高中化学简答题

制备多晶硅（硅单质的一种）的副产物以SiCl₄为主，其对环境污染很大，遇水强烈水解，放出大量热量。研究人员利用SiCl₄水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成份为BaCO₃，含有钙、铁、镁等离子）制备BaCl₂·2H₂O，流程为：

已知常温下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的pH分别是3.4和12.4；
（1）①SiCl₄水解控制在40℃以下的原因是                                   。
②已知：SiCl₄(s)+H₂(g)=SiHCl₃(s)+HCl(g) ΔH₁=47 kJ/mol
SiHCl₃(s)+H₂(g)=Si(s)+3HCl(g)  ΔH₂=189 kJ/mol
则SiCl₄被H₂还原制备硅的热化学方程式                             。
（2）加钡矿粉时生成BaCl₂的离子反应方程式                               。
（3）过滤②的滤渣A的成分化学式为       ；接着往滤液中加20% NaOH调节pH=12.5，控制温度70℃时，滤渣B的主要成分的化学式          ，控制温度70℃的目的        。
（4）滤液③经                、过滤等操作，再经真空干燥后得到BaCl₂·2H₂O。

有机物甲的分子式为C₃H₇Br，在适宜的条件下能发生如下转化关系：

已知：B能与新制氢氧化铜悬浊液反应，试回答下列问题：
（1）甲的结构简式________________
（2）甲与NaOH溶液共热的化学方程式________________
（3）甲与NaOH醇溶液共热的化学方程式为________________
（4）A与氧气反应生成B的化学方程式________________
（5）D生成E的化学方程式____________________________________________________
（6）为检验甲中溴元素进行如下操作：①加热煮沸；②加入AgNO₃溶液；③取少量该卤代烃；④加入足量稀硝酸酸化；⑤加入NaOH溶液；⑥冷却。正确的操作顺序是___________________

碳氧化物的转化有重大用途，回答关于CO和CO₂的问题。
（1）己知：①C (s) + H₂O(g)CO (g) +H₂ (g)     △H₁
②2CO(g) + O₂(g) ＝ 2CO₂ (g)             △H₂
③H₂O (g)＝ H₂ (g) +1/2 O₂ (g)           △H₃
则C (s) + O₂ (g) ＝CO₂ (g)的△H ＝               （用△H₁、△H₂、△H₃表示）。
（2）对于化学平衡①，在不同温度下，CO的浓度与反应时间的关系如图所示，

由图可得出如下规律：随着温度升高，①              ；②             。
（3）某温度下，将6．0 mol H₂O(g)和足量碳充入3 L的恒容密闭容器中，发生如下反应：C(s) + H₂O(g)CO(g) +H₂ (g)，达到平衡时测得lgK＝-1．0（K为平衡常数），求平衡时H₂O(g)的转化率？（写出计算过程）
（4）在神州九号飞船中，宇航员呼出的CO₂也可以采用Na₂O₂吸收，写出相关的化学方程式并标明电子转移的方向和数目：                                                      。

2013年12月15日4时搭载长征系列火箭的“玉兔号”顺利驶抵月球表面，实现了五星红旗耀月球的创举。火箭升空需要高能燃料，通常用肼（N₂H₄）作燃料，N₂O₄做氧化剂。请回答下列问题：
（1）已知：N₂(g) + 2O₂(g) ="=" 2NO₂(g)         ΔH=+67.7kJ·mol^-1
N₂H₄₍g) + O₂（g）="=" N₂(g) + 2H₂O(g)       ΔH=-534.0kJ·mol^-1
2NO₂(g)  N₂O₄（g）             ΔH=-52.7kJ·mol^-1
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：      ；
（2）工业上用次氯酸钠与过量的氨气反应制备肼，该反应的化学方程式为：      ；
（3）工业上可以用下列反应原理制备氨气：
2N₂(g)+6H₂O(l)4NH₃(g)+3O₂(g)  ΔH=Q kJ·mol^-1
①已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图，则此反应的 Q       0 （填“＞”“＜”或“=”）。

②若起始加入氮气和水，15分钟后，反应达到平衡，此时NH₃的浓度为0.3mol/L，则用氧气表示的反应速率为            。
③常温下，如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，        （选填编号）.

A．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

B．v（N2）/v（O2）=2∶3

C．容器中气体的密度不随时间而变化

D．通入稀有气体能提高反应的速率

E．若向容器中继续加入N₂，N₂的转化率将增大
（4）最近华南理工大提出利用电解法制H₂O₂并以此处理废氨水，装置如图。

①为不影响H₂O₂的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中
c(NH₄⁺)      c(NO₃^-)（填“＞”“＜”或“=”）；
②Ir—Ru惰性电极有吸附O₂作用，该电极的电极反应为                      ；
③理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理NH₃·H₂O的物质的量为             。

某煤渣主要含有Al₂O₃、SiO₂，可制备碱式硫酸铝[Al₂(SO₄)₃·2Al(OH)₃]溶液，用于烟气脱硫，减少SO₂的排放，其制备流程：

已知：25℃，K_sp（CaCO₃）＝2.8×10^－9， K_sp（CaSO₄）＝9.1×10^－6。
（1）操作①的名称          。
（2）酸浸时反应的离子方程式为                 ；为了提高酸浸时铝元素的浸出率，可采取的措施____________________，___________________（写2条）。
（3）固体2的化学式是         ，试分析固体2生成的主要原因（用离子方程式结合文字简要说明）                                                         。
（4）碱式硫酸铝溶液吸收SO₂生成Al₂(SO₄)₃·Al₂(SO₃)₃，再向该溶液通入足量空气，生成一种硫酸盐，用于制备碱式硫酸铝溶液的循环使用，试写出有关反应的化学方程式：          ，          。

锰的用途非常广泛，在钢铁工业中，锰的用量仅次于铁，90%的锰消耗于钢铁工业，10%的锰消耗于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO₃，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：

已知25℃，部分物质的溶度积常数如下：

物质	Mn(OH)2	Co(OH)2	Ni(OH)2	MnS	CoS	NiS
Ksp	2.1×10^－13	3.0×10^－16	5.0×10^－16	1.0×10^－11	5.0×10^－22	1.0×10^－22

（1）步骤Ⅰ中，MnCO₃与硫酸反应的化学方程式是              。
（2）步骤Ⅰ中需要加入稍过量的硫酸，其目的有3点：①使矿物中的物质充分反应；②提供第Ⅱ步氧化时所需要的酸性环境；③                 。
（3）步骤Ⅱ中，MnO₂在酸性条件下可将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，该反应的离子方程式是         ，加氨水调节溶液的pH为5.0～6.0，以除去Fe³⁺。
（4）步骤Ⅲ中，滤渣2的主要成分是              。
（5）步骤Ⅳ中，在     （填“阴”或“阳”）极析出Mn，电极反应方程式为         。
（6）电解后的废水中还含有Mn²⁺，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)₂沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na₂S，进行二级沉降。欲使溶液中c(Mn²⁺)≤1.0×10^－5 mol·L^-1，则应保持溶液中c(S^2－)≥     mol·L^－1。

甲醇合成反应为：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH（g）。工业上用天然气为原料，分为两阶段：
Ⅰ、制备合成气：
用天然气和水制取原料气的方程式为：                    。
原料气中常添加CO₂以解决合成气中H₂过量CO不足问题，请用方程式解释原因                     。为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为_________。
Ⅱ、合成甲醇：
（1）反应过程中物质能量变化如图所示。写出合成甲醇的热化学方程式____。

实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验。将1molCO和2molH₂通入容器中，分别恒温在300⁰C和500⁰C反应，每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下：

	10min	20min	30min	40min	50min	60min
300^0C	0.40	0.60	0.75	0.84	0.90	0.90
500^0C	0.60	0.75	0.78	0.80	0.80	0.80

（2）在300⁰C反应开始10分钟内，H₂的平均反应速率_____________。
（3）500⁰C平衡常数K=___________。
（4）在另一体积不变的容器中，充入1.2molCO和2.0molH₂，一定条件下达到平衡，测得容器内压强为起始的一半。计算该条件下H₂转化率为        。

草酸（H₂C₂O₄）溶液与酸性KMnO₄溶液反应时，溶液褪色总是先慢后快，某学习小组探究反应过程中使褪色加快的主要原因，过程如下:
【查阅资料】KMnO₄溶液氧化H₂C₂O₄的反应历程为：

【提出假设】假设1:该反应为放热反应
假设2:反应生成的Mn^2＋对该反应有催化作用
假设3:K⁺对该反应有催化作用
该小组同学未提出浓度使反应速率加快的假设，原因是            。
【设计、完成实验】
（1）称取      g草酸晶体（H₂C₂O₄·2H₂O），配置500mL 0.10mol/L H₂C₂O₄溶液。
①在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和            。
②下列操作会使所配溶液浓度偏低的是      (填下列选项的字母序号）。

A．称取草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘

B．定容时俯视刻度线

C．将烧杯中溶液转移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸馏水

D．摇匀后，发现溶液液面低于刻度线，立即用胶头滴管加水再定容

（2）完成探究，记录数据

实验 编号	烧杯中所加试剂及用量（mL）	控制条件	溶液褪色时间 (s)
0.10mol/L H2C2O4溶液	等浓度 KMnO4溶液	H2O	0.50mol/L 稀硫酸
1	30	20	30	20		18
2	30	20	30	20	水浴控制温度65℃	15
3	30	20	30	20	加入少量MnSO4固体	3.6
4	30	20	x	20	加入5mL 0.10mol/L K2SO4溶液	18

则x =               ，假设2成立。
（3）由于KMnO₄能氧化水中有机物等因素，为配制好稳定的KMnO₄溶液，其浓度需标定。取10.00 mL 0.10mol/L H₂C₂O₄溶液于锥形瓶中，加入10mL 0.50mol/L稀硫酸，用（2）中KMnO₄溶液滴定至锥形瓶中恰好呈浅紫色，且半分钟不褪色，记录数据，平行三次实验，平均消耗KMnO₄溶液40.00 mL，则草酸溶液与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式为：                        。上述实验中KMnO₄溶液的物质的量浓度为                              。

烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰（主要含Al₂O₃、SiO₂等）制备碱式硫酸铝[Al₂(SO₄)_x(OH)_6—2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。

（1）酸浸时反应的化学方程式为                 ；滤渣Ⅰ的主要成分为     （填化学式）。
（2）加CaCO₃调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al₂(SO₄)₃转化为Al₂(SO₄)_x(OH)_6—2x。滤渣Ⅱ的主要成分为      （填化学式）；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因
是                     （用离子方程式表示）。
（3）上述流程中经完全热分解放出的SO₂量总是小于吸收的SO₂量，其主要原因是       ；与吸收SO₂前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将       （填“增大”、“减小”或“不变”）。

硫酸亚锡（SnSO₄）是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO₄制备路线如下：

查阅资料：
Ⅰ．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺两种主要存在形式，Sn²⁺易被氧化。
Ⅱ．SnCl₂易水解生成碱式氯化亚锡, Sn相对原子质量为119
回答下列问题：
（1）锡原子的核电荷数为50，锡元素在周期表中的位置是       。
（2）操作Ⅰ是       。
（3）SnCl₂粉末需加浓盐酸进行溶解，请用平衡移动原理解释原因      。
（4）加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH ②       。
（5）反应Ⅰ得到沉淀是SnO，得到该沉淀的离子反应方程式是       。
（6）酸性条件下，SnSO₄还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是       。
（7）该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度（杂质不参与反应）：
①将试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn + 2HCl===SnCl₂ + H₂↑；
②加入过量的FeCl₃；
③用已知浓度的K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺，发生的反应为：
6FeCl₂ + K₂Cr₂O₇ + 14HCl ===6FeCl₃ + 2KCl + 2CrCl₃ +7H₂O
取1.226 g锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100 mol/L K₂Cr₂O₇溶液32.0ml。锡粉中锡的质量分数是        。

用辉铜矿(主要成分为Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：

（1）下列措施是为加快浸取速率，无法达到目的的是__ __

A．延长浸取时间	B．将辉铜矿粉碎
C．充分搅拌	D．适当增加硫酸浓度

（2）浸取反应中氧化剂的化学式为      ；滤渣Ⅰ的成分为MnO₂、S和   （写化学式）；
（3）研究发现，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，可能的原因是                   。
（4）“除铁”的方法是通过调节溶液PH，使Fe³⁺水解转化为Fe（OH）_3，加入的试剂A可以是_____(化学式)；“赶氨”时，最适宜的操作方法                                   。
（5）“沉锰”（除Mn²⁺）过程中反应的离子方程式____________  ____       _______  ___。
（6）滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是    （写化学式）。

(14分)下表为元素周期表的一部分：(用元素符号或化学式填空)

族 周期
	①
						②
	③			④		⑤	⑥

（1）写出元素④在周期表中的位置______________。
（2）②、③、⑤的原子半径由大到小的顺序为_________________________。
（3）④、⑤、⑥的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是_________________________。
（4）①、②、③、⑥中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，写出其中一种化合物的电子式：____________________。
Ⅱ.由上述部分元素组成的物质间，在一定条件下，可以发生下图所示的变化，其中A是一种淡黄色固体。请回答：

（1）写出固体A与液体X反应的离子方程式                                     。
（2）气体Y是一种大气污染物，直接排放会形成酸雨。可用溶液B吸收，当B与Y物质的量之比为1:1且恰好完全反应时，所得溶液D的溶质为                （填化学式）。
（3）写出气体C与气体Y反应的化学方程式                                 。

根据物质相似性、特殊性来学习元素性质是常见的学习方法。
（1）铍(Be)与铝元素相似，其氧化物及氢氧化物具有两性，请写出BeO与盐酸反应的离子方程式_____，Be(OH)₂溶于NaOH溶液的化学方程式为：Be(OH)₂+2NaOH＝Na₂ BeO₂+2H₂ O，往10.0mL1.00mol·L^-1的Be(NO₃)₂溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液，请在以下坐标图中画出沉淀量随NaOH溶液加人量的变化图：

（2）锗与硅元素相似，锗也是良好的半导体，以下是工业冶炼锗的简单流程图：

①GeCl₄的晶体类型为__________。
②写出过程III发生反应的化学方程式__________。
③以下有关工业冶炼锗的说法正确的是__________。

A．GeO2与SiO2性质相似，均易与盐酸反应

B．过程II的蒸馏是利用GeCl4难溶于水的性质实现的

C．过程IV发生的反应中，GeO2作氧化剂

D．上述过程涉及的基本反应类型有复分解反应、置换反应

（3）某同学为了探究硫与浓硝酸的反应产物，将硫与浓硝酸混合，结果生成一种纯净无色气体A，A遇空气变红棕色，据此写出硫与浓硝酸反应的化学方程式___________________。

LiAlH₄由Li⁺、A1H₄^一构成，是有机合成中常用的还原剂。
（1）Al元素在周期表的位置是第__________周期__________族。
（2）比较离子半径大小：Li⁺__________ H^一（选填“>"、“<”或“=”）。
（3）LiAlH₄中含有的化学键类型为____________________________________。
（4）LiAlH₄中氢元素的化合价为__________，它与水反应生成的单质气体为__________。
（5）LiCl溶液显酸性，用离子方程式说明原因____________________________________。
（6）如图所示，已知75％A的水溶液常用于医疗消毒，则A的结构简式为__________；CH₃COOH与A在浓硫酸催化下生成B的有机反应类型为__________。

工业上用重晶石(BaSO₄)制备其他钡盐的常用方法主要有高温煅烧还原法、沉淀转化法等。
I．高温煅烧还原法
工业上利用重晶石高温煅烧还原法制备BaCl₂的工艺流程图如下：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO₄）对工业过程进行模拟实验。查表得：
BaSO₄(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)  △H₁ =" +" 571.2 kJ·mol^-1    ①
BaSO₄(s) + 2C(s)2CO₂(g) + BaS(s)  △H₂ =" +" 226.2 kJ·mol^-1    ②
（1）气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na₂S水解的离子方程式为：             。
（2）反应C(s) + CO₂(g)2CO(g)的△H＝                   kJ·mol^-1。
（3）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的可能是                     。
II．沉淀转化法
（4）已知K_SP(BaSO₄) =1.0×10^-10，K_SP(BaCO₃)=2.5×10^-9。某同学设想用饱和Na₂CO₃溶液和盐酸将BaSO₄转化成BaCl₂，若用10 L Na₂CO₃溶液一次性溶解并完全转化1.0 mol BaSO₄（溶液体积变化可忽略不计）， 则该转化过程的离子方程式为             ； 反应的平衡常数K=          ；Na₂CO₃溶液的最初浓度不得低于                 。