Question

本題包括A、B兩小題，分別對應于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實驗化學”兩個選修模塊的內(nèi)容．請選擇其中一題，并在相應的答題區(qū)域內(nèi)作答．若兩題都做，則按A題評分．
A：
合成氨是人類科學技術(shù)上的一項重大突破，是化學和技術(shù)對社會發(fā)展與進步的巨大貢獻之一．在制取合成氨原料氣的過程中，常混有一些雜質(zhì)，如CO會使催化劑中毒．除去CO的化學反應方程式（HAc表示醋酸）：Cu（NH₃）₂Ac+CO+NH₃=Cu（NH₃）₃（CO）Ac
請回答下列問題：
（1）C、N、O的第一電離能由大到小的順序為

 

．
（2）寫出基態(tài)Cu⁺的核外電子排布式

 

．
（3）配合物Cu（NH₃）₃（CO）Ac中心原子的配位數(shù)為

 

．
（4）寫出與CO互為等電子體的離子

 

．（任寫一個）
（5）在一定條件下NH₃與CO₂能合成化肥尿素[CO（NH₂）₂]，尿素中 C原子軌道的雜化類型分別為

 

；1mol尿素分子中，σ鍵的數(shù)目為

 

．
（6）銅金合金形成的晶胞如圖1所示，其中Cu、Au原子個數(shù)比為

 

．
B：
對氨基苯磺酸是制取染料和一些藥物的重要中間體，可由苯胺磺化得到．

實驗室可利用如圖2實驗裝置合成對氨基苯磺酸．實驗步驟如下：
1在一個250mL三頸燒瓶中加入10mL苯胺及幾粒沸石，將三頸燒瓶放入冷水中冷卻，小心地加入18mL濃硫酸．
2將三頸燒瓶置于油浴中緩慢加熱至170～180℃，維持此溫度2～2.5h．
③將反應液冷卻至約50℃后，倒入盛有100mL冷水的燒杯中，用玻璃棒不斷攪拌，促使晶體析出，抽濾，用少量冷水洗滌，得到的晶體是對氨基苯磺酸粗產(chǎn)品．
④將粗產(chǎn)品用沸水溶解，冷卻結(jié)晶（若溶液顏色過深，可用活性炭脫色），抽濾，收集產(chǎn)品，晾干．（說明：100mL水在20℃時可溶解對氨基苯磺酸1.08g，在100℃時可溶解6.67g．）
試回答填空．
（1）裝置中冷凝管的作用是

 

．
（2）步驟②中采用油浴加熱，下列說法正確的是

 

（填序號）．
A．用油浴加熱的好處是反應物受熱均勻，便于控制溫度
B．此處也可以改用水浴加熱
C．實驗裝置中的溫度計可以改變位置，也可使其水銀球浸入在油中
（3）步驟③用少量冷水洗滌晶體的好處是

 

．
（4）步驟③和④均進行抽濾操作，在抽濾完畢停止抽濾時，應注意先

 

，然后

 

，以防倒吸．
（5）步驟④中有時需要將“粗產(chǎn)品用沸水溶解，冷卻結(jié)晶，抽濾”的操作進行多次，其目的是

 

．每次抽濾后均應將母液收集起來，進行適當處理，其目的是

 

．

Answer 1

分析：本題根據(jù)A：（1）一般來說非金屬性越強，第一電離能越大，但是因為p軌道半充滿體系具有很強的穩(wěn)定性，會有特例，如N的p軌道本來就是半充滿的，O的p軌道失去一個電子才是半充滿的，所以O比N容易失去電子．
（2）銅原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ ，一價銅離子為失去一個電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰
（3）根據(jù)化合物的化學式判斷，一價銅離子有三個氨基配體和一個羰基配體，共4個配體；
（4）等電子體為核外電子數(shù)相同的粒子，羰基為14個電子，其他含有14個電子的都可以；
（5）計算雜化類型時根據(jù)電子對數(shù)來判斷，中心原子的價電子數(shù)與配體電子數(shù)的和除以2就得到電子對數(shù)，根據(jù)電子對數(shù)，可以確定雜化類型；
（6）計算晶胞中原子個數(shù)時，首先數(shù)一下原子個數(shù)，然后看其被幾個晶胞共用，乘以相應的倒數(shù)即可；每個晶胞中銅位于面心，每個銅原子，被兩個晶胞共用，每個晶胞中銅原子的個數(shù)為3，金原子位于角上，每個金原子被8個晶胞共用，故每個晶胞中金原子個數(shù)為1，故銅金原子個數(shù)比為3：1；
B（1）實驗室常見儀器冷凝管的使用方法、注意事項、作用，冷凝管的作用主要為冷凝回流，提高產(chǎn)率；
（2）水浴加熱的溫度受水的沸點限制，最高加熱溫度為100℃，油浴加熱可以彌補這一不足，水浴加熱和油浴加熱加熱都比較均勻，溫度計的位置也比較自由，只要在反應體系中就可以；
（3）此反應的產(chǎn)物為對氨基苯磺酸，抽濾過后因為有部分雜質(zhì)，需要用水清洗，水洗會同時出去一部分產(chǎn)品，故可以用少量水沖洗；
（4）抽濾操作的注意事項，抽濾結(jié)束時應先將真空泵與吸濾瓶之間的橡皮管拔去，以防止真空泵中液體倒灌入吸濾瓶；（5）得到產(chǎn)品若有部分雜質(zhì)時，可以用多次溶解洗滌抽濾的方法，可以提供產(chǎn)物的純度，由于多次進行，會有部分產(chǎn)品損失，需要將母液回收利用以提高產(chǎn)率．

解答：解：A：（1）一般來說非金屬性越強，第一電離能大，所以O＞N＞C．但是因為p軌道半充滿體系具有很強的穩(wěn)定性．N的p軌道本來就是半充滿的．O的p軌道失去一個電子才是半充滿的．所以O比N容易失去電子．
故答案為：（1）N＞C＞O；
（2）銅原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ 故一價銅離子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰
故答案為：（2）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰
（3）一價銅離子有三個氨基配體和一個羰基配體，共4個配體
故答案為：（3）4；
（4）等電子體為核外電子數(shù)相同的粒子，羰基為14個電子，如CN^-也為14個電子；
故答案為：（4）CN^-
（5）中心原子為碳，價電子數(shù)為4，氧不為中心原子，不提供電子，每個亞氨基提供一個電子，電子對數(shù)為（4+1×2）÷2=3，故雜化軌道為sp²，σ鍵的數(shù)目為3，每個亞氨基中σ鍵的數(shù)目2，一分子尿素中含σ鍵的數(shù)目為3+2×2=7，故每摩爾尿素中含有σ鍵的數(shù)目為 7N_A
故答案為（5）sp²，7N_A；
（6）每個晶胞中銅位于面心，每個銅原子，被兩個晶胞共用，每個晶胞中銅原子的個數(shù)為6×0.5=3，金原子位于角上，每個金原子被8個晶胞共用，故每個晶胞中金原子個數(shù)為8×0.125=1，故銅金原子個數(shù)比為3：1；
故答案（6）為3：1；
B：（1）冷凝管的作用為冷凝回流，使進入冷凝管內(nèi)的氣體液化重新回到反應瓶中；
故答案為B：（1）冷凝回流；
（2）用油浴加熱主要是因為此反應溫度高于100℃，用水浴鍋達不到溫度要求，故B不正確，AC均符合要求；
故答案為：（2）AC；
（3）用少量冷水洗滌可以出去表面的雜質(zhì)，同時還會使對氨基苯磺酸的減少損失降到最小；
故答案為：（3）減少氨基苯磺酸的損失；
（4）抽濾結(jié)束時為防止真空泵中溶液倒吸，要拆下連接泵和吸濾瓶的橡皮管，再將將布氏漏斗取下收集晶體；
故答案為：（4）拆下連接泵和吸濾瓶的橡皮管  將布氏漏斗取下；
（5）初次得到的對氨基苯磺酸純度較低，需反復溶解冷卻抽濾，除去雜質(zhì)，以提高對氨基苯磺酸的純度；多次溶解冷卻抽濾會造成部分產(chǎn)品進入母液中，需將母液回收，以回收部分產(chǎn)品提高氨基苯磺酸的產(chǎn)率；
故答案為：（5）提高對氨基苯磺酸的純度    提高氨基苯磺酸的產(chǎn)率．

點評：本題本題A部分考查了第一電離能的大小比較，一價銅離子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，根據(jù)化合物的化學式判斷配體個數(shù)，等電子體，雜化類型計算，晶胞中原子個數(shù)計算；B部分考查了冷凝管、油浴加熱、水浴加熱、抽濾等實驗儀器的使用方法和注意事項等．