【化学—选修3：物质结构与性质】
氮化钛（ Ti3N4）为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金代替品。以TiCl4为原料，经过一系列反应（如图所示），可以制得Ti3N4和纳米TiO2请回答下列问题：
（1）反应①为置换反应，写出该反应的化学方程式 ；TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl4的空间构型为 。
（2）元素周期表中Ti元素位于第 周期 族。与Ti相邻的元素Zr的基态原子外围电子排布式为 ，
（3）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，纳米Ti02催化的一个实验如图所示。
化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子个数为 ，化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
（4）有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该氮化钛晶胞中含有 个N原子，晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则该氮化钛的密度为 g．cm－3（NA为阿伏加德常数的数值，只列算式）。
有机物H是一种合成药物的中间体，H的合成方案如下：
已知：R-CH=CH2
R-CH2-CH2OH
请回答下列问题：
（1）A是相对分子质量为104的芳香烃，A的分子式为。
（2）鉴别A和C两种有机物试剂为。
（3）F为一氯代物，其核磁共振氢谱有三个吸收峰，则E的结构简式为。
（4）写出B→C的化学方程式：。
（5）写出D和G生成H的化学方程式：。
（6）D的同分异构体中能与FeCl3溶液发生显色反应且能发生银镜反应的有种，写出其中核碰共振氢谱中吸收峰数目最少的结构简式：_____________。
A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次增大。A的最高正价和最低负价的绝对值相等。B的基态原子有3个不同的能级且各能级中电子数相等。D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同，E的基态原子的s能级的电子总数与p能级的电子数相等，F的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的4倍。请回答下列问题：
（1）F的基态原了价电子排布式为。
（2）B、C、D、E的原子的第一电离能由小到大的顺序为。(用元素符号回答)
（3）下列关于B2A2分子和A2D2分子的说法正确的是
A．分子中都含有σ键和π键
B．中心原子都sp杂化
C．都是含极性键和非极性键的非极性分子
D．互为等电子体
E．B2A2分子的沸点明显低于A2D2分子
（4）F2+能与BD分子形成[F(BD)4]2+，其原因是BD分子中含有。
（5）由B、E、F三种元素形成的一种具有超导性的晶体，晶胞如图所示。B位于E和F原子紧密堆积所形成的空隙当中。与一个F原子距离最近的F原子的数目为，该晶体的化学式为。若该晶体的相对分子质量为M，阿伏加德罗常数为NA，B、E、F三种元素的原子半径分别为r1pm、r2pm、r3pm，，则该晶体的密度表达式为g·cm3。
随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。工业主要以二氧化钛为原料冶炼金属钛。
Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备：
方法1：可用含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3，其中Ti元素化合价为+4价）制取，其主要流程如下：
（1）由滤液获得绿矾晶体的操作过程是。
（2）甲溶液中除含TiO2+之外还含有的金属阳离子有。
（3）已知10kg该钛铁矿中铁元素的质量分数为33.6%，能够得到绿矾晶体22.24kg，试计算最少加入铁粉的质量。
方法2：TiCl4水解生成TiO2·XH2O，过滤、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2，此方法制备得到的是纳米二氧化钛。
（4）①TiCl4水解生成TiO2·XH2O的化学方程式为。
②检验TiO2·XH2O中Cl-是否被除净的方法是。
Ⅱ.二氧化钛可用于制取钛单质
（5）TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤如下：
反应②的化学方程式是，该反应成功需要的其他条件及原因是。
二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料气，其储运、燃烧安全性、理论燃烧温度等性能指标均优于液化石油气，也可用作燃烧电池的燃料，具有很好的好展前景。
（1）已知H2、CO和CH3OCH3的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ/mol、-283kJ/mol和-1460.0 kJ/mol，则工业上利用水煤气成分按1:1合成二甲醚的热化学方程式为。
（2）工业上采用电浮远凝聚法处理污水时，保持污水的pH在5.0，通过电解生成Fe(OH)3胶体，吸附不溶性杂质，同时利用阴极产生的H2，将悬浮物带到水面，利于除去。实验室以二甲醚燃料电池模拟该方法设计的装置如下图所示：
①乙装置以熔融碳酸盐为电解质，稀土金属材料为电极。写出该燃料电池的正极电极反应式；下列物质可用做电池熔融碳酸盐的是。
A.MgCO3 B.Na2CO3 C.NaHCO3 D.(NH4)2CO3
②写出甲装置中阳极产物离子生成Fe(OH)3沉淀的离子方程式：。
③已知常温下Kap[Fe(OH)3]=4.0×10—38，电解一段时间后，甲装置中c(Fe3+)=。
④已知：H2S的电离平衡常数：K1=9.1×10—8、K2=1.1×10—12；H2CO3的电离平衡常数：K1=4.31×10—7、K2=5.61×10—11。测得电极上转移电子为0.24mol时，将乙装置中生成的CO2通入200mL 0.2mol/L的Na2S溶液中，下列各项正确的是
A．发生反应的离子方程式为：CO2+S2—+H2O=CO32—+H2S
B．发生反应的离子方程式为：CO2+S2—+H2O=HCO3—+HS—
C．c(Na+)=2[c(H2S)+c(HS—)+c(S2—)]
D．c(Na+)+c(H+)=2c(CO32—)+2c(S2—)+c(OH—)
E．c(Na+)>c(HCO3—)>c(HS—)>c(OH—)
A~H均为短周期元素，A~F在元素周期表中的相对位置如图1所示，G与其它七种元素
| 图1 |
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| A |
B |
C |
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| D |
E |
F |
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| 图2 |
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不在同一周期，H是短周期中原子半径最大的主族元素。由B、G构成的最简单化合物常为氮肥工业和纯碱工业的原料。由上述某些元素组成的物质甲~戊的转化关系如图2所示。请回答下列问题：
（1）已知图2中反应①是复分解反应，生成物中水已略去。
a．若戊是含有18电子的双原子分子，则甲的电子式为：_________。实验室制取气体丙的化学方程式为：___________________________。
b．若甲的水溶液呈碱性，丙的凝胶经干燥脱水后，常用做干燥剂，写出甲的一种用途。
c．若将a和b中甲的饱和溶液混合，会出现白色胶状沉淀，同时伴有刺激性气味的气体产生，则该反应的离子方程式： 。
（2）已知图2中反应①是置换反应，戊是单质，则戊可能是或，分别写出一个对应的反应①的化学方程式、。