【化学—选修2：化学与技术】(15分）印尼火山喷发不仅带来壮-优题课

Ⅰ．(6分）请回答：
（1）H₂O₂的电子式___________。
（2）镁燃烧不能用CO₂灭火，用化学方程式表示其理由________________。
（3）在AgCl沉淀中加入KBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，写出反应的离子方程式_____________。
（4）完成以下氧化还原反应的离子方程式：
(）MnO₄^－＋(）C₂O₄²^－+______＝(）Mn²⁺＋(）CO₂↑＋________
Ⅱ．(12分）化合物甲和NaAlH₄都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H₂反应生成甲。甲与水反应可产生H₂，甲与AlCl₃反应可得到NaAlH₄。将4.80g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况）的H₂。
请推测并回答：
（1）甲的化学式__________。
（2）甲与AlCl₃反应得到NaAlH₄的化学方程式__________。
（3）NaAlH₄与水发生氧化还原反应的化学方程式__________。
（4）甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe₂O₃），脱锈过程发生反应的化学方程式。
（5）某同学认为：用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生H₂，即可证明得到的甲一定是纯净的。
判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由___________。

氯化亚铜（ $C u C l$ )广泛应用于化工、印染、电镀等行业。 $C u C l$ 难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜（主要成分是 $C u$ 和少量 $C u O$ ）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产 $C u C l$ 的工艺过程如下：

回答下列问题：
（1）步骤①中得到的氧化产物是，溶解温度应控制在60~70度，原因是。
（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式。
（3）步骤⑤包括用 $p H$ =2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是（写名称）。
（4）上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是 。
（5）步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有（填字母）

A．

分馏塔

B．

离心机

C．

反应釜

D．

框式压滤机

（6）准确称取所制备的氯化亚铜样品 $m g$ ，将其置于若两的 $F e C l_{3}$ 溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用 $a m o l / L$ 的 $K_{2} C r_{2} O_{7}$ 溶液滴定到终点，消耗 $K_{2} C r_{2} O_{7}$ 溶液 $b m l$ ，反应中 $C r_{2} {O_{7}}^{2 -}$ 被还原为 $C r^{3 +}$ ，样品中 $C u C l$ 的质量分数为。

碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：
（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加 $M n O_{2}$ 和 $H_{2} S O_{4}$ ，即可得到 $I_{2}$ ，该反应的还原产物为。
（2）上述浓缩液中含有 $I^{-}$ 、 $C l^{-}$ 等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加 $A g N O_{3}$ 溶液，当 $A g C l$ 开始沉淀时，溶液中 $\frac{c (I^{-})}{c (C l^{-})}$ 为：，已知 $K s p (A g C l)$ =1.8×10^-10， $K s p (A g I)$ =8.5×10^-17。
（3）已知反应 $2 H I (g) = H_{2} (g) + I_{2} (g)$ 的 $△ H = + 11 K J / m o l$ ，1 $m o l H_{2} (g)$ 、1 $m o l I_{2} (g)$ 分子中化学键断裂时分别需要吸收436 $K J$ 、151 $K J$ 的能量，则1 $m o l H I (g)$ 分子中化学键断裂时需吸收的能量为 $K J$ 。
（4） $B o d e n s t e i n s$ 研究了下列反应： $2 H I (g)$ $H_{2} (g) + I_{2} (g)$

在716 $K$ 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 $x (H I)$ 与反应时间 $t$ 的关系如下表：

$t / m i n$	0	20	40	60	80	120
$x (H I)$	1	0.91	0.85	0.815	0.795	0.784
$x (H I)$	0	0.60	0.73	0.773	0.780	0.784

①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：。
②上述反应中，正反应速率为 $V$ _正= $K$ _正· $x^{2} (H I)$ ，逆反应速率为 $V$ _逆= $K$ _逆· $x (H_{2}) \cdot x (I_{2})$ ，其中 $K$ _正、 $K$ _逆为速率常数，则 $K$ _逆为(以 $K$ 和 $K$ _正表示)。若 $K$ _正 = 0.0027 $m i n^{- 1}$ ，在 $t$ =40 $m i n$ 时， $V$ _正= $m i n^{- 1}$

③由上述实验数据计算得到 $V$ _正~ $x (H I)$ 和 $V$ _逆~ $x (H_{2})$ 的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为（填字母）

苯酚和丙酮都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：

相关化合物的物理常数

物质	相对分子质量	密度（ $g / c m^{- 3}$ ）	沸点/℃
异丙苯	120	0.8640	153
丙酮	58	0.7898	56.5
苯酚	94	1.0722	182

回答下列问题：
（1）在反应器 $A$ 中通入的 $X$ 是。
（2）反应①和②分别在装置和中进行（填装置符号）。
（3）在分解釜 $C$ 中加入的 $Y$ 为少置浓硫酸，其作用是，优点是用量少，缺点是。
（4）反应②为（填"放热"或"吸热"）反应。反应温度控制在50-60℃，温度过高的安全隐患是。
（5）中和釜D中加入的Z最适宜的是（填编号。已知苯酚是一种弱酸）。
a. $N a O H$ b. $C a C O_{3}$ c. $N a H C O$ d. $C a O$

（6）蒸馏塔 $F$ 中的馏出物 $T$ 和 $P$ 分别为和，判断的依据是。
（7）用该方法合成苯酚和丙酮的优点是。

酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉， $M n O_{2}$ ， $Z n C l_{2}$ 和 $N H_{4} C l$ 等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生 $M n O O H$ ，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：
溶解度/（ $g$ /100 $g$ 水）

化合物	$Z n (O H)_{2}$	$F e (O H)_{2}$	$F e (O H)_{3}$
$K s p$ 近似值	10^-17	10^-17	10^-39

回答下列问题：
（1）该电池的正极反应式为，电池反应的离子方程式为
（2）维持电流强度为0.5 $A$ ，电池工作五分钟，理论上消耗 $Z n$ 。（已经 $F$ ＝96500 $C / m o l$ ）
（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有 $Z n C l_{2}$ 和 $N H_{4} C l$ ，二者可通过分离回收；滤渣的主要成分是 $M n O_{2}$ 、和，欲从中得到较纯的 $M n O_{2}$ ，最简便的方法是，其原理是。
（4）用废电池的锌皮制备 $Z n S O_{4} \cdot 7 H_{2} O$ 的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和 $H_{2} O_{2}$ 溶解，铁变为，加碱调节至 $p H$ 为时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10^{-5
$m o l / L$}时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至 $p H$ 为时，锌开始沉淀（假定 $Z n^{2 +}$ 浓度为0.1 $m o l / L$ ）。若上述过程不加 $H_{2} O_{2}$ 后果是，原因是。