高中化学热化学方程式试题

粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物为：SiO₂、Al₂O₃，还含有FeO、Fe₂O₃等。现将提取粉煤灰中Al、Si等元素，某科研小组的同学设计了如下工艺流程：

请回答下列问题：
（1）操作i所需要的玻璃仪器有：                 (填序号)。
a．铁架台    b．烧杯    c．冷凝管    d．玻璃棒    e．集气瓶    f．分液漏斗   g．漏斗
（2）写出粉煤灰与过量NaOH溶液反应的离子方程式                                         。
（3）写出向固体A中加入过量稀H₂SO₄和过量H₂O₂时发生的离子反应方程式                    。
（4）写出生成固体H的离子方程式                                                         。
（5）该科研小组的同学准备用0.1 mol·L^－1KSCN溶液和0.5000mol·L^－1KI溶液滴定溶液B，以测定粉煤灰中Fe元素的含量：
①为减小实验误差，由固体A制备溶液B过程中煮沸的目的是                              
(请用化学方程式表示)。
②判断滴定终点的现象为                                                              。
③将溶液B配制成250mL溶液后，取出25.00mL装入锥形瓶中，再滴入1~2滴KSCN溶液进行滴定，滴定过程中使用KI溶液的量如下表所示：

滴定次数	1	2	3	4
KI溶液体积/mL	30.00	32.20	30.02	29.98

则该粉煤灰中Fe元素的质量分数为                   (保留三位有效数字)。
④若滴定操作太慢，则滴定结果          (填“偏小”、“偏大”或“无影响”)；原因是                                                                  
                                                    (请用离子方程式及简单的文字描述)。

某矿渣的成分为Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下：

已知： ①Cu₂O +2 H+="Cu" + Cu²⁺+H₂O
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

请回答下列问题：
（1）为了加快反应I的速率，可以采取的措施是                             (写2点)。
（2）固体混合物A中的成分是                              。
（3）反应I完成后，铁元素的存在形式为    (填离子符号)；写出生成该离子的离子方程式            。
（4）操作1主要包括：           、             、        。洗涤CuSO₄•5H₂O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是                                           。
（5）用惰性电极电解胆矾溶液一段时间，加人0．1 mol的Cu(OH)₂可恢复溶液原况(浓度、成分)，则电解时转移电子的物质的量为                             ．。
（6）用NaClO调pH，生成沉淀B的同时生成一种具有漂白作用的物质，该反应的离子方程式为            。

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　　　　。

碳及其化合物有广泛的用途。
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：
C(s)＋ H₂O(g)  CO(g) ＋H₂(g) ΔH=" +131.3" kJ•mol^-1，以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施加快反应速率且有利于提高H₂O的平衡转化率的是         。(填序号)

A．升高温度

B．增加碳的用量

C．加入催化剂

D．用CO吸收剂除去CO E.增大压强

（2）又知，C（s）+ CO₂（g） 2CO（g） △H=+172.5kJ•mol^-1
写出C（s）与H₂O（g）反应生成CO₂（g）和H₂（g）的热化学方程式                            。  
（3）甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用KOH溶液作电解质溶液，多孔石墨做电极，该电池负极反应式为：                         。
若用该电池提供的电能电解600mLNaCl溶液，设有0.01molCH₃OH完全放电，NaCl足量，且电解产生的Cl₂全部溢出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解结束后所得溶液的pH=                
（4）将一定量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：
CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)，得到如下数据：

温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所x需时间/min
H2O	CO	H2	CO
900	1.0	2.0	0.4	1.6	3.0

通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)　　　　　　　　　　。
改变反应的某一条件，反应进行到tmin时，测得混合气体中CO₂的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 4.5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为（用一个离子方程式表示）　　　　　。
（5）工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H₂用于合成氨。合成氨反应原理为：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)  ΔH＝-92.4kJ•mol^-1。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如下图。
不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如下图1。
    
图1                             图2
请回答下列问题：
①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为                 。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其它条件相同，请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH₃浓度随时间变化的示意图。

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）溶液B经过         、           、            可得到氯化铜晶体；
（2）检验溶液B中是否存在Fe³⁺的方法是          ；
（3）下列物质适合于调节溶液的pH得溶液B的是
A．NaOH溶液 B．CuCO₃  C．氨水  D CuO
（4）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. （1）新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO₂，再用一定量的磷
酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO₂外，还能得到一种复合肥料。
①若氨水与恰好完全反应生成正盐，则此时溶液呈________性(填“酸”或“碱”)。
常温下弱电解质的电离平衡常数如下：氨水

②向②中溶液中通入________气体可使溶液呈中性。(填“SO₂”或NH₃”)此时溶液中________2（填“＞”“＜”或“＝”）
（2）向0.2mol•L‾¹ NaOH 溶液通入过量CO₂，充分反应后所得溶液中离子浓度大小顺序为
___________________________________                                              。

物质M是一种日常生活中不可缺少的调味品。已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。M与其他物质的转化关系如下图所示(部分产物已略去)：

（1）写出用惰性电极电解M溶液的离子方程式                       。
（2）若A是一种酸性氧化物，且可用于制造玻璃，则G的化学式是                 。
（3）若A是一种常见金属单质，且A与B溶液能够反应，则将过量的F溶液逐滴加入E溶液，边加边振荡，所看到的实验现象是               。
（4）若A是一种盐，A溶液与B溶液混合产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色，最后变成红褐色的E，则由A转化成E的离子方程式是                                  。
（5）若A是一种溶液，只可能含有中的某些离子，当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图所示。由此可知，该溶液中肯定含有的离子及其浓度之比为         。

Ⅰ.高铁酸钾(K₂FeO₄)是极好的氧化剂，具有高效的消毒作用，为一种新型非氯高效消毒剂。其生产工艺流程如下：
 
请同答下列问题。
（1）写出向KOH溶液中通入足量Cl₂发生反应的离子方程式                  。
（2）在溶液I中加入KOH固体的目的是     (选填序号)。

A．为下一步反应提供碱性的环境

B．使KClO3转化为KClO

C．与溶液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO

D．KOH固体溶解会放出较多的热量，有利于提高反应速率和KClO的纯度

（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                            。要制得69.3克K₂FeO₄，理论上消耗氧化剂的物质的量为      mol。
（4）高铁电池是一种新型二次电池，电解液为碱溶液，其反应式为：
3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O，
放电时电池的负极反应式为                          。
Ⅱ.肼(N₂H₄)又称联氨，是一种可燃性的液体，用作火箭燃料。
（5）写出肼分子的电子式                  。
（6）肼能与N₂O₄反应：2N₂H₄(g)＋N₂O₄(g)=3N₂(g)＋4H₂O(g)  ΔH＝－1076.7 kJ/mol。
已知：N₂(g)＋2O₂(g)=N₂O₄(g)　ΔH＝＋8.7 kJ/mol， 写出肼与O₂反应生成N₂和H₂O(g)的热化学方程式                                                  。

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         。

钛有强度高和质地轻的优点，广泛应用于飞机制造业等。工业上利用钛铁矿，其主要成分为钛酸亚铁（FeTiO₃）制备钛金属，工业流程如下： 已知：Ti与TiO₂化学性质稳定，不溶于稀硫酸、稀盐酸等。

（1）请写出FeTiO₃与稀盐酸反应的离子方程式：                                          。
（2）请写出“熔融氧化”的化学方程式：                                                    。
（3）电解氯化镁的阴极反应式为：                                                ，可循环利用的物质为：                              （填化学式）。
（4）热还原法中能否改用钠代替镁作还原剂：    （填“能”或“不能”）；原因为：                                                                 。
（5）用此方法制备得到的Ti金属常混有MgCl₂和Mg，除杂试剂是         （填化学式）。

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

Ⅰ.铁盐、亚铁盐是实验室常用的药品。
请根据题意，完成下列填空：
(1)向酸化的FeCl₃溶液中逐滴加入KI溶液，溶液变成棕褐色。该反应的离子方程式为________________。
(2)向酸化的FeSO₄溶液中加几滴硫氰化钾溶液，没有什么明显变化，再滴加双氧水，溶液变血红色。继续滴加双氧水，血红色逐渐褪去，且有气泡产生。
写出上述变化中，有关反应的离子方程式：
①____________________________________；
②Fe^3＋＋3SCN^－=Fe(SCN)₃；
③11H₂O₂＋2SCN^－=2SO₄^2—＋2CO₂↑＋N₂↑＋10H₂O＋2H^＋
若生成1 mol N₂，H₂O₂和SCN^－的反应中转移电子的物质的量是________ mol。
(3)根据以上实验，推断Fe^2＋、I^－和SCN^－的还原性由强到弱的顺序为________。
Ⅱ.某课题组利用Fe粉和KNO₃溶液反应，模拟地下水脱氮过程，探究脱氮原理。
(4)实验前：①先用0.1 mol·L^－1 H₂SO₄洗涤Fe粉，其目的是__________，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO₃溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O₂对脱氮的影响，应向KNO₃溶液通入________(写化学式)。
(5)如图表示足量Fe粉还原上述KNO₃溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t₁时刻前该反应生成的阳离子分别是________、________。t₁时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH₄⁺的浓度在增大，Fe^2＋的浓度却没有增大，可能的原因是__________________。

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：____________________________________。

硅孔雀石是一种含铜的矿石，含铜形态为，同时含有等杂质。以硅孔雀石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图：

请回答下列问题：
（1）完成步骤①中稀硫酸与发生反应的化学方程式
；
用离子方程式表示双氧水的作用_____________________________。
（2）步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是__________________

A．

B．CuO

C．A12O3

D．

（3）有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

由上表可知：当溶液pH=4时，可以完全除去的离子是______，不能完全除去的离子是________。
（4）滤液B通过蒸发浓缩（设体积浓缩为原来的一半）、冷却结晶可以得到晶体。某同学认为上述操作会拌有硫酸铝晶体的析出。请你结合相关数据对该同学的观点予以评价（已知常温下，饱和溶液中mol______________。
（5）若要测定硫酸铜晶体中结晶水的含量，需要的仪器是酒精灯、托盘天平、三角架、泥三角、玻璃棒、干燥器、坩埚钳、研钵、药匙、_________________。实验过程中硫酸铜晶体加热失水后在空中冷却后称量，则测定结果______________(填“偏高”、  “偏低”或“不变”)。   

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_________________________________________________________________。

某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行探究。
（1）下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分：

实验步骤	实验现象
将打磨过的铝片（过量）放入一定浓度的CuCl2溶液中	产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液逐渐变为无色
反应结束后分离出溶液备用
红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中	一段时间后固体由红色变为绿色[设其主要成分为Cu2（OH）2CO3]

 
按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个（是离子反应的只写离子方程式）
置换反应_________________________________________________________；
化合反应_________________________________________________________。
（2）用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可以观察到的现象是__________________________________________________。
解释此现象的离子方程式是___________________________________________。
（3）工业上可用铝与软锰矿（主要成分为MnO₂）反应来冶炼金属锰。
①用铝与软锰矿炼锰的原理是（用化学方程式来表示）________________________。
②MnO₂在H₂O₂分解反应中作催化剂。若将适量MnO₂加入酸化的H₂O₂溶液中，MnO₂溶解产生Mn^2＋，该反应的离子方程式是_______________________。