高中化学简答题

（共8分）A、B、C、D、E均为可溶于水的固体，组成他们的离子有

阳离子	Na^＋  Mg^2^＋  Al^3^＋   Ba^2^＋
阴离子	OH^－  Cl^－  CO3^2^－  SO4^2^－  HSO4^－

分别取它们的水溶液进行实验，结果如下：①A溶液与B溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于E溶液；
②A溶液与C溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于E溶液；③A溶液与D溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于盐酸；④B溶液与适量D溶液反应生成白色沉淀，加入过量D溶液，沉淀量减少，但不消失。
（1）据此推断它们是（写化学式）A  　　；B　　　　；C　　　　；D　　　　；E　　 　。
（2）写出④中反应的离子方程式：                                                 。
（3） A溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为                                               。

实验室用Na₂SO₃固体与70%的硫酸反应制取SO₂气体时，可用NaOH溶液或Fe₂(SO₄)₃溶液吸收多余的SO₂气体。
（1）用NaOH溶液吸收多余的SO₂气体，若两者恰好反应生成Na₂SO₃溶液，则Na₂SO₃溶液中各微粒间浓度关系正确的是_______。

A．c(Na^+)＞c(SO3^2^－)＞c(OH^－)＞c(HSO3^－)＞c(H^+)

B．c(Na^+)＝2c(SO3^2^－) + 2c(HSO3^－) + 2c(H2SO3)

C．c(Na^+) + c(H^+)＝2c(SO3^2^－) + c(HSO3^－) + c(OH^－)

D．c(H^+) + c(HSO3^－) + 2c(H2SO3)＝c(OH^－)

（2）用Fe₂(SO₄)₃溶液吸收多余的SO₂气体，写出SO₂与Fe₂(SO₄)₃溶液反应的离子方程式__________
（3）用Fe₂(SO₄)₃溶液吸收SO₂气体一段时间后，吸收液中一定存在的离子有H⁺、Fe²⁺、SO₄^2－和极少量      的OH^－。某同学认为还可能存在其他离子，并提出假设进行实验探究。
①提出合理假设：
假设1：还存在HSO₃^－、SO₃^2－；
假设2：还存在Fe³⁺；
假设3：___________________
……
②设计实验方案

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量吸收液于试管中，加稀硫酸酸化，然后再滴入几滴品红溶液；	现象：________________________________ 结论：假设1不成立；
步骤2：______________________________ ____________________________________。	现象：________________________________ 结论：假设2成立。

含碳化合物在国民经济中占有重要地位。含碳化合物的性质、制备等一直是中学化学研究的焦点。
研究情境一：工业上采用乙苯与CO₂脱氢生产重要化工原料苯乙烯    △H＝－166kJ·mol^－1，平衡常数K
其中乙苯在CO₂气氛中的反应可分两步进行。
第一步：      ΔH₁，平衡常数K₁
第二步：H₂(g) +CO₂(g)CO(g) + H₂O(g)   ΔH₂＝－41kJ·mol^－1，平衡常数K₂
（1）上述第一步反应的ΔH₁=____________，K、K₁、K₂之间的关系是________________。
（2）某化学研究性学习小组模拟工业用乙苯与CO₂脱氢生产苯乙烯。在3L固定容积密闭容器内，乙苯与CO₂的反应在I、II、III三种不同的条件下进行实验。乙苯、CO₂的起始浓度分别为1.0mol·L^－1和3.0mol·L^－1，其中实验I在T₁°C，0.3MPa，而实验II、III分别改变了实验其他条件。乙苯的浓度随时间的变化如图所示。

①实验I 苯乙烯在0—50min的平均反应速率是____________。
②实验III改变的条件可能是_______________________________________________。
③对于实验I，下列叙述能说明乙苯与CO₂反应达到平衡的是_______。
a．平衡常数K不再增大                    b．CO₂的转化率不再增大
c．混合气体的平均相对分子质量不再改变　   d．反应物不再转化为生成物
研究情境二：2013年12月14日21时11分，嫦娥三号探测器在月球表面预选着陆区域成功着陆，标志我国已成为世界上第三个实现地外天体软着陆的国家。
（3）下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH溶液为电解液。

如果某段时间内氢氧储罐中共收集到67.2L气体（标准状况），则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量是________mol。
（4）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO₂，还要求提供充足的O₂。某种电化学装置可实现如下转化：2CO₂＝2CO + O₂，同时生成的CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应是：
4OH^－－4e^－＝O₂↑+2H₂O，则阴极反应是__________________。

(18分)为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量显得尤为重要。
（1）汽车内燃机工作时会引起N₂和O₂的反应：N₂（g）+O₂（g）2NO（g），是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。
①在T₁、T₂温度下，一定量的NO发生分解反应时N₂的体积分数随时间变化如图所示，根据图像判断反应N₂（g）+O₂（g）2NO（g）的△H__________0(填“>”或“<”)。

②在T₃温度下，向2L密闭容器中充入10molN₂与5mo1O₂，50秒后达到平衡，测得NO的物质的量为2mol，则该反应的速率v (N₂)=___________________。该温度下，若开始时向上述容器中充入N₂与O₂均为1 mol，则达到平衡后N₂的转化率为____________。
（2）利用下图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO₂，用阴极排出的溶液可吸收NO₂。

①阳极的电极反应式为_____________________。
②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO₂，使其转化为无害气体，同时有SO₃^2—生成。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______________。
（3）一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下，将a mol·L的醋酸与b molLBa(OH)₂溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba^2＋)=c(CH₃COO^－)，则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=______________________(用含a和b的代数式表示)。

.（本题16分）为验证氧化性：Cl₂>Fe³⁺>SO₂，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器和甲中加热装置已略，气密性已检验）。

实验步骤：
1.在甲装置中，打开活塞a，加热，待装置中充满黄绿色气体时，与丙装置连接。
2.当丙装置中FeC1₂溶液变黄时，停止加热。
3.打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。
4.在乙装置中，打开活塞b，待空气排尽后，将乙中产生的气体通入上述丙装置变黄后的溶液中，一段时间后停止。
5.更新丙中试管，打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。
回答下列问题：
（1）甲中发生反应的化学方程式为___________________________________________。
（2）用70%的硫酸制取SO₂，反应速率比用98%的硫酸快，原因是__________________。
（3）实验中，证明氧化性Fe³⁺＞SO₂的离子方程式为_____________________________。
（4）有I、II、III三组同学分别完成了上述实验，实验结果如下：

上述实验结果一定能够证明氧化性:Cl₂>Fe³⁺>SO₂的是___________（用“I”、“II”、“III”代号回答）。
（5）若要用以上甲和丙装置证明氧化性为：Cl₂> Fe³⁺> I₂的结论，则步骤为：
①往丙的漏斗中加入两种试剂_________、_________和一种溶剂__________。
②将甲装置中产生的Cl₂慢慢通入丙中，观察丙的漏斗中溶液颜色变化。
③如果观察到丙中溶液_______________________________________则结论正确。
④停止通入Cl₂。

．（本题16分）已知醛或酮可以发生如下反应：

苯丙氨酸（）是合成APM的原料之一。APM的结构简式如图所示。

（1）指出APM的结构中含氧官能团的名称__________
（2）下列关于APM的说法中，正确的是      _。                    
A属于糖类化合物               B分子式为C₁₄H₁₈N₂O₅
C既能与酸反应，又能与碱反应
D能发生酯化反应，但不能发生加成反应            
E1 molAPM与NaOH反应最终生成1mol H₂O
（3）APM在酸性环境水解的产物中，相对分子质量为133的有机物与氨基乙酸（H₂N-CH₂COOH）以1:1发生缩合反应形成一个含有六元环的化合物。该环状化合物的结构简式为                   。
（4）苯丙氨酸的一种合成途径如下图所示：

①烃 A的结构简式为            。1 molD完全燃烧消耗O₂_______mol.
② 写出C → D反应的化学方程式：                                               .
③ 某苯的同系物苯环上的一硝基取代物只有一种，该硝基取代物W是苯丙氨酸的同分异构体。W的结构简式为                                     。

工业上设计将VOSO₄中的K₂SO₄、SiO₂杂质除去并回收得到V₂O₅的流程如下：

请回答下列问题：
（1）步骤①所得废渣的成分是          （写化学式），操作I的名称        。
（2）步骤②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO²⁺，HA表示有机萃取剂）：
R₂(SO₄)_n (水层)+ 2nHA（有机层）2RA_n（有机层） + nH₂SO₄  (水层) 
②中萃取时必须加入适量碱，其原因是                                                     。
③中X试剂为                            。
（3）④的离子方程式为                                      。
（4）25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：

pH	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	2.0	2.1
钒沉淀率%	88.1	94.8	96.5	98.0	98.8	98.8	96.4	93.1	89.3

结合上表，在实际生产中，⑤中加入氨水，调节溶液的最佳pH为             ；若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)₃沉淀，则溶液中c(Fe³⁺)<           。〖已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)₃]=2.6×10^-39〗
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质有              和                      。

(13分)平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂、FeO等物质）。某课题以此粉末为原料，设计如下工艺流程对资源进行回收，得到Ce(OH)₄和硫酸铁铵：

已知：
ⅰ．酸性条件下，铈在水溶液中有、两种主要存在形式，易水解，有较强氧化性。
ⅱ．CeO₂不溶于稀硫酸
ⅲ．硫酸铁铵［aFe₂(SO₄) ₃·b(NH₄) ₂SO₄·cH₂O］广泛用于水的净化处理。
（1）．操作Ⅰ的名称是       　　   ，检验硫酸铁铵溶液中含有NH₄⁺的方法是：              　。
（2）．反应①之前先要洗涤滤渣B，其目的是为了除去　　　　　　　　　　　（填离子符号）。
（3）．写出反应①的化学方程式     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）．用滴定法测定制得的Ce(OH)₄产品纯度。

滴定时所用定量仪器的读数精确为  　；若所用FeSO₄溶液在空气中露置一段时间后再进进行滴定，则测得该Ce(OH)₄产品的质量分数   　　。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（5）．称取14.00g硫酸铁铵样品，将其溶于水配制成100mL溶液，分成两等份，向其中一份加入足量NaOH溶液，过滤洗涤沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体；向另一份溶液中加入0.5mol/L Ba(NO₃)₂溶液100mL，恰好完全反应。则该硫酸铁铵的化学式为    　　　　。

【化学选修5——有机化学基础】
姜黄素（分子式为C₂₁H₂₀O₆）存在姜科植物姜黄等的根茎中，具有抗基因突变和预防肿瘤的作用。其合成路线如下：

已知：
i．
ii．
（R₁、R₂、R₃为烃基或氢原子）
iii． E的核磁共振氢谱中有两个峰
请回答下列问题：
（1）E中含有的官能团名称是                    。
（2）B物质的名称为             ；试剂X为                 。
（3）姜黄素的结构简式为                                  。
（4）E →G反应的化学方程式为                                           ；     其反应类型是               。
（5）下列有关香兰醛的叙述正确的是         （填正确答案编号）。
a．香兰醛能与NaHCO₃溶液反应
b．香兰醛能与浓溴水发生取代反应
c．能与FeCl₃溶液发生显色反应  
d．1 mol香兰醛最多能与3 molH₂发生加成反应
（6）符合下列条件的香兰醛（K）的同分异构体有     种：①属于芳香族化合物 ②与氯化铁溶液发生显色反应 ③苯环上只有两个取代基 ④存在羰基的结构。写出香兰醛（K）的同分异构体中符合下列条件的结构简式                。
①苯环上的一氯取代物只有2种；
②1mol该物质与烧碱溶液反应，最多消耗3molNaOH;
③核磁共振氢谱中有4种吸收峰。

乙醇、乙酸都是有机化工重要的基础原料。
（1）．空气中，乙醇蒸气能使红热铜丝保持红热，该反应的化学方程式为                      。
（2）．浓硫酸催化下，乙酸和乙醇生成乙酸乙酯


某化学兴趣小组的同学用以下装置进行该酯化反应的探究实验：
①要向大试管中加2mL浓硫酸、3mL乙醇、2mL乙酸，其具体操作是                       。
②小试管中装的是浓Na₂CO₃溶液，导气管不插入液面下是为了防止         。
③相关物质的部分性质：

	乙醇	乙酸	乙酸乙酯
沸点	78．0℃	117．9℃	77．5℃
水溶性	易溶	易溶	难溶

根据上表数据有同学提出可用水替代小试管中的Na₂CO₃溶液，你认为可行吗？说明理由：             。④分离小试管中的乙酸乙酯应使用的仪器名称是      ；
⑤分离时，乙酸乙酯应该从仪器        （填“下口放” 或“上口倒出”）。
⑥兴趣小组多次试验后，测出乙醇与乙酸用量和最后得到的乙酸乙酯生成量如下表：

实验序号	乙醇（mL）	乙酸（mL）	乙酸乙酯（mL）
a	2	2	1．33
b	3	2	1．57
c	4	2	X
d	5	2	1．76
e	2	3	1．55

 表中数据X的范围是                 ；实验a与实验e探究的目的是                             。

氯酸镁[Mg(ClO₃)₂]常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备少量Mg(ClO₃)₂·6H₂O的流程如下：
   
已知：①卤块主要成分为MgCl₂·6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等杂质。
②四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图所示。
回答下列问题：
（1）加速卤块在H₂O₂溶液中溶解的措施有：          （写出一条即可）。
（2）加入MgO的作用是          ；滤渣的主要成分为            。
（3）向滤液中加入NaClO₃饱和溶液后，发生反应的化学方程式为            ，再进一步制取Mg(ClO₃)₂·6H₂O的实验步骤依次为①蒸发结晶；②     ；③____；④过滤、洗涤。
（4）产品中Mg(ClO₃)₂·6H₂O含量的测定：
步骤1：准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。
步骤2：取10.00 mL于锥形瓶中，加入10.00 mL稀硫酸和20.00mL 1.000 mol·L^－1的FeSO₄溶液，微热。
步骤3：冷却至室温，用0.l000 mol·L^－1K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺至终点，此过程中反应的离子方程式为：。
步骤4：将步骤2、3重复两次，计算得平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00 mL。
①写出步骤2中发生反应的离子方程式（还原产物为Cl^－）：              ；
②产品中Mg(ClO₃)₂·6H₂O的质量分数为（保留一位小数）            。

如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：

(1)甲烷燃料电池负极反应式是                             ；
(2)石墨(C)极的电极反应式为                               ；
(3)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成 的气体体积为________L ，丙装置中阴极析出铜的质量为________g ；
(4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)₂的实验装置(如图所示)。

若用于制漂白液，a为电池的________极，电解质溶液最好用________；若用于制Fe(OH)₂，使用硫酸钠作电解质溶液，阳极选用________作电极。

(14 分)CO₂和CH₄是两种重要的温室气体，通过CH₄和CO₂反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L密闭容器中通入6 mol CO₂、6 mol CH₄，发生如下反应：CO₂(g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：

物质	CH4	CO2	CO	H2
体积分数	0.1	0.1	0.4	0.4

①此温度下该反应的平衡常数K=           。
②已知：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) △H="-890.3" kJ·mol^－1
CO(g)＋H₂O (g)＝CO₂(g)＋H₂ (g) △H="2.8" kJ·mol^－1
2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g) △H="-566.0" kJ·mol^－1
反应CO₂(g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g) 的△H＝              ；
③在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如右图所示。t1～t2℃时，温度升高而CO的生成速率降低的原因是                                   ；
（∆代表CO的生成速率，■代表催化剂的催化效率）
④为了提高该反应中CH₄的转化率，可以采取的措施是                     ；
⑤若再向容器中同时充入2.0 mol CO₂、6.0 mol CH₄、4.0 molCO 和8.0 molH₂，则上述平衡向          (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
（2）以CO₂为原料可以合成多种物质。
①可降解二氧化碳聚合物是由CO₂加聚而成，写出其结构简式：                    ；
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，CO₂在铜电极上可转化为甲烷，该电极反应方程式为      。

在某有机物A的分子其结构简式如右图，请回答
（1）写出有机物A中官能团的名称：_______________。
（2）A跟足量NaOH溶液反应的化学方程式是：________________。
（3）两分子的A以羧基和酚羟基分子间成环的结构简式为        。
（4）以A为单体利用羧基和醇羟基形成高分子缩聚产物的方程式为              。

工业尾气中氮氧化物通常采用氨催化吸收法，其原理是NH₃与NOx在催化剂作用下反应生成无毒的物质。某校活动小组同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物 的处理过程。

I．探究制取NH₃的方法
（1）B装置的名称：______________
（2）在上述装置中，H能快速、简便制取，装置中需要添加的反应试剂为_________ 。
（3）为探究更好的实验效果，活动小组同学采用上述C装置来制取氨气，在控制实验条件相同的情况下，获得下表中实验数据。
分析表中数据，你认为哪种方案制取氨气的效果最好________（填序号），从该方案选择的原料分析制气效果好的可能原因是________，__________。

试剂组合序号	固体试剂	NH3体积（mL）
a	6.0gCa(OH)2过量	5.4gNH4Cl	1344
b	5.4g(NH4)2SO4	1364
c	6.0gNaOH过量	5.4gNH4Cl	1568
d	5.4g(NH4)2SO4	1559
e	6.0gCaO过量	5.4gNH4Cl	1753
f	5.4g(NH4)2SO4	1792

 
II.模拟尾气处理
活动小组同学选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置进行实验。
（1）请从上述装置中选择你认为合理的进行补充（所选装置不能重复）。

（2）A中反应的离子方程式为__________________________
（3）D装置的作用有：_____________、____________、_____________。
（4）D装置中的液体还可换成   （填序号）。
A．H₂OB．CCl₄C．浓H₂SO₄D．CuSO₄溶液
（5）该小组同学所设计的模拟尾气处理装置中还存在一处明显的缺陷是___________.