A、B、C、D、E、F元素是原子序数依次增大的6种短周期元素-优题课

“9·11”事件已过去多年，但其留给人们的伤害还存在。科学家曾警告说，随着美国世贸大厦的轰然倒下，原来在建筑大厦时用的大量石棉将释放出来污染环境（石棉有毒，能使人患肺癌）。石棉是一种具有压伸强度大、柔韧性强、耐热、耐火焰、耐酸碱腐蚀、价格低廉的硅酸盐。完成下列问题：
（1）有一种石棉叫矿青石棉，其分子式为Na₂Fe₅Si₈O₂₂(OH)₂，其中铁的平均化合价为_______________，铁的氧化物的物质的量分数为____________（铁用氧化物的形式表示）。
（2）研究表明，在硅酸盐中，Al³⁺很容易取代Si⁴⁺，取代后不会引起原硅酸盐结构大的变化。从立体几何的知识看，Al³⁺与Si⁴⁺最直接的关系是__________________________________。

如下图，已知：①单质E可作为半导体材料；②化合物F是不成盐氧化物；③化合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A起反应。

请完成下列问题：
（1）化合物F是___________________。
（2）化合物I是___________________。
（3）反应③的化学方程式是______________________________________________________。
（4）反应④的化学方程式是_____________________________________________________。

叠氮化合物应用广泛，如 $N a N_{3}$ ，可用于汽车安全气囊， $P h C H_{2} N_{3}$ 可用于合成化合物 $V$ （见下图，仅列出部分反应条件 $P h$ -代表苯基）

（1）下列说法不正确的是（填字母）
A.反应①、④属于取代反应
B.化合物I可生成酯，但不能发生氧化反应
C.一定条件下化合物Ⅱ能生成化合物I
D.一定条件下化合物Ⅱ能与氢气反应，反应类型与反应②相同
（2）化合物Ⅱ发生聚合反应的化学方程式为（不要求写出反应条件）
（3）反应③的化学方程式为（要求写出反应条件）
（4）化合物Ⅲ与 $P h C H_{2} N_{3}$ 发生环加成反应成化合物 $V$ ，不同条件下环加成反应还可生成化合物 $V$ 的同分异构体。该同分异物的分子式为，结构式为。
（5）科学家曾预言可合成 $C (N_{3})_{4}$ ，其可分解成单质，用作炸药。有人通过 $N a N_{3}$ 与 $N C - C C l_{3}$ _,反应成功合成了该物质下。列说法正确的是（填字母）。
A.该合成反应可能是取代反应
B. $C (N_{3})_{4}$ 与甲烷具有类似的空间结构
C. $C (N_{3})_{4}$ 不可能与化合物Ⅲ发生环加反应
D. $C (N_{3})_{4}$ 分解爆炸的化学反应方程式可能为： $C (N_{3})_{4_{}} \to C + 6 N_{2}$ ↑

超细氧化铝是一种重要的功能陶瓷原料。
（1）实验室常以 $N H_{4} A l (S O_{4})_{2}$ 和 $N H_{4} H C O_{3}$ 为原料，在一定条件下先反应生成沉淀 $N H_{4} A l O (O H) H C O_{3}$ 该沉淀高温分解即得超细 $A l_{2} O_{3}$ 。 $N H_{4} A l O (O H) H C O_{3}$ 热分解的化学反应方程式。
（2） $N H_{4} A l (S O_{4})_{2}$ $\cdot 12 H_{2} O$ 的相对分子质量为453。欲配制100 $m l p H$ 为2、浓度约为0.1 $m o l / L$ 的 $N H_{4} A l (S O_{4})_{2}$ 溶液,配制过程为
①用托盘天平称量 $N H_{4} A l (S O_{4})_{2}$ $\cdot 12 H_{2} O$ 固体 $g$ ；
②将上述固体置于烧杯中。
（3）在0.1 $m o l / L$ ^{$N H_{4} A l (S O_{4})_{2}$}溶液中，铝各形态的浓度(以 $A l^{3 +}$ 计)的对数（ $l g c$ ）随溶液 $P H$ 变化的关系见下图

①用 $N a O H$ 溶液调节（2）中溶液 $P H$ 至7，该过程中发生反应的离子方程式有。
②请在答题卡的框图中，画出0.01 $m o l / L$ ^{$N H_{4} A l (S O_{4})_{2}$}溶液中铝各形态的浓度的对数 $l g c$ 随溶液 $P H$ 变化的关系图，并进行必要的标注。

光催化制氢是化学研究的热点之一。科学家利用含有呲啶环（呲啶的结构式为，其性质类似于苯）的化合物II作为中间体，实现了循环法制氢，示意图如下（仅列出部分反应条件）：

（1）化合物II的分子式为。
（2）化合物I合成方法如下（反应条件略，除化合物III的结构未标明外，反应式已配平）；

化合物III的名称是。
（3）用化合物V（结构式见右图）代替III作原料，也能进行类似的上述反应，所得有机产物的结构式为。

（4）下列说法正确的是（填字母）

A．

化合物V的名称是间羟基苯甲醛，或2-羟基苯甲醛

B．

化合物I具有还原性；II具有氧化性，但能被酸性高锰酸钾溶液氧化

C．

化合物I、II、IV都可发生水解反应

D．

化合物V遇三氯化铁显色，还可发生氧化反应，但不能发生还原反应

（5）呲啶甲酸酯可作为金属离子的萃取剂。2-呲啶甲酸正丁酯（VI）的结构式见右图，其合成原料2-呲啶甲酸的结构式为；VI的同分异构体中，呲啶环上只有一个氢原子被取代的呲啶甲酸酯类同分异构体有种。