高中化学有关有机物分子式确定的计算填空题

催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。
⑴人们常用催化剂来选择反应进行的方向。如图所示为一定条件下1mol CH₃OH与O₂发生反应时，生成CO、CO₂或HCHO的能量变化图[反应物O₂(g)和生成物H₂O(g)略去]。

①在有催化剂作用下，CH₃OH与O₂反应主要生成     （填“CO、CO₂或HCHO”）。
②2HCHO(g)＋O₂(g)=2CO(g)＋2H₂O(g) △H=     。
③在稀硫酸催化下，HCHO可以通过反应生成分子式为C₃H₆O₃的环状三聚甲醛分子，其分子中同种原子的化学环境均相同。写出三聚甲醛的结构简式：     。
④甲醇制取甲醛可用Ag作催化剂，含有AgCl会影响Ag催化剂的活性，用氨水可以溶解除去其中的AgCl，写出该反应的离子方程式：     。
⑵一种以铜作催化剂脱硫有如下两个过程：
①在铜的作用下完成工业尾气中SO₂的部分催化氧化，所发生反应为：
2SO₂＋2n Cu＋(n＋1)O₂＋(2－2 n) H₂O="2n" CuSO₄＋(2－2n) H₂SO₄
从环境保护的角度看，催化脱硫的意义为     ；每吸收标准状况下11.2L SO₂，被SO₂还原的O₂的质量为     g。
②利用下图所示电化学装置吸收另一部分SO₂，并完成Cu的再生。写出装置内所发生反应的离子方程式     。

金属表面处理、皮革鞣制、印染等都可能造成铬污染。六价铬比三价铬毒性高，更易被人体吸收且在体内蓄积。
⑴工业上处理酸性含Cr₂O₇^2－废水的方法如下：
①向含Cr₂O₇^2－的酸性废水中加入FeSO₄溶液，使Cr₂O₇^2－全部转化为Cr^3＋。写出该反应的离子方程式：     。
②调节溶液的pH，使Cr^3＋完全沉淀。实验室粗略测定溶液pH的方法为     ；25℃，若调节溶液的pH=8，则溶液中残余Cr^3＋的物质的量浓度为     mol/L。（已知25℃时，Ksp[Cr(OH)₃]=6.3×10^－31）
⑵铬元素总浓度的测定：准确移取25.00mL含Cr₂O₇^2－和Cr^3＋的酸性废水，向其中加入足量的(NH₄)₂S₂O₈溶液将Cr^3＋氧化成Cr₂O₇^2－，煮沸除去过量的(NH₄)₂S₂O₈；向上述溶液中加入过量的KI溶液，充分反应后，以淀粉为指示剂，向其中滴加0.015mol/L的Na₂S₂O₃标准溶液，终点时消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL。
计算废水中铬元素总浓度（单位：mg·L^－1，写出计算过程）。
已知测定过程中发生的反应如下：
①2Cr^3＋＋3S₂O₈^2－＋7H₂O =Cr₂O₇^2－＋6SO₄^2－＋14H^＋
②Cr₂O₇^2－＋6I^－＋14H^＋=2Cr^3＋＋3I₂＋7H₂O
③I₂＋2S₂O₃^2－=2I^－＋S₄O₆^2－

氮氧化物是大气污染物之一，消除氮氧化物的方法有多种。

（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：
①CH₄ (g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g）  △H ＝－574 kJ/mol
②CH₄(g)＋4NO(g）＝ 2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g） △H ＝－1160 kJ/mol
则CH₄ 将NO₂ 还原为N₂ 的热化学方程式为：                        。
（2）利用NH₃催化还原氮氧化物（SCR技术)。该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。 反应的化学方程式为:为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是                                  （写出1条即可）。
（3）利用ClO₂氧化氮氧化物。其转化流程如下:  NONO₂N₂。已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ ClO₂ + H₂O ＝NO₂ + HNO₃ + HCl，则反应Ⅱ的化学方程式是              ；若生成11.2 L N₂（标准状况），则消耗ClO₂          g 。
（4）用活性炭还原法处理氮氧化物．有关反应为：C（s）+2NO（g）N₂ （g）+CO₂ （g）△H．某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T₁℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度/mol•L^-1/ 时间/min	NO	N2	CO2
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017
50	0.032	0.034	0.017

 
①T₁℃时，该反应的平衡常数K=           （保留两位小数）．②30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是               ．③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为5：3：3，则该反应的△H    0（填“＞”、“=”或“＜”）．

硫酸的工业制备是一个重要的化工生产过程，但在生产过程中会产生大量污染，需要在生产工艺中考虑到绿色工艺。
I尾气的吸收和综合利用。
以工业制硫酸的尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氯铵和KCI为原料可以合成硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：

（1）反应III中氧化剂与还原剂的物质的量之比为            。
（2）反应Ⅳ的化学方程式为                      。
（3）反应V在25℃、40%的乙二醇溶液中进行，该反应能顺利进行的原因为           。
Ⅱ催化剂的回收利用。
SO₂的催化氧化所使用的催化剂为V₂O₅，实际生产中，催化剂在使用一段时间后，会含有V₂O₅、VOSO₄和SiO₂等，其中VOSO₄。能溶于水。回收V₂O₅，的主要流程如下：

（4）若反萃取使用的硫酸用量过大，进一步处理时会增加____       的用量。
（5）浸取还原过程的产物之一是VOSO₄，反应的化学方程式为                  。
氧化过程的化学方程式为KClO₃+6VOSO₄+3H₂SO₄= 2(VO)₂(SO₄)₃+KCl+3H₂O；若两步所用试剂Na₂SO₃与KC1O₃的物质的量之比为12：7，则该催化剂中V₂O₅、VOSO₄的物质的量之比为               。

物质在水溶液中有不同的行为。按要求回答下列问题：
（1）Na₂SO₃溶液显碱性，其原因是______________________________(用离子方程式表示)，该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______________________。
（2）室温下向10mL氨水溶液中加水稀释后，下列量增大的有__________(填编号，下同)，减小的有___________，不变的有____________。
a．溶液中离子浓度         b．氨水的电离程度
c．水的离子积常数          d．c(H⁺)/ c(NH₃·H₂O)
（3）亚氯酸钠（NaClO₂）是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。NaClO₂变质可分解为NaClO₃和NaCl。取等质量已变质和未变质的NaClO₂试样均配成溶液，分别与足量FeSO₄溶液反应时，消耗Fe²⁺的物质的量               （填“相同”或“不相同”），其原因是                                   。

化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

（1）催化反硝化法中，H₂能将NO₃^-还原为N₂。25℃时，反应进行10 min，溶液的pH由7变为12。
①N₂的结构式为________。
②上述反应离子方程式为____________________，其平均反应速率v（NO₃^-）为________mol·L^－1·min^－1。
③还原过程中可生成中间产物NO₂^-，写出3种促进NO₂^-水解的方法________。
（2）电化学降解NO₃^-的原理如图所示。
①电源正极为________（填“A”或“B”），阴极反应式为______________。
②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（Δm_左－Δm_右）为________g。

氮氧化物是大气污染物之一，消除氮氧化物的方法有多种。

（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：
CH₄ (g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)   △H ＝－574 kJ/mol
CH₄(g)＋4NO(g) ＝ 2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)  △H ＝－1160 kJ/mol
则CH₄ 将NO₂ 还原为N₂ 的热化学方程式为                               。       
（2）利用NH₃催化还原氮氧化物（SCR技术)。该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。 反应的化学方程式为：2NH₃(g)＋NO(g)＋NO₂(g)   2N₂(g)＋3H₂O(g)　ΔH < 0
为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是                 （写出1条即可）。
（3）利用ClO₂氧化氮氧化物。其转化流程如下：
NONO₂N₂
已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ ClO₂ + H₂O ＝ NO₂ + HNO₃ + HCl，则反应Ⅱ的化学方程式是                ；若生成11.2 L N₂（标准状况），则消耗ClO₂          g 。
（4）利用CO催化还原氮氧化物也可以达到消除污染的目的。
已知质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。如图是反应2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g)+ N₂(g) 中NO的浓度随温度(T)、等质量催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。据此判断该反应的△H     0 (填“＞”、“＜”或“无法确定”)；催化剂表面积S₁     S₂ (填“＞”、“＜”或“无法确定”)。

某混合溶液中可能含有的离子如下表所示:

可能大量含有的阳离子	H^+、Ag^+、Mg^2+、Al^3+、NH4^+、Fe^3+
可能大量含有的阴离子	Cl^-、Br^-、I^-、CO3^2^—、AlO2^—

 
为探究其成分,进行了以下探究实验。
(1)探究一:
甲同学取一定量的混合溶液,向其中逐滴加入氢氧化钠溶液,产生沉淀的物质的量(n)与加入氢氧化钠溶液的体积(V)的关系如图所示。

①该溶液中一定不存在的阳离子是　                    , 
一定不存在的阴离子是　　　　　　　　;含有的阳离子其对应物质的量浓度之比为　       ; 
②请写出沉淀减少过程中发生反应的离子方程式                。 
(2)探究二:
乙同学检测到该溶液中含有大量的Cl^-、Br^-、I^-,若向1 L该混合溶液中通入一定量的Cl₂,溶液中Cl^-、Br^-、I^-的物质的量与通入Cl₂的体积(标准状况)的关系如下表所示,分析后回答下列问题:

Cl2的体积(标准状况)	11.2 L	22.4 L	28.0 L
n(Cl^-)	2.5 mol	3.5 mol	4.0 mol
n(Br^-)	3.0 mol	2.5 mol	2.0 mol
n(I^-)	x mol	0	0

 
①当起始至通入Cl₂的体积为22.4 L时,溶液中发生反应总的离子方程式为　                       ; 
②原溶液中Cl^-、Br^-、I^-的物质的量浓度之比为　                           。 

电镀厂镀铜废水中含有CN^－和Cr₂O₇^2-，需要处理达标后才能排放。该厂拟定下列流程进行废水处理：

回答下列问题：
（1）上述处理废水流程中主要使用的方法是________。
（2）②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为______________________________
__________________________________。
（3）步骤③中，每处理0.4 mol Cr₂O₇^2-时转移电子2.4 mol，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
（4）取少量待测水样于试管中，加入NaOH溶液，观察到有蓝色沉淀生成，再加Na₂S溶液，蓝色沉淀转化成黑色沉淀，请使用化学用语和文字解释产生该现象的原因：
________________________________________________________________________。
（5）目前处理酸性Cr₂O₇^2-废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO₄·7H₂O，将Cr₂O₇^2-还原成Cr^3＋，调节pH，Fe、Cr转化成相当于Fe^Ⅱ[FeCr]O₄(铁氧磁体，罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1 mol Cr₂O₇^2-，需加入a mol FeSO₄·7H₂O，下列结论正确的是________。

A．x＝0.5，a＝8	B．x＝0.5，a＝10
C．x＝1.5，a＝8	D．x＝1.5，a＝10

硫酸钠－过氧化氢加合物(xNa₂SO₄·yH₂O₂·zH₂O)的组成可通过下列实验测定：①准确称取1.770 0 g样品，配制成100.00 mL溶液A。②准确量取25.00 mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.5825 g。③准确量取25.00 mL溶液A，加适量稀硫酸酸化后，用0.020 00 mol·L^－1KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液25.00 mL。H₂O₂与KMnO₄反应的离子方程式如下：2MnO₄^—＋5H₂O₂＋6H^＋=2Mn^2＋＋8H₂O＋5O₂↑
(1)已知室温下BaSO₄的K_sp＝1.1×10^－10，欲使溶液中c(SO₄^2—)≤1.0×10^－6 mol·L^－1，应保持溶液中c(Ba^2＋)≥________mol·L^－1。
(2)上述滴定若不加稀硫酸酸化，MnO₄^—被还原为MnO₂，其离子方程式为______________。
(3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。

为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,甲同学设计的实验方案如下:

请回答:
(1)操作①用到的玻璃仪器有                            。
(2)写出反应①的化学方程式:                            ,反应②的离子反应方程式:                               。
(3)设计实验方案,检测滤液D中含有的金属离子(试剂自选)                         。
(4)在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体是一种绿色化学工艺,试剂Y为无色液体,反应④的总化学方程式是                                                       。
(5)乙同学在甲同学方案的基础上提出用滤渣B来制备FeCl₃·6H₂O晶体,在滤渣中滴加盐酸时,发现反应速率比同浓度盐酸与纯铁粉反应要快,其原因是                                                               。
将所得氯化铁溶液用加热浓缩、降温结晶法制得FeCl₃·6H₂O 晶体,而不用直接蒸发结晶的方法来制得晶体的理由是                                                   。
(6)将滤渣B的均匀混合物平均分成四等份,分别加入同浓度的稀硝酸,充分反应后,在标准状况下生成NO的体积与剩余金属的质量见下表(设硝酸的还原产物只有NO)。

实验编号	①	②	③	④
稀硝酸体积(mL)	100	200	300	400
剩余金属质量(g)	9.0	4.8	0	0
NO体积(L)	1.12	2.24	3.36	V

 
则硝酸的浓度为       ;③中溶解铜的质量为       ;④中V=       。

A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素,其中仅含有一种金属元素,A和D最外层电子数相同;B、C和E在周期表中相邻,且C、E同主族。B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数,A和C可形成两种常见的液态化合物。 请回答下列问题:
(1)B的原子结构示意图         。
(2)C、D、E三种原子对应的离子半径由大到小的顺序是           (填具体离子);由A、B、C三种元素按4∶2∶3组成的化合物所含的化学键类型为                      。
(3)用某种废弃的金属易拉罐与A、C、D组成的化合物溶液反应,该反应的离子方程式为:                      。
(4)在100 mL 18 mol/L的浓的A、C、E组成的酸溶液中加入过量的铜片,加热使之充分反应, 产生的气体在标准状况下的体积可能是   (填序号);
a.7.32 L       b.6.72 L        c.20.16 L      d.30.24 L
若使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可向其中加入硝酸钠,反应的离子方程式为:                  。
(5)A、C两元素的单质与熔融K₂CO₃组成的燃料电池,其负极反应式为                 ,用该电池电解1 L 1 mol/L NaCl溶液当消耗标准状况下1.12 L H₂时,NaCl溶液的pH=  (假设电解过程中溶液的体积不变)。

Ⅰ.磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。
（1）磷元素的原子结构示意图是                       。 
（2）磷酸钙与焦炭、石英砂混合,在电炉中加热到1 500 ℃生成白磷,反应为:
2Ca₃（PO₄）₂+6SiO₂6CaSiO₃+P₄O₁₀
10C+P₄O₁₀P₄+10CO
每生成1 mol P₄时,就有   mol电子发生转移。 
（3）硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）是常用的还原剂。在维生素C（化学式C₆H₈O₆）的水溶液中加入过量I₂溶液,使维生素C完全氧化,剩余的I₂用Na₂S₂O₃溶液滴定,可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应为:
C₆H₈O₆+I₂C₆H₆O₆+2H⁺+2I^-
2S₂+I₂S₄+2I^-
在一定体积的某维生素C溶液中加入a mol/L I₂溶液V₁ mL,充分反应后,用Na₂S₂O₃溶液滴定剩余的I₂,消耗b mol/L Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。该溶液中维生素C的物质的量是   mol。
（4）在酸性溶液中,碘酸钾（KIO₃）和亚硫酸钠可发生如下反应:
2I+5S+2H⁺I₂+5S+H₂O
生成的碘可以用淀粉溶液检验,根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
某同学设计实验如下表所示:

	0.01 mol/LKIO3酸性溶液（含淀粉）的体积/mL	0.01 mol/LNa2SO3溶液的体积/mL	H2O的体积/mL	实验温度/℃	溶液出现蓝色时所需时间/s
实验1	5	V1	35	25
实验2	5	5	40	25
实验3	5	5	V2	0

 
该实验的目的是                             ;表中V₂=   mL。
Ⅱ.稀土元素是宝贵的战略资源,我国的蕴藏量居世界首位。
（5）铈（Ce）是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl₃易发生水解,无水CeCl₃可用加热CeCl₃·6H₂O和NH₄Cl固体混合物的方法来制备。其中,NH₄Cl的作用是      。
（6）在某强酸性混合稀土溶液中加入H₂O₂,调节pH≈3,Ce³⁺通过下列反应形成Ce（OH）₄沉淀得以分离。完成反应的离子方程式:
Ce³⁺+H₂O₂+H₂OCe（OH）₄↓+                         。

铜是生物体必需的微量元素，也是人类最早使用的金属之一。铜的生产和使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响。
（1）写出铜与稀硝酸反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（2）为了保护环境和节约资源，通常先用H₂O₂和稀硫酸的混合溶液溶出废旧印刷电路板中的铜，最终实现铜的回收利用。写出溶出铜的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（3）工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu₂O＋Cu₂S6Cu＋SO₂↑，该反应的氧化剂是______________；当生成19.2 g Cu时，反应中转移的电子为__________mol。
（4）铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生锈，铜锈的主要成分为Cu₂（OH）₂CO₃（碱式碳酸铜）。试写出上述过程中负极的电极反应式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（5）研究性学习小组用“间接碘量法”测定某试样CuSO₄·5H₂O（不含能与I^－反应的氧化性杂质）的含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取25.00 mL，滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成。写出该反应的离子方程式：___________________________。继续滴加KI溶液至沉淀不再产生，溶液中的I₂用硫代硫酸钠标准溶液滴定，发生反应的化学方程式为I₂＋2Na₂S₂O₃=2NaI＋Na₂S₄O₆，平均消耗c  mol/L的Na₂S₂O₃溶液V mL。则试样中CuSO₄·5H₂O的质量分数为______________。

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＋H₂O电解,Cu₂O＋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________。