(14分)氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物,它与水作用可产生NH3。请回答下列问题:
(1)Na3N的电子式是_________________________,该化合物由________键形成。
(2)Na3N与盐酸反应生成________种盐,其电子式分别是
________________________________,________________________________。
(3)Na3N与水的反应属于________(填基本反应类型)反应。
(4)比较Na3N中两种粒子的半径:r(Na+)________ (填“>”“=”“<”) r(N3-)。
天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。
(1)科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。
①写出铜电极表面的电极反应式。
②为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量(选填“盐酸”或“硫酸”)。
(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式。
(3)天然气的一个重要用途是制取H2,其原理为:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) 。
①该反应的平衡常数表达式为。
②在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示,则压强P1P2(填“大于”或“小于”);压强为P2时,在Y点:v(正)v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)天然气也可重整生产化工原料,最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X。由质谱分析得X的相对分子质量为106,其核磁共振氢谱如图2,则X的结构简式为。
粉煤灰是燃煤电厂的废渣,主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等。实验室模拟工业从粉煤灰提取活性Al2O3,其流程如下图:
已知烧结过程的产物主要是:NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等
(1)写出烧结过程中铝元素转化的化学方程式。
(2)操作a为冷却、研磨,其中研磨的目的是。
(3)浸出过程中,NaFeO2可完全水解,水解反应的离子方程式为。
(4)操作b的名称是,所用的玻璃仪器有、和烧杯。
(5)“碳化”时生成沉淀,沉淀的化学式为。
已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大,其中A、B、C、D、E为不同主族的元素。A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍,B的电负性大于C,透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色,F的基态原子中有4个未成对电子。
(1)基态的F3+核外电子排布式是。
(2)B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物,原因是。
(3)化合物FD3是棕色固体、易潮解、100℃左右时升华,它的晶体类型是;化合物ECAB中的中的阴离子与AC2互为等电子体,该阴离子的电子式是。
(4)FD3与ECAB溶液混合,得到含多种配合物的血红色溶液,其中配位数为5的配合物的化学式是。
(5)化合物EF[F(AB)6]是一种蓝色晶体,下图表示其晶胞的(E+未画出)。该蓝色晶体的一个晶胞中E+的个数为。
(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示
其晶胞边长为540.0 pm,密度为(列式并计算),a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距
离pm(列式表示)。
某化工厂以软锰矿、闪锌矿(除主要成分为MnO2、ZnS外还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质)为原料制取Zn和MnO2。
(1)在一定条件下,将这两种矿粉在硫酸溶液中相互作用,配平如下的化学方程式:
MnO2 + FeS + H2SO4MnSO4 +Fe2(SO4)3 + S + H2O
(2)将所得含有Mn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Zn2+的酸性溶液按以下的工业流程进行操作处理得溶液(IV),电解溶液(IV)即得MnO2和Zn。
a.操作①中加Zn粉后发生反应的离子方程式为。
b.操作②中加入适量X的作用是什么;X的首选物的化学式是。
c.操作③中所加碳酸盐的化学式是。
(3)为了从上述流程中产生的Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3,工厂设计了如下的有关流程图
a.AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成AI(OH)3的离子方程式为,若总共得到n molAl(OH)3,则消耗的NaOH和HCl的理论量(mol)分别为、。
b.若使用下列流程回收处理,请比较两个流程消耗酸碱的用量?
饮用水中含有一定浓度的NO3一将对人类健康产生危害,NO3一能氧化人体血红蛋白中的Fe(II),使其失去携氧功能。为了降低饮用水中NO3一的浓度,某兴趣小组提出如下方案:
请回答下列问题:
(1)已知过滤后得到的滤渣是一种混合物,则在溶液中铝粉和NO3一反应的离子方程式为。
(2)该方案中选用熟石灰调节pH,理由是、,在调节pH时,若pH过大或过小都会造成的利用率降低。
(3)用H2催化还原法也可降低饮用水中NO3-的浓度,已知反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环,则催化还原法的离子方程式为_。
(4)饮用水中的NO3-主要来自于NH4+。已知在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下:
试写出1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是。