Question

選做題：（本包括A、B兩小題，分別對應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實驗化學(xué)”兩個選修模塊的內(nèi)容．請選擇其中一題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答．若兩題都做，則按A題評分．）
A．有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數(shù)E＜Q＜T＜X＜Z．E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能級，且I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），其中基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，且QT⁺₂與ET₂互為等電子體．X為周期表前四周期中電負性最小的元素，Z的原子序數(shù)為28．
請回答下列問題（答題時如需表示具體元素，請用相應(yīng)的元素符號）：
（1）寫出QT⁺₂的電子式

，基態(tài)Z原子的核外電子排布式

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²

；
（2）Q的簡單氫化物極易溶于T的簡單氫化物，其主要原因有

這兩種氫化物均為極性分子、相互之間能形成氫鍵

等兩種；
（3）化合物甲由T、X兩種元素組成，其晶胞如圖①，甲的化學(xué)式為

KO₂

；
（4）化合物乙的晶胞如圖②，乙由E、Q兩種元素組成，硬度超過金剛石．
①乙的晶體類型為

原子晶體

；
②乙的晶體中E、Q兩種元素原子的雜化方式均為

SP³

．

B．現(xiàn)有氧化銅和碳粉組成的混合物，為通過實驗確定氧化銅的質(zhì)量分數(shù)，某同學(xué)設(shè)計的實驗方案中裝置如下：

分析上述裝置，回答下列問題：
（1）本實驗中，酒精燈加熱也可達到反應(yīng)所需的溫度，改用電熱絲加熱的優(yōu)點是有利于

d

．
a．加快反應(yīng)速率b．氫氣流動
c．加熱溫度更高d．精確測定數(shù)據(jù)
（2）為確保能準確測定到必要的數(shù)據(jù)，下列步驟按實驗操作順序排列應(yīng)為：

dcbea

（填字母）．
a．停止通氫氣；b．電熱絲通電；c．通入氫氣；d．裝置氣密性檢查；e．電熱絲停止通電．
（3）為準確測定數(shù)據(jù)，你認為本裝置是否完整？若需要改進，請在虛線下面的方框內(nèi)畫出所需添加的裝置示意圖并注明必要的物質(zhì)名稱．若無需改進，則將裝置圖中虛線部分改為實線．
（4）實驗結(jié)束后，該同學(xué)交給老師的實驗報告主要欄目如圖

（具體內(nèi)容已略）．請你根據(jù)實驗報告的撰寫要求，對此份報告作出評價，若有不完整，請在下面的空格中寫出，若已完整，則無需填寫．

實驗名稱（標題）、實驗步驟（內(nèi)容）

．
（5）老師看完實驗報告后指出，改變實驗原理可以設(shè)計出更加簡便的實驗方案．請你用化學(xué)方程式來表示新方案的反應(yīng)原理，并指出需要測定的數(shù)據(jù)：
化學(xué)方程式

CuO+H₂SO₄→CuSO₄+H₂O（或C+O

高溫

CO₂）

；
需要測定的數(shù)據(jù)

樣品的質(zhì)量、C的質(zhì)量（或CuO的質(zhì)量）

．

Answer 1

分析：A．有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數(shù)E＜Q＜T＜X＜Z，E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能級，說明E、Q、T處于同一周期，且族序數(shù)大于II，且I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），其中基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則Q是N元素，T的原子序數(shù)大于Q，且I₁（T）＜I₁（Q），所以T是O元素，且NO₂⁺與EO₂互為等電子體，則E是C元素，X為周期表前四周期中電負性最小的元素，為K元素，Z的原子序數(shù)為28，Z是Ni元素．
（1）NO₂⁺和二氧化碳是等電子體，根據(jù)二氧化碳的電子式寫出NO₂⁺的電子式，根據(jù)基態(tài)原子核外電子排布式的書寫規(guī)則書寫；
（2）氨氣極易溶于水，根據(jù)相似相溶原理及分子間氫鍵分析解答；
（3）利用均攤法確定其化學(xué)式；
（4）根據(jù)晶體中含有的微粒確定晶體類型，根據(jù)根據(jù)含有的價層電子對確定其雜化方式．
B．
（1）酒精燈加熱不如電熱絲加熱穩(wěn)定，測定數(shù)據(jù)更準確；
（2）實驗操作步驟為：先檢驗裝置氣密性，然后根據(jù)“先通氫，通氫以后再點燈，由黑變紅先撤燈，試管冷卻再停氫”排序，注意把“燈”改為“通電”；
（3）根據(jù)虛線處是否對實驗有影響確定是否改進，如果有影響則需要改進，否則不改；
（4）實驗報告中還需要實驗名稱、實驗內(nèi)容；
（5）可以選用只和一種物質(zhì)反應(yīng)的藥品，通過稱量樣品的質(zhì)量、剩余物質(zhì)的質(zhì)量來計算氧化銅質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：A．有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數(shù)E＜Q＜T＜X＜Z，E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能級，說明E、Q、T處于同一周期，且族序數(shù)大于II，且I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），其中基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則Q是N元素，T的原子序數(shù)大于Q，且I₁（T）＜I₁（Q），所以T是O元素，且NO₂⁺與EO₂互為等電子體，則E是C元素，X為周期表前四周期中電負性最小的元素，為K元素，Z的原子序數(shù)為28，Z是Ni元素．
（1）NO₂⁺和二氧化碳結(jié)構(gòu)相似，所以NO₂⁺的電子式為，28號元素鎳基態(tài)原子核外有28個電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）氨氣和水都是極性分子，根據(jù)相似相溶原理知，極性分子的溶質(zhì)極易溶于極性分子的溶劑，所以氨氣極易溶于水，且N、O原子的電負性較大，分子間易形成氫鍵，也促進了氨氣極易溶于水，故答案為：這兩種氫化物均為極性分子、相互之間能形成氫鍵；
（3）K原子個數(shù)=

1

8

×8+6×

1

2

=4，O原子個數(shù)=（

1

4

×12+1）×2=8，所以K和O原子個數(shù)之比=4：8=1：2，所以其化學(xué)式為KO₂，故答案為：KO₂；
（4）①由E、Q兩元素組成，硬度超過金剛石，則乙為原子晶體，故答案為：原子晶體；
②晶體中C原子與4個N原子成鍵，N原子與3個C原子成鍵，并用1個孤電子對，都為sp³雜化，故答案為：sp³．
B．
（1）電熱絲加熱比酒精燈加熱穩(wěn)定，導(dǎo)致測定數(shù)據(jù)更準確，故選d；
（2）實驗操作步驟為：先檢驗裝置氣密性，然后先通氫，通氫以后再通電，固體由黑變紅先撤燈，試管冷卻再停止通電來排序，所以其排列順序是dcbea，故答案為：dcbea；
（3）因為制取的氫氣中含有水蒸氣，水蒸氣影響測定結(jié)果，所以第一個虛線處要加濃硫酸干燥氫氣，第二個虛線處無影響，第三個虛線處連接空氣，空氣中含有水分，影響測定結(jié)果，所以在第三個虛線處連接一個干燥管，如圖，
故答案為：；
（4）實驗報告中還需要實驗名稱、實驗內(nèi)容，否則無法確定該實驗是什么，如何操作，故答案為：實驗名稱（標題）、實驗步驟（內(nèi)容）；
（5）該實驗還可以設(shè)計成只有一種物質(zhì)反應(yīng)，另一種物質(zhì)不反應(yīng)的實驗，如：將混合加入稀硫酸中，將混合和氧氣反應(yīng)等，有關(guān)方程式為：CuO+H₂SO₄→CuSO₄+H₂O（或C+O₂

高溫  .

CO₂），需要測定的數(shù)據(jù)有樣品的質(zhì)量和剩余物質(zhì)的質(zhì)量，從而得出氧化銅的質(zhì)量分數(shù)，
故答案為：CuO+H₂SO₄→CuSO₄+H₂O（或C+O₂

高溫  .

CO₂），樣品的質(zhì)量、C的質(zhì)量（或CuO的質(zhì)量）．

點評：本題考查較為綜合，涉及電子式、電子排布式的書寫、氫鍵、晶胞的計算及晶體的性質(zhì)，題目難度中等，本題易錯點為A（4），注意雜化類型的判斷，為高考熱點．