某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4＝ K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O
【实验内容及记录】
| 实验编号 |
室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL |
室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min |
|||
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液 |
H2O |
3 mol/L 稀硫酸 |
0.05mol/L KMnO4溶液 |
||
| 1 |
3.0 |
2.0 |
2.0 |
3.0 |
1.5 |
| 2 |
2.0 |
3.0 |
2.0 |
3.0 |
2.7 |
| 3 |
1.0 |
4.0 |
2.0 |
3.0 |
3.9 |
请回答：
（1）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是 。
（2）利用实验1中数据计算，若用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为：υ(KMnO4)＝ 。
（3）该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+) 随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2+) 随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是 。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。
| 实验编号 |
室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL |
再向试管中加入少量固体 |
室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min |
|||
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液 |
H2O |
3 mol/L 稀硫酸 |
0.05 mol/L KMnO4溶液 |
|||
| 4 |
3.0 |
2.0 |
2.0 |
3.0 |
|
t |
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是 。
（4）工业上可用电解K2MnO4浓溶液的方法制取KMnO4，则电解时，阳极发生的电极反应为 ；总方程式为 。
【化学——选修2：化学与技术】研究化肥的合成、废水的处理等有现实的重要意义。
（1）硝酸铵的生产方法是采用硝酸与氨气化合，工业合成氨是一个放热反应，因此低温有利于提高原料的转化率，但实际生产中却采用400～500℃的高温，其原因是__________________；工业生产中，以氨气为原料合成硝酸，写出工业生产硝酸的最后一步的化学方程式________________________________。
（2）甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同：
已知CO＋H2O
CO2＋H2①甲厂以焦炭和水为原料；②乙厂以天然气和水为原料；③丙厂以石脑油（主要成分为C5H12）和水为原料。按工业有关规定，利用原料所制得的原料气H2和CO2的物质的量之比，若最接近合成尿素的原料气NH3（换算成H2的
物质的量）和CO2的物质的量之比，则对原料的利用率最高。据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高?_____________________。
（3）将工厂废气中产生的SO2通过下列流程，可以转化为有应用价值的硫酸钙等。
①写出反应Ⅰ的化学方程式：_________________________________。
②生产中，向反应Ⅱ的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质，目的是_____________。
③检验经过反应Ⅲ得到的氨态氮肥中
所用试剂是_______________________。
（4）工业上利用氯碱工业产品治理含二氧化硫的废气。下图是氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图。
①用溶液A吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是____________________。
②用含气体B的阳极区溶液吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是_________________。
焦炭与CO、H2均是重要的能源，也是重要的化工原料。
（1）已知C、H2、CO的燃烧热（△H）分别为－393.5 kJ·mol－1、－285.8kJ·mol－1、－283 kJ·mol－1，又知水的气化热为＋44 kJ／mol。
①焦炭与水蒸气反应生成CO、H2的热化学方程式为___________________。
②若将足量焦炭与2mol水蒸气充分反应，当吸收能量为191．7 kJ时，则此时H2O（g）的转化率为_________________。
（2）将焦炭与水蒸气置于容积为2L的密闭容器中发生反应：C（s）＋H2O（g）
CO（g）＋H2（g），其中H2O、CO的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①第一个平衡时段的平衡常数是______________，若反应进行到2 min时，改变了温度，使曲线发生如图所示的变化，则温度变化为___________（填“升温”或“降温”）。
②反应至5 min时，若也只改变了某一个条件，使曲线发生如图所示的变化，该条件可能是下述中的____。
a．增加了C
b．增加了水蒸气
c．降低了温度
d．增加了压强
（3）假设（2）中反应在第2min时，将容器容积压缩至1 L，请在上图中绘制出能反映H2O、CO物质的量变化趋势的图像。
（4）若以CO、O2、K2CO3等构成的熔融盐电池为动力，电解400 mL饱和食盐水，则负极上的电极反应式为______________________，当有5·6g燃料被消耗时，电解池中溶液的pH＝__________（忽略溶液的体积变化，不考虑能量的其它损耗）。
【化学——选修2：化学与技术】工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即煅烧、催化氧化、吸收。请回答下列问题：
（1）煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入 （填设备名称），其主要目的是 。
（2）催化氧化所使用的催化剂钒触媒（V2O5）能加快二氧化硫氧化速率，此过程中产生了一连串的中间体（如图），其中a、c二步反应的化学方程式可表示为： 、 。
（3）550℃时，SO2转化为SO3的平衡转化率（α）与体系总压强（P）的关系如图所示，则：将2．0mol SO2和1．0mol O2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0．10M Pa，A与B表示不同压强下的SO2转化率，通常情况下工业生产中采用常压的原因是： 。
（4）为循环利用催化剂，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91．7%以上。已知废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣，查阅资料知：VOSO4可溶于水，V2O5难溶于水，NH4VO3难溶于水。该工艺的流程如图如下：
则反应①②③④中属于氧化还原反应的是 （填数字序号），反应①的离子方程式为 ，该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度。根据下图试建议控制氯化铵系数和度： 、 。
CO和H2的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，工业上利用天然气（主要成分为CH4）与水进行高温重整制备合成气。
（1）已知：CH4、H2和CO的燃烧热（△H）分别为－890．3kJ/mol、－285．8kJ/mol和－283．0kJ/mol，且1mol液态水汽化时的能量变化为44．0kJ。用1 m3（标准状况）的甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气所需的热量为 （保留整数）。
（2）在一定温度下，向体积为2L的密闭容器中充入0．40mol CH4和0．60mol H2O（g），测得CH4（g）和H2（g）的物质的量浓度随时间变化如下表所示：
| 物质浓度 时间/min |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
| CH4 |
0.2mol·L－1 |
0.13 mol·L－1 |
0.1 mol·L－1 |
0.1 mol·L－1 |
0.09 mol·L－1 |
| H2 |
0 mol·L－1 |
0.2 mol·L－1 |
0.3 mol·L－1 |
0.3 mol·L－1 |
0.33 mol·L－1 |
①计算该反应第一次达平衡时的平衡常数K 。
②3min时改变的反应条件是 （只填一种条件的改变即可）。
（3）已知温度、压强、投料比X[n（CH4）/n（H2O）]对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1 X2（填“=”、“>”或“<”下同）。
②图2中两条曲线所示的压强比的关系：P1 P2。
（4）以天然气（设杂质不参与反应）、KOH溶液为原料可设计成燃料电池：
①放电时，负极的电极反应式为 。
②设装置中盛有100．0mL 3．0mol/L KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L，放电过程中没有气体逸出，则放电完毕后，所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 。
铵盐是一种重要的水体污染物。某课题组利用电解法，在含Cl-的水样中，探究将NH4+转化为N2而脱氮的影响因素和反应机理。
（1）电解法脱氮的原理可能如下：
①直接电氧化
在碱性条件下，发生2NH3 + 6OH- - 6e- = N2 + 6H2O反应的电极为 （填“阴”、“阳”）极；
②-OH(自由羟基)电氧化
在电流作用下，利用产生的强氧化性中间产物OH脱氮，-OH中O元素的化合价 ；
③间接电氧化
利用电解产生的Cl2，与H2O作用生成HClO进行脱氮。请写出HClO在酸性条件下氧化NH4+的离子方程式 。
（2）探究适宜的实验条件
下图为不同电流强度下脱氮的效果，综合考虑能耗因素，电流强度应选择 A。
（3）该课题组进一步探究脱氮过程中的强氧化性的活性中间产物，提出了如下假设，请你完成假设三：
假设一：只有·OH；
假设二：只有HClO；
假设三： 。
（4）请你设计实验探究脱氮过程中是否有·OH产生，完成下表内容。
| 实验方案 |
预期实验结果和结论 |
| 配制一定pH、NH4+和Cl-浓度的溶液，用最佳电流强度，电解样品90min后，采用电子自旋共振法检测样品中·OH |
|
（5）研究得知，脱氮过程主要以原理③为主，弱酸性溶液中比强酸溶液中更利于使NH4+转化为N2而脱氮，请从化学平衡移动的角度解释其原因 。
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