高中化学有关有机物分子式确定的计算填空题

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。

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。

ClO₂气体是一种常用的消毒剂，我国从2 000年起逐步用ClO₂代替氯气对饮用水进行消毒。
（1）消毒水时，ClO₂还可将水中的Fe^2＋、Mn^2＋等转化成Fe(OH)₃和MnO₂等难溶物除去，在这个过程中，Fe^2＋、Mn^2＋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，请完成该化学反应方程式：
2KClO₃＋SO₂===2ClO₂＋__________。
（3）自来水厂用ClO₂处理后的水中，要求ClO₂的浓度在0．1～0．8 mg·L^－1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，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。
Ⅱ．加入一定量的Na₂S₂O₃溶液。(已知：2S₂O＋I₂===S₄O＋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1．0 L，在操作Ⅱ时消耗了1．0×10^－3 mol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液10 mL，则水样中ClO₂的浓度是________mg·L^－1。

(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)．

葡萄酒常用Na₂S₂O₅做抗氧化剂。
（1）1.90g Na₂S₂O₅最多能还原        mLO₂(标准状况)。
（2）0.5mol Na₂S₂O₅溶解于水配成1L溶液，该溶液pH=4.5。溶液中部分微粒浓度随溶液酸碱性变化如图所示。

写出Na₂S₂O₅溶解于水的化学方程式         ；当溶液pH小于1后，溶液中H₂SO₃的浓度变小，其原因可能是                                     。
已知：K_sp[BaSO₄]＝1×10^－10，K_sp[BaSO₃]＝5×10^－7。把部分被空气氧化的该溶液pH调为10，向溶液中滴加BaCl₂使SO₄^2－沉淀完全[c(SO₄^2－)≤1×10^－5mol·L^－1]，此时溶液中c(SO₃^2－)≤       mol·L^-1。
（3）葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量测定（已知:SO₂＋I₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HI）：准确量取100.00mL葡萄酒样品，加酸蒸馏出抗氧化剂成分。取馏分于锥形瓶中，滴加少量淀粉溶液，用物质的量浓度为0.0225mol·L^-1标准I₂溶液滴定至终点，消耗标准I₂溶液16.02mL。重复以上操作，消耗标准I₂溶液15.98mL。计算葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量 (单位：mg·L^－1，以SO₂计算，请给出计算过程。)

(6分)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强更易被人体吸收且在体内蓄积。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Cr³⁺。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。25℃时，若调节溶液的pH＝8，则溶液中残余的Cr^3＋的物质的量浓度为            mol·L^－1（已知25℃时，Ksp[Cr（OH）₃]=6．3×10^－31）。
（3）铬元素总浓度的测定：准确移取25．00 mL含Cr₂O₇^2-和Cr³⁺的酸性废水，向其中加入足量的(NH₄)₂S₂O₈溶液将Cr³⁺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0．015 mol·L^－1的Na₂ S₂O₃标准溶液，终点时消耗Na₂ S₂O₃溶液20．00 ml。计算废水中铬元素总浓度  mg·L^－l
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－

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________。

(18分)高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：

（1）反应①应在温度较低的情况下进行。因在温度较高时KOH 与Cl₂反应生成的是KClO₃。写出在温度较高时KOH与Cl₂反应的化学方程式                           ，当反应中转移5 mol电子时，消耗的氯气是         mol。
（2）在反应液I中加入KOH固体的目的是         （填编号）。

A．与反应液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO

B．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率

C．为下一步反应提供碱性的环境

D．使KClO3转化为 KClO

（3）从溶液II中分离出K₂FeO₄后，还会有副产品KNO₃、KCl，则反应③中发生的离子反应方程式为                                          。
（4）如何判断K₂FeO₄晶体已经洗涤干净                               。
（5）高铁酸钾(K₂FeO₄)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，其离子反应是：    FeO₄²¯ +    H₂O =      Fe(OH)₃(胶体) +     O₂↑ +        
完成并配平上述反应的离子方程式。

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

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。

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              。

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             。

（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）。