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2．某學(xué)生擬用圖1所示裝置模擬工業(yè)制取并收集ClO₂，用NaClO₃和草酸（H₂C₂O₄）恒溫在60℃時(shí)反應(yīng)制得．

（1）反應(yīng)過(guò)程中需要對(duì)A容器進(jìn)行加熱，加熱的方式為水浴加熱；加熱需要的玻璃儀器除酒精燈外，還有溫度計(jì)、大燒杯；
（2）反應(yīng)后在裝置C中可得亞氯酸鈉（NaClO₂）溶液．已知NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)，析出的晶體是NaClO₂•3H₂O，在溫度高于38℃時(shí)析出的是NaClO₂．根據(jù)圖2所示NaClO₂的溶解度曲線，請(qǐng)完成從NaClO₂溶液中制得NaClO₂的操作步驟：①蒸發(fā)濃縮；②冷卻（大于38℃）結(jié)晶；③洗滌；④干燥．
（3）目前我國(guó)已成功研制出利用NaClO₂制取二氧化氯的新方法，將Cl₂通入到NaClO₂溶液中，現(xiàn)制取270kg二氧化氯，需要亞氯酸鈉的質(zhì)量是362kg．
（4）ClO₂和Cl₂均能將電鍍廢水中的劇毒CN^-氧化為無(wú)毒物質(zhì)，自身被還原為Cl^-．處理含CN^-相同量的電鍍廢水，所需Cl₂的物質(zhì)的量是ClO₂的2.5倍．

1．鐵及其化合物有重要用途，如聚合硫酸鐵[Fe₂（OH）_n（SO₄）${\;}_{\frac{3-n}{2}}$]_m是一種新型高效的水處理混凝劑，而高鐵酸鉀K₂FeO₄是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑，某化學(xué)探究小組設(shè)計(jì)如下方案制備上述兩種產(chǎn)品，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）若A物質(zhì)為水，一定條件下可得鐵的固體氧化物Fe₃O₄，檢驗(yàn)Fe₃O₄中鐵的化合價(jià)，應(yīng)使用的試劑是ACD（填標(biāo)號(hào)）．
A．稀硫酸     B．稀硝酸    C．KSCN溶液    D．酸性高錳酸鉀溶液
（2）在溶液Ⅰ中加入NaClO₃，寫(xiě)出其氧化Fe²⁺的離子方程式6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
（3）Fe₂O₃與KNO₃和KOH的混合物加熱共融可制得K₂FeO₄．完成并配平下列化學(xué)方程式：
□Fe₂O₃+□KNO₃+□KOH-□K₂FeO₄+□KNO₂+□H₂O
該反應(yīng)中的氧化劑是KNO₃，每生成1mol K₂FeO₄轉(zhuǎn)移3mol電子．
（4）為測(cè)定溶液I中鐵元素的總含量，實(shí)驗(yàn)操作：準(zhǔn)確量取20.00mL溶液I于帶塞錐形瓶中，加入足量H₂O₂，調(diào)節(jié)pH＜3，加熱除去過(guò)量H₂O₂；加入過(guò)量KI充分反應(yīng)后，再用 0.1000mol•L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL．
已知：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂              I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
①寫(xiě)出滴定選用的指示劑淀粉，滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象溶液由藍(lán)色變無(wú)色且半分鐘不變色．
②溶液I中鐵元素的總含量為5.6g•L^-1．若滴定前溶液中H₂O₂沒(méi)有除盡，所測(cè)定的鐵元素的含量將會(huì)偏高（填“偏高”、“偏低”、“不變”）．

20．某興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下裝置（其中夾持儀器、加熱儀器及冷卻水管沒(méi)有畫(huà)出），用加熱苯甲酸、濃H₂SO₄和乙醇混合物的方法來(lái)制備苯甲酸乙酯，并檢驗(yàn)反應(yīng)的部分副產(chǎn)物．且苯甲酸乙酯的沸點(diǎn)為213℃，乙醚的沸點(diǎn)為34.6℃．
（1）關(guān)閉活塞a、接通豎直冷凝管的冷凝水，給A加熱30分鐘，制備苯甲酸乙酯．儀器E的作用是冷凝回流．
（2）上述反應(yīng)的副產(chǎn)物可能有：乙醚（CH₃CH₂-O-CH₂CH₃）、乙烯、SO₂、水等．
①打開(kāi)活塞a，在豎直冷凝管上方塞上塞子，通過(guò)B、C、D裝置檢驗(yàn)SO₂和乙烯．已知C中盛放的試劑是NaOH溶液，B、D中應(yīng)盛放的試劑依次分別是品紅溶液、高錳酸鉀溶液或溴的四氯化碳溶液．
②有同學(xué)擬通過(guò)紅外光譜儀鑒定所得產(chǎn)物中是否含有“-CH₂CH₃”，來(lái)確定副產(chǎn)物中存在乙醚．請(qǐng)你對(duì)該同學(xué)的觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)：不可以，產(chǎn)物苯甲酸乙酯也含有“-CH₂CH₃”．
（3）通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)方案，可以提純苯甲酸乙酯．
①為除去產(chǎn)品中雜質(zhì)，先將三口燒瓶中殘液倒入盛有冷水的燒杯中，并加入飽和碳酸鈉溶液．
②用分液法可分離上述有機(jī)層和水層，分液完成后，取出有機(jī)層的操作是將有機(jī)層從上口倒入一個(gè)干燥的錐形瓶中．
③向錐形瓶中加入適量豆粒大小的無(wú)水氯化鈣干燥劑，至醚層澄清透明；過(guò)濾得醚層，然后將醚層加入到干燥的蒸餾燒瓶中蒸餾，蒸餾過(guò)程中控制的溫度為34.6℃．

19．已知下列數(shù)據(jù)：

物質(zhì)	熔點(diǎn)（℃）	沸點(diǎn)（℃）	密度（g•cm-3）
乙醇	-117.0	78.0	0.79
乙酸	16.6	117.9	1.05
乙酸乙酯	-83.6	77.5	0.90

某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的主要步驟如下：
①配制2mL濃硫酸、3mL乙醇（含18O）和2mL乙酸的混合溶液．
②按如圖所示連接好裝置（裝置氣密性良好）并加入混合液，用小火均勻加熱3～5min．
③待試管乙收集到一定量產(chǎn)物后停止加熱，撤出試管乙并用力振蕩，然后靜置分層．
④分離出乙酸乙酯，洗滌、干燥．
（1）配制①中混合溶液的方法為應(yīng)先加入乙醇，然后邊搖動(dòng)試管邊慢慢加入濃硫酸，最后加入冰醋酸；
反應(yīng)中濃硫酸的作用是催化劑 吸水劑；寫(xiě)出制取乙酸乙酯的化學(xué)方程式：CH₃COOH+C₂H₅OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOC₂H₅+H₂O．
（2）上述實(shí)驗(yàn)中飽和碳酸鈉溶液的作用是BC（填字母）．
A．中和乙酸和乙醇  B．中和乙酸并吸收乙醇  C．減少乙酸乙酯的溶解  D．加速酯的生成，提高其產(chǎn)率
（3）步驟②中需要小火均勻加熱，其主要理由是減少乙酸乙醇的揮發(fā)，減少副反應(yīng)的發(fā)生；步驟③所觀察到的現(xiàn)象是試管乙中的液體分成上下兩層，上層無(wú)色，下層為紅色液體，振蕩后下層液體的紅色變淺；
欲將乙試管中的物質(zhì)分離以得到乙酸乙酯，必須使用的儀器有分液漏斗；分離時(shí)，乙酸乙酯應(yīng)從儀器上口倒（填“下口放”或“上口倒”）出．
（4）該同學(xué)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出乙醇與乙酸的用量和得到的乙酸乙酯生成量如表：

實(shí)驗(yàn)	乙醇（mL）	乙酸（mL）	乙酸乙酯（mL）
①	2	2	1.33
②	3	2	1.57
③	4	2	x
④	5	2	1.76
⑤	2	3	1.55

表中數(shù)據(jù)x的范圍是1.57＜X＜1.76；實(shí)驗(yàn)①②⑤探究的是增加乙醇或乙酸的用量對(duì)酯產(chǎn)量的影響．

18．草酸是一種重要的化工原料，常用于有機(jī)合成，它屬于二元弱酸，易溶于乙醇、水，微溶于乙醚．以甘蔗碎渣（主要成分為纖維素）為原料制取草酸的工藝流程如圖：

已知：NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O．
回答下列問(wèn)題：
（1）步驟①水解液中所含主要有機(jī)物為CH₂OH（CHOH）₄CHO（寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式），浸取時(shí)要想提高水解速率除可減小甘蔗碎渣粒度外，還可采取的措施是適當(dāng)升高溫度；浸取時(shí)硫酸濃度不宜過(guò)高，其原因是甘蔗碎渣會(huì)被炭化．
（2）步驟②會(huì)生成草酸，硝酸的還原產(chǎn)物為NO₂和NO且n（NO₂）：n（NO）=3：1，則反應(yīng)的離子方程式為C₆H₁₂O₆+12H⁺+12NO₃^-$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$3H₂C₂O₄+9H₂O+3NO↑+9NO₂↑，生成的NO₂及NO若被NaOH溶液完全吸收，則產(chǎn)物中的兩種鹽n（NaNO₂）：n（NaNO₃）=3：1．
（3）步驟③的主要目的是使葡萄糖充分氧化為草酸．
（4）設(shè)計(jì)步驟⑦和⑧的目的分別是除去草酸表面水分、除去乙醇，使其快速干燥．
（5）為了確定產(chǎn)品中H₂C₂O₄•2H₂O的純度，稱取10.5g草酸樣品，配成250mL溶液，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)確量取20.00mL草酸溶液，加入適量的稀硫酸，用0.10mol•L^-1的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．平行滴定三次，消耗KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積平均為26.00mL．則產(chǎn)品中H₂C₂O₄•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.5%．

17．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是具有紫色光澤的粉末、它是一種集氧化、吸附、凝集、殺菌、除藻及新高型高效多功能于一體的水處理劑．其生產(chǎn)工藝如圖1所示

已知：干燥的高鐵酸鉀在198℃是穩(wěn)定的，受強(qiáng)熱易分解變質(zhì)
根據(jù)以上信息，請(qǐng)同答下列問(wèn)題：
（1）高鐵酸鉀中鐵元素化合價(jià)為+6；為防止高鐵酸鉀變質(zhì)，應(yīng)在低溫、干燥 環(huán)境中保存
（2）反應(yīng)a應(yīng)在溫度較低的情況下進(jìn)行，因溫度較高時(shí)，KOH與Cl₂反應(yīng)生成KClO₃，寫(xiě)出在溫度較高時(shí)KOH溶液與Cl₂發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O．當(dāng)反應(yīng)中有2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，消耗的Cl₂在標(biāo)況下體積44.8L
（3）在溶液I中加入KOH固體的目的是A（填編號(hào)）．
A．與溶液I中過(guò)量的Cl₂繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的KClO
B．KOH固體溶解時(shí)會(huì)放出較多的熱量，有利于提高反應(yīng)速率
C．為下一步反應(yīng)提供堿性的環(huán)境
D．使KClO₃轉(zhuǎn)化為KClO
如何判定晶體已洗滌干凈？取最后一次洗滌液，滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，無(wú)白色沉淀生成
（4）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）作為水處理劑的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能與水反應(yīng)生成膠體吸附雜質(zhì)，配平該反應(yīng)的離子方程
式：4 FeO₄^2-+10 H₂O=4 Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-．
（5）從環(huán)境保護(hù)的角度看，制備K₂FeO₄較好的方法為電解法，其裝置如圖2所示．電解過(guò)程中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O．
（6）高鐵電池是一種新型二次電池，電解液為堿溶液，其反應(yīng)式為：3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4KOH?3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O，放電時(shí)電池的負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂．

16．利用某含鉻廢液[含較低濃度的Na₂Cr₂O₇、Fe₂（SO₄）₃]制備K₂Cr₂O₇流程如下：Ⅰ．用NaOH溶液調(diào)pH至3.6，產(chǎn)生紅褐色沉淀，過(guò)濾；
Ⅱ．向?yàn)V液中加入Na₂SO₃，一定操作后分離出Na₂SO₄；
Ⅲ．將分離出Na₂SO₄后的溶液調(diào)pH約為5，得到Cr（OH）₃沉淀；
Ⅳ．在KOH存在條件下，向Cr（OH）₃中加入足量H₂O₂溶液，得到黃色溶液；
Ⅴ．向黃色溶液中加入物質(zhì)A后，溶液變?yōu)槌燃t色，一定操作后得到K₂Cr₂O₇固體；
Ⅵ．測(cè)定K₂Cr₂O₇固體的純度．
已知：Cr₂O₇^2-（橙紅色）+H₂O?2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺
（1）步驟Ⅰ中紅褐色沉淀的化學(xué)式是Fe（OH）₃．
（2）步驟Ⅱ中加入Na₂SO₃的目的是將+6價(jià)的Cr還原為+3價(jià)．
（3）步驟Ⅳ中反應(yīng)的離子方程式是2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O．
（4）步驟Ⅴ中加入的物質(zhì)A可以是c．（填序號(hào)）
a．KOH        b．K₂CO₃       c．H₂SO₄        d．SO₂
（5）步驟Ⅵ的操作是：取0.45g K₂Cr₂O₇產(chǎn)品配成溶液，酸化后滴入18.00mL，.50mol/L的FeSO₄溶液，恰好使Cr₂O₇^2-完全轉(zhuǎn)化為Cr³⁺．產(chǎn)品中K₂Cr₂O₇的純度是98%．（注：K₂Cr₂O₇的摩爾質(zhì)量為294g/mol）
（6）向橙紅色的K₂Cr₂O₇溶液中，滴加Ba（NO₃）₂溶液，產(chǎn)生黃色沉淀，溶液pH減小．試推測(cè)黃色沉淀是BaCrO₄，溶液pH變小的原因是K₂Cr₂O₇溶液中存在平衡：Cr₂O₇^2-（橙紅色）+H₂O?2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺，加入Ba（NO₃）₂溶液后，產(chǎn)生BaCrO₄沉淀，c（CrO₄^2-）降低，平衡正向移動(dòng)，c（H⁺）增大．

15．某實(shí)驗(yàn)小組利用Fe₂O₃、Cu₂O的混合物制取較純凈的膽礬（CuSO₄•5H₂O），實(shí)驗(yàn)方案如下：

（1）稀硫酸溶解混合物時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、Fe₂O₃+2H⁺═Fe²⁺+H₂O、、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺．
（2）溶液乙中加入適量CuO時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3CuO+2Fe³⁺+3H₂O═2Fe（OH）₃+3Cu²⁺．
（3）操作Ⅰ主要包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、晾干等步驟．
（4）實(shí)驗(yàn)室還可以利用沉淀丙制取FeCO₃，流程如下：

寫(xiě)出上述轉(zhuǎn)化過(guò)程①、②、③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：
過(guò)程①：Fe（OH）₃+3H⁺═Fe³⁺+3H₂O．
過(guò)程②：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺．
過(guò)程③：2HCO₃^-+Fe²⁺═FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O．

14．工業(yè)上制備BaCl₂的工藝流程圖如下：

某研究小組在實(shí)驗(yàn)室用重晶石（主要成分BaSO₄）對(duì)工業(yè)過(guò)程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)．查表得：
BaSO₄（s）+4C（s）$\stackrel{高溫}{?}$4CO（g）+BaS（s）△H₁=+571.2kJ•mol^-1     ①
BaSO₄（s）+2C（s）$\stackrel{高溫}{?}$2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=+226.2kJ•mol^-1     ②
（1）流程圖中氣體用過(guò)量的NaOH溶液吸收，得到一種鈉鹽．寫(xiě)出該鹽發(fā)生水解的離子方程式S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-．
（2）向0.1mol/L BaCl₂溶液中加入一定量的AgNO₃溶液和KBr溶液，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=2.7×10^-3，則K_sp（AgBr）=5.4×10^-13．[已知：K_sp（AgCl）=2.0×10^-10]
（3）反應(yīng)2CO（g）$\stackrel{高溫}{?}$C（s）+CO₂（g）的△H=-172.5kJ•mol^-1．

13．火力發(fā)電廠釋放出大量的氮氧化物（NO_x）、二氧化硫和二氧化碳等氣體會(huì)造成環(huán)境污染．對(duì)燃煤廢氣進(jìn)行脫硝、脫硫和脫碳等處理，可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排、廢物利用等目的．
（1）脫硝．利用甲烷催化還原NO_x：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-1160kJ•mol^-1
甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867 kJ/mol．
（2）脫碳．將CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₃
①取五份等體積的CO₂和H₂的混合氣體（物質(zhì)的量之比均為1：3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)相同時(shí)間后，測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ（CH₃OH） 與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖1所示，則上述CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇的反應(yīng)的△H₃＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，進(jìn)行上述反應(yīng)．測(cè)得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖2所示．試回答：0～10min內(nèi)，氫氣的平均反應(yīng)速率為0.225mol/（L•min）；該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為$\frac{16}{3}$；第10min后，向該容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，則再次達(dá)到平衡時(shí)CH₃OH（g）的體積分?jǐn)?shù)增大（填變大、減少、不變）．

（3）脫硫．某種脫硫工藝中將廢氣經(jīng)處理后，與一定量的氨氣、空氣反應(yīng)，生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產(chǎn)品化肥．①室溫下，a mol/L的（NH₄）₂SO₄水溶液的pH=5，原因是溶液中存在平衡NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺（用離子方程式表示）．并計(jì)算該平衡的平衡常數(shù)表達(dá)式為$\frac{1{0}^{-5}×（1{0}^{-5}-1{0}^{-9}）}{（2a+1{0}^{-9}-1{0}^{-5}）}$（用含代數(shù)a的較為精確的數(shù)學(xué)表達(dá)式表示，不必化簡(jiǎn)，不做近似運(yùn)算）．
②在一定物質(zhì)的量濃度的硝酸銨溶液中滴加適量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，則溶液中c（Na⁺）+c（H⁺）＜c（NO₃^-）+c（OH^-）（填寫(xiě)“＞”“=”或“＜”）．