【化学——选修3：物质结构与性质】 （15分）
已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键，所有原子共平面。Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M（M可看做一种含氧酸盐）。经X射线分析，M晶体的最小重复单元为正方体（如上图），顶点位置为Z4+所占，体心位置为Ba2+所占，所有棱心位置为O2–所占。
（1）Y2+的结构示意图________________；Z的价层电子排布式为____________。
（2）X在该氢化物中以_____________方式杂化；X和Y形成的化合物YX2的电子式为_____________________。
（3）①制备M的化学反应方程式是______________________________________；
②在M晶体中，若将Z4+置于立方体的体心，Ba2+置于立方体的顶点，则O2–处于立方体的_______________；
③已知O2–半径为1.4×10–10 m，Z4+的半径为6.15×10–11m，阿佛加德罗常数为NA，则M的密度为_______________g·cm–3。（不必化简）
【化学——选修2：化学与技术】（15分）
自来水生产的流程示意图见下：
（1）混凝剂除去悬浮物质的过程 （填写序号）
①只是物理变化 ②只是化学变化 ③是物理和化学变化
FeSO4·7H2O是常用的混凝剂，它在水中最终生成 沉淀。
（2）若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱，试剂填加时先加 后加 ，原因是 。
（3）氯气消毒，是因为它与水反应生成了HClO，次氯酸的强氧化性能杀死水中的病菌（不能直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解，且毒性较大）。
Cl2+H2O 
HCl+HClO
K=4.5×10-4
使用氯气为自来水消毒可以有效地控制次氯酸的浓度，请结合平衡常数解释原因：
。
下列物质中， 可以作为氯气的代用品（填写序号）。
① 臭氧 ②NH3（液） ③K2FeO4 ④SO2
（4）有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子。用离子交换树脂软化硬水时，先后把水通过分别装有 离子交换树脂和 离子交换树脂的离子交换柱（填“阴”或“阳”，阳离子交换树脂为HR型，阴离子交换树脂为R'OH型）。
（5）测定水中的溶解氧：量取40mL水样，迅速加入MnSO4和KOH混合溶液，再加入KI溶液，立即塞好塞子，振荡使完全反应。打开塞子，迅速加入适量硫酸溶液，此时有碘单质生成。用0.010mol/LNa2S2O3溶液滴定生成的碘，消耗了6.00mL Na2S2O3溶液。已知在碱性溶液中，氧气能迅速氧化Mn2+，生成物在酸性条件下可以将碘离子氧化为碘单质，本身重新还原为Mn2+。
上述过程发生的反应可表示为：2Mn2++4OH－+O2=2MnO(OH)2
MnO(OH)2+2I－+4H+=I2+Mn2++3H2O I2+2S2O32－ =2I－+S4O62－
则水中的溶解氧量为 ｍg·Ｌ－１。
（14分）
I．仅用下列装置，检验木炭和浓硫酸反应产生的混和气体中含有SO2和CO2。在下列表格中填写对应的药品和实验现象。
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实验装置 |
检验气体 |
试剂名称 |
实验现象 |
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A |
SO2 |
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B |
CO2 |
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II．利用下列装置来电解饱和食盐水，并测量电解产生的氢气的体积（约6mL）和检验氯气的氧化性（不应将多余的氯气排入空气中）。
（1）将上面各仪器连成一整套装置，各种仪器接口的连接顺序（填编号）是：A接______________，B接______________。
（2）请写出铁棒电极上发生的电极反应式__________________________。
（3）能说明氯气具有氧化性的实验现象是_______________________________。
（4）若U管中装入的饱和食盐水为50mL（电解前后溶液体积变化可忽略），当收集到的氢气为5.6mL（标准状况）时停止通电，摇匀U型管内的溶液，取20.00mL该溶液于锥形瓶内，用0.01mol/L的盐酸滴定时，滴定管起始读数为1.00mL，滴定终点时，滴定管的读数为_______ mL。
（14分）工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：
CO(g) ＋
2H2(g) 
CH3OH(g)
ΔH
（1）下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。
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温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
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K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①由表中数据判断ΔH 0 （填“＞”、“＝”或“＜”）；
②某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)＝ 0.2 mol／L，此时的温度为 。
（2）T℃时，在时间t0时刻，合成甲醇反应达到平衡，若在t1时刻将容器的体积缩小一倍，假定在t2时刻后又达到新的平衡，请在图中用曲线表示在t1～t2阶段氢气、甲醇物质的量浓度随时间变化的趋势示意图（其它条件不变，曲线上必须标明氢气、甲醇）。
（3）300℃、1.01×105Pa下，上述反应的ΔH数值为90.8 kJ/mol。在该温度下，在容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
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容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
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反应物投入量 |
1 mol CO、2 mol H2 |
1 mol CH3OH |
2 mol CH3OH |
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平衡时数据 |
CH3OH的浓度（mol/L） |
c1 |
c2 |
c3 |
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反应放出或吸收的能量 |
x kJ |
y kJ |
z kJ |
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反应物转化率 |
Ф1 |
Ф2 |
Ф3 |
请比较以下每组数据的大小（填“>”、“<”或“=”）：
①2c1 c3 ② x+y 90.8 ③Ф1+Ф3 1
（15分）A、B、C、D、E为中学化学常见的单质或化合物，其相互转化关系如下图所示。
（1）若A为短周期金属单质，B、C均为含A元素的盐，且B溶液的pH＞7，C溶液pH＜7。请指出D物质的类别 ；并写出B溶液pH＞7的离子方程式 ；
（2）若A是淡黄色化合物；常温下D是无色气体；C中含有的阴、阳离子均为10电子粒子。
①C中所含化学键的类型是 ；
②写出反应II的化学方程式 ；
③将一定量的气体D通入2 L C的溶液中，向所得溶液中边逐滴加入稀盐酸边振荡至过量，产生的气体与盐酸物质的量的关系如图（忽略气体的溶解和HCl的挥发）。请回答：O点溶液中所含溶质的化学式为 ，a点溶液中各离子浓度由大到小的关系是 。
（3）若将（2）中的气体D通入氢氧化钡溶液中得不溶物F，F的KSP=8.1×10-9。现将该沉淀放入0.1mol/L的BaCl2溶液中，其KSP ，（填：增大、减小或不变），组成不溶物F的阴离子在溶液中的浓度为 mol/L。
已知在pH为4～5的溶液中，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解。某学生拟用电解CuSO4溶液的方法测定铜的相对原子质量。该同学向pH=3.8酸化的、含有Fe2（SO4）3杂质的CuSO4溶液中加入过量的黑色粉末X，充分搅拌后将滤液用下图所示装置电解，其中某电极增重a g，另一电极上产生标准状况下的气体VmL。下列说法正确的是
A. 黑色粉末X是铁粉
B. 铜电极连接电源正极
C. 石墨电极上发生的反应是4OH-－4e-=O2↑＋2H2O
D. 铜的相对原子质量的计算式是
