【选修3：物质结构与性质】
金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。
（1）基态Ni原子的价电子（外围电子）排布式为 ；
（2）金属镍能与CO形成配合物Ni（CO）4，写出与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式 、 ；
（3）很多不饱和有机物在Ni催化下可与H2发生加成反应。如①CH2＝CH2、②HC≡CH、③
、④HCHO其中碳原子采取sp2杂化的分子有 （填物质序号），HCHO分子的立体结构为 形；
（4）Ni2＋和Fe2＋的半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO FeO（填“＜”或“＞”）；
（5）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如左下图所示。该合金的化学式为 ；
【选做题】本题包括A、B两小题，请选定其中一小题，并在相应的答题区域内作答。若多做，则按A小题评分。
A．[物质结构与性质]
下表为元素周期表的一部分，其中的字母代表相应的元素。
| a |
|||||||||||||||||
| b |
c |
d |
|||||||||||||||
| e |
f |
g |
|||||||||||||||
| h |
I |
（1）元素h的四价阳离子的外围电子排布式为。
（2）元素c、d、e、f的第一电离能（I1）由小到大的顺序为。（用相应元素的元素符号表示）
（3）表中所列的元素之间可以形成多种无机化合物和有机化合物，则它们形成的化合物之一——邻甲基苯甲醛的分子中碳原子轨道的杂化类型为。
1 mol 苯甲醛分子中含有σ键的数目为。
（4）元素d与e形成的化合物常用于制作材料，其原因是。
（5）表中有关元素形成的一种离子和单质d3互为等电子体，则该离子的化学式为。
（6）元素I的合金可用来储存a的单质，该合金的晶胞结构如图所示，则此合金的化学式为。
甲醇是重要的化工原料，在工业生产上的应用十分广泛。
（1）利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后可将H2与CO2转化为甲醇。已知：
光催化制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.5 kJ/mol①
H2与CO2耦合反应：3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l) ΔH＝－137.8 kJ/mol②
则反应：2H2O(l)＋CO2(g) =CH3OH(l)＋3/2O2(g)的ΔH＝kJ/mol。
你认为该方法需要解决的技术问题有（填字母）。
a. 开发高效光催化剂
b. 将光催化制取的H2从反应体系中有效分离，并与CO2耦合催化转化
c. 二氧化碳及水资源的来源供应
（2）工业上由甲醇制取甲醛的两种方法如下（有关数据均为在298 K时测定）：
反应I：CH3OH(g)＝HCHO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋92.09kJ/mol，K1＝3.92×10－11。
反应II：CH3OH(g)＋1/2O2(g)＝HCHO(g)＋H2O(g) ΔH2＝－149.73 kJ/mol，K2＝4.35×1029。
①从原子利用率看，反应（填“I”或“II”。下同）制甲醛的原子利用率更高。从反应的焓变和平衡常数K值看，反应制甲醛更有利。
②下图是甲醇制甲醛有关反应的lgK（平衡常数的对数值）随温度T的变化。图中曲线（1）表示的是反应。
（3）污水中的含氮化合物，通常先用生物膜脱氮工艺进行处理，在硝化细菌的作用下将NH4＋氧化为NO3－（2NH4++3O2＝2HNO2+2H2O +2H+；2HNO2 +O2＝2HNO3）。然后加入甲醇，甲醇和NO3－反应转化为两种无毒气体。
①上述方法中，1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式：。
（4）甲醇燃料电池的工作原理如图所示，则该电池负极的电极反应式为。
(12分)
（1）太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的核外电子排布式。
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能。富勒烯(C60)的结构如图1，分子中碳原子轨道的杂化类型为；1 mol C60分子中σ键的数目为 。科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图2所示。该化合物中的K原子和C60分子的个数比为 。
图1 
图2
（3）砷化镓是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似。
①GaAs晶体中，每个As与个Ga相连。
②第一电离能：AsSe(填“＞”、“＜”或“＝”)。
（4）Na3AsO4可作杀虫剂。AsO43-的空间构型为，与其互为等电子体的一种分子为。
1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体表面合成氨的反应过程，示意如下图：
（1）图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是______，______。
（2）已知：4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H2O(g);ΔH= - 1266.8 kJ/mol
N2(g) + O2(g) =" 2NO(g)" ;ΔH =" +" 180.5kJ/mol， 氨催化氧化的热化学方程式为__________。
（3）500℃下，在A、B两个容器中均发生合成氨的反应。隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动。
①当合成氨在容器B中达平衡时，测得其中含有1.0molN2，0.4molH2，0.4molNH3，此时容积为2.0L。则此条件下的平衡常数为____________；保持温度和压强不变，向此容器中通入0.36molN2，平衡将__________（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
②向A、B两容器中均通入xmolN2和ymolH2，初始A、B容积相同，并保持温度不变。若要平衡时保持N2在A、B两容器中的体积分数相同，则x与y之间必须满足的关系式为____。
(15分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称保险粉，可用于照相业作定影剂，也可用于纸浆漂白作脱氯剂等。实验室可通过Na2S、Na2CO3和SO2共同反应来制取Na2S2O3。
图1图2
（1）写出图1所示装置中三颈瓶中由反应制取Na2S2O3的化学方程式____。
如将分液漏斗中的H2SO4改成浓盐酸，则三颈烧瓶内除Na2S2O3生成外，还有_____(填化学式)杂质生成。
（2）为测定所得保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数，可用标准碘溶液进行滴定，反应方程式为2Na2S2O3＋I2===2NaI＋Na2S4O6。
① 利用KIO3、KI和HCl可配制标准碘溶液。写出配制时所发生反应的离子方程式：___________________。
② 准确称取一定质量的Na2S2O3·5H2O样品于锥形瓶中，加水溶解，并滴加__作指示剂，用所配制的标准碘溶液滴定。滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外，还有_____。
③ 若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测量结果______(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
（3）本实验对Na2S的纯度要求较高，利用图2所示的装置可将工业级的Na2S提纯。已知Na2S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精。提纯步骤依次为：
① 将已称量好的工业Na2S放入圆底烧瓶中，并加入一定质量的酒精和少量水；
② 按图2所示装配所需仪器，向冷凝管中通入冷却水，进 出（用字母“a”、“b”填空）水浴加热；
③ 待_____时，停止加热，将烧瓶取下；
④ ___________________________；
⑤ ________________________；
⑥ 将所得固体洗涤、干燥，得到Na2S·9H2O晶体。