（届山东省烟台市高三3月模拟化学试卷）
硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。
已知：硼镁矿主要成分为Mg2B2O5•H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为：
回答下列有关问题：
（1）硼砂中B的化合价为 ，溶于热水后，常用H2SO4调pH2～3制取H3BO3，反应的离子方程式为 。X为H3BO3晶体加热脱水的产物，其与Mg制取粗硼的化学方程式为 。
（2）MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热，其目的是 。若用惰性电极电解MgCl2溶液，其阴极反应式为 。
（3）镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+==Mg2++2H2O，则正极反应式为 。若起始电解质溶液pH=1，则pH=2时溶液中Mg2+离子浓度为 。已知Ksp[Mg(OH)2]=5．6
10-12，当溶液pH=6时 (填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出。
（4）制得的粗硼在一定条件下生成BI3，BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将 0．020g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0．30mol·L-1 Na2S2O3(H2S2O3为弱酸)溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18．00mL。盛装Na2S2O3溶液的仪器应为 滴定管(填“酸式”或“碱式”)。该粗硼样品的纯度为 。(提示：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
为了探究Cu(NO3)2的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。
回答下列问题：
Ⅰ．Cu(NO3)2的氧化性
将光亮的铁丝伸入Cu(NO3)2溶液中，充分反应后将铁丝取出。为检验铁的氧化产物，进行如下实验。（可选用试剂：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水）
（1）请完成下表：
| 操作 |
现象 |
结论 |
| 取少量溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡 |
① |
不存在Fe3＋ |
| 另取少量溶液于试管中，加入 ② ，振荡 |
蓝色沉淀 |
存在Fe2＋ |
【实验结论】Cu(NO3)2能将Fe氧化为Fe2＋。
Ⅱ．Cu(NO3)2的热稳定性
用下图所示的实验装置A加热Cu(NO3)2固体，产生红棕色气体，试管中残留物为黑色固体，b中收集到无色气体。
（2）仪器a的名称是 。装置B的作用是 。
（3）【提出设想】b中收集到的无色气体可能是：
i．氧气 ⅱ．一氧化氮 ⅲ．空气
【实验验证】该小组为验证上述设想，用玻璃片在水下盖住集气瓶口，并取出正放在桌面上，移开玻璃片后瓶口未发现颜色变化，将带火星的木条伸入集气瓶，未见复燃。
【实验结论】b中的气体是 。根据上述实验结果，该小组得出了Cu(NO3)2固体加热分解的产物。请你帮助写出Cu(NO3)2加热分解的化学方程式 ；
C中反应的离子方程式 。
某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。设计方案如图，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
| |
TiCl4 |
Mg |
MgCl2 |
Ti |
| 熔点/℃ |
-25.0 |
648.8 |
714 |
1667 |
| 沸点/℃ |
136.4 |
1090 |
1412 |
3287 |
（1）查阅资料：
①氮气不与炭粉、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液混合加热制得氮气。写出该反应的离子方程式： 。
②使上述制得的气体通过___________装置方能获得干燥的N2
（2）实验步骤：
①按图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g炭粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；
③停止通入N2后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。步骤②、④中都分别通入N2，其作用分别为 。
（3）数据处理：
①试根据实验数据分析，该反应的气体产物是CO2和CO,理由是____________________
②写出该实验中氧化铁与炭粉发生反应的化学方程式： 。
（4）实验优化：
学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。
①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液，其理由是 。
②pC类似pH，是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为：1×10-3mol/L，则该溶液中该溶质的pC＝-lg1×10-3＝3。现向0.2mol/LBa(OH)2溶液中通入CO2气体，沉淀开始产生时，溶液中CO32-的PC值为_________（已知：lg2＝0.2；Ksp(BaCO3)＝5.0×10-9）
③从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善： 。
钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备二氧化钛，进一步制备钛单质,流程如图：
已知：FeTiO3＋4H+＝Fe2+＋TiO2+＋2H2O
草酸（C2H2O4）具有很强还原性，易被氧化成二氧化碳
（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是 。
（2）钛铁矿加入过量H2SO4后，得到的滤渣A为_______________（填化学式）。
（3）含TiO2+ 溶液乙转化生成TiO2的离子方程式是 。
（4）由滤液丙制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是 。
（5）用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时，称取TiO2（摩尔质量为Mg/mol）试样wg，消耗c mol/L NH4Fe（SO4）2标准溶液VmL，则TiO2质量分数为 （用代数式表示）。
（6）TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤如下：
| |
TiCl4 |
Mg |
MgCl2 |
Ti |
| 熔点/℃ |
-25.0 |
648.8 |
714 |
1667 |
| 沸点/℃ |
136.4 |
1090 |
1412 |
3287 |
反应②的方程式是___________。由TiCl4→Ti需要在Ar气中进行的理由是_____________。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据表中信息，需加热的温度略高于 ℃即可。
| |
TiCl4 |
Mg |
MgCl2 |
Ti |
| 熔点/℃ |
-25.0 |
648.8 |
714 |
1667 |
| 沸点/℃ |
136.4 |
1090 |
1412 |
3287 |
| |
TiCl4 |
Mg |
MgCl2 |
Ti |
| 熔点/℃ |
-25.0 |
648.8 |
714 |
1667 |
| 沸点/℃ |
136.4 |
1090 |
1412 |
3287 |
(10分)利用下图装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.25 mol/L硫酸倒入小烧杯中，测出硫酸温度；
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用另一温度计测出其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测出混合液最高温度。
回答下列问题：
（1）写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式(中和热数值为57.3 kJ/mol)： ___________________________________________________________。
（2）倒入NaOH溶液的正确操作是________(从下列选出)。
A．沿玻璃棒缓慢倒入
B．分三次少量倒入
C．一次迅速倒入
（3）使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(从下列选出)。
A．用温度计小心搅拌
B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯
D．用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动
（4）实验数据如下表：
①请填写下表中的空白：
| 温度 实验次数 |
起始温度t1℃ |
终止温度t2/℃ |
温度差平均值(t2－t1)/℃ |
||
| H2SO4 |
NaOH |
平均值 |
|||
| 1 |
26.2 |
26.0 |
26.1 |
29.5 |
____________________ |
| 2 |
27.0 |
27.4 |
27.2 |
32.3 |
|
| 3 |
25.9 |
25.9 |
25.9 |
29.2 |
|
| 4 |
26.4 |
26.2 |
26.3 |
29.8 |
②近似认为0.55 mol/L NaOH溶液和0.25 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。则中和热ΔH＝___(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3 kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是(填字母)___。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
实验室用50 mL 0．50 mol·L-1盐酸、50 mL 0．55 mol·L-1 NaOH溶液和如图所示装置,进行测定中和热的实验,得到下表中的数据:
| 实验次数 |
起始温度t1/℃ |
终止温度t2/℃ |
|
| 盐酸 |
NaOH溶液 |
||
| 1 |
20．2 |
20．3 |
23．7 |
| 2 |
20．3 |
20．5 |
23．8 |
| 3 |
21．5 |
21．6 |
24．9 |
完成下列问题:
（1）实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是 。
（2）在操作正确的前提下,提高中和热测定准确性的关键是 。
（3）根据上表中所测数据进行计算,则该实验测得的中和热ΔH＝ [盐酸和NaOH溶液的密度按1 g·cm-3计算,反应后混合溶液的比热容(c)按4．18 J·(g·℃)-1计算]。如果用0．5 mol/L的盐酸与NaOH固体进行实验,则实验中测得的“中和热”数值将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
（4）若某同学利用上述装置做实验,有些操作不规范,造成测得中和热的数值偏低,请你分析可能的原因是 。
A．测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净
B．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
C．做本实验的当天室温较高
D．在量取盐酸时仰视读数
E．大烧杯的盖板中间小孔太大
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