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文档简介
1、2015年辽宁省辽南协作校高考化学二模试卷一、选择题(共7小题,每小题3分,满分21分)7氰气(CN)2性质与卤素相似,分子中4个原子处于同一直线下列叙述正确的是()A分子中只存在极性键B在氰气中N、C的化合价为0CCN的电子式:D能与烯烃发生加成反应8已知电解熔融氧化钙可以得到金属钙和氯气,钙在氯气中燃烧又能生成氯化钙请你根据已学知识,按图中箭头所表示的物质间可能发生的转化,分析下列说法正确的是()ACaO、Ca(OH)2、CaCO3三者都是离子化合物,在固态时可以导电B工业上也可用电解熔融氧化钙的方法制备金属钙C往Ca(OH)2溶液中滴加Na2CO3溶液或NaHCO3溶液,都能实现的转化D
2、工业上以氯气和石灰乳为原料通过反应制造主要成分为CaCl2的漂白粉9设NA为阿伏伽德罗常数的数值,则下列说法中不正确的是()常温下,21g聚乙烯(CH2CH2)中含有氢原子的数目为3NA在KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O反应中每生成71g氯气转移的电子数为2NA3.4gNH3中含NH键数目为0.2NA过氧化钠与水反应,若转移2NA个电子,则产生的氧气为32g在1L0.1mol/L的碳酸钠溶液中,CO32总数为0.1NAABCD10用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的是()A用图1装置作为制取二氧化碳的尾气吸收装置B用图2装置进行二氧化碳喷泉实验C用图3装置进行二氧化锰和浓
3、盐酸制取氯气的实验D用图4装置进行石油的分馏实验11下列关于分子式为C4H8O2的有机物的同分异构体的说法中,不正确的是()A属于羧基类的有2种B属于酯类的有3种C存在分子中含有六元环的同分异构体D分子中可含有两种不同的官能团12某充电宝锂离子电池的总反应为:xLi+Li1nMn2O4LiMn2O4,某手机镍氢电池总反应为:NiOOH+MHM+Ni(OH)2(M为储氢金属或合金),有关上述 两种电池的说法不正确的是()A锂离子电池放电时Li+向正极迁移B锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:LiMn2O4xe=Li1nMn2O4+xLi+C如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电D镍氢电池放电时,正极
4、的电极反应式:NiOOH+H2O+e=Ni(OH)2+OH13下列有关说法正确的是()A常温下,0.1molL1 Na2S溶液中存在:c(OH)=c(H+)+c(HS)+c(H2S)B常温下,0.1molL1 HA溶液与0.1 molL1 NaOH溶液正好完全反应时,溶液中一定存在:c(Na+)=c(A)c(OH)=c(H+)C常温下,向0.1molL1 CH3COOH溶液加水稀释,当溶液的pH从3.0升到4.0时,溶液中的值增大到原来的10倍D常温下,pH=7的CH3COONa和CH3COOH混合溶液中:c(Na+)=c(CH3COOH)c(CH3COO)c(H+)=c(OH)二、解答题(共
5、6小题,满分88分)26某工业含锰酸性废水的主要成分为MnSO4,另外还存在Fe2+、Fe3+、Al3+等离子现以该废水为原料,制备高纯的碳酸锰,工业流程如下:(1)加入MnO2的作用是(用离子方程式表示)(2)下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀时的pH开始沉淀时的pH沉淀完全时的pHFe3+1.53.1Fe2+6.59.7Al3+3.35.2Mn2+7.810.4依据表中数据判断,用氨水调节溶液的pH应至(3)滤渣X的主要成分为,滤液中的溶质为(4)已知反应1中会产生一种气体,则该反应的化学方程式为(5)判断水洗步骤中沉淀已洗净的方法是(6)制得的碳酸锰可用于工业上电解法冶炼金属锰该生产中需
6、先将碳酸锰溶于强酸,配成电解液,写出该反应的离子方程式27工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氨氧化物NO3、CO2、SO2等气体,严重污染空气对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用脱硝:已知:H2的燃烧热为285.8kJmol1N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H=+133kJmol1H2O(g)=H2O(l)H=44kJmol1催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为脱碳:向2L密闭容器中加入2molCO2、6molH2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)H0(1)下列叙述能说明此反应达
7、到平衡状态的是a混合气体的平均摩尔质量保持不变 bCO2和H2的体积分数保持不变cCO2和H2的转化率相等 d混合气体的密度保持不变e.1molCO2生成的同时有3molHH键断裂CO2的浓度随时间(0t2)变化如图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2t4CO2的浓度随时间的变化(2)改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H0中的所有物质都为气态起始温度体积相同(T1、2L密闭容器)反应过程中部分数据见下表:反应时间CO2(mol)H2(mol)CH3OH(mol)H2O(mol)反应恒温恒容0min26
8、0010min4.520min130min1反应绝热恒容0min0022达到平衡时,反应、对比:平衡常数K()K()(填“”、“”或“=”)对反应,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=;在反应的条件下,该反应的平衡常数为对反应,在其它条件不变,若30min时只改变一个条件,此时H2的物质的量浓度为1.6mol/L,则该条件可能为(写出两个情况即可)对反应,若30min时只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),则平衡移动(填“正向”、“逆向”或“不”)28草酸(H2C2O4)是一种重要的有机化工原料为探究草酸的制取和草酸的性质,进行如下实验实验:实验室用硝酸氧化淀粉
9、水解液法制备草酸,(装置如下图所示)反应原理为:C6H12O6+12HNO33H2C2O4+9NO2+3NO+9H2O实验步骤如下:取一定量的淀粉水解液加入三颈烧瓶中控制反应温度5560,边搅拌边缓慢滴加一定量的混合酸(65%的HNO3与98%的H2SO4的质量比2:1.25)反应3小时,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤后得到草酸晶体(1)如图实验装置中仪器乙的名称为;装置B的作用是:(2)检验淀粉是否水解完全所需要的试剂为: (3)配制混合酸的方法是:实验:探究草酸与酸性高锰酸钾的反应(4)向草酸溶液中逐滴加入硫酸酸化的高锰酸钾溶液时,可观察到溶液由紫红色变为近乎无色,写出反应的离子方程式(5)学习
10、小组的同学发现,当向草酸溶液中逐滴加入硫酸酸化的高锰酸钾溶液时,溶液褪色总是先慢后快为探究其原因,同学们做了如下对比实验:实验序号H2C2O4(aq)KMnO4(H+)(aq)MnSO4(S)褪色时间(s)C(molL1)V(mL)C(molL1)V(mL)实验10.120.014030实验20.120.01454由此你认为溶液褪色总是先慢后快的原因是实验:用草酸滴定法测矿石中钒的含量(6)随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金的维生素”钒元素广泛分散于各种矿物中,钾钒铀矿的主要成分可用化学式表示为K2H6U2V2O15,测定其中钒元素含量的方法是:先把矿石
11、中的钒元素转化为V2O3,V2O3在酸性溶液里转化为VO2+,再用标准草酸溶液滴定总反应可表示为:VO2+H2C2O4+H+VO2+CO2+H2O请将上述反应配平(填写系数即可);现有钾钒铀矿样品10.2g,用上述方法来测定钒的含量,结果消耗0.9g草酸,则此钾钒铀矿中钒元素的质量分数是36煤是重要的能源,也是生产化工产品的重要原料试用所学知识,解答下列问题:(1)煤的转化技术通常包括煤的气化技术和液化技术其中煤的液化技术又可以分为和;(2)在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理煤的某种脱硫技术的原理如图所示:FeS2Fe2+SOFe3+这种脱硫技术称为微生物脱硫技术该技术的第一步反应的离子方程式为;第
12、二步反应的离子方程式为;(3)工业煤干馏得到的产品有焦炭、等(4)湿式石灰石石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法其工艺流程是:烟气经锅炉预热器出来,进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘,再经过一个专门的热交换器,然后进入吸收塔,烟气中的SO2与含有石灰石的浆液进行气液接触,通入空气后生成石膏,经脱硫的烟气,应用循环气体加热器进行再加热,进入烟囱,排入大气写出湿法石灰石石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式:_;用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2的原因是:;上述过程中得到的石膏,如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值,则石膏产品性能变坏工业上消除可溶性氯化物的方法是;(5
13、)某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成 (CaSO4xH2O)即测定x值,做如下实验:将石膏加热使之脱水,加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示数据表明当固体的质量为2.72g后不再改变石膏的化学式为;图象中AB段对应化合物的化学式为37卤族元素的单质和化合物很多,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们(1)卤族元素位于元素周期表的区;溴的价电子排布式为(2)测定液态氟化氢的相对分子质量,实验值大于20,原因是(3)请根据下表提供的第一电离能数据判断,最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是(写出名称)氟氯溴碘第一电离能(kJ/mol)168112511140
14、1008(4)已知碘酸(HIO3)和高碘酸(H5IO6)的结构分别如图1、2所示:请比较二者酸性强弱:HIO3H5IO6(填“”、“”或“=”),原因是(5)BCl3是一种非金属氯化物,其分子中BCl键的键角为,写出一种与BCl3互为等电子体的离子(6)如图3为碘晶体晶胞结构有关说法中正确的是A碘分子的排列有2种不同的取向,2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构B用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子C碘晶体为无限延伸的空间结构,是原子晶体D碘晶体中存在的相互作用有非极性键和范德华力(7)已知CaF2晶体(如图4)的密度为pg/cm3,NA为阿伏伽德罗常数阳离子的配位数为晶胞边长a=
15、cm(用含p、NA的代数式表示)38化合物M是一种强度很高的合成纤维,被广泛用于太空服、降落伞等高科技领域中下列是某研究小组以化合物A为原料生产M的合成路线:已知以下信息:1molA可与2molBr2发生加成反应;B中有两种化学环境不同的氢;D不能使溴的CCl4溶液褪色,其核磁共振氢谱为单峰;E能与金属钠反应放出氢气请回答下列问题:(1)C的结构简式为,D的化学名称是(2)A的结构简式为(3)F中所含官能团有(填名称),FG的反应类型是(4)反应GH的化学方程式为(5)F的同分异构体中能发生银镜反应的有种,其中在核磁共振氢谱中出现两组峰的是(填结构简式)2015年辽宁省辽南协作校高考化学二模试
16、卷参考答案与试题解析一、选择题(共7小题,每小题3分,满分21分)7氰气(CN)2性质与卤素相似,分子中4个原子处于同一直线下列叙述正确的是()A分子中只存在极性键B在氰气中N、C的化合价为0CCN的电子式:D能与烯烃发生加成反应【考点】电子式;根据化学式判断化合价;极性键和非极性键;取代反应与加成反应菁优网版权所有【分析】A氰气(CN)2结构为NCCN,存在碳碳非极性键;B根据在化合物中正负化合价代数和为零,结合氰气的结构进行解答;CCN中碳原子满足8电子稳定结构;D含有不饱和键,可发生加成反应【解答】解:A氰气(CN)2结构为NCCN,存在碳氮极性键和碳碳非极性键,故A错误;B氰气的结构为
17、NCCN,在氰气中N、C的化合价分别为3、+3,故B错误;CCN电子式为,故C错误;D氰气(CN)2结构为NCCN,含有不饱和键,可发生加成反应,故D正确;故选D【点评】本题考查了物质的组成、结构和性质的关系,涉及电子式的书写等知识,题目难度不大,可以根据已知的乙炔的结构、卤素的性质结合元素周期律来分析解答,试题有利于培养学生的知识迁移能力8已知电解熔融氧化钙可以得到金属钙和氯气,钙在氯气中燃烧又能生成氯化钙请你根据已学知识,按图中箭头所表示的物质间可能发生的转化,分析下列说法正确的是()ACaO、Ca(OH)2、CaCO3三者都是离子化合物,在固态时可以导电B工业上也可用电解熔融氧化钙的方法
18、制备金属钙C往Ca(OH)2溶液中滴加Na2CO3溶液或NaHCO3溶液,都能实现的转化D工业上以氯气和石灰乳为原料通过反应制造主要成分为CaCl2的漂白粉【考点】金属冶炼的一般原理;离子化合物的结构特征与性质;氯、溴、碘及其化合物的综合应用菁优网版权所有【分析】ACaO、Ca(OH)2、CaCO3三者都是离子化合物,在固态时不能电离出自由移动离子;B氧化钙离子键稳定性强于氯化钙,破坏需要吸收大量的热;C往Ca(OH)2溶液中滴加Na2CO3溶液或NaHCO3溶液都能反应生成碳酸钙沉淀;D漂白粉主要成分为次氯酸钙和氯化钙【解答】解:ACaO、Ca(OH)2、CaCO3三者都是离子化合物,在固态
19、时不能电离出自由移动离子,所以不能导电,故A错误;B钙氧离子键键能较大,反应吸热过多,使得反应温度过高,一般使用CaCl2的熔融电解制得钙单质,故B错误;C往Ca(OH)2溶液中滴加Na2CO3溶液或NaHCO3溶液都能反应生成碳酸钙沉淀,Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH,Ca(OH)2+2NaHCO3=CaCO3+Na2CO3+2H2O,故C正确;D漂白粉主要成分为次氯酸钙和氯化钙,故D错误;故选:C【点评】本题考查了物质转化关系,金属的冶炼,熟悉金属冶炼方法与活泼性关系是解题关键,题目难度中等9设NA为阿伏伽德罗常数的数值,则下列说法中不正确的是()常温下,21g聚乙烯
20、(CH2CH2)中含有氢原子的数目为3NA在KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O反应中每生成71g氯气转移的电子数为2NA3.4gNH3中含NH键数目为0.2NA过氧化钠与水反应,若转移2NA个电子,则产生的氧气为32g在1L0.1mol/L的碳酸钠溶液中,CO32总数为0.1NAABCD【考点】阿伏加德罗常数菁优网版权所有【分析】聚乙烯的最简式为CH2,根据聚乙烯的最简式计算出21g聚乙烯中含有的H原子的物质的量;反应KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2O中,KClO3中Cl元素由+5价变为+0价,HCl中Cl元素由1价变为0价,由方程式可知当有6molHCl参加
21、反应时,有5mol被氧化,转移5mol电子,生成3molCl2,以此进行计算;氨气分子中含有3个氮氢键,3.4g氨气的物质的量为0.2mol,含有0.6mol氮氢键;过氧化钠与水反应中,过氧化钠既是氧化剂也是还原剂,且过氧化钠中氧元素的化合价为1价,则生成1mol氧气转移了2mol电子,据此进行计算;在1L0.1mol/L的碳酸钠溶液中,CO32部分水解,导致溶液中碳酸根离子数目减少【解答】解:聚乙烯(CH2CH2)的最简式为CH2,21g聚乙烯中含有最简式CH2的物质的量为:=1.5mol,含有H原子的物质的量为1.5mol2=3mol,含有氢原子的数目为3NA,故正确;反应中KClO3+6
22、HCl=KCl+3Cl2+3H2O中,只有Cl元素化合价发生变化,KClO3为氧化剂,HCl为还原剂,电子转移的方向和数目为: ,当有3mol Cl2生成时,转移5mol电子,71g氯气的物质的量为:=1mol,则生成1mol氯气时转移的电子为:mol=mol,故错误;3.4g氨气的物质的量为:=0.2mol,0.2mol氨气分子中含有氮氢键的物质的量为:0.2mol3=0.6mol,含NH键数目为0.6NA,故错误;32g氧气的物质的量为1mol,过氧化钠中氧元素的化合价为1价,则生成1mol氧气转移了2mol电子,即:转移2NA个电子,故正确;在1L0.1mol/L的碳酸钠溶液中,含有溶质
23、碳酸钠的物质的量为0.1mol,由于碳酸根离子部分水解,则溶液中的CO32总数小于0.1NA,故错误;根据分析可知,不正确的为,故选D【点评】本题考查了阿伏伽德罗常数的综合应用,题目难度中等,涉及氧化还原反应的计算、盐的水解原理、有关物质的量的计算等知识,试题知识点较多,充分考查学生灵活应用基础知识的能力,为易错点,正确判断化合价变化情况为解答关键10用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的是()A用图1装置作为制取二氧化碳的尾气吸收装置B用图2装置进行二氧化碳喷泉实验C用图3装置进行二氧化锰和浓盐酸制取氯气的实验D用图4装置进行石油的分馏实验【考点】化学实验方案的评价菁优网版权所有【专题】
24、实验评价题【分析】A有缓冲装置的能防止倒吸;B只有收集的气体极易溶于该溶液时才能产生喷泉实验;C在加热条件下用二氧化锰和浓盐酸制取氯气;D温度计位置错误,温度计应该测量蒸气温度而不是液体温度,且冷凝管中下口为进水口、上口为出水口【解答】解:A该装置有缓冲装置,所以能防止倒吸,故A正确;B二氧化碳在水中溶解度较小,不能迅速产生压强差,所以不能形成喷泉实验,故B错误;C实验室用二氧化锰和浓盐酸制取氯气时需要固液混合加热型装置,故C错误;D对石油进行蒸馏时,温度计测量蒸气温度,所以温度计水银球应该位于蒸馏烧瓶支管口处,且冷凝管中的水应该是下口进水、上口出水,否则易炸裂冷凝管,故D错误;故选A【点评】
25、本题考查了化学实验方案评价,涉及尾气处理、喷泉实验、蒸馏、气体的制取等实验,明确物质的性质、实验操作规范性等知识点是解本题关键,总结使用温度计时温度计位置,如:制取乙烯时温度计水银球位于溶液中、水浴加热时温度计水银球位于水浴中、蒸馏时温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处11下列关于分子式为C4H8O2的有机物的同分异构体的说法中,不正确的是()A属于羧基类的有2种B属于酯类的有3种C存在分子中含有六元环的同分异构体D分子中可含有两种不同的官能团【考点】同分异构现象和同分异构体;常见有机化合物的结构菁优网版权所有【分析】A、C4H8O2属于羧酸时,可以根据羧基位置异构可以得到丁酸的同分异构体;B、C
26、4H8O2属于酯类的同分异构体,为饱和一元酯,根据酸和醇的种类来确定;C、根据六元环结合有机物的分子式来确定;D、C4H8O2属于羟基醛时,具有两种官能团,据此解答即可【解答】解:A、C4H8O2属于羧酸时,可以是丁酸或2甲基丙酸,共有2种同分异构体,故A正确;B、C4H8O2属于酯类的同分异构体,为饱和一元酯,若为甲酸与丙醇形成的酯,甲酸只有1种结构,丙醇有2种,形成的酯有2种,若为乙酸与乙醇形成的酯,乙酸只有1种结构,乙醇只有1种结构,形成的乙酸乙酯有1种,若为丙酸与甲醇形成的酯,丙酸只有1种结构,甲醇只有1种结构,形成的丙酸甲酯只有1种,所以C4H8O2属于酯类的同分异构体共有4种,故B
27、错误;C、存在分子中含有六元环的同分异构体:,故C正确;D、C4H8O2属于羟基醛时,即含有羟基和醛基两种官能团,故D正确;故选B【点评】本题考查同分异构体的种类,根据官能团异构和位置异构和碳链异构来综合分析同分异构体的种数,难度不大,有利于培养学生的逻辑推理能力12某充电宝锂离子电池的总反应为:xLi+Li1nMn2O4LiMn2O4,某手机镍氢电池总反应为:NiOOH+MHM+Ni(OH)2(M为储氢金属或合金),有关上述 两种电池的说法不正确的是()A锂离子电池放电时Li+向正极迁移B锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:LiMn2O4xe=Li1nMn2O4+xLi+C如图表示用锂离子电
28、池给镍氢电池充电D镍氢电池放电时,正极的电极反应式:NiOOH+H2O+e=Ni(OH)2+OH【考点】原电池和电解池的工作原理菁优网版权所有【分析】A根据电池放电时阳离子移向正极,阴离子移向负极判断;B放电时,正极发生还原反应;C根据右图,锂离子电池为放电过程,而镍氢电池为充电过程分析;D锂离子电池充电时,阴极为得电子的还原反应【解答】解:A锂离子电池放电时阳离子移向正极,所以Li+向正极迁移,故A正确;B锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:Li+eLi,故B错误;C右图表示用锂离子电池为放电过程,而镍氢电池为充电过程,所以锂离子电池给镍氢电池充电,故C正确;D放电时,正极发生还原反应,方程
29、式为NiOOH+e+H2O=Ni(OH)2+OH,故D正确故选B【点评】本题考查化学电源新型电池,题目难度中等,本题注意根据电池总反应式正确判断电极反应,并能书写电极反应式是解答该题的关键13下列有关说法正确的是()A常温下,0.1molL1 Na2S溶液中存在:c(OH)=c(H+)+c(HS)+c(H2S)B常温下,0.1molL1 HA溶液与0.1 molL1 NaOH溶液正好完全反应时,溶液中一定存在:c(Na+)=c(A)c(OH)=c(H+)C常温下,向0.1molL1 CH3COOH溶液加水稀释,当溶液的pH从3.0升到4.0时,溶液中的值增大到原来的10倍D常温下,pH=7的C
30、H3COONa和CH3COOH混合溶液中:c(Na+)=c(CH3COOH)c(CH3COO)c(H+)=c(OH)【考点】离子浓度大小的比较菁优网版权所有【专题】盐类的水解专题【分析】A硫化钠溶液中水电离的氢离子与氢氧根离子相等,即质子守恒,根据质子守恒进行判断;BHA为弱酸时,反应生成NaA溶液,A水解溶液显示碱性,则c(OH)c(H+)、c(Na+)c(A);C根据醋酸的电离平衡常数判断,温度不变,醋酸的电离平衡常数不变;D溶液显示中性,则c(H+)=c(OH),根据电荷守恒可得c(Na+)=c(CH3COO),溶液中醋酸的浓度较小,c(Na+)=c(CH3COO)c(CH3COOH)【
31、解答】解:A根据硫化钠溶液中的质子守恒可得:c(OH)=c(H+)+c(HS)+2c(H2S),故A错误;B常温下,0.1molL1HA溶液与0.1molL1NaOH溶液正好完全反应时,当HA为强酸时,溶液显示中性,则:c(Na+)=c(A)c(OH)=c(H+),当HA为弱酸时,反应生成强碱弱酸盐NaA,溶液显示碱性,则c(OH)c(H+)、c(Na+)c(A),溶液中离子浓度大小为:c(Na+)c(A)c(OH)c(H+),故B错误;C醋酸的电离平衡常数为:K=c(H+)所以:=,由于稀释前后温度相同,则醋酸的电离平衡常数K不变,与氢离子浓度成反比,当溶液的pH从3.0升到4.0时,溶液中
32、氢离子浓度缩小为原先的,则的值增大到原来的10倍,故C正确;D常温下,pH=7的CH3COONa和CH3COOH混合溶液中,c(H+)=c(OH),根据电荷守恒可得:c(Na+)=c(CH3COOH),由于溶液中醋酸的浓度较小,则:c(Na+)=c(CH3COO)c(CH3COOH),故D错误;故选C【点评】本题考查了判断溶液中离子浓度大小的方法,题目难度中等,注意掌握弱电解质的电离、盐的水解原理、酸碱中和反应的定性判断,能够根据物料守恒、盐的水解原理、电荷守恒判断溶液中各离子浓度大小二、解答题(共6小题,满分88分)26某工业含锰酸性废水的主要成分为MnSO4,另外还存在Fe2+、Fe3+、
33、Al3+等离子现以该废水为原料,制备高纯的碳酸锰,工业流程如下:(1)加入MnO2的作用是MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O(用离子方程式表示)(2)下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀时的pH开始沉淀时的pH沉淀完全时的pHFe3+1.53.1Fe2+6.59.7Al3+3.35.2Mn2+7.810.4依据表中数据判断,用氨水调节溶液的pH应至5.2(3)滤渣X的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3,滤液中的溶质为MnSO4、(NH4)2SO4(4)已知反应1中会产生一种气体,则该反应的化学方程式为2NH4HCO3+MnSO4=MnCO3+(NH4)2SO4+CO2+
34、H2O(5)判断水洗步骤中沉淀已洗净的方法是取最后一次的洗涤液于试管中,加入BaCl2溶液和稀硝酸,若无白色沉淀,说明已洗净(6)制得的碳酸锰可用于工业上电解法冶炼金属锰该生产中需先将碳酸锰溶于强酸,配成电解液,写出该反应的离子方程式MnCO3+2H+=Mn2+CO2+H2O【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用菁优网版权所有【分析】(1)加入MnO2,做氧化剂,氧化Fe2+;(2)根据表中数据可知,氢氧化铝完成沉淀的pH为5.2,氢氧化铁完全沉淀的pH为3.7,所以调节pH在5.2,(3)调节pH在5.2,Fe3+和Al3+均以Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀状态存在,滤液中的溶质
35、为MnSO4、(NH4)2SO4;(4)NH4HCO3与MnSO4生成CO2、MnCO3、(NH4)2SO4和H2O;(5)MnCO3沉淀中附有SO42,通过检验沉淀中是否含有SO42,来确定沉淀洗涤干净与否;(6)碳酸锰溶于强酸生成Mn2+、CO2和H2O【解答】解:(1)加入MnO2,做氧化剂,氧化Fe2+,离子方程式为MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O;故答案为:MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O;(2)根据表中数据可知,氢氧化铝完成沉淀的pH为5.2,氢氧化铁完全沉淀的pH为3.7,所以调节pH在5.2,故答案为:5.2;(3)调节pH在5.2,
36、Fe3+和Al3+均以Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀状态存在,即滤渣的成分为:Fe(OH)3、Al(OH)3,滤液中的溶质为MnSO4、(NH4)2SO4;故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3;MnSO4、(NH4)2SO4;(4)NH4HCO3与MnSO4生成CO2、MnCO3、(NH4)2SO4和H2O,化学方程式为2NH4HCO3+MnSO4=MnCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O;故答案为:2NH4HCO3+MnSO4=MnCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O;(5)MnCO3沉淀中附有SO42,通过检验沉淀中是否含有SO42,来确定沉淀洗涤干净与否,取最后一次的
37、洗涤液于试管中,加入BaCl2溶液和稀硝酸,若无白色沉淀,说明已洗净;故答案为:取最后一次的洗涤液于试管中,加入BaCl2溶液和稀硝酸,若无白色沉淀,说明已洗净;(6)碳酸锰溶于强酸生成Mn2+、CO2和H2O,离子方程式为MnCO3+2H+=Mn2+CO2+H2O;故答案为:MnCO3+2H+=Mn2+CO2+H2O【点评】本题考查了铁盐和亚铁盐的相互转变、常见离子的检验方法、难溶电解质的溶解平衡及离子方程式的书写,题目难度中等,解题关键是合理分析题中生成流程及表中离子完全沉淀时的数据的含义,试题培养了学生分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力27工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氨氧化物
38、NO3、CO2、SO2等气体,严重污染空气对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用脱硝:已知:H2的燃烧热为285.8kJmol1N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H=+133kJmol1H2O(g)=H2O(l)H=44kJmol1催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)H=1100.2kJmol1脱碳:向2L密闭容器中加入2molCO2、6molH2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)H0(1)下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是de
39、a混合气体的平均摩尔质量保持不变 bCO2和H2的体积分数保持不变cCO2和H2的转化率相等 d混合气体的密度保持不变e.1molCO2生成的同时有3molHH键断裂CO2的浓度随时间(0t2)变化如图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2t4CO2的浓度随时间的变化(2)改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H0中的所有物质都为气态起始温度体积相同(T1、2L密闭容器)反应过程中部分数据见下表:反应时间CO2(mol)H2(mol)CH3OH(mol)H2O(mol)反应恒温恒容0min260010min
40、4.520min130min1反应绝热恒容0min0022达到平衡时,反应、对比:平衡常数K()K()(填“”、“”或“=”)对反应,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=0.025mol/(Lmin);在反应的条件下,该反应的平衡常数为对反应,在其它条件不变,若30min时只改变一个条件,此时H2的物质的量浓度为1.6mol/L,则该条件可能为减少CO2的浓度,增大甲醇或水蒸气浓度,或升高温度(写出两个情况即可)对反应,若30min时只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),则平衡不移动(填“正向”、“逆向”或“不”)【考点】化学平衡的计算;热化学方程式;化学平衡的
41、影响因素;化学平衡状态的判断菁优网版权所有【分析】H2的燃烧热为285.8kJmol1,则 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6kJmol1,N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H=+133kJmol1H2O(g)=H2O(l)H=44kJmol1根据盖斯定律,24可得:4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g),反应热也进行相应的计算;(1)可能反应到达平衡时,正逆反应速率相等,各组分的浓度、含量不变,由此衍生的其它一些物理量不变,判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不变化,说明到达平衡;t2时CO2浓度为0.5mol/L,则氢气浓度变化
42、量为(1mol/L0.5mol/L)3=1.5mol/L,氢气平衡浓度为1.5mol/L=1.5mol/L,则该温度下平衡常数K=,在t2时将容器容积缩小一倍,瞬间CO2浓度变为1mol/L,压强增大,平衡向正反应方向移动,t3时达到平衡时,等效为开始体积缩小一倍到达的平衡,设此时CO2浓度为xmol/L,则: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)开始(mol/L):2 6 转化(mol/L):2x 63x平衡(mol/L):x 3x则=,解得x=0.5,t3时达到平衡时CO2浓度为0.5mol/L,t4时降低温度,瞬间CO2浓度不变,正反应为放热反应,而后平衡向正反应移动
43、,CO2浓度减小;(2)I为恒温,为绝热容器,反应向逆反应进行,逆反应为吸热反应,平衡时温度比I中低,升高温度平衡向逆反应方向移动;根据v=计算v(H2),再根据速率之比等于化学计量数之比计算v(CH3OH);20min时,转化的CO2为2mol1mol=1mol,则生成的CH3OH为1mol,而30min时CH3OH为1mol,故20min时到达平衡,计算平衡时各组分浓度,代入平衡常数表达式K=计算;平衡时氢气为6mol1mol3=3mol,氢气平衡浓度为=1.5mol/L,在其它条件不变,若30min时只改变一个条件,此时H2的物质的量浓度为1.6mol/L,减少CO2的浓度,增大甲醇或水
44、蒸气浓度,平衡逆向移动,氢气浓度增大,由于正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动;计算浓度商Qc,与平衡常数比较判断平衡是否移动【解答】解:H2的燃烧热为285.8kJmol1,则 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6kJmol1,N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H=+133kJmol1H2O(g)=H2O(l)H=44kJmol1根据盖斯定律,24可得:4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g),则:H=2(571.6kJmol1)133kJmol14(44kJmol1)=1100.2kJmol1,故反应热化学方程式为:4H2(g)+2NO2(g)=
45、N2(g)+4H2O(g)H=1100.2kJmol1,故答案为:4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)H=1100.2kJmol1;(1)a甲醇、水为液体,CO2、H2的起始物质的量之比为1:3,反应按物质的量1:3反应,故混合气体中CO2、H2的起始物质的量之比为1:3,平均摩尔质量数值保持不变,故a错误;b由a中分析,可知CO2和H2的体积分数数值保持不变,故b错误;c由a中分析,可知CO2和H2的转化率始终相等,故c错误; d容器容积不变,混合气体质量减小,随反应进行混合气体密度减小,当混合气体的密度不变,反应到达平衡,故d正确;e.1molCO2生成的同时有3mol
46、HH键断裂,而1molCO2生成的同时生成3molHH键,氢气的生成速率与消耗速率相等,反应到达平衡,故e正确,故选:de;t2时CO2浓度为0.5mol/L,则氢气浓度变化量为(1mol/L0.5mol/L)3=1.5mol/L,氢气平衡浓度为1.5mol/L=1.5mol/L,则该温度下平衡常数K=,在t2时将容器容积缩小一倍,瞬间CO2浓度变为1mol/L,压强增大,平衡向正反应方向移动,t3时达到平衡时,等效为开始体积缩小一倍到达的平衡,设此时CO2浓度为xmol/L,则: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)开始(mol/L):2 6 转化(mol/L):2x 6
47、3x平衡(mol/L):x 3x则=,解得x=0.5,t3时达到平衡时CO2浓度为0.5mol/L,t4时降低温度,瞬间CO2浓度不变,正反应为放热反应,而后平衡向正反应移动,CO2浓度减小,画出t2t4CO2的浓度随时间的变化如图:故答案为:;(2)I为恒温,为绝热容器,反应向逆反应进行,逆反应为吸热反应,平衡时温度比I中低,升高温度平衡向逆反应方向移动,故平衡常数K()K(),故答案为:;v(H2)=0.075mol/(Lmin),速率之比等于化学计量数之比,v(CH3OH)=v(H2)=0.025mol/(Lmin);20min时,转化的CO2为2mol1mol=1mol,则生成的CH3
48、OH为1mol,而30min时CH3OH为1mol,故20min时到达平衡, CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)开始(mol/L):2 6 0 0转化(mol/L):1 3 1 1平衡(mol/L):1 3 1 1故平衡常数K=,故答案为:0.025mol/(Lmin);平衡时氢气为6mol1mol3=3mol,氢气平衡浓度为=1.5mol/L,在其它条件不变,若30min时只改变一个条件,此时H2的物质的量浓度为1.6mol/L,减少CO2的浓度,增大甲醇或水蒸气浓度,平衡逆向移动,氢气浓度增大,由于正反应为放热反应,可以升高温度,故答案为:减少CO2的浓度,增大甲醇或
49、水蒸气浓度,或升高温度;对反应,若30min时只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),此时浓度商Qc=K=,则平衡不移动,故答案为:不【点评】本题考查化学平衡有关计算、平衡影响因素、化学平衡状态判断、平衡常数、热化学方程式书写等,题目中作图为易错点,学生容易忽略体积压缩一倍后到达平衡时二氧化碳的具体浓度,难度中等28草酸(H2C2O4)是一种重要的有机化工原料为探究草酸的制取和草酸的性质,进行如下实验实验:实验室用硝酸氧化淀粉水解液法制备草酸,(装置如下图所示)反应原理为:C6H12O6+12HNO33H2C2O4+9NO2+3NO+9H2O实验步骤如下:取一定量的淀粉水解
50、液加入三颈烧瓶中控制反应温度5560,边搅拌边缓慢滴加一定量的混合酸(65%的HNO3与98%的H2SO4的质量比2:1.25)反应3小时,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤后得到草酸晶体(1)如图实验装置中仪器乙的名称为冷凝管;装置B的作用是:安全瓶,防止倒吸(2)检验淀粉是否水解完全所需要的试剂为:碘水或碘 (3)配制混合酸的方法是:将浓硫酸注入到浓硝酸中实验:探究草酸与酸性高锰酸钾的反应(4)向草酸溶液中逐滴加入硫酸酸化的高锰酸钾溶液时,可观察到溶液由紫红色变为近乎无色,写出反应的离子方程式5H2C2O4+6H+2MnO4=2Mn2+10CO2+8H2O(5)学习小组的同学发现,当向草酸溶液中逐滴
51、加入硫酸酸化的高锰酸钾溶液时,溶液褪色总是先慢后快为探究其原因,同学们做了如下对比实验:实验序号H2C2O4(aq)KMnO4(H+)(aq)MnSO4(S)褪色时间(s)C(molL1)V(mL)C(molL1)V(mL)实验10.120.014030实验20.120.01454由此你认为溶液褪色总是先慢后快的原因是生成的Mn2+对此反应起催化剂的作用实验:用草酸滴定法测矿石中钒的含量(6)随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金的维生素”钒元素广泛分散于各种矿物中,钾钒铀矿的主要成分可用化学式表示为K2H6U2V2O15,测定其中钒元素含量的方法是:先把矿
52、石中的钒元素转化为V2O3,V2O3在酸性溶液里转化为VO2+,再用标准草酸溶液滴定总反应可表示为:2VO2+1H2C2O4+2H+2VO2+2CO2+2H2O请将上述反应配平(填写系数即可);现有钾钒铀矿样品10.2g,用上述方法来测定钒的含量,结果消耗0.9g草酸,则此钾钒铀矿中钒元素的质量分数是10%【考点】性质实验方案的设计菁优网版权所有【分析】(1)仪器名称是冷凝管;反应生成的气体与C中氢氧化钠溶液反应,容易发生倒吸现象,装置B为安全瓶,起到了防止倒吸的作用;(2)碘遇淀粉试液变蓝色;(3)二者混合相当于浓硫酸的稀释;(4)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能够将草酸氧化,据此写出反应的离子方程式;(
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