（4）E的结构简式是
官能团的名称是碳碳双键、醛基。 （5）D为
。F的结构简式为，分子中
，D的同分异构体中，只有一个环的芳香族化合物说明侧链为链状结构，其
可能为醛、酮、含苯环的乙烯基醚和乙烯基酚，其中芳香醛有3种（除去D）、芳香酮1种、含苯环的乙烯基醚1种、乙烯基酚3种，共8种；苯环上只有一个取代基，核磁共振氢谱有5个峰，峰面积比为2∶1∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为四、综合题（本题包括2个小题，共20分）
18．Zn是一种应用广泛的金属。用闪锌矿(主要成分为ZnS，还含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS、砷化合物7H2O的流程如图所示： 杂质等)为原料制备金属Zn和ZnSO4·
和
。
L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： ①相关金属离子[c(Mn＋)＝0.1 mol·金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Fe3+ 1.5 2.8 Fe2+ 6.3 8.3 Zn2+ 6.2 8.2 Cd2+ 7.4 9.4 7H2O易溶于水，难溶于酒精。 ②FeAsO4难溶于水；ZnSO4·回答下列问题：
(1)滤渣1的主要成分除SiO2外还有______，焙烧后产生的气体对环境造成的常见危害为______。 (2)氧化除杂工序中加入ZnO的作用是___________。
(3)制得的ZnSO4·7H2O需洗涤，洗涤晶体时应选用的试剂为____________。
(4)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为___________。不能省去“还原除杂”
＋
步骤，直接在“氧化除杂”步骤中除去Cd2，理由是________。
(5)回收所得的Cd可用于制造镍镉碱性二次电池，电池工作时，正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2，则充电时电池的阳极反应式为_____________；沉积锌后的电解液可返回______工序继续使用。
(6)酸浸液中砷元素以AsO33－存在，在氧化除杂时加入酸性KMnO4溶液，KMnO4可与AsO33－发生反应生成FeAsO4，写出该反应的离子方程式为___________。
Zn+Cd2+= PbSO4 酸雨 调节溶液的pH使Fe3+沉淀完全 酒精【答案】（或饱和硫酸锌溶液）Zn2++Cd 在氧化除杂工序中加ZnO是为了调节溶液pH，若要完全除去Cd2+，溶液的pH至少需要调
节为9.4，此时Zn2+也会完全沉淀 Ni(OH)2-e- +OH- = NiO(OH)+H2O 酸浸 5Fe2+ + 5AsO33- +3MnO4- + 14H+ = 3Mn2+ +5FeAsO4↓+7H2O 【解析】 【分析】
焙烧过程中发生的反应有2ZnS+3O22PbS+3O2
2PbO+2SO2、2CdS+3O2
2ZnO+2SO2、4FeS+7O2
2Fe2O3+4SO2、
2CdO+2SO2，焙烧过程中生成的气体是SO2，焙烧后的主要
成分变为ZnO，还存在少量的SiO2、Fe2O3、PbO、CdO，加稀硫酸后，发生一系列反应，ZnO、Fe2O3、PbO、CdO与稀硫酸反应分别生成硫酸锌、硫酸铁、硫酸铅、硫酸镉，其中SiO2和PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下来，所以滤渣1的主要成分是SiO2和PbSO4，氧化除杂工序中加入ZnO的作用是调节溶液的pH在2.8~6.2，使Fe3+完全转化为氢氧化铁沉淀，且不引入杂质，加入酸性高锰酸钾溶液能使溶液中的Fe2+转变为Fe3+，有利于除杂，同时根据第（6）酸浸液中砷元素以AsO33存在，在氧化除杂时加入酸性KMnO4溶液，KMnO4可与AsO33发生反应生成FeAsO4，可知滤渣2为Fe(OH)3、FeAsO4，由第（4）问可知，还原除杂工序加入锌粉，可以还原Cd2+为金属Cd，则滤渣3为Cd以及过量的锌粉，则得7H2O，经过电到的滤液为含硫酸锌的溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥、得到ZnSO4·解得到金属Zn，据此分析解答。 【详解】
焙烧过程中发生的反应有2ZnS+3O22PbS+3O2
2PbO+2SO2、2CdS+3O2
2ZnO+2SO2、4FeS+7O2
2Fe2O3+4SO2、
－
－
2CdO+2SO2，焙烧过程中生成的气体是SO2，焙烧后的主要
成分变为ZnO，还存在少量的SiO2、Fe2O3、PbO、CdO，加稀硫酸后，发生一系列反应，ZnO、Fe2O3、PbO、CdO与稀硫酸反应分别生成硫酸锌、硫酸铁、硫酸铅、硫酸镉，其中SiO2和PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下来，所以滤渣1的主要成分是SiO2和PbSO4，氧化除杂工序中加入ZnO的作用是调节溶液的pH在2.8~6.2，使Fe3+完全转化为氢氧化铁沉淀，且不引入杂质，加入酸性高锰酸钾溶液能使溶液中的Fe2+转变为Fe3+，有利于除杂，同时根据第（6）酸浸液中砷元素以AsO33－存在，在氧化除杂时加入酸性KMnO4溶液，KMnO4可与AsO33－发生反应生成FeAsO4，可知滤渣2为Fe(OH)3、FeAsO4，由第（4）问可知，还原除杂工序加入锌粉，可以还原Cd2+为金属Cd，则滤渣3为Cd以及过量的锌粉，则得7H2O，经过电到的滤液为含硫酸锌的溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥、得到ZnSO4·解得到金属Zn，
(1)由以上分析可知，滤渣1的主要成分除SiO2外还有PbSO4；焙烧后产生的气体为SO2，其对环境造成的常见危害为酸雨，故答案为：PbSO4；酸雨；
(2)由以上分析知，氧化除杂工序中加入ZnO的作用是调节溶液的pH在2.8~6.2，使Fe3+完全转化为氢氧化铁沉淀，且不引入杂质，故答案为：调节溶液的pH使Fe3+沉淀完全；
(3)已知ZnSO4·7H2O易溶于水，难溶于酒精，则为了减少洗涤过程中晶体的损失，可以用酒精或者饱和
硫酸锌溶液洗涤晶体，故答案为：酒精（或饱和硫酸锌溶液）；
(4)还原除杂工序加入锌粉，可以还原Cd2+为金属Cd，从而除去Cd，发生反应的离子方程式为Zn+Cd2+= Zn2++Cd；根据Cd2+、Zn2+沉淀的pH可知，若直接在“氧化除杂”步骤中除去Cd2＋，溶液的pH至少需要调节为9.4，此时Zn2+也会完全沉淀，因此需要在“还原除杂”步骤中除去Cd2+，故答案为：Zn+Cd2+= Zn2++Cd；在氧化除杂工序中加ZnO是为了调节溶液pH，若要完全除去Cd2+，溶液的pH至少需要调节为9.4，此时Zn2+也会完全沉淀；
(5)电池工作时，正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2，则放电时，正极反应式为：NiO(OH)+H2O+ e- = Ni(OH)2 +OH-，充电时，阳极发生的反应为放电时正极反应的逆过程，则阳极反应式为：Ni(OH)2-e- +OH- = NiO(OH)+H2O；电解硫酸锌溶液制备锌单质时，阴极锌离子得电子析出金属锌，阳极为水电离出的氢氧根离子放电，电极反应式为：2H2O-4e- =O2↑+4H+，则电解后溶液生成稀硫酸，所以沉积锌后的电解液可返回酸浸工序继续使用，故答案为：Ni(OH)2-e- +OH- = NiO(OH)+H2O；酸浸；
(6)已知酸浸液中砷元素以AsO33－存在，KMnO4可与AsO33－发生反在氧化除杂时加入酸性KMnO4溶液，应生成FeAsO4，As的化合价根据得失电子守恒，电荷守恒、元素守恒，写出该反应的离子方程式为5Fe2+ + 5AsO33- +3MnO4- + 14H+ = 3Mn2+ +5FeAsO4↓+7H2O，故答案为：5Fe2+ + 5AsO33- +3MnO4- + 14H+ = 3Mn2+ +5FeAsO4↓+7H2O。
19．铁被称为“第一金属”，铁及其化合物在生产、生活中有广泛用途。
(1)铁原子外围电子轨道表示式为_______，铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用___________摄取铁元素的原子光谱。
(2)FeCoOx是一种新型光电催化剂。第四电离能大小关系是I4(Co)____I4(Fe)（填“>”或“<” ) ，原因是__________________________。
(3)二茂铁[(C5H5)2Fe]可用作火箭燃料添加剂、汽油抗爆剂。二茂铁熔点172℃，沸点249 ℃，易升华，难溶于水，易溶于有机溶剂，它属于_____________晶体。
(4)环戊二烯(C5H6)结构如图( a )，可用于制二茂铁。环戊二烯中碳原子的杂化方式为________。分子中的大π键可用符号Πm表示，其m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，环戊二烯负离子(C5H5―）结构如图(b)，其中的大π键可以表示为_________________。
n
(5)某普鲁士蓝类配合物可作为新型钠离子电池电极材料。它由Na+、Ni2+、Fe3+和CN―构成，其晶胞结构如图(c)。该物质中，不存在________（填标号）。
A 离子键 B σ键 C π键 D 氢键 E 金属键
(6)该晶胞中Ni2+采用的堆积方式与________(选填Po、Na、Mg、Cu)相同，单个晶胞的配位空隙中共容纳_____个 Na+。 【答案】
光谱仪 < 铁失去的是处于半充满状态的3d5的一个
电子，相对较难；钴失去3d6上的一个电子后形成稳定的半充满状态，相对容易 分子 sp2 sp3
6?5 DE Cu 4
【解析】 【分析】
(1)铁是26号元素，价电子电子排布式是3d64s2；光谱仪可以摄取原子光谱；
(2)根据洪特规则，能量相同的原子轨道处于全满、半满、全空状态时能量低，相对稳定； (3)根据熔沸点判断晶体类型；
(4)有机物中单键碳原子的杂化方式是sp3、双键碳原子的杂化方式是sp2； (5)根据晶体由Na+、Ni2+、Fe3+和CN―构成分析；
(6) 根据晶胞结构图(c)分析Ni2+的堆积方式；先根据均摊原则计算晶胞中Ni2+、Fe3+和CN―的数目，再利用电荷守恒计算出晶胞中的Na+数目。 【详解】
(1)铁是26号元素，价电子电子排布式是3d4s，轨道表示式为光谱仪摄取铁元素的原子光谱；
(2)根据洪特规则，能量相同的原子轨道处于全满、半满、全空状态时能量低，相对稳定；I4(Co) 是失去3d上的一个电子，相对容易，I4(Fe)失去的是处于半充满状态的3d的一个电子，相对较难，所以I4(Co) (3)二茂铁[(C5H5)2Fe]熔点172℃，沸点249 ℃，易升华，难溶于水，所以属于分子晶体。 (4) 既有单键碳又有双键碳，所以碳原子的杂化方式是sp、sp；每个茂环形成大π键的原子 6 2 3 6 5 6 2 ；可以用 数为5，每个茂环带有一个单位负电荷，因此每个环含有6个π电子，大π键可以表示为?5； (5)该晶体由Na+、Ni2+、Fe3+和CN―离子构成，所以一定有离子键，CN―中含有σ键、 π键，故该物质中不存在金属键、氢键，选DE； (6) 根据晶胞结构图(c)，晶胞的面心、顶点各有1个Ni2+，所以Ni2+的堆积方式是面心立方最密堆积，与Cu相同；据均摊原则，晶胞中Ni2+数是12?111+1=4、Fe3+数是8?+6?=4、CN―数目是 8241124?+24?+6=24，根据电荷守恒，晶胞中的Na+数目=24-4×2-4×3=4，所以单个晶胞的配位空隙中 42共容纳4个 Na+。