题目内容
【题目】利用周期表中同主族元素的相似性，可预测元素的性质。
（1）白磷的分子式为P4，其结构如图甲所示。科学家目前合成了N4分子，N原子的杂化轨道类型是______；N4分解后能产生N2并释放出大量能量，推测其用途为____________。
（2）N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为___________。
（3）比较酸性：HNO3_______HNO2（填“强于”或“弱于”），原因是___________________
（4）立方氮化硼晶体的结构如图乙所示。该晶体中，B原子填充在N原子的______(填空间构型名称)空隙中，且占据此类空隙的比例为________(填百分数)。
（5）钠钾合金属于金属晶体，其某种合金的晶胞结构如图所示。合金的化学式为____________；晶胞中K 原子的配位数为______；已知金属原子半径r（Na）=186pm、r（K）=227pm，计算晶体的空间利用率 _______________（列出计算式，不需要计算出结果）。
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【答案】sp3制造火箭推进剂或炸药N>P>As强于HNO3中非羟基氧多，N的正电性高，N-O-H中O的电子向N偏移，因而在水分子的作用下，更容易电离出H+，酸性更强(正)四面体50%Na3K或KNa36
【解析】
（1）N4分子与P4结构相似，为正四面体构型， N4分子中N原子形成3个
键、含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，N原子采取sp3杂化，每个面为正三角形，N-N键的键角为
；N4分解后能产生N2并释放出大量能量，可以制造火箭推进剂或炸药；
（2）同主族自上而下第一电离能减小,故第一电离能: N>P>As；
（3）HNO3中非羟基氧多，N的正电性高，N-O-H中O的电子向N偏移，因而在水分子的作用下，更容易电离出H+，酸性更强；
（4）B原子周围的4个N原子形成正四面体结构；每个晶胞中由8个这样的正四面体结构,只有4个填充B原子,B原子占据此类空隙的比例为50%；
（5）据均摊法可知晶胞中有钠原子数为12×
=3，钾原子数为8×
=1，所以合金的化学式为KNa3；根据晶胞图可知，每个K原子周围有6个钠原子，所以晶胞中K原子的配位数为6，晶胞中钠原子和钾原子体积之和为
π，根据晶胞的结构可知，晶胞的边长为钠原子和钾原子的直径之和为2×186pm+2×227pm，所以晶胞的体积为（2×186pm+2×227pm）3，晶体的空间利用率为
×100%= 。
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【题目】某含锰矿物的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2、Al2O3等。已知FeCO3、MnCO3难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰，主要流程如下：
(1)为提高含锰矿物浸出速率，可采取的措施有______________(至少写出两条)。
(2)设备1中反应后，滤液1里锰元素只以Mn2+的形式存在，且滤渣1中也无MnO2。设备1中发生氧化还原反应的离子方程式是______________________________________。
(3)设备2中加足量双氧水的作用是________________________。设计实验方案检验滤液2中是否存在Fe2+________________________。
(4)已知金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表，加氨水调节溶液的pH等于6，滤渣2的主要成分为_____________ (填化学式)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Fe3+ | 1.8 | 3.2 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Mn2+ | 7.8 | 9.8 |
(5)设备4中加入过量氢氧化钠溶液，用离子方程式表示发生的反应______________。
(6)保持其他条件不变，在不同温度下对含锰矿物进行酸浸，锰浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度与时间分别为________℃、______min。
