(12分)利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：
（1）气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 ℃水解生成A的化学方程式为____________。“水解”采用90℃而不在室温下进行的原因是____。
（2）“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为____。
（3）“氧化”时，发生反应的离子方程式为____。
（4）“废渣”成分为________(填化学式)。
（5）采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是____。
X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素。X与W可形成正四面体型的共价化合物，Y的次外层电子数等于其最外层和最内层电子数之和的2倍，Y、Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数。
回答下列问题：
（1）用化学符号表示X的一种核素。
（2）写出Y的单质与X的最高价氧化物反应的化学方程式。
（3）乙的单质在W的单质中燃烧，生成的产物中各原子的最外层均达到8电子稳定结构的分子属于（填“极性分子”或“非极性分子”）。
（4）Y与W形成的化合物的电子式为。
（5）与Z同主族的元素M可与X形成一种化合物，该化畲物是新近人工合成的比金刚石硬度大的无机非金属材料，其化学式为。
（6）W的氢化物R是实验室一种常用试剂的主琴成分，该试剂可用于实验室多种气体的制备，写出实验室制取气体时满足下列条件的离子方程式。
①R作氧化剂：。
②R作还原剂：。
某课外学习小组设计如下的简易实验装置，证明在相同条件下，体积相同、物质的量浓度也相同的两种强弱不同的一元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定该实验条件下的气体摩尔体积。请回答下列问题：
⑴请将该实验的主要操作步骤补充完整：
①配制浓度均为 1 mol·L－1的盐酸和醋酸溶液；
②用量取10.00 mL 1 mol·L－1的盐酸和醋酸分别移入两个锥形瓶中；
③分别称取除去表面氧化膜的镁带 ag，并系于铜条末端，a的数值要大于；
④在广口瓶中装满水，按图连接好装置并检查装置的气密性；
⑤将铜条向下移动，使足量的镁带浸入酸中（铜条不与酸接触），至反应完全后，记录下；
⑥反应结束后，读取量筒中水的体积为V mL（包括导管中的水）。
⑵该实验中应该选用规格的量筒。（填序号）
A. 100 mL B. 200 mL C. 500 mL
⑶若不考虑水蒸气的影响，在该实验室条件下，气体摩尔体积的计算式为。若仰视读取量筒内水的体积,则测得气体摩尔体积将(填偏大、偏小或不变)。
A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如右图所示（反应条件未标出），其中反应①是置换反应。
（1）若A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应①在水溶液中进行，反应后溶液呈浅绿色。则反应②（在水溶液中进行）的离子方程式是；已知1 g D与F反应生成B时放出92.3 kJ热量，写出该反应的热化学方程式。
（2）若B、C、F都是气态单质，且B有毒，③和④两个反应中都有水生成，反应②需要放电才能发生，A、D相遇有白烟生成，则A的分子构型为，C的结构式是。
（3）若A、D为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子核外最外层电子数D是A的2倍，③和④两个反应中都有红棕色气体生成，，反应④的化学方程式是。
（4）若A、D、F都是非金属单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则反应①的化学方程式是。
新型材料纳米
粉具有超强的磁性能，可用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。在不同温度下，粉与水蒸气反应的固体产物不同：温度低于570℃时，生成FeO，高于570℃时，生成Fe3O4。某校化学小组学生利用下图所示装置进行“铁与水反应”的实验，并探究固体产物成分（图中夹持及尾气处理装置均已略去）。
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（1）在高温下，装置B中发生反应的化学方程式是。
（2）请在下列装置中选择满足虚线框图C的气体收集装置。
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（3）该小组同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：
【查阅资料】该小组同学通过资料得知，固体产物中一般不会同时出现三种形态混合物组合。
【提出假设】
假设1：全部为氧化亚铁；
假设2：全部为四氧化三铁；
假设3：铁和氧化亚铁混合物；
假设4：铁和四氧化三儿混合物；
假设5：。
【设计方案】小组成员讨论后对假设4提出实验方案（不要在答题卡上作答）
【实验过程】
根据上述设计的方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。
| 实验步骤 |
实验操作 |
实验现象 |
| Ⅰ |
将反应后得到黑色粉末X（假定为均匀的），取出少量放入另一试管中，加入适量盐酸，微热 |
黑色粉末全部溶解，溶液呈，有少量气泡产生 |
| Ⅱ |
向实验Ⅰ中得到的溶液加几滴KSCN溶液，振荡 |
溶液不显血红色 |
【交流讨论】①实验步骤Ⅱ加入 KSCN后溶液不显血红色的原因。
②继续向Ⅱ溶液中加稀硝酸，立即出现血色，写出该过程中发生变化的
离子方程式。
合成气（CO＋H2）是一种重要的化工原料，在化工生产中具有十分广泛的用途。可以生产被称为21世纪的新型燃料——甲醇、二甲醚（CH3OCH3）等物质。其工艺流程如下：
（1）写出用合成气生产二甲醚的化学方程式。
（2）尾气循环中涉及到以下反应：CH4（g）＋H2O（g） CO（g）＋3H2（g）,请写出某温度下该反应的平衡常数表达式。
（3）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ： CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g）
反应Ⅱ：CO2（g）＋3H2（g） CH3（g）＋H2O（g）
①下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。
| 温度 |
250 |
300 |
350 |
| K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
由表中数据判断0（填“＞”、“＝”、“＜”）。
②已和：
CH3OH（g）＋
O2（g）CO2（g）＋2H2（g）
=－192.9kJ·mol－1
H2（g）＋O2（g）H2O（g）
=－241.8kJ·mol－1
则=。
（4）以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，铂为电极构成燃料电池。写出该电池负极的电极反应式。