短周期的三种元素X、Y、Z，原子序数依次变小，原子核外电子层数之和是5。X元素原子最外电子层上的电子数是Y和Z两元素原子最外电子层上的电子数的总和；Y元素原子的最外电子层上的电子数是它的电子层数的2倍，X和Z可以形成XZ3的化合物。请回答：
（1）X元素是________；Y元素是________；Z元素是：________。
（2）XZ3化合物的分子式是_________，电子式是_________。
（3）分别写出X、Y的含氧酸的分子式_________、_________。
氯化铁是常见的水处理剂，利用废铁屑可制备无水氯化铁，实验室制备氯化铁的装置如下图：（已知：废铁屑中的杂质不与盐酸反应）
（1）实验制备操作步骤如下：
Ⅰ.打开弹簧夹（填“K1”或“K2”），关闭弹簧夹（填“K1”或“K2”），并打开活塞a，缓慢滴加盐酸。
Ⅱ.当时，关闭弹簧夹K1，打开弹簧夹K2，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a。
Ⅲ.将烧杯中溶液经过操作后得到FeCl3·6H2O晶体。
Ⅳ.最后将FeCl3·6H2O晶体制成无水氯化铁。
（2）当盐酸与A中废铁屑接触后发生的化学反应方程式是：。
（3）写出H2O2溶液中发生的反应的离子反应方程式：。
（4）铁制品易生锈，采用电化学防腐的方式可以防止铁制品生锈，请利用石墨为辅助电极材料，完成铁制品防腐示意图，并做相应标注。
醋酸是一种常见的弱酸。
（1）假如某醋酸溶液中c(CH3COOH)=0.10mol/L，c(H+)=1.3×10-3mol/L，则此时c(CH3COO-)约为
mol/L；计算此时醋酸的电离平衡常数，写出计算过程。[注: c平衡(CH3COOH)≈0.10mol/L，水的电离可忽略不计]
（2）为了探究镁条与盐酸、醋酸反应时，浓度或温度对反应速率(观察镁条消失的时间)的影响，准备了以下化学用品：0.20 mol·L－1与0.40 mol·L－1的HCl溶液、0.20 mol·L－1与0.40 mol·L－1的CH3COOH溶液、4条镁条(形状、大小、质量相同)、几支试管和胶头滴管，酸液温度控制为298 K和308 K。
①酸液都取足量、相同体积，请你帮助完成以下实验设计表：
| 实验 编号 |
温度 (K) |
盐酸浓度 (mol·L－1) |
醋酸浓度 (mol·L－1) |
实验目的 |
| a |
298 |
0.20 |
I.实验a和b是探究对镁与盐酸反应速率的影响； II．实验a和c是探究对镁与盐酸反应速率的影响； III．实验a和d是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与镁反应速率的区别 |
|
| b |
308 |
0.20 |
||
| c |
298 |
0.40 |
||
| d |
②若①中实验a镁条消失的时间是20 s，则镁条剩余质量与时间关系图如下图。假设：该反应温度每升高10 ℃，反应速率是原来的2倍；温度相同时，醋酸是相同浓度盐酸平均速度的1/2，请在此图中大致画出“实验b”、“实验d”的镁条剩余质量与时间关系曲线，请注意必要的标注。
（3）镁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用，依据镁的性质、用途等回答下列问题：
已知：①Mg(s)＋2H2O(g)===Mg(OH)2(s)＋H2(g) ΔH1＝－441 kJ·mol－1
②H2O(g)===H2(g)＋
O2(g) ΔH2＝＋242 kJ·mol－1
③Mg(s)＋O2(g)===MgO(s) ΔH3＝－602 kJ·mol－1。
则氢氧化镁分解的热化学方程式是。
【化学选修3：物质结构与性质】
（1）目前，利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展，如图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。
①Ni在元素周期表中的位置是，其基态原子的外围电子排布式是。
②该合金储氢后，含1 mol La的合金可吸收H2的物质的量为。
（2）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。
①Ti2+基态的电子排布式可表示为。
②BH—4的空间构型是（用文字描述）。
（3）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2+3H2
2NH3实现储氢和输氢。下列说法正确的是（多项选择）。
a.NH3分子中N原子采用sp3杂化
b.相同压强时，NH3沸点比PH3高
c.[Cu(NH3)4]2+离子中，N原子是配位原子
d.CN—的电子式为：
（4）MgH2是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图12所示，已知该晶体的密度ag·cm-3，则晶胞的体积为cm3〔用含a、NA的代数式表示（NA表示阿伏伽德罗常数）〕。
（1）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g) 
N2(g)+CO2(g)△H="Q" kJ·mol－1。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
 浓度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
| NO |
1.00 |
0.68 |
0.50 |
0.50 |
0.60 |
0.60 |
| N2 |
0 |
0.16 |
0.25 |
0.25 |
0.30 |
0.30 |
| CO2 |
0 |
0.16 |
0.25 |
0.25 |
0.30 |
0.30 |
①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO)＝，T1℃时，该反应的平衡常数K＝。
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是(填字母编号)。
a．通入一定量的NO b．加入一定量的活性炭
c．加入合适的催化剂 d．适当缩小容器的体积
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：1，Q0
(填“>”或“<”)。
④在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是(填选项编号)。
a.单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g)
b.混合气体的平均相对分子质量不再改变
c.混合气体的密度不再发生改变
d.反应体系的压强不再发生改变
（2）若以下图所示装置，用电化学原理生产硫酸，写出通入SO2电极的电极发生（填“氧化”或“还原”）反应，电极反应式为。
Ⅰ．铁是一种过渡元素，金属铁是最常用的金属之一。请回答下列问题：
（1）生铁中含有一种铁碳化合物(Fe3C)，在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体和能使澄清石灰水变浑浊的气体，该反应的化学方程式为，上述反应生成的磁性固体与过量浓硝酸反应后的溶液中含有的盐的化学式为。
（2）硫酸厂用煅烧黄铁矿（FeS2）来制取硫酸，实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2）制备绿矾。利用烧渣制绿矾的过程如下：
①烧渣溶于稀H2SO4过程中，有单质硫生成，写出该反应的离子方程式（只写生成S的反应式，其他反应无需写出）。
②向溶液X中加入足量铁屑的目的是。
（3）已知Fe(OH)3的溶度积常数Ksp＝1.1×10-36。室温时向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液，当溶液pH=3时，通过计算说明Fe3+是否沉淀完全）
（提示：当某离子浓度小于10-5mol•L-1时可以认为该离子沉淀完全了）。
Ⅱ．（1）某溶液中有Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、Cu2＋等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的金属阳离子是________；用离子方程式解释其原因_________________。
（2）在25℃下，向浓度均为0.01 mol・L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水，先生成__________沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式______________（已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11 Ksp[Al(OH)3]="3×10" -34）。
（3）将Mg、Cu组成的1.96g混合物投入过量稀硝酸中，充分反应后，固体完全溶解时收集到还原产物NO气体0.896L（标准状况），向反应后的溶液中加入2mol/L的NaOH溶液80mL时金属离子恰好完全沉淀。则形成沉淀的质量为g。