【化学——选修3：物质结构与性质】
Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。已知：
①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；
②R的基态原子中电子占据三种能量不同的能级，且每种能级中的电子总数相同；
③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；
④Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，Q、R两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N的质荷比最大值为78；
⑤Z有“生物金属”之称，Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同。
请回答下列问题（答题时，Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示）
（1）化合物M的空间构型为 ，其中心原子采取 杂化；化合物N在固态时的晶体类型为 。
（2）R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为 。
（3）由上述一种或多种元素组成的与RY2互为等电子体的分子为 （写分子式）。
（4）Z原子基态时的外围电子排布式为 ；Z的一种含氧酸钡盐的晶胞结构如图所示，晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为 。
（5）由R、X、Y三种元素组成的RXY-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应，生成X2、RY2等物质。该反应的离子方程式为 。
（1）近年来，我国用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：
C+ K2Cr2O7+ — CO2↑+ K2SO4 + Cr2（SO4）3+ H2O
①完成并配平上述化学方程式。
②在上述方程式上用单线桥标出该反应电子转移的方向与数目。
（2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是 。
（3）向FeCl2和FeCl3混合溶液中加入适量KOH，高速搅拌下加入油脂，过滤后干燥得到一类特殊的磁流体材料，其化学式通式为KxFeO2（其组成可理解为aK2O·bFeO·cFe2O3）。
①若x的平均值为1.3，a：b：c=_____________
②若x为1.4，请写出该磁流体在稀硫酸条件下与足量的KI溶液反应的化学方程式：_________。
（4）Fe3O4溶于稀HNO3的离子方程式：_____________。
(15分)化合物X是一种香料，可采用乙烯与甲苯为主要原料，按下列路线合成：
已知：RX
ROH；RCHO＋CH3COOR’ 
RCH＝CHCOOR’
请回答：
（1）E中官能团的名称是 。
（2）B＋D→F的化学方程式 。
（3）X的结构简式 。
（4）对于化合物X，下列说法正确的是 。
| A．能发生水解反应 | B．不与浓硝酸发生取代反应 |
| C．能使Br2/CCl4溶液褪色 | D．能发生银镜反应 |
（5）下列化合物中属于F的同分异构体的是 。
(18分）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，请答题：
（1）实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO2：
①电解时发生反应的化学方程式为 。
②溶液X中大量存在的阴离子有__________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 (填标号)。
a．水 b．碱石灰 c．浓硫酸 d．饱和食盐水
（2）用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸：
Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中：
Ⅴ．用0.1000mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I2+2S2O32－＝2I－+S4O62－)，指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 。
②玻璃液封装置的作用是 。
③V中加入的指示剂通常为 ，滴定至终点的现象是 。
④测得混合气中ClO2的质量为 g。（相对原子质量Cl35.5 O16）
（3）用ClO2处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是_______（填标号)。
a．明矾 b．碘化钾 c．盐酸 d．硫酸亚铁
(21分)过氧化氢常用作氧化剂、漂白剂和消毒剂，可用于甲型H1N1流感消毒，为了贮存运输和使用的方便，工业上采用“醇析法”，将它转化为固态的过碳酸钠晶体(2Na2CO3·3H2O2)，该晶体具有Na2CO3和Na2O2的双重性质，工业“醇析法”的工艺如下：
回答下列问题：
（1）过氧化氢溶液加入二氧化锰的反应化学方程式为_____________。
（2）反应温度控制在0～5 ℃时进行的理由是___________。
（3）稳定剂能相互反应，生成一种不溶物将过碳酸钠粒子包住，该反应的化学方程式为_________。
（4）加入异丙醇的作用是___________。
（5）下列物质不能使过碳酸钠较快失效的是________。
a．FeCl3 b．Na2S c．CH3COOH d．NaHCO3
（6）根据题中有关信息，请你提出贮存、运输过碳酸钠晶体中应注意(至少两项)：___________。
（7）某同学向酸性高锰酸钾溶液中滴入过量过氧化氢溶液，观察到高锰酸钾溶液褪色，则发生反应的离子方程式为__________。
(16分)FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：(16分)
（1）FeCl3净水的原理是 。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H＋作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示） 。
（2）为节约成本，工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中各离子浓度如下：则该溶液的pH约为 。
c(Fe2＋)=2.0×10-2mol·L-1，c(Fe3＋)=1.0×10-3mol·L-1， c(Cl－)=5.3×10-2mol·L-1,
②NaClO3能在酸性条件下氧化FeCl2，写出离子方程式：
（3）FeCl3在溶液中分三步水解：
Fe3＋+H2O 
Fe(OH)2++H＋ K1
Fe(OH)2++H2OFe(OH)2++H＋ K2
Fe(OH)++H2OFe(OH)3+H＋ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 。
通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为： xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+
欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号） 。
a．降温 b．加水稀释 c．加入NH4Cl d．加入NaHCO3
室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是 。
（4）天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。
由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为 mg·L-1。
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