高中化学有关有机物分子式确定的计算填空题

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效、多功能水处理剂。如图是以铁屑为原料制备K₂FeO₄的工艺流程图：

请回答下列问题：
（1）氯气与铁屑反应生成FeCl₃的条件是                  ，其生成物氯化铁也可作净水剂，其净水原理为                          。
（2）流程图中的吸收剂X 为                 （选填字母代号）。
a．NaOH 溶液          b．Fe 粉
c．FeSO₄溶液         d．FeCl₂溶液
（3）氯气与NaOH 溶液反应生成氧化剂Y 的离子方程式为                。
（4）反应④的化学方程式为             ，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为              。
（5）K₂FeO₄的净水原理是，该反应生成具有吸附性的Fe（OH）₃。用上述方法制备的粗K₂FeO₄需要提纯，可采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，洗涤剂可选用稀KOH 溶液，原因是                。
（6）测定制备的粗K₂FeO₄的纯度可用滴定法，滴定时有关反应的离子方程式为：

现称取1．98 g 粗K₂FeO₄样品溶于适量KOH 溶液中，加入稍过量的KCrO₂，充分反应后过滤，滤液在250 mL 容量瓶中定容。每次取25．00 mL 加入稀硫酸酸化，用0．100 0 mol·L-1的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18．93 mL。则上述样品中K₂FeO₄的质量分数为      。

(10分）碳酸铈[Ce₂(CO₃）₃]为白色粉末，难溶于水，主要用作生产铈的中间化合物。它可由氟碳酸铈精矿经如下流程。

（1）氟碳酸铈的化学式为为CeFCO₃，该化合物中，Ce的化合价为              。
（2）氧化焙烧生成的铈化合物为二氧化铈(CeO₂），其在酸浸时发生反应的离子方程式为            。
（3）试剂X是                 。
（4）若试剂X改为氢氧化钠溶液，则反应生成难溶物—一氢氧化铈(Ⅲ），其暴露于空气中时变成紫色，最终变成黄色的氢氧化高铈(Ⅳ）。氢氧化铈在空气中被氧化成氢氧化高铈的化学方程式为                。
（5）取(4）中得到的Ce(OH）₄产品（质量分数为97%）1.00 g，加硫酸溶解后，用0.1000mol·L^-1的FeSO₄溶液滴定至终点（铈被还原成Ce³⁺），则需要滴加标准溶液的体积为          mL。

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____________________________ ____________________

 

磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca₃(PO₄)₂等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
（1）白磷(P₄)可由Ca₃(PO₄)₂、焦炭和SiO₂在电炉中高温(～1550℃)下通过下面三个反应共熔得到。
①4Ca₃(PO₄)₂(s)+10C(s)＝12CaO(s)+2P₄(s)+10CO₂(g）ΔH₁=＋Q₁kJ·mol^-1
②CaO(s)+SiO₂(s)＝CaSiO₃(s） ΔH₂=－Q₂ kJ·mol^-1
③CO₂ (g)＋C(s)＝2CO(g)    ΔH₃=＋Q₃kJ·mol^-1
已知：CaSiO₃的熔点(1546℃)比SiO₂低。
写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式____________。
（2）白磷在热的浓氢氧化钾溶液中歧化得到一种次磷酸盐(KH₂PO₂)和一种气体         （写化学式）。
（3）磷的重要化合物NaH₂PO₄可通过H₃PO₄与NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH₂PO₄，通常将pH控制在         之间(已知磷酸的各级电离常数为：K₁ = 7.1×10⁻³   K₂ = 6.3×10⁻⁸    K₃ =4.2×10⁻¹³  lg7.1≈0.9  lg6.3≈0.8  lg4.2≈0.6) 。Na₂HPO₄溶液显碱性，若向其溶液中加入足量的CaCl₂溶液，溶液则显酸性，其原因是                 (用离子方程式表示)。
（4）白磷中毒后可用CuSO₄溶液解毒，解毒原理可用下列化学方程式表示：
11P ₄+60CuSO₄+96H₂O= 20Cu₃P+24H₃PO₄+60H₂SO₄
60molCuSO₄能氧化白磷的物质的量是          。

【改编】(17分)合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实。
（1）已知N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) H=-92．2kJ·mol^-1。在一定条件下反应时，当电子转移3mol时，放出的热量为            。
（2）合成氨混合体系在平衡状态时NH₃的百分含量与温度的关系如下图所示。由图可知：

①温度T₁、T₂时的平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁     K₂(填“>”或“<”)。若在恒温、恒压条件下，向平衡体系中通入氦气，氮气的平衡转化率      (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②T₂温度时，在1L的密闭容器中加入2.1mol N₂、l.5molH₂，经10min达到平衡，则v（NH₃）=         。达到平衡后，如果再向该容器内通入N₂、H₂、NH₃各0.4mol，则V_正      V_逆(填“>”或“<”或“=”)。
（3）工业上用CO₂和NH₃反应生成尿素：CO₂(g)+2NH₃(g)H₂O（1）+CO(NH₂)₂（1）△H，在一定压强下测得如下数据：

①该反应破坏旧化学键吸收的能量    形成新化学键放出的能量，表中数据a   d，b   f(均选填“>”、“=”或“<”)。
②从尿素合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO₂、NH₃，应如何处理             。

次磷酸(H₃PO₂)是一种精细化工产品，是一元中强酸，具有较强还原性。回答下列问题：
（1）H₃PO₂及NaH₂PO₂均可将溶液中的Ag⁺还原为Ag，从而可用于化学镀银。
①在H₃PO₂中，磷元素的化合价为        ；在酸性环境中，利用(H₃PO₂)进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4︰1，则氧化产物为：          (填化学式)。
②NaH₂PO₂是         （填“正盐”还是“酸式盐”），其溶液中离子浓度由大到小的顺序应为        
③0.2 mol·L^－1 H₃PO₂溶液与0.2mol·L^－1NaOH溶液等体积混合后所得溶液中：
c(H₂PO₂^-)＋c(OH^－)－c(H⁺)＝       mol·L^－1。（溶液体积变化忽略不计）
（2）次磷酸（H₃PO₂）可以通过电解的方法制备。工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：

①写出阳极的电极反应式        
②分析产品室可得到H₃PO₂的原因                     （用离子方程式表示）

常温下钛的化学活性很小，在较高温度下可与多种物质反应。工业上由金红石（含TiO₂大于96％）为原料生产钛的流程如下：

（1）TiCl₄遇水强烈水解，写出其水解的化学方程式                   。
（2）①若液氯泄漏后遇到苯，在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快，原因是           。
②Cl₂含量检测仪工作原理如下图，则Cl₂在Pt电极放电的电极反应式为       。

③实验室也可用KClO₃和浓盐酸制取Cl₂，方程式为：KClO₃ + 6HCl(浓) =" KCl" + 3Cl₂↑+ 3H₂O。
当生成6.72LCl₂（标准状况下）时，转移的电子的物质的量为     mol。
（3）一定条件下CO可以发生如下反应：4H₂(g)+2CO(g) CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)  △H。
①该反应的平衡常数表达式为K=             。
②将合成气以n(H₂)/n(CO)=2通入1 L的反应器中，CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示，下列判断正确的是           （填序号）。

a．△H <0
b．P₁<P₂<P₃
c．若在P₃和316℃时，起始时n(H₂)/n(CO)=3，则达到平衡时，CO转化率小于50％
③采用一种新型的催化剂（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H₂制备二甲醚（简称DME）。观察下图回答问题。

催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为           时最有利于二甲醚的合成。

(15分)能源、环境与人类生活和社会发展密切相关，研究它们的综合利用有重要意义。
（1）氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下：
①反应Ⅰ为：NO＋O₃＝NO₂＋O₂，生成11.2 L O₂(标准状况)时，转移电子的物质的量是    mol。
②反应Ⅱ中，当n(NO₂)∶n[CO(NH₂)₂]＝3∶2时，反应的化学方程式是         。
（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO₂(g)＋SO₂(g)SO₃(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1已知：2SO2(g)＋O₂(g)2SO₃(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1写出NO和O₂反应生成NO₂的热化学方程式       。
（3）某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO₃，装置如下图，电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是     。

（4）将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：2CO₂(g)+6H₂(g)CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g)；
①该反应平衡常数表达式为K＝             。
②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如图所示。该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“＝”)0。

（5）合成气CO和H₂在一定条件下能发生如下反应：CO(g) +2H₂(g)CH₃OH(g) △H<0。在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H₂，三个容器的反应温度分别为T₁、T₂、T₃且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示，此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是           ；若三个容器内的反应都达到化学平衡时，CO转化率最大的反应温度是       。

海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5~8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表：

成分	Na^+	K^+	Ca^2+	Mg^2+	Cl^－	SO4^2^－	HCO3^－
含量/mg∙L^－1	9360	83	160	1100	16000	1200	118

（1）海水显弱碱性的原因是（用离子方程式表示）：            ，该海水中Ca²⁺的物质的量浓度为__________mol/L 。
（2）电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图所示。其中阴（阳）离子交换膜只允许阴（阳）离子通过，电极均为惰性电极。

① 开始时阳极的电极反应式为                。
② 电解一段时间，    极（填“阴”或“阳”）会产生水垢，其成份为     （填化学式）。
③ 淡水的出口为a、b、c中的__________出口。
（3）海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料，如LiFePO₄电池某电极的工作原理如图所示：

该电池电解质为能传导 Li⁺的固体材料。
上面左图中的小黑点表示     （填粒子符号），充电时该电极反应式为       。
（4）利用海洋资源可获得MnO₂ 。MnO₂可用来制备高锰酸钾：将MnO₂与KOH混合后在空气中加热熔融，得到绿色的锰酸钾（K₂MnO₄），再利用氯气将锰酸钾氧化成高锰酸钾。该制备过程中消耗相同条件下氯气和空气的体积比为         （空气中氧气的体积分数按20%计）。

关于金属的冶炼和应用，有以下一些问题，请按要求回答问题。
（1）工业制备铝一般是通过铝土矿制得纯净的Al₂O₃，然后电解Al₂O₃/Na₃AlF₆得到铝。也可用电解NaCl—KCl—AlCl₃共熔体方法制铝，且比电解Al₂O₃/Na₃AlF₆制铝节省电能约30%，但现在仍用前一种方法制铝，其原因可能是（       ）（填序号）
A．AlCl₃是共价化合物，其熔融体不导电
B．电解AlCl₃生成的Cl₂会污染大气
C．自然界不存在富含AlCl₃的矿石，故此方法所用流程较繁琐
D．生产无水AlCl₃较困难，此方法总成本比另一种方法高
（2）把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（      ）（填序号）
A．1∶2∶3        B．3∶2∶1        C．6∶3∶1          D．6∶3∶2
（3）航母螺旋桨主要用铜合金制造。为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合下图的信息推断该合金中除铜外一定含有                （填化学式）。

（4）1.92 g铜和一定量的浓硝酸反应，随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当Cu全部反应时，共收集到标准状况下气体1.12 L（无N₂O₄），则反应中消耗HNO₃的物质的量是               。

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                               ．

镁是海水中含量较多的金属，镁合金及其镁的化合物用途非常广泛。
（1）Mg₂Ni是一种储氢合金，已知：
Mg（s）+H₂（g）=MgH₂（S）   △H₁="-" 74．5kJ·mol^-1
Mg₂Ni（s）+2H₂（g）=Mg₂NiH₄（s）   △H₂="-" 64．4kJ·mol^-l
则：Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）=2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）的△H₃=          ．
（2）某科研小组用水氯镁石（主要成分为MgCl₂·6H₂O）制备金属镁工艺的关键流程如下：

科研小组将MgCl₂·6H₂O在氩气气氛中进行热重分析，结果如下图（TG表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）。

①图中AB线段为“一段脱水”，试确定B点对应固体物质的化学式____             ；图中BC线段为“二段脱水”，在实验中通入H₂和Cl₂燃烧产物的目的是               。
②该工艺中，可以循环使用的物质有___          。
（3）CH₃MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价是                ，该化合物水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，请写出该反应的化学方程式                  。
（4）储氢材料Mg（AIH₄）₂在110～200℃的反应为：Mg（AIH₄）₂＝MgH₂+2Al+3H₂↑；每转移3 mol电子生成Al的质量为____           。
（5）“镁_一次氯酸盐”燃料电池的装置如右图所示，该电池的正极反应式为               。

Ⅰ.铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：

回答下列有关问题：
（1）Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO₄。若用反应所得的酸性溶液，实现上述①的转化，要求产物纯净。可选用的试剂是         （选填序号）；
a．Cl₂          b．Fe          c．HNO₃        d．H₂O₂
（2）上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂，其中有一主要反应：CuFeS₂+4Fe³⁺=Cu²⁺+5Fe²⁺+2S。
则下列说法正确的是                 （选填序号）；
a．从物质分类的角度看，黄铜矿属于合金
b．反应中，所有铁元素均被还原
c．反应中，CuFeS₂既作氧化剂又作还原剂
d．当转移1mol电子时，有46 g CuFeS₂参加反应
（3）下述反应中，若FeSO₄和O₂的系数比为2:1，试配平下列方程式：

（4）高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效的绿色水处理剂，在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_______、_________。
Ⅱ.在100℃时，将0.100 mol的四氧化二氮气体充入1 L恒容抽真空的密闭容器中，发生反应：N₂O₄2NO₂，隔一定时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据：

时间(s)	0	20	40	60	80
c(N2O4)/mol/L	0.100	c1	0.050	c3	c4
c(NO2)/mol/L	0.000	0.060	c2	0.120	0.120

（1）该反应的平衡常数表达式为__________；从表中数据分析：c₁___c₂；(填“＞”、“＜”或“＝”)．
（2）在下图中画出并标明此反应中N₂O₄和NO₂的浓度随时间变化的曲线．

（3）在上述条件下，从反应开始至达到化学平衡时，N₂O₄的平均反应速率为________mol/(L·s)．
（4）达平衡后下列条件的改变可使NO₂气体浓度增大的是________．
A．增大容器的容积             B．再充入一定量的N₂O₄
C．分离出一定量的NO₂          D．再充入一定量的He
（5）若起始时充入NO₂气体0.080 mol，则达到平衡时NO₂气体的转化率为________．

酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下

（1）步骤①中Cu₂(OH)₂CO₃发生反应的化学方程式为                。
（2）在步骤③发生的反应中，1mol MnO₂转移2mol 电子，该反应的离子方程式为      。
（3）该小组为测定黄铵铁矾的组成，进行了如下实验：
a．称取4.800 g样品，加盐酸完全溶解后，配成100.00 mL溶液A；
b．量取25.00 mL溶液A，加入足量的KI，用0.2500 mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液进行滴定
（反应方程式为I₂＋2Na₂S₂O₃＝2NaI＋Na₂S₄O₆），消耗30.00 mLNa₂S₂O₃溶液至终点。
c．量取25.00 mL溶液A，加入足量的NaOH溶液充分反应后，过滤、洗涤、灼烧得红色粉末0.600g。
d．另取25.00 mL溶液A，加足量BaCl₂溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥得沉淀1.165 g。
①用Na₂S₂O₃溶液进行滴定时，滴定到终点的颜色变化为                   。
②通过计算确定黄铵铁矾的化学式（写出计算过程）。

(16分)某工厂对工业生产钛白粉产生的废液进行综合利用，废液中含有大量FeSO₄、H₂SO₄和少量Fe₂(SO₄)₃、TiOSO₄，可用于生产颜料铁红和补血剂乳酸亚铁。其生产工艺流程如下：

已知：
①TiOSO₄可溶于水，在水中可以电离为TiO²⁺和SO₄^2-：
②)TiOSO₄水解的反应为：TiOSO₄+(x+1)H₂O=TiO₂∙xH₂O↓+H₂SO₄
请回答：
（1）步骤①所得滤渣的主要成分为__________________。
（2）步骤③硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比_______。
（3）步骤④需控制反应温度低于35℃，其目的是___________________。
（4）步骤④反应的离子方程式是______________________。
（5）已知：FeCO₃(s) Fe²⁺(aq)+CO₃^2-(aq)，试用平衡移动原理解释步骤⑤生成乳酸亚铁的原因__________。
（6）溶液B常被用于电解生产(NH₄)₂S₂O₈(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为_____________________________________。
（7）Fe³⁺对H₂O₂的分解具有催化作用。利用下图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置(连通的A、B瓶中已充有NO₂气体)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_________(填“深”或“浅”)，其原因是______________。