Question

化学知识与生产生活息息相关。

I.硅及其化合物

（1）硅及其化合物在现代信息技术中应用广泛。其中用于制造计算机芯片的材料是__________（写化学式），用于制造光导纤维的材料是__________（写化学式）。光导纤维在碱性土壤中易被腐蚀，请写出相关的离子反应方程式______________________

II.氯及其化合物

（2）漂白粉是生活常备用品，其主要成份是__________________（写化学式）；漂白粉保存不当易变质，请写出漂白粉失效的方程式________________；如不小心把漂白粉与洁厕灵（主要成份为盐酸）混合，易生成氯气使人中毒。请写出有关反应的离子方程式________________________。

（3）某实验小组，向一定量的石灰乳中缓慢匀速地通入足量氯气，发现产物中还混有了ClO₃^－，他们讨论后认为，是反应放热温度升高的原因。并画出了ClO^－、ClO₃^－两种离子的物质的量（n）与反应时间(t)的关系曲线，粗略表示为下图（不考虑氯气和水的反应）。

①图中曲线I表示_____________离子的物质的量随反应时间变化的关系。

②所取石灰乳中含有Ca(OH)₂的物质的量为__________mol。

③另取一份与②等物质的量的石灰乳，以较大的速率通入足量氯气，反应后测得产物中Cl^－的物质的量为0.37mol，则产物中n(ClO^－)/n(ClO₃^－)=______________。

III.氮及其化合物

（4）硝酸生产过程中排放出来的废气，含NO、NO₂等大气污染物。

①工业上常用原理：NO_x+NH₃→N₂+H₂O，使其转化为无毒的N₂，现有NO、NO₂的混合3.0L，可与3.5L相同状况的NH₃完全反应，全部转化为N₂，则在原混合气体中NO和NO₂的物质的量之比是_____________；

②已知碱能除去硝酸尾气：2NO₂+2NaOH＝NaNO₂+NaNO₃+H₂O;NO+NO₂+2NaOH＝2NaNO₂+H₂O

根据硝酸尾气处理的反应原理，下列气体中不能被过量NaOH溶液吸收的是_______________

A．1molO₂和4molNO₂　   

B．1molO₂和4molNO　

C．1molNO和5molNO₂　 　

D．4molNO和1molNO₂

（5）汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物而污染大气，造成产生氮的氧化物的主要原因是_____________

A．燃烧含氮化合物燃料　　　　　　　

B．燃烧含铅汽油

C．由于燃烧不充分　　　　　　　　　

D．内燃机中空气中的N₂在高温下被氧化

Answer

Si SiO2 SiO２ ＋2OH－=SiO32-+H2O CaCl2、Ca(ClO)2 Ca(ClO)2 ＋CO２+H2O=2HClO+CaCO3↓ 2HClO 2HCl＋O2↑ ClO- ＋Cl-＋2H+=Cl2 ↑+H2O ClO- 0.25 7：6 1:3 D D

【解析】（1）考查硅和二氧化硅的用途，利用晶体硅是良好的半导体，因此制造计算机芯片的材料是晶体硅，化学式为Si；光导纤维的成分是SiO2；SiO2属于酸性氧化物，与碱发生复分解反应，即SiO2＋2OH－=SiO32－＋H2O；（2）考查漂白粉的成分和失效的原因，漂白粉是Ca(ClO)2和CaCl2的混合物；碳酸的酸性强于次氯酸，因此有Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3＋2HClO，HClO见光受热分解，2HClO 2HCl＋O2↑；两者发生氧化还原反应，生成氯气，即离子反应方程式为ClO－＋Cl－＋2H＋=H2O＋Cl2↑；（3）考查氧化还原反应中得失电子数目守恒，①根据题意，产生ClO3－的原因是反应是放热，温度升高造成的，说明反应开始时没有ClO3－的生成，即I的曲线为ClO－，II的曲线为ClO3－；②反应生成的产物是CaCl2、Ca(ClO)2、Ca(ClO3)2和H2O，t2时刻时，产生ClO3－和ClO－的物质的量为0.05mol、0.10mol，根据得失电子数目守恒，求出n(Cl－)=n(ClO－)＋5n(ClO3－)，即n(Cl－)=( 0.10＋5×0.05)mol=0.35mol，因此Ca(OH)2的物质的量为[n(Cl－)＋n(ClO－)＋n(ClO3－)]/2=(0.05＋0.1＋0.35)/2mol=0.25mol；③根据得失电子数目守恒，有n(Cl－)=n(ClO－)＋5n(ClO3－)=0.37mol，Ca(OH)2的物质的量为[n(Cl－)＋n(ClO－)＋n(ClO3－)]/2=0.25mol，解得n(ClO－)=0.07mol，n(ClO3－)=0.06mol，因此有n(ClO－)/n(ClO3－)=7/6；（4）考查氧化还原反应中得失电子数目守恒，以及化学计算，①相同状况下，气体体积比等于其物质的量之比，令NO的体积为xL，则NO2的体积为(3－x)L，根据得失电子数目守恒，有2x＋(3－x)×4=3×3.5，解得x=0.75L，NO2的体积为2.25L，两者比值为0.75：2.25=1：3；②A、根据4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，NO2和O2恰好完全反应，生成HNO3，然后HNO3与NaOH反应，气体全部被吸收，故A错误；B、发2NO＋O2=2NO2，氧气不足，按照氧气进行计算，生成2molNO2，剩余2molNO，根据信息，2molNO2和2molNO，在氢氧化钠溶液中全部被吸收，故B错误；C、根据题干中两个反应方程式，气体全部吸收，故C错误；D、根据上述反应方程式，NO过量，气体不能被完全吸收，故D正确；（5）考查环境污染的来源，汽车尾气中氮的氧化物是由空气中的氮气在高温下与氧气反应生成，故选项D正确。

点睛：本题的难点是利用得失电子数目守恒进行化学计算，氧化剂得到电子的物质的量等于还原剂失去电子的物质的量，一般是氧化剂的物质的量×变价原子右下角系数×化合价的变化值=还原剂的物质的量×变价原子右下角系数×化合价的变化值，如（4）①的计算。