(本题16分)钒是一种重要的合金元素，还用于催化剂和新型电池。从含钒固体废弃物(含有SiO2、Al2O3及其他残渣)中提取钒的一种新工艺主要流程如图：
| 物质 |
V2O5 |
NH4VO3 |
VOSO4 |
(VO2)2SO4 |
| 溶解性 |
难溶 |
难溶 |
可溶 |
易溶 |
部分含钒化合物在水中的溶解性如上表：
请回答下列问题：
（1）反应①所得溶液中除H+之外的阳离子有___________。
（2）反应②碱浸后滤出的固体主要成分是(写化学式) 。
（3）反应④的离子方程式为 。
（4）25℃、101 kPa时，ⅰ、4Al(s)＋3O2(g)
2Al2O3(s) ΔH1＝-a kJ/mol
ⅱ、4V(s)＋5O2(g)2V2O5(s) ΔH2＝-b kJ/mol
用V2O5发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是 。
（5）钒液流电池(如图所示)具有广阔的应用领域和市场前景，该电池中隔膜只允许H+通过。电池放电时负极的电极反应式为 ，电池充电时阳极的电极反应式是 。
（6）用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以测定反应①后溶液中的含钒量，反应的离子方程式为：2V
＋H2C2O4＋2H+2VO2+＋2CO2↑＋2H2O。取25．00 mL 0．1000 mol/LH2C2O4标准溶液于锥形瓶中，加入指示剂，将待测液盛放在滴定管中，滴定到终点时消耗待测液24．0 mL，由此可知，该(VO2)2SO4溶液中钒的含量为 g/L。
硫是一种生命元素，组成某些蛋白质时离不开它。SO2是硫的一种重要氧化物，为探究SO2的性质，某化学兴趣小组的同学设计了如下系列实验：
（1）为验证SO2具有还原性。将SO2气体通入溴水中，溴水褪色。写出反应的化学方程式 。
（2）已知SO2与Na2O2的反应为进一步探究Na2O2与SO2的反应，用如图所示装置进行实验。
①写出A中反应的化学方程式 。
②B装置的作用是 。
③在F处检验到有O2生成，据此甲同学认为Na2O2与SO2发生了反应，反应的化学方程式为 。
④乙同学认为Na2O2与SO2反应除生成Na2SO3和O2外，还有Na2SO4生成，为检验是否有Na2SO4生成，他们设计了如下实验方案。
上述方案 （“合理”或“不合理”），简要说明理由 。
⑤E装置中溶液呈碱性，为检验吸收液中其他阴离子，完成下列实验方案。
| 实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
| 取少量吸收液于试管中滴加BaCl2溶液至过量 |
白色浑浊 |
|
| |
固体部分溶解，产生气泡 |
【化学-选修2-化学与技术】(15分)印尼火山喷发不仅带来壮观的美景，还给附近的居民带来物质财富，有许多居民冒着生命危险在底部的火山口收集纯硫磺块来赚取丰厚收入。硫磺可用于生产化工原料硫酸。某工厂用下图所示的工艺流程生产硫酸：
请回答下列问题：
（1）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装______________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是_____________________________________________。
（2）为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%，为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为__________(空气中氧气的体积分数按0.2计)，该尾气的处理方法是________。
（3）与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是________(可多选)。
A．耗氧量减少 B．二氧化硫的转化率提高
C．产生的废渣减少 D．不需要使用催化剂
（4）硫酸的用途非常广，可应用于下列哪些方面__________________________。
A．橡胶的硫化 B．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C．铅蓄电池的生产 D．过磷酸钙的制备
（5）矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式____________。
常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。
（1）填充物用60℃温水溶解，目的是 。
（2）操作A的名称为 。
（3）铜帽溶解时加入H2O2的目的是 （用化学方程式表示）。铜帽溶解完全后，可采用_____________方法除去溶液中过量的H2O2。
（4）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为 。
（5）滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+4CO2↑+6H2O。
①当1 mol MnO2参加反应时，共有 mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应，试写出该反应的化学方程式： 。
（6）锌锰干电池所含的汞可用KMnO4溶液吸收。在不同pH下，KMnO4溶液对Hg的吸收率及主要产物如下图所示：
根据上图可知：
①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高，汞的吸收率__ _.
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO4在酸性条件下 强.
氮元素的化合物应用十分广泛。请回答：
（1）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO2(g)＋SO2(g)
SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式 。
（2）298 K时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO2(g)
N2O4(g) ΔH＝-a kJ·mol－1 (a>0)。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，回答下列问题：
①298k时，该反应的平衡常数为 L·mol－1（精确到0.01）。
②下列情况不是处于平衡状态的是 ：
A．混合气体的密度保持不变；
B．混合气体的颜色不再变化；
C．气压恒定时
③若反应在398K进行，某时刻测得n(NO2)="0.6" moln(N2O4)=1.2mol，则此时V（正） V（逆）（填“>”、“<”或“=”）。
（3）NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol·L－1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L－1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点。
①b点时，溶液中发生水解反应的离子是______；
②在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序 。
③d、e点对应溶液中，水电离程度大小关系是d e（填“>”、“<”或“=”）。
铝是地壳中含量最高的金属元素，在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2）中，其单质、合金及其化合物在生产生活中的应用日趋广泛，铝土矿是生产铝及其化合物的重要原料。
（1）铝元素在元素周期表中的位置是 。
（2）铝电池性能优越，铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如图所示。
①该电池的总反应化学方程式为 ；
②电池中NaCl的作用是 。
③以铝一空气电池为电源电解KI溶液制取KIO3（石墨为电极材料）时，电解过程中阳极的电极反应式为 。
（3）工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。
在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性。
①检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为： （注明试剂、现象）。
②将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为 （填代号）。
| A．氢氧化钠溶液 | B．硫酸溶液 | C．氨水 | D．二氧化碳 |
③由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为： 蒸发浓缩、冷却结晶、 、洗涤。
④SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为 （填代号）。
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