[化学──选修3：物质结构与性质](15分)
稀土元素是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15种镧系元素，以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc）和钇（Y）共17 种元素。稀土有“工业维生素”的美称，如今已成为极其重要的战略资源。
（1）钪（Sc）为21号元素，其基态原子M能层电子数为 。镝（Dy）的基态原电子排布式为[Xe]4f106s2，一个基态镝原子所含的未成对电子数为 。
（2）稀土元素最常见的化合价为+3价，但也有少数还有+4价。请根据下表中的电离能数据判断表中最有可能有+4价的元素是 。
几种稀土元素的电离能（单位：kJ·mol-1）
| 元素 |
I1 |
I2 |
I3 |
I1+I2+I3 |
I4 |
| Sc（钪） |
633 |
1235 |
2389 |
4257 |
7019 |
| Y（钇） |
616 |
1181 |
1980 |
3777 |
5963 |
| La（镧） |
538 |
1067 |
1850 |
3455 |
4819 |
| Ce（铈） |
527 |
1047 |
1949 |
3523 |
3547 |
（3）离子化合物 Na3[Sc(OH)6]中，存在的作用力除离子键外还有 。
（4）Sm（钐）的单质与1，2-二碘乙烷可发生如下反应：Sm+ICH2CH2I→SmI2+CH2=CH2。ICH2CH2I中碳原子杂化轨道类型为 ，1mol CH2=CH2中含有的σ键数目为 。常温下1，2-二碘乙烷为液体而乙烷为气体，其主要原因是 。
（5）PrO2（二氧化镨）的晶体结构与CaF2相似，晶胞中Pr（镨）原子位于面心和顶点。则PrO2（二氧化镨）的晶胞中有 个氧原子。
（6）Ce（铈）单质为面心立方晶体，其胞参数为a=516pm。晶胞中Ce（铈）原子的配位数为 ，列式表示Ce（铈）单质的密度： g·cm-3（不必计算出结果）
在空气中切开一块金属钠，可看到断面呈色，具有，但断面很快变，主要是由于生成一薄层，若把钠放在石棉网上加热可观察到，反应的化学方程式为，其中还原剂为。若把1.15g钠放在足量的氯气中燃烧，生成氯化钠的质量是g，反应方程式是。
某研究性学习小组为测定镁和铝的混合物中铝的质量分数，称取该混合物a g，溶于200 mL 5 mol／L HCl溶液中，共收集到标准状况下的氢气3．36 L。
（1）a的取值范围是_____________。
（2）向反应后所得溶液中逐渐加入4 mol／L的NaOH溶液。当沉淀质量达到最大值时，加入的NaOH溶液的体积是_____________mL，沉淀的最大质量是_____________g（用含a的代数式表示）
（3）继续加入NaOH溶液至沉淀质量不再发生变化时，过滤、洗涤并灼烧沉淀至恒重，所得残余固体的质量仍为a g，计算原混合物中铝的质量分数______________。
⑴加热10.0g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物至质量不再变化，剩余固体的质量为8.45g，求混合物中碳酸钠的质量分数。（列出计算过程）
⑵过氧化钠与铝粉混合物共18.3g，加入100ml 水，充分反应后混合物完全溶解，并收集到5.6L气体（标准状况）.则收集到的气体成份是，体积比是。
某课外活动小组设计了如下图所示的实验装置进行实验。回答下列问题：
⑴ 开始实验时弹簧夹e是打开的，A中发生反应的离子方程式为：，B中可以观察到的现象是。
⑵ 数分钟后夹上弹簧夹e，B中可以观察到的现象是。
⑶ 如果开启活塞f放掉2／3液体，B中可观察到的现象是，
有关反应的化学方程式是
物质有以下转化关系：
根据上图和实验现象，回答下列问题：(用化学式表示)
（1）A是，B是，C是，X粉末是。
（2）写出反应①的化学方程式。
（3）写出反应②的离子方程式。