(15分)现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:
| 元素编号 |
元素性质或原子结构 |
| T |
M层上电子数是K层上电子数的3倍 |
| X |
最外层电子数是次外层电子数的2倍 |
| Y |
常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性 |
| Z |
元素最高正价是+7价 |
（1）元素X位于元素周期表的位置 ,它的一种核素可测定文物年代,这种核素的符号是 。
（2）元素Y的原子结构示意图为 ,与氢元素形成一种离子YH4+,写出溶液中检验该微粒方法的离子反应方程式 。
（3）元素Z与元素T相比,非金属性较强的是 (用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是 。
a．常温下Z的单质和T的单质状态不同
b．Z的氢化物比T的氢化物稳定
c．一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
（4）探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应的水化物中化学性质明显不同于其他三种的是 ,理由是 。
【化学—选修3：物质结构与性质】
氮化钛（ Ti3N4）为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金代替品。以TiCl4为原料，经过一系列反应（如图所示），可以制得Ti3N4和纳米TiO2请回答下列问题：
（1）反应①为置换反应，写出该反应的化学方程式 ；TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl4的空间构型为 。
（2）元素周期表中Ti元素位于第周期族。与Ti相邻的元素Zr的基态原子外围电子排布式为，
（3）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，纳米Ti02催化的一个实验如图所示。
化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子个数为，化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为。
（4）有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该氮化钛晶胞中含有个N原子，晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则该氮化钛的密度为g．cm－3（NA为阿伏加德常数的数值，只列算式）。
【化学——选修2化学与技术】
生产自来水的流程图所示。
（1） FeSO4·7H2O是常用的混凝剂，它在水中最终生成沉淀。
（2）实验室过滤操作所用到的玻璃仪器是。
（3）我们有时感觉自来水“有漂白粉的气味”，是因为使用了氯气消毒，请写出有关化学方程下列物质中，（填写序号）可以作为氯气的代用品。
①臭氧②NH3（溶液）③K2FeO4④SO2
（4）有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子。用离子交换树脂软化硬水时，先后把水通过分别装有离子交换树脂和离子交换树脂的离子交换柱（填“阴”或 “阳”）。
（5）测定水中的溶解氧：量取20mL水样，迅速加入MnSO4和KOH的混合溶液，再加入KI溶液，立即塞好塞子，振荡使其完全反应。打开塞子，迅速加入适量硫酸溶液，此时有碘单质生成。用0．010mol/L Na2S2O3溶液滴定生成的碘，消耗了6．00mL Na2S2O3溶液。已知在碱性溶液中，氧气能迅速氧化Mn2+，生成物在酸性条件下可以将碘离子氧化为碘单质，本身重新还原为Mn2+。
上述过程发生的反应可表示为：
2Mn2++4OH－+O2=2MnO(OH)2
MnO(OH)2+2I－+4H+=I2+Mn2++3H2O
I2+2S2O32－=2I－+S4O62－
水中的溶解氧量为（以mg·L－l为单位）。
二氧化硫是重要的工业原料，探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。
（1）实验室用图1装置测定SO2催化氧化为SO3的转化率。（已知SO3熔点为16．8℃，假设气体进入装置时分别被完全吸收，且忽略空气中CO2的影响。）
①简述使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作：。
②实验过程中，需要通入氧气。试写出一个用如图2所示装置制取氧气的化学方程式：。
③当停止通入SO2熄灭酒精灯后，需要继续通一段时间的氧气，其目的是：。
④实验结束后，若装置D增加的质量为mg，装置E中产生白色沉淀的质量为ng，则此
条件下二氧化硫的转化率是（用含字母的代数式表示，不用化简）。
（2）某学习小组设计用如图3装置验证二氧化硫的化学性质。
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为： 。
②为验证二氧化硫的还原性，充分反应后，取试管b中的溶液分三份，分别进行如下实验。
方案I：向第一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉
淀生成。
方案II：向第二份溶液中加入品红溶液，红色褪去。
方案III：向第三份溶液中加入BaC12溶液，产生白色沉淀
上述方案中合理的是 （填“I”、“II”、或“III”）；
试管b发生反应的离子方程式：。
③当通入二氧化硫至试管c中溶液显中性时，该溶液中
c(Na+)=（用含硫微粒浓度的代数式表示）。
运用化学反应原理分析解答以下问题
（1）已知：①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△Hl= －91kJ·mol－l
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2= －24 kJ·mol－l③CO(g) +H2O(g) CO2(g)+H2(g)△H3= －41 kJ·mol－l
且三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3
则反应 3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g)△H=.
化学平衡常数K=（用含K1、K2、K3的代数式表示）。
（2）一定条件下，若将体积比为1:2的CO和H2气体通入体积一定的密闭容器中发生反应 3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g)，下列能说明反应达到平衡状态是。
a．体系压强保持不变 B．混合气体密度保持不变
c． CO和H2的物质的量保持不变 d．CO的消耗速度等于CO2的生成速率
（3）氨气溶于水得到氨水。在25℃下，将x mol．L－l的氨水与y mol．L－1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，则c(NH4+)____c（Cl－）（填“>”、“<”、“=”）；用含x和y的代数式表示出氨水的电离平衡常数.
（4）科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法，其装置用铂黑作电极、加入电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入NH3。其电池反应式为：4NH3+3O2 = 2N2+6H2O，电解质溶液应显（填“酸性”、“中性”、“碱性”），
写出正极的电极反应方程式.
明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O，还含有杂质Fe2O3。利用明矾石来制取纯净的Al2O3、K2FeO4和H2SO4的工艺流程如图所示。
请回答下列问题：
（1）焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al2(SO4)
2Al2O3+6SO2↑+3O2↑，若生成102gAl2O3，转移的电子数目为.
（2）生成沉淀I的离子方程式为，沉淀II的化学式为。
（3）溶液经加硫酸调节pH后，过滤，洗涤，可得沉淀I，证明沉淀I已洗涤干净的实验操作和现象是。
（4）写出Cl2将沉淀Ⅱ氧化为K2FeO4的化学方程式：。
（5）从滤液中得到K2SO4晶体的方法是。
（6） K2FeO4也可以铁为电极，通过电解浓的KOH溶液来制取，写出电解法制取K2FeO4的
阳极反应式：.