[物质结构与性质]

原子序数小于36的X、Y、Z、W、R五种元素，原子序数依次增大。五种元素中，仅R为金属元素，其原子序数为27。X价电子排布式为nsnnpn，元素Z基态原子s电子总数与p电子总数相等，W与其它四种元素能层数不同，且未成对电子数目为1个。

根据判断出的元素回答下列问题：

（1）基态R原子核外电子排布式为       ，X、Y、Z三种原子第一电离能由大到小的顺序为      （用具体元素符号表示）。

（2）1mol配合物[R(XY)6]4－中含有σ键的数目为      。

（3）XZW2是一种高毒类物质，结构与甲醛相似，X原子杂化方式为      ，其沸点高于甲醛的主要原因是      。

（4）YW3为黄色、油状、具有刺激性气味的液体，该分子的立体构型为      （用文字描述）。

（5）某晶体的晶胞结构如下图所示，则该化合物的化学式为      （R、Z用具体元素符号表示）。

高炉气中含有的气体主要有N2、CO、CO2等。在含有大量N2的高炉气体系中，富集CO的技术关键在于要有对CO选择性好的吸附材料，从而实现CO和N2的分离。

（1）由CO可以直接合成许多C1化工产品，如生产甲醇。已知：

2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)  △H=－1453kJ·mol－1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)    △H=－571.6kJ·mol－1

又知CO(g)燃烧热△H=－283kJ·mol－1，则CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=  kJ·mol－1。

（2）工业上常采用醋酸亚铜氨溶液来吸收CO，该反应的化学方程式如下：

CH3COOCu(NH3)2 (aq)+CO(g) CH3COOCu(NH3)2·CO(aq)   △H<0

吸收CO后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨，可采取的措施有   。

  a.适当升高温度     b.适当降低温度     c.增大压强      d.减小压强

（3）到目前为止，CO吸附剂的开发大多数以铜(+1)为活性组分负载在各种载体上，然后采用变压吸附(PSA)方式在含N2体系中脱出CO。下图是变压吸附回收高炉气中CO的流程图。

①PSA-I吸附CO2时间对PSA-II中CO回收率的影响见下图，由此可见，为了保证载铜吸附剂对CO的吸附和提纯要求，应采取的措施是        。

②从PSA-II中富集得到的CO有广泛的用途，除生产甲醇外，列举其中一种用途   。

③检验放空气体中是否含有CO的实验操作是：将该气体通入氯化钯（PdCl2）溶液中，观察是否有黑色的单质钯生成，写出对应的化学方程式        。

（4）已知：Ksp(CaCO3)=a，Ksp[Ca(OH)2]=b，将少量CO2气体通入石灰乳中充分反应，达到平衡后，测得溶液c(OH－)=c mol·L－1，则c(CO32－)=        mol·L－1（用含a、b、c的代数式表示）。

铵明矾是一种广泛应用于医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品。以高岭土（含SiO2、Al2O3、少量Fe2O3等）为原料制备硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·18H2O]和铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如下图所示。

请回答下列问题：

（1）高岭土首先需要灼烧，实验室灼烧高岭土所需的实验仪器有      （填字母）。

a.蒸发皿  b.泥三角  c.漏斗  d.酒精灯  e.三脚架  f.坩埚 g.烧杯  h.试管

（2）研究发现，随着酸熔温度升高，氧化铝的溶出率增大，但若酸熔时温度过高（超过240℃），SiO2不仅会消耗硫酸，导致氧化铝溶出率下降，还会同时产生高温的腐蚀性气体，该副反应的化学方程式为      。

（3）要检验除铁后的滤液中是否含有Fe3＋，应采取的实验方法为        ；滤渣2的主要成分为        （填化学式）。

（4）“分离1”操作包含的实验步骤有        、        、        、洗涤、干燥。

（5）中和结晶操作是将过滤出硫酸铝晶体后的滤液，先用硫酸调节酸铝比（溶液中游离硫酸和硫酸铝的物质的量之比），再用氨水中和至一定的pH值即可析出铵明矾晶体，写出该过程中的总反应方程式         。

K2SO4是无氯优质钾肥，MnSO4·H2O在工业、农业等方面有广泛的应用。以硫酸工业的尾气联合制备K2SO4和MnSO4·H2O的工艺流程如下：

（1）检验K2SO4样品是否含有氯化物杂质的实验操作是        。

（2）已知软锰矿浆主要成分是MnO2，反应IV的化学方程式为        。

（3）已知室温下Mn(OH)2的Ksp=4.5×10－13，向MnSO4溶液中滴加氨水使溶液的pH＝10，此时溶液中残留的Mn2＋的浓度为        mol·L－1。

（4）取一定量MnSO4·H2O样品在空气中加热，样品的固体残留率（固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%）随温度的变化如下图所示（样品在300℃时已完全失去结晶水，900℃以上残留固体为金属氧化物）。试通过计算确定曲线中B段所表示物质的化学式（写出计算过程）。

化合物H是合成植物生长调节剂赤霉酸的重要中间体，其合成路线如下：

（1）化合物H的含氧官能团为        和        （填官能团的名称）。

（2）化合物B合成C时还可能生成一种副产物（分子式为C20H24O2），该副产物的结构简式为        ；由C→D的反应类型是        。

（3）写出一种满足下列条件的D的同分异构体的结构简式        。

I．分子含有1个苯环；

II．分子有4种不同化学环境的氢；

III．能发生银镜反应。

（4）根据已有知识并结合相关信息，写出以为有机原料制备 的合成路线流程图（无机试剂任选，可选择适当有机溶剂）。合成路线流程图示例如下：

CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3

氯化亚铜（CuCl）广泛用于化工、印染、有机合成等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产氯化亚铜的工艺过程如下：

回答下列问题：

（1）步骤①中N元素被还原为最低价，则Cu溶解的化学方程式为        ，溶解温度应控制在60～70℃，原因是        。

（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式        。(NH4)2SO3要适当过量，目的有：保证Cu2+的还原速率，        。已知NH4Cl、Cu2＋的物质的量之比［n( NH4Cl )/n(Cu2+)］与Cu2+沉淀率的关系如下图所示，当氯化铵用量增加到一定程度后氯化亚铜的沉淀率减少，原因是        。

（3）步骤⑥加入乙醇洗涤的目的是        。

将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)

+3H2O(g)，一定条件下，现有两个体积均为1.0L恒容密闭容器甲和乙，在甲中充入0.1molCO2和0.2molH2，在乙中充入0.2molCO2和0.4molH2，发生上述反应并达到平衡。该反应中CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是

A．反应2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)的    △S<0、△H<0

B．表示乙容器CO2的平衡转化率随温度变化的是曲线B

C．体系中c(CH3OCH3)：c(CH3OCH3,状态Ⅱ)<2c(CH3OCH3,状态Ⅲ)

D．逆反应速率v逆：v逆(状态Ⅰ)<v逆(状态Ⅲ)

25℃时，下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是

A．0.1 mol·L－1( NH4)2SO4溶液中：c(SO42－)>c(NH4＋)> c(H＋)>c(OH－)

B．20 mL 0.1 mol·L－1 CH3COONa溶液与10 mL 0.1 mol·L－1 HCl溶液混合所得酸性溶液中：c(Na＋)＞c(CH3COO－)>c(Cl－)>c(CH3COOH)>c(H＋)> c(OH－)

C．pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合所得溶液中c(CH3COO－)+c(H＋)＞c(Na＋) +c(OH－)

D．向浓度为0.1mol·L－1的NaHCO3溶液中滴加少量盐酸后所得溶液中c(Na＋)=c(CO32－)+c(HCO3－)+c(H2CO3)

下列设计的实验方案能达到实验目的的是

A．制备氢氧化铁胶体：向沸腾的NaOH溶液中，滴加氯化铁饱和溶液，煮沸至红褐色

B．提纯含少量苯酚的苯：加入氢氧化钠溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水

C．检验亚硫酸钠是否变质：将试样溶解后加入氯化钡溶液，观察实验现象

D．比较铁与铜的活泼性：将铜粉加入1.0　mol·L－1　Fe2(SO4)3溶液中，观察实验现象

真菌聚酮（X）具有多种生物活性，一定条件下可分别转化为Y和Z。

下列说法正确的是

A．X、Y和Z中均不含手性碳原子

B．Y能发生氧化、还原、取代、消去反应

C．一定条件下，1 mol X最多能与5 mol H2发生加成反应

D．1 mol Z最多可与含3 mol NaOH的溶液反应

下列有关说法正确的是

A．1 mol FeBr2与足量氯气反应时，理论上转移的电子数约为3×6.02×1023

B．常温下，pH均为3的三种溶液：①HCl溶液 ②H2SO4溶液 ③CH3COOH溶液，各自溶质的物质的量浓度大小顺序为①=②<③

C．电解熔融NaCl或AlCl3制取Na或Al

D．一定条件下反应Cr2O72－(aq)+H2O(l)2CrO42－(aq)+2H＋(aq)达到平衡后，滴加少量浓硫酸，重新达平衡前，2v正(Cr2O72－)<v逆(CrO42－)

一种用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是

A．该电池工作时，每消耗22.4L NH3转移3mol电子

B．电子由电极A经外电路流向电极B

C．电池工作时，OH－向电极B移动

D．电极B上发生的电极反应为：O2+ 4H＋+ 4e－＝2H2O

下列指定反应的离子方程式正确的是

    A．NO2溶于水：3NO2＋H2O=H＋＋NO3－＋2NO

    B．NaClO溶液中ClO－的水解：ClO－＋H2O=HClO＋OH－

C．酸性条件下，用H2O2将I－转化为I2：H2O2＋2I－＋2H＋=I2＋2H2O

    D．氯化铝溶液中加入过量的氨水：Al3+＋4NH3·H2O=AlO2－＋4NH4＋＋2H2O

给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是

A．

B．

C． 

D．

下列实验操作正确的是

A．将25.0gCuSO4·5H2O溶于100mL蒸馏水，配得1.0mol·L－1硫酸铜溶液

    B．焰色反应实验中，在蘸取待测溶液前，先用稀盐酸洗净铂丝并灼烧至火焰为无色

C．用装置甲除去Cl2中的HCl气体

D．用装置乙制取乙酸乙酯

常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是

A．加入铝粉能产生H2的溶液中：NH4＋、Fe2＋、SO42－、NO3－

B．水电离出的c(H＋)＝1×10－14mol·L－1的溶液中：Ba2＋、NO3－、K＋、SO32－

C．使苯酚显紫色的溶液中：NH4+、Na+、Cl－、SCN－

D．使甲基橙变红的溶液中：Na＋、NH4＋、SO42－、NO3－

短周期元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W的单质是空气中体积分数最大的气体，W与Y最外层电子数之和为X最外层电子数的2倍，X、Y、Z简单离子的电子层结构相同，Z最外层电子数等于最内层电子数。下列说法正确的是

A．元素非金属性由强到弱的顺序：Y、X、W

B．W的简单气态氢化物比Y的简单气态氢化物稳定

C．原子半径由大到小的顺序：Z、Y、X、W

D．WX与ZX中的化学键类型相同

工业上，若输送Cl2的管道漏气，用NH3进行检验时生成NH4Cl和N2。下列说法正确的是

A．元素H只有H和H两种核素

B．Cl2、NH4Cl中氯元素微粒的半径：r(Cl)>r(Cl－)

C．工业上常用干燥的钢瓶储存液氯，是因为铁和氯气在任何条件下都不反应

D．该反应表明常温下氯气有氧化性

下列说法正确的是

A．氯水和二氧化硫都具有漂白作用，两者漂白原理相同

B．等质量的铜粉按a、b两种途径完全转化，途径a和途径b消耗的H2SO4相等途径a：；途径b：

C．用金属钠可区分乙醇和乙醚

D．从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现

下列有关氮元素及其化合物的表示正确的是

A．质子数为7、中子数为7的氮原子：N

B．氮原子的结构示意图：

C．氨气分子的电子式：

D．对硝基甲苯的结构简式：

化学与生产、生活、社会等密切相关，下列说法正确的是

A．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理

B．用CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料，能减少白色污染及其危害

C．推广使用煤的液化技术，从根本上减少二氧化碳等温室气体的排放

D．明矾常用于水体杀菌消毒

从薄荷油中得到一种烃A(C10H16)，叫α­非兰烃，与A相关反应如下：已知：

（1）H的分子式为____________。

（2）B所含官能团的名称为________。

（3）含两个—COOCH3基团的C的同分异构体共有____种(不考虑手性异构)，其中核磁共振氢谱呈现2个吸收峰的异构体结构简式为____________________。

（4）B→D，D→E的反应类型分别为_____  ___、_____  ___。

（5）G为含六元环的化合物，写出其结构简式：____________________________________。

（6）F在一定条件下发生聚合反应可得到一种高吸水性树脂，该树脂名称为____   ____。

（7）写出E→F的化学反应方程式： ___________________________________________。

（8）A的结构简式为__   ____，A与等物质的量的Br2进行加成反应的产物共有__  __种(不考虑立体异构)。

高锰酸钾[KMnO4]是常用的氧化剂。工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体。中间产物为锰酸钾[K2MnO4]。下图是实验室模拟制备的操作流程：

相关资料：

①物质溶解度

②锰酸钾[K2MnO4]

外观性状：墨绿色结晶。其水溶液呈深绿色，这是锰酸根(MnO42—)的特征颜色。

化学性质：在强碱性溶液中稳定，在酸性、中性和弱碱性环境下，MnO42—会发生歧化反应。

试回答下列问题：

（1）煅烧软锰矿和KOH固体时，不采用石英坩埚而选用铁坩埚的理由是______________；

（2）实验时，若CO2过量会生成KHCO3，导致得到的KMnO4产品的纯度降低。请写出实验中通入适量CO2时体系中可能发生反应离子方程式 ：                            ；

其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂的质量比为_________________________。

（3）由于CO2的通入量很难控制，因此对上述实验方案进行了改进，即把实验中通CO2改为加其他的酸。从理论上分析，选用下列酸中________ ，得到的产品纯度更高。

A．醋酸             B．浓盐酸            C．稀硫酸

工业上采用惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾，试写出该电解反应的化学方程式_______________ 

提出改进方法：可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解(如图)。使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因为         ___________________________________。

氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等．某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）   ΔH＞0 

（1）如用图1装置制取氨气，你所选择的试剂是      ．制备氨基甲酸铵的装置如图3所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中． 当悬浮物较多时，停止制备．

注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质．

（2）发生器用冰水冷却的原因是      ．

（3）液体石蜡鼓泡瓶的作用是      ．

（4）从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是      （填写操作名称）．为了得到干燥产品，应采取的方法是      （填写选项序号）．

a．常压加热烘干        b．高压加热烘干       c．真空40℃以下烘干

（5）尾气处理装置如图2所示．双通玻璃管的作用：      ；浓硫酸的作用：      、      ．

（6）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g．则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为      ．[Mr(NH2COONH4)=78、Mr(NH4HCO3) =79、Mr(CaCO3)=100]

（1）某透明溶液仅含Na+、Fe2+、Ba2+、Al3+、NO3﹣、Cl﹣、SO42﹣中的4种离子，所含离子均为1mol．若向该溶液中加入过量的稀硫酸，有气泡产生，且溶液中阴离子种类不变（不考虑水的电离和离子的水解）．回答下列问题：

①溶液中存在的离子是      ；

②写出溶液中加入过量的稀硫酸反应的离子方程式      ；

（2）以TiO2为催化剂用NaClO将CN－离子氧化成CNO－，CNO－在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2等。取浓缩后含CN－离子的废水与过量NaClO溶液的混合液共200mL（设其中CN－的浓度为0．2mol·L—1）进行实验。

①写出CNO-在酸性条件下被NaClO氧化的离子方程式：_______            _______；

②若结果测得CO2的质量为1.408g，则该实验中测得CN－被处理的百分率为        。

（3）酸性KMnO4、H2O2、NaClO在生产、生活、卫生医疗中常用作消毒剂，其中H2O2还可用于漂白，是化学实验室里必备的重要氧化试剂。高锰酸钾造成的污渍可用还原性的草酸 (H2C2O4 )去除， Fe(NO3)3也是重要氧化试剂，下面是对这三种氧化剂性质的探究。

①向浸泡铜片的稀盐酸中加入H2O2后，铜片溶解，反应的化学方程式________________ 。

②  取300 mL 0.2 mol/L的KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应，生成等物质的量的I2和KIO3，则消耗KMnO4的物质的量的是________mol。

③  在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变为棕黄色。写出溶液先变为浅绿色的离子方程式_________________________________。

某固体混合物可能含有Al、（NH4）2SO4、MgCl2、AlCl3、FeCl2、NaCl中的一种或几种，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如图（气体体积已换算成标准状况下体积）：下列说法不正确的是（ ）

A．混合物中一定含有Al、（NH4）2SO4、MgCl2三种物质，无法判断是否含有AlCl3

B．反应④的离子方程式为：AlO2﹣+H++H2O=Al（OH）3↓

C．混合物中一定不存在FeCl2和NaCl

D．白色沉淀5.80g是Mg（OH）2

溶液X中可能含有K＋、Mg2＋、Al3＋、AlO、SiO、CO、SO、SO中的若干种离子。某同学对该溶液进行了如下实验：

下列判断正确的是(  )

A．气体甲一定是纯净物                          B．沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物

C．K＋、AlO和SiO一定存在于溶液X中          D．CO和SO一定不存在于溶液X中

某无色溶液只可能含有以下几种离子：①Mg2＋、②Al3＋、③Fe2＋、④H＋、⑤HCO、⑥Cl－、⑦OH－。向其中缓慢地滴入NaOH溶液至过量，产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示，由此可确定原溶液中一定含有的离子是(  )

A．①②⑤        B．①③④       C．②⑥⑦         D．①②④⑥

下列关于某些离子的检验说法正确的是（ ）

A．向某溶液中加稀盐酸，将产生的无色气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，则原溶液中一定有CO32﹣或HCO3﹣

B．向某溶液中加入硝酸钡溶液有白色沉淀产生，再加稀盐酸，沉淀不消失，则原溶液中一定有SO42﹣

C．向某溶液中加入浓氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝，则原溶液中存在NH4+

D．分别含有Mg2＋、Cu2＋、Fe2＋和Na＋的四种盐溶液，只用NaOH溶液不能一次性鉴别出来

下列离子方程式书写正确的是(  )

A．向NaHSO4溶液加入Ba(OH)2溶液至中性：H＋＋SO＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O

B．已知Ka(HClO)>Ka2(H2CO3)，则有：2ClO－＋CO2(少量)＋H2O===CO＋2HClO

C．金溶于王水生成AuCl离子和NO：Au＋4H＋＋4Cl－＋NO===AuCl＋NO↑＋2H2O

D．用NaClO溶液吸收过量的SO2：ClO－＋SO2＋H2O===HSO＋HClO