下列两题分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容,请你选择其中一题作答,如果两题全做,则按A题评分。
21A。四种常见元素的性质或结构信息如下表,试根据信息回答有关问题。
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元素 |
A |
B |
C |
D |
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性质 结构 信息 |
原子核外有两个电子层,最外层有3个未成对的电子 |
原子的M层有1对成对的p电子 |
原子核外电子排布为[Ar]3d104sx, 有+1、+2两种常见化合价 |
有两种常见氧化物,其中有一种是冶金工业常用的还原剂 |
(1)写出B原子的电子排布式 。
(2)A元素的氢化物的沸点比同主族相邻元素氢化物沸点 (填“高”或“低”),
其原因是 。
(3)D元素最高价氧化物的熔点比同主族相邻元素最高价氧化物的熔点 (填“高”或“低”),其原因是 。
(4)往C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的氢化物水溶液,得到深蓝色透明配合物W的溶液。请写出该反应的离子方程式 。画出该配合物内界的结构简式(必须将配位键表示出来) ________________________ 。
(5)下列分子结构图中的“
”表示上述相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分,“ ”表示氢原子,小黑点“ ”表示没有形成共价键的最外层电子,短线表示共价键。
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则在以上分子中,中心原子采用sp3杂化形成化学键的是 (填写序号);在②的分子中有 个σ键和 个π键。
(6)A、D、氢三种元素形成的一种化合物被不法奶农添加到牛奶中来“提高”蛋白质的
含量,造成全国许多婴幼儿因食用这种奶粉而患肾结石。该物质
中A原子的杂化形式是
;
21.(B)[实验化学]
阿斯匹林(乙酰水杨酸)是由水杨酸和乙酸酐合成的:
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在生成乙酰水杨酸的同时,水杨酸分子之间也能发生聚合反应,生成少量聚合物(副产物)。合成乙酰水杨酸的实验步骤如下:
①向150 mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸,振荡,待其溶解后,控制温度在85℃-90℃条件下反应5-10 min,然后冷却,即有乙酰水杨酸晶体析出。
②减压过滤,用滤液淋洗锥形瓶,直至所有晶体收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次,继续抽滤,尽量将溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上,在空气中风干。
③将粗产品置于100 mL烧杯中,搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液,加完后继续搅拌2-3 min,直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤,用5-10 mL蒸馏水洗涤沉淀。合并滤液于烧杯中,不断搅拌,慢慢加入15 mL 4mol / L盐酸,将烧杯置于冰水中冷却,即有晶体析出。抽滤,用冷水洗涤晶体1-2次,再抽干水分,即得产品。
请回答下列问题:
(1)第①步中,要控制温度在85℃-90℃,应采用的加热方法是 ,用这种方法加热需要的玻璃仪器有 。
(2)在第②步中,用冷水洗涤晶体,其目的是 、 。
(3)在第③步中,加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是 ,加入盐酸的作用是 。
(4)如何检验产品中是否混有水杨酸? 。
16.(10分)某化学课外活动小组为探究铜与硝酸反应还原产物主要生成NO时硝酸的浓度,设计实验装置如下图所示:(连接好仪器并检查气密性后,分别装入相对应的试剂)
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(1)实验开始前先打开活塞K持续通入N2一段时间后,关闭K。将铜丝(足量)下移伸入浓硝酸中,有大量的红棕色气体生成,随时间的进行,气体颜色变浅,当A中充满无色气体时,此时装置A中的离子反应方程式为_______________________,接下来的实验操作是________________。
(2)本实验中装置A的优点是_____________________________。
(3)将B中溶液稀释至200mL,用0.20mol/L的NaOH溶液进行滴定。实验数据如下(硝酸的挥发、分解及体积的变化忽略不计)。
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实验编号 |
待测液体积(mL) |
NaOH溶液体积(mL) |
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1 |
20.00 |
15.98 |
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2 |
20.00 |
14.99 |
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3 |
20.00 |
15.01 |
则硝酸与铜反应主要生成NO时硝酸的浓度不大于 __________ mol/L,如果在滴定操作时,先仰视后俯视滴定管读数,所测得主要生成NO时硝酸的浓度 (偏大、偏小、不变)。
15.(11分)金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料,被誉为“未来金属”。以钛铁矿(主要成分FeTiO3,钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下:
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回答下列问题:
(1) 钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO4,反应中无气体生成。副产品甲阳离子是 。
(2) 上述生产流程中加入Fe屑的目的是 。
(3)此时溶液Ⅰ中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等阳离子。常温下,其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。
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氢氧化物 |
Fe(OH)2 |
TiO(OH)2 |
Mg(OH)2 |
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Ksp |
8.0×10-16 |
1.0×10-29 |
1.8×10-11 |
①常温下,若所得溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.0018mol/L,当溶液的pH等于______ 时,Mg(OH)2开始沉淀。
②若将含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀释,立即析出大量白色沉淀,写出该反应的离子方程式:
。
(4)Mg还原TiCl4过程中必须在1070K的温度下进行,你认为还应该控制的反应条件是 。
(5)在800℃-1000℃时电解TiO2也可制得海绵钛,装置如右图所示。图中b是电源的 极,阴极的电极反应式 。