高中化学有关有机物分子式确定的计算填空题

某氮肥厂氨氮废水中氮元素多以NH₄^＋和NH₃·H₂O的形式存在，该废水的处理流程如下：

（1）过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30 ℃，通空气将氨赶出并回收。用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：                                   。

（2）过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH₄^＋经过两步反应被氧化成NO₃^－。两步反应的能量变化示意图如右：第一步反应是      反应(选填“放热”或“吸热”)，1molNH₄^＋(aq)完全转化成NO₃^－(aq)共与环境交换了        __________kJ热量。
（3）过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH₃OH，将HNO₃还原成N₂。若该反应消耗32g CH₃OH转移6 mol电子，则生成的N₂物质的量是         。

将高锰酸钾逐滴加入到硫化钾溶液中发生如下反应，其中K₂SO₄和S的物质的量之比为3∶2。完成下列化学方程式：
（1）_____KMnO₄＋______K₂S＋______KOH ===______K₂MnO₄＋______K₂SO₄＋______S↓＋_____
（2）若生成5.44 g单质硫，反应过程中转移电子的物质的量为________；若反应中有22 mol电子转移，则生成K₂SO₄和S的物质的量之比为__________。

如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。则以下说法正确的是

（1）电源B极是________极（填“正”或“负”）
（2）（甲）、（乙）装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量比为
（3）欲用（丙）装置给钢镀银，G应该是_______（填电极材料），电镀液选_______溶液
（4）电解一段时间后，加入何种物质能使溶液恢复到原来浓度，甲应加入_________乙应加入__________。
（5）室温下，若从电解开始到时间为t时，若（甲）中某一电极增重0.64g，（乙）溶液的体积为200mL，则（乙）溶液的pH为_________。

北京市场销售的某种食用精制盐包装袋上有如下说明：

产品标准	GB5461
产品等级	一级
配料	食盐、碘酸钾、抗结剂
碘含量(以I计)	20～50 mg/kg
分装日期
分装企业

（1）碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应，配平化学方程式（将化学计量数填于空白处）：    ___KIO₃＋___KI＋___H₂SO₄ =___K₂SO₄＋___I₂＋___H₂O
（2）上述反应生成的I₂可用四氯化碳检验。向碘的四氯化碳溶液中加入Na₂SO₃稀溶液，将I₂还原，以回收四氯化碳。
①Na₂SO₃稀溶液与I₂反应的离子方程式是_____________________________________。
②某学生设计回收四氯化碳的操作步骤为：
a．将碘的四氯化碳溶液置于分液漏斗中；
b．加入适量Na₂SO₃稀溶液；
c．                          
d．分离出下层液体。
请补充填写上述操作步骤c处应进行的操作。
（3）已知：I₂＋2S₂O₃^2－ = 2I^－＋S₄O₆^2－。某学生测定食用精制盐的碘含量，其步骤为：
a．准确称取w g食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；
b．用稀硫酸酸化所得溶液，加入足量KI溶液，使KIO₃与KI反应完全；
c．以淀粉溶液为指示剂，逐滴加入物质的量浓度为2.0×10^－3 mol/L的Na₂S₂O₃溶液12.0 mL，恰好反应完全。
①判断c中反应恰好完全依据的现象是___________________________________。
②b中反应所产生的I₂的物质的量是________mol。
③根据以上实验和包装袋说明，所测精制盐的碘含量是(以含w的代数式表示)_________mg/kg。

(16分)金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”,常见化合价为+4。它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。
Ⅰ．工业上用钛铁矿(主要成分FeTiO₃)制备金属钛的一种工艺流程如下图(部分产物略去)：

（1）步骤①反应的化学方程式为：2FeTiO₃ + 6C + 7Cl₂高温2FeCl₃ + 2TiCl₄ + 6CO,还原剂是     。
（2）步骤②分离出TiCl₄的方法,利用了TiCl₄与FeCl₃       的不同。
（3）步骤④反应的化学方程式为____________,该反应在氩气中进行的理由是____ ______。
（4）绿色化学提倡物料循环。以上流程中,可用于循环的物质除Cl₂、Mg外,还有__________。
II． 工业上也可用TiO₂通过下述两种方法制备金属钛：
方法一：先将TiO₂氯化为TiCl₄,再还原得到Ti。
（5）氯化反应TiO₂ (s) +2Cl₂ (g)TiCl₄(l) + O₂ (g)无法自发正向进行,在反应器中加入碳,则在高温条件下反应可顺利进行。试从化学平衡角度解释,往氯化反应器中加碳的原因：               。
方法二：以熔融盐为电解液电解TiO₂获得Ti。其中碳块为阳极,电极反应式为：2O²ˉ4eˉ＝O₂↑；TiO₂作阴极，被还原。
（6）阴极的电极反应式为               。
（7）电解过程中需定期向电解槽中加入碳块的原因是                     。

ClO₂气体是一种常用的消毒剂，我国从2000年起已逐步用ClO₂代替氯气对饮用水进行消毒。
（1）消毒水时，ClO₂还可将Fe²⁺、Mn²⁺转化成Fe（OH）₃、MnO₂难溶物除去，在这个过程中，Fe²⁺、Mn²⁺的化合价升高，说明ClO₂具有    性。
（2）工业上可以通过下列方法制取ClO₂，请完成该反应化学方程式：2KClO₃＋SO₂=2ClO₂＋___。
（3）自来水厂用ClO₂处理后的水中，要求ClO₂的浓度在0.1—0.8mg/L之间。碘量法可以检测水中ClO₂的浓度，步骤如下：
I．取一定体积的水样用氢氧化钠溶液调至中性，然后加入一定量的碘化钾，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。
II．加入一定量的Na₂S₂O₃溶液。（已知：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-）
III．加硫酸调节水样pH至1.3。操作时，不同pH环境中粒子种类如下图所示：

请回答：
①操作I中反应的离子方程式是                    。
②确定操作II完全反应的现象是                         。
③在操作III过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是              。
④若水样的体积为1.0L，在操作II时消耗了1.0×10^-3mol/L的Na₂S₂O₃溶液10mL，则水样中ClO₂的浓度是         mg/L。

高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。

（1）上述流程中可以循环使用的物质有       、            （写化学式）。
（2）若不考虑制备过程中的损失与物质循环，则1 mol MnO₂可制得      mol KMnO₄；反应中二氧化锰的主要作用是      （“氧化剂”、  “还原剂”、“催化剂”）。
（3）操作I的名称是      ；操作Ⅱ根据KMnO₄和K₂CO₃两物质在      （填性质）上的差异，采用       （填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO₄粗晶体。
（4）写出母液中加入生石灰苛化时的反应总的离了方程式                   ．
（5）该生产中需要纯净的CO₂气体。若实验室要制备纯净的CO₂，所需试剂最好选择（选填代 号）              。

A．石灰石

B．稀HC1

C．稀H2SO4

D．纯碱

所需气体发生装置是              （选填序号）。

(16分) 以电解法生产金属锰产生的阳极泥中，其锰含量高达40%～50%，主要成分为MnO₂的水合物，且含有显著量的Pb²⁺、Sn²⁺等重金属杂质。本工艺采用的木屑富含的纤维素在较浓硫酸的作用下膨胀、水解生成还原糖，酸性条件下，可与二氧化锰反应生成可溶性的硫酸锰。


（1）工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰，阳极的电极反应式为             。
（2）写出木屑水解反应的化学方程式：                          。配平浸出步骤反应方程式C₆H₁₂O₆ +   MnO₂ +   H₂SO₄→   MnSO₄ +    CO₂  +    H₂O
（3）若取消除酸操作步骤，将会产生      气体（填化学式）而污染环境；
（4）本工艺的一种副产品是重要的农业生产资料，写出其化学式         ；
（5）取一定量的阳极泥进行实验分析，得到如下图像。硫酸的最合适用量为      mL，若再增加硫酸的用量，将会导致        （填化学式）的消耗量增大。

（6）某阳极泥中MnO₂（相对分子质量为87）的质量分数为50.0%，将174g该阳极泥与320g36.5%的浓盐酸混合加热，则产生的氯气在标准状况下应少于    L。（假设阳极泥中的其它成分不参与反应）

在50 mL a mol·L^－1的硝酸溶液中，加入6．4 g Cu，固体全部溶解，且还原产物只有NO₂和NO。将反应后溶液用蒸馏水稀释至100 mL，测得c(NO₃^-)＝4 mol·L^－1。
（1）稀释后的溶液中c(H⁺)＝            mol·L^－1
（2）若a＝10，则生成的气体中NO₂的物质的量为________mol
（3）治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收，反应原理如下：
NO₂＋NO＋2NaOH=2NaNO₂＋H₂O     2NO₂＋2NaOH=NaNO₂＋NaNO₃＋H₂O
若上述混合气体被1 mol·L^－1的NaOH溶液恰好吸收，则NaOH溶液的体积为________mL

铁及其化合物在生产、生活中存在广泛用途，完成下列填空。
（1）如图所示为铁元素在周期表中的信息，方格中“55.85”的意义为：     。铁原子核外有       种运动状态不同的电子。

（2）二茂铁[Fe(C₅H₅)₂]是一种有机金属化合物，熔点172℃，沸点249℃，易升华，难溶于水易溶于有机溶剂。二茂铁属于         晶体；测定表明二茂铁中所有氢原子的化学环境都相同，则二茂铁的结构应为图中的    （选填“a”或“b”）。

（3）绿矾（FeSO₄·7H₂O）可用于治疗缺铁性贫血，其水溶液露置于空气中会变质，
写出发生变质反应的离子方程式              。
（4）无水FeCl₃是水处理剂，遇潮湿空气即产生白雾，易吸收空气中的水分成为结晶氯化铁(FeCl₃·6H₂O)。制备无水FeCl₃的试剂是               。
（5）高铁酸盐也是常用的水处理剂。高铁酸钠（Na₂FeO₄）可用如下反应制备：
2FeSO₄ + 6Na₂O₂ → 2Na₂FeO₄ + 2Na₂O + 2Na₂SO₄ + O₂↑，若生成2mol Na₂FeO₄，则反应中电子转移的物质的量为           mol。
（6）高铁酸盐可将水体中的Mn²⁺氧化为MnO₂进行除去，若氧化含 Mn²⁺ 1mg的水体样本，需要1.2 mg/L高铁酸钾         L。

氢气还原氧化铜所得的红色固体可能是铜与氧化亚铜的混合物，已知Cu₂O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应，生成Cu²⁺和Cu。
（1）现有8.4克氧化铜被氢气完全还原后，得到红色固体6.96克，其中含单质铜与氧化亚铜的物质的量之比是               ；
（2）若将6.96克上述混合物与足量的浓硝酸充分反应：
①生成标准状况下1.568升的气体（不考虑NO₂的溶解，也不考虑NO₂与N₂O₄的转化），则该气体的成分是         ，其物质的量之比是            ；
②把得到的溶液小心蒸发浓缩，把析出的晶体过滤，得晶体20.328g。经分析，原溶液中的Cu²⁺有20%残留在母液中，所得晶体的化学式为                   。
（3）Cu、Cu₂O和CuO组成的混合物，加入100mL 0.6mol/L HNO₃溶液恰好使混合物完全溶解，同时收集到224mL NO气体(标准状况)。如原混合物中Cu的物质的量为X，求其中Cu₂O、CuO的物质的量及X的取值范围(写出解题过程)。

氮元素广泛存在于自然界中,对人类生命和生活具有重要意义。含氮元素的化合物在工业生产和国防建设中都有广泛的应用。
（1）氮元素原子核外有     个未成对电子，最外层有        种能量不同的电子。PH₃分子的空间构型为          ，是         分子。（填极性或非极性）
（2）氮和磷是同主族元素，下列能说明二者非金属性相对强弱的是      （填编号）
a．NH₃比PH₃稳定性强
b．硝酸显强氧化性，磷酸不显强氧化性
c．氮气与氢气能直接化合，磷与氢气很难直接化合
d．氮气常温是气体，磷单质是固体
亚硝酸盐是食品添加剂中急性毒性较强的物质之一，可使正常的血红蛋白变成正铁血红蛋白而失去携带氧的功能，导致组织缺氧。
（3）亚硝酸钠溶液滴加到K₂Cr₂O₇酸性溶液中，溶液由橙色变为绿色，反应如下，补上缺项物质并配平：
   Cr₂O₇^2－+      NO₂^－+         →      Cr³⁺ +      NO₃^－+       
（4）上题反应中每消耗0.6mol NO₂^－，转移电子数为         。
（5）氮氧化物（NO和NO₂）污染环境。若用Na₂CO₃溶液吸收NO₂可生成CO₂，9.2gNO₂和Na₂CO₃溶液完全反应时转移电子0.1 mol，则反应的离子方程式为            。

以黄铁矿(FeS₂)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备二氧化氯气体，再用水吸收获得二氧化氯溶液。在此过程中需要控制适宜的温度， 若温度不当，副反应增加，影响生成ClO₂气体的纯度，且会影响ClO₂气体的吸收率。具体情况如图所示。请回答下列问题

（1）据图可知，反应时需要控制的适宜温度是    ℃，达到此要求采取的适宜措施是               。
（2）已知：黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO₃^－氧化成SO₄^2－，写出制备二氧化氯的离子方程式：                              。
（3）某校化学学习小组拟以“m(ClO₂)/m(NaClO₃)”作为衡量ClO₂产率的指标。若取NaClO₃样品质量6．0g，通过反应和吸收可得400 mL ClO₂溶液，取出20 mL，加入37．00 mL 0．500mol·(NH₄)₂Fe(SO₄)₂ 溶液充分反应，过量Fe²⁺再用0．0500 mol· K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗20．00 mL。反应原理如下：
4H⁺+ClO₂+5Fe²⁺=+5Fe³⁺ +2H₂O    14H⁺ ++6 Fe²⁺ =2Cr³⁺ + 6 Fe³⁺ +7H₂O
试计算ClO₂的“产率”。（写出计算过程）                                  

铜单质及其化合物是应用极其广泛的物质。
(1)铜是氢后金属，不能与盐酸发生置换反应，但将单质铜置于浓氢碘酸中，会有可燃性气体及白色沉淀生成，又知氧化性：Cu^2＋>I₂，则铜与氢碘酸反应的化学方程式为__________________________________
(2)已知Cu₂O能溶于醋酸溶液或盐酸中，同时得到蓝色溶液和红色固体，则Cu₂O与稀硫酸反应的离子方程式为____________________________________；
Cu₂O与稀硝酸反应的离子方程式为_____________________________；
只用稀硫酸来确定某红色固体是 Cu₂O与Cu组成的混合物的方法：称取m g该红色固体置于足量稀硫酸中，充分反应后过滤，然后___________________。

(3)Cu₂O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu₂O的电解装置如图所示，电解总反应：2Cu＋H₂OCu₂O＋H₂↑，则石墨应与电源的________极相连，铜电极上的电极反应式为________；电解过程中，阴极区周围溶液pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)现向Cu、Cu₂O、CuO组成的混合物中加入1 L 0.6 mol/L HNO₃恰好使混合物溶解，同时收集到2 240 mL NO(标准状况)。若将上述混合物用足量的氢气还原，所得固体的质量为________；若混合物中含有0.1 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，至少消耗硫酸的物质的量为________。

过氧化钙晶体[CaO₂·8H₂O]较稳定，呈白色，微溶于水，能溶于酸性溶液。广泛应用于环境杀菌、消毒等领域。
★过氧化钙晶体的制备
工业上生产CaO₂·8H₂O的主要流程如下：

（1）用上述方法制取CaO₂·8H₂O的化学方程式是                            。
（2）沉淀时常用冰水控制温度在10℃以下和通入过量的NH₃，其可能原因分别是
①                         ；②                       。
★过氧化钙晶体含量的测定
准确称取0.3000g产品于锥形瓶中，加入30 mL蒸馏水和10 mL 2.000 mol·L^－1 H₂SO₄，用0.0200mol·L^—1 KMnO₄标准溶液滴定至终点。重复上述操作两次。H₂O₂和KMnO₄反应的离子方程式为2MnO₄^－＋5 H₂O₂＋6H⁺＝2Mn²⁺＋5O₂↑＋8H₂O
（3）滴定终点观察到的现象为                               。
（4）根据表1数据计算产品中CaO₂·8H₂O的质量分数（写出计算过程）：

滴定次数	样品的质量/g	KMnO4溶液的体积/mL
滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	0.3000	1.02	24.04
2	0.3000	2.00	25.03
3	0.3000	0.20	23.24

 
表1. KMnO₄标准溶液滴定数据