X、Y、Z三种短周期元素，其单质在常温下都是无色气体，它们的原子序数之和为16。在适当条件下三种单质直接化合，可发生如右图所示变化。已知一个B分子中含有Z元素的原子个数比 C分子中的Z元素的原子个数少一个。

请回答下列问题：

（1）X、Z两元素也可按1:1组合成另一种物质D，D 的电子式为              ，A与C在一定条件下可生成无污染的物质，请写出该反应的化学方程式                               

（2）X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源（KOH溶液作电解质溶液），两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。则：正极通入的物质名称是        ；负极电极反应式为                       。

（3）X、Y、Z三种元素可组成一种强酸W，C在适当条件下被W溶液吸收生成一种盐。该盐的水溶液pH      7（填“大于”、“小于”或“等于”）其原因是（用离子方程式表示）：      。

（4）已知Y的单质与Z的单质生成C的反应是可逆反应，△H<0。将等物质的量的Y、Z的单质充入一密闭容器中，在适当催化剂和恒温，恒压条件下反应。下列说法中，正确的是      （填写下列各项的序号）。

a．达到化学平衡后，再升高温度，C的体积分数增大

b．达到化学平衡时，Y、Z的两种单质在混合气体中的物质的量之比为1：1

c．反应过程，Y的单质体积分数始终为50%

d．达到化学平衡的过程中，混合气体的密度增大

e．达到化学平衡时，正反应速率与逆反应速率相等

X、Y、Z三种短周期元素，其单质在常温下都是无色气体，它们的原子序数之和为16。在适当条件下三种单质直接化合，可发生如右图所示变化。已知一个B分子中含有Z元素的原子个数比 C分子中的Z元素的原子个数少一个。

请回答下列问题：

（1）X、Z两元素也可按1:1组合成另一种物质D，D 的电子式为               ，A与C在一定条件下可生成无污染的物质，请写出该反应的化学方程式                               

（2）X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源（KOH溶液作电解质溶液），两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。则：正极通入的物质名称是         ；负极电极反应式为                        。

（3）X、Y、Z三种元素可组成一种强酸W，C在适当条件下被W溶液吸收生成一种盐。该盐的水溶液pH      7（填“大于”、“小于”或“等于”）其原因是（用离子方程式表示）：      。

（4）已知Y的单质与Z的单质生成C的反应是可逆反应，△H<0。将等物质的量的Y、Z的单质充入一密闭容器中，在适当催化剂和恒温，恒压条件下反应。下列说法中，正确的是      （填写下列各项的序号）。

a．达到化学平衡后，再升高温度，C的体积分数增大

b．达到化学平衡时，Y、Z的两种单质在混合气体中的物质的量之比为1：1

c．反应过程，Y的单质体积分数始终为50%

d．达到化学平衡的过程中，混合气体的密度增大

e．达到化学平衡时，正反应速率与逆反应速率相等

近年来，许多专家对石灰氮重新进行了深入研究，这也使得石灰氮这一古老的肥料又焕发了新的活力。石灰氮是由Ca、N、C等三种元素组成的盐，其含钙、氮的质量分数分别为50%、35%。石灰氮完全水解后的产物是固体A和气体B，其中B是制取氮肥的主要原料。固体A在高温下分解生成D和气体C。B的催化氧化产物为E和F，F继续氧化后的产物G遇到E生成一种工业强酸。将G和F的混合物溶解在接近零度的水中，即生成亚硝酸的水溶液，该反应可表示如下G+F+H₂O＝2HNO₂（已配平）。请回答下列问题：

（1）石灰氮的化学式为              。

（2）足量B和C与饱和氯化钠溶液的反应是化工生产中生产某种重要化工产品的重要反应，试写出其化学方程式                                       。

（3）亚硝酸（HNO₂）是一种与醋酸酸性相当的弱酸，很不稳定，通常在室温下立即分解。在酸性条件下，当NaNO_2­与KI按物质的量1：1恰好完全反应，且I^— 被氧化为I₂时，含氮产物为         （填化学式）。要得到稳定HNO_­2溶液，可以往冷冻的浓NaNO₂溶液中加入或通入某种物质，下列物质中不适合使用是       （填序号）。

a、磷酸     b、二氧化碳       c、稀硫酸       d、二氧化硫     e、次氯酸

（4）工业废水中的NO₂^— 可用铝粉除去。已知此反应体系中包含Al、NaAlO₂、NaNO₂、NaOH、NH₃、H₂O六种物质。写出上述反应的离子方程式：                  。

近年来，许多专家对石灰氮重新进行了深入研究，这也使得石灰氮这一古老的肥料又焕发了新的活力。石灰氮是由Ca、N、C等三种元素组成的盐，其含钙、氮的质量分数分别为50%、35%。石灰氮完全水解后的产物是固体A和气体B，其中B是制取氮肥的主要原料。固体A在高温下分解生成D和气体C。B的催化氧化产物为E和F，F继续氧化后的产物G遇到E生成一种工业强酸。将G和F的混合物溶解在接近零度的水中，即生成亚硝酸的水溶液，该反应可表示如下G+F+H₂O＝2HNO₂（已配平）。请回答下列问题：
（1）石灰氮的化学式为             。
（2）足量B和C与饱和氯化钠溶液的反应是化工生产中生产某种重要化工产品的重要反应，试写出其化学方程式                                      。
（3）亚硝酸（HNO₂）是一种与醋酸酸性相当的弱酸，很不稳定，通常在室温下立即分解。在酸性条件下，当NaNO_2­与KI按物质的量1：1恰好完全反应，且I^— 被氧化为I₂时，含氮产物为        （填化学式）。要得到稳定HNO_­2溶液，可以往冷冻的浓NaNO₂溶液中加入或通入某种物质，下列物质中不适合使用是      （填序号）。
a、磷酸     b、二氧化碳      c、稀硫酸      d、二氧化硫     e、次氯酸
（4）工业废水中的NO₂^— 可用铝粉除去。已知此反应体系中包含Al、NaAlO₂、NaNO₂、NaOH、NH₃、H₂O六种物质。写出上述反应的离子方程式：                 。

（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：                              。

A.生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO₂、H₂等)与H₂混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。

(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式_________________________。

(2)根据等电子原理，写出CO分子的结构式______________________。

(3)甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu(OH)₂的碱性溶液反应生成Cu₂O沉淀。

①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是_____________________；甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为_____________________。

②甲醛分子的空间构型是_____________________；1 mol甲醛分子中σ键的数目为_____________________。

③在1个Cu₂O晶胞中(结构如图所示)，所包含的Cu原子数目为_____________________。

B.环己酮是一种重要的化工原料，实验室常用下列方法制备环己酮：

环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表：

*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点

(1)酸性Na₂Cr₂O₇溶液氧化环己醇反应的ΔH＜0，反应剧烈将导致体系温度迅速上升，副反应增多。实验中将酸性Na₂Cr₂O₇溶液加到盛有环己醇的烧瓶中，在55～60 ℃进行反应。反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集95～100 ℃的馏分，得到主要含环己酮和水的混合物。

①酸性Na₂Cr₂O₇溶液的加料方式为_____________________。

②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是_____________________。

(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：a.蒸馏，收集151～156 ℃的馏分；b.过滤；c.在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和，静置，分液；d.加入无水MgSO₄固体，除去有机物中少量水。

①上述操作的正确顺序是_______________________(填字母)。

②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需_______________。

③在上述操作c中，加入NaCl固体的作用是_______________________________________

______________________________________________________________________________。

(3)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮，环己酮分子中有______________种不同化学环境的氢原子。

葡萄糖酸锌[(C6H11O6O)2Zn]是一种营养锌强化剂，对婴儿及青少年的智力和身体发育有重要作用。工业上通过如下两步制备：

（1）步骤一：充分反应后，过滤除去CaSO4沉淀。设计一个简单的实验，检验产物葡萄糖酸溶液中是否含有SO42—：????? 。

（2）步骤二：将葡萄糖酸溶液与ZnO混合，使其充分反应后，继续加入葡萄糖酸溶液至pH为5.8，其目的是????? ，下列物质可替代ZnO的是????? (填字母)。

a．NH3·H2O??????? b． Zn(OH)2????????? c．NaOH???????? d．ZnSO4

（3）将最后所得溶液浓缩至原来体积的，加入适量无水乙醇，放置8h以上，经结晶、分离、干燥获得葡萄糖酸锌晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是????? 。

（4）下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算)。

某研究性学习小组欲用粗制硫酸锌溶液（其中含有Fe2+、Cu2+等）制备出活性ZnO，然后再合成葡萄糖酸锌。实验室制备活性ZnO的步骤如下：

①取样，加入适量的KMnO4溶液，微热，调节溶液pH至????? （填写范围），除去溶液中Fe元素。

②加入????? ，过滤，向滤渣中加入适量稀硫酸，继续过滤，将两次滤液合并得较高纯度的硫酸锌溶液。

③将纯碱慢慢加入上述硫酸锌溶液中，得碱式碳酸锌[其化学式为Zn2(OH)2CO3]，同时有无色气体产生。写出该反应的离子方程式：????? 。

④过滤、洗涤，将沉淀灼烧得活性氧化锌。其中灼烧需要的主要仪器有：酒精灯、玻璃棒、三脚架、泥三角、????? 等。