以色列科学家达尼埃尔·谢赫特曼因首先在铝合金中发现准晶体荣获2011年诺贝尔化学奖。下列有关铝原子（
）的说法正确的是
A．质子数为27 B．中子数为27 C．质量数为13 D．原子序数为13
乙酰基二茂铁是常用的汽油的抗震剂，由二茂铁合成乙酰基二茂铁的原理如下：
其实验步骤如下：
步骤1：如图Ⅰ所示，取1 g二茂铁与3 mL乙酸酐于装置中，开通搅拌器，慢慢滴加85%磷酸1 mL，加热回流5 min。
步骤2：待反应液冷却后，倒入烧杯中加入10 g碎冰，搅拌至冰全部融化，缓慢滴加NaHCO3溶液中和至中性，置于冰水浴中15 min。抽滤，烘干，得到乙酰基二茂铁粗产品。
步骤3：将乙酰基二茂铁粗产品溶解在苯中，从图Ⅱ装置的分液漏斗中滴下，再用乙醚淋洗。
步骤4：将其中一段时间的淋洗液收集，并进行操作X，得到纯净的针状晶体乙酰基二茂铁并回收乙醚。
⑴步骤2中的抽滤操作，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用属于硅酸盐材质的仪器有 。
⑵步骤2中不需要测定溶液的pH就可以判断溶液接近中性，其现象是 。
⑶步骤3将粗产品中杂质分离实验的原理是 。
⑷步骤4中操作X的名称是 ，该操作中不能使用明火的原因是 。
⑸为确定产品乙酰基二茂铁中是否含有杂质二乙酰基二茂铁(
)，可以使用的仪器分析方法是 。
本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。
21．A．《物质结构与性质》
在5－氨基四唑（
）中加入金属Ga，得到的盐是一种新型气体发生剂，常用于汽车安全气囊。
⑴基态Ga原子的电子排布式可表示为 ；
⑵5－氨基四唑中所含元素的电负性由大到小的顺序为 ，其中N原子的杂化类型为 ；在1 mol 5－氨基四唑中含有的σ键的数目为 。
⑶叠氮酸钠(NaN3)是传统安全气囊中使用的气体发生剂。
①叠氮酸钠(NaN3)中含有叠氮酸根离子（N3－），根据等电子体原理N3－的空间构型为 。
②以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料，可以生成碳氮化钛化合物。其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞（结构如右图）顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为 。
CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
⑴250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol
CH4，发生如下反应：CO2 (g)＋CH4(g)
2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：
|
物质 |
CH4 |
CO2 |
CO |
H2 |
|
体积分数 |
0.1 |
0.1 |
0.4 |
0.4 |
①此温度下该反应的平衡常数K= 。
②已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H=-890.3 kJ·mol－1
CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H=2.8 kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol－1
反应CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)
的△H= 。
⑵以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是 。
②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是 。
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为 。
⑶以CO2为原料可以合成多种物质。
①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料，它是由缩聚而成。写出聚碳酸酯的结构简式： 。
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，CO2在铜电极上可转化为甲烷，该电极反应方程式为 。
硅藻土是由硅藻死亡后的遗骸沉积形成的，主要成分是 SiO2和有机质，并含有少量的Al2O3、Fe2O3、MgO 等杂质。精制硅藻土因为吸附性强、化学性质稳定等特点被广泛应用。下图是生产精制硅藻土并获得Al(OH)3的工艺流程。
⑴粗硅藻土高温煅烧的目的是 。
⑵反应Ⅲ中生成Al(OH)3沉淀的化学方程式是 ；氢氧化铝常用作阻燃剂，其原因是 。
⑶实验室用酸碱滴定法测定硅藻土中硅含量的步骤如下：
步骤1：准确称取样品a g，加入适量KOH固体，在高温下充分灼烧，冷却，加水溶解。
步骤2：将所得溶液完全转移至塑料烧杯中，加入硝酸至强酸性，得硅酸浊液。
步骤3：向硅酸浊液中加入NH4F溶液、饱和KCl溶液，得K2SiF6沉淀，用塑料漏斗过滤并洗涤。
步骤4：将K2SiF6转移至另一烧杯中，加入一定量蒸馏水，采用70 ℃水浴加热使其充分水解（K2SiF6+3H2O=H2SiO3+4HF+2KF）。
步骤5：向上述水解液中加入数滴酚酞，趁热用浓度为c mol·L－1 NaOH的标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液VmL。
①步骤1中高温灼烧实验所需的仪器除三角架、泥三角、酒精喷灯外还有 。
a．蒸发皿 b．表面皿 c．瓷坩埚 d．铁坩埚
②实验中使用塑料烧杯和塑料漏斗的原因是 。
③步骤3中采用饱和KCl溶液洗涤沉淀，其目的是 。
④步骤5中滴定终点的现象为 。
⑤样品中SiO2的质量分数可用公式“
×100%”进行计算。由此分析步骤5中滴定反应的离子方程式为 。
乙二酸（H2C2O4）是一种重要的化工产品，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，其制备工艺流程如下：
氧化时控制反应液温度为55～60℃，边搅拌边缓慢滴加浓HNO3、H2SO4混合液，可发生下列反应：
C6H12O6＋18HNO3→3H2C2O4＋18NO2↑＋12H2O
C6H12O6＋6HNO3→3H2C2O4＋6NO↑＋6H2O
⑴检验氧化后的溶液中是否仍含有葡萄糖的实验方案为 。
⑵氧化时控制反应液温度为55～60℃的原因是 。
⑶若水解时淀粉利用率为80%，氧化时葡萄糖的利用率为80%，结晶时有10%的乙二酸遗留在溶液中。则30 kg淀粉可生产乙二酸的质量为 。
⑷生产中产生的NOx用氧气和水吸收后产生硝酸循环利用，若尾气NOx中n(NO2)︰n(NO)＝2︰1，且NOx的吸收转化率为90%。计算：理论上，每生产9 kg乙二酸至少需要补充质量分数为63%的硝酸溶液多少千克。（写出计算过程）
