石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO₂(7.8%)、Al₂O₃(5.1%)、Fe₂O₃(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯与综合利用工艺如下：

(注：SiCl₄的沸点为57.6 ℃，金属氯化物的沸点均高于150 ℃)

(1)向反应器中通入Cl₂前，需通一段时间N₂，主要目的是____________________。

(2)高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体Ⅰ中的碳氧化物主要为________。由气体Ⅱ中某物得到水玻璃的化学反应方程式为____________________________________________。

(3)步骤①为：搅拌、________。所得溶液Ⅳ中的阴离子有________。

(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为______________________________________________，100 kg初级石墨最多可能获得Ⅴ的质量为______kg。

(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注。

某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则(　　)

图4

A．电流方向：电极Ⅳ―→―→电极Ⅰ

B．电极Ⅰ发生还原反应

C．电极Ⅱ逐渐溶解

D．电极Ⅲ的电极反应：Cu^2＋＋2e^－===Cu

用FeCl₃酸性溶液脱除H₂S后的废液，通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极，在不同电压(x)下电解pH＝1的0.1 mol/L FeCl₂溶液，研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值)：

(1)用KSCN溶液检验出Fe^3＋的现象是________。

(2)Ⅰ中，Fe^3＋产生的原因还可能是Cl^－在阳极放电，生成的Cl₂将Fe^2＋氧化。写出有关反应的离子方程式：________________________________________________。

(3)由Ⅱ推测，Fe^3＋产生的原因还可能是Fe^2＋在阳极放电。原因是Fe^2＋具有________性。

(4)Ⅱ中虽未检验出Cl₂，但Cl^－在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH＝1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：

①NaCl溶液的浓度是________mol/L。

②Ⅳ中检验Cl₂的实验方法：_____________________________________________________________________。

③与Ⅱ对比，得出的结论(写出两点)：______________________________________________________________________________________________________________。

如图所示是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH­Ni电池)。下列有关说法不正确的是(　　)

A．放电时正极反应为NiOOH＋H₂O＋e^－―→Ni(OH)₂＋OH^－

B．电池的电解液可为KOH溶液

C．充电时负极反应为MH＋OH^－―→H₂O＋M＋e^－

D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高

下列离子方程式错误的是(　　)

A．向Ba(OH)₂溶液中滴加稀硫酸：

Ba^2＋＋2OH^－＋2H^＋＋SO===BaSO₄↓＋2H₂O

B．酸性介质中KMnO₄氧化H₂O₂：

2MnO＋5H₂O₂＋6H^＋===2Mn^2＋＋5O₂↑＋8H₂O

C．等物质的量的MgCl₂、Ba(OH)₂和HCl溶液混合：Mg^2＋＋2OH^－===Mg(OH)₂↓

D．铅酸蓄电池充电时的正极反应：PbSO₄＋2H₂O－2e^－===PbO₂＋4H^＋＋SO

A、B、D、E、F为短周期元素，非金属元素A最外层电子数与其周期数相同，B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD₂。E^＋与D^2－具有相同的电子数。A在F中燃烧，产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题：

(1)A在周期表中的位置是________，写出一种工业制备单质F的离子方程式：__________________________。

(2)B、D、E组成的一种盐中，E的质量分数为43%，其俗名为__________，其水溶液与F单质反应的化学方程式为____________________________________________；在产物中加入少量KI，反应后加入CCl₄并振荡，有机层显______色。

(3)由这些元素组成的物质，其组成和结构信息如下表：

a的化学式为________；b的化学式为______________；c的电子式为________；d的晶体类型是________。

(4)由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过________键构成具有空腔的固体；另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔，其分子的空间结构为__________。

    将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。

回答下列问题：

  (1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是________(填序号)。

  ①用混凝法获取淡水

②提高部分产品的质量

③优化提取产品的品种

④改进钾、溴、镁等的提取工艺

(2)采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br₂，并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是Br₂＋Na₂CO₃＋H₂O→NaBr＋NaBrO₃＋NaHCO₃，吸收1 mol Br₂时，转移的电子数为________mol。

    (3)海水提镁的一段工艺流程如下图：

浓海水的主要成分如下：

该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为______________________________，产品2的化学式为__________，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为________g。

(4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为________________________；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式：____________________________________________________。

硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。

(1)将烧碱吸收H₂S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：

S^2－－2e^－===S　(n－1)S＋S^2－===S

①写出电解时阴极的电极反应式：________________。

②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成__________________________。

(2)将H₂S和空气的混合气体通入FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。

①在图示的转化中，化合价不变的元素是________。

②反应中当有1 mol H₂S转化为硫单质时，保持溶液中Fe^3＋的物质的量不变，需消耗O₂的物质的量为________。

③在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有________________。

(3)H₂S在高温下分解生成硫蒸气和H₂。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图所示，H₂S在高温下分解反应的化学方程式为__________________________________。

铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：

(1)铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第________周期、第________族；PbO₂的酸性比CO₂的酸性________(填“强”或“弱”)。

(2)PbO₂与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为_______________________。

(3)PbO₂可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为___________________；PbO₂也可以通过石墨为电极，Pb(NO₃)₂和Cu(NO₃)₂的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为____________________，阴极上观察到的现象是____________________；若电解液中不加入Cu(NO₃)₂，阴极发生的电极反应式为______________________________，这样做的主要缺点是____________________。

(4)PbO₂在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即×100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbO_x或mPbO₂·nPbO，列式计算x值和m∶n值_______________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

次磷酸(H₃PO₂)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性。回答下列问题：

(1)H₃PO₂是一种中强酸，写出其电离方程式：_____________________________

________________________________________________________________________。

(2)H₃PO₂及NaH₂PO₂均可将溶液中的Ag^＋还原为银，从而可用于化学镀银。

①H₃PO₂中，P元素的化合价为________。

②利用H₃PO₂进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，则氧化产物为________(填化学式)。

③NaH₂PO₂为________(填“正盐”或“酸式盐”)，其溶液显________(填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”)。

(3)H₃PO₂的工业制法是：将白磷(P₄)与Ba(OH)₂溶液反应生成PH₃气体和Ba(H₂PO₂)₂，后者再与H₂SO₄反应。写出白磷与Ba(OH)₂溶液反应的化学方程式：____________________________________________。

(4)H₃PO₂也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：

①写出阳极的电极反应式：_________________________________________。

②分析产品室可得到H₃PO₂的原因：_____________________________________

________________________________________________________________________。

③早期采用“三室电渗析法”制备H₃PO₂：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H₃PO₂稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有________杂质，该杂质产生的原因是________________________________。