（10分） 生物相容性好、抗凝血性优良的纳米医用材料的分子设计、合成、表征及其在生物体内构效关系与机理研究，是当今世界材料、生物、医学、药学及其相关交叉学科研究领域的前沿。聚氨酯（Polyurethane，PU）指的是主链上含有氨基甲酸酯（-NHCOO-）特征基团的一类高聚物，由多异氰酸酯与聚醚型或聚酯型多元醇反应制得（-N=C=O + HO → -NHCOO-）, 聚氨酯弹性体兼具良好的生物稳定性和抗凝血性，大量的聚醚型聚氨酯被用作人工心脏瓣膜、人造血管等医用材料。

2004年日本化学家以4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯（OCN-R-NCO，MDI）、聚四氢呋喃醚二醇（）、三乙基胺[N(CH₂CH₃)₃]、二羟甲基丙酸[HOCH₂C（CH₂OH）(CH₃)CO₂H]（以上原料的物质的量比为4：2：1：1）为原料，经两步合成了一种带正电的羧氨两性离子修饰的PU纳米（APU）微乳液（如图1中示意图所示）。中国科学工作者，在此基础上得到了分布均匀的纳米粉末及其固体核磁图谱（见图1所示）；证明了该纳米表面的结构；并进一步对其进行了磷酸化表面构建（如图2-3所示），得到带负电的纳米粒子（APU-PO₄^3-）。该APU-PO₄^3-纳米粒子粉体，其粒径分散窄，结构和性能稳定，并具有良好的生物相容性和抗凝血性能。

医学研究工作者对此生物相容性好的纳米材料提出了希望：即在其内包入生物学示踪物Co，而使其能成为生物体内医用失踪材料。古希腊人曾将Co缓慢溶解在HCl中，利用其所得的化合物B制造有色玻璃；但在B溶液中NaOH，会先出现蓝色沉淀C，后出现粉红色沉淀D，最后慢慢转化为棕褐色E；在B溶液中滴加同浓度的氨水，会先出现蓝色沉淀C，后沉淀C溶解并最后慢慢转化为橙黄色溶液F； Co的金属有机化合物在有机合成和工业均相催化过程中有重要应用价值。如苯乙炔Co配合物，Co₂(PhC₂Ph)(CO)₆ 。

问题：根据上述条件

11-1 请写出带正电的APU 纳米微乳液的合成反应方程式；

11-2 回答常温条件下PO₄^3-与APU纳米微乳液有几种可能结合方式，实验依据是什么？PO₄^3-在APU纳米微乳液中最靠近那个基团（可以在图1 中标出）？

11-3 请写出B-F 物质的分子式；

B___________；C___________；D___________；E___________；F___________；

11-4 请画出配合物Co₂ (PhC₂Ph)(CO)₆结构示意图。

 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　　       ，

Fe^3＋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　　       。

（16分）等电子原理的基本观点是：原子数相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的化学键类型和空间构型，互称为等电子体。等电子体的结构相似，物理性质相近。如：N₂、CO与C₂^2－、CN^－为等电子体。
（1）已知CaC₂为离子化合物，则CaC₂的电子式为                。
（2）聚丙烯腈俗称人造羊毛，由丙烯腈分子CH₂=CH—CN经聚合反应生成；则CH₂=CH—CN中C原子的杂化方式为         ；分子中σ键和π键数之比为          。
（3）CO常与过渡金属原子M形成配合物M(CO)_n ，其中满足中心原子价电子数与配位体提供电子总数之和为18，若M为Fe，则n=       。
（4）CO与N₂的结构相似，分子中含有共价三键，可表示为C≡O ；下表是两者的键能数据（单位：kJ·mol^－1）

 选做题

本题有A、B两题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容，每题12分。请选择其中一题作答，若两题都作答，则以A题得分计入总分。

20A．过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

  （1）应用于合成氨反应的催化剂（铁）的表面上存在氮原子，右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子）。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为       。

  （2）现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为：[Fe₂(OH）_n(SO₄）_3-n／2]_m，n<5，m<10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是     。（填序号）  

    A．PFS中铁显+3价          

    B．铁原子的价电子排布式是3d⁶4s²

    C．由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程

    D．由下表可知气态Fe²⁺再失去一个电子比气态Mn²⁺再失去一个电子难

  （3）铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬（Ⅲ）与甲基丙烯酸根的配合物为：

①该化合物中存在的化学键类型有                                    。

②该化合物中一个Cr的配位数为       。

③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有              。

④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，与H₂O分子互为等电子体的微粒是    。（填一种即可）

⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是

____  。（填元素符号）

在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间也能发生聚合反应，生成少量聚合物(副产物）。合成乙酰水杨酸的实验步骤如下：

①向150mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后，控制温度在85℃～90℃条件下反应5～10 min，然后冷却，即有乙酰水杨酸晶体析出。

②减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上，在空气中风干。

③将粗产品置于100 mL烧杯中，搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌2～3 min，直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤，用5～10 mL蒸馏水洗涤沉淀。合并滤液于烧杯中，不断搅拌，慢慢加入15 mL 4mol / L盐酸，将烧杯置于冰水中冷却，即有晶体析出。抽滤，用冷水洗涤晶体1～2次，再抽干水分，即得产品。

  （1）第①步中，要控制温度在85℃～90℃，应采用的加热方法是   ，用这种方法加热需要的玻璃仪器有     。

  （2）在第②步中，用冷水洗涤晶体，其目的是    、   。

  （3）在第③步中，加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是    ，加入盐酸的作用是    。

  （4）如何检验产品中是否混有水杨酸？       。

 选做题

本题有A、B两题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容，每题12分。请选择其中一题作答，若两题都作答，则以A题得分计入总分。

20A．过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

   （1）应用于合成氨反应的催化剂（铁）的表面上存在氮原子，右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子）。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为       。

   （2）现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为：[Fe₂(OH）_n(SO₄）_3-n／2]_m，n<5，m<10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是     。（填序号）  

    A．PFS中铁显+3价          

    B．铁原子的价电子排布式是3d⁶4s²

    C．由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程

    D．由下表可知气态Fe²⁺再失去一个电子比气态Mn²⁺再失去一个电子难

   （3）铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬（Ⅲ）与甲基丙烯酸根的配合物为：

①该化合物中存在的化学键类型有                                     。

②该化合物中一个Cr的配位数为       。

③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有              。

④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，与H₂O分子互为等电子体的微粒是    。（填一种即可）

⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是

____   。（填元素符号）

在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间也能发生聚合反应，生成少量聚合物(副产物）。合成乙酰水杨酸的实验步骤如下：

①向150 mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后，控制温度在85℃～90℃条件下反应5～10 min，然后冷却，即有乙酰水杨酸晶体析出。

②减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上，在空气中风干。

③将粗产品置于100 mL烧杯中，搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌2～3 min，直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤，用5～10 mL蒸馏水洗涤沉淀。合并滤液于烧杯中，不断搅拌，慢慢加入15 mL 4mol / L盐酸，将烧杯置于冰水中冷却，即有晶体析出。抽滤，用冷水洗涤晶体1～2次，再抽干水分，即得产品。

   （1）第①步中，要控制温度在85℃～90℃，应采用的加热方法是    ，用这种方法加热需要的玻璃仪器有     。

   （2）在第②步中，用冷水洗涤晶体，其目的是    、    。

   （3）在第③步中，加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是     ，加入盐酸的作用是    。

   （4）如何检验产品中是否混有水杨酸？       。