![2021-2022学年上海市奉贤区高三(上)期末化学试卷(一模)01](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/14287922/0/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![2021-2022学年上海市奉贤区高三(上)期末化学试卷(一模)02](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/14287922/0/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![2021-2022学年上海市奉贤区高三(上)期末化学试卷(一模)03](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/14287922/0/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
2021-2022学年上海市奉贤区高三(上)期末化学试卷(一模)
展开2021-2022学年上海市奉贤区高三(上)期末化学试卷(一模)
一、选择题(共40分,每小题2分,每小题只有一个正确答案)
1.(2分)中国科学家首次实现了由二氧化碳到淀粉的人工合成,这意味着( )
A.未来生产淀粉可以不依赖生物的光合作用
B.人类可以随意排放二氧化碳
C.应该继续大力发展燃煤发电
D.合成氨工业对农业生产已无意义
2.(2分)日本计划将福岛核废水排入海洋,引起人们的强烈谴责。有关核废水中氚(3H)的说法正确的是( )
A.与氢元素互为同位素
B.中子数与质子数之差为2
C.核废水中的氚的原子百分率与自然界中是一样的
D.化学性质与氕和氘几乎相同
3.(2分)下列有关煤和石油的说法正确的是( )
A.石油分馏的产品是纯净物
B.石油的裂解可得到乙烯
C.煤中含有苯、甲苯和粗氨水
D.煤的干馏是物理变化
4.(2分)旅游景点售卖的藏银多是白铜(铜镍合金),下列说法正确的是( )
A.合金都容易形成原电池,都特别容易被腐蚀
B.藏银的熔点比铜要高
C.藏银的硬度比铜要大
D.可通过外观颜色区分藏银和白银
5.(2分)下列晶体中熔点最低的是( )
A.干冰 B.NaOH C.金刚石 D.铝
6.(2分)下列关于氯单质及含氯化合物的说法中,正确的是( )
A.过量的铁粉与氯气反应,生成氯化亚铁
B.Cl2具有很强的氧化性,只能作氧化剂
C.漂粉精是纯净物
D.次氯酸的酸性比碳酸弱
7.(2分)以下物质既有极性键又有非极性键的是( )
A.HF B.C2H4 C.N2 D.Na2O2
8.(2分)下列有关浓硫酸的说法正确的是( )
A.浓硫酸与碳的反应体现了浓硫酸的强酸性
B.浓硫酸常温时不与铝发生化学反应,可用铝制容器盛装浓硫酸
C.浓硫酸可以用来干燥二氧化硫
D.浓硫酸与乙醇混合后水浴加热制取乙烯
9.(2分)下列关于甲醛的描述错误的是( )
A.结构式: B.电子式: C.是极性分子 D.球棍模型:
10.(2分)β﹣月桂烯的结构如图所示,一个分子β﹣月桂烯与一个分子Br2发生加成反应的产物(只考虑位置异构)理论上最多有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
11.(2分)2021年诺贝尔生理学或医学奖表彰了科学家在“发现温度和触觉感受器”方面作出的贡献。薄荷醇(见图)可用来识别TRPM8(一种能被凉爽激活的受体)。关于薄荷醇的说法正确的是( )
A.是乙醇的同系物 B.可发生消除反应
C.可被氧化为醛 D.与互为同分异构体
12.(2分)关于反应K2H3IO6+9HI→2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是( )
A.K2H3IO6发生氧化反应
B.KI是氧化产物
C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7:1
D.生成4molI2时,转移9mol电子
13.(2分)向KAl(SO4)2溶液中加入一定量的Ba(OH)2溶液,当SO42﹣恰好完全沉淀时下列离子方程式正确的是( )
A.SO42﹣+Ba2+→BaSO4↓
B.Al3++SO42﹣+Ba2++3OH﹣→Al(OH)3↓+BaSO4↓
C.Al3++2SO42﹣+2Ba2++3OH﹣→Al(OH)3↓+2BaSO4↓
D.Al3++2SO42﹣+2Ba2++4OH﹣→AlO2﹣+2BaSO4↓+2H2O
14.(2分)4种短周期主族元素X、Y、Z和Q的原子序数依次增大,相关信息如下表:
元素
相关信息
X
最外层电子数等于次外层电子数
Y
与X在同一主族
Z
单质为淡黄色固体,常存在于火山喷口附近
Q
同周期主族元素中原子半径最小
下列说法正确的是( )
A.X的金属性比Y强
B.Y的离子半径是同周期中最大的
C.Q的气态氢化物比Z的气态氢化物稳定
D.Q的含氧酸是最强酸
15.(2分)下列有机物的实验室制备方法正确的是( )
A.用饱和食盐水与电石在启普发生器中反应制取乙炔
B.收集乙酸乙酯时用到了饱和碳酸钠溶液
C.制取乙酸丁酯和乙酸乙酯时都加入了浓硫酸和过量的乙酸
D.制取乙烯时采用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫杂质
16.(2分)下列关于从海带中提取碘的操作错误的是( )
A.灼烧海带
B.过滤海带灰的悬浊液
C.用有机溶剂萃取碘单质
D.分液获得碘单质的有机溶液
17.(2分)根据如图信息分析,有关N2+3H2⇌2NH3的说法正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(l)+2bkJ
B.1molN原子和3molH原子生成1mol氨气时,放出bkJ的热量
C.使用催化剂不会改变反应的热效应,即不会影响a和b的大小
D.1molN2(g)和3molH2(g)的化学能之和小于2molNH3(g)的化学能
18.(2分)将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。下列有关说法正确的是( )
A.钢铁设施的电极反应式为Fe﹣2e→Fe2+
B.这是牺牲阳极的阴极保护法,活泼的金属M做阳极
C.钢铁设施表面因有电子流入而被保护
D.通常情况下,钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
19.(2分)常温下,用0.1mol•L﹣1氨水滴定10mL浓度均为0.1mol•L﹣1的HCl和CH3COOH的混合液,下列说法不正确的是( )
A.滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl﹣)>c(CH3COO﹣)
B.滴加氨水到20mL的过程中,水的电离程度逐渐增大
C.当滴入20mL氨水时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3•H2O)+c(OH﹣)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20mL,c(NH4+)<c(Cl﹣)
20.(2分)用活性炭对NO进行吸附可减少环境污染,反应如下:C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)+34.0 kJ,T1℃时,在密闭容器中测得反应在不同时刻各物质的浓度如下:
时间/min
浓度/mol•L﹣1
物质
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.58
0.40
0.40
0.48
0.48
N2
0
0.42
0.30
0.30
0.36
0.36
下列说法不正确的是( )
A.第30min后,改变的条件可能是适当缩小了容器的体积
B.其他条件不变,在第50min后降低温度,可使容器中N2的浓度升高至0.6mol•L﹣1
C.第30min和第40min时NO的转化率相同
D.向容器内通适量氧气会使平衡逆向移动
二、综合题(共60分)
21.(16分)三氟化氮(NF3)是一种无色、无味的气体,它是微电子工业的关键原料之一,可由氨气和氟气反应得到:
NH3+ F2→ NF3+ NH4F。
完成下列填空:
(1)配平上述反应方程式。
(2)F原子的结构示意图是 ,其能量最高的电子所占据的电子亚层符号为 。从原子结构角度比较F和N元素的非金属性强弱 。
(3)写出NH4F的电子式 ,溶液中NH4+的检验方法是 。
(4)与NH4+具有相同质子数和电子数的单核微粒,其单质在空气中长期露置后的最终产物是 ,该产物的水溶液呈 性,用适当的化学用语解释该溶液酸碱性的原因: 。其稀溶液中存在关系式:c(OH﹣)﹣c(H+)=c(HCO3﹣)+ 。
22.(15分)在密闭容器中充入一定量H2S,发生反应2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g)﹣Q(Q>0),如图为H2S气体的平衡转化率与温度、压强的关系。请完成下列填空:
(1)在一定条件下,往2L密闭容器中充入4molH2S进行反应,2min时达到平衡状态,此时H2S剩余2mol,计算0~2min内S2的平均反应速率v(S2) mol•L﹣1•min﹣1。图中压强p1,p2、p3从大到小顺序为 ,原因是 。又已知H2S可转化成羰基硫(COS):CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g)+Q(Q>0)。
(2)上述反应的平衡常数表达式K= 。
(3)在一恒容、绝热(与外界无热交换)的密闭容器中,充入H2S(g)与CO(g)进行上述反应。下列事实能说明反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A.消耗H2的速率与生成COS速率之比为1:1
B.生成amolCOS,同时形成amolH﹣S键
C.的值不再改变
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(4)若将标准状况下224mL的H2S气体通入200mL的CuSO4溶液中正好完全反应,现象是 ,写出反应的离子方程式 ,若溶液体积没有发生改变,此时溶液的pH值是 。
23.(14分)化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香族化合物A制备H的一种合成路线如图,请完成下列填空:
已知:
(1)A的结构简式是 ,D中的含氧官能团名称是 。
(2)由E生成F的反应类型是 ,写出E发生聚合反应的化学方程式 。
(3)G为甲苯的同分异构体,由F生成H的化学方程式为 。
(4)芳香族化合物X是C的同分异构体,与C具有相同的官能团,且苯环上只有两种不同化学环境的H原子,写出符合要求的X的结构简式 。
(5)写出用环戊烷和2﹣丁炔为原料制备化合物的合成路线 (其他试剂任选)。
24.(15分)侯氏制碱法为我国纯碱工业做出了重要贡献。
Ⅰ.某化学兴趣小组模拟侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:
回答下列问题:
(1)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为 。
(2)向母液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为 、 、 、洗涤、干燥。
II.实验中制得的纯碱中含有少量NaCl,该小组设计如图所示装置,测定实验得到的纯碱中Na2CO3的含量。
(3)装置A中的试剂为 ,装置C中的试剂为 。
(4)实验结束后通入空气的目的: 。
(5)实验前称取26.50g样品,实验后测得D装置增重8.80g,则样品中Na2CO3的质量分数为 (保留2位小数)。按照以上装置及操作,有同学提出测定结果可能会偏大,他的理由是 。
2021-2022学年上海市奉贤区高三(上)期末化学试卷(一模)
参考答案与试题解析
一、选择题(共40分,每小题2分,每小题只有一个正确答案)
1.(2分)中国科学家首次实现了由二氧化碳到淀粉的人工合成,这意味着( )
A.未来生产淀粉可以不依赖生物的光合作用
B.人类可以随意排放二氧化碳
C.应该继续大力发展燃煤发电
D.合成氨工业对农业生产已无意义
【分析】A.可以实现由二氧化碳到淀粉的人工合成;
B.随意排放二氧化碳依然会对环境产生影响;
C.发展燃煤发电除了会排放较多二氧化碳外和二氧化硫等污染性气体;
D.需要合成氨工业提供农业所需的氮肥。
【解答】解:A.目前淀粉来源于植物的光合作用,实现由二氧化碳到淀粉的人工合成,意味着未来生产淀粉可以不依赖生物的光合作用,故A正确;
B.虽然可以利用二氧化碳合成淀粉,但并不能消耗所有的二氧化碳,随意排放二氧化碳依然会对环境产生影响,故B错误;
C.继续大力发展燃煤发电除了会排放较多二氧化碳外,还会产生二氧化硫等污染性气体,故C错误;
D.即便实现了由二氧化碳到淀粉的人工合成,也不能代替农产品,依然需要合成氨工业提供农业所需的氮肥,故D错误,
故选:A。
【点评】本题主要考查化学对生产生活的影响,难度较小,引导学生关注化学的发展对生产生活的影响和思考。
2.(2分)日本计划将福岛核废水排入海洋,引起人们的强烈谴责。有关核废水中氚(3H)的说法正确的是( )
A.与氢元素互为同位素
B.中子数与质子数之差为2
C.核废水中的氚的原子百分率与自然界中是一样的
D.化学性质与氕和氘几乎相同
【分析】A.质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子为元素的同位素;
B.原子中中子数=质量数﹣质子数;
C.核废水中的氚的原子百分率高;
D.氕、氘、氚核电荷数都是1,核外电子数相同。
【解答】解:A.氚(3H)是氢元素的一种核素,和氕、氘互为同位素,故A错误;
B.氚(3H)的质子数为1,质量数为3,则中子数=3﹣1=2,中子数与质子数之差为1,故B错误;
C.自然界中氚的原子百分率不变,核废水中的氚的原子百分率高,故C错误;
D.氕、氘、氚核电荷数都是1,核外电子数相同,化学性质相同,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了原子结构、同位素概念等知识点,注意概念实质的理解应用,题目难度不大。
3.(2分)下列有关煤和石油的说法正确的是( )
A.石油分馏的产品是纯净物
B.石油的裂解可得到乙烯
C.煤中含有苯、甲苯和粗氨水
D.煤的干馏是物理变化
【分析】A.根据石油分馏原理分析;
B.石油裂解的目的是获得断裂不饱和烃;
C.煤中不含苯、甲苯和粗氨水;
D.煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使煤分解的过程。
【解答】解:A.石油是混合物,其分馏产品均是几种沸点相近的烃的混合物,即石油分馏产品仍是混合物,故A错误;
B.石油的裂解可以得到乙烯、丙烯等重要化工基本原料,故B正确;
C.煤中不含苯、甲苯和粗氨水,苯、甲苯和粗氨水是煤通过干馏这种化学变化产生的,故C错误;
D.煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使煤分解的过程,故为化学变化,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了煤和石油的综合利用,难度不大,应注意的是煤的干馏、石油的裂化和裂解均为化学变化,而石油的分馏为物理变化。
4.(2分)旅游景点售卖的藏银多是白铜(铜镍合金),下列说法正确的是( )
A.合金都容易形成原电池,都特别容易被腐蚀
B.藏银的熔点比铜要高
C.藏银的硬度比铜要大
D.可通过外观颜色区分藏银和白银
【分析】A.合金不都易被腐蚀;
B.一般合金熔点低于成分金属;
C.一般合金硬度大于成分金属;
D.藏银和白银都是银白色。
【解答】解:A.合金不都易被腐蚀,如不锈钢耐腐蚀性强于纯铁,故A错误;
B.一般合金熔点低于成分金属,所以藏银的熔点比铜要低,故B错误;
C.一般合金硬度大于成分金属,所以藏银的硬度比铜要大,故C正确;
D.藏银和白银都是银白色,所以通过外观颜色无法区分藏银和白银,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了合金与金属性质区别,明确合金的性质是解题关键,题目难度不大。
5.(2分)下列晶体中熔点最低的是( )
A.干冰 B.NaOH C.金刚石 D.铝
【分析】不同类型的晶体之间熔沸点一般有:共价晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体。
【解答】不同类型的晶体之间熔沸点一般有:共价晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体,干冰为分子晶体,熔点最低;金刚石为共价晶体,熔点最高;
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对原子结构和性质的理解与掌握,了解基本晶体的熔沸点的比较,题目比较基础。
6.(2分)下列关于氯单质及含氯化合物的说法中,正确的是( )
A.过量的铁粉与氯气反应,生成氯化亚铁
B.Cl2具有很强的氧化性,只能作氧化剂
C.漂粉精是纯净物
D.次氯酸的酸性比碳酸弱
【分析】A.铁与氯气反应生成氯化铁;
B.依据氯气在反应中氯元素化合价变化判断;
C.漂粉精的主要成分为NaCl、NaClO;
D.碳酸与次氯酸盐能反应生成次氯酸。
【解答】解:A.铁与氯气反应生成氯化铁,与氯气量的多少无关,故A错误;
B.氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,反应中氯元素化合价部分降低、部分升高,氯气既表现氧化性又变性还原性,故B错误;
C.漂粉精的主要成分为NaCl、NaClO,由多种物质组成,为混合物,故C错误;
D.碳酸与次氯酸盐能反应生成次氯酸,所以次氯酸的酸性比碳酸弱,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查氯及其化合物的性质,为高频考点,把握物质的组成、性质、发生的反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意化学与生活的联系,题目难度不大。
7.(2分)以下物质既有极性键又有非极性键的是( )
A.HF B.C2H4 C.N2 D.Na2O2
【分析】同种非金属元素之间形成非极性键,不同非金属元素之间形成极性键,以此来解答。
【解答】解:A.HF只含H﹣F极性键,故A错误;
B.乙烯含C﹣H极性键及C=C非极性键,故B正确;
C.N2只含N≡N非极性键,故C错误;
D.Na2O2含离子键及O﹣O非极性键,不含极性键,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查共价键,为高频考点,把握共价键的形成及判断方法为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意共价键的类型,题目难度不大。
8.(2分)下列有关浓硫酸的说法正确的是( )
A.浓硫酸与碳的反应体现了浓硫酸的强酸性
B.浓硫酸常温时不与铝发生化学反应,可用铝制容器盛装浓硫酸
C.浓硫酸可以用来干燥二氧化硫
D.浓硫酸与乙醇混合后水浴加热制取乙烯
【分析】A.浓硫酸与碳反应过程中硫酸为氧化剂;
B.铝在浓硫酸中发生钝化过程是生成了致密的氧化膜;
C.二氧化硫为酸性气体,可以用浓硫酸干燥;
D.高于100℃不能水浴加热。
【解答】解:A.浓硫酸与碳反应过程中将碳氧化,体现了浓硫酸的强氧化性,故A错误;
B.常温时,铝在浓硫酸中发生钝化,钝化过程也是化学反应,故B错误;
C.二氧化硫与浓硫酸不反应,可以用浓硫酸干燥,故C正确;
D.浓硫酸与乙醇混合后需要加热到170℃反应制取乙烯,水浴加热达不到该温度,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查浓硫酸的性质,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意元素化合物知识的应用,题目难度不大。
9.(2分)下列关于甲醛的描述错误的是( )
A.结构式: B.电子式: C.是极性分子 D.球棍模型:
【分析】A.用短线代替所有共用电子对即为结构式;
B.氧原子最外层为8个电子,漏掉了氧原子的2对孤电子对;
C.甲醛分子是平面三角形,碳原子位于三角形内部,结构不对称,分子中正负电荷重心不重合;
D.用小球和小棍表示的模型为球棍模型。
【解答】解:A.甲醛分子中含有1个碳氧双键和2个碳氢键,甲醛的结构式为,故A正确;
B.甲醛分子中含有1个碳氧双键和2个碳氢键,甲醛正确的电子式为:,故B错误;
C.甲醛分子是平面三角形,碳原子位于三角形内部,结构不对称,分子中正负电荷重心不重合,所以是极性分子,故C正确;
D.甲醛中含有2个碳氢键和1个碳氧双键,则甲醛的球棍模型为:,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查了常见化学用语的判断,题目难度中等,注意掌握电子式、结构式、球棍模型等化学用语的概念及书写原则,试题侧重考查学生的规范答题的能力。
10.(2分)β﹣月桂烯的结构如图所示,一个分子β﹣月桂烯与一个分子Br2发生加成反应的产物(只考虑位置异构)理论上最多有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【分析】根据β﹣月桂烯含有三个双键,都能发生加成反应,且存在与1﹣3丁二烯类似结构,则能发生1,4加成.
【解答】解:因分子存在三种不同的碳碳双键,如图所示;1分子物质与1分子Br2加成时,可以在①②③的位置上发生加成,也1分子Br2在①②发生1,4加成反应,故所得产物共有四种,故选D。
【点评】本题考查烯烃的加成反应,难度中等,明确加成的规律及利用结构与1﹣3丁二烯类似来分析解答即可.
11.(2分)2021年诺贝尔生理学或医学奖表彰了科学家在“发现温度和触觉感受器”方面作出的贡献。薄荷醇(见图)可用来识别TRPM8(一种能被凉爽激活的受体)。关于薄荷醇的说法正确的是( )
A.是乙醇的同系物 B.可发生消除反应
C.可被氧化为醛 D.与互为同分异构体
【分析】A.该有机物和乙醇结构不相似;
B.连接醇羟基的碳原子相邻碳原子上含有H原子的醇能发生消去反应;
C.﹣CH2OH能被氧化生成﹣CHO;
D.薄荷醇的分子式为C10H20O,的分子式为C11H20O。
【解答】解:A.该有机物和乙醇结构不相似,所以二者不互为同系物,故A错误;
B.连接醇羟基的碳原子相邻碳原子上含有H原子的醇能发生消去反应,根据图知,该有机物中醇羟基能发生消去反应生成烯烃,故B正确;
C.﹣CH2OH能被氧化生成﹣CHO,该有机物能发生氧化反应生成酮,不能发生氧化反应生成醛,故C错误;
D.薄荷醇的分子式为C10H20O,的分子式为C11H20O,二者分子式不同,不互为同分异构体,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查有机物的结构和性质,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确官能团及其性质关系是解本题关键,注意醇能发生消去反应、催化反应的结构特点,题目难度不大。
12.(2分)关于反应K2H3IO6+9HI→2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是( )
A.K2H3IO6发生氧化反应
B.KI是氧化产物
C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7:1
D.生成4molI2时,转移9mol电子
【分析】该反应中I元素化合价由+7价、﹣1价变为0价,则K2H3IO6为氧化剂、部分HI为还原剂,转移电子数为7,
A.氧化剂发生还原反应、还原剂发生氧化反应;
B.KI既不是氧化产物又不是还原产物;
C.K2H3IO6为氧化剂、部分HI为还原剂;
D.该反应中转移电子数为7。
【解答】解:该反应中I元素化合价由+7价、﹣1价变为0价,则K2H3IO6为氧化剂、部分HI为还原剂,转移电子数为7,
A.氧化剂发生还原反应、还原剂发生氧化反应,K2H3IO6发生还原反应、HI发生氧化反应,故A错误;
B.KI既不是氧化产物又不是还原产物,I2既是氧化产物又是还原产物,故B错误;
C.K2H3IO6为氧化剂、部分HI为还原剂,反应中有的HI作还原剂,所以还原剂和氧化剂的物质的量之比为7:1,故C正确;
D.该反应中转移电子数为7,即生成4molI2时,转移电子7mol,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查氧化还原反应,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确元素化合价变化、基本概念内涵是解本题关键,注意:部分HI作还原剂,题目难度不大。
13.(2分)向KAl(SO4)2溶液中加入一定量的Ba(OH)2溶液,当SO42﹣恰好完全沉淀时下列离子方程式正确的是( )
A.SO42﹣+Ba2+→BaSO4↓
B.Al3++SO42﹣+Ba2++3OH﹣→Al(OH)3↓+BaSO4↓
C.Al3++2SO42﹣+2Ba2++3OH﹣→Al(OH)3↓+2BaSO4↓
D.Al3++2SO42﹣+2Ba2++4OH﹣→AlO2﹣+2BaSO4↓+2H2O
【分析】明矾[KAl(SO4)2•12H2O]溶液中滴加Ba(OH)2溶液至SO42﹣恰好完全沉淀,明矾与氢氧化钡按照物质的量1:2反应,铝离子与氢氧根离子的物质的量之比=1:4,据此判断解答。
【解答】解:明矾[KAl(SO4)2•12H2O]溶液中滴加Ba(OH)2溶液至SO42﹣恰好完全沉淀,明矾与氢氧化钡按照物质的量1:2反应,铝离子与氢氧根离子的物质的量之比=1:4,反应的离子方程式为:Al3++2SO42﹣+2Ba2++4OH﹣→AlO2﹣+2BaSO4↓+2H2O,
故选:D。
【点评】本题考查了离子方程式的正误判断,为高考的高频题,属于中等难度的试题,注意掌握离子方程式的书写原则,明确离子方程式正误判断常用方法:检查反应物、生成物是否正确,检查各物质拆分是否正确,如难溶物、弱电解质等需要保留化学式,检查是否符合原化学方程式等。
14.(2分)4种短周期主族元素X、Y、Z和Q的原子序数依次增大,相关信息如下表:
元素
相关信息
X
最外层电子数等于次外层电子数
Y
与X在同一主族
Z
单质为淡黄色固体,常存在于火山喷口附近
Q
同周期主族元素中原子半径最小
下列说法正确的是( )
A.X的金属性比Y强
B.Y的离子半径是同周期中最大的
C.Q的气态氢化物比Z的气态氢化物稳定
D.Q的含氧酸是最强酸
【分析】4种短周期主族元素X、Y、Z和Q的原子序数依次增大,X原子的最外层电子数等于次外层电子数,X只能含有2个电子层,为Be元素;Y与X在同一主族,则Y为Mg;Z单质为淡黄色固体,常存在于火山喷口附近,则Z为S;Q是同周期元素中原子半径最小,其原子序数大于S,则Q为Cl,以此分析解答。
【解答】解:根据分析可知,X为Be,Y为Mg,Z为S,Q为Cl元素,
A.同主族从上到下金属性逐渐增强,则X的金属性比Y弱,故A错误;
B.Y的离子半径为镁离子,镁离子含有2个电子层,其离子半径小于硫离子、硫离子等阴离子,故B错误;
C.非金属性氧气,气态氢化物的稳定性越强,非金属性Cl>S,则Q的气态氢化物比Z的气态氢化物稳定,故C正确;
D.Q的含氧酸有次氯酸、氯酸、高氯酸等,高氯酸的酸性最强,次氯酸为弱酸,没有指出元素最高价,该说法不合理,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查原子结构与元素周期律,为高频考点,推断元素为解答关键,注意掌握元素周期律内容及常见元素化合物性质,试题有利于提高学生的分析能力及逻辑推理能力,题目难度不大。
15.(2分)下列有机物的实验室制备方法正确的是( )
A.用饱和食盐水与电石在启普发生器中反应制取乙炔
B.收集乙酸乙酯时用到了饱和碳酸钠溶液
C.制取乙酸丁酯和乙酸乙酯时都加入了浓硫酸和过量的乙酸
D.制取乙烯时采用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫杂质
【分析】A.电石和水溶液反应剧烈反应过程中微溶于水的氢氧化钙生成,易堵塞启普发生器;
B.饱和碳酸钠溶液吸收乙醇、溶解乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度;
C.醇的价格比较低廉;
D.乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2。
【解答】解:A.电石和水溶液反应剧烈反应过程中微溶于水的氢氧化钙生成,堵塞启普发生器,所以不能在启普发生器中进行,故A错误;
B.饱和碳酸钠溶液吸收乙醇、溶解乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层,所以收集乙酸乙酯时用到了饱和碳酸钠溶液,故B正确;
C.制备乙酸乙酯时,为了提高冰醋酸的转化率,由于乙醇价格比较低廉,会使乙醇过量,故C错误;
D.乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2,引进新的杂质,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了化学实验方案的评价,题目难度不大,涉及常见物质的制备、物质的分离与除杂等知识,明确常见元素及其化合物性质、实验原理为解答关键,注意掌握化学实验基本操作方法,试题培养了学生的分析能力及化学实验能力。
16.(2分)下列关于从海带中提取碘的操作错误的是( )
A.灼烧海带
B.过滤海带灰的悬浊液
C.用有机溶剂萃取碘单质
D.分液获得碘单质的有机溶液
【分析】海带提碘时,选坩埚灼烧海带,然后溶解、过滤分离出含碘离子的溶液,氧化生成碘单质,再萃取、分液分离出含碘的有机溶液,最后蒸馏分离出碘单质,以此来解答。
【解答】解:A.灼烧需要坩埚等,不需要蒸发皿,故A错误;
B.过滤可分离出含碘离子的溶液,故B正确;
C.碘不易溶于水,易溶于有机溶剂,则可用有机溶剂萃取碘单质,故C正确;
D.若选四氯化碳萃取碘时,分液漏斗下口分离出碘的有机溶液,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查海带提碘,为高频考点,把握海带提碘的实验步骤及操作、混合物的分离提纯为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识的应用,题目难度不大。
17.(2分)根据如图信息分析,有关N2+3H2⇌2NH3的说法正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(l)+2bkJ
B.1molN原子和3molH原子生成1mol氨气时,放出bkJ的热量
C.使用催化剂不会改变反应的热效应,即不会影响a和b的大小
D.1molN2(g)和3molH2(g)的化学能之和小于2molNH3(g)的化学能
【分析】A.图中氨气的状态为气态;
B.形成化学键放出热量,结合图中信息分析;
C.催化剂可以降低反应的活化能;
D.该反应是放热反应。
【解答】解:A.图中氨气的状态为气态,而选项中氨气为液态,无法确定N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(l)的反应热,故A错误;
B.形成化学键放出热量,由图可知,1molN原子和3molH原子生成1mol氨气时,放出bkJ的热量,故B正确;
C.催化剂可以降低反应的活化能,则使用催化剂不会改变反应的热效应,但可以影响a和b的大小,故C错误;
D.该反应是放热反应,则1molN2(g)和3molH2(g)的化学能之和大于2molNH3(g)的化学能,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查反应热与焓变,为高频考点,把握反应中能量变化、能量与稳定性为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意物质的状态,题目难度不大。
18.(2分)将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。下列有关说法正确的是( )
A.钢铁设施的电极反应式为Fe﹣2e→Fe2+
B.这是牺牲阳极的阴极保护法,活泼的金属M做阳极
C.钢铁设施表面因有电子流入而被保护
D.通常情况下,钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【分析】A.钢铁设施做了原电池的正极,发生还原反应;
B.该装置为原电池,钢铁设施做了原电池的正极,被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法;
C.钢铁设施做原电池的正极时被保护,将导线与金属M相连,M做负极,失去电子沿着导线进入铁设施表面;
D.海水中有大量的盐,电解质溶液导电性强,可以加速金属的腐蚀速度。
【解答】解:A.阴极其实是原电池的正极,发生还原反应,该电极反应式为2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣,故A错误;
B.该装置为原电池,是牺牲阳极的阴极保护法,活泼的金属M做负极,故B错误;
C.当铁管做原电池的正极时被保护,将导线与金属M相连,M做负极,失去电子沿着导线进入铁设施表面,因钢铁设施累积大量电子而被保护,故C正确;
D.海水中有大量的盐,电解质溶液导电性强,金属更容易腐蚀,所以钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中的快,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了金属的电化学腐蚀和防护,难度不大,应注意的是原电池的正极、电解池的阴极材料可以被保护。
19.(2分)常温下,用0.1mol•L﹣1氨水滴定10mL浓度均为0.1mol•L﹣1的HCl和CH3COOH的混合液,下列说法不正确的是( )
A.滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl﹣)>c(CH3COO﹣)
B.滴加氨水到20mL的过程中,水的电离程度逐渐增大
C.当滴入20mL氨水时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3•H2O)+c(OH﹣)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20mL,c(NH4+)<c(Cl﹣)
【分析】A.盐酸为强酸、醋酸为弱酸,等浓度时电离出离子浓度不同;
B.酸抑制水的电离,生成氯化铵、醋酸铵均水解促进水的电离;
C.滴入氨水20mL时,HCl和CH3COOH恰好全部反应,得到等浓度的NH4Cl和CH3COONH4的混合物;
D.若为20mL氨水时生成醋酸铵、氯化铵,醋酸铵为中性,氯化铵溶液水解显酸性,为保证中性,应使氨水过量。
【解答】解:A.盐酸为强酸、醋酸为弱酸,等浓度时电离出离子浓度不同,盐酸完全电离,醋酸存在电离平衡,则氨水滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl﹣)>c(CH3COO﹣),故A正确;
B.酸抑制水的电离,生成氯化铵、醋酸铵均水解促进水的电离,则从开始至滴入氨水20mL的过程中,混合液中水的电离程度一直变大,故B正确;
C.滴入氨水20mL时,HCl和CH3COOH恰好全部反应,得到等浓度的NH4Cl和CH3COONH4的混合物,结合溶液中质子守恒可知:c(CH3COOH)+c(H+)═c(NH3•H2O)+c(OH﹣),故C正确;
D.若为20mL氨水时生成醋酸铵、氯化铵,醋酸铵为中性,氯化铵溶液水解显酸性,为保证中性,应使氨水过量,则当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20mL,且由电荷守恒可知存在c(NH4+)=c(Cl﹣)+c(CH3COO﹣),即c(NH4+)>c(Cl﹣),故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查弱电解质的电离及酸碱混合,为高频考点,把握电离平衡、混合后溶质、离子浓度的关系为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意物料守恒及电荷守恒的应用,题目难度不大。
20.(2分)用活性炭对NO进行吸附可减少环境污染,反应如下:C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)+34.0 kJ,T1℃时,在密闭容器中测得反应在不同时刻各物质的浓度如下:
时间/min
浓度/mol•L﹣1
物质
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.58
0.40
0.40
0.48
0.48
N2
0
0.42
0.30
0.30
0.36
0.36
下列说法不正确的是( )
A.第30min后,改变的条件可能是适当缩小了容器的体积
B.其他条件不变,在第50min后降低温度,可使容器中N2的浓度升高至0.6mol•L﹣1
C.第30min和第40min时NO的转化率相同
D.向容器内通适量氧气会使平衡逆向移动
【分析】A.根据表格数据可知,第30 min后,NO、N2的浓度同等倍数的增大,说明平衡不发生移动;
B.50min是NO的浓度为0.48mol/L,N2的浓度为0.36mol/L,若不改变容器的体积,结合方程式,当NO全部转化时N2的浓度应为0.6mol/L,但可逆反应不能完全转化,所以降低温度后平衡正向移动;
C.第30 min后,NO、N2的浓度同等倍数的增大,说明平衡不移动;
D.氧气会和NO发生反应,使平衡逆向移动。
【解答】解:A.根据表格数据可知,第30 min后,NO、N2的浓度同等倍数的增大,说明平衡不发生移动,该反应为前后气体系数之和相等的反应,所以改变的条件可能是适当缩小了容器的体积,故A正确;
B.50min是NO的浓度为0.48mol/L,N2的浓度为0.36mol/L,若不改变容器的体积,结合方程式,当NO全部转化时N2的浓度应为0.6mol/L,但可逆反应不能完全转化,所以降低温度后平衡正向移动,但N2的浓度也不可能达到0.6mol•L﹣1,故B错误;
C.第30 min后,NO、N2的浓度同等倍数的增大,说明平衡不移动,所以第30min和第40min时NO的转化率相同,故C正确;
D.氧气会和NO发生反应,使平衡逆向移动,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查了影响平衡移动的因等,侧重分析及计算能力的考查,把握影响化学平衡的因素为解答的关键,题目难度中等。
二、综合题(共60分)
21.(16分)三氟化氮(NF3)是一种无色、无味的气体,它是微电子工业的关键原料之一,可由氨气和氟气反应得到:
4 NH3+ 3 F2→ 1 NF3+ 3 NH4F。
完成下列填空:
(1)配平上述反应方程式。
(2)F原子的结构示意图是 ,其能量最高的电子所占据的电子亚层符号为 2p 。从原子结构角度比较F和N元素的非金属性强弱 F原子和N原子电子层数相同,核电荷数F>N,原子半径F<N,得电子能力F>N,非金属性F>N 。
(3)写出NH4F的电子式 ,溶液中NH4+的检验方法是 取适量溶液于试管中,滴加氢氧化钠溶液并加热。将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝,则样品中有NH4+离子 。
(4)与NH4+具有相同质子数和电子数的单核微粒,其单质在空气中长期露置后的最终产物是 Na2CO3 ,该产物的水溶液呈 碱 性,用适当的化学用语解释该溶液酸碱性的原因: CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣ 。其稀溶液中存在关系式:c(OH﹣)﹣c(H+)=c(HCO3﹣)+ 2c(H2CO3) 。
【分析】(1)反应理解为NH3与F2反应生成NF3和HF,HF再与NH3反应生成NH4F;
(2)F是9号元素,原子核外有2个电子层,由里到外电子数依次为2、7;外围电子排布式为2s22p2;核电荷数越大、原子半径越小,元素单电子能力越强;
(3)NH4F由铵根离子与氟离子构成;铵盐与碱反应生成氨气,氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝;
(4)与NH4+具有相同质子数和电子数的单核微粒为Na+,钠暴露在空气中有关反应如下:4Na+O2=2Na2O、Na2O+H2O=2NaOH、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O、Na2CO3+10H2O=Na2CO3•10H2O、Na2CO3•10H2O=Na2CO3+10H2O,最终固体为碳酸钠,溶液中碳酸根水解而呈碱性;根据质子恒等式解答。
【解答】解:(1)反应理解为NH3与F2反应生成NF3和HF,HF再与NH3反应生成NH4F,1molNH3与3molF2反应生成1molNF3和3molHF,3molHF再与3molNH3反应生成3molNH4F,共有4molNH3反应,反应方程式为4NH3+3F2=NF3+3NH4F,
故答案为:4;3;1;3;
(2)F是9号元素,原子核外有2个电子层,由里到外电子数依次为2、7,原子结构示意图为;外围电子排布式为2s22p2,其能量最高的电子所占据的电子亚层符号为2p;F原子和N原子电子层数相同,核电荷数F>N,原子半径F<N,得电子能力F>N,非金属性F>N,
故答案为:;2p;F原子和N原子电子层数相同,核电荷数F>N,原子半径F<N,得电子能力F>N,非金属性F>N;
(3)NH4F由铵根离子与氟离子构成,电子式为;溶液中NH4+的检验方法是:取适量溶液于试管中,滴加氢氧化钠溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝,则样品中有NH4+离子,
故答案为:;取适量溶液于试管中,滴加氢氧化钠溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝,则样品中有NH4+离子;
(4)与NH4+具有相同质子数和电子数的单核微粒为Na+,钠暴露在空气中有关主要反应如下:4Na+O2=2Na2O、Na2O+H2O=2NaOH、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O、Na2CO3+10H2O=Na2CO3•10H2O、Na2CO3•10H2O=Na2CO3+10H2O,最终固体为Na2CO3,溶液中CO32﹣水解:CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣,破坏水的电离平衡,使溶液中c(OH﹣)大于c(H+),故溶液呈碱性,根据质子恒等式有c(OH﹣)=c(H+)+c(HCO3﹣)+2c(H2CO3),故c(OH﹣)﹣c(H+)=c(HCO3﹣)+2c(H2CO3),
故答案为:Na2CO3;碱;CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣;2c(H2CO3)。
【点评】本题考查比较综合,涉及氧化还原反应方程式配平、原子结构示意图、元素周期律、电子式、常见离子检验、盐类水解等,属于一题多点型题目,需要学生具备扎实的基础与灵活运用的能力。
22.(15分)在密闭容器中充入一定量H2S,发生反应2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g)﹣Q(Q>0),如图为H2S气体的平衡转化率与温度、压强的关系。请完成下列填空:
(1)在一定条件下,往2L密闭容器中充入4molH2S进行反应,2min时达到平衡状态,此时H2S剩余2mol,计算0~2min内S2的平均反应速率v(S2) 0.25mol•L﹣1•min﹣1 mol•L﹣1•min﹣1。图中压强p1,p2、p3从大到小顺序为 p3>p2>p1 ,原因是 由化学方程式可知,其它条件不变时,压强越大,平衡转化率越低,故p1<p2<p3 。又已知H2S可转化成羰基硫(COS):CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g)+Q(Q>0)。
(2)上述反应的平衡常数表达式K= 。
(3)在一恒容、绝热(与外界无热交换)的密闭容器中,充入H2S(g)与CO(g)进行上述反应。下列事实能说明反应达到平衡状态的是 AC (填标号)。
A.消耗H2的速率与生成COS速率之比为1:1
B.生成amolCOS,同时形成amolH﹣S键
C.的值不再改变
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(4)若将标准状况下224mL的H2S气体通入200mL的CuSO4溶液中正好完全反应,现象是 产生黑色沉淀 ,写出反应的离子方程式 H2S+Cu2+=CuS↓+2H+, ,若溶液体积没有发生改变,此时溶液的pH值是 1 。
【分析】(1)根据题意,0~2min内Δn(H2S)=4mol﹣2mol=2mol,根据方程式可知相同时间内Δn(S2)=1mol,容器体积为2L,所以v(S2)=;
(2)根据平衡常数的定义可得该反应的K=;
(3)A.消耗H2为逆反应,生成COS为正反应,消耗H2的速率与生成COS速率之比为1:1,即正反应速率等于逆反应速率;
B.生成amolCOS,同时形成amolH﹣S键,即生成0.5molH2S,正逆反应速率不相等;
C.当等于平衡常数,说明反应达到平衡;
D.反应前后气体系数之和相等,即气体总物质的量不变,根据质量守恒定律可知气体总质量也不变;
(4)标况下224mL的H2S气体的物质的量为==0.01mol,根据离子方程式可知产生0.02mol氢离子,溶液体积为200mL,所以c(H+)=═0.1mol/L,据此计算。
【解答】解:(1)根据题意,0~2min内Δn(H2S)=4mol﹣2mol=2mol,根据方程式可知相同时间内Δn(S2)=1mol,容器体积为2L,所以v(S2)===0.25mol•L﹣1•min﹣1;由化学方程式可知,该反应为气体增大的反应,其它条件不变时,压强越大,平衡逆向移动,H2S的平衡转化率越低,故p3>p2>p1,
故答案为:0.25mol•L﹣1•min﹣1;p3>p2>p1;由化学方程式可知,其它条件不变时,压强越大,平衡转化率越低,故p1<p2<p3;
(2)根据平衡常数的定义可知该反应的K=,
故答案为:;
(3)A.消耗H2为逆反应,生成COS为正反应,消耗H2的速率与生成COS速率之比为1:1,即正反应速率等于逆反应速率,可以说明反应达到平衡,故A正确;
B.生成amolCOS,同时形成amolH﹣S键,即生成0.5molH2S,正逆反应速率不相等,不能说明化学反应达到平衡,故B错误;
C.当等于平衡常数,且保持不变时,说明反应达到平衡,故C正确;
D.反应前后气体系数之和相等,即气体总物质的量不变,根据质量守恒定律可知气体总质量也不变,所以无论是否平衡,混合气体的平均相对分子质量都不变,故D错误;
故答案为:AC;
(4)H2S气体通入CuSO4溶液中发生反应:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+,CuS为黑色沉淀,所以现象为产生黑色沉淀;标况下224mL的H2S气体的物质的量为==0.01mol,根据离子方程式可知产生0.02mol氢离子,溶液体积为200mL,所以c(H+)=═0.1mol/L,pH=﹣lg c(H+)=1,
故答案为:产生黑色沉淀;H2S+Cu2+=CuS↓+2H+;1。
【点评】本题考查了化学平衡图象、影响化学平衡的因素、化学平衡常数、化学平衡判断等,为高频考点,难度中等,解题的关键是掌握化学平衡的基础知识。
23.(14分)化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香族化合物A制备H的一种合成路线如图,请完成下列填空:
已知:
(1)A的结构简式是 ,D中的含氧官能团名称是 羧基 。
(2)由E生成F的反应类型是 取代反应(或酯化反应) ,写出E发生聚合反应的化学方程式 。
(3)G为甲苯的同分异构体,由F生成H的化学方程式为 。
(4)芳香族化合物X是C的同分异构体,与C具有相同的官能团,且苯环上只有两种不同化学环境的H原子,写出符合要求的X的结构简式 。
(5)写出用环戊烷和2﹣丁炔为原料制备化合物的合成路线 (其他试剂任选)。
【分析】芳香族化合物A与乙醛发生信息①中的反应生成B,A含有醛基,反应中脱去1分子水,由原子守恒可知A的分子式:C9H8O+H2O﹣C2H4O=C7H6O,故A为,则B为,B发生氧化反应、酸化得到C为,C与溴发生加成反应得到D为,D发生消去反应、酸化得到E为,E与乙醇发生酯化反应生成F为,结合信息②中的加成反应、H的结构简式,可推知G为;
(5)由与溴加成反应得到,结合信息②可知由与2﹣丁炔加成得到,环戊烷与氯气发生取代反应得到,再发生消去反应得到。
【解答】解:(1)由分析可知,A的结构简式为,D的结构简式为,D中含氧官能团是羧基,
故答案为:;羧基;
(2)E→F是与乙醇发生酯化反应生成,也属于取代反应;发生聚合反应反应生成,反应方程式为,
故答案为:取代反应(或酯化反应);;
(3)由F生成H的化学方程式为,
故答案为:;
(4)芳香化合物X是C()的同分异构体,X与C具有相同的官能团,说明X含有碳碳双键、羧基,且苯环上只有两种不同化学环境的H原子,应是苯环有2个不同的取代基且处于对位,符合要求的X的结构简式为,
故答案为:;
(5)由与溴加成反应得到,结合信息②可知由与2﹣丁炔加成得到,环戊烷与氯气发生取代反应得到,再发生消去反应得到,合成路线为,
故答案为:。
【点评】本题考查有机物的推断与合成,侧重考查学生分析推理能力、知识迁移运用能力,关键是确定A的结构,结合反应条件顺推各物质,熟练掌握官能团及其性质。
24.(15分)侯氏制碱法为我国纯碱工业做出了重要贡献。
Ⅰ.某化学兴趣小组模拟侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:
回答下列问题:
(1)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为 NaCl+NH3•H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl 。
(2)向母液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为 蒸发浓缩 、 冷却结晶 、 过滤 、洗涤、干燥。
II.实验中制得的纯碱中含有少量NaCl,该小组设计如图所示装置,测定实验得到的纯碱中Na2CO3的含量。
(3)装置A中的试剂为 氢氧化钠溶液(或其他强碱的溶液) ,装置C中的试剂为 浓硫酸 。
(4)实验结束后通入空气的目的: 把生成的二氧化碳气体全部排入装置D中吸收 。
(5)实验前称取26.50g样品,实验后测得D装置增重8.80g,则样品中Na2CO3的质量分数为 0.80 (保留2位小数)。按照以上装置及操作,有同学提出测定结果可能会偏大,他的理由是 反应前没有将装置中的空气(二氧化碳)除去 。
【分析】Ⅰ.制备Na2CO3工艺流程为:氨盐水中加入NaCl粉末得到饱和氨盐水,通入CO2气体,发生反应的方程式为:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl,过滤得到NaHCO3固体和母液,NaHCO3受热分解得到纯碱Na2CO3,反应的方程式为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑,CO2气体可循环使用,母液中加入NaCl粉末,发生反应NaCl(s)+NH4Cl(aq)=NaCl(aq)+NH4Cl(s),可采用冷却、过滤、洗涤、干燥得到NH4Cl固体和食盐水,食盐水可循环使用,据此解答(1)~(2);
Ⅱ.装置A为氢氧化钠溶液,用于吸收空气中二氧化碳避免影响碳酸钠含量的测定,B中稀硫酸与纯碱反应生成二氧化碳,装置C是浓硫酸干燥生成的二氧化碳气体,在D装置中吸收后称量至恒重,连接E,可用于避免空气中的水、二氧化碳进入D,导致实验误差,以此解答(3)~(5)。
【解答】解:(1)氨盐水是氨气、NaCl的混合溶液,通入CO2气体生成NaHCO3和NH4Cl,总反应的方程式为:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl,
故答案为:NaCl+NH3•H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl;
(2)根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线可知,从NaCl和NH4Cl混合溶液中分离NH4Cl固体可用冷却结晶方法,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NH4Cl固体,
故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;过滤;
(3)装置A是为了吸收空气中二氧化碳,避免影响碳酸钠含量的测定,可以用氢氧化钠溶液(或其他强碱的溶液);装置C是浓硫酸干燥生成的二氧化碳气体,在D装置中吸收后称量至恒重,
故答案为:氢氧化钠溶液(或其他强碱的溶液);浓硫酸;
(4)实验结束后通入空气把生成的二氧化碳气体全部排入装置D中吸收,减小误差,
故答案为:把生成的二氧化碳气体全部排入装置D中吸收;
(5)实验前称取26.50g样品,实验后测得D装置增重8.80g,为二氧化碳质量,结合碳元素守恒计算,样品中Na2CO3的物质的量等于二氧化碳物质的量,则碳酸钠质量分数==0.80;按照以上装置及操作,有同学提出测定结果可能会偏大,他的理由是反应前没有将装置中的空气(二氧化碳)除去,
故答案为:0.80;反应前没有将装置中的空气(二氧化碳)除去。
【点评】本题考查物质的制备方案设计,涉及制备原理与工艺流程、混合物分离提纯等知识点,为高频考点,把握制备原理、物质的性质、混合物分离方法、实验操作为解答的关键,侧重分析能力与实验能力的考查,题目难度中等。
声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2022/8/4 19:23:44;用户:李超;邮箱:lichao317807156@126.com;学号:19716718
2021-2022学年上海市嘉定区高三(上)期末化学试卷(一模): 这是一份2021-2022学年上海市嘉定区高三(上)期末化学试卷(一模),共34页。试卷主要包含了选择题,综合题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年上海市虹口区高三(上)期末化学试卷(一模): 这是一份2021-2022学年上海市虹口区高三(上)期末化学试卷(一模),共37页。试卷主要包含了选择题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年上海市闵行区高三(上)期末化学试卷(一模): 这是一份2021-2022学年上海市闵行区高三(上)期末化学试卷(一模),共35页。试卷主要包含了选择题,综合题等内容,欢迎下载使用。