Question

本題包括A、B兩小題，分別對應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實驗化學(xué)”兩個選修模塊的內(nèi)容．請選定其中一題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答．若兩題都做，則按A題評分．
A．《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》：原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、W四種元素，原子序數(shù)均小于36．已知X、Y和Z為第三周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表：

電離能/kJ?mol-1	I1	I2	I3	I4
X	496	4562	6912	9543
Y	738	1451	7733	10540
Z	578	1817	2745	11578

（1）X、Y、Z的電負(fù)性從大到小的順序為

Al＞Mg＞Na

（用元素符號表示），元素Y的第一電離能大于Z的原因是

Y的最外層電子排布處于全滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量降低

．
（2）W元素應(yīng)用廣泛，是一種重要的生物金屬元素，如人體內(nèi)W元素的含量偏低，則會影響O₂在體內(nèi)的正常運輸．已知W²⁺與KCN溶液反應(yīng)得W（CN）₂沉淀，當(dāng)加入過量KCN溶液時沉淀溶解，生成配合物，其配離子結(jié)構(gòu)如圖所示．
①W元素基態(tài)原子價電子排布式為

3d⁶4s²

．
②已知CN^-與

N₂

分子互為等電子體，1molCN^-中π鍵數(shù)目為

2N_A

．
③上述沉淀溶解過程的化學(xué)方程式為

Fe（CN）₂+4KCN=K₄[Fe（CN）₆]

．
B．《化學(xué)實驗》：無色晶體硫酸鋅，俗稱皓礬，在醫(yī)療上用作收斂劑，工業(yè)上作防腐劑、制造白色顏料（鋅鋇白）等．某實驗小組欲用制氫廢液制備硫酸鋅晶體，進(jìn)行了以下實驗：
（1）取50mL制氫廢液，過濾．除去不溶性雜質(zhì)后，用ZnO調(diào)節(jié)濾液使pH約等于2，加熱、蒸發(fā)、濃縮制得較高溫度下的硫酸鋅飽和溶液，冷卻結(jié)晶，得到粗制的硫酸鋅晶體．
①加入少量氧化鋅調(diào)節(jié)濾液使pH≈2目的是

將硫酸轉(zhuǎn)化成硫酸鋅除去硫酸，且不帶進(jìn)其他雜質(zhì)

；
②加熱蒸發(fā)、濃縮溶液時，應(yīng)加熱到

溶液表面出現(xiàn)晶膜

時，停止加熱．
（2）粗晶體在燒杯中用適量蒸餾水溶解，滴加1～2滴稀硫酸，用沸水浴加熱至晶體全部溶解．停止加熱，讓其自然冷卻、結(jié)晶．抽濾（裝置如圖2所示）．將所得晶體用少量無水乙醇洗滌1-2次，得到較純的硫酸鋅晶體．
①寫出下列儀器的名稱．a(chǎn)

布氏漏斗

；b

吸濾瓶

．
②抽濾跟普通過濾相比，除了得到沉淀較干燥外，還有一個優(yōu)點是

過濾速度快

．
③用少量無水乙醇洗滌晶體的目的是

利用乙醇的揮發(fā)，除去晶體表面附著的水分，減少硫酸鋅的損失

．
（3）在制取氫氣時，如果鋅粒中混有少量的鐵、銅雜質(zhì)，對硫酸鋅的質(zhì)量

無

（填“有”、“無”）影響，原因是

銅不與稀硫酸反應(yīng)，過濾除去；鐵雖然與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，但鋅比鐵活潑，只要鋅粒過量，就可置換硫酸亞鐵中鐵過濾除去

．

Answer 1

分析：A、原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、W四種元素，原子序數(shù)均小于36，X、Y和Z為第三周期元素，由表中元素的電離能可知，X元素的第二電離能劇增，故X表現(xiàn)為+1價，故X為鈉元素；Y的第三電離能劇增，Y為+2價，故Y為鎂元素；Z的第四電離能劇增，表現(xiàn)+3價，故Y為鋁元素．
（1）同周期自左而右，電負(fù)性增大，元素的第一電離能呈增大趨勢，但能級處于半滿、全滿時，能量較低，元素的第一電離能高于同周期相鄰元素．
（2）W元素應(yīng)用廣泛，是一種重要的生物金屬元素，如人體內(nèi)W元素的含量偏低，則會影響O₂在體內(nèi)的正常運輸，可知W為Fe元素．
①Fe是26號元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫基態(tài)原子價電子排布式．
②原子總數(shù)相同，價層電子數(shù)相同的為等電子體．CN^-中存在C≡N三鍵，三鍵中有1個σ鍵，2個π鍵，．
③由結(jié)構(gòu)圖可知Fe（CN）₂與KCN反應(yīng)生成K₄[Fe（CN）₆]．
B、（1）①制氫氣的廢液中含有硫酸，應(yīng)除去．
②加熱至溶液表面出現(xiàn)晶膜時，停止加熱，利用余熱蒸干．
（2）①a是布氏漏斗，b是吸濾瓶．
②抽濾跟普通過濾相比，得到沉淀較干燥，過濾速度快．
③晶體表面附著水分．
（3）銅不與稀硫酸反應(yīng)，過濾除去；鐵雖然與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，但鋅比鐵活潑，只要鋅粒過量，就可置換硫酸亞鐵中鐵，過濾除去．

解答：解：A、原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、W四種元素，原子序數(shù)均小于36，X、Y和Z為第三周期元素，由表中元素的電離能可知，X元素的第二電離能劇增，故X表現(xiàn)為+1價，故X為鈉元素；Y的第三電離能劇增，Y為+2價，故Y為鎂元素；Z的第四電離能劇增，表現(xiàn)+3價，故Y為鋁元素．
（1）同周期自左而右，電負(fù)性增大，所以電負(fù)性從大到小的順序為Al＞Mg＞Na；同周期自左而右，元素的第一電離能呈增大趨勢，但Y的最外層電子排布處于全滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量降低，Y元素的第一電離能高于Z元素．
故答案為：Al＞Mg＞Na；Y的最外層電子排布處于全滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量降低．
（2）W元素應(yīng)用廣泛，是一種重要的生物金屬元素，如人體內(nèi)W元素的含量偏低，則會影響O₂在體內(nèi)的正常運輸，可知W為Fe元素．
①Fe是26號元素，基態(tài)原子價電子排布式為3d⁶4s²．
故答案為：3d⁶4s²．
②將C原子及1個電子用“N”代換可得CN^-等電子體分子N₂；CN^-中存在C≡N三鍵，三鍵中有1個σ鍵，2個π鍵，所以1molCN^-中π鍵數(shù)目為2N_A．
故答案為：N₂；2N_A．
③由結(jié)構(gòu)圖可知Fe（CN）₂與KCN反應(yīng)生成K₄[Fe（CN）₆]，反應(yīng)方程式為Fe（CN）₂+4KCN=K₄[Fe（CN）₆]．
故答案為：Fe（CN）₂+4KCN=K₄[Fe（CN）₆]．
B、（1）①制氫氣的廢液中含有硫酸，加入少量氧化鋅，將硫酸轉(zhuǎn)化成硫酸鋅除去硫酸，且不帶進(jìn)其他雜質(zhì)．
故答案為：將硫酸轉(zhuǎn)化成硫酸鋅除去硫酸，且不帶進(jìn)其他雜質(zhì)．
②加熱至溶液表面出現(xiàn)晶膜時，停止加熱，利用余熱蒸干．
故答案為：溶液表面出現(xiàn)晶膜．
（2）①a是布氏漏斗，b是吸濾瓶．
故答案為：布氏漏斗；吸濾瓶．
②抽濾跟普通過濾相比，不僅得到沉淀較干燥，而且過濾速度快．
故答案為：過濾速度快．
③晶體表面附著水分，硫酸鋅不溶于酒精，利用乙醇的揮發(fā)，除去晶體表面附著的水分，減少硫酸鋅的損失．
故答案為：利用乙醇的揮發(fā)，除去晶體表面附著的水分，減少硫酸鋅的損失．
（3）銅不與稀硫酸反應(yīng)，過濾除去；鐵雖然與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，但鋅比鐵活潑，只要鋅粒過量，就可置換硫酸亞鐵中鐵，過濾除去，鋅粒中混有少量的鐵、銅雜質(zhì)，對硫酸鋅的質(zhì)量無影響．
故答案為：無；銅不與稀硫酸反應(yīng)，過濾除去；鐵雖然與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，但鋅比鐵活潑，只要鋅粒過量，就可置換硫酸亞鐵中鐵過濾除去．

點評：題目綜合性較大，包含物質(zhì)結(jié)構(gòu)與化學(xué)實驗，涉及電離能、電負(fù)性、核外電子排布規(guī)律、化學(xué)鍵與配合物、對實驗利用的理解、實驗條件控制、物質(zhì)分離提純等，難度較大，需要學(xué)生具備良好的心理素質(zhì)、扎實的基礎(chǔ)知識和運用知識理解問題的能力．