高中化学热化学方程式试题

亚氯酸钠（NaClO₂）常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是用过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂·3H₂O ;
②K_sp(FeS)＝6．3×10^-18 ； K_sp(CuS)＝6．3×10^-36 ；K_sp(PbS)＝2．4×10^-28
（1）吸收塔内发生反应的离子方程式为                                      。该工艺流程中的NaClO₃、ClO₂、NaClO₂都是强氧化剂，它们都能和浓盐酸反应制取Cl₂。若用二氧化氯和浓盐酸制取Cl₂，当生成5 mol Cl₂时，通过还原反应制得氯气的质量为   g。
（2）从滤液中得到NaClO₂·3H₂O晶体的所需操作依次是               （填写序号）。
a蒸馏；b灼烧；c过滤；d冷却结晶；e蒸发
（3）印染工业常用亚氯酸钠（NaClO₂）漂白织物，漂白织物时真正起作用的是HClO₂。
下表是 25℃时HClO₂及几种常见弱酸的电离平衡常数：

弱酸	HClO2	HF	HCN	H2S
Ka/mol•L^-1	1×10^-2	6．3×10^-4	4．9×10^-10	K1＝9．1×10^−^8 K2＝1．1×10^−^12

 
①常温下，物质的量浓度相等的NaClO₂、NaF、NaCN、Na₂S四种溶液的pH由大到小的顺序为     （用化学式表示）；体积相等，物质的量浓度相同的NaF、NaCN两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为：  （填“前者大”“相等”或“后者大”）。
②Na₂S是常用的沉淀剂。某工业污水中含有等浓度的Cu²⁺、Fe²⁺、Pb²⁺离子，滴加Na₂S溶液后首先析出的沉淀是               ；当最后一种离子沉淀完全时（该离子浓度为10^-5mol·L^-1）此时体系中的S^2-的浓度为                。

用二氧化氯（ClO₂）、铁酸钠（Na₂FeO₄摩尔质量为166g/mol）等新型净水剂替代传统的净水剂Cl₂对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术。ClO₂和Na₂FeO₄在水处理过程中分别被还原为Cl^－和Fe^3＋。
（1）如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么，ClO₂、Na₂FeO₄、Cl₂三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是________＞__________＞__________。
（2）Na₂FeO₄溶于水会放出一种无色无味气体，其杀菌消毒、吸附水中的悬浮杂质的原理可用离子方程式表示为_______________。
（3）工业以CH₃OH与NaClO₃为原料在酸性条件下制取ClO₂，同时产生CO₂气体，已知该反应分为两步进行，第一步为2ClO₃^-＋2Cl^－＋4H^＋＝2ClO₂↑＋Cl₂↑＋2H₂O。
①写出第二步反应的离子方程式______________。
②工业生产时需在反应物中加少量Cl^－，其作用是________________。
③生产中会发生副反应ClO₃^-＋Cl^－＋H^＋－Cl₂↑＋H₂O（未配平），若测得反应后的混合气体中Cl₂的体积分数为3／73，则起始投料时CH₃OH与NaClO₃的物质的量之比为____________。
（4）已知二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。ClO₂也可以看做是亚氯酸（HClO₂）和氯酸（HClO₃）的混合酸酐。工业上用稍潮湿的KClO₃和草酸在60℃时反应制得。某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集ClO₂，其中A为ClO₂的发生装置，B为ClO₂的凝集装置，C为尾气吸收装置。请问：

①A部分还应添加温度控制（如水浴加热）装置，B部分还应补充什么装置___________；
②C中应装的试剂为____________。C中发生反应的化学方程式为：________________。

某地煤矸石经预处理后含SiO₂（63%）、Al₂O₃（25%）、Fe₂O₃（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：

（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为_____________、_________________。
（2）“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____________、___________。（写出两个）
（3）物质X的化学式为___________。“碱溶”时反应的离子方程式为____________。
（4）已知Fe³⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al³⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得产品Al（OH） ₃，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO₃一种试剂，后续操作过程是____________________。
（5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl₃溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl₃·6H₂O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：_______________________。

Ⅰ.铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及其合金在生产生活中的应用十分广泛。
(1)金属铝的生产是以Al₂O₃为原料,与冰晶石(Na₃AlF₆)在熔融状态下进行电解,则化学方程式为                                                                 　。 
其电极均由石墨材料做成,则电解时不断消耗的电极是　　　　(填“阴极”或“阳极”)。 
(2)对铝制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。以处理过的铝材为阳极,在H₂SO₄溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极反应式为　                                。 
(3)铝电池性能优越,Al-Ag₂O电池可用作水下动力电源,化学反应为:2Al+3Ag₂O+2NaOH+3H₂O2Na[Al(OH)₄]+6Ag, 则负极的电极反应式为                                                     
　　　　　　　　　　,正极附近溶液的pH　　　　(填“变大”、“不变”或“变小”)。 
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

(1)如图是在一定温度和压强下N₂和H₂反应生成1 mol NH₃过程中能量变化示意图,请写出合成氨的热化学反应方程式:                                         (ΔH的数值用含字母a、b的代数式表示)。
(2)工业合成氨的反应为N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)。在一定温度下,将一定量的N₂和H₂通入体积为1 L的密闭容器中,反应达到平衡后,改变下列条件,能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是　　。

A．增大压强	B．增大反应物的浓度
C．使用催化剂	D．降低温度

Ⅲ.铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:黄铁矿(FeS₂)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为:3FeS₂+8O₂6SO₂+Fe₃O₄,有3 mol FeS₂参加反应,转移　　　　mol电子。
(2)氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”,写出SO₂通入氯化铁溶液中反应的离子方程式:　                                 。

将FeCl₃溶液与NH₄SCN溶液混合发生如下反应
①Fe³⁺+SCN^- Fe(SCN)²⁺  K₁="200"  ②Fe(SCN)²⁺+SCN^- Fe(SCN)₂⁺   K₂
红色                               深红色
（1）已知：若起始c(Fe³⁺)、c(SCN^-)均为0.001 mol/L，测得混合溶液中c(Fe³⁺)约为8.5×10^-4 mol/L，c[Fe(SCN)²⁺]约为1.5×10^-4 mol/L，c[Fe(SCN)₂⁺]约为5×10^-6 mol/L，则反应②的平衡常数K₂为          。
（2）取两份混合溶液，分别向溶液中滴加同体积同浓度的FeCl₃溶液与NH₄SCN溶液，溶液颜色均加深，其原因是           。仔细观察，滴加NH₄SCN溶液时，混合液颜色更深一些，其原因是           。
（3）向FeCl₂与NH₄SCN混合溶液中滴加酸化的H₂O₂溶液，溶液先变红，写出H₂O₂与Fe²⁺反应的离子方程式                          ，继续滴加H₂O₂，溶液褪色，产生大量能够使澄清石灰水变浑浊的气体且硫氰根中氮元素全部转化为N₂，向反应后的溶液中滴加BaCl₂溶液，有不溶于稀盐酸白色沉淀生成。写出H₂O₂与SCN^-反应的离子方程式                                    。
（4）为测定某溶液中c(Cl^-)，取待测液V₁ mL，向其中加入V₂ mL浓度为c₂ mol/L的AgNO₃溶液（过量），再加入少量铁铵矾[NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O]作指示剂，用NH₄SCN标准溶液（浓度为c₃ mol/L）滴定剩余的Ag⁺，消耗NH₄SCN溶液体积为V₃ mL。（已知Ag⁺+SCN^- = AgSCN↓(白色沉淀)，K_sp(AgSCN)=4.9×10^-13、K_sp(Ag Cl)=1.56×10^-10）。请回答：
①在用NH₄SCN标准溶液滴定前，应先通过过滤除去生成的AgCl，若不过滤，则测定结果将         。（填“偏高”，“偏低”或不变）。
②最终测得c(Cl^-)=        mol/L。

含铬化合物有毒，对人畜危害很大。因此含铬废水必须进行处理才能排放。
已知：
（1）在含＋6价铬的废水中加入一定量的硫酸和硫酸亚铁，使＋6价铬还原成＋3价铬；再调节溶液pH在6～8之间，使Fe^3＋和Cr^3＋转化为Fe(OH)₃、Cr(OH)₃沉淀而除去。
①写出Cr₂O₇^2-与FeSO₄溶液在酸性条件下反应的离子方程式：________________。
②用离子方程式表示溶液pH不能超过10的原因：____。
（2）将含＋6价铬的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe^2＋和Cr₂O₇^2-发生反应，生成的Fe^3＋和Cr^3＋在阴极区与OH^－结合成氢氧化物沉淀而除去。
①写出阴极的电极反应式：________________。
②电解法中加入氯化钠的作用是________________。
（3）铬化学丰富多彩，由于铬光泽度好，常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性能的不锈钢，CrO₃大量地用于电镀工业中。

①CrO₃具有强氧化性，遇到有机物(如酒精)时，猛烈反应以至着火，若该过程中乙醇被氧化成乙酸，CrO₃被还原成绿色的硫酸铬[Cr₂(SO₄)₃]。则该反应的化学方程式为____。
②CrO₃的热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如右图所示，则B点时剩余固体的成分是________________(填化学式)。

某研究小组用黄铁矿(FeS₂)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO₂气体，再用水吸收该气体可得ClO₂溶液。在此过程中需要控制适宜的温度，若温度不当，副反应增加，影响生成ClO₂气体的纯度，且会影响ClO₂的吸收率，具体情况如图所示。
（1） 据图可知，反应时需要控制的适宜温度是________℃，要达到此要求需要采取的措施是______________。
（2） 已知：黄铁矿中的硫元素在酸性条件下可被ClO₃^-氧化成SO₄^2-，请写出FeS₂、氯酸钠和硫酸溶液混合反应生成二氧化氯(ClO₂)的离子方程式：______________________。
（3） 该小组拟以“m(ClO₂)/m(NaClO₃)”作为衡量ClO₂产率的指标。若取NaClO₃样品6.0 g，通过反应和吸收获得400 mL ClO₂溶液，取此溶液20 mL与37.00 mL 0.500 mol·L^－1 (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液充分反应后，过量的Fe^2＋再用0.050 0 mol·L^－1 K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇标准溶液20.00 mL。反应原理为：
4H^＋＋ClO₂＋5Fe^2＋=Cl^－＋5Fe^3＋＋2H₂O
14H^＋＋Cr₂O₇^2-＋6Fe^2＋=2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O
试计算ClO₂的“产率”(写出计算过程)。

含氯消毒剂和过氧化物等强氧化性消毒剂可防甲型H1N1流感。
（1）过碳酸钠是一种有多种用途的新型氧系固态漂白剂，化学式可表示为Na₂CO₃·3H₂O₂，它具有Na₂CO₃和H₂O₂的双重性质。
①H₂O₂有时可作为矿业废液消毒剂，如消除采矿业废液中的氰化物(如NaCN)，经以下反应实现：NaCN＋H₂O₂＋H₂O=A＋NH₃↑，则生成物A的化学式______________
②某强酸性反应体系中，反应物和生成物共六种物质：
O₂、MnO₄^-、H₂O、Mn^2＋、H₂O₂、H^＋。已知该反应中H₂O₂只发生了如下过程：H₂O₂→ O₂。
写出该反应的离子方程式：_______________________________________________。
（2）某天然碱的化学式可表示为:aNa₂CO₃·bNaHCO₃·2H₂O，取m g天然碱溶于水配成溶液，再向溶液中逐滴加入1 mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO₂的体积与所加盐酸体积之间的关系某同学作出了如图所示的A和B曲线，试回答下列问题：

①_______曲线正确，天然碱的化学式为___________，
②加盐酸后产生CO₂气体体积(标准状况)的最大值为   _____________mL。
（3） 常温下用氧缺位铁酸锌ZnFe₂O_y可以消除NO_x污染，使NO_x转变为N₂，同时ZnFe₂O_y转变为ZnFe₂O₄。若2 mol ZnFe₂O_y与足量NO₂可生成0.5 mol N₂，则y＝_______________。

过氧化物是一类非常重要的化合物，从人们制得第一种过氧化物距今已有200多年的历史了，在众多的过氧化物中过氧化氢迄今为止仍然得到广泛的应用。
（1）与H₂O₂具有相同的电子总数的双原子分子有              （写两种）；
（2）若从海水中提取碘，需将碘化物变成单质碘。写出在酸性条件下H₂O₂氧化I^—离子的离子方程式                                         ；
（3）Na₂O₂、K₂O₂、CaO₂和BaO₂都能与酸作用生成H₂O₂，目前实验室制取H₂O₂可通过上述某种过氧化物与适量的稀H₂SO₄作用并过滤后获得，其中最适合的过氧化物是               （填化学式）；
（4）纯H₂O₂可用作火箭燃料的氧化剂，已知0．4mol液态肼（N₂H₄）与足量的液态H₂O₂反应，生成N₂(g)和H₂O(g)，放出256．6kJ的热量，则该反应的热化学方程式是                                                                  。

黄铜矿（CuFeS₂）是制铜及其化合物的主要原料之一，还可以制备硫及铁的化合物。
（1）冶炼铜的反应为8CuFeS₂＋21O₂8Cu＋4FeO＋2Fe₂O₃＋16SO₂
若CuFeS₂中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是           （填元素符号）。
（2）上述冶炼过程中产生大量SO₂。下列处理方案合理的是          （填代号）。
a．高空排放                            b．用于制备硫酸
c．用纯碱溶液吸收制Na₂SO₃             d．用浓硫酸吸收  
（3）过二硫酸钾（K₂S₂O₈）具有强氧化性，可将I^－氧化为I₂：S₂O₈^2－＋2I^－=2SO₄^2－＋I₂
通过改变反应途径，Fe^3＋可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe^3＋对上述反应的催化过程。                                                              、
                                                                      。
（不必配平，每空1分）。
（4）利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃）可制备Fe₂O₃。方法为
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。
②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得。
据以上信息回答以下问题：选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸  KSCN溶液  KMnO₄溶液  NaOH溶液 碘水
所选试剂为              。证明炉渣中含有的实验现象为                    
                           。

下图所示是中学化学里常见纯净物A—L间的反应关系，其中A、H、E、F为单质且E、F为气体，B在常温下是无色液体，C是淡黄色固体，L是红褐色固体。

请根据图示判断并回答下列问题：
（1）单质A中所含元素在周期表中的位置是      ；
（2）反应③的化学方程式为                           ；
（3）反应④的离子方程式为                           ；
（4）反应⑧的离子方程式为                           ；
（5）反应②发生过程中，当有3．01×10²⁴个电子发生转移时，电解消耗物质B的质量为     g，同时阴极生成的气体的体积为   L（换算为标准状况下的体积）。

二氧化硫和氮氧化物(NO_x)对大气污染日趋严重，研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题，目前有很多种方法消除大气污染。
（1）可利用甲烷催化还原NO_x的方法处理NO_x，反应如下：
CH₄(g)+4NO₂(g)＝ 4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H＝ －574 kJ·mol^－1
CH₄(g)+4NO(g)＝ 2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H＝ －1160 kJ·mol^－1
则CH₄(g)+2NO₂(g)＝ N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H＝          ；
（2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)；△H＜0。
若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，15分钟后达到平衡，反应过程中各物质的浓度变化如图甲所示，则平衡常数K=     (小数点后保留3位)；

①若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO气体0.6mol，平衡将    移动(填“向左”、“向右”或“不”)；
②若保持温度不变，20min时向原平衡容器中充入CO、N₂各0.6mol，平衡将      移动(填“向左”、“向右”或“不”)；
③20min时，若改变反应条件，导致N₂浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是          
(填字母)；

A．加入催化剂

B．降低温度

C．缩小容器体积

D．增加CO2的量

（3）利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常温下将SO₂转化为SO₄^2－，从而实现对SO₂的处理(总反应为2SO₂+O₂+2H₂O＝2H₂SO₄)。已知，含SO₂的废气通入含Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺ + O₂+ 4H⁺ ＝4Fe³⁺ + 2H₂O，则另一反应的离子方程式为                              ；

硫酸盐在生产生活中有广泛应用。
Ⅰ．工业上以重晶石（主要成分BaSO₄）为原料制备BaCl₂，其工艺流程示意图如下：

某研究小组查阅资料得：
BaSO₄（s）+4C（s） 4CO（g）+BaS（s）△H₁=+571.2kJ•mol^-1      ①
BaSO₄（s）+2C（s）2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=+226.2kJ•mol^-1      ②
（1）用过量NaOH溶液吸收气体，得到硫化钠。该反应的离子方程式是         。
（2）反应C（s）+CO₂（g） 2CO（g）的△H=           。
（3）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的有两个
①从原料角度看，                           ；
②从能量角度看，①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温。
（4）该小组同学想对BaSO₄在水中的沉淀溶解平衡做进一步研究，查资料发现在某温度时BaSO₄在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

该小组同学提出以下四种观点：
①当向含有SO₄^2-的溶液中加入Ba²⁺ 使SO₄^2-沉淀完全，则此时SO₄^2-在溶液中的浓度为0
②加入Na₂SO₄可以使溶液由a点变到b点
③通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
④d点无BaSO₄沉淀生成
其中正确的是   （填序号）。
Ⅱ．某燃料电池以CaHSO₄固体为电解质传递H⁺，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为2H₂+O₂═2H₂O。

请回答：
（5）H⁺由   极通过固体酸电解质传递到另一极（填a或者b）。
（6）b极上发生的电极反应是                  。

以黄铁矿(FeS₂)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备二氧化氯气体，再用水吸收获得二氧化氯溶液。在此过程中需要控制适宜的温度，若温度不当，副反应增加，影响生成ClO₂气体的纯度，且会影响ClO₂气体的吸收率。具体情况如图6所示。请回答下列问题

（1）据图可知，反应时需要控制的适宜温度是　　℃，达到此要求采取的适宜措施是　　。
（2）已知：黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO₃^－氧化成SO₄^2－，写出制备二氧化氯的离子方程式：　　。
（3）某校化学学习小组拟以“m(ClO₂)/m(NaClO₃)”作为衡量ClO₂产率的指标。若取NaClO₃样品质量6.0g，通过反应和吸收可得400 mL ClO₂溶液，取出20 mL，加入37.00 mL 0.500mol·(NH₄)₂Fe(SO₄)₂ 溶液充分反应，过量Fe²⁺再用0.0500 mol· K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗20.00 mL。反应原理如下：
4H⁺+ClO₂+5Fe²⁺=+5Fe³⁺ +2H₂O   
14H⁺ ++6 Fe²⁺ =2Cr³⁺ + 6 Fe³⁺ +7H₂O
试计算ClO₂的“产率”。（写出计算过程）

某兴趣小组模拟氯碱工业生产原理并探究其产品的性质。已知文献记载：
①氯气与冷的氢氧化钠溶液反应生成NaC1O；氯气与热的氢氧化钠溶液反应可生成NaC1O和NaC1O₃。②在酸性较弱时KI只能被NaC1O氧化，在酸性较强时亦能被NaC1O₃氧化。
（1）该小组利用如图所示装置制取家用消毒液（主要成分为NaClO），则a为   （填“阳极”或“阴极”）。生成NaClO的离子方程式为   。

（2）该小组将0.784 L（标准状况）Cl₂通入50.00 mL热的NaOH溶液中，两者恰好完全反应后，稀释到250.0 mL。
①取稀释后的溶液25.00 mL用醋酸酸化，加入过量KI溶液。用0.2000 mol·L^－1 Na₂S₂O₃溶液滴定：I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－，消耗Na₂S₂O₃溶液10.00 mL时恰好到达终点。
②将上述滴定后的溶液用盐酸酸化至强酸性，再用上述Na₂S₂O₃溶液滴定到终点，需Na₂S₂O₃溶液30.00 mL。
①操作②中氯酸钠与碘化钾反应的离子方程式为   。
②反应后的溶液中次氯酸钠和氯酸钠的物质的量之比为   。
③计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度。