【化学——选修3：物质结构与性质】
钒（12V）是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题：
（1）钒价层电子排布图为 ，比钒质子数大1的元素原子的电子排布式为 。
（2）钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为 、 。
（3）V2O5常用作SO2转化为SO3的转化剂。SO2分子VSEPR模型是 ，硫原子杂化类型为 ；SO3气态为单分子，SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为 ；该结构中S——O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较长的键为 （填图2字母），该分子含有 个σ键。
（4）V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为 ；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构（钒位于体心），则偏钒酸钠的化学式为 。
【化学——选修2：化学与技术】
苯酚和丙酮都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：
相关化合物的物理常数
物质 | 相对分子质量 | 密度（g/cm－3） | 沸点/℃ |
异丙苯 | 120 | 0.8640 | 153 |
丙酮 | 58 | 0.7898 | 56.5 |
苯酚 | 94 | 1.0722 | 182 |
回答下列问题：
（1）在反应器A中通入的X是 。
（2）反应①和②分别在装置 和 中进行（填装置符号）。
（3）在分解釜C中加入的Y为少置浓硫酸，其作用是______，优点是用量少，缺点是_______________。
（4）反应②为 （填“放热”或“吸热”）反应。反应温度控制在50-60℃，温度过高的安全隐患是 。
（5）中和釜D中加入的Z最适宜的是 （填编号。已知苯酚是一种弱酸）。
a. NaOH b. CaCO3 c. NaHCO3 d. CaO
（6）蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为 和 ，判断的依据是 。
（7）用该方法合成苯酚和丙酮的优点是 。
在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)
2NO2(g) △H，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：
（1）反应的△H 0（填“＞”或“＜”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0～60s时段，反应速率v(NO2)为 mol·L－1·s－1，反应的平衡常数K为 。
（2）100℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10s又达到平衡。则T 100℃（填“大于”或“小于”）。
（3）利用图（a）和（b）中的信息，按图（b）装置（连通的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的 （填“深”或“浅”），其原因是 。
工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下：
请回答下列问题：
（1）步骤①所得废渣的成分是 （写化学式），操作I的名称 。
（2）步骤②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）：R2(SO4)n (水层)+ 2nHA(有机层)
2RAn(有机层)+ nH2SO4(水层)
②中萃取时必须加入适量碱，其原因是 。
③中X试剂为 。
（3）⑤的离子方程式为 。
（4）25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：
pH | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | 1 |
钒沉淀率% | 88.1 | 94.8 | 96.5 | 98.0 | 98.8 | 98.8 | 96.4 | 93.1 | 89.3 |
结合上表，在实际生产中，⑤中加入氨水，调节溶液的最佳pH为 ；若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀，则溶液中c(Fe3+)< 。〖已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39〗
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质有 和 。
I、现有含CaO杂质的CaC2试样。设计以下实验，测定CaC2试样的纯度。（反应方程式为：CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑），请从下图中选用适当的装置，完成该实验。
（1）制取C2H2最好选④中的 装置（填“甲”“乙”或“丙”），所选用装置的连接顺序是 （填各接口A～E的顺序）。
（2）若实验时称取的试样为1.4g，产生的乙炔在标准状况下的体积为448mL，此试样中CaC2的质量分数为 。（保留3为有效数字）
II、某同学在实验室从如图标签的试剂瓶中取少许钠进行燃烧实验，实验后 发现还有少许黑色固体生成。从反应物及实验操作猜测：
该黑色物质可能为碳与另一种氧化物组成的混合物。
根据题意和图示回答下面问题：
（1）装置图⑤中A的名称 。
（2）此氧化物可能是 或 （写化学式）。
（3）对黑色固体物质的组成作如图⑥所示研究
①实验I中加入盐酸溶液的目的是 。
②仅通过实验II，用最简步骤能快速确定黑色氧化物的组成，请完善该设计。（限选试剂：稀盐酸、KSCN溶液、10%H2O2溶液）
实验操作 | 预期现象与结论 | 相关离子方程式 |
取少量实验I中的澄清溶液，加入试剂 |
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下列实验对应的现象以及结论都正确，且两者具有因果关系的是
选项 | 实验 | 现象 | 结论 |
A | 将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液 | 有气体生成，溶液呈血红色 | 稀硝酸将Fe氧化为Fe3+ |
B | 将铜粉加1.0mol•L﹣1Fe2(SO4)3溶液中 | 溶液变蓝、有黑色固体出现 | 金属铁比铜活泼 |
C | 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热 | 熔化后的液态铝滴落下来 | 金属铝的熔点较低 |
D | 向0.1 mol•L﹣1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不在有沉淀产生，再滴加0.1 mol•L﹣1CuSO4溶液 | 先有白色沉淀生成，后变成浅蓝色沉淀 | Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小 |
