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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2025年沪科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总分得分评卷人得分一、选择题(共6题,共12分)1、利用工业废气中的CO2和H2可以合成甲醇,反应方程式为:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,恒温下向5L密闭容器中充入反应物如下表。下列说法不正确的是。t/minn(CO2)/moln(H2)/mol02.06.021.040.561.5
A.反应进行到4min时已达平衡B.2min末反应速率v(CO2)=0.1mol·L-1·min-1C.该温度下化学平衡常数K=(mol·L-1)-2D.图中曲线表示逐渐升高温度时CO2的转化率随时间变化图像2、下列装置或操作能达到实验目的的是A.实验室制取并收集O2B.构成铜锌原电池C.检查装置气密性D.利用排空气法收集CO23、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>H2SiO34、由下列实验及现象不能推出相应结论的是。
。选项。
实验。
现象。
结论。
A
将红磷在燃烧匙中点燃后伸入集满N2O的集气瓶中。
继续燃烧;产生大量白烟。
N2O具有氧化性。
B
将铝片插入HgCl2溶液片刻;取出用滤纸吸干表面溶液,放置空气中。
铝片表面长出毛刷状白色固体。
HgCl2能破坏铝表面氧化膜;汞能与铝形成合金。
C
向盛有Cu2O的试管中加入足量盐酸。
溶液变蓝绿色;管底有红色沉淀。
氧化性:H+大于Cu2+
D
用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热。
熔化的铝不滴落。
生成Al2O3熔点比Al高。
A.AB.BC.CD.D5、科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设(猜想)引导下的探究肯定没有意义的选项是A.探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成B.探究浓硫酸与铜在一定条件下反应产生的黑色物质可能是CuO或CuS或Cu2SC.探究向滴有酚酞试液的NaOH溶液中通入Cl2,酚酞红色褪去的现象是溶液的酸碱性改变所致,还是HClO的漂白性所致D.探究Na与水的反应可能有O2生成6、某小组利用下面的装置进行实验;②;③中溶液均足量,操作和现象如下表。
资料:CaS遇水完全水解。
由上述实验得出的结论不正确的是A.③中白色浑浊是CaCO3B.②中溶液pH降低的原因是:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+C.实验①中CO2过量发生的反应是:CO2+H2O+S2-=CO32-+H2SD.由实验I和II不能比较H2CO3和H2S酸性的强弱评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)7、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“<”)。8、晶体硼熔点为1873K;其结构单元为正二十面体,结构如图所示。氮化硼(BN)有多种相结构,例如六方相氮化硼与立方相氮化硼,结构如图所示,六方相氮化硼与石墨相似,具有层状结构;立方相氮化硼是超硬材料。回答下列问题:
(1)基态硼原子有___种不同能量的电子,第二周期中,第一电离能介于硼元素与氮元素之间的元素有___种。
(2)晶体硼为___(填晶体类型),结构单元由___个硼原子构成,共含有___个B-B键。
(3)关于氮化硼两种晶体的说法,正确的是___。
a.立方相氮化硼含有σ键和π键。
b.六方相氮化硼层间作用力小;所以质地软。
c.两种晶体均为分子晶体。
d.两种晶体中的B-N键均为共价键。
(4)NH4BF4是合成氮化硼纳米管的原料之一,1molNH4BF4含有___mol配位键。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、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11、以下是合成乙酰水杨酸(阿司匹林)的实验流程图;请你回答有关问题:
已知:阿司匹林;水杨酸和乙酸酐的相对分子量分别为:180、138、102.
(1)制取阿司匹林的化学反应方程式为_________________;反应类型____________;
(2)水杨酸分子之间会发生缩合反应生成聚合物,写出用除去聚合物的有关离子方程式______________________________________________;
(3)抽滤装置如图所示,仪器A的名称___________;该操作时在仪器A中加入滤纸,用蒸馏水湿润后,应________(选择下列正确操作的编号);再转移液体①微开水龙头;②开大水龙头;③微关水龙头;④关闭水龙头。
(4)下列有关抽滤的说法中正确的是________
A.抽滤是为了加快过滤速率;得到较大颗粒的晶体。
B.不宜用于过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀。
C.当吸滤瓶内液面高度快达到支管口时;应拔掉链接支管口的橡皮管,从支管口倒出。
D.将晶体转移至布氏漏斗时;若有晶体附在烧杯内壁,应用蒸馏水淋洗至布氏漏斗中。
E.洗涤沉淀时;应使洗涤剂快速通过沉淀。
(5)用冷水洗涤晶体的目的_______________________;
(6)取2.000g水杨酸、5.400g乙酸酐反应,最终得到产品1.566g。求实际产率_______;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、某化学小组用下列装置和试剂进行实验,探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂:质量分数为30%的H2O2溶液、0.1mol·L-1的H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。
(1)小组同学设计甲;乙、丙三组实验;记录如下:
。
操作。
现象。
甲。
向装置I的锥形瓶中加入MnO2固体,向装置I的____中加入质量分数为30%的H2O2溶液;连接装置I;III,打开活塞。
装置I中产生无色气体并伴随大量白雾;装置III中有气泡冒出;溶液迅速变蓝。
乙。
向装置II中加入KMnO4固体;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液不变蓝。
丙。
向装置II中加入____,向装置III中再加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液变蓝。
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式为___________________________________。
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是__________。为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是____________________________。
(4)由甲、乙、丙三组实验推测,甲实验中可能是I中的白雾使溶液变蓝。为了验证推测,可将装置I中产生的气体通入_________(填字母)溶液中,依据实验现象来证明白雾中含有H2O2。A.酸性KMnO4B.FeCl2C.H2S(5)资料显示:KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应___________________________________(写离子方程式)造成的,请设计实验证明他们的猜想是否正确:___________________________________。评卷人得分三、元素或物质推断题(共9题,共18分)14、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)。
15、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16、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)。
17、某白色固体甲常用于织物的漂白;也能将污水中的某些重金属离子还原为单质除去。为研究其组成,某小组同学进行了如下实验。
又知;甲的焰色为黄色,盐丙和丁的组成元素和甲相同,乙能使品红溶液褪色,①处气体体积在充分加热挥发后经干燥测定。
(1)甲中所含阳离子的电子式为___________,甲的化学式___________。
(2)写出①中产生黄色沉淀的反应的离子反应方程式___________。
(3)甲的溶液还可用作分析化学中的吸氧剂,假设其溶液与少量氧气反应产生等物质的量的两种酸式盐,试写出该反应的化学反应方程式___________。
(4)下列物质中可能在溶液中与甲反应的是___________。A.NaIB.C.D.NaOH18、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_______。19、Ⅰ.电镀废水中常含有阴离子A,排放前可加CuSO4溶液处理;使之转化为沉淀B,按如图流程进行实验。
已知:B含三种元素;气体D标况下密度2.32g/L;混合气体l无色无味;气体F标况下密度为1.25g/L。请回答:
(1)组成B的三种元素是_______,气体D的分子式是______。
(2)写出固体C在足量氧气中灼烧的方程式_______。
(3)固体C在沸腾的稀盐酸中会生成一种弱酸和一种白色沉淀,该白色沉淀是共价化合物(测其分子量为199),则反应的化学方程式是________。
Ⅱ.某兴趣小组为验证卤素单质的氧化性强弱,打开弹簧夹,向盛有NaBr溶液的试管B和分液漏斗C中同时通入少量Cl2;将少量分液漏斗C中溶液滴入试管D中,取试管D振荡,静止后观察现象。实验装置如图:
(4)说明氧化性Br2>I2的实验现象是________。
(5)为了排除Cl2对溴置换碘实验的干扰,需确认分液漏斗C中通入Cl2未过量。试设计简单实验方案检验_________。20、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)。
评卷人得分四、工业流程题(共2题,共8分)21、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___。22、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___________。评卷人得分五、原理综合题(共1题,共5分)23、醋酸乙烯(CH3COOCH=CH2)是一种重要的有机化工原料,以二甲醚(CH3OCH3)与合成气(CO、H2)为原料,醋酸锂;碘甲烷等为催化剂;在高压反应釜中一步合成醋酸乙烯及醋酸。回答下列问题:
(1)常温下,将浓度均为amol/L的醋酸锂溶液和醋酸溶液等体积混合,测得混合液的pH=b,则混合液中c(CH3COO-)=______mol/L(列出计算式即可)。
(2)合成二甲醚:Ⅰ.2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)ΔH1=-91.8kJ/mol;
Ⅱ.2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2=-23.5kJ/mol;
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.3kJ/mol.
已知:H-H的键能为436kJ/mol,C=O的键能为803kJ/mol,H-O的键能为464kJ/mol,则C≡O的键能为_____kJ/mol.
(3)二甲醚(DME)与合成气一步法合成醋酸乙烯(VAC)的反应方程式为2CH3OCH3(g)+4CO(g)+H2(g)CH3COOCH=CH2(g)+2CH3COOH(g),T℃时,向2L恒容密闭反应釜中加入0.2molCH3OCH3、0.4molCO、0.1molH2发生上述反应,10min达到化学平衡;测得VAC的物质的量分数为10%。
①0~10min内,用CO浓度变化表示的平均反应速率v(CO)=______;该温度下,该反应的平衡常数K=__________。
②下列能说明该反应达到平衡状态的是______(填选项字母)。
A、V正(DME)=v逆(H2)≠0B;混合气体的密度不再变化。
C、混合气体的平均相对分子质量不再变化D;c(CO):c(VAC)=4:1
③如图是反应温度对二甲醚(DME)的转化率和醋酸乙烯(VAC)选择性(醋酸乙烯的选择性Svac=)的影响,该反应的ΔH______0(填“>”“<”或“=”);控制的最佳温度是___________.
④保持温度不变,向反应釜中通入氩气增大压强,则化学平衡______(填“向正反应方向”“向逆反应方向"或“不”)移动。
参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、B【分析】【详解】
A.反应开始时n(CO2)=2.0mol,n(H2)=6.0mol,当反应进行到4min时,n(CO2)=0.5mol,△n(CO2)=1.5mol,由方程式可知CO2(g)、H2(g)反应的物质的量的比是1:3,则△n(H2)=3×1.5mol=4.5mol,此时未反应的H2(g)n(H2)=6.0mol-4.5mol=1.5mol;与6min时的物质的量相等,说明反应在4min时已达平衡,A正确;
B.化学反应速率为平均速率,只能计算在前2min内的平均反应速率v(CO2)==0.1mol·L-1·min-1;而不能计算2min末的瞬时速率,B错误;
C.由选项A分析可知在反应达到平衡时,n(CO2)=0.5mol,n(H2)=1.5mol,由于物质反应的物质的量的比等于计量数的比,则反应产生CH3OH(g)、H2O(g)的物质的量n(CH3OH)=n(H2O)=1.5mol,容器的容积是5L,则各种气体的平衡浓度分别是:c(CO2)=0.1mol/L,c(H2)=0.3mol/L,c(CH3OH)=c(H2O)=0.3mol/L,带入平衡常数表达式可得K=(mol·L-1)-2;C正确;
D.反应从正反应方向开始,随着反应的进行,反应放出热量,使反应速率加快,CO2的转化率增大,当反应达到平衡后,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致CO2的转化率又降低,故图中曲线表示逐渐升高温度时CO2的转化率随时间变化图像;D正确;
故合理选项是B。2、C【分析】【详解】
A;氧气密度大于空气;应选用向上排空气法,故A错误;
B、构成原电池时电解液应交换,在能有电子通过外电路,否则Zn直接与CuSO4反应;故B错误;
C;关闭止水夹;从长颈漏斗注入水,当漏斗下端与烧瓶内液面差的高度在一段时间不变,可知气密性良好,故C正确;
D;二氧化碳的密度比空气密度大;应从长导管进入,选择向上排空气法收集,故D错误;
故选C。
【点睛】
在选择收集气体的装置时,根据气体的密度和在水中的溶解度来选择。如O2密度大于空气难溶于水,则可以选择向上排空气法和排水法。3、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。4、C【分析】【详解】
A.红磷在集满N2O的集气瓶中继续燃烧,产生大量白烟,说明生成了P2O5,从而说明N2O提供氧元素;表现出氧化性,A正确;
B.铝片表面长出毛刷状白色固体,此物质为Al2O3,但疏松透气,已不是原来铝表面氧化铝的致密紧实,从而说明HgCl2能破坏铝表面氧化膜;汞能与铝形成合金,B正确;
C.向盛有Cu2O的试管中加入足量盐酸,发生反应Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O,在此反应中,H+不表现出氧化性;C错误;
D.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热;熔化的铝不滴落,说明反应放出的热量使铝熔化,但被外面的没有熔化的氧化铝包住,也说明氧化铝的熔点比铝高,D正确。
故选C。5、D【分析】【分析】
科学探究是研究除主要反应以外的产物或现象的原理;据此回答问题。
【详解】
A.Na2O2具有氧化性,可能与SO2发生氧化还原反应产生硫酸根;A正确;
B.浓硫酸与铜发生氧化还原反应,铜化合价升高,硫酸根可能化合价降低至负价,在一定条件下反应产生的黑色物质可能是CuO或CuS或Cu2S;B正确;
C.氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠;次氯酸钠和水;消耗氢氧化钠溶液红色褪去,氯气可以与水反应生成的次氯酸或生成的次氯酸钠水解生成次氯酸具有漂白性,有探究意义,C正确;
D.根据质量守恒定律;化学反应前后元素的种类不变,钠和水中含有钠元素;氢元素和氧元素,猜测产生的气体可能为氧气,不符合氧化还原反应的基本规律,钠是还原剂,水只能做氧化剂,元素化合价需要降低,氧元素已是最低价-2价,不可能再降低,不需要进行探究实验,D错误;
答案为D。6、C【分析】【分析】
实验I:向盛有Na2S溶液的①中持续通入CO2至过量;②中产生黑色沉淀,溶液的pH降低,说明生成了硫化氢气体,同时生成了硫酸;③中产生白色沉淀,该浑浊遇酸冒气泡,说明二氧化碳被氢氧化钙溶液吸收生成了碳酸钙沉淀;
实验II:向盛有NaHCO3溶液的①中持续通入H2S气体至过量;②中产生黑色沉淀,溶液的pH降低,是因为过量的硫化氢气体与硫酸铜溶液反应生成了硫化铜黑色沉淀,同时生成了硫酸;③中产生白色沉淀,该浑浊遇酸冒气泡,说明反应生成了二氧化碳,被氢氧化钙溶液吸收生成了碳酸钙沉淀。
【详解】
A.由上述分析可知,③中白色浑浊是CaCO3;不可能是CaS,CaS遇水完全水解,故A结论正确;
B.②中溶液降低的原因:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+;产生黑色沉淀,溶液的pH降低,故B结论正确;
C.实验①中过量CO2发生的反应是2CO2+2H2O+S2-=2HCO3-+H2S;故C结论错误;
D.根据实验I和II中现象:I中通二氧化碳有硫化氢生成;II中通硫化氢有二氧化碳生成,故不能比较H2CO3和H2S酸性的强弱;故D结论正确;
答案为C。二、填空题(共7题,共14分)7、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)>8、略
【分析】【分析】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体;
d.非金属元素之间易形成共价键;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键。
【详解】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上,则有3种不同能量的电子;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素,则介于硼元素与氮元素之间的有Be、C、O三种元素,故答案为:3;3;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每个等边三角形拥有的顶点为20个等边三角形拥有的顶点为×20=12;每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的每个等边三角形占有的B-B键为20个等边三角形拥有的B-B键为×20=30;故答案为:12;30;
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键,则立方相氮化硼中含有σ键,不存在π键,故错误;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小,导致其质地软,故正确;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体,故错误;
d.非金属元素之间易形成共价键;所以N原子和B原子之间存在共价键,故正确;
bd正确,故答案为:bd;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键,所以含有2个配位键,则1molNH4BF4含有2mol配位键,故答案为:2。【解析】①.3②.3③.原子晶体④.12⑤.30⑥.bd⑦.29、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)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>③6.0×10-1011、略
【分析】【详解】
(1)水杨酸和乙酸酐在浓硫酸的条件下发生取代反应生成乙酰水杨酸,方程式为:(2)在除去聚合物并提纯阿司匹林的过程中;可以将阿司匹林与碳酸氢钠反应使羧基变为羧酸钠,且酯基不水解,这样使阿司匹林溶于水,聚合物难溶于水,将聚合物除去,再将阿司匹林的钠盐盐酸酸化可得阿司匹林,过程中涉及的离子方程式为:
.(3)该仪器的名称为布氏漏斗。布氏漏斗中加入滤纸,用蒸馏水湿润后,应先微开水龙头,不能大开,避免滤纸破损。故选①。(4)A.抽滤能为了加快过滤速率,但不能使沉淀的颗粒变大,故错误;B.颗粒太小的沉淀不能用抽滤的原因是颗粒太小的容易在滤纸上形成一层密实的沉淀,不容易透过,故正确;C.当吸滤瓶内液面高度快达到支管口时,应拔掉吸滤瓶上的橡皮管,从吸滤瓶上口倒出溶液,而不能从吸滤瓶支管口倒出溶液,故错误;D.将晶体转移至布氏漏斗时,若有晶体附在烧杯内壁,应用滤液来淋洗布氏漏斗,因为滤液是饱和溶液,冲洗是不会使晶体溶解,同时又不会带入杂质,故错误;E.洗涤沉淀时,应先关小水龙头,然后蒸馏水缓缓淋洗,再打开水龙头抽滤,不能使洗涤剂快速通过沉淀,故错误。故选B。(5)阿司匹林在冷水中的溶解度减小,所以用冷水洗涤晶体可以除去晶体表面附着的杂质,并减少阿司匹林因溶解而引起的损耗。(6)根据方程式分析,乙酸酐过量,用水杨酸计算阿司匹林的质量为g,实际产率为=60%。【解析】取代反应布氏漏斗①B除去晶体表面附着的杂质,并减少阿司匹林因溶解而引起的损耗60%12、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)甲实验:根据裝置Ⅰ不要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解;过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,I中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质;
(2)碘离子具有还原性;在酸性条件下能够被氧化氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式;
(3)对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件酸性环境;酸溶液中氢离子浓度不同,装置Ⅲ中出现蓝色的速率不同;
(4)证明Ⅰ中产生的气体中含有双氧水;氧气和双氧水都具有氧化性,需要利用不同性质进行检验;
(5)该小组同学取20mL久置的KI溶液;向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,可能是生成的碘单质在碱溶液中发生反应生成碘化钾;碘酸钾,验证是否正确是在未变蓝色的溶液中滴入稀硫酸观察是否变蓝。
【详解】
(1)甲实验:根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解,过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,向Ⅰ的锥形瓶中加入MnO2固体,向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液;连接Ⅰ;Ⅲ,打开活塞,Ⅰ中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质,故答案为:分液漏斗;
(2)碘离子具有还原性,在酸性条件下能够被氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O,故答案为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O;
(3)向装置Ⅱ中加入KMnO4固体,连接装置II、III,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝,向Ⅱ中加入KMnO4固体,Ⅲ中加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝。对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是:酸性环境;为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是:使用不同浓度的稀硫酸作对比实验,故答案为:酸性环境;使用不同浓度的稀硫狻作对比实验;
(4)A.高锰酸钾溶液能够将双氧水氧化;导致高锰酸钾溶液褪色,而氧气不与高锰酸钾溶液反应,如果高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有双氧水,故A正确;
B.氧气和高锰酸钾溶液都能够氧化亚铁离子;无法证明混合气体中含有双氧水,故B错误;
C.高锰酸钾和氧气都能够氧化硫化氢;无法用硫化氢检验混合气体中是否含有双氧水,故C错误;
故答案为:A;
(5)KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应的离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,设计实验证明他们的猜想是否正确的实验方案为:在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误,故答案为:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液;观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误。
【点睛】
在做探究性实验的题目时,根据资料,如果没有得到预期的实验结果,那么除了资料中给的化学反应,还要考虑酸性或碱性环境的影响,结合题目的上下文进行联系,综合考虑得出结论。这是解答此类题目时的难点。【解析】分液漏斗KMnO4固体O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性环境使用同体积不同浓度的稀硫酸做对比实验A3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误三、元素或物质推断题(共9题,共18分)14、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-315、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++ClOBD16、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-317、略
【分析】【分析】
甲的焰色反应为黄色,说明甲中含有钠元素,盐丙和盐丁的组成元素和甲相同,加入足量稀硫酸反应生成的乙能使品红溶液褪色,则乙为二氧化硫,淡黄色沉淀为硫单质,丙、丁中的一种物质为硫代硫酸钠,发生反应:反应①生成的二氧化硫的物质的量为0.02mol,硫的物质的量为0.01mol,而中生成的硫、二氧化硫物质的量相等均为0.01mol,故丙、丁中的另一种物质为亚硫酸钠,发生反应该反应生成的二氧化硫物质的量为0.01mol,甲分解得到的二氧化硫的物质的量为0.01mol。
【详解】
(1)根据前面分析得到甲中所含阳离子为钠离子,其电子式为根据原子守恒可知,0.01mol甲中Na原子的物质的量为0.01mol×2+0.01mol×2=0.04,S原子物质的量为0.01mol+0.01mol×2+0.01mol=0.04mol,O原子物质的量为(0.01mol+0.01mol)×3+0.01mol×2=0.08mol,则甲的化学式为Na2S2O4,则甲的化学式故答案为:
(2)①中产生黄色沉淀的反应是其离子反应方程式故答案为:
(3)甲的溶液还可用作分析化学中的吸氧剂,假设其溶液与少量氧气反应产生等物质的量的两种酸式盐,根据质量守恒得到两种盐分别为硫酸氢钠和亚硫酸氢钠,则该反应的化学反应方程式故答案为:
(4)白色固体甲()常用于织物的漂白,也能将污水中的某些重金属离子还原为单质除去,说明具有强还原性,具有氧化性的物质或离子能与反应,氯气、硝酸银都具有强氧化性,能与发生氧化还原反应,则可能在溶液中与甲反应的是BC;故答案为:BC。【解析】(1)
(2)
(3)
(4)BC18、略
【分析】【分析】
①由18.64g白色沉淀E及单一溶质D推得含有n(K2SO4)=0.08mol,则物质A中含有n(K+)=0.02mol,n(S)=0.08mol,②由黄色沉淀H及加入的0.18molKI推得物质A中含有n(I)=0.02mol,由①②推出含有n(O)=0.16mol,所以化学式为KI(SO2)4或KIS4O8。
【详解】
(1)根据前面分析得到物质A的组成元素为K、S、I、O,其化学式为KI(SO2)4或KIS4O8;故答案为:K、S、I、O;KI(SO2)4或KIS4O8。
(2)A与双氧水反应的化学方程式2KI(SO2)4+9H2O2=I2+K2SO4+7H2SO4+2H2O或2KI(SO2)4+9H2O2=I2+2KHSO4+6H2SO4+2H2O;故答案为:2KI(SO2)4+9H2O2=I2+K2SO4+7H2SO4+2H2O或2KI(SO2)4+9H2O2=I2+2KHSO4+6H2SO4+2H2O。
(3)F至G是亚硫酸根和I发生氧化还原反应,将I变为碘离子,其反应的离子方程式SO+I+H2O=3I-+2H++SO故答案为:SO+I+H2O=3I-+2H++SO
(4)D是硫酸钾,主要验证钾离子和硫酸根离子,钾离子应从焰色试验进行验证,硫酸根主要通过加入氯化钡来进行验证,则实验检验溶液D中的主要离子方法是取少量溶液进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃若看到紫色则含有K+;另取少量溶液先加盐酸无沉淀,再加BaCl2溶液有白色沉淀则含有SO故答案为:取少量溶液进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃若看到紫色则含有K+;另取少量溶液先加盐酸无沉淀,再加BaCl2溶液有白色沉淀则含有SO【解析】(1)K、S、I、OKI(SO2)4或KIS4O8
(2)2KI(SO2)4+9H2O2=I2+K2SO4+7H2SO4+2H2O或2KI(SO2)4+9H2O2=I2+2KHSO4+6H2SO4+2H2O
(3)SO+I+H2O=3I-+2H++SO
(4)取少量溶液进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃若看到紫色则含有K+;另取少量溶液先加盐酸无沉淀,再加BaCl2溶液有白色沉淀则含有SO19、略
【分析】【分析】
I.电镀废水中常含有阴离子A,排放前可加CuSO4溶液处理,使之转化为沉淀B,沉淀B含有铜元素,隔绝空气加热后的固体C应含铜元素,灼烧后黑色固体E应为CuO8.0g,CuO的物质的量==0.1mol,根据Cu守恒,B、C中Cu元素的物质的量0.1mol,Cu元素质量为0.1mol×64g/mol=6.4g,C在足量O2灼烧后产生的混合气体1通入足量澄清石灰水,产生10g白色沉淀G,则G为CaCO3,混合气体1中含有CO2和未反应的O2,根据C守恒,固体C中含有含有C元素,其物质的量为=0.1mol,质量为0.1mol×12g/mol=1.2g,反应后的混合气体2通过灼热的铜网完全反应后,剩余1120mL气体F,结合气体F标况下密度为1.25g/L,气体F摩尔质量为1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol,推测为N2,氮气的物质的量==0.05mol,质量为0.05mol×28g/mol=1.4g,根据转化流程分析,若F为N2,则Cu、C、N元素都来自于固体C,即C由Cu、C、N三种元素组成,再根据m(Cu)+m(C)+m(N)=6.4g+1.2g+1.4g=9g,刚好等于参与反应的固体C的质量,由此可确定,F为N2,C由Cu、C、N三种元素组成,且n(Cu)∶n(C)∶n(N)=0.1mol∶0.1mol∶0.05mol×2=1∶1∶1,则固体C的化学式为CuCN,混合气体1为CO2、O2、N2的混合气体,混合气体2为O2、N2的混合气体;由于沉淀B也是由三种元素组成,隔绝空气加热分解为C和D,没有外来元素,则B也是由Cu、C、N三种元素组成,B为11.6g,C为9g,根据质量守恒,D的质量为2.6g,气体D标况下密度2.32g/L,则D摩尔质量为2.32g/L×22.4L/mol≈52g/mol,气体D的物质的量为=0.05mol,C中除Cu外的CN-的质量为9g-6.4g=2.6g,CN-的物质的量为=0.1mol,B中除Cu外的质量为11.6-6.4=5.2g,则B的化学式为Cu(CN)2;前面的分析中确定,B中含有Cu0.1mol,则B中含有CN-的物质的量为0.2mol,根据原子守恒,D中含有CN为0.1mol,则D的分子式为(CN)2;
【详解】
I(1)根据分析,组成B的三种元素是Cu、C、N三元素,气体D的分子式是(CN)2;
(2)固体C为CuCN,在足量氧气中灼烧生成CuO、CO2和N2,则发生反应的化学方程式为2CuCN+3O22CuO+2CO2+N2;
(3)CuCN与盐酸反应生成弱酸为HCN,沉淀的摩尔质量为199g/mol,则可推断其为Cu2Cl2,发生反应的化学方程式为2CuCN+2HClCu2Cl2+2HCN;
II(4)四氯化碳的密度大于水的密度,若试管内溶液分层,且下层为紫红色,上层无色,说明Br2与KI反应生成了I2,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可以说明氧化性Br2>I2;
(5)若氯气未过量,可向试管B或分液漏斗中继续通入氯气,若溶液出现橙红色,说明氯气未过量,则实验方案为:方案一:关闭弹簧夹,向B试管中继续通入氯气,若B试管出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。方案二:取分液漏斗中上层少量溶液于试管中,向试管中通入Cl2,若试管中溶液出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。【解析】Cu、C、N(CN)22CuCN+3O22CuO+2CO2+N22CuCN+2HClCu2Cl2+2HCN试管内溶液分层,且下层为紫红色,上层无色方案一:关闭弹簧夹,向B试管中继续通入氯气,若B试管出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。方案二:取分液漏斗中上层少量溶液于试管中,向试管中通入Cl2,若试管中溶液出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。20、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-3四、工业流程题(共2题,共8分)21、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-
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