题目内容
【题目】水合肼(N2H4·H2O)是一种强还原性的碱性液体，常用作火箭燃料。利用尿素法生产水合肼的原理为CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl。
实验1：制备NaClO溶液(己知：3NaClO
2NaCl+NaClO3)。
（1）图甲装置Ⅰ中烧瓶内发生反应的离子方程式为________________________。
（2）用NaOH固体配制溶质质量分数为30%的NaOH溶液时，所需玻璃仪器有_______________。
（3）图甲装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是________________________。
实验2：制取水合肼
（4）图乙中若分液漏斗滴液速度过快，部分N2H4·H2O会参与A 中反应并产生大量氮气，降低产品产率，该过程中反应生成氮气的化学方程式为__________________。充分反应后，蒸馏A中溶液即可得到水合肼的粗产品。
实验3：测定馏分中水合肼的含量
（5）称取馏分3.0g，加入适量NaHCO3固体(滴定过程中，调节溶液的pH 保持在6.5 左右)，加水配成250mL溶液，移出25.00mL置于锥形瓶中，并滴加2~3 滴淀粉溶液。用0.15mol·L-1的碘的标准溶液滴定。(已知：N2H4·H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O)
①滴定操作中若不加入适量NaHCO3固体，则测量结果会___________“偏大”“ 偏小”“ 无影响”)。
②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是___________(填字母)。
a.锥形瓶清洗干净后未干燥
b.滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡
c.读数时，滴定前平视，滴定后俯视
d.盛标准液的滴定管水洗后，直接装标准液
③实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00mL，馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为___________________。
【答案】 MnO2+4H++Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O 量筒、烧杯、玻璃棒 防止NaClO分解，影响水合肼的产率 N2H4·H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl 偏大 d 25%
【解析】试题分析：由图可知，装置I由二氧化锰和浓盐酸制备氯气；装置II由氯气和氢氧化钠溶液制备次氯酸钠；装置III是尾气处理装置；图乙中的由CO(NH2)2与NaOH、NaClO反应制备水合肼。
实验1：制备NaClO溶液(己知：3NaClO
2NaCl+NaClO3)。
（1）图甲装置Ⅰ中烧瓶内发生反应的离子方程式为MnO2+4H++Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
（2）用NaOH固体配制溶质质量分数为30%的NaOH溶液时，所需玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒。
（3）由题中信息(己知：3NaClO2NaCl+NaClO3)可知，图甲装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是防止NaClO分解，影响水合肼的产率。
实验2：制取水合肼
（4）图乙中若分液漏斗滴液速度过快，部分N2H4·H2O会参与A中反应并产生大量氮气，降低产品产率，该过程中反应生成氮气的化学方程式为N2H4·H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl。充分反应后，蒸馏A中溶液即可得到水合肼的粗产品。
实验3：测定馏分中水合肼的含量
（5）称取馏分3.0g，加入适量NaHCO3固体(滴定过程中，调节溶液的pH保持在6.5左右)，加水配成250mL溶液，移出25.00mL置于锥形瓶中，并滴加2~3滴淀粉溶液。用0.15mol·L-1的碘的标准溶液滴定。(已知：N2H4·H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O)
①水合肼(N2H4·H2O)是一种强还原性的碱性液体，滴定操作中若不加入适量NaHCO3固体控制溶液的pH，则碘会在碱性条件下发生歧化反应而消耗较多的碘，所以测量结果会偏大。
②下列实验操作：a.锥形瓶清洗干净后未干燥，不影响测定结果；b.滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡，则标准液的体积读数偏小；c.读数时，滴定前平视，滴定后俯视，则标准液的体积读数偏小；d.盛标准液的滴定管水洗后，直接装标准液，则标准液会被残留的水稀释，从而消耗标准液的体积偏大。综上所述，能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是d。
③实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00mL，由反应的化学方程式N2H4H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O可知，n(N2H4H2O)=
n(I2)=
=0.0015mol，馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为
25%。
【题目】工业上用含锰废料(主要成分MnO2，含有少量Fe2O3、Al2O3、CuO、CaO等)与烟气脱硫进行联合处理并制备MnSO4的流程如下：
已知：25℃时，部分氢氧化物的溶度积常数(Ksp)如下表所示。
氢氧化物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | Mn(OH)2 |
Ksp | 1.3×10-33 | 4.0×10-38 | 2.2×10-20 | 1.9×10-14 |
请回答：
(1)沉淀1的化学式为__________________。
(2)室温下，调节pH为5.试通过计算说明此时Al3+、Fe3+已沉淀完全，理由是_________。(NH4)2S的电子式为________________；“净化”时，加入(NH4)2S的作用为___________________。
(3)“酸化、还原”中，发生的所有氧化还原反应的离子方程式为__________________。
(4)已知：滤液3中除MnSO4外，还含有少量(NH4)2SO4。(NH4)2SO4、MnSO4的溶解度曲线如下图所示。
据此判断，操作“I”应为蒸发浓缩、____________、洗涤、干燥。
(5)工业上可用电解酸性MnSO4溶液的方法制备MnO2，其阳极反应式为________________。
(6)25.35 g MnSO4·H2O样品受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。
①300℃时，所得固体的化学式为______________________。
②1150℃时，反应的化学方程式为___________________。
【题目】Ⅰ.下表1是室温下，几种弱酸的电离平衡常数(Ka) 和弱碱的电离平衡常数(Kb)
表1
酸或碱 | 电离常数(ka或kb) |
CH3COOH | 1.75×l0-5 |
柠檬酸 (H3C6H5O7) | Kal=7.4×l0-4 Ka2=1.73×10-5 Ka3=4.0×l0-7 |
NH3·H2O | Kb=1.75×l0-5 |
请回答下面问题：
（1）用蒸馏水稀释0.1mol/L的醋酸溶液，下列选项中一定变小的是____________
A. 
B.c(H+) C.c(OH-)·c(H+) D. 
（2）CH3COONH4的水溶液 呈_________(选填“酸性”、“ 中性”、“ 碱性”)。
（3）浓度为0.10mol/L柠檬酸氢二钠(Na2HC6H5O7) 溶液显________(填“酸”、“ 中”、“ 碱”)性，通过计算说明其原因____________。
Ⅱ.（1）乙醇是重要的化工产品和液体燃料，可以利用下列反应制取乙醇。2CO2(g)-6H2(g)
CH3CH2OH(g)+3H2Og) △H=akJ/mol，在一定压强下，测得上述反应的实验数据如下表。
温度（K） CO2转化率 n（H2）/n（CO2） | 500 | 600 | 700 | 800 |
1.5 | 45% | 33% | 20% | 12% |
2.0 | 60% | 43% | 28% /td> | 15% |
3.0 | 83% | 62% | 37% | 22% |
根据表中数据分析：
①上述反应的α__________0(填“大于” 或“小于”)。
②在一定温度下，提高氢碳(即
)比。平衡常数 K值________(填“增大”、“ 减小”、或“不变”)。
（2） 催化剂存在的条件下，在固定容积的密闭容器中投入一定量的CO和H2，同样可制得乙醇(可逆反应)。该反应过程中能量变化如图所示：
在一定温度下，向上述密闭容器中加入1molCO、3molH2及固体催化剂，使之反应。平衡时，反应产生的热量为QkJ，若温度不变的条件下，向上述密闭容器中加入4molCO、12molH2及固体催化剂，平衡时，反应产生的热量为wkJ，则w的范围为___________。
（3）以乙醇蒸气、空气、氢氧化钠溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池，其工作原理与甲烷燃料电池原理相类似。该电池中负极上的电极反应式是__________________。使用上述乙醇燃料电池电解(Pt 电极)一定浓度的Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为____________________，阴极产生的物质A 的化学式为____________________。
【题目】硼的无机化学问题比周期表里任何一种元素都更复杂和变化多端。
(1)基态B原子的价电子轨道表达式为___________________，第二周期第一电离能比B高的元素有_______种。
(2) B易形成配离子，如[B(OH)4]－、[BH4]－等。[B(OH)4]－的结构式为__________ (标出配位键)，其中心原子的 VSEPR模型名称为________，写出[BH4]－的两种等电子体_____________________。
(3)图1表示偏硼酸根的一种无限长的链式结构，其化学式可表示为____________(以n表示硼原子的个数)，图2表示的是一种五硼酸根离子，其中B原子的杂化方式为__________。
图1 | 图2 | 图3 |
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(4)硼酸晶体是片层结构，图3表示的是其中一层的结构。同一层微粒间存在的作用力有______________；同一片层划分出的一个二维晶胞（平行四边形）含有_______个H3BO3分子。
（5）1892年，化学家已用Mg还原B2O3制得硼单质。Mg属六方最密堆积，其晶胞结构如图4所示，若在晶胞中建立如图5所示的坐标系，以A为坐标原点，把晶胞的底边边长和高都视作单位1，则B、E 、C的坐标分别为B（1，0，0）、E（0，1，0）C（0，0，1），请写出D点的坐标：D:__________________
【题目】二甲醚又称甲醚，简称DME，熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，与石油液化气(LPG)相似，被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下：
Ⅰ.由天然气催化制备二甲醚：
①2CH4(g)+O2(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1
Ⅱ.由合成气制备二甲醚：
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.7kJ·mol-1
③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题：
（1）若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3kJ·mol-1、1453.0 kJ·mol-1；1mol液态水变为气态水要吸收44.0kJ的热量。反应③中的相关的化学健键能数据如表：
化学键 | H-H | C-O | H-O(水) | H-O(醇) | C-H |
E/(kJ mol-1) | 436 | 343 | 465 | 453 | 413 |
则△H1=_________kJ·mol-1 △H3=_________ kJ·mol-1
（2）反应③的化学平衡常数表达式为______________。制备原理Ⅰ中，在恒温、恒容的密闭容器中合成，将气体按n(CH4)：n(O2)=2：1混合，能正确反映反应①中CH4的体积分数随温度变化的曲线是_________________。下列能表明反应①达到化学平衡状态的是_______________。
a.混合气体的密度不变
b.反应容器中二甲醚的百分含量不变
c.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比
d.混合气体的压强不变
（3）有人模拟制备原理Ⅱ，在500K时的2L的密闭容器中充入2molCO和6molH2，8min达到平衡，平衡使CO的转化率为80%，c(CH3OCH3)=0.3mol·L-1，用H2表示反应②的速率是__________；可逆反应③的平衡常数K3=_________。若在500K时，测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3)，此时反应③v(正)___v(逆)，说明原因____________________。