【选修2：化学与技术】材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础，回答下列问题：
（1）下列生产工艺能获取新型无机非金属材料的是（填序号）
①采用甲烷为原料，在微波和其他条件下生产金刚石
②在玻璃生产过程中加人K、Pb生产其有特殊用途的光学玻璃
③在水泥生产过程中加入高炉矿渣生产特殊用途的水泥
④采用传统方法用焦炭还原SiO2制备单晶硅
（2）某炼铁高炉中一次投入磁铁矿冶炼生铁，若不考虑其他的的反应，也不考虑生铁中的杂质，则炼得的生铁为3．36 t．，该过程中转移的电子数为 mol，生铁中含碳、硫等元素较多，炼钢是以生铁为原料，除去过多的碳、硫等杂质元素，其中除去硫的化学方程式为
（3）工业炼金属铝的工艺流程如下：
该工艺中冰晶石和氟化钙的作用是 ，物质W的化学式为
（4）金属腐蚀带来的损失无法估量。钢铁腐蚀多为吸氧腐蚀，其正极反应式为 ＿
(15分)氮元素的化合物在工农业以及国防科技中用途广泛，但也会对环境造成污染，如地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。请回答下列问题：
(1)某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应探究脱氨原理。
①用适量0.1mol
L-1H2SO4洗涤Fe粉，主要反应的化学方程式为 ，之后用蒸馏水洗涤铁粉至中性；
②将KNO3溶液的pH调至2.5；
③向②调节pH后的KNO3溶液中持续通入一段时间N2，目的是 。
④用足量Fe粉还原③处理后的KNO3溶液。充分反应后，取少量反应液，加入足量NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，请根据以上信息写出Fe粉和KNO3溶液反应的离子方程式__。
(2)神舟载人飞船的火箭推进器中常用肼(N2H4)作燃料。NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)常温下向含0.01 mol HCl的溶液中缓缓通入224 mLNH3（标准状况，溶液体积变化忽略不计)。
①在通入NH3的过程中，溶液的导电能力 _________ (填“增强”、“减弱”或“基本不变”),理由是 ；水的电离程度 (填“增大”、“减小”或“基本不变”)。
②向HCl和NH3完全反应后的溶液中继续通入NH3，所得溶液中的离子浓度大小关系可能正确的是 (填字母编号)。
a．c(H+)＞c(C1-)＞c(OH-)＞c(NH4+) b．c(NH4+)＞c(C1-)＞c(H+)＞c(OH-)
c．c(NH4+)＞c(H+)＞c(C1-)＞c(OH-) d．c(C1)＝c(NH4+)＞c(H+)＝c(OH-)
(15分)W、M、N、X、Y、Z是六种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数的变化如右图所示，已知W的一种同位素的质量数为18，中子数为10；M和Ne原子的核外电子数相差1；N与X相邻，N的单质是日常生活中常用的金属材料；Y的最外层电子数是其最内层电子数的3倍；Z的非金属性在同周期主族元素中最强。
(1)W的另一种同位素的质子数与中子数相等，原子符号表示为 ；元素Y在周期表中的位置是 。
(2)下列有关物质性质的比较中，正确的是 (填字母编号)。
| A．W、X、Y三种元素最简单氢化物的稳定性：W＞Y＞X |
| B．M、X、Z三种元素形成的单质熔点：X＞M＞Z |
| C．Y、Z两种元素的含氧酸酸性：Z＞Y |
| D．Y、Z两种元素的单核阴离子还原性：Y＞Z |
(3)元素W与M按原子个数比1：l形成的化合物的电子式为 。
(4)元素X与Z形成的五原子分子的空间结构属于 形。
(5)与Z同族的元素都能与氢元素形成氢化物，其中水溶液酸性最弱的是 (填化学式)。
(6)含有N元素的两种离子在溶液中相遇能快速发生反应，写出该反应的离子方程式 。
【化学－物质结构与性质】
原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。其中A的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同；D为它所在周期中原子半径最大的主族元素；E和C位于同一主族，F的原子序数为29。
（1）F原子基态的核外电子排布式为 。
（2）在A、B、C三种元素中，第一电离能由小到大的顺序是 （用元素符号回答）。
（3）元素B的简单气态氢化物的沸点远高于元素A的简单气态氢化物的沸点，其主要原因是 。
（4）由A、B、C形成的离子CAB－与AC2互为等电子体，则CAB－的结构式为 。
（5）在元素A与E所形成的常见化合物中，A原子轨道的杂化类型为 。
（6）由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示，则该化合物的化学式为 。
火力发电厂释放出大量氮氧化物（NOx）、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：
CH4(g) ＋ 4NO2(g) ＝4NO(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g) △H1＝－574 kJ·mol－1
CH4(g) ＋ 4NO(g) ＝2N2(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g) △H2＝－1160 kJ·mol－1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
（2）脱碳。将CO2转化为甲醇：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H3
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答：0~10 min内，氢气的平均反应速率为 mol/(L·min)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，则平衡 （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
②取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）脱硫。利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得。NaOH溶液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32-)︰n(HSO3﹣)变化关系如下表：
| n(SO32﹣)︰n(HSO3﹣) |
91︰9 |
1︰1 |
9︰91 |
| pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
① 由上表判断，NaHSO3溶液显 性，用化学平衡原理解释： 。
② 当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是（选填字母）： 。
a．c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
b．c(Na+) > c(HSO3-) > c(SO32-) > c(H+) = c(OH-)
c．c(Na+) + c(H+) = c(SO32-) + c(HSO3-) + c(OH-)
Ⅰ.（1）一定条件下Fe(OH)3与KClO在KOH溶液中反应可制得K2FeO4，该反应的化学方程式为 ；
生成0.1molK2FeO4转移的电子的物质的量 mol。
（2）高铁电池是一种新型二次电池，电解液为碱溶液，其反应式为：
3Zn+2K2FeO4+8H2O 
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
放电时电池的负极反应式为 。充电时电解液的pH （填“增大”“不变”或“减小”）。
Ⅱ.NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品中；NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题：
（1）相同条件下，0.1 mol·L－1NH4Al(SO4)2中c(NH
) （填“等于”、“大于”或“小于”）0.1 mol·L－1NH4HSO4中c(NH)。
（2）如图1是0.1 mol·L－1电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0.1 mol·L－1NH4Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是 （填写字母）；
②20℃时，0.1 mol·L－1NH4Al(SO4)2中2c(SO
)－c(NH)－3c(Al3＋)＝ mol·L－1。
（3）室温时，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2所示。试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是 ；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。
（4）已知Al(OH)3为难溶物（常温下，Ksp[Al(OH)3]＝2.0×10－33）。当溶液pH=5时，某溶液中的
Al3+ （填“能”或“不能”）完全沉淀（溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，沉淀完全）。
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