【化学－选修3物质结构与性质】(15分）早期发现的一种天然二-优题课

次磷酸( $H_{3} P O_{2}$ )是一种精细化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：
（1） $H_{3} P O_{2}$ 是一元中强酸，写出其电离方程式：
（2） $H_{3} P O_{2}$ 及 $N a H_{2} P O_{2}$ )均可将溶液中的银离子还原为银单质，从而可用于化学镀银。
①( $H_{3} P O_{2}$ )中，磷元素的化合价为
②利用( $H_{3} P O_{2}$ )进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4︰1，则氧化产物为：(填化学式)
③ $N a H_{2} P O_{2}$ 是正盐还是酸式盐？其溶液显性(填弱酸性、中性、或者弱碱性)
（3）( $H_{3} P O_{2}$ )的工业制法是：将白磷( $P_{4}$ )与氢氧化钡溶液反应生成 $P H_{3}$ 气体和 $B a (H_{2} P O_{2})$ ，后者再与硫酸反应，写出白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式：
（4）( $H_{3} P O_{2}$ )也可以通过电解的方法制备。工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：

①写出阳极的电极反应式
②分析产品室可得到 $H_{3} P O_{2}$ 的原因
③早期采用"三室电渗析法"制备 $H_{3} P O_{2}$ ，将"四室电渗析法"中阳极室的稀硫酸用 $H_{3} P O_{2}$ 稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是杂质。该杂质产生的原因是：

立方烷（）具有高度的对称性．高致密性．高张力能及高稳定性等特点，因此合成立方烷及其衍生物成为化学界关注的热点。下面是立方烷衍生物I的一种合成路线：

回答下列问题：
$C$ 的结构简式为， $E$ 的结构简式为。
③的反应类型为，⑤的反应类型为
化合物 $A$ 可由环戊烷经三步反应合成：

反应1的试剂与条件为；反应2的化学方程式为；反应3可用的试剂为。
在I的合成路线中，互为同分异构体的化合物是（填化合物代号）。
I与碱石灰共热可转化为立方烷。立方烷的核磁共振氢谱中有个峰。
立方烷经硝化可得到六硝基立方烷，其可能的结构有种。

周期表前四周期的元素 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 、 $d$ 、 $e$ ，原子序数依次增大。 $a$ 的核外电子总数与其电子层数相同， $b$ 的价电子层中的未成对电子有3个， $c$ 的最外层电子数为其内层电子数的3倍， $d$ 与 $c$ 同主族， $e$ 的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：
（1） $b$ 、 $c$ 、 $d$ 中第一电离能最大的是（填元素符号）， $e$ 的价层电子轨道示意图为。
（2） $a$ 和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是（填化学式，写两种）。
（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是；酸根呈三角锥结构的酸是。（填化学式）
（4） $c$ 和 $e$ 形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则 $e$ 离子的电荷为。
（5）这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图2所示）。该化合物中阴离子为，阳离子中存在的化学键类型有；该化合物加热时首先失去的组分是，判断理由是。

将海水淡化和与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺提取其他产品。
回答下列问题：
（1）下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是（填序号）。
①用混凝法获取淡水 ②提高部分产品的质量
③优化提取产品的品种 ④改进钾．溴．镁的提取工艺
（2）采用"空气吹出法"从浓海水中吹出 $B r_{2}$ ，并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是： $B r_{2} + N a_{2} C O_{3} + H_{2} O \to N a B r + N a B r O_{3} + 6 N a H C O_{3}$ ，吸收1 $m o l B r_{2}$ 时转移的电子为 $m o l$ 。
（3）海水提镁的一段工艺流程如下图：

浓海水的主要成分如下：

该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为，产品2的化学式为，1 $L$ 浓海水最多可得到产品2的质量为 $g$ 。
（4）采用石墨阳极．不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式。

（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第周期．第族； $P b O_{2}$ 的酸性比 $C O_{2}$ 的酸性（填"强"或"弱"）。
（2） $P b O_{2}$ 与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为。
（3） $P b O_{2}$ 可由 $P b O$ 与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为； $P b O_{2}$ 也可以通过石墨为电极， $P b (N O_{3})_{2}$ 和 $C u (N O_{3})_{2}$ 的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为，阴极上观察到的现象是；若电解液中不加入Cu(NO₃)₂，阴极发生的电极反应式为，这样做的主要缺点是。
（4） $P b O_{2}$ 在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的 $a$ 点为样品失重的4.0 $%$ （即样品起始质量- $a$ 点固体质量/样品起始质量×100 $%$ ）的残留固体。若 $a$ 点固体组成表示为 $P b O x$ 或 $m$ $P b O_{2}$ · $n P b O$ ，列式计算 $x$ 值和 $m : n$ 值。