【化学---选修2：化学与技术(15分)】MgSO4·7H2O在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣－一硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)。
表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
| 沉淀物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mn(OH)2 |
Mg(OH)2 |
| pH值 |
5.2 |
3.2 |
9.7 |
10.4 |
11.2 |
表2 两种盐的溶解度(单位为g／100 g水)
| 温度/ ℃ |
10 |
30 |
40 |
50 |
60 |
| CaSO4 |
0.19 |
0.21 |
0.21 |
0.20 |
0.19 |
| MgSO4·7H2O |
30.9 |
35.5 |
40.8 |
45.6 |
/ |
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：
根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问题：
（1）沉淀C的化学式是
（2）过滤Ⅲ需趁热过滤的理由是
（3）操作Ⅰ和操作Ⅱ的名称分别为 、
（4）滤液I中加入硼镁泥，调节溶液的pH＝5～6，可除去滤液Ⅰ中 (填离子符号)；加入NaClO溶液加热煮沸，可将Fe2＋氧化成Fe3＋的同时，还会将溶液中的Mn2＋氧化成MnO2，写出Mn2＋被氧化成MnO2的离子反应方程式为
（5）硼镁泥是硼镁矿生产硼砂(Na2B4O7·10H2O)时的废渣。将硼镁矿(Mg2B2O5·H2O)煅烧、粉碎后加水和纯碱，在加热加压下通入CO2可得硼砂。此反应为熵减小反应，试写出反应方程式
（共4分）合成尿素的反应是分作两步进行的：
①2CO2（g）+ NH3（g）
H2NCOONH4（aq）(氨基甲酸铵)△H =－159.47kJ/mol
②H2NCOONH4（aq）CO(NH2)2（aq）+ H2O（l）△H =－28.49kJ/mol
在生产条件下，单位时间内获得尿素的产量与压强和n(NH3):n(CO2)的关系如图所示。
生产过程中n(NH3):n(CO2)的最佳配比为，而实际实际生产条件下，往往使n(NH3):n(CO2)≥3，这是因为。在得到的尿素溶液中会含有少量的氨基甲酸铵，除去这种杂质最简便的方法是。
（共8分）A、B、C、D、E均为可溶于水的固体，组成他们的离子有
| 阳离子 |
Na＋ Mg2＋ Al3＋ Ba2＋ |
| 阴离子 |
OH－ Cl－ CO32－ SO42－ HSO4－ |
分别取它们的水溶液进行实验，结果如下：①A溶液与B溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于E溶液；
②A溶液与C溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于E溶液；③A溶液与D溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于盐酸；④B溶液与适量D溶液反应生成白色沉淀，加入过量D溶液，沉淀量减少，但不消失。
（1）据此推断它们是（写化学式）A；B；C；D；E。
（2）写出④中反应的离子方程式：。
（3）A溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为。
(共8分)（1）科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航空航天。如图1所示装置中，以稀土金属材料为惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2－(O2＋4e－―→2O2－)。
（1）①c电极的名称为________，d电极上的电极反应式为。
②如图2所示电解100mL 0.5mol·L－1 CuSO4溶液。若a电极产生56mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH＝_____(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入______(填字母序号)。a．CuOb．Cu(OH)2c．CuCO3d．Cu2(OH)2CO3
（2）采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a～c装置中，能保护铁的是________(填字母)。
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是________(填名称)。
(共7分)硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
ⅠSO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI
Ⅱ2HI
H2＋I2
Ⅲ2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O
（1）分析上述反应，下列判断正确的是________。
a．反应Ⅲ易在常温下进行
b．反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H2O
d．循环过程产生1 mol O2的同时产生1 mol H2
（2）一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应Ⅱ，H2物质的量随时间的变化如图所示。
0～2 min内的平均反应速率v(HI)＝________。该温度下，H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数K＝________。
相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则________是原来的2倍。
a．平衡常数b．HI的平衡浓度
c．达到平衡的时间d．平衡时H2的体积分数
（3）实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不”)；若加入少量下列试剂中的________，产生H2的速率将增大。
a．NaNO3b．CuSO4c．Na2SO4d．NaHSO3
（4）以H2为燃料可制作氢氧燃料电池。已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572 kJ·mol－1某氢氧燃料电池释放228.8 kJ电能时，生成1 mol液态水，该电池的能量转化率为________。
已知某溶液由Ag+、Mg2+、K+、Ba2+、NH4+、NO3-、Cl-、SO42-中的若干种离子组成，进行如下实验：
第一步：加入过量的稀盐酸，有白色沉淀生成。
第二步：过滤，在滤液中加入过量的稀硫酸，又有白色沉淀生成。
第三步：再过滤，取少量滤液，滴入NaOH溶液至溶液呈碱性，在此过程中溶液无明显现象，加热该溶液，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体。
（1）由现象推断，溶液中一定含有离子，一定没有离子，可能有离子。
（2）写出第三步涉及的所有离子方程式。