【化学——选修3：物质结构与性质】(15分)
（1）纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热，可用作燃料。已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：
| 电离能(kJ/mol) |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
| A |
932 |
1821 |
15390 |
21771 |
| B |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了 ，B元素位于周期表五个区域中的 区。
②ACl2分子中A的杂化类型为 ，ACl2的空间构型为 。
（2）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。
①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是 。
②六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4—中不存在 。
A.共价键
B.非极性键
C.配位键
D.σ键
E.π键
③写出一种与 CN—互为等电子体的单质分子式 。
（3）一种Al－Fe合金的立体晶胞如下图所示。请据此回答下列问题：
①确定该合金的化学式 。
②若晶体的密度＝ρ g/cm3，则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离(用含ρ的代数式表示，不必化简)为 cm。
亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：
已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下安全。
③160 g/L NaOH溶液是指160 gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。
（1）160 g/L NaOH溶液的物质的量浓度为 。若要计算该溶液的质量分数，还需要的一个条件是 （用文字说明）。
（2）发生器中鼓入空气的作用可能是 （选填序号）。
a．将SO2氧化成SO3，增强酸性； b．稀释ClO2以防止爆炸；
c．将NaClO3氧化成ClO2
（3）吸收塔内的反应的离子反应方程式为 。
吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是 。
（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是 。
（5）吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂是 （选填序号）。
a．Na2O2 b．Na2S c．FeCl2
（6）从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是 （选填序号）
a．蒸馏 b．蒸发 c．灼烧 d．过滤 e．冷却结晶
要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是 （填操作名称）
铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：
回答下列有关问题：
（1）铁元素在周期表中的位置是___________________________。
（2）Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液，实现上述①的转化，要求产物纯净，可选用的试剂是________（选填序号）。
A．Cl2 B．Fe C．HNO3 D．H2O2
（3）上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂，其中有一主要反应CuFeS2+4Fe3+＝Cu2++5Fe2++2S（CuFeS2中S为-2价），下列说法正确的是________（选填序号）。
A．从物质分类的角度看，黄铜矿属于合金
B．反应中，所有铁元素均被还原
C．反应中，CuFeS2既作氧化剂又作还原剂
D．当转移1 mol电子时，46 g CuFeS2参加反应
（4）下述反应中，若FeSO4和O2的系数比为2︰1，试配平下列方程式：
FeSO4 + K2O2 → K2FeO4 + K2O + K2SO4 + O2↑
（5）向某稀HNO3和Fe(NO3)3的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生无色气体， 该气体遇空气变红棕色，溶液中Fe2+浓度和加入Fe粉的物质的量之间的关系如右图所示。则混合溶液中HNO3和Fe(NO3)3的物质的量浓度之比为__________。
（6）某同学将铁与水蒸气高温反应后的固体物质溶解在过量盐酸中，如何判断所得溶液中是否含有Fe3+？ ___________________________________________________________。
在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2，可以制得纳米级碳酸钙（粒子直径在1~10nm之间）．下图所示A~E为实验室常见的仪器装置（部分固定夹持装置略去），请根据要求回答问题．
（1）实验室制备NH3的反应方程式：_______________________________；
（2）实验室制取、收集干燥的NH3，需选用上述仪器装置的接口连接顺序是（选填字母）：a接 ， 接 ， 接h；
（3）向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2气体制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是 ，试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式 ；
（4）在浓CaCl2溶液和NH3用量正确的情况下，CO2不足或过量都会导致纳米级碳酸钙产量下降，若CO2过量溶液中大量存在的离子有（不考虑弱电解质的电离和盐类水解产生的少量离子）________________,
（5）取反应后去除了CaCO3的溶液分别做以下实验，下列实验判断合理的是：_________．
| A．滴加少量Na2CO3溶液，若有沉淀说明CO2一定不足 |
| B．滴加少量盐酸，若有气泡，CO2一定过量 |
| C．测量溶液pH，若大于7，CO2一定不足量 |
| D．滴加少量BaCl2溶液，若无沉淀，CO2一定没有过量 |
（6）试设计简单的实验方案，判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级
某研究小组以甲苯为主要原料，采用以下路线合成医药中间体F和Y。
已知：
请回答下列问题：
（1）下列有关F的说法正确的是 。
| A．分子式是C7H7NO2Br | B．能形成内盐 |
| C．能发生取代反应和缩聚反应 | D．1 mol的 F最多可以和2 mol NaOH反应 |
（2）C→ D的反应类型是 。
（3） B→C的化学方程式是 。在合成F的过程中，B→C步骤不能省略，理由是 。
（4）D→E反应所需的试剂是 。
（5）写出同时符合下列条件的A的同分异构体的结构简式 （写出3个）。
①苯环上只有两种不同化学环境的氢原子 ②分子中含有
（6）以X和乙烯为原料可合成Y，请设计合成路线（无机试剂及溶剂任选）。
注：合成路线的书写格式参照如下示例流程图：
某些金属及金属氧化物对H2O2的分解反应具有催化作用，请回答下列问题：
（1）已知：2H2O2(aq) =" 2" H2O (l) + O2(g) 的
< 0, 则该反应的逆反应能否自发进行？ （填“能”或“不能”），判断依据是 。
（2）某同学选用Ag、Pt、Cu、TiO2作为催化剂，在25℃ 时，保持其它实验条件相同，测得生成的O2体积（V）。V与分解时间(t)的关系如图所示（O2的体积已折算成标准状况），则：在不同催化剂存在下，H2O2分解反应的活化能大小顺序是 Ea( ) > Ea( ) > Ea( ) > Ea( ) （括号内填写催化剂的化学式)金属Pt 催化下，H2O2分解的反应速率v(O2) = mol·s-1
（3）为研究温度对H2O2分解速率的影响（不加催化剂），可将一定浓度和体积的H2O2置于密闭容器中，在某温度下，经过一定的时间t，测定生成O2的体积V。然后保持其它初始条件不变，改变温度T，重复上述实验。获得V(O2) ~ T关系曲线。下列趋势图最可能符合实测V(O2) ~ T关系曲线的是 ，原因是 。
| A． | B． | C． | D． （4）以Pt为电极电解H2O2也可产生氧气，写出H2O2水溶液电解过程中的电极反应式（已知：H2O2的氧化性及还原性均比H2O强）：阴极；阳极 。 |
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