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 [化学——物质结构与性质]（13分）

氮元素可以形成多种化合物。

回答以下问题：

（1）基态氮原子的价电子排布式是_________________。

（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________。

（3）肼(N₂H₄)分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被－NH₂（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。

①NH₃分子的空间构型是_______________；N₂H₄分子中氮原子轨道的杂化类型是___________。

②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：

N₂O₄(l)＋2N₂H₄(l)₌₌₌3N₂(g)＋4H₂O(g) △H=－1038.7kJ·mol^－1

若该反应中有4mol N－H键断裂，则形成的π键有________mol。

③肼能与硫酸反应生成N₂H₆SO₄。N₂H₆SO₄晶体类型与硫酸铵相同，则N₂H₆SO₄的晶体内不存在__________(填标号)

a. 离子键     b. 共价键     c. 配位键    d. 范德华力

（4）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个

氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存

在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。

下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_________（填标号）。

a. CF₄      b. CH₄      c. NH₄^＋     d. H₂O

化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：

查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。

Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验

  取适量牙膏样品，加水成分搅拌、过滤。

（1）往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是_____________。

（2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是_________。

Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定

利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO₃沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题：

（3）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有：_______

（4）C中反应生成BaCO₃的化学方程式是_________________________________。

（5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是_____________（填标号）。

a.在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体

b.滴加盐酸不宜过快

c.在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置

d. 在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

（6）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为3.94g 。则样品中碳酸钙的质量分数为_________。

四氯化钛（TiCl₄）是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料，由钛铁矿（主要成分是FeTiO₃）制备TiCl₄等产品的一种工艺流程示意如下：

回答下列问题：

（1）       往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生。

2Fe^3＋＋Fe ₌₌₌ 3Fe^2＋

2TiO^2＋(无色) ＋Fe＋4H^＋ ₌₌₌ 2Ti^3＋(紫色) ＋Fe^2＋＋2H₂O

Ti^3＋(紫色) ＋Fe^3＋＋H₂O ₌₌₌TiO^2＋(无色) ＋Fe^2＋＋2H^＋

（2）在②→③工艺中需要控制条件以形成TiO₂·n H₂O溶胶，该分散质颗粒直径大小在_____________范围。

（3）若把③中制得的固体TiO₂·n H₂O用酸清洗除去其中的Fe (OH)₃杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，,该温度下反应Fe (OH)₃＋3H^＋Fe^3＋ ＋H₂O的平衡常数K=_____________。

（4）已知：TiO₂ (s) ＋2 Cl₂ (g)₌₌₌ TiCl₄(l) ＋O₂(g)    △H=+140KJ·mol^-1

C(s) ＋O₂(g)₌₌₌ 2CO(g)                 △H=—221KJ·mol^-1

写出④中TiO₂和焦炭、氯气反应生成液态TiCl₄和CO气体的热化学方程式：_____________。

（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_____________（只要求写出一项）。

（6）依据右表信息，要精制含少量SiCl₄杂质的TiCl₄ ，可采用_____________方法。

I、磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。

（1）磷元素的原子结构示意图是____________。

（2）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃生成白磷，反应为：

2Ca₃(PO₄)₂＋6SiO₂₌₌₌6CaSiO₃＋P₄O₁₀   10C＋P₄O₁₀₌₌₌P₄＋10CO

每生成1 mol P₄时，就有________mol电子发生转移。

（3）硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)是常用的还原剂。在维生素C(化学式C₆H₈O₆)的水溶液中加入过量I₂溶液，使维生素C完全氧化，剩余的I₂用Na₂S₂O₃溶液滴定，可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应为：

C₆H₈O₆＋I₂₌₌₌C₆H₆O₆＋2H^＋＋2I^－ 2S₂O₃^2－＋I₂₌₌₌S₄O₆^2－＋2I^－

在一定体积的某维生素C溶液中加入a mol·L^－1 I₂溶液V₁ mL，充分反应后，用Na₂S₂O₃溶液滴定剩余的I₂，消耗b mol·L^－1 Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。该溶液中维生素C的物质的量是__________mol。

（4）在酸性溶液中，碘酸钾(KIO₃)和亚硫酸钠可发生如下反应：

2IO^－＋5SO₃^2－＋2H^＋₌₌₌I₂＋5SO₄^2－＋H₂

生成的碘可以用淀粉溶液检验，根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。

某同学设计实验如下表所示：

       该实验的目的是_____________________；表中V₂=___________mL

II、稀土元素是宝贵的战略资源，我国的蕴藏量居世界首位。

（5）铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl₃易发生水解，无水CeCl₃可用加热CeCl₃·6H₂O和NH₄Cl固体混合物的方法来制备。其中NH₄Cl的作用是______________。

（6）在某强酸性混合稀土溶液中加入H₂O₂，调节pH≈3，Ce^3＋通过下列反应形成Ce(OH)₄沉淀得以分享。完成反应的离子方程式：□Ce^3＋＋□H₂O₂＋□H₂O ₌₌₌ □Ce(OH)₄↓＋ □________

25℃时，在含有Pb^2＋、Sn^2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：

Sn(s)＋Pb^2＋(aq)Sn^2＋(aq)＋Pb(s)，体系中c(Pb^2＋)和c(Sn^2＋)变化关系如右图所示。

下列判断正确的是（      ）

      A．住平衡体系中加入金属铅后，c(Pb^2＋)增大

      B．往平衡体系中加入少量Sn(NO₃)₂固体后，c(Pb^2＋)变小

     C．升高温度，平衡体系中c(Pb^2＋)增大，说明该反应△H>0

     D．25℃时，该反应的平衡常数K＝2.2

研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是（      ）

      A．水既是氧化剂又是溶剂

      B．放电时正确上有氢气生成

      C．放电时OH^－向正极移动

      D．总反应为：2Li＋2H₂O₌₌₌2LiOH＋H₂↑

常温下0.1mol·L^－1醋酸溶液的pH=a，下列能使溶液pH=(a＋1)的措施是（      ）

      A．将溶液稀释到原体积的10倍           B．加入适量的醋酸钠固体

      C．加入等体积0.2 mol·L^－1盐酸          D．提高溶液的温度