(15分)某兴趣小组利用以下实验装置模拟工业炼铁的主要过程：
（1）装置甲中发生的反应为：HCOOH(甲酸)
CO↑+H2O。已知甲酸是一种无色有刺激性气味的液体。制取一氧化碳时应该 （填字母）。
a．将甲酸滴入浓硫酸
b．将浓硫酸滴入甲酸
c．将甲酸与浓硫酸混合后加入
（2）请按合适的顺序连接好以下装置：甲→（ ）→（ ）→（ ）
（3）丙装置中碱石灰的作用是 。
（4）实验将近完成时，熄灭装置甲、乙、丁中酒精灯的先后顺序为 。
（5）为了探究影响反应产物的外界因素，在Fe2O3与CO反应部位，该小组同学分别用酒精灯和酒精喷灯进行了两次实验，结果如下：
加热方式 | 通CO加热 时间／min | 澄清石灰水变 浑浊时间／min | 产物颜色 | 产物能否全部被磁铁吸引 |
酒精灯 | 30 | 5 | 黑色 | 能 |
酒精喷灯 | 30 | 1 | 黑色 | 能 |
①甲同学猜想黑色产物中可能含有碳单质。乙同学排除了该可能，他提出的两种理由是 、 。
②丙同学查找资料发现，Fe3O4也能被磁铁吸引，对黑色产物成分提出以下三种假设：
i．全部为铁；
ii． ；
iii． 。
（16分）某化学兴趣小组用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。
查阅资料得知：
I．在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有+4、+2、﹣3价等氮的化合物。
II．常温时，NO2与N2O4同时存在；在低于0℃时，几乎只有无色的N2O4的晶体存在。
请回答下列问题：
（1）装置中各仪器装入试剂后，接下来由先至后的操作顺序为 。
A.通入N2 B.滴入浓HNO3 C.打开活塞K1 D.关闭活塞K1
（2）装置A中，滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是 。
（3）反应结束后，打开装置D中的活塞K2，并通入氧气，铁完全溶解于浓硝酸后生成的NO2气体中含有NO的现象为 。
装置D中发生的反应的化学方程式为 。
（4）C装置的作用是 。
（5）反应停止后，装置A中无固体剩余。证明装置A的溶液中是否含有Fe2+，选择的药品是 （填序号）。
a．铁粉 b．氯水 c．KMnO4溶液 d．硫氰化钾溶液
（6）检验是否生成﹣3价氮的化合物，应进行的实验操作、现象及结论是 。
(15分) 铝铁合金在微电机中有广泛应用，某兴趣小组为利用废弃的铝铁合金设计了如下实验流程制备聚合硫酸铁和明矾：
（1）聚合硫酸铁是一种无毒无害、化学性质稳定、能与水混溶的新型絮凝剂，微溶于乙醇，其化学式可表示为[Fe2(OH)x(SO4)y]n。
①聚合硫酸铁可用于净水的原理是 。
②有人认为上述流程中的“氧化”设计存在缺陷，请提出改进意见： ；
浓缩时向其中加入一定量的乙醇，加入乙醇的目的是 。
③加入试剂Y的目的是调节pH，所加试剂Y为 ；溶液的pH对[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x的值有较大影响（如图1所示），试分析pH过小（pH＜3）导致聚合硫酸铁中x的值减小的原因： 。
（2）明矾是一种常见铝钾硫酸盐。
①为充分利用原料，试剂X应为 。
②请结合图2所示的明矾溶解度曲线，补充完整由滤液Ⅰ制备明矾晶体的实验步骤(可选用的试剂：废弃的铝铁合金、稀硫酸、NaOH溶液和酒精)：向滤液Ⅰ中加入足量的含铝废铁屑至不再有气泡产生， ，得到明矾晶体。
（16分）高锰酸钾是强氧化剂，它的用途遍布各个行业。
（1）工业上由软锰矿（主要成分为MnO2）生产髙锰酸钾分为两个步骤：
①步骤一将软锰矿与过量的固体KOH和空气在高温下反应，生成锰酸钾（K2MnO4），该反应的化学方程式是 。
②步骤二以石墨为阳极，铁为阴极，电解锰酸钾（K2MnO4)溶液，在 (填“阴极区”或“阳极区”）得到高锰酸钾。阴极反应的电极反应式是 。
（2）某研究小组用工业生产高锰酸钾产生的废渣——锰泥(含K2MnO4、MnO2及Pb、Ca等元素）和乳钢废酸液制取工业级碳酸锰（MnCO3)，其流程如下：
③轧钢废酸中Fe2+的作用是 。
④操作I、操作Ⅱ、操作Ⅲ的名称是 。
⑤溶液C中除含有Ca2+、Mn2+、H+外，还含有的阳离子是 。
⑥若固体C中不含CaCO3，则溶液C中 
＜ （已知：Ksp(MnCO3)=1×10-11，Ksp(CaCO3)=5×10-9)。
（15分）W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素，已知：元素W的一种原子的原子核中没有中子；元素X 构成的某种单质在自然界中硬度最大；元素Z在地壳中含量最高。试回答下列各题：
（1）元素Z在周期表中的位置为 。
（2）由W、X、Z三种元素可组成A、B、C三种常见的有机化合物，其中A和B是日常生活中常用调味品的主要成分，且A与B能够反应生成C，写出该反应的化学方程式 。
（3）由W、X、Y、Z四种元素中的三种元素组成中学化学常见的某种化合物，其浓溶液可与其中第四种元素的单质发生反应，写出该反应的化学方程式： 。
（4）W、Y、Z可组成离子化合物M，M的水溶液呈 （填“酸性”或“碱性”或“中性”），M溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 ；W、Y、Z也可组成共价化合物N，M和N两种溶液的pH均为a，那么两溶液中由水电离出的c (H+)的比为 。
（5）已知由元素X和Z可组成A、B、C、D四种中学化学常见的单质或化合物，四种物质之间存在如图所示的转化关系。
已知：298K时，反应①生成1mol B（g）时放出393.5 kJ热量，反应④生成1mol B（g）时放出283.0 kJ的热量，反应③的热化学方程式为 。
（15分）I．短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如下图所示，其中Y元素原子的最外层电子数是电子层数的两倍。回答下列问题：
（1）Y元素在元素周期表中的位置是 。
（2）列举一个事实证明Y元素与Z元素的非金属性强弱： 。
（3）X的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐。该盐溶液的pH 7（填“＜”、“＞”或“＝”），其原因为（用离子方程式表示） 。
（4）X元素的某种液态氢化物，分子中含有18个电子，只存在共价单键。该物质在碱性溶液中能够将CuO还原为Cu2O，同时生成一种参与大气循环的气体。该反应的化学方程式为 。
II．已知可逆反应：CO(g)+H2O(g) 
CO2(g)+H2(g)，平衡常数见下表：
温度/℃ | 500 | 700 | 850 | 1 000 |
平衡常数 | 2.5 | 1.7 | 1.0 | 0.6 |
（5）该反应ΔH 0（填“＜”或“＞”）。
（6）850 ℃时，若向一容积固定的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 molCO2和x mol H2，若要使上述反应开始时正向进行，则x应满足的条件是 。
若x＝5.0，当反应达到平衡时，n(H2)＝ 。
