硼及其化合物在新材料、工农业生产等方面用途很广。请回答下列问题:
(1)写出与B元素同主族的Ga元素的基态原子核外电子排布式:________。
(2)立方氮化硼(BN)可利用人工方法在高温高压条件下合成,属于超硬材料。同属原子晶体的氮化硼比晶体硅具有更高的硬度和耐热性的原因是__________。
(3)BF3分子中中心原子的杂化轨道类型是____。又知若有d轨道参与杂化,能大大提高中心原子的成键能力,分析BF3、SiF4水解的产物中, 除了相应的酸外,前者生成BF4-而后者生成SiF62-的原因:_______________。
(4)NaBH4被认为是有机化学中的“万能还原剂”,NaBH4的电子式为_________,其中三种元素的电负性由大到小的顺序是_______________。
(5)自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏,其化学式写作 Na2B4O7•10H2O,实际上它的结构单元是由两个H3BO3和两个B(OH)4]-(合而成的双六元环,应该写成 Na2[B4O5(OH)4]•8H2O,其结构如图所示,它的阴离子可形成链状结构,则该晶体中不存在的作用力是______________(填字母)。
A.离子键 B.共价键 C.氢键 D.金属键 E.范德华力
(6)磷化硼(BP)可作为金属表面的保护薄膜,其晶胞如图所示,在BP晶胞中P占据的是硼原子堆积的_____(填“立方体”“正四面体”或“正八面体”)空隙。建立如图所示坐标系,可得晶胞中A、C处原子的分数坐标,则N处的P原子分数坐标为______。若晶胞中硼原子和磷原子之间的最近核间距为a pm,则晶胞边长为____________cm。
甲烷、乙烯、环氧乙烷、丁烷都是重要的化工原料,用途广泛。回答下列问题:
已知:I.2CH2=CH2(g)+O2(g)2(g) △H1=-206.6 kJ·mol-1
II.CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1) △H2
III.2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+4H2O(1) △H3
(1)若反应Ⅲ在一定温度下可自发进行,则△H3_____(填“>”“<”或“=”)0。
(2)热值是表示单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量,是燃料质量的一种重要指标。已知乙烯的热值为50.4 kJ•g-1,则△H3=___kJ•mol-1。
(3)实验测得2CH2=CH2(g)+O2(g)2(g) △H1<0中,v逆=k逆•c2(),v正=k正•c2(CH2=CH2)•c(O2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数_____(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。
②若在1 L的密闭容器中充入1 mol CH2=CH2(g)和1 mo1O2(g),在一定温度下只发生反应I,经过10 min反应达到平衡,CH2=CH2(g)的转化率为40%,则0〜10 min内v(O2)=_________,=______(保留两位有效数字)。
(4)下列有关环氧乙烷制备的说法正确的是_____(填字母)。
A.由图1可知,进料气体的初始温度对环氧乙烷的选择性影响不大,可得出乙烯的转化率受初始温度的影响不大
B.由图2可知,原料气的流速加快,乙烯转化率下降,主要是原料气与催化剂接触时间过短造成
C.若进料气中氧气比例增大,环氧乙烷产率降低,其主要原因是部分乙烯、环氧乙烷转化为二氧化碳和水
(5)一种以天然气为燃料的固体氧化物燃料电池的原理如图所示,其中YSZ为6%~10%Y2O3掺杂的ZrO2固体电解质。
a极上的电极反应式为_____;若电路中转移0.1 mol电子,则消耗标准状况下CH4的体积为_____L。
铬是一种银白色的金属,常用于金属加工、电镀等。工业以铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬及获得强氧化剂Na2Cr2O7。其工艺流程如图所示:
已知:高温氧化时发生反应Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2(未配平)
回答下列问题:
(1)将铬铁矿的主要成分Fe(CrO2)2写成氧化物的形式:__,高温氧化时可以提高反应速率的方法为___(写出一条即可)。
(2)Na2CrO4加入硫酸酸化的离子方程式为__;在实验室中,操作a所用到的玻璃仪器有__。
(3)Na2CrO4中铬元素化合价为__;生成1molNa2CrO4时共转移电子的物质的量为__mol。
(4)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放,可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入硫酸处理多余的Ba2+的方法处理废水,加入可溶性钡盐后,废水中Ba2+的浓度应大于__mol·L-1,废水处理后达到国家标准才能排放。
铋酸钠(NaBiO3)是分析化学中的重要试剂,在水中缓慢分解,遇沸水或酸则迅速分解。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并探究其应用。回答下列问题:
Ⅰ.制取铋酸钠
制取装置如图(加热和夹持仪器已略去),部分物质性质如下:
物质 | NaBiO3 | Bi(OH)3 |
性质 | 不溶于冷水,浅黄色 | 难溶于水;白色 |
(1)装MnO2的仪器名称是_____________,B装置用于除去HCl,盛放的试剂是________________;
(2)C中盛放Bi(OH)3与NaOH混合物,与Cl2反应生成NaBiO3,反应的离子方程式为_____;
(3)当观察到_____(填现象)时,可以初步判断 C 中反应已经完成;
(4)拆除装置前必须先除去烧瓶中残留Cl2以免污染空气,除去Cl2的操作是_______。
(5)反应结束后,为从装置C中获得尽可能多的产品,需要的操作是____________,过滤、洗涤、干燥;
Ⅱ.产品纯度的测定
(6)取上述NaBiO3产品w g,加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应,再用 c mo1/L的H2C2O4标准溶液滴定生成的MnO4-(已知:H2C2O4+MnO4---CO2+Mn2++H2O,未配平),当溶液紫红色恰好褪去时,消耗V mL标准溶液。该产品的纯度为 ______________(用含 w、c、V的代数式表示)。
常温下,向盛50mL0.100mol·L-1盐酸的两个烧杯中各自匀速滴加50mL的蒸馏水、0.100mol·L-1醋酸铵溶液,测得溶液pH随时间变化如图所示。已知Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。下列说法正确的是( )
A.曲线X是盐酸滴加蒸馏水的pH变化图,滴加过程中溶液各种离子浓度逐渐减小
B.曲线Y上的任意一点溶液中均存在c(CH3COO-)<c(NH4+)
C.a点溶液中n(Cl-)+n(CH3COO-)+n(OH‑)-n(NH4+)=0.01mol
D.b点溶液中水电离的c(H+)是c点的102.37倍
短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、Y同主族,X的简单离子半径是同周期中最小的,X、Y同周期且最外层电子数之和与Z的最外层电子数相等;Z元素是最重要的“成盐元素”, 下列说法正确的是( )
A.原子半径由大到小的顺序:Z>Y>X
B.W与Z组成的化合物可能含非极性共价键
C.Z的氧化物对应的水化物均是强酸
D.氢化物沸点由高到低的顺序:Z>Y>W