单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450～500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下：
a．四氯化硅遇水极易水解；
b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c．有关物质的物理常数见下表：
| 物质 |
SiCl4 |
BCl3 |
AlCl3 |
FeCl3 |
PCl5 |
| 沸点/℃ |
57.7 |
12.8 |
－ |
315 |
－ |
| 熔点/℃ |
－70.0 |
－107.2 |
－ |
－ |
－ |
| 升华温 度/℃ |
－ |
－ |
180 |
300 |
162 |
请回答下列问题：
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式_________________________。
(2)装置E中的h瓶需要冷却的理由是_______________________________。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的元素是________(填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2＋，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
①滴定前是否要滴加指示剂？________(填“是”或“否”)，请说明理由__________________________________。
②某同学称取5.000 g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL试样溶液，用1.000 × 10－2 mol·L－1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是_______。
钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：
已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3+4H++4Cl—= Fe2++ TiOCl42—+2H2O
（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是___________。
（2）滤渣A的成分是___________。
（3）滤液B中TiOCl42－和水反应转化生成TiO2的离子方程式是 。
（4）反应②中固体TiO2转化成（NH4）2Ti5O15 溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因 。
（5）反应③的化学方程式是 。
（6）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是___________。
（7）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4）作电极组成电池，其工作原理为：Li4Ti5O12 + 3LiFePO4
Li7Ti5O12 + 3FePO4 该电池充电时阳极反应式是： 。
氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
（1）下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
| 反应 |
大气固氮 N2 (g)+O2 (g)  2NO(g) |
工业固氮 N2 (g)+3H2 (g)  2NH3(g) |
|||
| 温度/℃ |
27 |
2000 |
25 |
400 |
450 |
| K |
3.84×10-31 |
0.1 |
5×108 |
0.507 |
0.152 |
①分析数据可知：大气固氮反应属于__________（填“吸热”或“放热”）反应。
②分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因__________。
③从平衡视角考虑，工业固氮应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500℃左右的高温，解释其原因_______________________。
|
（2）工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定N2的平衡转化率在不同压强（р1、р2）下随温度变化的曲线，下图所示的图示中，正确的是________（填“A”或“B”）；比较р1、р2的大小关系_________。
4NH3(g)+3O2(g)，则其反应热ΔH＝___________________。
2NH3(g) △H＝－92.4kJ·mol－1
2H2O(l) △H＝－571.6kJ·mol－1
氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。
（1）海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是 （填图中数字序号）。
（2）下列关于海洋氮循环的说法正确的是 （填字母序号）。
a.海洋中存在游离态的氮
b.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
c.海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
d.向海洋排放含NO3-的废水会影响海洋中NH4+的含量
（3）有氧时，在硝化细菌作用下，NH4+可实现过程④的转化，将过程④的离子方程式补充完整：
________NH4+ + 5O2== 2NO2- + ________H+ +__________+__________
（4）有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响，下表为对10 L人工海水样本的监测数据：
| 温度/℃ |
样本氨氮含量/mg |
处理24 h |
处理48 h |
| 氨氮含量/mg |
氨氮含量/mg |
||
| 20 |
1008 |
838 |
788 |
| 25 |
1008 |
757 |
468 |
| 30 |
1008 |
798 |
600 |
| 40 |
1008 |
977 |
910 |
硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是 ，在最佳反应温度时，48 h内去除氨氮反应的平均速率是 mg·L-1·h-1。
（5）为了避免含氮废水对海洋氮循环系统的影响，需经处理后排放。右图是间接氧化工业废水中氨氮（NH4+）的示意图。
① 结合电极反应式简述间接氧化法去除氨氮的原理： 。
② 若生成H2和N2的物质的量之比为3:1，则处理后废水的pH将 （填“增大”、“不变”或“减小”），请简述理由： 。
草酸（H2C2O4）是一种二元弱酸，广泛分布于动植物体中。
（1）人体内草酸累积过多是导致结石（主要成分是草酸钙）形成的原因之一。有研究发现，EDTA（一种能结合金属离子的试剂）在一定条件下可以有效溶解结石，用化学平衡原理解释其原因： 。
（2）已知：0.1 mol·L－1KHC2O4溶液呈酸性。下列说法正确的是 （填字母序号）。
a. 0.1 mol·L－1KHC2O4溶液中：c(K+) + c(H+) = c(HC2O4-) + 2c(C2O42-) + c(OH-)
b. 0.1 mol·L－1 KHC2O4溶液中：c(K+) > c(HC2O4-) > c(C2O42-) > c(H2C2O4)
c. 浓度均为0.1 mol·L－1 KHC2O4和K2C2O4的混合溶液中：2c(K+) = c(HC2O4-) + c(C2O42-)
d. 0.1 mol/L KHC2O4溶液中滴加等浓度NaOH溶液至中性：c(K+) > c(Na+)
（3）利用草酸制备草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)的流程及组分测定方法如下：
已知：i. pH>4时，Fe2+易被氧气氧化
ii. 几种物质的溶解度(g /100g H2O)如下
| FeSO4·7H2O |
(NH4)2SO4 |
FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O |
|
| 20℃ |
48 |
75 |
37 |
| 60℃ |
101 |
88 |
38 |
①用稀硫酸调溶液pH至1～2的目的是： ， 。
②趁热过滤的原因是： 。
③氧化还原滴定法常用于测定草酸亚铁晶体的摩尔质量(M)。称取a g草酸亚铁晶体溶于稀硫酸中，用b mol·L－1的高锰酸钾标准液滴定，到达滴定终点时，消耗高锰酸钾VmL，则M = 。(已知：部分反应产物为Mn2+、Fe3+、CO2)
研究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化具有重要意义。
（1）高湿条件下，写出大气中SO2转化为HSO3-的方程式： 。
（2）土壤中的微生物可将大气中H2S经两步反应氧化成SO42-，两步反应的能量变化示意图如下：
1mol H2S(g)全部氧化成SO42-(aq)的热化学方程式为 。
（3）二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO2快速启动，其装置示意图如下：
①质子的流动方向为 （“从A到B”或“从B到A”）。
②负极的电极反应式为 。
（4）燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。SO2烟气脱除的一种工业流程如下：
①用纯碱溶液吸收SO2将其转化为HSO3-，反应的离子方程式是 。
②若石灰乳过量，将其产物再排回吸收池，其中可用于吸收SO2的物质的化学式是 。