（12分）本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。

A．《物质结构与性质》2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED）。目前市售LED品片，材质基本以GaAs（砷化镓）、AlGaInP（磷化铝镓铟）、InGaN（氮化铟镓）为主。砷化镓的品胞结构如图10。试回答：

图10

（1）镓的基态原子的电子排布式是               。

（2）砷化镓品胞中所包含的砷原子（白色球）个数为            ，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为               。

（3）下列说法正确的是              （填字母）。

A．砷化镓品胞结构与NaCl相同

B．第一电离能：As>Ga 

C．电负性：As>Ga

D．砷化镓晶体中含有配位键

E．GaP与GaAs互为等电子体

（4）N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是               。

（5）砷化镓可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃时制得。（CH₃）₃Ga中镓原子的杂化方式

为                 。

B．《实验化学》某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。

⑴提出假设 

①该反应的气体产物是CO₂。

②该反应的气体产物是CO。

③该反应的气体产物是          。

⑵设计方案  如图11所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。

图11

⑶查阅资料

氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO₂）饱和溶液混合加热反应制得氮气。

请写出该反应的离子方程式：                          。

⑷实验步骤

①按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；

②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；

③停止通入N₂后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；

④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g；

⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。

步骤②、④中都分别通入N₂，其作用分别为              。

⑸数据处理

试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式                 。 ⑹实验优化  学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。

①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba(OH)₂溶液，其理由是                    。

②从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案：                              。

 

氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业及制造硝酸的原料．为探究氨气的性质，某研究性学习小组做了以下实验：

（1）实验室用A图所示实验装置及化学药品（其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物来制取氨气．
①实验室制取氨气的化学方程式为．
②若用加热碳酸氢铵固体制取纯净的氨气，你认为装置中U型管的作用是．
（2）在实验中发现E装置中的固体由黑色变为红色，可推测氨气具有性．
（3）某同学查阅资料发现Cu₂O粉末也呈红色，因此推测上述红色固体中可能还含有Cu₂O．已知：①Cu₂O是碱性氧化物，在酸性溶液中Cu⁺不稳定，易转化为Cu和Cu²⁺．
②在空气中高温灼烧时：Cu₂O稳定、不分解，而CuO将分解生成Cu₂O和O₂．
现有浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液及pH试纸，而没有其他试剂，请用最简便的实验方法证明红色固体中是否含有Cu₂O．（简述操作方法、现象和结论）
（4）现有一份一定质量Cu和Cu₂O混合物，向其中加入0.4L 3.0mol/L稀硝酸，混合物完全溶解，同时生成4.48L NO（标准状况），向所得溶液中加入一定体积1.0mol/L NaOH溶液恰好使Cu²⁺沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧可得32.0g固体．下列有关说法正确的是【已知：3Cu₂O+14HNO₃（稀）═6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O】：
A．加入NaOH溶液的体积为1.2L
B．Cu和Cu₂O混合物质量为27.2g
C．混合物完全溶解后溶液中n（H⁺）=0.3mol
D．将等质量混合物完全还原至少需标准状况下H₂1.12L．

我省从2013年12月1日零时起，车用汽油升级为“国Ⅳ”标准，汽油中的硫含量下降三分之二，对二氧化硫的排放有了大大的改善，SO₂可以用Fe（ NO₃）₃溶液吸收，某化学兴趣小组对SO₂和 Fe（ NO₃）₃ 溶液的反应[0.1mol/L的Fe（NO₃）₃ 溶液的 pH=2]做了相应探究．
探究Ⅰ：
（1）某同学进行了下列实验：取12.8g铜片和20mL 18mol?L^-1的浓硫酸放在三颈瓶中共热，直至反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，同时根据所学的知识同学们认为还有较多的硫酸剩余．
①配制1mol/L的Fe（NO₃）₃溶液，需准确称量一定质量的Fe（NO₃）₃固体，在烧杯中溶解恢复到室温后，将溶液转移到容量瓶中，再经过洗涤、定容、摇匀可配得溶液，请回答将溶液转移至容量瓶中的操作方法
②装置A中反应的化学方程式是．
③该同学设计求余酸的物质的量实验方案是测定产生气体的量．其方法有多种，请问下列方案中不可行的是 （填字母）．
A．将产生的气体缓缓通过预先称量的盛有碱石灰的干燥管，结束反应后再次称重
B．将产生的气体缓缓通入足量Na₂S溶液后，测量所得沉淀的质量
C．用排饱和NaHSO₃溶液的方法测定其产生气体的体积（折算成标准状况）
探究Ⅱ：
（2）为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是．
（3）装置B中产生了白色沉淀，分析B中产生白色沉淀的原因，提出下列三种猜想：
猜想1：SO₂与Fe³⁺反应；
猜想2：在酸性条件下SO₂与NO₃^-反应；
猜想3：；
①按猜想1，装置B中反应的离子方程式是，证明该猜想1中生成的还原产物，某同学取少量溶液滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，紫红色褪去，请分析该同学做法是否正确（填“正确”或“不正确”），理由是．
②按猜想2，只需将装置B中的Fe（NO₃）₃溶液替换为等体积的下列某种溶液，在相同条件下进行实验．应选择的替换溶液是 （填序号）．
a．1mol/L稀硝酸  b．pH=1的FeCl₃溶液 c．6.0mol/L NaNO₃和0.2mol/L盐酸等体积混合的溶液．

氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业及制造硝酸的原料。为探究氨气的性质，某研究性学习小组做了以下实验：

⑴ 实验室用A图所示实验装置及化学药品（其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物来制取氨气。

① 实验室制取氨气的化学方程式为                                             。

② 若用加热碳酸氢铵固体制取纯净的氨气，你认为装置中U型管的作用是

                                                              。

⑵ 在实验中发现E装置中的固体由黑色变为红色，可推测氨气具有            性。

⑶ 某同学查阅资料发现Cu₂O粉末也呈红色，因此推测上述红色固体中可能还含有Cu₂O。已知：① Cu₂O是碱性氧化物，在酸性溶液中Cu⁺不稳定，易转化为Cu和Cu²⁺。

② 在空气中高温灼烧时：Cu₂O稳定、不分解，而CuO将分解生成Cu₂O和O₂。

现有浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液及pH试纸，而没有其他试剂，请用最简便的实验方法证明红色固体中是否含有Cu₂O。（简述操作方法、现象和结论）

⑷ 现有一份一定质量Cu和Cu₂O混合物，向其中加入0.4L 3.0mol/L稀硝酸，混合物完全溶解，同时生成4.48L NO（标准状况），向所得溶液中加入一定体积1.0mol/L NaOH溶液恰好使Cu²⁺沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧可得32.0g固体。下列有关说法正确的是【已知：3Cu₂O + 14HNO₃（稀）     6Cu(NO₃)₂ + 2NO↑+ 7H₂O】___________

A．加入NaOH溶液的体积为1.2L

B．Cu和Cu₂O混合物质量为27.2g

C．混合物完全溶解后溶液中n(H⁺)=0.3mol

D．将等质量混合物完全还原至少需标准状况下H₂1.12L