(共6分) 實(shí)驗(yàn)室制備少量硅一般采用鎂粉還原SiO₂的方法，然后用稀鹽酸洗滌產(chǎn)品以除去雜質(zhì)。某同學(xué)在進(jìn)行上述操作時，在制得的產(chǎn)品中加HCl洗滌時突然起火。

(1) 請用化學(xué)方程式解釋：

①稀鹽酸洗滌產(chǎn)品可除去哪些主要雜質(zhì)?

②為什么加HCl洗滌時突然起火?

(2) 請?jiān)O(shè)計一個實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你的解釋。(不必畫出裝置圖，也不必指出具體化學(xué)藥品，不要寫方程式，只要簡明指出方法。)

(共8分)在元素周期表中，位于金屬錳(Mn)之下的是锝(Tc)和錸(Re)。錸是1925年由W.Noddack等人發(fā)現(xiàn)的，并以萊茵河的名字給她取名為錸。高錸酸的氧化性比高錳酸弱的多，用稀HNO₃氧化Re³⁺即可得之。

(1) 在乙二銨水溶液中，用金屬鉀K與KReO₄反應(yīng)可得到無色化合物A，已知該化合物含K 28.59％，含Re 68.09％，則A的化學(xué)式為                                 ；

反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                                        。

(2) 你認(rèn)為化合物A是順磁性還是抗磁性的?為什么?

(共9分)BaTiO₃是一種重要的無機(jī)功能材料，工業(yè)上常用以下方法制得：將BaCl₂、TiCl₄、H₂O和H₂C₂O₄混合反應(yīng)后，經(jīng)洗滌、干燥后得一組成為Ba 30.50％、Ti 10.70％、C 10.66％、H 1.81％的白色粉末A，進(jìn)一步熱分解A即可得BaTiO₃。用熱分析儀測定A的熱解過程，得下圖所示的質(zhì)量―溫度關(guān)系曲線：

圖中400K、600K和900K時對應(yīng)的樣品的質(zhì)量分別為8.38mg、5.68mg和5.19mg

試回答：

(1) A的化學(xué)式為                                   ；

(2) 在600K時樣品的組成為                                                  ；

(3) 晶體結(jié)構(gòu)分析表明，BaTiO₃為立方晶體，晶胞參數(shù)a=7.031Å，一個晶胞中含有一個BaTiO₃‘‘分子”。畫出BaTiO₃的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，分別指出Ba²⁺、Ti(IV)、O^2－三種離子所處的位置及其配位情況。

(共6分)比卡魯胺(Bicalutamide)是捷利康公司開發(fā)的一個較新的非甾體抗雄激素類藥物，商品名為康士得(Casodex)，它是一個純抗雄激素藥物，作用特異性強(qiáng)，口服有效，給藥方便，受性好，且有較長的半衰期。由于其獨(dú)特的療效，目前已用于晚期前列腺癌的聯(lián)合治療�？凳康玫那绑wA結(jié)構(gòu)式為：

為原料合成A，其它試劑任選，寫出A的合成路線：

(共8分)一種喹諾酮類抗菌化合物1－(2－吡啶基)－6－氟－1,4－氫－4－氧代－7－(1－哌嗪基)喹啉－3－羧酸可經(jīng)如下步驟合成：

回答下列問題：

(1) 寫出B、D、E的結(jié)構(gòu)式：

    B                         D                      E                        

(2) 簡述H₃BO₃在此起什么作用?

(共9分)傳統(tǒng)的有機(jī)反應(yīng)中，有機(jī)溶劑的毒性和難以回收使之成為對環(huán)境有害的因素。因此，使用水作為反應(yīng)介質(zhì)將成為發(fā)展?jié)崈艉铣傻闹匾�途徑。水相有機(jī)合成的一個重要進(jìn)展是應(yīng)用于有機(jī)金屬類反應(yīng)，其中有機(jī)銦試劑是成功的實(shí)例之一。已知

Chan等人通過該類反應(yīng)非常簡捷地合成了(+)－KDN()。反應(yīng)過程如下：

    此類反應(yīng)的另一優(yōu)點(diǎn)是碳水化合物的多個羥基官能團(tuán)在碳―碳鍵形成過程中無需保護(hù)。

(1) 寫出A、B、C的構(gòu)造式，A                     B                     C                         ；

(2) D化合物的系統(tǒng)命名為                                                    ；

(3) 原料甘露糖能不能產(chǎn)生變旋作用?                          。

(共5分)不對稱催化合成反應(yīng)研究是當(dāng)今有機(jī)化學(xué)研究中最熱門的前沿研究領(lǐng)域，這類反應(yīng)的特點(diǎn)是使用少量的手性化合物為催化劑，把非手性的有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為具有光學(xué)活性的手性化合物。三位有機(jī)化學(xué)家因在此研究領(lǐng)域內(nèi)的卓越貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾化學(xué)獎。下面是不對稱催化合成反應(yīng)的一個例子：

三甲基硅腈在手性鑭配合物的催化下，與苯甲醛發(fā)生親核加成反應(yīng)，產(chǎn)物水解之后得到手性化合物A及少量的其對映異構(gòu)體，請回答以下問題：

    (1) 如若此親核加成反應(yīng)的決速步驟是氰基負(fù)離子(CN^－)對醛基的加成，試推測：當(dāng)對硝基苯甲醛在同樣條件下進(jìn)行此反應(yīng)時，反應(yīng)速率比苯甲醛快還是慢?為什么?

    (2) 化合物A在鹽酸水溶液中回流，轉(zhuǎn)化為酸性化合物B，其分子式為C₈H₈O₃，請畫出化合物B的結(jié)構(gòu)式，已知A結(jié)構(gòu)式是S構(gòu)型，請用系統(tǒng)命名法命名B。

(共14分)氟是一種氧化性極強(qiáng)的非金屬元素，它甚至能與稀有氣體氙反應(yīng)生成XeF₂、XeF₄、XeF₆等固體，這些固體都極易與水反應(yīng)。其中XeF₂與H₂O僅發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而XeF₄與H₂O反應(yīng)時，有一半的XeF₄與H₂O發(fā)生氧化還原反應(yīng)，另一半則發(fā)生歧化反應(yīng)：3Xe(Ⅳ)→Xe+2Xe(Ⅵ)。XeF₆則發(fā)生非氧化還原反應(yīng)完全水解。試回答下列問題：

(1) 寫出XeF₄與H₂O反應(yīng)的方程式                                             ；

(2) 14.72gXeF₆完全水解后，再加入100mL 0.600mol?L^－1 Mn²⁺的水溶液，反應(yīng)完全后，放出的氣體干燥后再通過紅熱的金屬銅，體積減少20％。

    ① 通過計算可確定Mn²⁺的氧化產(chǎn)物為                   ，相應(yīng)的化學(xué)方程式為：

                                                                        ；

    ② 將所得溶液稀釋到1000mL后，求溶液pH以及氟離子濃度。(已知弱酸HF在水溶液中存在電離平衡，Ka==3.5×10^－4)溶液的pH為     ，F(xiàn)^－濃度為      mol?L^-1。

(3) 合成XeF₂、XeF₄、XeF₆時通常用Ni制反應(yīng)容器，使用前用F₂使之鈍化。

    ① 上述化合物的分子構(gòu)型分別是                                           ；

    ② 使用Ni制反應(yīng)容器前用F₂鈍化的兩個主要原因是                             

                                                                             ；

    ③ 紅外光譜和電子衍射表明XeF₆的結(jié)構(gòu)繞一個三重軸發(fā)生畸變。畫出XeF₆結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變的示意圖：

(共10分)  長期以來人們一直認(rèn)為金剛石是最硬的物質(zhì)，但這種神話現(xiàn)在正在被打破。1990年美國伯克利大學(xué)的A．Y．Liu和M．L．Cohen在國際著名期刊上發(fā)表論文，在理論上預(yù)言了一種自然界并不存在的物質(zhì)β－C₃N₄，理論計算表明，這種C₃N₄物質(zhì)比金剛石的硬度還大，不僅如此，這種物質(zhì)還可用作藍(lán)紫激光材料，并有可能是一種性能優(yōu)異的非線性光學(xué)材料。這篇論文發(fā)表以后，在世界科學(xué)領(lǐng)域引起了很大的轟動，并引發(fā)了材料界爭相合成β－C₃N₄的熱潮，雖然大塊的β－C₃N₄晶體至今尚未合成出來，但含有β－C₃N₄晶粒的薄膜材料已經(jīng)制備成功并驗(yàn)證了理論預(yù)測的正確性，這比材料本身更具重大意義。其晶體結(jié)構(gòu)見圖1和圖2。

(1) 請分析β－C₃N₄晶體中，C原子和N原子的雜化類型以及它們在晶體中的成鍵情況：

                                                                           ；

(2) 請?jiān)趫D1中畫出β－C₃N₄的一個結(jié)構(gòu)基元，該結(jié)構(gòu)基元包括    個碳原子和    個氮原子；

(3) 實(shí)驗(yàn)測試表明，β－C₃N₄晶體屬于六方晶系，晶胞結(jié)構(gòu)見圖2(圖示原子都包含在晶胞內(nèi))，晶胞參數(shù)a=0.64nm，c=0.24nm，請列式計算其晶體密度。

   ρ=                                                                   ；

(共8分)  高氯酸銨(AP)作為一種優(yōu)良的固體推進(jìn)劑被用于導(dǎo)彈和火箭發(fā)射上。傳統(tǒng)制備高純AP的方法是電解氯酸鈉水溶液得到高氯酸鈉，再與氯化銨進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，經(jīng)重結(jié)晶得到粗AP產(chǎn)品后，經(jīng)多步精制、提純得到高純AP。

Olin公司新近研究了一種制備高純AP的新工藝，其基本方法是電解高純次氯酸得到高純高氯酸，再與高純氨進(jìn)行噴霧反應(yīng)制成高氯酸銨。

請回答下列問題：

(1) 寫出由次氯酸電解制備高氯酸的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式：

                                                                              。

(2) 若以100A電流通電于次氯酸溶液20．0h，陰極放出H₂ 40．0g，陽極可得高氯酸     g；此過程電流效率是              。

(3) 與傳統(tǒng)工藝相比，你認(rèn)為新工藝有哪些優(yōu)點(diǎn)：