高中化学热化学方程式填空题

(15分)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了威胁。某研究性学习小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

（1）第①步Cu与酸反应的离子方程式为                                   。
（2）第②步加H₂O₂的作用是                                      。
（3）该探究小组提出两种方案测定CuSO₄·5H₂O晶体的纯度。
方案一：取ag试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 mol·L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定（原理为：I₂＋2S₂O₃^2-===2I^－＋S₄O），到达滴定终点时，消耗Na₂S₂O₃标准溶液20.00mL。
①滴定过程中可选用        作指示剂，滴定终点的现象是             。
②CuSO₄溶液与KI反应的离子方程式为                   。
方案二：取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c mol·L^-1 EDTA（H₂Y^2－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液6 mL。滴定反应如：Cu²⁺+H₂Y^2－＝CuY^2－+2H⁺。
③写出计算CuSO₄·5H₂O质量分数的表达式ω＝            。
④下列操作会导致CuSO₄·5H₂O含量的测定结果偏高的是         。（填序号）
a．未干燥锥形瓶   
b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡  
c．未除净可与EDTA反应的干扰离子

为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO₄·7H₂O)和胆矾晶体。

请回答：
（1）写出步骤Ⅰ反应的离子方程式：           。
（2）试剂X是           。步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是           。
（3）进行步骤Ⅱ时，该小组用如下图所示装置及试剂制取CO₂并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少，可采取的改进措施是           。

（4）用固体F制备CuSO₄溶液，可设计以下三种途径：

写出途径①中反应的离子方程式           ，请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由           。

(共12分)原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，四种元素的原子序数之和为32，在周期表中X是原子半径最小的元素，Y、Z左右相邻，Z、W位于同主族。
（1）Z原子的原子结构示意图为        ；
（2）化合物甲由元素X与Y组成，1mol甲含18mol电子，请写出甲的电子式：          ；
（3）由X、Y、Z、W四种元素组成的一种正盐，该盐的水溶液呈酸性，用离子方程式解释原因：          。
（4）已知离子化合物乙由X、Y、Z、W四种元素组成，乙既能与盐酸反应，又能与氯水反应，1mol 乙能与过量NaOH浓溶液反应，最多可生成22．4L气体（标准状况）。写出加热条件下乙与过量NaOH溶液反应的离子方程式                                    。
（5）用亚硝酸氧化化合物甲，可生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43，其中氮原子的质量分数为97．7％，该氢化物的分子式为             。该氢化物受撞击时完全分解为氮气和氢气，则2．15g该氢化物受撞击后产生的气体在标况下的体积为                 L。

某工业废水中含有CN^-和Cr₂O₇^2—等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程进行处理：

回答下列问题：
（1）步骤②中，CN^-被ClO^-氧化为CNO^-的离子方程式为________________。
（2）步骤③的反应为S₂O₃^2—+ Cr₂O₇^2—+H⁺SO₄^2—+Cr³⁺+H₂O（未配平），则每消耗0.4mol Cr₂O₇^2—转移__________mol e^-。
（3）含Cr³⁺废水可以加入熟石灰进一步处理，目的是____________________。
（4）在25℃下，将amol·L^—1的NaCN溶液与0.01mol·L^-1的盐酸等体积混合，反应后测得溶液pH=7，用含a的代数式表示HCN的电离常数Ka=_________________。若25ºC 时Ka=1×10^-9则同体积均为0.1mol·L^-1的NaCN、HCN的混合溶液中下列说法不正确的是         
a．此溶液一定有C(Na⁺)+C(H⁺)=C(OH^‾)+C(CN^‾)
b．混合溶液中水的电离程度一定大于该温度下纯水的电离程度。
c．此溶液一定有C(Na⁺)="C(HCN)+" C(CN^‾)
d．此溶液加入少量氢氧化钠或盐酸溶液的PH值变化不大
（5）取工业废水水样于试管中，加入NaOH溶液观察到有蓝色沉淀生成，继续加至不再产生蓝色沉淀为止，再向溶液中加入足量Na₂S溶液，蓝色沉淀转化成黑色沉淀。该过程中反应的离子方程是____________。

有A、B、C三种可溶性盐，阴、阳离子各不相同，其阴离子的摩尔质量按A、B、C的顺序依次增大。将等物质的量的A、B、C溶于水，所得溶液中只含有Fe^3＋、K^＋、SO₄^2－、NO₃^-、Cl^－五种离子，同时生成一种白色沉淀。请回答下列问题：
（1）经检验，三种盐中还含有下列选项中的一种离子，该离子是________（填字母序号）。
A．Na^＋       B．Mg^2＋       C．Cu^2＋      D．Ag^＋
（2）三种盐中A的化学式              。
（3）不需要加入任何试剂         （“能”或“不能”）将上述三种盐溶液区分开来。
（4）若将A、B、C三种盐按一定比例溶于水，所得溶液中只含有Fe^3＋、SO₄^2－、NO₃^-、K^＋四种离子且物质的量之比依次为1∶2∶3∶4，则A、B、C三种盐的物质的量之比为________。

蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工程如下：
Ⅰ.制取粗硫酸镁：用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤，并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁（其中常含有少量Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺等杂质离子）
Ⅱ.提纯粗硫酸镁，将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1mol/LH₂O₂溶液，再调节溶液pH至7~8，并分离提纯。
Ⅲ.制取氢氧化镁，向步骤II所得溶液中加入过量氨水。
已知：金属离子氢氧化物沉淀所需pH

	Fe^3+	Al^3+	Fe^2+	Mg^2+
开始沉淀时	1.5	3.3	6.5	9.4
沉淀完全时	3.7	5.2	9.7	12.4

请回答：
（1）步骤II中加入适量的0.1mol/LH₂O₂溶液的目的是                   ；可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是      （填字母序号）
A.MgO          B.Na₂CO₃      C．蒸馏水         D.NaOH ．
（2）工业上常以Mg²⁺的转化率为考查指标，确定步骤III制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。
其中，反应温度与Mg²⁺转化率的关系如图所示。
①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式为                 。根据图中所示50℃前温度与Mg²⁺转化率之间的关系，可判断此反应是         （填“吸热”或“放热”反应）

②图中，温度升高至50℃以上Mg²⁺转化率下降的可能原因是                            。

某混合物，可能含有以下几种离子：K^＋、Cl^－、NH₄⁺、Mg^2＋、CO₃^2-、Ba^2＋、SO₄^2-，若将该混合物溶于水可得澄清溶液，现取3份各100 mL该溶液分别进行如下实验：

实验 序号	实验内容	实验结果
1	加AgNO3溶液	有白色沉淀生成
2	加足量NaOH溶液并加热	收集到气体1.12 L(已折算成标准状况下的体积)
3	加足量BaCl2溶液时，对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量；再向沉淀中加足量稀盐酸，然后干燥、称量	第一次称量读数为6.63 g，第二次称量读数为4.66 g

试回答下列问题：
（1）根据实验1对Cl^－是否存在的判断是____________(填“一定存在”“一定不存在”或“不能确定”)；根据实验1～3判断混合物中一定不存在的离子是____________。
（2）试确定溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度((可以不填满，也可以增加))：

阴离子符号	物质的量浓度(mol/L)

（3）试确定K^＋是否存在？________，如果存在物质的量浓度为__________，如果不存在理由是__   _。

(14分)下图表示有关的一种反应物或生成物(无关物质已略去)，其中A、C为无色气体，请填写下列空白。

（1）化合物W可能是____________或__________，C是____________，F是____________。
（2）反应①中若消耗Na₂O₂ 7.8 g，则转移的电子数为______________________。
（3）反应③的离子方程式：__________________________________________。
（4）A与CuO在加热条件下能反应生成N₂和Cu，请写出该反应的化学方程式：
_____________________________________________________________________。

（选做题12分）
以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分操作和条件略）：
Ⅰ．从废液中提纯并结晶出FeSO₄·7H₂O。
Ⅱ．将FeSO₄·7H₂O配制成溶液。
Ⅲ．FeSO₄溶液与稍过量的NH₄HCO₃溶液混合，得到含FeC0₃的浊液。
Ⅳ．将浊液过滤，用90℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeC0₃固体。
ⅴ．煅烧FeCO₃，得到Fe₂O₃固体。
已知：NH₄HCO₃在热水中分解。
（1）Ⅰ中，加足量的铁屑除去废液中的Fe³⁺，该反应的离子方程式是                             。
（2）Ⅱ中，需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用             。
（3）Ⅲ中，生成FeCO₃的离子方程式是                           。若FeCO₃浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式                             。
（4）IV中，通过检验SO₄^2-来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO₄²的操作是   。
（5）已知煅烧FeC0₃的化学方程式是4FeCO₃+O₂2Fe₂O₃+4CO₂。现煅烧464．0 kg的FeCO₃，得到316．8 kg产品。若产品中杂质只有FeO，则该产品中Fe₂O₃的质量是           Kg。(摩尔质量／g·mol^-1：FeCO₃ 116   Fe₂O₃ 160   FeO 72)

（共8分）A、B、C、D、E均为可溶于水的固体，组成他们的离子有

阳离子	Na^＋  Mg^2^＋  Al^3^＋   Ba^2^＋
阴离子	OH^－  Cl^－  CO3^2^－  SO4^2^－  HSO4^－

分别取它们的水溶液进行实验，结果如下：①A溶液与B溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于E溶液；
②A溶液与C溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于E溶液；③A溶液与D溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于盐酸；④B溶液与适量D溶液反应生成白色沉淀，加入过量D溶液，沉淀量减少，但不消失。
（1）据此推断它们是（写化学式）A    ；B   ；C   ；D   ；E    。
（2）写出④中反应的离子方程式：                                                 。
（3）A溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为                                       。

（1）有人研究证明：使用氯气作自来水消毒剂，氯气会与水中有机物反应，生成如CHCl₃等物质，这些物质可能是潜在的致癌致畸物质。目前人们已研发多种饮用水的新型消毒剂。下列物质不能作自来水消毒剂的是         （填序号）。

A．明矾

B．二氧化氯

C．臭氧

D．高铁酸钠( Na2FeO4)

（2）高铁（VI）酸盐是新一代水处理剂。其制备方法有：次氯酸盐氧化法（湿法）和高温过氧化物氧化法（干法）等。湿法是在碱性溶液中用次氯酸盐氧化铁（III）盐，写出该法的离子方程式：                                                     。
（3）用高铁（VI）酸盐设计的高铁（VI）电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应：3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O→3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH
①写出正极发生的电极反应式：                                         。
②用高铁（VI）电池作电源，以Fe作阳极，以Cu作阴极，对足量KOH溶液进行电解，当有0.1molK₂FeO₄反应时，在电解池中生成H₂          L（标准状况），同时生成Fe(OH)₃=       mol。
③下表列出了某厂排放的含锌废水中的含量及国家环保标准值的有关数据：

	含锌废水水质	经处理后的水国家环保标准值
Zn^2^＋浓度/(mg·L^－1)	≤800	≤3.9
pH	1～5	6～9

经处理后的废水pH＝8，此时废水中Zn^2＋的浓度为     mg/L（常温下，Ksp[Zn(OH)₂]＝1.2×10^17），   （填“符合”或“不符合”）国家环保标准。

四种短周期元素A、B、C、D的性质或结构信息如下：
信息① 原子半径大小：A>B>C>D
信息② 四种元素之间形成的某三种分子的比例模型及部分性质：

请根据上述信息回答下列问题。
（1）B元素在周期表中的位置         ，请写出BC₂分子的电子式           。
（2）A所在周期中，E元素的单质还原性最强，F元素的某些盐类常用作净水剂。E单质与甲反应有化合物X生成。请写出以下两个反应的离子方程式。
①A元素的单质与物质甲发生的反应                                             。
②F、C两种元素组成的化合物Y可作为高温结构陶瓷材料，X与Y两种化合物在溶液中发生的反应                                            。
（3）物质丁的元素组成和甲相同，丁分子具有18电子结构。向盛有一定浓度丁溶液的试管中，逐滴加入用少量稀硫酸酸化的硫酸亚铁溶液。滴加过程中的现象是：
①浅绿色溶液变成深棕黄色，②有少量气泡出现（经验证是氧气），片刻后反应变得剧烈，并放出较多热量，继续滴加溶液，静置一段时间，③试管底部出现红褐色沉淀。向浊液中再滴入稀硫酸，沉淀溶解，溶液呈黄色。请用化学方程式或离子方程式及必要的文字解释①、②、③中加点的字。①              ；②                 ；③               。

Ba(OH)₂是重要的化工原料，工业上采用重晶石（主要成分为硫酸钡）和软锰矿（主要成分为二氧化锰，含有二氧化硅杂质）制备，同时得到碳酸锰等副产品。其工业流程如下：

已知：MnO₂为两性氧化物，MnO为碱性氧化物。
（1）高温还原过程中，硫酸钡被碳还原为BaS，然后水浸得到。投料时煤炭的量相对要多其作用除了使硫酸钡充分反应外，还有      。
（2）氧化时反应还生成MnO和一种固体产物，则该反应的化学方程式为      ，氧化时控制MnO₂与BaS的投料比在2~3之间，若投料比大于4，则Ba(OH)₂的转化率明显降低，原因可能是     
（3）酸化的离子反应方程式为      ，滤渣的主要成分为      。
（4）中和时通入氨气调节溶液的pH值，若pH值偏高，会造成碳酸锰不纯，原因是      。

酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下

（1）步骤①中Cu₂(OH)₂CO₃发生反应的化学方程式为                。
（2）在步骤③发生的反应中，1mol MnO₂转移2mol 电子，该反应的离子方程式为      。
（3）该小组为测定黄铵铁矾的组成，进行了如下实验：
a．称取4.800 g样品，加盐酸完全溶解后，配成100.00 mL溶液A；
b．量取25.00 mL溶液A，加入足量的KI，用0.2500 mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液进行滴定（反应方程式为I₂＋2Na₂S₂O₃＝2NaI＋Na₂S₄O₆），消耗30.00 mLNa₂S₂O₃溶液至终点。
b．量取25.00 mL溶液A，加入足量的NaOH溶液充分反应后，过滤、洗涤、灼烧得红色粉末0.600g。
c．另取25.00 mL溶液A，加足量BaCl₂溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥得沉淀1.165 g。
①用Na₂S₂O₃溶液进行滴定时，滴定到终点的颜色变化为                   。
②通过计算确定黄铵铁矾的化学式（写出计算过程）。

(16分)某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al₂O₃和Fe₂O₃，为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO₄·7H₂O)和胆矾晶体。

请回答：
（1）写出步骤Ⅰ反应的离子方程式：    ；        。
（2）试剂X是      。由溶液D是    。
（3）在步骤Ⅱ时，用如图装置制取CO₂并通入溶液A中。

一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少，可采取的改进措施是   。
（4）溶液E中加入KSCN溶液无明显现象，表明滤液中不存在Fe³⁺，用离子方程式解释其可能的原因         。
（5）用固体F继续加入热的稀H₂SO₄，同时不断鼓入空气，固体溶解得CuSO₄溶液；写出反应的化学方程式             ，
（6）工业上常用溶液E经进一步处理可制得净水剂Na₂FeO₄，流程如下：

①测得溶液E中c(Fe²⁺) 为0.2 mol·L^-1，若要处理1 m³溶液E，理论上需要消耗25 % 的H₂O₂溶液___kg。
②写出由Fe(OH)₃制取Na₂FeO₄的离子方程式___________。