硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在，其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
（1）某科研小组用SO2为原料制取硫酸。
①利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式 。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如图所示。电解时阳极区会产生气体，产生气体的原因是 。
（2）碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：
①用离子方程式表示反应器中发生的反应是 。
②用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是 。
（3）氢化亚铜是一种红色固体，可由硫酸铜为原理制备
4CuSO4 + 3H3PO2 + 6H2O="4CuH↓" + 4H2SO4 + 3H3PO4。
①该反应中还原剂是 （写化学式）。
②该反应每生成1molCuH，转移的电子物质的量为 。
（4）硫酸铜晶体常用来制取波尔多液，加热时可以制备无水硫酸铜。将25.0 g胆矾晶体放在坩埚中加热测定晶体中结晶水的含量，固体质量随温度的升高而变化的曲线如下图。
请分析上图，填写下列空白：
①30℃～110℃间所得固体的化学式是 ，
②650℃～1000℃间所得固体的化学式是 。
煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示：
（1）②中NH3参与反应的化学方程式为 。
（2）③中加入的物质可以是 （填字母序号)。
a．空气 b．CO c．KNO3 d．NH3
（3）焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶（
)，其分子中相邻的C和N原子相比，N原子吸引电子能力更 （填“强”或“弱”)，从原子结构角度解释原因： 。
（4）已知：N2（g) ＋ O2（g)
2NO（g) ΔH =" a" kJ·mol-1
N2（g) ＋ 3H2（g)2NH3（g) ΔH =" b" kJ·mol-1
2H2（g) ＋ O2（g)2H2O（l) ΔH =" c" kJ·mol-1
反应后恢复至常温常压，①中NH3参与反应的热化学方程式为 。
（5）用间接电化学法除去NO的过程，如下图所示：
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： 。
(共16分)Ⅰ.CO和H2作为重要的燃料和化工原料，有着十分广泛的应用。
（1）已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393．5 kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) △H2= +131．3 kJ·mol-1
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)△H= kJ·mol-1。
（2）利用反应CO(g) +H2(g)+O2(g) = CO2(g) +H2O(g) 设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气（CO和H2物质的量之比为1:1）作负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质的一种新型电池。现以该燃料电池为电源，以石墨作电极电解饱和NaCl溶液，反应装置以及现象如图所示。则有：
①燃料电池即电源的N极的电极反应式为 _______________________ ；
②已知饱和食盐水的体积为1 L，一段时间后，测得左侧试管中气体体积为11．2 mL(标准状况)，若电解前后溶液的体积变化忽略不计，而且电解后将溶液混合均匀，则此时溶液的pH为 。
Ⅱ.CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为：
2NO(g)+2CO(g) 
N2(g)+2CO2(g)。请回答下列问题：
（3）一定温度下，在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时，反应进行到t时刻时达到平衡状态，此时n(CO)=amol、n(N0)=2amol、n(N2)=bmol，且N2占平衡混合气体总体积的1/4。
①该反应的平衡常数K= （用只含a、V的式子表示）
②判断该反应达到平衡的标志是____（填序号）
A．v(CO2)生成=v(CO)消耗
B．混合气体的平均相对分子质量不再改变
C．混合气体的密度不再改变
D．NO、CO、N2、CO2的物质的量浓度均不再变化
（4）在一定温度下，将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示，则：
①有害气体NO的转化率是 ，0～15minCO2的平均反应速率v(CO2)=____（保留小数点后三位）。
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件是 。（填序号）。
A．增加CO的量 B．加入催化剂
C．减小CO2的量 D．扩大容器体积
镁是海水中含量较多的金属，镁合金及其镁的化合物用途非常广泛。
（1）“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置如下图所示：
该电池的正极反应式为 。
（2）Mg2Ni是一种储氢合金，已知：
Mg(s) + H2(g)
MgH2(s) △H1＝－74．5kJ·mol－1
Mg2Ni(s) + 2H2(g)Mg2NiH4(s) △H2＝－64．4kJ·mol－1
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)2Mg(s)+Mg2NiH4(s)的△H3＝ 。
（3）一种用水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)制备金属镁工艺的关键流程如下：
①为探究MgCl2•6H2O“一段脱水”的合理温度范围，某科研小组将MgCl2•6H2O在不同温度下分解，测得残留固体物质的X-射线衍射谱图如下图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在)。
测得E中Mg元素质量分数为60．0%，则E的化学式为 。
②若电解时电解槽中有水分，则生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应，使阴极表面产生MgO钝化膜，降低电解效率。生成MgO的化学方程式为 。
（4）储氢材料Mg(AlH4)2在110~200°C的反应为：Mg(AlH4)2MgH2 +2A1+3H2↑每生成27gAl转移电子的物质的量为_______________。
(15分)四川省钙芒硝矿(主要成分CaSO4•Na2SO4)资源丰富。钙芒硝矿可生产具有广泛用途的芒硝(Na2SO4•10H2O)和元明粉(Na2SO4)，其简要生产流程如下图所示。
请回答下列问题：
（1）浸取Na2SO4时，加入少量Na2CO3可使钙芒硝矿中的部分CaSO4转化为CaCO3，破坏钙芒硝矿结构，从而促进Na2SO4的浸取。CaSO4能转化为CaCO3的原因是_________________________。
（2）向Na2SO4的浸取液中加入适量烧碱和纯碱，Ca2+和Mg2+分别生成①________、②_________（填化学式）被过滤除去。
（3）根据下图溶解度曲线，可采用冷却结晶法从含少量NaCl的Na2SO4饱和溶液中制得芒硝的原因是___________________________________________________________________________。
（4）已知：25℃、101kPa时，
2C(s) + O2(g) ="=" 2CO(g) ΔH1 = —222kJ/mol
4Na2SO3(s) ="=" 3Na2SO4(s) + Na2S(s) ΔH2 = —122kJ/mol
2Na2SO3(s) + O2(g) ="=" 2Na2SO4(s) ΔH 3= —572kJ/mol
元明粉经碳还原制备Na2S的热化学方程式是__________________________________________________。
（5）如图，用惰性电极电解Na2SO4溶液，阳极区制得H2SO4溶液，阴极区制得NaOH溶液。其电解总反应的化学方程式是：______________________________。
（6）芒硝加热至70℃时，得到Na2SO4的饱和溶液(结晶水作溶剂，忽略加热过程中水的蒸发)和无水Na2SO4。若3220kg芒硝加热至70℃时，可析出元明粉(Na2SO4)的质量是________kg。
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）。
(14分)苯乙烯(C6H5CH=CH2)是合成橡胶和塑料的单体，用来生产丁苯橡胶、聚苯乙烯等。工业上以乙苯(C6H5CH2CH3)为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯，反应方程式为：
C6H5CH2CH3(g) 
C6H5CH=CH2(g)＋H2(g) 
H
（1）已知：H2和CO的燃烧热(H)分别为-285.8 kJ．mol
和-283.0 kJ．mol；
C6H5CH2CH3(g)＋CO2 (g) C6H5CH=CH2(g)＋CO(g)＋H2O(l) H=＋114.8 kJ·mol－1
则制取苯乙烯反应的H为_________
（2）向密闭容器中加入1 mol乙苯，在恒温恒容条件下合成苯乙烯，达平衡时，反应的能量变化为QkJ。下列说法正确的是 _________。
| A．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 |
| B．若继续加入1 mol乙苯，苯乙烯转化率增大 |
| C．压缩体积，平衡逆向移动，反应物浓度增大，生成物浓度减小 |
| D．相同条件下若起始加入1 mol苯乙烯和1 mol氢气， |
达平衡时反应能量变化为(H-Q)kJ
（3）向2 L密闭容器中加入1 mol乙苯发生反应，达到平衡状态时，平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图所示。700
时，乙苯的平衡转化率为_______，此温度下该反应的平衡常数为 ______；温度高于970时，苯乙烯的产率不再增加，其原因可能是_________。
（4）含苯乙烯的废水排放会对环境造成严重污染，可采用电解法去除废水中的苯乙烯，基本原理是在阳极材料MOx上生成自由基MOx(OH)，其进一步氧化有机物生成CO2，该阳极的电极反应式为_________，若去除0.5 mol苯乙烯，两极共收集气体_________mol。
二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排、高效利用能源能够减少二氧化碳的排放。
（1）在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 mol CO2和3mol H2，发生的反应为：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－a kJ·mol－1（a＞0），测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①能说明该反应已达平衡状态的是______ __。
A．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化。
C．单位时间内每消耗1.2mol H2，同时生成0.4molH2O。
D．反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1，且保持不变。
②下列措施中能使
增大的是________（选填编号）。
A．升高温度
B．恒温恒容下充入He(g)C．将H2O(g)从体系中分离
D．恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2
③计算该温度下此反应的平衡常数K＝__________。若改变条件（填选项），可使K＝1。
A．增大压强
B．增大反应物浓度
C．降低温度
D．升高温度
E．加入催化剂
（2）某甲醇燃料电池原理如下图1所示。
①M区发生反应的电极反应式为_______________________________。
②用上述电池做电源，用上图2装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解反应的总反应的离子方程式为________________________。假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为______________（忽略溶液体积变化）。
硫酸铅（PbSO4）广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿（PbS）直接制备硫酸铅粉末的流程如下：
已知：（ⅰ）PbCl2（s）+2Cl－(aq)
PbCl42-(aq) △H＞0
（ⅱ）有关物质的Ksp和沉淀时的pH如下：
| Ksp |
|
开始沉淀时pH |
完全沉淀时pH |
|
| PbSO4 |
1.08×10-8 |
Fe (OH)3 |
2.7 |
3.7 |
| PbCl2 |
1.6×10-5 |
Pb(OH)2 |
6 |
7.04 |
（1）步骤Ⅰ中生成PbCl2的离子方程式_______，加入盐酸控制pH值小于2，原因是_______。
（2）用化学平衡移动原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因______。若原料中FeCl3过量，则步骤Ⅱ得到的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是_______。
（3）写出步骤Ⅲ中PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式______。
（4）请用离子方程式解释滤液2加入H2O2可循环利用的原因______。
（5）铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb，充电时阴极的电极反应式为_______。
（6）双隔膜电解池的结构示意简图如图所示，利用铅蓄电池电解硫酸钠溶液可以制取硫酸和氢氧化钠，并得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断正确的是____。
A．A溶液为氢氧化钠，B溶液为硫酸
B．C1极与铅蓄电池的PbO2电极相接、C2极与铅蓄电池的Pb电极相接
C．当C1极产生标准状况下11.2 L气体时，铅蓄电池的负极增重49g
D．该电解反应的总方程式可以表示为：2Na2SO4＋6H2O
2H2SO4＋4NaOH＋O2↑＋2H2↑
物质A ~ G有下图所示转化关系部分反应物、生成物未列出)。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到气体B和固体C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。
请回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：B___________、G___________。
（2）反应②的化学方程式是__________________________________________________。
（3）利用电解可提纯C物质，现以碱性锌锰电池为外电源，在该电解反应中电解质溶液是_______________，阳极物质是______________。MnO2是碱性锌锰电池的正极材料，电池放电时，正极的电极反应式为_____________________________________________。
（4）将0.20 mol B和0.10 mol O2充入一个固定容积为5 L的密闭容器中，在一定温度并有催化剂存在下，进行反应①，经半分钟后达到平衡，测得容器中含D 0.18 mol，则vO（2）== ______________mol/L·min)；若温度不变，继续通入0.20 mol B和0.10 mol O2，则平衡________________移动填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡后，________mol < nD) < ________mol。
（5）写出F
G转化过程中，甲醛参与反应的化学方程式：_______________________________。
工业废水中常含有一定量的Cr2O，会对人类及生态系统产生很大损害，电解法是行之有效的除去铬的方法之一。该法用Fe和石墨作电极电解含Cr2O
的酸性废水，最终将铬转化为Cr(OH)3沉淀，达到净化目的。某科研小组利用以上方法处理污水，设计了熔融盐电池和污水电解装置如下图所示。
（1）Fe电极为 （填“M”或“N”）；电解时 (填“能”或“不能”)否用Cu电极来代替Fe电极，理由是 。
（2）阳极附近溶液中，发生反应的离子方程式是
阴极附近的沉淀有 。
（3）图中熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。已知，该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4–8e–+4CO32–==5CO2+2H2O，则正极的电极反应式为 。
（4）实验过程中，若电解池阴极材料质量不变，产生4.48L（标准状况）气体时，熔融盐燃料电池消耗CH4的体积为 L（标准状况）。
(15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。
（1）利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为__________溶液（填化学式），阳极电极反应式为__________ ，电解过程中Li+向_____电极迁移（填“A”或“B”）。
（2）利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为____________________________________，铁渣中铁元素的化合价为___________，在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO2的体积为1.344L（标准状况），则钴氧化物的化学式为__________。
化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
（1）利用“化学蒸气转移法”提纯金属钨的反应原理为W(s)＋I2(g)
WI2(g)。该反应在石英真空管中进行，如下图所示：
①该反应的平衡常数表达式K＝_______，若K＝1/2，向某恒容密闭容器中加入1mol I2(g)和足量W(s)，反应达到平衡时I2(g)的转化率为__________。
②该反应的△H____0（填“＞”或“＜”），上述反应体系中可循环使用的物质____。
③能够说明上述反应已经达到平衡状态的有_________（填序号）。
a．I2与WI2的浓度相等
b．W的质量不再变化
c．容器内混合气体的密度保持不变
d．单位时间内，金属钨消耗的物质的量与碘化钨生成的物质的量相等
（2）利用“隔膜电解法”处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，总反应式为2CH3CHO＋H2O
CH3CH2OH＋CH3COOH，实验室中，以一定浓度的乙醛和Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。
①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入__________(填化学式)。
②电解池阳极区的电极反应式为_________________。
③在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3000 mg·L-1的废水，可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后一位)。
二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放。
（1）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：
已知：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝-a kJ·mol－1；
CH3OH(g)＝CH3OH(l) △H＝-b kJ·mol－1；
2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H＝-c kJ·mol－1；
H2O(g)＝H2O(l) △H＝-d kJ·mol－1，
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为：_____________________________。
（2）在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 molCO2和3mol H2，发生的反应为：
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)△H＝-a kJ/mol（a＞0）， 测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①能说明该反应已达平衡状态的是________。（选填编号）
A．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗1.2mol H2，同时生成0.4molH2O
D．该体系中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1，且
保持不变
②计算该温度下此反应的平衡常数K＝_______。（保留两位有效数字）。若改变条件 （填选项），可使K＝1。
A．增大压强
B．增大反应物浓度
C．降低温度
D．升高温度
E．加入催化剂
（3）某甲醇燃料电池原理如图1所示。
①M区发生反应的电极反应式为_______________________________。
②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解的总反应离子方程式为： 。假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为______________（忽略溶液体积变化）。
（1）在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应：A(g)+B(g)
2C(g) ΔH < 0。t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程如图。下列说法正确的是 （填序号字母）
a．0～t1时，v正>v逆 ，t2时，v逆>v正
b．混合气体的密度不再改变时，Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡
c．t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加C
d．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数Ⅰ<Ⅱ
（2）工业上常用CO2和NH3通过如下反应合成尿素[CO(NH2)2]。
t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10 molCO2和0. 40 molNH3，70 min开始达到平衡。反应中CO2 ( g)的物质的量随时间变化如下表所示:
| 时间／min |
0 |
20 |
70 |
80 |
100 |
| n(CO2) ／mol |
0.10 |
0.060 |
0.020 |
0.020 |
0.020 |
①20 min时，平均反应速率υ (CO2 )= mol/L·min。
②在100 min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0. 050 mo1CO2和0. 20 molNH3，重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
③上述可逆反应的平衡常数为_ (保留一位小数)。
④下图所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素〔CO(NH2)2〕的碱性溶液制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为 ，
（3）CH4燃料电池，装置示意如图（A、B为多孔性碳棒）。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。当 V="44.8" L时，电池总反应方程式为 ；用该电池为电源，以石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极均产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是________________。
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