元素周期表第ⅤA族元素包括氮、磷、砷(As)、锑(Sb)等。这些元素无论在研制新型材料,还是在制作传统化肥、农药等方面都发挥了重要的作用。请回答下列问题:
(1)N4分子是一种不稳定的多氮分子,这种物质分解后能产生无毒的氮气并释放出大量能量,能被应用于制造推进剂或炸药。N4是由四个氮原子组成的氮单质,其中氮原子采用的轨道杂化方式为sp3,该分子的空间构型为________,N—N键的键角为________。
(2)基态砷原子的最外层电子排布式为________。
(3)电负性是用来表示两个不同原子形成化学键时吸引键合电子能力的相对强弱,是元素的原子在分子中吸引共用电子对的能力。由此判断N、P、As、Sb的电负性从大到小的顺序是______________。
(4)联氨(N2H4)可以表示为H2N—NH2,其中氮原子采用的轨道杂化方式为________,联氨的碱性比氨的碱性________(填“强”或“弱”),其原因是________________________________________________________________。
写出N2H4与N2O4反应的化学方程式:____________________。
(5)元素X与N同周期,且X的原子半径是该周期主族元素原子半径中最小的,X与Ca形成的化合物CaX2的晶胞结构如图所示:
CaX2的晶体类型是________,一个晶胞中含有Ca的离子数为________,含有X的离子数为________。
某新型无机非金属材料A,由两种非金属元素组成,其中所含元素的化合价为其最高正价或最低负价,它是一种超硬物质,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征。A可由化合物B经下列反应制得:①B+NH3―→C[C的化学式为Si(NH2)4];②C经隔绝空气高温分解得到A。为探究B的组成,进行了下图所示的转化实验,图中G、F、H均为难溶于水的物质,且为白色粉末,图中字母代表的均为中学化学常见的物质。
请回答下列问题:
(1)写出化合物B和化合物G的化学式______________、______________。
(2)A可能所属的晶体类型是________,在A晶体中,每个显正价原子周围结合的另一种原子的个数是________。
(3)写出反应②的离子方程式:____________________。
(4)写出C经隔绝空气高温分解得到A的化学方程式:________________。
(5)分析反应③,你能得出的结论是__________________________________________(合理即可)。
单晶硅是现代信息基础材料。工业上,硅是在电炉中用炭粉还原二氧化硅制得的。
(1)若往电炉里加入二氧化硅和炭粉的混合物,通电,使它们发生如下反应生成硅:2C+SiO22CO↑+Si
从保护生态环境和建设节约型社会等方面来说,在该生产环节中需要注意的主要问题是________________________________________________________________________
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(2)以上生产所得到的硅不纯,称为“粗硅”。一些高新技术产品的元件中使用的硅是极其纯净、几乎没有任何缺陷的单晶硅。
①工业上,硅的提纯原理为在加热下让粗硅与氯气反应,其产物在高温下被氢气还原,从而得到较纯的硅。请写出上述过程中有关反应的化学方程式
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②实验室中,将细沙粉(SiO2)与镁粉混合加热,也可制得粗硅。这种粗硅往往含有过量的镁、氧化镁和硅化镁(Mg2Si),这些杂质可用盐酸除去(提示:Mg2Si与盐酸反应的产物之一是SiH4)。请写出在实验过程中所发生的氧化还原反应的化学方程式
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用高岭土(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O,并含有少量的CaO、Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物),其实验步骤如下:将土样和纯碱混匀,加热熔融。冷却后,用水浸取熔块,过滤,弃去残渣。滤液用盐酸酸化,经过滤,分别得到沉淀和溶液。溶液即为净水剂。
(1)写出熔融时的主要成分与纯碱反应的化学方程式(Al2O3与纯碱的反应和SiO2与纯碱的反应相似):
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(2)最后沉淀物是________,生成该沉淀的离子方程式是
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(3)实验室中常用的有瓷坩埚、氧化铝坩埚和铁坩埚,本实验在熔融土样和纯碱的混合物时,应选用________坩埚。
有下列A~F六种试剂,由于它们的性质不同,必须选用合适的试剂瓶盛装,请在各种试剂瓶后面的括号内填上所装试剂的序号。
试剂:A二氧化硅 B.硝酸银晶体 C氯水 D氢氟酸 E浓硫酸 FNaOH溶液
试剂瓶:
(1)磨砂玻璃塞的细口瓶( );
(2)广口瓶( );
(3)橡皮塞细口瓶( );
(4)棕色的广口瓶( );
(5)细口塑料瓶( )。
A元素的一种单质是一种重要的半导体材料,含A元素的一种化合物B可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维,B与烧碱反应生成含A元素的化合物D。
(1)易与B发生化学反应的酸是________,(填化学名称)该化学反应的重要应用是__________________。
(2)将B与纯碱混合,高温熔融时也发生化学反应生成D,同时还生成氧化物C;
①写出生成D和C的化学反应方程式:
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________________________________________________________________________。
②要将纯碱高温熔化,下列坩埚中不可选用的是________。
A.普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚
C.氧化铝坩埚D.铁坩埚
③将过量的C通入D的溶液中发生反应的化学方程式是:
________________________________________________________________________。
(3)B与石灰石、B与纯碱发生相似的化学反应。100 g B与石灰石的混合物充分反应后,生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L,100 g混合物中石灰石的质量分数是________。
(4)A的单质与烧碱溶液和铝的单质与烧碱溶液发生相似的化学反应。相同物质的量的A的单质与铝的单质分别跟足量的烧碱溶液反应,生成的气体在同温同压下的体积之比为。