写出下列物质的结构式
（1）CH4__________________（2）H2O_____________ (3)NH3_____________________
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 。
铁元素及其化合物与人类的生产生活息息相关，试回答下列问题：
（1）电子工业常用30％的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板，该反应的离子方程式为 。
（2）已知：Fe(s)+
O2(g)
FeO(s) △H=－272 kJ·mol－1
C(s)+O2(g)CO2(g) △H=－393.5 kJ·mol－1
2C(s)+O2(g)2CO(g) △H=－221 kJ·mol－1
则高炉炼铁过程中 FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g) △H= 。
（3）铁红（Fe2O3）是一种红色颜料。将一定量的铁红溶于160mL 5 mol·L－1盐酸中，再加入足量铁粉，待反应结束共收集到气体2.24L（标准状况），经检测溶液中无Fe3＋，则参加反应的铁粉的质量为 。
（4）以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制备Fe(OH)2，装置如下图所示，其中P端通入CO2。
①石墨I电极上的电极反应式为 。
②通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。则下列说法中正确的是 （填序号）。
| A．X、Y两端都必须用铁作电极 |
| B．可以用NaOH溶液作为电解液 |
| C．阴极发生的反应是：2H2O＋ 2e－= H2↑+ 2OH－ |
| D．白色沉淀只能在阳极上产生 |
③若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中，其颜色变化为 ，该反应的化学方程式为 。
水是生命之源，与人类的生活密切相关。在化学实验和科学研究中，水有多种用途。
（1）下列说法中正确的是 （填序号）。
| A．每一个水分子内含有两个氢键 |
| B．水分子间存在范德华力，所以水分子稳定 |
| C．分子间形成的氢键使水的熔点和沸点升高 |
| D．冰熔化时水分子内共价键发生断裂 |
（2）科学家将水置于一个足够强的电场中，在20℃时水分子瞬间凝固形成“暖冰”，则“暖冰”中水分子的空间构型为 。
（3）水分子在特定条件下易形成水合氢离子（H3O＋）。其中含有的化学键为 。
（4）如果需要增大水的电离程度，除了升高温度外，还可以采用的方法有 （回答一种即可）。若室温时，将某一元酸HA加水配成0.1 mol·L－1的稀溶液，此时HA在水中有0.1％发生电离，则由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的 倍。
（5）将一定量的Na2SO3固体溶于水，所得溶液中的电荷守恒关系式为 。
（6）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差异进行发电。已知该电池用金属银做负极，正极反应为5MnO2 +2Na＋+2e－
Na2Mn5O10，请写出电池总反应式 。
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