【化学——选修3：物质结构与性质】
卤族元素的单质和化合物很多，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们。
（1）卤族元素位于元素周期表的______区；溴的价电子排布式为________________。
（2）在一定浓度的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的。使氢氟酸分子缔合的作用力是________。
（3）请根据下表提供的第一电离能数据判断，最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是______（写出名称）。
| |
氟 |
氯 |
溴 |
碘 |
| 第一电离能（kJ/mol） |
1681 |
1251 |
1140 |
1008 |
（4）已知碘酸（HIO3）和高碘酸（H5IO6）的结构分别如图I、II所示：
请比较二者酸性强弱：HIO3_____ H5IO6（填“＞”、 “＜”或“＝”）。
（5）已知ClO2－为角型，中心氯原子周围有四对价层电子。ClO2－中心氯原子的杂化轨道类型为___________，写出一个ClO2－的等电子体__________。
（6）下图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是_________。
A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构
B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子
C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体
D．碘晶体中存在的相互作用有非极性键和范德华力
（7）已知CaF2晶体（见下图）的密度为ρg/cm3，NA为阿伏加德罗常数，棱上相邻的两个Ca2+的核间距为a cm，则CaF2 的相对分子质量可以表示为___________。
甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。
（1）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气（CO和H2）还原氧化铁，有关反应为：CH4（g）＋CO2（g）=2CO（g）＋2H2（g） ΔH＝260 kJ·mol－1
已知：2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）ΔH＝－566 kJ·mol－1。
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为____________________________________。
（2）如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①a处应通入________（填“CH4”或“O2”），b处电极上发生的电极反应式是_________________________________________________________________。
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH________（填写“变大”“变小”或“不变”，下同），装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度________。
③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH－以外还含有________（忽略水解）。
④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L（标准状况下）。
环境中常见的重金属污染物有：汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr2O72-和CrO42-，常用的方法有两种。
方法1 还原沉淀法
该法的工艺流程为
。
其中第①步存在平衡2CrO42-（黄色）＋2H＋
Cr2O72-（橙色）＋H2O。
（1）写出第①步反应的平衡常数表达式_________________________________。
（2）关于第①步反应，下列说法正确的是________。
A．通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达平衡状态
B．该反应为氧化还原反应
C．强酸性环境，溶液的颜色为橙色
（3）第②步中，还原0.1 mol Cr2O72-，需要________mol的FeSO4·7H2O。
（4）第③步除生成Cr（OH）3外，还可能生成的沉淀为________。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr（OH）3（s）
Cr3＋（aq）＋3OH－（aq），常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp＝10－32，当c（Cr3＋）降至10－5 mol·L－1时，认为c（Cr3＋）已经完全沉淀，现将第③步溶液的pH调至4，请通过计算说明Cr3＋是否沉淀完全（请写出计算过程）：____________________________________________________________________________。
方法2 电解法
（5）实验室利用如图装置模拟电解法处理含Cr2O72-的废水，电解时阳极反应式为________，阴极反应式为________，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从水的电离平衡角度解释其原因是___________________________________________________________。
请回答有关滴定过程中的相关问题。
（1）用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸，滴定曲线如图所示。
①在图中A的pH范围使用的指示剂是________；
C的pH范围使用的指示剂是________。
②下列关于上述中和滴定过程中的操作，正确的是________（填序号）。
| A．用碱式滴定管量取已知浓度的烧碱溶液 |
| B．滴定管和锥形瓶都必须用待装液润洗 |
| C．滴定过程中始终注视锥形瓶中溶液颜色变化 |
| D．锥形瓶中的待测液可用量筒量取 |
（2）如图1表示用相同浓度的NaOH溶液分别滴定浓度相同的3种一元酸，由图可确定酸性最强的是________。如图2表示用相同浓度的硝酸银标准溶液分别滴定浓度相同的含Cl－、Br－及I－的混合溶液，由图可确定首先沉淀的是 ________。
25 ℃时，有关物质的电离平衡常数如下：
| 化学式 |
CH3COOH |
H2CO3 |
HClO |
| 电离平 衡常数 |
K＝1.8×10－5 |
K1＝4.3×10－7 K2＝5.6×10－11 |
K＝3.0×10－8 |
回答下列问题。
（1）物质的量浓度为0.1 mol·L－1的下列四种物质，pH由大到小的顺序是________（填编号）。
a．Na2CO3 b．NaClO
c．CH3COONa d．NaHCO3
（2）常温下0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液加水稀释过程中，下列各量一定变小的是________（填编号）。
A．c（H＋） B．c（CH3COO－）
C．c（H＋）·c（OH－） D．
（3）体积均为10 mL、pH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1 000 mL，稀释过程中pH变化如图所示。则HX的电离平衡常数________（填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸的电离平衡常数，理由是__________________；稀释后，HX溶液中水电离出来的c（H＋）________（填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸溶液中水电离出来的c（H＋），理由是_________________________________________________________________。
（4）25 ℃时，若测得CH3COOH与CH3COONa的混合溶液的pH＝6，则溶液中c（CH3COO－）－c（Na＋）＝________（填精确数值）。
某二元酸（化学式用H2B表示）在水中的电离方程式是H2B=H＋＋HB－；HB－H＋＋B2－。回答下列问题。
（1）Na2B溶液显________（填“酸性”、“中性”或“碱性”），理由是________________（用离子方程式表示）。
（2）在0.1 mol·L－1的Na2B溶液中，下列粒子浓度关系式正确的是________。
A．c（B2－）＋c（HB－）＋c（H2B）＝0.1 mol·L－1
B．c（Na＋）＋c（OH－）＝c（H＋）＋c（HB－）
C．c（Na＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（HB－）＋2c（B2－）
D．c（Na＋）＝2c（B2－）＋2c（HB－）
（3）已知0.1 mol·L－1 NaHB溶液的pH＝2，则0.1 mol·L－1 H2B溶液中的氢离子的物质的量浓度可能________0.11 mol·L－1（填“＜”、“＞”或“＝”），理由是_________________________________________________________________。
（4）0.1 mol·L－1 NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是_____________。
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