高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比C12、O2、C1O2、KMnO4氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，使高铁酸钾析出。
（1）干法制备高铁酸钠的主要反应为：
2FeSO4 + a Na2O2 = 2Na2FeO4 + b X + 2Na2SO4 + c O2↑
①该反应中物质X应是 ，a与c的关系是 。
②简要说明K2FeO4作为水处理剂时，在水处理过程中所起的作用
（2）湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的反应体系中有六种数粒：Fe(OH)3、C1O－、OH－、FeO42-、C1－、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式： 。
②每生成1mol FeO42-转移 mo1电子，若反应过程中转移了0.3mo1电子，则还原产物的物质的量为 mo1。
③低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾（K2FeO4），说明什么问题 。
【离子推断】某混合溶液中，只可能大量含有下表所列离子中的某几种：
| 阳离子 |
H＋、K＋、Al3+、NH4+、Mg2+ |
| 阴离子 |
OH-、SO42－、CO32－、AlO2-、S2－ |
将Na2O2逐渐加入到上述混合溶液中，产生沉淀的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系如图所示。
（1）将上述混合溶液中一定大量含有的阴、阳离子及其物质的量填入下表（可以不填满，也可以增加）。（每空1分）
| 离子种类 |
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| 物质的量（mol） |
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（2）图中a＝____________， b＝____________。
食用明胶是水溶性蛋白质混合物，具有很高的营养价值，溶于水形成胶体。而工业明胶中往往含有超标的重金属Cr，从而对人体造成伤害。
（1）已知Fe（CrO2）2中铬元素是＋3价，则其中铁元素是___________价。
（2）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2，则Fe（CrO2）2可写成________。
（3）明胶的水溶液和K2SO4溶液共同具备的性质是___________。
a．都不稳定，密封放置沉淀
b．两者均会发生丁达尔效应
c．分散质微粒可通过滤纸
（4）已知胶体的分散质微粒不能透过半透膜，但小分子或离子能透过半透膜。现将10 mL明胶的水溶液与5 mL NaBr溶液混合后装入半透膜袋内，将此半透膜袋浸入盛蒸馏水的烧杯中。若要求只检验一种离子， 就能证明Na＋、Br－透过半透膜，写出检验该离子的实验方法:______________________
（5）铬的化合价除了＋3和＋6价外，还有0，＋2，＋4和＋5价等。现有24 mL浓度为0.05 mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L－1的Na2Cr2O7溶液完全反应，则元素Cr在还原产物中的化合价为____________价。
铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石的混合物。某化学兴趣小组从铁砂中分离出磁性氧化物，并进行铝热反应实验。
（1）取磁性氧化铁按图装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是_________________现象很壮观，取少许生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色。出现结果的原因，除了可能混有没有反应的磁性氧化铁外，还有一个原因是____________设计一个简单的实验方案，证明上述所得“铁块”中含有金属铝。该实验所用的试剂 是____________，反应的离子方程式_____________________
（2）写出此铝热反应的化学方程式：___________________________每摩尔单质铝参与反应，转移的电子数为___________________
（3）除磁性氧化铁可做铝热反应实验外，下列哪些试剂也可以（ ）
| A．CuO | B．Na2O2 | C．MnO2 | D．MgO |
甲烷自热重整是先进的制氢方法, 包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气, 发生的主要化学反应有:
回答下列问题:
（1）反应CO（g）+H2O（g） 
CO2（g）+H2（g）的ΔH= kJ·mol-1。
（2）在初始阶段, 甲烷蒸气重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）对于气相反应, 用某组分（B）的平衡压强（pB）代替物质的量浓度（cB）也可表示平衡常数（记作Kp）, 则反应CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g）的Kp= 随着温度的升高, 该平衡常数 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）从能量角度分析, 甲烷自热重整方法的先进之处在于 。
（5）在某一给定进料比的情况下, 温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO物质的量分数<10%, 以下条件中最合适的是 。
A．600 ℃, 0．9 MPa B．700 ℃, 0．9 Mpa
C．800 ℃, 1．5 MPa D．1 000 ℃, 1．5 MPa
②画出600 ℃, 0．1 MPa条件下, 系统中H2物质的量分数随反应时间（从常温进料开始计时）的变化趋势示意图:
（6）如果进料中氧气量过大, 最终导致H2物质的量分数降低, 原因是 。
铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
（1）某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述________________（填装置序号）装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为______________________。
（2）用CH4或其他有机物、O2为原料可设计成原电池，以CnH2nOn、O2为原料，H2SO4溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为___________________________。
（3）图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。
图2电池负极区的电极反应为_________________________；若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现_____________色,C位置的电极反应式为___________________若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯C点处出现蓝色，则b接的是__________（填A或B）电极。
（4）广西治理龙江河镉（Cd2＋）污染时，先向河中投入沉淀剂将Cd2＋转化为难溶物，再投入氯化铝，试说明氯化铝的作用_______________________________（用必要的离子方程式和文字进行解释）。
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