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AlN 氮化铝是重要的半导体材料,Ga(镓)、P、As(砷)都是形成化合物半导体材料的重要元素。回答下列问题:

(1)As基态原子的电子占据了______个能层,最高能级的电子排布式为______。和As位于同一周期,且未成对电子数也相同的元素还有______种。

(2)元素周期表中,与P紧邻的4种元素中电负性最大的是______ (填元案符号)。Si、P、S三种元素的 第一电离能由大到小的顺序是______

(3)NH3、PH3、AsH3三者的沸点由高到低的顺序是______。原因是______

(4)白磷是由P4分子形成的分子晶体,P4分子呈正四面体结构,P原子位于正四面体的四个顶点,则P原子的杂化形式为_____,白磷易溶于CS2,难溶于水,原因是__________________

(5)采用GaxIn1-xAs(镓铟砷)等材料,可提高太阳能电池的效率。GaxIn1-xAs立方体形晶胞中每个顶点和面心都有一个原子,晶胞内部有4 个原子,则该晶胞中含有_________个砷原子。

(6)AlN晶体的晶胞结构与金刚石相似(见下图),设晶胞的边长为ɑ pm,NA表示阿伏加德罗常数,则该晶体的密度为__________g·cm-3

 

4 4p3 2 N P>S>Si NH3>AsH3>PH3 NH3分子存在氢键,其沸点比AsH3和PH3的高;AsH3和PH3分子间不存在氢键,AsH3的相对分子质量大,分子间作用力大,其沸点比PH3的高 sp3 P4和CS2都是非极性分子,H2O是极性分子,根据相似相溶原理,P4易溶于CS2,难溶于水 4 【解析】(1)考查电子排布式的书写、能级能量高低的判断等,As位于第四周期VA族,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,电子占据了4个能层,最高能级是4p,因此最高能级的电子排布式为4p3;As未成对电子数为3,因此第四周期未成对电子数为3的元素有V和Co,有2种元素;(2)考查电负性规律、第一电离能的规律,P的相邻的4种元素分别是Si、S、N、As,同周期从左向右电负性增大,同主族从上到下电负性减小,N的电负性大于S,因此相邻的4种元素电负性最大的是N,同周期从左向右第一电离能增大,当IIA>IIIA、VA>VIA,因此第一电离能的大小顺序是P>S>Si;(3)考查熔沸点高低的判断,N、P、As属于同一主族,NH3分子间存在分子间氢键,另外两个不含分子间氢键,因此NH3的沸点比另外两个高,AsH3的相对分子质量大于PH3,AsH3的分子间作用力大于PH3,AsH3的沸点高与PH3,即大小顺序是NH3>AsH3>PH3;(4)考查杂化类型判断、溶解性,P4的结构式为,P有3个σ键,1个孤电子对,因此杂化类型为sp3,CS2为非极性分子,P4为非极性分子,H2O为极性分子,根据相似相溶,白磷易溶于CS2,难溶于水;(5)每一个顶点和面心都有一个原子,晶胞内部有4个原子,晶胞含有原子总数为8×1/8+6×1/2+4=8,由化学式可知晶胞中As数目占原子总数的1/2,即晶胞中As的原子数目为8×1/2=4;(6)考查晶胞的计算,根据AlN的晶胞的结构,该晶胞的质量为,晶胞的体积为(a×10-10)3cm3,根据密度的定义,密度为g/cm3。
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氮的化合物应用广泛,但氮氧化物是重要的空气污染物,应降低其排放。

(1)用CO2和NH3可合成氮肥尿素[CO(NH3)2]

已知:①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4 (s)   △H=-159.5 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)   △H=+116.5 kJ·mol-1

③H2O(l)=H2O(g)   △H=+44 kJ·mol-1

用CO2和NH3合成尿素(副产物是液态水)的热化学方程式为______________

(2)工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H

在温度为T1和T2时,分别将0.40molCH4和1.0molNO2充入体积为1L的密闭容器中,n(CH4

随反应时间的变化如图所示:

①根据图判断该反应的△H______0(填“>”、“<”或“=”)。

②温度为T1时,0~10min内NO2的平均反应速率v(NO2)=__________,反应的平衡常数K=___(保留三位小数)

③该反应达到平衡后,为在提高反应速率同时提高NO2的转化率,可采取的措施有______(填标号)。

A.改用高效催化剂           B.升高温度

C.缩小容器的体积           D.增加CH4的浓度

(3)利用原电池反应可实现NO2的无害化,总反应为6NO2+8NH3=7N2+12H2O,电解质溶液为NaOH溶液,工作一段时间后,该电池正极区附近溶液pH________(填“增大”、“减小”或“不变”),负极的电极反应式为___________________

(4)氮的一种氢化物HN3,其水溶液酸性与醋酸相似,则NaN3溶液中各离子浓度由大到小的顺序为________;常温下,将amol·L-1 的HN3与bmol·L-1 的Ba(OH) 2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(N3-),则该混合物溶液呈_______(填“酸”、“碱”或“中”)性,溶液中c(HN3)=_________ mol·L-1

 

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Ni2O3主要用作陶瓷、搪瓷和玻璃的着色颜料,也可用于镍粉的制造,其中一种生产工艺如下(已知还原性:Fe2+>Ni2+):

回答下列问题:

(1) Ni2O3中Ni 的化合价为________________

(2)为了提高金属镍废料浸出速率,在“酸浸”时可采取的措施有_______________________(写两条)。

(3)若将H2O2溶液改为酸性KMnO4溶液(在该实验条件下,Ni2+不能被KMnO4氧化),则“氧化”过程中的离子方程式为_______________________;加入Na2CO3溶液调pH,产生的“滤渣X”是_____________

(4)从滤液A中可回收利用的主要物质是___________________;加入NaClO溶液和NaOH溶液,“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为_________________________

(5)工业上用镍为阳极,电解0.05~0.1mol·L-1NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得到高纯度、球形的超细镍粉。当其他条件一定时,NH4Cl 的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如下图所示:

①NH4Cl浓度最好控制为____________g·L-1

②当NH4Cl浓度大于15g·L-1时,阴极有气体生成,导致阴极电流效率降低,相应的电极反应式

______________________

 

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铵盐在工农业生产中有着重要的用途。回答下列问题:

Ⅰ.某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH4)2SO4溶液:

 

(1)用装置A制备氨气时,检验a处是否有氨气产生的方法是____________________

(2)制取(NH4)2SO4 溶液时仪器连接的顺序(用接口字母和箭号“→”表示)是a→______________(所选装置不重复使用)。

(3)将装置C中两种液体分离,所需的主要玻璃仪器是______________________

Ⅱ.为提高氯化铵的经济价值,我国化学家设计了利用用氢氧化镁热分解氯化铵制干燥氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图:

(4)氯化铵的电子式为_________________,装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为_____________________

(5)装置B中试剂X为_______________________

(6)上述装置图中有一处错误,请指出改正的方法:_______________________

(7)MgCl2·6H2O在空气中加热,生成Mg(OH)Cl,若由MgCl2·6H2O制备无水MgCl2,实验方法为________________________

 

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室温时,体积为1mL、浓度均为0.1mol·L-1的两种常见物质X(OH)n、K2AO3的溶液分別加水稀释至体积为VmL,pH随lgV的变化情况如下图所示。下列叙述错误的是(    )

A. n=1

B. H2AO3的二级电离常数Ka2约为1.0×10-10.2

C. pH=10的两种溶液中水的电离程度相同

D. 升高温度,K2AO3溶液pH增大,X(OH)n溶液pH减小

 

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W、X、Y、Z是原子序数依次增大且依次差值为2的短周期元素,其中两种为金属元案,且金属元素原子的电子层数与非金属元素原子的电子层数不相等。下列叙述正确的是

A. 4种元素各自形成的单质中,W的熔点最高

B. 4种元素中,X的非金属性最强

C. 4种元素的简单离子半径中,Y的最小

D. Z的最高价氧化物的水化物能溶于氨水

 

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