下圖為細(xì)菌冶銅和火法冶銅的主要流程。

(1) 硫酸銅溶液一般呈________(填“酸”、“堿”或“中”)性，原因是________    (用離子方程式表示）。寫出電解硫酸銅溶液的化學(xué)方程式：______________(電解過程中，始終無氫氣產(chǎn)生)。
(2)細(xì)菌冶金又稱微生物浸礦，是近代濕法冶金工業(yè)上的一種新工藝。細(xì)菌冶銅與火法冶銅相比，優(yōu)點為________________(寫出一點即可)。

(3) 用惰性電極分別電解濃的氯化銅溶液和硫酸銅溶液。電解濃的氯化銅溶液時發(fā)現(xiàn)陰極有金屬銅生成，同時陰極附近會出現(xiàn)棕褐色溶液。而電解硫酸銅溶液時，沒有棕褐色溶液生成。下面是關(guān)于棕褐色溶液成分的探究_：
①有同學(xué)認(rèn)為，陰極附近出現(xiàn)的棕褐色溶液是氯氣反應(yīng)的結(jié)果，你認(rèn)為他的猜測是否正確？________(填“正確”或“不正確"），原因是__________
資料1:
一般具有混合價態(tài)(指化合物中同一元素存在兩種不同的化合價，如Fe₃O₄中的 Fe元索)的物質(zhì)的顏色比單一價態(tài)的物質(zhì)的顏色要深。
資料2:
CuCl微溶于水，能溶于濃鹽酸。
②猜想：棕褐色溶液中可能含有的離子是________(填3種主要離子符號）。
③驗證猜想：完成實驗方案(配制棕褐色溶液）。
取少量________固體于試管中，加入________使其溶解，再加入________溶液，觀察現(xiàn)象。
④已知電解前，U形管中加入了________100mL0.5 mol . L^－1 CuCl₂溶液，電解結(jié)朿時電路中一共轉(zhuǎn)移了 0.03 mol電子，且陰極生成0. 64 g銅，則形成的低價陽離子的物質(zhì)的量為________mol。

下圖是甲醇燃料電池工作的示意圖，其中A、B、D均為石墨電極，C為銅電極。工作一段時間后，斷開K，此時A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。

（1）甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式為____          。
（2）乙中A極析出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為____          。
（3）丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關(guān)系右圖，則圖中②線表示的是          離子的變化；反應(yīng)結(jié)束后，要使丙裝置中金屬陽離子恰好完全沉淀，需要          mL 5．0 mol/L NaOH溶液。

如下圖所示，某同學(xué)設(shè)計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。請按要求回答相關(guān)問題:

（1）甲烷燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式是:                                        
（2）石墨電極(C)的電極反應(yīng)式為                                       
（3）若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有2． 24 L氧氣參加反應(yīng)，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體體積為_  L;丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為      g
（4）某同學(xué)利甲烷燃料電池設(shè)計電解法制取漂白液或Fe(OH)₂的實驗裝置(如圖所示)。若用于制漂白液時a為電池_  極，電解質(zhì)溶液最好用_        。若用于制   Fe(OH)₂，使用硫酸鈉做電解質(zhì)溶液，陽極選用      作電極。

以黃銅礦精礦為原料，制取硫酸銅及金屬銅的工藝如下所示：
Ⅰ.將黃銅礦精礦（主要成分為CuFeS₂，含有少量CaO、MgO、Al₂O₃）粉碎
Ⅱ.采用如下裝置進(jìn)行電化學(xué)浸出實驗

將精選黃銅礦粉加入電解槽陽極區(qū)，恒速攪拌，使礦粉溶解。在陰極區(qū)通入氧氣，并加入少量催化劑。
Ⅲ.一段時間后，抽取陰極區(qū)溶液，向其中加入有機(jī)萃取劑（RH）發(fā)生反應(yīng)：
2RH（有機(jī)相）+ Cu²⁺（水相）R₂Cu（有機(jī)相）+ 2H^＋（水相）
分離出有機(jī)相，向其中加入一定濃度的硫酸，使Cu²⁺得以再生。
Ⅳ.電解硫酸銅溶液制得金屬銅。
（1）黃銅礦粉加入陽極區(qū)與硫酸及硫酸鐵主要發(fā)生以下反應(yīng)：
CuFeS₂ + 4H^＋ = Cu²⁺ + Fe²⁺ + 2H₂S    2Fe³⁺ + H₂S = 2Fe²⁺ + S↓+ 2H^＋
① 陽極區(qū)硫酸鐵的主要作用是       。
② 電解過程中，陽極區(qū)Fe³⁺的濃度基本保持不變，原因是       。
（2）陰極區(qū)，電極上開始時有大量氣泡產(chǎn)生，后有固體析出，一段時間后固體溶解。寫出上述現(xiàn)象對應(yīng)的反應(yīng)式       。
（3）若在實驗室進(jìn)行步驟Ⅲ，分離有機(jī)相和水相的主要實驗儀器是       ；加入有機(jī)萃取劑的目的是       。
（4）步驟Ⅲ，向有機(jī)相中加入一定濃度的硫酸，Cu²⁺得以再生的原理是       。
（5）步驟Ⅳ，若電解200mL0.5 mol/L的CuSO₄溶液，生成銅3.2 g，此時溶液中離子濃度由大到小的順序是       。

（l）鋁與某些金屬氧化物在高溫下的反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng)，可用于冶煉高熔點金屬。
已知：4Al（s）＋3O₂（g）=2Al₂O₃（s） ＝-2830kJ·mol^-1
 =+230kJ·mol^-1
 =-390kJ·mol^-1
鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是                  。
（2）如下圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是           ；
②裝置中Cu電極上的電極反應(yīng)式為                                          。

（3）釩（V）及其化合物廣泛應(yīng)用于新能源領(lǐng)域。全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應(yīng)來實現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，其原理如圖所示。

①當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)，其電極反應(yīng)式為                                       。
②充電過程中，右槽溶液顏色逐漸由      色變?yōu)?u>     色。

南海某小島上，解放軍戰(zhàn)士為了尋找合適的飲用水源，對島上山泉水進(jìn)行分析化驗，結(jié)果顯示水的硬度為28⁰(屬于硬水），主要含鈣離子、鎂離子、氯離子和硫酸根離子。請回答下列問題。
（1）該泉水屬于       硬水(填寫“暫時”或“永久”）。
（2）若要除去Ca^2＋、Mg^2＋可以往水中加入石灰和純堿，試劑加入時的先后次序是         ，原因是                                     。
（3）目前常用陰、陽離子交換樹脂來進(jìn)行硬水的軟化，如水中的Ca^2＋、Mg^2＋可與交換樹脂中的        交換。當(dāng)陰離子交換樹脂失效后可放入               溶液中再生。
（4）島上還可以用海水淡化來獲得淡水。右邊是海水利用電滲析法獲得淡水的原理圖，已知海水中含Na^＋、Cl^－、Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2－等離子，電極為惰性電極。請分析下列問題：

①陽離子交換膜是指          (填A(yù)或B)；
②寫出通電后陽極區(qū)的電極反應(yīng)式：                 。

I.鋁的陽極氧化能使鋁的表面生成一層特別致密的氧化膜，該氧化膜不溶于稀硫酸，模擬該生產(chǎn)過程如下：
（1）把鋁片浸入熱的16%NaOH溶液中約半分鐘左右洗去油污，除去表面的氧化膜，取出用水沖洗。寫出除去氧化膜有關(guān)反應(yīng)的離子方程式____________
（2）如圖，組裝好儀器，通電約25min。在陽極生成氧化鋁，陰極產(chǎn)生氣體。則該過程中陽極發(fā)生反應(yīng)的電極式為______；該溶液pH的變化______(填:“增大”或“減小”或“不變”）

II現(xiàn)代社會對電池的需求越來越大，尤其足可充電的二次電池。
髙鐵電池是一種新型可充電電池,總反應(yīng)為：3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O,該電池放電時正極材料的化學(xué)式是    其電極反應(yīng)式是______，若電路中通過1.204×10²³個電子時，負(fù)極質(zhì)量變化為______g充電時,該電池的正極接直流電源的______(填“正極”或“負(fù)極”）。

（8分）I．炒過菜的鐵鍋未及時洗凈，不久便會因腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。請回答：
（1）鐵鍋的銹蝕是       腐蝕（填“析氫”或“吸氧”）。
（2）寫出鐵鍋腐蝕正極的電極反應(yīng)式：                                  。
II．（1）某同學(xué)運(yùn)用所學(xué)知識，自選材料設(shè)計實驗，實現(xiàn)了在通常條件下不能發(fā)生的反應(yīng)：Cu+H₂SO₄(稀)＝CuSO₄+H₂↑。
請你在方框內(nèi)畫出能夠?qū)崿F(xiàn)這一反應(yīng)的裝置圖。

（2）某同學(xué)在做一定條件下銅與稀硫酸的反應(yīng)實驗時，看到碳棒上有氣泡產(chǎn)生，但銅棒卻沒有被腐蝕。請你分析其原因：                                                                           。

化工中把電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫氯堿工業(yè)，其生產(chǎn)流程如下：

除去食鹽水中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2—，應(yīng)分別加入下列沉淀劑：①NaOH（aq）、
②Na₂CO₃(aq)、③BaCl₂（aq），加入沉淀劑的順序為                  （填序號）；加入鹽酸的作用為                                         。
（2）下圖為實驗室電解飽和食鹽水的實驗裝置。X、Y均為石墨電極，兩極周圍溶液均滴有幾滴酚酞試液。

①電解一段時間后，X電極及附近溶液能觀察到的現(xiàn)象是           ；
Y電極上的電極反應(yīng)式為                          ，檢驗該極產(chǎn)生的氣體的方法是                                         。
②電解飽和食鹽水的離子方程式為                              ；若飽和食鹽水體積為200mL，且忽略電解過程中的體積變化及氣體溶解，當(dāng)兩極共收集到氣體（共兩種）44.8mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時，溶液的pH=          。

新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH₄和O₂，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將甲烷燃料電池作為電源進(jìn)行氯化鎂溶液龜解實驗，電解裝置如圖所示。

請回答下列問題：
（1）甲烷燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為：                                  。
（2）閉合開關(guān)K后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中a電極上的氣體可用          檢驗，b電極上得到的氣體是         ，電解氯化鎂溶液的離子方程式為            。
（3）若甲烷通入量為1.12 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），且反應(yīng)完全，則理論上通過電解池的電子的物質(zhì)的量為           ，產(chǎn)生的氯氣體積為           L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。
（4）已知常溫常壓下，0.25molCH₄完全燃燒生成CO₂和H₂O時，放出222.5kJ熱量，請寫出CH₄燃燒熱的熱化學(xué)方程式                                          。
已知；①C（石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393．5kJ/mol
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂=-571．6kJ/mol
計算：C（石墨）與H₂（g）反應(yīng)生成1molCH₄（g）的△H=             。