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- 2021-08-24 发布
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金溪一中高三上学期化学第1次三周考题
可能用到相对原子质量:H:1;C:12;O:16;Fe:56;N14;Cu:64;Ca:40;Ba:137;S:32;Cl:35.5
一、单选题(3×16=48分)
1.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述不正确的是( )
A. 60g丙醇中存在的共价键总数为11NA
B. 标准状况下,H2和CO混合气体8.96L在足量O2中充分燃烧消耗O2的分子数为0.2NA
C. 0.5mol·L-1CuCl2溶液中含有的Cl-个数为NA
D. 在反应4Cl2+8NaOH=6NaCl+NaClO3+NaClO+4H2O中,消耗1molCl2时转移的电子总数为1.5NA
【答案】C
【解析】
【详解】A、60g丙醇的物质的量为1mol,而丙醇中11条共价键,故1mol丙醇中含11NA条共价键, A项正确,不符合题意;
B、标况下8.96L混合物的物质的量为0.4mol,而1mol氢气和1molCO燃烧时均消耗0.5mol氧气,故0.4mol混合气体燃烧消耗0.2mol氧气,与两者的比例无关,B项正确,不符合题意;
C、溶液体积不明确,故溶液中的氯离子的个数无法计算,C项错误,符合题意;
D、反应4Cl2+8NaOH=6NaCl+NaClO3+NaClO+4H2O转移6mol电子,消耗4mol氯气。故当消耗1mol氯气时转移1.5mol电子,即1.5 NA个,D项正确,不符合题意。
本题答案选C。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的有( )个
①20℃,101kPa,22.4LCl2通入足量NaOH溶液充分反应,有NA个电子转移
②64g灼热的铜丝在硫黄蒸气里完全反应后,失去的电子数为2NA
③标准状况下,NA个NO分子和0.5NA个O2分子充分反应后气体体积为22.4 L
④7.8g Na2S与Na2O2的混合物中阴离子数大于0.1NA
⑤0℃,101kPa,含有lmol硫原子的SO2与SO3的混合物,其体积小于22.4L
⑥常温常压下,17g甲基(-14CH3)所含中子数为9NA
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】A
【解析】
【详解】①在20℃、101kPa条件下,22.4LCl2的物质的量小于1mol,则该说法错误;
②64g灼热的铜丝在硫黄蒸气反应的生成物为Cu2S,失去的电子数为NA,则该说法错误;
③标准状况下,NA个NO分子和0.5NA个O2分子充分反应后生成1molNO2,但NO2中存在平衡:2NO2N2O4,导致分子个数和体积变小,故气体体积小于22.4L,故该说法错误;
④Na2O2中的阴离子为O22-,7.8g Na2S与Na2O2的混合物中阴离子的物质的量为0.1mol,则其个数为0.1 NA,故该说法错误;
⑤因三氧化硫在标准状态下为固体,则0℃,101kPa,含有lmol硫原子的SO2与SO3的混合物中二氧化硫的物质的量小于1mol,则其体积小于22.4L,故该说法正确;
⑥常温常压下,17g甲基(-14CH3)的物质的量为1mol,每个甲基(-14CH3)所含的中子数为11个,故17g甲基(-14CH3)所含的中子数为11NA,故该说法错误;
答案选A。
【点睛】本题主要考查有关阿伏加德罗常数的应用,往往要注意物质的特性,如三氧化硫在常温下为固体;过氧化钠中阳离子与阴离子的个数之比为2:1,而并不是1:1;NO与O2在常温下会发生反应,且还存在2NO2N2O4。
3.设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. l mol丙烯与足量的HCl完全反应生成的CH3CH2CH2Cl分子数为NA
B. 1mol K2S2O8(S元素为+6价)中含有过氧键数为4NA
C. 含有NA个Fe(OH)3胶粒的氢氧化铁胶体中,铁元素的质量大于56 g
D. 180g葡萄糖分子中含有羟基数为6NA
【答案】C
【解析】
【详解】A、l mol丙烯与足量的HCl完全反应生成的应该是一氯丙烷和二氯丙烷的混合物,CH3CH2CH2Cl子数应小于NA,选项A错误;
B、K2S2O8中S元素为+6价、K元素为+1价,过氧根离子中氧元素的化合价为-1价,氧离子中氧元素的化合价为-2价,设过氧根离子x个,则有+1×2+(+6×2)+(-1)×2x+(-2)×(8-2x)=0,得x=1,故1mol K2S2O8(S元素为+6价)中含有过氧键数NA,选项B错误;
C、胶体的胶粒是分子的集合体,一个胶粒中含有多个Fe(OH)3,故含有NA个Fe(OH)3胶粒的氢氧化铁胶体中,Fe(OH)3的物质的量大于1mol,铁元素的质量大于56 g,选项C正确;
D、180g葡萄糖分子的物质的量为1mol,1mol葡萄糖中含有5mol羟基,含羟基5NA
个,选项D错误;
答案选C。
【点睛】注意掌握好以物质的量为中心的各化学量与阿伏加德罗常数的关系,准确弄清分子、原子、原子核内质子中子及核外电子的构成关系,选项C是解答的易错点。
4.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,11.2LCH2Cl2中含有的分子数目为0.5NA
B. 密闭容器中,2mol SO2和1mol O2催化反应后,转移的电子数目为4NA
C. 46gNO2和N2O4混合物中含有的氧原子数目为2NA
D. 1mol乙醇分子中含有的极性键数目为8NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下,CH2Cl2为液体,无法用气体摩尔体积计算其物质的量,A错误;
B.密闭容器中,2mol SO2和1mol O2催化反应后,反应为可逆反应,转移的电子数目小于4NA,B错误;
C. NO2、N2O4的最简式相同,为NO2,46gNO2和N2O4混合物中含有的氧原子的物质的量为46g/46g/mol×2=2mol,即数目2NA,C正确;
D.乙醇的结构简式为CH3CH2OH,含有5条C-H键、1条C-C键、1条C-O键、1条H-O键,C-C键为非极性键,则1mol乙醇分子中含有的极性键数目为7NA,D错误;
答案为C;
【点睛】可逆反应中,反应物不能够完全反应,则不能根据提供量计算转移电子数目。
5.在t℃时,将agNH3完全溶于水,得到VmL溶液,假设该溶液的密度为g/mL,质量分数为W,其中含有NH4+的物质的量是b mo1,下列叙述正确的是( )
A. 溶液中c(OH-)=mol/L+c(H+)
B. 溶质的物质的量浓度
C. 溶质的质量分数100%
D. 向上述溶液中加入VmL水,所得溶液的质量分数大于0.5W
【答案】A
【解析】
【详解】A. 溶液中c(NH4+)= = mol/L,根据溶液呈电中性,可知c(OH−)=c(H+)+c(NH4+),则溶液中c(OH−)=mol/L+c(H+),A项正确; B. a g NH3的物质的量为 = mol,溶液体积为VmL,所以溶液的物质的量浓度c= = mol/L,B项错误;
C. 氨水溶液溶质为氨气,该溶液的密度为ρ g⋅cm−3,体积为VmL,所以溶液质量为ρV g,溶质氨气的质量为ag,溶质的质量分数W=×100%,C项错误;
D. 水的密度比氨水的密度大,相等体积的氨水与水,水的质量大,等体积混合后溶液的质量大于原氨水的2倍,溶液中氨气的质量相同,根据溶质的质量分数=×100%可知,等体积混合所得溶液溶质的质量分数小于0.5W,D项错误;
答案选A。
【点睛】D项是易错点,要注意氨水的密度比纯水的密度小,等体积混合后,溶质的质量分数会发生变化。
6.NA为阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是( )
A. 标准状况下,22.4LH2O含有NA个分子
B. 5.6g铁与足量盐酸反应转移的电子数为0.2NA
C. 等物质的量浓度的盐酸和硫酸中,H+的物质的量浓度也相等
D. 1mol/L MgCl2溶液中含有Cl﹣的数目为2NA
【答案】B
【解析】
【详解】A. 标准状况下,H2O为液体,无法用气态摩尔体积计算其物质的量,A错误;
B. 5.6g铁与足量盐酸反应生成氯化亚铁,转移的电子数为0.2mol,即0.2NA,B正确;
C. 等物质的量浓度的盐酸和硫酸中,盐酸为一元酸,硫酸为二元酸,则溶液中的H+的物质的量浓度不相等,C错误;
D. 1mol/L MgCl2溶液中未给定体积无法计算含有Cl﹣的数目,D错误;
答案为B;
【点睛】若只给定溶液的浓度,无法计算溶液中微粒的个数;标况下的气态物质可用22.4L/mol进行计算。
7.锑(Sb)在自然界一般以硫化物的形式存在,我国锑的蕴藏量占世界第一。从硫化物中提取单质锑一般是先在高温下将硫化物转化为氧化物,再用碳还原:2Sb2S3+3O2+6Fe=Sb4O6+6FeS①;Sb4O6+6C=4Sb+6CO②。下列说法正确的是( )
A. 反应②说明高温下Sb还原性比C强
B. 反应①中每生成1 mol FeS时,共转移2mol电子
C. 每生成1 mol Sb时,反应①与反应②中还原剂的物质的量之比为4︰3
D. 反应①②中氧化剂分别是Sb2S3、Sb4O6
【答案】B
【解析】
【分析】
中,Fe元素的化合价由0升高为+2,O元素的化合价由0降低为-2价; Sb4O6+6C=4Sb+6CO②中,C元素的化合价由0升高为+2,Sb元素的化合价由+3价降低为0。
【详解】A. 反应②中C为还原剂,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,则说明高温下C的还原性比Sb强,故A错误;
B. 反应①中每生成3 mol FeS时,共转移 mol电子,则反应①中每生成1 mol FeS时,共转移电子的物质的量,故B正确;
C. C.生成时,反应②C是还原剂,需要,需要,反应①中Fe是还原剂,生成,需要,故反应①与反应②中还原剂的物质的量之比为,所以每生成1 mol Sb时,反应①与反应②中还原剂的物质的量之比为,故C错误;
D. 反应①中O元素的化合价降低,氧气为氧化剂,而反应②中Sb元素的化合价降低,氧化剂是,故D错误;
故答案选B。
【点睛】自发进行的氧化还原中,还原剂的还原性大于还原产物的还原性。
8.将a g铁和氧化铁的混合物加入800 mL pH=1的盐酸中充分反应后,固体无剩余,盐酸全部消耗,放出气体0.224 L(标准状况下)。则下列判断中正确的是( )
A. 原混合物中n(Fe)∶n(Fe2O3)=2∶1
B. 向溶液中滴入无色的KSCN溶液,显红色
C. 无法计算出原混合物的质量
D. 此时溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为3∶1
【答案】A
【解析】
【详解】因为Fe3+和H+的氧化性强弱顺序为Fe3+>H+,所以当产生氢气时,Fe3+已经全部被还原为Fe2+,故向溶液中滴入KSCN溶液,溶液不变红色;根据n(HCl)=0.08mol,n(H2)=0.01mol结合方程式Fe+2H+=Fe2++H2↑可知与盐酸反应的铁是0.01mol,该反应消耗盐酸是0.02mol,所以反应Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O中需要的盐酸为0.06mol,则n(Fe2O3)=0.01 mol,生成氯化铁是0.02mol,根据反应2Fe3++Fe=3Fe2+可计算出参加该反应的铁0.01 mol,因此原混合物中铁一共是0.02mol,所以原混合物中n(Fe)∶n(Fe2O3)=2∶1,选项A正确,其余选项均是错误的。答案选A。
9.某同学采用工业大理石(含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)制取CaCl2·6H2O,设计了如下流程:
下列说法不正确的是
A. 固体I中含有SiO2,固体II中含有Fe(OH)3
B. 使用石灰水时,要控制pH,防止固体II中Al(OH)3转化为AlO2-
C. 试剂a选用盐酸,从溶液III得到CaCl2·6H2O产品的过程中,须控制条件防止其分解
D.
若改变实验方案,在溶液I中直接加氨水至沉淀完全,滤去沉淀,其溶液经蒸发浓缩、冷却结晶也可得到纯净CaCl2·6H2O
【答案】D
【解析】
【分析】
工业大理石(含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)加足量的盐酸,得到二氧化硅沉淀和氯化钙、氯化铝、氯化铁混合溶液,所以固体Ⅰ中含有SiO2,滤液中加石灰水,控制pH,可以得到Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,即为固体Ⅱ,过滤,向滤液加入盐酸中和过量的氢氧化钙,得氯化钙溶液,CaCl2·6H2O易分解,从溶液中获得氯化钙晶体时,要防止其分解;
【详解】A.根据上面的分析可知,固体Ⅰ中含有SiO2,固体Ⅱ中含有Fe(OH)3,A正确;
B.氢氧化铝具有两性,可溶于氢氧化钙溶液,生成AlO2-,B正确;
C.CaCl2·6H2O易分解,从溶液中获得氯化钙晶体时,要防止其分解,C正确;
D.若改变实验方案,在溶液Ⅰ中直接加氨水至沉淀完全,滤去沉淀,其溶液中含有氯化铵,经蒸发浓缩、冷却结晶得到的CaCl2·6H2O不纯,D错误;
答案为D。
10.一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入350mL 2mol•L﹣1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解,放出2.24L NO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现.若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物,所得到的铁的物质的量为( )
A. 0.21 mol B. 0.25 mol C. 0.3 mol D. 0.35 mol
【答案】C
【解析】
【详解】因一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入350mL 2mol/L的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,无血红色出现,说明溶液中的溶质为Fe(NO3)2,根据氮元素守恒,硝酸亚铁中的硝酸根离子的物质的量为0.35L×2mol/L-=0.6mol,所以n[Fe(NO3)2]==0.3mol,由铁元素守恒可知,氢气还原混合物得到Fe的物质的量:n(Fe)=n[Fe(NO3)2]=0.3mol,故答案为C。
【点睛】混合物与硝酸反应时恰好使混合物完全溶解,且所得溶液中加入KSCN溶液,无血红色出现,说明溶液中的溶质为Fe(NO3)2.足量的氢气在加热下还原相同质量的混合物,由铁元素守恒可知,能得到铁的物质的量与Fe(NO3)2
中的铁的物质的量相同,根据氮元素守恒计算n[Fe(NO3)2],再根据Fe元素守恒计算氢气还原混合物得到Fe的物质的量。
11.向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入400 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,所得溶液中不含Fe3+。若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物,固体减少的质量为
A. 2.4 g B. 3.2 g C. 4.8 g D. 6.4 g
【答案】B
【解析】
【分析】
向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入400 mL 1 mol·L-1的盐酸,首先发生反应:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,然后发生反应:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。题目告知盐酸恰好使混合物完全溶解,所得溶液中不含Fe3+,可知所得溶液是FeCl2和CuCl2溶液。用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物,发生反应:3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
【详解】分析整个过程可以发现,用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物,固体减少的质量,就是Fe2O3中O的质量。而依据Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O可以进一步发现,混合物中O全部在产物水中,且水中O与H是1:2的关系,所以O与HCl的物质的量之比是1:2,盐酸的物质的量为0.4mol,所以O的物质的量为0.2mol,其质量为3.2g。
答案选择B项。
12.C和CuO在一定温度下反应,产物有Cu、Cu2O、CO、CO2。若将2.00 g C跟16.0 g CuO混合,隔绝空气加热,将生成的气体全部通过足量的澄清石灰水,充分反应后共收集到1.12 L气体(标准状况),生成沉淀的质量为5.00 g。下列说法错误的是:
A. 反应后的固体混合物中Cu的质量为9.6 g
B. 反应后的固体混合物中还含有碳
C. 反应后的固体混合物中氧化物的物质的量为0.05 mol
D. 反应后的固体混合物总质量为14.4 g
【答案】A
【解析】
【分析】
反应得到混合气体与通过足量的澄清石灰水,反应一段时间后共收集到1.12L
气体(标准状况)为CO的体积,生成沉淀的质量为5.00g为碳酸钙,据此计算CO、二氧化碳的物质的量,反应后的固体混合物含有Cu、Cu2O,可能含有碳。
A.产物中CO2、CO中的O原子守恒计算氧化铜失去氧的物质的量,进而计算Cu2O反应后的总质量,与Cu的质量比较判断;
B.根据碳原子守恒计算参加反应的C的质量,进而确定碳是否完全反应来解答;
C.Cu2O、CuO均含有1个氧原子,根据剩余的氧原子质量计算,剩余氧原子质量=CuO反应后的总质量-Cu元素的质量;
D.反应后固体混合物总质量=原固体混合物总质量-生成CO2与CO的总质量;
【详解】由题意可知,生成的n(CO2)=n(CaCO3)=5.00g/100g·mol-1=0.05mol,n(CO)=1.12L/22.4L·mol-1=0.05mol,
A、产物中CO2、CO中的O原子守恒可知失去氧的物质的量=(0.05mol×2+0.05mol)=0.15mol,n(Cu2O)=0.05mol,根据Cu守恒生成Cu的质量=(16g/80g·mol-1-0.05×2)×64g·mol-1=6.4g。
B、生成的n(CO2)=n(CaCO3)=0.05mol,n(CO)=0.05mol,根据C守恒可知,参加反应的C的质量=(0.05mol+0.05mol)×12g·mol-1=1.2g,故没有参与反应的碳的质量为:2g-1.2g=0.8g,故B正确;
C、反应后m(O)=13.6g-12.8g=0.8g,Cu2O、CuO均含有1个氧原子,根据氧原子守恒可知反应后的固体混合物中氧化物的物质的量=0.8g/16g·mol-1=0.05 mol,故C正确;
D、反应后固体总质量为:16g+2g-0.05mol×(44g·mol-1+28g·mol-1)=14.4g,故D正确;
故选A。
13.某溶液中只可能含有下列离子中的几种:K+、NO、SO、NH、CO(不考虑溶液中少量的H+和OH-),取200mL该溶液,分为两等份进行下列实验:
实验1:第一份加入足量的烧碱并加热,产生的气体在标准状况下为224mL;(已知NH4+在碱性条件下可以生产氨气)
实验2:第二份先加入足量的盐酸,无现象,再加入足量的BaCl2溶液,得固体2.33g。
下列说法正确的是( )
A. 该溶液中无法确定是否含有K+
B. 该溶液中肯定含有NO、SO、NH、CO
C. 不能确定该溶液中是否含有NO
D. 该溶液中一定含K+,且c(K+)= 0.1mol/L
【答案】C
【解析】
实验1,加入足量NaOH溶液并加热产生气体,溶液中一定存在NH4+,n(NH4+)=n(NH3)==0.01mol;实验2,加入盐酸无现象,再加入足量BaCl2溶液产生固体,溶液中不含CO32-,含有SO42-,n(SO42-)=n(BaSO4)==0.01mol;根据溶液中的电荷守恒,溶液中一定含K+,无法确定是否含NO3-,若不含NO3-,根据电荷守恒,n(K+)=2n(SO42-)-n(NH4+)=0.01mol,若含NO3-,n(K+)0.01mol;对照各选项,正确的是C,答案选C。
点睛:离子推断中的“四项基本原则”:肯定性原则(根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子)→互斥性原则(肯定某些离子存在的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在)→电中性原则(溶液呈电中性,溶液中阳、阴离子的正、负电荷总数相等)→进出性原则(实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰)。
14.已知氧化性Cl2>Br2>H2SO3。在200mL浓度均为0.4 mol/L的 HBr和H2SO3的混合溶液里通入0.1molCl2,则发生反应的HBr的物质的量为( )
A. 0.08mol B. 0.06mol C. 0.04mol D. 0.02mol
【答案】C
【解析】
根据氧化性Cl2>Br2>H2SO3,则在HBr和H2SO3的混合溶液中,Br-的还原性小于H2SO3的还原性,则通入氯气后,氯气先与H2SO3反应,若氯气剩余,则再与HBr反应。n(H2SO3)= 0.2L×0.4 mol/L = 0.08mol,n(HBr)= 0.2L×0.4 mol/L = 0.08mol。根据氯气和H2SO3反应的化学方程式得:
Cl2 + H2SO3 + H2O = 2HCl + H2SO4
1mol 1mol
0.08mol 0.08mol,则此时剩余氯气的物质的量是:(0.1-0.08)mol= 0.02mol,剩余的氯气再和HBr反应,方程式为:
Cl2 + 2HBr = 2HCl + Br2
1mol 2mol
0.02mol 0.04mol,所以发生反应HBr的物质的量为0.04mol,故答案选C。
15.VL Fe2(SO4)3溶液中含有a g Fe3+,取此溶液0.5VL,用水稀释至2VL,则稀释后溶液中SO42-的物质的量的浓度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
ag Fe3+的物质的量为: = mol,取出的0.5VL溶液中含有Fe3+的物质的量为:× = mol,稀释过程中溶质的物质的量不变,则稀释后溶液中SO42-的物质的量为:mol× = mol,稀释后溶液中硫酸根离子的浓度为:mol÷2VL=,故答案选A。
点睛:这是一道非常基础的“字母”题,可是出错率非常高,出现错误的原因一方面是考生对量的单位、数的进位关系、有关数据的处理等方面不熟悉,另一方面就是解题思路不明确。其实,解答“字母”题,最有效的办法,也是减少出错率最有效的思路就是运用概念公式。
16.36.5 g HCl溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g/cm3)所得溶液的密度为ρ g/cm3,质量分数为w,物质的量浓度为c mol/L,NA表示阿伏加德罗常数的数值,则下列叙述中正确的是( )
A. 所得溶液的物质的量浓度为1 mol/L
B. 36.5 g HCl气体占有的体积为22.4 L
C. c=
D. 所得溶液的质量分数:w=
【答案】D
【解析】
A.题中所给的是水的体积,而溶液的体积不是1L,故所得溶液的物质的量浓度不是1 mol/L,A错误;B.因未说明是标准状况,所以无法计算HCl的体积,B错误;C.根据c= ,可知,c= ,所以C错误;D.由c= 得w=,故D正确,答案选D
二、填空题
17.用粗制ZnO粉末(含杂质Fe、Ni等)制备高纯ZnO的流程如下:
已知:本实验条件下,Ni2+不能被氧化,高锰酸钾还原产物为MnO2
(1)加快酸浸速率可采取的措施______。(任举一条)
(2)调pH约为5,再加KMnO4溶液进行氧化。写出“氧化”步骤对应的离子方程式______。
(3)“滤渣2”的成分是______。
(4)流程中“”涉及的操作有______、洗涤、______。
(5)获得的碱式碳酸锌需要用水洗涤,检验沉淀是否洗涤干净的方法是_____。
(6)已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。 25℃时,调节某酸性废水的pH值,使溶液中的Fe3+残留浓度为2.6×10-6mol•L-1,则pH应调至______。
【答案】 (1). 适当升高温度或适当增大硫酸浓度(答案合理均给分) (2). (3). Ni、Zn (4). 过滤 (5). 干燥 (6). 取少量最后一次洗涤液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液,无白色沉淀产生,则洗涤干净。 (7). 3
【解析】
【详解】(1). 适当升高温度或适当增大硫酸浓度;
(2).;
(3). Ni、Zn;
(4). 过滤;
(5). 干燥;
(6). 取少量最后一次洗涤液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液,无白色沉淀产生,则洗涤干净。
(7). 3
18.(1)K2Cr2O7+14HCl═2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O氧化剂是______,氧化产物与还原产物的物质的量之比为_______。
(2)将高锰酸钾逐滴加入到硫化钾溶液中发生如下反应,其中K2SO4和S的物质的量之比为3∶2, 完成下列化学方程式(横线上填系数,括号内填物质):① ___KMnO4+____K2S+______===___K2MnO4+___K2SO4+___S↓+______。
② 若生成6.4g单质硫,反应过程中转移电子的物质的量为___。
(3)Cl2是一种有毒气体,如果泄漏会造成严重的环境污染,化工厂可用浓氨水来检验Cl2是否泄漏,有关反应的化学方程式为:3Cl2(气)+8NH3(气)=6NH4Cl(固)+N2(气),若反应中消耗Cl2 1.5mol则被氧化的NH3在标准状况下的体积为____ L。
【答案】 (1). K2Cr2O7 (2). 3:2 (3). 28 (4). 5 (5). 24KOH (6). 28 (7). 3 (8). 2 (9). 12H2O (10). 2.8mol (11). 22.4
【解析】
【详解】(1)K2Cr2O7+14HCl═2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O中重铬酸钾中铬元素的化合价降低,故氧化剂是K2Cr2O7,反应的氧化产物为氯气,还原产物为氯化铬,氧化产物与还原产物的物质的量之比为3:2;
(2)①K2SO4和S的物质的量之比为3∶2,根据得失电子守恒和原子守恒,可得到完成的方程式为28KMnO4+5K2S+24KOH ===28K2MnO4+3K2SO4+2S↓+12H2O;
②若生成6.4g单质硫,即生成0.2molS,反应过程中转移电子的物质的量为2.8mol;
(3)由方程式可以知道,当参加反应时,有被氧化,消耗则
被氧化
3 2
1.5 n
,计算得出,
则被氧化的在标准状况下的体积为,
因此,本题正确答案是:22.4。
19.将一定质量的Mg-Al合金投入100mL一定物质的量浓度的某HCl溶液中,充分反应。向反应后的溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的NaOH溶液,生成沉淀的质量与所加NaOH溶液的体积关系如下图。回答下列问题:
(1)写出OA段和BC段反应的离子方程式:
OA:___________ ; BC:_____________;
(2)原Mg-Al合金的质量是_____________。
(3)原HCl溶液的物质的量浓度是________________。
(4)所加NaOH溶液的物质的量浓度是____________。
【答案】 (1). H++OH-=H2O; (2). Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O (3). 51g (4). 6mol/L (5). 5mol/L
【解析】
【分析】
本题主要考查铝及其化合物。
Mg-Al合金与HCl溶液反应后生成MgCl2和AlCl3,MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2沉淀,AlCl3与NaOH反应生成Al(OH)3沉淀,NaOH过量时,Al(OH)3沉淀与NaOH溶液反应生成NaAlO2溶液。由图可知,起始加入NaOH溶液时,无沉淀产生,说明Mg-Al合金与HCl溶液反应后HCl有剩余,则OA段发生NaOH和HCl的酸碱中和反应,AB段发生沉淀反应生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀,BC段沉淀的质量减少,发生Al(OH)3沉淀溶解反应生成NaAlO2,最终沉淀为Mg(OH)2。
(1)根据分析可知OA段的离子方程式为:H++OH-=H2O,BC段的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
(2)根据分析C点对于沉淀为Mg(OH)2,质量为5.8g,根据镁元素守恒,则 Mg的物质的量为n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.1mol,根据B点沉淀总质量为13.6g,C点沉淀质量为5.8g,则B点生成的Al(OH)3沉淀的质量为7.8g,根据铝元素守恒,则Al的物质的量为n(Al)=n[Al(OH)3]=0.1mol,则原Mg-Al合金的质量为0.1mol×24g/mol+0.1mol×27g/mol=5.1g;
(3)BC段发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,0.1mol Al(OH)3消耗NaOH的物质的量为0.1mol,溶液体积为20mL,则NaOH溶液的物质的量浓度为0.1mol/0.02L=5mol/L。B点消耗NaOH的物质的量为0.12L×5mol/L=0.6mol,B点溶液中溶质为NaCl,根据氯元素守恒,则原盐酸中含有HCl的物质的量为0.6mol,则原HCl溶液的物质的量浓度为0.6mol/0.1L=6mol/L;
(4)根据(3)中分析可知NaOH溶液的物质的量浓度为5mol/L。据此解答。
【详解】Mg-Al合金与HCl溶液反应后生成MgCl2和AlCl3,MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2沉淀,AlCl3与NaOH反应生成Al(OH)3沉淀,NaOH过量时,Al(OH)3沉淀与NaOH溶液反应生成NaAlO2溶液。由图可知,起始加入NaOH溶液时,无沉淀产生,说明Mg-Al合金与HCl溶液反应后HCl有剩余,则OA段发生NaOH和HCl的酸碱中和反应,AB段发生沉淀反应生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀,BC段沉淀的质量减少,发生Al(OH)3沉淀溶解反应生成NaAlO2,最终沉淀为Mg(OH)2。
(1)根据分析可知OA段的离子方程式为:H++OH-=H2O,BC段的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。本小题答案为;H++OH-=H2O;Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
(2)根据分析C点对于沉淀为Mg(OH)2,质量为5.8g,根据镁元素守恒,则 Mg的物质的量为n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.1mol,根据B点沉淀总质量为13.6g,C点沉淀质量为5.8g,则B点生成的Al(OH)3沉淀的质量为7.8g,根据铝元素守恒,则Al的物质的量为n(Al)=n[Al(OH)3]=0.1mol,则原Mg-Al合金的质量为0.1mol×24g/mol+0.1mol×27g/mol=5.1g。本小题答案为:5.1g。
(3)BC段发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,0.1mol Al(OH)3消耗NaOH的物质的量为0.1mol,溶液体积为20mL,则NaOH溶液的物质的量浓度为0.1mol/0.02L=5mol/L。B点消耗NaOH的物质的量为0.12L×5mol/L=0.6mol,B点溶液中溶质为NaCl,根据氯元素守恒,则原盐酸中含有HCl的物质的量为0.6mol,则原HCl溶液的物质的量浓度为0.6mol/0.1L=6mol/L。本小题答案为:6mol/L。
(4)根据(3)中分析可知NaOH溶液的物质的量浓度为5mol/L。
20.有机物G是一种药物中间体,合成 G的部分流程如下:
请回答下列问题:
(1)G物质中的含氧官能团的名称是___________、____________。
(2)上述⑤变化过程的反应类型是_____________。
(3)反应A→B的化学方程式为________________________________________。
(4)写出满足下列条件的C的同分异构体的结构简式:_______________________。
Ⅰ. 苯环上只有两种取代基。
Ⅱ. 分子中只有4种不同化学环境的氢。
Ⅲ. 能与NaHCO3反应生成CO2。
(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以和乙酸酐为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:H2C=CH2CH3CH2BrCH3CH2OH__________
【答案】 (1). 羧基 (2). 醚键 (3). 消去反应 (4). (5). (6).
【解析】
【分析】
依据合成反应流程图,比较反应物、生成物结构的变化,判断反应类型,书写有关反应的化学方程式;根据要求写出符合题意的同分异构体;应用所学知识、流程中的信息,设计并写出合成反应流程图。
【详解】(1)物质G中含氧官能团羧基、醚键。
(2)从E→G,必有消去反应失去羟基,但G中无碳碳双键,又有与氢气加成反应。故反应⑤为消去反应,反应⑥为加成反应(或还原反应)。
(3)比较A、B结构简式可知,A中酚羟基氢被乙酰基(CH3CO-)取代,则反应①的化学方程式为。
(4)能与NaHCO3反应生成CO2,则分子中有羧基(-COOH);苯环上的两个取代基可能是-COOH和-CH2F,或-CH2COOH和-F;取代基已有两种不同化学环境的氢原子,则苯环上有两种不同化学环境的氢原子,两种不同取代基应在苯环上对位。符合题意的C的同分异构体为。
(5)由于原料和乙酸酐可依次发生流程中的反应①②,先后生成、;目标产物应是加聚反应生成;经与氢气加成、再与浓硫酸共热或与P2O5作用脱水可得。故合成路线流程图如下:
【点睛】设计合成反应流程,需要将目标产物进行“拆解”、将原料进行“拼接”,此时要充分利用“已学知识”、“已知信息”、“流程反应”等,并考虑合理的反应先后关系,必要时还要对官能团进行保护。
21.下图中的每一个方格表示有关的一种反应物或生成物,其中A、C为无色气体
(1)写出有关物质的化学式X:_______;F_______
(2)写出A→D的化学方程式____________
(3)写出实验室制备C的化学方程式_______
(4)C可用于制备尿素,尿素CO(NH2)2适用于各种土壤,在土壤中尿素发生水解,生成两种气体,其水解的化学方程式是______
(5)分别取两份50mLNaOH溶液,各向其中通入一定量的气体A,随后各取溶液10mL分别将其稀释到相同体积,得到溶液甲和乙,分别向甲和乙中逐滴加入0.1mol/L的HCl溶液,产生的A气体体积(标准状况下)与所加入的HCl的体积之间的关系如图所示,试分析:
①NaOH在吸收A气体后,乙图所示溶液中存在的溶质是:_____,其物质的量之比是:_________
②原NaOH溶液物质的量浓度是_______mol/L,甲图所示溶液最多还能吸收A体积为_____mL(标准状况)。
【答案】 (1). NH4HCO3 或 (NH4)2CO3 (2). NO2 (3). 2CO2+2Na2O2 =2Na2CO3+O2 (4). 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O (5). CO(NH2)2+H2O=2NH3↑+CO2↑ (6). NaHCO3和Na2CO3 (7). 1:1 (8). 0.75 (9). 112
【解析】
【分析】
X既能与盐酸反应,又能与NaOH反应,都生成气体,应为弱酸铵盐,则C为NH3
,气体A能与过氧化钠反应,故A为CO2,则X应为(NH4)2CO3或NH4HCO3,B为H2O,结合转化关系可以知道,D为O2,E为NO,F为NO2,G为HNO3,结合物质的性质进行解答。
【详解】(1)由分析可知:X为(NH4)2CO3或NH4HCO3,F为NO2,故答案为:(NH4)2CO3或NH4HCO3,NO2。
(2)由分析可知:A为CO2,D为O2,Na2O2与CO2反应生成O2,反应方程式为:2CO2+2Na2O2 =2Na2CO3+O2,故答案为:2CO2+2Na2O2 =2Na2CO3+O2。
(3)实验室制备氨气可以用氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应,反应方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(4)尿素的水解生成两种气体,结合尿素的元素组成,故生成的是氨气和二氧化碳,故反应为:CO(NH2)2+H2O=2NH3↑+CO2↑,故答案为:CO(NH2)2+H2O=2NH3↑+CO2↑。
(5)当生成CO2气体时,发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,
①假设二氧化碳与NaOH反应后溶液中只有Na2CO3,开始发生反应Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,而后发生反应:NaHCO3+HCl=CO2↑+NaCl+H2O,前后两阶段消耗盐酸的体积相等,而实际前、后两阶段消耗盐酸体积分别为25mL、50mL,前阶段消耗盐酸体积小于后阶段,故溶质是NaHCO3、Na2CO3,由反应Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,可以知道n(Na2CO3)=n(HCl)=0.025L×0.1mol/L=0.0025mol,生成的碳酸氢钠为0.0025mol,由反应NaHCO3+HCl=CO2↑+NaCl+H2O,可以知道总的碳酸氢钠为0.05L×0.1mol/L=0.05mol,故原溶液中碳酸氢钠为0.05mol-0.0025mol=0.0025mol,其物质的量之比是1:1,故答案为:NaHCO3、Na2CO3;1:1。
②加入75mL盐酸时,溶液中溶质都恰好完全反应,此时溶液为NaCl溶液,根据Na、Cl守恒可知10mL溶液中n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol,故原氢氧化钠溶液的浓度==0.75mol/L;(甲)中生成CO2气体至最大,消耗HCl为25mL,若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO3,由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl可知,将CO32-转化为HCO3-应消耗HCl为25mL,而图象中开始生成CO2气体时消耗HCl体积为50mL,说明该阶段还发生反应NaOH+HCl=NaCl+H2O,溶液中溶质为NaOH、Na2CO3,中和NaOH消耗HCl的体积为50mL-25mL=25mL,n(Na2CO3)=n(HCl)=0.025L×0.1mol/L=0.0025mol,n(NaOH)=n(HCl)=0.025L×0.1mol/L=0.0025mol,根据反应方程式:Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3、NaOH+CO2=NaHCO3,溶液最多还能吸收CO2的物质的量为0.0025mol+0.0025mol=0.005mol,在标准状况的体积为0.005mol×22.4L/mol=112mL,故答案为:0.75mol/L,112。
【点睛】X能与酸、碱反应生成气体A、C为解答本题的突破口,然后利用转化关系推出各物质即可。解框图题的方法最关键的是寻找“突破口”,“突破口”就是抓“特”字,例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。