【化学——选修3：物质结构与性质】
氧元素和卤族元素都能形成多种物质，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解。
（1） COCl2的空间构型为 ；溴的价电子排布式为 。
（2）已知CsICl2不稳定，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质，则它按下列 式发生。
A． CsICl2=CsCl+ICl B． CsICl2=CsI+Cl2
（3）根据下表提供的第一电离能数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是 。
（4）下列分子既不存在s-p
键，也不存在p-p
键的是 。
A． HCl B．HF C．SO2 D．SCl2
（5）已知ClO2一为角型，中心氯原子周围有四对价层电子。ClO2－中心氯原子的杂化轨道类型为
，写出CN－的等电子体的分子式 （写出1个）。
（6）钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物品体，其结构如图所示：由此可判断该钙的氧化物的化学式为____ 。已知该氧化物的密度是
g·cm-3，则晶胞离得最近的两个钙离子间的距离为____ cm（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA）。
W、M、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代；M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一。X的某一种单质是大气污染物监测物之一；Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态；Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。
（1）Y3＋基态的电子排布式可表示为。
（2）MX3－的空间构型（用文字描述）。
（3）M可形成多种氢化物，其中MH3的碱性强于M2H4的原因是。
（4）根据等电子原理，WX分子的结构式为。
（5）1 mol WX2中含有的σ键数目为。
（6）H2X分子中X原子轨道的杂化类型为。
（7）向Z2+的溶液中加入过量NaOH溶液，可生成Z的配位数为4的配位离子，写出该配位离子的结构式。
纯碱（化学式为Na2CO3）是一种重要的化工原料。现代化工生产有三种工艺：
一、布兰制碱法。以食盐为原料制碱，该法分三步：
①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠：2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl；
②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠：Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑
③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠：Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS
二、氨碱法即索尔维制碱法。以食盐、氨、二氧化碳为原料，其反应也分三步进行：
①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl
③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
三、候氏制碱法。低温下先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠，再加入细盐末，因同离子效应，低温氯化铵溶解度突然降低，而食盐的溶解度变化不大，所以氯化铵析出而食盐不析出；再用氨饱和后通二氧化碳，结果往返析出NaHCO3和NH4Cl。该法生产的纯碱质量优良，纯白如雪。
（1）通过三种方法的比较，布兰制碱法工艺的缺点有(写两点)。
（2）氨碱法工艺的中循环利用的物质是(填化学式)；产品的副产物NH4Cl既可以做氮肥又可以重新生成氨气。写出NH4Cl与生石灰反应的化学方程式。
（3）候氏制碱法反应的方程式为。
（4）为什么候氏制碱法工艺中先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳。理由是(写两点)。
（5）候氏制碱法产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，用m1表示加热前纯碱样品的质量，m2表示加热后固体的质量。则纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：。
5种固体物质A、B、C、D、E由下表中不同的阴阳离子组成，它们均易溶于水。
| 阳离子 |
Na+ Al3+Fe3+ Cu2+、 Ba2+ |
| 阴离子 |
OH－ Cl－ CO32－ NO3－ SO4－ |
分别取它们的水溶液进行实验，结果如下：
①A溶液与C溶液混合后产生蓝色沉淀，向该沉淀中加入足量稀HNO3，沉淀部分溶解，剩余白色固体；
②B溶液与E溶液混合后产生红褐色沉淀，同时产生大量气体；
③少量C溶液与D溶液混合后产生白色沉淀，过量C溶液与D溶液混合后无现象；
④B溶液与D溶液混合后无现象；
⑤将38.4 g Cu片投入装有足量D溶液的试管中，Cu片不溶解，再滴加1.6 mol·L－1稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现。
（1）据此推断A、C的化学式为：A；C。
（2）写出步骤②中发生反应的化学方程式。
（3）D溶液中滴入石蕊试液，现象是，
原因是(用离子方程式说明)。
（4）步骤⑤中若要将Cu片完全溶解，至少加入稀H2SO4的体积是mL。
（5）现用500 mL 3 mol·L－1的E溶液充分吸收11.2 L CO2气体(标准状况 下)，反应后溶液中各离子的物质量浓度由小到大的顺序为。
（6）若用惰性电极电解A和B的混合溶液，溶质的物质的量均为0.1 mol，请在坐标系中画出通电后阳极产生气体的体积(标准状况下)V与通过电子的物质的量n的关系(不考虑气体溶于水)。
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研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。
（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。
①写出该反应的热化学方程式：。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是。
a．容器中压强不变 b．H2的体积分数不变
c．c(H2)=3c(CH3OH) d．容器中密度不变
e．2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂。
（2）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题：
①该过程是将转化为。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)
②催化剂b表面的电极反应方程式为。
（3）某国科研人员提出了使用氢气和汽油（汽油化学式用C8H18表示）混合燃料的方案，以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用，储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2，该系统反应如下图所示：
解决如下问题：
①写出CaH2的电子式。
②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是：。
③如该系统反应均进行完全，试写出该系统总反应的化学方程式。
为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：
请回答：
（1）绿矾的化学式为。
（2）写出反应①的化学方程式 ，反应②生成沉淀的离子反应方程式 。
（3）为了检测滤液D中含有的金属离子，可设计实验方案为（试剂自选）：。
（4）在滤渣B中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应要快，其原因是。
（5）若考虑绿色化学工艺，在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体，试剂Y为无色液体，则反应④的总化学方程式为；若不考虑绿色化学工艺，所选试剂Y为1mol/L的硝酸，欲使3molCu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4，则需该硝酸的体积L。