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4．“材料”的發現和使用往往會極大地推動生產、生活的發展，一些材料的出現甚至具有里程碑式劃時代的意義．請回答下列問題：
SiO₂$→_{高溫}^{ⅠC}$Si（粗）$→_{300℃}^{Ⅱ．HCl}$SiHCl₃$→_{1000-1100℃}^{Ⅲ．過量H_{2}}$Si（純）
（1）無機非金屬材料．高純度單晶硅是典型的無機非金屬材料，又稱“半導體”材料，它的發現和使用曾引起計算機的一場“革命”．這種材料可以按下列方法制備：
①寫出步驟I的化學方程式：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑．
②步驟II經過冷凝得到的SiHCl₃（沸點為33.0℃）中含有少量的SiCl₄（沸點為57.6℃）和HCl（沸點為-84.7℃），提純SiHCl₃的實驗方法是蒸餾或分餾，所用到的玻璃儀器除酒精燈、溫度計、錐形瓶外還需要蒸餾燒瓶和冷凝管．
（2）磁性材料．這種黑色材料含有某種鐵的氧化物，請寫出該氧化物溶于稀硫酸溶液的化學方程式Fe₃O₄+4H₂SO₄═FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O，簡述檢驗所得溶液中較高價態陽離子的實驗操作方法取少量該溶液于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，溶液變為紅色，說明溶液中含有Fe³⁺．
（3）激光材料．我國是激光技術先進的國家，紅寶石（Al₂O₃）是最早用于產生激光的材料．請用離子方程式來證明它是一種兩性氧化物：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O．
（4）高分子材料．一種新型高效凈水劑[Al Fe（OH）_nCl_6-n]_m屬于無機高分子材料，它廣泛應用于生活用水和工業污水的處理，其中鐵元素的化合價為+3．
（5）合金材料．取等質量的兩份某鎂鋁合金分別加入足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產生的H₂體積分別為100ml，90ml則該合金中鎂，鋁的質量之比為4：27．
（6）消毒材料．棕黃色強刺激性氣體Cl₂O為國際公認高效安全滅菌消毒劑之一，實驗室可用潮濕的Cl₂與Na₂CO₃反應制取少量Cl₂O，補充完整并配平下列反應方程式：2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O═2NaHCO₃+2NaCl+1 Cl₂O．

3．甲醚作為一種基本化工原料，由于其良好的易壓縮、冷凝、汽化特性，使甲醚在制藥、燃料、農藥等化學工業中有許多獨特的用途．
已知：2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-25kJ•mol^-1，某溫度下的平衡常數為400．此溫度下，在1L的密閉容器中加入CH₃OH，反應到某時刻測得各組分的物質的量濃度如下：

物質	CH3OH	CH3OCH3	H2O
c（mol•L-1）	0.8	1.24	？

①平衡時，c（CH₃OCH₃）等于1.6 mol•L^-1，反應混合物的總能量減少40 kJ．
②若在平衡后的容器中再加入與起始時等量的CH₃OH，請在下圖中畫出CH₃OH的濃度的曲線示意圖．

2．己知反應A（g）+B（g）?C（g）+D（g）的平衡常數K值與溫度的關系如表所示．830℃時，向一個2L的密閉容器中充入0.20molA和0.80molB，4s內v（A）=0.005mol•L^-1•S^-1．下列說法正確的是（　　）

溫度/℃	700	830	1200
K值	1.7	1.0	0.4

	A．	4s時，c（B）為0.76 mol•L-1
	B．	830℃到平衡時，A的轉化率為80%
	C．	達平衡時，升高溫度，平衡正向移動
	D．	1200℃時反應C（g）+D（g）?A（g）+B（g）的平衡常數的值為0.4

1．某溫度下，在一密閉容器中充入一定量CO₂，并加入足量鐵粉，發生反應：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），測得CO₂和CO濃度隨時間的變化如圖所示：
（1）0～8min，v（CO）=0.0625mol•L^-1•min^-1．
（2）下列措施中，能夠改變平衡時c（CO）/c（CO₂）的比值的是AD（填序號）．
A．溫度B．鐵粉的量（足量）C．壓強D．CO的量
（3）已知：反應Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）的平衡常數為K₁；
反應Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）的平衡常數為K₂．不同溫度時K₁、K₂的值如下表：

溫度/K	K1	K2
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

根據表中數據，計算反應CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的K．
①溫度為973K時：K=0.62；
②溫度為1173K時：K=1.29；
③反應CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）是吸熱反應（填“吸熱”或“放熱”）．

20．化學在能源開發與利用中起著重要的作用，如甲醇、乙醇、二甲醚（CH₃OCH₃）等都是新型燃料．
（1）乙醇是重要的化工產品和液體燃料，可以利用下列反應制取乙醇．
2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）△H=a kJ/mol
在一定壓強下，測得上述反應的實驗數據如表．

溫度/K CO2轉化率% $\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$	500	600	700	800
1.5	45%	33%	20%	12%
2.0	60%	43%	28%	15%
3.0	83%	62%	37%	22%

根據表中數據分析：
①上述反應的a小于0（填“大于”或“小于”）．
②在一定溫度下，提高氫碳（即$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$）比，平衡常數K值不變（填“增大”、“減小”、或“不變”）．
（2）催化劑存在的條件下，在固定容積的密閉容器中投入一定量的CO和H₂，同樣可制得乙醇（可逆反應）．該反應過程中能量變化如圖所示：

在一定溫度下，向上述密閉容器中加入1mol CO、3mol H₂及固體催化劑，使之反應．平衡時，反應產生的熱量為Q kJ，若溫度不變的條件下，向上述密閉容器中加入4mol CO、12mol H₂及固體催化劑，平衡時，反應產生的熱量為w kJ，則w的范圍為4Q＜w＜2 （E₂-E₁）．
（3）以乙醇蒸氣、空氣、氫氧化鈉溶液為原料，石墨為電極可構成燃料電池，其工作原理與甲烷燃料電池原理相類似．該電池中負極上的電極反應式是CH₃CH₂OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O．使用上述乙醇燃料電池電解（Pt電極）一定濃度的硫酸銅溶液通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1mol Cu（OH）₂后恰好恢復到電解前的濃度和pH，則乙醇燃料電池在電解過程中轉移電子數是0.4N_A．

19．在周期表中1～36號之間的A、B、C、D、E、F六種元素，它們的原子序數依次增大，已知A與其余五種元素既不同周期也不同主族，B的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代，C元素原子的最外層有3個自旋方向相同的未成對電子，D原子核外電子有8種不同的運動狀態，E元素在第四周期，E的基態原子中未成對電子數是核外電子總數的$\frac{1}{4}$，F元素位于周期表的ds區，其基態原子最外能層只有一個電子．
（1）寫出基態E原子的價電子排布圖3d⁵4s¹．
（2）B、C、D三種元素第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N（用元素符號表示）．
（3）B的最高價氧化物對應的水化物分子中，中心原子的雜化類型為sp²雜化，C的單質與化合物BD是等電子體，根據等電子體原理，寫出化合物BD的電子式．
（4）A₂D的沸點在同族元素中最高，其原因是由于水分子間形成氫鍵，導致沸點升高．A₂D由液態形成晶體時密度減小（填“增大”、“不變”或“減小”），其主要原因水形成晶體時，每個水分子與4個水分子形成氫鍵，構成空間正四面體網狀結構，水分子空間利用率低，密度反而減小．（用文字敘述）．
（5）已知D、F能形成一種化合物，其晶胞的結構如圖所示，則該化合物的化學式為Cu₂O．（用元素符號表示）
若相鄰D原子和F原子間的距離為a cm，阿伏伽德羅常數為N_A，則該晶體的密度為$\frac{27\sqrt{3}}{2{N}_{A}{a}^{3}}$g．cm^-3（用含a、N_A的符號表示）．

18．亞氯酸鈉（NaClO₂）是重要的漂白劑．某小組開展如下實驗，按如圖裝置制取無水NaClO₂晶體，回答下列問題：

已知：NaClO₂飽和溶液在低于38℃時析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃時析出NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）裝置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）已知裝置B中的產物有ClO₂氣體，則B中反應的方程式為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；裝置D中反應生成NaClO₂的化學方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
（3）從裝置D反應后的溶液中獲得無水NaClO₂晶體的操作步驟為：①減壓，55℃蒸發結晶；②趁熱過濾；③用38℃～60℃熱水洗滌；④在在低于60℃條件條件下干燥得到成品．
（4）如果撤去D中的冷水浴，可能導致產品中混有的雜質是NaClO₃和NaCl；
（5）測定樣品中NaClO₂的純度．測定時進行如下實驗：
準確稱一定質量的樣品，加入適量蒸餾水和過量的KI晶體，在酸性條件下發生如下反應：ClO₂^-+4I^-+4H⁺═2H₂O+2I₂+Cl^-將所得混合液稀釋成100mL待測溶液．取25.00mL待測溶液，加入淀粉溶液做指示劑，用c mol•L^-1 Na₂S₂O₃標準液滴定至終點，測得消耗標準溶液體積的平均值為V mL（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）．請計算所稱取的樣品中NaClO₂的質量為90.5c•V•10^-3g．

17．工業生產中產生的SO₂、NO直接排放將對大氣造成嚴重污染．利用電化學原理吸收SO₂和NO，同時獲得 Na₂S₂O₄和 NH₄NO₃產品的工藝流程圖如圖1（Ce為鈰元素）．

請回答下列問題．
（1）取裝置Ⅰ中的吸收液vmL，用cmol/L的酸性高錳酸鉀溶液滴定．判斷滴定終點的方法是滴入最后一滴溶液變為紫紅色，且半分鐘不變色
（2）裝置Ⅱ中NO在酸性條件下生成NO₂^-的 離子方程式NO+Ce⁴⁺+H₂O=Ce³⁺+NO₂^-+2H⁺
（3）含硫各微粒（H₂SO₃、HSO₃^-和SO₃^2-）存在于SO₂與NaOH溶液反應后的溶液中，它們的物質的量分數ω與溶液pH的關系如圖2所示．
下列說法不正確的是D
A．pH=2和 pH=9時的溶液中所含粒子種類不同
B．由圖中數據，可以估算出H₂SO₃的第二級電離平衡常數Ka₂≈10^-7
C．為獲得盡可能純的 NaHSO₃，應將溶液的pH控制在 4～5為宜
D．pH=7時，溶液中c（ Na⁺）＜c （HSO₃^-）+c（SO₃^2-）
（4）裝置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺，其原理如圖3所示．
①圖中B為電源的負（填“正”或“負”）極．
②陽極反應室中發生的主要電極反應式為Ce³⁺-e^-═Ce⁴⁺．

16．工業以NaCl、NH₃、CO₂等為原料先制得NaHCO₃，進而生產出純堿．有關反應的化學方程式為：
NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃；NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
（1）碳酸氫銨與飽和食鹽水反應，能析出碳酸氫鈉晶體的原因是c（填字母標號）．
a．碳酸氫鈉難溶于水             
b．碳酸氫鈉受熱易分解
c．碳酸氫鈉的溶解度相對較小，所以在溶液中首先結晶析出
d．碳酸氫鈉的穩定性大于碳酸鈉
（2）某活動小組根據上述制堿原理，進行碳酸氫鈉的制備實驗．
一位同學將二氧化碳氣體通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實驗裝置如下圖所示（圖中夾持、固定用的儀器未畫出）．

試回答下列有關問題：
（Ⅰ）乙裝置中的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液，其作用是除去CO₂中的HCl氣體；
（Ⅱ）丁裝置中稀硫酸的作用是吸收未反應的NH₃；
（Ⅲ）實驗結束后，分離出NaHCO₃ 晶體的操作是過濾（填分離操作的名稱），
（3）碳酸氫鈉受熱所得固體12.28g與足量的石灰水充分反應，所得沉淀經洗滌、干燥質量為12.00g，則所得固體中碳酸鈉的質量分數為86.3%．

15．實驗室用共沉淀法制備納米級Fe₃O₄的流程如下：

該方法的關鍵為促進晶粒形成，并控制晶體生長．試回答下列問題：
（1）該反應原理的是將一定量的FeCl₃、FeCl₂加入到6mol/L的NaOH溶液中，并調節pH=6時，便可得到黑色的糊狀物Fe₃O₄，試用離子方程式可表示為該反應Fe²⁺+2Fe³⁺+8OH^-=Fe₃O₄+4H₂O．
（2）反應溫度需控制在50℃，其方法是B．
A、酒精燈加熱控制其溫度為50℃B、用水浴加熱，并控制水浴溫度為50℃
（3）從黑色糊狀物的懸濁液中分離出Fe₃O₄的實驗操作是過濾
（4）確認所得Fe₃O₄達到納米級的簡單實驗是做丁達爾效應實驗（用一支激光筆照射所得產物，如有一條光亮的通路，證明已達納米級）．