题目内容

6．第四周期的18种元素具有重要的用途，在现代工业中备受青睐．

（1）铬是一种硬而脆，抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造特种钢．基态Cr原子中，电子占据最高能层的符号为N，该能层上具有的原子轨道数为16，电子数为1，
（2）第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，30Zn与31Ga的第一电离能是否符合这一规律？否（填“是”或“否”），原因是30Zn的4s能级有2个电子，处于全满状态，较稳定（如果前一问填“是”，此空可以不答）
（3）镓与第VA族元素可形成多种新型人工半导体材料，砷化镓（GaAs）就是其中一种，其晶体结构如图1所示（白色球代表As原子）．在GaAs晶体中，每个Ga原子与4个As原子相连，与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为正四面体；
（4）与As同主族的短周期元素是N、P．AsH3中心原子杂化的类型为sp3；一定压强下将AsH3、NH3和PH3的混合气体降温时首先液化的是NH3，理由是NH3分子之间有氢键，沸点较高．
（5）铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁是其中一种，某氮化铁的晶胞结构如图2所示，则氮化铁的化学式为Fe4N；设晶胞边长为acm，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为$\frac{238}{{a}^{3}{N}_{A}}$g．cm-3（用含a和NA的式子表示）

分析 （1）基态Cr原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1；
（2）30Zn的4s能级有2个电子，处于全满状态，较稳定；
（3）由图可知，Ga原子与掌握的4个As原子相邻，4个As原子形成正四面体结构；
（4）AsH3中心原子As的形成3个键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4；
沸点越高，气体越容易液化，NH3分子之间有氢键，AsH3、PH3分子间不能形成氢键，NH3沸点最高；
（5）晶胞中N原子处于晶胞体心，Fe原子位于晶胞顶点与面心，根据均摊法计算晶胞中N、Fe原子数目，进而确定化学式，表示出晶胞的质量，再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶体密度．

解答 解：（1）基态Cr原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，电子占据最高能层的符号为N，该能层上s、p、d、f4个能级，分别含有轨道数目为1、3、5、7，共含有原子轨道数为16，该能层电子数为 1，
故答案为：N；16；1；
（2）30Zn的4s能级有2个电子，处于全满状态，较稳定，30Zn的第一电离能高于31Ga的，
故答案为：否；30Zn的4s能级有2个电子，处于全满状态，较稳定；
（3）由图可知，Ga原子与掌握的4个As原子相邻，4个As原子形成正四面体结构，
故答案为：4；正四面体；
（4）AsH3中心原子As的形成3个键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，为sp3杂化，
NH3分子之间有氢键，AsH3、PH3分子间不能形成氢键，NH3沸点最高，沸点越高，气体越容易液化，
故答案为：sp3；NH3；NH3分子之间有氢键，沸点较高；
（5）晶胞中N原子处于晶胞体心，晶胞中N原子数目为1，Fe原子位于晶胞顶点与面心，晶胞中Fe原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故化学式为Fe4N，
晶胞的质量为$\frac{56×4+14}{{N}_{A}}$g，晶胞边长为acm，该晶体的密度为$\frac{56×4+14}{{N}_{A}}$g÷（a cm）3=$\frac{238}{{a}^{3}{N}_{A}}$g．cm-3，
故答案为：Fe4N；$\frac{238}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电离能、晶胞结构与计算、杂化方式、氢键等，注意氢键对物质的量性质的影响，理解第一电离能异常原因．

练习册系列答案
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6．对乙烯基苯甲酸在医药中间体合成中有着广泛的用途，可用化合物M反应合成：

下列关于化合物M和对乙烯基苯甲酸的说法正确的是（　　）
A．对乙烯基苯甲酸的分子式为C9H10O2
B．对乙烯基苯甲酸的同分异构体共有三种
C．对乙烯基苯甲酸既属于羧酸，又属于烯烃
D．二者均可发生取代反应和加成反应
7．下列叙述正确的有（　　）
A．第四周期元素中，锰原子价电子层中未成对电子数最多
B．第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小
C．卤素氢化物中，HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小
D．价层电子对相斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数
14．金属钛（Ti）性能优越，被称为“亲生物金属”．工业上以钛铁矿（主要成分FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料冶炼金属钛，其生产的工艺流程图如下：
已知：①2H2SO4（浓）+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4 +2H2O
②TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中．
（1）步骤①中发生反应的离子方程式：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，SiO2+2OH-=SiO32-+H2O．
（2）25℃时，难溶电解质形成沉淀与pH关系如下表
PHFe（OH）3Fe（OH）2Mg（OH）2TiO（OH）2
开始沉淀1.14.571
完全沉淀2.86.49.22.7
TiO（OH）2溶度积Ksp=1×10-29
a．步骤①加入铁屑原因是将Fe3+转化为Fe2+，防止Fe3+与TiO2+同时生成沉淀．
b．向溶液Ⅱ中加入Na2CO3粉末的作用是调节PH，生成TiO（OH）2溶液．溶液Ⅱ中大量含有的阳离子有TiO2+、Fe2+、H+．
（3）TiCl4→Ti反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti．
①写出由TiO2制取TiCl4的化学方程式TiO2+2Cl2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl4+2CO．
②依据下表信息，需加热的温度略高于1412℃即可．
TiCl4MgMgCl2Ti
熔点/-25.0648.87141667
沸点/136.4109014123287
（4）为了测定绿矾（FeSO4•7H2O）的含量，称取2.850g绿矾样品配置成250mL溶液，取25.00mL用0.01mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定（5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O）．消耗KMnO4溶液的体积为20.00mL计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为97.5%．
1．CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图所示），但CaC2晶体中含有的中哑铃形C22-的存在，使晶胞沿一个方向拉长．1个Ca2+周围距离最近且等距离的C22-数目为4．
11．二氧化氯（ClO2）是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，被称为“第4代消毒剂”．工业上可采用氯酸钠（NaClO3）或亚氯酸钠（NaClO2）为原料制备ClO2．
（1）亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂，但在强酸性溶液中会发生歧化反应，产生ClO2气体，离子方程式为5ClO2-+4H+=4ClO2↑+Cl-+2H2O；向亚氯酸钠溶液中加入盐酸，反应剧烈．若将盐酸改为相同pH的硫酸，开始时反应缓慢，稍后一段时间产生气体速率迅速加快．产生气体速率迅速加快的原因是反应生成的Cl-对反应起催化作用．
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（3）电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一．如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验．
①电源负极为A极（填A或B）
②写出阴极室发生反应的电极反应式和离子方程式ClO2+e-=ClO2-；ClO3-+ClO2-+2H+=2ClO2↑+H2O
③控制电解液H+不低于5mol/L，可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2-歧化反应．若两极共收集到气体22.4L（体积已折算为标准状况，忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分），此时阳极室与阴极室c（H+）之差为0.8mol/L．
18．某油脂X可由甘油（丙三醇：C3H8O3）和油酸（C18H34O2）脱水形成．已知1mol甘油和3mol油酸反应得到1molX，X的分子式是（　　）
A．C57H104O6B．C57H108O6C．C57H106O6D．C57H102O6
15．青蒿素是一种有效的抗疟药．常温下，青蒿素为无色针状晶体，难溶于水，易溶于有机溶剂，熔点为156～157℃．提取青蒿素的方法之一是乙醚浸取法，提取流程如图1：

请回答下列问题：
（1）对青蒿进行破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率．
（2）操作Ⅰ用到的玻璃仪器是漏斗、玻璃棒、烧杯，操作Ⅱ的名称是蒸馏．
（3）用如图2的实验装置测定青蒿素的化学式，将28.2g青蒿素放在燃烧管C中充分燃烧：
①仪器各接口的连接顺序从左到右依次为afgdebchi（每个装置限用一次）．
②装置C中CuO的作用是使青蒿素充分氧化生成CO2和H2O．
③装置D中的试剂为浓硫酸．
④已知青蒿素是烃的含氧衍生物，用合理连接后的装置进行实验，测量数据如表：
装置质量实验前/g实验后/g
B22.642.4
E（不含干燥管）80.2146.2
则青蒿素的最简式为C15H22O5．
（4）某学生对青蒿素的性质进行探究．将青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中，青蒿素的溶解量较小，加热并搅拌，青蒿素的溶解量增大，且溶液红色变浅，与青蒿素化学性质相似的物质是C（填字母代号）．
    A．乙醇        B．乙酸        C．乙酸乙酯        D．葡萄糖．
1．某化学学习小组的同学对放置已久的过氧化钠的成分进行探究，请回答下列问题：
（1）反应2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑的还原剂是Na2O2（写化学式）；反应2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2的氧化剂是Na2O2（写化学式），每生成1mol O2转移2mol电子．
（2）进行探究：
①提出假设．
假设1：全部是Na2O2
假设2：全部是Na2CO3
假设3：是Na2O2与Na2CO3的混合物．
②设计方案，进行实验．请写出实验步骤以及预期的现象和结论（可不填满）．限选实验试剂和仪器：蒸馏水、1mol•L-1 H2SO4溶液、澄清石灰水、淀粉-KI溶液、酚酞溶液、火柴、试管、小烧杯、胶头滴管．
实验步骤预期现象和结论
步骤1：取少量固体样品于试管中，滴加足量1mol•L-1 H2SO4溶液，然后将内壁附有澄清石灰水的烧杯罩于试管口若澄清石灰水未见浑浊，则假设1成立；若澄清石灰水变浑浊，则假设2或假设3成立
或假设1不成立．
步骤2：
步骤3：

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