
全卷滿分100分,考試時間75分鐘。
注意事項:
1.答題前,先將自己的姓名、準考證號填寫在試卷和答題卡上,并將條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2.請按題號順序在答題卡上各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答,寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
3.選擇題用2B鉛筆在答題卡上把所選答案的標號涂黑;非選擇題用黑色簽字筆在答題卡上作答;字體工整,筆跡清楚。
4.考試結(jié)束后,請將試卷和答題卡一并上交。
可能用到的相對原子質(zhì)量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Ca40 Re186
一、選擇題:本題共14小題,每小題3分,共42分。在每小題給出的四個選項中,只有一項符合題目要求。
1. 化學(xué)與生產(chǎn)、生活、科技等密切相關(guān)。下列說法正確的是
A. 我國高速公路里程世界第一,鋪設(shè)路面的瀝青是通過石油裂解得到的
B. 制造5G芯片的氮化鋁晶圓屬于傳統(tǒng)無機非金屬材料
C. 高鐵酸鉀(K2FeO4)對飲用水有殺困消毒和凈化的作用
D. 制作宇航服使用的聚酰胺纖維屬于天然有機高分子材料
【答案】C
【解析】
【詳解】A.石油常壓分餾產(chǎn)物有:液化石油氣、汽油、煤油、柴油、重油等,減壓分餾產(chǎn)物有:重柴油、潤滑油、凡士林、瀝青等,因此瀝青要通過石油分餾得到,故A錯誤;
B.氮化鋁屬于新型無機非金屬材料,不是傳統(tǒng)無機非金屬材料,故B錯誤;
C.具有強氧化性,具有消毒殺菌的作用,還原產(chǎn)物水解得到氫氧化鐵膠體,吸附雜質(zhì)凈化水,故C正確;
D.聚酰胺纖維(錦綸、芳綸等)屬于人工合成有機高分子材料,故D錯誤;
故答案選C。
2. 下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)和用途具有因果關(guān)系的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【詳解】A.小蘇打即碳酸氫鈉受熱分解生成二氧化碳氣體使得糕點疏松,故常用作食品膨松劑,與小蘇打溶液呈堿性無關(guān),A錯誤;
B.輪船外殼鑲嵌鋅塊,是犧牲陽極法保護輪船船體,Zn的金屬性強于Fe,Zn做負極,F(xiàn)e做正極,可防止Fe腐蝕,B正確;
C.FeS和汞離子反應(yīng)轉(zhuǎn)化硫化汞沉淀,故能除去重金屬離子汞離子,C錯誤;
D.煮沸的豆?jié){中加入石膏粉制豆腐,是石膏可以使蛋白質(zhì)膠體發(fā)生聚沉,而不是重金屬鹽可以使蛋白質(zhì)變性,D錯誤;
故選B。
3. NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A. 標準狀況下,22.4LNO和11.2LO2混合后所得氣體分子數(shù)為NA
B. 對于反應(yīng) △H=-92.4kJ/ml,當(dāng)放出92.4kJ熱量時,生成NH3的數(shù)目小于2NA
C. 室溫下,pH=2的亞硫酸(H2SO3)溶液中H+數(shù)為0.01NA
D. 3.9gNa2O2和Na2S的固體混合物中含有Na+數(shù)為0.1NA
【答案】D
【解析】
【詳解】A.NO與O2發(fā)生反應(yīng)2NO+O2=2NO2,生成NO2的分子數(shù)為NA,但是又發(fā)生,分子數(shù)小于NA,故A錯誤;
B.反應(yīng)△H=-92.4kJ/ml,若放出熱量92.4kJ,則參加反應(yīng)的N2的物質(zhì)的量為,生成NH3的數(shù)目等于2NA,故B錯誤;
C.題目種沒有給出溶液的體積,因此無法計算H+的物質(zhì)的量,也就無法計算H+數(shù)目,故C錯誤;
D.Na2O2和Na2S的固體混合物3.9g,Na2O2和Na2S的摩爾質(zhì)量均為78g/ml,則3.9gNa2O2和Na2S固體混合物總物質(zhì)的量為0.05ml,1ml Na2O2或1mlNa2S固體中陽離子(Na+)物質(zhì)的量均為2ml,則3.9gNa2O2和Na2S的固體混合物中陽離子總數(shù)為,故D正確;
故答案選D。
4. BF3與一定量的水形成(H2O)2?BF3,一定條件下(H2O)2?BF3可發(fā)生如圖轉(zhuǎn)化,下列說法正確的是
A. BF3和中B原子均采用sp2雜化軌道成鍵
B. (H2O)2?BF3分子中存在氫鍵和配位鍵
C. (H2O)2?BF3中的所有元素都位于元素周期表中的p區(qū)
D. BF3、NF3分子中的原子個數(shù)比相同,兩者都是極性分子
【答案】B
【解析】
【詳解】A.BF3形成3個共價鍵,采用sp2雜化軌道成鍵;中B原子形成4個共價鍵,采用sp3雜化軌道成鍵,A錯誤;
B.分子間的H2O與H2O之間形成氫鍵,分子中O原子提供孤電子對,B原子提供空軌道,O與B原子之間存在配位鍵,B正確;
C.H為s區(qū)元素,C錯誤;
D.BF3中B原子采取sp2雜化,分子空間構(gòu)型為平面三角形,結(jié)構(gòu)對稱,正負電荷重心重合,為非極性分子;NF3中N原子采取sp3雜化,分子空間構(gòu)型為三角錐形,為極性分子,D錯誤;
故選B。
5. 下列反應(yīng)的離子方程式正確的是
A. 向飽和Na2CO3溶液中通入過量的CO2: +CO2+H2O=2
B. 向苯酚鈉溶液中通入少量CO2氣體:2C6H5O-+CO2+H2O=2C6H5OH+
C. Na[Al(OH)4](即NaAlO2)溶液與NaHCO3溶液混合:[Al(OH)4]-+ =Al(OH)3↓+H2O+
D. 氧化鐵溶于氫碘酸中:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
【答案】C
【解析】
【詳解】A. 向飽和Na2CO3溶液中通入過量的CO2,反應(yīng)析出碳酸氫鈉晶體,反應(yīng)的離子方程式為: 2Na+++CO2+H2O=2NaHCO3↓,選項A錯誤;
B. 向苯酚鈉溶液中通入少量CO2氣體生成苯酚和碳酸氫鈉,反應(yīng)的離子方程式為:C6H5O-+CO2+H2O=C6H5OH+,選項B錯誤;
C. Na[Al(OH)4](即NaAlO2)溶液與NaHCO3溶液混合生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉,反應(yīng)的離子方程式為:[Al(OH)4]-+ =Al(OH)3↓+H2O+,選項C正確;
D. 氧化鐵溶于氫碘酸中生成碘化亞鐵、碘和水,反應(yīng)的離子方程式為:Fe2O3+6H++2I -=2Fe2++I2+3H2O,選項D錯誤;
答案選C。
6. 一種新型液流電池的有機溶劑的分子結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于該有機物的說法錯誤的是
A. 含有羥基、酯基兩種官能團
B. 分子中最多有10個碳原于處于同一平面
C. 1ml該有機物最多可與4mlH2加成
D. 能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】C
【解析】
【詳解】A.由圖可知,分子中含有羥基、酯基兩種官能團,A正確;
B.與苯環(huán)直接相連的原子共面,連接羥基碳和酯基碳之間的單鍵可以旋轉(zhuǎn),酯基兩端的原子共面,則分子中最多有10個碳原子位于同一平面內(nèi),B正確;
C.苯環(huán)可以和氫氣加成,1ml該有機物可與3mlH2加成,H2不能與酯基加成只能與苯環(huán)加成,C錯誤;
D.該有機物中有羥基可使酸性KMnO4溶液褪色,D正確;
故選C。
7. X、Y、Z、W為短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大。X原子核外未成對電子數(shù)在同周期元素中最多,Z是元素周期表中電負性最大的元素,W與Z同族。下列說法錯誤的是
A. 最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性:Z>W(wǎng)B. 簡單離子半徑:W>X>Y>Z
C. 簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Z>Y>XD. 元素第一電離能:Z>X>Y
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、W為短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大,Z是元素周期表中電負性最大的元素,則Z為F元素,X原子核外未成對電子數(shù)在同周期元素中最多,說明其p能級有3個電子,X為N元素,則Y為O元素,W與Z同族,則W為Cl元素,綜上,X、Y、Z、W依次為N、O、F、Cl元素。
【詳解】A.Z為F元素,無正價,沒有最高價氧化物對應(yīng)的水化物,A符合題意;
B.的電子層數(shù)為2,且核外電子排布相同,核電荷數(shù)越大的半徑越小,則半徑:,的電子層數(shù)為3,則簡單離子半徑:,B不符合題意;
C.簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:HF>H2O>NH3,C不符合題意;
D.同一周期元素,第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但第IIA族、第VA族第一電離能大于其相鄰元素,則第一電離能F>N>O,D不符合題意;
故選A。
8. 沙丁胺醇是目前治療哮喘的常用藥物,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示.下列敘述正確的是
A. 沙丁胺醇分子中含有2個手性碳原子
B. 該分子中C、N原子的雜化方式完全相同
C. 該物質(zhì)可以發(fā)生氧化反應(yīng),但不能發(fā)生還原反應(yīng)
D. 該物質(zhì)分別與足量的反應(yīng),消耗兩者的量分別為
【答案】D
【解析】
【詳解】A.該物質(zhì)苯環(huán)上較長取代基中連有醇羥基的碳原子為手性碳原子,分子中只含有1個手性碳原子,A錯誤;
B.該分子中,C原子有和兩種雜化方式,N原子采取雜化,B錯誤;
C.該物質(zhì)含有苯環(huán),可以與氫氣發(fā)生加成反應(yīng),該加成反應(yīng)屬于還原反應(yīng),C錯誤;
D.羥基都能與反應(yīng),酚羥基又可以與反應(yīng),該物質(zhì)分別與足量的反應(yīng)時消耗兩者的量分別為,D正確;
故選D。
9. 下列實驗?zāi)苓_到實驗?zāi)康牡氖?br>A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【詳解】A.實驗時先打開止水夾a,稀硫酸和鐵反應(yīng)產(chǎn)生H2和FeSO4將裝置中的空氣排凈后,關(guān)閉a,試管A中氣體壓強增大,將FeSO4溶液壓入試管B中,F(xiàn)eSO4溶液與NaOH溶液反應(yīng),產(chǎn)生白色Fe(OH)2沉淀,故A正確;
B.固體灼燒應(yīng)在坩堝中進行,故B錯誤;
C.溴與苯互溶,不能通過分液的方法分離苯和液溴,故C錯誤;
D.電鍍池中,鍍層金屬作陽極,鍍件作陰極,所以鐵件應(yīng)連接電源的負極,故D錯誤;
故答案為:A。
10. 硒化鋅是一種重要的半導(dǎo)體材料,圖甲為其立方晶胞結(jié)構(gòu),圖乙是其晶胞的俯視圖。已知阿伏加德羅常數(shù)的值為,a點的坐標為(0,0,0),b點的坐標為(1,1,1),晶胞參數(shù)為n pm。下列說法錯誤的是
A. 基態(tài)的簡化電子排布式為
B. c點的坐標為()
C. 晶體中相鄰兩個的最短距離為
D. 晶體中每個周圍緊鄰且距離相等的共有12個
【答案】C
【解析】
【詳解】A.基態(tài)Se的電子排布式為,基態(tài)比基態(tài)Se多2個電子,其簡化電子排布式為,A正確;
B.根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖并結(jié)合a、b兩點的坐標可知,c點的坐標為,B正確;
C.根據(jù)圖乙可知,晶體中相鄰兩個的最短距離為面對角線長度的一半,即,C錯誤;
D.由圖甲可知Se2-位于晶胞的頂點和面心上,故晶體中每個周圍緊鄰且距離相等的共有12個,D正確;
故答案為:C。
11. 氯化鈀是一種重要的無機化合物,廣泛應(yīng)用于催化劑、電鍍材料、金屬顏料、鈀合金制備等領(lǐng)域。以[Pd(NH3)2]Cl2固體為原料制備純PdCl2,其部分流程如圖所示:
已知:①;
②,Pd(OH)2有兩性,;
③。
下列說法正確的是
A. “酸溶”時,溫度越高,反應(yīng)效果越好
B. NH3、NH都可以被NaClO3“氧化”,流程圖中“氧化”和“酸溶”的順序可以順倒
C. Pd(OH)2只能溶于NaOH溶液不能溶于氨水
D. “氧化”不充分,“沉鈀”時所得Pd(OH)2的產(chǎn)率會降低
【答案】D
【解析】
【分析】加入熱的濃鹽酸,由于濃鹽酸過量,結(jié)合已知信息①、②可知反應(yīng)生成和NH4C1,反應(yīng)后溶液中加入NaClO3溶液將氧化為氮氣,再加NaOH溶液發(fā)生已知圖中反應(yīng),生成Pd(OH)2沉淀,過濾,將Pd(OH)2溶于鹽酸得到PdCl2。
【詳解】A.“酸溶”時,溫度越高,作為反應(yīng)物的濃鹽酸會揮發(fā)更快,導(dǎo)致反應(yīng)效果差,故A錯誤;
B.“酸溶”后內(nèi)界中的氨氣分子才可以轉(zhuǎn)化為銨根離子,從而提高銨根離子濃度,若直接進行氧化則[Pd(NH3)2]Cl2內(nèi)界中的氨氣分子無法進入到反應(yīng)體系中,因此流程圖中“酸溶”和“氧化”的順序不可以順倒,故B錯誤;
C.題中已知有兩性,能溶于強堿,又能與反應(yīng)生成,故C錯誤;
D.若氧化不充分,則溶液中未被氧化的在堿性條件下轉(zhuǎn)化為,能將轉(zhuǎn)化為可溶性的,導(dǎo)致“沉鈀”時所得的產(chǎn)率偏低,故D正確;
故答案選D。
12. 向密閉容器中充入一定量的NO(g)和CH4(g),保持總壓為100kPa,發(fā)生反應(yīng)4NO(g)+CH4(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H<0。當(dāng)=1時,NO的平衡轉(zhuǎn)化率~以及T2時NO的平衡轉(zhuǎn)化率~如圖所示。下列說法正確的是
A. 當(dāng)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變時,說明該反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)
B. 曲線Ⅱ代表T2時NO的平衡轉(zhuǎn)化率~的關(guān)系
C. T1<T2
D. 當(dāng)=1,溫度為T2條件下,CH4的平衡分壓為40kPa
【答案】B
【解析】
【詳解】A.該反應(yīng)前后氣體計量系數(shù)不變,且所有的反應(yīng)物和產(chǎn)物均為氣體,則該反應(yīng)體系的混合氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變,當(dāng)混合氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變時不能說明反應(yīng)達平衡,選項A錯誤;
B.由反應(yīng)4NO(g)+CH4(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可知,隨著的增大,即增大NO的投入量,平衡正向移動,CH4的轉(zhuǎn)化率增大而NO的轉(zhuǎn)化率卻減小,由圖信息可知,曲線Ⅱ表示T2時NO的平衡轉(zhuǎn)化率~的關(guān)系,選項B正確;
C.根據(jù)反應(yīng)4NO(g)+CH4(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H<0可知,升高溫度平衡逆向移動,則NO的轉(zhuǎn)化率減小,由圖中曲線Ⅰ表示=1時NO平衡轉(zhuǎn)化率~的關(guān)系圖,從圖中所示信息可知,T越大,則越小,NO的轉(zhuǎn)化率越小,故T1>T2,選項C錯誤;
D.根據(jù)信息可知,當(dāng)=1,溫度為T2條件下,NO的轉(zhuǎn)化率為40%,根據(jù)三段式分析可知,
則該反應(yīng)平衡時CH4的體積分數(shù)為,則此時CH4的平衡分壓為p(CH4)= ,選項D錯誤;
答案選B。
13. 一種清潔、低成本的三步法氯堿工藝工作原理的示意圖如下,下列說法正確的是
A. 第三步中a為直流電源的正極
B. 第一步生產(chǎn)的總反應(yīng)為
C. 第二步為原電池,正極質(zhì)量增加,負極質(zhì)量減少
D. 第三步外電路上每轉(zhuǎn)移4ml電子,電解池中就有4mlHCl被電解
【答案】B
【解析】
【分析】第一步,陽極:失電子轉(zhuǎn)化為,同時生成Na+,陰極O2得電子產(chǎn)物與電解質(zhì)反應(yīng)生成OH-;第二步,形成原電池,Ag電極為負極,Ag失電子產(chǎn)物與Cl-反應(yīng)生成AgCl,正極得電子生成;第三步,陽極Cl-失電子生成Cl2,陰極AgCl得電子生成Ag等。
【詳解】A.由圖可知,第三步中Ag電極的變化是AgCl得到電子轉(zhuǎn)化為Ag,發(fā)生還原反應(yīng),是陰極,則a為直流電源的負極,A錯誤;
B.第一步為電解池,陽極反應(yīng)為,陰極反應(yīng)為,根據(jù)得失電子守恒,可得第一步電解池的總反應(yīng)為,B正確;
C.第二步為原電池,正極反應(yīng)為,負極反應(yīng)為,生成的附著在負極表面,故正、負極質(zhì)量均增加,C錯誤;
D.第三步的總反應(yīng)為,溶液中HCl的物質(zhì)的量保持不變,D錯誤;
故選B。
14. 學(xué)習(xí)了酸堿中和滴定實驗后,常溫下,某同學(xué)在兩個相同的特制容器中分別加入20mL0.4/ml.L2Na2CO3溶液和40mL0.2ml/LNaHCO3溶液,再分別用0.4ml/L鹽酸滴定,利用pH計和壓力傳感器檢測,得到如圖曲線。下列說法正確的是
A. 水的電離程度:e點<f點
B. 當(dāng)?shù)渭欲}酸的體積為V1mL時(a點、b點),所發(fā)生的反應(yīng)用離子方程式表示為HCO+H+=H2O+CO2↑
C. 若用與鹽酸等物質(zhì)的量濃度的醋酸溶液滴定,則曲線甲中點位置不變
D c(20,8.3)點處,c(HCO)+2c(H2CO3)+c(H+)=(0.2+10-5.7)ml/L
【答案】D
【解析】
【分析】Na2CO3的水解程度大于NaHCO3,則0.4ml?L-1Na2CO3溶液的堿性強于40mL0.2ml?L-1NaHCO3溶液,Na2CO3與HCl反應(yīng):,,先生成NaHCO3,NaHCO3再與鹽酸反應(yīng)生成CO2氣體,NaHCO3直接與HCl反應(yīng)生成CO2氣體:,根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)計算出n(Na2CO3)=n(NaHCO3)=0.008ml,加入20mL0.4ml?L-1HCl時Na2CO3恰好轉(zhuǎn)化為NaHCO3,容器中壓強不變,隨著HCl的加入,容器中壓強逐漸增大,加入40mLHCl時容器的壓強達到最大值,而NaHCO3直接與HCl反應(yīng)生成CO2氣體,容器中壓強增大,并且加入20mLHCl時容器的壓強達到最大值、一直保持不變,所以圖中甲、丁線表示向Na2CO3溶液中滴加鹽酸,乙、丙線表示向NaHCO3溶液中滴加鹽酸,據(jù)此分析解答。
【詳解】A.由上述分析可知,圖中甲、丁線表示向Na2CO3溶液中滴加鹽酸,乙、丙線表示向NaHCO3溶液中滴加鹽酸,圖中丙線表示向NaHCO3溶液中滴加鹽酸,,e點剛開始加入鹽酸,則含有的溶質(zhì)為NaCl和NaHCO3(較多),f點時加入鹽酸接近20mL說明反應(yīng)幾乎完成,則含有的溶質(zhì)為NaCl和NaHCO3(極少),酸堿對于水的電離是抑制,鹽的水解促進水的電離,據(jù)此可知為水的電離程度:e點>f點,A錯誤;
B.在加入20mL鹽酸時Na2CO3轉(zhuǎn)化為了NaHCO3,從20mL以后發(fā)生NaHCO3與HCl反應(yīng),開始時生成的碳酸由于濃度低而沒有分解為CO2氣體,故當(dāng)?shù)渭欲}酸的體積為V1mL時(a點、b點),所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為,B錯誤;
C.若用與鹽酸等物質(zhì)的量濃度的醋酸溶液滴定,則,,反應(yīng)中生成的CH3COOH水解為堿性,因此曲線甲中點位置會變化,C錯誤;
D.C(20,8.3)點處,溶液為等濃度NaCl和NaHCO3,電荷守恒①,物料守恒②,①-②得,pH=8.3時,,,,故ml/L,D正確;
故答案選D。
二、非選擇題:本題共4小題,共58分。
15. 錸(Re)是具有重要軍事戰(zhàn)略意義的金屬。NH4ReO4是制備高純度Re的原料,實驗室用Re2O7制備NH4ReO4的裝置如圖所示。
已知:I.Re2O7易溶于水,溶于水后生成HReO4;HReO4與H2S反應(yīng)生成Re2S7。
有關(guān)物質(zhì)的溶解度S見表:
II.2NH4ReO42NH3↑+H2O+Re2O7;
NH3+H3BO3=NH3?H3BO3;
NH3?H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3。
回答下列問題:
(1)儀器a的名稱是_______。
(2)NH4ReO4的制備
①反應(yīng)開始前先向裝置C中三頸燒瓶內(nèi)加入一定量的_______(填化學(xué)式)和H2O;
②關(guān)閉_______,打開______,裝置C中三頸燒瓶內(nèi)生成Re2S7;
③關(guān)閉K1,打開K2,通入N2一段時間,通入N2的目的是_______;
④關(guān)閉K2,打開K3,滴入足量H2O2的氨水溶液,生成NH4ReO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為________;
⑤反應(yīng)結(jié)束后,將C中溶液經(jīng)______、______、過濾、乙醇洗滌、干燥,得到NH4ReO4晶體。
(3)下列裝置可用作裝置單元X的是_______(填標號)。
A. B.
C. D.
(4)取wgNH4ReO4樣品,在加熱條件下使其分解,產(chǎn)生的氨氣用硼酸(H3BO3)溶液吸收。吸收液用濃度為cml/L的鹽酸滴定,消耗鹽酸VmL。NH4ReO4的純度為_______(已知:NH4ReO4的相對分子質(zhì)量為268)。若加熱溫度過高,NH4ReO4分解產(chǎn)生N2,會導(dǎo)致NH4ReO4純度測量值______(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
【答案】15. 蒸餾燒瓶
16. ①. Re2O7 ②. K2 ③. K1 ④. 把裝置內(nèi)殘留的H2S完全排入X中吸收,防止污染 ⑤. Re2S7+28H2O2+16NH3=2NH4ReO4+7(NH4)2SO4+20H2O ⑥. 蒸發(fā)濃縮 ⑦. 冷卻結(jié)晶 17. BD
18. ①. ②. 偏小
【解析】
【分析】A裝置制備H2S,B是安全瓶,C中Re2O7和H2O反應(yīng)生成HReO4,HReO4與H2S反應(yīng)生成Re2S7,Re2S7與H2O2、氨氣生成NH4ReO4、硫酸銨,C中溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、乙醇洗滌、干燥,得到NH4ReO4晶體,裝置單元X的作用是吸收H2S,防止污染。
【小問1詳解】
根據(jù)裝置圖,儀器a的名稱是蒸餾燒瓶;
【小問2詳解】
①Re2O7易溶于水,溶于水后生成HReO4,反應(yīng)開始前先向裝置C中三頸燒瓶內(nèi)加入一定量的Re2O7和H2O反應(yīng)生成HReO4;
②關(guān)閉K2,打開K1,向C中通入H2S,裝置C中HReO4與H2S反應(yīng)生成Re2S7;
③關(guān)閉K1,打開K2,通入N2一段時間,通入N2的目的是把裝置內(nèi)殘留的H2S完全排入X中吸收,防止污染;
④關(guān)閉K2,打開K3,滴入足量H2O2的氨水溶液,Re2S7與H2O2、氨氣生成NH4ReO4、硫酸銨,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Re2S7+28H2O2+16NH3=2NH4ReO4+7(NH4)2SO4+20H2O;
⑤NH4ReO4的溶解度隨溫度降低而減小,(NH4)2SO4的溶解度受溫度影響不大,反應(yīng)結(jié)束后,將C中溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、乙醇洗滌、干燥,得到NH4ReO4晶體。
【小問3詳解】
裝置單元X的作用是吸收H2S,防止污染;H2S與硫酸銅溶液反應(yīng)生成CuS沉淀和硫酸,H2S和氫氧化鈉反應(yīng)生成Na2S,所以裝置單元X可以是硫酸銅溶液或氫氧化鈉溶液,故選BD。
【小問4詳解】
根據(jù)2NH4ReO42NH3↑+H2O+Re2O7;NH3+H3BO3=NH3?H3BO3;NH3?H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3建立關(guān)系式NH4ReO4~~~NH3↑~~~NH3?H3BO3~~+HCl,n(NH4ReO4)=n(HCl)=cV×10-3ml;
NH4ReO4的純度為。若加熱溫度過高,NH4ReO4分解產(chǎn)生N2,則生成氨氣的物質(zhì)的量偏少,消耗鹽酸的體積偏小,會導(dǎo)致NH4ReO4純度測量值偏小。
16. 馬日夫鹽[Mn(H2PO4)2?2H2O]常用于機械設(shè)備的磷化處理,可起到防銹效果。以水錳礦[主要成分為MnO(OH),還含有少量的Fe2O3、SiO2及微量的CaO、Al2O3]為原料制備馬日夫鹽的一種工藝流程如圖所示。
已知:①25℃時,金屬離子在水溶液中的平衡濃度的對數(shù)與溶液的pH的關(guān)系如圖所示。此實驗條件下Mn2+開始沉淀的pH=7.54。
②當(dāng)溶液中剩余的某金屬離子濃度≤1×10-5ml/L時,通常認為該金屬離子已沉淀完全。
回答下列問題:
(1)“溶浸”過程中主要成分發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______,為提高SO2的吸收率,可采取的措施是_______(寫出兩條即可)。
(2)“濾渣2”的主要成分為_______(寫化學(xué)式)?!把趸⒊s”步驟中不宜使用H2O2替代MnO2,原因是_______。加入氨水的目的是調(diào)節(jié)pH,應(yīng)控制pH的范圍是________之間。
(3)加入NaF可以使Ca2+轉(zhuǎn)化為CaF,沉淀除去,要使Ca2+完全沉淀,該步驟中應(yīng)控制溶液中F-濃度不小于______ml/L。[已知:Ksp(CaF2)=3.6×10-12]。
(4)“沉錳”步驟中Mn2+轉(zhuǎn)化為MnCO3沉淀,反應(yīng)的離子方程式為_______。
(5)CaO晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示,CaO晶體中Ca2+的配位數(shù)為______,距離最近的Ca2+和O2-的核間距為apm,則CaO晶體的密度為_______g/cm3(列出計算式,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。
【答案】(1) ①. ②. 不斷攪拌,使SO2和礦漿充分接觸;減慢通入SO2的流速
(2) ①. Fe(OH)3、Al(OH)3 ②. 溶液中的Mn2+和Fe2+氧化生成的Fe3+會催化H2O2的分解,使H2O2的消耗量增加 ③.
(3)
(4)
(5) ①. 6 ②.
【解析】
【分析】向水錳礦礦漿中加入H2SO4和SO2,SiO2與H2SO4不反應(yīng),F(xiàn)e2O3溶解產(chǎn)生的Fe3+被還原為Fe2+,得到含有Mn2+、、Fe2+、Ca2+、Al3+的混合溶液和含有SiO2、CaSO4(微溶)的濾渣1,加入MnO2,將Fe2+氧化為Fe3+,加入氨水調(diào)節(jié)pH將Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去,加入NaF溶液將Ca2+轉(zhuǎn)化為CaF2沉淀除去,濾液主要成分為MnSO4,加入NaHCO3溶液,得到MnCO3沉淀,加入適量磷酸溶液得到溶液,一系列操作后得到,據(jù)此作答。
【小問1詳解】
“溶浸”過程中MnO(OH)與SO2在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成MnSO4和H2O,根據(jù)守恒原則即可得到主要成分發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為;根據(jù)反應(yīng)及流程可知,為提高SO2的吸收率,可采取的措施是:不斷攪拌,使SO2和礦漿充分接觸或減慢通入SO2的流速,使其與水錳礦礦漿充分反應(yīng),其他答案合理均可,故答案為:;不斷攪拌,使SO2和礦漿充分接觸或減慢通入SO2的流速;
【小問2詳解】
根據(jù)上述分析可知濾渣1中為SiO2、CaSO4(微溶),加入MnO2,將Fe2+氧化為Fe3+,由圖及“此實驗條件下Mn2+開始沉淀的pH=7.54”可知,加入氨水調(diào)節(jié)pH將Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去;溶液中的Mn2+和Fe2+氧化生成的Fe3+會催化H2O2的分解,使H2O2的消耗量增加,因此“氧化、除雜”步驟中不宜使用H2O2替代MnO2;觀察圖2,當(dāng)時,可知此時溶液中剩余的某金屬離子濃度為1×10-5ml/L時,根據(jù)已知可得通常認為該金屬離子已沉淀完全,因此觀察圖中Fe3+、Al3+的對應(yīng)線可知Fe3+完全沉淀時對應(yīng)pH為3.2,Al3+完全沉淀時對應(yīng)pH為5,Mn2+開始沉淀的pH=7.54,故應(yīng)調(diào)節(jié)pH范圍為,故答案為:Fe(OH)3、Al(OH)3;溶液中的Mn2+和Fe2+氧化生成的Fe3+會催化H2O2的分解,使H2O2的消耗量增加;;
【小問3詳解】
,Ca2+沉淀完全時,,可得,故答案為:;
【小問4詳解】
“沉錳”時是錳離子和碳酸氫根反應(yīng)生成碳酸錳、二氧化碳和水,其發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為;故答案為:;
【小問5詳解】
根據(jù)CaO晶胞的結(jié)構(gòu)可知,以頂點上的鈣離子為例,每個鈣離子周圍距離最近的氧離子位于晶胞棱邊的中點,這樣的離子有6個,因此CaO晶體中Ca2+的配位數(shù)為6;在CaO晶胞中鈣離子數(shù)為,氧離子數(shù)為,距離最近的Ca2+和O2-的核間距為apm,所以晶胞參數(shù)為2apm,則晶體密度為,故答案為:6;。
17. 一氯甲烷主要用于生產(chǎn)甲基氯硅烷,一氯乙烯主要用于生產(chǎn)聚氯乙烯等高聚物,1,2-二氯乙烷常用作有機溶劑和化工原料?;卮鹣铝袉栴}:
I.在加熱或光照條件下,“甲烷一氯氣”法得到一氯甲烷是按自由基機理進行,即CH4(g)+Cl2(g)CH3Cl(g)+HCl(g) △H。該反應(yīng)涉及兩個基元步驟①②,其相對能量一反應(yīng)歷程圖如圖:
(1)已知H3C-H鍵能為4.56eV,H-Cl鍵能為4.46eV,1eV相當(dāng)于96.5kJ/ml。則步驟①的焓變△H1=_______kJ/ml;一氯取代反應(yīng)的總焓變△H=______(用△H1、△H2表示)。
Ⅱ.一氯乙烯(CH2=CHC1)的工業(yè)生產(chǎn)方法之一是乙烯氯化裂解法,該方法分以下兩個過程進行:
乙烯氯化加成:CH2=CH2(g)+Cl2(g)ClCH2CH2Cl(g) △H1=-171.7kJ/ml
1,2-二氯乙烷裂解:ClCH2CH2Cl(g)CH2=CHCl(g)+HCl(g) △H2=+73.4kJ/ml
(2)乙烯氯化加成反應(yīng)在熱力學(xué)上進行的趨勢很大,原因是______。1,2-二氯乙烷裂解反應(yīng)的△S=+145.7Jml/K,則該裂解反應(yīng)能自發(fā)進行的最低溫度約為______K(保留整數(shù))。
(3)在某恒壓密閉容器中通入一定量的ClCH2CH2Cl(g),僅發(fā)生1,2-二氯乙烷裂解生成氯乙烯和氯化氫,實驗測得ClCH2CH2Cl(g)的轉(zhuǎn)化率隨溫度和反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。
①T1、T2、T3的大小關(guān)系為_______,原因是_______。
②若M點剛好達到平衡狀態(tài),則N點的v正_____v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。Ka是以物質(zhì)的量分數(shù)表示的平衡常數(shù),則T2溫度下1,2-二氯乙烷裂解生成氯乙烯和氯化氫的反應(yīng)的Kx=_____保留2位小數(shù))。
Ⅲ.一種電化學(xué)合成1,2-二氯乙婉的實驗裝置如圖所示
(4)交換膜X是______離子交換膜(填“陰”或“陽”),該實驗裝置合成1,2-二氯乙烷的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。
【答案】(1) ①. +9.65 ②. ΔH1-ΔH2
(2) ①. 反應(yīng)放熱大 ②. 504
(3) ①. T1>T2>T3 ②. 反應(yīng)相同時間時,溫度越高,反應(yīng)速率越快,1,2-二氯乙烷的轉(zhuǎn)化率越高 ③. 大于 ④. 0.96
(4) ①. 陰 ②. CH2=CH2+2NaCl+2H2OClCH2CH2Cl+2NaOH+H2
【解析】
【小問1詳解】
步驟①CH4(g)+(g)+Cl2(g)= +HCl(g)+Cl2(g),斷開H3C-H,生成H-Cl,即吸收4.56eV,放出4.46eV,總反應(yīng)的焓變ΔH1=+4.56-4.46=+0.1eV,即ΔH1=+0.1×96.5 kJ·ml-1==9.65kJ·ml-1;步驟②+HCl(g)+Cl2(g)CH3Cl(g)+ (g)+HCl(g),由消去中間產(chǎn)物,可得總反應(yīng),由圖可知,反應(yīng)物與生成物的相對能量之差為ΔH1-ΔH2,所以H=ΔH1-ΔH2。
【小問2詳解】
乙烯氯化加成反應(yīng)的ΔH1=-171.7kJ/ml,放熱大,反應(yīng)物和生成物的能量差大,因此熱力學(xué)趨勢大;根據(jù)吉布斯自由能,<0,反應(yīng)可以自發(fā)進行,,則T>503.7K504K時,反應(yīng)自發(fā)進行;
【小問3詳解】
①反應(yīng)相同時間時,溫度越高,反應(yīng)速率越快,所以1,2-二氯乙烷的轉(zhuǎn)化率越高,所以T1、T2、T3的大小關(guān)系為:T1>T2>T3;
②溫度:M點大于N點,所以若M點剛好達到平衡狀態(tài),則N點還未達到平衡狀態(tài),所以v正大于v逆;
1,2-二氯乙烷裂解發(fā)生的反應(yīng)為:ClCH2CH2Cl(g)CH2=CHCl(g)+HCl(g),設(shè)初始物質(zhì)的量為1ml,根據(jù)圖示T2溫度下,ClCH2CH2Cl轉(zhuǎn)化率為70%,則此狀態(tài)下各個物質(zhì)的物質(zhì)的量為:n(ClCH2CH2Cl)=(1-0.7)ml=0.3ml,n[CH2=CHCl(g)]=0.7ml,n[HCl(g)]=0.7ml,所以各物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)分別為:x(ClCH2CH2Cl)=(1-0.7)ml=,x[CH2=CHCl(g)]=,x[HCl(g)]= ,則T2溫度下1,2-二氯乙烷裂解生成氯乙烯和氯化氫的反應(yīng)的Kx=
【小問4詳解】
Ⅲ.根據(jù)圖示電解裝置圖可知,右側(cè)水轉(zhuǎn)化為氫氣和氫氧化鈉,反應(yīng)為:2H2O+2e-=2OH-+H2,則說明右側(cè)電極為陰極,鈉離子通過交換膜Y從左到右遷移,所以交換膜Y為陽離子交換膜,直流電源左側(cè)為正極,連接的電極為陽極,直流電源的右側(cè)為負極,連接的是陰極。則有左側(cè)陽極區(qū):氯化亞銅轉(zhuǎn)化為氯化銅,被氧化,即:CuCl-e-+Cl-= CuCl2,需要氯化鈉溶液中的氯離子參與,所以交換膜X為陰離子交換膜。液相反應(yīng)為CuCl2與ClCH2CH2Cl反應(yīng)生成CH2=CH2和CuCl,據(jù)此分析。
根據(jù)上述分析可知,交換膜X為陰離子交換膜;該實驗裝置中,根據(jù)陰陽極反應(yīng)及其液相反應(yīng)可知,合成1,2-二氯乙烷的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH2=CH2+2NaCl+2H2OClCH2CH2Cl+2NaOH+H2。
18. 聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纖維廣泛用于地毯、衣料、裝飾和工程塑料等各個領(lǐng)域。PTT的一種合成路線如圖:
已知:①兩個-OH連在同一個碳原子上會形成。
②R1CHO+R2CH2CHO
回答下列問題:
(1)A、E的化學(xué)名稱分別是_______、_______,A→B的反應(yīng)條件是_______。
(2)D中官能團名稱是_______,E→F的反應(yīng)類型為_______。
(3)B→C的化學(xué)方程式為_______。
(4)D+G→PTT的化學(xué)方程式為_______。
(5)有機物M是D的同分異構(gòu)體,同時滿足下列條件的M共有______種。
①分子中含有苯環(huán),且苯環(huán)上有兩個取代基;
②能夠發(fā)成水解反應(yīng),且水解產(chǎn)物之一遇FeCl3溶液顯紫色。
其中,核磁共振氫譜峰顯示為三組峰,且峰面積比為1:1:1的結(jié)構(gòu)簡式為_______。
(6)設(shè)計由、HCHO和乙二酸制備的合成路線:_______(無機試劑任選)。
【答案】18. ①. 1,4-二甲苯 ②. 乙醛 ③. 光照
19. ①. 羧基 ②. 加成反應(yīng)
20. +4NaOH+4NaCl+2H2O
21.
n+nHOCH2CH2CH2OH+(2n-1)H2O
22. ①. 6 ②.
23. 。
【解析】
【分析】由流程可知,A物質(zhì)在光照條件下被氯原子取代,生成B物質(zhì),結(jié)合B結(jié)構(gòu)可知,A為,結(jié)合已知反應(yīng)原理可知,B在氫氧化鈉溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成C:,C催化氧化變成變成羧酸D;結(jié)合PTT結(jié)構(gòu)可知,E為乙醛:CH3CHO,乙醛E和甲醛在氫氧化鈉溶液中發(fā)生已知反應(yīng)原理生成F:HOCH2CH2CHO,F(xiàn)經(jīng)過氫氣加成生成G:1,3-丙二醇,G和D縮聚反應(yīng)生成PTT;
【小問1詳解】
由分析可知,A為,名稱為:1,4-二甲苯(或?qū)Χ妆剑?;E為乙醛;A物質(zhì)在光照條件下被氯原子取代,生成B物質(zhì),A→B的反應(yīng)條件是光照;
【小問2詳解】
D中官能團的名稱是羧基;乙醛E和甲醛在氫氧化鈉溶液中發(fā)生已知反應(yīng)原理生成F:HOCH2CH2CHO,E→F的反應(yīng)類型為加成反應(yīng);
【小問3詳解】
B在氫氧化鈉溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成C,反應(yīng)為:+4NaOH+4NaCl+2H2O;
【小問4詳解】
G含有2個羥基、D含有2個羧基,兩者發(fā)生縮聚反應(yīng)生成PTT n+nHOCH2CH2CH2OH+(2n-1)H2O;
【小問5詳解】
有機物M是D的同分異構(gòu)體,同時滿足下列條件:①分子中含有苯環(huán),且苯環(huán)上有兩個取代基;②能夠發(fā)成水解反應(yīng),且水解產(chǎn)物之一遇FeCl3溶液顯紫色,則含有酯基且水解生成酚羥基;取代基為-COOH、-OOCH存在鄰間對3種,取代基為-OOCH、-OOCH存在鄰間對3種,共6種;其中,核磁共振氫譜峰顯示為三組峰,且峰面積比為1:1:1,則結(jié)構(gòu)對稱,結(jié)構(gòu)簡式為;
【小問6詳解】
發(fā)生B生成C的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為,和HCHO發(fā)生已知反應(yīng)②原理生成,還原為飽和醇,再和乙二酸發(fā)生縮聚反應(yīng)生成;故流程成為:。選項
性質(zhì)
用途
A
小蘇打溶液呈堿性
小蘇打常用作食品膨松劑
B
Zn的金屬性比Fe強
輪船船體鑲嵌鋅塊,防止輪船腐蝕
C
FeS不溶于水
用FeS除去廢水中的Hg2+
D
重金屬鹽可以使蛋白質(zhì)變性
在煮沸的豆?jié){中加入石膏粉制豆腐
A
B
C
D
通過控制止水夾a來制取
灼燒制備
用于分離苯和液溴的混合物
鐵件鍍銅
溫度/℃
S[(NH4)2SO4]/g
S(NH4ReO4)/g
20
75.4
6.1
30
78.0
32.3
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