Question

選做題：（本包括A、B兩小題，分別對應于“物質結構與性質”和“實驗化學”兩個選修模塊的內容．請選擇其中一題，并在相應的答題區域內作答．若兩題都做，則按A題評分．）
A．有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數E＜Q＜T＜X＜Z．E、Q、T三種元素的基態原子具有相同的能級，且I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），其中基態Q原子的2p軌道處于半充滿狀態，且QT⁺₂與ET₂互為等電子體．X為周期表前四周期中電負性最小的元素，Z的原子序數為28．
請回答下列問題（答題時如需表示具體元素，請用相應的元素符號）：
（1）寫出QT⁺₂的電子式______，基態Z原子的核外電子排布式______；
（2）Q的簡單氫化物極易溶于T的簡單氫化物，其主要原因有______等兩種；
（3）化合物甲由T、X兩種元素組成，其晶胞如圖①，甲的化學式為______；
（4）化合物乙的晶胞如圖②，乙由E、Q兩種元素組成，硬度超過金剛石．
①乙的晶體類型為______；
②乙的晶體中E、Q兩種元素原子的雜化方式均為______．

B．現有氧化銅和碳粉組成的混合物，為通過實驗確定氧化銅的質量分數，某同學設計的實驗方案中裝置如下：

分析上述裝置，回答下列問題：
（1）本實驗中，酒精燈加熱也可達到反應所需的溫度，改用電熱絲加熱的優點是有利于______．
a．加快反應速率b．氫氣流動
c．加熱溫度更高d．精確測定數據
（2）為確保能準確測定到必要的數據，下列步驟按實驗操作順序排列應為：______（填字母）．
a．停止通氫氣；b．電熱絲通電；c．通入氫氣；d．裝置氣密性檢查；e．電熱絲停止通電．
（3）為準確測定數據，你認為本裝置是否完整？若需要改進，請在虛線下面的方框內畫出所需添加的裝置示意圖并注明必要的物質名稱．若無需改進，則將裝置圖中虛線部分改為實線．
（4）實驗結束后，該同學交給老師的實驗報告主要欄目如圖

（具體內容已略）．請你根據實驗報告的撰寫要求，對此份報告作出評價，若有不完整，請在下面的空格中寫出，若已完整，則無需填寫．______．
（5）老師看完實驗報告后指出，改變實驗原理可以設計出更加簡便的實驗方案．請你用化學方程式來表示新方案的反應原理，并指出需要測定的數據：
化學方程式______

Answer 1

【答案】分析：A．有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數E＜Q＜T＜X＜Z，E、Q、T三種元素的基態原子具有相同的能級，說明E、Q、T處于同一周期，且族序數大于II，且I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），其中基態Q原子的2p軌道處于半充滿狀態，則Q是N元素，T的原子序數大于Q，且I₁（T）＜I₁（Q），所以T是O元素，且NO₂⁺與EO₂互為等電子體，則E是C元素，X為周期表前四周期中電負性最小的元素，為K元素，Z的原子序數為28，Z是Ni元素．
（1）NO₂⁺和二氧化碳是等電子體，根據二氧化碳的電子式寫出NO₂⁺的電子式，根據基態原子核外電子排布式的書寫規則書寫；
（2）氨氣極易溶于水，根據相似相溶原理及分子間氫鍵分析解答；
（3）利用均攤法確定其化學式；
（4）根據晶體中含有的微粒確定晶體類型，根據根據含有的價層電子對確定其雜化方式．
B．
（1）酒精燈加熱不如電熱絲加熱穩定，測定數據更準確；
（2）實驗操作步驟為：先檢驗裝置氣密性，然后根據“先通氫，通氫以后再點燈，由黑變紅先撤燈，試管冷卻再停氫”排序，注意把“燈”改為“通電”；
（3）根據虛線處是否對實驗有影響確定是否改進，如果有影響則需要改進，否則不改；
（4）實驗報告中還需要實驗名稱、實驗內容；
（5）可以選用只和一種物質反應的藥品，通過稱量樣品的質量、剩余物質的質量來計算氧化銅質量分數．
解答：解：A．有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數E＜Q＜T＜X＜Z，E、Q、T三種元素的基態原子具有相同的能級，說明E、Q、T處于同一周期，且族序數大于II，且I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），其中基態Q原子的2p軌道處于半充滿狀態，則Q是N元素，T的原子序數大于Q，且I₁（T）＜I₁（Q），所以T是O元素，且NO₂⁺與EO₂互為等電子體，則E是C元素，X為周期表前四周期中電負性最小的元素，為K元素，Z的原子序數為28，Z是Ni元素．
（1）NO₂⁺和二氧化碳結構相似，所以NO₂⁺的電子式為，28號元素鎳基態原子核外有28個電子，根據構造原理知，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）氨氣和水都是極性分子，根據相似相溶原理知，極性分子的溶質極易溶于極性分子的溶劑，所以氨氣極易溶于水，且N、O原子的電負性較大，分子間易形成氫鍵，也促進了氨氣極易溶于水，故答案為：這兩種氫化物均為極性分子、相互之間能形成氫鍵；
（3）K原子個數=×=4，O原子個數=（）×2=8，所以K和O原子個數之比=4：8=1：2，所以其化學式為KO₂，故答案為：KO₂；
（4）①由E、Q兩元素組成，硬度超過金剛石，則乙為原子晶體，故答案為：原子晶體；
②晶體中C原子與4個N原子成鍵，N原子與3個C原子成鍵，并用1個孤電子對，都為sp³雜化，故答案為：sp³．
B．
（1）電熱絲加熱比酒精燈加熱穩定，導致測定數據更準確，故選d；
（2）實驗操作步驟為：先檢驗裝置氣密性，然后先通氫，通氫以后再通電，固體由黑變紅先撤燈，試管冷卻再停止通電來排序，所以其排列順序是dcbea，故答案為：dcbea；
（3）因為制取的氫氣中含有水蒸氣，水蒸氣影響測定結果，所以第一個虛線處要加濃硫酸干燥氫氣，第二個虛線處無影響，第三個虛線處連接空氣，空氣中含有水分，影響測定結果，所以在第三個虛線處連接一個干燥管，如圖，
故答案為：；
（4）實驗報告中還需要實驗名稱、實驗內容，否則無法確定該實驗是什么，如何操作，故答案為：實驗名稱（標題）、實驗步驟（內容）；
（5）該實驗還可以設計成只有一種物質反應，另一種物質不反應的實驗，如：將混合加入稀硫酸中，將混合和氧氣反應等，有關方程式為：CuO+H₂SO₄→CuSO₄+H₂O（或C+O₂CO₂），需要測定的數據有樣品的質量和剩余物質的質量，從而得出氧化銅的質量分數，
故答案為：CuO+H₂SO₄→CuSO₄+H₂O（或C+O₂CO₂），樣品的質量、C的質量（或CuO的質量）．
點評：本題考查較為綜合，涉及電子式、電子排布式的書寫、氫鍵、晶胞的計算及晶體的性質，題目難度中等，本題易錯點為A（4），注意雜化類型的判斷，為高考熱點．