第二章《分子结构与性质》测试题
一、单选题(共12题)
1.离子液体广泛应用于科研和生产中。某离子液体结构如图,其中阳离子有类似苯环的特殊稳定性。下列说法错误的是
A.阳离子中所有C、N原子不可能共面
B.阴离子的VSEPR模型为正四面体形
C.阳离子中存在的大π键为
D.若阳离子中-C2H5被H替代,阳离子会发生缔合
2.下列物质中属于共价化合物的是( )
A.HCl B.Cl2 C.NaOH D.NH4Cl
3.下列物质中,含有非极性键的离子化合物是
A.CaCl2 B.Ba(OH)2 C.H2O2 D.Na2O2
4.黝帘石的化学式是Z2Y3WSi3X13,其中W、X.、Y、Z为四种位于不同周期且原子序数依次增大的前20号主族元素,这四种元素原子序数和为42,W与Z不同主族,X的最外层电子数为其电子层数的三倍。下列说法错误的是( )
A.最简单氢化物的热稳定性:X>Si
B.Cl2分别和Si、Y形成的化合物均为共价化合物
C.X、Y、Z的简单离子半径:Z>Y>X
D.Z的简单氧化物对应的水化物是强碱
5.下列说法正确的是
A.分子形状呈平面三角形,是极性分子
B.冰中存在共价键和氢键两种化学键
C.基态原子的核外电子全部填充在6个轨道中的元素有3种
D.的沸点比CO低主要是由于两者范德华力不同
6.正硼酸()是一种片层状结构的白色晶体,层内的分子之间通过氢键相连(层状结构如图所示,图中“虚线”表示氢键)。下列有关说法正确的是
A.分子的稳定性与氢键有关
B.、分子中B原子的杂化方式不同
C.1个分子最多可形成6个氢键
D.分子中B、O最外层均为稳定结构
7.下列说法中正确的是
A.含离子键的晶体不一定是离子晶体 B.含共价键的晶体一定是分子晶体
C.只含极性键的分子可能不是极性分子 D.含非极性键的分子一定是非极性分子
8.下表中的信息都正确的一项是
选项 物质 电子式或化学键 物质性质 与性质对应的用途
A NaClO 强氧化性 消毒剂
B C2H4 σ键和π键 还原性 植物调节剂
C C2H5OH 极性键、非极性键 可使蛋白质变性 杀菌消毒
D Fe2(SO4)3 离子键、共价键 Fe3+可水解形成胶体 自来水杀菌消毒
A.A B.B C.C D.D
9.下列图示或化学用语表示不正确的是
A.乙炔的空间结构模型 B.的VSEPR模型 C.基态Cr的价层电子的轨道表示式 D.轨道的电子云轮廓图
A.A B.B C.C D.D
10.下列化合物中,只含有离子键的是
A.HCl B. C. D.
11.卢瑟福发现质子的实验是利用轰击原子得到质子和原子,X核内质子数与中子数相等,下列说法正确的是
A.b=15
B.电负性X>Y
C.X、Y分别与氢原子形成的简单化合物中,X、Y的杂化方式都是sp3杂化
D.X与Y形成的化合物只有两种
12.下列关于说法错误的是
A.基态的核外电子排布式为
B.基态氯原子核外电子占据的原子轨道数为9
C.和的中心原子价层电子对空间构型不同
D.键角:
二、非选择题(共10题)
13.今有aX、bY、cZ三种元素。已知:①各原子序数a、b、c均小于20,且a+b+c=25;②元素Z的原子价电子构型为ns2npn+2;③X和Y在不同条件下可形成X2Y和X2Y2两种化合物,Y和Z在不同条件下可形成ZY和ZY2两种化合物;④Z的硫化物的相对分子质量与Z氯化物的相对分子质量之比为38︰77。回答下列问题:
(1)Z的价电子排布图为:_________________。
(2)X2Y2的电子式__________ ,该晶体中含微粒间的作用有:__________________。
(3)Y的最常见氢化物的VSEPR模型为__________, 其中Y原子以 ___________杂化轨道成键;Z的氯化物的分子空间构型是_________;根据原子轨道成键方式分,Z的硫化物分子中含有的键的种类及数目是 ______________ 、____________。
14.回答下列问题:
(1)基态原子核外电子排布式为_______,基态原子核外占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为_______;基态F原子的价电子轨道表达式为_______。
(2)硝酸锰是工业制备中常用的催化剂,的空间构型为_______;写出锰的基态原子的价电子排布式_______;
(3)O的第一电离能_______(填“大于”或“小于”)N的第一电离能,原因为_______。
(4)的组成元素的电负性由大到小的顺序为_______。(用元素符号表示);其中N原子的杂化方式为_______;能形成分子缔合体的原因为_______。
15.键能是气态分子中断裂共价键所吸收的能量。已知键的键能为,键的键能为,根据热化学方程式:,则键的键能是___________。
16.(1)酸性强弱比较:苯酚___________碳酸(填“>”、“=”或“<”),原因(用相应的离子方程式表示):___________。
(2)沸点:H2O___________H2S(填“>”、“=”或“<”),原因___________。
(3)实验室欲测定Na2CO3和NaCl混合物中Na2CO3的质量分数ω(Na2CO3),实验步骤如下:称取此固体样品4.350g,溶于适量的水中,配成50mL溶液。取出25mL溶液,加入足量的AgNO3溶液充分反应,得到沉淀的质量为5.575g.则原混合物中ω(Na2CO3)=___________(保留4位有效数字)。写出简要的计算过程。
17.回答下列问题:
(1)1molCO2中含有的σ键个数为__。
(2)已知CO和CN-与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为__。HCN分子中σ键与π键数目之比为___。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应如下:N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g)。若该反应中有4molN—H键断裂,则形成的σ键有__mol。
(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子,该分子中σ键与π键的个数之比为__。
(5)1mol乙醛分子中含σ键的个数为__,1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为__。
18.二氧化氯(ClO2)是一种绿色消毒剂,常温常压下为黄绿色气体,易溶于水。常见的化学合成方法有氧化法和还原法。
(1) 过硫酸盐氧化法:用原料亚氯酸钠(NaClO2)和过硫酸钠(Na2S2O8)直接反应,操作简单,同时可得到副产品Na2SO4。
①制备时发生反应的离子方程式为______。
②原料亚氯酸钠的阴离子(ClO)中Cl原子的杂化方式为______,副产品Na2SO4中阴离子的空间构型为______。
(2) 盐酸还原法:此法制得的二氧化氯消毒液中常含有ClO2和Cl2两种主要成分。为测定某二氧化氯消毒液中ClO2的浓度,进行如下实验:量取5.00 mL二氧化氯消毒液于锥形瓶中,加蒸馏水稀释到25.00 mL,再向其中加入过量KI溶液,充分振荡;用0.10 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄色后,加入指示剂,继续滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液5.50 mL;加入稀H2SO4调节溶液pH=3,再用0.10 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定,滴至浅黄色时加入指示剂,继续滴定至终点,第二次滴定消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。
已知:2ClO2+2KI=2KClO2+I2
KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+ 2NaI
①用Na2S2O3标准溶液滴定时,均以淀粉溶液作指示剂,滴定终点的现象为______。
②计算该二氧化氯消毒液中ClO2的物质的量浓度______。(写出计算过程)
③若实验中调节溶液pH时稀硫酸用量不足,将导致测得的ClO2浓度______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
19.纯净四碘化锡(SnI4)为橙红色立方晶体,广泛应用于黑磷烯材料的制备。某同学在实验室中对其进行合成,实验报告如图:
时间:2022年3月1日环境温度、压强:25℃、101kPa 【实验目的】四碘化锡的制备 【实验原理】Sn+2I2SnI4 【药品性质】 物质熔点/℃沸点/℃溶解性性质SnI4145.8364.5易溶于乙醚、CS2、CCl4等非极性有机溶剂在空气中易吸潮而水解CS2-112.046.2难溶于水有毒,易挥发
【实验装置】注:夹持、加热及电磁搅拌装置省略 【实验步骤】 ①按装置图组装好仪器,打开玻璃塞B,向装置A中小心加入1.5mL无水乙醚,塞好玻璃塞B,用电吹风加热A的底部至乙醚完全挥发; ②快速打开玻璃塞B,将7.50g锡粒、25.40g碘、35.0mLCS2及一颗磁子(用于搅拌)加入装置A中; ③打开电加热磁力搅拌器缓慢加热引发反应,待装置A中混合物微沸后,停止加热,反应仍可继续进行; ④当混合物停止沸腾时,再次打开电加热磁力搅拌器,直至烧瓶中的蒸气和冷凝管滴下的液体都不再有碘的颜色为止; ⑤取下装置A,趁热迅速进行热过滤得到残渣D。用15.0mLCS2分多次洗涤装置A及残渣D,合并滤液和洗涤液,浓缩溶液体积至20.0mL,用冰水浴冷却; ⑥将析出的结晶过滤分离,得橙红色粉末25.08g。
根据该实验报告回答下列问题:
(1)分析药品性质可知SnI4可形成____(填“分子晶体”“离子晶体”或“共价晶体”)。
(2)装置A的名称是____。
(3)装置C中盛放的药品可以是____(填字母)。
a.碱石灰 b.五水硫酸铜 c.硅胶 d.块状无水氯化钙
(4)步骤①的目的是____。
(5)步骤⑤中,过滤得到残渣D的主要成分是____。该步骤中合并滤液和洗涤液后,“浓缩液体”所采用的实验操作名称是____。
(6)根据报告中提供的数据,此次实验的实际收率为____。
(7)书写实验报告后,该同学检查时发现未记录向球形冷凝管中通入冷凝水的操作,该操作应位于____(填字母)。
a.步骤①之前 b.步骤①之后,②之前
c.步骤②之后,③之前 d.步骤③之后,④之前
(8)查阅文献发现,用乙酸乙酸酐()代替CS2作反应溶剂能得到更高的产率,但需将锡粒处理为极碎的锡箔。若仍然用锡粒,反应引发后很容易停止,产生这种现象的原因是____。
20.四氯化碳主要用作优良的溶剂、干洗剂、灭火剂、制冷剂、香料的浸出剂以及农药等,也可用于有机合成,工业上可用二硫化碳与氯气反应制取四氯化碳。某化学小组用图实验装置模拟工业制备四氯化碳。
已知:
①可与溴水反应生成硫酸和氢溴酸;
②与在铁作催化剂的条件下,在85℃~95℃反应可生成四氯化碳;
③硫单质的沸点445℃,的沸点46.5℃,的沸点76.8℃、密度。
(1)分子的空间结构为___________;其中C的杂化轨道类型为__________;写出两个与具有相同空间结构和键合形式的分子或离子__________、___________。
(2)上述仪器的连接顺序为a→____→_______→_______→_______→_______→_______→_______→_______→_______。_______。
A装置中导管k的作用为________________________。
(3)A装置中发生反应的离子方程式为____________________(写成、,其还原产物为)。
(4)反应结束后关闭,,此时F装置的作用为_______________________。
(5)B装置中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(6)反应结束先过滤除去固体催化剂,再经过_______(填操作名称)可得到。
21.现有A、B、C、D四种短周期元素,它们的相关结构和性质信息如下表所示,请结合相关信息,完成相关的问题:
元素 相关结构和性质
A 其单质的一种晶体虽不是金属晶体,但是电的良导体,且难熔、质软并有润滑性,可用作原子核反应堆的慢化剂、火箭发动机喷管和电极材料等。
B 其单质既能与强酸溶液反应,又能与强碱溶液反应,其简单离子在第三周期单核离子中半径最小。
C 是蛋白质的组成元素之一,原子核外有3种不同能量的电子,且未成对电子数最多。
D 原子核外最外层电子排布式为nsnnp2n+1
(1)表中所述A的单质晶体中微粒间的相互作用有_______、_______。
(2)B元素的氧化物所对应的晶体属于__________晶体(填“分子”、“原子”、“离子”、“金属”),工业上制备B元素单质的化学方程式:________。
(3)C元素的气态氢化物的分子为__________(填“极性”或“非极性”)分子,其溶于水后溶液呈碱性的原因____(用方程式表示),C元素原子核外最外层电子的轨道表示式为_______。
(4)与D同主族的短周期元素,其单质及其化合物与D的单质及其化合物均具有的性质为______(填序号)。
A 常温下单质跟水剧烈反应并放出氧气 B 气态氢化物具有很强的热稳定性
C 气态氢化物极易溶于水并呈强酸性 D 在HXO中X的化合价均为+1价
22.某研究小组为探究一种无机化合物X(化合物X中带有6个结晶水,仅含五种元素,且每种元素在该化合物中均呈现单一价态)的组成和性质,设计了如图实验:
(注明:以上气体体积均在标准状况下测定,产物中只有水未标出)
(1)写出气体B的空间构型_______;气体D的电子式_______。
(2)8.00g固体X所含阴离子的物质的量是_______ mol。
(3)固体X受热分解的化学方程式_______。
参考答案:
1.A
A.已知阳离子有类似苯环,苯环是平面型结构,则阳离子中C与N原子共面,A错误;
B.阴离子[AlCl4]-的VP=BP+LP=4+=4,VSEPR模型为正四面体形,B正确;
C.阳离子存在五元环结构,环状结构中存在的大π键为,C正确;
D.缔合是指相同或不同分子间不引起化学性质的改变,而依靠较弱的键力(如配位共价键、氢键)结合的现象,不引起共价键的改变,若阳离子中-C2H5被H替代,H和N原子形成氢键,阳离子会发生缔合,D正确;
故选:A。
2.A
A.氯化氢是共价化合物,故A符合题意;
B.氯气是非金属单质,不是化合物,故B不符合题意;
C.氢氧化钠是离子化合物,故C不符合题意;
D.氯化铵是离子化合物,故D不符合题意;
故选A。
3.D
A. CaCl2不含共价键,故A不符;
B. Ba(OH)2 是含有极性键的离子化合物,故B不符;
C. H2O2是共价化合物,故C不符;
D. Na2O2含有O-O非极性键的离子化合物,故D符合;
故选D。
4.C
W、X.、Y、Z为四种位于不同周期且原子序数依次增大的前20号主族元素,则W为氢元素,X的最外层电子数为其电子层数的三倍,则X原子核外电子分2层排布,第2层上有6个电子,X为氧元素,Z原子序数最大、位于第四周期,且W与Z不同主族,Z为钙元素,这四种元素原子序数和为42,,则Y的原子序数=42-1-8-20=13,则Y为铝元素,据此回答;
A.非金属性越强,简单氢化物越稳定,氧的非金属性大于硅,则最简单氢化物的热稳定性:X>Si,A正确;
B.Y为铝元素,Cl2分别和Si、Y形成的化合物均为共价化合物,B正确;
C.同主族时电子层越多,离子半径越大;具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小,则X、Y、Z的简单离子半径:Z >X>Y,C错误;
D.Z的简单氧化物对应的水化物即氢氧化钙是强碱,D正确;
答案选C。
5.D
A.BF3分子形状呈平面三角形,是非极性分子,A错误;
B.氢键不是化学键,B错误;
C.基态原子的核外电子填充在6个轨道中的元素有1s22s22p63s1 、1s22s22p63s2 ,即Na、Mg两种元素,C错误;
D.与CO 都属于分子晶体,则的沸点比CO低主要是由于范德华力不同,D正确;
故选D。
6.C
A.分子的稳定性与分子内的化学键有关,与氢键无关,A错误;
B.在硼酸分子、分子中B原子的价层电子对个数均,杂化轨道数是3,均为杂化,B原子的杂化方式相同,B错误;
C.由图可知,分子中的O、H原子分别能形成1个氢键,则1个分子最多可形成6个氢键,C正确;
D.B原子最外层只有3个电子,与氧原子形成3对共用电子对,因此分子中B原子最外层电子数为6,不是稳定结构,D错误;
故选C。
7.C
A.含有离子键的晶体一定是离子晶体,故A错误;
B.含有共价键的晶体可能是分子晶体也可能是原子晶体或离子晶体,故B错误;
C.只含极性键的分子可能是极性分子也可能是非极性分子,与分子的构型有关,故C正确;
D.含有非极性键的分子不一定是非极性分子,故D错误。
8.C
A.NaClO为离子化合物,原电子式错误,正确电子式为,A与题意不符;
B.乙烯能提高水果组织原生质对氧的渗透性,促进水果呼吸作用和有氧参与的其它生化过程;乙烯又能使水果中酶的活动性增强并改变酶的活动方向,缩短了水果成熟的时间,达到催果的目的,与还原性无关,B与题意不符;
C.C2H5OH中含有C-H、C-O、H-O极性键和C-C非极性键,75%的乙醇溶液可使蛋白质变性,有杀菌消毒的作用,C符合题意;
D.Fe3+可水解形成胶体可除去溶液中的杂质,无强氧化性,不能杀菌消毒,D与题意不符;
答案为C。
9.C
A.乙炔的分子式为C2H2,为直线型, 为其空间结构模型,A正确;
B.根据VSEPR理论,二氧化硫中S提供6个价电子,O不提供电子,故6/2=3,即SO2为角型或者叫V型,B正确;
C.基态Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,价层电子的轨道表示式: ,C错误;
D.轨道的电子云轮廓图为沿X轴延展的纺锤状,D正确;
答案选C。
10.B
A.HCl中只含有共价键,不含有离子键,故A不符合题意;
B.中只含有离子键,不含有共价键,故B符合题意;
C.NH4Cl中氯离子和铵根离子之间存在离子键、H-N原子之间存在共价键,故C不符合题意;
D.中含有离子键和共价键,故D不符合题意。
答案选B。
11.C
轰击原子得到质子和原子,则+→+,由此得出4+b=1+17,b=14;X核内质子数与中子数相等,则a=7。
A.由以上分析可知,b=14,A不正确;
B.由分析知,、分别为N、O,则电负性N<O,B不正确;
C.X、Y分别与氢原子形成的简单化合物分别为NH3、H2O,X、Y的价层电子对数都为4,则杂化方式都是sp3杂化,C正确;
D.X与Y形成的化合物可能有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,D不正确;
故选C。
12.C
A.Cr的原子序数为24,基态核外电子排布式为,A项正确;
B.基态氯原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p5,s能级有一个轨道,p能级有3个轨道,基态氯原子的核外电子占据的原子轨道数为1+1+3+1+3=9,B项正确;
C.氨气和水分子的价电子对均为4,则中心原子价层电子对空间构型均为四面体形,C项错误;
D.氨气三角锥形分子,键角107°18′,水是V形分子,键角104°30′,D项正确;
答案选C。
13. 离子键和非极性键 四面体型 sp3 正四面体 2个σ键 2个π键
由Z的硫化物和氯化物相对分子质量之比为38∶77可知Z为碳(6C);由Y的原子外围电子构型知bY为8O,aX中:a=25-8-6=11,X应为Na。
(1)C原子的质子数为6,其价电子排布图为:;
(2)Na2O2是由Na+和O构成的离子晶体,其电子式为:;晶体中的化学键有离子键和非极性共价键;
(3)Y的最常见氢化物为甲烷CH4,价电子对数为4+0=4,所以VSEPR模型为四面体模型,其中心原子C采用sp3杂化;
CCl4为正四面体形分子,结构类似甲烷,C原子采取sp3杂化成键;
CS2分子的结构式为S=C=S,其中有2个σ键和2个π键,
故答案为:四面体型;sp3;正四面体;2个σ键;2个π键。
14.(1) 1s22s22p63s23p63d54s1 球形
(2) 平面三角形 3d54s2
(3) 小于 N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素
(4) F>N>H sp3杂化 氟原子的电负性较大,可以形成氢键
【解析】(1)
为24号元素,基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1;为30号元素,基态原子核外占据最高能层电子为4s轨道,电子云轮廓图形状为球形;基态F原子为9号元素,价电子轨道表达式为;
(2)
中心N原子价层电子对数为3+=3,N原子采用sp2杂化,空间构型为平面三角形;锰为25号元素,基态原子的价电子排布式3d54s2;
(3)
同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故N、O的第一电离能大小:N>O;
(4)
同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;的组成元素的电负性由大到小的顺序为F>N>H;其中N原子形成4个共价键,杂化方式为sp3杂化;能形成分子缔合体的原因为氟原子的电负性较大,可以形成氢键。
15.945.6
设键的键能为,已知,反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,故,解得;故答案为945.6。
16. < C6H5O-+CO2+H2O=C6H5OH+ > 水分子之间存在氢键 73.10%
(1)我们可利用强酸制弱酸的原理比较酸性强弱,根据苯酚钠与碳酸反应生成苯酚和碳酸氢钠可以判断出酸性:苯酚<碳酸,原因:C6H5O-+CO2+H2O=C6H5OH+。答案为:<;C6H5O-+CO2+H2O=C6H5OH+;
(2)H2O和H2S都形成分子晶体,沸点的高低取决于分子间作用力的大小,若分子间形成氢键,熔沸点会出现反常,水分子间存在氢键,则沸点:H2O>H2S;答案为:>;水分子之间存在氢键;
(3)加入AgNO3后,发生如下反应:NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3,Na2CO3+2AgNO3=Ag2CO3↓+2NaNO3
设4.350g样品中含有Na2CO3为xmol,NaCl为ymol,则可得以下等量关系式:
①106x+58.5y=4.350 ;②276x+143.5y=5.575×2;解得x=0.03mol,y=0.02mol;ω(Na2CO3)==73.10%。答案为:73.10%。
17. 2NA(1.204×1024) 1:2 1:1 5.5 5:1 6NA(3.612×1024) 7
共价单键全是键,双键含1个键和1个π键,三键含1个键和2个π键,据此解答。
(1)分子内含有2个碳氧双键,双键中一个是键,另一个是π键,则中含有的键个数为(1.204×1024);
(2)的结构式为,推知的结构式为,含有1个键、2个π键,即CO分子内σ键与π键个数之比为1:2;的结构式为,分子的结构式为,分子中键与π键均为2个,即CO分子内σ键与π键个数之比为1:1;
(3)反应中有键断裂,即有参加反应,生成和,则形成的键有;
(4)设分子式为,则,合理的是,n=4,即分子式为,结构式为,所以一个分子中共含有5个键和1个键,即该分子中σ键与π键的个数之比为5:1;
(5)1个乙醛分子中存在1个碳氧双键,5个单键,1个分子中存在1个碳氧双键,6个单键,故乙醛中含有键的个数为6NA(3.612×1024),1个分子中含有7个键。
18. 2ClO+S2O=2ClO2↑+2SO sp3杂化 正四面体 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原来颜色 0.1 mol/L 偏小
(1)①亚氯酸钠(NaClO2)和过硫酸钠(Na2S2O8)直接反应可得ClO2,并得到副产品Na2SO4,该过程中Na2S2O8中-1价的O(过氧键)将+3价的Cl氧化为+4价,根据电子守恒可得NaClO2 和Na2S2O8的系数之比为2:1,再结合元素守恒可得离子方程式为2ClO+S2O=2ClO2↑+2SO;
②ClO中Cl原子的价层电子对数为=4,所以为sp3杂化;SO中S原子的价层电子对数为=4,孤电子对数为0,所以空间构型为正四面体;
(2)该实验过程中先利用KI将ClO2还原为KClO2,Cl2被还原为Cl-,然后用Na2S2O3标准溶液将被氧化生成I2还原成I-,之后再加入稀H2SO4调节溶液pH=3,该过程中发生反应KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O,然后再用Na2S2O3标准溶液滴定产生的I2,从而间接确定ClO2的量;
①达到滴定终点时碘单质被完全反应,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原来颜色;
②第二次滴定消耗Na2S2O3溶液20.00 mL,即被KClO2氧化生成的碘消耗了20.00 mLNa2S2O3溶液,依据反应原理得关系式:2ClO2~2KClO2~4I2~8Na2S2O3,n(ClO2)==5.0×10-4 mol,c(ClO2)= =0.1 mol/L;
③若实验中调节溶液pH时稀硫酸用量不足,则KClO2无法完全反应,则产生的碘单质偏少,消耗的标准液减小,将导致测得的ClO2浓度偏低。
19.(1)分子晶体
(2)两颈烧瓶
(3)acd
(4)蒸发乙醚,排出装置内空气,防止产品水解或锡与氧气反应
(5) 单质锡或Sn 蒸馏
(6)80%
(7)c
(8)SnI4为非极性分子,乙酸及乙酸酐为极性分子,故SnI4在该溶剂中溶解度较小,生成的SnI4包裹在锡粒表面,阻碍了后续反应的进行
【解析】(1)
由SnI4易溶于乙醚、CS2、CCl4等非极性有机溶剂,且其熔沸点较低,可知该物质属于分子晶体;
(2)
根据该仪器的结构特点可知其为两颈烧瓶;
(3)
装置C中所盛放的试剂应可以吸收空气中的水分,防止产品水解,碱石灰、硅胶、块状无水氯化钙都是干燥剂,可填充在球形干燥管中,防止空气中的水蒸气进入装置使产物水解,五水硫酸铜只能检验水不能做干燥剂吸水;故选acd;
(4)
产品易水解,所以需要利用乙醚蒸汽将装置中的空气排出;
(5)
步骤④烧瓶中的蒸气和冷凝管滴下的液体都不再有碘的颜色,说明单质碘已反应完全,剩余的固体就只有锡,趁热过滤得固体就是单质锡;由于滤液的溶剂是CS2,有毒,不能蒸发浓缩,只能蒸馏浓缩,防止CS2蒸气扩散到空气中;
(6)
根据实验流程可知该反应中碘单质完全反应,n(I2)==0.1mol根据方程式可知,m(SnI4)理论产量= 0.05mol×627g·mol 1=31.35g,SnI4收率为;
(7)
通入冷凝水应在加药品之后、加热反应装置之前即步骤②之后,③之前,选c;
(8)
SnI4为非极性分子,乙酸及乙酸酐为极性分子,故SnI4在该溶剂中溶解度较小,生成的SnI4包裹在锡粒表面,阻碍了后续反应的进行。
20.(1) 直线形 sp CO2 SCN-、COS
(2) i、j→f、g→d、e→b、c→h 平衡气压,便于浓盐酸顺利流下
(3)Cr2O+6Cl—+14H+=2Cr3++3Cl2↑+7H2O
(4)平衡气压做安全瓶,同时储存氯气
(5)CS2+8Br2+10H2O=2H2SO4+16HBr+CO2
(6)蒸馏
由实验装置图可知,装置A中重铬酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置F中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,其中长颈漏斗能起到平衡气压的作用,装置D中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,装置C中氯气在催化剂作用下与二硫化碳在85℃~95℃条件下反应制备四氯化碳,装置B中盛有的溴水用于吸收挥发出的二硫化碳,装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,则装置的连接顺序为AFDCBAFBE,仪器的接口的连接顺序为a→i、j→f、g→d、e→b、c→h。
(1)的价层电子对数为2+=2,且不含孤电子对,空间结构为直线形,其中C的杂化轨道类型为sp,CO2、SCN-和COS与是等电子体,与具有相同空间结构和键合形式。
(2)由分析可知,上述仪器的连接顺序为a→i、j→f、g→d、e→b、c→h;A装置中导管k的作用为平衡气压,便于浓盐酸顺利流下。
(3)装置A中重铬酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,Cr元素化合价由+6价下降到+3价,Cl元素由-1价上升到0价,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:Cr2O+6Cl—+14H+=2Cr3++3Cl2↑+7H2O。
(4)由实验装置图可知,装置F中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,其中反应结束后关闭,,长颈漏斗还能起到平衡气压做安全瓶的作用,同时还可以储存未反应的氯气。
(5)由分析可知,B装置中发生的反应为二硫化碳与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,S元素由-2价上升到+6价,Br元素由0价下降到-1价,根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为:CS2+8Br2+10H2O=2H2SO4+16HBr+CO2。
(6)由分析可知,装置C中氯气在催化剂作用下与二硫化碳在85℃~95℃条件下反应生成四氯化碳和硫,反应制得的四氯化碳中混有未反应的二硫化碳和反应生成的溶于四氯化碳的硫,所以反应结束先过滤除去固体催化剂,再经过蒸馏得到四氯化碳。
21. 共价键 分子间作用力 离子 2Al2O3 4 Al +3O2 ↑ 极性 NH3+H2O NH3 H2O NH4++OH- B
A单质的一种晶体不是金属晶体,但是电的良导体,且难熔、质软并有润滑性,可用作原子核反应堆的慢化剂、火箭发动机喷灌和电极材料等,则A是C元素,且A单质是石墨;
B单质既能与强酸溶液反应,又能与强碱溶液反应,其简单离子在第三周期单核离子中半径最小,则B是Al元素;
C是蛋白质的组成元素之一,组成蛋白质的主要元素有C、H、N、O,原子核外有三种不同能量的电子,且未成对电子数最多的元素是氮元素,则C是N元素;
D原子核外最外层电子排布式为nsnnp2n+1,n只能为2,则D原子最外层电子排布式为2s2np5,所以D是F元素。
(1)通过以上分析知,A单质是石墨,石墨晶体中,碳原子之间存在共价键,层与层之间存在分子间作用力;
(2)B元素的氧化物是氧化铝,氧化铝属于离子晶体,工业上用电解熔融氧化铝的方法治炼铝,反应方程式为:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑;
(3)C元素的气态氢化物为NH3分子空间构型为三角锥形,正负电荷中心不重合,属于极性分子;氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离生成氢氧根离子,导致氨水中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度而使氨水呈碱性,方程式为NH3+H2O NH3 H2O NH4++OH-;N原子核外最外层电子排布为2s22p3,则轨道表示式为 ;
(4)D为氟元素,与D同主族的短周期元素为氯元素。
A.常温下氟气跟水剧烈反应并放出氧气,常温下氯气跟水反应生成HCl和HClO,故A错误;
B.氟元素、氯元素的非金属性很强,气态氢化物具有很好的热稳定性,故B正确;
C.HF和HCl均易溶于水,氢氟酸是弱酸,HCl是强酸,故C错误;
D.F不能形成含氧酸,故D错误;
故选B。
22. 三角锥型 0.04 Cu(NH4)2(SO4)2 6H2OCu+N2↑+2SO2↑+10H2O↑
无色气体B遇湿润红色石蕊试纸变蓝色,可知气体B是NH3,可知固体X组成中含有,固体X加水溶解溶液显蓝色,可知固体X组成中可能含有Cu2+,加强热得到紫红色固体E更加确定含有Cu2+,混合气体C通入品红溶液褪色,加热后恢复元素,可知混合气体C中含有SO2,固体X隔绝空气加强热得到SO2气体,根据组成元素化合价变化,可推测固体X组成含有,据此解答。
(1)经分析,气体B是氨气,NH3分子中的氮原子的价电子对数是4,采用的是sp3杂化,由于有一个孤电子对,所以分子的空间构型是三角锥型;根据固体X的组成,结合元素化合价变化,结合气体D的性质,可推测D是氮气,故其电子式为。
(2)经分析无色气体B是氨气,其体积是896ml,其物质的量是0.004mol,固体x加强热得1.28克铜,其物质的量是0.002mol,所以固体X中的和Cu2+物质的量比为2:1,固体X中的阴离子是,化合物是电中性的,故Cu2+三种离子的个数比1:2:2, 故当Cu2+是0.002 mol时,离子为0.004 mol。
(3)经分析,Cu2+三种离子的个数比1:2:2,且化合物X中带有6个结晶水,则化合物X的化学式是Cu(NH4)2(SO4)2 6H2O,通过固体X受热分解产物的性质可推测产物有Cu、N2、SO2,故固体X受热分解的化学方程式是Cu(NH4)2(SO4)2 6H2OCu+N2↑+2SO2↑+10H2O↑