五水硫酸铜( CuSO4·5H2O) 和六水硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O] 都是重要的化工原料,用途十分广泛。
请回答与这两种物质中元素有关的一些问题。
(1)基态铁原子的核外电子排布式为_______;基态铜原子的电子占据的最高能层符号为_______ 。
(2)氧元素的第一电离能小于氮元素,其原因是_______ 。
(3) SO42-、H2O、NH4+三种微粒中,空间构型为正四面体的是_______;NH4+中氮原子的杂化轨道类型是_______。
(4)写出与SO42-互为等电子体的分子的化学式_______ (写一种)。
(5)Cu 与Au 的合金可形成面心立方最密堆积的晶体,在该晶胞中Cu 原子处于面心,该晶体具有储氢功能,氢原子可进入到Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中,储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构(如图) 相似,该晶体储氢后的化学式为_______,若该晶体的密度为ρg.cm-3,则晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d=_______cm (NA表示阿伏加德罗常数的值)。

高氯酸铵(NH4ClO4)为白色晶体,是强氧化剂,常用作火箭发射的推进剂。已知:①NH4ClO4在400℃时开始分解,产物为N2、Cl2、O2、H2O;②Mg3N2易水解。请用下图所示装置设计实验证明分解产物中含有Cl2、H2O以及装置A中生成了Mg3N2(装置不重复使用)。

(1)写出高氯酸铵分解的化学方程式__________。
(2) 高氯酸铵分解选择的装置是__________ (填字母)。
(3)按气流从左到右,装置的连接顺序是: 分解装置→_____→_____→_____→_____→_____。______________
(4)C中所放的试剂是__________,G的作用是__________ 。
(5)能证明有Cl2产生的现象是__________。
(6)要证明装置A中生成了Mg3N2需要进行的实验操作以及对应的实验现象是__________。
(7) 某实验宣存放的高氯酸铵样品中含有少量杂质,已知可用蒸馏法测定NH4ClO4的含量,其测定流程如下(杂质不参加反应),则样品中NH4ClO4的含量(w)为__________。

为了改善环境,科学家投入了大量的精力研究碳、氮及其化合物的转化。请回答下列有关问题:
(1)利用N2与H2合成氨是重要的工业反应,下图为反应过程中的能量变化关系。

①反应中加入铁粉可以提高反应速率,其原因是____________。
②已知某些化学键键能数据如下表:
化学键 | H-H | N≡N | N-H |
E/(kJ/mol) | 436 | 946 | 391 |
反应
N2(g) +
H2(g)
NH3(g)的活化能Ea=254kJ/mol,则反应NH3(g)![]()
N2(g) +
H2(g) 的活化能Eb=______kJ/mol。
(2)汽车内燃机工作时会将N2转化为NO,反应式为N2(g) +O2(g)
2NO(g),该反应在不同温度下的平衡常数K如下表:
温度 | 27℃ | 2000℃ |
K | 3.8×10-31 | 0.1 |
温度为2000℃,某时刻测得反应体系中各物质的浓度分别为c(N2)=0.2mol/L,c(O2)=0.03mol/L,c(NO) =0.03mol/L,此时该反应的速率(v)应满足的关系为_______(填字母序号)。
A.v正>v 逆 B.v正=v逆 C.v正<v逆 D.无法确定
(3)工业上可将CO转化成甲醇,反应式为: CO(g) +2H2(g)
CH3OH(g)。若在一容积可变的密闭容器中充入1mol CO和2mol H2进行反应,初始体积为3L,保持压强不变,反应后CO的平衡转化率随温度(T) 的变化如右图中曲线所示。

①若所加的CO和H2的量以及反应温度均不变,则达到平衡状态A、B时的压强pA____pB (填“>”、“<”或“=”),其原因是___________________。
②若达到化学平衡状态A时,CO的体积分数为25%,此时CO的转化率为_____;平衡常数KA=________。
2017 年我国承建全球首艘深海采矿船,具2500米深海作业能力,对未来深海矿产资源的开发具有重要战略价值。海洋深处有丰富的锰结核矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al 等杂质元素),利用锰结核矿可以制备高纯碳酸锰,请回答下列有关问题:
(1)写出用MnO2和浓盐酸制取氯气的化学方程式________________。
(2)MnO2与过氧化氢的反应十分复杂。在酸性条件下,MnO2可以被H2O2还原成Mn2+,但H2O2又有氧化性,有研究表明,H2O2溶液的氧化性是HO2-所致。其他条件相同时,研究不同初始pH条件下H2O2溶液的漂白效果,结果如图所示:

①写出MnO2在酸性条件下与H2O2反应的离子方程式____________。
②由图可得到的结论是_________,结合平衡移动原理简述理由: __________。
(3)利用锰结核矿在实验室制备高纯碳酸锰的流程如下:

①可用SO2代替植物粉,植物粉的作用是___________。
②使用碳酸锰调pH 的优势是___________。
③加入NH4HCO3时,温度要控制在35℃以下,其目的是___________。
(4)在废水处理中常用H2S将Mn2+转化为MnS 除去,向含有0.020mo/LMn2+的废水中通入一定量的H2S 气体,调节溶液的pH,当c(HS-)=1.0×10-4mol/L 时,Mn2+ 开始沉淀,则此时溶液的pH=______。[已知:Ksp(MnS)=1.4×10-15;H2S的电离常数K1=1.3×10-7,K2=7.0×10-15]
常温下将NaOH溶液滴加到H2X溶液中,混合溶液的pH与
、
的变化关系如图所示。下列叙述正确的是

A. H2X为二元强酸
B. 当
=1时,溶液中c(HXˉ)=c(H2X)
C. NaHX溶液中c(H+)<c(OHˉ)
D. 当溶液pH=4.6时c(HXˉ)>c (X2-)
SO2是主要大气污染物之一,工业上可用如下装置吸收转化SO2(A、B为惰性电极)。下列说法正确的是

A. 电子流动方向为:B→b→a→A
B. a、A极上均发生氧化反应
C. 离子交换膜为阳离子交换膜
D. B极上的电极反应式为:SO2+2eˉ+2H2O=SO42-+4H+
