氧化铜矿中含有主要杂质为Fe2+和Al3+等，用其生产CuSO4·5H2O主要工艺流程如下图。
(1)图中加入氧化剂的目的是 ，结合下表回答除铁步骤的最佳pH范围为 。
(2)氧化剂若选用KMnO4，会降低产品的纯度，其原因是 ，实际生产中NaClO作为最佳氧化剂，发生反应的离子方程式为 。
(3)请在下图中完善所缺步骤及所添加试剂的化学式。可供选择的操作有：萃取、蒸发浓缩、过滤、洗涤、降温结晶、蒸馏、分液。
甲同学拟通过实验探究同主族元素性质的递变规律，以及影响化学反应速率的因素。其设计的实验方案如下，请你帮他填写完整，并做出评价。
实验室提供的试剂：锌块、锌粉、铁条、铁粉、铜条、NaBr溶液、NaI溶液、新制的氯水、1mol/L盐酸、3mol/L的盐酸
（1）探究同主族元素性质的递变规律
①写出下列实验报告中的实验现象和离子方程式
②【评价】甲同学设计的实验方案的合理性是___________（填序号）
A. 非常合理 B. 部分合理 C. 完全不合理
③【补充和完善】上一题②中若选A，则此项不用再作答，若选B或C，则完成实验还需要的试剂是___________。
（2）探究影响化学反应速率的因素
| 实验步骤 |
实验现象 |
实验依据和结论 |
 3mL1mol/L 3mL3mol/L 盐酸 盐酸 （金属质量相同，盐酸均过量） |
均有气体生成，锌粉先消失，锌块后消失 |
因为乙试管中的反应更快，所以反应物浓度越大，反应速率越快。 |
甲同学所得实验依据和结论有明显问题，问题是 。
（3）请你利用原电池原理，设计实验，比较铜和铁的金属活动性。画出实验装置图，标出正负极、电子流动方向，写出电极反应式。
氮化硅是一种新型陶瓷材料，它可由石英晶体与焦炭颗粒在高温的氮气流中，通过如下反应制得：3SiO2 + 6C + 2N2
Si3N4 + 6CO，该反应过程中的能量变化如图⑵所示；回答下列问题：
（1）上述反应中的还原剂是 ，还原产物是 。
（2）该反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。
（3）在一定温度下，上述反应在4L密闭容器内进行，用M、N两种物质描述其物质的量随时间变化的曲线如图⑶所示：
①M、N表示的物质分别为 、 。
②比较t2时刻，正逆反应速率大小
（正） （逆）。
（填“>”、“=”、“<”）。.
③若t2=2min，计算反应开始至t2时刻，M的平均化学反应速率为 。
④t3时刻化学反应达到平衡时反应物的转化率为 。
（4）①某种氢燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，某电极上发生的电极反应为：A极H2－2e－＋O2－===H2O；则A极是电池的 极 (填“正”或“负”)。
②上述合成氮化硅的反应产生的尾气不能排放，经过处理以后可以用下图所示的仪器测量尾气中CO的含量。多孔电极中间的固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质允许O2-在其间通过，其工作原理如图⑷所示，其中多孔Pt电极a、b分别是气体CO、O2的载体。
Ⅰ.该电池的正极为 （填a或b）；O2 流向 （填 “正极”或“负极”）
Ⅱ.该电池的正极反应式为 ，负极反应式为 。
下表列出了A—R九种元素在周期表中的位置,用元素符号或化学式填空。
 主族周期 |
ⅠA |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
0 |
| 2 |
|
|
|
E |
|
F |
|
|
| 3 |
A |
C |
D |
|
|
|
G |
R |
| 4 |
B |
|
|
|
|
|
H |
|
（1）这九种元素中：化学性质最不活泼的是 ；金属性最强的是 ；最高价氧化物的水化物碱性最强的碱是 ；最高价氧化物的水化物酸性最强的酸是 。
（2）D元素的最高价氧化物对应的水化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是 。
（3）A、B、C三种元素按原子半径由大到小的顺序排列的为 。
（4）F的氢化物的电子式 ；G、H 氢化物的稳定性递减的顺序是 。
（5）H元素跟A元素形成的化合物的化学式是 ；A2F2的电子式是 ；。
（6）B和F两种元素形成的2:1型化合物属于 (填“离子化合物”或“共价化合物”),请用电子式表示其形成过程 。
（7）国际无机化学命名委员会在1989年作出决定， 把元素周期表的主、副族及其族号取消， 由左至右改为1～18列。按这个规定，第15列元素应为 族元素，其简单氢化物的化学式为 （用字母“M”表示该族元素）
(3分)氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术2H2O激光TiO22H2↑＋O2↑。制得的氢气可用于燃料电池。则太阳光分解海水时，实现了从太阳能转化为_______能，水分解时，断裂的化学键有________，断裂该键 能量。（填“吸收”或“放出”）
(14分)研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要的意义。
（1）已知：2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) △H＝－566 kJ·mol－1
2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) △H＝－484 kJ·mol－1
CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(g) △H＝－802 kJ·mol－1
则CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) △H＝ kJ·mol－1
（2）在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。
①据图可知，p1、p2、 p3、p4由大到小的顺序 。
②在压强为p4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡点X，则用CO表示该反应的速率为 。该温度下，反应的平衡常数为 。
（3）CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)来制取。
① 在恒温恒容下，如果从反应物出发建立平衡，可认定平衡已达到的是
| A．体系压强不再变化 | B．H2与CO的物质的量之比为1:1 |
| C．混合气体的密度保持不变 | D．气体平均相对分子质量为15，且保持不变 |
② 在某密闭容器中同时投入四种物质，2min时达到平衡，测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2.2molH2(g)和一定量的C(s)，如果此时对体系加压，平衡向 (填“正”或“逆”)反应方向移动，第5min时达到新的平衡，请在右图中画出2～5min内容器中气体平均相对分子质量的变化曲线。
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