1 . MnO₂是重要的化工原料，山软锰矿制备MnO₂的一种工艺流程如图：

资料：①软锰矿的主要成分为MnO₂，主要杂质有Al₂O₃和SiO₂
②金属离于沉淀的pH

	Fe3+	Al3+	Mn2+	Fe2+
开始沉淀时	1.5	3.4	5.8	6.3
完全沉淀时	2.8	4.7	7.8	8.3

③该工艺条件下，MnO₂与H₂SO₄反应。
(1)溶出
①溶出前，软锰矿需研磨。目的是____。
②溶出时，Fe的氧化过程及得到Mn²⁺的主要途径如图所示：

i.步骤II是从软锰矿中溶出Mn²⁺的主要反应，反应的离子方程式是____。
ii.若Fe²⁺全部来自于反应Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，完全溶出Mn²⁺所需Fe与MnO₂的物质的量比值为2。而实际比值(0.9)小于2，原因是____。
(2)纯化。已知：MnO₂的氧化性与溶液pH有关。纯化时先加入MnO₂，后加入NH₃·H₂O，调溶液pH≈5，说明试剂加入顺序及调节pH的原因：____。
(3)电解。Mn²⁺纯化液经电解得MnO₂。生成MnO₂的电极反应式是____。
(4)产品纯度测定。向ag产品中依次加入足量bgNa₂C₂O₄和足量稀H₂SO₄，加热至充分反应。再用cmol·L^-1KMnO₄溶液滴定剩余Na₂C₂O₄至终点，消耗KMnO₄溶液的体积为dL(已知：MnO₂及MnO均被还原为Mn²⁺。相对分子质量：MnO₂-86.94；Na₂C₂O₄-134.0)
产品纯度为____(用质量分数表示)。

2 . 氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。
（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H₂和CO₂，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______________。
②已知反应器中还存在如下反应：
i.CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g) ΔH₁
ii.CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g) ΔH₂
iii.CH₄(g)=C(s)+2H₂(g) ΔH₃
……
iii为积炭反应，利用ΔH₁和ΔH₂计算ΔH₃时，还需要利用__________反应的ΔH。
③反应物投料比采用n（H₂O）∶n（CH₄）=4∶1，大于初始反应的化学计量数之比，目的是________________（选填字母序号）。
a.促进CH₄转化       b.促进CO转化为CO₂ c.减少积炭生成
④用CaO可以去除CO₂。H₂体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如下图所示。从t₁时开始，H₂体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率_______（填“升高”“降低”或“不变”）。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：____________________________。

（2）可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K₁或K₂，可交替得到H₂和O₂。

①制H₂时，连接_______________。
产生H₂的电极反应式是_______________。
②改变开关连接方式，可得O₂。
③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：________________________。

3 . 水煤气变换[CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
（1）Shibata曾做过下列实验：①使纯H₂缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴(Co)，平衡后气体中H₂的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H₂（填“大于”或“小于”）。
（2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H₂O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H₂的物质的量分数为_________（填标号）。
A．＜0.25             B．0.25               C．0.25~0.50             D．0.50             E．＞0.50
（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。

可知水煤气变换的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E_正=_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。
（4）Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H₂分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的P_H2O和P_CO相等、P_CO2和P_H2相等。

计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率(a)=___________kPa·min⁻¹。467 ℃时P_H2和P_CO随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。489 ℃时P_H2和P_CO随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。

4 . 下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。

方法I	用氨水将转化为，再氧化成()
方法II	用生物质热解气(主要成分CO、、)将在高温下还原成单质硫
方法III	用溶液吸收,再经电解转化为

（1） 方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中的化学反应为：


能提高燃煤烟气中去除率的措施有__________（填字母）。
A．增大氨水浓度                            B.升高反应温度
C.使燃煤烟气与氨水充分接触            D. 通入空气使HSO₃^-转化为SO₄^2-
采用方法Ⅰ脱硫，并不需要预先除去燃煤烟气中大量的，原因是________（用离子方程式表示）。
（2）方法Ⅱ重要发生了下列反应：
∆H=8.0kJ/mol
∆H=90.4kJ/mol
∆H=-566.0kJ/mol
∆H=-483.6kJ/mol
与反应生成的热化学方程式为_____________。
   
（3） 方法Ⅲ中用惰性电极电解溶液的装置如上图所示。阳极区放出气体的成分为______________。（填化学式）

5 . 利用光能和光催化剂，可将CO₂和H₂O(g)转化为CH₄和O_2.紫外光照射时，在不同催化剂(I，II，III)作用下，CH₄产量随光照时间的变化如图所示。

(1)在0-30小时内，CH₄的平均生成速率v_I、v_II和v_III从大到小的顺序为___________；反应开始后的12小时内，在第___________种催化剂的作用下，收集的CH₄最多。
(2)将所得CH₄与H₂O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)，该反应的。
①在下面坐标图中，画出反应过程中体系的能量变化图___________(进行必要的标注)。

②将等物质的量的CH₄和H₂O(g)充入1L恒容密闭容器，某温度下反应达到平衡，平衡常数K=27，此时测得CO的物质的量为0.10mol，求CH₄的平衡转化率__________(计算结果保留两位有效数字)。
(3)已知：CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(g) ，写出由CO₂生成CO的热化学方程式___________。

6 . 烟气(主要污染物SO₂、NO_x)经O₃预处理后用CaSO₃水悬浮液吸收，可减少烟气中SO₂、NO_x的含量。O₃氧化烟气中SO₂、NO_x的主要反应的热化学方程式为：
NO(g)＋O₃(g)=NO₂(g)＋O₂(g) △H=－200·9kJ·mol^－1
NO(g)＋1/2O₂(g)=NO₂(g) △H=－58．2kJ·mol^－1
SO₂(g)＋O₃(g)=SO₃(g)＋O₂(g) △H=－241·6kJ·mol^－1
（1）反应3NO(g)＋O₃(g)=3NO₂(g)的△H=_______mol·L^－1。
（2）室温下，固定进入反应器的NO、SO₂的物质的量，改变加入O₃的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO₂)和n(SO₂)随反应前n(O₃)：n(NO)的变化见下图。

①当n(O₃)：n(NO)＞1时，反应后NO₂的物质的量减少，其原因是__________。
②增加n(O₃)，O₃氧化SO₂的反应几乎不受影响，其可能原因是 _________。
（3）当用CaSO₃水悬浮液吸收经O₃预处理的烟气时，清液(pH约为 8)中SO₃^2－将NO₂转化为NO₂^－，其离子方程式为：___________。
（4）CaSO₃水悬浮液中加入Na₂SO₄溶液，达到平衡后溶液中c(SO₃^2－)=________[用c(SO₄^2－)、Ksp(CaSO₃)和Ksp(CaSO₄)表示]；CaSO₃水悬浮液中加入Na₂SO₄溶液能提高NO₂的吸收速率，其主要原因是_________。

7 . 直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO₂。
（1）用化学方程式表示SO₂形成硫酸型酸雨的反应：______________。
（2）在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式是________________________
（3）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃²﹣):n(HSO₃﹣)变化关系如下表:

n(SO₃²﹣)：n(HSO₃﹣)	91：9	1：1	1：91
pH	8.2	7.2	6.2

①上表判断NaHSO₃溶液显______性，用化学平衡原理解释：____________　
②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)：____________
a．c（Na^＋）=2c（SO₃^2-）＋c（HSO₃^－），
b．c（Na^＋）> c（HSO₃^－）> c（SO₃^2-）>c（H^＋）=c（OH^－）
c．c（Na^＋）+c（H^＋）= c（SO₃^2-）+ c（HSO₃^－）+c（OH^－）
(4)当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下：

①HSO₃^-在阳极放电的电极反应式是_______________。
②当阴极室中溶液pＨ升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理：__________

8 . NO_x（主要指NO和NO₂）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NO_x是环境保护的重要课题。
（1）用水吸收NO_x的相关热化学方程式如下：
2NO₂(g)+H₂O(l)=HNO₃(aq)+HNO₂(aq)     ΔH=−116.1 kJ·mol⁻¹
3HNO₂(aq)=HNO₃(aq)+2NO(g)+H₂O(l)     ΔH=75.9 kJ·mol⁻¹
反应3NO₂(g)+H₂O(l)=2HNO₃(aq)+NO(g)的ΔH=___________kJ·mol⁻¹。
（2）用稀硝酸吸收NO_x，得到HNO₃和HNO₂的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：____________________________________。
（3）用酸性(NH₂)₂CO水溶液吸收NO_x，吸收过程中存在HNO₂与(NH₂)₂CO生成N₂和CO₂的反应。写出该反应的化学方程式：____________________________________。
（4）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH₃与NO_x反应生成N₂。
①NH₃与NO₂生成N₂的反应中，当生成1 mol N₂时，转移的电子数为__________mol。
②将一定比例的O₂、NH₃和NO_x的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应（装置见图）。

反应相同时间NO_x的去除率随反应温度的变化曲线如图所示，在50～250 ℃范围内随着温度的升高，NO_x的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是____________________________；当反应温度高于380 ℃时，NO_x的去除率迅速下降的原因可能是___________________________。
。

9 . 碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末，反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液，反应方程式为（2−x）Al₂(SO₄)₃+3xCaCO₃+3xH₂O=2[（1−x）Al₂(SO₄)₃·xAl(OH)₃]+3xCaSO₄↓+3xCO₂↑，生成物（1−x）Al₂(SO₄)₃·xAl(OH)₃中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。
（1）制备碱式硫酸铝溶液时，维持反应温度和反应时间不变，提高x值的方法有___________________。
（2）碱式硫酸铝溶液吸收SO₂过程中，溶液的pH___________（填“增大”、“减小”、“不变”）。
（3）通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值，测定方法如下：
①取碱式硫酸铝溶液25.00 mL，加入盐酸酸化的过量BaCl₂溶液充分反应，静置后过滤、洗涤，干燥至恒重，得固体2.3300g。
②取碱式硫酸铝溶液2.50 mL，稀释至25 mL，加入0.1000 mol·L⁻¹EDTA标准溶液25.00 mL，调节溶液pH约为4.2，煮沸，冷却后用0.08000 mol·L⁻¹CuSO₄标准溶液滴定过量的EDTA至终点，消耗CuSO₄标准溶液20.00 mL（已知Al³⁺、Cu²⁺与EDTA反应的化学计量比均为1∶1）。
计算（1−x）Al₂(SO₄)₃·xAl(OH)₃中的x值____（写出计算过程）。

10 . 磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：

已知：磷精矿主要成分为Ca₅(PO₄)₃(OH)，还含有Ca₅(PO₄)₃F和有机碳等。
溶解度：Ca₅(PO₄)₃(OH)<CaSO₄·0.5H₂O
（1）上述流程中能加快反应速率的措施有__________。
（2）磷精矿粉酸浸时发生反应：
2Ca₅(PO₄)₃(OH)+3H₂O+10H₂SO₄10CaSO₄·0.5H₂O+6H₃PO₄
①该反应体现出酸性关系：H₃PO₄__________H₂SO₄（填“>”或“<”）。
②结合元素周期律解释①中结论：P和S电子层数相同，__________。
（3）酸浸时，磷精矿中Ca₅(PO₄)₃F所含氟转化为HF，并进一步转化为SiF₄除去。写出生成HF的化学方程式：__________。
（4）H₂O₂将粗磷酸中的有机碳氧化为CO₂脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因：____________________。

（5）脱硫时，CaCO₃稍过量，充分反应后仍有SO₄²⁻残留，原因是__________；加入BaCO₃可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是____________________。
（6）取a g所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用b mol·L⁻¹NaOH溶液滴定至终点时生成Na₂HPO₄，消耗NaOH溶液c mL，精制磷酸中H₃PO₄的质量分数是________。（已知：H₃PO₄摩尔质量为98 g·mol⁻¹）