【化学---选修3：物质结构与性质】
X、Y、Z、M、N、Q、 P为元素周期表前四周期的7种元素。其中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量最高的元素，M的内层电子数是最外层电子数的9倍，N的原子序数比M小1, Q在元素周期表的各元素中电负性最大。P元素的第三电子层处于全充满状态，第四电子层只有一个电子。请回答下列问题：
（1）P元素的价电子排布式为 ，P元素属于 区元素。
（2）XZ2分子的空间构型是 ，相同条件下XZ2与YZ2相比，两者在水中溶解度较大的是
（写分子式），理由是 。
（3）含有元素N的盐的焰色反应为 色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是
（4）元素M与元素Q形成的晶胞结构如图1所示，设其晶胞边长为a pm，用NA表示阿伏伽德罗常数，试求该晶胞的密度为 g/cm3
（5）三聚氰胺是一种含氮化合物,其结构简式如图2所示。 三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是 ， 1 mol三聚氰胺分子中 σ键的数目为 。
【化学---选修2：化学与技术】
MnO2和锌是制造干电池的主要原料。
电解法生产MnO2传统的工艺主要流程为：软锰矿加煤还原焙烧；用硫酸浸出焙烧料；浸出液（主要含Mn2+）经净化后再进行电解。
90年代后期发明了生产MnO2和锌的新工艺，主要是采用软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Al2O3和SiO2杂质）和闪锌矿（主要成分为ZnS，含少量FeS、CuS、CdS杂质）为主要原料，经过除杂后，得到含Zn2+、Mn2+离子的溶液，再通过电解同时获得MnO2和锌。简化流程框图如下（中间产物的固体部分已经略去）：
软锰矿、闪锌矿
滤液A
Zn2＋、Mn2＋、Fe2＋、Al3＋
ZnSO4、MnSO4溶液
Zn＋MnO2＋产品D
已知各种金属离子完全沉淀的pH如下表：
| Zn2+ | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ |
pH | 8.0 | 10.1 | 9.0 | 3.2 | 4.7 |
回答下列问题：
（1）步骤①中，软锰矿、闪锌矿粉与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化还原反应，例如：MnO2＋ZnS＋2H2SO4＝MnSO4＋ZnSO4＋S↓＋2H2O，请写出MnO2在酸性溶液中分别和CuS和FeS发生反应的化学方程式：__________________________、_____________________________。
（2）步骤②加入金属锌是为了回收金属，回收金属的主要成份为___________（用化学符号表示）
（3）步骤③物质C由多种物质组成，其中含有两种固体，其中一种为MnO2，其作用是___
____________________，另外一种固体物质可为___________。
（4）步骤④中电解过程中MnO2在______极析出，该电极上发生的反应方程式为________________。产品D的化学式为_________________，该物质对整个生产的意义是___________________________。
H2S、SO2在工农业生产、生活中具有重要应用。
（1）H2S具有还原性，在酸性条件下，能与KMnO4溶液反应生成S和Mn2+，试写出该反应的离子方程式______________________________________________________________。
（2）H2S气体溶于水形成的氢硫酸是一种二元弱酸，25℃时，在0.10 mol·L-1H2S溶液中，通人HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S2-)关系如图所示(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
①pH=13时，溶液中的c(H2S)+c(HS-)=__________mol·L-1；
②某溶液含0.010 mol·L-1Fe2+、未知浓度的Mn2+和0.10 mol·L-1H2S，当溶液pH=______时，Fe2+开始沉淀；当Mn2+开始沉淀时，溶液中
=_________。【已知：KSP(FeS)=1.4×10-19，KSP(MnS)=2.8×10-13】
（3）已知：葡萄酒中有少量SO2可以做抗氧化剂[我国国家标准（GB2760－2014）规定葡萄酒中SO2的残留量≤0.25g/L]。
利用SO2的漂白性检测干白葡萄酒（液体为无色）中的SO2或H2SO3。设计如下实验：
实验结论：干白葡萄酒不能使品红溶液褪色，原因为：_________________________。
（4）用右图所示装置可将SO2转化为重要的化工原料，A、B是惰性电极。则电子流入的电极为_______(用A或B表示)，A极的电极反应式为________________
化学反应原理在科研和生产中有广泛应用．
Ⅰ．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。
（1）海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是 （填图中数字序号）。
（2）有氧时，在硝化细菌作用下，NH4+可实现过程④的转化，将过程④的离子方程式补充完整：________NH4+ + 5O2 == 2NO2- + ________H+ +__________+__________
Ⅱ．工业合成氨原理是：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H<0，当反应器中按n(N2)：n(H2)=1：3投料，分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如图。
（1）曲线a对应的温度是 。
（2）关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是 。
A．及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率
B．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)＞K(N)
C．M点比N点的反应速率快
D．由曲线a可知，当压强增加到100 MPa以上，NH3的物质的量分数可达到100%
（3）如果N点时c(NH3)＝0.2mol·L－1，N点的化学平衡常数K＝ L2/mol2 (精确到小数点后两位)
Ⅲ．尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥，工业上以NH3、CO2为原料生产尿素，该反应实际为两步反应：
第一步：2NH3(g)＋CO2(g) 
H2NCOONH4(s) ΔH=－272kJ·mol－1
第二步：H2NCOONH4(s) 
CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH=＋138kJ·mol－1
（1）写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式：_________________________
（2）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L的密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示：
①反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图所示，则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)＝ mol/(L·min)。
②已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第_________步反应决定，总反应进行到_________min时到达平衡。
高锰酸钾是中学化学常用的强氧化剂，实验室中可通过以下反应制得：
MnO2熔融氧化：3MnO2+KClO3+6KOH
3K2MnO4+KCl+3H2O
K2MnO4歧化：3K2MnO4＋2CO2＝2KMnO4＋MnO2↓＋2K2CO3
相关物质的溶解度数据见下表：
20℃ | K2CO3 | KHCO3 | K2SO4 | KMnO4 |
s(g/100g水) | 111 | 33.7 | 11.1 | 6.34 |
已知K2MnO4溶液显绿色，KMnO4溶液显紫红色。
实验流程如下：
请回答：
（1）步骤①应在 中熔化，并用铁棒用力搅拌，以防结块。
A．烧杯 B．蒸发皿 C．瓷坩埚 D．铁坩埚
（2）①综合相关物质的化学性质及溶解度，步骤③中可以替代CO2的试剂是 。
A．二氧化硫 B．稀醋酸 C．稀盐酸 D．稀硫酸
②当溶液pH值达10～11时，停止通CO2；若CO2过多，造成的后果是 。
③下列监控K2MnO4歧化完全的方法或操作可行的是 。
A．通过观察溶液颜色变化，若溶液颜色由绿色完全变成紫红色，表明反应已歧化完全
B．取上层清液少许于试管中，继续通入CO2，若无沉淀产生，表明反应已歧化完全
C．取上层清液少许于试管中，加入还原剂如亚硫酸钠溶液，若溶液紫红色褪去，表明反应已歧化完全
D．用pH试纸测定溶液的pH值，对照标准比色卡，若pH为10～11，表明反应已歧化完全
（3）烘干时，温度控制在80℃为宜，理由是 。
（4）通过用草酸滴定KMnO4溶液的方法可测定KMnO4粗品的纯度（质量分数）。
①实验时先将草酸晶体（H2C2O4·2H2O）配成标准溶液，实验室常用的容量瓶规格有100mL、250mL等多种，现配制90mL 1.5mol·L-1的草酸溶液，需要称取草酸晶体的质量为 g。
②量取KMnO4溶液应选用 （填“酸式”或“碱式”）滴定管，若该滴定管用蒸馏水洗净后未润洗，则最终测定结果将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．石墨电极上发生氧化反应
B．为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇
C．根据图示，物质A为CO2
D．甲烷燃料电池中CO32—向空气一极移动
