21．(11分)某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Cl^－.該廠利用如圖所示的工藝流程圖，利用常見的氣體氧化物、酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑，從廢水中生產(chǎn)出了氯化鐵、氧化鋁、NaCl晶體和金屬銅，產(chǎn)生了很好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益．

請(qǐng)?zhí)顚懗鱿铝锌瞻祝?/p>

(1)圖中試劑1是______________，試劑2是______________．

(2)步驟1和步驟2所用到的玻璃儀器是_________________________________________

________________________________________________________________________.

(3)步驟1反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________.

(4)步驟3反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________.

(5)從節(jié)約藥品和環(huán)保方面考慮，步驟5所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________

________________________________________________________________．

解析：所加試劑的關(guān)鍵是有效地將Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Cl^－分離并得到相應(yīng)產(chǎn)品．利用這幾種離子之間的性質(zhì)差異，將它們分離開．若試劑1為足量的NaOH，沉淀A為Fe(OH)₃和Cu(OH)₂，根據(jù)高中知識(shí)和題目信息，無法實(shí)現(xiàn)Fe(OH)₃和Cu(OH)₂的分離；若試劑1為足量的廢鐵屑，F(xiàn)e與Cu²⁺、Fe³⁺反應(yīng)經(jīng)過濾后得到含有Fe、Cu的沉淀A，向Fe、Cu混合物中加入足量的稀鹽酸得到Cu和FeCl₂，F(xiàn)eCl₂再與H₂O₂反應(yīng)得到FeCl₃：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺===2Fe³⁺+2H₂O.溶液A中含有Na⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Cl^－，利用Al(OH)₃的兩性實(shí)現(xiàn)Fe²⁺、Al³⁺的分離，所以試劑3為過量的NaOH溶液，沉淀C為Fe(OH)₂，其與鹽酸反應(yīng)生成FeCl₂，再經(jīng)步驟3可得FeCl₃，溶液C為NaCl、NaOH、NaAlO₂的混合液，向該溶液中通入過量的廉價(jià)CO₂，可將AlO轉(zhuǎn)化為Al(OH)₃沉淀，將得到的Al(OH)₃沉淀加熱即得到Al₂O₃，所得溶液D中含有NaCl、NaHCO₃，再用鹽酸調(diào)節(jié)其pH得到NaCl溶液，NaCl溶液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶得到NaCl晶體．

答案：(1)廢鐵屑　稀鹽酸

(2)漏斗、玻璃棒、燒杯

(3)Fe+Cu²⁺===Cu+Fe²⁺，F(xiàn)e+2Fe³⁺===3Fe²⁺

(4)2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺===2Fe³⁺+2H₂O

(5)AlO+CO₂+2H₂O===Al(OH)₃↓+HCO

20．(8分)近20年來，對(duì)氫能源的研究獲得了巨大進(jìn)步．氫能源是一種需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等能量制取的“二級(jí)能源”，而存在于自然界的可以直接提供能量的能源稱為一級(jí)能源，如煤、石油、太陽能等．

(1)為了有效發(fā)展民用氫能源，首先必須制得廉價(jià)的氫氣，下列可供開發(fā)又較經(jīng)濟(jì)且資源可持續(xù)利用的制氫氣的方法是________．

A．電解水

B．鋅和稀硫酸反應(yīng)

C．光解海水

D．以石油、天然氣為原料

(2)氫氣燃燒時(shí)耗氧量小，發(fā)熱量大．已知熱化學(xué)方程式為：

H₂(g)+1/2O₂(g)===H₂O(l)；ΔH＝－285.8 kJ·mol^－1

C(g)+O₂(g)===CO₂(g)；ΔH＝－393.5 kJ·mol^－1

試通過計(jì)算說明等質(zhì)量的氫氣和碳燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量之比是________．

(3)氫能源可實(shí)現(xiàn)能源的貯存，也可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效的輸送．研究表明過渡金屬型氫化物(又稱間充氫化物)，在這類氫化物中，氫原子填充在金屬的晶格間隙之間，其組成不固定，通常是非化學(xué)計(jì)量的，如：LaH_2.76、TiH_1.73、CeH_2.69、ZrH_1.98、PrH_2.85、TaH_0.78.已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 cm³的鈀粉大約可吸附896 cm³的氫氣(鈀粉的密度為10.64 g/cm³，相對(duì)原子質(zhì)量為106.4)，試寫出鈀(Pd)的氫化物的化學(xué)式________________．

解析：(1)光解海水法：利用特殊催化劑，模擬生物光合作用制取氫氣，是較經(jīng)濟(jì)且資源可持續(xù)利用的制氫方法．

(2)由熱化學(xué)方程式可知，相同質(zhì)量的氫氣和碳完全燃燒時(shí)放出的熱量之比為(285.8 kJ·mol^－1×)∶(393.5 kJ·mol^－1×)＝4.36∶1.

(3)由題意可知，1 cm³鈀粉可吸收896 cm³氫氣，

n(Pd)∶n(H)＝∶(×2)＝1∶0.8，故鈀的氫化物的化學(xué)式為PdH_0.8.

答案：(1)C　(2)4.36∶1　(3)PdH_0.8

19．(8分)某�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)興趣小組在“探究鹵素單質(zhì)的氧化性”的系列實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：在足量的稀氯化亞鐵溶液中，加入1-2滴溴水，振蕩后溶液呈黃色．

(1)提出問題：Fe³⁺、Br₂誰的氧化性更強(qiáng)？

(2)猜想

①甲同學(xué)認(rèn)為氧化性：Fe³⁺＞Br₂，故上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致．則溶液呈黃色是含________(填化學(xué)式，下同)所致．

②乙同學(xué)認(rèn)為氧化性：Br₂＞Fe³⁺，故上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致，則溶液呈黃色是含________所致．

(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證

丙同學(xué)為驗(yàn)證乙同學(xué)的觀點(diǎn)，選用下列某些試劑設(shè)計(jì)出兩種方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，證明了乙同學(xué)的觀點(diǎn)確實(shí)是正確的．

供選用的試劑：

a．酚酞試液　　　　b．四氯化碳

c．無水酒精　 　 　　 　　 　d．硫氰化鉀溶液

請(qǐng)你在下列表格中寫出丙同學(xué)選用的試劑及實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象．(試劑填序號(hào))

解析：若Fe³⁺的氧化性大于Br₂，則向FeCl₂溶液中滴加溴水時(shí)，Br₂不能把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，故溶液的黃色是由單質(zhì)溴引起的，只要用有機(jī)溶劑(如CCl₄)萃取便可驗(yàn)證．

若Br₂的氧化能力大于Fe³⁺，則向FeCl₂溶液中滴加溴水時(shí)，Br₂能將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，故溶液中的黃色是由Fe³⁺引起的，用KSCN溶液檢驗(yàn)溶液中是否存在Fe³⁺便可驗(yàn)證．

答案：(2)①Br₂�、贔e³⁺

(3)d　溶液呈紅色　b　CCl₄層呈無色

18．(8分)氫化亞銅(CuH)是一種難溶物質(zhì)，用CuSO₄溶液和“另一物質(zhì)”在40-50℃時(shí)反應(yīng)可生成它．CuH具有的性質(zhì)有：不穩(wěn)定，易分解；在氯氣中能燃燒；與稀鹽酸反應(yīng)生成氣體；Cu⁺在酸性條件下發(fā)生的反應(yīng)是：2Cu⁺===Cu²⁺+Cu.

根據(jù)以上信息，結(jié)合自己所掌握的化學(xué)知識(shí)，回答下列問題：

(1)用CuSO₄溶液和“另一物質(zhì)”制CuH的反應(yīng)中，用氧化還原觀點(diǎn)分析，這“另一物質(zhì)”在反應(yīng)中作____________(填“氧化劑”或“還原劑”)．

(2)寫出CuH在氯氣中燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式：_________________________________.

(3)CuH溶解在稀鹽酸中生成的氣體是__________(填化學(xué)式)．

(4)如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的氣體只有NO，請(qǐng)寫出CuH溶解在足量稀硝酸中反應(yīng)的離子方程式：_______________________________________________________.

解析：由CuSO₄+“另一物質(zhì)”―→CuH知，反應(yīng)中銅元素價(jià)態(tài)降低，故“另一物質(zhì)”是還原劑．CuH中銅、氫元素均處于低價(jià)態(tài)，與強(qiáng)氧化劑氯氣反應(yīng)時(shí)，均可被氧化而生成CuCl₂、HCl.CuH溶于稀鹽酸時(shí)，氫元素會(huì)發(fā)生價(jià)態(tài)歸中型的氧化還原反應(yīng)生成氫氣．CuH與稀硝酸反應(yīng)會(huì)被氧化成Cu²⁺與H⁺.

答案：(1)還原劑

(2)2CuH+3Cl₂2CuCl₂+2HCl

(3)H₂

(4)CuH+3H⁺+NO===Cu²⁺+2H₂O+NO↑

17．(10分)甲醇是人們開發(fā)和利用的一種新能源．已知：①2H₂(g)+O₂(g)===2H₂O(l)；ΔH₁＝－571.8 kJ/mol；②CH₃OH(g)+1/2O₂(g)===CO₂(g)+2H₂(g)；ΔH₂＝－192.9 kJ/mol.

(1)甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為_____________________________________

________________________________________________________________________.

(2)反應(yīng)②中的能量變化如圖所示，則ΔH₂＝________ kJ/mol.

(3)H₂(g)的燃燒熱為__________________．

(4)請(qǐng)你分析H₂(g)作為能源比甲醇蒸氣作為能源的優(yōu)點(diǎn)：_________________________

________________________________________________________________________(寫出兩點(diǎn)即可)．

解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)①+反應(yīng)②有：2H₂(g)+O₂(g)+CH₃OH(g)+1/2O₂(g)===2H₂O(l)+CO₂(g)+2H₂(g)；ΔH＝ΔH₁+ΔH₂＝－571.8 kJ/mol－192.9 kJ/mol＝－764.7 kJ/mol，則甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH₃OH(g)+3/2O₂(g)===CO₂(g)+2H₂O(l)；ΔH＝－764.7 kJ/mol.

(2)反應(yīng)的最終能量變化只與始態(tài)、終態(tài)能量有關(guān)，與中間狀態(tài)無關(guān)，故ΔH₂＝E₁－E₂.

(3)根據(jù)燃燒熱的定義可知，H₂(g)的燃燒熱為－285.9 kJ/mol.

(4)比較H₂(g)和CH₃OH(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式，H₂(g)燃燒產(chǎn)物為H₂O，其對(duì)環(huán)境無任何影響，CH₃OH(g)燃燒會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有影響的溫室氣體CO₂，且等質(zhì)量的H₂(g)燃燒比CH₃OH(g)燃燒放出的熱量多．

答案：(1)CH₃OH(g)+3/2O₂(g)===CO₂(g)+2H₂O(l)；ΔH＝－764.7 kJ/mol

(2)E₁－E₂　(3)－285.9 kJ/mol

(4)H₂燃燒的產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無任何污染；等質(zhì)量的H₂完全燃燒放出的熱量比CH₃OH(g)的高(其他合理答案也可)

16．(2010·海南高考)把V L含有MgSO₄和K₂SO₄的混合溶液分成兩等份，一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使鎂離子完全沉淀為氫氧化鎂；另一份加入含b mol BaCl₂的溶液，恰好使硫酸根離子完全沉淀為硫酸鋇．則原混合溶液中鉀離子的濃度為(　)

A. mol·L^－1　　　 　　 B. mol·L^－1

C. mol·L^－1　 　 　　 　　　　 D. mol·L^－1

解析：n(MgSO₄)＝a mol

n(SO)＝n(BaCl₂)＝b mol

n(K₂SO₄)＝(b－a)mol

n(K⁺)＝2n(K₂SO₄)＝(2b－a)mol

c(K⁺)＝＝＝ mol·L^－1.

答案：D

15．某同學(xué)為檢驗(yàn)溶液中是否含有常見的四種無機(jī)離子，進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)操作．其中檢驗(yàn)過程中產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)．由該實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫降恼_結(jié)論是　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　 (　)

A．原溶液中一定含有SO離子

B．原溶液中一定含有NH離子

C．原溶液中一定含有Cl^－離子

D．原溶液中一定含有Fe³⁺離子

解析：產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，一定是NH₃，則溶液中一定有NH，由于加入Ba(NO₃)₂和HCl后能將SO氧化成SO，F(xiàn)e²⁺氧化成Fe³⁺并引入了Cl^－，所以不能確定原溶液中是否有SO、Cl^－和Fe³⁺.

答案：B

14．(2010·石家莊模擬)下列圖象表示Al³⁺與AlO物質(zhì)的量變化的曲線，實(shí)線表示Al³⁺，虛線表示AlO，其中正確的是(　)

解析：根據(jù)反應(yīng)Al³⁺+3OH^－===Al(OH)₃↓和Al(OH)₃+OH^－===AlO+2H₂O中消耗OH^－的關(guān)系可知圖象B正確；由AlO+H⁺+H₂O===Al(OH)₃↓和Al(OH)₃+3HCl===AlCl₃+3H₂O知C、D錯(cuò)誤．

答案：B

13．(2010·臨沂模擬)類推思維是化學(xué)解題中常用的一種思維方法，下列有關(guān)離子方程式的類推正確的是(　)

選項(xiàng)	已知	類推
A	將Fe加入CuSO4溶液中Fe+Cu2+=== Cu+Fe2+	將Na加入到CuSO4溶液中2Na+Cu2+=== Cu+2Na+
B	稀硫酸與Ba(OH)2溶液反應(yīng)至中性2H++SO+Ba2++2OH－=== BaSO4↓+2H2O	NaHSO4溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)至中性2H++SO+Ba2++2OH－=== BaSO4↓+2H2O
C	氯氣與Ca(OH)2懸濁液反應(yīng)Cl2+Ca(OH)2=== Ca2++Cl－+ClO－+H2O	氯氣與CaCO3懸濁液反應(yīng)Cl2+CaCO3 ===Ca2++Cl－+ClO－+CO2↑
D	向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2Ca2++2ClO－+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO	向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2 Ca2++2ClO－+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO

解析：Na加入到CuSO₄溶液中，Na先與水反應(yīng)，A錯(cuò)誤；Cl₂先與水反應(yīng)，生成的鹽酸與Ca(OH)₂和CaCO₃都能反應(yīng)，但次氯酸只能與Ca(OH)₂反應(yīng)，不與CaCO₃反應(yīng)，C錯(cuò)誤；HClO能將CaSO₃氧化，D錯(cuò)誤．

答案：B

12．(2010·江西省重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體聯(lián)考)下列過程都與熱量變化有關(guān)，其中表述不正確的是(　)

A．CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ/mol，則表示CO(g)燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO(g)+O₂(g)===CO₂(g)；ΔH＝－283.0 kJ/mol

B．稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ/mol，則表示稀硫酸與稀氫氧化鋇溶液發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：H⁺(aq)+OH^－(aq)===H₂O(l)；ΔH＝－57.3 kJ/mol

C．鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng)，但需要足夠的熱量才能使反應(yīng)發(fā)生

D．水的電離過程是吸熱過程，升高溫度，水的離子積增大、pH減小

解析：稀H₂SO₄與稀Ba(OH)₂溶液發(fā)生反應(yīng)時(shí)，除生成H₂O外，還生成BaSO₄，其反應(yīng)的ΔH＜－57.3 kJ/mol.

答案：B