云南省昭通市云天化中学教研联盟2023-2024学年高二上学期期中考试化学试题
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本试题卷分第Ⅰ卷(客观题)和第Ⅱ卷(主观题)两部分,共8页。考生作答时,将答案答在答题卡上(答题注意事项见答题卡),在本试卷上答题无效,试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚,并请认真填涂准考证号。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。答在试卷上的答案无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 O-16 N-14 S-32 Fe-56 Ba-137
第Ⅱ卷(选择题,共54分)
一、选择题:(本题共18小题,每小题3分,共54分)。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 化学与生活、生产、社会密切相关。下列说法错误的是
A. 废弃的聚乙烯塑料属于白色垃圾,不能使溴水褪色
B. 含丝、毛的废旧衣物燃烧处理时只生成和
C. 废旧电池中含有镍、镉等重金属离子,不能填埋处理
D. 可作为造影剂用于X射线检查胃肠道疾病
【答案】B
【解析】
【详解】A.废弃的聚乙烯塑料属于白色垃圾,聚乙烯中不含碳碳双键,不能使溴水褪色,A项正确;
B.丝、毛的成分是蛋白质,含有C、H、O、N等元素,含丝、毛的废旧衣物燃烧处理时,生成CO2和H2O的同时还有含氮物质生成,B项错误;
C.废旧电池中含有镍、镉等重金属离子,填埋处理会造成土壤、水污染,所以不能填埋处理,C项正确;
D.BaSO4不溶于水和胃酸、不易被X射线透过,可作为造影剂用于X射线检查胃肠道疾病,D项正确; 更多课件教案等优质滋元可 家 威杏 MXSJ663 故选B。
2. 下列化学用语使用错误的是
A. 的VSEPR模型:B. 次氯酸的电子式:
C. 的空间结构:正四面体D. 的中心原子的杂化轨道类型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.中心原子价层电子对数为=4,且含有2个孤电子对,的VSEPR模型:,故A正确;
B.次氯酸的电子式为:,故B正确;
C.中心原子价层电子对数为=4,且含有1个孤电子对,空间结构为:三角锥形,故C错误;
D.的中心原子价层电子对数为=4,杂化轨道类型为,故D正确;
故选C。
3. 下列有关物质结构与性质的说法正确的是
A. CO2和SO2都是由极性键构成的非极性分子
B. 沸点:
C. 碘易溶于浓碘化钾溶液,是因为“相似相溶”原理
D. SF6中所有原子最外层都满足8电子稳定结构
【答案】B
【解析】
【详解】A.CO2为非极性分子,SO2的空间构型为V形,SO2为极性分子,A项错误;
B.对羟基苯甲酸形成分子间氢键,邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,因此对羟基苯甲酸的沸点大于邻羟基苯甲酸,B项正确;
C.碘易溶于浓碘化钾溶液是因为I2和I-反应生成,离子在水中溶解度较大,C项错误;
D.共价化合物中元素的化合价的绝对值加上该元素原子的最外层电子数等于8,则该原子满足8电子结构,六氟化硫中S元素化合价为+6,S原子最外层电子数为6,6+6=12,S原子不满足8电子结构,D项错误。
答案选B。
4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 56g Fe与足量的反应转移电子数为2
B. 28g 分子中含有的键数目为4
C. 标准状况下,22.4L HF含有的分子数为
D. 22.4L 与足量反应,生成的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.56g Fe的物质的量为1ml,1mlFe与足量的反应呈1mlFeI2,转移电子数为2,故A正确;
B.的结构式为,含有5个键,28g 的物质的量为1ml,含有的键数目为5,故B错误;
C.HF在标准状况下不是气体,22.4L HF的物质的量不是1ml,故C错误;
D.未说明所处的温度和压强,无法计算22.4L 的物质的量,故D错误;
故选A。
5. 莽草酸可用于合成药物达菲,其结构简式如图,下列关于莽草酸的说法正确的是
A. 分子中含有两种官能团
B. 可发生加成和取代反应
C. 1ml莽草酸中含有4ml的手性碳原子
D. 能使溴的四氧化碳溶液和酸性溶液褪色,反应原理相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中含有碳碳双键、羟基、羧基三种官能团,故A错误;
B.分子中含有碳碳双键可发生加成反应,含有羟基、羧基可发生取代反应,故B正确;
C.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,该分子中含有3个手性碳原子,位置为,1ml莽草酸中含有3ml的手性碳原子,故C错误;
D.该有机物中含有碳碳双键,能发生加成反应使溴的四氧化碳溶液褪色,该有机物中含有羟基,能发生氧化反应使酸性KMnO4溶液褪色,反应原理不同,故D错误;
故选B。
6. 如图所示为元素周期表中短周期的一部分,下列关于Y、Z、M的说法正确的是
A. 电负性:Y>Z>M
B. 简单离子半径:M>Z>Y
C. ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D. 氢化物的稳定性HY>H2Z>HM
【答案】C
【解析】
【分析】由Y、Z、M在元素周期表中的相对位置可知,Y为F元素、Z为S元素、M为Cl元素。
【详解】A.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,电负性依次增大,同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,电负性依次减小,则元素的电负性大小顺序为F>Cl>S,故A错误;
B.同主族元素,从上到下离子半径依次增大,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子半径的大小顺序为S2—>Cl—>F—,故B错误;
C.二氯化硫是共价化合物,电子式为 ,则分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构,故C正确;
D.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,氢化物的稳定性依次增大,同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,氢化物的稳定性依次减小,则氢化物的稳定性由强到弱的顺序为HF> HCl > H2S,故D错误;
故选C。
7. 下列有关分子的结构和性质的说法正确的是
A. 和均为直线形的非极性分子
B. 和的空间结构均为平面三角形
C. 元素周期表的s区、d区、ds区全为金属元素
D. 和均是极性分子,且分子的键角较小
【答案】D
【解析】
【详解】A.H2O2分子中正电中心和负电中心不重合,属于极性分子,A项错误;
B.中心S原子价层电子对数,孤对电子对数为1,空间构型为三角锥形,B项错误;
C.s区的H元素为非金属元素,C项错误;
D.H2S中心S原子价层电子对数,孤对电子对数为2,空间构型为V形,NH3中心N原子价层电子对数,孤对电子对数为1,空间构型为三角锥形,所以H2S和NH3均是极性分子。分子中孤对电子对数越多,孤电子对与成键电子对之间的斥力越大,分子的键角越小,则NH3分子的键角大于H2S分子,D项正确;
故选D。
8. 在酸性条件下,向含铬废水中加入FeSO4,可将有害的Cr2转化为Cr3+,然后再加入熟石灰调节溶液的pH,使Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀,而从废水中除去。下列说法不正确的是
A. FeSO4在反应中作还原剂
B. 随着反应的进行,该废水的pH会增大
C. 若该反应转移0.6 ml e-,则会有0.2 ml Cr2被还原
D. 除去废水中含铬元素离子的过程包括氧化还原反应和复分解反应
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.FeSO4可将有害的Cr2O转化为 Cr3+,即Cr元素的化合价降低,铁元素的化合价升高,即FeSO4为还原剂,故A正确;
B.该过程中发生的反应为:6Fe2++Cr2O+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,故随着反应的进行,该废水的pH值会增大,故B正确;
C.Cr2O中Cr的化合价为+6价,转化为 Cr3+,即Cr元素的化合价降低3价,即1mlCr得到3ml电子,故转移0.6mle-,则会有0.1mlCr2O被还原,故C错误;
D.除去废水中含铬元素离子的过程包括氧化还原反应6Fe2++Cr2O+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O和Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓(复分解反应),故D正确;
故选:C。
9. 下列离子组在给定条件下离子共存判断及反应的离子方程式均正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.离子之间不发生任何反应,可大量共存,但加入氨水生成沉淀,由于一水合氨为弱电解质,发生Al3++3NH3·H2O═Al(OH)3↓+3NH,故A错误;
B.滴石蕊后变红的溶液呈酸性,酸性条件下不能大量共存,故B错误;
C.pH=1的溶液呈酸性,酸性条件下Fe2+与MnO发生氧化还原反应,反应的离子方程式为5Fe2++MnO+8H+═Mn2++5Fe3++4H2O,故C正确;
D.SO2具有还原性,与ClO-发生氧化还原反应,反应的离子方程式为ClO-+SO2+H2O═2H++Cl-+SO,故D错误;
故选:C
10. 观察下列模型并结合有关信息进行判断,下列说法错误的是
A. 的结构式为B. 固态硫属于共价晶体
C. 是由极性键构成的非极性分子D. 结构单元含键30个
【答案】B
【解析】
【详解】A.由比例模型可以看出分子中有1个碳原子和1个氮原子,1个氢原子,则结构式为H-C≡N,故A正确;
B.固态S8晶体中存在的微粒是S8分子,所以属于分子晶体,故B错误;
C.不同原子构成的共价键是极性键,分子中正负电荷中心不重合,从整个分子来看,电荷的分布是不均匀的,不对称的,这样的分子为极性分子,以极性键结合的双原子一定为极性分子,以极性键结合的多原子分子如结构对称,正负电荷的重心重合,电荷分布均匀,则为非极性分子,SF6空间构型为对称结构分子极性抵消,SF6为非极性分子,故C正确;
D.由图知,中间由六个B原子构成的正六边形,两边各3个B原子,共含有30个B-B键,含20个正三角形,故D正确;
故选:B。
11. 下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是
A. 原子的价电子排布式为的元素一定是主族元素
B. 氯化钠晶体中,每个周围与它距离相等且最近的有6个
C. 因同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小,故其第一电离能逐渐增大
D. 是一种非常稳定的化合物,是由于水分子间形成氢键所致
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子的价电子排布式为的元素可能是主族元素或0族元素,故A错误;
B.NaCl为简单立方体结构,每个Na+周围与它距离相等且最近的有6个,故B正确;
C.同一周期元素原子半径随着原子序数的增大而减小,第一电离能随原子序数的增大而呈增大的趋势,但第IIA族元素的原子最外层的s能级上的电子为全满、第VA族元素的原子最外层的p能级上的电子处于半满状态,能量较低,较稳定,所以其第一电离能大于相邻元素的原子的第一电离能,故C错误;
D.氢键不影响化学性质,是一种非常稳定的化合物,是因为O的非金属性强,故D错误;
故选B。
12. 某制碱工厂以粗盐为原料制纯碱,部分工艺流程如图:
有关说法正确的是
A. 流程I中加入三种溶液的顺序不能调整
B. 按流程I所加溶液的顺序除杂,过滤后得到三种沉淀
C. 流程Ⅱ通入氨气之后溶液呈碱性,促进CO2吸收
D. 流程Ⅲ中发生反应的化学方程式为
【答案】C
【解析】
【分析】粗盐中含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠杂质,通过流程I除掉镁离子、硫酸根、钙离子;过滤后得到滤液为氯化钠溶液,先通入氨气再通入二氧化碳得到碳酸氢钠晶体,最后通过加热分解得到纯碱。
【详解】A.加入的三种溶液中,碳酸钠溶液必须加在氯化钡的后面,能除去多余的氯化钡溶液,加入氯化钡溶液和氢氧化钠溶液的顺序可以颠倒,A错误;
D.按流程I所溶液的顺序除杂,过滤后得到四种沉淀:硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙和碳酸钡,B错误;
C.流程Ⅱ通入氨气的作用是使溶液呈碱性,促进二氧化碳的吸收,C正确;
D.流程Ⅲ中发生反应的化学方程式应为:,D错误;
答案选C。
13. 甲、乙、丙、丁、戊的相互转化关系如图所示(反应条件略去,箭头表示一步转化)。下列各组物质中,不满足图示转化关系的是
A. ①③B. ②③C. ②④D. ①④
【答案】A
【解析】
【详解】①,和水不反应,不能实现转化,错误;
②,,能实现转化,正确;
③,,丙不能直接转化为甲,不能实现转化,错误;
④,,能实现转化,正确。
答案选A。
14. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期主族元素,四种元素中仅X、Y在同一周期,它们形成的一种物质的结构如图所示,其中所有原子均形成了8电子稳定结构。下列推断中正确的是
A. X的氢化物常温下一定是气体B. 1ml上述物质中,含有的数目为7
C. Y的含氧酸的酸性一定比Z的含氧酸弱D. 元素的第一电离能:X<Y<W
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期主族元素, W原子序数最大,且能失去一个电子形成W+,则W为K元素;X可形成四个共价键,Y可形成三个共价键,且X、Y在同一周期,结合原子序数大小,判断X为C元素,Y为N元素;Z可形成两个共价键,判断为第VIA族元素,结合原子序数大小,Z为S元素;据此分析解答。
【详解】A.X为C元素,其氢化物有点多种,例如苯常温下为液体,A项错误;
B.由结构图可知,阴离子中含7个σ键,则1ml上述物质中,含有的σ数目为7NA,B项正确;
C.Y为N元素,Z为S元素,则Y的含氧酸的酸性不一定比Z的含氧酸弱,如HNO3为强酸,H2SO3为弱酸,而酸性:HNO3>H2SO3,C项错误;
D.同周期元素从左至右,第一电离能呈增大趋势,同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,则元素的第一电离能:K
15. 氧化亚铜(Cu2O)主要用于制造杀虫剂、分析试剂和红色玻璃等,在潮湿的空气中会被逐渐氧化为黑色的氧化铜。以肼(N2H4)为原料与醋酸铜反应制取Cu2O的反应为4Cu(CH3COO)2+N2H4+2H2O=2Cu2O↓+N2+8CH3COOH。生成的沉淀需先用水洗涤,再用乙醇洗涤。下列说法错误的是
A. N2H4能与水分子形成分子间氢键
B. 如图所示的Cu2O的晶胞中,与Cu+距离最近且等距离的O2-的个数是4
C. 每生成标准状况下2.24 LN2,反应转移电子数为0.4×6.02×1023
D. 沉淀用水洗后,再用乙醇洗可以除去Cu2O表面的水,从而快速得到较干燥的产品
【答案】B
【解析】
【详解】A.含N、O元素的电负性大,原子半径小,它们的氢化物之间含氢键,则N2H4能与水分子形成分子间氢键,A正确;
B.图中白球位于顶点和体心,其个数为8×+1=2;黑球位于体内,个数为4,则白球与黑球的个数比为1:2,由Cu2O可知黑球为Cu+,白球的配位数为4,Cu+的配位数是8,B错误;
C.由反应可知生成l ml气体转化4 ml电子,每生成标准状况下2.24 L N2,其物质的量是0.1 ml,则反应转移电子数为0.4×6.02×1023,C正确;
D.乙醇与水互溶,且具有还原性,则沉淀用水洗后,再用乙醇洗可以除去Cu2O表面的水,防止被氧气氧化,D正确;
故合理选项是B。
16. 下列实验目的操作、实验操作和现象均正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.将混合气体通入酸性高锰酸钾溶液中,乙烯与酸性高锰酸钾反应生成CO2,引入了新的杂质,故不能用酸性KMnO4溶液除去甲烷气体中混有的乙烯气体,A错误;
B.蔗糖和稀硫酸混合加热,冷却后加入NaOH溶液调至碱性,再加入新制Cu(OH)2,加热,有砖红色沉淀产生,说明有葡萄糖生成,蔗糖已经水解,B正确;
C.铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4,Fe3O4中含二价铁,稀HNO3具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,加入KSCN溶液,溶液也会变为血红色,由此不能证明高温下铁与水蒸气反应的产物中含有三价铁,C错误;
D.将金属钠投入CuSO4溶液中,Na先与水反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再和CuSO4反应生成Cu(OH)2和Na2SO4,无单质Cu生成,不能验证钠的金属性比铜强,D错误;
故选B。
17. 如图为几种晶体或晶胞的结构示意图,下列说法错误的是
A. 冰晶胞类似金刚石晶胞,冰晶胞内水分子间以共价键结合
B. 在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数的比为1:2
C. 碘单质是分子晶体,碘单质在CCl4中比水中溶解度更大
D. 金刚石、MgO、碘单质三种晶体的熔点顺序为:金刚石>MgO>碘单质
【答案】A
【解析】
【详解】A.冰晶胞内水分子间以氢键相结合,A错误;
B.在金刚石晶体中,每个碳原子与4个碳原子形成共价键,每个共价键为2个碳原子所共有,每个碳原子形成的共价键为4×=2个,则碳原子与碳碳键个数的比为1:2,B正确;
C.碘单质是分子晶体,I2、CCl4为非极性分子,H2O为极性分子,根据相似相溶的原理,碘单质在CCl4中比水中溶解度更大,C正确;
D.金刚石、MgO、碘单质分别是共价晶体、离子晶体和分子晶体,则三种晶体的熔点顺序为:金刚石>MgO>碘单质,D正确;
故选A。
18. 某溶液只含下表离子中的几种,且各离子的物质的量浓度相等(不考虑水的电离与离子水解)。某同学进行了如下实验(必要时可加热):
下列说法正确的是
A. 由沉淀A推断原溶液中一定含有SO
B. 滤液A中可能含有K+
C 原溶液中只含有NH、Fe2+、Cl-、SO
D. 沉淀B中一定含有Mg(OH)2
【答案】C
【解析】
【分析】溶液与过量的稀硫酸反应没有明显现象,说明原溶液中一定不存在CO;再向加入硫酸的溶液中加入硝酸钡溶液得到了气体A、滤液A和沉淀A,气体A只能为NO,原溶液中一定含有Fe2+,则一定不存在OH-,沉淀B为硫酸钡,因为加入了稀硫酸,无法确定原溶液中是否含有SO,滤液A中加入过量NaOH溶液得到气体B、滤液B和沉淀B,气体B为氨气,则原溶液中一定含有NH;各种离子的物质的量浓度均为0.1ml/L,已经确定含有的阳离子为Fe2+、NH,而阴离子只能含有Cl-、SO,结合电荷守恒可以知道溶液中一定不存在K+、Mg2+、Cu2+,所以沉淀B为氢氧化铁,滤液B中含有氢氧化钡,通入二氧化碳后生成了沉淀C碳酸钡,以此解答该题。
【详解】A.因为加入了稀硫酸,无法确定原溶液中是否含有SO,故A错误;
B.由以上分析可以知道溶液中不含K+,则滤液A中不可能含有K+,故B错误;
C.根据以上分析可知原溶液中只含有NH、Fe2+、Cl-、SO,故C正确;
D.根据以上分析可知沉淀B为硫酸钡,故D错误;
故答案为C。
第Ⅱ卷(非选择题,共46分)
二、填空题:(本题共4小题,共46分)。
19. 硫含氯化合物有多种。
(1)亚硫酰氯()是一种重要的化工原料,遇水剧烈反应生成两种酸性物质,相关反应的化学方程式为_____________________________________。
(2)二氯化二硫()可作硫化剂、氯化剂,常温下是一种黄红色液体,沸点为137℃,在潮湿的空气中剧烈水解而发烟。可通过硫与少量氯气在110~140℃反应制得。选用以下装置制取少量(加热及夹持装置略):
①A中发生反应的化学方程式为_________________________。
②B中玻璃纤维作用是___________________________。
③D装置的作用为____________________________。
(3)遇水会生成、HCl两种气体,某同学设计了如下实验方案来测定该混合气体中的体积分数。
①W溶液可以是下列溶液中的____________(填标号)。
a.溶液 b.溶液(硫酸酸化) c.氯水
②该混合气体中二氧化硫的体积分数为____________(用含V、m的代数式表示)。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 增大硫与的接触面积,加快反应速率,使反应更充分 ③. 防止空气中水蒸气进入收集装置,吸收尾气氯气,防止污染环境
(3) ①. ac ②.
【解析】
【小问1详解】
根据题干信息,亚硫酰氯()遇水剧烈反应生成两种酸性物质,结合所含元素,酸性物质为、,相关反应的化学方程式为;
【小问2详解】
该实验目的制备,实验原理为硫与氯气在110~140℃反应,在潮湿的空气中剧烈水解,实验时要避免与空气中水蒸气反应,需要干燥环境。根据装置A中的试剂可知,A为制取氯气装置,化学反应方程式为;产生的氯气中混有和水蒸气,易于水反应,因此需要除去中氯气中的水蒸气,装置C为除水干燥氯气作用,B为反应制备的装置,其中玻璃纤维作用是增大硫与的接触面积,加快反应速率,使反应更充分;沸点为137℃,E为收集装置,要避免与空气中水蒸气反应,需要干燥环境,而氯气有毒,必须有尾气处理,D装置中化学试剂为碱石灰,作用为防止空气中水蒸气进入收集装置,吸收尾气氯气,防止污染环境;
【小问3详解】
根据实验方案的目的及流程过程可知,需要把转化成,然后加入,产生沉淀,根据的质量计算混合气体中的体积分数,因此W溶液具有的性质为氧化性,由于酸性高锰酸钾溶液与反应得到有毒物质氯气,W溶液不是b,a溶液及c氯水都有氧化性,可以氧化,因此W溶液可以是ac;固体为,根据硫元素守恒,的物质的量等于的物质的量,因此的体积分数为=。
20. 回答下列问题
Ⅰ.在2L密闭容器中,800℃时反应体系中,随时间的变化如表:
(1)用表示从0~2s内该反应的平均速率v=____________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是____________(填序号)。
a. b.容器内压强保持不变 c.体系颜色不再改变 d.容器内密度保持不变
(3)转化反应,在的催化作用下反应历程可分为:
第一步:;
第二步:(将化学方程式补充完整)___________________________。
(4)某种燃料电池的工作原理如图所示,a、b均为惰性电极。
假设使用的“燃料”是甲醇,a极的电极反应式为___________________________。
【答案】(1)
(2)bc (3)FeO++CO= CO2+Fe+
(4)CH3OH-6e-+8OH-= CO+6H2O
【解析】
【小问1详解】
用表示从0~2s内该反应的平均速率v=v(NO)= 。
【小问2详解】
a.当v(NO2)=2v(O2)时,正逆反应速率不一定相等,该反应不一定达到平衡状态,故a错误;
b.随反应进行气体的物质的量减小,压强增减小,容器内压强保持不变,说明到达平衡,故b正确;
c.体系颜色不变,即二氧化氮的浓度不变,该反应达到平衡状态,故c正确;
d.根据质量守恒定律知,混合物质量始终不变,容器的体积不变,则容器内混合气体的密度始终不变,所以不能据此判断是否达到平衡状态,故d错误;
故答案为:bc。
【小问3详解】
是催化剂,FeO+是中间产物,第一步是 Fe+和N2O(g)反应,第二步是FeO+和CO(g)
反应生成CO2和Fe+,即FeO++CO= CO2+Fe+。
【小问4详解】
由外电路中电子的流向可知,a为负极,b为正极,假设使用的“燃料”是甲醇,甲醇在负极失去电子生成CO,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:CH3OH-6e-+8OH-= CO+6H2O。
21. Gdenugh等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题:
(1)的价电子排布图为:_________________________,基态磷原子的所有电子中有________种空间运动状态。
(2)Li、O、P三种元素的电负性由大到小的顺序是:________________________。
(3)无水硫酸铜为白色粉末溶于水形成蓝色溶液,则硫酸铜稀溶液中不存在的微粒间作用力有___________。
A.配位键 B.金属键 C.离子键 D.共价键
E.氢键 F.范德华力
(4)N和P是同主族元素,但是分子中的键角大子分子中的键角,原因是:___________________________________________。为离子晶体,具有反萤石结构,晶胞如图所示。若晶胞参数为b nm,阿伏加德罗常数的值为,则的密度为____________(列出计算式即可),和的最短距离等于____________nm(用含b的代数式表示)。
【答案】(1) ①. ②. 15
(2)O>P>Li (3)BC
(4) ①. 电负性N>P,成键电子对离中心原子越近,成键电子对间的排斥力越大,键角越大 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
C为27号元素,C3+的价电子排布式为3d6,则其价电子排布图为:,基态磷原子的核外有15个电子,则有15种空间运动状态不同的电子。
【小问2详解】
Li、O、P三种元素的非金属性O>P>Li,非金属性越强,电负性越大,则电负性由大到小的顺序是:O>P>Li。
【小问3详解】
硫酸铜稀溶液中,没有自由电子,不存在金属键,阴、阳离子间隔太远,不能形成离子键,则不存在的微粒间作用力有BC。
【小问4详解】
N和P是同主族元素,N的非金属性比P强,H-N共用电子对离N原子比H-P共用电子对离P原子近,所以NH3分子中的键角大于PH3分子中的键角,原因是:电负性N>P,成键电子对离中心原子越近,成键电子对间的排斥力越大,键角越大。在Li2O晶胞中,含有O2-个数为=4,含有Li+个数为8。若晶胞参数为bnm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为g∙cm-3,O2-和Li+的最短距离等于顶点到小立方体体心间的距离,即为nm=nm。
22. 铜和三氧化二铁在工农业生产中用途广泛。用黄铜矿(主要成分为,其中Cu为+2价、Fe为+2价)制取铜和三氧化二铁的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)铜的价电子排布式____________。
(2)高温焙烧时发生的反应是,1ml 参加反应时,反应中转移电子____________ml。
(3)向滤液A中通入的目的是________________________________________________。
(4)向溶液B中通入后发生反应的离子方程式为_____________________________________________。
(5)工业上用生物法处理的原理为:(硫杆菌作催化剂)
由图甲和图乙判断使用硫杆菌的最佳条件为___________________。若反应温度过高,反应速率下降,其原因是_______________________________________________。
【答案】22. 3d104s1
23. 6 24. 将Fe2+氧化为Fe3+
25.
26. ①. 30℃、pH=2.0 ②. 催化剂活性降低或失去活性
【解析】
【分析】将黄铜矿粉碎后在氧气中高温焙烧,发生反应,生成Cu、FeS和SO2气体;加入6ml/L的盐酸进行酸溶,反应生成H2S气体,经过滤除去不溶于酸的Cu,所得滤液A中的溶质为FeCl2和过量的HCl;向滤液中通入过量Cl2,将Fe2+氧化为Fe3+,得氯化铁溶液,再向氯化铁溶液中通入氨气,反应生成氯化铵和氢氧化铁沉淀,过滤后将沉淀高温焙烧即得氧化铁,滤液C中主要含有氯化铵,据此分析解答。
【小问1详解】
铜为29号元素,基态铜原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1,故基态铜原子价电子排布式为3d104s1。
【小问2详解】
CuFeS2中Cu和Fe均为+2价,则S为-2价。该反应中,Cu和O元素化合价降低,部分S元素化合价升高,1ml O2参加反应时,消耗1mlCuFeS2,其中1ml -2价S元素化合价升高到SO2中的+4价,转移6ml电子。
【小问3详解】
滤液A中含有溶质FeCl2,通入过量Cl2,目的是将Fe2+氧化为Fe3+,以便后续反应中将Fe3+全部转化为Fe(OH)3沉淀。
【小问4详解】
向溶液B中通入,与FeCl3反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀和氯化铵,离子方程式为:。
【小问5详解】
由图像可知,温度为30℃、pH=2.0时Fe2+的氧化速率最大,硫杆菌是反应的催化剂,说明此条件下硫杆菌的催化活性最大,即使用硫杆菌的最佳条件为:30℃、pH=2.0;若反应温度过高,蛋白质发生变性,催化剂活性降低或失去活性,因而反应速率下降。选项
条件
离子组
离子共存判断及反应的离子方程式
A
滴加氨水
、、、
不能大量共存,
B
滴石蕊后变红
、、、
一定能大量共存
C
pH=1溶液
、、、
不能大量共存,
D
通入少量SO,气体
、、、
不能大量共存,
(正八面体)
结构单元
结构模型示意图
甲
乙
丙
戊
①
②
③
NaOH溶液
溶液
过量
④
Na
选项
实验目的
实验操作、实验现象
A
除去甲烷气体中混有的乙烯气体
将混合气体通过酸性溶液洗气
B
验证蔗糖已经水解
蔗糖和稀硫酸混合加热,冷却后加入NaOH溶液调至碱性,再加入新制,加热,有砖红色沉淀产生
C
证明高温下铁与水蒸气反应的产物中含有三价铁
取铁与水蒸气反应后的固体于试管,先加入稀溶解,再加入KSCN溶液,溶液变为血红色
D
验证钠的金属性比铜强
将金属钠投入溶液中,钠表面析出紫红色固体
阳离子
K+、NH、Fe2+、Mg2+、Cu2+
阴离子
OH-、Cl-、CO、SO
时间/s
0
1
2
3
4
5
/ml
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
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