(11分)右图为常用笔记本电脑所用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。电池总反应为2CH3OH+3O2
2CO2+4H2O。(已知甲醇的标准燃烧热为-725.76kJ ·mol-1)

(1)该装置中 (填a或b)为电池的负极,其电极反应为 。
(2)已知任何反应都具有一定的可逆性。该甲醇质子交换膜燃料电池在实际工作中,各反应物、生成物均以气态的形式存在且反应也具有一定可逆性,即其反应原理可表示为2CH3OH(g)+3O2(g)
2CO2(g)+4H2O(g),试写出该条件下反应的平衡常数表达式K= ; 在电脑的使用过程中,电池的温度往往因为各种原因会升高,试判断温度升高时该反应的平衡常K将 (填增大、减小、不变),其反应的正反应速率将 (填增大、减小、不变);逆反应速率将 (填增大、减小、不变);温度升高 (填有利或不利于)电池将化学能转化为电能。
(3)又已知在该条件下H2O(l)=H2O(g)ΔH=+akJ·mol-1;CH3OH(l)= CH3OH(g) ΔH=
+b kJ·mol-1。若常温下一定量的甲醇完全燃烧生成液态水释放出了1451.52 kJ的能量,则等质量的甲醇利用图示装置理论上可提供 mol电子的电量。
铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质、合金及其化合物在生产生活中的应用日趋广泛,铝土矿是生产铝及其化合物的重要原料。
(1)铝元素在元素周期表中的位置是。
(2)铝电池性能优越,铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注,其原理如图所示。
①该电池的总反应化学方程式为;
②电池中NaCl的作用是。
③以铝一空气电池为电源电解KI溶液制取KIO3(石墨为电极材料)时,电解过程中阳极的电极反应式为。
④某铝一空气电池的效率为50%,若用其作电源电解500mL的饱和NaCl溶液,电解结束后,所得溶液(假设溶液电解前后体积不变)中NaOH的浓度为0.3 mol·L-1,则该过程中消耗铝的质量为。
(3)氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂,聚氯化铝也被用于城市污水处理。
①氯化铝在加热条件下易升华,气态氯化铝的化学式为Al2Cl6,每种元素的原子最外层均达到8电子稳定结构,则其结构式为。
②将铝土矿粉与碳粉混合后加热并通入氯气,可得到氯化铝,同时生成CO,写出该反应的化学方程式。
[化学——有机化学基础](15分)丁苯酞(J)是治疗轻、中度急性脑缺血的药物,合成J的一种路线如下
②E的核磁共振氢谱只有一组峰;
③C能发生银镜反应;
④J是一种酯,分子中除苯环外还含有一个五元环。
回答下列问题:
(1)由A生成B的化学方程式为,其反应类型为
(2)D的化学名称是
(3)J的结构简式为,由D生成E的化学方程式为
(4)G的同分异构体中核磁共振氢谱有4组峰且能与
溶液发生显色反应的结构简式为(写出一种即可)
(5)由甲醛和化合物A经下列步骤可得到2一苯基乙醇。
反应条件1为;反应条件2所选择的试剂为;L的结构简式为
[化学——物质结构与性质](15分)
1967年舒尔滋提出金属互化物的概念,其定义为固相金属间化合物拥有两种或两种以上的金属元素,如
等。回答下列问题:
(1)某种金属互化物具有自范性,原子在三维空间里呈周期性有序排列,该金属互化物属于(填“晶体”或“非晶体”)。
(2)基态铜原子有个未成对电子,二价铜离子的电子排布式为,在CuS04溶液中滴入过量氨水,形成配合物的颜色为。
(3)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol(SCN)2分子中含有共价键的数目为;类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H-N="C=S" )的沸点,其原因是 。
(4)ZnS的晶胞结构如图1所示,在ZnS晶胞中,S2-的配位数为 。
(5)铜与金形成的金属互化物结构如图2,其晶胞边长为a nm,该金属互化物的密度为(用含“a、NA 的代数式表示)g·
。
[化拳——化学与技术](15分)
粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为
等。 一种利用粉煤灰制取氧化铝的工艺流程如下:
(1)粉煤灰研磨的目的是。
(2)第1次过滤时滤渣的主要成分有(填化学式,下同)和,第3次过滤时滤渣的成分是
(3)在104℃用硫酸浸取时,铝的浸取率与时间的关系如图1,适宜的浸取时间为h;铝的浸取率与
的关系如图2所示,从浸取率角度考虑,三种助溶剂NH4F、KF及NH4F与KF的混合物,在
相同时,浸取率最高的是(填化学式);用含氟的化合物作这种助溶剂的缺点是(举一例)。

(4)流程中循环使用的物质有——和——。(填化学式)
(5)用盐酸溶解硫酸铝晶体,再通入HCl气体,析出A1C13·6H20,该过程能够发生的原因是
(6)用粉煤灰制取含铝化合物的主要意义是
(14分)某化学小组通过查阅资料,设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4。已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物,其他不溶杂质(3.3%)。
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如下:
(1)“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是
(2)“酸浸”时所加入的酸是 (填化学式)。
(3)加入H2O2时发生反应的离子方程式为
(4)操作b为调节溶液的pH,你认为pH的调控范围是
(5)产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeS04·7H20),其原因可能是(写出一点即可)。
(6)NiS04·7H20可用于制备镍氢电池(NiMH),镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中总反应的化学方程式是Ni(OH)2+M=NiOOH+MH,则NiMH电池放电过程中,正极的电极反应式为。