2016年高考理综真题试卷(化学部分)(新课标Ⅰ卷)
一、选择题
1.(2016·新课标Ⅰ卷)化学与生活密切相关,下列有关说法错误的是( )
A.用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维
B.食用油反复加热会产生稠环芳香烃等有害物质
C.加热能杀死流感病毒是因为蛋白质受热变性
D.医用消毒酒精中乙醇的浓度为95%
2.(2016·新课标Ⅰ卷)设NA为阿伏加德罗常数值.下列有关叙述正确的是( )
A.14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B.1mol N2与4mol H2反应生成的NH3分子数为2NA
C.1mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
D.标准状况下,2.24L CCl4含有的共价键数为0.4NA
3.(2016·新课标Ⅰ卷)下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.2﹣甲基丁烷也称异丁烷
B.由乙烯生成乙醇属于加成反应
C.C4H9Cl有3种同分异构体
D.油脂和蛋白质都属于高分子化合物
4.(2016·新课标Ⅰ卷)下列实验操作能达到实验目的是( )
A.用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物
B.用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO
C.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
D.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2
5.(2016·新课标Ⅰ卷)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO42﹣可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室.下列叙述正确的是( )
A.通电后中间隔室的SO42﹣离子向正极迁移,正极区溶液pH增大
B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C.负极反应为2H2O﹣4e﹣=O2+4H+,负极区溶液pH降低
D.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成
6.(2016·新课标Ⅰ卷)298K时,在20.0mL 0.10mol L﹣1氨水中滴入0.10mol L﹣1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示.已知0.10mol L﹣1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是( )
A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0mL
C.M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl﹣)=c(H+)=c(OH﹣)
D.N点处的溶液中pH<12
7.(2016·新课标Ⅰ卷)短周期元素W,X,Y,Z的原子序数依次增加.m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,0.01mol L﹣1r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物.上述物质的转化关系如图所示.下列说法正确的是( )
A.原子半径的大小W<X<Y
B.元素的非金属性Z>X>Y
C.Y的氢化物常温常压下为液态
D.X的最高价氧化物的水化物为强酸
二、解答题
8.(2016·新课标Ⅰ卷)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2.某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究.回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的 ,反应的化学方程式为 .
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→ (按气流方向,用小写字母表示).
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好).在一定温度下按图示装置进行实验.
操作步骤 实验现象 解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中 ①Y管中 ②反应的化学方程式
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝聚
打开K2 ③ ④
9.(2016·新课标Ⅰ卷)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4﹣(绿色)、Cr2O72﹣(橙红色)、CrO42﹣(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似,在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是 .
(2)CrO42﹣和Cr2O72﹣在溶液中可相互转化.室温下,初始浓度为1.0mol L﹣1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72﹣)随c(H+)的变化如图所示.
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应 .
②由图可知,溶液酸性增大,CrO42﹣的平衡转化率 (填“增大“减小”或“不变”).根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为 .
③升高温度,溶液中CrO42﹣的平衡转化率减小,则该反应的△H (填“大于”“小于”或“等于”).
(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl﹣,利用Ag+与CrO42﹣生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点.当溶液中Cl﹣恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10﹣5mol L﹣1)时,溶液中c(Ag+)为 mol L﹣1,此时溶液中c(CrO42﹣)等于 mol L﹣1.(已知Ag2 CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10﹣12和2.0×10﹣10).
(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2O72﹣还原成Cr3+,反应的离子方程式为 .
10.(2016·新课标Ⅰ卷)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
(1)NaClO2中Cl的化合价为 .
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式 .
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为 、 .“电解”中阴极反应的主要产物是 .
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2.此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ,该反应中氧化产物是 .
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力.NaClO2的有效氯含量为 .(计算结果保留两位小数)
11.(2016·新课标Ⅰ卷)[化学--选修2:化学与技术]高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等.以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1:1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是 .
(2)“平炉”中发生的化学方程式为 .
(3)“平炉”中需要加压,其目的是 .
(4)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺.
①“CO2歧化法”是传统工艺,即在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱碱性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成KMnO4,MnO2和 (写化学式).
②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为
,阴极逸出的气体是 .
③“电解法”和“CO2歧化法”中,K2MnO4的理论利用率之比为 .
(5)高锰酸钾纯度的测定:称取1.0800g样品,溶解后定容于100mL容量瓶中,摇匀.取浓度为0.2000mol L﹣1的H2C2O4标准溶液20.00mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48mL,该样品的纯度为 (列出计算式即可,已知2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O).
12.(2016·新课标Ⅰ卷)[化学--选修3:物质结构与性质]锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛.回答下列问题:
(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] ,有 个未成对电子.
(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键.从原子结构角度分析,原因是 .
(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因 .
GeCl4 GeBr4 GeI4
熔点/℃ ﹣49.5 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂.Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是 .
(5)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为 ,微粒之间存在的作用力是 .
(6)晶胞有两个基本要素:①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,如图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为( ,0, );C为( , ,0).则D原子的坐标参数为 .
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为 g cm﹣3(列出计算式即可).
13.(2016·新课标Ⅰ卷)[化学--选修5:有机化学基础]秸秆(含多糖物质)的综合应用具有重要的意义.下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线:
回答下列问题:
(1)下列关于糖类的说法正确的是 .(填标号)
a.糖类都有甜味,具有CnH2mOm的通式
b.麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
c.用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全
d.淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物
(2)B生成C的反应类型为 .
(3)D中官能团名称为 ,D生成E的反应类型为 .
(4)F的化学名称是 ,由F生成G的化学方程式为 .
(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体,0.5mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44gCO2,W共有 种(不含立体结构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为 .
(6)参照上述合成路线,以(反,反)﹣2,4﹣己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选),设计制备对二苯二甲酸的合成路线 .
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】化学的主要特点与意义;物质的组成、结构和性质的关系
【解析】【解答】解:A.蚕丝含有蛋白质,灼烧时具有烧焦羽毛的气味,为蛋白质的特有性质,可用于鉴别蛋白质类物质,故A正确;
B.食用油反复加热会生成苯并芘等稠环芳香烃物质,可致癌,故B正确;
C.加热可导致蛋白质变性,一般高温可杀菌,故C正确;
D.医用消毒酒精中乙醇的浓度为75%,故D错误.
故选D.
【分析】A.蚕丝含有蛋白质,灼烧时具有烧焦的羽毛气味;B.食用油反复加热会生成苯并芘等物质;C.加热可导致蛋白质变性;D.医用消毒酒精中乙醇的浓度为75%.本题综合考查元素、化合物等知识,为高频考点,侧重于化学与生活、生产的考查,有利于培养学生良好的科学素养,提高学习的积极性,平时注意相关基础知识的积累,难度不大.
2.【答案】A
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.14g乙烯和丙烯混合气体中含CH2物质的量= =1mol,含氢原子数为2NA,故A正确;
B.1mol N2与4mol H2反应生成的NH3,反应为可逆反应1mol氮气不能全部反应生成氨气,生成氨气分子数小于2NA,故B错误;
C.1mol Fe溶于过量硝酸生成硝酸铁,电子转移为3mol,电子转移数为3NA,故C错误;
D.标准状况下,四氯化碳不是气体,2.24L CCl4含物质的量不是0.1mol,故D错误;
故选A.
【分析】A.乙烯和丙烯最简式CH2,计算14gCH2中的氢原子数;B.氮气和氢气反应生成氨气是可逆反应;C.1mol Fe溶于过量硝酸生成硝酸铁,依据反应的铁计算电子转移;D.标准状况下四氯化碳不是气体.本题考查了阿伏加德罗常数的分析应用,主要是物质组成、氧化还原反应、可逆反应、气体摩尔体积等知识点的应用,掌握基础知识是解题关键,题目较简单.
3.【答案】B
【知识点】有机化合物的命名;同分异构现象和同分异构体;有机化学反应的综合应用
【解析】【解答】A.异丁烷含有4个C原子,2﹣甲基丁烷含有5个C原子,故A错误;
B.乙烯与水在催化剂加热的条件下发生加成反应生产乙醇,故B正确;
C.同分异构体是化合物具有相同分子式,但具有不同结构的现象,C4H10的同分异构体有:CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH3。CH3CH2CH2CH3分子中有2种化学环境不同的H原子,其一氯代物有2种;CH3CH(CH3)CH3分子中有2种化学环境不同的H原子,其一氯代物有2种;故C4H9Cl的同分异构体共有4种,故C错误;
D.油脂不是高分子化合物,故D错误;
故选B.
【分析】本题考查的知识点有有机物的命名,有机物的反应类型,同分异构体书写及高分子化合物等,是高频考点,把握官能团与性质的关系为解答的关键,注意有机物的成分、性质及反应类型,题目难度不大.
4.【答案】C
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.互不相溶的液体采用分液方法分离,乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液不互溶,应该采用分液方法分离,用到的仪器是分液漏斗,故A错误;
B.NO易和空气中O2反应生成NO2,所以不能用排空气法收集,NO不易溶于水,应该用排水法收集,故B错误;
C.FeCl3属于强酸弱碱盐,Fe 3+易水解生成Fe(OH)3而产生浑浊,为了防止氯化铁水解,应该将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释,故C正确;
D.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水会带出部分水蒸气,所以得不到纯净的氯气,应该将饱和食盐水出来的气体再用浓硫酸干燥,故D错误;
故选C.
【分析】A.互不相溶的液体采用分液方法分离,用的仪器是分液漏斗;B.NO易和空气中O2反应生成NO2;C.FeCl3属于强酸弱碱盐,Fe 3+易水解生成Fe(OH)3而产生浑浊;D.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水会带出部分水蒸气.本题考查化学实验方案评价,为高频考点,涉及物质分离提纯、气体收集、盐类水解、洗气等知识点,明确实验原理、物质性质、实验操作基本方法及仪器的用途是解本题关键,注意:从水溶液中出来的气体中含有水蒸气,为易错点.
5.【答案】B
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A、阴离子向负极移动,故A错误;
B、直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO42﹣可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室,通电时,氢氧根离子在阳极区放电生成水和氧气,使得氢离子浓度增大,与硫酸根离子结合成硫酸;氢离子在阴极得电子生成氢气,使得氢氧根离子浓度增大,与钠离子结合成氢氧化钠,故可以得到NaOH和H2SO4产品,故B正确;
C、阳极反应为2H2O﹣4e﹣=O2+4H+,负极区溶液pH升高,故C错误;
D、当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.25mol的O2生成,故D错误.
故选B.
【分析】本题考查了原电池与电解原理的应用,明确电解池中的阴阳极以及阴阳极上离子的放电顺序是解题的关键,注意题干信息的分析与应用,题目难度不大.
6.【答案】D
【知识点】溶液酸碱性的判断及相关计算
【解析】【解答】A.强酸弱碱相互滴定时,由于生成强酸弱碱盐使溶液显酸性,所以应选择甲基橙作指示剂,所以氨水滴定盐酸需要甲基橙作指示剂,故A错误;
B.如果M点盐酸体积为20.0mL,则二者恰好完全反应生成氯化铵,氯化铵中铵根离子水解导致该点溶液应该呈酸性,要使溶液呈中性,则氨水应该稍微过量,所以盐酸体积小于20.0mL,故B错误;
C.M处溶液呈中性,则存在c(H+)=c(OH﹣),根据电荷守恒得c(NH4+)=c(Cl﹣),该点溶液中溶质为氯化铵,铵根离子水解而促进水电离,但水的电离程度较小,该点溶液中离子浓度大小顺序是c(NH4+)=c(Cl﹣)>c(H+)=c(OH﹣),故C错误;
D.N点为氨水溶液,氨水浓度为0.10mol L﹣1,该氨水电离度为1.32%,则该溶液中c(OH﹣)=0.10mol/L×1.32%1.32×10﹣3 mol/L,c(H+)= mol/L=7.6×10﹣10mol/L,所以该点溶液pH<12,故D正确;
故选D.
【分析】本题考查酸碱混合溶液定性判断,为高频考点,侧重考查学生实验操作、试剂选取、识图及分析判断能力,明确实验操作、盐类水解、弱电解质的电离等知识点是解题关键,注意B采用逆向思维方法分析解答,知道酸碱中和滴定中指示剂的选取方法,题目难度中等.
7.【答案】C
【知识点】无机物的推断
【解析】【解答】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加.m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,则n为Cl2,Z为Cl,氯气与p在光照条件下生成r与s,0.01mol L﹣1r溶液的pH为2,则r为HCl,s通常是难溶于水的混合物,则p为CH4,氯气与m反应生成HCl与q,q的水溶液具有漂白性,则m为H2O,q为HClO,结合原子序数可知W为H元素,X为C元素,Y为O元素.
A.所以元素中H原子半径最小,同周期自左而右原子半径减小,故原子半径W(H)<Y(O)<X(C),故A错误;
B.氯的氧化物中氧元素表现负化合价,氧元素非金属性比氯的强,高氯酸为强酸,碳酸为弱酸,氯元素非金属性比碳的强,故非金属性Y(O)>Z(Cl)>Y(C),故B错误;
C.氧元素氢化物为水,常温下为液态,故C正确;
D.X的最高价氧化物的水化物为碳酸,碳酸属于弱酸,故D错误.
故选:C.
【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加.m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,则n为Cl2,Z为Cl,氯气与p在光照条件下生成r与s,0.01mol L﹣1r溶液的pH为2,则r为HCl,s通常是难溶于水的混合物,则p为CH4,氯气与m反应生成HCl与q,q的水溶液具有漂白性,则m为H2O,q为HClO,结合原子序数可知W为H元素,X为C元素,Y为O元素,结合元素周期律解答.本题考查元素化合物推断,物质的颜色、溶液pH为推断突破口,需要学生熟练掌握元素化合物知识,注意抓住短周期元素形成二元化合物.
8.【答案】(1)A;Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;a→d→c→f→e→i
(2)红棕色颜色变浅,最后褪为无色;8NH3+6NO2=7N2+12H2O;水倒吸入Y管中;该反应是气体体积减小的反应,装置内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸
【知识点】氨的性质及用途;氨的实验室制法;常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】(1)①实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气,反应物状态为固体与固体,反应条件为加热,所以选择A为发生装置; 故答案为:A;Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气,制备的气体中含有水蒸气,氨气为碱性气体,应选择盛有碱石灰干燥管干燥气体,氨气极易溶于水,密度小于空气密度所以应选择向下排空气法收集气体,氨气极易溶于水,尾气可以用水吸收,注意防止倒吸的发生;故答案为:a→d→c→f→i;(2)打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中,则氨气与二氧化氮发生归中反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O, 生成无色氮气,红棕色变浅,该反应是气体体积减小的反应,装置内压强降低,所以打开K2在大气压的作用下发生倒吸;
故答案为:
操作步骤 实验现象 解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中 ①Y管中 红棕色颜色变浅,最后褪为无色 ②反应的化学方程式 8NH3+6NO2=7N2+12H2O
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝聚
打开K2 ③水倒吸入Y管中 ④该反应是气体体积减小的反应,装置内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸.
【分析】本题考查了氨气的制备和性质的检验,明确氨气的制备原理及制备气体的一般程序是解题关键,题目难度不大.
9.【答案】(1)开始有灰蓝色固体生成,随后沉淀消失
(2)2Cr2O42﹣+2H+=Cr2O72﹣+H2O;增大;1014;<0
(3)2.0×10﹣5;5×10﹣3
(4)5H++Cr2O72﹣+3HSO3﹣=2Cr3++3SO42﹣+4H2O
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡的计算
【解析】【解答】解:(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似可知Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量观察到沉淀消失,故观察到的现象是开始有灰蓝色沉淀生成最后沉淀消失,
故答案为:开始有灰蓝色固体生成,随后沉淀消失;(2)①随着H+浓度的增大,CrO42﹣转化为Cr2O72﹣的离子反应式为:2CrO42﹣+2H+ Cr2O72﹣+H2O,
故答案为:2CrO42﹣+2H+ Cr2O72﹣+H2O;
②溶液酸性增大,平衡2CrO42﹣+2H+ Cr2O72﹣+H2O正向进行,CrO42﹣的平衡转化率增大;A点Cr2O72﹣的浓度为0.25mol/L,根据Cr元素守恒可知CrO42﹣的浓度为0.5mol/L,H+浓度为1×10﹣7mol/L,此时该转化反应的平衡常数为 K= ==1014,
故答案为:1014;
③升高温度,溶液中CrO42﹣的平衡转化率减小,平衡逆向移动,说明正方向放热,则该反应的△H<0,故答案为:<;
(3)当溶液中Cl﹣完全沉淀时,即c(Cl﹣)=1.0×10﹣5mol/L,依据Ksp(AgCl)=2.0×10﹣10,计算得到c(Ag+)= = 2.0×10﹣5mol/L此时溶液中c(CrO42﹣)= = =5.0×10﹣3mol/L,故答案为:2.0×10﹣5 ;5.0×10﹣3;
(4)利用NaHSO3的还原性将废液中的Cr2O72﹣还原成Cr3+,发生反应的离子方程式为:5H++Cr2O72﹣+3HSO3﹣=2Cr3++3SO42﹣+4H2O,
故答案为:5H++Cr2O72﹣+3HSO3﹣=2Cr3++3SO42﹣+4H2O.
【分析】本题考查的知识有化学反应原理的分析与探究、化学平衡常数、溶度积常数的计算等,注意平衡常数的理解应用,题目难度中等.
10.【答案】(1)+3价
(2)2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2↑
(3)NaOH;Na2CO3;ClO2-
(4)2:1;O2
(5)1.57g
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)在NaClO2中Na为+1价,O为﹣2价,根据正负化合价的代数和为0,可得Cl的化合价为+3价,故答案为:+3;
(2)NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2,其中NaClO2是氧化剂,还原产物为NaCl,回收产物为NaHSO4,说明生成硫酸氢钠根据电子守恒和原子守恒,此反应的化学方程式为:2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+ClO2↑,故答案为:2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2↑;
(3)食盐溶液中混有Mg2+ 和Ca2+,可以利用过量NaOH溶液除去Mg2+,利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+,根据结晶干燥后的产物可知ClO2的还原产物为NaClO2,因此电解装置中阴极ClO2得电子生成ClO2-;
(4)依据图示可知,利用含过氧化氢的氢氧化钠溶液吸收ClO2,产物为ClO2-,则此反应中ClO2为氧化剂,还原产物为ClO2-,化合价从+4价降为+3价,H2O2为还原剂,氧化产物为O2,每摩尔H2O2得到2mol电子,依据电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1,
故答案为:2:1;O2
(5)1gNaClO2的物质的量 = mol,依据电子转移数目相等,NaClO2~Cl﹣~4e﹣,Cl2~2Cl﹣~2e﹣,可知氯气的物质的量为 mol×4× = mol,则氯气的质量为 mol×71g/mol=1.57g,故答案为:1.57g;
【分析】本题考查的知识点有物质制备的实验方法分析、氧化还原反应概念分析和电子转移的计算等,注意物质性质的理解应用,题目难度中等.
11.【答案】(1)增大接触面积,加快化学反应速率
(2)2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O
(3)增大反应物的浓度,可使化学速率加快
(4)K2CO3;MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣;H2;3:2
(5)95.62%
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1:1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是增大接触面积加快反应速率,故答案为:增大接触面积,加快化学反应速率;
(2)流程分析可知平炉中发生的反应是氢氧化钾、二氧化锰和氧气加热反应生成锰酸钾和水,反应的化学方程式为:2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O,故答案为:2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O;
(3)“平炉”中需要加压增大导致反应物浓度增大,能提高反应速率,故答案为:增大反应物的浓度,可使化学速率加快;
(4)①在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱碱性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成KMnO4,MnO2,二氧化碳在碱性溶液中生成碳酸钾,化学式为:K2CO3,故答案为:K2CO3;②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,在电解槽中阳极,MnO42﹣失去电子,发生氧化反应,产生MnO4﹣.电极反应式是:MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣;在阴极,水电离产生的H+获得电子变为氢气逸出,电极反应式是:2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣;所以阴极逸出的气体是H2;故答案为:MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣;H2;③依据电解法方程式2K2MnO4+2H2O 2KMnO4+2H2↑+2KOH,可知K2MnO4的理论利用率是100%,而在二氧化碳歧化法反应中3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+K2CO3中K2MnO4的理论利用率是 ,所以二者的理论利用率之比为3:2,故答案为:3:2;
(5)依据离子方程式2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知KMnO4与草酸反应的定量关系是2KMnO4~5H2C2O4,配制溶液浓度为c= mol/L,1.0800g样品中含有KMnO4的物质的量n= × mol=0.006536mol,
KMnO4的质量m=0.006536mol×158g/mol=1.03269g,
纯度为: ×100%=95.62%,故答案为:95.62%;
【分析】本题考查了物质制备工艺流程.制备方案的过程分析和物质性质的理解与应用,特别是电解原理、滴定实验的熟练掌握和计算应用,掌握基础是解题关键,题目难度中等.
12.【答案】(1)3d104s24p2;2
(2)Ge原子半径大,难以通过“肩并肩”方式形成π键
(3)GeCl4、GeBr4、GeI4都属于分子晶体,相对分子质量GeCl4<GeBr4<GeI4,分子间作用力增强,熔沸点升高
(4)O>Ge>Zn
(5)sp3;共价键
(6)( , , );
【知识点】晶胞的计算;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】(1)Ge是32号元素,位于第四周期第IVA族,基态Ge原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2,在最外层的4s能级上2个电子为成对电子,4p轨道中2个电子分别处以不同的轨道内,有2轨道未成对电子,故答案为:3d104s24p2;2;
(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,Ge原子半径大,难以通过“肩并肩”方式形成π键,Ge原子之间难以形成双键或叁键,
故答案为:Ge原子半径大,难以通过“肩并肩”方式形成π键;(3)锗的卤化物都是分子晶体,分子间通过分子间作用力结合,对于组成与结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高,由于相对分子质量:GeCl4<GeBr4<GeI4,故沸点:GeCl4<GeBr4<GeI4,
故答案为:GeCl4、GeBr4、GeI4都属于分子晶体,相对分子质量GeCl4<GeBr4<GeI4,分子间作用力增强,熔沸点升高,
(4)元素非金属性:Zn<Ge<O,元素的非金属性越强,吸引电子的能力越强,元素的电负性越大,故电负性:O>Ge>Zn,
故答案为:O>Ge>Zn;(5)Ge单晶具有金刚石型结构,Ge原子与周围4个Ge原子形成正四面体结构,向空间延伸的立体网状结构,属于原子晶体,Ge原子之间形成共价键,Ge原子杂化轨道数目为4,采取sp3杂化,故答案为:sp3;共价键;
(6)①D与周围4个原子形成正四面体结构,D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上,过面心B、C及上底面面心原子的平面且平行侧面将晶胞2等分,同理过D原子的且平衡侧面的平面将半个晶胞2等等份,可知D处于到各个面的 处,故答案为:( , , );②晶胞中Ge原子数目为4+8× +6× =8,结合阿伏加德罗常数,可知出晶胞的质量为 ,晶胞参数a=565.76pm,其密度为 ÷(565.76×10﹣10 cm)3,故答案为: .
【分析】本题是对物质结构与性质的考查,涉及核外电子排布、化学键、晶体类型与性质、电负性、杂化方式、晶胞计算等知识点,(6)中晶胞计算为易错点、难点,需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力,难度较大.
13.【答案】(1)cd
(2)酯化反应或取代反应
(3)酯基、碳碳双键;氧化反应
(4)己二酸;HOOC(CH2)4COOH+HOCH2CH2CH2CH2OH +(2n﹣1)H2O
(5)9;
(6)
【知识点】有机物的合成
【解析】【解答】解:(1)a.糖类不一定有甜味,如纤维素等,组成通式不一定都是CnH2mOm形式,如脱氧核糖(C6H10O4),故a错误;b.葡萄糖与果糖互为同分异构体,但麦芽糖水解生成葡萄糖,故b错误;c.淀粉水解生成葡萄糖,能发生银镜反应说明含有葡萄糖,说明淀粉水解了,不能说明淀粉完全水解,再加入使碘溶液不变蓝,说明淀粉完全水解,故c正确;d.淀粉和纤维素都属于多糖类,是天然高分子化合物,故d正确,故选:cd;
(2)B与甲醇发生酯化反应生成C,属于取代反应,故答案为:酯化反应或取代反应;
(3)由D的结构简式可知,含有的官能团有酯基、碳碳双键,D脱去2分子氢气形成苯环得到E,属于氧化反应,故答案为:酯基、碳碳双键;氧化反应;(4)F的名称为己二酸,己二酸与1,4﹣丁二醇发生缩聚反应生成 ,故答案为:己二酸;HOOC(CH2)4COOH+HOCH2CH2CH2CH2OH +(2n﹣1)H2O;
(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体,0.5mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44gCO2,生成二氧化碳为1mol,说明W含有2个羧基,2个取代基为﹣COOH、﹣CH2CH2COOH,或者为﹣COOH、﹣CH(CH3)COOH,或者为﹣CH2COOH、﹣CH2COOH,各有邻、间、对三种,共有9种,其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为: ,故答案为:9; ;
(6)(反,反)﹣2,4﹣己二烯与乙烯发生加成反应生成 ,在Pd/C作用下生成 ,然后用酸性高锰酸钾溶液氧化生成 ,故答案为: .
【分析】本题考查有机物的合成、官能团的结构与性质、有机反应类型、限制条件同分异构体书写等,是对有机化学基础基础的综合考查,(6)中注意根据题目中转化关系涉及合成路线,较好的考查学生知识迁移运用能力.
1 / 12016年高考理综真题试卷(化学部分)(新课标Ⅰ卷)
一、选择题
1.(2016·新课标Ⅰ卷)化学与生活密切相关,下列有关说法错误的是( )
A.用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维
B.食用油反复加热会产生稠环芳香烃等有害物质
C.加热能杀死流感病毒是因为蛋白质受热变性
D.医用消毒酒精中乙醇的浓度为95%
【答案】D
【知识点】化学的主要特点与意义;物质的组成、结构和性质的关系
【解析】【解答】解:A.蚕丝含有蛋白质,灼烧时具有烧焦羽毛的气味,为蛋白质的特有性质,可用于鉴别蛋白质类物质,故A正确;
B.食用油反复加热会生成苯并芘等稠环芳香烃物质,可致癌,故B正确;
C.加热可导致蛋白质变性,一般高温可杀菌,故C正确;
D.医用消毒酒精中乙醇的浓度为75%,故D错误.
故选D.
【分析】A.蚕丝含有蛋白质,灼烧时具有烧焦的羽毛气味;B.食用油反复加热会生成苯并芘等物质;C.加热可导致蛋白质变性;D.医用消毒酒精中乙醇的浓度为75%.本题综合考查元素、化合物等知识,为高频考点,侧重于化学与生活、生产的考查,有利于培养学生良好的科学素养,提高学习的积极性,平时注意相关基础知识的积累,难度不大.
2.(2016·新课标Ⅰ卷)设NA为阿伏加德罗常数值.下列有关叙述正确的是( )
A.14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B.1mol N2与4mol H2反应生成的NH3分子数为2NA
C.1mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
D.标准状况下,2.24L CCl4含有的共价键数为0.4NA
【答案】A
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.14g乙烯和丙烯混合气体中含CH2物质的量= =1mol,含氢原子数为2NA,故A正确;
B.1mol N2与4mol H2反应生成的NH3,反应为可逆反应1mol氮气不能全部反应生成氨气,生成氨气分子数小于2NA,故B错误;
C.1mol Fe溶于过量硝酸生成硝酸铁,电子转移为3mol,电子转移数为3NA,故C错误;
D.标准状况下,四氯化碳不是气体,2.24L CCl4含物质的量不是0.1mol,故D错误;
故选A.
【分析】A.乙烯和丙烯最简式CH2,计算14gCH2中的氢原子数;B.氮气和氢气反应生成氨气是可逆反应;C.1mol Fe溶于过量硝酸生成硝酸铁,依据反应的铁计算电子转移;D.标准状况下四氯化碳不是气体.本题考查了阿伏加德罗常数的分析应用,主要是物质组成、氧化还原反应、可逆反应、气体摩尔体积等知识点的应用,掌握基础知识是解题关键,题目较简单.
3.(2016·新课标Ⅰ卷)下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.2﹣甲基丁烷也称异丁烷
B.由乙烯生成乙醇属于加成反应
C.C4H9Cl有3种同分异构体
D.油脂和蛋白质都属于高分子化合物
【答案】B
【知识点】有机化合物的命名;同分异构现象和同分异构体;有机化学反应的综合应用
【解析】【解答】A.异丁烷含有4个C原子,2﹣甲基丁烷含有5个C原子,故A错误;
B.乙烯与水在催化剂加热的条件下发生加成反应生产乙醇,故B正确;
C.同分异构体是化合物具有相同分子式,但具有不同结构的现象,C4H10的同分异构体有:CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH3。CH3CH2CH2CH3分子中有2种化学环境不同的H原子,其一氯代物有2种;CH3CH(CH3)CH3分子中有2种化学环境不同的H原子,其一氯代物有2种;故C4H9Cl的同分异构体共有4种,故C错误;
D.油脂不是高分子化合物,故D错误;
故选B.
【分析】本题考查的知识点有有机物的命名,有机物的反应类型,同分异构体书写及高分子化合物等,是高频考点,把握官能团与性质的关系为解答的关键,注意有机物的成分、性质及反应类型,题目难度不大.
4.(2016·新课标Ⅰ卷)下列实验操作能达到实验目的是( )
A.用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物
B.用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO
C.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
D.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2
【答案】C
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.互不相溶的液体采用分液方法分离,乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液不互溶,应该采用分液方法分离,用到的仪器是分液漏斗,故A错误;
B.NO易和空气中O2反应生成NO2,所以不能用排空气法收集,NO不易溶于水,应该用排水法收集,故B错误;
C.FeCl3属于强酸弱碱盐,Fe 3+易水解生成Fe(OH)3而产生浑浊,为了防止氯化铁水解,应该将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释,故C正确;
D.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水会带出部分水蒸气,所以得不到纯净的氯气,应该将饱和食盐水出来的气体再用浓硫酸干燥,故D错误;
故选C.
【分析】A.互不相溶的液体采用分液方法分离,用的仪器是分液漏斗;B.NO易和空气中O2反应生成NO2;C.FeCl3属于强酸弱碱盐,Fe 3+易水解生成Fe(OH)3而产生浑浊;D.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水会带出部分水蒸气.本题考查化学实验方案评价,为高频考点,涉及物质分离提纯、气体收集、盐类水解、洗气等知识点,明确实验原理、物质性质、实验操作基本方法及仪器的用途是解本题关键,注意:从水溶液中出来的气体中含有水蒸气,为易错点.
5.(2016·新课标Ⅰ卷)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO42﹣可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室.下列叙述正确的是( )
A.通电后中间隔室的SO42﹣离子向正极迁移,正极区溶液pH增大
B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C.负极反应为2H2O﹣4e﹣=O2+4H+,负极区溶液pH降低
D.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成
【答案】B
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A、阴离子向负极移动,故A错误;
B、直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO42﹣可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室,通电时,氢氧根离子在阳极区放电生成水和氧气,使得氢离子浓度增大,与硫酸根离子结合成硫酸;氢离子在阴极得电子生成氢气,使得氢氧根离子浓度增大,与钠离子结合成氢氧化钠,故可以得到NaOH和H2SO4产品,故B正确;
C、阳极反应为2H2O﹣4e﹣=O2+4H+,负极区溶液pH升高,故C错误;
D、当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.25mol的O2生成,故D错误.
故选B.
【分析】本题考查了原电池与电解原理的应用,明确电解池中的阴阳极以及阴阳极上离子的放电顺序是解题的关键,注意题干信息的分析与应用,题目难度不大.
6.(2016·新课标Ⅰ卷)298K时,在20.0mL 0.10mol L﹣1氨水中滴入0.10mol L﹣1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示.已知0.10mol L﹣1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是( )
A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0mL
C.M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl﹣)=c(H+)=c(OH﹣)
D.N点处的溶液中pH<12
【答案】D
【知识点】溶液酸碱性的判断及相关计算
【解析】【解答】A.强酸弱碱相互滴定时,由于生成强酸弱碱盐使溶液显酸性,所以应选择甲基橙作指示剂,所以氨水滴定盐酸需要甲基橙作指示剂,故A错误;
B.如果M点盐酸体积为20.0mL,则二者恰好完全反应生成氯化铵,氯化铵中铵根离子水解导致该点溶液应该呈酸性,要使溶液呈中性,则氨水应该稍微过量,所以盐酸体积小于20.0mL,故B错误;
C.M处溶液呈中性,则存在c(H+)=c(OH﹣),根据电荷守恒得c(NH4+)=c(Cl﹣),该点溶液中溶质为氯化铵,铵根离子水解而促进水电离,但水的电离程度较小,该点溶液中离子浓度大小顺序是c(NH4+)=c(Cl﹣)>c(H+)=c(OH﹣),故C错误;
D.N点为氨水溶液,氨水浓度为0.10mol L﹣1,该氨水电离度为1.32%,则该溶液中c(OH﹣)=0.10mol/L×1.32%1.32×10﹣3 mol/L,c(H+)= mol/L=7.6×10﹣10mol/L,所以该点溶液pH<12,故D正确;
故选D.
【分析】本题考查酸碱混合溶液定性判断,为高频考点,侧重考查学生实验操作、试剂选取、识图及分析判断能力,明确实验操作、盐类水解、弱电解质的电离等知识点是解题关键,注意B采用逆向思维方法分析解答,知道酸碱中和滴定中指示剂的选取方法,题目难度中等.
7.(2016·新课标Ⅰ卷)短周期元素W,X,Y,Z的原子序数依次增加.m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,0.01mol L﹣1r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物.上述物质的转化关系如图所示.下列说法正确的是( )
A.原子半径的大小W<X<Y
B.元素的非金属性Z>X>Y
C.Y的氢化物常温常压下为液态
D.X的最高价氧化物的水化物为强酸
【答案】C
【知识点】无机物的推断
【解析】【解答】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加.m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,则n为Cl2,Z为Cl,氯气与p在光照条件下生成r与s,0.01mol L﹣1r溶液的pH为2,则r为HCl,s通常是难溶于水的混合物,则p为CH4,氯气与m反应生成HCl与q,q的水溶液具有漂白性,则m为H2O,q为HClO,结合原子序数可知W为H元素,X为C元素,Y为O元素.
A.所以元素中H原子半径最小,同周期自左而右原子半径减小,故原子半径W(H)<Y(O)<X(C),故A错误;
B.氯的氧化物中氧元素表现负化合价,氧元素非金属性比氯的强,高氯酸为强酸,碳酸为弱酸,氯元素非金属性比碳的强,故非金属性Y(O)>Z(Cl)>Y(C),故B错误;
C.氧元素氢化物为水,常温下为液态,故C正确;
D.X的最高价氧化物的水化物为碳酸,碳酸属于弱酸,故D错误.
故选:C.
【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加.m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,则n为Cl2,Z为Cl,氯气与p在光照条件下生成r与s,0.01mol L﹣1r溶液的pH为2,则r为HCl,s通常是难溶于水的混合物,则p为CH4,氯气与m反应生成HCl与q,q的水溶液具有漂白性,则m为H2O,q为HClO,结合原子序数可知W为H元素,X为C元素,Y为O元素,结合元素周期律解答.本题考查元素化合物推断,物质的颜色、溶液pH为推断突破口,需要学生熟练掌握元素化合物知识,注意抓住短周期元素形成二元化合物.
二、解答题
8.(2016·新课标Ⅰ卷)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2.某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究.回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的 ,反应的化学方程式为 .
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→ (按气流方向,用小写字母表示).
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好).在一定温度下按图示装置进行实验.
操作步骤 实验现象 解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中 ①Y管中 ②反应的化学方程式
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝聚
打开K2 ③ ④
【答案】(1)A;Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;a→d→c→f→e→i
(2)红棕色颜色变浅,最后褪为无色;8NH3+6NO2=7N2+12H2O;水倒吸入Y管中;该反应是气体体积减小的反应,装置内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸
【知识点】氨的性质及用途;氨的实验室制法;常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】(1)①实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气,反应物状态为固体与固体,反应条件为加热,所以选择A为发生装置; 故答案为:A;Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气,制备的气体中含有水蒸气,氨气为碱性气体,应选择盛有碱石灰干燥管干燥气体,氨气极易溶于水,密度小于空气密度所以应选择向下排空气法收集气体,氨气极易溶于水,尾气可以用水吸收,注意防止倒吸的发生;故答案为:a→d→c→f→i;(2)打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中,则氨气与二氧化氮发生归中反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O, 生成无色氮气,红棕色变浅,该反应是气体体积减小的反应,装置内压强降低,所以打开K2在大气压的作用下发生倒吸;
故答案为:
操作步骤 实验现象 解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中 ①Y管中 红棕色颜色变浅,最后褪为无色 ②反应的化学方程式 8NH3+6NO2=7N2+12H2O
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝聚
打开K2 ③水倒吸入Y管中 ④该反应是气体体积减小的反应,装置内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸.
【分析】本题考查了氨气的制备和性质的检验,明确氨气的制备原理及制备气体的一般程序是解题关键,题目难度不大.
9.(2016·新课标Ⅰ卷)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4﹣(绿色)、Cr2O72﹣(橙红色)、CrO42﹣(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似,在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是 .
(2)CrO42﹣和Cr2O72﹣在溶液中可相互转化.室温下,初始浓度为1.0mol L﹣1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72﹣)随c(H+)的变化如图所示.
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应 .
②由图可知,溶液酸性增大,CrO42﹣的平衡转化率 (填“增大“减小”或“不变”).根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为 .
③升高温度,溶液中CrO42﹣的平衡转化率减小,则该反应的△H (填“大于”“小于”或“等于”).
(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl﹣,利用Ag+与CrO42﹣生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点.当溶液中Cl﹣恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10﹣5mol L﹣1)时,溶液中c(Ag+)为 mol L﹣1,此时溶液中c(CrO42﹣)等于 mol L﹣1.(已知Ag2 CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10﹣12和2.0×10﹣10).
(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2O72﹣还原成Cr3+,反应的离子方程式为 .
【答案】(1)开始有灰蓝色固体生成,随后沉淀消失
(2)2Cr2O42﹣+2H+=Cr2O72﹣+H2O;增大;1014;<0
(3)2.0×10﹣5;5×10﹣3
(4)5H++Cr2O72﹣+3HSO3﹣=2Cr3++3SO42﹣+4H2O
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡的计算
【解析】【解答】解:(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似可知Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量观察到沉淀消失,故观察到的现象是开始有灰蓝色沉淀生成最后沉淀消失,
故答案为:开始有灰蓝色固体生成,随后沉淀消失;(2)①随着H+浓度的增大,CrO42﹣转化为Cr2O72﹣的离子反应式为:2CrO42﹣+2H+ Cr2O72﹣+H2O,
故答案为:2CrO42﹣+2H+ Cr2O72﹣+H2O;
②溶液酸性增大,平衡2CrO42﹣+2H+ Cr2O72﹣+H2O正向进行,CrO42﹣的平衡转化率增大;A点Cr2O72﹣的浓度为0.25mol/L,根据Cr元素守恒可知CrO42﹣的浓度为0.5mol/L,H+浓度为1×10﹣7mol/L,此时该转化反应的平衡常数为 K= ==1014,
故答案为:1014;
③升高温度,溶液中CrO42﹣的平衡转化率减小,平衡逆向移动,说明正方向放热,则该反应的△H<0,故答案为:<;
(3)当溶液中Cl﹣完全沉淀时,即c(Cl﹣)=1.0×10﹣5mol/L,依据Ksp(AgCl)=2.0×10﹣10,计算得到c(Ag+)= = 2.0×10﹣5mol/L此时溶液中c(CrO42﹣)= = =5.0×10﹣3mol/L,故答案为:2.0×10﹣5 ;5.0×10﹣3;
(4)利用NaHSO3的还原性将废液中的Cr2O72﹣还原成Cr3+,发生反应的离子方程式为:5H++Cr2O72﹣+3HSO3﹣=2Cr3++3SO42﹣+4H2O,
故答案为:5H++Cr2O72﹣+3HSO3﹣=2Cr3++3SO42﹣+4H2O.
【分析】本题考查的知识有化学反应原理的分析与探究、化学平衡常数、溶度积常数的计算等,注意平衡常数的理解应用,题目难度中等.
10.(2016·新课标Ⅰ卷)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
(1)NaClO2中Cl的化合价为 .
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式 .
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为 、 .“电解”中阴极反应的主要产物是 .
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2.此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ,该反应中氧化产物是 .
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力.NaClO2的有效氯含量为 .(计算结果保留两位小数)
【答案】(1)+3价
(2)2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2↑
(3)NaOH;Na2CO3;ClO2-
(4)2:1;O2
(5)1.57g
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)在NaClO2中Na为+1价,O为﹣2价,根据正负化合价的代数和为0,可得Cl的化合价为+3价,故答案为:+3;
(2)NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2,其中NaClO2是氧化剂,还原产物为NaCl,回收产物为NaHSO4,说明生成硫酸氢钠根据电子守恒和原子守恒,此反应的化学方程式为:2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+ClO2↑,故答案为:2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2↑;
(3)食盐溶液中混有Mg2+ 和Ca2+,可以利用过量NaOH溶液除去Mg2+,利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+,根据结晶干燥后的产物可知ClO2的还原产物为NaClO2,因此电解装置中阴极ClO2得电子生成ClO2-;
(4)依据图示可知,利用含过氧化氢的氢氧化钠溶液吸收ClO2,产物为ClO2-,则此反应中ClO2为氧化剂,还原产物为ClO2-,化合价从+4价降为+3价,H2O2为还原剂,氧化产物为O2,每摩尔H2O2得到2mol电子,依据电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1,
故答案为:2:1;O2
(5)1gNaClO2的物质的量 = mol,依据电子转移数目相等,NaClO2~Cl﹣~4e﹣,Cl2~2Cl﹣~2e﹣,可知氯气的物质的量为 mol×4× = mol,则氯气的质量为 mol×71g/mol=1.57g,故答案为:1.57g;
【分析】本题考查的知识点有物质制备的实验方法分析、氧化还原反应概念分析和电子转移的计算等,注意物质性质的理解应用,题目难度中等.
11.(2016·新课标Ⅰ卷)[化学--选修2:化学与技术]高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等.以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1:1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是 .
(2)“平炉”中发生的化学方程式为 .
(3)“平炉”中需要加压,其目的是 .
(4)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺.
①“CO2歧化法”是传统工艺,即在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱碱性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成KMnO4,MnO2和 (写化学式).
②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为
,阴极逸出的气体是 .
③“电解法”和“CO2歧化法”中,K2MnO4的理论利用率之比为 .
(5)高锰酸钾纯度的测定:称取1.0800g样品,溶解后定容于100mL容量瓶中,摇匀.取浓度为0.2000mol L﹣1的H2C2O4标准溶液20.00mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48mL,该样品的纯度为 (列出计算式即可,已知2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O).
【答案】(1)增大接触面积,加快化学反应速率
(2)2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O
(3)增大反应物的浓度,可使化学速率加快
(4)K2CO3;MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣;H2;3:2
(5)95.62%
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1:1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是增大接触面积加快反应速率,故答案为:增大接触面积,加快化学反应速率;
(2)流程分析可知平炉中发生的反应是氢氧化钾、二氧化锰和氧气加热反应生成锰酸钾和水,反应的化学方程式为:2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O,故答案为:2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O;
(3)“平炉”中需要加压增大导致反应物浓度增大,能提高反应速率,故答案为:增大反应物的浓度,可使化学速率加快;
(4)①在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱碱性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成KMnO4,MnO2,二氧化碳在碱性溶液中生成碳酸钾,化学式为:K2CO3,故答案为:K2CO3;②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,在电解槽中阳极,MnO42﹣失去电子,发生氧化反应,产生MnO4﹣.电极反应式是:MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣;在阴极,水电离产生的H+获得电子变为氢气逸出,电极反应式是:2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣;所以阴极逸出的气体是H2;故答案为:MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣;H2;③依据电解法方程式2K2MnO4+2H2O 2KMnO4+2H2↑+2KOH,可知K2MnO4的理论利用率是100%,而在二氧化碳歧化法反应中3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+K2CO3中K2MnO4的理论利用率是 ,所以二者的理论利用率之比为3:2,故答案为:3:2;
(5)依据离子方程式2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知KMnO4与草酸反应的定量关系是2KMnO4~5H2C2O4,配制溶液浓度为c= mol/L,1.0800g样品中含有KMnO4的物质的量n= × mol=0.006536mol,
KMnO4的质量m=0.006536mol×158g/mol=1.03269g,
纯度为: ×100%=95.62%,故答案为:95.62%;
【分析】本题考查了物质制备工艺流程.制备方案的过程分析和物质性质的理解与应用,特别是电解原理、滴定实验的熟练掌握和计算应用,掌握基础是解题关键,题目难度中等.
12.(2016·新课标Ⅰ卷)[化学--选修3:物质结构与性质]锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛.回答下列问题:
(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] ,有 个未成对电子.
(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键.从原子结构角度分析,原因是 .
(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因 .
GeCl4 GeBr4 GeI4
熔点/℃ ﹣49.5 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂.Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是 .
(5)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为 ,微粒之间存在的作用力是 .
(6)晶胞有两个基本要素:①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,如图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为( ,0, );C为( , ,0).则D原子的坐标参数为 .
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为 g cm﹣3(列出计算式即可).
【答案】(1)3d104s24p2;2
(2)Ge原子半径大,难以通过“肩并肩”方式形成π键
(3)GeCl4、GeBr4、GeI4都属于分子晶体,相对分子质量GeCl4<GeBr4<GeI4,分子间作用力增强,熔沸点升高
(4)O>Ge>Zn
(5)sp3;共价键
(6)( , , );
【知识点】晶胞的计算;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】(1)Ge是32号元素,位于第四周期第IVA族,基态Ge原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2,在最外层的4s能级上2个电子为成对电子,4p轨道中2个电子分别处以不同的轨道内,有2轨道未成对电子,故答案为:3d104s24p2;2;
(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,Ge原子半径大,难以通过“肩并肩”方式形成π键,Ge原子之间难以形成双键或叁键,
故答案为:Ge原子半径大,难以通过“肩并肩”方式形成π键;(3)锗的卤化物都是分子晶体,分子间通过分子间作用力结合,对于组成与结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高,由于相对分子质量:GeCl4<GeBr4<GeI4,故沸点:GeCl4<GeBr4<GeI4,
故答案为:GeCl4、GeBr4、GeI4都属于分子晶体,相对分子质量GeCl4<GeBr4<GeI4,分子间作用力增强,熔沸点升高,
(4)元素非金属性:Zn<Ge<O,元素的非金属性越强,吸引电子的能力越强,元素的电负性越大,故电负性:O>Ge>Zn,
故答案为:O>Ge>Zn;(5)Ge单晶具有金刚石型结构,Ge原子与周围4个Ge原子形成正四面体结构,向空间延伸的立体网状结构,属于原子晶体,Ge原子之间形成共价键,Ge原子杂化轨道数目为4,采取sp3杂化,故答案为:sp3;共价键;
(6)①D与周围4个原子形成正四面体结构,D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上,过面心B、C及上底面面心原子的平面且平行侧面将晶胞2等分,同理过D原子的且平衡侧面的平面将半个晶胞2等等份,可知D处于到各个面的 处,故答案为:( , , );②晶胞中Ge原子数目为4+8× +6× =8,结合阿伏加德罗常数,可知出晶胞的质量为 ,晶胞参数a=565.76pm,其密度为 ÷(565.76×10﹣10 cm)3,故答案为: .
【分析】本题是对物质结构与性质的考查,涉及核外电子排布、化学键、晶体类型与性质、电负性、杂化方式、晶胞计算等知识点,(6)中晶胞计算为易错点、难点,需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力,难度较大.
13.(2016·新课标Ⅰ卷)[化学--选修5:有机化学基础]秸秆(含多糖物质)的综合应用具有重要的意义.下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线:
回答下列问题:
(1)下列关于糖类的说法正确的是 .(填标号)
a.糖类都有甜味,具有CnH2mOm的通式
b.麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
c.用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全
d.淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物
(2)B生成C的反应类型为 .
(3)D中官能团名称为 ,D生成E的反应类型为 .
(4)F的化学名称是 ,由F生成G的化学方程式为 .
(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体,0.5mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44gCO2,W共有 种(不含立体结构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为 .
(6)参照上述合成路线,以(反,反)﹣2,4﹣己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选),设计制备对二苯二甲酸的合成路线 .
【答案】(1)cd
(2)酯化反应或取代反应
(3)酯基、碳碳双键;氧化反应
(4)己二酸;HOOC(CH2)4COOH+HOCH2CH2CH2CH2OH +(2n﹣1)H2O
(5)9;
(6)
【知识点】有机物的合成
【解析】【解答】解:(1)a.糖类不一定有甜味,如纤维素等,组成通式不一定都是CnH2mOm形式,如脱氧核糖(C6H10O4),故a错误;b.葡萄糖与果糖互为同分异构体,但麦芽糖水解生成葡萄糖,故b错误;c.淀粉水解生成葡萄糖,能发生银镜反应说明含有葡萄糖,说明淀粉水解了,不能说明淀粉完全水解,再加入使碘溶液不变蓝,说明淀粉完全水解,故c正确;d.淀粉和纤维素都属于多糖类,是天然高分子化合物,故d正确,故选:cd;
(2)B与甲醇发生酯化反应生成C,属于取代反应,故答案为:酯化反应或取代反应;
(3)由D的结构简式可知,含有的官能团有酯基、碳碳双键,D脱去2分子氢气形成苯环得到E,属于氧化反应,故答案为:酯基、碳碳双键;氧化反应;(4)F的名称为己二酸,己二酸与1,4﹣丁二醇发生缩聚反应生成 ,故答案为:己二酸;HOOC(CH2)4COOH+HOCH2CH2CH2CH2OH +(2n﹣1)H2O;
(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体,0.5mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44gCO2,生成二氧化碳为1mol,说明W含有2个羧基,2个取代基为﹣COOH、﹣CH2CH2COOH,或者为﹣COOH、﹣CH(CH3)COOH,或者为﹣CH2COOH、﹣CH2COOH,各有邻、间、对三种,共有9种,其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为: ,故答案为:9; ;
(6)(反,反)﹣2,4﹣己二烯与乙烯发生加成反应生成 ,在Pd/C作用下生成 ,然后用酸性高锰酸钾溶液氧化生成 ,故答案为: .
【分析】本题考查有机物的合成、官能团的结构与性质、有机反应类型、限制条件同分异构体书写等,是对有机化学基础基础的综合考查,(6)中注意根据题目中转化关系涉及合成路线,较好的考查学生知识迁移运用能力.
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