选考〔化学—物质结构与性质](13分)钢铁分析中常用过硫酸盐氧化法测定钢中锰的含量，反应原...

选考〔化学—物质结构与性质](13分)

钢铁分析中常用过硫酸盐氧化法测定钢中锰的含量，

反应原理为: 2Mn2＋+5S2O82-+8H2O 2MnO4-+10SO42-+16H＋

（1）基态锰原子的核外电子排布式为　　　　　 _

（2）上述反应涉及的元素属于同主族元素，其第一电离能由大到小的顺序为　　　　 (填元素符号)。

（3）已知H2．S2O8的结构如图。

①H2．S2O8硫原子的轨道杂化方式为　　　　 。

②上述反应中被还原的元素为　　　　 。

③上述反应每生成1 mol MnO4 -，S2O82- 断裂的共价键类型及其数目为　　　　 。

（4）一定条件下，水分子间可通过O一H．．．O氢键将从H2O分子结合成三维骨架结构，其中的多面体孔穴中可包容气体小分子，形成笼形水合包合物晶体

①下图是一种由水分子构成的正十二面体骨架(“o”表示水分子)，其包含的氢键数为　　　　 ;

②实验测得冰中氢键的作用能为18．8目kJ·mol-1，而冰的熔化热为5．0kJ·mol-1，其原因可能是　　　　 。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

钢铁分析中常用过硫酸盐氧化法测定钢中锰的含量，反应原理为：

2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H+

(1)现代化学中，常利用_________上的特征谱线来鉴定元素

(2)试从分子的立体构型和原子的电负性、中心原子上的孤电子对等角度解释为什么与水结构十分相似的OF2的极性很小？______________________。

(3)己知H2S2O8的结构如图。

①H2S2O8硫原子的轨道杂化方式为________________。上述反应中被还原的元素为_____________。

②S基态原子中电子的空间运动状态有________________ 种。

③上述反应每生成1 mol MnO4-，S2O82-断裂的共价键类型及其数目为___________、__________。

(4)一定条件下，水分子间可通过氢键将从H2O分子结合成三维骨架结构，其中的多面体孔穴中可包容气体小分子，形成笼形水合包合物晶体。

①如图是一种由水分子构成的正十二面体骨架(“o”表示水分子)，其包含的氢键数为__________；

②实验测得冰中氢键的作用能为18.8kJ·mol-1，而冰的熔化热为5.0kJ·mol-1，其原因可能是__________。

(5)底心晶胞的特征是：将晶胞的框架的顶角移至晶胞的某一对面的中心所得的新晶胞与原晶胞无差别。在晶体学上底心平移的符号是+ (1/2，1/2，0) (C底心）；或+ (0，1/2，1/2) (A底心)；或+ (1/2，0，1/2) (B底心)。底心平移是指其中之一。

则：I2是_______（填“A”、“B”或“C”）底心晶胞.

(6)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图（a)所示，并给出了一个石墨的六方晶胞如图（b）所示。

①在图中画出晶胞沿C轴的投影（用“●”标出碳原子位置即可）_______________；

②假设石墨的层间距为300 pm。C-C键长为150 pm。计算石墨晶体的密度为______g· cm-3(碳元素的相对质量为12，NA=6.0×1023，计算结果保留一位小数）。

高三化学简答题困难题查看答案及解析

钢铁分析中常用过硫酸盐氧化法测定钢中锰的含量，反应原理为：2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H+

（1）基态Mn原子的价电子排布式为___________。

（2）现代化学中，常利用_______________________上的特征谱线来鉴定元素。

（3）已知H2S2O8的结构如图。H2S2O8硫原子的轨道杂化方式为__________；上述反应每生成1molMnO4-，S2O82- 断裂的共价键类型及其数目为_____________________；与硫酸根等电子体的分子或离子有______________________（写两种）。

（4）一定条件下，水分子间可通过氢键将从H2O分子结合成三维骨架结构，其中的多面体孔穴中可包容气体小分子，形成笼形水合包合物晶体。如图是一种由水分子构成的正十二面体骨架(“o”表示水分子)，其包含的氢键数为___________；实验测得冰中氢键的作用能为18.8kJ·mol-1，而冰的熔化热为5.0kJ·mol-1，其原因可能是_________________。

（5）与Mn同周期相邻的元素X，价电子层有2对成对电子，其离子型氧化物晶胞如图所示。它由A、B方块组成。则该氧化物中X2+、X3+、O2-的个数比为_____________（填最简整数比）；已知该晶体的密度为d g/cm3，阿伏伽德罗常数的值为NA，则晶胞参数a为_________nm （用含d和NA的代数式表示）

高三化学综合题困难题查看答案及解析

钢铁中含有C、N、Mn等元素，实验中常用过硫酸盐氧化法测定钢铁中锰的含量，反应原理为2Mn2++5S2O82-+8H2O 2MnO4-+10SO42-+16H+

（1）Mn原子的价层电子的轨道衷达式（电子排布图）为______。

（2）已知H2S2O8的结构简式如图所示。

①H2S2O8中S的轨道杂化方式为______，H、O、S三种元素中，电负性最大的元素是_________（填元素符号）。

②S基态原子中电子的运动状态有_________种。

③上述反应中S2O82-断裂的共价键类型为________，（填“σ键”或“π键”) ，每生成1molMnO4-,断裂的共价键数目为_________NA。

（3）C和N能形成多种结构的晶体。一种新型的超硬材料类似于金刚石的结构，但硬度比金刚石大，其晶胞如图所示（图示原子都包含在晶胞内），其化学式为________。已知晶胞参数a=0.64nm, b=0.55nm，c=0.24nm，则该晶体的密度为________（列出式子即可，但式子中不包含字母）g/cm3。

高三化学简答题困难题查看答案及解析

(A)【化学—物质结构与性质】（13分）

物质中铁含量的测定方法是多种多样的。

I．土壤中铁含量的测定是先将Fe3+还原为Fe2+，然后使Fe3+与邻啡罗啉结合显橙红色，再用比色法测定。其中涉及以下反应：4FeCl3 + 2NH2OH·HCl＝4FeCl2 + N2O↑+ 6HCI + H2O。

（1）基态Fe2+的核外电子排布式为　　　　　　　　　 。

（2）羟胺(NH2OH)中采用sp3杂化的原子是　　　　　　 ；羟胺极易溶于水，主要原因是　　　　　　　　 。

（3）羟胺的组成各元素中，元素的第一电离能(I1)由大到小的顺序为　　　　　　　　　 （用元素符号表示）。

（4）吡啶和邻啡罗啉都是含氮的有机物，l mol吡啶中含有σ键的物质的量为　　 mol。

Ⅱ．奶粉中铁含量的测定是在酸性介质中使Fe3+与K4Fe(CN)6生成普鲁士蓝（Ⅱ）（化学式为Fe4[Fe(CN)6]3），再用光度法测定铁的含量。反应原理如下：

3K4Fe(CN)6+4FeCl3＝Fe4[Fe(CN)6]3↓+12KCl

（5）Fe4[Fe(CN)6]3是一种配合物，其中含有的化学键有_______；

a．共价键　　

b．氢键　　

c．配位键　　

d．金属键　　

e．离子键

（6）若K4 Fe(CN)6和FeCl3的物质的量按某种比例发生反应，可生成普鲁士蓝（I），其晶胞结构如下图所示：据此判断普鲁士蓝（I）中n(K+)：n(Fe3+)：n (Fe2+)：n (CN—)= 　　　　　 。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

(A)【化学—物质结构与性质】（13分）

物质中铁含量的测定方法是多种多样的。

I．土壤中铁含量的测定是先将Fe3+还原为Fe2+，然后使Fe3+与邻啡罗啉结合显橙红色，再用比色法测定。其中涉及反应：4FeCl3 + 2NH2OH·HCl === 4FeCl2 + N2O↑+ 6HCI + H2O

（1）基态Fe2+的核外电子排布式为　　　　　　　　　 。

（2）羟胺(NH2OH)中采用sp3杂化的原子是　　　　　　　　　　　　　 ；

羟胺极易溶于水，主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）羟胺的组成各元素中，元素的第一电离能(I1)由大到小的顺序为　　 　　　 （用元素符号表示）。

（4）吡啶和邻啡罗啉都是含氮的有机物，l mol吡啶中含有σ键的物质的量为　　　　　　 mol。

Ⅱ．奶粉中铁含量的测定是在酸性介质中使Fe3+与K4Fe(CN)6生成普鲁士蓝（Ⅱ）（化学式为Fe4[Fe(CN)6]3），再用光度法测定铁的含量。反应原理：3K4Fe(CN)6+4FeCl3 === Fe4[Fe(CN)6]3↓+12KCl

（5）Fe4[Fe(CN)6]3是一种配合物，其中含有的化学键有　　 ；

a．共价键　　

b．氢键　　

c．配位键　　

d．金属键　　

e．离子键

（6）若K4 Fe(CN)6和FeCl3的物质的量按某种比例发生反应，可生成普鲁士蓝（I），其晶胞结构如下图所示：据此判断普鲁士蓝（I）中n(K+)：n(Fe3+)：n (Fe2+)：n (CN—)= 　　　　　 。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

“银-菲洛嗪法”是检测居室内甲醛(化学式CH2O)含量的常用方法之一。化学学习小组利用其原理设计如下装置测定新装修居室内空气中甲醛的含量。(夹持装置略去)

已知：甲醛能被银氨溶液、酸性KMnO4氧化生成CO2；10-5mol·L-1的紫色KMnO4溶液遇甲醛气体即褪色；毛细管内径不超过1mm。

请回答下列问题：

(1)银氨溶液的制备。打开K3，打开分液漏斗活塞，将饱和食盐水慢慢滴入圆底烧瓶中。饱和食盐水的作用是_________________________，当观察到三颈烧瓶中__________时，关闭K3和分液漏斗活塞。

(2)室内空气中甲醛含量的测定

①用热水浴加热三颈烧瓶，打开K1，将滑动隔板慢慢由最右端抽到最左端，吸入1L室内空气，关闭K1。打开K2，缓慢推动滑动隔板，将气体全部推出，关闭K2。装置中毛细管的作用是______________。

再重复上述操作四次。

②向充分反应后的溶液中加入稀硫酸调节溶液pH=1，再加入足量Fe2(SO4)3溶液，写出加入Fe2(SO4)3溶液后发生反应的离子方程式______________________________。立即加入菲洛嗪，Fe2+与菲洛嗪形成有色物质，在562nm处测定吸光度，测得生成Fe2+ 1.12mg。空气中甲醛的含量为___________mg·L-1。

(3)关闭K3，将三颈烧瓶中的溶液换为40．00mL 10-4mol· L-1的KMnO4溶液，量取KMnO4溶液使用的仪器是_____________。再加入2mL 6mol·L-1的硫酸酸化后重新测定空气中甲醛的含量。当三颈瓶中溶液恰好褪色时，向容器A中共抽气________次。

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“银-菲洛嗪法”是检测居室内甲醛(化学式CH2O)含量的常用方法之一。化学学习小组利用其原理设计如下装置测定新装修居室内空气中甲醛的含量。(夹持装置略去)

已知：甲醛能被银氨溶液、酸性KMnO4氧化生成CO2；10-5mol·L-1的紫色KMnO4溶液遇甲醛气体即褪色；毛细管内径不超过1mm。

请回答下列问题：

(1)银氨溶液的制备。打开K3，打开分液漏斗活塞，将饱和食盐水慢慢滴入圆底烧瓶中。饱和食盐水的作用是_________________________，当观察到三颈烧瓶中__________时，关闭K3和分液漏斗活塞。

(2)室内空气中甲醛含量的测定

①用热水浴加热三颈烧瓶，打开K1，将滑动隔板慢慢由最右端抽到最左端，吸入1L室内空气，关闭K1。打开K2，缓慢推动滑动隔板，将气体全部推出，关闭K2。装置中毛细管的作用是______________。

再重复上述操作四次。

②向充分反应后的溶液中加入稀硫酸调节溶液pH=1，再加入足量Fe2(SO4)3溶液，写出加入Fe2(SO4)3溶液后发生反应的离子方程式______________________________。立即加入菲洛嗪，Fe2+与菲洛嗪形成有色物质，在562nm处测定吸光度，测得生成Fe2+ 1.12mg。空气中甲醛的含量为___________mg·L-1。

(3)关闭K3，将三颈烧瓶中的溶液换为40．00mL 10-4mol· L-1的KMnO4溶液，量取KMnO4溶液使用的仪器是_____________。再加入2mL 6mol·L-1的硫酸酸化后重新测定空气中甲醛的含量。当三颈瓶中溶液恰好褪色时，向容器A中共抽气________次。

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砂质土壤分析中常用 Karl Fischer法是测定其中微量水含量，该方法是利用I2 和SO2反应定量消耗水作为原理(假设土壤中其他成分不参加反应)，据此回答下列问题：

(1)写出该反应的化学反应方程式：_______________________。

步骤I：反应样品中的水

下图是某同学在实验室模拟Karl Fischer法的实验装置图：

(2)装置连接的顺序为a→____________(填接口字母顺序)；M仪器的名称为________________，其在实验过程中的作用是：____________；

(3)操作步骤为：①连接装置并检查装置气密性，②装入药品，____________________；③关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞；④反应结束后，关闭分液漏斗活塞，继续通入N2 ，⑤取下D装置，···

步骤④中继续通入N2的目的是________________________________

步骤 II：测定剩余的碘

向反应后的D装置加入蒸馏水，过滤，充分洗涤，并合并洗涤液和滤液，将其配成250.00mL溶液，取 25.00mL 用0.20 mol·L-1 Na2S2O3 标准液滴定剩余的I2单质，已知反应如下：2S2O32－+I2=S4O62－+2I－。

(4)Na2S2O3 标准液应装在_____________(填“酸式”、“碱式”)滴定管中；上述操作中，合并洗涤液和滤液的目的是__________________________；

(5)滴定实验重复四次得到数据如下:

①若实验开始时，向D 装置中加入10.00 g土壤样品和10.16克I2(已知I2过量)，则样品土壤中水的含量为_________%。

②若Na2S2O3 标准液已部分氧化变质，则水含量测定结果将____________(填“偏高”、“ 偏低”或“不变”)。

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砂质土壤分析中常用 Karl Fischer法是测定其中微量水含量，该方法是利用I2 和SO2反应定量消耗水作为原理(假设土壤中其他成分不参加反应)，据此回答下列问题：

(1)写出该反应的化学反应方程式：_______________________。

步骤I：反应样品中的水

下图是某同学在实验室模拟Karl Fischer法的实验装置图：

(2)装置连接的顺序为a→____________(填接口字母顺序)；M仪器的名称为________________，其在实验过程中的作用是：____________；

(3)操作步骤为：①连接装置并检查装置气密性，②装入药品，____________________；③关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞；④反应结束后，关闭分液漏斗活塞，继续通入N2 ，⑤取下D装置，···

步骤④中继续通入N2的目的是________________________________

步骤 II：测定剩余的碘

向反应后的D装置加入蒸馏水，过滤，充分洗涤，并合并洗涤液和滤液，将其配成250.00mL溶液，取 25.00mL 用0.20 mol·L-1 Na2S2O3 标准液滴定剩余的I2单质，已知反应如下：2S2O32－+I2=S4O62－+2I－。

(4)Na2S2O3 标准液应装在_____________(填“酸式”、“碱式”)滴定管中；上述操作中，合并洗涤液和滤液的目的是__________________________；

(5)滴定实验重复四次得到数据如下:

①若实验开始时，向D 装置中加入10.00 g土壤样品和10.16克I2(已知I2过量)，则样品土壤中水的含量为_________%。

②若Na2S2O3 标准液已部分氧化变质，则水含量测定结果将____________(填“偏高”、“ 偏低”或“不变”)。

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