钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁
年产量的1/4。
（1）钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式。
正极： ；负极： 。
（2）为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用下图所示甲的方案，其中焊接在铁闸门的固体材料R可以采用 。（请写出具体金属名称）
（3）下图中乙方案也可降低铁闸门腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源
的 极。
【化学选修2： 化学与技术】
硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个有一个奇迹。
（1）新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法，在H2的保护下，使SiCl4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面，写出该反应的化学方程式 。
（2）一种用工业硅（含少量钾、钠、铁、铜的氧化物），已知硅的熔点是1420℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的工艺主要流程如下:
①净化N2和H2时，铜屑的作用是： ；硅胶的作用是 。
②在氮化炉中3SiO2（s）+2N2（g）=Si3N4（s） △H=－727.5kJ/mol，开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度 ；体系中要通入适量的氢气是为了 。
③X可能是 （选填：“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”）。
（3）工业上可以通过如下图所示的流程制取纯硅：
①整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应，写出该反应的化学方程式 。
②假设每一轮次制备1mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应I中HCl的利用率为90%，反应II中H2的利用率为93.75%。则在第二轮次的生产中，补充投入HCl 和H2的物质的量之比是 。
氮、碳都是重要的非金属元素，含氮、碳元素的物质在工业生产中有重要的应用。
（1）请写出工业上由NH3制取NO的化学方程式 。
（2）一定条件下，铁可以和CO2发生反应：Fe（s）+ CO2（g）
FeO（s）+ CO（g），已知该反应的平衡常数K与温度T的关系如图所示。
①该反应的逆反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。
②T℃、P pa压强下，在体积为VL的容器中进行反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 。
A、混合气体的平均相对分子质量不再变化；
B、容器内压强不再变化；
C、v正（CO2）= v逆（FeO）
③T1温度下，向体积为V L的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2，反应过程中CO和CO2物质的量与时间的关系如图乙所示。则CO2的平衡转化率为 ，平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为 。
（3）在恒温条件下，起始时容积均为5L的甲、乙两密闭容器中（甲为恒容容器、乙为恒压容器），均进行反应：N2+3H22NH3，有关数据及平衡状态特定见下表。
| 容器 |
起始投入 |
达平衡时 |
|||
| 甲 |
2 mol N2 |
3 mol H2 |
0mol NH3 |
1.5mol NH3 |
同种物质的体积分数相同 |
| 乙 |
a mol N2 |
b mol H2 |
0mol NH3 |
1.2mol NH3 |
起始时乙容器中的压强是甲容器的 倍。
（4）一定条件下，2.24L（折算为标准状况）N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，放出bkJ热量。生成的3种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度是反应前气体密度的
倍。请写出该反应的热化学方程式 。
某晶体（结晶水合物）由五种短周期元素组成。常温下，将该晶体溶于蒸馏水后可电离出三种离子（忽略水的电离），其中两种离子含有的电子数均为10个。将该溶液分成等量2份，一份中加入足量稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀；向另一份中逐滴加入NaOH溶液至过量，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如下图所示。
请回答下列问题：
（1）若该晶体的摩尔质量为906g·mol－1，写出该晶体的化学式 ；
（2）B点溶液的pH 7（填“<”、“>”或“=”），用化学用语表示其原因 。
（3）若向该晶体的水溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至产生最多的沉淀，写出该变化的离子方程式 。
（4）C点溶液中所含溶质的化学式为 ；此时溶液中各种离子浓度由大到小顺序为 。
[化学——选修3：物质结构与性质]
下图分别是金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管的结构示意图。图中小黑点或小黑圈均代表碳原子。
（1）四种物质互称为 。写出碳原子的基态电子排布图 。
（2）试比较：第一电离能I1（C）、I1（N）、I1（O）由大到小的顺序为 。
（3）石墨中存在的作用力有 。
A. 共价键 B. 金属键 C. 氢键
D. 配位键 E. 分子间作用力
石墨中碳原子采取的杂化方式是 。
（4）C的熔沸点比A （填“高”或“低”）原因是 。
（5）金刚石晶胞结构如下图所示，若金刚石的密度为ρ g·cm-3，试计算碳原子的半径为 pm（用含ρ式子表示，不必化简）。
钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利用率，减少环境污染。
请回答下列问题：
（1）Fe位于元素周期表中第____________周期，第___________族。
（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式 。
（3）制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O，再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热，请结合化学方程式和必要的文字说明原因：
（4）反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于 ℃即可。
| TiCl4 |
Mg |
MgCl2 |
Ti |
|
| 熔点/℃ |
－25.0 |
648.8 |
714 |
1667 |
| 沸点/℃ |
136.4 |
1090 |
1412 |
3287 |
（5）用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时，称取TiO2（摩尔质量为M g/mol）试样w g，消耗c mol/L NH4Fe（SO4）2标准溶液V mL，则TiO2质量分数为___________________。（用代数式表示）
（6）由CO和H2合成甲醇的方程式是：CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）。若不考虑生产过程中物质的任何损失，上述产业链中每合成6mol甲醇，至少需额外补充H2 mol。