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19.金刚砂(SiC)结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得到金刚砂(SiC)结构.
①SiC是原子晶体,键角是109°28′.
②如果我们以一个硅原子为中心,设SiC晶体中硅原子与其最近的碳原子的最近距离为d,则与硅原子次近的第二层有12个原子,离中心原子的距离是$\frac{2\sqrt{6}d}{3}$.

分析 ①碳化硅是空间网状结构,为原子晶体,每个硅原子连接4个碳原子,形成正四面体结构;
②距离中心Si最近的第一层的4个C原子,每一个又连接着另外3个Si原子,这12个Si原子平均分布在一个球面上,根据直角三角形计算正四面体的边长.

解答 解:①碳化硅是空间网状结构,为原子晶体,每个硅原子连接4个碳原子,形成正四面体结构,其键角为109°28′,故答案为:原子;109°28′;
②距离中心Si最近的第一层的4个C原子,每一个又连接着另外3个Si原子,这12个Si原子平均分布在一个球面上,F是C原子,A、B、C、D分别代表一个Si原子,AB、AC、AD、BC、BD、CD的边长相等,AF、BF的长相等为d,F位于体心上,O位于正三角形BCD的重心上,在正三角形BCD中,BE为三角形BCD的高,则CE为BC的一半,如图,设正四面体的边长为x,CE的长为0.5x,BE=$\sqrt{{x}^{2}-(0.5x)^{2}}=\frac{\sqrt{3}}{2}x$,BO与OE的长之比为2:1,则BO的长为$\frac{\sqrt{3}}{2}x×\frac{2}{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}x$,在三角形ABO中,AO的长=$\sqrt{{x}^{2}-(\frac{\sqrt{3}}{3}x)^{2}}=\frac{\sqrt{6}}{3}x$,在三角形BFO中,OF的长=$\frac{\sqrt{6}}{3}x-d$=$\sqrt{{d}^{2}-(\frac{\sqrt{3}}{3}x)^{2}}$,x=$\frac{2\sqrt{6}d}{3}$,
故答案为:12;$\frac{2\sqrt{6}d}{3}$.

点评 本题考查了晶胞的计算、元素周期律、原子杂化等知识点,这些都是学习重点也是学习难点,同时考查学生的空间想象能力、分析问题能力、数学分析逻辑能力等,难度较大.

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7.高锰酸钾是一种常用的氧化剂.下图是利用软锰矿(主要成分为MnO2)制备高锰酸钾的一种工艺(流程中部分产物已略去):

相关物质不同温度下的溶解度(单位:g)数据如表:
物质
温度
KMnO4CH3COOKK2SO4KCl
20℃6.3421711.134.2
90℃45.239822.953.9
(1)“熔融”步骤反应的化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O.
(2)K2MnO4溶液中加入冰醋酸发生反应的离子方程式为:3MnO42-+4CH3COOH=2MnO4-+MnO2↓+2H2O+4CH3COO-
(3)操作2是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤.
(4)图中可以直接进行循环利用的物质是(填化学式)MnO2
(5)KMnO4粗晶体中的主要杂质(填化学式)有KCl和CH3COOK,若用硫酸代替图中的冰醋酸,则导致的问题及原因是反应生成K2SO4,而K2SO4在常温下的溶解度也较小,析出后从而导致产品的纯度降低.

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14.低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,低碳循环正成为科学家研究的主要课题.最近有科学家提出构想:把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇.该构想技术流程如下:(如图1)

(1)向分解池中通入高温水蒸气的作用是提供高温环境使KHCO3分解.
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-1
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO (g)+2H2O(l)△H=-442.8KJ/mol.
(3)依据甲醇燃烧的反应原理.设计如图2所示的电池装置.该装置负极的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O.
(4)已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9mol2•L-2.现将CaCl2溶液与0.02mol•L-1Na2CO3溶液等体积混合,生成CaCO3沉淀时,所需CaCl2溶液的最小物质的量浓度为5.6×10-7mol/L.
(5)CO(g)和H2O(g)在一定条件下反应可得到清洁燃料H2.将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),不同温度下得到三组数据:
实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol到平衡所需时间/min
COH2OH2CO
1650421.62.46
2900210.41.63
3900abcdt
①实验1前6min的反应速率v(CO2)=0.13 mol/(L.min)(保留小数点后两位,下同).
②实验2条件下平衡常数K=0.17.
③该反应的△H<0 (填“<”或“>”=.
④实验3中,若平衡时的转化率α(CO)>α(H2O),则$\frac{a}{b}$的取值范围是0<$\frac{a}{b}$<1.

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请问答下列问题:
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(2)C的化学式为Al4C3
(3)写出A与B反应的化学方程式:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑.
(4)写出D溶液与G反应的离子方程式:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O.

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