答案　(1)2Br-+Cl2Br2+2Cl-

(2)吹出单质Br2

(3)吸收尾气　NaOH溶液

(4)H2O2+2Br-+2H+Br2+2H2O

(5)氧化性：H2O2>Br2>H2SO3

(6)①不干扰，无论热空气是否参加氧化H2SO3，只要观察到产生白色沉淀的同时有明显颜色变化，即能证明Br2氧化了H2SO3

②H2SO3有剩余(H2O2浓度小或Br-与H2O2反应慢等合理答案均可)

解析　Ⅰ中原理为Cl2+2Br-Br2+2Cl-，Ⅱ中，吹入热空气，把A中生成的Br2吹出进入B装置，发生反应：Br2+H2SO3+H2O2HBr+H2SO4

H2SO4+BaCl2BaSO4↓+2HCl

Ⅲ中原理为H2O2+2Br-+2H+Br2+2H2O

综合以上分析，可以推断氧化性H2O2>Br2>H2SO3。

11.聚合硫酸铁铝(PFAS)是一种新型高效水处理剂。利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等)为铁源，粉煤灰(主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等)为铝源，制备PFAS的工艺流程如下：

(1)“碱溶”时，Al2O3发生反应的化学方程式为_______________________________

________________________________________________________________________。

(2)“酸溶Ⅱ”时，Fe3O4发生反应的离子方程式为_____________________________

________________________________________________________________________。

(3)“滤渣Ⅰ”、“滤渣Ⅱ”在本流程中能加以利用的是________________________

________________________________________________________________________。

(4)“氧化”时应控制温度不超过57 ℃，其原因是_____________________________

________________________________________________________________________。

(5)“氧化”时若用MnO2代替H2O2，发生反应的离子方程式是_________________

________________________________________________________________________。

(6)酸度对絮凝效果和水质有显著影响。若产品PFAS中残留硫酸过多，使用时产生的不良后果是________________________________________________________________________。

答案　(1)Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O

(2)Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O

(3)滤渣Ⅰ

(4)温度过高，H2O2受热分解

(5)2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O

(6)硫酸抑制Al3+和Fe3+水解，降低絮凝效果;水的酸度增大，影响水质

解析　加入NaOH溶液使Al2O3溶解，其方程式为Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O;通入过量CO2，发生的反应为CO2+NaAlO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3;再加入H2SO4时，其反应原理为2Al(OH)3+3H2SO4Al2(SO4)3+6H2O，结晶得到Al2(SO4)3晶体。向硫铁矿烧渣中加入H2SO4，其方程式为FeO+H2SO4FeSO4+H2O，Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O。“滤渣Ⅰ”中含有Fe2O3、FeO，“滤渣Ⅱ”中含有SiO2，根据工艺流程，滤渣Ⅰ可加以利用。H2O2氧化Fe2+时，温度不能过高，其原因是温度过高，H2O2会分解。因为Fe3+、Al3+水解均呈酸性，所以产品PFAS中硫酸残留过多，会抑制Al3+、Fe3+水解，降低絮凝效果，并且酸度过大影响水质。

12.2013年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。

(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如下图所示。

据此判断：

①该反应的ΔΗ______0(填“>”或“<”)。

②在T1温度下，0～2 s内的平均反应速率v(N2)=____________________。

③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1

④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________________(填字母)。

(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。

①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

例如：CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-867.0 kJ·mol-1

2NO2(g)??N2O4(g)　ΔH=-56.9 kJ·mol-1

写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(g)的热化学方程式____________________

________________________________________________________________________。

②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极a、b表面发生的电极反应式分别为

a：________________________________________________________________________，

b：________________________________________________________________________。

答案　(1)①<　②0.05 mol·L-1·s-1

③

④bd

(2)①CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+2H2O(g)+CO2(g)　ΔH=-810.1 kJ·mol-1

②2H2O-4e-O2↑+4H+

2CO2+4e-+4H+2HCOOH

解析　(1)①根据图示T1>T2，温度升高，CO2浓度减小，平衡左移，正反应为放热反应，ΔH<0。②v(N2)=v(CO2)=×=0.05 mol·L-1·s-1。

③增大催化剂表面积，平衡不移动，CO2浓度仍为0.2 mol·L-1，但达到平衡所用时间短。

④因为容器绝热、恒容，该反应为放热反应，在反应过程中温度升高，平衡左移，K减小，b项正确;在反应过程中，NO的质量减小，达到平衡时，保持不变，d项正确。

(2)①CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=-867.0 kJ·mol-1

N2O4(g)??2NO2(g)　ΔH=+56.9 kJ·mol-1

上述两式相加：

CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-810.1 kJ·mol-1

②a为负极，电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+;b为正极，电极反应式为2CO2+4e-+4H+2HCOOH。

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