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安徽省”皖南八校“2020届高三上学期第一次联考化学试题
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“皖南八校”2O20届高三第一次联考化学
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Co59 Cu64
第I卷(选择题共48分)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共计48分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的)
1.化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是
A. 废弃的秸秆可用于生产生物质燃料乙醇
B. 硫酸钡可用于胃肠X射线造影检查
C. 高纯单质硅可用于制作光导纤维
D. 钙、锶、钡、铜和碱金属等金属化合物可用于制作烟花
【答案】C
【解析】
【详解】废弃的秸秆可用于生产生物质燃料乙醇,A正确;
硫酸钡不溶于酸,故可用于胃肠X射线造影检查,B正确;
光导纤维是利用光的反射原理制成的,主要成分为二氧化硅,C错误;
由于焰色反应,钙、锶、钡、铜和碱金属等金属化合物可用于制作烟花,D正确;
故答案选C。
2.下列有关物质分类的说法正确的是
A. 二氧化硫的水溶液可以导电,所以二氧化硫是电解质
B. 胶体、溶液、浊液的本质区别是分散质粒子的大小不同
C. 硫酸、烧碱、纯碱在水溶液中均能发生电离,所以它们均为离子化合物
D. 二氧化硅既能与强碱反应,又能与氢氟酸反应,所以二氧化硅是一种两性氧化物
【答案】B
【解析】
【详解】二氧化硫溶于水形成的亚硫酸可以导电,而二氧化硫自身没有电离,A错误;
胶体、溶液、浊液的本质区别是分散质粒子的大小不同,B正确;
硫酸为共价化合物,C错误;
二氧化硅可以与HF反应是因为Si元素的亲氟性,不是两性氧化物,D错误;
故答案选B。
【点睛】若要通过“是否导电”这一现象来判断某物质是否为离子化合物,应当通过该物质的熔融态是否导电为判断依据。
3.下列图示实验正确的是
A. 检验浓硫酸与蔗糖反应产生的二氧化硫
B. 配制一定物质的量浓度的H2SO4溶液
C. 测量氨气的体积
D. 进行二氧化碳喷泉实验
【答案】A
【解析】
【详解】二氧化硫可以漂白品红且具有还原性,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;
容量瓶仅可做溶液配制仪器,不可直接稀释溶液,B错误;
氨气极易溶于水,不可用排水法进行测量,C错误;
二氧化碳的溶解度较小,无法完成喷泉实验,D错误;
故答案选A。
4.下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 用H2O2从酸化的海带灰浸出液中提取碘:2I-+H2O2=I2+2OH-
B. 向碳酸氢铵溶液中加入过量的NaOH溶液:NH4++OH-=NH3·H2O
C. 向明矾溶液中加入Ba(OH) 2溶液至生成沉淀的物质的量最多:Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O
D. 等体积、等物质的量浓度的NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液混合:HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A. 从酸化的海带灰浸出液中提取碘单质,溶液显酸性,方程式中不得出现氢氧根,正确的方程式为2I-,A错误;
B. 碳酸氢根也可以与氢氧根发生化学反应生成碳酸根,正确的方程式为,B错误;
C. 向明矾溶液中加入Ba(OH) 2溶液至生成沉淀的物质的量最多,不应有偏铝酸根离子生成,正确的方程式为
D. 等体积、等物质的量浓度的NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液混合的方程式为HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O,D正确;
故答案选D。
5.亚砷酸(H3AsO3)与氯化亚锡(SnCl2)在浓盐酸中发生反应的离子方程式为:3Sn2++2H3AsO3+6H++18Cl-=2As+3SnCl62-+6M下列关于该反应的说法错误的是
A. MH2O
B. 还原性:Sn2+>As
C. SnCl62-是氧化反应的产物
D. 每生成1.5 mol SnCl62-,H3AsO3失去电子的物质的量为4mol
【答案】D
【解析】
【详解】A. 根据原子守恒,可知M为水,A正确;
B. 还原剂的还原性强于还原产物的还原性,故还原性:Sn2+>As,B正确;
C. SnCl62-是Sn2+被氧化后的产物,是氧化反应的产物,C正确;
D. 每生成3mol SnCl62-,H3AsO3失去电子的物质的量为6mol,则每生成1.5 mol SnCl62-,H3AsO3失去电子的物质的量为3 mol,D错误;
故答案选D。
6.已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 18g18O含有中子数为8NA
B. 0.1 mol H2C2O4被氧化为CO2转移的电子数为0.1NA
C. 32g乙醇和14g二甲醚(H3C-O-CH3)的混合物中共价键数目为8NA
D. 常温下,6.4g铜片投入到足量的浓硫酸中,生成的SO2分子数为0.1NA
【答案】C
【解析】
【详解】A. 18O的质量数为18,中子数为18-8=10,18g18O的物质的量为1mol,故中子数为10 NA,A错误;
B. H2C2O4中C的元素为+3价,0.1 mol H2C2O4中有0.2molC被氧化为+4价的C转移的电子数为0.2 NA,B错误;
C. 乙醇和二甲醚的化学式相同,均为C2H6O,且共价键数目也相同,32g乙醇和14g二甲醚的混合物中共价键数目为8NA,C正确;
D. 常温下,Cu与浓硫酸不反应,D错误;
故答案选C。
7.下列实验现象、结论或解释与实验操作相匹配的是
选项
实验操作
实验现象
结论或解释
A
向某待测溶液中滴加几滴新制氨水,振荡,再加入少量KSCN溶液
溶液变为红色
待测溶液中一定含有Fe2+
B
将SO2通入紫色石蕊溶液中
溶液先变红后褪色
SO2具有漂白性
C
向2mLKI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加2滴淀粉溶液
溶液呈蓝色
Br2的氧化性比I2的强
D
向某待测溶液中加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液
有白色沉淀产生
待测溶液中一定含有SO42-
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A. 向溶液中加入了氧化剂后滴加KSCN溶液,溶液变红,说明其中存在铁离子,但无法确定该铁离子是由亚铁离子氧化而来还是原本即存在于溶液中的,A错误;
B. 二氧化硫的漂白性是由于其可以与部分有色物质化合成为无色物质,不能漂白石蕊试液,故紫色石蕊试液变红后不褪色,B错误;
C. 向2mLKI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加2滴淀粉溶液,溶液变蓝色,说明Br2的氧化性比I2的强,C正确;
D. 该操作有白色沉淀产生,沉淀可能为硫酸钡也可能为氯化银,故无法确定待测液是否一定含有硫酸根离子,D错误;
故答案选C。
8.硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料。工业上采用以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3。Al2O3)为原料生产硼酸和轻质氧化镁,其工艺流程如下:
下列叙述错误的是
A. “溶浸”中产生的气体是氨气
B. “滤渣1”是SiO2
C. “过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是转化为硼酸沉淀
D. “沉镁”中得到的母液经加热后可返回“溶浸”工序循环使用
【答案】B
【解析】
【详解】A. “溶浸”是利用铵根离子水解显酸性进行的,由于该操作中需要消耗氢离子,促进铵根离子的水解,导致产生氨气,A正确;
B. 根据流程图,流程的后续产物为硼酸和,根据过滤2及沉镁成分可知,过滤得到的滤渣1的成分为,B错误;
C. “过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是转化为硼酸沉淀便于其析出,C正确;
D. “沉镁”中得到的母液经加热后的主要成分为硫酸铵,可以返回“溶浸”工序循环使用,D正确;
故答案选B。
9.下列关于金属及其化合物的说法正确的是
A. 表面用砂纸打磨过的铝箔在酒精灯上加热,铝箔熔化但不滴落
B. 将Na、Fe、Cu分别在Cl2中燃烧,可分别得到NaCl、FeCl2、CuCl2
C. Na2O2与水反应和红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱
D. 向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,烧杯中的固体若有铁,则无铜
【答案】A
【解析】
【详解】A. 由于Al可以在空气中迅速生成氧化铝,且氧化铝的熔点高于Al,表面用砂纸打磨过的铝箔在酒精灯上加热,铝箔熔化但不滴落,A正确;
B. 由于氯气氧化性较强,故Fe在氯气中燃烧,得到的产物为氯化铁,而不是氯化亚铁,B错误;
C. 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,Fe与水蒸气反应可生成四氧化三铁和氢气,C错误;
D. Fe还原性强于Cu,故氯化铁溶液会优先与Fe发生反应,若反应结束后,烧杯中的固体若有铁,则一定有Cu剩余,D错误;
故答案选A。
10.下列关于非金属及其化合物的说法错误的是
A. 液氮汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂
B. 向氯水中加入碳酸氢钠粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
C. 用二氧化硫漂白过的草帽辫日久又变成黄色
D. 铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸充分反应,消耗的还原剂与氧化剂的物质的量之比相同
【答案】D
【解析】
【详解】A. 液氮汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂,A正确;
B. 向氯水中加入碳酸氢钠粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+,B正确;
C. 二氧化硫漂白性不稳定,故二氧化硫漂白过的草帽辫日久又变成黄色,C正确;
D. Cu与浓硝酸反应的还原产物为二氧化氮,而与稀硝酸反应的还原产物为NO,还原产物的价态不同,故消耗的还原剂与氧化剂的物质的量之比不同,D错误;
故答案选D。
11.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 电池工作时,电能转化为化学能
B. 负极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
C. 电子由电极b通过导线流向电极a
D. 2 mol 氢气和1 mol氧气的总能量高于2 mol 水的总能量
【答案】D
【解析】
【详解】A. 该装置为原电池,是化学能转化为电能,A错误;
B. 氢气失去电子,作负极,反应的方程式为2H2-4e-==4H+,B错误;
C. 电极a为负极,b为正极,电子由电极a通过导线流向电极b,C错误;
D. 氢气氧气燃烧生成水的反应为放热反应,即2 mol 氢气和1 mol氧气的总能量高于2 mol 水的总能量,D正确;
故答案选D。
12.一定温度下,把6 mol A和5 mol B通入容积为4L的恒容密闭容器中发生反应3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),反应经过5min达到平衡,此时生成2 mol C,正反应速率(v正)和逆反应速率(v逆)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是
A. t2=5min,平衡时3v正(A)=2v逆(D)
B. 0~t2,A的平均反应速率为0.15 mol·L-1·min-1
C. t2~t3,各物质的浓度一定相等
D. B的平衡转化率为25%
【答案】B
【解析】
【详解】A. t2时,正逆反应速率相等,反应达到平衡,平衡时2v正(A)=3v逆(D),A错误;
B. 反应经过5min达到平衡时生成2 mol C,则消耗了3molA,A的平均反应速率为=0.15 mol·L-1·min-1,B正确;
C. t2~t3,反应为平衡状态,正逆反应速率相等,但各物质浓度与初始投料有关,不一定相等,C错误;
D. 达到平衡时,生成2molC,则消耗了1molB,B的平衡转化率为=20%,D错误;
答案选B。
13.下列关于化合物2-环己基丙烯()的说法错误的是
A. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B. 可以发生加成反应、加聚反应
C. 分子式为C9H16,分子中所有原子共平面
D. 难溶于水,但不可用于萃取溴水中的溴
【答案】C
【解析】
【详解】A. 该化合物中存在碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;
B. 该化合物中存在碳碳双键,可以发生加成反应、加聚反应,B正确;
C. 该分子中存在环己基,该环状结构为空间立体构型,非平面结构,C错误;
D. 该分子中无亲水基,难溶于水,由于存在碳碳双键,可以与溴加成,不能用于萃取,D正确;
故答案选C。
14.2-甲基丁烷的二氯代产物有(不考虑立体异构) ( )
A. 3种 B. 9种 C. 10种 D. 6种
【答案】C
【解析】
2-甲基丁烷分子中含有4类等效氢原子,如果2个氯原子取代同一个碳原子上的氢原子,有3种:2-甲基-1,1-二氯丁烷、3-甲基-1,1-二氯丁烷、3-甲基-2,2-二氯丁烷;如果2个氯原子取代不同碳原子上的氢原子,则有7种:2-甲基-1,2-二氯丁烷、2-甲基-1,3-二氯丁烷、2-甲基-1,4-二氯丁烷、2-甲基-2,3-二氯丁烷、2-甲基-2,4-二氯丁烷、2-乙基-1,3-二氯丙烷、3-甲基-1,2-二氯丁烷,所以共10种,答案选C。
点睛:本题考查同分异构体数目的判断。同分异构体数目的确定可以通过物质的系统命名法再确定,判断时应注意取代位置上的等效氢:同一个碳上的氢、同一个碳上的甲基上的氢、对称位上的氢。
15.海水化学资源的利用具有非常广阔的前景。以海水为原料制备MgCl2和NaOH的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A. “沉淀”时常用石灰乳作为沉淀剂
B. “酸溶”时加入过量盐酸,有利于得到MgCl2·6H2O晶体
C. “电解”时,NaOH在阴极区得到
D. 过程①加入试剂的顺序依次为Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、稀盐酸
【答案】D
【解析】
【详解】A. 石灰乳廉价易得,故“沉淀”时常用石灰乳作为沉淀剂,A正确;
B. 镁离子易水解,故“酸溶”时加入过量盐酸,有利于得到MgCl2·6H2O晶体,B正确;
C. 电解饱和食盐水的氯碱工业,阴极由水电离出的氢离子放电,生成氢气,溶液中存在大量的氢氧根离子,与经阳离子交换膜移动来的钠离子形成NaOH溶液,C正确;
D. 为除去加入的过量的钡离子,应当将碳酸钠的加入顺序位于氯化钡之后,D错误;
故答案选D。
16.某种化合物的结构如图所示,其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期元素,Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同,X的原子半径是元素周期表中最小的。下列叙述正确的是
A. WX的水溶液呈中性
B. 元素非金属性的顺序为Y>Z>Q
C. Z的最高价氧化物对应的水化物是一元强酸
D. 该化合物中与Y单键相连的Q不满足8电子稳定结构
【答案】C
【解析】
【分析】
由图分析,X只能成一个共价键,又X的原子半径是元素周期表中最小的,故X为H,W为五种短周期元素中原子序数最大的,且可形成+1价的离子,应为Na,Y可成四个键,Y为C,Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同,Q为O,Z为N。
【详解】A. WX为NaH,溶于水会得到NaOH溶液,显碱性,A错误;
B. 同周期元素从左到右主族元素原子非金属性依次增强,则元素的非金属性Q>Z>Y,B错误;
C. Z的最高价氧化物对应水化物为硝酸,是一元强酸,C正确;
D. 该化合物中与Y单键相连的Q,与Y共用一对电子,并得到了W失去的一个电子,满足8电子稳定结构,D错误;
故答案选C。
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、非选择题(本大题共5小题,共52分)
17.过氧乙酸(),是一种高效消毒剂,它可由冰醋酸和过氧化氢在浓硫酸催化作用下制得,实验装置和步骤如下
①在三颈烧瓶中加入一定量冰醋酸与浓硫酸的混合物,再缓缓加入适量30%的双氧水;
②不断搅拌并控制装置B中混合液的温度为20~30℃至反应结束;
③接入仪器C和抽气泵,在锥形瓶中收集得到产品。
回答下列问题:
(1)仪器C的名称是_______,仪器C中冷水流入口是_______ (填“a”或“b”)。
(2)为更好地控制反应温度,应采用的加热方法是______________。
(3)生成过氧乙酸的化学方程式为_________________。
(4)实验测得产物过氧乙酸的百分含量随反应物比例和反应时间的变化数据如下表。由表中数据可知,反应物最佳比例(CH3COOH/H2O2)是_______,最佳反应时间约_______。
(5)产品中过氧乙酸浓度的测定:取2.00mL过氧乙酸产品试样,加水稀释成100mL;从中取出5.00mL,逐滴滴加酸性KMnO4溶液至溶液恰好呈粉红色,以除去残余的H2O2;再加入稍过量的KI溶液,发生反应CH3COOOH+2I-+2H+=I2+CH3COOH+H2O;反应完全后,滴入几滴淀粉溶液,用0.1000mol·L-1的Na2S2O3标准液滴定至终点(反应式为2S2O32-+I2=S4O62-+2I-),消耗14.30mLNa2S2O3标准液。则产品中过氧乙酸的物质的量浓度是________mol·L-1 (保留2位小数)。
【答案】 (1). 直形冷凝管 (2). a (3). 水浴加热 (4). (5). 1:1 (6). 5h (7). 7.15
【解析】
【分析】
(1)由仪器结构,可知C为直形冷凝管,采取逆流原理通入冷凝水;
(2)控制B中混合液的温度为20~30℃,应采取水浴加热;
(3)乙酸与过氧化氢在浓硫酸、20~30℃条件下反应生成 CH3COOOH,乙酸羧基中H原子被过氧化氢的−OH替代,同时生成H2O;
(4)生成的过氧乙酸含量越高越好,结合表格中数据选择;
(5)根据关系式:CH3COOOH~I2~2Na2S2O3,计算稀释后的5mL溶液中过氧乙酸的物质的量,进而计算原来的2mL溶液中过氧乙酸的物质的量,在根据物质的量浓度定义式计算。
【详解】(1)仪器C为冷凝管,冷凝水应当低进高出,则流入口为a,故答案为:冷凝管;a;
(2)为更好地控制反应温度,应采用的加热方法是水浴加热,故答案为:水浴加热;
(3)过氧乙酸由过氧化氢氧化乙酸得到,化学方程式为;
(4)分析图表可知,当反应物比例为1:1时,过氧乙酸的百分含量最高,且反应达到5h为最佳反应时间,故答案为1:1;5h;
(5)根据关系式:CH3COOOH~I2~2Na2S2O3,可知稀释后的5mL溶液中过氧乙酸的物质的量=×0.0143L×0.1000mol/L,原来的2mL溶液中过氧乙酸的物质的量=×0.0143L×0.1000mol/Lmol×=0.0143mol,故该样品中过氧乙酸的物质的量浓度是=7.15mol/L,故答案为:7.15。
18.某混合溶液中,可能大量含有的离子如下表:
将Na2O2逐渐加入上述混合解液中并微热,产生沉淀和气体物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系分别如下图所示。
回答下列问题:
(1)将上述混合溶液中一定大量含有的阴、阳离子及其物质的量填入下表(可以不填满,也可以增加):_________
(2)图中a=_________,6=_________,c=_________
(3)简述溶液中还可能大量含有的离子的鉴定方法:_________________________
【答案】 (1). (2). 1 (3). 7 (4). 9 (5). 用一根洁净的铂丝蘸取溶液,在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色的钴玻璃观察焰色,如果火焰呈紫色,则含有钾离子
【解析】
【分析】
(1)根据离子之间反应的现象结合图示的数值来判断存在的离子以及量的情况;
(2)根据图象中所生成的气体和沉淀的量以及所加过氧化钠的量来计算各个点所对应的值;
(3)钾离子的检验可以做焰色反应实验。
【详解】(1)根据图象中沉淀的量的变化情况可以推知一定含有镁离子和铝离子,所以一定不含碳酸根离子、偏铝酸根离子,并且含有镁离子的物质的量为3mol,氢氧化铝和氢氧化镁沉淀一共是5mol,根据元素守恒,所以含有铝离子的物质的量2mol,根据生成气体的量的增加趋势,可以知道生成的气体除了过氧化钠和溶液反应生成的氧气之外,还一定有其他气体生成,只能是氨气,所以一定含有铵根离子,就一定不含有氢氧根离子,图象中加入过氧化钠的物质的量在0-amol之间时,所得沉淀量为0,所以溶液中含有,并且物质的量为2mol,溶液中一定得含有阴离子,那只有硫酸根了,所以一定含有硫酸根,钾离子不能确定是否存在,根据电荷守恒:所以,所以硫酸根的物质的量≥8mol,故答案为:
;
(2)含有2mol的氢离子需要消耗氢氧化钠2mol,则需要1mol过氧化钠来生成,所以a=1,含有镁离子和铝离子一共5mol,所以消耗过氧化钠的量为5mol,在加上a=2mol,则b=7mol,氯离子的物质的量是2mol,所以氢氧化铝的物质的量是2mol,完全将氢氧化铝溶解,消耗1mol的氢氧化钠,即需要1mol的过氧化钠来生成,所以c=9mol,故答案为:1;7;9;
(3)钾离子的检验常用焰色反应,做法是:用一根洁净的铂丝蘸取溶液,在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色的钴玻璃观察焰色,如果火焰呈紫色,则含有钾离子,故答案为:用一根洁净的铂丝蘸取溶液,在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色的钴玻璃观察焰色,如果火焰呈紫色,则含有钾离子。
19.单质X、Y与化合物甲、乙有如图所示的转化关系(必要的反应条件未标出),回答下列问题:
(1)若该反应用于工业上制取粗硅,反应的化学方程式为______________
(2)若X、Y为日常生活中常见的两种金属,且甲为红棕色粉末,相应的化学方程式为_____。
(3)若X、乙的焰色反应均呈黄色,甲是一种常见的无色无味的液体,则乙物质中所含的化学键类型有_________
(4)若X是黄绿色气体,甲、乙两种气体相遇会产生白烟,则X与甲反应的化学方程式为__________。
(5)若X中的元素是海水中含量最多的金属元素,甲是相对分子质量为46且常温下能使酸性KMnO4溶液褪色的烃的含氧衍生物,则X与甲反应的化学方程式为__________________。
【答案】 (1). (2). (3). 离子键、(极性)共价键 (4). (5). 2CH3CH3OH+2Na=2CH3CH3ONa+H2↑
【解析】
【分析】
由题目可知,如图所示的反应是置换反应,置换反应分为金属置换金属,金属置换非金属,进而对各小问进行解答。
【详解】(1)单质X、Y与化合物甲、乙有如图1所示的转化关系为置换反应,若该反应用于工业上制取粗硅是碳和二氧化硅高温加热生成硅和一氧化碳的反应,反应的化学方程式为: ;
(2)若X、Y为日常生活中常见的两种金属,且甲为红棕色粉末,判断为氧化铁,是铝和氧化铁高温反应生成氧化铝和铁的反应,反应的化学方程式为;
(3)若X、乙焰色反应均呈黄色,判断X为钠,甲是一种常见的无色无味的液体判断为水,所以反应为钠和水反应生成氢氧化钠和氢气的置换反应,乙为氢氧化钠,氢氧化钠中所含化学键为离子键、共价键;
(4)若X是黄绿色气体为氯气,甲、乙两种气体相遇会产生白烟判断为氯化氢和氨气,所以甲和X反应是氯气和氨气发生的置换反应生成氮气、氯化氢,该化学反应为;
(5)单质X是海水中含量最多的金属元素,X为Na,甲是相对分子质量为46且常温下能使酸性KMnO4溶液褪色的烃的含氧衍生物,甲为乙醇,Na与乙醇反应的方程式为2CH3CH3OH+2Na=2CH3CH3ONa+H2↑
20.已知X、Y、Z、M、G、Q是六种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Z、Q的单质在常温下均呈气态;Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍;M与X同族;Z、G分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。回答下列问题:
(1)Y、Z、M、G四种元素的原子半径由大到小的顺序是____________ (用元素符号表示)。
(2)Z在元素周期表中的位置为____________,M2Z的电子式为____________。
(3)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的水化物是__________(写化学式)。
(4)X与Y能形成多种化合物,其中既含极性键又含非极性键,且它的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平的是____________ (写名称)。
(5)GQ3溶液与过量的MZX溶液反应的化学方程式为_________________________________
(6)常温下,不能与G的单质发生反应的是____________ (填标号)。
a.CuSO4溶液 b.浓硫酸 c.NaOH溶液 d.浓硝酸 e.氧化铜
【答案】 (1). (2). 第二周期ⅥA族 (3). (4). (5). 乙烯 (6). AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O (7). e
【解析】
【分析】
X、Y、Z、M、G、Q是六种短周期主族元素,原子序数依次增大.Z、G分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素,则Z为O元素、G为Al元素;Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,原子序数小于O,只能处于第二周期,最外层电子数为4,则Y为C元素;X单质在常温下呈气态,则X为H元素,X与M同主族,原子序数大于O,则M为Na;Q单质常温下为气态,原子序数大于Al,则Q为Cl.
【详解】(1)同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径减小,故原子半径;
(2)Z为O元素,在元素周期表中的位置为第二周期ⅥA族,M2Z为氧化钠,电子式为;
(3)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是;
(4)X与Y能形成多种化合物,其中既含极性键又含非极性键,且它的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平的是乙烯;
(5)GQ3溶液与过量的MZX溶液反应的化学方程式为AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O;
(6)常温下,不能与G的单质发生反应的是e氧化铜。
【点睛】常温下,Al与浓硫酸和浓硝酸会钝化,是发生了化学反应,形成了致密的氧化膜,并非未发生反应。
21.工业上常用水钴矿(主要成分为Co2O3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等杂质)制备钴的氧化物,其制备工艺流程如下(已知Na2SO3能还原Fe3+和Co3+):
回答下列问题:
(1)在加入盐酸进行“酸浸”时,能提高“酸浸”速率的方法有______________(任写2种)。
(2)“酸浸”后加入Na2SO3钴的存在形式为Co2+,产生Co2+反应的离子方程式为________
(3)溶液a中加入NaClO的作用是___________________________________
(4)沉淀a的成分是__________(写化学式),操作2的名称是_______________
(5)溶液d中的金属离子只有Co2+和Na+两种,则溶液c中加入NaF溶液的作用是________
(6)在空气中缎烧CoC2O4生成钴的某种氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为12.05g,CO2的体积为6.72L(标准状况),则此反应的化学方程式为____________________________
【答案】 (1). 将水钴矿石粉碎 ;充分搅拌;适当增加盐酸浓度;提高酸浸温度等 (2). (3). 将溶液中Fe2+氧化成Fe3+ (4). Fe(OH)3 、Al(OH)3 (5). 过滤 (6). 使Mg2+、Ca2+转化为难溶于水的MgF2、CaF2沉淀除去 (7). 3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2
【解析】
【分析】
水钴矿中加入盐酸,可得CoCl3、FeCl3、AlCl3、MnCl2、MgCl2、CaCl2,浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等,则加入的Na2SO3将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+;加入NaClO将Fe2+氧化为Fe3+,溶液b中阳离子有Co2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Ca2+,加入碳酸氢钠,Fe3+、Al3+与碳酸氢根离子发生相互促进的水解反应分别生成Fe(OH)3、Al(OH)3,故沉淀A的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3;溶液c中含有Co2+、Mg2+、Ca2+,加入NaF,Mg2+、Ca2+转化成MgF2、CaF2沉淀,溶液d中含有Co2+,溶液d中加入草酸铵过滤得到CoC2O4晶体,最后煅烧得到钴的氧化物,据此分析作答。
【详解】(1)“酸浸”时为固体与液体的反应,根据外界条件对化学反应速率的影响,在加入盐酸进行“酸浸”时,能够提高“酸浸”速率的方法有:将水钴矿石粉碎,增大接触面积;充分搅拌;适当增加盐酸的浓度;适当提高酸浸的温度等,故答案为:将水钴矿石粉碎;充分搅拌;适当增加盐酸浓度;提高酸浸温度等。
(2)酸浸时水钴矿中的Co2O3、Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO溶解转化为CoCl3、FeCl3、AlCl3、MgCl2、CaCl2;加入Na2SO3,钴的存在形式为Co2+,Co3+被还原为Co2+,则SO32-被氧化成SO42-,产生Co2+的反应可表示为:SO32-+Co3+→Co2++SO42-,根据得失电子守恒配平为:SO32-+2Co3+→2Co2++SO42-,根据溶液呈酸性和电荷守恒,生成Co2+的离子方程式为SO32-+2Co3++H2O=2Co2++SO42-+2H+;
(3)加入Na2SO3还会将Fe3+还原为Fe2+,反应的离子方程式为SO32-+2Fe3++H2O=2Fe2++SO42-+2H+;溶液a中含有Co2+、Fe2+、Al3+、Mg2+、Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等,向溶液a中加入NaClO,NaClO具有强氧化性,将Fe2+氧化成Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,故答案为:将溶液中Fe2+氧化成Fe3+;
(4)加入NaClO溶液后得到的溶液b中含有Co2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等;向溶液b中加入NaHCO3调节溶液的pH,使Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀而除去,沉淀A的成分为Fe(OH)3、Al(OH)3;溶液c中含有Co2+、Mg2+、Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等,向溶液c中加入NaF,Mg2+、Ca2+转化为难溶于水的MgF2、CaF2沉淀,操作2的名称为过滤,故答案为:Fe(OH)3 、Al(OH)3;过滤;
(5)根据(4)的分析,溶液c中加入NaF溶液的作用是使Mg2+、Ca2+转化为难溶于水的MgF2、CaF2沉淀除去,故答案为:使Mg2+、Ca2+转化为难溶于水的MgF2、CaF2沉淀除去;
(6)n(CO2)==0.3mol,根据C守恒,n(CoC2O4)=0.15mol,根据Co守恒,n(Co)=0.15mol,所得钴的氧化物中n(O)==0.2mol,n(Co):n(O)=0.15mol:0.2mol=3:4,生成的钴的氧化物的化学式为Co3O4,在空气中煅烧CoC2O4的化学方程式为3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。
“皖南八校”2O20届高三第一次联考化学
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Co59 Cu64
第I卷(选择题共48分)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共计48分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的)
1.化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是
A. 废弃的秸秆可用于生产生物质燃料乙醇
B. 硫酸钡可用于胃肠X射线造影检查
C. 高纯单质硅可用于制作光导纤维
D. 钙、锶、钡、铜和碱金属等金属化合物可用于制作烟花
【答案】C
【解析】
【详解】废弃的秸秆可用于生产生物质燃料乙醇,A正确;
硫酸钡不溶于酸,故可用于胃肠X射线造影检查,B正确;
光导纤维是利用光的反射原理制成的,主要成分为二氧化硅,C错误;
由于焰色反应,钙、锶、钡、铜和碱金属等金属化合物可用于制作烟花,D正确;
故答案选C。
2.下列有关物质分类的说法正确的是
A. 二氧化硫的水溶液可以导电,所以二氧化硫是电解质
B. 胶体、溶液、浊液的本质区别是分散质粒子的大小不同
C. 硫酸、烧碱、纯碱在水溶液中均能发生电离,所以它们均为离子化合物
D. 二氧化硅既能与强碱反应,又能与氢氟酸反应,所以二氧化硅是一种两性氧化物
【答案】B
【解析】
【详解】二氧化硫溶于水形成的亚硫酸可以导电,而二氧化硫自身没有电离,A错误;
胶体、溶液、浊液的本质区别是分散质粒子的大小不同,B正确;
硫酸为共价化合物,C错误;
二氧化硅可以与HF反应是因为Si元素的亲氟性,不是两性氧化物,D错误;
故答案选B。
【点睛】若要通过“是否导电”这一现象来判断某物质是否为离子化合物,应当通过该物质的熔融态是否导电为判断依据。
3.下列图示实验正确的是
A. 检验浓硫酸与蔗糖反应产生的二氧化硫
B. 配制一定物质的量浓度的H2SO4溶液
C. 测量氨气的体积
D. 进行二氧化碳喷泉实验
【答案】A
【解析】
【详解】二氧化硫可以漂白品红且具有还原性,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;
容量瓶仅可做溶液配制仪器,不可直接稀释溶液,B错误;
氨气极易溶于水,不可用排水法进行测量,C错误;
二氧化碳的溶解度较小,无法完成喷泉实验,D错误;
故答案选A。
4.下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 用H2O2从酸化的海带灰浸出液中提取碘:2I-+H2O2=I2+2OH-
B. 向碳酸氢铵溶液中加入过量的NaOH溶液:NH4++OH-=NH3·H2O
C. 向明矾溶液中加入Ba(OH) 2溶液至生成沉淀的物质的量最多:Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O
D. 等体积、等物质的量浓度的NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液混合:HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A. 从酸化的海带灰浸出液中提取碘单质,溶液显酸性,方程式中不得出现氢氧根,正确的方程式为2I-,A错误;
B. 碳酸氢根也可以与氢氧根发生化学反应生成碳酸根,正确的方程式为,B错误;
C. 向明矾溶液中加入Ba(OH) 2溶液至生成沉淀的物质的量最多,不应有偏铝酸根离子生成,正确的方程式为
D. 等体积、等物质的量浓度的NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液混合的方程式为HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O,D正确;
故答案选D。
5.亚砷酸(H3AsO3)与氯化亚锡(SnCl2)在浓盐酸中发生反应的离子方程式为:3Sn2++2H3AsO3+6H++18Cl-=2As+3SnCl62-+6M下列关于该反应的说法错误的是
A. MH2O
B. 还原性:Sn2+>As
C. SnCl62-是氧化反应的产物
D. 每生成1.5 mol SnCl62-,H3AsO3失去电子的物质的量为4mol
【答案】D
【解析】
【详解】A. 根据原子守恒,可知M为水,A正确;
B. 还原剂的还原性强于还原产物的还原性,故还原性:Sn2+>As,B正确;
C. SnCl62-是Sn2+被氧化后的产物,是氧化反应的产物,C正确;
D. 每生成3mol SnCl62-,H3AsO3失去电子的物质的量为6mol,则每生成1.5 mol SnCl62-,H3AsO3失去电子的物质的量为3 mol,D错误;
故答案选D。
6.已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 18g18O含有中子数为8NA
B. 0.1 mol H2C2O4被氧化为CO2转移的电子数为0.1NA
C. 32g乙醇和14g二甲醚(H3C-O-CH3)的混合物中共价键数目为8NA
D. 常温下,6.4g铜片投入到足量的浓硫酸中,生成的SO2分子数为0.1NA
【答案】C
【解析】
【详解】A. 18O的质量数为18,中子数为18-8=10,18g18O的物质的量为1mol,故中子数为10 NA,A错误;
B. H2C2O4中C的元素为+3价,0.1 mol H2C2O4中有0.2molC被氧化为+4价的C转移的电子数为0.2 NA,B错误;
C. 乙醇和二甲醚的化学式相同,均为C2H6O,且共价键数目也相同,32g乙醇和14g二甲醚的混合物中共价键数目为8NA,C正确;
D. 常温下,Cu与浓硫酸不反应,D错误;
故答案选C。
7.下列实验现象、结论或解释与实验操作相匹配的是
选项
实验操作
实验现象
结论或解释
A
向某待测溶液中滴加几滴新制氨水,振荡,再加入少量KSCN溶液
溶液变为红色
待测溶液中一定含有Fe2+
B
将SO2通入紫色石蕊溶液中
溶液先变红后褪色
SO2具有漂白性
C
向2mLKI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加2滴淀粉溶液
溶液呈蓝色
Br2的氧化性比I2的强
D
向某待测溶液中加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液
有白色沉淀产生
待测溶液中一定含有SO42-
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A. 向溶液中加入了氧化剂后滴加KSCN溶液,溶液变红,说明其中存在铁离子,但无法确定该铁离子是由亚铁离子氧化而来还是原本即存在于溶液中的,A错误;
B. 二氧化硫的漂白性是由于其可以与部分有色物质化合成为无色物质,不能漂白石蕊试液,故紫色石蕊试液变红后不褪色,B错误;
C. 向2mLKI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加2滴淀粉溶液,溶液变蓝色,说明Br2的氧化性比I2的强,C正确;
D. 该操作有白色沉淀产生,沉淀可能为硫酸钡也可能为氯化银,故无法确定待测液是否一定含有硫酸根离子,D错误;
故答案选C。
8.硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料。工业上采用以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3。Al2O3)为原料生产硼酸和轻质氧化镁,其工艺流程如下:
下列叙述错误的是
A. “溶浸”中产生的气体是氨气
B. “滤渣1”是SiO2
C. “过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是转化为硼酸沉淀
D. “沉镁”中得到的母液经加热后可返回“溶浸”工序循环使用
【答案】B
【解析】
【详解】A. “溶浸”是利用铵根离子水解显酸性进行的,由于该操作中需要消耗氢离子,促进铵根离子的水解,导致产生氨气,A正确;
B. 根据流程图,流程的后续产物为硼酸和,根据过滤2及沉镁成分可知,过滤得到的滤渣1的成分为,B错误;
C. “过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是转化为硼酸沉淀便于其析出,C正确;
D. “沉镁”中得到的母液经加热后的主要成分为硫酸铵,可以返回“溶浸”工序循环使用,D正确;
故答案选B。
9.下列关于金属及其化合物的说法正确的是
A. 表面用砂纸打磨过的铝箔在酒精灯上加热,铝箔熔化但不滴落
B. 将Na、Fe、Cu分别在Cl2中燃烧,可分别得到NaCl、FeCl2、CuCl2
C. Na2O2与水反应和红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱
D. 向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,烧杯中的固体若有铁,则无铜
【答案】A
【解析】
【详解】A. 由于Al可以在空气中迅速生成氧化铝,且氧化铝的熔点高于Al,表面用砂纸打磨过的铝箔在酒精灯上加热,铝箔熔化但不滴落,A正确;
B. 由于氯气氧化性较强,故Fe在氯气中燃烧,得到的产物为氯化铁,而不是氯化亚铁,B错误;
C. 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,Fe与水蒸气反应可生成四氧化三铁和氢气,C错误;
D. Fe还原性强于Cu,故氯化铁溶液会优先与Fe发生反应,若反应结束后,烧杯中的固体若有铁,则一定有Cu剩余,D错误;
故答案选A。
10.下列关于非金属及其化合物的说法错误的是
A. 液氮汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂
B. 向氯水中加入碳酸氢钠粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
C. 用二氧化硫漂白过的草帽辫日久又变成黄色
D. 铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸充分反应,消耗的还原剂与氧化剂的物质的量之比相同
【答案】D
【解析】
【详解】A. 液氮汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂,A正确;
B. 向氯水中加入碳酸氢钠粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+,B正确;
C. 二氧化硫漂白性不稳定,故二氧化硫漂白过的草帽辫日久又变成黄色,C正确;
D. Cu与浓硝酸反应的还原产物为二氧化氮,而与稀硝酸反应的还原产物为NO,还原产物的价态不同,故消耗的还原剂与氧化剂的物质的量之比不同,D错误;
故答案选D。
11.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 电池工作时,电能转化为化学能
B. 负极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
C. 电子由电极b通过导线流向电极a
D. 2 mol 氢气和1 mol氧气的总能量高于2 mol 水的总能量
【答案】D
【解析】
【详解】A. 该装置为原电池,是化学能转化为电能,A错误;
B. 氢气失去电子,作负极,反应的方程式为2H2-4e-==4H+,B错误;
C. 电极a为负极,b为正极,电子由电极a通过导线流向电极b,C错误;
D. 氢气氧气燃烧生成水的反应为放热反应,即2 mol 氢气和1 mol氧气的总能量高于2 mol 水的总能量,D正确;
故答案选D。
12.一定温度下,把6 mol A和5 mol B通入容积为4L的恒容密闭容器中发生反应3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),反应经过5min达到平衡,此时生成2 mol C,正反应速率(v正)和逆反应速率(v逆)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是
A. t2=5min,平衡时3v正(A)=2v逆(D)
B. 0~t2,A的平均反应速率为0.15 mol·L-1·min-1
C. t2~t3,各物质的浓度一定相等
D. B的平衡转化率为25%
【答案】B
【解析】
【详解】A. t2时,正逆反应速率相等,反应达到平衡,平衡时2v正(A)=3v逆(D),A错误;
B. 反应经过5min达到平衡时生成2 mol C,则消耗了3molA,A的平均反应速率为=0.15 mol·L-1·min-1,B正确;
C. t2~t3,反应为平衡状态,正逆反应速率相等,但各物质浓度与初始投料有关,不一定相等,C错误;
D. 达到平衡时,生成2molC,则消耗了1molB,B的平衡转化率为=20%,D错误;
答案选B。
13.下列关于化合物2-环己基丙烯()的说法错误的是
A. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B. 可以发生加成反应、加聚反应
C. 分子式为C9H16,分子中所有原子共平面
D. 难溶于水,但不可用于萃取溴水中的溴
【答案】C
【解析】
【详解】A. 该化合物中存在碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;
B. 该化合物中存在碳碳双键,可以发生加成反应、加聚反应,B正确;
C. 该分子中存在环己基,该环状结构为空间立体构型,非平面结构,C错误;
D. 该分子中无亲水基,难溶于水,由于存在碳碳双键,可以与溴加成,不能用于萃取,D正确;
故答案选C。
14.2-甲基丁烷的二氯代产物有(不考虑立体异构) ( )
A. 3种 B. 9种 C. 10种 D. 6种
【答案】C
【解析】
2-甲基丁烷分子中含有4类等效氢原子,如果2个氯原子取代同一个碳原子上的氢原子,有3种:2-甲基-1,1-二氯丁烷、3-甲基-1,1-二氯丁烷、3-甲基-2,2-二氯丁烷;如果2个氯原子取代不同碳原子上的氢原子,则有7种:2-甲基-1,2-二氯丁烷、2-甲基-1,3-二氯丁烷、2-甲基-1,4-二氯丁烷、2-甲基-2,3-二氯丁烷、2-甲基-2,4-二氯丁烷、2-乙基-1,3-二氯丙烷、3-甲基-1,2-二氯丁烷,所以共10种,答案选C。
点睛:本题考查同分异构体数目的判断。同分异构体数目的确定可以通过物质的系统命名法再确定,判断时应注意取代位置上的等效氢:同一个碳上的氢、同一个碳上的甲基上的氢、对称位上的氢。
15.海水化学资源的利用具有非常广阔的前景。以海水为原料制备MgCl2和NaOH的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A. “沉淀”时常用石灰乳作为沉淀剂
B. “酸溶”时加入过量盐酸,有利于得到MgCl2·6H2O晶体
C. “电解”时,NaOH在阴极区得到
D. 过程①加入试剂的顺序依次为Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、稀盐酸
【答案】D
【解析】
【详解】A. 石灰乳廉价易得,故“沉淀”时常用石灰乳作为沉淀剂,A正确;
B. 镁离子易水解,故“酸溶”时加入过量盐酸,有利于得到MgCl2·6H2O晶体,B正确;
C. 电解饱和食盐水的氯碱工业,阴极由水电离出的氢离子放电,生成氢气,溶液中存在大量的氢氧根离子,与经阳离子交换膜移动来的钠离子形成NaOH溶液,C正确;
D. 为除去加入的过量的钡离子,应当将碳酸钠的加入顺序位于氯化钡之后,D错误;
故答案选D。
16.某种化合物的结构如图所示,其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期元素,Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同,X的原子半径是元素周期表中最小的。下列叙述正确的是
A. WX的水溶液呈中性
B. 元素非金属性的顺序为Y>Z>Q
C. Z的最高价氧化物对应的水化物是一元强酸
D. 该化合物中与Y单键相连的Q不满足8电子稳定结构
【答案】C
【解析】
【分析】
由图分析,X只能成一个共价键,又X的原子半径是元素周期表中最小的,故X为H,W为五种短周期元素中原子序数最大的,且可形成+1价的离子,应为Na,Y可成四个键,Y为C,Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同,Q为O,Z为N。
【详解】A. WX为NaH,溶于水会得到NaOH溶液,显碱性,A错误;
B. 同周期元素从左到右主族元素原子非金属性依次增强,则元素的非金属性Q>Z>Y,B错误;
C. Z的最高价氧化物对应水化物为硝酸,是一元强酸,C正确;
D. 该化合物中与Y单键相连的Q,与Y共用一对电子,并得到了W失去的一个电子,满足8电子稳定结构,D错误;
故答案选C。
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、非选择题(本大题共5小题,共52分)
17.过氧乙酸(),是一种高效消毒剂,它可由冰醋酸和过氧化氢在浓硫酸催化作用下制得,实验装置和步骤如下
①在三颈烧瓶中加入一定量冰醋酸与浓硫酸的混合物,再缓缓加入适量30%的双氧水;
②不断搅拌并控制装置B中混合液的温度为20~30℃至反应结束;
③接入仪器C和抽气泵,在锥形瓶中收集得到产品。
回答下列问题:
(1)仪器C的名称是_______,仪器C中冷水流入口是_______ (填“a”或“b”)。
(2)为更好地控制反应温度,应采用的加热方法是______________。
(3)生成过氧乙酸的化学方程式为_________________。
(4)实验测得产物过氧乙酸的百分含量随反应物比例和反应时间的变化数据如下表。由表中数据可知,反应物最佳比例(CH3COOH/H2O2)是_______,最佳反应时间约_______。
(5)产品中过氧乙酸浓度的测定:取2.00mL过氧乙酸产品试样,加水稀释成100mL;从中取出5.00mL,逐滴滴加酸性KMnO4溶液至溶液恰好呈粉红色,以除去残余的H2O2;再加入稍过量的KI溶液,发生反应CH3COOOH+2I-+2H+=I2+CH3COOH+H2O;反应完全后,滴入几滴淀粉溶液,用0.1000mol·L-1的Na2S2O3标准液滴定至终点(反应式为2S2O32-+I2=S4O62-+2I-),消耗14.30mLNa2S2O3标准液。则产品中过氧乙酸的物质的量浓度是________mol·L-1 (保留2位小数)。
【答案】 (1). 直形冷凝管 (2). a (3). 水浴加热 (4). (5). 1:1 (6). 5h (7). 7.15
【解析】
【分析】
(1)由仪器结构,可知C为直形冷凝管,采取逆流原理通入冷凝水;
(2)控制B中混合液的温度为20~30℃,应采取水浴加热;
(3)乙酸与过氧化氢在浓硫酸、20~30℃条件下反应生成 CH3COOOH,乙酸羧基中H原子被过氧化氢的−OH替代,同时生成H2O;
(4)生成的过氧乙酸含量越高越好,结合表格中数据选择;
(5)根据关系式:CH3COOOH~I2~2Na2S2O3,计算稀释后的5mL溶液中过氧乙酸的物质的量,进而计算原来的2mL溶液中过氧乙酸的物质的量,在根据物质的量浓度定义式计算。
【详解】(1)仪器C为冷凝管,冷凝水应当低进高出,则流入口为a,故答案为:冷凝管;a;
(2)为更好地控制反应温度,应采用的加热方法是水浴加热,故答案为:水浴加热;
(3)过氧乙酸由过氧化氢氧化乙酸得到,化学方程式为;
(4)分析图表可知,当反应物比例为1:1时,过氧乙酸的百分含量最高,且反应达到5h为最佳反应时间,故答案为1:1;5h;
(5)根据关系式:CH3COOOH~I2~2Na2S2O3,可知稀释后的5mL溶液中过氧乙酸的物质的量=×0.0143L×0.1000mol/L,原来的2mL溶液中过氧乙酸的物质的量=×0.0143L×0.1000mol/Lmol×=0.0143mol,故该样品中过氧乙酸的物质的量浓度是=7.15mol/L,故答案为:7.15。
18.某混合溶液中,可能大量含有的离子如下表:
将Na2O2逐渐加入上述混合解液中并微热,产生沉淀和气体物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系分别如下图所示。
回答下列问题:
(1)将上述混合溶液中一定大量含有的阴、阳离子及其物质的量填入下表(可以不填满,也可以增加):_________
(2)图中a=_________,6=_________,c=_________
(3)简述溶液中还可能大量含有的离子的鉴定方法:_________________________
【答案】 (1). (2). 1 (3). 7 (4). 9 (5). 用一根洁净的铂丝蘸取溶液,在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色的钴玻璃观察焰色,如果火焰呈紫色,则含有钾离子
【解析】
【分析】
(1)根据离子之间反应的现象结合图示的数值来判断存在的离子以及量的情况;
(2)根据图象中所生成的气体和沉淀的量以及所加过氧化钠的量来计算各个点所对应的值;
(3)钾离子的检验可以做焰色反应实验。
【详解】(1)根据图象中沉淀的量的变化情况可以推知一定含有镁离子和铝离子,所以一定不含碳酸根离子、偏铝酸根离子,并且含有镁离子的物质的量为3mol,氢氧化铝和氢氧化镁沉淀一共是5mol,根据元素守恒,所以含有铝离子的物质的量2mol,根据生成气体的量的增加趋势,可以知道生成的气体除了过氧化钠和溶液反应生成的氧气之外,还一定有其他气体生成,只能是氨气,所以一定含有铵根离子,就一定不含有氢氧根离子,图象中加入过氧化钠的物质的量在0-amol之间时,所得沉淀量为0,所以溶液中含有,并且物质的量为2mol,溶液中一定得含有阴离子,那只有硫酸根了,所以一定含有硫酸根,钾离子不能确定是否存在,根据电荷守恒:所以,所以硫酸根的物质的量≥8mol,故答案为:
;
(2)含有2mol的氢离子需要消耗氢氧化钠2mol,则需要1mol过氧化钠来生成,所以a=1,含有镁离子和铝离子一共5mol,所以消耗过氧化钠的量为5mol,在加上a=2mol,则b=7mol,氯离子的物质的量是2mol,所以氢氧化铝的物质的量是2mol,完全将氢氧化铝溶解,消耗1mol的氢氧化钠,即需要1mol的过氧化钠来生成,所以c=9mol,故答案为:1;7;9;
(3)钾离子的检验常用焰色反应,做法是:用一根洁净的铂丝蘸取溶液,在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色的钴玻璃观察焰色,如果火焰呈紫色,则含有钾离子,故答案为:用一根洁净的铂丝蘸取溶液,在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色的钴玻璃观察焰色,如果火焰呈紫色,则含有钾离子。
19.单质X、Y与化合物甲、乙有如图所示的转化关系(必要的反应条件未标出),回答下列问题:
(1)若该反应用于工业上制取粗硅,反应的化学方程式为______________
(2)若X、Y为日常生活中常见的两种金属,且甲为红棕色粉末,相应的化学方程式为_____。
(3)若X、乙的焰色反应均呈黄色,甲是一种常见的无色无味的液体,则乙物质中所含的化学键类型有_________
(4)若X是黄绿色气体,甲、乙两种气体相遇会产生白烟,则X与甲反应的化学方程式为__________。
(5)若X中的元素是海水中含量最多的金属元素,甲是相对分子质量为46且常温下能使酸性KMnO4溶液褪色的烃的含氧衍生物,则X与甲反应的化学方程式为__________________。
【答案】 (1). (2). (3). 离子键、(极性)共价键 (4). (5). 2CH3CH3OH+2Na=2CH3CH3ONa+H2↑
【解析】
【分析】
由题目可知,如图所示的反应是置换反应,置换反应分为金属置换金属,金属置换非金属,进而对各小问进行解答。
【详解】(1)单质X、Y与化合物甲、乙有如图1所示的转化关系为置换反应,若该反应用于工业上制取粗硅是碳和二氧化硅高温加热生成硅和一氧化碳的反应,反应的化学方程式为: ;
(2)若X、Y为日常生活中常见的两种金属,且甲为红棕色粉末,判断为氧化铁,是铝和氧化铁高温反应生成氧化铝和铁的反应,反应的化学方程式为;
(3)若X、乙焰色反应均呈黄色,判断X为钠,甲是一种常见的无色无味的液体判断为水,所以反应为钠和水反应生成氢氧化钠和氢气的置换反应,乙为氢氧化钠,氢氧化钠中所含化学键为离子键、共价键;
(4)若X是黄绿色气体为氯气,甲、乙两种气体相遇会产生白烟判断为氯化氢和氨气,所以甲和X反应是氯气和氨气发生的置换反应生成氮气、氯化氢,该化学反应为;
(5)单质X是海水中含量最多的金属元素,X为Na,甲是相对分子质量为46且常温下能使酸性KMnO4溶液褪色的烃的含氧衍生物,甲为乙醇,Na与乙醇反应的方程式为2CH3CH3OH+2Na=2CH3CH3ONa+H2↑
20.已知X、Y、Z、M、G、Q是六种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Z、Q的单质在常温下均呈气态;Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍;M与X同族;Z、G分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。回答下列问题:
(1)Y、Z、M、G四种元素的原子半径由大到小的顺序是____________ (用元素符号表示)。
(2)Z在元素周期表中的位置为____________,M2Z的电子式为____________。
(3)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的水化物是__________(写化学式)。
(4)X与Y能形成多种化合物,其中既含极性键又含非极性键,且它的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平的是____________ (写名称)。
(5)GQ3溶液与过量的MZX溶液反应的化学方程式为_________________________________
(6)常温下,不能与G的单质发生反应的是____________ (填标号)。
a.CuSO4溶液 b.浓硫酸 c.NaOH溶液 d.浓硝酸 e.氧化铜
【答案】 (1). (2). 第二周期ⅥA族 (3). (4). (5). 乙烯 (6). AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O (7). e
【解析】
【分析】
X、Y、Z、M、G、Q是六种短周期主族元素,原子序数依次增大.Z、G分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素,则Z为O元素、G为Al元素;Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,原子序数小于O,只能处于第二周期,最外层电子数为4,则Y为C元素;X单质在常温下呈气态,则X为H元素,X与M同主族,原子序数大于O,则M为Na;Q单质常温下为气态,原子序数大于Al,则Q为Cl.
【详解】(1)同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径减小,故原子半径;
(2)Z为O元素,在元素周期表中的位置为第二周期ⅥA族,M2Z为氧化钠,电子式为;
(3)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是;
(4)X与Y能形成多种化合物,其中既含极性键又含非极性键,且它的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平的是乙烯;
(5)GQ3溶液与过量的MZX溶液反应的化学方程式为AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O;
(6)常温下,不能与G的单质发生反应的是e氧化铜。
【点睛】常温下,Al与浓硫酸和浓硝酸会钝化,是发生了化学反应,形成了致密的氧化膜,并非未发生反应。
21.工业上常用水钴矿(主要成分为Co2O3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等杂质)制备钴的氧化物,其制备工艺流程如下(已知Na2SO3能还原Fe3+和Co3+):
回答下列问题:
(1)在加入盐酸进行“酸浸”时,能提高“酸浸”速率的方法有______________(任写2种)。
(2)“酸浸”后加入Na2SO3钴的存在形式为Co2+,产生Co2+反应的离子方程式为________
(3)溶液a中加入NaClO的作用是___________________________________
(4)沉淀a的成分是__________(写化学式),操作2的名称是_______________
(5)溶液d中的金属离子只有Co2+和Na+两种,则溶液c中加入NaF溶液的作用是________
(6)在空气中缎烧CoC2O4生成钴的某种氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为12.05g,CO2的体积为6.72L(标准状况),则此反应的化学方程式为____________________________
【答案】 (1). 将水钴矿石粉碎 ;充分搅拌;适当增加盐酸浓度;提高酸浸温度等 (2). (3). 将溶液中Fe2+氧化成Fe3+ (4). Fe(OH)3 、Al(OH)3 (5). 过滤 (6). 使Mg2+、Ca2+转化为难溶于水的MgF2、CaF2沉淀除去 (7). 3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2
【解析】
【分析】
水钴矿中加入盐酸,可得CoCl3、FeCl3、AlCl3、MnCl2、MgCl2、CaCl2,浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等,则加入的Na2SO3将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+;加入NaClO将Fe2+氧化为Fe3+,溶液b中阳离子有Co2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Ca2+,加入碳酸氢钠,Fe3+、Al3+与碳酸氢根离子发生相互促进的水解反应分别生成Fe(OH)3、Al(OH)3,故沉淀A的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3;溶液c中含有Co2+、Mg2+、Ca2+,加入NaF,Mg2+、Ca2+转化成MgF2、CaF2沉淀,溶液d中含有Co2+,溶液d中加入草酸铵过滤得到CoC2O4晶体,最后煅烧得到钴的氧化物,据此分析作答。
【详解】(1)“酸浸”时为固体与液体的反应,根据外界条件对化学反应速率的影响,在加入盐酸进行“酸浸”时,能够提高“酸浸”速率的方法有:将水钴矿石粉碎,增大接触面积;充分搅拌;适当增加盐酸的浓度;适当提高酸浸的温度等,故答案为:将水钴矿石粉碎;充分搅拌;适当增加盐酸浓度;提高酸浸温度等。
(2)酸浸时水钴矿中的Co2O3、Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO溶解转化为CoCl3、FeCl3、AlCl3、MgCl2、CaCl2;加入Na2SO3,钴的存在形式为Co2+,Co3+被还原为Co2+,则SO32-被氧化成SO42-,产生Co2+的反应可表示为:SO32-+Co3+→Co2++SO42-,根据得失电子守恒配平为:SO32-+2Co3+→2Co2++SO42-,根据溶液呈酸性和电荷守恒,生成Co2+的离子方程式为SO32-+2Co3++H2O=2Co2++SO42-+2H+;
(3)加入Na2SO3还会将Fe3+还原为Fe2+,反应的离子方程式为SO32-+2Fe3++H2O=2Fe2++SO42-+2H+;溶液a中含有Co2+、Fe2+、Al3+、Mg2+、Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等,向溶液a中加入NaClO,NaClO具有强氧化性,将Fe2+氧化成Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,故答案为:将溶液中Fe2+氧化成Fe3+;
(4)加入NaClO溶液后得到的溶液b中含有Co2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等;向溶液b中加入NaHCO3调节溶液的pH,使Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀而除去,沉淀A的成分为Fe(OH)3、Al(OH)3;溶液c中含有Co2+、Mg2+、Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等,向溶液c中加入NaF,Mg2+、Ca2+转化为难溶于水的MgF2、CaF2沉淀,操作2的名称为过滤,故答案为:Fe(OH)3 、Al(OH)3;过滤;
(5)根据(4)的分析,溶液c中加入NaF溶液的作用是使Mg2+、Ca2+转化为难溶于水的MgF2、CaF2沉淀除去,故答案为:使Mg2+、Ca2+转化为难溶于水的MgF2、CaF2沉淀除去;
(6)n(CO2)==0.3mol,根据C守恒,n(CoC2O4)=0.15mol,根据Co守恒,n(Co)=0.15mol,所得钴的氧化物中n(O)==0.2mol,n(Co):n(O)=0.15mol:0.2mol=3:4,生成的钴的氧化物的化学式为Co3O4,在空气中煅烧CoC2O4的化学方程式为3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。
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