(12分)铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：
（1）黄铁矿（FeS2）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为
3FeS2＋8O2
6SO2＋Fe3O4，氧化产物为 ，若有3 mol FeS2参加反应，转移 mol电子。
（2）氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式为
。
（3）与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，其原理为 （用离子方程表示）
（4）①钢铁的电化腐蚀简单示意图如下，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在下图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向。
②写出修改前的钢铁吸氧腐蚀石墨电极的电极反应式 。
（5）铁红是一种红色颜料，其成分是Fe2O.3将一定量的铁红溶于160ml5 mol·L—1盐酸中，在加入一定量铁粉恰好溶解，收集到2.24L（标准状况），经检测，溶夜中无Fe3+,则参加反应的铁粉的质量为 。
X、Y、Z、M和N均为短周期元素，X、Y、Z原子序数依次增大且最外层电子数之和为15，X与Z可形成XZ、XZ2型分子， Y与M气态化合物标准状况下密度约0.76g/L。N的原子半径为短周期元素中最大。回答下列问题：
（1）M、Z和N的元素符号分别为 、 、 。
（2）X、Y、Z、M四种元素的原子半径由大到小的顺序为 。
（3）由上述元素组成、既含有共价键又含有离子键的化合物，其中含有极性共价键或含有非极性共价键，各举一例用电子式表示为 、 。
（4）X和Y组成的离子XY－对环境有害，可在NaClO的碱性溶液中转化为碳酸盐和氮气，相应的离子方程式为 。
元素周期表中ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
（1）.三氟化溴（BrF3）常用于核燃料生产和后处理，遇水立即发生如下反应：3BrF3 +5H2O → HBrO3 + Br2 + 9HF+ O2 。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ，每生成2.24 LO2（标准状况）转移电子数为 。
（2）.在食盐中添加少量碘酸钾可预防缺碘。为了检验食盐中的碘酸钾，可加入醋酸和淀粉-碘化钾溶液。看到的现象是 ，相应的离子方程式是 。
氯常用作饮用水的杀菌剂，且HClO的杀菌能力比ClO－强。25℃时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系：
Cl2(g) 
Cl2(aq) ---------------①
Cl2(aq)+ H2O HClO + H+ +Cl－-----②
HClO H+ + ClO－ ---------------③
其中Cl2(aq)、HClO和ClO－分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如下图所示。
（3）.写出上述体系中属于电离平衡的平衡常数表达式：Ki = ，由图可知该常数值为 。
（4）.在该体系中c(HClO) + c(ClO－) c(H+)－c(OH－)（填“大于”“小于”或“等于”）。
（5）.用氯处理饮用水时，夏季的杀菌效果比冬季 （填“好”或“差”），请用勒夏特列原理解释 。
铁是人类生产和生活中必不可少的重要金属。
（1）.自然界一共存在四种稳定的铁原子，分别是54Fe、56Fe、57Fe和58Fe，其中58Fe原子中子数与质子数之差为___________。
计算铁元素的近似相对质量的计算式为：54×a1%+56×a2%+57×a3%+58×a4%，其中a1%、a2%……是指各同位素的____________________。
（2）.铁原子中有______种能量不同的电子，铁原子次外层的电子云有_____种不同的伸展方向。
（3）.与铁同周期的主族元素中，最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的化合物与酸性最强的化合物的化学反应方程式为________________________________。
（4）.要用铁片、锌片、直流电源和导线完成铁片镀锌的实验，铁片应置于_________极，电解质溶液是____________________。
（5）.高铁酸钠（Na2FeO4）是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾更强，本身在反应中被还原为Fe3+，配平制取高铁酸钠的化学方程式：
___Fe(NO3)3 + ___NaOH + ___Cl2 →___Na2FeO4 + ___NaNO3 + ___NaCl + ___H2O
高铁酸钠除了能消毒杀菌外，还能吸附水中的悬浮物，其原因是_____________________。
（6）.0.03mol的铁加到过量的HNO3中，加热，铁完全溶解，若生成NO、NO2的混和气体共1.12L（标准状况）。将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的O2，恰好使气体全部溶于水生成HNO3，则通入O2的体积________________L。
二甲醚被称为21世纪的新型燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上常采用甲醇气相脱水法来获取。其反应方程式为：2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g) 。完成下列填空：
（1）．有机物分子中都含碳元素，写出碳原子最外层电子的轨道表示式 ；
写出甲醇分子中官能团的电子式 。
（2）．碳与同主族的短周期元素相比，非金属性较强的是 （填元素符号）。写出一个能证明你的结论的化学方程式 。
（3）．在温度和体积不变的情况下，能说明反应已达到平衡状态的是 （选填编号）。
a.CH3OH的消耗速率与CH3OCH3的消耗速率之比为2：1
b.容器内压强保持不变
c.H2O(g）浓度保持不变
d.气体平均相对分子质量保持不变
（4）.一定温度下，在三个体积约为2.0 L的恒容密闭容器中发生上述反应：
| 容器 编号 |
温度（℃） |
起始物质的量（mol） |
平衡物质的量（mol） |
|
| CH3OH(g) |
CH3OCH3(g) |
H2O(g) |
||
| I |
387 |
0.40 |
0.16 |
0.16 |
| Ⅱ |
387 |
0.80 |
a |
|
| Ⅲ |
207 |
0.40 |
0.18 |
0.18 |
①若要提高CH3OH的平衡转化率，可以采取的措施是 （选填编号）。
a.及时移走产物 b.升高温度 c.充入CH3OH d.降低温度
②I号容器内的反应经过t min达到平衡，则CH3OH的平均反应速率为 （用含t的式子表示）。II号容器中a = mol。
（5）.若起始时向容器I中充入CH3OH 0.2mol、CH3OCH3 0.30mol和H2O 0.20mol，则反应将向 （填“正”“逆”）反应方向进行。
以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制取硫酸，其烧渣可用来炼铁。
（1）煅烧硫铁矿时发生反应：FeS2＋O2→Fe2O3＋SO2(未配平)。当产生448 L(标准状况)SO2时，消耗O2的物质的量为________。
（2）Fe2O3用CO还原焙烧的过程中，反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。
(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的；A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)
已知：ⅰ.3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)；ΔH1＝a kJ·mol－1
ⅱ.Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)；ΔH2＝b kJ·mol－1
ⅲ.FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)；ΔH3＝c kJ·mol－1
①反应Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1(用含a、b、c的代数式表示)。
②800 ℃时，混合气体中CO2体积分数为40%时，Fe2O3用CO还原焙烧反应的化学方程式为____________。
③据图分析，下列说法正确的是________(填字母)。
a．温度低于570 ℃时，Fe2O3还原焙烧的产物中不含FeO
b．温度越高，Fe2O3还原焙烧得到的固体物质组成中Fe元素的质量分数越高
c．Fe2O3还原焙烧过程中及时除去CO2有利于提高Fe的产率
（3）FeS2是Li/FeS2电池(示意图如图)的正极活性物质。
①FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200 ℃时以等物质的量连续反应24 h后得到FeS2。写出该反应的离子方程式______________。
②Li/FeS2电池的负极是金属Li，电解液是含锂盐的有机溶液。电池放电反应为FeS2＋4Li===Fe＋4Li＋＋2S2－。该反应可认为分两步进行：第1步，FeS2＋2Li===2Li＋＋FeS22－，则第2步正极的电极反应式为____________________。
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