[化学——选修5物质结构与性质]
硼及其化合物在工业上有许多用途。工业上以铁硼矿为原料制备硼酸，铁硼矿含有Mg、Fe、Ca、Al、B、O等多种元素，它的主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4。
（1）基态铁原子的外围电子层排布为 ，该元素位于元素周期表中的第 族，在水溶液中常以Fe2+、Fe3+的形式存在，其中 更稳定。
（2）以硼酸为原料可制得NaBH4, B原子的杂化方式为 。
（3）工业上冶炼铝不用氯化铝，因为氯化铝易升华，其双聚物Al2Cl6结构如图所示。1mol该分子中含 个配位键，该分子 （填“是”或“不是”）平面型分子。
（4）依据第二周期元素第一电离能的变化规律，参照图中B、C、O、F元素的位置，用小黑点表示N元素的相对位置。
（5）Al单质为面心立方晶体，其晶体参数a=0.405nm，列式表示Al单质的密度： g·cm－3。
Ⅰ．工业上制取硝酸的主要流程图如下图1：
（1）工业合成氨的原料是N2和H2。装置A的名称是 ；其中N2可从空气中分离出来，方法是先将空气 ，然后 即可得到；H2可以水和天然气为原料在催化剂作用下高温制取，其化学方程式为 。
（2）在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过反应CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)来实现。已知1100 K时该反应的平衡常数K＝0.64，若要使CO的转化率超过80%，则起始物中c(H2O)∶c(CO)不低于 。
Ⅱ．利用石灰乳来除去硝酸工业的尾气(含NO、NO2)，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如上图2。已知NO和NO2按1:1通入碱液中生成亚硝酸盐。
（1）上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是 ；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是 (填化学式)。
（2）该工艺需控制NO 和NO2 物质的量之比接近1：1。若n(NO)：n(NO2)>1：1，则会导致 ；若n(NO)：n(NO2)<1：1，则会导致 。
研究含氮污染物的治理是环保的一项重要工作。合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。
I．污染物SO2、NOx经O2预处理后用CaSO3悬浊液吸收，可减少尾气中SO2、NOx的含量。T℃时，O2氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：
(1) T℃时，反应3NO(g)+O3(g)
3NO2（g）的△H= kJ·mol－1。
(2) T℃时，将0.6 mol NO和0.2 molO3气体充入到2L固定容积的恒温密闭容器中，NO的浓度随反应时间的变化如图1所示。
① T℃时，反应3NO(g) +O3 (g) 3NO2 (g)的平衡常数K= 。
② 不能说明反应达到平衡状态的是 （填写字母）。
A．气体颜色不再改变 B．气体的平均摩尔质量不再改变
C．气体的密度不再改变 D．单位时间内生成O3和NO2物质的量之比为1∶3
II．NO2的二聚体N2O4是火箭中常用氧化剂。完成下列问题：
(3) 如图2所示，A是由导热材料制成的恒容密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气囊。关闭K2，将各1 molNO2通过K1、K3分别充入真空A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为aL（忽略导管中的气体体积）。
① 容器A中到达平衡所需时间ts，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则平均化学反应速率v(NO2)= 。
② 平衡后在A容器中再充入0.5 mol N2O4，则重新到达平衡后，平衡混合气中NO2的体积分数（填“变大”、“变小”或“不变”） 。
③ 在②平衡后，打开K2，重新到达新平衡，B气囊的体积为0.8aL，则在打开K2之前，气囊B的体积为 L。
氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。工业上采用如下工艺流程，从某酸性废液（主要含Cu2+、Fe3+、 H+、Cl－）中制备氯化亚铜。
请回答下列问题：
（1）写出步骤①中发生的两个主要反应的离子方程式： 。
（2）步骤②的操作名称是： 。
（3）步骤④中所加物质X为： 。
（4）步骤⑤的操作是： 。
（5）步骤⑥应调节溶液pH呈酸性，且用乙醇洗涤CuCl晶体，目的是： 。
（6）在CuCl的生成过程中，可以循环利用的物质是 ，理论上 （填“是”或“不”）需要补充（不考虑调节等消耗）；理由是 。
（7）工业上还可以采用以碳棒为电极电解CuCl2溶液得到CuCl。电解CuCl2溶液,阴极上发生的电极反应式是 。
某化学兴趣小组设计如下实验方案。将浓硫酸与铜片反应制备SO2并进行相关实验探究，实验装置如下图所示：
请回答下列问题：
（1）装置B的作用是 。
（2）设计装置C的目的是验证SO2的 性，装置C中发生反应的离子方程式是 。装置D中NaOH全部转化为NaHSO3的标志是 。
（3）向NaHSO3溶液中加入NaClO溶液时，反应有三种可能的情况：
I．HSO3－与ClO－恰好反应
Ⅱ．NaClO不足
Ⅲ．NaClO过量
甲同学分别取上述混合溶液于试管中，通过下列实验确定该反应属于哪一种情况，请完成下表：（已知酸性：H2SO3>H2CO3>HClO）
（4）请设计简单实验证明：室温下HSO3-的电离平衡常数Ka与水解平衡常数Kb的相对大小： 。
一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是
A．pH=5的H2S溶液中，c(H+)= c(HS－)=1×10-5 mol·L-1
B．pH=a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH=b，则a=b+1
C．pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合：
c(Na＋)+ c(H＋)= c(OH－)+c( HC2O4－)
D．pH相同的①CH3COONa②NaHCO3③NaClO三种溶液的c(Na＋)：①＞②＞③
