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四川省绵阳市2020-2022三年高一化学下学期期末试题汇编3-非选择题
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四川省绵阳市2020-2022三年高一化学下学期期末试题汇编3-非选择题
47.(2020春·四川绵阳·高一统考期末)根据元素周期表中短周期的下列内容回答问题:
H
①
②
③
O
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
(1)元素①~⑨形成的单质中,化学性质最稳定的是_____(填化学式)。④在元素周期表中的位置是________,⑥的简单离子的结构示意图为________________
(2)③、⑨和H元素可形成一种常见的盐,其中存在的化学键类型为________________,⑤、⑧按原子个数比2:1形成的化合物的电子式为________________
(3)写出一个可证明②和⑦非金属性强弱的离子方程式:________________
(4)在酸性溶液中,②的简单氢化物与O2组成燃料电池,其负极的电极反应式为________________
48.(2020春·四川绵阳·高一统考期末)某学生进行淀粉的水解实验,操作如下:
(1)取少量淀粉溶液,加入3~5滴稀硫酸,加热几分钟。淀粉水解反应的化学方程式为________________
(2)取少量冷却后的水解液,向其中加入银氨溶液,水浴加热无银镜产生。他由此认为:水解产物中没有葡萄糖。他的结论是否正确?________________,理由是________________
(3)用5t含淀粉80%的粮食,可以制得葡萄糖的质量为______。(假设淀粉的转化率为81%)
49.(2021春·四川绵阳·高一统考期末)CO2催化加氢合成二甲醚(CH3OCH3)是一种CO2转化方法,反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)
(1)加快该反应速率的措施有___________________(填两条)。
(2)能证明上述反应达到平衡状态是____(填标号)。
A.v正(CO2)=3v逆(H2) B.CH3OCH3的浓度不再改变
C.不再变化 D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(3)某温度下,在体积为2 L的密闭容器中加入2 mol CO2与5 mol H2发生催化反应,经过10 min后CO2的浓度不再变化,测得其体积分数为20%。试计算:
①在0~10 min时段,用CH3OCH3表示的平均反应速率____。
②起始状态与平衡状态容器内的压强之比____。(无计算过程不给分)
50.(2022春·四川绵阳·高一统考期末)神舟十四号载人飞船于6月5日顺利发射升空,陈冬等三名航天员进入天和核心舱,中国空间站将于今年底建成。从化学角度回答下列问题:
(1)发射天和核心舱的运载火箭使用了煤油—液氧推进剂,煤油是通过石油_______得到的。另外,通过石油裂解可以得到的化工基本原料有_______(填标号)。
A.汽油 B.甲烷 C.乙烯 D.苯
(2)空间站利用太阳能电池电解水得到H2和O2实现贮能。该过程将太阳能最终转化为_______能,碱性氢氧燃料电池供电时,H2进入电池的_______极,正极的电极反应式为_______。
(3)空间站建造使用了铝合金。
①工业上铝的冶炼原理用化学方程式表示为_______。
②某铝合金样品中含有元素镁、铜、硅,用以下步骤测定该合金中铝的含量。
滤液B中含铝元素的离子是_______,用含a、b的式子表示样品中铝的质量分数为_______。
51.(2022春·四川绵阳·高一统考期末)合成氨为化工生产氮肥提供了原料,大大缓解了人类的粮食问题。在一定条件下,将0.2 mol N2和0.6 mol H2在体积为5 L的密闭容器中混合,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。2 min时N2的转化率为20%,则:
(1)2 min内该反应的平均反应速率v(NH3)=_______,下列措施能加快反应速率的是_______。
A.及时分离出氨气 B.升高反应体系温度
C.使用高效催化剂 D.在体系中通入氦气
(2)2 min时,NH3的体积分数为_______。
(3)一段时间后反应达到平衡,密闭容器中混合气体的压强比反应前减少了25%,计算此时容器中NH3的浓度_______ (写出计算过程)。
三、计算题
52.(2020春·四川绵阳·高一统考期末)某(NH4)2CO3和(NH4)2SO4的固体混合物含氮量为23.3%。
(1)取9.0g该混合物,加入足量浓NaOH溶液,加热,产生的气体在标准状况下体积为________________L(保留2位小数)。
(2)向上述反应后的混合溶液中再加入足量稀盐酸,产生560mL气体(标准状况)。列式计算原固体混合物中(NH4)2CO3和(NH4)2SO4的物质的量之比。________________
四、实验题
53.(2020春·四川绵阳·高一统考期末)二氧化氮是主要的大气污染物之一,工业上在一定条件下用NH3可将NO2还原。文宏同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如下(部分夹持装置省略):
回答下列问题:
(1)用装置A制备NH3,其中发生反应的化学方程式为________________;装置B内的试剂是______________
(2)装置D中发生反应的离子方程式是_________________,铜丝可抽动的优点是________________。
(3)NH3和NO2在M中充分反应后,产生两种对环境友好的物质,该反应的化学方程式为________________,M中可观察到的现象是________________。
54.(2021春·四川绵阳·高一统考期末)制备乙酸乙酯是中学有机化学中的一个重要实验。某化学学习小组的同学查阅资料发现,某些无机盐类也可以催化乙酸乙酯的合成,为了探究不同盐的催化效果,设计了如下实验:
实验步骤:向大试管中加入一定量的无机盐催化剂,再加入3 mL无水乙醇和2 mL冰醋酸,按图连接装置。用酒精灯小心均匀地加热试管5 min,产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液上方。
实验记录:使用不同的催化剂,实验得到的酯层高度如下表。
催化剂
酯层高度/cm
催化剂
酯层高度/cm
氯化铁晶体
2.7
氯化铝
3.2
A
2.2
氯化钠
0.0
(1)实验时,需要加入几粒沸石,目的是________________。
(2)催化剂用量为3 mmol(以阳离子计),选用的催化剂A可能是_____(填标号)。
a. 氯化铜晶体 b. 硫酸钙晶体 c. 碳酸钠晶体 d. 硝酸钾晶体
实验所用四种催化剂中,制备乙酸乙酯最好选用________。
(3)若用18O标记乙醇中的O,用氯化铝作催化剂时,产生乙酸乙酯的化学方程式为________。
(4)实验中用饱和碳酸钠溶液的作用是__________。得到的混合液经_________,蒸馏,最终得到较纯净的乙酸乙酯。
55.(2022春·四川绵阳·高一统考期末)家用甜味剂白糖和红糖的主要成分是蔗糖,某化学兴趣小组设计了如下装置探究浓硫酸和蔗糖反应的产物。
回答下列问题:
(1)A装置中可以观察到的实验现象为_______。
(2)B装置中品红溶液褪色,证明A中反应有_______生成。A、B中的实验现象体现了浓硫酸的哪些性质?_______。
(3)C装置中发生反应的离子方程式为_______。
(4)D装置中澄清石灰水变浑浊,说明A中反应产生了_______,若要证明该实验中产生了水蒸气,应将装置E接在_______之间(选填“A、B”“B、C”或“C、D”)。
五、工业流程题
56.(2020春·四川绵阳·高一统考期末)孔雀石主要成分为Cu(OH)2CO3,还含有少量Fe2O3、SiO2等杂质。某学习小组探究孔雀石综合利用的流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①中将孔雀石磨成粉末的目的是________________;操作I需要用到的玻璃仪器有________________。
(2)滤渣B的主要成分为_______;溶液C中的溶质有:CuSO4、________________。
(3)步骤②中发生反应的化学方程式为________________
(4)试剂X为________________;操作IV的步骤为________________、________________、过滤。
57.(2021春·四川绵阳·高一统考期末)钨在冶金工业有重要作用,某化工企业以黑钨矿(主要成分FeWO4和MnWO4,W为+6价)为原料冶炼金属钨的过程如下:
回答下列问题:
(1)“熔融”前需将黑钨矿粉碎,其目的是_____________________________。
(2)写出“熔融”过程中生成Fe2O3的化学方程式:_____________________。
(3)下列仪器中,过滤操作用到的有___________(填标号),所得滤渣B的化学式为________________。
(4)检验沉淀D是否洗净的操作为:取最后一次洗涤液少许于试管中,_________。
(5)产品E的化学式为WO3-x ,其中W的化合价有+5和+6两种。若x=0.1,则+5价的W(V)占该化合物中钨元素总量的_________;该流程中由产品E冶炼金属钨的方法属于______法。
58.(2022春·四川绵阳·高一统考期末)钛(Ti)的性质稳定,有良好的耐高温、抗酸碱、高强度等特性,其合金应用于航天飞机。工业上常用钛铁矿(主要含FeTiO3和少量SiO2、Fe2O3等)冶炼获得金属钛,同时得到副产品FeSO4·7H2O晶体。其工艺流程如下图所示:
已知:Ti(SO4)2+3H2OH2TiO3↓+2H2SO4,Ti在高温下易被氧气氧化。
回答下列问题:
(1)酸浸时为了提高浸取率,可采用的措施有_______(任写两点即可)。
(2)滤渣A为_______,滤液A中加入铁粉的目的是_______。
(3)操作Ⅰ为_______、_______、过滤、洗涤、干燥。
(4)实验室用FeSO4·7H2O晶体配制一定物质的量浓度的硫酸亚铁溶液,需要用到的玻璃仪器有_______、_______、烧杯和玻璃棒。
(5)反应②生成TiCl4和一种可燃性气体,其化学方程式为_______。
(6)反应③须在隔绝空气的条件下进行的原因是_______。
六、有机推断题
59.(2020春·四川绵阳·高一统考期末)A、F是C8H18裂解后的两种常见产物,二者互为同系物。A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,H是高分子化合物。由C8H18制备E、H的流程如下:
回答下列问题:
(1)C的结构简式为________________,D中官能团的名称为________________
(2)反应①的化学方程式为________________,所属反应类型为________________
(3)反应③的化学方程式为________________,实验室制备E使用饱和Na2CO3溶液的作用是________________
(4)检验F中官能团的试剂是__________,反应⑤的化学方程式为________________
(5)C8H18存在多种同分异构体,其中一氯代物只有1种的有机物的结构简式为________________
60.(2021春·四川绵阳·高一统考期末)乙酸环己酯是一种香料,可用于配制苹果、香蕉等果香型香精。一种制备乙酸环己酯的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)反应①所用试剂是__________,由石油获得E的生产工艺称为___________。
(2)G中官能团名称是_______,在反应①~④中,原子利用率理论上可达100%的是_____(填序号)。
(3)反应③的化学方程式为________________________,反应类型是_________。
(4)下列关于合成路线中所涉及物质的说法正确的是___________(填标号)。
a.A、E分子中的原子均处于同一平面 b.用水可分离A和B的混合物
c.D和E均能与KMnO4酸性溶液反应 d.F与D互为同系物
(5)X是E的同系物,其相对分子质量比E大42,X可能的结构有_____种,其中含3个-CH3的X结构简式为____________。
61.(2022春·四川绵阳·高一统考期末)分子模型可以帮助同学们认识有机物的微观结构,几种烃的分子模型如下图。回答下列问题:
(1)A的分子式为_______;C的名称为_______,写出C的同分异构体的结构简式:_______。
(2)以上分子模型中属于比例模型的是_______;等物质的量的B、D、E完全燃烧时,消耗氧气的质量从大到小依次排列为_______(均填序号)。
(3)D是石油化工的重要产品,用其制备Z的转化关系如下图所示:
①D→X反应的化学方程式为_______;
②X+Y→Z 的反应类型为_______,Z的结构简式为_______。
(4)M是E的同系物,分子量比E大28,M可能的结构有_______种。
七、元素或物质推断题
62.(2021春·四川绵阳·高一统考期末)短周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,Z的原子半径是短周期主族元素中最大的,X、Y、W、Q在元素周期表中的位置如表所示,Y、Q的原子序数之和是X的4倍。回答下列问题:
X
Y
W
Q
(1)W的原子结构示意图为___________,X元素在周期表中的位置为________。
(2)Y、Z、Q三种元素所形成的简单离子,半径由大到小的顺序是___________(填化学式,下同)。
(3)X与Y按原子数之比为1:2形成化合物的电子式为__________,Y与Z形成的一种化合物是淡黄色固体,该化合物中所含化学键的类型是_______________。
(4)以KOH稀溶液作电解质溶液,石墨作电极,X的简单氢化物甲和Y的双原子分子乙可组成燃料电池,其工作原理如图所示。电池工作时,a极的电极反应式为_______________________。
参考答案:
47. He 第二周期第ⅦA族 离子键、(极性)共价键 CO2++H2O===+H2SiO3↓或2CO2++2H2O===2+H2SiO3↓ CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+
【分析】由图可知,①为He,②为C,③为N,④为F,⑤为Na,⑥为Al,⑦为Si,⑧为S,⑨为Cl,据此解答。
【详解】(1)元素①~⑨形成的单质中,化学性质最稳定的是稀有气体He,④是F,在元素周期表中位于第二周期第ⅦA族,⑥是Al,13号元素,Al3+离子的结构示意图为,故本题答案为:He;第二周期第ⅦA族;;
(2)③为N、⑨为Cl,和H元素可形成一种常见的盐NH4Cl,属于离子化合物,且含有极性共价键,,⑤为Na、⑧为S,按原子个数比2:1形成的化合物是Na2S,电子式为,故本题答案为:离子键、(极性)共价键;;
(3)②为C,⑦为Si,比较非金属性强弱可将二氧化碳通入硅酸钠溶液中,产生白色沉淀,即可证明碳酸酸性强于硅酸,通过最高价含氧酸的酸性强弱即可比较非金属性强弱,发生离子方程式CO2++H2O===+H2SiO3↓或2CO2++2H2O===2+H2SiO3↓,故本题答案为:CO2++H2O===+H2SiO3↓或2CO2++2H2O===2+H2SiO3↓;
(4)②的简单氢化物为甲烷,与O2组成燃料电池,负极为甲烷失电子,在酸性条件下生产二氧化碳和氢离子,电极反应式为CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+,故本题答案为:CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+。
【点睛】书写电极反应式时,要考虑电解质类型和酸碱性,C元素酸性条件下生产二氧化碳,碱性条件生成碳酸根,另外还需注意氢离子,氢氧根不能共存,此为易错点。
48. (C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖) 不正确 没有向水解液中加入NaOH溶液调节pH至碱性 3.6t
【详解】(1)淀粉在酸性条件下,水解生成葡萄糖,反应的化学方程式为(C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖),故本题答案为:(C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖);
(2)银镜反应需要在碱性条件下进行,滴加银氨溶液之前,要滴加氢氧化钠调节pH至碱性,所以该结论不正确,故本题答案为:不正确;没有向水解液中加入NaOH溶液调节pH至碱性;
(3)淀粉在一定条件下水解生成葡萄糖,反应方程式为(C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖),淀粉的质量=5t×80%=4t,淀粉的转化率为81%,设葡萄糖的质量为x,
(C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖)
162n 180n
4t×81% x
x=3.6t,
故本题答案为:3.6t.
【点睛】银镜反应必须在碱性条件下才能发生,所以加银氨溶液前,要先加碱调成碱性,否则看不到银镜。
49. 加热或升高温度,增大反应物浓度,改进催化剂,加压等 B D 0.025 mol /(L·min) 7:5
【详解】(1)加快该反应速率的措施有加热或升高温度,增大反应物浓度,改进催化剂,加压等;故答案为:加热或升高温度,增大反应物浓度,改进催化剂,加压等。
(2)A.v正(CO2),正向反应,v逆(H2)逆向反应,两个不铜方向,v正(CO2)=3v逆(H2),速率比不等于计量系数之比,因此A不符合题意;B.CH3OCH3的浓度不再改变,说明达到平衡,故B符合题意;C.始终不变化,因此不能说明达到平衡,故C不符合题意;D.气体平均摩尔质量等于气体质量除以气体物质的量,气体质量不变,气体物质的量减小,则气体平均摩尔质量增大,因此当混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明达到平衡,故D符合题意;综上所述,答案为:BD。
(3)①解: 设反应达到平衡时消耗CO2 的物质的量为2x。
,由题意可得:×100%=20%,解得:x=0.5 mol,因此0~10 min时段:v(CH3OCH3)==0.025 mol /(L·min);故答案为:0.025 mol /(L·min)。
②同温同体积下,===;故答案为7:5。
50.(1) 蒸馏或分馏 BC
(2) 化学 负 O2+4e-+2H2O=4OH-
(3) 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ AlO ×100% 或×100%
【解析】(1)
煤油是通过石油中各成分的沸点不同,进行蒸馏或分馏得到的。石油的裂解可以获得更多的气态烃作为工业原料,故通过石油裂解可以得到的化工基本原料有甲烷、乙烯,故选BC;
(2)
利用太阳能电池电解水得到H2和O2实现贮能,该过程将太阳能最终转化为化学能;碱性氢氧燃料电池供电时,H2发生氧化反应,进入电池的负极,正极的电极反应式为氧气得到电子发生还原反应,O2+4e-+2H2O=4OH-;
(3)
①工业上铝的冶炼是电解熔融氧化铝生成铝和氧气:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。
②铝合金样品加入过量盐酸,硅、铜不反应,镁、铝转化为盐溶液,加入过量氢氧化钠除去镁,铝转化为偏铝酸钠,通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,煅烧得到氧化铝;
由分析可知:滤液B中含铝元素的离子是AlO;固体bg为氧化铝,由质量守恒可知,样品中铝的质量分数为×100% =×100%。
51.(1) 0.008 mol /(L·min) BC
(2)11.1%(或)
(3)0.04 mol/L
【解析】(1)
由题意可得三段式,2 min内该反应的平均反应速率v(NH3)= ;
A.及时分离出氨气,会减小氨气的浓度,降低反应速率,故A不符合题意;
B.升高反应体系温度,会加快反应速率,故B符合题意;
C.使用高效催化剂,会降低反应的活化能,加快反应速率,故C符合题意;
D.在体系中通入氦气,不会改变反应物和生成物的浓度,对反应速率无影响,故D不符合题意;
故答案为:0.008 mol /(L·min);BC;
(2)
由(1)的三段式可知,2 min时,NH3的体积分数为或,故答案为:11.1%(或);
(3)
设平衡时转化的氮气的物质的量为x,则,结合一段时间后反应达到平衡,密闭容器中混合气体的压强比反应前减少了25%,,可得,解得x=0.1,氨气的物质的量为0.2mol,此时容器中NH3的浓度为,故答案为:0.04 mol/L。
52. 3.36 1:2
【分析】(1)根据N原子守恒计算;
(2)先根据二氧化碳的体积算出(NH4)2CO3的物质的量,再算出(NH4)2SO4的物质的量。
【详解】(1)根据N原子守恒,V(NH3)=n(NH3)×22.4L·mol-1=mol×22.4L·mol-1=3.36L;故答案为:3.36L;
(2)n[(NH4)2CO3]=n(CO2)==0.025mol,9.0g (NH4)2CO3和(NH4)2SO4的固体混合物中n[(NH4)2SO4]==0.05mol,原固体混合物中(NH4)2CO3和(NH4)2SO4的物质的量之比0.025mol:0.05mol=1:2,故答案为:1:2。
【点睛】本题属于有关混合物的计算,注意利用质量守恒,和方程式中反应物和生成物的关系进行计算。
53. 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 碱石灰(或NaOH固体,或CaO固体) Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O 便于控制反应的开始和停止 8NH3+6NO27N2+12H2O 红棕色逐渐变浅,玻璃管壁有液滴
【详解】(1)装置A是固固加热型的装置,制备NH3,应选择氯化铵和氢氧化钙加热反应,生成氯化钙,水喝氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,装置B的作用是干燥氨气,可选择碱性干燥剂,如碱石灰(或NaOH固体,或CaO固体),故本题答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;碱石灰(或NaOH固体,或CaO固体);
(2)装置D中铜和浓硝酸发生反应,生成硝酸铜,二氧化氮和水,离子方程式是Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O,铜丝上下抽动可使反应物分离,优点是便于控制反应的开始和停止,故本题答案为:Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O;便于控制反应的开始和停止;
(3)NH3和NO2在M中充分反应后,生成氮气和水,该反应的化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O,M中二氧化氮被消耗,浓度降低,可观察到的现象是红棕色逐渐变浅,玻璃管壁有液滴,故本题答案为:8NH3+6NO27N2+12H2O;红棕色逐渐变浅,玻璃管壁有液滴。
【点睛】观察和描述实验现象的注意事项:1、要注重对本质现象的观察。本质现象就是提示事物本质牲的现象。2、要正确描述实验现象。(1)不能以结论代替现象。如蜡烛燃烧的实验现象是“生成的气体使澄清石灰水变浑浊”,而不能用结论“生成二氧化碳”来代替。⑵要明确“光”和“火焰”(如木炭在氧气中燃烧的现象为“发出白光”、硫在氧气中燃烧的现象为“发出蓝紫色火焰”)、 “烟”和“雾”( “烟”是固体、“雾”是液体,如磷在空气中燃烧的现象为“产生大量的白烟”而不能说白雾)等的区别,不能相互替代使用。
54. 防暴沸 a 氯化铝 除去乙酸和乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度 分液
【分析】乙酸和乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯,实验探究不同催化剂对乙酸乙酯量的影响,用饱和碳酸钠溶液接收乙酸乙酯。
【详解】(1)实验时,需要加入几粒沸石,目的是防暴沸;故答案为:防暴沸。
(2)根据催化剂分析,阳离子价态越高,其酯层高度越厚,因此A的价态应该是+2价,由于催化剂要易溶于水,因此催化剂A为氯化铜晶体即a;根据实验所用四种催化剂中,制备乙酸乙酯最好选用氯化铝;故答案为:a;氯化铝。
(3)若用18O标记乙醇中的O,用氯化铝作催化剂时,产生乙酸乙酯的化学方程式为;故答案为:。
(4)实验中用饱和碳酸钠溶液的作用是除去乙酸和乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度。得到的混合液不相溶,因此要经分液,蒸馏,最终得到较纯净的乙酸乙酯;故答案为:除去乙酸和乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度;分液。
55.(1)蔗糖逐渐变黑,膨胀为体积较大的多孔固体,并产生大量白雾
(2) SO2 脱水性、强氧化性
(3)5SO2+2MnO+2H2O=5SO+2Mn2++4H+
(4) CO2 AB
【分析】A中浓硫酸与蔗糖反应生成二氧化硫和二氧化碳,B中二氧化硫使品红褪色,C中溶液褪色,澄清石灰水与二氧化碳反应生成白色浑浊,据此分析解题。
(1)
A装置中可以观察到的实验现象为:蔗糖逐渐变黑,膨胀为体积较大的多孔固体,并产生大量白雾;
(2)
B中盛有品红溶液,二氧化硫检验漂白性能够使品红溶液褪色,所以B中褪色证明A中反应有二氧化硫生成,蔗糖变黑说明浓硫酸具有脱水性,生成二氧化硫说明浓硫酸具有强氧化性;
(3)
C装置中发生反应为生成的二氧化硫与高锰酸钾溶液反应,离子方程式为:5SO2+2MnO+2H2O=5SO+2Mn2++4H+;
(4)
澄清石灰水变浑浊为氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀,说明A中生成了二氧化碳,证明有水蒸气生成E在A、B之间,要是放在后边可能会受溶液中的水分影响。
56. 增大接触面积,加快反应速率 漏斗、玻璃棒、烧杯 SiO2(或二氧化硅) Fe2(SO4)3、H2SO4 CO2+NaCl+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 稀硫酸 蒸发浓缩 冷却结晶
【分析】由图可知,孔雀石中Cu(OH)2CO3与硫酸反应,生成二氧化碳、硫酸铜和水,氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,二氧化硅与硫酸不反应,所以气体A为二氧化碳,滤渣B为二氧化硅,溶液C中含硫酸铜、硫酸铁、硫酸等,固体D为铁和铜的混合物,溶液E为FeSO4溶液,试剂X为稀硫酸,据此解答。
【详解】(1)将孔雀石磨成粉末,可增大接触面积,加快反应速率,操作I为难溶固体与液体的分离,为过滤操作,需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯,故本题答案为:增大接触面积,加快反应速率;漏斗、玻璃棒、烧杯;
(2)由流程图可知,滤渣B的主要成分为二氧化硅,溶液C中的溶质有硫酸铜,硫酸铁,硫酸等,故本题答案为:SiO2(或二氧化硅);Fe2(SO4)3、H2SO4;
(3)步骤②是将二氧化碳通入溶解了氨气的饱和食盐水中,发生反应的化学方程式为CO2+NaCl+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,故本题答案为:CO2+NaCl+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
(4)由流程图可知,试剂X为稀硫酸,从溶液中得到结晶水合物的方法是蒸发浓缩,冷却结晶,所以操作IV的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,故本题答案为:稀硫酸;蒸发浓缩;冷却结晶。
【点睛】溶解度受温度影响不大的物质结晶时一般采取蒸发结晶的方法;溶解度受温度影响较大的物质结晶时一般采取降温结晶的方法。
57. 增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分 4FeWO4+O2+4Na2CO32Fe2O3+4Na2WO4+4CO2 A C E Fe2O3、MnO2 滴加HNO3酸化的AgNO3溶液,若不产生白色沉淀,说明洗涤干净 20% 或 热还原
【分析】黑钨矿(主要成分FeWO4和MnWO4)与空气、碳酸钠熔融反应生成Fe2O3、MnO2、Na2WO4、CO2,加水溶解、过滤,得到滤渣Fe2O3、MnO2,滤液主要是Na2WO4,再向滤液中加入浓盐酸、过滤、洗涤,得到沉淀D,再煅烧D得到产品E(WO3-x),再利用热还原法得到W。
【详解】(1)“熔融”前需将黑钨矿粉碎,其目的是增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分;故答案为:增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分。
(2)FeWO4在空气中和碳酸钠反应生成Fe2O3、Na2WO4、CO2,因此“熔融”过程中生成Fe2O3的化学方程式:4FeWO4+O2+4Na2CO32Fe2O3+4Na2WO4+4CO2;故答案为;4FeWO4+O2+4Na2CO32Fe2O3+4Na2WO4+4CO2。
(3)下列仪器中,过滤操作用到的有烧杯、漏斗、玻璃棒,因此为ACE,Fe2O3、MnO2是难溶物,根据流程最后得到W,说明Na2WO4是易溶物,因此所得滤渣B的化学式为Fe2O3、MnO2;故答案为:ACE;Fe2O3、MnO2。
(4)检验沉淀D是否洗净,主要是检验最后一次洗液中是否还含有氯离子,其操作为:取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加HNO3酸化的AgNO3溶液,若不产生白色沉淀,说明洗涤干净;故答案为:滴加HNO3酸化的AgNO3溶液,若不产生白色沉淀,说明洗涤干净。
(5)产品E的化学式为WO3-x ,其中W的化合价有+5和+6两种。若x=0.1,设+5价的W有amol,+6价的W有bmol,根据化合价及物质的量建立得到a+b=1mol,5a+6b=2×(3−0.1),解得a=0.2,因此+5价的W(V)占该化合物中钨元素总量的;该流程中是由WO3-x与氢气反应得到W,因此冶炼金属钨的方法属于热还原法;故答案为:20% 或 ;热还原。
58.(1)粉碎、搅拌、升温、适当提高硫酸浓度、延长浸取时间
(2) SiO2 将Fe3+还原为Fe2+
(3) 蒸发浓缩 冷却结晶
(4) 容量瓶 胶头滴管
(5)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
(6)避免高温下Ti、Mg与氧气反应(或防止Ti、Mg被氧化)
【分析】钛铁矿经酸浸后,FeTiO3、Fe2O3溶解,滤渣A为不溶于酸的SiO2;加入铁粉还原Fe3+,发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,再经蒸发浓缩、冷却结晶可得FeSO4·7H2O晶体,Fe2+易被氧化,过程要隔绝空气;根据已知条件,滤液B中Ti(SO4)2经加热转化为H2TiO3;H2TiO3脱水变为TiO2;TiO2与C、Cl2反应生成TiCl4;再经Mg还原得Ti;
(1)
提高浸取率可采用的措施有:粉碎、搅拌、升温、适当提高硫酸浓度、延长浸取时间;
(2)
滤渣A为SiO2;滤液A中加入铁粉的目的是将Fe3+还原为Fe2+;
(3)
操作Ⅰ为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(4)
配制一定物质的量浓度的硫酸亚铁溶液,需要用到的玻璃仪器有容量瓶、胶头滴管、烧杯和玻璃棒;
(5)
根据元素分析,可燃性气体应为CO,其化学方程式为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;
(6)
反应③条件为高温,须在隔绝空气的原因是避免高温下Ti、Mg与氧气反应(或防止Ti、Mg被氧化)。
59. CH3CHO 羧基 CH2=CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应 CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 除去乙酸、吸收乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度 溴水或KMnO4(H+) nCH2=CH-CN
【分析】A、F是C8H18裂解后的两种常见产物,二者互为同系物。A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,则A是乙烯、F是丙烯;A和水反应生成B乙醇,乙醇在铜作催化剂的条件下反应生成C乙醛,C是乙醛;C可以被氧化成D乙酸,B和D可以生成乙酸乙酯,乙醇可以在酸性高锰酸钾溶液中氧化成乙酸,丙烯可以在氨气和氧气存在的条件下反应生成G,G是CH2=CH-CN,H是高分子化合物,CH2=CH-CN发生加聚反应制得H,H是。
【详解】(1)根据分析,C是乙醛,C的结构简式为CH3CHO,D是乙酸,D中官能团的名称为羧基;
(2)反应①是乙烯和水发生加成反应制得乙醇,化学方程式为,CH2=CH2+H2OCH3CH2OH,所属反应类型为加成反应;
(3)反应③是乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,反应的化学方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;实验室制备E使用饱和Na2CO3溶液的作用是除去乙酸、吸收乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度;
(4) F是丙烯,官能团是碳碳双键,检验F中官能团的试剂是溴水或KMnO4(H+),反应⑤是CH2=CH-CN发生加聚反应生成,化学方程式为nCH2=CH-CN;
(5)C8H18存在多种同分异构体,其中一氯代物只有1种的有机物,分子应该呈现高度对称的结构,系统命名法为:1,1,2,2-四甲基丁烷,结构简式为。
【点睛】石油裂解是化学变化,通过加热将长链烃分解为短链烃的过程。
60. Fe粉、液溴 石油裂解 羧基 ②③ CH2=CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应 a c 5
【分析】苯和液溴在催化剂作用下发生取代反应生成溴苯,溴苯和氢气发生加成反应生成C,C和NaOH溶液加热发生水解反应生成环己醇,石油裂解得到乙烯,乙烯和水在一定条件下发生加成反应生成乙醇,乙醇在酸性高锰酸钾作用下发生氧化反应生成乙酸,乙酸和环己醇发生酯化反应生成乙酸环己酯。
【详解】(1)反应①是苯和液溴在催化剂作用下发生取代反应,所用试剂是Fe粉、液溴,由石油获得乙烯的生产工艺称为石油裂解;故答案为:Fe粉、液溴;石油裂解。
(2)F(乙醇)在酸性高锰酸钾作用下发生氧化反应生成G(乙酸),G中官能团名称是羧基,在反应①~④中,①④是取代反应,②③是加成反应,因此原子利用率理论上可达100%的是②③;故答案为:羧基;②③。
(3)反应③乙烯与水在一定条件下发生加成反应,其化学方程式为CH2=CH2+H2OCH3CH2OH,反应类型是加成反应;故答案为:CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;加成反应。
(4)a.苯中12个原子都处于同一平面内,乙烯中6个原子均处于同一平面,故a正确;b.苯和溴苯是互溶的,不能用水可分离A和B的混合物,利用蒸馏方法进行分离,故b错误;c.D含有碳碳双键,E含有羟基,两者均能与KMnO4酸性溶液反应,故c正确;d.F是链状醇,D是环状醇,结构不相似,因此不互为同系物,故d错误;综上所述,答案为ac。
(5)X是E的同系物,其相对分子质量比E大42,则X分子式为C5H10,X可能的结构有C=C—C—C—C,C—C=C—C—C,,,共5种,其中含3个-CH3的X结构简式为;故答案为:5;。
61.(1) C2H6 丁烷(或正丁烷) CH3CH(CH3)CH3
(2) DE EBD
(3) CH2=CH2+H2OCH3CH2OH 酯化反应(或取代反应) CH3COOC2H5
(4)4
【分析】D是石油化工的重要产品,D为乙烯,乙烯与水加成生成X乙醇,X氧化为Y乙酸,X与Y发生酯化反应生成Z乙酸乙酯,据此分析解题。
(1)
根据球棍模型可知,A的分子式为C2H6;C的分子式为:C4H10,名称为丁烷(或正丁烷),C的同分异构体的结构简式:CH3CH(CH3)CH3;
(2)
以上分子模型中属于比例模型的是DE,ABC为球棍模型;等物质的量的B、D、E完全燃烧时,也就是说相同质量的碳和氢,氢消耗的氧气多,所以当烃的质量固定的时候,氢的质量分数越高耗氧量也就越大,消耗氧气的质量从大到小依次排列为EBD;
(3)
①据分析可知,D→X反应的化学方程式为CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;
②据分析可知,X+Y→Z 的反应类型为酯化反应(或取代反应),Z的结构简式为CH3COOC2H5;
(4)
M是E的同系物,E为苯,分子量比E大28,则多出的基团为-C2H4,M可能的结构有4种分别为邻二甲苯,间二甲苯,对二甲苯,乙苯:
62. 第二周期第ⅣA 族 S2->O2->Na+ 离子键、非极性键 CH4-8e﹣+10OH﹣= CO+7H2O
【分析】短周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,由题图可知,X、Y位于第二周期,W、Q位于第三周期,则Z的原子半径是短周期主族元素中最大的,则Z为Na,由X、Y、W、Q在元素周期表中的位置及Y、Q的原子序数之和是X的4倍,可知,X为C,Y为O,W为P,Q为S。
【详解】(1)由分析可知,W为P ,X为C ,则W的原子结构示意图为,X元素在周期表中的位置为第二周期第ⅣA 族,故答案为:、第二周期第ⅣA 族。
(2)由分析可知,Y、Z、Q分别为O、Na、S元素,形成简单离子分别为O2-、Na+、S2-,电子层越多,离子半径越大,核外电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则三种元素所形成的简单离子,半径由大到小的顺序是S2->O2->Na+,故答案为:S2->O2->Na+。
(3) 由分析可知,X为C,Y为O,则X与Y按原子数之比为1:2形成化合物为CO2,其电子式为,Y为O,Z为Na,Y与Z形成的一种化合物是淡黄色固体,则该化合物为Na2O2,Na与O之间是离子键,O与O之间是非极性共价键,即Y与Z形成的一种化合物是淡黄色固体,该化合物中所含化学键的类型是离子键、非极性键,故答案为:、离子键、非极性键。
(4) 由题可知,X的简单氢化物甲为CH4和Y的双原子分子乙为O2,且以KOH稀溶液作电解质溶液,石墨作电极,可组成燃料电池,由题图可知,a极为负极,发生氧化反应,其电极反应为:CH4-8e﹣+10OH﹣= CO+7H2O,故答案为:CH4-8e﹣+10OH﹣= CO+7H2O。
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