16．氮元素可以形成多种化合物．回答以下问题：
（1）基态氮原子的价电子排布式是2s²2p³．
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞C．
（3）肼（N₂H₄）分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被-NH₂（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物．
①NH₃分子的空间构型是三角锥型；N₂H₄分子中氮原子轨道的杂化类型是sp³．
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ•mol^-1，若该反应中有4mol N-H键断裂，则形成的π键有3mol．
③肼能与硫酸反应生成N₂H₆SO₄，N₂H₆SO₄晶体类型与硫酸铵相同，则N₂H₆SO₄晶体内不存在d（填标号）
a．离子键　　　　　b．共价键
c．配位键         d．范德华力
（4）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别．

下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是c（填标号）．
a．CF₄  b．CH₄
c．NH$\stackrel{+}{4}$  d．H₂O．

15．化合物A含有C、H、O、N、Cl，A与酸的水溶液加热下反应，可得化合物B和醋酸，B经还原可生成，B与亚硝酸，在0～5℃反应后生成的产物与溴亚化铜和氰化钾反应生成C，C与氢氧化钠溶液共热生成2-氯-4-硝基苯酚，试推测A、B、C的构造式．

14．某化学研究性学习小组设计实验探究铜的常见化学性质，过程设计如下．
提出猜想：
问题1：铁和铜都有变价，一般情况下，正二价铁的稳定性小于正三价的铁，正一价铜的稳定性也小于正二价的铜吗？
问题2：氧化铜有氧化性，能被H₂、CO还原，它也能被氮的某种气态氢化物还原吗？
实验探究
Ⅰ．解决问题1取一定量制得的氢氧化铜固体，于坩埚中灼烧，当温度达到80～100℃得到黑色固体粉末；继续加热至1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜；取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中，加入过量的稀硫酸（或盐酸），得到蓝色溶液，同时观察到试管底部还有红色固体存在．根据以上实验现象回答问题．
（1）写出氧化亚铜与稀硫酸（或盐酸）反应的离子方程式：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，
（2）从实验Ⅰ可得出的结论是高温时，+1价的铜比+2价的铜稳定，而溶液中，+2价的铜比+1价的铜稳定
Ⅱ．解决问题2
设计如下装置（夹持装置未画出）：

当氮的某种气态氢化物（X）缓缓通过灼热的氧化铜时，观察到氧化铜由黑色变成了红色，无水硫酸铜变成蓝色，生成物中还有一种无污染的气体Y；将X通入灼热的CuO燃烧管完全反应后，消耗0.01mol X，测得B装置增重0.36g，并收集到0.28g单质气体Y．
（1）X气体的摩尔质量是32g/mol．
（2）C中发生反应的化学方程式为2CuO+N₂H₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+N₂↑+2H₂O．

13．NH₄Al（SO₄）₂是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品中；NH₄HSO₄在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛．（该题中指的室温是20．C，Kw=1x10^-14）请回答下列问题：

（1）相同条件下，相等物质的量浓度的NH₄Al（SO₄）₂中c（NH₄⁺）＜（填“=”、“＞”“＜”）NH₄HSO₄中c（NH₄⁺）．
（2）如图1是0.1mol•L^-1电解质溶液的pH随温度变化的图象．
①其中符合0.1mol•L^-1NH₄Al（SO₄）₂的pH随温度变化的曲线是A（填写字母）；
②室温时，0.1mol•L^-1NH₄Al（SO₄）₂中2c（SO₄^2-）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）=10^-3（或10^-3-10^-11）mol•L^-1（填数值）
（3）室温时，向100mL 0.1mol•L^-1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol•L^-1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示．
试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是a；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺＞c（OH^-）=c（H⁺）．

12．用二氧化氯（ClO₂）新型净水剂替代传统的净水剂Cl₂，对淡水进行消毒是城市饮用水处理的新技术．
（1）已知ClO₂在水处理过程中被还原为Cl^-．若以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，则ClO₂、Cl₂两种消毒剂的消毒效率较大的是哪种ClO₂．（填化学式）
（2）ClO₂的制备方法：
①工业上可用Cl₂氧化NaClO₂溶液制取ClO₂．写出该反应的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目．
②实验室通常以NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料制备ClO₂的流程如下：

推测溶液X为NaCl和NaOH溶液．
（3）ClO₂是一种黄绿色有刺激性气味的气体，实验室通常用NaOH溶液来吸收ClO₂，以减少环境污染．
若实验时需要450mL 4mol/L的NaOH溶液，则配制时，需要用托盘天平称取NaOH的质量为80.0g，所使用的仪器除托盘天平、胶头滴管、玻璃棒外，还必须有500mL容量瓶、烧杯．配制该溶液时，下列操作会使溶液浓度偏高的是CD．（填字母）
A．称量固体时动作缓慢
B．容量瓶未干燥立即用来配制溶液
C．NaOH固体溶解后立刻转移
D．在容量瓶定容时俯视刻度线
E．定容后摇匀，发现液面降低，又补加少量水，重新达到刻度线．

11．A、B、C、D、E、X为化学常见物质，它们的转化关系如图所示（反应条件未注明）．请根据题中信息回答问题．

（1）若A为单质，E为白色难溶物且既能溶于盐酸又能溶于C溶液，则
①D与X发生反应的离子方程式为3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
②常温下pH=10的C溶液与D溶液中，水的电离程度D大（填C或D）．
（2）若A为离子化合物，B为不溶于碱的白色难溶物，E与水反应生成的浓溶液G遇C有白烟产生，则
①A的化学式为Mg₃N₂；
②等物质的量浓度的G溶液与C溶液等体积混合，混合液中的质子守恒式为：c（H⁺）=c（OH^-）+c（NH₃•H₂O）．（用微粒浓度表示）

10．氯化铁是常见的水处理剂，利用废铁屑可制备无水氯化铁．实验室制备装置和工业制备
流程图如图：

已知：（1）无水FeCl₃的熔点为555K、沸点为588K．（2）废铁屑中的杂质不与盐酸反应
（3）不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下：

温度/℃	0	20	80	100
溶解度（g/100g H2O）	74.4	91.8	525.8	535.7

实验室制备操作步骤如下：
Ⅰ．打开弹簧夹K₁，关闭活塞K₂，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸．
Ⅱ．当…时，关闭弹簧夹K₁，打开弹簧夹K₂，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a．
Ⅲ．将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl₃•6H₂O晶体．请回答：
（1）烧杯中足量的H₂O₂溶液的作用是把亚铁离子全部氧化成三价铁离子．
（2）为了测定废铁屑中铁的质量分数，操作Ⅱ中“…”的内容是装置A中不产生气泡或量气管和水准管液面不变（其他合理答案也给分）．
（3）从FeCl₃溶液制得FeCl₃•6H₂O晶体的操作步骤是：加入盐酸后、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（4）试写出吸收塔中反应的离子方程式：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（5）捕集器温度超过673K时，存在相对分子质量为325的铁的氯化物，该物质的分子式为Fe₂Cl₆．
（6）FeCl₃的质量分数通常可用碘量法测定：称取m g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用c mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗VmL（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）．
①滴定终点的现象是：溶液由蓝色变无色，且半分钟内不变色；
②样品中氯化铁的质量分数$\frac{162.5cV}{m}$%．

9．二甲醚（CH₃OCH₃）被称为21世纪的新型燃料，在未来可能替代汽油、液化气、煤气等并具有优良的环保性能．工业制备二甲醚在催化反应室中（压力2.0～10.0Mpa，温度230～280℃）进行下列反应：
①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90.7kJ•mol^-1
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₂=-23.5kJ•mol^-1
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41.2kJ•mol^-1
（1）若要增大反应①中H₂的转化率，在其它条件不变的情况下可以采取的措施为BC．
A．加入某物质作催化剂  B．加入一定量CO
C．反应温度降低D．增大容器体积
（2）在某温度下，若反应①的起始浓度分别为：c（CO）=1mol/L，c（H₂）=2.4mol/L，5min后达到平衡，CO的转化率为50%，则5min内CO的平均反应速率为0.1mol/（L•min）；若反应物的起始浓度分别为：c（CO）=4mol/L，c（H₂）=a mol/L；达到平衡后，c（CH₃OH）=2mol/L，a=5.4mol/L．
（3）催化反应室中总反应3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=-246.1kJ/mol；830℃时反应③的K=1.0，则在催化反应室中反应③的K＞1.0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）二甲醚燃烧热为1455kJ•mol^-1，则二甲醚燃烧的热化学方程式为CH₃OCH₃（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H₁=-1455kJ/mol．
（5）“二甲醚燃料电池”是一种绿色电源，其工作原理如图所示．写出a电极上发生的电极反应式CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-═2CO₂+12H⁺．

8．以磷石膏（主要成分CaSO₄，杂质SiO₂、A1₂O₃等）为原料可制备轻质CaCO₃．

（1）匀速向浆料中通入CO₂，浆料清液的pH和c（SO₄^2-）随时间变化见图．清液pH＞11时CaSO₄转化的离子方程式CaSO₄+2NH₃•H₂O+CO₂=CaCO₃↓+2NH₄⁺+SO₄^2-+H₂O（或CaSO₄+CO₃^2-=CaCO₃↓+SO₄^2-）．

（2）当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体．滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SO₄^2-和HCO₃^-（填化学式）；检验洗涤是否完全的方法是取少量最后一次的洗涤过滤液与试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全．
（3）磷石膏若用氢氧化钠溶液溶解，发生反应的有关离子方程式为：Al₂O₃+2OH^-+3H₂O═2[Al（OH）₄]^- SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O．

7．汽车作为一种现代交通工具正在进入千家万户，汽车尾气中含有CO、NO₂等有毒气体，其污染问题也成为当今社会急需解决的问题．
Ⅰ．对汽车加装尾气净化装置，可使CO、NO_x有毒气体相互反应转化为无毒气体．2xCO+2NO_x═2xCO₂+N₂．当转移电子物质的量为0.8x mol时，该反应生成4.48LLN₂（标准状况下）．
Ⅱ．一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料．可以还原金属氧化物，可以用来合成很多有机物如甲醇（CH₃OH）、二甲醚（CH₃OCH₃）等，还可以作燃料．
（1）在压强为0.1MPa条件下，将amolCO与3amolH₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0；
①该反应的平衡常数表达式为$\frac{c（CH{\;}_{3}OH）}{c（CO）c{\;}^{2}（H{\;}_{2}）}$．
②若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是BD．
A．升高温度 B．将CH₃OH（g）从体系中分离  C．充入He，使体系总压强增大 D．再充入1molCO和3molH₂
（2）已知：①CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H=-90.7kJ•mol^-1
②2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-23.5kJ•mol^-1
③CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ•mol^-1
则3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=-246.1KJ•mol^-1．
（3）CO-空气燃料电池中使用的电解质是掺杂Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-．该电池负极的电极反应式为CO-2e^-+O^2-=CO₂．
（4）甲醇也是新能源电池的燃料，但它对水质会造成一定的污染．有一种电化学法可消除这种污染．其原理是：2滴甲醇，1mL1.0mol•L^-1硫酸，4mL0.1mol•L^-1硫酸钴（CoSO₄）混合溶液，插上两根惰性电极，通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化．实验室用如图装置模拟上述过程：
①检验电解时产生的CO₂气体，井穴板穴孔内应盛放澄清石灰水溶液．
②写出净化甲醇的离子方程式6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺．