(15分)某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L。
| 阳离子 |
K+ Cu2+ Fe3+ Al3+ Fe2+ |
| 阴离子 |
Cl- CO32- NO3- SO42- SiO32- |
甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）。
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
请推断：
（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是 （写离子符号）。
（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的的离子方程式是_________________________。
（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式为
_______________________________________________________________
（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是 ，阴离子是 。（写离子符号）
（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体质量为 g。
（6）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下是乙同学针对含不同污染物的废水提出的处理措施和方法，其中正确的是
| 选项 |
污染物 |
处理措施 |
方法类别 |
| A |
废酸 |
加生石灰中和 |
物理法 |
| B |
Cu2+等重金属离子 |
加硫酸盐沉降 |
化学法 |
| C |
含复杂有机物的废水 |
通过微生物代谢 |
物理法 |
| D |
碱性的废水 |
用CO2来中和 |
化学法 |
材料是人类赖以生存的重要物质基础。铜、镍等金属材料在现代社会中有着重要应用。请回答下列问题：
（1）铜在元素周期表中的位置为 ，镍的基态电子排布式为 。
（2）在配离子[Ni(NH3)4]2+中，配体中N元素与它相邻的C和O元素的第一电离能由大到小的顺序为 ，这三种元素电负性由大到小的顺序为 ；配体NH3中N原子的杂化方式为 。
（3）据报道，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行面心立方最密堆积，如图，晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有 个，若已知晶胞的边长为a pm，阿伏伽德罗常数为NA，则该晶体的密度的数学表达式为 g•cm-3（用a和NA表示，只列式，可不用化简）。
高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如下图所示：
|
②反应I的化学方程式为 。
③反应II的离子方程式为 。
④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38，反应II后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5 mol/L,则需要调整pH= 时，开始生成Fe(OH)3（不考虑溶液体积的变化）。
（2）由流程图可见，湿法制备高铁酸钾时，需先制得高铁酸钠，然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液，即可析出高铁酸钾。
①加入饱和KOH溶液的目的是： 。
②由以上信息可知：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 （填“大”或“小”）。
| 湿法 |
强碱性介质中，Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 |
| 干法 |
Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 |
（3）干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
甲醇汽油是由10％一25％的甲醇与其他化工原料、添加剂合成的新型车用燃料，可达到国标汽油的性能和指标。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
Ⅰ、工业上合成甲醇一般采用下列反应：CO（g）+2 H2（g）
CH3 OH（g） △H="a" kJ/mol，
下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）：
| 温度/0C |
250 |
310 |
350 |
| K |
2.041 |
0.250 |
0.012 |
（1）由表中数据判断△H a 0（填“>”、“=”或“<”）。
（2）某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(CO)="0.5" mol·L－1，则此时的温度为 0C。
（3）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，各物质的浓度如下表：
| 浓度mol/L 时间/min |
c(CO) |
c(H2) |
c(CH3OH) |
| 0 |
0.8 |
1.6 |
0 |
| 2 |
0.6 |
1.2 |
0.2 |
| 4 |
0.3 |
0.6 |
0.5 |
| 6 |
0.3 |
0.6 |
0.5 |
①反应从2 min到4 min之间，H2的反应速率为 。
②反应达到平衡时CO的转化率为 。
③反应在第2 min时改变了反应条件，改变的条件可能是 （填序号）。
A．使用催化剂 B．降低温度 C．增加H2的浓度
（4）向容积相同、温度分别为T1和T2的两个密闭容器中均充入1 molCO和2 mol H2，发生反应CO（g）+2 H2（g） CH3 OH（g）△H="a" kJ/mol。恒温恒容下反应相同时间后，分别测得体系中CO的百分含量分别为w1和w2；已知T1<T2，则
w1 w2（填序号）。
A．大于 B．小于 C．等于 D．以上都有可能
Ⅱ、甲醇在化学电源方面也有着重要应用。写出以甲醇为燃料，氢氧化钠溶液为电解质溶液的原电池中负极的电极反应式： 。
化合物X(C12H13O4Br)是一种重要化工原料，存在如下转化关系：
已知：①与官能团直接相连的碳原子称为α－C，α－C上的H称为α－H，易被取代。
②通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基。.
根据以上信息回答：
（1）已知D能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，则D中官能团的名称是___________，检验A物质是否完全反应可选用的试剂是_______(填编号)。
①银氨溶液 ②氯化铁溶液
③氢氧化钠的酚酞溶液 ④新制氢氧化铜的悬浊液
（2）B→E的反应类型是_____________。
（3）已知F在一定条件下可以发生加聚反应生成高分子化合物，写出E和足量NaOH的醇溶液加热反应的化学方程式___________________________________。
（4）C的同分异构体中遇氯化铁溶液显紫色，且能发生银镜反应的物质共有 种，请任写一种物质的结构简式______________。
前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A＿和B+的电子相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。回答下列问题：
（1）D2+的价层电子排布图为_______________。
（2）四种元素中第一电离最小的是_________________，电负性最大的是________________。（填元素符号）
（3）A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为_____________；D的配位数为_______；
②列式计算该晶体的密度为___________g·cm-3。（列式并计算）
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