运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g），混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。根据图示回答下列问题：
① 2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）是 反应（填吸热或放热）；若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡 移动（填“向左”、“向右”或“不”）；②若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1 K2；若反应进行到状态D时，
（填“>”、“<”或“=”）
（2）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中
有着重要作用。
①下图是一定的温度和压强下是N2和H2反应生成1molNH3过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学反应方程式： 。
（热量Q的数值用含字母a、b的代数式表示）
（3）海水中含有大量的元素，常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在。在25°C下，向0.1mol·L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1mol·L-1硝酸银溶液，有白色沉淀生成，向反应后的浊液中，继续加入0.1mol·L-1的NaI溶液，看到的现象是 ，产生该现象的原因是
（用离子方程式表示） 。
（25°C时AgCl和AgI的离子积常数KSP为：
KSP[AgCl]=1.0×10-10 mol2·L-2 ， KSP[AgI]=1.5×10-16 mol2·L-2 ）
共现有m g某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为M g / mol。若阿伏加德罗常数的值用NA表示，则：（注意填写单位）
（1）该气体的物质的量为______________。
（2）该气体所含原子总数为________________。
（3）该气体在标准状况下的体积为__________________。
（4）该气体溶于1 L水中(不考虑反应)，其溶液中溶质的质量分数为_ ______ __。
（5）该气体溶于水后形成V L溶液，其溶液的物质的量浓度为 。
A．[物质结构与性质]
高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)3](ClO4)2 }是一种新型的起爆药。
（1）Ni2+基态核外电子排布式为 。
（2）ClO4－的空间构型是 ；与ClO4－互为等电子体的一种分子为 （填化学式）。
（3）化学式中CHZ为碳酰肼，组成为CO(N2H3)2，碳酰肼中碳原子的杂化轨道类型为 ；1molCO(N2H3)2分子中含有σ键数目为 。
（4）高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。NiO的晶胞结构如图所示，晶胞中含有的Ni2+数目为a，Ni2+的配位数为b，NiO晶体中每个镍离子距离最近的镍离子数目为c，则a∶b∶c＝ 。
(14分)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制取硫酸，其烧渣可用来炼铁。
（1）煅烧硫铁矿时发生反应：FeS2＋O2―→Fe2O3＋SO2(未配平)。当产生448 L(标准状况)SO2时，消耗O2的物质的量为____________。
（2）Fe2O3用CO还原焙烧的过程中，反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。
(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的；A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)
已知：3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)；ΔH1＝a kJ·mol－1
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)；ΔH2＝b kJ·mol－1
FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)；ΔH3＝c kJ·mol－1
① 反应Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH＝____________kJ·mol－1(用含a、b、c的代数式表示)。
②800 ℃时，混合气体中CO2体积分数为40%时，Fe2O3用CO还原焙烧反应的化学方程式为__________________。
③ 据图分析，下列说法正确的是___________ (填字母)。
a. 温度低于570℃时，Fe2O3还原焙烧的产物中不含FeO
b. 温度越高，Fe2O3还原焙烧得到的固体物质组成中Fe元素的质量分数越高
c. Fe2O3还原焙烧过程中及时除去CO2有利于提高Fe的产率
（3） FeS2是Li/FeS2电池(示意图如图)的正极活性物质。
①FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200 ℃时以等物质的量连续反应24 h后得到FeS2。写出该反应的离子方程式： 。
②Li/FeS2电池的负极是金属Li，电解液是含锂盐的有机溶液。电池放电反应为FeS2＋4Li===Fe＋4Li＋＋2S2－。该反应可认为分两步进行：第1步，FeS2＋2Li===2Li＋＋FeS22-，则第2步正极的电极反应式为____________________。
实验室用MnO2、KOH及KClO3为原料制取高锰酸钾的实验流程如下：
（1）熔融时需用铁坩埚和铁制搅拌棒而不能用玻璃仪器，其原因是 。
（2）熔融时，MnO2转化为K2MnO4，KClO3转化为KCl，其反应的化学方程式为 。
（3）几种物质的溶解度曲线如图所示。
①歧化时，通入CO2至pH为10～11，K2MnO4绿色溶液转化为KMnO4和MnO2。其反应的离子方程式为 。
②歧化时不能通入过量CO2的原因是 。
③通入CO2后，用玻璃棒蘸取溶液点于滤纸上，观察到 ，证明歧化反应已发生。
④歧化后得到KMnO4晶体的操作依次为过滤、 、 及干燥。
（4）在此实验流程中可循环使用的物质的化学式为 。
(15分) 铝铁合金在微电机中有广泛应用，某兴趣小组为利用废弃的铝铁合金设计了如下实验流程制备聚合硫酸铁和明矾：
（1）聚合硫酸铁是一种无毒无害、化学性质稳定、能与水混溶的新型絮凝剂，微溶于乙醇，其化学式可表示为[Fe2(OH)x(SO4)y]n。
①聚合硫酸铁可用于净水的原理是 。
②有人认为上述流程中的“氧化”设计存在缺陷，请提出改进意见： ；浓缩时向其中加入一定量的乙醇，加入乙醇的目的是 。
③加入试剂Y的目的是调节pH，所加试剂Y为 ；溶液的pH对[Fe2(OH) x(SO4)y]n中x的值有较大影响（如图1所示），试分析pH过小（pH＜3）导致聚合硫酸铁中x的值减小的原因： 。
图1图2
（2）明矾是一种常见铝钾硫酸盐。
①为充分利用原料， 试剂X应为 。
②请结合图2所示的明矾溶解度曲线，补充完整由滤液Ⅰ制备明矾晶体的实验步骤(可选用的试剂：废弃的铝铁合金、稀硫酸、NaOH溶液和酒精)：向滤液Ⅰ中加入足量的含铝废铁屑至不再有气泡产生， ，得到明矾晶体。