福建省泉州市永春县2022-2023学年高二下学期期末考试化学试题（原卷版+解析版）

这是一份福建省泉州市永春县2022-2023学年高二下学期期末考试化学试题（原卷版+解析版），共28页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

永春县2022-2023学年高二下学期期末考试
化学试题
考试时间：75分钟 满分：100分
一、选择题(每题4分，共40分)
1. 我国为人类科技发展作出巨大贡献。下列说法正确的是
A. 火星探测器上天线接收器外壳为钛合金，钛合金属于金属材料
B. 太阳能电池板将太阳能转化为电能，电池板芯片的主要成分为
C. “旅程”足球中含有玻璃纤维，玻璃纤维是一种有机合成材料
D. “天宫”空间站航天员使用的双层蛋白皮革耳机，皮革属于无机物
2. Ca(OH)2与NH4Cl反应生成CaCl2、NH3和H2O。下列说法错误的是
A. CaCl2的电子式为
B. Ca(OH)2中既含离子键又含共价键
C. NH4Cl中N原子的杂化方式为sp3
D. NH3的空间构型为平面三角形
3. 是重要的还原剂，合成方法：。下列说法正确的是
A. 半径大小： B. 电负性大小：
C. 第一电离能： D. 碱性强弱：
4. 下列装置适用于实验室制氨并验证氨的某化学性质，其中能达到实验目的的是

A. ①是氨气发生装置 B. ②是氨气干燥装置
C. ③可验证氨气的还原性 D. ④是氨气的吸收装置
5. 周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。用硫黄熏蒸中药材的传统由来已久；是一种易燃的有毒气体(燃烧热为)，是制取多种硫化物的原料；硫酸、硫酸盐是重要化工原料；硫酰氯()常作氯化剂或氯磺化剂。硒()和碲()的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔的发展前景，工业上以精炼铜的阳极泥(含CuSe)为原料回收Se，以电解强碱性溶液制备Te。下列说法正确的是
A. 是非极性分子 B. 与的键角相等
C. 基态Se的价层电子排布式为 D. ⅥA族元素氢化物的沸点从上到下依次升高
6. 周期表中ⅡA族元素及其化合物应用广泛。铍及其化合物的性质与铝十分相似；工业上以氯化镁为原料制取金属镁；CaS可用于制杀虫剂、发光漆等，CaS与酸反应可以释放出。硫酸钡用于制造钡盐等，医学上可用于胃肠道造影剂。用作供氧剂、氧化剂、漂白剂、消毒剂等。下列化学反应表示正确的是
A. 与NaOH溶液反应：
B. 用Pt电极电解溶液：
C. CaS与浓硝酸反应：
D. 溶液与过量溶液反应：
7. 电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是

A. a极反应式为N2+12OH--10e-=2NO+6H2O
B. 电解一段时间，a、b两电极区的pH均减小
C. 电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极
D. 相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为5∶3
8. 由化合物X、Y为起始原料可合成药物Z。下列说法正确的是

A. X分子中所有碳原子可处于同一平面
B. X、Z分子中均含有2个手性碳原子
C. 1molZ最多只能与2mol发生反应
D. X、Y、Z均可与溶液发生反应
9. 在特制的密闭真空容器中加入一定量纯净的氨基甲酸铵固体(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g) ΔH>0。下列说法中正确的是
A. 密闭容器中气体的平均相对分子质量不变则该反应达到平衡状态
B. 该反应在任何条件下都能自发进行
C. 再加入一定量氨基甲酸铵，可加快反应速率
D. 保持温度不变，压缩体积，达到新的平衡时，NH3的浓度不变
10. 酒石酸(简写为)是一种常用的食品添加剂，已知常温下酒石酸的电离平衡常数，草酸的电离平衡常数。下列说法正确的是
A. 在水溶液中的电离方程式为：
B. 常温下，往水溶液中继续加水稀释，溶液的逐渐增大
C. 水溶液中：
D. 与过量的水溶液反应的离子方程式：
二、非选择题(共60分)
11. 回收钴废料能有效缓解金属资源浪费、环境污染等问题。一种以含钴催化剂废料(主要含Co、Fe，还含有少量的CoO、FeO、、CaO、)制备氧化钴(Co2O3)的工艺流程如下图所示：


已知：ⅰ.金属钴与铁具有相似的化学性质；
ⅱ.氧化性。
回答下列问题：
（1）酸浸后，“滤渣”的主要成分有_______和_______(填化学式)。
（2）“除铁”时先加入NaClO溶液，主要反应的离子方程式为_______，再加入溶液调节pH为2.5~3.0，生成黄钠铁矾沉淀。
（3）基态钴原子的电子排布式为_______。
（4）中N原子的杂化轨道类型为_______。中除氢元素外，其他元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。
（5）所得可用于合成钛酸钴。一种钛酸钴的晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm，每个Co周围等距且紧邻的O共有_______个。设NA为阿伏加德罗常数的值，该钛酸钴晶体的密度为_______(列出计算式)。


12. 化合物G可通过如下路线合成：

（1）E→F的反应类型为___________。
（2）A→B的反应会经历A→X→B的过程，其中X与B互为同分异构体且苯环上只有一个取代基。则X的结构简式为___________。
（3）G的同分异构体同时满足下列条件，写出两种该同分异构体的结构简式：___________。
①含苯环，1该物质与足量溴水反应最多消耗2
②分子含不同环境的氢原子数目之比为3∶3∶2∶2
（4）已知：① (R、R′表示烃基或H)
②与醇会转化为
写出以 、、、为原料制备 的合成路线流程图___________(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)
13. 某化学兴趣小组查阅文献资料了解到湿法合成高铁酸钾(K2FeO4)是目前人工成本最低、产品纯度最高的合成方法，其合成路线如图：

该兴趣小组根据文献资料设计了如图所示装置(部分夹持仪器已省略)制取K2FeO4。
已知：K2FeO4为紫色固体，具有强氧化性；在酸性或中性溶液中快速产生O2，在0℃~5℃、强碱性溶液中较稳定。

（1）仪器X名称是_______。试剂Y的作用为_______。
（2）水浴方式是_______(填“冷水浴”或“热水浴”)。
（3）装置C中KOH过量的原因是_______。
（4）上述流程中，“提纯”所用的方法是_______。
（5）称取1.98 g高铁酸钾样品，完全溶解于浓KOH溶液中，再加入足量亚铬酸钾｛K[Cr(OH)4]｝反应后配成100.00 mL溶液；取上述溶液20.00 mL于锥形瓶中，加入稀硫酸调至pH=2，并加入1 mL苯二胺磺酸钠作指示剂，用1.00 mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定，消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液5.76 mL。测定过程中发生反应：
a. Cr(OH)+FeO=Fe(OH)3+CrO+OH-
b. 2CrO+2H+=Cr2O+H2O
c. Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
则K2FeO4样品的纯度是_______。
（6）K2FeO4是一种新型、高效、多功能水处理剂，既能杀菌消毒，又能净化水中悬浮杂质，请解释K2FeO4作为多功能水处理剂的原理：_______。
14. 的资源化利用和转化已成为当今科学研究的热点。
（1）325℃时，水在粉表面产生的可将转化成甲酸，同时生成。
①由、、制备甲酸的化学方程式为_______。
②直接加热与难以生成甲酸，该条件下能较快生成甲酸的原因是_______。
（2）加氢生成的主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
将混合气体置于密闭容器中，达到平衡时，体系中温度和压强对的选择性影响如图所示。

①压强大小：_______(填“＜”或“>”)
②的选择性随温度升高而下降的原因是_______。
（3）和环氧乙烷在作催化剂的条件下合成碳酸乙烯酯。
①溶液中加入尿素生成沉淀，同时有气体产生，该反应的离子方程式为_______。
②与沉淀剂(尿素、氢氧化钠)反应生成沉淀，过滤后将沉淀焙烧得到。与氢氧化钠作沉淀剂相比，用尿素作沉淀剂焙烧生成的作催化剂效果更好，其原因是_______。
③催化合成碳酸乙烯酯()可能的反应机理如图所示，根据元素电负性的变化规律，步骤Ⅰ、Ⅱ的过程可描述为_______。

15. 已知反应：
反应①：
反应②：
反应③：
在2 MPa，起始投料时，CO2的平衡转化率及CH3OCH3和CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图-1所示。

（1）① ΔH=___________
②从453-553℃，升高温度CO2平衡转化率降低的原因是___________。
③为提高单位时间内CH3OCH3产率。研发的催化剂需具备的特点是___________。
（2）在催化剂作用下，二甲醚还原NO反应原理为 ΔH<0。在有氧和无氧的环境下，NO的去除率随温度变化如图-2所示。

①无氧环境下，在250~450℃范围内随着温度升高，NO的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是___________。
②温度高于400℃时，NO去除率明显低于无氧环境的可能原因有___________。永春县2022-2023学年高二下学期期末考试
化学试题 答案解析
考试时间：75分钟 满分：100分
一、选择题(每题4分，共40分)
1. 我国为人类科技发展作出巨大贡献。下列说法正确的是
A. 火星探测器上天线接收器外壳为钛合金，钛合金属于金属材料
B. 太阳能电池板将太阳能转化为电能，电池板芯片的主要成分为
C. “旅程”足球中含有玻璃纤维，玻璃纤维是一种有机合成材料
D. “天宫”空间站航天员使用的双层蛋白皮革耳机，皮革属于无机物
【答案】A
【解析】
【详解】A．金属材料包括合金和纯金属。火星探测器上天线接收器外壳为钛合金，钛合金属于金属材料，A项正确；
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能，电池板芯片的主要成分为，作为半导体材料，而是光导纤维，B项错误；
C．玻璃纤维是一种无机非金属材料，不属于有机合成材料，C项错误；
D．皮革属于PU，属于有机合成材料，属有机物，D项错误。
故答案选A。
2. Ca(OH)2与NH4Cl反应生成CaCl2、NH3和H2O。下列说法错误的是
A. CaCl2的电子式为
B. Ca(OH)2中既含离子键又含共价键
C. NH4Cl中N原子的杂化方式为sp3
D. NH3的空间构型为平面三角形
【答案】D
【解析】
【详解】A．氯化钙由两个氯离子 和一个钙离子构成，写电子式的时候两个氯离子分布在钙离子两边，并打上中括号和标离子符号，A正确；
B．钙离子与氢氧根离子之间是离子键，氢氧根里面的氢氧原子之间是共价键，B正确；
C．N原子一个2s2电子激发到空的2p轨道，一条2s轨道和3条2p轨道杂化，形成4条sp3杂化轨道，C正确；
D．根据VSEPR理论，NH3的空间构型为三角锥形，D错误；
故选D。
3. 是重要的还原剂，合成方法：。下列说法正确的是
A. 半径大小： B. 电负性大小：
C. 第一电离能： D. 碱性强弱：
【答案】C
【解析】
【详解】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；半径大小：A错误；
B．同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性大小：，B错误；
C．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；第一电离能：，C正确；
D．金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，碱性强弱：，D错误；
故选C。
4. 下列装置适用于实验室制氨并验证氨某化学性质，其中能达到实验目的的是

A. ①是氨气发生装置 B. ②是氨气干燥装置
C. ③可验证氨气的还原性 D. ④是氨气的吸收装置
【答案】C
【解析】
【详解】A．制备氨气是用氯化铵和氢氧化钙固体加热，不能直接用氯化铵分解来制取，故不符合题意；
B．氨气和硫酸反应，不能用浓硫酸干燥氨气，用碱石灰干燥氨气，故B不符合题意；
C．氨气和氧化铜反应生成铜、氮气和水，黑色固体变为红色固体，因此③可验证氨气的还原性，故C符合题意；
D．④不能用于氨气的吸收装置，会产生倒吸，用四氯化碳能防倒吸，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
5. 周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。用硫黄熏蒸中药材的传统由来已久；是一种易燃的有毒气体(燃烧热为)，是制取多种硫化物的原料；硫酸、硫酸盐是重要化工原料；硫酰氯()常作氯化剂或氯磺化剂。硒()和碲()的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔的发展前景，工业上以精炼铜的阳极泥(含CuSe)为原料回收Se，以电解强碱性溶液制备Te。下列说法正确的是
A. 是非极性分子 B. 与的键角相等
C. 基态Se的价层电子排布式为 D. ⅥA族元素氢化物的沸点从上到下依次升高
【答案】C
【解析】
【详解】A．中S是sp3杂化，四面体结构，没有对称中心，正电荷、负电荷中心不重合，为极性分子，A错误；
B．为平面三角形，为三角锥形，二者的的键角不等，B错误；
C．硒位于第四周期ⅥA族，其基态原子价层电子排布式为，C正确；
D．ⅥA族元素氢化物中，H2O分子间能形成氢键，水的熔沸点最高，D错误；
故答案为：C。
6. 周期表中ⅡA族元素及其化合物应用广泛。铍及其化合物的性质与铝十分相似；工业上以氯化镁为原料制取金属镁；CaS可用于制杀虫剂、发光漆等，CaS与酸反应可以释放出。硫酸钡用于制造钡盐等，医学上可用于胃肠道造影剂。用作供氧剂、氧化剂、漂白剂、消毒剂等。下列化学反应表示正确的是
A. 与NaOH溶液反应：
B. 用Pt电极电解溶液：
C. CaS与浓硝酸反应：
D. 溶液与过量溶液反应：
【答案】D
【解析】
【详解】A．O、H元素不守恒，故A错误；
B．用Pt电极电解溶液生成氢氧化镁，故B错误；
C．浓硝酸能氧化H2S，故C错误；
D．溶液与过量溶液反应，可假设为1mol，1mol消耗1mol，生成1mol和1mol水，1mol结合1molBa2+生成1mol碳酸钡，离子方程式正确，故D正确；
故选D。
7. 电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是

A. a极反应式为N2+12OH--10e-=2NO+6H2O
B. 电解一段时间，a、b两电极区的pH均减小
C. 电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极
D. 相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为5∶3
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图示可知，a极氮气失电子变为硝酸根离子，电解质溶液呈酸性，电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2NO+12H+，A错误；
B．由图示可知，a极为阳极，失电子，电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2NO+12H+，b极为阴极，得电子，电极反应式为：N2+6e-+8H+=2NH，则阳极区酸性增强、pH减小，阴极区酸性减弱、pH增大，B错误；
C．a极为阳极、b极为阴极，电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极，C正确；
D．a极电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2NO+12H+，b极电极反应式为：N2+6e-+8H+=2NH，依据得失电子守恒，转移30mol电子时阴极、阳极消耗氮气的物质的量分别为5mol、3mol，即a、b两极消耗N2的物质的量之比为3:5，D错误；
答案选C。
8. 由化合物X、Y为起始原料可合成药物Z。下列说法正确的是

A. X分子中所有碳原子可处于同一平面
B. X、Z分子中均含有2个手性碳原子
C. 1molZ最多只能与2mol发生反应
D. X、Y、Z均可与溶液发生反应
【答案】B
【解析】
【详解】A．X分子中六元素环不是苯环而含有烷基，根据甲烷的正四面体结构，X中所有碳原子不可能处于同一平面，选项A错误；
B．X（）、Z（ ）分子中均含有2个手性碳原子，选项B正确；
C．1molZ（）最多能与3molBr2发生反应，选项C错误；
D．X只含有碳碳双键和醇羟基，不能与NaOH稀溶液发生反应；Y、Z均含有酚羟基，Z含有羧基，可与NaOH稀溶液发生反应，选项D错误。
答案选B。
9. 在特制的密闭真空容器中加入一定量纯净的氨基甲酸铵固体(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g) ΔH>0。下列说法中正确的是
A. 密闭容器中气体的平均相对分子质量不变则该反应达到平衡状态
B. 该反应在任何条件下都能自发进行
C. 再加入一定量氨基甲酸铵，可加快反应速率
D. 保持温度不变，压缩体积，达到新的平衡时，NH3的浓度不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)，生成的气体的物质的量之比始终是2：1，所以气体的平均相对分子质量始终不变，故不能作为平衡状态的判断依据，故A错误；B．此反应的△s＞0，△H＞0，根据△G=△H-T△s，只有在高温下△G＜0，此时反应才能自发进行，故B错误；C．固体物质的多少对化学反应速率没有影响，故C错误；D．恒温下压缩体积，平衡逆向移动，当氨气的浓度不变时达到新的平衡状态，故D正确；故选D。
10. 酒石酸(简写为)是一种常用的食品添加剂，已知常温下酒石酸的电离平衡常数，草酸的电离平衡常数。下列说法正确的是
A. 在水溶液中的电离方程式为：
B. 常温下，往水溶液中继续加水稀释，溶液的逐渐增大
C. 水溶液中：
D. 与过量的水溶液反应的离子方程式：
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题干可知，为二元弱酸，在水溶液中的电离方程式为：、，A错误；
B．常温下，的水解常数为，则水溶液中电离大于水解，溶液显酸性，往水溶液中继续加水稀释，溶液中氢离子浓度减小，溶液的逐渐增大，B正确；
C．水溶液中由质子守恒可知：，C错误；
D．由题干提供电离常数可知，与过量的水溶液反应生成草酸根离子和，离子方程式：，D错误；
故选B。
二、非选择题(共60分)
11. 回收钴废料能有效缓解金属资源浪费、环境污染等问题。一种以含钴催化剂废料(主要含Co、Fe，还含有少量的CoO、FeO、、CaO、)制备氧化钴(Co2O3)的工艺流程如下图所示：


已知：ⅰ.金属钴与铁具有相似的化学性质；
ⅱ.氧化性。
回答下列问题：
（1）酸浸后，“滤渣”的主要成分有_______和_______(填化学式)。
（2）“除铁”时先加入NaClO溶液，主要反应的离子方程式为_______，再加入溶液调节pH为2.5~3.0，生成黄钠铁矾沉淀。
（3）基态钴原子的电子排布式为_______。
（4）中N原子的杂化轨道类型为_______。中除氢元素外，其他元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。
（5）所得可用于合成钛酸钴。一种钛酸钴的晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm，每个Co周围等距且紧邻的O共有_______个。设NA为阿伏加德罗常数的值，该钛酸钴晶体的密度为_______(列出计算式)。


【答案】（1） ①. ②.
（2）
（3）(或)
（4） ①. 杂化 ②. N>O>C
（5） ①. 12 ②. (或)
【解析】
【分析】含钴催化剂废料加入稀硫酸，二氧化硅不反应、硫酸钙微溶于水，故得到的滤渣为SiO2和CaSO4，滤液含有Fe2+、Fe3+、Co2+等；加入NaClO可将Fe2+ 氧化生成Fe3+，然后加入碳酸钠调节溶液的pH，可生成黄钠铁矾沉淀，过滤滤液中加入碳酸钠，得到碳酸钴，用盐酸溶解碳酸钴，再向所到溶液中加入草酸铵，得到草酸钴和滤液2，滤液2为氯化铵，最后煅烧生成氧化钴；
【小问1详解】
由以上分析可知，滤渣为SiO2和CaSO4；
【小问2详解】
“除铁”时加入NaClO，将Fe2+氧化为Fe3+利于铁离子生成沉淀同时次氯酸根离子生成氯离子，主要反应的离子方程式为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；
【小问3详解】
钴为27号元素，基态钴原子的电子排布式为(或)；
【小问4详解】
(NH4)2C2O4中N原子周围形成4个σ键，N原子杂化轨道类型为sp3；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能由大到小的顺序为N>O>C；
【小问5详解】
以顶角的Co为参考点，Co所在底面的xy平面上与之紧邻的O有4个，空间中还存在xz和yz平面，所以与Co紧邻的O的个数为12；
根据晶胞可知，一个晶胞中含有Co的数目为8× =1个，含有Ti的数目为1个，含有O的数目为6×=3个，晶胞的质量为，晶胞体积为(apm)3=(a×10-10cm)3 ，晶体密度为= =(或)g/cm3；
12. 化合物G可通过如下路线合成：

（1）E→F的反应类型为___________。
（2）A→B的反应会经历A→X→B的过程，其中X与B互为同分异构体且苯环上只有一个取代基。则X的结构简式为___________。
（3）G的同分异构体同时满足下列条件，写出两种该同分异构体的结构简式：___________。
①含苯环，1该物质与足量溴水反应最多消耗2
②分子含不同环境的氢原子数目之比为3∶3∶2∶2
（4）已知：① (R、R′表示烃基或H)
②与醇会转化为
写出以 、、、为原料制备 的合成路线流程图___________(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)
【答案】（1）加成 （2）
（3） ， （4） 或
【解析】
【分析】A发生取代反应引入支链生成B，B的碳氧双键发生加成反应转化为羟基生成C，C发生取代反应将醚键转化为羟基生成D，D与甲醇发生加成反应生成E，E自身发生加成反应生成F，F发生消去反应生成G；
【小问1详解】
由E、F的结构简式可知，E的碳碳双键与侧链链端的羟基发生加成反应生成F，故E→F的反应类型为加成反应。
【小问2详解】
A→B的反应可以看成为 取代苯环上羟基对位的氢原子，而A→B的反应会经历A→X→B的过程，且X与B互为同分异构体且苯环上只有一个取代基，则X为 取代羟基上的氢原子，故X的结构简式为 。
【小问3详解】
G的分子式为C9H10O3，不饱和度为5，其同分异构体同时满足下列条件，①含苯环，苯环不饱和度为4，侧链应有一个双键，1该物质与足量溴水反应最多消耗2，含有酚羟基，且酚羟基的邻、对位中只有两个氢原子，②分子含不同环境的氢原子数目之比为3∶3∶2∶2，则应该含有2个甲基，且分子结构较为对称，该同分异构体的结构简式位 或 。
【小问4详解】
由 与甲醇发生D到E的转化可生成 ， 发生信息反应①生成 ， 与氢气发生加成反应生成 ， 与HI发生取代反应生成 ， 发生催化氧化生成 ，故合成路线流程图为： 或 。
13. 某化学兴趣小组查阅文献资料了解到湿法合成高铁酸钾(K2FeO4)是目前人工成本最低、产品纯度最高的合成方法，其合成路线如图：

该兴趣小组根据文献资料设计了如图所示装置(部分夹持仪器已省略)制取K2FeO4。
已知：K2FeO4为紫色固体，具有强氧化性；在酸性或中性溶液中快速产生O2，在0℃~5℃、强碱性溶液中较稳定。

（1）仪器X的名称是_______。试剂Y的作用为_______。
（2）水浴方式是_______(填“冷水浴”或“热水浴”)。
（3）装置C中KOH过量的原因是_______。
（4）上述流程中，“提纯”所用方法是_______。
（5）称取1.98 g高铁酸钾样品，完全溶解于浓KOH溶液中，再加入足量亚铬酸钾｛K[Cr(OH)4]｝反应后配成100.00 mL溶液；取上述溶液20.00 mL于锥形瓶中，加入稀硫酸调至pH=2，并加入1 mL苯二胺磺酸钠作指示剂，用1.00 mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定，消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液5.76 mL。测定过程中发生反应：
a. Cr(OH)+FeO=Fe(OH)3+CrO+OH-
b. 2CrO+2H+=Cr2O+H2O
c. Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
则K2FeO4样品的纯度是_______。
（6）K2FeO4是一种新型、高效、多功能水处理剂，既能杀菌消毒，又能净化水中悬浮杂质，请解释K2FeO4作为多功能水处理剂原理：_______。
【答案】（1） ①. 蒸馏烧瓶 ②. 除去气体中HCl
（2）冷水浴 （3）K2FeO4在酸性或中性环境下不稳定，在碱性环境下稳定存在
（4）重结晶 （5）96%
（6）高铁酸钾具有强氧化性，可以杀菌消毒，且还原产物为铁离子，铁离子水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体
【解析】
【小问1详解】
根据仪器构造可知，仪器X为蒸馏烧瓶；装置A是氯气发生装置，是用浓盐酸和高锰酸钾制备氯气，浓盐酸挥发出的HCl气体，会干扰高铁酸钾的制备，装置B是为了除去氯化氢气体，所用试剂X为饱和食盐水，目的是除去气体中的HCl；
【小问2详解】
根据K2FeO4的性质可知，在0℃~5℃、强碱性溶液中较稳定，所以为了得到产品，需用冷水浴；
【小问3详解】
根据已知信息可知，K2FeO4在酸性或中性环境下不稳定，在碱性环境下稳定存在，所以在制备过程中KOH溶液需过量；
【小问4详解】
由工艺流程可知，制备纯粗产品经冷却结晶、分离后，再次进行提纯，这种方法为重结晶法；
【小问5详解】
根据题意得到n(硫酸亚铁铵)= 1.00mol·L−1×5.76×10−3L=5.76×10−3mol，根据关系式2 FeO ~ 2 CrO ~ Cr2O ~ 6 Fe2+ ，n(K2FeO4)=，m(K2FeO4) =×1.92×10−3mol ×198g/mol=1.9008g，w(K2FeO4) =×100%=96%，故答案为：96%；
【小问6详解】
K2FeO4中Fe的化合价为+6价，具有强氧化性，可以杀菌消毒，且还原产物为铁离子，铁离子水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体，所以K2FeO4是一种新型、高效、多功能水处理剂，既能杀菌消毒，又能净化水中悬浮杂质。
14. 的资源化利用和转化已成为当今科学研究的热点。
（1）325℃时，水在粉表面产生的可将转化成甲酸，同时生成。
①由、、制备甲酸的化学方程式为_______。
②直接加热与难以生成甲酸，该条件下能较快生成甲酸的原因是_______。
（2）加氢生成的主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
将的混合气体置于密闭容器中，达到平衡时，体系中温度和压强对的选择性影响如图所示。

①压强的大小：_______(填“＜”或“>”)
②的选择性随温度升高而下降的原因是_______。
（3）和环氧乙烷在作催化剂的条件下合成碳酸乙烯酯。
①溶液中加入尿素生成沉淀，同时有气体产生，该反应的离子方程式为_______。
②与沉淀剂(尿素、氢氧化钠)反应生成沉淀，过滤后将沉淀焙烧得到。与氢氧化钠作沉淀剂相比，用尿素作沉淀剂焙烧生成的作催化剂效果更好，其原因是_______。
③催化合成碳酸乙烯酯()可能的反应机理如图所示，根据元素电负性的变化规律，步骤Ⅰ、Ⅱ的过程可描述为_______。

【答案】（1） ①. ②. 反应生成的是与反应的催化剂
（2） ①. ＜ ②. 反应Ⅰ和反应Ⅲ为放热反应，温度升高，不利于反应正向进行，的选择性下降
（3） ①. ②. 焙烧释放更多的气体，制得的更加疏松多孔 ③. 环氧乙烷中的O原子吸附在上，环氧乙烷中的键断裂，中的C原子与结合，一个O原子与环氧乙烷中的一个C原子结合
【解析】
【小问1详解】
①由题意可知，325℃条件下，水与二氧化碳、锰反应生成一氧化锰和甲酸，反应的化学方程式为，故答案为：；
②催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，则直接加热氢气与二氧化碳难以生成甲酸，该条件下能较快生成甲酸说明反应生成的一氧化锰是氢气与二氧化碳反应的催化剂，故答案为：反应生成的是与反应的催化剂；
【小问2详解】
①反应Ⅰ是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，反应Ⅱ是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，所以增大压强，甲醇的选择性增大，由图可知，相同温度时，p1条件下甲醇的选择性小于p2，则压强p1小于p2，故答案为：＜；
②反应Ⅰ和反应Ⅲ都为放热反应，升高温度，不利于反应向正反应方向进行，所以甲醇的选择性下降，故答案为：反应Ⅰ和反应Ⅲ为放热反应，温度升高，不利于反应正向进行，的选择性下降；
【小问3详解】
①由题意可知，氯化镁溶液与尿素反应生成氯化铵、Mg5(CO3)4(OH)2沉淀和二氧化碳，反应的离子方程式为，故答案为：；
②Mg5(CO3)4(OH)2焙烧时，会释放更多的二氧化碳气体，导致制得的氧化镁更加疏松多孔，所以与氢氧化钠作沉淀剂相比，用尿素作沉淀剂焙烧生成的氧化镁作催化剂效果更好，故答案为：焙烧释放更多的气体，制得的更加疏松多孔；
③由图可知，步骤Ⅰ、Ⅱ的反应机理为环氧乙烷中的氧原子原子吸附在镁离子上，环氧乙烷中的碳氧键断裂，二氧化碳中的碳原子原子与氧离子结合，一个氧原子原子与环氧乙烷中的一个碳原子原子结合，故答案为：环氧乙烷中的O原子吸附在上，环氧乙烷中的键断裂，中的C原子与结合，一个O原子与环氧乙烷中的一个C原子结合。
15. 已知反应：
反应①：
反应②：
反应③：
在2 MPa，起始投料时，CO2的平衡转化率及CH3OCH3和CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图-1所示。

（1）① ΔH=___________
②从453-553℃，升高温度CO2平衡转化率降低的原因是___________。
③为提高单位时间内CH3OCH3产率。研发的催化剂需具备的特点是___________。
（2）在催化剂作用下，二甲醚还原NO的反应原理为 ΔH<0。在有氧和无氧的环境下，NO的去除率随温度变化如图-2所示。

①无氧环境下，在250~450℃范围内随着温度的升高，NO的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是___________。
②温度高于400℃时，NO去除率明显低于无氧环境的可能原因有___________。
【答案】（1） ①. ΔH=-122.5 kJ/mol ②. 在温度为453-553℃范围内，温度对反应Ⅱ的影响大于温度对反应Ⅰ的影响。升高温度，反应Ⅱ的化学平衡逆向移动，从而导致CO2平衡转化率降低 ③. 在较低温度下催化活性较强
（2） ①. 温度升高反应速率加快，NO的去除率升高；当温度升高至一定程度，逆反应速率也增大，且温度对吸热反应影响更大，因而逆反应速率增大倍数大于正反应速率增大的倍数，因而NO的去除率有所降低 ②. 温度升高导致催化剂的活性降低
【解析】
【小问1详解】
①已知反应：
反应①：
反应②：
反应③：
由盖斯定律可知，2×②+③得：ΔH=-122.5 kJ/mol；
②反应①为吸热反应，升温，平衡正向移动，反应②为放热反应，升温，平衡逆向移动；从453-553℃，升高温度CO2平衡转化率降低的原因是在温度为453-553℃范围内，温度对反应Ⅱ的影响大于温度对反应Ⅰ的影响。升高温度，反应Ⅱ的化学平衡逆向移动，从而导致CO2平衡转化率降低。
③生成CH3OCH3的反应为放热反应，较低的温度、合适的催化剂利于CH3OCH3的生成，故为提高单位时间内CH3OCH3产率，研发的催化剂需具备的特点是在较低温度下催化活性较强；
【小问2详解】
①温度升高利于反应速率增加，温度升高反应速率加快，NO的去除率升高；反应为放热反应，当温度升高至一定程度，逆反应速率也增大，且温度对吸热反应影响更大，因而逆反应速率增大倍数大于正反应速率增大的倍数，因而NO的去除率有所降低，故无氧环境下，在250~450℃范围内随着温度的升高，NO的去除率先迅速上升后上升缓慢；
②催化剂需要合适的催化温度，温度高于400℃时，NO去除率明显低于无氧环境的可能原因有温度升高导致催化剂的活性降低。