[化学——选修2：化学与技术](15分)某地煤矸石经预处理后含SiO2( 63%)、Al2O3( 25%) 、Fe2O3(5%)及少量钙镁的化合物等，一种综合利用煤矸石的工艺流程如下图所示。
（1）写出“酸浸”过程中主要反应的离子方程式（任写一个）： 。
（2）物质X足量时，“转化”过程中发生反应的有关离子方程式为 。
（3）已知Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.7，A13+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得Al( OH)3产品，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO3一种试剂，后续的操作过程是 ，然后再加入CaCO3，调节pHCaCO3若只pH到5.4，过滤得到Al( OH)3 。
（4）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向A1Cl3饱和溶液中不断通入HC1气体，可析出大量A1Cl3·6H2O晶体。结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因： 。
（5）工业上电解冶炼铝的原料用Al2O3而不用A1Cl3其原因是 。电解Al2O3冶炼铝时，阳极材料是 ，阳极需要定期更换，其原因是 。
（15分）二氧化氯( ClO2)是一种极易爆炸的强氧化性气体，在生产和使用时必须尽量用“隋性”气体进行稀释，并尽可能防止震动和避光。因此，二氧化氯的制备方法一直是科学家长期寻求解决的问题，目前比较理想的方法是用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得。已知，ClO2在常温下是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为一59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO2.
（1）A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等，请写出该反应的化学方程式： 。A装置必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、 。
（2）B装置必须放在冰水浴中，其原因是 。
（3）反应后在装置C中可得NaClO2溶液。已知（1）NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2.3H2O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2，温度高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl;NaClO2的溶解度曲线如图2所示，请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤：
①减压，55℃蒸发结晶；② ；③ ；④低于60℃干燥；得到成品。
（4）ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了下列实验：
步骤1：量取ClO2溶液10 mL，稀释成100 mL试样。
步骤2：量取V1 mL试样加入到锥形瓶中，调节试样的pH≤2.0，加入足量的Ⅺ晶体，摇匀，在暗处静置30 min。
步骤3：以淀粉溶液作指示剂，用c mol∙L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2 mL。（已知I2+2S2O32- =2I- +S4O62－）
①若步骤2中未将锥形瓶“在暗处静置30min”，立即进行步骤3，则测定的结果可能（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
②上述步骤3中滴定终点的现象是 。
③根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为 g-L一1，（用含字母的代数式表示）。
（14分）工业上由焦炭或夭然气制氢气的过程中会产生一氧化碳。为了除去氢气中混有的一氧化碳，可在催化剂存在的条件下将一氧化碳与水蒸气发生反应：
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H=-41.0 kJ·mol-l .
该反应在工业上被称为“一氧化碳变换”。
（1）写出该反应的平衡常数表达式：K= ；K ( 200℃ ) K ( 300℃ ) (填 “>”、“=”或“<”）。
（2）在773K时，一氧化碳发生反应的平衡常数K=9，如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020·mol-l ，则在此反应条件下一氧化碳的转化率为 。
（3）某工业合成氨的原料气组成为：H2 40%、N2 20%、CO 30%、CO210%（均为体积分数）。现采用“一氧化碳变换”法，向上述原料气中加入水蒸气，以除去其中的CO。已知不同温度及反应物投料比（
）下，变换后平衡混合气体中CO的体积分数如下表所示：
CO的体积分数/% 投料比 温度/℃ |
|
|
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200 | 1.70 | 0.21 | 0.02 |
250 | 2.73 | 0.30 | 0.06 |
300 | 6.00 | 0.84 | 0.43 |
350 | 7.85 | 1.52 | 0.80 |
①从表中数据可以得到控制不同条件时CO的转化率的变化规律。能使CO的转化率升高，可改变的条件是 、 。
②温度是一氧化碳变换工艺中最重要的工艺条件，实际生产过程中将温度控制在300℃左右，其原因是 。
③温度为300℃、=1时，反应后的平衡混合气体中CO2的体积分数是 。（结果保留3位有效数字）o
（14分）汽车尾气中CO、NOx以及燃煤废气中的SO2都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义。
（1）氧化一还原法消除NOx的转化如下：
①反应I为NO +O3=NO2+O2，生成标准状况下11.2 L O2时，转移电子的物质的量是 mol。
②反应Ⅱ中，当n( NO2)：n[CO(NH2)2]=3：2时，氧化产物与还原产物的质量比为______
（2）使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和NOx，转化过程中发生反应的化学方程式为CO+ NOx →N2 +CO2（未配平），若x=1.5，则化学方程式中CO2和N2的化学计量数比为 。
（3）吸收SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下（Ce为铈元素）。装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3－、NO2－，请写出生成等物质的量的NO3－和NO2－时的离子方程式 .
（4）装置Ⅲ的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得Ce4+再生，再生时生成的Ce4+在电解槽的 （填“阳极”或“阴极”），同时在另一极生成S2O42一的电极反应式为 。
（5）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO2－的浓度为ag．L－1，要使1m3该溶液中的NO2－完全转化为NH4NO3，至少需向装置Ⅳ中通人标准状况下的氧气 L（用含a代数式表示，结果保留整数）。
已知：①CH3OH(g) +3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=－akJ·mol一1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=－bkJ·mol一1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O（1） △H=－ckJ·mol一1
则下列叙述正确的是
A．由上述热化学方程式可知b>c
B．甲烷的燃烧热为bkJ/mol
C．2CH3OH(g)=2CH4(g) +O2(g) △H=2(b一a)KJ∙ mol一1
D．当甲醇和甲烷物质的量之比为1:2时，其完全燃烧生成CO2和H2O（1）时，放出的热量为Q kJ，则该混合物中甲醇的物质的量为Q/(a+2b) mol
已知25℃时，Mg( OH)2的溶度积常数Ksp=5.6 ×l0-12．取适量的MgCl2溶液，加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得溶液的pH=13.0，则下列说法不正确的是
A．所得溶液中的c (H+) =10-13 mol．L-1
B．所得溶液中由水电离产生的c（OH -）= 10－13 mol．L-1
C．所得溶液中的c (Mg2+) =5.6×l0-10 mol．L-1
D．所加烧碱溶液的pH=13.0
