高中化学简答题

铜及其化合物在工业、农业、科技和日常生活中有广泛应用。

（1）工业上利用辉铜矿（主要成分是Cu₂S)冶炼铜。
为了测定辉铜矿样品的纯度，用酸性高锰酸钾溶液反应，请完成下列离子方程式：
Cu₂S+MnO₄^-+H⁺Cu²⁺+SO₄^2-+Mn²⁺+H₂O
（2）现有一块含有铜绿[Cu₂（OH）₂CO₃]
的铜片（假设不含其它杂质）在空气中灼烧至完全反应，经测定，反应前后固体的质量相同。①固态铜与适量氧气反应，能量变化如图所示，写出固态铜与氧气反应生成1 mol固态氧化亚铜的热化学方程式
②上述铜片中铜的生锈率为

红矾钠（重铬酸钠：Na₂Cr₂O₇•2H₂O）是重要的化工原料，工业上用铬铁矿（主要成分是FeO•Cr₂O₃）制备红矾钠的过程中会发生如下反应：4FeO(s)+Cr₂O₃(s)+8Na₂CO₃(s)+7O₂(g)8Na₂CrO₄(s)+
2Fe₂O₃(s)+8CO₂(g) ΔH<0
（1）请写出上述反应的化学平衡常数表达式：K=              。
（2）图1、图2表示上述反应在t₁时达到平衡，在t₂时因改变某个条件而发生变化的曲线。由图1判断，反应进行至t₂时，曲线发生变化的原因是____________________(用文字表达)；
由图2判断，t₂到t₃的曲线变化的原因可能是________(填写序号)。

A．升高温度

B．加了催化剂

C．通入O2

D．缩小容器体积

(3) 工业上可用上述反应中的副产物CO₂来生产甲醇：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)，已知该反应能自发进行，在容积固定的密闭容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，则下列图像正确的是       。

氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

反应Ⅱ：2H₂SO₄(l)＝2SO₂(g)＋O₂(g)＋2H₂O(g)       △H＝＋550 kJ·mol^－1
它由两步反应组成：i．H₂SO₄(l)＝SO₃(g)＋H₂O(g)     △H＝＋177 kJ·mol^－1
ii．SO₃(g)分解。
L（L₁、L₂）、X可分别代表压强和温度。下图表示L一定时，ii中SO₃(g)的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是                。
②判断L₁、L₂的大小关系，L₁          L₂
并简述理由：           。

向含有0.8 mol的稀硝酸中慢慢加入22.4 g的铁粉，假设反应分为两个阶段。
第一阶段为：Fe＋HNO₃(稀)→Fe(NO₃)₃＋NO↑＋H₂O
（1）写出这两个阶段发生反应的离子方程式：
第一阶段：                                   。
第二阶段：                                   。
（2）在图中画出溶液中Fe^2＋、Fe^3＋、NO₃^－的物质的量随加入铁粉的物质的量变化的关系图象(横坐标为加入铁粉的物质的量，纵坐标是溶液中离子的物质的量)。

高铁酸钠是一种高效多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产，反应原理为：在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe(NO₃)₃制得Na₂FeO₄，过滤得到粗产品，再用NaOH溶液溶解，重结晶，用有机溶剂脱碱，低温烘干得到固体样品。反应方程式为：
3NaClO + 2Fe(NO₃)₃ + 10NaOH＝2Na₂FeO₄↓+ 3NaCl + 6NaNO₃ + 5H₂O
（1）上述制备过程中，用NaOH溶液溶解粗产品而不用水的原因是              。
（2）高铁酸钠电池是一种新型可充电电池，电解质为NaOH溶液，放电时负极材料为Zn，正极产生红褐色沉淀，写出该电池反应方程式            。
（3）生产高铁酸钠的原料之一Fe(NO₃)₃用黑色粉末Fe（含有Fe₃O₄）与稀硝酸反应制备。准确称取该黑色粉末13．12g，加入200mL 4 mol·L^-1 HNO₃搅拌，固体完全溶解，共收集到标准状况下2688mL的气体，经分析其中只含有NO，并测得此时溶液中c(H⁺)＝0．4mol·L^-1（设反应前后溶液体积不变）。通过以上数据，计算该黑色粉末中Fe的质量分数。（写出计算过程，结果保留两位小数）

亚氯酸钠(NaClO₂)是一种强氧化性漂白剂，常用于水的消毒杀菌和织物的漂白。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO₂的主要流程如下：

（1）反应I中的Na₂SO₃长期存放通常含有Na₂SO₄杂质，可用滴定法测定Na₂SO₃的纯度，向Na₂SO₃溶液中滴加酸性KMnO₄溶液，判断滴定终点的现象为_______________。
（2）Ⅱ中反应的离子方程式是_____________________________________________。
（3）A的化学式是________________，装置Ⅲ中b在        极区产生。

二甲醚（DME）一种清洁的替代燃料，不含硫，不会形成微粒，而且与汽油相比，排放的NO₂更少，因此是优良的柴油机替代燃料。工业上利用一步法合成二甲醚的反应如下（复合催化剂为Cu0/Zn0/Al₂ O₂）：2CO（g)+4H₂（g)CH₃OCH₃（g)+H₂O（g) △H=-204．7kJ/mol。
（1）若反应在恒温、恒压下进行，以下叙述能说明该反应达到平衡状态的是      。

A．CO和H2的物质的量浓度比是1：2

B．CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率的2倍

C．容器中混合气体的体积保持不变

D．容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变

E．容器中棍合气体的密度保持不变
（2）600℃时，一步法合成二甲醚过程如下：
CO（g)+2H₂（g)=CH₃OH（g)          △H₁=-100．46kJ/mol
2CH₃OH（g)=CH₃OCH₃（g)+H₂O（g)    △H₂
CO（g)+H₂O（g)=CO₂（g)+H₂（g)    △H₃=-38．7kJ/mol
则△H₂=              。
（3）复合催化剂的制备方法之一是Na₂ C0₃共沉淀法：制备1 mol/L的硝酸铜，硝酸锌和硝酸铝的水溶液。然后向盛有去离子水的烧杯中同时滴加混合硝酸盐溶液和1 mol/L的Na₂C0₃水溶液，70℃下搅拌混合。沉淀后过滤，洗涤沉淀物，80℃下干燥12小时，然后500℃下焙烧16小时。请写出上述过程中硝酸铝与Na₂C0₃水溶液反应的离子方程式：
（4）以DME为燃料，氧气为氧化剂，在酸性电解质溶液中用惰性电极制成燃料电池，则通入氧气的电极是电源的     （填正、负）极，通DME的电极反应为        。

在80℃时，0.40mol的N₂O₄气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时间（s） n（mol）	0	20	40	60	80	100
n（N2O4）	0.40	a	0.20	c	d	e
n（NO2）	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

 
已知：N₂O₄2NO₂，△H＞0，
（1）计算20s～40s内用N₂O₄表示的平均反应速率为               。
（2）计算在80℃时该反应的平衡常数K＝               。
（3）反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，混合气体的颜色       （填“变浅”、“变深”或“不变”）。
（4）要增大该反应的K值，可采取的措施有（填序号）            ，若要重新达到平衡时，使c(NO₂)／c(N₂O₄)值变小，可采取的措施有（填序号）        。
A、增大N₂O₄的起始浓度        B、向混合气体中通入NO₂
C、使用高效催化剂           D、升高温度
（5）如图是80℃时容器中N₂O₄物质的量的变化曲线，请在该图中补画出该反应在60℃时N₂O₄物质的量的变化曲线。

一个体重50 kg的健康人，体内约含有2 g铁，这2 g铁在人体内不是以单质的形式存在，而是以Fe²⁺和Fe³⁺的形式存在。正二价铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含Fe²⁺的亚铁盐，如硫酸亚铁。服用维生素C，可使食物中的Fe³⁺还原成Fe²⁺，有利于人体吸收。
（1）在人体中进行 Fe²⁺Fe³⁺的转化时，②中的Fe³⁺作        剂（填“氧化剂”或“还原剂”）；
（2）“服用维生素C，可使食物中的Fe³⁺ 还原成Fe²⁺”这句话指出，维生素C在这一反应中作    剂；
（3）市场出售的某种麦片中含有微量的颗粒细小的还原铁粉，这些铁粉在人体胃酸的作用下转化成亚铁盐。此反应的化学方程式为      ；
（4）某食堂为学生准备的一次晚饭食谱为：馒头、牛奶、鸡蛋、米汤、炒辣椒、醋泡咸盐豆。
其中富含维生素C的食物为            ，食醋中常用的防腐剂为            ，小华同学为了证明该食堂所提供的牛奶中没有添加米汤，他应该做的实验以及观察到的现象为           ；
（5）小芳同学在这次晚饭中食用了2 g 加碘（KIO₃）食盐，计算她这次晚餐中补充的碘元素质量（mg）。
（设每千克加碘食盐中含KIO₃ 40 mg，计算结果保留两位小数）

CO是火力发电厂释放出的主要尾气，为减少对环境污染，发电厂试图采用CO与Cl₂在催化剂的作用下合成光气(COCl₂)。某温度下，向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl₂，在催化剂的作用下发生反应：
CO(g) +Cl₂(g) COCl₂(g)   ΔH =" a" kJ/mol
反应过程中测定的部分数据如下表:

t/min	n (CO)/mol	n (Cl2)/mol
0	1.20	0.60
1	0．90
2	0.80
4		0.20

（1）反应0~2min末的平均速率v(COCl₂)=______________mol/(L∙min)。
（2）在2min~4min间，v(Cl₂)_{正______}_____{____}v(Cl₂)_逆(填“>”、“=”或“<”)，该温度下K =_________。
（3）在表格中画出0~4min末n(COCl₂)随时间的变化示意图

（4）已知X、L可分别代表温度或压强，下图表示L一定时，CO的转化率随X的变化关系。

X代表的物理量是___________；a_______0 (填“>”，“=”，“<”)，依据是___________。

玻璃容器被下列物质沾污后，需要洗涤。如洗涤方法属于物理方法的，请写出所需试剂；洗涤原理属于化学反应的，写出有关反应的离子方程式；若无法用试剂使容器复原者，请说明原因。
（1）盛石灰水后的沾污：
（2）碘的沾污：
（3）硫的沾污：
（4）长期盛强碱溶液的试剂瓶变“毛”了。

Ⅰ已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)+3O₂(g)═2CO₂(g)+4H₂O(g)   △H=^_1275．6kJ•mol^-1
②H₂O(l)═H₂O(g)   △H=+44．0kJ•mol^-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式：                    。
Ⅱ．甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：
CH₃OH(g) + H₂O(g)  CO₂(g) + 3H₂(g) ；△H>0
（1）一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH₃OH(g)和3molH₂O(g)，20s后，测得混合气体的压强是反应前的1．2倍，则用甲醇表示该反应的速率为         。
（2）判断⑴中可逆反应达到平衡状态的依据是（填序号）              。
①v_正(CH₃OH) = 3v_逆(H₂)   ②混合气体的密度不变  ③混合气体的平均相对分子质量不变  ④CH₃OH、H₂O、CO₂、H₂的浓度都不再发生变化    
（3）右图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1molCH₃OH(g)和2molH₂O(g)，向B容器中充入1．2molCH₃OH(g) 和2．4molH₂O(g)，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL，反应达到平衡时容器B的体积为1．5aL，容器B中CH₃OH转化率为         ；维持其他条件不变，若打开K一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为         L（连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响）。

Ⅲ．如图甲、乙是电化学实验装置。请回答下列问题：

（1）若两池中均盛放CuSO₄溶液,甲池中石墨棒上的电极反应式为____________________．
（2）若甲池中盛放饱和NaCl溶液，则甲池中石墨棒上的电极反应式为__________________．

“绿色奥运”是北京2008奥运会的三大主题之一，使用清洁能源，防治交通污染，改善空气质量，加速建设污水处理和回收工程，防止固体废弃物污染，植树造林，促进生态良性循环等，是北京实现“绿色奥运”主要工作。北京申奥时向国际奥委会承诺：位于北京城西的首都钢铁公司在2008年前迁出。
（1）首钢为什么会对北京市区环境造成污染？
（2）其主要的大气污染物各是怎样形成的（写出必要的化学方程式）？
（3）请用化学方程式表示其中任意一种污染物对北京造成的危害。

金属铁是应用广泛，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
（1）要确定铁的某氯化物FeCl_x的化学式，可利用离子交换和滴定的方法。实验中称取3.25g的FeCl_x样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH^-的阴离子交换柱，使Cl^-和OH^-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH^-用1.0 mol·L^-1的盐酸中和滴定，正好中和时消耗盐酸60.0mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeCl_x中x的值：                   （列出计算过程）。
（2）现有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl) = 1∶2.8，则该样品中FeCl₃的物质的量分数为                                            。
（3）把SO₂气体通入FeCl₃溶液中，发生反应的离子方程式为                        。
（4）高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl₃和KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为                                      ；与MnO₂—Zn电池类似，K₂FeO₄—Zn也可以组成碱性电池，其中Zn极的电极反应式为                         ，K₂FeO₄的电极反应式为                                         。

（1）利用N₂和H₂可以实现NH₃的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸。
已知：①N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) △H="+180.5" kJ/mol
②N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g) △H=－92.4 kJ/mol
③2H₂(g)+O₂(g) = 2H₂O(g) △H=－483.6 kJ/mol
氨催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为                  。
（2）研究在其他条件不变时，改变起始物氢气的物质的量对N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)反应的影响实验结果如图所示(图中T表示温度，n表示物质的量)：

①图像中T₂和T₁的关系是：T₂     T₁(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)。
②a、b、c三点中，N₂转化率最高的是          (填字母)。
③若容器容积为1L，T₂℃在起始体系中加入1 mol N₂，n(H₂)=3mol，经过5 min反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则v(NH₃)=        。保持容器体积不变，若起始时向容器内放入2 mol N₂和6 mol H₂，达平衡后放出的热量为Q，则Q___110.88 kJ(填“>”、“<”或“=”)。