Question

A. 海底熱液研究(圖1)處于當今科研的前沿。海底熱液活動區域“黑煙囪”的周圍常存在FeS、黃銅礦及鋅礦等礦物。

(1) Ni^2＋的核外電子排布式是____________________。

(2) 分析下表，銅的第一電離能(I₁)小于鋅的第一電離能，而銅的第二電離能(I₂)卻大于鋅的第二電離能，基主要原因是　。

　　

電離能/kJ·mol－1	I1	I2
銅	746	1958
鋅	906	1733

 

(3) 下列說法正確的是________。

A. 電負性：N＞O＞S＞C　　　　　　　　B. CO₂與COS(硫化羰)互為等電子體

C. NH₃分子中氮原子采用sp³雜化  D. CO、H₂S、HCN都是極性分子

(4) “酸性熱液”中大量存在一價陽離子，結構如圖2，它的化學式為________________。

(5) FeS與NaCl均為離子晶體，晶胞相似，前者熔點為985℃，后者801℃，其原因是____________________________________________。在FeS晶胞中，與Fe^2＋距離相等且最近的S^2－圍成的多面體的空間構型為________________。

B. 制備KNO₃晶體的實質是利用結晶和重結晶法對KNO₃和NaCl的混合物進行分離。下面是某化學興趣小組的活動記錄：

 

	NaNO3	KNO3	NaCl	KCl
10℃	80.5	20.9	35.7	31.0
100℃	175	246	39.1	56.6

查閱資料：文獻中查得，四種鹽在不同溫度下的溶解度(S/g)如下表：

實驗方案：

Ⅰ. 溶解：稱取29.8g KCl和34.0g NaNO₃放入250mL燒杯中，再加入70.0g蒸餾水，加熱并攪拌，使固體全部溶解。

Ⅱ. 蒸發結晶：繼續加熱和攪拌，將溶液蒸發濃縮。在100℃時蒸發掉50.0g 水，維持該溫度，在保溫漏斗(如圖所示)中趁熱過濾析出的晶體。得晶體m₁g。

Ⅲ. 冷卻結晶：待溶液冷卻至室溫(實驗時室溫為10℃)后，進行減壓過濾。得KNO₃粗產品m₂g。

Ⅳ. 重結晶：將粗產品全部溶于水，制成100℃的飽和溶液，冷卻至室溫后抽濾。得KNO₃純品。

假定：① 鹽類共存時不影響各自的溶解度；② 各種過濾操作過程中，溶劑的損耗忽略不計。試回答有關問題：

(1) 操作Ⅱ中趁熱過濾的目的是　。

(2) 若操作Ⅱ中承接濾液的燒杯中不加入蒸餾水，則理論上在操作Ⅲ中可得粗產品的質量m₂＝______g，其中混有NaCl______g。為防止NaCl混入，在操作Ⅱ中承接濾液的燒杯中至少應加入蒸餾水______g。

(3) 操作Ⅲ中采用減壓過濾，其優點是______________________________________。該小組同學所用的裝置如右圖所示，試寫出該裝置中主要用到的玻璃儀器的名稱：________________。若實驗過程中發現倒吸現象，應采取的措施是______________________________________。

 

Answer 1

A(1) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸或[Ar]3d⁸

(2) Cu失去一個電子成為Cu^＋，核外電子排布從[Ar]3d¹⁰4s¹變為[Ar]3d¹⁰能量較低的穩定結構，而Zn核外電子排布為[Ar]3d¹⁰4s²較穩定，所以Cu第一電離能較Zn小，第二電離能相對較大

(3) BCD　(4) H₁₁O

(5) FeS晶體的晶格能比NaCl晶體晶格能大　正八面體

B(1) 防止降溫時析出KNO₃而降低產率

(2) 36.9　0.68　1.90

(3) 可加快過濾速度，并能得到較干燥的沉淀　吸濾瓶、安全瓶、抽氣泵　打開旋塞K

解析:略