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1、元素化学06：氢、氧和水第第题（7分）1CaH2Na2CO3十2H2OCaCO32NaOH2H2（1.5分）2NaBH42H2ONaBO24H2 LiAlH44H2OLiOHAl(OH)34H2（各1分）3Ca、KH（各1.5分） H2（0.5分）题（7分）离子型氢化物氢元素可以和金属元素化合生成离子型化合物和配合物1写出CaH2与Na2CO3溶液的反应的方程式；2写出NaBH4、LiAlH4分别与水反应的方程式；3在两个烧杯中分别有100g蒸馏水，在第一个烧杯中加2g固体A，在第二各烧杯中加入2g固体B，两种物质均完全和水反应，且在两种情况下都放出相同体积的气体C，然后向两个烧杯各通入1.1
2、2L CO2气体，使与其中含有的物质完全反应，同时形成相同质量的盐，当向两个烧杯继续通入1.12L CO2时，第一个烧杯中盐的质量增加了0.62倍，第二个烧杯中盐的质量没有变化。试确定A、B、C的化学式。第第题（8分）1（1分） （1分） 212（1.5分）3氧气的溶解度较氢气大（氧气可以通过氢键和水形成O2H2O），所以收集的体积就小，计算结果偏大！（1.5分）4（1）N2H4O2N22H2O 2Na2SO3O22Na2SO4（各1分）（2）Na2SO4为电解质，对锅炉材料有腐蚀作用（或加速了电化学腐蚀作用）（1分）题（8分）O2的溶解和去除1光学实验表明：氧溶于水后有氧的水合物O2H2O和
3、O22H2O生成，其中后者较不稳定，写出它们的结构简式；2已知氧气在水中的溶解度为氮气的2倍，考虑到空气中氮气和氧气的含量，估算空气溶于水后的氧气和氮气的体积比。3通电分解水实验所产生的O2和H2的体积比（理论值）为12。已知，在标准状况下H2的密度为0.0899g/L，O2的密度为1.429g/L。但根据该实验计算得到的O2的密度为1.438g/L。试分析O2的密度出现误差的主要原因（不包括操作失误和仪器失准所致）。4除去高压锅炉用水中溶解的氧气常用的试剂有N2H4（肼）、Na2SO3。（1）写出两种试剂和O2的反应方程式；（2）与N2H4相比，用Na2SO3的缺点是什么？第第题（13分）1
4、材料 信息（各0.5分）2氢能是最理想的清洁能源之一。氢气燃烧的唯一产物是水，无环境污染问题。氢能是一种二次能源。自然界不存在纯氢，必须从含氢的物质中制得氢作为水的组成，可以说资源丰富。而且氢能是可以利用其它能源（如热能、电能、太阳能和核能等）来制取的二次可再生能源。氢作为能源放出的能量远远大于煤、石油、天然气等能源。另外，氢气是一种理想的能源载体。氢气具有可储、可输的性质，可作为一种能源储存和运输。储能可以达到合理利用能源的目的。氢能也可进行大规模运输。（各0.5分，基本答对其中三点大意给满分）3CH4H2OCO3H2 碳、天然气、石油资源面临枯竭，该反应尚需消耗很高的能量（该反应为吸热反应
5、），因此，此法不是理想的长久的方法。（各1分）4（1）SO2I2H2O2HIH2SO4 2HIH2I2 2H2SO42SO2O22H2O反应最难进行（各0.5分）（2）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。（1分）5（1）电解1mol水消耗能量284kJ（根据氢气燃烧热确定），1m3 H2约45mol（标准状态估算），能量利用率约88%（4%）。（1.5分）（2）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。（1
6、分）6光合作用 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。（各1分） 7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）；金属储氢材料储存后再运输。（各0.5分）题（13分）氢能源能源是当今社会发展的三大支柱之一，是制约国家经济发展的瓶颈。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H21/2O2H2O，H284kJ。1当今社会发展的三大支柱除能源外，还包括哪2
7、项；2试分析为什么“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源？3目前世界上的氢绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取。如：用水蒸气与炽热的碳反应为CH2OCOH2。请在写出由天然气制取氢的反应方程式。并分析此类制氢是否是理想的长久方法。4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2H2O2H2O2，其循环过程分三步进行： SO2I2H2OAB A？ 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。5目前，氢总量只有4%左右由电解水的方法制取。（1）每生产1m3氢气需要耗电约4度，请估算电解水中能量的利用率。（2）电解水法制氢一
8、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。6目前，有人提出一种最经济最理想的获得的氢能源的循环体系，如右图所示：这是一种最理想的氢能源循环体系，类似于 （填理科教材中一名词），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 。7列举两种方法简单安全地输送氢气。第第题（5分）1336mg/L（2分） 不符合要求（0.5分）2b流程（1分） a流程中通过A管后阴离子代换的OH使Fe3、Al3沉积树脂表面而失去净水能力（1.5分）题（5分）硬水测定和软化1水
9、中的Ca2和Mg2是引起水的硬度的主要因素，硬度的表示方法是：将水中的Ca2和Mg2都看作Ca2，并将其质量折算成Ca2的质量，以1L水中含有的CaO的质量来表示。可用一定浓度的Y溶液进行滴定，Y跟Ca2和Mg2都以等物质的量完全反应。该工厂现用地下水生产纯净水，取地下水样品25.0mL，用0.0100mol/L Y溶液滴定，完全反应时消耗Y溶液15.0mL。试判断该地下水是否可直接用来生产纯净水（硬度1.7mg/L）？2用含有主要杂质为Fe3、Al3、Na、Cl、SO42等离子的水置备去离子水时，应选用右图哪个流程，为什么？第第题（10分）1O22（1分）2（3分）型体键级原子间距/pm键能
10、/(kJ/mol)O22121490O22.5112625O21.5132O2211492003HO2的酸性比H2O2强（1分）4（1）O2BF4（1分）（2）4O2BF42H2O5O24HBF4（1.5分）（3）O2F2O2F2（1分） O2F2BF3O2BF41/2F2（1.5分）题（10分）O2的离子化合物制备含O2、O22甚至O2的化合物是可能的，通常它们是在氧分子进行下列各种反应时生成的：1已知在上述型体中有一种是反磁的，指出是哪一种。2已知上述四种型体中OO原子间的距离为112pm、121pm、132pm和149pm。有三种型体的键能约为200kJ/mol、490kJ/mol和62
11、5kJ/mol，另一种因数值不定未给出。把这些数值填在下表中合适的位置。型体键级原子间距/pm键能/(kJ/mol)O22O22.5O21.5O2213比较H2O2和HO2的酸性；4将O2、F2、BF3在低温下混合后用紫外光照射，生成了一种白色晶体A，A不稳定，在室温下缓慢分解。X衍射表明A是11型离子型化合物。（1）写出A的化学式（表示出微观化学物种）；（2）写出A与水的反应方程式；（3）A的合成实际上分两步进行，第一步为O2与F2反应生成中间产物；第二步由中间产物与BF3发生氧化还原反应，该反应每生成1mol A则产生0.5mol的气体。写出两步反应。第第题（7分）15/3（1分）2水中需
12、氧有机物含量低（1分）3（1）7.9mg/L（1.5分）（2）（0.5分）4（1）K2Cr2O76(NH4)2Fe(SO4)27H2SO4K2SO4Cr2(SO4)33Fe2(SO4)36(NH4)2SO47H2O（1分）（2）480mg/L（1.5分）（3）印染厂、造纸厂（0.5分）题（7分）水污染与COD在一定条件下，选用强氧化剂处理一定量水样时所消耗氧化剂的量，可以相对表示氧化水中还原性有机物即“需氧有机物”所需氧气的量。因此，若把每升水所能消耗氧化剂的量换算成相当量的O2（mg/L），就称为被测水样的“化学需氧量”，符号是COD。所用氧化剂有K2Cr2O7和KMnO4两种。使用K2Cr
13、2O7测定的COD，表示为CODCr。使用KMnO4测定水中需氧有机物，一般只适用于需氧有机物含量较低的天然水体，此时所得每升水KMnO4的耗用量（mg/L），就直接用来表示水体中需氧有机物的相对含量，特称为“高锰酸盐指数”。我国按水质从高到低，将地面水环境的质量标准分成5类，其中的高锰酸盐指数、CODCr和与此相关的每升水中所含溶解氧的量（mg/L）三项参数标准，如下表所示：参数类类类类类高锰酸钾指数 246810CODCr 15以下15以下152025溶解氧 饱和率90%6532试按下列要求分析表中的数据：1类水域为农业用水区，与集中式生活饮用水水源地二级保护区的类水域相比，为高锰酸盐指数
14、和CODCr所表明的水中需氧有机物控制量的最大极限值，前者是后者的几倍。2类水域，作为源头水的国家自然保护区，其高锰酸盐指数的标准为小于2，溶解氧标准为接近空气中O2在水中的饱和数据（饱和率为90%时的数据约为8.4mg/L）。规定两者数据一低一高的根据是什么？3取100.00mL水样，按操作规定，加入5mL 13 H2SO4酸化后，在沸水浴中能与2.50mL的0.0020mol/L KMnO4溶液反应而刚好使红色褪去。（1）计算该水样的高锰酸盐指数；（2）该指数符合一般工业用水区的几类水域的该项参数标准。4现有某废水样品20.00mL，加入10.00mL 0.0400mol/L K2Cr2O7溶液，并加入适量酸和催化剂，加热反应2小时。在指示剂存在下用0.100mol/L Fe(NH4)2(SO4)2溶液滴定多余的K2Cr2O7，共用去Fe(NH4)2(SO4)2溶液12.00mL。（1）写出K2Cr2O7与F
