题目内容
【题目】实验小组研究二价铁的氧化反应，设计如下实验。
实验序号 | 试剂及操作 | 现象 |
Ⅰ |
| 现象a：生成白色沉淀，最终转变为红褐色 现象b：…… |
Ⅱ |
| 现象c：溶液略呈黄色 现象d：溶液呈红色 |
（1）实验所用的Fe(NO3)2溶液由Fe(NO3)3溶液和足量铁粉反应制得，离子方程式是___________________________________。
（2）实验I中白色沉淀转变为红褐色的化学方程式是______。
（3）现象b是______。
（4）实验小组对实验II中何种物质氧化Fe2+进行研究，提出两种假设：
i．酸性条件下，O2氧化了Fe2+
ii．酸性条件下， _______
①将假设ii补充完整。
②设计实验，证实了假设i 不是实验II中氧化Fe2+的主要原因。将实验方案和现象补充完整。
步骤1：向1.0 mL ______溶液中滴加1.5 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液；
步骤2：向上述所得溶液中滴加KSCN溶液，观察到______。
③向步骤2所得溶液中滴加NaOH溶液至pH约为5，检测到有Fe3+产生。
（5）综合上述实验，说明二价铁的氧化反应与______因素有关。
【答案】2Fe3+ + Fe =3Fe2+ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 红褐色沉淀溶解，溶液呈黄色 NO3－氧化了Fe2+ 0.1 mol·L-1 FeSO4 溶液无明显变化 溶液酸碱性强弱、氧化剂种类及二价铁的存在形式（其他合理答案给分）
【解析】
（1）Fe3+与Fe发生氧化还原反应生成Fe2+；
（2）实验I中Fe(NO3)2与氢氧化钠反应生成Fe(OH)2白色沉淀，被空气中的氧气氧化后迅速从白色变为灰绿色，最终变为红褐色；
（3）Fe(NO3)2与氢氧化钠反应生成Fe(OH)2白色沉淀，被氧化变为红褐色沉淀Fe(OH)3，加入硫酸溶液后发生酸碱中和反应；
（4）①H+与NO3-结合生成硝酸，硝酸具有氧化性，可将Fe2+氧化；
②根据控制变量法进行设计；
（5）根据实验的过程和实验现象判断。
（1）Fe3+与Fe发生氧化还原反应生成Fe2+，离子方程式为：2Fe3+ + Fe =3Fe2+；
（2）实验I中Fe(NO3)2与氢氧化钠反应生成Fe(OH)2白色沉淀，被空气中的氧气氧化后迅速从白色变为灰绿色，最终变为红褐色，反应方程式为：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3；
（3）Fe(NO3)2与氢氧化钠反应生成Fe(OH)2白色沉淀，被氧化变为红褐色沉淀Fe(OH)3，加入硫酸溶液后发生酸碱中和反应，红褐色沉淀溶解，溶液变为黄色；
（4）①在酸性条件下，NO3-具有氧化性，可将Fe2+氧化，因此假设ii为酸性条件下，NO3－氧化了Fe2+；
②根据控制变量法可知，要证明氧化剂为氧气，需要排除硝酸根离子的干扰，因此，可以改向1.0 mL0.1 mol·L-1 FeSO4溶液中滴加1.5 mL 1.0 mol·L-1H2SO4溶液；
（5）根据实验的过程和实验现象可知，二价铁的氧化反应与溶液的酸碱性、氧化剂种类及二价铁的存在形式等因素有关。
【题目】据报道复旦大学修发贤教授课题组成功制备出砷化铌纳米带，并观测到其表面态具有百倍于金属铜薄膜和千倍于石墨烯的导电性。相关研究论文已在线发表于权威科学期刊《自然》。回答下列问题：
（1）铌元素(Nb)为一种金属元素，其基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d55s1。下列是Nb的不同微粒的核外电子排布式，其中失去最外层1个电子所需能量最小的是___（填标号）。
a.[Kr]4d35s15p1b.[Kr]4d45s1c.Kr]4d2d.Kr]4d3
（2）砷为第VA族元素，砷可以与某些有机基团形成有机化合物，如(ClCH=CH)2AsCl，其中As原子与2个C原子、1个Cl原子形成的VSEPR模型为____。
（3）英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖；而石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
已知“石墨烯”的平面结构如图所示，一定条件下石墨烯与H2发生加成反应生成石墨烷，石墨烷中碳原子杂化类型是___，石墨烯导电的原因是____。
（4）石墨烯也可采用化学方法进行制备如采用六氯苯、六溴苯作为原料可制备石墨烯。下表给出了六氯苯、六溴苯、苯六酸俗名为蜜石酸的熔点和水溶性：
物质 | 六氯苯
| 六溴苯
| 苯六酸
|
熔点/℃ | 231 | 325 | 287 |
水溶性 | 不溶 | 不溶 | 易溶 |
六溴苯的熔点比六氯苯高的原因是____，苯六酸与六溴苯、六氯苯的水溶性存在明显的差异本质原因是___。
（5）出于以更高效率利用太阳光等目的研制出金红石型铌氧氮化物(NbON)，比以往的光学半导体更能够吸收长波长侧的光，作为光学半导体的新材料。该化合物的晶胞有如图所示的两种构型，若晶胞的边长为apm，该晶体的密度为__g·cm-3。（NA是阿伏加德罗常数的值，相关原子量：Nb—93）
【题目】为探究Na与C02反应产物，某化学兴趣小组按如图装置进行实验。
己知：CO+2Ag（NH3）2OH=2Ag↓+ （NH4）2CO3+2NH3
回答下列问题：
(1)写出A中反应的离子方程式_____________________________________；
(2)仪器X的名称是____________________，B中的溶液为_____________________；
(3)先称量硬质玻璃管的质量为mlg，将样品装入硬质玻璃管中，称得样品和硬质玻璃管的总质量是m2g.再进行下列实验操作，其正确顺序是____________（填标号）；
a.点燃酒精灯，加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K1和K2
d.打开K1和K2，通入C02至E中出现浑浊 e.称量硬质玻璃管 f.冷却到室温
重复上述操作步骤，直至硬质玻璃管恒重，称得质量为m3g。
(4)加热硬质玻璃管一段时间，观察到以下现象：
①钠块表面变黑，熔融成金属小球；
②继续加热，钠迅速燃烧，产生黄色火焰。反应完全后，管中有大量黑色物质；
③F中试管内壁有银白物质产生。
产生上述②现象的原因是______________________________________；
(5)探究固体产物中元素Na的存在形式
假设一：只有Na2CO3；
假设二：只有Na2O；
假设三：Na2O和Na2CO3均有
完成下列实验设计，验证上述假设:
步骤 | 操作 | 结论 |
1 | 将硬质玻璃管中的固体产物溶于水后过滤； | 假设一成立 |
2 | 往步骤1所得滤液中_________________________________； 现象：____________________________________。 |
m1 | m2 | m3 |
66.7g | 69.0g | 72.lg |
(6)根据上述实验现象及下表实验数据，写出Na与CO2反应的总化学方程式____________________________________________。
