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煤的直接燃燒已引起嚴(yán)重的生態(tài)和環(huán)境污染，并且其直接燃燒很難解決溫室氣體減排問題。解決煤炭的清潔高效利用問題是中國發(fā)展低碳經(jīng)濟的關(guān)鍵。下圖是煤氣化和除硫的實驗系統(tǒng)示意圖：

其操作步驟為：
I．升溫至實驗溫度，通人高純N₂，從投料口加人石英砂（含載氧體）
Ⅱ．停止通入N₂，從反應(yīng)器下方按比例通入水蒸氣和CO₂，從投料口加入CaO
Ⅲ．停止通入水蒸氣和CO₂，從投料口加入煤
Ⅳ．持續(xù)通入水蒸氣和CO₂，開始反應(yīng)；在氣體出口管中通人高純N₂
（1）冷凝器的作用是                           。
（2）可使用CaCO₃代替CaO脫硫，CaCO₃脫硫的化學(xué)方程式為             。
（3）通人N₂的目的：             。
（4）反應(yīng)器中發(fā)生如下幾種反應(yīng)：
C（s）十H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）  △H=+131kJ/mol
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）            △H=-394kJ/mol
CO（g）+O₂（g）=CO₂（g）         △H=-283kJ/mol
CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）
下圖能表示CO與H₂O（g）生成CO₂和H₂的反應(yīng)過程和能量關(guān)系的圖是   （填序號）。

（5）已知830℃時，CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）的平衡常數(shù)K=1，等物質(zhì)的量的CO和H₂O反應(yīng)達到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為        .
（6）煤氣化過程中會生成少量CH₄，已知CH₄與CaSO₄反應(yīng)生成CaS、CO₂和H₂O，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為             。
（7）煤氣化后，混合氣體由CO、H₂和CH₄等組成，可用于制燃料電池。其中堿性條件下CH₄參與反應(yīng)的電極反應(yīng)式為            。

（10分）綜合利用海水可以制備食鹽、純堿、金屬鎂、溴等物質(zhì)，其流程如下圖所示：
   
（1）粗鹽中含有硫酸鈉、氯化鎂、氯化鈣等可溶性雜質(zhì)，為除去這些雜質(zhì)而得精鹽，進行如下操作：①溶解；②加過量的BaCl₂溶液；③加過量的NaOH溶液；④加過量的Na₂CO₃溶液；⑤  ▲ ；⑥加適量的鹽酸；⑦  ▲ 。
（2）溶液Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：  ▲ 。
（3）Mg(OH)₂沉淀中因混有Ca(OH)₂，可選用  ▲ 溶液進行洗滌以除之。
（4）高溫灼燒六水合氯化鎂晶體(MgCl₂·6H₂O)所得固體是氧化鎂，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式  ▲ 。
（5）若在母液中通入氯氣可提取海水中的溴，反應(yīng)的離子方程式為：  ▲ 。

(7分)氫氣是未來最理想的能源，科學(xué)家最近研制出利用太陽能產(chǎn)生激光，并在二氧化鈦(TiO₂)表面作用使海水分解得到氫氣的新技術(shù)2H₂O2H₂↑＋O₂↑。制得的氫氣可用于燃料電池。試完成下列問題：
太陽光分解海水時，實現(xiàn)了從_______能轉(zhuǎn)化為_______能，二氧化鈦作________。生成的氫氣，用于燃料電池時，實現(xiàn)________能轉(zhuǎn)化為________能。水分解時，斷裂的化學(xué)鍵有________，分解海水的反應(yīng)屬于________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。

（8分）氫能是21世紀(jì)極具開發(fā)前景的新能源之一，
它既是綠色能源，又可循環(huán)利用。請在下圖的兩個空框中填上循環(huán)過程中反應(yīng)物和生成物的分子式，以完成理想的氫能源循環(huán)體系圖（循環(huán)中接受太陽能的物質(zhì)在自然界中廣泛存在）。從能量轉(zhuǎn)移的角度看，過程Ⅱ主要是      能轉(zhuǎn)化為            能。

如果用KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，寫出該燃料電池的電極反應(yīng)式
負(fù)極：______________________________  正極：_________________________________。[來

（12分）從海水中可提取多種化工原料，下面是工業(yè)上對海水的幾項綜合利用的示意圖。

試回答下列問題：
（1）寫出用海灘上的貝克制取Ca(OH)₂的化學(xué)方程式：
                                                                       。
（2）寫出電解熔融氯化鎂制取鎂的化學(xué)方程式：                               。
（3）將電解生成的氯氣通入氫氧化鈉溶液中可得到一種消毒液，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：                                                      。
（4）粗鹽中常含有Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)，可用Na₂CO₃、NaOH除去。精制過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                           、                             。
（5）為有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO，加入試劑的合理順序為     （選填a，b，c）
a. 先加NaOH，后加Na₂CO₃，再加鋇試劑
b. 先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na₂CO₃
c. 先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na₂CO₃ 

(7分)海水是人類寶貴的自然資源，從海水中可以提取多種化工原料。下圖是某工廠對海水資源綜合利用的示意圖。

(1)粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2－等雜質(zhì)，精制后可得NaCl飽和溶液。精制時通常向精鹽溶液中依次加入過量的BaCl₂溶液，過量的NaOH溶液和過量的Na₂CO₃溶液，過濾出沉淀后再向濾液加入鹽酸至溶液呈中性。請寫出下列操作中有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式：
①向溶液中加入過量的Na₂CO₃溶液：__________________、_____________________；
②電解氯化鈉溶液：______________________________________________。
(2)母液中含有K⁺、Na⁺、Mg²⁺等陽離子，從圖中可以看出，對母液進行一系列的加工可制得金屬鎂。
①從離子反應(yīng)的角度思考，在母液中加入石灰乳所起的作用是：（用離子反應(yīng)方程式回答）___________________________。
②簡述怎樣操作才能由氯化鎂晶體得到無水氯化鎂：____________________________。

海水中有取之不盡的化學(xué)資源，從海水中可提取多種化工原料，下圖是某工廠對海水資源的綜合利用的示意圖：

回答下列問題：
（1）操作A的實驗名稱為：   ▲   ，B的化學(xué)式為   ▲   
（2）鎂是活潑的金屬，能在二氧化碳中燃燒，反應(yīng)方程式為：       ▲            

鋼鐵工業(yè)在我國國民經(jīng)濟中處于十分重要的位置，工業(yè)上采用高爐冶煉，常用赤鐵礦、焦炭、空氣和熔劑（石灰石）作原料。已知赤鐵礦被還原劑還原時是逐級進行的，還原時溫度及CO、CO₂平衡混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系如下圖：

（1）鐵在元素周期表中位于        周期    族
（2）在溫度低于570℃時，還原分兩階段完成，在溫度高于570℃時，依次發(fā)生的還原反應(yīng)有：               （選用右圖中的a、b、c、d填空）
（3）為減少高爐冶鐵時，含CO的尾氣排放，下列研究方向不可取的是          。
（a）其它條件不變，增加高爐的高度
（b）調(diào)節(jié)還原時的爐溫
（c）增加原料中焦炭與赤鐵礦的比例
（d）將生成的鐵水及時移出
（4）已知下列反應(yīng)數(shù)值：

據(jù)報道，在西藏凍土的一定深度下，發(fā)現(xiàn)了儲量巨大的“可燃冰”，它主要是甲烷和水形成的水合物（CH4·nH₂O）。
（1）在常溫常壓下，“可燃冰”會發(fā)生分解反應(yīng)，其化學(xué)方程式是        。
（2）甲烷可制成合成氣（CO、H₂），再制成甲醇，代替日益供應(yīng)緊張的燃油。
①在101 KPa時，1．6 g CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO、H₂，吸熱20．64 kJ。則甲烷與H₂O（g）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：        。
②CH₄不完全燃燒也可制得合成氣：CH₄（g）+O₂（g）===CO（g）+2H₂（g）；
△H="-35.4" kJ·mol^-1。則從原料選擇和能源利用角度，比較方法①和②，合成甲醇的適宜方法為（填序號）；原因是            。
③在溫度為T，體積為10L的密閉容器中，加入1 mol CO、2 mol H₂，發(fā)生反應(yīng)
CO（g）+ 2H₂（g）CH₃OH（g）；△H="-Q" kJ·mol^-1（Q>O），達到平衡后的壓強是開始時壓強的0．6倍，放出熱量Q₁kJ。
I．H₂的轉(zhuǎn)化率為        ；
II．在相同條件下，若起始時向密閉容器中加入a mol CH₃ OH（g），反應(yīng)平衡后吸收熱量Q₂ kJ，且Q₁+Q₂=Q，則a=     mol。
III．已知起始到平衡后的CO濃度與時間的變化關(guān)系如右圖所示。則t₁時將體積變?yōu)?L后，平衡向       反應(yīng)方向移動（填“正”或“逆”）；
 
在上圖中畫出從tl開始到再次達到平衡后，
CO濃度與時間的變化趨勢曲線。
（3）將CH₄設(shè)計成燃料電池，其利用率更高，裝置示意如右圖（A、B為多孔性碳棒）。

持續(xù)通人甲烷，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，消耗甲烷體積VL。
①O<V≤44．8 L時，電池總反應(yīng)方程式為    ；
②44．8 L<V≤89．6 L時，負(fù)極電極反應(yīng)為      ；
③V=67．2 L時，溶液中離子濃度大小關(guān)系為      ；

海水占地球總儲水量的97.2%。若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)合起來，既可以解決淡水資源缺乏的問題，又可以充分利用海洋資源。
⑴ 海水中含有大量的氯化鈉。請寫出氯離子結(jié)構(gòu)示意圖              。
⑵ 目前國際上實用的“海水淡化”主要技術(shù)之一是蒸餾法。蒸餾法是將海水變成蒸汽，蒸汽經(jīng)過冷卻而得高純度淡水，由此可判斷蒸餾法是         （填物理變化、化學(xué)變化）。
⑶ 工業(yè)上利用電解飽和食鹽水可制得重要化工產(chǎn)品，又稱為“氯堿工業(yè)”。電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為                                            。
⑷ 近年來有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品及氯化鈉循環(huán)治理含二氧化硫廢氣并回收二氧化硫的方法，該方法的流程如下：

已知SO₂和CO₂都屬于酸性氧化物，試寫出②④的化學(xué)反應(yīng)方程式：
②__________________________________；④_____________________________________。