- 2.81 MB
- 2021-08-24 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
湖南省长沙市第一中学2020届高三第二次月考
化学试题
1.化学与社会、科学、技术、环境密切相关。下列说法正确的是
A. 目前提岀的“低碳经济”,即减少向坏境排放CO2有利于控制温室效应
B. 水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙、分子筛都属于硅酸盐工业产品
C. 将金属钛、铝混合后在空气中熔化可制得强度较大的钛合金材料
D. 通入过量的空气,可以使燃料充分燃烧,同时提高热量的利用率
【答案】A
【解析】
【详解】A.“低碳经济”是指在可持续发展理念指导下,通过技术创新,制度创新,产业转型,新能源开发等多种手段,尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放,达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展经济。故A正确;
B. 水晶、玛瑙的主要成分是二氧化硅,水泥、玻璃、青花瓷、分子筛都属于硅酸盐工业产品,故B错误;
C. 在空气中加热熔化,金属易与氧气发生反应,所以不能直接在空气中制备钛铝合金,故C错误;
D. 使燃料充分燃烧可以增大氧气的浓度或增大氧气的接触面积,空气的通入量增多多会带走热量,降低热效率,故D错误。
答案选A。
2.我国学者研制了一种纳米反应器用于催化草酸二甲酯(DMO)和氢气反应 获得EG。反应过程示意图如下,下列说法正确的是
A. Cu纳米颗粒将氢分子解离成氢原子
B. DMO分子中只有碳氧单键发生了断裂
C. 反应过程中生成了 EG、甲醇和草酸
D. EG和甲醇是同系物
【答案】A
【解析】
【详解】A. 由图可知,氢气转化为H原子,Cu纳米颗粒作催化剂,故A正确;
B. DMO为草酸二甲酯,EG为乙二醇,则C−O、C=O均断裂,故B错误;
C. DMO中C−O、C=O均断裂,则反应过程中生成了EG甲醇和草酸,故C正确;
D. EG与甲醇中−OH数目不同,二者不是同系物,故D正确;
答案选A。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 常温常压下,28 g乙烯和丙烯的混合物中含右的C—H键数目为4NA
B. 常温下,5.6 g Fe与足量浓硝酸充分反应,转移电子的数目为0.3NA
C. 标准状况下,22.4 L HC1中含有的H+ 数目为NA
D. 常温常压下,18g羟基(O2H)中所含的中子数为NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙烯和丙烯的最简式均为CH2,故28g混合物中含有的CH2的物质的量为2mol,则含4NA条C-H,故A正确;
B. 常温下Fe与足量浓硝酸发生钝化,故B错误;
C. HC1是共价化合物,分子中无H+,故C错误;
D. 18g羟基(O2H)的物质的量为1 mol,而羟基(O2H)中含有9个中子,故1mol羟基中含9NA个中子,故D错误;
答案选A。
4.根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,推测合理的是
选项
事实
推测
A
Na与冷水反应剧烈・K与冷水反 应更剧烈
Li与冷水反应非常缓慢
B
Si是半导体材料,同族的Ge也是 半导体材料
第IV A族的元素的单质都可作半导体 材料
C
HCl在1 500 °C时分解,HI在230 °C时分解
HBr分解温度介于二者之间
D
H2Se的沸点比H2S的高
H2S的沸点比H2O的高
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A. 金属性越强,与水反应越剧烈,金属性K>Na>Li,则Li与冷水反应较缓慢,故A错误;
B. 半导体材料通常位于元素周期表中金属元素和非金属元素的分界处,Si和Ge处于金属和非金属分界线处,能作半导体,但C和Pb不能作半导体,所以第IVA族元素并不都是半导体材料,故B错误;
C. 同主族非金属元素由上至下非金属性减弱,气态氢化物的热稳定性减弱,非金属性Cl>Br>I,所以HBr的分解温度介于二者之间,故C正确;
D. 结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,溶沸点就越高,所以按照常理应该是H2S的沸点高于水的,但是由于水分子之间形成了比较强的氢键,由于氢键的生成,使水的沸点出现反常,H2S无氢键,最终高于H2S,故D错误;
答案选C。
【点睛】同周期原子,从左到右,电子层数相同,核电荷数增加,原子半径逐渐减小,得到电子能力增强,失去电子能力减弱,元素的金属性减弱,非金属性增强。
同主族原子,从上到下,电子层数增加,核电荷数增加,原子半径逐渐增大,得到电子能力减弱,失去电子能力增强,元素的金属性增强,非金属性减弱。
5.将液体Y滴加到盛有固体X的试管中,并在试管口対生成的气体进行检 验。下表中固体X、液体Y及检测试剂的对应关系正确的是
选项
固体X
液体Y
检测试剂
A
CaO
浓氨水
蘸有浓盐酸的玻璃棒
B
Cu
浓硫酸
干燥的红色石蕊试纸
C
Na2O2
水
品红溶液
D
Na2CO3
稀硫酸
酚酞溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A、浓氨水滴加到生石灰上可以制取氨气,可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒看是否冒白烟来检验氨气的生成,故A正确;
B、铜和浓硫酸反应能产生二氧化硫气体,遇石蕊试液变红色或使湿润的蓝色石蕊试纸变红色,故B错误;
C、过氧化钠和水反应生成氧气和氢氧化钠,氧气遇品红溶液不变色,故C错误;
D、碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水及二氧化碳,二氧化碳遇酚酞不变色,故D错误;
答案选A。
6.设Na为阿伏加德罗常数的值。已知反应:
①CH4 (g) +2O2 (g) = CO2 (g) +2H2O(l) △H1 =a kJ • mol -1
②CH4(g) + 2O2 (g) = CO2 (g) +2H2O(g) △H2 =bkJ • mol-1
键能定义:在标准状况下,将1 mol气态分子AB(g)解离为气态原子
A(g)、B(g)所需的能量。已知1 mol氧气的键能为xkJ。其他数据如下 表所示,下列说法正确的是
化学键
C—O
C—H
O—H
键能/(kJ • mol-1)
798
413
463
A. 上文中x=
B. H2O(g) = H2O(1)的△S<0、△H=(a — b) kJ • mol -1
C. 当有4NA个O—H键生成时,反应放出的热量为a kJ
D. 利用反应①设计的原电池电解精炼铜,当负极输出0.2NA个电子时. 理论上电解槽的阴极质量增重6.4 g
【答案】D
【解析】
【详解】A. 根据反应①可知,△H1=413kJ/mol×4+2xkJ/mol−(798×2+463×4)kJ/mol=−a kJ/mol,整理可得:x=,故A错误;
B ①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1=−a kJ/mol、②CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)
△H2=−b kJ/mol,根据盖斯定律(①−②)可得:H2O(g)═H2O(l)△H=(b−a)kJ/mol,故B错误;
C. 有4NA个C−H键断裂时,反应消耗了1mol甲烷,若按照反应①进行,放热热量为akJ,若按照反应②进行,放热热量为bkJ,故C错误;
D. 电解精炼铜时,当负极输出0.2NA个电子时,转移电子的物质的量为0.2mol,阴极上铜离子得电子生成铜单质,生成铜的物质的量为
=0.1mol,质量为:64g/mol×0.1mol=6.4g,故D正确;
答案选D。
【点睛】反应热的计算方法:
ΔH=E生成物总能量 - E反应物总能量
ΔH=E反应物的键能 - E生成物的键能
7.化合物X是一种医药中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物X的说法正确的是
A. 分子中的所有碳原子一定处于同一平面
B. 在酸性条件下水解,其水解产物只有一种
C. 能与NaOH溶液反应,不能与NaHCO3溶液反应
D. 1 mol化合物X最多能与2 mol NaOH反应
【答案】B
【解析】
【详解】A. 两个苯环连接在饱和碳原子上,则不一定在同一个平面上,故A错误;
B. 能水解的只有酯基,因为环状化合物,则水解产物只有一种,故B正确;
C. 含有羧基,具有酸性,可与碳酸氢钠溶液反应,故C错误;
D. 能与氢氧化钠反应的为酯基、羧基,且酯基可水解生成酚羟基和羧基,则1mol化合物X最多能与3molNaOH反应,故D错误;
答案选B。
【点睛】有机物含有酯基,可发生水解反应;含有羧基,具有酸性,可发生中和、酯化反应
羟基官能团可能发生反应类型:取代、消去、酯化、氧化、缩聚、中和反应
8.深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌(一种厌氧微生物)的作用下,能被硫酸根离子腐蚀,其电化学腐蚀原理如图所示。下列与此原理有关的说法错误的是
A. 负极反应为SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-
B. 输送暖气的管道不易发牛此类腐蚀
C. 这种情况下,Fe腐蚀的最终产物为FeO或Fe(OH)2
D. 管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
【答案】A
【解析】
【详解】A. 正极是硫酸根离子发生还原反应,生成硫氢根离子,所以电极反应式为:SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-,故A错误;
B. 钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,使钢铁与空气和水隔离,不能形成电化学腐蚀,故B正确;
C. 因存在还原菌所以铁最终是亚铁,故C正确;
D. 管道上刷富锌油漆,锌比铁活泼,所以腐蚀锌保护铁,所以管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀,故D正确;
答案选A。
9.空气中的硫酸盐会加剧雾霾的形成,我国科学家用下列实验研究其成因: 反应室底部盛有不同吸收液。将SO2和NO按一定比例混合,以N2或空气为载气通入反应室,相同时间后,检测吸收液中SO42-的含量.数据如下 表所示,下列说法正确的是
反应室
载气
吸收液
SO42-含量
数据分析
①
n2
蒸馏水
a
i.b≈d>a≈c
ii. 若起始不通入NO2 ,则最终测 不到SO42-
②
3%氨水
b
③
空气
蒸馏水
c
④
3%氨水
d
A. 实验表明;酸性环境下,更有利于硫酸盐的形成
B. 反应室①中可能发生反应:SO2+2NO2+2H2O = H2SO4+2HNO2
C. 本研究表明:硫酸盐的形成主要与空气屮的O2有关
D. 燃煤产生的气体盲目排放只会引起酸雨而不会加剧雾霾形成
【答案】B
【解析】
【详解】A. 依据实验可知空气中如果含有氨气更有利于硫酸盐的形成,氨气是碱性气体,故A错误;
B. 依据题意可知二氧化硫、氮的氧化物、水发生反应生成亚硝酸和硫酸,所以反应室①中可能发生反应:SO2+2NO2+2H2O = H2SO4+2HNO2,故B正确;
C. 依据数据b≈d>a≈c可知,硫酸盐的形成与空气中氨有关,故C错误;
D. 燃煤产生的SO2和氮氧化物会引起酸雨,空气中的硫酸盐会加剧雾霾的形成,故D错误;
答案选B。
10.手持技术的氧电化学传感器可用于测定 O2含量,右图为某种氧电化学传感器的 原理示意图。已知在测定O2含量过程 中,电解质溶液的质量保持不变。一定时 间内,若通过传感器的待测气体为aL(标 准状况),某电极增重了b g。下列说法正确的是
A. Pt电极为负极
B. 反应过程中转移OH-的物质的量为0.125bmol
C. Pb电极上发生的电极反应为Pb-2e- +2OH- = Pb(OH)2
D. 待测气体屮氧气的体积分数为
【答案】B
【解析】
【详解】A. 得电子发生还原反应的电极是正极、失电子发生氧化反应的电极是负极,则通入氧气的电极Pt电极为正极,发生还原反应,故A错误;
B. 放电过程中,Pb电极质量增加,增加的质量为氧元素质量,如果电极质量增加bg,则生成n(PbO)=n(O)=mol,根据2Pb+4OH−−4e−═2PbO+2H2O得转移n(OH−)=2n(PbO)
=0.125bmol,故B正确;
C. 在测定O2含量过程中,电解质溶液的质量保持不变,说明Pt电极消耗的氧气与Pb电极上得到的O原子质量相等,其电池反应式为2Pb+O2=2PbO,所以Pb电极上Pb失电子和OH−反应生成PbO,电极反应式为2Pb+4OH−−4e−═2PbO+2H2O,故B错误;
D. 根据转移电子相等得:n(O2)=n(PbO)= bmol,氧气体积=bmol×22.4L/mol=0.7bL,待测氧气体积分数=,故D错误;
答案选B。
【点睛】原电池电极判断方法:
在原电池的外电路,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。在原电池电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。原电池中,负极总是发生氧化反应,正极总是发生还原反应。因此可以根据总的化学方程式中化合价的升降来判断。原电池工作后若某一电极质量增加,说明溶液中的阳离子在该电极上放电,该电极为正极,活泼性较弱;如果某一电极质量减轻,说明该电极溶解,电极为负极,活泼性较强。析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而原电池工作后,该电极附近的pH增大了,说明该电极为正极,金属活动性较弱。
11.某科学家利用二氧化饰(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、 CO,其过程如下所示:
mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2
(m-x)CeO2·xCe+x H2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO2
下列说法不正确的是
A. 该过程中CeO2是H2O、CO2转变为H2、CO反应的催化剂
B. 利用CeO2作催化剂-既可使该转变过程速率提高。亦可减小能量的消 耗,并可提高反应物转化率
C. mmol CeO2参加反应,气体物质的量增加x mol
D. 以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH - - 2e = CO32- +2H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A. 通过太阳能实现总反应H2O+CO2→H2+CO+O2可知:CeO2没有消耗,CeO2为催化剂,故A正确;
B.催化剂只能改变反应速率,影响反应历程,改变反应活化能,不影响平衡移动和转化率,故B错误;
C. 根据mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2,mmol CeO2参加反应,气体物质的量增加x mol O2,故C正确;
D. CO在负极失电子生成CO2,在碱性条件下再与OH−生成CO32−,故负极反应式应为:CO+4OH−−2e−═CO32−+2H2O,故D正确;
答案选B。
12.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次 增大。在如图所示的物质转化关系中,p、q、 m.n分别是元素W、X、Y、Z的气体单质,p和 s均为有色气体,v的水溶液呈碱性。常温下,0.1 mol • L -1 ,t 溶液与 0.1 mol • L -1 u 溶液的pH均为1。下列说法不正确的是
A. Y、W的兹高价氧化物对应的水化物均为强酸
B. 元索的非金属性:Z>Y>X;原子半径:XY>X,电子层越多原子半径越大、同周期从左向右原子半径减小,则原子半径:XI2 >IO3-
D. 途径1和II中各自生成1 mol I2,反应中转移的电子数相等
【答案】A
【解析】
【详解】A. 加碘盐中含有NaIO3,其在酸性条件下可被I-还原生成I2,故用淀粉-KI试纸和食醋检验加碘盐时淀粉-KI试纸会变蓝,故A正确;
B. 根据图示转化Ⅲ可知Cl2>NaIO3,已变蓝的淀粉-KI试纸褪色的原因可能是氯气将碘氧化为HIO3,反应方程式为5Cl2+I2+6H2O═2HI03+10HCl,,最终溶液呈无色,故B错误;
C. 由途径I可知氧化性Cl2>I2,由途径Ⅱ可知氧化性I2<NaIO3,由途径Ⅲ可知氧化性Cl2>NaIO3,故氧化性的强弱顺序为Cl2>IO3->I2,故C错误;
D. 途径11 mol I2消耗1 mol Cl2转移电子2 NA和II中根据转化关系2IO3-~I2~10e-可知,生成1 molI2反应中转移的电子数为10NA,故D错误。
答案选A。
14.某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管作电极材料,以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物作固态电解质,其电池总反应为MnO2+Zn+(1+) H2O+ZnSO4MnOOH+ZnSO4[Zn(OH)2]3·xH2O.其电池结构如图1所示,图2是有机高聚物的结构片段。下列说法中,不正确的是
A. 碳纳米管具有导电性,可用作电极材料
B. 放电时,Zn2+移向MnO2膜
C. 充电时,电池的阳极反应为MnOOH- e- = MnO2 + H+
D. 合成有机高聚物的单体是
【答案】C
【解析】
【详解】A. 该电池以碳纳米管作电极材料,可知碳纳米管具有导电性,故A正确;
B. 放电时,该装置为原电池,阳离子向正极移动, MnO2膜为正极,所以Zn2+移向MnO2膜移动,故B正确;
C. 充电时该装置为电解池,根据充电过程总反应,充电时MnOOH做阳极失电子,发生氧化反应,电池的阳极反应为OH-+MnOOH- e- = MnO2 + H2O,故C错误;
D. 根据高聚物的结构单元,该高聚物为家居产物,合成有机高聚物的单体是,故D正确;
答案选C。
15.二硫化钨(WS,WS2中W的化合价为+4)可用作润滑剂及石油化工领域中的催化剂。由钨铁矿(其主要成分是FeWO4,还含少量Al2()3)制备二硫化钨的工艺流程如图所示,下列说法正确的是
A. 操作I中用到的玻璃仪器只有漏斗、烧杯
B. FeWO4在碱熔过程中发生反应的化学方程式为4FeWO4+O2+8NaOH2Fe2O3+4NaWO3+4H2O
C. 生成二硫化钨的化学方程式为(NH4)2WS4+3O22WS2+4NH3+2S2-+2SO2+2H2O,若生成124g WS2,则该反应所转移的电子数目为2NA
D. 滤渣I的主要成分是氢氧化铝,CO2可以用过量盐酸代替
【答案】B
【解析】
【详解】由流程可知,钨酸亚铁和氢氧化钠、氧气反应生成氧化铁和钨酸钠,Al2O3和NaOH反应生成NaAlO2,水浸时,可除去不溶于水的氧化铁,向粗钨酸钠溶液中通入过量CO2,经过滤后得到的滤液含钨酸钠,滤渣I的主要成份是Al(OH)3,滤液再经酸化得钨酸,向钨酸中加入氨水并控制温度得钨酸铵,继续通入H2S气体,生成(NH4)2WS4,最后将(NH4)2WS4在氧气中高温加热即可得到WS2;
A. 操作Ⅰ为过滤,需要的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯,故A错误;
B. FeWO4在碱熔过程中被空气中氧气氧化,生成Fe2O3、Na2WO4和H2O,发生反应的化学方程式为4FeWO4+O2+8NaOH2Fe2O3+4NaWO3+4H2O,故B正确;
C. 生成二硫化钨的化学方程式为(NH4)2WS4+3O22WS2+4NH3+2S2-+2SO2+2H2O,(NH4)2WS4中+6价W被还原为+4价的WS2,−2价S元素被氧化成0价的S单质,每生成2molWS2转移了4mol电子,同时参加反应的氧气为3mol,则反应中共转移16mol电子,124gWS2的物质的量为:=0.5mol,转移电子的物质的量为:16mol×=4mol,即转移电子数目为4NA,故C错误;
D. 滤渣I的主要成分是氢氧化铝,氢氧化铝是两性氢氧化物,可以强酸反应,是滤渣溶解,不能用盐酸代替CO2,故D错误;
答案选B。
16.强酸性溶液X中可能含有Na+ , K+、NH4+、 Fe3+、Fe2+、Al3+、CO32-、 SO32-、SO42-、C1-的若干种,某同学为了确认其成分,取X溶液进行连 续实验,实验过程及产物如下所示:
下列结论止确的是
A. 气体A是SO2,证明原溶液中含有SO32-
B. 沉淀G中加人盐酸溶解,滴加KSCN溶液显红色,可以确定原溶液中 有Fe3+
C. 沉淀I―定是A1(OH)3
D. X中不能确定的离子是Al3+、Fe3+ 、Na+ 、K +和Cl-
【答案】D
【解析】
【详解】①强酸性溶液中CO32−、SO32−不能存在;②X溶液中加入过量Ba(NO3)2溶液生成沉淀C是BaSO4,说明有SO42−存在;硝酸被还原生成气体A为NO,说明有还原剂Fe2+存在,(即3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O),在此反应中,Fe2+被氧化为Fe3+。③溶液B加入过量NaOH溶液,生成的沉淀G为Fe(OH)3;生成的气体F为NH3;说明有NH4+存在。④溶液H通入CO2生成沉淀I,由于前面加入过量的Ba(NO3)2溶液,引入了大量Ba2+,且前面加入的NaOH是过量的,所以沉淀I中一定有BaCO3,又由于前面不能确定溶液X中是否存在A13+,所以这里也不能确定沉淀I中有A1(OH)3;溶液J的焰色反应呈黄色,说明溶液J中有Na+,但由于前面加入过量NaOH溶液,引入了较多的Na+,因此不能确定溶液X中是否存在Na+;因为焰色黄色能掩盖紫色焰色,所以不能确定溶液X中是否有K+;另外,上述实验过程还不能确定溶液X中是否存在C1−;
A. 强酸性溶液X中CO32-、SO32-不能存在,故A错误.
B. 沉淀G为Fe(OH)3,但Fe3+可能是原来有的,也可能是Fe2+被氧化生成的,故B错误;
C. 溶液H通入CO2生成沉淀I,由于前面加入过量的Ba(NO3)2溶液,引入了大量Ba2+,且前面加入的NaOH是过量的,所以沉淀I中一定有BaCO3,又由于前面不能确定溶液X中是否存在A13+,所以这里也不能确定沉淀I中有A1(OH)3,故C错误;
D. 溶液J的焰色反应呈黄色,说明溶液J中有Na+,但由于前面加入过量NaOH溶液,引入了较多的Na+,因此不能确定溶液X中是否存在Na+;因为焰色黄色能掩盖紫色焰色,所以不能确定溶液X中是否有K+;另外,上述实验过程还不能确定溶液X中是否存在C1−,故D正确;
答案选D。
17.X、Y、Z、W、Q是短周期原子序数依次增大的五种元素。X是形成化合物种类最多的元素,Y和Z形成的化合物给大气造成各种危害.室温下0. 01 mol/L的W的最高价氧化物的水化物的溶液的pH=12,Q元素形成的单质在常温下是黄绿色气体。
(1)写出Y元素形成的单质的电子式: _______________ .
(2)Z、W、Q三种元素分别对应的简单离子半径最小的是___________(填离子符号)。
(3)QZ2是一种橙黄色的易爆气体,当发生泄漏和爆炸事故,人们逃离爆炸现场时,可用浸有一定浓度的某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子, 最适宜采用的物质是_______ (填字母代号)。
A. NaOH B. NaCl C. KC1 D. Na2CO3
(4)X、Y、W三种元素可以形成一种有剧毒的盐,用QZ2可以除去水溶液中含有的该有毒物质,得到一种生活中常见的固体和两种无毒气体. 写出该反应的离子方程式:__________________。
【答案】 (1). (2). O2- (3). D (4). 2ClO2 + 2CN- = 2Cl- + 2CO2↑ + N2↑
【解析】
【详解】X是形成化合物种类最多的元素,X为C;0. 01 mol/L的W的最高价氧化物的水化物的溶液的pH=12,短周期中一元强碱为氢氧化钠,W为Na;Q元素形成的单质在常温下是黄绿色气体,Q为Cl;X、Y、Z、W、Q是短周期原子序数依次增大,Y、Z元素在碳和钠之间,并形成的化合物给大气造成各种危害,因此Y和Z形成的化合物为氮氧化物,因此Y为N;Z为O;
(1)Y为氮元素,单质为氮气,电子式为;
答案为:;
(2)Z、W、Q三种元素分别对应的简单离子分别为O2-、Na+、Cl-,Cl-核外为三层电子,O2-、Na+核外两层电子,Cl-半径最大,电子层结构相同的,核电荷数越大,半径越小,半径最小的是O2-。
答案为:O2-;
(3)A.NaOH是强碱,腐蚀性强,故A错误;
B.NaCI不能吸收CIO2,故B错误;
C.KCI不能吸收CIO2,故C错误;
D.Na2CO3碱性较弱,能吸收CIO2,所以最适宜采用物质是碳酸钠,故D正确;
答案选D。
(4)X、Y、W三种元素可以形成一种有剧毒的盐为氰化钠,用QZ2可以除去水溶液中含有的该有毒物质,得到一种生活中常见的固体和两种无毒气体,即氰化钠与二氧化氯反应生成氯化钠、二氧化碳和氮气。离子反应方程式为2ClO2 + 2CN- = 2Cl- + 2CO2↑ + N2↑
答案为:2ClO2 + 2CN- = 2Cl- + 2CO2↑ + N2↑;
18.三氯氧磷((POCl3
)可用于制备增塑剂,常温下为无色透明液体,易挥发,易水解。一中化学兴趣小组探究制备POCl3所需的装置如下图所示:
反应原理:PCl3+Cl2+H2OPOCl3+2HCl(PC13常温下为液态,易挥发)。
(1)仪器3的名称是 _________,仪器2中装入的物质为______,仪器I的作用是_____.
(2)请选择上述必要装置并组装,用小写字母连接:________________________。
(3)开始通入氯气。同时慢慢滴加水,控制氯气和水的质量比在3.94左右,理由是:________________________.
(4)上述装置有一处不足,请指岀该不足:__________________________.
(5)上述反应剩余PCl3可以继续通入Cl2,再和P4O10反应,也可以产生的POC13 .。 写出该反应的化学方程式:__________________________________ .
【答案】 (1). 恒压漏斗 (2). 浓盐酸 (3). 冷凝POCl3,防止挥发 (4). a→f→g→d→e→h→i→b→c (5). 1mol Cl2参与反应,需要1mol 水参与反应,水的用量过多会导致生成的三氯氧磷发生水解,水太少,会使三氯氧磷浓度过大而挥发 (6). B装置是用来吸收未参与反应氯气的尾气处理装置,会发生倒吸 (7). 6PCl3+ 6Cl2+ P4O10= 10POC13
【解析】
【详解】(1)仪器3的名称是恒压漏斗,根据反应原理,制备三氯氧磷需要三氯化磷和氯气,仪器2中装入的物质为浓盐酸用于制取氯气,三氯氧磷((POCl3)和PC13常温下易挥发,仪器I的作用是冷凝POCl3和PC13,防止挥发;
答案为:恒压漏斗;浓盐酸;冷凝POCl3,防止挥发;
(2)A装置制取的氯气经过一系列除杂,通入到E装置中和PC13反应制取三氯氧磷,仪器连接的进出口顺序为:a→f→g→d→e→h→i→b→c;
答案为:a→f→g→d→e→h→i→b→c;
(3)反应原理:PCl3+Cl2+H2OPOCl3+2HCl可以得知,1mol Cl2参与反应,需要1mol
水参与反应,1mol Cl2和1mol 水的质量比为3.94左右,水的用量过多会导致生成的三氯氧磷发生水解,水太少,会使三氯氧磷浓度过大而挥发,1mol Cl2和1mol 水的质量比为3.94左右;
答案为:1mol Cl2参与反应,需要1mol 水参与反应,水的用量过多会导致生成的三氯氧磷发生水解,水太少,会使三氯氧磷浓度过大而挥发;
(4)上述装置有一处不足,即B装置是用来吸收未参与反应氯气的尾气处理装置,氯气易溶于水,和氢氧化钠反应,会发生倒吸现象。应该使用倒扣的漏斗或球形干燥管代替导管。
答案为:B装置是用来吸收未参与反应氯气的尾气处理装置,会发生倒吸;
(5)上述反应剩余PCl3可以继续通入Cl2生成PCl5,PCl5再和P4O10反应生成POC13 .。反应的化学方程式: 6PCl3+ 6Cl2+ P4O10= 10POC13;
答案为:6PCl3+ 6Cl2+ P4O10= 10POC13;
19.2018年北京市公交行业迈入氢能源时代。“制氢”“储氢”“用氢”等一直都是能源研究热点。工业上制取H2有多种方法.如:
①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H1=+131.5kJ·mol-1
②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+206.2kJ·mol-1
③CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H3=+247.4kJ·mol-1
④2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H4=+483.6kJ·mol-1
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为:____________________ .
(2)氢气燃料电池能大幅度提高能量的转化率。相同条件下,其能量密度(能量密度之比等于单位质量的可燃物转移电子数之比)是甲醇燃料电池的_______倍(计算结果保留两位有效数字)。
(3)科学家研发的“全氢电池"的工作原理如图所示,该电池工作一段时间后,右池溶液的导电 能力几乎不变。下列有关该电 池的说法正确的是 _____(填字母代号)。
a.电池的总反应是2H2 +O2 = 2H2O
b.左边电极上的电势高于右边电极上的电势
c.负极的电极反应是H2 - 2e- + 2OH- = 2H2O
d.装置中所用的是阴离子交换膜
e.产生能源的源泉是酸和碱的中和能
(4)LiFePO4电池稳定性高、安全、对环境友好,该电池的总反应式是Li1-xFePO4+LixC6LiFePO4+C6,其放电时的工作原理如图所示。则:充电时,电极a的电极名称为_______________ ; 放电时电极b的电极反应式为______________________________ .
【答案】 (1). CH4(g)+H2O(g)=CO2(g)和H2(g)△H=+165.0 kJ·mol-1 (2). 3.67 (3). ce (4). 阴极 (5). Li1−xFePO4+xLi++xe−=LiFePO4
【解析】
【详解】(1)已知②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+206.2kJ·mol-1、③CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H3=+247.4kJ·mol-1;由盖斯定律,②×2-③得CH4(g)+H2O(g)=CO2(g)和H2(g)△H=+165.0 kJ·mol-1;
答案为:CH4(g)+H2O(g)=CO2(g)和H2(g)△H=+165.0 kJ·mol-1
(2)根据题意,氢气燃料电池的反应为4H2+O2=2H2O,可得8g氢气转移8个电子,氢气的能量密度为1,甲醇燃料电池反应式为2CH4O + 3O2 = 2CO2 + 4H2O,可得44g甲醇转移12个电子,甲醇的能量密度为,氢气的能量密度:甲醇的能量密度=1:=3.67
答案为:3.67。
(3) 根据电子的流向,电池的左边为负极,右边为正极,
a. 负极电极反应是H2−2e−+2OH−═2H2O,正极电极反应是2e−+2H+═H2,电池的总反应无氧气参加,故a错误;
b.电流从高电势流向低电势,电子的流向与电流相反,电子有低电势流向高电势,根据图示可得,电池左端电势小于右端电势,故b错误;
c. 左边吸附层M为负极,发生了氧化反应,电极反应是H2 - 2e- + 2OH- = 2H2O,故c正确;
d.由装置原理图所示,右池中氢离子得电子变为氢气,阳离子减少,由于右池溶液的导电能力几乎不变,需要补充阳离子,所以左池中的阳离子需要通过离子交换膜来补充右池,故为阳离子交换膜,故d错误;
e.根据电池的工作原理,左边吸附层M上氢气失电子与氢氧根结合生成水,发生了氧化反应为负极,电极反应是H2-2e-+2OH-═2H2O,右边吸附层N为正极,发生了还原反应,电极反应是2e-+2H+═H2,结合原电池中阳离子移向正极,阴离子移向负极,电子由负极经过导线进入正极,电池总反应为OH-+ H+= H2O,故e 正确;
答案为:ce;
(4)原电池中阳离子向正极移动,锂离子向电极b移动,则电极b为正极,电极a为负极;充电时b电极为阳极,阴极a极上C6得电子产生LixC6,电极反应式为C6+xLi++xe−=LixC6;
放电时,正极b极上Li1−xFePO4得电子产生LiFePO4,电极反应式为Li1−xFePO4+xLi++xe−=LiFePO4,
故答案为:阴极;Li1−xFePO4+xLi++xe−=LiFePO4。
20.炼铁厂的废渣铁矾渣主要含有K2Fe6(SO4)4(OH)12 、ZnOFe2O3 及少量的CaO、MgO、SiO2 ,等等。可利用废渣铁矾渣制备复合镍锌铁氧体 (NiZnFe4O8.具体制备流程如下图所示:
(1)试剂1是过量的______。
(2)试剂2为过量的铁粉,加入后可以观察的现象有 ______________________。
(3)NH4F溶液不能放入玻璃器皿中保存,理由是_____________________________(用离子方程式表示)。已知:25 °C时,Ksp(CaF2)=2.7×10-11、,Ksp(MgF2)=6.4×10-19。加入NH4F溶液沉淀后,c(Mg2+) = 1. 6×10-10mol • L-1,此时Ca2+是否也完全沉淀?写出具体的分析过程:______(若溶液中某离子浓度小于1.0×10-5mol • L-1时,说明该离子已沉淀完全)。
(4)在Fe2+、Ni2+、Zn2+共沉淀过程中,若以Me代表Fe、Ni、Zn元素,则生成MeCO3•2Me(OH)2•H2O沉淀的化学方程式为 ________________________________.
(5)按照上述流程,一座10万吨规模的炼铁厂每年产生铁矶渣约5万吨,Fe3+含量为44.8%,理论上每年至少可制备复合镍锌铁氧体(NiZnFe4O8 ,M=476 g • mol -1 )__________万吨。
(6)滤液Ⅱ中加入的ZnSO4溶液,低温烘干后可得到皓矾(ZnSO4 • 7H2O) 取28.70 g皓矾加热至不同温度,剩余固体的质量变化如图所示:
①100 °C时所得固体的化学式__________ 。
②680 °C时所得固休的化学式为____
【答案】 (1). 稀H2SO4(或稀硫酸) (2). 溶液有棕黄色转变为浅绿色,同时有气泡产生 (3). NH4+ +F-+H2O=NH3·H2O+HF、SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O (4). 已知25 °C时,Ksp(CaF2)=2.7×10-11、,Ksp(MgF2)=6.4×10-19。加入NH4F溶液沉淀后,c(Mg2+) = 1. 6×10-10mol • L-1,则=4×10-9,故=0.675×10-2 mol • L-1>1.0×10-5mol • L-1,故Ca2+未完全沉淀; (5). 3MeSO4+6NH4HCO3=MeCO3•2Me(OH)2•H2O+5CO2↑ (6). 7.6 (7). ZnSO4 • H2O (8). Zn3O(SO4)2
【解析】
【详解】(1)废渣铁矾渣主要含有K2Fe6(SO4)4(OH)12,在除杂制备过程中避免引入更多的离子,应该使用稀硫酸进行酸浸。
答案为:稀H2SO4(或稀硫酸)
(2)酸浸后的溶液含有三价铁离子的棕黄色溶液,加入过量铁粉,使三价铁离子转化为二价铁离子,溶液有棕黄色转变为浅绿色。酸浸时硫酸过量,加入铁粉有气泡产生。
答案为:溶液有棕黄色转变为浅绿色,同时有气泡产生。
(3)NH4F会水解生成氨水与HF,HF会腐蚀玻璃瓶,离子反应方程式为:NH4+ +F-+H2O=NH3·H2O+HF、SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O ;已知25 °C时,Ksp(CaF2)=2.7×10-11、,Ksp(MgF2)=6.4×10-19。加入NH4F溶液沉淀后,c(Mg2+) = 1. 6×10-10mol • L-1,则=4×10-9,故=0.675×10-2 mol • L-1>1.0×10-5mol • L-1,故Ca2+未完全沉淀;
答案为:NH4+ +F-+H2O=NH3·H2O+HF、SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O ;已知25 °C时,Ksp(CaF2)=2.7×10-11、,Ksp(MgF2)=6.4×10-19。加入NH4F溶液沉淀后,c(Mg2+) = 1. 6×10-10mol • L-1,则=4×10-9,故=0.675×10-2 mol • L-1>1.0×10-5mol • L-1,故Ca2+未完全沉淀;
(4)根据流程Fe、Ni、Zn元素来的硫酸盐与NH4HCO3生成MeCO3•2Me(OH)2•H2O沉淀和二氧化碳反应方程式为:3MeSO4+6NH4HCO3=MeCO3•2Me(OH)2•H2O+5CO2↑;
故答案为: 3MeSO4+6NH4HCO3=MeCO3•2Me(OH)2•H2O+5CO2↑;
(5)黄钾铁矾渣约5万吨,Fe3+含量为5万吨×48%=2.4万吨,根据2Fe3++Fe=3Fe2+,
则Fe2+含量为2.4万吨×=3.6万吨,设制得的NiZnFe4O8有x万吨,根据元素守恒,有=3.6,解得x=7.6万吨。
答案为:7.6
(6)皓矾(ZnSO4 • 7H2O)受热易分解,在不同的温度下分解可生成ZnSO4 • H2O或ZnSO4或ZnO或Zn3O(SO4)2产物不同;28.70 g皓矾的物质的量为:
, 不论分解产物是什么,根据锌元素守恒,物质的量为,因此生成ZnSO4 • H2O的质量为17.90g;生成ZnSO4的质量为16.10g;生成 Zn3O(SO4)2的质量为13.34g;生成ZnO的质量为8.10g;
根据上述分析:
① 100 °C时所得固体的为17.90g,生成的固体为ZnSO4 • H2O。
② 680 °C时所得固休的质量为13.43g化学式为Zn3O(SO4)2。
答案为:ZnSO4 • H2O;Zn3O(SO4)2
21.有机物1,,3,5,7-辛四烯可用于制合成纤维、染料、药物等,其结构 简式为。该物质的合成方法如下图所示:
(1)1,3,5,7-辛四烯的分子式为______,有机物A所含含氧官能团有 _______(填名称)。
(2)E的结构简式为______.
(3)I→J的反应类型为______.
(4)在一定条件下可以发生加聚反应,合成无支链的链状有机高分子。写出该反应的化学方程式: ________________________ .
(5)符合条件的G的同分异构体有___________种。
①与碳酸氢钠溶液反应产生气体 ②不能使溴水褪色
(6)以CH3CHO 、 HCHO和为原料也可以合成1,3,5,7-辛四烯,试写出合成路线。(其他试剂任选)_____________________________________________________________________ .已知:。
【答案】 (1). C8H10 (2). 醛基、碳碳双键、醚键 (3). (4). 加成反应 (5). (6). 4 (7). CH3CHO+HCHO
【解析】
【详解】(1)根据结构简式,顶点和节点为碳,其余不满四键的位置全部补充氢原子,1,3,5,7-辛四烯的分子式为C8H10;根据有机物A的结构简式,所含含氧官能团有醛基、碳碳双键、醚键;
答案为:C8H10;醛基、碳碳双键、醚键;
(2)从题图中的各物质之间的转化关系可知,D→E是乙醇中的-OCH2CH3取代D中与O相邻的碳上的溴原子,E→F发生的是消去反应,E中脱去1个HBr 分子,得到F,所以E的结构简式为;
答案为:
(3)从I→J的反应反应过程中,I中的一个双键变为单键并连接了一个羟基和一个氢原子转变为J,发生的反应类型为加成反应。
答案为:加成反应;
(4)在一定条件下可以发生加聚反应,合成无支链的链状有机高分子。原来的双键打开相互连接,其他的键重新组合为双键,化学方程式为
;
答案为:
(5)G的分子式为C5 H8 O2,G的同分异构体与碳酸氢钠反应可以产生气体,则其结构中含有-COOH,且其不能使溴水褪色,则满足条件的同分异构体有、、、共四种
答案为:4;
(6)CH3CHO+HCHO
答案为:CH3CHO+HCHO