题目内容

9．2015年8月12号接近午夜时分，天津滨海新区一处集装箱码头发生爆炸．发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品，爆炸火光震天，并产生巨大蘑菇云．根据掌握的信息分析，装箱区的危险化学品可能有钾、钠、氯酸钠、硝酸钾、烧碱，硫化碱、硅化钙、三氯乙烯、氯碘酸等．运抵区的危险化学品可能有环己胺、二甲基二硫、甲酸、硝酸铵、氰化钠、4，6-二硝基苯-邻仲丁基苯酚等．
回答下列问题：
（1）在组成NH4NO3、NaCN两种物质的元素中第一电离能最大的是N（填元素符号），解释原因同周期元素第一电离能自左而右呈增大趋势，同主族自上而下元素第一电离能逐渐减小，但N原子的2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于氧元素的
（2）二甲基二硫和甲酸中，在水中溶解度较大的是甲酸（填名称），原因是甲酸与水形成氢键；烧碱所属的晶体类型为离子晶体；硫化碱（Na2S）的S2-的基态电子排布式是1s2s22p63s23p6．
（3）硝酸铵中，NO3-的立体构型为平面三角形，中心原子的杂化轨道类型为sp2
（4）1mol化合物NaCN中CN-所含的π键数为2NA，与CN-互为等电子体的分子有CO、N2．（CN）2又称为拟卤素，实验室可以用氰化钠、二氧化锰和浓硫酸在加热条件下制得，写成该制备的化学方程式2NaCN+MnO2+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（CN）2+Na2SO4+MnSO4+2H2O．
（5）钠钾合金属于金属晶体，其某种合金的晶胞结构如图所示．合金的化学式为KNa3；晶胞中K 原子的配位数为6；已知金属原子半径r（Na）=186pm、r（K）=227pm，计算晶体的空间利用率$\frac{\frac{4}{3}π（18{6}^{3}×3+22{7}^{3}）}{（186×2+227×2）^{3}}$×100%（列出计算式，不需要计算出结果）．

分析 （1）同周期元素第一电离能自左而右呈增大趋势，同主族自上而下元素第一电离能逐渐减小，但N原子的2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的；
（2）与水分子形成氢键，增大物质的溶解度；烧碱由钠离子和氢氧根构成，属于离子晶体；S2-离子核外电子数为18，根据能量最低原理可书写其基态电子排布式；
（3）NO3-离子中氮原子的孤电子对数=$\frac{5+1-2×3}{2}$=0，价层电子对数=3+0=3；
（4）原子序数相等、价电子总数也相等的微粒互为电子，CN-与N2互为等电子体，CN-中含有C≡N三键，三键中含有1个σ键、2个π键数；根据制取氯气的反应可知，氰化钠、二氧化锰和浓硫酸在加热条件下制得（CN）2，还生成硫酸锰、硫酸钠与水；
（5）根据均摊法计算晶胞中Na、K原子数目，确定合金的化学式，根据晶胞图可知，每个K 原子周围有6个钠原子；根据晶胞的结构可知，晶胞的边长为钠原子和钾原子的直径之和，晶体的空间利用率为$\frac{晶胞中Na、K原子总体积}{晶胞体积}$×100%．

解答 解：（1）同周期元素第一电离能自左而右呈增大趋势，同主族自上而下元素第一电离能逐渐减小，但N原子的2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于氧元素的，故NH4NO3、NaCN两种物质的元素中第一电离能最大的是N，
故答案为：N；同周期元素第一电离能自左而右呈增大趋势，同主族自上而下元素第一电离能逐渐减小，但N原子的2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于氧元素的；
（2）甲酸与水形成氢键，而二甲基二硫不能，故二甲基二硫和甲酸中溶解度较大的是甲酸，烧碱由钠离子和氢氧根构成，所以烧碱是离子晶体，S2-离子核外有18个电子，其基态电子排布式为1s2s22p63s23p6，
故答案为：甲酸；甲酸与水形成氢键；离子晶体；1s2s22p63s23p6；
（3）NO3-离子中氮原子的孤电子对数=$\frac{5+1-2×3}{2}$=0，价层电子对数=3+0=3，所以NO3-立体构型为平面三角形，中心原子氮原子的杂化轨道类型sp2，
故答案为：平面三角形；sp2；
（4）原子序数相等、价电子总数也相等的微粒互为电子，CN-与N2互为等电子体，二者结构相似，CN-中含有C≡N三键，三键中含有1个σ键、2个π键数，所以1mol化合物NaCN中CN-所含的π键数为2NA，CN-中含有两个原子、10个价电子，与CN-互为等电子体的分子有CO、N2，
根据制取氯气的反应可知，氰化钠、二氧化锰和浓硫酸在加热条件下制得（CN）2，反应化学方程式为：2NaCN+MnO2+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（CN）2+Na2SO4+MnSO4+2H2O，
故答案为：2NA；CO、N2；2NaCN+MnO2+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（CN）2+Na2SO4+MnSO4+2H2O；
（5）晶胞中，钠原子数为12×$\frac{1}{4}$=3，钾原子数为8×$\frac{1}{8}$=1，所以合金的化学式为KNa3，
根据晶胞图可知，每个K 原子周围有6个钠原子，所以晶胞中K 原子的配位数为6，
晶胞中钠原子和钾原子体积之和为$\frac{4}{3}$π[（186pm）3×3+（227pm）3]，晶胞的边长为钠原子和钾原子的直径之和为2×（186pm+227pm），所以晶胞的体积为（2×186pm+2×227pm）3，晶体的空间利用率为
{$\frac{4}{3}$π[（186pm）3×3+（227pm）3]÷（2×186pm+2×227pm）3}×100%=$\frac{\frac{4}{3}π（18{6}^{3}×3+22{7}^{3}）}{（186×2+227×2）^{3}}$×100%，
故答案为：KNa3；6；$\frac{\frac{4}{3}π（18{6}^{3}×3+22{7}^{3}）}{（186×2+227×2）^{3}}$×100%．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及电离能、核外电子排布、杂化方式与空间构型、等电子体、晶胞计算等，难度中等，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意基础知识的理解掌握．

练习册系列答案
相关题目
9．下列单元操作中采用了热交换设计的有（　　）
A．电解食盐水制烧碱B．合成氨中的催化合成
C．硫酸生产中的催化氧化D．氨碱法中的氨盐水碳酸化
20．40℃，在氨水体系中不断通入CO2，各种离子的变化趋势如图所示．下列说法不正确的是（　　）
A．在pH=9.0时，c（NH4+）＞c（HCO3-）＞c（NH2COO-）＞c（CO32-）
B．不同pH的溶液中存在关系：c（NH4+）+c（H+）═2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（NH2COO-）+c（OH-）
C．在溶液pH不断降低的过程中，有含NH2COO-的中间产物生成
D．随着CO2的通入，$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$不断增大
17．常温下，向20mL0.1mol/L某酸HR溶液中滴加0.1mol/L氢氧化钠溶液，溶液的PH与氢氧化钠溶液体积V的关系如图所示．下列说法不正确的是（　　）
A．可选酚酞或甲基橙作指示剂
B．滴定前HR溶液中存在大量HR分子
C．V=20 mL时，溶液中水电离的：c（H+）×c（OH-）=1×10-14mol2/L2
D．c点时溶液中离子浓度大小关系有c（Na+）＞c（R-）＞c（OH-）＞c（H+）
4．高锰酸钾是一种重要的化学试剂，其溶液不很稳定，在酸性条件下会分解生成二氧化锰和氧气，在中性或弱碱性溶液中分解速度很慢，见光分解速度加快．
（1）高锰酸钾溶液应配成中性溶液并保存在棕色试剂瓶中（填保存的注意事项）；酸性条件下高锰酸钾溶液分解的离子方程式4MnO4-+4H+═4MnO2↓+3O2↑+2H2O．
（2）请配平高锰酸钾溶液与草酸钠Na2C2O4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：2MnO4-+
5C2O42-+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
（3）某学习小组为了探究高锰酸钾溶液和草酸钠溶液的反应过程，将高锰酸钾溶液逐滴地滴入一定体积的酸性草酸钠溶液中（温度相同，并不断振荡时），记录的现象如表：

滴入高锰酸钾溶液的次序（每滴溶液的体积相同）		高锰酸钾溶液紫色褪去的时间
先滴入第1滴1min
褪色后再滴入第2滴15s
褪色后再滴入第3滴3s
褪色后再滴入第4滴1s
请分析高锰酸钾溶液褪色时间变化的原因反应生成的Mn2+对反应有催化作用，且c（Mn2+）浓度大催化效果更好．
（4）该学习小组在获取了上述经验和结论以后，用稳定的物质草酸钠Na2C2O4（相对分子质量134.0）来标定高锰酸钾溶液的浓度．他们准确称取1.340g纯净的草酸钠配成250mL溶液，每次准确量取25.00mL溶液酸化后用KMnO4溶液滴定．
①高锰酸钾溶液应装在丙（填如图中的仪器编号）．
②为了防止高锰酸钾在酸性条件下分解而造成误差，滴定时应注意的是逐滴滴入高锰酸钾溶液，待前一滴高锰酸钾溶液颜色褪去后再滴加．
③若在实验过程中存在下列操作，其中会使所测KMnO4浓度偏低的是A．
A．未润洗盛放KMnO4的滴定管
B．滴定前尖嘴部分无气泡，滴定终点时出现气泡
C．定容时，俯视刻度线
D．锥形瓶用水洗之后未用待测液润洗
④当溶液呈微红色且半分钟内不褪色，消耗KMnO4溶液20.00mL（多次测定的平均值），则KMnO4溶液的浓度为0.02mol/L．（附原子相对质量K=39  Mn=55  O=16   Na=23  C=12）
14．海水是宝贵的自然资源，将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一．
（1）采用“空气吹出法”从浓海水吹出 Br2，并用纯碱吸收，这样做的目的是使Br2富集；碱吸收溴的主要反应是 Br2+Na2CO3+H2O→NaBr+NaBrO3+NaHCO3，吸收 0.15mol Br电子为0.25 mol．
（2）海水提镁的一段
工艺流程如图：

浓海水的主要成分如表：
离子Na+Mg2+Cl-SO${\;}_{4}^{2-}$
浓度/（g•L-1）63.728.8144.646.4
①该工艺过程中，脱硫阶段主要的离子方程式为Ca2++SO42-=CaSO4↓，加入石灰乳时所发生的离子方程式是Mg2++Ca（OH）2=Mg（OH）2↓+Ca2+
②产品乙的化学式为Mg（OH）2，1L 浓海水最多可得到产品乙的质量是69.9g
③在制备 MgCl2固体时，通入 HCl 气体的目的是抑制氯化镁水解．
1．已知某一温度下，0.1mol•L-1 NaHA的强电解质溶液中，c（H+）＜c（OH-），则下列关系一定不正确的是（　　）
A．c（Na+）=c（HA-）+2c（A2-）+c（OH-）
B．c（H2A）+c（HA-）+c（A2-）=0.1 mol•L-1
C．将上述溶液稀释至0.01mol/L，c（H+）•c（OH-） 不变
D．c （A2-）+c （OH-）=c （H+）+c （H2A）
3．金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应．在高中化学教材的几次改版中该实验曾出现过几种不同的演示方法，分别如图中甲、乙、丙所示：
（1）现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有Ca（HCO3）2溶液的水槽中，加入一小块金属钠．下列现象描述正确的是ABD（填字母）．
A．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失     B．钠熔化成一个光亮的小球
C．反应开始后，溶液由无色变红色      D．恢复到室温时，烧杯底部有固体物质析出
（2）请补充并完成甲实验中从试剂瓶中取出钠到向水槽中投入钠的有关操作：用镊子从试剂瓶中取出一小块钠→用滤纸吸干表面的煤油，在玻璃片上用小刀切成绿豆大小的钠粒，并将多余的钠放回试剂瓶中→用镊子夹取金属钠投入到盛有Ca（HCO3）2溶液的水槽中．
（3）按图乙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中．取相同质量的钠按下列几种情况收集产生的气体在相同条件下体积最大的是A．
A．用铝箔包住钠    B．用锡箔包住钠    C．直接将钠投入的水中
（4）用装满水的矿泉水瓶按图丙方法进行实验，（用手挤压矿泉水瓶共排出水的体积为112mL）塞紧带有钠的塞子，反应结束后，干瘪的带塞矿泉水瓶恰好恢复成原状，假设瓶内、瓶外均属于标准状况，则所用金属钠的质量是多少克？（写出计算过程）
4．从固体混合物A出发可以发生如图所示的一系列变化．

G为不溶于稀硝酸的白色固体；溶液H的焰色反应呈紫色（透过蓝色的钴玻璃观察）．回答下列问题：
（1）在实验室中收集气体C，可选择如图装置中的AC．

（2）操作②的名称是过滤．在操作②中所使用的玻璃仪器的名称是漏斗、玻璃棒、烧杯．在得到固体D时必须进行洗涤、干燥等操作，洗涤固体D的目的是除去附着在MnO2表面的K+、Cl-等离子．
（3）写出反应①的化学方程式、反应④的离子方程式：
反应①：2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O2↑，
反应④：MnO2+2Cl-+4H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O．
（4）在实验室中，要获得干燥纯净的黄绿色气体F，可以将它依次通过如图中的Ⅰ、Ⅱ装置，其中瓶Ⅰ中盛放的是饱和食盐水，瓶Ⅱ中盛放的是浓硫酸．
（5）实验中必须吸收多余的气体F，以免污染空气．下图是实验室用NaOH溶液吸收气体F的装置，为防止产生倒吸现象，合理的装置是BCD．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网