
化 學(xué)2
注意事項:
1.答題前,先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試題卷和答題卡上,并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2.選擇題的作答:每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑,寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
3.非選擇題的作答:用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
4.考試結(jié)束后,請將本試題卷和答題卡一并上交。
相對原子質(zhì)量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56 Mn 55 Ba 137
一、選擇題(每小題2分,共20分,每小題只有一個選項符合題意)
1.化學(xué)與生活、社會發(fā)展息息相關(guān),下列有關(guān)說法或做法不正確的是
A.中國古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹
B.因患“禽流感”而被捕殺的家禽尸體常用生石灰處理
C.《本草經(jīng)集注》中記載了區(qū)分硝石(KNO3)和樸消(Na2SO4)的方法:“以火燒之,紫青煙起,乃真硝石也”;這是利用了“焰色反應(yīng)”
D.煤經(jīng)過氣化和液化等物理變化可以轉(zhuǎn)化為清潔燃料
【答案】D
【解析】煤的氣化和液化是指煤在無氧加熱的條件下生成氣體或液體燃料,是化學(xué)變化,答案選D。
2.下列化學(xué)用語表達正確的是
A.質(zhì)子數(shù)為8,中子數(shù)為10的氧原子:O
B.CO2的比例模型:
C.Na2S4的電子式:
D.Na在元素周期表中的位置是第三周期第I主族
【答案】C
【解析】A.質(zhì)子數(shù)為8,中子數(shù)為10的氧原子:,A用語錯誤;B.CO2中碳原子半徑大于氧原子,且為直線型,則比例模型:,B用語錯誤;C.Na2S4為離子化合物,其電子式:,C用語正確;D.Na在元素周期表中的位置是第三周期IA族,D用語錯誤;答案為C。
3.NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是
A.常溫常壓下,124g P4中所含P—P鍵數(shù)目為4NA
B.100mL 1mol·L?1 FeCl3溶液中所含F(xiàn)e3+的數(shù)目為0.1NA
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氫原子數(shù)目為2NA
D.密閉容器中,2mol SO2和1mol O2催化反應(yīng)后分子總數(shù)為2NA
【答案】C
【解析】A.常溫常壓下,124g P4的物質(zhì)的量是1mol,由于白磷是正四面體結(jié)構(gòu),含有6個P-P鍵,因此其中所含P—P鍵數(shù)目為6NA,A錯誤;B.鐵離子在溶液中水解,所以100mL 1mol·L?1 FeCl3溶液中所含F(xiàn)e3+的數(shù)目小于0.1NA,B錯誤;C.甲烷和乙烯分子均含有4個氫原子,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L甲烷和乙烯混合物的物質(zhì)的量是0.5mol,其中含氫原子數(shù)目為2NA,C正確;D.反應(yīng)2SO2+O22SO3是可逆反應(yīng),因此密閉容器中,2mol SO2和1mol O2催化反應(yīng)后分子總數(shù)大于2NA,D錯誤。答案選C。
4.下列物質(zhì)的制備與工業(yè)生產(chǎn)相符合的是
A.NaCl(aq)Cl2(g)漂白粉(s)
B.N2NOHNO3
C.制取鎂:海水Mg(OH)2MgOMg
D.鋁土礦NaAlO2溶液 Al(OH)3Al2O3鋁
【答案】D
【解析】A.石灰水中Ca(OH)2的濃度太小,一般用氯氣和石灰乳反應(yīng)制備漂白粉,故不選A;B.工業(yè)上制取硝酸時利用氨氣的催化氧化制取NO,故不選B;C.海水中加入氧化鈣制取氫氧化鎂,電解熔融氯化鎂制取金屬鎂,不是電解熔融氧化鎂,故不選C;D.鋁土礦中氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,偏鋁酸鈉通入過量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀,氫氧化鋁加熱分解為氧化鋁,電解熔融氧化鋁制取金屬鋁,故選D。
5.為減少溫室氣體的排放,科學(xué)家研究出以TiO2為催化劑,光熱化學(xué)循環(huán)分解CO2的反應(yīng),該反應(yīng)機理及各分子化學(xué)鍵完全斷裂時的能量變化如下圖所示。
下列說法正確的是
A.該反應(yīng)中,光能和熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B.該過程中沒有電子的轉(zhuǎn)移
C.使用TiO2作催化劑可以降低反應(yīng)的焓變,從而提高化學(xué)反應(yīng)速率
D.分解CO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
【答案】A
【解析】A.由圖中信息可知,該反應(yīng)中,在太陽能的作用下,二氧化碳發(fā)生了分解反應(yīng),光能和熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,A正確; B.該過程中二氧化碳發(fā)生了分解反應(yīng),屬于氧化還原反應(yīng),故有電子轉(zhuǎn)移,B不正確;C.催化劑不能改變反應(yīng)的焓變,但是可以降低反應(yīng)的活化能,故使用TiO2作催化劑可以提高化學(xué)反應(yīng)速率,C不正確;D.化學(xué)反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物的鍵能總和與生成物的鍵能總和的差,,則分解CO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為,D不正確。
6.用如圖裝置探究Cl2和NO2在NaOH溶液中的反應(yīng)。通入適當(dāng)比例的Cl2和NO2,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為Cl2+2NO2+4NaOH=2NaNO3+2NaCl+2H2O。下列敘述正確的是
A.實驗室中可用Cu與1mol·L?1的硝酸制備二氧化氮氣體
B.裝置II中的玻璃管起到平衡氣壓作用,可將多余氣體直接排出
C.由該反應(yīng)可知氧化性順序:Cl2>NO2>NaNO3
D.通過觀察裝置I、III中的氣泡的快慢控制Cl2和NO2的通入量
【答案】D
【解析】A.實驗室中可用Cu與1mol·L?1的硝酸是稀硝酸只能生成NO,得不到二氧化氮氣體,A錯誤;B.裝置II中的玻璃管起到平衡氣壓作用,可將多余氣體有Cl2和NO2、NO等氣體都是有毒的氣體,不能直接排出,B錯誤;C.該反應(yīng)Cl2+2NO2+4NaOH=2NaNO3+2NaCl+2H2O中Cl2是氧化劑,NO2是還原劑,NaNO3是氧化產(chǎn)物,故只能得出氧化性順序:Cl2>NO2、Cl2>NaNO3,但不能得出NO2>NaNO3,C錯誤;D.由于同溫同壓下,氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比,故可以通過觀察裝置I、III中的氣泡的快慢控制Cl2和NO2的通入量,D正確。
7.2019年9月,我國科研人員研制出Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化劑,其中Ti-H區(qū)域和Fe區(qū)域的溫度差可超過100℃。Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示,其中吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。下列說法錯誤的是
A.①②③在高溫區(qū)發(fā)生,④⑤在低溫區(qū)發(fā)生
B.該歷程中能量變化最大的是2.46eV,是氮分子中氮氮三鍵的斷裂過程
C.在高溫區(qū)加快了反應(yīng)速率,低溫區(qū)提高了氨的產(chǎn)率
D.使用Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化合成氨,不會改變合成氨反應(yīng)的反應(yīng)熱
【答案】B
【解析】A.①為催化劑吸附N2的過程,②為形成過渡態(tài)的過程,③為N2解離為N的過程,以上都需要在高溫時進行,目的是加快反應(yīng)速率;而④⑤為了增大平衡產(chǎn)率,需要在低溫下進行,故A正確;B.由圖可知,歷程中能量變化最大的是2.46eV,該過程為N2的吸附過程,氮氮三鍵沒有斷裂,故B錯誤;C.升高溫度可提高反應(yīng)速率,所以高溫區(qū)加快了反應(yīng)速率,但合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以低溫區(qū)可提高氨的產(chǎn)率,故C正確;D.催化劑能改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)的活化能,但不能改變反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài),即不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱,故D正確。
8.前20號主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍,X、Y、Z分屬不同的周期,它們的原子序數(shù)之和是W原子序數(shù)的5倍,含有元素Z的鹽的焰色反應(yīng)為紫色。下列說法正確的是
A.簡單離子半徑的大小Z>Y>W>X
B.簡單氫化物的沸點W>X
C.Y是地殼中含量最多的金屬元素
D.工業(yè)上通過電解W、Y組成的化合物制備單質(zhì)Y
【答案】B
【解析】由題意分析可知W為O元素、X為F元素、Y為Mg元素、Z為K元素;A.鉀離子有三個電子層,其余離子均兩層,相同電子層數(shù),核電荷數(shù)越大,半徑越小,簡單離子半徑的大小Z>W>X>Y,故A錯誤;B.W為O,簡單氫化物為水,X為F,簡單氫化物為氟化氫,水的沸點高于氟化氫,故B正確;C.Y為鎂,地殼中含量最多的金屬元素為鋁,故C錯誤;D.工業(yè)電解熔融的氯化鎂冶煉鎂,故D錯誤。
9.用如圖裝置進行實驗,將液體A逐滴加入到固體B中,下列敘述正確的是
A.若A為濃鹽酸,B為KMnO4晶體,C中盛有紫色石蕊溶液,則C中溶液最終呈紅色
B.若A為濃氨水,B為生石灰,C中盛有AlCl3溶液,則C中溶液先產(chǎn)生白色沉淀,然后沉淀又溶解
C.實驗儀器D可以起到防止溶液倒吸的作用
D.若A為濃H2SO4,B為Cu,C中盛有澄清石灰水,則C中溶液變渾濁
【答案】C
【解析】A.若A為濃鹽酸,B為KMnO4晶體,二者反應(yīng)生成氯氣,把氯氣通到紫色石蕊溶液中,氯氣與水反應(yīng)生成HCl和HClO,HCl具有酸性,使紫色石蕊溶液變紅,HClO具有漂白性,使溶液褪色,C中溶液最終呈無色,A錯誤;B.若A為濃氨水,B為生石灰,滴入后反應(yīng)生成氨氣,氨氣和鋁離子反應(yīng)生成氫氧化鋁,但氫氧化鋁不溶于弱堿一水合氨,所以C中產(chǎn)生白色沉淀不溶解,B錯誤;C.D中球形干燥管中間部分較粗,盛放液體的量較多,倒吸的液體靠自身重量回落,因此可以防止液體倒吸,C正確;D.若A為濃硫酸,B為Cu,反應(yīng)需要加熱才能發(fā)生,如果不加熱,則沒有二氧化硫產(chǎn)生,所以C中溶液無變化,D錯誤。答案選C。
10.向l3.6g由Cu和Cu2O組成的混合物中加入一定濃度的稀硝酸250mL,當(dāng)固體物質(zhì)完全溶解后生成Cu(NO3)2和NO氣體。在所得溶液中加入1.0L 0.5mol/L NaOH溶液,生成沉淀質(zhì)量為l9.6g,此時溶液呈中性且金屬離子已完全沉淀。下列說法正確的是
A.原固體混合物中Cu與Cu2O的物質(zhì)的量之比為2∶1
B.原稀硝酸中HNO3的物質(zhì)的量濃度為1.3mol/L
C.產(chǎn)生的NO的體積為2.24L
D.Cu、Cu2O與硝酸反應(yīng)后剩余HNO3為0.4mol
【答案】A
【解析】向所得溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液1L,溶液呈中性,金屬離子已完全沉淀,此時溶液中溶質(zhì)為NaNO3,n(NaNO3)=n(NaOH)=0.5mol/L×1L=0.5mol,沉淀為Cu(OH)2,質(zhì)量為19.6g,其物質(zhì)的量為:19.6g÷98g/mol=0.2mol,根據(jù)銅元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2],所以反應(yīng)后的溶液中n[[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=0.2mol。A.設(shè)Cu和Cu2O的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol,根據(jù)二者質(zhì)量有64x+144y=13.6,根據(jù)銅元素守恒有x+2y=0.2,聯(lián)立方程解得x=0.1,y=0.05,則:n(Cu)∶n(Cu2O)=0.1mol∶0.05mol=2∶1,故A正確;B.根據(jù)N元素守恒可知n(HNO3)=n(NO)+
n(NaNO3),根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知:3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2O),所以3n(NO)=2×0.1mol+2×0.05mol,解得n(NO)=0.1mol,根據(jù)Na元素可知n(NaNO3)=n(NaOH)=0.5mol/L×1L=0.5mol,所以n(HNO3)=
n(NO)+n(NaNO3)=0.1mol+0.5mol=0.6mol,所以原硝酸溶液的濃度為:0.6mol÷0.25L=2.4mol/L,故B錯誤;C.由B中計算可知n(NO)=0.1mol,所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO的體積為:0.1mol×22.4L/mol=2.24L,故C錯誤;D.反應(yīng)后的溶液中加入氫氧化鈉溶液,氫氧化鈉與硝酸銅反應(yīng),剩余的氫氧化鈉與硝酸反應(yīng),最后為硝酸鈉溶液,根據(jù)氮元素守恒可知反應(yīng)后溶液中n(HNO3)+2n[[Cu(NO3)2]=n(NaNO3),所以n(HNO3)=n(NaNO3)-2n[[Cu(NO3)2]=0.5mol-2×0.2mol=0.1mol,故D錯誤。
二、不定項選擇題(每小題4分,共20分)
11.某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4與FeO的混合物,為進一步確認(rèn)該黑色粉末的成分,下列實驗方案不可行的是
A.準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末,與一定量鋁粉混合后點燃,充分反應(yīng)后冷卻,準(zhǔn)確稱量剩余固體質(zhì)量,進行計算
B.準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末,溶解于足量鹽酸,加熱蒸干溶液并在空氣中灼燒至質(zhì)量不變,稱量所得粉末質(zhì)量,進行計算
C.準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末,用CO充分還原,在CO氣流中冷卻后準(zhǔn)確稱量剩余固體的質(zhì)量,計算
D.準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末,用H2充分還原,并用干燥劑收集所得水,獲得水的準(zhǔn)確質(zhì)量,進行計算
【答案】A
【解析】A.反應(yīng)前后都是固體,而且固體質(zhì)量不變,不能計算確定該黑色粉末的成分;B.灼燒至質(zhì)量不變所得粉末是氧化鐵,依據(jù)氧化鐵的質(zhì)量可以計算得到鐵元素的質(zhì)量,再根據(jù)黑色粉末的質(zhì)量得到氧元素的質(zhì)量,進而確定化學(xué)式;C.剩余固體是鐵,根據(jù)黑色粉末的質(zhì)量得到氧元素的質(zhì)量,進而確定化學(xué)式;D.根據(jù)水的質(zhì)量可以計算得到氧元素的質(zhì)量,再根據(jù)黑色粉末的質(zhì)量得到鐵元素的質(zhì)量,進而確定化學(xué)式。故選A。
12.用如圖所示裝置進行實驗,下列對實驗現(xiàn)象的解釋不合理的是
選項
①試劑
①中現(xiàn)象
解釋
A
品紅溶液
溶液褪色
SO2具有漂白性
B
Na2SiO3溶液
產(chǎn)生膠狀沉淀
酸性:H2SO3>H2SiO3
C
酸性KMnO4溶液
紫色褪去
SO2具有還原性
D
Ba(NO3)2溶液
生成白色沉淀
SO與Ba2+生成白色
BaSO3沉淀
【答案】D
【解析】A.SO2具有漂白性,可使品紅溶液褪色,A正確;B.SO2與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀,酸性:H2SO3>H2SiO3,B正確;C.SO2被酸性KMnO4溶液氧化,使溶液的紫色褪去,說明SO2具有還原性,C正確;D.SO2與Ba(NO3)2溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀,D錯誤。
13.下列各組離子中,能大量共存且加入(或通入)X試劑后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式對應(yīng)正確的是
選項
離子組
試劑X
離子方程式
A
強酸性溶液中:Fe3+、
NH、SO、NO
少量的銅粉
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
B
Na+、Ba2+、[Al(OH)4]?、Cl?
過量的鹽酸
[Al(OH)4]?+4H+=Al3++4H2O
C
透明溶液:Fe3+、Al3+、
HCO、NO
NaHSO4溶液
H++HCO=CO2↑+H2O
D
pH=0的溶液:Mg2+、
Fe2+、SO
雙氧水
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
【答案】BD
【解析】A.在酸性溶液中硝酸根的氧化性強于鐵離子,加入銅粉后硝酸根首先氧化單質(zhì)銅,A錯誤;B.四種離子可以大量共存,加入鹽酸后,由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物,則發(fā)生的離子方程式為[Al(OH)4]?+4H+=Al3++4H2O,B正確;C.Fe3+、Al3+與HCO在溶液中水解相互促進,均不能大量共存,C錯誤;D.pH=0的溶液顯酸性,F(xiàn)e2+與雙氧水在酸性環(huán)境下發(fā)生氧化還原反應(yīng),D正確;答案選BD。
14.某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質(zhì))制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O),設(shè)計了如下流程:
下列說法不正確的是
A.溶解燒渣選用足量硫酸,試劑X選用鐵粉
B.固體1中一定含有SiO2,控制pH是為了使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,進入固體2
C.在空氣中將溶液2蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶即可得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品
D.若改變方案,在溶液1中直接加NaOH至過量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO4·7H2O
【答案】CD
【解析】硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其它雜質(zhì)),混合物中加入足量硫酸,F(xiàn)e2O3、Al2O3與酸反應(yīng)生成的硫酸鐵、硫酸鋁,二氧化硅不反應(yīng),過濾,固體1為二氧化硅;在濾液中加入鐵粉將鐵離子還原為亞鐵離子,調(diào)節(jié)pH值使鋁離子完全生成氫氧化鋁沉淀,過濾,固體2為氫氧化鋁,溶液2為硫酸亞鐵,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾,得到硫酸亞鐵晶體。A.由流程分析可知,溶解燒渣選用足量硫酸,X為鐵粉,故A正確;B.由流程分析可知,固體1中一定含有SiO2,調(diào)節(jié)pH值使鋁離子完全生成氫氧化鋁沉淀,則固體2為氫氧化鋁,故B正確;C.亞鐵離子易被空氣中的氧氣氧化,而且受熱易失去結(jié)晶水,所以從溶液2得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品的過程中,須控制條件防止其氧化和分解,故C錯誤;D.在溶液1中含有鐵離子和鋁離子,加過量的氫氧化鈉,鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子,鐵離子與氫氧根離子結(jié)合生成氫氧化鐵沉淀,所以最終得到的是硫酸鐵而不是硫酸亞鐵,故D錯誤;答案選CD。
15.幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價如下表,下列說法正確的是
元素代號
X
Y
Z
M
R
Q
原子半徑(×10?10m)
0.37
1.86
1.43
0.99
0.75
0.74
主要
化合價
最高正價
+1
+1
+3
+7
+5
——
最低負(fù)價
-l
——
——
-1
-3
-2
A.簡單離子半徑:Y>Z>M>R>Q
B.Y、Z、M的最高價氧化物的水化物兩兩之間可以反應(yīng)
C.化合物XM、YM、RQ都是電解質(zhì),熔融狀態(tài)下都能導(dǎo)電
D.元素Z、Y、M的簡單離子均能破壞水的電離平衡
【答案】B
【解析】短周期元素中,Q只有-2價,沒有最高正化合價,則Q為O元素;Y只有+1價,原子半徑最大,則Y為Na;R有+5、-3價,處于VA族,原子半徑小于Na而大于O,故R為N元素;X最高正價為+1,最低負(fù)價為-1,原子半徑最小,為H元素;M最高正價為+7,最低負(fù)價為-1,為Cl元素;Z最高正化合價為+3,分別處于ⅢA族,原子半徑比Na小,比Cl大,Z為Al元素。A.Cl?有三個電子層,半徑最大,N3?、O2?、Na+、Al3+都是兩個電子層,電子層結(jié)構(gòu)相同,核電荷數(shù)越大半徑越??;故簡單離子半徑:M>R>Q>Y>Z;故A錯誤;B.Y、Z、M的最高價氧化物的水化物分別是NaOH、Al(OH)3、HClO4,Al(OH)3具有兩性,兩兩之間可以反應(yīng),故B正確;C.HCl、NaCl、NO中,NO不是電解質(zhì),故C錯誤;D.Na+和Cl?均不能水解,不能破壞水的電離平衡,故D錯誤。答案選B。
三、非選擇題(共60分)
16.SO2雖是大氣污染物之一,但也是重要的工業(yè)原料。某研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2,另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物)作燃煤尾氣脫硫劑,通過如圖簡化流程既脫除燃煤尾氣中的SO2,又制得電池材料MnO2(反應(yīng)條件已省略),達到變廢為寶的目的。
請回答下列問題:
(1)下列各組試劑中,能準(zhǔn)確測定一定體積燃煤尾氣中SO2含量的是_______(填編號)。
a.NaOH溶液、酚酞試液 b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液
c.KI溶液、淀粉溶液 d.氨水、酚酞試液
(2)軟錳礦是重要的錳礦石,在做脫硫劑時往往做成漿狀的主要原因是_______,寫出軟錳礦漿吸收SO2的離子方程式 。
(3)用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+,其原理是_______。
(4)用MnS除雜過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品,經(jīng)提純處理后得到納米級硫化銅(CuS),該材料可均勻分散在有機液體中,該分散系與MnSO4溶液存在較大物理性質(zhì)差異,其本質(zhì)原因是_______。
(5)除雜后得到MnSO4溶液可以通過_______(填操作名稱)、過濾制得硫酸錳晶體。
【答案】(1)b
(2) 增大與氣體的接觸面積,使氣體吸收更加充分 MnO2+SO2=Mn2++SO
(3) 消耗溶液中的酸,促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀
(4) 分散質(zhì)直徑大小不同
(5) 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
【解析】由流程可知,二氧化硫能與二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳,用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+,MnS將銅、鎳離子還原為單質(zhì),高錳酸鉀能與硫酸錳反應(yīng)生成二氧化錳,通過過濾獲得二氧化錳,以此解答該題。(1)準(zhǔn)確測定一定體積燃煤尾氣中SO2含量,二氧化硫與氨水、NaOH反應(yīng)不易控制,且加指示劑現(xiàn)象觀察的滴定終點與反應(yīng)終點誤差大,而b中利用還原性及高錳酸鉀褪色可準(zhǔn)確測定氣體的含量,故答案為:b;(2) 軟錳礦是重要的錳礦石,在做脫硫劑時往往做成漿狀的主要原因是增大與氣體的接觸面積,使氣體吸收更加充分,SO2與稀硫酸酸化的軟錳礦發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸錳,反應(yīng)的離子方程式為MnO2+SO2=Mn2++SO;(3)由于碳酸錳能消耗溶液中的酸,降低溶液的酸性,從而促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀,涉及反應(yīng)為或,故答案為:消耗溶液中的酸,促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀;(4)納米級硫化銅(CuS),該材料可均勻分散在有機液體中,分散系是膠體,與MnSO4溶液存在較大物理性質(zhì)差異,其本質(zhì)原因是分散質(zhì)直徑大小不同;(5)除雜后得到的MnSO4溶液可以通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶(過濾)制得硫酸錳晶體,故答案為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。
17.一種高效無機水處理劑——聚合氯化鋁晶體的化學(xué)式為[Al2(OH)nCl6-n·xH2O]m。它可通過調(diào)節(jié)AlCl3溶液的pH,促進其水解而結(jié)晶析出。其制備原料主要是鋁加工行業(yè)的廢渣——鋁灰,它主要含Al2O3、Al、SiO2等雜質(zhì)。聚合氯化鋁生產(chǎn)的工藝流程如下:
(1)試劑b是________(填名稱);攪拌加熱操作過程中發(fā)生反應(yīng)的有關(guān)離子方程式為_______________________,______________________。
(2)生產(chǎn)過程中實驗操作B、D的名稱均為________。
(3)反應(yīng)中副產(chǎn)品a是_______(填化學(xué)式),生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是_______(填化學(xué)式)。
(4)調(diào)節(jié)pH=4.0~4.5的目的是______________________________________________。
(5)為得到較純凈的晶體,生產(chǎn)過程中C物質(zhì)可選用________。
A.氨水 B.NaAlO2 C.NaOH D.Al2O3 E.Al
【答案】(1)鹽酸 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O 2Al+6H+=2Al3++3H2↑
(2) 過濾
(3) H2 HCl
(4) 促進AlCl3水解,使晶體析出
(5) DE
【解析】鋁灰主要含Al2O3、Al,還有SiO2等,加水清洗掉其他可溶性雜質(zhì),因為B后分離出二氧化硅,所以推出b溶液為鹽酸溶液,過量的鹽酸將氧化鋁和鋁單質(zhì)轉(zhuǎn)化為氯化鋁溶液,同時產(chǎn)生氫氣,因為氯化氫易揮發(fā),所以氫氣中混有氯化氫,經(jīng)水噴淋,得到氣體a為氫氣,同時回收鹽酸b;B為氯化鋁溶液中混有不溶性的二氧化硅,通過過濾分離出二氧化硅,氯化鋁溶液經(jīng)濃縮后調(diào)節(jié)pH,靜置、過濾得到聚合氯化鋁晶體,以此解答。(1)由分析可知b為鹽酸溶液,所以攪拌加熱操作過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、2Al+6H+=2Al3++3H2↑;(2)由分析可知,生產(chǎn)過程中實驗操作B、D的名稱均為過濾;(3)由分析可知,a為氫氣,b為鹽酸;(4)攪拌加熱過程中需要加入鹽酸,吸收氣體過程中可回收揮發(fā)出的HCl,所以HCl可以循環(huán)使用;(5)氯化鋁水解呈酸性,所以調(diào)節(jié)pH的目的是為了使氯化鋁水解生成產(chǎn)品,故答案為:促進AlCl3水解,使晶體析出;(6)為得到較純凈的晶體,調(diào)節(jié)pH的試劑不能引入新雜質(zhì),而過量的氨水、NaAlO2、NaOH均不易除去,會引入新雜質(zhì),Al2O3、Al因為不溶于水,過量時可通過過濾除去,所以用Al2O3、Al調(diào)節(jié)pH能得到較純凈的晶體,綜上所述,答案為DE。
18.已知X、Y、Z、M、G、Q是六種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大。X、Z、Q的單質(zhì)在常溫下呈氣態(tài):Y的原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍:X與M同主族;Z、G分別是地殼中含量最高的非金屬元素和金屬元素。
請回答下列問題:
(1)Z在元素周期表中的位置為__________。
(2)M、G的陽離子氧化性更強的是(寫化學(xué)式)________。
(3)Z和Q的最低價氫化物沸點更高的是(寫化學(xué)式)_________。
(4)上述元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性最強的是(寫化學(xué)式)________。
(5)M2Z2的電子式為________。
(6)常溫下,與G的單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的是(填字母序號)________。
A.CuSO4溶液 B.濃硫酸 C.NaOH溶液 D.Na2CO3固體
【答案】(1)第二周期ⅥA族
(2)
(3) H2O
(4) HClO4
(5)
(6) ABC
【解析】X、Y、Z、M、G、Q是六種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大,Z、G分別是地殼中含量最高的非金屬元素和金屬元素,則Z為O元素、G為Al元素;Y的原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍,原子序數(shù)小于O,只能處于第二周期,最外層電子數(shù)為4,則Y為C元素;X單質(zhì)在常溫下呈氣態(tài),則X為H元素,X與M同主族,原子序數(shù)大于O,則M為Na;Q單質(zhì)常溫下為氣態(tài),原子序數(shù)大于Al,則Q為Cl,X、Y、Z、M、G、Q是H、C、O、Na、Al、Cl,由此分析。(1)根據(jù)分析,Z為O元素,Z在元素周期表中的位置為第二周期ⅥA族;(2)根據(jù)分析,M、G分別為Na、Al,位于同一周期,同周期從左到右元素的金屬性逐漸減弱,單質(zhì)的還原性Na>Al;單質(zhì)的還原性越強,陽離子的氧化性越弱,<,M、G的陽離子氧化性更強的是;(3)Z為O元素,Q是Cl元素,Z和Q的最低價氫化物分別是H2O和HCl,水分子間存在氫鍵,導(dǎo)致H2O的沸點高于HCl,故沸點更高的是H2O;(4)X、Y、Z、M、G、Q是H、C、O、Na、Al、Cl,元素的非金屬性越強,最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性越強,這些元素中非金屬性最強的元素是Cl,最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性最強的是HClO4;(5)Z、M分別為O、Na,M2Z2為過氧化鈉,電子式為;(6) G為Al元素,G的單質(zhì)是鋁;A.常溫下,鋁可以和CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng),生成銅和硫酸鋁,故A符合題意;B.常溫下,鋁與濃硫酸會發(fā)生鈍化,表面生成致密的氧化膜,阻止反應(yīng)的進行,故B符合題意;C.常溫下,鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,故C符合題意;D.鋁與Na2CO3固體不反應(yīng),故D不符合題意;答案選ABC。
19.CO2是一種廉價的碳資源,其綜合利用具有重要意義?;卮鹣铝袉栴}:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13,寫出CO2與NaOH溶液反應(yīng)的主要化學(xué)方程式__________。
(2)研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生兩個平衡反應(yīng),分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol?1 Ⅰ
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2 Ⅱ
某實驗室控制CO2和H2初始投料比為1∶2.2,經(jīng)過相同反應(yīng)時間測得如下實驗數(shù)據(jù):
(備注)Cat.1∶Cu/ZnO納米棒;Cat.2∶Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醛的百分比
已知:CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0kJ·mol?1和-285.8kJ·mol?1;
H2O(l)=H2O(g) ΔH3 =+44.0kJ·mol?1
請回答(不考慮溫度對ΔH的影響):
①反應(yīng)Ⅱ的ΔH2=________kJ·mol?1。
②研究證實,CO2可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇,則生成甲醇的電極反應(yīng)式是________。
③表中實驗數(shù)據(jù)表明,在相同溫度下不同的催化劑對CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響,其原因是_____________。
(3)O2輔助的Al~CO2電池工作原理如圖所示。該電池電容量大,能有效利用CO2,電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。電池的負(fù)極反應(yīng)式:_______。電池的正極反應(yīng)式:6O2+6e?=6O;6CO2+6O=3C2O+6O2,反應(yīng)過程中O2的作用是________。該電池的總反應(yīng)式:__________。
【答案】(1)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(2) +41.2 CO2+6e?+6H+=CH3OH+H2O 表中數(shù)據(jù)表明此時反應(yīng)未達到平衡,不同的催化劑對反應(yīng)I的催化能力不同,因而在該時刻下對甲醇選擇性有影響
(3) Al-3e?=Al3+ 催化劑 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
【解析】(1)CO2可以被NaOH溶液捕獲后所得溶液pH=13,堿性較強,溶質(zhì)為Na2CO3,化學(xué)方程式為CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;(2)①由CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱,可得:(i)CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH(i)=-283.0kJ·mol?1;(ii)H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH(ii)=-285.8kJ·mol?1結(jié)合(iii)H2O(l)=H2O(g) ΔH(iii)=+44.0kJ·mol?1,根據(jù)蓋斯定律,將(ii)-(i)+(iii),整理可得:ΔH2=+41.2kJ·mol?1;②CO2可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可知,CO2在陰極得到電子被還原產(chǎn)生CH3OH,則生成甲醇的電極反應(yīng)式是CO2+6e?+6H+=CH3OH+H2O;③表中數(shù)據(jù)表明此時反應(yīng)未達到平衡,不同的催化劑對反應(yīng)I的催化能力不同,因而在該時刻下對甲醇選擇性有影響;(3)根據(jù)圖示可知:鋁為負(fù)極,失去電子變?yōu)锳l3+,離子液體為AlCl3,故負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e?=Al3+;根據(jù)正極的兩個反應(yīng)式可知O2在反應(yīng)中的作用是催化劑;將負(fù)極反應(yīng)式和正極反應(yīng)式相加,可得總電池總反應(yīng)式:2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。
20.華法林(物質(zhì)F)是一種香豆素類抗凝劑,在體內(nèi)有對抗維生素K的作用,可用于預(yù)防栓塞性疾病。某種合成華法林的路線如下圖所示。請回答下列相關(guān)問題。
(1)華法林的分子式是___________。物質(zhì)E中的含氧官能團名稱是___________。
(2)A→B的氧化劑可以是__________(填標(biāo)號)。
a.銀氨溶液 b.氧氣
c.新制Cu(OH)2懸濁液 d.酸性KMnO4溶液
(3)C→D的化學(xué)方程式是______________________________________________。
(4)E→F的反應(yīng)類型是______________________。
(5)物質(zhì)C的同分異構(gòu)體中符合下列條件的有____種(不考慮立體異構(gòu))。并寫出其中一種的結(jié)構(gòu)簡式__________。
①含有苯環(huán);②苯環(huán)上有兩個取代基;③含有-COO-結(jié)構(gòu)且不含甲基
(6)以和(CH3CO)2O為原料制備,寫出合成路線(無機試劑任選)__________________________。
【答案】(1)C19H16O4 羥基、酯基
(2) ac
(3) +(CH3CO)2O+CH3COOH
(4) 加成反應(yīng)
(5) 12
(6) 路線1
或路線2
【解析】(1)由華法林的結(jié)構(gòu)簡式為可知分子式是,E的結(jié)構(gòu)簡式為,含氧官能團為(醇)羥基、酯基,故答案為:;(醇)羥基、酯基;(2)酚羥基有較強的還原性,氧化醛基時要注意酚羥基不能被氧化,氧氣和酸性高錳酸鉀溶液均能氧化酚羥基,因此只能選擇弱氧化劑銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液,故答案為:ac;(3)C→D的反應(yīng)為和乙酸酐在濃硫酸作用下發(fā)生取代反應(yīng)生成和乙酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為+(CH3CO)2O+CH3COOH;(4)E→F的反應(yīng)為和發(fā)生加成反應(yīng)生成,故答案為:加成反應(yīng);(5)物質(zhì)C的結(jié)構(gòu)簡式為,符合要求的同分異構(gòu)體的兩個取代基共4組:和、和、和、和,每組都有鄰、間、對三種位置關(guān)系,因此共12種,故答案為:12;;(6)將乙基氧化為羧基之前要考慮將酚羥基轉(zhuǎn)化為酯基保護起來,以免被酸性高錳酸鉀氧化,由題給原料和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡式,結(jié)合逆推法可知合成步驟為和乙酸酐在濃硫酸作用下發(fā)生取代反應(yīng)生成,被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成,在稀硫酸作用下發(fā)生水解反應(yīng)生成,與碳酸氫鈉反應(yīng)生成;或在氫氧化鈉溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成,與二氧化碳反應(yīng)生成,合成路線如下:或。
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