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文档简介
…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年外研版拓展型课程化学上册阶段测试试卷580考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、气体A、B分别为0.6mol和0.5mol,在0.4L密闭容器中发生反应:3A+BaC+2D,经5min后,此时气体C为0.2mol;又知在此反应时间内,D的平均反应速率为0.1mol/(L·min),下面的结论正确的是A.此时,反应混合物总物质的量为1molB.B的转化率20%C.A的平均反应速率为0.1mol/(L·min)D.a值为32、肉桂酸()是一种合成有机光电材料的中间体。关于肉桂酸的下列说法正确的是A.分子式为C9H9O2B.不存在顺反异构C.可发生加成、取代、加聚反应D.与安息香酸()互为同系物3、实验室里可按如图装置来干燥;收集气体R;多余的气体R可用水吸收,则R是。
A.HClB.N2C.COD.NH34、某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,设计装置如下;下列说法正确的是()
A.若D中无水硫酸铜变蓝,则说明Na2O2与H2反应生成水B.装置B中盛放浓硫酸,目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气C.装置C加热前,用试管在干燥管管口处收集气体点燃,通过声音判断气体纯度D.装置A也可直接用于二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气5、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。
B
在表面皿中加入少量胆矾;再加入3mL浓硫酸,搅拌。
固体由蓝色变白色。
C
用同一针筒先后抽取80mL氯气;20mL水;振荡。
气体完全溶解;溶液变为黄绿色。
D
向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液;再滴加双氧水。
产生白色沉淀。
A.AB.BC.CD.D6、下列各实验的叙述正确的是。
。选项。
实验内容。
实验目的或结论。
A
以甲基橙作指示剂,用一定浓度的NaOH溶液滴定一定体积、一定浓度的草酸溶液[已知K1(H2C2O4)=5.4×10-2、K2(H2C2O4)=6.4×10-5]
证明草酸是二元酸。
B
某样品进行焰色反应时产生黄色火焰。
该样品是钠盐。
C
将溴水、苯、FeBr3混合于烧瓶中。
制备溴苯。
D
常温下,用pH计分别测定浓度均为0.1mol/L的NaClO溶液和CH3COONa溶液的pH
比较HClO和CH3COOH的酸性强弱。
A.AB.BC.CD.D7、利用下列实验装置能完成相应实验的是。
。选项。
装置图。
实验目的。
A
收集干燥的HCl
B
除去CO2中含有的少量HCl
C
收集H2、NH3、CO2、Cl2、HCl、NO、NO2等气体。
D
检查装置的气密性。
A.AB.BC.CD.D评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)8、向某密闭容器中充入等物质的量的气体M和N;一定条件下发生反应,达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度;反应速率随时间的变化如图1、图2所示。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为_______,其_______(填“>”、“<”或“=”)0。
(2)30min时改变的条件是____,40min时改变的条件是____,请在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线_____。
(3)0~8min内,_______;50min后,M的转化率为_______(保留三位有效数字)。
(4)20min~30min内,反应平衡时的平衡常数K=_______。9、研究CO还原NOx对环境的治理有重要意义;相关的主要化学反应有:
ⅠNO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)ΔH1
Ⅱ2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)ΔH2<0
Ⅲ2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH3<0
(1)已知:每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为。NO2COCO2NO819kJ1076kJ1490kJ632kJ
①根据上述信息计算ΔH1=_______kJ·molˉ1。
②下列描述正确的是_______。
A在绝热恒容密闭容器中只进行反应Ⅰ;若压强不变,能说明反应Ⅰ达到平衡状态。
B反应ⅡΔH<0;ΔS<0;该反应在低温下自发进行。
C恒温条件下;增大CO的浓度能使反应Ⅲ的平衡向正向移动,平衡常数增大。
D上述反应达到平衡后;升温,三个反应的逆反应速率均一直增大直至达到新的平衡。
(2)在一个恒温恒压的密闭容器中,NO2和CO的起始物质的量比为1∶2进行反应,反应在无分子筛膜时二氧化氮平衡转化率和有分子筛膜时二氧化氮转化率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出N2。
①二氧化氮平衡转化率随温度升高而降低的原因为_______。
②P点二氧化氮转化率高于T点的原因为_______。
(3)实验测得,V正=k正·c2(NO)·c2(CO),V逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数;只与温度有关)。
①一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO,只发生反应Ⅲ,在tl时刻达到平衡状态,此时n(CO)=0.1mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=amol,且N2占平衡总体积的1/4则:=_______。
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,在其它条件不变的情况下.t3时刻达到新的平衡状态。请在图中补充画出t2-t3-t4时段,正反应速率的变化曲线_______。
10、亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的杀菌消毒剂;同时也是对烟气进行脱硫;脱硝的吸收剂。
Ⅰ.以氯酸钠(NaClO3)为原料制备NaClO2粗品的工艺流程如下图所示:
已知:
i.纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10%以下比较安全;
ii.NaClO2在碱性溶液中稳定存在;在酸性溶液中迅速分解;
iii.NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO2∙3H2O,等于或高于38℃时析出NaClO2晶体,高于60℃时分解成NaClO3和NaCl。
(1)试剂A应选择_________。(填字母)
a.SO2b.浓硝酸c.KMnO4
(2)反应②的离子方程式为_________。
(3)已知压强越大,物质的沸点越高。反应②结束后采用“减压蒸发”操作的原因是________。
(4)下列关于上述流程的说法中,合理的是_________。(填字母)
a.反应①进行过程中应持续鼓入空气。
b.反应①后得到的母液中;溶质的主要成分是NaCl
c.反应②中NaOH溶液应过量。
d.冷却结晶时温度选择38℃,过滤后进行温水洗涤,然后在低于60℃下进行干燥,得到粗产品NaClO2
Ⅱ.采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫;脱硝。
(5)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol/L。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:。离子SO42−SO32−NO3−NO2−Cl−c/(mol/L)8.35×10−46.87×10−61.5×10−41.2×10−53.4×10−3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_________。
②由实验结果可知,脱硫反应速率_________(填“大于”或“小于”)脱硝反应速率。除SO2和NO在烟气中的初始浓度不同外,还可能存在的原因是_________。(答出两条即可)11、实验室模拟工业生产食品香精菠萝酯()的简易流程如下:
有关物质的熔、沸点如表:。苯酚氯乙酸苯氧乙酸熔点/℃436299沸点/℃181.9189285
试回答下列问题:
(1)反应室I中反应的最佳温度是104℃,为较好地控制温度在102℃~106℃之间,加热时可选用___(选填字母)。
A.火炉直接加热B.水浴加热C.油浴加热。
(2)分离室I采取的操作名称是___。
(3)反应室I中发生反应的化学方程式是___。
(4)分离室II的操作为:①用NaHCO3溶液洗涤后分液;②有机层用水洗涤后分液;洗涤时不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,其原因是___(用化学方程式表示)。12、如图所示的初中化学中的一些重要实验;请回答下列问题:
(1)图A称量NaCl的实际质量是___。
(2)图B反应的实验现象是__。
(3)图C反应的表达式为__。
(4)图D实验目的是__。13、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是白色砂状或淡黄色粉末状固体,易溶于水、不溶于醇,该物质具有强还原性,在空气中易被氧化为NaHSO4,75℃以上会分解产生SO2。是重要的有机合成原料和漂白剂。
制取Na2S2O4常用甲酸钠法:控制温度60~70℃,在甲酸钠(HCOONa)的甲醇溶液中,边搅拌边滴加Na2CO3甲醇溶液,同时通入SO2,即可生成Na2S2O4。反应原理如下:2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2
(1)如图,要制备并收集干燥纯净的SO2气体,接口连接的顺序为:a接__,__接__,__接__。制备SO2的化学方程式为___。
(2)实验室用图装置制备Na2S2O4。
①Na2S2O4中硫元素的化合价为___。
②仪器A的名称是___。
③水浴加热前要通一段时间N2,目的是___。
④为得到较纯的连二亚硫酸钠,需要对在过滤时得到的连二亚硫酸钠进行洗涤,洗涤的方法是___。
⑤若实验中所用Na2SO3的质量为6.3g,充分反应后,最终得到mg纯净的连二亚硫酸钠,则连二亚硫酸钠的产率为___(用含m的代数式表示)。评卷人得分三、工业流程题(共6题,共12分)14、铟(In)是一种稀散金属,常与其他金属矿石伴生,回收氧化锌烟尘(主要成分是ZnO,还含少量PbO、FeS、等)中的金属铟的工艺流程如下:
已知:室温下,金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。金属离子开始沉淀pH(离子浓度为时)1.363完全沉淀pH2.784.3
回答下列问题:
(1)In为49号元素,常以+3价形式存在于化合物中,基态In原子的价电子排布式为_______。
(2)“中性浸出”的过程为:先加入稀硫酸和适量氧化剂氧化酸浸氧化锌烟尘;反应结束前半个小时加入CaO调整pH=5.0~5.2。
①与稀反应的化学方程式为_______。
②氧化酸浸过程中,中的硫元素被氧化为该反应的离子方程式为_______。
③氧化剂用量对中性浸出效果的影响如图所示。最佳氧化剂用量为_______。
④“中浸渣”的主要成分为_______(填化学式)。
(3)萃取时,发生反应代表有机萃取剂。
①反萃取时,宜选用的试剂X为_______。
②实验室进行萃取和反萃取时,均需要使用的玻璃仪器有_______。
(4)“置换”后的滤液可返回_______(填“滤液1”或“滤液2”)中利用。
(5)“置换”时锌粉的利用率为99.5%,若想获得6.9kg海绵铟,需要使用锌粉_______kg(保留两位小数)。15、某化学实验小组从市场购买海带并设计提碘的流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)操作2包括以下步骤:a.振荡萃取b.分液c.静置分层d.加碘溶液和CCl4e.检漏。
①上述步骤的正确先后顺序是______(填编号)。
②完成步骤a时要及时放气,放气时分液漏斗下端应_____(填“向上倾斜”或“向下倾斜”),放气的目的是______。
③步骤b的具体操作是______,再将分液漏斗下面的活塞拧开,使下层液体沿烧杯内壁流下,当下层液体刚好放完时关闭活塞,______。
(2)浓NaOH溶液与I2反应的化学方程式是_____。
(3)加入45%硫酸溶液的作用是______(用离子方程式表示)。
(4)利用如图所示装置进行粗碘提纯。简述纯化I2的原理:_____。棉花的作用是______。
16、将少量氯水加入到NaI溶液中”的学生实验产生了大量含碘废液。某研究小组用该含碘废液制备NaI固体,实验流程如下:
已知:反应②2I−+2Cu2++SO32−+H2O=2CuI↓+SO42−+2H+
回答下列问题:
(1)产生含碘废液的离子方程式为____________________________________。
(2)①中I2与Na2SO3溶液反应的离子方程为_________________________________。
(3)③中CuI发生了_____(填“氧化”或“还原”)反应,当有95.5gCuI参与反应,电子转移的数目为_______________,若还原产物只有NO2,写出该反应的化学方程式______________。
(4)化合物B中含两种元素,铁元素与另一种元素物质的量之比为3:8,则化合物B的化学式为____________。
(5)反应⑤中生成黑色固体和无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,黑色固体的俗称为磁性氧化铁,则⑤的化学方程式为_____________________________________________。17、已知某工业废水中含有大量FeSO4,较多的Cu2+,极少量的Na+以及部分污泥,通过下列流程可从该废水中回收FeSO4·7H2O晶体及金属Cu。
(1)步骤1的主要操作是___,需用到的玻璃仪器除烧杯外还有___。
(2)固体混合物是____(填化学式)
(3)步骤3中发生反应的化学方程式为___。
(4)步骤4中涉及的操作是:蒸发浓缩、___;过滤、洗涤、干燥。
(5)火法制得的粗铜中常混有少量氧化亚铜(Cu2O),氧化亚铜溶于稀硫酸溶液变蓝。试写出该反应的离子方程式___。18、硝酸铝广泛应用在显像管生产;稀土的提炼等,工业上具体流程如下:
已知:①硝酸铝白色透明结晶。易溶于水和乙醇;极微溶于丙酮,几乎不溶于乙酸乙酯。
②熔点73℃;在135℃时分解。
③硝酸和铝反应的还原产物分布如图1。
某兴趣小组在实验室制取硝酸铝;请回答:
(1)从工业生产角度考虑稀硝酸的最佳浓度范围为________mol·L-1。反应2中的离子方程式____________。
(2)下列说法合理的是________。
A反应1中加入的NaOH溶液;除油污和氧化膜,所以要足量。
B没有真空,也可在水浴条件下蒸发,防止Al(NO3)3的分解。
CAl(NO3)3·9H2O干燥时;可放在如图2的干燥器中,隔板下放上浓硫酸吸水,由于吸附力较大,要用力垂直拉开玻璃盖。
D制取后的Al(NO3)3必须密封保存。
(3)Al(NO3)3·9H2O也可以和SOCl2反应,除了生成Al(NO3)3,其它产物都是酸性气体,有关的方程式是______________;
(4)由铝制备Al(NO3)3的装置如图3:
①通入水蒸气的作用是提高温度和________。
②e中很难除尽尾气,理由是_______________,Al(NO3)3·9H2O晶体吸附HNO3,合适的洗涤剂是________。
③有人认为C的冷凝管是多余的,他提供的理由可能是___________。19、碘酸钾可用作食用盐的加碘剂,为无色或白色颗粒或粉末状结晶,加热至560℃开始分解,是一种较强的氧化剂,水溶液呈中性,溶解度在0℃时为4.74g,100℃时为32.3g。下图是利用过氧化氢氧化法制备碘酸钾的工业流程:
(1)步骤①需控制温度在70℃左右,不能太高,可能的原因是_______;不能太低,原因是________________________
(2)写出步骤②中主要反应的离子方程式:__________
(3)步骤⑤用冰水冷却至0℃,过滤出碘酸钾晶体,再用适量冰水洗涤2~3次。用冰水洗涤的优点是_____________
(4)产品纯度测定:取产品9.0g,加适量水溶解并配成250mL溶液。取出25.00mL该溶液并用稀硫酸酸化,加入过量的KI溶液,使碘酸钾反应完全,最后加入指示剂,用物质的量浓度为1.00mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定,消耗25.00mL该滴定液时恰好达到滴定终点。已知
①实验中可用_______作指示剂。
②产品的纯度为_____%(精确到小数点后两位)。求得的纯度比实际值偏大,可能的原因是________________________。评卷人得分四、实验题(共4题,共12分)20、在溴乙烷与NaOH乙醇溶液的消去反应中可以观察到有气体生成。有人设计了实验方案来检验生成的气体是否为乙烯;实验装置如下图所示。
(1)试管I中水的作用是_________;如果不用试管I,对实验产生的影响是___________。
(2)试管II中还可用________(填一种试剂名称),若用此物质,是否能去掉试管I(填“能”或“不能”),原因是________。21、已知:碱土金属(ⅡA)与高纯度H2在隔绝空气加热时可以发生反应,生成金属氢化物,如CaH2,CaH2易与水反应。某同学设计了制备CaH2的实验;装置如图所示(铁架台等夹持固定仪器已略去):
请回答下列问题:
(1)写出装置A中反应的离子方程式_________________________________________。
(2)该同学检查完装置的气密性后;为了实验安全和保证产品的纯度,点燃酒精灯之前必须进行的操作是____________________________________。
(3)装置B的作用是___________________________。
(4)该同学的实验装置设计有缺陷,请写出改进方案:______________________________22、某化学小组拟设计实验探究SO2与钙盐溶液的反应情况。
【文献资料】
①CaSO3是难溶于水;易溶于盐酸的白色固体;
②实验室用Na2SO3粉末和80%硫酸反应制备SO2;
③浓硫酸与水混合时放出大量的热;产生大量“酸雾”。
【设计实验】
实验Ⅰ:探究二氧化硫与氯化钙溶液反应。
(1)若气体从左至右流动,选择装置并排序为________(填代号)。
(2)D装置作用是___________________________________________
(用离子方程式表示)。
(3)连接装置进行实验;发现C装置中产生白色沉淀。
①甲同学对白色沉淀成分提出如下假设:
假设1:白色固体是CaSO3;
假设2:白色固体是CaSO4;
假设3:白色固体是CaSO4和CaSO3。
②乙同学设计实验证明白色沉淀是CaSO4,他的实验方案是_____________________________________。
③丙同学认为C中生成硫酸钙的原因是装置内O2氧化了SO2。
排除装置内O2干扰采取的措施是:在启动B中反应之前,____________(填实验步骤)
重新实验,C中无明显现象,所以SO2和CaCl2溶液不反应。
实验Ⅱ:探究SO2和Ca(ClO)2溶液反应。
丁同学仅将上述实验C装置中氯化钙溶液换成漂白精溶液;进行实验时产生了大量白色沉淀。
(4)化学反应有两种情况。
①若SO2过量,则发生反应为Ca(ClO)2+2SO2+2H2O===CaSO4↓+2HCl+H2SO4
②若SO2少量,则发生反应为_____________________________________________________。
(5)为了探究C中SO2是否过量,戊同学取少量C中上层清液于试管中,加入下列物质可以达到实验目的的是________(填字母)。
a.NaHCO3溶液b.品红溶液。
c.AgNO3溶液d.紫色石蕊溶液23、某学习小组同学进行实验探究FeCl3溶液和Na2S溶液的反应原理。
Ⅰ.学习小组的同学通过查阅以下资料和所学知识;预测产物。
资料:Fe2S3和FeS均为黑色、不溶于水、能溶于酸的固体,Fe2S3固体常温下易转变为黄绿色;H2S为有臭鸡蛋气味的气体。0.1mol/LNa2S溶液的pH约为12.9。
Ksp近似数据:Fe(OH)3为10-39,Fe2S3为10-88,FeS为10-19。
(1)同学甲计算出0.1mol/L的FeCl3溶液的pH约为__,依据酸碱理论的相关知识预测FeCl3与Na2S可能发生水解反应;则该反应的离子方程式为___。
(2)同学乙依据难溶电解质的溶解平衡理论的相关知识预测反应主要产生Fe2S3而不是Fe(OH)3的原因为__。
(3)同学丙依据氧化还原反应理论的相关知识预测FeCl3溶液与Na2S溶液反应可生成FeS和S的混合物;则反应的离子方程式为__。
Ⅱ.学习小组进行实验;探究反应生成沉淀物的成分。
实验一:
(4)某同学设计实验证明试管①中黑色物质含有Fe2S3;该同学的实验操作为_____。
(5)另一同学将试管②中黑色沉淀过滤洗涤后溶解于稀硫酸获得淡黄色悬浊液并闻到臭鸡蛋气味;判断沉淀为FeS和S的混合物,但有同学认为此判断不合理,请说明理由:__。
实验二:
(6)若试管③中沉淀溶解现象是因为溶液酸性较强将产生的少量黑色沉淀溶解;用离子方程式表示溶液酸性较强的原因:__。
(7)FeCl3溶液和Na2S溶液间可发生复分解反应也可发生氧化还原反应,且反应的产物、实验的现象与__等有关(写出一条即可)。评卷人得分五、计算题(共3题,共9分)24、(1)若t=25℃时,Kw=___________,若t=100℃时,Kw=1.0×10-12,则100℃时0.05mol•L-1Ba(OH)2溶液的pH=___________。
(2)已知25℃时,0.1L0.1mol•L-1的Na2A溶液的pH=11,用离子方程式表示其原因为___________。
(3)pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH___________NaOH溶液的pH(填“>”“=”或“<”)。
(4)室温下,pH=2的H2SO4溶液、pH=12的NaOH溶液、pH=12的Na2CO3溶液,水电离出的c(H+)之比为___________。
(5)相同物质的量浓度的①NH4HSO4、②NH4HCO3、③NH4Cl三种溶液,pH值从大到小的顺序为___________(用数字标号填空,下同);相同温度下,NH浓度相等的上述三种溶液,物质的量浓度从大到小的顺序为___________。
(6)含有Cr2O的废水毒性较大。某工厂酸性废水中含5.0×10-3mol•L-1的Cr2O可先向废水中加入绿矾(FeSO4·7H2O);搅拌后撒入生石灰处理。
①写出加入绿矾的离子方程式___________。
②若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=4.0×10-13mol•L-1,则残留的Cr3+的浓度_______________mol•L-1(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-33)。25、制备氮化镁的装置示意图:
回答下列问题:
(1)填写下列仪器名称:的名称是_________。
(2)写出中和反应制备氮气的离子反应方程式__________。
(3)的作用是_____,是否可以把和的位置对调并说明理由_________。
(4)写出中发生反应的化学方程式___________。
(5)请用化学方法检验产物中是否含有未反应的镁,写出实验操作、现象、结论_________。26、某研究性学习小组类比镁在二氧化碳中的燃烧反应,认为钠和二氧化碳也可以发生反应,他们对钠在CO2气体中燃烧进行了下列实验:
(1)若用下图装置制备CO2,则发生装置中反应的离子方程式为_________。
(2)将制得的CO2净化、干燥后由a口缓缓通入下图装置,待装置中的空气排净后点燃酒精灯,观察到玻璃直管中的钠燃烧,火焰为黄色。待冷却后,管壁附有黑色颗粒和白色物质。
①能说明装置中空气已经排净的现象是_________。
②若未排尽空气就开始加热,则可能发生的化学反应方程式主要为_________。
(3)若钠着火,可以选用的灭火物质是_________。
A.水B.泡沫灭火剂C.干沙土D.二氧化碳。
(4)该小组同学对管壁的白色物质的成分进行讨论并提出假设:
Ⅰ.白色物质可能是Na2O;Ⅱ.白色物质可能是Na2CO3;Ⅲ.白色物质还可能是_________。
(5)为确定该白色物质的成分,该小组进行了如下实验:。实验步骤实验现象①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加过量的CaCl2溶液出现白色沉淀②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液无明显现象
①通过对上述实验的分析,你认为上述三个假设中,___成立(填序号)。
②由实验得出:钠在CO2中燃烧的化学方程式为_____;每生成1mol氧化产物,转移的电子数为____。
(6)在实验(2)中还可能产生另一种尾气,该气体为________;处理该尾气的方法为_____。评卷人得分六、结构与性质(共4题,共24分)27、I.元素周期表中80%左右的非金属元素在现代技术包括能源;功能材料等领域占有极为重要的地位。
(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是_____,N2F2分子中N原子的杂化方式是_______,1molN2F2含有____个δ键。
(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中N-Si-N的键角大于Si-N-Si的键角,原因是_______。
II.金属元素铁;铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。
(1)铁在元素周期表中的位置_________。
(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于_____(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子吸之和为18,则x=________。
(3)N2是CO的一种等电子体,两者相比较沸点较高的为_______(填化学式)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如下图甲所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为___________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为___________。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如下图乙所示(黑点代表铜原子)。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_________pm。(只写计算式)。28、NH3具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点,NH3的合成及应用一直是科学研究的重要课题。
(1)以H2、N2合成NH3;Fe是常用的催化剂。
①基态Fe原子的电子排布式为___________。
②实际生产中采用铁的氧化物Fe2O3、FeO,使用前用H2和N2的混合气体将它们还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下:
i.两种晶胞所含铁原子个数比为___________。
ii.图1晶胞的棱长为apm(1pm=1×10-10cm),则其密度ρ=___________g·cm-3。
③我国科学家开发出Fe—LiH等双中心催化剂,在合成NH3中显示出高催化活性。第一电离能(I1):I1(H)>I1(Li)>I1(Na),原因是___。
(2)化学工业科学家侯德榜利用下列反应最终制得了高质量的纯碱:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
①1体积水可溶解1体积CO2,1体积水可溶解约700体积NH3。NH3极易溶于水的原因是_____。
②反应时,向饱和NaCl溶液中先通入______。
③NaHCO3分解得Na2CO3。空间结构为________。
(3)NH3、NH3BH3(氨硼烷)储氢量高,是具有广泛应用前景的储氢材料。元素HBN电负性2.12.03.0
①NH3的中心原子的杂化轨道类型为___________。
②NH3BH3存在配位键,提供空轨道的是___________。
③比较熔点:NH3BH3___________CH3CH3(填“>”或“<”)。29、硒化铜纳米晶体在光电转化中有着广泛的应用;铜和硒等元素形成的化合物在生产;生活中应用广泛。
(1)铜元素位于元素周期表的___________区。
(2)易溶解于水,熔点为时升华,由此可判断的晶体类型为___________。
(3)为深棕红色的剧毒液体,其分子结构中含有键,该分子中,原子的杂化轨道类型为___________,的空间构型为___________(填字母)。
a.直线形b.锯齿形c.环形d.四面体形。
(4)中的键角比的键角___________(填“大”或“小”),原因是___________。
(5)铜的某种氧化物的晶胞结构如图所示,则该氧化物的化学式为___________,若组成粒子铜、氧的半径分别为密度为阿伏加德罗常数的值为则该晶胞的空间利用率为___________(用含的式子表示)。
30、铈外围电子排布(n-2)f1(n-1)d1ns2是原子序数为58的一种最早有实际用途的稀土元素;铈及其化合物的用途十分广泛。
(1)铈在元素周期表中的位置是_____;属于_____区元素。
(2)硝酸铈铵Ce(NH4)2(NO3)6中,N的杂化方式为_____;Ce、C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为_____。
(3)已知CeX3的熔点为CeF3:1460℃、CeCl3:848℃、CeBr3:732℃、CeI3:760℃,依F、Cl、Br、I顺序,从CeX3中化学键的离子性和共价性说明熔点的变化原因:______________________________________。
(4)铈的一种氧化物具有独特的晶体结构和较高的储存和释放氧的能力;可形成氧空位,具有催化氧化性能,有着十分广阔的应用开发前景,其晶体结构如图所示:
这种铈的氧化物的化学式为_____;晶胞中氧离子的配位数为_____。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、B【分析】【详解】
A.在此反应时间内,D的平均反应速率为0.1mol/(L·min),则反应产生D物质的物质的量为n(D)=0.1mol/(L·min)×5min×0.4L=0.2mol,根据物质反应转化关系可知:每反应产生2molD,同时会消耗3molA和1molB,则反应产生0.2mol的D,消耗A是0.3mol,消耗B是0.1mol,因此5min后,反应混合物总物质的量n(总)=(0.6-0.3)mol+(0.5-0.1)mol+0.2mol+0.2mol=1.1mol;A错误;
B.根据选项A分析可知在5min内消耗B的物质的量是0.1mol,则B的转化率为:×100%=20%;B正确;
C.根据选项A分析可知在5min内消耗A的物质的量是0.3mol,则用A表示的平均反应速率v(A)==0.15mol/(L•min);C错误;
D.由以上分析可知:在5min内产生C;D的物质的量相等;则C、D的化学计量数相等,故a=2,D错误;
故合理选项是B。2、C【分析】【详解】
A.根据肉桂酸的结构式可知分子式为:A错误;
B.肉桂酸双键碳所连的两个原子团均不同;故存在顺反异构,B错误;
C.肉桂酸中苯环和碳碳双键可以发生加成反应;羧基可以发生取代反应,碳碳双键可以发生加聚反应,C正确;
D.肉桂酸中含碳碳双键;安息香酸中不含,故两者不是同系物,D错误;
答案选C。
【点睛】
若有机物只含有碳氢两种元素,或只含有碳氢氧三种元素,那该有机物中的氢原子个数肯定是偶数,即可迅速排除A选项。同系物结构要相似,即含有相同的官能团,肉桂酸和安息香酸含有官能团不同,排除D选项。3、D【分析】【详解】
A项;HCl的密度大于空气密度,用瓶收集时应“长进短出”,图中装置为“短进长出”,故不选A项;
B项,N2的密度略小于空气密度;不能用排空气法进行收集,且氮气没有毒,不用收集多余的氮气,故不选B项;
C项;CO密度与空气密度相近,不宜用排空气法收集,且在水中溶解度很小,与水也不反应,不能用水收集多余CO,故不选C项;
D项,NH3属于碱性气体,可用碱石灰干燥,密度比空气小,用瓶收集时“短进长出”,且在水中溶解度很大,则可用水吸收多余的NH3;故选D项;
综上所述,本题选D。4、C【分析】【详解】
A选项,若D中无水硫酸铜变蓝,不能说明Na2O2与H2反应生成水;因为D外的水蒸气会进入到D装置中引起变蓝,故A错误;
B选项;装置B是U形管,只能装固体干燥剂碱石灰,目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气和挥发的HCl,故B错误;
C选项;装置C加热前,应该先检验氢气的纯度,方法是用试管在干燥管管口处收集气体点燃,通过声音判断气体纯度,故C正确;
D选项;装置A不能直接用于二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气,因为该装置缺少加热装置,故D错误;
综上所述,答案为C。5、C【分析】【详解】
A.硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸;生成有刺激性气味的二氧化硫气体;单质硫、氯化钠和水,单质硫微溶于水,所以溶液变浑浊,故A正确;
B.浓硫酸具有吸水性;胆矾遇到浓硫酸失去结晶水,蓝色晶体变为白色粉末,故B正确;
C.用同一针筒先后抽取80mL氯气、20mL水,振荡,氯气与水反应:Cl2+H2O⇌H++Cl−+HClO,1体积水可溶解2体积Cl2;所以气体不能完全溶解,故C错误;
D.向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液;无现象,再滴加双氧水,二氧化硫被氧化成硫酸,硫酸与氯化钡生成白色的硫酸钡沉淀,故D正确;
答案选C。
【点睛】
根据具体的反应判断实验现象,一定需要弄清实验原理。6、D【分析】分析:欲证明草酸是二元酸,可用一定浓度的NaOH溶液滴定一定体积、一定浓度的草酸溶液,根据消耗的n(NaOH)=2n(H2C2O4),证明草酸是二元酸,由于是强碱滴弱酸,滴定终点时溶液显碱性,选用酚酞为指示剂;焰色反应时产生黄色火焰,说明样品含有钠元素,不一定是钠盐;制备溴苯用液溴,不用溴水;通过测等浓度的NaClO溶液和CH3COONa溶液的pH,比较其大小,根据水解原理来比较HClO和CH3COOH的酸性强弱是可行之法。
详解:A.滴定终点时溶液显碱性,应选酚酞作指示剂,根据消耗的n(NaOH)=2n(H2C2O4),证明草酸是二元酸,故A错误;B.焰色反应时产生黄色火焰,只能证明样品中含有钠元素,不能确定是钠盐,故B错误;C.制备溴苯应用液溴,而不是溴水,故C错误;D.常温下,用pH计分别测定浓度均为0.1mol/L的NaClO溶液和CH3COONa溶液的pH;pH越大溶液的碱性越强,对应的酸越弱,故D正确;综合以上分析,本题应选D。
点睛:本题考查对实验目的或结论的评价,答题时要注意试验细节,强碱滴定弱酸,应用酚酞作指示剂,而不能用甲基橙;焰色反应时产生黄色火焰,该样品不一定是钠盐;制备溴苯应用液溴,而不是溴水。7、D【分析】【分析】
A.HCl为酸性气体;能被碱性的干燥剂吸收;
B.CO2和HCl均能与Na2CO3反应;
C.H2、NH3的密度小于空气,Cl2、HCl、NO、NO2等气体的密度大于空气,且其中NO能与空气中的O2发生反应;
D.用针筒向试管中充入气体;当装置气密性良好时,长导管中会出现水柱。
【详解】
A.HCl为酸性气体;能被碱性的干燥剂吸收,因此不能用该装置收集干燥的HCl,A项错误;
B.CO2和HCl均能与Na2CO3反应,因此不能用该装置除去CO2中含有的少量HCl;B项错误;
C.H2、NH3的密度小于空气,选择向下排空气法收集,用该装置收集气体时导管应短进长出,Cl2、HCl、NO2等气体的密度大于空气,选择向上排空气法收集,用该装置收集气体时导管应长进短出,NO能与空气中的O2反应;不能用该装置收集,C项错误;
D.用针筒向试管中充入气体;当装置气密性良好时,长导管中会出现水柱,因此可用该装置检查气密性,D项正确;
答案选D。二、填空题(共6题,共12分)8、略
【分析】【详解】
(1)依据图1中各物质的浓度变化量可得到0-20min,M、N浓度减少量为1.5mol/L,P浓度增加量为3mol/L,则反应的化学方程式为由图1可知,40min时平衡发生了移动,而P、M、N的浓度没有改变,且改变压强和使用催化剂平衡不移动,则改变的条件是温度,30min时P、M、N浓度均减小则改变的条件为扩大容器体积,压强减小,反应速率减小,由图2可知40min时速率增大,则40min时改变的条件是升高温度,而生成物P的浓度在减小,依据勒夏特列原理可判断该反应的
(2)由(1)分析可知,30min时改变的条件是扩大容器的体积;40min时改变的条件是升高温度;在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线为
(3)8min时,M、N、P的物质的量浓度相等,设
则解得x=2,故8min时,0~8min内;
50min后;M;N、P的物质的量浓度相等,故M的转化率为33.3%;
(4)由图1可知,20min~30min内,为平衡状态,M、N的平衡浓度为1.5mol/L,P的平衡浓度为3mol/L,则反应平衡时的平衡常数K=【解析】(1)<
(2)扩大容器的体积升高温度
(3)33.3%
(4)49、略
【分析】【详解】
(1)①ΔH1=E反应物-E生成物=819+1076-1490-632=-227kJ/mol;
②A.反应前后气体系数不变;如果是恒温恒容,无论平衡是否移动,容器中的压强均不变,换为绝热容器后,随着反应的正向进行,反应放出热量,体系温度升高,等量气体的压强随之增大,此时压强是变量,可以作为平衡的依据,A项正确;
B.当ΔH-TΔS<0时;反应自发进行,由ΔH<0,ΔS<0,推出该反应低温下自发进行,B项正确;
C.增大CO的浓度可以使反应Ⅲ的平衡向正向移动;但是平衡常数只受到温度的影响,温度不变,平衡常数不变,C项错误;
D.温度升高;反应速率增大,三个反应的逆反应速率均增大,三个反应均为放热反应,温度升高,反应向吸热方向进行,则平衡逆向移动,所以平衡移动的初期为逆反应速率大于正反应速率,为了达到新的平衡,逆反应速率向正反应速率靠近,逆反应速率会减小,所以逆反应速率的变化趋势为先增大后减小,D项错误;
(2)①反应为放热反应;温度升高,平衡向逆反应(吸热)方向进行,二氧化氮转化率降低;
②相同温度下,二氧化氮的转化率在P点较高是因为使用了分子筛膜,将产物N2分离出来;降低了产物的浓度,使平衡正向进行,从而二氧化氮的转化率提高;
(3)①列三段式求解:因为N2占平衡总体积的1/4,所以a=0.3mol,此时为平衡状态,有v正=v逆,即k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c(N2)·c2(CO2);
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,压强瞬间增大为原来压强的两倍,正逆反应速率均增大,但是压强增大,平衡向正反应(气体系数减小)方向进行,则正反应速率大于逆反应速率,所以正反应速率的总体趋势为先突然增大,然后减小,直至平衡,其图像为【解析】①.-227②.AB③.反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动(或平衡常数减小)④.分子筛膜从反应体系中不断分离出N2,有利于反应正向进行,二氧化氮转化率升高⑤.270⑥.(起点的纵坐标为16,t3时刻达到平衡,t3-t4处于平衡状态与已有线平齐)10、略
【分析】【详解】
NaClO3和浓H2SO4在反应器①中发生还原反应生成ClO2和Na2SO4,所以试剂A可以用二氧化硫,ClO2在反应器②中与双氧水、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠,再得到其晶体。
(1)根据上面的分析可以知道试剂A为SO2,故选a,因此,本题正确答案是:a。
(2)反②中ClO2被双氧水还原成ClO2−,反应的离子方程式为2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O,因此,本题正确答案是:2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O
(3)含水的NaClO2受热易分解,所以亚氯酸钠溶液中获得晶体,温度不能太高,所以反应②结束后采用“减压蒸发”操作,在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。因此,本题正确答案是:在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。
(4)根据信息纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10以下比较安全,所以要持续通过量的空气,NaClO2在碱性溶液中稳定存在,在酸性溶液中迅速分解,所以反应②中碱要过量,因为试剂A为二氧化硫,NaClO3被还原成ClO2,所以反应①后得到的母液中,溶质的主要成分是,Na2SO4。故选acd,因此;本题正确答案是:acd。
(5)①亚氯酸钠具有氧化性,且NaClO2溶液呈碱性,则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式因此,本题正确答案是:
②由实验结果可以知道,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率.原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高,因此,本题正确答案是:大于;NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。【解析】a2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O减压可以使物质沸点降低,实验较低温度下进行蒸发,可避免NaClO2因温度高而发生分解acd4OH−+3ClO2−+4NO4NO3−+3Cl−+2H2O大于SO2比NO溶解度更大;在此条件下SO2还原性更强;脱硝反应活化能更大11、略
【分析】【分析】
用苯氧乙酸和丙烯醇发生酯化反应制得菠萝酯,苯氧乙酸用苯酚和氯乙酸反应制得,考虑到它们溶沸点的差异,最好选择温度让苯酚,氯乙酸,苯氧乙酸都成为液体,反应室I中反应的最佳温度是104℃,水浴加热温度太低,苯氧乙酸沸点99摄氏度,水浴温度会使它凝固,不利于分离,火炉直接加热,会使苯酚,氯乙酸,苯氧乙酸全都生成气体,不利于反应,故选择油浴。生成的菠萝酯属于酯类,在碱性条件下会发生水解,所以不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液。
【详解】
(1)火炉直接加热温度比较高;会让苯酚和氯乙酸变成蒸汽,不利于它们之间的反应,还会使苯氧,故温度不能太高,水浴加热温度较低,不能让氯乙酸和苯酚熔化,故温度也不能太低,可以使所有物质都成液体,为较好地控制温度在102℃~106℃之间,加热时可选用油浴加热;
答案为:C;
(2)分离室I是将反应不充分的原料再重复使用;为了增加原料的利用率,要把苯酚和氯乙酸加入反应室1,操作名称为蒸馏;
答案为:蒸馏;
(3)反应室1为苯酚和氯乙酸发生取代反应,制得苯氧乙酸,+HCl;
答案为:+HCl;
(4)分离室II发生的反应是苯氧乙酸和丙烯醇发生酯化反应,制取菠萝酯,由于酯在NaHCO3溶液中的溶解度较小,可以析出,随后分液即可,如用NaOH会使酯发生水解,故不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,化学方程式为+NaOH+HOCH2CH=CH2
答案为+NaOH+HOCH2CH=CH2。【解析】C蒸馏+HCl+NaOH+HOCH2CH=CH212、略
【分析】【分析】
(1)托盘天平的平衡原理:称量物质量=砝码质量+游码质量;
(2)镁在空气中剧烈燃烧;放出大量的热,发出耀眼的白光,生成白色固体氧化镁;
(3)图C表示铜和氧气在加热条件下生成黑色氧化铜;
(4)图D表示加压气体体积缩小;
【详解】
(1)称量物质量=砝码质量+游码质量;15=NaCl质量+3,NaCl的实际质量是15g-3g=12g;
(2)镁在空气中燃烧的现象是:放出大量的热;发出耀眼的白光,生成白色固体;
(3)图C的表达式为:铜+氧气氧化铜;
(4)图D表示加压气体体积缩小,实验目的是验证分子之间的存在间隙;【解析】12g放出大量的热,发出耀眼的白光,生成白色固体铜+氧气氧化铜验证分子之间的存在间隙13、略
【分析】【详解】
(1)亚硫酸钠和硫酸反应生成二氧化硫,反应的方程式为:Na2SO3+H2SO4(浓)═Na2SO4+SO2↑+H2O,生成的二氧化硫含有水蒸气,可用浓硫酸干燥,用向上排空气法收集,且用碱石灰吸收尾气,避免污染环境,则连接顺序为a接b;c接f,g接d;
(2)①Na2S2O4中硫元素的化合价为+3;
②由装置可知;仪器A的名称为恒压滴液漏斗;
③实验时应避免Na2S2O4和HCOONa被氧化,可应先通入二氧化硫,排净系统中的空气,防止加热时Na2S2O4和HCOONa被氧化,也可通一段时间N2;排净系统中的空气;
④洗涤连二亚硫酸钠时应与空气隔离;洗涤剂可用甲醇或乙醇,洗涤过程为:在无氧环境中,向漏斗中加入甲醇或乙醇至浸没晶体,待甲醇顺利流下,重复2-3次;
⑤设连二亚硫酸钠理论产率为x;根据硫原子守恒:
2Na2SO3~Na2S2O4
252174
6.3gx
则解得x=4.35g,产率为:【解析】bcfgdNa2SO3+H2SO4(浓)═Na2SO4+SO2↑+H2O+3恒压滴液漏斗排净系统中的空气向漏斗中加入甲醇或乙醇至浸没晶体,待甲醇顺利流下,重复2-3次三、工业流程题(共6题,共12分)14、略
【分析】【分析】
氧化锌烟尘中性浸出,过滤分离得到滤液1,滤液1为ZnSO4,中性渣主要含加入硫酸酸浸,过滤得到滤液2和酸浸渣,酸浸渣为滤液2中主要含有In3+、Fe3+;加入P204+260号溶剂由萃取,再加入酸反萃取后,加入Zn置换得到海绵铟。
【详解】
(1)In为第五周期第ⅢA族元素,基态In原子的价电子排布式为故答案为:
(2)①加入稀硫酸浸泡过程中,与稀反应生成和沉淀,反应的化学方程式为故答案为:
②氧化酸浸过程中,中的硫元素被氧化为MnO2被还原为Mn2+,则发生反应的离子方程式为故答案为:
③“中性浸出”时要尽可能使锌元素浸出;铟元素不浸出,根据题图判断,最佳氧化剂用量为1%,故答案为:1%;
④由上述分析可知,“中浸渣”的主要成分为故答案为:
(3)①反萃取过程中,需要加入酸溶液让萃取反应的平衡逆向移动,从流程中看出宜选用稀故答案为:稀
②萃取和反萃取后需要分液;则均需要使用的玻璃仪器有烧杯;分液漏斗,故答案为:烧杯、分液漏斗;
(4)“置换”后的滤液中含有大量可返回滤液1中利用,故答案为:滤液1;
(5)“置换”过程中发生反应则需要消耗的Zn的质量为故答案为:5.88。【解析】(1)
(2)1%
(3)稀烧杯;分液漏斗。
(4)滤液1
(5)5.8815、略
【分析】【分析】
海带中提取I2,即将海带中的I-溶于水中,再将其氧化为I2,再利用CCl4萃取从水中提取出来。
【详解】
(1)操作为从水中分离出I2,即为萃取分液。具体操作顺序为edacb。在振荡过程中CCl4挥发导致分液漏斗中气压增大为了防止炸裂引发安全事故,需要进行放气,放气时分液漏斗下端朝上转动活塞放气。将漏斗置于铁圈上打开上端活塞静置分层,然后从下口放出下层,再从上口倒出上层。答案为edacb;向上倾斜;排除气体防止压强过大分液漏斗炸裂;打开上端活塞静置;从上口倒出上层;
(2)从图可以看出I2转变为NaI和NaIO3,那么反应按照升降守恒配平即可,3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O。答案为3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O;
(3)从图看NaI和NaIO3经稀硫酸转变为I2,即反应为6H++5I-+=3I2+3H2O。答案为6H++5I-+=3I2+3H2O;
(4)碘易升华经冷却之后便可被收集起来。该装置中I2经加热升华进入漏斗冷却为固体被收集在漏斗中从而达到分离提纯的目的。棉花为防止I2蒸汽升华至空气中。答案为I2经加热升华进入漏斗冷却为固体被收集在漏斗中从而达到分离提纯的目的;防止I2蒸汽升华至空气中。【解析】(1)edacb向上倾斜排除气体防止压强过大分液漏斗炸裂打开上端活塞从上口倒出上层。
(2)3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O
(3)6H++5I-+=3I2+3H2O
(4)I2经加热升华进入漏斗冷却为固体被收集在漏斗中从而达到分离提纯的目的防止I2蒸汽升华至空气中16、略
【分析】【详解】
根据流程中的反应②发生反应:2I-+2Cu2++SO32-+H2O═2CuI↓+SO42-+2H+;过滤则得到碘化亚铜沉淀,碘化亚铜可以被硝酸氧化为碘单质,碘单质中加入铁和水,会得到化合物B,是一种含有铁元素和碘元素的化合物,在向其中加入碳酸氢钠溶液,过滤可以得到碘化钠的溶液,从而制得碘化钠固体.
(1)将少量氯水加入到NaI溶液中,氯气能将碘单质置换出来,发生的反应为:Cl2+2I—═I2+2Cl—;
(2)碘单质具有氧化性,亚硫酸根离子具有还原性,I2与Na2SO3溶液发生氧化还原反应,即I2+SO32—+H2O═SO42—+2I—+2H+;
(3)碘化亚铜可以被硝酸氧化为碘单质,碘元素的化合价升高,所以CuI被氧化;95.5gCuI的物质的量为0.5mol,每摩尔CuI被氧化为碘单质和铜离子需要失去2mol电子,则95.5gCuI被氧化电子转移的数目为NA,若硝酸还原产物只有NO2,反应的化学方程式为:2CuI+8HNO3=2Cu(NO3)2+I2+4NO2+4H2O。
(4)化合物B,是一种含有铁元素和碘元素的化合物,铁元素与碘元素物质的量之比为3:8,则化合物B的化学式为Fe3I8;
(5)向碘化铁的溶液中加入碳酸氢钠溶液则生成黑色固体四氧化三铁和二氧化碳无色气体,发生的反应为:Fe3I8+8NaHCO3═Fe3O4+8NaI+8CO2↑+4H2O。【解析】①.Cl2+2I−=I2+2Cl−②.I2+SO32−+H2O=SO42−+2I−+2H+③.氧化④.NA⑤.2CuI+8HNO3=2Cu(NO3)2+I2+4NO2+4H2O⑥.Fe3I8⑦.Fe3I8+8NaHCO3=Fe3O4+8NaI+8CO2↑+4H2O17、略
【分析】【分析】
已知某工业废水中含有大量FeSO4,较多的Cu2+,极少量的Na+以及部分污泥,通过过滤得到溶液1,含有大量FeSO4,较多的Cu2+,极少量的Na+;加入足量的铁粉,置换出金属铜,得到固体混合物铁和铜;过滤,得到溶液2,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4⋅7H2O晶体;固体混合物铁和铜加入足量的硫酸;得到硫酸亚铁溶液进入溶液2中,同时剩余铜固体,据以上分析解答。
【详解】
(1)步骤1用于分离固体和液体;为过滤操作,需要用到的玻璃仪器有烧杯;漏斗、玻璃棒;
故答案为过滤;漏斗;玻璃棒;
(2)由上述分析可知;固体混合物含Fe;Cu;
故答案为Fe;Cu;
(3)步骤3中发生反应的离子方程式为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;
故答案为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;
(4)步骤4中涉及的操作是:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4⋅7H2O晶体;故答案为冷却结晶;
(5)氧化亚铜与稀硫酸反应,溶液变蓝,发生离子反应为Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O;
故答案为Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O。【解析】①.过滤②.漏斗、玻璃棒③.Fe、Cu④.Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑⑤.冷却结晶⑥.Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O18、略
【分析】【分析】
(1)在反应过程中,反应产生的环境污染气体为NO、NO2、N2O,为减少对环境的污染,从反应方程式NO+NO2+2NaOH==2NaNO2,确定NO、NO2的体积关系,从而在图中找到稀硝酸的最佳浓度范围。对应的反应2中,确定NO、NO2的体积关系;也就确定了物质的量关系,从而确定还原产物及相对关系,也就能写出反应的离子方程式。
(2)A.NaOH溶液;既能去除油污和氧化膜,也会与Al反应;
B.没有真空,也可在水浴条件下蒸发,但在防止Al(NO3)3分解的同时;也要防止水解反应的发生;
C.干燥器隔板下一般放硅胶吸水;浓硫酸吸水能力太强,会导致晶体失去所有的结晶水;
D.制取后的Al(NO3)3易吸水;必须密封保存。
(3)此反应实际是水和SOCl2反应,从化合价考虑,只能生成SO2和HCl。
(4)①通入水蒸气;不仅提高温度还起到增大铝与稀硝酸接触面积的作用;
②NO和NO2的物质的量之比不一定是1∶1。
Al(NO3)3·9H2O晶体吸附HNO3,不用有机物,有机物不能除去吸附的HNO3。
③从分析冷凝管是多余的方向考虑;通入的水蒸气,冷凝回流会使浓度迅速下降。
【详解】
(1)从硝酸和铝反应的还原产物分布图来看,在8~8.5mol·L-1时,NO∶NO2=1∶1,最容易被NaOH吸收,对应的方程式为NO+NO2+2NaOH===2NaNO2。对应的反应2的离子方程式是4Al+18H++6NO==4Al3++3NO↑+3NO2↑+9H2O。答案为:8~8.5;4Al+18H++6NO3-=4Al3++3NO↑+3NO2↑+9H2O;
(2)A.NaOH溶液;除油污和氧化膜,也要和Al反应,所以应适量,A不正确;
B.没有真空,也可在水浴条件下蒸发,既要防止Al(NO3)3的分解;也要防止发生水解,B不正确;
C.干燥器隔板下一般放硅胶吸水;打开时,要用力平推玻璃盖,C不正确;
D.制取后的Al(NO3)3必须密封保存;防水解,D正确。答案为:D;
(3)此反应实际是水和SOCl2反应,从化合价考虑,只能生成SO2和HCl,反应的方程式为Al(NO3)3·9H2O+9SOCl2=Al(NO3)3+9SO2↑+18HCl↑。答案为:Al(NO3)3·9H2O+9SOCl2=Al(NO3)3+9SO2↑+18HCl↑;
(4)①通入水蒸气;不仅提高温度还起到搅拌作用;答案为:搅拌;
②由于水蒸气通入和反应,HNO3的浓度不断变化,NO和NO2的物质的量之比不是1∶1,很难被NaOH吸收干净;答案为:由于HNO3在反应过程中浓度不断变化,NO和NO2物质的量之比不一定是1∶1;
Al(NO3)3·9H2O晶体吸附HNO3,合适的洗涤剂是冷水,不用有机物,有机物不能除去吸附的HNO3;答案为:冷水;
③从分析冷凝管是多余的方向考虑;通入水蒸气,冷凝回流会使浓度迅速下降,反应速率迅速变小。答案为:通入水蒸气,冷凝回流会使浓度迅速下降,反应速率迅速变小。
【点睛】
分析稀硝酸的最佳浓度范围时,从哪个角度切入,是解题的关键。从反应速率看,浓度越大,反应速率越快;从环保的角度看,最好是不产生污染环境的气体,N2不污染环境,不需对气体进行处理,其它气体都需收集或处理,所以自然会想到NO、NO2的综合处理。综合以上两点,就能确定硝酸的浓度范围。【解析】8~8.54Al+18H++6NO3-=4Al3++3NO↑+3NO2↑+9H2ODAl(NO3)3·9H2O+9SOCl2=Al(NO3)3+9SO2↑+18HCl↑搅拌由于HNO3在反应过程中浓度不断变化,NO和NO2物质的量之比不一定是1∶1冷水通入的水蒸气,冷凝回流会使浓度迅速下降,反应速率迅速变小19、略
【分析】【分析】
(1)根据硝酸和过氧化氢不稳定分析;
(2)根据碳酸钾为可溶性盐;碘酸为强酸分析离子方程式的书写。
(3)根据碘酸钾的溶解度和温度的关系分析。
(4)根据反应列关系式进行计算。
【详解】
(1)硝酸和过氧化氢都能分解;所以需要控制温度,防止硝酸;过氧化氢分解;温度能影响反应速率,温度太低,反应速率慢;
(2).碳酸钾和碘酸反应生成碘酸钾和水和二氧化碳,离子方程式为:
(3).碘酸钾在0℃时为4.74g,100℃时为32.3g,所以为了减少洗涤过程中造成的KIO3损失尽量使用冰水洗涤;
(4).①因为反应过程中有碘单质生成;利用淀粉遇碘变蓝的特性,选择淀粉做指示剂;
②根据反应列出关系式为IO36S2O32-,碘酸钾的质量分数为=99.07%;操作时间过长,过量的KI部分被氧气氧化,造成需要的亚硫酸钠的量增多,或因为产品含氧化性杂质能氧化更多的碘离子,最后消耗的亚硫酸钠的量增多,或取用标准液的滴定管没有用标准液润洗,标准液的体积变化等。【解析】防止硝酸、过氧化氢分解反应速率慢减少洗涤过程中造成的KIO3损失淀粉99.07操作时间过长,过量的KI部分被氧化(或产品含氧化性杂质、取用标准液的滴定管没有用标准液润洗等合理答案)四、实验题(共4题,共12分)20、略
【分析】(1)若用KMnO4溶液检验CH2=CH2,应先除去C2H5OH,因C2H5OH也可使KMnO4溶液褪色,(1)试管I中水的作用是除去CH2=CH2中混有的乙醇蒸气,若不除乙醇,乙醇也可使KMnO4溶液褪色,无法检验乙烯而不与溴水反应;(2)C2H5OH不与溴水反应,试管II中还可用溴水或溴的四氯化碳溶液,若用此物质,能去掉Ⅰ,因为乙醇不能使溴水褪色或乙醇不能使溴的四氯化碳溶液褪色。【解析】除去挥发出来的乙醇蒸气乙醇也能使高锰酸钾酸性溶液褪色,无法确定是否有乙烯溴水(或溴的四氯化碳溶液)能乙醇不能使溴水褪色(或乙醇不能使溴的四氯化碳溶液褪色)21、略
【分析】【分析】
根据实验目的可知,实验室用氢气和Ca反应制备CaH2,则装置A为制取氢气,B中的碱石灰为吸收水,C为制备CaH2。
【详解】
(1)装置A中用锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑;
(2)由于Ca能与空气中氧气;水蒸气等反应;影响产品的纯度,所以点燃酒精灯前必须通氢气排尽装置中的空气,氢气为可燃性气体,为防止发生爆炸,加热前要验纯,则点燃酒精灯之前需进行的操作是:先通氢气,并检验氢气的纯度至达标;
(3)已知CaH2易与水反应;则装置B的作用为除去氢气中的水蒸气;
(4)CaH2易与水反应,为防止空气中的水蒸气进入装置C,则改进的方案为:制备CaH2的装置后,需添加盛有碱石灰的干燥装置。【解析】Zn+2H+=Zn2++H2↑先通氢气,然后检验氢气的纯度并达标除去氢气中的水蒸气制备CaH2的装置后,添加盛有碱石灰的干燥装置22、略
【分析】【分析】
(1)浓硫酸与亚硫酸钠反应时会形成酸雾,酸雾中含有硫酸,所以SO2中混有硫酸;
(2)用饱和亚硫酸氢钠溶液除去SO2中的“酸雾”;
(3)②利用硫酸钙不溶于盐酸;亚硫酸钙溶于盐酸;
③打开K,向装置内通入N2(或Ar)等惰性气体;将装置内空气排出来,避免干扰。
(4)观察、分析SO2过量;少量的产物不完全相同;
(5)将问题转化成“检验次氯酸;硫酸”;利用次氯酸具有漂白性。
【详解】
(1)阅读文献知,浓硫酸与亚硫酸钠反应时会形成酸雾,酸雾中含有硫酸,所以SO2中混有硫酸,如果不净化SO2,硫酸与氯化钙反应产生硫酸钙。实验装置顺序:制备SO2、除去SO2中酸雾、SO2与氯化钙溶液反应;吸收尾气等。
(2)类似除去CO2气体中氯化氢,用饱和亚硫酸氢钠溶液除去SO2中的“酸雾”,化学方程式为2NaHSO3+H2SO4===Na2SO4+2SO2↑+2H2O。
(3)②利用硫酸钙不溶于盐酸,亚硫酸钙溶于盐酸。不能选择硝酸与白色沉淀反应,因为3CaSO3+2HNO3===3CaSO4↓+2NO↑+H2O。
③空气中氧气干扰,其过程为SO2+H2O===H2SO3,2H2SO3+O2===2H2SO4,CaCl2+H2SO4===CaSO4↓+2HCl。装置B中还有导管未用,可以打开K,向装置内通入N2(或Ar)等惰性气体;将装置内空气排出来,避免干扰。
(4)观察、分析SO2过量、少量的产物不完全相同。如果SO2少量;部分次氯酸没有被还原,即产物有次氯酸。
(5)将问题转化成“检验次氯酸、硫酸”
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