(18分）A、B、C、D、E、F是周期表中的前20号元素，原子序数逐渐增大。A元素是宇宙中含量最丰富的元素，其原子的原子核内可能没有中子。B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相等；C元素原子最外层p能级比s能级多1个电子；D原子p轨道上成对电子数等于未成对电子数；E的常见化合价为＋3；F最高正价与最低负价的代数和为4；G＋的M层电子全充满。用化学式或化学符号回答下列问题：
（1）G的基态原子的外围电子排布式为__________，在周期表中属于________区。
（2）B与F形成的一种非极性分子的电子式为__________；F的一种具有强还原性的氧化物分子的VSEPR模型为__________。
（3）BD2在高温高压下所形成的晶胞如下图所示。该晶体的类型属于______(选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”)晶体。
（4）设C元素的气态氢化物为甲，最高价氧化物的水化物为乙，甲与乙反应的产物为丙。常温下，有以下3种溶液：①pH＝11的甲的水溶液 ②pH＝3的乙的水溶液 ③pH＝3的丙溶液，3种溶液中水电离出的c(H＋)之比为____________。
（5）丁、戊分别是E、F两种元素最高价含氧酸的钠盐，丁、戊溶液能发生反应。当丁、戊溶液以物质的量之比为1∶4混合后，溶液中各离子浓度大小顺序为________。
（6）A和C形成的某种氯化物CA2Cl可作杀菌剂，其原理为CA2Cl遇水反应生成一种具有强氧化性的含氧酸，写出CA2Cl与水反应的化学方程式：_______________。
（7）往G的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成一种配合物X，下列说法正确的是_______。
A．X中所含化学键有离子键、极性键和配位键
B．X中G2＋给出孤对电子，NH3提供空轨道
C．组成X的元素中第一电离能最大的是氧元素
D．SO42－与PO43-互为等电子体，空间构型均为正四面体
已知五种短周期元素在周期表中的相对位置如下表所示。
| A |
|||||
| B |
|||||
| c |
d |
e |
（1）上述元素中离子半径最大的是_______________（填写元素符号）。
（2）已知A、B、C、D、E五种化合物均由上述元素中的几种组成。它们之间的转换关系如图所示，且A、B、E三种物质含有相同的一种金属元素，C和D分别是常见的强酸和强碱，则：①A、B、E所含的该金属元素的原子结构示意图为_________________________________________；
②若将D逐滴滴入A的溶液中至过量，反应过程中的离子方程式依次为______________________________________________________________。
反应①Fe（s）+CO2（g）
FeO（s）+CO（g）△H=akJ·mol—1，平衡常数为K；反应②CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=bkJ·mol—1
测得在不同温度下，K值如下：
| 温度/℃ |
500 |
700 |
900 |
| K |
1.00 |
1.47 |
2.40 |
（1）若500℃时进行反应①，CO2起始浓度为2mol·L—1，CO的平衡浓度为_____________。
（2）反应①中的a__________0（填大于、小于、等于）。
（3）700℃反应①达到平衡，要使得该平衡向右移动，其它条件不变时，可以采取的措施有__________（填序号）
A.缩小反应器体积 B.通入CO2
C.升高温度到900℃ D.使用合适的催化剂
（4）下列图像符合反应①的是___________（填序号）（图中
是速率、
为混合物中CO含量，T为温度且T1＞T2）
（5）由反应①和②可求得，反应2Fe（s）+O2（g）=2FeO（s）的△H=__________。
(14分)下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分――血红素的结构式。
回答下列问题：
⑴血红素中含有C、H、O、N、Fe五种元素，C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是_______________，写出基态Fe原子的核外电子排布式_________________。
⑵血红素中N原子的杂化方式分别为________、________，在右图的方框内用“→”标出Fe2＋的配位键。
⑶铁有δ、γ、α三种同素异形体，γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为_________，δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为____________。
(12分)我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。高炉内可能发生如下反应：
C(s)＋O2(g) ＝ CO2(g)△H1＝－393.5 kJ·mol—1 ①
C(s)＋CO2(g) ＝ 2CO(g)△H2＝＋172.5 kJ·mol—1②
4CO(g
)＋Fe3O4(s) ＝ 4CO2(g)＋3Fe(s)△H3＝－13.7 kJ·mol—1 ③
请回答下列问题：
⑴计算3Fe(s)＋2O2(g) ＝ Fe3O4(s)的△H＝___________________。
⑵8
00℃时，C(s)＋CO2(g)
2CO(g)的平衡常数K＝1.64，相同条件下测得高炉内c(CO)＝0.20 mol·L－1、c(CO2)＝0.05 mol·L－1，此时反应向_______（填“正”或“逆”）方向进行。
⑶某种矿石中铁元素以氧化物FemOn形式存在，现进行如下实验：将少量铁矿石样品粉碎，称取25.0 g样品于烧杯中，加入稀硫酸充分溶解，并不断加热、搅拌，滤去不溶物。向所得滤液中加入10.0 g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6 g。剩下滤液用浓度为2 mol·L－1的酸性KMnO4滴定，至终点时消耗KMnO4溶液体积25.0 mL。
提示：2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋ 8H＋＋MnO4－＋5Fe2＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
①计算该铁矿石中铁元素的质量分数。（请写出必要的解题步骤）
②计算氧化物FemOn的化学式（m、n为正整数）（请写出必要的解题步骤）
(12分)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。
| 难溶物 |
Ksp |
| Ca3(AsO4)2 |
6.8×10－19 |
| AlAsO4 |
1.6×10－16 |
| FeAsO4 |
5.7×10－21 |
表1．几种砷酸盐的Ksp
| 污染物 |
H2SO4 |
As |
| 浓度 |
28.42 g/L |
1.6 g·L－1 |
| 排放标准 |
pH 6～9 |
0.5 mg·L－1 |
表2．工厂污染物排放浓度及允许排放标准
回答以下问题：
⑴该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)＝______________mol·L－1。
⑵写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式：Ksp[Ca3(AsO4)2]＝______________，若混合溶液
中Al3＋、Fe3＋的浓度均为1.0×10－4mol·L－1，c(AsO43－)的最大是_______________mol·L－1。
⑶工厂排放出的酸性废水中的三价砷（H3AsO3弱酸）不易沉降，可投入MnO2先将其氧化成五价砷（H3AsO4弱酸），写出该反应的离子方程式________________________________。
⑷在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将pH
调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为______________；
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为_____________________________。