21．(8分)已知固體混合物A由NaHCO₃、KHCO₃、MgCO₃、CaCO₃四種物質中的兩種混合而成。請通過計算和推理回答下列各小題：

(1)取A與足量的鹽酸反應：

①若n(A)為定值，生成氣體的量即為定值，則A的組成可能有________種。

②若m(A)為定值，生成氣體的量即為定值，則A的可能組成是(填寫化學式)：________、________；______、________；________、________。(可以不填滿)

(2)若先將A加熱分解，剩余固體再與足量的鹽酸反應，且先后兩次產生的氣體分別通過足量的澄清石灰水生成的沉淀均為10.0 g，則n(A)＝________mol。

[解析]　(1)①n(A)為定值，生成氣體的量即為定值，即C原子物質的量守恒，觀察四種物質，當n(A)為定值，C原子的物質的量也定下來，因“四種物質中的兩種混合而成”，故A的組成可能有6種。②因C原子的物質的量跟所給各物質的物質的量相等，當m (A)為定值，生成氣體的量即為定值，即混合物中物質的平均摩爾質量相等，找出四種物質中摩爾質量相等的一組即是A的可能組成。(2)依題沉淀物CaCO₃的質量均為10.0 g，據(jù)碳原子守恒，n(A)為碳原子物質的量的總和，即0.20 mol。

[答案]　(1)①6�、贜aHCO₃、MgCO₃

KHCO₃、CaCO₃　(2)0.20

20．(10分)某化工廠為了綜合利用生產過程中的副產品CaSO₄與相鄰的合成氨廠聯(lián)合設計了以下制備(NH₄)₂SO₄的工藝流程。

請回答以下問題：

(1)沉淀池中發(fā)生的主要反應方程式是__________________________________，該反應能夠發(fā)生的原因______________________________________________________。

(2)提純?yōu)V液以獲得(NH₄)₂SO₄晶體，必要的操作步驟是________(填寫序號)。

A．蒸干　　　　　 B．蒸發(fā)

C．冷卻結晶　 　　　　　　　　　　　　　 D．過濾

(3)該生產過程中可以循環(huán)使用的X是________。

(4)上述生產流程中，有關NH₃的作用及說明正確的是________(填寫序號)。

A．提供制備所需的氮元素

B．增大CO的濃度促進反應進行

C．作反應的催化劑

D．生產1 mol (NH₄)₂SO₄，至少消耗2 mol NH₃

[解析]　沉淀池沉淀出來的物質是CaCO₃，煅燒該物質可以獲取生產所需的CO₂。

[答案]　(1)CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O===CaCO₃+(NH₄)₂SO₄　生成的CaCO₃的溶解度小于CaSO₄，有利于反應向正向進行　(2)BCD　(3)CO₂　(4)ABD

19．(8分)化合物A、D、F是中學化學中最常見的物質，化合物B、C、E中含有兩種相同的元素，這些化合物之間存在如圖所示關系。其中A和B的反應是一種重要化工生產中的主要反應。

據(jù)此推斷：

(1)在A、C、F中含有的相同元素是________________________________。

(2)化合物C的化學式為__________________，化合物A的水溶液呈________性。

(3)C的水溶液和D能否發(fā)生反應？__________。其理由是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

[解析]　顯然，要回答題中的有關問題，必須要確定各字母所代表的具體物質。首先，根據(jù)A和B的反應是一種重要化工生產中的主要反應作為突破口來建立嘗試的依據(jù)。在中學化學中所介紹的重要化工生產主要有以下幾種：接觸法制硫酸、氨催化氧化法制硝酸、合成氨工業(yè)、硅酸鹽工業(yè)、電解飽和食鹽水(即氯堿工業(yè))、煉鐵和煉鋼等。根據(jù)這些化工生產的主要反應，代入進行嘗試，結合框圖所示的邏輯關系，不難得出這樣的結論：即A和B的反應應是硅酸鹽工業(yè)的主要反應。已知硅酸鹽工業(yè)的主要反應為：①Na₂CO₃+SiO₂Na₂SiO₃+CO₂↑，②CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑。把反應①和②分別代入框圖進行嘗試，均符合圖示邏輯關系，那么反應①和②是否都可以作此題的答案呢？注意根據(jù)題中所問“化合物A的水溶液顯________性”，說明物質A可溶，而CaCO₃是難溶于水的，顯然只有反應①是最符合題意的。

[答案]　(1)鈉元素　(2)Na₂SiO₃　堿　(3)能　碳酸的酸性比硅酸強，可發(fā)生復分解反應Na₂SiO₃+CO₂+H₂O===H₂SiO₃↓+Na₂CO₃

18．(12分)晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：

①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅

②粗硅與干燥HCl氣體反應制得SiHCl₃：Si+3HClSiHCl₃+H₂

③SiHCl₃與過量H₂在1 000-1 100 ℃反應制得純硅

已知SiHCl₃能與H₂O強烈反應，在空氣中易自燃。

請回答下列問題：

(1)第①步制備粗硅的化學反應方程式為________________________________。

(2)粗硅與HCl反應完全后，經冷凝得到的SiHCl₃(沸點33.0 ℃)中含有少量SiCl₄(沸點57.6 ℃)和HCl(沸點－84.7 ℃)，提純SiHCl₃采用的方法為________。

(3)用SiHCl₃與過量H₂反應制備純硅的裝置如下圖所示(熱源及夾持裝置略去)：

①裝置B中的試劑是____________________。裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是________________________。

②反應一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是______________________，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是__________________，裝置D中發(fā)生反應的化學方程式為__________________________________________________________。

③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應溫度以及________________________________________________________________________。

④為鑒定產品硅中是否含微量鐵單質，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑(填寫字母代號)是________。

a．碘水　b．氯水　c．NaOH溶液　d．KSCN溶液　e．Na₂SO₃溶液

[解析]　本題是制取高純硅的實驗，反應原理是：Si+3HClSiHCl₃+H₂，SiHCl₃+H₂Si+3HCl。因此要先制取H₂，由題中信息知，SiHCl₃與H₂O強烈反應，且在空氣中自燃，因此實驗中要除去H₂O，故B裝置為干燥裝置，實驗成功還得要排凈裝置中的空氣，又由于SiHCl₃與H₂需要在1 000-1 100 ℃間的高溫下反應，故D用耐高溫的石英管，同時還要把SiHCl₃和H₂通入到D中，據(jù)題中信息SiHCl₃的沸點較低，故C用熱水加熱可以使SiHCl₃揮發(fā)到D中。

[答案]　(1)SiO₂+2CSi+2CO↑　(2)分餾(蒸餾)

(3)①濃H₂SO₄　使滴入燒瓶中的SiHCl₃汽化

②有固體物質生成　在反應溫度下普通玻璃會軟化

SiHCl₃+H₂Si+3HCl

③排盡裝置中的空氣�、躡d

106.5 　　6

　　　　　　　 　213 kg　 　m(H₂)

m(H₂)＝12 kg，n(H₂)＝6 000 mol，V(H₂)＝134.4 m³。

[答案]　(1)氯氣　a　d　濃硫酸

(2)①SiCl₄+2H₂+O₂SiO₂+4HCl　②0.35

(3)134.4

17．(14分)(2009年重慶理綜)工業(yè)上電解飽和食鹽水能制取多種化工原料，其中部分原料可用于制備多晶硅。

(1)上圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖，電解槽陽極產生的氣體是________；NaOH溶液的出口為________(填字母)；精制飽和食鹽水的進口為________(填字母)；干燥塔中應使用的液體是________。

(2)多晶硅主要采用SiHCl₃還原工藝生產，其副產物SiCl₄的綜合利用受到廣泛關注。

①SiCl₄可制氣相白炭黑(與光導纖維主要原料相同)，方法為高溫下SiCl₄與H₂和O₂反應，產物有兩種，化學方程式為______________________________________________。

②SiCl₄可轉化為SiHCl₃而循環(huán)使用，一定條件下，在20 L恒容密閉容器中的反應：

3SiCl₄(g)+2H₂(g)+Si(s)4SiHCl₃(g)

達平衡后，H₂和SiHCl₃物質的量濃度分別為0.140 mol/L和0.020 mol/L，若H₂全部來源于離子交換膜法的電解產物，理論上需消耗純NaCl的質量為________kg。

(3)采用無膜電解槽電解飽和食鹽水，可制取氯酸鈉，同時生成氫氣，現(xiàn)制得氯酸鈉213.0 kg，則生成氫氣________m³(標準狀況)。

[解析]　(1)電解飽和食鹽水的電極反應分別為：陰極：2H⁺+2e^－===H₂↑；陽極：2Cl^－－2e^－===Cl₂↑。所以陽極產物為氯氣，H⁺在陰極放電，水中的c(OH^－)增大，即NaOH在陰極(a處)產生。電解飽和食鹽水所用的陽離子交換膜只允許陽離子(Na⁺)通過，阻止陰離子和氣體通過，電解過程中，Cl^－在陽極大量消耗，因此應在陽極區(qū)(d處)補充NaCl。干燥塔干燥的氣體為Cl₂，應用濃H₂SO₄。

(2)①光導纖維為SiO₂，產物為兩種，另一種物質只能為HCl。

②n(H₂)＝×20＝3 mol，由

2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

2×58.5 　　　　　　　　　　　　　　 　2

　 m(NaCl)　 　　　　　　　　6 g

m(NaCl)＝351 g≈0.35 kg。

(3)由題意，可寫出反應的化學方程式為：

NaCl+3H₂ONaClO₃+3H₂↑

16．現(xiàn)有CO和H₂的混合氣體V L，在高溫下與足量氧化鐵和氧化銅混合物完全反應，產物再與足量CH₄混合，全部轉化成CO和H₂混合物(反應前后都在標準狀況下)根據(jù)信息，能計算下列物理量的是

(　)

①原氣體中CO與H₂體積比　②參加反應的氧化銅和氧化鐵質量比�、圩詈蟮玫降腃O和H₂總體積　④消耗甲烷的物質的量

A．①③　 　　　　　　　　　　　　　　　　 B．②③

C．①④　 　　　　　　　　　　　　　　　　 D．③④

[解析]　發(fā)生相關化學反應有：3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂，CO+CuOCu+CO_2,3H₂+Fe₂O₃2Fe+3H₂O，H₂+CuOCu+H₂O，CO₂+CH₄2CO+2H₂，H₂O+CH₄CO+3H₂，根據(jù)反應式知，V L(CO、H₂)最后得到4V L(CO、H₂)，同時消耗V L CH₄。原混合氣體中CO和H₂可以是任意比。

[答案]　D

第Ⅱ卷 (非選擇題，52分)

15．下列飽和溶液中通入過量CO₂氣體，肯定無沉淀的一組是

(　)

①NaOH　②Na₂CO₃�、跱a₂SiO₃　④Ca(ClO)₂�、軨aCl₂

A．①③　 　　　　　　　　　　　　　 B．②④

C．②⑤　 　　　　　　　　　　　　　 D．④⑤

[解析]　飽和NaOH中通過量CO₂生成NaHCO₃沉淀；Na₂CO₃飽和溶液中通入過量CO₂也生成NaHCO₃沉淀；因為NaHCO₃溶解度比NaOH、Na₂CO₃都�。煌ㄈ隢a₂SiO₃中有H₂SiO₃沉淀；通入Ca(ClO)₂中生成Ca(HCO₃)₂和HClO無沉淀；與CaCl₂不反應。所以④⑤中無沉淀。

[答案]　D

14．PbO₂微熱時會分解成PbO和O₂，PbO是一種不溶于水但易溶于酸的黃色物質。把適量黑褐色PbO₂粉末投入熱水，一邊攪拌，一邊通入SO₂氣體，結果得到白色不溶物。下列判斷中錯誤的是

(　)

A．PbO₂具有氧化性

B．白色不溶物為PbSO₃

C．白色不溶物是PbSO₄

D．白色不溶物既是氧化產物，又是還原產物

[解析]　依題意，PbO₂投入熱水在攪拌條件下通入SO₂，發(fā)生反應的化學方程式為2PbO₂===2PbO+O₂↑；2SO₂+2H₂O+O₂===2H₂SO₄；PbO+H₂SO₄===PbSO₄+H₂O。疊加起來，容器內發(fā)生反應的總方程式為PbO₂+SO₂===PbSO₄。由上式看PbO₂作氧化劑，SO₂作還原劑，PbSO₄既是氧化產物又是還原產物。

[答案]　B

13．近期《美國化學會志》報道，中國科學家以二氧化碳為碳源，金屬鈉為還原劑，在470 ℃ 80 MPa下合成出金剛石，具有深遠意義。下列說法不正確的是

(　)

A．由二氧化碳合成金剛石是化學變化

B．金剛石是碳的一種同位素

C．鈉被氧化最終生成碳酸鈉

D．金剛石中只含有非極性共價鍵

[解析]　本題是結合給出的信息，判斷說法不正確的選項，因為金剛石是一種單質，與同位素概念沒有關系，所以說“金剛石是碳的一種同位素”是錯誤的。A項顯然是正確的；金屬鈉是活潑金屬，可被CO₂氧化為Na₂O，此反應是在CO₂環(huán)境下進行，Na₂O與CO₂反應生成了Na₂CO₃，所以C項正確；金剛石中只含有“C-C”非極性共價鍵，D項正確。

[答案]　B