21．(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．诺贝尔物理学奖曾授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。

(1)在硼酸[B(OH)₃]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型为　　　 　　，同层分子间的主要作用为　　　 　　。

(2)K₃[Fe(CN)₆]晶体中含有的化学键类型为　　　 　　，

Fe³⁺与CN^－之间能够形成化学键的原因是　　　 　　。

(3)等物质的量的氧化物MO与SiC的电子总数相等，则M²⁺

离子的核外电子排布式为　　　 　　。

MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相

似，晶体中与每个M²⁺等距离且最近的几个O^2-所围成

的空间几何构型为　　　 　　。

MO的熔点比CaO的高，原因是　　　 　　。

B．某化工废液中可能含有下列微粒：Al³⁺、Fe³⁺、NO₂^－、甘油分子。化学兴趣小组的同学设计了下列实验验证这些微粒的存在。

(1)分离出沉淀I的操作名称是　　　 　　，利用沉淀I可检验出　　　 　　离子。

(2)通入的过量气体是　　　 　　。(写化学式)

(3)用酸性KI溶液检验NO₂^－离子的离子方程式为　　　 　　。

(4)写出检验甘油所发生反应的化学方程式：　　　 　　。

(5)若向溶液III中先加足量NH₄F后加氨水来检验Al³⁺离子，则能否达到目的？

答： 　　　　　(填“能”或“不能”)；原因是　　　 　　。

20.(10分)分子筛可用于物质的分离提纯。某种型号的分子筛的工业生产流程可简单表示如下：

(1)在加NH₃·H₂O调节pH的过程中，若pH控制不当会有Al(OH)₃生成。已知常温下，Al(OH)₃浊液的pH=3，其K_sp=1×10^-36，则其中c(Al³⁺)=　　　 　　。

(2)生产流程中所得滤液的主要成分为　　　 　　(写化学式)。

(3)假设生产流程中铝元素和硅元素均没有损耗，钠原子的利用率为10%，试通过计算确定该分子筛的化学式(写出计算过程)。

(4)分子筛的孔道直径为4Å称为4A型分子筛；当Na⁺被Ca²⁺取代时就制得5A型分子筛，当Na⁺被K⁺取代时就制得3A型分子筛。要高效分离正丁烷(分子直径为4.65Å)和异丁烷(分子直径为5.6Å)应该选用　　　 　　型的分子筛。

19．(14分)苯佐卡因可用于粘膜溃疡、创面等的镇痛，是一种常用的局部麻醉剂，其合成路线如下图所示：

已知：① 当苯环上连有甲基时，再引入的其他基团主要进入甲基的邻位或对位；当苯环上连有羧基时，再引入的其他基团主要进入羧基的间位。

请回答下列问题：

(1)上述合成路线中属于取代反应的是　　　 　　(填代号)。

化合物C中含有的含氧官能团的名称为　　　 　　。

(2)合成路线中反应①的化学方程式为　　　 　　。

(3)下列关于上述合成路线的说法中正确的是　　　 　　。(填字母)

a．反应①除主要生成物质A外，还可能生成、等

b．步骤①和②可以互换　　　　 c．反应③是还原反应

(4)苯佐卡因有多种同分异构体，请写出其中任意一种满足下列条件的同分异构体的结构简式：　　　 　　。

①有两个对位取代基；②－NH₂直接连在苯环上；③分子结构中含有酯基。

(5)化合物有较好的阻燃性，请写出以甲苯为主要原料制备该阻燃剂的合成路线流程图。

提示：①合成过程中无机试剂任选；②合成路线流程图示例如下：

18．(12分)高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。

(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K₂FeO₄)的流程如下图所示：

①反应I的化学方程式为　　　 　　。

②反应II的离子方程式为　　　 　　。

③加入饱和KOH溶液的目的是　　　 　　。

(2)高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水

的原理为　　　　　 ，__________。

(3)干法制备K₂FeO₄的反应中，氧化剂与

还原剂的物质的量之比为　　　 　　。

(4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池，

右图为该电池和常用的高能碱性电池的

放电曲线，由此可得出的高铁电池的优

点有　　　 　　、　　　 　　。

17．(8分)工业上利用N₂和H₂可以合成NH₃，NH₃又可以进一步制备联氨(N₂H₄)等。

(1)火箭常用N₂H₄作燃料，N₂O₄作氧化剂。已知：

N₂(g) + 2O₂(g) ＝2NO₂(g)　　　　　　　　　 △H = +67.7 kJ·mol^－1

N₂H₄(g) + O₂(g) ＝N₂(g) + 2H₂O(g)　　 △H = －534.0 kJ·mol^－1

NO₂(g) 1/2N₂O₄(g)　　　　 　　 　　　△H = －26.35 kJ·mol^－1

试写出气态联氨在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：

　　　 　　　　　。

(2)联氨--空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电

解质溶液是20%-30%的氢氧化钾溶液。该电

池放电时，正极的电极反应式为　　　 　　。

(3)在300℃时，改变起始反应物中氢气的物质的量

对反应N₂(g) + 3H₂(g) 　2NH₃(g) 　△H＜0

的影响如右图所示。

①请在图中画出400℃时对应的图像。

②在a、b、c三点中，H₂ 的转化率最高的是　　　 　　(填字母)。

16.(10分)硫铁矿烧渣(主要成分Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、SiO₂等)是工业生产硫酸的废渣，利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的流程如下图所示：

(1)硫铁矿烧渣焙烧时所添加的还原剂最有可能的是　　　 　　。(填字母)

A．铝　　　 B．锌　　　　 C．碳

(2)酸浸、过滤后滤液中的主要成分是　　 　　　　　。

(3)反应Ⅰ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是　　 　　　　　。

(4)空气中煅烧FeCO₃生成产品b的化学反应方程式为　　 　　　　　。

(5)检验产品a中是否含有氯化物杂质的实验操作是：取少量产品a于试管中配成溶液，　　 　　　　　。

15．(12分)在浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得纳米级碳酸钙。下图所示A-E为实验室常见的仪器装置(部分固定夹持装置略去)，请根据要求回答问题。

(1)实验室制取、收集干燥的NH₃，需选用上述仪器装置中的　　 　　　　。

若选用了C、D，则C中盛放的药品为　　　　　 ；D的作用为　　　　　 。

(2)向浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂气制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是

　　　　　 ，写出制纳米级碳酸钙的化学方程式：　　　　　　 。

(3)试设计简单的实验方案，判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级。

答：　　 　　　　　。

14．相同温度下，体积均为0.25　L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：

X₂(g) + 3Y₂(g) 　2XY₃(g) △H＝－92.6 kJ·mol^－1

实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示：

下列叙述不正确的是

A．容器①、②中反应的平衡常数不相等

B．达平衡时，两个容器中XY₃的物质的量浓度均为2 mol·L^－1

C．容器②中反应达到平衡时放出的热量为Q

D．若容器①体积为0.20 L，则达平衡时放出的热量大于23.15 kJ

非 选 择 题

13．短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大，它们的原子序数之和为36，且原子最外层电子数之和为14；A、C原子的最外层电子数之和等于B原子的次外层电子数；A与C，B与D均为同主族元素。下列叙述正确的是

A．在地壳中，C元素的含量位于第一位

B．A、B、D三种元素形成的化合物一定是强酸

C．C元素位于元素周期表中的第3周期第ⅠA族

D．B元素与氢元素形成化合物的化学式一定为H₂B

12．常温下，向20 mL x mol·L^－1 CH₃COOH溶液中逐滴加入等物质的量浓度的NaOH溶液，混合液的pH随NaOH溶液的体积(V)的变化关系如

右图所示(忽略温度变化)。下列说法中正确的是

A．上述 CH₃COOH溶液中：c(H⁺)＝1×10^－3 mol·L^－1

B．图中V₁ ＞20 mL

C．a点对应的溶液中：c (CH₃COO^－)＝c (Na⁺)

D．当加入Na　　　 OH溶液的体积为20 mL时，

溶液中：c (CH₃COOH) + c (H⁺)＞c (OH^－)