（12分）短周期元素A、B、C、D。A元素的原子最外层电子排布为ns1，B元素的原子价电子排布为ns2np2，C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，D元素原子的M电子层的P轨道中有3个未成对电子。
（1）C原子的电子排布式为 ，若A为非金属元素，则按原子轨道的重迭方式，A与C形成的化合物中的共价键属于 键（填“σ”或“π”）。
（2）当n=2时，B位于元素周期表的第 周期 族，BC2属于 分子（填“极性”或“非极性”）。当n=3时，B与C形成的晶体属于 晶体。
（10分）如图所示3套实验装置，分别回答下列问题。
（1）装置1中的Cu是 极（填“正”或“负”），该装置发生的总反应的离子方程式为 。
（2）装置2中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO4溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到右边石墨电极附近首先变红，左边石墨电极附近无明显现象。
① 电源的M端为 极
② 乙烧杯中电解反应的离子方程式 。
（3）可用阳离子交换膜法电解饱和食盐水制NaOH，其工作原理装置3所示。
①请写出A、B两处物质的名称：A___________________B____________________
②请写出电解食盐水的离子方程式__________________________________________
（10分）某研究小组为了研究不同条件下金属铝粉在过量稀硫酸中的溶解性能，设计如下实验。已知：c(H2SO4)=4.5 mol·L－1，反应均需要搅拌60min。
编号 | 温度/℃ | 加入某盐 | H2SO4体积/mL | H2O体积/mL | 铝粉加入量/g | 铝粉溶解量 /g |
① | 20 | 不加 | 40 | 0 | 2.0050 | 0.0307 |
② | 80 | 不加 | 40 | 0 | 2.0050 | 0.1184 |
③ | t1 | 不加 | 20 | V1 | 2.0050 | ﹨ |
④ | t2 | 5 mL0.01 mol·L－1 CuSO4溶液 | 20 | V2 | 2.0050 | ﹨ |
（1）实验①和②的目的是 。
为了获得铝粉溶解量，还需要测量的数据是 。
（2）实验①和③是为了研究硫酸的浓度对该反应的影响，则t1= ℃，V1= mL。
（3）实验③和④是为了研究加入CuSO4溶液对该反应的影响，则t2= ℃，V2= mL。
研究表明，在相同条件下加入少量CuSO4有利于Al的溶解。原因是 。
（16分）锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：
已知25℃，部分物质的溶度积常数如下：
物质 | Mn(OH)2 | Co(OH)2 | Ni(OH)2 | MnS | CoS | NiS |
Ksp | 2.1×10-13 | 3.0×10-16 | 5.0×10-16 | 1.0×10-11 | 5.0×10-22 | 1.0×10-22 |
（1）步骤Ⅰ中，MnCO3与硫酸反应的化学方程式是 。
（2）步骤Ⅱ中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+，反应的离子方程式是 ，加氨水调节溶液的pH为5.0-6.0，以除去Fe3+。
（3）步骤Ⅲ中，滤渣2的主要成分是 。
（4）步骤Ⅳ中，在 （填“阴”或“阳”）极析出Mn，电极反应方程式为 。
（5）电解后的废水中还含有Mn2+，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na2S，进行二级沉降。进行二级沉降的目的是 。
（16分）Na2S2O8溶液可降解有机污染物4-CP，原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基（SO4-）。通过测定4-CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生（SO4-·）的量。某研究小组探究溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生（SO4-·）的影响。
（1）溶液酸碱性的影响：其他条件相同，将4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中，结果如图a所示。由此可知：溶液酸性增强， （填 “有利于”或“不利于”）Na2S2O8产生SO4-·。
（2）Fe2+浓度的影响：相同条件下，将不同浓度的FeSO4溶液分别加入c(4-CP)=1.56×10-4 mol·L－1、c(Na2S2O8)=3.12×10-3 mol·L－1的混合溶液中。反应240 min后测得实验结果如图b所示。
已知 S2O82- + Fe2+= SO4-·+ SO42- + Fe3+，此外还可能会发生：SO4-· + Fe2+ ＝ SO42- + Fe3+
① 实验开始前，检验FeSO4溶液是否被氧化的试剂是 （化学式）。如被氧化可以观察到的现象是 。
②当c(Fe2+)＝3.2 ×10-3 mol·L－1时，4-CP降解率为 %，4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为 。
③当c(Fe2+)过大时，4-CP降解率反而下降，原因可能是 。
（16分）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH4。
（1）写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式 。
已知： ① CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g) ΔH＝－41kJ·mol－1
② C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH＝－73kJ·mol－1
③ 2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH＝－171kJ·mol－1
（2）另一生成CH4的途径是CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。其他条件相同时，H2的平衡转化率在不同压强下随温度的变化如图所示。
①该反应的△H 0（填“＜”、“＝”或“＞”）。
②实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑生产实际，说明选择该反应条件的理由________________________。
③某温度下，将0.1 mol CO和0.3 mol H2充入10L的密闭容器内发生反应CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)，平衡时H2的转化率为80%，求此温度下该反应的平衡常数K。（写出计算过程，计算结果保留两位有效数字）
