工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸，为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学校学习小组进行以下探究实验：
[一]（1）将已除去表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷的热的浓硫酸中，10分钟后移人硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 ；
（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+，若要确认其中的Fe2+，应选用
（选填序号）
a.KSCN溶液和氯水 .b铁.粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取336mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g由于此推知气体Y中SO2的体积分数为 ；
[探究二]分析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含量有H2和Q气体，为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）
（3）装置B中试剂的作用是 ；
（4）认为气体Y中还含有Q的理由是 ；（用化学方程式表示）
（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于 （选填序号）
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
（6）如果气体Y中含有H2，预计实验的现象应是 ；
（7）若要测定限定体积气体Y中H2含量（标准状况下约有28ml H2），除用测量H2体积方法外，否选用质量称量方法？做出判断并说明理由 。
元素铝是在生产、生活中应用广泛的金属元素。
（1）从矿石提取氧化铝：矿石与NaOH溶液高温反应，然后降温析出晶体，再经净化和高温煅烧得到氧化铝。降温析出晶体时的反应方程式为： 。
（2）氧化铝是工业电解冶炼铝的重要原料，生产中加入冰晶石(Na3AlF6)，其作用是 。
工业冶炼铝的装置示意图如右：
①阴极的反应式 ，
②在电解池工作过程中，需要不断补充阳极材料，原因是 。
（3）有资料介绍：溶液中铝元素以氢氧化物[用Al(OH)3表示]形式存在的pH范围是3.8~10。现有A、B两种均含铝元素形成的某种离子溶液，其pH分别为1、13，两溶液等体积混合时反应的离子方程式为 。
（4）一种新型高效净水剂PAFC——聚合氯化铁铝[A1Fe（OH）nCl6－n]m，广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。有关PAFC的说法正确的是 。（填选项）
A．PAFC中铁元素显+2价
B．PAFC用于净水时，比用相同量的氯化铝和氯化铁对水的pH改变小
C．PAFC可看作一定比例的氯化铁与氯化铝水解的中间产物
D．PAFC在强酸性和强碱性溶液中都能稳定存在
硫及其化合物在自然界中广泛存在，运用相关
原理回答下列问题：
（1）如图表示一定温度下，向体积为10L的密闭容器中充入1molO2和一定量的SO2后，SO2和SO3(g)的浓度随时间变化的情况。
①该温度下，从反应开始至平衡时氧气的平均反应速率是 ；
②该温度下，反应2SO2(g)+O2(g) 
2SO3(g)的平衡常数为 。
（2）以黄铜矿（主要成分CuFeS2）为原料，经焙烧、熔炼等使铁元素及其他有关杂质进入炉渣，将铜元素还原为铜。发生的主要反应为：
2Cu2S(s)+3O2(g) = 2Cu2O(s)+2SO2(g) △H ="-768.2" kJ·mol－1
2Cu2O(s)+ Cu2S (s) = 6Cu(s)+SO2(g) △H ="+116.0" kJ·mol－1
①“焙烧”时，通入少量空气使黄铜矿部分脱硫生成焙砂（主要成分是Cu2S和FeS，其物质的量比为1:2）和SO2，该反应的化学方程式为： 。
②在熔炼中，Cu2S与等物质的量的O2反应生成Cu的热化学方程式为： 。
（3）用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。
如图，是电解产生多硫化物的实验装置：
①已知阳极的反应为：(x+1)S2－=SxS2－+2xe－，则阴极的电极反应式是： 。
当反应转移xmol电子时，产生的气体体积为 （标准状况下）。
②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在氮气气氛下溶解。其原因是（用离子反应方程式表示）： 。
SO2、NO、NO2、CO都是污染大气的有害气体，对其进行回收利用是节能减排的重要课题。
（1）上述四种气体中直接排入空气时会引起酸雨的有__________（填化学式）。
（2）已知：2SO2(g)+ O2(g)=2SO3(g)；△H=－196.6kJ/mol
O2(g)+2NO(g)=2NO2(g)；△H=－113.0kJ/mol
①反应：NO2(g) +SO2(g)= SO3(g) +NO(g)的△H=_ kJ/mol。
②一定条件下，将NO2和SO2以体积比1：1置于恒温恒容的密闭容器中发生反应： NO2(g) +SO2(g)
SO3(g) +NO(g)，
下列不能说明反应达到平衡状态的是_____（填字母）。
a．体系压强保持不变
b．混合气体的颜色保持不变
c．NO的物质的量保持不变
d．每生成1molSO3的同时消耗1molNO2
（3）CO可用于合成甲醇，其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20mol H2，在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如图所示。
①上述合成甲醇的反应为______（填“放热”或“吸热”）反应。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为___________。
③若达到平衡状态A时，容器的体积为10L，则在平衡状态B时容器的体积为_____L。
（4）某研究小组设计了如图所示的甲醇燃料电池装置。
①该电池工作时，OH-向______（填“a”或“b”）极移动。
②电池工作一段时间后，测得溶液的pH减小，则该电池总反应的离子方程式为__________________。
铁是地壳中含量第二的金属元素，其单质、合金化合物在生产生活中的应用广泛。
（一）工业废水中有一定量的Cr2O72--和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大的危害，必须进行处理。常用的处理方法是电解法，该法用Fe作电极电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解的进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。
（1）用Fe作电极的目的是____________________________________________________。
（2）阴极附近溶液pH升高的原因是___________（用电极反应式解释）；溶液中同时生成的沉淀还有___________。
（二）氮化铁磁粉是一种磁记录材料，利用氨气在400℃以上分解得到的氮原子渗透到高纯铁粉中可制备氮化铁。制备高纯铁涉及的主要生产流程如下：
已知：①某赤铁矿石含60.0
Fe2O3、3.6% FeO，还含有Al2O3、MnO2、CuO等。
②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：
（3）步骤②中加双氧水的目的是__________________，pH控制在3.4的作用是_______________________；已知25℃时，Ksp[Cu(OH) 2] =2.0×10-20，该温度下反应：Cu2++2H2O
Cu(OH) 2+2H+的平衡常数K=_______。
（4）如何判断步骤③中沉淀是否洗涤干净？_____________________________________。
工业上常利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)来吸收含SO2的废气，最终制得硫酸锰晶体(MnSO4·H2O)，其主要流程如下：
已知：浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn2+，还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表：
| 离子 |
开始沉淀时的pH |
完全沉淀时的pH |
| Fe2+ |
7.6 |
9.7 |
| Fe3+ |
2.7 |
3.7 |
| Al3+ |
3.8 |
4.7 |
| Mn2+ |
8.3 |
9.8 |
（1）软锰矿浆中通入含SO2废气后，发生主要反应的化学方程式为____________________。
（2）浸出液中加入MnO2粉末的目的是____________；反应的离子方程式是___________________。
（3）溶液中加入石灰浆来调节pH，其作用是_________________；pH应调节的范围是__________。
（4）滤渣的主要成分是________________________________________________(用化学式表示)。
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