2019年安徽省蚌埠市高考化学一模试卷
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这是一份2019年安徽省蚌埠市高考化学一模试卷,共37页。试卷主要包含了选择题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2019年安徽省蚌埠市高考化学一模试卷
一、选择题(共15小题,每小题3分,满分45分)
1.(3分)化学与社会生活息息相关,下列有关说法不正确的是( )
A.树林晨曦中的缕缕阳光是丁达尔效应的结果
B.为提高人体对钙的有效吸收,医学上常以葡萄糖为原料合成补钙药物
C.2018年12月8日嫦娥四号发射成功,其所用的太阳能电池帆板的材料是二氧化硅
D.城郊的农田上随处可见的农用塑料大棚,其塑料薄膜不属于新型无机非金属材料
2.(3分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.水分子的比例模型
B.过氧化氢的电子式为:
C.石油的分馏和煤的气化、液化均为物理变化
D.甲基环丁烷二氯代物的同分异构体的数目是10种(不考虑立体异构)
3.(3分)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
实验结论
A
用铂丝蘸取某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色
溶液中无K+
B
用已知浓度HCl溶液滴定NaOH溶液,酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入HCl溶液
测得c(NaOH)偏高
C
使石蜡油蒸通过炽热的碎瓷片,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色
石蜡油裂解一定生成了乙烯
D
向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热几分钟,冷却后再加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热,无砖红色沉淀出现
淀粉未水解
A.A B.B C.C D.D
4.(3分)已知TNT为烈性炸药,其爆炸时的方程式为:____TNT+21O228CO2+10H2O+6N2,下列有关该反应说法正确的是( )
A.TNT在反应中只做还原剂
B.TNT中的N元素化合价为+5价
C.方程式中TNT前的化学计量数为2
D.当1molTNT参加反应时,转移电子数为30×6.02×1023
5.(3分)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.含2.8g硅的SiO2晶体中存在的共价键总数为2NA
B.1L 0.5mol•L﹣1的Na3PO4溶液中含有阳离子的总数为1.5NA
C.标准状况下,2.0gD2O中含有的质子数和中子数均为NA
D.室温时,pH=12的Ba(OH)2溶液中,氢氧根离子数目为1.0×10﹣2NA
6.(3分)空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是( )
A.当有0.8mol电子转移时,b极产生4.48LO2
B.为了增加导电性可以将左边容器中的水改为NaOH溶液
C.d极上发生的电极反应是:2H++2e﹣═H2
D.c极上进行氧化反应,A池中的H+可以通过隔膜进入B
7.(3分)化学学科中有很多的“规律”,下列规律运用正确的是( )
A.酸性:H2CO3<H3PO4<H2SO4<HClO4,所以非金属性C<P<S<Cl
B.依据强酸能制弱酸的原理,H2SO4能与CuS反应制取H2S
C.任何方式下的氧化还原反应,氧化剂的氧化性一定强于氧化产物
D.任何条件下,体积大的气体的物质的量一定比体积小的气体多
8.(3分)下列四幅图示所表示的信息与对应的叙述相符的是( )
A.图表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的燃烧热为241.8kJ•mol﹣1
B.图表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C.图表示一定条件下H2和Cl2生产HCl的反应热与途径无关,则△H1=△H2+△H3
D.图表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)⇌3C(g)+D(s)的影响,乙的压强大
9.(3分)根据已学的元素化合物的性质判断,下列说法错误的是( )
A.“雷雨发庄稼”是自然固氮
B.Na2O2可用做潜水艇供氧剂
C.明矾是净水剂,可用于饮用水的杀菌消毒
D.工业上生产玻璃和水泥使用到的共同原料有CaCO3
10.(3分)短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A的原子得一个电子达到稀有气体结构,B的单质通常作为瓜果、食品的保护气、食品的保护气,E所在族序数是周期数的2倍,C、D、E的最外层电子数之和为10.下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:E>B>C>D
B.C可以从溶液中置换出D单质
C.A、B、E形成化合物中只存在共价键
D.A和B形成的化合物溶于水可导电,所以该化合物为电解质
11.(3分)地奥司明片是治疗静脉淋巴功能不全相关的各种症状(腿部沉重、疼痛、晨起酸胀不适感)的主要治疗药物,下图为合成地奥司明片重要中间体,下列有关说法正确的是( )
A.分子式为C18H20O6
B.该中间体是高分子化合物
C.该中间体可以发生水解反应生成乙醇
D.该中间体分子在一定条件下可以发生取代、加成、氧化反应
12.(3分)下列实验操作不能达到实验目的的是( )
A.用加热的方法除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠
B.加热蒸干CuCl2溶液,可以得到CuCl2晶体
C.放在流动的蒸馏水中可除去半透膜中蛋白质溶液里混有的(NH4)2SO4
D.鉴别NaBr和KI溶液,可分别加新制氯水后,用CCl4萃取
13.(3分)下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.少量的CO2通入到“84”消毒液中:CO2+H2O+2ClO﹣═HClO+CO32﹣
B.用酸化的硝酸铁溶液腐蚀铜箔:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
C.FeO和稀硝酸反应:FeO+2H+═Fe2++2H2O
D.向0.5mol•L﹣1KAl(SO4)2溶液中滴入0.5mol•L﹣1Ba(OH)2溶液使SO42﹣恰好完全沉淀:2Ba2++4OH﹣+Al3++2SO42﹣═2BaSO4↓+AlO2﹣+2H2O
14.(3分)温度分别为T1和T2时,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g)⇌2Z(g),一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表,下列说法正确的是( )
温度/K
t/min
t1
t2
t3
t4
T1
n(Y)/mol
0.14
0.12
0.10
0.10
T2
n(Y)/mol
0.13
0.09
0.08
A.该反应的正反应为放热反应
B.T2温度下此反应的平衡常数K=4
C.温度为T1时,0~t1时间段的平均速率v(Z)=mol•L﹣1•min﹣1
D.在T1下平衡后,保持其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数增大
15.(3分)常温下,向20mL 0.05mol•L﹣1的某稀酸H2B溶液中滴入0.1mol•L﹣1氨水,溶液中由水电离出氢离子浓度随滴入氨水体积变化如图。下列分析正确的是( )
A.NaHB溶液可能为酸性,也可能为碱性
B.A、B、C三点溶液的pH是逐渐减小,D、E、F三点溶液的pH是逐渐增大
C.E溶液中离子浓度大小关系:c(NH4+)>c(B2﹣)>c(OH﹣)>c(H+)
D.F点溶液c(NH4+)=2c(B2﹣)
二、解答题(共5小题,满分55分)
16.(14分)二甲醚不仅是重要的化工原料,而且还是性能优良的能源和车用燃料。现代工业上可通过煤化工的产物CO和H2来合成二甲醚,其主要反应为
(i)CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H=﹣90.1kJ•mol﹣1
(ii)2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=﹣24.5kJ•mol﹣1
(1)写出CO和H2来直接合成二甲醚的热化学方程式 。
(2)温度T时,在容积为2.00L的某密闭容器中进行上述反应(i),反应过程中相关数据如图1所示。
①下列说法能表明反应已达平衡状态的是 。
a.容器中气体的压强不再变化
b.混合气体的密度不再变化
c.混合气体的平均相对分子质量不再变化
d.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
②该化学反应0~10min的平均速率v(H2)= 。
③其他条件不变时,15min时再向容器中加入等物质的量的CO和H2,则H2的转化率 (填增大、不变或减小)
④对于气相反应,常用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)表示平衡常数(以Kp表示),其中,pB=p总×B的体积分数;若在T时平衡气体总压强为p总,则该反应Kp= 。
⑤图2表示氢气转化率随温度变化的趋势,请解释T0后氢气转化率的变化原因 。
(3)二甲醚燃料电池的工作原理如图所示,则X电极的电极反应式为 。用该电池对铁制品镀铜,当铁制品质量增加12.8g时,理论上消耗二甲醚的质量为 g(精确到0.01)。
17.(12分)2018年8月31日,华为公司发布AI芯片麒麟980,这标志着我国高科技企业的芯片制造技术迈入国际领先水平。组成芯片的核心物质是高纯度硅。下图是以石英砂为原料同时制备硅和金属锂。
已知:LiCl的熔点是605℃、沸点是1350℃;NH4Cl在100℃开始挥发,337.8℃分解完全。常温下,Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10﹣39,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10﹣33。
(1)粗硅中常含有副产物SiC,请写出①中生成SiC的反应方程式 。写出②中的反应方程式 。
(2)请写出操作名称:a ;b 。
(3)请写出试剂X是 。
(4)本生产工艺要求,要控制LiCl和NH4Cl溶液中的杂质离子浓度在1.0×10﹣6mol•L﹣1以下,应控制溶液的pH为 ,此时溶液中Fe3+的浓度为 。
18.(14分)过氧化钙是一种新型的、环境友好的多功能无机化工产品,它是一种非常稳定的过氧化物,常温下干燥不分解,有较强的漂白、杀菌、消毒作用且对环境无污染。下面是某学习小组模拟用大理石(含有少量FeO固体)和过氧化氢为原料来制备过氧化钙以及对其含量测定分析过程。
Ⅰ.碳酸钙的制备
1.步骤①加入试剂A的目的是 。
2.操作②所需的玻璃仪器 。
Ⅱ.过氧化钙的制备
制备步骤
(1)将以上制得的碳酸钙置于烧杯中,逐滴加入6mol•L﹣1的盐酸,直至烧杯中仅剩余极少量的碳酸钙固体为止,将溶液加热煮沸,趁热过滤除去未溶的碳酸钙。
(2)另外量取30mL 6%的过氧化氢,加入到15mL浓氨水中,将制得的氯化钙溶液和过氧化氢﹣氨水混合液分别置于冰水中冷却,观察白色的过氧化钙晶体的生成。
(3)抽滤,用5mL无水乙醇洗涤2~3次,将晶体抽干。
(4)将抽干后的过氧化钙晶体放在表面皿上,于烘箱内在105℃下烘1h,最后取出冷却,称重。
问题讨论
3.步骤(1)中将溶液煮沸的作用是 。
4.步骤(2)中反应的化学方程式为 。
5.步骤(3)中将过滤得到的白色晶体,使用乙醇洗涤的目的是 。
过氧化钙含量的测定
(1)实验步骤
按下面装置图将量气管与水准管用橡皮管连接,旋转量气管上方的三通活塞,使量气管与大气相通,向水准管内注入水,并将水准管上下移动,以除去橡皮管内的空气。
①精确称取0.40g(精确到0.01g)无水过氧化钙加入试管中,转动试管使过氧化钙在试管内均匀铺成薄层。把试管连接到量气管上,塞紧橡皮塞。旋转活塞使量气管通向试管,调整水准管,记下量气管内液面的初读数。
②用小火缓缓加热试管,过氧化钙逐渐分解放出氧气,调整水准管,记下量气管内液面的终读数,并记录实验时的温度和大气压力。计算出产品中过氧化钙的百分含量。
(2)问题讨论
6.写出上述实验中“调整水准管”的操作 。
7.若测得氧气的体积为44.8mL(已经折算成标准状况下),则该研究小组制备的过氧化钙的纯度为 。
19.(15分)原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F五种元素的原子位于前四周期,A元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,C原子的核外已成对的电子数是未成对电子数的3倍;D核内质子数比E少1;E与C同主族;F2+的M能层力电子全满。
(1)B元素的名称为 ,F元素基态原子的价电子排布式为 。
(2)元素A、B、C第一电离能顺序为 (填元素符号)。
(3)C与E分别形成的最简单氢化沸点高低顺序为 (用化学式表示),原因 。
(4)D与溴形成的化合物DBr5,加压条件下95℃液化,发生完全电离得到一种能够导电的液体,经测定,该熔体中含有一种正四面体结构的阳离子和Br﹣,请写出该条件下DBr5,电离的电离方程式 。该熔体中阳离子的中心原子的杂化方式为 。
(5)请写出E的两种常见氧化物的分子空间构型: , 。
(6)F与E形成的离子晶体结构如图所示,该晶体的化学式为 (用元素符号表示);若晶体的密度为ρg/cm3,则该晶胞的棱长为 pm。
20.目前手机屏幕主要由保护玻璃、触控层以及下面的液晶显示屏三部分组成。下面是工业上由丙烯(A)和有机物C(C7H6O3)为原料合成液晶显示器材料(F)的主要流程:
(1)化合物C的结构简式为 。B的官能团名称 。
(2)上述转化过程中属于取代反应的有 (填反应序号)
(3)写出B与NaOH水溶液反应的化学方程式 。
(4)下列关于化合物D的说法正确的是 (填字母)。
a.属于酯类化合物
b.1molD最多能与4molH2发生加成反应
c.一定条件下能发生加聚反应
d.核磁共振氢谱有5组峰
(5)写出符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式 。
①苯环上一溴代物只有2种 ②能发生银镜反应 ③苯环上有3个取代基;
(6)请参照上述制备流程,写出以有机物C和乙烯为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)
2019年安徽省蚌埠市高考化学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共15小题,每小题3分,满分45分)
1.(3分)化学与社会生活息息相关,下列有关说法不正确的是( )
A.树林晨曦中的缕缕阳光是丁达尔效应的结果
B.为提高人体对钙的有效吸收,医学上常以葡萄糖为原料合成补钙药物
C.2018年12月8日嫦娥四号发射成功,其所用的太阳能电池帆板的材料是二氧化硅
D.城郊的农田上随处可见的农用塑料大棚,其塑料薄膜不属于新型无机非金属材料
【分析】A.丁达尔现象为胶体特有的性质;
B.葡萄糖含﹣CHO,氧化转化为﹣COOH,最后可合成葡萄糖酸钙;
C.太阳能电池帆板的材料是Si;
D.塑料薄膜为聚乙烯塑料,为有机高分子材料。
【解答】解:A.丁达尔现象为胶体特有的性质,则树林晨曦中见到的缕缕阳光,是丁达尔效应效应造成的,故A正确;
B.葡萄糖含﹣CHO,氧化转化为﹣COOH,最后可合成葡萄糖酸钙,则医药工业上,常以葡萄糖为工业原料合成补钙药物,故B正确;
C.嫦娥四号所用太阳能电池帆板可将光能转换为电能,所用转换材料是硅,二氧化硅为光纤的材料,故C错误;
D.塑料薄膜为聚乙烯塑料,为有机高分子材料,不属于新型无机非金属材料,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查物质的性质及应用,为高频考点,把握物质的性质、环境保护、性质与用途为解答的关键,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。
2.(3分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.水分子的比例模型
B.过氧化氢的电子式为:
C.石油的分馏和煤的气化、液化均为物理变化
D.甲基环丁烷二氯代物的同分异构体的数目是10种(不考虑立体异构)
【分析】A.水分子应该为V型结构,且O原子的原子半径较大;
B.过氧化氢属于共价化合物,分子中不存在阴阳离子,电子式中不能标出电荷;
C.煤的气化和液化均为化学变化;
D.其二氯代物可以取代同一碳原子上的2个H原子,可以取代不同碳原子上的H原子,以此来解答。
【解答】解:A.水分子为V型,氧原子的相对体积大于氢原子,其正确的比例模型为,故A错误;
B.过氧化氢中不存在阴阳离子,分子中存在一个氧氧共价键、两个氢氧共价键,过氧化氢的电子式为:,故B错误;
C.石油的分馏(与沸点有关)为物理变化,而煤的气化(生成CO和氢气)和液化(生成甲醇等)均为化学变化,故C错误;
D.甲基环丁烷的结构简式为,其存在如图所示的4种H,,其二氯取代物有:同在一个碳上有1,1和3,3、4,4;不在同一个碳上有1,2和1,3、1,4、2,3、2,4、3,4、3,3(对称的不同碳),故总共有10种,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了常见化学用语的判断,题目难度不大,注意掌握同分异构体、电子式、比例模型等化学用语的概念及表示方法,D为该题的难点,注意3,3(对称的不同碳)。
3.(3分)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
实验结论
A
用铂丝蘸取某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色
溶液中无K+
B
用已知浓度HCl溶液滴定NaOH溶液,酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入HCl溶液
测得c(NaOH)偏高
C
使石蜡油蒸通过炽热的碎瓷片,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色
石蜡油裂解一定生成了乙烯
D
向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热几分钟,冷却后再加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热,无砖红色沉淀出现
淀粉未水解
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.观察K的焰色反应需要透过蓝色的钴玻璃;
B.酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,先润洗,若直接注入HCl溶液,浓度偏低;
C.产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色,气体为不饱和烃;
D.水解后检验葡萄糖,应在碱性条件下。
【解答】解:A.观察K的焰色反应需要透过蓝色的钴玻璃,由操作和现象可知,一定含钠离子,不能确定是否含K+,故A错误;
B.酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,先润洗,若直接注入HCl溶液,浓度偏低,消耗盐酸的体积偏大,则测得c(NaOH)偏高,故B正确;
C.产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色,气体为不饱和烃,不一定为乙烯,故C错误;
D.水解后检验葡萄糖,应在碱性条件下,由操作和现象不能说明淀粉未水解,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、离子检验、中和滴定、反应与现象、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
4.(3分)已知TNT为烈性炸药,其爆炸时的方程式为:____TNT+21O228CO2+10H2O+6N2,下列有关该反应说法正确的是( )
A.TNT在反应中只做还原剂
B.TNT中的N元素化合价为+5价
C.方程式中TNT前的化学计量数为2
D.当1molTNT参加反应时,转移电子数为30×6.02×1023
【分析】TNT为三硝基甲苯(C7H5N3O6),与氧气反应的方程式为4C7H5N3O6+21O228CO2+10H2O+6N2,反应中C元素化合价升高,N、O元素化合价降低,以此解答该题。
【解答】解:A.TNT在反应中C元素化合价升高,N元素化合价降低,则TNT既是氧化剂也是还原剂,故A错误;
B.TNT中的N元素化合价为+3价,故B错误;
C.TNT分子中含有7个C原子,则由质量守恒可知方程式中TNT前的化学计量数为4,故C错误;
D.由方程式可知4molTNT反应,消耗21mol氧气,氧气得到84mol电子,N元素得到12×3=36mol电子,共得到120mol电子,则当1molTNT参加反应时,转移电子数为30×6.02×1023,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查氧化还原反应,为高频考点,侧重考查学生的分析能力和计算能力,本题难点为化合价的分析,题目难度中等。
5.(3分)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.含2.8g硅的SiO2晶体中存在的共价键总数为2NA
B.1L 0.5mol•L﹣1的Na3PO4溶液中含有阳离子的总数为1.5NA
C.标准状况下,2.0gD2O中含有的质子数和中子数均为NA
D.室温时,pH=12的Ba(OH)2溶液中,氢氧根离子数目为1.0×10﹣2NA
【分析】A.1mol二氧化硅含有4molSi﹣O键;
B.磷酸钠溶液中含有钠离子和水电离产生的氢离子;
C.1个重水中含10mol中子和10mol质子来分析;
D.溶液体积未知。
【解答】解:A.含2.8g硅的SiO2晶体物质的量为0.1mol,存在的共价键总数为0.4NA.故A错误;
B.磷酸钠溶液中含有钠离子和水电离产生的氢离子,所以1L 0.5mol•L﹣1的Na3PO4溶液中含有阳离子的总数大于1.5NA,故B错误;
C.标准状况下,2.0gD2O物质的量为=0.1mol,含有的质子数和中子数均为NA个,故C正确;
D.溶液体积未知,无法计算氢氧根离子数目,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了阿伏加德罗常数的有关计算和应用,熟悉二氧化硅的结构、盐类水解规律、重水中所含质子数和中子数多少是解题关键,题目难度中等。
6.(3分)空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是( )
A.当有0.8mol电子转移时,b极产生4.48LO2
B.为了增加导电性可以将左边容器中的水改为NaOH溶液
C.d极上发生的电极反应是:2H++2e﹣═H2
D.c极上进行氧化反应,A池中的H+可以通过隔膜进入B
【分析】依据图示知左边装置是电解池,右边装置是原电池,ab电极是电解池的电极,由电源判断a为阴极产生的气体是氢气,b为阳极产生的气体是氧气;cd电极是原电池的正负极,c是正极,d是负极;电解池中的电极反应为:b电极为阳极失电子发生氧化反应:4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑;a电极为阴极得到电子发生还原反应:4H++4e﹣=2H2↑;
原电池中是酸性溶液,电极反应为:d为负极失电子发生氧化反应:2H2﹣4e﹣=4H+;c电极为正极得到电子发生还原反应:O2+4H++4e﹣=2H2O,结合电极上的电子守恒分析计算。
【解答】解:电解池中的电极反应为:b电极为阳极失电子发生氧化反应:4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑;a电极为阴极得到电子发生还原反应:4H++4e﹣=2H2↑;
原电池中是酸性溶液,电极反应为:d为负极失电子发生氧化反应:2H2﹣4e﹣=4H+;c电极为正极得到电子发生还原反应:O2+4H++4e﹣=2H2O;
A.b电极为阳极失电子发生氧化反应:4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑,当有0.8mol电子转移时,0.2mol氧气,温度压强不知不能计算体积,故A错误;
B.为了增加导电性可以将左边容器中的水改为NaOH溶液,电解过程和电极反应相同,故B正确;
C.d电极上发生的电极反应是:2H2﹣4e﹣=4H+,故C错误;
D.c电极上氧气得到发生还原反应,B池中的H+可以通过隔膜进入A池,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了化学电源新型电池,主要考查原电池和电解池的工作原理、电极判断、电极反应,注意原电池中电解质溶液是酸而不是碱,电极反应式的书写是易错点。
7.(3分)化学学科中有很多的“规律”,下列规律运用正确的是( )
A.酸性:H2CO3<H3PO4<H2SO4<HClO4,所以非金属性C<P<S<Cl
B.依据强酸能制弱酸的原理,H2SO4能与CuS反应制取H2S
C.任何方式下的氧化还原反应,氧化剂的氧化性一定强于氧化产物
D.任何条件下,体积大的气体的物质的量一定比体积小的气体多
【分析】A.最高价氧化物对应水化物的酸性越强,对应元素的非金属性越强;
B.硫化铜不溶于硫酸;
C.自身发生氧化还原的反应,氧化剂的氧化性小于氧化产物的氧化性;
D.温度和压强影响气体体积,不同条件下气体体积大的物质的量不一定大。
【解答】解:A.最高价含氧酸的酸性:H2CO3<H3PO4<H2SO4<HClO4,则元素的非金属性:C<P<S<Cl,故A正确;
B.CuS不溶于硫酸,则H2SO4不与CuS反应,故B错误;
C.在反应Cl2+H2O=HCl+HClO中,氯气为氧化剂,HClO为氧化产物,但氧化性HClO较强,故C错误;
D.由于温度和压强影响气体体积,则不同条件下体积大的气体的物质的量不一定比体积小的气体多,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查较为综合,涉及元素周期律应用、氧化还原反应、物质的量计算等知识,题目难度不大,明确常见元素化合物性质为解答关键,C为易错点,试题培养了学生的分析能力及综合应用能力。
8.(3分)下列四幅图示所表示的信息与对应的叙述相符的是( )
A.图表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的燃烧热为241.8kJ•mol﹣1
B.图表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C.图表示一定条件下H2和Cl2生产HCl的反应热与途径无关,则△H1=△H2+△H3
D.图表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)⇌3C(g)+D(s)的影响,乙的压强大
【分析】A.1mol氢气生成液态水放出的热量为燃烧热;
B.催化剂可降低反应的活化能,不影响焓变,且图中反应物总能量大于反应物总能量;
C.由盖斯定律可知,反应一步完成与分步完成的热效应相同;
D.为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,A的体积分数减小。
【解答】解:A.1mol氢气生成液态水放出的热量为燃烧热,图中生成气态水,不能判断燃烧热,故A错误;
B.图中反应物总能量大于反应物总能量,为放热反应,故B错误;
C.由盖斯定律可知,反应一步完成与分步完成的热效应相同,则图中△H1=△H2+△H3,故C正确;
D.为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,A的体积分数减小,图中应为催化剂对反应的影响,故D错误;
故选:C。
【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、盖斯定律、燃烧热及平衡移动为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意图象的意义及应用,题目难度不大。
9.(3分)根据已学的元素化合物的性质判断,下列说法错误的是( )
A.“雷雨发庄稼”是自然固氮
B.Na2O2可用做潜水艇供氧剂
C.明矾是净水剂,可用于饮用水的杀菌消毒
D.工业上生产玻璃和水泥使用到的共同原料有CaCO3
【分析】A.闪电下雨过程发生的主要化学反应有:N2+O2=2NO,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,HNO3与土壤中的弱酸盐反应生成硝酸盐,农作物吸收NO3﹣中化合态的N;
B.过氧化钠(Na2O2)能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气;
C.可用于饮用水的杀菌消毒的物质应该具有强氧化性;
D.生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,生产水泥以黏土和石灰石为主要原料。
【解答】解:A.雷雨过程发生的主要化学反应有:N2+O2=2NO,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,HNO3与土壤中的弱酸盐反应生成硝酸盐,农作物吸收NO3﹣中化合态的N,其中第一个反应是“将游离态的氮转化为化合态氮”,属于自然界固氮作用,故A正确;
B.过氧化钠(Na2O2)能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,所以可用作潜水艇的供氧剂,故B正确;
C.明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可以用于除去水中固体杂质颗粒,用于净水,但明矾没有强氧化性、不具有杀菌消毒作用,故C错误;
D.生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,生产水泥以黏土和石灰石为主要原料,工业上生产玻璃和水泥使用到的共同原料有石灰石,主要成分为CaCO3,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查化学与生产、生活的关系,题目难度不大,要求学生能够用化学知识解释化学现象,试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力。
10.(3分)短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A的原子得一个电子达到稀有气体结构,B的单质通常作为瓜果、食品的保护气、食品的保护气,E所在族序数是周期数的2倍,C、D、E的最外层电子数之和为10.下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:E>B>C>D
B.C可以从溶液中置换出D单质
C.A、B、E形成化合物中只存在共价键
D.A和B形成的化合物溶于水可导电,所以该化合物为电解质
【分析】短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,B的单质通常作为瓜果、食品的保护气、食品的保护气,则B为N元素;A的原子得一个电子达到稀有气体结构,其原子序数小于N,则A为H元素;E所在族序数是周期数的2倍,其原子序数大于N,只能位于第三周期,族序数为Ⅵ,则E为S元素;C、D、E的最外层电子数之和为10,则C、D最外层电子数=10﹣6=4,且二者的原子序数大于N,则C、D位于第三周期,C为Na,D为Al元素,据此解答。
【解答】解:根据分析可知:A为H,B为N,C为Na,D为Al,E为S元素。
A.离子的电子层越多离子半径越大,电子层相同时核电荷数越大离子半径越小,则简单离子半径:E>B>C>D,故A正确;
B.金属Na直接与水反应,无法从溶液中置换出金属Al,故B错误;
C.H、N、S形成的化合物硫化铵中含有离子键,故C错误;
D.H、N形成的化合物为氨气,氨气自身不能电离,属于非电解质,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查原子结构与元素周期律的关系,题目难度不大,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,试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力。
11.(3分)地奥司明片是治疗静脉淋巴功能不全相关的各种症状(腿部沉重、疼痛、晨起酸胀不适感)的主要治疗药物,下图为合成地奥司明片重要中间体,下列有关说法正确的是( )
A.分子式为C18H20O6
B.该中间体是高分子化合物
C.该中间体可以发生水解反应生成乙醇
D.该中间体分子在一定条件下可以发生取代、加成、氧化反应
【分析】有机物含有酚羟基、酯基,结合酚、酯类的性质解答该题。
【解答】解:A.由结构简式可知有机物的分子式为C18H18O6,故A错误;
B.相对分子质量较小,高分子化合物的相对分子质量一般在10000以上,故B错误;
C.含有酯基,发生水解可生成乙酸,故C错误;
D.含有酚羟基,可发生取代、氧化反应,含有苯环,可发生加成反应,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质的关系为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意酚、酯的性质,题目难度不大。
12.(3分)下列实验操作不能达到实验目的的是( )
A.用加热的方法除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠
B.加热蒸干CuCl2溶液,可以得到CuCl2晶体
C.放在流动的蒸馏水中可除去半透膜中蛋白质溶液里混有的(NH4)2SO4
D.鉴别NaBr和KI溶液,可分别加新制氯水后,用CCl4萃取
【分析】A.碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠;
B.加热促进水解,且生成盐酸易挥发;
C.胶体不能透过半透明,而分子、离子可以;
D.氯气可氧化碘离子、溴离子,碘溶于四氯化碳时下层紫色,溴溶于四氯化碳时下层为橙色。
【解答】解:A.碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠,则加热法可除杂,故A正确;
B.加热促进水解,且生成盐酸易挥发,蒸干不能得到CuCl2晶体,故B错误;
C.胶体不能透过半透明,而分子、离子可以,则渗析法可分离,故C正确;
D.氯气可氧化碘离子、溴离子,碘溶于四氯化碳时下层紫色,溴溶于四氯化碳时下层为橙色,现象不同可鉴别,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、混合物分离提纯、盐类水解、物质的鉴别、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
13.(3分)下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.少量的CO2通入到“84”消毒液中:CO2+H2O+2ClO﹣═HClO+CO32﹣
B.用酸化的硝酸铁溶液腐蚀铜箔:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
C.FeO和稀硝酸反应:FeO+2H+═Fe2++2H2O
D.向0.5mol•L﹣1KAl(SO4)2溶液中滴入0.5mol•L﹣1Ba(OH)2溶液使SO42﹣恰好完全沉淀:2Ba2++4OH﹣+Al3++2SO42﹣═2BaSO4↓+AlO2﹣+2H2O
【分析】A.不符合反应客观事实;
B.硝酸根离子酸性环境下氧化性大于三价铁离子;
C.硝酸根离子酸性环境下具有强的氧化性,能够氧化二价铁离子;
D.明矾KAl(SO4)2与氢氧化钡按物质的量之比1:2的比例反应时,SO42﹣恰好沉淀完全。
【解答】解:A.少量的CO2通入到“84”消毒液中,离子方程式的:CO2+H2O+ClO﹣═HClO+HCO3﹣,故A错误;
B.用酸化的硝酸铁溶液腐蚀铜箔,离子方程式:3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O,故B错误;
C.氧化亚铁和稀硝酸反应:3FeO+NO3﹣+10H+═3Fe3++5H2O+NO↑,故C错误;
D.明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO42﹣恰好完全沉淀,铝离子与氢氧根离子的物质的量之比为1:4,铝离子恰好反应生成偏铝酸根离子,正确的离子方程式为:2Ba2++4OH﹣+Al3++2SO42﹣═2BaSO4↓+AlO2﹣+2H2O,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了离子方程式的书写方法和正误判断,明确反应实质是解题关键,注意硝酸根离子在酸性环境下具有强的氧化性,注意反应物用量对反应的影响,题目难度中等。
14.(3分)温度分别为T1和T2时,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g)⇌2Z(g),一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表,下列说法正确的是( )
温度/K
t/min
t1
t2
t3
t4
T1
n(Y)/mol
0.14
0.12
0.10
0.10
T2
n(Y)/mol
0.13
0.09
0.08
A.该反应的正反应为放热反应
B.T2温度下此反应的平衡常数K=4
C.温度为T1时,0~t1时间段的平均速率v(Z)=mol•L﹣1•min﹣1
D.在T1下平衡后,保持其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数增大
【分析】对于反应X(g)+Y(g)⇌2Z(g),反应前后气体的物质的量相等,则增大压强,平衡不移动,由表中数据可知,达到平衡时,T2温度剩余Y的物质的量较少,则消耗较多,说明升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,计算平衡时各物质的浓度,结合K=计算。
【解答】解:A.由以上分析可知该反应的正反应为吸热反应,故A错误;
B.T2温度下 X(g)+Y(g)⇌2Z(g)
起始(mol/L)0.016 0.016 0
转化(mol/L)0.008 0.008 0.016
平衡(mol/L)0.008 0.008 0.016
则K===4,故B正确;
C.温度为T1时,0~t1时间段的平均速率v(Z)=2v(Y)=×2=v(Z)=mol•L﹣1•min﹣1,故C错误;
D.反应前后气体的物质的量相等,则增大压强,平衡不移动,保持其他条件不变,再充入0.2molZ,相当于增大压强,则平衡时X的体积分数不变,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查化学平衡的计算,为高频考点,涉及影响平衡移动的因素、化学平衡常数的计算、等效平衡等知识,明确化学平衡及其影响因素为解答关键,注意掌握等效平衡知识的应用方法,试题培养了学生的分析能力及化学计算能力,题目难度不大。
15.(3分)常温下,向20mL 0.05mol•L﹣1的某稀酸H2B溶液中滴入0.1mol•L﹣1氨水,溶液中由水电离出氢离子浓度随滴入氨水体积变化如图。下列分析正确的是( )
A.NaHB溶液可能为酸性,也可能为碱性
B.A、B、C三点溶液的pH是逐渐减小,D、E、F三点溶液的pH是逐渐增大
C.E溶液中离子浓度大小关系:c(NH4+)>c(B2﹣)>c(OH﹣)>c(H+)
D.F点溶液c(NH4+)=2c(B2﹣)
【分析】A.由A点水电离出氢离子浓度为10﹣13mol/L可知A点溶液中氢氧根离子浓度为10﹣13mol/L,结合c(H+)=计算酸溶液中c(H+);
B.随着氨水的加入,溶液的酸性减弱、碱性逐渐增强,溶液的pH增大;
C.E溶液显示酸性,根据盐的水解原理来比较离子浓度;
D.根据电荷守恒结合溶液呈中性分析解答。
【解答】解:A.酸溶液中水电离出氢离子浓度c(H+)等于溶液中氢氧根离子浓度c(OH﹣),即c(OH﹣)═10﹣13mol/L,则酸溶液中c(H+)==mol/L=0.1mol=2×0.05mol•L﹣1,所以酸H2B为二元强酸,即NaHB溶液显酸性,故A错误;
B.随着氨水的加入,溶液的酸性减弱,溶液的pH增大,所以A、B、C三点溶液的pH是逐渐增大的,D点恰好反应完全,随着氨水的加入,溶液的碱性逐渐增强,D、E、F三点溶液的pH是逐渐增大,故B错误;
C.E溶液显示酸性,硫酸铵和氨水的混合物,得到的溶液中铵根离子的水解程度较强,所以c(NH4+)>c(B2﹣)>c(H+)>c(OH﹣),故C错误;
D.根据电荷守恒:c(H+)+c(NH4+)═2c(B2﹣)+c(OH﹣),而溶液呈中性c(OH﹣)═c(H+),所以c(NH4+)═2c(B2﹣),故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查学生酸碱混合的酸碱性的判断以及盐的水解原理的应用知识,属于综合知识的考查,侧重于考查学生 的分析能力和计算能力,注意强酸弱碱盐的促进作用与酸或碱的抑制作用的双重作用对水电离的影响,题目难度中等。
二、解答题(共5小题,满分55分)
16.(14分)二甲醚不仅是重要的化工原料,而且还是性能优良的能源和车用燃料。现代工业上可通过煤化工的产物CO和H2来合成二甲醚,其主要反应为
(i)CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H=﹣90.1kJ•mol﹣1
(ii)2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=﹣24.5kJ•mol﹣1
(1)写出CO和H2来直接合成二甲醚的热化学方程式 2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=﹣204.7kJ•mol﹣l 。
(2)温度T时,在容积为2.00L的某密闭容器中进行上述反应(i),反应过程中相关数据如图1所示。
①下列说法能表明反应已达平衡状态的是 ac 。
a.容器中气体的压强不再变化
b.混合气体的密度不再变化
c.混合气体的平均相对分子质量不再变化
d.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
②该化学反应0~10min的平均速率v(H2)= 0.06mol/(L•min) 。
③其他条件不变时,15min时再向容器中加入等物质的量的CO和H2,则H2的转化率 增大 (填增大、不变或减小)
④对于气相反应,常用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)表示平衡常数(以Kp表示),其中,pB=p总×B的体积分数;若在T时平衡气体总压强为p总,则该反应Kp= 。
⑤图2表示氢气转化率随温度变化的趋势,请解释T0后氢气转化率的变化原因 该反应为放热反应,T0后升高温度,平衡逆向移动,氢气的转化率减小 。
(3)二甲醚燃料电池的工作原理如图所示,则X电极的电极反应式为 CH3OCH3﹣12e﹣+3H2O=2CO2↑+12H+ 。用该电池对铁制品镀铜,当铁制品质量增加12.8g时,理论上消耗二甲醚的质量为 1.53 g(精确到0.01)。
【分析】(1)由合成气(CO、H2)直接制备CH3OCH3的方程式为:2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g),
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1=﹣90.1kJ•mol﹣1①
2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=﹣24.5kJ•mol﹣l②
该反应可由①×2+②得到;
(2)①达到平衡时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、含量不变;
②该化学反应0~10min,氢气的物质的量变化量为1.2mol,结合v=计算;
③其他条件不变时,15min时再向容器中加入等物质的量的CO和H2,相当于增大压强,平衡正向移动;
④CO(g)+2H2(g)═CH3OH(l),10min反应达到平衡状态,图象中10min时氢气物质的量为0.8mol,甲醇物质的量为0.6mol,一氧化碳物质的量为1.4mol,总物质的量为2.8mol,其中甲醇分压=p总=p总,氢气分压=p总=p总,一氧化碳分压=p总=p总,以此计算K;
⑤正反应为放热反应,平衡后升高温度,平衡逆向移动;
(3)燃料电池工作时通氧气的极为正极,电池内部阳离子(质子)向正极移动;用该电池对铁制品镀铜,当铁制品质量增加64g时,析出Cu的物质量为=0.2mol,转移电子为0.2mol×2=0.4mol,根据电子守恒计算理论上消耗二甲醚的质量。
【解答】解:(1)由合成气(CO、H2)直接制备CH3OCH3的方程式为:2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g),
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1=﹣90.1kJ•mol﹣1①
2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=﹣24.5kJ•mol﹣l②
①×2+②可得2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g),△H=2×(﹣90.1kJ•mol﹣1)+(﹣24.5kJ•mol﹣l)=﹣204.7kJ•mol﹣l,
故答案为:2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g),△H=﹣204.7kJ•mol﹣l;
(2)①①升高温度,平衡逆向移动,甲醇的体积分数减小,则a曲线符合,故答案为:a;
②a.反应前后气体的分子数不同,容器中气体的压强不再变化,可说明达到平衡状态,故a正确;
b.无论是否达到平衡状态,气体的密度都不变化,混合气体的密度不再变化不能说明是否达到平衡状态,故b错误;
c.反应前后气体的分子数不同,混合气体的平均相对分子质量不再变化,可说明达到平衡状态,故c正确;
d.v正(H2)=2v正(CH3OH)都为正反应速率,不能说明正逆反应速率的关系,故d错误。
故答案为:ac;
②该化学反应0~10min,氢气的物质的量变化量为1.2mol,则v==0.06mol/(L•min),故答案为:0.06mol/(L•min);
③其他条件不变时,15min时再向容器中加入等物质的量的CO和H2,相当于增大压强,平衡正向移动,则氢气的转化率增大,故答案为:增大;
④CO(g)+2H2(g)═CH3OH(l),10min反应达到平衡状态,图象中10min时氢气物质的量为0.8mol,甲醇物质的量为0.6mol,一氧化碳物质的量为1.4mol,总物质的量为2.8mol,其中甲醇分压=p总=p总,氢气分压=p总=p总,一氧化碳分压=p总=p总,则该反应KP==,
故答案为:;
⑤正反应为放热反应,平衡后升高温度,平衡逆向移动,则导致氢气的转化率减小,
故答案为:该反应为放热反应,T0后升高温度,平衡逆向移动,氢气的转化率减小;
(3)燃料电池工作时电池内部阳离子(质子)向正极移动,则Y极为正极,X极为负极,二甲醚发生氧化反应,发生电极反应为CH3OCH3﹣12e﹣+3H2O=2CO2↑+12H+;用该电池对铁制品镀铜,当铁制品质量增加64g时,Cu的物质量为=0.2mol,转移电子为0.2mol×2=0.4mol,
根据电子守恒负极消耗二甲醚的物质的量为=mol,其质量为mol×46g/mol=1.53g,
故答案为:CH3OCH3﹣12e﹣+3H2O=2CO2↑+12H+;1.53。
【点评】本题考查较为综合,涉及化学平衡的计算、反应热与焓变、化学平衡状态的判断等知识,为高频考点,题目难度中等,明确化学平衡状态的特征为解答关键,注意掌握反应热与焓变的关系及应用方法,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力。
17.(12分)2018年8月31日,华为公司发布AI芯片麒麟980,这标志着我国高科技企业的芯片制造技术迈入国际领先水平。组成芯片的核心物质是高纯度硅。下图是以石英砂为原料同时制备硅和金属锂。
已知:LiCl的熔点是605℃、沸点是1350℃;NH4Cl在100℃开始挥发,337.8℃分解完全。常温下,Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10﹣39,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10﹣33。
(1)粗硅中常含有副产物SiC,请写出①中生成SiC的反应方程式 SiO2+3C SiC+2CO↑ 。写出②中的反应方程式 SiCl4+2H2Si+4HCl 。
(2)请写出操作名称:a 过滤 ;b 加热 。
(3)请写出试剂X是 氨水 。
(4)本生产工艺要求,要控制LiCl和NH4Cl溶液中的杂质离子浓度在1.0×10﹣6mol•L﹣1以下,应控制溶液的pH为 5.0 ,此时溶液中Fe3+的浓度为 2.64×10﹣12mol/L 。
【分析】石英砂加入盐酸酸浸过滤得到二氧化硅和滤液,二氧化硅和碳高温反应生成粗硅,粗硅和氧气高温反应生成SiCl4和滤渣,SiCl4和H2高温反应得到纯硅,滤液加入试剂氨水过滤得到氢氧化铁、氢氧化铝沉淀和滤液LiCl溶液、NH4Cl溶液,蒸发结晶得到LiCl和NH4Cl固体,加热固体,氯化铵分解生成氨气和氯化氢气体,重新反应得到固体氯化铵,得到固体LiCl,电解熔融固体得到锂,
(1)①中生成SiC的反应是碳和二氧化硅反应生成碳化硅和一氧化碳,②中反应为氢气还原四氯化硅得到纯硅;
(2)分析可知操作a为固体和溶液分离操作为过滤,b是固体受热分解分离混合物的方法;
(3)生成氢氧化铁沉淀和氢氧化铝沉淀的试剂为氨水;
(4)结合溶度积常数计算;
【解答】解:石英砂加入盐酸酸浸过滤得到二氧化硅和滤液,二氧化硅和碳高温反应生成粗硅,粗硅和氧气高温反应生成SiCl4和滤渣,SiCl4和H2高温反应得到纯硅,滤液加入试剂氨水过滤得到氢氧化铁、氢氧化铝沉淀和滤液LiCl溶液、NH4Cl溶液,蒸发结晶得到LiCl和NH4Cl固体,加热固体,氯化铵分解生成氨气和氯化氢气体,重新反应得到固体氯化铵,得到固体LiCl,电解熔融固体得到锂,
(1)①中生成SiC的反应是碳和二氧化硅反应生成碳化硅和一氧化碳,反应的化学方程式:SiO2+3CSiC+2CO↑,②中反应为氢气还原四氯化硅得到纯硅故答案为:SiCl4+2H2Si+4HCl,
故答案为:SiO2+3CSiC+2CO↑;SiCl4+2H2Si+4HCl;
(2)分析可知操作a为固体和溶液分离操作为过滤,b是固体受热分解分离混合物的方法为加热,
故答案为:过滤;加热;
(3)流程图中沉淀生成的过程可知,沉淀离子的试剂X为氨水,
故答案为:氨水;
(4)杂质离子浓度在1.0×10﹣6mol•L﹣1以下,Ksp(Al(OH)3)=c(Al3+)c3(OH﹣)=1.0×10﹣33,c(OH﹣)==10﹣9mol/L,c(H+)=mol/L=10﹣5mol/L,PH=5.0,PH=5.0,c(OH﹣)=10﹣9mol/L,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)c3(OH﹣)=2.64×10﹣39,c(Fe3+)==2.64×10﹣12mol/L,
故答案为:5.0;2.64×10﹣12mol/L。
【点评】本题考查了物质制备、物质性质、溶度积常数的计算等知识点,掌握基础是解题关键,题目难度中等。
18.(14分)过氧化钙是一种新型的、环境友好的多功能无机化工产品,它是一种非常稳定的过氧化物,常温下干燥不分解,有较强的漂白、杀菌、消毒作用且对环境无污染。下面是某学习小组模拟用大理石(含有少量FeO固体)和过氧化氢为原料来制备过氧化钙以及对其含量测定分析过程。
Ⅰ.碳酸钙的制备
1.步骤①加入试剂A的目的是 将Fe2+氧化为Fe3+ 。
2.操作②所需的玻璃仪器 .玻璃棒、漏斗、烧杯 。
Ⅱ.过氧化钙的制备
制备步骤
(1)将以上制得的碳酸钙置于烧杯中,逐滴加入6mol•L﹣1的盐酸,直至烧杯中仅剩余极少量的碳酸钙固体为止,将溶液加热煮沸,趁热过滤除去未溶的碳酸钙。
(2)另外量取30mL 6%的过氧化氢,加入到15mL浓氨水中,将制得的氯化钙溶液和过氧化氢﹣氨水混合液分别置于冰水中冷却,观察白色的过氧化钙晶体的生成。
(3)抽滤,用5mL无水乙醇洗涤2~3次,将晶体抽干。
(4)将抽干后的过氧化钙晶体放在表面皿上,于烘箱内在105℃下烘1h,最后取出冷却,称重。
问题讨论
3.步骤(1)中将溶液煮沸的作用是 赶走溶液中二氧化碳 。
4.步骤(2)中反应的化学方程式为 .CaCl2+H2O2+2NH3•H2O=CaO2+2NH4Cl+2H2O 。
5.步骤(3)中将过滤得到的白色晶体,使用乙醇洗涤的目的是 防止溶解损失,加快纯度干燥速度,除去晶体表面吸附的杂质 。
过氧化钙含量的测定
(1)实验步骤
按下面装置图将量气管与水准管用橡皮管连接,旋转量气管上方的三通活塞,使量气管与大气相通,向水准管内注入水,并将水准管上下移动,以除去橡皮管内的空气。
①精确称取0.40g(精确到0.01g)无水过氧化钙加入试管中,转动试管使过氧化钙在试管内均匀铺成薄层。把试管连接到量气管上,塞紧橡皮塞。旋转活塞使量气管通向试管,调整水准管,记下量气管内液面的初读数。
②用小火缓缓加热试管,过氧化钙逐渐分解放出氧气,调整水准管,记下量气管内液面的终读数,并记录实验时的温度和大气压力。计算出产品中过氧化钙的百分含量。
(2)问题讨论
6.写出上述实验中“调整水准管”的操作 上下浮动水准管,使两管内液面相平 。
7.若测得氧气的体积为44.8mL(已经折算成标准状况下),则该研究小组制备的过氧化钙的纯度为 72% 。
【分析】Ⅰ.大理石酸浸得到钙盐、亚铁盐,加入试剂A氧化亚铁离子生成铁离子,过滤得到滤液中加入试剂调节溶液PH沉淀铁离子过滤得到滤液加入碳酸铵、氨水溶液生成碳酸钙沉淀,过滤、洗涤干燥得到碳酸钙,
1.步骤①加入试剂A是氧化亚铁离子为铁离子,便于除去;、
2.操作②为过滤操作,据此选择所需的玻璃仪器;
Ⅱ.3.将溶液加热煮沸赶出溶解的二氧化碳;
4.取30mL 6%的过氧化氢,加入到15mL浓氨水中,将制得的氯化钙溶液和过氧化氢﹣氨水混合液分别置于冰水中冷却,得到白色的过氧化钙晶体;
5.使用乙醇洗涤是减少晶体损失加快晶体干燥速度;
6.上下移动水准管使两边管内液面相平;
7.若测得氧气的体积为44.8mL(已经折算成标准状况下),物质的量n==0.002mol,结合化学方程式定量关系计算过氧化钙物质的量,据此计算纯度。
【解答】解:Ⅰ.大理石酸浸得到钙盐、亚铁盐,加入试剂A氧化亚铁离子生成铁离子,过滤得到滤液中加入试剂调节溶液PH沉淀铁离子过滤得到滤液加入碳酸铵、氨水溶液生成碳酸钙沉淀,过滤、洗涤干燥得到碳酸钙,
1.步骤①加入试剂A的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,便于除杂,
故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+;
2.操作②为过滤操作,所需的玻璃仪器有:玻璃棒、漏斗、烧杯,
故答案为:玻璃棒、漏斗、烧杯;
Ⅱ.3.步骤(1)中将溶液煮沸的作用是赶走溶液中二氧化碳,防止干扰试验过程,
故答案为:赶走溶液中二氧化碳;
4.取30mL 6%的过氧化氢,加入到15mL浓氨水中,将制得的氯化钙溶液和过氧化氢﹣氨水混合液分别置于冰水中冷却得到过氧化钙,反应的化学方程式:CaCl2+H2O2+2NH3•H2O=CaO2+2NH4Cl+2H2O,
故答案为:CaCl2+H2O2+2NH3•H2O=CaO2+2NH4Cl+2H2O;
5.步骤(3)中将过滤得到的白色晶体,使用乙醇洗涤的目的是:防止溶解损失,加快纯度干燥速度,除去晶体表面吸附的杂质,
故答案为:防止溶解损失,加快纯度干燥速度,除去晶体表面吸附的杂质;
6.“调整水准管”的操作:上下浮动水准管,使两管内液面相平,读取气体的体积,
故答案为:上下浮动水准管,使两管内液面相平;
7.若测得氧气的体积为44.8mL(已经折算成标准状况下),物质的量n==0.002mol,2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑,消耗过氧化钙物质的量0.004mol,过氧化钙的纯度=×100%=72%,
故答案为:72%。
【点评】本题考查了物质制备、物质性质实验验证、实验基本操作、化学方程式计算等知识点,掌握基础是解题关键,题目难度不大。
19.(15分)原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F五种元素的原子位于前四周期,A元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,C原子的核外已成对的电子数是未成对电子数的3倍;D核内质子数比E少1;E与C同主族;F2+的M能层力电子全满。
(1)B元素的名称为 氮 ,F元素基态原子的价电子排布式为 3d104s2 。
(2)元素A、B、C第一电离能顺序为 N>O>C (填元素符号)。
(3)C与E分别形成的最简单氢化沸点高低顺序为 H2O>H2S (用化学式表示),原因 水分子间可形成氢键,而硫化氢分子间没有 。
(4)D与溴形成的化合物DBr5,加压条件下95℃液化,发生完全电离得到一种能够导电的液体,经测定,该熔体中含有一种正四面体结构的阳离子和Br﹣,请写出该条件下DBr5,电离的电离方程式 PBr5=PBr4++Br﹣ 。该熔体中阳离子的中心原子的杂化方式为 sp3 。
(5)请写出E的两种常见氧化物的分子空间构型: V形 , 平面三角形 。
(6)F与E形成的离子晶体结构如图所示,该晶体的化学式为 ZnS (用元素符号表示);若晶体的密度为ρg/cm3,则该晶胞的棱长为 ×1010 pm。
【分析】原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F五种元素的原子位于前四周期,A元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,则A为C元素,C原子的核外已成对的电子数是未成对电子数的3倍,则C为O元素,故B为N元素,F2+的M能层力电子全满,则F为Zn,E与C同主族,E为S,D核内质子数比E少1,D为P,
(1)B为氮元素;F为Zn,根据核外电子排布规律可得;
(2)元素A、B、C依次为C、N、O,根据元素第一电离能规律分析;
(3)C与E分别形成的最简单氢化物分别为水和硫化氢,水能形成分子间氢键;
(4)D为P,则DBr5为PBr5,完全电离得到正四面体结构的阳离子PBr4+和Br﹣,据此可得;
(5)E为S,两种氧化物为SO2和SO3,根据价层电子对互斥理论分析;
(6)根据均摊法得化学式;设该晶胞的棱长为a,根据V=计算可得。
【解答】解:(1)根据分析,A为C,C为O,A、B、C原子序数依次增大,则B为氮元素;F2+的M能层力电子全满,F为Zn,F基态原子的价电子排布式为:3d104s2;
故答案为:氮;3d104s2;
(2)元素A、B、C依次为C、N、O,同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,故C、N、O的第一电离能顺序为:N>O>C;
故答案为:N>O>C;
(3)C与E分别形成的最简单氢化物分别为水和硫化氢,因为水分子间可形成氢键,而硫化氢分子间没有,故沸点H2O>H2S;
故答案为:H2O>H2S;水分子间可形成氢键,而硫化氢分子间没有;
(4)D为P,则DBr5为PBr5,完全电离得到正四面体结构的阳离子PBr4+和Br﹣,PBr4+为正四面体结构,则其P的杂化方式为sp3杂化;PBr5电离的电离方程式为:PBr5=PBr4++Br﹣;
故答案为:PBr5=PBr4++Br﹣;sp3;
(5)E为S,两种氧化物为SO2和SO3,SO2中,价层电子对=2+(6﹣2×2)=2+1=3,故分子空间构型为V形,SO3中,价层电子对=3+(6﹣2×3)=3+0=3,分子空间构型为平面三角形;
故答案为:V形;平面三角形;
(5)根据晶胞的结构图可知,S原子分布在立方体的顶点、面心,利用均摊法可知晶胞中含有S原子数为8×+6×=4,Zn原子位于晶胞内部,Zn原子个数为4,故晶体的化学式为ZnS;
设该晶胞的棱长为a cm,则V=a3=,解得a=cm=×1010pm;
故答案为:ZnS;×1010。
【点评】本题考查位置结构性质的相互关系及应用,涉及原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、原子核外电子排布、元素周期律、有关晶胞的计算等知识点,为高频考点,明确物质结构和性质、价层电子对互斥理论、均摊法等知识点即可解答,题目难度中等。
20.目前手机屏幕主要由保护玻璃、触控层以及下面的液晶显示屏三部分组成。下面是工业上由丙烯(A)和有机物C(C7H6O3)为原料合成液晶显示器材料(F)的主要流程:
(1)化合物C的结构简式为 。B的官能团名称 碳碳双键、溴原子 。
(2)上述转化过程中属于取代反应的有 ①②③④ (填反应序号)
(3)写出B与NaOH水溶液反应的化学方程式 。
(4)下列关于化合物D的说法正确的是 bc (填字母)。
a.属于酯类化合物
b.1molD最多能与4molH2发生加成反应
c.一定条件下能发生加聚反应
d.核磁共振氢谱有5组峰
(5)写出符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式 。
①苯环上一溴代物只有2种 ②能发生银镜反应 ③苯环上有3个取代基;
(6)请参照上述制备流程,写出以有机物C和乙烯为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)
【分析】(1)有机物C为C7H6O3,结合D的结构,可推知C为,故丙烯与溴在光照条件下生成B为CH2=CHCH2Br;
(2)反应①发生取代反应,反应②为取代反应。对比D、E的结构可知,反应③是D的羧基中的﹣OH被氯原子替代生成E.对比E、F结构可知,反应④是E中氯原子被取代生成F;
(3)B为CH2=CHCH2Br,在碱性条件下水解生成CH2=CHCH2OH;
(4)a.化合物D不含酯基;
b.苯环、碳碳双键能与氢气发生加成反应;
c.D含有碳碳双键;
d.D分子中含有6种化学环境不同的氢;
(5)符合下列条件的化合物C()的同分异构体:①苯环上一溴代物只有2种,说明苯环上有2种氢,②能发生银镜反应,说明含有醛基,③苯环上有3个取代基,取代基为﹣CHO、2个﹣OH且存在对称结构;
(6)乙烯与HCl发生加成反应生成CH3CH2Cl,再类比路线图中合成F的流程可得目标物。
【解答】解:(1)有机物C为C7H6O3,结合D的结构,可推知C为,故丙烯与溴在光照条件下生成B为CH2=CHCH2Br,B中含有的官能团有:碳碳双键、溴原子,
故答案为:;碳碳双键、溴原子;
(2)反应①发生取代反应,反应②为取代反应。对比D、E的结构可知,反应③是D的羧基中的﹣OH被氯原子替代生成E.对比E、F结构可知,反应④是E中氯原子被取代生成F,
故答案为:①②③④;
(3)B为CH2=CHCH2Br,在碱性条件下水解生成CH2=CHCH2OH,反应方程式为:,
故答案为:;
(4)a.化合物D不含酯基,不属于酯类化合物,故a错误;
b.苯环、碳碳双键能与氢气发生加成反应,1molD最多能与4molH2发生加成反应,故b正确;
c.D含有碳碳双键,可以发生加聚反应,故c正确;
d.D分子中含有6种化学环境不同的氢,核磁共振氢谱有6组峰,故d错误,
故选:bc;
(5)符合下列条件的化合物C()的同分异构体:①苯环上一溴代物只有2种,说明苯环上有2种氢,②能发生银镜反应,说明含有醛基,③苯环上有3个取代基,取代基为﹣CHO、2个﹣OH且存在对称结构,符合条件的同分异构体结构简式为:,
故答案为:;
(6)乙烯与HCl发生加成反应生成CH3CH2Cl,再类比路线图中合成F的流程可得目标物,合成路线流程图为:,
故答案为:。
【点评】本题考查有机物的合成与推断,涉及官能团的识别、有机反应类型、有机反应方程式的书写、有机物的结构与性质、限制条件同分异构体的书写、合成路线的设计等,充分分析有机物的结构明确发生的反应,熟练掌握官能团的性质与转化,题目侧重考查学生对知识的迁移运用。
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