物质
Na
S
Al2O3
熔点/℃
97.8
115
2050
沸点/℃
892
444.6
2980
（4）根据如表所示数据，判断该电池工作的适宜温度应为________（填字母）。
A．100℃以下 B．100～300℃
C．300～350℃D．350～2050℃
（5）关于钠硫电池，下列说法正确的是_______（填字母）。
A．放电时，电极A为负极
B．放电时，Na＋的移动方向为从B到A
C．充电时，电极A应连接电源的正极
D．充电时电极B的电极反应式为S
－2e－===xS
（6）25℃时，若用钠硫电池作为电源电解500mL0.2mol·L－1NaCl溶液，当溶液的pH变为13时，电路中通过的电子的物质的量为________mol，两极的反应物的质量差为______g。
（假设电解前两极的反应物的质量相等）
解析：
Ⅰ.
（1）由已知，根据盖斯定律，由①＋2×②－2×③得：
CH4（g）＋CO2（g）2CO（g）＋2H2（g） ΔH＝（a＋2b－2c）kJ·mol－1。
（2）据反应物和生成物可知，参与大气循环的无机化合物为二氧化碳，等物质的量的CO和H2可合成二甲醚（CH3OCH3），同时生成了CO2，根据原子守恒，该反应的化学方程式为3CO＋3H2
CH3OCH3＋CO2。
（3）①由题图得知，温度在250～300℃时，乙酸的生成速率降低的轨迹同催化剂的催化效率降低是同步的，所以温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是催化剂的催化效率降低，使得化学反应速率降低；②温度升高，催化剂的催化效率继续降低，化学反应速率加快，所以化学反应速率加快的原因是温度升高。
Ⅱ.（4）根据题表数据，原电池工作时，控制的温度应为满足Na、S为熔融状态，也就是温度不能超过444.6℃，否则硫会变成蒸气，发生危险，也不能低于115℃，则适宜温度应高于115℃而低于444.6℃，只有C项符合。
（5）由电池反应式Na2Sx
2Na＋xS分析充放电过程知：
放电时，钠化合价升高，被氧化，故电极A为负极，A项正确；放电时，B是正极，A是负极，Na＋由A极向B极移动，B项错误；充电时，电极A发生还原反应，应连接电源的负极，C项错误；充电时，B极是电解池的阳极，发生氧化反应，电极反应式为S
－2e－===xS，D项正确。
（6）电路串联时通过电路中的电量是相等的，电解NaCl溶液的反应式为2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，每生成2molNaOH转移电子2mol，当溶液的pH变为13时，c（OH－）＝0.1mol·L－1，生成NaOH物质的量为n（NaOH）＝0.1mol·L－1×0.5L＝0.05mol，转移电子0.05mol；阳极是Na被氧化为Na＋，Na＋转移到阴极区生成Na2Sx，转移的Na＋的质量为23g·mol－1×0.05mol＝1.15g，负极Na质量减少1.15g，正极质量增加1.15g，两极的反应物的质量差为1.15g＋1.15g＝2.3g。
答案：
（1）a＋2b－2c
（2）3CO＋3H2
CH3OCH3＋CO2
（3）①催化剂的催化效率降低，化学反应速率降低
②温度升高，化学反应速率加快
（4）C （5）AD （6）0.05 2.3
27．利用水钴矿（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等）制取草酸钴的工艺流程如图所示：
已知：
①浸出液含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋、Al3＋等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Co（OH）2
Al（OH）3
Mn（OH）2
完全沉淀的pH
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
（1）浸出过程中加入Na2SO3的目的是__________________________________。
（2）制取NaClO3可以将氯气通入到热的浓氢氧化钠溶液，该反应的离子方程式为____________________________________________；实验需要制取10.65gNaClO3，需要的氯气由电解食盐水生成，若不考虑反应过程中的损失，则同时生成的氢气的体积为______（标准状况下）。
（3）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。
滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是____________；使用萃取剂适宜的pH是________（填字母）。
A．接近2.0 B．接近3.0 C．接近5.0
（4）除“钙、镁”是将溶液中Ca2＋与Mg2＋转化为MgF2、CaF2沉淀。
已知Ksp（MgF2）＝7.35×10－11、Ksp（CaF2）＝1.05×10－10。
当加入过量NaF后，所得滤液中
＝________。
（5）工业上用氨水吸收废气中的SO2。
已知NH3·H2O的电离常数K＝1.8×10－5，H2SO3的电离常数K1＝1.2×10－2，K2＝1.3×10－8。
在通入废气的过程中：
①当恰好形成正盐时，溶液中离子浓度的大小关系为_________________________。
②当恰好形成酸式盐时，加入少量NaOH溶液，反应的离子方程式为_____________。
解析：
（1）Na2SO3具有还原性，能够将溶液中的Co3＋、Fe3＋还原。
（2）氯气通入到热的浓氢氧化钠溶液中生成NaClO3，反应的离子方程式为3Cl2＋6OH－
ClO
＋5Cl－＋3H2O；10.65gNaClO3的物质的量为
＝0.1mol，需要Cl20.3mol，根据电解食盐水的方程式2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑可知，生成0.3molCl2的同时生成H2的体积为0.3mol×22.4L·mol－1＝6.72L。
（3）根据流程图和已知信息②可知，滤液Ⅱ中存在Mn2＋、Co2＋，由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液pH在3.0～3.5之间，可使Mn2＋基本沉淀完全，并防止Co2＋转化为Co（OH）2沉淀。
（4）
＝
＝
＝0.7。
（5）①氨水中水的电离受到抑制，吸收二氧化硫过程中，碱性逐渐减弱，水的电离程度增大，最后生成正盐亚硫酸铵，盐类的水解促进水的电离，因此水的电离程度逐渐增大；正盐为亚硫酸铵，在亚硫酸铵溶液中，由于K（NH3·H2O）>K2（H2SO3），故SO
的水解程度大于NH
的水解程度，则溶液呈碱性，因此c（NH
）>c（SO
）>c（OH－）>c（HSO
）>c（H＋）。
②NH4HSO3与NaOH溶液反应生成亚硫酸铵和水，反应的离子方程式为HSO
＋OH－===SO
＋H2O。
答案：
（1）将Co3＋、Fe3＋还原
（2）3Cl2＋6OH－
ClO
＋5Cl－＋3H2O 6.72L
（3）除去Mn2＋ B
（4）0.7
（5）①c（NH
）>c（SO
）>c（OH－）>c（HSO
）>c（H＋）
②HSO
＋OH－===SO
＋H2O
28．硫代硫酸钠（Na2S2O3），俗名海波、大苏打。
通常为无色晶体，易溶于水，难溶于酒精，受热、遇酸易分解。
医学上用于抢救氰化物中毒，常用于碘化法的测量。
工业制备的反应原理为2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2，实验室模拟该工业过程的装置如图所示。
回答下列问题：
（1）c中试剂为____________。
（2）反应开始后，c中先有淡黄色浑浊产生，后又变为澄清，此浑浊物是________。
（3）实验中要控制SO2生成速率，可采取的措施有__________________（写出一条）。
（4）控制c中的溶液的pH接近7，停止通入SO2。
若未控制好，导致溶液pH<7，会影响产率，原因是（用离子方程式表示）______________________________。
（5）d装置盛放的氢氧化钠溶液的作用是________________________。
（6）停止通入SO2后，向c中加入适量的氢氧化钠溶液，将溶液转移到蒸发皿中，水浴加热浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤，洗涤晶体所用的试剂为________（填化学式）。
（7）为检验制得的产品的纯度，该实验小组称取5.0g的产品配制成250mL溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：
在锥形瓶中加入25mL0.01mol·L－1KIO3溶液，并加入过量的KI酸化，发生下列反应：
5I－＋IO
＋6H＋===3I2＋3H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，发生反应：
I2＋2S2O
===2I－＋S4O
，当蓝色褪去且半分钟内不变色时达到滴定终点。
实验数据如表：
实验序号
1
2
3
Na2S2O3溶液体积/mL
19.98
20.02
21.18
则该产品的纯度是________（用百分数表示，保留1位小数）。
间接碘量法滴定过程中可能造成实验结果偏低的是________（填字母）。
A．滴定终点时仰视读数
B．锥形瓶用蒸馏水润洗
C．滴定管未用Na2S2O3溶液润洗
D．滴定管尖嘴处滴定前无气泡，滴定终点发现气泡
解析：
（1）气体发生器中提供制备硫代硫酸钠反应物之一的SO2，故装置c中提供该反应的另外两种反应物：
硫化钠溶液和碳酸钠溶液。
（2）反应开始时，S2－与SO2发生氧化还原反应生成难溶的S单质沉淀。
（3）影响反应速率的外界条件有温度、浓度等，故可通过控制体系温度，调节酸的滴加速度或调节酸的浓度等条件达到控制SO2生成速率的目的。
（4）酸性条件下Na2S2O3发生歧化反应生成S和SO2。
（5）未反应的SO2会对环境造成污染，故可用碱液吸收其尾气。
（6）由题干信息“硫代硫酸钠难溶于酒精”可知可用酒精洗涤硫代硫酸钠晶体，减少其损失。
（7）比较表格中的3组数据，第3组误差较大，不予采用，故滴定所用Na2S2O3溶液的体积平均值为20.00mL。
根据给出的两个化学方程式可得出关系式：
IO
～3I2 ～ 6S2O
25×10－3L×0.01mol·L－120.00×10－3L×c（S2O
）
故c（S2O
）＝0.075mol·L－1，故250mL硫代硫酸钠溶液中的n（S2O
）＝0.075mol·L－1×0.25L＝0.01875mol，即m（Na2S2O3）＝2.9625g，其纯度为
×100%＝59.25%≈59.3%。
滴定终点时仰视读数，则读取的数值偏大，导致消耗Na2S2O3溶液的体积增加，测定结果偏低，A项正确；锥形瓶用蒸馏水洗涤，不影响测定结果，B项错误；滴定管未用Na2S2O3溶液润洗，则未润洗的滴定管对加入的溶液起到稀释作用，导致浓度偏低，C项正确；滴定管尖嘴处滴定前无气泡，滴定终点发现气泡，则实际消耗Na2S2O3溶液的体积减小，测定结果偏高，D项错误。
答案：
（1）硫化钠溶液和碳酸钠溶液（写化学式也可）
（2）硫（或S）
（3）控制反应温度（或调节酸的滴加速度或调节酸的浓度等）
（4）S2O
＋2H＋===S↓＋H2O＋SO2↑
（5）吸收SO2等尾气，防止污染空气
（6）CH3CH2OH（或C2H5OH或C2H6O）
（7）59.3% AC
三、选考题
35．[物质结构与性质]铁被誉为“第一金属”，铁及其化合物广泛应用于生活、生产、国防等领域。
（1）Fe2＋是构成人体血红蛋白（如图1所示）的重要元素，基态Fe2＋简化的电子排布式为______________；用物质结构与性质知识分析Fe2＋在空气中容易被氧化成Fe3＋的主要原因：
__________________________。
（2）血红蛋白中所含非金属元素的电负性由小到大的顺序为________________；碳原子的杂化轨道类型为________杂化。
（3）羰基铁[Fe（CO）5]可用作催化剂等。
1mol[Fe（CO）5]分子中含有________molσ键，与CO互为等电子体的离子的化学式为____________（写一种）。
（4）据报道，工业上可电解熔融的FeO、Fe2O3冶炼高纯铁。
Fe2O3的熔点________（填“高于”或“低于”）FeO的熔点，理由是______________________。
（5）铁晶体有面心立方、体心立方。
在这两种晶体中铁的配位数之比为______________。
（6）某种氮化铁晶体的晶胞如图2所示。
已知：
该晶胞边长、高分别为anm、bnm，NA＝6.02×1023mol－1。
①该氮化铁晶体的化学式为________。
②列式表示该氮化铁晶体的密度：
____________。
解析：
（1）Fe2＋的简化电子排布式为[Ar]3d6，Fe3＋的价电子排布式为3d5,3d能级达到半充满稳定结构。
（2）血红蛋白中含有的非金属元素为碳、氮、氧、氢，电负性分别为2.5、3.0、3.5、2.1，血红蛋白分子中有两种碳原子：
一种是与周围4个原子形成4个单键，碳原子采用sp3杂化；另一种是与3个原子形成3个σ键、1个π键，碳原子采用sp2杂化。
（3）CO与N2互为等电子体，CO分子中含1个σ键，1个CO分子与Fe形成1个配位键，配位键也是σ键，所以，1个[Fe（CO）5]分子含有10个σ键。
与CO互为等电子体的离子有多种，如C
、CN－、NO＋等。
（4）工业上可电解熔融的氧化铁、氧化亚铁冶炼铁，说明氧化铁、氧化亚铁均是离子晶体，离子晶体的熔点高低由晶格能大小决定，而晶格能由离子半径、离子所带电荷数决定。
（5）面心立方晶胞中Fe原子的配位数为12，体心立方晶胞中，Fe原子的配位数为8。
（6）①氮化铁晶胞是六棱柱，顶点原子贡献率为
，面心原子贡献率为
，体内原子贡献率为1，棱上原子贡献率为
。
观察氮化铁晶胞知，12个铁位于六棱柱顶点、2个铁位于面心、3个铁位于体内，2个氮位于体内。
所以，1个氮化铁晶胞中含铁原子数为12×
＋2×
＋3＝6，氮原子数为2，氮化铁晶体的化学式为Fe3N。
②六棱柱的底由6个正三角形组成，对正三角形作高，30°角对应的直角边是斜边的一半，所以该氮化铁晶体的体积V＝
a2b×10－21cm3，氮化铁晶体的密度为
g·cm－3。
答案：
（1）[Ar]3d6 Fe2＋的价电子排布式为3d6易失去一个电子达到3d5半充满结构，Fe3＋比Fe2＋稳定
（2）H（3）10 CN－、C
、NO＋（任写一种）
（4）高于 FeO、Fe2O3都是离子晶体，Fe3＋的
升级会员 