（12分）随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的转化利用越来越受到人们的关注。下图是最近研发出的天然气利用新途径：首先甲烷在催化剂作用下发生“氧氯化反应”生成一氯甲烷；然后一氯甲烷在400°C的条件下通过分子筛催化转化为低碳烯烃。
请根据以上信息回答下列问题：
（1）第一轮次反应投料时甲烷和氯化氢的最佳体积比（相同条件）为 。
（2）由一氯甲烷生成丙烯的化学方程式为 。
（3）按最佳反应投料比，若该途径中的第一步“甲烷氧氯化反应”的转化率为80%，经除水、分离出混合物中的一氯甲烷后，剩余CH4、O2和HCl全部留用并投入第二轮次生产；第二步一氯甲烷反应生成含有乙烯、丙烯、丁烯和氯化氢的混合气体，碳原子的利用率为90%，分离出其中的烯烃气体后，剩余HCl也全部留用并投入第二轮次生产，则：
①标准状况下，1m3甲烷经过一轮反应可得到 kg乙烯、丙烯、丁烯的混
合气体。
②为了与第一轮次得到的等量的低碳烯烃，第二轮次反应投料时，需补充的CH4、
O2和HCl的体积比为（相同条件） 。（请写出①和②的计算过程）
（8分）有一包NaHCO3和KHCO3的混合物样品。某研究性学习小组对其进行如下探究。实验装置如图所示。将一定质量的混合物样品加入锥形瓶中，用针筒a分次注入一定体积的稀硫酸充分反应，再用针筒b收集生成气体的体积（忽略针筒壁之间的摩擦）
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（1）为了较准确地测量反应生成的CO2体积，必须保证整个装置的气密性良好。如果往锥形瓶中注入稀硫酸的体积为V1mL，充分反应后，针筒b中气体的读数为V2 mL，则反应中生成的CO2气体体积为 mL。
（2）某学生通过实验，测得如下数据（所用稀硫酸的物质的量浓度相矧），下列分析推理错误的是 。
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50mL稀硫酸 |
50mL稀硫酸 |
50mL稀硫酸 |
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m（混合物） |
9．2g |
15．7g |
27．6g |
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V（CO2）（标况） |
2．24L |
3．36L |
3．36L |
①稀硫酸的物质的量浓度为1.5mol/L
②15．7 g混合物恰好与稀硫酸完全反应
③加入混合物9．2 g时稀硫酸未反应完
④计算出样品中NaHC03和KHC03物质的量之比为1:1
（3）某同学设计了另一种方案，其操作流程如下：
在转移溶液时，如果溶液转移不完全，则测得的混合物中NaHC03和KHC03物质的量之比 （选填“偏人”、“偏小”或“不变”）。
（18分）金属钛素有“太空金属”、“海洋金属”、“未来金属”等美誉，我国有丰富的钛矿资源。
（1）钛冶炼的旧法是用金属钠热还原四氯化钛。
请回答下列问题：
①试推测，在金属系列中，钛属于 （填“较活泼”或“较不活泼”）的金属。金属钛耐腐蚀可能原因是 。
②TiC14 工业上是用过量焦炭、氯气与TiO2在高温下反应制得的，该反应的化学方程式为 。
（2）已知化合态的钛：有+4价和+3价，其中+3价极易被氧化。有关氢氧化物开始沉淀的pH如表l
表l 有关氢氧化物开始沉淀的pH
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氢氧化物 |
Ti(OH)4 |
Ti(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
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pH |
0.5 |
3.0 |
1.5 |
7.6 |
某地钛铁矿的主要成分为FeTiO3，含有少量杂质Al2O3、SiO2，提纯TiO2并得到副产品绿矾（FeSO4·7H2O）的工艺流程如图l所示。
图1 工艺流程图
黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+、Fe2+，写出反应①主要的化学方程式： ；加入Fe的目的是 ；步骤④生成Ti(OH)4的离子方程式： 。
（3）钛冶炼的新法是电解法，图2是一种电解制钛的工艺（OS法）示意图。CaC12/CaO共熔体为质，在阴极，被还原的Ca进一步还原TiO2得到钛，写出阴极制得钛的有关反应方程式 。
（4）我国科学最新研发的技术——固体透氧膜提取金属钛（SOM）工艺（见图3）：将钛氧化物（钛全看作Ti4+）矿熔于MCl—MF融盐体系（M为Na、K、Ca等），以石墨为阴极，阳极为覆盖氧渗透膜的多孔金属陶瓷涂层。固体透氧膜把阳极和熔融电解质隔开，只有氧离子可以通过，电解过程中阴极通入H2，则阳极电极反应式为 。
（18分）高铁酸盐（如K2FeO4）是一种高效绿色氧化剂，可用于饮用水和生活用水的处理。从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。
（1）电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极，NaOH溶液作为电解质溶液，其电流效率可达到40%。写出阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式： 。
（2）铁丝网电极是更理想的阳极材料，相同条件下，可将电流效率提高至70%以上，原因是 。研究亦发现，铁电极在某一电压范围内会产生氧气使阳极表面生成Fe2O3膜而“钝化”。写出产生O2的电极反应方程式： 。
（3）FeO42—易与水4h生成絮状氢氧化铁，也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极，在中间环节（对应图中4h后）过滤掉氢氧化铁，反应过程中FeO42—浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示（图中曲线是每隔1h测得的数据）。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是 (填编号)
①过滤：掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液
②过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大
③实验表明不过滤掉氢氧化铁，6h后电流效率几乎为0
（4）在相同的pH条件下，经过相同的反应时间，高铁酸盐的产率与温度关系如图2。
随温度升高，高铁酸盐产率先增大后减小的原因是 。
（5）人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究，例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐，该研究方向的价值有 （至少答一点）。
将一定量的FeO、Fe2O3、Fe3O4混合粉末与一定量铝粉均匀配成铝热剂并分成两份，第一份在高温下恰好完全反应生成氧化铝和铁，然后将生成物与足量稀硫酸充分反应；第二份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应，前后两种情况下生成的气体在相同状况下的体积比可能是 （ ）
A．3：4 B．1：l C．5：6 D．2：3
向100 mL 0．1 mol·L-1硫酸铝铵[NH4Al（SO4）2]溶液中逐滴滴入0．1 mol·L-l Ba（OH）2溶液。随着Ba（OH）2溶液体积（V）的变化，沉淀总物质的量（n）的变化如下图所示。下列说法正确的是 （ ）
A．a点的沉淀总物质的量为0．025mol
B．oa段发生反应的离子方程式是： Al3++2SO42-+2Ba2++3OH-=Al(OH)3↓+2BaSO4↓
C．ab段发生反应的离子方程式是： NH4++SO42-+Ba2++OH-=NH3 ·H2O+BaSO4↓
D．反应至c点，加入Ba（OH）2溶液的总体积为250 mL
