[化学——选修2：化学与技术]磷矿石主要以磷酸钙[Ca3(PO4)2
H2O]和磷灰石[Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3]等形式存在。图（a）为目前国际上磷矿石利用的大致情况，其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图（b）是热法磷酸生成过程中由磷灰石制单质磷的流程。
图（a）
图（b）
部分物质的相关性质如下：
| |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
备注 |
| 白磷 |
44 |
280.5 |
|
| PH3 |
-133.8 |
-87.8 |
难溶于水，具有还原性 |
| SiF4 |
-90 |
-86 |
易水解 |
回答下列问题：
（1）世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料，约占磷矿石使用量的 ℅。
（2）以磷灰石为原料，湿法磷酸过程中Ca3F(PO4)3反应的化学方程式为： 。现有1吨折合含有五氧化二磷约30%的磷灰石，最多可制得85℅的商品磷酸 吨。
（3）如图(b)所示，热法生产磷酸的第一步是将二氧化硅、过量焦炭与磷灰石混合，高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是： (填化学式)冷凝塔1的主要沉积物是： 冷凝塔2的主要沉积物是：
（4）尾气中主要含有 ，还含有少量PH3、H2S和HF等，将尾气先通入纯碱溶液，可除去 ；再通入次氯酸钠溶液，可除去 (均填化学式)
（5）相比于湿法磷酸，热法磷酸工艺复杂，能耗高，但优点是： 。
A、B、C、D是中学化学的常见物质，其中A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下相互转化的关系如下图所示（部分反应中的H2O已略去）。请填空：
（1）若A可用于自来水消毒，D是生产、生活中用量大、用途广的金属单质，写出C转化为B的化学方程式为；用A制漂白粉的反应方程式为。
（2）若D与C60互为同素异形体，A与O3互为同素异形体，则C在高炉炼铁中的主要反应方程式为。
(3)若D是空气质量预报要报的气体，相同条件下密度是氧气的两倍，A是烧碱溶液，则可以验证B是否变质的一组试剂是（请写出试剂名称）。若已部分变质则实验现象为。
(4)若A、B、C均为两种元素组成的非电解质且常温下均为气态，则反应①的化学方程式为。
Ⅰ．如何降低大气中CO2的含量及有效利用CO2，目前已引起各国普遍重视。
（1）工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，在500℃下发生反应：
CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) 。
实验测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图1所示。
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝_____________________；
②图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图，则该反应的正反应是
热（填“吸”或“放”）反应。
③该反应的平衡常数K为（保留两位小数）。若提高温度到800℃进行，达平衡时，K值（填“增大”、“减小”或“不变”），
④500℃达平衡时，CH3OH的体积分数ω为。
（2）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化：2CO2＝2CO＋O2，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O，则阴极反应式为_________ ____ ___。
Ⅱ．工业上可利用煤的气化产物（CO和H2）合成二甲醚（CH3OCH3），其三步反应如下：
① 2H2 (g)＋CO(g) 
CH3OH (g) ΔH＝－90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－23.5 kJ·mol-1
③ CO(g)＋H2O(g) CO2 (g)＋H2(g) ΔH＝－41.3 kJ·mol-1
（3）总合成反应的热化学方程式为__________ _。
（4）一定条件下的密闭容器中，上述总反应达到平衡时，要提高CO的转化率，可以采取的措施是__________（填字母代号）。
| A．高温高压 |
| B．加入催化剂 |
| C．减少CO2的浓度 |
| D．增加CO的浓度E．分离出二甲醚 |
（5）已知反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)在某温度下的平衡常数K = 400。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
| 物质 |
CH3OH |
CH3OCH3 |
H2O |
| c / mol·L-1 |
0.44 |
0.60 |
0.60 |
此时，v (正) _____ v (逆) （填“＞”、“＜”或“＝”）。
Ⅰ．在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
（1）加入少量硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是；
（2）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有（答两种）；
（3）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某学习小组设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
| 实验 混合溶液 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
| 4 mol·L-1H2SO4/ mL |
30 |
V1 |
V2 |
V3 |
V4 |
V5 |
| 饱和CuSO4溶液 / mL |
0 |
0.5 |
2.5 |
5 |
V6 |
20 |
| H2O / mL |
V7 |
V8 |
V9 |
15 |
10 |
0 |
请完成此实验设计，其中：V2 V5 ＝， V6＝，V8＝；
（第一空填“＞”、“＜”或“＝”；后三空填具体数值）
Ⅱ．常温下，某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，HA和NaOH的浓度以及混合后溶液的pH如下表：
| 组别 |
c（HA）/mo1·L-1 |
c（NaOH）/mo1·L-1 |
混合液pH |
| 甲 |
c |
0.2 |
pH = 7 |
| 乙 |
0.2 |
0.1 |
pH＞7 |
| 丙 |
0.1 |
0.1 |
pH = 9 |
请回答下列问题：
（4）仅从甲组情况分析，c是否一定等于0.2 ？（选填“是”或“否”）。
（5）分析乙组实验数据，HA是酸（选填“强”或“弱”）。该混合液中离子浓度由大到小的顺序是。
（6）丙组所得混合液中由水电离出的c(OH-) =mo1·L-1。
Ⅰ．钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题。
请写出钢铁在碱性、潮湿的环境下发生电化学腐蚀正极的电极反应式：；
下列哪个装置示意图可防止铁棒被腐蚀。
Ⅱ．某小组为研究电化学原理，设计如下图装置。请回答下列问题：
（1）a和b不连接时，铁片上发生反应的离子方程式为，此时能量转化形式主要是化学能转化为能。
（2）a和b用导线连接时，外电路中的电子是从电极流出（填“Fe”或“Cu”），（填Cu2+ 或SO42-）离子朝负极移动，Cu极所发生反应的电极反应式为。
（3）现在要在铁片上镀一层金属铜，则a极要和直流电源的（填“正极”或“负极”）连接；此时
铜片上发生的电极反应式为。
欲探究某矿石可能是由FeCO3、SiO2、Al2O3中的一种或几种组成，探究过程如下图所示。已知：碳酸不能溶解Al(OH)3沉淀。
（1）Si在周期表中的位置是。
（2）下列说法正确的是。
| a．酸性：H2CO3＞H2SiO3 |
b．原子半径：O＜C＜Si＜Al |
| c．稳定性：H2O＞CH4＞SiH4 |
d．离子半径：O2－＜Al3+ |
（3）该矿石的组成是，滤渣和NaOH溶液反应的离子方程式是。
（4）该矿石和1 molL－1HNO3反应的离子方程式。
（5）工业上依据上述实验原理处理该矿石，将反应池逸出的气体与一定量的O2混合循环通入反应池中，目的是；若处理该矿石2.36×103 kg，得到滤渣1.2×103 kg，理论上至少需要1 molL－1 HNO3的体积为L。