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砷化稼(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。...

砷化稼(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:

(1)基态Ga原子的核外电子排布式为[Ar]_______________

(2)根据元素周期律,元素的电负性Ga______(填“大于”或“小于”, 下同)As,第一电离能B ____ Ga;BF3和NH3的分子能够通过配位键相结合的原因是_______

(3)杀虫剂Na3AsO4中阴离子的空问构型为______,As原子采取________杂化。

(4)组成相似的GaF3和GaCl3晶体,前者属于离子晶体,后者属于分子晶体。从F-和Cl-结构的不同分析其原因是____________

(5)原子晶体GaAs的晶胞参数a=xpm,它的晶胞结构如下图所示。该晶胞内部存在的共价健数为______;A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为______ (用x表示)pm ;该晶胞的密度为_____g·cm-3。(阿伏伽德罗常数用NA表示)。

 

3d104s24p1小于大于NH3的N具有孤对电子,BF3中的B核外具有空轨道正四面体sp3Cl-的电子层数比F-的多,原子半径比F-的大160.25x 【解析】(1)镓是31号元素,核外有31个电子,基态镓(Ga)原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,简写成[Ar] 3d104s24p1;(2)同周期元素,从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从下到上,电负性逐渐增大,电负性:Ga小于As;第一电离能与原子核外电子排布有关,当电子在能量相当的轨道上形成全空、半满、全满时,原子的能量较低,第一电离能越大,同一主族,从上到下,原子半径越大,吸电子能力越弱,第一电离能越小,B与Ga在ⅢA族,第一电离能B大于Ga;B原子其价层电子数是4,采取sp3杂化,B原子形成3个σ 键一个配位键,B原子提供空轨道的原子、N原子提供孤电子对,B、N原子之间形成配位键,形成BF3·NH3。(3)AsO43-中含有的孤电子对数是0,中心原子有4个共价键,所以其构型是正四面体形,As原子价层电子对数为4,故杂化方式为 sp3 ;(4) Cl-的电子层数比F-的多,原子半径比F-的大,Ca2+ 与F― 形成离子键,形成离子晶体;(5)如图每个As与4个Ga形成4个共价键,晶胞中共含4×4=16个共价键;A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为a/4=0.25xpm;晶胞中拥有的As原子8×1/8+6×1/2=4,Ga也是4个,该晶胞的密度为 g·cm-3 点睛:物质结构常见题,第一电离能和电负性易混淆;晶胞密度的计算,按密度等于质量比体积去思考。  
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无水MgBr2可用作催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如下图所示(夹持仪器略去)。主要步骤如下:

步骤l:三颈瓶中装入10g镁屑和150mL无水乙醚,装置B中加入适量的液溴。

步骤2:缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。

步骤3:反应完毕后恢复至室温,过滤,将滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。

步骤4:常温下用苯溶解粗品,冷却至0℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160℃分解得无水MgBr2产品。

已知:①Mg和Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性。

②MgBr2+3C2H5OC2H5= MgBr2·3C2H5OC2H5

请回答:

(1)仪器A的名称是___________,它在实验中的作用是____________

(2)步骡2中,可以将B装置中的溴完全导入三颈瓶中的原因是_______;该实验如果将所用液溴一次性全部加入三颈瓶中,其后果是_____________

(3)步骡3中,第一次过滤得到的固体物质是______;根据步骤3、4,请总结出三乙醚合溴化镁所具有的物理性质:_________

(4)请根据Mg的性质设计实验证明O2的氧化性比N2的强:________

(5)将步骤得到的产品在干燥器中冷却到室温后,称量,其质量为61.4g。则该实验制取MgBr2的产率是_____________

 

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消除氮氧化物污染对优化空气质境至关重要。

(1)用CH4催化还原氮氧化物消除氮氧化物的污染发生的反应如下:

CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol

CH4(g)+4NO2(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol

若用0.2molCH4将NO2还原为N2,则整个过程中放出的热量为________kJ。(假设水全部以气态形式存在)

(2)用活性炭可处理大气污染物NO。在2L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当沮度分别在T1和T2时.测得反应达到平衡时各物质物质的量如下表;

①请结合上表数据.写出NO与活性炭反应的化学方程式_______________

②T1℃ 时,上述反应的平衡常数的值为________。如果已知T2>T1,则该反应正反应的△H___(填“>”“<”或“=”)0

③ 在T1温度下反应达到平衡后,下列措施不能增大NO转化率的是_______

a.降低温度      b.增大压强        c.增大c(NO)      d.移去部分F

(3)汽车尾气处理中的反应有2NO+2CO2CO2+N2。某温度时,在1L密闭容器中充入0.1molCO和0.1mol NO,5s时反应达到平衡,测得NO的浓度为0.02mol/L,则反应开始至平衡时,NO的平均反应速率v(NO)=________。若此温度下,某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0.01mol/L、amol/L、0.01mol/L、0.04mol/L,要使反应向正反应方向进行,a的取值范围为_____________

(4)某课题组利用下图所示装置,探究NO2和O2化合生成N2O5形成原电池的过程。物质Y的名称为_______,该电池的正极反应式应为___________

 

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PFS是水处理中重要的絮凝剂,下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。

(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是__________;PFS中铁元素的化合价为__________;在酸浸槽中,为了提高浸出率,可以采取的措施有_________(写两条)。

(2)若废铁属含有较多铁锈(Fe2O3·xH2O),则酸浸时反应的化学方程式有_____________

(3)如果反应釜中用H2O2作氧化剂,则反应的离子方程式为________;生产过程中,发现反应釜中产生了大量的气体,且温度明显升高,其原因可能是___________

(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。如果溶液酸性过强,造成的后果是________。如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。若溶液中Fe3+的浓度为1mol·L-1,当Fe3+开始沉淀时,涪液的pH约为_________。[已知Fe(OH)3的Ksp≈1.0×10-39]。

 

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短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大.它们的原子最外层电子数之和为13 , X的原子半径比Y的小,其中X与W同主族。一种常见的无色无味液体分解可以得到X和Z元素的单质。下列说法中不正确的是

A. X、Y、Z三种元素可以形成离于化合物

B. 元素X 和W之间不可能形成二元化合物

C. 元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱

D. 元素Y、Z、W中,元素W的简单离子的半径最小

 

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电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶掖可以制取氢气,其装置如下图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。下列有关说法中不正确的是

A. 电解过程中b极附近溶液碱性明显增强

B. 溶液中的OH-逐渐向a极区附近移动

C. 若在b极产生标准状况下224mL氢气,则消耗尿素2g

D. a极反应式为CO(NH2)2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O

 

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