选做题
本题有A、B两题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容，每题12分。请选择其中一题作答，若两题都作答，则以A题得分计入总分。
20A．过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。
（1）应用于合成氨反应的催化剂（铁）的表面上存在氮原子，右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子）。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为 。
（2）现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为：[Fe2(OH）n(SO4）3-n／2]m，n<5，m<10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是 。（填序号）
A．PFS中铁显+3价
B．铁原子的价电子排布式是3d64s2
C．由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程
D．由下表可知气态Fe2+再失去一个电子比气态Mn2+再失去一个电子难
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元素 |
Mn |
Fe |
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电离能 （kJ・mol－1） |
I1 |
717 |
759 |
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I2 |
1509 |
1561 |
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I3 |
3248 |
2957 |
（3）铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬（Ⅲ）与甲基丙烯酸根的配合物为：
①该化合物中存在的化学键类型有 。
②该化合物中一个Cr的配位数为 。
③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有 。
④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，与H2O分子互为等电子体的微粒是 。（填一种即可）
⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是
____ 。（填元素符号）
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在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间也能发生聚合反应，生成少量聚合物(副产物）。合成乙酰水杨酸的实验步骤如下：
①向150 mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后，控制温度在85℃～90℃条件下反应5～10 min，然后冷却，即有乙酰水杨酸晶体析出。
②减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上，在空气中风干。
③将粗产品置于100 mL烧杯中，搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌2～3 min，直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤，用5～10 mL蒸馏水洗涤沉淀。合并滤液于烧杯中，不断搅拌，慢慢加入15 mL 4mol / L盐酸，将烧杯置于冰水中冷却，即有晶体析出。抽滤，用冷水洗涤晶体1～2次，再抽干水分，即得产品。
（1）第①步中，要控制温度在85℃～90℃，应采用的加热方法是 ，用这种方法加热需要的玻璃仪器有 。
（2）在第②步中，用冷水洗涤晶体，其目的是 、 。
（3）在第③步中，加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是 ，加入盐酸的作用是 。
（4）如何检验产品中是否混有水杨酸？ 。
工业上用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：
4NH3+5O2
4NO+6H2O① 4NO+3O2+2H2O＝4HNO3②
（1）现以1．7吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸，理论上至少需要加水的质量为 吨。（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）
（2）工业上用Mg(NO3）2替代浓H2SO4可作为制取浓HNO3的脱水剂，现有50%（质量分数，下同）的硝酸M1吨，向其中加入80％的Mg(NO3）2溶液M2吨，蒸馏分离得到90％的硝酸和60%的Mg(NO3）2溶液（不含HNO3）。若蒸馏过程中HNO3、Mg(NO3）2、H2O均无损耗，则蒸馏前的投料比M1/M2＝ 。
（3）硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：
2NO2 + Na2CO3＝NaNO2 + NaNO3 + CO2③，NO + NO2 + Na2CO3＝2NaNO2 + CO2④。现用足量的纯碱溶液来吸收硝酸工业尾气(NO和NO2），每产生22．4L（标准状况下）CO2时，吸收液质量增加44g。
求硝酸工业尾气中NO和NO2的物质的量之比？
盐酸利多卡因（F）葡萄糖注射液抗心律失常，可用于急性心肌梗死后室性早搏和室性心动过速。合成路线如下：
（1）B在核磁共振氢谱上有 种特征峰，C→D的反应类型是 。
（2）C的结构简式为 ；
（3）B的同分异构体种类很多，符合以下条件的B的同分异构体共有 种。
①属于苯的衍生物，苯环上共有三个取代基；
②与碳酸钠溶液反应可放出CO2气体。
（4）写出
与足量的NaOH溶液共热充分反应的化学方程式：
。
（5）现仅以有机物CH3CH=CHCH3为原料，无机试剂任选，用反应流程图表示合成有机物CH3COOCH2CH=CHCH2OOCCH3的过程。
提示：①
②由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为：
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现代工业将煤炭气化，既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放，又可以扩大水煤气的广泛用途。
（1）已知：2C(s）+O2(g）＝2CO(g）；ΔH1 , 2H2(g）+O2(g）＝2H2O(g）；ΔH2 。
则反应C(s）+H2O(g） 
CO(g）+H2(g）；ΔH＝ 。（用含ΔH1、ΔH2的代数式表示）
（2）CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为：CO(g）+2H2(g） CH3OH（g）；ΔH3。现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如下图1和图2。
①该反应的ΔH3 0（选填“＜”、“＞”或“=”，下同＝，K1 K2。
②将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，可采取的措施有 。
（3）某燃料电池以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态K2CO3为电解质。写出该燃料电池负极的电极反应式： 。
以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO、MgO等。现以硫酸渣制备铁红(Fe2O3）的过程如下：
（1）酸溶过程中Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式是 。
（2）还原过程中加入FeS2是将溶液中的Fe3 +还原为Fe2 +，而本身被氧化为SO42—，写出
有关的离子方程式： 。
（3）氧化过程中通入空气和加入NaOH是为了将溶液中的铁元素充分转化为沉淀而析出，写出有关的离子方程式： 。
（4）生产过程中，为了确保铁红的质量，氧化过程需要调节溶液的pH至3~4，其目的是 。
开发具有广谱、高效、低毒的杀菌、消毒剂是今后发展的趋势。
（1）Cl2、H2O2、ClO2(还原产物为Cl－）、O3(1molO3转化为 1molO2和1molH2O）等物质常被用作消毒剂。等物质的量的上述物质消毒效率最高的是 。（填序号）
A．Cl2 B．H2O2 C．ClO2 D．O3
（2）氯氨(NH2Cl）可作为杀菌剂，请用化学方程式表示氯氨在水中的杀菌机理：
。
（3）氯溴海因（C5H6BrClN2O2）是一种比较安全的氯气和氯制剂的替代产品，其结构式如右图所示：
氯溴海因在水中的水解过程比较复杂，主要是水解生成次卤酸
和海因，请画出海因的结构式：
。
（4）以铂(Pt）和铁为电极，以KOH溶液为电解液,用电解法可制备高铁酸钾(K2FeO4）。
写出阳极的电极反应式： 。
