2014年江苏省高考化学试卷
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一、单项选择题:本题包括10小题,每小题2分,共20分,每小题只有一个选项符合题意.
1.(2分)水是生命之源,2014年我国科学家首次拍摄到水分子团簇的空间取向图象,模型如图所示,下列关于水的说法正确的是( )
A.水是弱电解质
B.可燃冰是可以燃烧的水
C.氢氧两种元素只能组成水
D.0℃时冰的密度比液态水的密度大
2.(2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.过氧化钠的电子式:
B.质子数为35、中子数为45的溴原子:
C.硫离子的结构示意图:
D.间二甲苯的结构简式:
3.(2分)25℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.pH=1的溶液中:Na+、K+、MnO4﹣、CO32﹣
B.c(H+)=1×10﹣13mol•L﹣1的溶液中:Mg2+、Cu2+、SO42﹣、NO3﹣
C.0.1mol•L﹣1NH4HCO3溶液中:K+、Na+、NO3﹣、Cl﹣
D.0.1mol•L﹣1FeCl3溶液中:Fe2+、NH4+、SCN﹣、SO42﹣
4.(2分)下列物质性质与应用对应关系正确的是( )
A.晶体硅熔点高硬度大,可用于制作半导体材料
B.氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂
C.漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张
D.氧化铁能与酸反应,可用于制作红色涂料
5.(2分)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的是( )
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中混有的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2•4H2O
6.(2分)设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1.6g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA
B.0.1mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA
C.标准状况下,11.2L苯中含有分子的数目为0.5NA
D.在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1mol氧气,转移电子的数目为0.4NA
7.(2分)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.Cu溶于稀HNO3:Cu+2H++NO3﹣═Cu2++NO2↑+H2O
B.(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:Fe2++2OH﹣═Fe(OH)2↓
C.用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2↑
D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3:CO2+AlO2﹣+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3﹣
8.(2分)下列各组物质中,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是( )
物质
组别
甲
乙
丙
A
Al2O3
HCl
NaOH
B
SiO2
NaOH
HF
C
HCl
NaOH
NaHCO3
D
NH3
O2
HNO3
A.A B.B C.C D.D
9.(2分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大.X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y是地壳中含量最高的元素,Z2+与Y2﹣具有相同的电子层结构,W与X同主族.下列说法正确的是( )
A.Y分别与Z、W形成的化合物中化学键类型相同
B.原子半径的大小顺序:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
C.Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强
D.X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比W的弱
10.(2分)已知:
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1
CO2(g)+C(s)═2CO(g)△H2
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H4
3CO(g)+Fe2O3(s)═3CO2(g)+2Fe(s)△H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.△H1>0,△H3<0 B.△H2>0,△H4>0 C.△H1=△H2+△H3 D.△H3=△H4+△H5
二、不等项选择题:本大题包括5小题,每小题4分,共计20分,每小题只有一个或两个选项符合题意,若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分,若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分.
11.(4分)下列有关说法正确的是( )
A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀
B.2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的△H>0
C.加热0.1mol•L﹣1 Na2CO3溶液,CO32﹣的水解程度和溶液的pH均增大
D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(△H<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大
12.(4分)去甲肾上腺素可以调控动物机体的植物性神经功能,其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.每个去甲肾上腺素分子中含有3个酚羟基
B.每个去甲肾上腺素分子中含有2个手性碳原子
C.1mol去甲肾上腺素最多能与2molBr2发生取代反应
D.去甲肾上腺素既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应
13.(4分)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl﹣
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
14.(4分)25℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1mol•L﹣1 CH3COONa溶液与0.1mol•L﹣1 HCl溶液等体积混合:c(Na+)=c(Cl﹣)>c(CH3COO﹣)>c(OH﹣)
B.0.1mol•L﹣1 NH4Cl溶液与0.1mol•L﹣1氨水等体积混合(pH>7):c(NH3•H2O)>c(NH4+)>c(Cl﹣)>c(OH﹣)
C.0.1mol•L﹣1 Na2CO3溶液与0.1mol•L﹣1 NaHCO3溶液等体积混合:c(Na+)=c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)+c(H2CO3)
D.0.1mol•L﹣1 Na2C2O4溶液与0.1mol•L﹣1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):2c(C2O42﹣)+c(HC2O4﹣)+c(OH﹣)=c(Na+)+c(H+)
15.(4分)一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)
容器编号
温度(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
H2O
Ⅰ
387
0.20
0.080
0.080
Ⅱ
387
0.40
Ⅲ
207
0.20
0.090
0.090
下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应为放热反应
B.达到平衡时,容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小
C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长
D.若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol,则反应将向正反应方向进行
三、解答题
16.(12分)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放,实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6﹣2x]溶液,并用于烟气脱硫研究.
(1)酸浸时反应的化学方程式为 ;滤渣Ⅰ的主要成分为 (填化学式).
(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6﹣2x.滤渣Ⅱ的主要成分为 (填化学式);若溶液的pH偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,其原因是 (用离子方程式表示).
(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2的量,其主要原因是 ;与吸收SO2前的溶液相比,热分解后循环利用的溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”).
17.(15分)非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,可通过以下方法合成:
请回答下列问题:
(1)非诺洛芬中的含氧官能团为 和 (填名称).
(2)反应①中加入的试剂X的分子式为C8H8O2,X的结构简式为 .
(3)在上述五步反应中,属于取代反应的是 (填序号).
(4)B的一种同分异构体满足下列条件:
Ⅰ、能发生银镜反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应.
Ⅱ、分子中有6种不同化学环境的氢,且分子中含有两个苯环.
写出该同分异构体的结构简式: .
(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用),合成路线路程图示例如下:
CH3CH2BrCH3CH2OHCH3COOCH2CH3.
18.(12分)碱式碳酸铝镁[MgaAlb(OH)c(CO3)d•xH2O]常用作塑料阻燃剂.
(1)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用,是由于其受热分解需吸收大量热量和 .
(2)[MgaAlb(OH)c(CO3)d•xH2O]中的a、b、c、d的代数关系式为 .
(3)为确定碱式碳酸铝镁的组成,进行如下实验:
①准确称取3.390g样品与足量稀盐酸充分反应,生成CO2 0.560L(已换算成标准状况下).
②另取一定量样品在空气中加热,样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如图所示(样品在270℃时已完全失去结晶水,600℃以上残留固体为金属氧化物的混合物).
根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH﹣):n(CO32﹣)(写出计算过程).
19.(15分)实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I﹣等)中回收碘,其实验过程如图一所示.
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I﹣,其离子方程式为 ;该操作将I2还原为I﹣的目的是 .
(2)操作X的名称为 .
(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I﹣的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40℃左右反应(实验装置如图二所示).实验室控制在较低温度下进行的原因是 ;锥形瓶里盛放的溶液为 .
(4)已知:5SO32﹣+2IO3﹣+2H+═I2+5SO42﹣+H2O
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I﹣、IO3﹣中的一种或两种,请补充完整检验含碘废水中是否含有I﹣、IO3﹣的实验方案:取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在 .实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液.
20.(14分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题,由硫化氢获得硫单质有多种方法.
(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图1所示的电解池的阳极区进行电解.电解过程中阳极区发生如下反应:
S2﹣﹣2e﹣═S,(n﹣1)S+S2﹣═Sn2﹣.
①写出电解时阴极的电极反应式: .
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成 .
(2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图2所示.
①在图示的转化中,化合价不变的元素是 .
②反应中当有1mol H2S转化为硫单质时,保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需消耗O2的物质的量为 .
③在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌.欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施有 .
(3)H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2,若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图3所示,H2S在高温下分解反应的化学方程式为 .
【选做题】本题包括21、22两个小题,请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按第21题计分.【物质结构与性质】
21.(12分)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O.
(1)Cu+基态核外电子排布式为 .
(2)与OH﹣互为等电子体的一种分子为 (填化学式).
(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是 ;1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为 .
(4)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为 .
(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4,铜晶胞结构如图所示,铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 .
【实验化学】
22.磷酸铁(FePO4•2H2O难溶于水的米白色固体)可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料.实验室可通过下列实验制备磷酸铁.
(1)称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间后过滤,反应加热的目的是 .
(2)向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2+,为确定加入H2O2的量,需先用K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的Fe2+,离子方程式如下:Cr2O72﹣+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O.
①在向滴定管中注入K2Cr2O7标准溶液前,滴定管需要检漏、 和 .
②若滴定x mL滤液中的Fe2+,消耗a mol•L﹣1 K2Cr2O7标准溶液b mL,则滤液中c(Fe2+)= mol•L﹣1.
③为使滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化,下列实验条件控制正确的是 (填序号);
A、加入适当过量的H2O2溶液
B、缓慢滴加H2O2溶液并搅拌
C、加热,使反应在较高温度下进行
D、用氨水调节溶液pH=7
(3)将一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)加入到含有Fe3+的溶液中,搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4•2H2O.若反应得到的FePO4•H2O固体呈棕黄色,则磷酸铁中混有的杂质可能为 .
2014年江苏省高考化学试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题:本题包括10小题,每小题2分,共20分,每小题只有一个选项符合题意.
1.(2分)水是生命之源,2014年我国科学家首次拍摄到水分子团簇的空间取向图象,模型如图所示,下列关于水的说法正确的是( )
A.水是弱电解质
B.可燃冰是可以燃烧的水
C.氢氧两种元素只能组成水
D.0℃时冰的密度比液态水的密度大
【分析】A.水能够部分电离出氢离子和氢氧根离子,存在电离平衡;
B.可燃冰为甲烷和水形成的一种化合物;
C.氢氧两种元素还可以组成双氧水;
D.液体水变成冰,体积变大,密度变小.
【解答】解:A.水为极弱的电解质,能够部分电离出氢离子和氢氧根离子,故A正确;
B.可燃冰为甲烷和水形成的一种特殊的化合物,并不是可燃烧的水,故B错误;
C.氢氧两种元素可以组成水、双氧水,故C错误;
D.冰中存在氢键,具有方向性和饱和性,其体积变大,则相同质量时冰的密度比液态水的密度小,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查了水的电离、水的组成结构及性质,题目难度不大,注意掌握水的电离,明确可燃冰的组成及性质,试题培养了学生灵活应用所学知识的能力.
2.(2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.过氧化钠的电子式:
B.质子数为35、中子数为45的溴原子:
C.硫离子的结构示意图:
D.间二甲苯的结构简式:
【分析】A.过氧化钠是离子化合物,其电子式符合离子化合物特点;
B.元素符号左下角数字表示质子数、左上角数字表示质量数;
C.硫离子核外有18个电子、最外层有8个电子;
D.该结构简式为对二甲苯.
【解答】解:A.过氧化钠是离子化合物,其电子式为,故A错误;
B.元素符号左下角数字表示质子数、左上角数字表示质量数,质子数为35、中子数为45的溴原子的质量数=35+45=80,所以该原子为:,故B正确;
C.硫离子核外有18个电子、最外层有8个电子,其离子结构示意图为,故C错误;
D.该结构简式为对二甲苯,间二甲苯的结构简式为,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了化学用语,涉及结构简式、离子结构示意图、电子式等知识点,根据这些化学用语特点来分析解答,注意过氧化钠电子式的书写,为易错点.
3.(2分)25℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.pH=1的溶液中:Na+、K+、MnO4﹣、CO32﹣
B.c(H+)=1×10﹣13mol•L﹣1的溶液中:Mg2+、Cu2+、SO42﹣、NO3﹣
C.0.1mol•L﹣1NH4HCO3溶液中:K+、Na+、NO3﹣、Cl﹣
D.0.1mol•L﹣1FeCl3溶液中:Fe2+、NH4+、SCN﹣、SO42﹣
【分析】离子之间不生成气体、沉淀、弱电解质、络合物、不发生氧化还原反应、不发生双水解反应即可共存,据此分析解答.
【解答】解:pH=1的溶液呈强酸性,弱酸根离子CO32﹣不能共存,故A错误;
B.c(H+)=1×10﹣13mol•L﹣1的溶液呈强碱性,Mg2+、Cu2+和氢氧根离子生成沉淀,所以不能大量共存,故B错误;
C.NH4HCO3和这几种离子之间不发生反应,所以能共存,故C正确;
D.Fe3+、SCN﹣能生成络合物而使溶液呈血红色,可以利用该反应检验铁离子,所以这两种离子不能共存,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了离子共存,明确离子共存的条件是解本题关键,根据离子共存条件来分析解答即可,注意特殊条件的限制,题目难度中等.
4.(2分)下列物质性质与应用对应关系正确的是( )
A.晶体硅熔点高硬度大,可用于制作半导体材料
B.氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂
C.漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张
D.氧化铁能与酸反应,可用于制作红色涂料
【分析】A.硅位于非金属和金属分界线处,能制作半导体材料;
B.氢氧化铝具有弱碱性,能中和酸;
C.漂白粉具有漂白性,能漂白纸张;
D.氧化铁是红棕色固体,可以作红色涂料.
【解答】解:A.晶体硅熔点高硬度大可以制作玻璃刀等,硅位于金属和非金属分界线处,可用于制作半导体材料,二者没有关系,故A错误;
B.胃酸的主要成分是HCl,氢氧化铝具有弱碱性,能中和酸,二者有对应关系,故B正确;
C.漂白粉具有漂白性,能漂白纸张,与漂白粉的稳定性强弱无关,所以二者没有对应关系,故C错误;
D.氧化铁是红棕色固体,可以作红色涂料,氧化铁属于碱性氧化物,能溶于酸,可用酸除锈,所以二者没有对应关系,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了物质间的关系,明确物质的性质是解本题关键,根据其性质分析用途,掌握物质的性质,灵活运用知识解答,题目难度不大.
5.(2分)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的是( )
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中混有的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2•4H2O
【分析】A、二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热;
B、饱和碳酸氢钠溶液呈碱性,能吸收氯气,气体应为长进短处;
C、二氧化锰不溶于水,将液体和不溶于液体的固体分离开来的一种方法为过滤;
D、锰离子可发生水解.
【解答】解:A、二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热,甲装置无加热仪器,故A错误;
B、饱和碳酸氢钠溶液呈碱性,能吸收氯气,且NaHCO3和HCl反应能生成CO2,引入新的杂质气体,所以吸收试剂应该为饱和食盐水,并且气体应为长进短出,故B错误;
C、二氧化锰不溶于水,因此分离二氧化锰和氯化锰溶液需要过滤,丙装置为过滤装置,故C正确;
D、锰离子水解,水解吸热,因此不能直接加热蒸发氯化锰溶液制MnCl2•4H2O,应该在HCl的气氛中进行,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了氯气的实验室制备,侧重于实验原理、实验仪器、实验基本操作、盐类水解的考查,综合性较强,难度一般,注意气体的进出导管长短、盐类水解的抑制应用.
6.(2分)设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1.6g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA
B.0.1mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA
C.标准状况下,11.2L苯中含有分子的数目为0.5NA
D.在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1mol氧气,转移电子的数目为0.4NA
【分析】A.1.6g氧气和臭氧的混合物中含有1.6g氧原子,含有0.1mol氧原子;
B.丙烯酸分子中含有1个碳碳双键和1个碳氧双键,总共含有2个双键;
C.标准状况下,苯的状态不是气体,不能使用标况下的气体摩尔体积计算苯的物质的量;
D.过氧化钠中氧元素的化合价为﹣1价,生成0.1mol氧气转移了0.2mol电子.
【解答】解:A.1.6g氧气和臭氧的混合物中含有氧原子的质量为1.6g,含有氧原子的物质的量为0.1mol,含有氧原子的数目为0.1NA,故A正确;
B.0.1mol丙烯酸中含有0.1mol碳碳双键和0.1mol碳氧双键,总共含有0.2mol双键,含有双键的数目为0.2NA,故B错误;
C.标况下,苯不是气体,不能使用标况下的气体摩尔体积计算11.2L苯的物质的量,故C错误;
D.过氧化钠与水的反应中,生成0.1mol氧气转移了0.2mol电子,转移电子的数目为0.2NA,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查阿伏加德罗常数的有关计算和判断,题目难度中等,注意掌握好以物质的量为中心的各化学量与阿伏加德罗常数的关系,明确标况下气体摩尔体积的使用条件,选项B为易错点,注意丙烯酸分子中含有两个双键.
7.(2分)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.Cu溶于稀HNO3:Cu+2H++NO3﹣═Cu2++NO2↑+H2O
B.(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:Fe2++2OH﹣═Fe(OH)2↓
C.用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2↑
D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3:CO2+AlO2﹣+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3﹣
【分析】A.铜和稀硝酸反应生成NO;
B.(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应生成Fe(OH)2和NH3.H2O;
C.弱电解质写化学式;
D.偏铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠.
【解答】解:A.铜和稀硝酸反应生成NO,离子方程式为3Cu+8H++2NO3﹣═3Cu2++2NO↑+4H2O,故A错误;
B.(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应生成Fe(OH)2和NH3.H2O,离子方程式为2NH4++Fe2++4OH﹣═Fe(OH)2↓+2NH3.H2O,故B错误;
C.弱电解质写化学式,离子方程式为CaCO3+2CH3COOH═Ca2++H2O+CO2↑+2CH3COO﹣,故C错误;
D.偏铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠,离子方程式为CO2+AlO2﹣+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3﹣,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了离子方程式的书写,明确反应实质是解本题关键,再结合离子方程式的书写规则来分析解答,易错选项是D,注意反应物的量,反应物的量不同,其产物不同,为易错点.
8.(2分)下列各组物质中,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是( )
物质
组别
甲
乙
丙
A
Al2O3
HCl
NaOH
B
SiO2
NaOH
HF
C
HCl
NaOH
NaHCO3
D
NH3
O2
HNO3
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.Al2O3与HCl、NaOH均反应,且HCl与NaOH反应;
B.SiO2与NaOH、HF反应,且NaOH与HF反应;
C.HCl与NaHCO3、NaOH均反应,且NaHCO3与NaOH反应;
D.NH3与O2、HNO3反应,但O2、HNO3二者不反应。
【解答】解:A.Al2O3与HCl反应生成氯化铝和水,Al2O3与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水,且HCl与NaOH反应生成NaCl和水,组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应,故A不选;
B.SiO2与NaOH反应生成硅酸钠和水,SiO2与HF反应生成四氟化硅和水,且NaOH与HF反应生成NaF和水,组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应,故B不选;
C.HCl与NaHCO3反应生成氯化钠、二氧化碳和水,HCl与NaOH反应生成NaCl和水,且NaHCO3与NaOH反应生成碳酸钠和水,组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应,故C不选;
D.NH3与O2发生氧化还原反应生成NO和水,氨气与HNO3反应生成硝酸铵,但O2、HNO3二者不反应,则不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应,故D选;
故选:D。
【点评】本题考查考查物质之间的反应,把握常见物质的性质及发生的化学反应为解答的关键,注意某些反应与量有关,明确性质与反应的关系即可解答,题目难度不大。
9.(2分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大.X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y是地壳中含量最高的元素,Z2+与Y2﹣具有相同的电子层结构,W与X同主族.下列说法正确的是( )
A.Y分别与Z、W形成的化合物中化学键类型相同
B.原子半径的大小顺序:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
C.Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强
D.X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比W的弱
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大.X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为4,故X为碳元素;W与X同主族,所以W是Si元素;Y是地壳中含量最高的元素,则Y为氧元素,Z2+与Y2﹣具有相同的电子层结构,离子核外电子数为10,故Z的质子数为12,则Z为Mg,据此解答.
【解答】解:短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为4,故X为碳元素;W与X同主族,所以W是Si元素;Y是地壳中含量最高的元素,则Y为氧元素,Z2+与Y2﹣具有相同的电子层结构,离子核外电子数为10,故Z的质子数为12,则Z为Mg。
A.Y和Z、W形成的化合物为MgO、SiO2,MgO中含有离子键,而SiO2中存在共价键,故A错误;
B.同周期自左而右原子半径减小、同主族自上而下原子半径增大,故原子半径:r(Mg)>r(Si)>r(C)>r(O),故B错误;
C.元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,非金属性Y(O)>W(Si),所以Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强,故C正确;
D.元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,非金属性X(C)>W(Si),所以X的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查原子结构和元素周期律,侧重对元素周期律的考查,推断元素是解题关键,从结构上理解同周期、同主族元素性质的递变规律.
10.(2分)已知:
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1
CO2(g)+C(s)═2CO(g)△H2
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H4
3CO(g)+Fe2O3(s)═3CO2(g)+2Fe(s)△H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.△H1>0,△H3<0 B.△H2>0,△H4>0 C.△H1=△H2+△H3 D.△H3=△H4+△H5
【分析】A、所有的燃烧反应属于放热反应;
B、以碳作为还原剂的反应通常为吸热反应,铁的氧化属于放热反应;
C、根据盖斯定律利用加合法进行分析;
D、根据盖斯定律利用加合法进行分析.
【解答】解:A、所有的燃烧反应属于放热反应,因此△H1<0,△H3<0,故A错误;
B、碳还原二氧化碳的反应属于吸热反应,△H2>0,铁与氧气的反应属于放热反应,△H4<0,故B错误;
C、已知:①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1②CO2(g)+C(s)═2CO(g)△H2③2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3,由盖斯定律可知①=②+③,因此△H1=△H2+△H3,故C正确;
D、已知③2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3④4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H4⑤3CO(g)+Fe2O3(s)═3CO2(g)+2Fe(s)△H5,由盖斯定律可知③=×(④+⑤),因此△H3=△H4+△H5,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了常见的吸热反应和放热反应类型、盖斯定律的计算,难度中等,熟悉常见的吸热反应和放热反应类型、根据盖斯定律利用加合法进行有关计算的步骤是解题的关键.
二、不等项选择题:本大题包括5小题,每小题4分,共计20分,每小题只有一个或两个选项符合题意,若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分,若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分.
11.(4分)下列有关说法正确的是( )
A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀
B.2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的△H>0
C.加热0.1mol•L﹣1 Na2CO3溶液,CO32﹣的水解程度和溶液的pH均增大
D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(△H<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大
【分析】A.船体(Fe)、Cu及海水构成原电池,Fe比Cu活泼,作负极,被腐蚀;
B.正反应为熵减的反应,根据△H﹣T△S=△G<0反应自发进行,据此判断;
C.碳酸钠溶液中碳酸根发生水解,溶液呈碱性,而盐类水解是吸热反应,升高温度,促进水解,溶液碱性增强;
D.浓硫酸起催化剂作用,加快反应速率,升高温度平衡向吸热反应分析移动,据此判断平衡常数变化.
【解答】解:A.船体(Fe)、Cu及海水构成原电池,Fe比Cu活泼,作负极,加快海轮外壳的腐蚀,故A错误;
B.正反应为熵减的反应,即△S<0,常温下能自发进行,根据△H﹣T△S=△G<0反应自发进行,可推知该反应△H<0,故B错误;
C.碳酸钠溶液中碳酸根发生水解,溶液呈碱性,而盐类水解是吸热反应,升高温度,水解程度增大,溶液碱性增强,即溶液的pH均增大,故C正确;
D.浓硫酸起催化剂作用,加入浓硫酸加快反应速率,正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,故D错误,
故选:C。
【点评】本题比较综合,是常见题型,涉及金属腐蚀与防护、化学反应进行方向、盐类水解、化学平衡移动、化学反应速率及平衡常数影响因素等,难度不大,侧重对基础知识的考查.
12.(4分)去甲肾上腺素可以调控动物机体的植物性神经功能,其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.每个去甲肾上腺素分子中含有3个酚羟基
B.每个去甲肾上腺素分子中含有2个手性碳原子
C.1mol去甲肾上腺素最多能与2molBr2发生取代反应
D.去甲肾上腺素既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应
【分析】该分子中含有酚羟基、醇羟基、氨基和苯环,具有酚、醇、胺及苯的性质,能发生取代反应、氧化反应、还原反应、加成反应、取代反应等,连接四个不同原子或原子团的碳原子属于手性碳原子,据此分析解答。
【解答】解:A.只有直接连接苯环的羟基才是酚羟基,所以该分子中含2个酚羟基、1个醇羟基,故A错误;
B.该分子中只有连接醇羟基的碳原子为手性碳原子,所以只有一个手性碳原子,故B错误;
C.苯环上酚羟基邻对位氢原子能被溴取代,且以1:1所以,所以1mol去甲肾上腺素最多能与3molBr2发生取代反应,故C错误;
D.含有酚羟基,具有酸性,含有氨基,具有碱性,所以去甲肾上腺素既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查有机物结构和性质,为高频考点,明确官能团及其性质关系即可解答,侧重考查酚、醇和胺的性质,注意苯环上酚羟基邻对位氢原子才能和溴原子发生取代反应,注意酚羟基和醇羟基的区别,易错选项是B。
13.(4分)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl﹣
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
【分析】溶液中存在平衡Cl2+H2O⇌HCl+HClO,只有氯气有颜色,为黄绿色,氯水中含有氯气而呈浅黄绿色,溶液中HCl与硝酸银反应产生AgCl白色沉淀,而溶液呈酸性,能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,溶液中氯气、HClO都强氧化性,都可以将亚铁离子氧化为铁离子,而使溶液变为棕黄色.
【解答】解:溶液中存在平衡Cl2+H2O⇌HCl+HClO,
A.只有氯气有颜色,为黄绿色,氯水呈浅黄绿色是由于含有氯气,故A正确;
B.溶液与硝酸银反应产生白色沉淀,只能是氯离子与银离子反应得到AgCl白色沉淀,说明氯水中含有Cl﹣,故B正确;
C.溶液呈酸性,能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,故C正确;
D.溶液中氯气、HClO都强氧化性,都可以将亚铁离子氧化为铁离子,而使溶液变为棕黄色,不能说明氯水中含有HClO,故D错误,
故选:D。
【点评】本题考查氯水的性质,难度不大,侧重对基础知识的考查,需要学生熟练掌握基础知识.
14.(4分)25℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1mol•L﹣1 CH3COONa溶液与0.1mol•L﹣1 HCl溶液等体积混合:c(Na+)=c(Cl﹣)>c(CH3COO﹣)>c(OH﹣)
B.0.1mol•L﹣1 NH4Cl溶液与0.1mol•L﹣1氨水等体积混合(pH>7):c(NH3•H2O)>c(NH4+)>c(Cl﹣)>c(OH﹣)
C.0.1mol•L﹣1 Na2CO3溶液与0.1mol•L﹣1 NaHCO3溶液等体积混合:c(Na+)=c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)+c(H2CO3)
D.0.1mol•L﹣1 Na2C2O4溶液与0.1mol•L﹣1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):2c(C2O42﹣)+c(HC2O4﹣)+c(OH﹣)=c(Na+)+c(H+)
【分析】A.溶液为氯化钠和醋酸混合溶液,且二者的物质的量浓度相等,混合溶液呈酸性,且混合溶液中存在物料守恒;
B.混合溶液呈碱性,说明NH3•H2O的电离程度大于NH4+的水解程度;
C.混合溶液呈存在物料守恒,根据物料守恒判断;
D.任何电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒判断.
【解答】解:A.溶液为氯化钠和醋酸混合溶液,且二者的物质的量浓度相等,混合溶液呈酸性,溶液中c(OH﹣)很小,且混合溶液中存在物料守恒,根据物料守恒得c(Na+)=c(Cl﹣),醋酸部分电离,所以溶液中存在c(Na+)=c(Cl﹣)>c(CH3COO﹣)>c(OH﹣),故A正确;
B.混合溶液呈碱性,说明NH3•H2O的电离程度大于NH4+的水解程度,则溶液中存在c(NH3•H2O)<c(NH4+),故B错误;
C.混合溶液存在物料守恒,根据物料守恒得:0.1mol•L﹣1 Na2CO3溶液中:c(Na+)=2c(CO32﹣)+2c(HCO3﹣)+2c(H2CO3),0.1mol•L﹣1 NaHCO3溶液中:c(Na+)=c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)+c(H2CO3),两式相加得,
2c(Na+)=3c(CO32﹣)+3c(HCO3﹣)+3c(H2CO3),即c(Na+)=c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)+c(H2CO3),故C正确;
D.任何电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得2c(C2O42﹣)+c(HC2O4﹣)+c(OH﹣)+c(Cl﹣)=c(Na+)+c(H+),故D错误;
故选:AC。
【点评】本题考查了离子浓度大小比较,明确溶液中的溶质及其性质是解本题关键,再结合电荷守恒、物料守恒来分析解答,题目难度中等.
15.(4分)一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)
容器编号
温度(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
H2O
Ⅰ
387
0.20
0.080
0.080
Ⅱ
387
0.40
Ⅲ
207
0.20
0.090
0.090
下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应为放热反应
B.达到平衡时,容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小
C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长
D.若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol,则反应将向正反应方向进行
【分析】A.根据温度与化学平衡常数的关系确定反应热;
B.该反应是反应前后气体体积不变的反应,温度相同,化学平衡常数相同,反应物的转化率相同;
C.温度越高,反应速率越大,反应时间越短;
D.根据化学平衡常数与浓度商的相对大小判断反应方向,如果浓度商小于平衡常数,则平衡向正反应方向进行.
【解答】解:A.容器Ⅰ中平衡时c(CH3OCH3)=c(H2O)==0.080mol/L,c(CH3OH)==0.04mol/L,容器Ⅰ中化学平衡常数K1==4,容器Ⅲ中平衡时c(CH3OCH3)=c(H2O)==0.090mol/L,c(CH3OH)==0.02mol/L,化学平衡常数K2==20.25>4,所以降低温度,化学平衡常数增大,反应向正反应方向移动,则正反应是放热反应,故A正确;
B.恒容条件下,容器Ⅱ相当于在容器Ⅰ的基础上加压,但由于该反应是反应前后气体体积不变的反应,因此平衡不移动,所以容器Ⅰ中的CH3OH体积分数和容器Ⅱ中的相等,故B错误;
C.容器Ⅰ中的温度比容器III的温度高,温度越高反应速率越快,达到平衡所需时间越短,故C错误;
D.c(CH3OH)=0.1mol/L、c(CH3OCH3 )=0.15mol/L、c(H2O)=0.10mol/L,浓度商==1.5<4,平衡向正反应方向移动,故D正确;
故选:AD。
【点评】本题考查了化学平衡常数的有关计算,根据平衡常数公式计算平衡常数,再结合浓度与反应速率的关系、化学平衡常数与浓度商之间的关系来分析解答,注意该反应特点,题目难度中等.
三、解答题
16.(12分)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放,实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6﹣2x]溶液,并用于烟气脱硫研究.
(1)酸浸时反应的化学方程式为 Al2O3+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2O ;滤渣Ⅰ的主要成分为 SiO2 (填化学式).
(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6﹣2x.滤渣Ⅱ的主要成分为 CaSO4 (填化学式);若溶液的pH偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,其原因是 3CaCO3+2Al3++3SO42﹣+3H2O═2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑ (用离子方程式表示).
(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2的量,其主要原因是 溶液中的部分SO32﹣被氧化生成SO42﹣ ;与吸收SO2前的溶液相比,热分解后循环利用的溶液的pH将 减小 (填“增大”、“减小”或“不变”).
【分析】粉煤灰和稀硫酸混合,发生反应Al2O3+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2O,SiO2和稀硫酸不反应,过滤溶液得滤渣Ⅰ为SiO2,滤液中含有Al2(SO4)3,调节pH=3.6,加入CaCO3粉末,发生反应CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O,CaSO4为微溶物,所以滤渣Ⅱ的成分主要为CaSO4,过滤得滤液Ⅱ,二氧化硫和水反应生成的SO32﹣易被氧化生成SO42﹣,弱酸根离子转化为强酸根离子,再结合题目分析解答.
【解答】解:粉煤灰和稀硫酸混合,发生反应Al2O3+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2O,SiO2和稀硫酸不反应,过滤溶液得滤渣Ⅰ为SiO2,滤液中含有Al2(SO4)3,调节pH=3.6,加入CaCO3粉末,发生反应CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O,CaSO4为微溶物,所以滤渣Ⅱ的成分主要为CaSO4,过滤得滤液Ⅱ,二氧化硫和水反应生成的SO32﹣易被氧化生成SO42﹣,
(1)通过以上分析知,酸浸时反应的化学方程式为Al2O3+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2O,氧化铝和稀硫酸完全反应、二氧化硅和稀硫酸不反应,所以滤渣I的成分为SiO2,
故答案为:Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O;SiO2;
(2)通过以上分析知,滤渣Ⅱ的成分是CaSO4,若溶液的pH偏高,溶液中的Al 3+和OH﹣离子反应生成Al(OH)3,所以将会导致溶液中铝元素的含量降低,反应方程式为3CaCO3+2Al3++3SO42﹣+3H2O═2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑,
故答案为:CaSO4;3CaCO3+2Al3++3SO42﹣+3H2O═2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑;
(3)二氧化硫被吸收后生成SO32﹣,SO32﹣不稳定,易被氧化生成SO42﹣,所以流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2的量,加热分解后的溶液中硫酸根离子浓度增大,促进生成Al2(SO4)x(OH)6﹣2x,则溶液的酸性增强,溶液的pH减小,
故答案为:溶液中的部分SO32﹣被氧化生成SO42﹣;减小.
【点评】本题考查了物质的制备原理,明确物质的性质是解本题关键,会从整体上分析每一步发生的反应及基本操作,知道加入物质的用途,题目难度中等.
17.(15分)非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,可通过以下方法合成:
请回答下列问题:
(1)非诺洛芬中的含氧官能团为 醚键 和 羧基 (填名称).
(2)反应①中加入的试剂X的分子式为C8H8O2,X的结构简式为 .
(3)在上述五步反应中,属于取代反应的是 ①③④ (填序号).
(4)B的一种同分异构体满足下列条件:
Ⅰ、能发生银镜反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应.
Ⅱ、分子中有6种不同化学环境的氢,且分子中含有两个苯环.
写出该同分异构体的结构简式: .
(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用),合成路线路程图示例如下:
CH3CH2BrCH3CH2OHCH3COOCH2CH3.
【分析】根据流程图中,A发生取代反应生成B,B发生还原反应生成C,C发生取代反应生成D,D发生取代反应生成E,E发生水解反应生成F,
(1)该物质中的官能团是醚键和羧基;
(2)A发生取代反应生成B,根据A、B分子式的差异并结合X的分子式确定其结构简式;
(3)根据反应物和生成物变化确定反应类型;
(4)Ⅰ、能发生银镜反应,说明含有醛基,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;
Ⅱ、分子中有6种不同化学环境的氢,且分子中含有两个苯环,说明该分子中含有两个苯环且H原子种类是6;
(5)苯乙醛和NaBH4发生还原反应生成苯乙醇,苯乙醇发生消去反应生成苯乙烯,苯乙烯发生加成反应生成,和NaCN发生水解反应生成.
【解答】解:根据流程图中,A发生取代反应生成B,B发生还原反应生成C,C发生取代反应生成D,D发生取代反应生成E,E发生水解反应生成F,
(1)该物质中的官能团是醚键和羧基,故答案为:醚键和羧基;
(2)A发生取代反应生成B,根据A、B分子式的差异并结合X的分子式知,在B的醚键处断键,使醚基转化为酚羟基连接在X上,所以X的结构简式为,故答案为:;
(3)通过以上分析知,属于取代反应的有①③④,故答案为:①③④;
(4)Ⅰ、能发生银镜反应,说明含有醛基,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;
Ⅱ、分子中有6种不同化学环境的氢,且分子中含有两个苯环,说明该分子中含有两个苯环且H原子种类是6,则符合条件的结构简式为,故答案为:;
(5)苯乙醛和NaBH4发生还原反应生成苯乙醇,苯乙醇发生消去反应生成苯乙烯,苯乙烯发生加成反应生成,和NaCN发生水解反应生成,
其合成路线图为
,
故答案为:.
【点评】本题考查了有机物的合成,明确有机物中含有的官能团及其性质是解本题关键,利用题给信息解答(5)题,注意反应条件和有机物断键和成键位置,题目难度中等.
18.(12分)碱式碳酸铝镁[MgaAlb(OH)c(CO3)d•xH2O]常用作塑料阻燃剂.
(1)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用,是由于其受热分解需吸收大量热量和 生成的产物具有阻燃作用 .
(2)[MgaAlb(OH)c(CO3)d•xH2O]中的a、b、c、d的代数关系式为 2a+3b=c+2d .
(3)为确定碱式碳酸铝镁的组成,进行如下实验:
①准确称取3.390g样品与足量稀盐酸充分反应,生成CO2 0.560L(已换算成标准状况下).
②另取一定量样品在空气中加热,样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如图所示(样品在270℃时已完全失去结晶水,600℃以上残留固体为金属氧化物的混合物).
根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH﹣):n(CO32﹣)(写出计算过程).
【分析】(1)氧化镁、氧化铝熔点较高且都不燃烧;
(2)根据化合物中各元素化合价的代数和为0确定这几个字母之间的关系;
(3)n(CO2)==2.50×10﹣2mol,m(CO2)=2.50×10﹣2mol×44g/mol=1.10g,
在270℃~600℃之间,失去结晶水后的样品进一步受热分解生成CO2、H2O,
m(CO2)+m(H2O)=3.390g×(0.7345﹣0.3702)=1.235g,
m(H2O)=1.235g﹣1.10g=0.135g,
再根据氢原子守恒计算n(OH﹣),根据C原子守恒计算n(CO32﹣),从而得出二者的比值.
【解答】解:(1)碱式碳酸铝镁[MgaAlb(OH)c(CO3)d•xH2O]受热分解最终生成MgO、Al2O3,MgO、Al2O3的熔点较高且都不燃烧,所以有阻燃作用,
故答案为:生成的产物具有阻燃作用;
(2)化合物中各元素化合价的代数和为0,所以2a+3b+c+4d=(c+3d)×2,所以得2a+3b=c+2d,
故答案为:2a+3b=c+2d;
(3)n(CO2)==2.50×10﹣2mol,m(CO2)=2.50×10﹣2mol×44g/mol=1.10g,
在270℃~600℃之间,失去结晶水后的样品进一步受热分解生成CO2、H2O,
m(CO2)+m(H2O)=3.390g×(0.7345﹣0.3702)=1.235g,
m(H2O)=1.235g﹣1.10g=0.135g,
n(H2O)==7.50×10﹣3 mol,
再根据氢原子守恒得n(OH﹣)=2n(H2O)=1.50×10﹣2 mol,根据C原子守恒得n(CO32﹣)=n(CO2)=2.50×10﹣2mol,所以n(OH﹣):n(CO32﹣)=1.50×10﹣2 mol:2.50×10﹣2mol=3:5,
答:碱式碳酸铝镁样品中的n(OH﹣):n(CO32﹣)=3:5.
【点评】本题考查了镁铝化合物知识,根据物质的性质、物质之间的反应来分析解答,注意结合原子守恒进行分析,明确图象中曲线变化趋势及其含义,题目难度中等.
19.(15分)实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I﹣等)中回收碘,其实验过程如图一所示.
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I﹣,其离子方程式为 SO32﹣+I2+H2O=2I﹣+2H++SO42﹣ ;该操作将I2还原为I﹣的目的是 使四氯化碳中的碘进入水层 .
(2)操作X的名称为 分液 .
(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I﹣的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40℃左右反应(实验装置如图二所示).实验室控制在较低温度下进行的原因是 使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止碘升华或防止碘进一步被氧化) ;锥形瓶里盛放的溶液为 NaOH溶液 .
(4)已知:5SO32﹣+2IO3﹣+2H+═I2+5SO42﹣+H2O
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I﹣、IO3﹣中的一种或两种,请补充完整检验含碘废水中是否含有I﹣、IO3﹣的实验方案:取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在 从水层取少量溶液,加入1﹣2mL淀粉溶液,加入盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝色,说明废水中含有I﹣,否则不含I﹣;
另从水层取少量溶液,加入1﹣2mL淀粉试液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝色,说明废水中含有IO3﹣,否则不含IO3﹣ .实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液.
【分析】(1)碘具有氧化性,能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠,自身被还原生成碘;碘不容易溶于水,但碘离子易溶于水;
(2)分离互不相溶的液体采用分液的方法分离;
(3)碘易升华,且氯气的溶解度随着温度的升高而减小;氯气、碘蒸气都能和氢氧化钠溶液反应生成无毒物质;
(4)碘离子具有还原性,能被氧化剂氧化生成碘,碘酸根离子具有氧化性,能被还原剂还原生成碘,碘遇淀粉试液变蓝色.
【解答】解:(1)碘具有氧化性,能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠,自身被还原生成碘,离子反应方程式为SO32﹣+I2+H2O=2I﹣+2H++SO42﹣;碘不容易溶于水,但碘离子易溶于水,为了使更多的I元素进入水溶液应将碘还原为碘离子,
故答案为:SO32﹣+I2+H2O=2I﹣+2H++SO42﹣;使四氯化碳中的碘进入水层;
(2)四氯化碳属于有机物、水属于无机物,二者不互溶,分离互不相溶的液体采用分液的方法分离,所以分离出四氯化碳采用分液的方法,故答案为:分液;
(3)碘易升华,且氯气的溶解度随着温度的升高而减小,温度越高,氯气的溶解度越小,反应越不充分,所以应该在低温条件下进行反应;氯气、碘蒸气都有毒,不能直接排空,且都能和氢氧化钠溶液反应生成无毒物质,所以用NaOH溶液吸收氯气和碘蒸气,
故答案为:使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止碘升华或防止碘进一步被氧化);NaOH溶液;
(4)碘离子具有还原性,能被氧化剂氧化生成碘,碘酸根离子具有氧化性,能被还原剂还原生成碘,碘遇淀粉试液变蓝色,所以其检验方法为:
从水层取少量溶液,加入1﹣2mL淀粉溶液,加入盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,2I﹣+2Fe3+=2Fe2++I2,若溶液变蓝色,说明废水中含有I﹣,否则不含I﹣;
另从水层取少量溶液,加入1﹣2mL淀粉试液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,5SO32﹣+2 IO3﹣+2H+=I2+5SO42﹣+H2O,若溶液变蓝色,说明废水中含有IO3﹣,否则不含IO3﹣,
故答案为:从水层取少量溶液,加入1﹣2mL淀粉溶液,加入盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝色,说明废水中含有I﹣,否则不含I﹣;
另从水层取少量溶液,加入1﹣2mL淀粉试液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝色,说明废水中含有IO3﹣,否则不含IO3﹣.
【点评】本题以物质的制备为载体考查了氧化还原反应、离子的检验、物质的分离和提纯,明确物质的性质是解本题关键,根据物质的特殊性质、混合物分离和提纯方法的选取等方面来分析解答,知道碘的检验方法,题目难度中等.
20.(14分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题,由硫化氢获得硫单质有多种方法.
(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图1所示的电解池的阳极区进行电解.电解过程中阳极区发生如下反应:
S2﹣﹣2e﹣═S,(n﹣1)S+S2﹣═Sn2﹣.
①写出电解时阴极的电极反应式: 2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣ .
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成 Sn2﹣+2H+=(n﹣1)S↓+H2S↑ .
(2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图2所示.
①在图示的转化中,化合价不变的元素是 Cu、H、Cl .
②反应中当有1mol H2S转化为硫单质时,保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需消耗O2的物质的量为 0.5mol .
③在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌.欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施有 提高混合气体中空气的比例 .
(3)H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2,若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图3所示,H2S在高温下分解反应的化学方程式为 2H2S2H2+S2 .
【分析】(1)①阴极上氢离子放电生成氢气,阳极上硫离子放电,电极反应式为S2﹣﹣2e﹣═S;
②Sn2﹣和氢离子反应生成S单质,S元素失电子发生氧化反应,同时S元素得电子生成H2S;
(2)①根据图中各元素化合价变化分析;
②该反应中S元素化合价由﹣2价变为0价、O元素化合价由0价变为﹣2价,根据氧化还原反应中得失电子相等;
③欲使生成的硫单质中不含CuS,则硫离子不能剩余,硫离子完全被氧化为S单质;
(3)根据题意知,该反应是可逆反应,反应物是硫化氢,根据图象知,生成物中含有S元素的物质是氢气的一半,则生成物是S2和H2,再结合反应条件书写方程式.
【解答】解:(1)①阳极上硫离子放电,电极反应式为S2﹣﹣2e﹣═S,阴极上氢离子放电生成氢气,电极反应式为 2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣,故答案为:2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣;
②电解后阳极区离子为Sn2﹣,酸性条件下,Sn2﹣和氢离子反应生成S单质,S元素失电子发生氧化反应生成S单质,同时S元素得电子生成H2S,反应方程式为Sn2﹣+2H+=(n﹣1)S↓+H2S↑,故答案为:Sn2﹣+2H+=(n﹣1)S↓+H2S↑;
(2)①根据图中各元素化合价知,Cu元素化合价都是+2价、H元素化合价都是+1价、Cl元素化合价都是﹣1价,所以化合价不变的是Cu、H、Cl元素,故答案为:Cu、H、Cl;
②H2S不稳定,易被氧气氧化生成S单质,反应方程式为2H2S+O2=2S+2H2O,该反应中S元素化合价由﹣2价变为0价、O元素化合价由0价变为﹣2价,根据氧化还原反应中得失电子相等得,消耗O2的物质的量==0.5mol,故答案为:0.5mol;
③欲使生成的硫单质中不含CuS,则硫离子不能剩余,即硫离子完全被氧化为S单质,所以氧气必须过量,采取的措施为提高混合气体中空气的比例,故答案为:提高混合气体中空气的比例;
(3)根据题意知,该反应是可逆反应,反应物是硫化氢,根据图象知,生成物中含有S元素的物质是氢气的一半,则生成物是S2和H2,所以该反应方程式为2H2S2H2+S2,故答案为:2H2S2H2+S2.
【点评】本题以S为载体考查了可逆反应、氧化还原反应、电解原理等知识点,会正确分析图象中各个物理量的含义是解本题关键,再结合电解原理、氧化还原反应中各个物理量之间的关系、化学平衡有关知识来分析解答即可,题目难度中等.
【选做题】本题包括21、22两个小题,请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按第21题计分.【物质结构与性质】
21.(12分)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O.
(1)Cu+基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 .
(2)与OH﹣互为等电子体的一种分子为 HF (填化学式).
(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是 sp2 ;1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为 6mol或6×6.02×1023个 .
(4)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为 NaOH+CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COONa+Cu2O↓+3H2O .
(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4,铜晶胞结构如图所示,铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 12 .
【分析】(1)Cu+核外有28个电子,Cu原子失去1个电子生成Cu+,失去的电子数是其最外层电子数,根据构造原理书写Cu+基态核外电子排布式;
(2)原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体,等电子体的结构相似;
(3)根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式,一个乙醛分子中含有6个σ键;
(4)氢氧化钠溶液中,乙醛和新制氢氧化铜悬浊液发生氧化还原反应生成醋酸钠、氧化亚铜和水;
(5)铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目=3×8×.
【解答】解:(1)Cu+核外有28个电子,Cu原子失去1个电子生成Cu+,失去的电子数是其最外层电子数,根据构造原理知Cu+基态核外电子排布式1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ,故答案为:1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ;
(2)原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体,与OH﹣互为等电子体的一种分子为HF,故答案为:HF;
(3)醛基中碳原子含有3个σ键,所以醛基中碳原子的轨道杂化类型是sp2,一个乙醛分子中含有6个σ键,所以1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为6mol或6×6.02×1023个,故答案为:sp2;6mol或6×6.02×1023个;
(4)氢氧化钠溶液中,乙醛和新制氢氧化铜悬浊液发生氧化还原反应生成醋酸钠、氧化亚铜和水,反应方程式为NaOH+CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COONa+Cu2O↓+3H2O,故答案为:NaOH+CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COONa+Cu2O↓+3H2O;
(5)铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目=3×8×=12,故答案为:12.
【点评】本题考查了物质结构与性质的有关知识,涉及配位数的计算、原子杂化方式的判断、核外电子排布式的书写等知识点,根据构造原理、价层电子对互斥理论等知识点来分析解答,题目难度不大,难点是配位数的计算.
【实验化学】
22.磷酸铁(FePO4•2H2O难溶于水的米白色固体)可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料.实验室可通过下列实验制备磷酸铁.
(1)称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间后过滤,反应加热的目的是 加快Fe和稀硫酸的反应速率 .
(2)向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2+,为确定加入H2O2的量,需先用K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的Fe2+,离子方程式如下:Cr2O72﹣+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O.
①在向滴定管中注入K2Cr2O7标准溶液前,滴定管需要检漏、 用蒸馏水洗净 和 用K2Cr2O7标准溶液润洗2﹣3次 .
②若滴定x mL滤液中的Fe2+,消耗a mol•L﹣1 K2Cr2O7标准溶液b mL,则滤液中c(Fe2+)= mol•L﹣1.
③为使滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化,下列实验条件控制正确的是 AB (填序号);
A、加入适当过量的H2O2溶液
B、缓慢滴加H2O2溶液并搅拌
C、加热,使反应在较高温度下进行
D、用氨水调节溶液pH=7
(3)将一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)加入到含有Fe3+的溶液中,搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4•2H2O.若反应得到的FePO4•H2O固体呈棕黄色,则磷酸铁中混有的杂质可能为 Fe(OH)3(或氢氧化铁) .
【分析】(1)温度越高,反应速率越快;
(2)①滴定管在使用前要检漏、洗涤、润洗,减少产生误差的机会;
②根据Fe2+和K2Cr2O7之间的关系式计算;
③为使滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化,加入的氧化剂要过量,且使反应物充分反应;
(3)氢氧根离子和铁离子反应生成红褐色沉淀氢氧化铁.
【解答】解:(1)温度越高,反应速率越快,所以反应加热的目的是加快铁与稀硫酸反应速率,故答案为:加快Fe和稀硫酸的反应速率;
(2)①滴定管在使用前要检漏、洗涤、用K2Cr2O7标准溶液润洗2﹣3次,如果不检漏或洗涤、润洗,会导致使用滴定管中液体体积偏大,测量溶液浓度偏大,故答案为:用蒸馏水洗净;用K2Cr2O7标准溶液润洗2﹣3次;
②根据Fe2+和K2Cr2O7之间的关系式得c(Fe2+)=mol/L=mol/L,
故答案为:;
③A、加入适当过量的H2O2溶液,导致铁离子能完全反应,故正确;
B、缓慢滴加H2O2溶液并搅拌,反应物接触面积增大,能使铁离子完全反应,故正确;
C、加热,使反应在较高温度下进行,虽然反应速率加快,但双氧水会分解且能促进亚铁离子水解而产生杂质,故错误;
D、用氨水调节溶液pH=7,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁杂质,故错误;
故选AB;
(3)碱性条件下,溶液中含有大量氢氧根离子,氢氧根离子和铁离子反应生成红褐色沉淀氢氧化铁,导致反应得到的FePO4•H2O固体呈棕黄色,故答案为:Fe(OH)3(或氢氧化铁).
【点评】本题以铁及其化合物为载体考查了物质的制备,涉及氧化还原反应、实验操作、反应速率的影响因素等知识点,根据物质之间的关系式、实验操作的规范性、影响反应速率的因素等知识点来分析解答,题目难度中等.
全国高中学生化学竞赛(决赛)理论试题14版: 这是一份全国高中学生化学竞赛(决赛)理论试题14版,共7页。
安徽省宣城市泾县重点中学2022-2023学年高一下学期竞赛选拔化学试题含解析: 这是一份安徽省宣城市泾县重点中学2022-2023学年高一下学期竞赛选拔化学试题含解析,共19页。试卷主要包含了单选题等内容,欢迎下载使用。
2018年江苏省高考化学试卷: 这是一份2018年江苏省高考化学试卷,共43页。试卷主要包含了非选择题等内容,欢迎下载使用。