江苏省前黄高级中学2007年化学之决胜高考---无机信息题
1．目前，我国的能源结构主要是煤，还有石油、天然气、核能等，这些能源都是一次不可再生且污染环境的能源，研究和开发清洁而又用之不竭的能源是未来发展的首要任务。科学家预测“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源，氢能是利用氢气的燃烧反应放热提供能量。 即：H2（g）十1/2 O2（g）===H2O（l）△H=－285.5kJ/mol
（1）试分析为什么“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源？（指出两点优点即可）
，
（2）目前世界上的氢绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取。请写出工业上由天然气制氢气的化学反应方程式。
（3）利用硫－碘热循环法制取氢也是化学家常用的一种方法，总反应方程式为
2H2O 2H2＋O2， 其循环过程分三步进行：
（a） SO2＋I2＋H2O→A＋B
（b） A→？＋？
（c） B→？＋？＋？
①完成以上三步反应，并确定哪步反应最难进行。
②请对硫－碘热循环法制取氢的优劣和前景作一分析。
（4）目前，氢总量只有4%左右由电解水的方法制取。
电解水法制氢一方面消耗的电能比氢能释放的能量还要高，另一方面电能本身就是高效、清洁能源，以电能换氢能，成本很高，显然消耗电能来获得氢能的方法是得不偿失。请问用什么方法可以降低电解法制氢的成本。
（5）目前，有人提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环
体系，如右图所示：
这是一种最理想的氢能源循环体系，类似于生物的光合
作用，太阳能和水是用之不竭，而且价格低廉。急需化
学家研究的是
（6）列举两种方法简单安全地输送氢气。
参考答案：本题以“氢能”有关问题为背景材料，考查学生对陌生反应式的书写，催化剂概念。在能力要求上，后三小题具有一定的开放性，考查发散思维的。
（1）氢是宇宙中含量最丰富的元素之一，可提取出无穷无尽的氢。氢运输方便，用作燃料不会污染环境，重量又轻，优点很多。
（2）该反应式的书写要注意工业上充分利用天然气，获得更多的氢气，必须利用廉价的水来提供氢，而不是直接分解。另外产物是二氧化碳，而不一氧化碳，这样甲烷的利用率才更高。其反应式为：CH4＋H2O (g) CO2＋3H2
（3）解本题关键要注意原料的循环利用，第一很好写，在此基础上根据原料的“循环利用”再推断后两个。
(a) SO2＋I2＋H2O＝2HI＋H2SO4 (b) 2HI＝H2＋I2 (c) 2H2SO4＝2SO2＋O2＋2H2O
由于硫酸很稳定，所以反应(c)最难进行
该循环过程需要很高的热能，也就是说在较高温度下才能进行，生成的SO2和I2可以循环使用，其它产物对环境无污染，但耗能太大，所以此法也不可取，若把太阳能用到上述循环中，该工艺将是合理的。
（4）本题要从题设背景中找出新能源的概念后才能回答，利用能量来产生二级能源。即：通过太阳能发电或风能、海洋能、生物能、地热能电站产生的电能来制氢，可以降低氢的成本。
（5）由图可见，寻找合适的光分解催化剂，它能在光照下促使水的分解速度加快。
（6）①管道运输（可以把现有的天然气和城市煤气管道输送系统改造为氢气输送系统）；
②金属储氢材料储存后再运输
2．2005年江苏酸雨污染有所加重，酸雨发生频率为34.1％，上升了6.2个百分点，每三场雨中就有一场多是酸雨。某校研究性学习小组拟对本市空气中二氧化硫含量（mg·m-3）进行测定。经查阅资料可用以下方法测定：
实验原理：大气中的二氧化硫用甲醛溶液吸收后，生成稳定的羟甲基磺酸加成化合物，再加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出二氧化硫与副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物。据其颜色深浅，用分光光度计在577nm处进行测定。
分光光度计是利用分光光度法对物质进行定量定性分析的仪器。而分光光度法则是通过测定被测物质在特定波长时光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析。其工作原理可以简单的用公式表示为A=KC，其中A为吸光度，K为一定条件下的常数，C为溶液浓度。
实验步骤：
（1）采样：
①如果你是该兴趣小组成员，你对采样的地点和时间有何建议：
②用右图装置采样，通过50L空气后，将吸收液移入100ml容量瓶，用少量吸收液分两次洗涤吸收装置，合并洗涤液于容量瓶中，定容备用。
用多孔球泡而不用导管的原因是 。
（2）吸光度与SO2含量标准曲线的绘制：在6支25ml比色管中，用每毫升含25μg二氧化硫的标准液配置下表标准SO2含量系列。
二氧化硫标准系列
管 号
0
1
2
3
4
5
标准液(ml)
0
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
吸收液(ml)
10.00
9.80
9.60
9.40
9.20
9.00
二氧化硫含量(μg)
0
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
用10mL比色皿，以水为参比，测定各管吸光度，实验结果如下。
管 号
0
1
2
3
4
5
吸光度
0
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
以吸光度值为纵坐标，二氧化硫含量（μg/10mL）为横坐标，绘制标准曲线
（3）准确量取容量瓶中溶液10mL加入比色皿，测得其吸光度值为0。24，则空气中二氧化硫含量为 mg·m-3。我国环境空气质量标准中对每次空气质量测定中SO2的最高浓度限值（mg/m3）：一级标准：0.15 二级标准：0.50 三级标准：0.70。则该市空气为 级标准。
（4）甲、乙两组同学测定结果相差较大，试分析乙组同学测定空气中SO2含量偏小的可能原因：（两个所用药品和装置均无问题）
（5）请你提出江苏防治酸雨的两条主要措施：
[参考答案]
（1）①在不同地点、不同时间采样，如学校、工厂、居民区附近；早晨、中午、晚上分别采样。（2分）
②使二氧化硫能被吸收液充分吸收（2分）
（2）
（3）1.2 ；三级标准
（4）抽气速率过快，造成空气中SO2与吸收液未充分反应，产生较大误差。（2分）
（5）加强燃煤的脱硫处理和燃煤尾气中二氧化硫的处理；强化机动车尾气的净化处理；（2分）
3．高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。
（1）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是______（填代号）。
a. 84消毒液（NaClO溶液） b. 双氧水 c. 苯酚 d. 75%酒精
（2）高锰酸钾保存在棕色试剂瓶，下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是_______（填代号）。
a. 浓硝酸 b. 硝酸银 c. 氯水 d. 烧碱
（3）上述流程中可以循环使用的物质有 、 （写化学式）。
（4）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1 mol MnO2可制得 mol KMnO4。
（5）该生产中需要纯净的CO2气体。若实验室要制备纯净的CO2，所需试剂最好选择（选填代号） 。
a. 石灰石 b. 稀HCl c. 稀H2SO4 d. 纯碱
所需气体发生装置是 （选填代号）。
A B C
（6）操作Ⅰ的名称是 ；操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在 （填性质）上的差异，采用 （填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体。
[参考答案]
（1）ab；（2）d；（3）MnO2；KOH；（4）2／3 ；（5）cd；A；
（6）过滤；溶解度；浓缩结晶；
4．已知当溶液的pH在10左右时，铝元素主要以Al(OH)3形式存在。如果饮用水中含有一定浓度的NO3－将对人类健康产生危害，NO3－能氧化人体血红蛋白中的Fe(Ⅱ)，使其失去携氧功能：NO3－还能被水中还原性物质还原成具有强烈致癌作用的NO2－。为此世界卫生组织规定饮用水中NO3－含量(以N计)必须小于10mg/L。为了降低饮用水中NO3－的浓度，某研究人员提出以下3种方案：
a、微碱性条件下用Fe2+还原，还原产物为NH3。
b、pH=10.25时，用铝粉还原，NO3－的还原产物主要为N2。
c、在催化剂作用下用氢气还原，还原产物主要为N2。
(1)请写出a方案的相关反应的离子方程式。
(2)b方案中最好用 调节pH 。
A．NaOH B．CaO C．NH3·H2O
理由是 。
(3)与a、b方案相比，c方案的优点是：
[参考答案]
(1)8Fe(OH)2+NO3－+6H2O＝8Fe(OH)3+NH3↑+OH－
(2)B 引入的Ca2+对人体无害且易被除去，并且价格便宜。
(3)c中还原剂来源广泛，氧化产物为水，既不污染环境又不会引入对人体有害的铝离子。
5、纯净的过氧化钙（CaO2）是白色的结晶粉末，难溶于水，不溶于乙醇、乙醚，常温下较为稳定，是一种新型水产养殖增氧剂，常用于鲜活水产品的运输。
已知：①在潮湿空气中CaO2能够分解：CaO2+2H2O== Ca（OH）2+H2O2，
2CaO2+2CO2==2CaCO3+ O2
②CaO2与稀酸反应生成盐和H2O2：CaO2+2H+== Ca2++ H2O2
在实验室可用钙盐制取CaO2·8H2O，再经脱水制得CaO2。CaO2·8H2O在0℃时稳定，在室温时经过几天就分解，加热至130℃时逐渐变为无水CaO2。
其制备过程如下：
根据以上信息，回答下列问题：
（1）用上述方法制取过氧化钙的化学方程式是 ；
（2）为了控制沉淀温度为0℃左右，在实验室宜采取的方法是 ；
（3）该制法的副产品为 （填化学式），为了提高副产品的产率，结晶前要将溶液的pH调整到合适范围，可加入的试剂是 。
A、盐酸 B、氨水
（4）为了检验“水洗”是否合格，可取少量洗涤液于试管中，再滴加 。
（5）测定产品中CaO2的含量的实验步骤是：
第一步，准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2mol/L的H2SO4溶液，充分反应。
第二步，向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。
第三步，逐滴加入浓度为c mol/L的Na2SO3溶液至反应完全，消耗Na2S2O3溶液VmL。（已知：I2+2S2O32—==2I—+S4O62—（无色））
①第三步中说明反应恰好完全的现象是 ；
②CaO2的质量分数为 （用字母表示）；
③某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO2的质量分数可能 （填“不受影响”、“偏低”或“偏高”），原因是 。
[参考答案]
（1）CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O== CaO2·8H2O↓+2NH4Cl（2分）
（2）冰水浴冷却（或将反应容器浸泡在冰水中）（1分）
（3）NH4Cl A （各1分，共2分）
（4）稀硝酸酸化的硝酸银溶液（1分）
（5）①溶液由蓝色变为无色（1分）
②（2分）
③偏高（1分），在酸性条件下空气中的O2也可以把KI氧化为I2，使消耗的Na2S2O3增多，从而使测得的CaO2的质量分数偏高。（2分）
6、磷酸（H3PO4）在溶液中能够以H3PO4、H2PO4—、HPO42—、和PO43—四种粒子形式存在，当溶液的pH发生变化时，其中任一种粒子的物质的量占四种粒子总物质的量的分数δ也可能发生变化。下图是H3PO4溶液中，各种粒子的物质的量分数δ随pH的变化曲线：
（1）设磷酸总浓度为c（总），写出c（总）与各粒子浓度间的关系式
。
（2）向Na3PO4溶液中逐滴滴入稀盐酸，当pH从9降到6的过程中发生的主要反应的离子方程式为 。当pH=7时，溶液中主要存在的阴离子（OH—离子除外）是 。
（3）从图中推断NaH2PO4溶液呈 性（填“酸”、“碱”、或“中”），其原因是
。
（4）在Na3PO4溶液中，c（Na+）/ c（PO43—） 3（填“>”、“==”、或“<”）；向该溶液中滴入几滴浓KOH溶液后，c（Na+）/ c（PO43—）的值减小，原因是 。
[参考答案]
（1）c（总）== c（H3PO4）+ c（H2PO4—）+ c（HPO42—）+ c（PO43—）（2分）
（2）HPO42—+H+== H2PO4—（1分） H2PO4—（1分）、HPO42—（1分）
（3）酸（1分）H2PO4—在溶液中的电离程度大于水解程度。（2分）
（4）>（1分），KOH抑制了PO43—的水解（1分）
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