题目内容
【题目】（加试题）水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。
(1) 关于反应H2(g)＋1/2O2(g)H2O(l)，下列说法不正确的是________。
A．焓变ΔH＜0，熵变ΔS＜0
B．可以把反应设计成原电池，实现能量的转化
C．一定条件下，若观察不到水的生成，说明该条件下反应不能自发进行
D．选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行
(2) ①根据H2O的成键特点，画出与图中H2O分子直接相连的所有氢键(O－H…O)________。
②将一定量水放入抽空的恒容密闭容器中，测定不同温度(T)下气态、液态水平衡共存[H2O(l)H2O(g)]时的压强(p)。在图中画出从20℃开始经过100℃的p随T变化关系示意图(20℃时的平衡压强用p1表示)________。
(3) 水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。
①与常温常压的水相比，高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因________。
②如果水的离子积Kw从1.0×1014增大到1.0×1010，则相应的电离度是原来的________倍。
③超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶，由此发展了超临界水氧化技术。一定实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图所示，其中x为以碳元素计的物质的量分数，t为反应时间。
下列说法合理的是________。
A．乙醇的超临界水氧化过程中，一氧化碳是中间产物，二氧化碳是最终产物
B．在550℃条件下，反应时间大于15 s时，乙醇氧化为二氧化碳已趋于完全
C．乙醇的超临界水氧化过程中，乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示反应的速率，而且两者数值相等
D．随温度升高，xCO峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增长幅度更大
(4) 以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。
①阳极的电极反应式是________。
②制备H2O2的总反应方程式是________。
【答案】C 
水的电离为吸热过裎，升高温度有利于电离(压强对电离平衡影响不大) 100 ABD 2HSO4-－2eS2O82-＋2H+或2SO42-－2eS2O82- 2H2O
H2O2＋H2↑
【解析】
本题以水为载体考查了化学反应原理的相关知识，如电化学，化学平衡等。
（1）A.氢气燃烧是放热反应，ΔH＜0，该反应中气体变为液体，为熵减过程，故ΔS＜0，A项正确；
B.该反应可设计为氢氧燃料电池，其化学能转为电能，B项正确；
C.某条件下自发反应是一种倾向，不代表真实发生，自发反应往往也需要一定的反应条件才能发生，如点燃氢气，C项错误；
D.催化剂降低活化能，加快反应速率，D项正确。
故答案选C。
（2）①H2O电子式为
，存在两对孤电子对，因而O原子可形成两组氢键，每个H原子形成一个氢键，图为：
②100℃，101kPa为水的气液分界点，20℃和p1为另一个气液分界点，同时升高温度和增加压强利于水从液体变为气体，因而曲线为增曲线，可做图为：
（3）①水的电离为吸热过裎，升高温度有利于电离，压强对固液体影响不大，可忽略。
②c(H+)=
，当Kw=1.0×10-14，c1(H+)=10-7mol/L，当Kw=1.0×10-10，c2(H+)=10-5mol/L，易知后者是前者的100倍，所以相应的电离度是原来的100倍。
③A.观察左侧x-t图像可知，CO先增加后减少，CO2一直在增加，所以CO为中间产物，CO2为最终产物，A项正确；
B.观察左侧x-t图像，乙醇减少为0和CO最终减少为0的时间一致，而右图xCO-t图像中550℃，CO在15s减为0，说明乙醇氧化为CO2趋于完全，B项正确；
C.乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示反应的速率，但两者数值不相等，比值为化学计量数之比，等于1：2，C项错误；
D.随着温度的升高，乙醇的氧化速率和一氧化碳氧化速率均增大，但CO是中间产物，为乙醇不完全氧化的结果，CO峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇氧化为CO和CO2速率必须加快，且大于CO的氧化速率，D项正确。
故答案选ABD。
（4）①电解池使用惰性电极，阳极本身不参与反应，阳极吸引HSO4-（或SO42-）离子，并放电生成S2O82-，因而电极反应式为2HSO4-－2e=S2O82-＋2H+或2SO42-－2e=S2O82- 。
②通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8和H2。由题中信息可知，生成的NH4HSO4可以循环使用，说明(NH4)2S2O8与水反应除了生成H2O2，还有NH4HSO4生成，因而总反应中只有水作反应物，产物为H2O2和H2,故总反应方程式为2H2OH2O2＋H2↑。
津桥教育计算小状元系列答案
【题目】某小组研究FeCl3与Na2S的反应，设计了如下实验：
| 实验a | 实验b | 实验c | |
FeCl3 体积 | 5 mL | 10 mL | 30 mL | |
实验 现象 | 产生黑色浑浊，混合液pH=11.7 | 黑色浑浊度增大，混合液pH=6.8 | 黑色浑浊比实验b明显减少，观察到大量黄色浑浊物，混合液pH=3.7 |
I. 探究黑色沉淀的成分
查阅资料：Fe2S3（黑色）在空气中能够稳定存在，FeS（黑色）在空气中易变质为Fe(OH)3
设计实验：分别取实验a、b、c中沉淀放置于空气中12小时，a中沉淀无明显变化。
b、c中黑色沉淀部分变为红褐色。
（1）① 同学甲认为实验a中黑色沉淀为Fe2S3，实验b、c的黑色沉淀物中既有Fe2S3又有FeS，依据的实验现象是________。
② 同学乙认为实验b的黑色沉淀物中有FeS则一定混有S，理由是_________。
③ 设计实验检验b的黑色沉淀物中混有硫。
已知：硫在酒精溶液中的溶解度随乙醇质量分数的增大而增大。
实验证明了b中黑色沉淀混有S，试剂a是_____，观察到的现象为_____。
II. 探究实验a中Fe3+与S2-没有发生氧化还原反应的原因
经查阅资料，可能的原因有两种：
原因1：pH影响了Fe3+与S2-的性质，二者不能发生氧化还原反应。
原因2：沉淀反应先于氧化还原反应发生，导致反应物浓度下降，二者不能发生氧化还原反应。
设计实验：电极材料为石墨
（2）①试剂X和Y分别是__________
②甲认为若右侧溶液变浑浊，说明Fe3+与S2-发生了氧化还原反应。是否合理？说明理由_______。
③乙进一步实验证明该装置中Fe3+与S2-没有发生氧化还原反应，实验操作及现象是_______。
④由此得出的实验结论是__________。
III. 探究实验c随着FeCl3溶液的增加，黑色沉淀溶解的原因
实验1 | 实验2 |
|
|
（3）①用离子方程式解释实验1中的现象_________、_________（写离子方程式）。
②结合化学平衡等反应原理及规律解释实验2中现象相同与不同的原因______。
【题目】某兴趣小组在定量分析了镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基础上，按如下流程制备六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)。
相关信息如下：
①700℃只发生MgCO3和Mg(OH)2的分解反应。
②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应，且反应程度不大。
③“蒸氨”是将氨从固液混合物中蒸出来，且须控制合适的蒸出量。
请回答：
(1) 下列说法正确的是________。
A．步骤Ⅰ，煅烧样品的容器可以用坩埚，不能用烧杯和锥形瓶
B．步骤Ⅲ，蒸氨促进平衡正向移动，提高MgO的溶解量
C．步骤Ⅲ，可以将固液混合物C先过滤，再蒸氨
D．步骤Ⅳ，固液分离操作可采用常压过滤，也可采用减压过滤
(2) 步骤Ⅲ，需要搭建合适的装置，实现蒸氨、吸收和指示于一体(用硫酸溶液吸收氨气)。
①选择必须的仪器，并按连接顺序排列(填写代表仪器的字母，不考虑夹持和橡皮管连接)：热源→________。
②为了指示蒸氨操作完成，在一定量硫酸溶液中加指示剂。请给出并说明蒸氨可以停止时的现象________。
(3) 溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性。
①含有的杂质是________。
②从操作上分析引入杂质的原因是________。
(4) 有同学采用盐酸代替步骤Ⅱ中的NH4Cl溶液处理固体B，然后除杂，制备MgCl2溶液。已知金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围：
金属离子 | pH | |
开始沉淀 | 完全沉淀 | |
Al3+ | 3.0 | 4.7 |
Fe3+ | 1.1 | 2.8 |
Ca2+ | 11.3 | － |
Mg2+ | 8.4 | 10.9 |
请给出合理的操作排序(从下列操作中选取，按先后次序列出字母，操作可重复使用)：固体B→a→（___）→（___）→（___）→（___）→（___）→（___）→MgCl2溶液→产品。
a．用盐酸溶解 b．调pH＝3.0 c．调pH＝5.0 d．调pH＝8.5
e．调pH＝11.0 f．过滤 g．洗涤
