高中化学热化学方程式试题

(10分）碳酸铈[Ce₂(CO₃）₃]为白色粉末，难溶于水，主要用作生产铈的中间化合物。它可由氟碳酸铈精矿经如下流程。

（1）氟碳酸铈的化学式为为CeFCO₃，该化合物中，Ce的化合价为              。
（2）氧化焙烧生成的铈化合物为二氧化铈(CeO₂），其在酸浸时发生反应的离子方程式为            。
（3）试剂X是                 。
（4）若试剂X改为氢氧化钠溶液，则反应生成难溶物—一氢氧化铈(Ⅲ），其暴露于空气中时变成紫色，最终变成黄色的氢氧化高铈(Ⅳ）。氢氧化铈在空气中被氧化成氢氧化高铈的化学方程式为                。
（5）取(4）中得到的Ce(OH）₄产品（质量分数为97%）1.00 g，加硫酸溶解后，用0.1000mol·L^-1的FeSO₄溶液滴定至终点（铈被还原成Ce³⁺），则需要滴加标准溶液的体积为          mL。

(15分)雾霾含有大量的污染物SO₂、NO。工业上变“废”为宝，吸收工业尾气SO₂和NO，可获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如下(Ce为铈元素)：
 
（1）装置Ⅰ中的主要离子方程式为           。
（2）含硫各微粒(H₂SO₃、HSO₃^－和SO₃^2－)存在于SO₂与NaOH溶液反应后的溶液中。
向pH=5的NaHSO₃溶液中滴加一定浓度的CaCl₂溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2，用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因：           。
（3）装置Ⅱ中，发生了两个氧化还原反应，产物分别为NO₂^-和NO₃^-，写出酸性条件下生成NO₃^-的反应的离子方程式               。
（4）装置Ⅲ还可以使Ce⁴⁺再生，其原理如下图所示。

①生成Ce⁴⁺从电解槽的           (填字母序号)口流出。
②写出阴极的反应式           。
（5）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO₂^－的浓度为a g·L^-1，要使1 m³该溶液中的NO₂^－完全转化为NH₄NO₃，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O₂             L。(用含a代数式表示)

（共14分）乳酸亚铁（[CH₃CH(OH)COO]₂Fe·3H₂O，Mr=288）是一种常用的补铁剂，可通过乳酸与碳酸亚铁反应制得：CH₃CH(OH)COOH+FeCO₃+2H₂O→[CH₃CH(OH)COO]₂Fe·3H₂O+CO₂↑。
已知FeCO₃易被氧化：4FeCO₃+6H₂O+O₂=4Fe(OH)₃+4CO₂
某兴趣小组用FeCl₂（用铁粉和稀盐酸制得）和NH₄HCO₃制备FeCO₃的装置示意图如下：

回答下列问题：
（1）NH₄HCO₃盛放在装置    中(填字母)，该装置中涉及的主要反应的离子方程式     _
（2）将生成的FeCl₂溶液和NH₄HCO₃溶液混合时的操作是     _
（3）将制得的FeCO₃加入到足量乳酸溶液中，再加入少量铁粉，75℃下搅拌反应。铁粉的作用是       。反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是     _
（4）该兴趣小组用KMnO₄法测定样品中亚铁含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分数，发现产品的质量分数总是大于100%，其原因可能是    。
经查阅文献后，该兴趣小组改用铈（Ce）量法测定产品中Fe²⁺的含量。取2.880g产品配成100mL溶液，每次取20.00mL，进行必要处理，用0.1000mol·L^-1Ce(SO₄)₂标准溶液滴定至终点，平均消耗Ce(SO₄)₂ 19.70mL。滴定反应如下：
Ce⁴⁺+Fe²⁺=Ce³⁺+Fe³⁺
则产品中乳酸亚铁的质量分数为     _

一定条件下铁可以和CO₂发生反应：Fe(s)＋CO₂(g)FeO(s)＋CO(g)，已知该反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图甲所示：

（1）该反应的平衡常数表达式K＝   。
（2）一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO₂气体，反应过程中CO₂气体和CO气体的浓度与时间的关系如图乙所示。8分钟内，CO的平均反应速率v(CO)＝   mol/(L·min)。
（3）下列措施中能使平衡时c(CO)／c(CO₂)增大的是   （填序号）。

A．升高温度	B．增大压强
C．充入一定量CO	D．再加入一些铁粉

（4）铁的重要化合物高铁酸钠是一种新型饮用水消毒剂，具有氧化能力强、安全性好等优点。
①高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为Fe＋2NaOH＋2H₂ONa₂FeO₄＋3H₂↑，则电解时阳极的电极反应式是   。
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe(OH)₃生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为   。

分高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：

（1）反应①应在温度较低的情况下进行。因在温度较高时KOH 与Cl₂反应生成的是KClO₃。写出在温度较高时KOH 与Cl₂反应的化学方程式                           ，当反应中转移5 mol电子时，消耗的氯气是                   mol。
（2）在反应液I中加入KOH固体的目的是                     （填编号）。

A．与反应液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO

B．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率

C．为下一步反应提供碱性的环境

D．使KClO3转化为 KClO

（3）从溶液II中分离出K₂FeO₄后，还会有副产品KNO₃、KCl，则反应③中发生的离子反应方程式为                             。
（4）如何判断K₂FeO₄晶体已经洗涤干净                               。
（5）高铁酸钾(K₂FeO₄)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，其离子反应是：       FeO₄²¯ +      H₂O =        Fe(OH)₃(胶体) +     O₂↑ +         ，完成并配平上述反应的离子方程式。

CO₂和CH₄是两种重要的温室气体，通过CH₄和CO₂反应来制造更高价值的化学品是目前的研究目标。
（1）250 ℃时，以镍合金为催化剂，向体积为4 L的密闭容器中通入6 mol CO₂、6 mol CH₄，发生如下反应：CO₂(g)＋CH₄(g) 2CO(g)＋2H₂(g)。
平衡体系中各组分体积分数(某一成分物质的量占总气体物质的量的百分数)如下表：

物质	CH4	CO2	CO	H2
体积分数	0.1	0.1	0.4	0.4

①此温度下该反应的平衡常数K＝________。
②已知：CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(g)  ΔH＝－890.3 kJ·mol^－1
CO(g)＋H₂O(g)===CO₂(g)＋H₂(g)   ΔH＝＋2.8 kJ·mol^－1
2CO(g)＋O₂(g)===2CO₂(g)  ΔH＝－566.0 kJ·mol^－1
反应CO₂(g)＋CH₄(g) ===2CO(g)＋2H₂(g) ΔH＝________。
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示。250～300 ℃时，乙酸的生成速率减小的原因是__________________________________________________。

②将Cu₂Al₂O₄溶解在稀硝酸中的离子方程式为_______________________________。
（3）以CO₂为原料可以合成多种物质。
如合成聚碳酸酯。已知CO₂的分子结构为O===C===O，它的“C===O”双键与乙烯的“C===C”双键一样，在一定条件下可发生加聚反应，聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料，它是由CO₂加聚而成。写出聚碳酸酯的结构简式：______________________________________。

（16分)氮及其化合物在化学实验中有广泛应用：
（1）请写出实验室用Cu和稀硝酸反应制备NO的离子方程式：                  ；
（2）请设计实验，检验某可溶性固体物质中含有NH₄⁺的操作、现象、结论：    ；
（3）实验室可用(NH₄)₂Cr₂O₇受热分解产生N₂、Cr₂O₃和H₂O来制备N₂，请写出该分解反应的化学方程式：                  ；
（4）有人发现重铬酸铵分解产物不仅含N₂、Cr₂O₃和H₂O，还含有NH₃和O₂，并指出伴随有显著的副反应发生：2(NH₄)₂Cr₂O₇2Cr₂O₃+4NH₃↑+2H₂O+3O₂↑；设计如下图所示实验装置，并通过实验方法验证了NH₃和O₂的存在(忽略空气中O₂的干扰)。

限选试剂：Na₂S溶液、Na₂SO₃溶液、FeSO₄溶液；
限选仪器：试管、玻璃导管、漏斗、烧杯、胶头滴管
①图中试管口玻璃纤维的作用是                   ；
②根据实验目的，选择一种试剂和最佳的仪器补全该实验装置（在方框中画图并标注所选试剂）；
③写出该法验证NH₃和O₂存在的实验原理的化学方程式：                           。

Ⅰ、回答下列问题
1)、已知常温下，在NaHSO₃溶液中c(H₂SO₃ ) < c(SO₃^2－),且H₂SO₃的电离平衡常数为K₁=1.5×10^－2
K₂=1.1×10^－7；氨水的电离平衡常数为K=1.8×10^－2；则等物质的量浓度的下列五种溶液：①NH₃·H₂O ②(NH₄)₂CO₃ ③KHSO₃ ④KHCO₃ ⑤Ba(OH)₂，溶液中水的电离程度由大到小排列顺序为_____________
2)、NaHSO₃具有较强还原性可以将碘盐中的KIO₃氧化为单质碘，试写出此反应的离子反应方程式_______________________________________
3)、在浓NH₄Cl溶液中加入镁单质，会产生气体，该气体成分是_________________，用离子方程式表示产生上述现象的原因：__________________
Ⅱ、已知25 ℃时K_sp[Mg(OH)₂]＝5.6×10^－12，K_sp[Cu(OH)₂]＝2.2×10^－20，
K_sp[Fe(OH)₃]＝4.0×10^－38，K_sp[Al(OH)₃]＝1.1×10^－33
（1）①在25 ℃下，向浓度均为0.1 mol·L^－1的AlCl₃和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成________沉淀(填化学式)。
②用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液(A) 与过量氨水(B) 反应，为使Mg^2＋、Al^3＋同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入________(填“A”或“B”)，再滴加另一反应物。
（2）溶液中某离子物质的量浓度低于1.0×10^－5 mol·L^－1时，可认为已沉淀完全。现向一定浓度的AlCl₃和FeCl₃的混合溶液中逐滴加入氨水，当Fe^3＋完全沉淀时，测定c(Al^3＋)＝0.2  mol·L^－1。此时所得沉淀中________(填“还含有”或“不含有”)Al(OH)₃。请写出计算过程____________________________________

Ⅰ．甲学生对Cl₂与FeCl₂和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。向A中通入氯气至过量，观察A中，发现溶液先呈红色，然后变为黄色。

（1）B中反应的离子方程式是                 ．
（2）为了探究A中溶液由红色变为黄色的原因，甲同学进行如下实验．取A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在________    ．
（3）资料显示：SCN ^-的电子式为 ．甲同学猜想SCN^﹣可能被Cl₂氧化了，他进行了如下研究．
①取A中黄色溶液于试管中，加入用盐酸酸化的BaCl₂溶液， 产生白色沉淀，由此证明SCN^﹣中被氧化的元素是        ．
②甲同学通过实验证明了SCN^﹣中氮元素转化为NO₃^﹣，已知SCN^﹣中碳元素没有被氧化，若SCN^﹣与Cl₂反应生成1mol CO₂，则转移电子的物质的量是           mol．
Ⅱ．8．12天津港特大爆炸事故现场有700吨左右氰化钠，氰化钠剧毒。有少量因爆炸冲击发生泄漏。这些泄露的氰化钠可通过喷洒氧化剂双氧水的方式来处理，以减轻污染。
（1）写出NaCN的电子式__________,偏碱性条件下，氰化钠溶液的CN^﹣被双氧水氧化为HCO₃^﹣，同时放出NH₃，该反应的离子方程式：_______          。
（2）Cu²⁺可作为双氧水氧化CN^﹣中的催化剂。某兴趣小组要探究Cu²⁺对双氧水氧化CN^﹣是否起催化作用，请你完成下实验方案。填写实验步骤、实验现象和结论（己知：CN^﹣浓度可用离子色谱仪测定）

步骤:分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两支试管中,________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________

现象与结论： 若____________________________ _______________________________ 若____________________________ ____________________

 

(14分)A、B、C、D都是中学化学常见的物质，其中A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下相互转化关系如图所示(部分产物已略去)。

请按要求回答下列问题：
（1）若B、D为短周期同一主族的非金属单质，则反应(III)中氧化产物与还原产物的物质的量之比为___。
（2）若A、B、C均为短周期元素组成的化合物，且溶液都显碱性，D为植物光合作用必须吸收的气体，物质A中化学键的类型为___________，相同温度下的溶解度B_________C(填“大于、小于、等于”)。
（3）若D为某金属单质，向C的溶液中滴加硝酸银溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，则检验B溶液中阳离子的试剂为_________；C的溶液保存时，常加入D的目的是__________________。
（4）若D为强电解质溶液，A和C在溶液中反应生成白色沉淀B，写出反应(III)的离子方程式是_______________________________；符合条件的D物质可能是_______________(填序号)。
①硫酸    ②碳酸     ③氢氧化钠     ④一水合氨    ⑤氯化钡

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       ，将硼砂溶于热水后，常用稀H₂SO₄调pH＝2～3制取H₃BO₃，该反应的离子方程式为                                    。
（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原理为 Mg＋H₂O₂＋2H^＋===Mg^2＋＋2H₂O， 则正极反应式为                         。常温下，若起始电解质溶液pH＝1，则pH＝2时，溶液中Mg^2＋浓度为______。当溶液pH＝6时，       (填“有”或“没有”)Mg(OH)₂沉淀析出(已知K_sp[Mg(OH)₂]＝5．6×10^－12)。
（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0．020 g粗硼制成的BI₃完全分解，生成的I₂用0．30 mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液18．00 mL。该粗硼样品的纯度为____(提示：I₂＋2S₂O===2I^－＋S₄O)(结果保留一位小数)。

海水中蕴藏着丰富的资源，海水综合利用的流程图如下：

（一）某化学研究小组用右图装置模拟步骤I电解食盐水（用铁和石墨做电极）。

（1）a电极材料是          （填铁、石墨），其电极反应式为                 。
（2）当阴极产生11.2mL气体时（标准状况），该溶液的pH为          （忽略反应前后溶液体积的变化）。
（二）卤水中蕴含着丰富的镁资源，就MgCl₂粗产品的提纯、镁的冶炼过程回答下列问题：已知MgCl₂粗产品的溶液中含有Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺。下表是生成氢氧化物沉淀的pH：

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3	Mg(OH)2
开始沉淀pH	2.7	8.1	3.8	9.5
完全沉淀pH	3.7	9.6	4.8	11.0

（3）把MgCl₂粗产品的溶液中的Fe²⁺转化为Fe³⁺，可选用的物质是______________（填序号，下同），加入
             调节溶液的pH，充分反应后过滤，可得MgCl₂溶液。
a．KMnO₄      b．H₂O₂      c．MgO       d．NaOH
（4）步骤Ⅲ由MgCl₂·H₂O获得MgCl₂的操作是：             。
（三）制取工业溴：
（5）步骤Ⅳ中已获得Br₂，步骤Ⅴ中又将Br₂还原为Br^－，其目的是                  。
（6）写出步骤Ⅴ用SO₂水溶液吸收Br₂的离子方程式：                      。

铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。研究铁及其化合物的应用意义重大。
I.水体的净化和污水的处理与铁及其化合物密切相关。
（1）自来水厂常用高铁酸钠（Na₂FeO₄）改善水质。简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理_______________。
（2）碱式硫酸铁［Fe（OH）SO₄］是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

回答下列问题：
①写出反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式___________。
②加入少量NaHCO₃的目的是调节溶液pH，应控制pH的范围为____________。
③在实际生产中，反应II常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，若通入5.6L O₂（标准状况），则相当于节约NaNO₂的质量为____________g。
④碱式硫酸铁溶于水后产生的［Fe（OH）］²⁺离子，可部分水解生成［Fe₂（OH）₄］²⁺聚合离子。该水解反应的离子方程式为___________。
II铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料。已知磷酸亚铁锂电池总反应为：
FePO₄+LiLiFePO₄，电池中的固体电解质可传导Li⁺。试写出该电池充电时的阳极反应式____________。常温下以该电池为电源电解200mL饱和食盐水，当消耗1.4g Li时，溶液的pH为____________。（忽略溶液的体积变化）。

类推思维是化学解题中常用的一种思维方法，下列有关离子方程式推理正确的是

(14分）尿素[CO(NH₂)₂]是一种非常重要的高氮化肥,以天然气（含H₂S)为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤未列出）。

请回答下列问题：
(1)反应①的离子方程式是____________。
(2)天然气脱硫后产生的Fe₂S₃和H₂O与0₂反应的化学方程式是_______。
(3)反应②N₂+3H₂2NH₃△H<0，温度升高，该反应的平衡常数_______ (填 “增大”、“减小” 或“不变”)。如该反应在恒容恒温条件下进行，下列说法能判断达到平衡的是    。

A．单位时间内生成nmol N2同时消耗3nmol H2

B．混合气体的密度不变

C．混合气体的平均摩尔质量不变

D．N2、H2、NH3浓度之比为1:3:2

(4)H₂NCOONH₄(氨基甲酸铵）是合成尿素的中间体，H₂NCOONH₄在水溶液中要发生水解反应，其水解反应的离子方程式为：                                  。
(5)如果整个生产过程釆用绿色化学工艺，则生产120t尿素理论上需要CH₄__      _m³(标准状况）。
(6)化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电！用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水又能发电。尿素燃料电池结构如图所示，工作时负极的电极反应式为_____。