【化学—化学与技术】
硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。
（1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在 的郊区（填标号）；
A．有丰富黄铁矿资源的城市 B．风光秀丽的旅游城市
C．消耗硫酸甚多的工业城市 D．人口稠密的文化、商业中心城市
（2）CuFeS2 是黄铁矿的另一成分，煅烧时CuFeS2 转化为CuO、Fe2O3和SO2，该反应的化学方程式为 。
（3）在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都是正确的是 。
A．黄铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧
B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率
D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率
（4）由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4（由CuO与SO3在沸腾炉中化合而
成），其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化（见下表）
| 沸腾炉温度/℃ |
600 |
620 |
640 |
660 |
| 炉渣中CuSO4的质量分数/% |
9.3 |
9.2 |
9.0 |
8.4 |
已知CuSO4在低于660℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO4 的质量分数随温度升高而降低的原因 。
如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业的原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：
(1)甲烷燃料电池负极反应式为________________________。
(2)石墨(C)极的电极反应式为_______________________。
(3)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成的气体的体积为________L；丙装置中阴极析出铜的质量为________ g。
(4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)2的实验装置(如图所示)。
若用于制漂白液，a为电池的________极，电解质溶液最好用)________________
若用于制Fe(OH)2，使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用________作电极。
脱硫技术能有效控制SO2对空气的污染。
(1)向煤中加入石灰石可减少燃烧产物中SO2的含量，该反应的化学方程式是
_______________________________。
(2)海水呈弱碱性，主要含有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO42—、Br－、HCO3—等。含SO2的烟气可利用海水脱硫，其工艺流程如图所示：
①向曝气池中通入空气的目的是_____________________________________。
②通入空气后曝气池中海水与天然海水相比，浓度有明显不同的离子是________。
a．Cl－ b．SO42— c．Br－ d．HCO3—
(3)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可得到NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示(电极材料为石墨)。
①图中a极要连接电源的________(填“正”或“负”)极，C口流出的物质是________。
②SO32—放电的电极反应式为____________________________。
③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动的原理解释原因：
__________________________________________。
为了提高资源利用率，减少环境污染，化工集团将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链，如图所示。
请填写下列空白。
(1)钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理，请从原理上解释粉碎的作用：_______________________________________
已知氯化炉中氯气和焦炭的理论用料物质的量之比为7∶6，则氯化炉中还原剂的化学式是___________________________。
(2)已知：①Mg(s)＋Cl2(g)=MgCl2(s)ΔH＝－641 kJ/mol
②2Mg(s)＋TiCl4(s)= 2MgCl(s)＋Ti(s)ΔH＝－512 kJ/mol
则Ti(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s) ΔH＝________。
(3)氩气通入还原炉中并不参与反应，通入氩气的作用是___________________________
(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4OH－=2CO32—＋6H2O，该电池中正极上的电极反应式为_________________________________________。
工作一段时间后，测得溶液的pH________(填“减小”、“增大”或“不变”)。
煤直接燃烧的能量利用率较低，为提高其利用率，工业上将煤气化(转变成CO和H2)后再合成乙醇、二甲醚等多种能源。
(1)如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。该电池的负极反应式为______________________。
(2)煤气化所得气体可用于工业合成二甲醚，其反应如下：
2CO(g)＋4H2(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g)。
同时发生副反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)；CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。
在温度为250 ℃、压强为3.0 MPa时，某工厂按投料比V(H2)∶V(CO) ＝a进行生产，平衡时反应体系中各组分的体积分数如下表：
| 物质 |
H2 |
CO |
CO2 |
(CH3)2O |
CH3OH(g) |
H2O(g) |
| 体积分数 |
0.54 |
0.045 |
0.18 |
0.18 |
0.015 |
0.03 |
①投料比a＝________；
②250℃时反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝________。
随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)也可以用于热化学循环分解水制氢，MnFe2O4的制备流程如下：
(1)原料Fe(NO3)n中n＝________，投入原料Fe(NO3)n和Mn(NO3)2的物质的量之比应为________。
(2)步骤二中“连续搅拌”的目的是__________________________________________
步骤三中洗涤干净的标准是________________________________________________
(3)利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为：
MnFe2O4
MnFe2O4－x＋O2↑；
MnFe2O4－x＋xH2O
MnFe2O4＋xH2↑
请认真分析上述两个反应并回答下列问题：
①若MnFe2O4－x中x＝0.8，则MnFe2O4－x中Fe2＋占全部铁元素的百分率为________。
②该热化学循环制氢法的优点有_____________________、________________________ (答两点即可)。
该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是___________________________________________________________。