X、Y、Z、W、R是元素周期表前四周期中的常见元素,其相关信息如下表:
| 元素 |
相关信息 |
| X |
组成蛋白质的基础元素,其最高正化合价与最低负化合价的代数和为2 |
| Y |
地壳中含量最高的元素 |
| Z |
存在质量数为23,中子数为11的核素 |
| W |
生活中大量使用其合金制品,工业上可用电解熔融氧化物的方法制备其单质 |
| R |
有多种化合价,其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 |
(1)W在元素周期表中的位置为 ;X、Y、Z、W四种元素的原子半径从大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(2)X与氢两元素按原子数目比1∶3和2∶4构成分子A和B,A的结构式为 ;B的电子式为 。化合物ZY中存在的化学键类型为 。
(3)砷(As)是人体必需的微量元素,与X同一主族,As原子比X原子多两个电子层,则砷的原子序数为 ,其最高价氧化物对应的水化物的化学式为 。该族二、三、四周期元素的气态氢化物的稳定性从大到小的顺序是 (用化学式表示)。
(4)用RCl3溶液腐蚀铜线路板的离子方程式为 。检验溶液中R3+常用的试剂是 ,可以观察到的现象是 。
(5)Z
W合金(Z17W12)是一种潜在的贮氢材料,由Z、W单质在一定条件下熔炼而成。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为:Z17W12+17H2
17ZH2+12W,得到的混合物Q(17ZH2+12W)在6.0 mol·L-1 HCl溶液中能完全释放出H2。1 mol Z17W12完全吸氢后得到的混合物Q与上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为 。
高铁酸钾(K2FeO4)具有很强的氧化性，在生产、生活中有广泛应用。
（1）K2FeO4常用做高效水处理剂，其两种作用分别是＿＿＿＿＿。
[已知：FeO42－＋3e－＋4H2O
Fe(OH)3＋5OH－]
（2）制备K2FeO4可以采用湿式氧化法，流程如下图：
①完成氧化工序的离子方程式：
②除杂工序目的是除去Na２FeO4溶液中的杂质，除去的杂质主要有＿＿＿＿＿(写化学式)。
③转化工序控制在某温度下进行，则该温度下溶解度：Na２FeO4＿＿＿＿＿K2FeO4 (填“＞”、“＜”或“＝”)。
（3）实验室模拟工业电解法制取K2FeO4，装置如右图。
①此装置中电源的负极是＿＿＿＿(填“a”或“b”)。
②阳极的电极反应式为＿＿＿＿＿＿。
（4）已知K2FeO4稀溶液中存在如下平衡：4FeO42－＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2。实验测得K2FeO4溶液浓度与温度和pH的关系分别如下图所示：
①由图I可得出的结论：该反应的△Ｈ＿＿＿0(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②图Ⅱ中pH１＿＿＿pH3(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(13分)铁和铁的化合物在工业生产和日常生活中都有广泛的用途。
（1）在定向爆破中，常利用氧化铁与铝反应放出的热量来切割钢筋，该反应的化学方程式为＿＿。
（2）已知：2Fe2O3(s)＋3C(s)＝3CO2(g)＋4Fe(s)△H＝+468.2 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)＝CO2(g) △H="-393.5" kJ·mol-1。
则Fe(s)与O2 (g)反应生成Fe2 O3 (s)的热化学方程式为＿_____________________。
（3）可用KMnO4溶液滴定Fe2+的浓度，反应的离子方程式如下：5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
①KMnO4溶液应盛放在＿＿＿＿＿滴定管中；
②判断达到滴定终点的现象是＿＿＿＿＿；
③用硫酸酸化的0.020 00 mol·L-1。KMnO4溶液滴定某FeSO4溶液至终点，实验数据记录如下表：
请分析数据并计算，该FeSO4溶液的物质的量浓度为＿＿＿＿＿。
（4）新型纳米材料ZnFe2Ox，可用于除去工业废气中的某些氧化物。制取新材料和除去废气的转化关系如下图：
①已知ZnFe2O4与H2反应的物质的量之比为2:1，则ZnFe2Ox中x=＿＿＿＿＿；
②用ZnFe2Ox除去SO2的过程中，氧化剂是＿＿＿＿＿。
I．X、Ｗ、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是W的4倍，X、Y在周期表中相对位置如下图。
| X |
|
|
| |
|
Y |
（1）X在周期表中的位置是＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）Z单质与石灰乳反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）Y的气态氢化物通入FeCl3溶液中，有Y单质析出，该反应的离子方程式为＿＿＿。
（4）W-Y高能电池是一种新型电池，它以熔融的W、Y单质为两极，两极之间通过固体电解质传递W+离子。电池反应为：16W(l)+nY8(l)
8W2Yn(l)。放电时，W+离子向＿＿＿极移动；正极的电极反应式为＿＿＿＿＿＿＿＿。
II．在容积可变的密闭容器中充入A、B、C三种气体，发生反应：x A+yB
zC，恒温下，通过压缩容器体积改变压强，分别测得A的平衡浓度如下表：
（5）根据①②数据分析得出：x+y ＿＿＿z(填“＞”、“＜”或“＝”)。
（6）该温度下，当压强为1×106 Pa时，此反应的平衡常数表达式为＿＿＿＿＿＿＿＿。
超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2 , 化学方程式如下：2NO + 2 CO
2CO2 + N2 ，为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：
| 时间 /s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
| c(NO)/mol·L—1 |
1.00×10—3 |
4.50×10—4 |
2.50×10—4 |
1.50×10—4 |
1.00×10—4 |
1.00×10—4 |
| c(CO)/mol·L—1 |
3.60×10—3 |
3.05×10—3 |
2.85×10—3 |
2.75×10—3 |
2.70×10—3 |
2.70×10—3 |
请回答：（以下各题均不考虑温度变化对催化效率的影响）：
（1）前2s内的平均反应速度v (N2)＝。
（2）在该温度下，反应的平衡常数K＝；若升高温度时K值变小，则该反应的ΔH0(填写“＞”、“＜”、“＝”)。
（3）若在容器中发生上述反应，达平衡后，下列措施能提高NO转化率的是
A. 选用更有效的催化剂 B. 升高反应体系的温度
C. 降低反应体系的温度 D. 缩小容器的体积
（4）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组对比实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下面设计表的空格中填入剩余的实验条件数据。
| 实验编号 |
T / ℃ |
NO初始浓度 ( mol·L—1 ) |
CO初始浓度 ( mol·L—1 ) |
催化剂的比表面积 ( m2·g—1 ) |
| Ⅰ |
280 |
1.20 × 10—3 |
5.80 × 10—3 |
82 |
| Ⅱ |
124 |
|||
| Ⅲ |
350 |
124 |
海水是一种丰富的资源，工业上从海水中可提取许多种物质，广泛应用于生活、生产、科技等方面。下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。
回答下列问题：
（1）流程图中操作a的名称为。
（2）工业上从海水中提取的NaCl，可用来制取纯碱，其简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A，后通入气体B，充分反应后过滤得到晶体C和滤液D，将晶体C灼烧即可制得纯碱。
①已知气体A、B是CO2或NH3，则气体A应是（填化学式）。
②灼烧晶体C的反应方程式为。
③滤液D中主要含有NH4Cl、NaHCO3等物质，工业上是向滤液D中通入NH3，并加入细小食盐颗粒，冷却后，可析出不含有NaHCO3的副产品NH4Cl晶体，则通入NH3的作用是。
（3）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
① 若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl，最简单的操作方法是：。
② 通过操作b获得无水MgCl2是在氛围中进行，若直接在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl，写出有关反应的化学方程式：。