21．(12分)有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素，原子序数E＜Q＜T＜X＜Z。E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且I₁(E)＜I₁(T)＜I₁(Q)，其中基态Q原子的2p轨道处于半充满状态，且

QT₂⁺与ET₂互为等电子体。X为周期表前四周期中电负性最小的元素，Z的原子序数为28。

　 请回答下列问题(答题时如需表示具体元素，请用相应的元素符号)：

(1)写出QT₂⁺的电子式　 　　　　　　　、基态Z原子的核外电子排布式　 　　　　　　　　　　　。

(2) Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物，其主要原因有　 　　　　　　　　　　等两种。

(3)化合物甲由T、X两元素组成，其晶胞如图1，甲的化学式为　 　　　　　　　　。

(4)化合物乙的晶胞如图2，乙由E、Q两元素组成，硬度超过金刚石。

①乙的晶体类型为　 　　　　　　，其硬度超过金刚石的原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　。

②乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式均为　　 　　　　　　　　。

20．(10分)工业上以黄铁矿为原料生产硫酸，其中重要的一步是催化氧化：

2SO₂(g)+O₂ (g)2SO₃(g) △H＝－196.6 kJ·mol^－1

(1)生产中为提高反应速率和SO₂的转化率，下列措施可行的是　 　　　　　(填字母)。

A．向装置中充入N₂B．向装置中充入过量的O₂

C．使用更高效的催化剂　　　　　 　　　　　D．升高温度

(2)在一密闭容器中充入4 mol SO₂和一定量O₂，当放出353.6 kJ热量时，SO₂的转化率最接近于　　

(填字母)。

　　 A．40%　　　　 　　　B．50%　　　 　　　C．80%　　　　 　　　　D．90%

(3)580℃时，在一密闭容器中充入一定量的SO₂和O₂，当反应达到平衡后测得SO₂、O₂和SO₃的浓度分别为6.0×10^－3 mol·L^－1、8.0×10^－3 mol·L^－1和4.4×10^－2 mol·L^－1。该温度下反应2SO₂(g)+O₂ (g)2SO₃(g)的平衡常数K＝　 　　　　　　　　。

(4)硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.05%(体积分数)时需要加以处理后才能排放。现用右图所示装置测定尾气中SO₂的含量，当通入尾气11.2 L(标准状况下测定)时，碘水恰好褪色。通过计算说明，该尾气能否直接排放(写出计算过程)。

19．(14分)化合物C是一种合成药品的中间体，其合成路线为：

已知：

(1)写出中官能团的名称　 　　　　　　。

(2)写出反应①的化学方程式　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(3)反应②属于　 　　　　　　　反应，反应③属于　 　　　　　　　　(填有机反应类型)。

(4)写出满足下列条件的的同分异构体的结构简式　 　　　　　　　。

① 苯环上的一取代产物只有两种；　　　　　　　 ② 具有弱碱性，能发生银镜反应；

③ 水解后的产物能与FeCl₃溶液发生显色反应。

(5)请你设计由A合成B的合成路线。

提示：①合成过程中无机试剂任选；②合成路线表示方法示例如下：

18．(10分)高铁酸钾(K₂FeO₄)具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂。

(1)已知：4FeO₄^2－+10H₂O4Fe(OH)₃+8OH^－+3O₂。

K₂FeO₄在处理水的过程中所起的作用有　 　　　　　　　　　　　　　　　　。

(2)将适量K₂FeO₄溶解于pH＝4.74的溶液中，配制成c(FeO₄^2－) ＝1.0 mmol·L^－1的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c(FeO₄^2－)的变化，结果见图Ⅰ。该实验的目的是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；发生反应的△H　 　　　0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(3)FeO₄^2－在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是　 　　　　(填字母)。

A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态

B．向pH＝10的这种溶液中加硫酸至pH＝2，HFeO₄^－ 的分布分数逐渐增大

C．向pH＝6的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：

HFeO₄^－+OH^－＝FeO₄^2－+H₂O

(4)测定某K₂FeO₄溶液浓度的实验步骤如下：

步骤1：准确量取V mL K₂FeO₄溶液加入到锥形瓶中

步骤2：在强碱性溶液中，用过量CrO₂^－与FeO₄^2－反应生成Fe(OH)₃和CrO₄^2－

步骤3：加稀硫酸，使CrO₄^2－转化为Cr₂O₇^2－，CrO₂^－转化为Cr³⁺，Fe(OH)₃转化为Fe³⁺

步骤4：加入二苯胺磺酸钠作指示剂，用c mol·L^－1 (NH₄)₂Fe(SO₄) ₂标准溶液滴定至终点，消耗(NH₄)₂Fe(SO₄) ₂溶液V₁ mL。滴定时发生的反应为：Fe²⁺+Cr₂O₇^2－+H⁺→Fe³⁺+Cr³⁺+H₂O

(未配平)

① 写出步骤2中发生反应的离子方程式　 　　　　　　　　　　　　　　。

② 根据上述实验数据，测定该溶液中K₂FeO₄的浓度为　 　　　　mol·L^－1(用含字母的代数式表示)。

17．(10分)以黄铜矿(主要成份为CuFeS₂，含少量杂质SiO₂等)为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾(FeSO₄·7H₂O)。其主要流程如下：

已知：① 4CuFeS₂+2H₂SO₄+17O₂＝4CuSO₄+2Fe₂(SO₄)₃+2H₂O

② 部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表

(1)试剂a是　　 　　　　，试剂b是　 　　　　　　。

(2)操作X应为蒸发浓缩、　 　　　　　　　　　、　 　　　　　　　　。

(3)反应Ⅱ中加CuO调pH为3.7-4的目的是　 　　　　　　　　　　　　　　；

(4)反应Ⅴ的离子方程式为　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

16．(8分)已知A、B、E是常见的非金属单质，其中A为淡黄色固体，Y是常见的金属单质，C的相对分子质量比A大32，D、G均是重要的工业产品，Y、F、H、I均含有同种元素。X含有两种元素，具有摇篮形的分子结构，球棍模型如图所示。H为红褐色沉淀。图中部分反应条件和产物已略去。

试回答下列问题

(1)写出X的化学式：　　　　　　　　　　　 。

(2)写出G的电子式：　　　　　　　　　　　 。

(3)写出反应③的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(4)写出C和I溶液反应生成F的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

15．(10分)已知：2－硝基－1，3－苯二酚是桔黄色固体，易溶于水、溶液呈酸性，沸点为88℃，是重要的医药中间体。实验室常以间苯二酚为原料分以下三步合成：

具体实验步骤如下：

① 磺化：称取5.5g碾成粉状的间苯二酚放入烧杯中，慢慢加入浓硫酸并不断搅拌，控制温度为60℃-

65℃约15min。

② 硝化：将烧杯置于冷水中冷却后加入混酸，控制温度(25 ±5)℃左右继续搅拌15 min。

③ 蒸馏：将反应混合物移入圆底烧瓶B中，小心加入适量的水稀释，再加入约0.1g尿素，然后用右图

所示装置进行水蒸气蒸馏；将馏出液冷却后再加入乙醇－水混合剂重结晶。

根据以上知识回答下列问题：

(1)实验中设计I、Ⅲ两步的目的是　 　　　　　　。

(2)烧瓶A中玻璃管起稳压作用，既能防止装置中

压强过大引起事故、又能　 　　　　　　　　。

(3)步骤②的温度应严格控制不超过30℃，原因是

　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(4)步骤③所得2－硝基－1，3－苯二酚中仍含少量

杂质，可用少量乙醇－水混合剂洗涤。请设计简单的证明2－硝基－1，3－苯二酚已经洗涤干净　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(5)本实验最终获得1.0g桔黄色固体，则2－硝基－1，3－苯二酚的产率约为　 　　　　　。

14．氨催化氧化是硝酸工业的基础，在某催化剂作用下只发生主反应①和副反应②，有关物质产率与温度

的关系如右图。

4NH₃(g)+5O₂(g)4NO(g)+6H₂O(g)　 △H＝－905 kJ·mol^－1 ①

4NH₃(g)+3O₂(g)2N₂(g)+6H₂O(g)　 △H＝－1268 kJ·mol^－1 ②

下列说法中正确的是

A．工业上氨催化氧化生成 NO时，温度应控制

在780-840℃之间

B．工业上采用物料比n(O₂)／n(NH_­3)在1.7-2.0，主要是为了提高反应速率

C．加压可提高NH₃生成NO的转化率

D．N₂氧化为NO的热化学方程式为：N₂(g)+O₂(g)2NO(g) △H＝+181.5 kJ·mol^－1

非 选 择 题(共78分)

13．下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是

A．pH相等的CH₃COONa、NaOH和Na₂CO₃三种溶液：

c(NaOH)＜c(CH₃COONa)＜c(Na₂CO₃)

B．pH＝2的HA溶液与pH＝12的MOH溶液以任意比混合：

c(H⁺)+c(M⁺)＝c(OH^－)+c(A^－)

C．物质的量浓度相等的CH₃COOH和CH₃COONa溶液等体积混合：

c(CH₃COO^－)+2c(OH^－)＝2c(H⁺)+c(CH₃COOH)

D．某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中：c(H⁺)+2c(A^2－)＝c(OH^－)+c(H₂A)

12．LiFePO₄电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO₄+Li　　　　 LiFePO₄，电池的正极材料是LiFePO₄，负极材料是石墨，含Li⁺导电固体为电解质。下列有关

LiFePO₄电池说法正确的是

A．可加入硫酸以提高电解质的导电性　　　　　　 B．放电时电池内部Li⁺向负极移动

C．充电过程中，电池正极材料的质量减少　　　　 D．放电时电池正极反应为：FePO₄+Li⁺+e^-=LiFePO₄