(14分)氢能以其洁净、高效、高热值、环境友好等特点成为最有前途的新能源，制氢和储氢的方法有很多。
（1）下图所示电化学装置工作时均与H2有关。
①图A所示装置可用于电解K2MnO4制KMnO4，通电一段时间后阴极附近溶液的pH将会 （填“增大”、“减小”或“不变”） 。
②图B所示装置为吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池的原理，
开关连接用电器时，镍电极发生 （填“氧化”或“还原”）反应；开关连接充电器时，阳极的电极反应为 。
（2）热化学循环法制氢。已知：
①2Br2(g)+2CaO(s) == 2CaBr2(s)+O2(g) △H= —146kJ·mol—1
②3FeBr2(s)+4H2O(g) == Fe3O4(s)+6HBr(g)+H2(g) △H= +384kJ·mol—1
③CaBr2(s)+H2O(g) == CaO(s)+2HBr(g) △H= +212kJ·mol—1
④Fe3O4(s)+8HBr(g) == Br2(g)+3FeBr2(s)+4H2O(g) △H= —274kJ·mol—1
则2H2O(g) == 2H2(g)+O2(g)的△H= kJ·mol—1。
（3）光电化学分解制氢，原理如图所示，钛酸锶光电极的电极反应为4OH–– 4e–===O2+2H2O，则铂电极的电极反应为 。
（4）生物质制氢，若将生物质气化炉中出来的气体[主要有CH4、CO2、H2O(g)、CO及H2]在1.01×105Pa下进入转换炉，改变温度条件，各成分的体积组成关系如下图所示。下列有关图像的解读正确的是 。
| A．利用CH4与H2O(g)及CO2转化为合成气CO和H2理论上是可行的 |
| B．CH4(g)+CO2(g)→2CO(g)+2H2(g)和CH4(g)+H2O(g) → CO(g)+3H2(g)，都是放热反应 |
| C．CH4与CO2及H2O(g)转化为合成气CO和H2的适宜温度约为900℃ |
| D．图像中曲线的交点处表示反应达到平衡 |
（5）LiBH4具有非常高的储氢能力，分解时生成氢化锂和两种单质，试写出该分解反应的化学方程式 。
(12 分)X、Y、Z、W、Q五种元素其核电荷数依次增大。X原子只有1个s电子，Y、Z、W属于同周期，Y原子L层中s电子和p电子数目相同，Z原子p轨道为半充满，W原子第一电离能比Z原子的小，Q原子内层均饱和，N层上只有两个电子。
（1）Q2+离子的核外电子排布式为 。
（2）XYZ分子中Y原子轨道的杂化类型为 ，
1molXYZ分子中含有σ键的数目为 。
（3）写出YZW－离子的两种等电子体的化学式： 。
（4）QW的熔点比Q的硫化物的熔点高，其原因是
。
（5）Q晶体属于六方堆积，其晶胞结构见下图，则P点原子
被 个晶胞所共用。
常温下，将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如表所示：
| 实验 编号 |
HA的物质的量 浓度(mol·L－1) |
NaOH的物质的量 浓度(mol·L－1) |
混合后溶 液的pH |
| 甲 |
0.1 |
0.1 |
pH＝a |
| 乙 |
0.12 |
0.1 |
pH＝7 |
| 丙 |
0.2 |
0.1 |
pH＞7 |
| 丁 |
0.1 |
0.1 |
pH＝10 |
（1） 从甲组情况分析，从a值大小如何判断HA是强酸还是弱酸？
____________________________________________________________。
（2） 乙组混合溶液中c(A－)和c(Na＋)的大小关系是_______。
A．前者大 B．后者大 C．二者相等 D．无法判断
（3） 从丙组实验结果分析，该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
（4） 分析丁组实验数据，写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式)：
c(Na＋)－c(A－)＝_______ mol·L－1。
（5） 某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是：H2B===H＋＋HB－
HB－
H＋＋B2－。
在0.1 mol·L－1的Na2B溶液中，下列粒子浓度关系式正确的是 。
A．c(B2－)＋c(HB－)＝0.1 mol·L－1
B．c(B2－)＋c(HB－)＋c(H2B)＝0.1 mol·L－1
C．c(OH－)＝c (H＋)＋c(HB－)
D．c(Na＋)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(HB－)
(12分)铁在地壳中的含量约占 5 ％左右。铁矿石的种类很多，重要的有磁铁矿石
（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿石（主要成分是 Fe2O3)等。
（1）红热的铁能跟水蒸气反应，一种产物与磁铁矿的主要成分相同，另一种产物是
可燃性气体，则其反应的化学方程式为 。 该可燃气体在酸性
条件下，可制成燃料电池，写出该气体发生的电极反应式 。
（2）在常温下，铁跟水不起反应。但在潮湿的空气中，铁很容易生锈（铁锈的主要成分是 Fe203）而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。铁生锈的化学原理如下，请你用离子方程式和化学方程式补充完整。
① 原电池反应：
负极：2Fe－4e-=2Fe2+、正极： ；
② 氢氧化物的形成： Fe2 + + 2OH－=" Fe(OH)" 2↓ 。
③ 氢氧化物的分解： 2Fe(OH)3 =Fe2O3+3H2O。
（3）为了防止铁生锈，可在铁制品表面镀上一层铜（如图装置），a为 （填“正极”或“负极”），
铁制品表面发生的电极反应式 为 。
(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．SO
与PO
互为等电子体，空间构型均为正四面体
(12 分)为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。
请回答：
（1）写出步骤Ⅰ反应的离子方程式： 。
（2）试剂X是 。步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是 。
（3）进行步骤Ⅱ时，该小组用如图所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少，可采取的改进措施是 。
（4）用固体F制备CuSO4溶液，可设计以下三种途径：
写出途径①中反应的离子方程式 ， 请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由 。
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