自然界中的溶洞景观，千奇百怪，引人入胜。在惊叹自然界美丽之余，你是否想过，如此坚硬的石头怎么会溶成一个大洞呢？请解释之。
火力发电厂释放出大量氮氧化物（NOx）、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：
CH4(g) ＋ 4NO2(g) ＝4NO(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g)△H1＝－574 kJ·mol－1
CH4(g) ＋ 4NO(g) ＝2N2(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g)△H2＝－1160 kJ·mol－1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为。
（2）脱碳。将CO2转化为甲醇：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)△H3
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答：0~10 min内，氢气的平均反应速率为mol/(L·min)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，则平衡（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
②取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H30（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）脱硫。利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得。NaOH溶液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32-)︰n(HSO3﹣)变化关系如下表：
| n(SO32﹣)︰n(HSO3﹣) |
91︰9 |
1︰1 |
9︰91 |
| pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
① 由上表判断，NaHSO3溶液显 性，用化学平衡原理解释： 。
② 当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是（选填字母）： 。
a．c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
b．c(Na+) > c(HSO3-) > c(SO32-) > c(H+) = c(OH-)
c．c(Na+) + c(H+) = c(SO32-) + c(HSO3-) + c(OH-)
Ⅰ.（1）一定条件下Fe(OH)3与KClO在KOH溶液中反应可制得K2FeO4，该反应的化学方程式为；
生成0.1molK2FeO4转移的电子的物质的量mol。
（2）高铁电池是一种新型二次电池，电解液为碱溶液，其反应式为：
3Zn+2K2FeO4+8H2O 
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
放电时电池的负极反应式为。充电时电解液的pH（填“增大”“不变”或“减小”）。
Ⅱ.NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品中；NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题：
（1）相同条件下，0.1 mol·L－1NH4Al(SO4)2中c(NH
)（填“等于”、“大于”或“小于”）0.1 mol·L－1NH4HSO4中c(NH)。
（2）如图1是0.1 mol·L－1电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0.1 mol·L－1NH4Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是（填写字母）；
②20℃时，0.1 mol·L－1NH4Al(SO4)2中2c(SO
)－c(NH)－3c(Al3＋)＝mol·L－1。
（3）室温时，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2所示。试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是。
（4）已知Al(OH)3为难溶物（常温下，Ksp[Al(OH)3]＝2.0×10－33）。当溶液pH=5时，某溶液中的
Al3+（填“能”或“不能”）完全沉淀（溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，沉淀完全）。
欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。三种金属离子生成沉淀的pH如右表。
| 开始沉淀的pH |
完全沉淀的pH |
|
| Fe(OH)2 |
7.0 |
9.0 |
| Fe(OH)3 |
1.9 |
3.2 |
| Cr(OH)3 |
6.0 |
8.0 |
（1）某含铬废水处理的主要流程如下图所示：
①初沉池中加入明矾作沉降剂，其作用的原理是（用离子方程式表示）。
②请补充并配平以下反应池中发生主要反应的离子方程式：
Cr2O72-+HSO3-+==Cr3++SO42-+H2O。
③根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子方程式是：H++OH-＝H2O和 ____________________________。证明Cr3+沉淀完全的方法是。
（2）工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水。实验室利用如右下图模拟处理含Cr2O72-的废水，阳极反应是Fe-2e-＝Fe2+，阴极反应式是2H++2e-＝H2↑。
①Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是；
②上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从其对水的电离平衡角度解释其原因。
③若溶液中含有0.01mol Cr2O72-，则阳离子全部生成沉淀的物质的量是_______mol。
减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
（1）为了减少空气中SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H2(g)＋1/2O2(g)==H2O(g)ΔH1＝-241.8 kJ·mol－1
C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是（填序号）：
a．Ca(OH)2 b．CaCl2c．Na2CO3 d．NaHSO3
（2）CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①M、N两点平衡状态下，容器中总物质的物质的量之比为：n(M)总：n(N)总＝ 。
②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为 。
（3）催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中，用H2将NO
还原为N2，一段时间后，溶液的碱性明显增强。则该反应离子方程式为。
②电化学降解NO的原理如右图所示，电源正极为（填“a”或“b”）；若总反应为4NO3-+4H+通电5O2↑+2N2↑+2H2O，则阴极反应式为。
某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4＝ K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O
【实验内容及记录】
| 实验编号 |
室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL |
室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min |
|||
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液 |
H2O |
3 mol/L 稀硫酸 |
0.05mol/L KMnO4溶液 |
||
| 1 |
3.0 |
2.0 |
2.0 |
3.0 |
1.5 |
| 2 |
2.0 |
3.0 |
2.0 |
3.0 |
2.7 |
| 3 |
1.0 |
4.0 |
2.0 |
3.0 |
3.9 |
请回答：
（1）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是。
（2）利用实验1中数据计算，若用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为：υ(KMnO4)＝ 。
（3）该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+) 随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2+) 随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。
| 实验编号 |
室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL |
再向试管中加入少量固体 |
室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min |
|||
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液 |
H2O |
3 mol/L 稀硫酸 |
0.05 mol/L KMnO4溶液 |
|||
| 4 |
3.0 |
2.0 |
2.0 |
3.0 |
t |
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是。
（4）工业上可用电解K2MnO4浓溶液的方法制取KMnO4，则电解时，阳极发生的电极反应为；总方程式为。