某铝土矿中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，还含有Fe2O3等杂质。利用拜耳法生产氧化铝的流程如下图所示：
（1）粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行，其目的是 。碱浸时AlO(OH)与NaOH反应的化学方程式为 。滤渣的主要成分为 （填化学式）。
（2）上述“稀释、结晶”工艺后，溶液的pH将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
也可用通入足量的CO2气体的方法来代替，其原因是 （用离子方程式表示）。
（3）在空气中浓缩所得的NaOH溶液，得到的浓溶液中会混有杂质，该杂质可能为 。
卤族元素的单质和化合物很多，请用物质结构与性质的相关知识回答：
（1）在一定浓度的氢氟酸溶液中，存在（HF）n缔合分子，使HF分子缔合的作用力是___。
（2）ClO4－中心氯原子的杂化方式为_____，离子的立体构型为__________。
（3）已知碘酸（HIO3）和高碘酸（H5IO6）的分子结构分别如图I、II所示：请比较酸性强弱：HIO3_____H5IO6（填“＞”、“＜”或“＝”）。H5IO6分子中σ键与π键的个数比为。
（4）下图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是___。
| A．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子 |
| B．碘晶体中分子的配位数为12，具有分子密堆积特征 |
| C．碘晶体中存在的相互作用有非极性键和范德华力 |
| D．碘晶体中碘分子有3种排列方向 |
（5）观察CaF2晶胞结构，判断F－占据Ca2+ 形成的面体空隙中，Ca2+ 占据F－形成的面体空隙中。若相邻两个Ca2+ 的核间距为a cm，晶胞密度为ρ g/cm3，NA为阿伏加德罗常数，则CaF2的摩尔质量可以表示为________g/mol。
选做SO2、CO、氮氧化物和可吸入颗粒物等都是大气污染物。
（1）比较N、O的第一电离能大小关系为NO（填“＞”、“＝”或“＜”）。
（2）CO易与血红蛋白中Fe2＋结合成稳定的配合物而使人中毒。写出Fe基态原子的价电子排布式；CO有多种等电子体，写出其中的一种。
（3）为减轻SO2污染，火力发电厂常在燃煤中加入CaO“固硫”。CaO和NaCl晶胞结构类型相同，则每个Ca2＋周围与它最近且等距的Ca2＋有个；CaO晶体的熔点高于NaCl晶体，说明两者晶格能CaONaCl（填“大于”或“小于”）。
瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪（图甲）的传感器在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时可以显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，
其中的固体电解质是Y2O3—Na2O，O2－可以在其中自由移动。下列有关叙述不正确的是
| A．电极b是正极，内电路中O2－由电极b流向电极a |
| B．电极a的反应式为：CH4 +4O2－－8e－＝CO2 +2H2O |
| C．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极a |
| D．当固体电解质中有1 mol O2－ 通过时，电子转移2 mol |
铁、铝、铜及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。请回答下列问题：
（1）铝元素在周期表中位置，铝离子的结构示意图为。
（2）Fe3+、Al3+、Cu2+三种金属阳离子氧化性由强到弱的排列顺序是。制造电路板的工艺中，FeCl3溶液可以蚀刻铜箔，该反应的离子方程式为。
（3）与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，但在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是。
（4）下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性的判断都正确的是（填字母序号）。
| 选项 |
陈述Ⅰ |
陈述Ⅱ |
判断 |
| A |
铁是地壳中含量最高的金属元素 |
铁是人类最早使用的金属材料 |
Ⅰ对；Ⅱ对。 |
| B |
铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 |
铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用 |
Ⅰ对；Ⅱ错。 |
| C |
铝粉可以和氧化铁粉末发生铝热反应 |
铝热反应是工业炼铁最常用方法 |
Ⅰ对；Ⅱ错。 |
| D |
铜在潮湿空气中表面会生成铜绿 |
可用铜容器盛放浓硫酸 |
Ⅰ对；Ⅱ对。 |
（5）某校兴趣小组为测定一种铁铝硅合金（FexAlySiz）粉末的组成，提出如下方案：准确称取1.46 g该合金粉末，加入过量盐酸，充分反应后过滤，测得剩余固体的质量为0.07 g。向滤液中滴加足量NaOH浓溶液，充分搅拌、过滤、洗涤得到固体。再将所得固体充分加热、灼烧，得到红棕色粉末1.60 g。通过计算确定此合金的组成为________（填化学式）。
为应对环境污染，使得对如何减少煤燃烧和汽车尾气中各种含碳、氮、硫等气体的排放，及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。
（1）为减少煤燃烧中废气的排放，常将煤转化为清洁气体燃料。请写出焦炭与水蒸气高温下反应的化学方程式：。
（2）选择适当的催化剂在高温下可将汽车尾气中的 CO、NO转化为无毒气体。
已知：①2CO(g）+O2(g）=2CO2(g）∆H1="-566" kJ∙mol-1
②2NO(g）+2CO(g） ⇋ N2(g）+ 2CO2(g）∆H2="-746" kJ∙mol-1
则反应N2(g）+ O2(g）= 2NO(g）的∆H＝kJ∙mol-1。
（3）在一定温度下，向1L密闭容器中充入0．5 mol NO、2 mol CO，发生上述反应②，20s反应达平衡，此时CO的物质的量为1．6 mol。在该温度下反应的平衡常数K=。
（4）将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为_______________。
（5）氮氧化物进入水体可转化为NO3─，电化学降解法可用于治理水中NO3─的污染。原理如图所示。
电源正极为(填“A”或“B”），若电解过程中转移了0．4mol电子，则处理掉的NO3─为g。