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四川省成都市2020-2022三年高二化学下学期期末试题汇编3-非选择题
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四川省成都市2020-2022三年高二化学下学期期末试题汇编3-非选择题
1. (2020春·四川成都·高二统考期末)CO2是一种廉价的碳资源,资源化利用CO2具有重要的工业与环境意义。
(1)下列物质理论上可以作为CO2捕获剂的是____(填序号)。
A.NH4Cl溶液 B.(NH4)2CO3溶液 C.氨水 D.稀H2SO4
(2)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为碳减排提供了一个新途径。该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。
该转化过程①中会____能量(填“吸收”或“释放”);CO2分解反应的热化学方程式为______,实现该反应的能量转化方式是________。
(3)O2辅助的Al-CO2电池能有效利用CO2,且电池反应产物Al2(C2O4)。是重要的化工原料,工作原理如图所示。若正极上CO2还原生成C2O,则正极的反应式为___;电路中转移1 mol电子,需消耗CO2_____L(标准状况)。
2. (2020春·四川成都·高二统考期末)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法生产。气相直接合成的反应为:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g) ΔH,乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下图[其中n(C2H4):n(H2O)=1︰1]。
(l)P2时,若起始n(H2O)=n(C2H4)=lmol,容器体积为1L,反应经5 min达到a点,在0~5 min时段,反应速率v(C2H5OH)为____mol/(L∙min),a点的平衡常数Ka=______(保留两位小数)。
(2)乙烯气相直接水合反应的ΔH____0(填“>”或“<”),相同起始量达到a、b所需要的时间ta__tb(填“>”、“<”或“=”,后同)。c、d两点的平衡常数Kc____Kd。
(3)300℃时,要提高乙烯的平衡转化率可采取的措施有______、______ 、___。
3. (2021春·四川成都·高二统考期末)氮和氮的化合物与人类有密切关系.
(1)氮的固定有利于生物吸收氮.下列属于氮的固定的是_______(填序号).
①工业上N2和H2合成NH3 ②N2和O2放电条件下生成NO ③NH3催化氧化生成NO
写出反应③的化学方程式_______.
(2)治理NO通常是在氧化剂作用下,将NO氧化成溶解度高的NO2,然后用水或碱液吸收脱氮.下列物质可以用作氧化NO的是_______(填序号).
A.NaCl溶液 B.NaOH溶液 C.Na2CO3溶液 D.KMnO4溶液
若以NaClO溶液氧化NO,写出该反应的化学方程式,并用双线桥法标出反应中电子的得失和数目_______.
(3)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下:
①过程Ⅰ为_______过程(填“吸热”或“放热”)。过程Ⅱ生成的化学键有_______(填“极性键”、“非极性键”或“极性键和非极性键”)
②已知过程Ⅰ的焓变为akJ/mol,过程Ⅱ的焓变为bkJ/mol,则该反应的热化学方程式为_______。
4. (2022春·四川成都·高二统考期末)价类二维图是学习和研究物质转化及其性质的有效方法,如图是氮元素的价类二维图。
(1)从氮元素角度,图中所示氮的氧化物中既有氧化性又有还原性的是_______。
(2)与水反应转化为的化学方程式为_______,并用单线桥表示电子转移情况。
(3)一定条件下,可用对汽车尾气(常含有)进行无害化催化处理。请利用价类二维图写出对NO进行转化的化学方程式_______。
(4)铜与稀硝酸反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_______。
(5)将通入稀所得盐溶液呈酸性的原因:_______(用离子方程式表示);0.1mol/L该盐溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为_______。
5. (2020春·四川成都·高二统考期末)碳酸钠是重要的化工原料之一,广泛应用于轻工日化、建材、食品工业等行业。
(1)市售碳酸钠中含有氯化钠杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验,试剂:稀H2 SO4、BaCl2溶液、Ca(NO3)2溶液、AgNO3溶液
实验步骤
现 象
①取少量样品,加蒸馏水溶解
②固体完全溶解得到无色澄清溶液
③_____
④有白色沉淀生成
⑤静置,________
⑥ ________
(2)用AgNO3标准溶液滴定Cl-(以K2CrO4溶液为指示剂,Ag2CrO4为砖红色沉淀),来测定碳酸钠的纯度。
①配制样品溶液:称取某碳酸钠样品mg,用容量瓶配制100 mL溶液,定容时,用____加蒸馏水至刻度线。
②配制AgNO3溶液及浓度标定:称取AgNO3晶体8.5 g于烧杯中,用____取500 mL水并倒入烧杯中,搅拌摇匀后,转入____色试剂瓶,置于暗处、备用。用NaCl标准溶液标定上述AgNO3溶液浓度为b mol/L。
③滴定样品:取样品溶液20. 00 mL于锥形瓶中,加过量稀HNO3,滴入2~3滴K2 CrO4溶液,用AgNO3标准溶液滴定,滴定终点的现象为_________。
重复上述操作三次。四次测定数据如下表:
实验序号
1
2
3
4
消耗AgNO3溶液体积/mL
20.00
21. 55
20. 02
19. 98
若在滴定终点读取滴定管刻度时俯视标准液液面,则测定结果____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”);样品的纯度为____%。
6. (2021春·四川成都·高二统考期末)Na2S2O3用于照相业定影剂、鞣革时重铬酸盐的还原剂等.
(1)Na2S2O3溶液与稀硫酸的反应可探究外界条件对化学反应速率的影响.Na2S2O3溶液与稀硫酸反应的离子方程式为_______;表格中H2O的体积x=_______,其中探究温度对化学反应速率的影响的实验是_______(填序号).
实验
反应温度/℃
Na2S2O溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
Ⅰ
20
10
0.1
10
0.1
0
Ⅱ
20
5
0.2
10
0.2
x
Ⅲ
40
10
0.1
10
0.1
0
(2)工业上可用反应制取Na2S2O3.实验室模拟该工业过程制取Na2S2O3的装置如图所示.
①试管a中的化学方程式为_______.
②反应结束后,将试管b中溶液水浴加热浓缩,_______,经过滤、乙醇洗涤晶体、干燥,得到。用乙醇而不用水洗涤晶体的原因_______.
③测定产品纯度:准确称取mg晶体,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol·L-1碘的标准溶液滴定,反应原理为:。若消耗碘的标准液体积为20.00mL,产品的质量分数为(设相对分子质量为M)_______(写出计算表达式)
7. (2022春·四川成都·高二统考期末)实验室常用无水乙醇和乙酸在浓硫酸催化作用下制备乙酸乙酯,其实验装置如图所示。
(1)乙醇和乙酸中官能团名称分别为_______、_______。
(2)制备乙酸乙酯的反应方程式为_______,其反应类型是_______。
(3)实验时,加入浓硫酸要注意的操作是_______。
(4)装置右侧试管中所用液体为_______;实验过程中加热的作用是_______(答一条)。
(5)以乙烯为原料合成乙酸乙酯的路线为:
写出乙烯生成乙醇的反应方程式_______;实验室以铜做催化剂,将乙醇在空气中氧化生成乙醛的实验操作为_______。
8. (2022春·四川成都·高二统考期末)某小组根据白色沉淀迅速变为灰绿色,一段时间后变为红褐色的现象,探究产生灰绿色沉淀的原因。
Ⅰ.甲同学猜测灰绿色沉淀是和的混合物,验证实验如下。
编号
实验操作
实验现象
实验1
液面上方出现白色沉淀,一段时间,后变为灰绿色,长时间后变为红褐色
实验2
①中出现蓝色沉淀,②中溶液未变红色
(1)实验1中加入维生素C是因其具有_______性。
(2)实验2中试剂a为_______溶液,试剂b为_______溶液;实验现象说明甲同学的猜测_______(填“正确”或“不正确”)。
Ⅱ.乙同学查阅资料得知,沉淀具有较强的吸附性,猜测灰绿色可能是吸附引起的,设计并完成了实验3~实验5。
编号
实验操作
实验现象
实验3
液面上方产生向色沉淀(带有较多,灰绿色)。沉淀下沉后,部分灰绿色
实验4
液面上方产生白色沉淀(无灰绿色)。沉淀下沉后,仍为白色
实验5
取实验4中白色沉淀,洗净后放在潮湿的空气中
(3)推测实验4中沉淀无灰绿色的原因为_______。
(4)若乙同学的猜测正确,则预测实验5的现象为_______。
9. (2020春·四川成都·高二统考期末)R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。R的最外层电子数是内层电子数的两倍,X2W2可用于呼吸面具,Y的主族序数与周期数相等,Z的氢化物的分子式为H2 Z。回答下列问题:
(1)Z在周期表中的位置是_____,Y的原子结构示意图_______。
(2)R2 Z的结构式是_______,X2 Z2的电子式是______。
(3)XYW2溶液呈____性(填“酸”、“碱”或“中”),原因是(用离子方程式表示)________。
(4)某传感器可以检测空气中ZW2的含量,工作原理如上图所示。则其阴极电极反应式为____。
10. (2021春·四川成都·高二统考期末)X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的前20号主族元素.X元素的一种原子核内只有质子,没有中子;Y的一种核素14Y用于考古时测定一些文物的年代;Z的最高价氧化物的水化物显两性;W的单质是一种黄绿色气体;R电子层数是最外层电子数的两倍.回答下列问题:
(1)R在周期表中的位置是_______,14Y的原子中,中子数与质子数的差为_______.
(2)Y2X4分子中在同一平面上的原子数为_______,RW2的电子式是_______.
(3)ZW3溶液呈酸性的原因是(用离子方程式表示)_______.
(4)某传感器可以检测空气中W2的含量,其工作原理如图所示,W2气体在多孔电极被消耗并在负极和正极之间产生电流.
多孔电极的电极反应式为_______,0.01molW2气体参加反应时,理论上通过质子交换膜的H+数为_______.
11. (2020春·四川成都·高二统考期末)H是一种重要的化工原料,它可由石油和煤焦油通过下列路线合成:
(1)A的名称是____;过程①是____变化(填“物理”或“化学”,下同),过程⑤是_______变化。
(2)反应③的化学方程式为_______;反应⑥的类型为_________。
(3)鉴别E与F的方法是_________________。
(4)H中六元环上的氢原子被两个氯原子取代后的有机物有___种。
12. (2021春·四川成都·高二统考期末)有机物I是一种香料,用于配制苹果、香蕉、醋栗和树莓等果香型香精,下面是利用两种石油化工产品制备I的一种合成路线:
(1)A的结构简式为_______.
(2)D中官能团的名称为_______;反应④和⑤中,属于加成反应的是_______(填序号),反应⑥的化学方程式为_______.
(3)将足量有机物A通入Br2的CCl4溶液,实验现象为_______.
(4)写出两种满足以下条件的I的同分异构体的结构简式_______.
①分子中含有1个六元碳环结构(6个碳原子形成的环);②分子中含有酯基.
13. (2020春·四川成都·高二统考期末)硫酸锌是制造锌钡白和锌盐的主要原料,也可用作木材的防腐剂等。用氧化锌烟尘(主要成分为ZnO,还含有少量PbO、CuO、Fe2 O3、FeO等)生产ZnSO4·7H2O的流程如下:
有关金属离子[c(Mn+)= 0.l mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表:
金属离
Fe3+
Fe2+
Zn2+
Cu2+
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
4.7
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.2
6.7
(1)“酸浸”时用的稀酸是____;滤渣1主要成分是____。
(2)“氧化”时的离子方程式为_________;加入ZnO除杂时溶液的pH控制范围是____~5.0。
(3)滤渣3含有锌和____;滤液得到ZnSO4·7H2O的操作是____、洗涤、干燥。
(4)取14.35gZnSO4·7H2O加热至不同温度,剩余固体的质量如下表
温度/℃
100
250
680
930
质量/g
8. 95
8. 05
6. 72
4.05
则680℃时剩余固体的化学式为________(填序号)。
A.ZnO B.Zn3O(SO4)2 C.ZnSO4 D.ZnSO4·H2O
14. (2021春·四川成都·高二统考期末)水合氧化铁[FeO(OH)]是一种重要的化工原料,用作磁性材料、颜料铁黄等.一种以硫铁矿烧渣(含Fe、FeO、SiO2和少量CuO)为原料生产FeO(OH)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”时CuO与硫酸发生反应的离子方程式为_______
(2)“除杂”时滤渣②的成分有Fe和_______
(3)常温时,当“沉淀”后溶液中的Fe2+浓度为8.0×10-6mol·L-1时,溶液的pH=_______{Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16}。
(4)“加热氧化”的化学方程式为_______。
(5)“过滤”后需洗涤FeO(OH)沉淀,请设计实验检验FeO(OH)沉淀是否洗涤干净_______。
15. (2022春·四川成都·高二统考期末)海洋是重要的资源,综合开发海洋是我国资源发展战略的重要举措。
(1)海水淡化的方法中蒸馏法历史最久,下图是海水蒸馏原理示意图,其中仪器a的名称是_______,冷却水的进口为_______。
(2)海水中含有丰富的化学资源,可以进行综合开发利用。
①利用海水提盐:步骤①中要除去粗盐中的、、等杂质,合适的试剂及操作顺序为:_______→过滤→盐酸。(可用试剂:NaOH溶液、溶液、溶液)
②“侯氏制碱法”打破了国外对中国化工用碱的垄断,步骤②中,精制饱和食盐水中先后通入的气体分别为_______,其总反应的离子方程式为_______。
③海水提镁工艺中,步骤③在_______气氛保护下加热获得无水氯化镁。
④采用热空气吹出法进行海水提溴,步骤⑤⑥的目的在于_______。
16. (2021春·四川成都·高二统考期末)二甲醚简称DME,是一种基础化工原料,可用于燃料电池及制取低碳烯烃等,Kagan提出的一步法制取二甲醚的反应为:ΔH。下图为刚性容器中,CO2初始浓度相同,进料浓度比c(H2)∶c(CO2)分别等于3和5时CO2平衡转化率随温度变化的关系:
(1)ΔH_______0(填“>”或“<”)。进料浓度比c(H2)∶c(CO2)=5的曲线为_______点所在曲线(填“A”或“B”),B、C两点用CH3OCH3表示的平均反应速率(B)_______(C)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在一定条件下,若将CO2改为等物质的量的CO和CO2的混合气,则充入的CO与H2O发生反应:将导致CH3OCH3的产率增大,原因是_______。
(3)在一定体积的刚性容器中保持温度不变,保持c(H2)∶c(CO2)进料浓度比不变,进一步提高CO2的平衡转化率的方法是_______、_______。
(4)当进料浓度比c(H2)∶c(CO2)=3、温度为443K时,测得刚性容器中起始总压为4MPa.计算443K时该反应的平衡常数Kp=_______(列出计算式,用物质的平衡分压代替其物质的量浓度,气体分压=气体总压×物质的量分数)。
17. (2022春·四川成都·高二统考期末)氯化钠是重要的化工原料,有着广泛的应用。
(1)图a,b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验的微观示意图模型(X、Y均表示石墨电极且与直流电源连接方式相同,表示水分子)。
其中能观察到灯泡发亮的是_______(填序号),原因是_______(解释其中一个即可)。
(2)氯碱工业是化工产业的重要基础,其装置示意图如下。
①该原理的化学方程式为_______。
②生产过程中产生的氯酸盐副产物需要处理。已知当pH升高时,易歧化为和,下列关于产生的说法中,不合理的是_______(填序号)。
a.阳离子交换膜破损导致向阳极室迁移,可能产生
b.在电极上放电,可能产生
c.主要在阴极室产生
18. (2022春·四川成都·高二统考期末)烟气脱硫脱硝是减排研究的热点,某实验小组模拟氧化并结合溶液吸收法,同时脱除和NO的原理如图所示:
气体反应器的主要反应原理和相关数据如下表:
反应
平衡常数(25℃)
活化能()
反应Ⅰ:
24.6
反应Ⅱ:
3.17
反应Ⅲ:
58.17
(1)已知 ,则_______。
(2)恒温恒容下,和NO初始物质的量浓度均为1mol/L,检测装置1分析:
①经5min时NO的转化率为20%,则该时间内生成的平均速率为_______。
②相同时间内,和NO的转化率随的浓度变化如图1。结合数据分析NO的转化率高于的原因是_______。
(3)其它条件不变,和NO初始物质的量浓度相等时,经检测装置2分析,在相同时间内,与NO的物质的量之比对和NO脱除率的影响如图2。浓度很低时,脱除率却超过97%,原因是_______(可用离子方程式表示)。
参考答案:
1. BC 吸收 2CO2(g)═2CO(g)+O2(g) △H=+60 kJ/mol 光能和热能转化为化学能 2CO2+2e-=C2O 22.4
【分析】(1)二氧化碳是酸性氧化物,具有碱性的物质均能捕获CO2,据此分析判断;
(2)根据图象,过程①中钛氧键断裂;以TiO2为催化剂、光和热条件下分解CO2反应生成CO和氧气,根据能量守恒判断能量转化方式,结合反应的焓变=反应物总键能-生成物总键能计算书写反应的热化学方程式;
(3)该原电池中Al作负极,失电子生成铝离子,正极上O2反应前后质量、化学性质不变,是催化剂,CO2还原生成C2O,据此分析解答。
【详解】(1)二氧化碳是酸性氧化物,具有碱性的物质均能捕获CO2,反应如下:(NH4)2CO3+CO2+H2O=2 NH4HCO3,NH3·H2O+CO2= NH4HCO3,NH4Cl溶液与稀H2SO4是酸性溶液,与二氧化碳都不能发生反应,故答案为:BC;
(2)根据图象,过程①中钛氧键断裂会吸收能量,以TiO2为催化剂、光和热条件下分解CO2反应生成CO和氧气,根据能量守恒定律知,该反应中,光能和热能转化为化学能,反应的焓变=反应物总键能-生成物总键能,焓变与其方程式计量数成正比,则该反应的热化学方程式为2CO2(g)═2CO(g)+O2(g) △H=(1598-1072-496)kJ/mol×2=+60 kJ/mol,故答案为:吸收;2CO2(g)═2CO(g)+O2(g) △H=+60 kJ/mol;光能和热能转化为化学能;
(3)该原电池中Al作负极,失电子生成铝离子,电极反应式为Al-3e-=Al3+(或2Al-6e-=2Al3+),根据图示,正极上O2是辅助反应的发生,是催化剂,电池的正极反应式为:2CO2+2e-=C2O,电池总反应为2Al+6CO2═Al2(C2O4)3,反应中转移6个电子,因此当电路中转移1 mol电子,需消耗1molCO2,在标准状况下的体积为22.4L,故答案为:2CO2+2e-=C2O;22.4。
【点睛】本题的易错点和难点为(3),要注意正极上O2是催化剂。
2. 0.04 0.31 < > = 增大压强 增大H2O的浓度[或增大n(H2O) 与n(C2 H4)投料比] 及时分离出生成的乙醇
【分析】根据化学反应速率的计算公式及平衡常数的表达式进行相关计算;分析图象中乙烯的平衡转化率受温度的影响确定反应是放热反应;根据压强对化学平衡的影响分析压强的大小关系,进一步比较相关的化学反应速率的大小;根据影响化学平衡移动的因素及平衡移动原理选择合适的措施。
【详解】(l)P2时,若起始n(H2O)=n(C2H4)=lmol,容器体积为1L,反应经5 min达到a点,由图中信息可知,此时乙烯的转化率为20%,在0~5 min时段,乙烯的变化量为0.2mol,则乙醇的变化量也是0.2mol,反应速率v(C2H5OH)为mol/(L∙min)。a点,C2H4、H2O、C2H5OH的平衡浓度分别为0.8mol/L、0.8mol/L、0.2mol/L,a点的平衡常数Ka=。
(2)由图中信息可知,乙烯的平衡转化率随着温度的升高而减小,说明温度升高该平衡向逆反应方向移动,故乙烯气相直接水合反应的ΔH<0。C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)该反应正反应方向是气体分子数减小的方向,压强越大,乙烯的平衡转化率越大,由图中信息可知,在相同温度下,P3的转化率大于P2,则P3的压强较大,b点的温度、压强都比a点大,温度越高、压强越大,化学反应速率越大,达到平衡所用的时间越短,因此,相同起始量达到a、b所需要的时间ta>tb。c、d两点对应的温度相同,因为平衡常数只受温度影响,则平衡常数Kc=Kd。
(3)300℃时,要提高乙烯的平衡转化率,应设法让化学平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理可知,可采取的措施有:增大压强、增大H2O的浓度[或增大n(H2O) 与n(C2H4)投料比]、及时分离出生成的乙醇。
【点睛】要注意化学平衡常数只受温度影响,不受压强的影响,温度不变平衡常数不变,此为本题的易错点。
3. ①② D 吸热 极性键和非极性键
【详解】(1)氮的固定是游离态的氮转变为化合态的氮,因此属于氮的固定的是①②;反应③是氨气催化氧化生成一氧化氮和水,其化学方程式;故答案为:①②;。
(2)只有高锰酸钾具有氧化性,其余物质不具有氧化性,因此可以用作氧化NO的是D;若以NaClO溶液氧化NO,写出该反应的化学方程式,并用双线桥法标出反应中电子的得失和数目;故答案为:D;。
(3)①过程Ⅰ是断键,因此为吸热过程。过程Ⅱ生成的化学键有碳氧极性键和氮氮非极性键的生成;故答案为:吸热;极性键和非极性键。
②已知过程Ⅰ的焓变为akJ/mol,过程Ⅱ的焓变为bkJ/mol,根据盖斯定律,因此该反应的热化学方程式为;故答案为:。
4. (1)NO、NO2
(2)
(3)6NO + 4NH35N2十6H2O
(4)3:2
(5)
【详解】(1)氮元素的最高正价为+5价,最低价为-3价,图中所示氮的氧化物中既有氧化性又有还原性的是:NO、NO2。
(2)NO2与水转化为HNO3的反应中,NO2既是氧化剂又是还原剂,用单线桥表示电子转移情况为: 。
(3)一定条件下,可用NH3对汽车尾气中的NO进行无害化催化处理,生成氮气和水,根据得失电子守恒、元素守恒配平化学方程式为:6NO + 4NH35N2十6H2O。
(4)铜与稀硝酸反应的离子方程式为:,还原剂为铜,氧化剂为硝酸,当3mol铜参加反应时,只有2mol氮元素的化合价发生变化,硝酸既表现氧化性,又表现酸性,因此还原剂与氧化剂的物质的量之比为:3:2。
(5)将NH3通入稀HNO3所得盐溶液为硝酸铵溶液,溶液呈酸性的原因为:,0.1mol/L NH4NO3溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为:。
5. 加入过量 Ca(NO3)2溶液 取上层清液, 滴入AgNO3溶液 有白色沉淀生成 胶头滴管 量筒 棕 滴入最后一滴 AgNO3 标准溶液, 出现砖红色沉淀, 且半分钟内颜色不复原 偏高
【分析】(1)市售碳酸钠中含有氯化钠杂质,要检验氯化钠杂质可以检验是否含有氯离子即可,检验之前需要先排除碳酸根离子的干扰,据此分析解答;
(2)用AgNO3标准溶液滴定Cl-(以K2CrO4溶液为指示剂,Ag2CrO4为砖红色沉淀),来测定碳酸钠的纯度。滴定过程的原理为Ag++Cl-=AgCl↓,当溶液中的氯离子滴定结束时,硝酸银和K2CrO4会反应生成砖红色的Ag2CrO4沉淀,据此分析解答。
【详解】(1)市售碳酸钠中含有氯化钠杂质,要检验氯化钠杂质可以检验是否含有氯离子即可,检验之前需要先排除碳酸根离子的干扰,实验方案为:取少量样品,加蒸馏水溶解,固体完全溶解得到无色澄清溶液;加入过量 Ca(NO3)2溶液,有白色碳酸钙沉淀生成;取上层清液, 滴入AgNO3溶液,有白色氯化银沉淀生成,故答案为:加入过量 Ca(NO3)2溶液;取上层清液, 滴入AgNO3溶液;有白色沉淀生成;
(2)用AgNO3标准溶液滴定Cl-(以K2CrO4溶液为指示剂,Ag2CrO4为砖红色沉淀),来测定碳酸钠的纯度。
①配制样品溶液:称取某碳酸钠样品mg,用容量瓶配制100 mL溶液,定容时,用胶头滴管加蒸馏水至刻度线,故答案为:胶头滴管;
②配制AgNO3溶液及浓度标定:称取AgNO3晶体8.5 g于烧杯中,用量筒取500 mL水并倒入烧杯中,AgNO3见光容易分解,搅拌摇匀后,转入棕色试剂瓶,置于暗处、备用。用NaCl标准溶液标定上述AgNO3溶液浓度为b mol/L,故答案为:量筒;棕;
③滴定样品:取样品溶液20. 00 mL于锥形瓶中,加过量稀HNO3,滴入2~3滴K2 CrO4溶液,用AgNO3标准溶液滴定,氯化银为白色沉淀,Ag2CrO4为砖红色沉淀,因此滴定终点的现象为滴入最后一滴 AgNO3 标准溶液, 出现砖红色沉淀, 且半分钟内颜色不复原;根据四次测定数据,第2次的实验数据偏差较大,删除,其余3次实验数据的平均值为=20.00 mL,滴定过程的原理为Ag++Cl-=AgCl↓,消耗AgNO3的物质的量=0.02L×b mol/L=0.02bmol,则原溶液中氯离子的物质的量=0.02bmol×=0.1bmol,样品中氯化钠的含量为×100%=%,则样品的纯度为1-%=%,若在滴定终点读取滴定管刻度时俯视标准液液面,会导致读取的AgNO3溶液体积偏小,测得的样品中氯化钠的含量偏低,样品的纯度偏高,故答案为:滴入最后一滴 AgNO3 标准溶液, 出现砖红色沉淀, 且半分钟内颜色不复原;偏高;。
【点睛】本题的易错点和难点为(2)③中样品误差的判断,要注意样品的纯度是指碳酸钠的纯度。
6. 5 I和Ⅲ 冷却结晶 降低硫代硫酸钠溶解度,防止因洗涤而损失产品;乙醇易挥发带走水份
【详解】(1)Na2S2O3溶液与稀硫酸反应生成硫酸钠、硫单质、二氧化硫和水,其离子方程式为;Ⅰ和Ⅱ探究稀硫酸浓度对反应速率的影响,因此其他量相同即溶液的总体积相同,因此表格中H2O的体积x=5,I和Ⅲ只有温度不相同,其他量相同,因此探究温度对化学反应速率的影响的实验是I和Ⅲ;故答案为:;5;I和Ⅲ。
(2)①试管a中是铜和浓硫酸加热条件下反应生成二氧化硫、硫酸铜和水,其化学方程式为;故答案为:。
②反应结束后,从溶液到晶体,因此要将试管b中溶液水浴加热浓缩,冷却结晶,经过滤、乙醇洗涤晶体、干燥,得到。水会溶解少量硫代硫酸钠,为了减少硫代硫酸钠溶解损失,因此用乙醇而不用水洗涤晶体的原因降低硫代硫酸钠溶解度,防止因洗涤而损失产品;乙醇易挥发带走水份;故答案为:冷却结晶;降低硫代硫酸钠溶解度,防止因洗涤而损失产品;乙醇易挥发带走水份。
③根据题意得到关系式,因此产品中物质的量为0.1000mol·L-1×0.02L×2=0.004mol,其质量分数为;故答案为:。
7. (1) 羟基 羧基
(2) CH3COOH + CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+ H2O 酯化反应(或取代反应)
(3)把浓硫酸缓慢加入乙醇中并不断振荡
(4) 饱和碳酸钠溶液 加快反应速率,并使生成的酯挥发,使平衡向生成酯的方向移动
(5) CH2=CH2 +H2O CH3CH2OH 将铜丝卷成螺旋状,在酒精灯外焰灼烧至红热,将铜丝移出酒精灯焰,铜丝表面生成一层黑色的氧化铜,趁热插入乙醇中,反复操作数次。
【解析】(1)
乙醇和乙酸中官能团的名称分别为羟基、羧基。
(2)
制备乙酸乙酯的反应方程式为CH3COOH + CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+ H2O,其反应类型是酯化反应(或取代反应)。
(3)
实验时,加入浓硫酸要注意的操作是把浓硫酸缓慢加入乙醇中并不断振荡。
(4)
装置右侧试管中所用液体为饱和碳酸钠溶液(可中和乙酸、吸收乙醇,降低酯的溶解度),实验过程中加热的作用是加快反应速率,并使生成的酯挥发,使平衡向生成酯的方向移动。
(5)
乙烯生成乙醇的反应方程为CH2=CH2 +H2O CH3CH2OH,实验室以铜做催化剂,将乙醇在空气中氧化生成乙醛的实验操作为:将铜丝卷成螺旋状,在酒精灯外焰灼烧至红热,将铜丝移出酒精灯焰,铜丝表面生成一层黑色的氧化铜,趁热插入乙醇中,反复操作数次。
8. (1)还原
(2) 铁氰化钾##K3[Fe(CN)6] 硫氰化钾##KSCN 不正确
(3)NaOH浓度较大,滴入的FeSO4迅速完全生成Fe(OH)2,没有多余Fe2+可被吸附
(4)从白色变为红褐色
【分析】NaOH溶液与FeSO4溶液反应生成Fe(OH)3,用维生素C溶液延缓空气对Fe(OH)2的氧化,待沉淀变灰绿色,将其取出,溶解于盐酸,分别用铁氰化钾和硫氰化钾检验Fe2+和Fe3+的存在情况;用过量的较高浓度的NaOH溶液将滴入的FeSO4迅速完全反应,验证乙同学猜测Fe(OH)2因吸附Fe2+而显灰绿色的可能。
(1)
维生素C具有还原性,实验1中加入维生素C可延缓产生的氢氧化亚铁被空气氧化。
(2)
实验2中灰绿色沉淀与盐酸反应得到Fe2+,试管①加入试剂a与亚铁离子反应出现蓝色沉淀,则试剂a是铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])溶液;根据实验目的,试剂b用来检验溶液中是否有Fe3+,则试剂b为硫氰化钾(KSCN)溶液;该实验现象说明灰绿色沉淀有Fe(OH)2,没有Fe(OH)3,故甲同学的猜测不正确。
(3)
由于沉淀具有较强的吸附性,灰绿色可能是吸附引起的,则实验4中沉淀无灰绿色的原因为:NaOH浓度较大,滴入的FeSO4迅速完全生成Fe(OH)2,没有多余Fe2+可被吸附。
(4)
若乙同学的猜测正确,即灰绿色是吸附引起的,则实验4中白色沉淀洗净后放在潮湿的空气中Fe(OH)2没有Fe2+可以吸附,直接被空气氧化为Fe(OH)3,从白色变为红褐色。
9. 第三周期第ⅥA 族 S=C=S 碱 AlO+2H2OAl(OH)3 +OH- 2HSO+2H+ +2e- = S2O+2H2O
【分析】R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。R的最外层电子数是内层电子数的两倍,R含2个电子层,最外层电子数为4,为C元素;X2W2可用于呼吸面具,为Na2O2,则X为Na元素,W为O元素;Y的主族序数与周期数相等,原子序数比11 大,为Al元素;Z的氢化物的分子式为H2 Z,则Z为S元素,结合元素周期律和电解池的工作原理分析解答。
【详解】根据上述分析,R为C元素,W为O元素,X为Na元素,Y为Al元素,Z为S元素。
(1)Z为S元素,Z在周期表中位于第三周期第ⅥA 族;Y为Al元素,Y的原子结构示意图为,故答案为:第三周期第ⅥA 族;;
(2)R2 Z的化学式为CS2,与CO2的结构相似,结构式为S=C=S;X2 Z2的化学式为Na2S2,与Na2O2的结构相似,电子式为,故答案为:S=C=S;;
(3)XYW2的化学式为NaAlO2,为强碱弱酸盐,水解后溶液呈碱性,水解的离子方程式为AlO+2H2OAl(OH)3 +OH-,故答案为:碱;AlO+2H2OAl(OH)3 +OH-;
(4)某传感器可以检测空气中SO2的含量,阴极上发生还原反应,根据工作原理示意图,Pt电极上HSO转化为S2O,其中S元素的化合价由+4价变成+3价,发生还原反应,因此Pt电极为阴极,电极反应式为2HSO+2H+ +2e- = S2O+2H2O,故答案为:2HSO+2H+ +2e- = S2O+2H2O。
【点睛】本题的易错点为(3),要注意同主族元素的单质及其化合物的性质和结构具有相似性,本题的难点为(4),要注意阴极上发生还原反应,结合图示中物质中元素化合价的变化分析判断。
10. 第四周期第ⅡA族 2 6 1.204×1022或0.02NA
【分析】由题干信息可知,X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的前20号主族元素.X元素的一种原子核内只有质子,没有中子,故X为H,Y的一种核素14Y用于考古时测定一些文物的年代,故Y为C,Z的最高价氧化物的水化物显两性,故Z为Al,W的单质是一种黄绿色气体,故W为Cl,R电子层数是最外层电子数的两倍,故R为Ca,据此分析解题。
【详解】(1)由分析可知,R为Ca,故在周期表中的位置是第四周期第ⅡA族,14Y为14C的原子中,中子数与质子数的差为14-6-6=2,故答案为:第四周期第ⅡA族;2;
(2) 由分析可知,Y2X4分子为C2H4,已知乙烯是一种平面型分子,所有原子共平面,故在同一平面上的原子数为6,RW2即CaCl2,故其电子式是,故答案为:6;;
(3)由分析可知,ZW3溶液即AlCl3溶液,故其呈酸性的原因是由于Al3+水解,故用离子方程式表示为:,故答案为:;
(4)由分析可知,W2气体为Cl2,在多孔电极被消耗并在负极和正极之间产生电流,根据图中信息可知,Cl2得到电子转化为Cl-,故发生还原反应,作正极,故多孔电极的电极反应式为,0.01molW2气体参加反应时,电子转移为0.02mol,故理论上通过质子交换膜的H+数为1.204×1022或0.02NA,故答案为:;1.204×1022或0.02NA。
11. 乙烯 化学 物理 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 取代反应或酯化反应 分别滴入酸性 KMnO4 溶液, 振荡,使 KMnO4 溶液褪色的是 F,不褪色的是 E 7
【分析】由H的结构及反应条件可以推断D为乙酸,则结合各步变化的反应条件可以推断C为乙醛、B为乙醇、A为乙烯。
【详解】(1)A的名称是乙烯;工业上通常对石油分馏产品进行裂解来获得乙烯,故过程①为裂解,是化学变化;工业上通过对煤焦油进行分馏而获得苯,过程⑤为分馏,是物理变化。
(2)反应③为乙醇的催化氧化,化学方程式为2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O;反应⑥为乙酸与环己二醇反应生成酯,故为酯化反应或取代反应。
(3)E分子中没有碳碳双键,而F分子中有碳碳双键,因此,鉴别E与F的方法是:分别滴入酸性 KMnO4 溶液,振荡,使 KMnO4 溶液褪色的是 F,不褪色的是 E。
(4)用定一议二法,H分子有一定的对称性,六元环上的6个碳原子均有H原子可以被取代,如图所示,可以先把1号或2号的H原子取代,然后分析另一个H原子被取代的可能性,先取代1,环上其他碳原子上的H均可以被取代,但要注意左右对称,故有3种;再先取代2,则与1相同的位置不能再取代,可以找到4种,注意2号碳上有2个H原子可以被取代。综上所述,可以确定H中六元环上的氢原子被两个氯原子取代后的有机物有7种。
【点睛】在确定同分导构体的数目时,如果环上有多个取代基,通常采用定一议二或定二议三等方法,即先确定一个或两个取基的位置,然后分析第二或第三个取代基的可能位置,要注意分子结构的对称性,防止重复,还要注意每个碳原子上的H原子数目,防止遗漏。
12. CH2=CH2 羧基 ⑤ +CH3COOH+H2O Br2的CCl4溶液红棕色褪去,溶液变成无色
【分析】B发生催化氧化得到乙醛,A发生加成反应得到乙醇,则A为乙烯,乙醛催化氧化得到乙酸,苯和氯气在催化剂作用下生成氯苯,氯苯经过一系列反应最终得到环己醇,乙酸和环己醇发生酯化反应得到乙酸环己酯。
【详解】(1)B催化氧化得到乙醛,则B为乙醇,A与水加成反应得到B,则A为乙烯,其结构简式为CH2=CH2;故答案为:CH2=CH2。
(2)D中官能团的名称为羧基;反应④为取代反应,反应⑤为加成反应,因此属于加成反应的是⑤,反应⑥是酯化反应,其化学方程式为+CH3COOH+H2O;故答案为:羧基;⑤;+CH3COOH+H2O。
(3)将足量有机物A通入Br2的CCl4溶液,乙烯和Br2发生加成反应生成无色的1,2-二溴乙烷,因此实现象为Br2的CCl4溶液红棕色褪去,溶液变成无色;故答案为:Br2的CCl4溶液红棕色褪去,溶液变成无色。
(4)分子中含有1个六元碳环结构(6个碳原子形成的环);分子中含有酯基即含有—COO—,因此满足两种条件的I的同分异构体的结构简式有;故答案为:。
13. 稀硫酸(或 H2SO4) PbSO4 2Fe2+ +ClO- +2H+=2Fe3++Cl-+H2O 2.8 铜(或 Cu) 蒸发浓缩, 冷却结晶, 过滤 B
【分析】氧化锌烟尘(主要成分为ZnO,还含有少量PbO、CuO、Fe2O3、FeO等)加过量稀硫酸溶解,过滤,滤液中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁,硫酸铅不溶于水,形成滤渣1;过滤分离,滤液中加入次氯酸钠溶液,将亚铁离子氧化生成铁离子,然后加入ZnO调节溶液的pH,使铁离子形成氢氧化铁沉淀形成滤渣2,过滤,滤液中含有硫酸铜和硫酸锌,加锌粉置换铜离子,过滤,滤渣3为Cu(可能含有Zn),滤液为硫酸锌溶液,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到ZnSO4•7H2O晶体,据此分析解答。
【详解】(1)“酸浸”时用的稀酸是稀硫酸;滤渣1主要成分是硫酸铅,故答案为:稀硫酸(或H2SO4);PbSO4;
(2)“氧化”时是将亚铁离子氧化生成铁离子,反应的离子方程式为2Fe2+ +ClO- +2H+=2Fe3++Cl-+H2O;加入ZnO是调节溶液的pH,使铁离子形成氢氧化铁沉淀,根据有关金属离子[c(Mn+)= 0.l mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围数据,除杂时溶液的pH控制范围2.8~5.0,故答案为:2Fe2+ +ClO- +2H+=2Fe3++Cl-+H2O;2.8;
(3)根据上述分析,滤渣3含有锌和铜;滤液得到ZnSO4·7H2O的操作是蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:铜(或 Cu);蒸发浓缩,冷却结晶、过滤;
(4)14.35gZnSO4·7H2O中含有Zn元素的质量为14.35g×=3.25g;如果是ZnO,则ZnO的质量为3.25g×=4.05g,故A错误;如果是Zn3O(SO4)2,则Zn3O(SO4)2的质量为3.25g×=6.72g,故B正确;如果是ZnSO4,则ZnSO4的质量为3.25g×=8.05g,故C错误;如果是ZnSO4·H2O,则ZnSO4·H2O的质量为3.25g×=8.95g,故D错误;故答案为:B。
【点睛】本题的易错点和难点为(4),可以根据锌元素守恒计算判断。
14. Cu 9 取最后一次的洗涤液少量于试管,先滴加几滴稀盐酸,再滴入几滴BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则证明FeO(OH)沉淀已洗涤干净,反之FeO(OH)沉淀未洗涤干净
【分析】硫铁矿烧渣(含Fe、FeO、SiO2和少量CuO)和硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铜,过滤,滤渣为SiO2,向滤液中加入过量铁粉,将硫酸铜置换再过滤,滤渣是铁和铜,向滤液中加入氨水得到沉淀,将沉淀再空气中加热氧化变为FeO(OH),过滤洗涤干燥最终得到FeO(OH)固体。
【详解】(1)“酸浸”时CuO与硫酸反应生成硫酸铜和水,其反应的离子方程式为;故答案为:。
(2)加入铁粉主要是将铜置换出来,因此“除杂”时滤渣②的成分有Fe和Cu;故答案为:Cu。
(3)根据题意得到,解得,,因此常温时,溶液的pH=9;故答案为:9。
(4)加氨水沉淀亚铁离子得到Fe(OH)2,因此“加热氧化”主要是将氢氧化亚铁氧化为FeO(OH),其化学方程式为;故答案为:。
(5)“过滤”后需洗涤FeO(OH)沉淀,检验FeO(OH)沉淀是否洗涤干净,主要是检验沉淀表面是否还含有硫酸根杂质,因此实验方法是取最后一次的洗涤液少量于试管,先滴加几滴稀盐酸,再滴入几滴BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则证明FeO(OH)沉淀已洗涤干净,反之FeO(OH)沉淀未洗涤干净;故答案为:取最后一次的洗涤液少量于试管,先滴加几滴稀盐酸,再滴入几滴BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则证明FeO(OH)沉淀已洗涤干净,反之FeO(OH)沉淀未洗涤干净。
15. (1) 圆底烧瓶 c
(2) BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液(NaOH溶液添加顺序随意,另两种除杂试剂添加顺序不能改变) NH3、CO2 HCl 富集溴元素
【解析】(1)
加热海水获取蒸馏水的反应容器是“圆底烧瓶”;直型冷凝管中冷凝液要下进上出,所以冷却水由冷凝管“c”口进入;
(2)
①粗盐中可溶性杂质离子需发生离子反应生成沉淀或气体从NaCl溶液中除去,为保证除杂完全,除杂试剂需过量加入,所以过量的除杂试剂也算是新杂质,故需考虑它们的除去,所以应先加过量BaCl2,发生,在其后加入过量Na2CO3,发生和,NaOH可以在这两种试剂加入之前、中、后的任何时候加入,发生,该反应与其它几个反应没有关联和影响,过量的Na2CO3和NaOH在过滤沉淀之后,用适量盐酸除去,所以本问第一空可填“BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液”;
②侯氏制碱法是在适当温度的饱和NaCl溶液中,先通入足量NH3使其也达到饱和,再通入CO2与NH3在水中反应生成(NH4)2CO3,进一步再生成NH4HCO3,随着离子浓度的增大,Na+与对应的NaHCO3首先过饱和,析出晶体,实现NaHCO3的制备,所以本问第二空应填“NH3、CO2”;第三空应填“”;
③单独加热MgCl2•6H2O使其受热分解的过程中会出现明显的水解反应,最后会有一定量的Mg(OH)2甚至MgO的生成,为避免杂质出现,则应在“HCl”气体氛围中加热MgCl2•6H2O,HCl的大量存在可以抑制MgCl2•6H2O的水解;
④母液中Br-离子浓度过低,故将其氧化为Br2后并不直接萃取或者蒸馏分离,而是使用空气吹出含溴蒸气的空气,让混合气体通入溶有SO2的溶液中,Br2与SO2在水中发生氧化还原反应生成HBr和H2SO4,这样该溶液中的Br-可以达到相当高的浓度,再将这些Br-重新氧化生成Br2后,通过萃取和蒸馏操作获取纯净的Br2单质过程可以节约一定量的萃取试剂和加热能源,降低工业成本,所以本问第五空应填“富集溴元素”。
16.
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