高中化学实验题

实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备 $MgS{O}_4•H_{2}O$，其实验过程可表示为

（1）在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入 $S{O}_2$气体，生成 $MgS{O}_3$，反应为 $Mg（OH{）}_2+H_{2}S{O}_3═MgS{O}_3+2H_{2}O$，其平衡常数 $K$与 $K_{sp}[Mg（OH{）}_2]、K_{sp}（MgS{O}_3）、K_{a1}（H_{2}S{O}_3）、K_{a2}（H_{2}S{O}_3）$的代数关系式为 $K＝$＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收 $S{O}_2$效率的有＿＿＿＿＿（填序号）。

A．	水浴加热氧化镁浆料
B．	加快搅拌速率
C．	降低通入 $S{O}_2$气体的速率
D．	通过多孔球泡向氧化镁浆料中通 $S{O}_2$

（2）在催化剂作用下 $MgS{O}_3$被 $O_2$氧化为 $MgS{O}_4$。已知 $MgS{O}_3$的溶解度为 $0.57g（20℃）$， $O_2$氧化溶液中 $S{O_3}^{2-}$的离子方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中 $MgS{O}_3$被 $O_2$氧化的速率随 $pH$的变化如题图甲所示。在 $pH＝6～8$范围内，pH增大，浆料中 $MgS{O}_3$的氧化速率增大，其主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）制取 $MgS{O}_4•H_{2}O$晶体。在如题图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的 $MgS{O}_3$浆料与 $H_{2}S{O}_4$溶液充分反应。 $MgS{O}_3$浆料与 $H_{2}S{O}_4$溶液的加料方式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；补充完整制取 $MgS{O}_4•H_{2}O$晶体的实验方案：向含有少量 $F{e}^{3+}、A{l}^{3+}$的 $MgS{O}_4$溶液中，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（已知： $F{e}^{3+}、A{l}^{3+}$在 $pH\ge 5$时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从 $MgS{O}_4$饱和溶液中结晶出 $MgS{O}_4•7H_{2}O$， $MgS{O}_4•7H_{2}O$在 $150～170℃$下干燥得到 $MgS{O}_4•H_{2}O$，实验中需要使用 $MgO$粉末）

$V_2{O}_5﹣W{O}_3/Ti{O}_2$催化剂能催化 $N{H}_3$脱除烟气中的 $NO$，反应为 $4N{H}_3（g）+O_2（g）+4NO（g）═4N_2（g）+6H_{2}O（g）\Delta H＝﹣1632.4kJ•mo{l}^{﹣1}$。

（1）催化剂的制备。将预先制备的一定量的 $W{O}_3/Ti{O}_2$粉末置于 $80℃$的水中，在搅拌下加入一定量的 $N{H}_{4}V{O}_3$溶液，经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状 $V_2{O}_5﹣W{O}_3/Ti{O}_2$催化剂。在水溶液中 $V{O_3}^{-}$水解为 $H_{3}V{O}_4$沉淀的离子方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；反应选用 $N{H}_{4}V{O}_3$溶液而不选用 $NaV{O}_3$溶液的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）催化剂的应用。将一定物质的量浓度的 $NO、O_2、N{H}_3$（其余为 $N_2$）气体匀速通过装有 $V_2{O}_5﹣W{O}_3/Ti{O}_2$催化剂的反应器，测得 $NO$的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在 $320～360℃$范围内， $NO$转化率随温度变化不明显的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；反应温度高于 $380℃$， $NO$转化率下降，除因为进入反应器的 $NO$被还原的量减少外，还有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（用化学方程式表示）。

（3）废催化剂的回收。回收 $V_2{O}_5﹣W{O}_3/Ti{O}_2$废催化剂并制备 $N{H}_{4}V{O}_3$的过程可表示为

①酸浸时，加料完成后，以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

②通过萃取可分离钒和钨，在得到的钒酸中含有 $H_4{V}_4{O}_{12}$。已知 $H_4{V}_4{O}_{12}$具有八元环结构，其结构式可表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

③向 $pH＝8$的 $NaV{O}_3$溶液中加入过量的 $N{H}_{4}Cl$溶液，生成 $N{H}_{4}V{O}_3$沉淀。已知： $K_{sp}（N{H}_{4}V{O}_3）＝1.7\times {10}^{﹣3}$，加过量 $N{H}_{4}Cl$溶液的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$方面取得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$的工艺流程如图：

知：①金属 $Ga$的化学性质和 $Al$相似， $Ga$的熔点为 $29.8℃$；

② $E{t}_{2}O$（乙醚）和 $N{R}_3$（三正辛胺）在上述流程中可作为配体；

③相关物质的沸点：

物质	$Ga（C{H}_3{）}_3$	$E{t}_{2}O$	$C{H}_{3}I$	$N{R}_3$
沸点/ $℃$	$55.7$	$34.6$	$42.4$	$365.8$

回答下列问题：

（1）晶体 $Ga（C{H}_3{）}_3$的晶体类型是＿＿＿＿＿；

（2）“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在 $40～45℃$的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，阴极的电极反应式为＿＿＿＿＿；

（3）“合成 $Ga（C{H}_3{）}_3（E{t}_{2}O）$”工序中的产物还包括 $Mg{I}_2$和 $C{H}_{3}MgI$，写出该反应的化学方程式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（4）“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是＿＿＿＿＿；

（5）下列说法错误的是＿＿＿＿＿；

A.流程中 $E{t}_{2}O$得到了循环利用

B.流程中，“合成 $G{a}_{2}M{g}_5$”至“工序 $X$”需在无水无氧的条件下进行

C.“工序 $X$”的作用是解配 $Ga（C{H}_3{）}_3（N{R}_3）$，并蒸出 $Ga（C{H}_3{）}_3$

D.用核磁共振氢谱不能区分 $Ga（C{H}_3{）}_3$和 $C{H}_{3}I$

（6）直接分解 $Ga（C{H}_3{）}_3（E{t}_{2}O）$不能制备超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$的理由是 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（7）比较分子中的 $C﹣Ga﹣C$键角大小： $Ga（C{H}_3{）}_3$　＿＿＿＿＿　 $Ga（C{H}_3{）}_3（E{t}_{2}O）$（填“＞”“＜”或“＝”），其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。

Ⅰ.苯乙烯的制备

（1）已知下列反应的热化学方程式：

① $C_6{H}_5{C}_2{H}_5（g）+\frac{21}{2}{O}_2（g）═8C{O}_2（g）+5H_{2}O（g）\Delta H_1＝﹣4386.9kJ•mo{l}^{﹣1}$

② $C_6{H}_{5}CH＝C{H}_2（g）+10O_2（g）═8C{O}_2（g）+4H_{2}O（g）\Delta H_2＝﹣4263.1kJ•mo{l}^{﹣1}$

③ $H_2（g）+\frac{1}{2}{O}_2（g）═H_{2}O（g）\Delta H_3＝﹣241.8kJ•mo{l}^{﹣1}$

计算反应④ $C_6{H}_5{C}_2{H}_5（g）\rightleftharpoons C_6{H}_{5}CH＝C{H}_2（g）+H_2（g）的\Delta H_4＝$＿＿＿＿＿ $kJ•mo{l}^{﹣1}$；

（2）在某温度、 $100kPa$下，向反应器中充入 $1mol$气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为 $50\%$，欲将平衡转化率提高至 $75\%$，需要向反应器中充入＿＿＿＿＿ $mol$水蒸气作为稀释气（计算时忽略副反应）；

（3）在 $913K、100kPa$下，以水蒸气作稀释气、 $F{e}_2{O}_3$作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应：

⑤ $C_6{H}_5{C}_2{H}_5（g）\rightleftharpoons C_6{H}_6（g）+C{H}_2＝C{H}_2（g）$

⑥ $C_6{H}_5{C}_2{H}_5（g）+H_2（g）\rightleftharpoons C_6{H}_{5}C{H}_3（g）+C{H}_4（g）$

以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性 $S$（ $S＝\frac{\mathrm{转化为目的产物所消耗乙苯的量}}{\mathrm{已转化的乙苯总量}}\times 100\%$）随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线 $b$代表的产物是＿＿＿＿＿，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（4）关于本反应体系中催化剂 $F{e}_2{O}_3$的描述错误的是＿＿＿＿＿；

A．	$X$射线衍射技术可测定 $F{e}_2{O}_3$晶体结构
B．	$F{e}_2{O}_3$可改变乙苯平衡转化率
C．	$F{e}_2{O}_3$降低了乙苯脱氢反应的活化能
D．	改变 $F{e}_2{O}_3$颗粒大小不影响反应速率

Ⅱ.苯乙烯的聚合

苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某 $Cu$（Ⅰ）的配合物促进 $C_6{H}_{5}C{H}_{2}X$（引发剂， $X$表示卤素）生成自由基 $C_6{H}_{5}C{H}_2•$，实现苯乙烯可控聚合。

（5）引发剂 $C_6{H}_{5}C{H}_{2}Cl、C_6{H}_{5}C{H}_{2}Br、C_6{H}_{5}C{H}_{2}I$中活性最高的是＿＿＿＿＿；

（6）室温下，① $C{u}^{+}$在配体 $L$的水溶液中形成 $[Cu（L{）}_2{]}^{+}$，其反应平衡常数为 $K$；

② $CuBr$在水中的溶度积常数为 $K_{sp}$。由此可知， $CuBr$在配体 $L$的水溶液中溶解反应的平衡常数为＿＿＿＿＿（所有方程式中计量系数关系均为最简整数比）。

金属 $Ni$对 $H_2$有强吸附作用，被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氧化反应。将块状Ni转化成多孔型雷尼 $Ni$后，其催化活性显著提高。

已知：①雷尼 $Ni$暴露在空气中可以自燃，在制备和使用时，需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”；

②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。

某实验小组制备雷尼Ni并探究其催化氢化性能的实验如下：

步骤1：雷尼 $Ni$的制备

步骤2：邻硝基苯胺的催化氢化反应

反应的原理和实验装置图如图（夹持装置和搅拌装置略），装置Ⅰ用于储存 $H_2$和监测反应过程。

回答下列问题：

（1）操作（a）中，反应的离子方程式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（2）操作（d）中，判断雷尼 $Ni$被水洗净的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（3）操作（e）中，下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是＿＿＿＿＿；

A．	丙酮
B．	四氯化碳
C．	乙醇
D．	正己烷

（4）向集气管中充入 $H_2$时，三通阀的孔路位置如图所示；发生氢化反应时，集气管向装置Ⅱ供气，此时孔路位置需调节为＿＿＿＿＿；

（5）仪器M的名称是：＿＿＿＿＿；

（6）反应前应向装置Ⅱ中通入 $N_2$一段时间，目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（7）如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下，可能导致的后果是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（8）判断氢化反应完全的现象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2﹣噻吩乙醇（ $M_r＝128$）是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体，其制备方法如图：

Ⅰ．制钠砂。向烧瓶中加入 $300mL$液体A和 $4.60g$金属钠，加热至钠熔化后，盖紧塞子，振荡至大量微小钠珠出现。

Ⅱ．制噻吩钠。降温至 $10℃$，加入 $25mL$噻吩，反应至钠砂消失。

Ⅲ．制噻吩乙醇钠。降温至 $﹣10℃$，加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液，反应 $30min$。

Ⅳ．水解。恢复室温，加入 $70mL$水，搅拌 $30min$；加盐酸调 $pH$至 $4～6$，继续反应 $2h$，分液；用水洗涤有机相，二次分液。

Ⅴ．分离。向有机相中加入无水 $MgS{O}_4$，静置，过滤，对滤液进行蒸馏，蒸出四氢呋喃、噻吩和液体A后，得到产品 $17.92g$。

回答下列问题：

（1）步骤Ⅰ中液体A可以选择＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

A．	乙醇
B．	水
C．	甲苯
D．	液氨

（2）噻吩沸点低于吡咯（）的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）步骤Ⅱ的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）步骤Ⅲ中反应放热，为防止温度过高引发副反应，加入环氧乙烷溶液的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）步骤Ⅳ中用盐酸调节 $pH$的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（6）下列仪器在步骤Ⅴ中无需使用的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（填名称）；无水 $MgS{O}_4$的作用为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（7）产品的产率为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（用 $Na$计算，精确至 $0.1\%$）

钴配合物[Co（NH₃）₆]Cl₃溶于热水，在冷水中微溶，可通过如下反应制备：2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O

具体步骤如下：

Ⅰ.称取2.0gNH₄Cl，用5mL水溶解。

Ⅱ.分批加入3.0gCoCl₂•6H₂O后，将溶液温度降至10℃以下，加入1g活性炭、7mL浓氨水，搅拌下逐滴加入10mL6%的双氧水。

Ⅲ.加热至55～60℃反应20min。冷却，过滤。

Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25mL沸水中，趁热过滤。

Ⅴ.滤液转入烧杯，加入4mL浓盐酸，冷却、过滤、干燥，得到橙黄色晶体。

回答下列问题：

（1）步骤Ⅰ中使用的部分仪器如图。

仪器a的名称是 　 　。加快NH₄Cl溶解的操作有 　 　。

（2）步骤Ⅱ中，将温度降至10℃以下以避免 　 　、　 　；可选用 　 　降低溶液温度。

（3）指出下列过滤操作中不规范之处：　 　。

（4）步骤Ⅳ中，趁热过滤，除掉的不溶物主要为 　 　。

（5）步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是 　 　。

某小组开展“木耳中铁元素的检测”活动。检测方案的主要步骤有：粉碎、称量、灰化、氧化、稀释、过滤、滴定等。回答问题：

（1）实验方案中出现的图标和，前者提示实验中会用到温度较高的设备，后者要求实验者＿＿＿＿＿（填防护措施）。

（2）灰化：干燥样品应装入＿＿＿＿＿中（填标号），置高温炉内，控制炉温 $850℃$，在充足空气氛中燃烧成灰渣。

A．	不锈钢培养皿
B．	玻璃烧杯
C．	石英坩埚

（3）向灰渣中滴加 $32\%$的硝酸，直至没有气泡产生。灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是＿＿＿＿＿（填化学式），因而本实验应在实验室的＿＿＿＿＿中进行（填设施名称）。

若将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液（如图所示），存在安全风险，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）测定铁含量基本流程：将滤液在 $200mL$容量瓶中定容，移取 $25.00mL$，驱尽 $N{O_3}^{-}$并将 $F{e}^{3+}$全部还原为 $F{e}^{2+}$。用 $5mL$微量滴定管盛装 $K_{2}C{r}_2{O}_7$标准溶液进行滴定。

①选用微量滴定管的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

②三次平行测定的数据如表。针对该滴定数据，应采取的措施是＿＿＿＿＿。

序号	1	2	3
标准溶液用量/ $mL$	$2.715$	$2.905$	$2.725$

③本实验中，使测定结果偏小的是＿＿＿＿＿（填标号）。

A．	样品未完全干燥
B．	微量滴定管未用标准溶液润洗
C．	灰渣中有少量炭黑

磷酸二氢钾在工农业生产及国防工业等领域都有广泛的应用。某研究小组用质量分数为 $85\%$的磷酸与 $KCl（s）$反应制备 $K{H}_{2}P{O}_4（s）$，反应方程式为 $H_{3}P{O}_4（aq）+KCl（s）\rightleftharpoons K{H}_{2}P{O}_4（s）+HCl（g）$一定条件下的实验结果如图1所示。

回答问题：

（1）该条件下，反应至 $1h$时 $KCl$的转化率为＿＿＿＿＿。

（2）该制备反应的ΔH随温度变化关系如图2所示。该条件下反应为＿＿＿＿＿反应（填“吸热”或“放热”），且反应热随温度升高而＿＿＿＿＿。

（3）该小组为提高转化率采用的措施中有：使用浓磷酸作反应物、向系统中不断通入水蒸气等。它们能提高转化率的原因是：不使用稀磷酸＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；通入水蒸气＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4） $298K$时， $H_{3}P{O}_4（aq）+KCl（aq）\rightleftharpoons K{H}_{2}P{O}_4（aq）+HCl（aq）$的平衡常数 $K＝$＿＿＿＿＿。（已知 $H_{3}P{O}_4$的 $K_{a1}＝6.9\times {10}^{﹣3}$）

水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下：

Ⅰ．取样、氧的固定

用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与 $Mn(OH{)}_2$ 碱性悬浊液（含有 $KI$ ）混合，反应生成 $MnO(OH{)}_2$ ，实现氧的固定。

Ⅱ．酸化、滴定

将固氧后的水样酸化， $MnO(OH{)}_2$ 被 $I^{-}$ 还原为 $M{n}^{2+}$ ，在暗处静置 $5min$ ，然后用标准 $N{a}_2{S}_2{O}_3$ 溶液滴定生成的 $I_2$ （ $2S_2{O}_3^{2-}+I_2=2I^{-}+ S_4{O}_6^{2-}$ ）。

回答下列问题：

（1）取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是_____________。

（2）"氧的固定"中发生反应的化学方程式为_______________。

（3） $N{a}_2{S}_2{O}_3$ 溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和____________；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除____及二氧化碳。

（4）取 $100.00mL$ 水样经固氧、酸化后，用 $amol·L^{-1}N{a}_2{S}_2{O}_3$ 溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为________________；若消耗 $N{a}_2{S}_2{O}_3$ 溶液的体积为 $bmL$ ，则水样中溶解氧的含量为_________mg·L ^{− 1}。

（5）上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测量结果偏___________。（填"高"或"低"）

丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：

（1）正丁烷（ $C_4{H}_{10}$ ）脱氢制1-丁烯（ $C_4{H}_8$ ）的热化学方程式如下：

① $C_4{H}_{10}\left(g\right)= C_4{H}_8\left(g\right)+H_2\left(g\right)$  Δ H ₁

已知：② $C_4{H}_{10}\left(g\right)+ O_2\left(g\right)= C_4{H}_8\left(g\right)+H_{2}O\left(g\right) \Delta H_2=-119kJ·mo{l}^{-1}$

③ $H_2\left(g\right)+ O_2\left(g\right)= H_{2}O\left(g\right) \Delta H_3=-242kJ·mo{l}^{-1}$

反应①的Δ H ₁为________kJ·mol ⁻¹。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图， x_________0.1（填"大于"或"小于"）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。

A．

升高温度

B．

降低温度

C．

增大压强

D．

降低压强

（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中 n（氢气）/ n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。

（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。

水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为 $CaO$ 、 $Si{O}_2$ ，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

回答下列问题：

（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是__________，还可使用___________代替硝酸。

（2）沉淀A的主要成分是_________________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为____________________________________。

（3）加氨水过程中加热的目的是___________。沉淀B的主要成分为_____________、____________（写化学式）。

（4）草酸钙沉淀经稀 $H_{2}S{O}_4$ 处理后，用 $KMn{O}_4$ 标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含 量，滴定反应为： $\text{Mn}{\text{O}}_4^{-}{\text{+H}}^{\text{+}}{\text{+H}}_{\text{2}}{\text{C}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{4}}{\text{→Mn}}^{\text{2+}}{\text{+CO}}_{\text{2}}{\text{+H}}_{\text{2}}\text{O}$ 。实验中称取 $0.400g$ 水泥样品，滴定时消耗了 $0.0500mol·L^{-1}$ 的 $KMn{O}_4$ 溶液 $36.00mL$ ，则该水泥样品中钙的质量分数为______________。

重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为 $\text{FeO}\cdot \text{C}{\text{r}}_2{O}_3$ ，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：

回答下列问题：

（1）步骤①的主要反应为：

$\text{FeO}\cdot \text{C}{\text{r}}_2{O}_3\text{+N}{\text{a}}_2\text{C}{\text{O}}_3\text{+NaN}{\text{O}}_3\stackrel{\hspace{1em}\mathit{高温}\hspace{1em}}{\to }\text{N}{\text{a}}_2\text{Cr}{\text{O}}_4\text{+F}{\text{e}}_2{O}_3\text{+C}{\text{O}}_2\text{+NaN}{\text{O}}_2$

上述反应配平后 $\text{FeO}\cdot \text{C}{\text{r}}_2{O}_3$ 与 $\text{NaN}{\text{O}}_3$ 的系数比为________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是________。

（2）滤渣1中含量最多的金属元素是________，滤渣2的主要成分是________及含硅杂质。

（3）步骤④调滤液2的 $\text{pH}$ 使之变________（填"大"或"小"），原因是________（用离子方程式表示）。

（4）有关物质的溶解度如图所示。向"滤液3"中加入适量 $\text{KCl}$ ，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到 $K_2\text{C}{\text{r}}_2{O}_7$ 固体。冷却到________（填标号）得到的 $K_2\text{C}{\text{r}}_2{O}_7$ 固体产品最多。

a． $80^{\circ }C$

b． $60^{\circ }C$

c． $40^{\circ }C$

d． $10^{\circ }C$

步骤⑤的反应类型是________。

（5）某工厂用 $m_1\text{kg}$ 铬铁矿粉（含 $\text{C}{\text{r}}_2{O}_3$ 40%）制备 $K_2\text{C}{\text{r}}_2{O}_7$ ，最终得到产品 $m_2\text{kg}$ ，产率为________。

绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：

（1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加 $\text{KSCN}$ 溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：________、________。

（2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关 $K_1$ 和 $K_2$ ）（设为装置A）称重，记为 $m_{1}g$ 。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为 $m_{2}g$ 。按下图连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是________。

②将下列实验操作步骤正确排序________（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为 $m_{3}g$ 。

a．点燃酒精灯，加热

b．熄灭酒精灯

c．关闭 $K_1$ 和 $K_2$

d．打开 $K_1$ 和 $K_2$ ，缓缓通入 $N_2$

e．称量Af．冷却到室温

③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目 $x=$ ________（列式表示）。若实验时按a、d次序操作，则使x________（填"偏大""偏小"或"无影响"）。

（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开 $K_1$ 和 $K_2$ ，缓缓通入 $N_2$ ，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。

① $C、D$ 中的溶液依次为________（填标号）。 $C、D$ 中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为________。

a．品红

b． $\text{NaOH}$

c． $\text{BaC}{\text{l}}_2$

d． $\text{Ba}({\mathit{NO}}_3{)}_2$

e．浓 $H_2\text{S}{\text{O}}_4$

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式________。

近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：   

（1）Deacon发明的直接氧化法为： $4HCl\left(g\right)+O_2\left(g\right)=2C{l}_2\left(g\right)+2H_{2}O\left(g\right)$ 。下图为刚性容器中，进料浓度比 c(HCl) ∶ $c\left(O_2\right)$ 分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：

可知反应平衡常数 K（300℃）________ K（400℃）（填"大于"或"小于"）。设HCl初始浓度为 $c_0$ ， 根据进料浓度比 c(HCl)∶ c(O ₂)=1∶1的数据计算 K（400℃）=________（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 c(HCl)∶ $c\left(O_2\right)$ 过低、过高的不利影响分别是________。

（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：

$CuC{l}_2\left(s\right)=CuCl\left(s\right)+\frac{1}{2} C{l}_2\left(g\right)$  Δ $H_1=83kJ·mol{ }^{-1}$

$CuCl\left(s\right)+\frac{1}{2}{O}_2\left(g\right)=CuO\left(s\right)+\frac{1}{2}C{l}_2\left(g\right)$  Δ $H_2=-20kJ·mol{ }^{-1}$

$CuO\left(s\right)+2HCl\left(g\right)=CuC{l}_2\left(s\right)+H_{2}O\left(g\right)$     Δ $H_3=-121kJ·mol{ }^{-1}$

则 $4HCl\left(g\right)+O_2\left(g\right)=2C{l}_2\left(g\right)+2H_{2}O\left(g\right)$ 的   Δ H=________ $kJ·mol{ }^{-1}$ 。

（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是________。（写出2种）   

（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：

负极区发生的反应有________（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气________L（标准状况）