高三化学填空题试题 - 极难题

（18分）铵盐在工农业生产中有着重要的用途，请根据要求完成下列各题。

Ⅰ.某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH4)2SO4溶液。

（1）仪器连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a　　　　　　　　　　　

（2）试从电离平衡角度分析该实验装置A中能产生氨气的原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）将装置C中两种液体分离开的操作名称是　　　　　　　　　　 。

Ⅱ.为提高氯化铵的经济价值，我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图：

请回答下列问题：

（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）反应过程中持续通入N2的作用有两点：一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收，二是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）由MgCl2溶液得到MgCl2·6H2O晶体，操作为　　　　　 、 　　　　　 、 　　　　　　

（4）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。

①若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl，最简单的操作方法是：　　　　　　　　　　　　　　 。

②由MgCl2·6H2O加热制备无水MgCl2的操作在　　　　　　　　　 氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl。

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（11分）可用来制备抗凝血药,通过下列路线合成:

（1）A与银氨溶液反应有银镜生成,写出该反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）B→C的反应类型是______________________________________。

（3）写出D→E的化学方程式: _____________________________________。

（4）写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式:___________________________。

（5）下列关于G的说法正确的是_________。

a.能与溴单质反应

b.能与金属钠反应

c.1 mol G最多能和3 mol氢气反应

d.分子式是C9H6O3

（6）E的同分异构体很多，除E外符合下列条件的共　　　　　　 种。

①含苯环且能与氯化铁溶液显色，

②苯环上有两个取代基，

③含酯基。

（7）F分子中有　　　　　　 种不同化学环境的氢原子。

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亚氯酸钠（NaClO₂）常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是用过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂·3H₂O。

（1）吸收塔内发生反应的化学方程式为_____________________（配平化学方程式）。该工艺流程中的NaClO₃、ClO₂、NaClO₂都是强氧化剂，它们都能和浓盐酸反应制取Cl₂。若用二氧化氯和浓盐酸制取Cl₂，当生成5 mol Cl₂时，通过还原反应制得氯气的质量为________克。

（2）从滤液中得到的NaClO₂·3H₂O晶体的操作依次是__________（填写序号）。

a.蒸馏                b.灼烧                c.过滤                d.冷却结晶

（3）印染工业常用亚氯酸钠（NaClO₂）漂白织物，漂白织物时真正起作用的是HClO₂。下表是25℃时HClO₂ 及几种常见弱酸的电离平衡常数：

①常温下，物质的量浓度相等的NaClO₂ 、NaF、NaCN、Na₂S四种溶液的pH由大到小的顺序为____________；体积相等，物质的量浓度相同的NaF、NaCN两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为：______________（填“前者大”“相等”或“后者大”）。

②Na₂S是常用的沉淀剂。某工业污水中含有等浓度的Cu²⁺、Fe²⁺、Pb²⁺ 离子，滴加Na₂S溶液后首先析出的沉淀是_______；当最后一种离子沉淀完全时（该离子浓度为10^-5mol·L^-1）此时的S^2-的浓度为____。

已知

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运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO₂等污染物有重要意义。

（1）用CO可以合成甲醇。已知：

①  CH₃OH(g)＋O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)  △H＝－764.5kJ/mol

②  CO(g)＋O₂(g)＝CO₂(g)  △H＝－283.0kJ/mol

③  H₂(g)＋O₂(g)＝H₂O(l)  △H＝－285.8kJ/mol

则CO(g)＋2H₂(g)＝CH₃OH(g)  △H＝­­­­­­­­__________kJ/mol

（2）下列措施中能够增大上述合成甲醇反应的速率的是_________（填写序号）。

a.使用高效催化剂

b.降低反应温度

c.增大体系压强

d.不断将CH₃OH从反应混合物中分离出来

（3）在一定压强下，容积为VL的容器中充入a mol CO与2a mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示

。

① P₁_________P₂（填“大于”、“小于”或“等于”）；

②100℃时，该反应的化学平衡常数K=_________（mol L^-1）^-2；

③在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a mol H₂，达到新平衡时，CO的转化率________（填“增大”、“减小”、或“不变”）

（4）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。电解原理示意图如右图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式____________。

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为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）。

活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为：FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应。请回答下列问题：

（1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是　　　　　 。

（2）检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原，应选择　　　　　　 （填字母编号）。

A．KMnO4溶液　　 　　 　 B．淀粉-KI溶液　　 　　　 C．KSCN溶液

（3）第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2+不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是　　　　 。

（4）FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+ FeS2= Fe +2Li2S，正极反应式是　　　　　　 　 。

（5）FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。

已知25℃，101kPa时：4Fe(s) + 3O2 (g) =2Fe2O3(s)　　　　　　　　 =-1648kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g)　　　　　　　　　　　　 =-392kJ/mol

2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s)　　　　 =-1480kJ/mol

FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是　　　　 　　　　 。

（6）假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为p。将b kg质量分数为c的硫酸加入到a kg烧渣中浸取，铁的浸取率为q，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO3　　　　　 　 kg。

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元素铬及其化合物工业用途广泛，但含+6价铬的污水会损害环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72-，处理该废水常用直接沉淀法、还原沉淀法、电解法。

I．直接沉淀法

(1)已知含铬废水中存在着平衡：。在实际工业生产中，加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH，这样有利于沉淀的生成，则生成沉淀的化学式为 　　　　　　　　 　

Ⅱ.还原沉淀法

(2)下列溶液中可以代替上述流程中Na2S2O3溶液的是　　　　 (填选项序号)

A．FeSO4溶液　　　　　　　　 　　 B．浓H2SO4溶液

C．酸性KMnO4溶液　　　　　　　　 D．Na2SO3溶液

(3)上述流程中，每消耗0.1molNa2S2O3转移0.8mole-，则加入Na2S2O3溶液时发送反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　

(4)Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，原因可用离子方程式表示：　　　　　　　　　　　　　　　　　

(5)实际工业生产中有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量，其原理是Mn++nNaR=nNa++MRn，其中NaR为阳离子交换树脂，Mn+为要测定的离子。

常温下，某次测定过程中，将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后，测的溶液中Na+比交换前增加了4.6×10-2g/L，则该条件下Cr(OH)3的Ksp的值为　　　　　 ，当Cr3+浓度小于10-5mol/L时可认为沉淀完全，处理后测得溶液的PH=6，则溶液过滤后　　　　　　 (填“能”或“否”)直接排放

Ⅲ．电解法

(6)该法是用铁作电极点解含Cr2O72-的酸性废水，电解时阴极上有大量气泡生成，并产生Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀，反应中1mol Cr2O72-完全生成Cr(OH)3沉淀，外电路通过的电子的物质的量为　　　　 mol

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（12分）Cl2及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途

（1）25℃时将氯气溶于水形成氯气－氯水体系，该体系中Cl2(aq)、HClO和ClO－分别在三者中所占分数（α）随pH变化的关系如左上图所示。

①已知HClO的杀菌能力比ClO－强，由图分析，用氯气处理饮用水时，pH＝7.5与pH＝6时杀菌效果强的是__________。

②氯气－氯水体系中，存在多个含氯元素的平衡关系，分别用平衡方程式表示为

______________________________________________________________。

（2）ClO2是一种新的消毒剂，工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2，写出该反应的化学方程式____________。

（3）工业上还可用下列方法制备ClO2，在80℃时电解氯化钠溶液得到NaClO3，然后与盐酸反应得到ClO2。电解时，NaClO3在_____极（填阴或阳）生成，生成ClO3–的电极反应式为_________________________。

（4）一定条件下，在水溶液中 1 mol Cl–、1mol ClOx–（x=1,2,3,4）的能量大小与化合价的关系如右上图所示

①从能量角度看，C、D、E中最不稳定的离子是　　　　 （填离子符号）。

②B → A + D反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　 （用离子符号表示）。

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选做题

本题有A、B两题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容，每题12分。请选择其中一题作答，若两题都作答，则以A题得分计入总分。

20A．过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

（1）应用于合成氨反应的催化剂（铁）的表面上存在氮原子，右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子）。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为________。

（2）现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为：[Fe₂(OH）_n(SO₄）_3-n／2]_m，n<5，m<10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是________。（填序号）

A．PFS中铁显+3价

B．铁原子的价电子排布式是3d⁶4s²

C．由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程

D．由下表可知气态Fe²⁺再失去一个电子比气态Mn²⁺再失去一个电子难

（3）铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬（Ⅲ）与甲基丙烯酸根的配合物为：

①该化合物中存在的化学键类型有________。

②该化合物中一个Cr的配位数为________。

③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有。

④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，与H₂O分子互为等电子体的微粒是________。（填一种即可）

⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是

____________。（填元素符号）

在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间也能发生聚合反应，生成少量聚合物(副产物）。合成乙酰水杨酸的实验步骤如下：

①向150 mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后，控制温度在85℃～90℃条件下反应5～10 min，然后冷却，即有乙酰水杨酸晶体析出。

②减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上，在空气中风干。

③将粗产品置于100 mL烧杯中，搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌2～3 min，直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤，用5～10 mL蒸馏水洗涤沉淀。合并滤液于烧杯中，不断搅拌，慢慢加入15 mL 4mol / L盐酸，将烧杯置于冰水中冷却，即有晶体析出。抽滤，用冷水洗涤晶体1～2次，再抽干水分，即得产品。

（1）第①步中，要控制温度在85℃～90℃，应采用的加热方法是________，用这种方法加热需要的玻璃仪器有________。

（2）在第②步中，用冷水洗涤晶体，其目的是________、________。

（3）在第③步中，加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是 ，加入盐酸的作用是________。

（4）如何检验产品中是否混有水杨酸？________。

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硫酸工厂尾气处理时用NaOH溶液吸收SO₂生成NaHSO₃，再用NaIO₃按下列反应（配平）来制取单质I₂。NaIO₃来源于自然界的矿物。

① NaIO₃ + NaHSO₃— NaI + Na₂SO₄ + H₂SO₄       ② IO₃^－＋I^－＋H^＋—I₂＋H₂O

（1）配平上述反应

（2）在含5molNaHSO₃的溶液中逐滴加入NaIO₃溶液。请计算开始产生单质I₂及产生单质I₂最大值时所滴入的NaIO₃的物质的量各是多少？

（3）25℃时，H₂SO₃  HSO₃^- + H⁺的电离常数K_a= 1×10^-2 mol/L，则该温度下NaHSO₃的水解平衡常数K_h=________mol/L，若向NaHSO₃溶液中加入少量的I₂，则溶液中将________（填“增大”“减小”或“不变”，下同）； 加入少量NaOH溶液，的值 ________；加入少量水，水的电离程度将 ________。

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雾霾已经严重影响我们的生存环境。火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NO_x）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。

图22-1                   图22-2                      图22-3

（1）利用甲烷催化还原NO_x：

①CH₄(g) + 4NO₂(g) = 4NO(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g)   △H₁=-574kJ•mol^-1 

②CH₄(g) + 4NO(g) = 2N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g)   △H₂=-1160kJ•mol^-1

甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为________。

（2）将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：

CO₂(g) + 3H₂(g) = CH₃OH(g) + H₂O(g)   △H₃

①取五份等体积CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH) 与反应温度T的关系曲线（见图22-1），则上述CO₂转化为甲醇反应的△H_{3________}0（填“＞”、“＜”或“=”）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图22-2所示。

下列说法正确的是________（填字母代号）。

A．第10min后，向该容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，则再次达到平衡时c(CH₃OH) =1.5 mol/L

B．达到平衡时，氢气的转化率为0.75

C．0～10分钟内，氢气的平均反应速率为0.075mol/（L•min）

D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16

E．升高温度将使n(CH₃OH)/n(CO₂)增大

（3）某种脱硫工艺中将烟气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO₂、NO₂的物质的量之比为1∶1，则该反应的化学方程为________。

（4）电化学降解NO₃^- 的原理如题22-3图所示。

①电源正极为________(填“A”或“B”)，阴极反应式为________。

②若电解过程中转移了1mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(△m_左－△m_右)为________g。

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