高中化学热化学方程式实验题

分别用一种试剂将下列物质中的少量杂质除去（括号内为混入的杂质）。

物  质	需加入的试剂	有关离子方程式
HNO3(HCl)
ZnSO4(CuSO4)
NaCl(Na2CO3)

肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼（N₂H₄·H₂O）。
CO(NH₂) ₂+ 2NaOH + NaClO = Na₂CO₃ + N₂H₄·H₂O + NaCl
实验一： 制备NaClO溶液
（1）将氯气通入到盛有NaOH的锥形瓶中，锥形瓶中发生反应的离子方程式是_______________；
实验二： 制取水合肼（实验装置如图所示）

控制反应温度，将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充 分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108~114℃馏分。
（已知：N₂H₄·H₂O + 2NaClO ＝ N₂↑ + 3H₂O + 2NaCl）
（2）分液漏斗中的溶液是            （填标号A或B）；
A．NaOH和NaClO混合溶液
B．CO (NH₂) ₂溶液
选择的理由是                           ；
实验三： 测定馏分中肼含量
水合肼具有还原性，可以生成氮气。测定水合肼的质量分数可采用下列步骤：
a．称取馏分5.000g，加入适量NaHCO₃固体，经稀释、转移、定容等步骤，配制250mL溶液。
b．移取25.00 mL于锥形瓶中，加入10mL水，摇匀．
c．用0.2000mol/L碘溶液滴定至溶液出现微黄色且半分钟内不消失，滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右。记录消耗碘的标准液的体积。
d．进一步操作与数据处理
（3）水合肼与碘溶液反应的化学方程式                        ；滴定过程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，原因是
（4）滴定时，碘的标准溶液盛放在               滴定管中（选填：“酸式”或“碱式”） ；若本次滴定消耗碘的标准溶液为18.00mL，馏分中水合肼（N₂H₄·H₂O）的质量分数
为            （保留三位有效数字）；
（5）为获得更可靠的滴定结果，步骤d中进一步操作主要是：                 。

某校学生课外活动小组为测定Na元素的相对原子质量，甲同学设计的装置如右图，该装置（包括仪器、水和干燥剂）的总质量为ag，从实验室取出b g的钠（不足量，不含煤油）放入水中，塞紧瓶塞，完全反应后再称量此装置的总质量为cg。试回答：

（1）该反应的离子方程式为               ；
（2）此干燥管的作用是                       ；若此钠块有少量被氧化，则测出的相对原子质量会比实际相对原子质量                （填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（3）乙同学认为此设计方案会使测定结果            （填“偏大”、“偏小”或“不变”），建议在图中干燥管上再连一个同样的干燥管且该干燥管不参与称质量，其目的是                  ，计算钠的相对原子质量的表达式为____________；
（4）丙同学为避免由于行动不够迅速产生偏差，又建议在广口瓶中再加入一定量煤油，其目的是_   ___。

某研究性学习小组欲由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe、Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃ )制备绿矾（FeSO₄·7H₂O），流程图如下：

（1）操作a的名称是        。
（2）加入足量试剂X后，发生反应的离子方程式为        、        。
（3）若向溶液2中滴加KSCN溶液，无明显现象。固体与足量稀硫酸发生反应的离子方程式是      、      、       。

某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容：
乙二酸（HOOC－COOH，可简写为H₂C₂O₄）俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸（为弱电解质），且酸性强于碳酸，草酸在常温下呈无色晶体状，其晶体的熔化温度低于草酸的分解温度，且易升华。为探究草酸的部分化学性质，进行了如下实验：
（1）向盛有1 mL饱和NaHCO₃溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为____________________________________。
（2）取一定量草酸溶液装入试管，加入一定体积的酸性高锰酸钾溶液，振荡试管，发现溶液开始缓慢褪色，后来迅速变成无色。（反应热效应不明显，可忽略不计）
①该实验说明草酸具有________（填“氧化”或“还原”）性，该反应的反应速率先慢后快的主要原因可能是_______          _                             ______。
②请配平该反应的离子方程式：______MnO₄^－＋____H₂C₂O₄＋____ ===____Mn^2＋＋____CO₂↑＋____。
（3）为了探究草酸的不稳定性，某同学设计了如下实验装置：

①C、H装置均变浑浊，E处无现象，G玻璃管里黑色变红色，写出A中反应的化学方程式：   。
②上述装置中，B装置的作用是       。 D的作用是                    。从环境保护角度来看，该方案的不足之处是                       。
（4）该小组同学将2.52 g草酸晶体（H₂C₂O₄·2H₂O）加入到100 mL 0.2 mol·L^－1的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈酸性，形成的溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为_______________（用离子符号表示）。

硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO ₂的催化氧化：SO ₂（g） $+\frac{1}{2}$ O ₂（g） $\stackrel{\mathit{钒催化剂}}{\to }$ SO ₃（g）△H＝﹣98kJ•mol ^{﹣ 1}．回答下列问题：

（1）钒催化剂参与反应的能量变化如图（a）所示，V ₂O ₅（s）与SO ₂（g）反应生成VOSO ₄（s）和V ₂O ₄（s）的热化学方程式为： 　　。

（2）当SO ₂（g）、O ₂（g）和N ₂（g）起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO ₂平衡转化率α随温度的变化如图（b）所示。反应在5.0MPa、550℃时的α＝ 　　，判断的依据是 　　。影响α的因素有 　　。

（3）将组成（物质的量分数）为2m% SO ₂（g）、m% O ₂（g）和q% N ₂（g）的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO ₂转化率为α，则SO ₃压强为 　　，平衡常数K _p＝ 　　（以分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。

（4）研究表明，SO ₂催化氧化的反应速率方程为：v＝k（ $\frac{\alpha }{\alpha \prime }-$ 1） ^0.8（1﹣nα′）式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为SO ₂平衡转化率，α′为某时刻SO ₂转化率，n为常数。在α′＝0.90时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲线，如图（c）所示。

曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度t _m．t＜t _m时，v逐渐提高；t＞t _m后，v逐渐下降。原因是 　　。

氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。

请回答下列问题：
（1）写出该实验中产生氢气的离子方程式并用单线桥表示电子转移的方向和数目：_______________。
（2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞_________(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。

A．加热反应一段时间	B．收集气体并检验其纯度
C．关闭分液漏斗活塞	D．停止加热，充分冷却

（3）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________________(填仪器接口的字母编号)。
（4）实验结束后，甲同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色，于是甲同学判断上述实验中确有CaH₂生成。请根据甲同学的现象写出CaH₂与水反应的化学方程式______________________。乙同学发现将单质钙加入水中也能发生上述现象，因此乙同学认为不能证明确有CaH₂产生，请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象______________________。

三氯氢硅（ $SiHC{l}_3$ ）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：   

（1） $SiHC{l}_3$ 在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成 $(HSiO{)}_{2}O$ 等，写出该反应的化学方程式________。    

（2） $SiHC{l}_3$ 在催化剂作用下发生反应：

$2SiHC{l}_3\left(g\right)=Si{H}_{2}C{l}_2\left(g\right)+ SiC{l}_4\left(g\right)$     $\Delta H_1=48kJ·mo{l}^{-1}$

$3Si{H}_{2}C{l}_2\left(g\right)=Si{H}_4\left(g\right)+2SiHC{l}_3\left(g\right)$   $\Delta H_2=-30kJ·mo{l}^{-1}$

则反应 $4SiHC{l}_3\left(g\right)=SiH\left|4\right|\left(g\right)+ 3SiC{l}_4\left(g\right)$ 的 $\Delta H=$ ________ $kJ·mo{l}^{-1}$ 。

（3）对于反应 $2SiHC{l}_3\left(g\right)=Si{H}_{2}C{l}_2\left(g\right)+SiC{l}_4\left(g\right)$ ，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在 $323K$ 和 $343K$ 时 $SiHC{l}_3$ 的转化率随时间变化的结果如图所示。

① $343K$ 时反应的平衡转化率 α=________%。平衡常数 $K_{343K}=$ ________（保留2位小数）。

②在 $343K$ 下：要提高 $SiHC{l}_3$ 转化率，可采取的措施是________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有________、________。

③比较a、b处反应速率大小： $v_a$ ________ $v_b$ （填"大于""小于"或"等于"）。反应速率 $v= v_{正}-v_{逆}=k_{正}{x^2}_{{\text{SiHCl}}_{\text{3}}}$ − $k_{逆}{x}_{{\text{SiH}}_{\text{2}}{\text{Cl}}_{\text{2}}}{x}_{{\text{SiCl}}_{\text{4}}}$ ， $k_{正}$ 、 $k_{逆}$ 分别为正、逆向反应速率常数， x为物质的量分数，计算a处 $\frac{v_{正}}{v_{逆}}$ =________（保留1位小数）。

某化学兴趣小组设计如下流程，从酸性工业废液(含H⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cr³⁺、SO₄²⁻)中提取铬．

有关数据如表：

化合物	Mg(OH)2	Al(OH)3	Cr(OH)3
完全沉淀的PH	10.5	4.3	5.3
开始溶解的pH	--	7.8	9.2
Ksp近似值	10^-12	10^-14	10^-31

回答下列问题：
（1）步骤①所得滤液可用于制取MgSO₄•7H₂O，酸性工业废液中加入适量氧化铝的作用是____。
（2）若酸性废液中c(Mg²⁺)=0.1mol/L，为达到步骤①的实验目的，则废液的pH应保持在_______范围（保留小数点后l位）。
（3）步骤②中生成NaCrO₂ 的离子方程式为_____________。
（4）步骤④中反应的离子方程式为________________。
（5）步骤⑤在空气中充分灼烧的目的是__________________，可选用的装置是________。(填序号)

（6）步骤⑦中发生的化学反应方程式为____________________________。

工业上，向500℃~600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁（已知炽热铁屑与氯化氢生成氯化亚铁）。现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验。

回答下列问题：
（1）盛装浓盐酸的仪器名称为          ，进行实验时，应先点燃           （选填A或C）处酒精灯。
（2）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的离子方程式为          ，装置B中加入的试剂是          。
（3）制取的无水氯化铁中混有少量氯化亚铁，其原因是             （化学方程式表示）。为除去氯气中混有的少量HCl，可以在装置A、B间加入装有               的洗气瓶。
（4）工业上常用石灰乳吸收制氯气的尾气制得漂白粉，漂白粉的有效成分是_____________（填化学式）。长期露置于空气中的漂白粉，加稀盐酸后产生的气体是_____________（填数字代号）。
① O₂         ② Cl₂          ③ CO₂          ④ HClO

环戊二烯（ ）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：   

（1）已知： (g) = (g)+H ₂(g) Δ H ₁=100.3kJ·mol ⁻¹    ①

H ₂(g)+ I ₂(g) =2HI(g) Δ H ₂=−11.0 kJ·mol ⁻¹    ②

对于反应： (g)+ I ₂(g) = (g)+2HI(g) ③ Δ H ₃=________kJ·mol ⁻¹。

（2）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（ ）在刚性容器内发生反应③，起始总压为10 ⁵Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为________，该反应的平衡常数 K _p=________Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有________（填标号）。

A．	通入惰性气体	B．	提高温度
C．	增加环戊烯浓度	D．	增加碘浓度

（3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是__________（填标号）。

A．	T 1＞ T 2
B．	a点的反应速率小于c点的反应速率
C．	a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D．	b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L ^−1

（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C ₅H ₅) ₂结构简式为 ），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。

该电解池的阳极为________，总反应为________。电解制备需要在无水条件下进行，原因为________。

实验室欲配制80mL，1.5 mol/L的NaHCO₃溶液，试回答：
（1）该实验必须使用的玻璃仪有                                       ；
（2）配置该溶液时应称取NaHCO₃的质量为_____________________；（3）下列操作对上述所配溶液物质的量浓度的影响（填写无影响、偏高或偏低）
A．配制过程中未洗涤烧杯和玻璃棒；                             
B．容量瓶使用之前未烘干，有少量蒸馏水；                         
C．定容时俯视容量瓶的刻度线；                                   
D．将所配溶液从容量瓶转移到试剂瓶时，有少量液体溅出；__________
写出下列反应的离子方程式：
A．向NaHCO₃溶液中滴加盐酸                                        
B．向Ba(OH)₂溶液中滴加少量NaHCO₃溶液                           
C．向氨水中滴加MgCl₂溶液                                          

煤燃烧排放的烟含有 $S{O}_2$ 和 $N{O}_x$ ， 形成酸雨、污染大气，采用 $NaCl{O}_2$ 溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝．回答下列问题：

（1） $NaCl{O}_2$ 的化学名称为________．

（2）在鼓泡反应器中通入含 $S{O}_2$ 、 $N{O}_x$ 的烟气，反应温度323K， $NaCl{O}_2$ 溶液浓度为 $5\times {10}^{﹣ 3}mol•L^{﹣ 1}$ ． 反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表．

离子	$SO{4}^{2 ﹣}$	$S{O_3}^{2 ﹣}$	$N{O_3}^{﹣}$	$N{O_2}^{﹣}$	$C{l}^{﹣}$
c/ $（mol•L^{﹣1}）$	$8.35\times {10}^{﹣4}$	$6.87\times {10}^{﹣6}$	$1.5\times {10}^{﹣4}$	$1.2\times {10}^{﹣5}$	$3.4\times {10}^{﹣3}$

①写出 $NaCl{O}_2$ 溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式________．增加压强，NO的转化率________（填"提高"、"不变"或"降低"）．

②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐________（填"增大"、"不变"或"减小"）．

③由实验结果可知，脱硫反应速率________脱硝反应速率（填"大于"或"小于"）原因是除了 $S{O}_2$ 和NO在烟气中初始浓度不同，还可能是________．

（3）在不同温度下， $NaCl{O}_2$ 溶液脱硫、脱硝的反应中 $S{O}_2$ 和NO的平衡分压 $p_0$ 如图所示．

①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均______（填"增大"、"不变"或"减小"）．

②反应 $Cl{O}_2{ }^{﹣}+2S{O_3}^2 ﹣═2S{O_4}^{2 ﹣}+C{l}^{﹣}$ 的平衡常数K表达式为________．

（4）如果采用 $NaClO$ 、 $Ca（Cl{O}_2)$ 替代 $NaCl{O}_2$ ，也能得到较好的烟气脱硫效果．

①从化学平衡原理分析， $Ca（ClO{）}_2$ 相比 $NaClO$ 具有的优点是________．

②已知下列反应：

$S{O}_2（g）+2OH{ }^{﹣}（aq）═S{O_3}^{2 ﹣}（aq）+H_{2}O（1）△H_1$

$ClO{ }^{﹣}（aq）+S{O}_{ 3}{ }^{2 ﹣}（aq）═SO{ }_4{ }^{2 ﹣}（aq）+C{l}^{ ﹣}（aq）△H{ }_2$

$CaS{O}_4（s）═Ca{ }^{2+}（aq）+S{O}_{ 4}{ }^{2 ﹣}（aq）△H{ }_3$

则反应 $S{O}_2（g）+C{a}^{2+}（aq）+Cl{O}^{﹣}（aq）+2O{H}^{﹣}（aq）═CaS{O}_4（s）+H_{2}O（l）+C{l}^{﹣}$ （aq）的△H=________．

以下是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程：
［研究课题］探究乙二酸的某些性质
［查阅资料］乙二酸（HOOC－COOH）俗称草酸，草酸晶体的化学式为H₂C₂O₄·2H₂O；草酸在100℃时开始升华，157℃时大量升华，并开始分解；草酸蒸气在低温下可冷凝为固体；草酸钙不溶于水，草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊。
［提出猜想］
猜想一：乙二酸具有不稳定性
根据草酸晶体的组成，该小组同学猜想其受热分解产物为CO、CO₂和H₂O。 设计方案：
（1）请用下列装置组成一套探究并验证其产物的实验装置（草酸晶体分解装置略，连接导管略去）

请回答下列问题：
① 装置的连接顺序为：A→(     )→D→(     )→B→D；
② 实验时，在点燃B处酒精灯之前，应进行的操作是                 。装置中碱石灰的作用是                     。检验产物中有CO的实验现象 是                   。
③ 整套装置存在不合理之处为                    。
猜想二： 乙二酸具有还原性设计方案：
（2）该小组同学向酸化的KMnO₄溶液中滴入过量的草酸溶液，发现酸性KMnO₄溶液褪色并产生一种气体，从而判断草酸具有较强的还原性。该反应的离子方程式为           。

碘元素的单质和化合物在现实生产生活中应用广泛。
（1）碘化钾（KI）是常用的还原剂。某研究性学习小组利用碘酸钾（KIO₃）测定碘化钾的浓度。在10.00mL的KI溶液中逐滴滴入用硫酸酸化的KIO₃溶液，溶液颜色不再变化后，用Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂（使用淀粉做指示剂），消耗0.2000mol·L^－1 Na₂S₂O₃溶液30.00mL。
滴定过程发生的离子方程式如下：2S₂O₃^2－＋I₂===S₄O₆^2－＋2I^－；
①写出本实验中碘酸钾和碘化钾反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：_______________________________________________________。
②滴定终点判断                                                      ；
③测定的KI溶液浓度是         mol·L^－1。
（2）探究酸性KIO₃溶液的与KI溶液反应中KIO₃浓度和温度对反应速率的影响，生成的碘可以用淀粉溶液检验，根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
某同学设计实验如下表所示：

①由小到大比较t₁、t₂、t₃的大小                         ；表中V₁=     mL；
②用Na₂S₂O₃标准溶液滴定生成的I₂，滴定前排气泡时，应选用下图中的_________。