高中化学填空题

铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。
（1）酸性条件下，硫酸亚铁可将MnO₂还原为MnSO₄，该反应的离子方程式为：_____________。
（2）分析表明，铁在浓硫酸中发生钝化时，生成的氧化物中Fe、O两种元素的质量比为28∶11，则其化学式为______________。
（3）铁及其化合物可用于消除环境污染。常温下，硫酸亚铁能将SO₂转化为SO₄^2－，总反应为2SO₂＋O₂＋2H₂O＝2H₂SO₄，其中一个反应为4Fe^2＋＋O₂＋4H^＋＝4Fe^3＋＋2H₂O，则另一个反应的离子方程式为____________________。
常温下，用氧缺位铁酸锌ZnFe₂O_y可以消除NO_x污染，使NO_x转变为N₂，同时ZnFe₂O_y转变为ZnFe₂O₄。若2 mol ZnFe₂O_y与足量NO₂反应可生成0.5 mol N₂，则y＝____________。

（4）工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解，然后通入H₂S时发生反应的离子方程式为：2[Fe(CN)₆]^3－＋2CO₃^2－＋H₂S＝2[Fe(CN)₆]^4－＋2HCO₃^－＋S↓。电解时，阳极的电极反应式为___________；电解过程中阴极区溶液的pH______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
Ⅰ、SO₂+2H₂O+I₂===H₂SO₄+2HI；  Ⅱ、2HIH₂+I₂；  Ⅲ、2H₂SO₄===2SO₂↑+O₂↑+2H₂O
（1）分析上述反应，下列判断正确的是                  。
a．反应Ⅲ易在常温下进行
b．反应Ⅰ中SO₂氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H₂O
d．循环过程中产生1mol O₂的同时产生1mol H₂
（2）一定温度下，向1L密闭容器中加入1mol HI（g），发生反应Ⅱ，H₂物质的量随时间的变化如图所示。
0～2 min内的平均反应速率v（HI）=               。

（3）实验室用Zn和稀硫酸制取H₂，加入少量下列试剂中（）产生H₂的速率将增大（填字母）。
a．NaNO₃    b．CuSO₄      c．Na₂SO₄     d．NaHSO₃
（4）以H₂为燃料可制成氢氧燃料电池。
已知2H₂（g）+O₂（g）="==" 2H₂O(l)    △H=-572KJ·mol^-1
某氢氧燃料电池释放228．8KJ电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化为            。
（5）利用氢气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H₂(g) + CO(g)  CH₃OH(g)；ΔH ＝－90.8 kJ·mol^－1
②2CH₃OH(g)  CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)；ΔH＝－23.5 kJ·mol^－1
③CO(g) + H₂O(g)  CO₂(g) + H₂(g)；ΔH＝－41.3 kJ·mol^－1
总反应：3H₂(g) + 3CO(g)  CH₃OCH₃(g) + CO₂ (g)的ΔH＝_____     _；
（6）判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是           （填字母）。
a.v生成（CH₃OH）= v消耗（CO）
b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
d.CO、H₂、CH₃OH的浓度均不再变化
（7）在某温度下，向一个容积不变的密闭容器中通入2．5mol CO和7．5mol H₂反应生成CH₃OH(g)，达到平衡时CO的转化率为90%，此时容器内的压强为开始时的              倍。

CO和H₂的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，工业上利用天然气（主要成分为CH₄）与水进行高温重整制备合成气。
CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g)   △H=+206.1KJ/mol
（1）在一定温度下，向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH₄和0.60mol H₂O(g)，测得CH₄(g)和H₂(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示：

①计算该反应第一次达平衡时的平衡常数计算式K=＿＿＿＿＿＿＿
②3min时改变的反应条件可能是＿＿＿＿＿＿＿＿（只填一种条件的改变即可）。
（2）已知温度、压强、投料比X[n(CH₄)/n(H₂O)]对该反应的影响如图所示。

①图1中的两条曲线所示投料比的关系X₁＿＿＿＿X₂(填“=”、“>”或“<”下同)。
②图2中两条曲线所示的压强比的关系：P₁＿＿＿＿P₂。
（3） 以天然气（设杂质不参与反应）、KOH溶液为原料可设计成燃料电池：
①放电时，负极的电极反应式为 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
②设装置中盛有的 KOH溶液，在反应后恰好生成KHCO₃溶液，则该溶液中各离子浓度由大到小的关系为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

碱式碳酸钴[ Cox（OH）y(CO₃)_z ]常用作电子材料，磁性材料的添加剂，受热时可分解生成三种氧化物。为了确定其组成，某化学兴趣小组同学设计了如图所示装置进行实验。

（1）请完成下列实验步骤：
①称取3.65g样品置于硬质玻璃管内，称量乙、丙装置的质量；
②按如图所示装置组装好仪器，并检验装置气密性；
③加热甲中玻璃管，当乙装置中____________（填实验现象），停止加热；
④打开活塞a，缓缓通入空气数分钟后，称量乙、丙装置的质量；
⑤计算。
（2）步骤④中缓缓通入空气数分钟的目的是_____________________
（3）某同学认为上述实验装置中存在一个明显缺陷，为解决这一问题，可选用下列装置中的______(填字母)连接在_________(填装置连接位置)。

（4）若按正确装置进行实验，测得如下数据：

	乙装置的质量/g	丙装置的质量/g
加热前	80.00	62.00
加热后	80.36	62.88

则该碱式碳酸钴的化学式为_________________。
（5）含有Co(AlO₂)₂的玻璃常用作实验室观察钾元素的焰色反应，该玻璃的颜色为___________。
（6）CoCl₂·6H₂O常用作多彩水泥的添加剂，以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl₂·6H₂O的一种工艺如下：

已知：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	CO(OH)2	Al(OH)2
开始沉淀（PH）	2.3	7.5	7.6	3.4
完全沉淀（PH）	4.1	9.7	9.2	5.2

①净除杂质时，加入H₂O₂ 发生反应的离子方程式为______________。
②加入CoCO₃调PH为5.2～7.6，则操作Ⅰ获得的滤渣成分为_____________。
③加盐酸调整PH为2～3的目的为__________________________________。
④操作Ⅱ过程为___________(填操作名称)、过滤。

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）已知拆开1 mol H₂、1 mol O₂和液态水中1 mol O—H键使之成为气态原子所需的能量分别为436 kJ、496 kJ和462 kJ；CH₃OH(g)的燃烧热为627 kJ·mol^－1。
则CO₂(g)＋3H₂(g)＝CH₃OH(g)＋H₂O(l) ∆H＝         kJ·mol^－1
（2）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(l)
①该反应平衡常数表达式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∆H          0，(填“＞”或“＜”)。若温度不变，减小反应投料比[n(H₂)/n(CO₂)]，则K将         (填“增大”、“减小”或“不变”)。

③某温度下，向体积一定的密闭容器中通入CO₂(g)与H₂(g)发生上述反应，当下列物理量不再发生变化时，能表明上述可逆反应达到化学平衡的是          。

A．二氧化碳的浓度	B．容器中的压强
C．气体的密度	D．CH3OCH3与H2O的物质的量之比

（3）向澄清的石灰水中通入CO₂至溶液中的Ca^2＋刚好完全沉淀时，则溶液中c(CO₃^{2 －})＝          。[已知：K_sp(CaCO₃)=2.8×10^－9]
（4）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料的燃料电池为电源，以石墨为电极电解500 mL滴有酚酞的NaCl溶液，装置如图所示：请写出电解过程中Y 电极附近观察到的现象                    ；当燃料电池消耗2.8L O₂(标准状况下)时，计算此时：NaCl溶液的pH=               (假设溶液的体积不变，气体全部从溶液中逸出)。

氯气是一种重要的化工原料。某学习小组在实验室中利用如图所示装置制取氯气并探究其性质。

（1）实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气，发生装置中除圆底烧瓶和导管外还需用到的玻璃仪器有                  、                  。
（2）装置A中盛有的试剂是：                 ，作用是：________________________。
（3）若D中品红溶液褪色，则B装置发生反应的离子方程式是：                        。
（4）证明FeBr₂与Cl₂发生了（3）中氧化还原反应的实验方法是：                      (填操作方法)。
某研究性学习小组用刚吸收过少量SO₂的NaOH溶液吸收处理上述实验后的尾气。经分析吸收尾气一段时间后，吸收液(呈强碱性)中肯定存在Cl^－、OH^－、CO₃^2-和SO₃^2-，对于可能存在的其他阴离子，研究小组提出以下3种假设：
假设1：只存在SO₃^2-； 假设2：只存在ClO^－； 假设3：既不存在SO₃^2-，也不存在ClO^－。
（5）学习小组判断同时存在SO₃^2-和ClO^－是不可能的，理由是：               。
（6）现限选以下试剂，设计实验方案，进行实验，请写出实验步骤以及预期现象和结论。
a． 3 mol·L^－1 H₂SO₄       b．0.01 mol·L^－1 KMnO₄    c．1 mol·L^－1 BaCl₂溶液
d．淀粉碘化钾溶液       e．酚酞试液
步骤一：取少量吸收液于试管中，滴加3 mol·L^－1 H₂SO₄至溶液呈中性，然后将所得溶液分装于A、B两试管中。
步骤二：向A试管中滴加少量            (填序号)，若溶液__________________(填现象)，则假设1成立。
步骤三：向B试管中滴加少量          (填序号)，若溶液__________________(填现象)，则假设2成立。

（1）不同温度下水的离子积的数据：K_W(25 ℃)＝1×10^－14；Kt₁＝a；Kt₂＝1×10^－12，试回答以下问题：
①若25＜t₁＜t₂，则a________1×10^－14(填“＞”“＜”或“＝”)，做此判断的理由是_______________________。
②25 ℃时，某Na₂SO₄溶液中c(SO₄^2-)＝5×10^－4 mol/L，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na^＋)∶c(OH^－)＝____________。
③在t₂温度下测得某溶液pH＝7，该溶液显__________(填“酸”“碱”或“中”)性。
（2）在一定温度下，有以下三种酸：
a．醋酸 b．硫酸 c．盐酸
①当三种酸物质的量浓度相同时，三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是______________(用a、b、c表示，下同)。
②当c(H^＋)相同、体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H₂(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为____________。反应所需时间的长短关系是____________。
③将c(H^＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H^＋)由大到小的顺序是____________。

解答下列问题，本题共两个小题。
（1）已知H₂O₂分子的结构如图所示：H₂O₂分子不是直线形的，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上，两个氧原子在书脊位置上，书页夹角为93°52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。

试回答：
①H₂O₂结构式是_____________________。
②H₂O₂分子是__________(填“极性”或“非极性”)分子。
③H₂O₂难溶于非极性溶剂CS₂，简要说____________________________。
（2）3—氯—2—丁氨酸的结构简式为：，一个该有机物分子中含有________个手性碳原子。其中一对对映异构体用简单的投影式表示为：和，则另一对对映异构体的简单投影式为：和____________。

对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。请回答以下问题：
（1）硫酸工厂的酸性废水中砷（As）元素（主要以弱酸H₃AsO₃形式存在）含量极高，为控制砷的排放，某工厂采用化学沉降法处理含砷废水。
①已知砷是氮的同族元素，比氮原子多2个电子层，砷在元素周期表的位置为                ，AsH₃的稳定性比NH₃的稳定性              （填“强’’或“弱’’）;
②工业上采用硫化法（通常用硫化钠）去除废水中的砷，生成难溶的三硫化二砷，该反应的离子方程式为                    ;
（2）砷的常见氧化物有As₂O₃和As₂O₅，其中As₂O₅热稳定性差。根据下图写出As₂O₅分解为As₂O₃的热化学方程式：                。

（3）砷酸盐可发生如下反应：AsO₄^3-＋2I^﹣＋2H⁺AsO₃^3-＋I₂＋H₂O。下图装置中，C₁、C₂是石墨电极。

①A中盛有棕色的KI和I₂的混合溶液，B中盛有无色的Na₃AsO₄和Na₃AsO₃的混合溶液，当连接开关K，并向B中滴加浓盐酸时发现灵敏电流计G的指针向右偏转。此时C₂上发生的电极反应是          。
②该电池工作时，当外电路转移4N_A e^— 时生成         mol I₂。
（4）利用（3）中反应可测定含As₂O₃和As₂O₅的试样中的各组分含量（所含杂质对测定无影响），过程如下：
①将试样溶于NaOH溶液，得到含AsO₄^3-和AsO₃^3-的混合溶液。已知：As₂O₃与NaOH溶液反应生成AsO₃^3-，则As₂O₅与NaOH溶液反应的离子方程式是                                 ;
②上述混合液用0.02500 mol·L^-1的I₂溶液滴定，消耗I₂溶液20.00 mL。滴定完毕后，使溶液呈酸性，加入过量的KI，析出的I₂又用0.1000 mol·L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液30.00 mL。（ 已知2Na₂S₂O₃＋I₂＝Na₂S₄O₆＋2NaI ，M_As =75）试样中As₂O₅的质量是             g。

I.（1）对反应N₂O₄（g）2NO₂（g） △H>0 ，在温度为T₁、 T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。T₁              T₂（填“>”、“<”或“=”）；A、C两点的速率V_A            V_C（同上）。

（2）在100℃时，将0.400mol的NO₂气体充入2L真空定容密闭容器中，
每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：

时间（s）	0	20	40	60	80
n（NO2）/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n（N2O4）/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

①该反应的平衡常数K的值为                ；
②若在相同情况下最初向该容器充入的是N₂O₄，要达到上述同样的平衡状态，N₂O₄的起始浓度是_____________mol/L。
③计算②中条件下达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为        ；（结果保留小数点后一位）
II. 在0.5 L的密闭容器中，一定量的H₂和N₂进行如下化学反应：3H₂(g)+N₂(g)2NH₃(g)   △H ＜0，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表。请回答下列问题。

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

④比较K₁,K₂的大小，K₁_________K₂(填写“ >”、“=”或“<”）。
⑤在400℃时,当测得NH₃和N₂、H₂的物质的量分别为3mol和1 mol、2 mol时,则该反应的V(H₂)_正_________ V (H₂)_逆（填写“>”、“=”或“<”）。

在一个温度和体积不变的容器中，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图1所示。（SO₂(g)＋1/2O₂(g)SO₃(g) ΔH＝－98.45kJ·mol^－1）

（1）硫燃烧的热化学方程式为：__________________。
（2）恒容条件下，下列措施中能使n(SO₂)/ n(SO₃)比图1所示情况减小的有____________。

A．降低温度

B．充入He

C．再充入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)

D．使用催化剂

（3）恒温恒容时，图1中II到III反应放出的热量比1 mol SO₂和2 mol O₂充分反应放出的热量__________
(填 “多”、“少”或“相等”)。
（4）某SO₂(g)和O₂(g)体系，时间t₁达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率v与时间t的关系如图2所示，若不改变SO₂(g)和O₂(g)的量，则图中t₂时引起平衡移动的条件可能是_____________；图中表示平衡混合物中SO₃的含量最高的一段时间是_____________。（如t₁～t₂、t₃～t₄、t₅～t₆、t₆～t₇等）

硫酸法是现代氧化铍或氢氧化铍生产中广泛应用的方法之一， 其原理是利用预焙烧破坏铍矿物(绿柱石—3BeO· Al₂O₃·6SiO₂及少量FeO等)的结构与晶型， 再采用硫酸酸解含铍矿物， 使铍、铝、铁等酸溶性金属进入溶液相， 与硅等脉石矿物初步分离， 然后将含铍溶液进行净化、除杂， 最终得到合格的氧化铍( 或氢氧化铍) 产品， 其工艺流程如右图。

已知：（1）铝铵矾的化学式是NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O（2）铍元素的化学性质与铝元素相似
根据以上信息回答下列问题：
（1）熔炼物酸浸前通常要进行粉碎，其目的是：                  ；
（2）“蒸发结晶离心除铝”若在中学实验室中进行，完整的操作过程是_____________________洗涤、过滤。
（3）“中和除铁”过程中“中和”所发生反应的离子方程式是__________________，用平衡原理解释“除铁”的过程_____________________。
（4）加入的“熔剂”除了流程中的方解石外，还可以是纯碱、石灰等。其中， 石灰具有价格与环保优势， 焙烧时配料比( m石灰/ m绿柱石) 通常控制为1：3， 焙烧温度一般为1400℃—1500℃ 。若用纯碱作熔剂，SiO₂与之反应的化学方程式是__________________________，若纯碱加入过多则Al₂O₃、BeO也会发生反应，其中BeO与之反应的化学方程式是_______________________，从而会导致酸浸时消耗更多硫酸，使生产成本升高，结合离子方程式回答成本升高的原因_____________________。

工业上可用软锰矿(主要成分是MnO₂)和黄铁矿(主要成分是FeS₂)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO₃)。其工业流程如下：

已知：MnCO₃难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解。
回答下列问题：
（1）净化工序的目的是除去溶液中的Cu²⁺、Ca²⁺等杂质。若测得滤液中c(F^-)=0.01mol/L^-1，滤液中残留的c(Ca²⁺)=            〔已知：K_sp(CaF₂)=1.46×10^-10〕
（2）沉锰工序中，298K、c(Mn²⁺)为1.05 mol/L^-1时，实验测得MnCO₃的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是          。
（3）从沉锰工序中得到纯净MnCO₃的操作方法是：过滤、                  。
（4）为测定某软锰矿中二氧化锰的质量分数，准确称量1.20g软锰矿样品，加入2.68g草酸钠固体，再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参加反应)，充分反应后冷却，将所得溶液转移到250mL容量瓶中用蒸馏水稀释至刻度，从中取出25.0mL，用0.0200mol·L^-1高锰酸钾溶液进行滴定，当滴入20.0mL溶液时恰好完全反应。
已知高锰酸钾、二氧化锰在酸性条件下均能将草酸钠(Na₂C₂O₄)氧化：
2MnO₄^- + 5C₂O₄^2- + 16H⁺ ="=" 2Mn²⁺ + 10CO₂↑+ 8H₂O
MnO₂ + C₂O₄^2- + 4H⁺ ="=" Mn²⁺ + 2CO₂↑+ 2H₂O
求该软锰矿中二氧化锰的质量分数          (写出计算过程)。

利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下。

其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr^3＋，其次是Fe^3＋、Al^3＋、Ca^2＋和Mg^2＋。
（1）实验室用98%(密度是1.84g/cm³)的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L^－1的H₂SO₄溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外，还需___________，需要取用________ml98%(密度是1.84g/cm³)的浓硫酸.
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有____________________(答出两点)。
（3）H₂O₂的作用是将滤液Ⅰ中的Cr^3＋转化为Cr₂O₇^2－，写出此反应的离子方程式：_________________。
（4）常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：

阳离子	Fe^3^＋	Mg^2^＋	Al^3^＋	Cr^3^＋
开始沉淀时的pH	2.7	－	－	－
沉淀完全时的pH	3.7	11.1	8	9(>9溶解)

 
加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr₂O₇^2－转化为CrO₄^2－。滤液Ⅱ中阳离子主要有________；但溶液的pH不能超过8，其理由是_________________________。
（5）钠离子交换树脂的反应原理为M^n＋＋nNaR―→MR_n＋nNa^＋，利用钠离子交换树脂除去的滤液Ⅱ中的金属阳离子是_______________________________。
（6）写出上述流程中用SO₂进行还原时发生反应的化学方程式：_______________________。

“2015.8.12”天津港爆炸中有一定量的氰化物泄露。氰化物多数易溶于水，有剧毒，易造成水污染。已知部分弱酸的电离平衡常数如下表：

弱酸	HCOOH	HCN	H2CO3
电离平衡常数 （ 25℃）	Ki=1.77×10^－4	Ki=5.0×10^－10	Ki1=4.3×10^－7 Ki2=5.6×10^－11

 
（1）根据价键规则，写出HCN的结构式是           ；
（2）下列能用于判断氮、碳两种元素非金属性强弱的是________。（填序号）
a．气态氢化物沸点
b．最高价氧化物对应水化物酸性强弱
c．Al₂O₃ + N₂ + 3C ="=" 2AlN + 3CO
d．单质晶体类型
（3）一定浓度的NaCN溶液pH=9，用离子方程式表示呈碱性的原因是        ；通过列式计算“c（CN^－）与c（HCN）”的大小                       判断：c（CN^－）        c（HCN）（填“>”、“<”或“=”）
（4）含CN^﹣的污水危害很大，处理该污水时，可在催化剂TiO₂作用下用NaClO将CN^﹣氧化成CNO^﹣。CNO^﹣在酸性条件下继续被NaClO氧化生成N₂与CO₂．某环保部门用下图装置进行实验，以证明该处理方法的有效性并测定CN^﹣被处理的百分率。

将浓缩后含CN^﹣的废水与过量NaClO溶液的混合液（其中CN^﹣浓度为0.05mol/L）200mL倒入甲中，塞上橡皮塞，一段时间后，打开活塞，使溶液全部放入乙中，关闭活塞。
①甲中反应的离子方程式为             ；乙中反应的离子方程式为         。
②乙中生成的气体除CO₂、N₂外还有HCl及副反应生成的Cl₂等，上述实验是通过测定CO₂的量来确定CN^﹣的处理效果．丙中加入的除杂试剂是    （填标号）。
（A）饱和食盐 （B）饱和NaHCO₃溶液 （C）浓NaOH溶液 （D）浓硫酸
丁在实验中的作用是          。戊中盛有足量的石灰水，若实验后戊中共生成0.8g沉淀，则该实验中CN^﹣被处理的百分率   80%（填“＞”、“二”或“＜”=）。