Question

本題包括A、B兩小題，分別對應于“物質結構與性質”和“實驗化學”兩個選修模塊的內容．請選定其中一題，并在相應的答題區域內作答．若兩題都做，則按A題評分．
A．[物質結構]
[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O是一種殺蟲劑．
（1）Cu元素基態原子的電子排布式為

 

．
（2）元素N、O、S的第一電離能由大到小排列的順序為

 

．
（3）H元素可與O元素形成H₂O和H₂O₂，H₂O₂易溶于H₂O，其主要原因為

 

．
（4）H元素與N元素可組成化合物N₂H₄，其中N原子的軌道雜化方式為

 

．
（5）與S

O

2- 4

互為等電子體的一種分子的化學式為

 

．
（6）Cu元素與H元素可形成一種紅色晶體，其結構如圖8，則該化合物的化學式為

 

．
B．[實驗化學]
目前市場上大量礦泉水、食用油等產品包裝瓶幾乎都是用PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯，簡稱聚酯）制作的．利用廢聚酯飲料瓶制備對苯二甲酸的反應原理如下：

實驗過程如下：
步驟1：在100mL四頸瓶上分別裝置冷凝管、攪拌器和溫度計．依次加入5g廢飲料瓶碎片、0.05g氧化鋅、5g碳酸氫鈉和25mL乙二醇．緩慢攪拌，油浴加熱，升溫至180℃，反應15分鐘．
步驟2：冷卻至160℃停止攪拌，將攪拌回流裝置改成攪拌、減壓蒸餾裝置，減壓蒸餾．
步驟3：向四頸瓶中加入50mL沸水，攪拌使殘留物溶解．抽濾除去少量不溶物．
步驟4：將濾液轉移到400mL燒杯中，用25mL水蕩洗濾瓶并倒入燒杯中，再添加水使溶液總體積達200mL，加入沸石，將燒杯置于石棉網上加熱煮沸．
步驟5：取下燒杯，取出沸石后趁熱邊攪拌邊用8～10mL 1：1HCl酸化，酸化結束，體系呈白色漿糊狀．
步驟6：冷至室溫后再用冰水冷卻．抽濾，濾餅用蒸餾水洗滌數次至濾出液pH=6，抽干后再用10mL丙酮分2次洗滌，抽干，干燥．
（1）步驟1反應過程中的現象是

 

．
（2）步驟2是為了分離出

 

．
（3）步驟3抽濾需要用到的主要儀器有

 

．
（4）步驟4加沸石的目的是

 

．
（5）步驟5用鹽酸酸化的目的是

 

．
（6）步驟6用丙酮洗滌的目的是

 

．

Answer 1

分析：A．（1）銅是29號元素，其原子核外有29個電子，根據構造原理寫出其基態原子的電子排布式；
（2）同一周期中，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而增大，但第VA族元素的第一電離能大于其相鄰元素，同一主族元素，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而減小；
（3）相互形成氫鍵的物質能互溶；
（4）根據含有的價層電子對判斷其雜化類型；
（5）原子個數、價電子數相等的微粒是等電子體；
（6）利用均攤法確定其化學式；
B（1）根據反應方程式中生成物確定實驗現象；
（2）減壓蒸餾能分離出沸點較低的物質；
（3）抽濾需要用到的主要儀器有布氏漏斗和吸濾瓶；
（4）沸石有防止暴沸的作用；
（5）對苯二甲酸鈉和鹽酸能反應；
（6）利用丙酮作洗滌劑易于干燥．

解答：解：A．（1）銅是29號元素，其原子核外有29個電子，其基態原子的電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹，故答案為：[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）N、O元素處于第二周期，且N元素處于第VA族，O元素處于第VIA族，S元素處于第三周期第VIA族，所以這三種元素的第一電離能大小順序是N＞O＞S，故答案為：N＞O＞S；
（3）H₂O與H₂O₂之間形成氫鍵，增大了雙氧水的溶解度，所以雙氧水易溶于水，故答案為：H₂O與H₂O₂之間形成氫鍵；
（4）N₂H₄中每個N原子含有3個σ和一個孤電子對，所以 sp³雜化，故答案為：sp³；
（5）一個SO₄^2-中含有5個原子32個價電子，硫酸根離子的等電子體為：CCl₄或SiCl₄或SO₂Cl₂，故答案為：CCl₄或SiCl₄或SO₂Cl₂；
（6）該晶胞中含有銅原子個數=2×

1

2

+3+12×

1

6

=6，氫原子個數=3+1+6×

1

3

=6，所以銅原子和氫原子個數比是1：1，則其化學式為：CuH，故答案為：CuH；
B．（1）根據方程式知，飲料瓶碎片逐漸和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，所以看到的現象是固體溶解，有氣泡產生，故答案為：固體溶解，有氣泡產生；
（2）乙二醇熔沸點較低，減壓蒸餾，有利于乙二醇分離，故答案為：乙二醇；
（3）抽濾需要用到的主要儀器有布氏漏斗和吸濾瓶，故答案為：布氏漏斗、吸濾瓶；
（4）沸石的作用是防止液體劇烈沸騰，濺出液體而產生安全事故，所以加入沸石的目的是防止暴沸，故答案為：防止暴沸；
（5）對苯二甲酸鈉和鹽酸能反應生成對苯二甲酸，從而實現實驗目的，故答案為：將對苯二甲酸鈉轉化為對苯二甲酸；
（6）丙酮具有揮發性，便于干燥，故答案為：便于干燥．

點評：本題考查物質結構和性質及制備實驗方案的設計，注意物質結構和性質中第一電離能變化趨勢及異常現象，為易錯點．