某科研小组以难溶性钾长石(K2O·Al2O3·6SiO2)为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下：
（1）煅烧过程中有如下反应发生：
①钾长石中的硅元素在CaCO3作用下转化为CaSiO3，写出SiO2转化为CaSiO3的化学方程式： 。
②钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的NaAlO2和KAlO2，写出Al2O3转化为NaAlO2的化学方程式： 。
（2）已知NaAlO2和KAlO2易发生如下水解反应：AlO2－+ 2H2O
Al(OH)3+ OH－。“浸取”时应保持溶液呈________性(填“酸”或“碱”），“浸取”时不断搅拌的目的是_____ ____。
（3）“转化”时加入NaOH的主要作用是（用离子方程式表示）_____ ____。
（4）上述工艺中可以循环利用的主要物质是____ ____、_____ ___和水。
锌（Zinc）是第四“常见”的金属，仅次于铁、铝及铜，在现代工业中对于电池制造有不可磨灭的贡献。
Ⅰ.湿法炼锌
某种冶炼过程可用下图简略表示
（1）ZnS焙烧反应的化学方程式为_____________________________________。
（2）电解过程中析锌一极的电极反应式为_______________________________。
（3）氧化锌像氧化铝一样，属于两性氧化物，则氧化锌与氢氧化钠反应的离子方程式为_________________________________________________________。
（已知：“锌酸”的化学式可写成H2[Zn（OH）4]）
Ⅱ.锌电池
用锌作负极的电池生活中随处可见，如锌锰干电池、锌锰碱性电池、锌空电池等。
（4）锌锰碱性电池，以二氧化锰为正极，锌粒为负极，氢氧化钾溶液为电解液。其具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。电池总反应式为Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO（OH）＋Zn（OH）2。
碱性电池中，负极锌由片状改变成粒状的优点是_______________________；正极反应式为________________________________________________________________________。
（5）新型锌空电池（如图）与锂电池相比，锌空气充电电池的储存电量是它的三倍，成本是锂电池的一半，并且完全没有过热爆炸的安全隐患。该电池的总反应为2Zn＋O2=2ZnO，电解质溶液为KOH溶液，则负极的电极反应式为__________________________。若以该电池为电源，用惰性电极电解硝酸银溶液，为保证阴极有10.8 g银析出，至少需要________L空气（折算成标准状况）进入该电池。
（1）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2该电池反应的化学方程式是________。
（2）化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化学法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO的原理如图所示。
①电源正极为__________（填A或B），阴极反应式为________________________。
②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（Δm左－Δm右）为__________克。
（3）能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4（aq），FeSO4（aq），CuSO4（aq）；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图（见图），并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极__________。
③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是_________________________________________________________________。
④根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在所给的材料中应选__________作阳极。
电解是最强有力的氧化还原手段，在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题：
（1）以铜为阳极，以石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源，则阳极反应式为___________________________，阴极反应式为________。
（2）某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是____________（填序号）。
a．②区铜片上有气泡产生
b．③区铁片的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑
c．最先观察到变成红色的区域是②区
d．②区和④区中铜片的质量均不发生变化
（3）最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，总反应式为2CH3CHO＋H2O
CH3CH2OH＋CH3COOH
实验室中，以一定浓度的乙醛－Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。
①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入__________（填化学式），电极反应式为____________________。电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
②在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3 000 mg·L－1的废水，可得到乙醇________kg（计算结果保留小数点后一位）。
甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。
（1）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气（CO和H2）还原氧化铁，有关反应为：CH4（g）＋CO2（g）=2CO（g）＋2H2（g） ΔH＝260 kJ·mol－1
已知：2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）ΔH＝－566 kJ·mol－1。
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为____________________________________。
（2）如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①a处应通入________（填“CH4”或“O2”），b处电极上发生的电极反应式是_________________________________________________________________。
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH________（填写“变大”“变小”或“不变”，下同），装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度________。
③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH－以外还含有________（忽略水解）。
④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L（标准状况下）。
环境中常见的重金属污染物有：汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr2O72-和CrO42-，常用的方法有两种。
方法1 还原沉淀法
该法的工艺流程为
。
其中第①步存在平衡2CrO42-（黄色）＋2H＋
Cr2O72-（橙色）＋H2O。
（1）写出第①步反应的平衡常数表达式_________________________________。
（2）关于第①步反应，下列说法正确的是________。
A．通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达平衡状态
B．该反应为氧化还原反应
C．强酸性环境，溶液的颜色为橙色
（3）第②步中，还原0.1 mol Cr2O72-，需要________mol的FeSO4·7H2O。
（4）第③步除生成Cr（OH）3外，还可能生成的沉淀为________。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr（OH）3（s）
Cr3＋（aq）＋3OH－（aq），常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp＝10－32，当c（Cr3＋）降至10－5 mol·L－1时，认为c（Cr3＋）已经完全沉淀，现将第③步溶液的pH调至4，请通过计算说明Cr3＋是否沉淀完全（请写出计算过程）：____________________________________________________________________________。
方法2 电解法
（5）实验室利用如图装置模拟电解法处理含Cr2O72-的废水，电解时阳极反应式为________，阴极反应式为________，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从水的电离平衡角度解释其原因是___________________________________________________________。
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