甘肃省武威第六中学2022-2023学年高三化学上学期第二次阶段性考试试题(Word版附解析)
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这是一份甘肃省武威第六中学2022-2023学年高三化学上学期第二次阶段性考试试题(Word版附解析),共19页。试卷主要包含了单选题等内容,欢迎下载使用。
武威六中2022年秋季学期高三年级第二次阶段性考试
化学试卷
考试时间:90分钟
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 S 32 N 14 Al 27 P 31
第I卷(选择题)
一、单选题。(每小题3分,共计45分)
1. 2022年6月17日,中国第三艘航空母舰——“福建舰”正式下水,它是目前世界上最大的常规动力航母,配置了先进的电磁弹射和阻拦装置。下列说法错误的是
A. 电磁弹射技术可使舰载机快速起飞,电能属于二级能源
B. 氮化镓常用于雷达系统,其属于新型无机非金属材料
C. 低磁合金钢常用于舰体材料,其强度、熔点均高于纯铁
D. 航母燃料是重油,重油通过燃烧将化学能转变为热能、机械能等
【答案】C
【解析】
【详解】A.电能是由水能、热能、风能、核能、光能、化学能等其他形式的能量转换而来,属于二次能源,故A正确;
B.氮化镓是第三代半导体材料,在通信、雷达等方面有着独特优势,属于新型无机非金属材料,故B正确;
C.低磁钢属于铁合金,其强度、韧性等机械性能优于纯铁,但其熔点低于纯铁,故C错误;
D.重油通过燃烧可将化学能转变为热能、光能、机械能等其他形式的能量,故D正确;
故选C。
2. 下列化学用语表达正确的是
A.HClO的电子式
B.用分子式的变化表示化学平衡建立的示意图
C.乙炔分子比例模型
D.不同类型化学反应间的关系
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.HClO的结构式为H-O-Cl,其电子式为,故A正确;
B.可逆反应特点之一是反应物、生成物同时存在,根据题中所给平衡后示意图,平衡体系中没有SO2,故B错误;
C.是乙炔的球棍模型,乙炔的比例模型为,故C错误;
D.所有的置换反应都属于氧化还原反应,故D错误;
答案为A。
3. 下列有关物质分类或归类中,正确的是
①胶体:碳纳米管(具有纳米尺度的直径)、氢氧化铁胶体、淀粉溶液
②纯净物:硝酸、液氯、冰水混合物
③化合物:CaCl2、NaOH、HCl、HD
④共价晶体:金刚石、Na2O、BN、SiO2
⑤电解质:明矾[KAl(SO4)2•12H2O]、石膏、硫酸、纯碱
⑥同素异形体:C60、C70、金刚石、石墨烯
A. ②⑤⑥ B. ①③⑥ C. ①⑤⑥ D. ③⑤⑥
【答案】A
【解析】
【详解】①碳纳米管是单质,不是胶体,①错误;
②硝酸、液氯、冰水混合物都是由单一组分构成的,属于纯净物,②正确;
③HD是由同种元素构成的单质,③错误;
④Na2O是由钠离子和氧离子构成的离子化合物,④错误;
⑤明矾[KAl(SO4)2•12H2O]、石膏、硫酸、纯碱都属于电解质,⑤正确;
⑥C60、C70、金刚石、石墨烯都是由碳元素构成的结构不同的单质,互为同素异形体,⑥正确;
正确是:②⑤⑥;
故选A。
4. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 在新制饱和氯水中:、、、
B. 在能使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:、、、
C. 在加入铝粉能产生的溶液中:、、、
D. 在的溶液中:、、、
【答案】D
【解析】
【详解】A.新制氯水具有强氧化性会将还原性的亚硫酸根氧化,A不能共存;
B.能使红色石蕊试纸变蓝的溶液中有大量的氢氧根,氢氧根与碳酸氢根不共存生成水和碳酸根,B不能共存;
C.加入铝粉能产生氢气的溶液可能是酸溶液也可能是碱溶液,碱性溶液亚铁不共存,酸性条件下的硝酸根不能与铝粉产生氢气,C不能共存;
D.的溶液是碱性溶液,与、、、可以大量共存,D正确;
故选D。
5. 用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 与混合物中含C原子数为
B. 标准状况下,与分子所含电子数目均为NA
C. 的溶液中离子数为
D. 32g环状分子中含有的S—S键数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.HCHO与CH3COOH的实验式都为CH2O,60gHCHO与CH3COOH混合物中含“CH2O”的物质的量为=2mol,所含碳原子数为2NA,A项正确;
B.标准状况下HF不呈气态,2.24LHF的物质的量不等于0.1mol,其中所含电子数不等于NA,B项错误;
C.在K2Cr2O7溶液中存在平衡:+H2O⇌2+2H+,在1LpH=4的0.1mol/LK2Cr2O7溶液中的物质的量小于0.1mol,离子数小于0.1NA,C项错误;
D.1个S8中含8个S—S键,32gS8的物质的量为=0.125mol,所含S—S键的物质的量为1mol,即含有S—S键数为NA,D项错误;
答案选A。
6. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 红褐色固体全部溶于氢碘酸溶液:
B. 用石墨电极电解溶液:
C. 将等浓度的溶液与溶液按体积比2∶3混合:
D. 洁厕灵(含HCl)与“84”消毒液混合后产生氯气:
【答案】C
【解析】
【详解】A.氢碘酸中碘离子具有还原性会与三价铁离子发生氧化还原反应,A错误;
B.石墨电极电极氯化镁溶液:,B错误;
C.将等浓度的溶液与溶液按体积比2∶3混合:,C正确;
D.洁厕灵(含HCl)与“84”消毒液混合后产生氯气:,D错误;
故选C。
7. 下列操作规范且能达到实验目的的是
A. 图甲测定醋酸浓度 B. 图乙测定中和热
C. 图丙稀释浓硫酸 D. 图丁萃取分离碘水中的碘
【答案】A
【解析】
【详解】A.氢氧化钠溶液呈碱性,因此需装于碱式滴定管,氢氧化钠溶液与醋酸溶液恰好完全反应后生成的醋酸钠溶液呈碱性,因此滴定过程中选择酚酞作指示剂,当溶液由无色变为淡红色时,达到滴定终点,故A选;
B.测定中和热实验中温度计用于测定溶液温度,因此不能与烧杯内壁接触,并且大烧杯内空隙需用硬纸板填充和大小烧杯口部平齐,防止热量散失,故B不选;
C.容量瓶为定容仪器,不能用于稀释操作,故C不选;
D.分液过程中长颈漏斗下方放液端的长斜面需紧贴烧杯内壁,防止液体留下时飞溅,故D不选;
综上所述,操作规范且能达到实验目的的是A项,故答案为A。
8. 催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,其反应过程与能量关系如图1所示;有氧条件下,催化还原NO的反应历程如图2所示。下列说法正确的是
A. 图1所示热化学方程式为
B. 图2所示催化脱硝过程中既有极性共价键的断裂和形成,也有非极性共价键的断裂和形成
C. 图2所示反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1
D. 脱硝过程中使用催化剂的目的是改变反应的焓变
【答案】B
【解析】
【详解】A.图1所示热化学方程式为 ,故A错误;
B.图可知,该反应过程中断裂氮氢键、氮氧键、氧氧键,形成氮氮键、氧氢键,非极性共价键为氧氧键、氮氮键,故B正确;
C.由图可知,该反应①方程式为NH3+Fe3+=Fe2++NH2+H+,氧化剂为Fe3+,还原剂为NH3,则氧化剂与还原剂物质的量之比为1:1,故C错误;
D.催化剂不能改变反应的焓变,则脱硝过程中使用催化剂的目的不是改变反应的焓变,故D错误;
故答案选B。
9. 在抗击新冠肺炎的过程中,科研人员研究了法匹拉韦、利巴韦林、氯硝柳胺等药物的疗效,三种药物主要成分的结构简式如下。下列说法不正确的是
A. Y中存在手性碳原子 B. X和Z都能发生加成反应和水解反应
C. 1mol Z中最多可以消耗6molNaOH D. Y和丙三醇互为同系物
【答案】D
【解析】
【详解】A.手性碳原子应连接4个不同的原子或原子团,Y中存在手性碳原子,即,故A正确;
B.由X和Z的结构可知,X和Z中都含有肽键,所以都能发生水解反应;X中含有碳碳双键可以发生加成反应,Y中含有苯环也可以发生加成反应,故B正确;
C.由Z的结构可知,其结构中含有2个氯原子、一个酚羟基,一个肽键,由于氯原子水解后又产生酚羟基,则1mol Z中最多可以消耗6molNaOH,故C正确;
D.由Y的结构可知,Y是由C、H、N、O四种元素组成的,其结构和丙三醇不相似,因此Y和丙三醇不能互为同系物,故D错误;
故选D。
10. 某抗癌药物的结构简式如图所示,其中W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W、Y同主族,Y、Z的最外层电子数之和是X的最外层电子数的2倍。下列叙述正确的是
A. W的最简单氢化物与Z的单质混合后可产生白烟
B. 最高价氧化物对应的水化物酸性强弱Y>Z
C. 简单氢化物的沸点:WNH3>PH3,即X>W>Y,C项不符合题意;
D.Y为P元素,可与氯形成PCl5,其中P不能满足8电子结构,D项不符合题意;
故正确选项为A
11. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.含铜矿石与氧气煅烧可以得到氧化铜,氢气还原氧化铜可以得到Cu,Cu在Cl2中燃烧可以得到CuCl2,A项正确;
B.SiO2不溶于水,也不与水反应, B项错误;
C.铁和水蒸气在高温时反应生成Fe3O4,C项错误;
D.在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再通入二氧化碳,在溶液中析出溶解度最小的NaHCO3,加热NaHCO3分解生成碳酸钠,不能一步生成碳酸钠,D项错误;
故选A。
12. 由下列实验及现象能推出相应结论的是
选项
实验
现象
结论
A
将0.1mol·L-1ZnSO4溶液加入1mol·L-1Na2S溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1mol·L-1CuSO4溶液
先有白色沉淀生成,后变为黑色沉淀
Ksp(CuS)>Ksp(ZnS)
B
将过量铜粉加入2mL1.0mol·L-1Fe2(SO4)3溶液中,充分振荡,加几滴KSCN溶液
溶液变蓝,加KSCN后溶液颜色不变
氧化性:Fe3+>Cu2+
C
甲烷与氯气在光照条件下反应后,在试管口放置湿润的蓝色石蕊试纸
湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的氯甲烷呈酸性
D
向20%的蔗糖溶液中加入少量的硫酸,水浴加热,再加入银氨溶液
没有银镜产生
蔗糖未水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.发生沉淀的转化,向Ksp更小的方向移动,由现象可知Ksp(CuS)<Ksp(ZnS),故A错误;
B.Cu与铁离子反应生成铜离子、亚铁离子,则氧化性:Fe3+>Cu2+,故B正确;
C.发生取代反应生成HCl,HCl溶于水显酸性,而氯甲烷呈中性,故C错误;
D.蔗糖水解后检验葡萄糖应在碱性条件下,没有加碱至碱性,不能检验是否水解,故D错误;
答案选B。
13. 利用微生物电池处理有机废水同时也可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(含CH3COO-的溶液)。下列说法错误的是
A. 电极电势a极低于b极
B. 当b极上产生11.2L(标准状况)气体时,会有1molCl-通过隔膜1
C. a极反应为CH3COO- -8e-+2H2O=2CO2↑+7H+
D. 当电路中通过4mol电子时,负极区溶液的质量理论上减少44g
【答案】D
【解析】
【分析】在a极,CH3COO-转化为CO2,C元素化合价升高,则a极为负极,b极为正极。a极发生的电极反应为CH3COO- -8e-+2H2O=2CO2↑+7H+,b极发生的电极反应为2H++2e-=H2↑。隔膜1为阴离子交换膜,隔膜2为阳离子交换膜。
【详解】A.由分析可知,a极为负极,b极为正极,则电极电势a极低于b极,A正确;
B.b极为正极,发生的电极反应为2H++2e-=H2↑,当b极上产生11.2L(标准状况)气体时,线路中有1mole-转移,在a极上会有0.125mol CH3COO-失去电子,则有1molCl-通过隔膜1,B正确;
C.在a极,CH3COO- 失电子产物与H2O作用生成CO2等,电极反应式为CH3COO- -8e-+2H2O=2CO2↑+7H+,C正确;
D.负极反应为CH3COO- -8e-+2H2O=2CO2↑+7H+,当电路中通过4mol电子时,负极区溶液中释放1molCO2,同时有4molCl-通过隔膜1进入负极区,则理论上增加质量4mol×35.5g/mol-1mol×44g/mol=98g,D错误;
故选D。
14. 镧系金属铈(Ce)主要有+3、+4两种价态,地壳中常以氟碳铈矿()存在。工业上利用氟碳铈矿提取的一种工艺流程如图所示。下列有关说法错误的是
A. 加热制备无水时,HCl的作用是抑制的水解
B. 在空气中焙烧氟碳铈矿时,发生的主要反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶4
C. 参与酸浸反应的和的物质的量之比为1∶3时,则需要和HCl的物质的量之比也为1∶3
D. 向中加入KCl溶液的目的是将转化为,提高产率
【答案】C
【解析】
【分析】利用氟碳铈矿(主要成分CeFCO3)提取CeCl3的一种工艺流程为,CeFCO3焙烧得CeO2、CeF4,用盐酸和硼酸酸浸,过滤得沉淀Ce(BF)4和CeCl3滤液,Ce(BF)4与氯化钾溶液反应得到CeCl3和KBF4,CeCl3与前面滤液中CeCl3的合并再加氢氧化钠,得Ce(OH)3沉淀,Ce(OH)3沉淀与盐酸反应可得CeCl3•6H2O,加热CeCl3•6H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3,据此回答。
【详解】A.加热制备无水时,,在HCl的氛围作用下可抑制的水解,A正确;
B.根据流程图可知焙烧过程中CeFCO3与氧气反应生成CeO2、CeF4、CO2,反应方程式为4CeFCO3+ O23CeO2+ CeF4+4CO2,其中氧化剂O2和还原剂CeFCO3的物质的量之比为1∶4,B正确;
C.假设参与酸浸反应的CeO2和CeF4的物质的量之比为1∶3,根据流程可知反应物还有HCl、H3BO3,生成物有Ce(BF4)3沉淀、CeCl3,根据化合价的变化,因元素Ce由+4价变为+3价,化合价降低,由氧化还原反应原理可知,应有元素化合价升高,则应有Cl2生成,结合原子守恒可知相应的化学方程式为1CeO2+3CeF4+13HCl+3H3BO3=Ce(BF4)3↓+3CeCl3+2Cl2↑+11H2O,则需要和HCl的物质的量之比也为3∶13,C错误;
D.避免Ce3+以Ce(BF4)3形式沉淀而损失,将Ce3+全部转化为CeCl3,提高产率,D正确;
故选C。
15. 在加热固体NH4Al(SO4)2·l2H2O时,固体质量随温度的变化曲线如图所示:
已知A点物质为NH4Al(SO4)2,B点物质为Al2(SO4)3,下列判断正确的是
A. O℃~T℃的过程变化是物理变化
B. C点物质是工业上冶炼铝的原料
C. A→B反应中生成物只有Al2(SO4)3和NH3两种
D. Al2(SO4)3能够净水,可用离子方程式表示为:Al3++3OH-=A1(OH)3
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为A点物质为NH4Al(SO4)2,则O℃~T℃的过程变化是失去结晶水生成NH4Al(SO4)2是化学变化,A错误;
B. B点物质为硫酸铝,升温在加热分解则在C点生成氧化铝,所以C点物质是工业上冶炼铝的原料,B正确;
C.A→B发生的反应为硫酸铝铵分解生成硫酸铝、氨气和硫酸,C错误;
D.硫酸铝能够净水,其原理是铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有吸附性可以吸附水中的悬浮的杂质,D错误;
答案选B。
第II卷(非选择题)
16. 全球一半左右的碘是以智利硝石提取硝酸钠后的母液为原料,加入亚硫酸氢钠制取,相关反应如下:
___________________________________(未配平),
完成下列填空:
(1)配平上述反应_______,该反应实质是两步反应:①,则第二步反应的离子方程式为②_______;若要使碘酸钠的利用率最高,碘酸钠在第一步和第二步反应中的用量之比是_______。
(2)过滤反应析出的碘沉淀得到粗碘,再用升华法即可得到99%左右的碘产品,碘升华克服的微粒间作用力为_______。
(3)能说明氯、碘两种元素非金属性相对强弱的依据是_______。(选填编号)
A. 原子的最外层都有7个电子
B. ICl中碘元素为+1价
C. 酸性:
D. 氯化钠、碘化钠与浓硫酸共热,分别生成氯化氢、单质碘
(4)检验亚硫酸钠固体是否氧化变质的方法是_______。
【答案】(1) ①. 252 ②. +5I-+6H+→3I2+3H2O ③. 5∶1
(2)分子间作用力(范德华力) (3)BD
(4)取样溶于水,加入过量盐酸后,再加氯化钡,产生白色沉淀则已变质,若无白色沉淀生成,则未变质
【解析】
【小问1详解】
第二步反应有碘单质生成,第(1)问总反应的离子方程式为:②2+5→3H++5+I2+H2O,则根据第一步反应①+3→3+I-+3H+可看出已经被氧化为,第二步不需要,则②3-①5消去得到第二步离子方程式为:+5I-+6H+→3I2+3H2O;从第二步可看出,最终要得到3mol I2,其中第一步提供5mol 转化为第二步所需的I-,因此若要使碘酸钠的利用率最高,完全反应完,即碘酸钠在第一步和第二步反应中的用量之比是5∶1,故答案为:+5I-+6H+→3I2+3H2O;5∶1;
【小问2详解】
碘升华为物理变化,没有化学键的断裂,因此克服的微粒间作用力为分子间作用力,故答案为:分子间作用力(范德华力);
【小问3详解】
A.原子最外层电子数目不能决定元素的非金属性强弱,故A错误;
B.ICl中碘元素为+1价,说明Cl更易容易得到电子,非金属性更强,故B正确;
C.酸性:HClO3>HIO3,不是最高价氧化物对应水化物的酸性,所以无法判断非金属性,故C错误;
D.氯化钠与浓硫酸共热制备氯化氢,利用是高沸点酸制备低沸点酸的原理,氯化碘与浓硫酸共热可制备碘单质,这说明碘离子更易被氧化,其还原性比氯离子的更强,所以氯气的氧化性强于碘单质的氧化性,即可说明氯、碘两种元素非金属性的相对强弱,故D正确;
故答案为:BD;
【小问4详解】
亚硫酸钠固体容易被空气氧化为硫酸钠,若检验是否变质,主要检验溶于水后是否存在硫酸根离子,其方法如下:取样溶于水,加入过量盐酸后,再加氯化钡,产生白色沉淀则已变质,若无白色沉淀生成,则未变质。
17. 完成下列内容。
(1)已知:、的燃烧热()分别为和;
;
。
则_______。
(2)2010年Sheth等得出乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理(如图所示)。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。该历程中最大能垒(活化能)为_______,该步骤的化学方程式为_______。
(3)《科学美国人》评出的2016年十大创新技术之一是碳呼吸电池,电池原理如图所示。
多孔碳电极的电极反应式为_______,铝极反应为_______,随着反应的进行,碳呼吸电池中浓度_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)-51.7kJ/mol
(2) ①. 85 ②.
(3) ①. ②. ③. 不变
【解析】
【小问1详解】
①;
②;
③;
④;
由盖斯定律知目标方程:可由3①-②+③+④获得,其焓变ΔH=(-285.8 kJ·mol-1×3)-( -726.5 kJ·mol-1)+ 35.2 kJ·mol-1+44 kJ·mol-1=-51.7 kJ·mol-1;
【小问2详解】
由图可知,吸附时能量降低,解吸时能量升高,反应历程中,C2H+H*→C2H的活化能最大,为+85kJ·mol-1,故答案为:85;;
【小问3详解】
由电池原理图示知多孔碳电极的电极反应式为,铝极反应为;随着反应的进行,两个电极相加得碳呼吸电池中浓度不变。
18. 用海底锰结核(主要成分为MnO2,含少量MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料,制备金属锰、镁的一种工艺流程路线如下:
已知:①几种难溶物的溶度积(25℃)如下表所示:
化学式
Mg(OH)2
Mn(OH)2
Al(OH)3
Fe(OH)3
Ksp
1.8×10-11
1.8×10-13
1.0×10-33
4.0×10-38
②溶液中某离子浓度≤1.0×10-6mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
完成下列问题:
(1)“锰结核粉末”中MnO2与SO2反应的离子方程式为_____。
(2)“滤液1”中c(Mn2+)为0.18mol·L-1,则“调节pH”的范围为_______,“滤渣2”的成分为______。
(3)“Ⅲ”处“萃取剂”萃取的成分是___;“Ⅳ”处用“盐酸反萃”的作用是____。
(4)MgCl2·6H2O制取无水MgCl2时,需要在干燥的HCl气流中加热分解。HCl的作用为__________。
(5)该工艺流程中除电解余液可循环利用外,还能循环利用的试剂为____。
(6)一种海生假单孢菌(采自太平洋深海处),在无氧条件下以醋酸为电子供体还原MnO2生成Mn2+的机理如图所示。写出反应②③的总反应的离子方程式____________。
【答案】 ①. MnO2+SO2=Mn2++SO ②. 5≤pH<8 ③. Fe(OH)3、Al(OH)3 ④. Mg2+ ⑤. 使Mg2+与萃取剂分离转化为MgCl2 ⑥. 抑制MgCl2水解 ⑦. 萃取剂或有机相2 ⑧. MnO2+2HX=Mn2++2X+2OH-
【解析】
【分析】锰结核(主要成分为MnO2,含少量MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2)加入H2SO4进行酸浸,将MgO、Fe2O3、Al2O3转化为Mg2+、Fe3+、Al3+,并通入SO2将MnO2转化为Mn2+,自身被氧化为,SiO2不与二氧化硫和硫酸反应,则滤渣1中主要为SiO2,滤液1中主要含有Mg2+、Fe3+、Al3+、Mn2+及,调节滤液1pH值,使Fe3+、Al3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3过滤除去,则滤渣2主要含有Al(OH)3、Fe(OH)3,滤液2主要含有Mg2+、Mn2+及的溶液,向滤液2加入有机萃取剂,溶液分层,分液后有机相1中主要含有Mg2+,水相1中主要含有Mn2+及,向有机相1中加入盐酸进行反萃取,Mg2+从有机相1转入水相2,形成含有MgCl2的酸性溶液,对水相2蒸发结晶得到MgCl2∙6H2O,在干燥的HCl气流中加热分解得到MgCl2,再进行熔融电解得到金属镁,对水相1进行电解得到金属锰单质和H2SO4,电解后的溶液中含有H2SO4,可返回步骤Ⅰ酸浸使用,据此分析解答。
【详解】(1)根据分析,“锰结核粉末”中MnO2与SO2反应,SO2将MnO2转化为Mn2+,自身被氧化为,离子方程式为MnO2+SO2=Mn2++SO;
(2)调节滤液1的pH值,使Fe3+、Al3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3过滤除去,“滤液1”中Mn2+、Mg2+不能形成沉淀,溶液中某离子浓度≤1.0×10-6mol·L-1时,认为该离子沉淀完全,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,当Al3+完全沉淀时,Fe3+已经完全沉淀,此时溶液中c(OH-)==1.0×10-9mol·L-1,pOH=9,则pH=14- pOH=5;根据Ksp[Mn(OH)2]= 1.8×10-13,Ksp[Mg(OH)2]= 1.8×10-11,当“滤液1”中c(Mn2+)为0.18mol·L-1时,溶液中c(OH-)==1.0×10-6mol·L-1,pOH=6,则pH=14- pOH=8,则“调节pH”的范围为5≤pH<8;根据分析,“滤渣2”的成分为Fe(OH)3、Al(OH)3;
(3)根据分析,“Ⅲ”处“萃取剂”萃取的成分是Mg2+;“Ⅳ”处用“盐酸反萃”的作用是使Mg2+与萃取剂分离转化为MgCl2;
(4)MgCl2属于强酸弱碱盐,高温下,促进Mg2+发生水解生成Mg(OH)2,在干燥的HCl气流中加热分解,可以抑制MgCl2水解;
(5)根据分析,向有机相1中加入盐酸进行反萃取,Mg2+从有机相1转入水相2,分液后得到有机相2,即为萃取剂,则该工艺流程中除电解余液可循环利用外,还能循环利用的试剂为萃取剂或有机相2;
(6)根据图示,反应②为:Mn3++ HX= Mn2++X+H+,反应③为:Mn2++ MnO2+2H2O=4OH-+2 Mn3+,②×2+③可得,反应②③的总反应的离子方程式MnO2+2HX=Mn2++2X+2OH-。
【点睛】易错点为(2),当溶液中某离子浓度≤1.0×10-6mol·L-1时,认为该离子沉淀完全,即离子完全沉淀时,溶液中该离子的浓度最大值为1.0×10-6mol·L-1,因此溶液的pH≥5。
19. POCl3常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,实验室制备POCl3并测定产品含量实验过程如下:
I.实验室制备POCl3。
采用氧气氧化液态PCl3法制取POCl3,实验装置(加热及夹持仪器略)如图:
资料:① Ag+ + SCN- =AgSCN↓,Ksp(AgCl) >Ksp(AgSCN);
②PCl3和POCl3的相关信息如下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
相对分子质量
其他
PCl3
-112.0
76.0
137.5
两者互溶,均为无色液体,遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢
POCl3
2.0
106.0
153.5
(1)PCl3分子中各原子均满足8电子稳定结构,则PCl3的电子式为____。
(2)B中所盛的试剂是____,干燥管的作用是________。
(3)POCl3遇水反应的化学方程式为_____________。
(4)反应温度要控制在60~65℃,原因是:__________。
II.工业上可用氯化水解法生产三氯氧磷,工艺流程如下:
(5)氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为____。
(6)通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:
a、准确称取30.7 g POCl3产品,置于盛有60.00 mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100.00mL溶液。
b、取10. 00 mL溶液于锥形瓶中,加入10.00 mL 3.2 mol·L-1 AgNO3标准溶液。
c、加入少许硝基苯用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
d、以X为指示剂,用0.2 mol·L-1 NH4SCN溶液滴定过量的AgNO3溶液,达到滴定终点时共用去l0.00 mL NH4SCN溶液。
①步骤c中加入硝基苯的作用是____。
②步骤d中X为______。
A FeCl2 B NH4Fe(SO4)2 C 淀粉 D 甲基橙
③三氯氧磷产品中Cl元素质量百分含量为____。
【答案】 ①. ②. 浓硫酸 ③. 防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶 ④. POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl ⑤. 温度过低,反应速度太慢;温度过高,PCl3易挥发,利用率低 ⑥. PCl3 +Cl2 + H2O= POCl3+2HCl ⑦. 防止在滴加NH4SCN溶液时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀 ⑧. B ⑨. 34.7%
【解析】
【分析】实验室采用氧气氧化液态PCl3法制取POCl3,参与反应的氧气必须是干燥的,且要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶使PCl3水解;工业上用氯化水解法生产三氯氧磷,实验原理是:PCl3+Cl2 + H2O= POCl3+2HCl;由于n(Cl−)=n(Ag+),故测定三氯氧磷产品中Cl元素的质量百分含量即可通过银离子的消耗量来测定:用NH4SCN溶液滴定溶液中过量的Ag+,而Fe(SCN)3溶液是血红色溶液,所以可用含有Fe3+的NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂,当溶液中Ag+反应完全后,再滴加的NH4SCN溶液就会与溶液中的Fe3+作用,使溶液变为血红色。
【详解】(1)PCl3分子中各原子均满足8电子稳定结构,则磷原子与氯原子形成三个共用电子对,其电子式为:;
(2)参与反应的氧气必须是干燥的,因此B中所盛的试剂是浓硫酸,用来干燥氧气;干燥管中碱石灰的作用防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶而使PCl3水解;
故答案为:浓硫酸;防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶;
(3)POCl3遇水会发生反应,根据原子守恒可知反应的方程式为POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl;
(4)由于温度过低,反应速度太慢;温度过高,PCl3易挥发,利用率低,所以反应温度要控制在60∼65℃;
故答案为:温度过低,反应速度太慢,且温度过高,PCl3易挥发,利用率低;
(5)氯化水解法是用三氯化磷、氯气与水反应生成三氯氧磷和盐酸,其化学方程式为:PCl3+Cl2 + H2O= POCl3+2HCl;
(6)①已知AgSCN沉淀的溶解度比AgCl小,可加入硝基苯用力摇动,使AgCl沉淀表面被有机物覆盖,防止在滴加NH4SCN溶液时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀;
②由于是用NH4SCN溶液滴定溶液中过量的Ag+,而Fe(SCN)3溶液是血红色溶液,所以可用含有Fe3+的NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂,当溶液中Ag+反应完全后,再滴加的NH4SCN溶液就会与溶液中的Fe3+作用,使溶液变为血红色,即滴定终点的现象为溶液由无色变为血红色,且30s不褪色,故答案为:B;
③关系式可知:n(Cl−)=n(Ag+),,所以三氯氧磷产品中Cl元素的百分含量为。
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