某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行如图所示实验：

查阅教材可知，普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂等物质．请回答以下问题：
（1）操作①的名称是；
（2）操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、、泥三角和三脚架；操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测灼烧前的滤渣中存在的物质有．
（3）往操作④的试管中加入操作③灼烧后所得黑色固体，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定灼烧后的黑色固体为，操作④相关的化学方程式为．
（4）该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有NH₄⁺，该同学取少许滤液于试管中，（填写操作与现象），则证实滤液中含有NH₄⁺．
（5）该同学利用在废旧干电池中回收的Zn片和石墨电极，设计一个原电池实验，比较铜与锌的金属活动性强弱．
限用材料：铜片、锌片、石墨电极、稀硫酸、CuSO₄溶液、ZnSO₄溶液；
限用仪器：直流电源、导线、烧杯、试管、盐桥等中学化学常见的药品和仪器
请在下面的方框中画出实验装置图（要求标注各电极和电解质溶液名称），并写出正极方程式．

正极方程式：．

硫及其化合物有广泛的应用，对SO₂性质的研究是高中化学教学的一项重要内容．
（1）对比研究是一种重要的研究方法．若将硫的单质及部分化合物按如下表所示分成3组，则第2组中物质M的化学式是．

第1组	第2组	第3组
S（单质）	SO2、H2SO3、M、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4

（2）某校化学学习小组用下图所示的实验装置研究SO₂的性质．

①在装置Ⅰ中发生SO₂的催化氧化反应，其化学方程式是．
②若按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置，（已知：SO₃熔点 16.8℃； SO₂ 沸点-10℃．）装置Ⅱ的作用是；装置Ⅲ中溶液逐渐褪色，生成Mn²⁺的同时pH降低，则该反应的离子方程式是．
③若按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，如果装置Ⅳ中有30mL 2.5mol/LNaOH溶液，反应后增重4.8g，则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是．

Ⅰ、铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及其合金在生产生活中的应用十分广泛．
（1）金属铝的生产是以Al₂O₃为原料，与冰晶石（Na₃AlF₆）在熔融状态下进行电解，则化学方程式为：
．其电极均由石墨材料做成，则电解时不断消耗的电极是（填“阴极”或“阳极”）．
（2）对铝制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命．以处理过的铝材为阳极，在H₂SO₄溶液中电解，铝材
表面形成氧化膜，阳极反应式为．
（3）铝电池性能优越，Al-Ag₂O电池可用作水下动力电源，化学反应为2Al+3Ag₂O+2NaOH+3H₂O═2Na[Al（OH）₄]+6Ag，则负极的电极反应式为，正极附近溶液的pH（填“变大”、“不
变”或“变小”）．
Ⅱ、氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．
（1）图是在一定温度和压强下N₂和H₂反应生成1molNH₃过程中能量变化示意图，请写出合成氨的热化学反应方程式：（△H的数值用含字母a、b的代数式表示）．
（2）工业合成氨的反应为
N₂（g）+3H₂（g）

催化剂

高温高压

2NH₃（g）．
在一定温度下，将一定量的N₂和H₂通入到体积为1L的密闭容器中，反应达到平衡后，改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是．
A．增大压强       B．增大反应物的浓度       C．使用催化剂      D．降低温度
Ⅲ、铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用．请回答下列问题：
（1）黄铁矿（FeS₂）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料．其中一个反应为：
3FeS₂+8O₂

高温  .

6SO₂+Fe₃O₄，有3mol FeS₂参加反应，转移mol电子；
（2）氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”，写出SO₂通入氯化铁溶液中反应的离子方程式：．

[选修2-化学与技术]
三氧化二镍（Ni₂O₃）是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料．工业上利用含镍废料（镍、铁、钙、镁合金为主）制取草酸镍（NiC₂O₄?2H₂O），再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍．已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水．根据工艺流程示意图回答问题．

（1）操作1为；
（2）生产过程中多次进行过滤，实验室进行过滤操作中需用到玻璃棒，下列实验操作中，玻璃棒的作用完全相同的是（填选项字母）；
①配制0.1mol/L的H₂SO₄溶液
②测定Na₂CO₃溶液的pH
③用KI淀粉试纸检验溶液中氧化性离子
④加热食盐溶液制备NaCl晶体
⑤配制20%的KNO₃溶液
A．①⑤B．②③C．④⑤D．①④
（3）加入H₂O₂发生的主要反应的离子方程式为；加入Na₂CO₃溶液调pH至4.0?4.5，其目的为；加入NH₄F后除掉的杂质是；
（4）草酸镍（NiC₂O₄?2H₂O）在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时，制得Ni₂O₃，同时获得混合气体．草酸镍受热分解的化学方程式为；
（5）工业上还可用电解法制取Ni₂O₃．用NaOH溶液调节NiCl₂溶液的pH至7.5，加入适量Na₂SO₄后采用惰性电极电解．电解过程中产生的Cl₂有80%在弱碱性条件下生成ClO^-，再把二价镍氧化为三价镍．ClO^-氧化Ni（OH）₂生成Ni₂O₃的离子方程式为．a mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过电子的物质的量为；
（6）电解法制取Ni₂O₃的实际过程中，有时获得一种结晶水合物，巳知含1mol Ni的该物质中含有0.5mol结晶水．取该化合物20.2g进行充分加热，获得Ni₂O₃固体和0.2mol水，则该结晶水合物的化学式为．

[化学-化学与技术]
元素铝是在生产、生活中应用广泛的金属元素．
（1）从矿石提取氧化铝：矿石与NaOH溶液高温反应，然后降温析出晶体，再经净化和高温煅烧得到氧化铝．降温析出晶体时的反应方程式为：．
（2）氧化铝是工业电解冶炼铝的重要原料，生产中加入冰晶石（Na₃AlF₆），其作用是．工业冶炼铝的装置示意图如图：
①阴极的反应式，
②在电解池工作过程中，需要不断补充阳极材料，原因是．
（3）有资料介绍：溶液中铝元素以氢氧化物[用Al（OH）₃表示]形式存在的pH范围是3.8～10．现有A、B两种均含铝元素形成的某种离子溶液，其pH分别为1、13，两溶液等体积混合时反应的离子方程式为．
（4）一种新型高效净水剂PAFC--聚合氯化铁铝[A1Fe（OH）_nCl_6-n]_m，广泛用于日常生活用水和工业污水的处理．有关PAFC的说法正确的是．（填选项）
A．PAFC中铁元素显+2价
B．PAFC用于净水时，比用相同量的氯化铝和氯化铁对水的pH改变小
C．PAFC可看作一定比例的氯化铁与氯化铝水解的中间产物
D．PAFC在强酸性和强碱性溶液中都能稳定存在．

[化学选修2-化学与技术]我国氯碱工业迅速发展，产量已跃居世界首位，并培植了精细化工“产品树”．
（1）如图是离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图．电解槽中B处加入的水中通常含有少量，F出口逸出的气体是．
（2）已知一个电子的电量是1.602×10^-19C，若在离子膜电解饱和食盐水时通过电量1.929×10⁵C，则产生NaOHg，阴极的电极反应式为
（3）利用氯碱工业产生的氢气和氯气可以将粗硅制成高纯硅，写出反应的化学方程式、．若生产7吨高纯硅理论上需电解食盐吨．
（4）氯碱工业常用于电石法生产聚氯乙烯．请写出以电石和氯碱工业的产品为原料制备聚氯乙烯的化学方程式：①CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂ H₂↑，②，③，④．

某化学兴趣小组拟采用下图所示装置电解饱和氯化钠溶液制备H₂，通过H₂还原氧化铜测定Cu的相对原子质量Ar（Cu），同时检验Cl₂的氧化性（图中夹持和加热仪器已略去）．

（1）直流电源中的X极为极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）；写出甲装置U形管中反应的离子方程式：；实验开始后，用铁棒作电极的一侧的实验现象是．
（2）为完成上述实验，正确的链接顺序为：a连，b连（填写连接的字母）．
（3）装置乙中的G瓶内溶液可能为（填字母）．
A．淀粉KI溶液B．NaOH溶液C．Na₂S溶液D．Na₂SO₃溶液
H瓶内的反应的离子方程式为：．
（4）在对硬质玻璃试管里的氧化铜粉末加热前需要进行的操作为：．
（5）装置丙中N瓶内盛放的试剂为，作用是．
（6）为了测定Cu的相对原子质量，某同学通过实验测得如一下数据：
I．氧化铜样品质量为m₁g
Ⅱ．反应后硬质玻璃管中剩余固体质量为m₂g
III．反应前后U形管及其固体质量差为m₃g
Ⅳ．反应前后瓶及其液体质量差为m₄g
①请选择理论上误差最小的一组数据计算Ar（Cu），Ar（Cu）=．
②如果选用其它数据进行计算，会导致Ar（Cu）（填“偏大”、“偏小”或“无影响”），理由是．

（1）含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液，在化学上用作缓冲溶液．向其中加入少量酸或碱时，溶液的酸碱性变化不大．现将0.04mol?L^-1HA溶液和0.02mol?L^-1NaOH溶液等体积混合，得到缓冲溶液．

①若HA为HCN，该溶液显碱性，则溶液中c（CN^-）c（Na⁺）（填“＜”、“=”或“＞”），你得出该结论的依据是．
②若HA为CH₃COOH，该溶液显酸性．溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是．
（2）二氧化氯（ClO₂）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂，目前已开发出用电解法制取ClO₂的新工艺．
①如图示意用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO₂．写出阳极产生ClO₂的电极反应式：
．
②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为336mL（标准状况）时，停止电解．通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因．
（3）25℃时，2.0×10^-3mol?L^-1HF溶液中，调节溶液pH（忽略溶液体积变化）得到的（HF）、c（F^-）与溶液pH的变化关系如图2．若将4.0×10^-4mol?L^-1CaCl₂溶液与4.0×10^-3mol?L^-1HF溶液等体积混合，调节混合液pH=4（忽略调节时混合液体积的变化），通过列式计算说明是否有CaF₂沉淀析出．[已知K_sp（CaF₂）：1.5×10^-10]．

二硫化亚铁是Li/FeS₂电池的正极活性物质，可用水热法合成．FeSO₄、Na₂S₂O₃、S及H₂O在200℃连续反应24小时，四种物质以等物质的量反应，再依次用CS₂、H₂O洗涤、干燥及晶化后得到．
（1）合成FeS₂离子方程式为．
（2）用水洗涤时，如何证明S0₄^2-己除尽．
（3）己知1.20g FeS₂在O₂中完全燃烧生成Fe₂O₃和SO₂气体放出8.52kJ热量，FeS₂燃烧反应的热化学方程式为．
（4）取上述制得的正极材料1.1200g（假定只含FeS一种杂质），在足量的氧气流中充分加热，最后得0.8000g红棕色固体，则该正极材料中FeS₂的质量分数（写出计算过程）．

为探究工业制硫酸接触室中的反应，并测定此条件下二氧化硫的转化率，甲同学设计了如图装置（图中部分夹持仪器已略去）．已知SO₃熔点为16.8℃，假设气体进入装置时分别被完全吸收，且忽略装置内空气中的CO₂．

（1）开始进行实验时，首先应进行的操作是．停止通入SO₂，熄灭酒精灯后，为使残留在装置中的SO₂、SO₃被充分吸收，操作方法是．
（2）已知0.5mol SO₂被O₂氧化成气态SO₃，放出49.15kJ热量，反应的热化学方程式为．
（3）实验结束后，若装置D增加的质量为a g，装置E增加的质量为b g，则此条件下二氧化硫的转化率是（用含字母的代数式表示）．
（4）为探究反应后E中的可能生成物，同学们提出了几种假设：
假设1：只有亚硫酸钠；
假设2：只有硫酸钠；
假设3：．
乙同学通过实验证明了假设3成立．请帮助乙同学完成实验操作和现象．