21．(10分)黃鐵礦主要成分是FeS₂。某硫酸廠在進(jìn)行黃鐵礦成分測定時，取0.100 0 g樣品在空氣中充分灼燒，將生成的SO₂氣體與足量Fe₂(SO₄)₃溶液完全反應(yīng)后，用濃度為0.020 00 mol·L^－1的K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00 mL。

已知：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O===SO+2Fe²⁺+4H⁺

Cr₂O+6Fe²⁺+14H⁺===2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

(1)樣品中FeS₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng))________。

(2)若灼燒6 g FeS₂產(chǎn)生的SO₂全部轉(zhuǎn)化為SO₃氣體時放出9.83 kJ熱量，產(chǎn)生的SO₃與水全部化合生成H₂SO₄，放出13.03 kJ熱量，寫出SO₃氣體轉(zhuǎn)化為H₂SO₄的熱化學(xué)方程式

________________________________________________________________________。

(3)煅燒10 t 上述黃鐵礦，理論上產(chǎn)生SO₂的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為________L，制得98%的硫酸質(zhì)量為________t，SO₂全部轉(zhuǎn)化為H₂SO₄時放出的熱量是________kJ。

[解析]　(1)據(jù)元素守恒及物質(zhì)反應(yīng)時物質(zhì)的量關(guān)系可得

3FeS₂-6SO₂-12Fe²⁺-2Cr₂O

　3　　　　　2

n(FeS₂) 　　　　　　　0.020 00 mol·L^－1×25.00 mL×10^－3L·mL^－1

＝

m(FeS₂)＝0.09 g, 所以 w(FeS₂)＝×100%＝90.00%

(2)根據(jù)元素守恒關(guān)系知

n(SO₂)＝n(S)＝×2

＝×2＝0.1 mol

所以1 mol SO₃與水化合生成H₂SO₄放出130.3 kJ熱量。

(3)據(jù)元素守恒可得

n(SO₂)＝＝1.5×10⁵mol

則V(SO₂)＝1.5×10⁵ mol×22.4 L·mol^－1＝3.36×10⁶L

制得98%的硫酸質(zhì)量為＝

＝

＝15×10⁶ g＝15 t。

根據(jù)蓋斯定律并由(2)中信息可知，0.1 mol SO₂全部轉(zhuǎn)化為H₂SO₄放出的熱量是13.03 kJ+9.83 kJ＝22.86 kJ，則1.5×10⁵ mol SO₂應(yīng)放出的熱量是10×1.5×10⁵×22.86 kJ ＝3.43×10⁷ kJ。

[答案]　(1)90.00%

(2)SO₃(g)+H₂O(l)===H₂SO₄(l)；ΔH＝－130.3 kJ·mol^－1

(3)3.36×10⁶　15　3.43×10⁷

20．(10分)有X、Y、Z三種元素，已知：①X^2－、Y^－均與Y的氣態(tài)氫化物分子具有相同的電子數(shù)；

②Z與Y可組成化合物ZY₃，ZY₃溶液遇苯酚呈紫色。

請回答：

(1)Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式是________。

(2)將ZY₃溶液滴入沸水可得到紅褐色液體，反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________，

此液體具有的性質(zhì)是________(填寫序號字母)。

a．光束通過該液體時形成光亮的“通路”

b．插入電極通直流電后，有一極附近液體顏色加深

c．向該液體中加入硝酸銀溶液，無沉淀產(chǎn)生

d．將該液體加熱、蒸干、灼燒后，有氧化物生成

(3)X單質(zhì)在空氣中燃燒生成一種無色有刺激性氣味的氣體。

①已知一定條件下，每1 mol該氣體被O₂氧化放熱98.0 kJ。若2 mol該氣體與1 mol O₂在此條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時放出的熱量是176.4 kJ，則該氣體的轉(zhuǎn)化率為____________。

②原無色有刺激性氣味的氣體與含1.5 mol Y的一種含氧酸(該酸的某鹽常用于實驗室制取氧氣)的溶液在一定條件下反應(yīng)，可生成一種強(qiáng)酸和一種氧化物，若有1.5×6.02×10²³個電子轉(zhuǎn)移時，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________________

________________________________________________________________________。

[解析]　由“ZY₃溶液遇苯酚呈紫色”知Z為Fe, 由“X單質(zhì)在空氣中燃燒生成一種無色有刺激性氣味的氣體，該氣體能被O₂氧化”知X為S，而S^2－與Y^－含有相同的電子數(shù)，故Y為Cl。(1)Cl最高化合價為+7價。(2)FeCl₃滴入沸水得紅褐色液體為Fe(OH)₃膠體，應(yīng)具有膠體性質(zhì)，故a、b項正確。加熱，膠體聚沉，HCl揮發(fā)，促使FeCl₃完全水解得到Fe(OH)₃沉淀，灼燒得到Fe₂O₃，故d項也正確。

(3)①2SO₂+O₂2SO₃；ΔH＝－196 kJ·mol^－1

2 mol　　　　　　196 kJ

　　 x　　　　　　 　 176.4 kJ

x＝1.8 mol

SO₂轉(zhuǎn)化率為×100%＝90%

②Y的含氧酸為HClO₃，具有強(qiáng)氧化性。SO₂具有還原性，在水溶液中被氧化為H₂SO₄，HClO₃被還原為氧化物。1.5 mol HClO₃轉(zhuǎn)移1.5 mol電子，即降一個價態(tài)變?yōu)椋�氯的氧化物為ClO₂。該小問是應(yīng)用氧化還原反應(yīng)化合價升降原理或電子守恒原理推導(dǎo)氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式。

[答案]　(1)HClO₄

(2)Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃(膠體)+3H⁺　abd

(3)①90%　②SO₂+2HClO₃===H₂SO₄+2ClO₂

19．(10分)如圖所示是部分短周期元素的單質(zhì)及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖(有關(guān)反應(yīng)的條件及生成的H₂O已略去)，已知(a)A、B、C、D是非金屬單質(zhì)，其中B、C、D在常溫常壓下是氣體。(b)反應(yīng)①、②是化工生產(chǎn)中的重要反應(yīng)。(c)化合物E是形成酸雨的污染物之一，化合物K是常用的氮肥。(d)化合物L(fēng)具有漂白性，可由Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)而制得。(e)化合物J由兩種元素組成，其相對分子質(zhì)量為32。

請按要求填空：

(1)反應(yīng)③的化學(xué)方程式________________________________________________。

(2)C的結(jié)構(gòu)式____________；H的化學(xué)式__________。

(3)L的溶液與化合物E反應(yīng)的離子方程式_____________________________________

________________________________________________________________________。

(4)化合物J的化學(xué)式________________。

[解析]　突破口在于C、D常溫常壓下為氣態(tài)的非金屬單質(zhì)，反應(yīng)②是化工生產(chǎn)中重要的反應(yīng)，符合這兩個條件的是H₂和Cl₂，N₂和H₂，K為常用的氮肥，則F為NH₃；E為造成酸雨的污染物，可由常溫常壓下非氣體的非金屬A和B氣體制得，故為SO₂，H即為NH₄HSO₃或(NH₄)₂SO₃。由Cl₂與NaOH制得的漂白性物質(zhì)L為NaClO，它與NH₃反應(yīng)生成J，J又可與O₂生成C等信息，可知構(gòu)成J化合物的元素是N和H，式量為32的必為N₂H₄，則C為N₂。根據(jù)氧化還原的原理可寫出方程式。A為S，B為O₂，C為N₂，D為H₂，E為SO₂，F(xiàn)為NH₃，L為NaClO，H為NH₄HSO₃或(NH₄)₂SO₃，I為NaCl，J為N₂H₄，K為(NH₄)₂SO₄。

[答案]　(1)2NH₃+H₂SO₄===(NH₄)₂SO₄

(2)NN　(NH₄)₂SO₃或NH₄HSO₃

(3)ClO^－+SO₂+2OH^－===Cl^－+SO+H₂O

(4)N₂H₄

18．(12分)某�；顒有〗M用圖所示裝置及所給藥品(下圖所示中夾持儀器已略去)探究工業(yè)制硫酸接觸室中的反應(yīng)，并測定此條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率。已知C中的濃硫酸含溶質(zhì)m mol，假設(shè)氣體進(jìn)入C和D時分別被完全吸收，且忽略裝置內(nèi)空氣中的CO₂。

請回答下列問題：

(1)已知0.5 mol SO₂被O₂氧化成氣態(tài)SO₃，放出49.15 kJ熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)檢查完裝置的氣密性，加入藥品開始實驗，此時首先應(yīng)進(jìn)行的操作是________________________________________________________________________。

(3)實驗時A中氧氣導(dǎo)管冒出的氣泡與二氧化硫?qū)Ч苊俺龅臍馀菟俾氏嘟�，其目的是______________________________；裝置C中濃硫酸的作用為__________；裝置D中盛放的溶液是足量的________(選填字母)。

a．BaCl₂溶液　b．NaOH溶液　c．NaHSO₃飽和溶液

(4)停止通入SO₂，熄滅酒精燈后，為使殘留在裝置中的SO₂、SO₃被充分吸收，操作方法是________________________________________________________________________。

(5)實驗結(jié)束，稀釋裝置C中的溶液，并向其中加入足量的BaCl₂溶液，得到的沉淀質(zhì)量為w g。若裝置D增加的質(zhì)量為a g，則此條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率是________________(用含字母的代數(shù)式表示，結(jié)果可不化簡)。

[解析]　(2)要使SO₂和O₂反應(yīng)，則應(yīng)先加熱催化劑。

(3)SO₂與O₂正好反應(yīng)的體積比為2∶1，現(xiàn)為1∶1，顯然是增大了O₂的濃度，目的是提高SO₂的轉(zhuǎn)化率。聯(lián)系工業(yè)生產(chǎn)，濃H₂SO₄是用來吸收SO₃的，裝置D是用來吸收未反應(yīng)的SO₂，故用NaOH溶液。(5)計算SO₂的轉(zhuǎn)化率，C中生成n(BaSO₄)＝mol，減去原濃硫酸生成的BaSO₄沉淀，則由SO₃生成的BaSO₄沉淀的物質(zhì)的量即SO₃的物質(zhì)的量為mol，由D的增重可算出未反應(yīng)的SO₂的物質(zhì)的量為mol，根據(jù)轉(zhuǎn)化率的定義即可計算。

[答案]　(1)SO₂(g)+O₂(g)SO₃(g)；ΔH＝－98.3 kJ·mol^－1

(2)給催化劑加熱　(3)增大氧氣的濃度，提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率　吸收SO₃　b

(4)繼續(xù)通入氧氣一段時間　(5)×100%

17．(10分)校辦廠漂白車間需22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)SO₂�；瘜W(xué)研究小組同學(xué)依據(jù)化學(xué)方程式Zn+2H₂SO₄(濃)===ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，計算后，取65.0 g鋅粒與98%的濃H₂SO₄(ρ＝1.84 g/cm³)110 mL充分反應(yīng)，鋅全部溶解后，即將收集所得氣體如數(shù)送至車間，不料經(jīng)質(zhì)檢科檢驗存在嚴(yán)重質(zhì)量問題，氣體隨即被退回。

(1)化學(xué)小組所制得的氣體中混有的主要雜質(zhì)氣體可能是________(填分子式)。產(chǎn)生這種結(jié)果的主要原因是_____________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)為證實相關(guān)分析，化學(xué)小組的同學(xué)設(shè)計了如下圖所示實驗裝置，對退回氣體(X)取樣進(jìn)行認(rèn)真探究(遇有氣體吸收過程，視為全吸收)。

①組裝好儀器后，盛放藥品前，必要的一個操作是_____________________________

____________________________。

②A中加入的試劑可能是______________________________，作用是________________________________________________________________________。

B中加入的試劑可能是________，作用是____________________________________。

③可證實氣體X中混有較多量某雜質(zhì)氣體的實驗現(xiàn)象是：

C中：______________________，D中：_________________________________。

[解析]　有關(guān)氣體性質(zhì)的實驗室反應(yīng)，均需在裝藥品前，檢查裝置的氣密性。利用SO₂、氫氣的性質(zhì)，不難找出A、B的試劑，C、D的實驗現(xiàn)象。

[答案]　(1)H₂　隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度降低，致使鋅與稀硫酸反應(yīng)生成H₂　(2)①檢查裝置的氣密性�、谄芳t試液　確認(rèn)SO₂存在　濃H₂SO₄　干燥氫氣　③黑色CuO粉末變紅色　無水硫酸銅變藍(lán)色

16．將a mol硫化亞鐵放入含3a mol H₂SO₄的濃硫酸中，充分反應(yīng)后，氧化、還原產(chǎn)物分別是Fe³⁺和S、SO₂，則：①硫化亞鐵全部溶解；②放出1.5a mol氣體；③硫化亞鐵部分溶解；④放出的氣體少于1.5a mol；⑤無法確定。上述敘述正確的是

(　)

A．①　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．②③

C．①④　 　　　　　　　　　　　　　　　　 D．⑤

[解析]　假設(shè)不考慮濃H₂SO₄不變稀時有，2FeS+6H₂SO₄===Fe₂(SO₄)₃+2S↓+3SO₂↑+6H₂O；濃硫酸變稀時有，F(xiàn)eS+H₂SO₄===H₂S↑+FeSO₄，放出的氣體肯定小于1.5a mol。

[答案]　C

第Ⅱ卷 (非選擇題，52分)

15．環(huán)境污染問題越來越受到人們的關(guān)注，造成環(huán)境污染的主要原因大多是由于人類生產(chǎn)活動中過度排放有關(guān)物質(zhì)引起的。下列環(huán)境問題與所對應(yīng)的物質(zhì)不相關(guān)的是

(　)

A．溫室效應(yīng)--二氧化碳

B．光化學(xué)污染--二氧化氮

C．酸雨--二氧化碳

D．臭氧層破壞--氟氯烴

[解析]　NO_x與SO₂是形成酸雨的主要物質(zhì)。

[答案]　C

14．下列事實能用同一原理解釋的是　　　

(　)

A．SO₂、Cl₂均能使品紅溶液褪色

B．NH₄HCO₃晶體、固體I₂受熱均能變成氣體

C．S與Fe、Cu反應(yīng)均生成低價硫化物

D．ClO^－與S^2－或H⁺均不能共存

[解析]　SO₂發(fā)生化合反應(yīng)、Cl₂發(fā)生還原反應(yīng)，漂白原理不同，A項不正確；B項中前者是分解反應(yīng)，后者是升華；D項中ClO^－與S^2－發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存，ClO^－與H⁺反應(yīng)生成HClO而不能共存。

[答案]　C

13．標(biāo)準(zhǔn)狀況下H₂S和O₂的混合氣體100 mL，經(jīng)點燃后反應(yīng)至完全，所得氣體經(jīng)干燥后，恢復(fù)到原來狀況時體積為10 mL，該10 mL氣體可能是

(　)

A．H₂S、SO₂　 　　　　　　　　　　　　 B．O₂

C．H₂S　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．SO₂

[解析]　H₂S與氧氣的反應(yīng)有兩種情況：

2H₂S+O₂2S+2H₂O(不完全燃燒)

2H₂S+3O₂2SO₂+2H₂O(完全燃燒)

所得氣體經(jīng)干燥后，恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)狀況下，如果是不完全燃燒，則反應(yīng)剩下的氣體只有一種過量的反應(yīng)物，由于不完全燃燒所以只能是H₂S氣體；如果是完全燃燒，則反應(yīng)剩下的氣體體積最小的情況下也只能是40 mL SO₂氣體(100×2/5)，所以加以排除。

[答案]　C

12．“在火星上找到水存在的依據(jù)”位居《Science》雜志評出的2004年十大科技突破之首，下列關(guān)于水的說法中錯誤的是

(　)

A．水是生命活動必不可少的物質(zhì)

B．水是由極性鍵構(gòu)成的極性分子

C．水是一種極弱的電解質(zhì)，溫度越高電離程度越大

D．高效催化劑可使水分解獲得氫氣，同時釋放能量

[解析]　水分解時必然吸收能量。

[答案]　D