《高中化学》7＋3自由练(五)

7＋3自由练(五)一、选择题(本题共7小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)7.化学与生活、生产、科技密切相关。下列叙述正确的是()A.中国天眼FAST用到的碳化硅是一种新型的硅酸盐材料B.新冠病毒可使用双氧水或酒精消毒，其消毒原理相同C.火星大气中发现的气态化合物C16O18O不能使带火星木条复燃D.嫦娥五号登月采集样本中含有3He，3He与3H互为同位素答案C解析A.碳化硅是一种新型的无机非金属材料，不属于硅酸盐材料，故A错误；B.双氧水消毒利用其强氧化性，酒精消毒利用的是酒精能使蛋白质变性，故B错误；C.火星大气中发现的气态化合物是氧元素的同位素形成的CO2，CO2不能使带火星木条复燃，故C正确；D.嫦娥五号登月采集样本中含有3He，3He与3H是两种不同的元素，故D错误。8.有机物R是金银花的一种成分，具有广谱抗病毒功效，键线式为(已知CH2=CHCH2OH的键线式为)。下列说法错误的是()A.R能发生加成、氧化、取代反应B.用酸性高锰酸钾溶液可以确认R含碳碳双键C.R分子中所有碳原子可能共平面D.与R互为同分异构体答案B解析R中含有双键，可以发生加成反应、氧化反应，含有羟基、烃基可以发生取代反应，故A正确；R分子的碳碳双键、羟基也可以使酸性高锰酸钾褪色，故B错误；R中碳原子均位于碳碳双键形成的平面上，平面通过单键相连，单键可以旋转，所以所有碳原子可能共面，故C正确；和的分子式均为C10H16O，二者分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故D正确。9.乙腈(CH3CN)溶液中膦配体铱配合物电催化还原CO2为甲酸(HCOOH)的反应机理如图所示，下列叙述错误的是()A.→过程中原子利用率为100%B.反应过程中Ir成键数目保持不变C.乙氰溶液用作反应介质，CH3CN不参与反应D.电催化还原CO2为甲酸的反应为3CO2＋2H2O＋2e－=HCOOH＋2HCOeq\o\al(－,3)答案C解析A.对比与可知，此反应为化合反应，原子利用率100%，A正确；B.观察图示可知，Ir周围键数始终为6根键，B正确；C.观察图示可知，中羧基与CH3CN反应，C错误；D.由图示可知，反应中反应物为CO2与H2O，生成物为HCOeq\o\al(－,3)和HCOOH，结合电荷守恒和元素守恒得反应为：3CO2＋2H2O＋2e－=HCOOH＋2HCOeq\o\al(－,3)，D正确。10.X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。Y元素的最高正价为＋4价，Y元素与Z、M元素相邻，且与M元素同主族；化合物ZX3的电子总数为10个；Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法错误的是()A.原子半径：Z<Y<MB.最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y>MC.ZX3极易溶于水，其水溶液呈碱性D.X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物答案D解析X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。化合物ZX3的电子总数为10个，X为H、Z为N；Y元素的最高正价为＋4价，结合原子序数可知Y为C；Y元素与Z、M元素相邻，且与M元素同主族，M为Si；Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子，最外层电子数为7，Q为Cl，以此来解答。A.电子层越多、原子半径越大，同周期主族元素从左向右原子半径减小，则原子半径：Z<Y<M，故A正确；B.非金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的酸性越强，则最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y>M，故B正确；C.氨气极易溶于水，且水溶液显碱性，故C正确；D.H、N、Cl可能形成氯化铵为离子化合物，故D错误。11.常温下氯化铁为棕黑色固体，易升华。实验室欲证明H2能在加热的条件下还原FeCl3，设计如下实验。下列说法错误的是()A.装置A的优点是随开随用，随关随停B.导管m的作用是平衡压强，观察是否堵塞C.装置D中产生白色沉淀即可证明H2能还原FeCl3D.实验结束后，应先熄灭C处酒精灯，待硬质玻璃管冷却后关闭K答案C解析装置A可以利用关闭止水夹，试管内生成的气体会将液体压回长颈漏斗中，使固液分离停止反应，可以做到随开随用，随关随停，A项正确；导管m的作用是平衡压强，可以观察后面装置是否堵塞，B项正确；装置D中产生白色沉淀可以说明产生了AgCl，但无法证明是H2还原FeCl3生成HCl，还可能是FeCl3升华，C项错误；实验结束后安全操作顺序，应先熄灭C处酒精灯，待硬质玻璃管冷却后关闭K，防止倒吸入液体使硬质玻璃管炸裂，D项正确。12.利用手持技术探究氢氧化铝制备实验电导率(电导率越大表示导电能力越强)的变化，浓度均为0.5mol·L－1的氢氧化钠和氨水分别滴定0.01mol·L－1硫酸铝溶液，电导率变化曲线如图所示，下列说法错误的是()A.a(a′)点溶液pH<7B.bc段电导率下降是因为生成了Al(OH)3沉淀C.a′b′段和b′c′段使用碱的体积比约为3∶1D.b点溶液：c(H＋)<2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(OH－)答案B解析A.硫酸铝是强酸弱碱盐，铝离子水解导致溶液呈酸性，则a(a′)点溶液pH<7，故A正确；B.ab段生成了Al(OH)3沉淀，b点溶质为(NH4)2SO4，电导率与离子浓度成正比，一水合氨为弱电解质，加氨水后，电导率下降是因为：溶液中离子浓度降低，故B错误；C.a′b′段生成Al(OH)3沉淀，发生反应Al3＋＋3OH－=Al(OH)3，b′c′段发生反应Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，根据方程式知，使用碱的体积比约为3∶1，故C正确；D.b点发生反应Al2(SO4)3＋6NH3·H2O=2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4，根据电荷守恒，c(H＋)＋c(NHeq\o\al(＋,4))＝2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(OH－)，b点溶液：c(H＋)<2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(OH－)，故D正确。13.“太阳水”电池装置如图所示，该电池由三个电极组成，其中a为TiO2电极，b为Pt电极，c为WO3电极，电解质溶液为pH＝3的Li2SO4—H2SO4溶液。锂离子交换膜将电池分为A、B两个区，A区与大气相通，B区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法错误的是()A.若用导线连接a、c，则a为负极，该电极附近pH减小B.若用导线连接a、c，则c电极的电极反应式为HxWO3－xe－=WO3＋xH＋C.若用导线先连接a、c，再连接b、c，可实现太阳能向电能转化D.若用导线连接b、c，b电极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O答案B解析A.由图可知，连接a、c时，a电极上H2O→O2，发生失电子的氧化反应，则a电极为负极，电极反应式2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，生成H＋，a电极附近pH减小，故A正确；B.c电极为正极，正极上发生得电子的还原反应，电极反应式为WO3＋xH＋＋xe－=HxWO3，故B错误；C.若用导线先连接a、c，则c电极为正极，发生WO3→HxWO3，将太阳能转化为化学能储存，再用导线连接b、c时，b电极发生O2→H2O，为正极，则c电极为负极，实现化学能转化为电能，对外供电，故C正确；D.用导线连接b、c，b电极发生O2→H2O，为正极，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，故D正确。二、非选择题26.(14分)碳酸锂在医疗上可用于治疗狂躁性精神病，作镇静剂等。电解铝废渣(主要含AlF3、LiF、NaF、CaO等)可用于制备Li2CO3。已知：①20℃时，Ksp[Ca3(PO4)2]＝2×10－29，Ksp(CaHPO4)＝1×10－7，Ksp(CaSO4)＝5×10－5。②CaF2可溶于硫酸。③Li2CO3的溶解度：0℃1.54g，20℃1.33g，80℃0.85g。(1)在加热条件下“酸浸”，反应生成能腐蚀玻璃的气体，写出“酸浸”中AlF3发生反应的化学方程式：____________________________________________________________________________________________________________。(2)“滤渣”的主要成分是________(填化学式)。(3)“转化”后所得的LiHCO3溶液中含有的Ca2＋需要加入Li3PO4稀溶液除去。“除钙”步骤中其他条件不变，反应相同时间，温度对除钙率和Li2CO3产率的影响如图1所示。①随着温度的升高，Li2CO3的产率逐渐减小的原因是_________________________________________________________________。②当温度高于50℃时，除钙率下降的原因可能是_________________________________________________________________。(4)热分解后，获得Li2CO3的操作是先加热蒸发，然后_________________________________________________________________。(5)锂硒电池是新一代全固态锂二次电池，具有优异的循环稳定性，其正极材料为附着硒化锂(Li2Sex)的碳基体。Li2Sex与正极碳基体结合时的能量变化如图2所示，图中3种Li2Sex与碳基体的结合能力由大到小的顺序是________。(6)对电解铝废水中Al3＋含量的测定和处理是环境保护的重要课题。工业上常采用EDTA络合滴定法测定电解铝废水中的Al3＋含量：取10.00mL电解铝废水置于250mL锥形瓶中，加入一定体积的柠檬酸，煮沸；再加入0.005mol·L－1的EDTA标准液20.00mL，调节溶液的pH至4.0，加热，冷却后用0.002mol·L－1的CuSO4标准液滴定至终点，消耗CuSO4标准液30.00mL。该矿业废水中Al3＋的含量为________mg·L－1。(已知：Cu2＋、Al3＋与EDTA反应的化学计量比均为1∶1)答案(1)2AlF3＋3H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Al2(SO4)3＋6HF↑(2)CaSO4(3)①温度过高LiHCO3分解产生Li2CO3沉淀，与Ca3(PO4)2一同被过滤②温度过高促进POeq\o\al(3－,4)水解，使溶液中POeq\o\al(3－,4)离子浓度减小(4)趁热过滤(5)Li2Se6>Li2Se4>Li2Se(6)108解析(1)在加热条件下酸浸，反应生成能腐蚀玻璃的气体，AlF3与浓硫酸发生反应生成硫酸铝和氟化氢，化学方程式：2AlF3＋3H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Al2(SO4)3＋6HF↑；(2)由流程分析可知“滤渣”的主要成分是CaSO4；(3)①温度过高LiHCO3分解产生Li2CO3沉淀，与Ca3(PO4)2一同被过滤，导致最终的产率逐渐减小；②POeq\o\al(3－,4)是弱酸根离子易水解，温度过高促进POeq\o\al(3－,4)水解，使溶液中POeq\o\al(3－,4)离子浓度减小，除钙率下降；(4)Li2CO3的溶解度随温度升高而降低，则热分解后，获得Li2CO3的操作是先加热蒸发，然后趁热过滤；(5)由Li2Sex与正极碳基体结合时的能量变化分析可知，结合碳基体过程中放出的能量越多，形成的物质越稳定，越易形成，则3种Li2Sex与碳基体的结合能力由大到小的顺序是：Li2Se6>Li2Se4>Li2Se；(6)步骤2中用CuSO4标准溶液滴定的EDTA标准液为与Al3＋反应后剩下的EDTA标准液，已知消耗CuSO4标准液30.00mL，且Cu2＋与EDTA反应的化学计量比为1∶1，则与Al3＋反应后剩下的EDTA标准液的物质的量为n(EDTA剩余)＝0.03L×0.002mol/L＝6×10－5mol，则消耗的EDTA的物质的量n(EDTA消耗)＝(0.02L×0.005mol/L)－(6×10－5)mol＝4×10－5mol，又Al3＋与EDTA反应的化学计量比也为1∶1，则该废水中Al3＋的含量为eq\f(4×10－5mol×27g/mol,0.01L)＝0.108g/L＝108mg/L。27.(14分)工业上制HNO3的最后一步反应是NO2被水吸收。某兴趣小组在实验室中探究NO2尽可能多地被水吸收。回答下列问题：(1)制备NO2①原理：铜和浓硝酸反应制备NO2的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________。②装置设计：用D装置收集NO2，选择图1中装置，仪器连接顺序为________(按气流方向，用小写字母表示)。(2)用水吸收NO2按图2装置进行实验，球形干燥管Y的体积约为60mL。操作步骤实验现象化学方程式打开K3①Y中________待Y管中液面不再上升，打开K1，从注射器充入约10mL气体，关闭K1②Y中________③反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________________________④________最后Y中气体几乎完全被吸收，水充满Y管(3)优化操作：利用图2装置，提出一条比(2)中操作更简便且安全性高，又能让水充满干燥管的方案_________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)①Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O②bdegf(2)①液面逐渐上升，气体体积逐渐减小，气体颜色由红棕色逐渐变成无色②气体由无色变成红棕色，后又变成无色，气体体积减小，液面上升但未充满③2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(合理即可)④待液面不再上升，打开K1，从注射器充入5mLO2，关闭K1(3)打开K3，再打开K1，从注射器中注入15mLO2，关闭K1(或先打开K3，然后打开K1，直到水充满干燥管后关闭K1)解析(1)①铜和浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和水，离子方程式为：Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。②铜和浓硝酸反应制NO2无需加热，选用B装置制NO2。NO2的密度比空气大，用向上排空气法收集，因此NO2从d口进e口出。NO2有毒，要进行尾气吸收，气体从E装置的长导管进短导管出，故仪器连接顺序为bdegf。(2)①打开K3，NO2与水发生反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，因此Y中液面逐渐上升，气体体积逐渐减小，气体颜色由红棕色逐渐变成无色。②～③从注射器充入氧气后，生成的NO与O2发生反应：2NO＋O2=2NO2，气体颜色又变为红棕色，生成的NO2与水反应，气体体积减小，剩余气体为无色的NO，液面上升但未充满。④根据4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，要使Y中60mLNO2完全被吸收，管中充满水，所需O2的体积为15mL，因此还需充入5mL氧气。(3)要使NO2完全被吸收，Y中充满水，可以先打开K3，再打开K1，从注射器中注入15mL氧气，之后关闭K1。28.(15分)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。(1)已知：①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s)ΔH＝－159.5kJ·mol－1②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH＝＋116.5kJ·mol－1则氨气与二氧化碳气体合成固态尿素和气态水的热化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)一定条件下，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10molCO2和0.40molNH3，发生反应2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)，60min达到平衡，反应中CO2的物质的量随时间变化如表所示：时间/min0206080n(CO2)/mol0.100.060.040.04①60min时，上述反应的平均反应速率v(CO2)＝________。②NH3的平衡转化率为________。(3)一定条件下，恒容容器中，若原料气中的NH3和CO2的物质的量的比值eq\f(n（NH3）,n（CO2）)＝x，发生反应2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)，x与CO2的平衡转化率(α)的关系如图1所示：①α随着x增大而增大的原因是_______________________________________________________________________________________________________。②若A点平衡时容器内总压强为p0kPa，则上述反应的平衡常数Kp＝________。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)(4)以惰性电极电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液可制取氢气，装置如图2所示。该装置阳极的电极反应式为____________________________________________，若两极共收集到气体22.4L(标准状况)，则消耗的尿素的质量为________(忽略气体的溶解)。答案(1)2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH＝－43.0kJ·mol－1(2)①5.00×10－4mol·L－1·min－1②30%(3)①如果c(CO2)不变，x越大，则c(NH3)越大，平衡正向移动，CO2平衡转化率增大②eq\f(2.25,peq\o\al(2,0))kPa－2或eq\f(9,4peq\o\al(2