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化学填空题精练2
1．三氯硅烷是一种无机化合物，化学式为SiHCl3，无色液体，沸点为31.8℃，熔点
为-126.5℃，溶于苯、乙醚、庚烷等多数有机溶剂，易水解，主要用于制造硅酮化合物。
实验室根据反应Si+3HCl
SiHCl3+H2，利用如下装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。
回答下列问题：
(1)上述装置依次连接的合理顺序为(通HCl 气体) → (按气流方向，用小写字母
表示，仪器可重复使用)；仪器B 的名称为 。
(2)组装好仪器后进行的操作为 。
(3)装入药品后①通入HCl，②加热管式炉，③通冷凝水，先后顺序为 (填标号)，
判断制备反应结束的实验现象是 。
(4)装置E 中冰水浴的作用为 ，本实验装置的缺陷为 。
(5)已知电负性：Cl>H>Si，SiHCl3水解的化学方程式为 。
(6)采用如下方法测定溶有少量HCl 的SiHCl3纯度。m1g 样品经水解、干燥等预处理过程得
硅酸水合物后，经过高温灼烧、冷却，称量固体质量为m2g，则样品纯度为 %
(用含m1、m2的代数式表示)。
2．镍、钴、镁的氢氧化物在化工生产中有着重要的应用。某褐铁矿层红土矿(其含有金属
元素Fe，Ni、Mg，Mn 和少量Co)。某工厂以此为原料，制备镍、钴、镁的氢氧化物等产
品的工艺流程如下：
已知：①常温下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下表：
金属离子
Fe3+
Co2+
Ni2+
Mg2+
开始沉淀的pH
2.7
7.15
7.2
9.6
完全沉淀的pH
3.7
9.15
9.2
11.1
Co(OH)
②
2在空气中可被氧化成CoO(OH)。
③“氧化”过程中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸
1
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(H2SO5)，过一硫酸(H2SO5)溶液中含硫微粒有
、
。
回答下列问题：
(1)“加压酸浸”过程中，为增大褐铁矿层红土矿在硫酸中的浸出速率，可采取的措施为
。
(2)根据化合价判断lmolH2SO5中含有O—O 的数目为 ；用石灰乳调节pH=4，
Mn2+被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为 。
(3)“氧化”过程中保持空气通入速率不变，Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下图所示。SO2体
积分数为 时，Mn(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，Mn(Ⅱ)氧化速
率减小的原因是 。
(4)“沉钴镍”过程中加入NaOH 溶液，调节pH 的范围是 ，得到的Co(Ⅱ)在空气
中被氧化成Co(Ⅲ)的化学方程式为 。
(5)钴镍渣中钴含量的测定：处理钴镍渣使Co(Ⅱ)完全被氧化成Co(Ⅲ)，在稀硫酸中加入
0.1000g 处理后的样品，待样品完全溶解后加入足量KI 固体。充分反应后，调节溶液pH 为
3～4，以淀粉作指示剂，用0.01000mol·L-1Na2S2O3标准液滴定至终点，消耗标准溶液
25.00mL(已知：2Co3+＋2I-=2Co2++I2；I2＋2
=2I-+
)。样品中含Co(Ⅲ)元素的质量分
数为 。
3．以钒钼铅矿(主要成分为)
、
，还含有少量
)为原料分离钒和钼的工
艺流程如下：
已知：①随溶液pH 变化，钒以
、
等形式存在；②
。
回答下列问题：
(1)钒原子核外电子排布式 。
(2)“球磨破碎”的目的是 。
(3)“浸出”后，钒主要以
形式存在，写出相应反应的离子方程式： 。
(4)“净化渣”的主要成分除
外，还有 (填化学式)。
2
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(5)“浸出”操作中，加入
要适量，从保护环境的角度分析其原因： 。
(6)
煅烧过程中发生反应的化学方程式为 。
(7)向10 mL 0.2 mol⋅L
的滤液中加入等体积的
溶液，欲使
沉淀完全，
则
溶液的最小浓度为 mol⋅L
(忽略混合过程中溶液的体积变化，当溶液
中某离子的浓度
mol⋅L
时，认为该离子沉淀完全)。
4．石油开采的天然气含有H2S。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径。CH4
和H2S 重整制氢的主要反应如下：
反应Ⅰ：CH4(g)+2H2S(g)
CS
⇌
2(g)+4H2(g) ΔH1=+260kJ/mol
反应Ⅱ：CH4(g)
C(s)+2H
⇌
2(g) ΔH2=+90kJ/mol
反应Ⅲ：2H2S(g)
S
⇌
2(g)+2H2(g) ΔH3=+181kJ/mol
回答下列问题：
(1)H2S 分子的电子式为 。
(2)反应Ⅳ：CS2(g)
S
⇌
2(g)+C(s)ㅤΔH4= kJ/mol。
(3)保持反应器进料口总压为100kPa．分别以8kPaCH4、24kPaH2S(He 作辅气)与
25kPaCH4、75kPaH2S 进料。CH4平衡转化率与温度的关系如图1，含有He 的曲线为
，理由是 。
(4)假设在10L 的恒温刚性容器中，通入0.3mol CH4和0.15mol H2S 发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，
起始总压为P0.CH4和H2S 的转化率与时间的关系如图2，0～5min 内H2的化学反应速率为
mol/(L•min)；5min 时，容器内总压为 。
3
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(5)假设H2S 和CH4的混合气体在某固体催化剂上的吸附服从Langmuir 等温吸附(吸附分子
彼此不发生相互作用，且气体分子为单分子层吸附)。吸附等温式为：
。其中a 是气体的吸附系数，Vm是气体在固体表面
的饱和吸附量(标态)，P 是气体的分压，V 是气体分压为P 时的平衡吸附量(标态)。在一定
温度下，H2S 的吸附系数是CH4的4 倍，当H2S 的分压为2MPa 及4MPa，CH4和H2S 的分
压相同时，H2S 平衡吸附量分别为0.6m3/kg 和0.8m3/kg(已换算成标态)，则H2S 的吸附系数
为 MPa﹣1。
(6)与传统天然气制氢中需要脱硫将H2S 转化为硫黄和水相比，上述方法优点是 。
5．化合物G 是合成一种激酶抑制剂的中间体，其合成路线如下：
回答下列问题：
(1)有机物A 分子中含有的官能团的名称为 。
(2)反应A→B 的反应过程如图。
①反应Ⅰ需要的试剂和条件为 ，反应类型为 。
②由A 到B 的反应分两步进行，第一步为碱性条件下水解，第二步为酸化，写出第一步反
应的化学方程式： 。
4
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(3)C 的分子式为
，结构简式为 。
(4)K 是A 的同分异构体，满足下列条件的K 的结构有 种。
①含苯环且苯环上有2 个取代基
②能与碳酸氢钠溶液反应，且1molK 与足量碳酸氢钠溶液反应可生成标准状况下44.8L 的
气体
③无甲基
(5)写出以
、
为原料制备
的合成路线流程
图 （无机试剂和有机溶剂任用）。
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《化学填空题精练2》参考答案
1．(1) cdabghcdef、球形冷凝管(2)检查装置气密性(3)①③②、管式炉中没有固体剩余
(4)冷凝三氯硅烷、没有处理氢气的装置(5)
(6)
【详解】（1）由分析可知，上述装置依次连接的合理顺序为(通HCl 气体) →cdabghcdef；
仪器B 的名称为球形冷凝管；（2）制备SiHCl3时，由于氯化氢、SiHCl3和氢气都是气体，
所以组装好装置后，要先检查装置气密性；
（3）装入药品后，首先①通入HCl，排净装置中空气，然后③通冷凝水，使得B 装置处于
较低温度，再②加热管式炉，进行反应，故先后顺序为①③②，判断制备反应结束的实验
现象是当管式炉中没有固体剩余，即硅粉完全反应，此时反应结束；
（4）三氯硅烷无色液体，沸点为31.8℃，故装置E 中冰水浴的作用为冷凝三氯硅烷；尾气
中含有氢气，故本实验装置的缺陷为没有处理氢气的装置；
（5）已知电负性：Cl>H>Si，则SiHCl3中氯元素的化合价为-1，H 元素的化合价为-1，硅
元素化合价为+4，SiHCl3水解时氢元素发生归中反应，通过氧化还原反应生成氢气，同时
生成硅酸和HCl，化学方程式为
；
（6）m1g 样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，经过高温灼烧、冷却，称量固
体质量为m2g，得到固体为二氧化硅，根据硅元素守恒可知，样品纯度为
。
2．(1)褐铁矿层红土矿粉碎、适当升高温度、搅拌
(2) NA、
(3) 9.0%、SO2有还原性，过多将会降低H2SO5的浓度，降低Mn(Ⅱ)氧化速率
(4) 9.2-9.6、
(5)14.75%
【详解】（1）为增大褐铁矿层红土矿在硫酸中的浸出速率，可采取的措施为褐铁矿层红土
矿粉碎、适当升高温度、搅拌等；
（2）设1 分子H2SO5中含有O—O 的数目为a，则-2 价氧为5-2a，根据化合价代数和为零，
可知，1×2+6=2a+2×(5-2a)，a=1，则lmolH2SO5中含有O—O 的数目为NA；过一硫酸
(H2SO5)溶液中含硫微粒有
、
用石灰乳调节pH=4，则酸性条件下，主要存在
，
Mn2+被
氧化为MnO2，反应中锰化合价由+2 变为+4、过氧根中氧化合价由-1 变为-2，
结合电子守恒，该反应的离子方程式为
；
（3）根据图中所示，Mn(Ⅱ)氧化率相同时，SO2体积分数为9.0%时所用时间最短，速率最
大；继续增大SO2体积分数时，Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是：SO2有还原性，过多将会降
低H2SO5的浓度，降低Mn(Ⅱ)氧化速率；
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（4）“沉钴镍”过程中加入NaOH 溶液，使得钴镍转化为沉淀而镁离子不沉淀，结合表格
数据可知，调节pH 的范围是9.2-9.6；空气中氧气具有氧化性，得到的Co(Ⅱ)在空气中被氧
气氧化成Co(Ⅲ)，化学方程式为
；
（5）已知：2Co3++2I-=2Co2++I2；I2+2
=2I-+
，则2Co3+~ I2~
，样品中含Co(Ⅲ)
元素的质量分数为
。
3．(1)
或
(2)增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高钒钼铅矿的浸出率
(3)
+2S2-=
+2PbS (4)MgSiO3
(5)若Na2S 过量，S2-会随着浸出液进入“沉钼”操作中，后与“沉钼”过程中加入的酸反
应产生H2S 气体污染环境 (6)
(7)
【详解】（1）钒是23 号元素，基态钒原子核外电子排布式为：
或
。
（2）球黁破碎”是将矿石研磨的方法，其目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，
提高钒钼铅矿的浸出率。
（3）“浸出”过程中，
、
与Na2S 反应生成
、
以及
PbS，因此生成
的离子方程式为：
+2S2-=
+2PbS。
（4）“净化除杂”的目的是用Mg2+除去“浸出液”中的
，因此“净化渣”的主要成
分除Mg(OH)2外，还有MgSiO3。
（5）“浸出”操作中，若Na2S 过量，S2-会随着浸出液进入“沉钼”操作中，后与“沉
钼”过程中加入的酸反应产生H2S 气体污染环境。
（6）流程中可以看出
煅烧过程中会生成V2O5，反应前后V 元素的化合价未发生
变化，该反应为非氧化还原反应，因此发生反应的化学方程式为：
。
（7）向10 mL 0.2 mol L
⋅
的滤液中加入等体积的
溶液(忽略混合过程中溶液
的体积变化)，则沉淀
消耗
的物质的量n(
)=0.2mol/L×0.01L=0.002mol
，欲使
沉淀完全，结合钒酸铵的Ksp可得，溶液中
的最小浓度为
2
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，因此
溶液的最小浓度为
。
4．(1)
(2)+11 (3) M、总压一定，充入氦气，反应物分压减小，相当于减压，
反应Ⅰ、Ⅱ均正向移动，CH4平衡转化率增大
(4) 1.2×10-3、
P0 (5)0.4 (6)H2S 得到了综合利用，3 步反应均生成了H2
【详解】（1）H2S 为共价化合物，其电子式为
；
（2）根据盖斯定律可知，反应Ⅱ+Ⅲ
Ⅰ
﹣＝Ⅳ，则CS2(g)
S
⇌
2(g)+C(s)ㅤΔH4＝ΔH2+ΔH3﹣
ΔH1＝(90+181－260)kJ/mol＝+11kJ/mol；
（3）保持反应器进料口总压为100kPa。分别以8kPaCH4、24kPaH2S（He 作辅气）与
25kPaCH4、75kPaH2S 进料。CH4平衡转化率与温度的关系如图1，含有He 的曲线为M，
理由是总压一定，充入氦气，反应物分压减小，相当于减压，反应Ⅰ、Ⅱ均正向移动，
CH4平衡转化率增大
（4）由图可知，0～5min 内消耗的CH4为0.3mol×5%＝0.015mol，消耗的H2S 为
0.15mol×20%＝0.03mol，根据氢原子守恒，则生成H2的物质的量为n(H2)＝
2×0.015mol+0.03＝0.06mol，0～5min 内H2的化学反应速率为v(H2)
1.2×10-
3mol/(L•min)；
设反应Ⅰ转化了xmolCH4，则反应Ⅱ转化了(0.015－x)molCH4，反应Ⅰ转化了2xmolH2S，
反应Ⅲ转化了(0.03-2x) molH2S，列三段式有
，5min 时，n(CH4)=0.285mol，
n(H2S)=0.12mol，n(H2)＝0.06mol，n(CS2)=xmol，n(S2)=(0.015-x)mol，n(总)=0.48mol，起始
总压为P0，气体总量为0.45mol，根据压强之比等于物质的量之比，可得5min 时，容器内
3
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总压为
×P0=
P0；
（5）根据题意可知方程：①
，②
，联立方程①与②，解得：α1＝0.4MPa﹣1；
（6）与传统天然气制氢中需要脱硫将H2S 转化为硫黄和水相比，上述方法优点是H2S 得到
了综合利用，3 步反应均生成了H2。
5．(1)醛基、酯基和醚键 (2)浓硝酸、浓硫酸、加热 取代反应
(3)
(4)6
(5)
【详解】（1）有机物A 分子中含有的官能团的名称为醛基、酯基和醚键；
（2）①由分析可知，反应Ⅰ需要的试剂和条件为浓硝酸、浓硫酸、加热；反应类型为取代
反应；
②由A 到B 的反应分两步进行，第一步为碱性条件下水解，第二步为酸化，写出第一步反
应的化学方程式：
；
（3）由分析可知，C 结构简式为:
；
（4）K 是A 的同分异构体，满足①含苯环且苯环上有2 个取代基；②能与碳酸氢钠溶液反
应，且1molK 与足量碳酸氢钠溶液反应可生成标准状况下44.8L 的气体，说明含有2mol 羧
基；③无甲基，则符合要求的同分异构体为：
、
、
4
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、
、
、
共6 种；
（5）以
、
为原料制备
的合成路线流程
图为：
5
