高中化学解答题

CdSnAs₂是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：

（1）Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl₂反应生成SnCl₄．常温常压下SnCl₄为无色液体，SnCl₄空间构型为　 　，其固体的晶体类型为　 　。

（2）NH₃、PH₃、AsH₃的沸点由高到低的顺序为　 　 （ 填化学式，下同），还原性由强到弱的顺序为　 　，键角由大到小的顺序为　　。

（3）含有多个配位原子的配体与同一中心离子（或原子）通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd²⁺配合物的结构如图所示，1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有　　 mol，该螯合物中N的杂化方式有　　种。

（4）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs₂的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。

坐标 原子	x	y	z
Cd	0	0	0
Sn	0	0	0.5
As	0.25	0.25	0.125

一个晶胞中有　　 个Sn，找出距离Cd（0，0，0）最近的Sn　　（ 用分数坐标表示）。CdSnAs₂晶体中与单个Sn键合的As有　　个。

用软锰矿（主要成分为MnO₂，含少量Fe₃O₄、Al₂O₃ ）和BaS制备高纯MnCO₃的工艺流程如图：

已知：MnO₂是一种两性氧化物； 25℃时相关物质的K_sp见下表。

物质	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Al（OH）3	Mn（OH）2
Ksp	1×10^﹣^16.3	1×10^﹣^38.6	1×10^﹣^32.3	1×10^﹣^12.7

回答下列问题：

（1）软锰矿预先粉碎的目的是　　，MnO₂ 与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为　　。

（2）保持BaS投料量不变，随MnO₂与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba（OH）₂的量达到最大值后会减小，减小的原因是　　。

（3）滤液Ⅰ可循环使用，应当将其导入到　　操作中 （填操作单元的名称）。

（4）净化时需先加入的试剂X为　　（填化学式），再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为　　（当溶液中某离子浓度c≤1.0×10^﹣5mol•L^﹣1时，可认为该离子沉淀完全）。

（5）碳化过程中发生反应的离子方程式为　　。

氨硼烷（NH ₃BH ₃）含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题：

（1）H、B、N中，原子半径最大的是 　 　。根据对角线规则，B的一些化学性质与元素 　　的相似。

（2）NH ₃BH ₃分子中，N﹣B化学键称为 　　键，其电子对由 　 　提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：

3NH ₃BH ₃+6H ₂O═3NH ₄ ⁺+B ₃O ₆ ^{3 ﹣}+9H ₂

B ₃O ₆ ^{3 ﹣}的结构为 ．在该反应中，B原子的杂化轨道类型由 　　变为 　　。

（3）NH ₃BH ₃分子中，与N原子相连的H呈正电性（H ^{δ +}），与B原子相连的H呈负电性（H ^δ﹣），电负性大小顺序是 　　。与NH ₃BH ₃原子总数相等的等电子体是 　　（写分子式），其熔点比NH ₃BH ₃ 　　（填"高"或"低"），原因是在NH ₃BH ₃分子之间，存在 　   作用，也称"双氢键"。

（4）研究发现，氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为apm、bpm、cpm，α＝β＝γ＝90°．氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。氨硼烷晶体的密度ρ＝ 　　g•cm ^{﹣ 3}（列出计算式，设N _A为阿伏加德罗常数的值）。

二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO ₂的热点研究领域。回答下列问题：

（1）CO ₂催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n（C ₂H ₄）：n（H ₂O）＝ 　　。当反应达到平衡时，若增大压强，则n（C ₂H ₄） 　　（填"变大""变小"或"不变"）。

（2）理论计算表明。原料初始组成n（CO ₂）：n（H ₂）＝1：3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中，表示C ₂H ₄、CO ₂变化的曲线分别是 　　、 　　。 CO ₂催化加氢合成C ₂H ₄反应的△H 　　0 （填"大于"或"小于"）。

（3）根据图中点A（440K，0.39），计算该温度时反应的平衡常数K _p＝ 　 $\frac{2.5\times 10^8}{6591}$ 　（MPa） ^{﹣ 3}（列出计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。

（4）二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C ₃H ₆、C ₃H ₈、C ₄H ₈等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当 　　。

钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO ₂、Fe ₃O ₄。采用如图工艺流程可由黏土钒矿制备NH ₄VO ₃。

该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。

金属离子	Fe ^3+	Fe ^2+	Al ^3+	Mn ^2+
开始沉淀pH	1.9	7.0	3.0	8.1
完全沉淀pH	3.2	9.0	4.7	10.1

回答下列问题：

（1）"酸浸氧化"需要加热，其原因是 　　。

（2）"酸浸氧化"中，VO ⁺和VO ²⁺被氧化成VO ₂ ⁺，同时还有 　　离子被氧化。写出VO ⁺转化为VO ₂ ⁺反应的离子方程式 　。

（3）"中和沉淀"中，钒水解并沉淀为V ₂O ₅•xH ₂O，随滤液②可除去金属离子K ⁺、Mg ²⁺、Na ⁺、 　　，以及部分的 　　。

（4）"沉淀转溶"中，V ₂O ₅•xH ₂O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是 　　。

（5）"调pH"中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是 　　。

次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠（C₃N₃O₃Cl₂Na）都是常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。

（1）NaClO溶液可由低温下将Cl₂缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的离子方程式为　　；用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用，若在空气中暴露时间过长且见光，将会导致消毒作用减弱，其原因是　　。

（2）二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%．通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为

C₃N₃O₃Cl₂^﹣+H⁺+2H₂O═C₃H₃N₃O₃+2HClO

HClO+2I^﹣+H⁺═I₂+Cl^﹣+H₂O   I₂+2S₂O₃^2﹣═S₄O₆^2﹣+2I^﹣

准确称取1.1200g样品，用容量瓶配成250.0mL溶液：取25.00mL上述溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5min；用0.1000mol•L^﹣1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂，继续滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL。

①通过计算判断该样品是否为优质品。

（写出计算过程，该样品的有效氯 $=\frac{\mathit{测定中转化为HClO的氯元素质量}\times 2}{\mathit{样品质量}}\times$100% ）

②若在检测中加入稀硫酸的量过少，将导致样品的有效氯测定值　　（ 填“偏高”或“偏低”）。

）化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如图：

（1）A中的含氧官能团名称为硝基、　　和　　。

（2）B的结构简式为　　。

（3）C→D的反应类型为　　。

（4）C的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式　　。

①能与FeCl₃溶液发生显色反应。

②能发生水解反应，水解产物之一是α﹣氨基酸，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1：1且含苯环。

（5）写出以CH₃CH₂CHO和为原料制备的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。

吸收工厂烟气中的SO₂，能有效减少SO₂对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO₂后经O₂催化氧化，可得到硫酸盐。

已知：室温下，ZnSO₃微溶于水，Zn（HSO₃）₂易溶于水；溶液中H₂SO₃、HSO₃^﹣、SO₃^2﹣的物质的量分数随pH的分布如图1所示。

（1）氨水吸收SO₂．向氨水中通入少量SO₂，主要反应的离子方程式为　　；当通入SO₂至溶液pH＝6时，溶液中浓度最大的阴离子是　　（填化学式）。

（2）ZnO水悬浊液吸收SO₂．向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO₂，在开始吸收的40min内，SO₂吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化（如图2）。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是　　（ 填化学式）；SO₂吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为　　。

（3）O₂催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO₂得到溶液的pH在4.5～6.5范围内，pH越低SO₄^2﹣生成速率越大，其主要原因是　　；随着氧化的进行，溶液的pH将　　（填“增大”、“减小”或“不变“）。

作为一种绿色消毒剂，H₂O₂在公共卫生事业中发挥了重要的作用。已知反应：H₂O₂（l）═H₂O（1） $+\frac{1}{2}$O₂（g）△H＝﹣98 kJ•mol^﹣1 K＝2.88×10²⁰回答问题：

（1）H₂O₂的强氧化性使其对大多数致病菌和病毒具有消杀功能。用3%医用H₂O₂对传染病房喷洒消毒时，地板上有气泡冒出，该气体是　　。

（2）纯H₂O₂可作为民用驱雹火箭推进剂。在火箭喷口铂网催化下，H₂O₂剧烈分解：H₂O₂（l）═H₂O（g） $+\frac{1}{2}$O₂（g），放出大量气体，驱动火箭升空。每消耗34g H₂O₂，理论上　　（填“放出”或“吸收”）热量　　98kJ （填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）纯H₂O₂相对稳定，实验表明在54℃下恒温贮存2周，浓度仍能保持99%，原因是H₂O₂分解反应的　　（填编号）。

a．△H比较小

b．K不够大

c．速率比较小

d．活化能比较大

（4）向H₂O₂稀溶液中滴加数滴含Mn²⁺的溶液，即有气泡快速逸出，反应中Mn²⁺起　　作用。某组实验数据如下表：

t/min	0	10	20	30	40	50
c（H2O2）/mol•L^﹣^1	0.70	0.49	0.35	0.25	0.17	0.12

0～30 min H₂O₂反应的平均速率v＝　　 mol•L•min^﹣1

（5）H₂O₂ 的一种衍生物K₂S₂O₈，阴离子结构式为（）。其中性溶液加热至沸后，溶液pH降低，用离子方程式表明原因：　　。

以黄铁矿（主要成分FeS ₂）为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的污染。其中一种流程如图所示。

回答下列问题：

（1）黄铁矿中硫元素的化合价为 　　。

（2）由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为 　　。

（3）欲得到更纯的NaHSO ₃，反应①应通入 　　（填"过量"或"不足量"）的SO ₂气体。

（4）因为Na ₂S ₂O ₅具有 　　性，导致商品Na ₂S ₂O ₅中不可避免地存在Na ₂SO ₄。检验其中含有SO ₄ ^{2 ﹣}的方法是 　　。

（5）一般用 K ₂Cr ₂O ₇滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准K ₂Cr ₂O ₇溶液滴定其中的Fe ²⁺。

反应式：Cr ₂O ₇ ^{2 ﹣}+6Fe ²⁺+14H ⁺═2Cr ³⁺+6Fe ³⁺+7H ₂O

某次实验称取0.2800g样品，滴定时消耗浓度为0.03000mol•L ^{﹣ 1}的K ₂Cr ₂O ₇溶液25.10mL，则样品中铁含量为 　 %。

氧化还原反应在生产、生话中应用广泛，酸性KMnO₄、H₂O₂、Fe（NO₃）₃是重要的氧化剂。用所学知识回答问题：
（1）在稀硫酸中，KMnO₄能将H₂C₂O₄氧化为CO₂。该反应的化学方程式为，反应中消耗1mol的MnO₄^—时转移电子数为。
（2）取300mL 0．2mol/L的KI溶液与一定量的酸性KMnO₄溶液恰好反应，生成等物质的量的I₂和KIO₃，则消耗KMnO₄的物质的量的是mol。
（3）在Fe（NO₃）₃溶液中加入Na₂SO₃溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变为棕黄色，溶液先变为浅绿色的离子方程式是，又变为棕黄色的原因是。