（15分）氮的化合物在无机化工领域有着重要的地位。请回答下列问题：
（1）基态氮原子的价电子排布图为______。氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成：已知其阴离子构型为平面正三角形，则其阳离子的构型为 形，阳离子中氮的杂化轨道类型为 。
（2）某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，广泛用于陶瓷工业等领域。工业上用氮气与氧化铝和碳在一定条件下反应生成X和CO，X的晶体结构如图所示，工业制备X的化学方程式为____。
（3）X晶体中包含的化学键类型为______。（填字母标号）
A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.金属键
（4）已知氮化硼与X晶体类型相同，且氮化硼的熔点比X高，可能的原因是______
（5）若X的密度为pg/cm3,则晶体中最近的两个N原子的距离为______cm(阿伏加德罗常数用NA表示，不必化简）。
（15分）工业上常产生大量的废气、废水、废渣、废热，如果处理不好，随意排放，会造成污染，而如果科学回收，可变废为宝。
（1） 一座大型硫酸厂同时又是一座能源工厂，硫酸厂生产过程中的余热若能充分回收利用，不仅不需要外界供应能源，而且还可以向外界输出大量的热能。硫酸厂产生余热的主要设备有________。
（2）硫酸厂产生的大量烧渣(硫铁矿煅烧后的灰渣)的用途是________(写一种即可)；写出电解精炼铜阳极泥的一种用途________。
（3） 工业制硫酸的尾气中含有的少量SO2，可先用氨水吸收，再用稀硫酸处理。
①该反应的化学方程式为_________； ②这样处理的优点是____________________。
（4）干熄焦技术是将炼焦炉推出的约1 000℃的赤热焦炭，在熄焦室中被其逆流的冷惰性气体(主要成分是氮气，温度在170～190℃)熄灭，被加热到700～800℃的惰性气体经除尘后进入余热锅炉，产生的过热蒸气送往汽轮发电机发电。干熄1 t焦炭可产生500 kg过热蒸气，可折合成46 kg标准煤。举出两例采用逆流原理的化工设备或化学仪器________、________。
（5）下图表示石灰-石膏法吸收SO2的工艺流程，写出反应的化学方程式 。
（14分）工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。
（1）大气中的SO2在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是____________________。
（2）已知2SO2 (g)+ O2 (g)
2SO3(g) △H＝－196kJ/mol，提高反应中SO2的转化率，是减少SO2排放的有效措施。
①T温度时，在2L容积固定不变的密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，5 min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，则υ(O2)＝____________。
②在①的条件下，判断该反应达到平衡状态的标志是_______(填字母)。
A．SO2 、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2 B．容器内气体的压强不变
C．容器内混合气体的密度保持不变 D．SO3的物质的量不再变化
E．SO2 的生成速率和SO3的生成速率相等
③若反应初始时，在容器中加入1.5 mol SO2和0.8 mol O2，则平衡后二氧化硫的转化率 氧气的转化率（填大于、小于或等于）。
（3）烟气中的SO2可以用NaOH溶液吸收，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示。（电极材料为石墨）
①图中a极要连接电源的（填“正”或“负”）_______极，C口流出的物质是_______。
②SO32－放电的电极反应式为_____________________________________。
③电解过程中若消耗12.6gNa2SO3，则阴极区变化的质量为_______g(假设该过程中所有液体进出口密闭)。
（14分）为回收利用废钒催化剂（含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如下：
部分含钒物质在水中的溶解性如下：
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | （VO2）2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
回答下列问题：
⑴工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法，写出该反应的化学方程式 。
⑵图中所示滤液中含钒的主要成分为 （写化学式）。
⑶该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，该步反应的离子方程式 ；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为 、 。
⑷用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定（VO2）2SO4溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，完成反应的离子方程式为□VO2+＋□H2C2O4＋□_____ ＝□VO2+＋□CO2↑＋□H2O。
⑸全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液，电池的工作原理为VO2+＋V2+＋2H+ 
VO2+＋H2O＋V3+，电池充电时阳极的电极反应式为 。
（15分）在航天发射时，肼（N2H4）及其衍生物常用作火箭推进剂。
⑴液态肼作火箭燃料时，与液态N2O4混合发生氧化还原反应，已知每1g肼充分反应后生成气态水放出热量为a KJ，试写出该反应的热化学方程式 。
⑵实验室用N2H4·H2O与NaOH颗粒一起蒸馏，收集114～116℃的馏分即为无水肼。
①在蒸馏过程中不需要的仪器是 （填序号字母）。
A．酒精灯 B．长直玻璃导管C．锥形瓶 D．直型冷凝管
E．尾接管（接液管）F．蒸馏烧瓶 G．滴定管
②除上述必需的仪器外，还缺少的主要玻璃仪器是 。
⑶肼能使锅炉内壁的铁锈变成较为致密的磁性氧化铁（Fe3O4）层，以减缓锅炉锈蚀。若反应过程中肼转化为氮气，则每生成1molFe3O4，需要消耗肼的质量为 g。
⑷磁性氧化铁（Fe3O4）的组成可写成FeO·Fe2O3。某化学实验小组通过实验来探究一黑色粉末是否由Fe3O4、CuO组成（不含有其它黑色物质）。探究过程如下：
提出假设：假设1. 黑色粉末是CuO；假设2. 黑色粉末是Fe3O4；
假设3. 。
探究实验：
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN试剂。
①若假设1成立，则实验现象是 。
②若所得溶液显血红色，则假设 成立。
③为进一步探究，继续向所得溶液加入足量铁粉，若产生 现象，则假设3成立。
有另一小组同学提出，若混合物中CuO含量较少，可能加入铁粉后实验现象不明显。查阅资料：Cu2+与足量氨水反应生成深蓝色溶液，Cu2+＋4NH3·H2O＝Cu（NH3）42+＋4H2O。
④为探究是假设2还是假设3成立，另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后，再加入足量氨水，若假设2成立，则产生 现象；若产生 现象，则假设3成立。
已知W、X、Y、Z为短周期元素，它们的原子半径依次增大，W与Z、X和Y分别同主族，Y、Z同周期。X和Y能形成两种常见共价化合物，Z能与X形成两种常见的离子化合物，阴、阳离子个数比均为1：2。下列说法错误的是
A．Y、Z、X、W的原子序数依次减小
B．X的简单氢化物的沸点低于Y的简单氢化物的沸点
C．由W、X、Y、Z四种元素组成的化合物可能显强酸性
D．W和X形成的化合物，与W和Y形成的化合物中各元素质量比可能相同
