铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。（1）酸性条件下，硫酸亚铁可将M...

铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。

（1）硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。写出硫酸铁铵溶液中离子浓度的大小顺序　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）FeSO4/KMnO4工艺与单纯混凝剂[FeCl3、Fe2(SO4)3]相比，大大降低了污水处理后水的浑浊度，显著提高了对污水中有机物的去除率。二者的引入并未增加沉降后水中总铁和总锰浓度，反而使二者的浓度降低，原因是在此条件下(pH约为7)KMnO4可将水中Fe2+、Mn2+氧化为固相的+3价铁和+4价锰的化合物，进而通过沉淀、过滤等工艺将铁、锰除去。已知：Ksp(Fe(OH)3＝4.0×10－38，则沉淀过滤后溶液中c(Fe3+)约为　　　 mol·L－1。写出生成+4价固体锰化合物的反应的离子方程式　　　　 　　 　　 。

（3）新型纳米材料ZnFe2Ox，可用于除去工业废气中的某些氧化物。制取新材料和除去废气的转化关系如图：

用ZnFe2Ox除去SO2的过程中，氧化剂是　　　　　　　　　 。(填化学式)

（4）工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。先通电电解，然后通入H2S时发生反应的离子方程式为：2[Fe(CN)6]3－＋2CO＋H2S＝2[Fe(CN)6]4－＋2HCO＋S↓。电解时，阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；电解过程中阴极区溶液的pH　　　　　 (填“变大”、“变小”或“不变”)。

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铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。

（1）硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。写出硫酸铁铵溶液中离子浓度的大小顺序　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）FeSO4/KMnO4工艺与单纯混凝剂[FeCl3、Fe2(SO4)3]相比，大大降低了污水处理后水的浑浊度，显著提高了对污水中有机物的去除率。二者的引入并未增加沉降后水中总铁和总锰浓度，反而使二者的浓度降低，原因是在此条件下(pH约为7)KMnO4可将水中Fe2+、Mn2+氧化为固相的+3价铁和+4价锰的化合物，进而通过沉淀、过滤等工艺将铁、锰除去。已知：Ksp(Fe(OH)3＝4.0×10－38，则沉淀过滤后溶液中c(Fe3＋)约为　　　 mol·L－1。写出生成+4价固体锰化合物的反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　 。

（3）新型纳米材料ZnFe2Ox，可用于除去工业废气中的某些氧化物。制取新材料和除去废气的转化关系如图：

①用ZnFe2Ox除去SO2的过程中，氧化剂是　　　　　　　　　 。

②用ZnFe2Ox除去NO2的过程中，若x＝3，则消除1 mol NO2，需要ZnFe2Ox的质量为　　　　　　　　　 g。

③用ZnFe2O4制取ZnFe2Ox的过程中，若x＝3.5，则ZnFe2O4与H2反应的物质的量之比为　　　　　　　　 。

（4）工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解，然后通入H2S时发生反应的离子方程式为：2[Fe(CN)6]3－＋2CO＋H2S＝2[Fe(CN)6]4－＋2HCO＋S↓。电解时，阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；电解过程中阴极区溶液的pH　　　　　 (填“变大”、“变小”或“不变”)。

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铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。

（1）酸性条件下，硫酸亚铁可将MnO2还原为MnSO4，该反应的离子方程式为：_____________。

（2）分析表明，铁在浓硫酸中发生钝化时，生成的氧化物中Fe、O两种元素的质量比为28∶11，则其化学式为______________。

（3）铁及其化合物可用于消除环境污染。常温下，硫酸亚铁能将SO2转化为SO42－，总反应为2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4，其中一个反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O，则另一个反应的离子方程式为____________________。

常温下，用氧缺位铁酸锌ZnFe2Oy可以消除NOx污染，使NOx转变为N2，同时ZnFe2Oy转变为ZnFe2O4。若2 mol ZnFe2Oy与足量NO2反应可生成0.5 mol N2，则y＝____________。

（4）工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解，然后通入H2S时发生反应的离子方程式为：2[Fe(CN)6]3－＋2CO32－＋H2S＝2[Fe(CN)6]4－＋2HCO3－＋S↓。电解时，阳极的电极反应式为___________；电解过程中阴极区溶液的pH______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

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（14分）氮及其化合物在工农业生产、生活中有重要作用。请按要求回答下列相关问题：

（1）食品添加剂铵明矾NH4Al(SO4)2·12H2O高温可分解，下列关于其分解产物的预测不合理的是_____。

A．NH3、N2、SO2、H2O　　　　　　　 B．NH3、SO3、H2O

C．NH3、SO2、H2O　　　　　　　　　　 D．NH3、N2、SO3、SO2、H2O

（2）汽车发动机工作时也会引发N2和O2反应产生大气污染物NO，其能量变化示意图为_____

则该反应的热化学方程式为_________________________。

（3）工业合成氨的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 △H<0，分别在T1、T2温度下，改变起始氢气物质的量，测得平衡时氨的体积分数如图所示：

①比较在m、n、q三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是________点。

②T2条件下，在2 L的密闭容器中，充入x mol N2和y mol H2时，3 min达平衡，此时反应物的转化率均为a，写出下列仅含a、x的表达式（不必化简）：v(N2)=_______；该反应的平衡常数的值K =_______。

③图像中T2________T1（填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”）。

④科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+ ）实现氨的电化学合成，这提高了氮气和氢气的转化率。写出电化学合成过程中发生还原反应的电极方程式：___________________________________。

（4）将质量相等的四份铁粉和铜粉的均匀混合物，分别加入同浓度稀硝酸充分反应，（假设硝酸的还原产物只有NO）实验数据如下表：

下列有关分析推断正确的是____________。

A．硝酸起始浓度为4 mol/L　　　　 　　 B．①中溶解了5.6 g Fe

C．③中n(Cu2+) = 0.15 mol　　　　　　　 D．④中V = 6.72 L

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氮及其化合物在工农业生产、生活中有重要作用。请按要求回答下列相关问题：

(1)食品添加剂铵明矾NH4Al(SO4)2·12H2O高温可分解，下列关于其分解产物的预测不合理的是_______。

A.NH3、N2、SO2、H2O　　　 B.NH3、SO3、H2O

C.NH3、SO2、H2O　　　　　　 D.NH3、N2、SO3、SO2、H2O

(2)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性液体，用作火箭燃料。

①肼的电子式___________。

②64.0克肼在氧气中完全燃烧生成氮气和液态水放出热量1248kJ(在101kPa，25℃)，则表示肼燃烧热的热化学方程式为________________________________________。

(3)工业合成氨的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H<0，分别在T1、T2温度下，改变起始氢气物质的量，测得平衡时氨的体积分数如图所示：

①比较在m、n、q三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是__________点。

②图像中T2______T1(填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”)，理由是____________。

③在绝热容器中进行该反应时，压缩容器体积，平衡常数__________(填“变大”“变小”或“不变”)。

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（16分）（1）铁及铁的化合物在生产、生活中有着重要的用途。

①、聚合硫酸铁（简称PFS）[Fe （OH）_n（SO₄） _{（3-n） / 2} ]_m（m是聚合度），常用于在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。则其中铁元素的价态为__________，SO₄^2-的空间构型为________。

②、六氰合铁酸钾K₃[Fe（CN）₆]可用于检验Fe²⁺，出现特殊的蓝色沉淀。CN^－中碳原子的杂化方式为__________,写出与CN^一互为等电子体的一种离子的化学式_______,其电子式为________。

③三氯化铁在常温下为固体，熔点304℃，沸点316℃，300℃以上可升华，易溶于水，也易溶于乙醚，丙酮等有机溶剂。据此推断三氯化铁晶体为__________晶体。

④普鲁士蓝是一种配合物，可用作染料，它的结构单元如右图所示，普鲁士蓝中n（CN^一） ：n（K⁺）：n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺） = ____________。

（2）水和氨有相似之处，如：H_­2O+H⁺=H₃O⁺ 、NH₃+H⁺=NH₄⁺。

①­­NH₄⁺的键角__________H₃O⁺的键角（填“大于”或“小于”）。

②冰和固态氨的晶胞都不属于分子最密堆积，原因是__________________。

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硼元素对植物生长及人体健康有着十分重要的作用，硼的化合物被广泛应用于新材料制备、生活生产等诸多领域。

（1）下列硼原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________（填标号）

A．

B．

C．

D．

（2）晶体硼单质能自发呈现出正二十面体的多面体外形，这种性质称为晶体的________。

（3）硼元素的简单氢化物BH3不能游离存在，常倾向于形成较稳定的B2H6或与其他分子结合。

①B2H6分子结构如图，则B原子的杂化方式为________。

②氨硼烷（NH3BH3）被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是________，写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子________（填化学式）。

（4）以硼酸（H3BO3）为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂。

①H3BO3晶体中单元结构如图Ⅰ所示。各单元中的氧原子通过________氢键（用“A—B…C”表示，A、B、C表示原子）连结成层状结构，其片层结构如图Ⅱ所示，层与层之间以________（填作用力名称）相结合构成整个硼酸晶体。

②硼氢化钠中的键角大小是________，立体构型为________。

③根据上述结构判断下列说法正确的是________

a．H3BO3分子的稳定性与氢键有关

b．硼酸晶体有滑腻感，可作润滑剂

c．H3BO3分子中硼原子最外层为8e－稳定结构

d．含1mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键

（5）磷化硼（BP）是受高度关注的耐磨材料，可作为金属表面的保护层，其结构与金刚石类似，晶胞结构如图所示。磷化硼晶胞沿z轴在平面的投影图中，B原子构成的几何形状是________；已知晶胞边长为a pm，则磷化硼晶体的密度是________g·cm－3（列出含a、NA的计算式即可）。

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硼元素对植物生长及人体健康有着十分重要的作用，硼的化合物被广泛应用于新材料制备、生活生产等诸多领域。

（1）下列硼原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________（填标号）

A．

B．

C．

D．

（2）晶体硼单质能自发呈现出正二十面体的多面体外形，这种性质称为晶体的________。

（3）硼元素的简单氢化物BH3不能游离存在，常倾向于形成较稳定的B2H6或与其他分子结合。

①B2H6分子结构如图，则B原子的杂化方式为________。

②氨硼烷（NH3BH3）被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是________，写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子________（填化学式）。

（4）以硼酸（H3BO3）为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂。

①H3BO3晶体中单元结构如图Ⅰ所示。各单元中的氧原子通过________氢键（用“A—B…C”表示，A、B、C表示原子）连结成层状结构，其片层结构如图Ⅱ所示，层与层之间以________（填作用力名称）相结合构成整个硼酸晶体。

②硼氢化钠中的键角大小是________，立体构型为________。

③根据上述结构判断下列说法正确的是________

a．H3BO3分子的稳定性与氢键有关

b．硼酸晶体有滑腻感，可作润滑剂

c．H3BO3分子中硼原子最外层为8e－稳定结构

d．含1mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键

（5）磷化硼（BP）是受高度关注的耐磨材料，可作为金属表面的保护层，其结构与金刚石类似，晶胞结构如图所示。磷化硼晶胞沿z轴在平面的投影图中，B原子构成的几何形状是________；已知晶胞边长为a pm，则磷化硼晶体的密度是________g·cm－3（列出含a、NA的计算式即可）。

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下列是铝的两种重要化合物的生产制备：

I．KAl(SO4)2·12H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。

回答下列问题：

（1）为了少引入杂质，试剂①应选用___________（填标号）。

a．HCl溶液　　　　 b．H2SO4溶液　　　　 c．氨水　　　　 d．NaOH溶液

（2）沉淀B的化学式为____________；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是______________。

II．以铝土矿（主要成分是Al2O3，杂质有SiO2、Fe2O3等）为原料，采用拜耳法生产Al2O3的流程如下图所示：

（1）Al2O3可用于电解制Al，其反应的化学方程式是______________________。

（2）调控反应池中钠铝元素之比一定时，Al2O3溶于NaOH，SiO2转化为铝硅酸钠沉淀。Al2O3溶于NaOH的离子方程式是_________________。

（3）该生产过程中，需向沉淀池中加入X。

① X 可为过量的CO2，则滤液II中主要的溶质是____________，为了使滤液II循环利用，应补充的物质是____________（选填字母）；

a．CaO　　　　　　 b．HCl　　　　　　 c．Na2CO3

② X 也可为少量Al(OH)3晶种（晶种可加速沉淀的生成），其优点是_______________。

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碳及其化合物在人们的日常生活、工农业生产及科学研究中有着重要的作用。回答下列有关问题：

(1)煤炭是人们利用最为广泛的燃料，但因煤炭含硫而导致大气污染。对燃煤烟气中的SO2可采用碳酸钙浆液法吸收，即把燃煤烟气和空气同时鼓入到含CaCO3的浆液中，使SO2被吸收。①该反应生成石膏(CaSO4 •2H2O)，化学方程式为____________________。

②标准状况下，某种烟气中SO2含量为2.1×10-3g •L-1，则反应中转移3 mol电子时，处理标

准状况下烟气的体积为___________L（保留两位有效数字）。

(2)工业炼铁的基本原理是:在高温下，焦炭燃烧生成的CO将铁矿石中铁的氧化物还原得到铁。

已知：

①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)==2Fe(s)+3CO(g)　　 △H= +489.0 kJ• mol-1；

②C(s,石墨)+CO2(g) ==2CO(g)　　 △H= +172.5 kJ• mol-1。

则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为_______________________。

(3)碳酸二甲酯(DMC)是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料。一定温度时，在容积为1.0 L的恒容密闭容器中充入2.5molCH3OH(g)、适量CO2和5×10-3催化剂，容器中发生反应：2CH3OH(g) +CO2(g) CH3OCOOCH3(g) +H2O(g)　　 △H= -15.5kJ• mol-1。甲醇转化数(TON)与反应时间的关系如图1所示：

已知:TON=

①该温度时，甲醇的最高转化率为_______________。

② 0 ~7 h内DMC的平均反应速率是_______mol·L-1·h-1（保留两位有效数字）。

③图2是甲醇转化数随某种物理量的变化曲线，该物理量可能是_______；为使该反应向正

反应方向移动，可采取的措施有______________________。(答出一条即可)。

(4)CO2溶解于水形成碳酸。碳酸与次氯酸的电离常数如下表所示：

在NaClO溶液中通入少量CO2 ，反应的离子方程式为_____________________，0.03 mol • L-1 NaClO 溶液的 pH=________________。

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