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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年鲁人版拓展型课程化学上册阶段测试试卷509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、据报道,火星和金星大气层中可能存在一种非常特殊的气态化合物,这种化合物会导致温室效应,它的结构式为下列说法中不正确的是A.的电子式是:B.和互为同位素C.分子中存在极性键D.分子呈直线形2、下列表述正确个数是。
①煤的干馏;煤的液化、石油的裂化都是化学变化;
②检验亚硫酸钠溶液在空气中放置是否变质可以通过先加稀硝酸;再加氯化钡溶液的方法;
③汽车尾气中NO主要来自燃油中氮元素的不完全燃烧;
④足量的铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化Fe2+;
⑤工业上;通过电解NaCl溶液的方法可以获取金属Na;
⑥高炉炼铁中利用焦炭直接将铁矿石还原为铁单质;
⑦二氧化硫能使紫色石蕊试液褪色;可用于漂白纸浆;编织物;
⑧S与非金属单质反应时;S均作还原剂;
⑨普通玻璃是由石灰石;石英砂、纯碱为原料烧制而成的;
⑩制造太阳能电池板的二氧化硅属于新型无机非金属材料。A.4B.3C.2D.13、如图是用于干燥;收集并吸收多余气体的装置;下列方案正确的是()
选项X收集气体YA碱石灰氯气氢氧化钠B碱石灰氯化氢氢氧化钠C氯化钙二氧化硫氢氧化钠D氯化钙一氧化氮氢氧化钠
A.AB.BC.CD.D4、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5、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.D6、碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗高磷酸盐血症。某化学小组用如图装置模拟制备碳酸镧,反应为2LaCl3+6NH4HCO3=La2(CO3)3↓+6NH4Cl+3CO2↑+3H2O下列说法正确的是。
A.从左向右接口的连接顺序:F→B,A→D,E←CB.装置X中盛放的试剂为饱和Na2CO3溶液C.实验开始时应先打开W中分液漏斗的旋转活塞D.装置Z中用干燥管的主要目的是增大接触面积,加快气体溶解7、下列溶液中各微粒浓度关系正确的是A.室温下,pH=4的0.1mol/L的NaHC2O4溶液中:c()>c(H+)>c(H2C2O4)>c()B.0.1mol/L的CH3COONH4溶液中:c(CH3COO−)+c(CH3COOH)=c(NH3•H2O)+c()C.同温下,两种盐溶液的浓度相同且pH(NaX)>pH(NaY),则c(X−)+c(OH−)>c(Y−)+c(OH−)D.向含有BaSO4、BaCO3的饱和溶液中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值减小(已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10;Ksp(BaCO3)=2.58×10-9)评卷人得分二、填空题(共6题,共12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、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。10、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=_______。11、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___。12、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)13、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__。评卷人得分三、工业流程题(共9题,共18分)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、工业上用铝土矿(主要成分为氧化铝;含少量氧化铁)制取铝的过程如图所示:
请回答:
(1)试剂1为_______(填化学式),①~④转化中属于氧化还原反应的是_______(填序号);
(2)沉淀B的化学式为_______,写出该物质发生铝热反应的化学方程式_______;(3)电解F,当转移0.6mol电子时,可制得铝_______g;
(4)沉淀D是药物“胃舒平”的主要成分,可用于治疗胃酸(稀盐酸)过多,写出该反应的离子方程式_______;
(5)②中发生反应的离子方程式为_______。16、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:__________________________。17、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______。
18、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_______。19、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___。20、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。21、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”)。22、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、原理综合题(共4题,共16分)23、NO是大气中一种重要污染物;可以采用多种方法消除NO的污染。回答下列问题:
(1)CH4还原NO法。
已知:
①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-116.2kJ·mol-1;
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ·mol-1;
③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=-863.8kJ·mol-1。
则CH4与NO反应生成N2、CO2和H2O(g)的热化学方程式为_______。
(2)CO还原NO法。CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H<0。
①该反应中,既要加快NO的消除速率,又要消除更多的NO,可采取措施有_______(写出其中一条即可)。
②实验测得:v正=k正·c2(CO)·c2(NO),v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。达到平衡后,只升高温度,k正增大的倍数_______(填“>”、“<”或“=”)k逆增大的倍数。若在1L恒容密闭容器中充入1molCO和1molNO发生上述反应,在一定温度下反应达到平衡时,CO的转化率为40%,则=_______(计算结果用分数表示)。
(3)NH3还原NO法。NH3还原NO的反应为4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g)△H<0。T℃时,在恒容密闭容器中,测得在不同时间NO和NH3的物质的量如下表:。时间/min01234n(NO)/mol1.20.900.720.600.60n(NH3)/mol0.900.700.580.500.50
若反应开始时的压强为P0,则该反应的化学平衡常数Kp=_______(可用分数表示;用平衡分压代替平衡浓度计算;各气体的分压=气体总压×各气体的物质的量分数)。
(4)SCR脱硝技术的主反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g)△H<0。在密闭容器中起始投入一定量NH3、NO、O2进行反应;测得不同温度下,在相同时间内部分组分的含量如图所示。
①a、b、c三点,主反应速率由大到小的顺序为_______。
②解释N2的浓度变化曲线先上升后下降的原因:_______。24、目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应。平衡常数(K1、K2、K3)如表所示:。化学反应焓变平衡常数温度/℃500700800500700800①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△H1K12.50.340.15②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2K21.01.702.52③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3K3
请回答下列问题:
(1)反应②是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据反应①与②可推导出K3、K1与K2之间的关系,则K3=____(用K1、K2表示);根据反应③判断△S______0(填“>”、“=”或“<”),在___(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动,可采取的措施有___(填字母序号)。
A.缩小反应容器的容积。
B.扩大反应容器的容积。
C.升高温度。
D.使用合适的催化剂。
E.从平衡体系中及时分离出CH3OH
(4)500℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v正___v逆(填“>”;“=”或“<”)。
(5)根据上述表格测得焓变,下列能量关系图合理的是___。
25、(1)科学家经过研究发现中国霾接近中性;其主要原因如图所示:
请判断A是__(填化学符号)。
(2)为探究本地区雾霾中的可溶性颗粒的成分;某化学研究性小组进行了实验探究。
[查阅资料]雾霾颗粒样品中可能含有SOCOSOHCONOCl-、Br-及一种常见阳离子;现进行如图实验:
请回答下列问题:
①根据上述实验,雾霾浸取液中一定含有的离子是__,肯定没有的离子是__。
②若气体D遇空气会变成红棕色,则沉淀A中一定含有__(填化学式)。
(3)当前频繁出现的雾霾天气与汽车尾气的排放有一定的关系。通过NOx传感器可监测NOx的含量;其工作原理示意图如图:
①Pt电极上发生的是___反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出Pt电极的电极反应式___。
③写出NiO电极的电极反应式__。26、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.使用高效催化剂评卷人得分五、元素或物质推断题(共1题,共7分)27、物质A由4种元素组成;按如下流程进行实验。
已知:
①每一步反应均完全②溶液D仅含一种溶质。
③沉淀E不溶于酸④溶于
请回答:
(1)物质A的组成元素为_______(元素符号),其化学式为_______。
(2)写出A与双氧水反应的化学方程式_______。
(3)写出F至G的离子方程式_______。
(4)设计实验检验溶液D中的主要离子_______。评卷人得分六、有机推断题(共1题,共2分)28、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.的电子式是A错误;
B.同位素是指质子数相同,中子数不同的同一种元素的不同原子,则和互为同位素;B正确;
C.不同非金属元素之间形成的共价键为极性键,则分子中存在极性键;C正确;
D.为CO2;其分子呈直线形,D正确;
故选A。2、C【分析】【详解】
①煤的干馏生成煤焦油等、煤的液化生成甲醇、石油的裂化为大分子生成小分子,均有新物质生成,均为化学变化,故①正确;
②硝酸具有强的氧化性能够氧化亚硫酸根离子,对硫酸根离子的检验造成干扰,不能用硝酸酸化,故②错误;
③汽车尾气中NO主要来氮气高温下和氧气反应,故③错误;
④铁与硝酸反应首先生成硝酸铁,溶液呈浅绿色由过量的铁与铁离子反应生成亚铁离子所致,故④错误;
⑤电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气,不能得到金属钠,应通过电解熔融NaCl的方法可以获取金属Na,故⑤错误;
⑥铁矿石含铁的氧化物,高炉炼铁中利用焦炭与氧气反应生成CO,CO再与铁的氧化物反应还原为铁单质,故⑥错误;
⑦二氧化硫是酸性氧化物,可以使紫色石蕊变红,不能使紫色石蕊试液褪色,故⑦错误;
⑧S与氢气反应时,S作氧化剂,故⑧错误;
⑨纯碱、石灰石和石英砂为制造玻璃的主要原料,故⑨正确;
⑩制造太阳能电池板的主要材料是硅单质;故⑩错误;
故选:C。3、C【分析】【详解】
A.氯气能被碱石灰吸收;故不能用碱石灰干燥氯气,故错误;B.氨气可以用碱石灰干燥,氨气的密度比空气小,应用向下排气法收集,但图中为向上排气法收集,故错误。氨气极易溶于水,用干燥管进行氨气的吸收装置,可以防止倒吸。C.二氧化硫的密度比空气大,用向上排气法收集,二氧化硫和氯化钙不反应,能用氯化钙干燥,二氧化硫能与氢氧化钠反应,使用干燥管能防止倒吸,故正确;D.一氧化氮不能用排空气法收集,也不能用氢氧化钠吸收,故错误。故选C。
【点睛】
实验装置中表示,气体能用某种固体干燥剂干燥,用向上排气法收集,说明该气体的密度比空气大,且与空气不反应,能用某种溶液或水吸收。4、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。5、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。6、A【分析】【详解】
A.氨气极易溶于水;则采用防倒吸装置,E←C;制取的二氧化碳需除去HCl杂质,则F→B,A→D,A正确;
B.装置X为除去HCl杂质,盛放的试剂为饱和NaHCO3溶液;B错误;
C.实验开始时应先打开Y中分液漏斗的旋转活塞;使溶液呈碱性,吸收更多的二氧化碳,C错误;
D.装置Z中用干燥管的主要目的是防止氨气溶于水时发生倒吸;D错误;
答案为A。7、B【分析】【详解】
A.室温下,0.1mol/L的NaHC2O4溶液pH=4,说明的电离作用大于其水解作用,所以c()>c(H2C2O4);A错误;
B.根据物料守恒可得c(CH3COO−)+c(CH3COOH)=c(NH3•H2O)+c();B正确;
C.两种盐溶液中都存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),c(Na+)+c(H+)=c(Y-)+c(OH-),两种溶液的pH(NaX)>pH(NaY),说明溶液中c(H+):前者小于后者,由于两种溶液中离子浓度都是阳离子浓度的二倍,两种盐溶液浓度相同,c(Na+)相同,c(H+)越小,则离子总浓度就越小,故c(X−)+c(OH−)<c(Y−)+c(OH−);C错误;
D.=由于其中含有BaSO4、BaCO3,所以向其中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值不变;仍等于两种盐的溶度积常数的比,D错误;
故合理选项是B。二、填空题(共6题,共12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】【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)d24.910、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)411、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/L12、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13、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三、工业流程题(共9题,共18分)14、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】铝土矿的主要成分为氧化铝,含少量氧化铁,由流程可知,加入氢氧化钠,氧化铁不和碱反应,氧化铝可与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和水;过滤后得到的沉淀B为Fe2O3;滤液A中含氢氧化钠和偏铝酸钠;通入二氧化碳,二氧化碳和四羟基合铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸氢钠,过滤得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液;灼烧氢氧化铝得到氧化铝和水,电解氧化铝得到铝和氧气;碳酸氢钠溶液和氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,氢氧化钠用来碱浸,以此来解答。
【详解】
(1)由上述分析可知;试剂1为NaOH,氧化铁不和碱反应,氧化铝可与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和水;①~④转化过程中只有④有化合价变化,即④为氧化还原反应,故答案为:NaOH;④;
(2)由上述分析可知沉淀B为Fe2O3,三氧化二铁发生铝热反应的方程式为2A1+Fe2O3Al2O3+2Fe,故答案为:Fe2O3;2A1+Fe2O3Al2O3+2Fe;
(3)电解氧化铝的方程式为2Al2O34A1+3O2↑;设得到铝的质量为m;
解得m==5.4g;故答案为:5.4;
(4)D是氢氧化铝,是药物胃舒平的主要成分,可与盐酸反应治疗胃酸过多的离子反应为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;故答案为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;
(5)偏铝酸钠溶液通入过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠,②中离子方程式为CO2+Al(OH)=Al(OH3)↓+HCO故答案为:CO2+Al(OH)=Al(OH)3↓+HCO【解析】NaOH④Fe2O32Al+Fe2O3Al2O3+2Fe5.4Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OCO2+Al(OH)=Al(OH3)↓+HCO16、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+17、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18、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)19、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+2HIO320、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.B⑦.6621、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22、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、原理综合题(共4题,共16分)23、略
【分析】【详解】
(1)已知:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-116.2kJ·mol-1;
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ·mol-1;
③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=-863.8kJ·mol-1。
根据盖斯定律,将①-②+③,整理可得CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1。
(2)①CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H<0;该反应的正反应是气体体积减小放热反应,既要加快NO的消除速率,又要消除更多的NO,则化学反应速率加快,且平衡正向移动,可采取措施可以是增大压强或增大CO的浓度;
②实验测得:v正=k正·c2(CO)·c2(NO),v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。达到平衡后,只升高温度,v正、v逆都增大,由于浓度不变,所以k正、k逆都增大。由于升高温度化学平衡会向吸热的逆反应方向移动,这说明k正增大的倍数小于k逆增大的倍数;
若在1L恒容密闭容器中充入1molCO和1molNO发生上述反应,在一定温度下反应达到平衡时,CO的转化率为40%,则平衡时反应产生CO2的物质的量是0.4mol,反应产生N2是0.2mol,此时CO、NO的物质的量都是0.6mol,由于容器的容积是1L,则平衡时各种物质的浓度c(CO)=c(NO)=0.6mol/L,c(CO2)=0.4mol/L,c(N2)=0.2mol/L,该温度下的化学平衡常数K==当反应达到平衡时,v正=v逆,则k正·c2(CO)·c2(NO)=k逆·c2(CO2)·c(N2),==
(3)对于反应4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g),反应开始时n(NH3)=0.90mol,n(NO)=1.20mol,达到平衡时n
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