2018年高考理综化学真题试卷(北京卷)

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名称 2018年高考理综化学真题试卷(北京卷)
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文件大小 497.4KB
资源类型 试卷
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科目 化学
更新时间 2018-06-13 10:04:02

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2018年高考理综化学真题试卷(北京卷)
一、选择题
1.(2018·北京)下列我国科技成果所涉及物质的应用中,发生的不是化学变化的是(  )
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系
【解析】【解答】A.甲醇低温制氢气有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
B.氘、氚用作核聚变燃料,是核反应,不属于化学变化,符合题意;
C.偏二甲肼与N2O4反应生成CO2、N2和H2O,放出大量热,反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4 3N2↑+2CO2↑+4H2O,属于化学变化,不符合题意,不符合题意;
D.可燃冰是甲烷的结晶水合物,CH4燃烧生成CO2和H2O,放出大量热,反应的化学方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O,属于化学变化,不符合题意;
故答案为:B。
【分析】化学变化实质有新物质生成,发生化学反应的过程都是发生了化学变化,而核变既不是化学变化也不是物理变化。
2.(2018·北京)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
下列说法错误的是:(  )
A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B.CH4→CH3COOH过程中,有C-H键发生断裂
C.①→②放出能量并形成了C一C键
D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
【答案】D
【知识点】化学平衡的影响因素;探究吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A.根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH,总反应为CH4+CO2 CH3COOH,只有CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,A项不符合题意;
B.CH4选择性活化变为①过程中,有1个C-H键发生断裂,B项不符合题意;
C.根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量,对比①和②,①→②形成C-C键,C项不符合题意;
D.催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高反应物的平衡转化率,D项符合题意;
故答案为:D
【分析】原子利用率百分之百是指无副产物生成,一般其反应特点是是多生一的反应。催化剂降低了活化能,从而提高了活化分子百分数,同等程度的提高了反应速率,但不影响平衡。
3.(2018·北京)下列化学用语对事实的表述错误的是(  )
A.硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OH C17H35COOC2H5+H218O
B.常温时,0.1mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2O NH4++OH-
C.由Na和Cl形成离子键的过程:
D.电解精炼铜的阴极反应:Cu2+ +2e=Cu
【答案】A
【知识点】铜的电解精炼;离子键的形成;电解质在水溶液中的电离;酯化反应
【解析】【解答】A.酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”,硬脂酸与乙醇反应的化学方程式为C17H35COOH+C2H518OH C17H35CO18OC2H5+H2O,A项符合题意;
B.常温下0.1mol·L-1氨水的pH=11.1,溶液中c(OH-)=10-2.9mol·L-1<0.1mol·L-1,氨水为弱碱水溶液,电离方程式为NH3·H2O NH4++OH-,B项不符合题意;
C.Na原子最外层有1个电子,Na易失电子形成Na+,Cl原子最外层有7个电子,Cl易得电子形成Cl-,Na将最外层的1个电子转移给Cl,Na+与Cl-间形成离子键,C项不符合题意;
D.电解精炼铜时,精铜为阴极,粗铜为阳极,阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,D项不符合题意;
故答案为:A
【分析】A中根据有机反应机理,元素跟踪法进行判读。B中根据水的离子积进行计算,考查水的离子积的基本计算方法。
4.(2018·北京)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是(  )
A B C D
实验 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 Na2S溶液滴入AgCl浊液中 热铜丝插入稀硝酸中
现象 产生白色沉淀,随后变为红褐色 溶液变红,随后迅速褪色 沉淀由白色逐渐变为黑色 产生无色气体,随后变为红棕色
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】A.NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe(OH)2沉淀,白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,该反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应,不符合题意;
B.氯水中存在反应Cl2+H2O HCl+HClO,由于氯水呈酸性,石蕊溶液滴入后溶液先变红,红色褪色是HClO表现强氧化性,与有色物质发生氧化还原反应,不符合题意;
C.白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl,反应前后元素化合价不变,不是氧化还原反应,符合题意;
D.Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO气体和H2O,气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2,反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应,不符合题意;
故答案为:C
【分析】C中是沉淀间的转化,没有化合价的变化。氧化还原反应的基本判断方法是看元素化合价是否变化。考查氧化还原基本知识点。
5.(2018·北京)一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,广泛用作防护材料。其结构片段如下图
下列关于该高分子的说法正确的是(  )
A.完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境
B.完全水解产物的单个分子中,含有官能团一COOH或一NH2
C.氢键对该高分子的性能没有影响
D.结构简式为:
【答案】B
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点
【解析】【解答】A.芳纶纤维的结构片段中含肽键,完全水解产物的单个分子为 、 , 、 中苯环都只有1种化学环境的氢原子,A项不符合题意;
B.芳纶纤维的结构片段中含肽键,完全水解产物的单个分子为 、 ,含有的官能团为-COOH或-NH2,B项符合题意;
C.氢键对该分子的性能有影响,如影响沸点、密度、硬度等,C项不符合题意;
D.芳纶纤维的结构片段中含肽键,采用切割法分析其单体为 、 ,该高分子化合物由 、 通过缩聚反应形成,其结构简式为 ,D项不符合题意;
故答案为:B
【分析】注意有机化合物中肽键的水解,碳接羟基,氧接氢形成羧基和氨基。肽键的形成即是有羧基和氨基脱水缩合而成。本题实质考查蛋白质的基本性质。
6.(2018·北京)测定0.1mol·L-1Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。
时刻 ① ② ③ ④
温度/℃ 25 30 40 25
pH 9.66 9.52 9.37 9.25
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比试验,④产生白色沉淀多。下列说法错误的是(  )
A.Na SO3溶液中存在水解平衡:SO32-+H2O HSO-3+OH-
B.④的pH与①不同,是由于SO32-浓度减小造成的
C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D.①与④的Kw值相等
【答案】C
【知识点】影响盐类水解程度的主要因素;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.Na2SO3属于强碱弱酸盐,SO32-存在水解平衡:SO32-+H2O HSO3-+OH-、HSO3-+H2O H2SO3+OH-,A项不符合题意;
B.取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多,说明实验过程中部分Na2SO3被氧化成Na2SO4,①与④温度相同,④与①对比,SO32-浓度减小,溶液中c(OH-),④的pH小于①,即④的pH与①不同,是由于SO32-浓度减小造成的,B项不符合题意;
C.盐类水解为吸热过程,①→③的过程,升高温度SO32-水解平衡正向移动,c(SO32-)减小,水解平衡逆向移动,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响相反,C项符合题意;
D.Kw只与温度有关,①与④温度相同,Kw值相等,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】本题考查盐类水解的方程式书写,注意弱酸根离子的水解是分步,根据异性相吸弱水解,异性相吸得产物进行判断。书写。水解平衡影响类别化学平衡的影响,影响因素有温度和浓度。
7.(2018·北京)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
下列说法错误的是(  )
A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe
B.对比①②, k3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.对比②③,②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]无明显变化,②Fe附近的溶液中不含Fe2+,③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀,③Fe附近的溶液中含Fe2+,②中Fe被保护,A项不符合题意;
B.①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,Fe表面产生了Fe2+,对比①②的异同,①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2+,B项不符合题意;
C.对比①②,①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,①也能检验出Fe2+,不能用①的方法验证Zn保护Fe,C项不符合题意;
D.由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2+,将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼,D项符合题意;
故答案为:D
【分析】本题考查学生通过实验现象分析本质的能力,根据现象的不同,结合理论知识应该进行假设,从而发现可能的情况。实质是考查原电池的知识的基本应用。
二、非选择题
8.(2018·北京)8-羟基喹啉被广泛用作金属离子的洛合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。下图是8-羟基喹啉的合成路线。
已知:i.
ii.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。
(1)按官能团分类,A的类别是   。
(2)A→B的化学方程式是   。
(3)C可能的结构简式是   。
(4)C→D所需的试剂a是   。
(5)D→E的化学方程式是   。
(6)F→G的反应类型是   。
(7)将下列K→L的流程图补充完整:
(8)合成8-羟基喹啉时,L发生了   (填“氧化”或“还原”)反应,反应时还生成了水,则L与G物质的量之比为   。
【答案】(1)烯烃
(2)CH2=CHCH3+Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl
(3)HOCH2CHClCH2Cl、ClCH2CH(OH)CH2Cl
(4)NaOH水溶液
(5)HOCH2CH(OH)CH2OH CH2=CHCHO+2H2O
(6)取代反应
(7)
(8)氧化;3∶1
【知识点】合成有机高分子化合物的性质实验
【解析】【解答】A的分子式为C3H6,A的不饱和度为1,A与Cl2高温反应生成B,B与HOCl发生加成反应生成C,C的分子式为C3H6OCl2,B的分子式为C3H5Cl,B中含碳碳双键,A→B为取代反应,则A的结构简式为CH3CH=CH2;根据C、D的分子式,C→D为氯原子的取代反应,结合题给已知ii,C中两个Cl原子连接在两个不同的碳原子上,则A与Cl2高温下发生饱和碳上氢原子的取代反应,B的结构简式为CH2=CHCH2Cl、C的结构简式为HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl、D的结构简式为HOCH2CH(OH)CH2OH;D在浓硫酸、加热时消去2个“H2O”生成E;根据F→G→J和E+J→K,结合F、G、J的分子式以及K的结构简式,E+J→K为加成反应,则E的结构简式为CH2=CHCHO,F的结构简式为 、G的结构简式为 、J的结构简式为 ;K的分子式为C9H11NO2,L的分子式为C9H9NO,K→L的过程中脱去1个“H2O”,结合K→L的反应条件和题给已知i,K→L先发生加成反应、后发生消去反应,L的结构简式为 。
(1)A的结构简式为CH3CH=CH2,A中官能团为碳碳双键,按官能团分类,A的类别是烯烃。
(2)A→B为CH3CH=CH2与Cl2高温下的取代反应,反应的化学方程式为CH3CH=CH2+Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl。
(3)B与HOCl发生加成反应生成C,由于B关于碳碳双键不对称,C可能的结构简式为HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl。
(4)C→D为氯原子的水解反应,C→D所需的试剂a是NaOH、H2O,即NaOH水溶液。
(5)D→E为消去反应,反应的化学方程式为HOCH2CH(OH)CH2OH CH2=CHCHO+2H2O。
(6)F的结构简式为 、G的结构简式为 ,F→G的反应类型为取代反应。
(7)K的分子式为C9H11NO2,L的分子式为C9H9NO,对比K和L的分子式,K→L的过程中脱去1个“H2O”,结合K→L的反应条件和题给已知i,K先发生加成反应生成 , 发生消去反应生成L,补充的流程图为: → → 。
(8)根据流程L+G→J+8-羟基喹啉+H2O,即 + → + +H2O,对比L和8-羟基喹啉的结构简式,L发生了去氢的氧化反应。根据原子守恒,反应过程中L与G物质的量之比为3:1
【分析】本题考查有机合成的基本知识,考查学生对有机知识的迁移应用能力,入手点是有机物的官能团的变化,有机物的化学式的变化,有机反应条件三个方面进行综合推断,通过题意验证推理过程是否 合理。
9.(2018·北京)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:
已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。
溶解度:Ca5(PO4)3(OH)(1)上述流程中能加快反应速率的措施有   。
(2)磷精矿粉酸浸时发生反应:
①该反应体现出酸性关系: H3PO4    H2SO4(填“>”或“<”)。
②结合元素周期律解释①中结论:P和S电子层数相同,   。
(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式:   。
(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。800C后脱除率变化的原因:   。
(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO24-残留,原因是:   ;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是   。
(6)取ag所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用bmol·L-1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液cmL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是   。(已知:H3PO4摩尔质量为98g·mol-1)
【答案】(1)研磨、加热
(2)<;核电荷数P<S,原子半径P>S,得电子能力P<S,非金属性P<S
(3)2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O 10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑
(4)80 ℃后,H2O2分解速率大,浓度显著降低,导致有机碳脱除率下降
(5)CaSO4微溶;BaCO3+ +2H3PO4=BaSO4+CO2↑+H2O+2
(6) ×100%
【知识点】化学反应速率的影响因素;离子反应发生的条件;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】(1)研磨能增大反应物的接触面积,加快反应速率,加热,升高温度加快反应速率;流程中能加快反应速率的措施有:研磨、加热。
(2)①根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,酸性:H3PO4 H2SO4。
②用元素周期律解释酸性:H3PO4 H2SO4,P和S电子层数相同,核电荷数P S,原子半径P S,得电子能力P S,非金属性P S。
(3)根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,Ca5(PO4)3F与H2SO4反应生成HF、磷石膏和磷酸,生成HF的化学方程式为2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O 10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑。
(4)图示是相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率,80℃前温度升高反应速率加快,相同时间内有机碳脱除率增大;80℃后温度升高,H2O2分解速率大,H2O2浓度显著降低,反应速率减慢,相同条件下有机碳脱除率减小。
(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42-残留,原因是:CaSO4微溶于水。加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,因为BaSO4难溶于水,其中SO42-与BaCO3生成更难溶的BaSO4和CO32-,H3PO4的酸性强于H2CO3,在粗磷酸中CO32-转化成H2O和CO2,反应的离子方程式为BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。
(6)滴定终点生成Na2HPO4,则消耗的H3PO4与NaOH物质的量之比为1:2,n(H3PO4)= n(NaOH)= bmol/L c 10-3L= mol,m(H3PO4)= mol 98g/mol= g=0.049bcg,精制磷酸中H3PO4的质量分数为 。
【分析】本题属于常见的工业流程题,此类题根据流程中操作方法,流程产物进行判断推理除杂原理。注意流程中目标产物的制取,(1)中考查反应速率 的外界影响因素,CPT催 S基本知识。(2)中考查元素周期律的基本知识。
10.(2018·北京)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ: 2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) △H1=+551 KJ·mol-1
反应Ⅲ: S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3=-297 KJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:   。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。P2   P1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是   。
(3)Ⅰ-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+    =   +    +2I-
(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
①B是A的对比实验,则a=   。
②比较A、B、C,可得出的结论是   。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:   。
【答案】(1)3SO2(g)+2H2O (g)=2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2= 254kJ·mol 1
(2)>;反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,H2SO4 的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大
(3)SO2;SO42 ;4H+
(4)0.4;I 是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率;反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;化学平衡的调控;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】(1)根据过程,反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S,反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律,反应I+反应III得,2H2SO4(l)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g)ΔH=ΔH1+ΔH3=(+551kJ/mol)+(-297kJ/mol)=+254kJ/mol,反应II的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH=-254kJ/mol。
(2)在横坐标上任取一点,作纵坐标的平行线,可见温度相同时,p2时H2SO4物质的量分数大于p1时;反应II是气体分子数减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,H2SO4物质的量增加,体系总物质的量减小,H2SO4物质的量分数增大;则p2 p1。
(3)反应II的总反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S,I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,催化剂在反应前后质量和化学性质不变,(总反应-反应i) 2得,反应ii的离子方程式为I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。
(4)①B是A的对比实验,采用控制变量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A与B中KI浓度应相等,则a=0.4。
②对比A与B,加入H+可以加快SO2歧化反应的速率;对比B与C,单独H+不能催化SO2的歧化反应;比较A、B、C,可得出的结论是:I 是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率。
③对比D和A,D中加入KI的浓度小于A,D中多加了I2,反应i消耗H+和I-,反应ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快”,反应速率D A,由此可见,反应ii比反应i速率快,反应ii产生H+使c(H+)增大,从而反应i加快
【分析】本题考查盖斯定律的应用,化学反应平衡图像的应用。氧化还原反应方程式的书写。反应速率的影响。解题时注意考查的基本知识点要熟练,不能应题的变化而让所学知识混肴,模糊。根据平衡影响三因素 ,速率影响两因素进行解题。
11.(2018·北京)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液:具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O ,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是   (锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂     。
③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有   。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2,为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
Ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有   离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由   产生(用方程式表示)。
Ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-,用KOH溶液洗涤的目的是   。
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl     (填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和 的氧化性强弱关系相反,原因是   。
③资料表明,酸性溶液中的氧化性 >MnO4-,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性 > MnO4-,若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。理由或方案:   。
【答案】(1)2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O;;Cl2+2OH =Cl +ClO +H2O
(2)Fe3+;4FeO42 +20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O;排除ClO 的干扰;>;溶液的酸碱性不同;若能,理由:FeO42 在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色一定是MnO4 的颜色(若不能,方案:向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;离子反应发生的条件;常见离子的检验
【解析】【解答】(1)①A为氯气发生装置,KMnO4与浓盐酸反应时,锰被还原为Mn2+,浓盐酸被氧化成Cl2,KMnO4与浓盐酸反应生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
②由于盐酸具有挥发性,所得Cl2中混有HCl和H2O(g),HCl会消耗Fe(OH)3、KOH,用饱和食盐水除去HCl,除杂装置B为 。
③ C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,还有Cl2与KOH的反应,Cl2与KOH反应的化学方程式为Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
(2)①根据上述制备反应,C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,还可能含有KClO等。
i.方案I加入KSCN溶液,溶液变红说明a中含Fe3+。但Fe3+的产生不能判断K2FeO4与Cl-发生了反应,根据题意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2,自身被还原成Fe3+,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,可能的反应为4FeO42-+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O。
ii.产生Cl2还可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,即KClO的存在干扰判断;K2FeO4微溶于KOH溶液,用KOH溶液洗涤的目的是除去KClO、排除ClO-的干扰,同时保持K2FeO4稳定存在。
②制备K2FeO4的原理为3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,在该反应中Cl元素的化合价由0价降至-1价,Cl2是氧化剂,Fe元素的化合价由+3价升至+6价,Fe(OH)3是还原剂,K2FeO4为氧化产物,根据同一反应中,氧化性:氧化剂 氧化产物,得出氧化性Cl2 FeO42-;方案II的反应为2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O,实验表明,Cl2和FeO42-氧化性强弱关系相反;对比两个反应的条件,制备K2FeO4在碱性条件下,方案II在酸性条件下;说明溶液的酸碱性的不同影响物质氧化性的强弱。
③该小题为开放性试题。若能,根据题意K2FeO4在足量H2SO4溶液中会转化为Fe3+和O2,最后溶液中不存在FeO42-,溶液振荡后呈浅紫色一定是MnO4-的颜色,说明FeO42-将Mn2+氧化成MnO4-,所以该实验方案能证明氧化性FeO42- MnO4-。(或不能,因为溶液b呈紫色,溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中,c(FeO42-)变小,溶液的紫色也会变浅;则设计一个空白对比的实验方案,方案为:向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)
【分析】本题主要考查氧化还原反应的应用,根据升降守恒,氧化还原反应的实质及特征判断产物,书写方程式。其次对于离子的检验需要注意杂质离子 干扰及检验时须有明显的现象出现。
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2018年高考理综化学真题试卷(北京卷)
一、选择题
1.(2018·北京)下列我国科技成果所涉及物质的应用中,发生的不是化学变化的是(  )
A.A B.B C.C D.D
2.(2018·北京)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
下列说法错误的是:(  )
A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B.CH4→CH3COOH过程中,有C-H键发生断裂
C.①→②放出能量并形成了C一C键
D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
3.(2018·北京)下列化学用语对事实的表述错误的是(  )
A.硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OH C17H35COOC2H5+H218O
B.常温时,0.1mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2O NH4++OH-
C.由Na和Cl形成离子键的过程:
D.电解精炼铜的阴极反应:Cu2+ +2e=Cu
4.(2018·北京)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是(  )
A B C D
实验 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 Na2S溶液滴入AgCl浊液中 热铜丝插入稀硝酸中
现象 产生白色沉淀,随后变为红褐色 溶液变红,随后迅速褪色 沉淀由白色逐渐变为黑色 产生无色气体,随后变为红棕色
A.A B.B C.C D.D
5.(2018·北京)一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,广泛用作防护材料。其结构片段如下图
下列关于该高分子的说法正确的是(  )
A.完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境
B.完全水解产物的单个分子中,含有官能团一COOH或一NH2
C.氢键对该高分子的性能没有影响
D.结构简式为:
6.(2018·北京)测定0.1mol·L-1Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。
时刻 ① ② ③ ④
温度/℃ 25 30 40 25
pH 9.66 9.52 9.37 9.25
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比试验,④产生白色沉淀多。下列说法错误的是(  )
A.Na SO3溶液中存在水解平衡:SO32-+H2O HSO-3+OH-
B.④的pH与①不同,是由于SO32-浓度减小造成的
C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D.①与④的Kw值相等
7.(2018·北京)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
下列说法错误的是(  )
A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe
B.对比①②, k3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼
二、非选择题
8.(2018·北京)8-羟基喹啉被广泛用作金属离子的洛合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。下图是8-羟基喹啉的合成路线。
已知:i.
ii.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。
(1)按官能团分类,A的类别是   。
(2)A→B的化学方程式是   。
(3)C可能的结构简式是   。
(4)C→D所需的试剂a是   。
(5)D→E的化学方程式是   。
(6)F→G的反应类型是   。
(7)将下列K→L的流程图补充完整:
(8)合成8-羟基喹啉时,L发生了   (填“氧化”或“还原”)反应,反应时还生成了水,则L与G物质的量之比为   。
9.(2018·北京)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:
已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。
溶解度:Ca5(PO4)3(OH)(1)上述流程中能加快反应速率的措施有   。
(2)磷精矿粉酸浸时发生反应:
①该反应体现出酸性关系: H3PO4    H2SO4(填“>”或“<”)。
②结合元素周期律解释①中结论:P和S电子层数相同,   。
(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式:   。
(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。800C后脱除率变化的原因:   。
(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO24-残留,原因是:   ;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是   。
(6)取ag所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用bmol·L-1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液cmL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是   。(已知:H3PO4摩尔质量为98g·mol-1)
10.(2018·北京)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ: 2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) △H1=+551 KJ·mol-1
反应Ⅲ: S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3=-297 KJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:   。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。P2   P1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是   。
(3)Ⅰ-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+    =   +    +2I-
(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
①B是A的对比实验,则a=   。
②比较A、B、C,可得出的结论是   。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:   。
11.(2018·北京)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液:具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O ,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是   (锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂     。
③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有   。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2,为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
Ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有   离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由   产生(用方程式表示)。
Ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-,用KOH溶液洗涤的目的是   。
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl     (填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和 的氧化性强弱关系相反,原因是   。
③资料表明,酸性溶液中的氧化性 >MnO4-,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性 > MnO4-,若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。理由或方案:   。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系
【解析】【解答】A.甲醇低温制氢气有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
B.氘、氚用作核聚变燃料,是核反应,不属于化学变化,符合题意;
C.偏二甲肼与N2O4反应生成CO2、N2和H2O,放出大量热,反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4 3N2↑+2CO2↑+4H2O,属于化学变化,不符合题意,不符合题意;
D.可燃冰是甲烷的结晶水合物,CH4燃烧生成CO2和H2O,放出大量热,反应的化学方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O,属于化学变化,不符合题意;
故答案为:B。
【分析】化学变化实质有新物质生成,发生化学反应的过程都是发生了化学变化,而核变既不是化学变化也不是物理变化。
2.【答案】D
【知识点】化学平衡的影响因素;探究吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A.根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH,总反应为CH4+CO2 CH3COOH,只有CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,A项不符合题意;
B.CH4选择性活化变为①过程中,有1个C-H键发生断裂,B项不符合题意;
C.根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量,对比①和②,①→②形成C-C键,C项不符合题意;
D.催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高反应物的平衡转化率,D项符合题意;
故答案为:D
【分析】原子利用率百分之百是指无副产物生成,一般其反应特点是是多生一的反应。催化剂降低了活化能,从而提高了活化分子百分数,同等程度的提高了反应速率,但不影响平衡。
3.【答案】A
【知识点】铜的电解精炼;离子键的形成;电解质在水溶液中的电离;酯化反应
【解析】【解答】A.酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”,硬脂酸与乙醇反应的化学方程式为C17H35COOH+C2H518OH C17H35CO18OC2H5+H2O,A项符合题意;
B.常温下0.1mol·L-1氨水的pH=11.1,溶液中c(OH-)=10-2.9mol·L-1<0.1mol·L-1,氨水为弱碱水溶液,电离方程式为NH3·H2O NH4++OH-,B项不符合题意;
C.Na原子最外层有1个电子,Na易失电子形成Na+,Cl原子最外层有7个电子,Cl易得电子形成Cl-,Na将最外层的1个电子转移给Cl,Na+与Cl-间形成离子键,C项不符合题意;
D.电解精炼铜时,精铜为阴极,粗铜为阳极,阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,D项不符合题意;
故答案为:A
【分析】A中根据有机反应机理,元素跟踪法进行判读。B中根据水的离子积进行计算,考查水的离子积的基本计算方法。
4.【答案】C
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】A.NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe(OH)2沉淀,白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,该反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应,不符合题意;
B.氯水中存在反应Cl2+H2O HCl+HClO,由于氯水呈酸性,石蕊溶液滴入后溶液先变红,红色褪色是HClO表现强氧化性,与有色物质发生氧化还原反应,不符合题意;
C.白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl,反应前后元素化合价不变,不是氧化还原反应,符合题意;
D.Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO气体和H2O,气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2,反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应,不符合题意;
故答案为:C
【分析】C中是沉淀间的转化,没有化合价的变化。氧化还原反应的基本判断方法是看元素化合价是否变化。考查氧化还原基本知识点。
5.【答案】B
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点
【解析】【解答】A.芳纶纤维的结构片段中含肽键,完全水解产物的单个分子为 、 , 、 中苯环都只有1种化学环境的氢原子,A项不符合题意;
B.芳纶纤维的结构片段中含肽键,完全水解产物的单个分子为 、 ,含有的官能团为-COOH或-NH2,B项符合题意;
C.氢键对该分子的性能有影响,如影响沸点、密度、硬度等,C项不符合题意;
D.芳纶纤维的结构片段中含肽键,采用切割法分析其单体为 、 ,该高分子化合物由 、 通过缩聚反应形成,其结构简式为 ,D项不符合题意;
故答案为:B
【分析】注意有机化合物中肽键的水解,碳接羟基,氧接氢形成羧基和氨基。肽键的形成即是有羧基和氨基脱水缩合而成。本题实质考查蛋白质的基本性质。
6.【答案】C
【知识点】影响盐类水解程度的主要因素;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.Na2SO3属于强碱弱酸盐,SO32-存在水解平衡:SO32-+H2O HSO3-+OH-、HSO3-+H2O H2SO3+OH-,A项不符合题意;
B.取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多,说明实验过程中部分Na2SO3被氧化成Na2SO4,①与④温度相同,④与①对比,SO32-浓度减小,溶液中c(OH-),④的pH小于①,即④的pH与①不同,是由于SO32-浓度减小造成的,B项不符合题意;
C.盐类水解为吸热过程,①→③的过程,升高温度SO32-水解平衡正向移动,c(SO32-)减小,水解平衡逆向移动,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响相反,C项符合题意;
D.Kw只与温度有关,①与④温度相同,Kw值相等,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】本题考查盐类水解的方程式书写,注意弱酸根离子的水解是分步,根据异性相吸弱水解,异性相吸得产物进行判断。书写。水解平衡影响类别化学平衡的影响,影响因素有温度和浓度。
7.【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.对比②③,②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]无明显变化,②Fe附近的溶液中不含Fe2+,③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀,③Fe附近的溶液中含Fe2+,②中Fe被保护,A项不符合题意;
B.①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,Fe表面产生了Fe2+,对比①②的异同,①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2+,B项不符合题意;
C.对比①②,①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,①也能检验出Fe2+,不能用①的方法验证Zn保护Fe,C项不符合题意;
D.由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2+,将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼,D项符合题意;
故答案为:D
【分析】本题考查学生通过实验现象分析本质的能力,根据现象的不同,结合理论知识应该进行假设,从而发现可能的情况。实质是考查原电池的知识的基本应用。
8.【答案】(1)烯烃
(2)CH2=CHCH3+Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl
(3)HOCH2CHClCH2Cl、ClCH2CH(OH)CH2Cl
(4)NaOH水溶液
(5)HOCH2CH(OH)CH2OH CH2=CHCHO+2H2O
(6)取代反应
(7)
(8)氧化;3∶1
【知识点】合成有机高分子化合物的性质实验
【解析】【解答】A的分子式为C3H6,A的不饱和度为1,A与Cl2高温反应生成B,B与HOCl发生加成反应生成C,C的分子式为C3H6OCl2,B的分子式为C3H5Cl,B中含碳碳双键,A→B为取代反应,则A的结构简式为CH3CH=CH2;根据C、D的分子式,C→D为氯原子的取代反应,结合题给已知ii,C中两个Cl原子连接在两个不同的碳原子上,则A与Cl2高温下发生饱和碳上氢原子的取代反应,B的结构简式为CH2=CHCH2Cl、C的结构简式为HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl、D的结构简式为HOCH2CH(OH)CH2OH;D在浓硫酸、加热时消去2个“H2O”生成E;根据F→G→J和E+J→K,结合F、G、J的分子式以及K的结构简式,E+J→K为加成反应,则E的结构简式为CH2=CHCHO,F的结构简式为 、G的结构简式为 、J的结构简式为 ;K的分子式为C9H11NO2,L的分子式为C9H9NO,K→L的过程中脱去1个“H2O”,结合K→L的反应条件和题给已知i,K→L先发生加成反应、后发生消去反应,L的结构简式为 。
(1)A的结构简式为CH3CH=CH2,A中官能团为碳碳双键,按官能团分类,A的类别是烯烃。
(2)A→B为CH3CH=CH2与Cl2高温下的取代反应,反应的化学方程式为CH3CH=CH2+Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl。
(3)B与HOCl发生加成反应生成C,由于B关于碳碳双键不对称,C可能的结构简式为HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl。
(4)C→D为氯原子的水解反应,C→D所需的试剂a是NaOH、H2O,即NaOH水溶液。
(5)D→E为消去反应,反应的化学方程式为HOCH2CH(OH)CH2OH CH2=CHCHO+2H2O。
(6)F的结构简式为 、G的结构简式为 ,F→G的反应类型为取代反应。
(7)K的分子式为C9H11NO2,L的分子式为C9H9NO,对比K和L的分子式,K→L的过程中脱去1个“H2O”,结合K→L的反应条件和题给已知i,K先发生加成反应生成 , 发生消去反应生成L,补充的流程图为: → → 。
(8)根据流程L+G→J+8-羟基喹啉+H2O,即 + → + +H2O,对比L和8-羟基喹啉的结构简式,L发生了去氢的氧化反应。根据原子守恒,反应过程中L与G物质的量之比为3:1
【分析】本题考查有机合成的基本知识,考查学生对有机知识的迁移应用能力,入手点是有机物的官能团的变化,有机物的化学式的变化,有机反应条件三个方面进行综合推断,通过题意验证推理过程是否 合理。
9.【答案】(1)研磨、加热
(2)<;核电荷数P<S,原子半径P>S,得电子能力P<S,非金属性P<S
(3)2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O 10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑
(4)80 ℃后,H2O2分解速率大,浓度显著降低,导致有机碳脱除率下降
(5)CaSO4微溶;BaCO3+ +2H3PO4=BaSO4+CO2↑+H2O+2
(6) ×100%
【知识点】化学反应速率的影响因素;离子反应发生的条件;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】(1)研磨能增大反应物的接触面积,加快反应速率,加热,升高温度加快反应速率;流程中能加快反应速率的措施有:研磨、加热。
(2)①根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,酸性:H3PO4 H2SO4。
②用元素周期律解释酸性:H3PO4 H2SO4,P和S电子层数相同,核电荷数P S,原子半径P S,得电子能力P S,非金属性P S。
(3)根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,Ca5(PO4)3F与H2SO4反应生成HF、磷石膏和磷酸,生成HF的化学方程式为2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O 10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑。
(4)图示是相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率,80℃前温度升高反应速率加快,相同时间内有机碳脱除率增大;80℃后温度升高,H2O2分解速率大,H2O2浓度显著降低,反应速率减慢,相同条件下有机碳脱除率减小。
(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42-残留,原因是:CaSO4微溶于水。加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,因为BaSO4难溶于水,其中SO42-与BaCO3生成更难溶的BaSO4和CO32-,H3PO4的酸性强于H2CO3,在粗磷酸中CO32-转化成H2O和CO2,反应的离子方程式为BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。
(6)滴定终点生成Na2HPO4,则消耗的H3PO4与NaOH物质的量之比为1:2,n(H3PO4)= n(NaOH)= bmol/L c 10-3L= mol,m(H3PO4)= mol 98g/mol= g=0.049bcg,精制磷酸中H3PO4的质量分数为 。
【分析】本题属于常见的工业流程题,此类题根据流程中操作方法,流程产物进行判断推理除杂原理。注意流程中目标产物的制取,(1)中考查反应速率 的外界影响因素,CPT催 S基本知识。(2)中考查元素周期律的基本知识。
10.【答案】(1)3SO2(g)+2H2O (g)=2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2= 254kJ·mol 1
(2)>;反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,H2SO4 的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大
(3)SO2;SO42 ;4H+
(4)0.4;I 是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率;反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;化学平衡的调控;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】(1)根据过程,反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S,反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律,反应I+反应III得,2H2SO4(l)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g)ΔH=ΔH1+ΔH3=(+551kJ/mol)+(-297kJ/mol)=+254kJ/mol,反应II的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH=-254kJ/mol。
(2)在横坐标上任取一点,作纵坐标的平行线,可见温度相同时,p2时H2SO4物质的量分数大于p1时;反应II是气体分子数减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,H2SO4物质的量增加,体系总物质的量减小,H2SO4物质的量分数增大;则p2 p1。
(3)反应II的总反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S,I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,催化剂在反应前后质量和化学性质不变,(总反应-反应i) 2得,反应ii的离子方程式为I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。
(4)①B是A的对比实验,采用控制变量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A与B中KI浓度应相等,则a=0.4。
②对比A与B,加入H+可以加快SO2歧化反应的速率;对比B与C,单独H+不能催化SO2的歧化反应;比较A、B、C,可得出的结论是:I 是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率。
③对比D和A,D中加入KI的浓度小于A,D中多加了I2,反应i消耗H+和I-,反应ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快”,反应速率D A,由此可见,反应ii比反应i速率快,反应ii产生H+使c(H+)增大,从而反应i加快
【分析】本题考查盖斯定律的应用,化学反应平衡图像的应用。氧化还原反应方程式的书写。反应速率的影响。解题时注意考查的基本知识点要熟练,不能应题的变化而让所学知识混肴,模糊。根据平衡影响三因素 ,速率影响两因素进行解题。
11.【答案】(1)2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O;;Cl2+2OH =Cl +ClO +H2O
(2)Fe3+;4FeO42 +20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O;排除ClO 的干扰;>;溶液的酸碱性不同;若能,理由:FeO42 在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色一定是MnO4 的颜色(若不能,方案:向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;离子反应发生的条件;常见离子的检验
【解析】【解答】(1)①A为氯气发生装置,KMnO4与浓盐酸反应时,锰被还原为Mn2+,浓盐酸被氧化成Cl2,KMnO4与浓盐酸反应生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
②由于盐酸具有挥发性,所得Cl2中混有HCl和H2O(g),HCl会消耗Fe(OH)3、KOH,用饱和食盐水除去HCl,除杂装置B为 。
③ C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,还有Cl2与KOH的反应,Cl2与KOH反应的化学方程式为Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
(2)①根据上述制备反应,C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,还可能含有KClO等。
i.方案I加入KSCN溶液,溶液变红说明a中含Fe3+。但Fe3+的产生不能判断K2FeO4与Cl-发生了反应,根据题意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2,自身被还原成Fe3+,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,可能的反应为4FeO42-+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O。
ii.产生Cl2还可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,即KClO的存在干扰判断;K2FeO4微溶于KOH溶液,用KOH溶液洗涤的目的是除去KClO、排除ClO-的干扰,同时保持K2FeO4稳定存在。
②制备K2FeO4的原理为3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,在该反应中Cl元素的化合价由0价降至-1价,Cl2是氧化剂,Fe元素的化合价由+3价升至+6价,Fe(OH)3是还原剂,K2FeO4为氧化产物,根据同一反应中,氧化性:氧化剂 氧化产物,得出氧化性Cl2 FeO42-;方案II的反应为2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O,实验表明,Cl2和FeO42-氧化性强弱关系相反;对比两个反应的条件,制备K2FeO4在碱性条件下,方案II在酸性条件下;说明溶液的酸碱性的不同影响物质氧化性的强弱。
③该小题为开放性试题。若能,根据题意K2FeO4在足量H2SO4溶液中会转化为Fe3+和O2,最后溶液中不存在FeO42-,溶液振荡后呈浅紫色一定是MnO4-的颜色,说明FeO42-将Mn2+氧化成MnO4-,所以该实验方案能证明氧化性FeO42- MnO4-。(或不能,因为溶液b呈紫色,溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中,c(FeO42-)变小,溶液的紫色也会变浅;则设计一个空白对比的实验方案,方案为:向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)
【分析】本题主要考查氧化还原反应的应用,根据升降守恒,氧化还原反应的实质及特征判断产物,书写方程式。其次对于离子的检验需要注意杂质离子 干扰及检验时须有明显的现象出现。
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