Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
（1）基态Fe 2+与Fe 3+离子中未成对的电子数之比为 。
（2）Li及其周期表中相邻元素的第一电离能（I 1）如表所示。I 1（Li）＞I 1（Na），原因是 。 I 1（Be）＞I 1（B）＞I 1（Li），原因是 。
I 1/（kJ•mol ﹣ 1） |
||
Li 520 |
Be 900 |
B 801 |
Na 496 |
Mg 738 |
Al 578 |
（3）磷酸根离子的空间构型为 ，其中P的价层电子对数为 、杂化轨道类型为 。
（4）LiFePO 4的晶胞结构示意图如（a）所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO 4的单元数有 个。
电池充电时，LiFePO 4脱出部分Li +，形成Li 1 ﹣ xFePO 4，结构示意图如（b）所示，则x＝ ，n（Fe 2+）：n（Fe 3+）＝ 。
碱式碳酸铜是一种化工原料，化学式用mCu(OH)2·nCuCO3表示。实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：
Ⅰ.废铜屑制硝酸铜
方案1：将铜屑在空气中充分灼烧，残留固体溶于稀硝酸；
方案2：如图1(夹持仪器已省略)。将浓硝酸缓慢加到废铜屑中(废铜屑过量)，充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液。
方案3：将方案2中浓硝酸换成稀硝酸，其他不变。
Ⅱ.碱式碳酸铜的制备
①向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液
②水浴加热至70 ℃左右
③用0.4 mol·L－1的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡、静置、过滤
④用热水洗涤、烘干，得到碱式碳酸铜产品
请回答下列问题：
(1)按方案1实验，必须选择的下列仪器有________(填序号)。
(2)图2中能分别替代图1中B和C装置的是________(填装置序号)。
(3)已知：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O；2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO不能单独与NaOH溶液反应，实验结束时，如何操作才能使装置中的有毒气体被NaOH溶液完全吸收？__________________________。
(4)步骤④中洗涤的目的是______________________________________。
(5)步骤③过滤后的滤液中含有CO32—，检验CO32—的方法是_________________________________________________________。
(6)测定碱式碳酸铜组成的方法主要有两种：
方法1 灼烧法：取34.6 g纯净物mCu(OH)2·nCuCO3，在硬质试管里灼烧，将气体产物依次通入足量的浓硫酸、足量的碱石灰中，完全吸收后浓硫酸净增1.8 g，碱石灰净增8.8 g。
方法2 还原法：在氢气中加强热，测反应前后固体的质量。
①利用上述数据推算碱式碳酸铜的化学式_____________________。
②配平化学方程式：mCu(OH)2·nCuCO3＋________H2
________Cu＋________CO2↑＋________H2O
晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl
SiHCl3＋H2
③SiHCl3与过量H2在1 000～1 100 ℃反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。
请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为________________________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点－33 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl3采用的方法为________。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图(热源及夹持装置略去)
①装置B中的试剂是________。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是___________________________________________________________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是__________________________________________________。
装置D中发生反应的化学方程式为____________________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及________________________________________________。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是(填写字母代号)________。
a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液
某研究性学习小组欲利用下列装置制取少量次氯酸钠，并进一步探究次氯酸钠的化学性质。
相关资料：反应Cl2＋2NaOH=NaClO＋NaCl＋H2O属于放热反应，温度稍高时便发生副反应3Cl2＋6NaOH=NaClO3＋5NaCl＋3H2O。
（1）制取氯气时，在烧瓶中加入一定量的二氧化锰，通过____________（填写仪器名称）向烧瓶中加入适量的浓盐酸。请在装置A、B、C中选择一个合适的装置放在②处：____________。
（2）部分学生认为上述装置存在缺点，他们指出在①②装置之间应增加如D所示的装置，你认为D中所盛液体是________，其作用是________________________________________。
（3）该小组对产品的性质进行了如下探究。
第一步，测其pH＝10。结合相关离子方程式解释原因：_________________________________________________________________。
第二步，该小组的同学选用了紫色石蕊试液对次氯酸钠的性质进行探究。请你帮助他们完成下表：
| 实验操作 |
预期现象 |
结论 |
某小组同学以碳棒为电极电解CuCl2溶液时，发现阴极碳棒上除了有红色物质析出外，还有少量白色物质析出。为探究阴极碳棒上的产物，同学们阅读资料并设计了如下过程：
Ⅰ.有关资料：铜的化合物颜色性质如下
| 物质 |
颜色、性质 |
物质 |
颜色、性质 |
| 氢氧化铜Cu(OH)2 |
蓝色固体不溶于水 |
硫酸铜(CuSO4) |
溶液呈蓝色 |
| 氧化亚铜(Cu2O) |
红色固体不溶于水 |
氯化铜(CuCl2) |
浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色 |
| 氯化亚铜(CuCl) |
白色固体不溶于水 |
碱式氯化铜 |
绿色固体不溶于水 |
Ⅱ.探究实验：
(1)提出假设
①红色物质一定有铜，还可能有Cu2O；
②白色物质为铜的化合物，其化学式可能为__________________________。
(2)实验验证
取电解CuCl2溶液后的阴极碳棒，洗涤、干燥，连接下列装置进行实验，验证阴极产物，
①实验前，检查装置A气密性的方法是_______________________________。
②实验时，各装置从左至右的连接顺序为A→________→________→B→________→________。
(3)观察现象，得出结论
实验结束后，碳棒上的白色物质变为红色，F中物质不变色，D中出现白色沉淀，根据现象①碳棒上的红色物质是否有Cu2O________(填“是”或“否”)，理由是________________________________________________________；
②装置________(填上图中装置编号)中________的现象说明提出假设②中的白色物质一定存在；
③写出装置B中发生反应的化学方程式___________________________ _。
(4)问题讨论
①电解CuCl2溶液后的阴极上发生的反应为：______________________
和_______________________________________________________________；
②实验过程中，若装置B中的空气没有排净就开始加热，可能对实验造成的影响是__________________________________________________________。
用纯碱和双氧水混合可制作新型液体洗涤剂(2Na2CO3·3H2O2)，它具有杀菌消毒去油污的能力且不会污染水源。
(1)检验这种新型洗涤剂中金属阳离子的操作和现象是_______________________________________。
(2)这种洗涤剂中的双氧水可以将废水中的氰化物转化为无毒物同时生成NH3，写出反应的离子方程式：___________________________________
(3)如果配制洗涤剂的水中含有铁离子，不仅会削弱洗涤剂的去污能力，甚至完全失去杀菌作用。试分析其中的原因(用离子方程式和简要文字表述)：__________________________________________________________________
(4)某化学学习小组为定性探究铁离子对这种新型洗涤剂的不良影响，取该洗涤剂100 mL，加入25 gFeCl3固体，产生大量无色无味气体，用贮气瓶收集气体。请选用下列试剂和实验用品完成气体成分的探究过程：0.10 mol·L－1 NaOH溶液、8.0 mol·L－1 NaOH溶液、澄清石灰水、0.01 mol·L－1 KMnO4溶液、BaCl2稀溶液、品红溶液、蒸馏水、小木条、酒精灯、火柴、洗气瓶。
①提出假设：对该气体成分提出合理假设。
假设1：气体是O2；
假设2：气体是________________；
假设3：气体是CO2。
②设计方案：设计实验方案证明你的假设，在下表中完成实验步骤、预期现象与结论。
| 实验步骤 |
预期现象与结论 |
| 将气体依次通入盛有________、________的洗气瓶中，________ |
__________________ |