【化学—选修2：化学与技术】（15分）
（1）天然水中含有细菌，其主要成分是蛋白质，写出两种家庭中能杀灭水中细菌的简单方法____________________、____________________。
（2）现有一杯具有永久硬度的水，其中主要含有MgCl2、CaCl2。利用下列试剂中的一部分或全部，设计软化该水的实验方案。
试剂：①Ca(OH)2溶液 ②NaOH溶液 ③饱和Na2CO3溶液 ④肥皂水
实验方案：（填写下表）
实验步骤 | 现象 | 离子方程式 |
①向硬水中加入Ca(OH)2溶液，直到__________为止。 |
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②继续向溶液中加入__________溶液，直到不再产生沉淀为止。 |
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③将上述混合物__________（填操作名称）。 | —— | —— |
（3）利用海水得到淡水的方法有蒸馏法、电渗析法等。电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示。
a接电源的__________极，I口排出的是__________（填“淡水”或“海水”）。
（4）在（3）中某口排出的浓海水中溴元素的质量分数为a%，现用氯气将其中的溴离子氧化为溴单质，则处理1000 t该浓海水需标准状况下的氯气的体积为__________m3。
（14分）目前“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。请回答 下列问题
I．甲烷自热重整是一种先进的制氢方法其反应方程式为：CH4(g) + H2O(g) =CO(g) + 3H2(g)
（1）阅读下图计算该反应的反应热ΔH = __________kJ/mol。
II．用CH4或其他有机物、O2为原料可设计成燃料电池。
（2）以CnH2nOn、O2为原料，H2SO4溶液为电解质设计成燃料电池则负极的电极反应式为___________。
（3）以CH4、O2为原料，100 mL 0.15 mol/L NaOH溶液为电解质设计成燃料电池，若放电时参与反应的氧气体积为448 mL（标准状况），产生的气体全部被溶液吸收，则所得溶液中溶质的成分及物质的量之比为_____，各离子浓度由大到小的顺序为_______________。
III．利用I2O5消除CO污染的反应为：5CO(g) + I2O5(s) =5CO2(g) + I2(s)，不同温度下，向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入4 mol CO，测得CO2的体积分数随时间t变化曲线如图。
请回答：
（4）T2时，0 ~ 0.5 min内的反应速率v(CO) = ____________________。
（5）T1时化学平衡常数K = ____________________。
（6）下列说法不正确的是____________________填字母序号）。
A．容器内气体密度不变表明反应达到平衡状态
B．两种温度下，c点时体系中混合气体的压强相等
C．d点时，增大体系压强，CO的转化率不变
D．b点和d点时化学平衡常数的大小关系：Kb < Kd
（15分）氢化锂（LiH）在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧。某活动小组准备使用下列装置制备LiH固体。
甲同学的实验方案如下：
（1）仪器的组装连接：上述仪器装置接口的连接顺序为____________________，加入药品前首先要进行的实验操作是__________（不必写出具体的操作方法）；其中装置B的作用是______________。
（2）添加药品：用镊子从试剂瓶中取出一定量金属锂（固体石蜡密封），然后在甲苯中浸洗数次，该操作的目的是________________________________________，然后快速把锂放入到石英管中。
（3）通入一段时间氢气后加热石英管，在加热D处的石英管之前，必须进行的实验操作________。
（4）加热一段时间后停止加热，继续通氢气冷却，然后取出LiH，装入氮封的瓶里，保存于暗处。采取上述操作的目的是为了避免LiH与空气中的水蒸气接触而发生危险。（反应方程式：LiH + H2O = LiOH + H2↑），分析该反应原理，完成LiH与无水乙醇反应的化学方程式______________________________________。
（5）准确称量制得的产品0.174g，在一定条件下与足量水反应后，共收集到气体470.4 mL（已换算成标准状况），则产品中LiH与Li的物质的量之比为____________________。
（6）乙同学对甲的实验方案提出质疑，他认为未反应的H2不能直接排放，所以在最后连接了装置E用来收集H2，请将E装置补充完整。
（14分）锌是一种常用金属，冶炼方法有火法和湿法。
I．镓（Ga）是火法冶炼锌过程中的副产品，镓与铝同主族且相邻，化学性质与铝相似。氮化镓（GaN）是制造LED的重要材料，被誉为第三代半导体材料。
（1）Ga的原子结构示意图为____________________。
（2）GaN可由Ga和NH3在高温条件下合成，该反应的化学方程式为______________
（3）下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是____________________（填字母序号）。
A．一定条件下，Ga可溶于盐酸和氢氧化钠
B．常温下，Ga可与水剧烈反应放出氢气
C．Ga2O3可由Ga(OH)3受热分解得到
D．一定条件下，Ga2O3可与NaOH反应生成盐
II．工业上利用锌焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）湿法制取金属锌的流程如图所示，回答下列问题：
已知：Fe的活泼性强于Ni
（4）ZnFe2O4可以写成ZnO·Fe2O3，写出ZnFe2O4与H2SO4反应的化学方程式_______________________。
（5）净化I操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe2+氧化；第二步是控制溶液pH，只使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。净化I生成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_____________________________________________________。
（6）净化II中加入Zn的目的是______________________________________________。
（7）常温下，净化I中，如果要使c(Fe3+) < 10-5 mol/L，则应控制溶液pH的范围为_______________________。已知：Ksp[Fe(OH)3] = 8.0 × 10-38；lg5 = 0.7
碱性硼化钒（VB2）—空气电池工作时反应为：4VB2 + 11O2 = 4B2O3 + 2V2O5。用该电池为电源，选用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图所示。当外电路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L气体（标准状况），则下列说法正确的是
A．VB2电极发生的电极反应为：2VB2 + 11H2O - 22e- = V2O5 + 2B2O3 + 22H+
B．外电路中电子由c电极流向VB2电极
C．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生
D．若B装置内的液体体积为200 mL，则CuSO4溶液的物质的量浓度为0.05 mol/L
下列实验操作能达到实验目的的是
选项 | 实验目的 | 实验操作 |
A | 检验蔗糖水解产物中的葡萄糖 | 取1 mL 20%蔗糖溶液，加入少量稀硫酸，水浴加热后取少量溶液，加入几滴新制Cu(OH)2，加热 |
B | 除去乙烷中混有的少量乙烯 | 将混合气体通入足量酸性KMnO4溶液中 |
C | 验证Mg(OH)2沉淀可以转化为Fe(OH)3沉淀 | 向2 mL 1 mol/L NaOH溶液中加入几滴1 mol/L MgCl2溶液，生成白色沉淀，再加入几滴1 mol/L FeCl3溶液 |
D | 硅酸胶体的制备 | 向Na2SiO3溶液（饱和溶液1 : 2用水稀释）中加入几滴酚酞，再逐滴滴入盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失 |
