高中化学热化学方程式实验题

长期烧水的壶内侧会有一层黄色的固体物质附着，即水垢［主要成分是CaCO₃和Mg(OH)₂］．水垢的产生会造成传热能力减弱而使大量热损失，因此水垢应定期除去．请用家中必备物质设计一套除垢方案，并写出涉及的离子方程式。

某课外兴趣小组刚收集到一瓶当地的酸雨，计划通过实验检测酸雨的主要成分进而分析探讨当地酸雨的成因。
I．同学们首先对当地酸雨的成因提出假设
假设1.空气中含有的过多的氮氧化物造成的；
假设2.空气中含有的过多的二氧化硫造成的；
假设3.空气中过多的氮氧化物、二氧化硫共同造成的。
一组同学设计实验验证假设1，请在下表空白处填写相关实验现象。

实验步骤	实验现象	结论
取适量样品加热浓缩后加入试管中，再加入适量硫酸和铜片，加热。		假设1成立

其中涉及的化学反应的离子方程式是____________________。
另一组同学验证假设2，取适量样品并向其中加入盐酸酸化的BaCl₂溶液，没有看到白色沉淀生成，该小组得出结论：假设2不成立，你认为是否合理？_____________(填“合理”或 “不合理”，如果填“合理”，本小题余下的空不需要填写)。如果不合理，请说明原因_____________________。你认为合理的实验验证方案_____________________。

某同学在实验室进行以下实验，请将实验①②③的现象和离子反应方程式填入实验报告中。

编号	现象	离子方程式
①
②
③

已知NaBiO₃是黄色、微溶于水的固体；Bi³⁺为无色。将NaBiO₃固体加入到MnSO₄和H₂SO₄的混合溶液中，加热，得紫色的混合溶液。试写出该反应的离子方程式。

在硝酸铅［Pb(NO₃)₂］的稀溶液中滴入几滴稀硫酸，生成白色PbSO₄沉淀，再滴入数滴饱和醋酸钠溶液，微热并不断搅动，沉淀慢慢溶解．以上发生的都是复分解反应，写出反应过程的离子方程式               、                ，试推测第二步离子反应发生的原因是                

某化学兴趣小组利用某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO，实验流程如下：

请回答下列问题：
（1）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H₂SO₄的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：K_sp(CuS)__________ K_sp(ZnS)(选填“＞”“＜”或“=”)．
（2）甲、乙两同学选用下列仪器，采用不同的方法制取氨气。

①甲同学使用的药品是熟石灰与氯化铵，则应选用装置__________(填写装置代号)
②乙同学选用了装置B，则使用的两种药品的名称为_________。
（3）沉淀过程需降温冷却的原因为                       、                        。
（4）除铁后得到的Fe(OH)₃可用KClO溶液在碱性环境将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂--K₂FeO₄，写出该反应的离子方程式                          。

在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。在实验室里按下图所示装置，可进行模拟实验证明Na₂O₂的供氧作用。

（1）A中发生反应的离子方程式是                。
（2）填写表中空格。

仪器	加入试剂	加入该试剂的目的
B	饱和NaHCO3溶液
D

（3）试管F中收集满气体后，验证该气体的实验操作方法是                。
（4）C中反应的化学方程式是           。

我国有丰富的海水资源，开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务，下图是海水综合利用的一个方面。

请回答下列问题：
1、①步主要反应的的离子方程式：                         。
溴的用途有很多，写出其中的一种               。
2、分离出氢氧化镁的操作称为          ，第③步需要加入        ，写出该物质在水中的电离方程式：                   。
3、将粗食盐中含有的Mg²⁺、Ca²⁺和SO₄^2—等杂质除去，加入的试剂有（按加入顺序填入）                                       。
4、④产物氢气在          极生成，若电解食盐水时消耗NaCl的质量为234g,则在理论上最多可得氯气的体积为___     _升（标准状况）。

某科研小组探究工业废Cu粉（杂质含有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃中的一种或几种）的组成并制备少量CuSO₄·5H₂O，实现废物综合利用，实验过程如下：
过程Ⅰ：

（1）废Cu粉中一定含有的杂质是                   （填化学式）
（2）写出过程②发生反应的离子方程式：                                。
过程Ⅱ：

（3）综合过程Ⅰ、II，计算废Cu粉中各成分的质量之比是        （化为最简整数比）
过程Ⅲ：已知25℃时：

电解质	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
溶度积（Ksp）	2.2×10^－20	8.0×10^－16	4.0×10^－38
开始沉淀时的pH	5.4	6.5	3.5
完全沉淀时的pH	6.4	9.6	4.0

（4）在Ⅱ中所得蓝色溶液中加入一定量的H₂O₂溶液，调节溶液的pH范围为          ，然后过滤、结晶，可得CuSO₄·5H₂O。
（5）下列与 Ⅲ方案 相关的叙述中，正确的是                （填字母）。
A．H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B．将Fe²⁺ 氧化为Fe³⁺ 的主要原因是Fe(OH)₂沉淀比Fe(OH)₃沉淀较难过滤
C．调节溶液pH选择的试剂可以是氢氧化铜或氧化铜
D．在pH＞4的溶液中Fe³⁺一定不能大量存在

(16分)铁是人类较早使用的金属之一。运用铁的有关知识，回答下列问题：
(1)向沸水中逐滴滴加1mol/LFeCl₃溶液，至液体呈透明的红褐色，形成该分散系的微粒大小范围是         nm
(2)电子工业需用30％的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板。请写出FeCl₃溶液与铜反应的离子方程式
                                         。
检验反应后的溶液中还存在Fe³⁺的试剂是                              
(3)欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl₃溶液，现有下列试剂：①蒸馏水
②铁粉③浓硝酸④浓盐酸⑤烧碱⑥浓氨水⑦氯气，需要用到的试剂是          (填序号)
整个实验过程中涉及到的离子方程式
 
                                                                     、
 
                                  、                                 、
                                  、

人体血液里Ca²⁺离子的浓度一般采用g/cm³来表示。抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵［(NH₄)₂C₂O₄］溶液，可析出草酸钙(CaC₂O₄)沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得一种弱酸草酸(H₂C₂O₄)，再用KMnO₄溶液滴定即可测定血液样品中Ca²⁺的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca²⁺的浓度：
【配制KMnO₄标准溶液】下图是配制50mLKMnO₄标准溶液的过程示意图。

（1）上述过程中有两处错误，请你观察图示判断其中不正确的操作是（填序号）____________；
（2）如果按照图示的操作配制溶液，所得的实验结果将____________（填偏大或偏小）。
【测定血液样品中Ca²⁺的浓度】抽取血样20.00mL，经过上述处理后得到草酸，再用酸化的0.020mol/L KMnO₄溶液滴定，使草酸转化成CO₂逸出，这时共消耗12.00mL KMnO₄溶液。
（3）滴定时高锰酸钾需要酸化，从括号中选择酸化高锰酸钾溶液所用的酸（硫酸、盐酸、硝酸）         ，确定反应达到终点的现象_____________________________。
（4）写出草酸跟酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式为：                      ；反应中若转移0.2mol 电子生成标准状况下CO₂气体的体积为        L。
（5）根据所给数据计算血液样品中Ca²⁺离子的浓度为________mg/cm³。

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           。

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________。

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=________．

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：                 。