
河北省衡水中學(xué)2020屆高三第二次調(diào)考
一、選擇題(每小題6分)
1.新版人民幣的發(fā)行,引發(fā)了人們對有關(guān)人民幣中化學(xué)知識的關(guān)注。下列表述不正確的是( )
A. 制造人民幣所用的棉花、優(yōu)質(zhì)針葉木等原料的主要成分是纖維素
B. 用于人民幣票面方案等處的油墨中所含有的Fe3O4是一種磁性物質(zhì)
C. 防偽熒光油墨由顏料與樹脂連接料等制成,其中樹脂屬于有機(jī)高分子材料
D. 某種驗(yàn)鈔筆中含有碘酒,遇假鈔呈現(xiàn)藍(lán)色,其中遇碘變藍(lán)的是葡萄糖
【答案】D
【詳解】A.棉花、優(yōu)質(zhì)針葉木等原料的主要成分是纖維素,故A正確;
B.Fe3O4是磁性物質(zhì),有磁性,故B正確;
C.樹脂相對分子質(zhì)量很大,屬于有機(jī)高分子材料,故C正確;
D.葡萄糖遇碘不變藍(lán),故D錯誤;故選D。
2.已知C8H11N的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的有很多種(不考慮立體異構(gòu)),苯環(huán)上有一個側(cè)鏈,二個側(cè)鏈和三個側(cè)鏈的種數(shù)分別是( )
A. 5 9 6 B. 5 6 6
C. 3 9 7 D. 4 6 7
【答案】A
【解析】試題分析:如果含有1個側(cè)鏈,則應(yīng)該是-CH2CH2NH2、-CH(CH3)NH2、-NHCH2CH3、-N(CH3)2、-CH2NHCH3,共計(jì)5種;如果含有2個取代基,則可以是乙基和氨基或甲基和-NHCH3或甲基和-CH2NH2,其位置均鄰間對三種,共計(jì)是9種;如果是3個取代基,則是2個甲基和1個氨基,其位置有6種,答案選A。
考點(diǎn):考查同分異構(gòu)體判斷
3.設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( )
A. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,0.1mol Cl2溶于水,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NA
B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24L NO和2.24L O2混合后氣體分子數(shù)為0.15 NA
C. 加熱條件下,1mol Fe投入足量的濃硫酸中,生成NA個SO2分子
D. 0.1mol Na2O2與足量潮濕的二氧化碳反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NA
【答案】D
【解析】試題分析:A.Cl2溶于水發(fā)生反應(yīng)H2O+Cl2HCl+HClO,是一個可逆反應(yīng),0.1mol Cl2溶于水,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目小于0.1NA, A錯誤;B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24L NO和2.24L O2混合,發(fā)生的反應(yīng)有:2NO+O2==2NO2,2NO2N2O4,所以混合后的氣體分子數(shù)小于0.15 NA,B錯誤;C.加熱條件下,F(xiàn)e與足量的濃硫酸反應(yīng)生成+3價的鐵離子,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3mol,根據(jù)得失電子守恒,應(yīng)生成NA個SO2分子,C錯誤;D.0.1mol Na2O2與足量的潮濕的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣,過氧化鈉中氧元素即被氧化又被還原,所以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NA,D正確,答案選D。
考點(diǎn):考查阿伏伽德羅常數(shù)
4.下列實(shí)驗(yàn)操作與預(yù)期實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕蛩脤?shí)驗(yàn)結(jié)論不一致的是( ?。?br />
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕蚪Y(jié)論
A、
向里推注射器
通過觀察液面差判斷該裝置的氣密性
B、
向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末,攪拌一段時間后過濾
除去MgCl2溶液中少量FeCl3
C、
常溫下,向飽和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末,過濾,向洗滌的沉淀中加稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生
說明常溫下Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO4),選項(xiàng)C選;
D.乙醇能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色,將得到的氣體通入酸性高錳酸鉀溶液之前應(yīng)該先通入水中除去乙醇,防止乙醇干擾乙烯的檢驗(yàn),選項(xiàng)D不選;
答案選C。
5.短周期元素R、W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,R原子的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍,X元素的焰色反應(yīng)呈黃色,W元素和Z元素同主族,且Z元素的核電荷數(shù)是W的2倍,Y是地殼中除氧外含量最多的非金屬元素。下列說法不正確的是( )
A. W與X形成的兩種化合物中陰、陽離子的個數(shù)比均為1∶2
B. Y、R、Z最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱順序:Z>R>Y
C. W的簡單氫化物穩(wěn)定性比Z的簡單氫化物穩(wěn)定性低
D. Y與W形成的化合物YW2的熔點(diǎn)高、硬度大
【答案】C
【解析】試題分析:短周期元素R、W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,R原子的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍,R是C元素;X 元素的焰色反應(yīng)呈黃色,X是Na元素;W元素和Z元素同主族,且Z元素的核電荷數(shù)是W的2倍,W是O元素,Z是S元素;Y是地殼中除氧外含量最多的非金屬元素,Y是Si元素。A.O與Na形成的兩種化合物分別是Na2O和Na2O2,它們的陰、陽離子的個數(shù)比均為1∶2,A正確;B.Si、C、S的非金屬性逐漸增強(qiáng),所以它們的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱順序:S>C>Si,B正確;C.O元素的非金屬性強(qiáng)于S元素,所以O(shè)的簡單氫化物穩(wěn)定性比S的簡單氫化物穩(wěn)定性高,C錯誤;D.SiO2是原子晶體,具有熔點(diǎn)高、硬度大的特點(diǎn),D正確,答案選C。
考點(diǎn):考查元素推斷、元素周期律
6. 如圖a酸性鋅錳干電池是一種一次電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉,二氧化錳,氯化鋅和氯化銨等組成的填充物,該電池在放電過程產(chǎn)生MnOOH,下列說法不正確的是( )
有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:
圖a 圖b
A. 該電池的正極反應(yīng)式為MnO2+eˉ+H+==MnOOH
B. 利用干電池,高溫電解H2O—CO2混合氣體制備H2和CO,如圖b,則陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1:1
C. 廢電池糊狀填充物加水處理后,過濾,濾液中主要有氯化鋅和氯化銨,兩者可以通過重結(jié)晶方法分離
D. 廢電池糊狀填充物加水處理后所得濾渣的主要成分是二氧化錳、碳粉和MnOOH,欲從中得到較純的二氧化錳,可以采用加熱的方法
【答案】B
【解析】試題分析:A、正極得到電子,電極反應(yīng)式為MnO2+eˉ+H+=MnOOH,A正確;B、根據(jù)裝置圖可知陰極水、二氧化碳得到電子,生成氫氣和CO。陽極是氧離子失去電子生成氧氣,反應(yīng)式為H2O+CO2H2+CO+O2,因此陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是2:1,B錯誤;C、氯化鋅和氯化銨的溶解度受溫度的影響變化不同,兩者可以通過重結(jié)晶方法分離,C正確;D、在空氣中加熱時,碳粉、MnOOH可被氧化,分別生成二氧化碳和二氧化錳,所以欲從中得到較純的二氧化錳,可以采用加熱的方法,D正確,答案選B。
考點(diǎn):考查電化學(xué)、物質(zhì)的分離與提純
7.室溫下,用0.1 mol·Lˉ1 NaOH溶液分別滴定體積均為20mL、濃度均為0.1 mol·Lˉ1 HCl溶液和HX溶液,溶液的pH隨加入NaOH溶液體積變化如圖,下列說法不正確的是( )
A. HX為弱酸
B. M點(diǎn)c(HX)—c(X-)﹥c(OH-)—c(H+)
C. 將P點(diǎn)和N點(diǎn)的溶液混合,呈酸性
D. 向N點(diǎn)的溶液中通入HCl至pH=7:c(Na+) ﹥c(HX)=c(Cl-) >c(X-)
【答案】C
【解析】試題分析:A.未滴定時,0.1mol?L-1HCl溶液pH為1,由圖可知0.1mol/L HX溶液的pH>5,則HX弱酸,故A正確;B.M點(diǎn)為等濃度NaX、HX混合溶液,且溶液呈堿性,說明X-的水解程度大于HX的電離程度,由物料守恒可知:2c(Na+)=c(X-)+c(HX),結(jié)合電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),聯(lián)立可得:c(X-)+c(HX)+2c(H+)=2c(X-)+2c(OH-),整理得:c(HX)-c(X-)=2c(OH-)-2c(H+)>c(OH-)-c(H+),故B正確;C.P點(diǎn)溶液中NaCl、HCl物質(zhì)的量相等,N點(diǎn)為NaX溶液,NaX物質(zhì)的量為HCl的2倍,混合后為NaCl、NaX、HX混合溶液,且溶液中NaX與HX的濃度相等,由于X-的水解程度大于HX的電離程度,呈堿性,故C錯誤;D.根據(jù)電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(X-)+c(OH-),溶液pH=7,則c(Na+)=c(Cl-)+c(X-),由物料守恒可知c(Na+)=c(X-)+c(HX),聯(lián)立可得c(HX)=c(Cl-),而溶液為NaCl、NaX、HX的混合溶液,相同濃度下X-的水解程度大于HX的電離程度,由于溶液為中性,則溶液中c(NaX)<c(HX),故溶液中c(Na+)>c(HX)=c(Cl-)>c(X-),故D正確;故選C。
考點(diǎn):考查水解原理、弱電解質(zhì)電離、離子濃度大小判斷。
二、非選擇題
8.阿司匹林(乙酰水楊酸,)是世界上應(yīng)用最廣泛的解熱、鎮(zhèn)痛和抗炎藥.乙酰水楊酸受熱易分解,分解溫度為128℃~135℃.某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室以水楊酸(鄰羥基苯甲酸)與醋酸酐[(CH3CO)2O]為主要原料合成阿司匹林,反應(yīng)原理如下:
制備基本操作流程如下:
主要試劑和產(chǎn)品的物理常數(shù)如下表所示:
名稱
相對分子質(zhì)量
熔點(diǎn)或沸點(diǎn)(℃)
水
水楊酸
138
158(熔點(diǎn))
微溶
醋酸酐
102
139.4(沸點(diǎn))
易水解
乙酰水楊酸
180
135(熔點(diǎn))
微溶
請根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)制備阿司匹林時,要使用干燥的儀器的原因是_____________________________.
(2)合成阿司匹林時,最合適的加熱方法是_____________________________.
(3)提純粗產(chǎn)品流程如下,加熱回流裝置如圖:
① 使用溫度計(jì)的目的是控制加熱的溫度,防止_____________________.
② 冷凝水的流進(jìn)方向是_____(填“a”或“b”);
③ 趁熱過濾的原因是_________________________________________.
④下列說法正確的是_____(填選項(xiàng)字母).
a.此種提純方法中乙酸乙酯的作用是做溶劑
b.此種提純粗產(chǎn)品的方法叫重結(jié)晶
c.根據(jù)以上提純過程可以得出阿司匹林在乙酸乙酯中的溶解度低溫時大
d.可以用紫色石蕊溶液判斷產(chǎn)品中是否含有未反應(yīng)完的水楊酸
(4)在實(shí)驗(yàn)中原料用量:2.0g水楊酸、5.0mL醋酸酐(ρ=1.08g/cm3),最終稱得產(chǎn)品質(zhì)量為2.2g,則所得乙酰水楊酸的產(chǎn)率為_____(用百分?jǐn)?shù)表示,小數(shù)點(diǎn)后一位).
【答案】 (1). 醋酸酐和水易發(fā)生反應(yīng) (2). 水浴加熱 (3). 乙酰水楊酸受熱易分解 (4). a (5). 防止乙酰水楊酸結(jié)晶析出 (6). abc (7). 84.3%
【詳解】醋酸酐和水楊酸混合,然后向混合溶液中加入濃硫酸,搖勻后加熱至85℃,然后冷卻、過濾、水洗得到粗產(chǎn)品;
(1)醋酸酐和水易發(fā)生反應(yīng)生成乙酸,生成的乙酸抑制水楊酸和乙酸酐反應(yīng),所以需要干燥儀器,
故答案為:醋酸酐和水易發(fā)生反應(yīng);
(2)合成阿司匹林時要控制溫度在85℃~90℃,該溫度低于水的沸點(diǎn),所以合適的加熱方法是水浴加熱;
(3)①乙酰水楊酸受熱易分解,分解溫度為128℃~135℃,使用溫度計(jì)的目的是控制加熱的溫度,防止乙酰水楊酸受熱易分解;
②采取逆流原理通入冷凝水,充滿冷凝管,充分冷凝回流,冷凝水從a口進(jìn),從b口出,
故答案為:a;
③趁熱過濾,防止乙酰水楊酸結(jié)晶析出,減少損失,
故答案為:防止乙酰水楊酸結(jié)晶析出;
④乙酸乙酯起溶劑作用,趁熱過濾除去水楊酸,再冷卻結(jié)晶析出乙酰水楊酸,說明低溫時乙酰水楊酸在乙酸乙酯中的溶解度較小,利用水楊酸、乙酰水楊酸在乙酸乙酯中溶解度不同就行分離提純,這種分離提純方法為重結(jié)晶,由于水楊酸與乙酰水楊酸均含有羧基,且在水中微弱,不能用紫色石蕊溶液判斷產(chǎn)品中是否含有未反應(yīng)完的水楊酸,
故選:abc;
(4)水楊酸的相對分子質(zhì)量為138,n(水楊酸)= =0.0145mol,n(乙酸酐)==0.0529mol,由于乙酸酐的物質(zhì)的量大于水楊酸,所以得到的乙酰水楊酸應(yīng)該按照水楊酸來計(jì)算,故理論上得到乙酰水楊酸的質(zhì)量為0.0145mol×180g/mol=2.61g,產(chǎn)率=×100%=×100%=84.3%。
【點(diǎn)睛】本題考查有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評價,注意對題目信息的應(yīng)用,(3)中注意根據(jù)流程理解分離提純方法,較好的考查學(xué)生分析解決問題的能力,易錯點(diǎn)為(4)計(jì)算水楊酸、乙酸酐的物質(zhì)的量,進(jìn)行過量判斷,根據(jù)不足量的物質(zhì)計(jì)算理論產(chǎn)量,進(jìn)而計(jì)算產(chǎn)率。
9.PbI2(亮黃色粉末)是生產(chǎn)新型敏化太陽能電池敏化劑——甲胺鉛碘的原料。合成PbI2的實(shí)驗(yàn)流程如圖1:
圖1
圖2
(1)將鉛塊制成鉛花的目的是 。
(2)31.05g鉛花用5.00mol·L-1的硝酸溶解,至少需消耗5.00 mol·L-1硝酸 mL。
(3)取一定質(zhì)量(CH3COO)2Pb·nH2O樣品在N2氣氛中加熱,測得樣品固體殘留率)()隨溫度的變化如圖2所示(已知:樣品在75℃時已完全失去結(jié)晶水)。
①(CH3COO)2Pb·nH2O中結(jié)晶水?dāng)?shù)目n= (填整數(shù))。
②100~200℃間分解產(chǎn)物為鉛的氧化物和一種有機(jī)物,則該有機(jī)物為 (寫分子式)。
(4)稱取一定質(zhì)量的PbI2固體,用蒸餾水配制成室溫時的飽和溶液,準(zhǔn)確移取25.00mL PbI2飽和溶液分次加入陽離子交換樹脂RH中,發(fā)生:2RH(s) + Pb2+(aq) = R2Pb(s) +2H+(aq),用錐形瓶接收流出液,最后用蒸餾水淋洗樹脂至流出液呈中性,將洗滌液合并到錐形瓶中。加入2~3滴酚酞溶液,用0.002500mol·L-1NaOH溶液滴定,到滴定終點(diǎn)時用去氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL。則室溫時PbI2的Ksp為 。
(5)探究濃度對磺化鉛沉淀溶解平衡的影響。
該化學(xué)小組根據(jù)所提供試劑設(shè)計(jì)兩個實(shí)驗(yàn),來說明濃度對沉淀溶解平衡的影響。
提供試劑:NaI飽和溶液、NaCl飽和溶液、FeCl3飽和溶液、PbI2飽和溶液、PbI2懸濁液。
信息提示:Pb2+和Cl-能形成較穩(wěn)定的PbCl42-絡(luò)離子。
請?zhí)顚懴卤淼目瞻滋帲?br />
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及原因分析
①磺離子濃度增大對平衡的影響
取PbI2飽和溶液少量于一支試管中,再滴入幾滴NaI飽和溶液
現(xiàn)象:溶液中c(I-)增大,使Q大于了PbI2的Ksp
②鉛離子濃度減小對平衡的影響
現(xiàn)象:
原因:
③
在PbI2懸濁液中滴入幾滴FeCl3飽和溶液
現(xiàn)象:黃色渾濁消失
寫出反應(yīng)的離子方程式:
【答案】(1)增大與酸的接觸面積,加快溶解反應(yīng)速率(1分)(2)80 (1分)
(3)①3(2分) ②C4H6O3(2分)(4)4×10﹣9(2分)
(5)
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及原因分析
取PbI2懸濁液少量于一支試管中,再加入少量NaCl飽和溶液
現(xiàn)象:黃色渾濁消失
原因:原因是形成PbCl42-,導(dǎo)致溶液中c(Pb2+)減小,使Qc小于了pbI2的Ksp
③鉛離子和碘離子濃度都減小對平衡的影響
PbI2+2Fe3++4Cl-=PbCl42-+2Fe2++I2
【解析】試題分析:(1)將鉛塊制成鉛花,是為了增大與酸反應(yīng)的接觸面積,加快溶解反應(yīng)速率;
(2)31.05g鉛的物質(zhì)的量為31.05g÷207g/mol=0.15mol,根據(jù)反應(yīng)方程式可知消耗的HNO3的物質(zhì)的量為0.15mol×8/3=0.4mol,生成的NO的物質(zhì)的量為0.15mol×2/3=0.1mol,則硝酸溶液的體積為0.4mol÷5.00mol?L﹣1=0.08L=80.0mL;
(3)①假設(shè)樣品的起始質(zhì)量為100克,根據(jù)固體殘留率的公式可知,75℃時剩余固體為87.75克,生成的水質(zhì)量為100g﹣87.75g=12.25g,則醋酸鉛與水的物質(zhì)的量之比為=1:3,則n=3;
②鉛的氧化物質(zhì)量為58.84克,醋酸鉛的物質(zhì)的量為=,根據(jù)鉛原子守恒,鉛的氧化物(PbOx)的物質(zhì)的量為,此氧化物的摩爾質(zhì)量為58.84g÷=223g/mol,為PbO,有機(jī)物的質(zhì)量為85.75g﹣58.84g=26.91g,此有機(jī)物分子內(nèi)應(yīng)含有四個碳原子,物質(zhì)的量為mol,摩爾質(zhì)量為26.91g÷=102,根據(jù)原子守恒可知有機(jī)物的分子式為C4H6O3;
(4)n(H+) = n(NaOH) = 0.002500 mol?L﹣1 × 20.00mL × 10﹣3L?mL﹣1 = 5.000 × 10﹣5mol , n[Pb2+(aq)] = 1/2 n(H+) = 2.500 × 10﹣5 mol , c(Pb2+) == 1.000 × 10﹣3 mol?L﹣1 ,Ksp(PbI2) = c(Pb2+)?c2(I﹣) = 4c3(Pb2+) = 4 × (1.000×10﹣3)3=4.000×10﹣9。
(5)影響化學(xué)平衡移動的因素有濃度:增大反應(yīng)物(減小生成物)濃度,向著正向進(jìn)行,增大生成物(減小反應(yīng)物)濃度平衡向左進(jìn)行,根據(jù)碘化鉛的溶解平衡:PbI2(S)Pb2+(aq)+2I-(aq),溶液中c(I-)增大,平衡向左進(jìn)行,Pb2+和Cl-能形成較穩(wěn)定的PbCl42-絡(luò)離子,加入少量NaCl飽和溶液,會導(dǎo)致溶液中c(Pb2+)減小,平衡向右進(jìn)行,二價鉛離子和三價鐵離子可以發(fā)生氧化還原反應(yīng),加入少量FeCl3飽和溶液,會消耗碘化鉛,向左移動。
考點(diǎn):考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì);難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化;外界條件對平衡狀態(tài)的影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評價
10.納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注,下表為制取Cu2O的四種方法:
方法a
用炭粉在高溫條件下還原CuO
方法b
用葡萄糖還原新制Cu(OH)2制備Cu2O
方法c
電解法,反應(yīng)為2Cu+H2OCu2O+H2↑
方法d
用肼(N2H4)還原新制的Cu(OH)2
(1)已知:①2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s);△H=﹣169kJ?mol﹣1
②C(s)+O2(g)=CO(g);△H=﹣110.5kJ?mol﹣1
③Cu(s)+O2(g)=CuO(s);△H=﹣157kJ?mol﹣1
則方法a發(fā)生的熱化學(xué)方程式是:_____________________________________________。
(2)方法c采用離子交換膜控制電解液中OH﹣的濃度而制備納米Cu2O,裝置如圖所示:
該離子交換膜為_____離子交換膜(填“陰”或“陽”),該電池的陽極反應(yīng)式為______________,鈦極附近的pH值_____(填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)方法d為加熱條件下用液態(tài)肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2來制備納米級Cu2O,同時放出N2.該制法的化學(xué)方程式為______________________________________。
(4)在相同的密閉容器中,用以上方法制得的三種Cu2O分別進(jìn)行催化分解水的實(shí)驗(yàn):
2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)△H>0.水蒸氣的濃度隨時間t變化如下表所示:
①對比實(shí)驗(yàn)的溫度:T2_____T1(填“>”“<”或“=”),能否通過對比實(shí)驗(yàn)①③到達(dá)平衡所需時間長短判斷:_____(填“能”或“否”)。
②實(shí)驗(yàn)①前20min的平均反應(yīng)速率 v(O2)=_____
③催化劑的催化效率:實(shí)驗(yàn)①_____實(shí)驗(yàn)②(填“>”或“<”)。
【答案】 (1). C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5kJ?mol﹣1 (2). 陰 (3). 2Cu﹣2e﹣+2OH﹣=Cu2O+H2O (4). 增大 (5). 4Cu(OH)2+N2H4 2Cu2O+N2↑+6H2O (6). > (7). 否 (8). 3.5×10﹣5mol/(L?min) (9). <
【詳解】(1) 已知:①2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s);△H = -169kJ·mol-1,②C(s)+O2(g)=CO(g);△H = -110.5kJ·mol-1,③ Cu(s)+O2(g)=CuO(s);△H = -157kJ·mol-1,方法a是用碳在高溫條件下還原氧化銅,方程式為:2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g),由②-2×③-①×,可以得到該方程式,根據(jù)蓋斯定律,該反應(yīng)的焓變?yōu)?110.5kJ·mol-1-2×(-157kJ·mol-1)-(-169kJ·mol-1)×=+34.5kJ/mol;
(2)根據(jù)總反應(yīng)可以寫出陽極反應(yīng)式,陽極反應(yīng)式為:2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,消耗氫氧根,pH減小,所以離子交換膜是陰離子交換膜,Ti極是陰極,陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e=H2↑+2OH,Ti極附近的pH增大,為答案為:陰;2Cu-2e-+2OH-= Cu2O+H2O;增大;
(3)方法d為加熱條件下用液態(tài)肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2來制備納米級Cu2O,同時放出N2,結(jié)合元素守恒寫出化學(xué)反應(yīng)方程式為4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+6H2O+N2↑;
(4)實(shí)驗(yàn)①③或者②③相比,起始物質(zhì)的量濃度③是①(或②)的2倍,達(dá)到平衡時③中物質(zhì)的量濃度小于①(或②)的2倍,水蒸氣的轉(zhuǎn)化率降低,所以T2>T1,不可以通過比較達(dá)到平衡的時間來判斷溫度的大小,在這個實(shí)驗(yàn)里面,溫度不是唯一影響速率的因素,還有催化劑,答案為:>;否;
②①前20 min的平均反應(yīng)速率 v(O2)=v(H2O)= =3.5×10-5 mol/(L·min);
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)速率較快,催化劑的催化效率:實(shí)驗(yàn)①>實(shí)驗(yàn)②。
【化學(xué)一選修2:化學(xué)與技術(shù)】
11.輝銅礦主要成分Cu2S,此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì),軟錳礦主要含有MnO2,以及少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì).研究人員開發(fā)綜合利用這兩種資源,用同槽酸浸濕法冶煉工藝,制備硫酸錳晶體和堿式碳酸銅。主要工藝流程如下:
已知:
①M(fèi)nO2有較強(qiáng)的氧化性,能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫;
②[Cu(NH3)4]SO4常溫穩(wěn)定,在熱水溶液中會分解生成NH3;
③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍(開始沉淀和完全沉淀的pH):
Fe3+:1.5~3.2 Mn2+:8.3~9.8 Cu2+:4.4~6.4
④MnSO4·H2O溶于1份冷水、0.6份沸水,不溶于乙醇。
(1)實(shí)驗(yàn)室配制250mL 4.8mol?L-1的稀硫酸,所需的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯以外還需要 。
(2)酸浸時,為了提高浸取率可采取的措施有 (任寫一點(diǎn))。
(3)酸浸時,得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
(4)調(diào)節(jié)浸出液pH=4的作用是 。
(5)本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是 (寫化學(xué)式)。
(6)獲得的MnSO4?H2O晶體需要進(jìn)一步洗滌、干燥,洗滌時應(yīng)用 洗滌。
(7)測定MnSO4?H2O樣品的純度:準(zhǔn)確稱取樣品14.00g,加蒸餾水配成100mL溶液,取出25.00mL用標(biāo)準(zhǔn)的BaCl2溶液測定,完全反應(yīng)后得到了4.66g沉淀,則此樣品的純度為 。
【答案】(1)250mL容量瓶 膠頭滴管(2分)
(2)粉碎礦石(或加熱或者攪拌)(任寫一點(diǎn)) (2分)
(3)Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O (2分)
(4)使Fe3+完全水解生成氫氧化鐵沉淀 (2分)
(5)NH3(2分)
(6)酒精(2分)
(7)96.57%(2分)
【解析】試題分析:酸浸過程中,二氧化硅不反應(yīng),分離出來,Cu2S反應(yīng)生成S單質(zhì),F(xiàn)e2O3溶解成溶液,PH值控制在4時,F(xiàn)e3+沉淀,過濾得到的濾液成分應(yīng)為CuSO4和MnSO4等,加熱趕氫過后,得到堿式碳酸銅,濾渣為碳酸錳,通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌等操作即可得到硫酸錳晶體。
(1)實(shí)驗(yàn)室配置250mL 4.8mol?L-1的溶液需要250mL的容量瓶和膠頭滴管;
(2)為了提高浸取率可采取的措施可以粉碎礦石增大接觸面積、加熱、攪拌等。
(3)有題目可知,MnO2具有氧化性,且Cu2S與MnO2在H2SO4浸泡的條件下生成了S,CuSO4和MnSO4,故根據(jù)氧化還原反應(yīng)配平,可得到Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O;
(4)根據(jù)提示Fe3+的PH沉淀范圍:1.5~3.2可知當(dāng)PH=4時,F(xiàn)e3+會水解生成氫氧化鐵沉淀;
(5)本流程中NH4HCO3分解生成NH3,NH3可循環(huán)使用;
(6)由于MnSO4·H2O不溶于乙醇,故使用乙醇洗滌可以促進(jìn)晶體形成;
(7)根據(jù)提示n(BaSO4)=n(SO42-)=n(MnSO4·H2O)==0.02mol,25mL 溶液中含有n(SO42-)=n(MnSO4·H2O)=0.02mol,故100mL溶液含有n(MnSO4·H2O)=0.08mol,m(MnSO4·H2O)==13.52g,那么樣品的純度為=96.57%
考點(diǎn):考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作及計(jì)算相關(guān)知識點(diǎn)
【化學(xué)一選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
12. 前四周期原子序數(shù)依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中,A、B屬于同一短周期元素且相鄰,A 元素所形成的化合物種類最多,C、D、E、F是位于同一周期的金屬元素,基態(tài)C、F原子的價電子層中未成對電子均為1個,且C、F原子的電子數(shù)相差為10,基態(tài)D、E原子的價電子層中未成對電子數(shù)分別為4、2,且原子序數(shù)相差為2。
(1)六種元素中第一電離能最小的是 (填元素符號,下同),電負(fù)性最大的是 。
(2)黃血鹽是由A、B、C、D四種元素形成的配位化合物C4[D(AB)6],易溶于水,廣泛用作食鹽添加劑(抗結(jié)劑)。請寫出黃血鹽的化學(xué)式 ,1 mol AB-中含有π鍵的數(shù)目為 ,黃血鹽晶體中各種微粒間的作用力不涉及 (填選項(xiàng)字母)。
a.離子鍵 b.共價鍵 c.配位鍵 d.金屬鍵 e.氫鍵 f.分子間的作用力
(3)E2+的價層電子排布圖為 ,很多不飽和有機(jī)物在E催化下可與H2發(fā)生加成反應(yīng):如①CH2=CH2、②HC≡CH、③、④HCHO。其中碳原子采取sp2雜化的分子有 (填物質(zhì)序號),HCHO分子的立體結(jié)構(gòu)為 形,它加成產(chǎn)物的熔、沸點(diǎn)比CH4的熔、沸點(diǎn)高,其主要原因是(須指明加成產(chǎn)物是何物質(zhì)) 。
(4)金屬C、F晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖(請先判斷對應(yīng)的圖),C、F兩種晶體晶胞中金屬原子的配位數(shù)之比為 。金屬C的晶胞中,若設(shè)該晶胞的密度為a g/cm3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,C原子的摩爾質(zhì)量為M,則表示C原子半徑的計(jì)算式為 cm。
【答案】(1)K N (各1分)
(2)K4[Fe(CN)6](1分) 2NA(1分) def (2分)
(3)(1分) ①③④ (2分) 平面三角(1分)
加成產(chǎn)物CH3OH分子之間能形成氫鍵(1分)
(4)2:3 (2分)(2分)
【解析】試題分析:前四周期原子序數(shù)依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中,A、B屬于同一短周期元素且相鄰,A 元素所形成的化合物種類最多,則A為C元素,B為N元素;C、D、E、F是位于同一周期的金屬元素,它們只能是第四周期的元素,基態(tài)C、F原子的價電子層中未成對電子均為1個,且C、F原子的電子數(shù)相差為10,可推知C為K元素,F(xiàn)為Cu元素;基態(tài)D、E原子的價電子層中未成對電子數(shù)分別為4、2,且原子序數(shù)相差為2,D、E價電子排布分別為3d64s2和3d84s2,故D為Fe,E為Ni,(1)非金屬性越強(qiáng),第一電離能越小,六種元素中第一電離能最小的是K元素,電負(fù)性最大的是N元素,答案為:K N;(2)黃血鹽是由A、B、C、D四種元素形成的配位化合物C4[D(AB)6],即K4[Fe(CN)6],CN-的結(jié)構(gòu)和N2的結(jié)構(gòu)相似,含有一個三鍵,所以1 mol CN-中含有π鍵的數(shù)目2NA, K4[Fe(CN)6]中鉻微粒間的化學(xué)鍵有離子鍵、共價鍵、配位鍵,答案為:K4[Fe(CN)6] ; 2NA;def ;(3)Ni2+的價層電子排布式為:,①CH2=CH2碳原子采用sp2雜化,②HC≡CH碳原子采用sp雜化,③中的碳原子采用sp2雜化,④HCHO中碳原子采用sp2雜化,所以采用sp2雜化的碳原子有①③④,HCHO分子中的碳原子采用sp2雜化,所以他的的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形,甲醛的加成產(chǎn)物是甲醇,甲醇能夠形成分子間氫鍵,所以它的熔、沸點(diǎn)比CH4的熔、沸點(diǎn)高,答案為:;①③④ ;平面三角;加成產(chǎn)物CH3OH分子之間能形成氫鍵 ;(4)屬K、Cu晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖(請先判斷對應(yīng)的圖),根據(jù)圖中可以看出,K的配位數(shù)為8,Cu的配位數(shù)為12,配位數(shù)比為2:3, 金屬K的晶胞中,K原子數(shù)為8×,若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA, K原子的摩爾質(zhì)量為M,晶胞質(zhì)量為,設(shè)該晶胞的密度為a g/cm3,則該晶胞的體積為,晶胞棱長為,設(shè)原子半徑為r,則晶胞體對角線為4r,則表示C原子半徑的計(jì)算式為,答案為: 2:3 ;.
考點(diǎn):考查元素推斷、元素周期律、晶胞的計(jì)算
【化學(xué)-選修5:有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)】
13.EHPB是合成治療高血壓和充血性心力衰竭的藥物的中間體,合成路線如下:
已知:ⅰ、碳碳雙鍵容易被氧化
ii、+CH3COOH
(1)A的名稱是________,A形成的順丁橡膠的結(jié)構(gòu)式是________.
(2)已知1molE發(fā)生銀鏡反應(yīng)可生成4molAg.E中含氧官能團(tuán)的名稱為________.
(3)E由B經(jīng)①、②、③合成.
a.①的反應(yīng)試劑和條件是______________.
b.②、③的反應(yīng)類型依次是___________、___________.
(4)1molF轉(zhuǎn)化成G所消耗的NaOH的物質(zhì)的量為_____mol.
(5)M的結(jié)構(gòu)簡式為______________.
(6)完成下列化學(xué)方程式:
①EHPB不能與NaHCO3反應(yīng),有機(jī)物N→EHPB的化學(xué)方程式為_______________________.
②有機(jī)物K與試劑x發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________.
(7)有機(jī)物N有多種同分異構(gòu)體,寫出一種滿足下列條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式_________________.
a.含有酚羥基 b.能水解又能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
c.苯環(huán)上的一氯代物只有一種 d.核磁共振氫譜有5組峰.
【答案】 (1). 3-丁二烯 (2). (3). 醛基 (4). NaOH溶液、加熱 (5). 加成反應(yīng) (6). 氧化反應(yīng) (7). 3 (8). (9). (10). (11).
【分析】根據(jù)題中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系,由K的結(jié)構(gòu)簡式可知,M為HOOCCH2CHOHCOOH,G為NaOOCCH2CHOHCOONa,根據(jù)F的分子式可知,F(xiàn)為HOOCCH2CHBrCOOH。根據(jù)C的結(jié)構(gòu)簡式可知B的結(jié)構(gòu)簡式為BrCH2CH=CHCH2Br,B發(fā)生堿性水解得C,C與溴化氫加成得D為CH2OHCH2CHBrCH2OH,D發(fā)生氧化反應(yīng)得E。根據(jù)已知信息ⅱ可知K與x發(fā)生該反應(yīng),依據(jù)生成物的分子式可知x應(yīng)該是苯,據(jù)此分析。
【詳解】(1)CH2=CH-CH=CH2的名稱是1,3-丁二烯;CH2=CH-CH=CH2加聚形成的順丁橡膠的結(jié)構(gòu)式是;
(2)利用逆推法,由K推知M為HOOCCH2CHOH-COOH;G為NaOOCCH2CHOH-COONa;F為HOOCCH2CHBrCOOH;E為OHCCH2CHBrCHO;D為CH2OHCH2CHBrCH2OH;C為HOCH2CH=CHCH2OH;B為BrCH2CH=CHCH2Br;
(2)E中含氧官能團(tuán)的名稱為醛基;
(3)①BrCH2CH=CHCH2Br到HOCH2CH=CHCH2OH的反應(yīng)試劑和條件是NaOH/H2O,△;②、③的反應(yīng)類型依次是加成反應(yīng) 、氧化反應(yīng);
(4)1molHOOCCH2CHBrCOOH轉(zhuǎn)化成NaOOCCH2CHOH-COONa所消耗NaOH的物質(zhì)的量為3mol;
(5)M的結(jié)構(gòu)簡式為HOOCCH2CHOH-COOH;
(6)①EHPB不能與NaHCO3反應(yīng),說明EHPB不含羧基,有機(jī)物N →EHPB的化學(xué)方程式為:;
②有機(jī)物K與試劑x發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為;
(7)有機(jī)物N有多種同分異構(gòu)體,滿足下列條件的同分異構(gòu)體
a 含有酚羥基;
b.既能水解又能發(fā)生銀鏡反應(yīng),說明為甲酸酯
c. 苯環(huán)上的一氯代物只有一種;
d.核磁共振氫譜有5組峰的結(jié)構(gòu)簡式為或。
【點(diǎn)睛】本題考查有機(jī)推斷,推出各物質(zhì)是解題的關(guān)鍵,易錯點(diǎn)為(6)①EHPB不能與NaHCO3反應(yīng),說明EHPB不含羧基。
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