甲、乙、丙是常见的三种物质，它们之间有如图所示的转化关系。根据要求回答问题：
I、已知：甲是常见单质，丙为氢气。
（1）若乙为氧化物且有磁性，则乙发生铝热反应的化学方程式为 。
（2）若甲为碳，则产物乙、丙可合成甲醇。
①已知：CH4(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.0 kJ·mol－1
CH4(g)＋H2O(g)CH3OH(g)＋H2(g) ΔH＝＋77.0 kJ·mol－1
写出气体乙与气体丙反应生成CH3OH(g)的热化学方程式：__________________。
②乙和丙合成甲醇的反应在不同温度下的化学平衡常数(K)如下表。则T1 ______ T2（填“>”、“<”、“=”）。
| 温度/℃ |
T1 |
T2 |
| K |
2.041 |
0.012 |
③乙可做某碱性燃料电池的燃料，该电池的负极反应式为_________________。
II、已知：甲是由两种短周期元素组成的化合物，丙的水溶液显碱性。
（3）若构成甲的阴、阳离子个数比为2:3，丙是气体。则构成甲的阴、阳离子半径大小关系为 （用具体的微粒表示）。
（4）若乙是O2，则甲的一种重要用途是 ；产物丙与Cl2按2:1（物质的量）反应得到丁溶液，丁溶液中阴离子浓度从大到小的顺序是 。
（共15分）甲醇合成反应及其能量变化如图所示：
（1）写出合成甲醇的热化学方程式 。
（2）实验室在1 L的密闭容器中进行模拟合成实验。将1 mol CO和2 mol H2通入容器中，分别恒温在300 ℃和500 ℃反应，每隔一段时间测得容器内CH3OH的浓度如下表所示：
| 时间浓度（mol/L）温度 |
10 min |
20 min |
30 min |
40 min |
50 min |
60 min |
| 300 ℃ |
0.40 |
0.60 |
0.75 |
0.84 |
0.90 |
0.90 |
| 500 ℃ |
0.60 |
0.75 |
0.78 |
0.80 |
0.80 |
0.80 |
（2）在300 ℃反应开始10 min内，H2的平均反应速率为v（H2） 。
（3）在500 ℃达到平衡时，平衡常数K＝________。
（4）在另一体积不变的密闭容器中，充入1.2 mol CO和2.0 mol H2，一定条件下达到平衡，测得容器中压强为起始压强的一半。计算该条件下H2的转化率为________。
（5）铜基催化剂具有活性高、选择性好和条件温和的特点，已广泛地使用于CO/CO2的加氢合成甲醇。使用铜基催化剂后，该反应中a的大小变化对反应热ΔH有无影响？（填有或无）_____________。
（6）2009年，长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术上获得新突破，原理如图所示。
请写出从C口通入O2发生的电极反应式 。
（7）用上述电池做电源，用下图装置电解饱和食盐水（C1、C2均为石墨电极）。
①该反应的离子方程 。
②电解开始后在电极___________的周围（填“C1”或“C2”）先出现红色。
A、B、D、E、W是元素周期表前四周期中常见的元素，其相关信息如下表：
| 元素 |
相关信息 |
| A |
A原子L层电子数是K层电子数的2倍 |
| B |
B是地壳中含量最多的元素 |
| D |
在第3周期元素中，它的简单离子半径最小 |
| E |
E存在质量数为23，中子数为12的核素 |
| W |
W有多种化合价，其白色氢氧化合物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 |
（1）W位于元素周期表的位置是 。
（2）A 和B的气态氢化物中，较稳定的是_________（写化学式）；E2B2的电子式表示为 。
（3）写出W的白色氢氧化合物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色这个过程的化学方程式： 。
（4）写出D和B组成的二元化合物与E的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式：
。
（5）将一定质量的Mg和D的混合物投入500 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。则固体混合物中D的质量为 ；原稀硫酸溶液的物质的量浓度为 。
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂（LiFePO4）是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁［(CH3COO)
Fe］、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质，该有机聚合物的单体之一（用M表示）的结构简式如下：
请回答下列问题：（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是 。（2）在方法一所发生的反应中， 除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有 、 、 （填化学式）生成。（3）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为 。（4）写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式： 。（5）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为 。
孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3，步骤如下：
请回答下列问题：
（1）溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为______（填代号），检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为 （填代号）。
a．KMnO4 b．(NH4) 2S c．H2O2 d．KSCN
（2）由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发、 、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是 。
（3）制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入（或先加入） （填化学式），若实验过程中有氨气逸出，应选用下列 装置回收（填代号）。
（4）欲测定溶液A中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应 ，直到 ，用KMnO4标准溶液滴定时应选用 滴定管（填“酸式”或“碱式”）。
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