2016-2017学年山西重点中学协作体高三上学期开学化学试卷
一、选择题
1.(2016高三上·山西开学考)生活处处有化学.下列与化学有关的说法,不正确的是( )
A.油条用的膨松剂中含有一种对人体危害很大的铝元素
B.用米汤检验加碘食盐中的碘酸钾(KIO3)
C.甲醇、多元醇、醛类、羧酸、酯类、酸类等也是组成酒的有机物
D.医学上用氢氧化铝用作胃酸中和剂,其主要原因在于它对肠胃温和不刺激
2.(2016高三上·山西开学考)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高.一个电极通入空气,另一电极通入汽油蒸汽,其中电池的电解质是掺杂了Y2O3(Y为钇)的ZrO2 (Zr为为锆)晶体,它在高温下能传导O2﹣离子.若以丁烷(C4H10)代表汽油,总反应为2C4H10+13O2=8CO2+10H2O.有关该电池说法错误的是( )
A.该电池负极的电极反应式为:2C4H10+26O2﹣﹣52e﹣=8CO2+10H2O
B.O2﹣向负极移动
C.该电池正极的电极反应式为:O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣
D.丁烷在放电时发生氧化反应
3.某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在如图中,下列有关分析完全正确的是
( )
A B C D
a电极 阳极 阴极 阳极 阴极
d电极 正极 正极 负极 负极
Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子
A.A B.B C.C D.D
4.(2016高三上·山西开学考)现有A、B、C三种化合物,各取40g相混合,完全反应后,得18gB、49gC、还有D生成.现将20gA和11gB反应,能生成0.25mol D,则D的相对分子质量为( )
A.424 B.212 C.116.6 D.106
5.(2016高三上·山西开学考)为了探索月球上是否有生命存在的痕迹,就要分析月球岩石中是否包藏有碳氢化合物(当然这仅仅是探索的第一步).科学家用氘盐酸(DCl)和重水(D2O)溶液处理月球岩石样品,对收集的气体加以分析,结果只发现有一些气体状态的碳氘化合物.这个实验不能用普通盐酸,其理由是( )
A.普通盐酸的酸性太强
B.普通盐酸具有挥发性
C.普通盐酸和月球岩石中的碳化物无法反应
D.无法区别岩石中原来含有的是碳化物,还是碳氢化合物
6.(2015高二下·霍邱期中)有4种混合溶液,分别由等体积0.1mol/L的2种溶液混合而成:①CH3COONa与HCl;②CH3COONa与NaOH;③CH3COONa与NaCl;④CH3COONa与NaClO 下列各项排序正确的是( )
A.pH:②>③>④>①
B.c(CH3COO﹣):②>④>③>①
C.溶液中c(H+):①>③>②>④
D.c(CH3COOH):①>④>③>②
7.(2016高三上·山西开学考)下列各项叙述中,正确的是( )
A.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子释放能量,由基态转化成激发态
B.价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族,是S区元素
C.所有原子任一能层的S电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不同
D.24Cr原子的电子排布式是:1s22s22p63s23p63d44s2
8.(2016高三上·山西开学考)有下列离子晶体空间结构示意图:●为阳离子,○为阴离子.以M代表阳离子,N代表阴离子,化学式为MN2的晶体结构为( )
A. B. C. D.
9.(2016高二上·绥化期中)将相同物质的量的甲烷和氯气混合后,在漫射光的照射下充分反应,生成物中物质的量最大的是( )
A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl
10.(2016高三上·山西开学考)在25℃、101kPa条件下,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,则2C(s)+2H2(g)+O2(g)═CH3COOH(l)的反应热为( )
A.﹣488.3 kJ/mol B.+488.3 kJ/mol
C.﹣191 kJ/mol D.+191 kJ/mol
11.(2016高三上·山西开学考)亚硝酸钠(NaNO2)是一种具有咸味、有毒,且价格比食盐(NaCl)便宜的工业用盐,常被误作食盐使用,导致多起中毒事故发生.它的部分性质见如图,下列说法错误的是( )
A.右图所涉及到的化学反应都是氧化还原反应
B.N2H4极易溶于水,因为它是极性分子且与水分子之间易形成氢键
C.NaNO2与N2H4生成NaN3的反应方程式为:NaNO2+N2H4=NaN3+2H2O
D.可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠(NaNO2)
12.(2016高三上·山西开学考)四种短周期元素在周期表中的位置如图,其中M为地壳中含量最高的金属元素.下列说法不正确的是( )
A.原子半径Z<M
B.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱
C.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
D.Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族
13.(2016高三上·山西开学考)如图装置,将溶液A逐滴加入固体B中,下列叙述正确的是( )
A.若A为浓盐酸,B为MnO2,C中盛品红溶液,则C中溶液不褪色
B.若A为醋酸,B为贝壳,C中盛过量澄清石灰水,则C中溶液变浑浊
C.若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛AlCl3溶液,则C中先产生白色沉淀,后沉淀又溶解
D.若A为浓硫酸,B为Na2SO3固体,C中盛石蕊试液,则C中溶液先变红后褪色
14.(2016高三上·山西开学考)图是某有机物的球棍模型,下列关于该有机物的性质叙述中错误的是( )
A.能与NaOH发生反应,但不能与盐酸反应
B.能发生缩聚反应
C.能发生加成反应
D.能发生水解反应
15.(2016高三上·山西开学考)X、Y、Z、M、W为五种短周期元素.X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g/L;W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的一半.下列说法正确的是( )
A.原子半径:W>Z>Y>X>M
B.将XZ2通入W单质与水反应后的溶液中,一定只生成一种盐
C.由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物中一定有共价键可能有离子键
D.CaZ、CaM2、CaZ2等3种化合物中,阳离子和阴离子个数比均为1:2
二、分析题
16.(2016高三上·山西开学考)无机化合物A主要用于药物制造 在一定条件下,2.30g固体A与5.35gNH4Cl固体恰好完全反应,生成固体B和4.48L气体C(标准状况) 气体C极易溶于水得到碱性溶液,电解无水B可生成一种短周期元素的金属单质D和氯气 由文献资料知道:工业上物质A可用金属D与液态的C在硝酸铁催化下反应来制备,纯净的A物质为白色固体,但制得的粗品往往是灰色的;物质A的熔点390℃,沸点430℃,密度大于苯或甲苯,遇水反应剧烈,也要避免接触酸 酒精 在空气中A缓慢分解,对其加强热则猛烈分解,在750~800℃分解为化合物E和气体C
回答下列问题:
(1)A的化学式
(2)A与盐酸反应的化学方程式为
(3)A在750~800℃分解的方程式为 ,制得的粗品往往是灰色的,其可能的原因是
(4)久置的A可能大部分变质而不能使用,需要将其销毁 遇到这种情况,可用苯或甲苯将其覆盖,然后缓慢加入用苯或甲苯稀释过的无水乙醇,试解释其化学原理:
(5)工业制备单质D的流程图如下:
①步骤①中操作名称是
②试用平衡移动原理解释步骤②中减压的目的是
(6)写出D的重氢化合物与水反应的化学方程式为
17.废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境.实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn 总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下:
(1)写出铜帽溶解时铜与加入的稀硫酸、30%H2O2反应的离子反应方程式: ;铜帽溶解完全后,需加热(至沸)将溶液中过量的H2O2除去.
(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H2O2 后溶液中Cu2+的含量.实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点.上述过程中反应的离子方程式如下:
2Cu2++4I﹣=2CuI(白色)↓+I2 2S2O32﹣+I2=2I﹣+S4O62﹣
①滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为 ;
②某同学称取1.0g电池铜帽进行实验,得到100.00mL含有Cu2+的溶液,量取20.00mL上述含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点.再重复操作实验3次,记录数据如下:
实验编号 1 2 3 4
V(Na2S2O3)(mL) 28.32 25.31 25.30 25.32
计算电池铜帽中Cu的质量分数为 ,(结果保留四位有效数字)若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,则所测定c (Cu2+)将会 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”);
(3)常温下,若向50mL 0.0001mol/L CuSO4溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液,生成了沉淀.已知KSP[Cu (OH)2]=2.0×10﹣20(mol/L)3,计算沉淀生成后溶液中c(Cu2+)= mol/L;
(4)已知pH>11 时Zn(OH)2 能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2﹣.下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0mol L﹣1计算).
开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Fe3+ 1.1 3.2
Fe2+ 1.8 8.8
Zn2+ 5.9 8.9
实验中可选用的试剂:30%H2O2、1.0mol L﹣1HNO3、1.0mol L﹣1NaOH.由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为:①向滤液中加入适量30% H2O2,使其充分反应;② ;③过滤;④ ;⑤过滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧.
三、计算题
18.(2016高三上·山西开学考)有机物A由碳、氢、氧三种元素组成.现取2.3gA与2.8L氧气(标准状况)在密闭容器中燃烧,燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气(假设反应物没有剩余).将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重2.7g,碱石灰增重2.2g.回答下列问题:
(1)2.3g A中所含氢原子、碳原子的物质的量各是多少?
(2)通过计算确定该有机物的分子式;
(3)试写出该有机物可能的结构简式.
19.(2016高三上·山西开学考)把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀,在所得的浊液中逐滴加入1mol L﹣1 HCl溶液,加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示,试回答:
(1)写出混合物溶于水时发生反应的离子方程式 、 .
(2)写出AB段反应的离子方程式 .B点的沉淀物的化学式为 .
(3)原混合物中AlCl3的物质的量是 mol,NaOH的质量是 g.
(4)Q点加入的HCl溶液体积是 mL.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系
【解析】【解答】解:A.油条用的膨松剂铝元素摄入过多能够引起老年痴呆,对人体危害很大,故A正确;
B.碘酸钾遇到淀粉不变蓝,故B错误;
C.高级醇、甲醇、多元醇、醛类、羧酸、酯类、酸类等也是组成酒的有机物,故C正确;
D.医学上用氢氧化铝用作胃酸中和剂,其主要原因在于它对肠胃温和不刺激,故D正确;
故选:B.
【分析】A.铝摄入过多能够引起老年痴呆;
B.碘单质遇到淀粉变蓝;
C.酒是多种化学成分的混合物,水和酒精是其主要成分,除此之外,还有各种有机物.这些有机物包括:高级醇、甲醇、多元醇、醛类、羧酸、酯类、酸类等;
D.氢氧化铝对肠胃温和不刺激,而且氢氧化铝是一种很弱的碱,中和胃酸的过程很缓和,不会对胃粘膜产生伤害.
2.【答案】C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】解:A、丁烷失电子发生氧化反应,电极反应为:C4H10﹣26e﹣+13O2﹣=4CO2+5H2O,故A正确;
B、O2﹣定向移向负极,故B正确;
C、正极上通入空气,氧气得电子发生还原反应:O2﹣4e﹣=2O2﹣,故C错误;
D、丁烷在负极放电时发生氧化反应,故D正确;
故选C.
【分析】该燃料电池中,负极上丁烷失电子发生氧化反应,电极反应式为C4H10+13O2﹣﹣26e﹣=4CO2+5H2O,正极上得电子发生还原反应,电极反应式为O2﹣4e﹣=2O2﹣,所以电池反应式为2C4H10+13O2=8CO2+10H2O,由此分析解答.
3.【答案】B
【知识点】电解原理
【解析】【解答】解:根据图知,该装置有外接电源,所以属于电解池,根据电子流向知,c是负极、d是正极、a是阴极、b是阳极,电解时,电解质溶液中阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动,则Q是阳离子、P是阴离子,故选B.
【分析】根据图知,该装置有外接电源,所以属于电解池,根据电子流向知,c是负极、d是正极、a是阴极、b是阳极,电解时,电解质溶液中阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动,据此分析解答.
4.【答案】D
【知识点】化学式及其计算
【解析】【解答】解:40gA完全反应,参加反应的B的质量为40g﹣18g=22g,生成的C的质量为49g﹣40g=9g,根据质量守恒定律可知,生成的D的质量为40g+22g﹣9g=53g,
11gB完全反应需要A的质量为40g× =20g,小于22g,故22gA和11gB反应,B完全反应,故生成D的质量为53g× =26.5g,故D的摩尔质量为 =106g/mol,摩尔质量在数值上与相对分子质量相等,故D的相对分子质量为106,
故选D.
【分析】40gA完全反应,参加反应的B的质量为40g﹣18g=22g,生成的C的质量为49g﹣40g=9g,根据质量守恒定律计算生成的D的质量,根据质量定比定律,计算22gA和11gB反应,哪种物质有剩余,根据不足量的物质利用质量定比关系计算生成D的质量,再根据M= 计算D的摩尔质量.
5.【答案】D
【知识点】氯、溴、碘及其化合物的综合应用
【解析】【解答】解:氘盐酸(DCl)与普通的盐酸都是氢元素与氯元素形成的化合物,已知同位素及其构成的化合物的化学性质基本相同,所以氘盐酸(DCl)与普通的盐酸化学性质基本相同,所以A、B、C项不正确,普通的盐酸中含有普通氢原子,无法区别岩石中原来含有的是含碳而不含普通氢的化合物,还是含碳和普通氢的化合物,故D正确;
故选D.
【分析】普通盐酸中含有普通氢原子会对岩石中氢原子的检验产生干扰,以此来解答.
6.【答案】B
【知识点】离子浓度大小的比较
【解析】【解答】解:A、①CH3COONa与HCl等浓度混合生成醋酸和氯化钠,溶液的pH<7,②中有强碱氢氧化钠,溶液pH最大,③④都因盐的水解而显碱性,且④中次氯酸钠的水解程度大于醋酸钠,溶液的pH④③,所以各混合液中的pH大小为:②>④>③>①,故A错误;
B.因②中碱中的OH﹣抑制CH3COO﹣水解,则c(CH3C00﹣)最大,④中两种盐相互抑制水解,③中只有水解,而①中CH3COO﹣与酸结合生成弱电解质,则c(CH3C00﹣)最小,即c(CH3C00﹣)的大小顺序为:②>④>③>①,故B正确;
C.酸性越强,则溶液中C(H+)越大,pH越小,则四种混合液中的pH大小顺序为:②>④>③>①,c(H+)大小为:①>③>④>②,故C错误;
D、因水解程度越大,则生成的CH3COOH就多,则c(CH3COOH)③>④>②,而①中CH3COO﹣与酸结合生成弱电解质CH3COOH,则c(CH3COOH)最大,即c(CH3COOH)①>③>④>②,故D错误;
故选B.
【分析】根据溶液的溶质来分析酸碱性,一般酸与盐的溶液显酸性,碱与盐的溶液显碱性,则①中显酸性,②中显碱性,③中只有CH3COONa水解显碱性,④中两种物质都水解显碱性;溶液酸性越强,溶液pH越小,碱性越强,溶液的pH越大,然后根据盐的水解程度、溶液的酸碱性对选项进行分析解答.
7.【答案】C
【知识点】原子核外电子的运动状态;原子结构的构造原理;原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】解:A.基态Mg的电子排布式为1s22s22p63s2,能量处于最低状态,当变为1s22s22p63p2时,电子发生跃迁,需要吸收能量,变为激发态,故A错误;
B.价电子排布为5s25p1的元素最外层电子数为3,电子层数是5,最后一个电子排在P轨道,所以该元素位于第五周期第ⅢA族,是P区元素,故B错误;
C.所有原子任一能层的S电子云轮廓图都是球形,能层越大,球的半径越大,故C正确;
D.24Cr原子的电子排布式是:1s22s22p63s23p63d54s1,半充满轨道能量较低,故D错误;
故选:C;
【分析】A.根据原子由基态转化成激发态,电子能量增大,需要吸收能量;
B.根据主族元素的周期序数=电子层数;最外层电子=主族序数;最后一个电子排在哪个轨道就属于哪个区;
C.S电子云轮廓图都是球形,但能层越大,球的半径越大;
D.根据电子排布式的书写方法来解答;
8.【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】解:A、阳离子位于顶点和面心,晶胞中总共含有阳离子数目为 ,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子数目为1,则阳离子和阴离子的比值为4:1,化学式为M4N,故A错误;
B、有4个阳离子位于顶点,晶胞中平均含有阳离子数目为 ,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子数目为1,
则阳离子和阴离子的比值为 :1=1:2,化学式为MN2,故B正确;
C、有3个阳离子位于顶点,晶胞中平均含有阳离子数目为 ,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子数目为1,
则阳离子和阴离子的比值为 :1=3:8,化学式为M3N8,故C错误;
D、有8个阳离子位于顶点,晶胞中平均含有阳离子数目为 ,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子数目为1,则阳离子和阴离子的比值为1:1,化学式为MN,故D错误;
故选B.
【分析】利用均摊法计算化学式,题中离子处于三种位置,晶胞中位于顶点的离子平均含有 个,面心的离子平均含有 ,体心的离子为晶胞所独有.
9.【答案】D
【知识点】甲烷的化学性质
【解析】【解答】甲烷在发生取代反应时,除了生成有机物之外,还有氯化氢生成,且有几个氢原子,就生成几分子氯化氢,所以氯化氢的量最多.
故选:D.
【分析】甲烷第一步取代生成等量的HCl和一氯甲烷,在后续的取代中氯代甲烷总的物质的量不变,而HCl不断增多,因此其物质的量在生成物中最大.
10.【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】解:25℃、101kPa下,H2(g)、C(s)和CH3COOH(l)的燃烧热分别是285.8kJ mol﹣1、393.5kJ mol﹣1和870.3kJ mol﹣1,
则H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=﹣285.8kJ mol﹣1①,
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.5kJ mol﹣1②,
CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣870.3kJ mol﹣1③,
由盖斯定律可知,①×2+②×2﹣③可得反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(1),其反应热为2×(﹣285.8kJ mol﹣1)+2×(﹣393.5kJ mol﹣1)+870.3kJ mol﹣1=﹣488.3KJ mol﹣1,
故选A.
【分析】根据燃烧热写出热化学方程式,再利用盖斯定律来计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(1)的反应热.
11.【答案】A
【知识点】氧化还原反应;亚硝酸盐
【解析】【解答】解:A.有电子转移的化学反应为氧化还原反应,其特征是有元素化合价升降,亚硝酸钠和氯化铵的反应中没有元素化合价升降,所以不属于氧化还原反应,故A错误;
B.氢键导致物质的溶解度增大,肼和水分子之间能形成氢键,所以促进肼溶解,则肼极易溶于水,故B正确;
C.亚硝酸钠和肼反应生成叠氮化钠和水,该反应中N元素化合价由+3价、﹣2价变为﹣ 价,转移电子数为 ,结合原子守恒配平方程式为NaNO2+N2H4=NaN3+2H2O,故C正确;
D.根据转化关系知,亚硝酸钠能和KI反应生成碘单质,碘与淀粉试液变蓝色,氯化钠和KI不反应,所以用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠(NaNO2),故D正确;
故选A.
【分析】A.有电子转移的化学反应为氧化还原反应,其特征是有元素化合价升降;
B.氢键导致物质的溶解度增大;
C.亚硝酸钠和肼反应生成叠氮化钠和水,该反应中N元素化合价由+3价、﹣2价变为﹣ 价;
D.亚硝酸钠能和KI反应生成碘单质,碘与淀粉试液变蓝色.
12.【答案】B
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】解:M为地壳中含量最高的金属元素,则M为Al,结合元素在周期表的位置可知,X为Si,Y为N,Z为O,
A.电子层越多,原子半径越大,则原子半径Z<M,故A正确;
B.非金属性越强,对应最高价氧化物的水化物酸性越强,则Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的强,故B错误;
C.非金属性越强,对应氢化物越稳定,则X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱,故C正确;
D.O元素的原子结构中有2个电子层、最外层电子数为6,则Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族,故D正确;
故选B.
【分析】M为地壳中含量最高的金属元素,则M为Al,结合元素在周期表的位置可知,X为Si,Y为N,Z为O,
A.电子层越多,原子半径越大;
B.非金属性越强,对应最高价氧化物的水化物酸性越强;
C.非金属性越强,对应氢化物越稳定;
D.O元素的原子结构中有2个电子层、最外层电子数为6.
13.【答案】A,B
【知识点】常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】解:A、MnO2与浓盐酸反应需要加热才会生成Cl2,没有Cl2生成,所以C溶液无现象,故A正确;
B、醋酸酸性强于碳酸,醋酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,通入过量澄清石灰水变浑浊,故B正确;
C、生石灰溶于水反应放热生成NH3,NH3溶于水生成NH3 H2O,氢氧化铝不溶于弱碱,过量氨水与AlCl3溶液反应现象为产生白色沉淀,反应为AlCl3+3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl,故C错误;
D、浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体通入石蕊试液,二氧化硫溶于水生成亚硫酸,试液变红,但二氧化硫的漂白性具有选择性,不会使石蕊试液褪色,故D错误;
故选AB.
【分析】A、MnO2与浓盐酸反应需要加热才会生成Cl2,没有Cl2生成;
B、醋酸酸性强于碳酸,醋酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,通入过量澄清石灰水变浑浊;
C、生石灰溶于水反应放热生成NH3,NH3溶于水生成NH3 H2O,AlCl3与NH3 H2O生成Al(OH)3沉淀,NH3 H2O是弱碱,不会使沉淀溶解,所以只有白色沉淀生成;
D、浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体通入石蕊试液,二氧化硫溶于水生成亚硫酸,试液变红,但二氧化硫的漂白性具有选择性,不会使石蕊试液褪色.
14.【答案】A,D
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】解:根据球棍模型可知该有机物为C6H5﹣CH2﹣CH(NH2)﹣COOH,含有羧基,具有酸性,可与碱发生中和反应,含氨基,具有碱性,可与酸发生反应,含有苯环,可发生加成反应,可发生缩聚反应生成高分子化合物,不能发生水解反应.
故选AD.
【分析】根据球棍模型可知该有机物为C6H5﹣CH2﹣CH(NH2)﹣COOH,含有氨基,具有碱性,可与酸反应,含有羧基,具有酸性,可与碱反应,为氨基酸,可发生缩聚反应生成高分子化合物,以此解答该题.
15.【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】解:X、Y、Z、M、W为五种短周期元素,X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子,如果Z是F元素,则X是Be元素,根据最外层电子数之和知,Y是O元素,如果Z是O元素,则X是C元素,根据最外层电子数之和知,Y是N元素;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g L﹣1,则该化合物的摩尔质量是17g/mol,该化合物是NH3,所以Y是N元素、Z是O元素、X是C元素、M是H元素,W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的一半,则W的质子数= (6+7+8+1)=11,则W是Na元素,
A.同周期自左向右原子半径减小,同主族自上到下原子半径增大,故原子半径Na>C>N>O>H,即W>X>Y>Z>M,故A错误;
B.XZ2为CO2,W的单质为金属钠,钠与水反应生成氢氧化钠,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应可能生成碳酸钠或碳酸氢钠,故B错误;
C.X、Y、Z、M四种元素可形成化合物有:(NH4)2CO3、NH4HCO3、CO(NH2)2(尿素)等,所以四种元素形成的化合物中一定有共价键可能有离子键,故C正确;
D.CaZ2、CaM2、CaZ2分别为CaO、CaH2、CaO2,CaO中阳离子和阴离子个数比均为1:1,故D错误;
故选C.
【分析】X、Y、Z、M、W为五种短周期元素,X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子,如果Z是F元素,则X是Be元素,根据最外层电子数之和知,Y是O元素,如果Z是O元素,则X是C元素,根据最外层电子数之和知,Y是N元素;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g L﹣1,则该化合物的摩尔质量是17g/mol,该化合物是NH3,所以Y是N元素、Z是O元素、X是C元素、M是H元素,W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的一半,则W的质子数= (6+7+8+1)=11,则W是Na元素,再结合基本概念、物质结构分析解答.
16.【答案】(1)LiNH2
(2)LiNH2+2HCl=LiCl+NH4Cl
(3)3LiNH2 Li3N+2NH3;制得的产物中含有杂质铁
(4)LiNH2密度大于苯或甲苯且不溶于它们,所以可用苯或甲苯进行覆盖;乙醇羟基上的氢较活泼,故也可以跟LiNH2反应,方程式为LiNH2+C2H5OH﹣→C2H5OLi+NH3,但是由于醇羟基上的氢比水中氢不活泼,故此反应进行较缓慢,可将其销毁又不会有危险
(5)蒸发浓缩、冷却结晶;LiCl H2O(s) LiCl(s)+H2O(g),减小压强,有利于平衡向正方向移动,有利于无水LiCl的制备
(6)LiD+H2O=LiOH+HD↑
【知识点】无机物的推断
【解析】【解答】解:(1)根据上面的分析可知,A是LiNH2,故答案为:LiNH2;(2)根据化合物A(LiNH2)遇水强烈水解,能生成LiOH和NH3,所以其与盐酸反应生成LiCl、NH4Cl,反应方程式为:LiNH2+2HCl=LiCl+NH4Cl,故答案为:LiNH2+2HCl=LiCl+NH4Cl;(3)根据上面的分析可知,C为NH3,E应为Li3N,A在750~800℃分解为化合物E和气体C,反应方程式为:3LiNH2 Li3N+2NH3,制得的产物中含有杂质铁,使粗品往往是灰色,故答案为:3LiNH2 Li3N+2NH3 ;制得的产物中含有杂质铁;(4)LiNH2密度大于苯或甲苯且不溶于它们,所以可用苯或甲苯进行覆盖;乙醇羟基上的氢较活泼,故也可以跟LiNH2反应,方程式为LiNH2+C2H5OH﹣→C2H5OLi+NH3,但是由于醇羟基上的氢比水中氢不活泼,故此反应进行较缓慢,可将其销毁又不会有危险,
故答案为:LiNH2密度大于苯或甲苯且不溶于它们,所以可用苯或甲苯进行覆盖;乙醇羟基上的氢较活泼,故也可以跟LiNH2反应,方程式为LiNH2+C2H5OH﹣→C2H5OLi+NH3,但是由于醇羟基上的氢比水中氢不活泼,故此反应进行较缓慢,可将其销毁又不会有危险.(5)通过工业制备单质Li的流程图可知:步骤①是要从LiCl溶液获得LiCl﹒H2O晶体,所以,其操作应为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤.步骤②是要将LiCl﹒H2O晶体在减压、干燥的氯化氢气氛中加热(200℃)生成无水LiCl,然后经步骤③电解熔融的LiCl制得金属Li,则:①步骤①中的操作已经有过滤、洗涤,还应有“蒸发浓缩、冷却结晶”,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;②LiCl﹒H2O晶体脱去结晶水生成无水LiCl的反应:LiCl﹒H2O(s) LiCl (s)+H2O(g),是一个扩大气体体积的反应,所以减小压强,有利于平衡LiCl﹒H2O(s) LiCl (s)+H2O(g),向正方向移动,有利于无水LiCl的制备.故答案为:LiCl H2O(s) LiCl(s)+H2O(g),减小压强,有利于平衡向正方向移动,有利于无水LiCl的制备;(6)LiD中阳离子与水电离的氢氧根离子结合,而阳离子与水电离的氢离子结合,反应方程式为:LiD+H2O=LiOH+HD↑,故答案为:LiD+H2O=LiOH+HD↑.
【分析】在一定条件下,2.30g固体A与5.35gNH4Cl固体恰好完全反应,生成固体B和4.48L气体C (标准状况),气体C极易溶于水得到碱性溶液,可推知C为NH3,电解无水B可生成一种短周期元素的金属单质D和氯气,B为金属D氯化物,4.48L氨气的物质的量= =0.2mol,其质量=0.2mol×17g/mol=3.4g,根据质量守恒可知B的质量为2.3g+5.35g﹣3.4g=4.25g,NH4Cl的摩尔质量为53.5g/mol,5.35gNH4Cl为0.1mol,若D为ⅡA族金属,则固体A与NH4Cl固体反应可表为:A+NH4Cl→DCl2+NH3,根据Cl原子守恒,DCl2的物质的量=0.05mol,其摩尔质量= =85g/mol,D的相对分子质量=85﹣71=14,不符合题意,若D为ⅠA族金属,则固体A与NH4Cl固体反应可表为:A+NH4Cl→DCl+NH3,根据Cl原子守恒,DCl的物质的量=0.1mol,其摩尔质量= =42.5g/mol,D的相对分子质量=42.5﹣35.5=7,故D为Li,可推知B为LiCl,那么2.3g化合物A中含Li元素也为 0.1mol,再根据质量守恒和原子守恒(原子的种类和数目反应前后相同),则2.3gA中含有N原子为0.2mol﹣0.1mol=0.1mol,含有H原子为0.2mol×4﹣0.4mol=0.2mol,可推知A是LiNH2,LiNH2中N原子与H原子数目之比为1:2,NH3中N原子与H原子数目之比为1:3,故化合物E含有Li、N元素,应为Li3N,据此答题.
17.【答案】(1)Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
(2)淀粉溶液;蓝色褪去;80.99%;偏大
(3)2×10﹣10
(4)滴加1.0mol L﹣1NaOH,调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全;向滤液中滴加1.0mol L﹣1NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】解:(1)因为双氧水在酸性溶液中先把铜氧化成氧化铜,当然这是一个微弱的反应,形成一个平衡,但是形成的氧化铜马上就会被稀硫酸溶解,平衡被打破,反应朝正方向进行,故而逐渐溶解,反应的离子方程式为:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;
故答案为:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;(2)①淀粉溶液为指示剂,当最后一滴Na2S2O3溶液滴入时,溶液蓝色褪去,半分钟颜色不变,说明滴定到达终点,
故答案为:淀粉溶液;蓝色褪去;②根据题中数据可知,第一次数据偏差较大,为偶然误差,应去掉,所以Na2S2O3标准溶液的体积为 mL=25.31mL,则消耗的Na2S2O3的物质的量为0.1000mol/L×0.02531L=0.002531mol,根据反应2Cu2++4I﹣═2CuI(白色)↓+I2、2S2O32﹣+I2═2I﹣+S4O62﹣得关系式2Cu2+~I2~2S2O32﹣,根据关系可求得铜元素的质量为0.002531mol× ×64g/mol=0.8099g,所以铜的质量分数为 ×100%=80.99%,若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,则加入碘离子后双氧水氧化碘离子产生的碘单质,会导致Na2S2O3标准溶液消耗偏大,则所测定c (Cu2+)将会偏大,
故答案为:80.99%;偏大;(3)常温下,若向50mL 0.0001mol/L CuSO4溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液,生成氢氧化铜沉淀,溶液中剩余的氢氧化钠的物质的量浓度为 =0.00001mol/L,所以c(Cu2+)= = mol/L=2×10﹣10mol/L,
故答案为:2×10﹣10;(4)由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为:①向滤液中加入30%H2O2,使其充分反应,目的使Fe2+转化完全为Fe3+;②滴加NaOH溶液,调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全,③过滤,④向滤液中滴加1.0mol L﹣1NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全,⑤过滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧,制得氧化锌,
故答案为:滴加1.0mol L﹣1NaOH,调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全;向滤液中滴加1.0mol L﹣1NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全.
【分析】废弃旧电池的铜帽加水超声洗涤去除表面的可溶性杂质,然后加入稀硫酸和双氧水,双氧水具有强氧化性,能在酸性条件下氧化铜生成铜盐,加入氢氧化钠降低酸性,然后加入足量的锌灰,由于锌的活泼性强于铜,故能把铜从其盐溶液中置换出来,剩余锌的化合物制备ZnO,(1)酸性条件下Cu与过氧化氢发生氧化还原反应生成硫酸铜和水;(2)①根据淀粉与碘单质作用变蓝解答;②根据题中数据可知,第一次数据偏差较大,为偶然误差,应去掉,所以Na2S2O3标准溶液的体积为 mL=25.31mL,则消耗的Na2S2O3的物质的量为0.1000mol/L×0.02531L=0.002531Lmol,根据反应2Cu2++4I﹣═2CuI(白色)↓+I2、2S2O32﹣+I2═2I﹣+S4O62﹣得关系式2Cu2+~I2~2S2O32﹣,根据关系可求得铜元素的质量,进而确定铜的质量分数,若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,则加入碘离子后双氧水氧化碘离子产生的碘单质,会导致Na2S2O3标准溶液消耗偏大,据此分析;(3)常温下,若向50mL 0.0001mol/L CuSO4溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液,生成氢氧化铜沉淀,溶液中剩余的氢氧化钠的物质的量浓度为 =0.00001mol/L,根据c(Cu2+)= 进行计算;(4)滴加H2O2溶液,使Fe2+转化完全为Fe3+,滴加NaOH溶液,形成氢氧化铁沉淀,除杂后形成氢氧化锌沉淀,过滤、洗涤、干燥900℃煅烧制得氧化锌.
18.【答案】(1)解:n(O2)= =0.125mol,m(O2)=0.125mol×32g/mol=4g,
根据质量守恒定律可得:m(有机物)+m(O2)=m(CO)+m(CO2)+m(H2O),
则:m(CO)=2.3g+4g﹣2.7g﹣2.2g=1.4g,
根据氧元素质量守恒可得2.3gA中O的质量等于产物中氧元素的总质量﹣氧气的质量,
为: + + ﹣4g=0.8g,
2.3gA中:n(C)= + =0.1mol,
n(H)=2n(H2O)=2× =0.3mol,
答:2.3g A中所含氢原子、碳原子的物质的量各是0.3mol、0.1mol;
(2)解:2.3gA中:n(C)= + =0.1mol,
n(H)=2× =0.3mol,
n(O)= =0.05mol,
所以2.3gA中C.H.O的原子个数比为0.1mol:0.3mol:0.05mol=2:6:1,
则实验式为C2H6O,达到饱和,则分子式为C2H6O,
答:该有机物的分子式为C2H6O;
(3)解:分子式为C2H6O,对应的结构简式可能为CH3CH2OH、CH3OCH3,
答:有机物可能的结构简式为CH3CH2OH、CH3OCH3.
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【分析】燃烧后生成一氧化碳,说明氧气不足,完全反应,根据浓硫酸增重可知水的质量,根据碱石灰增重可知二氧化碳的质量,根据质量守恒定律可知一氧化碳的质量,进而求得2.3gA中C、H、O的原子个数比以及A的分子式,以此解答该题.
19.【答案】(1)Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓;Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O
(2)AlO2﹣+H++H2O=Al(OH)3↓;Mg(OH)2和Al(OH)3
(3)0.02;5.20
(4)130
【知识点】离子方程式的有关计算
【解析】【解答】解:(1)向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸时,0﹣A时没有沉淀生成,说明溶液中NaOH过量,则铝离子完全转化为偏铝酸根离子,溶液中存在的沉淀为Mg(OH)2,反应的离子方程式为:Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓,Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O,故答案为:Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓,Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O;(2)向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸时,0﹣A时没有沉淀生成,说明溶液中NaOH过量,溶液中铝离子完全转化为偏铝酸根离子,溶液中存在的沉淀为Mg(OH)2;A﹣B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为H2O+AlO2﹣+H+=Al(OH)3↓,B点溶液中存在的溶质是氯化钠,沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3,故答案为:H2O+AlO2﹣+H+=Al(OH)3↓;Mg(OH)2、Al(OH)3;(3)A点沉淀的是氢氧化镁,则n(Mg(OH)2)= =0.02mol,根据Mg原子守恒得n(MgCl2)=n(Mg(OH)2)=0.02mol,氯化镁的质量为:0.02mol×95g/mol=1.90g;A﹣B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为H2O+AlO2﹣+H+=Al(OH)3↓,根据HCl的体积知,n(AlO2﹣)=n(HCl)=1mol/L×(0.03﹣0.01)L=0.02mol,根据铝原子守恒得n(AlCl3)=n(AlO2﹣)=0.02mol,由Na+离子和Cl﹣离子守恒得,原混合物中n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl﹣)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl)=0.02mol×2+0.02mol×3+0.03L×1mol/L=0.13mol,氢氧化钠的质量为:0.13mol×40g/mol=5.20g故答案为:0.02;5.20;(4)B﹣Q过程中,氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁,所以Q点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠,实际上相当于氢氧化钠和盐酸的反应,所以二者恰好反应时:n(NaOH)=n(HCl),则V(HCl)= ═0.13L=130mL,故答案为:130.
【分析】向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸时,0﹣A时没有沉淀生成,说明溶液中NaOH过量,则铝离子完全转化为偏铝酸根离子,溶液中存在的沉淀为Mg(OH)2;A﹣B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为H2O+AlO2﹣+H+=Al(OH)3↓,B点溶液中存在的溶质是氯化钠,沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3;B﹣Q过程中,氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁,所以Q点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠,(1)向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸时,0﹣A时没有沉淀生成,说明溶液中NaOH过量,则铝离子完全转化为偏铝酸根离子.镁离子全部反应生成氢氧化镁沉淀;(2)分析可知A﹣B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为H2O+AlO2﹣+H+=Al(OH)3↓,B点溶液中存在的溶质是氯化钠,沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3,(3)A点沉淀的是氢氧化镁,则n(Mg(OH)2)= =0.02mol,根据Mg原子守恒得n(MgCl2)=n(Mg(OH)2)=0.02mol,氯化镁的质量为:0.02mol×95g/mol=1.90g;A﹣B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为H2O+AlO2﹣+H+=Al(OH)3↓,根据HCl的体积知,n(AlO2﹣)=n(HCl)=1mol/L×(0.03﹣0.01)L=0.02mol,根据铝原子守恒得n(AlCl3)=n(AlO2﹣)=0.02mol,由Na+离子和Cl﹣离子守恒得,原混合物中n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl﹣)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl)计算得到氢氧化钠物质的量计算得到氢氧化钠的质量;(4)B﹣Q过程中,氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁,所以Q点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠,实际上相当于氢氧化钠和盐酸的反应,所以二者恰好反应时:n(NaOH)=n(HCl).
1 / 12016-2017学年山西重点中学协作体高三上学期开学化学试卷
一、选择题
1.(2016高三上·山西开学考)生活处处有化学.下列与化学有关的说法,不正确的是( )
A.油条用的膨松剂中含有一种对人体危害很大的铝元素
B.用米汤检验加碘食盐中的碘酸钾(KIO3)
C.甲醇、多元醇、醛类、羧酸、酯类、酸类等也是组成酒的有机物
D.医学上用氢氧化铝用作胃酸中和剂,其主要原因在于它对肠胃温和不刺激
【答案】B
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系
【解析】【解答】解:A.油条用的膨松剂铝元素摄入过多能够引起老年痴呆,对人体危害很大,故A正确;
B.碘酸钾遇到淀粉不变蓝,故B错误;
C.高级醇、甲醇、多元醇、醛类、羧酸、酯类、酸类等也是组成酒的有机物,故C正确;
D.医学上用氢氧化铝用作胃酸中和剂,其主要原因在于它对肠胃温和不刺激,故D正确;
故选:B.
【分析】A.铝摄入过多能够引起老年痴呆;
B.碘单质遇到淀粉变蓝;
C.酒是多种化学成分的混合物,水和酒精是其主要成分,除此之外,还有各种有机物.这些有机物包括:高级醇、甲醇、多元醇、醛类、羧酸、酯类、酸类等;
D.氢氧化铝对肠胃温和不刺激,而且氢氧化铝是一种很弱的碱,中和胃酸的过程很缓和,不会对胃粘膜产生伤害.
2.(2016高三上·山西开学考)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高.一个电极通入空气,另一电极通入汽油蒸汽,其中电池的电解质是掺杂了Y2O3(Y为钇)的ZrO2 (Zr为为锆)晶体,它在高温下能传导O2﹣离子.若以丁烷(C4H10)代表汽油,总反应为2C4H10+13O2=8CO2+10H2O.有关该电池说法错误的是( )
A.该电池负极的电极反应式为:2C4H10+26O2﹣﹣52e﹣=8CO2+10H2O
B.O2﹣向负极移动
C.该电池正极的电极反应式为:O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣
D.丁烷在放电时发生氧化反应
【答案】C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】解:A、丁烷失电子发生氧化反应,电极反应为:C4H10﹣26e﹣+13O2﹣=4CO2+5H2O,故A正确;
B、O2﹣定向移向负极,故B正确;
C、正极上通入空气,氧气得电子发生还原反应:O2﹣4e﹣=2O2﹣,故C错误;
D、丁烷在负极放电时发生氧化反应,故D正确;
故选C.
【分析】该燃料电池中,负极上丁烷失电子发生氧化反应,电极反应式为C4H10+13O2﹣﹣26e﹣=4CO2+5H2O,正极上得电子发生还原反应,电极反应式为O2﹣4e﹣=2O2﹣,所以电池反应式为2C4H10+13O2=8CO2+10H2O,由此分析解答.
3.某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在如图中,下列有关分析完全正确的是
( )
A B C D
a电极 阳极 阴极 阳极 阴极
d电极 正极 正极 负极 负极
Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】电解原理
【解析】【解答】解:根据图知,该装置有外接电源,所以属于电解池,根据电子流向知,c是负极、d是正极、a是阴极、b是阳极,电解时,电解质溶液中阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动,则Q是阳离子、P是阴离子,故选B.
【分析】根据图知,该装置有外接电源,所以属于电解池,根据电子流向知,c是负极、d是正极、a是阴极、b是阳极,电解时,电解质溶液中阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动,据此分析解答.
4.(2016高三上·山西开学考)现有A、B、C三种化合物,各取40g相混合,完全反应后,得18gB、49gC、还有D生成.现将20gA和11gB反应,能生成0.25mol D,则D的相对分子质量为( )
A.424 B.212 C.116.6 D.106
【答案】D
【知识点】化学式及其计算
【解析】【解答】解:40gA完全反应,参加反应的B的质量为40g﹣18g=22g,生成的C的质量为49g﹣40g=9g,根据质量守恒定律可知,生成的D的质量为40g+22g﹣9g=53g,
11gB完全反应需要A的质量为40g× =20g,小于22g,故22gA和11gB反应,B完全反应,故生成D的质量为53g× =26.5g,故D的摩尔质量为 =106g/mol,摩尔质量在数值上与相对分子质量相等,故D的相对分子质量为106,
故选D.
【分析】40gA完全反应,参加反应的B的质量为40g﹣18g=22g,生成的C的质量为49g﹣40g=9g,根据质量守恒定律计算生成的D的质量,根据质量定比定律,计算22gA和11gB反应,哪种物质有剩余,根据不足量的物质利用质量定比关系计算生成D的质量,再根据M= 计算D的摩尔质量.
5.(2016高三上·山西开学考)为了探索月球上是否有生命存在的痕迹,就要分析月球岩石中是否包藏有碳氢化合物(当然这仅仅是探索的第一步).科学家用氘盐酸(DCl)和重水(D2O)溶液处理月球岩石样品,对收集的气体加以分析,结果只发现有一些气体状态的碳氘化合物.这个实验不能用普通盐酸,其理由是( )
A.普通盐酸的酸性太强
B.普通盐酸具有挥发性
C.普通盐酸和月球岩石中的碳化物无法反应
D.无法区别岩石中原来含有的是碳化物,还是碳氢化合物
【答案】D
【知识点】氯、溴、碘及其化合物的综合应用
【解析】【解答】解:氘盐酸(DCl)与普通的盐酸都是氢元素与氯元素形成的化合物,已知同位素及其构成的化合物的化学性质基本相同,所以氘盐酸(DCl)与普通的盐酸化学性质基本相同,所以A、B、C项不正确,普通的盐酸中含有普通氢原子,无法区别岩石中原来含有的是含碳而不含普通氢的化合物,还是含碳和普通氢的化合物,故D正确;
故选D.
【分析】普通盐酸中含有普通氢原子会对岩石中氢原子的检验产生干扰,以此来解答.
6.(2015高二下·霍邱期中)有4种混合溶液,分别由等体积0.1mol/L的2种溶液混合而成:①CH3COONa与HCl;②CH3COONa与NaOH;③CH3COONa与NaCl;④CH3COONa与NaClO 下列各项排序正确的是( )
A.pH:②>③>④>①
B.c(CH3COO﹣):②>④>③>①
C.溶液中c(H+):①>③>②>④
D.c(CH3COOH):①>④>③>②
【答案】B
【知识点】离子浓度大小的比较
【解析】【解答】解:A、①CH3COONa与HCl等浓度混合生成醋酸和氯化钠,溶液的pH<7,②中有强碱氢氧化钠,溶液pH最大,③④都因盐的水解而显碱性,且④中次氯酸钠的水解程度大于醋酸钠,溶液的pH④③,所以各混合液中的pH大小为:②>④>③>①,故A错误;
B.因②中碱中的OH﹣抑制CH3COO﹣水解,则c(CH3C00﹣)最大,④中两种盐相互抑制水解,③中只有水解,而①中CH3COO﹣与酸结合生成弱电解质,则c(CH3C00﹣)最小,即c(CH3C00﹣)的大小顺序为:②>④>③>①,故B正确;
C.酸性越强,则溶液中C(H+)越大,pH越小,则四种混合液中的pH大小顺序为:②>④>③>①,c(H+)大小为:①>③>④>②,故C错误;
D、因水解程度越大,则生成的CH3COOH就多,则c(CH3COOH)③>④>②,而①中CH3COO﹣与酸结合生成弱电解质CH3COOH,则c(CH3COOH)最大,即c(CH3COOH)①>③>④>②,故D错误;
故选B.
【分析】根据溶液的溶质来分析酸碱性,一般酸与盐的溶液显酸性,碱与盐的溶液显碱性,则①中显酸性,②中显碱性,③中只有CH3COONa水解显碱性,④中两种物质都水解显碱性;溶液酸性越强,溶液pH越小,碱性越强,溶液的pH越大,然后根据盐的水解程度、溶液的酸碱性对选项进行分析解答.
7.(2016高三上·山西开学考)下列各项叙述中,正确的是( )
A.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子释放能量,由基态转化成激发态
B.价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族,是S区元素
C.所有原子任一能层的S电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不同
D.24Cr原子的电子排布式是:1s22s22p63s23p63d44s2
【答案】C
【知识点】原子核外电子的运动状态;原子结构的构造原理;原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】解:A.基态Mg的电子排布式为1s22s22p63s2,能量处于最低状态,当变为1s22s22p63p2时,电子发生跃迁,需要吸收能量,变为激发态,故A错误;
B.价电子排布为5s25p1的元素最外层电子数为3,电子层数是5,最后一个电子排在P轨道,所以该元素位于第五周期第ⅢA族,是P区元素,故B错误;
C.所有原子任一能层的S电子云轮廓图都是球形,能层越大,球的半径越大,故C正确;
D.24Cr原子的电子排布式是:1s22s22p63s23p63d54s1,半充满轨道能量较低,故D错误;
故选:C;
【分析】A.根据原子由基态转化成激发态,电子能量增大,需要吸收能量;
B.根据主族元素的周期序数=电子层数;最外层电子=主族序数;最后一个电子排在哪个轨道就属于哪个区;
C.S电子云轮廓图都是球形,但能层越大,球的半径越大;
D.根据电子排布式的书写方法来解答;
8.(2016高三上·山西开学考)有下列离子晶体空间结构示意图:●为阳离子,○为阴离子.以M代表阳离子,N代表阴离子,化学式为MN2的晶体结构为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】解:A、阳离子位于顶点和面心,晶胞中总共含有阳离子数目为 ,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子数目为1,则阳离子和阴离子的比值为4:1,化学式为M4N,故A错误;
B、有4个阳离子位于顶点,晶胞中平均含有阳离子数目为 ,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子数目为1,
则阳离子和阴离子的比值为 :1=1:2,化学式为MN2,故B正确;
C、有3个阳离子位于顶点,晶胞中平均含有阳离子数目为 ,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子数目为1,
则阳离子和阴离子的比值为 :1=3:8,化学式为M3N8,故C错误;
D、有8个阳离子位于顶点,晶胞中平均含有阳离子数目为 ,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子数目为1,则阳离子和阴离子的比值为1:1,化学式为MN,故D错误;
故选B.
【分析】利用均摊法计算化学式,题中离子处于三种位置,晶胞中位于顶点的离子平均含有 个,面心的离子平均含有 ,体心的离子为晶胞所独有.
9.(2016高二上·绥化期中)将相同物质的量的甲烷和氯气混合后,在漫射光的照射下充分反应,生成物中物质的量最大的是( )
A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl
【答案】D
【知识点】甲烷的化学性质
【解析】【解答】甲烷在发生取代反应时,除了生成有机物之外,还有氯化氢生成,且有几个氢原子,就生成几分子氯化氢,所以氯化氢的量最多.
故选:D.
【分析】甲烷第一步取代生成等量的HCl和一氯甲烷,在后续的取代中氯代甲烷总的物质的量不变,而HCl不断增多,因此其物质的量在生成物中最大.
10.(2016高三上·山西开学考)在25℃、101kPa条件下,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,则2C(s)+2H2(g)+O2(g)═CH3COOH(l)的反应热为( )
A.﹣488.3 kJ/mol B.+488.3 kJ/mol
C.﹣191 kJ/mol D.+191 kJ/mol
【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】解:25℃、101kPa下,H2(g)、C(s)和CH3COOH(l)的燃烧热分别是285.8kJ mol﹣1、393.5kJ mol﹣1和870.3kJ mol﹣1,
则H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=﹣285.8kJ mol﹣1①,
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.5kJ mol﹣1②,
CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣870.3kJ mol﹣1③,
由盖斯定律可知,①×2+②×2﹣③可得反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(1),其反应热为2×(﹣285.8kJ mol﹣1)+2×(﹣393.5kJ mol﹣1)+870.3kJ mol﹣1=﹣488.3KJ mol﹣1,
故选A.
【分析】根据燃烧热写出热化学方程式,再利用盖斯定律来计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(1)的反应热.
11.(2016高三上·山西开学考)亚硝酸钠(NaNO2)是一种具有咸味、有毒,且价格比食盐(NaCl)便宜的工业用盐,常被误作食盐使用,导致多起中毒事故发生.它的部分性质见如图,下列说法错误的是( )
A.右图所涉及到的化学反应都是氧化还原反应
B.N2H4极易溶于水,因为它是极性分子且与水分子之间易形成氢键
C.NaNO2与N2H4生成NaN3的反应方程式为:NaNO2+N2H4=NaN3+2H2O
D.可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠(NaNO2)
【答案】A
【知识点】氧化还原反应;亚硝酸盐
【解析】【解答】解:A.有电子转移的化学反应为氧化还原反应,其特征是有元素化合价升降,亚硝酸钠和氯化铵的反应中没有元素化合价升降,所以不属于氧化还原反应,故A错误;
B.氢键导致物质的溶解度增大,肼和水分子之间能形成氢键,所以促进肼溶解,则肼极易溶于水,故B正确;
C.亚硝酸钠和肼反应生成叠氮化钠和水,该反应中N元素化合价由+3价、﹣2价变为﹣ 价,转移电子数为 ,结合原子守恒配平方程式为NaNO2+N2H4=NaN3+2H2O,故C正确;
D.根据转化关系知,亚硝酸钠能和KI反应生成碘单质,碘与淀粉试液变蓝色,氯化钠和KI不反应,所以用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠(NaNO2),故D正确;
故选A.
【分析】A.有电子转移的化学反应为氧化还原反应,其特征是有元素化合价升降;
B.氢键导致物质的溶解度增大;
C.亚硝酸钠和肼反应生成叠氮化钠和水,该反应中N元素化合价由+3价、﹣2价变为﹣ 价;
D.亚硝酸钠能和KI反应生成碘单质,碘与淀粉试液变蓝色.
12.(2016高三上·山西开学考)四种短周期元素在周期表中的位置如图,其中M为地壳中含量最高的金属元素.下列说法不正确的是( )
A.原子半径Z<M
B.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱
C.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
D.Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族
【答案】B
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】解:M为地壳中含量最高的金属元素,则M为Al,结合元素在周期表的位置可知,X为Si,Y为N,Z为O,
A.电子层越多,原子半径越大,则原子半径Z<M,故A正确;
B.非金属性越强,对应最高价氧化物的水化物酸性越强,则Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的强,故B错误;
C.非金属性越强,对应氢化物越稳定,则X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱,故C正确;
D.O元素的原子结构中有2个电子层、最外层电子数为6,则Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族,故D正确;
故选B.
【分析】M为地壳中含量最高的金属元素,则M为Al,结合元素在周期表的位置可知,X为Si,Y为N,Z为O,
A.电子层越多,原子半径越大;
B.非金属性越强,对应最高价氧化物的水化物酸性越强;
C.非金属性越强,对应氢化物越稳定;
D.O元素的原子结构中有2个电子层、最外层电子数为6.
13.(2016高三上·山西开学考)如图装置,将溶液A逐滴加入固体B中,下列叙述正确的是( )
A.若A为浓盐酸,B为MnO2,C中盛品红溶液,则C中溶液不褪色
B.若A为醋酸,B为贝壳,C中盛过量澄清石灰水,则C中溶液变浑浊
C.若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛AlCl3溶液,则C中先产生白色沉淀,后沉淀又溶解
D.若A为浓硫酸,B为Na2SO3固体,C中盛石蕊试液,则C中溶液先变红后褪色
【答案】A,B
【知识点】常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】解:A、MnO2与浓盐酸反应需要加热才会生成Cl2,没有Cl2生成,所以C溶液无现象,故A正确;
B、醋酸酸性强于碳酸,醋酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,通入过量澄清石灰水变浑浊,故B正确;
C、生石灰溶于水反应放热生成NH3,NH3溶于水生成NH3 H2O,氢氧化铝不溶于弱碱,过量氨水与AlCl3溶液反应现象为产生白色沉淀,反应为AlCl3+3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl,故C错误;
D、浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体通入石蕊试液,二氧化硫溶于水生成亚硫酸,试液变红,但二氧化硫的漂白性具有选择性,不会使石蕊试液褪色,故D错误;
故选AB.
【分析】A、MnO2与浓盐酸反应需要加热才会生成Cl2,没有Cl2生成;
B、醋酸酸性强于碳酸,醋酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,通入过量澄清石灰水变浑浊;
C、生石灰溶于水反应放热生成NH3,NH3溶于水生成NH3 H2O,AlCl3与NH3 H2O生成Al(OH)3沉淀,NH3 H2O是弱碱,不会使沉淀溶解,所以只有白色沉淀生成;
D、浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体通入石蕊试液,二氧化硫溶于水生成亚硫酸,试液变红,但二氧化硫的漂白性具有选择性,不会使石蕊试液褪色.
14.(2016高三上·山西开学考)图是某有机物的球棍模型,下列关于该有机物的性质叙述中错误的是( )
A.能与NaOH发生反应,但不能与盐酸反应
B.能发生缩聚反应
C.能发生加成反应
D.能发生水解反应
【答案】A,D
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】解:根据球棍模型可知该有机物为C6H5﹣CH2﹣CH(NH2)﹣COOH,含有羧基,具有酸性,可与碱发生中和反应,含氨基,具有碱性,可与酸发生反应,含有苯环,可发生加成反应,可发生缩聚反应生成高分子化合物,不能发生水解反应.
故选AD.
【分析】根据球棍模型可知该有机物为C6H5﹣CH2﹣CH(NH2)﹣COOH,含有氨基,具有碱性,可与酸反应,含有羧基,具有酸性,可与碱反应,为氨基酸,可发生缩聚反应生成高分子化合物,以此解答该题.
15.(2016高三上·山西开学考)X、Y、Z、M、W为五种短周期元素.X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g/L;W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的一半.下列说法正确的是( )
A.原子半径:W>Z>Y>X>M
B.将XZ2通入W单质与水反应后的溶液中,一定只生成一种盐
C.由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物中一定有共价键可能有离子键
D.CaZ、CaM2、CaZ2等3种化合物中,阳离子和阴离子个数比均为1:2
【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】解:X、Y、Z、M、W为五种短周期元素,X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子,如果Z是F元素,则X是Be元素,根据最外层电子数之和知,Y是O元素,如果Z是O元素,则X是C元素,根据最外层电子数之和知,Y是N元素;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g L﹣1,则该化合物的摩尔质量是17g/mol,该化合物是NH3,所以Y是N元素、Z是O元素、X是C元素、M是H元素,W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的一半,则W的质子数= (6+7+8+1)=11,则W是Na元素,
A.同周期自左向右原子半径减小,同主族自上到下原子半径增大,故原子半径Na>C>N>O>H,即W>X>Y>Z>M,故A错误;
B.XZ2为CO2,W的单质为金属钠,钠与水反应生成氢氧化钠,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应可能生成碳酸钠或碳酸氢钠,故B错误;
C.X、Y、Z、M四种元素可形成化合物有:(NH4)2CO3、NH4HCO3、CO(NH2)2(尿素)等,所以四种元素形成的化合物中一定有共价键可能有离子键,故C正确;
D.CaZ2、CaM2、CaZ2分别为CaO、CaH2、CaO2,CaO中阳离子和阴离子个数比均为1:1,故D错误;
故选C.
【分析】X、Y、Z、M、W为五种短周期元素,X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子,如果Z是F元素,则X是Be元素,根据最外层电子数之和知,Y是O元素,如果Z是O元素,则X是C元素,根据最外层电子数之和知,Y是N元素;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g L﹣1,则该化合物的摩尔质量是17g/mol,该化合物是NH3,所以Y是N元素、Z是O元素、X是C元素、M是H元素,W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的一半,则W的质子数= (6+7+8+1)=11,则W是Na元素,再结合基本概念、物质结构分析解答.
二、分析题
16.(2016高三上·山西开学考)无机化合物A主要用于药物制造 在一定条件下,2.30g固体A与5.35gNH4Cl固体恰好完全反应,生成固体B和4.48L气体C(标准状况) 气体C极易溶于水得到碱性溶液,电解无水B可生成一种短周期元素的金属单质D和氯气 由文献资料知道:工业上物质A可用金属D与液态的C在硝酸铁催化下反应来制备,纯净的A物质为白色固体,但制得的粗品往往是灰色的;物质A的熔点390℃,沸点430℃,密度大于苯或甲苯,遇水反应剧烈,也要避免接触酸 酒精 在空气中A缓慢分解,对其加强热则猛烈分解,在750~800℃分解为化合物E和气体C
回答下列问题:
(1)A的化学式
(2)A与盐酸反应的化学方程式为
(3)A在750~800℃分解的方程式为 ,制得的粗品往往是灰色的,其可能的原因是
(4)久置的A可能大部分变质而不能使用,需要将其销毁 遇到这种情况,可用苯或甲苯将其覆盖,然后缓慢加入用苯或甲苯稀释过的无水乙醇,试解释其化学原理:
(5)工业制备单质D的流程图如下:
①步骤①中操作名称是
②试用平衡移动原理解释步骤②中减压的目的是
(6)写出D的重氢化合物与水反应的化学方程式为
【答案】(1)LiNH2
(2)LiNH2+2HCl=LiCl+NH4Cl
(3)3LiNH2 Li3N+2NH3;制得的产物中含有杂质铁
(4)LiNH2密度大于苯或甲苯且不溶于它们,所以可用苯或甲苯进行覆盖;乙醇羟基上的氢较活泼,故也可以跟LiNH2反应,方程式为LiNH2+C2H5OH﹣→C2H5OLi+NH3,但是由于醇羟基上的氢比水中氢不活泼,故此反应进行较缓慢,可将其销毁又不会有危险
(5)蒸发浓缩、冷却结晶;LiCl H2O(s) LiCl(s)+H2O(g),减小压强,有利于平衡向正方向移动,有利于无水LiCl的制备
(6)LiD+H2O=LiOH+HD↑
【知识点】无机物的推断
【解析】【解答】解:(1)根据上面的分析可知,A是LiNH2,故答案为:LiNH2;(2)根据化合物A(LiNH2)遇水强烈水解,能生成LiOH和NH3,所以其与盐酸反应生成LiCl、NH4Cl,反应方程式为:LiNH2+2HCl=LiCl+NH4Cl,故答案为:LiNH2+2HCl=LiCl+NH4Cl;(3)根据上面的分析可知,C为NH3,E应为Li3N,A在750~800℃分解为化合物E和气体C,反应方程式为:3LiNH2 Li3N+2NH3,制得的产物中含有杂质铁,使粗品往往是灰色,故答案为:3LiNH2 Li3N+2NH3 ;制得的产物中含有杂质铁;(4)LiNH2密度大于苯或甲苯且不溶于它们,所以可用苯或甲苯进行覆盖;乙醇羟基上的氢较活泼,故也可以跟LiNH2反应,方程式为LiNH2+C2H5OH﹣→C2H5OLi+NH3,但是由于醇羟基上的氢比水中氢不活泼,故此反应进行较缓慢,可将其销毁又不会有危险,
故答案为:LiNH2密度大于苯或甲苯且不溶于它们,所以可用苯或甲苯进行覆盖;乙醇羟基上的氢较活泼,故也可以跟LiNH2反应,方程式为LiNH2+C2H5OH﹣→C2H5OLi+NH3,但是由于醇羟基上的氢比水中氢不活泼,故此反应进行较缓慢,可将其销毁又不会有危险.(5)通过工业制备单质Li的流程图可知:步骤①是要从LiCl溶液获得LiCl﹒H2O晶体,所以,其操作应为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤.步骤②是要将LiCl﹒H2O晶体在减压、干燥的氯化氢气氛中加热(200℃)生成无水LiCl,然后经步骤③电解熔融的LiCl制得金属Li,则:①步骤①中的操作已经有过滤、洗涤,还应有“蒸发浓缩、冷却结晶”,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;②LiCl﹒H2O晶体脱去结晶水生成无水LiCl的反应:LiCl﹒H2O(s) LiCl (s)+H2O(g),是一个扩大气体体积的反应,所以减小压强,有利于平衡LiCl﹒H2O(s) LiCl (s)+H2O(g),向正方向移动,有利于无水LiCl的制备.故答案为:LiCl H2O(s) LiCl(s)+H2O(g),减小压强,有利于平衡向正方向移动,有利于无水LiCl的制备;(6)LiD中阳离子与水电离的氢氧根离子结合,而阳离子与水电离的氢离子结合,反应方程式为:LiD+H2O=LiOH+HD↑,故答案为:LiD+H2O=LiOH+HD↑.
【分析】在一定条件下,2.30g固体A与5.35gNH4Cl固体恰好完全反应,生成固体B和4.48L气体C (标准状况),气体C极易溶于水得到碱性溶液,可推知C为NH3,电解无水B可生成一种短周期元素的金属单质D和氯气,B为金属D氯化物,4.48L氨气的物质的量= =0.2mol,其质量=0.2mol×17g/mol=3.4g,根据质量守恒可知B的质量为2.3g+5.35g﹣3.4g=4.25g,NH4Cl的摩尔质量为53.5g/mol,5.35gNH4Cl为0.1mol,若D为ⅡA族金属,则固体A与NH4Cl固体反应可表为:A+NH4Cl→DCl2+NH3,根据Cl原子守恒,DCl2的物质的量=0.05mol,其摩尔质量= =85g/mol,D的相对分子质量=85﹣71=14,不符合题意,若D为ⅠA族金属,则固体A与NH4Cl固体反应可表为:A+NH4Cl→DCl+NH3,根据Cl原子守恒,DCl的物质的量=0.1mol,其摩尔质量= =42.5g/mol,D的相对分子质量=42.5﹣35.5=7,故D为Li,可推知B为LiCl,那么2.3g化合物A中含Li元素也为 0.1mol,再根据质量守恒和原子守恒(原子的种类和数目反应前后相同),则2.3gA中含有N原子为0.2mol﹣0.1mol=0.1mol,含有H原子为0.2mol×4﹣0.4mol=0.2mol,可推知A是LiNH2,LiNH2中N原子与H原子数目之比为1:2,NH3中N原子与H原子数目之比为1:3,故化合物E含有Li、N元素,应为Li3N,据此答题.
17.废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境.实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn 总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下:
(1)写出铜帽溶解时铜与加入的稀硫酸、30%H2O2反应的离子反应方程式: ;铜帽溶解完全后,需加热(至沸)将溶液中过量的H2O2除去.
(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H2O2 后溶液中Cu2+的含量.实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点.上述过程中反应的离子方程式如下:
2Cu2++4I﹣=2CuI(白色)↓+I2 2S2O32﹣+I2=2I﹣+S4O62﹣
①滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为 ;
②某同学称取1.0g电池铜帽进行实验,得到100.00mL含有Cu2+的溶液,量取20.00mL上述含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点.再重复操作实验3次,记录数据如下:
实验编号 1 2 3 4
V(Na2S2O3)(mL) 28.32 25.31 25.30 25.32
计算电池铜帽中Cu的质量分数为 ,(结果保留四位有效数字)若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,则所测定c (Cu2+)将会 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”);
(3)常温下,若向50mL 0.0001mol/L CuSO4溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液,生成了沉淀.已知KSP[Cu (OH)2]=2.0×10﹣20(mol/L)3,计算沉淀生成后溶液中c(Cu2+)= mol/L;
(4)已知pH>11 时Zn(OH)2 能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2﹣.下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0mol L﹣1计算).
开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Fe3+ 1.1 3.2
Fe2+ 1.8 8.8
Zn2+ 5.9 8.9
实验中可选用的试剂:30%H2O2、1.0mol L﹣1HNO3、1.0mol L﹣1NaOH.由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为:①向滤液中加入适量30% H2O2,使其充分反应;② ;③过滤;④ ;⑤过滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧.
【答案】(1)Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
(2)淀粉溶液;蓝色褪去;80.99%;偏大
(3)2×10﹣10
(4)滴加1.0mol L﹣1NaOH,调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全;向滤液中滴加1.0mol L﹣1NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】解:(1)因为双氧水在酸性溶液中先把铜氧化成氧化铜,当然这是一个微弱的反应,形成一个平衡,但是形成的氧化铜马上就会被稀硫酸溶解,平衡被打破,反应朝正方向进行,故而逐渐溶解,反应的离子方程式为:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;
故答案为:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;(2)①淀粉溶液为指示剂,当最后一滴Na2S2O3溶液滴入时,溶液蓝色褪去,半分钟颜色不变,说明滴定到达终点,
故答案为:淀粉溶液;蓝色褪去;②根据题中数据可知,第一次数据偏差较大,为偶然误差,应去掉,所以Na2S2O3标准溶液的体积为 mL=25.31mL,则消耗的Na2S2O3的物质的量为0.1000mol/L×0.02531L=0.002531mol,根据反应2Cu2++4I﹣═2CuI(白色)↓+I2、2S2O32﹣+I2═2I﹣+S4O62﹣得关系式2Cu2+~I2~2S2O32﹣,根据关系可求得铜元素的质量为0.002531mol× ×64g/mol=0.8099g,所以铜的质量分数为 ×100%=80.99%,若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,则加入碘离子后双氧水氧化碘离子产生的碘单质,会导致Na2S2O3标准溶液消耗偏大,则所测定c (Cu2+)将会偏大,
故答案为:80.99%;偏大;(3)常温下,若向50mL 0.0001mol/L CuSO4溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液,生成氢氧化铜沉淀,溶液中剩余的氢氧化钠的物质的量浓度为 =0.00001mol/L,所以c(Cu2+)= = mol/L=2×10﹣10mol/L,
故答案为:2×10﹣10;(4)由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为:①向滤液中加入30%H2O2,使其充分反应,目的使Fe2+转化完全为Fe3+;②滴加NaOH溶液,调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全,③过滤,④向滤液中滴加1.0mol L﹣1NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全,⑤过滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧,制得氧化锌,
故答案为:滴加1.0mol L﹣1NaOH,调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全;向滤液中滴加1.0mol L﹣1NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全.
【分析】废弃旧电池的铜帽加水超声洗涤去除表面的可溶性杂质,然后加入稀硫酸和双氧水,双氧水具有强氧化性,能在酸性条件下氧化铜生成铜盐,加入氢氧化钠降低酸性,然后加入足量的锌灰,由于锌的活泼性强于铜,故能把铜从其盐溶液中置换出来,剩余锌的化合物制备ZnO,(1)酸性条件下Cu与过氧化氢发生氧化还原反应生成硫酸铜和水;(2)①根据淀粉与碘单质作用变蓝解答;②根据题中数据可知,第一次数据偏差较大,为偶然误差,应去掉,所以Na2S2O3标准溶液的体积为 mL=25.31mL,则消耗的Na2S2O3的物质的量为0.1000mol/L×0.02531L=0.002531Lmol,根据反应2Cu2++4I﹣═2CuI(白色)↓+I2、2S2O32﹣+I2═2I﹣+S4O62﹣得关系式2Cu2+~I2~2S2O32﹣,根据关系可求得铜元素的质量,进而确定铜的质量分数,若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,则加入碘离子后双氧水氧化碘离子产生的碘单质,会导致Na2S2O3标准溶液消耗偏大,据此分析;(3)常温下,若向50mL 0.0001mol/L CuSO4溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液,生成氢氧化铜沉淀,溶液中剩余的氢氧化钠的物质的量浓度为 =0.00001mol/L,根据c(Cu2+)= 进行计算;(4)滴加H2O2溶液,使Fe2+转化完全为Fe3+,滴加NaOH溶液,形成氢氧化铁沉淀,除杂后形成氢氧化锌沉淀,过滤、洗涤、干燥900℃煅烧制得氧化锌.
三、计算题
18.(2016高三上·山西开学考)有机物A由碳、氢、氧三种元素组成.现取2.3gA与2.8L氧气(标准状况)在密闭容器中燃烧,燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气(假设反应物没有剩余).将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重2.7g,碱石灰增重2.2g.回答下列问题:
(1)2.3g A中所含氢原子、碳原子的物质的量各是多少?
(2)通过计算确定该有机物的分子式;
(3)试写出该有机物可能的结构简式.
【答案】(1)解:n(O2)= =0.125mol,m(O2)=0.125mol×32g/mol=4g,
根据质量守恒定律可得:m(有机物)+m(O2)=m(CO)+m(CO2)+m(H2O),
则:m(CO)=2.3g+4g﹣2.7g﹣2.2g=1.4g,
根据氧元素质量守恒可得2.3gA中O的质量等于产物中氧元素的总质量﹣氧气的质量,
为: + + ﹣4g=0.8g,
2.3gA中:n(C)= + =0.1mol,
n(H)=2n(H2O)=2× =0.3mol,
答:2.3g A中所含氢原子、碳原子的物质的量各是0.3mol、0.1mol;
(2)解:2.3gA中:n(C)= + =0.1mol,
n(H)=2× =0.3mol,
n(O)= =0.05mol,
所以2.3gA中C.H.O的原子个数比为0.1mol:0.3mol:0.05mol=2:6:1,
则实验式为C2H6O,达到饱和,则分子式为C2H6O,
答:该有机物的分子式为C2H6O;
(3)解:分子式为C2H6O,对应的结构简式可能为CH3CH2OH、CH3OCH3,
答:有机物可能的结构简式为CH3CH2OH、CH3OCH3.
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【分析】燃烧后生成一氧化碳,说明氧气不足,完全反应,根据浓硫酸增重可知水的质量,根据碱石灰增重可知二氧化碳的质量,根据质量守恒定律可知一氧化碳的质量,进而求得2.3gA中C、H、O的原子个数比以及A的分子式,以此解答该题.
19.(2016高三上·山西开学考)把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀,在所得的浊液中逐滴加入1mol L﹣1 HCl溶液,加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示,试回答:
(1)写出混合物溶于水时发生反应的离子方程式 、 .
(2)写出AB段反应的离子方程式 .B点的沉淀物的化学式为 .
(3)原混合物中AlCl3的物质的量是 mol,NaOH的质量是 g.
(4)Q点加入的HCl溶液体积是 mL.
【答案】(1)Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓;Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O
(2)AlO2﹣+H++H2O=Al(OH)3↓;Mg(OH)2和Al(OH)3
(3)0.02;5.20
(4)130
【知识点】离子方程式的有关计算
【解析】【解答】解:(1)向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸时,0﹣A时没有沉淀生成,说明溶液中NaOH过量,则铝离子完全转化为偏铝酸根离子,溶液中存在的沉淀为Mg(OH)2,反应的离子方程式为:Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓,Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O,故答案为:Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓,Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O;(2)向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸时,0﹣A时没有沉淀生成,说明溶液中NaOH过量,溶液中铝离子完全转化为偏铝酸根离子,溶液中存在的沉淀为Mg(OH)2;A﹣B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为H2O+AlO2﹣+H+=Al(OH)3↓,B点溶液中存在的溶质是氯化钠,沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3,故答案为:H2O+AlO2﹣+H+=Al(OH)3↓;Mg(OH)2、Al(OH)3;(3)A点沉淀的是氢氧化镁,则n(Mg(OH)2)= =0.02mol,根据Mg原子守恒得n(MgCl2)=n(Mg(OH)2)=0.02mol,氯化镁的质量为:0.02mol×95g/mol=1.90g;A﹣B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为H2O+AlO2﹣+H+=Al(OH)3↓,根据HCl的体积知,n(AlO2﹣)=n(HCl)=1mol/L×(0.03﹣0.01)L=0.02mol,根据铝原子守恒得n(AlCl3)=n(AlO2﹣)=0.02mol,由Na+离子和Cl﹣离子守恒得,原混合物中n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl﹣)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl)=0.02mol×2+0.02mol×3+0.03L×1mol/L=0.13mol,氢氧化钠的质量为:0.13mol×40g/mol=5.20g故答案为:0.02;5.20;(4)B﹣Q过程中,氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁,所以Q点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠,实际上相当于氢氧化钠和盐酸的反应,所以二者恰好反应时:n(NaOH)=n(HCl),则V(HCl)= ═0.13L=130mL,故答案为:130.
【分析】向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸时,0﹣A时没有沉淀生成,说明溶液中NaOH过量,则铝离子完全转化为偏铝酸根离子,溶液中存在的沉淀为Mg(OH)2;A﹣B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为H2O+AlO2﹣+H+=Al(OH)3↓,B点溶液中存在的溶质是氯化钠,沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3;B﹣Q过程中,氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁,所以Q点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠,(1)向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸时,0﹣A时没有沉淀生成,说明溶液中NaOH过量,则铝离子完全转化为偏铝酸根离子.镁离子全部反应生成氢氧化镁沉淀;(2)分析可知A﹣B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为H2O+AlO2﹣+H+=Al(OH)3↓,B点溶液中存在的溶质是氯化钠,沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3,(3)A点沉淀的是氢氧化镁,则n(Mg(OH)2)= =0.02mol,根据Mg原子守恒得n(MgCl2)=n(Mg(OH)2)=0.02mol,氯化镁的质量为:0.02mol×95g/mol=1.90g;A﹣B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为H2O+AlO2﹣+H+=Al(OH)3↓,根据HCl的体积知,n(AlO2﹣)=n(HCl)=1mol/L×(0.03﹣0.01)L=0.02mol,根据铝原子守恒得n(AlCl3)=n(AlO2﹣)=0.02mol,由Na+离子和Cl﹣离子守恒得,原混合物中n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl﹣)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl)计算得到氢氧化钠物质的量计算得到氢氧化钠的质量;(4)B﹣Q过程中,氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁,所以Q点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠,实际上相当于氢氧化钠和盐酸的反应,所以二者恰好反应时:n(NaOH)=n(HCl).
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