“霾”是当今世界环境热点话题。目前宁夏境内空气质量恶化原因之一是机动车尾气和燃煤产生的烟气。NO和CO气体均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生如下反应：
2NO（g）+ 2CO（g）
2CO2（g）+ N2（g） △H＝﹣a kJ•mol-1（a＞0）
（1）在一定温度下，将2.0mol NO、2.4mol CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：
①0～15min N2的平均速率v（N2）＝ ；NO的转化率为 。
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是 （选填序号）。
a．缩小容器体积
b．增加CO的量
c．降低温度
d．扩大容器体积
③若保持反应体系的温度不变，20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol，化学平衡将 移动（选填“向左”、“向右”或“不”），重新达到平衡后，该反应的化学平衡常数为 。
（2）已知：2NO（g）+ O2（g）＝2NO2（g） △H＝﹣b kJ•mol-1（b＞0）
CO的燃烧热△H＝﹣c kJ•mol-1 （c＞0）
则在消除汽车尾气中NO2的污染时，NO2与CO发生反应
的热化学反应方程式为： 。
（3）工业废气中含有的NO2还可用电解法消除。制备方法之一是先将NO2转化为N2O4，然后采用电解法制备N2O5，装置如图所示。Pt乙为 极，电解池中生成N2O5的电极反应式是 。
某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解池原理进行实验探究。
请回答：
Ⅰ．用图1、2所示装置进行第一组实验。
（1）A极发生反应的电极反应式为 。
（2）N极发生反应的电极反应式为 。
（3）滤纸上能观察到的现象有 。
（4）标准状况11.2L CH4反应则图2可收集气体 L（标况）
Ⅱ．用图3所示装置进行第二组实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根(FeO42－)在溶液中呈紫红色。
（5）电解过程中，X极区溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
（6）电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH－＝FeO42－+4H2O和 。
（7）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少 g。
（8）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为：2K2FeO4+3Zn＝Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2 该电池正极发生的反应的电极反应式为 。
二氧化硫常用作消毒剂和漂白剂，也是一种重要的工业原料。
（1）将a mol SO2通入1 L 1 mol/L NaOH溶液中充分反应后，阴离子总数 阳离子总数(填选项前的字母)。
A．a＞1时大于 B．a＝1时等于 C．大于 D．小于
（2）保险粉（Na2S2O4）广泛用于印染行业和食品储存行业。可以将SO2通入草酸钠（Na2C2O4）和NaOH的混合溶液中制取保险粉。制取保险粉的离子方程式为 。
（3）工业上常以SO2为原料制取Na2S2O3。步骤如下：
①将Na2S和Na2CO3按2︰1的物质的量之比配成混合溶液。
②将混合溶液注入敞口反应釜中，加热反应釜将温度控制在50℃左右。
③向反应釜中缓缓通入SO2至稍微过量使Na2S和Na2CO3完全反应。
④反应结束后加热浓缩溶液，冷却至30℃以下析出大量Na2S2O3晶体。
⑤滤出晶体，母液循环利用。
据此请回答：
（ⅰ）工业制取Na2S2O3的反应的化学方程式为 。
（ⅱ）工业生产的首要目的是盈利，为节约成本并减少对环境的污染，应尽可能的提高产率，制取步骤中体现了这一思想的有 （填步骤序号）。
（ⅲ）工业生产的Na2S2O3含有两种杂质，这两种杂质是Na2SO3和 。以下条件中可以求出产品中Na2S2O3的物质的量分数的是 。(填选项前的字母)
A．产品中钠原子和硫原子的物质的量之比
B．产品中钠原子和氧原子的物质的量之比
C．产品中硫原子和氧原子的物质的量之比
D．以上均能
（4）一种以铜作催化剂脱硫有如下两个过程：
①在铜的作用下完成工业尾气中SO2的部分催化氧化，所发生反应为：
2SO2＋2n Cu＋(n＋1)O2＋(2－2 n) H2O＝2n CuSO4＋(2－2n) H2SO4
每吸收标准状况下11.2 L SO2，被SO2还原的O2的质量为 g。
②利用下图所示电化学装置吸收另一部分SO2，并完成Cu的再生。写出装置内所发生反应的离子方程式 。
甲醇（CH3OH）是重要的溶剂和替代燃料。
（1）CO和H2的混合气体俗称合成气，可以在一定条件下制备甲醇。
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH＜0，该反应平衡常数的表达式为 。若压强、投料比x[n(CO)/n(H2)]对该反应的影响如图所示，则图中曲线所示的压强关系：p1 p2（填“=”“>”或“<”）。
（2）NH4Cl(s) ＝ NH3(g) + HCl(g) ΔH =" +163.9" kJ•mol-1
HCl(g) + CH3OH(g) → CH3Cl(g) + H2O(g) ΔH =" -31.9" kJ•mol-1
写出氯化铵和甲醇反应的热化学方程式 ，该反应在一定条件下能自发进行的原因是 。由右图知，HCl和CH3OH的混合气体通过催化剂时的最佳流速在20 L•min-1~30 L• min-1之间。流速过快，会导致氯甲烷产率下降，原因是 。流速过慢，会使副产物二甲醚增多，其反应为2CH3OH→CH3OCH3 + H2O，生产中常通入适量的水蒸气，该操作对制备CH3Cl的影响是 。
（3）将有机污水去除氧气后加入到如图所示的微生物电解池内，可以实现污水处理和二氧化碳还原制甲醇。写出电解时阴极的电极反应式 。
工业上以锂辉石（Li2O·Al2O3·4SiO2，含少量Ca,Mg元素）为原料生产碳酸锂。其部分工业流程如下：
已知：①Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4(浓)
Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O
②某些物质的溶解度（S）如下表所示。
| T/℃ |
20 |
40 |
60 |
80 |
| S(Li2CO3)/g |
1.33 |
1.17 |
1.01 |
0.85 |
| S(Li2SO4)/g |
34.2 |
32.8 |
31.9 |
30.7 |
（1）从滤渣1中分离出Al2O3部分的流程如下图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得的物质。则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是______________________________。
（2）已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）_____________________________。
（3）最后一个步骤中，用“热水洗涤”的目的是______________________________。
（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下：
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中，阳极的电极反应式是_________________________。
②电解后，LiOH溶液浓度增大的原因_____，b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是_______。
（5）磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4+Li
LiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+试写出该电池放电时的正极反应：__________________。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)当电解池两极共有4480mL气体（标准状况）产生时，该电池消耗锂的质量为__________________。
SO2和NO2都是大气污染物。
（1）将NO2变成无害的N2，要找到适合的物质G与适当的反应条件，G应为___________（填写“氧化剂”或“还原剂”）．下式中X必须为无污染的物质，系数n可以为0．NO2+G
N2+H2O+nX （未配平的反应式）．下列化合物中，满足上述反应式中的G是________（填写字母）。
a．NH3 b．CO2 c．SO2 d．CH3CH2OH
（2）采取还原法，用炭粉可将氮氧化物还原。
已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H=+180.6kJ•mol-1
C（s）+O2（g）=CO2（g） △H=-393.5kJ•mol-1
则反应C（s）+2NO（g）=CO2（g）+N2（g） △H="_____________" kJ•mol-1
（3）利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如图1所示：NO2被NH4HSO3吸收的离子方程式是______________。浓度均为0.1mol/L的NH4HSO3溶液和NH4HSO4溶液中的c（NH4+）相比较，NH4HSO3_____________NH4HSO4。（选填“>”、“=”或“<”）
（4）利用图2所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2．
①b极的电极反应式为_________________________。
②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有SO32-生成．该反应离子方程式为________________________________。
（5）SO2也可用于消除铬的毒性。六价铬的毒性大约是三价铬的100倍，二氧化硫还原法是在酸性溶液中通SO2将Cr2O72-还原为Cr3+，然后再加碱将Cr3+沉淀，已知常温下Ksp[Cr（OH）3]=10-32，要使Cr3+沉淀完全（c（Cr3+）小于10-5mol/L），溶液的pH应升高到____________。
A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：
| 阳离子 |
Ag＋、Na＋ |
| 阴离子 |
NO3－、SO42－、Cl－ |
下图Ⅰ所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、 B、 C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了27 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如下图Ⅱ所示。据此回答下列问题：
（1）M为电源的________（填“正”或“负”）极，乙中阳离子向 （填“c”或“d”）定向移动，A是________（填写化学式）。
（2）计算电极f上生成的气体在标准状况下的体积为 。
（3）b电极上发生的电极反应为 ；
乙烧杯的电解池总反应的化学方程式为_________________________________。
（4）要使丙恢复到原来的状态，应加入物质的质量为 。
碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。请回答：
（1）消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少对环境的污染。已知如下信息：
②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，写出反应的热化学方程式___________________。
（2）在催化剂作用下，CO2和H2可以制取甲醇，在体积为2L的密闭容器中，充入lmolCO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H<0
测得CO2（g）和CH3OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如下图所示：
①从反应开始到平衡，H2O的平均反应速率v(H2O)=_________________________。此反应的平衡常数为_________________。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是_________________(填序号)
| 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1 molCO2和4molH2 |
（3）用间接电化学法除去NO的过程，如图所示：已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，写出阴极的电极反应式：____________。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：________________。
（4）①工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2，分别生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性。相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(SO32-)较小的是，用文字和化学用语解释原因__________________。
②废气中的SO2可用NaOH溶液吸收，吸收SO2后的碱性溶液还可用于C12的尾气处理，吸收C12后的溶液仍呈强碱性。则吸收C12后的溶液中一定存在的阴离子有OH-_____、_____；还可能存在SO32-，取该溶液于试管中，滴加黄色的溴水，得到无色溶液。此实验不能证明溶液中含有SO32-，理由是：________________(用离子方程式表示)。
I.下图为相互串联的三个装置，试回答：
（1）若利用乙池在铁片上镀银，则B是_________（填电极材料），电极反应式是_________；应选用的电解质溶液是_____________。
（2）若利用乙池进行粗铜的电解精炼，则________极（填“A”或“B”）是粗铜，若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_____________________。
（3）丙池滴入少量酚酞试液，电解一段时间___________（填“C”或“Fe”）极附近呈红色。
（4）写出甲池负极的电极反应式：________________________________。若甲池消耗3.2gCH3OH气体，则丙池中阳极上放出的气体物质的量为______________。
II.（5）请利用反应Fe +2Fe3+= 3Fe2+设计原电池。
设计要求：①该装置尽可能提高化学能转化为电能的效率；
②材料及电解质溶液自选，在图中做必要标注；
③画出电子的转移方向。
如下图所示：
（1）a电极是_________（填“阴极”或“阳极”），b电极是_________（填“阴极”或“阳极”）。
（2）当电解NaCl溶液时：
①a电极的电极反应为________________，该反应是_______(填“氧化”或“还原”)反应；
②b电极的电极反应为______________，该反应是_________(填“氧化”或“还原”)反应。
（3）当电解精炼铜时：
①a电极是__________（填“粗铜”或“纯铜”），其电极反应为__________________________；
②b电极是__________（填“粗铜”或“纯铜”），其电极反应为__________________________。
H2O2是一种常用绿色氧化剂，在化学研究中应用广泛。
（1）空气阴极法电解制备H2O2的装置如下图所示，主要原理是在碱性电解质溶液中，通过利用空气中氧气在阴极还原得到H2O2和稀碱的混合物。试回答：
①直流电源的a极名称是 。
②阴极电极反应式为 。
③1979年，科学家们用CO、O2和水在三苯膦钯的催化下室温制得了H2O2。相对于电解法，该方法具有的优点是安全、 。
（2）Fe3+对H2O2的分解具有催化作用。利用图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置（连通的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的 （填“深”或“浅”），其原因是 。
（3）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶解印刷电路板金属粉末中的铜。反应的离子方程式是 ，控制其它条件相同，印刷电路板的金属粉末用10%H2O2 和3.0mol·L－1H2SO4溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）
| 温度（℃） |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
| Cu的平均溶解速率 （×10－3mol·min－1） |
7.34 |
8.01 |
9.25 |
7.98 |
7.24 |
6.73 |
5.76 |
当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是 。
铜、铁及其化合物在工业、农业、科技和日常生活中有广泛应用。
（1）工业上利用辉铜矿（主要成分是Cu2S）冶炼铜。为了测定辉铜矿样品的纯度，用酸性高锰酸钾溶液反应(已知1 molCu2S失去10mol的电子)，写出该反应的离子方程式 。
（2）工业上利用废铜屑、废酸（含硝酸、硫酸）为主要原料制备硫酸铜晶体。某含有c(HNO3)="2" mol·L—1，c(H2SO4)="4" mol·L—1的废酸混合液100 mL（不含其它酸或氧化剂），最多能制备硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）的质量为 。
（3）现有一块含有铜绿的铜片（假设不含其它杂质）在空气中灼烧至完全反应，经测定，反应前后固体的质量相同。（已知：金属生锈率=
）
①上述铜片中铜的生锈率为 （结果保留2位有效数字）
②固态铜与适量氧气反应，能量变化如下图所示，写出固态铜与氧气反应生成1 mol固态氧化亚铜的热化学方程式 。
（4）高铁酸盐在能源环保等领域有广泛用途，如高铁酸钾(K2FeO4) 因有强氧化性，能杀菌消毒，产生Fe(OH)3有吸附性，是一种新型净水剂，用如下图所示的装置可以制取少量的高铁酸钾。
（已知爱迪生蓄电池的反应式为：
）
①爱迪生蓄电池的负极材料是
②写出制取高铁酸钾阳极的电极反应式
③当生成19.8g的K2FeO4时，隔膜两侧电解液的质量变化差(△m右一△m左)为_ g。
工业电解饱和食盐水模拟装置的结构如图所示：
（1）写出电解饱和食盐水的化学方程式 ，该工业称为 工业
（2）实际生产中使用的盐往往含有一些杂质，在电解食盐水之前，需要提纯食盐水。为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42－及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作，正确的操作顺序是
①过滤 ②加过量的NaOH溶液 ③加适量的盐酸 ④加过量的Na2CO3溶液 ⑤加过量的BaCl2溶液
| A．①④②⑤③ | B．④①②⑤③ | C．②⑤④①③ | D．⑤②④③① |
（3）在该装置中写出装NaOH溶液试管中所发生的化学反应方程式（并用双线桥表示电子的转移的方向和数目） 。
(12分)某化学研究性小组采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)电解饱和食盐水一段时间，并通过实验测定产物的量来判断饱和食盐水的电解率。饱和食盐水的电解率=（电解的氯化钠质量/总的氯化钠质量)×100%
甲方案：利用甲、乙装置测定饱和食盐水的电解率
（1）若饱和食盐水中滴有酚酞，则电解过程中甲装置中的实验现象： 。
（2）若洗气瓶a中盛放的为足量的氢氧化钠溶液，通过测定洗气瓶a在电解前后的质量变化来计算饱和食盐水的电解率，则正确的连接顺序为 连________（填A、B、C、D、E等导管口），则洗气瓶a中发生反应的离子方程式为 。
乙方案：利用甲、丙装置测定饱和食盐水的电解率
（3）对于乙方案，有同学提出有两种方法都可测得饱和食盐水的电解率
Ⅰ．通过测定硬质玻璃管中氧化铜固体前后质量差来计算饱和食盐水的电解率
Ⅱ．通过测定丙装置中除硬质玻璃管外的某装置前后质量差来计算饱和食盐水的电解率
①一同学认为可以在乙方案方法Ⅱ中的装置中添加一干燥装置防止外界空气中的水蒸气的干扰，则该干燥装置应与 口连接
a．A b．B c．D d．E
②另一同学认为乙方案的方法Ⅰ、Ⅱ测得的实验结论都不正确，你是否同意？请说明理由 。
丙方案：只利用甲装置测定饱和食盐水的电解率。
（4）若电解150mL饱和食盐水一段时间，测得溶液的为pH为14，求饱和食盐水的电解率 （假设电解前后溶液体积不变，饱和食盐水密度约为1．33 g/mL，溶解度为33．0g）。
（5）若往该电解后所得溶液中通入二氧化碳气体2．24L(标准状况)，则所得溶液中各离子浓度大小关系为： 。
铬是用途广泛的金属元素，但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水。
（1）还原沉淀法是处理含Cr2O72—和CrO42—工业废水的一种常用方法，其工艺流程为：
其中第I步存在平衡：2CrO42—(黄色)+2H+
Cr2O72— (橙色)+H2O
①若平衡体系的pH=2，该溶液显 色。
②根据2CrO42—+2H+Cr2O72— +H2O，设计下图装置（均为惰性电极）电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。Na2Cr2O7中铬元素的化合价为 ，图中右侧电极连接电源的 极，其电极反应式为 。
③第Ⅱ步反应的离子方程式： ，向Ⅱ反应后的溶液加一定量NaOH，若溶液中c(Fe3+)=2.0×10—12mol·L—1，则溶液中c(Cr3+)= mol·L—1。（已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10—38，Ksp[Cr(OH)3]=6.0x10—31）。
（2）CrO3具有强氧化性，遇到有机物（如酒精）时，猛烈反应以至着火。若该过程中乙醇被氧化成乙酸，CrO3被还原成绿色的Cr2(SO4)3。完成该反应的化学方程式：
（3）CrO3的热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图所示。B点时剩余固体的成分是 （填化学式）。
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