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- 2021-08-06 发布
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苏州市2020届高三上学期期初调研测试
化学试卷
一、单项选择题
1.化学与人类的生产、生活密切相关。下列说法正确的是( )
A. 含有氟化钠等氟化物的牙膏有害健康,应禁止使用
B. 油脂属于高分子化合物,使用一定的油脂能促进人体对某些维生素的吸收
C. 将少量二氧化硫添加于红酒中可以起到杀菌和抗氧化作用,是法律允许的做法
D. 废旧电池应集中处理主要是要回收其中的金属材料
【答案】C
【解析】
【详解】A、氟元素可以帮助人体形成骨骼和牙齿,缺氟易患龋齿,故A错误;
B、油脂既能运送营养素,也能作为维生素A、D、E、K的溶剂,它们必须溶在油脂里面,才会被消化吸收,但油脂是小分子,不是高分子,故B错误;
C、将二氧化硫添加于红酒中,利用了SO2具有杀菌作用和抗氧化特性,故C正确;
D、废旧电池含有汞、镉等重金属,用完随便丢弃容易造成环境污染,应集中回收处理,防止污染土壤与水体,故D错误。
答案选C。
2.工业上电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式如下:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑.下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( )
A. Na+的结构示意图:
B. 中子数为18的氯原子:Cl
C. NaOH的电子式:
D. Cl2的结构式:Cl=Cl
【答案】B
【解析】
【详解】A、钠离子的质子数为11,钠离子失去了最外层电子,离子结构示意图为:,故A错误;
B、质量数=质子数+中子数,中子数为18的氯原子的质量数为35,故为Cl,故B正确;
C、氢氧化钠属于离子化合物,氢氧化钠的电子式为:,故C错误;
D、氯气分子中两个氯原子通过共用1对电子达到稳定结构,电子式为:,将共用电子对换成短线即为结构式,氯气结构式为:Cl-Cl,故D错误;
答案选B。
3.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A. Al2O3具有两性,可用于制作耐高温材料
B. FeCl3具有氧化性,可用作铜制线路板的蚀刻剂
C. 漂白粉在空气中不稳定,可用于纸浆的漂白
D. 明矾水解后溶液呈酸性,可用于水的净化
【答案】B
【解析】
【详解】A、Al2O3是离子化合物,有较高熔点,可作耐火材料,与Al2O3具有两性无关,故A错误;
B、FeCl3具有氧化性,能溶解Cu生成CuCl2,所以FeCl3可用作铜制线路板的蚀刻剂,故B正确;
C、漂白粉有效成分是次氯酸钙,能与空气中的CO2反应生成强氧化剂HClO,HClO有漂白性,所以漂白粉用于纸浆的漂白与其在空气中不稳定无关,故C错误;
D、明矾水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体有较强的吸附性,能吸附水中的悬浮物形成沉淀,达到净水目的,与明矾水解后溶液呈酸性无关,故D错误;
答案选B。
【点睛】试题考查物质的性质及应用,把握物质的性质、发生的反应、性质与用途等为解答的关键,注意元素化合物知识的应用。
4.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A. 使酚酞变红溶液中:Na+、NH4+、Cl﹣、SO42﹣
B. c(Al3+)=0.1mol•L﹣1的溶液中:K+、Mg2+、AlO2﹣、SO42﹣
C. 澄清透明的溶液中:Fe3+、Ba2+、NO3﹣、Cl﹣
D. c(H+)=0.1mol•L﹣1的溶液中;K+、Na+、CH3 COO﹣、NO3﹣
【答案】C
【解析】
【详解】A、使酚酞变红的溶液呈碱性,NH4+与氢氧根反应,在溶液中不能大量共存,故A错误;
B、Al3+、AlO2﹣之间发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀,在溶液中不能大量共存,故B错误;
C、Fe3+、Ba2+、NO3﹣、Cl﹣之间不反应,在溶液中能够大量共存,故C正确;
D、H+、CH3COO﹣之间发生反应,在溶液中不能大量共存,故D错误;
答案选C。
5.下列实验装置正确的是( )
A. 用图1所示装置收集SO2气体
B. 用图2所示装置检验溴乙烷与NaOH醇溶液共热产生的C2H4
C. 用图3所示装置从食盐水中提取NaCl
D. 用图4所示装置制取并收集O2
【答案】D
【解析】
【详解】A、SO2密度比空气大,应用向上排空法收集,故A错误;
B、乙醇易挥发,可与高锰酸钾发生氧化还原反应,不能排除乙醇的干扰,故B错误;
C、蒸发应用蒸发皿,不能用坩埚,故C错误;
D、过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成氧气,氧气密度比空气大,可用向上排空法收集,故D正确。
答案选D。
6.下列有关表述正确的是( )
A. HClO是弱酸,所以NaClO是弱电解质
B. Na2O、Na2O2组成元素相同,所以与CO2反应产物也相同
C. 室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度
D. SiO2是酸性氧化物,能与NaOH溶液反应
【答案】D
【解析】
【详解】A、次氯酸钠是盐,是强电解质而不是弱电解质,故A错误;
B、Na2O、Na2O2组成元素相同,与CO2反应产物不同:Na2O+CO2=Na2CO3,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故B错误;
C、增加氯离子的量,AgCl的沉淀溶解平衡向逆向移动,溶解度减小,故C错误;
D、SiO2是酸性氧化物,二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,故D正确;
答案选D。
7.下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A. 实验室用浓盐酸和MnO2混合加热制Cl2:MnO2+4H++2Cl﹣Mn2++Cl2↑+2H2O
B. 将Cl2溶于水制备次氯酸:Cl2+H2O=2H++Cl﹣+ClO﹣
C. 用过量的NaOH溶液吸收SO2:OH﹣+SO2=HSO3﹣
D. 向AlCl3溶液中加入氨水:Al3++3OH﹣=Al(OH)3↓
【答案】A
【解析】
【详解】A、浓盐酸与二氧化锰混合加热,离子方程式:MnO2+4H++2Cl﹣Mn2++Cl2↑+2H2O,故A正确;
B、将氯气溶于水制备次氯酸的离子反应为Cl2+H2O⇌H++Cl﹣+HClO,故B错误;
C、用过量NaOH吸收二氧化硫生成亚硫酸钠,离子方程式为2OH﹣+SO2=H2O+SO32﹣,故C错误;
D、向氯化铝溶液中加入过量氨水,一水合氨是弱碱,要保留化学式,离子方程式为Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,故D错误;
答案选A。
【点睛】考查离子方程式书写方法和反应原理,掌握物质性质和书写原则是解题关键,注意反应物用量对反应的影响。
8.短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大.元素W是制备一种高效电池的重要材料,X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍.下列说法错误的是( )
A. 元素W、X的氯化物中,各原子均满足8电子的稳定结构
B. 元素X与氢形成的原子比为1:1的化合物有很多种
C. 元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D. 元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
【答案】A
【解析】
【分析】
X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,是C元素,Y是地壳中含量最丰富的金属元素,为Al元素。Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,是短周期元素,且W、X、Y和Z的原子序数依次增大,Z为S元素,W是制备一种高效电池的重要材料,是Li元素。
【详解】X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,是C元素,Y是地壳中含量最丰富的金属元素,为Al元素。Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,是短周期元素,且W、X、Y和Z的原子序数依次增大,Z为S元素,W是制备一种高效电池的重要材料,是Li元素。
A、W、X氯化物分别为LiCl和CCl4,则Li+的最外层只有两个电子,不满足8电子的稳定结构,故A错误;
B、元素X与氢形成的化合物有C2H2,C6H6等,故B正确;
C、元素Y为铝,铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成,故C正确;
D、硫和碳可形成共价化合物CS2,故D正确;
答案选A。
9.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、二氧化硅与盐酸不反应,Si与氯气加热反应生成SiCl4,SiCl4与氢气反应生成Si,故A错误;
B、FeS2煅烧生成二氧化硫,二氧化硫与水反应生成亚硫酸,不能生成硫酸,亚硫酸与氧气反应生成硫酸,故B错误;
C、饱和NaCl溶液中通入氨气和二氧化碳生成碳酸氢钠,碳酸氢钠不稳定,受热分解生成碳酸钠,所以在给定条件下,物质间转化均能实现,故C正确;
D、MgCO3与盐酸反应生成MgCl2溶液,电解氯化镁溶液得到氯气、氢气和氢氧化镁沉淀,得不到Mg,故D错误。
答案选C。
【点睛】考查常见元素及其化合物性质,明确常见元素及其化合物性质为解答关键,注意反应中反应条件的应用。
10.下列说法正确的是( )
A. 钢管镀锌时,钢管作阴极,锌棒作为阳极,铁盐溶液作电解质溶液
B. 镀锌钢管破损后,负极反应式为Fe﹣2e﹣═Fe2+
C. 镀银的铁制品,镀层部分受损后,露出的铁表面不易被腐蚀
D. 钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀
【答案】D
【解析】
【详解】A、电镀时镀层金属作阳极,则Zn为阳极,待镀金属作阴极,则Fe为阴极,含有锌离子的溶液为电解质溶液,故A错误;
B、Zn比Fe活泼,形成原电池时,Zn作负极,镀锌钢管破损后,负极反应式为Zn﹣2e﹣═Zn2+,故B错误;
C、镀银的铁制品铁破损后发生电化学腐蚀,因Fe比Ag活泼,铁易被腐蚀,故C错误;
D、用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法,铁分别为正极和阴极,都发生还原反应,可防止被氧化,故D正确。
答案选D。
【点睛】考查电化学腐蚀与防护,应注意的是在原电池中正极被保护、在电解池中阴极被保护。
二、不定项选择题
11.下列说法正确的是( )
A. 室温下,反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)能自发发生反应,则该反应的△H<0
B. 甲醇燃料电池工作时,甲醇得到电子,发生还原反应
C. 常温下,0.1mol•L﹣1CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中的值减小
D. 在Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,CO32﹣水解程度减小,溶液的pH减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A、△H﹣T•△S<0反应自发,反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)是熵减反应△S<0,只有放热反应△H<0才能使△H﹣T•△S<0,故A正确;
B、甲醇燃料电池中,甲醇在负极失电子发生氧化反应,故B错误;
C、加水稀释促进电离,导致n(CH3COO﹣)增大,n(CH3COOH)减小,因此=减小,故C正确;
D、Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,生成碳酸钙沉淀和NaOH,CO32﹣水解程度减小,但溶液的pH增大,故D错误。
答案选AC。
12.化合物Y能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物X与2﹣甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:
下列有关X、Y的说法正确的是( )
A. X分子中所有原子一定在同一平面上
B. Y与Br2的加成产物分子中含有手性碳原子
C. X、Y均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 可以用FeCl3溶液鉴别X和Y
【答案】BD
【解析】
【详解】A、与﹣OH相连的苯环之间的单键可旋转,则不一定所有原子共面,故A错误;
B、Y含碳碳双键,且连接4个不同基团的C具有手性,则Y与Br2的加成产物分子中含有手性碳原子,与甲基相连的C具有手性,故B正确;
C、X含酚﹣OH、Y含碳碳双键,均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C错误;
D、含酚﹣OH的有机物遇FeCl3溶液显紫色,可以用FeCl3溶液鉴别X和Y,故D正确;
答案选BD。
【点睛】考查有机物的结构与性质,把握官能团与性质、有机反应为解答的关键;上述X物质中含有溴原子、酚羟基,而反应后在Y中有溴原子、酯基、碳碳双键。
13.根据如表实验操作和现象所得出的结论正确的是( )
选项
实验操作和现
结论
A
常温下,将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中,沉淀由白色变为红褐色
常温下,Ksp[Fe(OH)3]>
Ksp[Mg(OH)2]
B
向某溶液中滴加稀硝酸酸化的BaCl2溶液,溶液中产生白色沉淀
原溶液中一定含有SO42﹣
C
将稀硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中,溶液变黄色
氧化性:H2O2>Fe3+
D
向含酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,溶液红色变浅
证明Na2CO3溶液中存在水解平衡
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A、将FeCl3溶液加入Mg(OH)2
悬浊液中,振荡,可观察到沉淀由白色变为红褐色,说明氢氧化镁转化为氢氧化铁沉淀,则氢氧化镁溶解度大于氢氧化铁,但不能直接判断二者的溶度积常数大小关系,故A错误;
B、可能生成AgCl等沉淀,应先加入盐酸,如无现象再加入氯化钡溶液检验,故B错误;
C、硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,可氧化亚铁离子,故C错误;
D、含有酚酞的Na2CO3溶液,因碳酸根离子水解显碱性溶液变红,加入少量BaCl2固体,水解平衡逆向移动,则溶液颜色变浅,证明Na2CO3溶液中存在水解平衡,故D正确。
答案选D。
【点睛】要熟悉教材上常见实验的原理、操作、现象、注意事项等,比如沉淀的转化实验要注意试剂用量的控制;硫酸根的检验要注意排除干扰离子等。
14.25℃时,将0.1mol•L﹣1 NaOH溶液加入20mL0.1mol•L﹣1CH3COOH溶液中,所加入溶液体积(V)和混合液的pH关系曲线如图所示。下列结论正确的是( )
A. ①点时,c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)=c(Na+)
B. 对曲线上①②③任何一点,溶液中都有c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(CH3COO﹣)
C. ③点时,醋酸恰好完全反应完溶液中有c(CH3COO﹣)=c(Na+)>c(H+)=c(OH﹣)
D. 滴定过程中可能出现c(H+)>c(Na+)>c(CH3COO﹣)>c(OH﹣)
【答案】B
【解析】
【分析】
①点溶液中溶质为等物质的量浓度的CH3COONa和CH3COOH,混合溶液中存在物料守恒,根据物料守恒判断;任何电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒判断;②点溶液呈中性,溶质为CH3COONa和CH3COOH,但CH3COOH较少③点溶液中溶质为CH3COONa,溶液的pH>7,溶液呈碱性。
【详解】A、①点溶液中溶质为等物质的量浓度的CH3COONa和CH3COOH,混合溶液中存在物料守恒,根据物料守恒得c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)=2c(Na+),故A错误;
B、任何电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(CH3COO﹣),所以滴定过程中①②③任一点都存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(CH3COO﹣),故B正确;
C、③点溶液中溶质为CH3COONa,溶液的pH>7,溶液呈碱性,则c(H+)<c(OH﹣),根据电荷守恒得c(Na+)>c(CH3COO﹣),盐类水解程度较小,所以存在c(Na+)>c(CH3COO﹣)>c(OH﹣)>c(H+),故C错误;
D、滴定过程中遵循电荷守恒,如果溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH﹣),根据电荷守恒得c(Na+)<c(CH3COO﹣),故D错误;
答案选B。
【点睛】本题以离子浓度大小比较为载体考查酸碱混合溶液定性判断,明确混合溶液中溶质成分及其性质是解本题关键,注意电荷守恒、物料守恒的灵活运用,注意:电荷守恒和物料守恒与溶液中溶质多少无关。
15.一定温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g),进行反应,2SO2+O2⇌2SO3,其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示.下列判断中正确的是( )
A. 该温度下,该反应的平衡常数K为400
B. SO2的平衡转化率:a1>a2=a3
C. 达到平衡时,容器丁中的正反应速率比容器丙中的大
D. 达到平衡时,容器丙中c( SO3)大于容器甲中c( SO3)的两倍
【答案】AD
【解析】
【分析】
对比四个容器投料和体积,乙与甲比较, SO2的投料加倍了,则平衡正向移动;丙与甲比较,投料是甲的两倍,相当于增大了压强,平衡正向移动;丁与甲比较,体积缩小了一倍,也相当于增大了压强,平衡正向移动。
【详解】A、2SO2+O2⇌2SO3,
开始 0.2 0.12 0
转化 0.16 0.08 0.16
平衡 0.04 0.04 0.16
K==400,故A正确;
B、乙、丙相比,丙中氧气浓度大,丙、丁相比浓度相同,则SO2的平衡转化率:a1<a2=a3,故B错误;
C、丙、丁相比浓度相同,温度相同,则达到平衡时,容器丁中的正反应速率等于容器丙中的,故C错误;
D、甲、丙相比,丙中浓度为甲的2倍,且增大压强平衡正向移动,则达到平衡时,容器丙中c( SO3)大于容器甲中c(SO3)的两倍,故D正确;
答案选AD。
【点睛】本题考查等效以及平衡的计算,采用对比法解答,乙、丙、丁都与甲比较,先判断是否等效,若不等效则相当于向哪个方向发生移动,再进行分析。
三、非选择题
16.从含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜的工艺流程如下:
已知:CuFeS2+3CuCl2=4CuCl+FeCl2+2S
(1)浸取时,若改用FeCl3溶液,也能生成CuCl和S,该反应化学方程式为_____.
(2)若过滤1所得滤液中只含FeCl2,则将其在空气中加热蒸干、灼烧后,所得固体的化学式为_____.
(3)调节溶液的pH后,除生成Cu外,还能产生一种金属离子,此金属离子是_____.(填离子符号)
(4)过滤3所得滤液中可以循环使用物质有_____,为保持流程持续循环,每生成1molCu,理论上需补充CuCl2的物质的量为_____.
(5)冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧,使其转变为铜,化学方程式为:6CuFeS2+13O23Cu2S+2Fe3O4+9SO2、Cu2S+O22Cu+SO2此工艺与前一工艺相比主要缺点有_____.
【答案】 (1). CuFeS2 + 3FeCl3=CuCl + 4FeCl2 + 2S (2). Fe2O3 (3). Cu2+ (4). CuCl2(HCl) (5). 0.5mol (6). 会产生污染环境的气体SO2,能耗高等
【解析】
【分析】
CuFeS2加入CuCl2浸取发生CuFeS2+3CuCl2=4CuCl+FeCl2+2S,过滤后得到滤液含有FeCl2,固体含有CuCl、S,加入盐酸除硫,过滤得到滤液含有[CuCl2]﹣,调节溶液pH发生歧化反应生成Cu和Cu2+,过滤可得到Cu,得到滤液含有Cu2+,以此解答该题。
【详解】CuFeS2加入CuCl2浸取发生CuFeS2+3CuCl2=4CuCl+FeCl2+2S,过滤后得到滤液含有FeCl2,固体含有CuCl、S,加入盐酸除硫,过滤得到滤液含有[CuCl2]﹣,调节溶液pH发生歧化反应生成Cu和Cu2+,过滤可得到Cu,得到滤液含有Cu2+,
(1)CuFeS2和3FeCl3之间发生的是氧化还原反应,化学方程式为:CuFeS2+3FeCl3=CuCl+4FeCl2+2S,故答案为:CuFeS2 + 3FeCl3=CuCl + 4FeCl2 + 2S;
(2)过滤1所得滤液中只含FeCl2,将其在空气中加热蒸干、灼烧后,发生水解生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁,氢氧化铁灼烧分解生成氧化铁,所得固体为Fe2O3,故答案为:Fe2O3;
(3)过滤得到滤液含有[CuCl2]﹣,调节溶液pH发生歧化反应生成Cu和Cu2+,故答案为:Cu2+;
(4)滤3所得滤液中含有HCl和CuCl2,可以循环使用,涉及反应有CuFeS2+3CuCl2=4CuCl+FeCl2+2S、2CuCl=Cu+CuCl2,综合两个化学方程式可得CuFeS2+CuCl2=2Cu+FeCl2+2S,由方程式可得每生成1molCu,理论上需补充CuCl2的物质的量为0.5mol,
故答案为:CuCl2(HCl);0.5mol;
(5)将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧,使其转变为铜,生成二氧化硫气体,污染空气,且能耗高,故答案为:会产生污染环境的气体SO2,能耗高等。
17.慢心律是一种治疗心律失常的药物。它的合成路线如图所示。
(1)C中的含氧官能团名称为_____和_____;
(2)由B→C的反应类型是_____。
(3)由A制备B的过程中有少量副产物E,它与B互为同分异构体。写出E的结构简式:_____。
(4)写出同时满足下列条件的化合物D的一种同分异构体的结构简式:_____。
①属于a﹣氨基酸;②是苯的衍生物,且苯环上的一氯代物只有两种;③分子中有2个手性碳原子
(5)已知乙烯在催化剂作用下与氧气反应可以生成环氧乙烷()。写出以邻甲基苯酚()和乙醇为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例见本题题干_____。
【答案】 (1). 醚键 (2). 羰基 (3). 氧化反应 (4). (5). (6).
【解析】
【分析】
根据C的结构简式判断其含有的官能团;对比B、C结构可知,B中﹣醇羟基转化羰基;中含有2个C﹣O键,与A发生反应时可有两种不同的断裂方式;
D的同分异构体同时满足如下条件:①属于α﹣氨基酸,氨基、羧基连接同一碳原子上,②是苯的衍生物,且苯环上的一氯代物只有两种,可以是2个不同的取代基处于对位位置,③分子中含有2个手性碳原子,说明C原子上连接4个不同的原子或原子团;制备,应先制备,乙醇消去可生成乙烯,乙烯氧化可生成,与反应生成,进而氧化可生成,再与乙醇发生酯化反应得到目标物。
【详解】(1)根据C的结构简式可知,C中含氧官能团为醚键和羰基,故答案为:醚键、羰基;
(2)对比B、C结构可知,B中﹣CH(OH)﹣转化为C=O,属于氧化反应,故答案为:氧化反应;
(3)中含有2个C﹣O键,与A发生反应时可有两种不同的断裂方式,副产物E,它与B互为同分异构体,E的结构简式为,故答案为:;
(4)D的一种同分异构体同时满足如下条件:①属于α﹣氨基酸,氨基、羧基连接同一碳原子上,②是苯的衍生物,且苯环上的一氯代物只有两种,可以是2个不同的取代基处于对位位置,③分子中含有两个手性碳原子,说明C原子上连接4个不同的原子或原子团,符合条件的结构简式为:,故答案为:;
(5)制备,应先制备,乙醇消去可生成乙烯,乙烯氧化可生成,与反应生成,进而氧化可生成,再与乙醇发生酯化反应得到目标物,合成路线流程图:,
故答案为:。
18.Na2S2O3•5H2O俗称“海波”,是重要的化工原料,常用作脱氯剂、定影剂和还原剂。
(1)Na2S2O3还原性较强,在碱性溶液中易被Cl2氧化成SO42﹣,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式是_____。
(2)测定海波在产品中的质量分数:依据反应2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I﹣,可用I2的标准溶液测定产品的纯度。称取5.500g产品,配制成100mL溶液。取10.00mL该溶液,以淀粉溶液为指示剂,用浓度为0.05000mol•L﹣1I2的标准溶液进行滴定,相关数据记录如表所示。
①判断滴定终点的现象是_____。
②若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则测量的Na2S2O3•5H2
O的质量分数会_____(填“偏高”、“偏低”或“不变”)
③计算海波在产品中的质量分数(写出计算过程)。_____。
【答案】 (1). S2O32﹣+4Cl2+10OH﹣=2SO42﹣+8Cl‾+5H2O (2). 当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液,溶液蓝色褪去且半分钟内不再变化 (3). 偏低 (4). 从表格中可以看出,第二次滴定误差较大,不应计算在平均值里面,消耗I2标准溶液的平均值为20.00mL。由2S2O32﹣+I2═S4O62﹣+2I﹣,可知5.5g样品中n(Na2S2O3•5H2O)=n(S2O32﹣)=2n(I2)=2×0.02L×0.05mol/L×=0.02mol,则m(Na2S2O3•5H2O)=0.02mol×248g/mol=4.96g,则Na2S2O3•5H2O在产品中的质量分数为×100%=90.18%,故答案为:90.18%。
【解析】
【分析】
(1)碱性条件下二者发生氧化还原反应生成氯离子和硫酸根离子;(2)以淀粉溶液为指示剂,用浓度为0.050mol/L I2的标准溶液进行滴定,终点现象为溶液变蓝色且半分钟内不褪色;依据反应的定量关系2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I﹣计算碘单质消耗的硫代硫酸钠,计算得到样品中的质量分数。
【详解】(1)Na2S2O3还原性较强,在碱性溶液中易被Cl2氧化成SO42﹣,反应的离子方程式为S2O32﹣+4Cl2+10OH﹣=2SO42﹣+8Cl‾+5H2O,故答案为:S2O32﹣+4Cl2+10OH﹣=2SO42﹣+8Cl‾+5H2O;
(2)①加入最后一滴I2标准溶液后,溶液变蓝,且半分钟内颜色不改变,说明Na2S2O3反应完毕,滴定到达终点,故答案为:当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液,溶液蓝色褪去且半分钟内不再变化;
②若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则Na2S2O3反应不完全,导致测定结果偏低,故答案为:偏低;
③第2次实验消耗标准液的体积与其它2次相差比较大,应舍弃,1、3次实验的标准液平均值为消耗标准液体积,即消耗标准液体积为20mL,由2S2O32﹣+I2═S4O62﹣+2I﹣,可知5.5g样品中n(Na2S2O3•5H2O)=n(S2O32﹣)=2n(I2)=2×0.02L×0.05mol/L×=0.02mol,则m(Na2S2O3•5H2O)=0.02mol×248g/mol=4.96g,则Na2S2O3•5H2O在产品中的质量分数为×100%=90.18%,故答案为:90.18%。
【点睛】本题涉及物质的量的计算、离子方程式书写、基本操作等知识点,明确实验原理及物质性质是解本题关键。
19.PbCrO4是一种黄色颜料,制备PbCrO4的一种实验步骤如图1:
已知:①Cr(OH)3(两性氢氧化物)呈绿色且难溶于水
②Pb(NO3)2、Pb(CH3COO)2均易溶于水,PbCrO4的Ksp为2.8×10﹣13,Pb(OH)2开始沉淀时pH为7.2,完全沉淀时pH为8.7。
③六价铬在溶液中物种分布分数与pH关系如图2所示。
④PbCrO4可由沸腾的铬酸盐溶液与铅盐溶液作用制得,含PbCrO4晶种时更易生成
(1)实验时需要配置100mL3mol•L﹣1CrCl3溶液,现有量筒、玻璃棒、烧杯,还需要玻璃仪器是___。
(2)“制NaCrO2(aq)”时,控制NaOH溶液加入量的操作方法是_____。
(3)“氧化”时H2O2滴加速度不宜过快,其原因是_____;“氧化”时发生反应的离子方程式为___。
(4)“煮沸”的目的是_____。
(5)请设计用“冷却液”制备PbCrO4的实验操作:_____[实验中须使用的试剂有:6mol•L﹣1的醋酸,0.5mol•L﹣1Pb(NO3)2溶液,pH 试纸]。
【答案】 (1). 100 mL容量瓶和胶头滴管 (2). 不断搅拌下逐滴加入NaOH溶液,至产生的绿色沉淀恰好溶解 (3). 减小H2O2自身分解损失 (4). 2CrO2- +3H2O2 +2OH-===2CrO+4H2O (5). 除去过量的H2O2 (6). ①在不断搅拌下,向“冷却液”中加入6 mol·L-1的醋酸至弱酸性,用pH试纸测定略小于,②先加入一滴0.5 mol·L-1 Pb(NO3)2溶液搅拌片刻产生少量沉淀,然后继续滴加至有大量沉淀,静置,③向上层清液中滴入Pb(NO3)2
溶液,④若无沉淀生成,停止滴加Pb(NO3)2溶液,静置、过滤、洗涤、干燥沉淀得PbCrO4
【解析】
【分析】
Cr(OH)3为两性氢氧化物,在CrCl3溶液中滴加NaOH溶液可生成NaCrO2,“制NaCrO2(aq)”时,控制NaOH溶液加入量,应再不断搅拌下逐滴加入NaOH溶液,至产生的绿色沉淀恰好溶解,再加入6%H2O2溶液,发生氧化还原反应生成Na2CrO4, “氧化”时H2O2滴加速度不宜过快,可减小H2O2自身分解损失,经煮沸可除去H2O2,冷却后与铅盐溶液作用制得PbCrO4,以此解答该题。
【详解】(1)实验时需要配置100mL3mol•L﹣1CrCl3溶液,现有量筒、玻璃棒、烧杯,还需要玻璃仪器是100mL容量瓶和胶头滴管,其中胶头滴管用于定容,故答案为:100mL容量瓶和胶头滴管;
(2)Cr(OH)3为两性氢氧化物,呈绿色且难溶于水,加入氢氧化钠溶液时,不断搅拌下逐滴加入NaOH溶液,至产生的绿色沉淀恰好溶解,可防止NaOH溶液过量,故答案为:不断搅拌下逐滴加入NaOH溶液,至产生的绿色沉淀恰好溶解;
(3)“氧化”时H2O2滴加速度不宜过快,可防止反应放出热量,温度过高而导致过氧化氢分解而损失,反应的离子方程式为2CrO2﹣+3H2O2+2OH﹣=2CrO42﹣+4H2O,故答案为:减小H2O2自身分解损失;2CrO2﹣+3H2O2+2OH﹣=2CrO42﹣+4H2O;
(4)煮沸可促使过氧化氢分解,以达到除去过氧化氢的目的,故答案为:除去过量的H2O2;
(5)“冷却液”的主要成分为Na2CrO4,要想制备PbCrO4,根据已知信息②由Pb(NO3)2提供Pb2+,但要控制溶液的pH不大于7.2,以防止生成Pb(OH)2沉淀,由信息③的图象可知,溶液的pH又不能小于6.5,因为pH小于6.5时CrO42﹣的含量少,HCrO4﹣的含量大,所以控制溶液的pH略小于7即可,结合信息④,需要先生成少许的PbCrO4沉淀,再大量生成。所以实验操作为在不断搅拌下,向“冷却液”中加入6mol•L﹣1的醋酸至弱酸性(pH略小于7),将溶液加热至沸腾,先加入一滴0.5 mol•L﹣1Pb(NO3)2溶液搅拌片刻产生少量沉淀,然后继续滴加至有大量沉淀,静置,向上层清液中滴入Pb(NO3)2溶液,若无沉淀生成,停止滴加,静置、过滤、洗涤、干燥;
故答案为:①在不断搅拌下,向“冷却液”中加入6 mol·L-1的醋酸至弱酸性,用pH试纸测定略小于,②先加入一滴0.5 mol·L-1 Pb(NO3)2溶液搅拌片刻产生少量沉淀,然后继续滴加至有大量沉淀,静置,③向上层清液中滴入Pb(NO3)2溶液,④若无沉淀生成,停止滴加Pb(NO3)2溶液,静置、过滤、洗涤、干燥沉淀得PbCrO4。
20.在水体中部分含氮有机物循环如图1所示.
(1)图中属于氮的固定的是____ (填序号).
(2)图中①②的转化是在亚硝化细菌和硝化细菌作用下进行的,已知:
2NH4+(aq)+3O2═2NO2﹣(aq)+4H+(aq)+2H2O(l)△H1=﹣556.8kJ/mol
2NO2﹣(aq)+O2(g)=2NO3﹣(aq);△H2=﹣145.2kJ•mol﹣1
则反应NH4+(aq)+2O2(g)=NO3﹣(aq)+2H+(aq)+H2O(1)△H3=____kJ•mol﹣1
(3)某科研机构研究通过化学反硝化的方法除脱水体中过量的NO3﹣,他们在图示的三颈烧瓶中(装置如图2)中,加入NO3﹣起始浓度为45mg•L﹣1的水样、自制的纳米铁粉,起始时pH=2.5,控制水浴温度为25℃、搅拌速率为500转/分,实验中每间隔一定时间从取样口检测水体中NO3﹣、NO2﹣及pH(NH4+、N2未检测)的相关数据(如图3).
①实验室可通过反应Fe(H2O)62++2BH4﹣=Fe↓+2H3BO3+7H2↑制备纳米铁粉,每生成1molFe转移电子总的物质的量为____.
②向三颈烧瓶中通入N2的目的是____.
③开始反应0~20min,pH快速升高到约6.2,原因之一是___________;NO3﹣还原为NH4+及少量在20~250min时,加入缓冲溶液维持pH6.2左右,NO3﹣主要还原为NH4+,Fe转化为Fe(OH)2,该反应的离子方程式为___
(4)一种可以降低水体中NO3﹣含量的方法是:在废水中加入食盐后用特殊电极进行电解反硝化脱除,原理可用图4简要说明.
①电解时,阴极的电极反应式为_____.
②溶液中逸出N2的离子方程式为_____.
【答案】 (1). ⑤ (2). -351 (3). 8mol (4). 驱除三颈烧瓶装置中的O2,防止铁粉被O2氧气 (5). 铁发生腐蚀消耗H+ (6). 4Fe+NO3﹣+5H2O+2H+=4Fe(OH)2+NH4+ (7). NO3﹣+6H2O+8e﹣=NH3+9OH﹣ (8). 2NH3+3ClO﹣=N2+3Cl﹣+3H2O
【解析】
【分析】
(1)将游离态的氮(即氮气)转化为化合态的氮(即氮的化合物)的过程,叫做氮的固定;(2)依据盖斯定律计算反应热;(3)反应Fe(H2O)62++2BH4﹣=Fe↓+2H3BO3+7H2↑,反应中铁元素化合价+2价降低为0价,B元素化合价为+3价,元素化合价不变,氢元素化合价﹣1价升高为0价;加入缓冲溶液维持pH6.2左右,NO3﹣主要还原为NH4+,Fe转化为Fe(OH)2,铁消耗氢离子发生腐蚀,酸性溶液中硝酸根离子氧化亚铁离子生成氢氧化亚铁,硝酸根离子被还原为铵根离子,结合电荷守恒和原子守恒配平书写离子方程式;(4)电解池中阴极上是NO3﹣被还原为NH3,失电子发生还原反应;氨气被次氯酸根离子氧化生成氮气,结合电荷守恒和原子守恒配平书写离子方程式。
【详解】(1)分析转化关系可知,氮的固定是指单质变化为化合物的反应,所以图中属于氮的固定的是⑤,故答案为:⑤;
(2)①2NH4+(aq)+3O2═2NO2﹣(aq)+4H+(aq)+2H2O(l)△H1=﹣556.8kJ/mol
②2NO2﹣(aq)+O2(g)=2NO3﹣(aq);△H2=﹣145.2kJ•mol﹣1
依据盖斯定律计算(①+②)×得到反应NH4+(aq)+2O2(g)=NO3﹣(aq)+2H+(aq)+H2O(1)△H3
=﹣351kJ/mol,故答案为:﹣351;
(3)①反应Fe(H2O)62++2BH4﹣=Fe↓+2H3BO3+7H2↑,反应中铁元素化合价+2价降低为0价,B元素化合价为+3价,元素化合价不变,氢元素化合价﹣1价升高为0价,生成1molFe电子转移8mol,故答案为:8mol;
②向三颈烧瓶中通入N2的目的是将装置内的空气排出,防止铁粉被氧化,故答案为:驱除三颈烧瓶装置中的O2,防止铁粉被O2氧气;
③加入缓冲溶液维持pH6.2左右,NO3﹣主要还原为NH4+,Fe转化为Fe(OH)2,铁消耗氢离子发生腐蚀,酸性溶液中硝酸根离子氧化亚铁离子生成氢氧化亚铁,硝酸根离子被还原为铵根离子,结合电荷守恒和原子守恒配平离子方程式为:4Fe+NO3﹣+5H2O+2H+=4Fe(OH)2+NH4+,故答案为:铁发生腐蚀消耗H+,4Fe+NO3﹣+5H2O+2H+=4Fe(OH)2+NH4+;
(4)①电解池中阴极上NO3﹣被还原为NH3,发生还原反应,电极反应为NO3﹣+6H2O+8e﹣=NH3+9OH﹣,故答案为:NO3﹣+6H2O+8e﹣=NH3+9OH﹣;
②氨气被次氯酸根离子氧化生成氮气,反应的离子方程式为:2NH3+3ClO﹣=N2+3Cl﹣+3H2O,
故答案为:2NH3+3ClO﹣=N2+3Cl﹣+3H2O。
21.铁能形成多种化合物,如Fe(SCN)3,[Fe(CO)5](羰基铁),它们生活生产中有广泛应用。
(1)Fe3+基态核外电子排布式为_____。
(2)实验室用KSCN溶液、苯酚溶液检验Fe3+.N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为____ 。SCN﹣中的碳原子的杂化轨道类型为_____。与SCN﹣互为等电子体的分子是_____。
(3)羰基铁[Fe(CO)5]可用作催化剂。1mol[Fe(CO)5]分子中含σ键数目为_____。
(4)某种氮化铁晶胞的晶体如图所示,该氮化铁晶体的化学式为_____。
【答案】 (1). (2). N>O>S (3). sp (4). CO2(COS等) (5). 10NA
或6.02×1024 (6). Fe3N
【解析】
【分析】
(1)Fe位于第4周期第ⅤⅢ族,其价电子排布式为3d64s2,失去3个电子形成Fe3+,从4s开始失去电子;(2)同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势,氮元素2p能级处于半满稳定状态,能量低,同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小,SCN﹣为直线形结构,等电子体是指原子总数相同、价电子总数也相同的微粒;
(3)羰基配合物中,中心Fe与配体CO之间形成配位键,CO分子中,C与O之间含有一个配位键;(4)根据均摊法计算氮化铁晶体的化学式。
【详解】(1)Fe位于第4周期第ⅤⅢ族,其价电子排布式为3d64s2,失去3个电子形成Fe3+,从4s开始失去电子,所以Fe3+基态核外电子排布式为:[Ar]3d5,故答案为:[Ar]3d5;
(2)同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势,氮元素2p能级处于半满稳定状态,能量低,同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小,所以N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为:N>O>S,SCN﹣为直线形结构,则其中C为sp杂化,
等电子体是指原子总数相同,价电子总数也相同的微粒,所以与SCN﹣互为等电子体的分子是:CO2(COS等),故答案为:N>O>S;sp;CO2(COS等);
(3)羰基配合物中,中心Fe与配体CO之间形成配位键,CO分子中,C与O之间含有一个配位键,所以1mol[Fe(CO)5]分子中含σ键数目为10 NA,故答案为:10NA或6.02×1024;
(4)氮化铁晶体为六棱柱:顶点贡献率为,面点贡献率为,依据晶胞结构可知,12个铁原子位于顶点,2个铁原子位于面心,3个铁原子位于体内,2个氮原子位于体内,1个晶胞含有铁微粒数为:12×+2×+3=6、含氮原子数为2,所以该晶体中铁、氮的微粒个数之比为:6:2=3:1,所以化学势为Fe3N,故答案为:Fe3N。