Question

（12分）【選做題】本題包括A、B兩小題，請選定其中一小題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若多做，則按A小題評分。

A．[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

過渡元素鐵可形成多種配合物，如：[Fe(CN)6]4-、Fe(SCN)3等。

（1）Fe2+基態(tài)核外電子排布式為 。

（2）科學(xué)研究表明用TiO2作光催化劑可將廢水中CN-轉(zhuǎn)化為OCN-、并最終氧化為N2、CO2。OCN-中三種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)? 。

（3）與CN-互為等電子體的一種分子為 （填化學(xué)式）；1mol Fe(CN)63-中含有σ鍵的數(shù)目為 。

（4）鐵的另一種配合物Fe(CO)5熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于CCl4，據(jù)此可以判斷Fe(CO)5晶體屬于 （填晶體類型）。

（5）鐵鋁合金的一種晶體屬于面心立方結(jié)構(gòu)，其晶胞可看成由8個小體心立方結(jié)構(gòu)堆砌而成。已知小立方體如圖所示。

該合金的化學(xué)式為 。

B．[實(shí)驗(yàn)化學(xué)]

工業(yè)上常用水楊酸與乙酸酐反應(yīng)制取解熱鎮(zhèn)痛藥阿司匹林（乙酰水楊酸）。

【反應(yīng)原理】

【物質(zhì)性質(zhì)】

試劑	沸點(diǎn)(℃)	溶解度	化學(xué)性質(zhì)
水楊酸	211	微溶于冷水，易溶于熱水
乙酸酐	139	在水中逐漸分解
乙酰水楊酸		微溶于水	與碳酸鈉反應(yīng)生成水溶性鹽

【實(shí)驗(yàn)流程】

（1）物質(zhì)制備：向125 mL的錐形瓶中依次加入4 g水楊酸、10 mL乙酸酐（密度為1.08g/mL）、0.5 mL濃硫酸，振蕩錐形瓶至水楊酸全部溶解，在85℃～90℃條件下，用熱水浴加熱5～10 min。

①加入水楊酸、乙酸酐后，需緩慢滴加濃硫酸，否則產(chǎn)率會大大降低，其原因是 。

②控制反應(yīng)溫度85℃～90℃的原因 。

（2）產(chǎn)品結(jié)晶：取出錐形瓶，加入50 mL蒸餾水冷卻。待晶體完全析出后用布氏漏斗抽濾，再洗滌晶體，抽干。簡要敘述如何洗滌布氏漏斗中的晶體？ 。

（3）產(chǎn)品提純：將粗產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至150 mL燒杯中，向其中慢慢加入試劑X并不斷攪拌至不再產(chǎn)生氣泡為止。進(jìn)一步提純最終獲得乙酰水楊酸3.6 g。

①試劑X為 。

②實(shí)驗(yàn)中乙酰水楊酸的產(chǎn)率為 （已知：水楊酸、乙酰水楊酸的相對分子質(zhì)量分別為138和180）。

（4）純度檢驗(yàn)：取少許產(chǎn)品加入盛有5 mL水的試管中，加入1～2滴FeCl3溶液，溶液呈淺紫色，其可能的原因是 。

Answer 1

（12分）

A．[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

（1） [Ar]3d6

（2） O>N>C

（3） CO或N2 12×6.02×1023個或12mol（寫12NA給1分）

（4） 分子晶體

（5） AlFe3

(每空2分，共12分)

B．[實(shí)驗(yàn)化學(xué)]（12分）

（1）① 水楊酸屬于酚類物質(zhì)，會被濃H2SO4氧化（答“水楊酸被濃H2SO4氧化”即給分）

② 既保證有較高的反應(yīng)速率又減少了物質(zhì)的揮發(fā)（每點(diǎn)1分）

（2） 向布氏漏斗中加入冰水至浸沒所有晶體，重復(fù)2~3次（每點(diǎn)1分）

（3）① 飽和碳酸鈉溶液 ② 69%

（4） 產(chǎn)品中仍然可能含有水楊酸

(每空2分，共12分)

說明：非選擇題中其他合理答案均給分。

【解析】

試題分析：A、（1）Fe2+是Fe原子失去最外層的2個電子得到的，所以其基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d6；

（2）OCN-中三種元素是同周期元素，同周期元素的電負(fù)性隨核電荷數(shù)的增多而增強(qiáng)，所以C、N、O的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺>N>C；

（3）與CN-互為等電子體的一種分子中有2個原子且價(jià)電子數(shù)是10，所以該分子為氮?dú)夥肿踊駽O分子，化學(xué)式是N2或CO；1mol Fe(CN)63-中CN-含C、N三鍵，其中一個是σ鍵，所以6個CN-中有6個σ鍵，N原子有孤對電子，鐵離子有空軌道，所以每個CN-與鐵離子形成6個配位鍵，所以共12個σ鍵，則1mol Fe(CN)63-中含有σ鍵的數(shù)目為12mol；

（4）鐵的另一種配合物Fe(CO)5熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，熔沸點(diǎn)較低，易溶于CCl4有機(jī)溶劑，所以該配合物屬于分子晶體；

（5）根據(jù)鐵鋁合金的晶胞結(jié)構(gòu)，Al原子的數(shù)目是4×1/8=1/2，F(xiàn)e原子的數(shù)目是1+4×1/8=3/2，所以Al與Fe的原子個數(shù)比是1:3，則該鐵鋁合金的化學(xué)式是AlFe3；

B、（1）①水楊酸中含有酚羥基，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，酚羥基易被氧化，使產(chǎn)率降低；

②乙酸酐的沸點(diǎn)是139℃，溫度太高，則反應(yīng)物易揮發(fā)，而溫度太低，則反應(yīng)速率太慢，所以既保證有較高的反應(yīng)速率又減少物質(zhì)的揮發(fā)，選擇采取85℃～90℃的反應(yīng)溫度；

（2）因?yàn)橐阴Ｋ畻钏嵛⑷苡谒�，所以用冰水洗滌的效果更好，則洗滌布氏漏斗中的晶體的操作是向布氏漏斗中加入冰水至浸沒所有晶體，重復(fù)2~3次；

（3）①粗產(chǎn)品中含有水楊酸，所以加入飽和碳酸鈉溶液除去水楊酸，直到無氣體產(chǎn)生為止；

②根據(jù)水楊酸、乙酸酐的質(zhì)量可知乙酸酐過量，按照水楊酸的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)水楊酸～乙酰水楊酸的關(guān)系，可知4g的水楊酸理論上可制取4g/138×180=5.2g的乙酰水楊酸，所以實(shí)驗(yàn)中乙酰水楊酸的產(chǎn)率為3.6g/5.2g×100%=69%；

（4）取少許產(chǎn)品加入盛有5 mL水的試管中，加入1～2滴FeCl3溶液，溶液呈淺紫色，與氯化鐵溶液反應(yīng)顯紫色，說明含有酚羥基，只有水楊酸中含有酚羥基，所以可能的原因是產(chǎn)品中仍含有水楊酸。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的應(yīng)用，有機(jī)物的制取實(shí)驗(yàn)的分析與判斷，產(chǎn)率的計(jì)算，基本操作的判斷