高中化学简答题

铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。
(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：
  
 
①反应的=kJ·mol^－1(用含、 的代数式表示)。
②是反应过程中的中间产物。与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃) 的化学方程式为。
(2)镁铝合金( )是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的、 单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为。得到的混合物()在一定条件下可释放出氢气。   
①熔炼制备镁铝合金()时通入氩气的目的是。
②在 溶液中，混合物 能完全释放出。1 mol 完全吸氢后得到的混合物 与上述盐酸完全反应，释放出的物质的量为。
③在 和溶液中，如图混合物 均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质的射线衍射谱图如图所示(射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述溶液中，混合物 中产生氢气的主要物质是(填化学式)。

(3)铝电池性能优越，电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为。

废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(、总含量约为99%)回收并制备的部分实验过程如下：

(1)①铜帽溶解时加入的目的是(用化学方程式表示)。②铜帽溶解完全后， 需将溶液中过量的除去。除去的简便方法是。
(2)为确定加入锌灰(主要成分为、，杂质为铁及其氧化物)的量，实验中需测定除去后溶液中的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液=3~4，加入过量的，用标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下：摇摇(白色)↓     

①滴定选用的指示剂为，滴定终点观察到的现象为。
②若滴定前溶液中的没有除尽，所测定的含量将会(填"偏高"、"偏低"或"不变")。
(3)已知>11 时能溶于NaOH溶液生成。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的(开始沉淀的按金属离子浓度为1. 0计算)。

	开始沉淀的	沉淀完全的
	1. 1	3. 2
	5. 8	8. 8
	5. 9	8. 9

实验中可选用的试剂：30%、1. 0 、1. 0。由除去铜的滤液制备的实验步骤依次为：①；②；③过滤；④；⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧。

(12 分)硫酸钠-过氧化氢加合物()的组成可通过下列实验测定：①准确称取1. 7700  样品，配制成100. 00  溶液A。②准确量取25. 00 溶液，加入盐酸酸化的溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0. 5825 。③准确量取25. 00 溶液，加适量稀硫酸酸化后，用0. 02000 溶液滴定至终点，消耗溶液25. 00 mL。与反应的离子方程式如下：

(1)已知室温下的=1.1×10^-10，欲使溶液中≤1.0×10^-61，应保持溶液中≤1. 0×10^-6 ，应保持溶液中≥。
(2)上述滴定若不加稀硫酸酸化， 被还原为，其离子方程式为。
(3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。

合成氨的流程示意图如下：

回答下列问题：
（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是，；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式，；
（2）设备A中含有电加热器，触媒和热交换器，设备A的名称是，其中发生的化学反应方程式为；
（3）设备B的名称是，其中m和n是两个通水口，入水口是（填"m"或"n"）。不宜从相反方向通水的原因是；
（4）设备C的作用是；
（5）在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过以下反应来实现：

已知1000K时该反应的平衡常数，若要使的转化率超过90%，则起始物中的不低于。

铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题：
(1)铜原子基态电子排布式为；
(2)用晶体的射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 。又知铜的密度为9.00，则铜晶胞的体积是、晶胞的质量是，阿伏加德罗常数为(列式计算，己知=63.6)；
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，位置上原子的杂化轨道类型为。已知其中一种化合物的化学式为，另一种的化学式为；

(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是，反应的化学方应程式为。

【化学－物质结构与性质】
原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。其中A的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同；D为它所在周期中原子半径最大的主族元素；E和C位于同一主族，F的原子序数为29。
（1）F原子基态的核外电子排布式为                   。
（2）在A、B、C三种元素中，第一电离能由小到大的顺序是             （用元素符号回答）。
（3）元素B的简单气态氢化物的沸点远高于元素A的简单气态氢化物的沸点，其主要原因是                                     。
（4）由A、B、C形成的离子CAB^－与AC₂互为等电子体，则CAB^－的结构式为          。
（5）在元素A与E所形成的常见化合物中，A原子轨道的杂化类型为        。
（6）由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示，则该化合物的化学式为          。

欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr₂O₇^2-转化为Cr(OH)₃沉淀除去。三种金属离子生成沉淀的pH如右表。

	开始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe(OH)2	7.0	9.0
Fe(OH)3	1.9	3.2
Cr(OH)3	6.0	8.0

（1）某含铬废水处理的主要流程如下图所示：

①初沉池中加入明矾作沉降剂，其作用的原理是（用离子方程式表示）           。
②请补充并配平以下反应池中发生主要反应的离子方程式：
  Cr₂O₇^2-+  HSO₃^-+    ==   Cr³⁺+   SO₄^2-+    H₂O。
③根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子方程式是：H⁺+OH^-＝H₂O和   ____________________________          。证明Cr³⁺沉淀完全的方法是                                                   。
（2）工业可用电解法来处理含Cr₂O₇^2-废水。实验室利用如右下图模拟处理含Cr₂O₇^2-的废水，阳极反应是Fe-2e^-＝Fe²⁺，阴极反应式是2H⁺+2e^-＝H₂↑。

①Fe²⁺与酸性溶液中的Cr₂O₇^2-反应的离子方程式是                             ；
②上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从其对水的电离平衡角度解释其原因     。
③若溶液中含有0.01mol Cr₂O₇^2-，则阳离子全部生成沉淀的物质的量是_______mol。

减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
（1）为了减少空气中SO₂的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H₂(g)＋1/2O₂(g)==H₂O(g) ΔH₁＝-241.8 kJ·mol^－1
C(s)＋1/2O₂(g)===CO(g)  ΔH₂＝－110.5 kJ·mol^－1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为                          。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是    （填序号）：
a．Ca(OH)₂      b．CaCl₂         c．Na₂CO₃       d．NaHSO₃
（2）CO在催化剂作用下可以与H₂反应生成甲醇：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H₂，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。

①M、N两点平衡状态下，容器中总物质的物质的量之比为：n(M)_总：n(N)_总＝　　 　　　。
②若M、N、Q三点的平衡常数K_M、K_N、K_Q的大小关系为　　     。
（3）催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中，用H₂将NO还原为N₂，一段时间后，溶液的碱性明显增强。则该反应离子方程式为               。
②电化学降解NO的原理如右图所示，电源正极为    （填“a”或“b”）；若总反应为4NO₃^-+4H⁺通电5O₂↑+2N₂↑+2H₂O，则阴极反应式为                  。

某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO₄ + 5H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄＝ K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 10CO₂↑ + 8H₂O
【实验内容及记录】

实验编号	室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL	室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	3 mol/L 稀硫酸	0.05mol/L KMnO4溶液
1	3.0	2.0	2.0	3.0	1.5
2	2.0	3.0	2.0	3.0	2.7
3	1.0	4.0	2.0	3.0	3.9

请回答：
（1）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是                                        。
（2）利用实验1中数据计算，若用KMnO₄的浓度变化表示的反应速率为：υ(KMnO₄)＝         。
（3）该小组同学根据经验绘制了n(Mn²⁺) 随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn²⁺) 随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。

①该小组同学提出的假设是                                                         。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。

实验编号	室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL	再向试管中加入少量固体	室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	3 mol/L 稀硫酸	0.05 mol/L KMnO4溶液
4	3.0	2.0	2.0	3.0		t

③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是                                    。
（4）工业上可用电解K₂MnO₄浓溶液的方法制取KMnO₄，则电解时，阳极发生的电极反应为                       ；总方程式为                                           。

D、A、B、C为四种原子序数依次增大的短周期元素，A、B、C同周期，A的原子半径是同周期中最大的；B、D同主族。已知D元素的一种单质是日常生活中饮水机常用的消毒剂，C元素的单质可以从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质。
（1）C元素在周期表中的位置     周期        族。
（2）A、B元素形成的常见化合物水溶液显        性，原因是（用离子方程式表示）                用石墨做电极电解该化合物的水溶液，则阴极反应式为                       ，
（3）A、D元素可以形成化合物A₂D₂，写出A₂D₂与CO₂反应的化学方程式                  （用元素符号表示）。该反应中还原剂是        。
（4）B元素的单质在不同的条件下可以与O₂发生一系列反应：① B(s)+O₂(g)=BO₂(g)；△H=－296.8kJ/mol②2BO₂(g)+O₂(g) 2BO₃(g)；△H=－196.6kJ/mol
则1 mol BO₃(g)若完全分解成B（s），反应过程中的热效应为             。

［化学——物质结构与性质］由Cu、N、B等元素组成的新型材料有着广泛用途。
（1）基态 Cu⁺ 的核外电子排布式为            。在高温下CuO 能分解生成Cu₂O，试从原子结构角度解释其原因：                               。
（2）立方氮化硼是一种新型的超硬、耐磨、耐高温的结构材料，它属于　  　晶体。
（3）化合物A (H₃BNH₃) 是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物 (HB=NH)₃通过3CH₄ + 2 (HB=NH)₃ + 6H₂O →3CO₂ + 6H₃BNH₃ 制得。
①与上述化学方程式有关的叙述不正确的是         。（填标号）

A．反应前后碳原子的轨道杂化类型不变

B．CH4、H2O、CO2分子空间构型分别是：正四面体形、V形、直线形

C．第一电离能：N＞O＞C＞B

D．化合物A中存在配位键

②1个 (HB=NH)₃分子中有　　个σ键。
（4）在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。图（a）是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为　　      。图（b）是硼砂晶体中阴离子的环状结构，其中硼原子采取的杂化类型为　      　　。

短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置如图所示，其中W的氧化物是酸雨形成的主要物质。

（1） 写出W的原子结构示意图：               。
（2） 将足量X的最高价氧化物通入含Y元素的阴离子溶液中。反应的离子方程式为               。
（3） 已知:①X(s) + O₂(g) ＝XO₂(g)　             ΔH＝－393.5 kJ·mol^－1
②H₂(g) + 1/2 O₂(g) ＝H₂O(g)　　         ΔH＝－242.0 kJ·mol^－1
③XH₄(g) + 2O₂(g) ＝XO₂(g) + 2H₂O(g)      ΔH＝－802.0 kJ·mol^－1
则XH₄气体分解成氢气和X固体的热化学方程式为　        　　。
（4） ZO是由单质X和ZO₂反应制取单质Z的中间产物。隔绝空气时，ZO与NaOH溶液反应(产物含有一种固体单质和一种钠盐)的化学方程式为_______________。
（5） 利用原电池原理，可用W的一种氧化物、O₂和H₂O来制备W的最高价氧化物对应水化物。写出该电池负极反应式：___________。
（6） 将W的气态氢化物通入一定量的NaOH溶液中，在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，生成气体与HCl的物质的量的关系如图所示(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。

①O点溶液中所含溶质的化学式为____________。
②a点溶液中，c(Na⁺): c(Cl^－)= _______________。

某学习小组依据SO₂具有还原性，推测SO₂能被Cl₂氧化生成SO₂Cl₂。
查阅资料：SO₂Cl₂常温下为无色液体，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾。
Ⅰ．化合物SO₂Cl₂中S元素的化合价是     。
Ⅱ．用二氧化锰和浓盐酸制氯气的化学方程式是     。
Ⅲ．在收集氯气前，应依次通过盛有饱和食盐水和     的洗气瓶。
Ⅳ．用如图所示装置收集满Cl₂，再通入SO₂，集气瓶中立即产生无色液体，
充分反应后，将液体和剩余气体分离，进行如下研究。

（1）研究反应的产物。向所得液体中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液。经检验该溶液中的阴离子（除OH^－外）只有SO₄^2－、Cl^－ ，证明无色液体是SO₂Cl₂。
① 写出SO₂Cl₂与H₂O反应的化学方程式     。
② 检验该溶液中Cl^－的方法是     。
（2）继续研究反应进行的程度。用NaOH溶液吸收分离出的气体，用稀盐酸酸化后，再滴加BaCl₂溶液，产生白色沉淀。
① 该白色沉淀的成分是     。
② 写出SO₂与Cl₂反应的化学方程式，并阐述理由______。

海水是巨大的化学资源宝库。
Ⅰ．从海水中可以提取氯、溴、碘等卤族元素。
（1）Cl₂的电子式是      。
（2）已知：X₂ (g)+H₂(g)2HX(g) (X₂表示Cl₂、Br₂和I₂)。 
下图表示平衡常数K与温度t的关系。

①ΔH 表示X₂与H₂反应的焓变，ΔH      0。（填“＞”、“＜”或“＝”）
② 曲线a表示的是    （填“Cl₂”、“Br₂”或“I₂”）与H₂反应时K与t的关系。
Ⅱ．海水淡化具有广泛的应用前景，淡化前需对海水进行预处理。
（1）通常用明矾［K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·24H₂O］作混凝剂，降低浊度。明矾水解的离子方程式是      。
（2）用下图所示NaClO的发生装置对海水进行消毒和灭藻处理。

① 装置中由NaCl转化为NaClO的化学方程式是      。
② 海水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^－等杂质离子，处理过程中装置的阴极易产生水垢，其主要成分是Mg(OH)₂和CaCO₃。生成CaCO₃的离子方程式是      。
③ 若每隔5-10 min倒换一次电极电性，可有效地解决阴极的结垢问题。
试用电极反应式并结合必要的文字进行解释      。

研究小组用下图装置制取Cl₂，证明产生的气体中含有HCl。

（1）仪器A的名称为      ；A中反应的离子方程式为      。
（2）甲同学将A中产生的气体通入下列溶液：

实验序号	试剂	现象
a	紫色石蕊溶液
b	AgNO3溶液	出现白色沉淀

①实验a中的现象为        。
②不能证明产生的气体中含有HCl的实验是       （填字母序号）。
（3）已知将HCl气体通入饱和食盐水中有白色固体析出。乙同学将A中产生的气体通入饱和食盐水中，有白色固体析出，但该实验不能证明气体中含有HCl，结合化学用语解释其原因：      。
（4）已知：2S₂O₃^2- + I₂ ="==" S₄O₆^2- + 2I^-。丙同学将A中产生的气体通入蒸馏水中，得到溶液X，进行以下实验证明气体中含有HCl。
I．测定X中溶解的Cl₂。取25.00 mL溶液X，加入过量KI溶液，然后用0.04 mol•L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂，达滴定终点时消耗Na₂S₂O₃溶液V mL。
II．测定X中Cl元素总量。另取25.00 mL溶液X，选用适当的还原剂将溶解的Cl₂全部还原为Cl^-，再用0.10 mol•L^-1 AgNO₃溶液滴定所得溶液中的Cl^-。
X中的HClO不会影响I的测定结果，原因是       。
由I、II 中实验数据可证明A中产生的气体中含有HCl，则II中消耗0.10 mol•L^-1 AgNO₃溶液的体积应大于       mL（用含V的代数式表示）。