高中化学热化学方程式实验题

(13分)重铬酸钾是一种重要的氧化剂，工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr₂O₃、SiO₂、Al₂O₃)为原料生产。实验室模拟工业法用铬铁矿制重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)的主要工艺如下：

试回答下列问题：
（1）以上工艺流程所涉及元素中属于过渡元素的有      。铁在周期表的位置是       。
（2）操作Ⅱ的名称是              。
（3）固体X的主要成分是___________，沉淀Y的主要成分是            。
（4）流程中①酸化所用的酸和②钾盐Z最合适的是(填符号)________，

A．盐酸和氯化钾	B．硫酸和氯化钾
C．硫酸和硫酸钾	D．次氯酸和次氯酸钾

酸化反应的离子方程式为                               。
（5）FeO·Cr₂O₃与氯酸钾、氢氧化钠高温反应化学方程式：                        。

亚氯酸钠（NaClO₂ ）是一种高效漂白剂和强氧化剂。某兴趣小组以NaClO₃制取ClO₂气体，再由ClO₂制得NaClO₂，实验装置如下：

回答下列问题：
（1）用NaOH固体配制约20%的NaOH溶液100mL，需要的仪器有烧杯、玻璃棒、    、    。
（2）实验须使NaClO₃稍微过量，目的是           。
（3）为使ClO₂气体能被均匀、充分吸收，操作时应注意            。
（4）NaOH吸收ClO₂尾气，生成物质的量之比为1:1的两种阴离子，一种为ClO₂^—，则另一种为       。
（5）B中反应的离子方程式为             。
（6）证明NaClO₂具有氧化性的方法是：将B中溶液加热除去H₂O₂，加入        （填序号，下同）酸化，再加入         检验。
①稀HNO₃ 
②稀H₂SO₄ 
③K₂SO₃溶液 
④BaCl₂溶液 
⑤FeCl₂溶液 
⑥KSCN溶液
（7）预计NaClO₃转化为NaClO₂的转化率为80%，若要制得28.9 g NaClO₂·3H₂O（式量：144.5），至少需          g NaClO₃（式量：106.5）。

某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等。水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去。清洗流程如下：
Ⅰ．加入NaOH和Na₂CO₃混合液，加热，浸泡数小时；
Ⅱ．放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；
Ⅲ．向洗液中加入Na₂SO₃溶液；
Ⅳ．清洗达标，用NaNO₂溶液钝化锅炉。
（1）用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是         。
（2）已知：
20℃时溶解度/g

CaCO3	CaSO4	Mg（OH)2	MgCO3
1.4×10^-3	2.55×10^-2	9×10^-4	1.1×10^-2

根据数据，结合化学平衡原理解释清洗CaSO₄的过程            。
（3）在步骤Ⅱ中：
① 被除掉的水垢除铁锈外，还有                       。
② 清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因             。
（4）步骤Ⅲ中，加入Na₂SO₃的目的是                    。
（5）步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe₂O₃保护膜。
① 完成并配平其反应的离子方程式：

②下面检测钝化效果的方法合理的是       。
a. 在炉面上滴加浓H₂SO₄，观察溶液出现棕黄色的时间
b. 在炉面上滴加酸性CuSO₄溶液，观察蓝色消失的时间
c. 在炉面上滴加酸性K₃[Fe（CN)₆]溶液，观察出现蓝色沉淀的时间
d. 在炉面上滴加浓HNO₃，观察出现红棕色气体的时间

以铝灰（主要成分为Al、Al₂O₃，另有少量CuO、SiO₂、FeO和Fe₂O₃杂质）为原料，可制得液体聚合氯化铝 [Al_m(OH)_nCl_3m—n]，生产的部分过程如下图所示（部分产物和操作已略去）。

（1）Al₂O₃与盐酸反应的离子方程式是_____________________。
（2）滤渣I是__________。滤渣2为黑色，该黑色物质的化学式是___________。
（3）向滤液2中加入NaClO溶液至不再产生红褐色沉淀，此时溶液的pH约为3.7。其中NaClO的作用是___________。该过程发生反应的离子方程式为______________。
（4）将滤液3的pH调至4.2～4.5，利用水解反应得到液体聚合氯化铝。该反应的化学方程式为_____________________。
（5）Na₂S溶液呈碱性的原因是________（用离子方程式表示）。该溶液中c(Na^＋)＝________。

亚氯酸钠（NaClO₂ ）是一种高效漂白剂和强氧化剂。某兴趣小组以NaClO₃制取ClO₂气体，再由ClO₂制得NaClO₂，实验装置如下：

回答下列问题：
（1）用NaOH固体配制约20%的NaOH溶液100mL，需要的仪器有烧杯、玻璃棒、     、     。
（2）实验须使NaClO₃稍微过量，目的是           。
（3）为使ClO₂气体能被均匀、充分吸收，操作时应注意            。
（4）NaOH吸收ClO₂尾气，生成物质的量之比为1:1的两种阴离子，一种为ClO₂^—，则另一种为      。
（5）B中反应的离子方程式为             。
（6）证明NaClO₂具有氧化性的方法是：将B中溶液加热除去H₂O₂，加入        （填序号，下同）酸化，再加入         检验。
①稀HNO₃ ②稀H₂SO₄ ③K₂SO₃溶液 ④BaCl₂溶液 ⑤FeCl₂溶液  ⑥KSCN溶液
（7）预计NaClO₃转化为NaClO₂的转化率为80%，若要制得28.9 g NaClO₂·3H₂O（式量：144.5），
至少需          g NaClO₃（式量：106.5）。

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溶液的锥形瓶中，锥形瓶中发生反应的离子方程式为________________。
实验二：制取水合肼(实验装置如图所示)
控制反应温度，将分液漏斗中的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）仪器X的名称是___________；分液漏斗中的溶液是___________(填“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：测定馏分中水合肼的质量分数
水合肼具有还原性，被氧化生成氮气。测定水合肼的质量分数可采用下列步骤：
a．称取馏分5.000 g，加入适量NaHCO₃固体，经稀释、转移、定容等步骤，配制250 mL溶液。
b．移取25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入10 mL水，摇匀。
c．用0.2000 mol·L^－1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。记录消耗碘的标准溶液的体积。
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为_________________________________；
测定过程中，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___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中；若三次滴定消耗碘的标准溶液的平均体积为18.00 mL，则馏分中水合肼(N₂H₄·H₂O)的质量分数为________(保留三位有效数字)。

(14分)以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr₂O₃ ，含有Al₂O₃、SiO₂等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(红矾钠的主要成分为重铬酸钠:Na₂Cr₂O₇·2H₂O),其主要工艺流程如下：

查阅资料得知:
i.常温下，NaBiO₃不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr³⁺转化为CrO₄^2－。
ii.

物质	开始沉淀的pH值	完全沉淀的pH值
Fe(OH)3	2.7	3.7
Al(OH)3	3.4	4.4
Cr (OH)3	4.6	5.9
Fe(OH)2	7.5	9.7
Bi(OH)3	0.7	4.5

回答下列问题:
（1）反应之前先将矿石粉碎的目的是                 。
（2）操作I、III、IV用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和__________（填仪器名称）。
（3）写出④反应的离子反应方程式                           。
（4）⑤中酸化是使CrO₄^2－转化为Cr₂O₇^2－，写出该反应的离子方程式            。
（5）将溶液H经过下列操作，蒸发浓缩，__________，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠。
（6）取一定质量的固体D溶解于200mL的硫酸中，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V关系如图所示，则硫酸的浓度为         ，固体D中含Fe化合物的物质的量为          。

海带中含有丰富的碘，为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：

请填写下列空白：
（1）步骤①所需要的硅酸盐仪器是___________ ,步骤③的实验操作是___________。
（2）步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘水中的单质碘的理由是   _______   。（选填序号）
a．单质碘与苯不发生化学反应            b．碘在苯中溶解度小
c．碘在苯中溶解度大                    d．苯与水互不相溶
（3）提取碘的过程中，不能使用的有机溶剂是       ___   。（选填序号）
a．酒精       b．汽油    c．四氯化碳
（4）步骤④中所发生的离子反应方程式      _____________。
（5）已知：2Fe³⁺+2I^－→2Fe²⁺+I₂ 氯气既可以氧化Fe²⁺，也可以氧化I^－。 往FeI₂溶液中通入一定量的 Cl₂，反应完成后，溶液中有1/2Fe²⁺被氧化，请写出该反应的化学反应方程式:__________。

某工业矿渣中主要含有Cu₂O，还有少部分Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂ ，从该矿渣中提取铜的操作流程如下：(已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O)

（1）固体混合物B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为                 。
该反应物的一种重要用途为                           。
（2）滤液A中铁元素的存在形式只能为Fe²⁺，理由是                 。
涉及的离子方程式为（不必书写Cu₂O与盐酸的反应）
                 、                 。
检验滤液A中Fe²⁺的试剂为                。
（3）若将滤液C中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最佳试剂为      （填序号）。

A．氢氧化钠溶液

B．硫酸溶液

C．氨水

D．二氧化碳

金属E与固体F某一成分发生的反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程为              。

工业废渣、废水回收利用是重要研究课题。下面流程是生产食用香料正丁酸乙酯的工厂废水（含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚和大量无机悬浮物）联合利用电子工业废料（含SiO₂和Cu₂(OH)₂CO₃）回收铜的工艺设计。

回答下列问题：
（1）初沉加入的试剂是明矾，写出参与净水的离子的水解方程式：                  。
（2）固体X的成分是            ，反应I的化学反应方程式                     。
（3）试剂Y为           ；加快反应II速率的措施有（任写一条）                  。
（4）反应Ⅲ的离子方程式为：                                                  。
（5）硅胶在生活与生产中用途广泛，写出其中一种用途                            。

近期发现， $H_{2}S$ 是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调解神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能．回答下列问题：

（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是（填标号）．

A．	氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以
B．	氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C．	$0.10mol•L^{﹣1}$ 的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1
D．	氢硫酸的还原性强于亚硫酸

（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理．

通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________、________，制得等量H ₂所需能量较少的是________．

（3） $H_{2}S$ 与 $C{O}_2$ 在高温下发反应：生 $H_{2}S（g）+C{O}_2（g）\rightleftharpoons COS（g）+H_{2}O（g）$ ．在610k时，将 $0.10molC{O}_2$ 与 $0.40mol H_{2}S$ 充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02．

① $H_{2}S$ 的平衡转化率 $a_1$ =________%，反应平衡常数K=________．

②在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03， $H_{2}S$ 的转化率 $a_2$ ________ $a_1$ ， 该反应的△H________0．（填"＞""＜"或"="）

③向反应器中再分别充入下列气体，能使 $H_{2}S$ 转化率增大的是________（填标号）

A．

$H_{2}S$

B．

$C{O}_{2 }$

C．

COS

D．

$N_2$

用图示装置制备NO并验证其还原性。

（1）铜与稀硝酸反应的离子方程式是__________。
（2）滴入稀硝酸之前，应该关闭止水夹，点燃红磷并伸入瓶中，塞好胶塞。这样操作的目的是__________。
（3）滴入稀硝酸后，烧杯中的现象是__________。
（4）烧杯中的反应停止后，打开止水夹，通入__________可验证NO的还原性。

某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸的实验中，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙两同学的判断是否正确，丙同学设计了如下图所示的实验装置，已知C装置为黑色的粉末状物质(锌与浓硫酸共热时产生的气体X，且该反应装置已略去)。

请回答：
（1）乙同学认为还可能产生氢气的离子方程式是_______________
（2）丙同学在安装好装置后，必不可少的一步操作是_______________
（3）A中加入的试剂作用是____________；B中加入的试剂可能是____________， E中加入的试剂如果是碱石灰，其作用为__________________。
（4）可以证明气体X中含有氢气的实验现象：C中：黑色粉末变成红色，D中：____________。

(14分)某研究性学习小组用下图装置进行SO₂与FeCl₃溶液反应的相关实验(夹持装置已略去)。

（1）在配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在________中，再加水稀释。
（2）组装仪器按气流方向正确的连接顺序是a接____，____接____，____接____。
（3）烧杯中倒置漏斗的作用是______________________________________。
（4）往FeCl₃溶液中通入足量SO₂时，观察到的现象为_______________________。
（5）根据以上现象，该小组同学认为SO₂与FeCl₃溶液发生了氧化还原反应。
①写出SO₂与FeCl₃溶液反应的离子方程式：___________________________；
②请设计实验方案检验有Fe^2＋生成：__________________________________；
③该小组同学向盛装FeCl₃试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了SO₄^2-。该做法不合理，理由是_________________

下图是实验室制取并收集Cl₂的装置。A是Cl₂发生装置，E是硬质玻璃管中装有铜丝网；F为干燥的广口瓶，烧杯G为尾气吸收装置。

（1）A中发生的化学反应的离子方程式为               。
（2）C中盛装的药品__________；
（3）E反应方程式为                 。
（4）写出G中反应的离子方程式                             。
（5）若将Cl₂与SO₂等物质的量通入水中则无漂白作用，试写出化学方程式                   。
（6）KMnO₄的氧化性比MnO₂强得多，实验室也可以用KMnO₄固体和浓盐酸反应制取氯气，反应方程式如下：2KMnO₄+16HCl＝2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O。
①当有0．2mole^-转移时被氧化的HCl的质量是           ；
②如果将20ml 12mol·L^－1的浓盐酸与足量KMnO₄充分反应，实际能收集到的氯气在标准状况下的体积将            。

A．≥1．68L

B．＞1．68L

C．≤1．68L

D．＜1．68L