（15分）氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，硬度大、耐磨损。利用SiO2和C的混合粉末在N2的气氛中加热至1300℃反应制得。请回答下列问题：
（1）已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，则氮化硅的化学式____，晶体类型是 ；
（2）基态Si原子的电子排布式为_________；Si和C相比，电负性较大的是_________，
（3）在SiO2晶体结构中，O－Si－O的键角是_______，Si原子和周围的四个O原子组成的空间构型为 ，SiO2中Si的杂化类型_______；
（4）氮化硅抗腐蚀能力强，一般不与其他无机酸反应，但能和氢氟酸反应生成硅酸。试写出该反应的化学方程式 。
（5）晶体硅的晶胞如图所示，则每个晶体硅的晶胞中含有 个硅原子。
.(13分)我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法.
I.已知：2CO(g)+ O2(g)＝2CO2(g),ΔH＝-566 kJ·mol-1
2Fe(s)+
O2(g)＝Fe2O3(s),ΔH＝-825.5 kJ·mol-1
反应：Fe2O3(s)+
3CO(g)
2Fe(s)+ 3CO2(g),ΔH＝______ kJ·mol-1.
Ⅱ.反应 1/3Fe2O3(s)+
CO(g)2/3Fe(s)+ CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡.
(1)CO的平衡转化率=____________.
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是________.
a．提高反应温度 b．增大反应体系的压强
c．选取合适的催化剂 d．及时吸收或移出部分CO2
e．粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅲ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:
CO(g)+
2H2(g)CH3OH(g).请根据图示回答下列问题:
(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=________.
(2)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
|
容器 |
反应物投入的量 |
反应物的 转化率 |
CH3OH的浓度 |
能量变化 (Q1、Q2、Q3均大于0) |
|
甲 |
1mol CO和2mol H2 |
α1 |
c1 |
放出Q1 kJ热量 |
|
乙 |
1mol CH3OH |
α2 |
c2 |
吸收Q2 kJ热量 |
|
丙 |
2mol CO和4mol H2 |
α3 |
c3 |
放出Q3 kJ热量 |
则下列关系正确的是________.
A c1=c2 B.2Q1=Q3 C. 2α1=α2 D. α1+α2=1
E. 该反应若生成1mol CH3OH，则放出(Q1+Q2)kJ热量
(3)若在一体积可变的密闭容器中充入l mol CO、2mol H2和1mol CH3OH,达到平衡吋测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向________(填“正”、“逆”)反应方向移动.
(4)甲醇可与氧气构成燃料电池,该电池用多孔的惰性电极浸入浓氢氧化钾溶液,写出该电池的负极反应式___ ____。
（15分）某化学研究小组探究无水三草酸合铁酸钾K3[Fe(C2O4)3]受热分解的产物，并对所得气体产物和固体产物进行验证，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）。
（1）连接好装置后，加入药品前，应该进行的实验操作是________________(填操作名称)。
（2）实验开始时缓缓通入氮气，过一段时间以后，加热反应管A和E ，待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直到反应管冷却。停止加热前是否需要先断开A、B的连接处和E、F的连接处？为什么？_______________________________________________________________。
（3）实验中观察到B中澄清石灰水变浑浊，则说明气体产物中有 （写化学式）。
能证明分解产物中有CO气体生成的实验现象是 。
（4）该小组同学查阅资料后得知，固体产物中不存在+3价Fe元素，而盐类物质只有K2CO3。
① 验证固体产物中钾元素存在的方法是 ，现象是 。
② 研究小组为探究铁元素的存在形式，取A中充分反应后所得固体于试管中，加入足量蒸馏水，过滤、洗涤、干燥得到黑色粉末，取4.4g黑色粉末溶于足量稀硝酸中，收集到标准状况下NO气体1.12L通过计算判断黑色粉末的成分为 （写化学式）。写出黑色粉末溶于足量稀硝酸发生反应的离子方程式 。
（14分）氢氟酸(HF)是一元弱酸，在水溶液中的电离方程式为：HF
H＋＋F－。25℃下，向20mL0.2mol•L-1的氢氟酸中滴加0.2mol•L-1的NaOH溶液时，溶液的pH变化如图所示。
已知：电离度（
）和电离平衡常数（K）一样，可以用来衡量弱电解质在稀溶液中的电离能力，
。
请回答下列问题：
（1）在氢氟酸的稀溶液中，通过改变以下条件能使氢氟酸的电离度[(HF)]增大的是_______，可使氢氟酸的电离平衡常数[Ka(HF)] 增大的是_______。
a．升高温度 b．向溶液中滴入2滴浓盐酸 c．加入少量NaF固体 d．加水稀释
（2）在此温度下，氢氟酸的电离平衡常数Ka(HF)为：__
（保留两位有效数字），电离度
约为___
_%。
（3）已知在此温度下：
H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(1) △H＝－a kJ•mol -1；
HF(aq) H＋(aq)＋F－(aq) △H＝＋b kJ•mol -1
则该过程中和反应的热化学方程式为：________________________________ ；在忽略F－水解的情况下，反应达到B点时，滴加过程中所释放的热量为________kJ（用只含a、b的式子表示）。
（4）下列有关图中各点微粒浓度关系正确的是_______________。
a．在A处溶液中：c(F—)+c(HF)=0.2 mol•L-1
b．在B处溶液中：c(H+)+c(HF)= c(OH—)
c．在B处溶液中：c(Na+)＞c(F—)＞c(H+)＞c(OH—)
d．在A和B处溶液中都符合：
= Ka(HF)
(16分)A、B、C、D、E为中学化学常见的单质或化合物,相互转化关系如图所示(部分产物略去):
(1)若A是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,C、D均为空气的主要成分,E是一种有毒气体.
①C的电子式为_______________.
②写出反应Ⅱ的化学方程式______________________.
(2)若A是淡黄色化合物,常温下D是无色气体,C中含有的阴、阳离子均为10电子粒子.
①C中所含化学键的类型是____________.
②写出反应Ⅲ的离子方程式______________________.
(3)将(2)中一定量的气体D通入2 L C的溶液中,在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,并将溶液加热,产生的气体与HCl物质的量关系如图所示(忽略气体的溶解和HCl的挥发).
①O点溶液中所含溶质的化学式为_____________,a点溶液中各离子浓度由大到小的关系是_______________.
②标准状况下,通入气体D的体积为_____L,C溶液的物质的量浓度为_____mol·L-1.
（14分）某科研小组探究工业废Cu粉（杂质含有SiO2、Al2O3、Fe2O3中的一种或几种）的组成并制备少量CuSO4·5H2O，实现废物综合利用，实验过程如下：
Ⅰ：
(1) 废Cu粉中一定含有的杂质是 。
(2) 分别写出过程①、②发生反应的离子方程式：
① ；
② 。
Ⅱ：
（3）综合过程Ⅰ、II，计算工业废Cu粉中各成分的质量之比是 （不必化简）。
Ⅲ：已知25℃时：
|
电解质 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
|
溶度积（Ksp） |
2.2×10－20 |
8.0×10－16 |
4.0×10－38 |
|
开始沉淀时的pH |
5.4 |
6.5 |
3.5 |
|
完全沉淀时的pH |
6.4 |
9.6 |
4.0 |
（4）在Ⅱ中所得蓝色溶液中加入一定量的H2O2 溶液，调节溶液的pH范围为 ，然后过滤、结晶，可得CuSO4·5H2O。
（5）下列与Ⅲ方案相关的叙述中，正确的是 （填字母）。
A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B．将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C．调节溶液pH选择的试剂可以是氢氧化铜或氧化铜
D．在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在
