(11分)根据废水中所含有害物质的不同，工
业上有多种废水的处理方法。
（1）①废水I若采用CO2处理，离子方程式是 。
②废水Ⅱ常用明矾处理。实践中发现废水中的c（HCO-3）越大，净水效果越好，这是因为 。
③废水III中的汞元素存在如下转化：
Hg2++ CH4 =CH3Hg++H+，我国规定，Hg2+的排放标准不能超过0.05 mg／L。若某工厂排放的废水1 L中含Hg2+ 3×10-7mo1，是否达到了排放标准 （填“是”或“否”）。
④废水Ⅳ常用C12氧化CN-成CO2和N2，若参加反应的C12与CN-的物质的量之比为5：2，则该反应的离子方程式 。
（2）化学需氧量（COD）可量度水体受有机物污染的程度，它是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量，换算成氧的含量（以mg／L计）。某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量（COD），过程如下：
I．取V1mL水样于锥形瓶，加入10.00 mL 0.2500 mol／L K2Cr2O7溶液。
II．加碎瓷片少许，然后慢慢加入硫酸酸化，混合均匀，加热。
III．反应完毕后，冷却，加指示剂，用c mol／L硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定。终点时消耗硫酸亚铁铵溶液V2 mL。
①I中，量取K2Cr207溶液的仪器是 。（酸式滴定管或碱式滴定管）
②Ⅱ中，碎瓷片的作用是 。
③III中，发生的反应为：Cr2O2-7+6Fe2++14 H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
由此可知，该水样的化学需氧量COD= （用含c、V1、V2的表达式表示）。
铜在工农业生产中有着广泛的用途。
（1）配制CuSO4溶液时需加入少量稀H2SO4，其原因是（只写离子方程式）。
（2）某同学利用制得的CuSO4溶液，进行以下实验探究。
①图甲是根据反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4设计成铁铜原电池，请图甲中的横线上完成标注。
②图乙中，I是甲烷燃料电池的示意图，该同学想在II中实现铁上镀铜，则应在a处通入(填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式为==4OH-；
若把II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.1molNaCl溶液400mL，当阳极产生的气体为448mL(标准状况下)时，溶液的pH= （假设溶液体积变化忽略不计)。
（3）电池生产工业废水中常含有毒的Cu2+等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去[室温下Ksp(FeS)＝6.3×10－18mol2·L－2，Ksp(CuS)＝1.3×10－36mol2·L－2]。请结合离子方程式说明上述除杂的原理：当把FeS加入工业废水中后，直至FeS全部转化为CuS沉淀，从而除去溶液中Cu2+。
氮元素的化合物应用十分广泛。请回答：
（1）火箭燃料液态偏二甲肼（C2H8N2）是用液态N2O4作氧化剂，二者反应放出大量的热，生成无毒、无污染的气体和水。已知室温下，1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，则该反应的热化学方程式为。
（2）298 K时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO2(g)
N2O4(g)ΔH＝-a kJ·mol－1 (a>0) 。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，回答下列问题：
①298k时，该反应的平衡常数为L ·mol－1（精确到0.01）。
②下列情况不是处于平衡状态的是：
A.混合气体的密度保持不变； B.混合气体的颜色不再变化；C.气压恒定时。
③若反应在398K进行，某时刻测得n(NO2)="0.6" mol n(N2O4)=1.2mol，则此时V（正）V（逆）（填“>”、“<”或“=”）。
（3）NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol·L－1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L－1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。
试分析图中a、b、c、d、e五个点，
①b点时，溶液中发生水解反应的离子是______；
②在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是。
（1）甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
①CH4(g)+H2O(g)＝CO(g) + 3H2(g)△H ＝+206.0 kJ·mol－1
② CO(g)+2H2(g)＝CH3OH (g)△H＝－129.0 kJ·mol－1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的△H=。
（2）将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O ( g )通入容积为10 L的反应器，在一定条件下发生反应①，测得在一定压强下CH4的转化率与温度的关系如图。
假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H2表示该反应的平均反应速率为mol·L-1·min-1。
（3）在某温度和压强下，将一定量 CO与H2充入密闭容器发生反应②生成甲醇，平衡后压缩容器体积至原来的l/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是(填序号)：
| A．c ( H2 )减少； |
| B．平衡常数K增大； |
| C．CH3OH 的物质的量增加； |
| D．正反应速率加快，逆反应速率减慢； |
E.重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小。
（4）电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理是：通电将Co2+氧化成Co3+，然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+（用石墨烯吸附除去Co2+）。现用图装置模拟上述过程，
则：Co2+在阳极的电极反应式为：；除去甲醇的离子方程式为。
|
单体液晶（有机物III）是用偶联反应合成的：
反应①
的反应条件是 。
与CH3I能发生类似①的反应，该反应方程式是： 。
(16分)CH4和CO2反应可以制造价值更高的化学产品。
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生反应：CO2 (g)＋CH4(g) 
2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分的浓度为：
| 物 质 |
CH4 |
CO2 |
CO |
H2 |
| 平衡浓度(mol·L-1) |
0.5 |
0.5 |
2.0 |
2.0 |
① 此温度下，该反应的平衡常数K=________(注明单位).
② 已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)△H1kJ·mol－1
CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g)△H2 kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)△H3 kJ·mol－1
反应CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g) 的△H="_______" kJ·mol－1
（2）用Cu2Al2O4做催化剂，一定条件下,发生反应: CO2+CH4CH3COOH, 请回答:
①温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率如图。
250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是____。
② 为提高上述反应CH4的转化率，可采取的措施有(写2种)。
③Cu2Al2O4可溶解在稀硝酸中，被氧化的元素为，每消耗3mol Cu2Al2O4时被还原的HNO3为mol。
（3）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，
① 若寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是___。
a. 可在碱性氧化物中寻找
b. 可在具有强氧化性的物质中寻找
c. 可在ⅠA、ⅡA族元素的氧化物中寻找
②Li4SiO 4可用于吸收、释放CO2, 原理是: 500℃时，CO2与Li4SiO4接触生成Li2CO3；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，该原理的化学方程式_____。