【化学—选修3：物质结构与性质】（15分）X、Y、Z、W四种元素分别位于周期表中三个紧邻的周期，且原子序数逐渐增大，X和Y的氢化物都比同族下一周期元素氢化物的沸点高，但在同周期中却不是最高的。Z是同周期元素中离子半径最小的元素。W原子的价电子层上有两个运动状态不同的电子。请回答下列问题：
（1）X、Y两种元素的元素符号是： 、 。X、Y可以形成一种共价化合物，其中两种元素最外层电子数都达到8，则其分子的空间构型是： ；中心原子的杂化方式是： 。这种化合物不易作配体形成配离子的原因是 。
（2）X的氢化物易溶于水的原因是： 。
（3）Z的电子排布式是： 。根据元素原子的外围电子排布特征，可将周期表分成五个区域，其中Z属于 区。
（4）W与Y形成的化合物的晶胞边长为a pm。晶胞中含有________个W离子、W离子的配位数是 ，晶体的密度是________g·cm－3。(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数数值为NA)。
【化学选修2化学与技术】（15分）氨气是工农业生产中重要的产品，合成氨并综合利用的某些过程如下图所示：
（1）原料气中的氢气来源于水和碳氢化合物。请写出甲烷和水在催化剂和高温条件下反应的方程式： 。
（2）在工业生产中，设备A的名称为 ，A中发生的化学反应方程式是 。
（3）上述生产中向母液通入氨气同时加入 ，可促进副产品氯化铵的析出。长期使用氯化铵会造成土壤酸化，尿素适用于各种土壤，在土壤中尿素发生水解，其水解的化学方程式是 。
（4）纯碱在生产生活中有广泛的应用，请写出任意两种用途： 。
（5）图中所示工业制法获得的纯碱中常含有NaCl杂质，用下述方法可以测定样品中NaCl的质量分数。
①检验沉淀是否洗涤干净的方法是_________________________________。
②样品中NaCl的质量分数的数学表达式为__________________________。
(14分）某兴趣小组的学生根据活泼金属Mg与CO2发生反应，推测活泼金属钠也能与CO2发生反应，因此实验小组用下列装置进行“钠与二氧化碳反应”的实验探究（尾气处理装置已略去）。
已知：常温下，CO能使一些化合物中的金属离子还原。例如：PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl，反应生成黑色的金属钯，此反应也可用来检测微量CO的存在。
请回答下列问题：
（1）为了使制气装置能“随开随用，随关随停”，上图A处制取CO2气体应选用的装置是 （填写“I”、“II”或“III”）,其离子方程式是 。装置B和C中应盛放的试剂分别是 ， 。
（2）观察实验装置图可知Na与CO2反应的条件是 ，检查装置的气密性完好并装入药品后，在点燃酒精喷灯前，必须进行的操作是 ，这步操作的目的是 。
（3）假设CO2气体为足量，在实验过程中分别产生以下①、②两种不同情况，请分析并回答问题：
①若装置F中溶液无明显变化，装置D中生成两种固体物质，取少量固体生成物与盐酸反应后，有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式是 。
②若装置F中有黑色沉淀生成，装置D中只生成一种固体物质，取少量该固体与盐酸反应后，也有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式是 。
（4）请判断②中D装置生成固体的成分是钠的 （填“正盐”或“酸式盐”）。请用文字简要说明理由 。
（14分）（Ⅰ）甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
化学反应 | 平衡常数 | 温度℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) | K1 | 2．5 | 0．15 |
②H2(g)+CO2(g) | K2 | 1．0 | 2．50 |
③3H2(g)+CO2(g) | K3 |
|
|
（1）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3= （用K1、K2表示）。500℃时测得反应③在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度（mol/L）分别为0．8、0．1、0．3、0．15，则此时V正 V逆（填“>”、“=”或“<”）。
（2）在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c(CO)-反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示，若在t0时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是 。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是 。
（3）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下，将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合，反应平衡时，2c(Ba2＋)= c(CH3COO－)，用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为 。
（Ⅱ）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC2O4）溶液显酸性。
（1）常温下，向10 mL 0．01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0．01mol·L-1 NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系 ；
（2）称取6．0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样，加水溶解配成250 mL 溶液。量取两份此溶液各25 mL，分别置于两个锥形瓶中。第一份溶液中加入2滴酚酞试液，滴加0．25mol·L-1 NaOH 溶液至20mL时，溶液由无色变为浅红色。第二份溶液滴加0．10 mol·L-1 酸性KMnO4溶液至16mL时反应完全。则原试样中H2C2O4·2H2O的的质量分数为_______。
（15分）（Ⅰ）磷是生物体中不可缺少的元素之一，在自然界中磷总是以磷酸盐的形式出现的，例如磷酸钙矿Ca3(PO4)2、磷灰石Ca5F(PO4)3等。
（1）磷的某种核素中，中子数比质子数多1，则表示该核素的原子符号为____________。
（2）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃生成白磷，反应为：
2Ca3(PO4)2＋6SiO2 ＝ 6CaSiO3＋P4O10 10C＋P4O10 ＝ P4↑＋10CO↑
上述反应中的各种物质，属于酸性氧化物的有 。
（3）白磷有剧毒，不慎沾到皮肤上，可用CuSO4溶液冲洗解毒。白磷可与热的CuSO4溶液反应生成磷化亚铜，与冷溶液则析出铜，反应方程式分别（均未配平）为：
①P4＋CuSO4＋H2O→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4
②P4＋CuSO4＋H2O→Cu＋H3PO4＋H2SO4
反应①中，氧化剂为 ，若上述两反应中被氧化的P4的物质的量相等，则消耗的CuSO4的物质的量之比为 。
（Ⅱ）离子交换膜是一类具有离子交换功能的高分子材料。一容器被离子交换膜分成左右两部分，如图所示。
若该交换膜为阳离子交换膜（只允许阳离子自由通过），左边充满盐酸酸化的H2O2溶液，右边充满滴有KSCN溶液的FeCl2溶液（足量），一段时间后右边可观察到的现象： ；若该交换膜为阴离子交换膜（只允许阴离子自由通过），左边充满含2mol NH4Al(SO4)2的溶液，右边充满含3mol Ba(OH)2的溶液，当有2mol SO42－通过交换膜时(若反应迅速完全)，则左右两室沉淀的物质的量之比为 。
（Ⅲ）某初级石墨中含SiO2(7．8%)、Al2O3(5．1%)、Fe2O3(3．1%)和MgO(0．5%)等杂质，利用相关工艺可进行提纯与综合利用。通入一定量的N2后，在1500℃下与Cl2充分反应得到纯化石墨与气体混合物，然后降温至80℃，分别得到不同状态的两类物质a和b。（注：石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，SiCl4的沸点为57．6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃。）
（1）若a与过量的NaOH溶液反应，可得两种盐，其中一种盐的水溶液具有粘合性，
化学反应方程式为 _________。
（2）若b与过量的NaOH溶液充分反应后，过滤，所得滤液中阴离子有 _________。
下表是25°C时某些盐的浓度积常数和弱酸的电离平衡常数，下列说法正确的是
化学式 | AgCl | Ag2CrO4 | CH3COOH | HClO | H2CO3 |
Ks或Ka | Ksp=1．8×10-10 | Ksp=2．0×10-12 | Ka=1．8×10-5 | Ka=3．0×10-8 | Ka1=4．1×10-7 Ka2=5．6×10-11 |
A．相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中，各离子浓度的大小关系是c（Na+）>c（ClO-）>c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）
B．向0．1mol·L-1CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至c（CH3COOH）：c（CH3COO-）=5：9，此时溶液pH=5
C．碳酸钠溶液中滴加少量氯水的离子方程式为CO2-3 + Cl2+H2O =HCO-3+Cl-+HClO
D．向浓度均为1×10-3mol·L-1的KCl和K2CrO4混合液中滴加1×10-3mol·L-1的AgNO3溶液，CrO2-4先形成沉淀
