高中化学热化学方程式填空题

(14分)下图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质，其中A、C、G是中学化学常见单质，其中A、C是金属，G是气体，B是常见液体，它们存在如下转化关系，反应中部分反应物及次要产物均已略去。

（1）①→⑦中属于氧化还原反应的有______个，④的离子方程式是___________________
（2）实验室中常用反应⑦处理多余G，理论上处理标准状况下6．72L气体G，至少需要5mol/LNaOH溶液体积________，实验室中制取G的离子方程式______________________
（3）向M的溶液中加过量的氨水，写出对应离子方程式_________________________,露置，产物的颜色迅速变化，对应化学方程式是______________________________________
（4）图中有信息能表明A、C的活动性不同，用文字说明_______________________

(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)

甲醇是未来重要的绿色能源之一，以CH₄和H₂O为原料，通过下列反应来制备甲醇
Ⅰ、CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206．0KJ/mol
Ⅱ、CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H=-129．0KJ/mol
（1）CH₄（g）与H₂O（g）反应成CH₃OH（g）和H₂（g）的热化学方程式为          。
（2）将1．0mol CH₄和2．0mol H₂O（g）通入容积为2L的密闭容器中，在一定条件下发生反应I，测得在一定压强下平衡时CH₄的转化率与温度的关系如图1．

①假设100℃时反应I达到平衡所需的时间为5min，则用H₂表示这段时间该反应的平均反应速率为           。
②100℃时反应I的平衡常数为              。若保持温度和容器的容积不变，5min时再向容器中充入H₂O（g）和CO各0．2mol，平衡将      移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。
（3）如图2，P是可自由平行滑动的活塞，关闭K₂，在相同温度下，通过K₁、K₃分别向A、B中各充入2mol CO和3mol H₂，在一定条件下发生反应Ⅱ，关闭K₁、K₃，反应起始时A、B的体积相同，均为aL。
①反应达到平衡后，A内压强为起始压强的0．6倍，则平衡时A容器中H₂的体积分数为           。
②若在平衡后打开K₂，再次达到平衡后B容器的体积缩至0．6a L，则打开K₂之前，B容器的体积为      L。
（4）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化．实验室用如图3装置模拟上述过程：
①写出阳极电极反应式                         ；
②写出除去甲醇的离子方程式                                 。

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   。

[化学一选修2：化学与技术]
氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu^2＋、Fe^3＋)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：

金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图。

【已知：金属离子浓度为1 mol·L^－1时，Fe(OH)₃开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0，Cu(OH)₂开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7】请回答下列问题：
（1）酸浸时发生反应的离子方程式是________；析出CuCl晶体时的最佳pH在________左右。
（2）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为____________________________。
（3）析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2 h、冷却密封包装。70℃真空干燥、密封包装的目的是____________________________________________。
（4）产品滤出时所得滤液的主要分成是________，若想从滤液中获取FeSO₄·7H₂O晶体，还需要知道的是__________________。
（5）若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜，试写出该反应的化学方程式：______________________。为提高CuCl的产率，常在该反应体系中加入稀碱溶液，调节pH至3.5。这样做的目的是__________________________________________。

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：______________________________________。

重铬酸钠（Na₂Cr₂O₇•2H₂O）俗称红矾钠，在工业上有广泛的用途。我国目前主要是以铬铁矿（主要成份为FeO•Cr₂O₃，还含有Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质）为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：

①中涉及的主要反应有：
主反应： 4FeO·Cr₂O₃＋8Na₂CO₃＋7O₂ 8Na₂CrO₄＋2Fe₂O₃＋8CO₂
副反应：SiO₂＋Na₂CO₃ Na₂SiO₃＋CO₂↑、Al₂O₃＋Na₂CO₃ 2NaAlO₂＋CO₂↑
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Mg(OH)2	Cr(OH)3
完全沉淀时溶液pH	4.7	3.7	11.2	5.6

试回答下列问题：
（1）“①”中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用是               。
（2）“③”中调节pH至4.7，目的是                                         。
（3）“⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO₄^2－转化为Cr₂O₇^2－，请写出该平衡转化的离子方程式：                                                              。
（4）制取红矾钠后的废水中还含有少量的CrO₄^2－，根据有关标准，含CrO₄^2－的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10^－7 mol·L^－1以下才能排放。含CrO₄^2－的废水处理可用还原法：
CrO₄^2-Cr³⁺Cr(OH)₃。绿矾还原CrO4^2－的离子方程式为：
                                                。
用该方法处理10 m³ CrO₄^2－的物质的量浓度为1.5×10^－3 mol·L^－1的废水，至少需要绿矾（FeSO₄•7H₂O，相对分子质量为278）的质量是       Kg（保留两位小数）。
步骤⑦的操作是        。为进一步得到较为纯净的红矾钠的操作是            

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____________________________________

食盐中的抗结剂是亚铁氰化钾，其化学式为K₄[Fe(CN)₆] •3H₂O。
42.2g K₄[Fe(CN)₆] •3H₂O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度的变化曲线）如下图所示。

试回答下列问题：
（1）试确定150℃时固体物质的化学式为_______________。
（2）查阅资料知：虽然亚铁氰化钾自身毒性很低，但其水溶液与酸反应放出极毒的氰化氢（HCN）气体；亚铁氰化钾加热至一定温度时能分解产生氰化钾（KCN）。据此判断，烹饪食品时应注意的问题为___________________________________。
（3）在25℃下，将a mol•L^-1的KCN（pH＞7）溶液与0．01mol•L^-1的盐酸等体积混合，反应平衡时，测得溶液pH=7，则KCN溶液的物质的量浓度a_______0．01mol•L^-1（填“＞”、“＜”或“＝”）；用含a的代数式表示HCN的电离常数K_a＝______________。
（4）在Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用下，可实现2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄的转化。已知，含SO₂的废气通入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                                。则上述转化的重要意义在于                                            。
（5）已知Fe(OH)₃的溶度积常数K_sp＝1.1×10^-36。室温时在FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，当溶液中Fe³⁺沉淀完全时，控制pH应不小于                  。
（提示：当某离子浓度小于10^-5 mol•L^-1时可以认为该离子沉淀完全了；lg1.1×10^-36=-35.96）

二氧化钛广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等，二氧化钛还可作为制备钛单质的原料。
Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备：
方法1：TiCl₄水解生成TiO₂·xH₂O，过滤、水洗除去其中的Cl^－，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂，此方法制备得到的是纳米二氧化钛。
（1）①TiCl₄水解生成TiO₂·xH₂O的化学方程式为                          。
②检验TiO₂·xH₂O中Cl^－是否被除净的方法是                         。
方法2：可用含有Fe₂O₃的钛铁矿（主要成分为FeTiO₃，其中Ti元素化合价为+4价）制取，其主要流程如下：

（2）Fe₂O₃与H₂SO₄反应的离子方程式是                                  。
（3）甲溶液中除含TiO²⁺之外还含有的金属阳离子有                        。
（4）加Fe的作用是                                                    。
Ⅱ、二氧化钛可用于制取钛单质
（5）TiO₂制取单质Ti，涉及到的步骤如下：
TiO₂TiCl₄Ti
反应②的方程式是                                 ，该反应需要在Ar气氛中进
行，请解释原因：                              。

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
___________________________________                                              。