高中化学填空题

将煤气化转化成合成气，然后通过一碳化工路线合成各种油品和石化产品是一碳化工的极为重要的领域，具有广阔的前景，在未来相当一段时期将成为一碳化工的主要领域。除去水蒸气后的水煤气含55～59%的H₂，15～18%的CO，11～13%的CO₂，少量的H₂S、CH₄，除去H₂S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH₄转化成CO，得到CO、CO₂和H₂的混合气体，是理想的合成甲醇原料气，即可进行甲醇合成。

（1）制水煤气的主要化学反应方程式为：C（s）+H₂O（g）CO（g）+H₂（g），此反应是吸热反应。①此反应的化学平衡常数表达式为           ；
②下列能增大碳的转化率的措施是                     ；(填字母代号)

A．加入C（s）

B．加入H2O（g）

C．升高温度

D．增大压强

（2）合成气经压缩升温后进入10m³甲醇合成塔，在催化剂作用下，进行甲醇合成，主要反应如下： 2H₂(g) + CO(g) CH₃OH(g)；ΔH ＝－90.8kJ·mol^－1，T₄℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入CO、H₂，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	H2	CO	CH3OH
浓度/（mol·L^－^1）	0.2	0.1	0.4[

①比较此时正、逆反应速率的大小：v_正        v_逆（填“>”、“<”或“＝”)。
②若加入CO、H₂后，在T₅℃反应10min达到平衡，c(H₂)＝0.4 mol·L^－1，则该时间内反应速率v(CH₃OH) ＝              mol^－1·(Lmin)^－1。
（3）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是                      。

最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO₂转变为可再生燃料甲醇(分子式为CH₃OH)。“绿色自由”构想技术流程如下：

（1）      在合成塔中，若有2.2kgCO₂与足量H₂恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出2473.5kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式              。
（2）①上述合成反应具有一定的可逆性，从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，而实际生产中采用300°C的温度，其原因是                         。
②“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”，上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外，还包括                  。
③下列措施中能使n(CH₃OH)／n(CO₂)增大的是___________。 (填字母代号)

A．升高温度	B．充入He(g)，使体系压强增大
C．将H2O(g)从体系中分离	D．再充入1mol CO2和3mol H2

（3）甲醇可制作燃料电池。写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式   。当电子转移的物质的量为    时，参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）。

将锌片和铜片用导线相连后一同插入稀硫酸中，导线上便有电流通过。

（1）锌片为___  ___（填“正极”或“负极”），电极反应是                   。
（2）铜片为__________（填“正极”或“负极”），发生     反应（填“氧化”或“还原”）。
（3）该原电池工作时，溶液中的SO₄^2-向     极移动，铜极上的现象是                。

物质A有如下图所示转化关系，其中乙为金属单质，常温下，它在G 的浓溶液中发生钝化， F 的溶液中只含有一种溶质（有的反应可能在水溶液中进行，有的反应的生成物未全部给出，反应条件也未注明）。请讨论以下两种情况（注：两种情况下各字母代表的物质可能不同）

回答下列问题：
（l）第一种情况：用两根玻璃棒分别蘸取 A、G的浓溶液并使它们接近时，有大量白烟生成；甲为焰色反应呈黄色的金属单质； D 和 F 的溶液均呈碱性。则：
①反应Ⅲ的化学方程式为_______________________    ___________________。
②D与乙反应的离子方程式为___________________________    _________
（2）第二种情况：甲由两种单质直接化合得到；B 为红棕色固体； C为无色气体，是形成酸雨的大气污染物之一；D 的水溶液加入用硝酸酸化的AgNO₃溶液有白色沉淀生成。则：
①工业上，反应 I的化学方程式为______________________________________
生产设备名称为：          
②D和乙反应的离子方程式为____________________________________         
③请简述检验D溶液中阳离子的方法                                 。
④若A的相对分子质量为120，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为完全转化。现取m克含A及少量杂质的样品，按上述过程充分反应后（杂质不参与反应），得到密度为ρg/cm³，溶质质量分数为a% 的G溶液n mL。则该样品中A的质量分数＝            （列出计算式即可）。

A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大，A、E同主族，D、F同主族，A元素的原子半径是所有原子中最小的，B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应生成一种盐Y，A、B、C、E、F五种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物。回答下列问题：
（1）F元素在周期表中的位置     ，    ，在以上元素最高价氧化物的水化物中，碱性最强的化合物的电子式是：          。
（2）D、F的气态氢化物，沸点较高的是           （填分子式）。
（3）A单质与C单质在一定条件下可化合为Z，常温下，向pH=a的Z的水溶液中加入等体积pH=b的X的水溶液，且a+b=14，充分作用后，溶液pH      7（填“>”“<”或“=”），原因是                                                 。

(12分)MnO₂是一种重要的无机功能材料，粗MnO₂的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO₂（含有较多的MnO和MnCO₃）样品转化为纯MnO₂实验，其流程如下： 

（1）第①步加稀H₂SO₄时，粗MnO₂样品中的     （写化学式）转化为可溶性物质。
（2）第②步反应的离子方程式
      +ClO₃^－+      ＝MnO₂+Cl₂↑+     。
（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、       、       、       ，已知蒸发得到的固体中有NaClO₃和NaOH，则一定还有含有       （写化学式）。
（4）若粗MnO₂样品的质量为12.69g，第①步反应后，经过滤得到8.7g MnO₂，并收集到0.224LCO₂（标准状况下），则在第②步反应中至少需要       mol NaClO₃

1 L某混合溶液，可能含有的离子如下表：

可能大量含有的阳离子	H^+NH4^+Al^3+K^+
可能大量含有的阴离子	Cl^-Br^-I^‑ClO^‑AlO2^-

 (1)往该溶液中逐滴加入NaOH溶液并适当加热，产生沉淀和气体的物质的量（）与加入NaOH溶液的体积（）的关系如右图所示。

则该溶液中确定含有的离子有                     ；
不能确定是否含有的阳离子有                     ，
要确定其存在可补充做的实验是                   ；
肯定不存在的阴离子有                           。
（2）经检测，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）	2．8L	5．6 L	11．2 L
（Cl^－）	1．25mol	1．5 mol	2 mol
（Br^－）	1．5 mol	1．4 mol	0．9 mol
（I^－）	mol	0	0

①当通入Cl₂的体积为2．8 L时，溶液中发生反应的离子方程式为                    。
②原溶液中Cl^－、Br^－、I^－的物质的量浓度之比为                                    。

A、B、C、D、E是中学常见的五种物质，其转化关系如图所示。反应I、II均在水溶液中进行，其中某些物质可能已略去。已知D是双原子分子形成的单质，C、E是化合物。

（1）若A是气态单质，其水溶液具有漂白性，D在常温下为固态。E是一种可溶性强碱，其焰色反应为黄色。则
①A、C的化学键类型分别为               ，                ；
②写出C的一种用途                                         ；
③写出A+B→C+D反应的化学方程式                                          。
（2）若A是金属单质，D是无色气体，E是A的盐溶液。则
①D的化学式是                         
②A和E发生反应的离子方程式为                                           。

(14分). 复印机使用的墨粉主要成分是Fe₃O₄，下图是氧化沉淀法生产Fe₃O₄的工艺：

已知：① 工业绿矾中FeSO₄的含量为52.5%，其中的杂质不参与反应；
②  Fe(OH)₂＋2Fe(OH)₃＝Fe₃O₄·4H₂O  
③  12.16﹡1000﹡52.5%=6384,6384／152=42请回答下列问题：
（1）铁的常见氧化物有           ；
（2）Fe₃O₄与稀硝酸反应的离子方程式是                                           ，检验反应后的溶液中含Fe³⁺的方法              ；
（3）在工艺流程中，通入适量空气“氧化”时的化学方程式是：                         ；
（4）生产中可获得的副产品是          ，提取该副产品的操作顺序是         （填写序号）
a．过滤    b．加热浓缩    c．冷却    d．结晶    e．洗涤
（5）在生产过程中，若工业绿矾的投料速率是12.16 kg/h，为使产品较纯，鼓入空气的速率应为                   L/h（假设反应在标准状态下进行，空气中O₂占20%）。

图中X、Y、Z为单质，其他为化学物，它们之间存在如下转化关系（部分产物已略去）。其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。

回答下列问题：
（1）元素X在元素周期表中的位置为第________周期________族。
（2）一定条件下，Z能与H₂反应生成ZH₄，写出Z与NaOH反应的化学方程式
                                                                 
（3）写出由Y与NO、H₂O生成D反应的化学方程式：                          。
（4）X在高温下能与水蒸气反应，请写出该反应的化学方程式：                       
（5）向含4mol D的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出n(X²⁺)随n（X）变化的示意图，并标出n(X²⁺)的最大值。

建筑工地常用的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：

（1）配平并标出电子转移的方向和数目。
（2）上述反应的氧化剂是              ；若有1 mol的还原剂被氧化，则反应中转移电子的的数目是              。
（3）根据上述反应，可用试纸和生活中常见的物质进行实验，以鉴别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，进行实验，下列几组合适的是             （填序号）。

A．③⑤	B．①②④
C．①②⑤	D．①②③⑤

（4）某厂废切削液中，含有2%—5%的NaNO₂，直接排放会造成污染，采用NH₄Cl，能使NaNO₂转化为不引起二次污染的N₂，反应的化学方程式为                          ；该反应中被氧化的元素是            。
（5）采用烧碱处理硝酸工业尾气可以获得副产品NaNO₂，变废为宝。若采用a L b mol/L的烧碱处理硝酸工业尾气，最多可以获得NaNO₂的物质的量为          mol。

雄黄(As₄S₄)和雌黄(As₂S₃)是提取砷的主要矿物原料，二者在自然界中共生。根据题意完成下列填空：
（1） As₂S₃和SnCl₂在盐酸中反应转化为As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S气体。写出此反应的化学方程式                 。
（2）上述反应中的氧化剂是             ，氧化产物是             。
（3） As₂S₃和HNO₃有如下反应：As₂S₃+ 10HNO₃=2H₃AsO₄+ 3S+10NO₂↑+ 2H₂O
若生成1mol H₃AsO₄，则反应中转移电子的物质的量为       。
（4）在3Cu + 8HNO₃＝ 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑+4H₂O的反应中，有6.4g铜被氧化，参加反应的HNO₃的质量是____________g，被还原的HNO₃的质量是__________g。
（5）在一定条件下，PbO₂与Cr^3＋反应，产物是Cr₂O₇^2－和Pb^2＋，则生成1mol Cr₂O₇^2－
反应所需PbO₂的物质的量为______________。

(12分)已知铝土矿主要成分为Al₂O₃，还含有少量的Fe₂O₃、SiO₂等杂质。下图是工业上冶炼铝的工艺流程图：

⑴操作Ⅰ和Ⅱ是用于分离溶液和沉淀，称为         。需要用到哪些玻璃仪器           
                    
⑵操作Ⅰ分离出的沉淀除了含有泥沙外，一定还含有       ，滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为           。写出步骤②中与过量CO₂反应的化学方程式                        
⑶操作Ⅱ得到的沉淀除了氢氧化铝还有              ，它属于            （填“酸”、“碱”或“盐”）类物质。
⑷实验室里常往氯化铝溶液中加入           （填“氨水”或“NaOH溶液”），写出对应的离子方程式                                            

红矾钠（重铬酸钠：Na₂Cr₂O₇·2H₂O）是重要的基础化工原料。铬常见价态有+3、+6价。铬的主要自然资源是铬铁矿FeCr₂O₄（含有Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质），实验室模拟工业以铬铁矿为原料生产红矾钠的主要流程如下：

①中主要反应：4 FeCr₂O₄ + 8Na₂CO₃ + 7O₂  8Na₂CrO₄ + 2Fe₂O₃ + 8CO₂
①中副反应有多个如：Al₂O₃ + Na₂CO₃ 2NaAlO₂ + CO₂↑等
请回答下列问题：
（1）FeCr₂O₄化学名为亚铬酸亚铁，写出它的氧化物形式________________。步骤“①”的反应器材质应选用__________（填“瓷质”、“铁质”或“石英质”）。请再写一个①中的副反应方程式                        
（2）“②”中滤渣1的成分是____ 和____，“③”中调pH值是_______ （填“调高”或“调低”），“④”中   滤渣2的成分是H₂SiO₃、Al（OH）₃ 。
（3）若步骤2的溶液中加入过量的硫酸生成沉淀，则相关的离子方程式是：__________________________。

（4）上图是Na₂Cr₂O₇·2H₂O和Na₂SO₄的溶解度曲线，则操作I是______，操作II是______（填序号）。
①蒸发浓缩，趁热过滤②降温结晶，过滤

为证明Fe³⁺具有较强的氧化性，甲同学做了如下实验：将Cu片放入Fe(NO₃)₃
溶液中，观察到Cu片逐渐溶解，溶液由黄色变为蓝绿色，由此甲同学得到Fe³⁺具有较
强氧化性的结论。
乙同学提出了不同的看法：“Fe(NO₃)₃溶液具有酸性，在此酸性条件下NO₃^-也能氧
化Cu”，并设计实验进行探究。
已知：

水解反应	平衡常数（K）
Fe^3++ 3H2O  Fe(OH)3 + 3H^+	7.9 × 10^-4
Fe^2++ 2H2O  Fe(OH)2 + 2H^+	3.2 × 10^-10
Cu^2++ 2H2O  Cu(OH)2 + 2H^+	3.2 × 10^-7

请回答：
（1）稀硝酸和Cu反应的化学方程式为 （   ）                                     。
（2）请利用所提供的试剂，帮助乙同学完成实验方案设计。
试剂：0.5mol/L Fe(NO₃)₃溶液、Cu片、精密pH试纸（0.5～5.0）、稀硝酸 方案： (    )
（3）丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案，并在实验过程中用pH计监测溶液pH
的变化，实验记录如下。

实验内容	实验现象
甲同学的实验方案	溶液逐渐变成蓝绿色， pH略有上升
乙同学的实验方案	无明显现象，pH没有明显变化。

①根据实验现象写出发生反应的离子方程式： （           。）
②导致实验过程中溶液pH略有上升的可能原因是   (          )               
（4）请你设计更简便可行的实验方案，帮助甲同学达到实验目的： （        ）