请从给出的3道化学题中任选一题做答

1.［化学——选修化学与技术］

请回答氯碱工业中的如下问题：

(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k__________(要求计算表达式和结果)；

(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na₂CO₃、②HCl(盐酸)、③BaCl₂，这3种试剂添加的合理顺序是_________(填序号)；

(3)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。

①图中X、Y分别是_________、_________(填化学式)，分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小_________；

②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应

正极：_________；负极：_________；

③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)

___________________________、___________________________。

2.［化学——选修物质结构与性质］

已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：

(1)X元素原子基态时的电子排布式为_________，该元素的符号为_________；

(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为_________，该元素的名称是_________；

(3)X与Z可形成化合物XZ₃，该化合物的空间构型为________________________；

(4)已知化合物X₂Y₃在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ₃，产物还有ZnSO₄和H₂O，该反应的化学方程式是____________________________________；

(5)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由____________________________________。

3.［化学——选修有机化学基础］

A～J均为有机化合物，它们之间的转化如下图所示：

 
实验表明：

①D既能发生银镜反应，又能与金属钠反应放出氢气；

②核磁共振氢谱表明F分子中有三种氢，且其峰面积之比为1∶1∶1；

③G能使溴的四氯化碳溶液褪色；

④1 mol J与足量金属钠反应可放出22.4 L氢气(标准状况)。

请根据以上信息回答下列问题：

(1)A的结构简式为_________(不考虑立体异构)，由A生成B的反应类型是_________反应；

(2)D的结构简式为___________________________；

(3)由E生成F的化学方程式为____________，E中的官能团有____________(填名称)，与E具有相同官能团的E的同分异构体还有____________(写出结构简式，不考虑立体异构)；

(4)G的结构简式为____________________________________；

(5)由I生成J的化学方程式为________________________。

【化学选修2：化学与技术】(15分)

工业上为了使原料和能量得到充分的利用，常常采用循环操作。

I、利用热化学循环制氢能缓解能源矛盾。最近研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe₂O₄)可用于热化学循环分解水制氢。MnFe₂O₄的制备：

已知Fe³⁺、Mn²⁺沉淀的pH如右表所示。

(1)此工艺中理论上投入原料Fe(NO₃)₃和Mn(NO₃)₂的物质的量之比应为        。

(2)控制pH的操作中m的值为       。

II、用MnFe₂O₄热化学循环制取氢气：

(3)由上可知，H₂燃烧的热化学方程式是                           。

(4)该热化学循环制取氢气的优点是           (填字母编号)。

A．过程简单、无污染                         B．物料可循环使用

C．氧气和氢气在不同步骤生成，安全且易分离

III、工业上可用H₂、HCl通过下图的循环流程制取太阳能材料高纯硅。

反应①

反应②：

（5）上图中，假设在每一轮次的投料生产中，硅元素没有损失，反应①中HCl的利用率和反应②中H₂的利用率均为75％。则在下一轮次的生产中，需补充投入HCl和H₂的体积比是            。

【化学选修2：化学与技术】(15分)

工业上为了使原料和能量得到充分的利用，常常采用循环操作。

I、利用热化学循环制氢能缓解能源矛盾。最近研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe₂O₄)可用于热化学循环分解水制氢。MnFe₂O₄的制备：

已知Fe³⁺、Mn²⁺沉淀的pH如右表所示。

(1)此工艺中理论上投入原料Fe(NO₃)₃和Mn(NO₃)₂的物质的量之比应为        。

(2)控制pH的操作中m的值为        。

II、用MnFe₂O₄热化学循环制取氢气：

(3)由上可知，H₂燃烧的热化学方程式是                            。

(4)该热化学循环制取氢气的优点是           (填字母编号)。

A．过程简单、无污染                          B．物料可循环使用

C．氧气和氢气在不同步骤生成，安全且易分离

III、工业上可用H₂、HCl通过下图的循环流程制取太阳能材料高纯硅。

反应①

反应②：

（5）上图中，假设在每一轮次的投料生产中，硅元素没有损失，反应①中HCl的利用率和反应②中H₂的利用率均为75％。则在下一轮次的生产中，需补充投入HCl和H₂的体积比是             。

【化学选修2：化学与技术】(15分)
工业上为了使原料和能量得到充分的利用，常常采用循环操作。
I、利用热化学循环制氢能缓解能源矛盾。最近研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe₂O₄)可用于热化学循环分解水制氢。MnFe₂O₄的制备：

已知Fe³⁺、Mn²⁺沉淀的pH如右表所示。

          

【化学——选修：化学与技术】 ( 15分)

电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0~6.0之间，通过电解生成Fe(OH)₃沉淀。Fe(OH)₃有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图如下：

（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的            ；

a．H₂SO₄     b．BaSO₄     c．Na₂SO₄     d．NaOH     e．C H₃CH₂OH

（2）电解池阳极的电极反应分别是：①                        ；

②4OH^－- 4 e^－＝2H₂O＋Ｏ₂↑。

（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)₃沉淀的离子方程式是                ；

（4）该熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH₄为燃料，空气为氧化剂，

稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH₄＋4CO₃^2－－ 8e^－＝5CO₂＋2H₂O。

①正极的电极反应是                                ；

②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环(见上图)。A物质的化学式是              ；

（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8 L(标准状况)气体，则熔融盐燃料电池消耗CH₄

(标准状况)               L。