(11分) 芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定，难以氧化，而环上的支链不论长短，在强烈氧化时，最终能氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。
反应原理：
反应试剂、产物的物理常数：
| 名称 |
相对分 子质量 |
性状 |
熔点 |
沸点 |
密度 |
溶解度 |
||
| 水 |
乙醇 |
乙醚 |
||||||
| 甲苯 |
92 |
无色液体易燃易挥发 |
－95 |
110.6 |
0.8669 |
不溶 |
易溶 |
易溶 |
| 苯甲酸 |
122 |
白色片状或针状晶体 |
122.4 |
248 |
1.2659 |
微溶 |
易溶 |
易溶 |
主要实验装置和流程如下：
实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中，在90℃时， 反应一段时间，再停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
（1）操作Ⅰ所需的玻璃仪器为________________；操作Ⅱ为______________。
（2）如果滤液呈紫色，要先加亚硫酸氢钾，然后再加入浓盐酸酸化，加亚硫酸氢钾的目的是__________________________。
（3）下列关于仪器的组装或者使用正确的是________。
A．抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀
B．安装电动搅拌器时，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C．图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法
D．冷凝管中水的流向是下进上出
（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入_________，分液，水层再加入 ，然后抽滤，干燥即可得到苯甲酸。
（5）纯度测定：称取1.220 g产品，配成100 mL溶液，取其中25.00 mL溶液，进行滴定 ，消耗KOH物质的量为2.4×10－3mol。产品中苯甲酸质量分数为______________。
(15分)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为 。
（2）工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：
已知：
| 物质 |
SiCl4 |
AlCl3 |
FeCl3 |
FeCl2 |
| 沸点/℃ |
57.6 |
180（升华） |
300（升华） |
1023 |
①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是 （只要求写出一种）。
②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是 。
③已知：
Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g)ΔH1="+1344.1kJ" ·mol-1
2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g)ΔH2="+1169.2kJ" ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为 。
④步骤Ⅲ经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为 ________。
⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是 。
下图为某套实验装置示意图，其中加热装置和部分药品等均已经省略（装置①和装置②为气体发生装置）。
（1）甲同学用此装置（在A、B间增加一盛有浓硫酸的洗气瓶）制备NO2并验证其性质。装置①用于实验室制备NH3，用装置②制备过量O2。装置①中发生反应的化学方程式是 。B处冰水冷却的U型管中有红棕色气体生成且越接近U型管底部颜色越浅，请解释原因 。
（2）乙同学用此套装置合成SO3，B处冰水冷却的U型管中有固体出现。C中若盛放酸性K2Cr2O7溶液，则在C中发生的氧化还原反应的离子方程式是 （生成物中Cr以Cr3+形式存在）；现欲制得纯净干燥的SO3，若C中盛放NaOH溶液，则此装置中存在明显不足，应如何改进 （从下面给出的实验装置中选择字母标号补充或替换，并用简要文字说明补充和替换的位置）。
（3）丙同学拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率（装置①、装置②分别制NO和NH3），将上述装置A、B、C分别换成下列⑤、⑥、⑦。
请回答：装置⑦的作用可能是 ；若进入装置⑤的NO共22．4L（已折算为标准状况，下同），氨气过量，最后收集到标准状况下11．2LN2，则NO的转化率是 。
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式。
（1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活。
已知：①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）△H=" —1214" kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） △H=" —566" kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式 。
（2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。其负极电极反应式是： 。
（3）某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe（OH）2的实验装置（如下图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是 （填序号）
A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是：2H+ + 2e－= H2↑
（4）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）
得到如下三组数据：
| 实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
|
| H2O |
CO |
CO2 |
|||
| 1 |
650 |
2 |
4 |
1．6 |
5 |
| 2 |
900 |
1 |
2 |
0．4 |
3 |
| 3 |
900 |
1 |
2 |
0．4 |
1 |
①实验1中，以v （H2）表示的平均反应速率为 。
②实验3跟实验2相比，改变的条件可能是 （答一种情况即可）
氨是重要的化工产品和化工原料。
（1）氨的电子式是 。
（2）已知：
①合成氨的热化学方程式是 。
②降低温度，该反应的化学平衡常数K （填“增大”、“减小’’或“不变”）。
（3）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图l所示。
电池正极的电极反应式是 ，A是 。
（4）用氨合成尿素的反应为2NH3（g）+CO2（g）
CO（NH2）2（l）+ H2O（g）。工业生产时，原料气带有水蒸气。图2表示CO2的转化率与氨碳比
、水碳比
的变化关系。
①曲线I、II、III对应的水碳比最大的是 。
②测得B点氨的转化率为40%，则x1 。
FeSO4·7H2O广泛用于医药和工业领域，以下是FeSO4·7H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空：
（1）铁屑与稀硫酸反应前，应用10% Na2CO3溶液浸泡几分钟，操作目的是_____，浸泡后，用__ __（填操作方法）分离并洗涤铁屑。
（2）操作a为_______________。
（3）最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；
②____________________。
（4）FeSO4·7H2O是某些补血剂的主要成分，实验室要测定某补血剂中铁元素的含量。
I．方案一：可用KMn04溶液进行氧化还原滴定。在配制100mL 1.00 × 10 - 2 mol·L-1的KMnO4溶液时，所用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒，还有___________（填仪器名称）。在配制过程中，下列说法正确的是____________（填序号字母）。
| A．KMnO4溶于水不放热，可以直接在容量瓶中溶解 |
| B．容量瓶洗涤后不需干燥即可直接用于实验 |
| C．定容后摇匀，凹液面低于刻度线，再加水至凹液面最低点与刻度线相平 |
| D．如果定容时加水超过刻度线必须毓配制 |
II．方案二：将FeSO4·7H2O最终转化为Fe2O3，测定质量变化，操作流程如下：
①步骤④中一系列操作依次是：过滤、洗涤、______、冷却、称量。
②假设实验过程中Fe无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量______g（用含a的代数式表示）。
③若步骤③加入X溶液的量不足，则最后测出每片补血剂含铁元素的质量将______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。