高考化学探索奥秘精编版(1) 学生用书
说明:本版本增编探索发现小栏目,目的是提高学生接受信息的能力,这已经渗透到高考考试的所有科目中,如:
(2004年、北京高考试题理科综合)近期《美国化学会志》报道,中国科学家以二氧化碳为碳源,金属钠为还原剂,在470℃、80MPa下合成出金刚石,具有深远意义。下列说法不正确的是
A.由二氧化碳合成金刚石是化学变化 B.金刚石是碳的一种同位素
C.钠被氧化最终生成碳酸钠 D.金刚石中只含有非极性共价键
答案:B
题目并不难,关键是对有用信息的筛选,如“470℃、80MPa下合成出金刚石”、“二氧化碳为碳源,金属钠为还原剂”,这两句话是对解决这到题目的关键语句,其实最关键的字眼是“金刚石”,“还原剂”,既然要通过氧化还原反应得到金刚石当然是要通过化学反应了。金刚石也是你所熟悉的。同样题目中要选出的是不正确的,你是否也注意到了,不要先入为主的选A。本题是鉴定学生接受信息的能力。高考真的是方方面面都考到了!
化学常用方法讲解(1) 设一法
设一法是赋值法的一种,是解决无数值或缺数值计算的常用方法。
请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。
现向 1.06 g 含杂质的碳酸钠样品中加入过量的氯化氢溶液,得到标准状况下干燥纯净的气体 2.20 L,则该碳酸钠样品中所含杂质可能是
A.碳酸钡和碳酸钾 B.碳酸钾和碳酸氢钠
C.碳酸氢钠和碳酸氢钾 D.碳酸钙和碳酸锌
[例题]吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。
(1)吗啡中含碳 0.7158(质量分数,下同)、氢 0.0667、氮 0.0491,其余为氧。已知其相对分子质量不超过 300,试求:
①吗啡的相对分子质量;
②吗啡的分子式。
(2)已知海洛因是吗啡的二乙酸酯,试求:
①海洛因的相对分子质量;
②海洛因的分子式。
命题意图:考查学生根据物质内所含元素质量分数,确定物质化学式的能力。
知识依托:元素的质量分数与化学式的关系。
错解分析:不注意有效数字的位数,有效数字取舍不合理,再根据原子个数比列式就会得出错误的结果。
解题思路:
(1)由吗啡中各元素的含量和相对分子质量,可以断定吗啡分子中所含 N 原子数最少,设吗啡分子中含有 1 个 N 原子,则:Mr(吗啡)=14.0/0.0491=285<300
符合题意;若吗啡分子中含有 2 个 N 原子,则:Mr(吗啡)=28.0/0.0491=570>300
不符合题意。
吗啡分子中含有 2 个以上的 N 原子更不可能,可见吗啡分子中只含有一个 N 原子,且吗啡的相对分子质量为 285。
吗啡分子中所含 C、H、O 原子个数分别为:
N(C)=285×0.7158÷12.0=17.0
N(H)=285×0.0667÷1.00=19.0
N(O)=285(1.0000-0.7158-0.0667-0.0491)÷16.0=3.00
吗啡的分子式为:C17H19NO3。
(2)生成二乙酸酯的反应可表示为:
R(OH)2+2HOOCCH3R(OOCCH3)2+2H2O
显然,海洛因分子比吗啡分子多了 2 个 C2H2O 基团,则海洛因的分子式为:
C17H19NO3+2C2H2O====C21H23NO5
海洛因的相对分子质量为:
Mr(海洛因)=12×21+1×23+14×1+16×5=369。
答案:(1)①285;②C17H19NO3。 (2)①369;②C21H23NO5。
遇到下列情况,可用设一法:
1.c、w、ρ 间的相互转化;
2.根据质量分数确定化学式;
3.确定样品中杂质的成分。
(★★★)某硫酸溶液的物质的量浓度为 c mol·L-1,溶质的质量分数为 w,试求此溶液的密度。
(★★★)已知某硫酸铜溶液的物质的量浓度为 0.050 mol·L-1,密度为 1.08 g·cm-3,试求该溶液的质量分数。
(★★★★)称取可能含有 Na、Mg、Al、Fe 的金属混合物 12 g,放入足量盐酸中,可得到标准状况下 H2 的体积为11.2 L,据此回答下列问题:
(1)以上四种金属,一定含有的是__________________;
(2)以上四种金属,可能含有的是__________________;
(3)能否确定一定不含有某种金属?
(★★★★★)1924 年,我国药物学家从中药麻黄中提出了麻黄素,并证明麻黄素具有平喘作用。将其予以合成,制作中成药,可解除哮喘病人的痛苦。
取10.0 g 麻黄素完全燃烧可得到 26.67 g CO2 和 8.18 g H2O,并测得麻黄素
中含 N:8.48%。
(1)试确定麻黄素的最简式__________________。
(2)若确定麻黄素的分子式还缺少一个条件,该条件是__________________。
问题磁场
答案:A
思维拓展
1答案:g·cm-3
2答案:0.0074(或 0.0073)
3答案:(1)Al (2)Mg、Fe、Na (3)不能
4答案:(1)C10H15NO (2)M(麻黄素)(即麻黄素的式量)
②2NH3+3Cl2==== N2+6HCl (Cl2过量)
今向过量的 NH3 中通入少量的 Cl2。若开始时 Cl2、NH3 混和气体中 Cl2 的体积分数为 x,混合气体反应前后的体积分别是 a L 和 y L。则:
比较不同蔬菜或水果中维生素C的含量
参考答案:维生素C在蔬菜和水果中含量较高。不同果蔬中维生素C含量有没有差别呢,维生素C具有一种奇妙的特性———它的水溶液能够使高锰酸钾溶液褪色,并且维生素C溶液越浓,用量就越少。根据这一特性,我们可以测定蔬菜或水果中维生素 的含量。
用黄铁矿可以制取 H2SO4,再用 H2SO4 可以制取化肥(NH4)2SO4。煅烧含 FeS2 80.2% 的黄铁矿 75.0 t,最终生产出 79.2 t(NH4)2SO4。已知 NH3 的利用率为 92.6%,H2SO4 的利用率为 89.8%,试求黄铁矿制取 H2SO4 时的损失率。
错解分析:不能准确理解利用率的含义而错解。
解题思路:首先须搞清 H2SO4 的利用率与 FeS2 利用率的关系。H2SO4 的利用率为 89.8%,与 H2SO4 的利用率是 100%、FeS2 的利用率为 89.8% 是等价的。并排除 NH3 利用率的干扰作用。
其次,根据 S 原子守恒找出已知量 FeS2 与未知量(NH4)2SO4的关系(设黄铁矿的利用率为x):
FeS2 ~ 2H2SO4 ~ 2(NH4)2SO4
120 264
75.0 t×80.2%×89.8%·x 79.2 t
x=66.6%
黄铁矿的损失率为:1.00-66.6%=33.4%。
答案:33.4%
将 CaCl2 和 CaBr2 的混合物 13.400 g溶于水配成 500.00 mL 溶液,再通入
过量的 Cl2,完全反应后将溶液蒸干,得到干燥固体 11.175 g。则原配溶液中,c(Ca2+)∶c(Cl-)∶c(Br-)为
A.3∶2∶1 B.1∶2∶3 C.1∶3∶2 D.2∶3∶1
错解分析:误用电荷守恒:
n(Ca2+ )= n(Cl-) + n(Br-),错选A。
解题思路:1个 Ca2+ 所带电荷数为2,则根据溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数,知原溶液中:
2n(Ca2+) = n (Cl-) + n (Br-)
将各备选项数值代入上式进行检验可知答案。
答案:D
影响身高的因素
人的身高主要是由脊柱和下肢骨的长度决定的。科学研究发现,人的身高主要决定于遗传,除此之外,影响身高的因素有营养、运动、情绪和睡眠。现在日本青少年的平均身高与 50年代相比,增加了6—10cm,主要原因就是营养状况的改变,所以人在生长高峰期应当保证有足够的糖类、蛋白质、维生素、钙、磷等营养的供应。生长所需要的营养来自食物,如牛奶、鸡蛋、豆制品、鱼类、果蔬等,偏食和过度补钙等方法是
不可取的。运动可以促进血液循环,改善骨的营养,促进软骨层里的细胞分裂、成熟,推迟软骨层骨化的时间,从而促进骨的生长。人体在12——17岁这几年骨生长最快,如果加强锻炼,身高会比同龄人高4---10cm。情绪会影响内分泌活动,持久的低落情绪会抑制生长激素的合成,从而影响身高。研究发现,生长激素在白天分泌较少,睡眠时分泌较多。儿童进入深睡时,血中生长激素迅速上升,可达白天的5---7倍。因此,充足的睡眠有利于长高。
学
习
札
记:
将 3.48 g Fe3O4 完全溶解在 100 mL 1.00 mol/L 的 H2SO4(aq) 中,然后加入 K2Cr2O7(aq)25.00 mL,恰好使 Fe2+全部转化为 Fe3+,且 Cr2O全部转化为
Cr3+。则 K2Cr2O7 的物质的量浓度为__________。
答案:0.100 mol·L-1
请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。
现向 1.06 g 含杂质的碳酸钠样品中加入过量的氯化氢溶液,得到标准状况下干燥纯净的气体 2.20 L,则该碳酸钠样品中所含杂质可能是
A.碳酸钡和碳酸钾 B.碳酸钾和碳酸氢钠
C.碳酸氢钠和碳酸氢钾 D.碳酸钙和碳酸锌
答案:A
请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。
现有19.7 g由Fe、FeO、Al、Al2O3组成的混合物,将它完全溶解在540 mL 2.00 mol·L-1的H2SO4溶液中,收集到标准状况下的气体8.96 L。已知混合物中,Fe、FeO、Al、
Al2O3的质量分数分别为0.284、0.183、0.274和0.259。欲使溶液中的金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀,至少应加入2.70 mol·L-1的NaOH(aq)体积是________。
答案:800 mL
某露置的苛性钾经分析含水:7.62%(质量分数,下同)、K2CO3:2.38%、KOH :90.00%。取此样品 1.00 g 放入 46.00 mL 1.00 mol·L-1 的 HCl(aq) 中,过量的 HCl 可用 1.070 mol/L KOH(aq)中和至中性,蒸发中和后的溶液可得固体_______克。
答案:3.43 g
A、B、C三种物质各15 g,发生如下反应:
A+B+CD
反应后生成D的质量为30 g。然后在残留物中加入10 g A,反应又继续进行,待反应再次停止,反应物中只剩余C,则下列说法正确的是( )
A.第一次反应停止时,剩余B 9 g
B.第一次反应停止时,剩余C 6 g
C.反应中A和C的质量比是5∶3
D.第二次反应后,C剩余5 g
答案:D
(1)中学教材上图示了NaCl晶体结构,它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同,Ni2+与最近O2-的核间距离为a×10-8cm,计算NiO晶体的密度(已知NiO摩尔质量为74.7 g·mol-1)。
图1—1
(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体,都存在各种缺陷,例如在某种NiO晶体中就存在如图1—1所示的缺陷:一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。
答案:(1) (2)6∶91
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请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。
在天平左右两盘上各放一只同等规格的烧杯,烧杯内均盛有 1.00 mol· L-1的 H2SO4(aq)100.0 mL,调节天平使其处于平衡状态,然后向两只烧杯内分别放入少量的镁粉和铝粉(设镁、铝的质量分别为a g和b g),假定反应后天平仍处于平衡状态,则:
(1)a、b应满足的关系式为 ;
(2)a、b的取值范围为
答案:(1)32 b= 33 a (2)a<1.75 b<1.80
1、列烷烃的命名中,正确的是:
A、2,2,3—三甲基丁烷 B、2,3,3—三甲基丁烷
C、3,3—二甲基丁烷 D、2—乙基丁烷
2、下列各组物质中,将前者加入后者时,无论前者是否过量,都能用同一个离子反应方程式表示的是:
A、稀盐酸,Na2CO3溶液 B、稀H2SO4溶液,NaAlO2溶液
C、Cu,FeCl3溶液 D、浓氨水,AgNO3溶液
3、将乙醇、甲醇与浓硫酸混合液,可生成醚的种数有:
A、4种 B、3种 C、2种 D、1种
4、回忆钠在乙醇中的反应现象,选出正确组合:①钠浮在液面上;②钠浮在液面上;③钠熔化成小球状;④钠不能熔化成小球状;⑤反应快结束时钠会燃烧;⑥反应后加入酚酞试剂,溶液变红;⑦反应后加入酚酞试剂,溶液不变红。
A、①③⑤⑥ B、②④⑤⑥ C、①③⑥ D、②④⑥
5、下列5种化合物经催化加氢后,不能得到2—甲基戊烷的是:
A、CH3—C=CHCH2CH3 B、CH3==C(CH2)2 CH3
CH3 CH3
C、CH3—CH==CH—CH—CH3 D、CH2==CHCH—CH2 CH3
CH3 CH3
6、已知甲苯苯环上发生二溴取代时,可得六种二溴甲苯。那么当甲苯苯环上发生三溴取代时,能制得三溴甲苯:
A、8种 B、6种 C、4种 D、2种
7、在5NH4NO3=2HNO3+4N2+9H 2O反应中,发生氧化反应的氮原子与发生还原反应的氮原子的个数之比
A、5:3 B、3:5 C、5:8 D、5:4
8、邻甲基苯甲酸有多种同分异构体,其中属于酯类,且分子结构中有甲基和苯环的异
构体有:
A、3种 B、4种 C、5种 D、6种
9、欲从苯酚的乙醇溶液中回收苯酚,有下列操作:①蒸馏;②过滤;③静置分液;④萃取;⑤通入过量的CO2;⑥加入足量金属钠;⑦加足量的NaOH溶液;⑧加足量浓Br2水;⑨加入乙酸与浓H2SO4混合液并加热,以下合理步骤为:
A、⑥⑤④③ B、⑦①⑤③ C、⑧②⑤③ D、⑨①⑤③
10、某种有机化合物,经测定知在它的1个分子结构中,含有2个—CH3,2个—CH2—1个—CH—和1个—C6H5,则它可能的结构式有:
A、2种 B、3种 C、4种 D、5种
11、下列离子反应方程式正确的是:
A、小苏打溶液中加入过量石灰水
2HCO3-+Ca2++2OH-==CaCO3↓+CO32-+2H2O
B、氯化铝溶液中加入过量氨水
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
C、氯化亚铁溶液中通入氯气:Fe2++Cl2==Fe3++2Cl-
D、苛性钾溶液中加入稀醋酸:H++OH-=H2O
12、有一种有机物,其结构如下:
下列关于它的性质叙述正确的是:
①有弱酸性能与NaHCO3溶液反应;②能与溴水反应;③能与FeCl3溶液反应;④能
与NaOH溶液反应,生成两种有机物;⑤在稀硫酸作用下,加热不能发生水解;
A、①②③ B、只有②③ C、①②③④ D、①②③④⑤
13、分子式中C8H10O的苯的衍生物,分子中含有两个互为对位的取代基,则其中不与NaOH溶液反应的物质的结构式数目为:
A、1个 B、2个 C、3个 D、4个
14、中草药秦皮中含有的七叶树内酯()具有抗菌作用。下列关于七叶树
内酯的叙述中不正确的是:
A、能被KmnO4酸性溶液氧化 B、可看成酚类又可看成酯类
C、1mol该物质最多能与3mol的Br2发生反应 D、能与银氨溶液发生银镜反应
15、碳原子数为4的某有机物分子中含有1个羰基和一个羟基,此有机物既能发生银镜反应,又能发生酯化反应,但不能与碳酸钠溶液反应,此有机物的结构可能有:
A、5种 B、4种 C、3种 D、2种
16、氯化碘(Icl)的性质与卤素类似,有很强的化学活性,ICl与Zn反应:
2Zn+2Icl=ZnCl2+ZnI2下列叙述中正确的是:
A、ZnCl2既是还原产物又是氧化产物 B、Zn是氧化剂
C、ZnI2既是氧化产物又是还原产物 D、ICl是还原剂
二、填空题:
17、(6分)A、B两种有机物,分子式都是C9H11O2N。
(1)化合物A是天然蛋白质的水解产物,光谱测定显示。分子结构中不存在甲基。化合物A的结构简式是 。
(2)化合物B是某种分子为C9H12的芳香烃一硝化后的唯一产物(硝基连在芳环上)。化合物B的结构简式是 。
18、(6分)具有酚羟基、醇羟基、羧基的有机化合物A,
结构简式如图:
(1)A跟NaOH溶液反应的化学方程式:
(2)A跟NaHCO3溶液反应的化学方程式:
(3)1molA与足量Na反应时放出氢气的体积(标况下): 。
19、(10分)A是一种酯,分子式是C14H12O2,A可以由醇B跟羧酸C发生酯化反应得到。A不能使溴的四氯化碳溶液褪色。氧化B可得到C。
(1)写出A、B、C的结构简式:A B C
(2)写出B的两种同分异构体的结构简式,它们都可以跟NaOH溶液反应。
和
20、(4分)有甲、乙两种有机物能发生如下反应:
甲+NaOH丙+丁: 乙+NaOH已+丁
丙与HNO3、AgNO3混合溶液反应生成淡黄色沉淀。丁与浓硫酸共热到一定温度可得到烃(戊),戊只有一种化学性质与其截然不同的同分异构体。已与过量NaOH反应后,将溶液蒸干,再加热可得到一种最简单的烃。根据以上事实推断:甲的结构简式可能是 。
乙的结构简式可能是 。
21、(7分)有机物A,俗名水杨酸,结构简式为:
(1)将A与 (填物质序号)的溶液反应可得到一种钠盐(其化学式为C7H5O3Na)
A、NaOH B、Na2CO3 C、NaHCO3 D、Na
(2)水杨酸的同分异构体中,属于酚类,同时还属于酯类的化合物有 种,其结构简式分别为 。
(3)水杨酸的同分异构体中,属于酚类,但不属于酯类,也不属于羧酸类的化合物必
定含有 基(填写除了羟基以外有官能团的名称)。
三、实验题:(共15分)
22、(6分)(1)用18.4mol·L-1(密度为1.84g·cm-3)的硫酸配制100mL1.0mol·L-1的硫酸,若实验仪器有:
A、100mL量筒 B、托盘天平 C、玻璃棒 D、50mL容量瓶
E、10mL量筒 F、胶头滴管 G、50mL烧杯 H、100mL容量瓶
实验时应选用仪器的先后顺序是: 。
(2)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是:
使用容量瓶前检查它是否漏水;
容量瓶用蒸馏水洗净后,再用等配溶液润洗;
C、配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近标线2-3cm处,用滴管滴加蒸馏水到标线;
D配制溶液时,若试样是液体,用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近标线2-3cm处,用滴管滴加蒸馏水到标线;
E、盖好瓶盖,用一只手的食指顶住瓶塞,用另一只手的手掌托住瓶底,把容量瓶上下倒转摇动多次。
23、(9分)试样中的少量碘化物可利用“分学放大”反应进行测定,以增大其测量灵敏度。其骤如下:①在中性或弱酸性溶液中,先用Br2将试样中的I-完全氧化为碘酸盐(反应后溶液酸性增强),煮沸除去过量的Br2之后冷却到室温。
②然后加入过量的酸化的KI溶液,充分反应后,用CCl4萃取生成的I2(设萃取率为100%),分离除去水层后,用肼(即联氨,H2N—NH2)的水溶液将I2从CCl4油层中反萃取到水层,使I2转化为I-,反应为:H2NNH2+2I2===4I-+N2+4H+(设反萃取率也为100%)。
③再用过量的Br2将水层中I-氧化为IO-3,煮沸除去剩余的Br,冷却至室温。
④重复②但用酸化的KI溶液处理后不再萃取。
⑤用Na2S2O3标准溶液滴定上述溶液的I2,用淀粉作指示剂,以求得I-的含量。反应为:2S2O32-+I2===2I-+S4O62-试回答:
(1)请写出上述过程①、②中发生的反应的离子方程式:
①
②
(2)经上述实验步骤后,求得的I-含量实际为原试样中I-含量的 倍。
四、计算题:(9分)
24、某工厂排出的废水,经测定含0.012mol·L-1的游离Br2和8×10-4mol·L-1的H+离子。若用加Na2SO3的方法除去Br2,化学反应为:Na2SO3+Br2+H2O===Na2SO4+HBr,现处理这种废水5L,问①需加入0.05mol·L-1的Na2SO3溶液多少升才能把Br2除尽?②除尽后的废水中H+离子的物质的量浓度是多少?(溶液的体积变化忽略不计)
参考答案
1、A 2、C 3、B 4、D 5、D 6、B 7、A 8、C
9、B 10、C 11、B 12、A 13、B 14、D 15、A 16、C
二、填空题(33分)
17、(6分)(1)A的结构简式
(2)B的结构简式 (每空3分)
18、(6分)
(1)
(2)
(3)33.6L(每空2分)
19、(10分)
(1)A
(2)(每空2分)(符合均可)
20、(4分;每空2分)
CH2CH2CH2Br;CH3COOCH2CH2CH3。
21、(7分)(1)C(2分)
(2)3;
(3)醛(每2小题4分;第3小题1分)
三、实验题(15分)
22、(6分)(1)E,G(GE),C,H,F(2)B,C,D
23、(9分)(1)I-+3Br2+3H2O===IO3-+6Br-+6H+;IO3-+5I-+6H+==3I2+3H2O
(2)36
24略