某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4•7H2O。已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3%)。
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如下：
| 沉淀物 |
开始沉淀 |
完全沉淀 |
| Al(OH)3 |
3.8 |
5.2 |
| Fe(OH)3 |
2.7 |
3.2 |
| Fe(OH)2 |
7.6 |
9.7 |
| Ni(OH)2 |
7.1 |
9.2 |
回答下列问题：
（1）操作c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、玻璃棒外还需要的主要仪器为 。
（2）“碱浸”过程中发生的离子方程式是 ， 。
（3）“酸浸”时所加入的酸是 （填化学式）。酸浸后，经操作a分离出固体①后，溶液中可能含有的金属离子是 。
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的最佳调控范围是 。
（5）“调pH为2～3”的目的是 。
（6）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4·7H2O），其原因可能是 。
【化学—选修3物质结构与性质】
（1）元素的第一电离能：N O（填“>”或：“<”）
（2）基态Fe2+的电子排布式为 。
（3）在N、Mg、Al、Si四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:
则该元素的元素符号是 。
（4）NO3-的空间构型 (用文字描述),SO42－中S原子的杂化方式为 。
（5）硅烷（SinH2n+2）的沸点与其相对分子质量的变化关系如下图所示，呈现这种变化关系的原因是 。
（6）金属铜原子的堆积方式为面心立方最密堆积，铜的原子半径为r nm，则铜晶胞的体积表达式为 cm3。
【化学—选修2化学与技术】技术的发展与创新永无止境，我国化工专家侯德榜改革国外路布兰、索尔维的纯碱生产工艺，使生产纯碱的成本明显降低。生产流程可简要表示如下图：
（1）向沉淀池中要通入CO2和氨气，应先通入________(填化学式)。
（2）沉淀池中发生反应的化学方程式____________ ____，煅烧炉中发生反应的化学方程式是_______________________。
（3）向母液中通氨气后再加入细小食盐颗粒，冷却析出的副产品是 ，加入细小食盐颗粒的作用是________________。
（4）写出路布兰制碱法的反应原理中属于氧化还原反应的化学方程式 ，该法与侯德榜制碱法相比的缺点是 （写出两点即可）
（5）候氏制碱法制得的纯碱中含有碳酸氢钠杂质。现用沉淀法测定纯碱的纯度，取m1g样品，加水溶解，再加过量的CaCl2溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥后称得沉淀的质量为m2g。则此样品中的纯度表达式为： 。
甲醇来源丰富，价格低廉，是一种重要的化工原料，有着非常重要、广泛的用途。工业上通常用水煤气在恒容、催化剂和加热的条件下生产甲醇，其热化学方程式为：
2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g) ΔH=-90.8kJ/mol。
（1）该反应的平衡常数表达式为：K= ，如升高温度，K值将 （填：增大、减小或不变）。
（2）以下各项不能说明该反应达到平衡状态的是 .
A、混合气体的密度保持不变 B、甲醇的质量分数保持不变
C、CO的浓度保持不变 D、2v逆(H2)=v正(CH3OH)
（3）在2100C、2400C和2700C三种不同温度、2L恒容密闭容器中研究合成甲醇的规律。
上图是上述三种温度下不同的H2和C0的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系，则曲线Z对应的温度是 。由起始达到a点所需时间为5min，则H2的反应速率 mol/(L·min)。
（4）某兴趣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，正极是 极（填“a”或 “b”）；
②该电池负极反应的离子方程式为 。
海水是一个巨大的化学资源宝库，利用海水可以获得很多化工产品。
（1）海水中制得的氯化钠可用于生产烧碱及氯气。反应的离子方程式是 。
（2）利用制盐后的盐卤提取溴的工艺流程如下(部分操作和条件已略去）：
将Br2与Na2CO3反应的化学方程式补充完整：
（3）盐卤蒸发冷却后析出卤块的主要成分是MgCl2，此外还含Fe2＋、Fe3＋、Mn2＋等离子。以卤块为原料制得镁的工艺流程如下(部分操作和条件已略去）：
生成氢氧化物沉淀的pH
| 物质 |
开始沉淀 |
沉淀完全 |
| Fe(OH)3 |
2．7 |
3．7 |
| Fe(OH)2 |
7．6 |
9．6 |
| Mn(OH)2 |
8．3 |
9．8 |
| Mg(OH) 2 |
9．6 |
11．1 |
①步骤②中需控制pH=9.8，其目的是 。
②用NaClO 氧化Fe2＋得到Fe(OH)3沉淀的离子反应方程式是 。
④步骤③需在HCl保护气中加热进行，请用化学平衡移动原理解释原因________。
③NaClO还能除去盐卤中的CO(NH2)2，生成盐和能参与大气循环的物质。除去0.1mol CO(NH2)2时消耗
NaClO g。
用CO2生产绿色燃料甲醇时发生反应A：CO2(g)＋ 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g)
（1）2CH3OH(g) + 3O2 (g) ="==" 2CO2(g) + 4H2O(g) △H= -1365.0KJ/mol
H2(g) +1/2 O2 (g) ="==" H2O(g) △H=" -241.8" KJ/mol
CO2(g)＋ 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)的反应热△H= 。
（2）在体积为1 L的恒容密闭容器中发生反应A，下图是在三种投料[n（CO2）和n（H2）分别为1mol，3mol；1mol，4mol和1mol，6mol]下，反应温度对CO2平衡转化率影响的曲线。
①曲线c对应的投料是 。
②T1℃时，曲线a对应的化学平衡常数是 。
③500℃时 ，反应A的平衡常数K=2.5，T1℃ 500℃（填“高于” 、“低于” 或“等于” ）。
（3）甲醇/过氧化氢燃料电池的工作原理示意图如下：
①d电极上发生的是 （填“氧化”或“还原”）反应。
②物质b是 （填化学式）。
③写出c电极的电极反应式 。
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