21．(11分)某厂的酸性工业废水中含有一定量的Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Cl^－.该厂利用如图所示的工艺流程图，利用常见的气体氧化物、酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中生产出了氯化铁、氧化铝、NaCl晶体和金属铜，产生了很好的社会经济效益．

请填写出下列空白：

(1)图中试剂1是______________，试剂2是______________．

(2)步骤1和步骤2所用到的玻璃仪器是_________________________________________

________________________________________________________________________.

(3)步骤1反应的离子方程式为________________________________________________.

(4)步骤3反应的离子方程式为________________________________________________.

(5)从节约药品和环保方面考虑，步骤5所发生反应的离子方程式为________________

________________________________________________________________．

解析：所加试剂的关键是有效地将Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Cl^－分离并得到相应产品．利用这几种离子之间的性质差异，将它们分离开．若试剂1为足量的NaOH，沉淀A为Fe(OH)₃和Cu(OH)₂，根据高中知识和题目信息，无法实现Fe(OH)₃和Cu(OH)₂的分离；若试剂1为足量的废铁屑，Fe与Cu²⁺、Fe³⁺反应经过滤后得到含有Fe、Cu的沉淀A，向Fe、Cu混合物中加入足量的稀盐酸得到Cu和FeCl₂，FeCl₂再与H₂O₂反应得到FeCl₃：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺===2Fe³⁺+2H₂O.溶液A中含有Na⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Cl^－，利用Al(OH)₃的两性实现Fe²⁺、Al³⁺的分离，所以试剂3为过量的NaOH溶液，沉淀C为Fe(OH)₂，其与盐酸反应生成FeCl₂，再经步骤3可得FeCl₃，溶液C为NaCl、NaOH、NaAlO₂的混合液，向该溶液中通入过量的廉价CO₂，可将AlO转化为Al(OH)₃沉淀，将得到的Al(OH)₃沉淀加热即得到Al₂O₃，所得溶液D中含有NaCl、NaHCO₃，再用盐酸调节其pH得到NaCl溶液，NaCl溶液经蒸发、结晶得到NaCl晶体．

答案：(1)废铁屑　稀盐酸

(2)漏斗、玻璃棒、烧杯

(3)Fe+Cu²⁺===Cu+Fe²⁺，Fe+2Fe³⁺===3Fe²⁺

(4)2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺===2Fe³⁺+2H₂O

(5)AlO+CO₂+2H₂O===Al(OH)₃↓+HCO

20．(8分)近20年来，对氢能源的研究获得了巨大进步．氢能源是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等能量制取的“二级能源”，而存在于自然界的可以直接提供能量的能源称为一级能源，如煤、石油、太阳能等．

(1)为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是________．

A．电解水

B．锌和稀硫酸反应

C．光解海水

D．以石油、天然气为原料

(2)氢气燃烧时耗氧量小，发热量大．已知热化学方程式为：

H₂(g)+1/2O₂(g)===H₂O(l)；ΔH＝－285.8 kJ·mol^－1

C(g)+O₂(g)===CO₂(g)；ΔH＝－393.5 kJ·mol^－1

试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生的热量之比是________．

(3)氢能源可实现能源的贮存，也可实现经济、高效的输送．研究表明过渡金属型氢化物(又称间充氢化物)，在这类氢化物中，氢原子填充在金属的晶格间隙之间，其组成不固定，通常是非化学计量的，如：LaH_2.76、TiH_1.73、CeH_2.69、ZrH_1.98、PrH_2.85、TaH_0.78.已知标准状况下，1 cm³的钯粉大约可吸附896 cm³的氢气(钯粉的密度为10.64 g/cm³，相对原子质量为106.4)，试写出钯(Pd)的氢化物的化学式________________．

解析：(1)光解海水法：利用特殊催化剂，模拟生物光合作用制取氢气，是较经济且资源可持续利用的制氢方法．

(2)由热化学方程式可知，相同质量的氢气和碳完全燃烧时放出的热量之比为(285.8 kJ·mol^－1×)∶(393.5 kJ·mol^－1×)＝4.36∶1.

(3)由题意可知，1 cm³钯粉可吸收896 cm³氢气，

n(Pd)∶n(H)＝∶(×2)＝1∶0.8，故钯的氢化物的化学式为PdH_0.8.

答案：(1)C　(2)4.36∶1　(3)PdH_0.8

19．(8分)某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1-2滴溴水，振荡后溶液呈黄色．

(1)提出问题：Fe³⁺、Br₂谁的氧化性更强？

(2)猜想

①甲同学认为氧化性：Fe³⁺＞Br₂，故上述实验现象不是发生化学反应所致．则溶液呈黄色是含________(填化学式，下同)所致．

②乙同学认为氧化性：Br₂＞Fe³⁺，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含________所致．

(3)设计实验并验证

丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点确实是正确的．

供选用的试剂：

a．酚酞试液　　　　b．四氯化碳

c．无水酒精　 　 　　 　　 　d．硫氰化钾溶液

请你在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象．(试剂填序号)

解析：若Fe³⁺的氧化性大于Br₂，则向FeCl₂溶液中滴加溴水时，Br₂不能把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，故溶液的黄色是由单质溴引起的，只要用有机溶剂(如CCl₄)萃取便可验证．

若Br₂的氧化能力大于Fe³⁺，则向FeCl₂溶液中滴加溴水时，Br₂能将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，故溶液中的黄色是由Fe³⁺引起的，用KSCN溶液检验溶液中是否存在Fe³⁺便可验证．

答案：(2)①Br₂　②Fe³⁺

(3)d　溶液呈红色　b　CCl₄层呈无色

18．(8分)氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质，用CuSO₄溶液和“另一物质”在40-50℃时反应可生成它．CuH具有的性质有：不稳定，易分解；在氯气中能燃烧；与稀盐酸反应生成气体；Cu⁺在酸性条件下发生的反应是：2Cu⁺===Cu²⁺+Cu.

根据以上信息，结合自己所掌握的化学知识，回答下列问题：

(1)用CuSO₄溶液和“另一物质”制CuH的反应中，用氧化还原观点分析，这“另一物质”在反应中作____________(填“氧化剂”或“还原剂”)．

(2)写出CuH在氯气中燃烧的化学反应方程式：_________________________________.

(3)CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是__________(填化学式)．

(4)如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO，请写出CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式：_______________________________________________________.

解析：由CuSO₄+“另一物质”―→CuH知，反应中铜元素价态降低，故“另一物质”是还原剂．CuH中铜、氢元素均处于低价态，与强氧化剂氯气反应时，均可被氧化而生成CuCl₂、HCl.CuH溶于稀盐酸时，氢元素会发生价态归中型的氧化还原反应生成氢气．CuH与稀硝酸反应会被氧化成Cu²⁺与H⁺.

答案：(1)还原剂

(2)2CuH+3Cl₂2CuCl₂+2HCl

(3)H₂

(4)CuH+3H⁺+NO===Cu²⁺+2H₂O+NO↑

17．(10分)甲醇是人们开发和利用的一种新能源．已知：①2H₂(g)+O₂(g)===2H₂O(l)；ΔH₁＝－571.8 kJ/mol；②CH₃OH(g)+1/2O₂(g)===CO₂(g)+2H₂(g)；ΔH₂＝－192.9 kJ/mol.

(1)甲醇蒸气完全燃烧的热化学反应方程式为_____________________________________

________________________________________________________________________.

(2)反应②中的能量变化如图所示，则ΔH₂＝________ kJ/mol.

(3)H₂(g)的燃烧热为__________________．

(4)请你分析H₂(g)作为能源比甲醇蒸气作为能源的优点：_________________________

________________________________________________________________________(写出两点即可)．

解析：(1)根据盖斯定律，反应①+反应②有：2H₂(g)+O₂(g)+CH₃OH(g)+1/2O₂(g)===2H₂O(l)+CO₂(g)+2H₂(g)；ΔH＝ΔH₁+ΔH₂＝－571.8 kJ/mol－192.9 kJ/mol＝－764.7 kJ/mol，则甲醇蒸气完全燃烧的热化学方程式为：CH₃OH(g)+3/2O₂(g)===CO₂(g)+2H₂O(l)；ΔH＝－764.7 kJ/mol.

(2)反应的最终能量变化只与始态、终态能量有关，与中间状态无关，故ΔH₂＝E₁－E₂.

(3)根据燃烧热的定义可知，H₂(g)的燃烧热为－285.9 kJ/mol.

(4)比较H₂(g)和CH₃OH(g)完全燃烧的热化学方程式，H₂(g)燃烧产物为H₂O，其对环境无任何影响，CH₃OH(g)燃烧会产生对环境有影响的温室气体CO₂，且等质量的H₂(g)燃烧比CH₃OH(g)燃烧放出的热量多．

答案：(1)CH₃OH(g)+3/2O₂(g)===CO₂(g)+2H₂O(l)；ΔH＝－764.7 kJ/mol

(2)E₁－E₂　(3)－285.9 kJ/mol

(4)H₂燃烧的产物对环境无任何污染；等质量的H₂完全燃烧放出的热量比CH₃OH(g)的高(其他合理答案也可)

16．(2010·海南高考)把V L含有MgSO₄和K₂SO₄的混合溶液分成两等份，一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另一份加入含b mol BaCl₂的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡．则原混合溶液中钾离子的浓度为(　)

A. mol·L^－1　　　 　　 B. mol·L^－1

C. mol·L^－1　 　 　　 　　　　 D. mol·L^－1

解析：n(MgSO₄)＝a mol

n(SO)＝n(BaCl₂)＝b mol

n(K₂SO₄)＝(b－a)mol

n(K⁺)＝2n(K₂SO₄)＝(2b－a)mol

c(K⁺)＝＝＝ mol·L^－1.

答案：D

15．某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行了如图所示的实验操作．其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．由该实验能得到的正确结论是　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　 (　)

A．原溶液中一定含有SO离子

B．原溶液中一定含有NH离子

C．原溶液中一定含有Cl^－离子

D．原溶液中一定含有Fe³⁺离子

解析：产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，一定是NH₃，则溶液中一定有NH，由于加入Ba(NO₃)₂和HCl后能将SO氧化成SO，Fe²⁺氧化成Fe³⁺并引入了Cl^－，所以不能确定原溶液中是否有SO、Cl^－和Fe³⁺.

答案：B

14．(2010·石家庄模拟)下列图象表示Al³⁺与AlO物质的量变化的曲线，实线表示Al³⁺，虚线表示AlO，其中正确的是(　)

解析：根据反应Al³⁺+3OH^－===Al(OH)₃↓和Al(OH)₃+OH^－===AlO+2H₂O中消耗OH^－的关系可知图象B正确；由AlO+H⁺+H₂O===Al(OH)₃↓和Al(OH)₃+3HCl===AlCl₃+3H₂O知C、D错误．

答案：B

13．(2010·临沂模拟)类推思维是化学解题中常用的一种思维方法，下列有关离子方程式的类推正确的是(　)

选项	已知	类推
A	将Fe加入CuSO4溶液中Fe+Cu2+=== Cu+Fe2+	将Na加入到CuSO4溶液中2Na+Cu2+=== Cu+2Na+
B	稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应至中性2H++SO+Ba2++2OH－=== BaSO4↓+2H2O	NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应至中性2H++SO+Ba2++2OH－=== BaSO4↓+2H2O
C	氯气与Ca(OH)2悬浊液反应Cl2+Ca(OH)2=== Ca2++Cl－+ClO－+H2O	氯气与CaCO3悬浊液反应Cl2+CaCO3 ===Ca2++Cl－+ClO－+CO2↑
D	向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2Ca2++2ClO－+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO	向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2 Ca2++2ClO－+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO

解析：Na加入到CuSO₄溶液中，Na先与水反应，A错误；Cl₂先与水反应，生成的盐酸与Ca(OH)₂和CaCO₃都能反应，但次氯酸只能与Ca(OH)₂反应，不与CaCO₃反应，C错误；HClO能将CaSO₃氧化，D错误．

答案：B

12．(2010·江西省重点中学协作体联考)下列过程都与热量变化有关，其中表述不正确的是(　)

A．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则表示CO(g)燃烧反应的热化学方程式为：CO(g)+O₂(g)===CO₂(g)；ΔH＝－283.0 kJ/mol

B．稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热为57.3 kJ/mol，则表示稀硫酸与稀氢氧化钡溶液发生反应的热化学方程式为：H⁺(aq)+OH^－(aq)===H₂O(l)；ΔH＝－57.3 kJ/mol

C．铝热反应是放热反应，但需要足够的热量才能使反应发生

D．水的电离过程是吸热过程，升高温度，水的离子积增大、pH减小

解析：稀H₂SO₄与稀Ba(OH)₂溶液发生反应时，除生成H₂O外，还生成BaSO₄，其反应的ΔH＜－57.3 kJ/mol.

答案：B