第三章晶体结构与性质测试题高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2(含解析)

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名称 第三章晶体结构与性质测试题高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-19 17:16:21

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第三章《晶体结构与性质》测试题
一、单选题(共12题)
1.已知某化合物的晶体是由以下最小单元密置堆积而成的,关于该化合物的以下叙述中错误的是

A.1 mol该化合物中有1 mol Y B.1 mol该化合物中有1 mol Ba
C.1 mol该化合物中有7 mol O D.该化合物的化学式是YBa2Cu3O7
2.晶体硼的基本结构单元是由硼原子通过共价键形成的正二十面体晶体。其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角,每个顶角各有一个原子。下列有关说法中正确的是
A.该晶体应该易溶于水中
B.该二十面体中存在60个共价键
C.该二十面体中有12个硼原子
D.该晶体硼受热易分解为硼原子
3.下列说法错误的是
A.分子晶体中一定存在分子间作用力
B.共价晶体中只含有共价键
C.任何晶体中,若含有阳离子就一定含有阴离子
D.单质的晶体中一定不存在离子键
4.下列说法不正确的是( )
A.NH5的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子结构,是既具有离子键又具有共价键的离子化合物
B.Na2O是离子晶体,溶于水生成NaOH的过程中既有离子键的断裂又有共价键的形成
C.某物质固态时不导电但溶于水能导电,则该物质中一定含有离子键
D.石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
5.若NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法中错误的是
A.牺牲阳极法和外加电流法都要采用辅助阳极,将被保护的金属作为阴极
B.[Ag(NH3)2]Cl的配体为NH3,配位数为2
C.常温下,1mol Al与足量浓硝酸反应,转移电子数目为3NA
D.标准状况下,11.2L NO与11.2L O2混合后的原子总数为2NA
6.下列关于物质结构与性质的说法中,错误的是
A.由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
B.晶体由于内部质点排列的高度有序性导致其许多物理性质表现出各向异性
C.等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体
D.若MgO中离子键的百分数为50%,则MgO可看作离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
7.下列各组物质的变化过程中,所克服的粒子间作用力完全相同的是
A.CaO和熔化 B.Na和S受热熔化
C.NaCl和HCl溶于水 D.碘和干冰的升华
8.化合物A( )进行如下图所示的反应(图中16e表示中心原子周围总共有16个电子),下列说法不正确的是
A.X为H2,总反应为用丙烯和氢气为原料制备丙烷
B.反应过程涉及氧化还原反应
C.D的结构可能为:
D.化合物C、D、E为同分异构体,且中心原子的化合价不同
9.向CuSO4溶液中加入少量氨水时生成蓝色沉淀,继续加入过量氨水时沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,最后向该溶液中加入一定量乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。下列有关说法错误的是
A.第一电离能:N>O>S
B.空间构型为正四面体形
C.[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体中只含有共价键和配位键
D.加入乙醇降低了溶液的极性,是晶体析出的原因
10.下列物质具有自范性、各向异性的是
A.钢化玻璃 B.塑料 C.水晶 D.陶瓷
11.下列有关Cu及其化合物的叙述正确的是
A.1mol中含有σ键的数目为16mol
B.如图所示的晶胞中Cu原子的配位数为4
C.刻蚀Cu制印刷电路板,说明还原性Cu大于Fe
D.除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解,过滤、洗涤、干燥
12.下列有关晶体及配合物结构和性质的判断错误的是
选项 结构和性质 相应判断
A 贵金属磷化物Rh2P可用作电解水的高效催化剂,其立方晶胞如图所示 该晶体中磷原子的配位数为8
B 配离子[Co(NO2)6]3-可用于检验K+的存在 该离子的配体是NO2
C GaN、GaP、GaAs都是良好的半导体材料,晶体类型与碳化硅晶体类似 GaN、GaP、GaAs的熔点依次降低
D 氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一 分子中存在配位键,提供空轨道的原子是硼原子
A.A B.B C.C D.D
二、非选择题(共10题)
13.三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供电子对形成配位键的原子是_______,中心离子的配位数为_______。
14.已知一种晶体的晶胞结构如图所示,晶体密度为表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体中与距离最近且相等的有_____________个,相邻2个的核间距为_____________.
15.含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种配合物的结构如下图所示,该配合物中通过螯合作用形成的配位键有_______,该螯合物中N的杂化方式有_______种。
16.苯胺()的晶体类型是_______。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃),原因是_______。
17.根据晶胞结构示意图,计算晶胞的体积或密度。
(1)N和Cu元素形成的化合物的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式为____。该化合物的相对分子质量为M,NA为阿伏加德罗常数的值。若该晶胞的边长为a cm,则该晶体的密度是______g·cm-3。
(2)S与Cu形成化合物晶体的晶胞如图所示。已知该晶体的密度为a g·cm-3,则该晶胞中硫原子的个数为______的体积为______cm3(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
18.回答下列问题
(1)在金属材料中添加AlCr2颗粒,可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构,如图所示。处于顶角位置的是_______原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl,则金属原子空间占有率为_______%(列出计算表达式)。
(2)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂,其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4+离子在晶胞中的配位数是_______,晶胞参数为a pm、a pm、c pm,该晶体密度为_______g·cm-3(写出表达式)。
19.研究发现,氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构,晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm,α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。
氨硼烷晶体的密度ρ=___________g·cm 3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
20.铁、铜及其化合物在实验室和实际生产中应用广泛,对其性质进行以下探究。
(1)探究的配合物。
可与等配体形成配离子,如。按图示完成实验。
①为浅紫色,但溶液Ⅰ却呈黄色,原因是水解生成,为了能观察到溶液Ⅰ中的浅紫色,往溶液中加入的最佳试剂为________(填化学式)。
②溶液Ⅱ转化为溶液Ⅲ反应的离子方程式为________。
(2)选矿废水含有和,用碘量法对的含量进行测定。
步骤:
①取废水,配成溶液,取出于锥形瓶中。
②已知:。往锥形瓶中先加入适量溶液,再加入稍过量的溶液。加入适量溶液的作用是________。
③用标准溶液滴定,反应为消耗标准溶液体积数据如表所示:
实验序号 1 2 3 4
消耗标准溶液的体积/ 21.40 20.00 20.02 19.98
滴定可选用的指示剂为________,滴定终点的现象是________,废水中________。滴定前平视滴定管读数,滴定后俯视滴定管读数,测定结果________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
21.铁黄()是重要的化工产品。某学校兴趣小组用如图所示装置,进行铁黄制备研究,具体操作如下:向三颈烧瓶中依次加入硫酸亚铁溶液、铁黄晶种和过量碎铁皮,在水浴加热条件下,持续通入空气并不断搅拌,在晶种上得到铁黄晶体。
(1)检验反应完成后上层溶液中是否存在的实验方法为_________。
(2)结合反应原理解释加入过量碎铁皮的作用是_________。
(3)测定样品中铁黄的质量分数。
①配制标准溶液。实验过程可描述为_________,继续加入蒸馏水至离刻度线处,改用胶头滴管加水至溶液凹液面最低处与刻度线相切,塞好瓶塞,颠倒摇匀,装瓶贴上标签。
②称取铁黄样品置于锥形瓶中,加入适量稀盐酸、加热,滴加稍过量的溶液(将还原为)充分反应,再除去过量的。用上述配制的标准溶液滴定至终点(),消耗溶液。计算该样品中铁黄的质量分数_________(写出计算过程)。
(4)铁和氨在时可发生置换反应,一种产物的晶胞结构如图所示。
①该产物的化学式为_________。
②氮原子位于由铁原子构成的正八面体的中心。在答题卡的中用“-”将铁原子构成的正八面体连接起来_________。
22.三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料,实验室采用三氟化硼(BF3)与氯化铝(AlCl3)加热的方法制备BCl3,装置如下图所示(夹持装置及加热装置略)。
已知:1.三氟化硼(BF3)易与水反应:三氯化硼(BCl3)易潮解:三氯化铝(AlCl3)沸点低、易升华。Ⅱ.部分物质的常点如下表所示。
物质 BF3 BCl3 AlCl3
沸点/℃ -101 12.5 180
回答下列问题:
(1)BF3中B的杂化方式为______,AlCl3属于______晶体,C中仪器a的名称为______(每空1分,共3分)
(2)将氟硼酸钾(KBF4)和硼酐(B2O3)一起研磨均匀加入A中的圆底烧瓶,滴入浓硫酸并加热,除产生气体外,还生成一种酸式盐,分别写出气体和酸式盐的化学式______、______。
(3)实验开始时,两处加热装置应先加热______(填“A”或“C”)。
(4)装置B中盛放的是浓硫酸,其作用是______。
(5)装置D的作用是______。
(6)C中2.50 g无水氯化铝完全反应后,取下U形管并注入水,完全反应生成盐酸和硼酸(H3BO3是一元弱酸)将所得溶液加水稀释到250 mL,取10 mL加入锥形瓶中滴入2滴酚酞溶液,用0.1000 mol/L的NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液的体积为28.00 mL,则BCl3的产率为______%(保留四位有效数字)。
参考答案:
1.B
由晶胞结构可以知道,Y原子位于顶点,Ba原子位于棱上,Cu原子位于晶胞内部,O原子晶胞内部与面上,利用均摊法计算原子数目,进而确定化学式。
由晶胞结构可以知道,Y原子位于顶点,晶胞中Y原子数目为8×=1,
Ba原子位于棱上,晶胞中Ba原子数目为8×=2,
Cu原子位于晶胞内部,晶胞中Cu原子数目为3,
O原子晶胞内部与面上,晶胞中O原子数目为2+10×=7,
故该晶体化学式为YBa2Cu3O7,
故答案选B。
2.C
A.该晶体全部由硼原子通过共价键形成,与水分子间不存在氢键,该晶体是分子晶体,结构对称,属于非极性分子,与水不相似,应该难溶于水中,A错误;
B.该二十面体中含有20个等边三角形,三角形的边即时共价键,相邻的两个三角形共用一条边,故存在共价键数目为=30,B错误;
C.该二十面体中含有20个等边三角形,从图中可知,相邻的5个三角形共用一个顶点,则硼原子有=12个,C正确;
D.该晶体硼内部硼原子间以共价键作用,共价键作用力较强,故受热较难分解为硼原子,D错误;
故选C。
3.C
A.能将分子聚集在一起的作用力为分子间作用力,分子晶体中一定存在分子间作用力,故A正确;
B.共价晶体中只含有共价键,比如原子晶体含有共价键,共价晶体中一定不含离子键和金属键,故B正确;
C.晶体中若含有阳离子,不一定含有阴离子,比如金属晶体,含有阳离子和电子,故C错误;
D.单质的晶体中一定不存在离子键,有离子键必然有阳离子和阴离子,则一定为化合物,故D正确。
综上所述,答案为C。
4.C
A.NH5为离子化合物,分子中存在NH4+和H-,所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子结构,含有离子键,N-H键属于共价键,选项A正确;
B.Na2O是离子晶体,溶于水生成NaOH的过程中,Na2O中离子键断裂,生成NaOH时有共价键的形成,选项B正确;
C.某物质固态时不导电但溶于水能导电,则该物质中不一定含有离子键,如氯化铝为共价化合物不含离子键,选项C不正确;
D.石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体,每个硅原子形成4个共价键,每个氧原子形成两个共价键,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构,选项D正确;
答案选C。
5.C
A.“外加电流法”利用的是电解池原理,通过外加电源将被保护金属连接到电源负极,使被保护金属做电解池阴极,惰性金属连接电源正极做“辅助阳极”;“牺牲阳极法”利用的是原电池原理,将被保护金属与比其活泼的金属连接形成原电池,让更活泼的金属做原电池负极,也就是“牺牲阳极”,被保护金属做原电池正极,这两种方法均可有效防止铁发生电化学腐蚀,A正确;
B.[Ag(NH3)2]Cl为配合物,其中[Ag(NH3)2]+为内界,NH3为配体,配位数为2,B正确;
C.常温下,铝与浓硝酸会发生钝化现象,不能准确计算转移电子的数目,C错误;
D.化学变化前后原子数目保持不变,所以标准状况下,11.2L NO与11.2L O2总物质的量为=2mol,则原子总数为2NA,D正确;
故选C。
6.A
A.玻璃是非晶体,故A错误;
B.晶体由于内部质点排列的高度有序性导致其许多物理性质表现出各向异性,故B正确;
C.等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成,在整体上表现为近似电中性的电离气体,故C正确;
D.离子键、共价键之间并非严格截然可以区分,若MgO中离子键的百分数为50%,则MgO可看作离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体,故D正确;
选A。
7.D
A.氧化钙是离子晶体,熔化时所克服的粒子间作用力为离子键,二氧化硅是原子晶体,熔化时所克服的粒子间作用力为共价键,两者所克服的粒子间作用力不同,故A错误;
B.钠是金属晶体,受热熔化时所克服的粒子间作用力为金属键,硫是分子晶体,受热熔化时所克服的粒子间作用力为分子间作用力,两者所克服的粒子间作用力不同,故B错误;
C.氯化钠是离子晶体,溶于水时所克服的粒子间作用力为离子键,氯化氢是分子晶体,溶于水时所克服的粒子间作用力为共价键,两者所克服的粒子间作用力不同,故C错误;
D.碘和干冰都是分子晶体,升华时所克服的粒子间作用力都为分子间作用力,两者所克服的粒子间作用力完全相同,故D正确;
故选D。
8.D
A.由反应循环图可以看出B和X生成了C,根据原子守恒可知X为H2,故A正确;
B.从A生成B有电子得失,H2参与生成化合物,都涉及氧化还原,故B正确;
C.C与丙烯生成D,根据C和E的结构简式可知丙烯与中心原子配位,故D的结构简式为 ,故C正确;
D.根据、 、,根据CDE的结构简式可知三者分子式不同,不是同分异构,故D错误;
故答案为D
9.C
A.同周期第一电离能从左到右依次增大,IIA、VA族比相邻元素偏高,所以N>O>S,故A正确;
B.中S原子价层电子对数=4+=4且不含孤电子对,所以该离子为正四面体形,故B正确;
C.[Cu(NH3)4]SO4·H2O所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键,硫酸根离子与配离子之间是离子键,N与H之间是共价键,氨气与铜离子之间是配位键,故C错误;
D.乙醇属于有机物,加入后减小了溶剂的极性,降低了[Cu(NH3)4]SO4的溶解度,导致结晶析出,故D正确;
故选:C。
10.C
晶体具有自范性和各向异性,钢化玻璃、塑料、陶瓷均不属于晶体,水晶属于晶体,故选:C。
11.A
A.含有4个N-Cu配位键,12个N-H共价键,该物质中含有的σ键数目为16个,即1mol中含有的σ键有16mol,故A正确;
B.如图,白球有2个,黑球有4个,根据氧化亚铜的化学式可知,氧化亚铜晶胞中O原子的配位数为4,则Cu原子的配位数为2,故B错误;
C.氯化铁刻蚀Cu制印刷电路板的反应为,说明氧化性:,还原性:,故B错误;
D.除去铜粉中含有的CuO,加入稀硝酸会使铜和氧化铜均反应,应加稀硫酸或者灼热条件下通入氢气,故D错误;
故选A。
12.B
A.根据晶胞结构可知,以顶面面心P原子为例,该晶胞中有4个Rh原子距离其最近,该晶胞上方晶胞中还有4个,所以晶体中与P距离最近的Rh的数目为8,则该晶体中磷原子的配位数为8,故A正确;
B.配离子[Co(NO2)6]3-的配体为,故B错误;
C.GaN、GaP、GaAs都是良好的半导体材料,晶体类型与碳化硅晶体类似,属于共价晶体,N、P、As原子半径依次增大,因此GaN、GaP、GaAs的键长依次增大,键能依次减小,熔沸点依次降低,故C正确;
D.氨硼烷(NH3BH3)分子中,B原子有空轨道,NH3中N原子有1对孤电子对,N原子提供孤电子对与B原子形成配位键,因此提供空轨道的原子是硼原子,故D正确;
答案选B。
13. N、O、Cl 6
根据该配离子的结构可知,NH3、H2O、Cl-均为配体,其中N、O、Cl均含有孤电子对,提高孤电子对;3个NH3、2个H2O和1个Cl-配位,所以配位数为3+2+1=6。
14. 12
由题图2可知, 位于晶胞的体心和棱上,与体心距离相等的在晶胞的12个棱上,故与Zn2+距离最近且相等的Zn2+有12个;
位于晶胞的顶,点和面心,1个晶胞中的数目为,则1个晶胞中有4个.设晶胞的参数为,晶胞的体积为,则
,可得,晶胞中相邻2个的核间距为面对角线长度的,即;
故答案为:12;。
15. 6 1
由题意可知,只有成环的配位键才能起到螯合作用,再结合题给结构可知中的2个O原子和C、N杂环上的4个N原子通过螯合作用与形成配位键,故该配合物中通过螯合作用形成配位键;中N原子价电子对数为3+0=3,中N原子价电子对数为2+1=3,C、N杂环上的4个N原子价电子对数为3,故该配合物中N原子均采取杂化,即N的杂化方式有1种。
故答案为:6;1。
16. 分子晶体 苯胺分子之间存在氢键
苯胺中只含有共价键,根据其熔、沸点数据可知,苯胺的晶体类型为分子晶体。苯胺分子间存在氢键,导致其熔、沸点高于甲苯。
17. Cu3N 4
(1)该晶胞中N原子个数==1,Cu原子个数==3,所以其化学式为Cu3N,晶胞的边长为a cm,其体积为a3 cm3,密度= g·cm-3,故答案为:Cu3N;;
(2)该晶胞含Cu:+=4,S原子个数为4,因此化学式为CuS,晶胞体积V=== cm3。故答案为:4;;
18.(1) Al
(2) 8
【解析】(1)
根据均摊法,该晶胞中黑球的个数为,白球的个数为,个数之比为1:2,根据化学式AlCr2,可知黑球代表Al,白球代表Cr,故处于顶角位置的原子为Al;晶胞的体积为,晶胞所含原子的体积为:,则金属原子的空间占有率为;故正确答案为:Al;。
(2)
由晶胞结构可知,距离Zr4+离子最近的O2-离子数为8,故Zr4+在晶胞中的配位数为8;该晶胞中,O2-的个数为8,,Zr4+的个数为为,晶胞质量,该晶胞体积,故密度为:;故正确答案为:8;。
19.
在氨硼烷的2×2×2的超晶胞结构中,共有16个氨硼烷分子,晶胞的长、宽、高分别为2a pm、2b pm. 2c pm,若将其平均分为8份可以得到8个小长方体,则平均每个小长方体中占有2个氨硼烷分子,小长方体的长、宽、高分别为a pm、b pm、c pm ,则小长方体的质量为,小长方体的体积为abc×10-30 cm-3,因此,氨硼烷晶体的密度ρ= 。
20.(1)
(2) 因也能氧化,加入溶液,把转化,避免干扰含量的测定 淀粉溶液 当滴入最后半滴溶液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色 偏低
(1)由图可知,溶液Ⅰ中形成,在溶液Ⅱ中转化成,在溶液Ⅲ中进一步转化成,则与等配体形成配离子的能力为;
(2) 用碘量法测定选矿废水(含有和)中的含量时,因也能氧化,故先往待测的废水稀释液中加入溶液,把转化,再加入过量KI溶液,只发生生成I2,可避免干扰含量的测定。
(1)①根据为浅紫色,溶液Ⅰ呈黄色,原因是水解生成,为了能观察到溶液Ⅰ中的浅紫色,应抑制其水解,根据原溶液的阴离子为,所以往溶液中加入的最佳试剂为。
②溶液Ⅱ转化为溶液Ⅲ的反应,即与F-离子反应转化成,离子方程式为。
(2)用碘量法测定选矿废水(含有和)中的含量时,在步骤②中,在锥形瓶所盛的废水稀释液中先加入适量溶液,再加入稍过量的溶液的原因是:因也能氧化,加入溶液,把转化,而只发生生成I2,可避免干扰含量的测定。
步骤③用标准溶液滴定生成的碘单质时,碘单质遇淀粉现蓝色,则滴定时可选用的指示剂为淀粉溶液,滴定终点的现象是:当滴入最后半滴溶液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色。
由表知,4次实验中第一次实验数据偏差大,舍去,其余三次数据合理,则消耗标准溶液体积,按反应、,得关系式,则25mL废水稀释液中n(Cu2+)= n(Na2S2O3)= 0.050mol·L-1×20.00mL ×10-3L/mL=1.00×10-3mol,则原废水中。
滴定前平视滴定管读数,滴定后俯视滴定管读数,则所测得的标准溶液体积偏小,测定结果偏低。
21.(1)取少量上层清液,滴加2~3滴溶液,若存在,可观察到溶液变成血红色
(2)既能消除反应产生的,同时又能额外提供,实现硫酸亚铁的循环利用
(3) 用电子天平称取固体,并置于烧杯中用适量蒸馏水溶解,冷却后用玻璃棒转移至容量瓶中(已验漏),再用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤液一并转移至容量瓶中 97.9%
(4)
(1)检验反应完成后上层溶液中是否存在,取反应完后上层清液,滴加2~3滴溶液,若溶液变为红色,说明存在,若溶液不变红则不存在;
(2)该发生化学反应为,加入碎铁皮能消除反应产生的生成,生成的又能额外提供,实现硫酸亚铁的循环利用;
(3)①配制溶液的一般过程包括计算、称量、溶解、冷却转移、洗涤、定容、摇匀装瓶;配制标准溶液。,用电子天平称取固体,并置于烧杯中用适量蒸馏水溶解,冷却后用玻璃棒转移至容量瓶中(已验漏),再用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤液一并转移至容量瓶中;
②根据方程式可知反应的关系式为,,该样品中铁黄的质量分数;
(4)①Fe原子位于顶点和面心,晶胞中Fe原子数为,N原子位于体心,晶胞中含有1个N原子,原子数之比为Fe:N=4:1,该产物的化学式为
②氮原子位于由铁原子构成的正八面体的中心。铁原子构成的正八面体为:;
22.(1) sp2 分子 球形冷凝管
(2) BF3 KHSO4
(3)A
(4)干燥除水,观察气泡,控制气体流速
(5)冷凝收集BCl3
(6)93.45
三氟化硼(BF3)与氯化铝(AlCl3)加热的方法制备BCl3,装置A中利用氟硼酸钾(KBF4)、硼酐(B2O3)和浓硫酸反应制取BF3气体,经装置B中浓硫酸干燥后进入装置C与AlCl3反应,AlCl3易升华,所以用装置a冷凝回流,装置D中冷凝收集BCl3,为防止BCl3水解,装置E中盛放碱石灰吸收水蒸气,装置F处理尾气。
(1)BF3分子中B原子形成3个共价键,B原子上无孤对电子,所以B原子杂化类型是sp2杂化;
AlCl3的物质沸点是180℃,沸点比较低,故氯化铝属于分子晶体;
装置C中仪器a的名称是球形冷凝管;
(2)装置A中发生的反应为非氧化还原反应,且产生一种酸式盐,可判断酸式盐为KHSO4,气体为BF3;
(3)BCl3是强酸弱碱盐,易水解,先加热A处,可以利用A处产生的BF3气体排除装置内空气,防正水蒸气干扰实验;
(4)装置B中盛有浓硫酸作干燥剂,同时也可以通过观察装置B中产生的气流大小来控制气体流速;
(5)装置D采用用冰水浴,其作用是冷凝收集BCl3;
(6)2.50 g无水AlCl3的物质的量n(AlCl3)=,则理论上制取Cl元素守恒,可知制取BCl3的物质的量n(BCl3)=,BCl3和水反应产生H3BO3、HCl,该反应的化学方程式为BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl,所以得到的溶液中H3BO3和HCl的物质的量之比为1:3,10 mL待测液共消耗NaOH的物质的量n(NaOH)=0.1000 mol/L×0.028 L=0.0028 mol,所以10 mL待测液中含有H3BO3的物质的量n(H3BO3)=n(NaOH)=0.0007 mol,250 mL待测液中含有H3BO3的物质的量n(H3BO3)=0.0007 mol×=0.0175 mol,根据B元素守恒可知BCl3的物质的量为0.0175 mol,所以产率为。