《2025年5年高考3年模拟高中化学全一册人教B版》

14.(2022天津，13,14分)金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题：
(1)基态Na原子的价层电子轨道表示式为__________________。
(2)NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式如下：
2NaCl(l)$\frac{580℃电解}{CaCl₂(l)}$2Na(l)+Cl₂(g)
加入CaCl₂的目的是____________________。
(3)Na₂O₂的电子式为__________。在25℃和101 kPa时，Na与O₂反应生成1 mol Na₂O₂放热510.9 kJ，写出该反应的热化学方程式：__________________________。
(4)采用空气和Na为原料可直接制备Na₂O₂。空气与熔融金属Na反应前需依次通过______、______(填序号)
a.浓硫酸　　　　　　b.饱和食盐水
c.NaOH溶液　　　d.KMnO₄溶液
(5)钠的某氧化物晶胞如下图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。由晶胞图判断该氧化物的化学式为____________。

(6)天然碱的主要成分为Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O，1 mol Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O经充分加热得到Na₂CO₃的质量为______g。

答案： 答案　
(1)$\begin{array}{|c|}\hline\uparrow\\3s\end{array}$ (或$\begin{array}{|c|}\hline\uparrow\\3s\end{array}$)
(2)作助熔剂，降低NaCl的熔点，节省能耗
(3)Na⁺[:O:O:]²⁻Na⁺　2Na(s)+O₂(g)= Na₂O₂(s) △H = -510.9 kJ·mol⁻¹
(4)c　a　
(5)Na₂O　
(6)159
解析　
(1)注意审题及电子排布图与排布式的区别。
(2)NaCl的熔点为800.8 ℃，但电解时温度只有580 ℃，说明加入CaCl₂的目的是降低NaCl的熔点，减少能耗。
(3)书写热化学方程式时注意两点，一是生成1 mol Na₂O₂时放出510.9 kJ能量[注意物质的量与能量的对应性]；二是物质状态的正确标注。
(4)空气中有水蒸气和CO₂，要制备Na₂O₂需要除去二者，则要依次通过NaOH溶液和浓硫酸。
(5)运用均摊法，灰球个数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，白球个数为8，则该氧化物为Na₂O。
(6)根据Na原子守恒可得2NaHCO₃～Na₂CO₃，则充分加热1 mol Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O得到的Na₂CO₃的质量为1.5 mol×106 g·mol⁻¹ = 159 g。

15.(2021海南，15,10分)无水FeCl₃常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程，以废铁屑(含有少量碳和SiO₂杂质)为原料制备无水FeCl₃(s)。
废铁屑→[过量盐酸操作①]固体→[A溶液足量B]C溶液→[通HCl(g)操作②]
FeCl₃·6H₂O→[$\triangle$SOCl₂]无水FeCl₃
已知：氯化亚砜熔点 - 101℃，沸点76℃，易水解。

回答问题：
(1)操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和____________。
(2)为避免引入新的杂质，试剂B可以选用________(填编号)。
a.KMnO₄溶液　　　　　b.氯水
c.溴水　　　　　　　　　d.H₂O₂溶液
(3)操作②是蒸发结晶，加热的同时通入HCl(g)的目的是__________________。
(4)取少量D晶体，溶于水并滴加KSCN溶液，现象是________________。
(5)反应D→E的化学方程式为____________。
(6)由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，写出一种可能的还原剂____________，并设计实验验证是该还原剂将Fe³⁺还原：______________________________。

答案： 答案　
(1)漏斗　
(2)bd　
(3)抑制Fe³⁺水解
(4)溶液呈红色　
(5)FeCl₃·6H₂O+6SOCl₂ $\xlongequal{\triangle}$FeCl₃ + 6SO₂↑+12HCl↑　
(6)SO₂　将少量样品溶于水，先滴加足量盐酸无现象，再滴加少量BaCl₂溶液，若出现白色沉淀则证明还原剂为SO₂(合理答案均可)
解析　废铁屑主要成分为铁单质，含有少量碳和SiO₂，加入过量盐酸，经操作①得到的固体为SiO₂与碳，A溶液中主要含FeCl₂及过量的盐酸。该流程的目的是制备无水氯化铁，所以需要加入氧化剂(B)将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，则C溶液为氯化铁溶液。
(2)试剂B将FeCl₂氧化为FeCl₃，若选用KMnO₄溶液或溴水均会引入新杂质。
(3)FeCl₃发生水解：FeCl₃+3H₂O⇌Fe(OH)₃+3HCl，加热时HCl挥发促进FeCl₃水解，蒸干时只能得到氢氧化铁，在HCl(g)氛围内加热，可以抑制FeCl₃水解。
(4)Fe³⁺+3SCN⁻ = Fe(SCN)₃(红色)。
(5)根据流程图可知，SOCl₂与FeCl₃·6H₂O中的结晶水反应，生成SO₂和HCl。
(6)可能是SOCl₂与水反应的产物SO₂将Fe³⁺还原，发生反应2Fe³⁺+SO₂+2H₂O = 2Fe²⁺+SO₄²⁻+4H⁺，故检验溶液中是否含有SO₄²⁻即可验证还原剂是否为SO₂。