題目列表(包括答案和解析)
下列兩題分別對(duì)應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”兩個(gè)選修課程模塊的內(nèi)容,請(qǐng)你選擇其中一題作答,如果兩題全做,則按A題評(píng)分。
A.(12分)【物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
1915年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他們用X射線對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的分析所作的貢獻(xiàn)。
⑴科學(xué)家通過X射線探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶體結(jié)構(gòu)相似,其中三種晶體晶格能數(shù)據(jù)如下表:
| 晶體 | NaCl | KCl | CaO |
| 晶格能/(kJ·mol-1) | 786 | 715 | 3 401 |
4種晶體NaCl、KCl、MgO、CaO熔點(diǎn)由高到低的順序是 ▲ 。
⑵科學(xué)家通過X射線推測膽礬中既含有配位鍵,又含有氫鍵,其結(jié)構(gòu)示意圖可簡單表示如下,其中配位鍵和氫鍵均采用虛線表示。
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①寫出基態(tài)Cu原子的核外電子排布式 ▲ ;金屬銅采用下列 ▲ (填字母代號(hào))堆積方式。
A B C D
②寫出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡式(必須將配位鍵表示出來) ▲ 。
③水分子間存在氫鍵,請(qǐng)你列舉兩點(diǎn)事實(shí)說明氫鍵對(duì)水的性質(zhì)的影響 ▲ 。
④SO42-的空間構(gòu)型是 ▲ 。
B.(12分)【實(shí)驗(yàn)化學(xué)】
硫酸亞鐵銨的化學(xué)式為(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,又名莫爾鹽,是分析化學(xué)中常見的還原劑。某化學(xué)研究小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)來制備莫爾鹽并測定硫酸亞鐵銨的純度。
步驟一:鐵屑的處理與稱量。在盛有適量鐵屑的錐形瓶中加入Na2CO3溶液,加熱,過濾、洗滌、干燥、稱量,質(zhì)量記為m1。
步驟二:FeSO4的制備。將上述鐵屑加入到一定量的稀H2SO4中,充分反應(yīng)后過濾并用少量熱水洗滌錐形瓶和濾紙。濾液及洗滌液完全轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中。濾渣干燥后稱重,質(zhì)量記為m2。
步驟三:硫酸亞鐵銨的制備。準(zhǔn)確稱取所需質(zhì)量的(NH4)2SO4加入“步驟二”中的蒸發(fā)皿中,緩緩加熱一段時(shí)間后停止,冷卻,待硫酸亞鐵銨結(jié)晶后過濾。晶體用無水乙醇洗滌并自然干燥,稱量所得晶體質(zhì)量。
步驟四:用比色法測定硫酸亞鐵銨的純度。
回答下列問題:
⑴步驟三中稱取的(NH4)2SO4質(zhì)量為 ▲ 。
⑵①鐵屑用Na2CO3溶液處理的目的是 ▲ 。制備FeSO4溶液時(shí),用右圖裝置趁熱過濾,原因是 ▲ 。
②將(NH4)2SO4與FeSO4混合后加熱、濃縮,停止加熱的時(shí)機(jī)是 ▲ 。
③比色法測定硫酸亞鐵銨純度的實(shí)驗(yàn)步驟為:Fe3+標(biāo)準(zhǔn)色階的配制、待測硫酸亞鐵銨溶液的配制、比色測定。標(biāo)準(zhǔn)色階和待測液配制時(shí)除均需加入少量稀HCl溶液外,還應(yīng)注意的問題是 ▲ 。
④該實(shí)驗(yàn)最終通過 ▲ 確定硫酸亞鐵銨產(chǎn)品等級(jí)。
硫酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料。制備硫酸銅是無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)。由于銅不能與稀硫酸直接反應(yīng),實(shí)驗(yàn)中將濃硝酸分次加入到銅粉與稀硫酸中,加熱使之反應(yīng)完全,通過蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸銅晶體(裝置如圖1、2所示)。
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(1)圖1中,A儀器的名稱為 ,燒瓶中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為 。
(2)圖2是圖1的改進(jìn)裝置,改進(jìn)的目的是 。
(3)為符合綠色化學(xué)的要求,某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下設(shè)計(jì):
第一組:空氣為氧化劑法
方案1:以空氣為氧化劑。將銅粉在儀器B中反復(fù)灼燒,使銅與空氣充分反應(yīng)生成氧化銅,再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)。
方案2:將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中,發(fā)現(xiàn)在常溫下幾乎不反應(yīng)。向反應(yīng)液中加FeSO4或Fe2(SO4)3,反應(yīng)完全后,向其中加物質(zhì)甲調(diào)節(jié)pH到3~4,產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶,濾渣作催化劑循環(huán)使用。
(已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀時(shí)的pH分別為3.7、6.4。)
請(qǐng)回答下列問題:
①方案1中的B儀器名稱是 。
②方案2中甲物質(zhì)是 (填字母序號(hào))。
a、CaO b、CuCO3 c、CaCO3
第二組:過氧化氫為氧化劑法
將3.2g銅絲放到45 mL 1.5mol/L的稀硫酸中,控溫在50℃。加入18mL 10%的H2O2,反應(yīng)0.5h后,升溫到60℃,持續(xù)反應(yīng)1 h后,過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、減壓抽濾等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4?5H2O 10.6g。
請(qǐng)回答下列問題:
③該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為 。
④控制溫度在50℃和60℃加熱的原因?yàn)?u> ,晶體采用酒精淋洗的優(yōu)點(diǎn)是
⑤上述兩種氧化法中,更符合綠色化學(xué)理念的是 (填“第一組”或“第二組”),理由是
硫酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料。制備硫酸銅是無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)。由于銅不能與稀硫酸直接反應(yīng),實(shí)驗(yàn)中將濃硝酸分次加入到銅粉與稀硫酸中,加熱使之反應(yīng)完全,通過蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸銅晶體(裝置如圖1、2所示)。
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(1)圖1中,A儀器的名稱為 ,燒瓶中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為 。
(2)圖2是圖1的改進(jìn)裝置,改進(jìn)的目的是 。
(3)為符合綠色化學(xué)的要求,某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下設(shè)計(jì):
第一組:空氣為氧化劑法
方案1:以空氣為氧化劑。將銅粉在儀器B中反復(fù)灼燒,使銅與空氣充分反應(yīng)生成氧化銅,再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)。
方案2:將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中,發(fā)現(xiàn)在常溫下幾乎不反應(yīng)。向反應(yīng)液中加FeSO4或Fe2(SO4)3,反應(yīng)完全后,向其中加物質(zhì)甲調(diào)節(jié)pH到3~4,產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶,濾渣作催化劑循環(huán)使用。(已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀時(shí)的pH分別為3.7、6.4。)
請(qǐng)回答下列問題:
①方案1中的B儀器名稱是 。
②方案2中甲物質(zhì)是 (填字母序號(hào))。a、CaO b、CuCO3 c、CaCO3
第二組:過氧化氫為氧化劑法
將3.2g銅絲放到45 mL 1.5mol/L的稀硫酸中,控溫在50℃。加入18mL 10%的H2O2,反應(yīng)0.5h后,升溫到60℃,持續(xù)反應(yīng)1 h后,過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、減壓抽濾等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 10.6g。請(qǐng)回答下列問題:
③該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為 。
④控制溫度在50℃和60℃加熱的原因?yàn)?u> ,晶體采用酒精淋洗的優(yōu)點(diǎn)是 。
⑤上述兩種氧化法中,更符合綠色化學(xué)理念的是 (填“第一組”或“第二組”),理由是 。
Ⅰ.下列有關(guān)操作正確的是 _。
①FeBr3作催化劑,苯和溴水發(fā)生反應(yīng)可生成無色、比水重的液體溴苯
②將銅絲彎成螺旋狀,在酒精燈上加熱變黑后,立即伸入盛有無水乙醇的試管中,實(shí)現(xiàn)乙醇被氧化為乙醛的實(shí)驗(yàn)
③用Cu和Ag作為兩極,H2SO4溶液作為電解質(zhì)溶液,可以構(gòu)成原電池
④為了防止自來水管生銹,一般在表面鍍上一層Zn
⑤使用AgNO3溶液驗(yàn)證三氯甲烷中是否含有氯元素,現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀
A.②④ B.①② C.③⑤ D.④⑥
Ⅱ. 乙酸乙酯是重要的有機(jī)合成中間體,廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)。實(shí)驗(yàn)室利用右圖的裝置制備乙酸乙酯。![]()
(1)與教材采用的實(shí)驗(yàn)裝置不同,此裝置中采用了球形干燥管,其作用
是: 。
(2)已知下表數(shù)據(jù):
| 物質(zhì) | 熔點(diǎn)/℃ | 沸點(diǎn)/℃ | 密度/(g/cm3) |
| 乙醇 | -144 | 78 | 0.789 |
| 乙酸 | 16.6 | 117.9 | 1.05 |
| 乙酸乙酯 | -83.6 | 77.5 | 0.90 |
| 濃硫酸 | —— | 338 | 1.84 |
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