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文档简介

(一)6.下列我国科研成果所涉及材料中,主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是()A.4.03米大口径碳化硅反射镜B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线D.“玉兔二号”钛合金筛网轮8.2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是()A.In是第五周期第ⅢA族元素B.eq\o\al(115,49)In的中子数与电子数的差值为17C.原子半径:In>AlD.碱性:In(OH)3>RbOH10.下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是()物质(括号内为杂质)除杂试剂AFeCl2溶液(FeCl3)Fe粉BNaCl溶液(MgCl2)NaOH溶液、稀HClCCl2(HCl)H2O、浓H2SO4DNO(NO2)H2O、无水CaCl211.探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。(已知:室温下,0.1mol·L-1H2C2O4的pH=1.3)实验装置试剂a现象①Ca(OH)2溶液(含酚酞)溶液褪色,产生白色沉淀②少量NaHCO3溶液产生气泡③酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色④C2H5OH和浓硫酸加热后产生有香味物质由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是()A.H2C2O4有酸性,Ca(OH)2+H2C2O4=CaC2O4↓+2H2OB.酸性:H2C2O4>H2CO3,NaHCO3+H2C2O4=NaHC2O4+CO2↑+H2OC.H2C2O4有还原性,2MnOeq\o\al(-,4)+5C2Oeq\o\al(2-,4)+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2OD.H2C2O4可发生酯化反应,HOOCCOOH+2C2H5OHeq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))C2H5OOCCOOC2H5+2H2O(二)1.糖类是人体所需的重要营养物质。淀粉分子中不含的元素是()A.氢B.碳C.氮D.氧2.反应NH4Cl+NaNO2=NaCl+N2↑+2H2O放热且产生气体,可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是()A.中子数为18的氯原子:eq\o\al(18,17)ClB.N2的结构式:N=NC.Na+的结构示意图:D.H2O的电子式:Heq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)H3.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A.NH4HCO3受热易分解,可用作化肥B.稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈C.SO2具有氧化性,可用于纸浆漂白D.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝4.室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.0.1mol·L-1NaOH溶液:Na+、K+、COeq\o\al(2-,3)、AlOeq\o\al(-,2)B.0.1mol·L-1FeCl2溶液:K+、Mg2+、SOeq\o\al(2-,4)、MnOeq\o\al(-,4)C.0.1mol·L-1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl-、OH-D.0.1mol·L-1H2SO4溶液:K+、NHeq\o\al(+,4)、NOeq\o\al(-,3)、HSOeq\o\al(-,3)5.下列实验操作能达到实验目的的是()A.用经水湿润的pH试纸测量溶液的pHB.将4.0gNaOH固体置于100mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.000mol·L-1NaOH溶液C.用装置甲蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体D.用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量SO26.下列有关化学反应的叙述正确的是()A.Fe在稀硝酸中发生钝化B.MnO2和稀盐酸反应制取Cl2C.SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3D.室温下Na与空气中O2反应制取Na2O27.下列指定反应的离子方程式正确的是()A.室温下用稀NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2OB.用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2:Al+2OH-AlOeq\o\al(-,2)+H2↑C.室温下用稀HNO3溶解铜:Cu+2NOeq\o\al(-,3)+2H+=Cu2++2NO2↑+H2OD.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸:Na2SiO3+2H+=H2SiO3↓+2Na+8.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层有2个电子,Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料,W与X位于同一主族。下列说法正确的是()A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)B.由X、Y组成的化合物是离子化合物C.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强D.W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强9.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A.NaCl(aq)eq\o(→,\s\up7(电解))Cl2(g)eq\o(→,\s\up7(Fes),\s\do5(△))FeCl2(s)B.MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2(s)eq\o(→,\s\up7(煅烧))MgO(s)C.S(s)eq\o(→,\s\up7(O2g),\s\do5(点燃))SO3(g)eq\o(→,\s\up7(H2Ol))H2SO4(aq)D.N2(g)eq\o(→,\s\up7(H2g),\s\do5(高温高压、催化剂))NH3(g)eq\o(→,\s\up7(CO2g),\s\do5(NaClaq))Na2CO3(s)13.室温下进行下列实验,根据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结论A向X溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再加入少量KSCN溶液,溶液变为红色X溶液中一定含有Fe2+B向浓度均为0.05mol·L-1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黄色沉淀生成Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)CBr2的氧化性比I2的强D用pH试纸测得:CH3COONa溶液的pH约为9,NaNO2溶液的pH约为8HNO2电离出H+的能力比CH3COOH的强(三)7.陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是()A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点9.实验室制备溴苯的反应装置如图所示,关于实验操作或叙述错误的是()A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开KB.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯A.冰表面第一层中,HCl以分子形式存在B.冰表面第二层中,H+浓度为5×10-3mol·L-1(设冰的密度为0.9g·cm-3)C.冰表面第三层中,冰的氢键网络结构保持不变D.冰表面各层之间,均存在可逆反应HClH++Cl-13.科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是()A.WZ的水溶液呈碱性B.元素非金属性的顺序为X>Y>ZC.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构(四)8.已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是()A.3g3He含有的中子数为1NAB.1L0.1mol·L-1磷酸钠溶液含有的POeq\o\al(3-,4)数目为0.1NAC.1molK2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NAD.48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA9.今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。如表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是()A.原子半径:W<XB.常温常压下,Y单质为固态C.气态氢化物热稳定性:Z<WD.X的最高价氧化物的水化物是强碱10.下列实验现象与实验操作不相匹配的是()实验操作实验现象A向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置溶液的紫色逐渐褪去,静置后溶液分层B将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生C向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸有刺激性气味气体产生,溶液变浑浊D向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉,充分振荡后加1滴KSCN溶液黄色逐渐消失,加KSCN后溶液颜色不变11.下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是()A.向CuSO4溶液中加入足量Zn粉,溶液蓝色消失Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4B.澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2OC.Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O2=2Na2O+O2↑D.向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)2+2FeCl3=2Fe(OH)3+3MgCl2(五)7.化学与生活密切相关。下列叙述错误的是()A.高纯硅可用于制作光感电池B.铝合金大量用于高铁建设C.活性炭具有除异味和杀菌作用D.碘酒可用于皮肤外用消毒9.X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是()A.熔点,X的氧化物比Y的氧化物高B.热稳定性:X的氢化物大于Z的氢化物C.X与Z可形成离子化合物ZXD.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸10.离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是()A.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变B.水中的NOeq\o\al(-,3)、SOeq\o\al(2-,4)、Cl-通过阴离子树脂后被除去C.通过净化处理后,水的导电性降低D.阴离子树脂填充段存在反应H++OH-H2O12.下列实验不能达到目的的是()选项目的实验A制取较高浓度的次氯酸溶液将Cl2通入碳酸钠溶液中B加快氧气的生成速率在过氧化氢溶液中加入少量MnO2C除去乙酸乙酯中的少量乙酸加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液D制备少量二氧化硫气体向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸(六)2.下列离子方程式能用来解释相应实验现象的是()实验现象离子方程式A向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,沉淀溶解Mg(OH)2+2NHeq\o\al(+,4)=Mg2++2NH3·H2OB向沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+C二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色3SO2+2MnOeq\o\al(-,4)+4H+=3SOeq\o\al(2-,4)+2Mn2++2H2OD氧化亚铁溶于稀硝酸FeO+2H+=Fe2++H2O3.下列有关金属及其化合物的应用不合理的是()A.将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2B.铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业C.盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良D.无水CoCl2呈蓝色,吸水会变为粉红色,可用于判断变色硅胶是否吸水4.下列实验操作或装置能达到目的的是()ABCD混合浓硫酸和乙醇配制一定浓度的溶液收集NO2气体证明乙炔可使溴水褪色(一)6.答案A解析SiC中的C、Si分别为第二周期和第三周期的第ⅣA族元素,二者均为非金属元素,形成的SiC为无机非金属材料,A项正确;聚氨酯中含有C、H、N、O等元素,四种元素不属于同主族元素,且聚氨酯为有机材料,B项错误;碳包覆银纳米线由C、Ag元素组成,是无机非金属材料,但两种元素不是同主族元素,C项错误;钛合金是金属材料,D项错误。8.答案D解析Rb为碱金属,属于第五周期元素,故In亦为第五周期元素,In与Al同主族,即为第ⅢA族元素,A项正确;eq\o\al(115,49)In的中子数为115-49=66,质子数为49,质子数等于核外电子数,故中子数与电子数之差为17,B项正确;同主族元素,从上到下,原子半径逐渐增大,故原子半径:In>Al,C项正确;同周期元素从左到右,金属性逐渐减弱,故其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,即碱性:In(OH)3<RbOH,D项错误。10.答案B解析A项,Fe粉将溶液中的Fe3+转化为Fe2+,涉及氧化还原反应;B项,Mg2+与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀,多余的NaOH用稀盐酸中和,两个反应均不涉及氧化还原反应;C项,Cl2能溶于水并与水发生氧化还原反应,不能用水除去Cl2中的HCl;D项,NO2与水反应生成HNO3和NO,涉及氧化还原反应。11.答案C解析A项,往草酸中加入含酚酞的Ca(OH)2溶液,溶液褪色,可知草酸具有酸性,Ca(OH)2与H2C2O4反应生成CaC2O4白色沉淀,正确;B项,由实验②可知,在NaHCO3溶液中滴加草酸,有气泡生成,即生成CO2,说明草酸酸性比碳酸的强,正确;D项,草酸结构中含2个羧基,与乙醇发生酯化反应生成含两个酯基的酯类物质,正确。(二)1.答案C解析淀粉的组成通式为(C6H10O5)n,不含N元素,C项符合题意。2.答案D解析A项,中子数为18的氯原子应表示为eq\o\al(35,17)Cl,错误;B项,N2分子中N与N之间形成叁键,结构式为N≡N,错误;C项,Na+的结构示意图为,错误;D项,H2O为共价化合物,每个H原子和O原子之间共用一个电子对,正确。3.答案B解析A项,因为NH4HCO3中含有氮元素,所以其可以用作化肥,错误;B项,铁锈的主要成分为Fe2O3,加入稀硫酸可以除去Fe2O3利用了稀硫酸的酸性,正确;C项,SO2漂白纸浆利用了SO2的漂白性,不是其氧化性,错误;D项,电解Al2O3获得铝,不是因为Al2O3具有两性,错误。4.答案A解析A项,题给四种离子在碱性条件下均能大量存在,正确;B项,MnOeq\o\al(-,4)可以氧化Fe2+,错误;C项,COeq\o\al(2-,3)与Ba2+会发生反应生成BaCO3沉淀,错误;D项,H+可以与HSOeq\o\al(-,3)反应生成SO2,且酸性条件下NOeq\o\al(-,3)会氧化HSOeq\o\al(-,3)生成SOeq\o\al(2-,4),错误。5.答案D解析A项,测量溶液的pH时,不能将pH试纸湿润,否则相当于稀释溶液,错误;B项,不能直接在容量瓶中溶解固体,错误;C项,蒸干AlCl3溶液时,会促进Al3+水解,生成的HCl会挥发,最终得不到无水AlCl3固体,错误;D项,SO2会被NaOH溶液吸收,且乙烯不会与NaOH溶液反应,正确。6.答案C解析A项,常温下,Fe在浓硝酸中会发生钝化,错误;B项,MnO2与浓盐酸在加热条件下发生反应生成Cl2,与稀盐酸不反应,错误;C项,氨水过量,SO2与NH3·H2O发生反应生成(NH4)2SO3,正确;D项,室温下,Na与空气中的O2反应生成Na2O,错误。7.答案A解析A项,Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O,正确;B项,题给离子方程式不符合电荷守恒与得失电子守恒,错误;C项,稀HNO3与Cu发生反应生成NO,错误;D项,Na2SiO3为可溶性的钠盐,应拆开,错误。8.答案B解析“X是地壳中含量最多的元素”,则X为O元素,“Y原子的最外层有2个电子”,Y的原子序数大于X,则Y为Mg元素,“Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料”,则Z为Si元素,“W与X位于同一主族”,则W为S元素。A项,原子半径:r(Mg)>r(Si)>r(S)>r(O),错误;B项,MgO为离子化合物,正确;C项,非金属性:Si<S,则酸性:H2SiO3<H2SO4,错误;D项,非金属性:S<O,则热稳定性:H2S<H2O,错误。9答案B解析A项,Cl2与Fe发生反应生成FeCl3,错误;B项,MgCl2与Ca(OH)2发生反应生成Mg(OH)2沉淀,煅烧Mg(OH)2生成MgO固体,正确;C项,S在O2中燃烧只能生成SO2,错误;D项,NH3、CO2和NaCl溶液反应生成NaHCO3,反应的化学方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,错误。13.答案C解析A项,该实验操作和现象不能得出X溶液中一定含有Fe2+,应先加KSCN溶液,判断溶液中不存在Fe3+,然后再加氯水,若出现红色,可说明X溶液中存在Fe2+,错误;B项,因为I-、Cl-浓度相等,所以先生成沉淀的物质溶度积小,黄色沉淀为AgI,则Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),错误;C项,KI与Br2反应生成I2和KBr,淀粉遇I2显蓝色,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性知,氧化性:Br2>I2,正确;D项,CH3COONa和NaNO2溶液的浓度未知,溶液浓度不同,水解程度不同,pH不同,不能由题给实验操作和现象得出HNO2电离出H+的能力比CH3COOH的强,错误。(三)7答案A解析“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关,而氧化铁显红棕色,A项错误;秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成,B项正确;陶瓷以黏土为原料,经高温烧制而成,属于人造材料,主要成分是硅酸盐,C项正确;陶瓷主要成分是硅酸盐,硅酸盐中硅元素化合价处于最高价,化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点,D项正确。9答案D解析苯和溴均易挥发,苯与液溴在溴化铁作用下发生剧烈的放热反应,释放出溴化氢气体(含少量苯和溴蒸气),先打开K,后加入苯和液溴,避免因装置内气体压强过大而发生危险,A项正确;四氯化碳用于吸收溴化氢气体中混有的溴单质,防止溴单质与碳酸钠溶液反应,四氯化碳呈无色,吸收红棕色溴蒸气后,液体呈浅红色,B项正确;溴化氢极易溶于水,倒置漏斗防倒吸,碳酸钠溶液呈碱性,易吸收溴化氢,发生反应为Na2CO3+HBr=NaHCO3+NaBr,NaHCO3+HBr=NaBr+CO2↑+H2O,C项正确;反应后的混合液中混有苯、液溴、溴化铁和少量溴化氢等,提纯溴苯的正确操作是①用大量水洗涤,除去可溶性的溴化铁、溴化氢和少量溴;②用氢氧化钠溶液洗涤,除去剩余的溴等物质;③用水洗涤,除去残留的氢氧化钠;④加入干燥剂除去水,过滤;⑤对有机物进行蒸馏,除去杂质苯,从而提纯溴苯,分离溴苯,不用“结晶”的方法,D项错误。10答案D解析观察图示知,第一层只存在HCl分子,HCl没有电离,A项正确,D项错误;在冰表面第二层中,假设H2O的物质的量为1mol,则n(Cl-)=1×10-4mol,n(Cl-)=n(H+),冰的体积V=eq\f(1mol×18g·mol-1,0.9g·cm-3)=20.00cm3,c(H+)=eq\f(1×10-4mol,20×10-3L)=5.0×10-3mol·L-1,B项正确;第三层中水分子结构不变,每个水分子与4个水分子形成氢键,氢键网络结构保持不变,C项正确。13答案C解析氯化钠是强酸强碱盐,其水溶液呈中性,A项错误;元素非金属性顺序为Z(Cl)>Y(P)>X(Si),B项错误;磷的最高价氧化物是P2O5,其对应的水化物为HPO3、H3PO4,它们均是中强酸,C项正确;2个硅原子和1个P原子形成2个共价键,阴离子得到1个电子,所以该化合物中磷原子最外层达到8电子稳定结构,D项错误。(四)8答案B解析3g3He的物质的量为1mol,每个3He含1个中子,则1mol3He含1mol中子,A项正确;该溶液中含0.1molNa3PO4,由于部分POeq\o\al(3-,4)水解,故溶液中POeq\o\al(3-,4)的数目小于0.1NA,B项错误;K2Cr2O7中Cr元素为+6价,1molK2Cr2O7被还原成Cr3+时,得到6mol电子,C项正确;正丁烷和异丁烷互为同分异构体,每个分子中均含10个C—H键和3个C—C键,即每个分子中含13个共价键,则48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中含13mol共价键,D项正确。9答案D解析原子半径:N<Al,A项正确;常温常压下,单质硅呈固态,B项正确;由非金属性:P<N,可知气态氢化物热稳定性:PH3<NH3,C项正确;Al的最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3是典型的两性氢氧化物,并非强碱,D项错误。10答案A解析酸性KMnO4溶液能将乙烯氧化成CO2,故可以看到溶液的紫色逐渐褪去,但静置后液体不会分层,A项符合题意;点燃的镁条能在CO2中燃烧,集气瓶中产生浓烟(MgO颗粒)和黑色颗粒(单质碳),B项不符合题意;向盛有饱和Na2S2O3溶液的试管中滴加稀盐酸,溶液中发生反应S2Oeq\o\al(2-,3)+2H+=SO2↑+S↓+H2O,有刺激性气味气体产生,溶液变浑浊,C项不符合题意;向FeCl3溶液中加入过量铁粉,发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,可以看到溶液中黄色逐渐消失,加入KSCN后,溶液颜色不发生变化,D项不符合题意。11答案C解析CuSO4溶液呈蓝色,加入足量Zn粉后,Cu2+被还原为Cu,溶液变成无色,A项正确;澄清石灰水在空气中久置能吸收空气中的CO2,生成CaCO3白色固体,B项正确;Na2O2呈淡黄色,在空气中放置后变为白色,是Na2O2吸收空气中的CO2和H2O转化成了Na2CO3和NaOH的缘故,C项错误;向Mg(OH)2悬浊液中加入足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀,是因为Mg(OH)2与FeCl3溶液发生复分解反应生成了更难溶的Fe(OH)3,D项正确。(五)7答案C解析利用高纯硅的半导体性能,可制造光感电池,A正确;铝合金具有质地轻、强度高、抗腐蚀能力强等特点,可用于制造高铁车厢等,B正确;活性炭具有吸附作用,能除去异味,但没有杀菌消毒能力,C错误;碘酒能使蛋白质变性,可用于皮肤外用消毒,D正确。9答案B解析MgO为离子晶体,碳的氧化物为分子晶体,故镁的氧化物的熔点高于碳的氧化物,A错误;非金属性:C>Si,故氢化物的热稳定性:CH4>SiH4,B正确;C、Si形成的化合物SiC为共价化合物,C错误;Mg能溶解在浓硝酸中,Si不与浓硝酸反应,D错误。10答案A解析结合上述分析及电荷守恒可知,经过阳离子交换树脂后,水中阳离子总数增多,A错误;水中的NOeq\o\al(-,3)、SOeq\o\al(2-,4)、Cl-被阴离子树脂吸附除去,B正确;经过净化处理后,水中的离子浓度降低,水的导电性减弱,C正确;阳离子交换树脂吸附交换时产生的H+通过阴离子交换树脂时与OH-反应生成H2O,离子方程式为:H++OH-=H2O,D正确。12答案A解析Cl2与水反应生成HCl和HClO,且该反应为可逆反应,Na2CO3水解使溶液呈碱性,水解产生的OH-能同时消耗HCl和HClO,A符合题意;向过氧化氢溶液中加入少量MnO2能加快H2O2的分解,从而加快氧气的生成速率,B不符合题意;饱和碳酸钠溶液可除去乙酸乙酯中的少量乙酸,而且能降低乙酸乙酯的溶解度,便于分液,C不符合题意;向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸,符合用强酸制备弱酸的原理,可制备少量二氧化硫气体,D不符合题意。(六)2答案A解析氢氧化镁悬浊液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2Mg2++2OH-,滴加氯化铵溶液,NHeq\o\al(+,4)与OH-结合生成NH3·H2O,Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动,离子方程式为Mg(OH)2+2NHeq\o\al(+,4)=Mg2++2NH3·H2O,A项正确;向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,得到红褐色Fe(OH)3胶体而不是沉淀,B项错误;二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生反应:5SO2+2MnOeq\o\al(-,4)+2H2O=5SOeq\o\al(2-,4)+2Mn2++4H+,C项错误;氧化亚铁与稀硝酸发生氧化还原反应:3FeO+10H++NOeq\o\al(-,3)=3Fe3++NO↑+5H2O,D项错误。3答案C解析将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2,发生反应2FeCl2+Cl22FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2,A项正确;铝中添加适量锂,制得的铝合金密度小、硬度大,可用于航空工业,B项正确;盐碱地中施加熟石灰,发生反应Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH,生成的NaOH为强碱,不利于作物生长,C项错误;无水CoCl2吸水后会发生颜色变化,可用于判断变色硅胶是否吸水,D项正确。4答案B解析混合浓硫酸和乙醇时,应将浓硫酸沿着烧杯内壁缓缓注入乙醇中,并不断搅拌,A项错误;配制一定浓度的溶液,定容时视线与容量瓶的刻度线相平,B项正确;NO2的密度比空气的密度大,应用向上排空气法收集,C项错误;电石与水反应制得的乙炔中含有H2S等杂质,用溴水检验乙炔前,要先通过硫酸铜溶液除去H2S等杂质,D项错误。26.高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图所示。回答下列问题:相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9(1)“滤渣1”含有S和________;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式________________________________________________________________________。(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是___________________________________________。(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为________~6之间。(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是________。(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=eq\f(1,3)时,z=________。答案(1)SiO2(不溶性硅酸盐)MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O(2)将Fe2+氧化为Fe3+(3)4.7(4)NiS和ZnS(5)F-与H+结合形成弱电解质HF,MgF2Mg2++2F-平衡向右移动(6)Mn2++2HCOeq\o\al(-,3)=MnCO3↓+CO2↑+H2O(7)eq\f(1,3)解析(1)硫化锰矿中硅元素主要以SiO2或不溶性硅酸盐形式存在,则“滤渣1”的主要成分为S和SiO2(或不溶性硅酸盐)。结合“滤渣1”中含S,可知“溶浸”时MnO2与MnS在酸性条件下发生氧化还原反应生成MnSO4和S,根据化合价降价法可配平该反应。(2)“溶浸”后溶液中含Fe2+,“氧化”中加入的适量MnO2能将Fe2+氧化为Fe3+。(3)“调pH”除去Fe3+和Al3+时,结合表格中数据信息可知需控制溶液的pH在4.7~6之间。(4)“除杂1”中加入Na2S能将Zn2+和Ni2+分别转化为沉淀除去,故“滤渣3”的主要成分为NiS和ZnS。(5)“除杂2”中F-与Mg2+反应生成MgF2沉淀,若溶液酸度过高,则F-与H+结合生成弱电解质HF,导致MgF2(s)Mg2+(aq)+2F-(aq)平衡向右移动,Mg2+不能完全除去。(6)“沉锰”时Mn2+与HCOeq\o\al(-,3)反应生成MnCO3并放出CO2,由此可写出离子方程式。(7)化合物LiNixCoyMnzO2中,当x=y=eq\f(1,3)时,根据化合价代数和为0得1+2×eq\f(1,3)+3×eq\f(1,3)+4z-2×2=0,解得z=eq\f(1,3)。35.[化学——选修3:物质结构与性质]磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点,文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题:(1)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是________,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)。(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为________________________________________________________________________,其中Fe的配位数为________。(3)苯胺(NH2)的晶体类型是________。苯胺与甲苯(CH3)的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃),原因是________________________________________________________________________。(4)NH4H2PO4中,电负性最高的元素是________;P的________杂化轨道与O的2p轨道形成________键。(5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示:这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为____________________________________________(用n代表P原子数)。答案(1)Mg相反(2)4(3)分子晶体苯胺分子之间存在氢键(4)Osp3σ(5)(PnO3n+1)(n+2)-解析(1)由元素周期表中的“对角线规则”可知,与Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg;Mg为12号元素,M层只有2个电子,排布在3s轨道上,故M层的2个电子自旋状态相反。(2)Fe能够提供空轨道,而Cl能够提供孤电子对,故FeCl3分子双聚时可形成配位键。由常见AlCl3的双聚分子的结构可知FeCl3的双聚分子的结构式为,其中Fe的配位数为4。(3)苯胺为有机物,结合题给信息中苯胺的熔、沸点可知苯胺为分子晶体。苯胺中有—NH2,分子间可形成氢键,而甲苯分子间不能形成氢键,分子间氢键可明显地提升同主族从上到下,元素的电负性逐渐减小,故电负性N大于P,又H的电负性小于O,因此NH4H2PO4中电负性最高的元素是O。POeq\o\al(3-,4)中中心原子P的价层电子对数为4,故P为sp3杂化,P的sp3杂化轨道与O的2p轨道形成σ键。(5)由三磷酸根离子的结构可知,中间P原子连接的4个O原子中,2个O原子完全属于该P原子,另外2个O原子分别属于2个P原子,故属于该P原子的O原子数为2+2×eq\f(1,2)=3,属于左、右两边的2个P原子的O原子数为3×2+eq\f(1,2)×2=7,故若这类磷酸根离子中含n个P原子,则O原子个数为3n+1,又O元素的化合价为-2,P元素的化合价为+5,故该离子所带电荷为-2×(3n+1)+5n=-n-2,这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n+1)(n+2)-。26.立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。回答下列问题:(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时,钡的焰色为________(填标号)。A.黄色B.红色C.紫色D.绿色(2)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为________________________________________________________________________。回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为_____________________________________________________。②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差,其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的____________________(填化学式)。③沉淀器中反应的离子方程式为___________________________________________________。(3)成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。称取mg样品,置于碘量瓶中,移取25.00mL0.1000mol·L-1的I2­KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,反应式为I2+2S2Oeq\o\al(2-,3)=2I-+S4Oeq\o\al(2-,6)。测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。终点颜色变化为________________,样品中S2-的含量为__________________(写出表达式)。答案(1)D(2)①BaSO4+4C=BaS+4CO↑CO+H2O=CO2+H2②BaCO3③S2-+Ba2++Zn2++SOeq\o\al(2-,4)=ZnS·BaSO4↓(3)浅蓝色至无色eq\f(25.00-\f(1,2)V×0.1000×32,m×1000)×100%解析(1)灼烧立德粉样品时钡的焰色为绿色。(2)①由流程图中经浸出槽后得到净化的BaS溶液以及回转炉尾气中含有有毒气体可知,在回转炉中BaSO4与过量的焦炭粉反应生成可溶性的BaS和CO;生产上可通过水蒸气变换反应除去回转炉中的有毒气体CO,即CO与H2O反应生成CO2和H2。②所得“还原料”的主要成分是BaS,BaS在潮湿空气中长期放置能与空气中的H2O反应生成具有臭鸡蛋气味的H2S气体,“还原料”的水溶性变差,表明其表面生成了难溶性的BaCO3。③结合立德粉的成分可写出沉淀器中S2-、Ba2+、Zn2+、SOeq\o\al(2-,4)反应生成ZnS·BaSO4的离子方程式。(3)达到滴定终点时I2完全反应,可观察到溶液颜色由浅蓝色变成无色,且半分钟内颜色不再发生变化;根据滴定过量的I2消耗Na2S2O3溶液的体积和关系式I2~2S2Oeq\o\al(2-,3),可得n(I2)过量=eq\f(1,2)×0.1000V×10-3mol,再根据关系式S2-~I2可知,n(S2-)=0.1000×25.00×10-3mol-eq\f(1,2)×0.1000V×10-3mol=(25.00-eq\f(V,2))×0.1000×10-3mol,则样品中S2-的含量为eq\f(25.00-\f(V,2)×0.1000×32,m×1000)×100%。28.咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5℃,100℃以上开始升华),有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸(Ka约为10-6,易溶于水及乙醇)约3%~10%,还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如图所示。索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题。(1)实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是__________________。圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒__________。(2)提取过程不可选用明火直接加热,原因是____________________。与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是______________________。(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是____________________。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏水、温度计、接收管之外,还有______(填标号)。A.直形冷凝管B.球形冷凝管C.接收瓶D.烧杯(4)浓缩液加生石灰的作用是中和________和吸收________。(5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热,咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是________。答案(1)增加固液接触面积,使萃取更充分沸石(2)乙醇易挥发,易燃使用溶剂量少,可连续萃取(萃取效率高)(3)乙醇沸点低,易浓缩AC(4)单宁酸水(5)升华解析(1)实验时将茶叶研细,能增加茶叶与溶剂的接触面积,使萃取更加充分。乙醇为溶剂,为防止加热时暴沸,需在加热前向乙醇中加入几粒沸石。(2)由于溶剂乙醇具有挥发性和易燃性,因此在提取过程中不可用明火直接加热。本实验中采用索氏提取器的优点是溶剂乙醇可循环使用,能减少溶剂用量,且萃取效率高。(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂,与水相比,乙醇作为萃取剂具有沸点低和易浓缩的优点。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了所给仪器外,还有直形冷凝管和接收瓶(如锥形瓶)。(4)向浓缩液中加入生石灰能中和单宁酸并吸收水分。(5)结合分离提纯咖啡因的装置及将粉状物放入蒸发皿并小火加热,咖啡因凝结在扎有小孔的滤纸上,可知该分离提纯的方法为升华。35.[化学——选修3:物质结构与性质]近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe—Sm—As—F—O组成的化合物。回答下列问题:(1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为________,其沸点比NH3的________(填“高”或“低”),其判断理由是________________________________________________________________________________________________________________。(2)Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+价层电子排布式为________。(3)比较离子半径:F-________O2-(填“大于”“等于”或“小于”)。(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。图中F-和O2-共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1-x代表,则该化合物的化学式表示为________;通过测定密度ρ和晶胞参数,可以计算该物质的x值,完成它们关系表达式:ρ=________g·cm-3。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图1中原子1的坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(1,2),\f(1,2))),则原子2和3的坐标分别为________、________。答案(1)三角锥形低NH3分子间存在氢键(4)4s4f5(3)小于(4)SmFeAsO1-xFxeq\f(2[281+161-x+19x],a2cNA×10-30)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(1,2),0))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,0,\f(1,2)))解析(1)AsH3的中心原子As的价层电子对数为eq\f(5+3,2)=4,包括3对成键电子和1对孤电子对,故其立体结构为三角锥形。NH3中N的电负性比AsH3中As的大得多,故NH3易形成分子间氢键,从而使其沸点升高。(2)Fe的价层电子排布式为3d64s2,其阳离子Fe2+、Fe3+的价层电子排布式分别是3d6、3d5,二者均首先失去4s轨道上的电子;Sm失去3个电子成为Sm3+时首先失去6s轨道上的电子,然后失去1个4f轨道上的电子,故Sm3+的价层电子排布式为4f5。(3)F-与O2-电子层结构相同,核电荷数越大,原子核对核外电子的吸引力越大,离子半径越小,故离子半径:F-<O2-。(4)由晶胞结构中各原子所在位置可知,该晶胞中Sm个数为4×eq\f(1,2)=2,Fe个数为1+4×eq\f(1,4)=2,As个数为4×eq\f(1,2)=2,O或F个数为8×eq\f(1,8)+2×eq\f(1,2)=2,即该晶胞中O和F的个数之和为2,F-的比例为x,O2-的比例为1-x,故该化合物的化学式为SmFeAsO1-xFx。1个晶胞的质量为eq\f(2×[150+56+75+16×1-x+19x],NA)g=eq\f(2[281+161-x+19x],NA)g,1个晶胞的体积为a2cpm3=a2c×10-30cm3,故密度ρ=eq\f(2[281+161-x+19x],a2cNA×10-30)g·cm-3。原子2位于底面面心,其坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(1,2),0));原子3位于棱上,其坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,0,\f(1,2)))。回答下列问题:(1)在95℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为____________。(2)“滤渣1”的主要成分有________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是________。(3)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2OH++B(OH)eq\o\al(-,4),Ka=5.81×10-10,可判断H3BO3是________酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节到3.5,目的是_____________________。(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程为_____________________________,母液经加热后可返回________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是________。答案(1)NH4HCO3+NH3=(NH4)2CO3(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN(3)一元弱转化为H3BO3,促进析出(4)2Mg2++3COeq\o\al(2-,3)+2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCOeq\o\al(-,3)[或2Mg2++2COeq\o\al(2-,3)+H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑]溶浸高温焙烧解析(1)硫酸铵溶液中存在平衡:NHeq\o\al(+,4)+H2ONH3·H2O+H+,硼酸镁能与水解出的H+反应,促进平衡向右移动,生成的一水合氨浓度增大,因溶液中存在平衡NH3·H2ONH3+H2O,一水合氨浓度增大,促进NH3·H2O分解产生NH3。用NH4HCO3溶液吸收氨气,发生的反应为NH4HCO3+NH3=(NH4)2CO3。(2)二氧化硅、氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液,滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验Fe3+的试剂可选用KSCN。(3)由题给硼酸的解离反应方程式知,硼酸是一元弱酸。“过滤2”之前,调节pH≈3.5的目的是将硼元素转化为硼酸,促进硼酸析出。(4)“沉镁”中,碳酸铵溶液与硫酸镁溶液发生双水解反应生成碱式碳酸镁:2MgSO4+2(NH4)2CO3+H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2(NH4)2SO4+CO2↑,或者反应生成碱式碳酸镁和碳酸氢盐。母液含硫酸铵,可以将母液返回“溶浸”工序循环使用,体现绿色化学理念和环境保护思想。碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁,联系碳酸镁、氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁,也可以联系碱式碳酸铜分解生成氧化铜、水和二氧化碳,可知采用的方法是高温焙烧法,Mg(OH)2·MgCO3eq\o(=,\s\up7(高温))2MgO+H2O+CO2↑。27.硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:回答下列问题:(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是__________________________________________________________________________________________________________________。(2)步骤②需要加热的目的是______________________,温度保持80~95℃,采用的合适加热方式是____________________。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为________(填标号)。(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是________________。分批加入H2O2,同时为了________,溶液要保持pH小于0.5。(4)步骤⑤的具体实验操作有______________________________________________________,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为________。答案(1)碱煮水洗(2)加快反应热水浴C(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质防止Fe3+水解(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O解析(1)除去铁屑表面油污的方法是:用热纯碱溶液清洗铁屑,再用水洗。(2)铁与稀硫酸反应时加热,可提高反应速率。温度低于水的沸点,可以用热水浴加热,受热均匀且便于控制。含少量硫化物的铁屑与稀硫酸反应有H2S生成。氢气不与碱溶液反应,而硫化氢能与碱溶液反应,而H2S在水中溶解度小,故氢气中混有的硫化氢用烧碱溶液除去,又因为硫化氢与碱反应较快,容易引起倒吸,C装置倒置漏斗能防倒吸。故宜选择C装置吸收硫化氢。(3)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,加入足量双氧水的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+,发生反应为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,从生成物看,又不引入杂质。铁离子对双氧水分解起催化作用,分批加入双氧水,避免反应过快、放出热量较多,减少双氧水分解,以免造成氧化剂损失;铁离子易水解,保持溶液呈强酸性,避免铁离子发生水解反应生成氢氧化铁。(4)步骤⑤是要从溶液中得到硫酸铁铵晶体,故实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)。(5)失重5.6%是质量分数,设结晶水合物的化学式为NH4Fe(SO4)2·xH2O,由题意知eq\f(1.5×18,266+18x)=eq\f(5.6,100),解得x≈12。35.[化学——选修3:物质结构与性质]在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要材料。回答下列问题:(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是________、________。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是________________________________________________________________________,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是________(填“Mg2+”或“Cu2+”)。(3)一些氧化物的熔点如表所示:氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔点/℃1570280023.8-75.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因_______________________________________________________________________________________________________________________。(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离x=________pm,Mg原子之间最短距离y=________pm。设阿伏加德罗常数的值为NA,则MgCu2的密度是________g·cm-3(列出计算表达式)。答案(1)A(2)sp3sp3乙二胺的两个N提供孤对电子与金属离子形成配位键Cu2+(3)Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能:MgO>Li2O。分子间作用力(分子量):P4O6>SO2(4)eq\f(\r(2),4)aeq\f(\r(3),4)aeq\f(8×24+16×64,NAa3×10-30)解析(1)由题给信息知,A项和D项代表Mg+,B项和C项代表Mg。A项,Mg+再失去一个电子较难,即第二电离能大于第一电离能,所以电离最外层一个电子所需能量A大于B;3p能级的能量高于3s,3p能级上电子较3s上易失去,故电离最外层一个电子所需能量:A>C、A>D,选A。(2)乙二胺分子中,1个N原子形成3个单键,还有一个孤电子对,故N原子价层电子对数为4,N原子采取sp3杂化;1个C原子形成4个单键,没有孤电子对,价层电子对数为4,采取sp3杂化。乙二胺中2个N原子提供孤电子对与金属镁离子或铜离子形成稳定的配位键,故能形成稳定环状离子。由于铜离子半径大于镁离子,形成配位键时头碰头重叠程度较大,其与乙二胺形成的化合物较稳定。(3)氧化锂、氧化镁是离子晶体,六氧化四磷和二氧化硫是分子晶体,离子键比分子间作用力强。(4)观察图(a)和图(b)知,4个铜原子相切并与面对角线平行,有(4x)2=2a2,x=eq\f(\r(2),4)a。镁原子堆积方式类似金刚石,有y=eq\f(\r(3),4)a。已知1cm=1010pm,晶胞体积为(a×10-10)3cm3,代入密度公式计算即可。16.N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为________。(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为NO+NO2+2OH-=2NOeq\o\al(-,2)+H2O2NO2+2OH-=NOeq\o\al(-,2)+NOeq\o\al(-,3)+H2O①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有______(填字母)。A.加快通入尾气的速率B.采用气、液逆流的方式吸收尾气C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是____________(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是________(填化学式)。(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为NOeq\o\al(-,3)的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NOeq\o\al(-,3),其离子方程式为_______________________。②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是___________________________。答案(1)2NH3+2O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))N2O+3H2O(2)①BC②NaNO3NO(3)①3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NOeq\o\al(-,3)+5H+②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强解析(1)NH3被O2氧化生成N2O,N元素从-3价升至+1价,1molNH3失去4mole-,O元素从0价降至-2价,1molO2得到4mole-,根据N和O元素得失电子守恒及原子守恒配平方程式。(2)①A项,通入尾气速率过快时,尾气吸收不充分,错误;B项,采用气、液逆流方式吸收尾气时,尾气吸收会更充分,正确;C项,补充NaOH溶液,c(OH-)增大,能更充分的吸收尾气,正确。②NO2与NaOH反应可生成NaNO2、NaNO3和水,所以NaNO2晶体中会混有NaNO3杂质。由吸收尾气的主要反应可知,NO2吸收更充分,故吸收后排放的尾气中NO的含量较高。(3)①HClO氧化NO生成NOeq\o\al(-,3),自身被还原为Cl-,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式。②氧化NO的是HClO,NaClO在酸性条件下会生成HClO,所以pH越小,溶液中HClO的浓度越大,NO转化率越高。18.聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料,经溶解、氧化、水解聚合等步骤,可制备聚合硫酸铁。(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,在约70℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液,继续反应一段时间,得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2+的离子方程式为________________________________________;水解聚合反应会导致溶液的pH______。(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数:准确称取液态样品3.000g,置于250mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2+将Fe3+还原为Fe2+),充分反应后,应生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00mL。①上述实验中若不除去过量的Sn2+,样品中铁的质量分数的测定结果将________(填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。答案(1)2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O减小(2)①偏大②n(Cr2Oeq\o\al(2-,7))=5.000×10-2mol·L-1×22.10-3L·mL-1=1.100×10-3mol由滴定时Cr2Oeq\o\al(2-,7)→Cr3+和Fe2+→Fe3+,根据电子得失守恒可得微粒的关系式:Cr2Oeq\o\al(2-,7)~6Fe2+(或Cr2Oeq\o\al(2-,7)+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O)则n(Fe2+)=6n(Cr2Oeq\o\al(2-,7))=6×1.100×10-3mol=6.600×10-3mol样品中铁元素的质量:m(Fe)=6.600×10-3mol×56g·mol-1=0.3696g样品中铁元素的质量分数:w(Fe)=eq\f(0.3696g,3.000g)×100%=12.32%。解析(1)H2O2氧化Fe2+生成Fe3+,自身被还原为H2O,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平离子方程式。Fe3+发生水解聚合反应使溶液pH减小。(2)聚合硫酸铁中的Fe3+被

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