四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料，由钛铁矿（主要成分是FeTiO3）制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：
回答下列问题：
（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生。
2Fe3＋＋Fe === 3Fe2＋
2TiO2＋(无色) ＋Fe＋4H＋=== 2Ti3＋(紫色) ＋Fe2＋＋2H2O
Ti3＋(紫色) ＋Fe3＋＋H2O ="==" TiO2＋(无色) ＋Fe2＋＋2H＋
加入铁屑的作用是____________________________________________________________。
（2）在②→③工艺中需要控制条件以形成TiO2·n H2O溶胶，该分散质颗粒直径大小在____________________范围。
（3）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_____________________________________（只要求写出一项）。
（4）依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4 ，可采用_____________方法。
| |
TiCl4 |
SiCl4 |
| 熔点/℃ |
－25.0 |
－68.8 |
| 沸点/℃ |
136.4 |
57.6 |
(16分)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角｡
（1）图中X的电子式为 ；其水溶液长期在空气中放置容易变浑浊，该变化体现出：S非金属性比O (填“强”或“弱”)｡用原子结构解释原因：同主族元素最外层电子数相同，从上到下， ，得电子能力逐渐减弱｡
（2）Na2S2O3是一种用途广泛的钠盐｡
①下列物质用于Na2S2O3的从氧化还原反应的角度制备， ，理论上有可能的是 (填字母序号)｡
a．Na2S+S b．Z+S c．Na2SO3+Y d．NaHS+NaHSO3
②已知反应：Na2S2O3+H2SO
4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O｡研究其反应速率时，下列说法正确的是 (填写字母序号)｡
a．可通过测定一段时间内生成SO2的体积，得出该反应的速率
b．可通过比较出现浑浊的时间，研究浓度､温度等因素对该反应速率的影响
c．可通过Na2S2O3固体与稀硫酸和浓硫酸的反应，研究浓度对该反应速率的影响
（3）治理含CO､SO2的烟道气，可以将其在催化剂作用下转化为单质S和无毒的气体｡
①已知：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g） △H=-283kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g） △H=-296kJ·mol-1
则治理烟道气反应的热化学方程式为 ｡
②一定条件下，将CO与SO2以体积比为4∶1置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列选项能说明反应达到平衡状态的是 (填写字母序号)｡
a．v(CO)∶v(SO2)=2∶1
b．平衡常数不变
c．气体密度不变
d．CO2和SO2的体积比保持不变
测得上述反应达平衡时，混合气体中CO的体积分数为
，则SO2的转化率为 ｡
（4）最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇｡甲醇可制作燃料电池｡写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式 ｡
（5）某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量，经查得一些物质在20℃的数据如下表｡
吸收CO2最合适的试剂是 (填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”)溶液｡
(12分)【选做题】本题包括A、B两小题，请选定其中一小题，并作答。若多做，则按A小题评分。
A．[物质结构与性质]原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，X基态原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，Y基态原子的2p原子轨道上有3个未成对电子，Z是地壳中含量最多的元素，W的原子序数为22。
（1）W基态原子的核外电子排布式为________。元素X、Y、Z的电负性由大到小的顺序为________。
（2）与XYZ－互为等电子体的一种分子、一种离子分别为________、________(填化学式)。
（3）二元弱酸H2X2Z4中X原子轨道的杂化类型是_______，1 molH2X2Z4分子中含有σ键的数目为_______。
（4）YH3极易溶于水的主要原因是________________。元素W的氧化物WO2可与氢氟酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWF6，该反应的化学方程式为________。
（5）Z、W与Ca形成晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为________。
(14分)CO和联氨(N2H4)的性质及应用的研究是能源开发、环境保护的重要课题。
（1）①用CO、O2和KOH溶液可以制成碱性燃料电池，则该电池反应的离子方程式为________。
②用CO、O2和固体电解质还可以制成如图1所示的燃料电池，则电极d的电极反应式为________。
（2）联氨的性质类似于氨气，将联氨通入CuO浊液中，有关物质的转化如图2所示。
①在图示的转化中，化合价不变的元素是________(填元素名称)。
②在转化过程中通入氧气发生反应后，溶液的pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。转化中当有1 mol N2H4参与反应时，需要消耗O2的物质的量为________。
③加入NaClO时发生的反应为：Cu(NH3)
＋2ClO－＋2OH－===Cu(OH)2↓＋2N2H4↑＋2Cl－＋2H2O
该反应需在80℃以上进行，其目的除了加快反应速率外，还有________、________。
（3）CO与SO2在铝矾土作催化剂、773 K条件下反应生成CO2和硫蒸气，该反应可用于从烟道气中回收硫，反应体系中各组分的物质的量与反应时间的关系如图3所示，写出该反应的化学方程式：________________。
【选做题】本题包括A、B两小题，请选定其中一小题，并在相应的答题区域内作答。若多做，则按A小题评分。
A．[物质结构与性质]
高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)3](ClO4)2 }是一种新型的起爆药。
（1）Ni2+基态核外电子排布式为 。
（2）ClO4－的空间构型是 ；与ClO4－互为等电子体的一种分子为 （填化学式）。
（3）化学式中CHZ为碳酰肼，组成为CO(N2H3)2，碳酰肼中碳原子的杂化轨道类型为 ；1molCO(N2H3)2分子中含有σ键数目为 。
（4）高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。NiO的晶胞结构如图所示，晶胞中含有的Ni2+数目为a，Ni2+的配位数为b，NiO晶体中每个镍离子距离最近的镍离子数目为c，则a∶b∶c＝ 。
黄铁矿（主要成分FeS2）、黄铜矿(主要成分CuFeS2)均是自然界中的常见矿物资源。
（1）Stumm和Morgan提出黄铁矿在空气中氧化的四步反应如题20图-1所示：
① a反应中每生成1molFeSO4转移电子的物质的量为 mol。
② d反应的离子方程式为 。
（2）用细菌冶铜时，当黄铜矿中伴有黄铁矿可明显提高浸取速率，其原理如题20图-2
①冶炼过程中，正极周围溶液的pH （选填：“增大”、“减小”或“不变”）
②负极产生单质硫的电极反应式为 。
|
（3）煤炭中的硫主要以黄铁矿形式存在，用氢气脱除黄铁矿中硫的相关反应（见下表），其相关反应的平衡常数的对数值与温度的关系如题20图－3。
| 相关反应 |
反应热 |
平衡常数K |
FeS2(s) + H2(g)  FeS(s) + H2S(g) |
ΔH1 |
K1 |
1/2 FeS2(s) + H2(g) 1/2Fe(s)+H2S(g) |
ΔH2 |
K2 |
| FeS(s) + H2(g)Fe(s)+H2S(g) |
ΔH3 |
K3 |
①上述反应中，ΔH1 0（选填：“＞”或“＜”）。
②提高硫的脱除率可采取的措施有 （举1例）。
③1000K时，平衡常数的对数lgK1、lgK2和lgK3之间的关系为 。
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