高中化学解答题

【化学ーー选修2:化学与技术】

高锰酸钾（ ${\mathrm{KMnO}}_4$ ）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿（主要成分为 ${\mathrm{MnO}}_2$ ）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:

回答下列问题:

(1) 原料软锰矿与氢氧化钾按 $1\mathrm{ }:1$ 的比例在 "烘炒锅"中混配，混配前应将软锰矿粉碎, 其作用是        。                 

(2) "平炉"中发生的化学方程式为           .

（3）"平炉"中需要加压，其目的是         。

(4) 将 ${\mathrm{K}}_2{\mathrm{MnO}}_4$ 转化为 ${\mathrm{KMnO}}_4$ 的生产有两种工艺。

① $\mathrm{"}{\mathrm{CO}}_2$ 歧化法" 是传统工艺, 即在 ${\mathrm{K}}_2{\mathrm{MnO}}_4$ 溶液中通入 ${\mathrm{CO}}_2$ 气体, 使体系呈中性或弱碱性,

${\mathrm{K}}_2{\mathrm{MnO}}_4$ 发生歧化反应，反应中生成 ${\mathrm{K}}_2{\mathrm{MnO}}_4\mathrm{，}{\mathrm{MnO}}_2$ 和       (写化学式)。

② "电解法" 为现代工艺, 即电解 ${\mathrm{K}}_2{\mathrm{MnO}}_4$ 水溶液, 电解槽中阳极发生的电极反应为    , 阴极逸出的气体是_        。

③ "电解法" 和 $\mathrm{"}{\mathrm{CO}}_2$ 歧化法" 中, ${\mathrm{K}}_2{\mathrm{MnO}}_4$ 的理论利用率之比为 _                。   

（5）高锰酸钾纯度的测定：称取 $1.0800\mathrm{g}$ 样品, 溶解后定容于 $100\mathrm{mL}$ 容量瓶中, 摇匀。取浓度为 $0.2000\mathrm{mol}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}$ 的 ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{C}}_2{\mathrm{O}}_4$ 标准溶液 $20.00\mathrm{mL}$ , 加入稀硫酸酸化，用 ${\mathrm{KMnO}}_4$ 溶液平行滴定三次, 平均消耗的体积为 $24.48\mathrm{mL}$ , 该样品的纯度为          。            

(列出计算式即可, 已知 $2Mn{O}_4^{-}+5H_2{C}_2{O}_4+6H^{+}=2M{n}^{2+}+10C{O}_2\uparrow +8H_{2}O$ ) 。

磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有 $\mathit{Ti}{O}_2$ 、 $\mathit{Si}{O}_2$ 、 $A{l}_2{O}_3$ 、 $\mathit{MgO}$ 、 $\mathit{CaO}$ 以及少量的 $F{e}_2{O}_3$ 。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表

金属离子	$F{e}^{3+}$	$A{l}^{3+}$	$M{g}^{2+}$	$C{a}^{2+}$
开始沉淀的pH	2.2	3.5	9.5	12.4
沉淀完全     $（c＝1.0\times 10^{﹣5}\mathit{mol}{L}^{﹣1}）$ 的pH	3.2	4.7	11.1	13.8

回答下列问题：

（1）"焙烧"中， $\mathit{Ti}{O}_2$ 、 $\mathit{Si}{O}_2$ 几乎不发生反应， $A{l}_2{O}_3$ 、 $\mathit{MgO}$ 、 $\mathit{CaO}$ 、 $F{e}_2{O}_3$ 转化为相应的硫酸盐。写出 $A{l}_2{O}_3$ 转化为 $N{H}_4\mathit{Al}（S{O}_4{）}_2$ 的化学方程式 　　。

（2）"水浸"后"滤液"的 $\mathit{pH}$ 约为2.0，在"分步沉淀"时用氨水逐步调节 $\mathit{pH}$ 至11.6，依次析出的金属离子是 　　。

（3）"母液①"中 $M{g}^{2+}$ 浓度为 　　 $\mathit{mol}•L^{﹣1}$ 。

（4）"水浸渣"在 $160℃$ "酸溶"，最适合的酸是 　　。"酸溶渣"的成分是 　　、 　　。

（5）"酸溶"后，将溶液适当稀释并加热， $\mathit{Ti}{O}^{2+}$ 水解析出 $\mathit{Ti}{O}_{2}x{H}_{2}O$ 沉淀，该反应的离子方程式是 　　。

（6）将"母液①"和"母液②"混合，吸收尾气，经处理得 　　，循环利用。

丙烯腈（CH ₂=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用"丙烯氨氧化法"生产．主要副产物有丙烯醛（CH ₂=CHCHO）和乙腈（CH ₃CN）等。回答下列问题：

（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C ₃H ₃N）和副产物丙烯醛（C ₃H ₄O）。热化学方程式如下：①C ₃H ₆（g）+NH ₃（g）+ $\frac{3}{2}$ O ₂（g）═C ₃H ₃N（g）+3H ₂O（g）△H=﹣515kJ•mol ^{﹣ 1}

②C ₃H ₆（g）+O ₂（g）═C ₃H ₄O（g）+H ₂O（g）△H=﹣353kJ•mol ^{﹣ 1}

两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________．

（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460℃．低于460℃时，丙烯腈的产率________（填"是"或"不是"）对应温度下的平衡转化率，判断理由是________；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________（双选，填标号）．

A．	催化剂活性降低	B．	平衡常数变大
C．	副反应增多	D．	反应活化能增大

（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示．由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为________，理由是________．进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________．

[化学一一选修3: 物质结构与性质]

锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:

(1) 基态 Ge 原子的核外电子排布式为[Ar]                     ，有             个末成对电子。

(2) Ge 与 C 是同族元素, $\mathrm{C}$ 原子之间可以形成双键、叁键, 但 $\mathrm{Ge}$ 原子之间难以形成双键或 叁键。从原子结构角度分析，原因是                           。

（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点, 分析其变化规律及原因       。

	${\mathrm{GeCl}}_4$	${\mathrm{GeBr}}_4$	${\mathrm{Gel}}_4$
熔点/ ${}^{\circ }\mathrm{C}$	$-49.5$	26	146
沸点/ ${}^{\circ }\mathrm{C}$	$83.1$	186	约 400

(4) 光催化还原 ${\mathrm{CO}}_2$ 制备 ${\mathrm{CH}}_4$ 反应中，带状纳米 ${\mathrm{Zn}}_2{\mathrm{GeO}}_4$ 是该反应的良好催化剂。 $\mathrm{Zn}$ 、Ge、O 电负性由大至小的顺序是            。

(5) Ge 单晶具有金刚石型结构, 其中 $\mathrm{Ge}$ 原子的杂化方式为_        , 微粒之间存在的作用力是_          。

（6）晶胞有两个基本要素：

①原子坐标参数, 表示晶胞内部各原子的相对位置, 下图为 Ge 单晶的晶胞, 其中原子坐标参数 $\mathrm{A}$ 为 $\left(0\mathrm{，}0\mathrm{，}0\right)\mathrm{；}\mathrm{B}$ 为 $\left(\frac{1}{2}\mathrm{，}0\mathrm{，}\frac{1}{2}\right)\mathrm{；}\mathrm{C}$ 为 $\left(\frac{1}{2}\mathrm{，}\frac{1}{2}\mathrm{，}0\right)$ 。则 $\mathrm{D}$ 原子的坐标参数为    。

②晶胞参数, 描述晶胞的大小和形状，已知 Ge 单晶的晶胞参数 $a=565.76\mathrm{pm}$, 其密度为    $\mathrm{g}\cdot {\mathrm{cm}}^{-3}$ (列出计算式即可)。

碘（紫黑色固体，微溶于水）及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：

（1） $I_2$ 的一种制备方法如下图所示：

$\mathit{净化除氯后含}I\mathit{海水}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }\stackrel{\underset{\downarrow }{\mathit{AgN}{O}_3}}{\overline{)\mathit{富集}}}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }\mathit{悬浊液}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }\stackrel{\underset{\underset{\downarrow }{\mathit{Fe}粉}}{\stackrel{\downarrow }{\mathit{沉淀}}}}{\overline{)\mathit{转化}}}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }\stackrel{\underset{\downarrow }{C{l}_2}}{\overline{)\mathit{氧化}}}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }{I}_2$

①加入 $\mathit{Fe}$ 粉进行转化反应的离子方程式为_________，生成的沉淀与硝酸反应，生成________后可循环使用。

②通入 $C{l}_2$ 的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为__________；若反应物用量比 $n\left(C{l}_2\right)/n\left(\mathit{Fe}{I}_2\right)=1.5$ 时，氧化产物为_________；当 $n\left(C{l}_2\right)/n\left(\mathit{Fe}{I}_2\right)>1.5$ ，单质碘的收率会降低，原因是___________。

（2）以 $\mathit{NaI}{O}_3$ 为原料制备 $I_2$ 的方法是：先向 $\mathit{NaI}{O}_3$ 溶液中加入计量的 $\mathit{NaHS}{O}_3$ ，生成碘化物；再向混合溶液中加入 $\mathit{NaI}{O}_3$ 溶液，反应得到 $I_2$ ，上述制备 $I_2$ 的总反应的离子方程式为__________。

（3） $\mathit{KI}$ 溶液和 $\mathit{CuS}{O}_4$ 溶液混合可生成 $\mathit{CuI}$ 沉淀和 $I_2$ ，若生成 $1\mathit{mol}{\text{I}}_2$ ，消耗的 $\mathit{KI}$ 至少为_______ $\mathit{mol}$ 。 $I_2$ 在 $\mathit{KI}$ 溶液中可发生反应： $I_2+I^{-}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\leftleftarrows }{I^{-}}_3$ 。实验室中使用过量的 $\mathit{KI}$ 与 $\mathit{CuS}{O}_4$ 溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量 $\mathit{KI}$ 的原因是________。

化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式 ${\text{Q=cρV}}_{总}\cdot \text{ΔT}$计算获得。

（1）盐酸浓度的测定：移取 $\text{20.00 mL}$待测液，加入指示剂，用 $\text{0.5000 mol}\cdot {\text{L}}^{\text{-1}}\text{NaOH}$溶液滴定至终点，消耗 $\text{NaOH}$溶液 $\text{22.00 mL}$。

①上述滴定操作用到的仪器有___________。

A．

B．

C．

D．

②该盐酸浓度为___________ $\text{mol}\cdot {\text{L}}^{\text{-1}}$。

（2）热量的测定：取上述 $\text{NaOH}$溶液和盐酸各 $\text{50 mL}$进行反应，测得反应前后体系的温度值( $°\text{C}$)分别为 ${\text{T}}_{\text{0}}、{\text{T}}_{\text{1}}$，则该过程放出的热量为___________ $\text{J}$(c和 $\text{ρ}$分别取 $\text{4.18 J}\cdot {\text{g}}^{\text{-1}}\cdot °{\text{C}}^{\text{-1}}$和 $\text{1.0 g}\cdot {\text{mL}}^{\text{-1}}$，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。

（3）借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应 ${\text{Fe(s)+CuSO}}_{\text{4}}{\text{(aq)=FeSO}}_{\text{4}}\text{(aq)+Cu(s)}$的焓变 $\mathit{\Delta H}$(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。

序号	反应试剂		体系温度/ $°\text{C}$
			反应前	反应后
i	$\text{0.20 mol}\cdot {\text{L}}^{\text{-1}}{\text{CuSO}}_{\text{4}}$溶液 $\text{100 mL}$	$\text{1.20 g Fe}$粉	a	b
ii		$\text{0.56 g Fe}$粉	a	c

①温度：b___________c(填“>”“<”或“=”)。

② $\text{ΔH=}$___________(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。

（4）乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应 ${\text{A:Fe(s)+Fe}}_{\text{2}}{\left({\text{SO}}_{\text{4}}\right)}_{\text{3}}{\text{(aq)=3FeSO}}_{\text{4}}\text{(aq)}$的焓变。

查阅资料：配制 ${\text{Fe}}_{\text{2}}{\left({\text{SO}}_{\text{4}}\right)}_{\text{3}}$溶液时需加入酸。加酸的目的是___________。

提出猜想： $\text{Fe}$粉与 ${\text{Fe}}_{\text{2}}{\left({\text{SO}}_{\text{4}}\right)}_{\text{3}}$溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在 $\text{Fe}$粉和酸的反应。

验证猜想：用 $\text{pH}$试纸测得 ${\text{Fe}}_{\text{2}}{\left({\text{SO}}_{\text{4}}\right)}_{\text{3}}$溶液的 $\text{pH}$不大于1；向少量 ${\text{Fe}}_{\text{2}}{\left({\text{SO}}_{\text{4}}\right)}_{\text{3}}$溶液中加入 $\text{Fe}$粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和___________(用离子方程式表示)。

实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。

教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。

优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为___________。

（5）化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用___________。

${\mathrm{NaClO}}_2$ 是一种重要的杀菌消毒剂, 也常用来漂白织物等, 其一种生产工艺如下:

回答下列问题:

(1) ${\mathrm{NaClO}}_2$ 中 $\mathrm{Cl}$ 的化合价为_      。

(2) 写出 "反应"步骤中生成 ${\mathrm{ClO}}_2$ 的化学方程式                    。

(3) "电解"所用食盐水由粗盐水精制而成, 精制时，为除去 ${\mathrm{Mg}}^{2+}$ 和 ${\mathrm{Ca}}^{2+}$ , 要加入的试剂分别为       、      。"电解" 中阴极反应的主要产物是_             。

(4) "尾气吸收"是吸收 "电解"过程排出的少量 ${\mathrm{ClO}}_2$ 。此吸收反应中, 氧化剂与还原剂的

物质的量之比为            ，该反应中氧化产物     。

（5）"有效氯含量"可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力, 其定义是：每克含氯消毒剂的氧化

能力相当于多少克 ${\mathrm{Cl}}_2$ 的氧化能力。 ${\mathrm{NaClO}}_2$ 的有效氯含量为          。(计算结果保留两位小数)

配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。

（1）某有机物 $\text{R}$能与 ${\text{Fe}}^{\text{2+}}$形成橙红色的配离子 ${\left[{\text{FeR}}_{\text{3}}\right]}^{\text{2+}}$，该配离子可被 ${\text{HNO}}_{\text{3}}$氧化成淡蓝色的配离子 ${\left[{\text{FeR}}_{\text{3}}\right]}^{\text{3+}}$。

①基态 ${\text{Fe}}^{\text{2+}}$的 $\text{3d}$电子轨道表示式为___________。

②完成反应的离子方程式： ${\text{NO}}_{\text{3}}^{\text{-}}\text{+2}{\left[{\text{FeR}}_{\text{3}}\right]}^{\text{2+}}{\text{+3H}}^{\text{+}}\rightleftharpoons$______ $\text{+2}{\left[{\text{FeR}}_{\text{3}}\right]}^{\text{3+}}{\text{+H}}_{\text{2}}\text{O}$

（2）某研究小组对(1)中②的反应进行了研究。

用浓度分别为 $\text{2.0}\mathit{mol}\cdot {\text{L}}^{\text{-1}}、\text{2.5}\mathit{mol}\cdot {\text{L}}^{\text{-1}}、\text{3.0mol}\cdot {\text{L}}^{\text{-1}}$的 ${\text{HNO}}_{\text{3}}$溶液进行了三组实验，得到 $\text{c}\left({\left[{\text{FeR}}_{\text{3}}\right]}^{\text{2+}}\right)$随时间t的变化曲线如图。

① $\text{c}\left({\text{HNO}}_{\text{3}}\right)\text{=3.0 mol}\cdot {\text{L}}^{\text{-1}}$时，在 $\text{0~1 min}$内， ${\left[{\text{FeR}}_{\text{3}}\right]}^{\text{2+}}$的平均消耗速率=___________。

②下列有关说法中，正确的有___________。

A．平衡后加水稀释， $\frac{\text{c}\left({\left[{\text{FeR}}_{\text{3}}\right]}^{\text{2+}}\right)}{\text{c}\left({\left[{\text{FeR}}_{\text{3}}\right]}^{\text{3+}}\right)}$增大

B． ${\left[{\text{FeR}}_{\text{3}}\right]}^{\text{2+}}$平衡转化率： ${\text{α}}_{\text{III}}{\text{>α}}_{\text{II}}{\text{>α}}_{\text{I}}$

C．三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小

D．体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间： ${\text{t}}_{\text{III}}{\text{>t}}_{\text{II}}{\text{>t}}_{\text{I}}$

（3）R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡：

$\text{M+L}\rightleftharpoons \text{ML}$ ${\text{K}}_{\text{1}}$

$\text{ML+L}\rightleftharpoons {\text{ML}}_{\text{2}}$ ${\text{K}}_{\text{2}}$

研究组配制了L起始浓度 ${\text{c}}_{\text{0}}\text{( L)=0.02 mol}\cdot {\text{L}}^{\text{-1}}、\text{M}$与L起始浓度比 ${\text{c}}_{\text{0}}{\text{(M)/c}}_{\text{0}}\text{(L)}$不同的系列溶液，反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种 $\text{L、ML、}{\text{ML}}_{\text{2}}$中的化学位移不同，该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。

${\text{c}}_{\text{0}}{\text{(M)/c}}_{\text{0}}\text{(L)}$	$\text{S(L)}$	$\text{S(ML)}$	$\text{S}\left({\text{ML}}_{\text{2}}\right)$
0	1.00	0	0
a	x	$\text{<0.01}$	0.64
b	$\text{<0.01}$	0.40	0.60

【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比；“ $\text{<0.01}$”表示未检测到。

① ${\text{c}}_{\text{0}}{\text{(M)/c}}_{\text{0}}\text{(L)=a}$时， $\text{x=}$ ___________。

② ${\text{c}}_{\text{0}}{\text{(M)/c}}_{\text{0}}\text{(L)=b}$时，平衡浓度比 ${\text{c}}_{平}\left({\text{ML}}_{\text{2}}\right){\text{:c}}_{平}\text{(ML)=}$___________。

（4）研究组用吸收光谱法研究了(3)中M与L反应体系。当 ${\text{c}}_{\text{0}}\text{(L)=1.0}\times {\text{10}}^{\text{-5}}\text{mol}\cdot {\text{L}}^{\text{-1}}$时，测得平衡时各物种 ${\text{c}}_{平}{\text{/c}}_{\text{0}}\text{(L)}$随 ${\text{c}}_{\text{0}}{\text{(M)/c}}_{\text{0}}\text{(L)}$的变化曲线如图。 ${\text{c}}_{\text{0}}{\text{(M)/c}}_{\text{0}}\text{(L)=0.51}$时，计算M的平衡转化率(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。

胆矾（ $\mathit{CuS}{O}_4\cdot 5H_{2}O$ ）易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的 $\mathit{CuO}$ （杂质为氧化铁及泥沙）为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：

（1）制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有________（填标号）。

A．

烧杯

B．

容量瓶

C．

蒸发皿

D．

移液管

（2）将 $\mathit{CuO}$ 加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为___________，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法的优点是_________。

（3）待 $\mathit{CuO}$ 完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量 $H_2{O}_2$ ，冷却后用 $N{H}_3\cdot H_{2}O$ 调 $\mathit{pH}$ 为3.5～4，再煮沸 $10\mathit{min}$ ，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、________、乙醇洗涤、________，得到胆矾。其中，控制溶液 $\mathit{pH}$ 为3.5～4的目的是_________，煮沸 $10\mathit{min}$ 的作用是_________。

（4）结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为 $m_1$ ，加入胆矾后总质量为 $m_2$ ，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为 $m_3$ 。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为_________（写表达式）。

（5）下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是________（填标号）。

A．	①胆矾未充分干燥
B．	②坩埚未置于干燥器中冷却
C．	③加热时有少胆矾迸溅出来

联氨（又称肼，N₂H₄，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料．回答下列问题：

（1）联氨分子的电子式为________，其中氮的化合价为________．

（2）实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为________．

（3）①2O₂（g）+N₂（g）═N₂O₄（l）△H₁

②N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）△H₂

③O₂（g）+2H₂（g）═2H₂O（g）△H₃

④2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H₄=﹣1048.9kJ•mol^﹣1

上述反应热效应之间的关系式为△H₄=________，联氨和N₂O₄可作为火箭推进剂的主要原因为________．

（4） 联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似．联氨第一步电离反应的平衡常数值为________（已知：N₂H₄+H⁺⇌N₂H₅⁺的K=8.7×10⁷；K_w=1.0×10^﹣14）．联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为________．

（5）联氨是一种常用的还原剂．向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是________．联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀．理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O₂________kg；与使用Na₂SO₃处理水中溶解的O₂相比，联氨的优点是________．

室温下可见光催化合成技术，对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于 $\text{CO}$、碘代烃类等，合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略)：

（1）化合物i的分子式为___________。化合物x为i的同分异构体，且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为___________(写一种)，其名称为___________。

（2）反应②中，化合物ⅲ与无色无味气体y反应，生成化合物ⅳ，原子利用率为 $100\%$。y为___________。

（3）根据化合物V的结构特征，分析预测其可能的化学性质，完成下表。

序号	反应试剂、条件	反应形成的新结构	反应类型
a	___________	___________	消去反应
b	___________	___________	氧化反应(生成有机产物)

（4）关于反应⑤的说法中，不正确的有___________。

A. 反应过程中，有 $\text{C-I}$键和 $\text{H-O}$键断裂

B. 反应过程中，有 $\text{C=O}$双键和 $\text{C-O}$单键形成

C. 反应物i中，氧原子采取 ${\text{sp}}^{\text{3}}$杂化，并且存在手性碳原子

D. $\text{CO}$属于极性分子，分子中存在由p轨道“头碰头”形成的 $\text{π}$键

（5）以苯、乙烯和 $\text{CO}$为含碳原料，利用反应③和⑤的原理，合成化合物ⅷ。

基于你设计的合成路线，回答下列问题：

(a)最后一步反应中，有机反应物为___________(写结构简式)。

(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应，其化学方程式为___________。

(c)从苯出发，第一步的化学方程式为___________(注明反应条件)。

化合物F是合成吲哚﹣2﹣酮类药物的一种中间体，其合成路线如图：

已知：Ⅰ．

Ⅱ．

Ⅲ．

Ar为芳基；X＝Cl，Br；Z或Z′＝COR，CONHR，COOR等。

回答下列问题：

（1 ）实验室制备A的化学方程式为　　，提高A产率的方法是　　； A的某同分异构体只有一种化学环境的碳原子，其结构简式为　　。

（2）C→D的反应类型为　　； E中含氧官能团的名称为　　。

（3）C的结构简式为　　，F的结构简式为　　。

（4）Br₂和的反应与Br₂和苯酚的反应类似，以和为原料合成，写出能获得更多目标产物的较优合成路线（其它试剂任选）。

$\text{Ni}、\text{Co}$均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含 ${\text{Ni}}^{\text{2+}}、{\text{Co}}^{\text{2+}}、{\text{Al}}^{\text{3+}}、{\text{Mg}}^{\text{2+}}$)中，利用氨浸工艺可提取 $\text{Ni}、\text{Co}$，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：

已知：氨性溶液由 ${\text{NH}}_{\text{3}}\cdot {\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$、 ${\left({\text{NH}}_{\text{4}}\right)}_{\text{2}}{\text{SO}}_{\text{3}}$和 ${\left({\text{NH}}_{\text{4}}\right)}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}$配制。常温下， ${\text{Ni}}^{\text{2+}}、{\text{Co}}^{\text{2+}}、{\text{Co}}^{\text{3+}}$与 ${\text{NH}}_{\text{3}}$形成可溶于水的配离子： ${\text{lgK}}_{\text{b}}\left({\text{NH}}_{\text{3}}\cdot {\text{H}}_{\text{2}}\text{O}\right)\text{=-4.7}$； ${\text{Co(OH)}}_{\text{2}}$易被空气氧化为 ${\text{Co(OH)}}_{\text{3}}$；部分氢氧化物的 ${\text{K}}_{\text{sp}}$如下表。

氢氧化物	${\text{Co(OH)}}_{\text{2}}$	${\text{Co(OH)}}_{\text{3}}$	${\text{Ni(OH)}}_{\text{2}}$	${\text{Al(OH)}}_{\text{3}}$	${\text{Mg(OH)}}_{\text{2}}$
${\text{K}}_{\text{sp}}$	$\text{5.9}\times {\text{10}}^{\text{-15}}$	$\text{1.6}\times {\text{10}}^{\text{-44}}$	$\text{5.5}\times {\text{10}}^{\text{-16}}$	$\text{1.3}\times {\text{10}}^{\text{-33}}$	$\text{5.6}\times {\text{10}}^{\text{-12}}$

回答下列问题：

（1）活性 $\text{MgO}$可与水反应，化学方程式为___________。

（2）常温下， $\text{pH=9.9}$的氨性溶液中， $\text{c}\left({\text{NH}}_{\text{3}}\cdot {\text{H}}_{\text{2}}\text{O}\right)$___________ $\text{c}\left({\text{NH}}_4^{+}\right)$ (填“>”“<”或“=”)。

（3）“氨浸”时，由 ${\text{Co(OH)}}_{\text{3}}$转化为 ${\left[\text{Co}{\left({\text{NH}}_{\text{3}}\right)}_{\text{6}}\right]}^{\text{2+}}$的离子方程式为___________。

（4） ${\left({\text{NH}}_{\text{4}}\right)}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}$会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了 ${\text{NH}}_{\text{4}}{\text{Al(OH)}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}$的明锐衍射峰。

① ${\text{NH}}_{\text{4}}{\text{Al(OH)}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}$属于___________(填“晶体”或“非晶体”)。

② ${\left({\text{NH}}_{\text{4}}\right)}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}$提高了 $\text{Ni}、\text{Co}$的浸取速率，其原因是___________。

（5）①“析晶”过程中通入的酸性气体A为___________。

②由 ${\text{CoCl}}_{\text{2}}$可制备 ${\text{Al}}_{\text{x}}{\text{CoO}}_{\text{y}}$晶体，其立方晶胞如图。 $\text{Al}$与O最小间距大于 $\text{Co}$与O最小间距，x、y为整数，则 $\text{Co}$在晶胞中的位置为___________；晶体中一个 $\text{Al}$周围与其最近的O的个数为___________。

（6）①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则所得 ${\text{HNO}}_{\text{3}}$溶液中 $\text{n}\left({\text{HNO}}_{\text{3}}\right)$与 $\text{n}\left({\text{H}}_{\text{2}}\text{O}\right)$的比值，理论上最高为___________。

②“热解”对于从矿石提取 $\text{Ni}、\text{Co}$工艺的意义，在于可重复利用 ${\text{HNO}}_{\text{3}}$和___________(填化学式)。

［化学--选修3：物质结构与性质］

在普通铝中加入少量 $\mathit{Cu}$ 和 $\mathit{Mg}$ 后，形成一种称为拉维斯相的 $\mathit{Mg}{\mathit{Cu}}_2$ 微小晶粒，其分散在 $\mathit{Al}$ 中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓"坚铝"，是制造飞机的主要村料。回答下列问题：

（1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是(填标号)。

A. $\left[\mathit{Ne}\right]\genfrac{}{}{0pt}{}{\mathrm{}\mathrm{eq}\mathrm{o}\mathrm{ac}(\mathrm{○},\uparrow )}{3s}$   B. $\left[\mathit{Ne}\right]\genfrac{}{}{0pt}{}{\mathrm{}\mathrm{eq}\mathrm{o}\mathrm{ac}(\mathrm{○},\uparrow )\mathrm{}\mathrm{eq}\mathrm{o}\mathrm{ac}(\mathrm{○},\downarrow )}{3s}$       C. $\left[\mathit{Ne}\right]\genfrac{}{}{0pt}{}{\mathrm{}\mathrm{eq}\mathrm{o}\mathrm{ac}(\mathrm{○},\uparrow )}{3s}\genfrac{}{}{0pt}{}{\mathrm{}\mathrm{eq}\mathrm{o}\mathrm{ac}(\mathrm{○},\uparrow )}{3p}$    D. $\left[\mathit{Ne}\right]\genfrac{}{}{0pt}{}{\mathrm{}\mathrm{eq}\mathrm{o}\mathrm{ac}(\mathrm{○},\uparrow )}{3p}$

（2）乙二胺 $\left(H_2\mathit{NC}{H}_{2}C{H}_{2}N{H}_2\right)$ 是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是 、 。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是(填" ${\mathit{Mg}}^{2+}$ "或" ${\mathit{Cu}}^{2+}$ ")。

（3）一些氧化物的熔点如下表所示：

氧化物	${\mathit{Li}}_{2}O$	$\mathit{MgO}$	$P_4{O}_6$	${\mathit{SO}}_2$
熔点/°C	$1570$	$2800$	$23.8$	$-75.5$

解释表中氧化物之间熔点差异的原因 。

（4）图(a)是 $\mathit{Mg}{\mathit{Cu}}_2$ 的拉维斯结构， $\mathit{Mg}$ 以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的 $\mathit{Cu}$ 。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见， $\mathit{Cu}$ 原子之间最短距离 $x=$ $\mathit{pm}$ ， $\mathit{Mg}$ 原子之间最短距离 $y=$ $\mathit{pm}$ 。设阿伏加德罗常数的值为 $N_A$ ，则 $\mathit{Mg}{\mathit{Cu}}_2$ 的密度是 $g·{\mathit{cm}}^{-3}$ (列出计算表达式)。

探究CH₃OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH₃OH的产率。以CO₂、H₂为原料合成CH₃OH涉及的主要反应如下：

Ⅰ．CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁＝﹣49.5 kJ•mol^﹣1

Ⅱ．CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H₂＝﹣90.4 kJ•mol^﹣1

Ⅲ．CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）△H₃

回答下列问题：

（1）△H₃＝　　kJ•mol^﹣1。

（2）一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1mol CO₂和3mol H₂发生上述反应，达到平衡时，容器中CH₃OH（g）为amol，CO为bmol，此时H₂O（g）的浓度为　 $\frac{a+b}{V}$　mol•L^﹣1（用含a、b、V的代数式表示，下同），反应Ⅲ的平衡常数为　　。

（3）不同压强下，按照n（CO₂）：n（H₂）＝1：3投料，实验测定CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。

已知：CO₂的平衡转化率 $=\frac{n{(\mathit{CO}}_2{)}_{\mathit{初始}}-n{(\mathit{CO}}_2{)}_{\mathit{平衡}}}{n{(\mathit{CO}}_2{)}_{\mathit{初始}}}\times$100%

CH₃OH的平衡产率 $=\frac{n{(\mathit{CH}}_3\mathit{OH}{)}_{\mathit{平衡}}}{n{(\mathit{CO}}_2{)}_{\mathit{初始}}}\times$100%

其中纵坐标表示CO₂平衡转化率的是图　　（填“甲”或“乙”）；压强p₁、p₂、p₃由大到小的顺序为　　；图乙中T₁温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是　　。

（4 ）为同时提高CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率，应选择的反应条件为　　（填标号）。

A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压