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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
| 元素 | Mn | Fe |
| 电离能 （kJ・mol－1） | I1 | 717 | 759 |
| I2 | 1509 | 1561 |
| 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）
20B．阿斯匹林(乙酰水杨酸）是由水杨酸和乙酸酐合成的：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？________。
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（12分）本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容，请选择其中—题，并在相应的答题区域作答。若两题都做，则按A题评分。
A．镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。
（1）请参考下述数据填空和回答问题：
工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。不用电解MgO的方法生产镁的原因________；不用电解AlCl3的方法生产铝的原因________。
（2）2001年曾报道，硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合晶体结构中的晶胞如图所示。镁原子间形成正六棱柱，六个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为________。
（3）写出Cu+的核外电子排布式。
（4）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH3）4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是________。
（5）某喹喏酮类药物（中心离子是Cu2＋）结构如下图，关于该药物的说法正确的是________。
A．中心离子Cu2+的配位数是5
B．N原子均采用sp2杂化
C．存在配位键、极性共价键和非极性共价键
D．熔点很高，硬度很大
B．某化学研究性学习小组为探究某品牌花生油中不饱和脂肪酸的含量，进行了如下实验：
步骤I：称取0．4 g花生油样品，置于两个干燥的碘瓶（如图）内，加入10 mL四氯化碳，轻轻摇动使油全部溶解。向碘瓶中加入25．00 mL含0．01 mol IBr的无水乙酸溶液，盖好瓶塞，在玻璃塞与瓶口之间滴加数滴10％碘化钾溶液封闭缝隙，以免IBr的挥发损失。
步骤II：在暗处放置30 min，并不时轻轻摇动。30 min后，小心地打开玻璃塞，用新配制的10％
碘化钾10 mL和蒸馏水50 mL把玻璃塞和瓶颈上的液体冲洗入瓶内。
步骤Ⅲ：加入指示剂，用0．1 mol·L－1硫代硫酸钠溶液滴定，用力振荡碘瓶，直至终点。
测定过程中发生的相关反应如下：
①
②IBr＋KI=I2+KBr
③I2＋2S2O32－=2I－＋S4O62－
请回答下列问题：
（1）已知卤素互化物IBr的性质与卤素单质类似，实验中准确量取IBr溶液应选用的仪器是________，碘瓶不干燥会发生反应的化学方程式________。
（2）步骤Ⅱ中碘瓶在暗处放置30 min，并不时轻轻摇动的原因是________。
（3）步骤Ⅲ中所加指示剂为________，滴定终点的现象________。
（4）反应结束后从液体混合物中回收四氯化碳，所需操作有________。
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本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容．请选择其中一题，并在相应的答题区域内作答．若两题都做，则按A题评分．
A．（1）K3[Fe（CN）6]铁氰化钾又叫赤血盐．是深红色斜方晶体，易溶于水，无特殊气味，能溶于水、丙酮，不溶于乙醇．
①分子内不含有______（填序号）．
A．离子键 B．极性键 C．金属键D．配位键 E．氢键 F．非极性键
②中心离子的基态电子排布式______．
③配位体CN-的等电子体有______（写出两种）．
④用价电子对互斥理论可知二氧化硒分子的空间构型为______．
（2）多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硫化镉、硫化锌及铜锢硒薄膜电池等．
①第一电离能：As______Se（填“＞”、“＜”或“=”）．
②硫化锌的晶胞中（结构如右图所示），硫离子的配位数是______．
B．某化学研究性学习小组为探究某品牌花生油中不饱和脂肪酸的含量，进行了如下实验：
步骤I：称取0.4g花生油样品，置于两个干燥的碘瓶（如图）内，加入10mL四氯化碳，轻轻摇动使油全部溶解．向碘瓶中加入25.00mL含0.01mol IBr的无水乙酸溶液，盖好瓶塞，在玻璃塞与瓶口之间滴加数滴10%碘化钾溶液封闭缝隙，以免IBr的挥发损失．
步骤II：在暗处放置30min，并不时轻轻摇动．30min后，小心地打开玻璃塞，用新配制的10%碘化钾10mL和蒸馏水50mL把玻璃塞和瓶颈上的液体冲洗入瓶内．
步骤Ⅲ：加入指示剂，用0.1mol•L-1硫代硫酸钠溶液滴定，用力振荡碘瓶，直至终点．
测定过程中发生的相关反应如下：
①
②IBr+KI=I2+KBr
③I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
请回答下列问题：
（1）已知卤素互化物IBr的性质与卤素单质类似，实验中准确量取IBr溶液应选用的仪器是______，碘瓶不干燥会发生反应的化学方程式______．
（2）步骤Ⅱ中碘瓶在暗处放置30min，并不时轻轻摇动的原因是______．
（3）步骤Ⅲ中所加指示剂为______，滴定终点的现象______．
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本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选择其中一题作答。若两题都做,则按A题评分。
A．CuCl和CuCl2都是重要的化工原料，常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等。已知：
①CuCl可以由CuCl2用适当的还原剂如S02、SnCl2等还原制得：
②CuCl2溶液与乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)可形成配离子：
请回答下列问题：
(1)基态Cu原子的核外电子排布式为_________。H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是_____。
(2)SO2分子的空间构型为____________。与SnCl4互为等电子体的一种离子的化学式为_________。
(3)乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为_____________。乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是_____________________________________________。
(4)②中所形成的配离子中含有的化学键类型有__________。(填字母)
a．配位键 b．极性键 c．离子键 d．非极性键
(5)CuCl的晶胞结构如右图所示，其中Cl原子的配位数为_________。
B．阿司匹林(乙酰水杨酸)是常用的解热镇痛药，以下是合成阿司匹林的工艺流程。
已知：①反应方程式为
②抽滤的实验装置如右图所示。
请回答有关问题：
(1)仪器A的名称是_____________。
(2)在步骤②中，若冷却结晶时未出现结晶，可以___________，
促使晶体析出。
(3)实验时，当仪器B中液面高度快达到支管口位置时，应进行
的操作是____________________________________________。
(4)仪器C中两玻璃导管的位置是否正确?答：_________。(填“正确”或“不正确”)
(5)在步骤④中，用饱和NaHC03溶液可以将阿司匹林和剐产物等分离，其化学原理是
_________________________________________。要检测产品中是否含有水杨酸，其实验操作是_____________________________________________________。
(6)在步骤⑤中，搅拌使反应充分进行至_____________为止。
(7)若实验得到2.70g纯净的阿司匹林，则产品的产率为____________。
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本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选择其中一题作答。若两题都做,则按A题评分。
A．CuCl和CuCl2都是重要的化工原料，常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等。已知：
①CuCl可以由CuCl2用适当的还原剂如SO2、SnCl2等还原制得：
②CuCl2溶液与乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)可形成配离子：
请回答下列问题：
(1)基态Cu原子的核外电子排布式为_________。H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是_____。
(2)SO2分子的空间构型为____________。与SnCl4互为等电子体的一种离子的化学式为_________。
(3)乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为_____________。乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是_______________________________________。
(4)②中所形成的配离子中含有的化学键类型有__________。(填字母)
a．配位键 b．极性键 c．离子键 d．非极性键
(5)CuCl的晶胞结构如右图所示，其中Cl原子的配位数为_________。
B．阿司匹林(乙酰水杨酸)是常用的解热镇痛药，以下是合成阿司匹林的工艺流程。
已知：①反应方程式为
②抽滤的实验装置如右图所示。
请回答有关问题：
(1)仪器A的名称是_____________。
(2)在步骤②中，若冷却结晶时未出现结晶，可以___________，促使晶体析出。
(3)实验时，当仪器B中液面高度快达到支管口位置时，应进行的操作是____________________________________________。
(4)仪器C中两玻璃导管的位置是否正确?答：_________。(填“正确”或“不正确”)
(5)在步骤④中，用饱和NaHC03溶液可以将阿司匹林和剐产物等分离，其化学原理是
_________________________________________。要检测产品中是否含有水杨酸，其实验操作是_____________________________________________________。
(6)在步骤⑤中，搅拌使反应充分进行至_____________为止。
(7)若实验得到2.70g纯净的阿司匹林，则产品的产率为____________。
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（12分）本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。
A．（12分）2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED）。目前市售LED品片，材质基本以GaAs（砷化镓）、AlGaInP（磷化铝镓铟）、lnGaN（氮化铟镓）为主。砷化镓的品胞结构如右图。试回答：
（1）镓的基态原子的电子排布式是________。
（2）砷化镓品胞中所包含的砷原子（白色球）个数为________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为________。
（3）下列说法正确的是________（填字母）。
A．砷化镓品胞结构与NaCl相同
B．第一电离能：As>Ga
C．电负性：As>Ga
D．砷化镓晶体中含有配位键
E．GaP与GaAs互为等电子体
（4）N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是________。
（5）砷化镓可由（CH3）3Ga和AsH3在700℃时制得。（CH3）3Ga中镓原子的杂化方式为________。
B．（12分）乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应：
CH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+H2O
已知：①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH；
②部分有机物的沸点：
| 试剂 | 乙醚 | 乙醇 | 乙酸 | 乙酸乙酯 |
| 沸点（℃） | 34．5 | 78．5 | 117．9 | 77 |
请回答下列问题：
（1）浓硫酸的作用是________，球形干燥管的作用是________。
（2）用如图所示装置来制备少量的乙酸乙酯，产率往往偏低，其原因可能为________、
________等。
（3）实验所得到的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，应先加入无水氯化钙，除去________；再进行蒸馏，收集77℃左右的馏分，以得到较纯净的乙酸乙酯。
（4）目前对该反应的催化剂进行了新的探索，初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂，且能重复使用。实验数据如下表所示（乙酸和乙醇以等物质的量混合）。
| 同一反应时间 | 同一反应应温度 |
| 反应温度/℃ | 转化率（%） | 选择性（%）* | 反应时间/h | 转化率（%） | 选择性（%）* |
| 40 | 77.8 | 100 | 2 | 80.2 | 100 |
| 60 | 92.3 | 100 | 3 | 87.8 | 100 |
| 80 | 92.6 | 100 | 4 | 92.3 | 100 |
| 120 | 94.5 | 98.7 | 6 | 93.0 | 100 |
| *选择性100%表示反应生成的产物全部是乙酸乙酯和水 |
①根据表中数据，下列________（填字母）为该反应的最佳条件。
a.120℃,4h b.80℃,2h c.60℃,4h d.40℃,3h
②当反应温度达到120℃时，反应选抒性降低的原因可能为________。
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本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容．请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答．若两题都做，则按A题评分．
A．《物质结构与性质》：原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素，原子序数均小于36．已知X、Y和Z为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表：
| 电离能/kJ•mol-1 | I1 | I2 | I3 | I4 |
| X | 496 | 4562 | 6912 | 9543 |
| Y | 738 | 1451 | 7733 | 10540 |
| Z | 578 | 1817 | 2745 | 11578 |
（1）X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为______（用元素符号表示），元素Y的第一电离能大于Z的原因是______．
（2）W元素应用广泛，是一种重要的生物金属元素，如人体内W元素的含量偏低，则会影响O2在体内的正常运输．已知W2+与KCN溶液反应得W（CN）2沉淀，当加入过量KCN溶液时沉淀溶解，生成配合物，其配离子结构如图所示．
①W元素基态原子价电子排布式为______．
②已知CN-与______分子互为等电子体，1molCN-中π键数目为______．
③上述沉淀溶解过程的化学方程式为______．
B．《化学实验》：无色晶体硫酸锌，俗称皓矾，在医疗上用作收敛剂，工业上作防腐剂、制造白色颜料（锌钡白）等．某实验小组欲用制氢废液制备硫酸锌晶体，进行了以下实验：
（1）取50mL制氢废液，过滤．除去不溶性杂质后，用ZnO调节滤液使pH约等于2，加热、蒸发、浓缩制得较高温度下的硫酸锌饱和溶液，冷却结晶，得到粗制的硫酸锌晶体．
①加入少量氧化锌调节滤液使pH≈2目的是______；
②加热蒸发、浓缩溶液时，应加热到______时，停止加热．
（2）粗晶体在烧杯中用适量蒸馏水溶解，滴加1～2滴稀硫酸，用沸水浴加热至晶体全部溶解．停止加热，让其自然冷却、结晶．抽滤（装置如图2所示）．将所得晶体用少量无水乙醇洗涤1-2次，得到较纯的硫酸锌晶体．
①写出下列仪器的名称．a______；b______．
②抽滤跟普通过滤相比，除了得到沉淀较干燥外，还有一个优点是______．
③用少量无水乙醇洗涤晶体的目的是______．
（3）在制取氢气时，如果锌粒中混有少量的铁、铜杂质，对硫酸锌的质量______（填“有”、“无”）影响，原因是______．
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本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。
21．A．《物质结构与性质》
在5－氨基四唑（
）中加入金属Ga，得到的盐是一种新型气体发生剂，常用于汽车安全气囊。
⑴基态Ga原子的电子排布式可表示为________；
⑵5－氨基四唑中所含元素的电负性由大到小的顺序为________，其中N原子的杂化类型为________；在1 mol 5－氨基四唑中含有的σ键的数目为________。
⑶叠氮酸钠(NaN3)是传统安全气囊中使用的气体发生剂。
①叠氮酸钠(NaN3)中含有叠氮酸根离子（N3－），根据等电子体原理N3－的空间构型为________。
②以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料，可以生成碳氮化钛化合物。其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞（结构如右图）顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为________。
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（12分）[选做题]本题包括A、B两小题，分别对应于 “物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。
A．铁是地壳中含量较丰富的元素，仅次于氧、硅、铝元素，其单质及合金是在生产生活中应用广泛的金属材料。化学上常用KSCN溶液等来检验溶液中是否存在Fe3+。
（1）Fe3+离子基态的电子排布式可表示为________。
（2）一种铁晶体的晶胞属于体心立方堆积，则该晶胞中所包括的铁原子的个数是________。
（3）C、N两种元素的简单气态氢化物的热稳定性由强到弱的顺序为________。
（填化学式）
（4）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________。（填元素符号）
（5）离子化合物Fe2O3的熔点高于KC1的熔点的原因是________。
（6）据报道：由Q、X、Z三种元素形成的一种晶体具有超导性，其晶体结构如右图所示。晶体中距每个X原子周围距离最近的Q的原子的个数是________。
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（12分）本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。
A．《物质结构与性质》2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED）。目前市售LED品片，材质基本以GaAs（砷化镓）、AlGaInP（磷化铝镓铟）、InGaN（氮化铟镓）为主。砷化镓的品胞结构如图10。试回答：
图10
（1）镓的基态原子的电子排布式是________。
（2）砷化镓品胞中所包含的砷原子（白色球）个数为________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为 。
（3）下列说法正确的是________（填字母）。
A．砷化镓品胞结构与NaCl相同
B．第一电离能：As>Ga
C．电负性：As>Ga
D．砷化镓晶体中含有配位键
E．GaP与GaAs互为等电子体
（4）N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是________。
（5）砷化镓可由（CH3）3Ga和AsH3在700℃时制得。（CH3）3Ga中镓原子的杂化方式
为________。
B．《实验化学》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。
⑴提出假设
①该反应的气体产物是CO2。
②该反应的气体产物是CO。
③该反应的气体产物是。
⑵设计方案 如图11所示，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。
图11
⑶查阅资料
氮气不与碳、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）饱和溶液混合加热反应制得氮气。
请写出该反应的离子方程式：________________________。
⑷实验步骤
①按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，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。
⑸数据处理
试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式。 ⑹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。
②从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案：。
(4)②中所形成的配离子中含有的化学键类型有__________。(填字母)
CH3COOC2H5+H2O
）中加入金属Ga，得到的盐是一种新型气体发生剂，常用于汽车安全气囊。