(15分)铜的氯化物是重要的化工原料，广泛地用作有机合成催化剂。
实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料，某种制备铜的氯化物的流程如下。
按要求回答下列问题：
（1）操作①的玻璃仪器有________________________，检验溶液2中是否含有杂质离子的操作是 。
（2）上述流程中，所得固体1需要加稀盐酸溶解，其理由是 ；
溶液1可加试剂X用于调节pH以除去杂质，X可选用下列试剂中的(填序号)___________。
a．NaHCO3 b．NH3·H2O c．CuO d．Cu2(OH)2CO3
（3）反应②是向溶液2中通入一定量的SO2，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出
制备CuCl的离子方程式： 。
（4）现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。
①按气流方向连接各仪器接口顺序是：a→ 、 → 、 → 、 → 。实验大试管加热前要进行一步重要操作，其操作是 。
②反应时，盛粗铜粉的试管中的现象是 。
已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X是有机物主要组成元素。X的一种1∶1型气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素,Z的核电荷数小于28,且次外层有2个未成对电子。
(1)X在该氢化物中以 方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该 (填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。
(2)Y在周期表中位于 ;Z4+的核外电子排布式为 。
(3)工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看作一种含氧酸盐)。经X射线分析,M晶体的最小重复单位为正方体(如图),边长为4.03×10-10 m,顶点位置为Z4+所占,体心位置为Ba2+所占,所有棱心位置为O2-所占。
①制备M的化学反应方程式是 (Z用元素符号表示)。
②在M晶体中,Ba2+的氧配位数(Ba2+周围等距且最近的O2-的数目)为 。
③晶体M密度的计算式为ρ= (Z相对原子质量为48)。
第4周期元素由于受3d能级电子的影响,性质的递变规律与短周期元素略有不同。
Ⅰ.第4周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的。镓(31Ga)的基态原子的电子排布式是 ;31Ga的第一电离能却明显低于30Zn的,原因是
。
Ⅱ.第4周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。
(1)CO和NH3可以和很多过渡金属形成配合物。CO与N2互为等电子体,CO分子中C原子上有一对孤电子对,C、O原子都符合8电子稳定结构,则CO的结构式可表示为 。NH3分子中N原子的杂化方式为 杂化,NH3分子的空间立体构型是 。
(2)如图甲所示为二维平面晶体示意图,所表示的化学式为AX3的是 。
(3)图乙为一个铜晶胞,此晶胞立方体的边长为a cm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为 mol-1(用含a、ρ的代数式表示)。
Ⅰ.图表法、图像法是常用的科学研究方法。
(1)短周期某主族元素M的电离能情况如甲图所示,则M元素位于周期表的第 族。
(2)乙图是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像,折线c可以表达出第 族元素氢化物的沸点的变化规律。两位同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线a和b,你认为正确的是 。
Ⅱ.由氧化物经氯化作用生成氯化物是工业生产氯化物的常用方法,Cl2、CCl4是常用的氯化剂。如:2Na2O+2Cl2
4NaCl+O2;2CaO+2Cl22CaCl2+O2;SiO2+2CCl4SiCl4+2COCl2;Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2。
请回答下列问题:
(1)Cr2O3、CrCl3中Cr均为+3价,写出Cr3+的基态电子排布式: 。
(2)COCl2俗称光气,分子中C原子采取sp2杂化成键。光气分子结构式是 ,其中碳氧原子之间共价键是 。
A.2个σ键 B.2个π键
C.1个σ健,1个π键
(3)CaO晶胞如图所示,CaO晶体中Ca2+的配位数为 。最近的Ca原子和O原子的核间距为a cm,则CaO晶体密度的计算式为 。
已知:A、B、C、D、E、F是周期表中前36号元素,A是原子半径最小的元素,B元素基态原子的2p轨道上只有两个电子,C元素的基态原子L层只有2对成对电子,D是元素周期表中电负性最大的元素,E2+的核外电子排布和Ar原子相同,F的核电荷数是D和E的核电荷数之和。
请回答下列问题:
(1)分子式为BC2的空间构型为 形;F2+的核外电子排布式为 。
(2)A分别与B、C形成的最简单化合物的稳定性B C(填“大于”或“小于”);A、C两元素可组成原子个数比为1∶1 的化合物,C元素的杂化类型为 。
(3)A2C所形成的晶体类型为 ;F单质形成的晶体类型为 。
(4)F元素氧化物的熔点比其硫化物的 (填“高”或“低”),请解释其原因
。
(5)E元素与C元素形成的化合物是 化合物,其晶体熔化时破坏的作用力是 ,晶体EC的熔点比晶体BC2的熔点 (填“高”或“低”)。
随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)如图是在101 kPa、298 K条件下1 mol NO2和1 mol CO反应生成1 mol CO2和1 mol NO过程中能量变化示意图。
已知:N2(g)+O2(g)
2NO(g) ΔH="+179.5" kJ/mol
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH="-112.3" kJ/mol
则在298 K时,反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH= 。
(2)将0.20 mol NO2和0.10 mol CO 充入一个容积恒定为1 L的密闭容器中发生反应,在不同条件下,反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
①下列说法正确的是 (填序号)。
a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到平衡
b.当向容器中再充入0.20 mol NO时,平衡向正反应方向移动,K值增大
c.升高温度后,K值减小,NO2的转化率减小
d.向该容器内充入He气,反应物的体积减小,浓度增大,所以反应速率增大
②计算产物NO2在0～2 min时平均反应速率v(NO2)= mol/(L·min)。
③第4 min时改变的反应条件为 (填“升温”或“降温”)。
④计算反应在第6 min时的平衡常数K= 。若保持温度不变,此时再向容器中充入CO、NO各0.060 mol,平衡将 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极的反应式为，当有0.25 mol SO2被吸收,则通过质子(H+)交换膜的H+的物质的量为 。
(4)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9。现将2×10-4 mol/L的Na2CO3溶液与一定浓度的CaCl2溶液等体积混合生成沉淀,计算应加入CaCl2溶液的最小浓度为 。