高中化学简答题

某工厂采用如图工艺处理镍钴矿硫酸浸取液（含 $N{i}^{2+}、C{o}^{2+}、F{e}^{2+}、F{e}^{3+}、M{g}^{2+}$和 $M{n}^{2+}$）。实现镍、钴、镁元素的回收。

已知：

物质	Fe（OH）3	Co（OH）2	Ni（OH）2	Mg（OH）2
Ksp	10^﹣^37.4	10^﹣^14.7	10^﹣^14.7	10^﹣^10.8

回答下列问题：

（1）用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出一条即可）。

（2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸（ $H_{2}S{O}_5$）， $1mol{H}_{2}S{O}_5$中过氧键的数目为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）“氧化”中，用石灰乳调节 $pH＝4$， $M{n}^{2+}$被 $H_{2}S{O}_5$氧化为 $Mn{O}_2$，该反应的离子方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（ $H_{2}S{O}_5$的电离第一步完全，第二步微弱）；滤渣的成分为 $Mn{O}_2$、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（填化学式）。

（4）“氧化”中保持空气通入速率不变， $Mn$（Ⅱ）氧化率与时间的关系如图。 $S{O}_2$体积分数为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿时， $Mn$（Ⅱ）氧化速率最大；继续增大 $S{O}_2$体积分数时， $Mn$（Ⅱ）氧化速率减小的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）“沉钴镍”中得到的 $Co$（Ⅱ）在空气中可被氧化成 $CoO（OH）$，该反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（6）“沉镁”中为使 $M{g}^{2+}$沉淀完全（ $25℃$），需控制 $pH$不低于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（精确至 $0.1$）。

阿佐塞米（化合物L）是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。L的一种合成路线如图（部分试剂和条件略去）

已知：R﹣COOHR﹣COClR﹣CONH₂

回答下列问题：

（1）A的化学名称是 　 　。

（2）由A生成B的化学方程式为 　 　。

（3）反应条件D应选择 　 （填标号）。

a.HNO₃/H₂SO₄

b.Fe/HCl

c.NaOH/C₂H₅OH

d.AgNO₃/NH₃

（4）F中含氧官能团的名称是 　 　。

（5）H生成I的反应类型为 　 　。

（6）化合物J的结构简式为 　 　。

（7）具有相同官能团的B的芳香同分异构体还有 　 　种（不考虑立体异构，填标号）。

a.10

b.12

c.14

d.16

其中，核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2：2：1：1的同分异构体结构为 　 　。

甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：

（1）已知下列反应的热化学方程式：

①3O₂（g）═2O₃（g）ㅤK₁ㅤΔH₁＝285kJ•mol^﹣1

②2CH₄（g）+O₂（g）═2CH₃OH（l）ㅤK₂ㅤΔH₂＝﹣329kJ•mol^﹣1

反应③CH₄（g）+O₃（g）═CH₃OH（l）+O₂（g）的ΔH₃＝　 　kJ•mol^﹣1，平衡常数K₃＝　 　（用K₁、K₂表示）。

（2）电喷雾电离等方法得到的M⁺（Fe⁺、Co⁺、Ni⁺等）与O₃反应可得MO⁺。MO⁺与CH₄反应能高选择性地生成甲醇。分别在300K和310K下（其他反应条件相同）进行反应MO⁺+CH₄═M⁺+CH₃OH，结果如图所示。图中300K的曲线是 　 　（填“a”或“b”）。300K、60s时MO⁺的转化率为 　 　（列出算式）。

（3）MO⁺分别与CH₄、CD₄反应，体系的能量随反应进程的变化如图所示（两者历程相似，图中以CH₄示例）。

（i）步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 　 　（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。

（ii）直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO⁺与CD₄反应的能量变化应为图中曲线 　 　（填“c”或“d”）。

（iii）MO⁺与CH₂D₂反应，氘代甲醇的产量CH₂DOD 　 　CHD₂OH（填“＞”“＝”或“＜”）。若MO⁺与CHD₃反应，生成的氘代甲醇有 　 　种。

BaTiO₃是一种压电材料。以BaSO₄为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO₃。

回答下列问题：

（1）“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是 　 　。

（2）“焙烧”后固体产物有BaCl₂、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为 　 　。

（3）“酸化”步骤应选用的酸是 　 　（填标号）。

a.稀硫酸

b.浓硫酸

c.盐酸

d.磷酸

（4）如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？其原因是 　 　。

（5）“沉淀”步骤中生成BaTiO（C₂O₄）₂的化学方程式为 　 　。

（6）“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的 $n_{C{O}_2}{:n}_{\mathit{CO}}=$　 　。

玻璃容器被下列物质沾污后，需要洗涤。如洗涤方法属于物理方法的，请写出所需试剂；洗涤原理属于化学反应的，写出有关反应的离子方程式；若无法用试剂使容器复原者，请说明原因。
（1）盛石灰水后的沾污：
（2）碘的沾污：
（3）硫的沾污：
（4）长期盛强碱溶液的试剂瓶变“毛”了。

盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”。现就硫酸、硝酸与金属铜反应的情况，回答下列问题：
（1）工业上制备硫酸铜是利用废铜屑经灼烧后，在加热情况下跟稀硫酸反应，有关的化学方程式是：                  （两个）；不采用铜跟浓硫酸反应来制取硫酸铜的原因是                    （答两点）
（2）在一定体积的10 mol·L^－1的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0.9 mol。则浓硫酸的实际体积             (填“大于”、“等于”或“小于”)180 mL。
（3）若使剩余的铜片继续溶解，可在其中加入硝酸盐溶液(如KNO₃溶液)，则该反应的离子方程式为          
（4）将8 g Fe₂O₃投入到150 mL某浓度的稀硫酸中，再投入7 g铁粉，充分反应后，收集到1.68 L H₂(标准状况)，同时，Fe和Fe₂O₃均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4 mol·L^－1的NaOH溶液150 mL。则原硫酸的物质的量浓度为          

甲醇是重要的化工原料，在工业生产上的应用十分广泛。
（1）利用太阳能或生物质能分解水制H₂，然后可将H₂与CO₂转化为甲醇。
已知：光催化制氢：2H₂O(l)==2H₂(g)＋O₂(g)  ΔH＝＋571.5 kJ/mol
H₂与CO₂耦合反应：3H₂(g)＋CO₂(g)==CH₃OH(l)＋H₂O(l)  ΔH＝－137.8 kJ/mol
则反应：2H₂O(l)＋CO₂(g) ="=" CH₃OH(l)＋3/2O₂(g)的ΔH＝           kJ/mol
你认为该方法需要解决的技术问题有           。
a. 开发高效光催化剂
b. 将光催化制取的H₂从反应体系中有效分离，并与CO₂耦合催化转化
c. 二氧化碳及水资源的来源供应
（2）工业上由甲醇制取甲醛的两种方法如下（有关数据均为在298 K时测定）：
反应I：CH₃OH(g)＝HCHO(g)＋H₂(g)  ΔH₁＝＋92.09kJ/mol，K₁＝3.92×10^－11。
反应II：CH₃OH(g)＋1/2O₂(g)＝HCHO(g)＋H₂O(g)  ΔH₂＝－149.73 kJ/mol，K₂＝4.35×10²⁹。
①从原子利用率看，反应（填“I”或“II”。下同）制甲醛的原子利用率更高          。从反应的焓变和平衡常数K值看，反应        制甲醛更有利。(原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。)

②右图是甲醇制甲醛有关反应的lgK（平衡常数的对数值）随温度T的变化。图中曲线（1）表示        （填“I”或“II”）的反应 。
（3）污水中的含氮化合物，通常先用生物膜脱氮工艺进行处理，在硝化细菌的作用下将NH₄^＋氧化为
NO₃^－（2NH₄⁺+3O₂＝2HNO₂+2H₂O +2H⁺；2HNO₂ +O₂＝2HNO₃）。然后加入甲醇，甲醇和NO₃^－反应转化为两种无毒气体。
①上述方法中，1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为               g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式：                           
（4）某溶液中发生反应：A2B+C，A的反应速率v(A)与时间t的图象如图所示。若溶液的体积为2L，且起始时只加入A物质，下列说法错误的是          

A.图中阴影部分的面积表示0～2min内A的物质的量浓度的减小值
B.反应开始的前2min，A的平均反应速率小于0.375mol・L^-1・min^-1
C.至2min时，A的物质的量减小值介于0.5mol至1mol之间
D.至2min时，B的物质的量浓度c（B）介于1~1.5mol・L^-1之间

工业上冶炼冰铜（mCu₂O·nFeS）可得到粗铜，在空气中煅烧冰铜时，产生一种有刺激性气味的气体A，该气体排放到空气中，是导致酸雨的形成的主要原因。

完成下列填空：
（1）为了降低污染气体A的排放，可选用下列试剂中的         （填序号）吸收。
a. 浓H₂SO₄       b. 浓HNO₃        c. NaOH溶液      d.石灰乳
（2）已知铝在高温下能将某些金属从其氧化物中置换出来。将铝与泡铜发生反应从而得到粗铜。泡铜冶炼粗铜的化学方程式是                    。每当有1mol铝参加反应，则转移电子个数为      ___    
（3）SO₂气体与氢氧化钠反应时，得到的盐为Na₂SO₃或 NaHSO₃。通过计算回答：将0.3 mol SO₂通入100mL含0.4 molNaOH溶液中，充分反应后得到的盐物质的量分别是多少？（写出计算过程）

高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极强的氧化性，可作为水处理剂和高容量电池材料。
（1）FeO₄^2－与水反应的方程式为：4FeO₄^2－+ 10H₂O 4Fe(OH)₃ + 8OH^－+ 3O₂，
K₂FeO₄在处理水的过程中所起的作用是________。
（2）与MnO₂－Zn电池类似，K₂FeO₄－Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，其电极反应式为____________________________。
（3）将适量K₂FeO₄配制成c(FeO₄^2－)＝1.0×10^-3 mol/L（1.0mmol/L）的试样，FeO₄^2－在水溶液中的存在形态如右图所示。下列说法正确的是（填字母）。

A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态
B．改变溶液的pH，当溶液由pH＝10降至pH＝4的过程中，HFeO₄^－的分布分数先增大后减小
C．向pH＝8的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：H₂FeO₄＋OH^－＝HFeO₄^－＋H₂O
D．pH约为2.5 时，溶液中H₃FeO₄⁺和HFeO₄^－比例相当
（4）HFeO₄^－H⁺+FeO₄^2－的电离平衡常数表达式为K=______________，其数值接近_______（填字母）。
A．10^-2.5           B．10^-6             C．10^-7            D．10^-10
（5）25℃时，CaFeO₄的Ksp = 4.536×10^-9，若要使100mL1.0×10^-3 mol/L的K₂FeO₄溶液中的c(FeO₄^2－)完全沉淀，则理论上需控制溶液中Ca²⁺浓度至少为__________。

I.下图为相互串联的三个装置，试回答：

（1）若利用乙池在铁片上镀银，则B是_________（填电极材料），电极反应式是_________；应选用的电解质溶液是_____________。
（2）若利用乙池进行粗铜的电解精炼，则________极（填“A”或“B”）是粗铜，若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_____________________。
（3）丙池滴入少量酚酞试液，电解一段时间___________（填“C”或“Fe”）极附近呈红色。
（4）写出甲池负极的电极反应式：________________________________。若甲池消耗3.2gCH₃OH气体，则丙池中阳极上放出的气体物质的量为______________。
II.（5）请利用反应Fe +2Fe³⁺= 3Fe²⁺设计原电池。
设计要求：①该装置尽可能提高化学能转化为电能的效率；
②材料及电解质溶液自选，在图中做必要标注；
③画出电子的转移方向。

(Ⅰ)A、B、C、D、E五种溶液分别为NaOH、NH₃·H₂O、CH₃COOH、HCl、NH₄HSO₄中的一种。常温下进行下列实验：
①将1LpH=3的A溶液分别与0.001mol/L xLB溶液、0.001mol/L yLD溶液充分反应至中性，x、y大小关系为：y<x；
②浓度均为0.1mol/L A和E溶液，pH：A<E
③浓度均为0.1mol/L C与D溶液等体积混合，溶液呈酸性。
回答下列问题：
（1）D是_____________溶液
（2）用水稀释0.1mol/LB时，溶液中随着水量的增加而减小的是_____________（填写序号）
①；②；③c（H⁺）和c（OH^-）的乘积；④OH^-的物质的量
（3）OH^-浓度相同的等体积的两份溶液A和E，分别和锌粉反应，若最后仅有一份溶液中存在锌，放出氢气的质量相同，则下列说法正确的是_____________（填写序号）
①反应所需要的时间E＞A   ②开始反应时的速率A＞E
③参加反应的锌粉物质的量A=E  ④反应过程的平均速率E＞A
⑤A溶液里有锌粉剩余  ⑥E溶液里有锌粉剩余
（4）将等体积、等物质的量浓度B和C混合后溶液，升高温度（溶质不会分解）溶液pH随温度变化如图中的_____________曲线（填写序号）．

（5）室温下，向0.01mol/LC溶液中滴加0.01mol/LD溶液至中性，得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为_____________．
(Ⅱ)如下图所示 ，横坐标为溶液的pH值，纵坐标为Zn²⁺离子或Zn(OH)₄^2-离子物质的量浓度的对数，回答下列问题。

（1）往ZnCl₂溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式可表示为：_______________。
（2）从图中数据计算可得Zn(OH)₂的溶度积(Ksp)＝_______________。
（3）某废液中含Zn^2＋离子，为提取Zn^2＋离子可以控制溶液中pH值的范围是________________________。

氯气用途广泛，但在使用时，一般会产生氯化氢。工业上可用O₂将HCl转化为Cl₂，以提高效益，减少污染。反应为：
完成下列填空：
（1）．该反应化学平衡常数K的表达式为          ；
实验测得P₀压强下，HCl平衡转化率α(HCl)随反应温度T的变化如图所示，则正反应是        反应(填“吸热”或者“放热”)。
（2）．上述实验中若压缩体积使压强由P₀增大至P₁，在图中画出P₁压强下HCl平衡转化率α(HCl)随反应温度T变化的曲线，并简要说明理由：                                。
（3）．该反应在P₀、320°C条件下进行，达平衡状态A时，测得容器内n(Cl₂)=7.2×10^–3mol，则此时容器中的n(HCl)=         mol。
（4）．对该反应达到平衡后，以下分析正确的是          (选填编号)。
a．增加n(HCl)，对正反应的反应速率影响更大
b．体积不变加入稀有气体，对正反应的反应速率影响更大
c．压强不变加入稀有气体，对逆反应的反应速率影响更大
d．如果平衡常数K值增大，对逆反应的速率影响更大
（5）．氯元素能形成多种离子。在水溶液中1molCl^–、1mol ClO_x^–(x=1,2,3,4)能量的相对大小如图所示，写出B→A+C反应的热化学方程式(用离子符号表示)                 ；若有1.5molB发生反应，转移电子          mol。

【化学—选修2：化学与技术】水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。请回答下列问题：
（1）水质优劣直接影响人体健康。天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是    _____________（填两种物质的名称），其净水作用的原理是_________________________。
（2）水的净化与软化的区别是____________________________________。
（3）硬度为1的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质（如7．1 mg MgO）。若某天然水中c（Ca^2＋）＝1．2×10^－3mol／L，c（Mg^2＋）＝6×10^－4mol／L，则此水的硬度为_______________。

（4）若（3）中的天然水还含有c（）＝8×10^－4mol／L，现要软化10m³这种天然水，则需先加入Ca（OH）₂_________g，后加入Na₂CO₃___________g。
（5）如图是电渗析法淡化海水的原理图。其中，
电极A接直流电源的正极，电极B接直流电源的
负极。
①隔膜A是_________离子交换膜（填“阴”或
“阳”）。
②某种海水样品，经分析含有大量的Na^＋，Cl^－，
以及少量的K^＋，。若用上述装置对该海水进行淡化，当淡化工作完成后，A，B，C三室中所得溶液（或液体）的pH分别为pH_a、pH_b、pH_c，则其大小顺序为____________。

Ⅰ已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)+3O₂(g)═2CO₂(g)+4H₂O(g)   △H=^_1275．6kJ•mol^-1
②H₂O(l)═H₂O(g)   △H=+44．0kJ•mol^-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式：                    。
Ⅱ．甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：
CH₃OH(g) + H₂O(g)  CO₂(g) + 3H₂(g) ；△H>0
（1）一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH₃OH(g)和3molH₂O(g)，20s后，测得混合气体的压强是反应前的1．2倍，则用甲醇表示该反应的速率为         。
（2）判断⑴中可逆反应达到平衡状态的依据是（填序号）              。
①v_正(CH₃OH) = 3v_逆(H₂)   ②混合气体的密度不变  ③混合气体的平均相对分子质量不变  ④CH₃OH、H₂O、CO₂、H₂的浓度都不再发生变化    
（3）右图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1molCH₃OH(g)和2molH₂O(g)，向B容器中充入1．2molCH₃OH(g) 和2．4molH₂O(g)，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL，反应达到平衡时容器B的体积为1．5aL，容器B中CH₃OH转化率为         ；维持其他条件不变，若打开K一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为         L（连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响）。

Ⅲ．如图甲、乙是电化学实验装置。请回答下列问题：

（1）若两池中均盛放CuSO₄溶液,甲池中石墨棒上的电极反应式为____________________．
（2）若甲池中盛放饱和NaCl溶液，则甲池中石墨棒上的电极反应式为__________________．

金属也能够导电，金属是电解质么？电解质溶液导电和金属导电有何不同。