铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH－的阴离子交换柱，使Cl－和OH－发生交换。交换完成后，流出溶液的OH－用0.40 mol·L－1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x值：________(列出计算过程)；
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)：n(Cl)＝1：2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为________。在实验室中，FeCl2可用铁粉和________反应制备，FeCl3可用铁粉和________反应制备；
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为______；
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为________；与MnO2－Zn电池类似，K2FeO4－Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为________，该电池总反应的离子方程式为________。
到2013年我国将完成神九、神十与“天宫一号”的交会对接，为将来建立空间站作准备。下图是空间站能量转化系统的局部示意图，其中该燃料电池采用KOH溶液为电解质溶液，下列有关说法错误的是( )
光电转化器→水电解系统→氢氧储罐→燃料电池系统
| A．该能量转化系统中的水是可以循环的 |
| B．燃料电池系统产生的能量实际上来自于太阳能 |
| C．水电解系统中的阳极反应：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ |
| D．燃料电池放电时的正极反应：H2－2e－＋2OH－=2H2O |
高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)的装置如图所示。下列说法正确的是
A．铁是阳极，电极反应为Fe－2e－＋2OH－ Fe(OH)2 |
| B．电解一段时间后，镍电极附近溶液的pH减小 |
| C．若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeO42－ |
| D．每制得1mol Na2FeO4，理论上可以产生67.2L气体 |
碳和碳的化合物广泛的存在于我们的生活中。
（1）根据下列反应的能量变化示意图，2C(s) +O2(g) =2CO(g) △H= 。
（2）在体积为2L的密闭容器中，充人1 mol CO2和3mol H，一定条件下发生反应： CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H<O测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
①从反应开始到平衡，H2O的平均反应速率v(H2O)= 。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 （填编号）。
A．升高温度 B．将CH3OH（g）及时液化移出
C．选择高效催化剂 D．再充入l mol CO2和4 mol H2
（3）CO2溶于水生成碳酸。已知下列数据：
| 弱电解质 |
H2CO3 |
NH3．H2O |
| 电离平衡常数（ 25℃） |
Ka1 = 4．30 × 10一7 Ka2= 5．61× 10一11 |
Kb = 1．77× 10一5 |
现有常温下1 mol·L－1的( NH4)2CO3溶液，已知：
水解的平衡常数Kh=Kw/Kb，
第一步水解的平衡常数Kh=Kw/Ka2。
①判断该溶液呈 （填“酸”、“中”、 “碱”）性，写出该溶液中发生第一步水解的离子方程式 。
②下列粒子之间的关系式，其中正确的是 。
A．
B．
C．
D．
（4）据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特殊电极材料以CO和O2为原料做成电池。原理如图所示：通入CO的管口是 （填“c”或“d”），写出该电极的电极反应式： 。
工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_______吸收。
a．浓H2SO4 b．稀HNO3 c．NaOH溶液 d．氨水
（2）用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在 (填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是 (注明试剂、现象)。
（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为 。
（4）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
（5）利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 。
某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图所示，电池总反
应可表示为2H2＋O2=2H2O，下列有关说法正确的是（ ）
| A．电子通过外电路从b极流向a极 |
| B．b极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－ |
| C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 |
| D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极 |
一种碳纳米管能够吸附氢气，用这种材料制备的二次电池原理如下图所示，该电池电解质为6 mol·L－1KOH溶液，下列说法中正确的是（ ）
| A．放电时K＋移向负极 |
| B．放电时电池负极的电极反应为：H2－2e－=2H＋ |
| C．放电时电池正极的电极反应为：NiO（OH）＋H2O＋e－=Ni（OH）2＋OH－ |
| D．该电池充电时将碳电极与电源的正极相连 |
高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O
3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH。下列叙述不正确的是（ ）
| A．放电时锌作负极 |
| B．充电时氢氧化铁被氧化 |
| C．放电时溶液的碱性增强 |
| D．放电时转移3 mol e－，有2 mol FeO42-被还原 |
下图为一种新型的生物燃料电池，它有两个涂覆着酶的电极，处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中，由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜。下列对其工作原理叙述正确的是（ ）
| A．该电池工作过程中，H＋浓度不断增大 |
| B．该电池在高温环境下能提供更好的动力 |
| C．该电池负极反应为：H2－2e－=2H＋ |
| D．该电池正极反应为：O2＋4e－=2O2－ |
（1）已知：O2 (g)= O2＋ (g)+e－ △H1=" +1175.7" kJ·mol－1
PtF6(g)+ e－= PtF6－(g) △H2=" -" 771.1 kJ·mol－1
O2+PtF6－(s)=O2+(g)+PtF6－ (g) △H3="+482.2" kJ·mol－1
则反应：O2（g）+ PtF6 (g) = O2+PtF6(s)的△H="_____" kJ·mol-1。
如图为合成氨反应在使用相同的催化剂，不同温度和压强条件下进行反 应，初始时N2和H2的体积比为1:3时的平衡混合物中氨的体积分数：
① 在一定的温度下，向体积不变的密闭容器中充入氮气和氢气发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 。
a．体系的压强保持不变 b．混合气体的密度保持不变
c．N2和H2的体积比为1:3 d．混合气体的平均摩尔质量不变
②分别用vA（NH3）和vB（NH3）表示从反应开始到平衡状态A、B时的反应速率，则vA（NH3） vB（NH3）（填“>”、“<”或“=”），该反应的的平衡常数kA kB（填“>”、“<”或“=”），在250 ℃、1.0×104kPa下达到平衡，H2的转化率为 %（计算结果保留小数点后一位）；
（3）25℃时，将a mol NH4NO3溶于水，溶液呈酸性，原因 （用离子方程式表示）。向该溶液中加入bL氨水后溶液呈中性，则所加氨水的浓度为 mol/L（用含a、b的代数式表示，NH3·H2O的电离平衡常数为Kb=2×10-5）
（4）如图所示，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。电镀一段时间后，装置Ⅰ中溶液的pH （填“变大”、“变小”或“不变”），a极电极反应方程式为 ；若电镀结束后，发现装置Ⅱ中阴极质量变化了25.6g（溶液中硫酸铜有剩余），则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷 L（标准状况下）。
碳和硅属于同主族元素，在生活生产中有着广泛的用途。
（1）甲烷可用作燃料电池，将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池，通入CH4的一极，其电极反应式是 ；
CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染，有望解决汽车尾气污染问题，反应如下：
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－574kJ·mol－1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－1160kJ·mol－1
则NO2被甲烷还原为N2的热化学方程式为_____________________________________
（2）已知H2CO3
HCO3－＋ H＋ Ka1（H2CO3）=4.45×10－7
HCO3－CO32－＋H＋ Ka2(HCO3－)=5.61×10－11
HAH＋＋A－ Ka(HA)=2.95×10－8
请依据以上电离平衡常数，写出少量CO2通入到NaA溶液中的离子方程式
___________________________。
（3） 在T温度时，将1.0molCO2和3.0molH2充入2L密闭恒容器中，可发生反应的方程式为CO2 (g) + 3H2(g) CH3OH(g) + 2H2O(g) 。充分反应达到平衡后，若容器内的压强与起始压强之比为a ：1，则CO2转 化率为______，当a=0.875时，该条件下此反应的平衡常数为_______________(用分数表示)。
（4）氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可由石英(SiO2)与焦炭在高温的氮气流中反应生成，已知该反应的平衡常数表达式K=［c(CO)］6/［c(N2)］2，若已知CO生成速率为v(CO)＝6mol·L-1·min-1，则N2消耗速率为v(N2)＝ ；该反应的化学方程式为________________________________________。
氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如右图。下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是
| A．该电池工作时化学能转化为电能 |
| B．该电池中电极b是正极，发生还原反应 |
| C．外电路中电流由电极a通过导线流向电极b |
| D．该电池的总反应：2H2＋O2=2H2O |
铅蓄电池是典型的可充电电池，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H++2SO42一
2PbSO4+2H2O。下列说法正确的是
| A．放电时，负极的电极反应式是PbO2+4H++SO42一+2e一=PbSO4+2H2O |
| B．充电时，电解液中H2SO4的浓度将变小 |
| C．放电时，PbO2发生氧化反应 |
| D．充电时，蓄电池的正极和外接电源的正极相连 |
下列说法正确的是（ ）
| A．铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应 |
| B．燃放的焰火是某些金属元素焰色反应所呈现出的色彩，焰色反应属于化学变化 |
| C．利用丁达尔现象可以区分氢氧化铁胶体和硫酸铜溶液 |
D．工业上制粗硅的主要反应 |
化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)下列相关说法正确的是________(填序号)。
A．通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣
B．二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用
C．除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料
D．近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提上日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应式可表示为2Ni(OH)2＋Cd(OH)2
Cd＋2NiO(OH)＋2H2O
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法正确的是________(填序号)。
A．以上反应是可逆反应
B．反应环境为碱性
C．电池放电时Cd作负极
D．该电池是一种二次电池
(3)在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸入，并在电极表面发生反应而放电。
①a电极是电源的________极；
②若该电池为飞行员提供了360 kg的水，则电路中通过了________mol电子。
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