题目列表(包括答案和解析)
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。
A.(12分)【物质结构与性质】
1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。
⑴科学家通过X射线探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体晶格能数据如下表:
| 晶体 | NaCl | KCl | CaO |
| 晶格能/(kJ·mol-1) | 786 | 715 | 3 401 |
4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是 ▲ 。
⑵科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键,又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示。
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①写出基态Cu原子的核外电子排布式 ▲ ;金属铜采用下列 ▲ (填字母代号)堆积方式。
A B C D
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来) ▲ 。
③水分子间存在氢键,请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响 ▲ 。
④SO42-的空间构型是 ▲ 。
B.(12分)【实验化学】
硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,又名莫尔盐,是分析化学中常见的还原剂。某化学研究小组设计如下实验来制备莫尔盐并测定硫酸亚铁铵的纯度。
步骤一:铁屑的处理与称量。在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入Na2CO3溶液,加热,过滤、洗涤、干燥、称量,质量记为m1。
步骤二:FeSO4的制备。将上述铁屑加入到一定量的稀H2SO4中,充分反应后过滤并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。滤液及洗涤液完全转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重,质量记为m2。
步骤三:硫酸亚铁铵的制备。准确称取所需质量的(NH4)2SO4加入“步骤二”中的蒸发皿中,缓缓加热一段时间后停止,冷却,待硫酸亚铁铵结晶后过滤。晶体用无水乙醇洗涤并自然干燥,称量所得晶体质量。
步骤四:用比色法测定硫酸亚铁铵的纯度。
回答下列问题:
⑴步骤三中称取的(NH4)2SO4质量为 ▲ 。
⑵①铁屑用Na2CO3溶液处理的目的是 ▲ 。制备FeSO4溶液时,用右图装置趁热过滤,原因是 ▲ 。
②将(NH4)2SO4与FeSO4混合后加热、浓缩,停止加热的时机是 ▲ 。
③比色法测定硫酸亚铁铵纯度的实验步骤为:Fe3+标准色阶的配制、待测硫酸亚铁铵溶液的配制、比色测定。标准色阶和待测液配制时除均需加入少量稀HCl溶液外,还应注意的问题是 ▲ 。
④该实验最终通过 ▲ 确定硫酸亚铁铵产品等级。
(1)用坩埚钳夹住一块擦去氧化膜的铝片,放在酒清灯火焰上灼烧,铝片表面接触火焰的部分变暗,片刻后变软;轻轻摇动,会左右摇晃,却不像蜡烛那样滴落。这是因为铝表面氧化膜的__________内层的铝并将其裹住,所以不易发生熔滴现象。试写出灼烧铝的化学方程式:________________________________________。
(2)取2条未用砂纸打磨过的铝片,一片浸入CuCl2稀溶液中其表面产生许多无色气泡,很快析出较多红色粉末状固体;而另一片浸入CuSO4稀溶液中现象一直不明显。试猜测产生这种现象差异的原因是___________________________________________________________。
(3)用砂纸打磨一铝片使其表面较粗糙,再将其放入CuSO4稀溶液中,2—3 min后,铝片表面有气泡,并有少量红色固体附着。试写出铝片表面附着红色固体的离子方程式为_____
_____________________________________________________________________。
(4)再取2条铝片,用砂纸擦去氧化膜,都浸入浓硝酸中,无显著变化,5 min后取出,用水洗净。其后将两铝片分别浸入CuCl2、CuSO4两种稀溶液中,现象同(2)。铝片浸入浓硝酸中无显著变化的原因是________________________________________________________。
(5)另取2条未用砂纸打磨过的铝片,都浸入氢氧化钠溶液中,片刻后其表面产生无色气泡,5 min后取出,用水洗净。其后将两铝片分别浸入CuCl2、CuSO4两种稀溶液中,现象与(2)相似。试写出铝的氧化膜与碱液反应的离子方程式:________________________________。
(6)向步骤(2)、(4)和(5)中的CuSO4稀溶液中滴入3—5滴NaCl稀溶液,铝片表面逐渐产生气泡,且有红色固体析出。
因此据步骤(2)、(4)、(5)和(6)的现象可以得出的结论是________________________。
某校化学兴趣小组经查阅资料得知:铝是重要的轻金属,广泛应用于航空、电讯和建筑等领域.铝也有其特殊的性质:①铝的熔点是660℃,氧化铝的熔点高达2054℃.②铝虽比锌活泼,但是将铝片和锌粒分别投入稀硫酸中,铝比锌反应慢得多.③尽管铝表面致密的氧化膜能使铝与其周围的介质(空气、水等)隔绝,但“奇怪”的是铝制容器仍不能用来盛放和腌制咸菜.为此,该小组进行了“铝表面氧化膜”的实验,其过程如下,请完成下列空白.
(1)用坩埚钳夹住一块擦去氧化膜的铝片,放在酒精灯火焰上灼烧,铝片表面接触火焰的部分变暗,片刻后变软,轻轻摇动会左右摇晃,却不像蜡烛那样滴落.这是因为铝表面氧化膜的________内层的铝并将其裹住,所以不易发生熔滴现象.试写出灼烧铝的化学方程式:________.
(2)取2条未用砂纸打磨过的铝片,一片浸入CuCl2稀溶液中,其表面产生许多无色气泡,很快析出较多红色粉末状固体;另一片浸入CuSO4稀溶液中现象一直不明显.试猜测产生这种现象差异的原因:________.
(3)用砂纸打磨一铝片使其表面较粗糙,再将其放入CuSO4稀溶液中,2 min~3 min后,铝片表面有气泡产生,并有少量红色固体附着.试写出铝片表面附着红色固体的离子方程式:________.
(4)再取2条铝片,用砂纸擦去氧化膜,都浸入浓硝酸中,无显著变化,5 min后取出,用水洗净.其后将两铝片分别浸入CuCl2、CuSO4两种稀溶液中,现象同(2).铝片浸入浓硝酸中无显著变化的原因是________.
(5)另取2条未用砂纸打磨过的铝片,都浸入氢氧化钠溶液中,片刻后其表面产生无色气泡,5 min后取出,用水洗净.其后将两铝片分别浸入CuCl2、CuSO4两种稀溶液中,现象与(2)相似.试写出铝的氧化膜与碱液反应的离子方程式:________.
(6)向步骤(2)、(4)和(5)中的CuSO4稀溶液中滴入3~5滴NaCl稀溶液,铝片表面逐渐产生气泡,且有红色固体析出.因此,据步骤(2)、(4)、(5)和(6)的现象可以得出的结论是________.
| 54b |
| 102a |
| 54b |
| 102a |
| 实验步骤 | 实验现象 |
| ①将一小块金属钠投入滴有酚酞试液的冷水中 | 钠块浮在水面上,熔化成闪亮的小球,做不定向移动,随之消失,溶液变红色 |
| ②将表面积大致相同的镁条和铝条(均已用砂纸打磨过)分别投入足量的相同体积0.5mol?L-1盐酸中 | 镁条剧烈反应,迅速产生大量的无色气体,而铝条反应不十分剧烈,产生无色气体,镁条消失比铝条快 |
| ③将新制氯水滴加到新制的Na2S溶液中 | |
| ④将相同质量的镁条(已用砂纸打磨过)和铝粉分别投入到足量的相同体积的0.5mol?L-1盐酸和3mol?L-1盐酸中 | 剧烈反应产生气体,但铝粉消失比镁条快 |
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