Question

【題目】（選做題）本題包括A、B兩小題。請選定其中一個小題，并在相應的答題區域內作答。若多做，則按A小題評分。

A．[物質結構與性質]

鈷的合金及其配合物用途非常廣泛。

(1)Co3+基態核外電子排布式為_____。

(2)一種Pt、Co金屬間化合物可作為質子交換膜燃料電池的催化劑，其晶胞結構如圖所示，該金屬間化合物的化學式為_____。

(3)BNCP可用于激光起爆器等，BNCP可由HClO4、CTCN、NaNT共反應制備。

①ClO4－的空間構型為_____(用文字描述)。

②CTCN的化學式為[Co(NH3)4CO3]NO3，與Co(Ⅲ)形成配位鍵的原子是_____(已知CO32—的結構式為： )。

③NaNT可由(雙聚氰胺)為原料制備。雙聚氰胺中碳原子雜化軌道類型為_____，1mol該分子中含鍵的數目為_____。

B．[實驗化學]

EDTA(乙二胺四乙酸)是螯合劑的代表物(沸點為116~117.2℃)，可用于制備EDTAFeNa·3H2O等。實驗室制備EDTA的實驗步驟如下：

步驟1：在三口燒瓶中加入22.5gClCH2COOH、45mLH2O攪拌至溶解；在不斷攪拌下，將含22gNaOH、60mLH2O、6.6g H2NCH2CH2NH2的鹽酸鹽所配成的溶液，從滴液漏斗中不斷滴加到三口燒瓶中。

步驟2：加料完畢后，升溫到102～106℃并保溫，調節并保持 pH約為9，攪拌2h。

步驟3：加入活性炭，攪拌、靜置、過濾。

步驟4：濾液用鹽酸酸化至pH=1，放置、結晶、過濾、洗滌、干燥，制得EDTA。

(1)圖中冷凝管裝置的作用是_____，水從接口_____(填標號)通入。

(2)步驟3中加入活性炭的目的是_____；測定溶液pH的方法是_____。

(3)步驟4中“洗滌”時，能說明已洗滌完全的方法是_____。

(4)請補充完整由EDTA、NaHCO3、FeCl3·6H2O為原料制備EDTAFeNa·3H2O的實驗方案(已知EDTANa4+FeCl3EDTAFeNa + 3NaCl)：向250mL燒杯中依次加入160mL蒸餾水、23gEDTA，攪拌至完全溶解，_____，再分次加入21.6g FeCl3·6H2O，保溫20min，調pH小于5，冷卻、抽濾、洗滌、干燥得EDTAFeNa·3H2O(實驗中須使用的試劑為：NaHCO3，用量為26.8g)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6 Pt3Co 正四面體 N和O sp和sp2 9NA 冷凝回流水和EDTA B 脫色 用玻璃棒蘸取溶液滴在pH試紙上，半分鐘內與標準比色卡比較 取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若不產生白色沉淀，則表明已洗滌完全 將溶液加熱到80℃并保溫，分次加入26.8gNaHCO3，攪拌至溶液中無氣泡

【解析】

A.（1）Co位于第四周期第VIII族，Co3＋核外電子排布式為 [Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6 ；

（2）Co位于晶胞的頂點，個數為8×1/8=1，Pt位于晶胞的面心，個數為6×1/2=3，因此化學式為Pt3Co；

（3）①ClO4－中心原子Cl有4個σ鍵，孤電子對數為(7＋1－4×2)/2=0，價層電子對數為4，ClO4－的空間構型為正四面體形；

②構成配位鍵，和中心原子提供空軌道，配原子提供孤電子對，根據CTCN的化學式，以及CO32－的結構式，與Co（III）形成配位鍵的原子是N和O；

③前一個C原子，有3個σ鍵，無孤電子對，雜化類型為sp2，后一個碳原子有2個σ鍵，無孤電子對，雜化類型為sp；成鍵原子之間只能形成一個σ鍵，即1mol該分子中含有σ鍵物質的量為9mol，個數為9NA。

B.（1）冷凝管的作用是冷凝回流水和EDTA；冷凝水進水方向一般是下進上出，即從接口B處通入；

（2）活性炭具有吸附性，能吸附有色物質，即加入活性炭的目的是脫色；測定溶液pH的方法是用玻璃棒蘸取溶液滴在pH試紙上，半分鐘內與標準比色卡比較；

（3）EDTA表面含有Cl－，因此檢驗已洗滌完全的方法是檢驗Cl－是否存在，具體操作是取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若不產生白色沉淀，則表明已洗滌完全；

（4）根據反應方程式，溫度在80℃時發生反應，根據所給原料以及后續實驗，操作是將溶液加熱到80℃并保溫，分次加入26.8gNaHCO3，攪拌至溶液中無氣泡；