碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
| 沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Al(OH)3 |
| 开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
3.4 |
| 完全沉淀 |
3.2 |
9.7 |
4.4 |
（1）加入少量NaHCO3的目的是调节pH在 范围内，使溶液中的 沉淀(写离子符号)。
（2）反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是 发生反应的离子方程式为
（3）在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若参与反应的O2有11.2 L（标准状况），则相当于节约NaNO2的物质的量为 。
（4）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子，Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)42+ 聚合离子，该水解反应的离子方程式为
（5）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2+及NO3－。为检验所得产品中是否含有Fe2+，应使用的最佳试剂为 。
A．溴水 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．酸性KMnO4溶液
（本题16分）工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
（1）已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(g) ΔH＝－1275.6 kJ／mol
②2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g)ΔH＝－566.0 kJ／mol
③H2O(g) ＝ H2O(l)ΔH＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：____________ ________
（2）甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:
①脱氢反应的△H_____0，600K时，Y点甲醇的υ(正) _____υ(逆)（填“>”或“<”）
②从Y点到X点可采取的措施是_______________________________________________。
③有同学计算得到在t1K时，该反应的平衡常数为8.1mol·L－1。你认为正确吗？请说明理由__________________________________________________________________________。
（3）纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中，使用不同方法制得的Cu2O（Ⅰ）和（Ⅱ）分别进行催化CH3-OH的脱氢实验：
CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)
CH3OH的浓度（mol·L－1）随时间t (min)变化如下表：
| 序号 |
温度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
| ① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
| ② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
| ③ |
T2 |
0.10 |
0.094 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
可以判断：实验①的前20min的平均反应速率ν(H2)＝；实验温度T1T2（填“>”、“<”）；催化剂的催化效率：实验①实验②（填“>”、“<”）。
（4）用CH3-OH、空气、KOH溶液和石墨电极可构成燃料电池。则该电池的负极反应式为：
___________________________________________。
MnO2与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾（K2MnO4）和KCl，K2MnO4溶液经酸化后转化为MnO2和KMnO4。一种MnO2制备KMnO4的方法如下：
（1）写出“溶化氧化”的化学反应方程式：；
（2）从溶液②中得到KMnO4粗晶体的方法是；
（3）上述流程中可以循环使用的物质是；
（4）理论上（若不考虑制备过程中的损失与物质循环）1mol MnO2可制的mol KMnO4；
（5）已知293K时醋酸钾的溶解度为217g，硫酸钾的溶解度为11.1g，请解释酸化过程中采用醋酸而不采用盐酸或硫酸的原因：
①不采用盐酸的原因：；
②不采用硫酸的原因：。
（6）采用上述流程制备KMnO4产率并不高，为提高产率，还可以采用以下两种方法：
①在K2MnO4溶液中通入氯气，写出该反应的离子方程式；
②电解K2MnO4溶液，电解的总反应离子方程式为。
(16分)化学反应的能量变化、速率、限度是化学研究的重要内容。
（1）有关研究需要得到C3H8(g) = 3C(石墨,s) + 4H2(g)的ΔH，但测定实验难进行。设计下图可计算得到：
①ΔH0（填>、<或=）
②ΔH =
（用图中其它反应的反应热表示）
（2）甲酸、甲醇、甲酸甲酯是重要化工原料。它们的一些性质如下：
| 物质 |
HCOOH |
CH3OH |
HCOOCH3 |
| 主要 性质 |
无色液体，与水互溶 K(HCOOH)>K(CH3COOH) |
无色液体，与水互溶 |
无色液体，在水中溶解度小，与醇互溶 |
工业制备甲酸原理：HCOOCH3(l) + H2O(l) 
HCOOH(l) + CH3OH(l)，反应吸热，但焓变的值很小。常温常压下，水解反应速率和平衡常数都较小。
①工业生产中，反应起始，在甲酸甲酯和水的混合物中加入少量甲酸和甲醇，从反应速率和限度的角度分析所加甲酸和甲醇对甲酸甲酯水解的影响。
甲醇：。
甲酸：。
某小组通过试验研究反应HCOOCH3转化率随时间变化的趋势，在温度T1下，采用酯水比为1:2进行实验，测得平衡是HCOOCH3的转化率为25%。
②预测HCOOCH3转化率随时间的变化趋势并画图表示。
③该反应在温度T1下的平衡常数K=。
（保留两位有效数字）
（3）HCOOH成为质子膜燃料电池的燃料有很好的发展前景。
写出该燃料电池的电极反应式：
。
(16分)对二甲苯（英文名称p-xylene，缩写为PX）是一种低毒化合物，也是聚酯工业的重要原料，主要用于生产对苯二甲酸（PTA），对苯二甲酸再和乙二醇（EG）反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。国内对二甲苯产量增长步伐放缓，供应缺口加大，近一半的PX依靠进口。以PX为主要原料生产PET的一种路线如下：
（1）PX可以发生的反应类型有加成反应、、。（填反应类型）
（2）PX的核磁共振氢谱有组峰，峰面积之比为。
（3）反应②的化学方程式为。（不用注明条件）
（4）PX的来源之一是煤的干馏。已知煤干馏副产物煤焦油主要成分有苯、甲苯、混合二甲苯、酚类等，从煤焦油中分离提纯对二甲苯的方法是。
（5）“甲苯甲醇烷基化”制备对二甲苯是一条增产PX的新工艺路线：
写出该反应的化学方程式：。（不用注明条件）
（6）PTA的一种同分异构体X与其含有相同官能团，且其苯环上的一氯取代物有两种，写出化合物X与1,3-丙二醇形成最简单环酯的结构简式：。
海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下：
| 成分 |
含量/(mgL－1) |
成分 |
含量/(mgL－1) |
| Cl－ |
18980 |
Ca2+ |
400 |
| Na+ |
10560 |
HCO3- |
142 |
| SO42 |
2560 |
Br－ |
64 |
| Mg2+ |
1272 |
电渗析法淡化海水示意图如图所示，其中阴（阳）
离子交换膜仅允许阴（阳）离子通过。
①阳极主要电极反应式是。
②在阴极附近产生少量白色沉淀，其成分有和CaCO3，
生成CaCO3的离子方程式是。
③淡水的出口为（填“a”、“b”或“c”）。
（2）利用海水可以提取溴和镁，提取过程如下：
①提取溴的过程中，经过2次Br－→Br2转化的目的是，吸收塔中发生反应的离子方程式是。解释通空气的目的是。
②从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶体的主要操作是、过滤、洗涤、干燥。
③依据上述流程，若将10 m3海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下Cl2的体积为
L（忽略Cl2溶解,溴的相对原子质量：80）。