题目内容
【题目】铁单质及化合物与我们的生产、生活紧密相关。
(1)Fe3+的基态核外价电子排布式为_____,应用原子结构比较 Fe 与同周期的 Mn 第三电离能(I3)的大小:I3(Mn)______I3(Fe)(填>、<、=)。理由是______。
(2)Fe、Fe2+、Fe3+可以与 CO、SCN-、CN-、H2NCONH2(尿素)等多种配体形成很多的配合物。
①配合物 Fe(CO)5 的熔点-20℃,沸点 103℃,可用于制备纯铁。Fe(CO)5 的结构如图所示。下列关于 Fe(CO)5 说法不正确的是____。
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A.Fe(CO)5 是分子晶体
B.Fe(CO)5 中 Fe 原子的配体与C22-互为等电子体
C.Fe(CO)5 中 σ 键与 π 键之比为 1:1
D.Fe(CO)5=Fe+5CO 反应中没有新化学键生成
②CN-的电子式为_____。
③H2NCONH2(尿素)中 N、C 原子的杂化方式分别为_____、______,组成尿素的 4 种元素的第一电离能由大到小的顺序为_____,1 mol H2NCONH2(尿素) 分子中含有 σ 键的数目为_____。
(3)NaCl 和MgO 都属于离子化合物,NaCl 的熔点为 801.3 ℃,MgO 的熔点高达 2800℃。造成两种晶体熔点差距的主要原因是_____。
(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。CsSiB3O7 属正交晶系(长方体形)。晶胞参数为 a pm、b pm、c pm。如图为沿 y 轴投影的晶胞中所有 Cs 原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs 原子的数目为_____。
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【答案】3d5 > Mn 原子失去 2 个电子后其价电子排布式为 3d5,处于半充满状态,更稳定 D
sp3 sp2 N>O>H>C 7NA 氧化镁晶体中所含离子的半径更小,电荷数更大,晶格能更大 4
【解析】
(1)Fe是26号元素,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,失去3个电子形成Fe3+,所以Fe3+的基态核外价电子排布式为:3d5;由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多,而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少,所以I3(Mn)>I3(Fe),
故答案为:3d5;>;Mn 原子失去 2 个电子后其价电子排布式为 3d5,处于半充满状态,更稳定;
(2)①A.配合物Fe(CO)5的熔沸点很低,属于分子晶体,故A正确;
B.Fe(CO)5中Fe原子的配体为CO,与C22-原子总数相等,价电子数也相同,所以与C22-互为等电子体,故B正确;
C.Fe与CO形成5个配位键即σ键,每个CO分子中含有1个σ键和2个π键,所以Fe(CO)5中σ键与π键之比为1:1,故C正确;
D.反应得到Fe单质,形成金属键,故D错误,
故选:D;
②CN-与N2互为等电子体,根据N2书写其电子式为
,故答案为:
;
③H2NCONH2(尿素)中N、C 原子的价层电子对个数分别是4、3,根据价层电子对互斥理论判断N、C原子的杂化方式分别为sp3、sp2,同一周期元素,其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素,这几种元素第一电离能大小顺序是N>O>C>H,每个H2NCONH2分子中含有7个σ键,所以1 mol H2NCONH2(尿素)分子中含有σ键的数目为7NA;
故答案为:sp3;sp2;N>O>C>H;7NA;
(3)MgO中离子都带2个单位电荷,NaCl中离子都带1个单位电荷,离子半径Cl->O2-,Mg2+<Na+,高价化合物的晶格能远大于低价离子化合物的晶格,晶格能MgO>NaCl,故熔点MgO>NaCl,故答案为:MgO晶体所含离子半径小,离子电荷数多,晶格能大;
(4)原子分数坐标为(0.5,0.2,0.5)的Cs原子位于晶胞体内,原子分数坐标为(0,0.3,0.5)及(1.0,0.3,0.5)的Cs原子分别位于晶胞的左侧面、右侧面上,原子分数坐标为(0.5,0.8,1.0)及(0.5,0.8,0)的Cs原子分别位于晶胞的上底面、下底面,原子分数坐标为(0,0.7,1.0)及(1.0,0.7,1.0)(0,0.7,0)及(1.0,0.7,0)的Cs原子位于晶胞平行于y轴的棱上,则晶胞中Cs原子数目为:1+4×
+4×
=4;故答案为4。
【题目】按图进行电解实验(A、B、C、D均为惰性电极),可供选择的电解质溶液列于下表中。要求满足的条件是:
①工作一段时间后甲中溶液的pH上升,乙中溶液的pH下降;
②B、C两极上放电的离子的物质的量相等。
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甲 乙
组别 | ① | ② | ③ | ④ |
甲烧杯 | NaOH溶液 | NaCl溶液 | H2SO4溶液 | AgNO3溶液 |
乙烧杯 | CuSO4溶液 | AgNO3溶液 | AgNO3溶液 | CuCl2溶液 |
(1)应选择的电解质溶液是________组。
(2)电极反应式:B极______________________;D极___________________________。
(3)当B极上析出3.55g电解产物时,C极将析出______(填物质名称)的质量为______g。
【题目】食用白醋的有效成分为醋酸(CH3COOH),可使用酸碱中和滴定法进行测定。现用标准NaOH溶液测定市售“上海白醋”的总酸量(g/100mL)。请填写实验报告中的空白处。
(实验目的)测定市售“上海白醋”的总酸量
(实验用品)蒸馏水,上海白醋,0.1000mol/LNaOH标准溶液,酚酞;100mL容量瓶,___________,玻璃棒,滴定管,锥形瓶,烧杯,铁架台及附件。
(实验步骤)
(1)配制并移取待测食醋溶液:
①用___________(填仪器名称)量取10.00mL食用白醋,注入烧杯中用水稀释后转移到100mL容量瓶中定容,摇匀即得。
②取待测白醋溶液20.00 mL于锥形瓶中,并滴加2滴酚酞作指示剂。
(2)盛装标准NaOH溶液:滴定管经过洗涤后,装入NaOH标准溶液,使液面位于________________________________,记录滴定管的初读数。若液面位置如图所示,则此时的读数为____________mL。
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(3)滴定:当_____________________________________________时即为滴定终点。滴定到达终点后记录NaOH溶液的终点读数。再重复滴定3次。
(数据记录与处理)
滴定次数 实验数据 | 1 | 2 | 3 | 4 |
待测食醋体积/mL | 20.00 | 20.00 | 20.00 | 20.00 |
滴定管初读数/mL | 0.00 | 0.20 | 0.10 | 0.15 |
滴定管末读数/mL | 15.95 | 16.20 | 15.15 | 16.20 |
(4)甲同学在处理数据时计算得:消耗NaOH溶液的平均体积(V)=
=15.76 mL,指出计算的不合理之处:____________________________________________,
(5)按正确数据处理计算,“上海白醋”的总酸量=___________g/100mL。
(思考与讨论)
(6)查看瓶示:总酸≥5g/100mL(以醋酸计),则此次测量的相对误差至少为________。
(7)下列操作中可能造成该测量误差的是____________(填序号)。
a. 未用标准NaOH溶液润洗滴定管 b. 锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出
c. 滴定前未赶走滴定管尖嘴中的气泡 d. 锥形瓶中加入待测白醋溶液后,再加少量水