[化学一选修2：化学与技术]
氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2＋、Fe3＋)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：
金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图。
【已知：金属离子浓度为1 mol·L－1时，Fe(OH)3开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0，Cu(OH)2开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7】请回答下列问题：
（1）酸浸时发生反应的离子方程式是________；析出CuCl晶体时的最佳pH在________左右。
（2）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为____________________________。
（3）析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2 h、冷却密封包装。70℃真空干燥、密封包装的目的是____________________________________________。
（4）产品滤出时所得滤液的主要分成是________，若想从滤液中获取FeSO4·7H2O晶体，还需要知道的是__________________。
（5）若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜，试写出该反应的化学方程式：______________________。为提高CuCl的产率，常在该反应体系中加入稀碱溶液，调节pH至3.5。这样做的目的是__________________________________________。
CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应来制造更高价值的化学品是目前的研究目标。
（1）250 ℃时，以镍合金为催化剂，向体积为4 L的密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2(g)＋CH4(g) 
2CO(g)＋2H2(g)。
平衡体系中各组分体积分数(某一成分物质的量占总气体物质的量的百分数)如下表：
| 物质 |
CH4 |
CO2 |
CO |
H2 |
| 体积分数 |
0.1 |
0.1 |
0.4 |
0.4 |
①此温度下该反应的平衡常数K＝________。
②已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝＋2.8 kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ·mol－1
反应CO2(g)＋CH4(g) ===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝________。
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示。250～300 ℃时，乙酸的生成速率减小的原因是__________________________________________________。
②将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为_______________________________。
（3）以CO2为原料可以合成多种物质。
如合成聚碳酸酯。已知CO2的分子结构为O===C===O，它的“C===O”双键与乙烯的“C===C”双键一样，在一定条件下可发生加聚反应，聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料，它是由CO2加聚而成。写出聚碳酸酯的结构简式：______________________________________。
重铬酸钠（Na2Cr2O7•2H2O）俗称红矾钠，在工业上有广泛的用途。我国目前主要是以铬铁矿（主要成份为FeO•Cr2O3，还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质）为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：
①中涉及的主要反应有：
主反应： 4FeO·Cr2O3＋8Na2CO3＋7O2 
8Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2
副反应：SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑、Al2O3＋Na2CO3 2NaAlO2＋CO2↑
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：
| 沉淀物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Mg(OH)2 |
Cr(OH)3 |
| 完全沉淀时溶液pH |
4.7 |
3.7 |
11.2 |
5.6 |
试回答下列问题：
（1）“①”中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用是 。
（2）“③”中调节pH至4.7，目的是 。
（3）“⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO42－转化为Cr2O72－，请写出该平衡转化的离子方程式： 。
（4）制取红矾钠后的废水中还含有少量的CrO42－，根据有关标准，含CrO42－的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10－7 mol·L－1以下才能排放。含CrO42－的废水处理可用还原法：
CrO42-
Cr3+
Cr(OH)3。绿矾还原CrO42－的离子方程式为：
。
用该方法处理10 m3 CrO42－的物质的量浓度为1.5×10－3 mol·L－1的废水，至少需要绿矾（FeSO4•7H2O，相对分子质量为278）的质量是 Kg（保留两位小数）。
步骤⑦的操作是 。为进一步得到较为纯净的红矾钠的操作是
Ⅰ、回答下列问题
1)、已知常温下，在NaHSO3溶液中c(H2SO3 ) < c(SO32－),且H2SO3的电离平衡常数为K1=1.5×10－2
K2=1.1×10－7；氨水的电离平衡常数为K=1.8×10－2；则等物质的量浓度的下列五种溶液：①NH3·H2O ②(NH4)2CO3 ③KHSO3 ④KHCO3 ⑤Ba(OH)2，溶液中水的电离程度由大到小排列顺序为_____________
2)、NaHSO3具有较强还原性可以将碘盐中的KIO3氧化为单质碘，试写出此反应的离子反应方程式_______________________________________
3)、在浓NH4Cl溶液中加入镁单质，会产生气体，该气体成分是_________________，用离子方程式表示产生上述现象的原因：__________________
Ⅱ、已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，
Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，Ksp[Al(OH)3]＝1.1×10－33
（1）①在25 ℃下，向浓度均为0.1 mol·L－1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成________沉淀(填化学式)。
②用MgCl2、AlCl3的混合溶液(A) 与过量氨水(B) 反应，为使Mg2＋、Al3＋同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入________(填“A”或“B”)，再滴加另一反应物。
（2）溶液中某离子物质的量浓度低于1.0×10－5 mol·L－1时，可认为已沉淀完全。现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水，当Fe3＋完全沉淀时，测定c(Al3＋)＝0.2 mol·L－1。此时所得沉淀中________(填“还含有”或“不含有”)Al(OH)3。请写出计算过程____________________________________
Ⅰ．甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。向A中通入氯气至过量，观察A中，发现溶液先呈红色，然后变为黄色。
（1）B中反应的离子方程式是 ．
（2）为了探究A中溶液由红色变为黄色的原因，甲同学进行如下实验．取A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在________ ．
（3）资料显示：SCN -的电子式为 
．甲同学猜想SCN﹣可能被Cl2氧化了，他进行了如下研究．
①取A中黄色溶液于试管中，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液， 产生白色沉淀，由此证明SCN﹣中被氧化的元素是 ．
②甲同学通过实验证明了SCN﹣中氮元素转化为NO3﹣，已知SCN﹣中碳元素没有被氧化，若SCN﹣与Cl2反应生成1mol CO2，则转移电子的物质的量是 mol．
Ⅱ．8．12天津港特大爆炸事故现场有700吨左右氰化钠，氰化钠剧毒。有少量因爆炸冲击发生泄漏。这些泄露的氰化钠可通过喷洒氧化剂双氧水的方式来处理，以减轻污染。
（1）写出NaCN的电子式__________,偏碱性条件下，氰化钠溶液的CN﹣被双氧水氧化为HCO3﹣，同时放出NH3，该反应的离子方程式：_______ 。
（2）Cu2+可作为双氧水氧化CN﹣中的催化剂。某兴趣小组要探究Cu2+对双氧水氧化CN﹣是否起催化作用，请你完成下实验方案。填写实验步骤、实验现象和结论（己知：CN﹣浓度可用离子色谱仪测定）
| 步骤:分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两支试管中,________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ |
现象与结论： 若____________________________ _______________________________ 若____________________________ ____________________ |
含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是
| A．x＝0.4a，2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl- |
| B．x＝0.6a，2Br－+ Cl2＝Br2+2Cl－ |
| C．x=a，2Fe2＋+2Br－+2Cl2＝Br2+2Fe3＋+4Cl－ |
| D．x=1.5a，2Fe2＋+4Br－+3Cl2＝2Br2+2Fe3＋+6Cl－ |
(14分)研究含Cl、N、S等元素的化合物对净化水质、防治污染有重要意义。
（1）二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂，但在强酸性溶液中会发生歧化反应，产生ClO2气体，离子方程式为____________。
向亚氯酸钠溶液中加入盐酸，反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸，开始时反应缓慢，稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是：_________________。
（2）电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。下图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为_______极(填A或B)：
②写出阴极室发生反应依次为：______________________、______________________；
（3）已知：
2SO2(g)+ O2 (g)
2SO3 (g) △H =－196.6kJ·mol－1
2NO(g)+ O2 (g) 2NO2 (g) △H =－113.0kJ·mol－1
则反应NO2(g)+ SO2 (g) SO3 (g) +NO(g)的△H = kJ·mol－1
一定条件下，将体积比为1：2的NO2(g)、 SO2 (g)置于密闭容器中发生上述反应，测得上述反应平衡时的NO2与SO2体积比为1:6，则平衡常数K=______。
下列有关的离子方程式书写正确的是
A．向铜片中滴加浓硫酸并加热，有刺激性气味气体产生：Cu + 4H+ + SO42- Cu2+ + SO2↑ + 2H2O |
B．服用阿司匹林过量出现水杨酸（ ）中毒反应,可静脉注射NaHCO3溶液： +2 HCO3－ →  + 2 CO2↑ + 2 H2O |
| C．20mL 1.0mol/L的明矾溶液与10mL 3.5mol/LBa(OH)2溶液混合充分反应： 3Ba2+ + 6OH- +2Al3+ +3SO42- ="=" 3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓ |
| D．向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液，有白色沉淀生成：Ca2＋＋2HCO3－ ＋2OH－="=" CaCO3↓＋2H2O＋CO32- |
(8分)A、B、C、D、E五种短周期元素，A与D同周期，A的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，B的单质在放电条件下能与氧气反应，C元素的离子不含电子，D元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3/4，E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍。
（1）A的原子结构示意图为 。
（2）E元素在周期表的位置是
（3）A的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式为 。
（4）加热条件下，D的单质与足量B的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应，生成D的最髙价含氧酸，写出此反应的化学方程式： 。
（5）化合物甲由元素A、B组成，具有良好电绝缘性。化合物甲能与水缓慢反应生成化合物乙。乙分 子中含有10个电子，写出该反应的化学方程式： 。
A、B、C、D、E、F六种物质的转化关系如图所示(反应条件和部分产物未标出)。
（1）若A为短周期金属单质，D为短周期非金属单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍，F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成，则A的原子结构示意图为________，反应①的化学方程式为__________________，反应④的化学方程式为________________。
（2）若A是常见的变价金属的单质，D、F是气态单质，且反应①在水溶液中进行。反应②也在水溶液中进行，反应②的离子方程式是_____________________________________.
（3）若A、D、F都是短周期非金属元素单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则反应①的化学方程式为___________________________________。
现有8种元素的性质、数据如下表所列，它们属于第二或第三周期。
回答下列问题：
（1）③的元素符号是 ，⑧的元素名称是 。①在元素周期表中的位置是（周期、族） 。
（2）在最高价氧化物的水化物中，酸性最强的化合物的分子式是 ；名称是 ；碱性最强的化合物是： ；
（3）比较④和⑦的氢化物的稳定性（用化学式表示） 。
（4）写出实验室制取⑦的氢化物的化学方程式 。
（5）写出⑦的氢化物与①的常见单质在Pt催化下反应的化学方程式： 。
（6）写出②最高价氧化物对应水化物跟⑤的氢化物水溶液反应的离子方程式： 。
食盐中的抗结剂是亚铁氰化钾，其化学式为K4[Fe(CN)6] •3H2O。
42.2g K4[Fe(CN)6] •3H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度的变化曲线）如下图所示。
试回答下列问题：
（1）试确定150℃时固体物质的化学式为_______________。
（2）查阅资料知：虽然亚铁氰化钾自身毒性很低，但其水溶液与酸反应放出极毒的氰化氢（HCN）气体；亚铁氰化钾加热至一定温度时能分解产生氰化钾（KCN）。据此判断，烹饪食品时应注意的问题为___________________________________。
（3）在25℃下，将a mol•L-1的KCN（pH＞7）溶液与0．01mol•L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时，测得溶液pH=7，则KCN溶液的物质的量浓度a_______0．01mol•L-1（填“＞”、“＜”或“＝”）；用含a的代数式表示HCN的电离常数Ka＝______________。
（4）在Fe2+、Fe3+的催化作用下，可实现2SO2+O2+2H2O=2H2SO4的转化。已知，含SO2的废气通入Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O，则另一反应的离子方程式为 。则上述转化的重要意义在于 。
（5）已知Fe(OH)3的溶度积常数Ksp＝1.1×10-36。室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液，当溶液中Fe3+沉淀完全时，控制pH应不小于 。
（提示：当某离子浓度小于10-5 mol•L-1时可以认为该离子沉淀完全了；lg1.1×10-36=-35.96）
合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。
（1）尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥，也是一种化工原料。
①以尿素为原料在一定条件下发生反应：CO(NH2)2 (s) + H2O(l) ＝＝2 NH3(g)+CO2(g) △H =" +133.6" kJ/mol。该反应的化学平衡常数的表达式K= 。关于该反应的下列说法正确的是 （填序号）。
a．从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
b．在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大
c．降低温度使尿素的转化率增大
②尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气。
结合①中信息，尿素还原NO(g)的热化学方程式是 。
②密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料，在120℃、催化剂作用下反应生成尿素：CO2(g) +2NH3(g)＝＝CO (NH2)2 (s) +H2O(g)，混合气体中NH3的物质的量百分含量[(NH3)]随时间变化关系如图所示。则a点的正反应速率V（正）（CO2） b点的逆反应速率V（逆）（CO2）（填“>”、“=”或“<”）；氨气的平衡转化率是 。
（2）NO2会污染环境，可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2。已知9.2 g NO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1 mol，此反应的离子方程式是 ；恰好反应后，使溶液中的CO2完全逸出，所得溶液呈弱碱性，则溶液中离子浓度大小关系是c(Na+)>______。
氮化铝(AlN)广泛应用于集成电路，其制备原理是将氧化铝与碳粉混合均匀，在持续流动的氮气流中加热至1750℃，发生如下反应：
（1）断开N2分子内的共价键要 热量（填“吸收”或“放出”）
（2）分析反应②对①、③平衡移动的影响 。
（3）Al2O3、C、N2合成AlN的平衡常数表达式K＝ 。
（4）用蒸馏法测定产品中AlN的含量，装置如下（加热及夹持装置略）：
①AlN与NaOH溶液反应产生NH3的化学方程式是 。
②锥形瓶内吸收NH3的离子方程式是 。
③检验NH3是否完全蒸出的方法是：另取少量蒸馏出的溶液， （将检验过程补充完整）。
④NH3完全吸收后，向锥形瓶中加入指示剂，用浓度为c(（N aOH）mol/L的NaOH标准溶液滴定过量的H2SO4，终点时用去标准溶液的体积为
。下面有关计算正确的是 。
A．样品中AlN的质量：
B．AlN的质量分数：
C．锥形瓶吸收NH3的物质的量：
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