高中化学简答题

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是
[ ]+ [ ]ClO₃^— + [ ]= [ ]MnO₂↓ + [ ]Cl₂↑ + [ ]。
（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、、。已知蒸发得到的固体中含有NaClO₃和NaOH，则一定还含有（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0.224L CO₂（标准状况下），则在第②步反应中至少需要mol NaClO₃。

锂被誉为“金属味精”，以 LiCoO₂为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以 β-锂辉矿(主要成分为 LiAlSi₂O₆，还含有 FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制 取金属锂。其中一种工艺流程如下：

已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的 pH：

氢氧化物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mg(OH)2
开始沉淀pH	2．7	3．7	9．6
完全沉淀pH	3．7	4．7	11

②Li₂CO₃在不同温度下的溶解度如下表：

温度/℃	0	10	20	50	75	100
Li2CO3的溶解度/g	1．539	1．406	1．329	1．181	0．866	0．728

请回答下列问题：
（1）用氧化物形式表示 LiAlSi₂O₆的组成
（2）反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是
（3）写出反应Ⅲ中生成沉淀 A 的离子方程式
（4）反应Ⅳ生成 Li₂CO₃沉淀，写出在实验室中得到 Li₂CO₃沉淀的操作名称， 洗涤所得 Li₂CO₃沉淀要使用( 选填“热水”或“冷水”) ，你选择的理由是
（5 ）电解熔融氯化锂生产 锂时，阳极产生的氯气中 会混有少量氧气，原因是

(14分) CuCl是有机合成的重要催化剂，并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料（含Fe、Al及其化合物、SiO₂杂质），生产CuCl的工艺流程如下：

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)3	2.7	3.7
Cu(OH)2	5.6	6.7
Al(OH)3	3.8	4.7

已知：CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl₂^－，CuCl₂^－的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。
（1）煅烧的主要目的是：。
（2）操作Ⅰ为调节溶液的PH值，范围为，加入的物质X可以是（）
A、CuO B、Cu(OH)₂ C、NaOH 溶液 D、CaCO₃
（3）滤渣Ⅱ的主要成分是。
（4）往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO₂可生成CuCl₂^－，请写出反应的离子方程式：。
（5）在反应Ⅰ中，温度控制在70~80℃并使用浓NaCl溶液，主要目的是：。
（6）常温下，已知CuOH的K_SP为1.0×10^－14，则Cu⁺+H₂O CuOH + H⁺的平衡常数为：。

某工厂的废金属屑的主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al₂O₃和Fe₂O₃，该厂用上述废金属屑制取新型高效水处理剂Na₂FeO₄(高铁酸钠)等产品，过程如下：
Ⅰ.向废金属屑中加入过量的NaOH溶液，充分反应后过滤；
Ⅱ.向Ⅰ所得固体中加入过量稀H₂SO₄，充分反应后过滤；
Ⅲ.向Ⅱ所得固体中继续加入热的稀H₂SO₄，同时不断鼓入空气，固体溶解得CuSO₄溶液；
Ⅳ.……
(1)步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为___________、______________。
(2)步骤Ⅱ所得的滤液中加入KSCN溶液无明显现象，表明滤液中不存在Fe^3＋，用离子方程式解释其可能的原因：__________。
(3)步骤Ⅲ获得CuSO₄溶液的离子方程式为____________。
(4)步骤Ⅱ所得滤液经进一步处理可制得Na₂FeO₄，流程如下：
ⅰ.H2O2ⅱ.调pHNaClO/NaOH混合溶液
①测得滤液中c(Fe^2＋)为a mol·L^－1，若要处理1 m³滤液，理论上需要消耗25%的H₂O₂溶液________kg(用含a的代数式表示)。
②写出由Fe(OH)₃制取Na₂FeO₄的化学方程式：_____________。

近现代战争中，制造坦克战车最常用的装甲材料是经过轧制和热处理后的合金钢，热处理后整个装甲结构的化学和机械特性和最大限度的保持一致。钢中合金元素的百分比含量为：铬0.5~1.25镍0.5~1.5 钼0.3~0.6锰0.8~1.6碳0.3
（1）铬元素的基态原子的价电子层排布式是。
（2）C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体中，C原子的杂化方式为　　　　.
（3）Mn和Fe的部分电离能数据如表：

元素	Mn	Fe
电离能 /kJ·mol^－1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

根据表数据，气态Mn^2＋再失去一个电子比气态Fe^2＋再失去一个电子难，其原因是。
（4）镍（Ni）可形成多种配合物，且各种配合物有广泛的用途。
某镍配合物结构如右图所示，分子内含有的作用力
有（填序号）。
A．氢键 B．离子键 C．共价键 D．金属键 E．配位键
组成该配合物分子且同属第二周期元素的电负性由大到小的顺序是　　。
（5）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)₄，呈四面体构型。423K时，Ni(CO)₄分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉。试推测：四羰基镍的晶体类型是　　
（6）铁能与氮形成一种磁性材料，其晶胞结构如右图所示，则该磁性材料的化学式为

A、B、C、D、E、F是中学化学中常见的六种短周期元素，有关位置及信息如下：A的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成离子化合物；C单质一般保存在煤油中；F的最高价氧化物对应的水化物既能与酸反应又能与碱反应，G单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀或损坏。请回答下列问题：

（1）A元素的氢化物水溶液能使酚酞变红的原因用电离方程式解释为。
（2）同温同压下，将a L A氢化物的气体和b L D的氢化物气体通入水中，若所得溶液的pH=7，则ab(填“>"或“<”或“=”)
（3）常温下，相同浓度F、G简单离子的溶液中滴加NaOH溶液，F、G两元素先后沉淀，F (OH)_n完全沉淀的pH是4.7，G (OH)_n完全沉淀的pH是2.8，则k_sp较大的是：（填化学式）
（4）A与B可组成质量比为7:16的三原子分子，该分子释放在空气中其化学作用可能引发的后果有：。
①酸雨 ②温室效应 ③光化学烟雾 ④臭氧层破坏
（5）A和C组成的一种离子化合物，能与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是。
（6）已知一定量的E单质能在B₂ (g)中燃烧，其可能的产物及能量关系如下左图所示：请写出一定条件下EB₂(g) 与E（s）反应生成EB(g)的热化学方程式。

（7）若在D与G组成的某种化合物的溶液甲中，加入铜片，溶液会慢慢变为蓝色，依据产生该现象的反应原理，所设计的原电池如上右图所示，其反应中正极反应式为。

某小组设计如图装置（部分夹持装置已略去），以探究潮湿的Cl₂与Na₂CO₃反应得到固体物质的成分。

（1）A中制取Cl₂的离子方程式.
（2）通入一定量潮湿的Cl₂反应后，经检测，D中只有Cl₂O一种气体，C中只含一种氯盐外，同时含有NaHCO₃等，某同学对C中所得固体残渣的成分进行探究。
①提出合理假设。
假设1：存在两种成分：NaHCO₃和；
假设2：存在三种成分：NaHCO₃和。
②设计方案，进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀HNO₃、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、试管、小烧杯。
（3）已知C中有0．1 mol Cl₂参加反应。若假设一成立，可推知C中反应的化学方程式为。

海洋是一座巨大的宝藏，海水中蕴含80多种元素。氯碱工业和制备金属镁的原料都可来自于海水。

Ⅰ．在氯碱工业中，曾用石棉隔膜电解槽来电解食盐水（如图甲所示）。
（1）写出阳极的反应式 。
（2）图甲中流出的b是 溶液。
（3）石棉隔膜的作用是 。
Ⅱ．随着科技的发展，电解工艺不断革新，电解效率和产品纯度得到提高。20世纪80年代起，隔膜法电解工艺逐渐被离子交换膜电解技术取代。
（1）离子交换膜电解槽（如图乙所示）中⑥、⑦分别是_______、______________。
（2）已知一个电子的电量是1．602×10^－19C，用离子膜电解槽电解饱和食盐水，当电路中通过1．929×10⁵ C的电量时，生成NaOH_ g。
Ⅲ．下图是工业上生产镁的流程。

（1）写出下列反应的化学方程式：
①沉淀池：；②电解：；
（2）整个生产流程中循环使用的物质是 。
（3）简述加热氯化镁的结晶水合物使之脱水转化为无水氯化镁的注意事项： 。

用磷灰石制磷肥的副产品六氟硅酸钠(Na₂SiF₆)可制冰晶石(Na₃AlF₆)，冰晶石是电解铝的助熔剂,可降低氧化铝的熔点。下图是工业制铝的流程图：

（1）工业上从铝土矿制备较高纯度Al₂O₃的主要工艺流程需__________个环节，第一步反应的方程式______________________________________________________________
（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是________溶液，滤渣是________。
（3）分解脱硅和合成冰晶石化学反应方程式分别为：_________________、____________________。
（4）工艺过程中③和④的目的是_____________________，碳酸钠和二氧化碳是否够用。
（5）电解Al₂O₃制Al时，I=200kA，一天制Al 1．430 t，电解效率是多少？

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
（1）将CO₂与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：①Fe₂O₃(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g)△H ₁ = +489．0 kJ·mol^－1
②C(石墨) +CO₂(g) = 2CO(g)△H ₂ = +172．5 kJ·mol^－1
则CO还原Fe₂O₃(s)的热化学方程式为。
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：
CO₂(g) +3H₂(g)CH₃OH(g) +H₂O(g)△H
①该反应的平衡常数表达式为K=。
②取一定体积CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比为1∶3），加入恒容密闭容器中，发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH)与反应温度T的关系如图1所示，则该反应的ΔH0 （填“>”、“<”或“＝”）。

③在两种不同条件下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图2所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_ⅠK_Ⅱ(填“>”、“<”或“＝”)。
（3）以CO₂为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH₂)₂]由CO₂和NH₃在一定条件下合成，其反应方程式为。
当氨碳比＝3，达平衡时CO₂的转化率为60%，则NH₃的平衡转化率为：。
②用硫酸溶液作电解质进行电解，CO₂在电极上可转化为甲烷，该电极反应的方程式为。

A、B、C、D、E、F是中学化学中常见的六种短周期元素，有关位置及信息如下：A的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成离子化合物；C单质一般保存在煤油中；F的最高价氧化物对应的水化物既能与酸反应又能与碱反应，G单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀或损坏。请回答下列问题：

（1）A元素的氢化物水溶液能使酚酞变红的原因用电离方程式解释为。
（2）同温同压下，将a L A氢化物的气体和b L D的氢化物气体通入水中，若所得溶液的pH=7，则ab(填“>"或“<”或“=”)
（3）常温下，相同浓度F、G简单离子的溶液中滴加NaOH溶液，F、G两元素先后沉淀，F (OH)_n完全沉淀的pH是4.7，G (OH)_n完全沉淀的pH是2.8，则k_sp较大的是：（填化学式）
（4）A与B可组成质量比为7:16的三原子分子，该分子释放在空气中其化学作用可能引发的后果有：。
①酸雨 ②温室效应 ③光化学烟雾 ④臭氧层破坏
（5）A和C组成的一种离子化合物，能与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是。
（6）已知一定量的E单质能在B₂ (g)中燃烧，其可能的产物及能量关系如下左图所示：请写出一定条件下EB₂(g) 与E（s）反应生成EB(g)的热化学方程式。

（7）若在D与G组成的某种化合物的溶液甲中，加入铜片，溶液会慢慢变为蓝色，依据产生该现象的反应原理，所设计的原电池如上右图所示，其反应中正极反应式为。

Cl₂是一种重要的化工原料。
（1）电解饱和NaCl溶液获得Cl₂的化学方程式是_______。
（2）为便于储存，要将氯气液化[ Cl₂(g) Cl₂(l) ]，应采取的措施是_______（写出一条即可）。
（3）液氯储存区贴有的说明卡如下（部分）：

危险性
储运要求	远离金属粉末、氨、烃类、醇更物质；设置氯气检测仪
泄漏处理	NaOH、NaHSO3溶液吸收
包装	钢瓶

① 用离子方程式表示“泄漏处理”中NaHSO₃溶液的作用_______。
② 若液氯泄漏后遇到苯，在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快，原因是。
③ 氯气含量检测仪工作原理示意图如下：

Cl₂在Pt电极放电的电极反应式是_______。
（4）质量标准要求液氯含水量（以1 g氯气含水的质量计）＜0. 4 mg，含水量超标会严重腐蚀钢瓶。液氯含水量的测定装置如下图所示：

（已知：P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄；Cl₂与P₂O₅不反应。）
① 用离子方程式说明c装置的作用_______。
② 检测液氯的含水量，根据上图，需要测定的数据是_______。

高分子化合物PPTA树脂、PF树脂、脲醛树脂合成路线如下。

已知：I. R—NH₂ + R—NHCOCH₃ + CH₃COOH （R为烃基）
（乙酸酐）
II. （尿素）氮原子上的氢原子可以像苯酚上的氢原子那样与甲醛发生加成反应，并缩聚成高分子。
（1） 由苯合成A 的化学方程式是。
（2）→B的反应类型是。
（3）条件a选择的化学试剂是。
（4）E中有两种不同化学环境的氢原子，PPTA树脂的结构简式是。
（5）高分子化合物PF树脂的单体是苯酚和。
（6）W中只有一种含氧官能团。下列说法正确的是。
a. Y分子中只有一种官能团
b. M与HCHO互为同系物
c. W的沸点高于C₂H₆
（7）Y→W时，条件ⅰ、ⅱ转化的官能团分别是、。
（8）合成脲醛树脂的化学方程式是。

、I．德国和美国科学家首先制出由20个碳原子组成的空心笼状分子C₂₀，该笼状结构是由许多正五边形构成如图。

①C₂₀分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；
②多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数＋面数＋棱边数＝2,
请回答： C₂₀分子共有________个正五边形，共有________条棱边。
II.A、B、C是短周期非金属元素，核电荷数依次增大。A原子外围电子排布为ns²np²，C是地壳中含量最多的元素。D元素的核电荷数为29。请用对应的元素符号或化学式填空：
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为________。
(2)分子(AB)₂中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，每个原子最外层电子数均满足八电子，其结构式为________，1 mol该分子中含有π键的数目为________。该分子中碳原子的杂化轨道类型是__________________，该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)基态D原子的电子排布式为________________。

【物质结构与性质】
已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，B原子基态时s电子数与P电子数相等，C在元素周期表的各元素中电负性最大，D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。
（1）基态E原子的价电子排布式为；
（2）AB₃^2-的立体构型是，其中A原子的杂化轨道类型是。
（3）A₂^2-与B₂²⁺互为等电子体，B₂²⁺的电子式可表示为，1molB₂²⁺中含有的π键数目为。
（4）用氢键表示式写出C的氢化物水溶液中存在的所有氢键。
（5）化合物DC₂的晶胞结构如图所示，该离子化合协晶体的密度为ag/cm³，则晶胞的体积是（只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为N_A）