高中化学填空题

(11分)右图为常用笔记本电脑所用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。电池总反应为2CH₃OH＋3O₂2CO₂＋4H₂O。（已知甲醇的标准燃烧热为-725.76kJ ·mol^-1）


（1）该装置中    （填a或b）为电池的负极，其电极反应为                           。
（2）已知任何反应都具有一定的可逆性。该甲醇质子交换膜燃料电池在实际工作中，各反应物、生成物均以气态的形式存在且反应也具有一定可逆性，即其反应原理可表示为2CH₃OH（g）＋3O₂（g） 2CO₂（g）＋4H₂O（g），试写出该条件下反应的平衡常数表达式K=               ； 在电脑的使用过程中，电池的温度往往因为各种原因会升高，试判断温度升高时该反应的平衡常K将          （填增大、减小、不变），其反应的正反应速率将       （填增大、减小、不变）；逆反应速率将         （填增大、减小、不变）；温度升高      （填有利或不利于）电池将化学能转化为电能。
（3）又已知在该条件下H₂O（l）=H₂O（g）ΔH=+akJ·mol^-1；CH₃OH(l)= CH₃OH(g) ΔH=+b kJ·mol^-1。若常温下一定量的甲醇完全燃烧生成液态水释放出了1451.52 kJ的能量，则等质量的甲醇利用图示装置理论上可提供           mol电子的电量。

下表为部分短周期元素化合价及相应氢化物沸点的数据：

元素性质	元素编号
A	B	C	D	E	F	G	H
氢化物的沸点（℃）	－60.7	－33.4	－111.5	100	－87.7	19.54	－84.9	－161.5
最高化合价	+6	+5	＋4		+5		+7	＋4
最低化合价	－2	－3	－4	－2	－3	－1	－1	－4

已知：①A与D可形成化合物AD₂、AD₃，可用于制备强酸甲；
②B与D可形成化合物BD、BD₂，可用于制备强酸乙。
请回答：
（1）表中属于第三周期元素的是                         （用表中元素编号填写）。
（2）写出H的最高价氧化物的电子式：                          ；
比较A、D、G三种简单阴离子的半径大小：r(      )＞r(    )＞r(      ) （均用实际的元素符号表示）。
（3）由表中D元素和氢元素的原子按1:1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解，可使用的催化剂为（填序号）________________。
a．MnO₂      b．FeCl₃       c．Na₂SO₃       d．KMnO₄
（4）分子组成为ADG₂的物质在水中会强烈水解，产生使品红溶液褪色的无色气体和一种强酸。该反应的化学方程式是：                                           。

（本题12分）
在有机物分子中，常把连有四个不同原子或原子团的碳原子称为“手性碳原子”，可用“C^*”标记。如：含有生命活性的物质不少都含有“手性碳原子”。具有某些光学活性的有机分子中必含有“手性碳原子”。某新合成的化合物A经测定具有光学活性，其结构简式为：
 若通过适当的反应使A失去光学活性，请回答下列问题：
(1)保持A分子中碳原子数不变(两种方法)：
①有机反应类型：________反应，对应无光学活性有机物的结构简式：________________。
②有机反应类型：________反应，对应无光学活性有机物的结构简式：________________。
(2)使A的分子中碳原子数增加2：
有机反应类型：________反应，对应无光学活性有机物的结构简式：________________。
(3)使A的分子中碳原子数减少2：
有机反应类型：________反应，对应无光学活性有机物的结构简式：________________。

氢气是一种清洁能源，可以通过多种方法制得。
(1) 工业上用水煤气法制氢气，有关化学方程式是：
反应一：C(s) +  H₂O(g)  CO(g)  + H₂(g)       △H＞ 0 
反应二：CO(g) + H₂O(g)  CO₂(g)  + H₂（g）    △H ＜ 0
①若反应一在t℃时达到化学平衡状态，则此温度下该反应的的平衡常数表达式
K =                                  ；
②在427℃时将CO 和H₂O(g)各0.01mol通入体积为2升的密闭容器中反应，5分钟时达到平衡状态，该反应的平衡常数是9，则CO的转化率是         ，用CO的浓度变化表示的反应率速v(CO)是         mol /（L·min）。   
（2）利用电解饱和食盐水也可制得氢气，下图为电解食盐水的示意图：

请回答：
① C₁电极是       极(填“阴”或“阳”)，C₂电极的电极反应式是         。
②该电解反应的离子方程式是                                          ，
（3）通过下列方法也可以得到氢气。
已知： CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)        △H＝+206.2kJ·mol^－1
CH₄(g)＋CO₂(g)＝2CO(g)＋2H₂(g)       △H＝-247.4 kJ·mol^－1
1molCH₄(g)与H₂O(g)反应生成CO₂(g)和H₂(g)的反应热是          kJ·mol^－1。

铝、铁、碳元素的单质和化合物应用广泛。
（1）铝元素的原子结构示意图是____________，铁元素常见的化合价是           。
（2）三种元素的单质及化合物均可以实现下列转化：

在上述每次转化时甲、乙、丙、丁四种物质中只有一种是单质，且四种物质中均含有该种单质元素，请回答：
①若丙是地壳中含量最多的金属元素的单质，丁易溶于水，溶液显碱性，则甲和乙是
       和       ；丙到丁的离子方程式是                                。
②若乙是一种温室气体，相同条件下，丙和丁的溶液都显碱性，且丙的溶液的碱性强于丁的溶液的碱性，乙到丙的离子方程式是                                   。
③若乙是有磁性的黑色晶体，在乙中加入稀硝酸后可得到丙，同时得到一种无色气体，该气体遇空气呈红棕色，该反应的化学方程式是                         ；
将过量的甲加入丙的溶液中得到丁的溶液，然后在向其中滴入黄色铁氰化钾 (K₃[Fe(CN)₆])溶液后能发生复分解反应生成蓝色沉淀，该反应的化学方程式是
                                                 。
（3）钢铁在潮湿空气中容易被腐蚀，其中正极是            （写名称），在潮湿的中性环境中的正极反应是                            ，在下面方框中画一个牺牲阳极的阴极保护法装置，以防止钢铁被腐蚀。

利用某炉渣(只含Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃)可制备新型净水剂碱式氯化铝[Al₂(OH)_nCl_6-n] 和Fe₂O₃。工艺流程如下：
①用3.00mol/L的盐酸稀盐酸浸取炉渣，过滤．
②滤液先用H₂O₂氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe₂O₃
③将第②步分离出沉淀的滤液通CO₂调pH值后，保持温度在90～100℃进行“蒸发浓缩”，可以得到碱式氯化铝[Al₂(OH)_nCl_6-n]
据以上信息回答下列问题：
(1)实验室配制3.00mol/L的盐酸100mL需要36.5％的浓盐酸（密度为1.2g/cm³）    _____mL，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、             。
（2）写出H₂O₂与滤液反应的化学方程式                    
（3） “蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，可采用的加热方法是         
（4）为验证炉渣中含有Fe₂O₃，做如下实验：
a取适量炉渣于烧杯中，加足量    溶解、静置
b取上层清液少量于试管中，滴加       ，观察现象。选用提供的试剂，
提供的试剂：①稀硝酸　②稀硫酸　③氯水　④KMnO₄溶液　⑤ KSCN溶液
步骤a、b中所加试剂分别为        ；
步骤b中反应的离子方程式：             

A、B、C、D都是中学化学中常见物质，其中A、B、C均含有同一种元素，在一定条件下相互转化关系如下（部分反应中的水已略去）。

（1）若A为氯碱工业的产品，C为厨房中的用品。
①D的电子式是       。
②反应Ⅲ的离子方程式是                                。
③氯碱工业制备A的化学方程式是                                       ，其中两种产物可与KI溶液反应制得一种化工原料，若消耗0.1 mol KI转移电子0.6 mol，则三种物质间反应的离子方程式是                                        。
（2）若A、D均为单质，且A为黄绿色气体，D元素的一种红棕色氧化物常用作颜料。
①反应Ⅲ的离子方程式是                          。
②B可作净水剂，其原理是                        （用离子方程式表示）。在使用时发现B不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是                                  。

某研究性学习小组，用下列仪器、药品验证足量合金(由Cu、Fe、Zn三种物质组成)和适量浓硝酸反应产生的气体中含NO(N₂和O₂的用量可自由控制，气体液化温度：
NO₂：21℃，NO：-152℃)

(1)在图2中选择恰当的仪器将图1补充完整，所选择仪器的连接顺序(按左→右连接，填各仪器编号)为_________(2分).
(2)反应前先通入N₂目的是_______________________________________(2分).
(3)确认气体中含NO的现象是_______________________________________(2分).
(4)本题中，浓硝酸(含溶质a mol)完全反应，还原产物只有NO和NO₂，被还原硝酸的物质的量n的取值范围为_________________________________________(3分).

照相用的废定影液中含有Na^＋、[Ag(S₂O₃)₂]^3－、Br^－等离子.某研究性学习小组拟通过下列实验程序，对某照相公司的废定影液进行实验处理，回收其中的银和溴.
（已知：4H^＋+2 [Ag(S₂O₃)₂]^3－ = Ag₂S↓+3S↓+3SO₂↑+SO₄^2－+2H₂O）

（1）操作Ⅲ的名称是         ；操作Ⅱ需要的主要玻璃仪器有            .
（2）加入锌粉的目的是将少量溴化银中的银还原出来，该反应的离子反应方程式为                                                         .
（3）液体B中除含有Br^－，还有SO₄^2－，检验溶液中存在SO₄^2－的操作是     
                                                                     .
（4）步骤③实验操作时，也常采用加入适量硝酸钾加盖后再灼热的方法，推测加硝酸钾的目的可能是                                                             .
（5）上述回收银的流程中，从绿色化学的要求看，存在的不足是                                .

（1）纳米材料二氧化钛（TiO₂)可做优良的催化剂.
据报道：“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO₂,  TiO₂受太阳光照射后，产生的电子被空气或水中的氧获得，生成H₂O₂,其过程大致如下：

①b中破坏的是__________ (填“极性共价键”或“非极性共价键”）.
②H₂O₂能清除路面空气中的等，其主要是利用了H₂O₂的作用是_____________________________________________ (填“氧化性”或“还原性”）.
（2）某固体混合物中含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺和Cl^-、Br^-五种微粒.
I．欲将钠、钾、镁三元素大致分离开来，并将氯、溴两元素大致分离开来，有以下方法和操作步骤可供选择（其中有的步骤可选两次）.
①溶于水制成稀溶液；②溶于水制成浓溶液；③通入足量CO₂；④加入足量氯水；
⑤通入足量氨气；       ⑥过滤；           ⑦用四氯化碳萃取.
选取最合理的方法和步骤：（按顺序先后填写编号）                           .
II．分离后剩余的水溶液中所含的主要物质是                                .
III．在上述分离过程中分离出一种化合物晶体.欲得到干燥的该化合物固体，有两种方法可供选择：①.加热蒸发掉水分；②.将过滤得到的固体物质自然风干.正确的方法应选择______________________________________________.

某研究性学习小组通过查阅资料发现，CuSO₄溶液与NaOH溶液反应生成的沉淀中除Cu(OH)₂外还有碱式硫酸铜【可表示为xCuSO₄.yCu(OH)₂】.为了加以验证，小组成员进行了如下实验：

①分别配置50mL物质的量浓度均为0.100mol/L的CuSO₄溶液和NaOH溶液；
②准确量取10mL CuSO₄溶液倒入50ml烧杯中
③向烧杯中匀速加入0.100 mol/L的NaOH溶液,并每加入1.00mlNaOH溶液用pH计测一次混合溶液的pH
④当滴入NaOH溶液的体积达到30ml时停止实验，并绘制出向CuSO₄溶液中滴加NaOH溶液时PH变化曲线。如右图
请回答下列问题：
（1）配置溶液时需要使用烧杯、         、            等玻璃仪器；下列仪器中可用于向烧杯中加入NaOH溶液的仪器是             

A．胶头滴管

B．酸式滴定管

C．碱式滴定管

D．量筒

（2）V(NaOH)在2.00ml～15.00ml之间时，溶液中产生绿色沉淀，并不断增加，经检测此沉淀为碱式硫酸铜。当V(NaOH)为15.00ml时，溶液PH为6.32（已知蒸馏水的PH为6.32），则可求得x=      y=        
（3）V(NaOH)在17.00ml～20.00ml之间时，溶液中出现蓝色沉淀，并不断增加。已知V(NaOH)为20.00ml时，溶液PH为12.25，则此时沉淀中            （填“含”或“不含”）有碱式硫酸铜，请设计实验方案加以证明：                                                                               

某研究性学习小组研究HNO₃的氧化性，设计了如下实验：在盛有新配制的FeSO₄溶液的试管中滴入2滴KSCN溶液，观察现象，然后再加入浓HNO₃，溶液的颜色变红，但是将红色溶液放置一会儿则发现溶液由红色快速变为蓝色，并产生红棕色气体，这一奇特现象激起了同学们的好奇心与求知欲望，他们对此现象设计了探究性实验。
（1）甲同学认为是溶液中的Fe²⁺的干扰造成的，大家经过理性分析，认为可以排除Fe²⁺的干扰，理由是　　　　　　　　 　                   　　　       　　　　　。
（2）乙同学认为红色消失，说明Fe(SCN)₃被破坏，红棕色NO₂说明了某些离子与HNO₃发生了氧化还原反应，推测可能是KSCN与HNO₃作用。根据C、S、N的原子结构和共价键的相关知识推断SCN^-的结构式为                                                       。
（3）根据乙同学的，观点，设计了实验方案1，往浓HNO₃中逐滴加入KSCN溶液，实验开始时无明显现象，一段时间后溶液慢慢变红色至深红色，突然剧烈反应产生大量气泡，放出红棕色气体，而溶液红色消失变为浅绿色，溶液温度升高；继续滴入KSCN溶液变为浅蓝色，最后变为无色。将产生的气体通入过量的Ba(OH)₂溶液，产生浑浊，并剩余一种非极性气体；向反应后的溶液中加入BaCl₂溶液产生白色沉淀。(此过程中溶液颜色变化不必细究)，请写出向浓HNO₃中滴入KSCN离子的方程式：                                。
（4）丙同学认为SCN^-的性质 还可进一步探究，设计了方案2，向Fe（SCN）₃中分别滴加过量的氯水．溴水，溶液的红色均消失变为黄色，而加入过量的碘水时溶液的颜色基本不变。丙同学的设计意图是                                                          。
（5）通过本次探究，可知用SCN^-间接检验Fe²⁺时应注意                               。

纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一，常用作记录材料，磁流体材料，催化剂，电子材料等。其在生物技术领域和医学领域也有很好的应用前景。共沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法，其流程如图示：

请回答下列问题：（1）实验室保存溶液A时，需加入                              。
（2）为了得到较纯的纳米Fe₃O₄，FeSO₄·7H₂O 和 FeCl₃·6H₂O的物质的量之比最好应为          ，在此条件下，检验铁元素是否沉淀完全的实验操作是                 。
（3）写出制备纳米Fe₃O₄的离子反应方程式                                      。
（4）共沉淀法的主要不足是：①得到的Fe₃O₄纳米粒子间存在团聚现象
②                                                       。
（5）磁流体是电子材料的新秀，它既具有固体的磁性，又具有液体的流动性，下列关于纳米Fe₃O₄磁硫体的说法中不正确的是：                                       。

A．纳米Fe3O4磁硫体分散系属于溶液。

B．纳米Fe3O4磁硫体可以通过渗析法得到提纯。

C．当一束可见光通过该磁硫体时会出现光亮的通路。

D．纳米Fe3O4磁硫体比较稳定。

室安卡因（G）是一种抗心率天常药物，可由下列路线合成；
（1）已知A是的单体，则A中含有的官能团是         （写名称）。B的结构简式是             。
（2）C的名称（系统命名）是      ，C与足量NaOH醇溶液共热时反应的化学方程式是                          。
（3）X是E的同分异构题，X分子中含有苯环，且苯环上一氯代物只有两种，则X所有可能的结构简式有      种
（4）F→G的反应类型是       。
（5）下列关于室安卡因（G）的说法正确的是       。
a.能发生加成反应            b.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
c.能与盐酸反应生成盐          d..属于氨基酸

下图中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。已知：①反应C+GB+H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；②I是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：2E+I 2F+D，F中E元素的质量分数为60%。

回答问题：
⑴①中反应的化学方程式为              ；
⑵化合物I的电子式为       ，它的空间结构是      ；
⑶1.6gG溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，至少所需的铜粉的质量为           ，
⑷C与过量NaOH溶液反应的离子方程为                    ，反应后的溶液与过量化合物I反应的离子方程式为                 ；
⑸E在I中燃烧观察到的现象是                     。
⑹G的化学式是             。