2020届 高考化学二轮复习6道主观大题组合专题卷

6道主观大题组合练
1．以硫酸渣(含Fe 2O 3、SiO 2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如下：
(1)“酸溶”中加快溶解的方法为____________________(写出一种)。

(2)“还原”过程中的离子方程式为__________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为___________________。

②若用CaCO 3“沉铁”，则生成FeCO 3沉淀，当反应完成时，溶液中c (Ca 2＋)c (Fe 2＋)
＝________。

[已知K sp (CaCO 3)＝2.8×10－9，K sp (FeCO 3)＝2×10－11]
(4)“氧化”时，用NaNO 2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，虽然能缩短氧化时间，但缺点是________________________________________。

(5)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源，在1 225 ℃、n (C )n (O )
＝1.2时，焙烧时间与金属产率的关系如图，时间超过15 min 金属产率下降的原因是_____________________。

解析：(1) 硫酸渣加酸溶解，为了加快溶解可采取加热、搅拌、适当增大硫酸浓度或将硫酸渣粉碎等方法。

(2)Fe2O3溶于酸，生成Fe3＋，加入铁粉使之还原，离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。

(3)过滤Ⅰ，除去SiO2等不溶于酸的杂质，加入NH4HCO3，使铁沉淀，同时产生了CO2，则①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑。

②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀，当反应完成时，溶液中
c(Ca2＋) c(Fe2＋)＝K sp(CaCO3)
K sp(FeCO3)＝
2.8×10－9
2×10－11
＝140。

(4)用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，缺点是NaNO2被还原为氮氧化物，污染空气。

(5)焙烧时间超过15 min金属产率下降，原因是还原剂消耗完，空气进入使铁再次氧化。

答案：(1)加热或搅拌或适当增大硫酸浓度(写一种)
(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
(3)①FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑②140
(4)NaNO2被还原为氮氧化物，污染空气
(5)还原剂消耗完，空气进入使铁再次氧化
2．化合物F(盐酸地拉普利)是一种治疗高血压的药物，其合成路线流程图如下：
(1)D 中的官能团有酰胺键、____________(写名称)。

(2)E →F 的反应类型为______________。

(3)B 的分子式为C 15H 21O 2N ，写出B 的结构简式：
__________________________。

(4)A 的一种同分异构体M 同时满足下列条件，写出M 的结构简式：______________________。

①M 是一种芳香族化合物，能与NaOH 溶液发生反应；
②M 分子中有4种不同化学环境的氢。

(5)已知：R —X ――→NaCN R —CN ――→H 2
催化剂，△R —CH 2NH 2。

写出以为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂任选，合成路线流程图示例见本题题干)。

解析：(1)D中的官能团有酰胺键、氨基、酯基。

(2) 比较E、F结构，从E→F中酯基转化为羧基，则该反应的反应类型为取代反应。

(3) 由题中信息
的变化可知B中—NH—转化为酰胺键，结合B的分子式为C15H21O2N，则B的结构简式为。

(4)
A()的一种同分异构体M同时满足①M是一种芳香族化合物，说明含有苯环，由于只有1个O 原子，且能与NaOH溶液发生反应则含有酚羟基；②M分子中有4种不同化学环境的氢，说明结构高度对称。

由其不饱和度可知应含
有碳碳三键，则M的结构简式为。

答案：(1) 氨基、酯基(2)取代反应
(3)
(4)
(5)
3．纳米级Co3O4是一种电极材料，可用草酸盐湿式沉淀—煅烧分解法制备。

(1)先用(NH4)2C2O4溶液和CoCl2溶液为原料制取难溶于水的CoC2O4·2H2O晶体。

①已知25 ℃，K b(NH3·H2O)＝1.8×10－5，H2C2O4的K a1＝5.6×10－2，K a2＝5.4×10－5。

(NH4)2C2O4溶液的pH________(填“>”“＝”或“<”)7。

②反应时，使(NH4)2C2O4过量的原因是________________________。

(2)为确定由CoC2O4·2H2O获得Co3O4的最佳煅烧温度，准确称取4.575 g的CoC2O4·2H2O样品，在空气中加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示(已知385 ℃以上残留固体均为金属氧化物)
①B 处的物质为________(填化学式)。

②经测定，205～385 ℃的煅烧过程中，产生的气体为CO 2，计算AB 段消耗O 2在标准状况下的体积。

(写出计算过程，结果保留2位有效数字)
解析：(1)①由于K b (NH 3·H 2O)＝1.8×10－5，H 2C 2O 4的K a2＝5.4×10－5，则在相同
条件下NH ＋4的水解程度比C 2O 2－4大，(NH 4)2C 2O 4溶液呈酸性，pH<7。

②反应时，使(NH 4)2C 2O 4过量的原因是使Co 2＋充分沉淀(或提高Co 2＋的沉淀率)。

(2)①n (CoC 2O 4·2H 2O)＝ 4.575 g 183 g ·mol －1
＝0.025 mol CoC 2O 4·2H 2O 中m (H 2O)＝0.025 mol ×2×18 g ·mol －1＝0.9 g
CoC 2O 4·2H 2O 中m (CoC 2O 4)＝4.575 g －0.9 g ＝3.675 g
根据图中A 点数据可知，A 处物质为CoC 2O 4。

B 处固体质量为2.008 g ，其中m (Co)＝0.025 mol ×59 g ·mol －1＝1.475 g ，则含m (O)＝2.008 g －1.475 g ＝0.533 g
n (Co)∶n (O)＝0.025 mol ∶0.533 g 16 g ·mol －1
≈3∶4，故B 处物质为Co 3O 4。

②已知205～385 ℃的煅烧过程中，产生的气体为CO 2，则AB 段发生反应的化学方程式为3CoC 2O 4＋2O 2===Co 3O 4＋6CO 2
V (O 2)＝23
×0.025 mol ×22.4 L ·mol －1≈0.37 L 。

答案：(1) ①< ②使Co 2＋充分沉淀(或提高Co 2＋的沉淀率)
(2)①Co 3O 4
②AB 段发生反应的化学方程式为3CoC 2O 4＋2O 2===Co 3O 4＋6CO 2
V (O 2)＝23
×0.025 mol ×22.4 L ·mol －1≈0.37 L(其他合理计算步骤也给分) 4．硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。

生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na 2SO 4)－炭粉还原法，其流程如图所示。

(1)上述流程中采用稀NaOH 溶液比用热水更好，理由是________________________________________________________________________。

(2)同学甲根据氧化还原反应的原理认为上述流程中产生的气体可能是CO 、CO 2、SO 2，他从下列装置中选择必要的装置设计简易的实验方案验证他的假设(加热装置省略)。

①选择装置连接导管接口，其气流从左到右的顺序为________。

②能证明有CO 2气体的现象为____________。

③正确连接装置并反应一段时间后，用集气瓶能收集到一定体积的气体，说明混合气体中含有CO 。

确认气体中含有CO 的另一种方法是______________________。

(3)同学乙认为煅烧后的固体中可能含有Na 2SO 3。

①检验反应后的固体中是否还有剩余的无水芒硝，需要的试剂是__________。

②设计实验证明反应后的固体中是否含有Na 2SO 3，完成实验报告。

供选择的试剂：酚酞溶液、硝酸、稀盐酸、品红溶液、澄清石灰水。

(4)实验测得硫酸钠与焦炭的反应产物由温度、反应物质量比决定。

如果反应产物为两种盐，两种气体产物体积比为1∶3，且平均相对分子质量为32，则煅烧反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

解析：(1)硫化钠是强碱弱酸盐，在热水中促进其水解，而在稀氢氧化钠溶液中其水解被抑制。

(2)①制备气体(装置A)、检验SO 2(装置E)、除去SO 2并确定SO 2被除尽(装置B)、检验CO 2(装置D)、除去CO 2并收集CO(装置C)，连接装置时，洗气瓶中长导管进气，短导管出气，故装置连接顺序为a →g →h →c →b →e →f →d 。

②因为SO 2、CO 2都能使澄清石灰水变浑浊，所以，必须强调装置B 中溶液不褪色，说明SO 2被除尽。

③检验CO 用点燃、还原等方法都可以。

(3)①检验反应后固体中是否还有剩余的无水芒硝时，加入盐酸除去可能存在的
亚硫酸钠，用氯化钡检验硫酸根离子，故所用试剂是稀盐酸和氯化钡溶液。

②2S 2－＋SO 2－3＋6H ＋===3S ↓＋3H 2O ，若硫化钠中含有亚硫酸钠，则除去炭粉等难溶性的杂质后，加入足量稀盐酸会产生淡黄色固体。

(4)根据氧化还原反应原理，硫酸钠与焦炭反应生成硫化钠、亚硫酸钠、CO 、CO 2。

若CO 、CO 2的体积比为1∶3，则平均相对分子质量为40，不符合题意，舍去；若CO 、CO 2的体积比为3∶1，则平均相对分子质量为32，符合题意。

则煅烧反应的化学方程式为2Na 2SO 4＋4C=====高温
Na 2S ＋Na 2SO 3＋3CO ↑＋CO 2↑。

答案：(1)热水会促进Na 2S 水解，而稀NaOH 溶液能抑制Na 2S 水解
(2)①a →g →h →c →b →e →f →d ②装置B 中溶液不褪色，装置D 中澄清石灰水变浑浊 ③取出水槽中导气管，导出的气体能点燃(其他合理答案均可)
(3)①稀盐酸和氯化钡溶液 ②滴加足量稀盐酸 若产生淡黄色沉淀，则含有亚硫酸钠，
反之，则不含亚硫酸钠
(4)2Na 2SO 4＋4C=====高温
Na 2S ＋Na 2SO 3＋3CO ↑＋CO 2↑ 5．铁及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。

(1)复合氧化物铁酸锰(MnFe 2O 4)可用于热化学循环分解制氢气，原理如下： ①MnFe 2O 4(s)===MnFe 2O (4－x )(s)＋x 2
O 2(g) ΔH 1 ②MnFe 2O (4－x )(s)＋x H 2O(g)===MnFe 2O 4(s)＋x H 2(g) ΔH 2
③2H 2O(g)===2H 2(g)＋O 2(g) ΔH 3
则：ΔH 3与ΔH 1、ΔH 2的关系为ΔH 3＝________。

(2)纳米铁是重要的储氢材料，可用下列反应制得：Fe(s)＋5CO(g)Fe(CO)5(g) ΔH <0。

在1 L 恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.5 mol CO ，在T 1、T 2不同温度下进行反应，测得c (CO)与温度、时间的关系如图1所示。

①T 1________(填“>”或“<”)T 2。

②T 2温度下，上述反应的平衡常数K ＝________(结果不要求带单位)。

(3)高铁酸钾(K 2FeO 4)被人们称为“绿色化学”净水剂。

高铁酸钾在酸性至弱碱性条件下不稳定。

①工业上用KClO 与Fe(NO 3)3溶液反应制得K 2FeO 4，反应的离子方程式为________________________________________。

制备K 2FeO 4时，KClO 饱和溶液与Fe(NO 3)3饱和溶液混合的操作为______________________________________________________
________________________________________________________________________。

②已知K 2FeO 4在水解过程中铁元素形成的微粒分布分数与pH 的关系如图2所示。

向pH ＝6的溶液中加入KOH 溶液，发生反应的离子方程式为____________________________________。

(4) 电解法可制得K 2FeO 4，装置如图3所示。

阳极的电极反应式为__________________________________。

解析：(1)由热化学方程式结合盖斯定律，将反应①×2＋②×2可得2x H 2O(g)===2x H 2(g)＋x O 2(g) ΔH ＝2(ΔH 1＋ΔH 2)，反应③×x 可以得到相同的热化学方程式，则有ΔH 3＝2(ΔH 1＋ΔH 2)x。

(2)①该反应的正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡时CO 的浓度增大，由图可知，T 2时CO 平衡浓度小于T 1时，则T 1>T 2。

②T 2温度下， Fe(s)＋5CO(g)Fe(CO)5(g)
起始/(mol ·L －1) 0.5 0
转化/(mol ·L －1) 0.4 0.08
平衡/(mol ·L －1) 0.1 0.08
平衡常数K ＝c [Fe (CO )5]c 5(CO )＝0.080.1
5＝8×103。

(3)①ClO －与Fe 3＋反应生成FeO 2－4，ClO －被还原为Cl －，根据得失电子守恒和电荷守恒
及原子守恒可得反应的离子方程式为3ClO －＋2Fe 3＋＋10OH －===2FeO 2－4＋3Cl －＋5H 2O 。

制备K 2FeO 4时，K 2FeO 4在酸性至弱碱性条件下不稳定，应把Fe(NO 3)3饱和溶液滴加到KClO 饱和溶液中。

②由图可知，pH ＝6时溶液主要存在HFeO －4，加入KOH 溶液发生中和，反应的离子方
程式为HFeO －4＋OH －===FeO 2－4＋H 2O 。

(4)铁棒是阳极，失去6个电子生成K 2FeO 4，因此阳极电极反应式为Fe －6e －＋8OH －
===FeO 2－4＋4H 2O 。

答案：(1)2(ΔH 1＋ΔH 2)x
(2)①> ②8×103 (3)① 3ClO －＋2Fe 3＋＋10OH －===2FeO 2－4＋3Cl －＋5H 2O 在搅拌下，
将Fe(NO 3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO 饱和溶液中 ②HFeO －4＋OH －===FeO 2－4＋H 2O (4)Fe －6e －＋
8OH －===FeO 2－4＋4H 2O
6．铜是人类最早使用的金属之一，铜的化合物丰富多彩。

(1)铜与N 2O 4在一定条件下可制备无水Cu(NO 3)2。

①基态Cu 2＋的电子排布式为______________。

②与NO －3互为等电子体的一种分子为____________(填化学式)。

(2)邻氨基吡啶(
)的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应，其结构
简式如图1所示。

①C 、N 、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________。

②邻氨基吡啶的铜配合物中，C 原子轨道杂化类型为________。

③1 mol 中含有σ键的数目为______mol 。

(3)铜的某种氯化物的链状结构如图2所示。

该氯化物的化学式为________________。

解析：(1)① Cu 原子序数为29，其基态核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1，
则Cu 2＋的基态核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 9 或[Ar]3d 9；②NO －3的原子个数为4，
价层电子数为22，从相邻或同族元素原子考虑，则与NO －3互为等电子体的一种分子为SO 3
或BF 3。

(2) ①同周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，但ⅤA 族元素的p 轨道处于半充满的稳定状态，故其第一电离能大于同周期相邻元素，则C 、N 、O 元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C ；②邻氨基吡啶的铜配合物中，苯环中的碳原子和酯基中碳原子发生sp 2、甲基中碳原子发生sp 3杂化；③1 mol 中含有4 mol C —C 键、4 mol C —H 键、2 mol C —N 键、1 mol C===N 键、2 mol N —H 键，共含有σ键13 mol 。

(3) 铜的氯化物的链状结构中1个Cu 与4个Cl 相连，1个Cl 与2个Cu 相连，则Cu 与
Cl 个数比为1∶4×12
＝1∶2，该氯化物的化学式为 CuCl 2。

答案：(1)①1s 22s 22p 63s 23p 63d 9 或[Ar]3d 9 ②SO 3或BF 3 (2)①N ＞O ＞C ②sp 2、sp 3 ③13 (3)CuCl 2
7．硫酸锰在电解锰、染料、造纸以及陶瓷等工业生产中有广泛的应用。

利用软锰矿(主要成分为MnO 2，含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)制得硫酸锰的流程如下：
(1)“酸浸”时，为了缩短浸取时间，常加入少量FeSO 4溶液，FeSO 4的作用可能是________；MnO 2、ZnS 及硫酸反应转变为两种硫酸盐的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)常温下，K sp(ZnS)＝1.2×10－24，K sp(MnS)＝1.5×10－15，“沉锌”反应为Zn2＋(aq)＋MnS ZnS＋Mn2＋(aq)，该反应的平衡常数K＝________。

(3)在强酸性条件下加入MnO2氧化Fe2＋的离子方程式为________________________。

(4)“除铁”时需要调节pH约为3～4，过滤所得的滤渣2中除MnO2以外的另一种物质是__________________。

(写化学式)
(5)该工艺流程中可以循环利用的物质是________。

解析：由流程图分析可知：软锰矿(主要成分为MnO2，含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)用稀硫酸浸取后形成两种硫酸盐，＋4价的锰被还原为＋2价，－2价的硫被氧化为＋6价，根据氧化还原反应规律进行配平即可；加入MnS使Zn2＋沉淀，生成的ZnS可循环利用；加入MnO2除去溶液中的铁，MnO2中＋4价的锰被还原为＋2价，溶液中Fe2＋被氧化，并调节pH约为3～4，铁则形成Fe(OH)3沉淀，滤渣2即为多余的MnO2和Fe(OH)3。

(1)“酸浸”时，为了缩短浸取时间，常加入少量FeSO4溶液，FeSO4的作用可能是催化剂；MnO2、ZnS及硫酸反应转变为两种硫酸盐的化学方程式为4MnO2＋ZnS＋4H2SO4===4MnSO4＋ZnSO4＋4H2O。

(2)常温下，K sp(ZnS)＝1.2×10－24，K sp(MnS)＝1.5×10－15，“沉锌”反应为Zn2＋(aq)
＋MnS ZnS＋Mn2＋(aq)，该反应的平衡常数K＝c(Mn2＋)
c(Zn2＋)＝
K sp(MnS)/c(S2－)
K sp(ZnS)/c(S2－)＝
1.5×10－15
1.2×10－24
＝1.25×109。

(3)在强酸性条件下加入MnO2氧化Fe2＋的离子方程式为MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。

(4)“除铁”时需要调节pH约为3～4，过滤所得的滤渣2中除MnO2以外的另一种物质是Fe(OH)3。

(5)该工艺流程中可以循环利用的物质是ZnS。

答案：(1)催化剂4MnO2＋ZnS＋4H2SO4===4MnSO4＋ZnSO4＋4H2O
(2)1.25×109
(3)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O
(4)Fe(OH)3
(5)ZnS
8．化合物G是合成抗过敏药喘乐氧蒽酸的中间体，可通过以下方法合成：
(1)化合物E中的含氧官能团名称为____________________________________。

(2)B→C的反应类型为_____________________________________________。

(3)D经还原得到E，D的分子式为C14H9O5N，写出D的结构简式________________________________________________________________________。

(4)写出同时满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式：___________________。

①分子中含有两个苯环；②能发生水解反应生成两种物质，其中一种能与FeCl3溶液发生显色反应，另一种能发生银镜反应；③分子中只有3种不同化学环境的氢。

解析：(1)化合物E中的含氧官能团名称为醚键、羰基(酮基)。

(2)B和C发生取代反应生成
C()。

(3)D经加氢还原得到E，根据D的分子式为C14H9O5N，可知D的结构简式为。

(4)①分子中含有两个苯环；②能发生水解反应生成两种物质，其中一种能与FeCl3溶液发生显色反应，另一种能发生银镜反应；说明水解产物里一种物质中含有酚羟基，另一产物中含有醛基；③分子中只有3种不同化学环境的氢，说明结构对称性比较强；F同时满足上
列条件的一种同分异构体的结构简式为。

答案：(1)醚键、羰基(酮基)
(2)取代反应
(3)
9．草酸(二元弱酸，分子式为H2C2O4)遍布于自然界，几乎所有的植物都含有草酸钙(CaC2O4)。

(1) 葡萄糖(C6H12O6)与HNO3反应可生成草酸和NO，其化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)相当一部分肾结石的主要成分是CaC2O4。

若某人每天排尿量为1.4 L，含0.10 g Ca2＋。

当尿液中c(C2O2－4)>________mol·L－1时，易形成CaC2O4沉淀。

[已知K sp(CaC2O4)＝2.3×10－9]
(3)测定某草酸晶体(H 2C 2O 4·x H 2O)组成的实验如下：
步骤1：准确称取0.550 8 g 邻苯二甲酸氢钾(结构简式为)于锥形瓶中，用蒸馏水溶解，以酚酞作指示剂，用NaOH 溶液滴定至终点，消耗NaOH 溶液的体积为22.50 mL 。

步骤2：准确称取0.151 2 g 草酸晶体于锥形瓶中，用蒸馏水溶解，以酚酞作指示剂，用步骤1中所用NaOH 溶液滴定至终点(H 2C 2O 4＋2NaOH===Na 2C 2O 4＋2H 2O)，消耗NaOH 溶液的体积为20.00 mL 。

①“步骤1”的目的是________________。

②计算x 的值(写出计算过程)。

解析：(1)HNO 3将葡萄糖(C 6H 12O 6)氧化为草酸，C 元素从0价升高到＋3价，N 元素从＋5价降低到＋2价，则根据电子转移数守恒、原子守恒可知，化学方程式为C 6H 12O 6＋6HNO 3===3H 2C 2O 4＋6H 2O ＋6NO ↑。

(2)c (Ca 2＋)＝n V ＝m MV ＝0.10 g 1.4 L ×40 g ·mol
－1≈0.00 179 mol ·L －1，又K sp (CaC 2O 4)＝2.3×10－9
＝c (Ca 2＋)·c (C 2O 2－4)，因此当形成沉淀时溶液中c (C 2O 2－4)> 2.3×10－90.001 79 mol ·L －1≈1.288×10－6 mol ·L －1。

答案：(1) C 6H 12O 6＋6HNO 3===3H 2C 2O 4＋6H 2O ＋6NO ↑
(2)1.288×10－6
(3)①测定NaOH 溶液的准确浓度
②n (NaOH)＝n (KHC 8H 4O 4)＝0.550 8 g 204 g ·mol
－1＝2.700×10－3 mol c (NaOH)＝2.700×10－3 mol 22.50×10－3 L
＝0.120 0 mol ·L －1 n (H 2C 2O 4·x H 2O)＝12n (NaOH)＝12
×0.120 0 mol ·L －1×20.00 mL ×10－3 L ·mL －1＝1.200×10－3 mol
M (H 2C 2O 4·x H 2O)＝0.151 2 g 1.200×10－3 mol
＝126.0 g ·mol －1 由90＋18x ＝126，解得x ＝2。

10．以黄铜矿(CuFeS2)、FeCl3和乳酸[CH3CH(OH)COOH]为原料可制备有机合成催化剂CuCl和补铁剂乳酸亚铁{[CH3CH(OH)COO]2Fe}。

其主要实验流程如下：
(1)FeCl3溶液与黄铜矿发生反应的离子方程式为_______________________________。

(2)向溶液1中加入过量铁粉的目的是________________________________________。

(3)过滤后得到的FeCO3固体应进行洗涤，检验洗涤已完全的方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)实验室制备乳酸亚铁的装置如图1所示。

①实验前通入N2的目的是___________________________________________________
________________________________________________________________________。

②某兴趣小组用KMnO4滴定法测定样品中Fe2＋含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分
数，结果测得产品的质量分数总是大于100%，其原因可能是_____________________ ________________________________________________________________________。

(5)已知：
①CuCl为白色晶体，难溶于水和乙醇，在空气中易氧化；可与NaCl溶液反应，生成易溶于水的NaCuCl2。

②NaCuCl2可水解生成CuCl，温度、pH对CuCl产率的影响如图2、3所示。

由CuCl(s)、S(s)混合物提纯CuCl的实验方案为将一定量的混合物溶于饱和NaCl溶液中，________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(实验中须使用的试剂有：饱和NaCl溶液，0.1 mol·L－1 H2SO4、乙醇；除常用仪器外须使用的仪器有：真空干燥箱)。

解析：由实验流程可知，向黄铜矿(CuFeS2)中加入FeCl3溶液发生氧化还原反应生成FeCl2、CuCl固体和硫单质，经过滤得到的固体为CuCl和S，进一步分离可得CuCl；溶液1中含有FeCl2和FeCl3，加入过量的铁粉除去溶液中的Fe3＋，得到溶液2为纯度较高的FeCl2溶液，向溶液2中加入碳酸钠溶液生成FeCO3沉淀，过滤后加乳酸得到乳酸亚铁{[CH3CH(OH)COO]2Fe}。

亚铁离子容易被氧气氧化，制备过程中应在无氧环境中进行，实验前通入N2排尽装置中的空气。

(1)由上述分析可以知道，FeCl3溶液与黄铜矿发生反应的离子方程式为CuFeS2＋3Fe3＋＋Cl－===4Fe2＋＋CuCl＋2S。

(2)溶液1中含有FeCl3，向溶液1中加入过量铁粉的目的是除去溶液中的Fe3＋，提高产
品的纯度。

(3)FeCO3固体会吸附溶液中的Cl－，所以检验是否洗涤已完全应检验是否含有Cl－。

(4)①亚铁离子容易被氧气氧化，实验前通入N2的目的是排尽装置中的空气，防止Fe2＋被氧化。

②乳酸根中含有羟基，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗高锰酸钾的体积增大，计算中按亚铁离子被氧化，故计算所得乳酸亚铁的质量偏大，产品中乳酸亚铁的质量分数会大于100%。

(5)根据题给信息，将一定量的混合物溶于饱和NaCl溶液中，CuCl与NaCl溶液反应，生成易溶于水的NaCuCl2，过滤后除去S；将NaCuCl2水解生成CuCl，根据温度、pH对CuCl产率的影响的曲线，应选择温度60 ℃左右，控制溶液的pH为2.0～2.5左右。

答案：(1)CuFeS2＋3Fe3＋＋Cl－===4Fe2＋＋CuCl＋2S
(2)除去溶液中的Fe3＋，提高产品的纯度(3)取最后一次洗涤后的滤液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则洗涤完全(4)①排尽装置中的空气，防止Fe2＋被氧化②KMnO4具有强氧化性，可将Fe2＋和乳酸根离子中的羟基一同氧化(5)过滤，控制温度60 ℃左右，向滤液中滴加0.1 mol·L－1 H2SO4，控制溶液的pH为2.0～2.5左右，搅拌、趁热过滤。

用乙醇洗净所得固体，置于真空干燥箱中干燥
11．烟气(主要污染物SO2、NO x)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NO x的含量。

O3氧化烟气中SO2、NO x的主要反应的热化学方程式为：NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)
ΔH＝－200.9 kJ·mol－1
NO(g)＋1
2
O2(g)===NO2(g)ΔH＝－58.2 kJ·mol－1
SO2(g)＋O3(g)===SO3(g)＋O2(g)
ΔH＝－241.6 kJ·mol－1
(1)反应3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)的ΔH＝_____________kJ·mol－1。

(2)室温下，固定进入反应器的NO、SO2的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3)∶n(NO)的变化见下图。

①当n(O3)∶n(NO)＞1时，反应后NO2的物质的量减少，其原因是________________________________________________________________________。

②增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其可能原因是________________________________________________________________________。

(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时，清液(pH约为8)中SO2－3将NO2转化为NO－2，其离子方程式为____________________________________________________。

(4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中c(SO2－3)＝________[用c(SO2－4)、K sp(CaSO3)和K sp(CaSO4)表示]；CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因是___________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)应用盖斯定律进行解答。

(2)①O3的氧化性很强，O3能将NO2氧化为更高价的氮氧化物。

②O3能氧化SO2，而增加n(O3)时O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其原因是SO2与O3的反应速率慢。

(3)NO2转化为NO－2是NO2发生了还原反应，则SO2－3发生氧化反应；pH＝8的溶液呈碱性。

在此基础上，应用书写氧化还原反应型离子方程式的规则，可写出SO2－3与NO2反应的离子方程式。

(4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液以后的体系中存在两个沉淀溶解平衡：
CaSO3(s)Ca2＋(aq)＋SO2－3(aq)，
K sp(CaSO3)＝c(Ca2＋)·c(SO2－3)
CaSO 4(s)Ca 2＋(aq)＋SO 2－4(aq)，
K sp (CaSO 4)＝c (Ca 2＋)·c (SO 2－4)
则c (SO 2－3
)＝K sp (CaSO 3)K sp (CaSO 4)×c (SO 2－4)。

CaSO 3水悬浮液吸收NO 2的实质是SO 2－3与NO 2发生氧化还原反应。

CaSO 3水悬浮液
中加入Na 2SO 4溶液以后，发生反应：Ca 2＋(aq)＋SO 2－4(aq)CaSO 4(s)，促使沉淀溶解平
衡CaSO 3(s)
Ca 2＋(aq)＋SO 2－3(aq)向右移动，SO 2－3的浓度增大，加快了SO 2－3与NO 2的
反应速率。

答案：(1)－317.3
(2)①O 3将NO 2氧化为更高价氮氧化物(或生成了N 2O 5)
②SO 2与O 3的反应速率慢
(3)SO 2－3＋2NO 2＋2OH －===SO 2－4＋2NO －2＋H 2O
(4)K sp (CaSO 3)K sp (CaSO 4)
×c (SO 2－4) CaSO 3转化为CaSO 4使溶液中SO 2－3的浓度增大，加快SO 2－3与NO 2的反应速率
12.乙酸锰可用于制造钠离子电池的负极材料。

可用如下反应制得乙酸锰：4Mn(NO 3)2·6H 2O ＋26(CH 3CO)2O===4(CH 3COO)3Mn ＋8HNO 2＋3O 2↑＋40CH 3COOH
(1)Mn 3＋基态核外电子排布式为_____________________________________________。

(2)NO －3中氮原子轨道的杂化类型是______。

(3)与HNO 2互为等电子体的一种阴离子的化学式为______。

(4)配合物[Mn(CH 3OH)6]2＋中提供孤对电子的原子是_____。

(5)CH 3COOH 能与H 2O 任意比混溶的原因，除它们都是极性分子外还有______________________。

(6)镁铝合金经过高温淬火获得一种储钠材料，其晶胞为立方结构(如图所示)，图中原子位于顶点或面心。

该晶体中每个铝原子周围距离最近的镁原子数目为______。

解析：(1)锰为25号元素，核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 2，则Mn 3＋基态核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 4或[Ar]3d 4。

(2)NO －3中N 原子的价层电子对数＝3＋5＋1－2×32
＝3，氮原子采用sp 2杂化。

(3)与HNO 2互为等电子体的一种阴离子为HCOO －。

(4)配合物[Mn(CH 3OH)6]2＋中的中心原子为Mn ，配体为CH 3OH ，提供孤对电子的原子是羟基中的O 原子。

(5)CH 3COOH 分子与H 2O 分子间可形成氢键，使得CH 3COOH 能与H 2O 任意比混溶。

(6)根据镁铝合金的晶胞结构可知，图中原子位于顶点或面心，其中镁原子位于顶点和其中2个面心，铝原子位于其中2个面心，每个铝原子周围距离最近的镁原子有8个，包括同一侧面的4个顶点和4个面心，距离均为晶胞面对角线长度的一半。

答案：(1)[Ar]3d 4或1s 22s 22p 63s 23p 63d 4 (2)sp 2 (3)HCOO － (4)O
(5)CH 3COOH 分子与H 2O 分子间可形成氢键 (6)8。