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16．“低碳循環”引起各國的高度重視，而如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開發利用CO₂，引起了全世界的普遍重視．所以“低碳經濟”正成為科學家研究的主要課題
（1）用電弧法合成的儲氫納米碳管常伴有大量的碳納米顆粒（雜質），這種顆粒可用如下氧化法提純，請完成該反應的化學方程式：．
5 C+4 KMnO₄+6 H₂SO₄→5CO₂↑+4MnSO₄+2K₂SO₄+6H₂O
（2）將不同量的CO（g）和H₂O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如下三組數據：

實驗組	溫度℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所需時間/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①實驗1條件下平衡常數K=2.67（取小數二位，下同）．
②實驗3中，若平衡時，CO的轉化率大于水蒸氣，則$\frac{a}{b}$的值0＜$\frac{a}{b}$＜1（填具體值或取值范圍）．
③實驗4，若900℃時，在此容器中加入10molCO，5molH₂O，2molCO₂，5molH₂，則此時V_正＜V_逆（填“＜”，“＞”，“=”）．
（3）已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態水的熱化學方程式：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ•mol^-1
（4）為最近有科學家提出構想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO₂從溶液中提取出來，經化學反應后使之變為可再生燃料甲醇．該構想技術流程如下：

向分解池中通入高溫水蒸氣的作用是提供高溫環境使KHCO₃分解
（5）CO₂在自然界循環時可與CaCO₃反應，CaCO₃是一種難溶物質，其Ksp=2.8×10^-9．CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，現將等體積的CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的濃度為2×10^-4mo1/L，則生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小濃度為5.6×10^-5．．

15．某實驗小組把CO₂通入飽和Na₂CO₃溶液制取NaHCO₃，裝置如圖所示（氣密性已檢驗，部分夾持裝置省略）

（1）D中產生NaHCO₃的化學方程式是Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃．
（2）請結合化學平衡移動原理解釋B中溶液的作用CO₂在水中存在平衡：CO₂+H₂O?H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺，有H₂SO₄存在時，可使上述平衡向左移動，從而減少CO₂在水中的溶解，同時吸收揮發出來的HCl氣體．
（3）當D中有大量白色固體析出時，停止實驗，將固體過濾、洗滌、干燥備用．為確定固體的成分，實驗小組設計方案如下（稱取一定質量的固體，配成1000mL溶液作為樣液，其余固體備用）：
①方案1：取樣液與澄清的Ca（OH）₂溶液混合，出現白色沉淀．
實驗小組對現象產生的原理進行分析，認為該方案不合理，理由是Na₂CO₃和NaHCO₃都能跟Ca（OH）₂溶液發生反應生成白色沉淀，無法確定固體的成分中是否含有NaHCO₃．
②方案2：取樣液與BaCl₂溶液混合，出現白色沉淀并有氣體產生．
實驗小組認為固體中存在NaHCO₃，其離子方程式是2HCO₃^-+Ba²⁺=BaCO₃↓+CO₂↑+H₂O．
該小組認為不能確定是否存在Na₂CO₃．
③方案3：實驗小組中甲、乙同學利用NaHCO₃的不穩定性進行如下實驗：
甲同學：取樣液400mL，用pH計測溶液pH，再水浴加熱蒸發至200mL，接下來的操作是冷卻到室溫，加水至溶液體積為400mL，再次測定pH，結果表明白色固體中存在NaHCO₃．為進一步證明白色固體是否為純凈的NaHCO₃，結合甲同學實驗，還應補充的實驗是取相同質量的純凈的NaHCO₃配成1000mL溶液，取400mL，重復甲的實驗，進行對照．
乙同學：利用儀器測定了固體殘留率隨溫度變化的曲線，如圖所示．

a．根據A點坐標得到的結論是白色固體為NaHCO₃． （殘留率=$\frac{剩余固體的質量}{原始固體的質量}$×100%）
通過上述實驗，該小組認為，可以向飽和Na₂CO₃溶液中通入過量CO₂制備NaHCO₃．

14．環氧乙烷（EO）為一種最簡單的環醚，是重要的石化產品．環氧乙烷在低溫下為無色透明液體，沸點10.4℃．與水任意比例互溶，能溶于醇、醚．工業上制備EO的方法常見有兩種：
I．氯醇法     
工藝流程如下：

（1）寫出次氯酸化對應的化學方程式CH₂=CH₂+Cl₂+H₂O→ClCH₂CH₂OH+HCl，該反應的反應類型為加成反應．
（2）操作 1 的方法為蒸餾，該操作所需的儀器可以有下列中的CE（填序號）
A．漏斗  B．玻璃棒  C．冷凝管   D．燒杯    E．錐形瓶
（3）氯醇法的總反應方程式CH₂=CH₂+Cl₂+Ca（OH）₂→+CaCl₂+H₂O，該反應的原子利用率25.4%．
II．氧氣氧化法（銀作催化劑）
（4）該反應的化學方程式2CH₂=CH₂+O₂$\stackrel{Ag}{→}$2，
從綠色化學的角度分析，該方法的優點有無污染，原子利用率100%．（寫出兩點）
（5）環氧乙烷（  ）與乙二醇作用，可生成一系列化合物：
HO-CH₂-CH₂-OH   HO-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-OH
HO-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-OH…，則該系列化合物中碳元素的質量分數最大值約為B
A.40.00%      B.54.54%     C.66.67%        D.85.71%

13．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種新型、高效、多功能水處理劑．
（1）工業上的濕法制備方法是用KClO與Fe（OH）₃在KOH存在下制得K₂FeO₄，該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為3：2．
（2）實驗室用食鹽、廢鐵屑、硫酸、KOH等為原料，通過以下過程（圖1）制備K₂FeO₄：

①操作（I）的方法為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌，隔絕空氣減壓干燥．
②檢驗產生X氣體的方法是用帶火星的木條接觸氣體．
③最終在溶液中得到K2FeO4晶體利用的原理是K₂FeO₄在0℃時的溶解度比Na₂FeO₄、NaOH、KOH、Na₂SO₄小．
（3）測定某K₂FeO₄樣品的質量分數，實驗步驟如下：
步驟1：準確稱量1.0g樣品，配制100mL溶液，
步驟2：準確量取25.00mL K₂FeO₄溶液加入到錐形瓶中
步驟3：在強堿性溶液中，用過量CrO₂^-與FeO₄^2-反應生成Fe（OH）₃和CrO₄^2-
步驟4：加稀硫酸，使CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-，CrO₂^-轉化為Cr³⁺，Fe（OH）₃轉化為Fe³⁺
步驟5：加入二苯胺磺酸鈉作指示劑，用0.1000mol•L^-1 （NH₄）₂Fe（SO₄） ₂標準溶液滴定至終點（溶液顯紫紅色），記下消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液的體積，做3次平行實驗，平均消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液的體積30.00mL．
已知：滴定時發生的反應為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．
①步驟2中準確量取25.00mL K₂FeO₄溶液加入到錐形瓶中所用的儀器是酸式滴定管．
②寫出步驟3中發生反應的離子方程式CrO₂^-+FeO₄^2-+2H₂O=Fe（OH）₃↓+CrO₄^2-+OH^-．
③步驟5中能否不加指示劑否，原因是因為K₂Cr₂O₇溶液為橙色、Fe³⁺的溶液為黃色，顏色變化不明顯．
④根據上述實驗數據，測定該樣品中K₂FeO₄的質量分數為79.2%．
（4）配制0.1mol•L^-1的K₂FeO₄，調節溶液pH，含鐵離子在水溶液中的存在形態如圖2所示．下列說法正確的是AD （填字母）．

A．pH=2時，c（H₃FeO₄⁺）+c（H₂FeO₄）+c（HFeO₄^-）=0.1mol•L^-1
B．向pH=10的這種溶液中加硫酸銨，則HFeO₄^-的分布分數逐漸增大
C．向pH=1的溶液中加HI溶液，發生反應的離子方程式為：
H₂FeO₄+H⁺═H₃FeO₄⁺
D．將K₂FeO₄晶體溶于水，水溶液呈弱堿性．

12．硝基苯是重要的化工原料，用途廣泛．制備反應如下：組裝如圖1反應裝置． 制備、提純硝基苯流程如圖2：

可能用到的有關數據列表如下：

物　質	熔點/℃	沸點/℃	密度（20℃）/g•cm-3	溶解性
苯	5.5	80	0.88	微溶于水
硝基苯	5.7	210.9	1.205	難溶于水
濃硝酸	-	83	1.4	易溶于水
濃硫酸	-	338	1.84	易溶于水

請回答下列問題：
（1）配制混酸應在燒杯中先加入濃硝酸；實驗裝置中長玻璃管最好用球形冷凝管（或蛇形冷凝管）代替（填儀器名稱）；恒壓滴液漏斗的優點是使混合酸能順利流下．
（2）反應溫度控制在50～60℃的原因是防止副反應發生；反應結束后產物在下層（填“上”或者“下”），步驟②分離混酸和產品的操作名稱是分液．
（3）用Na₂CO₃溶液洗滌之后再用蒸餾水洗滌時，怎樣驗證液體已洗凈？取最后一次洗滌液，向溶液中加入氯化鈣，無沉淀生成，說明已洗凈．
（4）固體D的名稱為無水氯化鈣或無水硫酸鎂．
（5）用鐵粉、稀鹽酸與硝基苯（用Ph-NO₂表示 ）反應可生成染料中間體苯胺（Ph-NH₂），其反應的化學方程式為C₆H₅NO₂+3Fe+6HCl→C₆H₅NH₂+3FeCl₂+2H₂O．

11．某化學活動小組設計如圖所示（部分夾持裝置已略去）實驗裝置，以探究潮濕的Cl₂與Na₂CO₃反應得到的固體物質．

（1）寫出裝置A中發生反應的離子方程式：4H⁺+2Cl^-+MnO₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O
（2）寫出試劑Y的名稱：飽和食鹽水．
（3）已知：通入一定量的氯氣后，測得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體，其為含氯氧化物．可以確定的是C中含有的氯鹽只有一種，且含有NaHCO₃，現對C成分進行猜想和探究．
①提出合理假設：
假設一：存在兩種成分：NaHCO₃和NaCl
假設二：存在三種成分：NaHCO₃和NaCl、Na₂CO₃．
②設計方案，進行實驗．請寫出實驗步驟以及預期現象和結論（可不填滿）．
限選實驗試劑和儀器：蒸餾水、稀硝酸、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、試管、小燒杯．

實驗步驟	預期現象和結論
步驟1：取C中的少量固體樣品于試管中，滴加足量蒸餾水至固體溶解，然后將所得溶液分別置于A、B試管中．
步驟2：向A試管中滴BaCl2溶液	①若無明顯現象，證明固體中不含碳酸鈉；②若溶液變渾濁，證明固體中含有碳酸鈉．
步驟3：向B試管中滴加AgNO3溶液和稀硝酸	若溶液變渾濁，結合步驟2中的①，則假設一成立；結合步驟2中的②，則假設二成立．

（4）①若假設一成立：己知C中有0.1mol Cl₂參加反應．可推知C中反應的化學方程式為2Cl₂+H₂O+2Na₂CO₃═2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O．
②若假設二成立：請設計最佳實驗方案，測定C中NaHCO₃的質量分數$\frac{84（{m}_{1}-{m}_{2}）}{31{m}_{1}}$×100%．

10．為了保護環境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業制硫酸的硫鐵礦燒渣（鐵主要以Fe₂O₃存在）轉變成重要的化工原料FeSO₄（反應條件略）．

活化硫鐵礦還原Fe³⁺的主要反應為：FeS₂+7Fe₂（SO₄）₃+8H₂O=15FeSO₄+8H₂SO₄，不考慮其他反應．請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H₂SO₄與Fe₂O₃反應的離子方程式是Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O．
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe³⁺是否完全還原，應選擇BC（填字母編號）．
A．KMnO₄溶液                B．淀粉-KI溶液          C．KSCN溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO₃調溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2，此時Fe²⁺不沉淀，濾液中鋁、硅雜質除盡．通入空氣引起溶液pH降低的原因是氧氣可以將Fe²⁺離子氧化為Fe³⁺離子，Fe³⁺離子水解生成H⁺．
（4）FeSO₄在一定條件下可制得FeS₂（二硫化亞鐵）納米材料．該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4Li+FeS₂=Fe+2Li₂S，正極反應式是FeS₂+4e^-=Fe+2S^2-．
（5）FeSO₄可轉化為FeCO₃，FeCO₃在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料．已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe△H=-1648kJ/mol              
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-392kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O₂（g）═2FeCO₃（s）△H=-1480kJ/mol  
 FeCO₃在空氣中加熱反應生成Fe₂O₃的熱化學方程式是4FeCO₃（s）+O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+4CO₂（g）△H=-256kJ/mol．
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe₂O₃，其含量為p．將b kg質量分數為c的硫酸加入到a kg燒渣中浸取，鐵的浸取率為q，其他雜質浸出消耗的硫酸以及調pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計．按上述流程，第Ⅲ步應加入FeCO₃1.18bc-1.35pqa kg．

9．利用氟磷灰石[（Ca₅（PO₄）₃F）]生產磷銨[（NH₄）₃PO₄]并制取硫酸、聯產水泥．其工藝流程如圖1所示：

（1）操作I的名稱過濾；在實驗室中操作II包括蒸發濃縮、冷卻結晶．
（2）沸騰槽的材質是附有聚偏氟乙烯防腐層的石墨（從“玻璃”、“鋼鐵”、“附有聚偏氟乙烯防腐層的石墨”中選擇），選擇的理由是因為在酸性且加熱條件下，鋼鐵易被溶解，反應產生HF，HF能腐蝕玻璃
（3）工業上還可以用氟磷灰石與焦炭、石英砂混合，在電爐中加熱到1500℃生成白磷，同時逸出SiF₄和CO，反應方程式為：4Ca₅（PO₄）₃F+21SiO₂+30C$\frac{\underline{\;1500℃\;}}{\;}$20CaSiO₃+3P₄+SiF₄↑+30CO↑．
（4）黏土中有一種成分為石脂（Al₂[OH]₄Si₂O₅•nH₂O），其用氧化物表示為Al₂O₃•2SiO₂•（n+2）H₂O．
（5）已知SO₂的催化氧化反應為2SO₂（g）十O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0．
從化學反應原理的角度說明催化氧化時使用熱交換器的原因移去反應中放出的熱量，使反應后的氣體降溫并預熱未反應的氣體．
（6）制硫酸所產生的尾氣除了含有N₂、O₂外，還含有SO₂、微量的SO₃和酸霧．擬用圖2所示的裝置測定硫酸尾氣中SO₂的含量：若下列各組中的試劑，前者濃度為0.1mol•L^-1，后者適量，溶液體積為5mL；通入尾氣10L（已換算為標準狀況）時反應管中的溶液恰好變色．判斷下列試劑組能否測定硫酸尾氣中SO₂的體積分數．能者，確定SO₂的體積分數；不能者，說明原因．

編號	試劑組	結論
①	NaOH溶液、酚酞試液
②	Na2CO3溶液、酚酞試液
③	碘水、淀粉溶液
④	KMnO4溶液、稀硫酸

8．醋酸亞鉻水合物[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O（相對分子質量為376）是一種深紅色晶體．不溶于冷水，微溶于乙醇，不溶于乙醚（易揮發的有機溶劑）是常用的氧氣吸收劑．實驗室中以鋅粒、三氯化鉻溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為主要原料制備醋酸亞鉻水合物，其裝置如圖所示，且儀器2中預先加入鋅粒．已知二價鉻不穩定，極易被氧氣氧化，不與鋅反應．制備過程中發生的相關反應如下：
Zn（s）+2HCl（aq）═ZnCl₂（aq）+H₂（g）
2CrCl₃（aq）+Zn（s）═2CrCl₂（aq）+ZnCl₂（aq）
2Cr²⁺（aq）+4CH₃COO^-（aq）+2H₂O（l）═[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O（s）
請回答下列問題：
（1）儀器1的名稱是分液漏斗．
（2）往儀器2中加鹽酸和三氯化鉻溶液的順序最好是C（選下面的A、B或C）；目的是讓鋅粒與鹽酸先反應產生H₂，把裝置2和3中的空氣趕出，避免生成的亞鉻離子被氧化．
A．鹽酸和三氯化鉻溶液同時加入
B．先加三氯化鉻溶液一段時間后再加鹽酸
C．先加鹽酸一段時間后再加三氯化鉻溶液
（3）為使生成的CrCl₂溶液與CH₃COONa溶液順利混合，應關閉閥門B（填“A”或“B”，下同），打開閥門A．
（4）當儀器3中出現大量深紅色晶體時，關閉分液漏斗的旋塞．將裝置3中混合物快速過濾、洗滌和干燥．洗滌產品時，為了去除可溶性雜質和水分，下列試劑的正確使用順序是b、c、a（填標號）．
a．乙醚    b．去氧、冷的蒸餾水    c．無水乙醇
（5）已知其它反應物足量，實驗時取用的CrCl₃溶液中含溶質9.51g，取用的醋酸鈉溶液為1.5L0.1mol/L；實驗后得干燥純凈的[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O 9.4g，則該實驗所得產品的產率為
83.3%（不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物）．
（6）鉻的離子會污染水，常溫下要除去上述實驗中多余的Cr²⁺，最好往廢液中通入足量的空氣或氧氣，再加入堿液，調節pH至少為5.6才能使鉻的離子沉淀完全（鉻的離子濃度應小于10^-5mol/L）．
[已知Cr（OH）₃的溶度積為6.3×10^-31，$\root{3}{63}$≈4，lg2≈0.3]．

7．草酸是一種重要的化工原料，廣泛用于藥物生產、高分子合成等工業．某學習小組的同學擬以甘蔗渣為原料用水解-氧化-水解循環進行制取草酸．查閱資料得知：
（1）易溶于乙醇和水，微溶于乙醚（易揮發），難溶于苯和四氯化碳．
（2）草酸具有很強的還原性

請跟據以上信息回答下列問題：
（1）氧化-水解過程是在上圖1的裝置中進行的，指出裝置A的名稱三頸燒瓶．
（2）氧化-水解過程中，在硝酸用量、反應的時間等條件均相同的情況下，改變反應溫度以考察反應溫度對草酸產率的影響，結果如上圖2所示，請選擇最佳的反應溫度為70℃，實驗中若混酸滴加過快或溫度過高，將導致草酸產率下降，其原因是草酸易被濃硫酸或硝酸氧化．
（3）得到粗產品后，洗滌時選擇乙醚 作洗滌劑，理由是易揮發，無殘留．
（4）為了確定產品中H₂C₂O₄•2H₂O（M=126g/mol）的純度，稱取10.0g草酸樣品，配成250mL溶液，每次實驗時準確量取25.00mL草酸溶液，加入適量的稀硫酸，用0.1mol/LKMnO₄標準溶液滴定．平行滴定三次，重復滴定三次，每次消耗KMnO₄標準溶液的體積如下表所示

	第一次	第二次	第三次
體積（mL）	16.10mL	16.60mL	15.90mL

①寫出滴定過程中的離子方程式5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
②在草酸純度測定的實驗過程中，下列說法正確的是：CD．
A．配制標準液時，若KMnO₄不純（雜質不與待測液反應），會使實驗誤差偏低
B．潤洗滴定管時，應從滴定管上口加滿所需的酸或堿液，使滴定管內壁充分潤洗
C．滴定時，眼睛注視錐形瓶，觀察溶液顏色變化
D．滴定終點讀取滴定管刻度時，仰視標準液液面，會使實驗誤差偏高
③判斷滴定已經達到終點的方法是：向錐形瓶中滴入最后一滴高錳酸鉀標準液，錐形瓶中溶液變成淺紅色且半分鐘后不變色．
④草酸晶體的純度為50.4%．