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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年华师大新版拓展型课程化学下册阶段测试试卷346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9题,共18分)1、2023年4月20日,SpaceX的巨无霸航天器“星舰”在美国得克萨斯州的星基地进行了试飞。下列关于“星舰”说法不正确的是A.“星舰”采用不锈钢外壳,不锈钢密度比铝合金大B.“星舰”舰体外的烧蚀层可采用耐高温材料C.“星舰”及助推器都实现了重复使用,从而大大降低发射成本D.“星舰”采用的猛禽发动机以液氧和甲烷为燃料,比使用与偏二甲肼为燃料环保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、海藻中含有丰富的碘元素。如图是实验室模拟从海藻里提取碘的流程的一部分;下列判断错误的是。
已知:四氯化碳沸点76.8℃;碘的沸点184.4℃,在45℃左右开始升华。A.操作1是振荡、静置、分液,从上口倒出的液体是分散系1B.加入“45%H2SO4溶液”发生的反应为:IO+5I-+6H+=3I2+3H2OC.分散系2是含碘的悬浊液,操作2是升华D.四氯化碳气化与碘单质升华时均需克服范德华力4、CaH2是重要的供氢剂;遇水或酸能引起燃烧。利用下列装置制备氢化钙固体(提供的实验仪器不得重复使用)。下列说法正确的是。
A.装置①在加入试剂前无需检查装置气密性B.仪器接口的连接顺序为a→c→b→f→g→d→eC.加热装置④之前必须检查气体的纯度D.装置③的主要作用是防止空气中的CO2、H2O(g)进入装置④中5、下列有关实验原理;现象、结论等均正确的是()
A.a图示装置,滴加乙醇试管中橙色溶液变为绿色,乙醇发生消去反应生成乙酸B.b图示装置,右边试管中产生气泡迅速,说明氯化铁的催化效果比二氧化锰好C.c图示装置,根据试管中收集到无色气体,验证铜与稀硝酸的反应产物是NOD.d图示装置,试管中先有白色沉淀、后有黑色沉淀,不能验证Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)6、下列气体可用排水法收集的是A.NH3B.HClC.O2D.SO27、如图是模拟侯氏制碱法的部分装置。下列操作正确的是
A.b通入然后a通入c中放碱石灰B.a通入然后b通入广口瓶中析出C.a通入然后b通入c中放蘸稀硫酸的脱脂棉D.b通入然后a通入c中放蘸NaOH溶液的脱脂棉8、如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置,O2和H2O(g)的存在对该实验有较大影响。
下列说法不正确的是A.装稀硫酸仪器的名称是分液漏斗,II中洗气瓶内是碳酸氢钠溶液B.可以把装置I换成启普发生器C.实验开始时,必须先通一段时间X气体,再在III处加热D.当III处反应引发后,移走酒精灯,反应仍进行,说明该反应为放热反应9、一同学设计了两种由CuO→Cu的实验方案:
方案一:ZnH2Cu;
方案二:CuOCuSO4Cu。
大家认为方案二优于方案一,理由是:①节约能源;②Cu产率高;③产品纯净;④操作安全。其中,评价正确的是()A.①②③B.①②④C.①③④D.②③评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)10、油气开采;石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢;需要回收处理并加以利用。
H2S热分解反应:2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,在1373K、100kPa反应条件下,对于n(H2S):n(Ar)分别为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合气,热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示。
(1)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡转化率___________,理由是___________
(2)n(H2S):n(Ar)=1:9对应图中曲线___________,计算其在0~0.1s之间,H2S分压的平均变化率为___________kPa·s-1。11、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_______。
12、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)。13、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_______________________________________________;14、根据所学知识回答下列问题。
(1)0.1mol•L-1的NaHCO3溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为__。
(2)已知:常温时,H2R的电离平衡常数Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,则0.1mol•L-1的NaHR溶液显__(填“酸”;“中”或“碱”)性。
(3)实验室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作为__,若将AlCl3溶液蒸干并灼烧至恒重;得到的物质为___(填化学式)。
(4)25℃时,将足量氯化银分别放入下列4种溶液中,充分搅拌后,银离子浓度由大到小的顺序是___(填标号);③中银离子的浓度为_____mol•L-1。(氯化银的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol•L-1盐酸②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液④100mL蒸馏水评卷人得分三、实验题(共6题,共12分)15、实验室部分装置如下图所示;请回答下列问题:
(1)写出图中带有标号仪器的名称:a_____,b____。
(2)实验室若用装置B制取氧气,则发生反应的文字表达式为_____;若用装置A制取氧气,则发生反应的文字表达式为______,该装置中试管口略向下倾斜的原因是____。
(3)若用装置F来收集氧气,则气体应该从_____(填“c”或“d”)端通入。16、检验甲醛含量的方法有很多,其中银-Ferrozine法灵敏度较高。测定原理为甲醛与银氨溶液反应生成Ag,产生的Ag与Fe3+定量反应生成Fe2+,Fe2+与菲洛嗪(Ferrozine)形成有色配合物;通过测定吸光度计算出甲醛的含量。某学习小组类比此原理设计如图装置,测定新装修居室内空气中甲醛的含量(夹持装置略去)。
已知;甲醛和银氨溶液反应生成单质银和、氨气和碳酸铵,氮化镁与水反应放出NH3;毛细管内径不超过1mm。
回答下列问题:
(1)A装置中反应的化学方程式为_________,用饱和食盐水代替水制备NH3的原因是______。
(2)银氨溶液的制备。关闭K1、K2,打开K3,打开_________,使饱和食盐水慢慢滴入圆底烧瓶中,当观察到B中_________,停止通入NH3。
(3)甲醛与银氨溶液反应的化学方程式为_______________________。
(4)室内空气中甲醛含量的测定。
①用热水浴加热B,打开K1,将滑动隔板慢慢由最右端抽到最左端,吸入1L室内空气,关闭K1;后续操作是_____;再重复上述操作3次。毛细管的作用是______________。
②向上述B中充分反应后的溶液中加入稀硫酸调节溶液pH=l,再加入足量Fe2(SO4)3溶液,充分反应后立即加入菲洛嗪,Fe2+与菲洛嗪形成有色物质,在562nm处测定吸光度,测得生成1.12mgFe2+,空气中甲醛的含量为_________mg·L-1。17、某兴趣小组设计实验探究SO2与新制Cu(OH)2悬浊液反应的产物。
按图连接好装置(夹持装置省略),打开磁搅拌器,先往20mL1.00mol·L−1的CuCl2溶液中加入20mL2.00mol·L−1的NaOH溶液,再通入一定量SO2;三口烧瓶中生成大量白色沉淀X。
回答下列问题:
(1)以亚硫酸钠和浓硫酸为原料制取SO2,虚框中应选用_______(填“A”或“B”)装置,通入SO2过程中不断搅拌的目的是______。
(2)仪器a的名称为______,烧杯中发生反应的离子方程式为______。
(3)据SO2是酸性氧化物,推测X可能为______。取少量X加入稀硫酸进行验证,观察到______;说明该推测错误。
(4)据SO2的还原性;推测X可能为CuCl,做如下验证实验。
①取少量的X,加过量的氨水溶解,露置于空气中迅速得到深蓝色溶液,其中阳离子的化学式为______。
②向深蓝色溶液中先加入过量的______,再滴加______溶液;产生白色沉淀。
③生成X的离子方程式为______。18、某小组同学为了获取在Fe(OH)2制备过程中;沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据,用图1所示装置进行了如下实验(夹持装置已略去,气密性已检验)。
(进行实验)
实验步骤:Ⅰ.向瓶中加入饱和FeSO4溶液;按图1所示连接装置;
Ⅱ.打开磁力搅拌器;立即加入10%NaOH溶液;
Ⅲ.采集瓶内空气中O2含量和溶液中O2含量(DO)的数据。
实验现象:生成白色絮状沉淀;白色沉淀迅速变为灰绿色,一段时间后部分变为红褐色。
实验数据:
(解释与结论)
(1)搅拌的目的是____。
(2)生成白色沉淀的离子方程式是____。
(3)红褐色沉淀是____。
(4)通过上述实验,可得到“在Fe(OH)2制备过程中,沉淀颜色改变与氧气有关”的结论,其实验证据是____。19、过氧乙酸(CH3COOOH)是一种常用的消毒剂,易溶于水、易挥发、见光或受热易分解。其制备原理为:H2O2+CH3COOHCH3COOOH+H2O△H<0;同时利用乙酸丁酯与水形成共沸物(沸点90.7℃)及时分离出水,以提高产率。实验装置如图。
(1)过氧乙酸保存时应注意_________________(填标号)。
A.避光B.低温C.密闭D.隔绝空气。
(2)仪器a的名称为____________,其中盛放的试剂为_________________(填“乙酸”或“双氧水”)。
(3)为减少反应瓶中乙酸丁酯的损耗,反应开始前,在油水分离器中应进行的操作是________________________________________。
(4)反应体系采用减压的目的是_____________________。
(5)过氧乙酸(含有少量H2O2杂质)的含量测定流程如图。
①过氧乙酸被Fe2+还原,还原产物之一为乙酸,其离子方程式为________________。
②若样品体积为V0mL,加入c1mol•L-1FeSO4溶液V1mL,消耗c2mol•L-1K2Cr2O7溶液V2mL。则过氧乙酸含量为_________________g·L-l。20、甘氨酸亚铁是一种补铁强化剂。实验室利用与甘氨酸制备甘氨酸亚铁;实验装置如下图所示(夹持和加热仪器已省略)。
查阅资料:
①甘氨酸易溶于水;微溶于乙醇;甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇。
②柠檬酸易溶于水和乙醇;具有较强的还原性和酸性。
实验过程:
I.装置C中盛有17.4g和200mL1.0mol·L-1甘氨酸溶液。实验时;先打开仪器a的活塞,待装置c中空气排净后,加热并不断搅拌;然后向三颈瓶中滴加柠檬酸溶液。
Ⅱ.反应结束后过滤;将滤液进行蒸发浓缩;加入无水乙醇,过滤;洗涤并干燥。
(1)仪器a的名称是________;与a相比,仪器b的优点是________。
(2)装置B中盛有的试剂是:_______;装置D的作用是________。
(3)向溶液中加入溶液可制得该反应的离子方程式为________。
(4)过程I加入柠檬酸促进溶解并调节溶液pH;溶液pH与甘氨酸亚铁产率的关系如图所示。
①pH过低或过高均导致产率下降,pH过高导致产率下降其原因是________;
②柠檬酸的作用还有________。
(5)过程II中加入无水乙醇的目的是________。
(6)本实验制得15.3g甘氨酸亚铁,则其产率是_______%。评卷人得分四、原理综合题(共1题,共6分)21、以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示:
硼镁泥的主要成分如下表:。MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl2O3B2O330%~40%20%~25%5%~15%2%~3%1%~2%1%~2%
回答下列问题:
(1)“酸解”时应该加入的酸是_______,“滤渣1”中主要含有_________(写化学式)。
(2)“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是________、_______。
(3)判断“除杂”基本完成的检验方法是____________。
(4)分离滤渣3应趁热过滤的原因是___________。评卷人得分五、计算题(共3题,共30分)22、(1)若t=25℃时,Kw=___________,若t=100℃时,Kw=1.0×10-12,则100℃时0.05mol•L-1Ba(OH)2溶液的pH=___________。
(2)已知25℃时,0.1L0.1mol•L-1的Na2A溶液的pH=11,用离子方程式表示其原因为___________。
(3)pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH___________NaOH溶液的pH(填“>”“=”或“<”)。
(4)室温下,pH=2的H2SO4溶液、pH=12的NaOH溶液、pH=12的Na2CO3溶液,水电离出的c(H+)之比为___________。
(5)相同物质的量浓度的①NH4HSO4、②NH4HCO3、③NH4Cl三种溶液,pH值从大到小的顺序为___________(用数字标号填空,下同);相同温度下,NH浓度相等的上述三种溶液,物质的量浓度从大到小的顺序为___________。
(6)含有Cr2O的废水毒性较大。某工厂酸性废水中含5.0×10-3mol•L-1的Cr2O可先向废水中加入绿矾(FeSO4·7H2O);搅拌后撒入生石灰处理。
①写出加入绿矾的离子方程式___________。
②若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=4.0×10-13mol•L-1,则残留的Cr3+的浓度_______________mol•L-1(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-33)。23、制备氮化镁的装置示意图:
回答下列问题:
(1)填写下列仪器名称:的名称是_________。
(2)写出中和反应制备氮气的离子反应方程式__________。
(3)的作用是_____,是否可以把和的位置对调并说明理由_________。
(4)写出中发生反应的化学方程式___________。
(5)请用化学方法检验产物中是否含有未反应的镁,写出实验操作、现象、结论_________。24、某研究性学习小组类比镁在二氧化碳中的燃烧反应,认为钠和二氧化碳也可以发生反应,他们对钠在CO2气体中燃烧进行了下列实验:
(1)若用下图装置制备CO2,则发生装置中反应的离子方程式为_________。
(2)将制得的CO2净化、干燥后由a口缓缓通入下图装置,待装置中的空气排净后点燃酒精灯,观察到玻璃直管中的钠燃烧,火焰为黄色。待冷却后,管壁附有黑色颗粒和白色物质。
①能说明装置中空气已经排净的现象是_________。
②若未排尽空气就开始加热,则可能发生的化学反应方程式主要为_________。
(3)若钠着火,可以选用的灭火物质是_________。
A.水B.泡沫灭火剂C.干沙土D.二氧化碳。
(4)该小组同学对管壁的白色物质的成分进行讨论并提出假设:
Ⅰ.白色物质可能是Na2O;Ⅱ.白色物质可能是Na2CO3;Ⅲ.白色物质还可能是_________。
(5)为确定该白色物质的成分,该小组进行了如下实验:。实验步骤实验现象①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加过量的CaCl2溶液出现白色沉淀②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液无明显现象
①通过对上述实验的分析,你认为上述三个假设中,___成立(填序号)。
②由实验得出:钠在CO2中燃烧的化学方程式为_____;每生成1mol氧化产物,转移的电子数为____。
(6)在实验(2)中还可能产生另一种尾气,该气体为________;处理该尾气的方法为_____。评卷人得分六、结构与性质(共4题,共24分)25、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)。26、超细铜粉主要应用于导电材料;催化剂等领域中。超细铜粉的某制备方法如下:
(1)Cu2+的价电子排布式为____。
(2)下列关于[Cu(NH3)4]SO4的说法中,正确的有____。(填字母序号)
A.[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键;极性键和配位键。
B.[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中第一电离能最大的是氧元素。
C.[Cu(NH3)4]SO4的外界离子的空间构型为正四面体。
(3)SO32-离子中S原子的杂化方式为____,SO32-离子的空间构型为____。
(4)与SO3互为等电子体的一种分子的分子式是____
(5)下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,由此可确定该氧化物的化学式为______。
27、铈外围电子排布(n-2)f1(n-1)d1ns2是原子序数为58的一种最早有实际用途的稀土元素;铈及其化合物的用途十分广泛。
(1)铈在元素周期表中的位置是_____;属于_____区元素。
(2)硝酸铈铵Ce(NH4)2(NO3)6中,N的杂化方式为_____;Ce、C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为_____。
(3)已知CeX3的熔点为CeF3:1460℃、CeCl3:848℃、CeBr3:732℃、CeI3:760℃,依F、Cl、Br、I顺序,从CeX3中化学键的离子性和共价性说明熔点的变化原因:______________________________________。
(4)铈的一种氧化物具有独特的晶体结构和较高的储存和释放氧的能力;可形成氧空位,具有催化氧化性能,有着十分广阔的应用开发前景,其晶体结构如图所示:
这种铈的氧化物的化学式为_____;晶胞中氧离子的配位数为_____。28、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9题,共18分)1、B【分析】【详解】
A.不锈钢是密度比铝合金大的铁合金;故A正确;
B.烧蚀层应采用熔沸点低易挥发的物质;不能采用耐高温材料,故B错误;
C.航天器和助推器的重复使用可以大大降低发射成本;有利于提高航天器的商业化利润,故C正确;
D.与发动机以有毒的二氧化氮与偏二甲肼为燃料相比;使用液氧和甲烷为燃料对环境污染相对比较小,更环保,故D正确;
故选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】【分析】
由流程可知,在碘的四氯化碳溶液加入浓NaOH溶液,发生的反应为操作1是振荡、静置、分液,分液得到含有NaI、NaIO3的溶液,即分散系1为含有NaI、NaIO3的溶液,再加入45%稀硫酸酸化溶液,发生的反应为即分散系2为含有I2的悬浊液;过滤得到粗碘,据此分析解答。
【详解】
A.在碘的四氯化碳溶液加入浓NaOH溶液,发生反应生成NaI、NaIO3,CCl4不溶于水,为了使反应充分完全应振荡,再静置得到含有NaI、NaIO3的水层和CCl4的有机层,CCl4密度大,应从分液漏斗下口放出,含有NaI、NaIO3的水层应从分液漏斗上口倒出,即从上口倒出的液体是分散系1,故A正确;
B.分散系1中含有NaI、NaIO3,加入45%稀硫酸酸化溶液时发生歧化反应生成I2,离子方程式为故B正确;
C.分散系2是含碘单质的悬浊液,应该用过滤操作分离得到粗碘固体,故C错误;
D.四氯化碳与碘都是分子晶体,发生物理变化时需要克服分子间作用力,即四氯化碳气化和碘单质升华时均需克服范德华力,故D正确;
故答案选C。
【点睛】
本题考查海带中提碘实验,把握物质的性质、流程中发生的反应、混合物分离提纯为解答的关键,侧重分析能力与实验能力的考查,注意掌握分液操作,题目难度中等。4、C【分析】【分析】
【详解】
A.装置①为启普发生器;在加入试剂前应先检查装置气密性,然后再加入药品,A错误;
B.由装置①制取氢气,由于盐酸具有挥发性,故氢气中混有HCl和水蒸气,氢气由导管a口通入到装置③中除去HCl和水蒸气,再将纯净、干燥的H2通入装置④中与Ca在加热时反应产生CaH2;为防止空气中的H2O(g)进入装置④中,导致CaH2因吸收水蒸气而变质,最后要通过盛浓硫酸的洗气瓶,故装置接口连接顺序为a→d→e→f(或g)→g(或f)→b→c;B错误;
C.为防止Ca与空气中成分反应,加热前需先通入氢气排尽装置中的空气,H2是可燃性气体,为防止H2、O2混合气体点燃爆炸;加热装置④之前必须检查气体的纯度确认空气是否排尽,C正确;
D.装置③的主要作用是除去氢气中混有的HCl和水蒸气;D错误;
故合理选项是C。5、D【分析】【分析】
【详解】
A、乙醇具有还原性,能被重铬酸钾氧化为乙酸,不发生消去反应,选项A错误;B、双氧水的浓度应相同,浓度影响反应速率,无法比较,选项B错误;C、因为红棕色的二氧化氮可与水反应生成无色的NO,故根据排水集气法收集的无色气体不能证明铜与稀硝酸反应生成NO,选项C错误;D、由于硝酸银过量,故沉淀中既有氯化银又有硫化银,不能据此比较氯化银、硫化银溶度积的大小,选项D正确。答案选D。6、C【分析】【详解】
A.NH3极易溶于水;用排水法不能收集到该气体,A不合题意;
B.HCl易溶于水;不能用排水法收集,B不合题意;
C.O2不易溶于水;可以用排水法收集,C符合题意;
D.SO2易溶于水;与水反应生成亚硫酸,不能用排水法收集,D不合题意。
故选C。7、C【分析】【详解】
“侯氏制碱法”制取的原理是在饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳,而得到在这一实验过程中,由于在水中的溶解度较小,而的溶解度较大,为防止倒吸,b管通a管通所以要在食盐水先通然后再通否则通入后会从水中逸出,等再通时溶液中的量就很少了,这样得到的产品也很少;在这个实验中的尾气主要是和其中对环境影响较大,要吸收,而是碱性气体;所以在C装置中要装酸性物质;
A;C装置中要装酸性物质;故A错误;
B、广口瓶中析出的是NaHCO3;故B错误;
C、a通入然后b通入c中放蘸稀硫酸的脱脂棉,吸收NH3;故C正确;
D;c中放蘸稀硫酸的脱脂棉;故D错误;
故选C。8、A【分析】【分析】
【详解】
A.装稀硫酸仪器的名称是分液漏斗,Mg与SiO2反应的实验装置,O2和H2O(g)的存在对该实验有较大影响;因此II中洗气瓶内液体作用是干燥气体,应盛放浓硫酸,故A错误;
B.I是实验室制氢气;可以把装置I换成启普发生器,可以达到随开随用,随关随停,故B正确;
C.实验开始时,必须先通一段时间X气体,排除装置内的空气,以免镁和氧气反应,再在III处加热,Mg与SiO2反应;故C正确;
D.当III处反应引发后;移走酒精灯,反应仍进行,说明该反应为放热反应,故D正确。
综上所述,答案为A。9、B【分析】【分析】
方案一:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,H2+CuO=Cu+H2O,反应需加热,且H2还原CuO时需先通H2排出空气,否则易爆炸,反应结束后还需通入H2至生成的Cu冷却;否则Cu又易被氧化;
方案二:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu;耗原料少;操作安全,产率高,但Cu中易混有Zn,以此来解答。
【详解】
方案一中发生Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑、H2+CuO=Cu+H2O,反应需加热,且H2还原CuO时需先通H2排出空气,否则易爆炸,反应结束后还需通入H2至生成的Cu冷却;否则Cu又易被氧化,而方案二消耗原料少,操作安全,产率高,则方案二优于方案一,理由是:①节约能源;②Cu产率高、④操作安全;
故选:B。二、填空题(共5题,共10分)10、略
【分析】【分析】
2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,该反应正方向为体积增大的反应,降低压强,平衡会向正反应方向移动;则对于n(H2S):n(Ar)为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合气在图中对应的曲线分别是a、b;c、d、e。
【详解】
(1)由于正反应是体积增大的可逆反应,n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,相当于降低压强,平衡向正反应方向移动,因此H2S平衡转化率越高;
(2)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡转化率越高,所以n(H2S):n(Ar)=1:9对应的曲线是d;根据图像可知n(H2S):n(Ar)=1:9反应进行到0.1s时H2S转化率为0.24;假设在该条件下;硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和9mol,则根据三段式可知:
此时H2S的压强为≈7.51kPa,H2S的起始压强为10kPa,所以H2S分压的平均变化率为=24.9kPa·s-1。【解析】(1)越高n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,平衡向正反应方向进行,H2S平衡转化率越高。
(2)d24.911、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)12、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13、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-14、略
【分析】【详解】
(1)NaHCO3在水溶液中发生电离:NaHCO3=Na++电离产生是会发生电离作用:H++也会发生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。发生电离、水解作用都会消耗离子导致c(Na+)>c();电离产生H+使溶液显酸性;水解产生OH-,使溶液显碱性。由于其水解作用大于电离作用,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,主要以盐电离产生的离子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除会电离产生,还有H2O电离产生,而只有电离产生,故离子浓度:c(H+)>c(),因此该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol•L-1的NaHR溶液中,存在HR-的电离作用:HR-R2-+H+,电离产生H+使溶液显酸性,同时也存在着水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解产生OH-,使溶液显碱性,其平衡常数Kh=<Ka2=5.60×10-8,说明HR-的电离作用大于水解作用;因此NaHR溶液显酸性;
(3)AlCl3是强酸弱碱盐,在溶液中会发生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,导致溶液变浑浊,由于水解产生HCl,因此根据平衡移动原理,若用固体配制溶液时,将其溶解在一定量的浓盐酸中,增加了H+的浓度,就可以抑制盐的水解,然后再加水稀释,就可以得到澄清溶液;若将AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向进行直至水解完全,HCl挥发逸出,得到的固体是Al(OH)3,然后将固体灼烧至恒重,Al(OH)3分解产生Al2O3和H2O,最后得到的固体是Al2O3;
(4)氯化银在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都会抑制物质的溶解,溶液中Ag+、Cl-浓度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol•L-1盐酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸馏水中不含Cl-、Ag+;对氯化银在水中溶解无抑制作用。
它们抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,该溶液中含有的c(Ag+)最大;则这四种液体物质中银离子浓度由大到小的顺序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,则该溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L。【解析】c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸将AlCl3(s)溶解在较浓的盐酸中,然后加水稀释Al2O3②>④>①>③6.0×10-10三、实验题(共6题,共12分)15、略
【分析】【分析】
实验室制氧气反应原理,用文字表达式可以是:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气或按反应物的状态和反应条件选择合理的气体发生装置;并按氧气不易溶于水、密度比空气大,选择合理的气体收集装置,据此回答;
【详解】
(1)根据仪器形状可知,a是集气瓶;b是试管;
(2)实验室制备氧气有多种方法,选用的装置是B时,利用的是双氧水和二氧化锰在常温下制取氧气,双氧水在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,故反应的文字表达式是:若选用发生装置A,则可以用高锰酸钾制取氧气,需要在加热的条件下、反应的文字表达式为:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气,装置中,试管口应塞上棉花,目的是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管;试管口还应略向下倾斜,其目的防止冷凝水回流到热的试管底部炸裂试管,也可以用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法制氧气,因为在加热及二氧化锰催化作用下,氯酸钾发生了分解产生了氧气,文字表达式为:
(3)若用F装置收集氧气;由于氧气密度比空气大则可以用向上排空气法收集,故氧气从c入空气从d出。
【点睛】
本题考查的是实验室中常见气体的制取,根据反应物的状态和反应条件选择发生装置,根据气体的密度和溶解性选择收集方法,根据反应原理书写反应的方程式,掌握实验室中常见气体的制取、收集是解答关键。【解析】集气瓶试管高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气或防止冷凝水回流到热的试管底部使试管炸裂c16、略
【分析】【分析】
在仪器A中Mg3N2与H2O反应产生Mg(OH)2和NH3,NH3通入到AgNO3溶液中首先反应产生AgOH白色沉淀,后当氨气过量时,反应产生Ag(NH3)2OH,然后向溶液中通入甲醛,水浴加热,发生银镜反应产生单质Ag和CO2气体,产生的Ag与加入的Fe3+定量反应生成Fe2+,Fe2+与菲洛嗪形成有色物质,在562nm处测定吸光度,测得生成Fe2+1.12mg;据此结合反应过程中电子守恒,可计算室内空气中甲醛含量。
【详解】
(1)Mg3N2与水发生盐的双水解反应产生Mg(OH)2和NH3,反应方程式为:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑;用饱和食盐水代替水;单位体积溶液中水的含量降低,可减缓生成氨气的速率;
(2)银氨溶液的制备:关闭K1、K2,打开K3,打开分液漏斗的活塞与旋塞,使饱和食盐水慢慢滴入圆底烧瓶中,首先发生反应:Ag++NH3+H2O=AgOH↓+NH后又发生反应:AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O,当观察到B中白色沉淀恰好完全溶解时,就得到了银氨溶液,此时关闭K3和分液漏斗旋塞;
(3)装置C中可滑动滑板将空气有毛细管进入到装置B中,毛细管的内径不超过可充分与银氨溶液反应;目的为减小气体的通入速率,使空气中的甲醛气体被完全吸收;
甲醛的结构简式为则B中甲醛和银氨溶液反应方程式为:
(4)①用热水浴加热B,打开K1,将滑动隔板慢慢由最右端抽到最左端,吸入1L室内空气,关闭K1;后续操作是打开K2,缓慢推动滑动隔板,将气体全部推出,再关闭K2;再重复上述操作3次。毛细管的作用是减小气体的通入速率;使空气中的甲醛气体被完全吸收;
②甲醛和银氨溶液加热反应生成银,银具有还原性,被Fe3+氧化,结合甲醛被氧化为CO2,氢氧化二氨合银被还原为银,甲醛中碳元素化合价0价变化为+4价,银+1价变化为0价,生成的银又被铁离子氧化,铁离子被还原为亚铁离子,生成亚铁离子1.12mg,物质的量n(Fe)====2×10-5mol,根据氧化还原反应电子守恒计算,设消耗甲醛物质的量为xmol,则4x=2×10-5mol×1,x=5×10-6mol,因此实验进行了4次操作,所以测得1L空气中甲醛的含量为1.25×10-6mol,空气中甲醛的含量为1.25×10-6mol×30g/mol×103mg/g=0.0375mg/L。【解析】(1)Mg4N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑饱和食盐水可减缓生成氨的速率。
(2)分液漏斗的塞子与旋塞沉淀恰好完全溶解时。
(3)HCHO+4Ag(NH5)2OH(NH4)2CO3+6NH3+4Ag↓+2H2O
(4)打开K2,缓慢推动滑动隔板,将气体全部推出,再关闭K2减小气体的流动速率,使空气中的甲醛气体被完全吸收0.037517、略
【分析】【分析】
亚硫酸钠和浓硫酸为固液不加热型,据此选择装置;CuCl2溶液和NaOH溶液在三口烧瓶中生成Cu(OH)2悬浊液,给新制Cu(OH)2中通入SO2并不断搅拌是为了加快反应速率,三口烧瓶中生成大量白色沉淀X,据SO2是酸性氧化物,推测X可能为亚硫酸盐;据SO2的还原性;推测X可能为CuCl。仪器a为球形干燥管,用作尾气吸收防倒吸,据此分析解答。
【详解】
(1)是可溶性固体,选用A装置不能控制反应速率,不能做到“随开随用”;通入SO2并不断搅拌是为了使反应物充分接触;加快反应速率;故答案为:B;加快反应速率;
(2)由装置图可知仪器a是球形干燥管,用来做SO2尾气吸收的防倒吸装置,发生反应离子方程式为:SO2+2OH-=+H2O。故答案为:球形干燥管;SO2+2OH-=+H2O;
(3)据SO2是酸性氧化物;推测X可能为亚硫酸盐,取少量X加入稀硫酸进行验证,观察到无气体产生,说明推测错误。故答案为:亚硫酸盐;无气体产生;
(4)①CuCl加过量的氨水溶解,可形成无色配合物离子露置于空气中被氧化得到蓝色的故答案为:
②向深蓝色溶液中先加入过量的稀HNO3,调节溶液显酸性,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀AgCl,证明X中含有Cl-;故答案为:稀HNO3;AgNO3;
③实验中由Cu(OH)2与SO2发生氧化还原反应生成CuCl,反映的的离子方程式为:2Cu(OH)2+2Cl-+SO2=2CuCl↓++2H2O;故答案为:2Cu(OH)2+2Cl-+SO2=2CuCl↓++2H2O。【解析】B加快反应速率球形干燥管SO2+2OH-=+H2O亚硫酸盐无气体产生稀HNO3AgNO32Cu(OH)2+2Cl-+SO2=2CuCl↓++2H2O18、略
【分析】【分析】
(1)搅拌可使混合物充分混合;使沉淀与氧气充分接触。
(2)硫酸亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠。
(3)Fe(OH)2与空气中的氧气反应生成氢氧化铁。
(4)根据图像中的信息进行推理。
【详解】
(1)向饱和FeSO4溶液中加入NaOH溶液时;生成氢氧化亚铁,搅拌可使混合物充分混合,使沉淀与氧气充分接触。
(2)硫酸亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠,则白色沉淀是Fe(OH)2,离子方程式是Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓。
(3)Fe(OH)2与空气中的氧气反应生成氢氧化铁,则红褐色的沉淀为Fe(OH)3。
(4)根据题图2和题图3可以知道,瓶内空气中、溶液中O2含量均降低,沉淀颜色发生改变,说明O2参与反应。【解析】使沉淀与氧气充分接触Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓Fe(OH)3瓶内空气中、溶液中O2含量均降低,沉淀颜色改变19、略
【分析】【分析】
乙酸和过氧化氢在反应瓶中反应生成过氧乙酸和水;利用水和乙酸丁酯的沸点相近形成共沸物带出水,使反应右移,提高产率。产生的水蒸气和乙酸丁酯蒸汽在蛇形冷凝管冷凝成液态,水和乙酸丁酯不相溶,且水的密度大在下层,上层乙酸丁酯满了后回流反应瓶循环,提高乙酸丁酯的利用率。
【详解】
(1)过氧乙酸易溶于水;易挥发、见光或受热易分解;故应当避光、低温、密闭保存,故答案为:ABC;
(2)仪器a为恒压滴液漏斗;因双氧水易分解,用来盛放双氧水,需要时滴加双氧水,故答案为:恒压滴液漏斗;双氧水;
(3)反应开始前;在油水分离器中加满乙酸丁酯,这样乙酸丁酯可快速回流反应瓶,从而减少反应瓶中乙酸丁酯的损耗,故答案为:在油水分离器中加满乙酸丁酯;
(4)产物过氧乙酸受热易分解;减压可以降低共沸物的沸点,从而可人为降低反应瓶中温度,防止温度过高,过氧乙酸分解,故答案为:减压可以降低共沸物的沸点,防止温度过高,过氧乙酸分解;
(5)①高锰酸钾溶液为紫红色;过氧化氢没除尽之前,加高锰酸钾,高锰酸钾紫红色会褪去,若过氧化氢已除尽,再滴入高锰酸钾,溶液将变为紫红色,故答案为:当滴入最后一滴高锰酸钾溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色;
②Fe2+作还原剂,氧化产物为Fe3+,过氧乙酸为氧化剂,还原产物为乙酸,结合原子守恒、得失电子守恒可得离子方程式为:CH3COOOH+2Fe2++2H+=CH3COOH+2Fe3++H2O,故答案为:CH3COOOH+2Fe2++2H+=CH3COOH+2Fe3++H2O;
③Fe2+总物质的量=c1V1×10-3mol,n(K2Cr2O7)=c2V2×10-3mol。根据得失电子守恒有:K2Cr2O7~2Cr3+~6e-~6Fe2+~6Fe3+,即每1molK2Cr2O7与6molFe2+恰好完全反应,所以,与c2V2×10-3molK2Cr2O7反应的Fe2+的物质的量=6c2V2×10-3mol,那么,与过氧乙酸反应的Fe2+的物质的量=c1V1×10-3mol-6c2V2×10-3mol,根据CH3COOOH+2Fe2++2H+=CH3COOH+2Fe3++H2O可得:CH3COOOH的物质的量=CH3COOOH的质量=×76g/mol=则过氧乙酸含量==g·L-l,故答案为:
【点睛】
(5)③与过氧乙酸反应的Fe2+的物质的量+与重铬酸钾反应的Fe2+的物质的量=Fe2+的总物质的量。【解析】ABC恒压滴液漏斗双氧水在油水分离器中加满乙酸丁酯减压可以降低共沸物的沸点,防止温度过高,过氧乙酸分解CH3COOOH+2Fe2++2H+=CH3COOH+2Fe3++H2O20、略
【分析】【分析】
(1)a为分液漏斗,b中软管可平衡气压;
(2)B中饱和碳酸氢钠溶液可除去HCl;C中应防止亚铁被氧化;
(3)溶液中加入溶液可制得和二氧化碳;水;
(4)①pH过低,H+与NH2CH2COOH反应生成NH3+CH2COOH;pH过高,Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2沉淀。
②结合信息可知,合成过程加入柠檬酸的作用是促进FeCO3溶解和防止Fe2+被氧化;柠檬酸具有还原性;
(5)甘氨酸亚铁难溶于乙醇;
(6)17.4g即0.15molFeCO3和200mL1.0mol·L-1甘氨酸反应;理论上生成甘氨酸亚铁0.1mol,本实验制得15.3g甘氨酸亚铁。
【详解】
(1)仪器a的名称是分液漏斗;与a相比,仪器b的优点是是平衡气压;使液体顺利流下。
(2)装置B中盛有的试剂是:饱和NaHCO3溶液;装置D的作用是防止空气进入C中(从而防止Fe2+被氧化)。
(3)向溶液中加入溶液可制得和二氧化碳、水,该反应的离子方程式为Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(4)①pH过低或过高均导致产率下降,pH过高导致产率下降其原因是pH过低,H+与NH2CH2COOH反应生成NH3+CH2COOH;pH过高,Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2沉淀,Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓;
②结合信息可知,合成过程加入柠檬酸的作用是促进FeCO3溶解和防止Fe2+被氧化。
(5)过程II中加入无水乙醇的目的是过程Ⅱ中加入无水乙醇的目的是降低甘氨酸亚铁的溶液度;使其结晶析出。
(6)17.4g即0.15molFeCO3和200mL1.0mol·L-1甘氨酸反应,理论上生成甘氨酸亚铁0.1mol,本实验制得15.3g甘氨酸亚铁,其产率是×100%=75%。
【点睛】
本题考查物质的制备实验,把握物质的性质、习题中的信息、制备原理、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,易错点(3)向溶液中加入溶液可制得和二氧化碳、水,复分解反应强于水解,注意题中信息,结合元素化合物知识的应用。【解析】分液漏斗平衡压强、便于液体顺利流下饱和NaHCO3溶液检验装置内空气是否排净,防止空气进入装置C中Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2OpH过低,H+与NH2CH2COOH反应生成NH3+CH2COOH;pH过高,Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2沉淀防止Fe2+被氧化降低甘氨酸亚铁的溶解度,使其结晶析出75四、原理综合题(共1题,共6分)21、略
【分析】【详解】
(1)流程制备的是MgSO4·7H2O,为了不引入杂质,因此所用的酸是硫酸,化学式为H2SO4;根据硼镁泥的成分,SiO2不与硫酸反应,因此滤渣1为SiO2;(2)硼镁泥中含有FeO,与硫酸反应后生成FeSO4,次氯酸钙具有强氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,氧化镁的作用是调节pH,使Al3+和Fe3+以氢氧化物形式沉淀出来,除去Fe3+和Al3+;(3)除杂是除去的Fe3+和Al3+,因此验证Fe3+就行,方法是取滤液将其酸化后滴加KSCN溶液,若溶液未变红,则说明除杂完全;(4)防止MgSO4·7H2O结晶析出。【解析】①.H2SO4②.SiO2③.将Fe2+氧化为Fe3+④.调节溶液pH,使Fe3+、Al3+以氢氧化物的形式沉淀除去⑤.取滤液将其酸化后滴加KSCN溶液,若溶液未变红,则说明除杂完全⑥.防止MgSO4·7H2O结晶析出五、计算题(共3题,共30分)22、略
【分析】【详解】
(1)水是弱电解质,存在电离平衡:H2OH++OH-,在室温25℃时,Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14;
若t=100℃时,Kw=1.0×10-12,100℃时0.05mol•L-1Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05mol/L×2=0.10mol/L,则该温度下c(H+)==10-11mol/L;故该溶液的pH=11;
(2)25℃时,0.1L0.1mol•L-1的Na2A溶液的pH=11,溶液显碱性,是由于该盐是强碱弱酸盐,在溶液中A2-发生水解反应,消耗水电离产生的H+,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),用离子方程式表示为A2-+H2O⇌HA-+OH-;
(3)pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度,由于CH3COONa是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解使溶液显碱性,升高温度,盐水解程度增大,溶液的碱性增强,所以CH3COONa溶液的pH增大,而NaOH溶液的pH变化比较小,所以分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH>NaOH溶液的pH;
(4)室温下,pH=2的H2SO4溶液中水电离产生的H+的浓度c(H+)=10-12mol/L;
pH=12的NaOH溶液溶液中水电离产生的H+的浓度c(H+)=10-12mol/L;
pH=12的Na2CO3溶液,水电离出的c(H+)=10-2mol/L,故三种溶液中水电离产生的c(H+)之比为10-12:10-12:10-2=1:1:1010;
(5)①NH4HSO4是强酸的酸式盐,电离产生H+使溶液显酸性;②NH4HCO3水解使溶液显碱性;③NH4Cl水解使溶液显酸性,碱性溶液的pH大于酸性溶液的pH,电离产生的H+浓度大于盐水解的酸性;所以三种溶液pH从大到小的顺序为:②>③>①;
三种溶液中都存在NH的水解作用,①NH4HSO4电离产生H+会抑制NH的水解作用,使c(NH)增大;②NH4HCO3溶液中水解会促进NH的水解作用,使溶液中c(NH)减小,故相同温度下,NH浓度相等的上述三种溶液;物质的量浓度从大到小的顺序为:②>③>①;
(6)①在酸性条件下,Cr2O将Fe2+氧化为Fe3+,Cr2O被还原为Cr3+,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得该反应的离子方程式:Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;
②若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=4.0×10-13mol•L-1,则由Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,可知c3(OH-)=结合Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-33,可知此时溶液中c(Cr3+)==6.0×10-8mol/L。【解析】1.0×10-1411A2-+H2O⇌HA-+OH->1:1:1010②>③>①②>③>①Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O6.0×10-823、略
【分析】【分析】
装置A中NaNO2和(NH4)2SO4发生反应(NH4)2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O生成氮气;从发生装置A出来的气体中可能伴有O2,会对后面实验的进行造成干扰,因此在E中反应发生前必须把O2除去,而硫酸亚铁中的Fe2+能够和氧气结合生成硫酸铁,进而除去O2;E中反应生成的氮化镁极易与水反应,因此在反应前必须把水除去(浓硫酸干燥);E中镁和氮气在加热条件发生反应N2+3MgMg3N2生成Mg3N2;B;F为缓冲瓶,起到防倒吸作用;G中硫酸亚铁可防止空气进入E。
【详解】
(1)根据图示可知;仪器a的名称是分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(2)NaNO2和(NH4)2SO4反应生成氮气,该反应为归中反应,反应的化学方程式为:(NH4)2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O,离子反应方程式:2NH4++2NO2-2N2↑+4H2O,故答案为:2NH4++2NO2-2N2↑+4H2O;
(3)从发生装置A出来的气体中可能伴有O2,会对后面实验的进行造成干扰,因此在E中反应发生前必须把O2除去,而硫酸亚铁中的Fe2+能够和氧气结合生成硫酸铁,进而除去O2;E中反应生成的氮化镁极易与水反应;因此在反应前必须把水除去(浓硫酸干燥);不能将C和D对调,对调后无法除去水蒸气,故答案为:除去氧气(及氮氧化物);除去水蒸气;不能,对调后无法除去水蒸气;
(4)E中镁和氮气在加热条件下反应生成氮化镁,化学方程式为:N2+3MgMg3N2,故答案为:N2+3MgMg3N2;
(5)由氮化镁和水反应的化学方程式可知;可以取少量产物于试管中,加入少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把湿润的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁,故答案为:取少量产物于试管中,加少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把润湿的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁。
【点睛】
本题涉及氮化镁的制备以及检验,明确实验原理、实验目的为解答关键,试题意在考查化学实验基本操作、常用化学仪器及使用方法以及化学物质的分析检验的能力。【解析】分液漏斗2NH4++2NO2-2N2↑+4H2O除去氧气(及氮氧化物);除去水蒸气;不能,对调后无法除去水蒸气N2+3MgMg3N2取少量产物于试管中,加少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把润湿的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁。24、略
【分析】【详解】
(1)该装置为固体和液体反应制备气体的发生装置,二氧化碳的制备用大理石和稀盐酸反应,其离子反应方程式为:↑;
(2)①二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;能说明装置中空气已经排净的现象是试管中的澄清石灰水变浑浊;
②若未排尽空气就开始加热,与空气中的氧气发生反应,生成过氧化钠,其化学反应方程式为:
(3)可以与氧气;二氧化碳、水发生反应;所以用干燥的沙土灭火;
(4)钠在二氧化碳中燃烧;该反应中只含钠元素;氧元素和碳元素,没有氢元素,所以可能会生成氧化钠或碳酸钠或二者的混合物;
(5)①碳酸钠能与氯化钙反应生成氯化钠和碳酸钙白色沉淀;氧化钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠不能与氯化钙溶液反应产生白色沉淀,且其水溶液显碱性,使酚酞溶液变红,Ⅰ;Ⅲ不成立,Ⅱ成立;
②根据实验现象以及实验分析,钠在中燃烧的化学方程式为:反应前后钠元素从0价变为+1,化合价升高,发生氧化反应,钠作还原剂,碳酸钠是氧化产物,每生成1mol氧化产物,转移的电子数为2NA;
(6)可与
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