化学卷·2018届广东省揭阳市普宁一中高二上学期第二次月考化学试卷 （解析版） 24页

2016-2017 学年广东省揭阳市普宁一中高二（上）第二次月考化 学试卷 一、选择题（本题包括 13 小题，每小题 6 分．在每小题给出的四个选项中，只 有一项符合题目要求．） 1．化学与人们的生产、生活息息相关．下列有关说法正确的是（ ） A．煤的干馏和石油的分馏都属于化学变化 B．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理 C．区分食盐是否加碘的方法是向食盐溶液中加少量淀粉，观察其是否变蓝 D．铝制容器不宜用来长时间存放酸性和碱性食物，也不可长时间存放含盐腌制 食品 2．设 NA 为阿伏伽德罗常数的值，下列叙述正确的是（ ） A．11gT2O 含有的电子数为 5NA B．常温下，0.2L 0.5mol•L﹣1NH4NO3 溶液的氮原子数小于 0.2NA C．含 4molHCl 的浓盐酸与足量二氧化锰反应转移的电子总数为 NA D．标准状况下，2.24L H2S 全部溶于水所得溶液中 HS﹣和 S2﹣离子激之和为 0.1NA 3．根据海水综合利用的工业流程图（如图），判断下列说法正确的是（ ） A．过程①的提纯只有物理过程，过程②通过氧化还原反应可产生两种单质 B．在过程③中将 MgCl2•6H2O 真接灼烧即可制得纯净无水 MgCl2 C．过程⑥所得的高浓度溴水只需分液即可获得液溴 D．过程⑤反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀间题 4．铅、二氧化铅、氟硼酸（HBF4）电池是一种低温性能优良的电池，常用于军 事和国防工业，其总反应方程式为 Pb+PbO2+4HBF4 2Pb（BF4）2+2H2O[已知： HBF4、Pb（BF4）2 均是易溶于水的强电解质]．下列说法中不正确的是（ ） A．充电时，阳极附近溶液的 pH 增大 B．充电时，阴极的电极反应式为 pb2++2e﹣═pb C．放电时，转移 1mol 电子时负极减少的质量为 103.5g D．放电时，正极的电极反应式为 PbO2+2e﹣+4H+═pb2++2H2O 5．短周期元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，X 原子在元素周期表中原子 半径最小，Y 的次外层电子数是最外层的 ，ZX2 是一种储氢材料，W 与 Y 属于 同一主族．下列叙述正确的是（ ） A．原子半径：rW＞rZ＞rY B．化合物 X2Y、ZY、ZX2 中化学键的类型相同 C．由 X、Y、Z、W 组成的化合物的水溶液可能显酸性 D．由 Y 元素形成的离子与 W 元素形成的离子的电子数不可能相同 6．下列关于电解质溶液的叙述正确的是（ ） A．在 pH=3 的溶液中，Na+、Cl﹣、Fe2+、ClO﹣可以大量共存 B．pH=11 的 NaOH 溶液与 pH=3 的醋酸溶液等体积混合，滴入石蕊溶液呈红色 C．常温下，pH=7 的 NH4Cl 与氨水的混合溶液中：c（Cl﹣）＞c（NH4 +）＞c（H+） =c（OH﹣） D．向 0.1mol•L﹣1 的氨水中加入少量硫酸铵固体，则溶液中 c（OH﹣）/c（NH3•H2O） 增大 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第 22 题～第 32 题为必考题，每 个试题考生都必须作答．第 33 题～第 40 题为选考题，考生根据要求作答．（一） 必考题（共 129 分） 7．FeCl3 具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理 污水比 FeCl3 高效，且腐蚀性小．请回答下列问题： （1）检验 FeCl3 溶液中阳离子的方法是 （2）FeCl3 溶液腐蚀钢铁设备，除 H+作用外，另一主要原因是（用离子方程式 表示） FeCl3 溶液也常用于腐蚀印刷电路板，反应的离子方程式为 （3）通过控制条件，将 FeCl3 水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为： xFe3++yH2O ⇌ Fex（OH）y （3x﹣y）++yH+，欲使平衡正向移动可采用的方法是 （填 序号）． a．降温 b．加水稀释 c．加入 NH4Cl d．加入 NaHCO3 （4）为节约成本，工业上用 NaClO3 氧化酸性 FeCl2 废液得到 FeCl3．完成 NaClO3 氧化 FeCl2 的离子方程式 ． （5）处理废水时，发现 FeCl3 并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因 是 ． 8．铈、铬、钛、镍虽不是中学阶段常见的金属元素，但在工业生产中有着重要 作用． （1）二氧化铈 （CeO2）在平板电视显示屏中有着重要应用．CeO2 在稀硫酸和 H2O2 的作用下可生成 Ce3+，写出该反应的化学方程式 ，CeO2 在该反应中作 剂． （2）自然界中 Cr 主要以+3 价和+6 价存在，+6 价的 Cr 能引起细胞的突变．现用 亚硫酸钠溶液与 0.1mol K2Cr2O7 反应，将其+6 价的 Cr 完全还原为+3 价的铬，则 消耗 1mol/L 亚硫酸钠溶液的体积为 L． （3）钛（Ti）被誉为“二十一世纪的金属”，工业上在 550℃时用钠与四氯化钛反 应可制得钛，该反应的化学方程式是 ． （4）NiSO4•xH2O 是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于镀镍、电池等，可由电 镀废渣（除镍外，还含有铜、锌、铁等元素）为原料获得．操作步骤如下： ①向滤液Ⅰ中加入 FeS 是为了除去 Cu2+、Zn2+等杂质（已知溶解度 FeS＞CuS）．请 写出除去 Cu2+的离子方程式 ． ②对滤液Ⅱ先加 H2O2 再调 pH．加 H2O2 的目的是 ，调 pH 的目的是 ． ③滤液Ⅲ溶质的主要成分是 NiSO4，加 Na2CO3 过滤后，再加适量稀硫酸溶解又生 成 NiSO4，这两步操作的目的是 ． 9．己知木炭在一定条件下与浓硝酸反应生成两种+4 价的氧化物．为了探究一氧 化氮（NO）能否与过氧化钠反应，以及反应后的产物中是否有亚硝酸钠（NaNO2）， 某小组同学设计了如图所示装置（夹持仪器和连接用的乳胶管已经省略）．为了 完成该实验，按气流方向 A→E→C→B→D→尾气处理装置（略）顺序连接以下装 置．请回答相关问题： （1）仪器 P 的名称是 ． （2）写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式 ． （3）检查气密性并装入药品后，要进行以下三项操作：a．点燃酒精灯，b．滴 加浓硝酸，c．通入一段时间的氮气，则它们正确顺序是 （填字母编号）．反 应开始时先通入氮气的主要目的是 ． （4）实验中装置 C 的作用是 ．装置 E 中观察到的主要实验现象有 ． （5）某同学经查阅资料后发现亚硝酸是弱酸，性质不稳定，室温下易分解生成 一氧化氮．装置 D 中充分反应后，设计实验证明 D 中是否有亚硝酸钠生成 ． [选修 3 物质结构] 10．W、X、Y、Z、R 为前四周期元素，且原子序数依次增大．XY2 是红棕色气体； X 与氢元素可形成 XH3；Z 基态原子的 M 层与 K 层电子数相等；W 是形成有机物 种类最多的元素；R2+的 3d 轨道中有 9 个电子．请回答： （1）Y 基态原子的电子排布式是 ；Y 和 W 形成的三原子分子是 （填“极 性”或“非极性”）分子． （2）X 与氢元素可形成的化合物 XH3 的中心原子杂化轨道类型为 杂化，XH3 的立体构型是 ． （3）Z 所在周期中第一电离能最大的主族元素 Q 名称 ．比较沸点高低：XY2 ZY． （4）Z 与某元素形成的化合物的晶胞如图 1 所示，晶胞中阴离子与阳离子的个 数比是 ． （5）R 晶胞结构如图 2 所示，R 晶体中每个 R 原子周围距离最近的 R 原子数目 为 ． [选修 5 有机化学] 11．萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂、医药和溶剂．合成α萜品醇 G 的路线之一 如下： 已知：RCOOC2H5 ，请回答下列问题： （1）A催化氢化得Z（C7H12O3），写出Z在一定条件下聚合反应的化学方程式： ． （2）B 的分子式为 ；写出一个同时满足下列条件的 B 的链状同分异构体的 结构简式： ． ①核磁共振氢谱有 2 个吸收峰 ②能发生银镜反应 （3）B→C 的反应类型为 ． （4）C→D 的化学方程式为 ． （5）试剂 Y 的结构简式为 ． （6）G 与 H2O 催化加成得不含手性碳原子（连有 4 个不同原子或原子团的碳原 子叫手性碳原子）的化合物 H，写出 H 的结构简式： ． 2016-2017 学年广东省揭阳市普宁一中高二（上）第二次 月考化学试卷 参考答案与试题解析 一、选择题（本题包括 13 小题，每小题 6 分．在每小题给出的四个选项中，只 有一项符合题目要求．） 1．化学与人们的生产、生活息息相关．下列有关说法正确的是（ ） A．煤的干馏和石油的分馏都属于化学变化 B．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理 C．区分食盐是否加碘的方法是向食盐溶液中加少量淀粉，观察其是否变蓝 D．铝制容器不宜用来长时间存放酸性和碱性食物，也不可长时间存放含盐腌制 食品 【考点】物质的检验和鉴别的实验方案设计；物理变化与化学变化的区别与联系； 绿色化学；铝的化学性质． 【分析】A．分馏利于混合物的沸点不同分离混合物； B．绿色化学的核心从源头上减少污染物的使用； C．淀粉遇碘变蓝； D．Al 与酸、碱均反应． 【解答】解：A．分馏利于混合物的沸点不同分离混合物，为物理变化，只有煤 的干馏为化学变化，故 A 错误； B．绿色化学的核心从源头上减少污染物的使用，而不能先污染后治理，故 B 错 误； C．淀粉遇碘变蓝，食盐中为碘酸钾，则不能检验，故 C 错误； D．Al 与酸、碱均反应，则铝制容器不宜用来长时间存放酸性和碱性食物，也不 可长时间存放含盐腌制食品，故 D 正确； 故选 D． 2．设 NA 为阿伏伽德罗常数的值，下列叙述正确的是（ ） A．11gT2O 含有的电子数为 5NA B．常温下，0.2L 0.5mol•L﹣1NH4NO3 溶液的氮原子数小于 0.2NA C．含 4molHCl 的浓盐酸与足量二氧化锰反应转移的电子总数为 NA D．标准状况下，2.24L H2S 全部溶于水所得溶液中 HS﹣和 S2﹣离子激之和为 0.1NA 【考点】阿伏加德罗常数． 【分析】A、求出超重水的物质的量，然后根据超重水中含 10 个电子来分析； B、求出硝酸铵的物质的量，然后根据 1mol 硝酸铵中含 2mol 氮原子来分析； C、二氧化锰只能和浓盐酸反应，和稀盐酸不反应； D、H2S 为弱酸，在溶液中不能完全电离． 【解答】解：A、11g 超重水的物质的量为 0.5mol，而超重水中含 10 个电子，故 0.5mol 中含 5NA 个电子，故 A 正确； B、溶液中硝酸铵的物质的量 n=0.5mol/L×0.2L=0.1mol，而 1mol 硝酸铵中含 2mol 氮原子，故溶液中含有的氮原子个数为 0.2NA 个，故 B 错误； C、二氧化锰只能和浓盐酸反应，和稀盐酸不反应，故当盐酸变稀时反应即停止， 故盐酸不能反应完全，则转移的电子总数小于 NA 个，故 C 错误； D、H2S 为弱酸，在溶液中不能完全电离，故溶液中的 H2S、HS﹣和 S2﹣的个数之和 为 0.1NA 个，故 D 错误． 故选 A． 3．根据海水综合利用的工业流程图（如图），判断下列说法正确的是（ ） A．过程①的提纯只有物理过程，过程②通过氧化还原反应可产生两种单质 B．在过程③中将 MgCl2•6H2O 真接灼烧即可制得纯净无水 MgCl2 C．过程⑥所得的高浓度溴水只需分液即可获得液溴 D．过程⑤反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀间题 【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用；制备实验方案的设计． 【分析】海水蒸发溶剂得到粗盐和母液，粗盐通过精制得到精盐，电解饱和食盐 水得到氯气、氢气和氢氧化钠；母液通入氯气氧化溴离子为溴单质，被二氧化硫 吸收后发生氧化还原反应生成溴化氢，富集溴元素，通入氯气氧化溴化氢为溴单 质得到高浓度的溴； A．根据粗盐的提纯及电解饱和食盐水产物进行判断，过程①的提纯中过滤属于 物理过程，但是除去镁离子、碳酸根离子、硫酸根离子属于化学过程； B．因 MgCl2•6H2O 受热生成 Mg（OH）Cl 和 HCl 气体等，得不到无水 MgCl2，根 据镁离子水解显酸性进行分析； C．溴易溶于水，应蒸馏分离； D．根据反应⑤二氧化硫与溴单质的生成产物进行分析． 【解答】解：A．过程①的提纯中过滤属于物理过程，但是除去镁离子、碳酸根 离子、硫酸根离子属于化学过程；过程②电解饱和食盐水获得了氯气和氢气两种 单质，故 A 错误； B．因 MgCl2•6H2O 受热生成 Mg（OH）Cl 和 HCl 气体等，得不到无水 MgCl2，若 要由 MgCl2•6H2O 灼烧即可制得无水 MgCl2，为防止 Mg2+发生水解，应在 HCl 气 氛中进行，故 B 错误； C．溴易溶于水，应蒸馏分离，不能进行分液操作，故 C 错误； D．因 Br2+SO2 +2H2O=2HBr+H2SO4，反应后溶液呈酸性，能与金属容器反应，故 D 正确； 故选 D． 4．铅、二氧化铅、氟硼酸（HBF4）电池是一种低温性能优良的电池，常用于军 事和国防工业，其总反应方程式为 Pb+PbO2+4HBF4 2Pb（BF4）2+2H2O[已知： HBF4、Pb（BF4）2 均是易溶于水的强电解质]．下列说法中不正确的是（ ） A．充电时，阳极附近溶液的 pH 增大 B．充电时，阴极的电极反应式为 pb2++2e﹣═pb C．放电时，转移 1mol 电子时负极减少的质量为 103.5g D．放电时，正极的电极反应式为 PbO2+2e﹣+4H+═pb2++2H2O 【考点】原电池和电解池的工作原理． 【分析】原电池的总反应为：Pb+PbO2+4HBF4 2Pb（BF4）2+2H2O，故放电时 负极反应为：Pb﹣2e﹣=Pb2+；正极反应：PbO2+2e﹣+4H+=Pb2++2H2O，阴离子移向 负极，阳离子移向正极； 充电时，阴极反应：Pb2++2e﹣=Pb，阳极反应：Pb2++2H2O﹣2e﹣=PbO2+4H+，阴离 子移向阳极，阳离子移向阴极．据此分析． 【解答】解：A．充电时，阳极反应：Pb2++2H2O﹣2e﹣=PbO2+4H+，产生大量氢离 子，故阳极附近溶液的酸性增强，故 A 错误； B．充电时阴极发生还原反应，为 Pb2++2e﹣=Pb，故 B 正确； C．放电时负极反应为：Pb﹣2e﹣=Pb2+，转移 1mol 电子时负极减少的质量为 207g/mol×0.5mol=103.5g，故 C 正确； D．由总反应可知放电时，正极发生还原反应，电极反应式为 PbO2+2e﹣+4H+═ pb2++2H2O，故 D 正确． 故选 A． 5．短周期元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，X 原子在元素周期表中原子 半径最小，Y 的次外层电子数是最外层的 ，ZX2 是一种储氢材料，W 与 Y 属于 同一主族．下列叙述正确的是（ ） A．原子半径：rW＞rZ＞rY B．化合物 X2Y、ZY、ZX2 中化学键的类型相同 C．由 X、Y、Z、W 组成的化合物的水溶液可能显酸性 D．由 Y 元素形成的离子与 W 元素形成的离子的电子数不可能相同 【考点】原子结构与元素周期律的关系． 【分析】X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期主族元素，X 是周期表中原 子半径最小的元素，则 X 为 H 元素；Y 的次外层电子数是最外层的 ，原子只能 有 2 个电子层，最外层电子数为 6，故 Y 为 O 元素；W 与 Y 属于同一主族，则 W 为 S 元素；ZX2 是一种储氢材料，Z 表现+2 价，结合原子序数可知 Z 为 Mg，结合 元素周期律以及元素化合物结构与性质解答． 【解答】解：X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期主族元素，X 是周期表 中原子半径最小的元素，则 X 为 H 元素；Y 的次外层电子数是最外层的 ，原子 只能有 2 个电子层，最外层电子数为 6，故 Y 为 O 元素；W 与 Y 属于同一主族， 则 W 为 S 元素；ZX2 是一种储氢材料，Z 表现+2 价，结合原子序数可知 Z 为 Mg． A．同周期从左向右原子半径在减小，同主族自上而下原子半径增大，则原子半 径为 Z（Mg）＞W（S）＞R（O），故 A 错误； B．化合物 H2O 含有共价键，MgO 含有离子键，MgH2 中含有离子键，故 B 错误； C．由 X、Y、Z、W 组成的化合物为 MgSO4.7H2O 等，溶液中镁离子水解，溶液呈 酸性，故 C 正确； D．由 Y 元素形成的 O22﹣，核外电子数为 18，W 元素形成的 S2﹣离子核外电子数 也是 18，故 D 错误． 故选：C． 6．下列关于电解质溶液的叙述正确的是（ ） A．在 pH=3 的溶液中，Na+、Cl﹣、Fe2+、ClO﹣可以大量共存 B．pH=11 的 NaOH 溶液与 pH=3 的醋酸溶液等体积混合，滴入石蕊溶液呈红色 C．常温下，pH=7 的 NH4Cl 与氨水的混合溶液中：c（Cl﹣）＞c（NH4 +）＞c（H+） =c（OH﹣） D．向 0.1mol•L﹣1 的氨水中加入少量硫酸铵固体，则溶液中 c（OH﹣）/c（NH3•H2O） 增大 【考点】盐类水解的原理；弱电解质在水溶液中的电离平衡． 【分析】A、Fe2+、ClO﹣可以发生氧化还原反应； B、pH=11 的 NaOH 溶液与 pH=3 的醋酸溶液等体积混合，酸剩余； C、常温下，pH=7 的 NH4Cl 与氨水的混合溶液中，存在电荷守恒：c（Cl﹣）+c（OH ﹣）=c（NH4 +）+c（H+）； D、溶液中铵根离子浓度增大，抑制了一水合氨的电离． 【解答】解：A、在 pH=3 的溶液中，Fe2+、ClO﹣可以发生氧化还原反应不能大量 共存，故 A 错误； B、pH=11 的 NaOH 溶液与 pH=3 的醋酸溶液等体积混合，酸剩余，溶液显示酸性， 滴入石蕊溶液呈红色，故 B 正确； C、常温下，pH=7 的 NH4Cl 与氨水的混合溶液中 c（H+）=c（OH﹣），存在电荷守 恒：c（Cl﹣）+c（OH﹣）=c（NH4 +）+c（H+），所以：c（Cl﹣）=c（NH4 +）＞c（H+） =c（OH﹣），故 C 错误； D、向 0.1mol/L 的氨水中加入少量硫酸铵固体，溶液中铵根离子浓度增大，抑制 了一水合氨的电离，则一水合氨的浓度增大，氢氧根离子的浓度减小，则溶液中 氢氧根离子浓度和一水合氨浓度比值是减小的，故 D 错误； 故选 B． 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第 22 题～第 32 题为必考题，每 个试题考生都必须作答．第 33 题～第 40 题为选考题，考生根据要求作答．（一） 必考题（共 129 分） 7．FeCl3 具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理 污水比 FeCl3 高效，且腐蚀性小．请回答下列问题： （1）检验 FeCl3 溶液中阳离子的方法是 取少量 FeCl3 溶液，滴加 KSCN 溶液，溶 液变红，证明 Fe3+存在 （2）FeCl3 溶液腐蚀钢铁设备，除 H+作用外，另一主要原因是（用离子方程式 表示） 2Fe3++Fe=3Fe2+ FeCl3 溶液也常用于腐蚀印刷电路板，反应的离子方程 式为 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ （3）通过控制条件，将 FeCl3 水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为： xFe3++yH2O ⇌ Fex（OH）y （3x﹣y）++yH+，欲使平衡正向移动可采用的方法是 b d （填 序号）． a．降温 b．加水稀释 c．加入 NH4Cl d．加入 NaHCO3 （4）为节约成本，工业上用 NaClO3 氧化酸性 FeCl2 废液得到 FeCl3．完成 NaClO3 氧化 FeCl2 的离子方程式 6Fe2++6H++ClO3 ﹣═6Fe3++Cl﹣+3H2O ． （5）处理废水时，发现 FeCl3 并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是 酸性废水中的 H+会导致氯化铁不能形成胶体或者胶体非常少，因此不能吸附悬 浮物沉降而除去 ． 【考点】铁及其化合物的性质实验；铁盐和亚铁盐的相互转变． 【分析】（1）FeCl3 溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液变红，证明 Fe3+存在； （2）铁设备中的 Fe 会与铁离子反应生成亚铁离子；FeCl3 溶液也和金属铜反应 生成氯化铜和氯化亚铁； （3）控制条件使平衡正向移动，水解为吸热反应，所以降温平衡逆向移动；加 水稀释，则水解平衡也正向移动；加入氯化铵，氯化铵溶液为酸性，氢离子浓度 增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子，平衡正向移动； （4）氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁，得到氯化铁溶液，据此回答； （5）酸性废水中的 H+会导致氯化铁不能形成胶体或者胶体非常少，据此回答． 【解答】解：（1）FeCl3 溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液变红，证明 Fe3+存在，故答 案为：取少量 FeCl3 溶液，滴加 KSCN 溶液，溶液变红，证明 Fe3+存在； （2）钢铁设备中的 Fe 会与铁离子反应生成亚铁离子，离子方程式是： 2Fe3++Fe=3Fe2+ ， FeCl3 溶 液 也 和 金 属 铜 反 应 生 成 氯 化 铜 和 氯 化 亚 铁 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ，故答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+；2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+； （3）控制条件使平衡正向移动，使平衡正向移动，因为水解为吸热反应，所以 降温，平衡逆向移动；加水稀释，则水解平衡也正向移动；加入氯化铵，氯化铵 溶液为酸性，氢离子浓度增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子， 所以氢离子浓度降低，平衡正向移动，故选 bd； 故答案为：bd； （4）氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁，则反应物中有氢离子参加，则生成物中有水 生成，Cl 元素的化合价从+5 价降低到﹣1 价，得到 6 个电子，而 Fe 元素的化合 价从+2 价升高到+3 价，失去 1 个电子，根据得失电子守恒，配平后离子方程式 为：ClO3 ﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O， 故答案为：6Fe2++6H++ClO3 ﹣═6Fe3++Cl﹣+3H2O； （5）酸性废水中的 H+会导致氯化铁不能形成胶体或者胶体非常少，因此不能吸 附悬浮物沉降而除去， 故答案为：酸性废水中的 H+会导致氯化铁不能形成胶体或者胶体非常少，因此 不能吸附悬浮物沉降而除去． 8．铈、铬、钛、镍虽不是中学阶段常见的金属元素，但在工业生产中有着重要 作用． （1）二氧化铈 （CeO2）在平板电视显示屏中有着重要应用．CeO2 在稀硫酸和 H2O2 的 作 用 下 可 生 成 Ce3+ ， 写 出 该 反 应 的 化 学 方 程 式 2CeO2+H2O2+6H+=2Cr3++O2↑+4H2O ，CeO2 在该反应中作 氧化 剂． （2）自然界中 Cr 主要以+3 价和+6 价存在，+6 价的 Cr 能引起细胞的突变．现用 亚硫酸钠溶液与 0.1mol K2Cr2O7 反应，将其+6 价的 Cr 完全还原为+3 价的铬，则 消耗 1mol/L 亚硫酸钠溶液的体积为 0.3 L． （3）钛（Ti）被誉为“二十一世纪的金属”，工业上在 550℃时用钠与四氯化钛反 应可制得钛，该反应的化学方程式是 4Na+TiCl4═Ti+4NaCl ． （4）NiSO4•xH2O 是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于镀镍、电池等，可由电 镀废渣（除镍外，还含有铜、锌、铁等元素）为原料获得．操作步骤如下： ①向滤液Ⅰ中加入 FeS 是为了除去 Cu2+、Zn2+等杂质（已知溶解度 FeS＞CuS）．请 写出除去 Cu2+的离子方程式 FeS+Cu2+=CuS+Fe2+ ． ②对滤液Ⅱ先加 H2O2 再调 pH．加 H2O2 的目的是 氧化 Fe2+ ，调 pH 的目的是 除去 Fe3+ ． ③滤液Ⅲ溶质的主要成分是 NiSO4，加 Na2CO3 过滤后，再加适量稀硫酸溶解又生 成 NiSO4，这两步操作的目的是 增大 NiSO4 的浓度，利于蒸发结晶（或富集 NiSO4） ． 【考点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用． 【分析】（1）CeO2 在稀硫酸和 H2O2 的作用下可生成 Ce3+，CeO2 中的 Ce 是+4 价， 在 H2O2 的作用下可生成 Ce3+，因此发生还原反应，CeO2 在该反应中作氧化剂； （2）自然界中 Cr 主要以+3 价和+6 价存在．+6 价的 Cr 能引起细胞的突变，可以 用亚硫酸钠将其还原为+3 价的铬，根据得失电子相等，Cr2O72﹣与 SO32﹣的物质的 量之比是 1：3；结合原子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式，利用反应定量 关系计算； （3）工业上在 550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛，四氯化钛被钠还原为钛， 依据原子守恒书写； （4）电镀废渣（除镍外，还含有铜、锌、铁等元素），过滤后在滤液中加入 FeS， 生成 CuS、ZnS，可除去 Cu2+、Zn2+等杂质，对滤液Ⅱ先加 W，应为过氧化氢，可 氧化 Fe2+生成 Fe3+，有利于水解生成氢氧化铁沉淀而除去，过滤后在滤液中加入 碳酸钠，可生成 NiCO3，过滤后加入硫酸可生成 NiSO4，经蒸发、浓缩、冷却结 晶可得到硫酸镍晶体，以此解答． 【解答】解：（1）CeO2 在稀硫酸和 H2O2 的作用下可生成 Ce3+，CeO2 中的 Ce 是 +4 价，在 H2O2 的作用下可生成 Ce3+，因此发生还原反应，CeO2 在该反应中作氧 化剂，反应的离子方程式为 2CeO2+H2O2+6H+=2Cr3++O2↑+4H2O， 故答案为：2CeO2+H2O2+6H+=2Cr3++O2↑+4H2O；氧化； （2）自然界中 Cr 主要以+3 价和+6 价存在．+6 价的 Cr 能引起细胞的突变，可以 用亚硫酸钠将其还原为+3 价的铬，根据得失电子相等，Cr2O72﹣与 SO32﹣的物质的 量之比是 1：3；反应的离子方程式：Cr2O72﹣+3SO32﹣+8H+=2Cr3++3SO42﹣+4H2O，现 用亚硫酸钠溶液与 0.1mol K2Cr2O7 反应，将其+6 价的 Cr 完全还原为+3 价的铬， 消 耗 亚 硫 酸 钠 物 质 的 量 为 0.3mol ， 则 消 耗 1mol/L 亚 硫 酸 钠 溶 液 的 体 积 = =0.3L， 故答案为：0.3； （3）工业上在 550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛，四氯化钛被钠还原为钛， 反应的化学方程式为：4Na+TiCl4═Ti+4NaCl， 故答案为：4Na+TiCl4═Ti+4NaCl； （4）电镀废渣（除镍外，还含有铜、锌、铁等元素），过滤后在滤液中加入 FeS， 生成 CuS、ZnS，可除去 Cu2+、Zn2+等杂质，对滤液Ⅱ先加 W，应为过氧化氢，可 氧化 Fe2+生成 Fe3+，有利于水解生成氢氧化铁沉淀而除去，过滤后在滤液中加入 碳酸钠，可生成 NiCO3，过滤后加入硫酸可生成 NiSO4，经蒸发、浓缩、冷却结 晶可得到硫酸镍晶体， ①FeS 除去 Cu2+的反应是沉淀的转化，即 FeS+Cu2+=CuS+Fe2+， 故答案为：FeS+Cu2+=CuS+Fe2+； ②对滤液Ⅱ加 H2O2 的目的是将 Fe2+氧化 Fe3+，然后调 pH 沉淀 Fe3+， 故答案为：氧化 Fe2+；除去 Fe3+； ③NiSO4 与 Na2CO3 反应生成 NiCO3 沉淀，而后过滤，再加适量稀硫酸溶解又生成 NiSO4，这样可提高 NiSO4 的浓度，有利于蒸发结晶， 故答案为：增大 NiSO4 的浓度，利于蒸发结晶（或富集 NiSO4）． 9．己知木炭在一定条件下与浓硝酸反应生成两种+4 价的氧化物．为了探究一氧 化氮（NO）能否与过氧化钠反应，以及反应后的产物中是否有亚硝酸钠（NaNO2）， 某小组同学设计了如图所示装置（夹持仪器和连接用的乳胶管已经省略）．为了 完成该实验，按气流方向 A→E→C→B→D→尾气处理装置（略）顺序连接以下装 置．请回答相关问题： （1）仪器 P 的名称是 分液漏斗 ． （ 2 ） 写 出 浓 硝 酸 与 木 炭 反 应 的 化 学 方 程 式 C+4HNO3 （ 浓 ） CO2↑+4NO2↑+2H2O ． （3）检查气密性并装入药品后，要进行以下三项操作：a．点燃酒精灯，b．滴 加浓硝酸，c．通入一段时间的氮气，则它们正确顺序是 cba （填字母编号）．反 应开始时先通入氮气的主要目的是 排除装置内空气，防止氧气将 NO 氧化 ． （4）实验中装置 C 的作用是 除去 NO 中混有的 CO2（或 CO2 和 NO2） ．装置 E 中观察到的主要实验现象有 铜片逐渐溶解，溶液变蓝，有无色气泡冒出（或 红棕色气体变为无色气体） ． （5）某同学经查阅资料后发现亚硝酸是弱酸，性质不稳定，室温下易分解生成 一氧化氮．装置 D 中充分反应后，设计实验证明 D 中是否有亚硝酸钠生成 取 装置 D 中固体少量于试管中，加入适量稀硫酸，若有气泡冒出且在溶液上方变 成红棕色，证明 D 中有亚硝酸钠生成 ． 【考点】性质实验方案的设计． 【分析】根据实验原理可知，装置 A 在用碳与浓硝酸在加热的条件下反应生成二 氧化氮和二氧化碳，二氧化氮与水反应生成一氧化氮，再用氢氧化钠溶液吸收二 氧化碳，用氯化钙干燥得干燥的一氧化氮，再与过氧化钠反应，然后再进行尾气 吸收，在实验过程中为防止一氧化氮被空气中的氧气氧化，以及过氧化钠与空气 中的水和二氧化碳反应，在实验开始时要将装置的空气全部排尽， （1）根据仪器的特点可知仪器 P 的名称； （2）浓硝酸与木炭反应生成二氧化碳和二氧化氮和水； （3）在实验过程中为防止一氧化氮被空气中的氧气氧化，以及过氧化钠与空气 中的水和二氧化碳反应，在实验开始时要用氮气将装置的空气全部排尽，硝酸易 挥发，所以要在加入硝酸后再加热； （4）根据 C 装置中的氢氧化钠可以和二氧化碳之间反应来回答，装置 E 中二氧 化氮与水反应生成硝酸，硝酸可以溶解铜，生成硝酸铜溶液及一氧化氮； （5）根据亚硝酸是弱酸，性质不稳定，室温下易分解成一氧化氮，一氧化氮不 稳定易被氧化为二氧化氮来回答； 【解答】解：根据实验原理可知，装置 A 在用碳与浓硝酸在加热的条件下反应生 成二氧化氮和二氧化碳，二氧化氮与水反应生成一氧化氮，再用氢氧化钠溶液吸 收二氧化碳，用氯化钙干燥得干燥的一氧化氮，再与过氧化钠反应，然后再进行 尾气吸收，在实验过程中为防止一氧化氮被空气中的氧气氧化，以及过氧化钠与 空气中的水和二氧化碳反应，在实验开始时要将装置的空气全部排尽， （1）根据仪器的特点可知仪器 P 为分液漏斗， 故答案为：分液漏斗； （2 ）浓 硝 酸 与 木 炭 反 应 生 成 二 氧 化 碳 和 二 氧 化 氮 和 水 C+4HNO3 （ 浓 ） CO2↑+4NO2↑+2H2O， 故答案为：C+4HNO3（浓） CO2↑+4NO2↑+2H2O； （3）在实验过程中为防止一氧化氮被空气中的氧气氧化，以及过氧化钠与空气 中的水和二氧化碳反应，在实验开始时要用氮气将装置的空气全部排尽，硝酸易 挥发，所以要在加入硝酸后再加热，所以正确顺序是 c b a，反应开始时先通入 氮气的主要目的是排除装置内空气，防止氧气将 NO 氧化， 故答案为：c b a；排除装置内空气，防止氧气将 NO 氧化； （4）二氧化碳也可以和过氧化钠之间反应，将混合气体经过 C 中的氢氧化钠溶 液，可以将其中的二氧化碳吸收，防止干扰实验，装置 E 中二氧化氮与水反应生 成硝酸，硝酸可以溶解铜，生成硝酸铜溶液及一氧化氮，所以 E 中的现象为铜片 逐渐溶解，溶液变蓝，有无色气泡冒出（或红棕色气体变为无色气体）， 故答案为：除去 NO 中混有的 CO2（或 CO2 和 NO2）；铜片逐渐溶解，溶液变蓝， 有无色气泡冒出（或红棕色气体变为无色气体）； （5）亚硝酸是弱酸，性质不稳定，室温下易分解成一氧化氮，一氧化氮不稳定 易被氧化为二氧化氮，所以验证明 D 中是否有亚硝酸钠生成的方法是取装置 D 中固体少量于试管中，加入适量稀硫酸，若有气泡冒出且在溶液上方变成红棕色， 证明 D 中有亚硝酸钠生成， 故答案为：取装置 D 中固体少量于试管中，加入适量稀硫酸，若有气泡冒出且 在溶液上方变成红棕色，证明 D 中有亚硝酸钠生成． [选修 3 物质结构] 10．W、X、Y、Z、R 为前四周期元素，且原子序数依次增大．XY2 是红棕色气体； X 与氢元素可形成 XH3；Z 基态原子的 M 层与 K 层电子数相等；W 是形成有机物 种类最多的元素；R2+的 3d 轨道中有 9 个电子．请回答： （1）Y 基态原子的电子排布式是 1s22s22p4 ；Y 和 W 形成的三原子分子是 非 极性 （填“极性”或“非极性”）分子． （2）X 与氢元素可形成的化合物 XH3 的中心原子杂化轨道类型为 sp3 杂化， XH3 的立体构型是 三角锥形 ． （3）Z 所在周期中第一电离能最大的主族元素 Q 名称 氯元素 ．比较沸点高 低：XY2 ＜ ZY． （4）Z 与某元素形成的化合物的晶胞如图 1 所示，晶胞中阴离子与阳离子的个 数比是 2：1 ． （5）R 晶胞结构如图 2 所示，R 晶体中每个 R 原子周围距离最近的 R 原子数目 为 12 ． 【考点】晶胞的计算；原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用； 原子轨道杂化方式及杂化类型判断． 【分析】W、X、Y、Z、R 为前四周期元素，且原子序数依次增大，XY2 是红棕色 气体，为 NO2，则 X 是 N、Y 是 O 元素；X 与氢元素可形成 NH3； Z 基态原子的 M 层与 K 层电子数相等，则 Z 为 Mg 元素；W 是形成有机物种类最 多的元素，为 C 元素； R2+的 3d 轨道中有 9 个电子，则 R 原子核外电子数=2+8+17+2=29，为 Cu 元素； （1）Y 为 O 元素，其基态原子核外有 8 个电子，根据构造原理书写 O 基态原子 的电子排布式；中心重合的分子为非极性分子，不重合的分子为极性分子； （2）根据价层电子对互斥理论判断原子杂化方式及微粒空间构型； （3）Z 是 Mg 元素，同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大 趋势，但第 IIA 族、第 VA 族元素第一电离能大于其相邻元素； 熔沸点：离子晶体＞分子晶体； （4）利用均摊分计算该晶胞中阴阳离子个数之比； （5）Cu 晶胞为面心立方最密堆积，每个 Cu 原子周围距离最近的 Cu 原子数目=3 ×8÷2． 【解答】解：W、X、Y、Z、R 为前四周期元素，且原子序数依次增大，XY2 是红 棕色气体，为 NO2，则 X 是 N、Y 是 O 元素；X 与氢元素可形成 NH3； Z 基态原子的 M 层与 K 层电子数相等，则 Z 为 Mg 元素；W 是形成有机物种类最 多的元素，为 C 元素； R2+的 3d 轨道中有 9 个电子，则 R 原子核外电子数=2+8+17+2=29，为 Cu 元素； （1）Y 为 O 元素，其基态原子核外有 8 个电子，根据构造原理书写 O 基态原子 的电子排布式为 1s22s22p4；中心重合的分子为非极性分子，不重合的分子为极性 分子，Y 和 W 形成的三原子分子为 CO2，是直线形分子，该分子中心重合，为非 极性分子， 故答案为：1s22s22p4；非极性； （2）NH3 分子中 N 原子价层电子对个数是 4 且含有一个孤电子对，所以该分子 中中心原子杂化轨道类型为 sp3 杂化，NH3 的立体构型是三角锥形，故答案为： sp3；三角锥形； （3）Z 是 Mg 元素，同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大 趋势，但第 IIA 族、第 VA 族元素第一电离能大于其相邻元素，Mg 位于第三周期， 该周期中第一电离能最大的主族元素是氯元素； 熔沸点离子晶体＞分子晶体，NO2 是分子晶体、MgO 是离子晶体，所以熔沸点 XY2＜ZY， 故答案为：氯元素；＜； （4）该晶胞中阳离子个数=1+8× =2、阴离子个数=2+4× =4，所以阴阳离 子个数之比=4：2=2：1， 故答案为：2：1； （5）Cu 晶胞为面心立方最密堆积，每个 Cu 原子周围距离最近的 Cu 原子数目=3 ×8÷2．=12， 故答案为：12． [选修 5 有机化学] 11．萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂、医药和溶剂．合成α萜品醇 G 的路线之一 如下： 已知：RCOOC2H5 ，请回答下列 问题： （1）A 催化氢化得 Z（C7H12O3），写出 Z 在一定条件下聚合反应的化学方程式： ． （2）B 的分子式为 C8H14O3 ；写出一个同时满足下列条件的 B 的链状同分异 构体的结构简式： ． ①核磁共振氢谱有 2 个吸收峰 ②能发生银镜反应 （3）B→C 的反应类型为 取代反应 ． （ 4 ） C→D 的 化 学 方 程 式 为 ． （5）试剂 Y 的结构简式为 CH3MgBr ． （6）G 与 H2O 催化加成得不含手性碳原子（连有 4 个不同原子或原子团的碳原 子叫手性碳原子）的化合物 H，写出 H 的结构简式： ． 【考点】有机物的推断． 【分析】由 A、B 的结构可知，A 与甲烷发生加成反应生成 B，B 与 HBr 发生取代 反 应 生 成 C 为 ， C 发 生 消 去 反 应 生 成 D 为 ，D 水解反应得到 E 为 ，E 与乙 醇发生酯化反应生成 F 为 ，F 发生信息反应生成 G，结 合 F 与 G 的结合可知 Y 为 CH3MgBr，以此解答该题． 【解答】解：由 A、B 的结构可知，A 与甲烷发生加成反应生成 B，B 与 HBr 发生 取 代 反 应 生 成 C 为 ， C 发 生 消 去 反 应 生 成 D 为 ，D 水解反应得到 E 为 ，E 与乙 醇发生酯化反应生成 F 为 ，F 发生信息反应生成 G，结 合 F 与 G 的结合可知 Y 为 CH3MgBr， （1）A 催化氢化得 Z（C7H12O3），A 催化加氢生成 Z，结合 Z 的分子式可知，该 反应为羰基与氢气发生加成反应，故 Z 为 ，Z 通 过 酯 化 反 应 进 行 的 缩 聚 反 应 生 成 高 聚 物 ， 该 反 应 方 程 式 为 ， 故 答 案 为 ： ； （2）根据 B 的结构简可知 B 的分子式为 C8H14O3，B 的同分异构体中，核磁共振 氢谱有 2 个吸收峰，说明分子中含有 2 种 H 原子，由 B 的结构可知，分子中 H 原子数目很多，故该同分异构体为对称结构，为链状结构，不饱和度为 2，能发 生银镜反应，故含有醛基 2 个﹣CHO，其余的 H 原子以甲基形式存在，另外的 O 原子为对称结构的连接原子，故符合条件的同分异构体的结构简式为： ， 故答案为：C8H14O3； ； （3）由 B 到 C 的反应条件可知，B 发生取代反应生成 ，故答案 为：取代反应； （ 4 ） C→D 的 化 学 方 程 式 为 ， 故 答 案 为 ： ； （5）由以上分析可知 Y 为 CH3MgBr，故答案为：CH3MgBr； （6）G 与 H2O 催化加成得不含手性碳原子，羟基接在连接甲基的不饱和 C 原子 上，H 的结构简式为： ， 故答案为： ． 2017 年 1 月 21 日