



2022-2023學(xué)年河南省許昌市高級(jí)中學(xué)高三上半年第一次模擬考試化學(xué)試題含解析
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這是一份2022-2023學(xué)年河南省許昌市高級(jí)中學(xué)高三上半年第一次模擬考試化學(xué)試題含解析,共22頁。試卷主要包含了單選題,工業(yè)流程題,實(shí)驗(yàn)題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
?河南省許昌市高級(jí)中學(xué)2022-2023學(xué)年高三上半年
第一次模擬考試化學(xué)試題
學(xué)校:___________姓名:___________班級(jí):___________考號(hào):___________
一、單選題
1.《中國詩詞大會(huì)》以“賞中華詩詞、尋文化基因、品生活之美”,不僅弘揚(yáng)了中國傳統(tǒng)文化,還蘊(yùn)含著許多化學(xué)知識(shí)。下列詩詞分析不正確的是
A.“嫘祖栽桑蠶吐絲,抽絲織作繡神奇”中的“絲”不耐酸堿
B.“煮豆燃豆莢,豆在釜中泣”中的能量變化主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能
C.“墨滴無聲入水驚,如煙裊裊幻形生”中的“墨滴”具有膠體的性質(zhì)
D.“獨(dú)憶飛絮鵝毛下,非復(fù)青絲馬尾垂”中的飛絮、鵝毛主要成分都是蛋白質(zhì)
【答案】D
【詳解】A.“絲”的主要成分是蛋白質(zhì),含有氨基、羧基,因此能夠與酸、堿發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致不耐酸堿,A正確;
B.“煮豆燃豆莢,豆在釜中泣”中的能量變化主要是豆的秸稈燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,B正確;
C.“墨滴”是碳元素的單質(zhì)分散在水中形成的膠體,因而具有膠體的性質(zhì),C正確;
D.飛絮的主要成分是纖維素,鵝毛的主要成分是蛋白質(zhì),D錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)是D。
2.NA 代表阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法不正確的是
A.14.0 g Fe發(fā)生吸氧腐蝕生成Fe2O3?xH2O,電極反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.5 NA
B.常溫常壓下,2.0gD2O中含有的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為NA個(gè)
C.1 mol Fe完全溶于一定濃度的硝酸,電子轉(zhuǎn)移數(shù)可能是2 NA
D.在1L 0.1 mol/L的Na2CO3溶液中,陰離子總數(shù)小于0.1 NA
【答案】D
【詳解】A.Fe發(fā)生吸氧腐蝕,負(fù)極反應(yīng)式是,則14.0 g Fe(物質(zhì)的量為0.25mol)發(fā)生吸氧腐蝕生成Fe2O3?xH2O,電極反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.5 NA,故A正確;
B.常溫常壓下,2.0gD2O中含有的質(zhì)子是,含中子為,含有的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為NA個(gè),故B正確;
C.1 mol Fe完全溶于一定濃度的硝酸,若氧化產(chǎn)物只有硝酸亞鐵,電子轉(zhuǎn)移數(shù)是2 NA,故C正確;
D.碳酸鈉溶液中存在平衡,1個(gè)陰離子反應(yīng)生成2個(gè)陰離子,所以在1L 0.1 mol/L的Na2CO3溶液中,陰離子總數(shù)大于0.1 NA,故D錯(cuò)誤;
故答案為D。
3.分類是化學(xué)學(xué)習(xí)和研究的常用手段.下列分類結(jié)論說法正確個(gè)數(shù)為( )
①氨水、氫氧化鋁、冰醋酸、氟化氫都是弱電解質(zhì)
②HClO、濃硫酸、HNO3均具有強(qiáng)氧化性,都是氧化性酸
③HI、CH3COOH、膽礬、氯氣都是電解質(zhì)
④NaF、MgO、AlCl3均由活潑金屬和活潑非金屬化合而成,都是離子化合物
⑤漂粉精、福爾馬林、水玻璃、水銀都是混合物
⑥青銅、硬鋁、不銹鋼和目前流通的硬幣都是合金
⑦C60、C70、金剛石、石墨都是碳的同素異形體.
A.2個(gè) B.3個(gè) C.4個(gè) D.5個(gè)
【答案】B
【分析】①水溶液中部分電離的電解質(zhì)為弱電解質(zhì);②氧化性的酸是含氧酸中中心元素表現(xiàn)出來的強(qiáng)氧化性,會(huì)表現(xiàn)出較強(qiáng)的氧化性;③水溶液中或熔融狀態(tài)下導(dǎo)電的化合物為電解質(zhì);④AlCl3是共價(jià)化合物;⑤混合物是由不同物質(zhì)組成的,結(jié)合物質(zhì)的組成判斷;⑥不同金屬、金屬和非金屬融合在一起形成具有金屬特性的混合物為合金;⑦由同種元素形成的不同種單質(zhì)互為同素異形體,互為同素異形體的物質(zhì)要符合以下兩個(gè)條件:同種元素形成,不同單質(zhì)。
【詳解】①氨水是一水合氨的水溶液不是電解質(zhì)、氫氧化鋁、冰醋酸、氟化氫都是弱電解質(zhì),故①錯(cuò)誤;②HClO、H2SO4(濃)、HNO3中Cl元素的化合價(jià)是+1價(jià),S、N均處于元素的最高價(jià),都具有強(qiáng)氧化性,都是氧化性酸,故②正確;③HI、CH3COOH、膽礬都是電解質(zhì),氯氣是單質(zhì)不是電解質(zhì)、也不是非電解質(zhì),故③錯(cuò)誤;④AlCl3是共價(jià)化合物,不屬于離子化合物,故④錯(cuò)誤;⑤漂白粉是氯化鈣和次氯酸鈣的混合物、水玻璃是硅酸鈉的水溶液,福爾馬林是甲醛的水溶液,都是混合物,水銀是金屬單質(zhì)屬于純凈物,故⑤錯(cuò)誤;⑥青銅是銅的合金,硬鋁是鋁的合金,不銹鋼是鐵的合金,目前流通的硬幣也是合金,故⑥正確;⑦C60、C70、金剛石、石墨均為碳元素的不同單質(zhì),互為同素異形體,故⑦正確;答案選B。
【點(diǎn)睛】本題考查了化學(xué)基本概念的理解和應(yīng)用,熟悉混合物、化合物、單質(zhì)、化合物、電解質(zhì)、非電解質(zhì)等概念的分析即可判斷,掌握物質(zhì)的組成是解題關(guān)鍵。
4.下列關(guān)于分散系的說法正確的是
A.分散系的穩(wěn)定性比較:溶液>濁液>膠體
B.由于膠體帶有正電荷或負(fù)電荷,在電場(chǎng)中將定向移動(dòng)
C.向沸水中滴加飽和氯化鐵溶液可制得氫氧化鐵膠體和鹽酸,過濾可將兩者分離
D.按照分散質(zhì)或分散劑的狀態(tài)(氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)),它們之間有9種組合方式
【答案】D
【詳解】A.溶液均一穩(wěn)定,膠體具有介穩(wěn)定性,濁液不能穩(wěn)定存在,所以分散系的穩(wěn)定性比較:溶液>膠體>濁液,故A錯(cuò)誤;
B.膠體粒子帶有正電荷或負(fù)電荷,膠體本身不帶電,故B錯(cuò)誤;
C.膠體和溶液都能通過濾紙,不能用過濾的方法分離,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)排列可知組合成的分散系分別有(前是分散質(zhì),后者是分散劑):氣-氣、氣-液、氣-固、液-液、液-固、固-固、液-氣、固-液、固-氣共九種,D正確;
故選D。
5.制備(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的實(shí)驗(yàn)中,需對(duì)過濾出產(chǎn)品的母液(pHc(CO)
B.實(shí)驗(yàn)2所得上層清液中存在c(Ba2+)·c(CO)=Ksp(BaCO3)
C.實(shí)驗(yàn)3反應(yīng)后的溶液中存在c(OH—)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)
D.實(shí)驗(yàn)4中生成的氣體是CO2
【答案】C
【詳解】A.用pH試紙測(cè)得0.1mol/L碳酸氫鈉溶液的pH約為8說明碳酸氫根離子在溶液中的水解程度大于電離程度,則溶液中碳酸的濃度大于碳酸根離子,故A正確;
B.0.1mol/L碳酸氫鈉溶液碳與過量0.1mol/L氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀、氫氧化鈉和水,則實(shí)驗(yàn)2所得上層清液中存在著碳酸鋇的溶解平衡,碳酸鋇的溶度積Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)·c(CO),故B正確;
C.0.1mol/L碳酸氫鈉溶液與等體積0.1mol/L氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水,碳酸鈉溶液中存在質(zhì)子守恒關(guān)系c(OH—)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3),故C錯(cuò)誤;
D.濃碳酸氫鈉溶液與濃硫酸鋁溶液發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳?xì)怏w,故D正確;
故選C。
13.固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復(fù)雜。某學(xué)習(xí)小組以Mg(NO3)2為研究對(duì)象,擬通過實(shí)驗(yàn)探究其熱分解的產(chǎn)物,提出如下4種猜想,其中不成立的是( )
A.Mg(NO2)2、O2 B.MgO、NO2、O2
C.Mg3N2、O2 D.MgO、NO2、N2
【答案】D
【詳解】A.硝酸鎂中氮元素的化合價(jià)為+5價(jià),氧元素的化合價(jià)為-2價(jià),Mg(NO2)2中氮元素的化合價(jià)為+3價(jià),O2中氧元素的化合價(jià)為0價(jià),氮元素化合價(jià)降低,氧元素化合價(jià)升高,符合氧化還原反應(yīng)電子守恒,故A成立;
B.硝酸鎂中氮元素的化合價(jià)+5,氧元素的化合價(jià)-2,二氧化氮中氮元素化合價(jià)+4,氧氣中氧元素化合價(jià)為0,氮元素化合價(jià)降低,氧元素化合價(jià)升高,符號(hào)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì),故B成立;
C.硝酸鎂中氮元素的化合價(jià)+5,氧元素的化合價(jià)-2,Mg3N2中氮元素的化合價(jià)為-3價(jià),O2中氧元素的化合價(jià)為0價(jià),氮元素化合價(jià)降低,氧元素化合價(jià)升高,符合氧化還原反應(yīng)的本質(zhì),故C成立;
D.反應(yīng)物硝酸鎂,產(chǎn)物氧化鎂,二氧化氮和氮?dú)猓氐幕蟽r(jià)+5變成+4價(jià)和0價(jià),只有氮元素化合價(jià)降低,沒有元素化合價(jià)升高,不滿足氧化還原反應(yīng)的特征,故D不成立;
故選D。
【點(diǎn)睛】理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)特征是解題的關(guān)鍵。氧化還原反應(yīng)中一定存在元素化合價(jià)的升高和降低。
14.下列關(guān)系圖中,A是一種正鹽,B是氣態(tài)氫化物,C是單質(zhì),F(xiàn)是強(qiáng)酸。A確定時(shí),當(dāng)X無論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿時(shí)都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他反應(yīng)產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去)。當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí),過量的B跟反應(yīng)除生成C外,另一產(chǎn)物是鹽酸鹽。下列說法中不正確的是
A.當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí),A、B、C、D、E、F中均含同一種元素,F(xiàn)可能是
B.當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí),A、B、C、D、E、F中均含同一種元素,F(xiàn)是
C.B和的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)
D.A可能為亞硫酸銨
【答案】D
【分析】X無論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿,都能與正鹽A反應(yīng)生成氣體氫化物,則A是(NH4)2S,當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí),B、C、D、E、F分別是H2S、S、SO2、SO3、H2SO4;當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí),B、C、D、E、F分別是NH3、N2、NO、NO2、HNO3,據(jù)此分析解題。
【詳解】A.X無論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿,都能與正鹽A反應(yīng)生成氣體氫化物,則A是(NH4)2S,當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí),氣體氫化物B為H2S,則C、D、E、F分別是S、SO2、SO3、H2SO4,A正確;
B.當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí),氣體氫化物為NH3,則C、D、E、F分別是N2、NO、NO2、HNO3,B正確;
C.B為H2S或NH3,H2S與Cl2反應(yīng)生成S和HCl,過量的NH3與過Cl2反應(yīng)生成N2和NH4Cl,均屬于氧化還原反應(yīng),C正確;
D.亞硫酸銨與酸反應(yīng)生成SO2,SO2不屬于氣態(tài)氫化物,不符合題意,D錯(cuò)誤;
故答案為:D。
15.磷化氫(PH3)是一種在空氣中能自燃的劇毒氣體,具有還原性,可作為電子工業(yè)原料。PH3的一種工業(yè)制法流程如下:
下列說法錯(cuò)誤的是
A.H3PO2為一元弱酸
B.該過程最好在無氧條件下進(jìn)行
C.不考慮損失,1 mol P4參與反應(yīng),可產(chǎn)生2.5 mol PH3
D.反應(yīng)1中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1︰3
【答案】D
【詳解】A.過量的NaOH反應(yīng)只生成NaH2PO2,說明H3PO2只電離出一個(gè)氫離子,為一元弱酸,A正確;
B.P4、PH3在有氧條件下易自燃,則反應(yīng)過程需保持無氧條件,B正確;
C.反應(yīng)1的化學(xué)方程式P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑,1P4~1PH3,反應(yīng)3的化學(xué)方程式為2H2PO2=H3PO4+PH3,1P4~3NaH2PO2~1.5 PH3,可知1 mol P4參與反應(yīng),可產(chǎn)生2.5 mol PH3,C正確;
D.反應(yīng)1的化學(xué)方程式P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑,氧化產(chǎn)物是NaH2PO2,還原產(chǎn)物是PH3,物質(zhì)的量之比為3︰1,D錯(cuò)誤;
故選:D。
16.氧化銅和氧化亞鐵的混合物a g,加入2 mol·L-1的硫酸溶液50 mL,恰好完全溶解,若將a g的該混合物在過量的CO氣流中加熱充分反應(yīng),冷卻后剩余固體的質(zhì)量為
A.1.6a g B.(a-1.6) g
C.(a-3.2) g D.無法計(jì)算
【答案】B
【詳解】由反應(yīng)CuO~H2SO4,F(xiàn)eO~H2SO4,可知硫酸的物質(zhì)的量與金屬氧化物中O元素的物質(zhì)的量相等,
n(H2SO4)=0.05L×2mol/L=0.1mol,
所以金屬氧化物中O的質(zhì)量為0.1mol×16g/mol=1.6g,
若將ag原混合物在足量CO中加熱,使其充分反應(yīng),冷卻后剩余固體為金屬單質(zhì),
則質(zhì)量為氧化物的質(zhì)量減去氧的質(zhì)量,為ag-1.6g,
故答案為B。
二、工業(yè)流程題
17.某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬、、及其氧化物,還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下所示工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體:
溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金屬離子
開始沉淀時(shí)()的
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全時(shí)()的
8.8
4.7
3.2
9.0
回答下列問題:
(1)“堿浸”中的兩個(gè)作用分別是_______。為回收金屬,用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性,生成沉淀。寫出該反應(yīng)的離子方程式:_______。
(2)“濾液②”中含有的金屬離子是_______。
(3)“轉(zhuǎn)化”中可替代的物質(zhì)是_______。若工藝流程改為先“調(diào)”后“轉(zhuǎn)化”,即
“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為_______。
(4)利用上述表格數(shù)據(jù),計(jì)算的_______(列出計(jì)算式)。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中濃度為,則“調(diào)”應(yīng)控制的范圍是_______。
(5)硫酸鎳在強(qiáng)堿溶液中用氧化,可沉淀出用作鎳鎘電池正極材料的。寫出該反應(yīng)的離子方程式:_______。
【答案】(1)???? 除去油脂、溶解鋁及其氧化物???? 或
(2)、、
(3)???? 或空氣????
(4)???? 或???? 3.2~6.2
(5)
【分析】由工藝流程分析可得,向廢鎳催化劑中加入NaOH溶液進(jìn)行堿浸,可除去油脂,并發(fā)生反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O將Al及其氧化物溶解,得到的濾液①含有NaAlO2,濾餅①為Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性雜質(zhì),加稀H2SO4酸浸后得到含有Ni2+、Fe2+、Fe3+的濾液②,F(xiàn)e2+經(jīng)H2O2氧化為Fe3+后,加入NaOH調(diào)節(jié)pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去,再控制pH濃縮結(jié)晶得到硫酸鎳的晶體,據(jù)此分析解題。
【詳解】(1)根據(jù)分析可知,向廢鎳催化劑中加入NaOH溶液進(jìn)行堿浸,可除去油脂,并將Al及其氧化物溶解,濾液①中含有NaAlO2(或Na[Al(OH)4]),加入稀硫酸可發(fā)生反應(yīng)AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓或[Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O;故答案為:除去油脂、溶解鋁及其氧化物;AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓或[Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O
(2)加入稀硫酸酸浸,Ni、Fe及其氧化物溶解,所以“濾液②”中含有的金屬離子是Ni2+、Fe2+、Fe3+,故答案為:Ni2+、Fe2+、Fe3+;
(3)“轉(zhuǎn)化”中H2O2的作用是將Fe2+氧化為Fe3+,不能引入雜質(zhì),可用O2或空氣替代;若將工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”,會(huì)使調(diào)pH過濾后的溶液中含有Fe2+、則濾液③中可能含有轉(zhuǎn)化生成的Fe3+;故答案為:O2或空氣;Fe3+;
(4)由上述表格可知,Ni2+完全沉淀時(shí)的pH=8.7,此時(shí)c(Ni2+)=1.0×10-5mol?L-1,c(H+)=1.0×10-8.7mol?L-1,則c(OH-)===1×10-5.3mol/L,則Ni(OH)2的Ksp=c(Ni2+)c2(OH-)=1.0×10-5mol?L-1×1×10-5.3mol/L×1×10-5.3mol/L=1×10-15.6(mol?L-1)3.如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為1.0mol?L-1,為避免鎳離子沉淀,Ksp=c(Ni2+)c2(OH-),c2(OH-)==1×10-15.6(mol?L-1)2,此時(shí)c(OH-)=1×10-7.8mol?L-1,則c(H+)=1.0×10-6.2mol?L-1,即pH=6.2;Fe3+完全沉淀的pH為3.2,因此“調(diào)節(jié)pH”應(yīng)控制的pH范圍是3.2~6.2;故答案為:c(Ni2+)c2(OH-)=1.0×10-5mol?L-1×1×10-5.3mol/L×1×10-5.3mol/L=1×10-15.6(mol?L-1)3;3.2~6.2;
(5)由題干信息,硫酸鎳在強(qiáng)堿中被NaClO氧化得到NiOOH沉淀,即反應(yīng)中Ni2+被氧化為NiOOH沉淀,ClOˉ被還原為Clˉ,則根據(jù)氧化還原得失電子守恒可得離子方程式為2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O;故答案為:2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O
三、實(shí)驗(yàn)題
18.草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)可作為制備電池正極材料磷酸鐵鋰的原料。以FeSO4溶液制備電池級(jí)草酸亞鐵晶體的實(shí)驗(yàn)流程如下:
(1)“沉淀”步驟得到的混合體系不宜在空氣中久置,其原因是_______。
(2)“轉(zhuǎn)化”在如圖所示的裝置中進(jìn)行。導(dǎo)管A的作用是_______。
(3)檢驗(yàn)“洗滌”完全的實(shí)驗(yàn)操作是_______。
(4)測(cè)定草酸亞鐵樣品純度的方法如下:準(zhǔn)確稱取0.250 0 g樣品,加入適量水、濃H2SO4、磷酸,用0.045 00 mol·L-1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(草酸亞鐵轉(zhuǎn)化為Fe3+和CO2),消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液18.00 mL。計(jì)算樣品中FeC2O4·2H2O的純度為_______(保留三位有效數(shù)字)。
【答案】(1)Fe(OH)2在空氣中易被O2氧化為Fe(OH)3,導(dǎo)致草酸亞鐵產(chǎn)率降低,所以混合體系不宜在空氣中久置
(2)平衡壓強(qiáng),使H2C2O4溶液順利滴入三頸燒瓶中
(3)取最后一次洗滌濾液少許于試管中,先滴加鹽酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則已洗滌完全
(4)97.2%
【分析】FeSO4溶液中加入氨水生成氫氧化亞鐵沉淀,向混合體系中加入草酸,氫氧化亞鐵沉淀轉(zhuǎn)化為草酸亞鐵晶體,過濾、洗滌、烘干得FeC2O4·2H2O,以此解題。
【詳解】(1)“沉淀”步驟中FeSO4溶液中加入氨水生成氫氧化亞鐵沉淀,F(xiàn)e(OH)2在空氣中易被O2氧化為Fe(OH)3,導(dǎo)致草酸亞鐵產(chǎn)率降低,所以混合體系不宜在空氣中久置;
(2)根據(jù)圖示,盛裝草酸的儀器是恒壓分液漏斗,導(dǎo)管A的作用是平衡壓強(qiáng),使H2C2O4溶液順利滴入三頸燒瓶中;
(3)草酸亞鐵晶體表面可能有硫酸根離子,通過檢驗(yàn)洗滌液中是否含有硫酸根離子判斷“洗滌”是否完全,檢驗(yàn)“洗滌”完全的實(shí)驗(yàn)操作是:取最后一次洗滌濾液少許于試管中,先滴加鹽酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則已洗滌完全;
(4)草酸亞鐵被酸性高錳酸鉀氧化為Fe3+和CO2,根據(jù)得失電子守恒,得關(guān)系式5FeC2O4 2H2O 3KMnO4反應(yīng)消耗0.04500molLKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液18.00mL,則草酸亞鐵的物質(zhì)的量為,樣品中FeC2O4·2H2O的純度為;
19.某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中用苯甲醛制備苯甲醇和苯甲酸。有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如表所示:
苯甲醛
微溶于水,易溶于有機(jī)溶劑;易被空氣氧化;與飽和NaHSO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀
苯甲醇
沸點(diǎn)為205.3 ℃;微溶于水,易溶于醇、醚等
苯甲酸
熔點(diǎn)為121.7 ℃,沸點(diǎn)為249 ℃;微溶于水
乙醚
沸點(diǎn)為34.8 ℃;難溶于水;易燃燒,當(dāng)空氣中含量為1.83%~48.0%時(shí)易發(fā)生爆炸
已知:2HCHO+KOH=CH3OH+HCOOK
回答下列問題:
(1)向圖1所示裝置(夾持及加熱裝置已略去)中加入少量NaOH和水,攪拌溶解,稍冷,加入新蒸過的苯甲醛,開啟攪拌器,加熱回流。
①長久放置的苯甲醛中易含有_______(寫結(jié)構(gòu)簡式)雜質(zhì)。
②寫出三頸燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。
(2)停止加熱,從球形冷凝管上口緩緩加入冷水,搖動(dòng),冷卻后將液體倒入分液漏斗,用乙醚萃取三次,水層保留待用。合并三次萃取液,依次用飽和NaHSO3溶液、Na2CO3溶液、水洗滌。用飽和亞硫酸氫鈉溶液洗滌的目的是_______,而用碳酸鈉溶液洗滌可除去醚層中極少量的苯甲酸。
(3)將洗滌后的醚層倒入干燥的錐形瓶內(nèi),加入無水MgSO4后再加上瓶塞,靜置一段時(shí)間后,將錐形瓶中溶液轉(zhuǎn)入圖2所示蒸餾裝置中,緩緩加熱,蒸餾除去乙醚。當(dāng)溫度升到140 ℃時(shí)改用空氣冷凝管,收集198 ℃~206 ℃的餾分。
①錐形瓶上加塞子的目的是_______;無水硫酸鎂的作用是_______。
②蒸餾除去乙醚的過程中宜采用的加熱方式為_______;收集的198 ℃~206 ℃的餾分為_______(寫名稱)。
(4)將萃取后的水層慢慢地加入到盛有鹽酸的燒杯中,同時(shí)用玻璃棒攪拌,析出白色固體。冷卻、過濾,得到粗苯甲酸產(chǎn)品,然后提純得到較純凈的產(chǎn)品。將苯甲酸粗產(chǎn)品提純所用的實(shí)驗(yàn)方法為_______。
(5)圖1和圖2裝置中都用了冷凝管,下列說法正確的是_______(填選項(xiàng)序號(hào))。
a.兩種冷凝管冷凝效果相同,本實(shí)驗(yàn)中可以互換使用
b.直形冷凝管一般在用蒸餾法分離物質(zhì)時(shí)使用
c.兩種冷凝管的冷凝水進(jìn)出方向都為“高(處)進(jìn)低(處)出”
d.球形冷凝管能冷凝回流反應(yīng)物而減少其蒸發(fā)流失,使反應(yīng)更徹底
【答案】(1)???? ???? 2+NaOH+
(2)除去未反應(yīng)的苯甲醛
(3)???? 防止乙醚揮發(fā)到空氣中引起爆炸???? 除去醚層中的水???? 水浴加熱???? 苯甲醇
(4)重結(jié)晶
(5)bd
【詳解】(1)①長久放置的苯甲醛會(huì)被空氣氧化為苯甲酸;
②結(jié)合已知信息,可寫出三頸燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2+NaOH+;
(2)根據(jù)題表中信息知苯甲醛與飽和NaHSO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀,則可知用飽和亞硫酸氫鈉溶液洗滌的目的是除去未反應(yīng)的苯甲醛。
(3)①乙醚易揮發(fā),錐形瓶上加塞子的目的是防止乙醚揮發(fā)到空氣中引起爆炸。無水硫酸鎂的作用是除去醚層中的水。
②乙醚沸點(diǎn)較低,用水浴加熱可平緩蒸出乙醚。198 ℃~206 ℃接近苯甲醇的沸點(diǎn),所以198 ℃~206 ℃的餾分為苯甲醇。
(4)將苯甲酸粗產(chǎn)品提純所用的方法是重結(jié)晶。
(5)a項(xiàng),兩種冷凝管冷凝效果不相同,球形冷凝管的冷凝效果更好,錯(cuò)誤。b項(xiàng),直形冷凝管一般在用蒸餾法分離物質(zhì)時(shí)使用,正確。c項(xiàng),兩種冷凝管的冷凝水進(jìn)出方向應(yīng)均為“高(處)出低(處)進(jìn)”,這樣冷凝效果才好,錯(cuò)誤。d項(xiàng),球形冷凝管能冷凝回流反應(yīng)物而減少其蒸發(fā)流失,使反應(yīng)更徹底,正確。故選:bd。
20.FTO導(dǎo)電玻璃為摻雜氟的SnO2透明導(dǎo)電玻璃,廣泛用于液晶顯示屏、薄膜太陽能電池基底等方面,SnCl4可用于制作FTO導(dǎo)電玻璃。實(shí)驗(yàn)室可用熔融的錫與Cl2反應(yīng)制備SnCl4,此反應(yīng)放熱,生成的SnCl4易水解生成SnO2·xH2O?;卮鹣铝袉栴}:
有關(guān)物理性質(zhì)如下表:
物質(zhì)
顏色、狀態(tài)
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
Sn
銀白色固體
231.9
2 260
SnCl4
無色液體
-33
114
SnCl2
無色晶體
246
652
(1)II裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。
(2)將上述裝置用玻璃管連接,組裝成一套制備SnCl4的實(shí)驗(yàn)裝置(每個(gè)裝置最多使用一次),正確的順序是(填各接口字母序號(hào)):B_______N,A_______。
(3)檢查裝置氣密性并裝好藥品后,應(yīng)先打開II中的分液漏斗活塞,待出現(xiàn)______現(xiàn)象后,再點(diǎn)燃I處的酒精燈。
(4)VI 裝置的作用是_______。若沒有VI裝置,可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______。
(5)實(shí)驗(yàn)制得30g溶有氯氣的SnCl4,其中氯氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.0%,則需向I中通入氯氣的物質(zhì)的量為_______mol(保留2位小數(shù))。提純?cè)揝nCl4的方法是_______。
a.用NaOH溶液洗滌再蒸餾?????b.升華?????c.重結(jié)晶????d.蒸餾????e.過濾
【答案】(1)
(2)???? HIEF???? CDJK(JK可互換)
(3)Ⅰ中蒸餾燒瓶中充滿黃綠色氣體
(4)???? 吸收多余的氯氣,并防止水蒸氣進(jìn)入錐形瓶,避免制取的SnCl4水解???? SnCl4+H2O=SnO2·xH2O +4HCl
(5)???? 0.25???? d
【分析】實(shí)驗(yàn)室可用熔融的錫與Cl2反應(yīng)制備SnCl4,此反應(yīng)放熱,生成的SnCl4易水解生成SnO2·xH2O。采用II裝置制備Cl2,Cl2中混有揮發(fā)出來的HCl和H2O,通過V除去HCl,通過IV濃硫酸干燥氯氣,將干燥的氯氣通入I與Sn反應(yīng)制備SnCl4,SnCl4蒸汽通過III中直形冷凝管在D中收集,在D處連接堿石灰干燥管,即可以防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D裝置使SnCl4水解,又可以吸收氯氣尾氣;
【詳解】(1)在Ⅱ裝置中KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生KCl、MnCl2、Cl2、H2O,根據(jù)電子守恒、原子守恒,結(jié)合物質(zhì)的拆分原則,可知發(fā)生該反應(yīng)的離子方程式為:;
(2)在裝置II中制取Cl2,Cl2中含有雜質(zhì)HCl及水蒸氣,先通過裝置V的飽和食鹽水除去雜質(zhì)HCl,然后通過裝置IV的濃硫酸干燥除去水蒸氣,導(dǎo)氣管都是長進(jìn)短出,然后將Cl2由N通入到裝置I中制取SnCl4,產(chǎn)生的SnCl4并裝置III冷凝收集在在D中,為防止生成的SnCl4水解,同時(shí)吸收多余的Cl2,再使氣體由D經(jīng)裝置VI的J進(jìn)入,由K排出,故按接口的先后順序?yàn)椋築HIEFNACDJK;
(3)檢查裝置氣密性并裝好藥品后,為防止Sn與裝置中的空氣發(fā)生反應(yīng),應(yīng)先打開Ⅱ中的分液漏斗活塞,待裝置Ⅰ中蒸餾燒瓶中充滿黃綠色氣體后,再點(diǎn)燃Ⅰ處的酒精燈,故答案為:Ⅰ中蒸餾燒瓶中充滿黃綠色氣體;
(4)Ⅵ裝置的作用是吸收多余的氯氣,并防止水蒸氣進(jìn)入錐形瓶,避免制取的SnCl4水解;若沒有裝置VI,SnCl4水解產(chǎn)生SnO2·xH2O和HCl,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:SnCl4+H2O=SnO2·xH2O +4HCl;
(5)實(shí)驗(yàn)制得30g溶有氯氣的SnCl4,其中氯氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.0%,含有氯氣的質(zhì)量為,物質(zhì)的量為,制備SnCl4需要的氯氣的物質(zhì)的量為,則需向I中通入氯氣的物質(zhì)的量為0.2mol+0.05mol=0.25mol,根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知SnCl4的沸點(diǎn)為114℃,提純?cè)揝nCl4的可以用蒸餾的方法,故答案為d;
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