高中化学热化学方程式实验题

碘化钠是实验室中常见的分析试剂，常用于医疗和照相业。工业上通常用水合肼（N₂H₄·H₂O，100℃以上分解）还原法制取碘化钠，工艺流程如下：

（1）合成过程的反应产物中含有IO₃^－，写出合成过程的离子方程式            。
（2）还原过程必须保持反应温度在60～70℃，这个温度既能保证反应的快速进行，又能     。工业上也可以用Na₂S或Fe屑还原制备碘化钠，但水合肼还原法制得的产品纯度更高，原因是             。
（3）请补充完整检验还原液中是否含有IO₃^－的实验方案：取适量还原液，       。
实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl₃溶液。
（4）测定产品中NaI含量的实验步骤如下：
a．称取4.000g样品、溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待测液于锥形瓶中；
c．用0.1000mol·L^－1AgNO₃溶液滴定至终点，记录消耗AgNO₃溶液的体积；
d．重复b、c操作2～3次，记录相关实验数据。
①滴定过程中，AgNO₃溶液应放在     中；步骤d的目的是   。
②若用上述方法测定产品中的NaI含量偏低（忽略测定过程中的误差），其可能的原因是                。

(10分)化学是一门以实验为基础的学科，试回答以下问题。

（1）实验室中制取并收集少量氨气，可选用上述____________(填装置序号)装置，氨气应从收集装置的____________(填字母序号)导管进气。
（2）选用装置乙、丙、戊制备、收集一氧化氮气体，乙中塑料板上若放置石灰石，戊中盛满稀NaOH溶液，正确的连接顺序为___________________(用接口字母表示)，装置乙的作用是____________，丙中产生NO的离子方程式为____________________________。
（3）二氧化氯(C1O₂)是一种常用高效消毒剂，某研究小组利用丁装置制备C1O₂。
①在烧瓶中放入KClO₃和草酸(H₂C₂O₄)，然后加入足量的稀硫酸，水浴加热。反应生成ClO₂、CO₂和K₂SO₄，则该反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为_________；
②温度过高时，二氧化氯的水溶液有可能发生爆炸。在反应开始前将烧杯中的水加热到80℃，然后停止加热，并使其保持在60℃～80℃之间，丁装置中缺少的一种必需的玻璃仪器名称是_____________；
③将二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中，然后加入少量的稀盐酸酸化过的氯化钡溶液，发现有白色沉淀生成。写出二氧化氯与硫化氢溶液反应的离子方程式________________。

某学生为探究钠与CO₂的反应，利用如下装置进行实验。（已知PdCl₂能被CO还原得到黑色的Pd）。可供选择的药品有：CaCO₃（块状）、Na₂CO₃（粉末）、盐酸、稀硫酸、钠。

（1）请将上图各装置连接完整：②→       →      →①→       。（填装置序号）
（2）写出装置②中反应的离子方程式：                                             。
（3）检查装置气密性并装好药品后，当观察到                        现象时再点燃酒精灯；装置④的作用是                            。
（4）已知CO在潮湿环境中可将PdCl₂还原为黑色粉末状的钯（Pd），写出该反应的化学方程式                                                                      。
（5）实验过程中CO₂足量，装置⑤PdCl₂溶液中观察到有黑色沉淀，装置①中反应后固体成分只有一种，且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。据此现象写出Na与CO₂反应的化学方程式：                                            。

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                                          

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_________。

过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量，并探究了过氧化氢的性质。
Ⅰ、测定过氧化氢的含量
请填写下列空白：
（1）移取10.00 mL密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液至250mL ___________(填仪器名称)中，加水稀释至刻度，摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。
（2）用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。
（3）滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入             （填“酸式”或“碱式”）滴定管中。滴定到达终点的现象是                                。
（4）重复滴定三次，平均耗用c mol/L KMnO₄标准溶液V mL，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为                               。

硫酸镁在医疗上具有镇静、抗挛等功效。以菱镁矿（主要成分是MgCO₃）为主要原料制备硫酸镁的方法如下：

（1）步骤②中发生反应的离子方程式为                                    。
（2）步骤④中调节pH=6.0~6.5的目的是                                   。
（3）步骤⑤的操作为                              
（4）已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示：

pH	< 8.0	8.0 ~ 9.6	> 9.6
颜色	黄色	绿色	蓝色

25℃时，向Mg(OH)₂的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为     [25℃时，Ksp[Mg(OH)₂] =5.6×10^-12]。

二氧化氯（ClO₂）在常温下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。工业上用稍潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得。某学生拟用下图所示装置模拟工业制取并收集ClO₂。由于该反应是吸热反应，所以在情况下有利于该反应自发进行

（1）A中反应产物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等，请写出该反应的化学方程式：              。
（2）A必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、          ；B装置必须放在冰水浴中，其原因是                         。
（3）反应后在装置C中可得NaClO₂溶液。已知NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂·3H₂O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO₂。请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶体的操作步骤：①               ；②             ；③洗涤；④干燥。
（4）ClO₂很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO₂溶液。为测定所得溶液中ClO₂的含量，进行了下列实验：
步骤1：准确量取ClO₂溶液10.00 mL，稀释成100.00 mL试样；量取V₁ mL试样加入到锥形瓶中；
步骤2：用稀硫酸调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；
步骤3：加入淀粉指示剂，用c mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。（已知2 Na₂S₂O₃ + I₂＝Na₂S₄O₆ + 2NaI）
①配制100 mL c mol/LNa₂S₂O₃标准溶液时，用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有：                。
②写出步骤2中发生反应的离子方程式                          。
③原ClO₂溶液的浓度为          g / L（用步骤中的字母代数式表示）。
④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果        。
若滴定开始仰视读数，滴定终点时正确读数，则测定结果              。
（填“偏高”“偏低”或“不变” ）

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Na₂S₂O₃和NH₄NO₃产品的流程图如下(Ce为铈元素)：

⑴装置Ⅰ中的主要离子方程式为                                         。3
⑵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，它们的物质的量分数X(i)与溶液pH 的关系如图所示。

①若是0.1molNaOH反应后的溶液，测得溶液的pH=8时，溶液中个离子由大到小的顺序是         。
②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：                                。
⑶写出装置Ⅱ中，酸性条件下的离子方程式                             。
⑷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写出与阴极的反应式                      。
⑸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， 计算结果保留整数)

(15分)废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂，还有少量的FeCl₂和炭粉，用A制备高纯MnCO₃的流程图如下。

（1）碱性锌锰干电池的负极材料是        (填化学式)。
（2） 第I步操作得滤渣的成分是           ；第Ⅱ步操作的目的是        。
（3）步骤Ⅲ中制得MnSO₄，该反应的化学方程式为            。
（4）第Ⅳ步操作是对滤液a进行深度除杂，除去Zn²⁺的离子方程式为         。
(已知：Ksp(MnS)=2.510^-13,Ksp(ZnS)=1.610^-24)
（5）已知：MnCO₃难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，l00^oC时开始分解；Mn(OH)₂开始沉淀时pH为7.7。
第V步系列操作可按以下步骤进行：
操作l：加入试剂X，控制pH<7.7；   操作2：过滤，用少量水洗涤2~3次；
操作3：检测滤液；                 操作4：用少量无水乙醇洗涤2~3次；
操作5：低温烘干。
①试剂X是      ；
②操作3中，说明SO₄^2-已除干净的方法是        。

(14分)连二亚硫酸钠(Na₂S₂O₄)俗称保险粉，是一种强还原剂，广泛用于纺织工业。其制备过程如下：
①把甲酸(HCOOH)和足量的NaOH溶液混合； 
②用Na₂SO₃固体和某酸反应制备SO₂气体； 
③在一定温度下，将足量的SO₂气体通入①的溶液中，即有保险粉生成，同时生成一种气体。
（1）写出NaOH的电子式          
（2）制备SO₂时所选用的酸，你认为下列最适宜选用的是          

A．浓盐酸	B．质量分数为70%的H2SO4
C．稀硝酸	D．质量分数为10%的稀硫酸

（3）制备保险粉的化学方程式可表示为                    
（4）保险粉可以用于除去废水中的重铬酸根离子(Cr₂O₇^2－被转化为Cr³⁺)，这是目前除去酸性废水中铬离子的有效方法之一，则每消耗0.1mol保险粉，理论上可以除去Cr₂O₇^2－的物质的量为     mol。
（5）保险粉不稳定，容易分解生成甲、 乙、 丙三种化合物。若将甲、乙两种物质分别配成溶液，在甲溶液中加入稀硫酸，则有淡黄色沉淀和气体丙产生；乙溶液中加入BaCl₂溶液和稀盐酸，有气体丙产生，但无白色沉淀。
在甲溶液中加入稀硫酸后所发生反应的离子方程式为             
保险粉分解的化学方程式为                 
（6）保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化。其方程式为：
①2Na₂S₂O₄+O₂+H₂O==4NaHSO₃或②2Na₂S₂O₄+O₂+H₂O==4NaHSO₃+NaHSO₄
请设计实验证明氧化时发生的是②的反应。                   

(15分)过二硫酸钾(K₂S₂O₈)是一种无色结晶，易溶于水，不溶于乙醇，有强氧化性，易分解。实验室制备过二硫酸钾可通过低温电解KHSO₄溶液得到。
实验步骤如下：
步骤1．称取KHSO₄溶解蒸馏水，倒入大试管，试管浸在冰水浴中(装置见图9)，并冷却到5℃以下。
步骤2. 电解2h，每隔约半小时补一次冰
步骤3．过滤
步骤4.                       
步骤5．干燥、称重
（1）电解时溶液温度控制在5℃以下的原因是                。
（2）电解时阳极反应式为                    。电解过程中， 阳极产生微量且能使湿润的KI-淀粉变蓝的单质气体，该气体可能是          (填化学式)。
（3）步骤4操作是                                        。
（4）取得到的样品0.2500g溶于30mL水，加4gKI，塞住瓶塞，振荡，静止15min，加入1mL冰醋酸，再用cmol·L^{- 1}Na₂S₂O₃溶液滴定。
(S₂O₈^2- +3I^- =2SO₄^2- +I₃^-；I₃^-I₂+I^-；2S₂O₃^2-+I₂=2I^- + S₄O₆^2-)
①溶解时，加入KI后需塞住瓶塞，其目的是                  。
②本实验所用的指示剂为                   。
③若本次滴定消耗Na₂SO₃溶液VmL，由本次结果计算，样品中K₂S₂O₈的纯度为           (用含c、V的代数式表示)。
（5）分析化学上检验Mn²⁺在Ag⁺催化下K₂S₂O₈溶液将Mn²⁺氧化为紫色的MnO₄^-，该反应的离子方程式为                                              。

食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知：
氧化性：IO₃^-＞Fe^3＋＞I₂；还原性：S₂O₃^2-＞I^－
3I₂＋6OH^－=IO₃^-＋5I^－＋3H₂O；KI＋I₂KI₃
(1)某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐(可能含有KIO₃、KI、Mg^2＋、Fe^3＋)，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得试液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl₄萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO₃固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。
①加KSCN溶液后显红色，该红色物质是_____________(用化学式表示)；CCl₄中显紫红色的物质是___________(用电子式表示)。
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为_______________________________________、__________________________________________________________________。
(2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失。
写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式：_____________________。
将I₂溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI₃·H₂O。该物质作为食盐加碘剂是否合适？___________ (填“是”或“否”)，并说明理由_________________________________________________。
(3)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是_______。

A．Na2S2O3

B．AlCl3

C．Na2CO3

D．NaNO2

(4)对含Fe^2＋较多的食盐(假设不含Fe^3＋)，可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案，检验该加碘盐中的Fe^2＋____________________________________________________________________________________。

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：________________。

高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品FeSO₄制备高铁酸钾的生产流程如下：

查资料得知K₂FeO₄的一些性质：
①在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定
②溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂
③具有强氧化性，能氧化有机烃、苯胺和80%以下乙醇溶液
回答下列问题：
（1）写出“氧化I”中，生成Fe³⁺的离子反应方程式                            。
（2）氧化II中，试剂A为            (填“H₂O₂”或“HNO₃”或“NaClO”)；过滤操作中，得到的滤渣B中除NaCl还有           
（3）操作I中包括冷却结晶、过滤、洗涤干燥几个步骤。洗涤干燥的目的是脱碱脱水，进行该操作时最好用              洗涤。
（4）净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe(OH)₃，请补充并配平该反应方程式：     K₂FeO₄ +       H₂O =      Fe(OH)₃↓ +      KOH +                                                   
（5）将一定量的K₂FeO₄投入一定浓度的FeCl₃溶液中，测得剩余K₂FeO₄浓度如下图所示，推测产生曲线I和曲线II差异的原因是                                               。