2．某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO₂，用NaClO₃和草酸（H₂C₂O₄）恒温在60℃时反应制得．

（1）反应过程中需要对A容器进行加热，加热的方式为水浴加热；加热需要的玻璃仪器除酒精灯外，还有温度计、大烧杯；
（2）反应后在装置C中可得亚氯酸钠（NaClO₂）溶液．已知NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时，析出的晶体是NaClO₂•3H₂O，在温度高于38℃时析出的是NaClO₂．根据图2所示NaClO₂的溶解度曲线，请完成从NaClO₂溶液中制得NaClO₂的操作步骤：①蒸发浓缩；②冷却（大于38℃）结晶；③洗涤；④干燥．
（3）目前我国已成功研制出利用NaClO₂制取二氧化氯的新方法，将Cl₂通入到NaClO₂溶液中，现制取270kg二氧化氯，需要亚氯酸钠的质量是362kg．
（4）ClO₂和Cl₂均能将电镀废水中的剧毒CN^-氧化为无毒物质，自身被还原为Cl^-．处理含CN^-相同量的电镀废水，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的2.5倍．

1．铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe₂（OH）_n（SO₄）${\;}_{\frac{3-n}{2}}$]_m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾K₂FeO₄是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，某化学探究小组设计如下方案制备上述两种产品，请回答下列问题：

（1）若A物质为水，一定条件下可得铁的固体氧化物Fe₃O₄，检验Fe₃O₄中铁的化合价，应使用的试剂是ACD（填标号）．
A．稀硫酸     B．稀硝酸    C．KSCN溶液    D．酸性高锰酸钾溶液
（2）在溶液Ⅰ中加入NaClO₃，写出其氧化Fe²⁺的离子方程式6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
（3）Fe₂O₃与KNO₃和KOH的混合物加热共融可制得K₂FeO₄．完成并配平下列化学方程式：
□Fe₂O₃+□KNO₃+□KOH-□K₂FeO₄+□KNO₂+□H₂O
该反应中的氧化剂是KNO₃，每生成1mol K₂FeO₄转移3mol电子．
（4）为测定溶液I中铁元素的总含量，实验操作：准确量取20.00mL溶液I于带塞锥形瓶中，加入足量H₂O₂，调节pH＜3，加热除去过量H₂O₂；加入过量KI充分反应后，再用 0.1000mol•L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL．
已知：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂              I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
①写出滴定选用的指示剂淀粉，滴定终点观察到的现象溶液由蓝色变无色且半分钟不变色．
②溶液I中铁元素的总含量为5.6g•L^-1．若滴定前溶液中H₂O₂没有除尽，所测定的铁元素的含量将会偏高（填“偏高”、“偏低”、“不变”）．

20．某兴趣小组同学设计了如下装置（其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出），用加热苯甲酸、浓H₂SO₄和乙醇混合物的方法来制备苯甲酸乙酯，并检验反应的部分副产物．且苯甲酸乙酯的沸点为213℃，乙醚的沸点为34.6℃．
（1）关闭活塞a、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备苯甲酸乙酯．仪器E的作用是冷凝回流．
（2）上述反应的副产物可能有：乙醚（CH₃CH₂-O-CH₂CH₃）、乙烯、SO₂、水等．
①打开活塞a，在竖直冷凝管上方塞上塞子，通过B、C、D装置检验SO₂和乙烯．已知C中盛放的试剂是NaOH溶液，B、D中应盛放的试剂依次分别是品红溶液、高锰酸钾溶液或溴的四氯化碳溶液．
②有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“-CH₂CH₃”，来确定副产物中存在乙醚．请你对该同学的观点进行评价：不可以，产物苯甲酸乙酯也含有“-CH₂CH₃”．
（3）通过下列实验方案，可以提纯苯甲酸乙酯．
①为除去产品中杂质，先将三口烧瓶中残液倒入盛有冷水的烧杯中，并加入饱和碳酸钠溶液．
②用分液法可分离上述有机层和水层，分液完成后，取出有机层的操作是将有机层从上口倒入一个干燥的锥形瓶中．
③向锥形瓶中加入适量豆粒大小的无水氯化钙干燥剂，至醚层澄清透明；过滤得醚层，然后将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中蒸馏，蒸馏过程中控制的温度为34.6℃．

19．已知下列数据：

物质	熔点（℃）	沸点（℃）	密度（g•cm-3）
乙醇	-117.0	78.0	0.79
乙酸	16.6	117.9	1.05
乙酸乙酯	-83.6	77.5	0.90

某学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下：
①配制2mL浓硫酸、3mL乙醇（含18O）和2mL乙酸的混合溶液．
②按如图所示连接好装置（装置气密性良好）并加入混合液，用小火均匀加热3～5min．
③待试管乙收集到一定量产物后停止加热，撤出试管乙并用力振荡，然后静置分层．
④分离出乙酸乙酯，洗涤、干燥．
（1）配制①中混合溶液的方法为应先加入乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸，最后加入冰醋酸；
反应中浓硫酸的作用是催化剂 吸水剂；写出制取乙酸乙酯的化学方程式：CH₃COOH+C₂H₅OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃COOC₂H₅+H₂O．
（2）上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是BC（填字母）．
A．中和乙酸和乙醇  B．中和乙酸并吸收乙醇  C．减少乙酸乙酯的溶解  D．加速酯的生成，提高其产率
（3）步骤②中需要小火均匀加热，其主要理由是减少乙酸乙醇的挥发，减少副反应的发生；步骤③所观察到的现象是试管乙中的液体分成上下两层，上层无色，下层为红色液体，振荡后下层液体的红色变浅；
欲将乙试管中的物质分离以得到乙酸乙酯，必须使用的仪器有分液漏斗；分离时，乙酸乙酯应从仪器上口倒（填“下口放”或“上口倒”）出．
（4）该同学反复实验，得出乙醇与乙酸的用量和得到的乙酸乙酯生成量如表：

实验	乙醇（mL）	乙酸（mL）	乙酸乙酯（mL）
①	2	2	1.33
②	3	2	1.57
③	4	2	x
④	5	2	1.76
⑤	2	3	1.55

表中数据x的范围是1.57＜X＜1.76；实验①②⑤探究的是增加乙醇或乙酸的用量对酯产量的影响．

18．草酸是一种重要的化工原料，常用于有机合成，它属于二元弱酸，易溶于乙醇、水，微溶于乙醚．以甘蔗碎渣（主要成分为纤维素）为原料制取草酸的工艺流程如图：

已知：NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O．
回答下列问题：
（1）步骤①水解液中所含主要有机物为CH₂OH（CHOH）₄CHO（写结构简式），浸取时要想提高水解速率除可减小甘蔗碎渣粒度外，还可采取的措施是适当升高温度；浸取时硫酸浓度不宜过高，其原因是甘蔗碎渣会被炭化．
（2）步骤②会生成草酸，硝酸的还原产物为NO₂和NO且n（NO₂）：n（NO）=3：1，则反应的离子方程式为C₆H₁₂O₆+12H⁺+12NO₃^-$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$3H₂C₂O₄+9H₂O+3NO↑+9NO₂↑，生成的NO₂及NO若被NaOH溶液完全吸收，则产物中的两种盐n（NaNO₂）：n（NaNO₃）=3：1．
（3）步骤③的主要目的是使葡萄糖充分氧化为草酸．
（4）设计步骤⑦和⑧的目的分别是除去草酸表面水分、除去乙醇，使其快速干燥．
（5）为了确定产品中H₂C₂O₄•2H₂O的纯度，称取10.5g草酸样品，配成250mL溶液，每次实验时准确量取20.00mL草酸溶液，加入适量的稀硫酸，用0.10mol•L^-1的KMnO₄标准溶液滴定．平行滴定三次，消耗KMnO₄标准溶液的体积平均为26.00mL．则产品中H₂C₂O₄•2H₂O的质量分数为97.5%．

17．高铁酸钾（K₂FeO₄）是具有紫色光泽的粉末、它是一种集氧化、吸附、凝集、杀菌、除藻及新高型高效多功能于一体的水处理剂．其生产工艺如图1所示

已知：干燥的高铁酸钾在198℃是稳定的，受强热易分解变质
根据以上信息，请同答下列问题：
（1）高铁酸钾中铁元素化合价为+6；为防止高铁酸钾变质，应在低温、干燥 环境中保存
（2）反应a应在温度较低的情况下进行，因温度较高时，KOH与Cl₂反应生成KClO₃，写出在温度较高时KOH溶液与Cl₂发生反应的离子方程式2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O．当反应中有2mol电子转移时，消耗的Cl₂在标况下体积44.8L
（3）在溶液I中加入KOH固体的目的是A（填编号）．
A．与溶液I中过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO
B．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率
C．为下一步反应提供碱性的环境
D．使KClO₃转化为KClO
如何判定晶体已洗涤干净？取最后一次洗涤液，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，无白色沉淀生成
（4）高铁酸钾（K₂FeO₄）作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，配平该反应的离子方程
式：4 FeO₄^2-+10 H₂O=4 Fe（OH）₃（胶体）+3O₂↑+8OH^-．
（5）从环境保护的角度看，制备K₂FeO₄较好的方法为电解法，其装置如图2所示．电解过程中阳极的电极反应式为Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O．
（6）高铁电池是一种新型二次电池，电解液为碱溶液，其反应式为：3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4KOH?3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O，放电时电池的负极反应式为Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂．

16．利用某含铬废液[含较低浓度的Na₂Cr₂O₇、Fe₂（SO₄）₃]制备K₂Cr₂O₇流程如下：Ⅰ．用NaOH溶液调pH至3.6，产生红褐色沉淀，过滤；
Ⅱ．向滤液中加入Na₂SO₃，一定操作后分离出Na₂SO₄；
Ⅲ．将分离出Na₂SO₄后的溶液调pH约为5，得到Cr（OH）₃沉淀；
Ⅳ．在KOH存在条件下，向Cr（OH）₃中加入足量H₂O₂溶液，得到黄色溶液；
Ⅴ．向黄色溶液中加入物质A后，溶液变为橙红色，一定操作后得到K₂Cr₂O₇固体；
Ⅵ．测定K₂Cr₂O₇固体的纯度．
已知：Cr₂O₇^2-（橙红色）+H₂O?2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺
（1）步骤Ⅰ中红褐色沉淀的化学式是Fe（OH）₃．
（2）步骤Ⅱ中加入Na₂SO₃的目的是将+6价的Cr还原为+3价．
（3）步骤Ⅳ中反应的离子方程式是2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O．
（4）步骤Ⅴ中加入的物质A可以是c．（填序号）
a．KOH        b．K₂CO₃       c．H₂SO₄        d．SO₂
（5）步骤Ⅵ的操作是：取0.45g K₂Cr₂O₇产品配成溶液，酸化后滴入18.00mL，.50mol/L的FeSO₄溶液，恰好使Cr₂O₇^2-完全转化为Cr³⁺．产品中K₂Cr₂O₇的纯度是98%．（注：K₂Cr₂O₇的摩尔质量为294g/mol）
（6）向橙红色的K₂Cr₂O₇溶液中，滴加Ba（NO₃）₂溶液，产生黄色沉淀，溶液pH减小．试推测黄色沉淀是BaCrO₄，溶液pH变小的原因是K₂Cr₂O₇溶液中存在平衡：Cr₂O₇^2-（橙红色）+H₂O?2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺，加入Ba（NO₃）₂溶液后，产生BaCrO₄沉淀，c（CrO₄^2-）降低，平衡正向移动，c（H⁺）增大．

15．某实验小组利用Fe₂O₃、Cu₂O的混合物制取较纯净的胆矾（CuSO₄•5H₂O），实验方案如下：

（1）稀硫酸溶解混合物时发生反应的离子方程式为：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、Fe₂O₃+2H⁺═Fe²⁺+H₂O、、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺．
（2）溶液乙中加入适量CuO时发生反应的离子方程式为3CuO+2Fe³⁺+3H₂O═2Fe（OH）₃+3Cu²⁺．
（3）操作Ⅰ主要包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、晾干等步骤．
（4）实验室还可以利用沉淀丙制取FeCO₃，流程如下：

写出上述转化过程①、②、③中发生反应的离子方程式：
过程①：Fe（OH）₃+3H⁺═Fe³⁺+3H₂O．
过程②：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺．
过程③：2HCO₃^-+Fe²⁺═FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O．

14．工业上制备BaCl₂的工艺流程图如下：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO₄）对工业过程进行模拟实验．查表得：
BaSO₄（s）+4C（s）$\stackrel{高温}{?}$4CO（g）+BaS（s）△H₁=+571.2kJ•mol^-1     ①
BaSO₄（s）+2C（s）$\stackrel{高温}{?}$2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=+226.2kJ•mol^-1     ②
（1）流程图中气体用过量的NaOH溶液吸收，得到一种钠盐．写出该盐发生水解的离子方程式S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-．
（2）向0.1mol/L BaCl₂溶液中加入一定量的AgNO₃溶液和KBr溶液，当两种沉淀共存时，$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=2.7×10^-3，则K_sp（AgBr）=5.4×10^-13．[已知：K_sp（AgCl）=2.0×10^-10]
（3）反应2CO（g）$\stackrel{高温}{?}$C（s）+CO₂（g）的△H=-172.5kJ•mol^-1．

13．火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NO_x）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染．对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的．
（1）脱硝．利用甲烷催化还原NO_x：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-1160kJ•mol^-1
甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867 kJ/mol．
（2）脱碳．将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₃
①取五份等体积的CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH₃OH） 与反应温度T的关系曲线如图1所示，则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₃＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，进行上述反应．测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．试回答：0～10min内，氢气的平均反应速率为0.225mol/（L•min）；该温度下，反应的平衡常数的值为$\frac{16}{3}$；第10min后，向该容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，则再次达到平衡时CH₃OH（g）的体积分数增大（填变大、减少、不变）．

（3）脱硫．某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥．①室温下，a mol/L的（NH₄）₂SO₄水溶液的pH=5，原因是溶液中存在平衡NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺（用离子方程式表示）．并计算该平衡的平衡常数表达式为$\frac{1{0}^{-5}×（1{0}^{-5}-1{0}^{-9}）}{（2a+1{0}^{-9}-1{0}^{-5}）}$（用含代数a的较为精确的数学表达式表示，不必化简，不做近似运算）．
②在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c（Na⁺）+c（H⁺）＜c（NO₃^-）+c（OH^-）（填写“＞”“=”或“＜”）．