边通空气边滴加氨水，至有大量黑色沉淀时，静置，在上层清液再滴加氨水至无沉淀，过滤，用去离子水洗涤沉淀直至过滤液中检不出SO4
20．(14分)(2019·南京盐城二模)H2O2在Fe、Cu的存在下生成具有强氧化性的·OH(羟基自由基)，·OH可将有机物氧化降解。
(1)Cu—H2O2体系中存在下列反应： Cu(aq)＋H2O2(aq)===CuOOH(aq)＋H(aq) ΔH1＝a kJ·mol
1＋＋
CuOOH(aq)===Cu(aq)＋·OH(aq)＋O2(g)
2ΔH2＝b kJ·mol
2CuOOH(aq)===2Cu(aq)＋H2O2(aq)＋O2(g) ΔH3＝c kJ·mol
则H2O2(aq)===2·OH(aq)ΔH＝________kJ·mol。
－1
－1
＋
＋－1－1
2＋
＋
＋
2＋
2＋
2＋
2－
(2)为探究温度对Cu—H2O2甲基橙去除率的影响，某研究小组在不同温度下进行实验(其他条件相同)，实验结果如图1所示。相同条件下，温度升高，甲基橙去除速率增大，其原因是________________________________________________________________________。
(3)为探究Fe—Cu—H2O2能够协同催化氧化降解甲基橙，某研究小组的实验结果如图2所示。得出“Fe—Cu—H2O2催化氧化降解甲基橙效果优于单独加入Fe或Cu”结论的证据为___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验条件：200 mL甲基橙模拟废水(1.5 g·L，pH＝3.0)，温度60 ℃、V(H2O2)＝2.0 mL
1—V(H2O2)∶m(FeSO4)∶m(CuSO4)＝2∶0.02∶0.4
－1
2＋
2＋
2＋
2＋
2＋
2＋2＋
2—V(H2O2)∶m(FeSO4)∶m(CuSO4)＝2∶0.02∶0 3—V(H2O2)∶m(FeSO4)∶m(CuSO4)＝2∶0∶0.4 4—V(H2O2)∶m(FeSO4)∶m(CuSO4)＝2∶0∶0
(4)EF-H2O2-FeOx法可用于水体中有机污染物降解，其反应机理如图3所示。阳极的电极反应式为_____________________________，X微粒的化学式为_____________________，
阴极附近Fe参与反应的离子方程式为______________________________________。
2＋
(5)SCOD是指溶解性化学需氧量，是衡量水中有机物质含量多少的指标。水体SCOD越大，说明其有机物含量越高。用FeH2O2法氧化破解啤酒工业污泥中的微生物，释放出有机物和氮等。测得不同初始pH下污泥经氧化破解后上层清液中的SCOD及总氮浓度如图4所示。当pH>2.5时，总氮浓度、SCOD均降低，其原因可能是____________________________。
1＋＋－1
解析：(1)①CuOOH(aq)===Cu(aq)＋·OH(aq)＋O2(g) ΔH2＝b kJ·mol，
2②2CuOOH(aq)===2Cu(aq)＋H2O2(aq)＋O2(g) ΔH3＝c kJ·mol，
根据盖斯定律，由①×2－②得到H2O2(aq)===2·OH(aq)，其ΔH＝(2b－c)kJ·mol； (2)图1中相同条件下，温度升高，甲基橙去除速率增大，其原因是·OH浓度增大或活化分子数增多；
(3)“Fe—Cu—H2O2催化氧化降解甲基橙效果优于单独加入Fe或Cu”结论的证据为相同时间时，曲线1对应甲基橙降解率均高于曲线2、曲线3；
(4)图3中阳极上Fe失去电子，阳极反应式为Fe－2e===Fe，阴极上2X＋2H===H2O2
＋O2↑，由电荷及原子守恒可知X为O2；阴极附近Fe与H2O2反应，结合图中生成物可知离子反应为H2O2＋H＋Fe===Fe＋H2O＋·OH；
(5)当pH＞2.5时，总氮浓度、SCOD均降低，其原因可能是Fe、Fe转化为Fe(OH)3。 答案：(1)2b－c
2＋
3＋
＋
2＋
3＋
－
2＋
－
2＋
＋
2＋
2＋
2＋
2＋
－1
＋
＋
－1
2＋
(2)·OH浓度增大或活化分子数增多
(3)相同时间时，曲线1对应甲基橙降解率均高于曲线2、曲线3 (4)Fe－2e===Fe O2 H2O2＋H＋Fe===Fe＋H2O＋·OH (5)Fe、Fe转化为Fe(OH)3
21．(12分)(2019·盐城阜宁中学模拟)1985年，Rousssin研究发现了第一个金属原子簇类配位化合物，其结构如图1，金属原子簇类化合物与金属原子表面性质相似，具有良好的催化活性等功能。请回答下列问题：
2＋
3＋－
2＋
－
＋
2＋
3＋
(1)Fe的基态核外价电子排布式为___________。
(2)上述化合物中含有三种非金属元素，试比较三种元素原子第一电离能由大到小顺序为_________；硫可以形成SOCl2化合物，则该化合物的空间构型为__________。
(3)除了氮的氧化物之外，氮还可以形成NO2。请写出氮原子杂化方式____________。 (4)上述原子簇类配合物，中心原子铁的配位原子是___________。
＋
3＋
(5)配合物Fe(CO)5的熔点－20 ℃，沸点103 ℃。可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图2所示。下列关于Fe(CO)5说法正确的是_________。
A．Fe(CO)5是非极性分子，CO是极性分子 B．Fe(CO)5中Fe原子以sp杂化方式与CO成键 C．1 mol Fe(CO)5含有10 mol配位键
D．Fe(CO)5===Fe＋5CO↑反应中没有新化学键生成
解析：(1)Fe位于周期表中第4周期第Ⅷ族，Fe的基态核外价电子排布式为3d； (2)化合物中三种非金属元素为N、O、S，同周期主族元素随着原子序数增大，第一电离能呈增大的趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常，则三种元素原子第一电离能由大到小顺序为N＞O＞S；对于SOCl2，价层电子对数为3＋(6－2－2×1)/2＝4，则其空间构型为三角锥形；
(3)对于NO2，其价层电子对数为2＋(5－1－2×2)/2＝2，根据杂化轨道理论，则中心N原子为sp杂化；
(4)直接与中心原子成键的为配位原子，所以中心原子铁的配位原子是N、S； (5)A.看正负电荷中心是否重叠，Fe(CO)5对称是非极性分子，CO不对称是极性分子，正确；B.铁的杂化轨道数为5，铁不是正四面构型，Fe(CO)5中Fe原子不是以sp杂化方式与CO成键，错误；C.碳与氧、铁与碳之间形成配位键，1 mol Fe(CO)5含有10 mol配位键，正确；D反应生成金属铁，其中含有金属键，错误。
答案：(1)3d (2)N＞O＞S 三角锥形 (3)sp (4)S、N (5)AC
5
3
＋
3＋
5
3