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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2024年沪科版拓展型课程化学上册阶段测试试卷636考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、磷酸铝是一种用途广泛的材料,由磷硅渣[主要成分为等]制备磷酸铝的工艺流程如下:
下列叙述错误的是A.废渣中一定含B.“浸出”和“除硫”的操作均在高温下进行C.“除硫”的化学反应方程式为D.流程中的循环操作可以提高P、Al元素的利用率2、某有机物不能发生的化学反应是A.消除反应B.取代反应C.氧化反应D.加成反应3、利用图1所示装置(箭头表示气体或液体流向)可实现的实验是。
A.瓶内装满水用排水法收集H2B.瓶内装满水用排水法测定O2的体积C.瓶内装饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl杂质D.瓶内装NaOH溶液除去Cl2中的HCl杂质4、如图所示,将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来,将乙针筒内的物质推压到甲针筒内,进行表中所列的4个不同实验(气体体积在同温同压下测定)。下列说法正确的是。实验序号甲针筒内物质乙针筒内物质12液34
A.上述4个实验均发生了氧化还原反应B.实验2,甲针筒内最终的无色气体是NOC.实验3,甲针筒内充满黄绿色气体D.实验4,甲针筒内活塞将向右移动5、下列实验现象与实验操作不相匹配的是()
。
实验操作。
实验现象。
A
向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸。
有刺激性气味气体产生;溶液变浑浊。
B
在表面皿中加入少量胆矾;再加入3mL浓硫酸,搅拌。
固体由蓝色变白色。
C
用同一针筒先后抽取80mL氯气;20mL水;振荡。
气体完全溶解;溶液变为黄绿色。
D
向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液;再滴加双氧水。
产生白色沉淀。
A.AB.BC.CD.D6、将体积均为5mL的甲;乙、丙三种液体依次沿试管壁缓缓滴入试管中(勿振荡);出现如图所示的实验现象,则甲、乙、丙的组合可能是()
。选项ABCD甲1,2二溴乙烷溴苯水乙醇乙水液溴大豆油乙酸丙苯乙醇溴水乙酸乙酯A.AB.BC.CD.D7、某小组利用下面的装置进行实验;②;③中溶液均足量,操作和现象如下表。
资料:CaS遇水完全水解。
由上述实验得出的结论不正确的是A.③中白色浑浊是CaCO3B.②中溶液pH降低的原因是:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+C.实验①中CO2过量发生的反应是:CO2+H2O+S2-=CO32-+H2SD.由实验I和II不能比较H2CO3和H2S酸性的强弱评卷人得分二、多选题(共3题,共6分)8、常温下,用溶液分别滴定体积和浓度均相同的三种一元弱酸的滴定曲线如图所示;图中横坐标a表示滴定百分数(滴定用量与滴定终点用量之比)。下列说法错误的是。
A.常温下,酸性:B.当滴定至溶液中存在:C.滴定当时,溶液中D.初始浓度9、某同学按图示装置进行实验;产生足量的气体通入c中,最终出现浑浊。下列所选物质组合符合要求的是。
a中试剂b中试剂c中溶液A浓硫酸浓盐酸饱和食盐水B浓硫酸Cu溶液C稀硫酸饱和溶液D浓氨水碱石灰溶液
A.AB.BC.CD.D10、“探究与创新能力”是化学的关键能力。下列各项中“操作或现象”能达到预期“实验目的”的是。选项实验目的操作或现象A制作简单原电池将铁钉和铜丝连接插入食醋中即可形成原电池B验证碳能与浓硝酸反应向浓硝酸中插入红热的碳,产生红棕色气体C鉴别溴蒸气和分别通入溶液中,产生浅黄色沉淀的是溴蒸气D除去乙酸乙酯中的少量乙酸加入足量饱和氢氧化钠溶液,充分混合后分液
A.AB.BC.CD.D评卷人得分三、填空题(共9题,共18分)11、向某密闭容器中充入等物质的量的气体M和N;一定条件下发生反应,达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度;反应速率随时间的变化如图1、图2所示。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为_______,其_______(填“>”、“<”或“=”)0。
(2)30min时改变的条件是____,40min时改变的条件是____,请在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线_____。
(3)0~8min内,_______;50min后,M的转化率为_______(保留三位有效数字)。
(4)20min~30min内,反应平衡时的平衡常数K=_______。12、研究CO还原NOx对环境的治理有重要意义;相关的主要化学反应有:
ⅠNO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)ΔH1
Ⅱ2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)ΔH2<0
Ⅲ2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH3<0
(1)已知:每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为。NO2COCO2NO819kJ1076kJ1490kJ632kJ
①根据上述信息计算ΔH1=_______kJ·molˉ1。
②下列描述正确的是_______。
A在绝热恒容密闭容器中只进行反应Ⅰ;若压强不变,能说明反应Ⅰ达到平衡状态。
B反应ⅡΔH<0;ΔS<0;该反应在低温下自发进行。
C恒温条件下;增大CO的浓度能使反应Ⅲ的平衡向正向移动,平衡常数增大。
D上述反应达到平衡后;升温,三个反应的逆反应速率均一直增大直至达到新的平衡。
(2)在一个恒温恒压的密闭容器中,NO2和CO的起始物质的量比为1∶2进行反应,反应在无分子筛膜时二氧化氮平衡转化率和有分子筛膜时二氧化氮转化率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出N2。
①二氧化氮平衡转化率随温度升高而降低的原因为_______。
②P点二氧化氮转化率高于T点的原因为_______。
(3)实验测得,V正=k正·c2(NO)·c2(CO),V逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数;只与温度有关)。
①一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO,只发生反应Ⅲ,在tl时刻达到平衡状态,此时n(CO)=0.1mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=amol,且N2占平衡总体积的1/4则:=_______。
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,在其它条件不变的情况下.t3时刻达到新的平衡状态。请在图中补充画出t2-t3-t4时段,正反应速率的变化曲线_______。
13、常温下有浓度均为0.1mol/L的四种溶液:①HCl;②CH3COOH;③NaOH;④Na2CO3。
(1)这四种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是___(用序号填写)。
(2)等体积混合②和③的溶液中离子浓度的大小顺序是___。
(3)常温下,0.1mol/L的CH3COOH溶液pH=3,则CH3COOH溶液的电离平衡常数Ka=___。
(4)用离子方程式表示④的水溶液呈碱性的主要原因:___。
(5)取10mL溶液①,加水稀释到1000mL,则该溶液中由水电离出的c(H+)约为___。14、某有机物的结构简式如图所示:
(1)1mol该有机物和过量的金属钠反应最多可以生成________H2。
(2)该物质最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为________。15、亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的杀菌消毒剂;同时也是对烟气进行脱硫;脱硝的吸收剂。
Ⅰ.以氯酸钠(NaClO3)为原料制备NaClO2粗品的工艺流程如下图所示:
已知:
i.纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10%以下比较安全;
ii.NaClO2在碱性溶液中稳定存在;在酸性溶液中迅速分解;
iii.NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO2∙3H2O,等于或高于38℃时析出NaClO2晶体,高于60℃时分解成NaClO3和NaCl。
(1)试剂A应选择_________。(填字母)
a.SO2b.浓硝酸c.KMnO4
(2)反应②的离子方程式为_________。
(3)已知压强越大,物质的沸点越高。反应②结束后采用“减压蒸发”操作的原因是________。
(4)下列关于上述流程的说法中,合理的是_________。(填字母)
a.反应①进行过程中应持续鼓入空气。
b.反应①后得到的母液中;溶质的主要成分是NaCl
c.反应②中NaOH溶液应过量。
d.冷却结晶时温度选择38℃,过滤后进行温水洗涤,然后在低于60℃下进行干燥,得到粗产品NaClO2
Ⅱ.采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫;脱硝。
(5)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol/L。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:。离子SO42−SO32−NO3−NO2−Cl−c/(mol/L)8.35×10−46.87×10−61.5×10−41.2×10−53.4×10−3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_________。
②由实验结果可知,脱硫反应速率_________(填“大于”或“小于”)脱硝反应速率。除SO2和NO在烟气中的初始浓度不同外,还可能存在的原因是_________。(答出两条即可)16、如图所示的初中化学中的一些重要实验;请回答下列问题:
(1)图A称量NaCl的实际质量是___。
(2)图B反应的实验现象是__。
(3)图C反应的表达式为__。
(4)图D实验目的是__。17、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是白色砂状或淡黄色粉末状固体,易溶于水、不溶于醇,该物质具有强还原性,在空气中易被氧化为NaHSO4,75℃以上会分解产生SO2。是重要的有机合成原料和漂白剂。
制取Na2S2O4常用甲酸钠法:控制温度60~70℃,在甲酸钠(HCOONa)的甲醇溶液中,边搅拌边滴加Na2CO3甲醇溶液,同时通入SO2,即可生成Na2S2O4。反应原理如下:2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2
(1)如图,要制备并收集干燥纯净的SO2气体,接口连接的顺序为:a接__,__接__,__接__。制备SO2的化学方程式为___。
(2)实验室用图装置制备Na2S2O4。
①Na2S2O4中硫元素的化合价为___。
②仪器A的名称是___。
③水浴加热前要通一段时间N2,目的是___。
④为得到较纯的连二亚硫酸钠,需要对在过滤时得到的连二亚硫酸钠进行洗涤,洗涤的方法是___。
⑤若实验中所用Na2SO3的质量为6.3g,充分反应后,最终得到mg纯净的连二亚硫酸钠,则连二亚硫酸钠的产率为___(用含m的代数式表示)。18、某化学小组用下列装置和试剂进行实验,探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂:质量分数为30%的H2O2溶液、0.1mol·L-1的H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。
(1)小组同学设计甲;乙、丙三组实验;记录如下:
。
操作。
现象。
甲。
向装置I的锥形瓶中加入MnO2固体,向装置I的____中加入质量分数为30%的H2O2溶液;连接装置I;III,打开活塞。
装置I中产生无色气体并伴随大量白雾;装置III中有气泡冒出;溶液迅速变蓝。
乙。
向装置II中加入KMnO4固体;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液不变蓝。
丙。
向装置II中加入____,向装置III中再加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液变蓝。
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式为___________________________________。
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是__________。为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是____________________________。
(4)由甲、乙、丙三组实验推测,甲实验中可能是I中的白雾使溶液变蓝。为了验证推测,可将装置I中产生的气体通入_________(填字母)溶液中,依据实验现象来证明白雾中含有H2O2。A.酸性KMnO4B.FeCl2C.H2S(5)资料显示:KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应___________________________________(写离子方程式)造成的,请设计实验证明他们的猜想是否正确:___________________________________。19、已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色;现在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴液溴,振荡后溶液呈黄色。
(1)甲同学认为这不是发生化学反应所致,则使溶液呈黄色的微粒是:______(填粒子的化学式;下同);
乙同学认为这是发生化学反应所致,则使溶液呈黄色的微粒是_________。
(2)如果要验证乙同学判断的正确性;请根据下面所提供的可用试剂,用两种方法加以验证,请将选用的试剂代号及实验中观察到的现象填入下表。
实验可供选用试剂:。A.酸性高锰酸钾溶液B.氢氧化钠溶液C.四氯化碳D.硫氰化钾溶液E.硝酸银溶液F.碘化钾淀粉溶液。实验方案。
所选用试剂(填代号)
实验现象。
方案一。
方案二。
(3)根据上述实验推测,若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气,则首先被氧化的离子是________,相应的离子方程式为_______________________________________________;评卷人得分四、元素或物质推断题(共2题,共6分)20、W;X、Y、Z、N、M六种主族元素;它们在周期表中位置如图所示,请用对应的的化学用语回答下列问题:
(1)N元素在周期表中的位置___________,根据周期表,推测N原子序数为___________
(2)比较Y、Z、W三种元素形成简单离子的半径由大到小的顺序___________
(3)M最高价氧化物的水化物在水中的电离方程式:___________
(4)以下说法正确的是___________
A.单质的还原性:X>Y,可以用X与YM2溶液发生反应来证明。
B.Y与同周期的ⅢA元素的原子序数相差1
C.半导体器件的研制开始于硅;研发出太阳能光伏电池,将辐射转变为电能,如我校的路灯。
D.元素N位于金属与非金属的分界线附近,可以推断N元素的单质具有两性21、Ⅰ.电镀废水中常含有阴离子A,排放前可加CuSO4溶液处理;使之转化为沉淀B,按如图流程进行实验。
已知:B含三种元素;气体D标况下密度2.32g/L;混合气体l无色无味;气体F标况下密度为1.25g/L。请回答:
(1)组成B的三种元素是_______,气体D的分子式是______。
(2)写出固体C在足量氧气中灼烧的方程式_______。
(3)固体C在沸腾的稀盐酸中会生成一种弱酸和一种白色沉淀,该白色沉淀是共价化合物(测其分子量为199),则反应的化学方程式是________。
Ⅱ.某兴趣小组为验证卤素单质的氧化性强弱,打开弹簧夹,向盛有NaBr溶液的试管B和分液漏斗C中同时通入少量Cl2;将少量分液漏斗C中溶液滴入试管D中,取试管D振荡,静止后观察现象。实验装置如图:
(4)说明氧化性Br2>I2的实验现象是________。
(5)为了排除Cl2对溴置换碘实验的干扰,需确认分液漏斗C中通入Cl2未过量。试设计简单实验方案检验_________。评卷人得分五、工业流程题(共4题,共36分)22、铟(In)是一种稀散金属,常与其他金属矿石伴生,回收氧化锌烟尘(主要成分是ZnO,还含少量PbO、FeS、等)中的金属铟的工艺流程如下:
已知:室温下,金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。金属离子开始沉淀pH(离子浓度为时)1.363完全沉淀pH2.784.3
回答下列问题:
(1)In为49号元素,常以+3价形式存在于化合物中,基态In原子的价电子排布式为_______。
(2)“中性浸出”的过程为:先加入稀硫酸和适量氧化剂氧化酸浸氧化锌烟尘;反应结束前半个小时加入CaO调整pH=5.0~5.2。
①与稀反应的化学方程式为_______。
②氧化酸浸过程中,中的硫元素被氧化为该反应的离子方程式为_______。
③氧化剂用量对中性浸出效果的影响如图所示。最佳氧化剂用量为_______。
④“中浸渣”的主要成分为_______(填化学式)。
(3)萃取时,发生反应代表有机萃取剂。
①反萃取时,宜选用的试剂X为_______。
②实验室进行萃取和反萃取时,均需要使用的玻璃仪器有_______。
(4)“置换”后的滤液可返回_______(填“滤液1”或“滤液2”)中利用。
(5)“置换”时锌粉的利用率为99.5%,若想获得6.9kg海绵铟,需要使用锌粉_______kg(保留两位小数)。23、某化学实验小组从市场购买海带并设计提碘的流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)操作2包括以下步骤:a.振荡萃取b.分液c.静置分层d.加碘溶液和CCl4e.检漏。
①上述步骤的正确先后顺序是______(填编号)。
②完成步骤a时要及时放气,放气时分液漏斗下端应_____(填“向上倾斜”或“向下倾斜”),放气的目的是______。
③步骤b的具体操作是______,再将分液漏斗下面的活塞拧开,使下层液体沿烧杯内壁流下,当下层液体刚好放完时关闭活塞,______。
(2)浓NaOH溶液与I2反应的化学方程式是_____。
(3)加入45%硫酸溶液的作用是______(用离子方程式表示)。
(4)利用如图所示装置进行粗碘提纯。简述纯化I2的原理:_____。棉花的作用是______。
24、某兴趣小组设计了利用MnO(含少量铁的氧化物和不溶性杂质)制备二氧化锰的两种方案流程如下:
已知:
①MnO+H2NCOONH4→+2H2OMnCO3↓+2NH3·H2O
②MnO易被空气中氧化;难溶于水;受热易分解;其他硝酸盐相对难分解。
请回答:
(1)方案一中铁元素以_______(填化学式)被除去。
(2)下列说法正确的是_______。A.步骤Ⅱ中,真空加热主要是为了防止被氧化B.步骤Ⅲ中,氨基甲酸铵溶液的制备应在水中先通氨气至饱和,再通至饱和C.步骤Ⅳ和Ⅴ,步骤Ⅳ所得的滤液3和步骤Ⅴ生成的气体可以循环利用D.方案二与方案一相比,方案二相对比较环保(3)过滤后,步骤Ⅴ,为了得到更多进行了以下操作。请选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序:将带有沉淀的滤纸折卷→_______。
a.将滤纸包放入坩埚后;在泥三角上如装置1朝向摆放;
b.将滤纸包放入坩埚后;在泥三角上如装置2朝向摆放;
c.加热时;不断转动坩埚使滤纸完全灰化;
d.先加热装置3中a处,再加热b处;
e.先加热装置3中b处;再加热a处;
f.将沉淀转移至在石英玻璃管中继续灼烧氧化。
(4)步骤Ⅰ,硝酸的质量分数选取50%,不能过大或者过小的理由是_______。
(5)由碳酸锰在空气中灼烧获得的结构比较疏松,步骤Ⅵ用硫酸溶解其中的后,再用合适浓度的氧化后,可得到结构相对致密的重质精品。写出其中发生的离子反应方程式_______。25、我国青海查尔汗盐湖蕴藏丰富的盐业资源。经分析知道,该湖水中含有高浓度的Na+、K+、Mg2+及Cl-等。利用盐湖水可得到某些物质。其主要工业流程如下:
请根据上述流程;回答下列问题:
(1)利用湖水得到晶体(A)的方法是_________结晶法(填“降温”或“蒸发”)。
(2)操作Ⅰ的名称为___________,此操作适用于分离__________________。
(3)本流程中分别采用条件1和条件2获得不同晶体,所依据的物理量是__________。
a.摩尔质量b.溶解度c.溶解性d.熔沸点。
(4)检验钾肥中是否含有Na+的实验方法是___________,若含有Na+,能观察到的现象是___________。若需得到高纯度的钾肥,可以采用的提纯方法为_________。
(5)水氯镁石的化学式可表示为MgCl2·xH2O;若通过实验确定x,其实验步骤设计为:
①先称坩埚质量、再称_________________质量;
②高温充分灼烧;
③____________;
④再称量;
⑤____________操作。根据实验数据计算χ时;所需的化学方程式为:
MgCl2·xH2O________+________+_________。评卷人得分六、结构与性质(共4题,共24分)26、I.元素周期表中80%左右的非金属元素在现代技术包括能源;功能材料等领域占有极为重要的地位。
(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是_____,N2F2分子中N原子的杂化方式是_______,1molN2F2含有____个δ键。
(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中N-Si-N的键角大于Si-N-Si的键角,原因是_______。
II.金属元素铁;铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。
(1)铁在元素周期表中的位置_________。
(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于_____(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子吸之和为18,则x=________。
(3)N2是CO的一种等电子体,两者相比较沸点较高的为_______(填化学式)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如下图甲所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为___________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为___________。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如下图乙所示(黑点代表铜原子)。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_________pm。(只写计算式)。27、KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器;填补了国家战略空白。回答下列问题:
(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中,核外电子排布相同的是_______(填离子符号)。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为_______。
(3)已知KH2PO2是次磷酸的正盐,H3PO2的结构式为_______,其中P采取_______杂化方式。
(4)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸;如:
如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸,则相应的酸根可写为_______。
(5)分别用○、●表示和K+,KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示,图(b)、图(c)分别显示的是H2POK+在晶胞xz面;yz面上的位置:
①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度_______g·cm-3(写出表达式)。
②晶胞在x轴方向的投影图为_______(填标号)。
28、硒化铜纳米晶体在光电转化中有着广泛的应用;铜和硒等元素形成的化合物在生产;生活中应用广泛。
(1)铜元素位于元素周期表的___________区。
(2)易溶解于水,熔点为时升华,由此可判断的晶体类型为___________。
(3)为深棕红色的剧毒液体,其分子结构中含有键,该分子中,原子的杂化轨道类型为___________,的空间构型为___________(填字母)。
a.直线形b.锯齿形c.环形d.四面体形。
(4)中的键角比的键角___________(填“大”或“小”),原因是___________。
(5)铜的某种氧化物的晶胞结构如图所示,则该氧化物的化学式为___________,若组成粒子铜、氧的半径分别为密度为阿伏加德罗常数的值为则该晶胞的空间利用率为___________(用含的式子表示)。
29、I.元素周期表中80%左右的非金属元素在现代技术包括能源;功能材料等领域占有极为重要的地位。
(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是_____,N2F2分子中N原子的杂化方式是_______,1molN2F2含有____个δ键。
(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中N-Si-N的键角大于Si-N-Si的键角,原因是_______。
II.金属元素铁;铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。
(1)铁在元素周期表中的位置_________。
(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于_____(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子吸之和为18,则x=________。
(3)N2是CO的一种等电子体,两者相比较沸点较高的为_______(填化学式)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如下图甲所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为___________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为___________。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如下图乙所示(黑点代表铜原子)。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_________pm。(只写计算式)。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、B【分析】【分析】
【详解】
A.根据题给流程图分析可知,磷硅渣在浓硫酸“浸出”操作之后涉及的物质中不含有硅元素且不与浓硫酸反应,则废渣中一定含有选项A正确;
B.高温条件下;硫酸钙的结晶水容易失去,所以“除硫”的操作不能在高温下进行,选项B错误;
C.根据反应前后的物质可知,“除硫”的化学反应方程式为选项C正确;
D.进入循环的滤液中主要含有P、等元素,所以可以提高P、元素的利用率;选项D正确。
答案选B。2、A【分析】【详解】
A.该物质中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子;不能发生消除反应,故A符合题意;
B.含有羟基可以发生酯化反应;含有酯基可以发生水解反应,均属于取代反应,故B不符合题意;
C.与羟基相连的碳原子上有氢原子;且含有碳碳双键,可以发生氧化反应,故C不符合题意;
D.含有碳碳双键;可以发生加成反应,故D不符合题意;
综上所述答案为A。3、C【分析】【详解】
A.氢气不溶于水,排水法收集时短导管进气,与进气方向不同,故A错误;
B.短导管进气可排出水;图中进气方向不能测定氧气的体积,故B错误;
C.饱和NaHCO3溶液与CO2不反应;与HCl反应生成二氧化碳,图中导管长进短出;洗气可分离,故C正确;
D.二者均与NaOH反应,不能除杂,应选饱和食盐水,故C错误;
故答案:C。4、B【分析】【详解】
A.氨气与氯化氢反应生成氯化铵是非氧化还原反应;四氯化碳与氨气不反应为非氧化还原反应,所以并不是全是氧化还原反应,故A错误;
B.由可知生成10mLNO;甲中最后剩余的无色气体是一氧化氮,故B正确;
C.溴化氢与氯气反应生成氯化氢和溴蒸气,而和恰好完全反;所以甲针筒内无黄绿色气体,故C错误;
D.与不反应;所以活塞不移动,故D错误;
答案选B。
【点睛】
本题考查了元素及其化合物的知识,涉及氮、氯、硫的化合物的性质,综合性教强,需学习该阶段知识时掌握相关的反应方程式,题目难度中等5、C【分析】【详解】
A.硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸;生成有刺激性气味的二氧化硫气体;单质硫、氯化钠和水,单质硫微溶于水,所以溶液变浑浊,故A正确;
B.浓硫酸具有吸水性;胆矾遇到浓硫酸失去结晶水,蓝色晶体变为白色粉末,故B正确;
C.用同一针筒先后抽取80mL氯气、20mL水,振荡,氯气与水反应:Cl2+H2O⇌H++Cl−+HClO,1体积水可溶解2体积Cl2;所以气体不能完全溶解,故C错误;
D.向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液;无现象,再滴加双氧水,二氧化硫被氧化成硫酸,硫酸与氯化钡生成白色的硫酸钡沉淀,故D正确;
答案选C。
【点睛】
根据具体的反应判断实验现象,一定需要弄清实验原理。6、A【分析】【分析】
由题意可知三种液体满足的条件是甲与乙互不相溶且乙的密度小于甲;乙与丙互不相溶且丙的密度小于乙。
【详解】
由图可知;甲;乙、丙的密度中,丙的密度最小,甲的密度最大;甲与乙不相溶,乙与丙不相溶。
A;苯的密度最小;1,2—二溴乙烷的密度最大,苯与水不相溶,水与1,2—二溴乙烷不相溶,选项A正确;
B;三种物质互溶;选项B错误;
C;三种物质中;乙的密度最小,所以最上层是乙,选项C错误;
D;三种物质互溶;选项D错误;
答案选A。7、C【分析】【分析】
实验I:向盛有Na2S溶液的①中持续通入CO2至过量;②中产生黑色沉淀,溶液的pH降低,说明生成了硫化氢气体,同时生成了硫酸;③中产生白色沉淀,该浑浊遇酸冒气泡,说明二氧化碳被氢氧化钙溶液吸收生成了碳酸钙沉淀;
实验II:向盛有NaHCO3溶液的①中持续通入H2S气体至过量;②中产生黑色沉淀,溶液的pH降低,是因为过量的硫化氢气体与硫酸铜溶液反应生成了硫化铜黑色沉淀,同时生成了硫酸;③中产生白色沉淀,该浑浊遇酸冒气泡,说明反应生成了二氧化碳,被氢氧化钙溶液吸收生成了碳酸钙沉淀。
【详解】
A.由上述分析可知,③中白色浑浊是CaCO3;不可能是CaS,CaS遇水完全水解,故A结论正确;
B.②中溶液降低的原因:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+;产生黑色沉淀,溶液的pH降低,故B结论正确;
C.实验①中过量CO2发生的反应是2CO2+2H2O+S2-=2HCO3-+H2S;故C结论错误;
D.根据实验I和II中现象:I中通二氧化碳有硫化氢生成;II中通硫化氢有二氧化碳生成,故不能比较H2CO3和H2S酸性的强弱;故D结论正确;
答案为C。二、多选题(共3题,共6分)8、BD【分析】【详解】
A.由起始点可以看出,酸性:A项正确;
B.当滴定至溶液中存在:B项错误;
C.当时,溶液呈酸性,C项正确;
D.D项错误。
故选BD。9、AC【分析】【详解】
A.浓硫酸加入浓盐酸中,生成气体,生成的气体通入饱和食盐水中,根据同离子效应,析出晶体;A符合题意;
B.浓硫酸和铜在加热条件下才能反应生成不符合实验要求,B不符合题意;
C.和稀硫酸反应生成与饱和溶液反应生成晶体;C符合题意;
D.浓氨水和碱石灰生成通入溶液中,先生成沉淀,继续通入氨气,溶解生成D不符合题意;
故选AC。10、AC【分析】【分析】
【详解】
A.将铁钉和铜丝连接插入食醋中即可形成简单铁铜原电池;故A符合题意;
B.浓硝酸受热分解能放出红棕色二氧化氮气体;所以向浓硝酸中插入红热的碳,产生红棕色气体,不能证明是碳与浓硝酸反应,故B不符合题意;
C.因为溴蒸气能和溶液反应;产生浅黄色溴化银沉淀,故C符合题意;
D.因为足量饱和氢氧化钠溶液能和乙酸乙酯反应;所以不能用足量饱和氢氧化钠溶液除去乙酸乙酯中的少量乙酸,故D不符合题意;
故答案:AC。三、填空题(共9题,共18分)11、略
【分析】【详解】
(1)依据图1中各物质的浓度变化量可得到0-20min,M、N浓度减少量为1.5mol/L,P浓度增加量为3mol/L,则反应的化学方程式为由图1可知,40min时平衡发生了移动,而P、M、N的浓度没有改变,且改变压强和使用催化剂平衡不移动,则改变的条件是温度,30min时P、M、N浓度均减小则改变的条件为扩大容器体积,压强减小,反应速率减小,由图2可知40min时速率增大,则40min时改变的条件是升高温度,而生成物P的浓度在减小,依据勒夏特列原理可判断该反应的
(2)由(1)分析可知,30min时改变的条件是扩大容器的体积;40min时改变的条件是升高温度;在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线为
(3)8min时,M、N、P的物质的量浓度相等,设
则解得x=2,故8min时,0~8min内;
50min后;M;N、P的物质的量浓度相等,故M的转化率为33.3%;
(4)由图1可知,20min~30min内,为平衡状态,M、N的平衡浓度为1.5mol/L,P的平衡浓度为3mol/L,则反应平衡时的平衡常数K=【解析】(1)<
(2)扩大容器的体积升高温度
(3)33.3%
(4)412、略
【分析】【详解】
(1)①ΔH1=E反应物-E生成物=819+1076-1490-632=-227kJ/mol;
②A.反应前后气体系数不变;如果是恒温恒容,无论平衡是否移动,容器中的压强均不变,换为绝热容器后,随着反应的正向进行,反应放出热量,体系温度升高,等量气体的压强随之增大,此时压强是变量,可以作为平衡的依据,A项正确;
B.当ΔH-TΔS<0时;反应自发进行,由ΔH<0,ΔS<0,推出该反应低温下自发进行,B项正确;
C.增大CO的浓度可以使反应Ⅲ的平衡向正向移动;但是平衡常数只受到温度的影响,温度不变,平衡常数不变,C项错误;
D.温度升高;反应速率增大,三个反应的逆反应速率均增大,三个反应均为放热反应,温度升高,反应向吸热方向进行,则平衡逆向移动,所以平衡移动的初期为逆反应速率大于正反应速率,为了达到新的平衡,逆反应速率向正反应速率靠近,逆反应速率会减小,所以逆反应速率的变化趋势为先增大后减小,D项错误;
(2)①反应为放热反应;温度升高,平衡向逆反应(吸热)方向进行,二氧化氮转化率降低;
②相同温度下,二氧化氮的转化率在P点较高是因为使用了分子筛膜,将产物N2分离出来;降低了产物的浓度,使平衡正向进行,从而二氧化氮的转化率提高;
(3)①列三段式求解:因为N2占平衡总体积的1/4,所以a=0.3mol,此时为平衡状态,有v正=v逆,即k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c(N2)·c2(CO2);
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,压强瞬间增大为原来压强的两倍,正逆反应速率均增大,但是压强增大,平衡向正反应(气体系数减小)方向进行,则正反应速率大于逆反应速率,所以正反应速率的总体趋势为先突然增大,然后减小,直至平衡,其图像为【解析】①.-227②.AB③.反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动(或平衡常数减小)④.分子筛膜从反应体系中不断分离出N2,有利于反应正向进行,二氧化氮转化率升高⑤.270⑥.(起点的纵坐标为16,t3时刻达到平衡,t3-t4处于平衡状态与已有线平齐)13、略
【分析】【详解】
(1)水电离程度比较:碳酸钠溶液属于强碱弱酸盐;碳酸根离子水解导致溶液显碱性,促进了水的电离;盐酸是强酸溶液,氢氧化钠溶液是强碱溶液,溶液中水的电离都受到了抑制作用,其中盐酸中的氢离子浓度等于氢氧化钠溶液中的氢氧根离子浓度,二者中水的电离程度相等;醋酸溶液为弱酸,发生微弱的电离产生氢离子,抑制了水的电离,但醋酸溶液中氢离子浓度远小于盐酸,故水的电离程度比盐酸和氢氧化钠都强,综合而言这四种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是④>②>①=③。故答案为:④>②>①=③。
(2)等体积的醋酸和氢氧化钠混合,混合后溶液恰好为醋酸钠溶液,属于强碱弱酸盐,醋酸根离子发生微弱的水解导致溶液显碱性,所以溶液中离子浓度的大小顺序是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。故答案为:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
(3)常温下,0.1mol/L的CH3COOH溶液pH=3,可得溶液中c(H+)=10-3mol/L,由醋酸的电离方程式:CH3COOHCH3COO-+H+可得其电离平衡常数为:故答案为:10-5。
(4)碳酸钠溶液属于强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致溶液显碱性,促进了水的电离,其水解方程式为:CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-,故答案为:CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-。
(5)取10mLHCl溶液,加水稀释到1000mL,此时溶液中由HCl电离出的由此可知,此时溶液中的c(H+)=10-3mol/L,可得该溶液中由水电离出的故答案为:10−11mol/L。【解析】④>②>①=③c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)10-5CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-10−11mol/L14、略
【分析】【分析】
由结构简式可知;分子中含-OH;-COOH、碳碳双键,结合醇、羧酸、烯烃的性质来解答。
【详解】
(1)该有机物中的-OH、-COOH均与Na反应,金属钠过量,则有机物完全反应,1mol该有机物含有2mol羟基和1mol羧基,由2-OH~H2↑、2-COOH~H2↑可知,和过量的金属钠反应最多可以生成1.5molH2;
故答案为:1.5mol;
(2)-OH、-COOH均与Na反应,-COOH与NaOH、NaHCO3反应,则1mol该物质消耗1.5molNa、1molNaOH、1molNaHCO3,则n(Na):n(NaOH):n(NaHCO3)=1.5mol:1mol:1mol=3:2:2;
故答案为:3∶2∶2。【解析】①.1.5mol②.3∶2∶215、略
【分析】【详解】
NaClO3和浓H2SO4在反应器①中发生还原反应生成ClO2和Na2SO4,所以试剂A可以用二氧化硫,ClO2在反应器②中与双氧水、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠,再得到其晶体。
(1)根据上面的分析可以知道试剂A为SO2,故选a,因此,本题正确答案是:a。
(2)反②中ClO2被双氧水还原成ClO2−,反应的离子方程式为2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O,因此,本题正确答案是:2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O
(3)含水的NaClO2受热易分解,所以亚氯酸钠溶液中获得晶体,温度不能太高,所以反应②结束后采用“减压蒸发”操作,在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。因此,本题正确答案是:在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。
(4)根据信息纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10以下比较安全,所以要持续通过量的空气,NaClO2在碱性溶液中稳定存在,在酸性溶液中迅速分解,所以反应②中碱要过量,因为试剂A为二氧化硫,NaClO3被还原成ClO2,所以反应①后得到的母液中,溶质的主要成分是,Na2SO4。故选acd,因此;本题正确答案是:acd。
(5)①亚氯酸钠具有氧化性,且NaClO2溶液呈碱性,则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式因此,本题正确答案是:
②由实验结果可以知道,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率.原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高,因此,本题正确答案是:大于;NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。【解析】a2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O减压可以使物质沸点降低,实验较低温度下进行蒸发,可避免NaClO2因温度高而发生分解acd4OH−+3ClO2−+4NO4NO3−+3Cl−+2H2O大于SO2比NO溶解度更大;在此条件下SO2还原性更强;脱硝反应活化能更大16、略
【分析】【分析】
(1)托盘天平的平衡原理:称量物质量=砝码质量+游码质量;
(2)镁在空气中剧烈燃烧;放出大量的热,发出耀眼的白光,生成白色固体氧化镁;
(3)图C表示铜和氧气在加热条件下生成黑色氧化铜;
(4)图D表示加压气体体积缩小;
【详解】
(1)称量物质量=砝码质量+游码质量;15=NaCl质量+3,NaCl的实际质量是15g-3g=12g;
(2)镁在空气中燃烧的现象是:放出大量的热;发出耀眼的白光,生成白色固体;
(3)图C的表达式为:铜+氧气氧化铜;
(4)图D表示加压气体体积缩小,实验目的是验证分子之间的存在间隙;【解析】12g放出大量的热,发出耀眼的白光,生成白色固体铜+氧气氧化铜验证分子之间的存在间隙17、略
【分析】【详解】
(1)亚硫酸钠和硫酸反应生成二氧化硫,反应的方程式为:Na2SO3+H2SO4(浓)═Na2SO4+SO2↑+H2O,生成的二氧化硫含有水蒸气,可用浓硫酸干燥,用向上排空气法收集,且用碱石灰吸收尾气,避免污染环境,则连接顺序为a接b;c接f,g接d;
(2)①Na2S2O4中硫元素的化合价为+3;
②由装置可知;仪器A的名称为恒压滴液漏斗;
③实验时应避免Na2S2O4和HCOONa被氧化,可应先通入二氧化硫,排净系统中的空气,防止加热时Na2S2O4和HCOONa被氧化,也可通一段时间N2;排净系统中的空气;
④洗涤连二亚硫酸钠时应与空气隔离;洗涤剂可用甲醇或乙醇,洗涤过程为:在无氧环境中,向漏斗中加入甲醇或乙醇至浸没晶体,待甲醇顺利流下,重复2-3次;
⑤设连二亚硫酸钠理论产率为x;根据硫原子守恒:
2Na2SO3~Na2S2O4
252174
6.3gx
则解得x=4.35g,产率为:【解析】bcfgdNa2SO3+H2SO4(浓)═Na2SO4+SO2↑+H2O+3恒压滴液漏斗排净系统中的空气向漏斗中加入甲醇或乙醇至浸没晶体,待甲醇顺利流下,重复2-3次18、略
【分析】【分析】
(1)甲实验:根据裝置Ⅰ不要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解;过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,I中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质;
(2)碘离子具有还原性;在酸性条件下能够被氧化氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式;
(3)对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件酸性环境;酸溶液中氢离子浓度不同,装置Ⅲ中出现蓝色的速率不同;
(4)证明Ⅰ中产生的气体中含有双氧水;氧气和双氧水都具有氧化性,需要利用不同性质进行检验;
(5)该小组同学取20mL久置的KI溶液;向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,可能是生成的碘单质在碱溶液中发生反应生成碘化钾;碘酸钾,验证是否正确是在未变蓝色的溶液中滴入稀硫酸观察是否变蓝。
【详解】
(1)甲实验:根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解,过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,向Ⅰ的锥形瓶中加入MnO2固体,向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液;连接Ⅰ;Ⅲ,打开活塞,Ⅰ中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质,故答案为:分液漏斗;
(2)碘离子具有还原性,在酸性条件下能够被氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O,故答案为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O;
(3)向装置Ⅱ中加入KMnO4固体,连接装置II、III,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝,向Ⅱ中加入KMnO4固体,Ⅲ中加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝。对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是:酸性环境;为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是:使用不同浓度的稀硫酸作对比实验,故答案为:酸性环境;使用不同浓度的稀硫狻作对比实验;
(4)A.高锰酸钾溶液能够将双氧水氧化;导致高锰酸钾溶液褪色,而氧气不与高锰酸钾溶液反应,如果高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有双氧水,故A正确;
B.氧气和高锰酸钾溶液都能够氧化亚铁离子;无法证明混合气体中含有双氧水,故B错误;
C.高锰酸钾和氧气都能够氧化硫化氢;无法用硫化氢检验混合气体中是否含有双氧水,故C错误;
故答案为:A;
(5)KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应的离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,设计实验证明他们的猜想是否正确的实验方案为:在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误,故答案为:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液;观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误。
【点睛】
在做探究性实验的题目时,根据资料,如果没有得到预期的实验结果,那么除了资料中给的化学反应,还要考虑酸性或碱性环境的影响,结合题目的上下文进行联系,综合考虑得出结论。这是解答此类题目时的难点。【解析】分液漏斗KMnO4固体O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性环境使用同体积不同浓度的稀硫酸做对比实验A3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误19、略
【分析】【分析】
溴单质氧化性较强,能将亚铁离子氧化为三价铁,三价铁在水溶液中是黄色的;要验证乙同学的判断正确,可检验黄色溶液中不含Br2或黄色溶液中含Fe3+,根据Br2和Fe3+的性质进行检验,Br2可溶于CCl4,Fe3+可与KSCN溶液反应生成血红色物质;Br2能将Fe2+氧化成Fe3+,说明还原性:Fe2+>Br-;依据氧化还原反应中“先强后弱”规律判断。
【详解】
(1)在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1-2滴液溴,若没有发生化学反应,使溶液呈黄色的微粒为Br2;若是发生化学反应,二价铁离子被溴单质氧化为三价铁在水溶液中是黄色的;因此答案是:Br2;Fe3+;
(2)要验证乙同学的判断正确,可检验黄色溶液中不含Br2或黄色溶液中含Fe3+,根据Br2和Fe3+的性质进行检验,Br2可溶于CCl4,Fe3+可与KSCN溶液反应生成血红色物质;方案一可选用CCl4(C),向黄色溶液中加入四氯化碳,充分振荡、静置,溶液分层,若下层呈无色,表明黄色溶液中不含Br2,则乙同学的判断正确;方案二可选用KSCN溶液(D),向黄色溶液中加入KSCN溶液,振荡,若溶液变为血红色,则黄色溶液中含Fe3+;则乙同学的判断正确。
(3)根据上述推测说明发生反应Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-,由此说明亚铁离子的还原性大于溴离子,Cl2具有氧化性,先氧化的离子是亚铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;因此答案是:Fe2+;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。【解析】Br2;Fe3+答案如下:
。
选用试剂。
实验现象。
第一种方法。
C
有机层无色。
第二种方法。
D
溶液变红。
Fe2+2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-四、元素或物质推断题(共2题,共6分)20、略
【分析】【分析】
根据六种元素在周期表中的位置;可判断W;X、Y、Z、N、M六种主族元素分别为O、Na、Mg、S、Cl、Ge元素,然后根据元素周期律分析解答。
【详解】
(1)根据上述分析可知;N元素为Ge,在元素周期表中的位置为第四周期ⅣA族;根据第四周期元素排满时原子序数为36,则Ge原子序数为32;
(2)W、Y、Z三种元素分别为O、Mg、S,O、Mg形成的简单离子具有相同的核外电子排布,原子序数越大半径越小,O、S同主族,原子序数越大,简单离子半径越大,则简单离子的半径由大到小的顺序:S2->O2->Mg2+;
(3)M为Cl,其最高价氧化物的水化物为HClO4,为强酸,在水中完全电离,电离方程式为HClO4=H++ClO
(4)A.单质的还原性:Na>Mg,Na能与水反应,则不能用Na与MgCl2溶液发生反应来证明;A说法错误;
B.Y为Mg;与同周期的ⅢA元素的Al,原子序数少1,B说法正确;
C.半导体器件的研制开始于锗;C说法错误;
D.元素N位于金属与非金属的分界线附近;即具有金属性也具有非金属性,可以推测Ge元素具有两性,即可以与酸反应也可以与碱发生反应,D说法正确;
答案为BD。【解析】第四周期ⅣA32S2->O2->Mg2+HClO4=H++ClOBD21、略
【分析】【分析】
I.电镀废水中常含有阴离子A,排放前可加CuSO4溶液处理,使之转化为沉淀B,沉淀B含有铜元素,隔绝空气加热后的固体C应含铜元素,灼烧后黑色固体E应为CuO8.0g,CuO的物质的量==0.1mol,根据Cu守恒,B、C中Cu元素的物质的量0.1mol,Cu元素质量为0.1mol×64g/mol=6.4g,C在足量O2灼烧后产生的混合气体1通入足量澄清石灰水,产生10g白色沉淀G,则G为CaCO3,混合气体1中含有CO2和未反应的O2,根据C守恒,固体C中含有含有C元素,其物质的量为=0.1mol,质量为0.1mol×12g/mol=1.2g,反应后的混合气体2通过灼热的铜网完全反应后,剩余1120mL气体F,结合气体F标况下密度为1.25g/L,气体F摩尔质量为1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol,推测为N2,氮气的物质的量==0.05mol,质量为0.05mol×28g/mol=1.4g,根据转化流程分析,若F为N2,则Cu、C、N元素都来自于固体C,即C由Cu、C、N三种元素组成,再根据m(Cu)+m(C)+m(N)=6.4g+1.2g+1.4g=9g,刚好等于参与反应的固体C的质量,由此可确定,F为N2,C由Cu、C、N三种元素组成,且n(Cu)∶n(C)∶n(N)=0.1mol∶0.1mol∶0.05mol×2=1∶1∶1,则固体C的化学式为CuCN,混合气体1为CO2、O2、N2的混合气体,混合气体2为O2、N2的混合气体;由于沉淀B也是由三种元素组成,隔绝空气加热分解为C和D,没有外来元素,则B也是由Cu、C、N三种元素组成,B为11.6g,C为9g,根据质量守恒,D的质量为2.6g,气体D标况下密度2.32g/L,则D摩尔质量为2.32g/L×22.4L/mol≈52g/mol,气体D的物质的量为=0.05mol,C中除Cu外的CN-的质量为9g-6.4g=2.6g,CN-的物质的量为=0.1mol,B中除Cu外的质量为11.6-6.4=5.2g,则B的化学式为Cu(CN)2;前面的分析中确定,B中含有Cu0.1mol,则B中含有CN-的物质的量为0.2mol,根据原子守恒,D中含有CN为0.1mol,则D的分子式为(CN)2;
【详解】
I(1)根据分析,组成B的三种元素是Cu、C、N三元素,气体D的分子式是(CN)2;
(2)固体C为CuCN,在足量氧气中灼烧生成CuO、CO2和N2,则发生反应的化学方程式为2CuCN+3O22CuO+2CO2+N2;
(3)CuCN与盐酸反应生成弱酸为HCN,沉淀的摩尔质量为199g/mol,则可推断其为Cu2Cl2,发生反应的化学方程式为2CuCN+2HClCu2Cl2+2HCN;
II(4)四氯化碳的密度大于水的密度,若试管内溶液分层,且下层为紫红色,上层无色,说明Br2与KI反应生成了I2,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可以说明氧化性Br2>I2;
(5)若氯气未过量,可向试管B或分液漏斗中继续通入氯气,若溶液出现橙红色,说明氯气未过量,则实验方案为:方案一:关闭弹簧夹,向B试管中继续通入氯气,若B试管出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。方案二:取分液漏斗中上层少量溶液于试管中,向试管中通入Cl2,若试管中溶液出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。【解析】Cu、C、N(CN)22CuCN+3O22CuO+2CO2+N22CuCN+2HClCu2Cl2+2HCN试管内溶液分层,且下层为紫红色,上层无色方案一:关闭弹簧夹,向B试管中继续通入氯气,若B试管出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。方案二:取分液漏斗中上层少量溶液于试管中,向试管中通入Cl2,若试管中溶液出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。五、工业流程题(共4题,共36分)22、略
【分析】【分析】
氧化锌烟尘中性浸出,过滤分离得到滤液1,滤液1为ZnSO4,中性渣主要含加入硫酸酸浸,过滤得到滤液2和酸浸渣,酸浸渣为滤液2中主要含有In3+、Fe3+;加入P204+260号溶剂由萃取,再加入酸反萃取后,加入Zn置换得到海绵铟。
【详解】
(1)In为第五周期第ⅢA族元素,基态In原子的价电子排布式为故答案为:
(2)①加入稀硫酸浸泡过程中,与稀反应生成和沉淀,反应的化学方程式为故答案为:
②氧化酸浸过程中,中的硫元素被氧化为MnO2被还原为Mn2+,则发生反应的离子方程式为故答案为:
③“中性浸出”时要尽可能使锌元素浸出;铟元素不浸出,根据题图判断,最佳氧化剂用量为1%,故答案为:1%;
④由上述分析可知,“中浸渣”的主要成分为故答案为:
(3)①反萃取过程中,需要加入酸溶液让萃取反应的平衡逆向移动,从流程中看出宜选用稀故答案为:稀
②萃取和反萃取后需要分液;则均需要使用的玻璃仪器有烧杯;分液漏斗,故答案为:烧杯、分液漏斗;
(4)“置换”后的滤液中含有大量可返回滤液1中利用,故答案为:滤液1;
(5)“置换”过程中发生反应则需要消耗的Zn的质量为故答案为:5.88。【解析】(1)
(2)1%
(3)稀烧杯;分液漏斗。
(4)滤液1
(5)5.8823、略
【分析】【分析】
海带中提取I2,即将海带中的I-溶于水中,再将其氧化为I2,再利用CCl4萃取从水中提取出来。
【详解】
(1)操作为从水中分离出I2,即为萃取分液。具体操作顺序为edacb。在振荡过程中CCl4挥发导致分液漏斗中气压增大为了防止炸裂引发安全事故,需要进行放气,放气时分液漏斗下端朝上转动活塞放气。将漏斗置于铁圈上打开上端活塞静置分层,然后从下口放出下层,再从上口倒出上层。答案为edacb;向上倾斜;排除气体防止压强过大分液漏斗炸裂;打开上端活塞静置;从上口倒出上层;
(2)从图可以看出I2转变为NaI和NaIO3,那么反应按照升降守恒配平即可,3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O。答案为3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O;
(3)从图看NaI和NaIO3经稀硫酸转变为I2,即反应为6H++5I-+=3I2+3H2O。答案为6H++5I-+=3I2+3H2O;
(4)碘易升华经冷却之后便可被收集起来。该装置中I2经加热升华进入漏斗冷却为固体被收集在漏斗中从而达到分离提纯的目的。棉花为防止I2蒸汽升华至空气中。答案为I2经加热升华进入漏斗冷却为固体被收集在漏斗中从而达到分离提纯的目的;防止I2蒸汽升华至空气中。【解析】(1)edacb向上倾斜排除气体防止压强过大分液漏斗炸裂打开上端活塞从上口倒出上层。
(2)3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O
(3)6H++5I-+=3I2+3H2O
(4)I2经加热升华进入漏斗冷却为固体被收集在漏斗中从而达到分离提纯的目的防止I2蒸汽升华至空气中24、略
【分析】【分析】
方案一利用MnO加入50%硝酸溶液浸取,调节pH、过滤后得到滤液1在真空加热到250℃~300℃,洗涤后得到二氧化锰粗品,多步操作后得到二氧化锰精品;方案二在MnO和水中同时通入CO2和氨气;浸取后得到滤液2,蒸发;过滤得到的滤渣灼烧得到二氧化锰粗品,多步操作得到精品。
【详解】
(1)方案一中通过调节溶液的pH,使铁离子水解产生氢氧化铁沉淀过滤而除去,故铁元素以被除去;
(2)A.受热易分解,其他硝酸盐相对难分解,步骤Ⅱ中,真空加热主要是为了使氧化生成二氧化锰;选项A错误;
B.步骤Ⅲ中,氨基甲酸铵溶液的制备应在MnO和水中同时通氨气和进行反应;选项B错误;
C.步骤Ⅳ和Ⅴ,步骤Ⅳ所得的滤液3和步骤Ⅴ生成的气体可以循环利用;选项C正确;
D.方案一有硝酸参与;产生氮的氧化物,故方案二与方案一相比,方案二相对比较环保,选项D正确;
答案选CD;
(3)过滤后,步骤Ⅴ,为了得到更多具体操作为b.将滤纸包放入坩埚后,在泥三角上如装置2朝向摆放;d.先加热装置3中a处,再加热b处;c.加热时,不断转动坩埚使滤纸完全灰化;f.将沉淀转移至在石英玻璃管中继续灼烧氧化;答案为bdcf;
(4)步骤Ⅰ,硝酸的质量分数选取50%;因为浓度太小,反应速率太小,浓度过大容易被氧化而不利于MnO的溶解;在后续过滤中被滤除;
(5)步骤Ⅵ用硫酸溶解其中的后,再用合适浓度的氧化后,可得到结构相对致密的重质精品,高锰酸根离子与锰离子发生归中反应生成二氧化锰,发生的离子反应方程式为【解析】(1)
(2)CD
(3)bdcf
(4)浓度太小,反应速率太小,浓度过大容易被氧化而不利于MnO的溶解;在后续过滤中被滤除。
(5)25、略
【分析】【分析】
湖水中含有高浓度的Na+、K+、Mg2+及Cl-等,氯化钠的溶解度受温度影响不大,通过蒸发结晶得到晶体A,通过过滤得到食盐晶体和溶液B,溶液B中含大量K+、Mg2+及Cl-,氯化钾的溶解度受温度影响较大,通加入冷水冷却结晶,再次过滤得到得到钾肥氯化钾晶体和溶液C,溶液C中含大量Mg2+及Cl-;最后蒸发浓缩;冷却结晶得到水氯镁石。
【详解】
(1)得到的晶体A主要是氯化钠;氯化钠的溶解度受温度影响变化较小,所以得到晶体A的方法是蒸发结晶,故答案为:蒸发;
(2)过滤可以将溶液和固体分离;所以操作Ⅰ的名称为过滤,故答案为:过滤;不溶于液体的固体和液体;
(3)本流程中分别采用条件1和条件2获得不同晶体,所依据是物质的溶解度,故答案为:b;
(4)钠离子用焰色反应进行检验;火焰呈黄色,要得到较高纯度的钾肥,利用钾盐和钠盐在水中不同温度时的溶解度不同而使它们相互分离,这种方法叫重结晶,故答案为:焰色反应;火焰呈黄色;重结晶;
(5)水氯镁石在高温的条件下反应,镁离子水解生成氢氧化镁,且产生的氯化氢不断挥发,使水解彻底,氢氧化镁灼烧后分解得到氧化镁,所以水氯镁石分解生成氧化镁、水和氯化氢,化学方程式为:MgCl2•xH2OMgO+2HCl+(x-1)H2O;结晶水的测定实验步骤为:
①称量:称量坩埚质量;再称坩埚和晶体样品的总质量;
②加热灼烧:使晶体MgCl2•xH2O完全转化为MgO为止;
③冷却:将坩埚放在干燥器里冷却;
④称量:称量坩埚和MgO的总质量;
⑤重复②③④操作,若再次称量的坩埚和MgO的总质量与第一次的差小于0.1g,则实验成功;若大于0.1g,必须再重复②③④操作,也叫做恒重操作,直至两次的差小于0.1g为止,取平均值,故答案为:坩埚和样品;冷却;恒重;MgO;2HCl;(x-1)H2O。【解析】①.蒸发②.过滤③.不溶于液体的固体和液体④.b⑤.焰色反应⑥.火焰呈黄色⑦.重结晶法⑧.坩埚和样品⑨.冷却⑩.恒重⑪.MgO⑫.2HCl⑬.(x-1)H2O六、结构与性质(共4题,共24分)26、略
【分析】【详解】
I.(1)基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是洪特规则,N2F2分子结构式为F-N=N-F,分子中N原子含有1对孤对电子,N原子的杂化方式是sp2杂化,lmolN2F2含有3molσ键,即3NA或1.806×1024个σ键;
(2)Si3N4晶体中Si原子周围有4
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