【2015上海化学】（本题共12分）氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
完成下列填空：
（1）写出电解饱和食盐水的离子方程式 。
（2）离子交换膜的作用为： 、 。
（3）精制饱和食盐水从图中 位置补充，氢氧化钠溶液从图中 位置流出。（选填“a”、“b”、“c”或“d”）
（4）KClO3可以和草酸（H2C2O4）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。
写出该反应的化学方程式 。
（5）室温下，0.1 mol/L NaClO溶液的pH 0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3– 浓度从大到小的顺序为 。
已知： H2SO3 Ki1=1.54×10-2 Ki2=1.02×10-7
HClO Ki1=2.95×10-8
H2CO3 Ki1=4.3×10-7 Ki2=5.6×10-11
二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。探究二氧化硫的制取和性质都有着非常重要的意义。
（1）工业上用黄铁矿（FeS2，其中S元素为－1价）在高温下和氧气反应制备SO2：
该反应中被氧化的元素是__________（填元素符号）。当该反应转移5.50mol电子时，生成的二氧化硫在标准状况下的体积为________L。
（2）①实验室可用70％的浓硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，如果能控制反应速度，下图中可选用的发生装置是_______（填写字母）。
②若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L（标准状况）二氧化硫，如果已有4.0％亚硫酸钠（质量分数）被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠_______g（保留一位小数）。
（3）某化学兴趣小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质。
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为___________________________。
②为验证二氧化硫的还原性，充分反应后，取试管b中的溶液分成三份，分别进行如下实验：
方案Ⅰ：向第一份溶液加入品红溶液，红色褪去
方案Ⅱ：向第二份溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
方案Ⅲ：向第三份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成
上述方案中合理的是________（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）；试管b中发生反应的离子方程式为______________。
为探究Fe(NO3)2等硝酸盐热分解产物和产物的性质，某化学小组开展如下探究性学习：
【查阅资料】金属活泼性不同，其硝酸盐分解产物不同。
（1）K→Na活泼金属的硝酸盐分解生成亚硝酸盐和氧气；
（2）Mg→Cu等较活泼金属的硝酸盐分解生成氧化物、NO2和O2；
（3）Hg以后不活泼金属的硝酸盐分解生成金属单质、NO2和O2。
2KNO3
2KNO2↑+O2↑
2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑
2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑
【实验一】探究Fe(NO3)2热分解固体产物中Fe元素的价态。该小组甲同学将其溶于足
量的稀H2SO4得到相应两份溶液，进行以下探究实验。
【提出猜想】猜想一：Fe元素只显+2价；
猜想二：Fe元素只显+3价；
猜想三：Fe元素_________。
【实验操作】①向一份溶液中滴入KSCN溶液②将稀酸性KMnO4溶液中滴入另一份溶液
【实验现象】实验①；实验②。
【实验结论】猜想二成立，则Fe(NO3)2分解的化学方程式是。
【实验二】探究Fe(NO3)2热分解气体产物的性质。小组乙、丙同学进行了如下图所示的实验（收集时操作恰当，几乎没有空气）
实验步骤：①连接仪器；②检查装置气密性；③取一定质量Fe(NO3)2装于大试管，并重
新连接好仪器；④加热；⑤……
（1）乙同学使用A装置收集气体，恰好收集到常温常压下27mL的红棕色气体，为确保数据的准确性，读数时必须。
（2）乙同学用带火星木条检验量筒内气体时，发现木条燃烧，且颜色变浅甚至无色，下列判断中正确的是。
a．气体中只有NO2 b．气体是O2、NO2的混合物
c．支持燃烧的气体只有O2d．NO2支持燃烧
（3）丙同学取等质量的Fe(NO3)2使用B装置收集气体，可收集到mL气体。
【实验三】探究固体混合物的成分。小组丁同学取KNO3、Cu(NO3)2、Fe(NO3)2的混合粉末充分加热后用排水法未收集到任何气体，则KNO3、Cu(NO3)2、Fe(NO3)2的物质的量之比可能是（）
| A．1:2:2 | B．2:1:3 | C．1:2:3 | D．3:8:6 |
研究性学习小组用Na2SO3与硫酸溶液(硫酸与水体积比1∶1)制备SO2并进行性质探究实验。
（1）D中的实验现象是，C、E中溶液都褪色，分别体现SO2、性质。
（2）请在方框中画出收集SO2以及尾气处理装置(标相关试剂)。
（3）研究小组发现B中有白色沉淀,为了清楚沉淀的物质，研究小组往B中加入过量稀盐酸，沉淀不溶解，你认为留下的沉淀物是，形成该沉淀的反应方程式有：。
为了进一步验证沉淀原因，研究小组另取BaC12溶液，加热煮沸，冷却及时加入少量苯液封，然后再通SO2，结果发现沉淀量减少，但仍有轻微浑浊。研究小组改进A装置（如右图），再进行实验，B中没有出现浑浊。下列气体可作为X气体的是（填序号，不定项选择)
A．CO2B．NH3 C．O3 D．N2 E．NO2
（4）SO2为空气污染物，研究小组为测定某工厂区空气中SO2的含量，取10m3(标准状况)的空气，缓慢通过足量溴水中，在所得溶液中加入过量的BaC12溶液，将产生的白色沉淀洗涤、干燥，用电子称称其质量为0.233g，则：
①沉淀洗涤要干净，检验洗涤已经干净的实验操作是。
②试计算此空气中SO2的浓度(列出计算表达式并计算结果，结果单位用mg/m3表示)。
如图是某研究性学习小组设计的SO2与Na2O2反应的探究装置．
（1）实验开始时，打开旋塞K，通入N2排尽整套装置中的空气，关闭旋塞K。点燃酒精灯，A中反应的化学方程式是。
（2）B装置的作用是。
（3）反应过程中，观察到：A中出现黑色不溶物；C中固体由淡黄色逐渐至完全转化为白色；若将带火星木条伸入D试管口内，火星显得更明亮。
①停止加热后，再通入N2至整套装置冷却，其目的是。
②取少量C中白色固体，溶于蒸馏水得无色溶液W 。若向W中滴加几滴酸性KMnO4溶液，振荡，紫色褪去；若向W中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，出现大量白色沉淀；则说明C中白色固体有。
③D装置中发生反应的离子方程式是。
④过滤出A装置中的黑色不溶物，洗涤后将其溶于浓硝酸，得到蓝色溶液并产生红棕色气体；向蓝色溶液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀；则黑色物质可能是___________。
a．Cu b． CuO c．CuS d．Cu2S
工业尾气中氮氧化物通常采用氨催化吸收法，其原理是NH3与NOx在催化剂作用下反应生成无毒的物质。某校活动小组同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。
I．探究制取NH3的方法
（1）在上述装置中，H能快速、简便制取NH3，装置中需要添加的反应试剂为。
（2）为探究更好的实验效果，活动小组同学采用上述C装置来制取氨气，在控制实验条件相同的情况下，获得下表中实验数据。
| 试剂组合序号 |
固体试剂 |
NH3体积（mL） |
|
| a |
6.0 g Ca(OH)2（过量） |
5.4 g NH4Cl |
1344 |
| b |
5.4g (NH4)2SO4 |
1364 |
|
| c |
6.0 g NaOH（过量） |
5.4 g NH4Cl |
1568 |
| d |
5.4g (NH4)2SO4 |
1559 |
|
| e |
6.0 g CaO（过量） |
5.4 g NH4Cl |
1753 |
| f |
5.4 g (NH4)2SO4 |
1792 |
分析表中数据，你认为哪种方案制取氨气的效果最好（填序号），从该方案选择的原料分析制气效果好的可能原因是。
II．模拟尾气处理
活动小组同学选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置进行实验。
（1）请从上述装置中选择你认为合理的进行补充（所选装置不能重复）。
（2）A中反应的离子方程式为 。
（3）D装置的作用有：使气体混合均匀、调节气流速度、。
（4）D装置中的液体还可换成（填序号）。
a．H2O b．CCl4 c．浓H2SO4 d．CuSO4溶液
（5）该小组同学所设计的模拟尾气处理装置中还存在一处明显的缺陷是。