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文档简介
…………○…………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2025年人教新起点拓展型课程化学上册月考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5题,共10分)1、氨基酸在水溶液中可通过得到或失去发生如下反应:
常温下,的甘氨酸()溶液中各微粒浓度对数值与pH的关系如图所示:
下列说法正确的是A.曲线③为的浓度与pH的关系图B.C.平衡常数的数量级为D.C点溶液中满足:2、下列实验过程设计正确且能达到实验目的的是。选项实验目的部分实验过程A配制溶液用滤纸称量2.0gNaOH固体B检验某无色溶液中含碘离子取少量溶液直接滴加淀粉溶液后观察现象C除去NO中的NO2将混合气体通过装有水的洗气瓶D探究乙醇氧化的产物中是否含有乙酸向产物中加入金属钠,观察是否产生气泡A.AB.BC.CD.D3、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4、某同学向SO2和Cl2的混合气体中加入品红溶液;振荡,溶液褪色,将此无色溶液分成三份,依次进行实验,实验操作和实验现象记录如下:
。序号。
实验操作。
实验现象。
溶液不变红;试纸不变蓝。
溶液不变红;试纸褪色。
生成白色沉淀。
下列实验分析中,不正确的是A.①说明Cl2被完全消耗B.②中试纸褪色的原因是:SO2+I2+2H2O==H2SO4+2HIC.③中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,也能说明SO2被Cl2氧化为SO42−D.实验条件下,品红溶液和SO2均被氧化5、下列气体不能用排水法收集的是A.O2B.H2C.NH3D.NO评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)6、水丰富而独特的性质与其结构密切相关。
(1)对于水分子中的共价键,依据原子轨道重叠的方式判断,属于_________键;依据O与H的电负性判断,属于_________共价键。
(2)水分子中,氧原子的价层电子对数为_________,杂化轨道类型为_________。
(3)下列事实可用“水分子间存在氢键”解释的是_________(填字母序号)。
a.常压下;4℃时水的密度最大。
b.水的沸点比硫化氢的沸点高160℃
c.水的热稳定性比硫化氢强。
(4)水是优良的溶剂,常温常压下极易溶于水,从微粒间相互作用的角度分析原因:_________(写出两条)。
(5)酸溶于水可形成的电子式为_________;由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同,会对微粒的空间结构产生影响,如中H-N-H的键角大于中H-O-H的键角,据此判断和的键角大小:________(填“>”或“<”)。7、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。8、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=_______。9、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___。10、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)11、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)。12、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、工业流程题(共7题,共14分)13、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)。14、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)。15、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:__________________________。16、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_____________________________________________。17、央视网2019年6月17日报道;针对近年来青蒿素在全球部分地区出现的“抗药性”难题,我国著名药学家;诺贝尔生理学或医学奖获得者屠呦呦及其团队,经过多年攻坚,提出应对“青蒿素抗药性”难题的切实可行治疗方案。从青蒿(粉末)中提取青蒿素的方法以萃取原理为基础,主要有乙醚浸提法和汽油浸提法。青蒿素为白色针状晶体,易溶于乙醇、乙醚、苯和汽油等有机溶剂,不溶于水,熔点为156~157℃,沸点为389.9℃,热稳定性差,汽油浸提法的主要工艺流程如下图所示。
注:汽油的沸点为40~200℃。回答下列问题:
(1)超声提取的原理是在强大的超声波作用下,使青蒿细胞乳化、击碎、扩散,超声波提取的优点是___________;时间短、温度低等。
(2)操作1的名称为________,如图所示为操作Ⅱ的实验装置图(部分夹持装置已略),图中A、B、C、D错误的是_______(填标号)。
(3)已知青蒿素在95%乙醇中的溶解度随温度的升高而升高,则操作Ⅲ为____________;过滤、洗涤、干燥。
(4)通过控制其他实验条件不变,来研究原料粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响,其结果如下图所示,采用的最佳原料粒度、提取时间和提取温度分别为________。
(5)将青蒿素加入滴有酚酞的NaOH溶液中,青蒿素的溶解量较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液红色变浅,说明青蒿素与_________(填标号)具有相似的性质。
A乙醇B乙酸甲酯C乙醛D果糖。
(6)已知青蒿素的分子式为C15H22O5(相对分子质量为282),将28.2g青蒿素样品在燃烧管中充分燃烧,将燃烧后的产物依次通过盛有足量P2O5和碱石灰的干燥管,盛有碱石灰干燥管增重的质量为______g。18、硝酸铝广泛应用在显像管生产;稀土的提炼等,工业上具体流程如下:
已知:①硝酸铝白色透明结晶。易溶于水和乙醇;极微溶于丙酮,几乎不溶于乙酸乙酯。
②熔点73℃;在135℃时分解。
③硝酸和铝反应的还原产物分布如图1。
某兴趣小组在实验室制取硝酸铝;请回答:
(1)从工业生产角度考虑稀硝酸的最佳浓度范围为________mol·L-1。反应2中的离子方程式____________。
(2)下列说法合理的是________。
A反应1中加入的NaOH溶液;除油污和氧化膜,所以要足量。
B没有真空,也可在水浴条件下蒸发,防止Al(NO3)3的分解。
CAl(NO3)3·9H2O干燥时;可放在如图2的干燥器中,隔板下放上浓硫酸吸水,由于吸附力较大,要用力垂直拉开玻璃盖。
D制取后的Al(NO3)3必须密封保存。
(3)Al(NO3)3·9H2O也可以和SOCl2反应,除了生成Al(NO3)3,其它产物都是酸性气体,有关的方程式是______________;
(4)由铝制备Al(NO3)3的装置如图3:
①通入水蒸气的作用是提高温度和________。
②e中很难除尽尾气,理由是_______________,Al(NO3)3·9H2O晶体吸附HNO3,合适的洗涤剂是________。
③有人认为C的冷凝管是多余的,他提供的理由可能是___________。19、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、计算题(共3题,共24分)20、(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)。21、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_________。22、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_____。评卷人得分五、原理综合题(共3题,共18分)23、研究二氧化硫;氮氧化物等大气污染物的治理具有重要意义;请回答下列问题:
I.为减少SO2的排放;将煤转化为清洁气体燃料。已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1
(1)写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式_________________________。
(2)洗涤含SO2的烟气,含以下物质的溶液可作洗涤剂的是____________________。
A.NaHSO3B.NaHCO3C.BaCl2D.FeCl3
II.NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(3)汽车尾气中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)ΔH>0
①T℃时,2L密闭气缸中充入4molN2和1molO2发生反应,5min后达平衡,测得NO为1mol。计算该温度下,N2的平均反应速率v(N2)=_______________,反应的平衡常数K=____________。
②如图曲线a表示该反应在温度T℃下N2的物质的量随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的物质的量随时间的变化,则改变的条件可能是____________(写出一条即可)III.汽车燃油不完全燃烧时会产生CO。
(4)有人设想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反应除去CO,但事实上该反应在任何温度下都不能实现,由此判断该反应的ΔH_______0。(填写“>”;“<”或者“=”)
(5)在汽车尾气系统中安装催化转化器可降低尾气中污染物的排放,其反应为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知该反应在570K时的平衡常数的数值为1×1059,但反应速率极慢。为了提高尾气的净化效率在实际操作中最可行的措施是_____。
A.升高温度B.增大压强C.使用高效催化剂24、近年来;全球丙烯需求快速增长,研究丙烷制丙烯有着重要的意义。
相关反应有:
Ⅰ.C3H8在无氧条件下直接脱氢:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)∆H1=+124kJ·mol−1
Ⅱ.逆水煤气变换:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)∆H2
Ⅲ.CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯:C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)∆H3
已知:CO和H2的燃烧热分别为−283.0kJ·mol−1、−285.8kJ·mol−1;
H2O(g)=H2O(l)∆H=−44kJ·mol−1
请回答:
(1)反应Ⅱ的∆H2=___________kJ·mol−1。
(2)下列说法正确的是___________
A.升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大。
B.选择合适的催化剂可以提高丙烷平衡转化率和丙烯选择性。
C.反应Ⅱ能自发,则∆S<0
D.恒温恒压下通入水蒸气有利于提高丙烷转化率。
(3)在不同压强下(0.1MPa、0.01MPa),反应Ⅰ中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图所示,请计算556℃反应Ⅰ的平衡常数Kp=___________(对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp;如p(B)=p·x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
(4)反应Ⅰ须在高温下进行,但温度过高时易发生副反应,导致丙烯选择性降低,且高温将加剧催化剂表面积炭,导致催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯。请说明原因:________。
(5)研究表明,二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图所示。该工艺可以有效消除催化剂表面的积碳,维持催化剂活性,原因是_____。
25、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___________。评卷人得分六、结构与性质(共3题,共24分)26、铬是由法国化学家沃克兰于1798年在巴黎发现。目前铬被广泛应用于冶金;化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。
(1)铬元素基态原子的价电子排布式为___________。
(2)金属铬的第二电离能和锰的第二电离能分别为1590.6kJ/mol、1509.0kJ/mol,的原因是___________。
(3)雷氏盐(Reineckesalt)的化学式为是一种易溶于水和乙醇的暗红色固体。
①雷氏盐中存在的化学键有___________(填序号)。
A.键B.键C.氢键D.配位键E.金属键。
②配体中C采取的杂化方式为___________,可用于形成配位键的原子有___________。
③的价层电子对数为___________,空间构型是___________,写出一种与互为等电子体的分子___________。
④乙醇能与水以任意比例互溶的原因是___________,___________。
(4)硒化铬的立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为anm和bnm,则硒化铬的密度为___________(列出表达式即可)。
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)。
参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、C【分析】【分析】
由甘氨酸在水溶液中可通过得到或失去H+发生反应可知,氢离子浓度增大,含量最大,氢离子浓度减小,含量最大,曲线①为pH最小,氢离子浓度最大,则为的浓度与pH的关系图,曲线③为pH最大,氢离子浓度最小,则为的浓度与pH的关系图,故曲线②为的浓度与pH的关系图;
【详解】
A.据分析可知,曲线①为的浓度与pH的关系图;A错误;
B.据分析可知,②③分别为的曲线,由图可知,pH=7时,B错误;
C.的平衡常数K=当时,即图中A点,此时pH约为2.5,则平衡常数的数量级为C正确;
D.C点溶液中,溶液显碱性,则溶液中加入了其它碱性物质,应该还有一种阳离子,D错误;
故选C。2、C【分析】【详解】
A.用滤纸称量2.0gNaOH固体;是错误的,应用小烧杯称量,A错误;
B.淀粉与碘离子不能变色;所以不能检验某无色溶液中是否含碘离子,B错误;
C.将混合气体通过装有水的洗气瓶;二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,可以除去二氧化氮,C正确;
D.乙醇氧化生成乙醛;但乙醇不一定完全被氧化,在氧化产物中可能还含有乙醇,所以即使向产物中加入金属钠,有气泡产生,也不能判断产物中含有乙酸,也可能是乙醇与钠反应的,D错误;
故选C。3、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。4、C【分析】【详解】
A.①加热后溶液不变红,湿润的淀粉碘化钾试纸不变蓝,说明没有氯气,则Cl2被完全消耗,选项A正确;B.当二氧化硫过量,加热后二氧化硫与碘发生氧化还原反应SO2+I2+2H2O==H2SO4+2HI,②中试纸褪色,选项B正确;C.硝酸根离子能将亚硫酸根离子氧化,故③中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,不能说明SO2被Cl2氧化为SO42−,选项C不正确;D.实验条件下,品红溶液和SO2均被氧化;故加热后溶液不恢复红色,选项正确。答案选C。
点睛:本题考查二氧化硫和氯气的漂白性及还原性和氧化性。注意分清两者漂白性的区别,易错点为选项C,硝酸根离子能将亚硫酸根离子氧化,故③中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,不能说明SO2被Cl2氧化为SO42−。5、C【分析】【分析】
【详解】
A.O2微溶于水;密度比空气大;可以排水法或向上排空气法收集,故不选A;
B.H2难溶于水;密度比空气小;可以排水法或向下排空气法收集,故不选B;
C.NH3极易溶于水;不能用排水法收集;故选C;
D.NO难溶于水;用排水法收集,故不选D。
答案选C。二、填空题(共7题,共14分)6、略
【分析】【详解】
(1)对于水分子中的共价键,依据原子轨道重叠的方式判断,属于键;O与H的电负性不同;共用电子对偏向于O,则该共价键属于极性共价键;
(2)水分子中,氧原子的价层电子对数为杂化轨道类型为sp3;
(3)a.水中存在氢键;导致冰的密度小于水的密度,且常压下,4℃时水的密度最大,a正确;
b.水分子间由于存在氢键,使分子之间的作用力增强,因而沸点比同主族的H2S高,b正确;
c.水的热稳定性比硫化氢强的原因是其中的共价键的键能更大;与氢键无关,c错误;
故选ab;
(4)极易溶于水的原因为NH3和H2O极性接近;依据相似相溶原理可知,氨气在水中的溶解度大;氨分子和水分子间可以形成氢键,大大增强溶解能力;
(5)的电子式为有1对孤电子对,有2对孤电子对,孤电子对之间的排斥力大于孤电子对与成键电子对之间的排斥力,水中键角被压缩程度更大,故和的键角大小:>【解析】(1)极性。
(2)4sp3
(3)ab
(4)NH3和H2O极性接近;依据相似相溶原理可知,氨气在水中的溶解度大;氨分子和水分子间可以形成氢键,大大增强溶解能力。
(5)>7、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)d24.98、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)49、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/L10、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11、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12、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、工业流程题(共7题,共14分)13、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)5.8814、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)5.8815、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+16、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↑+4H2O17、略
【分析】【分析】
根据乙醚浸取法的流程可知;对青蒿进行干燥破碎,可以增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率,用乙醚对青蒿素进行浸取后,过滤,可得滤液和滤渣,提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品,对粗品加95%的乙醇,浓缩;结晶、过滤可得精品;
(1)根据乙醚浸取法的流程可知;对青蒿进行干燥破碎,可以增大青蒿与乙醚的接触面积;
(2)根据上面的分析;操作I为过滤,需要的玻璃仪器依据装置图分析选择玻璃仪器;提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品;
(3)根据上面的分析可知,粗品中加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤可得精品;
(4)根据原料的粒度;提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响如图3所示;取提取率最大的值进行答题;
(5)根据酯的性质;结合题给信息,分析青蒿素的性质;
(6)碱石灰能够吸收水蒸气和二氧化碳;据此分析计算干燥管增重的质量;
【详解】
(1)超声提取的原理是在强大的超声波作用下;使青蒿细胞乳化;击碎、扩散,超声波提取的优点是浸取率高;
故答案为浸取率高;
(2)操作1是固体和液体分离;名称为过滤,该冷凝管是直形冷凝管,故D错误;
故答案为过滤;D;
(3)已知青蒿素在95%乙醇中的溶解度随温度的升高而升高;从溶液中获得晶体,则操作Ⅲ为蒸发浓缩;冷却结晶;
故答案为蒸发浓缩;冷却结晶;
(4)有图像分析可知采用的最佳原料粒度;提取时间和提取温度分别为60目(40~60目)、100min、50℃;
故答案为60目(40~60目);100min、50℃;
(5)将青蒿素加入滴有酚酞的NaOH溶液中;青蒿素的溶解量较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液红色变浅,说明青蒿素在碱性环境下发生了反应,与酯的性质相似;
故答案为B;
(6)28.2g青蒿素样品完全燃烧,生成1.5mol的二氧化碳和1.1mol的水,通过盛有足量P2O5,水被吸收,碱石灰吸收的是二氧化碳,故盛有碱石灰干燥管增重的质量为m=n×M=1.5mol×44g/mol=66g;
故答案为66。【解析】①.浸取率高(及其他合理答案)②.过滤③.D④.蒸发浓缩、冷却结晶⑤.60目(40~60目)、100min、50℃(合理即可给分)⑥.B⑦.6618、略
【分析】【分析】
(1)在反应过程中,反应产生的环境污染气体为NO、NO2、N2O,为减少对环境的污染,从反应方程式NO+NO2+2NaOH==2NaNO2,确定NO、NO2的体积关系,从而在图中找到稀硝酸的最佳浓度范围。对应的反应2中,确定NO、NO2的体积关系;也就确定了物质的量关系,从而确定还原产物及相对关系,也就能写出反应的离子方程式。
(2)A.NaOH溶液;既能去除油污和氧化膜,也会与Al反应;
B.没有真空,也可在水浴条件下蒸发,但在防止Al(NO3)3分解的同时;也要防止水解反应的发生;
C.干燥器隔板下一般放硅胶吸水;浓硫酸吸水能力太强,会导致晶体失去所有的结晶水;
D.制取后的Al(NO3)3易吸水;必须密封保存。
(3)此反应实际是水和SOCl2反应,从化合价考虑,只能生成SO2和HCl。
(4)①通入水蒸气;不仅提高温度还起到增大铝与稀硝酸接触面积的作用;
②NO和NO2的物质的量之比不一定是1∶1。
Al(NO3)3·9H2O晶体吸附HNO3,不用有机物,有机物不能除去吸附的HNO3。
③从分析冷凝管是多余的方向考虑;通入的水蒸气,冷凝回流会使浓度迅速下降。
【详解】
(1)从硝酸和铝反应的还原产物分布图来看,在8~8.5mol·L-1时,NO∶NO2=1∶1,最容易被NaOH吸收,对应的方程式为NO+NO2+2NaOH===2NaNO2。对应的反应2的离子方程式是4Al+18H++6NO==4Al3++3NO↑+3NO2↑+9H2O。答案为:8~8.5;4Al+18H++6NO3-=4Al3++3NO↑+3NO2↑+9H2O;
(2)A.NaOH溶液;除油污和氧化膜,也要和Al反应,所以应适量,A不正确;
B.没有真空,也可在水浴条件下蒸发,既要防止Al(NO3)3的分解;也要防止发生水解,B不正确;
C.干燥器隔板下一般放硅胶吸水;打开时,要用力平推玻璃盖,C不正确;
D.制取后的Al(NO3)3必须密封保存;防水解,D正确。答案为:D;
(3)此反应实际是水和SOCl2反应,从化合价考虑,只能生成SO2和HCl,反应的方程式为Al(NO3)3·9H2O+9SOCl2=Al(NO3)3+9SO2↑+18HCl↑。答案为:Al(NO3)3·9H2O+9SOCl2=Al(NO3)3+9SO2↑+18HCl↑;
(4)①通入水蒸气;不仅提高温度还起到搅拌作用;答案为:搅拌;
②由于水蒸气通入和反应,HNO3的浓度不断变化,NO和NO2的物质的量之比不是1∶1,很难被NaOH吸收干净;答案为:由于HNO3在反应过程中浓度不断变化,NO和NO2物质的量之比不一定是1∶1;
Al(NO3)3·9H2O晶体吸附HNO3,合适的洗涤剂是冷水,不用有机物,有机物不能除去吸附的HNO3;答案为:冷水;
③从分析冷凝管是多余的方向考虑;通入水蒸气,冷凝回流会使浓度迅速下降,反应速率迅速变小。答案为:通入水蒸气,冷凝回流会使浓度迅速下降,反应速率迅速变小。
【点睛】
分析稀硝酸的最佳浓度范围时,从哪个角度切入,是解题的关键。从反应速率看,浓度越大,反应速率越快;从环保的角度看,最好是不产生污染环境的气体,N2不污染环境,不需对气体进行处理,其它气体都需收集或处理,所以自然会想到NO、NO2的综合处理。综合以上两点,就能确定硝酸的浓度范围。【解析】8~8.54Al+18H++6NO3-=4Al3++3NO↑+3NO2↑+9H2ODAl(NO3)3·9H2O+9SOCl2=Al(NO3)3+9SO2↑+18HCl↑搅拌由于HNO3在反应过程中浓度不断变化,NO和NO2物质的量之比不一定是1∶1冷水通入的水蒸气,冷凝回流会使浓度迅速下降,反应速率迅速变小19、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、计算题(共3题,共24分)20、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
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