Question

【題目】C、O、Na、Cl、Fe、Cu是元素周期表前四周期中的常見元素。

(1)Fe在元素周期表中的位置是_____，Cu基態原子核外電子排布式為________。

(2)C和O的氣態氫化物中，較穩定的是________（寫化學式）。C的電負性比Cl的________（填“大”或“小”）。

(3)寫出Na2O2與CO2反應的化學方程式____________________________。

(4)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結構如圖所示：

①在石墨烯晶體中，每個C原子連接___________個六元環，每個六元環占有___________個C原子。

②在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環也為六元環，每個C原子連接__________個六元環，六元環中最多有_________個C原子在同一平面。

(5)刻蝕印刷電路的廢液中含有大量的CuCl2、FeCl2、FeCl3，任意排放將導致環境污染和資源的浪費，為了使FeCl3循環利用和回收CuCl2，回收過程如下：

①試劑X的化學式為______________；

②若常溫下1 L廢液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物質的量濃度均為0.5 mol·L－1，則加入Cl2和物質X后，過濾。為使溶液鐵元素完全轉化為Fe(OH)3，而CuCl2 不產生沉淀。則應控制pH的范圍是____________________________（設溶液體積保持不變），已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－38、Ksp[Cu(OH)2]＝2.0×10－20、lg5＝0.7。

Answer 1

【答案】第四周期第Ⅷ族 1s22s22p63s23p63d104s1 H2O 小 2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2 3 2 12 4 CuO 3～4.3

【解析】

(1)Fe是26號元素，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，因此在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族；Cu是29號元素，其基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1；故答案為：第四周期第Ⅷ族；1s22s22p63s23p63d104s1。

(2)同周期，非金屬性越強，其氣態氫化物越穩定，因此較穩定的是H2O；Cl非金屬性強，其電負性越大，因此C的電負性比Cl的小；故答案為：H2O；小。

(3)Na2O2與CO2反應生成碳酸鈉和氧氣，其化學方程式為2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2；故答案為：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2。

(4)①根據均攤法計算，在石墨烯晶體中，每個C原子被3個六元環共有，每個六元環占有的碳原子數6×=2，所以，每個六元環占有2個C原子；故答案為：3；2。

②在金剛石的晶體結構中每個碳原子與周圍的4個碳原子形成四個碳碳單鍵，最小的環為6元環，每個單鍵為3個環共有，則每個C原子連接4×3=12個六元環，六元環為椅式結構，六元環中有兩條邊平衡，連接的4個原子處于同一平面內，如圖；故答案為：12；4。

(5)①W中含有CuCl2、FeCl3，加入X使鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，加入的X由于調節溶液pH值，且不引入雜質，X為CuO等；故答案為：CuO。

②常溫下1 L廢液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物質的量濃度均為0.5 mol·L－1，則加入Cl2后溶液中FeCl2轉變為FeCl3，因此c(FeCl3)=1 molL1，銅離子開始沉淀時，，，，pH = 4.3，鐵離子沉淀完全時，，，，pH =3，故溶液pH應控制在3.0～4.3之間；故答案為：3.0～4.3。