氮的化合物在无机化工领域有着重要的地位。请回答下列问题：
（1）基态氮原子的价电子排布图为______。氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成：已知其阴离子构型为平面正三角形，则其阳离子的构型为 形，阳离子中氮的杂化轨道类型为 。
（2）某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，广泛用于陶瓷工业等领域。工业上用氮气与氧化铝和碳在一定条件下反应生成X和CO，X的晶体结构如图所示，工业制备X的化学方程式为____。
（3）X晶体中包含的化学键类型为______。（填字母标号）
| A．离子键 | B．共价键 | C．配位键 | D．金属键 |
（4）已知氮化硼与X晶体类型相同，且氮化硼的熔点比X高，可能的原因是______
（5）若X的密度为pg/cm3,则晶体中最近的两个N原子的距离为______cm(阿伏加德罗常数用NA表示，不必化简）。
对下图中两极加以必要的联接并填空：
（1）在A图中，使铜片上冒H2气泡。请加以必要联接，则联接后的装置叫。电极反应式：锌板：；铜板：。
（2）在B图中，使a极析出铜，则b析出：。加以必要的联接后，该装置叫。电极反应式，a极： b极：。经过一段时间后，停止反应并搅均溶液，溶液的pH值（升高、降低、不变。）
在A、B、C三个烧杯中分别盛有同体积，同摩尔浓度的NaNO3、HCl和KCl溶液，用石墨作电极，将它们串联进行电解，一段时间后，电解液pH值增大的的烧杯是。pH值不变的烧杯是。A、C两杯阳极电极反应式分别是，。
如果把A、B、C杯中电极都换成铁和石墨，并用导线连接，(不与电源相连。）则各杯中铁片受腐蚀情况。（写明腐蚀类型、快慢。）及原因是。
全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件，他将干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行研究。
（1）请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：
| 编号 |
操作方法 |
实验目的 |
| A |
探究铁在干燥空气中的生锈情况 |
|
| B |
放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油液封 |
|
| C |
探究铁在有空气和水封时的生锈情况 |
（2）一周后，编号为________的试管中的铁钉最易生锈。
（3）用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其原因是_______________________________________。
（4）在焊接铁管时，为了使接口更加牢固，常用稀盐酸清洗接口处的铁锈，该反应的化学方程式为________________________________。
化学是关于人类如何应用物质的科学。根据你对化学反应的理解，回答下列问题：在铁制品表面镀上一层保护膜，是为了防止和减缓铁的锈蚀；在实验室里用氯酸钾制氧气时，加热和加入二氧化锰是为了加快反应速率。虽然物质之间的化学反应极其复杂，但是人类可以根据物质的，通过改变来控制化学反应。
氮化硅(Si3N4)是一种非氧化物高温陶瓷结构材料。粉末状的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3的混合物反应制取。粉末状Si3N4对空气和水都不稳定。但是，将粉末状的Si3N4和适量的MgO在230×1.01×105Pa和185℃的密闭容器中加热处理，可以得到表面结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体高温结构材料。
(1)写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的化学方程式：_________________________________。
(2)分别写出粉末状Si3N4和H2O及O2反应的化学方程式：____________________________。
(3)为什么结构紧密的固体Si3N4不再受H2O和O2的侵蚀？
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