(16分)某研究小组取足量形状、质量均相同的铝片，分别与浓度均为6 mol•L－1的等体积的盐酸、氢氧化钠溶液充分反应后，取出剩余的铝片洗净、干燥、称量。
（1）上述反应剩余铝片的质量，前者________后者（填“大于”或“小于”或“等于”)。
（2）观察铝片与盐酸反应后的溶液较浑浊，且试管底部有少量黑色固体。
查资料已知：
①铝与盐酸反应，因反应过快而变成粉末分散到溶液中，形成黑色固体
②电解法冶炼铝所用的原料氧化铝是从铝土矿中提取的，氧化铝中往往还含有微量的氧化铁和二氧化硅杂质。写出在电解池中生成的铝与杂质二氧化硅反应的化学方程式： ________。
（3）为探究（2）中黑色固体的成分，提出合理假设。
假设1：黑色固体是Al和Fe
假设2：黑色固体是Al和Si
假设3：黑色固体是Al和_______________
（4）设计实验方案，基于假设3进行实验，验证黑色固体含有Al之外的其它成分。
限选实验试剂：蒸馏水、6mol·L-1H2SO4溶液、6mol·L-1NaOH溶液、6mol·L-1氨水、0.01mol·L-1KMnO4溶液、新制氯水、20%KSCN溶液。
| 实验步骤 |
预期实验现象和结论 |
| 步骤1：将反应所得浊液过滤、洗涤，取少量固体于试管中，加入足量的6mol·L-1 H2SO4溶液，充分振荡，静置。 |
___________________________________， 证明黑色固体含有Si |
| 步骤2： |
|
（5）已知硅与NaOH溶液反应与铝相似。取m1g黑色固体加足量NaOH溶液充分溶解，
滤去不溶物（不考虑可溶物的损失），配成250mL溶液，取出25.00mL溶液，按下列操作进行实验：
在上述操作中，需要用到的玻璃定量仪器有________________________________；
计算黑色固体中Al的质量分数为__________________（相对原子质量：Al-27 Fe-56 H-1 O-16）。
（本题共13分）A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的核电荷数按C、A、B、D、E顺序增大；C、D都能分别与A按原子个数比为1∶1或2∶1形成化合物；CB可与EA2反应生成C2A和气体物质EB4；EB4蒸气的密度是相同条件下空气密度的3.586倍。
23、指出A在元素周期表中的位置_________。
24、写出D2A2的电子式__________；写出CB与EA2反应的化学方程式___________________。
25、下表是不同物质中的键长和键能的数据，其中a、b、d未知，通过表中的数据分析，估计出a、b、c、d的大小顺序为______________________________。
| 共价键 |
C-C |
C=C |
 C C |
C-O |
C=O |
H-F |
N=N |
N N |
| 键长（nm） |
0.154 |
0.134 |
0.120 |
0.143 |
0.122 |
0.092 |
0.120 |
0.110 |
| 键能（kJ/mol） |
a |
b |
358 |
c=805 |
569 |
d |
氟和氟盐是化工原料。由于氟气性质活泼，很晚才制取出来。
26、不能通过电解纯净的液态HF获得F2，其原因是_________；但电解液态KHF2时，两极分别得到F2和H2，则F2在电解池的_____极产生。
27、利用化学反应也能制取氟。请配平下列化学方程式：
____K2MnF6+____SbF5→____KSbF6+____MnF3+____F2↑
28、一定浓度的HF和Al2(SO4)3混合液中，铝的各种微粒含量f随pH的分布曲线如图示。
用NaOH使混合液的pH从5调整到7，写出有关反应的离子方程式：____________________。
(12分)从回收的含铜电缆废料中提取铜时，假若设计如下两种方案，回答有关问题。
（1）两个方案中，符合当前生产中绿色化学理念的是方案。
（2）方案乙中铜溶解生成蓝色溶液时发生反应的离子方程式为。
（3）为了提高原料的利用率,最后一步所得浅绿色滤液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、自然干燥可得到一种结晶水合物的晶体。获得晶体后对其进行检测：
①先取a g的晶体进行脱水实验，获得无水固体为（a－1.26）g
②将无水固体溶于足量的水配成溶液后滴加1.00 mol·L－1的氯化钡溶液，当滴加10.00mL溶液时，沉淀恰好完全。通过计算测知该晶体的化学式是。
（4）氯化亚铜（CuCl）是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.5% 。工业上用硫酸铜等原料常通过下列反应制备CuCl ：
2CuSO4+ Na2SO3 + 2 NaCl + Na2CO3 =" 2" CuCl ↓+ 3 Na2SO4 + CO2↑
测定CuCl质量分数时先准确称取所制备的0.2500g CuCl样品置于一定量的0.5mol·L－1 FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol·L－1 Ce（SO4）2溶液滴定到终点，消耗24.60mL Ce（SO4）2溶液。有关反应的离子方程式为：Fe 3++CuCl=Fe 2++Cu2++Cl－ ，Ce4+ + Fe 2+ = Fe 3+ + Ce3+
计算上述样品中CuCl的质量分数。（写出计算过程）
（1）某课外活动小组同学用下图装置进行实验
试回答下列问题：
①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的腐蚀。
②若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为。
（2）芒硝化学式为Na2SO4·10H2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如下图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。
①该电解槽的阳极反应式为。此时通过阴离子交换膜的离子数(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钠溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)导出。
③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：。
④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为，已知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则该燃料电池工作产生36 g H2O时，理论上有kJ的能量转化为电能。
某化学研究性学习小组通过查阅资料，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•7H2O。已知某化工厂的含镍催化剂主要含有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：
| 沉淀物 |
开始沉淀 |
完全沉淀 |
| Al(OH)3 |
3.8 |
5.2 |
| Fe(OH)3 |
2.7 |
3.2 |
| Fe(OH)2 |
7.6 |
9.7 |
| Ni(OH)2 |
7.1 |
9.2 |
回答下列问题：
（1）操作c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、玻璃棒外还需要的主要仪器为。
（2）“碱浸”过程中发生的离子方程式是，。
（3）“酸浸”时所加入的酸是（填化学式）。酸浸后，经操作a分离出固体①后，溶液中可能含有的金属离子是。
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的最佳调控范围是。
（5）“调pH为2～3”的目的是。
（6）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4·7H2O），其原因可能是。
(14分)甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上常用CO和H2反应生产CH3OH，并开发出甲醇燃料电池。
（1）已知：CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)△H＝－283.0 kJ·mol－1
2CH3OH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+4H2O(l)△H＝－1453.0 kJ·mol－1
则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为。
（2）工业上常利用反应CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) △H<0合成甲醇，在230℃～270℃最为有利。为研究合成气最合适的起始组成比，分别在230℃、250℃和270℃进行实验，结果如图。
230℃的实验结果所对应的曲线是（填字母）；该温度下工业生产适宜采用的合成气组成n(H2):n(CO) 的比值范围是（填字母） 。
A．1～1.5 B．2.5～3 C．3.5～4.5
（3）制甲醇所需要的氢气，可用下列反应制取：H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g) △H＜0，某温度下该反应的平衡常数K=1。试回答下列问题：
①该温度下，若起始时c(CO)="1" mol·L－1，c(H2O)="2" mol·L－1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5 mol·L－1，则此时该反应v(正)v(逆)（填“>”、“<”或“=”）。
②若降低温度，该反应的K值将（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）某实验小组设计了如图所示的甲醇燃料电池装置。
①该电池工作时，OH－向极移动（填“a”或“b”）。
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的离子方程式为。