(15分)元素周期表第ⅤA族元素包括氮、磷、砷(As)、锑(Sb)等。这些元素无论在研制新型材料，还是在制作传统化肥、农药等方面都发挥了重要的作用。请回答下列问题：
（1）N4分子是一种不稳定的多氮分子，这种物质分解后能产生无毒的氮气并释放出大量能量，能被应用于制造推进剂或炸药。N4是由四个氮原子组成的氮单质，其中氮原子采用的轨道杂化方式为sp3，该分子的空间构型为________，N—N键的键角为________。
（2）基态砷原子的最外层电子排布式为________。
（3）N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为____________(用元素符号表示)。
（4）叠氮化钠(NaN3)用于汽车安全气囊中氮气的发生剂，写出与N3-互为等电子体的分子的化学式________(任写一种即可)。
（5）天然氨基酸的命名常用俗名(根据来源与性质)，例如，最初从蚕丝中得到的氨基酸叫丝氨酸[HOCH2CH（NH2）COOH]。判断丝氨酸是否存在手性异构体？________(填“是”或“否”)
（6）砷化镓为第三代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长,耗能少。已知立方砷化镓晶胞的结构如图所示，其晶胞边长为c pm，则密度为_______g·cm－3(用含c的式子表示，设NA为阿伏加德罗常数的值)，a位置As原子与b位置As原子之间的距离为________pm(用含c的式子表示)。
粉煤灰是燃煤电厂的废渣，主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等。实验室模拟工业从粉煤灰提取活性Al2O3，其流程如下图：
已知烧结过程的产物主要是：NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等
（1）写出烧结过程中铝元素转化的化学方程式 。
（2）操作a为冷却、研磨，其中研磨的目的是 。
（3）浸出过程中，NaFeO2可完全水解，水解反应的离子方程式为 。
（4）操作b的名称是 ，所用的玻璃仪器有 、 和烧杯。
（5）“碳化”时生成沉淀，沉淀的化学式为 。
已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素。A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，B的电负性大于C，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，F的基态原子中有4个未成对电子。
（1）基态的F3+核外电子排布式是 。
（2）B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物，原因是 。
（3）化合物FD3是棕色固体、易潮解、100℃左右时升华，它的晶体类型是 ；化合物ECAB中的中的阴离子与AC2互为等电子体，该阴离子的电子式是 。
（4）FD3与ECAB溶液混合，得到含多种配合物的血红色溶液，其中配位数为5的配合物的化学式是 。
（5）化合物EF[F(AB)6]是一种蓝色晶体，下图表示其晶胞的
（E+未画出）。该蓝色晶体的一个晶胞中E+的个数为 。
（6）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示
其晶胞边长为540.0 pm，密度为 （列式并计算），a位置S2－离子与b位置Zn2+离子之间的距
离 pm（列式表示）。
某化工厂以软锰矿、闪锌矿（除主要成分为MnO2、ZnS外还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质）为原料制取Zn和MnO2。
（1）在一定条件下，将这两种矿粉在硫酸溶液中相互作用，配平如下的化学方程式：
MnO2 + FeS + H2SO4
MnSO4 + Fe2(SO4)3 + S + H2O
（2）将所得含有Mn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Zn2+的酸性溶液按以下的工业流程进行操作处理得溶液（IV），电解溶液（IV）即得MnO2和Zn。
a．操作①中加Zn粉后发生反应的离子方程式为 。
b．操作②中加入适量X的作用是什么 ；X的首选物的化学式是 。
c．操作③中所加碳酸盐的化学式是 。
（3）为了从上述流程中产生的Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3，工厂设计了如下的有关流程图
a．AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成AI(OH)3的离子方程式为 ，若总共得到n molAl(OH)3，则消耗的NaOH和HCl的理论量（mol）分别为 、 。
b．若使用下列流程回收处理，请比较两个流程消耗酸碱的用量？
饮用水中含有一定浓度的NO3一将对人类健康产生危害，NO3一能氧化人体血红蛋白中的Fe(II)，使其失去携氧功能。为了降低饮用水中NO3一的浓度，某兴趣小组提出如下方案：
请回答下列问题：
（1）已知过滤后得到的滤渣是一种混合物，则在溶液中铝粉和NO3一反应的离子方程式为 。
（2）该方案中选用熟石灰调节pH，理由是 、 ，在调节pH时，若pH过大或过小都会造成 的利用率降低。
（3）用H2催化还原法也可降低饮用水中NO3－的浓度，已知反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环，则催化还原法的离子方程式为 _。
（4）饮用水中的NO3－主要来自于NH4+。已知在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3－。两步反应的能量变化示意图如下：
试写出1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3－(aq)的热化学方程式是 。
某化学兴趣小组对碳的氧化物做了深入的研究并取得了一些成果。
已知：C(s)+O2(g) 
CO2(g) △H=-393kJ•mol-1；
2CO (g)+O2(g) 2CO2(g) △H=-566kJ•mol-1；
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ•mol-1
（1）将水蒸气喷到灼热的炭上实现炭的气化（制得CO、H2），该反应的热化学方程式为 。
（2）)将一定量CO(g)和H2O(g)分别通入容积为1L的恒容密闭容器中，发生反应：
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，得到如下三组数据：
| 实验组序 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
|
| H2O |
CO |
CO2 |
|||
| 1 |
500 |
4 |
8 |
3.2 |
4 |
| 2 |
750 |
2 |
4 |
0.8 |
3 |
| 3 |
750 |
2 |
4 |
0.8 |
1 |
①该反应的正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
②实验1中，0～4min时段内，以v(H2)表示的反应速率 为 。
③实验2达到平衡时CO的转化率为 。
④实验3与实验2相比，改变的条件是 ；
请在下图坐标中画出“实验2”与“实验3”中c(CO2)随时间变化的曲线，并作必要的标注。
（3）在载人航天器中应用电化学原理，以Pt为阳极，Pb(CO2的载体)为阴极，KHCO3溶液为电解质溶液，还原消除航天器内CO2同时产生O2和新的能源CO，总反应的化学方程式为：2CO2
2CO+O2，若阳极为溶液中的OH-放电，则阳极的电极反应式为 。
（4）将CO通入银氨溶液中可析出黑色的金属颗粒，其反应方程式为 。
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