下图为细菌冶铜和火法冶铜的主要流程。

(1) 硫酸铜溶液一般呈________(填“酸”、“碱”或“中”)性，原因是________    (用离子方程式表示）。写出电解硫酸铜溶液的化学方程式：______________(电解过程中，始终无氢气产生)。
(2)细菌冶金又称微生物浸矿，是近代湿法冶金工业上的一种新工艺。细菌冶铜与火法冶铜相比，优点为________________(写出一点即可)。

(3) 用惰性电极分别电解浓的氯化铜溶液和硫酸铜溶液。电解浓的氯化铜溶液时发现阴极有金属铜生成，同时阴极附近会出现棕褐色溶液。而电解硫酸铜溶液时，没有棕褐色溶液生成。下面是关于棕褐色溶液成分的探究_：
①有同学认为，阴极附近出现的棕褐色溶液是氯气反应的结果，你认为他的猜测是否正确？________(填“正确”或“不正确"），原因是__________
资料1:
一般具有混合价态(指化合物中同一元素存在两种不同的化合价，如Fe₃O₄中的 Fe元索)的物质的颜色比单一价态的物质的颜色要深。
资料2:
CuCl微溶于水，能溶于浓盐酸。
②猜想：棕褐色溶液中可能含有的离子是________(填3种主要离子符号）。
③验证猜想：完成实验方案(配制棕褐色溶液）。
取少量________固体于试管中，加入________使其溶解，再加入________溶液，观察现象。
④已知电解前，U形管中加入了________100mL0.5 mol . L^－1 CuCl₂溶液，电解结朿时电路中一共转移了 0.03 mol电子，且阴极生成0. 64 g铜，则形成的低价阳离子的物质的量为________mol。

下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。

（1）甲中负极的电极反应式为____          。
（2）乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为____          。
（3）丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系右图，则图中②线表示的是          离子的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要          mL 5．0 mol/L NaOH溶液。

如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:

（1）甲烷燃料电池负极电极反应式是:                                        
（2）石墨电极(C)的电极反应式为                                       
（3）若在标准状况下，有2． 24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体体积为_  L;丙装置中阴极析出铜的质量为      g
（4）某同学利甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)₂的实验装置(如图所示)。若用于制漂白液时a为电池_  极，电解质溶液最好用_        。若用于制   Fe(OH)₂，使用硫酸钠做电解质溶液，阳极选用      作电极。

以黄铜矿精矿为原料，制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示：
Ⅰ.将黄铜矿精矿（主要成分为CuFeS₂，含有少量CaO、MgO、Al₂O₃）粉碎
Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验

将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区，恒速搅拌，使矿粉溶解。在阴极区通入氧气，并加入少量催化剂。
Ⅲ.一段时间后，抽取阴极区溶液，向其中加入有机萃取剂（RH）发生反应：
2RH（有机相）+ Cu²⁺（水相）R₂Cu（有机相）+ 2H^＋（水相）
分离出有机相，向其中加入一定浓度的硫酸，使Cu²⁺得以再生。
Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。
（1）黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应：
CuFeS₂ + 4H^＋ = Cu²⁺ + Fe²⁺ + 2H₂S    2Fe³⁺ + H₂S = 2Fe²⁺ + S↓+ 2H^＋
① 阳极区硫酸铁的主要作用是       。
② 电解过程中，阳极区Fe³⁺的浓度基本保持不变，原因是       。
（2）阴极区，电极上开始时有大量气泡产生，后有固体析出，一段时间后固体溶解。写出上述现象对应的反应式       。
（3）若在实验室进行步骤Ⅲ，分离有机相和水相的主要实验仪器是       ；加入有机萃取剂的目的是       。
（4）步骤Ⅲ，向有机相中加入一定浓度的硫酸，Cu²⁺得以再生的原理是       。
（5）步骤Ⅳ，若电解200mL0.5 mol/L的CuSO₄溶液，生成铜3.2 g，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是       。

（l）铝与某些金属氧化物在高温下的反应称为铝热反应，可用于冶炼高熔点金属。
已知：4Al（s）＋3O₂（g）=2Al₂O₃（s） ＝-2830kJ·mol^-1
 =+230kJ·mol^-1
 =-390kJ·mol^-1
铝与氧化铁发生铝热反应的热化学方程式是                  。
（2）如下图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是           ；
②装置中Cu电极上的电极反应式为                                          。

（3）钒（V）及其化合物广泛应用于新能源领域。全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示。

①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为                                       。
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由      色变为     色。

南海某小岛上，解放军战士为了寻找合适的饮用水源，对岛上山泉水进行分析化验，结果显示水的硬度为28⁰(属于硬水），主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请回答下列问题。
（1）该泉水属于       硬水(填写“暂时”或“永久”）。
（2）若要除去Ca^2＋、Mg^2＋可以往水中加入石灰和纯碱，试剂加入时的先后次序是         ，原因是                                     。
（3）目前常用阴、阳离子交换树脂来进行硬水的软化，如水中的Ca^2＋、Mg^2＋可与交换树脂中的        交换。当阴离子交换树脂失效后可放入               溶液中再生。
（4）岛上还可以用海水淡化来获得淡水。右边是海水利用电渗析法获得淡水的原理图，已知海水中含Na^＋、Cl^－、Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2－等离子，电极为惰性电极。请分析下列问题：

①阳离子交换膜是指          (填A或B)；
②写出通电后阳极区的电极反应式：                 。

I.铝的阳极氧化能使铝的表面生成一层特别致密的氧化膜，该氧化膜不溶于稀硫酸，模拟该生产过程如下：
（1）把铝片浸入热的16%NaOH溶液中约半分钟左右洗去油污，除去表面的氧化膜，取出用水冲洗。写出除去氧化膜有关反应的离子方程式____________
（2）如图，组装好仪器，通电约25min。在阳极生成氧化铝，阴极产生气体。则该过程中阳极发生反应的电极式为______；该溶液pH的变化______(填:“增大”或“减小”或“不变”）

II现代社会对电池的需求越来越大，尤其足可充电的二次电池。
髙铁电池是一种新型可充电电池,总反应为：3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O,该电池放电时正极材料的化学式是    其电极反应式是______，若电路中通过1.204×10²³个电子时，负极质量变化为______g充电时,该电池的正极接直流电源的______(填“正极”或“负极”）。

（8分）I．炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。请回答：
（1）铁锅的锈蚀是       腐蚀（填“析氢”或“吸氧”）。
（2）写出铁锅腐蚀正极的电极反应式：                                  。
II．（1）某同学运用所学知识，自选材料设计实验，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu+H₂SO₄(稀)＝CuSO₄+H₂↑。
请你在方框内画出能够实现这一反应的装置图。

（2）某同学在做一定条件下铜与稀硫酸的反应实验时，看到碳棒上有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀。请你分析其原因：                                                                           。

化工中把电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业，其生产流程如下：

除去食盐水中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2—，应分别加入下列沉淀剂：①NaOH（aq）、
②Na₂CO₃(aq)、③BaCl₂（aq），加入沉淀剂的顺序为                  （填序号）；加入盐酸的作用为                                         。
（2）下图为实验室电解饱和食盐水的实验装置。X、Y均为石墨电极，两极周围溶液均滴有几滴酚酞试液。

①电解一段时间后，X电极及附近溶液能观察到的现象是           ；
Y电极上的电极反应式为                          ，检验该极产生的气体的方法是                                         。
②电解饱和食盐水的离子方程式为                              ；若饱和食盐水体积为200mL，且忽略电解过程中的体积变化及气体溶解，当两极共收集到气体（共两种）44.8mL（标准状况）时，溶液的pH=          。

新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH₄和O₂，电解质为KOH溶液。某研究小组将甲烷燃料电池作为电源进行氯化镁溶液龟解实验，电解装置如图所示。

请回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池负极的电极反应式为：                                  。
（2）闭合开关K后，a、b电极上均有气体产生，其中a电极上的气体可用          检验，b电极上得到的气体是         ，电解氯化镁溶液的离子方程式为            。
（3）若甲烷通入量为1.12 L（标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电子的物质的量为           ，产生的氯气体积为           L（标准状况）。
（4）已知常温常压下，0.25molCH₄完全燃烧生成CO₂和H₂O时，放出222.5kJ热量，请写出CH₄燃烧热的热化学方程式                                          。
已知；①C（石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393．5kJ/mol
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂=-571．6kJ/mol
计算：C（石墨）与H₂（g）反应生成1molCH₄（g）的△H=             。