高中化学简答题

某工业废玻璃粉末含SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂、FeO等。某课题小组设计如下工艺流程对资源进行回收，得到Ce(OH)₄和硫酸铁铵矾。

已知：CeO₂不溶于稀硫酸；酸性条件下，Ce³⁺易水解，Ce⁴⁺有较强氧化性。
（1）硫酸铁铵矾可净水，其原理是（写离子方程式）                                。
（2）滤液A的主要成分               （填写化学式）。
（3）反应①的离子方程式是                             。
（4）反应②的化学反应方程式是                          。
（5）已知制硫酸铁铵矾晶体［Fe₂(SO₄) ₃·(NH₄) ₂SO₄·24H₂O，式量964］的产率为80%，若加入13.2g (NH₄) ₂SO₄（式量132），可制得晶体的质量是         。
（6）化合物HT可作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，过程表示为：
Ce₂(SO₄)₃ (水层)+ 6HT(有机层)2CeT₃ (有机层）+3H₂SO₄(水层)
分液得到CeT₃ (有机层），再加入H₂SO₄ 获得较纯的含Ce³⁺的水溶液。可选择硫酸作反萃取剂的原因是   （从平衡移动角度回答）。

乙酰水杨酸是一种使用广泛的解热镇痛剂。合成原理是：

（1）乙酰水杨酸的分子式为        ，1mol乙酰水杨酸最多能与      mol H₂反应。
（2）上面反应的反应类型是         。
（3）有关水杨酸的说法，不正确的是         。

A．能与溴水发生取代反应和加成反应

B．可发生酯化反应和水解反应

C．1mol水杨酸最多能与2mol NaOH反应

D．遇 FeCl3溶液显紫色

（4）乙酰水杨酸与足量KOH溶液反应的化学方程式为                                  。
（5）乙酰氯（CH₃COCl ）也可以与水杨酸反应生成乙酰水杨酸，请写出化学反应方程式（不写条 件）                                   。
（6）写出一种符合下列条件的乙酰水杨酸的同分异构体的结构简式：                  。
Ⅰ．能遇FeCl₃溶液显色            
Ⅱ．苯环上只有2种一溴取代物
Ⅲ．1mol该化合物能分别与含4mol Br₂的溴水或4mol H₂反应

由钛铁矿（主要成分是TiO₂、少量FeO和Fe₂O₃）制备TiCl₄、绿矾等产品的一种综合工艺流程图如下：

【提示】TiO²⁺的水解平衡TiO²⁺+（n+1）H₂O TiO₂．n H₂O+2H⁺
回答下列问题：
（1）硫酸与二氧化钛反应的离子方程式是                                         。
（2）已知：TiO₂（s）+2Cl₂(g）=TiCl₄(l）+O₂(g）      ΔH =+140 kJ·mol^－1
2C(s）+O₂(g）=2CO(g）           ΔH =-221kJ·mol^－1
写出④中TiO₂和焦炭、氯气反应生成液态TiCl₄和CO气体的热化学方程式：          。
（3）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生。
A：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺
B：2 TiO²⁺(无色） +Fe+4H⁺＝2Ti³⁺(紫色）+ Fe²⁺+2H₂O
C：Ti³⁺(紫色）+ Fe³⁺+H₂O＝TiO²⁺(无色） +Fe²⁺+2H⁺
I．结合信息判断Fe³⁺、TiO²⁺、 H⁺氧化性强弱：     >        >       
II．加入铁屑的作用是                                                       。
（4）往②中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，析出水合二氧化钛沉淀。
请用化学平衡理论分析通入高温水蒸气的作用：                                  。
（5）依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是            （只要求写出一项）。
（6）绿矾（摩尔质量为278g/mol）可用于生产红色颜料（Fe₂O₃），556akg绿矾，理论上可生产红色颜料___mol。

用CaSO₄代替O₂与燃料反应是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，如图1所示。
燃烧器中反应① 1/4CaSO₄(s） + H₂(g） =  1/4CaS(s） + H₂O(g） △H₁ (主反应）
反应② CaSO₄(s） + H₂(g） =  CaO(s） + SO₂（g）+ H₂O(g） △H₂ (副反应）
再生器中反应：1/2 CaS(s） + O₂(g） =  1/2CaSO₄(s）   △H₃

（1）气化反应器中发生反应的化学方程式是                     。
（2）燃烧器中SO₂物质的量分数随温度T、压强p (MPa）的变化曲线见图2，从图2中可以得出三条主要规律：
①其他条件不变，温度越高，SO₂含量越高；
②                                                        ；
③                                                         ；
由图2，为减少SO₂的排放量，可采取的措施是                      。
（3）该燃烧技术中可循环的物质除CaSO₄、CaS外，还有         （写名称）。
（4）在一定条件下，CO可与甲苯反应，在其苯环对位上引入一个醛基，产物的结构简式为           。
（5）欲采用氯化钯（PdCl₂）溶液除去H₂中的CO，完成以下实验装置图：
（注：CO + PdCl₂ + H₂O ＝ CO₂  + Pd + 2HCl）

(14分)氯乙烷跟化合物之间的转化如图所示：

（1）写出各反应的化学方程式
①_______________________________________________，
②_______________________________________________，
③_______________________________________________，
④_______________________________________________，
⑤_______________________________________________。
（2）根据上述方程式回答下列问题：
A．上述化学反应的反应类型有________，________，________。
B．用AgNO₃溶液通过________反应可证明卤代烃中含卤元素。

(探究题)汽油不仅是最重要的燃料，而且是重要的化工原料，它既可以裂解得到气态化工原料如乙烯等，还可以在催化剂催化下改变分子结构，由链烃变成芳香烃，如己烷变成苯，庚烷变成甲苯，这个变化叫异构化。请根据以汽油为原料的下列衍变关系，写出相应的化学方程式及反应类型。

（1）________________________________________________________________。
（2）________________________________________________________________。
（3）________________________________________________________________。
（4）________________________________________________________________。

选做(12分)《化学——化学与技术】氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品应用广泛。请回答下列问题：
（1）氯碱工业是利用电解食盐水生产             为基础的工业体系。
（2）电解前，为除去食盐水中的Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-等杂质离子，加入下列试剂的顺序合理的是   (填下列各项中序号)。
a、碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡   
b、碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠
c、氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡   
d、氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠
（3）“盐泥”是电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下：

成分	NaCl	Mg(OH)2	CaCO3	BaSO4	其他不溶物
质量分数(％)	15～20	15～20	5～10	30～40	10～15

利用盐泥生产MgSO₄·7H₂O晶体的工艺流程如下图所示。

回答下列问题：
①酸洗过程中加入的酸为      ，加入的酸应适当过量，控制pH为5左右，反应温度在50℃左右。持续搅拌使之充分反应，以使Mg(OH)₂充分溶解并转化为MgSO₄，在此过程中同时生成CaSO₄。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是                            。
②过滤所得滤渣的主要成分为                    。
③根据下图分析，蒸发结晶过滤所得晶体A主要成分为              。

④真空干燥MgSO₄·7H₂O晶体的原因是                   。

(12分)聚合氯化铁铝(简称PAFC)，其化学通式为[Fe_xAl_y(OH)_aCl_b·zH₂O]_m。某同学为测定其组成，进行如下实验：
①准确称取4.505 0 g样品，溶于水，加入足量的稀氨水，过滤，将滤渣灼烧至质量不再变化，得到2.330 0 g固体。
②另准确称取等质量样品溶于水，在溶液中加入适量Zn粉和稀硫酸，将Fe^3＋完全还原为Fe^2＋。用0.100 0 mol·L^－1标准KMnO₄溶液滴定Fe^2＋，消耗标准溶液的体积为20.00 mL。
③另准确称取等质量样品，用硝酸溶解后，加入足量AgNO₃溶液，得到4.305 0 g白色沉淀。
（1）若滴定管在使用前未用KMnO₄标准溶液润洗，测得的Al^3＋含量将________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
（2）实验室检验Fe^3＋常用的方法是__________________。
（3）通过计算确定PAFC的化学式(写出计算过程；m为聚合度，不必求出)。

硝酸铝[Al(NO₃)₃]是一种常用媒染剂。工业上用铝灰（主要含Al、Al₂O₃、Fe₂O₃等）制取硝酸铝晶体[Al(NO₃)₃·9H₂O]的流程如下：

（1）写出反应Ⅰ的离子方程式：     （任写一个）。
（2）若在实验室中完成反应Ⅱ，为避免铝的损失，需要解决的问题是     ，可采取的措施为     。
（3）上述流程中采用减压蒸发，并控制反应Ⅲ中加入的稀硝酸稍过量，其目的是     。
（4）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体（其体积比为4:1），该反应的化学方程式是     。
（5）若用下图所示实验装置制取Al(NO₃)₃，通入水蒸气的作用是     。

氮的重要化合物如氨（NH₃）、肼（N₂H₄）、三氟化氮（NF₃）等，在生产、生活中具有重要作用。
（1）利用NH₃的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下：
H₂O(l)＝H₂O(g)   △H₁＝44.0 kJ·mol^－1
N₂(g)＋O₂(g)＝2NO(g)   △H₂＝229.3 kJ·mol^－1
4NH₃(g)＋5O₂(g)＝4NO(g)＋6H₂O(g)   △H₃＝－906.5 kJ·mol^－1
4NH₃(g)＋6NO(g)＝5N₂(g)＋6H₂O(l)   △H₄
则△H₄＝     kJ·mol^－1。
（2）使用NaBH₄为诱导剂，可使Co^2＋与肼在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体。
①写出该反应的离子方程式：     。
②在纳米钴的催化作用下，肼可分解生成两种气体，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如下图1所示，则N₂H₄发生分解反应的化学方程式为：     ；为抑制肼的分解，可采取的合理措施有     （任写一种）。

（3）在微电子工业中NF₃常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH₄F等的无水熔融物生产NF₃，其电解原理如上图2所示。
①氮化硅的化学式为     。
②a电极为电解池的     （填“阴”或“阳”）极，写出该电极的电极反应式：     ；电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是     。

【化学选修2一化学与技术】下图是某企业设计的硫酸一磷肥一水泥联产、海水一淡水多用、盐一热一电联产的三大生态产业链流程图．

根据上述产业流程回答下列问题：
（1）该流程①、②、③、④、⑤为能量或物质的输送，请分别写出输送的主要物质的化学式或能量形式：①     、②____、③__    、④     、⑤     
（2）沸腾炉发生反应的化学方程式：          ,磷肥厂的主要产艄是普钙（磷酸二氢钙和硫酸钙），写出由磷矿石和硫酸反应制普钙的化学方程式        .
（3）用1吨硫铁矿（FeS₂的质量分数为36%）接触法制硫酸，制硫酸的产率为65%，则最后能生产出质量分数为98%的硫酸____吨．
（4）热电厂的冷却水是____，该流程中浓缔盐水除提取盐以外还可提取的物质有     （写出一种即可）．
（5）根据现代化工厂设计理念请提出高炉炼铁厂废气和废渣的利用设想．            （写出两点即可）．

【化学——选修2：化学与技术】(15分)将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。
回答下列问题：
（1）下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是________(填序号)。
①用混凝法获取淡水         ②提高部分产品的质量
③优化提取产品的品种       ④改进钾、溴、镁等的提取工艺
（2）采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br₂，并用纯碱吸收。溴歧化为Br^－和BrO₃^-并没有产生CO₂则反应的离子反应方程式为                                。
（3）海水提镁的一段工艺流程如下图：

浓海水的主要成分如下：

离子	Na^＋	Mg^2^＋	Cl^－	SO4^2^－
浓度/(g·L^－1)	63.7	28.8	144.6	46.4

该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的阳离子_______，获得产品2的离子反应方程式为              ，浓海水的利用率为90％，则1 L浓海水最多可得到产品2的质量为________g。
（4）由MgCl₂·6H₂O制备MgCl₂时，往往在HCl的气体氛围中加热。其目的是         。

(8分) “低碳”既是时尚，也是环保要求。“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几个工厂利用废气、废渣(液)联合生产化肥硫酸铵的工艺：

请回答下列问题：
（1）工艺操作②为：____________。
（2）工业合成氨的化学方程式为：____________________。
（3）副产品的化学式为_________。该联合生产工艺中可以循环使用的物质是_________________。
（4）在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是______________________。
（5）写出生成“产品”的化学方程式：_______________________

【化学—选修2：化学与技术】(15分）空气吹出法工艺是目前“海水提溴”的最主要方法之一，其工艺流程如下：

（1）目前，从海水中提取的溴约占世界溴年产量的                            。
（2）步骤①中用硫酸酸化可提高Cl₂的利用率，其原因是                          。
（3）步骤④的离子方程式为                                          。
（4）步骤⑥的蒸馏过程中,溴出口温度要控制在80〜90℃。温度过高或过低都不利于生产，理由是    。
（5）步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差较大的特点进行分离。分离仪器的名称是          ，分离时液溴从分离器         （填“上口”或“下口"）排出。
（6）不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、S0₂吸收、氯化”的原因是     。
（7）某同学测得苦卤中溴的含量为0.8g/L，已知步骤①〜⑥中溴共损失了25%，步骤⑦和步骤⑧又共损失了所得溴蒸气的10%，若处理10 m³这样的苦卤，可得到液溴        mol。

(16分)用芒硝（Na₂SO₄·10H₂O）制备纯碱、铵明矾[NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O]的生产工艺流程图如下所示：

（1）溶液C中的溶质主要是                     。
（2）铵明矾的溶液呈         性，铵明矾可用于净水，用离子方程式说明原理                    。
（3）过程Ⅰ反应温度不能超过40℃，主要原因是                                  。
（4）运用化学平衡原理解释Na₂SO₄溶液稍过量的原因
（5）滤液E中溶质离子为
（6）写出工艺流程中焙烧的反应方程式