山东省滕州市实验高级中学2015-2016学年高二下期6月月考化学试卷(解析版)
1.根据下图,判断下列说法中错误的是( )
A.导线上电子由Ag极流向石墨极
B.负极电极反应式:Fe3+ + e-=Fe2+
C.盐桥中阴离子移向AgNO3溶液
D.总反应为:Fe3+ + Ag=Fe2+ + Ag+
【答案】B
【解析】
试题分析:该装置为原电池,其电池的总反应式为Fe3+ + Ag=Fe2+ + Ag+,其负极的反应为Ag-e-=Ag+,正极发生的反应为Fe3+ + e-=Fe2+;该电池中,导线上电子由Ag极流向石墨极,电流为由石墨经导线流向Ag极,故A正确;负极电极反应式:Ag-e-=Ag+,故B错误,为本题的答案;盐桥中阴离子移向AgNO3溶液,故C正确;总反应为:Fe3+ + Ag=Fe2+ + Ag+,故D正确。
考点:原电池
点评:本题考查了原电池的基础知识,该考点是高考考查的重点和难度,本题比较容易,注意本题选择的是错误的一项。
2.一定温度下,在三个体积约为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
容器编号
温度(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
H2O(g)
I
387
0.20
0.080
0.080
Ⅱ
387
0.40
Ⅲ
207
0.20
0.090
0.090
下列说法正确的是
A.该反应的正反应为吸热反应
B.若起始时向容器I中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol,则反应将向正反应方向进行
C.容器I中反应达到平衡所需时间比容器Ⅲ中的长
D.达到平衡时,容器I中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小
【答案】B
【解析】
试题分析:A、分析表中数据知容器I与容器Ⅲ相比CH3OH(g)的起始物质的量相等,温度较高时达平衡生成物的物质的量较少,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,逆反应吸热,正反应是放热反应,错误;B、根据容器I表中数据可知,平衡时生成物的浓度均是0.080mol/L,则根据反应的化学方程式可知消耗甲醇的浓度是0.16mol/L,所以平衡时甲醇的浓度是0.04mol/L,所以该温度下的平衡常数K=0.08×0.08/0.042 =4。若起始时向容器I中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol,则此时Q=0.15×0.10/0.12=1.5<4,所以反应将向正反应方向进行,正确;C、分析表中数据知容器I与容器Ⅲ相比容器I中温度高,反应速率快,因此容器I中反应达到平衡所需时间比容器Ⅲ中的短,错误;D、该反应为反应前后体积不变,因此容器Ⅱ与容器I相比平衡等效,因此达到平衡时,容器I中的CH3OH体积分数和容器Ⅱ中的相等, 错误。
考点:考查化学反应速率和化学平衡常数的有关判断与计算
3.用NA表示阿伏伽德罗常数,下列叙述正确的是( )
A.64gSO2含有氧原子数为1NA
B.物质的量浓度为0.5mol/L的MgCl2溶液,含有Cl-数为1NA
C.标准状况下,22.4LH2O的分子数为1NA
D.常温常压下,14gN2含有分子数为0.5NA
【答案】D
【解析】
试题分析:64克二氧化硫的物质的量为64/64=1摩尔,一个二氧化硫分子中有2个氧原子,所以64gSO2含有氧原子数为2NA,A错误;物质的量浓度为0.5mol/L的MgCl2溶液,由于没有给出体积,所以无法计算含有Cl-数为多少,B错误;标准状况下,H2O为液体,C错误;常温常压下,14gN2含有分子数为14÷28?NA=0.5NA,D正确。
考点:考查考查阿伏伽德罗常数及有关计算。
4.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
A.1:2::3 B.3:2:1 C.6 :3:1 D.6:3:2
【答案】D
【解析】
试题分析:每生成1mol金属钾、镁、铝转移电子的物质的量是1mol、2mol、3mol。所以根据电子得失守恒可知,当通过的电子的物质的量相等时,析出钾、镁、铝的物质的量之比为1︰1/2︰1/3=6︰3︰2,答案选D。
考点:考查电解的有关计算。
5.将5.6g铁粉投入足量的100mL2mol/L稀硫酸中,2min时铁粉刚好完全溶解。下列有关这个反应的反应速率表示正确的是( )
A.铁的反应速率=0.5mol/(L·min)
B.硫酸的反应速率=0.5mol/(L·min)
C.硫酸亚铁的反应速率=0.5mol/(L·min)
D.氢气的反应速率=0.5mol/(L·min)
【答案】BC
【解析】根据反应速率计算公式,需要计算2min时间内反应物浓度的变化量,在反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑中,溶液中溶质浓度发生变化的只有反应物硫酸和生成物硫酸亚铁。5.6gFe的物质的量==0.1mol,故反应消耗H2SO4的物质的量=生成FeSO4的物质的量=0.1mol。H2SO4的消耗速率=FeSO4的生成速率==0.5mol/(L·min)。
6.同温同压下,等质量的N2O4和NO2两种气体相比较,下列叙述正确的是
A.体积比为2:1 B.分子个数之比为1:1
C.原子个数之比为1:1 D.氮原子个数之比为2:1
【答案】C
【解析】
试题分析:同温同压下,气体的Vm相同,且M(N2O4)=2M(NO2),n(N2O4):n(NO2)= =1:2,气体的Vm相同,由n=V/Vm可知,体积比为1:2,故A错误;物质的量之比为1:2,则分子数之比为1:2,故B错误;分子数之比为1;2,则原子数之比为1×6:2×3=1:1,故C正确;分子数之比为1:2,则氮原子个数之比为1:2,故D错误。
考点:考查阿伏加德罗定律及推论
7.下列事实可以证明一水合氨是弱电解质的是( )
①0.1 mol/L的氨水可使酚酞溶液变红 ②0.1 mol/L的氯化铵溶液的pH约为5 ③在相同条件下,氨水的导电性比强碱溶液弱 ④氨水受热分解挥发出氨气 ⑤在氨水中存在NH3·H2O分子
A.①②? ?? ??B.②③⑤ ???? ?C.③④ ??? ???D.②④
【答案】B
【解析】
试题分析①0.1mol/L的氨水可以使酚酞试液变红,只能说明氨水具有碱性,但不能说明电离程度;②0.1mol/L的氯化铵溶液的pH约为5,可说明氯化铵为强酸弱碱盐,水解呈酸性,可说明一水合氨为弱电解质;③在相同条件下,氨水溶液的导电性比强碱溶液弱,可说明一水合氨为弱电解质;④氨水受热分解挥发出氨气,与电解质的强弱无关;⑥氨水中存在NH3·H2O分子,说明未完全电离。故选B。
考点:弱电解质的电离
8.短周期元素A、B、C、D的原子序数依次递增,最外层电子数之和为14,A、C同主族,B、D也同主族,A、B在不同周期,X、Y均是由A、B、C、D四种元素组成的盐,X与Y相互作用,产生气体Z。下列说法正确的是
A.四种元素形成的简单离子半径按照D、C、B、A的顺序逐渐减小
B.A与其它元素形成的二元化合物的晶体类型相同
C.Z气体通入BaCl2溶液中无现象,再滴入FeCl3溶液则可看到有沉淀产生
D.将Z通入紫色石蕊试液中,试液先变红后褪色
【答案】C
【解析】
试题分析:由题给的信息,可推知X、Y分别为NaHSO4和NaHSO3,气体Z为SO2,由此可推知短周期元素A、B、C、D分别是H、O、Na、S。A、四种元素形成的简单离子半径应按照D、B、C、A的顺序逐渐减小,错误;B、NaH是离子化合物,错误;C、由于盐酸的酸性比亚硫酸强,所以SO2不能与BaCl2反应,滴入FeCl3溶液,则2Fe3++ SO2+2H2O = 2Fe2++ SO42-+4H+,Ba2++ SO42-= BaSO4↓,正确;D、SO2不能使石蕊褪色,错误。
考点:物质结构、元素推断、元素及化合物的性质
9.随着人们对物质组成研究的深入,物质的分类也更加多样化。下列说法正确的是
A.Na2O2、Al2O3、Fe2O3都是碱性氧化物
B.CH3COOH、NH3·H2O、HClO都是弱电解质
C.磁铁矿、铝土矿、绿矾都是混合物
D.烧碱、纯碱、熟石灰都是碱
【答案】B
【解析】A:Na2O2为过氧化物,排除
B:弱酸、弱碱一般为弱电解质,正确
C:绿矾为纯净物,排除
D:纯碱为碳酸钠,属于盐,排除
10.其他条件不变,增大反应物浓度化学反应速率加快的原因是
A.反应物分子总数增加了
B.活化分子总数增加了
C.活化分子数百分数增加了
D.单位体积内活化分子数增加了
【答案】D
【解析】
试题分析:单位体积内活化分子数目越多反应速率越快。增加活化分子数百分数通常采用:加热或者加入催化剂降低活化能的方法;增大反应物浓度活化分子数百分数不变,但由于单位体积内活化分子数目增加了,所以化学反应速率加快,故选项D正确。
11.一定温度下,将1 mol A和1 mol B气体充入2 L恒容密闭容器,发生反应A(g)+B(g) xC(g)+D(s),t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中气体C的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应方程式中的x=1
B.t2时刻改变的条件是使用催化剂
C.t3时刻改变的条件是移去少量物质D
D.t1~t3间该反应的平衡常数均为4
【答案】D
【解析】
试题分析:根据图可知,在t2时刻,平衡不移动,但C的浓度变大,说明在t2时刻改变的条件是缩小容器的体积,且该反应前后气体体积不变,所以可以x=2。A、经过计算x=2,错误,不选A;B、催化剂不能改变平衡时的浓度,错误,不选B;C、因为D为固体,移去少了物质D,平衡不移动,不会改变其他物质的浓度,错误,不选C;D、根据方程式中的计量数关系可知,在t1时刻达到平衡,生成0.5mol/LC,则AB平衡的浓度均为0.25mol/L,所以平衡常数K=0.52/0.25×0.25=4,正确,选D。
考点:化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素
【名师点睛】影响化学平衡的因素有浓度、温度、压强。
1、浓度:改变物质的浓度,平衡向减弱这种物质浓度的方向移动。注意必须改变物质的浓度,而不是改变物质的量,例如固体的质量改变,但浓度不变,平衡不移动。
2、温度:升温,平衡向吸热方向移动,降温,平衡向放热方向移动。
3、压强:增大压强,平衡向气体体积缩小方向移动,减压,平衡向气体体积增大的方向移动。注意压强改变必须引起浓度的改变才可能引起平衡移动。对于反应前后气体体积不变的反应,压强不会引起平衡移动。
注意使用催化剂,改变反应速率,但不影响平衡。
12.下列离子方程式中正确的是( )
A.向溶液Na2FeO4中加入稀H2SO4产生氧气:4FeO42-+2OH-=4Fe2++3O2↑+10H2O
B.向溶液NH4Al(SO4)2中滴入溶液Ba(OH)2恰好使(SO4)2-沉淀完全2Ba2++4OH-+Al3++2SO42-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O
C.向溶液Mg(HCO3)2中加入过量的NaOH溶液:Mg2++2HCO3-+4OH-=Mg(OH)2↓+2CO32-+2H2O
D.向溶液Fe(NO3)2中加入稀氢碘酸:3 Fe2++4H+NO3-=3 Fe3++NO↑+2H2O
【答案】C
【解析】
试题分析:A、两边电荷不守恒,错误;B、产物中应该有氨气生成,而不是偏铝酸盐,错误;C、因为氢氧化镁的溶解度比碳酸镁的溶解度小,所以得到的是氢氧化镁而不是碳酸镁,正确;D、硝酸不仅氧化二价铁离子,而且要氧化碘离子的,三价铁离子与碘离子也不能共存的,错误。
考点:离子方程式的书写。
13.如图所示为800℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只分析图形不能得出的结论是
A.A是反应物
B.前2 min A的分解速率为0.1 mol?L﹣1?min﹣1
C.达平衡后,若升高温度,平衡向正反应方向移动
D.反应的方程式为:2A(g)?2B(g)+C(g)
【答案】C
【解析】A、由图象可知,A的物质的量浓度减小,B和C的物质的量浓度增加,则A为反应物,B和C为生成物,故A正确;
B、由图可知前2 minA的△c(A)=0.2mol/L,所以v(C)==0.1 mol?L﹣1?min﹣1,故B正确;
C、根据图象不能确定该反应的反应热,不能判断温度对平衡移动的影响,故C错误;
D、由反应的浓度的变化之比等于化学计量数之比可得:△c(A):△c(B):△c(C)=0.2mol/L:0.2mol/L:0.1mol/L=2:2:1,则反应的化学方程式为2A?2B+C,故D正确;
【点评】本题考查化学平衡图象问题,题目难度不大,注意根据图象书写反应的化学方程式,图是物质的量浓度的变化曲线,不能判断温度对平衡移动的影响.
14.下列反应所得溶液中,一定只含一种溶质的是
A.向氯化铝溶液中加入过量的氨水
B.向稀盐酸中滴入少量的NaAlO2溶液
C.向稀硝酸中加入铁粉
D.向硫酸酸化的MgSO4溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液
【答案】D
【解析】
试题分析:氯化铝溶液中加入过量的氨水生成氢氧化铝和氯化铵,溶液中由氯化铵和氨水两种溶质,A错误;稀盐酸中滴入少量的NaAlO2溶液生成氯化铝和氯化钠,B错误;稀硝酸中加入铁粉可能存在硝酸铁、硝酸亚铁、硝酸,C错误;硫酸酸化的MgSO4溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液生成氢氧化镁沉淀、硫酸钡沉淀、水,溶液中只有过量的Ba(OH)2溶液,D正确。
考点:考查了元素化合物的性质等相关知识。
15.下列离子方程式书写正确的是
A.用醋酸除去水垢:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
B.用铜为电极电解饱和食盐水:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
C.FeBr2溶液中通入过量Cl2:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
D.Ba(OH)2溶液中滴加过量NaHSO4: Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O
【答案】D
【解析】
试题分析:A、醋酸是弱电解质,应该用化学式表示,A错误;B、铜是活性电极,铜作阳极,铜失去电子,得不到氢气,B错误;C、FeBr2溶液中通入过量Cl2:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-,C错误;D、Ba(OH)2溶液中滴加过量NaHSO4生成硫酸钡沉淀、硫酸钠和水,方程式正确,D正确,答案选D。
考点:考查离子方程式的正误判断
16.工业生产硝酸铵的流程如下图所示:
(1)硝酸铵的水溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”);其水溶液中各离子的浓度大小顺序为 。
(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H < 0,当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料,分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如下图。
①曲线a对应的温度是 。
②关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是 。
A.及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率
B.P点原料气的平衡转化率接近100%,是当前工业生产工艺中采用的温度、压强条件
C.上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)>K(N)
D.M点比N点的反应速率快
E.如果N点时c(NH3)=0.2 mol·L-1,N点的化学平衡常数K ≈ 0.93 L2/mol2
(3)尿素[ CO(NH2)2 ]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)===H2NCOONH4(s) ΔH=-272 kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138 kJ·mol-1
写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式: 。
(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下左图所示:
①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第_________步反应决定,总反应进行到_________min时到达平衡。
②在上右图中画出第二步反应的平衡常数K随温度的变化的示意图。
(5)电解尿素[ CO(NH2)2 ]的碱性溶液制纯净氢气的过程中同时产生氮气。电解时,阳极的电极反应式为______________________。
【答案】(1) 酸性(1分),c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)(2分)(2)① 200℃(1分)
②ACE(2分) (3)2NH3(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(NH2)2 (s) ΔH=-134kJ/mol(2分)
(4)① 2(1分) 55(1分) ② (1分)
(5)CO(NH2)2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O(2分)
【解析】
试题分析:(1)硝酸铵中铵根离子水解使溶液显酸性,所以溶液中离子浓度为c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)。
(2)①因为反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,氨气的物质的量分数减小,所以a为200℃;
②A、及时分离出氨气平衡正向移动,提高氢气的转化率,A正确;B、P点的原料转化率接近100%,但是压强的增大转化率提高的并不多,还需要考虑设备的要求,所以不是当前工业采用的温度和压强,B错误;C、b的温度比c温度低,平衡正向移动,平衡常数大,但在相同的温度下平衡常数不变,C正确;D、N点温度高于M点,所以M点比N点的反应速率慢,D错误;E、如果N点时c(NH3)=0.2 mol·L-1,假设氮气的起始加入的浓度为amol/L,氢气的浓度为3amol/L,有
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始量(mol) a 3a 0
转化量(mol) 0.1 0.3 0.2
平衡量(mol)a-0.1 3a-0.3 0.2
则0.2/(a-0.1+3a-0.3+0.2)=20%,解得a=0.3,则平衡常数=,E正确,答案选ACE。
(3)根据盖斯定律可知反应①+反应②即可氨气和二氧化碳合成尿素的热化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(NH2)2 (s) ΔH=-134kJ/mol。
(4)①从图分析生成尿素最慢,所以反应的快慢由第二步反应决定。反应到55min时各物质的浓度几乎不变,反应达到平衡。
②反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,平衡常数变大,所以图像如下。
(5)电解尿素[ CO(NH2)2 ]的碱性溶液制纯净氢气的过程中同时产生氮气。电解时阳极失去电子,发生氧化反应,氮气是氧化产物,则阳极的电极反应式为CO(NH2)2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O。
【考点定位】本题主要是盐类水解,平衡移动,化学平衡计算以及电极反应式的书写等
【名师点晴】有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点,在审题时,一般采用“看特点,识图像,想原理,巧整合”四步法。第一步:看特点。即分析可逆反应化学方程式,观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应,还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应,还是吸热反应)等。第二步:识图像。即识别图像类型,横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。利用规律“先拐先平,数值大”判断,即曲线先出现拐点,先达到平衡,其温度、压强越大。第三步:想原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理,特别是影响因素及使用前提条件等。第四步:巧整合。图表与原理整合。逐项分析图表,重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。
17.工业上常用高浓度的K2CO3 溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3 溶液再生,其装置示意图如下:
(1)在阳极区发生的反应包括 和H ++ HCO3- =H2O + CO2↑。
(2)简述CO32-在阴极区再生的原理
【答案】(1)4OH --4e-=2H2O+O2↑(或2H2O-4e-=4H+ + O2↑)(2)HCO3 –存在电离平衡:HCO3-H+ + CO32-,阴极H+放电,浓度减小平衡右移(或溶液中H+放电,增大了OH-浓度,与HCO3 –反应,从而使CO32-再生)
【解析】
试题分析:(1)装置图分析与电源正极相连的为电解池的阳极,与电源负极相连的为电解池的阴极,阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气,电极反应为4OH --4e-=2H2O+O2↑;(2)HCO3 –存在电离平衡:HCO3-H++CO32-,在阴极区,溶液中H+放电,破坏水的电离平衡,OH-浓度增大,OH-与HCO3-反应生成CO32-,所以CO32-在阴极区再生。
考点:考查电化学原理的应用
18.下图为探讨苯和溴的反应改进的实验装置图。其中A为具支试管改制成的反应容器,在其下端开了一个小孔,并塞好石棉绒,实验时先加少量铁粉于石棉绒上。填写下列空白:
(1)向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液,几秒钟内发生反应,写出A中所发生反应的化学方程式___________;
(2)反应开始后观察D和E两试管,看到的现象为___________、___________。
(3) B中的NaOH溶液作用是___________。
(4)在上述整套装置中,具有防倒吸的仪器除F外还有___________(填字母)。
【答案】(1)2Fe+3Br2=2FeBr3、;
(2)D中管口有白雾出现、溶液变红;E中出现浅黄色沉淀;
(3)吸收反应生成的溴苯中溶解的溴单质;(4)DE
【解析】
试题分析:在Fe作催化剂条件下,苯和溴发生取代反应生成溴苯,同时生成HBr,根据相似相溶原理知,溴极易溶于溴苯中,导致溴苯中含有杂质溴,NaOH能和溴反应但不和溴苯反应,所以NaOH能除去溴苯中的杂质溴;溴具有挥发性,所以生成的HBr中含有溴蒸气,溴极易溶于苯中,所以C中苯能吸收溴蒸气;HBr遇水蒸气产生氢溴酸小液滴而产生白雾;HBr的水溶液呈酸性,能使酸碱指示剂变色;HBr能和硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀AgBr,HBr不能排入空气中,否则会产生污染,用NaOH吸收尾气;
(1)Fe具有还原性、溴具有强氧化性,二者反应生成溴化铁;在Fe作催化剂条件下,苯和溴发生取代反应生成溴苯,反应方程式为,故答案为:2Fe+3Br2=2FeBr3、;
(2)溴具有挥发性,根据相似相溶原理知,溴极易溶于苯溶液中,所以C的作用是吸收溴蒸气;溴和苯生成的HBr遇空气中水蒸气生成小液滴而产生白雾,HBr的水溶液呈酸性,能使紫色石蕊试液变红色,所以D中看到的现象是D中管口有白雾出现、溶液变红;HBr和硝酸银溶液反应生成淡黄色AgBr沉淀,所以E中看到的现象是出现淡黄色沉淀,故答案为:D中管口有白雾出现、溶液变红;E中出现浅黄色沉淀;
(3)溴能溶于溴苯,导致溴苯含有杂质溴,溴苯和NaOH不反应,但溴能和NaOH反应,所以NaOH吸收溴,故答案为:吸收反应生成的溴苯中溶解的溴单质;
(4)HBr易溶于水,直接将导管伸入水溶液液面以下,会发生倒吸,装置D、E中导管口在液面上方,能防止倒吸,故选DE。
考点:考查了制备实验方案的设计的相关知识。
19.(选考)【化学——选修2:化学与技术】(15分)
实验室里用某工厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备绿矾(FeSO4·7H2O)和聚铁(碱式硫酸铁的聚合物),其过程如下:
(1)若用浓硫酸配制过程①所需的250 mL 3.0 mol·L-1的稀硫酸,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外,还需要 。
(2)过程②用到多种硅酸盐质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有 (填仪器名称),该过程产生的尾气会对大气造成污染,可选用下列试剂中的 吸收。
a.浓硫酸 b.蒸馏水 c.NaOH溶液 d.浓硝酸
(3)过程③中,需要加入的物质名称是 ,检验溶液X中金属阳离子是否完全转化的试剂为 (填试剂名称)。
(4)过程④的操作是将溶液 、 、过滤、洗涤,即得到FeSO4·7H2O晶体。过程⑥中,将溶液Z加热到70~80℃,目的是 ___________________。
(5)实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。①用分析天平称取样品3.200 g;②将样品溶于足量盐酸后,加入足量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥、称量,得固体质量为3.495 g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH)SO4]n,则该聚铁中铁元素的质量分数为 。
【答案】(15分)
(1)250 mL容量瓶、胶头滴管 (2)坩埚 c (3)铁 硫氰化钾溶液
(4)蒸发(浓缩) (冷却)结晶 促进Fe3+的水解 (5)26.25%
【解析】
试题分析:(1)用浓硫酸配制250 mL的稀硫酸, 需要250 mL容量瓶,定容时需要胶头滴管;(2)过程②灼烧应在坩埚中进行,该过程产生的尾气为二氧化硫,会对大气造成污染,可选用下列试剂中的c.NaOH溶液吸收;(3)过程③中,需要把铁离子还原为亚铁离子,需要加入的物质名称是铁粉,检验溶液X中Fe3+离子的试剂为硫氰化钾溶液;(4)过程④的操作是将溶液蒸发(浓缩)(冷却)结晶、过滤、洗涤,即得到FeSO4·7H2O晶体。过程⑥中,将溶液Z加热到70~80℃,目的是促进Fe3+的水解;(5)3.495 g硫酸钡的物质的量为0.015mol,由化学式[Fe(OH)SO4]n可知样品中含Fe的物质的量为0.015mol,质量为0.015mol×56g/mol=0.84g, 该聚铁中铁元素的质量分数为0.84g/3.200g×100%=26.25% 。
考点:选修2:化学与技术
20.Ⅰ.硫酸工业产生的废气A(主要成分:SO2、O2、N2、CO2等)排放到空气中会污染环境。某化学兴趣小组对废气A的组成进行探究,请回答下列问题。
(1)同学甲设计实验检验废气A中含有CO2,应选择的试剂有 。
A.NaOH溶液 B.酸性KMnO4溶液 C.澄清石灰水 D.盐酸
(2)同学乙欲测定废气A中SO2的含量,取a L废气A并设计了如下装置进行实验。
①为了保证实验成功,装置A应具有的现象是 ,搅拌的目的是 。
②同学丙认为A装置前后的质量差就是a L废气中含有的SO2的质量,然后进行含量计算。经小组讨论后,同学丁提出疑问,按照同学丙的实验,若废气中SO2完全被吸收,则最后测定的结果应该偏大,同学丁推断的理由是 。
Ⅱ.溴酸钾具有毒性,是一种常用的分析试剂和氧化剂,实验室中制备过程如下:
已知反应②是复分解反应,根据上述转化关系回答下列问题:
(1)反应①的化学方程式为 .
(2)反应②的化学方程式为 .
(3)现向含6mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO3溶液,整个过程中含碘物质的物质的量与所加KBrO3的物质的量的关系如图所示.请回答下列问题:
①已知b点时,KI反应完全,转移的电子数为 .
②b→c过程中,仅有一种元素的化合价发生了变化.则反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为 .
③d点时,n(KBrO3)为 .
【答案】(16分)Ⅰ.(1)B C (2分)
(2)①KMnO4溶液的紫红色不能完全褪色;提高SO2的吸收率。
②实验过程中发生2 H2SO3 +O2 = 2H2SO4
Ⅱ.6MgO+Br2+5Cl2=Mg(BrO3)2+5MgCl2
Mg(BrO3)2+2KCl=MgCl2↓+2KBrO3 6NA(或3.612×1024) 1:5 7.2mol
【解析】
试题分析:硫酸工业产生的废气A中含有SO2、O2、N2、CO2等,(1)同学甲设计实验检验废气A中含有CO2,由于SO2、CO2都是酸性氧化物,都可以澄清石灰水发生反应产生白色难溶性的物质,因此不能直接用于检验,可以利用SO2有还原性,与具有氧化性的酸性KMnO4溶液发生反应,用酸性KMnO4溶液洗气,将SO2氧化为硫酸,然后再通入澄清石灰水,若石灰水变浑浊,就证明含有CO2,否则就不含CO2。故应该选择的试剂代号是BC。(2)①为了保证实验成功,使SO2反应完全,所以装置A应具有的现象是KMnO4溶液的紫红色变浅,但不能完全褪色;搅拌的目的是使SO2与酸性KMnO4充分接触,以提高SO2的吸收率;②同学丙认为A装置前后的质量差就是a L废气中含有的SO2的质量,然后进行含量计算。经小组讨论后,同学丁提出疑问,按照同学丙的实验,若废气中SO2完全被吸收,则最后测定的结果应该偏大,同学丁推断的理由是实验过程中发生2 H2SO3 +O2 =2H2SO4;Ⅱ.反应②是复分解反应,溶液与KCl反应产生溴酸钾,因此反应①中MgO、Br2、Cl2要发生反应产生Mg(BrO3)2,根据原子守恒、电子守恒可得该反应的方程式是6MgO+Br2+5Cl2=Mg(BrO3)2+5MgCl2。(2)反应②是复分解反应,过滤后的滤液中含有KBrO3,说明形成的MgCl2是难溶性的物质,该反应的化学方程式为Mg(BrO3)2+2KCl=MgCl2↓+2KBrO3;(3)①已知b点时,KI反应完全,反应产生的含有碘元素的物质的量是3mol,说明反应产生了I2,6molKI发生反应产生3mol的I2反应方程式是:6I-+BrO3-+6H+= 3I2+Br-+3H2O,转移的电子数为6NA;KBrO3的物质的量是1mol,②b→c过程中,仅有一种元素的化合价发生了变化.则应该是Br-与BrO3-之间发生氧化还原反应,反应的离子方程式是:5Br-+BrO3-+ 6H+=3Br2+3H2O,此时氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:5.③发生的反应依次是:6I-+6H++BrO3-= 3I2+Br-+3H2O,
BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O,BrO3-+I2=2IO3-+Br2。总反应方程式是:5I-+6H++6BrO3-=
5IO3-+3Br2+3H2O,根据方程式可知6molKI完全反应,需要消耗KBrO3的物质的量是6mol×6/5=7.2mol。所以d点时,n(KBrO3)=7.2mol。
【考点定位】考查物质的成分检验、含量的测定、物质的制备及氧化还原反应的有关计算的知识。
【名师点睛】SO2、CO2是常见的两种酸性氧化物,经常碰见关于它们的检验、除杂等知识。二者都可以使澄清石灰水变浑浊,因此不能用澄清石灰水区分二者,可以利用SO2具有漂白性,可以使品红溶液褪色确定SO2的存在,若要除去CO2中混有的杂质SO2,可以利用酸性H2SO3>H2SO3的性质,将混合气体通过足量饱和的NaHCO3溶液,发生反应:SO2+ NaHCO3=CO2+ NaHSO3;若要检验SO2和CO2混合气体中CO2的存在,可以利用SO2有强的还原性,可以被氧化剂酸性KMnO4溶液或溴水、FeCl3溶液氧化为H2SO4的性质,先将其氧化除去,用品红溶液检验已经除干净,然后载通入澄清石灰水中观察石灰水是否变浑浊进行检验。在确定氧化还原反应方程式的配平及书写时,要结合图像显示的物质的物质的量的关系,及反应前后物质的转化关系,结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒配平。
21.(8分)将一定质量的镁铝合金投入100 mL一定浓度的盐酸中,合金完全溶解。向所得溶液中滴加浓度为5 mol/L的NaOH溶液,生成的沉淀跟加入的NaOH溶液的体积关系如图。(横坐标体积单位是mL,纵坐标质量单位是g)
求:(1)加入NaOH溶液0--20mL过程中反应方程式为:______________________。
160--180mL过程中反应方程式为_______________________。
(2)合金中Mg的质量为____________g。所用HCl的物质的量浓度为____________mol/L。
【答案】(1)HCl + NaOHNaCl+ H2O ;Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 +2 H2O (2)4.8 ; 8
【解析】
试题分析:(1)加入NaOH溶液0--20mL阶段没有沉淀生成,是因为NaOH溶液与剩余的盐酸反应,反应的化学方程式为:HCl + NaOH NaCl+ H2O ;160--180mL过程中是沉淀的溶解过程,能溶解于NaOH溶液的沉淀是Al(OH)3,反应方程式为: Al(OH)3+ NaOH NaAlO2 +2 H2O 。(2) 160--180mL阶段消耗的NaOH的物质的量为:5 mol/L×0.02L=0.1mol,则Al(OH)3的物质的量为0.1mol,故n(Al)= 0.1mol,根据Al 3++3OH-Al(OH)3↓知道20--160mL过程中生成0.1mol的Al(OH)3消耗的NaOH物质的量为0.3mol,则与Mg2+反应的NaOH物质的量为:5 mol/L×0.14L-0.3mol=0.4mol,Mg2++2OH-Mg(OH)2↓得出Mg2+的物质的量为0.2mol,合金中Mg的质量为0.2mol×24g/mol=4.8g,在沉淀达到最大的时候,溶液中的溶质为NaCl,n(Cl-)= n(Na+)=5 mol/L×0.16L=0.8mol,HCl的物质的量浓度为:0.8mol÷0.1L=8 mol/L。
考点:化学图像和有关物质的量的计算。
22.根据下列的有机物合成路线回答问题:
(1)写出A、B的结构简式:A 、B 。
(2)写出各步反应类型:① 、② 、③ 。
(3)写出②、③的反应方程式:
② ,
③ 。
【答案】⑴A、B。⑵①加成、②消去、③加成。 ⑶略
【解析】
试题分析:根据图中的转化可知,氯苯通过苯环的加成反应生成1-氯环己烷,由于A可以生成1,2-二氯环己烷,说明A是环己烯,和氯气加成得到1,2-二氯环己烷。 因此反应②是1-氯环己烷的消去反应,生成了环己烯,同样分析可知B的生成物是1,2,3,4-四氯环己烷,说明B是1,3-环己二烯,通过加成反应生成 了1,2,3,4-四氯环己烷。所以1,2-二氯环己烷通过消去反应生成1,3-环己二烯;(1)据以上分析得A;是B。
(2)据以上分析①的过程中苯环变为了饱和的六元环,所以是苯环与氢气的加成反应,②是氯代烃变为了烯烃是氯代烃的消去反应,③是环己二烯与氯气的加成反应。
(3据以上分析②的反应方程式为:;③
考点:考查有机推断
23.(12分)已知两个羟基同时连在同一个碳原子上时结构是不稳定的,它将发生脱水反应,例如:
已知M的分子式为C9H8O2Br2,A的结构简式为CH3CH2OH,I不能发生水解反应。M在一定条件下可发生如图所示的一系列转化:
请回答下列问题
(1)B中官能团的名称 , H→I的反应类型 。
(2)鉴别A、B、C三种物质可选用下列试剂中的 。(填序号)
a.新制Cu(OH)2悬浊液 b.溴水 c.NaHCO3溶液 d.NaOH溶液
(3)M的结构简式 。
(4)写出下列反应的化学方程式
①E→F 。
②H→I 。
(5)同时符合下列条件的G的同分异构体的结构简式有 种。
a.分子中含有苯环 b.能发生水解反应
c.能发生银镜反应 d.与FeCl3溶液反应显紫色
【答案】(1) 醛基(1分), 消去反应(1分)
(2)a (2分)
(3) (2分)
(4)
① (2分)
② (2分)
(5) 3 (2分)
【解析】
试题分析:根据提示可知A是乙醇,逆向思维可知B是乙醛,C是乙酸,又已知E的结构,和两个羟基同时连在同一个碳原子上时结构是不稳定的,它将发生脱水反应,就可以判定D的结构简式为:
F的结构简式为:,G 即把酚钠转化为酚羟基,H即是在苯环上加成氢气,I即是酚羟基与相邻碳原子上的H发生消去反应,
(1)B中含有醛基,H→I是发生了消去反应;
(2)鉴别A、B、C三种物质,根据它们所含官能团性质进行鉴别,A是醇,B是醛,C是羧酸,加入新制得氢氧化铜,加热,B能观察到红色固体生成,C试管可以观察到悬浊液变成蓝色溶液,故答案选a;
(3)M 的结构简式为:;
(4)①E→F的方程式为:
②H→I的方程式为:;G是对羧基苯酚,根据题意,要求能发生水解说明含有酯基,能发生银镜反应说明含有醛基,能使FeCl3溶液显紫色说明含有酚羟基,故该同分异构体中是甲酸某酯,可能是,还有邻位取代和间位取代,共3中同分异构体。
考点:考查有机物的结构与性质相关知识。