(15分) 铝铁合金在微电机中有广泛应用，某兴趣小组为利用废弃的铝铁合金设计了如下实验流程制备聚合硫酸铁和明矾：
（1）聚合硫酸铁是一种无毒无害、化学性质稳定、能与水混溶的新型絮凝剂，微溶于乙醇，其化学式可表示为[Fe2(OH)x(SO4)y]n。
①聚合硫酸铁可用于净水的原理是 。
②有人认为上述流程中的“氧化”设计存在缺陷，请提出改进意见： ；浓缩时向其中加入一定量的乙醇，加入乙醇的目的是 。
③加入试剂Y的目的是调节pH，所加试剂Y为 ；溶液的pH对[Fe2(OH) x(SO4)y]n中x的值有较大影响（如图1所示），试分析pH过小（pH＜3）导致聚合硫酸铁中x的值减小的原因： 。
图1图2
（2）明矾是一种常见铝钾硫酸盐。
①为充分利用原料， 试剂X应为 。
②请结合图2所示的明矾溶解度曲线，补充完整由滤液Ⅰ制备明矾晶体的实验步骤(可选用的试剂：废弃的铝铁合金、稀硫酸、NaOH溶液和酒精)：向滤液Ⅰ中加入足量的含铝废铁屑至不再有气泡产生， ，得到明矾晶体。
(12分)高氯酸钠可用于制备高氯酸。以精制盐水等为原料制备高氯酸钠晶体(NaClO4·H2O)的流程如下：
（1）由粗盐(含Ca2＋、Mg2＋、SO42-、Br－等杂质)制备精制盐水时需用到NaOH、BaCl2、Na2CO3等试剂。Na2CO3的作用是____________；除去盐水中的Br－可以节省电解过程中的电能，其原因是________________。
（2）“电解Ⅰ”的目的是制备NaClO3溶液，产生的尾气除H2外，还含有______________(填化学式)。“电解Ⅱ”的化学方程式为_____________________。
（3）“除杂”的目的是除去少量的NaClO3杂质，该反应的离子方程式为_______________________。“气流干燥”时，温度控制在80～100 ℃的原因是__________________。
(12分)利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：
（1）气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 ℃水解生成A的化学方程式为____________。“水解”采用90 ℃而不在室温下进行的原因是________________。
（2）“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为 。
（3）“氧化”时，发生反应的离子方程式为 。
（4）“废渣”成分为______________(填化学式)。
（5）采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是 。
(14分) 二氧化碳与氢气催化合成甲醇，发生的反应为：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH（g）+H2O(g)
（1）已知：
| 化学键 |
H－H |
C－O |
C=O |
H－O |
C－H |
| 键能/kJ·mol－1 |
436 |
326 |
803 |
464 |
414 |
计算上述反应的△H= kJ.mol-1。
（2）一定条件下，将n(CO2):n(H2)=1:1的混合气充入恒温恒容密闭容器中，下列事实可以说明该反应已达平衡的是 （填选项字母）。
A．容器内气体密度保持不变
B．CO2的体积分数保持不变
C．H2O(g)与CO2(g)的生成速率之比为1∶1
D．该反应的平衡常数保持不变
E．混合气体的平均相对分子质量不变
F．容器中压强保持不变
（3）一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入1.2molCO2和3.6molH2，在不同催化剂作用下的反应I、反应II与反应III，相同时间内CO2转化率随温度变化的数据如表所示，据表中数据绘制“图1”：
| 相同时间内CO2转化率 |
T1 |
T2 |
T3 |
T4 |
T5 |
| 反应Ⅰ |
65% |
77% |
80% |
80% |
66.67% |
| 反应Ⅱ |
56% |
67% |
76% |
80% |
66.67% |
| 反应Ⅲ |
48% |
62% |
72% |
80% |
66.67% |
（T5时，图1中C点转化率为66.67%，即转化了2/3）
①催化剂效果最佳的反应是 （填“反应I”，“反应II”，“反应III”）。
②T3的b点v（正） v（逆）（填 “>”， “<”， “="”" ）。
③T4的a点转化率比T5的c点高的原因是 。
④在温度为T5时，该反应的平衡常数K= 。
⑤在温度为T5时，CH3OH的浓度随时间变化的趋势如“图2”所示。
当时间到达t1时，将生成的甲醇和水同时除去，并维持该温度，在 t2时达新平衡。
请在“图2”中画出t1时刻后CH3OH的浓度变化总趋势曲线。
I.请回答：
（1）CO2的电子式 。
（2）钠燃烧不能用CO2灭火，用化学方程式表示其理由 。
（3）重晶石（BaSO4）不溶于酸，用饱和Na2CO3处理转化为易溶于酸的BaCO3，写出反应的离子方程式 。
（4）完成以下氧化还原反应的离子方程式：
( )Cr2O
+ ( )H2O2+ _____ ＝( ) Cr3++ ( ) O2 ↑+ ________
II.化合物K3Fe(A2B4)3·3H2O是重要的催化剂。将化合物K3Fe(A2B4)3·3H2O受热完全分解，只得到气体产物和固体产物。经分析，气体产物只有甲、乙和水蒸气。已知甲、乙均由A、B两元素组成，且摩尔质量：M(甲)<M(乙)。A元素的最外层电子数是次外层电子数2倍，B元素的主族序数是其所在周期数的3倍。经分析，固体产物只有Fe、FeO 和K2AB3。某同学再进行以下定量分析。
（1）甲的化学式： 。
（2）溶液②与KMnO4发生氧化还原的离子方程式： 。
（3）由以上实验数据的分析可知n(Fe)：n(FeO) ：n(K2AB3) = ： ： 。
（4）某同学认为：溶液②由紫红色变为无色，振荡试样半分钟内不变色，即可证明溶液②与KMnO4溶液反应到达滴定终点。判断该同学设想的合理性并说明理由 。
粤公网安备 44130202000953号