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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年北师大版拓展型课程化学下册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围: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、若用AG表示溶液的酸度,AG的定义为室温下实验室中用0.01mol.L-1的氢氧化钠溶液滴定20.00mL0.01mol.L-1醋酸;滴定过程如图所示,下列叙述正确的是。
A.室温下,醋酸的电离常数约为10-5B.A点时加入氢氧化钠溶液的体积为20.00mLC.若B点为40mL,所得溶液中:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)D.滴定过程中一定存在:0.01mol/L+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)+c(CH3COOH)2、Haber提出的硝基苯转化为苯胺的两种反应途径如图所示。实验人员分别将、、与Na2S·9H2O在一定条件下反应5min,的产率分别为小于1%;大于99%,小于1%,下列说法正确的是。
A.硝基苯易溶水B.苯胺和苯酚类似,在水溶液中均显酸性C.该实验结果表明Na2S·9H2O参与反应时,优先选直接反应路径制备苯胺D.若该实验反应中的氧化产物为S,则由硝基苯生成1mmol苯胺,理论上消耗2molNa2S·9H2O3、如图是硫元素的“价-类”二维图;图中箭头表示物质之间的相互转化。下列有关说法错误的是。
A.c、f、g分别转化为d、e、h的反应都可以是化合反应B.a与c可以发生氧化还原反应,且氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2C.c与过氧化钠反应得到的产物是g和O2D.b存在于火山口附近或地壳的岩层中4、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5、实验室中某此气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是。选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A浓氨水CaONH3H2OB浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD浓硫酸木炭CO2NaOH溶液
A.AB.BC.CD.D6、用如图所示装置及药品进行实验,能达到对应实验目的的是。
A.图1:除去CO2气体中混有的HClB.图2:制备并收集SO2C.图3:加热熔融的纯碱固体D.图4:用海水制取蒸馏水7、下列实验装置与操作正确的是。
A.用图1所示装置分离四氯化碳和水B.用图2所示装置干燥氨气C.用图3所示装置做制取氯气的发生装置D.用图4所示装置验证物质的酸性:HCl>H2CO3>H2SiO3评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)8、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9、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=_______。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、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_______________________________________________;评卷人得分三、工业流程题(共6题,共12分)13、铝是一种重要金属:
(1)铝与NaOH溶液反应的化学方程式为:_________________。
(2)工业上用铝土矿(主要成分为A12O3,还有少量的Fe2O3;泥沙等杂质)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:
①I和II步骤中分离溶液和沉淀的操作是;_________________________;
②沉淀M中除含有泥沙外,一定还含有__________,固体N是__________;
③滤液X中,含铝元素的溶质的化学式为_________________,请写出向滤液X中通入过量CO2所发生反应的离子方程式____________________________;
④请写出实验室制取A1(OH)3的离子方程式:__________________________。14、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______。
15、将少量氯水加入到NaI溶液中”的学生实验产生了大量含碘废液。某研究小组用该含碘废液制备NaI固体,实验流程如下:
已知:反应②2I−+2Cu2++SO32−+H2O=2CuI↓+SO42−+2H+
回答下列问题:
(1)产生含碘废液的离子方程式为____________________________________。
(2)①中I2与Na2SO3溶液反应的离子方程为_________________________________。
(3)③中CuI发生了_____(填“氧化”或“还原”)反应,当有95.5gCuI参与反应,电子转移的数目为_______________,若还原产物只有NO2,写出该反应的化学方程式______________。
(4)化合物B中含两种元素,铁元素与另一种元素物质的量之比为3:8,则化合物B的化学式为____________。
(5)反应⑤中生成黑色固体和无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,黑色固体的俗称为磁性氧化铁,则⑤的化学方程式为_____________________________________________。16、H5IO6(正高碘酸)是用于光度法测定苯肼的试剂。工业上用NaIO3制备H5IO6的流程如图:
(1)“反应Ⅰ”可在如图所示的装置中进行。该反应生成不溶于水的Na2H3IO6的离子方程式为____。若要提高Cl2的利用率,可对装置进行改进的措施为___。
(2)反应Ⅱ生成不溶于水的黑色Ag5IO6,“滤液2”呈__(填“酸”“碱”或“中”)性。
(3)“无色气体”为__(填化学式)。
(4)工业上为降低成本,减少对环境的污染,整个流程需要控制加入Cl2和AgNO3的物质的量之比为n(Cl2)∶n(AgNO3)=__。
(5)H5IO6具有强氧化性,可将FeSO4氧化为H2FeO4,自身被还原为HIO3,该反应的化学方程式为___。17、某同学在实验室以α-呋喃甲醛()为原料制备α-呋喃甲醇()和α-呋喃甲酸();过程如下:
相关物质性质如下表:。物质α-呋喃甲醛α-呋喃甲醇α-呋喃甲酸乙醚常温性状无色或浅黄色液体无色透明液体白色针状固体无色透明液体熔、沸点/℃-36.5
161.7-31
171131
230-232-116.3
34.6相对分子量969811274溶解性微溶于水,易溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、苯溶于水、可混溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿水溶性:36g/L(20℃)微溶于水
回答下列问题:
(1)步骤①所用装置(夹持仪器已省略)如图,盛放NaOH溶液的仪器名称为_____________。
(2)步骤②中操作I是_____________,步骤③中操作II是_____________,操作II前需要向乙醚混合液中加入无水MgSO4,其目的是_________________________________________。
(3)向水层中加入浓盐酸,反应的化学方程式为_____________________________________。
(4)步骤④操作III包括_____________;过滤、洗涤、干燥。
(5)本实验呋喃甲酸的产率为_____________%(保留三位有效数字),进一步提纯α-呋喃甲酸,若重结晶时加入过多的蒸馏水,则会导致α-呋喃甲酸的产率_____________(填“偏低”“偏高”或“不影响”)。18、碘酸钾可用作食用盐的加碘剂,为无色或白色颗粒或粉末状结晶,加热至560℃开始分解,是一种较强的氧化剂,水溶液呈中性,溶解度在0℃时为4.74g,100℃时为32.3g。下图是利用过氧化氢氧化法制备碘酸钾的工业流程:
(1)步骤①需控制温度在70℃左右,不能太高,可能的原因是_______;不能太低,原因是________________________
(2)写出步骤②中主要反应的离子方程式:__________
(3)步骤⑤用冰水冷却至0℃,过滤出碘酸钾晶体,再用适量冰水洗涤2~3次。用冰水洗涤的优点是_____________
(4)产品纯度测定:取产品9.0g,加适量水溶解并配成250mL溶液。取出25.00mL该溶液并用稀硫酸酸化,加入过量的KI溶液,使碘酸钾反应完全,最后加入指示剂,用物质的量浓度为1.00mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定,消耗25.00mL该滴定液时恰好达到滴定终点。已知
①实验中可用_______作指示剂。
②产品的纯度为_____%(精确到小数点后两位)。求得的纯度比实际值偏大,可能的原因是________________________。评卷人得分四、元素或物质推断题(共3题,共24分)19、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍;B的价电子层中的未成对电子有3个;C与B同族;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸。请回答下列问题:
(1)C的基态原子的电子排布式为_____________;D的最高价含氧酸酸性比其低两价的含氧酸酸性强的原因是___________________________。
(2)杂化轨道分为等性和不等性杂化,不等性杂化时在杂化轨道中有不参加成键的孤电子对的存在。A、B、C都能与D形成中心原子杂化方式为____________的两元共价化合物。其中,属于不等性杂化的是____________(写化学式)。以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为_________,分子立体构型为_______________________________。
(3)以上不等性杂化化合物成键轨道的夹角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)A和B能形成多种结构的晶体。其中一种类似金刚石的结构,硬度比金刚石还大,是一种新型的超硬材料。其结构如下图所示(图1为晶体结构,图2为切片层状结构),其化学式为________________。实验测得此晶体结构属于六方晶系,晶胞结构见图3。已知图示原子都包含在晶胞内,晶胞参数a=0.64nm,c=0.24nm。其晶体密度为________________(已知:=1.414,=1.732,结果精确到小数点后第2位)。
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、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍;B的价电子层中的未成对电子有3个;C与B同族;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸。请回答下列问题:
(1)C的基态原子的电子排布式为_____________;D的最高价含氧酸酸性比其低两价的含氧酸酸性强的原因是___________________________。
(2)杂化轨道分为等性和不等性杂化,不等性杂化时在杂化轨道中有不参加成键的孤电子对的存在。A、B、C都能与D形成中心原子杂化方式为____________的两元共价化合物。其中,属于不等性杂化的是____________(写化学式)。以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为_________,分子立体构型为_______________________________。
(3)以上不等性杂化化合物成键轨道的夹角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)A和B能形成多种结构的晶体。其中一种类似金刚石的结构,硬度比金刚石还大,是一种新型的超硬材料。其结构如下图所示(图1为晶体结构,图2为切片层状结构),其化学式为________________。实验测得此晶体结构属于六方晶系,晶胞结构见图3。已知图示原子都包含在晶胞内,晶胞参数a=0.64nm,c=0.24nm。其晶体密度为________________(已知:=1.414,=1.732,结果精确到小数点后第2位)。
评卷人得分五、计算题(共3题,共27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、有机推断题(共1题,共5分)25、G是一种治疗心血管疾病的药物;合成该药物的一种路线如下。
已知:R1CH2BrR1CH=CHR2
完成下列填空:
(1)写出①的反应类型_______。
(2)反应②所需的试剂和条件_______。
(3)B中含氧官能团的检验方法_______。
(4)写出E的结构简式_______。
(5)写出F→G的化学方程式_______。
(6)写出满足下列条件,C的同分异构体的结构简式_______。
①能发生银镜反应;②能发生水解反应;③含苯环;④含有5个化学环境不同的H原子。
(7)设计一条以乙烯和乙醛为原料(其它无机试剂任选)制备聚2-丁烯()的合成路线_______。(合成路线常用的表达方式为:AB目标产物)参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、A【分析】【详解】
A.AG的定义为AG=7,且c(H+)·c(OH-)=10-14,则c(H+)=10-3.5,A项正确;
B.根据图像可知A点AG=0,c(OH-)=c(H+);即溶液显中性,由于醋酸钠水解显碱性,所以A点加入的氢氧化钠溶液小于20ml,B项错误;
C.若B点时加入氢氧化钠溶液40ml,则此时溶液是等物质的量浓度的醋酸钠和氢氧化钠的混合液,因此根据物料守恒c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH);C项错误;
D.根据电荷守恒可得滴定过程中有:则醋酸开始浓度为0.01mol/L,因加入了氢氧化钠溶液,故滴定过程中醋酸分子与醋酸根加起来的浓度不等于0.01mol/L,D选项错误;
故选A。2、C【分析】【分析】
以不同路径下的有机反应为载体;考查有机反应路径;常见有机化合物性质、氧化还原反应等知识。
【详解】
A.硝基苯中无亲水基团;难溶于水,A错误;
B.苯胺可结合水电离出的H+;在水溶液中显碱性,B错误;
C.与Na2S·9H2O反应的产率高于与Na2S·9H2O反应的产率;选择直接反应路径,C正确;
D.由1mol转化为1mol,少了2molO原子,多了2molH原子,共得到了6mole-,理论上消耗3molNa2S·9H2O;D错误;
故选C。3、C【分析】【详解】
A.硫的+4价氧化物;酸及盐的转化为+6相应化合物都可以通过氧气氧化;这些反应都是化合反应,A项正确;
B.硫化氢与二氧化硫反应生成硫和水:SO2+2H2S=3S+2H2O;反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,B项正确;
C.过氧化钠具有氧化性,SO2具有还原性,SO2与过氧化钠反应生成硫酸钠;C项错误;
D.游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中;D项正确;
故选:C。4、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。5、B【分析】【详解】
A.氨气密度比空气密度小,应该采取向下排空气法收集,装置C中的导管应该为短进长出,故A错误;B.浓硫酸可以与亚硫酸钠反应,生成二氧化硫,SO2密度比空气密度大,能使用向上排空气法收集,SO2气体能与氢氧化钠溶液迅速反应,所以吸收装置中要防倒吸,图中收集装置和吸收装置都合理,所以B选项是正确的;C项,稀硝酸与铜反应生成NO,NO不能用排空气法收集,故C错误;D项,浓硫酸与木炭反应需要加热,而且同时生成二氧化硫,在C中收集不到CO2,故D错误。综合以上分析;本题答案为B。
点睛:本题考查气体的制备、收集和尾气处理等实验知识,要求熟悉各种常见气体的制备、收集和尾气处理方法,平时要多积累勤总结。6、D【分析】【分析】
【详解】
A.能与溶液反应而损耗,应该用饱和溶液;选项A错误;
B.Cu不能与稀硫酸反应产生选项B错误;
C.瓷甘埚中含有高温加热纯碱时发生反应:瓷坩埚被腐蚀,选项C错误;
D.海水中含有杂质;可采用蒸馏法使海水淡化,选项D正确。
答案选D。7、C【分析】【详解】
A.图1所示装置为过滤装置;不能分离四氯化碳和水,A项错误;
B.氨气会与硫酸反应;不用用浓硫酸干燥氨气,B项错误;
C.二氧化锰和浓盐酸在加热下可以制备氯气;图3所示装置可以完成,C项正确;
D.用图4所示装置中盐酸具有挥发性;最后硅酸的形成,无法判断是二氧化碳还是盐酸与硅酸钠反应制得,D项错误;
答案选C。二、填空题(共5题,共10分)8、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>③6.0×10-109、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)410、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】【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-三、工业流程题(共6题,共12分)13、略
【分析】【分析】
(1)铝与NaOH溶液反应为Al、NaOH、H2O反应,生成NaAlO2和H2。
(2)①I和II步骤中分离溶液和沉淀的操作是固;液分离的方法;
②沉淀M中除含有泥沙外,一定还含有Fe2O3,固体N是Al(OH)3的分解产物;
③滤液X中,含铝元素的溶质的化学式为NaAlO2,向滤液X中通入过量CO2所发生反应为NaAlO2与过量二氧化碳生成氢氧化铝和碳酸氢钠;
④实验室制取A1(OH)3;采用氯化铝或硫酸铝与氨水反应。
【详解】
(1)铝与NaOH溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。答案为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
(2)①I和II步骤中分离溶液和沉淀的操作是过滤;答案为:过滤;
②沉淀M中除含有泥沙外,一定还含有Fe2O3,固体N是Al(OH)3的分解产物Al2O3;答案为:Fe2O3;Al2O3;
③滤液X中,含铝元素的溶质的化学式为NaAlO2,向滤液X中通入过量CO2所发生反应为AlO2-+CO2+2H2O=A1(OH)3↓+HCO3-;答案为:AlO2-+CO2+2H2O=A1(OH)3↓+HCO3-;
④实验室制取A1(OH)3,采用氯化铝或硫酸铝与氨水反应,离子方程式为Al3++3NH3•H2O═A1(OH)3↓+3NH4+。答案为:Al3++3NH3•H2O═A1(OH)3↓+3NH4+。【解析】①.2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑②.过滤③.Fe2O3④.Al2O3⑤.NaAlO2⑥.AlO2-+CO2+2H2O=A1(OH)3↓+HCO3-⑦.Al3++3NH3•H2O═A1(OH)3↓+3NH4+14、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15、略
【分析】【详解】
根据流程中的反应②发生反应:2I-+2Cu2++SO32-+H2O═2CuI↓+SO42-+2H+;过滤则得到碘化亚铜沉淀,碘化亚铜可以被硝酸氧化为碘单质,碘单质中加入铁和水,会得到化合物B,是一种含有铁元素和碘元素的化合物,在向其中加入碳酸氢钠溶液,过滤可以得到碘化钠的溶液,从而制得碘化钠固体.
(1)将少量氯水加入到NaI溶液中,氯气能将碘单质置换出来,发生的反应为:Cl2+2I—═I2+2Cl—;
(2)碘单质具有氧化性,亚硫酸根离子具有还原性,I2与Na2SO3溶液发生氧化还原反应,即I2+SO32—+H2O═SO42—+2I—+2H+;
(3)碘化亚铜可以被硝酸氧化为碘单质,碘元素的化合价升高,所以CuI被氧化;95.5gCuI的物质的量为0.5mol,每摩尔CuI被氧化为碘单质和铜离子需要失去2mol电子,则95.5gCuI被氧化电子转移的数目为NA,若硝酸还原产物只有NO2,反应的化学方程式为:2CuI+8HNO3=2Cu(NO3)2+I2+4NO2+4H2O。
(4)化合物B,是一种含有铁元素和碘元素的化合物,铁元素与碘元素物质的量之比为3:8,则化合物B的化学式为Fe3I8;
(5)向碘化铁的溶液中加入碳酸氢钠溶液则生成黑色固体四氧化三铁和二氧化碳无色气体,发生的反应为:Fe3I8+8NaHCO3═Fe3O4+8NaI+8CO2↑+4H2O。【解析】①.Cl2+2I−=I2+2Cl−②.I2+SO32−+H2O=SO42−+2I−+2H+③.氧化④.NA⑤.2CuI+8HNO3=2Cu(NO3)2+I2+4NO2+4H2O⑥.Fe3I8⑦.Fe3I8+8NaHCO3=Fe3O4+8NaI+8CO2↑+4H2O16、略
【分析】【分析】
反应Ⅰ是在氢氧化钠溶液中将碘酸钠氧化为不溶于水的Na2H3IO6,过滤得到Na2H3IO6,反应Ⅱ加入硝酸银溶液生成不溶于水的黑色Ag5IO6,过滤得到黑色Ag5IO6,反应Ⅲ加入氯气和水反应的化学方程式为:2Ag5IO6+5Cl2+H2O=10AgCl↓+5O2+2H5IO6,生成气体氧气,过滤得到H5IO6(正高碘酸)。
【详解】
(1)氢氧化钠溶液中氯气将碘酸钠氧化为不溶于水的Na2H3IO6,反应的化学方程式为:NaIO3+Cl2+3NaOH=Na2H3IO6↓+2NaCl,该反应生成不溶于水的Na2H3IO6的离子方程式为IO3-+Cl2+2Na++3OH-=Na2H3IO6↓+2Cl-。若要提高Cl2的利用率,可对装置进行改进的措施为:通Cl2导管的下端连接多孔球泡装置。
故答案为:IO3-+Cl2+2Na++3OH-=Na2H3IO6↓+2Cl-;通Cl2导管的下端连接多孔球泡装置;
(2)反应Ⅱ加入硝酸银反应生成不溶于水的黑色Ag5IO6,反应为:Na2H3IO6+5AgNO3=3HNO3+2NaNO3+Ag5IO6↓;滤液中生成硝酸,溶液显酸性;
故答案为:酸;
(3)上述分析可知Ag5IO6被氧化生成高碘酸,反应的化学方程式为:2Ag5IO6+5Cl2+H2O=10AgCl↓+5O2+2H5IO6,“无色气体”为O2(填化学式)。
故答案为:O2;
(4)依据化学反应的定量关系计算:NaIO3+Cl2+3NaOH=Na2H3IO6+2NaCl,Na2H3IO6+5AgNO3=3HNO3+2NaNO3+Ag5IO6↓,2Ag5IO6+5Cl2+H2O=10AgCl↓+5O2+2H5IO6,计算得到,2Cl2~2Na2H3IO6~10AgNO3~2Ag5IO6~5Cl2,所以整个流程需要控制加入氯气和硝酸银的物质的量之比为n(Cl2)∶n(AgNO3)=7∶10。
故答案为:7∶10;
(5)H5IO6具有强氧化性,可将FeSO4氧化为H2FeO4,自身被还原为HIO3,该反应的化学方程式为FeSO4+2H5IO6=H2FeO4+H2SO4+2HIO3。
故答案为:FeSO4+2H5IO6=H2FeO4+H2SO4+2HIO3。
【点睛】
本题考查了物质分离提纯的分析,主要是化学反应的定量关系分析计算,过程的产物判断和化学方程式的书写是解题关键,难点(4)写出方程式,计算得到,2Cl2~2Na2H3IO6~10AgNO3~2Ag5IO6~5Cl2,所以整个流程需要控制加入氯气和硝酸银的物质的量之比为n(Cl2)∶n(AgNO3)=7∶10。【解析】①.IO3-+Cl2+2Na++3OH-=Na2H3IO6↓+2Cl-②.通Cl2导管的下端连接多孔球泡装置③.酸④.O2⑤.7∶10⑥.FeSO4+2H5IO6=H2FeO4+H2SO4+2HIO317、略
【分析】【详解】
(1)根据步骤①所用装置图可知;盛放NaOH溶液的仪器名称为分液漏斗,故答案:分液漏斗。
(2)由反应历程图可知步骤②中操作I是萃取分液,步骤③中操作II是蒸馏,操作II前需要向乙醚混合液中加入无水MgSO4;其目的是除去混合物中的水,故答案:萃取分液;蒸馏;除去混合物中的水。
(3)因为α-呋喃甲酸钠能溶于水,所以向水层中加入浓盐酸,反应的化学方程式为:+HCl→+NaCl
故答案:+HCl→+NaCl。
(4)由表可知水和α-呋喃甲酸混合,根据α-呋喃甲酸熔沸点高,且20时溶解性为36g/L可采取再降温结晶;过滤;洗涤、干燥,获取α-呋喃甲酸,故答案:降温结晶。
(5)根据和+HCl→+NaCl可知:2mol呋喃甲酸1molα-呋喃甲酸,则0.04mol呋喃甲酸可产生0.02mol的α-呋喃甲酸,其质量=0.02mol112g/mol=2.24g,实际产量为1.5g,所以呋喃甲酸的产率=67.0进一步提纯α-呋喃甲酸,因为在20溶解度为36g/L,所以若重结晶时加入过多的蒸馏水,则会导致α-呋喃甲酸的产率偏低,故答案:67.0;偏低。【解析】分液漏斗萃取分液蒸馏除去混合物中的水+HCl→+NaCl。降温结晶67.0偏低18、略
【分析】【分析】
(1)根据硝酸和过氧化氢不稳定分析;
(2)根据碳酸钾为可溶性盐;碘酸为强酸分析离子方程式的书写。
(3)根据碘酸钾的溶解度和温度的关系分析。
(4)根据反应列关系式进行计算。
【详解】
(1)硝酸和过氧化氢都能分解;所以需要控制温度,防止硝酸;过氧化氢分解;温度能影响反应速率,温度太低,反应速率慢;
(2).碳酸钾和碘酸反应生成碘酸钾和水和二氧化碳,离子方程式为:
(3).碘酸钾在0℃时为4.74g,100℃时为32.3g,所以为了减少洗涤过程中造成的KIO3损失尽量使用冰水洗涤;
(4).①因为反应过程中有碘单质生成;利用淀粉遇碘变蓝的特性,选择淀粉做指示剂;
②根据反应列出关系式为IO36S2O32-,碘酸钾的质量分数为=99.07%;操作时间过长,过量的KI部分被氧气氧化,造成需要的亚硫酸钠的量增多,或因为产品含氧化性杂质能氧化更多的碘离子,最后消耗的亚硫酸钠的量增多,或取用标准液的滴定管没有用标准液润洗,标准液的体积变化等。【解析】防止硝酸、过氧化氢分解反应速率慢减少洗涤过程中造成的KIO3损失淀粉99.07操作时间过长,过量的KI部分被氧化(或产品含氧化性杂质、取用标准液的滴定管没有用标准液润洗等合理答案)四、元素或物质推断题(共3题,共24分)19、略
【分析】【详解】
周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍,则A为碳元素;B的价电子层中的未成对电子有3个,则B为氮元素;C与B同族,则C为磷元素;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸,则D为氯元素。
(1)C为P元素,原子核外有15个电子,基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p3;D为Cl元素,最高价含氧酸为HClO4,比其低两价的含氧酸是HClO3;高氯酸中非羟基氧原子为3个,氯酸中为2个(或高氯酸中Cl元素为+7价,吸引羟基氧原子的能力很强,而氯酸中Cl元素为+5价对羟基氧原子吸引能力较弱),所以高氯酸酸性比氯酸强。
(2)C、N、P与Cl形成两元共价化合物为CCl4、NCl3、PCl3,中心原子都为sp3杂化;杂化后得到的杂化轨道完全相同就是等性杂化,如甲烷中的sp3杂化,得到4个完全相同的sp3杂化轨道;杂化后得到的杂化轨道至少存在两个不同的,就是非等性杂化,如氨分子中N原子、PCl3中的P原子,虽是sp3杂化;杂化后的杂化轨道不完全相同,所以属于不等性杂化;以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为四面体形,分子立体构型为三角锥形。
(3)因为孤电子对对成键电子对的排斥力较大;所以不等性杂化化合物成键轨道的夹角小于等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)根据晶胞结构,每个C原子与4个N原子以共价键相连,每个N原子与3个C原子以共价键相连,所以氮化碳的化学式为C3N4;从图3可以看出,一个C3N4晶胞包括6个C原子和8个N原子,则其晶体密度为ρ==3.59g•cm-3。【解析】①.1s22s22p63s23p3②.高氯酸中非羟基氧原子为3个,氯酸中为2个(或高氯酸中Cl元素为+7价,吸引羟基氧原子的能力很强,而氯酸中Cl元素为+5价对羟基氧原子吸引能力较弱)③.sp3杂化④.NCl3、PCl3⑤.四面体形⑥.三角锥形⑦.小于⑧.C3N4⑨.3.59g·cm-320、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】【详解】
周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍,则A为碳元素;B的价电子层中的未成对电子有3个,则B为氮元素;C与B同族,则C为磷元素;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸,则D为氯元素。
(1)C为P元素,原子核外有15个电子,基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p3;D为Cl元素,最高价含氧酸为HClO4,比其低两价的含氧酸是HClO3;高氯酸中非羟基氧原子为3个,氯酸中为2个(或高氯酸中Cl元素为+7价,吸引羟基氧原子的能力很强,而氯酸中Cl元素为+5价对羟基氧原子吸引能力较弱),所以高氯酸酸性比氯酸强。
(2)C、N、P与Cl形成两元共价化合物为CCl4、NCl3、PCl3,中心原子都为sp3杂化;杂化后得到的杂化轨道完全相同就是等性杂化,如甲烷中的sp3杂化,得到4个完全相同的sp3杂化轨道;杂化后得到的杂化轨道至少存在两个不同的,就是非等性杂化,如氨分子中N原子、PCl3中的P原子,虽是sp3杂化;杂化后的杂化轨道不完全相同,所以属于不等性杂化;以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为四面体形,分子立体构型为三角锥形。
(3)因为孤电子对对成键电子对的排斥力较大;所以不等性杂化化合物成键轨道的夹角小于等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)根据晶胞结构,每个C原子与4个N原子以共价键相连,每个N原子与3个C原子以共价键相连,所以氮化碳的化学式为C3N4;从图3可以看出,一个C3N4晶胞包括6个C原子和8个N原子,则其晶体密度为ρ==3.59g•cm-3。【解析】①.1s22s22p63s23p3②.高氯酸中非羟基氧原子为3个,氯酸中为2个(或高氯酸中Cl元素为+7价,吸引羟基氧原子的能力很强,而氯酸中Cl元素为+5价对羟基氧原子吸引能力较弱)③.sp3杂化④.NCl3、PCl3⑤.四面体形⑥.三角锥形⑦.小于⑧.C3N4⑨.3.59g·cm-3五、计算题(共3题,共27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>
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