mol3·L－3＝1.3×10－28mol3·L－3，而此时c（Cr3＋）·c3（OH－）＝0.1×1.3×10－28＝1.3×10－29>6.3×10－31，故Cr2＋也会沉淀，因此不能通过调节pH，实现Al3＋和Cr3＋的分离，D项错误。
26．CaS可用于制备发光漆，用作脱毛剂、杀虫剂、硫脲等，还用于医药工业、重金属处理及环境保护。
某化学探究小组在实验室中利用反应：
CaSO4＋C
CaS＋CaO＋SO2↑＋CO↑＋CO2↑，制备硫化钙并检验产物，可选用的装置如下：
已知：
①C及E～H中的试剂均为足量。
②酸性KMnO4溶液作氧化剂时，锰元素被还原成Mn2＋。
③CaS与H2O反应生成Ca（OH）2和H2S。
回答下列问题：
（1）实验1：
若只检验生成物中是否含有CO，可采用的装置组合为____________（按气流方向，填字母组合），生成物中存在CO的现象是________________________________________________________
________________。
（2）实验2：
若只检验生成物中是否含有CO2，可采用的最简单的装置组合为________（按气流方向，填字母组合），除去SO2的离子方程式为_________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________。
（3）实验3：
若同时检验CO2和SO2，采用的装置组合为____________（按气流方向，填字母组合）。
（4）若制备反应的条件完全相同，将产生的气体全部通入上述实验装置中，得到的有关数据如下表所示：
序号
实验前
实验后
实验1
装置C硬质玻璃管连同CuO质量为26.80g
装置C硬质玻璃管连同反应后固体质量为26.64g
实验2
装置G连同溶液质量为187.50g
装置G连同反应后溶液及沉淀的质量为188.38g
实验3
装置D、H连同溶液质量和为373.60g
装置D、H连同溶液质量和为374.24g
写出CaSO4和焦炭在高温条件下反应生成CaS的化学方程式：
________________________________________________________________________。
（5）为了证明硫化钙的化学式设计如下实验：
将一定质量（m1g）的样品溶于足量的饱和Na2CO3溶液中，通过________________________操作，称得固体质量为m2g，则表示硫化钙组成的计算式为n（Ca）∶n（S）＝________________（用含m1、m2的代数式表示）。
答案
（1）AFECG（或AFGECG）
装置C中黑色固体变为红色，装置G中澄清石灰水变浑浊
（2）AHG 5SO2＋2MnO
＋2H2O===2Mn2＋＋5SO
＋4H＋
（3）ADHG或AHG
（4）2CaSO4＋3C
CaS＋CaO＋SO2↑＋2CO2↑＋CO↑
（5）过滤、洗涤、干燥
∶
解析
（1）CaSO4和C反应条件是高温，反应装置选择A，只检验CO，利用CO还原CuO，然后检验产物中是否含有CO2。
CaSO4和C反应生成CO2和SO2，这两种气体对后面实验产生干扰，必须除去，然后CO还原CuO，最后通入澄清石灰水检验生成的CO2。
（2）SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊，首先利用SO2的还原性除去SO2，然后再通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成，因此顺序是A→H→G；SO2与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为5SO2＋2MnO
＋2H2O===2Mn2＋＋5SO
＋4H＋。
（3）CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊，先检验SO2，可以利用SO2的还原性或漂白性，然后再通入澄清石灰水中检验CO2。
（4）根据实验1，装置C中发生CO＋CuO
CO2＋Cu，装置C反应前后固体质量相差（26.80－26.64）g＝0.16g，根据差量法，求出CO的物质的量为
mol＝0.01mol，实验2：
装置G的作用是吸收CO2，增加的是CO2的质量，即为（188.38－187.50）g＝0.88g，合
mol＝0.02mol，实验3：
装置D和H是检验和吸收SO2，增加的质量为SO2的质量，即为（374.24－373.60）g＝0.64g，合
mol＝0.01mol，因此SO2、CO2、CO的物质的量之比为0.01∶0.02∶0.01＝1∶2∶1，即三种气体的化学计量数之比为1∶2∶1，此反应的化学方程式为2CaSO4＋3C
CaS＋CaO＋SO2↑＋2CO2↑＋CO↑。
（5）加入饱和碳酸钠溶液中，产生的沉淀是CaCO3，需要过滤、洗涤、干燥、称量，根据钙原子守恒，即硫化钙中n（Ca2＋）＝
mol，硫化钙中硫元素的物质的量为
mol，两者物质的量之比为
∶
。
27．工业上可用铬铁矿（主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有Al2O3、MgCO3、SiO2等杂质）为原料制备重铬酸钾晶体和绿矾的流程如下：
已知：
Ⅰ.常见离子沉淀的pH范围
离子
Fe3＋
Al3＋
Mg2＋
SiO
AlO
开始沉淀
1.9
4.2
8.1
9.5
10.2
沉淀完全
3.2
5.3
9.4
8.0
8.5
Ⅱ.焙烧过程中主要发生反应：
2FeO·Cr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO3===4Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2↑＋7NaNO2。
（1）绿矾的化学式为________。
（2）焙烧后的混合物中除含有Na2CrO4、NaNO2和过量的Na2CO3、NaNO3外，还含有NaAlO2和Na2SiO3等物质，则焙烧过程中生成NaAlO2的化学方程式为______________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________。
（3）固体Y的主要成分为__________________（填写化学式）。
（4）酸化过程中用醋酸调节pH＝5的目的为____________________；若pH调节的过低，NO
可被氧化为NO
，其离子方程式为____________________________________________________________________________。
（5）调节pH＝5后，加入KCl控制一定条件，可析出K2Cr2O7晶体，说明溶解度：
K2Cr2O7________Na2Cr2O7（填“大于”或“小于”）。
（6）流程中的一系列操作为____________________________________
__________________________________。
答案
（1）FeSO4·7H2O
（2）Na2CO3＋Al2O3
2NaAlO2＋CO2↑
（3）H2SiO3和Al（OH）3
（4）将CrO
转化为Cr2O
Cr2O
＋3NO
＋8H＋===2Cr3＋＋3NO
＋4H2O
（5）小于
（6）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
解析
（2）铬铁矿主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有Al2O3、MgCO3、SiO2等杂质，焙烧时加入碳酸钠和NaNO3，Al2O3与Na2CO3反应生成NaAlO2，化学方程式为Na2CO3＋Al2O3
2NaAlO2＋CO2↑。
（3）焙烧时SiO2与Na2CO3反应生成Na2SiO3，加水浸取后过滤，Na2SiO3进入滤液，加入醋酸调节pH＝7～8，生成H2SiO3沉淀；由表中数据可知，AlO
在pH≤8.5时沉淀完全，则调节pH过程中NaAlO2转化为Al（OH）3沉淀，故固体Y的主要成分为H2SiO3和Al（OH）3。
（4）CrO
与Cr2O
之间存在平衡：
2CrO
＋2H＋
Cr2O
＋H2O，酸化过程中用醋酸调节pH＝5，可使平衡正向移动，将CrO
转化为Cr2O
。
若pH调节的过低，溶液中c（Cr2O
）较大，溶液的氧化性较强，可将NO
氧化为NO
，而Cr2O
则被还原为Cr3＋，结合守恒规律写出离子方程式：
Cr2O
＋3NO
＋8H＋===2Cr3＋＋3NO
＋4H2O
。
（5）调节pH＝5后，加入KCl控制一定条件，可析出K2Cr2O7晶体，说明K2Cr2O7的溶解度小于Na2Cr2O7的溶解度。
（6）FeSO4易溶于水且溶解度受温度影响较大，故从FeSO4溶液中获得FeSO4·7H2O晶体，要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作。
28．随着科学技术的发展和环保要求不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
Ⅰ.工业上使用的捕碳剂有NH3和（NH4）2CO3，它们与CO2可发生如下可逆反应：
NH3（l）＋H2O（l）＋CO2（g）
NH4HCO3（aq） ΔH1
2NH3（l）＋H2O（l）＋CO2（g）
（NH4）2CO3（aq） ΔH2
（NH4）2CO3（aq）＋H2O（l）＋CO2（g）
2NH4HCO3（aq）ΔH3
则ΔH3＝________（用含ΔH1、ΔH2的代数式表示）。
Ⅱ.目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的化学反应方程式为CO2（g）＋4H2（g）
CH4（g）＋2H2O（g），已知：
H2的体积分数随温度的升高而增加。
（1）该反应的ΔS________0（填“>”“<”或“＝”），该反应的ΔH________0（填“>”或“<”）。
（2）在恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2并发生上述反应，T℃下，CO2物质的量浓度c（CO2）随时间t变化的曲线如图所示。
下列能说明反应达到平衡状态的是________（填字母代号）。
A．体系压强保持不变
B．混合气体密度保持不变
C．甲烷和水蒸气的物质的量之比保持不变
D．H2的质量分数保持不变
（3）T℃下，反应前20s的平均反应速率v（H2）＝________（用含a、b的代数式表示）。
（4）T℃下，该反应的平衡常数K＝________（用含a、b的代数式表示）。
（5）若降低温度，反应重新达到平衡，则v（正）________；CO2转化率________（填“增大”“减小”或“不变”）。
Ⅲ.工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，其装置示意图如图所示：
（1）在阳极区发生的反应包括__________________________________
_________________________________________和H＋＋HCO
===CO2↑＋H2O。
（2）简述CO
在阴极区再生的原理：
___________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________。
答案 Ⅰ.2ΔH1－ΔH2
Ⅱ.
（1）< <
（2）AD （3）
mol/（L·s）
（4）
（5）减小 增大
Ⅲ.
（1）4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
（2）阴极H＋放电产生H2，OH－浓度变大并与HCO
反应使CO
再生
解析 Ⅰ.根据盖斯定律，可知ΔH3＝2ΔH1－ΔH2。
Ⅱ.
（1）这是一个气体体积减小的反应，所以ΔS<0。
因为温度升高时，H2的体积分数增大，即平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，ΔH<0。
（2）A项，反应正向进行时，气体物质的量减小，反应逆向进行时，气体物质的量增大，当容器体积不变时，二者都会导致体系内压强改变，所以体系压强不变的状态一定是化学平衡状态，正确；B项，由于反应进行过程中气体的质量始终保持不变，容器体积不变时，混合气体密度始终不变，所以混合气体密度不变时不一定是化学平衡状态，错误；C项，反应开始时只有CO2和H2，所以生成的CH4与H2O物质的量之比始终为1∶2，则CH4与H2O物质的量之比保持不变时不一定是化学平衡状态，错误；D项，反应正向进行时H2质量分数减小，反应逆向进行时H2质量分数增大，所以H2质量分数不变时，一定是化学平衡状态，正确。
（3）前20sΔc（CO2）＝（a－b）mol/L，则v（CO2）＝
，v（H2）＝
×4＝
mol/（L·s）。
（4）平衡建立过程中，反应消耗CO2为（a－b）mol/L，则参加反应的H2为4（a－b）mol/L，生成CH4为（a－b）mol/L、H2O为2（a－b）mol/L，所以反应达到平衡时，CO2为bmol/L，H2为[a－4（a－b）]mol/L＝（4b－3a）mol/L，CH4为（a－b）mol/L，H2O为2（a－b）mol/L，K＝
。
（5）温度降低时，化学反应速率减小，重新建立平衡后，v（正）也减小。
由于该反应是放热反应，降低温度后平衡正向移动，所以CO2的转化率增大。
Ⅲ.
（1）电解时还原性最强的OH－在阳极放电生成O2，反应原理为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，反应的OH－来源于水，所以电解时阳极产生H＋，H＋＋HCO
===CO2↑＋H2O。
（2）阴极区氧化性最强的H＋放电生成H2，H＋主要来源于水，故电解时阴极产生OH－，OH－＋HCO
===H2O＋CO
，使CO
得到再生。
35．[化学——选修3：
物质结构与性质]
贝壳、珍珠、方解石的主要成分均为CaCO3，回答下列问题：
（1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。
灼烧CaCO3的焰色为________（填标号）。
A．黄色 B．红色
C．紫色 D．绿色
（2）CaCO3中三种元素第一电离能由小到大的顺序是______________。
CaCO3中的化学键除了σ键外，还存在________。
（3）关于CO2和CO
的下列说法正确的是________。
a．两种粒子中心原子的价层电子对数相同
b．两种粒子的中心原子均无孤电子对
c．键角：
CO2>CO
d．两种粒子的中心原子杂化方式相同
（4）难溶碳酸盐易分解，CaCO3、BaCO3热分解温度更高的是________，原因是____________________________________________
______________________________________。
（5）方解石的菱面体结构如图1，沿三次轴的俯视图为正六边形，如图2。
方解石的六方晶胞结构如图3，晶胞底面为平行四边形，其较小夹角为60°，边长为anm，晶胞高为cnm。
A在俯视图中为a，则B在俯视图中的位置为________（填字母）。
方解石的六方晶胞中，Ca2＋和CO
的个数比为________；若阿伏加德罗常数的值为NA，则该方解石的密度为________g·cm－3（列出计算式）。
答案
（1）B
（2）Ca（3）bc
（4）BaCO3 Ca2＋半径比Ba2＋小，对CO
中的O2－吸引力更大，且产物CaO比BaO更稳定
（5）d 1∶1
×1021
解析
（1）钠元素的焰色为黄色，钾元素的焰色为紫色，铜元素的焰色为绿色，钙元素的焰色为红色，故灼烧CaCO3的焰色为红色。
（2）CaCO3中三种元素的第一电离能由小到大的顺序为Ca中除了含有σ键外还有π键。
（3）CO2分子中的中心C原子的价层电子对数为2，中心C原子无孤电子对，杂化方式为sp杂化，CO2为直线形结构，键角为180°，CO
升级会员 