高中化学热化学方程式试题

(14分)研究含Cl、N、S等元素的化合物对净化水质、防治污染有重要意义。
（1）二氧化氯(ClO₂)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO₃)或亚氯酸钠(NaClO₂)为原料制备ClO₂。亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂，但在强酸性溶液中会发生歧化反应，产生ClO₂气体，离子方程式为____________。
向亚氯酸钠溶液中加入盐酸，反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸，开始时反应缓慢，稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是：_________________。
（2）电解法是目前研究最为热门的生产ClO₂的方法之一。下图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO₂的实验。

①电源负极为_______极(填A或B)：
②写出阴极室发生反应依次为：______________________、______________________；
（3）已知：
2SO₂(g)+ O₂ (g)2SO₃ (g)  △H =－196.6kJ·mol^－1
2NO(g)+ O₂ (g) 2NO₂ (g)  △H =－113.0kJ·mol^－1
则反应NO₂(g)+ SO₂ (g) SO₃ (g) +NO(g)的△H =                kJ·mol^－1
一定条件下，将体积比为1：2的NO₂(g)、 SO₂ (g)置于密闭容器中发生上述反应，测得上述反应平衡时的NO₂与SO₂体积比为1:6，则平衡常数K=______。

氯气常用于自来水厂杀菌消毒。
（1）工业上用铁电极和石墨做为电极电解饱和食盐水生产氯气，铁电极作             极，石墨电极上的电极反应式为         。
（2）氯氧化法是在碱性条件下，用Cl₂将废水中的CN^-氧化成无毒的N₂和CO₂。该反应的离子方程式为         。
（3）氯胺（NH₂Cl）消毒法是在用液氯处理自来水的同时通入少量氨气，发生反应：Cl₂ + NH₃ = NH₂Cl + HCl，生成的NH₂Cl比HClO稳定，且能部分水解重新生成HClO，起到消毒杀菌的作用。
①氯胺能消毒杀菌的原因是         （用化学用语表示）。
②氯胺消毒法处理后的水中，氮元素多以NH₄⁺的形式存在。
已知：NH₄⁺(aq) + 1．5O₂(g)= NO₂^-(aq) + 2H⁺(aq) + H₂O (l)  ΔH=－273 kJ·mol^-1
NH₄⁺(aq) + 2O₂(g)= NO₃^-(aq) + 2H⁺(aq) + H₂O (l)   ΔH =－346 kJ·mol^-1
NO₂^-(aq)被O₂氧化成NO₃^-(aq)的热化学方程式为         。
（4）在水产养殖中，可以用Na₂S₂O₃将水中残余的微量Cl₂除去，某实验小组利用下图所示装置和药品制备Na₂S₂O₃。
   
结合上述资料回答：
开始通SO₂时，在B口检测到有新的气体生成，判断从B口排出的气体中是否含有H₂S，并写出判断依据          。
为获得较多的Na₂S₂O₃，当溶液的pH接近7时，应立即停止通入SO₂，其原因是         。

现有0.1mol/L的AlCl₃溶液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液，进行下面的实验。
（1）在试管中取AlCl₃溶液10mL，向其中逐滴加入NaOH溶液，请画出产生白色沉淀物质的量随NaOH溶液加入量变化的趋势图。
（2）向盛有10mLNaOH溶液的试管中滴入AlCl₃溶液，边滴加边震荡，产生的现象是_   _；当加入       毫升AlCl₃溶液时开始出现沉淀；当加入   毫升AlCl₃溶液时，产生的沉淀量最多。写出上述过程中所涉及到的的相关离子方程式_                     .。

Ⅰ.铜铁及其化合物在日常生活中应用广泛，某研究性学习小组用粗铜（含杂质Fe）与过量氯气反应得固体A，用稀盐酸溶解A，然后加试剂调节溶液的pH后得溶液B，溶液B经系列操作可得氯化铜晶体，请回答：
（1）固体A用稀盐酸溶解的原因是           __。
（2）检验溶液B中是否存在Fe^3＋的方法是   __。
（3）已知元素在高价态时常表现氧化性，若在酸性CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀，则生成CuCl的离子方程式是           。
Ⅱ.常温下，某同学将稀盐酸和氨水等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：

实验编号	氨水物质的量浓度/（mol·L^－1）	盐酸物质的量浓度/（mol·L^－1）	混合溶液pH
①	0.1	0.1	pH＝5
②	c	0.2	pH＝7
③	0.2	0.1	pH>7

 
请回答：
（4）从第①组情况分析，该组所得混合溶液中由水电离出的c（H^＋）＝   __mol·L^－1；从第②组情况表明，c   __（填“>”“<”或“＝”）0.2 mol·L^－1；从第③组情况分析可知，混合溶液中c（NH₄⁺）   __（填“>”“<”或“＝”）c（NH₃·H₂O）。
（5）写出以下四组溶液NH₄⁺浓度由大到小的顺序   __>   __>   __>   __（填选项编号）。
A．0.1 mol·L^－1 NH₄Cl
B．0.1 mol·L^－1 NH₄Cl和0.1 mol·L^－1 NH₃·H₂O
C．0.1 mol·L^－1 NH₃·H₂O
D．0.1 mol·L^－1 NH₄Cl和0.1 mol·L^－1 HCl

SO₂和NO_x都是大气污染物。
（1）直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。用化学方程式表示SO₂形成硫酸型酸雨的过程                        。
（2）右表是某小组同学测得的不同天气情况下的某县城空气中SO₂的平均含量。请你分析雨后或风速较大时SO₂平均含量较低的原因：

①雨后：_________________；
②风速较大时：____________________。
（3）洗涤含SO₂的烟气。以下物质不能作为洗涤剂的是________（填字母序号）。
a．熟石灰   b．纯碱    c．CaCl₂     d．NaHSO₃
（4）煤燃烧前需进行脱硫处理，某种脱硫技术的基本原理如下：

①该技术的第一步反应的离子方程式为              。
②处理1 kg含80% FeS₂的黄铁矿，第二步消耗O₂（标况）的体积为         L（保留一位小数）。
（5）某研究性学习小组为模拟光化学烟雾的形成，用紫外线照射装在密闭容器内的被污染空气样品，所得物质的浓度随时间的变化如图所示。由图可知，光化学烟雾是指等污染物气体和颗粒物所形成的烟雾。

（6）氧化—还原法消除NO_x的转化如下：

①反应Ⅰ为NO＋O₃＝NO₂＋O₂，生成11.2 L O₂（标况）时，转移电子的物质的量是          mol。
②反应Ⅱ中，反应的化学方程式是              。
（7）利用氨水可以将SO₂和NO₂吸收，原理如下图所示：

NO₂被吸收的离子方程式是                       。

工业上用粉碎的煤矸石(主要含Al₂O₃、SiO₂及铁的氧化物)制备净水剂BAC[Al₂(OH)_nCl_6－n]的流程如下：
 
(1)粉碎煤矸石的目的是__________________________________________________；
滤渣Ⅰ的主要成分是________(填化学式)。
(2)步骤①在煮沸的过程中，溶液逐渐由无色变为绿色，此时溶液中的有色离子为_____
________(填化学式)；随后溶液又变为棕黄色，相关反应的离子方程式为_________；步骤①的煮沸装置上方需安装一长导管，长导管的作用是__________________________。
(3)步骤②中加入适量的Ca(OH)₂并控制pH，其目的：一是生成BAC；二是________
_______________________；已知BAC的分散质粒子大小在1～100 nm之间，由此区别滤液Ⅰ与BAC两种液体的物理方法是________________________；若Ca(OH)₂溶液过量，则步骤③得到的BAC产率偏低，写出该反应的离子方程式：_______________________
(4)若0.1 mol AlCl₃在某温度下溶于蒸馏水，当有5%水解生成Al(OH)₃溶液时，吸收热量a kJ。写出该过程的热化学方程式：____________________________________。

现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H，它们之间能发生如下反应（图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出）。

请根据以上信息回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式
A             、 B            、 C              、乙              
（2）写出下列反应化学方程式：
反应①              
反应③              
（3）写出下列反应离子方程式：
反应④              
反应⑥              

二氧化氯（ClO₂）是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂，是一种黄绿色的气体，易溶于水。
Ⅰ.（1）ClO₂可由KClO₃在H₂SO₄存在的条件下与Na₂SO₃反应制得。则该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比是________。
Ⅱ.实验室也可用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料制备ClO₂，其流程如下：

（2）写出电解时发生反应的化学方程式：________________________________。
（3）除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂是________。（填序号）

A．饱和食盐水	B．碱石灰
C．浓硫酸	D．水

（4）测定ClO₂（如图）的过程如下：在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用100 mL水溶解后，再加3 mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；将生成的ClO₂气体通过导管在锥形瓶中被吸收；将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，用c mol·L^－1硫代硫酸钠标准溶液滴定（I₂＋2S₂O₃^2-=2I^－＋S₄O₆^2-），共用去V mL硫代硫酸钠溶液。

①装置中玻璃液封管的作用是______________________________________。
②请写出上述二氧化氯气体与碘化钾溶液反应的离子方程式__________________________。
③滴定终点的现象是_______________________________________________。
④测得通入ClO₂的质量m（ClO₂）＝________。（用含c、V的代数式表示）
（5）用ClO₂处理过的饮用水（pH为5.5～6.5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子ClO₂^-。2001年我国卫生部规定，饮用水的ClO₂^-含量应不超过0.2 mg·L^－1。若饮用水中ClO₂^-的含量超标，可向其中加入适量的某还原剂，该反应的氧化产物是________（填化学式），其发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________。

(8分)A、B、C、D、E五种短周期元素，A与D同周期，A的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，B的单质在放电条件下能与氧气反应，C元素的离子不含电子，D元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3/4，E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍。
（1）A的原子结构示意图为                           。
（2）E元素在周期表的位置是
（3）A的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式为                       。
（4）加热条件下，D的单质与足量B的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应，生成D的最髙价含氧酸，写出此反应的化学方程式：                              。
（5）化合物甲由元素A、B组成，具有良好电绝缘性。化合物甲能与水缓慢反应生成化合物乙。乙分 子中含有10个电子，写出该反应的化学方程式：                。

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_____。

研究人员研制利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO₂)吸收硫酸厂的尾气SO₂，制备硫酸锰的生产流程如下：

已知：浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn^2＋，还含有少量的Fe^2＋、Al^3＋、Ca^2＋、Pb^2＋等其他金属离子。PbO₂的氧化性大于MnO₂。PbSO₄是一种微溶物质。有关金属离子的半径、形成氢氧化物沉淀时的pH见下表，阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见下图。

离子	离子半径(pm)	开始沉淀 时的pH	完全沉淀 时的pH
Fe^2^＋	74	7.6	9.7
Fe^3^＋	64	2.7	3.7
Al^3^＋	50	3.8	4.7
Mn^2^＋	80	8.3	9.8
Pb^2^＋	121	8.0	8.8
Ca^2^＋	99	－	－

 

请回答下列问题：
（1）写出浸出过程中生成Mn²⁺反应的化学方程式                            。
（2）氧化过程中主要反应的离子方程式                                 。
（3）在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH值，此处调节pH值用到的仪器是       ，应调节pH的范围为                     。
（4）阳离子吸附剂可用于除去杂质金属离子。请依据图、表信息回答，决定阳离子吸附剂吸附效果的因素有                 、                 等；吸附步骤除去的主要离子为：               。
（5）CaSO₄是一种微溶物质，已知Ksp(CaSO₄)=9.10×10^—6。现将c mol·L^—1CaCl₂溶液与2.00×10^—2 mol·L^—1Na₂SO₄溶液等体积混合（忽略体积的变化），则生成沉淀时，c的最小值是　　　　。