某自来水中含有Ca2＋、Mg2＋、Na＋、K＋、
、
、Cl－，长期烧煮上述自来水会在锅炉内形成水垢。锅炉水垢不仅耗费燃料，而且有烧坏锅炉、引起爆炸的危险，因此要定期清除锅炉水垢。已知部分物质20 ℃时的溶解度数据为
| 物质 |
Mg(OH)2 |
CaCO3 |
MgCO3 |
Ca(OH)2 |
CaSO4 |
MgSO4 |
| 溶解度 g/100 g H2O |
9.0×10－4 |
1.5×10－3 |
1.0×10－2 |
1.7×10－1 |
2.1×10－1 |
26.7 |
(1)请用化学方程式表示锅炉中的水垢含有Mg(OH)2的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)锅炉中的水垢所含有的CaSO4不能直接用酸除去，需要加入试剂X，使其转化为易溶于盐酸的物质Y而除去。试剂X是____________。(填序号)
A．NaOH B．NaHCO3
C．Na2CO3 D．NaCl
CaSO4能转化为物质Y的原因是(用文字叙述)_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)除含CaSO4、Mg(OH)2外，锅炉水垢中还可能含有的物质是(写化学式)_________________ _______________________________________________________。
(4)若所用自来水的硬度为33.6度(计算硬度是将Ca2＋、Mg2＋都看成Ca2＋，并将其折算成相当于CaO的质量，通常1 L水中含有10 mg CaO称为1度)。1 t这样的水中相当于含CaO的物质的量为__________(水的密度为1 g/cm3)。
(5)水中的Ca2＋、Mg2＋可以用一定浓度的M溶液进行测定，M与Ca2＋、Mg2＋都以等物质的量进行反应。现取含Ca2＋浓度为0.40 g/L的自来水样10 mL至锥形瓶中进行滴定，达到滴定终点时，用去了浓度为0.01 mol/L的M溶液20.00 mL，则该自来水样中Mg2＋的物质的量浓度是____________。
【选修3—物质结构与性质】
前四周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，已知：X原子的2p轨道为半充满状态；Y原子的L层有2个未成对电子；Z与Y位于同主族；W的+2价简单离子核外电子层排布与Ar原子相同；R原子的d轨道上有3个空轨道。请回答下列问题：
（1）R原子的基态电子排布式为。
（2）X、Y原子的第一电离能大小顺序为。（用元素符号表示）
（3）X的常见单质分子结构中σ键数目为。
（4）Z的最高价氧化物对应水化物的酸根离子空间构型为，中心原子的杂化轨道类型为。
（5）某矿物晶体由Y、W、R三种元素组成，其晶胞结构如图所示。
则该矿物的化学式为，若已知该晶胞的边长为a cm，则该晶胞的密度为g/cm3。（用含a、NA的代数式表示）
【选修2—化学与技术】实验室从含碘废液（除H2O外，含有CCl4、I2、I－等）中回收碘，其实验过程如下：
（1）向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式为；该操作将I2还原为I－的目的是。
（2）操作X的名称为。
（3）氧化时，在三颈瓶中将含I－的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2，在400C左右反应（实验装置如图所示）。实验控制在较低温度下进行的原因是；锥形瓶里盛放的溶液为。
（4）利用下图所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。
①阳极的电极反应式为。
②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有SO32－生成。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。
(14分)X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。请回答下列问题：
（1）五种元素原子半径由大到小的顺序是（写元素符号）_________________________。
（2）QX的电子式为___________；QX与水反应放出气体的化学方程式为____________。
（3）X、Z两元素能形成两种化合物的电子式分别为和。
（4）由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系
①其中C是溶于水显酸性的气体；D是淡黄色固体。写出C的结构式__________________；
②如果A、B均由三种元素组成，B为两性不溶物，由A转化为B的离子方程式__。
(14分)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、NOx等有毒气体，其污染问题也成为当今社会急需解决的问题。
（1）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如图：
则该反应的热化学方程式为_____________________________。
（2）对汽车加装尾气净化装置，可使CO、NOx有毒气体相互反应转化为无毒气体。
2xCO＋2NOx ="=" 2xCO2＋N2，当转移电子物质的量为0.4x mol时，该反应生成标准状况下的N2体积_____________________L。
（3）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，还可以用来合成很多有机物如甲醇等。在压强为0.1 MPa条件下，将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下反应生成甲醇： CO(g)＋2H2(g) 
CH3OH(g)；△H＝ -b kJ•mol-1
①该反应的平衡常数表达式为_____________________________。
②若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是______________
| 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1 mol CO和3 mol H2 |
③经测定不同温度下该反应的平衡常数如下：
| 温度（℃） |
250 |
300 |
350 |
| K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO) ＝0.4 mol/L、c(H2)＝0.4 mol/L、c(CH3OH)＝0.8 mol·L-1, 则此时v正___________v逆(填＞、＜或＝)。
（4）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子。该电池的正极反应式为_____________________________。电池工作时，固体电解质里的O2-向_______极移动。
(12分)某强酸性溶液X中仅含有Ba2＋、Al3＋、NH4＋、Fe2＋、Fe3＋、CO32－、SO32－、SO42－、Cl－、NO3－中的一种或几种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下：
根据以上信息，回答下列问题:
（1）仅根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有的阳、阴离子分别是_____________。
（2）用离子方程表达下列反应:
①中生成气体A:_____________。
②中生成溶液H:_____________。
（3）若②中所用氢氧化钠浓度为2mol/L，当加入l0 ml时开始产生沉淀，55 ml时沉淀的量达到最大值0.03 mol，继续滴加沉淀的量保持不变，随后再滴加沉淀部分溶解，到60ml时沉淀的量降为0.025 mol且保持不变，则原溶液中c（Fe2+）为___________mol/L、c（Fe3+）为___________mol/L、c（Cl-）为___________mol/L。(若有些离子不存在，请填0 mol/L)