(共6分) 实验室制备少量硅一般采用镁粉还原SiO₂的方法，然后用稀盐酸洗涤产品以除去杂质。某同学在进行上述操作时，在制得的产品中加HCl洗涤时突然起火。

(1) 请用化学方程式解释：

①稀盐酸洗涤产品可除去哪些主要杂质?

②为什么加HCl洗涤时突然起火?

(2) 请设计一个实验来验证你的解释。(不必画出装置图，也不必指出具体化学药品，不要写方程式，只要简明指出方法。)

(共8分)在元素周期表中，位于金属锰(Mn)之下的是锝(Tc)和铼(Re)。铼是1925年由W.Noddack等人发现的，并以莱茵河的名字给她取名为铼。高铼酸的氧化性比高锰酸弱的多，用稀HNO₃氧化Re³⁺即可得之。

(1) 在乙二铵水溶液中，用金属钾K与KReO₄反应可得到无色化合物A，已知该化合物含K 28.59％，含Re 68.09％，则A的化学式为                                 ；

反应的化学方程式为                                                        。

(2) 你认为化合物A是顺磁性还是抗磁性的?为什么?

(共9分)BaTiO₃是一种重要的无机功能材料，工业上常用以下方法制得：将BaCl₂、TiCl₄、H₂O和H₂C₂O₄混合反应后，经洗涤、干燥后得一组成为Ba 30.50％、Ti 10.70％、C 10.66％、H 1.81％的白色粉末A，进一步热分解A即可得BaTiO₃。用热分析仪测定A的热解过程，得下图所示的质量―温度关系曲线：

图中400K、600K和900K时对应的样品的质量分别为8.38mg、5.68mg和5.19mg

试回答：

(1) A的化学式为                                   ；

(2) 在600K时样品的组成为                                                  ；

(3) 晶体结构分析表明，BaTiO₃为立方晶体，晶胞参数a=7.031Å，一个晶胞中含有一个BaTiO₃‘‘分子”。画出BaTiO₃的晶胞结构示意图，分别指出Ba²⁺、Ti(IV)、O^2－三种离子所处的位置及其配位情况。

(共6分)比卡鲁胺(Bicalutamide)是捷利康公司开发的一个较新的非甾体抗雄激素类药物，商品名为康士得(Casodex)，它是一个纯抗雄激素药物，作用特异性强，口服有效，给药方便，受性好，且有较长的半衰期。由于其独特的疗效，目前已用于晚期前列腺癌的联合治疗。康士得的前体A结构式为：

为原料合成A，其它试剂任选，写出A的合成路线：

(共8分)一种喹诺酮类抗菌化合物1－(2－吡啶基)－6－氟－1,4－氢－4－氧代－7－(1－哌嗪基)喹啉－3－羧酸可经如下步骤合成：

回答下列问题：

(1) 写出B、D、E的结构式：

    B                         D                      E                        

(2) 简述H₃BO₃在此起什么作用?

(共9分)传统的有机反应中，有机溶剂的毒性和难以回收使之成为对环境有害的因素。因此，使用水作为反应介质将成为发展洁净合成的重要途径。水相有机合成的一个重要进展是应用于有机金属类反应，其中有机铟试剂是成功的实例之一。已知

Chan等人通过该类反应非常简捷地合成了(+)－KDN()。反应过程如下：

    此类反应的另一优点是碳水化合物的多个羟基官能团在碳―碳键形成过程中无需保护。

(1) 写出A、B、C的构造式，A                     B                     C                         ；

(2) D化合物的系统命名为                                                    ；

(3) 原料甘露糖能不能产生变旋作用?                          。

(共5分)不对称催化合成反应研究是当今有机化学研究中最热门的前沿研究领域，这类反应的特点是使用少量的手性化合物为催化剂，把非手性的有机化合物转化为具有光学活性的手性化合物。三位有机化学家因在此研究领域内的卓越贡献而获得诺贝尔化学奖。下面是不对称催化合成反应的一个例子：

三甲基硅腈在手性镧配合物的催化下，与苯甲醛发生亲核加成反应，产物水解之后得到手性化合物A及少量的其对映异构体，请回答以下问题：

    (1) 如若此亲核加成反应的决速步骤是氰基负离子(CN^－)对醛基的加成，试推测：当对硝基苯甲醛在同样条件下进行此反应时，反应速率比苯甲醛快还是慢?为什么?

    (2) 化合物A在盐酸水溶液中回流，转化为酸性化合物B，其分子式为C₈H₈O₃，请画出化合物B的结构式，已知A结构式是S构型，请用系统命名法命名B。

(共14分)氟是一种氧化性极强的非金属元素，它甚至能与稀有气体氙反应生成XeF₂、XeF₄、XeF₆等固体，这些固体都极易与水反应。其中XeF₂与H₂O仅发生氧化还原反应，而XeF₄与H₂O反应时，有一半的XeF₄与H₂O发生氧化还原反应，另一半则发生歧化反应：3Xe(Ⅳ)→Xe+2Xe(Ⅵ)。XeF₆则发生非氧化还原反应完全水解。试回答下列问题：

(1) 写出XeF₄与H₂O反应的方程式                                             ；

(2) 14.72gXeF₆完全水解后，再加入100mL 0.600mol?L^－1 Mn²⁺的水溶液，反应完全后，放出的气体干燥后再通过红热的金属铜，体积减少20％。

    ① 通过计算可确定Mn²⁺的氧化产物为                   ，相应的化学方程式为：

                                                                        ；

    ② 将所得溶液稀释到1000mL后，求溶液pH以及氟离子浓度。(已知弱酸HF在水溶液中存在电离平衡，Ka==3.5×10^－4)溶液的pH为     ，F^－浓度为      mol?L^-1。

(3) 合成XeF₂、XeF₄、XeF₆时通常用Ni制反应容器，使用前用F₂使之钝化。

    ① 上述化合物的分子构型分别是                                           ；

    ② 使用Ni制反应容器前用F₂钝化的两个主要原因是                             

                                                                             ；

    ③ 红外光谱和电子衍射表明XeF₆的结构绕一个三重轴发生畸变。画出XeF₆结构发生畸变的示意图：

(共10分)  长期以来人们一直认为金刚石是最硬的物质，但这种神话现在正在被打破。1990年美国伯克利大学的A．Y．Liu和M．L．Cohen在国际著名期刊上发表论文，在理论上预言了一种自然界并不存在的物质β－C₃N₄，理论计算表明，这种C₃N₄物质比金刚石的硬度还大，不仅如此，这种物质还可用作蓝紫激光材料，并有可能是一种性能优异的非线性光学材料。这篇论文发表以后，在世界科学领域引起了很大的轰动，并引发了材料界争相合成β－C₃N₄的热潮，虽然大块的β－C₃N₄晶体至今尚未合成出来，但含有β－C₃N₄晶粒的薄膜材料已经制备成功并验证了理论预测的正确性，这比材料本身更具重大意义。其晶体结构见图1和图2。

(1) 请分析β－C₃N₄晶体中，C原子和N原子的杂化类型以及它们在晶体中的成键情况：

                                                                           ；

(2) 请在图1中画出β－C₃N₄的一个结构基元，该结构基元包括    个碳原子和    个氮原子；

(3) 实验测试表明，β－C₃N₄晶体属于六方晶系，晶胞结构见图2(图示原子都包含在晶胞内)，晶胞参数a=0.64nm，c=0.24nm，请列式计算其晶体密度。

   ρ=                                                                   ；

(共8分)  高氯酸铵(AP)作为一种优良的固体推进剂被用于导弹和火箭发射上。传统制备高纯AP的方法是电解氯酸钠水溶液得到高氯酸钠，再与氯化铵进行复分解反应，经重结晶得到粗AP产品后，经多步精制、提纯得到高纯AP。

Olin公司新近研究了一种制备高纯AP的新工艺，其基本方法是电解高纯次氯酸得到高纯高氯酸，再与高纯氨进行喷雾反应制成高氯酸铵。

请回答下列问题：

(1) 写出由次氯酸电解制备高氯酸的电极反应和电池反应方程式：

                                                                              。

(2) 若以100A电流通电于次氯酸溶液20．0h，阴极放出H₂ 40．0g，阳极可得高氯酸     g；此过程电流效率是              。

(3) 与传统工艺相比，你认为新工艺有哪些优点：