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…………○…………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年统编版2024拓展型课程化学下册月考试卷705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5题,共10分)1、硫及其化合物的“价-类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是。
A.硫在氧气中燃烧直接生成B.为难溶于水的黑色固体,可溶于硝酸C.硫化氢与反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比为D.可由其相应单质直接化合生成2、某学习小组设计实验制备供氧剂氢化钙(CaH2);实验装置如下图所示。
已知:①钙能与H2O、HCl、O2等反应;②氢化钙遇水剧烈反应。下列说法正确的是A.相同条件下,粗锌(含少量铜)比纯锌反应速率慢B.酸R为浓盐酸,装置b中盛装浓硫酸C.实验时先点燃酒精灯,后打开活塞KD.装置d的作用是防止水蒸气进入硬质玻璃管3、实验室探究SO2与Fe(NO3)3溶液反应的原理;装置如下图,实验中Y装置产生白色沉淀。下列说法不正确的是。
A.滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹,通入一段时间N2B.Y中产生的白色沉淀是BaSO4或BaSO3C.产生白色沉淀的原因可能是在酸性条件下SO2与NO3-反应生成了SO42-D.若将Fe(NO3)3换成FeCl3,Y中也能产生白色沉淀,说明Fe3+也能将SO2氧化4、如图是模拟侯氏制碱法的部分装置。下列操作正确的是
A.b通入然后a通入c中放碱石灰B.a通入然后b通入广口瓶中析出C.a通入然后b通入c中放蘸稀硫酸的脱脂棉D.b通入然后a通入c中放蘸NaOH溶液的脱脂棉5、80℃时,NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)。该温度下,在甲、乙、丙三个体积相等且恒容的密闭容器中,投入NO2和SO2,起始浓度如下表所示,其中甲经2min达平衡时,NO2的转化率为50%,下列说法不正确的是。起始浓度甲乙丙c(NO2)(mol/L)0.100.200.20c(SO2)/(mol/L)0.100.100.20A.容器甲中的反应在前2min的平均反应速率v(SO2)=0.025mol/(L·min)B.达到平衡时,容器丙中正反应速率与容器甲相等C.温度升至90℃,上述反应平衡常数为1.56,则反应的△H>0D.容器乙中若起始时改充0.10mol/LNO2和0.20mol/L,达到平衡时c(NO)与原平衡相同评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)6、晶体硼熔点为1873K;其结构单元为正二十面体,结构如图所示。氮化硼(BN)有多种相结构,例如六方相氮化硼与立方相氮化硼,结构如图所示,六方相氮化硼与石墨相似,具有层状结构;立方相氮化硼是超硬材料。回答下列问题:
(1)基态硼原子有___种不同能量的电子,第二周期中,第一电离能介于硼元素与氮元素之间的元素有___种。
(2)晶体硼为___(填晶体类型),结构单元由___个硼原子构成,共含有___个B-B键。
(3)关于氮化硼两种晶体的说法,正确的是___。
a.立方相氮化硼含有σ键和π键。
b.六方相氮化硼层间作用力小;所以质地软。
c.两种晶体均为分子晶体。
d.两种晶体中的B-N键均为共价键。
(4)NH4BF4是合成氮化硼纳米管的原料之一,1molNH4BF4含有___mol配位键。7、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=_______。8、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)9、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)。10、某化学小组用下列装置和试剂进行实验,探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂:质量分数为30%的H2O2溶液、0.1mol·L-1的H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。
(1)小组同学设计甲;乙、丙三组实验;记录如下:
。
操作。
现象。
甲。
向装置I的锥形瓶中加入MnO2固体,向装置I的____中加入质量分数为30%的H2O2溶液;连接装置I;III,打开活塞。
装置I中产生无色气体并伴随大量白雾;装置III中有气泡冒出;溶液迅速变蓝。
乙。
向装置II中加入KMnO4固体;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液不变蓝。
丙。
向装置II中加入____,向装置III中再加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液变蓝。
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式为___________________________________。
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是__________。为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是____________________________。
(4)由甲、乙、丙三组实验推测,甲实验中可能是I中的白雾使溶液变蓝。为了验证推测,可将装置I中产生的气体通入_________(填字母)溶液中,依据实验现象来证明白雾中含有H2O2。A.酸性KMnO4B.FeCl2C.H2S(5)资料显示:KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应___________________________________(写离子方程式)造成的,请设计实验证明他们的猜想是否正确:___________________________________。11、根据所学知识回答下列问题。
(1)0.1mol•L-1的NaHCO3溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为__。
(2)已知:常温时,H2R的电离平衡常数Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,则0.1mol•L-1的NaHR溶液显__(填“酸”;“中”或“碱”)性。
(3)实验室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作为__,若将AlCl3溶液蒸干并灼烧至恒重;得到的物质为___(填化学式)。
(4)25℃时,将足量氯化银分别放入下列4种溶液中,充分搅拌后,银离子浓度由大到小的顺序是___(填标号);③中银离子的浓度为_____mol•L-1。(氯化银的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol•L-1盐酸②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液④100mL蒸馏水评卷人得分三、元素或物质推断题(共5题,共10分)12、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍;B的价电子层中的未成对电子有3个;C与B同族;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸。请回答下列问题:
(1)C的基态原子的电子排布式为_____________;D的最高价含氧酸酸性比其低两价的含氧酸酸性强的原因是___________________________。
(2)杂化轨道分为等性和不等性杂化,不等性杂化时在杂化轨道中有不参加成键的孤电子对的存在。A、B、C都能与D形成中心原子杂化方式为____________的两元共价化合物。其中,属于不等性杂化的是____________(写化学式)。以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为_________,分子立体构型为_______________________________。
(3)以上不等性杂化化合物成键轨道的夹角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)A和B能形成多种结构的晶体。其中一种类似金刚石的结构,硬度比金刚石还大,是一种新型的超硬材料。其结构如下图所示(图1为晶体结构,图2为切片层状结构),其化学式为________________。实验测得此晶体结构属于六方晶系,晶胞结构见图3。已知图示原子都包含在晶胞内,晶胞参数a=0.64nm,c=0.24nm。其晶体密度为________________(已知:=1.414,=1.732,结果精确到小数点后第2位)。
13、W;X、Y、Z、N、M六种主族元素;它们在周期表中位置如图所示,请用对应的的化学用语回答下列问题:
(1)N元素在周期表中的位置___________,根据周期表,推测N原子序数为___________
(2)比较Y、Z、W三种元素形成简单离子的半径由大到小的顺序___________
(3)M最高价氧化物的水化物在水中的电离方程式:___________
(4)以下说法正确的是___________
A.单质的还原性:X>Y,可以用X与YM2溶液发生反应来证明。
B.Y与同周期的ⅢA元素的原子序数相差1
C.半导体器件的研制开始于硅;研发出太阳能光伏电池,将辐射转变为电能,如我校的路灯。
D.元素N位于金属与非金属的分界线附近,可以推断N元素的单质具有两性14、物质A由4种元素组成;按如下流程进行实验。
已知:
①每一步反应均完全②溶液D仅含一种溶质。
③沉淀E不溶于酸④溶于
请回答:
(1)物质A的组成元素为_______(元素符号),其化学式为_______。
(2)写出A与双氧水反应的化学方程式_______。
(3)写出F至G的离子方程式_______。
(4)设计实验检验溶液D中的主要离子_______。15、Ⅰ.电镀废水中常含有阴离子A,排放前可加CuSO4溶液处理;使之转化为沉淀B,按如图流程进行实验。
已知:B含三种元素;气体D标况下密度2.32g/L;混合气体l无色无味;气体F标况下密度为1.25g/L。请回答:
(1)组成B的三种元素是_______,气体D的分子式是______。
(2)写出固体C在足量氧气中灼烧的方程式_______。
(3)固体C在沸腾的稀盐酸中会生成一种弱酸和一种白色沉淀,该白色沉淀是共价化合物(测其分子量为199),则反应的化学方程式是________。
Ⅱ.某兴趣小组为验证卤素单质的氧化性强弱,打开弹簧夹,向盛有NaBr溶液的试管B和分液漏斗C中同时通入少量Cl2;将少量分液漏斗C中溶液滴入试管D中,取试管D振荡,静止后观察现象。实验装置如图:
(4)说明氧化性Br2>I2的实验现象是________。
(5)为了排除Cl2对溴置换碘实验的干扰,需确认分液漏斗C中通入Cl2未过量。试设计简单实验方案检验_________。16、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍;B的价电子层中的未成对电子有3个;C与B同族;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸。请回答下列问题:
(1)C的基态原子的电子排布式为_____________;D的最高价含氧酸酸性比其低两价的含氧酸酸性强的原因是___________________________。
(2)杂化轨道分为等性和不等性杂化,不等性杂化时在杂化轨道中有不参加成键的孤电子对的存在。A、B、C都能与D形成中心原子杂化方式为____________的两元共价化合物。其中,属于不等性杂化的是____________(写化学式)。以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为_________,分子立体构型为_______________________________。
(3)以上不等性杂化化合物成键轨道的夹角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)A和B能形成多种结构的晶体。其中一种类似金刚石的结构,硬度比金刚石还大,是一种新型的超硬材料。其结构如下图所示(图1为晶体结构,图2为切片层状结构),其化学式为________________。实验测得此晶体结构属于六方晶系,晶胞结构见图3。已知图示原子都包含在晶胞内,晶胞参数a=0.64nm,c=0.24nm。其晶体密度为________________(已知:=1.414,=1.732,结果精确到小数点后第2位)。
评卷人得分四、计算题(共3题,共24分)17、(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)。18、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_________。19、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_____。评卷人得分五、原理综合题(共2题,共20分)20、利用空气氧化NO;成本低廉,很具有研究价值。回答下列问题:
(1)NO氧化反应机理可能涉及如下过程:
Ⅰ.(快反应)
Ⅱ.(慢反应)
Ⅲ.(快反应)
上述反应_______(填序号)决定NO的氧化反应速率;已知则反应的_______(用a、b、c的代数式表示,a、b;c均为正值)。
(2)已知反应Ⅰ:v正=k1·c2(NO),v逆=k2·c[(NO)2],k1、k2为速率常数,仅受温度影响。下列叙述错误的是_______(填字母)。
A.反应Ⅰ达到平衡状态,可推知
B.反应Ⅱ的活化能低于反应Ⅰ的活化能。
C.增大NO的浓度,增大;升高温度,增大。
(3)一定条件下,将和按物质的量之比2:1充入反应容器,发生反应:其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下随温度变化的曲线如图所示。
①_______(填“>”“<”或“=”)
②400℃、条件下,O2的平衡转化率为_______%。
③700℃、p2条件下,该反应的平衡常数Kp=_______(以分压表示;分压=总压×物质的量分数)。
(4)恒容条件下,为提高NO转化为NO2的平衡转化率可采取的措施为_______(任写一种)。21、人们利用焦炭制取水煤气的工艺已广泛用于工业生产中。
I.以焦炭制备水煤气。
已知:①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+130.0kJ/mol
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H=+40.0kJ/mol
(1)在工业上,反应①是煤的综合利用的一种途径,其名称是______。焦炭与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为_______________。
II.焦炭废气的再利用。
500℃时,在密闭容器中将焦炭废气中的CO2转化为二甲醚;其相关反应为:
主反应:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)
副反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+2H2O(g)
(2)测得不同时间段部分物质的浓度如下表:。时间(min)
浓度(mol·L-1)010203040H21.000.680.400.300.30CH3OCH300.050.080.100.10
①10〜20min内,CH3OCH3的平均反应速率v(CH3OCH3)=__________。
②在上述特定条件下,已知主反应的速率方程为v=(k为速率常数,a、b、m均大于0),下列措施一定能提高主反应的反应速率的是______(填字母序号)。
A.适当温度B.分离出二甲醚C.恒压减小D.恒容下增大c(CO2)
③提高CH3OCH3产率的关键的因素是选用合适的催化剂。若起始时CO2和H2的浓度比为1:3,根据以上数据计算,上述主反应的平衡常数的计算表达式K=______。
(3)对该反应实验研究得出:在相同温度下,CO2的转化率等物理量随催化剂的组成比的变化关系如图所示。若温度不变,催化剂中约是______时最有利于二甲瞇的合成,此时,若增大反应投料比平衡常数K将____(填“增大”、“减小”或“不变”)评卷人得分六、有机推断题(共1题,共6分)22、G是一种治疗心血管疾病的药物;合成该药物的一种路线如下。
已知:R1CH2BrR1CH=CHR2
完成下列填空:
(1)写出①的反应类型_______。
(2)反应②所需的试剂和条件_______。
(3)B中含氧官能团的检验方法_______。
(4)写出E的结构简式_______。
(5)写出F→G的化学方程式_______。
(6)写出满足下列条件,C的同分异构体的结构简式_______。
①能发生银镜反应;②能发生水解反应;③含苯环;④含有5个化学环境不同的H原子。
(7)设计一条以乙烯和乙醛为原料(其它无机试剂任选)制备聚2-丁烯()的合成路线_______。(合成路线常用的表达方式为:AB目标产物)参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、B【分析】【分析】
由图可知分别为
【详解】
A.硫在氧气中燃烧直接生成不是A错误;
B.可与硝酸发生氧化还原反应;B正确;
C.硫化氢与反应方程式为氧化产物和还原产物的物质的量之比应为C错误;
D.是不能由硫和铜直接反应生成,D错误。
故答案选B。2、D【分析】锌、铜和盐酸构成原电池,反应速率比纯锌与盐酸反应速率快,A错误;酸R为浓盐酸,与锌反应生成氢气中含有氯化氢、水蒸气,因此装置b中盛装浓硫酸,只能吸收水蒸气,不能除去氯化氢,导致钙与氯化氢反应生成氯化钙,影响实验,B错误;由于钙能够与氧气反应,所以先产生氢气,排净装置内的空气,然后再点燃酒精灯,才能保证氢气与钙反应,C错误;由于氢化钙遇水剧烈反应,所以装置d的作用是防止水蒸气进入硬质玻璃管,影响实验,D正确;正确选项D。3、B【分析】【详解】
A.通入一段时间N2,是为了排除空气中O2的干扰;故A正确;
B.由于NO3-在酸性条件下具有强氧化性,能将SO32-氧化为SO42-,所以Y中产生的白色沉淀是BaSO4;故B不正确;
C.根据B项分析;C正确;
D.若将Fe(NO3)3换成FeCl3,Y中也能产生白色沉淀,且沉淀为BaSO4,说明Fe3+也能将SO2氧化;D正确;
综合以上分析;本题答案为:B。
【点睛】
本题是一道实验探究题,探究SO2与Fe(NO3)3溶液反应的原理,X装置用于制备二氧化硫,Y装置中盛有Fe(NO3)3和BaCl2的混合溶液,已知SO2不与BaCl2的溶液反应,二氧化硫具有还原性,可与硝酸根离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子,进而生成硫酸钡白色沉淀,该实验还要考虑到空气中氧气的干扰以及排除干扰的方法,另外Fe3+的氧化性也是需要注意的,本题考查学生思维的严密性。4、C【分析】【详解】
“侯氏制碱法”制取的原理是在饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳,而得到在这一实验过程中,由于在水中的溶解度较小,而的溶解度较大,为防止倒吸,b管通a管通所以要在食盐水先通然后再通否则通入后会从水中逸出,等再通时溶液中的量就很少了,这样得到的产品也很少;在这个实验中的尾气主要是和其中对环境影响较大,要吸收,而是碱性气体;所以在C装置中要装酸性物质;
A;C装置中要装酸性物质;故A错误;
B、广口瓶中析出的是NaHCO3;故B错误;
C、a通入然后b通入c中放蘸稀硫酸的脱脂棉,吸收NH3;故C正确;
D;c中放蘸稀硫酸的脱脂棉;故D错误;
故选C。5、B【分析】【详解】
A.容器甲中起始时c(NO2)=0.10mol/L,经2min达平衡时,NO2的转化率为50%则反应的NO2浓度为0.050mol/L,则反应消耗SO2的浓度也是0.050mol/L,故反应在前2min的平均速率v(SO2)==0.025mol/(L·min);A正确;
B.反应NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)为气体体积不变的反应;压强不影响平衡,则容器甲和丙互为等效平衡,平衡时反应物转化率相等,由于丙中各组分浓度为甲的2倍,则容器丙中的反应速率比A大,B错误;
C.对于容器甲,反应开始时c(NO2)=c(SO2)=0.10mol/L,经2min达平衡时,NO2的转化率为50%,则反应的c(NO2)=0.050mol/L,根据物质反应转化关系可知,此时c(SO2)=0.10mol/L=0.050mol/L=0.050mol/L,c(NO)=c(SO3)=0.050mol/L,该反应的化学平衡常数K=温度升至90℃,上述反应平衡常数为1.56>1,则升高温度化学平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,故该反应的△H>0;C正确;
D.化学平衡常数只与温度有关,与其它外界条件无关。由于NO2(g)、SO2(g)消耗是1:1关系,反应产生的SO3(g)、NO(g)也是1:1关系,所以容器乙中若起始时改充0.10mol/LNO2和0.20mol/L,平衡时,与原来的乙相同,则达到平衡时c(NO)与原平衡就相同;D正确;
故合理选项是B。二、填空题(共6题,共12分)6、略
【分析】【分析】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体;
d.非金属元素之间易形成共价键;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键。
【详解】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上,则有3种不同能量的电子;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素,则介于硼元素与氮元素之间的有Be、C、O三种元素,故答案为:3;3;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每个等边三角形拥有的顶点为20个等边三角形拥有的顶点为×20=12;每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的每个等边三角形占有的B-B键为20个等边三角形拥有的B-B键为×20=30;故答案为:12;30;
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键,则立方相氮化硼中含有σ键,不存在π键,故错误;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小,导致其质地软,故正确;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体,故错误;
d.非金属元素之间易形成共价键;所以N原子和B原子之间存在共价键,故正确;
bd正确,故答案为:bd;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键,所以含有2个配位键,则1molNH4BF4含有2mol配位键,故答案为:2。【解析】①.3②.3③.原子晶体④.12⑤.30⑥.bd⑦.27、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)48、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9、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10、略
【分析】【分析】
(1)甲实验:根据裝置Ⅰ不要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解;过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,I中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质;
(2)碘离子具有还原性;在酸性条件下能够被氧化氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式;
(3)对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件酸性环境;酸溶液中氢离子浓度不同,装置Ⅲ中出现蓝色的速率不同;
(4)证明Ⅰ中产生的气体中含有双氧水;氧气和双氧水都具有氧化性,需要利用不同性质进行检验;
(5)该小组同学取20mL久置的KI溶液;向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,可能是生成的碘单质在碱溶液中发生反应生成碘化钾;碘酸钾,验证是否正确是在未变蓝色的溶液中滴入稀硫酸观察是否变蓝。
【详解】
(1)甲实验:根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解,过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,向Ⅰ的锥形瓶中加入MnO2固体,向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液;连接Ⅰ;Ⅲ,打开活塞,Ⅰ中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质,故答案为:分液漏斗;
(2)碘离子具有还原性,在酸性条件下能够被氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O,故答案为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O;
(3)向装置Ⅱ中加入KMnO4固体,连接装置II、III,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝,向Ⅱ中加入KMnO4固体,Ⅲ中加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝。对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是:酸性环境;为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是:使用不同浓度的稀硫酸作对比实验,故答案为:酸性环境;使用不同浓度的稀硫狻作对比实验;
(4)A.高锰酸钾溶液能够将双氧水氧化;导致高锰酸钾溶液褪色,而氧气不与高锰酸钾溶液反应,如果高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有双氧水,故A正确;
B.氧气和高锰酸钾溶液都能够氧化亚铁离子;无法证明混合气体中含有双氧水,故B错误;
C.高锰酸钾和氧气都能够氧化硫化氢;无法用硫化氢检验混合气体中是否含有双氧水,故C错误;
故答案为:A;
(5)KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应的离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,设计实验证明他们的猜想是否正确的实验方案为:在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误,故答案为:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液;观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误。
【点睛】
在做探究性实验的题目时,根据资料,如果没有得到预期的实验结果,那么除了资料中给的化学反应,还要考虑酸性或碱性环境的影响,结合题目的上下文进行联系,综合考虑得出结论。这是解答此类题目时的难点。【解析】分液漏斗KMnO4固体O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性环境使用同体积不同浓度的稀硫酸做对比实验A3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误11、略
【分析】【详解】
(1)NaHCO3在水溶液中发生电离:NaHCO3=Na++电离产生是会发生电离作用:H++也会发生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。发生电离、水解作用都会消耗离子导致c(Na+)>c();电离产生H+使溶液显酸性;水解产生OH-,使溶液显碱性。由于其水解作用大于电离作用,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,主要以盐电离产生的离子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除会电离产生,还有H2O电离产生,而只有电离产生,故离子浓度:c(H+)>c(),因此该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol•L-1的NaHR溶液中,存在HR-的电离作用:HR-R2-+H+,电离产生H+使溶液显酸性,同时也存在着水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解产生OH-,使溶液显碱性,其平衡常数Kh=<Ka2=5.60×10-8,说明HR-的电离作用大于水解作用;因此NaHR溶液显酸性;
(3)AlCl3是强酸弱碱盐,在溶液中会发生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,导致溶液变浑浊,由于水解产生HCl,因此根据平衡移动原理,若用固体配制溶液时,将其溶解在一定量的浓盐酸中,增加了H+的浓度,就可以抑制盐的水解,然后再加水稀释,就可以得到澄清溶液;若将AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向进行直至水解完全,HCl挥发逸出,得到的固体是Al(OH)3,然后将固体灼烧至恒重,Al(OH)3分解产生Al2O3和H2O,最后得到的固体是Al2O3;
(4)氯化银在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都会抑制物质的溶解,溶液中Ag+、Cl-浓度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol•L-1盐酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸馏水中不含Cl-、Ag+;对氯化银在水中溶解无抑制作用。
它们抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,该溶液中含有的c(Ag+)最大;则这四种液体物质中银离子浓度由大到小的顺序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,则该溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L。【解析】c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸将AlCl3(s)溶解在较浓的盐酸中,然后加水稀释Al2O3②>④>①>③6.0×10-10三、元素或物质推断题(共5题,共10分)12、略
【分析】【详解】
周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍,则A为碳元素;B的价电子层中的未成对电子有3个,则B为氮元素;C与B同族,则C为磷元素;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸,则D为氯元素。
(1)C为P元素,原子核外有15个电子,基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p3;D为Cl元素,最高价含氧酸为HClO4,比其低两价的含氧酸是HClO3;高氯酸中非羟基氧原子为3个,氯酸中为2个(或高氯酸中Cl元素为+7价,吸引羟基氧原子的能力很强,而氯酸中Cl元素为+5价对羟基氧原子吸引能力较弱),所以高氯酸酸性比氯酸强。
(2)C、N、P与Cl形成两元共价化合物为CCl4、NCl3、PCl3,中心原子都为sp3杂化;杂化后得到的杂化轨道完全相同就是等性杂化,如甲烷中的sp3杂化,得到4个完全相同的sp3杂化轨道;杂化后得到的杂化轨道至少存在两个不同的,就是非等性杂化,如氨分子中N原子、PCl3中的P原子,虽是sp3杂化;杂化后的杂化轨道不完全相同,所以属于不等性杂化;以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为四面体形,分子立体构型为三角锥形。
(3)因为孤电子对对成键电子对的排斥力较大;所以不等性杂化化合物成键轨道的夹角小于等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)根据晶胞结构,每个C原子与4个N原子以共价键相连,每个N原子与3个C原子以共价键相连,所以氮化碳的化学式为C3N4;从图3可以看出,一个C3N4晶胞包括6个C原子和8个N原子,则其晶体密度为ρ==3.59g•cm-3。【解析】①.1s22s22p63s23p3②.高氯酸中非羟基氧原子为3个,氯酸中为2个(或高氯酸中Cl元素为+7价,吸引羟基氧原子的能力很强,而氯酸中Cl元素为+5价对羟基氧原子吸引能力较弱)③.sp3杂化④.NCl3、PCl3⑤.四面体形⑥.三角锥形⑦.小于⑧.C3N4⑨.3.59g·cm-313、略
【分析】【分析】
根据六种元素在周期表中的位置;可判断W;X、Y、Z、N、M六种主族元素分别为O、Na、Mg、S、Cl、Ge元素,然后根据元素周期律分析解答。
【详解】
(1)根据上述分析可知;N元素为Ge,在元素周期表中的位置为第四周期ⅣA族;根据第四周期元素排满时原子序数为36,则Ge原子序数为32;
(2)W、Y、Z三种元素分别为O、Mg、S,O、Mg形成的简单离子具有相同的核外电子排布,原子序数越大半径越小,O、S同主族,原子序数越大,简单离子半径越大,则简单离子的半径由大到小的顺序:S2->O2->Mg2+;
(3)M为Cl,其最高价氧化物的水化物为HClO4,为强酸,在水中完全电离,电离方程式为HClO4=H++ClO
(4)A.单质的还原性:Na>Mg,Na能与水反应,则不能用Na与MgCl2溶液发生反应来证明;A说法错误;
B.Y为Mg;与同周期的ⅢA元素的Al,原子序数少1,B说法正确;
C.半导体器件的研制开始于锗;C说法错误;
D.元素N位于金属与非金属的分界线附近;即具有金属性也具有非金属性,可以推测Ge元素具有两性,即可以与酸反应也可以与碱发生反应,D说法正确;
答案为BD。【解析】第四周期ⅣA32S2->O2->Mg2+HClO4=H++ClOBD14、略
【分析】【分析】
①由18.64g白色沉淀E及单一溶质D推得含有n(K2SO4)=0.08mol,则物质A中含有n(K+)=0.02mol,n(S)=0.08mol,②由黄色沉淀H及加入的0.18molKI推得物质A中含有n(I)=0.02mol,由①②推出含有n(O)=0.16mol,所以化学式为KI(SO2)4或KIS4O8。
【详解】
(1)根据前面分析得到物质A的组成元素为K、S、I、O,其化学式为KI(SO2)4或KIS4O8;故答案为:K、S、I、O;KI(SO2)4或KIS4O8。
(2)A与双氧水反应的化学方程式2KI(SO2)4+9H2O2=I2+K2SO4+7H2SO4+2H2O或2KI(SO2)4+9H2O2=I2+2KHSO4+6H2SO4+2H2O;故答案为:2KI(SO2)4+9H2O2=I2+K2SO4+7H2SO4+2H2O或2KI(SO2)4+9H2O2=I2+2KHSO4+6H2SO4+2H2O。
(3)F至G是亚硫酸根和I发生氧化还原反应,将I变为碘离子,其反应的离子方程式SO+I+H2O=3I-+2H++SO故答案为:SO+I+H2O=3I-+2H++SO
(4)D是硫酸钾,主要验证钾离子和硫酸根离子,钾离子应从焰色试验进行验证,硫酸根主要通过加入氯化钡来进行验证,则实验检验溶液D中的主要离子方法是取少量溶液进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃若看到紫色则含有K+;另取少量溶液先加盐酸无沉淀,再加BaCl2溶液有白色沉淀则含有SO故答案为:取少量溶液进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃若看到紫色则含有K+;另取少量溶液先加盐酸无沉淀,再加BaCl2溶液有白色沉淀则含有SO【解析】(1)K、S、I、OKI(SO2)4或KIS4O8
(2)2KI(SO2)4+9H2O2=I2+K2SO4+7H2SO4+2H2O或2KI(SO2)4+9H2O2=I2+2KHSO4+6H2SO4+2H2O
(3)SO+I+H2O=3I-+2H++SO
(4)取少量溶液进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃若看到紫色则含有K+;另取少量溶液先加盐酸无沉淀,再加BaCl2溶液有白色沉淀则含有SO15、略
【分析】【分析】
I.电镀废水中常含有阴离子A,排放前可加CuSO4溶液处理,使之转化为沉淀B,沉淀B含有铜元素,隔绝空气加热后的固体C应含铜元素,灼烧后黑色固体E应为CuO8.0g,CuO的物质的量==0.1mol,根据Cu守恒,B、C中Cu元素的物质的量0.1mol,Cu元素质量为0.1mol×64g/mol=6.4g,C在足量O2灼烧后产生的混合气体1通入足量澄清石灰水,产生10g白色沉淀G,则G为CaCO3,混合气体1中含有CO2和未反应的O2,根据C守恒,固体C中含有含有C元素,其物质的量为=0.1mol,质量为0.1mol×12g/mol=1.2g,反应后的混合气体2通过灼热的铜网完全反应后,剩余1120mL气体F,结合气体F标况下密度为1.25g/L,气体F摩尔质量为1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol,推测为N2,氮气的物质的量==0.05mol,质量为0.05mol×28g/mol=1.4g,根据转化流程分析,若F为N2,则Cu、C、N元素都来自于固体C,即C由Cu、C、N三种元素组成,再根据m(Cu)+m(C)+m(N)=6.4g+1.2g+1.4g=9g,刚好等于参与反应的固体C的质量,由此可确定,F为N2,C由Cu、C、N三种元素组成,且n(Cu)∶n(C)∶n(N)=0.1mol∶0.1mol∶0.05mol×2=1∶1∶1,则固体C的化学式为CuCN,混合气体1为CO2、O2、N2的混合气体,混合气体2为O2、N2的混合气体;由于沉淀B也是由三种元素组成,隔绝空气加热分解为C和D,没有外来元素,则B也是由Cu、C、N三种元素组成,B为11.6g,C为9g,根据质量守恒,D的质量为2.6g,气体D标况下密度2.32g/L,则D摩尔质量为2.32g/L×22.4L/mol≈52g/mol,气体D的物质的量为=0.05mol,C中除Cu外的CN-的质量为9g-6.4g=2.6g,CN-的物质的量为=0.1mol,B中除Cu外的质量为11.6-6.4=5.2g,则B的化学式为Cu(CN)2;前面的分析中确定,B中含有Cu0.1mol,则B中含有CN-的物质的量为0.2mol,根据原子守恒,D中含有CN为0.1mol,则D的分子式为(CN)2;
【详解】
I(1)根据分析,组成B的三种元素是Cu、C、N三元素,气体D的分子式是(CN)2;
(2)固体C为CuCN,在足量氧气中灼烧生成CuO、CO2和N2,则发生反应的化学方程式为2CuCN+3O22CuO+2CO2+N2;
(3)CuCN与盐酸反应生成弱酸为HCN,沉淀的摩尔质量为199g/mol,则可推断其为Cu2Cl2,发生反应的化学方程式为2CuCN+2HClCu2Cl2+2HCN;
II(4)四氯化碳的密度大于水的密度,若试管内溶液分层,且下层为紫红色,上层无色,说明Br2与KI反应生成了I2,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可以说明氧化性Br2>I2;
(5)若氯气未过量,可向试管B或分液漏斗中继续通入氯气,若溶液出现橙红色,说明氯气未过量,则实验方案为:方案一:关闭弹簧夹,向B试管中继续通入氯气,若B试管出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。方案二:取分液漏斗中上层少量溶液于试管中,向试管中通入Cl2,若试管中溶液出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。【解析】Cu、C、N(CN)22CuCN+3O22CuO+2CO2+N22CuCN+2HClCu2Cl2+2HCN试管内溶液分层,且下层为紫红色,上层无色方案一:关闭弹簧夹,向B试管中继续通入氯气,若B试管出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。方案二:取分液漏斗中上层少量溶液于试管中,向试管中通入Cl2,若试管中溶液出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。16、略
【分析】【详解】
周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍,则A为碳元素;B的价电子层中的未成对电子有3个,则B为氮元素;C与B同族,则C为磷元素;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸,则D为氯元素。
(1)C为P元素,原子核外有15个电子,基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p3;D为Cl元素,最高价含氧酸为HClO4,比其低两价的含氧酸是HClO3;高氯酸中非羟基氧原子为3个,氯酸中为2个(或高氯酸中Cl元素为+7价,吸引羟基氧原子的能力很强,而氯酸中Cl元素为+5价对羟基氧原子吸引能力较弱),所以高氯酸酸性比氯酸强。
(2)C、N、P与Cl形成两元共价化合物为CCl4、NCl3、PCl3,中心原子都为sp3杂化;杂化后得到的杂化轨道完全相同就是等性杂化,如甲烷中的sp3杂化,得到4个完全相同的sp3杂化轨道;杂化后得到的杂化轨道至少存在两个不同的,就是非等性杂化,如氨分子中N原子、PCl3中的P原子,虽是sp3杂化;杂化后的杂化轨道不完全相同,所以属于不等性杂化;以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为四面体形,分子立体构型为三角锥形。
(3)因为孤电子对对成键电子对的排斥力较大;所以不等性杂化化合物成键轨道的夹角小于等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)根据晶胞结构,每个C原子与4个N原子以共价键相连,每个N原子与3个C原子以共价键相连,所以氮化碳的化学式为C3N4;从图3可以看出,一个C3N4晶胞包括6个C原子和8个N原子,则其晶体密度为ρ==3.59g•cm-3。【解析】①.1s22s22p63s23p3②.高氯酸中非羟基氧原子为3个,氯酸中为2个(或高氯酸中Cl元素为+7价,吸引羟基氧原子的能力很强,而氯酸中Cl元素为+5价对羟基氧原子吸引能力较弱)③.sp3杂化④.NCl3、PCl3⑤.四面体形⑥.三角锥形⑦.小于⑧.C3N4⑨.3.59g·cm-3四、计算题(共3题,共24分)17、略
【分析】【详解】
(1)水是弱电解质,存在电离平衡:H2OH++OH-,在室温25℃时,Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14;
若t=100℃时,Kw=1.0×10-12,100℃时0.05mol•L-1Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05mol/L×2=0.10mol/L,则该温度下c(H+)==10-11mol/L;故该溶液的pH=11;
(2)25℃时,0.1L0.1mol•L-1的Na2A溶液的pH=11,溶液显碱性,是由于该盐是强碱弱酸盐,在溶液中A2-发生水解反应,消耗水电离产生的H+,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),用离子方程式表示为A2-+H2O⇌HA-+OH-;
(3)pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度,由于CH3COONa是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解使溶液显碱性,升高温度,盐水解程度增大,溶液的碱性增强,所以CH3COONa溶液的pH增大,而NaOH溶液的pH变化比较小,所以分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH>NaOH溶液的pH;
(4)室温下,pH=2的H2SO4溶液中水电离产生的H+的浓度c(H+)=10-12mol/L;
pH=12的NaOH溶液溶液中水电离产生的H+的浓度c(H+)=10-12mol/L;
pH=12的Na2CO3溶液,水电离出的c(H+)=10-2mol/L,故三种溶液中水电离产生的c(H+)之比为10-12:10-12:10-2=1:1:1010;
(5)①NH4HSO4是强酸的酸式盐,电离产生H+使溶液显酸性;②NH4HCO3水解使溶液显碱性;③NH4Cl水解使溶液显酸性,碱性溶液的pH大于酸性溶液的pH,电离产生的H+浓度大于盐水解的酸性;所以三种溶液pH从大到小的顺序为:②>③>①;
三种溶液中都存在NH的水解作用,①NH4HSO4电离产生H+会抑制NH的水解作用,使c(NH)增大;②NH4HCO3溶液中水解会促进NH的水解作用,使溶液中c(NH)减小,故相同温度下,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:②>③>①;
(6)①在酸性条件下,Cr2O将Fe2+氧化为Fe3+,Cr2O被还原为Cr3+,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得该反应的离子方程式:Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;
②若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=4.0×10-13mol•L-1,则由Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,可知c3(OH-)=结合Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-33,可知此时溶液中c(Cr3+)==6.0×10-8mol/L。【解析】1.0×10-1411A2-+H2O⇌HA-+OH->1:1:1010②>③>①②>③>①Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O6.0×10-818、略
【分析】【分析】
装置A中NaNO2和(NH4)2SO4发生反应(NH4)2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O生成氮气;从发生装置A出来的气体中可能伴有O2,会对后面实验的进行造成干扰,因此在E中反应发生前必须把O2除去,而硫酸亚铁中的Fe2+能够和氧气结合生成硫酸铁,进而除去O2;E中反应生成的氮化镁极易与水反应,因此在反应前必须把水除去(浓硫酸干燥);E中镁和氮气在加热条件发生反应N2+3MgMg3N2生成Mg3N2;B;F为缓冲瓶,起到防倒吸作用;G中硫酸亚铁可防止空气进入E。
【详解】
(1)根据图示可知;仪器a的名称是分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(2)NaNO2和(NH4)2SO4反应生成氮气,该反应为归中反应,反应的化学方程式为:(NH4)2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O,离子反应方程式:2NH4++2NO2-2N2↑+4H2O,故答案为:2NH4++2NO2-2N2↑+4H2O;
(3)从发生装置A出来的气体中可能伴有O2,会对后面实验的进行造成干扰,因此在E中反应发生前必须把O2除去,而硫酸亚铁中的Fe2+能够和氧气结合生成硫酸铁,进而除去O2;E中反应生成的氮化镁极易与水反应;因此在反应前必须把水除去(浓硫酸干燥);不能将C和D对调,对调后无法除去水蒸气,故答案为:除去氧气(及氮氧化物);除去水蒸气;不能,对调后无法除去水蒸气;
(4)E中镁和氮气在加热条件下反应生成氮化镁,化学方程式为:N2+3MgMg3N2,故答案为:N2+3MgMg3N2;
(5)由氮化镁和水反应的化学方程式可知;可以取少量产物于试管中,加入少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把湿润的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁,故答案为:取少量产物于试管中,加少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把润湿的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁。
【点睛】
本题涉及氮化镁的制备以及检验,明确实验原理、实验目的为解答关键,试题意在考查化学实验基本操作、常用化学仪器及使用方法以及化学物质的分析检验的能力。【解析】分液漏斗2NH4++2NO2-2N2↑+4H2O除去氧气(及氮氧化物);除去水蒸气;不能,对调后无法除去水蒸气N2+3MgMg3N2取少量产物于试管中,加少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把润湿的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁。19、略
【分析】【详解】
(1)该装置为固体和液体反应制备气体的发生装置,二氧化碳的制备用大理石和稀盐酸反应,其离子反应方程式为:↑;
(2)①二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;能说明装置中空气已经排净的现象是试管中的澄清石灰水变浑浊;
②若未排尽空气就开始加热,与空气中的氧气发生反应,生成过氧化钠,其化学反应方程式为:
(3)可以与氧气;二氧化碳、水发生反应;所以用干燥的沙土灭火;
(4)钠在二氧化碳中燃烧;该反应中只含钠元素;氧元素和碳元素,没有氢元素,所以可能会生成氧化钠或碳酸钠或二者的混合物;
(5)①碳酸钠能与氯化钙反应生成氯化钠和碳酸钙白色沉淀;氧化钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠不能与氯化钙溶液反应产生白色沉淀,且其水溶液显碱性,使酚酞溶液变红,Ⅰ;Ⅲ不成立,Ⅱ成立;
②根据实验现象以及实验分析,钠在中燃烧的化学方程式为:反应前后钠元素从0价变为+1,化合价升高,发生氧化反应,钠作还原剂,碳酸钠是氧化产物,每生成1mol氧化产物,转移的电子数为2NA;
(6)可与生成的反应生成所以在实验(2)中还可能产生的另一种尾气为可以燃烧,可用点燃的方法处理尾气。【解析】CaCO3+2H+===Ca2++
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