第八章 化学与可持续发展 测试题
一、单选题(共15题)
1.关于生活中的化学知识,下列说法正确的是
A.禁止使用含铅汽油,原因是铅资源短缺
B.增长汽车排气管的长度可以降低尾气中CO和NO的含量
C.目前国内销售的加碘食盐中,碘以KIO的形式存在
D.光化学烟雾是大量排放引起的
2.工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法正确的是
选项 污染物 处理措施 方法类别
A 废酸 加生石灰中和 物理法
B Cu2+等重金属离子 加硫酸盐沉降 化学法
C 含苯废水 用活性炭吸附 物理法
D 含纯碱的废水 加石灰水反应 化学法
A.A B.B C.C D.D
3.近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列有关说法正确的是( )
①石油裂解得到的汽油可与溴水反应
②石油的分馏是化学变化
③石油的分馏实验中,温度计水银球插入液面以下,因为它测的是混合液的温度
④石油分馏得到的汽油仍是混合物
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
4.海洋占据地球面积的,拥有丰富的资源,从海洋中可以提取钠、镁、溴、碘等物质。提取溴的过程有一步反应的离子方程式:。下列叙述错误的是
A.为还原剂 B.既不是氧化剂,又不是还原剂
C.生成,转移电子 D.仅为氧化产物
5.下列关于物质工业制备的说法正确的是
A.接触法制硫酸时,在吸收塔中用水来吸收三氧化硫获得硫酸产品
B.工业上生产玻璃、水泥、漂白粉和陶瓷均需要用纯碱为原料
C.可以采取电解熔融氯化钙的方法制取金属钙
D.工业炼铁时,常用焦炭做还原剂在高温条件下直接还原铁矿石
6.利用自然资源制备相关化学物质,下列化学工艺不可行的是
A.提取食盐后母液含Br2的液体粗溴纯溴
B.石英砂粗硅粗四氯化硅高纯硅
C.FeS2SO2H2SO3H2SO4
D.铝土矿Na[Al(OH)4]溶液Al(OH)3Al2O3铝
7.模拟从海水中提取镁的实验装置、操作及目的如图所示,能达到实验目的的是
选项 A B C D
装置
操作及目的 煅烧贝壳至900℃,得到生石灰 浓缩海水,加生石灰反应后过滤,得到 蒸发溶液,得到无水 电解溶液,制备金属Mg
A.A B.B C.C D.D
8.下列有关合理用药的说法中正确的是
A.长期服用阿司匹林可预防某些疾病,没有副作用
B.每日早、中、晚三次与每隔8小时一次,服药效果相同
C.一次忘记服药,下次可以增加一倍剂量服用
D.非处方药的包装上印有“OIC”标识
9.煤、石油和天然气是人类使用的主要能源,也是重要的化工原料。下列说法正确的是
A.石油的减压蒸馏可以获得汽油等轻质油
B.石油的裂解目的是提高轻质油的产量
C.可燃冰的不合理开采会加重温室效应
D.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等化合物,可以通过煤的干馏获得
10.下列关于石油、天然气等资源的说法不正确的是( )
A.石油裂化得到的汽油是纯净物
B.石油裂化的主要目的是为了提高轻质液体燃料的产量
C.天然气是一种清洁的化石燃料
D.通过煤焦油的分馏可以获得各种芳香烃
11.单质铝的发现比较晚的原因是
A.铝是金属
B.铝的密度比较小
C.地壳中铝的含量比较低
D.铝比较活泼,一般还原剂很难把铝从化合物中还原出来
12.下列物质的制备方法正确的是( )
A.实验室用1体积酒精和3体积浓度为的硫酸制乙烯
B.将溴乙烷与氢氧化钠溶液共热制取乙烯
C.的溶液中滴加2%的溶液5滴得新制悬浊液
D.用电解熔融氯化铝的方法制得单质铝
13.化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法不正确的是( )
A.煤的气化、液化、干馏和石油的裂化、裂解、催化重整都是化学变化
B.向污水中投放明矾,利用生成的胶体净水
C.氢能是清洁能源,工业上电解水法制大量氢气符合节能减排理念
D.“光化学烟雾”“硝酸型酸雨”的形成都与氮氧化合物有关
14.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中不正确的是
A.“灌钢法”是我国古代人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,钢就是铁碳合金
B.ClO2是一种高效、安全、无毒的消毒剂,其消毒原理主要是其具有强氧化性
C.“天问一号”火星探测器应用了新型锂镁合金,是因为此合金密度小,耐腐蚀
D.西汉刘安的《淮南万毕术》中有“曾青得铁化为铜”的记载,这其实就是铁置换出铜的反应
15.从海带中提取碘的工业生产过程如下:
下列说法不正确的是
A.试剂X可以为NaOH溶液,其作用是使浸泡液中的可溶性有机物形成沉淀
B.氧化剂X可以用H2O2或适量的Cl2
C.干海带浸泡液中的碘离子可用淀粉溶液检验
D.氧化后的滤液在实验室也可采用四氯化碳萃取、分液、蒸馏的方法得到粗碘,蒸馏后得到的粗碘在蒸馏烧瓶中
二、填空题(共8题)
16.镁及其合金是一种用途很广的金属材料,海水中镁的含量为1.10 mg·L-1,目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下:
(1)为了使MgSO4完全转化为Mg(OH)2,可以加入过量试剂①,试剂①最好选用______。(填写名称)
(2)加入试剂①后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的操作方法是____________。
(3)试剂②可以选用________,其反应的离子方程式为_________________________。
(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Cl2和Mg,写出该反应的化学方程式________________。
17.Al及Al的合金在生活生产中有着广泛的应用
(1)航母升降机可由铝合金制造。
①Al元素在周期表中的位置是______________________;
②Al—Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,其化学方程式为:_______________。
(2)2015年11月首架C919大飞机总装下线,标志着我国跻身飞机研制先进国家行列。机身蒙皮使用的是第三代铝锂合金材料。下列不属于铝锂合金性质的是_________(填字母)。
a.密度大 b.硬度大 c.抗腐蚀
(3)用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如:
2Al+4BaO3Ba↑+BaO·Al2O3
常温下Al的金属性比Ba的金属性_______________(选填“强”“弱”)。
利用上述方法可制取Ba的主要原因是___________。
a.高温时Al的活泼性大于Ba
b.高温有利于BaO分解
c.高温时BaO·Al2O3比Al2O3稳定
d.Ba的沸点比Al的低
18.联合国气候变化大会于2009年12月7~18日在哥本哈根召开。中国政府承诺到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。
(1)有效“减碳”的手段之一是节能,下列制氢方法最符合这一做法的是_________(填序号)。
A.电解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑
B.高温使水分解制氢:2H2O2H2↑+O2↑
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑
D.天然气制氢:CH4+H2OCO+3H2
(2)用CO2和氢气合成CH3OCH3(甲 醚 )是解决能源危机的研究方向之一。
已知:CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g) △H = Q1kJ·mol-1
2CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+H2O(g) △H = Q2kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g) △H = Q3kJ·mol-1
则CO2和氢气合成CH3OCH3(g)的热化学方程式为:____________________。
(3)在催化剂和一定温度、压强条件下,CO与H2可反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,则:p1__________p2(填“>”、“<”或“ = ”, 下同),该反应的△H__________0 。
19.中学常见的置换反应的化学方程式形态可以表示为:A(化合物)+B(单质)→C(化合物)+D(单质) (未配平,反应条件略去)。下列问题所涉及反应均符合上述置换反应的化学方程式形态。请回答:
Ⅰ.若构成单质B和单质D的元素位于同一主族。
(1)B在常温下为液态,D在苯中呈紫红色,写出该反应离子方程式为___________。
(2)B为黑色固体,D常用于太阳能电池及半导体产业,该反应在高温下才可以发生,写出该反应的化学方程式___________。
Ⅱ.若构成单质B和单质D的元素位于不同主族(或副族)。
(3)若B、D常温下遇浓硫酸溶液均会钝化,该反应在高温下才可以发生,则该反应化学方程式___________。
(4)①A、B、C、D中仅含有三种元素,B、D均为空气中的成分,A为一种具有18个的微粒,该反应常用在火箭推进器中燃烧以提供推力,则该反应化学方程式___________。
②由这三种元素组成的某化合物,其中含离子键和极性共价键,写出这种化合物的化学式___________(写出一种即可)。
20.下表是元素周期表的一部分,针对表中所列的几种元素用元素符号或相应的化学式填空。
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA O
1 H
2 C N O F
3 Na Mg Al Si S Cl Ar
(1)最不活泼的元素是___________(填元素名称)
(2)S的原子结构示意图为___________。
(3)原子半径比较中,Na___________Al(填“<”或“>”)
(3)最高价氧化物对应的水化物的酸性最强的是___________(填化学式);
(4)第二周期气态氢化物最稳定的是___________(填化学式);
(5)单质可用于制造半导体材料的是___________(填化学式);
(6)MgO和Al2O3中有两性的是___________;
(7)Na、Mg、Al三种元素最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的是___________(填化学式);呈两性的是___________(填化学式);
(8)由H和O形成原子个数比为1:1的物质是___________,该物质中m(H):m(O)=___________
(9)N的氢化物与Cl的氢化物反应的化学方程式___________。
(10)镁是一种重要的金属材料,工业上采用电解熔融氯化镁获得金属镁,该反应的化学方程式为___________;
21.Fe是人体不可缺少的微量元素,摄入含铁化合物可补充铁。
(1)正常人每天应补充14mg左右的铁。其中绝大部分来自食物。如果全部服用FeSO4·7H2O的片剂来补充铁,则正常人每天需服用含_____mgFeSO4·7H2O的片剂。
(2)“速力菲”是市场上常见的一种补铁药物,其中Fe2+的含量为35.0%。该药品中的Fe2+ 会缓慢氧化。国家规定该药物中的Fe2+氧化率超过10%即不能服用。为检验药店出售的“速力菲”是否失效,取10.00g该药品全部溶于稀硫酸,配制成1000mL溶液。取其中20.00mL,用0.01000mol/L KMnO4溶液滴定,用去KMnO424.00mL。通过计算说明该药物___________服用。(MnO4-在酸性条件下的还原产物为Mn2+,药品中除Fe元素外其他成分不与KMnO4反应。)
22.取一定质量的Al粉和一定质量的某种铁的氧化物混合进行铝热反应,两者恰好完全反应。若在反应后混合物中加入足量的稀硫酸,产生H2的体积为V1L,另取相同质量的Al粉,加入足量稀硫酸,产生H2的体积为V2L(V1,V2均在标况下测定),则V2:V1=4:3。另取相同质量的铁的氧化物,加入盐酸溶解,消耗盐酸的物质的量为2.4mol;则:
(1)写出铝热反应方程式(以FexOy表示铁的氧化物)__________________。
(2)此铁的氧化物的化学式为_________。
(3)铝粉的物质的量为____________。
23.铝热反应是铝的一个重要性质,该性质用途十分广泛.“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”.已知:Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如表:
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2 054 1 535 1 462
沸点/℃ 2 467 2 980 2 750 ﹣
I.(1)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金.理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金.你认为他的解释是否合理?_____(填“合理”或“不合理”)。
(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝.该实验所用试剂是________,反应的离子方程式为_____________________。
(3)实验室溶解该熔融物,在下列试剂中最适宜的试剂是_________(填序号)。
A、浓硫酸 B、稀硫酸 C、稀硝酸 D、氢氧化钠溶液
Ⅱ.实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低.某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出,此时溶液中氮元素的存在形式只有NO3-和NH4+,铁元素的存在形式为Fe3+,在反应结束后的溶液中,逐滴加入6mol L﹣1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示.试回答下列问题:
(1)依题意,请写出熔融物中铁与该稀的硝酸反应的离子方程式:___________;
(2)在CD段,沉淀的物质的量减少,则此阶段发生反应的离子方程式为________________;
(3)熔融物中铝元素的物质的量为_______mol。
(4)B点对应的沉淀的物质的量为____mol。
参考答案:
1.C
【解析】A.含铅汽油燃烧后废气会对人体造成更大的伤害,选项A错误;
B .废气没有从根本上解决,只是延长了废气排出的时间,毫无意义不低碳,反而加重了车的自重,导致废气排放更多,选项B错误;
C .加碘食盐中,碘以KIO的形式存在,选项C正确;
D .碳氢化合物及氮氧化合物会引起光化学烟雾,选项D错误。
答案选C。
2.C
污染治理要求能除掉有毒的物质,新生成的物质对环境无污染,物理法与化学法的区别是否有新物质生成。
【解析】A.酸和碱的中和反应为化学反应,为化学法,故A错误;
B.硫酸铜可溶,所以不能沉淀除去,故B错误;
C.含苯废水中的苯通过活性炭吸附除去苯,这是物理方法,所以C选项是正确的;
D.纯碱与石灰水反应生成的氢氧化钠又是新的污染物,故D错误。
答案选C。
3.C
根据题中大型油田可知,本题考查石油分离提纯知识,运用石油分离提纯操作分析。
【解析】石油裂解为了获得乙烯、丙烯、甲烷等化工原料,其中乙烯、丙烯可以与溴水反应,①正确;石油的分馏是依据各物质的沸点不同经加热气化和冷凝而分离的操作,故为物理变化,②错;石油分馏实验中,温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处,以测量馏出蒸气的温度,③错;石油分馏得到的汽油是C5~C11的烷烃,属于混合物,④正确,C项符合题意。
答案选C。
【点睛】石油的分馏是依据各物质的沸点不同经加热气化和冷凝而分离的操作,为物理变化。
4.D
由反应的化学方程式可知,反应中,溴离子中的溴元素化合价升高被氧化,溴离子为反应的还原剂,溴酸根中溴元素的化合价降低被还原,溴酸根为反应的氧化剂,溴单质即是氧化产物,也是还原产物。
【解析】A.由分析可知,反应中,溴离子中的溴元素化合价升高被氧化,溴离子为反应的还原剂,故A正确;
B.由反应的化学方程式可知,反应中,氢元素的化合价没有变化,则氢离子既不是氧化剂,又不是还原剂,故B正确;
C.由反应的化学方程式可知,反应中,生成3mol溴,反应转移5mol单质,故C正确;
D.由分析可知,反应中,溴离子中的溴元素化合价升高被氧化,溴酸根中溴元素的化合价降低被还原,溴单质即是氧化产物,也是还原产物,故D错误;
故选D。
5.C
【解析】A.吸收塔中SO3如果用水吸收,发生反应:SO3+H2O=H2SO4,该反应为放热反应,放出的热量易导致酸雾形成,阻隔在三氧化硫和水之间,阻碍水对三氧化硫的吸收;而浓硫酸的沸点高,难以气化,不会形成酸雾,同时三氧化硫易溶于浓硫酸,所以工业上从吸收塔顶部喷洒浓硫酸作吸收液,A项错误
B.工业中生产玻璃的原料为纯碱、石灰石、石英;水泥的原料为石灰石、黏土;漂白粉的原料为氯气、石灰乳;陶瓷的原料为黏土;B项错误;
C.根据金属活动顺序可知,用电解法制取金属钙,故可以采取电解熔融氯化钙的方法制取金属钙,C项正确;
D.工业炼铁时,常用CO做还原剂在高温条件下还原铁矿石,D项错误;
答案选C。
6.C
【解析】A.提取食盐后的母液中提取单质溴的过程,母液中含有溴离子,通入氯气,2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,用热空气冷凝得到粗溴,加溴化钠除去杂质、蒸馏,A工艺可行;
B.工业上制高纯硅的流程,SiO2+2CSi(粗)+2CO↑,Si+2Cl2SiCl4,SiCl4+2H2,Si(纯)+4HCl,B工艺可行;
C.二氧化硫和水反应为可逆反应,不能进行彻底,不符合化工生产要求,应首先进行二氧化硫的催化氧化,然后用98.3%的硫酸吸收,C工艺不可行;
D.工业上用铝土矿制铝的过程,每一步所加试剂必须过量,铝土矿(主要成分含氧化铝)加入氢氧化钠,Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O,偏铝酸钠溶液通入过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠,CO2+NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,煅烧氢氧化铝生成氧化铝,电解熔融氧化铝和冰晶石混合物,得到金属铝,D工艺可行;
答案为C。
7.B
【解析】A.煅烧贝壳至900℃,贝壳的主要成分碳酸钙会与坩埚的主要成分之一二氧化硅反应:,故A错误;
B.加生石灰沉淀镁离子后可以用过滤法分离得到,故B正确;
C.蒸发溶液,得到无水必须在干燥的气流中来已知镁离子水解,故C错误;
D.制备金属Mg需要电解熔融态的,故D错误;
故选B。
8.D
【解析】A.药物一般都有一定的毒副作用,不能长期服用,避免药物对人体产生不良的作用或者危害,A错误;
B.服药时一定要按照严格的时间规定执行,不能所以更改,B错误;
C.一次性服药的用量是经过严格的科学实验和大量的临床研究确定的,不能随意增减,C错误;
D.“OIC”为非处方药的标识,D正确;
故选D。
9.C
【解析】A.减压蒸馏可降低沸点,使高沸点的重油进一步分离得到润滑油等,故A错误;
B.石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量、特别是汽油的产量和质量,石油裂解的目的是将重油断裂为“三烯”,即乙烯、丙烯和1,3-丁二烯,主要为了提高乙烯的产量,即为了获得短链的不饱和烃,故B错误;
C.可燃冰的主要成分是甲烷,甲烷燃烧会产生二氧化碳,因此可燃冰的不合理开采会加重温室效应,故C正确;
D.煤中不含有苯、甲苯、二甲苯等化合物,通过煤的干馏发生化学变化可以得到苯、甲苯、二甲苯等化合物,故D错误;
故选C。
10.A
【解析】A.汽油是各种烷烃和烯烃的混合物,故A错误,符合题意;
B.通过石油的催化裂化可以得到较多的轻质油,提高轻质液体燃料的产量,故B正确,不符合题意;
C.天然气的主要成分是甲烷,它是一种清洁的化石燃料,故C正确,不符合题意;
D.通过煤的干馏,可以得到煤焦油,分馏煤焦油可以获得各种芳香烃,故D正确,不符合题意;
故选:A。
11.D
【解析】单质铝的发现比较晚是由于铝比较活泼,Al3+氧化性比较小,Al3+结合电子的能力比较弱,用一般还原剂很难把铝从化合物中还原出来,故合理选项是D。
12.C
【解析】A.3mol/L的硫酸不是浓硫酸,应用浓硫酸,故A错误;
B.溴乙烷制取乙烯,是卤代烃的消去反应,反应条件是氢氧化钠的醇溶液,故B错误;
C.制Cu(OH)2悬浊液时碱过量,操作科学规范,故C正确;
D.氯化铝属于分子晶体,在熔融状态不导电,工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼Al,故D错误;
答案选C。
13.C
【解析】A、煤的气化、液化、干馏和石油的裂化、裂解、催化重整都伴随着旧键的断裂与新键的形成,有新物质生成,均属于化学变化,选项A正确;
B、明矾净水是因为生成的氢氧化铝胶体具有吸附性,选项B正确;
C、工业上不用电解水法来开发氢能源,因为成本太高,选项C错误;
D、“光化学烟雾”是氮氧化物和碳氢化合物等在阳光的作用下发生光化学反应产生二次污染物,由一次污染物和二次污染物混合所形成的烟雾污染现象,“硝酸型酸雨”是由氮氧化物溶于水形成的,选项D正确。
答案选C。
14.C
【解析】A.钢主要成分是Fe、C的合金,故A正确;
B.ClO2具有强氧化性,常作消毒剂,故B正确;
C.火星探测器应用了新型锂镁合金,是因为锂镁合金具有高的比强度比刚度以及抗高能粒子穿透能力,与耐腐蚀性无关,故C错误;
D.曾青得铁化为铜描述的是铁与硫酸铜反应生成铜单质,故D正确;
故选:C。
15.C
从海带中提取碘:海带浸泡后加碱进行碱化,过滤得到有机沉物,滤液加入氧化剂和稀硫酸氧化碘离子为碘单质,得到含碘水溶液,加入有机溶剂,萃取分液得到含碘的有机溶液,通过蒸馏得到碘单质,据此分析作答。
【解析】A. 由于操作①后得到有机物沉淀,则加入NaOH溶液的目的是使可溶性有机质形成沉淀,A项正确;
B. 氯气氧化性强于单质碘,H2O2常做绿色氧化剂,因此氧化剂X可以用H2O2或适量的Cl2,B项正确;
C. 淀粉溶液与碘单质反应变蓝色,而不是碘离子,因此干海带浸泡液中的碘离子不能用淀粉溶液检验,C项错误;
D. 氧化后的滤液为碘水溶液,因碘易溶于有机溶剂,且易升华,因此在实验室可采用四氯化碳萃取、分液、蒸馏的方法得到粗碘,蒸馏后得到的粗碘在蒸馏烧瓶中,D项正确;
答案选C。
16. 石灰乳 过滤 盐酸 Mg(OH)2+ 2 H+=== Mg2++2H2O MgCl2Mg + Cl2↑
【解析】(1)使MgSO4完全转化为Mg(OH)2,应加入强碱,因为Ca(OH)2廉价,易于制取,所以试剂①最好选用石灰乳。
(2)分离出沉淀的基本操作为过滤。
(3)试剂②的作用是与Mg(OH)2反应生成MgCl2,所以试剂②为盐酸;反应的离子方程式为:Mg(OH)2+ 2 H+=== Mg2++2H2O。
(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Cl2和Mg,则化学方程式为:MgCl2Mg + Cl2↑。
17. 第三周期第ⅢA族 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O a 弱 d
【解析】试题分析:(1)①Al元素的原子序数是13,在周期表中的位置是第三周期第ⅢA族;
②Al—Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,氧化铝是两性氧化物,反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。
(2)合金的密度一般小于各成分金属的密度,而硬度和强度一般大于各成分金属的硬度和强度,答案选a;
(3)常温下Al的金属性比Ba的金属性弱;虽然铝的金属性弱于Ba,但由于Ba的沸点比Al的低,生成的Ba及时的从体系中分离,降低生成物浓度,促进平衡向正反应方向进行,因此利用上述方法可制取Ba,答案选d。
考点:考查金属的性质
18.(1)C ;(2)2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H =(2Q1+Q2-2Q3)kJ·mol-1;(3)﹤;﹤。
【解析】(1)A、消耗大量的电能,故错误;
B、消耗大量的热能,故错误;
C、太阳能是清洁能源,故正确;
D、产生大量CO,天然气是化合燃料,故错误;
(2)①CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g),②2CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+H2O(g) ,③CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g),2CO2+6H2=CH3OCH3+3H2O,因此有2×①+②-2×③,得到:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H =(2Q1+Q2-2Q3)kJ·mol-1;
(3)根据图象,随着温度的升高,CO的转化率降低,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应方向是放热反应,即△H<0,增大压强,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,作等温线,p2>p1。
19.(1)
(2)
(3)或或
(4) 或
【解析】(1)B在常温下为液态,B为溴单质,D在苯中呈紫红色,D为碘单质,该反应离子方程式为。故答案为:;
(2)B为黑色固体,D常用于太阳能电池及半导体产业,D为硅,该反应在高温下才可以发生,C还原二氧化硅生成硅和一氧化碳,该反应的化学方程式。故答案为:;
(3)若构成单质B和单质D的元素位于不同主族(或副族),若B、D常温下遇浓硫酸溶液均会钝化,B、D为铝和铁,在高温下发生铝热反应,则该反应化学方程式或或。故答案为:或或;
(4)①A、B、C、D中仅含有三种元素,B、D均为空气中的成分,为氧气和氮气,A为一种具有18个的微粒,该反应常用在火箭推进器中燃烧以提供推力,A为肼,该反应化学方程式。故答案为:;
②由这三种元素组成的某化合物,其中含离子键和极性共价键,化学式或,故答案为:或。
20. Ar > HClO4 HCl Si Al2O3 NaOH Al(OH)3 H2O2 1:16 NH3 + HCl = NH4Cl MgCl2)(熔融) Mg + Cl2 ↑
【解析】(1)最不活泼的元素是Ar,稀有气体最为稳定;
(2)S为第16号元素,原子结构示意图为;
(3)原子半径比较中,同周期原子半径从左到右逐渐减小Na>A;
(3)非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越,Cl的非金属性最强,酸性最强的是HClO4;
(4)非金属性越强,气态氢化物越稳定,第二周期气态氢化物最稳定的是HCl;
(5)单质可用于制造半导体材料的是Si,硅位于金属与非金属的交界线;
(6)MgO和Al2O3中有两性的是Al2O3既可以和强酸反应也可以和强碱反应;
(7)Na、Mg、Al三种元素金属性越强,最高价氧化物对应的水化物碱性越强,Na的金属性最强,碱性最强的是NaOH;呈两性的是Al(OH)3;
(8)由H和O形成原子个数比为1:1的物质是H2O2,该物质中m(H):m(O)=(1×1):(16×1)=1:16;
(9)N的氢化物为NH3,与Cl的氢化物(HCl)反应的化学方程式NH3 + HCl = NH4Cl;
(10)镁是一种重要的金属材料,工业上采用电解熔融氯化镁获得金属镁,该反应的化学方程式为:MgCl2)(熔融) Mg + Cl2 ↑。
21. 69.5 可以服用
(1)根据Fe — FeSO4·7H2O的关系得到全部服用FeSO4·7H2O需要的质量。
(2)根据5Fe2+ — MnO4-关系式,得到n(Fe2+)和质量,计算药品中未被氧化的Fe2+占整个Fe2+的质量分数,得出结论。
【解析】(1)根据Fe — FeSO4·7H2O的关系得到全部服用FeSO4·7H2O,需要FeSO4·7H2O质量;故答案为69.5。
(2)根据5Fe2+ — MnO4-关系式,得到n(Fe2+) = 5n(MnO4-) =5×0.01000 mol L 1×0.024L = 1.2×10 3 mol,10.00g该药品中n(Fe2+) = 1.2×10 3 mol×50 =6×10 2 mol,质量m =nM=6×10 2 mol × 56 g mol 1=3.36g,因此药品中未被氧化的Fe2+占整个Fe2+的质量分数,即该药物中的Fe2+氧化率未超过10%,可以服用;故答案为:可以服用。
22.(1)2yAl+3FexOy3xFe+yAl2O3
(2)Fe3O4
(3)0.8mol
(1)根据铝热反应的概念及质量守恒;
(2)根据V1求出铁的质量,根据V2求出铝的质量,依据铝热反应的化学方程式及V2:V1=4:3;
(3)根据铁的氧化物与盐酸反应求出铁的氧化物的物质的量,再根据铝热反应求出铝粉的质量。
【解析】(1)因铝热反应是铝与金属氧化物反应生成氧化铝和金属,所以2yAl+3FexOy3xFe+yAl2O3;
(2)因两者恰好完全反应后,反应后混合物的成分为Fe和Al2O3,加入加入足量的稀硫酸后,铁能与稀硫酸反应:
解得:n(Fe)=mol;
另取相同质量的Al粉,加入足量稀硫酸,Al粉能与稀硫酸反应:
解得:n(Al)=mol;
根据
得:=,所以铁的氧化物的化学式为Fe3O4;
(3)因Fe3O4能与盐酸反应:
根据
故铝粉的物质的量为0.8mol。
23. 合理 NaOH溶液 2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑ B 8Fe+30H++3NO3﹣═8 Fe3++3NH4++9 H2O Al(OH)3 + OH- =AlO2- + 2H2O 0.012 0.048
【解析】I.(1)铝热反应的原理为:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,反应过程中生成铁单质,铝粉可能有剩余,结合题给熔点数据和信息:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金,因此说法是合理的。(2)铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,铁与氢氧化钠溶液不反应。证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝的实验方案为取少量熔融物于试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液,看固体是否部分溶解,是否有气体生成。该实验所用试剂是NaOH溶液,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。(3)A、常温下,浓硫酸能使铁、铝钝化,A错误;B、铁铝均与稀硫酸反应,生成的氢气对环境无污染,B正确;C、稀硝酸与铁、铝反应时会产生有毒气体NO,C错误;D、氢氧化钠溶液与铁不反应,D错误。答案选B
Ⅱ.(1)分析图象知OA段没有沉淀生成,说明硝酸过量,则熔融物中的铁与稀硝酸反应生成硝酸铁,反应过程中无气体生成,则硝酸的还原产物为硝酸铵,利用化合价升降法结合原子守恒、电荷守恒配平,该反应的离子方程式为8Fe+30H++3NO3-=8Fe 3+ +3NH4+ +9H2O;(2)在CD段,沉淀的物质的量减少,生成的氢氧化铝被氢氧化钠溶解,则此阶段发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH- =AlO2-+2H2O;(3)由图可知,CD段消耗的氢氧化钠溶液的体积为44mL-42mL=2mL,故参加反应的氢氧化钠为0.002L×6mol/L=0.012mol,根据Al(OH)3+OH- =AlO2-+2H2O可知,Al(OH)3的物质的量为0.012mol,根据铝元素守恒知熔融物中铝元素的物质的量为0.012mol。(4)AB段发生的反应为Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Al3++3OH-=Al(OH)3↓,消耗氢氧化钠的物质的量为(39-15)×10-3L×6mol/L=0.144mol,Al3+的物质的量为0.012mol,消耗氢氧化钠的物质的量为0.036mol,则与Fe3+反应的氢氧化钠的物质的量为0.144mol-0.036mol=0.108mol,Fe3+的物质的量为0.036mol,B点铝离子和铁离子恰好完全生成沉淀,根据元素守恒知生成沉淀的物质的量为0.048mol。