【题目】[化学—选修2：化学与技术]粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为SiO2、Al2O3、CaO等。一种利用粉煤灰制取氧化铝的工艺流程如下：
（1）粉煤灰研磨的目的是_______________________。
（2）第1次过滤时滤渣的主要成分有__________、__________（填化学式，下同），第3次过滤时滤渣的成分是__________。
（3）在104℃用硫酸浸取时，铝的浸取率与时间关系如图1，适宜的浸取时间为__________h；铝的浸取率与
的关系如图2所示，从浸取率角度考虑，三种助溶剂NH4F、KF及NH4F与KF的混合物，在相同时，浸取率最高的是__________（填助溶剂化学式）；用含氟的化合物作这种助溶剂的缺点是__________（举一例）。
（4）流程中循环使用的物质有__________。（填化学式）
（5）用盐酸溶解硫酸铝晶体，再通入HCl气体，析出AlCl3·6H2O，请简要说明该过程能够发生的原因____________________。
（6）用粉煤灰制取含铝化合物的主要意义是____________________。
【答案】（1）增大反应物的接触面积，提高浸取速率和浸取率
（2）SiO2；CaSO4；Al(OH)3
（3）2NH4F生产过程中会产生污染环境的HF及NH3
（4）H2SO4；NH4Cl（或NH3和HCl）
（5）通入HCl 使AlCl3·6H2O达到饱和，而Al2(SO4)3不饱和
（6）是废弃固体资源化利用
【解析】
试题分析：粉煤灰的主要氧化物组成为SiO2、Al2O3、CaO等，加入硫酸溶液使Al2O3溶解，CaO通过反应生成CaSO4，CaSO4微溶，大部分CaSO4和SiO2一起成为滤渣，过滤后将滤液冷却结晶得Al2（SO4）3，用盐酸溶解Al2（SO4）3，再通入氯化氢得AlCl36H2O晶体和硫酸溶液，过滤得硫酸溶液可以再循环利用，AlCl36H2O晶体溶解后得氯化铝溶液中通入氨气得氢氧化铝沉淀和氯化铵溶液，氯化铵溶液可以循环利用，氢氧化铝沉淀受热分解生成Al2O3。
（1）粉煤灰研磨的目的是增大反应物的接触面积，提高浸取速率和浸出率；
（2）通过上面的分析可知，第1次过滤时滤渣的主要成分有SiO2和 CaSO4，第3次过滤时滤渣的成分是Al（OH）3；
（3）根据图1可知，2h时铝的浸出率达到最大值，所以适宜的浸取时间为2h，根据图2可知，在n(助溶剂)/n(粉煤灰)相同时，NH4F助溶剂对铝的浸出率最高，用含氟的化合物作这种助溶剂的缺点是生产过程中会产生污染环境的HF和NH3等；
（4）根据上面的分析可知，流程中循环使用的物质有H2SO4和NH4Cl。
（5）用盐酸溶解硫酸铝晶体，再通入HCl气体，析出AlCl36H2O，该过程能够发生的原因是通入氯化氢使AlCl36H2O达到饱和，而硫酸铝不饱和，便于AlCl36H2O析出；
（6）用粉煤灰制取含铝化合物的主要意义在于使废弃固体资源化利用。
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【题目】近来, 科学家研制了一种新型的乙醇电池（DEFC）, 它用磺酸类质子作溶剂, 在200℃左右时供电, 乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全。电池总反应式为: C2H5OH+3O2 
2CO2+3H2O。下列说法不正确的是
A．C2H5OH在电池的负极上参加反应 B．1 mol乙醇被氧化转移6 mol电子
C．在外电路中电子由负极沿导线流向正极 D．电池正极得电子的物质是O2
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【题目】砷（As）是第四周期第VA族元素，它在自然界中的含量不高，但人类认识它、研究它的历史却很长。
(1)已知H3AsO3是两性偏酸性的化合物，H3AsO3中As的化合价为_____，它与足量硫酸反应时生成盐的化学式为_______________。Na2HAsO3溶液呈碱性，原因是_________________（用离子方程式表示），该溶液中c（H2AsO3-） _____c（AsO33-）（填”>”、“<”或“=”）。
（2）砷在自然界中主要以硫化物形式（如雄黄As4S4、雌黄As2S3等）存在。
①工业上以雄黄为原料制备砷、鉴定砒霜（As2O3）的原理如下图：
反应a产生的废气直接排放可能带来的环境问题是__________ _____，请写出反应b的化学方程式：_________________________。
②雌黄可被浓硝酸氧化为H3AsO4与S，硝酸被还原为NO2，反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为_________。
③向c（As3+）=0.01mol/L的工业废水中加入FeS固体至砷完恰好完全除去（小于1×10-5mol/L），则此时c（Fe2+）=_____mol/L。（已知Ksp（As2S3）=1×10-22，Ksp（FeS）=6×10-18）
（3）某原电池装置如右图，电池总反应为AsO43-+2I－+H2O
AsO33-+I2+2OH－当P池中溶液由无色变成蓝色时，正极上的电极反应式为_______________。当电流计指针归中后向Q池中加入一定量的NaOH，则电子由_____（填“P”或“Q”）池流出。
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【题目】为了研究化学反应X+Y=Z的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有X的试管中滴加试剂Y时，看到U型管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：
（1）该反应为______反应（填“放热”或“吸热”）。
（2）X和Y的总能量比Z的总能量_______（填“高”或“低”）。
（3）物质中的化学能通过_____转化成_______释放出来。
（4）反应物化学键断裂吸收的能量____于生成物化学键形成放出的能量（填“高”或“低”）。
（5）己知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收能量496kJ，水蒸气中1molH-O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH-H键断裂时吸收能量为_________。
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【题目】锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiCIO4。溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。
回答下列问题：
（1）外电路的电流方向是由____极流向____极。（填字母）
（2）电池正极反应式为__ __。
（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？____（填“是”或“否”），原因是_________ ___。
（4）MnO2可与KOH和KClO3，在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_______________。
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【题目】某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成N、C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。图2中，A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气和MnCl2等。
（1）甲同学实验中选用的物质化学式为：A___________，B__________，C___________；
（2）C处反应的离子方程式为________________________ ；
（3）写出乙同学的实验中圆底烧瓶中发生反应的化学方程式______________________ ；
（4）A处反应的离子方程式为_________________________；
（5）B处的实验现象为 ___________________________。
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【题目】利用含铜、铁的粗锌制备硫酸锌及相关物质。工艺流程图及有关数据如下：
物质 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 | Fe(OH)3 | ZnS | CuS |
Ksp | 5.0×10－20 | 2.0×10－16 | 4.0×10－38 | 1.2×10－23 | 8.5×10－45 |
请回答下列问题：
（1）粗锌中的铜与混酸的稀溶液反应的化学方程式为__________________________，图中处理气体X要能够体现绿色化学思想，还需补充气体______（填化学式）。
（2）若溶液I中c(Cu2＋)为0.05mol·L－1，则溶液II中c(Fe3＋)＞____mol·L－1。
（3）若固体A是Zn，取9.61 g固体C溶解于足量的500mL 2 mol·L－1稀硝酸中，共收集到标准状况下2.24L的气体，向所得溶液中加入2 mol·L－1NaOH溶液，则当生成沉淀最多时，沉淀的质量为_____g；若固体A是另一种物质，取部分固体C于试管中，加入盐酸产生有臭鸡蛋味气体，则该反应的离子方程式为________________________。
（4）溶液Ⅲ经过蒸发浓缩、____________、过滤、洗涤、干燥，即得到较纯净的硫酸锌晶体；溶液还可以制备ZnS，实际选择的是（NH4）2S溶液而不是Na2S溶液作为反应物，理由是后者制得的ZnS含有较多的杂质，则该杂质是____________（填化学式）。
（5）金属锌常用作酸性干电池的负极，干电池不使用时，由于负极与电解质溶液接触而发生自放电反应：2NH4＋＋Zn＝2NH3＋H2↑＋Zn2＋，造成电量自动减少。写出铅蓄电池不使用时，其正极上发生自放电的化学方程式__________________________。
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【题目】某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如下图所示装置进行有关实验。
（1）装置A中发生反应的化学方程式为____________________________。
（2）装置D中试管口放置的棉花应浸一种溶液，这种溶液是________，其作用是________________________。
（3）装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是_______________，
（4）实验中，取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L－1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，反应完毕时，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余，其原因是______________________。
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【题目】（1）工业上用FeCl3溶液刻蚀铜的线路板，反应为Cu+2FeCl3= CuCl2+ 2FeCl2 依据此氧化还原反应，设计成原电池。现给出铁棒、铜棒、石墨电极，原电池的负极为 ，正极电极反应方程式 ，若负极减重6.4克，则电路中转移电子的物质的量为 。
（2）在一密闭的2L的容器里装有4mol SO2和2mol O2,在一定条件下开始反应。2min末测得容器中共有5.6mol 气体,试计算：
（1）2min末SO3的浓度 。
（2）用SO2表示该反应的平均反应速率 。
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