21.选做题 本题有A、B两题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”二个选修课程模块的内容,每题12分。请选择其中一题作答,若两题都作答,将按A题评分。
A.(12分)下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
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① |
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② |
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③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
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⑦ |
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⑧ |
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⑨ |
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⑩ |
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试填空。
(1)写出上表中元素⑨原子的外围电子排布式 。
(2)元素③与⑧形成的化合物中元素③的杂化方式为: 杂化,其形成的化合物的晶体类型是:______________ _ _。
(3)元素④、⑤的第一电离能大小顺序是: > (用元素符号表示);元素④与元素①形成的X分子的空间构型为: 。请写出与N3-互为等电子体的分子、离子的化学式 , (各写一种)。
(4)在测定①与⑥形成的化合物的相对分子质量时,实验测得的值一般高于理论值的主要原因是: 。
(5)某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如上表中元素⑦与元素②的氢氧化物有相似的性质,写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应后盐的化学式 。
(6)元素⑩在一定条件下形成的晶体的基本结构单元如下图1和图2所示,则在图1和图2的结构中与该元素一个原子等距离且最近的原子数之比为: 。
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B.(12分)浓硝酸广泛应用于有机合成、医药、有色金属冶炼和原子能工业。工业产量仅次于硫酸,在各类酸中居第二位。用铝罐车运输浓硝酸时,会在出入口处出现腐蚀现象。某化学实验小组对此进行了研究。经查阅资料获如下信息:
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HNO3的浓度 |
与铝发生的主要化学反应 |
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8 mol·L–1左右 |
Al + 6HNO3 = Al(NO3 )3 + 3NO2 ↑+ 3H2O |
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介于3~4mol·L–1 |
15Al + 56HNO3 = 15Al (NO3 )3 + NH4NO3 +NO2
↑+ 2NO ↑+ 3N2 ↑+ 26H2O |
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介于1~3mol·L–1 |
8Al + 30HNO3 = 8Al ( NO3 )3 + N H4NO3
+NO2 ↑+ NO ↑+ N2 ↑+ H2 ↑+ 12H2O |
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小于1mol·L–1 |
14Al + 46HNO3 = 14Al( NO3 )3 + 2N2 ↑ +11H2
↑+ 12H2O |
实验步骤如下(装置见下图):
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①取1 支与大试管等长的无底小试管套入大试管内,将
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②取一块铝箔系在细线的一端后,浸入NaOH溶液中,见表面产生气泡时,取出铝箔用水冲洗掉碱液。然后将铝箔再浸入HgCl2 溶液中,见表面呈现灰黑色(约1 min) 时,取出并将其放入上述准备好的小试管中,立即塞上橡皮塞,如图Ⅰ所示。
③迅速提起小试管,使其下端略低于大试管口,用试管夹将其夹住搁在大试管口上,如图Ⅱ所示。试填空。
(1)广口瓶的作用是:______;配制0.07 mol·L–1 HNO3所需带刻度的仪器有______。
(2)写出实验步骤②中发生的主要反应的化学方程式 ;
并解释其作用是:________ ____。
(3)为了验证实验所产生的主要气体为H2,在图Ⅲ的装置上进行操作,具体方法为:
_________ 。
(4)事实表明,在用铝罐车运输浓硝酸或浓硫酸时,发现一定时间后,在酸的出入口处皆会出现腐蚀现象,综合所学知识分别给予解释。