一、解答题1．合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液(醋酸二氨合铜、氨水)吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。

铜液吸收CO的反应方程式为：Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3CO]Ac (Ac－为CH3COO－的简写)(1)基态原子中未成对电子数最多的短周期元素X，与上述反应中所有元素均不在同一周期，该基态原子的电子排布式为________。

(2) [Cu(NH3)3CO]Ac组成元素中，第一电离能最大的元素是________。

(填元素符号)。

(3)HAc可通过将CH3CHO氧化得到，比较HAc与乙醛的沸点高低，并说明原因：________________。

(4)C、N两种原子可形气体分子 (CN)2，也可形成有剧毒性的CN－。

(CN)2性质与卤素单质类似，判断(CN)2中C原子轨道杂化类型为________。

与CN－互为等电子体的一种非极性分子的化学式为________。

(5)铜晶胞结构如图，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。

答案：1s22s22p63s23p3N乙酸，主要原因是乙酸分子间存在氢键，而乙醛分子间不存在氢键sp N212【详解】(1)反应中涉及的元素有H、C、N、O、Cu，X与上述反应中所有元素均不在同一周期，则X在第三周期元素，基态原子中未成对电子数最多的短周期元素X是磷，是15号元素，3p 轨道为半充满状态，核外电子排布式1s22s22p63s23p3；(2)H、C、N、O、Cu元素中，C、N、O位于同周期，同周期从左到右，第一电离能呈现增大的趋势，但N的2p轨道为半充满，第一电离能比相邻原子大；Cu是位于第四周期的元素，电离能较小；H位于第一周期元素，电离能也较小，故N的第一电离能最大；(3)乙酸中含有羧基，乙醛中含有醛基，HAc的沸点高于乙醛，主要原因是乙酸分子间存在氢键，而乙醛分子间不存在氢键；(4)(CN)2性质与卤素单质类似，应该为直线型分子，C原子轨道杂化类型为sp杂化；与CN－互为等电子体的一种分子为2个原子，最外层电子数为10个，属于非极性分子的化学式为N2；(5)以上底面中心的铜原子为研究对象，距离最近的铜原子位于上底面的顶点，共有4个铜原子，上下晶胞的侧面的面心位置各有4个铜原子，共有12个铜原子与上底面的铜原子距离最近。

2．K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)俗称“黄血盐”，可溶于水，不溶于乙醇，是食盐的一种抗结剂。

某小组以NaCN溶液为主要原料制备黄血盐的流程如图1：回答下列问题：(1)Fe的原子序数是26，它在元素周期表中的位置是_____。

(2)常温下，HCN的电离常数K a＝5×10﹣10，则NaCN溶液的pH_____7(填“＞”或“＜”)。

“反应器”中所发生反应的化学方程式为_____。

(3)流程中加入Na2CO3溶液的目的是_____，为防止滤渣堵塞除杂装置，需经常用稀盐酸溶液进行清洗，清洗时发生反应的离子方程式是_____。

(4)转化罐中生成K4[Fe(CN)6]的反应类型是复分解反应，该反应发生的原理为_____，过滤后洗涤K4[Fe(CN)6]所使用的试剂是_____。

(5)CN﹣会造成水体污染，该小组采用图2装置模拟电化学法处理CN﹣(N的价态为﹣3)，有关结果见表实验序号电极(X)NaCl溶液浓度(mol/L)甲中石墨表面通入气体电流计读数(A)1Fe0.1空气Ⅰ2Al0.1空气 1.5Ⅰ3Fe0.1O22Ⅰ4Al0.5空气 1.6Ⅰ①若乙池中石墨(Ⅰ)极能得到N2和CO2-3，其电极反应式为_____。

②该实验表明电化学法处理CN﹣时，影响处理速率的因素有_____、_____(填写两项即可)答案：第四周期，第VⅢ族＞6NaCN+FeSO4+CaCl2＝Na4[Fe(CN)6]+CaSO4↓+2NaCl除去Ca2+CaCO3+2H+＝Ca2++CO2↑+H2O相同温度下，K4[Fe(CN)6]的溶解度小于Na4[Fe(CN)6]乙醇2CN﹣+12OH﹣﹣10e﹣＝2CO2-3+N2+6H2O负极材料的活泼性氧气的浓度等解析：NaCN中加入FeSO4和过量CaCl2，制得Na4[Fe(CN)6]悬浊液，过滤除去滤渣CaSO4，再加入Na2CO3溶液除去过量的Ca2＋，溶液中加入KCl溶液，根据溶解度的不同，生成目标产物K4[Fe(CN)6]的沉淀，过滤洗涤干燥得黄血盐。

【详解】(1)26号元素铁的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，有4个电子层，族序数等于周期表中的列序数，位于第四周期第ⅤⅢ族，故答案为：第四周期，第ⅤⅢ族；(2)根据电离常数得知HCN为弱酸，弱酸强碱盐中弱酸根CN−水解：CN−＋H2O⇌HCN＋OH−，溶液显碱性，所以NaCN溶液的pH>7；根据反应器中加入物质的质量守恒写出化学方程式：6NaCN+FeSO4+CaCl2＝Na4[Fe(CN)6]+CaSO4↓+2NaCl；故答案为：>；6NaCN+FeSO4+CaCl2＝Na4[Fe(CN)6]+CaSO4↓+2NaCl；(3)开始时加入了过量的CaCl2，Ca2＋干扰K4[Fe(CN)6]的生成，加入Na2CO3溶液发生的反应为：Ca2＋＋CO2-3＝CaCO3↓；CaCO3沉淀堆积在底部，为防止滤渣堵塞除杂装置，需经常用稀盐酸溶液进行清洗，根据复分解反应写出化学反应的离子方程式：CaCO3+2H+＝Ca2++CO2↑+H2O；故答案为：除去Ca2＋；CaCO3+2H+＝Ca2++CO2↑+H2O；(4)加入KCl溶液与转化罐中的Na4[Fe(CN)6]生成K4[Fe(CN)6]，且反应类型是复分解反应，根据质量守恒写出反应方程式：Na4[Fe(CN)6]＋KCl＝K4[Fe(CN)6]＋NaCl，该反应之所以发生是因为符合复分解反应的条件之一：有沉淀生成，即相同温度下，K4[Fe(CN)6]的溶解度小于Na4[Fe(CN)6]；K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)俗称“黄血盐”，可溶于水，不溶于乙醇，为了减少黄血盐的损失，提高产率，所以用乙醇洗涤；故答案为：相同温度下，K4[Fe(CN)6]的溶解度小于Na4[Fe(CN)6]；乙醇；(5)①CN−中的−3价N元素化合价升高生成0价的N2，CN−中的＋2价的C元素化合价升高生成＋4价的CO2-3中的C元素，根据质量守恒和电子转移守恒写出电极反应为：2CN﹣+12OH﹣﹣10e﹣＝2CO2-3+N2+6H2O；故答案为：2CN﹣+12OH﹣﹣10e﹣＝2CO2-3+N2+6H2O；②根据表格读出其中的3个影响因素：负极材料的活泼性越强，电流计读数越大；NaCl溶液的浓度越大，电流计读数越大；氧气的浓度越浓，电流计读数越大；所以电化学法处理CN−时，影响处理速率的因素有：负极材料的活泼性；NaCl溶液的浓度；氧气的浓度；故答案为：负极材料的活泼性；NaCl溶液的浓度；氧气的浓度(任选其中两项即可)。

3．下表中列出五种短周期元素A、B、C、D、E的信息，请推断后作答：（1）画出B的离子结构示意图______；写出D元素最高价氧化物的水化物电子式_________（2）盐X水溶液显____（填“酸”“碱”“中”）性，用离子方程式解释其原因________________（3）D2CA3的溶液与B的单质能发生反应，其反应的离子方程式为________（4）已知E元素的某种氢化物Y与A2的摩尔质量相同。

Y与空气组成的燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20～30％的KOH溶液。

该燃料电池放电时，正极的电极反应式是________________________________（5）如右图是一个电解过程示意图。

假设使用Y－空气燃料电池作为本过程的电源，铜片质量变化128g，则Y一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气（设空气中氧气的体积含量为20％）_______________L答案：酸NH4++H2O NH3•H2O+H+SO32-+Cl2+H2O=SO42-+2H++2Cl-O2+2H2O+4e-=4OH-112解析：A、B、C、D、E是短周期五种元素．A元素主要化合价为-2，原子半径为0.074nm，则A处于第ⅥA族；C原子半径为0.102nm，其单质在X的单质中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，则C为S元素，A为O元素；B所在主族序数与所在周期序数之差为4，满足该条件元素为O或Cl，由于A为O元素，则B为Cl元素；E原子半径为0.075n m，最高价氧化物的水化物与其氢化物组成一种盐X，则E为N元素，X为NH4NO3；D最高价氧化物的水化物，为酸或碱，能按1：1电离出电子数相等的阴、阳离子，则D为Na元素。

【详解】A、B、C、D、E是短周期五种元素．A元素主要化合价为-2，原子半径为0.074nm，则A 处于第ⅥA族；C原子半径为0.102nm，其单质在X的单质中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，则C为S元素，A为O元素；B所在主族序数与所在周期序数之差为4，满足该条件元素为O或Cl，由于A为O元素，则B为Cl元素；E原子半径为0.075n m，最高价氧化物的水化物与其氢化物组成一种盐X，则E为N元素，X为NH4NO3；D最高价氧化物的水化物，为酸或碱，能按1：1电离出电子数相等的阴、阳离子，则D为Na元素；即A为O元素，B为Cl元素，C为S元素，D为Na元素，E为N元素．X为NH4NO3；(1)B为Cl元素，氯离子质子数为17，核外有18个电子，有3个电子层，最外层有8个电子，氯离子原子结构示意图为；D为Na元素，最高价氧化物的水化物为NaOH，NaOH是离子化合物，由钠离子和氢氧根离子构成，其电子式为；(2)X为NH4NO3，是强酸弱碱盐，铵根离子水解NH4++H2O NH3•H2O+H+，溶液呈酸性；(3)Cl2具有强氧化性，Na2SO3有较强的还原性，氯气能将亚硫酸根氧化为硫酸根，反应离子方程式：SO32-+Cl2+H2O=SO42-+2H++2Cl-；(4)A2的为O2，摩尔质量为32g/mol，所以N元素的氢化物Y的摩尔质量为32g/mol，氢化物Y为N2H4，原电池正极发生还原反应，所以氧气在正极放电生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-；(5)铜为阳极，发生氧化反应，铜片质量变化128g，转移电子的物质的量为128g64g/mol×2=4mol，由O2+2H2O+4e-=4OH-可知，电池需消耗氧气1mol，标准状况下，氧气的体积为1mol×22.4L/mol=22.4L，所以需空气体积为22.4L20%=112L。