【化学 ― 选修 3 物质结构与性质】
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 。
（2）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，阳离子中氮的杂化方式为 。
（3）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、氧化铝和碳在一定条件下反应生成CO和X (X的晶体结构如图所示），工业制备 X 的化学方程式为 。
（4）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 |
（5）已知氮化硼与X晶体类型相同，且氮化硼的熔点比X高，其原因是 。
（6）若X的密度为ρg/cm3，则晶体中最近的两个Al 原子的距离为 cm （阿伏加德罗常数用 NA表示，不必化简）。
二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用水煤气合成二甲醚，其反应为：3H2(g)＋3CO(g) 
CH3OCH3(g)＋CO2(g) ΔH<0
（1）在一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡后，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO的转化率的是________（填字母代号，下同）。
a．降低温度 b．加入催化剂
c．缩小容器体积 d．减少CO2的浓度
（2）若反应在体积恒定的密闭容器中进行，下列能判断反应已达平衡状态的是________
a．3V正(CO2)＝V逆(CO) b．生成a mol CO2的同时消耗3a mol H2
c．气体的密度不再改变d．混合气体的平均相对分子质量不变
（3）300℃时，在体积为2L的容器中充入4 mol H2、6 mol CO。5min时，反应恰好达平衡，此时H2的转化率为75%。
① 5min时V(CO)=_________mol/(L·min)。该温度下，此反应的平衡常数为：_______
② 保持温度不变，在以上已达反应平衡的容器中，将每种物质同时增加1mol，则此时平衡将_______移动（填“正向”、“逆向”、“不”）
（4）.下图中，甲装置为CH3OCH3、O2、KOH三者构成的燃烧电池，其电极均为Pt电极。装置乙中，C、D电极为Pb电极，其表面均覆盖着PbSO4，其电解液为稀H2SO4溶液。
① 写出甲装置中A极的电极反应式___________________________________________
② 写出乙装置中C极的电极反应式___________________________________________
③ 当有23克甲醚参加反应时，D电极的质量变化为______克。
W、M、N、X、Y、Z是五种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如右图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；M和Ne原子的核外电子数相差1；N与X相邻；X的单质是一种常见的半导体材料；Y的最外层电子数是其最内层电子数的3倍；Z的非金属性在同周期主族元素中最大。
（1）元素X在周期表中的位置是_______________；元素Y的离子结构示意图为____________
（2）下列有关物质性质的比较中．正确的是________________
| A．M、X、Z形成的单质熔沸点 M＞X＞Z |
| B．氢化物的热稳定性：W＞X |
| C．X分别与W和Z形成的化合物中化学键类型，晶体类型均相同 |
| D．Z元素含氧酸的酸性一定强于Y元素的含氧酸 |
（3）元素W与M按原子个数比1:1形成的化合物A的电子式为______________。
（4）X、Z与氢三种元素按1:2:2形成的五原子化合物属于_______分子（填 “极性” “非极性”）
（5）与Z同族的元素都能形成氢化物，其中水溶性最强的是______（填化学式）
（6）含有N元素的两种常见离子能发生双水解反应，试写出该离子方程式 ________________。
铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的流程图：
已知：①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O2
8Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8CO2↑；
②Na2CO3 + Al2O32NaAlO2 + CO2↑；③ Cr2O72－+ H2O
2CrO42－ + 2H+
（1）固体X中主要含有_________（填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用__________（填写仪器或试剂名称）。
（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH＜5，其目的是_________________________________。
| 物质 |
溶解度/(g/100g水) |
||
| 0°C |
40°C |
80°C |
|
| KCl |
28 |
40.1 |
51.3 |
| NaCl |
35.7 |
36.4 |
38 |
| K2Cr2O7 |
4.7 |
26.3 |
73 |
| Na2Cr2O7 |
163 |
215 |
376 |
（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、、
过滤、_______、干燥。
（4）右表是相关物质的溶解度数据，操作Ⅲ发生反应的化学方程式是：Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是_______________。
（5）酸性溶液中过氧化氢能使Cr2O72-生成蓝色的过氧化铬（CrO5分子结构为
), 该反应可用来检验Cr2O72-的存在。写出反应的离子方程式：。
该反应(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
（6）称取重铬酸钾试样2.500g配成250mL溶液,取出25mL与碘量瓶中,加入10mL2mol/ L H2SO4和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr3+)，放于暗处5min。然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定（I2+2S2O32—＝2I-+S4O62—）。
①判断达到滴定终点的依据是；
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度为。（保留3位有效数字, K2Cr2O7的摩尔质量为294g/mol）。
氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为。
(2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为。(3)滤渣2的成分是(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应：2MgSO4＋C
2MgO＋2SO2↑＋CO2↑、MgSO4＋CMgO＋SO2↑＋CO↑、 MgSO4＋3CMgO＋S↑＋3CO↑。
利用上图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体是(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是(填字母)。
a.NaOH 溶液 b.Na2CO3溶液 c.稀硝酸 d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为＋4，写出该反应的离子方程式：。
（1）Fe3+可以与SCN-、CN-、F-、有机分子等形成很多的配合物。
①写出基态Fe3+的核外电子排布式。
②已知(CN)2是直线型分子，并有对称性，则(CN)2中π键和σ键的个数比为。
③下图是SCN-与Fe3+形成的一种配合物，画出该配合物中的配位键（以箭头表示）。
④F-不仅可与Fe3+形成[FeF6]3+，还可以与Mg2+、K+形成一种立方晶系的离子晶体（如下图）。该晶体的化学式为。
（2）氨气是一种重要的化工原料。
①液氨和水类似,也能发生电离：NH3+NH3
NH4++NH2－，其离子积常数为l．0×l0－30。现将2．3g金属钠投入1．0 L液氨中，钠完全反应生成NaNH2，假设溶液的体积不变，所得溶液中NH4+的浓度
为。
②已知：N2(g)+O2(g)＝2NO(g)△H＝＋180kJ·mol－l
4NH3(g)+5O2(g)＝4NO(g)+6H2O(g)△H＝－908 kJ·mol－l
写出氨气被一氧化氮氧化生成氮气和气态水的热化学方程式：。
（3）在下图装置中，若通电一段时间后乙装置左侧电极质量增加。
①下列说法错误的是；
| A．乙中左侧电极反应式：Cu2++2e-＝Cu |
| B．电解一段时间后，装置丙的pH减小 |
| C．向甲中通人适量的HCl气体，可使溶液恢复到电解前的状态 |
| D．电解一段时间后，向乙中加入0.1molCu(OH)2可使电解质溶液复原,则电路中通过的电子为0.2mol②若将甲中溶液换成MgCl2,则电解总反应的离子方程式为； |
③若Cu电极上质量增加2.16 g, 甲溶液体积为200mL, 则甲溶液的pH=。