高中化学简答题

(15分)某铜矿石的成分中含有Cu₂O，还含有少量的Al₂O₃、Fe₂0₃和Si0₂。某工厂利用此矿石炼制精铜的工艺流程示意图如下：

已知：CuO₂＋2H^＋＝Cu＋Cu^2＋＋H₂O
（1）滤液A中铁元素的存在形式为      (填离子符号)，生成该离子的离子方程式为           ，检验滤液A中存在该离子的试剂为          (填试剂名称)。
（2）金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为           。
（3）常温下．等pH的NaAlO₂和NaOH两份溶液中，由水电离出的c(OH^一)前者为后者的10⁸倍，则两种溶液的pH=                         。
（4）将Na₂CO₃溶液滴入到一定量的CuCl₂溶液中，除得到蓝色沉淀，还有无色无味气体放出，写出相应的离子方程式：                           。
（5）①粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解精炼过程中，c为粗铜板，则a端应连接电源的     (填“正”或“负”)极，若粗铜中含有Au、Ag、Fe杂质，则电解过程中c电极上发生反应的方程式有       、       。

②可用酸性高锰酸钾溶液滴定法测定反应后电解液中铁元素的含量。滴定时不能用碱式滴定管盛放酸性高锰酸钾溶液的原因是      、滴定中发生反应的离子方程式为                   ， 滴定时．锥形瓶中的溶液接触空气，则测得铁元素的含量会      (填“偏高”或“偏低”)。

（原创）三聚氰胺（化学式：C₃N₆H₆）是一种重要有机化工原料。下图是我国科技工作者研制的以尿素为原料生产三聚氰胺的工艺——“常压气相一步法联产纯碱新技术”：

已知：以尿素为原料生产三聚氰胺的原理是：6 CO(NH₂)₂C₃N₆H₆ +6 NH₃+3CO₂
请回答：
（1）尿素的结构式为          
（2）已知：产品1是本工艺的主产品，产品2是副产品，X为循环使用的物质，产品3为纯碱。写出各主要成份的化学式：产品1          产品2           X
（3）联氨系统沉淀池中发生的化学反应方程式为：          
（4）为了使母液中析出更多的产品2 ，常用的方法是          

A．加入固体NaCl	B．加入固体NaHCO3
C．通入CO2气体	D．通入NH3

（5）若生产过程中有4%的尿素损耗，每吨尿素理论上可得副产品纯碱       吨（精确到0．001）

CuSO₄溶液与K₂C₂O₄溶液混合反应，产物之一是只含一种阴离子的蓝色钾盐水合物。通过下述实验确定该晶体的组成。
步骤a：称取0.672 0 g样品，放入锥形瓶，加入适量2 mol·L^-1稀硫酸，微热使样品溶解。再加入30 mL水加热，用0.200 0 mol·L^-1 KMnO₄溶液滴定至终点，消耗8.00 mL。
步骤b：接着将溶液充分加热，使淡紫红色消失，溶液最终呈现蓝色。冷却后，调节pH并加入过量的KI固体，溶液变为棕色并产生白色沉淀CuI。用0.250 0 mol·L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗8.00 mL。
已知涉及的部分离子方程式如下：
步骤a:2 MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺= 2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑
步骤b:2Cu²⁺+4I^-= 2CuI↓+I₂         I₂+2S₂O₃^2-= 2I^-+S₄O₆^2-
（1）已知室温下CuI的K_sp=1.27×10^-12，欲使溶液中c(Cu⁺)≤1.0×10^-6 mol·L^-1，应保持溶液中
c(I^-)≥        mol·L^-1。
（2）MnO₄^-在酸性条件下，加热能分解为O₂；同时生成Mn²⁺。该反应的离子方程式为               ；若无该操作，则测定的Cu²⁺的含量将会          (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
（3）步骤b用淀粉溶液作指示剂，则滴定终点观察到的现象为                     。
（4）通过计算确定样品晶体的组成。

【化学—化学与技术】选考海洋是一个丰富的资源宝库，通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。
（1）海水中盐的开发利用：
①海水制盐目前以盐田法为主，建盐田必须选在远离江河入海口，多风少雨，潮汐落差大且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、      池和结晶池。
②工业上通常以NaCl 、CO₂和 NH₃为原料制取纯碱，请写出第一步制取NaHCO₃的化学方程式                                                    。
（2）电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示。其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。请回答下面的问题：

Ⅰ.电渗析法淡化海水中阴极室可获得的重要化工原料有                   。
II.上图中虚线部分表示         离子交换膜。 淡水从          （A或B）排出。
（3）用苦卤（含Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^－、Br^－等离子）可提取溴，其生产流程如下：

Ⅰ.写出反应③的离子方程式为                    。
II.通过①氯化已获得含Br₂的溶液，为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br₂的溶液？        。
Ⅲ.向蒸馏塔中通入水蒸气加热，控制温度在90℃左右进行蒸馏的原因是           。

硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在，其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
（1）某科研小组用SO₂为原料制取硫酸。
①利用原电池原理，用SO₂、O₂和H₂O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式            。
②用Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂得NaHSO₃溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如图所示。电解时阳极区会产生气体，产生气体的原因是            。

（2）碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应是          。
②用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是                  。
（3）氢化亚铜是一种红色固体，可由硫酸铜为原理制备
4CuSO₄ + 3H₃PO₂ + 6H₂O="4CuH↓" + 4H₂SO₄ + 3H₃PO₄。
①该反应中还原剂是             （写化学式）。
②该反应每生成1molCuH，转移的电子物质的量为        。
（4）硫酸铜晶体常用来制取波尔多液，加热时可以制备无水硫酸铜。将25.0 g胆矾晶体放在坩埚中加热测定晶体中结晶水的含量，固体质量随温度的升高而变化的曲线如下图。

请分析上图，填写下列空白：
①30℃～110℃间所得固体的化学式是        ，
②650℃～1000℃间所得固体的化学式是        。

煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示：

（1）②中NH₃参与反应的化学方程式为          。
（2）③中加入的物质可以是          （填字母序号)。
a．空气        b．CO         c．KNO₃        d．NH₃
（3）焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶（)，其分子中相邻的C和N原子相比，N原子吸引电子能力更          （填“强”或“弱”)，从原子结构角度解释原因：         。
（4）已知：N₂（g) ＋ O₂（g)2NO（g)   ΔH =" a" kJ·mol^-1
N₂（g) ＋ 3H₂（g)2NH₃（g) ΔH =" b" kJ·mol^-1
2H₂（g) ＋ O₂（g)2H₂O（l) ΔH =" c" kJ·mol^-1
反应后恢复至常温常压，①中NH₃参与反应的热化学方程式为          。
（5）用间接电化学法除去NO的过程，如下图所示：

已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，写出阴极的电极反应式：          。
用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：          。

(I)在甲溶液中通入过量CO₂生成乙和另一种具有漂白性的物质，在乙溶液中滴加某钠盐溶液丙可以生成丁溶液（丁溶液呈中性），同时产生无色无味气体。已知：题中所涉及物质皆为中学化学中常见物质。回答下列问题：
（1）甲的化学式为          。
（2）写出乙在医疗上的一个用途                。
（3）在乙溶液中滴加丙溶液生成丁溶液的离子方程式为               。
(Ⅱ)固体化合物X由四种常见的短周期元素组成，可用作牙膏中的添加剂。现取39．3g化合物X进行如下实验：

实验结束后得到15．3g固体2和6．0g固体3，且固体1、固体2、固体3都可用作耐高温材料。回答下列问题：
（1）NaOH的电子式为            ，沉淀2的化学式为        。
（2）固体X的化学式为             。
（3）溶液1中加入足量NaOH溶液反应的离子方程式为            。
（4）在高温下，固体3中某元素的单质可以与固体1发生置换反应，请写出此反应的化学方程式           。
（5）设计一个实验方案比较固体2和固体3中两种不同元素对应单质的活泼性强弱         。

(共16分)Ⅰ.CO和H₂作为重要的燃料和化工原料，有着十分广泛的应用。
（1）已知：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)         △H₁= -393．5 kJ·mol^-1
C(s)+H₂O(g)= CO(g)+H₂(g)    △H₂= +131．3 kJ·mol^-1
则反应CO(g)+H₂(g)+O₂(g)=H₂O(g)+CO₂(g)△H=            kJ·mol^-1。
（2）利用反应CO(g) +H₂(g)+O₂(g) = CO₂(g) +H₂O(g) 设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气（CO和H₂物质的量之比为1:1）作负极燃气，空气与CO₂的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔点混合物做电解质的一种新型电池。现以该燃料电池为电源，以石墨作电极电解饱和NaCl溶液，反应装置以及现象如图所示。则有：

①燃料电池即电源的N极的电极反应式为 _______________________  ；
②已知饱和食盐水的体积为1 L，一段时间后，测得左侧试管中气体体积为11．2 mL(标准状况)，若电解前后溶液的体积变化忽略不计，而且电解后将溶液混合均匀，则此时溶液的pH为                 。
Ⅱ.CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为：
2NO(g)+2CO(g)  N₂(g)+2CO₂(g)。请回答下列问题：
（3）一定温度下，在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时，反应进行到t时刻时达到平衡状态，此时n(CO)=amol、n(N0)=2amol、n(N₂)=bmol，且N₂占平衡混合气体总体积的1/4。
①该反应的平衡常数K=               （用只含a、V的式子表示）
②判断该反应达到平衡的标志是____（填序号）
A．v(CO₂)_生成=v(CO)_消耗            
B．混合气体的平均相对分子质量不再改变
C．混合气体的密度不再改变    
D．NO、CO、N₂、CO₂的物质的量浓度均不再变化
（4）在一定温度下，将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示，则：

①有害气体NO的转化率是          ，0～15minCO₂的平均反应速率v(CO₂)=____（保留小数点后三位）。
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件是     。（填序号）。
A．增加CO的量      B．加入催化剂
C．减小CO₂的量     D．扩大容器体积

X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大，元素Z在地壳中含量最高，J元素的焰色反应呈黄色，Q的最外层电子数与其电子总数比为3:8，X能与J形成离子化合物，且J⁺的半径大于X^—的半径，Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。请回答：
（1）Q元素在周期表中的位置_______________________。
（2）这五种元素原子半径从大到小的顺序为              （填元素符号）。
（3）元素的非金属性Z______Q（填“>”或“<”），下列各项中，不能说明这一结论的事实有______（填序号）。
A．Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊
B．Z与Q之间形成的化合物中元素的化合价
C．Z和Q的单质的状态
D．Z和Q在周期表中的位置
（4）Q的氢化物与Z的氢化物反应的化学方程式为__________________________________。
（5）X与Y可形成分子A，也可形成阳离子B，A、B在水溶液中酸、碱性恰好相反，写出A的电子式_______________；B的水溶液不呈中性的原因____________________________（用离子方程式表示）。
（6）液态A类似X₂Z，也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子，则液态A的电离方程式为      。
（7）若使A按下列途径完全转化为F：

①F的化学式为_________；
②参加反应的A与整个过程中消耗D的物质的量之比为_________。

镁是海水中含量较多的金属，镁合金及其镁的化合物用途非常广泛。
（1）“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置如下图所示：

该电池的正极反应式为                                  。
（2）Mg₂Ni是一种储氢合金，已知：
Mg(s) + H₂(g)MgH₂(s)            △H₁＝－74．5kJ·mol^－1
Mg₂Ni(s) + 2H₂(g)Mg₂NiH₄(s)      △H₂＝－64．4kJ·mol^－1
Mg₂Ni(s)+2MgH₂(s)2Mg(s)+Mg₂NiH₄(s)的△H₃＝          。
（3）一种用水氯镁石(主要成分为MgCl₂·6H₂O)制备金属镁工艺的关键流程如下：

①为探究MgCl₂•6H₂O“一段脱水”的合理温度范围，某科研小组将MgCl₂•6H₂O在不同温度下分解，测得残留固体物质的X-射线衍射谱图如下图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在)。

测得E中Mg元素质量分数为60．0%，则E的化学式为       。
②若电解时电解槽中有水分，则生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应，使阴极表面产生MgO钝化膜，降低电解效率。生成MgO的化学方程式为                  。
（4）储氢材料Mg(AlH₄)₂在110~200°C的反应为：Mg(AlH₄)₂MgH₂ +2A1+3H₂↑每生成27gAl转移电子的物质的量为_______________。

工业制硫酸生产流程如下图：

已知：在450℃，常压下，2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，ΔH＝－196 kJ·mol^－1。请回答：
（1）在催化反应室，下列措施中有利于提高SO₂平衡转化率的有            ；
A．升高温度        B．减少压强       C．不断补充空气       D．及时分离出SO₃
（2）在生产中，为提高催化剂效率可采取的措施为            ；
A．净化气体                                B．控制温度在400～500℃
C．增大催化剂与反应气体的接触面积          D．不断补充空气
（3）在450℃、常压和钒催化条件下向一密闭容器中充入2molSO₂和1molO₂，充分反应后，放出的热量______(填“<”、“>”或“=”)196kJ。
（4）经检测生产硫酸的原料气成分(体积分数)为SO₂7％、O₂11％、N₂82％。在500℃，0．1MPa条件下，现有100L原料气参加反应，达到平衡时，气体的总体积变为97．2L，则SO₂的转化率为          。

（1 6分）钒是一种重要的合金元素，还用于催化剂和新型电池。从含钒固体废弃物（含有SiO₂、
Al₂O₃及其他残渣）中提取钒的一种新工艺主要流程如下：

部分含钒化合物在水中的溶解性如下表：

请回答下列问题：
（1）反应①所得溶液中除H⁺之外的阳离子有       
（2）反应②碱浸后滤出的固体主要成分是       （写化学式）。
（3）反应④的离子方程式为       
（4）250C、101 kPa时,
用V₂O₅发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是      。
（5）钒液流电池（如图所示）具有广阔的应用领域和市场前景，该电池中隔膜只允许H⁺通过。电池放电时负极的电极反应式为      ，电池充电时阳极的电极反应式是             。

（6）用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定(VO₂)₂SO₄溶液，以测定反应①后溶液中的含钒量，反应的离子方程式为：2 VO₂⁺+ H₂C₂O₄+2 H⁺="2" VO²⁺+2CO₂↑+2H₂O，取25.00 mL 0.1000 mol/L H₂C₂O₄标准溶液于锥形瓶中，加入指示剂，将待测液盛放在滴定管中，滴定到终点时消耗待测液24.0 mL，由此可知，该(V0₂)₂S0₄溶液中钒的含量为         g/L。

(15分)四川省钙芒硝矿(主要成分CaSO₄•Na₂SO₄)资源丰富。钙芒硝矿可生产具有广泛用途的芒硝(Na₂SO₄•10H₂O)和元明粉(Na₂SO₄)，其简要生产流程如下图所示。

请回答下列问题：
（1）浸取Na₂SO₄时，加入少量Na₂CO₃可使钙芒硝矿中的部分CaSO₄转化为CaCO₃，破坏钙芒硝矿结构，从而促进Na₂SO₄的浸取。CaSO₄能转化为CaCO₃的原因是_________________________。
（2）向Na₂SO₄的浸取液中加入适量烧碱和纯碱，Ca²⁺和Mg²⁺分别生成①________、②_________（填化学式）被过滤除去。
（3）根据下图溶解度曲线，可采用冷却结晶法从含少量NaCl的Na₂SO₄饱和溶液中制得芒硝的原因是___________________________________________________________________________。

（4）已知：25℃、101kPa时，
2C(s) + O₂(g) ="=" 2CO(g)    ΔH₁ = —222kJ/mol
4Na₂SO₃(s) ="=" 3Na₂SO₄(s) + Na₂S(s)    ΔH₂ = —122kJ/mol
2Na₂SO₃(s) + O₂(g) ="=" 2Na₂SO₄(s)    ΔH ₃= —572kJ/mol
元明粉经碳还原制备Na₂S的热化学方程式是__________________________________________________。
（5）如图，用惰性电极电解Na₂SO₄溶液，阳极区制得H₂SO₄溶液，阴极区制得NaOH溶液。其电解总反应的化学方程式是：______________________________。

（6）芒硝加热至70℃时，得到Na₂SO₄的饱和溶液(结晶水作溶剂，忽略加热过程中水的蒸发)和无水Na₂SO₄。若3220kg芒硝加热至70℃时，可析出元明粉(Na₂SO₄)的质量是________kg。

（本题共12分）元素周期表中ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
23、三氟化溴（BrF₃）常用于核燃料生产和后处理，遇水立即发生如下反应：3BrF₃ +5H₂O → HBrO₃ + Br₂ + 9HF+ O₂ 。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为        ，每生成2.24 LO₂（标准状况）转移电子数为          。
24、在食盐中添加少量碘酸钾可预防缺碘。为了检验食盐中的碘酸钾，可加入醋酸和淀粉-碘化钾溶液。看到的现象是                        ，相应的离子方程式是                       。
氯常用作饮用水的杀菌剂，且HClO的杀菌能力比ClO^－强。25℃时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系：
Cl₂(g) Cl₂(aq)  ---------------①
Cl₂(aq)+ H₂O  HClO + H⁺ +Cl^－-----②
HClO  H⁺ + ClO^－  ---------------③
其中Cl₂(aq)、HClO和ClO^－分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如图所示。

25、写出上述体系中属于电离平衡的平衡常数表达式：K_i =       ，由图可知该常数值为         。
26、在该体系中c(HClO) + c(ClO^－)         c(H⁺)－c(OH^－)（填“大于”“小于”或“等于”）。
27、用氯处理饮用水时，夏季的杀菌效果比冬季      （填“好”或“差”），请用勒夏特列原理解释                                                                。

近年来大气问题受到人们越来越多的关注。按要求回答下列问题：
Ⅰ．实现反应CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)，△H₀，对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义。在2L密闭容器中，通入5mol CH₄与5mol CO₂的混合气体，一定条件下发生上述反应，测得CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图。

则p₁、p₂、p₃、p₄由大到小的顺序       ，该反应的正反应是______(填“吸热”或“放热”)反应，当1000℃甲烷的转化率为80%时，该反应的平衡常数K=________。
Ⅱ．PM2.5污染与直接排放化石燃烧产生的烟气有关，化石燃料燃烧同时放出大量的SO₂和NOx。
（1） 处理NO_x的一种方法是利用甲烷催化还原NO_x。
CH₄(g) + 4NO₂(g) =" 4NO(g)" + CO₂(g) + 2H₂O(g)   △H₁=－574kJ·mol^－1
CH₄(g) + 4NO(g) = 2N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g)    △H₂=－1160kJ·mol^－1
CH₄(g) + 2NO₂ (g) = N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g)    △H₃
则△H₃=         ，如果三个反应的平衡常数依次为K₁、K₂、K₃，则K₃=______(用K₁、K₂表示)
（2）实验室可用NaOH溶液吸收SO₂，某小组同学在室温下，用pH传感器测定向20mL0．1mol·L^－1NaOH溶液通入SO₂过程中的pH变化曲线如图所示。

①ab段发生反应的离子方程式为________________。
②已知d点时溶液中溶质为NaHSO₃，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______，如果NaHSO₃的水解平衡常数K_h=1×10^-12mol·L^－1，则该温度下H₂SO₃的第一步电离平衡常数Ka=_________________。