自然界中的水要经过消毒杀菌才可成为生活饮用水。ClO2是一种高效安全灭菌消毒剂，
其中Cl化合价为
价。
（1）氯原子最外层有 种能量不同的电子，某化合物中O的化合价与ClO2中O的化合价恰好相反，写出该化合物的分子式 。
（2）下列可用作比较S和C非金属性强弱依据的是
A．CS2中各元素的化合价 B．气态氢化物的稳定性
C．元素在周期表中的位置 D．最高价含氧酸的酸性
（3）以下性质的比较正确的是
A．键长：HF>HCl B．稳定性：HF>HCl
C．酸性：HF>HCl D．沸点：HF>HCl
O3也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：
反应① O3
O2 +[O]－Q 平衡常数为K1 ；
反应② [O]+O32O2＋Q 平衡常数为K2 ；
总反应：2O33O2＋Q 平衡常数为K。
（4）一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。
已知：O3的起始浓度为0.0216 mol/L。
| pH t / min T / ℃ |
3.0 |
4.0 |
5.0 |
6.0 |
| 20 |
301 |
231 |
169 |
58 |
| 30 |
158 |
108 |
48 |
15 |
| 50 |
31 |
26 |
15 |
7 |
在30°C、pH=4.0条件下，O3的分解速率为_______________ mol/ (L·min)。
（5）根据表中数据，推测O3在下列条件下分解速率由小到大的顺序为________。（填字母代号）
A．40°C、pH=3.0 B．10°C、pH=4.0 C．30°C、pH=7.0
（6）下列叙述正确的是
A．降低温度，K增大 B．K=K1＋K2
C．适当升温，可提高消毒效率 D．压强增大，K2减小
瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪（图甲）的传感器在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时可以显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，
其中的固体电解质是Y2O3—Na2O，O2－可以在其中自由移动。下列有关叙述不正确的是
| A．电极b是正极，内电路中O2－由电极b流向电极a |
| B．电极a的反应式为：CH4 +4O2－－8e－＝CO2 +2H2O |
| C．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极a |
| D．当固体电解质中有1 mol O2－ 通过时，电子转移2 mol |
铁、铝、铜及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。请回答下列问题：
（1）铝元素在周期表中位置，铝离子的结构示意图为。
（2）Fe3+、Al3+、Cu2+三种金属阳离子氧化性由强到弱的排列顺序是。制造电路板的工艺中，FeCl3溶液可以蚀刻铜箔，该反应的离子方程式为。
（3）与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，但在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是。
（4）下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性的判断都正确的是（填字母序号）。
| 选项 |
陈述Ⅰ |
陈述Ⅱ |
判断 |
| A |
铁是地壳中含量最高的金属元素 |
铁是人类最早使用的金属材料 |
Ⅰ对；Ⅱ对。 |
| B |
铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 |
铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用 |
Ⅰ对；Ⅱ错。 |
| C |
铝粉可以和氧化铁粉末发生铝热反应 |
铝热反应是工业炼铁最常用方法 |
Ⅰ对；Ⅱ错。 |
| D |
铜在潮湿空气中表面会生成铜绿 |
可用铜容器盛放浓硫酸 |
Ⅰ对；Ⅱ对。 |
（5）某校兴趣小组为测定一种铁铝硅合金（FexAlySiz）粉末的组成，提出如下方案：准确称取1.46 g该合金粉末，加入过量盐酸，充分反应后过滤，测得剩余固体的质量为0.07 g。向滤液中滴加足量NaOH浓溶液，充分搅拌、过滤、洗涤得到固体。再将所得固体充分加热、灼烧，得到红棕色粉末1.60 g。通过计算确定此合金的组成为________（填化学式）。
为应对环境污染，使得对如何减少煤燃烧和汽车尾气中各种含碳、氮、硫等气体的排放，及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。
（1）为减少煤燃烧中废气的排放，常将煤转化为清洁气体燃料。请写出焦炭与水蒸气高温下反应的化学方程式：。
（2）选择适当的催化剂在高温下可将汽车尾气中的 CO、NO转化为无毒气体。
已知：①2CO(g）+O2(g）=2CO2(g）∆H1="-566" kJ∙mol-1
②2NO(g）+2CO(g） ⇋ N2(g）+ 2CO2(g）∆H2="-746" kJ∙mol-1
则反应N2(g）+ O2(g）= 2NO(g）的∆H＝kJ∙mol-1。
（3）在一定温度下，向1L密闭容器中充入0．5 mol NO、2 mol CO，发生上述反应②，20s反应达平衡，此时CO的物质的量为1．6 mol。在该温度下反应的平衡常数K=。
（4）将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为_______________。
（5）氮氧化物进入水体可转化为NO3─，电化学降解法可用于治理水中NO3─的污染。原理如图所示。
电源正极为(填“A”或“B”），若电解过程中转移了0．4mol电子，则处理掉的NO3─为g。
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是__________。
（2）另称取铁钉6．0 g放入15．0 mL浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3＋外还可能含有Fe2＋。若要确认其中的Fe2＋，需进行的实验是__________。
②乙同学取336 mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：SO2＋Br2＋2H2O＝2HBr＋H2SO4
然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2．33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为（简要表述计算过程）__________。
在50mLH2O2水溶液中加入2g二氧化锰，在标准状况下放出气体的体积与时间的关系如图所示：
（1）该反应还可用____________代替二氧化锰做催化剂加快反应速率。
（2）A、B、C各点所表示的反应速率由快到慢的顺序为_____________________。试解释反应速率变化的原因是___________________。
（3）该H2O2水溶液的物质的量浓度为____________________。