綜合大題規(guī)范練(四)必做題26．工業(yè)上利用碳酸錳礦(主要成分為MnCO3，還含有Fe、Mg、Ca的碳酸鹽，Cu、Ni、Al的氧化物及少量不溶雜質)制備硫酸錳，其工藝流程如圖：請回答下列問題：(1)“酸浸”中MnCO3溶解的離子方程式為___________________________________________________________________________________________________________________。為提高“酸浸”速率，下列措施不可行的是________(填字母)。A．升溫B．采用高壓氧酸浸C．使用98%的濃硫酸D．將礦石粉碎成小塊(2)“除鋁鐵”步驟中加入MnO2發(fā)生反應的離子方程式為____________________________。(3)加入氨水調節(jié)pH與鋁鐵去除率、錳損失率的關系如圖所示，則應調節(jié)的pH范圍為________(填字母)。A．1～2 B．2～3C．3～4 D．4～5已知在此條件下Mn2＋不會產生沉淀，推測錳元素損失的可能原因是____________________。(4)“除銅鎳”步驟可以加入硫化銨將Cu、Ni元素除去，其缺點是__________________。造成錳元素損失，產率下降。實際生產采用SDD代替。(5)“結晶分離”步驟所得濾渣主要成分是________________________________________。(6)為確定所得硫酸錳中含有的結晶水，稱取純化后的硫酸錳晶體8.45g，加熱至完全脫去結晶水，固體減重0.9g，則該硫酸錳晶體的化學式為___________________________________。答案(1)MnCO3＋2H＋=Mn2＋＋CO2↑＋H2OC(2)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O(3)DAl(OH)3、Fe(OH)3形成膠體吸附Mn2＋(4)可能生成MnS(5)MgSO4、CaSO4(6)MnSO4·H2O解析(1)“酸浸”中MnCO3與硫酸反應生成硫酸錳、二氧化碳、水，反應的離子方程式為MnCO3＋2H＋=Mn2＋＋CO2↑＋H2O；98%的濃硫酸中氫離子濃度小，使用98%的濃硫酸不能加快酸浸的速率。(3)根據(jù)加入氨水調節(jié)pH與鋁鐵去除率、錳損失率的關系圖知，pH范圍為4～5時，鋁鐵去除率高、錳損失率低；錳元素損失的原因可能是Al(OH)3、Fe(OH)3形成膠體吸附Mn2＋。(4)“除銅鎳”步驟可以加入硫化銨將Cu、Ni元素除去，其缺點是可能生成MnS沉淀，造成錳元素損失，產率下降。(5)根據(jù)流程圖，“結晶分離”步驟前的溶液中含有雜質MgSO4、CaSO4，所以“結晶分離”的濾渣主要成分是MgSO4、CaSO4。(6)設硫酸錳晶體的化學式是MnSO4·xH2O，則8.45×eq\f(18x,151＋18x)＝0.9，解得x＝1，則該硫酸錳晶體的化學式為MnSO4·H2O。27．硫代硫酸鈉是一種常見化學試劑，臨床醫(yī)學上用于氰化物、砷、鉍、碘、汞、鉛等中毒治療。實驗室用SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中來制備Na2S2O3·5H2O。回答下列問題：Ⅰ.提純Na2S。已知Na2S常溫下微溶于酒精，加熱時溶解度迅速增大，雜質不溶于酒精。在如圖裝置圓底燒瓶中放入工業(yè)級Na2S，并加入一定量的酒精和少量水。待燒瓶中固體不再減少時，停止加熱，將燒瓶取下，立即趁熱過濾，再冷卻結晶，抽濾。將所得固體洗滌、干燥，得到Na2S晶體。(1)圖中冷凝管的作用是______________________________________________________，步驟中趁熱過濾的目的是_____________________________________________________。Ⅱ.利用如圖裝置合成硫代硫酸鈉(夾持裝置已略去)。(2)裝置中單向閥的作用是__________________________________________________，三頸燒瓶中生成Na2S2O3的化學方程式為___________________________________________________________________________________________________________，充分反應后將三頸燒瓶中溶液進行一系列操作得到Na2S2O3·5H2O晶體。Ⅲ.測定產品純度。準確稱取wg產品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.1mol·L－1碘的標準溶液滴定。反應原理為I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－。(3)①滴定至終點時，滴定終點的現(xiàn)象是______________________________________________________________________________________________________________________。②滴定起始和終點的液面位置如圖，則消耗碘的標準溶液體積為________mL，樣品純度為______________(設Na2S2O3·5H2O相對分子質量為M)。(4)硫代硫酸鈉晶體中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質。利用所給試劑實驗，檢測產品中是否存在Na2SO4雜質，簡要說明實驗操作、現(xiàn)象和結論：_______________________________________________________________________________________________________。(可供選擇的試劑有：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。答案(1)冷凝回流，防止酒精揮發(fā)增大Na2S的溶解度，減少Na2S的損失(2)防止倒吸2Na2S＋4SO2＋Na2CO3=3Na2S2O3＋CO2(3)①溶液由無色變藍色，且30秒內不褪色②18.10eq\f(3.620×10－3M,w)×100%(4)取少量產品溶于足量的稀鹽酸中，靜置，取上層清液，滴加氯化鋇溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，說明產品中含有Na2SO4雜質解析(2)Ⅱ中硫酸與亞硫酸鈉反應生成二氧化硫，三頸燒瓶中發(fā)生的化學反應有SO2＋Na2CO3=Na2SO3＋CO2、2Na2S＋3SO2=2Na2SO3＋3S、Na2SO3＋S=Na2S2O3，總反應為2Na2S＋4SO2＋Na2CO3=3Na2S2O3＋CO2；氫氧化鈉用來吸收多余的二氧化硫，裝置中單向閥的作用是防止尾氣處理時由于內部壓強減小引起倒吸。(3)①Na2S2O3反應完畢，加入最后一滴碘的標準液遇淀粉變藍色，滴定至終點時的現(xiàn)象是溶液由無色變?yōu)樗{色，且30秒內不褪色。②由圖可知，開始液面讀數(shù)為0.00，滴定終點液面讀數(shù)為18.10mL，則消耗標準液的體積為mol·L－1＝3.620×10－3mol，故樣品純度為eq\f(3.620×10－3mol×Mg·mol－1,wg)×100%＝eq\f(3.620×10－3M,w)×100%。28．Ⅰ.研究氮氧化物的反應機理，對于消除環(huán)境污染有重要意義。某化學小組查閱資料知2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反應歷程分兩步：①2NO(g)N2O2(g)(快)ΔH1<0v1正＝k1正c2(NO)，v1逆＝k1逆c(N2O2)②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)ΔH2<0v2正＝k2正c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆c2(NO2)請回答下列問題：(1)寫出反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的熱化學方程式：______________________________(焓變用含ΔH1和ΔH2的式子表示)。逆表示的平衡常數(shù)表達式K＝________________。(3)工業(yè)上可用氨水作為NO2的吸收劑，NO2通入氨水發(fā)生的反應：2NO2＋2NH3·H2O=NH4NO3＋NH4NO2＋H2O，若反應后的溶液滴入甲基橙呈紅色，則反應后溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＋c(NOeq\o\al(－,2))________c(NHeq\o\al(＋,4))(填“>”“<”或“＝”)。(4)工業(yè)上也可用電解法處理氮氧化物的污染。電解池如圖所示，陰陽電極間是新型固體氧化物陶瓷，在一定條件下可傳導O2－。該電解池陰極的電極反應式是____________________________________________________________________________________________。Ⅱ.在一定溫度、壓強下，向密閉容器中投入一定量N2和H2，發(fā)生反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0(5)①下列措施中能加快反應速率并提高氫氣的轉化率的是________(填字母)。a．其他條件不變時，壓縮容器體積b．其他條件不變時，升高反應體系溫度c．使用合適的催化劑d．保持容器體積不變，充入一定量的氮氣②實際生產中往往需要將溫度控制在一個合適的范圍，分析溫度不宜過高也不宜過低的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2(2)eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)(3)>(4)2NO2＋8e－=N2＋4O2－(5)①ad②該反應是放熱反應，溫度過高，反應物的轉化率下降，溫度過低，反應速率過慢；且催化劑在一定溫度范圍內活性最強解析Ⅰ.(1)①2NO(g)N2O2(g)；②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)，而目標反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)可以由反應①＋②而得，根據(jù)蓋斯定律可知ΔH＝ΔH1＋ΔH2。(2)由反應達平衡狀態(tài)，所以v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以v1正·v2正＝v1逆·v2逆，即k1正c2(NO)·k2正c(N2O2)·c(O2)＝k1逆c(N2O2)·k2逆c2(NO2)，則K＝eq\f(c2NO2,c2NO·cO2)＝eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)。(3)根據(jù)電荷守恒c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(NOeq\o\al(－,3))＋c(NOeq\o\al(－,2))＋c(OH－)，而甲基橙呈紅色，說明溶液呈酸性，c(H＋)＞c(OH－)，所以c(NOeq\o\al(－,3))＋c(NOeq\o\al(－,2))＞c(NHeq\o\al(＋,4))。(4)O2－在陽極發(fā)生氧化反應，而氮的氧化物在陰極發(fā)生還原反應，所以氣體NO2在陰極發(fā)生還原反應生成氮氣，電極反應式：2NO2＋8e－=N2＋4O2－。Ⅱ.(5)①該反應是一個氣體分子總數(shù)減小的反應，其他條件不變時，壓縮容器體積，壓強增大，平衡正向移動，反應速率加快并提高了氫氣的轉化率，a正確；該反應是放熱反應，其他條件不變時，升高反應體系溫度，平衡逆向移動，氫氣轉化率下降，b錯誤；使用催化劑不能改變平衡轉化率，c錯誤；保持容器體積不變，充入一定量的氮氣，反應物濃度增加，反應速率加快，平衡正向移動，氫氣轉化率增大，d正確。②N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，如果溫度過低，反應速率慢；該反應是放熱反應，如果溫度過高，反應物的轉化率下降，而且溫度會影響催化劑的活性，所以需要將溫度控制在一個合適的范圍。選做題35．氧、硫形成的化合物種類繁多，日常生活中應用廣泛。如硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可作為照相業(yè)的定影劑，反應的化學方程式如下：AgBr＋2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]＋NaBr。回答下列問題：(1)基態(tài)S的價電子排布圖為________。(2)下列關于物質結構與性質的說法，正確的是______(填字母)。A．玻爾原子結構模型能夠成功地解釋各種原子光譜B．Br、S、O三種元素的電負性大小順序為O＞Br＞SC．Na的第一電離能小于Mg，但其第二電離能卻遠大于MgD．水分子間存在氫鍵，故H2O的熔沸點及穩(wěn)定性均大于H2S(3)依據(jù)VSEPR理論推測S2Oeq\o\al(2－,3)的立體構型為______，中心原子S的雜化方式為________，[Ag(S2O3)2]3－中存在的化學鍵有________(填字母)。A．離子鍵B．極性鍵C．非極性鍵D．金屬鍵E．配位鍵(4)第一電子親和能(E1)是指元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量(單位為kJ·mol－1)，電子親和能越大，該元素原子越易得電子。已知第三周期部分元素第一電子親和能如下表：元素AlSiPSClE1/(kJ·mol－1)42.513472.0200349表中元素的E1自左而右呈增大趨勢，試分析P元素呈現(xiàn)異常的原因：______________。(5)某種離子型鐵的氧化物晶胞如圖所示，它由A、B組成。則該氧化物的化學式為________，已知該晶體的晶胞參數(shù)為anm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則密度ρ為________g·cm－3(用含a和NA的代數(shù)式表示)。答案(1)(2)BC(3)四面體形sp3BCE(4)P的價電子排布式為3s23p3,3p能級半充滿狀態(tài)，相對穩(wěn)定不易結合一個電子(5)Fe3O4eq\f(232×8,a×10－73NA)解析(2)玻爾原子結構模型能夠成功地解釋氫原子光譜，故A錯誤；非金屬性越強電負性越大，故O>Br>S，故B正確；Mg原子3s軌道為全充滿穩(wěn)定狀態(tài)，半徑又較小，第一電離能高于Na的，它們失去1個電子后，Na＋的最外層電子排布為2s22p6，Mg＋的最外層電子排布為3s1，Na＋是穩(wěn)定結構，第二電離能遠高于Mg的，故C正確；水分子間存在氫鍵，故H2O的熔沸點大于H2S的熔沸點，穩(wěn)定性屬于化學性質，與氫鍵無關，由共價鍵決定，故D錯誤。(5)Fe2＋處于晶胞的頂點、面心以及A位置立方體的體心，O2－位于A、B小立方體的內部，每個小立方體內部各有4個，F(xiàn)e3＋處于晶胞B位置小立方體內部，晶胞中Fe原子數(shù)目為4＋8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4×4＝24，O原子數(shù)目為4×8＝32，故Fe、O原子數(shù)目之比為24∶32＝3∶4，故氧化物的化學式為Fe3O4。晶胞相當于有8個“Fe3O4”，晶胞質量為eq\f(8×232,NA)g，晶體密度為eq\f(232×8,a×10－73NA)g·cm－3。36．莽草酸(E)主要作為抗病毒和抗癌藥物中間