高中化学有关有机物分子式确定的计算填空题

(15分)资源化利用CO₂不仅可以减少温室气体的排放，还可以重新获得燃料或重要工业产品。
（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO₂，相关热化学方程式为：6FeO(s)+CO₂(g)=2Fe₃O₄(s)+C(s)  △H＝-76.0kJ/mol，该反应中每生成1mol Fe₃O₄，转移电子的数目为           。
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应为：CO₂(g)+4H₂(g) CH₄(g)+2H₂O(g)  △H<0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO₂和H₂，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO₂ 0.2mol/L, H₂ 0.8 mol/L, CH₄ 0.8 mol/L, H₂O 1.6 mol/L。起始充入CO₂和H₂的物质的量分别为    、     。CO₂的平衡转化率为     。
②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ，在Ⅰ中充入1mol CO₂和4molH₂，在Ⅱ中充入1mol CH₄和2molH₂O(g)，300℃开始反应，达到平衡时，下列说法正确的是（    ）（填字母）。

A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同

B．容器Ⅰ、Ⅱ中反应的平衡常数相同

C．容器Ⅰ中CO2的物质的量比容器Ⅱ中的多

D．容器Ⅰ中CO2的转化率与容器Ⅱ中CH4的转化率之和小于1

（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO₂零排放，其基本原理如下图所示：

①上述生产过程的能量转化方式是                    、                    。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行，碳酸钙分解为CaO和CO₂，电解质为熔融碳酸钠，则阳极电极反应式为                             ，阴极电极反应式为                             。

绿矾(FeSO₄·7H₂O)硫酸法生产一种稀有金属产品过程中产出的副产品，产品外观为淡绿色或淡黄绿色结晶固体。加入适量可调节碱性水中的pH，与水中悬浮物有机结合，并加速沉淀，主要应用于水质净化和工业废水处理，同时具有杀菌作用。
（1）98% 1.84 g/cm³的浓硫酸在稀释过程中，密度下降，当稀释至50%时，密度为1.4g/cm³，50%的硫酸物质的量浓度为           (保留两位小数)，50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合，混合酸的浓度为         (填>、<、=")40%" 。
（2）实际生产用20%发烟硫酸(100克发烟硫酸含SO₃ 20克)配制稀硫酸，若用SO₃·nH₂O表示20%的发烟硫酸，则n=____________(保留两位小数)。
（3）绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，现取7.32克晶体溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl₂溶液，过滤得沉淀9.32克；再通入112mL(标准状况)氯气恰好将Fe^2＋完全氧化，推测晶体的化学式为                    。   
（4）硫酸亚铁铵［(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O］(俗称莫尔盐)，较绿矾稳定，在分析化学中常用来配制Fe²⁺的标准溶液，用此Fe²⁺的标准溶液可以测定剩余稀硝酸的量。现取8.64克Cu₂S和CuS的混合物用200 mL 2 mol/L稀硝酸溶液处理，发生反应如下：
10NO₃^-＋3Cu₂S＋16H^＋=6Cu^2＋＋10NO↑＋3SO₄^2-＋8H₂O
8NO₃^-＋3CuS＋8H^＋=3Cu^2＋＋3 SO₄^2-＋8NO↑+ 4H₂O
剩余的稀硝酸恰好与V mL 2 mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液完全反应。
已知：NO₃^-＋3Fe^2＋＋4H^＋= NO↑＋3Fe³⁺＋2H₂O
①V值范围                      ；
②若V=48，试计算混合物中CuS的质量分数         (保留两位小数)。

已知：Pb的化合价只有＋2、＋4，且＋4价的Pb具有强氧化性，能氧化浓HCl生成Cl₂；PbO₂不稳定，随温度升高按下列顺序逐步分解：
PbO₂→Pb₂O₃→Pb₃O₄→PbO。
现将amol PbO₂加热分解，收集产生的O₂；向加热后所得固体中加入足量的浓盐酸，收集产生的Cl₂。加热反应后所得固体中，Pb^2＋占Pb元素的物质的量分数为x；两步反应中收集的O₂和Cl₂的物质的量之和为y mol。
试回答下列问题：
⑴试写出Pb₂O₃与浓盐酸反应的化学方程式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
⑵通过计算确定y与a、x的函数关系式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
⑶若两步反应中O₂和Cl₂的物质的量之比为5∶3，则剩余固体中含有的物质为＿＿＿＿；其物质的量之比为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

工业上以铬铁矿（主要成分FeO·Cr₂O₃）、碳酸钠、氧气和硫酸为原料生产重铬酸钠（Na₂Cr₂O₇·2H₂O）的主要反应如下：
①4FeO·Cr₂O₃＋8Na₂CO₃＋7O₂8Na₂CrO₄＋2Fe₂O₃＋8CO₂
②2Na₂CrO₄＋H ₂SO₄Na₂SO₄＋Na₂Cr₂O₇＋H₂O
（1）工业上反应①需不断搅拌，其目的是           。
（2）下图是红矾钠（Na₂Cr₂O₇·2H₂O）和Na₂SO₄的溶解度曲线。

从Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄的混合溶液中提取Na₂Cr₂O₇晶体的操作：
先将混合溶液蒸发结晶，趁热过滤。趁热过滤的目的是                 ；然后将滤液          ，从而析出红矾钠。
（3）Na₂Cr₂O₇与KCl进行复分解反应可制取K₂Cr₂O₇，现用重铬酸钾测定铁矿石中铁的含量，测定原理为:Fe²⁺+Cr₂O₇^2－+H⁺Fe³⁺+ Cr³⁺ +7H₂O （未配平）
实验步骤如下：
步骤1：将m g铁矿石加浓盐酸加热溶解 步骤2：加入SnCl₂溶液将Fe^3＋还原
步骤3：将所得溶液冷却，加入HgCl₂溶液，将过量的Sn^2＋氧化为Sn^4＋
步骤4：加入15 mL硫酸和磷酸的混合酸及5滴0．2%二苯胺磺酸钠指示剂
步骤5：立即用c mol·L^－1重铬酸钾溶液滴定至溶液呈稳定紫色，即为终点，消耗重铬酸钾溶液V mL
①如省去步骤③，则所测定的铁的含量        （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
②步骤5使用的主要玻璃仪器有                 。
③则测定铁矿石中铁的含量的计算式为                 （用字母表示，不用化简）。

（10分)高铁酸钾（K₂FeO₄）具有很强的氧化性，是一种新型的高效水处理剂。
（1）高铁酸钾具有强氧化性的原因是                   。
（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为             ，____ _____。
（3）制备K₂FeO₄可以采用干式氧化法或湿式氧化法。
①干式氧化的初始反应是2FeSO₄+6Na₂O₂＝2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，该反应中每生成2 mol Na₂FeO₄时转移电子       mol。
②湿式氧化法的流程如下图：

上述流程中制备Na₂FeO₄的化学方程式是：                  。
（4）高铁电池是正在研制中的可充电电池，下图为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出的高铁电池的优点有      。

(10分)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。具体情况如下图所示。请回答下列问题：

（1）由图可知，反应时需要控制的适宜温度是         ℃。
（2）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500mLClO₂溶液，取出25.00mL，加入42.00mL0.500mol·L^—1(NH₄)₂Fe(SO₄)₂ 溶液充分反应，过量Fe²⁺再用0.0500mol·L^—1K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗20.00mL。反应原理如下：
4H⁺+ClO₂+5Fe²⁺==Cl^—+5Fe³⁺+2H₂O   
14H⁺+Cr₂O₇^2—+6Fe²⁺ ==2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
试计算ClO₂的“产率”（请写出计算过程）。

铜合金是人类使用最早的金属材料，铜在化合物中的常见化合价有+l 、+2。已知Cu₂O与稀硫酸反应，有红色金属析出且溶液呈蓝色。现向Cu、Cu₂O和CuO组成的混合物中，加入1 L 0.6 mol/L HNO₃溶液恰好使混合物溶解，同时收集到2240 mL NO气体（标准状况）。请回答下列问题：
（1）写出Cu₂O跟稀硝酸反应的离子方程式                       。
（2）若将上述混合物用足量的H₂加热还原，所得到固体的质量为       。
（3）若混合物中含0.1 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，至少消耗H₂SO₄的物质的量为       。
（4）若混合物中Cu的物质的量为n mol，则n的取值范围为             。

氯气在生产生活中应用广泛。
（1）多余的氯气可用NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为                            。工业上也可用MnSO₄溶液吸收氯气，获得Mn₂O₃，Mn₂O₃广泛应用于电子工业、印染工业等领域。请写出该化学反应的离子方程式                                         。
（2）海底蕴藏着丰富的锰结核矿，其主要成分是MnO₂ 。1991年由Allen等人研究，用硫酸淋洗后使用不同的方法可制备纯净的MnO₂，其制备过程如下图所示：

①步骤I中，试剂甲必须具有的性质是          （填序号）。
A．氧化性        B．还原性        C．酸性   
②步骤Ⅲ中，以NaClO₃为氧化剂，当生成0.050 mol MnO₂时，消耗0.10 mol·L^-1的NaClO₃溶液200 mL ，该反应的离子方程式为                                           。
（3）用100 mL 12.0 mol·L^-1的浓盐酸与足量MnO₂混合后，加热，反应产生的氯气物质的量远远少于0.30 mol，请你分析可能的原因为                                           。

铁与HNO₃作用时，还原产物除与HNO₃浓度有关外，还与温度有关。已知铁与冷的稀HNO₃反应时，主要还原产物为NO气体；与热的稀HNO₃反应时，主要还原产物为N₂O气体；当HNO₃更稀时，其主要还原产物是NH₄⁺。现有铁与稀 HNO₃的作用，请分析下图，回答有关问题。假设曲线的各段内只有一种还原产物。

（1）0点到a点的还原产物是               。
（2）a点到b点的还原产物是         ，其原因可能是                      。
（3）试完成b点到c点的反应方程式：
□Fe+□HNO₃——□Fe( NO₃)₃+□[       ]+□H₂O
（4）反应过程中，到达      点时，HNO₃已完全反应。
（5）已知达到d点时反应结束，此时溶液中的主要阳离子是Fe²⁺，则c点和d点参加反应的铁的物质的量之比是              。

工业上通常用下列方法治理含氮化合物的污染。
（1）用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NO_x、碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。已知：
①N₂(g)+ O₂(g)＝2NO(g)   △H＝＋180.5 kJ/mol ②2C(s)+ O₂(g)＝2CO(g)     △H＝—221.0 kJ/mol
③C(s)+ O₂(g)＝CO₂(g)       △H＝—393. 5 kJ/mol
写出NO(g)与CO(g)催化转化成N₂(g)和CO₂(g)的热化学方程式                  。
（2）用NH₃还原NO_x生成N₂和H₂O。现有NO、NO₂的混合气3 L，可用同温同压下3.5 L的NH₃恰好使其完全转化为N₂，则原混合气体中NO和NO₂的物质的量之比为           。
（3）电化学降解治理水中硝酸盐污染。在酸性条件下，电化学降解NO的原理如图1，A为电源的    极，阴极反应式为                                。

（4）通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离。图2是某些金属氢氧化物在不同浓度和pH时的沉淀——溶解图像，图中直线上的点表示平衡状态。当溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol·L^-1时，认为该离子沉淀完全。
①Fe (OH)₃、Al(OH)₃、Cr(OH)₃三种物质的溶度积常数最大的是               ，
图中A、B、C三点中表示Fe(OH)₃的沉淀速率大于溶解速率的是              。
②由图可得Fe(OH)₂的溶度积的值为           。

某同学取一定量的Al、Fe混合物，与2.0L极稀的HNO₃充分反应，假设HNO₃的还原产物全部为铵盐。在反应后的溶液中，逐滴加入4mol·L^－1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积与产生的沉淀的物质的量的关系如图所示。分析图像回答问题：

（1）DE段发生反应的离子方程式为：_____________________________________ 。
（2）请写出任意一个Al、Fe与极稀HNO₃反应的化学方程式：_______________ 。
（3）B点对应的沉淀的物质的量为_______mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为______mL。
（4）原硝酸溶液的物质的量浓度为_______mol/L。

(12分)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。
（1）氢气是清洁燃料，其燃烧产物为________。
（2）NaBH₄是一种重要的储氢载体，能与水反应得到NaBO₂，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为__________________________________________，反应消耗1 mol NaBH₄时转移的电子数目为________。
（3）储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：                      

在某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，其起始浓度为a mol·L^－1，平衡时苯的浓度为b mol·L^－1，该反应的平衡常数K＝________。
（4）一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。

①导线中电子移动方向为________。(用A、D表示)
②生成目标产物的电极反应式为__________________。
③该储氢装置的电流效率η＝____________________。(，计算结果保留小数点后1位)

NaNO₂因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNO₂能发生如下反应：2NaNO₂＋4HI===2NO↑＋I₂＋2NaI＋2H₂O。
（1）上述反应中氧化剂是________。
（2）根据上述反应，鉴别NaNO₂和NaCl。可选用的物质有：①水、②碘化钾淀粉试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋，你认为必须选用的物质有________(填序号)。
（3）某厂废液中，含有2%～5%的NaNO₂，直接排放会造成污染，下列试剂能使NaNO₂转化为不引起二次污染的N₂的是________(填编号)。

A．NaCl

B．NH4Cl

C．HNO3

D．浓H2SO4

（4）若反应10Al＋6NaNO₃＋4NaOH===10NaAlO₂＋3N₂↑＋2H₂O转移5 mol e^－，则生成标准状况下N₂的体积为________L。

(13分)三氟化氮(NF₃)是一种无色，无味的气体，它是微电子工业技术的关键原料之一，三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF、NO和HNO₃，请根据要求回答下列问题：
（1）反应过程中，被氧化与被还原的元素原子的物质的量之比为__________．
（2）写出该反应的化学方程式____________________________________________．
若反应中生成0.2 mol HNO₃，转移的电子数目为________个．
（3） 三氟化氮可由氨气和氟气反应得到：4NH₃+3F₂=NF₃+3NH₄F ,据题意推测  NF₃、F₂、NO三种气体中，氧化性由弱到强的顺序为____________________
（4）NF₃是一种无色、无臭的气体，但一旦NF₃在空气中泄漏，还是易于发现．你判断该气体泄漏时的现象是___________________________________________________.
（5）一旦NF₃泄漏，可以用NaOH溶液喷淋的方法减少污染，其产物除NaNO₂、NaF、H₂O外，还肯定有____________________________(填化学式)．

已知几种离子的还原能力强弱顺序为I^－>Fe^2＋>Br^－，现有200 mL混合溶液中含FeI₂、FeBr₂各0.10 mol，向其中逐滴滴入氯水(假定Cl₂分子只与溶质离子反应，不考虑其他反应)
（1）若氯水中有0.15 mol Cl₂被还原，则所得溶液中含有的阴离子主要是________，剩余Fe^2＋的物质的量为________。
（2）若原溶液中Br^－有一半被氧化，共消耗Cl₂的物质的量为________，若最终所得溶液为400 mL，其中主要阳离子及其物质的量浓度为________。
（3）通过对上述反应的分析，试判断Cl₂、I₂、Fe^3＋、Br₂四种氧化剂的氧化能力由强到弱的顺序是________________________。
（4）上述反应若原溶液中溶质离子全部被氧化后，再滴入足量氯水，则I₂全部被Cl₂氧化成HIO₃(强酸)。试写出此反应的离子方程式：_________________；上述所有反应共消耗Cl₂________mol。