高中化学化学方程式的书写实验题

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________。

立德粉 $ZnS·BaS{O}_4$ （也称锌钡白），是一种常用白色颜料。回答下列问题：   

（1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为__________（填标号）。            

A．	黄色
B．	红色
C．	紫色
D．	绿色

（2）以重晶石（ $BaS{O}_4$ ）为原料，可按如下工艺生产立德粉：

①在回转窑中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为________。回转窑尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为 $C{O}_2$ 和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为________。

②在潮湿空气中长期放置的"还原料"，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是"还原料"表面生成了难溶于水的________（填化学式）。

③沉淀器中反应的离子方程式为________。

（3）成品中 $S^{2-}$ 的含量可以用"碘量法"测得。称取 $\mathrm{mg}$ 样品，置于碘量瓶中，移取 $25.00mL 0.1000mol·L^{-1}$ l的 $I_2-KI$ 溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应 $5min$ ，有单质硫析出。以淀粉溶液为指示剂，过量的 $I_2$ 用 $0.1000mol·L{ }^{-1}$ $N{a}_2{S}_2{O}_3$ 溶液滴定，反应式为 ${\mathrm{I}}_2+2\mathrm{}{\text{S}}_{\text{2}}{\text{O}}_3^{2-}={2\mathrm{I}}^{-}+{\text{S}}_4{\text{O}}_6^{2-}$ 。测定时消耗 $N{a}_2{S}_2{O}_3$ 溶液体积 $VmL$ 。终点颜色变化为________，样品中 $S^{2-}$ 的含量为________（写出表达式）。

化合物H是一种有机光电材料中间体．实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：

已知：①  $RCHO+C{H}_{3}CHO\stackrel{\mathit{NaOH}/H_{2}O}{\underset{△}{\to }} RCH=CHCHO+H_{2}O$

② + $\stackrel{\mathit{催化剂}}{\to }$

回答下列问题：

（1）A的化学名称为为________．

（2）由C生成D和E生成F的反应类型分别为________、________．

（3）E的结构简式为________．

（4）G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为________．

（5）芳香化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出 $C{O}_2$ ， 其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6:2:1:1，写出2种符合要求的X的结构简式________．

（6）写出用环戊烷和2﹣丁炔为原料制备化合物 的合成路线________（其他试剂任选）．

$L{i}_{4}T{i}_3{O}_{12}$ 和 $LiFeP{O}_4$ 都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为 $FeTi{O}_3$ ， 还含有少量MgO、 $Si{O}_2$ 等杂质）来制备，工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）"酸浸"实验中，铁的浸出率结果如下图所示．由图可知，当铁的净出率为70%时，所采用的实验条件为________．

（2）"酸浸"后，钛主要以 $TiOC{l_4}^{2﹣}$ 形式存在，写出相应反应的离子方程式________．

（3） $Ti{O}_2•x{H}_{2}O$ 沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:

$Ti{O}_2•x{H}_{2}O$

温度/℃	30	35	40	45	50
92	95	97	93	88

分析40℃时 $Ti{O}_2•x{H}_{2}O$ 转化率最高的原因________．

（4） $L{i}_{2}T{i}_5{O}_{15}$ 中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为________．

（5）若"滤液②"中 $c（M{g}^{2+}）=0.02mol•L^{﹣1}$ ， 加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使 $F{e}^{3+}$ 恰好沉淀完全即溶液中 $c（F{e}^{3+}）=1.0\times {10}^{﹣5}$ ， 此时是否有 $M{g}_3（P{O}_4{）}_2$ 沉淀生成？________（列式计算）． $FeP{O}_4$ 、 $M{g}_3（P{O}_4{）}_2$ 的分别为 $1.3\times {10}^{﹣22}$ 、 $1.0\times {10}^{﹣24}$

（6）写出"高温煅烧②"中由FePO ₄制备 $LiFeP{O}_4$ 的化学方程式________．

凯氏定氨法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量．已知： $N{H}_3+H_{3}B{O}_3=N{H}_3•H_{3}B{O}_3；N{H}_3•H_{3}B{O}_3+HCl=N{H}_{4}Cl+H_{3}B{O}_3$ ．

回答下列问题：

（1）a的作用是________．

（2）b中放入少量碎瓷片的目的是________．f的名称是________．

（3）清洗仪器：g中加蒸馏水：打开 $K_1$ ， 关闭 $K_2$ 、 $K_3$ ， 加热b，蒸气充满管路：停止加热，关闭 $K_1$ ， g中蒸馏水倒吸进入c，原因是________；打开 $K_2$ 放掉水，重复操作2～3次．

（4）仪器清洗后，g中加入硼酸（ $H_{3}B{O}_3$ ）和指示剂，铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭 $K_1$ ， d中保留少量水，打开 $K_1$ ， 加热b，使水蒸气进入e．

①d中保留少量水的目的是________．

②e中主要反应的离子方程式为________，e采用中空双层玻璃瓶的作用是________．

（5）取某甘氨酸（ $C_2{H}_{3}N{O}_2$ ）样品m 克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为 $cmol•L^{﹣1}$ 的盐酸 $VmL$ ，则样品中氮的质量分数为________%，样品的纯度≤________%．

水煤气变换 $\left[\mathrm{CO}\right(\mathrm{g})+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\mathrm{g})={\mathrm{CO}}_2(\mathrm{g})+{\mathrm{H}}_2(\mathrm{g}\left)\right]$ 是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

（1）Shibata曾做过下列实验：①使纯 ${\mathrm{H}}_2$ 缓慢地通过处于 $721\mathrm{}\mathrm{℃}$ 下的过量氧化钴 $\mathrm{CoO}\left(\mathrm{s}\right)$ ，氧化钴部分被还原为金属钴 $\mathrm{Co}\mathrm{（}\mathrm{s}\mathrm{）}$ ，平衡后气体中 ${\mathrm{H}}_2$ 的物质的量分数为0.0250。

②在同一温度下用 $\mathrm{CO}$ 还原 $\mathrm{CoO}\left(\mathrm{s}\right)$ ，平衡后气体中 $\mathrm{CO}$ 的物质的量分数为0.0192。

根据上述实验结果判断，还原 $\mathrm{CoO}\left(\mathrm{s}\right)$ 为 $\mathrm{Co}\mathrm{（}\mathrm{s}\mathrm{）}$ 的倾向是 $\mathrm{CO}$ _________（填"大于"或"小于"） ${\mathrm{H}}_2$ 。

（2） $721\mathrm{}\mathrm{℃}$ 时，在密闭容器中将等物质的量的 $\mathrm{Co}\mathrm{（}\mathrm{g}\mathrm{）}$ 和 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(\mathrm{g}\right)$ 混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中 ${\mathrm{H}}_2$ 的物质的量分数为_________（填标号）。

A． $\mathrm{＜}0.25$    B． $0.25$    C． $0.25~0.50$     D． $0.50$     E． $\mathrm{＞}0.50$

（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。

可知水煤气变换的 $\mathrm{\Delta }\mathrm{H}$ ________（填"大于""等于"或"小于"）0。该历程中最大能垒（活化能） ${\mathrm{E}}_{\mathrm{正}}$ =_________ $\mathrm{eV}$ ，写出该步骤的化学方程式_______________________。

（4）Shoichi研究了 $467\mathrm{}\mathrm{℃、}489\mathrm{}\mathrm{℃}$ 时水煤气变换中 $\mathrm{CO}$ 和 ${\mathrm{H}}_2$ 分压随时间变化关系（如图所示）催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的 $p_{H_{2}O}$ 和 $p_{\mathit{CO}}$ 相等、 ${\mathrm{PCO}}_2$ 和 $P_{H_2}$ 相等。

计算曲线a的反应在 $30~90\mathit{min}$ 内的平均速率 $\genfrac{}{}{0pt}{}{-}{v}$ (a)=___________ $\mathit{kPa}·{\mathit{min}}^{-1}$ 。 $467℃$ 时 $P_{H_2}$ 和 $p_{\mathit{CO}}$ 随时间变化关系的曲线分别是_______、_______。 $489°C$ 时 $P_{H_2}$ 和 $p_{\mathit{CO}}$ 随时间变化关系曲线分别是     、     。

硼酸 $（H_3{\mathit{BO}}_3）$ 是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含 ${Mg}_2{B}_2{O}_5\bullet H_{2}O、{SiO}_2$ 及少量 ${Fe}_2{O}_3、{Al}_2{O}_3$ ）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）在 $95℃$ "溶侵"硼镁矿粉，产生的气体在"吸收"中反应的化学方程式为_________。

（2）"滤渣1"的主要成分有_________。为检验"过滤1"后的滤液中是否含有 ${\mathrm{Fe}}^{3+}$ 离子，可选用的化学试剂是_________。

（3）根据H3BO3的解离反应： $H_3{\mathit{BO}}_3+H_{2}O\rightleftharpoons H^{+}+B{\left(\mathit{OH}\right)}_4^{-}$ ， ${\mathrm{K}}_a=5.81\times {10}^{-10}$ ，可判断 $H_3{\mathit{BO}}_3$ 是_______酸；在"过滤2"前，将溶液pH调节至3.5，目的是_______________。

（4）在"沉镁"中生成 ${Mg\left(\mathit{OH}\right)}_2\bullet {Mg\mathit{CO}}_3$ 沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。

氮的氧化物( $N{O}_x$ )是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用 ${\mathrm{NH}}_3$ 将 ${\mathrm{NO}}_x$ 还原生 成 ${\mathrm{N}}_2$ , 某同学在实验室中对 ${\mathrm{NH}}_3$ 与 ${\mathrm{NO}}_x$ 反应进行了探究。回答下列问题：

（1）氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的_     ， 反应的化学方程式为_            。

②预收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置, 其连接顺序为: 发生装置→            (按气流方向, 用小写字母表示)。

（2）氨气与二氧化氮的反应

将上述收集到的 ${\mathrm{NH}}_3$ 充入注射器 $\mathrm{X}$ 中, 硬质玻璃管 $\mathrm{Y}$ 中加入少量催化剂, 充入 ${\mathrm{NO}}_2$ (两端用夹 子 ${\mathrm{K}}_1,{\mathrm{K}}_2$ 夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤	实验现象	解释原因
打开 ${\mathrm{K}}_1$ , 推动注射器活塞, 使 X中的气体缓慢通入 Y 管中	(1)Y 管中	(2反应的化学方程式
将注射器活塞退回原处并固 定, 待装置恢复到室温	Y 管中有少量水珠	生成的气态水凝集
打开 ${\mathrm{K}}_2$

氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下（装置如图所示）：

Ⅰ.将浓 $H_{2}S{O}_4$ 、 $\mathit{NaN}{O}_3$ 、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。剧烈搅拌下，分批缓慢加入 $\mathit{KMn}{O}_4$ 粉末。塞好瓶口。

Ⅱ.转至油浴中， $35℃$ 搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至 $98℃$ 并保持1小时。

Ⅲ.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加 $H_2{O}_2$ 至悬浊液由紫色变为土黄色。

Ⅳ.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。

Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。

Ⅵ.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。

回答下列问题：

（1）装置图中，仪器a、c的名称分别是 　　、 　　，仪器b的进水口是 　　（填字母）。

（2）步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入 $\mathit{KMn}{O}_4$ 粉末并使用冰水浴，原因是 　　。

（3）步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是 　　。

（4）步骤Ⅲ中， $H_2{O}_2$ 的作用是 　　（以离子方程式表示）。

（5）步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在 $S{O_4}^{2﹣}$ 来判断。检测的方法是 　　。

（6）步骤Ⅴ可用 $\mathit{pH}$ 试纸检测来判断 $C{l}^{﹣}$ 是否洗净，其理由是 　　。

化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：

（1）氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图（a）所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许 　 离子通过，氯气的逸出口是 　 　（填标号）。

（2）次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ（X） $=\frac{c\left(X\right)}{c\left(\mathit{HClO}\right)+c\left(\mathit{Cl}{O}^{-}\right)}$ ，X为HClO或ClO ^﹣]与pH的关系如图（b）所示。HClO的电离常数K _a值为 　 　。

（3）Cl ₂O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl ₂反应来制备，该反应为歧化反应（氧化剂和还原剂为同一种物质的反应）。上述制备Cl ₂O的化学方程式为 　 　。

（4）ClO ₂常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO ₂、NaHSO ₄、NaHCO ₃的"二氧化氯泡腾片"，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO ₂溶液。上述过程中，生成ClO ₂的反应属于歧化反应，每生成1mol ClO ₂消耗NaClO ₂的量为 　 　mol；产生"气泡"的化学方程式为 　 　。

（5）"84消毒液"的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是 　 　（用离子方程式表示）。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1000kg该溶液需消耗氯气的质量为 　 　kg（保留整数）。

聚异丁烯是一种性能优异的功能高分子材料。某科研小组研究了使用特定引发剂、正己烷为溶剂、无水条件下异丁烯的聚合工艺。已知：异丁烯沸点266K。反应方程式及主要装置示意图如下：

回答问题：

（1）仪器A的名称是 　　，P ₄O ₁₀作用是 　　。

（2）将钠块加入正己烷中，除去微量的水，反应方程式为 　　.。

（3）浴槽中可选用的适宜冷却剂是 　　（填序号）。

序号	冷却剂	最低温度/℃
甲	NaCl﹣冰（质量比1：3）	﹣21
乙	CaCl 2•6H 2O﹣冰（质量比1.43：1）	﹣55
丙	液氨	﹣33

（4）补齐操作步骤

选项为：a．向三口瓶中通入一定量异丁烯

b．向三口瓶中加入一定量正己烷

① 　     　（填编号）；

②待反应体系温度下降至既定温度；

③ 　　（填编号）；

④搅拌下滴加引发剂，一定时间后加入反应终止剂停止反应。经后续处理得成品。

（5）测得成品平均相对分子质量为2.8×10 ⁶，平均聚合度为 　　。