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- 2021-07-08 发布
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2019学年第一学期温丽地区第一次联考
高三年级化学学科试题
考生须知:
1.本卷共7 页满分100分,考试时间90分钟;
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效;
4.考试结束后,只需上交答题纸。
5.可能用到的相对原子质量H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Ni-59 Cu-64 I-127
选择题部分
一、选择题(本题共20小题,1-12题每小题2分,13-20每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.2019年4月22日是第50个“世界地球日”,我国确定的活动主题为“珍爱美丽地球,守护自然资源”。下列行为不符合这一活动主题的是( )
A. 改进汽车尾气净化技术,减少大气污染物的排放
B. 加快化石燃料的开采与使用,促进社会可持续发展
C. 用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料,实现碳的循环利用
D. 对工业废水、生活污水进行净化处理,减少污染物的排放
【答案】B
【解析】
【详解】A.改进汽车尾气净化技术,减少大气污染物的排放,有利于保护环境,符合上述主题,故A不选;
B.加快化石燃料的开采与使用会增加污染物的排放量,且化石燃料属于非再生能源,不能促进可持续发展,不符合该主题,故B选;
C.用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料,实现碳的循环利用,可以减少二氧化碳对环境的影响,符合该主题,故C不选;
D.对工业废水、生活污水进行净化处理,减少污染物的排放,循环高效利用水资源,可以节约资源、减少污染物排放,符合该主题,故D不选;
答案选B。
2.下列化学用语正确的是
A. 二氧化碳的比例模型: B. 氨基的电子式:
C. 二氧化硅的分子式:SiO2 D. 中子数为15的Si原子:Si
【答案】D
【解析】
【详解】A.CO2分子中C原子与2个O原子在一条直线上,但原子半径C>O,所以原子大小不符合事实,A错误;
B.氨基是NH3分子失去一个H原子后剩余的部分,N原子上还有一对孤电子对,应该为,B错误;
C.二氧化硅属于原子晶体,由原子构成,在晶体中Si原子与O原子个数比为1:2,不存在分子式,C错误;
D.Si原子核内有14个质子,则中子数为15的Si原子,质量数是29,可表示为:Si,D正确;
故合理选项是D。
3.下列说法正确的是
A. 14C60和石墨互为同素异形体
B. Cl、Cl为不同的核素,化学性质也不同
C. 乙醇和乙醚互为同分异构体
D. CH3COOCH2CH3和CH3CH2OOCCH3 是两种不同物质
【答案】A
【解析】
【详解】A.14C60和石墨是C元素的不同性质的单质,二者互为同素异形体,A正确;
B.Cl、Cl为不同的核素,由于原子核外电子数相同,所以化学性质相同,B错误;
C.乙醇分子式是C2H6O,乙醚分子式是C4H10O,二者分子式不同,因此不能互为同分异构体,C错误;
D. CH3COOCH2CH3和CH3CH2OOCCH3 分子结构相同同,因此是同一物质,D错误;
故合理选项是A。
4.下列制取SO2、验证其性质的装置(尾气处理装置已省略)和原理不能达到实验目的的是( )
A. 制取SO2 B. 验证漂白性
C. 验证还原性 D. 验证氧化性
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓硫酸具有强氧化性,与铜在加热条件下反应生成二氧化硫气体,可用于制备少量二氧化硫,故A正确;
B.二氧化硫具有还原性,与高锰酸钾发生氧化还原反应,故B错误;
C.溶液的颜色变浅,说明铁离子被还原,可说明二氧化硫具有还原性,被铁离子氧化,故C正确;
D.二氧化硫中S元素的化合价为+4价,处于中间价态,具有氧化性,二氧化硫和硫化氢发生氧化还原反应可生成硫,故D正确。
故选B。
【点睛】本题考查化学实验方案的评价,侧重分析与实验能力的考查,把握物质的性质、发生的反应及现象、实验结论为解答的关键,注意把握二氧化硫的性质。
5.下列说法不正确的是
A. 棉花、花生油、蛋白质都属于高分子化合物
B. 蔗糖、麦芽糖均为二糖,互为同分异构体
C. 油脂在热NaOH溶液中完全水解后加入饱和食盐水,可观察到液面上有固体析出
D. 分别向含鸡蛋清的溶液中加入(NH4)2SO4 浓溶液和CuSO4溶液,都产生沉淀,但原理不同
【答案】A
【解析】
【详解】A.棉花、蛋白质都属于高分子化合物,而花生油不属于高分子化合物,A错误;
B.蔗糖、麦芽糖均为二糖,分子式都是C12H22O11,分子结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.油脂在热NaOH溶液中完全水解后产生高级脂肪酸盐和甘油,加入饱和食盐水,能够降低高级脂肪酸盐的溶解度,而高级脂肪酸盐的密度比水小,在常温下为固体物质,因此可观察到液面上有固体析出,C正确;
D.鸡蛋清属于蛋白质,向鸡蛋清的溶液中加入(NH4)2SO4 浓溶液,会降低蛋白质的溶解度而结晶析出,发生的是盐析作用;而向鸡蛋清的溶液中加入CuSO4溶液,由于CuSO4是重金属盐,会使蛋白质发生变性而产生沉淀,因此二者出现沉淀的原理不同,D正确;
故合理选项是A。
6.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或很少污染,且可以再生。下列最有希望的新能源是
①天然气 ②煤 ③石油 ④太阳能 ⑤氢能 ⑥风能
A. ①③⑤ B. ②③④ C. ①④⑤⑥ D. ④⑤⑥
【答案】D
【解析】
【详解】①天然气、②煤、③石油都是化石能源,不能再生,因此不属于新能源,而④太阳能、⑤氢能、⑥风能在使用时对环境无污染且可以再生,最有希望的新能源,所以④⑤⑥说法合理,正确选项是D。
7.下列说法正确是
A. 石油分馏可获得汽油、煤油等矿物油,煤焦油干馏可获得苯、甲苯等有机物
B. (CH3CH2)2CHCH3的正确命名是2-乙基丁烷
C. CH≡CH 通过加聚反应可以得到结构片段为“…-CH=CH-CH=CH-…”的高分子化合物
D. 有机物大多是分子晶体,则乙醇的沸点和它相对分子质量相近的烷烃差不多
【答案】C
【解析】
【详解】A.石油是多种烃的混合物,通过分馏可获得汽油、煤油等矿物油,煤干馏获得煤焦油,通过分馏可获得苯、甲苯等有机物,A错误;
B.未选择最长的碳链为主链,该物质名称正确的应为3-甲基戊烷,B错误;
C.CH≡CH 发生加聚反应时,断裂碳碳三键中较活泼的一个键,变为碳碳双键,然后这些不饱和的C原子结合,从而可得到结构片段为“…-CH=CH-CH=CH-…”的高分子化合物,C正确;
D.有机物大多是分子晶体,由于乙醇分子中含有羟基,导致分子间有氢键,使其沸点和它相对分子质量相近的烷烃大得多,D错误;
故合理选项是C。
8.下列说法正确的是
A. 从海带中提取溴是工业上获取溴的重要途径
B. 我国古代就已采用加热胆矾或绿矾的方法制取硫酸
C. 工业上电解熔融氯化铝可得到金属铝
D. 工业炼铁需要用到的原料有铁矿石、焦炭、空气和熟石灰
【答案】B
【解析】
【详解】A.从海水中提取溴是工业上获取溴的重要途径,A错误;
B.我国古代就开始采用加热硫酸盐晶体胆矾或绿矾的方法制取硫酸,B正确;
C.氯化铝是共价化合物,不能电解,在工业上采用电解熔融氧化铝可得到金属铝,C错误;
D.石灰石造高温下分解产生CaO和CO2,CaO与铁矿石中的杂质SiO2反应产生CaSiO3,从而除去SiO2,不需要熟石灰,D错误;
故合理选项是B。
9.己知:①C(s) + O2(g)=CO2(g) △H1 ②CO2(g) +C(s)=2CO(g) △H2 ③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3
下列说法不正确的是
A. △H1<0 B. △H2>0 C. 2△H1<△H3 D. △H1 +△H2 +△H3=0
【答案】D
【解析】
【详解】①物质燃烧反应放出热量,所以C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1<0,A正确;
B.②CO2(g)+C(s)=2CO(g)的反应是吸热反应,所以 △H2>0,B正确;
C.由于C不完全燃烧产生CO会放出一部分热量,所以2molC完全燃烧放出的热量比其不完全燃烧的产物CO发生燃烧反应放出的热量多,反应放出的热量越多,则相应的反应热就越小,所以2△H1<△H3,C正确;
D.①+②+③,整理可得2C(s)+2O2(g)=2CO2(g),△H=△H1+△H2+△H3=2△H1<0,则△H1=△H2 +△H3,D错误;
故合理选项是D。
10.某温度下,将一定量碳酸氢铵固体置于容积不变密闭容器中,发生反应:NH4HCO3(s)
NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H= a kJ·mol-1(a>0)。下列有关说法不正确的是
A. 若 NH3 体积分数不再发生变化,则说明反应达到平街状态
B. 若容器内混合气体的密度不变,则说明反应达到平街状态
C. 若升高体系温度,则正、逆反应速率均增大
D. 若反应过程中吸收akJ热量,则刚好有lmolNH4HCO3发生分解
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于反应物为固体,反应生成的物质都是气体,气体中气体体积分数始终不变,氨的体积分数不变,不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.反应物状态为固体,反应后生成物状态为气体,由于容器的容积不变,所以若化学反应未达到平衡状态,则气体的质量就会发生变化。因此气体质量不变,气体的密度就不变,可以证明反应达到平衡状态,B正确;
C.若升高体系温度,反应速率增大,则正、逆反应速率均增大,C正确;
D.反应NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)△H=akJ•mol(a>0),反应为吸热反应,对应的焓变是指1mol碳酸氢铵完全分解吸收的热量,若反应过程中吸收akJ热量,说明刚好有lmolNH4HCO3发生分解反应,D正确;
故合理选项是A。
11.下列有关实验的操作不正确的是
A. 溶剂蒸发的速率越快,或浓缩后的溶液冷却得越快,析出的晶体颗粒就越小
B. 量筒、容量瓶无“0”刻度,滴定管有“0”刻度,使用时滴定管水洗后需润洗,但容量瓶水洗后不用润洗
C. 蒸馏实验时若温度计的水银球高于支管口,则收集到的馏分沸点会偏高
D. 用干燥且洁净的玻璃棒蘸取NaClO溶液,滴到放在表面皿上的pH试纸上测pH值
【答案】D
【解析】
【详解】A.晶体颗粒的大小与结晶条件有关,溶质的溶解度越小,或溶液的浓度越大,或溶剂的蒸发速度越快,或溶液冷却得越快,析出的晶体颗粒就越小,A正确;
B.容量瓶、量筒和滴定管上都标有刻度,使用时应避免热胀冷缩,所以标有使用温度。量筒无“0”刻度,容量瓶只有最大容量的一个刻度,所以两者都无“0”刻度。容量瓶是准确配制溶液的仪器,不需润洗;滴定管有“0”刻度,在滴定管的上部,滴定管是用来准确测定溶液浓度的仪器,滴定的溶液浓度不能发生变化,所以使用时滴定管水洗后还需润洗,B正确;
C.蒸馏时温度计测定馏分的温度,则温度计的水银球低于支管口,收集到的馏分沸点会偏低,温度计的水银球高于支管口,收集到的馏分沸点会偏高,C正确;
D.NaClO溶液具有强氧化性,会将pH试纸氧化漂白,因此不能用pH试纸测NaClO溶液pH,D错误;
故合理选项D。
12.今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W原子最外层电子数是其内层电子数的3倍。下列说法错误的是
A. 原子半径:WBr-,所以溴化亚铁溶液中通少量的氯气,发生反应:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,B错误;
C.Fe过量,反应产生Fe2+,NO和H2O,符合事实,遵循电子守恒、电荷守恒及原子守恒,C正确;
D.HClO是弱酸,ClO-与H+不能大量共存,离子方程式为SO2+3ClO-+H2O=SO42-+Cl-+2HClO,D错误;
故合理选项是C。
14.由一种阳离子与两种酸根离子组成的盐称为混盐。向混盐CaOCl2中加入足量浓硫酸,可发生反应:CaOCl2 +H2SO4(浓)=CaSO4 +Cl2↑+H2O。下列说法错误的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)
A. 混盐CaOCl2 中既含离子键又含共价键
B. 浓硫酸体现氧化性与酸性
C. 每产生1mol氯气,转移电子数为NA
D. 1mol混盐CaOCl2中含有离子数为3NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.混盐 CaOCl2的阳离子是Ca2+,阴离子是Cl-、ClO-,阴离子与阳离子之间通过离子键结合,在阴离子ClO-中也含有Cl-O共价键,A正确;
B.反应中S的化合价没有发生变化,浓硫酸只表现酸性,B错误;
C.反应中,部分Cl元素的化合价从+1价降低到0价,部分Cl 的化合价从-1价升高到0价,方程式中转移电子数目为1,则每产生lmol氯气,转移电子数为NA,C正确;
D.1mol混盐 CaOCl2中含有1molCa2+、1molCl-、1molClO-,即1mol混盐中含有3NA个离子,D正确;
故合理选项是B。
15.某新型锂空气二次电池放电情况如图所示,关于该电池的叙述正确的是
A. 电解液应选择可传递Li+的水溶液
B. 充电时,应将锂电极与电源正极相连
C. 放电时,空气电极上发生的电极反应为 2Li++O2+2e-=Li2O2
D. 充电时,若电路中转移0.5mol电子,空气电极的质量将减少3.5g
【答案】C
【解析】
【分析】
在锂空气电池中,锂作负极,电极反应式为Li-e-=Li+,以空气中的氧气作为正极反应物,正极上是氧气得电子的还原反应,反应为2Li++O2+2e-=Li2O2,据此解答。
【详解】A.Li易与水反应,所以电解液不能选择可传递Li+的水溶液,A错误;
B.充电时,电池的负极连接电源的负极,所以应将锂电极与电源负极相连,B错误;
C.放电时,空气中的氧气作为正极反应物,正极上是氧气得电子的还原反应,反应为2Li++O2+2e-=Li2O2,C正确;
D.充电时,空气电极反应为Li2O2-2e-=2Li++O2,可见每转移2mol电子,空气电极的质量减少46g,若电路中转移0.5 mol电子,空气电极的质量将减少46g÷4=11.5g,D错误;
故合理选项是C。
【点睛】
16.根据下列图示所得出的结论一定错误的是
A. 图甲表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化
B. 图乙表示向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸至过量的过程中溶液导电性的变化
C. 图丙表示用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1 醋酸的滴定曲线
D. 图丁表示相同温度下,向等体积pH=10的氢氧化钠溶液和氨水中分别加水稀释时pH的变化曲线,其中a表示氨水稀释时pH的变化曲线
【答案】C
【解析】
【详解】:A.酶是具有催化活性的蛋白质,在一定温度下催化活性最大,当温度过高,蛋白质会变性,则酶催化能力降低,甚至失去催化活性,图中能表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化,A正确;
B.向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸当二者恰好反应时,产生BaSO4沉淀和水,溶液中自由移动的离子几乎为0,导电性最弱,当硫酸过量时,过量的硫酸电离产生的离子导电,图象曲线变化与实际吻合,B正确;
C.NaOH溶液体积为0时,溶液的pH=1,此时为醋酸溶液,由于醋酸为弱酸,则0.1000 mol/L醋酸溶液的pH>1,图象曲线变化与实际不符,C错误;
D.pH=10的氢氧化钠溶液和氨水,稀释时,由于一水合氨是弱电解质,存在电离平衡,一水合氨的电离平衡被破坏,继续电离,则稀释时NaOH的pH变化大,所以a表示氨水稀释时pH的变化曲线,D正确;
故合理选项是C。
17.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 含0.1molNH4HSO4溶液中,阳离子数目略大于0.2NA
B. 在标准状况下,22.4LH2O中含有氧原子数为NA
C. 2.8gN2中含有的共用电子对数为0.1NA
D. 25℃时,pH=1的H2SO4溶液中含H+的数目为0.1NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.NH4HSO4是强电解质,完全电离产生NH4+、H+、SO42-,溶液中水电离产生H+和OH-,NH4+水解产生等量的H+,所以含0.1molNH4HSO4溶液中阳离子数目略大于0.2NA,A正确;
B.在标准状况下H2O不是气体,不能使用气体摩尔体积进行计算,B错误;
C.N2中含有三对共用电子对,2.8gN2的物质的量是0.1mol,所以其中含有的共用电子对数为0.3NA,C错误;
D.缺少溶液的体积,不能计算微粒数目,D错误;
故合理选项是A。
18.香豆素-3-羧酸是日用化学工业中重要香料之一,它可以通过水杨醛经多步反应合成:
下列说法正确的是
A. 1mol水杨醛最多能与4molH2发生加成反应
B. 可用酸性高锰酸钾溶液检验中间体A中是否混有水杨醛
C. 中间体A、香豆素-3-羧酸互为同系物
D. 1mol香豆素-3-羧酸最多能与2molNaOH发生反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.水杨醛分子中苯环、羰基可与氢气发生加成反应,则1 mol水杨醛最多能与4 mol H2发生加成反应,A正确;
B.A中含碳碳双键,水杨醛含酚-OH、-CHO,均使高锰酸钾褪色,不能检验,B错误;
C.中间体A与香豆素-3-羧酸中含有的官能团的种类和数目都不同,二者不是同系物,C错误;
D.香豆素-3-羧酸分子中含有一个羧基和一个酯基,酯基水解产生一个羧基和一个酚羟基。则1mol香豆素3羧酸最多能与3molNaOH反应,D错误;
故合理选项是A。
19.常温下,100mL0.1mol·L-1 的H2A 溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,含A元素相关微粒物质的量随pH的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 将等浓度等体积的Na2A与H2A溶液混合后,溶液显碱性
B. 等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水大
C. X 点溶液中含A元素的相关离子存在以下关系:c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1mol·L-1
D. Y点溶液中存在以下关系:c(H+) +c(Na+)=c(OH-)+3c(HA-)
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中曲线分析可知溶液中存在酸H2A的分子,说明H2A为弱酸,则将等浓度等体积的Na2A与H2A溶液混合后,二者恰好发生反应:A2-+H2A=2HA-,根据图示可知NaHA溶液显酸性,A错误;
B.酸或碱的电离抑制水的电离,盐类水解促进水的电离,等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,反应恰好产生HA-,溶液为酸性,说明HA-电离程度大于HA-水解程度,抑制水的电离,其溶液中水的电离程度比纯水小,B错误;
C.X点溶液中c(H2A)=c(HA-),根据物料守恒:c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=mol/L≠0.1mol/L,C错误,
D.根据图象分析,Y点溶液中c(HA-)=c(A2-),溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+ c(HA-)+2c(A2-),则有c(Na+)+c(H+)= c(OH-)+3c(HA-),D正确;
故合理选项是D。
20.常温下,pH=1的某溶液中还含有 Na+、Fe3+、Fe2+、I-、Cl-、CO32-中的若干种,现取100mL 该溶液进行实验(不考虑实验操作过程中物质质量的损失,忽略溶液体积变化):①向该溶液中通入过量氯气,充分反应后加入CCl4进行萃取分液,得到水层和紫色有机层;②向实验①得到的水层,加入足量的NaOH溶液,产生沉淀,过滤,得到的沉淀进行洗涤、灼烧后得到1.60g固体;③向实验②所得滤液中加入硝酸银溶液和稀硝酸,产生白色沉淀;④向实验①所得到的紫色有机层,进行一系列操作后,得到2.54g紫黑色固体。根据实验结果,下列判断正确的是
A. 不能确定Na+和Cl-是否存在,CO32-一定不存在
B. Fe2+、I-、Cl-三种离子一定存在
C. Fe3+、Fe2+至少有一种
D. 该溶液中c(Cl-)≥0.1mol·L-1
【答案】B
【解析】
【分析】
pH=1的溶液中存在大量氢离子,则一定不存在CO32-;向溶液中通入氯气分液后得到紫色溶液,则原溶液中含有I-,铁离子能够氧化碘离子,则一定不存在Fe3+;水层中加入氢氧化钠溶液得到固体,该固体为氢氧化铁,灼烧固体得到的1.60g为氧化铁,则溶液中一定存在Fe2+,然后结合碘单质的质量、氧化铁的质量及电荷守恒判断氯离子的存在情况及浓度。
【详解】pH=1的溶液中氢离子浓度c(H+)=0.1mol/L,该溶液中含有大量H+,则一定不存在CO32-;
向溶液中通入氯气分液后得到紫色溶液,则原溶液中含有I-,Fe3+能够氧化I-,则一定不存在Fe3+;2.54g为碘单质,其物质的量n(I2)==0.01mol,则原溶液中含有I-的物质的量为n(I-)=2n(I2)=0.02mol;
水层中加入氢氧化钠溶液得到固体,该固体为Fe(OH)3,灼烧固体得到的1.60g固体为Fe2O3,则溶液中一定存在Fe2+,根据铁元素守恒可知n(Fe2+)=2n(Fe2O3)×2=0.02mol,根据电荷守恒,0.02mol Fe2+带有正电荷为0.04mol,0.02mol I-带有0.02mol电荷,H+还带有0.01mol正电荷,0.04mol+0.01mol>0.02mol,所以原溶液中一定含有Cl-,其物质的量至少为0.04mol-0.02mol+0.01mol=0.03mol,氯离子的浓度最小为=0.3mol/L。
A.原溶液中一定不存CO32-,一定含有Cl-,A错误;
B.根据上述分析计算可知,原溶液中一定有Fe2+、I-、Cl-三种离子,B正确;
C.原溶液中一定存在Fe2+,一定不存在Fe3+,C错误;
D.根据分析可知该溶液中c(Cl-)≥0.3nol/L,D错误;
故合理选项B。
非选择题部分
二、非选择题(本大题共5小题,共52分)
21.为探究无机盐X(仅含三种元素,摩尔质量为270g·mol-1)的组成和性质,某学习小组进行了如下实验,其中气体单质A能使带火星的木条复燃。
(1)X的组成元素为O和______(用元素符号表示)。
(2)写出X与水反应的化学反应方程式__________。
(3)X氧化能力极强,且对环境友好,可用于脱硫、脱硝。在碱性条件下,X氧化SO32-的离子方程式__________。
【答案】 (1). S和K (2). 2K2S2O8+2H2O=4KHSO4+O2↑ (3). S2O82-+SO32-+2OH-=3SO42-+H2O
【解析】
【分析】
根据气体单质A能使带火星的木条复燃,说明A是O2,根据焰色反应呈紫色,判断含有K元素,根据n=计算X的物质的量及BaSO4的物质的量,根据H++
OH-=H2O计算B溶液中H+的物质的量,利用元素守恒、结合元素化合价确定X中含有的元素及原子个数,确定化学式,利用氧化还原反应规律书写X与SO32-的反应的离子方程式。
【详解】(1)X与水反应产生的B溶液进行焰色反应,火焰呈紫色,说明B溶液中含有K+,B溶液显酸性,说明含有大量的H+;向该酸性溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,沉淀是BaSO4,说明B溶液中含有SO42-离子,结合元素守恒,可判断X中含有的元素有K、S、O三种元素;
(2)13.5gX的物质的量n(X)==0.05mol,n(SO42-)=n(BaSO4)==0.1mol,根据H++
OH-=H2O可知n(H+)=n(OH-)=0.1mol,则B中n(H+):n(SO42-)=0.1mol:0.1mol=1:1,该溶液中还含有K+,根据电荷守恒可知B为KHSO4,气体单质A能使带火星的木条复燃,说明A是O2,0.05molX与水反应产生0.5molSO42-
,则X中含有2个S原子,结合氧化还原反应规律,结合其含有的元素,可知X 为K2S2O8,则X与H2O反应的化学方程式为2K2S2O8+2H2O=4KHSO4+O2↑;
(3)K2S2O8具有强的氧化性,在碱性条件下,X氧化SO32-为SO42-,S2O82-被还原产生SO42-,反应的离子方程式为:S2O82-+SO32-+2OH-=3SO42-+H2O。
22.在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验:各取200mL同浓度的盐酸,加入不同质量的同一种镁铝合金粉末,产生气体,有关数据记录如下:
实验序号
甲
乙
丙
合金质量/g
2.55
3.85
4.59
生成气体体积/L
2.80
3.36
3.36
试回答:
(1)盐酸的物质的量浓度为________。(保留三位有效数字)
(2)合金中镁铝的物质的量之比_______。
【答案】 (1). 1.50mol/L (2). 1:1
【解析】
【分析】
(1)乙中合金质量小于丙中合金质量,且乙、丙生成气体体积相等,说明乙、丙中盐酸完全反应,盐酸完全反应生成氢气3.36L,根据n=计算氢气的物质的量,根据氢元素守恒可知n(HCl)=2n(H2),据此计算盐酸的物质的量浓度;
(2)盐酸浓度、体积一定,甲中合金质量小于乙中合金质量,且甲中生成气体体积小于乙中气体体积,说明甲中盐酸过量、金属完全反应,此时生成氢气2.80L,故可以根据甲组数据计算金属的物质的量之比。
【详解】(1)乙中合金质量小于丙中合金质量,且乙、丙生成气体体积相等,说明乙、丙中盐酸完全反应,盐酸完全反应生成氢气3.36L,n(H2)==0.15mol,根据氢元素守恒可知:n(HCl)=2n(H2
)=2×0.15mol=0.30mol,则该盐酸的物质的量浓度c(HCl)=0.30mol÷0.2L=1.50mol/L;
(2)盐酸浓度、体积一定,甲中合金质量小于乙中合金质量,且甲中生成气体体积小于乙中气体体积,说明甲中盐酸过量、金属完全反应,此时生成氢气2.80L,可以根据甲组数据计算金属的物质的量之比,假设甲中镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量可知24x+27y=2.55,根据电子转移守恒有2x+3y=×2=0.25,联立方程解得:x=0.0500mol、y=0.0500mol,则合金中镁与铝的物质的量之比为0.0500mol:0.0500mol=1:1。
【点睛】本题考查混合物反应的计算,明确反应原理,正确判断金属、盐酸是否过量为解答关键,注意掌握守恒思维在化学计算中的应用,试题有利于提高学生的分析能力及化学计算能力。
23.甲醇来源丰富,有广泛的用途和广阔的应用前景,工业上可以利用CO和CO2生产甲醇,同时可以利用甲醇生产丙烯。制备甲醇,丙烯过程可能涉及的反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.0kJ/mol
反应Ⅳ:3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g) △H4=-31.0kJ/mol
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的ΔH2=________。
(2)反应Ⅲ能够自发进行的条件是________(填“较低温度”“较高温度”或“任何温度”),据研究该反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于保持催化剂Cu2O的量不变,原因是________(用化学方程式表示)。
(3)恒温,恒容密闭容器中,对于反应Ⅰ,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是________。
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等
D.容器的压强不再变化
(4)甲醇生产丙烯的同时,还生成乙烯。在某催化剂作用下,2L密闭容器中加入0.5mol甲醇,经过相同时间后测得甲醇转化率及丙烯的选择性(生成丙烯的甲醇与甲醇转化量的比值)与反应温度之间的关系如图所示。计算600℃时反应甲醇生产丙烯的反应Ⅳ平衡常数________。若将容器体积压缩为1L,其他条件不变,在如图中作出甲醇平衡转化率随温度的变化曲线。________。
(5)研究表明,甲醇可由CO2在强酸性水溶液中通过电解合成,则生成甲醇的反应电极反应式:_______。
【答案】 (1). +41.0kJ/mol (2). 较低温度 (3). Cu2O+CO2Cu+CO2 (4). BCD (5). 0.16875 (6). (7). CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O
【解析】
【分析】
(1)根据盖斯定律计算待求反应的反应热;
(2)根据反应自发性判断依据分析,从平衡移动角度分析CO2存在对催化剂的影响;
(3)根据平衡状态时任何物质的物质的量、浓度及含量保持不变,分析判断;
(4)根据图示可知反应在600℃时甲醇转化率是60%,根据反应开始时的物质的量浓度,物质的反应关系计算平衡常数,利用该反应的正反应是气体体积增大的反应,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动分析;
(5)根据反应中元素化合价的变化及物质书写电极反应式;
【详解】(1)由于反应热与反应途径无关,只与反应的物质的始态和终态有关,所以反应I-反应III,整理可得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=△H1-△H1=-49.0kJ/mol-(-90.0kJ/mol)=+41.0kJ/mol;
(2)反应III的正反应是气体体积减小的放热反应,根据反应自发进行的判断依据△G=△H-T△S<0,反应可自发进行,则若反应自发进行,由于△H<0,△
S<0,所以反应温度要在低温条件下才符合△G<0的条件;
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在催化剂Cu2O存在条件下进行,体系中同时存在反应Cu2O+CO2Cu+CO2,若反应体系中含少量CO2,则增大了生成物的浓度,平衡逆向移动,可以产生该反应的催化剂Cu2O,使催化剂的量保持不变,因而可使反应速率可大大加快;
(3)对于反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),该反应的正反应是气体体积减小的放热反应。
A.反应混合物都是气体,气体的质量、体积都不变,因此密度始终不变,因此不能据此判断反应为平衡状态,A错误;
B.反应前后气体的物质的量改变,而气体的质量不变,若混合气体的平均相对分子质量不再变化,说明反应处于平衡状态,B正确;
C.CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等,则任何一种物质的浓度不变,反应达到平衡,C正确;
D.容器的压强不再变化,说明气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,D正确;
故合理选项是BCD;
(4)根据图示可知反应在600℃时甲醇转化率是60%,在反应开始时c(CH3OH)=0.25mol/L,达到平衡时c(CH3OH)=0.25mol/L(1-60%)=0.10mol/L,c(C3H6)=0.25mol/L×60%×=0.050mol/L,c(C3H6)=0.25mol/L×60%=0.15mol,则该反应的化学平衡常数K==0.16875;由于该反应的正反应是气体体积增大的反应,所以在其它条件不变时,若将容器的体积由2L变为1L,即增大了体系的压强,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,导致甲醇平衡转化率降低,用图像表示为:;
(5)CO2在酸性条件下,在阴极被还原产生CH3OH,反应方程式为:CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O。
【点睛】。
24.某兴趣小组用粗CuO(仅含杂质FeO)制备氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)并进一步测定纯度,具体流程如下:
相关信息如下:
①氯化铜从水溶液中结晶时,在15℃以下得到四水物,在15~25.7℃得到三水物,在26~42℃得到二水物,在42℃以上得到一水物,在100℃得到无水物。
②金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围。
金属离子
pH
开始沉淀
完全沉淀
Fe3+
1.5
2.8
Fe2+
5.5
8.3
Cu2+
5.2
6.4
(1)步骤II加入稍过量的双氧水的目的是___。
(2)步骤III,需要用到下列所有的操作:
a.用盐酸溶解 b.调pH=3.0 c.调pH=7.0 d.洗涤 e.过滤。
请给出上述操作的正确顺序________(操作可重复使用)。
(3)步骤IV的装置图如图:
①持续通入HCl的作用是________。
②加热蒸发浓缩,当溶液体积减少到原来的时,调整水浴温度控制在_______时析出晶体,抽滤,洗涤,干燥。
③关于上述操作的说法不合理的是________。
A.抽滤时,需用玻璃纤维替代滤纸
B.洗涤晶体时应先关闭水龙头,再加入洗涤剂
C.抽滤完毕时,断开水泵和吸滤瓶之间的橡胶管,再关闭水龙头
D.为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体宜采用低温干燥
(4)用“间接碘量法”测定CuCl2·2H2O样品的纯度,过程如下:取0.4000g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色CuI沉淀,滴入几滴淀粉溶液作指示剂,用0.1000mol·L-1Na2S2O3 标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。(滴定反应为I2+2S2O32-=S4O62-+2I-)
①写出生成白色CuI沉淀的离子方程式________。
②该样品中CuCl2·2H2O的质量分数为________。
【答案】 (1). 将Fe2+完全氧化成Fe3+ (2). beceda (3). 抑制Cu2+水解,增大Cl-浓度,有利于CuCl2·2H2O结晶 (4). 26~42℃ (5). B (6). 2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 (7). 85.50%
【解析】
【分析】
CuO(FeO)与HCl反应产生CuCl2、FeCl2,然后向反应后的溶液中加入H2O2,FeCl2被氧化产生FeCl3,然后调节溶液的pH至2.8