某實(shí)驗(yàn)小組用下圖所示裝置制備一硝基甲苯（包括對硝基甲苯和鄰硝基甲苯）

反應(yīng)原理：

實(shí)驗(yàn)步驟：①濃硫酸與濃硝酸按體積比1：3配制混合溶液（即混酸）共40mL；

②在三頸瓶中加入13g甲苯（易揮發(fā)），按圖所示裝好藥品和其他儀器；

③向三頸瓶中加入混酸；

④控制溫度約為50℃-55℃，反應(yīng)大約10min，三頸瓶底有大量淡黃色油狀液體出現(xiàn)；

⑤分離出一硝基甲苯，經(jīng)提純最終得到對硝基甲苯和鄰硝基甲苯共15g。

相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如下：

（1）儀器A的名稱是________。

（2）配制混酸的方法是 。

（3）若實(shí)驗(yàn)后在三頸瓶中收集的產(chǎn)物較少，可能的原因是： 。

（4）本實(shí)驗(yàn)采用水浴加熱，水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是 。

（5）分離反應(yīng)后產(chǎn)物的方案如下：

操作1的名稱是 ，操作2中不需要用到下列儀器中的 。（填序號）

a.冷凝管

b.酒精燈

c.溫度計(jì)

d.分液漏斗

e.蒸發(fā)皿

（6）本實(shí)驗(yàn)中鄰、對硝基甲苯的產(chǎn)率為________（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字）。

某工廠廢棄的釩渣中主要含V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等，現(xiàn)從該釩渣回收V2O5的工藝流程示意圖如下：

（已知：沉淀為(NH4)2V6O16，全釩液流儲能電池是利用不同價(jià)態(tài)離子對氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，②、③的變化過程可簡化為（下式R表示VO2+，HA表示有機(jī)萃取劑）。

R2(SO4)n(水層)+2nHA(有機(jī)層)2RAn(有機(jī)層) + nH2SO4(水層)

回答下列問題：

（1）(NH4)2V6O16中釩（V）的化合價(jià)為 ，①中產(chǎn)生的廢渣的主要成分是 。

（2）工藝中反萃取所用的X試劑為 。

（3）為提高②中萃取效率，應(yīng)采取的措施是 。

（4）請完成④中的反應(yīng)離子方程式：

（5）成品V2O5可通過鋁熱反應(yīng)來制取金屬釩，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

（6）將兩個(gè)全釩液流儲能電池串聯(lián)后作為電源，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，裝置如下：

b為電解池的 極，全釩液流儲能電池正極的電極反應(yīng)式為 ；

若通過消毒液發(fā)生器的電子為0.2 mol，則消毒液發(fā)生器中理論上最多能產(chǎn)生 gNaClO。

（14分）CO和H2的混合氣體俗稱合成氣，是一種重要的工業(yè)原料氣，工業(yè)上利用天

然氣（主要成分為CH4）與水進(jìn)行高溫重整制備合成氣。

（1）已知：CH4、H2和CO的燃燒熱(△H)分別為－890.3kJ/mol、－285.8kJ/mol和－283.0kJ/mol，且1mol液態(tài)水汽化時(shí)的能量變化為44.0kJ。用1 m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的甲烷與水蒸氣在高溫下反應(yīng)制取合成氣所需的熱量為 （保留整數(shù)）。

（2）在一定溫度下，向體積為2L的密閉容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g)，測得CH4(g)和H2(g)的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化如下表所示：

①計(jì)算該反應(yīng)第一次達(dá)平衡時(shí)的平衡常數(shù)K 。

②3min時(shí)改變的反應(yīng)條件是 （只填一種條件的改變即可）。

（3）已知溫度、壓強(qiáng)、投料比X[n(CH4)/n(H2O)]對該反應(yīng)的影響如圖所示。

①圖1中的兩條曲線所示投料比的關(guān)系X1 X2(填“=”、“>”或“<”下同)。

②圖2中兩條曲線所示的壓強(qiáng)比的關(guān)系：P1 P2。

（4）以天然氣（設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)）、KOH溶液為原料可設(shè)計(jì)成燃料電池：

①放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為 。

②設(shè)裝置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液，放電時(shí)參與反應(yīng)的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為8.96L，放電過程中沒有氣體逸出，則放電完畢后，所得溶液中各離子濃度由大到小的關(guān)系為 。

【化學(xué)——選修2：化學(xué)與技術(shù)】（15分）

某礦石中除含SiO2外，還有9.24% CoO、2.78% Fe2O3、0.96% MgO、0.084 % CaO，從該礦石中提取鈷的主要工藝流程如下：

（1）在一定濃度的H2SO4溶液中，鈷的浸出率隨時(shí)間、溫度的變化如圖所示。考慮生產(chǎn)成本和效率，最佳的浸出時(shí)間為 小時(shí)，最佳的浸出溫度為 ℃。

（2）請配平下列除鐵的化學(xué)方程式：

Fe2(SO4)3+ H2O+ Na2CO3= Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+ Na2SO4+ CO2↑

（3）“除鈣、鎂”的原理反應(yīng)如下：MgSO4+2NaF=MgF2↓+Na2SO4；

CaSO4+2NaF=CaF2↓+Na2SO4。已知KSP(CaF2)=1.11×10-10、KSP(MgF2)=7.40×10-11，加入過量NaF溶液反應(yīng)完全后過濾，則濾液中的c(Ca2+)/c(Mg2+)= 。

（4）“沉淀”中含雜質(zhì)離子主要有 ；“操作X”名稱為 。

（5）某鋰離子電池正極是LiCoO2，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。充電時(shí)，Li+還原為Li，并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳-6(C6)中，電池反應(yīng)為LiCoO2 + C6 CoO2 + LiC6。LiC6中Li的化合價(jià)為 價(jià)。若放電時(shí)有1mole－轉(zhuǎn)移，正極質(zhì)量增加 g。

【化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（15分）

目前半導(dǎo)體生產(chǎn)展開了一場“銅芯片”革命——在硅芯片上用銅代替鋁布線，古老的金屬銅在現(xiàn)代科技應(yīng)用上取得了突破，用黃銅礦(主要成分為CuFeS2)生產(chǎn)粗銅，其反應(yīng)原理如下：

（1）基態(tài)銅原子的外圍電子層排布為__________________，硫、氧元素相比，第一電離能較大的元素是________(填元素符號)。

（2）反應(yīng)①、②中均生成有相同的氣體分子，該分子的中心原子雜化類型是________，其立體結(jié)構(gòu)是______________。

（3）某學(xué)生用硫酸銅溶液與氨水做了一組實(shí)驗(yàn)：CuSO4溶液藍(lán)色沉淀沉淀溶解，得到深藍(lán)色透明溶液。寫出藍(lán)色沉淀溶于氨水的離子方程式_______________________；深藍(lán)色透明溶液中的陽離子內(nèi)存在的化學(xué)鍵類型有 。

（4）銅是第四周期最重要的過渡元素之一，其單質(zhì)及化合物具有廣泛用途，銅晶體中銅原子堆積模型為_____________；銅的某種氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，若該晶體的密度為d g/cm3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶胞中銅原子與氧原子之間的距離為________cm。((用含d和NA的式子表示)。

【化學(xué)——選修5：有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)】（15分）

芳香化合物A是一種基本化工原料，可以從煤和石油中得到。OPA是一種重要的有機(jī)化工中間體。A、B、C、D、E、F和OPA的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下所示：

已知：

回答下列問題：

（1）A的化學(xué)名稱是 ；

（2）由A生成B 的反應(yīng)類型是 。在該反應(yīng)的副產(chǎn)物中，與B互為同分異構(gòu)體的化合物的結(jié)構(gòu)簡式為 ；

（3）寫出C所有可能的結(jié)構(gòu)簡式 ；

（4）D（鄰苯二甲酸二乙酯）是一種增塑劑。請用A和不超過兩個(gè)碳的有機(jī)物及合適的無機(jī)試劑為原料，經(jīng)兩步反應(yīng)合成D。用結(jié)構(gòu)簡式表示合成路線

合成路線流程圖示例如下：

（5）E→F的化學(xué)方程式為 ；

（6）芳香化合物G是E的同分異構(gòu)體，G分子中含有醛基、酯基和醚基三種含氧官能團(tuán)，G可能的同分異構(gòu)體有 種，寫出核磁共振氫譜中峰面積比3∶2∶2∶1的化合物的結(jié)構(gòu)簡式_________________

化學(xué)與能源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)生活等密切相關(guān)。下列敘述錯(cuò)誤的是

A．光催化水制氫比電解水制氫更節(jié)能環(huán)保

B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可減少白色污染

C．開發(fā)利用可再生能源，可減少化石燃料的使用

D．改進(jìn)汽車尾氣凈化技術(shù)，可減少大氣污染物的排放

四種短周期元素在周期表中的位置如圖，其中只有M為金屬元素。下列說法正確的是

A．原子半徑Z>Y

B．X的最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Z的強(qiáng)

C．M與Z形成的化合物中只存在離子鍵

D．M的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物不能與NaOH溶液反應(yīng)

下列離子方程式正確的是

A．向NH4HCO3溶液中加過量NaOH溶液并加熱：

B．用KIO3氧化酸性溶液的KI：==

C．向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸：==

D．用稀硝酸洗滌試管內(nèi)壁的銀鏡：==

鎂鋁合金5.4g溶于過量的熱濃硝酸中，反應(yīng)產(chǎn)生11.2 LNO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，若在反應(yīng)后溶液中加入過量的氫氧化鈉溶液，則生成沉淀質(zhì)量為

A．4．5g B．6 g C．8．7g D．13．9g