航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种。它们放电时的电池总反应式均可表示为2H2+O2====2H2O。酸式氢氧燃料电池中的电解质是酸，其负极反应可表示为2H2====4H++4e-，则其正极反应可表示为_____________________，碱式氢氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应可表示为O2+2H2O+4e-====4OH-，则其负极反应可表示为______________________________。
甲、乙两同学研究Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况。
| 步骤 |
操作 |
现象 |
| I |
向2 mL 1 mol·L-1FeCl3溶液中加入一定量的Na2SO3溶液 |
溶液由棕黄色变为红褐色， 并有少量刺激性气味的气体逸出 |
（1）常温下，FeCl3溶液的pH_______7（填“＜”、“＞”或“=”）。
（2）分析红褐色产生的原因。
① 甲同学认为步骤I中溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3，用化学平衡移动原理解释溶液呈红褐色的原因：________。
② 乙同学认为可能是发生了氧化还原反应，完成并配平其反应的离子方程式：
Fe3+ +
SO32- + =F e2+ + +
乙同学查阅资料得知：
| 1．Fe2+与SO32-反应生成墨绿色的絮状沉淀FeSO3； 2．墨绿色的FeSO3与黄色的FeCl3溶液混合后，溶液呈红褐色。 |
（3）甲同学为了确认溶液呈红褐色的原因是生成了Fe(OH)3，设计并完成了如下实验：
| 步骤 |
操作 |
现象 |
| II |
用激光笔照射步骤I中的红褐色溶液 |
出现“丁达尔效应” |
甲同学因此得出结论：溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3。而乙同学认为甲同学得出结论的证据仍然不足，乙同学的理由是________。
（4）为进一步确认Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况，乙同学设计并完成了如下实验：
| 步骤 |
操作 |
现象 |
| III |
向1 mol•L-1的FeCl3溶液中通入一定量的SO2 |
溶液由黄色变为红褐色 |
| IV |
用激光笔照射步骤III中的红褐色溶液 |
没有出现“丁达尔效应” |
① 经检验步骤III中红褐色溶液含有Fe2+，检验Fe2+选用的试剂是_________（填字母）。
a．K3[Fe(CN)6] 溶液 b．KSCN溶液 c．KMnO4溶液
② 已知H2SO3是弱酸，请结合电离方程式说明步骤III中出现红褐色的原因： 。
（5）结论：由上述实验得知，甲、乙两同学所持观点均正确。
以A为原料合成安眠药——苯巴比妥的路线如下：
已知：
（1）A中官能团的名称是 。
（2）B→C的化学方程式是 。
（3）写出一种与D互为同分异构体，且苯环上只有一个取代基的酯的结构简式 。
（4）F为酯，其结构简式是 。
（5）F→G的反应类型是 。
（6）H的结构简式是 。
（7）G与CO(NH2)2在一定条件下合成的高分子结构简式是 。
用含有Al2O3及少量Fe2O3和SiO2的铝土矿制备净水剂——液体聚合硫酸铝铁，工艺流程如下（部分操作和条件略）：
I．向铝土矿中加入过量H2SO4后，加热、搅拌、过滤。
II．向滤液中加入一定量的FeSO4·7H2O和双氧水。
III．向溶液中加入Ca(OH)2固体，调节溶液的pH约为1，过滤。
IV．加入稳定剂，加热，得到产品。
（1）Fe2O3与H2SO4反应的离子方程式是___________。
（2）步骤I中过滤得到的滤渣成分是________（填化学式）。
（3）步骤I 中H2SO4的浓度与反应温度会影响铁与铝的浸出率。根据下图分析，步骤I 中H2SO4浓度的适宜范围是__________，反应的适宜温度是_________。
（4）步骤II中增大n(Fe3+)的离子方程式是_________。
（5）步骤III得到碱式硫酸铝铁[AlFe(OH)n(SO4)m]的溶液，则步骤II中应增大n(Fe3+)到
n(Al3+)﹕n(Fe3+)= 。
（6）研究表明，液体聚合硫酸铝铁的纯度越高，净水效果越好。已知：
一些物质在20℃时的溶解度
| 物质 |
Ca(OH)2 |
CaSO4 |
Na2SO4 |
| 溶解度/g |
0.153 |
0.258 |
19.5 |
结合表中数据，解释步骤III中使用Ca(OH)2而不用NaOH的原因__________。
（7）铝土矿也可用于冶炼金属Al。以金属Al作阳极，稀硫酸作电解液，通过电解会使金属Al的表面生成致密坚硬的氧化膜，其电极反应式是_________。
氨在国民经济中占有重要地位。
（1）工业合成氨时，合成塔中每产生1 mol NH3，放出46.1 kJ的热量。
① 工业合成氨的热化学方程式是 。
② 已知：
N2 (g)
2N (g)
H2 (g)
2H (g)
则断开1 mol N－H键所需的能量是_______kJ。
（2）下表是当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线。
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 （填字母）。
A. 及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率
B. 加催化剂能加快反应速率且提高H2的平衡转化率
C. 上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=" K(Q)" >K(N)
③ M点对应的H2转化率是 。
（3）氨是一种潜在的清洁能源，可用作碱性燃料电池的燃料。电池的总反应为：
4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H2O(g)。
则该燃料电池的负极反应式是 。
SO2是一种重要的化工原料，也是一种环境污染物。
（1）SO2可用于工业制Br2过程中吸收潮湿空气中的Br2，反应的离子方程式是 。
（2）直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应： 。
（3）工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。将烟气通入1.0 mol•L-1的Na2SO3溶液，溶液pH不断减小。当溶液pH约为6时，吸收SO2的能力显著下降，应更换吸收剂。
①此时溶液中c(SO32-)的浓度是0.2 mol•L-1，则溶液中c(HSO3-)是_________mol•L-1，由此说明NaHSO3溶液显 性，用化学平衡原理解释： 。
②向pH约为6的吸收剂中通入足量的O2，可将其中的NaHSO3转化为两种物质，反应的化学方程式是 。
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