高中化学热化学方程式试题

(14分）尿素[CO(NH₂)₂]是一种非常重要的高氮化肥,以天然气（含H₂S)为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤未列出）。

请回答下列问题：
(1)反应①的离子方程式是____________。
(2)天然气脱硫后产生的Fe₂S₃和H₂O与0₂反应的化学方程式是_______。
(3)反应②N₂+3H₂2NH₃△H<0，温度升高，该反应的平衡常数_______ (填 “增大”、“减小” 或“不变”)。如该反应在恒容恒温条件下进行，下列说法能判断达到平衡的是    。

A．单位时间内生成nmol N2同时消耗3nmol H2

B．混合气体的密度不变

C．混合气体的平均摩尔质量不变

D．N2、H2、NH3浓度之比为1:3:2

(4)H₂NCOONH₄(氨基甲酸铵）是合成尿素的中间体，H₂NCOONH₄在水溶液中要发生水解反应，其水解反应的离子方程式为：                                  。
(5)如果整个生产过程釆用绿色化学工艺，则生产120t尿素理论上需要CH₄__      _m³(标准状况）。
(6)化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电！用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水又能发电。尿素燃料电池结构如图所示，工作时负极的电极反应式为_____。

下图为中学化学实验中的常见实验装置

（1）装置A可用于制备多种气体，请写出用A装置制备下列气体时，圆底烧瓶和分液漏斗中应装的化学试剂

气体	O2	CO2	HCl
试剂

（2）装置B可用于收集多种气体,若要用于收集Cl₂,则进气管为________；若要收集CO，简述用装置B收集CO的方法________________________________
（3）现要用上述装置制取Cl₂,并设计实验比较Cl₂和I₂的氧化性强弱,请在表格内依次填上所需的装置和试剂（可不填满）

装置	该装置中反应的离子方程式

 

下列离子方程式或化学方程式中正确的有
①向次氯酸钙溶液中通入过量CO₂：Ca^2＋＋2ClO^－＋H₂O＋CO₂===CaCO₃↓＋2HClO
②向次氯酸钙溶液中通入SO₂：Ca^2＋＋2ClO^－＋H₂O＋SO₂===CaSO₃↓＋2HClO
③将CO₂气体通过过氧化钠固体：2CO₂+2Na₂O₂===2Na₂CO₃+O₂
④将SO₂气体通过过氧化钠固体：2SO₂+2Na₂O₂===2Na₂SO₃+O₂
⑤氢氧化钙溶液与碳酸氢镁溶液反应：Ca^2＋＋OH^－＋HCO₃^-===CaCO₃↓＋H₂O
⑥在氯化亚铁溶液中加入稀硝酸：3Fe^2＋＋4H^＋＋NO₃^-===3Fe^3＋＋2H₂O＋NO↑
⑦硫酸铁溶液与氢氧化钡溶液反应：Fe^3＋＋3OH^－===Fe(OH)₃↓
⑧硫化钠溶液与氯化铁溶液反应：2Fe^3＋＋3S^2－===Fe₂S₃

A．2项

B．3项

C．4项

D．5项

现有0.1mol/L的AlCl₃溶液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液，进行下面的实验。
（1）在试管中取AlCl₃溶液10mL，向其中逐滴加入NaOH溶液，请画出产生白色沉淀物质的量随NaOH溶液加入量变化的趋势图。
（2）向盛有10mLNaOH溶液的试管中滴入AlCl₃溶液，边滴加边震荡，产生的现象是_   _；当加入       毫升AlCl₃溶液时开始出现沉淀；当加入   毫升AlCl₃溶液时，产生的沉淀量最多。写出上述过程中所涉及到的的相关离子方程式_                     .。

利用硫酸厂烧渣（含铁的氧化物和少量FeS及SiO₂）制碱式硫酸铁的流程如下：

（1）SO₂与过量NaOH溶液反应的离子方程式为     。
（2）滤渣的主要成分为     （填化学式）。
（3）反应1中加双氧水的目的是     。
（4）碱式硫酸铁的化学式为Fe_x(OH)_y(SO₄)_z·nH₂O，为确定其组成进行如下实验：
①称取1.6920 g 样品溶于足量的稀盐酸中；
②加足量的BaCl₂溶液，过滤、洗涤、干燥、称重，得固体质量为2.3300 g；
③向步骤②的滤液中加过量的NaOH溶液，过滤、洗涤、灼烧、称重，得固体质量为0.6400 g。
根据以上实验数据计算碱式硫酸铁样品中的n(OH^－): n(SO₄^2－)（写出计算过程）

现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H，它们之间能发生如下反应（图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出）。

请根据以上信息回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式
A             、 B            、 C              、乙              
（2）写出下列反应化学方程式：
反应①              
反应③              
（3）写出下列反应离子方程式：
反应④              
反应⑥              

某混合物A，含有KAl(SO₄)₂、Al₂O₃和Fe₂O₃，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：

据此回答下列问题：
（1）I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是               。
（2）根据上述框图反应关系，写出下列B、D所含物质的化学式
固体B                       ；沉淀D                       。
（3）写出①、②反应的离子方程式：
①                                                          ；②                                                          ；
（4）以Fe₂O₃为原料，可制备FeCl₂溶液，请写出有关的化学反应方程式，试剂任选。               

某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数数值，其实验方案的要点为：①用直流电源电解CuCl₂溶液，所用仪器如下图所示。②在电流强度为I A，通电时间为t min后，精确测得电极上析出铜的质量为m g。

试回答：（1）连接这些仪器的正确顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示)：
E接      ，C接        ，        接F。
（2）写出B电极上发生的电极反应式：                           ；
G试管中淀粉KI溶液变化的现象为                    ，
相应的离子方程式是                          。
（3）为精确测定电极上析出的铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序应是        。(选填下列操作步骤的编号)
①称量电解前电极质量            ②刮下电解后电极上的铜并清洗
③用蒸馏水清洗电解后的电极      ④低温烘干电极后称量
⑤低温烘干刮下的铜后称量        ⑥再次低温烘干后称量至恒重
（4）已知电子的电量为1.6×10^-19C。试列出阿伏加德罗常数的计算式：N_A=         。

【化学——选修3物质结构与性质】原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。
请回答下列问题：
（1）这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布图为            。
（2）C所在主族的前四种元素分别与A形成的化合物，沸点由高到低的顺序是          （填化学式），呈现如此递变规律的原因是                             。
（3）B元素可形成多种单质，一种晶体结构如图一所示，其原子的杂化类型为         ，另一种的晶胞如图二所示，该晶胞的空间利用率为          （保留两位有效数字）。（）

（4）D元素形成的单质，其晶体的堆积模型为          ，D的醋酸盐晶体局部结构如图三，该晶体中含有的化学键是           (填选项序号)。
①极性键    ②非极性键    ③配位键    ④金属键
（5）向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，观察到的现象是           。请写出上述过程的离子方程式                              。

选考【化学——选修2：化学与技术】
将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。
回答下列问题：
（1）下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是________（填序号）。
①用混凝法获取淡水        ②提高部分产品的质量
③优化提取产品的品种      ④改进钾、溴、镁等的提取工艺
（2）采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br₂，并用纯碱吸收。溴歧化为Br^－和BrO₃^-并没有产生CO₂则反应的离子反应方程式为                                。
（3）海水提镁的一段工艺流程如下图：

浓海水的主要成分如下：

离子	Na^＋	Mg^2^＋	Cl^－	SO4^2^－
浓度/(g·L^－1)	63.7	28.8	144.6	46.4

该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的阳离子_____，获得产品2的离子反应方程式为         ，浓海水的利用率为90％，则1L浓海水最多可得到产品2的质量为________g。
（4）由MgCl₂·6H₂O制备MgCl₂时，往往在HCl的气体氛围中加热。其目的是         。

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，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，溶液中各离子浓度由大到小的顺序是                         。
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：                       。
（3）写出装置Ⅱ中，酸性条件下反应的离子方程   式              ，              。
（4）装置Ⅲ还可以使Ce⁴⁺再生，其原理如图所示。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，计算结果保留整数)

某化学小组同学向一定量加入少量淀粉的NaHSO₃溶液中加入稍过量的KIO₃溶液，一段时间后，溶液突然变蓝色。
（1）查阅资料知NaHSO₃与过量KIO₃反应分为以下两步进行，第一步为IO₃^－+ 3HSO₃^－=3SO₄^2－+3H⁺ + I^－，则第二步反应的离子方程式为_____________________________
（2）通过测定溶液变蓝所用时间探究浓度和温度对该反应的反应速率的影响。调节反应物浓度和温度进行对比实验，记录如下：

实验编号	0.02mol/LNaHSO3溶液/mL	0.02mol/LKIO3溶液/mL	H2O/mL	反应温度/℃	溶液变蓝的时间t/s
①	15	20	10	15	t1
②	a	30	0	15	t2
③	15	b	c	30	t3

实验①②是探究______________对反应速率的影响，表中a=________；实验①③是探究温度对反应速率的影响，则表中b=________，c=________
（3）将NaHSO₃溶液与KIO₃溶液混合(预先加入可溶性淀粉为指示剂)，用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大，一段时间后反应速率又逐渐减小。课题组对起始阶段反应速率逐渐增大的原因提出如下假设，请你完成假设三：
假设一：反应生成的SO₄^2－对反应起催化作用，SO₄^2－浓度越大反应速率越快；
假设二：反应生成的H⁺对反应起催化作用，H⁺浓度越大反应速率越快；
假设三：__________________________________________________________；
……
（4）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容（反应速率可用测速仪测定）

实验步骤（不要求写出具体操作过程）	预期实验现象和结论

 

辉铜矿是冶炼铜的重要原料．
（1）工业上冶炼粗铜的某种反应为：Cu₂S+O₂===2Cu+SO₂
①当产生标况下11．2L气体时，转移电子数目为          ；
②将粗铜进行电解精炼，粗铜应与外电源的            极相接；若精炼某种仅含杂质锌的粗铜，通电一段时间后测得阴极增重ag，电解质溶液增重bg，则粗铜中含锌的质量分数为                ；
（2）将辉铜矿、软锰矿做如下处理，可以制得碱式碳酸铜：

①步骤I中用稀硫酸浸取矿石，为提高浸取率可采取的措施有           （任写一种）．
②步骤Ⅱ中调节浸出液pH=3．5的作用是                              ；
③步骤Ⅰ中发生如下3个反应，已知反应i)中生成的硫酸铁起催化作用。请写出反应iii)的化学方程式。
i)Fe₂O₃+3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃+3H₂O
ii)Cu₂S+ Fe₂(SO₄)₃ = CuSO₄+CuS+2FeSO₄
iii)                                   
④步骤Ⅱ中，碳酸氢铵参与反应的离子方程式为                               ．

硫元素有多种化合价，可形成多种化合物。
（1）常温下用1mol•L^－1 100 mL NaOH溶液恰好完全吸收0.1mol SO₂气体，此反应的离子方程式为       ；该溶液pH<7的原因是     （结合方程式回答）。以石墨作电极，电解该物质的饱和溶液时，只有一个电极产生气体，写出阳极的电极反应式        。
（2）请按照浓度由大到小的顺序排列0.1mol/LNa₂SO₃溶液中的离子              。Na₂SO₃溶液放置于空气中一段时间后，溶液的pH     （填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）某同学在常温下设计如下实验流程探究Na₂S₂O₃的化学性质。

实验①可说明   （填字母）

A．该Na2S2O3溶液中水电离的c(OH^—)=10^—8mol/L

B．H2S2O3是一种弱酸

C．Na2S2O3是一种弱电解质

D．Na2S2O3水解方程式为S2O3^2^—+2H2OH2S2O3+2OH^—

写出实验②发生反应的离子方程式                      。
（4）实验室制得的Na₂S₂O₃粗晶体中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中Na₂S₂O₃·5H₂O的含量，一般采用在酸性条件下用KMnO₄标准液滴定的方法（假定粗产品中杂质与酸性KMnO₄溶液不反应）。
称取1.28 g的粗样品溶于水，用0.40mol/L KMnO₄溶液（加入适量硫酸酸化）滴定，当溶液中S₂O₃^2—全部被氧化时，消耗KMnO₄溶液体积20.00 mL。
(5S₂O₃^2—+8MnO₄^—+14H⁺ ＝8Mn²⁺+10SO₄^2—+7H₂O)。试回答：
①此滴定实验是否需要指示剂   （填“是”或“否”），KMnO₄溶液置于    (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na₂S₂O₃·5H₂O的质量分数的测量结果会     (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
③产品中Na₂S₂O₃·5H₂O的质量分数为      。（Na₂S₂O₃·5H₂O式量：248）（保留小数点后两位数）

Na₂S₂O₃是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定。
Ⅰ.制备Na₂S₂O₃·5H₂O
反应原理：Na₂SO₃(aq)＋S(s)Na₂S₂O₃(aq)
实验步骤：
①称取20 g Na₂SO₃加入圆底烧瓶中，再加入80 mL蒸馏水。另取4 g研细的硫粉，用3 mL乙醇润湿，加入上述溶液中。
②安装实验装置(如图所示，部分夹持装置略去)，水浴加热，微沸60 min。

③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na₂S₂O₃·5H₂O，经过滤、洗涤、干燥，得到产品。
回答问题：
（1）硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是__________________________。
（2）仪器a的名称是________，其作用是____________________。
（3）产品中除了有未反应的Na₂SO₃外，最可能存在的无机杂质是______________，检验是否存在该杂质的方法是____________________________。该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因：_____________________________。
Ⅱ.测定产率
将所得产品配成500ml溶液，取该溶液20ml，以淀粉作指示剂，用0.100 0 mol·L^－1碘的标准溶液滴定。反应原理为2S₂O₃^2-＋I₂===S₄O₆^2-＋2I^－
（5）滴定至终点时，溶液颜色的变化：____________________。
（6）滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为______mL，则该实验的产率为_____。（保留三位有效数据）

Ⅲ.Na₂S₂O₃的应用
（7）Na₂S₂O₃还原性较强，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为_______________________________________。