为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应，某校化学兴趣小组同学设计了如下图所示的实验装置。请填空：
（1）D装置中主要反应的离子方程式为 ，F仪器的作用是 。
（2）为验证通入D装置中的气体是Cl2还是SO2过量，兴趣小组的同学准备了以下试剂：
a 氯化铁稀溶液 b 氯化亚铁溶液 c 硫氰化钾溶液
d 苯酚溶液 e 品红溶液 f 酸性高锰酸钾溶液
①若Cl2过量：取适量D中溶液滴加至盛有 （选填一个符号）试剂的试管内，再加入 （选填一个符号）试剂，发生的现象是： ；
②若选用上述试剂中的一种再结合必要的操作就可以验证通入D装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量，该试剂是 （选填一个符号）。必要的操作和结论是 。
(15分）(一）尿素又称碳酰胺，是含氮量最高的氮肥，工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素。其反应分为如下两步：
第一步：2NH3(l)＋CO2(g)
H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l) △H1=" -330.0" kJ·mol－1
第二步：H2NCOONH4(l)H2O(l)＋H2NCONH2(l) △H2=" +" 226.3 kJ·mol－1
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 m3 密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示：
①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第 步反应决定。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如上图所示，则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)＝ mol/(L·min)。
③当反应在一定条件下达到平衡，若在恒温、恒容下再充入一定量气体He，则CO(NH2)2(l)的质量_______(填“增加”、“减小”或“不变”)。
（二）氨是制备尿素的原料，氨气溶于水得到氨水，在25℃下，将a mol/L的氨水与b mol/L的硫酸以3∶2体积比混合反应后溶液呈中性。用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数为_________。此溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_________。
（三）氢气是合成氨的原料。“氢能”将是未来最理想的新能源。
（1）在25℃,101KPa条件下，1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。
（2）氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中C(s)+ H2O(g) CO(g)+H2(g)，在850℃时平衡常数K=1。若向1升的恒定密闭真空容器中同时加入x mol C和6.0mol H2O。
①当加热到850℃反应达到平衡的标志有______________ 。
| A．容器内的压强不变 |
| B．消耗水蒸气的物质的量与生成CO的物质的量相等 |
| C．混合气的密度不变 |
| D．单位时间有n个H—O键断裂的同时有n个H—H键断裂 |
②x应满足的条件是 。
某工业废水仅含下表中的某些离子，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L（此数值忽略水的电离及离子的水解）。
| 阳离子 |
K+ Ag+ Mg2+ Cu2+ Al3+ NH4+ |
| 阴离子 |
Cl- CO32- NO3- SO42- SiO32- I- |
甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
Ⅰ、取该无色溶液5 mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加。
Ⅱ、用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，无紫色火焰。
Ⅲ、另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色。
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 。
（2）Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是 。
（3）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有 ，阴离子有 ；并据此推测原溶液应该呈 性，原因是 （请用离子方程式说明）。
（4）在100mlHNO3和H2SO4的混合溶液中，两种酸的物质的量浓度之和为0.6mol/L。向该溶液中加入足量的铜粉，加热，充分反应后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度最大（反应前后溶液体积变化忽略不计)，则H2SO4和HNO3两种酸的物质的量浓度之比为 。
【化学——选修3：物质结构与性质】
A、B、C、D、E是元素周期表中五种短周期元素，原子序数依次增大。A、B、C、D位于同一周期。已知A原子核外有3个能级，且每个能级上的容纳的电子数目相同。C与E同主族，且C的单质为空气中的主要成份。X元素的原子核外有26个运动状态完全不相同的电子。回答下列问题：
（1）C、D、E中第一电离能最大的是 （填元素符号），X的价电子排布式为 。
（2）B的气态氢化物分子呈 形。该分子的中心原子的杂化方式为 。
（3）A的一种单质相对分子质量为720，分子构型为一个32面体,其中有12个五元环，20个六元环（如图1）。则1molA的这种单质中π键的数目为 。
（4）X元素对应的单质在形成晶体时，采用如图2所示的堆积方式。
则这种堆积模型的配位数为 ，如果X的原子半径为a cm，阿伏加德常数的值为NA，则计算此单质的密度表达式为 g/cm3（不必化简）。
氨基甲酸铵（H2NCOONH4）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组用如下方法制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：
2NH3(g)+CO2(g)
H2NCOONH4(s) ΔH＜0
（1）实验室通常采用图1装置制取氨气，你所选择的试剂是 。
（2）制备氨基甲酸铵的装置如图2所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时，停止制备。
注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是 。
液体石蜡鼓泡瓶的作用是 。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法 （填操作名称）。为了得到干燥产品，应采取的方法是________（填写选项序号）。
a.常压加热烘干 b.高压加热烘干 c.真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如图3所示。能否将浓H2SO4改为稀H2SO4 （填“能”或“否”），理由是 。
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品1.570 g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为2.000 g。则样品中氨基甲酸铵的质量分数为_______。
[Mr(NH2COONH4)=78、Mr(NH4HCO3) =79、Mr(CaCO3)=100]
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）已知拆开1 mol H2、1 mol O2和液态水中1 mol O—H键使之成为气态原子所需的能量分别为436 kJ、496 kJ和462 kJ；CH3OH(g)的燃烧热为627 kJ·mol－1。则CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(l) ∆H＝ kJ·mol－1。
（2）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)＋6H2(g)
CH3OCH3(g)＋3H2O(l)
①该反应平衡常数表达式K＝ 。
②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图所示。该反应的∆H 0（填“＞”或“＜”）。若温度不变，减小反应投料比[n(H2)/n(CO2)]，则K将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
③某温度下，向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应，当下列物理量不再发生变化时，能表明上述可逆反应达到化学平衡的是 。
| A．二氧化碳的浓度 | B．容器中的压强 |
| C．气体的密度 | D．CH3OCH3与H2O的物质的量之比 |
（3）向澄清的石灰水中通入CO2至溶液中的Ca2+刚好完全沉淀时，则溶液中c(CO32-)＝ 。[已知：Ksp(CaCO3)=2.8×10－9]
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