高中化学：滚动检测五无机化学知识综合应用

滚动检测五无机化学知识综合应用一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．(2024·甘肃民乐县第一中学模拟)下列关于古籍中的记载说法错误的是()A．《天工开物》中“凡石灰，经火焚炼为用”涉及的是分解反应B．制造“司母戊鼎”的青铜和举世轰动的“超级钢”均属于合金C．“半江瑟瑟(碧绿色)半江红”描述的是丁达尔效应D．诗句“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”涉及了化学变化答案C解析《天工开物》中“凡石灰，经火焚炼为用”是指碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳，是由一种物质生成多种物质的反应，反应类型是分解反应，故A正确；青铜是铜锡合金，“超级钢”是铁碳等形成的合金，故B正确；“半江瑟瑟(碧绿色)半江红”描述的是江面上发生的光的反射，故C错误；诗句“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”指的是碳酸钙受热分解为氧化钙和二氧化碳，描述的变化属于化学变化，故D正确。2．(2024·贵阳市第一中学模拟)化学用语是化学学习和表达的一种语言，下列化学用语或描述正确的是()A．基态硼原子最高能级的电子云轮廓图：B．碳化钙的电子式：C．1s22s22peq\o\al(1,x)→1s22s22peq\o\al(1,y)过程中形成的是吸收光谱D．SOeq\o\al(2－,3)的VSEPR模型：答案D解析基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1，则占据最高能级的电子云轮廓图不为球形，A错误；碳化钙属于离子化合物，阴离子中存在碳碳三键，其电子式为，B错误；因为2p轨道中三个轨道的能量相同，所以1s22s22peq\o\al(1,x)→1s22s22peq\o\al(1,y)过程中不形成吸收光谱，C错误；SOeq\o\al(2－,3)中中心S原子的价层电子对数为3＋eq\f(6＋2－2×3,2)＝4，含有1个孤电子对，D正确。3．(2024·河南省豫北名校复习联考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是()A．常温、常压下，1.4g环丁烷与环丙烷混合气体中含有的氢原子数为0.2NAB．标准状况下，22.4L氯气、氢气和一氧化碳的混合气体中含有2NA个原子C．100g32%的甲醇溶液中含有的氢原子数为4NAD．两份质量均为5.6g的铁粉分别与足量硫粉、碘单质充分反应，转移的电子数均为0.2NA答案C解析环丁烷与环丙烷的最简式都为CH2，所以含有的氢原子的物质的量为eq\f(1.4g,14g·mol－1)×2＝2mol，即氢原子数为0.2NA，A正确；每个氯气、氢气和一氧化碳分子都含有两个原子，标准状况下，22.4L混合气体中含有eq\f(22.4L,22.4L·mol－1)×2＝2mol原子，即原子数为2NA，故B正确；100g32%的甲醇溶液中含有水和甲醇，所以含有的氢原子的物质的量为[eq\f(100g×32%,32g·mol－1)×4＋eq\f(100g×1－32%,18g·mol－1)×2]＝(4＋eq\f(68,9))mol，即氢原子数为(4＋eq\f(68,9))NA，故C错误；铁与硫粉、碘单质反应都生成Fe2＋，所以5.6g的铁粉充分反应转移的电子的物质的量均为eq\f(5.6g,56g·mol－1)×2＝0.2mol，即转移的电子数为0.2NA，故D正确。4．(2024·河北师范大学附属实验中学月考)下列离子方程式与所述事实相符且正确的是()A．硫酸滴加到氢氧化钡溶液中：H＋＋OH－=H2OB．Fe(OH)3固体溶于HI溶液：Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2OC．向NaHSO4中滴入Ba(OH)2溶液至恰好显中性：2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋2OH－=2H2O＋BaSO4↓D．向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液至生成沉淀的物质的量最多：Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2BaSO4↓＋2H2O答案C解析漏写了硫酸根离子和钡离子的反应，正确的离子方程式是Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O，A错误；I－有还原性，和铁离子发生氧化还原反应，正确的离子方程式是2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋6H2O，B错误；由于要生成的沉淀物质的量最多，故应该生成Al(OH)3，正确的离子方程式是2Al3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋3Ba2＋＋6OH－=2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓，D错误。5．镓及其化合物可用于制取第三代半导体材料。Ga与Al同主族，化学性质相似。从某金属废渣(主要含Ga2O3、Fe2O3)中提取镓并制备GaN的工艺流程如下：下列说法错误的是()A．“碱浸”时发生反应：Ga2O3＋2NaOH=2NaGaO2＋H2OB．滤渣的主要成分为Fe(OH)3C．“电解”中金属Ga在阴极析出D．制备GaN的反应中，NH3作氧化剂答案B解析Ga与Al同主族，化学性质相似，故其氧化物可以和氢氧化钠反应，化学方程式为Ga2O3＋2NaOH=2NaGaO2＋H2O，A正确；金属废渣碱浸后Ga2O3溶解，Fe2O3不反应，故滤渣的主要成分是Fe2O3，B错误；NaGaO2中镓为＋3价，故电解时应该在阴极析出金属单质，C正确；制备GaN的反应中，Ga由0价变为＋3价，为还原剂，NH3中H元素化合价降低，故NH3为氧化剂，D正确。6．(2024·广西柳州市摸底考试)下列实验操作规范且可行的是()A.过滤B.配制一定物质的量浓度的NaOH溶液C.测定醋酸溶液的pHD.吸收HCl答案D解析过滤时，漏斗下端要紧贴着烧杯内壁，防止液滴飞溅，故A错误；容量瓶不能用于溶解氢氧化钠固体，故B错误；测定醋酸溶液pH时，不能将pH试纸直接伸入溶液，应用玻璃棒蘸取醋酸溶液滴在pH试纸中央，故C错误；氯化氢气体极易溶于水，用水吸收氯化氢时，直接通入水中会产生倒吸，通过倒置漏斗可以防止倒吸，故D正确。7．(2024·河南三门峡市阶段性考试)氮氧化物是大气污染物之一，如图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理，下列说法不正确的是()A．过程Ⅰ中NO既作氧化剂又作还原剂B．过程Ⅱ中每生成1molO2时，转移电子的数目约为4×6.02×1023C．过程中涉及的反应均为氧化还原反应D．整个过程中Ni2＋作催化剂答案B解析由图可知，过程Ⅰ发生的反应为2Ni2＋＋2NO=2Ni3＋＋2O－＋N2，反应中氮元素的化合价降低被还原，氧元素的化合价升高被氧化，则一氧化氮既作反应的氧化剂又作反应的还原剂，故A正确；过程Ⅱ发生的反应为2Ni3＋＋2O－=2Ni2＋＋O2↑，则过程Ⅱ中每生成1molO2时，转移电子的数目约为2×6.02×1023，故B错误；过程Ⅰ和过程Ⅱ涉及的反应均有元素发生化合价变化，均为氧化还原反应，故C正确；消除氮氧化物的总反应为2NOeq\o(=,\s\up7(Ni2＋))O2＋N2，整个过程中镍离子作反应的催化剂，故D正确。8．(2024·河北师范大学附属实验中学月考)碳元素的单质有多种形式，C60、石墨和金刚石的结构如图所示。下列说法错误的是()A．C60、石墨互为同素异形体B．1个金刚石晶胞中含有8个C原子C．12g石墨晶体中含有C—C的物质的量为3molD．加热熔融石墨晶体既破坏共价键，又破坏分子间作用力答案C解析C60、石墨均是碳元素的单质，互为同素异形体，A项正确；1个金刚石晶胞中有8个C位于顶角，6个C位于面心，4个C在体内，共含有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8个C原子，B项正确；由结构可知，1个碳原子与周围3个碳原子成键，则属于1个碳原子的共价键数为eq\f(3,2)，12g石墨晶体中含有C—C的物质的量为1.5mol，C项错误；石墨晶体中既存在共价键，又存在分子间作用力，其熔化时两种作用力均被破坏，D项正确。9．(2024·河北邢台市五岳联盟期中)三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有机污染物的主要成分，研究显示，在该地下水中加入H2O2可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下：3H2O2＋C2HCl3=2H2O＋2CO2↑＋3HCl。常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测得c(H2O2)随时间的变化如表所示：时间/min02468…c(H2O2)/(mol·L－1)1.200.900.700.600.55…已知：在反应体系中加入Fe2＋，可提高反应速率。下列说法错误的是()A．Fe2＋为该反应的催化剂B．反应过程中可能产生O2C．H2O2与CO2的空间结构相同D．0～4min内，v(H2O2)＝0.125mol·L－1·min－1答案C解析由题干信息可知，在反应体系中加入Fe2＋，可提高反应速率，故Fe2＋为该反应的催化剂，A正确；已知H2O2可以氧化Fe2＋为Fe3＋，而Fe3＋可以催化H2O2分解为O2，故反应过程中可能产生O2，B正确；H2O2整体呈现半开书页结构，而CO2为直线形结构，即H2O2与CO2的空间结构不相同，C错误；由题干表格数据可知，0～4min内，v(H2O2)＝eq\f(1.20－0.70mol·L－1,4min)＝0.125mol·L－1·min－1，D正确。10．(2024·河北师范大学附属实验中学月考)X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，由其组成化合物的结构如图所示，Q原子的最外层电子数是电子层数的3倍，下列说法正确的是()A．原子半径：W>Q>Z>Y>XB．Z2X4中既有极性键，又有非极性键C．电负性：Z>Q>YD．W、Q形成的二元化合物与X2Q、YQ2反应一定都是氧化还原反应答案B解析X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，Q原子的最外层电子数是电子层数的3倍，则Q为O元素；由化合物的结构可知，W为带一个单位正电荷的阳离子，则W为Na元素；阴离子中X、Y、Z形成共价键的数目分别为1、4、3，则X为H元素，Y为C元素，Z为N元素。同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则原子半径大小顺序为C>N>O，故A错误；肼分子是含有氮氢极性键和氮氮非极性键的共价化合物，故B正确；同周期主族元素从左到右非金属性依次增强，电负性依次增大，则三种元素的电负性大小顺序为O>N>C，故C错误；氧化钠与水、二氧化碳的反应都没有元素发生化合价变化，均是非氧化还原反应，故D错误。11.(2024·河南商丘市第一高级中学月考)反应2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－620.9kJ·mol－1分三步进行，各步的相对能量变化如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示：下列说法正确的是()A．三步分反应中决定总反应速率的是反应ⅢB．过渡状态a、b、c的稳定性：b>c>aC．Ⅰ、Ⅱ两步的总反应为CO(g)＋2NO(g)CO2(g)＋N2O(g)ΔH＝－513.5kJ·mol－1D．反应Ⅲ的逆反应活化能为554.9kJ·mol－1答案D解析活化能越大，反应速率越慢，根据图中信息可知反应Ⅰ活化能最大，因此三步分反应中决定总反应速率的是反应Ⅰ，A错误；三个图像的起始相对能量虽然都为0，但是起始物质不同，且CO(g)的能量不清楚，因此无法判断过渡状态a、b、c的稳定性大小，B错误；反应Ⅰ为2NO(g)O—N=N—O(g)ΔH＝＋199.2kJ·mol－1，反应Ⅱ为O—N=N—O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2O(g)ΔH＝－513.5kJ·mol－1，反应Ⅰ＋反应Ⅱ可得：CO(g)＋2NO(g)CO2(g)＋N2O(g)ΔH＝－314.3kJ·mol－1，C错误；根据总反应2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－620.9kJ·mol－1和Ⅰ、Ⅱ两步的总反应CO(g)＋2NO(g)CO2(g)＋N2O(g)ΔH＝－314.3kJ·mol－1，得到反应Ⅲ为N2O(g)＋CO2(g)＋CO(g)2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－306.6kJ·mol－1，反应Ⅲ的逆反应活化能为(248.3＋306.6)kJ·mol－1＝554.9kJ·mol－1，D正确。12．(2024·湖北省腾云联盟联考)碳链的增长是有机合成构建碳骨架的重要任务之一，以丙烯为原料构建碳骨架的流程如图所示。下列说法错误的是()A．M—H为总反应的催化剂B．最终产物含1个手性碳原子C．该历程涉及π键的断裂和生成D．该历程总反应原子利用率为100%答案B解析由流程可知最终产物是，没有连接四个不同原子或原子团的碳原子，该分子无手性碳原子，B错误；在反应历程中，涉及丙烯中π键的断裂及产物中π键的形成，C正确；在总反应中产物完全转化为生成物，无其他物质生成，故原子利用率是100%，D正确。13．利用气相沉积法制备TiN的反应为2TiCl4(g)＋N2(g)＋4H2(g)2TiN(s)＋8HCl(g)ΔH＝－346.2kJ·mol－1。现将一定量的三种反应物投入到密闭容器中，测得反应过程中TiN的质量(m)和反应体系的压强(p)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是()A．曲线Ⅰ表示的是TiN的质量随温度变化曲线B．曲线Ⅱ中a、b、c三点均已达到平衡状态C．混合气体的平均摩尔质量：M(a)＞M(c)D．该反应的平衡常数：K(b)＜K(c)答案C解析依据起点的纵坐标及曲线的变化趋势可知，曲线Ⅰ呈上升趋势，曲线Ⅱ先升后降，因为该反应为放热反应，故升高温度，平衡逆移，TiN的质量减小，所以曲线Ⅰ表示的是压强随温度的变化，曲线Ⅱ表示的是TiN的质量随温度的变化，故A错误；b点之后，TiN的质量减小，b点为恰好达到平衡的点，a点还未达到平衡，c点是在b点基础上升高温度，平衡逆向移动，故B错误；由图可知a、b、c三点体系内固体质量大小关系是m(b)＞m(c)＞m(a)，依据质量守恒，则气体质量大小关系为m(b)＜m(c)＜m(a)，结合化学方程式可知，当气体质量越大时，气体的物质的量就越小，根据M＝eq\f(m,n)可知M(a)＞M(c)＞M(b)，故C正确；平衡常数只与温度有关，a、b、c三点的温度依次升高，反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，所以K(b)＞K(c)，故D错误。14．一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氯，其中硝化过程中NHeq\o\al(＋,4)被O2氧化。下列叙述正确的是()A．电池工作时，“厌氧阳极”为正极，“缺氧阴极”和“好氧阴极”为负极B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH减小C．“好氧阴极”存在反应：NHeq\o\al(＋,4)－6e－＋8OH－=NOeq\o\al(－,2)＋6H2OD．“厌氧阳极”区质量减少28.8g时，该电极输出电子2.4mol答案D解析如图所示，电池工作时，“厌氧阳极”上，C6H12O6失去电子生成CO2和H＋，电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，为负极；“缺氧阴极”上，NOeq\o\al(－,3)得到电子生成NO2，NO2再转化为N2，电极反应式分别为NOeq\o\al(－,3)＋e－＋2H＋=NO2↑＋H2O,2NO2＋8e－＋8H＋=N2↑＋4H2O；“好氧阴极”上，O2得到电子生成H2O，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，同时O2还能氧化NHeq\o\al(＋,4)生成NOeq\o\al(－,2)，NOeq\o\al(－,2)还可以被O2氧化为NOeq\o\al(－,3)，反应方程式分别为2NHeq\o\al(＋,4)＋3O2=2NOeq\o\al(－,2)＋2H2O＋4H＋，2NOeq\o\al(－,2)＋O2=2NOeq\o\al(－,3)，“缺氧阴极”和“好氧阴极”上得到电子发生还原反应，为正极，A、C错误；电池工作时，“缺氧阴极”上消耗H＋，其附近的溶液pH增大，B错误；“厌氧阳极”的电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，每1molC6H12O6反应，消耗6molH2O，转移24mol电子，“厌氧阳极”区质量减少288g，故“厌氧阳极”区质量减少28.8g时，该电极输出电子2.4mol，D正确。15．(2024·河南焦作市博爱县第一中学月考)常温下，用0.10mol·L－1盐酸分别滴定20.00mL浓度均为0.10mol·L－1CH3COONa溶液和NaCN溶液，所得滴定曲线如图(忽略体积变化)。下列说法正确的是()A．溶液中阳离子的物质的量浓度之和：点②等于点③B．点①所示溶液中：c(CN－)＋c(HCN)<2c(Cl－)C．点②所示溶液中：c(Na＋)>c(Cl－)>c(CH3COO－)>c(CH3COOH)D．点④所示溶液中：c(Na＋)＋c(CH3COOH)＋c(H＋)>0.10mol·L－1答案D解析根据电荷守恒，点②中存在c(CH3COO－)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，点③中存在c(CN－)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，由于两点的溶液体积不等，溶液的pH相等，则c(Na＋)不等，c(H＋)相等，因此阳离子的物质的量浓度之和不等，故A错误；点①所示溶液中含等物质的量浓度的NaCN、HCN、NaCl，存在元素守恒：c(CN－)＋c(HCN)＝2c(Cl－)，故B错误；点②所示溶液中含有等物质的量浓度的CH3COONa、CH3COOH和NaCl，溶液的pH＝5，说明以醋酸的电离为主，因此c(CH3COO－)＞c(Cl－)，故C错误；点④所示溶液为等物质的量浓度的醋酸和氯化钠，浓度均为0.05mol·L－1，则c(Na＋)＝c(Cl－)＝0.05mol·L－1，c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝0.05mol·L－1，根据电荷守恒，c(CH3COO－)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，因此c(CH3COO－)＝c(H＋)－c(OH－)，则c(Na＋)＋c(CH3COOH)＋c(H＋)＝0.05mol·L－1＋0.05mol·L－1－c(CH3COO－)＋c(H＋)＝0.10mol·L－1－c(H＋)＋c(OH－)＋c(H＋)＝0.10mol·L－1＋c(OH－)＞0.10mol·L－1，故D正确。二、非选择题(本题包括4小题，共55分)16．(14分)(2024·湖北襄阳市第五中学月考)某科研小组模拟工业尿素法生产硫酸肼(N2H6SO4)，并测量其纯度，具体方案为在尿素溶液中逐滴滴入次氯酸钠和氢氧化钠混合溶液，然后在催化剂存在的条件下反应制得肼，利用氮气吹出混合物中的肼，用硫酸吸收肼制备硫酸肼。制备实验装置图如图：已知：①肼是一种无色、易溶于水的液体，沸点为113.5℃，长期暴露在空气中或短时间受高温作用会爆炸分解。②硫酸肼为无色无味鳞状结晶或斜方结晶，微溶于冷水，易溶于热水，不溶于乙醇和二氯乙烷等有机溶剂，有还原性。③密度：ρ(硫酸肼)>ρ(二氯乙烷)>ρ(稀硫酸)。回答下列问题：(1)盛装尿素溶液的装置名称为________；实验开始时肼不足量时可以得到酸式盐，该盐的化学式为________________。(2)反应前应先通入一段时间氮气，其目的为__________________________________________________________________________________________________________。(3)装置A中发生反应制备肼的离子方程式为_________________________________。(4)装置B中二氯乙烷的作用为_____________________________________________；使用冰水浴的作用为______________________________________________________。(5)装置B反应完全后需经过滤、洗涤、干燥等操作得到硫酸肼，洗涤过程中最好选择________作洗涤剂(填字母)。A．冷水 B．热水C．无水乙醇 D．饱和食盐水(6)测定产品中硫酸肼的质量分数。称取mg所得晶体溶于水，加入适量NaHCO3固体(滴定过程中，调节溶液的pH保持在6.5左右)，加水配成100mL溶液，移取25.00mL该溶液置于锥形瓶中，并滴加2～3滴淀粉溶液，用cmol·L－1的碘标准溶液滴定，滴定过程中有无色无味无毒气体产生。滴定终点平均消耗标准溶液VmL，产品中硫酸肼质量分数的表达式为________________________________________________________________________。答案(1)三颈烧瓶N2H6(HSO4)2(2)赶走装置中的空气，避免空气中氧气与肼反应(3)ClO－＋2OH－＋CO(NH2)2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))N2H4＋Cl－＋COeq\o\al(2－,3)＋H2O(4)防倒吸，同时使产物硫酸肼脱离反应混合液防止肼因温度高而爆炸分解，同时利于产物硫酸肼析出(5)C(6)eq\f(0.26cV,m)×100%解析由制备方案可知，装置A中尿素溶液和次氯酸钠、氢氧化钠混合溶液在催化剂存在的条件下反应制取肼，装置B中用硫酸吸收肼制备硫酸肼，由信息可知，肼易溶于水，不能直接通入水中，硫酸肼不溶于二氯乙烷，可用二氯乙烷防倒吸，同时使产物硫酸肼脱离反应混合液，装置C用于尾气处理。(5)装置B反应完全后需经过滤、洗涤、干燥等操作得到硫酸肼，洗涤过程中尽可能减少产品的溶解损失，所以最好选择无水乙醇，选C。(6)滴定过程中有无色无味无毒气体产生，碘具有氧化性，则碘和硫酸肼发生氧化还原反应生成碘离子和氮气，根据电子守恒可知，2I2～4e－～N2H6SO4，则产品中N2H6SO4的质量为cV×10－3mol×eq\f(1,2)×eq\f(100mL,25.00mL)×130g·mol－1＝0.26cVg，质量分数为eq\f(0.26cV,m)×100%。17．(13分)(2023·湖北九师联盟模拟)实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4，及少量的Fe2＋、Mn2＋)为原料制备碱式碳酸锌[ZnCO3·2Zn(OH)2]的实验流程如下：回答下列问题：(1)已知S2O2－8中含有1个过氧键(—O—O—)，则其中硫元素的化合价为______，“氧化除锰”操作中生成MnO2和SOeq\o\al(2－,4)的离子方程式为_______________________________________________________________________________________________________。(2)验证加入“试剂X”之前的溶液中不含Fe2＋的实验方案是____________________________________________________________________________________________。(3)为提高碱式碳酸锌的产量，试剂X可以选择______________；常温下，调节溶液的pH，使溶液中铁元素完全沉淀，则理论上pH的最小值为______________{当溶液中某离子浓度c≤1.0×10－5mol·L－1时，可认为该离子沉淀完全；常温下，Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－38}。(4)ZnCO3·2Zn(OH)2可用于制备ZnSO4·7H2O晶体，具体操作为将ZnCO3·2Zn(OH)2溶于足量稀硫酸，______________，洗涤、低温干燥，即可得到ZnSO4·7H2O晶体。答案(1)＋6Mn2＋＋S2Oeq\o\al(2－,8)＋2H2O=MnO2↓＋2SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋(2)取少量溶液于洁净的试管中，滴入几滴铁氰化钾溶液，不产生蓝色沉淀，证明溶液中不含Fe2＋(3)ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2等3(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤解析(1)S2Oeq\o\al(2－,8)中含有1个过氧键(—O—O—)，其中有2个氧原子为－1价，令S元素化合价为a，根据各元素化合价代数和等于所带电荷，则2a＋6×(－2)＋2×(－1)＝－2，解得a＝＋6。(3)由题意可知，当c(Fe3＋)≤1.0×10－5mol·L－1时，可认为该离子沉淀完全，则此时c(OH－)≥eq\r(3,\f(Ksp[FeOH3],cFe3＋))＝eq\r(3,\f(1.0×10－38,1.0×10－5))mol·L－1＝10－11mol·L－1，故c(H＋)≤eq\f(Kw,cOH－)＝eq\f(10－14,10－11)mol·L－1＝10－3mol·L－1，即pH≥3。18．(14分)(2024·重庆市第一中学开学考试)利用CO2催化加氢制二甲醚(CH3OCH3)过程中发生的化学反应为反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH1>0反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2<0反应Ⅲ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH3<0回答下列问题：(1)反应Ⅱ的速率方程为v正＝k正·p(CO2)·p3(H2)，v逆＝k逆·p(CH3OH)·p(H2O)，其中v正、v逆为正、逆反应速率，k正、k逆为速率常数，p为各组分的分压。在密闭容器中按一定比例充入H2和CO2，体系中各反应均达到化学平衡。向平衡体系中加入高效催化剂，eq\f(v正,v逆)将________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；增大体系压强，eq\f(k正,k逆)将____________。(2)在一定条件下，保持体积恒定，向同一密闭容器中按eq\f(nH2,nCO2)＝3投料进行上述反应，CO2的平衡转化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图所示：图中表示CO的平衡体积分数随温度变化的曲线为________(填“X”或“Y”)，温度从553K上升至573K，CO2的平衡转化率变化的原因是_______________________________________________________________________________________________________，能同时提高CH3OCH3的平衡体积分数和CO2的平衡转化率的措施是_____________________________________________________________________________________。(3)一定温度下，向体积为1L的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2进行上述反应，反应经10min达到平衡，CO2的平衡转化率为30%，容器中CO(g)为0.05mol，CH3OH(g)为0.05mol。前10minCH3OCH3(g)的反应速率为________mol·L－1·min－1。继续向容器中加入0.05molCH3OH(g)和xmolH2O(g)，若此时反应Ⅲ逆向进行，则x＞________。(4)CO2催化加氢制二甲醚的副产物CO和CH3OH均可作为燃料电池的燃料，则两种燃料比能量的大小之比为________(比能量：单位质量所能输出电能的多少)。答案(1)不变不变(2)Y553K到573K，主要发生反应Ⅰ，反应Ⅰ正反应吸热，温度升高CO2的平衡转化率升高增大压强或在553K以下降温(3)0.011.2(4)eq\f(8,21)解析(1)达到平衡时，正、逆反应速率相等，加入催化剂同倍数改变正、逆反应速率，故eq\f(v正,v逆)将不变；k正、k逆为速率常数，只与温度有关，则增大体系压强，eq\f(k正,k逆)将不变。(3)由题意知，转化的CO2物质的量n(CO2)＝1mol×30%＝0.3mol，平衡时CO物质的量为0.05mol，说明通过反应Ⅰ转化的CO2为0.05mol,则通过反应Ⅱ转化的CO2为0.25mol，故反应Ⅱ生成的CH3OH为0.25mol，又平衡时CH3OH为0.05mol，说明有0.2molCH3OH通过反应Ⅲ转化为CH3OCH3，列式如下：反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)转化/mol0.050.050.050.05平衡/mol0.05反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)转化/mol0.250.750.250.25平衡/mol0.05反应Ⅲ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)转化/mol0.20.10.1平衡/mol0.050.1前10minCH3OCH3(g)的反应速率为eq\f(0.1mol,1L×10min)＝0.01mol·L－1·min－1；反应Ⅲ：K＝eq\f(cCH3OCH3·cH2O,c2CH3OH)＝eq\f(0.1×0.4,0.052)＝16；再加入0.05molCH3OH、xmolH2O后，反应Ⅲ逆向进行，则Q＝eq\f(cCH3OCH3·cH2O,c2CH3OH)＝eq\f(0.1×0.4＋x,0.05＋0.052)＞K＝16，求得x＞1.2。(4)CO和CH3OH作为燃料电池的燃料均被氧化生成CO2或COeq\o\al(2－,3)，设CO和CH3OH各1g，计算转移电子的量：CO～2e－CH3OH～6e－eq\f(1,28)moleq\f(1,14)moleq\f(1,32)moleq\f(3,16)mol可知CO和CH3OH比能量的大小之比为eq\f(1,14)∶eq\f(3,16)＝8∶21。19．(14分)(2024·广东省南粤名校联考)随着我国碳达峰、碳中和目标的确定，二氧化碳资源化利用倍受关注。Ⅰ.以CO2和NH3为原料合成尿素的反应为2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH＜0。(1)上述反应中，有利于加快NH3反应速率的措施是________(填字母，下同)，有利于提高CO2平衡转化率的措施是________。A．高温低压 B．低温高压C．高温高压 D．低温低压(2)研究发现，合成尿素反应分两步完成，其热化学方程式如下：第一步：2NH3(g)＋CO2(g)H2NCOONH4(s)ΔH1＝－159.5kJ·mol－1第二步：H2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH2＝＋72.5kJ·mol－1则合成尿素总反应的热化学方程式为_____________________________________________