[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大。其中A原子核外有三个未成对电子；B的最外层电子数为其内层电子数的3倍；A与C可形成离子化合物C3A2；D是地壳中含量最多的金属元素；E原子核外的M层中有两对成对电子；F原子核外最外层只有1个电子，其余各层电子均充满。根据以上信息，回答下列问题：（A、B、C、D、E、F用所对应的元素符号表示）。
（1）F原子的核外电子排布式为 ，A、B、C、D、E的第一电离能最小的是 。
（2）C的氧化物的熔点远高于E的氧化物的熔点，原因是 。
（3）比较B、E的氢化物的沸点_________。
（4）A的最高价含氧酸根离子中，其中心原子是 杂化，E的低价氧化物的空间构型为 。
（5）A、D形成某种化合物的晶胞结构如图1，则其化学式为 。
（6）F单质的晶体的晶胞结构如图2。若F原子的半径是r cm，则F单质的密度的计算公式是 。（用NA表示阿伏伽德罗常数）
[化学——选修2：化学与技术](15分)重晶石矿的主要成分为硫酸钡，纯净的硫酸钡才能供医用作“钡餐”。硫化钡是可溶于水的盐。讨论用重晶石矿制硫酸钡，设计流程如下：
（1）写出步骤①的化学反应方程式 ，该反应产生的气体具有 、 等用途。
（2）为进行反应②先要分离出硫化钡，采用的方法是 。反应前要在溶液中滴入少量Ba(OH)2溶液，其作用是： 。
（3）若B物质在该生产过程中可循环使用，则反应③的化学方程式是： 。
（4）有人提出反应②产生了有臭鸡蛋气味的有毒气体，可采用改变反应物的方法避免产生该气体，则反应②的化学方程式是： 。此时若要B物质还能循环使用，则C为 （写化学式）。BaSO4是因为具有 、 等性质而可用作“钡餐”。
（14分）某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。设计方案如图，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
| TiCl4 | Mg | MgCl2 | Ti |
熔点/℃ | -25.0 | 648.8 | 714 | 1667 |
沸点/℃ | 136.4 | 1090 | 1412 | 3287 |
（1）查阅资料：
①氮气不与炭粉、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液混合加热制得氮气。写出该反应的离子方程式： 。
②使上述制得的气体通过___________装置方能获得干燥的N2
（2）实验步骤：
①按图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g炭粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；
③停止通入N2后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。步骤②、④中都分别通入N2，其作用分别为 。
（3）数据处理：
①试根据实验数据分析，该反应的气体产物是CO2和CO,理由是____________________
②写出该实验中氧化铁与炭粉发生反应的化学方程式： 。
（4）实验优化：
学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。
①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液，其理由是 。
②pC类似pH，是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为：1×10-3mol/L，则该溶液中该溶质的pC＝-lg1×10-3＝3。现向0.2mol/LBa(OH)2溶液中通入CO2气体，沉淀开始产生时，溶液中CO32-的PC值为_________（已知：lg2＝0.2；Ksp(BaCO3)＝5.0×10-9）
③从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善： 。
（15分）钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备二氧化钛，进一步制备钛单质,流程如图：
已知：FeTiO3＋4H+＝Fe2+＋TiO2+＋2H2O
草酸（C2H2O4）具有很强还原性，易被氧化成二氧化碳
（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是 。
（2）钛铁矿加入过量H2SO4后，得到的滤渣A为_______________（填化学式）。
（3）含TiO2+ 溶液乙转化生成TiO2的离子方程式是 。
（4）由滤液丙制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是 。
（5）用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时，称取TiO2（摩尔质量为Mg/mol）试样wg，消耗c mol/L NH4Fe（SO4）2标准溶液VmL，则TiO2质量分数为 （用代数式表示）。
（6）TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤如下：
| TiCl4 | Mg | MgCl2 | Ti |
熔点/℃ | -25.0 | 648.8 | 714 | 1667 |
沸点/℃ | 136.4 | 1090 | 1412 | 3287 |
反应②的方程式是___________。由TiCl4→Ti需要在Ar气中进行的理由是_____________。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据表中信息，需加热的温度略高于 ℃即可。
| TiCl4 | Mg | MgCl2 | Ti |
熔点/℃ | -25.0 | 648.8 | 714 | 1667 |
沸点/℃ | 136.4 | 1090 | 1412 | 3287 |
| TiCl4 | Mg | MgCl2 | Ti |
熔点/℃ | -25.0 | 648.8 | 714 | 1667 |
沸点/℃ | 136.4 | 1090 | 1412 | 3287 |
（14分）（1）工业上可利用“甲烷蒸气转化法”生产氢气，反应为甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下生成一氧化碳和氢气，有关反应的能量变化如图1：
则该反应的热化学方程式_____________________________________。
（2）已知温度、压强对甲烷平衡含量的影响如图2，请回答：
①图26-2中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1Mpa、2Mpa时甲烷含量曲线，其中表示1Mpa的是________。
②该反应的平衡常数：600 ℃时________700 ℃(填“>”“<”或“＝”)。
③已知：在700 ℃，1 MPa时，1 mol CH4与1 mol H2O在1 L的密闭容器中反应，6min达到平衡(如图3)，此时CH4的转化率为________________，该温度下反应的平衡常数为______________(结果保留小数点后一位数字)。
④从图3分析，由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是_____________(填“向正反应方向”或“向逆反应方向”)，采取的措施可能是_____________________。
（3）以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池，放电过程中，溶液中铵根离子浓度逐渐增大。写出该电池的正极反应式：_________________。
室温下，向20.00 mL 1.000 mol·L－1氨水中滴入1.000 mol·L－1盐酸，溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A．氨水的电离程度a＞b＞c
B．a、d两点的溶液，水的离子积Kw(a)＞Kw(d)
C．c点时消耗盐酸体积V(HCl)＜20 .00ml
D．d点时溶液温度达到最高，之后温度略有下降，原因是NH3·H2O电离吸热
