(15分)含铬污水处理是污染治理的重要课题。污水中铬元素以Cr2O72-和CrO42-形式存在，常见除铬基本步骤是：
（1）加酸可以使CrO42-转化为Cr2O72-： 2CrO42- + 2H+
Cr2O72- + H2O
若常温下pH=1溶液中Cr2O72-浓度为0．1 mol•L-1，Cr2O72-浓度是CrO42-浓度的10倍，该化学平衡常数K= 。
（2）六价铬的毒性大约是三价铬的100倍，二氧化硫还原法是在酸性溶液中通SO2将Cr2O72-还原，反应的离子方程式为 。而后再加碱将Cr3+沉淀，已知常温下Ksp［Cr(OH)3］ =10-32,要使c(Cr3+)降低到10-5mol•L-1，溶液的pH应升高到 。
（3）电解还原法是利用电解产生的Fe2+将Cr2O72-还原为Cr3+．电解装置所用的电极材料是碳棒和铁片，其中铁片连接直流电源的 极。
（4）Cr(OH)3为绿色粘性沉淀，类似于Al(OH)3既溶于酸又能溶于强碱溶液。Cr(OH)3溶于稀硫酸的化学方程式为 。往100．00mL 0．1000 mol•L-1CrCl3溶液滴加1．000mol•L-1NaOH溶液, 请画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系图:
I．X、Y、Z、M、N为短周期的五种主族元素，其中X、Z同主族，Y、Z同周期，M与X，Y既不同族，也不同周期。X原子最外层电子数是核外电子层数的三倍，Y的最高化合价与其最低化合价的代数和等于6。N是短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素。
（1）请写出M的元素符号： ____________，Z的原子结构示意图： ____________。M与X两元素可形成两种液态化合物，其化学式分别为 。
（2）请写出N元素在周期表中的位置 ；与N同族的短周期元素L，其最高价氧化物的电子式为 。
（3）Y与Z相比，非金属性较强的元素是___，（填元素符号）可以证明该结论的实验事实是 。
II．下列转化关系中，X、Y是生活中用途广泛的两种金属单质，A、B是氧化物，A为红棕色固体，C、D、E是中学常见的三种化合物。分析转化关系回答问题。
（1）请写出反应①的化学方程式：________________________________。
（2）由D到E的离子方程式_________________________________。
（3）若试剂a是NaOH溶液，写出单质X与NaOH溶液反应的离子方程式 。
（4）若试剂b是H2SO4，工业上用E、H2SO4和NaNO2为原料制取高效净水剂Y(OH)SO4，已知还原产物为NO，则该反应的化学方程式是________________________________。
（5）工业上电解熔融的B制取X时，若阳极产生的气体在标准状况下的体积为33.6 L，则阴极产物的质量为______________。
某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等。水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去。清洗流程如下：
Ⅰ．加入NaOH和Na2CO3混合液，加热，浸泡数小时；
Ⅱ．放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；
Ⅲ．向洗液中加入Na2SO3溶液；
Ⅳ．清洗达标，用NaNO2溶液钝化锅炉。
（1）用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是 。
（2）已知：20℃时溶解度/g
| CaCO3 |
CaSO4 |
Mg(OH)2 |
MgCO3 |
| 1.4×10-3 |
2.55×10-2 |
9×10-4 |
1.1×10-2 |
根据数据，结合化学平衡原理解释清洗CaSO4的过程 。
（3）在步骤Ⅱ中：
① 被除掉的水垢除铁锈外，还有 。
② 清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因 。
（4）步骤Ⅲ中，加入Na2SO3的目的是 。
（5）步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe2O3保护膜。
① 完成并配平其反应的离子方程式：
②下面检测钝化效果的方法合理的是 。
a．在炉面上滴加浓H2SO4，观察溶液出现棕黄色的时间
b．在炉面上滴加酸性CuSO4溶液，观察蓝色消失的时间
c．在炉面上滴加酸性K3[Fe(CN)6]溶液，观察出现蓝色沉淀的时间
d．在炉面上滴加浓HNO3，观察出现红棕色气体的时间
综合利用CO2对环境保护及能源开发意义重大。
（1）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是____。
a．可在碱性氧化物中寻找
b．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c．可在具有强氧化性的物质中寻找
（2）Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是：在500℃时，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700℃，反应逆向进行放出CO2，Li4SiO4再生，说明该原理的化学方程式是____________________________________________。
（3）利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应A：CO2+H2O 
CO+H2+O2
已知：
则反应A的热化学方程式是___________________________________________________。
（4）高温电解技术能高效实现（3）中反应A，工作原理示意图如下：
① 电极b发生 （填“氧化”或“还原”）反应。
②CO2在电极a放电的反应式是___________________________。
（1）对工业合成氨条件的探索一直是化学工业的重要课题，在恒温恒容的甲容器、恒温恒压的乙容器中分别进行合成氨反应，如下图（图中所示数据均为初始物理量）。t分钟后反应均达到平衡，生成的NH3均为0.4mol（忽略水对压强的影响及氨气的溶解）。
T=a℃ V=2L T=a℃ V=2L 移动活塞
①判断甲容器中的反应达平衡的依据是 。（填写相应编号）
| A．压强不随时间改变 |
| B．气体的密度不随时间改变 |
| C．c(N2)不随时间改变 |
| D．单位时间内生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2 |
E．单位时间内断裂3 mol H-H键，同时断裂6 mol N-H键
②该条件下甲容器中反应的平衡常数K= ；平衡时，甲的压强P平= （用初始压强P0表示）。
（2）最近华南理工大提出利用电解法制H2O2并用产生的H2O2处理废氨水，装置如图所示。
①为了不影响H2O2的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中c（NH4+）_________c（NO3-）（填“＞”、“＜”或“=”）。
②Ir-Ru惰性电极有吸附O2作用，该电极上的反应为 。
③理论上电路中每转移3 mol电子，最多可以处理NH3·H2O的物质的量为 。
第四周期过渡元素Mn、Fe、Ti可与C、H、O形成多种化合物。
（1）下列叙述正确的是 。（填字母）
A．HCHO与水分子间能形成氢键
B．HCHO和CO2分子中的中心原子均采用sp2杂化
C．苯分子中含有6个
键和1个大
键，苯是非极性分子
D．CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
（2）Mn和Fe的部分电离能数据如下表：
| 元 素 |
Mn |
Fe |
|
| 电离能 /kJ·mol－1 |
I1 |
717 |
759 |
| I2 |
1509 |
1561 |
|
| I3 |
3248 |
2957 |
Mn元素价电子排布式为 ，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难，其原因是 。
（3）铁原子核外有__________种运动状态不同的电子。
（4）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Ti属于 区。
（5）Ti的一种氧化物X，其晶胞结构如图所示，则X的化学式为 。
（6）电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN－离子，可在X的催化下，先用NaClO将CN－氧化成CNO－，再在酸性条件下CNO－继续被NaClO氧化成N2和CO2。
①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为 。
②与CNO－互为等电子体微粒的化学式为 （写出一种即可）。
③氰酸（HOCN）是一种链状分子，它与异氰酸（HNCO）互为同分异构体，其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，试写出氰酸的结构式 。
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