化学——有机化学基础有机物A出发合成E和F，有如下转化关系。-优题课

硼氢化钠（ $N a B H_{4}$ ）在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠NaBO₂为主要原料制备 $N a B H_{4}$ ，其流程如下：

已知： $N a B H_{4}$ 常温下能与水反应，可溶于异丙酸（沸点：13℃）。
（1）在第①步反应加料之前，需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气，该操作的目的是，原料中的金属钠通常保存在中，实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有，，玻璃片和小刀等。
（2）请配平第①步反应的化学方程式：
$N a B O_{2}$ +□ $S i O_{2}$ +□ $N a$ +□ $H_{2}$ ==□ $N a B H_{4}$ +□ $N a_{2} S i O_{3}$

（3）第②步分离采用的方法是；第③步分离（ $N a B H_{4}$ ）并回收溶剂，采用的方法是。
（4） $N a B H_{4} （ s)$ 与水反应生成 $N a B O_{2} (s)$ 和氢气，在25℃，101 $K P a$ 下，已知每消耗3.8克 $N a B H_{4} (s)$ 放热21.6 $K J$ ，该反应的热化学方程式是。

(本题共14分)钢铁是最重要、用量最大的金属材料之一。完成下列计算：
51．生产1吨含铁96%的生铁，至少需要氧化铁含量70%的赤铁矿（杂质不含铁）_____吨。（计算结果保留2位小数）
52．工业炼铁用一氧化碳还原氧化铁时会发生如下一系列反应：
3Fe₂O₃＋CO→2Fe₃O₄＋CO₂ Fe₃O₄＋CO→3FeO＋CO₂ FeO＋CO→Fe＋CO₂
某次实验中，用CO还原4.80 g氧化铁，当固体质量变成4.56 g时，测得此固体中只存在2种氧化物。通过计算确定此固体可能的成分和它们的物质的量之比。
53．为了测定某碳素钢（假设只含铁和碳）的含碳量，将10.000 g钢样完全溶解于过量的热浓硝酸中，产生了0.300 mol气体（假设气体全部逸出，N₂O₄已折算为NO₂）。气体用50.00 mL 12.00 mol/L的NaOH溶液完全吸收后，只生成两种盐，溶液蒸干后得到不含结晶水的固体32.664 g。计算：
（1）钢样的含碳量。
（2）参加反应的硝酸的物质的量。

（一）尿素又称碳酰胺，是含氮量最高的氮肥，工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素。其反应分为如下两步：
第一步：2NH₃（l）＋CO₂（g）H₂NCOONH₄（氨基甲酸铵）（l） △H₁= -330．0 kJ·mol^－1
第二步：H₂NCOONH₄（l）H₂O（l）＋H₂NCONH₂（l）△H₂=" +" 226．3 kJ·mol^－1
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0．5 m³密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示：

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第步反应决定。
②反应进行到10 min时测得CO₂的物质的量如上图所示，则用CO₂表示的第一步反应的速率v（CO₂）＝mol/（L·min）。
③当反应在一定条件下达到平衡，若在恒温、恒容下再充入一定量气体He，则CO（NH₂）₂（l）的质量_________（填“增加”、“减小”或“不变”）。
（二）氨是制备尿素的原料，NH₃、N₂H₄等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
氨气溶于水得到氨水，在25℃下，将amol/L的氨水与bmol/L的硫酸以3∶2体积比混合反应后溶液呈中性。用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数为_________。
（三）氢气是合成氨的原料。“氢能”将是未来最理想的新能源。
（1）在25℃,101KPa条件下，1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142．9kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为。
（2）氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中C（s）+ H₂O（g）CO（g）+H₂（g），在850℃时平衡常数K=1。若向1升的恒定密闭真空容器中同时加入x mol C和6．0mol H₂O。
①当加热到850℃反应达到平衡的标志有______________ 。

A．容器内的压强不变

B．消耗水蒸气的物质的量与生成CO的物质的量相等

C．混合气的密度不变

D．单位时间有n个H-O键断裂的同时有n个H-H键断裂

②x应满足的条件是。
（四）CO₂是合成尿素的原料，但水泥厂生产时却排放出大量的CO₂。华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO₂零排放，其基本原理如图所示：

（1）上述生产过程的能量转化方式是。
（2）上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO₂，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为，阴极的电极反应式为。

【化学一选修2：化学与技术】(15分)三氧化二镍(Ni₂O₃)是一种重要的蓄电池材料。工业上利用镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍晶体(NiC₂O₄-2H₂O)，再高温煅烧草酸镍晶体制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。下列工艺流程示意图如下；

回答下列问题
（1）为提高酸溶操作中镍废料的转化率，可采取的措施有答出三条。
（2）加入H₂O₂发生的主要反应的离子方程式为。
（3）加入NH₄F后除掉的杂质是____

（5）工业上还可用电解法制取Ni₂O₃。用NaOH溶液调节NiCl₂溶液的pH至7.5，加入适量Na₂S0₄后采用惰性电极电解。电解过程中产生的Cl₂有80%在弱碱性条件下生成ClO^—，再把二价镍氧化为三价镍。当amol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过电子的物质的量为____。电解法制取Ni₂0₃的实际过程中，先获得一种结晶水合物，己知含1 mol Ni的诙结晶水合物中含有0．5 mol结晶水。取该化合物20．2 g进行充分加热，获得Ni₂0₃固体和0.2 mol水，则该结晶水合物的化学式为.

【化学——选修2：化学与技术】(15分)2014中国(海南)国际海洋产业博览会于2014年10月17日至19日在海南国际会展中心举办。海洋是一个丰富的资源宝库，通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。
（1）工业上从海水中提取的NaCl可用来制取纯碱，其简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A，，后通入气体B，充分反应后得到晶体NaHCO₃，再将其灼烧得到纯碱，气体A、B是CO₂或NH₃，则气体A应是(填化学式)，原因是。
（2）电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示。

其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。请回答下面的问题：
①海水不能直接通入到阴极室中，理由是。
②A口排出的是(填“淡水”或“浓水”)。
（3）用苦卤(含Na^＋、K^＋、Mg²^＋、Cl^－、Br^－等离子)可提取溴，其生产流程如下：

①若吸收塔中的溶液含BrO₃^－，则吸收塔中反应的离子方程式为。
②通过①氯化已获得含Br₂的溶液，为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br₂的溶液。
③向蒸馏塔中通入水蒸气加热，控制温度在90 ℃左右进行蒸馏的原因是。