湖南省名校联盟2020-2021学年高三下学期化学开学考试试卷(新高考)

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名称 湖南省名校联盟2020-2021学年高三下学期化学开学考试试卷(新高考)
格式 zip
文件大小 871.4KB
资源类型 试卷
版本资源
科目 化学
更新时间 2021-04-22 16:06:23

文档简介

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湖南省名校联盟2020-2021学年高三下学期化学开学考试试卷(新高考)
一、单选题
1.(2021高三下·湖南开学考)下列诗句或谚语都与化学现象有关,下列说法错误的是(  )
A."忽闻海上有仙山,山在虚无缥缈间"的海市蜃楼是一种自然现象,与胶体知识有关
B."落汤螃蟹着红袍"肯定发生了化学变化
C."滴水石穿"包含化学变化,而"绳锯木断"则不包含化学变化
D.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”是发生了复分解反应
【答案】D
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系
【解析】【解答】A.含有水汽的空气属于胶体,海市蜃楼是光线在延直线方向密度不同的气层中,经过折射造成的结果,故A不符合题意。
B.龙虾和螃蟹被煮熟时,它们壳里面的一种蛋白质-甲壳蛋白会受热分解,释放出一种类似于胡萝卜素的色素物质,有新物质生成,属于化学变化,故B不符合题意;
C.石头大多含有碳酸钙,碳酸钙能与水,二氧化碳反应生成Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2是可溶性物质,属于化学变化,而“绳锯木断”没有新物质生成,属于物理变化,故C不符合题意;
D.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”过程发生的反应为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu,属于置换反应,不是复分解反应,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.考查的是气溶胶
B.由生到熟的过程是化学变化
C.前者产生了新物质,后者并未产生新物质
D.考查的是反应类型
2.(2021高三下·湖南开学考)Mg(NH)2可发生水解:Mg(NH)2+2H2O=N2H4+Mg(OH)2。下列表示相关微粒的化学用语正确的是(  )
A.中子数为8的氧原子: O B.N2H4的结构式:
C.Mg2+的结构示意图: D.H2O的电子式:
【答案】D
【知识点】结构式;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.中子数为8的O原子,质量数=质子数+中子数=8+8=16,中子数为8的O原子: O,故A不符合题意;
B.N2H4为联氨,是共价化合物,氮原子和氢原子形成共价键,氮原子和氮原子间也形成共价键,结构式为: ,故B不符合题意;
C.Mg的结构示意图: ,Mg2+的结构示意图为 ,故C不符合题意;
D.H2O分子中氢原子与氧原子之间形成1对共用电子对,电子式: ,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】在元素符号做下架表示的是质子数,左上角是质量数,质量数=质子数+中子数。
3.(2019·全国Ⅰ卷)关于化合物2 苯基丙烯( ),下列说法正确的是(  )
A.不能使稀高锰酸钾溶液褪色 B.可以发生加成聚合反应
C.分子中所有原子共平面 D.易溶于水及甲苯
【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.根据题目中的结构简式可以判断出含有碳碳双键,所以能使高锰酸钾褪色。故A错误,不符合题意。
B.含有碳碳双键所以能发生加聚反应。故B正确,符合题意。
C.由于结构简式中含有甲基,根据甲基中碳原子杂化为sp3判断所有原子不共面,故C错误,不符合题意。
D.由于分子中官能团是碳碳双键的烃,没有亲水基团,所以难溶于水,易溶于有机溶剂。
故正确答案:B。
【分析】此题根据有机物中的官能团来判断有机物的性质,根据碳碳双键进行判断其化学性质及物理性质。
4.(2021高三下·湖南开学考)设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是(  )
A.2.8g14N2与14C16O的混合物中,中子数目为 1.4NA
B.含 0. 1 molFeCl3的溶液与0. 1mol 锌充分反应,转移电子数为0.1NA
C.标准状况下,5.6gC4H8中 C-C 的数目可能为0.4NA
D.某温度下,1LpH=9 的 Na2CO3 溶液中,水电离产生的OH-数目为10-5NA
【答案】C
【知识点】物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A. 14N2的摩尔质量为28g/mol,一个分子中有14个中子,14C16O的摩尔质量为30g/mol,一个分子中有16个中子,二者的的摩尔质量和中子数都不同,2.8g混合物中,中子数目不为 1.4NA,故A不符合题意;
B.含 0.1molFeCl3的溶液与0. 1 mol 锌充分反应,方程式为Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+,锌过量,0. 1mol FeCl3完全反应转化为0.1 mol FeCl2,消耗0.05molZn,过量的锌继续与亚铁离子反应,Zn+Fe2+=Zn2++Fe,剩余0.05mol锌只能消耗0.05mol FeCl2,即氯化亚铁过量,整个过程中,0.1mol的锌完全反应,转移电子数为0.1mol×2×NA=0.2NA,故B不符合题意;
C.5.6gC4H8的物质的量为0.1mol,符合分子式C4H8的有机物有多种同分异构体:CH2=CH-CH2CH3、CH2=C(CH3)2、 、 、环丁烷( )、甲基环丙烷( ),若有机物的结构为环丁烷、甲基环丙烷时,C-C 的数目为0.4NA,故C符合题意;
D.某温度下,1LpH=9 的 Na2CO3 溶液中氢离子浓度为10-9mol/L,溶液中的氢氧根离子来自水的电离,但溶液温度未知,无法使用水的离子积常数计算,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.考察的是混合物中中子数的计算
B.考查的是反应物是否过量的问题
C.根据n=m/M求出物质的量,根据分子式写出可能的结构式即可
D.温度和水的离子积的关系
5.(2019·天津)下列实验操作或装置能达到目的的是(  )
A B C D
混合浓硫酸和乙醇 配制一定浓度的溶液 收集 气体 证明乙炔可使溴水褪色
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】浓硫酸的性质;乙炔炔烃;配制一定物质的量浓度的溶液;探究二氧化氮与水的反应
【解析】【解答】A、乙醇的密度比浓硫酸的密度小,因此二者混合时,应将浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入盛有乙醇的烧杯中,A不符合题意;
B、配制一定物质的量浓度的溶液进行定容时,视线应与凹液面的最低处相平,B符合题意;
C、NO2的密度比空气的密度大,因此收集NO2时,气体应从长导管进入,C不符合题意;
D、制乙炔的过程中会产生H2S气体,H2S也能使溴水褪色,因此证明乙炔使溴水褪色时,应先吸收H2S,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、溶液混合时,应将密度大的溶液倒入密度小的溶液中;
B、根据溶液配制过程分析;
C、根据NO2与空气密度的相对大小分析;
D、制乙炔的过程中会产生H2S气体;
6.(2021高三下·湖南开学考)短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,甲、乙、丙、丁、戊、己是由这些元素构成的物质。常温下,丙和戊是单质气体,乙为生活中常见的无色液体,戊能使带火星的木条复燃,0.01mol/L丁溶液pH=12,上述物质的转化关系如图所示.下面说法正确的是(  )
A.原子半径:XB.单质沸点:W>X
C.气态氢化物的热稳定性:X>Y
D.Y和Z形成的化合物溶于水显碱性
【答案】D
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A. 同周期从左到右,原子半径逐渐减小,原子半径应为:YB. 分子晶体,相对分子质量越大,单质沸点越高,氢气的相对分子质量为2,氧气分子质量为32,单质沸点:WC. 同周期从左到右,气态氢化物稳定性增强,气态氢化物的热稳定性:XD. Y和Z形成的化合物NaF属于强碱弱酸盐,溶于水后水解,水溶液显碱性,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,甲、乙、丙、丁、戊、己是由这些元素构成的物质。常温下,丙和戊是单质气体,乙为生活中常见的无色液体,乙为H2O,戊能使带火星的木条复燃,戊为O2,0.01mol/L丁溶液pH=12,丁是强碱,为NaOH,根据图中物质的转化关系得:乙+丙=戊+己,丙为F2,己为HF,又甲+乙=丁+戊得:甲为Na2O2,短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,整理得 W为H、X为O、Y为F、Z为Na,甲为Na2O2、乙为H2O、丙为F2、丁为NaOH、戊为O2、己为HF。
7.(2021高三下·湖南开学考)研究表明,大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物——光化学烟雾,其中某些反应过程如图所示。下列说法错误的是(  )
A.反应Ⅰ、反应Ⅱ均属于氧化还原反应
B.整个过程中O3作催化剂
C.光化学烟雾中含甲醛、乙醛等刺激性物质
D.反应Ⅲ的方程式为O2+ O = O3
【答案】B
【知识点】氧化还原反应;氮的氧化物的性质及其对环境的影响
【解析】【解答】A. 反应Ⅰ为O3+3NO=3NO2,反应Ⅱ为丙烯与O3发生反应生成甲醛和乙醛,均存在化合价的变化,均属于氧化还原反应,故A不符合题意;
B. 整个过程中O3属于中间产物,故B符合题意;
C. 由分析知,反应Ⅱ中丙烯与O3发生反应生成甲醛和乙醛,故光化学烟雾中含甲醛、乙醛等刺激性物质,故C不符合题意;
D. 由分析知,反应Ⅲ的方程式为O2+ O = O3,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】在紫外线作用下,NO2分解生成NO和O,O2与O发生反应Ⅲ生成O3,O3与NO发生反应I生成NO2,丙烯与O3发生反应Ⅱ生成甲醛和乙醛,据此分析解答。
8.(2021高三下·湖南开学考)过氧化钠可用作熔矿剂,使一些难溶于酸的矿物变成可溶于水或酸的物质。过氧化钠与铬铁矿[主要成分为亚铬酸亚铁 ]反应的化学方程式为 ,下列有关说法错误的是(  )
A. 分别和 反应,生成物均为
B.该反应中的氧化产物是
C.若有2 mol 被氧化,则被 还原的 为1 mol
D.每生成18.6 g氧化钠转移电子的物质的量是1.4 mol
【答案】A
【知识点】氧化还原反应;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A. 有强氧化性, 具有还原性, 与 反应生成物中可能有 、 ,故A符合题意;
B.该反应中, 中铁、铬元素的化合价升高,被氧化, 是氧化产物,故B不符合题意;
C.若有2 mol 被氧化,则 失去2 mol电子,被 还原的 为1 mol,故C不符合题意;
D.每生成3 mol 转移14 mol电子,则生成18.6 g (0.3 mol) 转移1.4 mol电子,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.考查的是过氧化物的性质,氧元素的化合价可变,具有氧化性和还原性,当遇到还原性物质体现氧化性
B.根据化合价升降情况确定氧化产物
C.根据得失电子情况即可计算出结果
D.根据氧化还原反应的得失电子情况即可计算电子的转移量
9.(2021高三下·湖南开学考) 是一种储氢材料,可作为固体火箭推进剂中的金属燃烧剂。通过激光加热引发 的燃烧反应,燃烧过程中其表面温度随时间的变化关系如图所示。燃烧不同阶段发生的主要变化如下:
下列说法正确的是(  )
A. 燃烧需要激光加热引发,所以 燃烧是吸热反应
B. 的燃烧热
C.加入某种催化剂,反应的 会发生变化
D.在反应过程中,a点物质具有的总能量最大
【答案】B
【知识点】吸热反应和放热反应;反应热的大小比较
【解析】【解答】A.所有的燃烧反应都是放热反应,A不符合题意;
B. 的燃烧热的热化学方程式中生成物水是液态, 中水的状态为气态, 变为 要放热,所以 ,B符合题意;
C.催化剂不改变反应的 ,C不符合题意;
D.反应过程中,a点对应表面温度最高,即放出热量最多,体系的能量最低,a点物质具有的总能量最小,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.考查的是放热反应的类型
B.考查的是燃烧热的定义,生成稳定的化合物,气态水到液态水还会放出热量
C. 只和起始状态有关
D.温度和能量有关,温度越高,体系能量越低
10.(2021高三下·湖南开学考)下列指定反应的离子方程式正确的是(  )
A.金属钠与水反应:2Na + 2H2O =2Na+ + 2OH- + H2↑
B.电解熔融NaCl:2Cl- + 2H2O 2OH- + Cl2↑ + H2↑
C.用氨水溶解AgCl沉淀:Ag++2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]+ +2H2O
D.Na2CO3溶液吸收溴蒸气:3CO + Br2=Br-+BrO +3CO2
【答案】A
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A.金属钠与水反应,离子方程式:2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑,A符合题意。
B.惰性电极电解熔融NaCl,体系中没有水,反应产物为钠和氯气,B不符合题意;
C.AgCl难溶于水,用氨水溶解AgCl沉淀:AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O+2Cl-,C不符合题意;
D.反应不遵守电荷守恒,3CO +3Br2=5Br-+ BrO +3CO2,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.钠和氢气是单质,水是弱电解质,氢氧化钠是强电解质
B.熔融的氯化钠, 2NaCl (s)2Na+Cl2
C.氯化银属于难溶性电解质不拆
D.考查的是电荷守恒
11.(2021高三下·湖南开学考)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的 二次电池.将 溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为: 。下列说法错误的是(  )
A.放电时, 向负极移动
B.放电时, 向正极移动
C.放电时,正极反应为:
D.放电时,正极反应为:
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】电池放电时为原电池,由电池的总反应 ,Na为负极,Ni为正极,则:
A.放电时,阴离子向负极移动, 向负极移动,故A不符合题意;
B.放电时,阳离子向正极移动, 向正极移动,故B不符合题意;
C.放电时,正极上 得电子被还原生成单质C,即电极反应式为 ,故C不符合题意;
D.放电时,正极反应为: ,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】原电池时,Ni做正极,聚集大量的阳离子,二氧化碳得电子变成碳酸根离子,Na做负极,钠失去电子,聚集大量的阴离子。
12.(2021高三下·湖南开学考)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是(  )
选项 实验操作和现象 实验结论
A 向苯中加入少量溴水、振荡,水层变成无色 苯与溴水发生取代反应
B 向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液, 出现白色沉淀;再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解 部分Na2SO3被氧化
C 向溶液中加入少量盐酸生成白色沉淀 溶液中一定含有
D SO2通入含酚酞的NaOH溶液中,红色消失 SO2有漂白性
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.苯不溶于水,溴在苯中的溶解度大于在水中的溶解度,向苯中加入少量溴水、振荡,苯将溴水中的溴萃取出来,使水层变成无色,苯与溴水不能发生取代反应,故A不符合题意;
B.向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,可能生成硫酸钡白色沉淀或亚硫酸钡白色沉淀或两者的化合物,;再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解,说明白色沉淀是硫酸钡和亚硫酸钡的混合物,亚硫酸钠中含有硫酸钠,则亚硫酸钠部分被氧化,故B符合题意;
C.硅酸根与能氢离子反应生成硅酸白色沉淀,则向溶液中加入少量盐酸生成白色沉淀,溶液中可能含有硅酸根或偏铝酸根,故C不符合题意;
D.二氧化硫是酸性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应使含酚酞的NaOH溶液得红色消失,与漂白性无关,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.考查的是溴在水和苯中的溶解度大小
B.考查的变质的亚硫酸根的检验
C.加入盐酸,可以产生很多沉淀如氯化银沉淀
D.考查的是二氧化硫是酸性氧化物的性质
13.(2021高三下·湖南开学考)生产上用过量烧碱溶液处理某矿物 含 、 ,过滤后得到的滤液用 溶液,测得溶液pH、 随加入 溶液体积变化的曲线如图所示。下列有关说法错误的是(  )
A. 溶液的物质的量浓度为
B.生成沉淀的离子方程式为
C.a点溶液中大量存在的离子是 、 、
D.b点与c点溶液所含微粒种类相同
【答案】A
【知识点】离子方程式的书写;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、加入 溶液时沉淀最多,沉淀为 ,NaOH过量,滤液中含NaOH,由 、 可知,前8mL不生成沉淀, ,故A符合题意;
B、 促进 的电离,生成沉淀的离子方程式为: ,故B不符合题意;
C、a点显碱性,溶质为NaOH、 ,大量存在的离子是 、 、 ,故C不符合题意;
D、b点与c点溶液所含微粒种类相同,均含 、 、 、 ,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】Al2O3与NaOH反应,而MgO不反应,过滤后得到滤液用NaHCO3溶液处理,发生HCO3-+AlO2-+H2O═Al(OH)3↓+CO32-,加入40mLNaHCO3溶液时沉淀最多,a、b、c点均显碱性,随NaHCO3溶液的加入,碱性减弱,以此解答。
二、多选题
14.(2021高三下·湖南开学考)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染等方面应用广泛。利用SO2生产Na2S2O5的工艺如图:
资料:Na2S2O5通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得,下列说法正确的是(  )
A.Na2S2O5是Na2SO3和SO2的混合物
B.pH=4.1时,I中主要反应的化学方程式为Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2
C.加入Na2CO3固体的目的是调节pH,促进Ⅲ中SO2的再吸收
D.“结晶脱水”过程中反应的化学方程式为2NaHSO3=Na2S2O5+H2O
【答案】C,D
【知识点】物质的检验和鉴别;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.Na2S2O5为纯净物,由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得,故A不符合题意;
B.Na2SO3溶液呈碱性,①Ⅰ中反应的化学方程式为Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2,故B不符合题意;
C.工艺中加入Na2CO3固体,并再次充入SO2的目的是调节pH,促进Ⅲ中SO2的再吸收,得到NaHSO3过饱和溶液,故C符合题意;
D.由题给信息可知Na2S2O5通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得,则反应的化学方程式为2NaHSO3=Na2S2O5+H2O,故D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】由流程可知,I中发生Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2,加入Na2CO3固体,并再次充入SO2,可得到NaHSO3过饱和溶液,NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得Na2S2O5。
三、综合题
15.(2019高三上·佛山月考)三硫代碳酸钠(Na2CS3)在农业上用作杀菌剂和杀线虫剂,在工业上用于处理废水中的重金属离子,某化学兴趣小组对Na2CS3的一些性质进行了探究性实验。
(1)实验Ⅰ.探究Na2CS3的性质:
步骤 操作及现象
① 取少量Na2CS3固体溶于蒸馏水中,配制成溶液并分成两等份
② 向其中一份溶液中滴加几滴酚酞试剂,溶液变成红色
③ 向另一份溶液中滴加用硫酸酸化的KMnO4溶液,紫色褪去
H2CS3是   (填“强”或“弱”)酸。
(2)已知步骤③中反应的氧化产物是SO42-,则该反应的离子方程式为:   。
(3)某同学取步骤③反应后所得溶液于试管中,滴加足量盐酸和氯化钡溶液,他认为通过测定产生的白色沉淀的质量即可求出实验中所用的Na2CS3的质量。你是否同意他的观点,并说明理由:   。
(4)实验Ⅱ.测定Na2CS3溶液的浓度:
按如图所示装置进行实验:将50.0mLNa2CS3溶液置于三颈烧瓶中,打开仪器M的活塞,滴入足量2.0mol·L-1的稀H2SO4,关闭活塞。
已知:CS32- +2H+=CS2+H2S↑,CS2和H2S均有毒。(CS2不溶于水,沸点为46℃,与CO2的某些性质相似,与NaOH作用生成Na2COS2和H2O)
仪器M的名称是   。反应开始前需要先通入一段时间N2,其作用为   。
(5)B中发生反应的离子方程式为:   。
(6)为了计算三硫代碳酸钠溶液的浓度,可通过测定B中生成沉淀的质量来计算。称量B中沉淀质量之前需要进行的实验操作是   。若B中生成沉淀的质量为8.4g,则Na2CS3溶液的物质的量浓度是   。
【答案】(1)弱
(2)5CS32-+24MnO4-+52H+=15SO42-+5CO2↑+24Mn2++26H2O
(3)不同意,因为步骤③中加入的酸性KMnO4溶液是用H2SO4酸化的,含有SO42-,所以生成的硫酸钡沉淀质量偏大
(4)分液漏斗;排尽装置中的空气,防止生成的H2S被氧化
(5)Cu2++H2S=CuS↓+2H+
(6)过滤、洗涤、干燥;1.75mol·L-1
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;性质实验方案的设计
【解析】【解答】(1)Na2CS3的水溶液中加入酚酞变红色,说明Na2CS3是强碱弱酸盐,则H2CS3为弱酸,
故答案为:弱;(2)步骤③的氧化产物是SO42 ,还原产物是锰离子,同时还生成二氧化碳、水,离子方程式为5CS32-+24MnO4-+52H+=15SO42-+5CO2↑+24Mn2++26H2O;(3)酸性高锰酸钾溶液用稀硫酸酸化,所以不能通过计算白色沉淀计算Na2CS3的量,因为步骤③中加入的酸性KMnO4溶液是用H2SO4酸化的,含有SO42-,所以生成的硫酸钡沉淀质量偏大,
故答案为:不同意,因为步骤③中加入的酸性KMnO4溶液是用H2SO4酸化的,含有SO42-,所以生成的硫酸钡沉淀质量偏大;(4)仪器M的名称为分液漏斗;因H2S为还原性气体,易被空气氧化,故反应开始前需要先通入一段时间N2,排尽装置中的空气,防止生成的H2S被氧化,故答案为:分液漏斗; 排尽装置中的空气,防止生成的H2S被氧化;(5)A中发生Na2CS3 +H2SO4=Na2SO4 +CS2 +H2S↑,生成的硫化氢可与B中的硫酸铜反应生成CuS沉淀,反应的离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+; (6)当A中反应完全后,打开K缓慢通入热N2一段时间,然后对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥,称重,得8.4黑色固体,n(CuS)= ,根据关系式Na2CS3 H2S CuS得n(Na2CS3)=n(CuS)=0.0875mol,c(Na2CS3)= = 1.75mol·L-1,
故答案为:过滤、洗涤、干燥;1.75mol·L-1。
【分析】(1)加入酚酞变红色,说明溶液显碱性,属于强碱弱酸盐;
(2)结合核心产物,根据氧化还原反应原理,方程式为 5CS32-+24MnO4-+52H+=15SO42-+5CO2↑+24Mn2++26H2O ;
(3)在开始已经加入了硫酸,若加入氯化钡,根据硫酸钡的质量进行计算,一定对实验结果造成误差;
(4)通入惰性气体的目的就是排空或者排水;
(5)根据信息,A中产生硫化氢气体,进入B中产生硫化铜沉淀;
(6)为了保证沉淀质量的准确,需要经过 过滤、洗涤、干燥 ,根据沉淀的质量计算出硫化氢的物质的量,进而计算出 Na2CS3溶液的物质的量浓度 。
16.(2021高三下·湖南开学考)新型电池在飞速发展的信息技术中发挥着越来越重要的作用。Li2FeSiO4是极具发展潜力的新型锂离子电池电极材料,在苹果的几款最新型的产品中已经有了一定程度的应用。其中一种制备Li2FeSiO4的方法为:固相法:2Li2SiO3+FeSO4 Li2FeSiO4+Li2SO4+SiO2
某学习小组按如下实验流程制备Li2FeSiO4并测定所得产品中Li2FeSiO4的含量。
实验(一)制备流程:
实验(二) Li2FeSiO4含量测定:
从仪器B中取20.00 mL溶液至锥形瓶中,另取0.2000 mol·Lˉ1的酸性KMnO4标准溶液装入仪器C中,用氧化还原滴定法测定Fe2+含量。相关反应为:MnO4- +5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,杂质不与酸性KMnO4标准溶液反应。经4次滴定,每次消耗KMnO4溶液的体积如下:
实验序号 1 2 3 4
消耗KMnO4溶液体积 20.00 mL 19.98mL 21.38mL 20.02mL
(1)实验(二)中的仪器名称:仪器B   ,仪器C   。
(2)制备Li2FeSiO4时必须在惰性气体氛围中进行,其原因是   。
(3)操作Ⅱ的步骤   ,在操作Ⅰ时,所需用到的玻璃仪器中,除了普通漏斗、烧杯外,还需   。
(4)还原剂A可用SO2,写出该反应的离子方程式   ,此时后续处理的主要目的是   。
(5)滴定终点时现象为   ;根据滴定结果,可确定产品中Li2FeSiO4的质量分数为   ;若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,会使测得的Li2FeSiO4含量   。(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
【答案】(1)100mL容量瓶;酸式滴定管
(2)防止二价铁被氧化
(3)蒸发浓缩,冷却结晶,过滤;玻璃棒
(4)SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+;除去过量的SO2,以免影响后面Fe2+的测定
(5)溶液变为浅红色,且半分钟内不变色;81 %;偏高
【知识点】物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)实验二中仪器B为配制溶液需要的容量瓶,得到含Fe2+离子的溶液100mL,需要仪器为100mL容量瓶,仪器C为滴定实验装标准溶液的仪器,标准溶液为高锰酸钾溶液具有氧化性能腐蚀橡胶管,需要盛放在酸式滴定管中,故答案为100mL容量瓶,酸式滴定管;
(2)固相法中制备Li2FeSiO4的过程必须在惰性气体氛围中进行,因为亚铁离子具有还原性,易被氧化,所以惰性气体氛围中是为了防止亚铁离子被氧化,故答案为防止二价铁被氧化;
(3)操作Ⅱ是溶液中得到硫酸亚铁晶体的实验操作,蒸发浓缩,降温结晶,过滤洗涤得到;操作Ⅰ是分离固体和溶液的方法,需要过滤,结合过滤装置选择仪器有普通漏斗、烧杯、玻璃棒,故答案为蒸发浓缩,降温结晶,过滤;玻璃棒;
(4)还原剂A可用SO2,二氧化硫具有还原性被铁离子氧化为硫酸,反应的离子方程式为:SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,此时后续操作应除去过量的SO2以免影响后面Fe2+的测定,故答案为SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+;除去过量的SO2,以免影响后面Fe2+的测定;
(5)滴定实验反应终点的判断是依据高锰酸钾溶液滴入最后一滴溶液呈浅红色且半分钟不变化,从仪器B中取20.00mL溶液至锥形瓶中,另取0.2000mol Lˉ1的酸性KMnO4标准溶液装入仪器C中,用氧化还原滴定法测定Fe2+含量。相关反应为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,杂质不与酸性KMnO4标准溶液反应.消耗高锰酸钾溶液体积第3次误差较大舍去,计算平均消耗溶液体积,结合离子反应的定量关系计算,V(标准)= mL=20.00mL,铁元素守恒计算
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

n=0.0200mol
100mL溶液中含物质的量=0.0200mol× =0.1000mol,
产品中Li2FeSiO4的质量分数= ×100%=81%,
滴定前酸式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失,会造成V(标准)偏大,会造成Li2FeSiO4的含量偏高,
故答案为溶液变为浅红色,且半分钟内不变色;81%;偏高;
【分析】实验(一)制备流程:废铁屑中加入稀硫酸,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁,过滤后从滤液中获得绿矾晶体,然后使绿矾失去结晶水得到硫酸亚铁,硫酸亚铁固体和亚硅酸锂固体在惰性气体保护下高温反应得到Li2FeSiO4。
实验(二)Li2FeSiO4含量测定:取20.00g产品于坩埚中,灼烧后加入足量稀硫酸,充分反应后转移入烧杯中,通入足量的二氧化硫,把铁元素全部转化为+2价,用一定浓度的高锰酸钾溶液滴定含亚铁离子的溶液,测定的Li2FeSiO4含量。
17.(2021高三下·湖南开学考)由于雾霾严重,长沙市19年12月15、16日在部分路段施行了限行。已知汽车尾气排放出的 NOx、SO2等,是形成雾霾的主要物质,其综合治理是当前重要的研究课题。
(1)汽车尾气中的 NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH
已知:CO燃烧热的ΔH1=-283.0kJ/mo1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180.5kJ/mo1,则ΔH=     。
(2)某研究小组对反应 NO2+SO2 SO3+NO ΔH <0进行相关实验探究。在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比[n(NO2):n(SO2)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定 NO2 的平衡转化率 [α(NO2)],部分实验结果如图1所示。
①如果将图中B点的平衡状态改变为C点的平衡状态,应采取的措施是   。
②图中B、D两点对应的实验温度分别为TB和TD,通过计算判断:TB   TD(填“>”“=”或“<”)。
(3)工业废气也是产生雾霾的重要原因,某厂采用湿法 K2S2O8氧化脱硝综合处理燃煤锅炉烟气,提高了烟气处理效率。
①K2S2O8水解时生成 H2O2和
KHSO4,写出该反应的化学方程式:   。
②过二硫酸钾可通过电解 KHSO4溶液的方法制得。电解液中含硫微粒主要存在形式与pH 的关系如图2所示。
已知在阳极放电的离子主要是 HSO ,阳极区电解质溶液的pH 范围为    ;阳极的电极反应式为   。
【答案】(1)-746.5kJ/mol
(2)升高温度;<
(3)K2S2O8+2H2O=H2O2+2KHSO4;0~2;2HSO -2e—= SO +2H+
【知识点】反应热和焓变;电极反应和电池反应方程式;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)CO燃烧热的ΔH1=-283.0kJ/mo1,则CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH1= -283.0kJ/mo1,设该式为①,N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180.5kJ/mo1,设该式为②,则2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)可表示为①×2-②,ΔH=-283.0kJ/mo1×2-180.5kJ/mo1= -746.5kJ/mol;
(2)①图中B点的平衡状态改变为C点的平衡状态,NO2的平衡转化率减小,平衡向逆向移动,由于正反应放热,升高温度平衡逆向移动,故采取的措施为升高温度;
②由于B、D两点投料量不同,温度可用平衡常数的大小来比较,反应NO2+SO2 SO3+NO为放热反应,温度越高,平衡常数越小。根据图1可知,在B点时,n(NO2):n(SO2)=1:1,NO2的平衡转化率为75%,设NO2和SO2的浓度均为c0,根据题意得:
平衡常数KB= = =9
在D点时,n(NO2):n(SO2)=3:2,NO2的平衡转化率为40%,设NO2和SO2的浓度分别为3c0、2c0,根据题意得:
平衡常数KD= = =1
由于KB>KD,所以TB(3)①K2S2O8水解时生成 H2O2和 KHSO4,方程式为K2S2O8+2H2O=H2O2+2KHSO4;
②阳极放电的离子主要是 HSO ,HSO 放电后转化为 ,由图2可知,pH范围为0~2;HSO 失电子转化为 ,电极方程式为2HSO -2e-= SO +2H+;
【分析】(1)写出一氧化碳的燃烧热的方程式,根据盖斯定律即可求出
(2)①考查的是影响平衡移动的影响因素如温度②考查的温度对平衡的影响
(3)①反应物和生成物已知即可写出方程式②考查的是离子存在的pH区间,阳极发生失电子,氧化反应,根据产物即可写出
18.(2021高三下·湖南开学考)硼及其化合物在新材料、工农业生产等方面用途很广。请回答下列问题:
(1)写出与B元素同主族的 元素的基态原子核外电子排布式:   。
(2)立方氮化硼(BN)可利用人工方法在高温高压条件下合成,属于超硬材料。同属原子晶体的氮化硼比晶体硅具有更高的硬度和耐热性的原因是   。
(3) 分子中中心原子的杂化轨道类型是   , 微粒的空间构型是   。
(4) 被认为是有机化学中的“万能还原剂”, 的电子式为   ,其中三种元素的电负性由大到小的顺序是   。
(5)自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏,其化学式写作 ,实际上它的结构单元是由两个 和两个 缩合而成的双六元环,应该写成 ,其结构如图所示,它的阴离子可形成链状结构,则该晶体中不存在的作用力是_______________(填字母)。
A.离子键 B.共价键 C.氢键 D.金属键
E.范德华力
(6)磷化硼的晶胞如图所示,其化学式为   ,若晶胞中硼原子与磷原子之间的最近核间距为apm,则晶胞边长为   cm。
【答案】(1)
(2) 的键长比 的键长短(或 的键能较大)
(3) 杂化;正四面体
(4);
(5)D
(6)BP;
【知识点】原子核外电子的能级分布;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Ga元素与B元素同主族,则其价电子排布为4s24p1,内层排满,所以电子排布为[Ar]3d104s24p1;
(2)原子晶体的硬度和耐热性与共价键强弱有关,B、N原子半径比Si原子半径小,B-N键比Si-Si键键长短,键能更大;
(3)BF3中心原子的价层电子对数为 =3,所以为sp2杂化;SiF4的中心原子的价层电子对数为 =4,不含孤电子对,所以空间构型为正四面体;
(4)NaBH4是离子化合物,钠离子为阳离子,故NaBH4的电子式为 ;NaBH4中化合价Na为金属;故Na的电负性最小,后两种为非金属,B和H形成共价键;氢元素显负价,吸引电子能力更强;故元素的电负性大小顺序为:H>B>Na;
(5)Na2B4O7 10H2O该盐中存在阴阳离子间的离子键、B和O原子之间存在共价键和配位键,水分子间存在氢键和范德华力,该物质中不含金属键,应选D项;
(6)根据均摊法,晶胞中B原子的个数为 =4;P原子的个数为4,所以化学式为BP;根据晶胞结构可知P原子和周围的4个B原子形成正四面体结构,根据几何知识可知B原子和P原子之间的最近距离为体对角线的 ,设晶胞的边长为x,则有 pm,所以x= cm。
【分析】第4小题比较H和B的电负性强弱时可以根据物质中B和H元素的化合价判断,在该化合物中H为负极,说明B和H之间的共用电子对更靠近H原子,即H的电负性更强。
19.(2021高三下·湖南开学考)化合物M( )是一种能有效抑制新型冠状病毒复制的药物中间体。实验室以芳香化合物A为原料制备M的一种合成路线如图所示:
已知:① R1 N R2(R1、R2表示氢原子或烃基)
② NR1R2
请回答:
(1)A的化学名称为   ;B的结构简式为   ;D中含氧官能团的名称为   。
(2)F→G的化学方程式为   。
(3)由E和G生成H的反应类型为   ;吡啶是一种有机碱,该反应中加入吡啶的作用为   。
(4)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳原子称为手性碳原子。M中含有手性碳原子的数目为   。
(5)C的同分异构体中,属于芳香族化合物且核磁共振氢谱中有4组峰的结构简式为   (任写2种即可)。
(6)写出用乙醇和乙胺(CH3CH2NH2)为原料制备化合物 NH 的合成路线   (其他无机试剂任选)。
【答案】(1)苯甲醛;;羟基
(2)
(3)取代反应;中和取代生成 ,从而使有机反应平衡右移,提高产率
(4)4
(5)
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1) 的分子式为 ,结合 的结构可知 中含有苯环,故 为 。根据已知信息①, 与 一定条件下生成 ,故 结构为: ,根据 、 结构及已知信息②可得: 结构为: ,其含氧官能团为羟基。
(2) 与 取代反应生成 ,则 的反应原理为: 。
(3)根据 、 和 的结构可知: 与 取代反应生成 和 ,故反应类型为:取代反应,吡啶为一种有机碱,可以中和取代生成 ,从而使有机反应平衡右移,提高产率。
(4) 的结构简式为: (* 标记的摊位手性碳原子),所以有 个手性碳原子。
(5) 为 ,其同分异构体为芳香族化合物,说明含有苯环结构;核磁共振氢谱有 组峰,说明有 种类型的氢原子,所以符合条件结构为: , , 。
(6) 催化氧化可以生产 ;根据已知信息①, 与 一定条件下生成 ;根据 还原生成 的反应原理, 在 条件下还原生成 。故合成路线为: 。
【分析】(1)先推出A结构式,即可命名,根据C的结构式可以反推B结构式。根据E的结构式反推D的结构式即可确定D中官能团
(2)根据反应物和生成物即可写出方程式
(3)根据反应物和生成物即可确定反应类型,考查的是物质的用途,减少生成物的量促进平衡移动
(4)找出与碳原子相连的四个不同的原子或原子团即可
(5)考查的是同分异构体的写法,写出C的分子式,根据芳香族,含有苯环,核磁氢谱有4组峰说明有4中不同的氢原子即可写出同分异构体
(6)考查的是物质的合成路线,可以从后往前推,根据题目中的提示,依次找出需要的反应物,再进一步从起始物开始转换即可
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湖南省名校联盟2020-2021学年高三下学期化学开学考试试卷(新高考)
一、单选题
1.(2021高三下·湖南开学考)下列诗句或谚语都与化学现象有关,下列说法错误的是(  )
A."忽闻海上有仙山,山在虚无缥缈间"的海市蜃楼是一种自然现象,与胶体知识有关
B."落汤螃蟹着红袍"肯定发生了化学变化
C."滴水石穿"包含化学变化,而"绳锯木断"则不包含化学变化
D.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”是发生了复分解反应
2.(2021高三下·湖南开学考)Mg(NH)2可发生水解:Mg(NH)2+2H2O=N2H4+Mg(OH)2。下列表示相关微粒的化学用语正确的是(  )
A.中子数为8的氧原子: O B.N2H4的结构式:
C.Mg2+的结构示意图: D.H2O的电子式:
3.(2019·全国Ⅰ卷)关于化合物2 苯基丙烯( ),下列说法正确的是(  )
A.不能使稀高锰酸钾溶液褪色 B.可以发生加成聚合反应
C.分子中所有原子共平面 D.易溶于水及甲苯
4.(2021高三下·湖南开学考)设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是(  )
A.2.8g14N2与14C16O的混合物中,中子数目为 1.4NA
B.含 0. 1 molFeCl3的溶液与0. 1mol 锌充分反应,转移电子数为0.1NA
C.标准状况下,5.6gC4H8中 C-C 的数目可能为0.4NA
D.某温度下,1LpH=9 的 Na2CO3 溶液中,水电离产生的OH-数目为10-5NA
5.(2019·天津)下列实验操作或装置能达到目的的是(  )
A B C D
混合浓硫酸和乙醇 配制一定浓度的溶液 收集 气体 证明乙炔可使溴水褪色
A.A B.B C.C D.D
6.(2021高三下·湖南开学考)短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,甲、乙、丙、丁、戊、己是由这些元素构成的物质。常温下,丙和戊是单质气体,乙为生活中常见的无色液体,戊能使带火星的木条复燃,0.01mol/L丁溶液pH=12,上述物质的转化关系如图所示.下面说法正确的是(  )
A.原子半径:XB.单质沸点:W>X
C.气态氢化物的热稳定性:X>Y
D.Y和Z形成的化合物溶于水显碱性
7.(2021高三下·湖南开学考)研究表明,大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物——光化学烟雾,其中某些反应过程如图所示。下列说法错误的是(  )
A.反应Ⅰ、反应Ⅱ均属于氧化还原反应
B.整个过程中O3作催化剂
C.光化学烟雾中含甲醛、乙醛等刺激性物质
D.反应Ⅲ的方程式为O2+ O = O3
8.(2021高三下·湖南开学考)过氧化钠可用作熔矿剂,使一些难溶于酸的矿物变成可溶于水或酸的物质。过氧化钠与铬铁矿[主要成分为亚铬酸亚铁 ]反应的化学方程式为 ,下列有关说法错误的是(  )
A. 分别和 反应,生成物均为
B.该反应中的氧化产物是
C.若有2 mol 被氧化,则被 还原的 为1 mol
D.每生成18.6 g氧化钠转移电子的物质的量是1.4 mol
9.(2021高三下·湖南开学考) 是一种储氢材料,可作为固体火箭推进剂中的金属燃烧剂。通过激光加热引发 的燃烧反应,燃烧过程中其表面温度随时间的变化关系如图所示。燃烧不同阶段发生的主要变化如下:
下列说法正确的是(  )
A. 燃烧需要激光加热引发,所以 燃烧是吸热反应
B. 的燃烧热
C.加入某种催化剂,反应的 会发生变化
D.在反应过程中,a点物质具有的总能量最大
10.(2021高三下·湖南开学考)下列指定反应的离子方程式正确的是(  )
A.金属钠与水反应:2Na + 2H2O =2Na+ + 2OH- + H2↑
B.电解熔融NaCl:2Cl- + 2H2O 2OH- + Cl2↑ + H2↑
C.用氨水溶解AgCl沉淀:Ag++2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]+ +2H2O
D.Na2CO3溶液吸收溴蒸气:3CO + Br2=Br-+BrO +3CO2
11.(2021高三下·湖南开学考)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的 二次电池.将 溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为: 。下列说法错误的是(  )
A.放电时, 向负极移动
B.放电时, 向正极移动
C.放电时,正极反应为:
D.放电时,正极反应为:
12.(2021高三下·湖南开学考)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是(  )
选项 实验操作和现象 实验结论
A 向苯中加入少量溴水、振荡,水层变成无色 苯与溴水发生取代反应
B 向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液, 出现白色沉淀;再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解 部分Na2SO3被氧化
C 向溶液中加入少量盐酸生成白色沉淀 溶液中一定含有
D SO2通入含酚酞的NaOH溶液中,红色消失 SO2有漂白性
A.A B.B C.C D.D
13.(2021高三下·湖南开学考)生产上用过量烧碱溶液处理某矿物 含 、 ,过滤后得到的滤液用 溶液,测得溶液pH、 随加入 溶液体积变化的曲线如图所示。下列有关说法错误的是(  )
A. 溶液的物质的量浓度为
B.生成沉淀的离子方程式为
C.a点溶液中大量存在的离子是 、 、
D.b点与c点溶液所含微粒种类相同
二、多选题
14.(2021高三下·湖南开学考)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染等方面应用广泛。利用SO2生产Na2S2O5的工艺如图:
资料:Na2S2O5通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得,下列说法正确的是(  )
A.Na2S2O5是Na2SO3和SO2的混合物
B.pH=4.1时,I中主要反应的化学方程式为Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2
C.加入Na2CO3固体的目的是调节pH,促进Ⅲ中SO2的再吸收
D.“结晶脱水”过程中反应的化学方程式为2NaHSO3=Na2S2O5+H2O
三、综合题
15.(2019高三上·佛山月考)三硫代碳酸钠(Na2CS3)在农业上用作杀菌剂和杀线虫剂,在工业上用于处理废水中的重金属离子,某化学兴趣小组对Na2CS3的一些性质进行了探究性实验。
(1)实验Ⅰ.探究Na2CS3的性质:
步骤 操作及现象
① 取少量Na2CS3固体溶于蒸馏水中,配制成溶液并分成两等份
② 向其中一份溶液中滴加几滴酚酞试剂,溶液变成红色
③ 向另一份溶液中滴加用硫酸酸化的KMnO4溶液,紫色褪去
H2CS3是   (填“强”或“弱”)酸。
(2)已知步骤③中反应的氧化产物是SO42-,则该反应的离子方程式为:   。
(3)某同学取步骤③反应后所得溶液于试管中,滴加足量盐酸和氯化钡溶液,他认为通过测定产生的白色沉淀的质量即可求出实验中所用的Na2CS3的质量。你是否同意他的观点,并说明理由:   。
(4)实验Ⅱ.测定Na2CS3溶液的浓度:
按如图所示装置进行实验:将50.0mLNa2CS3溶液置于三颈烧瓶中,打开仪器M的活塞,滴入足量2.0mol·L-1的稀H2SO4,关闭活塞。
已知:CS32- +2H+=CS2+H2S↑,CS2和H2S均有毒。(CS2不溶于水,沸点为46℃,与CO2的某些性质相似,与NaOH作用生成Na2COS2和H2O)
仪器M的名称是   。反应开始前需要先通入一段时间N2,其作用为   。
(5)B中发生反应的离子方程式为:   。
(6)为了计算三硫代碳酸钠溶液的浓度,可通过测定B中生成沉淀的质量来计算。称量B中沉淀质量之前需要进行的实验操作是   。若B中生成沉淀的质量为8.4g,则Na2CS3溶液的物质的量浓度是   。
16.(2021高三下·湖南开学考)新型电池在飞速发展的信息技术中发挥着越来越重要的作用。Li2FeSiO4是极具发展潜力的新型锂离子电池电极材料,在苹果的几款最新型的产品中已经有了一定程度的应用。其中一种制备Li2FeSiO4的方法为:固相法:2Li2SiO3+FeSO4 Li2FeSiO4+Li2SO4+SiO2
某学习小组按如下实验流程制备Li2FeSiO4并测定所得产品中Li2FeSiO4的含量。
实验(一)制备流程:
实验(二) Li2FeSiO4含量测定:
从仪器B中取20.00 mL溶液至锥形瓶中,另取0.2000 mol·Lˉ1的酸性KMnO4标准溶液装入仪器C中,用氧化还原滴定法测定Fe2+含量。相关反应为:MnO4- +5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,杂质不与酸性KMnO4标准溶液反应。经4次滴定,每次消耗KMnO4溶液的体积如下:
实验序号 1 2 3 4
消耗KMnO4溶液体积 20.00 mL 19.98mL 21.38mL 20.02mL
(1)实验(二)中的仪器名称:仪器B   ,仪器C   。
(2)制备Li2FeSiO4时必须在惰性气体氛围中进行,其原因是   。
(3)操作Ⅱ的步骤   ,在操作Ⅰ时,所需用到的玻璃仪器中,除了普通漏斗、烧杯外,还需   。
(4)还原剂A可用SO2,写出该反应的离子方程式   ,此时后续处理的主要目的是   。
(5)滴定终点时现象为   ;根据滴定结果,可确定产品中Li2FeSiO4的质量分数为   ;若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,会使测得的Li2FeSiO4含量   。(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
17.(2021高三下·湖南开学考)由于雾霾严重,长沙市19年12月15、16日在部分路段施行了限行。已知汽车尾气排放出的 NOx、SO2等,是形成雾霾的主要物质,其综合治理是当前重要的研究课题。
(1)汽车尾气中的 NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH
已知:CO燃烧热的ΔH1=-283.0kJ/mo1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180.5kJ/mo1,则ΔH=     。
(2)某研究小组对反应 NO2+SO2 SO3+NO ΔH <0进行相关实验探究。在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比[n(NO2):n(SO2)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定 NO2 的平衡转化率 [α(NO2)],部分实验结果如图1所示。
①如果将图中B点的平衡状态改变为C点的平衡状态,应采取的措施是   。
②图中B、D两点对应的实验温度分别为TB和TD,通过计算判断:TB   TD(填“>”“=”或“<”)。
(3)工业废气也是产生雾霾的重要原因,某厂采用湿法 K2S2O8氧化脱硝综合处理燃煤锅炉烟气,提高了烟气处理效率。
①K2S2O8水解时生成 H2O2和
KHSO4,写出该反应的化学方程式:   。
②过二硫酸钾可通过电解 KHSO4溶液的方法制得。电解液中含硫微粒主要存在形式与pH 的关系如图2所示。
已知在阳极放电的离子主要是 HSO ,阳极区电解质溶液的pH 范围为    ;阳极的电极反应式为   。
18.(2021高三下·湖南开学考)硼及其化合物在新材料、工农业生产等方面用途很广。请回答下列问题:
(1)写出与B元素同主族的 元素的基态原子核外电子排布式:   。
(2)立方氮化硼(BN)可利用人工方法在高温高压条件下合成,属于超硬材料。同属原子晶体的氮化硼比晶体硅具有更高的硬度和耐热性的原因是   。
(3) 分子中中心原子的杂化轨道类型是   , 微粒的空间构型是   。
(4) 被认为是有机化学中的“万能还原剂”, 的电子式为   ,其中三种元素的电负性由大到小的顺序是   。
(5)自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏,其化学式写作 ,实际上它的结构单元是由两个 和两个 缩合而成的双六元环,应该写成 ,其结构如图所示,它的阴离子可形成链状结构,则该晶体中不存在的作用力是_______________(填字母)。
A.离子键 B.共价键 C.氢键 D.金属键
E.范德华力
(6)磷化硼的晶胞如图所示,其化学式为   ,若晶胞中硼原子与磷原子之间的最近核间距为apm,则晶胞边长为   cm。
19.(2021高三下·湖南开学考)化合物M( )是一种能有效抑制新型冠状病毒复制的药物中间体。实验室以芳香化合物A为原料制备M的一种合成路线如图所示:
已知:① R1 N R2(R1、R2表示氢原子或烃基)
② NR1R2
请回答:
(1)A的化学名称为   ;B的结构简式为   ;D中含氧官能团的名称为   。
(2)F→G的化学方程式为   。
(3)由E和G生成H的反应类型为   ;吡啶是一种有机碱,该反应中加入吡啶的作用为   。
(4)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳原子称为手性碳原子。M中含有手性碳原子的数目为   。
(5)C的同分异构体中,属于芳香族化合物且核磁共振氢谱中有4组峰的结构简式为   (任写2种即可)。
(6)写出用乙醇和乙胺(CH3CH2NH2)为原料制备化合物 NH 的合成路线   (其他无机试剂任选)。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系
【解析】【解答】A.含有水汽的空气属于胶体,海市蜃楼是光线在延直线方向密度不同的气层中,经过折射造成的结果,故A不符合题意。
B.龙虾和螃蟹被煮熟时,它们壳里面的一种蛋白质-甲壳蛋白会受热分解,释放出一种类似于胡萝卜素的色素物质,有新物质生成,属于化学变化,故B不符合题意;
C.石头大多含有碳酸钙,碳酸钙能与水,二氧化碳反应生成Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2是可溶性物质,属于化学变化,而“绳锯木断”没有新物质生成,属于物理变化,故C不符合题意;
D.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”过程发生的反应为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu,属于置换反应,不是复分解反应,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.考查的是气溶胶
B.由生到熟的过程是化学变化
C.前者产生了新物质,后者并未产生新物质
D.考查的是反应类型
2.【答案】D
【知识点】结构式;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.中子数为8的O原子,质量数=质子数+中子数=8+8=16,中子数为8的O原子: O,故A不符合题意;
B.N2H4为联氨,是共价化合物,氮原子和氢原子形成共价键,氮原子和氮原子间也形成共价键,结构式为: ,故B不符合题意;
C.Mg的结构示意图: ,Mg2+的结构示意图为 ,故C不符合题意;
D.H2O分子中氢原子与氧原子之间形成1对共用电子对,电子式: ,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】在元素符号做下架表示的是质子数,左上角是质量数,质量数=质子数+中子数。
3.【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.根据题目中的结构简式可以判断出含有碳碳双键,所以能使高锰酸钾褪色。故A错误,不符合题意。
B.含有碳碳双键所以能发生加聚反应。故B正确,符合题意。
C.由于结构简式中含有甲基,根据甲基中碳原子杂化为sp3判断所有原子不共面,故C错误,不符合题意。
D.由于分子中官能团是碳碳双键的烃,没有亲水基团,所以难溶于水,易溶于有机溶剂。
故正确答案:B。
【分析】此题根据有机物中的官能团来判断有机物的性质,根据碳碳双键进行判断其化学性质及物理性质。
4.【答案】C
【知识点】物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A. 14N2的摩尔质量为28g/mol,一个分子中有14个中子,14C16O的摩尔质量为30g/mol,一个分子中有16个中子,二者的的摩尔质量和中子数都不同,2.8g混合物中,中子数目不为 1.4NA,故A不符合题意;
B.含 0.1molFeCl3的溶液与0. 1 mol 锌充分反应,方程式为Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+,锌过量,0. 1mol FeCl3完全反应转化为0.1 mol FeCl2,消耗0.05molZn,过量的锌继续与亚铁离子反应,Zn+Fe2+=Zn2++Fe,剩余0.05mol锌只能消耗0.05mol FeCl2,即氯化亚铁过量,整个过程中,0.1mol的锌完全反应,转移电子数为0.1mol×2×NA=0.2NA,故B不符合题意;
C.5.6gC4H8的物质的量为0.1mol,符合分子式C4H8的有机物有多种同分异构体:CH2=CH-CH2CH3、CH2=C(CH3)2、 、 、环丁烷( )、甲基环丙烷( ),若有机物的结构为环丁烷、甲基环丙烷时,C-C 的数目为0.4NA,故C符合题意;
D.某温度下,1LpH=9 的 Na2CO3 溶液中氢离子浓度为10-9mol/L,溶液中的氢氧根离子来自水的电离,但溶液温度未知,无法使用水的离子积常数计算,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.考察的是混合物中中子数的计算
B.考查的是反应物是否过量的问题
C.根据n=m/M求出物质的量,根据分子式写出可能的结构式即可
D.温度和水的离子积的关系
5.【答案】B
【知识点】浓硫酸的性质;乙炔炔烃;配制一定物质的量浓度的溶液;探究二氧化氮与水的反应
【解析】【解答】A、乙醇的密度比浓硫酸的密度小,因此二者混合时,应将浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入盛有乙醇的烧杯中,A不符合题意;
B、配制一定物质的量浓度的溶液进行定容时,视线应与凹液面的最低处相平,B符合题意;
C、NO2的密度比空气的密度大,因此收集NO2时,气体应从长导管进入,C不符合题意;
D、制乙炔的过程中会产生H2S气体,H2S也能使溴水褪色,因此证明乙炔使溴水褪色时,应先吸收H2S,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、溶液混合时,应将密度大的溶液倒入密度小的溶液中;
B、根据溶液配制过程分析;
C、根据NO2与空气密度的相对大小分析;
D、制乙炔的过程中会产生H2S气体;
6.【答案】D
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A. 同周期从左到右,原子半径逐渐减小,原子半径应为:YB. 分子晶体,相对分子质量越大,单质沸点越高,氢气的相对分子质量为2,氧气分子质量为32,单质沸点:WC. 同周期从左到右,气态氢化物稳定性增强,气态氢化物的热稳定性:XD. Y和Z形成的化合物NaF属于强碱弱酸盐,溶于水后水解,水溶液显碱性,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,甲、乙、丙、丁、戊、己是由这些元素构成的物质。常温下,丙和戊是单质气体,乙为生活中常见的无色液体,乙为H2O,戊能使带火星的木条复燃,戊为O2,0.01mol/L丁溶液pH=12,丁是强碱,为NaOH,根据图中物质的转化关系得:乙+丙=戊+己,丙为F2,己为HF,又甲+乙=丁+戊得:甲为Na2O2,短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,整理得 W为H、X为O、Y为F、Z为Na,甲为Na2O2、乙为H2O、丙为F2、丁为NaOH、戊为O2、己为HF。
7.【答案】B
【知识点】氧化还原反应;氮的氧化物的性质及其对环境的影响
【解析】【解答】A. 反应Ⅰ为O3+3NO=3NO2,反应Ⅱ为丙烯与O3发生反应生成甲醛和乙醛,均存在化合价的变化,均属于氧化还原反应,故A不符合题意;
B. 整个过程中O3属于中间产物,故B符合题意;
C. 由分析知,反应Ⅱ中丙烯与O3发生反应生成甲醛和乙醛,故光化学烟雾中含甲醛、乙醛等刺激性物质,故C不符合题意;
D. 由分析知,反应Ⅲ的方程式为O2+ O = O3,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】在紫外线作用下,NO2分解生成NO和O,O2与O发生反应Ⅲ生成O3,O3与NO发生反应I生成NO2,丙烯与O3发生反应Ⅱ生成甲醛和乙醛,据此分析解答。
8.【答案】A
【知识点】氧化还原反应;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A. 有强氧化性, 具有还原性, 与 反应生成物中可能有 、 ,故A符合题意;
B.该反应中, 中铁、铬元素的化合价升高,被氧化, 是氧化产物,故B不符合题意;
C.若有2 mol 被氧化,则 失去2 mol电子,被 还原的 为1 mol,故C不符合题意;
D.每生成3 mol 转移14 mol电子,则生成18.6 g (0.3 mol) 转移1.4 mol电子,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.考查的是过氧化物的性质,氧元素的化合价可变,具有氧化性和还原性,当遇到还原性物质体现氧化性
B.根据化合价升降情况确定氧化产物
C.根据得失电子情况即可计算出结果
D.根据氧化还原反应的得失电子情况即可计算电子的转移量
9.【答案】B
【知识点】吸热反应和放热反应;反应热的大小比较
【解析】【解答】A.所有的燃烧反应都是放热反应,A不符合题意;
B. 的燃烧热的热化学方程式中生成物水是液态, 中水的状态为气态, 变为 要放热,所以 ,B符合题意;
C.催化剂不改变反应的 ,C不符合题意;
D.反应过程中,a点对应表面温度最高,即放出热量最多,体系的能量最低,a点物质具有的总能量最小,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.考查的是放热反应的类型
B.考查的是燃烧热的定义,生成稳定的化合物,气态水到液态水还会放出热量
C. 只和起始状态有关
D.温度和能量有关,温度越高,体系能量越低
10.【答案】A
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A.金属钠与水反应,离子方程式:2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑,A符合题意。
B.惰性电极电解熔融NaCl,体系中没有水,反应产物为钠和氯气,B不符合题意;
C.AgCl难溶于水,用氨水溶解AgCl沉淀:AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O+2Cl-,C不符合题意;
D.反应不遵守电荷守恒,3CO +3Br2=5Br-+ BrO +3CO2,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.钠和氢气是单质,水是弱电解质,氢氧化钠是强电解质
B.熔融的氯化钠, 2NaCl (s)2Na+Cl2
C.氯化银属于难溶性电解质不拆
D.考查的是电荷守恒
11.【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】电池放电时为原电池,由电池的总反应 ,Na为负极,Ni为正极,则:
A.放电时,阴离子向负极移动, 向负极移动,故A不符合题意;
B.放电时,阳离子向正极移动, 向正极移动,故B不符合题意;
C.放电时,正极上 得电子被还原生成单质C,即电极反应式为 ,故C不符合题意;
D.放电时,正极反应为: ,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】原电池时,Ni做正极,聚集大量的阳离子,二氧化碳得电子变成碳酸根离子,Na做负极,钠失去电子,聚集大量的阴离子。
12.【答案】B
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.苯不溶于水,溴在苯中的溶解度大于在水中的溶解度,向苯中加入少量溴水、振荡,苯将溴水中的溴萃取出来,使水层变成无色,苯与溴水不能发生取代反应,故A不符合题意;
B.向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,可能生成硫酸钡白色沉淀或亚硫酸钡白色沉淀或两者的化合物,;再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解,说明白色沉淀是硫酸钡和亚硫酸钡的混合物,亚硫酸钠中含有硫酸钠,则亚硫酸钠部分被氧化,故B符合题意;
C.硅酸根与能氢离子反应生成硅酸白色沉淀,则向溶液中加入少量盐酸生成白色沉淀,溶液中可能含有硅酸根或偏铝酸根,故C不符合题意;
D.二氧化硫是酸性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应使含酚酞的NaOH溶液得红色消失,与漂白性无关,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.考查的是溴在水和苯中的溶解度大小
B.考查的变质的亚硫酸根的检验
C.加入盐酸,可以产生很多沉淀如氯化银沉淀
D.考查的是二氧化硫是酸性氧化物的性质
13.【答案】A
【知识点】离子方程式的书写;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、加入 溶液时沉淀最多,沉淀为 ,NaOH过量,滤液中含NaOH,由 、 可知,前8mL不生成沉淀, ,故A符合题意;
B、 促进 的电离,生成沉淀的离子方程式为: ,故B不符合题意;
C、a点显碱性,溶质为NaOH、 ,大量存在的离子是 、 、 ,故C不符合题意;
D、b点与c点溶液所含微粒种类相同,均含 、 、 、 ,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】Al2O3与NaOH反应,而MgO不反应,过滤后得到滤液用NaHCO3溶液处理,发生HCO3-+AlO2-+H2O═Al(OH)3↓+CO32-,加入40mLNaHCO3溶液时沉淀最多,a、b、c点均显碱性,随NaHCO3溶液的加入,碱性减弱,以此解答。
14.【答案】C,D
【知识点】物质的检验和鉴别;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.Na2S2O5为纯净物,由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得,故A不符合题意;
B.Na2SO3溶液呈碱性,①Ⅰ中反应的化学方程式为Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2,故B不符合题意;
C.工艺中加入Na2CO3固体,并再次充入SO2的目的是调节pH,促进Ⅲ中SO2的再吸收,得到NaHSO3过饱和溶液,故C符合题意;
D.由题给信息可知Na2S2O5通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得,则反应的化学方程式为2NaHSO3=Na2S2O5+H2O,故D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】由流程可知,I中发生Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2,加入Na2CO3固体,并再次充入SO2,可得到NaHSO3过饱和溶液,NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得Na2S2O5。
15.【答案】(1)弱
(2)5CS32-+24MnO4-+52H+=15SO42-+5CO2↑+24Mn2++26H2O
(3)不同意,因为步骤③中加入的酸性KMnO4溶液是用H2SO4酸化的,含有SO42-,所以生成的硫酸钡沉淀质量偏大
(4)分液漏斗;排尽装置中的空气,防止生成的H2S被氧化
(5)Cu2++H2S=CuS↓+2H+
(6)过滤、洗涤、干燥;1.75mol·L-1
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;性质实验方案的设计
【解析】【解答】(1)Na2CS3的水溶液中加入酚酞变红色,说明Na2CS3是强碱弱酸盐,则H2CS3为弱酸,
故答案为:弱;(2)步骤③的氧化产物是SO42 ,还原产物是锰离子,同时还生成二氧化碳、水,离子方程式为5CS32-+24MnO4-+52H+=15SO42-+5CO2↑+24Mn2++26H2O;(3)酸性高锰酸钾溶液用稀硫酸酸化,所以不能通过计算白色沉淀计算Na2CS3的量,因为步骤③中加入的酸性KMnO4溶液是用H2SO4酸化的,含有SO42-,所以生成的硫酸钡沉淀质量偏大,
故答案为:不同意,因为步骤③中加入的酸性KMnO4溶液是用H2SO4酸化的,含有SO42-,所以生成的硫酸钡沉淀质量偏大;(4)仪器M的名称为分液漏斗;因H2S为还原性气体,易被空气氧化,故反应开始前需要先通入一段时间N2,排尽装置中的空气,防止生成的H2S被氧化,故答案为:分液漏斗; 排尽装置中的空气,防止生成的H2S被氧化;(5)A中发生Na2CS3 +H2SO4=Na2SO4 +CS2 +H2S↑,生成的硫化氢可与B中的硫酸铜反应生成CuS沉淀,反应的离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+; (6)当A中反应完全后,打开K缓慢通入热N2一段时间,然后对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥,称重,得8.4黑色固体,n(CuS)= ,根据关系式Na2CS3 H2S CuS得n(Na2CS3)=n(CuS)=0.0875mol,c(Na2CS3)= = 1.75mol·L-1,
故答案为:过滤、洗涤、干燥;1.75mol·L-1。
【分析】(1)加入酚酞变红色,说明溶液显碱性,属于强碱弱酸盐;
(2)结合核心产物,根据氧化还原反应原理,方程式为 5CS32-+24MnO4-+52H+=15SO42-+5CO2↑+24Mn2++26H2O ;
(3)在开始已经加入了硫酸,若加入氯化钡,根据硫酸钡的质量进行计算,一定对实验结果造成误差;
(4)通入惰性气体的目的就是排空或者排水;
(5)根据信息,A中产生硫化氢气体,进入B中产生硫化铜沉淀;
(6)为了保证沉淀质量的准确,需要经过 过滤、洗涤、干燥 ,根据沉淀的质量计算出硫化氢的物质的量,进而计算出 Na2CS3溶液的物质的量浓度 。
16.【答案】(1)100mL容量瓶;酸式滴定管
(2)防止二价铁被氧化
(3)蒸发浓缩,冷却结晶,过滤;玻璃棒
(4)SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+;除去过量的SO2,以免影响后面Fe2+的测定
(5)溶液变为浅红色,且半分钟内不变色;81 %;偏高
【知识点】物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)实验二中仪器B为配制溶液需要的容量瓶,得到含Fe2+离子的溶液100mL,需要仪器为100mL容量瓶,仪器C为滴定实验装标准溶液的仪器,标准溶液为高锰酸钾溶液具有氧化性能腐蚀橡胶管,需要盛放在酸式滴定管中,故答案为100mL容量瓶,酸式滴定管;
(2)固相法中制备Li2FeSiO4的过程必须在惰性气体氛围中进行,因为亚铁离子具有还原性,易被氧化,所以惰性气体氛围中是为了防止亚铁离子被氧化,故答案为防止二价铁被氧化;
(3)操作Ⅱ是溶液中得到硫酸亚铁晶体的实验操作,蒸发浓缩,降温结晶,过滤洗涤得到;操作Ⅰ是分离固体和溶液的方法,需要过滤,结合过滤装置选择仪器有普通漏斗、烧杯、玻璃棒,故答案为蒸发浓缩,降温结晶,过滤;玻璃棒;
(4)还原剂A可用SO2,二氧化硫具有还原性被铁离子氧化为硫酸,反应的离子方程式为:SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,此时后续操作应除去过量的SO2以免影响后面Fe2+的测定,故答案为SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+;除去过量的SO2,以免影响后面Fe2+的测定;
(5)滴定实验反应终点的判断是依据高锰酸钾溶液滴入最后一滴溶液呈浅红色且半分钟不变化,从仪器B中取20.00mL溶液至锥形瓶中,另取0.2000mol Lˉ1的酸性KMnO4标准溶液装入仪器C中,用氧化还原滴定法测定Fe2+含量。相关反应为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,杂质不与酸性KMnO4标准溶液反应.消耗高锰酸钾溶液体积第3次误差较大舍去,计算平均消耗溶液体积,结合离子反应的定量关系计算,V(标准)= mL=20.00mL,铁元素守恒计算
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

n=0.0200mol
100mL溶液中含物质的量=0.0200mol× =0.1000mol,
产品中Li2FeSiO4的质量分数= ×100%=81%,
滴定前酸式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失,会造成V(标准)偏大,会造成Li2FeSiO4的含量偏高,
故答案为溶液变为浅红色,且半分钟内不变色;81%;偏高;
【分析】实验(一)制备流程:废铁屑中加入稀硫酸,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁,过滤后从滤液中获得绿矾晶体,然后使绿矾失去结晶水得到硫酸亚铁,硫酸亚铁固体和亚硅酸锂固体在惰性气体保护下高温反应得到Li2FeSiO4。
实验(二)Li2FeSiO4含量测定:取20.00g产品于坩埚中,灼烧后加入足量稀硫酸,充分反应后转移入烧杯中,通入足量的二氧化硫,把铁元素全部转化为+2价,用一定浓度的高锰酸钾溶液滴定含亚铁离子的溶液,测定的Li2FeSiO4含量。
17.【答案】(1)-746.5kJ/mol
(2)升高温度;<
(3)K2S2O8+2H2O=H2O2+2KHSO4;0~2;2HSO -2e—= SO +2H+
【知识点】反应热和焓变;电极反应和电池反应方程式;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)CO燃烧热的ΔH1=-283.0kJ/mo1,则CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH1= -283.0kJ/mo1,设该式为①,N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180.5kJ/mo1,设该式为②,则2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)可表示为①×2-②,ΔH=-283.0kJ/mo1×2-180.5kJ/mo1= -746.5kJ/mol;
(2)①图中B点的平衡状态改变为C点的平衡状态,NO2的平衡转化率减小,平衡向逆向移动,由于正反应放热,升高温度平衡逆向移动,故采取的措施为升高温度;
②由于B、D两点投料量不同,温度可用平衡常数的大小来比较,反应NO2+SO2 SO3+NO为放热反应,温度越高,平衡常数越小。根据图1可知,在B点时,n(NO2):n(SO2)=1:1,NO2的平衡转化率为75%,设NO2和SO2的浓度均为c0,根据题意得:
平衡常数KB= = =9
在D点时,n(NO2):n(SO2)=3:2,NO2的平衡转化率为40%,设NO2和SO2的浓度分别为3c0、2c0,根据题意得:
平衡常数KD= = =1
由于KB>KD,所以TB(3)①K2S2O8水解时生成 H2O2和 KHSO4,方程式为K2S2O8+2H2O=H2O2+2KHSO4;
②阳极放电的离子主要是 HSO ,HSO 放电后转化为 ,由图2可知,pH范围为0~2;HSO 失电子转化为 ,电极方程式为2HSO -2e-= SO +2H+;
【分析】(1)写出一氧化碳的燃烧热的方程式,根据盖斯定律即可求出
(2)①考查的是影响平衡移动的影响因素如温度②考查的温度对平衡的影响
(3)①反应物和生成物已知即可写出方程式②考查的是离子存在的pH区间,阳极发生失电子,氧化反应,根据产物即可写出
18.【答案】(1)
(2) 的键长比 的键长短(或 的键能较大)
(3) 杂化;正四面体
(4);
(5)D
(6)BP;
【知识点】原子核外电子的能级分布;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Ga元素与B元素同主族,则其价电子排布为4s24p1,内层排满,所以电子排布为[Ar]3d104s24p1;
(2)原子晶体的硬度和耐热性与共价键强弱有关,B、N原子半径比Si原子半径小,B-N键比Si-Si键键长短,键能更大;
(3)BF3中心原子的价层电子对数为 =3,所以为sp2杂化;SiF4的中心原子的价层电子对数为 =4,不含孤电子对,所以空间构型为正四面体;
(4)NaBH4是离子化合物,钠离子为阳离子,故NaBH4的电子式为 ;NaBH4中化合价Na为金属;故Na的电负性最小,后两种为非金属,B和H形成共价键;氢元素显负价,吸引电子能力更强;故元素的电负性大小顺序为:H>B>Na;
(5)Na2B4O7 10H2O该盐中存在阴阳离子间的离子键、B和O原子之间存在共价键和配位键,水分子间存在氢键和范德华力,该物质中不含金属键,应选D项;
(6)根据均摊法,晶胞中B原子的个数为 =4;P原子的个数为4,所以化学式为BP;根据晶胞结构可知P原子和周围的4个B原子形成正四面体结构,根据几何知识可知B原子和P原子之间的最近距离为体对角线的 ,设晶胞的边长为x,则有 pm,所以x= cm。
【分析】第4小题比较H和B的电负性强弱时可以根据物质中B和H元素的化合价判断,在该化合物中H为负极,说明B和H之间的共用电子对更靠近H原子,即H的电负性更强。
19.【答案】(1)苯甲醛;;羟基
(2)
(3)取代反应;中和取代生成 ,从而使有机反应平衡右移,提高产率
(4)4
(5)
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1) 的分子式为 ,结合 的结构可知 中含有苯环,故 为 。根据已知信息①, 与 一定条件下生成 ,故 结构为: ,根据 、 结构及已知信息②可得: 结构为: ,其含氧官能团为羟基。
(2) 与 取代反应生成 ,则 的反应原理为: 。
(3)根据 、 和 的结构可知: 与 取代反应生成 和 ,故反应类型为:取代反应,吡啶为一种有机碱,可以中和取代生成 ,从而使有机反应平衡右移,提高产率。
(4) 的结构简式为: (* 标记的摊位手性碳原子),所以有 个手性碳原子。
(5) 为 ,其同分异构体为芳香族化合物,说明含有苯环结构;核磁共振氢谱有 组峰,说明有 种类型的氢原子,所以符合条件结构为: , , 。
(6) 催化氧化可以生产 ;根据已知信息①, 与 一定条件下生成 ;根据 还原生成 的反应原理, 在 条件下还原生成 。故合成路线为: 。
【分析】(1)先推出A结构式,即可命名,根据C的结构式可以反推B结构式。根据E的结构式反推D的结构式即可确定D中官能团
(2)根据反应物和生成物即可写出方程式
(3)根据反应物和生成物即可确定反应类型,考查的是物质的用途,减少生成物的量促进平衡移动
(4)找出与碳原子相连的四个不同的原子或原子团即可
(5)考查的是同分异构体的写法,写出C的分子式,根据芳香族,含有苯环,核磁氢谱有4组峰说明有4中不同的氢原子即可写出同分异构体
(6)考查的是物质的合成路线,可以从后往前推,根据题目中的提示,依次找出需要的反应物,再进一步从起始物开始转换即可
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