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文檔簡介
遼寧省普通高中2025年高三第四次模擬考試化學試卷注意事項1.考生要認真填寫考場號和座位序號。2.試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上,在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答;第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3.考試結束后,考生須將試卷和答題卡放在桌面上,待監考員收回。一、選擇題(共包括22個小題。每小題均只有一個符合題意的選項)1、二氧化氯(ClO2,黃綠色易溶于水的氣體)是一種高效、低毒的消毒劑。其一種生產工藝如圖所示。下列說法正確的是A.氣體A為Cl2B.參加反應的NaClO2和NCl3的物質的量之比為3:1C.溶液B中含有大量的Na+、Cl-、OH-D.可將混合氣通過飽和食鹽水除去C1O2中的NH32、下圖為某二次電池充電時的工作原理示意圖,該過程可實現鹽溶液的淡化。下列說法錯誤的是A.充電時,a為電源正極B.充電時,Cl-向Bi電極移動,Na+向NaTi2(PO4)2電極移動C.充電時,新增入電極中的物質:n(Na+):n(Cl-)=1:3D.放電時,正極的電極反應為BiOCl+2H++3e-=Bi+Cl-+H2O3、向淀粉-碘化鉀的酸性溶液中加入少量H2O2溶液,溶液立即變藍,再向藍色溶液中緩慢通入足量的SO2,藍色逐漸消失。下列判斷不正確的是A.根據上述實驗判斷H2O2和SO2反應能生成強酸B.藍色逐漸消失,體現了SO2的漂白性C.SO2中S原子采取sp2雜化方式,分子的空間構型為V型D.H2O2是一種含有極性鍵和非極性鍵的極性分子4、下列離子方程式正確的是()A.用鋁粉和NaOH溶液反應制取少量H2:Al+2OH-=AlO2-+H2↑B.過量鐵粉與一定量稀硝酸反應:Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2OC.澄清石灰水中加入過量NaHCO3溶液:Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2OD.向苯酚鈉溶液中通入少量的CO2:C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-5、氮及其化合物的轉化過程如下圖所示,其中如圖為反應①過程中能量變化的曲線圖。下列分析合理的是A.如圖中c曲線是加入催化劑a時的能量變化曲線B.反應①的熱化學方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ/molC.在反應②中,若有1.25mol電子發生轉移,則參加反應的NH3的體積為5.6LD.催化劑a、b能提高化學反應①、②的化學反應速率和平衡轉化率6、科研工作者結合實驗與計算機模擬來研究釕催化劑表面不同位點上合成氨反應歷程,如圖所示,其中實線表示位點A上合成氨的反應歷程,虛線表示位點B上合成氨的反應歷程,吸附在催化劑表面的物種用*標注。下列說法錯誤的是A.由圖可以判斷合成氨反應屬于放熱反應B.氮氣在位點A上轉變成2N*速率比在位點B上的快C.整個反應歷程中活化能最大的步驟是2N*+3H2→2N*+6H*D.從圖中知選擇合適的催化劑位點可加快合成氨的速率7、W、X、Y、Z均為短周期元素且原子序數依次增大。Y是短周期中原子半徑最大的元素;元素X和Z同族,Z的最高價氧化物對應的水化物的濃溶液與W的單質反應,生成兩種能使澄清石灰水變渾濁的無色氣體。下列說法正確的是()A.簡單離子半徑大小為Y<X<ZB.Y和Z的氫化物溶于水,所得溶液均呈酸性C.W與Z均只有兩種的含氧酸D.工業上電解熔融Y2X制備單質Y8、研究反應物的化學計量數與產物之間的關系時,使用類似數軸的方法可以收到的直觀形象的效果。下列表達不正確的是()A.密閉容器中CuO和C高溫反應的氣體產物:B.Fe在Cl2中的燃燒產物:C.AlCl3溶液中滴加NaOH后鋁的存在形式:D.氨水與SO2反應后溶液中的銨鹽:9、NaFeO4是一種高效多功能水處理劑。制備方法之一如下:2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。下列說法正確的是A.氧化產物是Na2FeO4B.1molFeSO4還原3molNa2O2C.轉移0.5mo1電子時生成16.6gNa2FeO4D.氧化產物與還原產物的物質的量之比為3:210、面對突如其來的新型冠狀病毒,越來越多人意識到口罩和醫用酒精的重要作用,醫用口罩由三層無紡布制成,無紡布的主要原料是聚丙烯樹脂。下列說法錯誤的是A.醫用口罩能有效預防新型冠狀病毒傳染B.聚丙烯樹脂屬于合成有機高分子材料C.醫用酒精中乙醇的體積分數為95%D.抗病毒疫苗冷藏存放的目的是避免蛋白質變性11、下列與有機物的結構、性質或制取實驗等有關敘述錯誤的是A.苯分子結構中不含有碳碳雙鍵,但苯也可發生加成反應B.溴苯中溶解的溴可用四氯化碳萃取而除去C.苯與濃硝酸和濃硫酸的混合酸反應制取硝基苯的實驗最好采用水浴加熱D.乙烷和乙烯可用酸性高錳酸鉀溶液加以鑒別12、常溫下在20mL0.1mol·L-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol·L-1HCl溶液40mL,溶液中含碳元素的各種微粒(CO2因逸出未畫出)物質的量分數(縱軸)隨溶液pH變化的部分情況如圖所示。下列說法不正確的是A.在同一溶液中,H2CO3、、不能大量共存B.測定混有少量氯化鈉的碳酸鈉的純度,若用滴定法,指示劑可選用酚酞C.當pH=7時,溶液中各種離子的物質的量濃度的大小關系:c(Na+)>c(Cl-)>c()>c(H+)=c(OH-)D.已知在25℃時,水解反應的平衡常數即水解常數Kh1=2.0×10-4,溶液中c()∶c()=1∶1時,溶液的pH=1013、化學與生產、生活等密切相關,下列說法不正確的是()A.面粉加工廠應標有“嚴禁煙火”的字樣或圖標B.焊接金屬前常用氯化銨溶液處理焊接處C.“投泥潑水愈光明”中蘊含的化學反應是炭與灼熱水蒸氣反應得到兩種可燃性氣體D.在元素周期表的金屬和非金屬分界線附近尋找優良的催化劑,在過渡元素中尋找半導體材料14、中華民族有著光輝燦爛的發明史,下列發明創造不涉及氧化還原反應的是A.火法煉銅 B.轉輪排字 C.糧食釀酒 D.鉆木取火15、一種形狀像蝴蝶結的有機分子Bowtiediene,其形狀和結構如圖所示,下列有關該分子的說法中錯誤的是A.生成1molC5H12至少需要4molH2B.該分子中所有碳原子在同一平面內C.三氯代物只有一種D.與其互為同分異構體,且只含碳碳三鍵的鏈烴有兩種16、在給定條件下,能順利實現下列所示物質間直接轉化的是A.AlNaAlO2(aq)B.FeFe2O3Fe2(SO4)3C.NH3NOHNO3D.SiO2H2SiO3Na2SiO3(aq)17、在25℃時,向50.00mL未知濃度的氨水中逐滴加入0.5mol·L-1的HC1溶液。滴定過程中,溶液的pOH[pOH=-lgc(OH-)]與滴入HCl溶液體積的關系如圖所示,則下列說法中正確的是A.圖中②點所示溶液的導電能力弱于①點B.③點處水電離出的c(H+)=1×10-8mol·L-1C.圖中點①所示溶液中,c(C1-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)D.25℃時氨水的Kb約為5×10-5.6mo1·L-118、有八種短周期主族元素x、y、z、d、e、f、g、h,其中x、y、d、f隨著原子序數的遞增,其原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化如圖1所示。z、e、g、h的最高價氧化物對應水化物溶液(濃度均為0.01mol/L)的pH與原子序數的關系如圖2所示。根據上述信息進行判斷,下列說法正確是()A.d、e、f、g形成的簡單離子中,半徑最大的是d離子B.d與e形成的化合物中只存在離子鍵C.x、y、z、d、e、f、g、h的單質中,f的熔點最高D.x與y可以形成多種化合物,可能存在非極性共價鍵19、歷史文物本身蘊含著許多化學知識,下列說法錯誤的是()A.戰國曾侯乙編鐘屬于青銅制品,青銅是一種合金B.秦朝兵馬俑用陶土燒制而成,屬硅酸鹽產品C.宋王希孟《千里江山圖》所用紙張為宣紙,其主要成分是碳纖維D.對敦煌莫高窟壁畫顏料分析,其綠色顏料銅綠的主要成分是堿式碳酸銅20、在下列有機物中,經催化加氫后不能生成2﹣甲基戊烷的是A.CH2=C(CH3)CH2CH2CH3 B.CH2=CHCH(CH3)CH2CH3C.CH3C(CH3)=CHCH2CH3 D.CH3CH=CHCH(CH3)CH321、《唐本草》和《本草圖經》中記載:“絳礬,本來綠色,……正如瑁璃燒之赤色”“取此物(絳礬)置于鐵板上,聚炭,……吹令火熾,其礬即沸,流出,色赤如融金汁者是真也”。其中不涉及的物質是()A.FeSO4·7H2O B.S C.Fe2O3 D.H2SO422、反應A+B→C+Q(Q>0)分兩步進行,①A+B→X+Q(Q<0)②X→C+Q(Q>0)。下列示意圖中,能正確表示總反應過程中能量變化的是()A. B.C. D.二、非選擇題(共84分)23、(14分)2005年諾貝爾化學獎授予了研究烯烴復分解反應的科學家,以表彰他們作出的卓越貢獻。烯烴復分解反應原理如下:C2H5CH=CHCH3+CH2=CH2C2H5CH=CH2+CH2=CHCH3現以烯烴C5H10為原料,合成有機物M和N,合成路線如下:(1)按系統命名法,有機物A的名稱是_______。(2)B的結構簡式是__________。(3)CD的反應類型是___________。(4)寫出DM的化學方程式________。(5)已知X的苯環上只有一個取代基,且取代基無甲基,則N的結構簡式為_______。(6)滿足下列條件的X的同分異構體共有_______種,寫出任意一種的結構簡式_________。①遇FeCl3溶液顯紫色②苯環上的一氯取代物只有兩種(7)寫出EF合成路線(用結構簡式表示有機物,箭頭上注明試劑和反應條件)。______24、(12分)有機化合物F是一種重要的有機合成中間體,其合成路線如下圖所示:已知:①A的核磁共振氫譜圖中顯示兩組峰②F的結構簡式為:③通常在同一個碳原子上連有兩個羥基不穩定,易脫水形成羰基。④R-CH=CH2R-CH2CH2OH請回答下列問題:(1)A的名稱為______________(系統命名法);Z中所含官能團的名稱是___________。(2)反應Ⅰ的反應條件是__________。(3)E的結構簡式為_______________________。(4)寫出反應Ⅴ的化學方程式____________________________________________。(5)寫出反應IV中的化學方程式____________________________________________。(6)W是Z的同系物,相對分子質量比Z大14,則W的同分異構體中滿足下列條件:①能發生銀鏡反應,②苯環上有兩個取代基,③不能水解,遇FeCl3溶液不顯色的結構共有_________種(不包括立體異構),核磁共振氫譜有四組峰的結構為____________。25、(12分)某學習小組研究溶液中Fe2+的穩定性,進行如下實驗,觀察,記錄結果。實驗Ⅰ物質0min1min1h5hFeSO4淡黃色桔紅色紅色深紅色(NH4)2Fe(SO4)2幾乎無色淡黃色黃色桔紅色(1)上述(NH4)2Fe(SO4)2溶液pH小于FeSO4的原因是_______(用化學用語表示)。溶液的穩定性:FeSO4_______(NH4)2Fe(SO4)2(填“>”或“<”)。(2)甲同學提出實驗Ⅰ中兩溶液的穩定性差異可能是(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的NH4+保護了Fe2+,因為NH4+具有還原性。進行實驗Ⅱ,否定了該觀點,補全該實驗。操作現象取_______,加_______,觀察。與實驗Ⅰ中(NH4)2Fe(SO4)2溶液現象相同。(3)乙同學提出實驗Ⅰ中兩溶液的穩定性差異是溶液酸性不同導致,進行實驗Ⅲ:分別配制0.80mol·L-1pH為1、2、3、4的FeSO4溶液,觀察,發現pH=1的FeSO4溶液長時間無明顯變化,pH越大,FeSO4溶液變黃的時間越短。資料顯示:亞鐵鹽溶液中存在反應4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+由實驗III,乙同學可得出的結論是_______,原因是_______。(4)進一步研究在水溶液中Fe2+的氧化機理。測定同濃度FeSO4溶液在不同pH條件下,Fe2+的氧化速率與時間的關系如圖(實驗過程中溶液溫度幾乎無變化)。反應初期,氧化速率都逐漸增大的原因可能是_____。(5)綜合以上實驗,增強Fe2+穩定性的措施有_______。26、(10分)I.硝酸鉀用途廣泛,工業上一般用復分解反應制取硝酸鉀(相關物質的溶解度曲線見表)。以硝酸鈉和氯化鉀為原料制備硝酸鉀的工藝流程如下:完成下列填空:(1)為了加速固體溶解,可采取的措施有__________(至少寫兩種);實驗室進行蒸發結晶操作時,為了防止液滴飛濺,進行的操作是_____________。(2)過濾I所得濾液中含有的離子是________;過濾I所得濾液在進行冷卻結晶前應補充少量水,目的是______________。(3)檢驗產品KNO3中雜質的方法是________________。II.實驗室模擬工業上用氯化鉀和硝酸銨為原料制取硝酸鉀的過程如下:取40gNH4NO3和37.25gKCl固體加入100g水中,加熱至90℃,固體溶解,用冰水浴冷卻至5℃以下,過濾(a)。在濾液中再加入NH4NO3,加熱蒸發,當體積減小到約原來的時,保持70℃過濾(b),濾液可循環使用。完成下列填空:(4)過濾(a)得到的固體物質主要是__________;在濾液中再加入NH4NO3的目的是________________________。(5)為檢測硝酸鉀樣品中銨鹽含量,稱取1.564g樣品,加入足量的NaOH濃溶液,充分加熱,生成的氣體用20.00mL0.102mol/LH2SO4溶液全部吸收,滴定過量的H2SO4用去0.089mol/L標準NaOH溶液16.55mL。滴定過程中使用的指示劑是________;樣品中含銨鹽(以氯化銨計)的質量分數是___________(保留3位小數)。27、(12分)FeCl3在現代工業生產中應用廣泛。某化學研究性學習小組模擬工業流程制備無水FeCl3,再用副產品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。Ⅰ.經查閱資料得知:無水FeCl3在空氣中易潮解,加熱易升華。他們設計了制備無水FeCl3的實驗方案,裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下:①檢驗裝置的氣密性;②通入干燥的Cl2,趕盡裝置中的空氣;③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應完成;④……⑤體系冷卻后,停止通入Cl2,并用干燥的H2趕盡Cl2,將收集器密封。請回答下列問題:(1)裝置A中反應的化學方程式為________________。(2)第③步加熱后,生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器,少量沉積在反應管A右端,要使沉積的FeCl3進入收集器,第④步操作是_______________。(3)操作步驟中,為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號)_____________。(4)裝置B中冷水浴的作用為________________;裝置C的名稱為_____________;裝置D中FeCl2全部反應后,因失去吸收Cl2的作用而失效,寫出檢驗FeCl2是否失效的試劑:____________。(5)在虛線框中畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑_____________。Ⅱ.該組同學用裝置D中的副產品FeCl3溶液吸收H2S,得到單質硫;過濾后,再以石墨為電極,在一定條件下電解濾液。(6)FeCl3與H2S反應的離子方程式為____________。(7)綜合分析實驗Ⅱ的兩個反應,可知該實驗有兩個顯著優點:①H2S的原子利用率為100%;②___________。28、(14分)孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3(含少量FeO、Fe2O3、SiO2)。某小組同學在實驗室以孔雀石為原料制備膽礬,并測定所得膽礬中結晶水的含量。實驗步驟如下:(提供試劑:NaOH溶液、H2O2溶液、CuO、Na2CO3)完成下列填空:(1)孔雀石的主要成分與稀硫酸反應的離子方程式為________。(2)按試劑加入順序,w所代表的試劑依次為__________。沉淀B的成分為_______。(3)a操作依次為:加熱蒸發、_______、過濾、洗滌、__________。除燒杯、漏斗之外過濾還需要另一玻璃儀器,該儀器在此操作中的主要作用是_________。(4)欲檢驗溶液A中Fe2+的試劑是___________(選填序號)。如果測定Fe2+的含量,需要用容量瓶配制某標準溶液,請簡述配制中“定容”的操作:_____。aNaOH(aq)bNa2CO3(aq)c淀粉KI(aq)d酸性KMnO4(aq)(5)在測定所得膽礬(CuSO4·xH2O)中結晶水x值的實驗過程中,若測定結果的實驗誤差為1.5%,可能的原因是_______________。a加熱溫度過高
b膽礬晶體的顆粒較大c加熱后放在空氣中冷卻
d加熱膽礬晶體時有晶體從坩堝中濺出(6)該小組一位同學根據實驗結果求出樣品中孔雀石的質量分數為:,另一位同學不同意,其原因是___________。29、(10分)回收利用硫和氮的氧化物是環境保護的重要舉措。(1)已知:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),正反應的活化能為ckJ?molˉ1。該反應歷程為:第一步:2NO(g)N2O2(g)△H1=-akJ?molˉ1(快反應)第二步:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)△H2=-bkJ?molˉ1(慢反應)①下列對上述反應過程表述正確的是__________(填標號)。A.NO比N2O2穩定B.該化學反應的速率主要由第二步決定C.N2O2為該反應的中間產物D.在一定條件下N2O2的濃度為0時反應達到平衡②該反應逆反應的活化能為_______________。(2)通過下列反應可從燃煤煙氣中回收硫。2CO(g)+2SO2(g)2CO2(g)+S(l)△H﹤0,在模擬回收硫的實驗中,向某恒容密閉容器通入2.8molCO和1molSO2,反應在不同條件下進行,反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示:①與實驗a相比,實驗b改變的實驗條件可能是______________________。②實驗b中的平衡轉化率a(SO2)=_________。(3)用NH3消除NO污染的反應原理為:4NH3+6NO5N2+6H2O。不同溫度條件下,NH3與NO的物質的量之比分別為3:1、2:1、1:1時,得到NO脫除率曲線如圖所示:①曲線c對應NH3與NO的物質的量之比是_______________。②曲線a中NO的起始濃度為4×10-4mg/m3,從A點到B點經過0.8s,該時間段內NO的脫除速率為_____________mg/(m3?s)。(4)雙堿法除去SO2是指:用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生。NaOH溶液Na2SO3溶液①用化學方程式表示NaOH再生的原理____________________________________。②25℃時,將一定量的SO2通入到NaOH溶液中,兩者完全反應,得到含Na2SO3、NaHSO3的混合溶液,且溶液恰好呈中性,則該混合溶液中各離子濃度由大到小的順序為_____________(已知25℃時,H2SO3的電離平衡常數Ka1=1×10-2,Ka2=1×10-7)。
參考答案一、選擇題(共包括22個小題。每小題均只有一個符合題意的選項)1、C【解析】
氯化銨溶液中加入鹽酸通電電解,得到NCl3溶液,氮元素化合價由-3價變化為+3價,在陽極發生氧化反應,陰極是氫離子得到電子發生還原反應生成氫氣,則氣體A為氫氣;在NCl3溶液中加入NaClO2溶液加熱反應生成ClO2、NH3和溶液B,由氫元素守恒可知,有水參加反應,結合得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒可知,反應還生成NaCl與NaOH。【詳解】A.根據分析,氣體A為H2,故A錯誤;B.在NCl3溶液中加入NaClO2溶液加熱反應生成ClO2、NH3和溶液B,由氫元素守恒可知,有水參加反應,結合得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒可知,反應還生成NaCl與NaOH,方程式為:6NaClO2+NCl3+3H2O=3NaCl+6ClO2+NH3+3NaOH,參加反應的NaClO2和NCl3的物質的量之比為6:1,故B錯誤;C.根據分析,結合反應6NaClO2+NCl3+3H2O=3NaCl+6ClO2+NH3+3NaOH可知,溶液B中含有NaCl與NaOH,則含有大量的Na+、Cl-、OH-,故C正確;D.二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色易溶于水的氣體,不可用飽和食鹽水除去ClO2中的NH3,故D錯誤;答案選C。2、C【解析】
充電時,Bi電極上,Bi失電子生成BiOCl,反應為Bi+Cl-+H2O-3e-=BiOCl+2H+,則Bi為陽極,所以a為電源正極,b為負極,NaTi2(PO4)2為陰極得電子發生還原反應,反應為NaTi2(PO4)2+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3,放電時,Bi為正極,BiOCl得電子發生還原反應,NaTi2(PO4)2為負極,據此分析解答。【詳解】A.充電時,Bi電極上,Bi失電子生成BiOCl,Bi為陽極,則a為電源正極,A正確;B.充電時,Cl-向陽極Bi電極移動,Na+向陰極NaTi2(PO4)2電極移動,B正確;C.充電時,Bi電極上的電極反應為Bi+Cl-+H2O-3e-=BiOCl+2H+,NaTi2(PO4)2電極上,反應為NaTi2(PO4)2+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3,根據得失電子守恒,新增入電極中的物質:n(Na+):n(Cl-)=3:1,C錯誤;D.放電時,Bi為正極,正極的電極反應為BiOCl+2H++3e-=Bi+Cl-+H2O,D正確;故合理選項是C。【點睛】本題考查了二次電池在充、放電時電極反應式及離子移動方向的判斷的知識。掌握電化學裝置的工作原理,注意電極反應的書寫是關鍵,難度中等。3、B【解析】
A.向淀粉-碘化鉀的酸性溶液中加入少量H2O2溶液,溶液立即變藍,發生:H2O2+2I-+2H+═I2+2H2O說明H2O2具有氧化性,再向藍色溶液中緩慢通入足量的SO2,藍色逐漸消失,發生:SO2+I2+2H2O═SO42-+2I-+4H+,說明SO2具有還原性,所以H2O2和SO2可以反應生成硫酸為強酸,故A正確;
B.再向藍色溶液中緩慢通入足量的SO2,藍色逐漸消失,發生:SO2+I2+2H2O═SO42-+2I-+4H+,體現了SO2的還原性,故B錯誤;
C.SO2的價層電子對個數=2+(6-2×2)=3,孤電子對數為1,硫原子采取sp2雜化,該分子為V形結構,故C正確;
D.H2O2分子中O-O為非極性鍵,O-H鍵為極性鍵,H2O2是展開書頁型結構,該物質結構不對稱,正負電荷中心不重合,為極性分子,故D正確;
故選:B。【點睛】同種原子形成的共價鍵為非極性鍵,不同種原子形成的共價鍵為極性鍵;正負電荷中心重合的分子為非極性分子。4、D【解析】
本題主要考查離子方程式的正確書寫。【詳解】A.Al+2OH-=AlO2-+H2↑反應中電荷數不平,正確的離子方程式為:2H2O+2Al+2OH-=2AlO2-+3H2↑,故A項錯誤;B.過量鐵粉與稀硝酸反應無Fe3+生成,正確的離子方程式為:,故B項錯誤;C.澄清石灰水中加入過量NaHCO3溶液反應的離子方程式中Ca2+與OH-系數比為1:2,故離子方程式為:;故C項錯誤;D.向苯酚鈉溶液中通入少量的CO2:,故D項正確。答案選D。5、B【解析】
A.使用催化劑能夠降低反應的活化能,加快反應速率,所以曲線d是加入催化劑a時的能量變化曲線,A錯誤;B.根據圖示可知反應物比生成物的能量高出600kJ-508kJ=92kJ,故反應①的熱化學方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ/mol,B正確;C.未指明氣體所處條件,因此不能根據電子轉移的物質的量確定氣體的體積,C錯誤;D.催化劑能加快化學反應的反應速率,但不能使化學平衡發生移動,因此不能改變物質的平衡轉化率,D錯誤;故合理選項是B。6、C【解析】
A.據圖可知,始態*N2+3H2的相對能量為0eV,生成物*+2NH3的相對能量約為-1.8eV,反應物的能量高于生成物,所以為放熱反應,故A正確;B.圖中實線標示出的位點A最大能壘(活化能)低于圖中虛線標示出的位點B最大能壘(活化能),活化能越低,有效碰撞幾率越大,化學反應速率越大,故B正確;C.由圖像可知,整個反應歷程中2N*+3H2→2N*+6H*活化能幾乎為零,為最小,故C錯誤;D.由圖像可知氮氣活化在位點A上活化能較低,速率較快,故D正確;故答案為C。7、A【解析】
W、X、Y、Z均為短周期元素且原子序數依次增大。依據元素周期律可知,同周期元素中,從左到右原子半徑依次減小,同主族元素中,從上到下原子半徑依次增大,因Y是短周期中原子半徑最大的元素,則Y為Na元素;Z的最高價氧化物對應的水化物的濃溶液與W的單質反應,生成兩種能使澄清石灰水變渾濁的無色氣體,采用逆分析法可知,這兩種氣體為二氧化碳與二氧化硫酸性氣體,則可知Z為S,其最高價氧化物對應的水化物的濃溶液為濃硫酸,可與W的單質(C)反應,因此推出W為C;又X和Z同族,則X為O元素,據此分析作答。【詳解】由上述分析可知,W、X、Y、Z分別是C、O、Na和S元素,則A.簡單離子的電子層數越多,其對應的半徑越大;電子層數相同時,核電荷數越小,離子半徑越大,則簡單離子半徑大小為Y<X<Z,A項正確;B.氫化鈉為離子化合物,溶于水后與水發生反應:NaH+H2O=NaOH+H2↑,使溶液呈現堿性,B項錯誤;C.C元素的含氧酸有碳酸、草酸和乙二酸,S的含氧酸為亞硫酸、硫酸和硫代硫酸等,C項錯誤;D.工業上采用電解熔融氯化鈉來制備金屬鈉,而不是Na2O,D項錯誤;答案選A。【點睛】B項是易錯點,學生要注意氫元素與活潑金屬作用時,形成離子化合物,H顯-1價。8、B【解析】
A.該過程涉及的化學方程式有:,,A錯正確;B.Fe在Cl2中燃燒,只會生成FeCl3,B錯誤;C.該過程涉及的化學方程式有:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,C正確;D.該過程涉及的化學方程式有:2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O,NH3·H2O+SO2=NH4HSO3,D正確;故合理選項為B。9、C【解析】該反應中Fe元素化合價由+2價變為+6價、O元素化合價由-1價變為0價、-2價,所以硫酸亞鐵是還原劑、過氧化鈉既是氧化劑又是還原劑,氧化劑對應的產物是還原產物,還原劑對應的產物是氧化產物。A、化合價升高的元素有+2價的鐵和-1價的氧元素,氧化產物是Na2FeO4和氧氣,故A錯誤;B、反應中化合價升高的元素有Fe,由+2價→+6價,化合價升高的元素還有O元素,由-1價→0價,2molFeSO4發生反應時,共有2mol×4+1mol×2=10mol電子轉移,6molNa2O2有5mol作氧化劑、1molNa2O2作還原劑,其中2molFeSO4還原4molNa2O2,即1molFeSO4還原2molNa2O2,故B錯誤;C、由方程式轉移10mol電子生成2molNa2FeO4,轉移0.5mo1電子時生成×2×166g·mol-1=16.6gNa2FeO4,故C正確;D、每2FeSO4和6Na2O2發生反應,氧化產物2molNa2FeO4和1molO2,還原產物2molNa2FeO4和2molNa2O,氧化產物與還原產物的物質的量之比為3:4,故D錯誤;故選C。點睛:本題考查氧化還原反應,側重考查基本概念、計算,解題關鍵:明確元素化合價變化和電子得失的多少。難點:B和C選項,注意過氧化鈉的作用,題目難度較大。10、C【解析】
A.醫用口罩能夠有效阻擋病毒的進入人體感染,故A不符合題意;B.聚丙烯樹脂為合成樹脂材料,屬于合成有機高分子材料,故B不符合題意;C.醫用酒精中乙醇的體積分數為75%,故C符合題意;D.疫苗中主要成分為蛋白質,若溫度過高,蛋白質會發生變性,故D不符合題意;故答案為:C。11、B【解析】
A.苯分子結構中不含有碳碳雙鍵,但苯也可與H2發生加成反應,故A正確;B.溴苯與四氯化碳互溶,則溴苯中溶解的溴不能用四氯化碳萃取而除去,故B錯誤;C.苯與濃硝酸和濃硫酸的混合酸反應制取硝基苯的實驗最好采用水浴加熱,便于控制反應溫度,故C正確;D.乙烷不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,可用酸性高錳酸鉀溶液加以鑒別,故D正確;故答案選B。12、D【解析】
A.根據圖像分析,pH>8時只有碳酸根離子和碳酸氫根離子,pH=8時,只有碳酸氫根離子,pH<8時,溶液中只有碳酸和碳酸氫根離子,則在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-不能大量共存,故A正確;B.Na2CO3溶液中逐滴加入HCl溶液,用酚酞作指示劑,滴定產物是,用甲基橙作指示劑滴定時,和HCl溶液的反應產物是H2CO3,故B正確;C.由圖象可知,pH=7時,c(H+)=c(OH-),溶液中含碳元素的主要微粒為HCO3-、H2CO3,電荷守恒可知:c(Na+)+c(H+)=c(Cl?)+c(HCO3-)+c(OH?),則c(Na+)>c(Cl?),因HCO3-水解,則c(Na+)>c(Cl?)>c(HCO3-),溶液中各種離子的物質的量濃度的大小關系為c(Na+)>c(Cl?)>c(HCO3-)>c(H+)=c(OH?),故C正確;D.已知在25℃時,溶液中c()∶c()=1∶1,水解反應的平衡常數即水解常數Kh1=c(OH-)=2.0×10-4,則c(H+)=5.0×10-11,溶液的pH<10,故D錯誤;13、D【解析】
A.面粉是可燃物,分散于空氣中形成氣溶膠,遇到明火有爆炸的危險,所以面粉加工廠應標有“嚴禁煙火”的字樣或圖標,故A正確;B.氯化銨是強酸弱堿鹽,其水溶液顯酸性,可用于除鐵銹,所以焊接金屬前可用氯化銨溶液處理焊接處的鐵銹,故B正確;C.碳與水蒸氣反應生成氫氣和一氧化碳,氫氣與一氧化碳都能燃燒,故C正確;D.在元素周期表的金屬和非金屬分界線附近的元素金屬性也非金屬性都不強,常用于制備半導體材料,在過渡元素中尋找優良的催化劑,故D錯誤;故答案為D。14、B【解析】
A.火法煉銅是指用氧氣與硫化亞銅制取銅的反應,屬于氧化還原反應,故A不選;B.轉輪排字屬于物理變化,故選B;C.用糧食釀酒過程實質是淀粉水解生成葡萄糖,在進行發酵生成乙醇的過程,中間有元素化合價發生變化,屬于氧化還原反應,故C不選;D.鉆木取火是通過動能轉化為熱能使木材燃燒,屬于氧化還原反應,故D不選;答案:B。15、B【解析】
有機物含有2個碳碳雙鍵,可發生加成、加聚和氧化反應,結合烯烴、甲烷的結構特點解答。【詳解】A.由結構式可知分子中含有5個C、4個H原子,則分子式為C5H4,根據不飽和度的規律可知,該分子內含4個不飽和度,因此要生成1molC5H12至少需要4molH2,A項正確;B.分子中含有飽和碳原子,中心碳原子與頂點上的4個碳原子形成4個共價單鍵,應是四面體構型,則分子中四個碳原子不可能在同一平面上,B項錯誤;C.依據等效氫思想與物質的對稱性可以看出,該分子的三氯代物與一氯代物等效,只有一種,C項正確;D.分子式為C5H4,只含碳碳叁鍵的鏈烴有CH≡C-CH2-C≡CH或CH≡C-C≡C-CH3這2種同分異構體,D項正確;答案選B。【點睛】本題C項的三氯代物可用換位思考法分析作答,這種方法一般用于鹵代物較多時,分析同分異構體較復雜時,即將有機物分子中的不同原子或基團進行換位,如乙烷分子,共6個氫原子,一個氫原子被氯原子取代只有一種結構,那么五氯乙烷呢,H看成Cl,Cl看成H,換位思考,也只有一種結構。16、A【解析】
A.鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉溶液,能一步實現,故A正確;B.鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵,不能一步轉化為氧化鐵,故B錯誤;C.一氧化氮與水不反應,不能一步轉化為硝酸,故C錯誤;D.二氧化硅不溶于水,也不與水反應,二氧化硅不能一步轉化為硅酸,故D錯誤;故選A。17、D【解析】
A.向50.00mL未知濃度的氨水中逐滴加入0.5mol·L-1的HC1,鹽酸和氨水恰好完全反應生成氯化銨和水,氯化銨中銨根水解顯酸性,因而②(pH=7)時,氨水稍過量,即反應未完全進行,從①到②,氨水的量減少,氯化銨的量變多,又溶液導電能力與溶液中離子濃度呈正比,氯化銨為強電解質,完全電離,得到的離子(銨根的水解不影響)多于氨水電離出的離子(氨水為弱堿,少部分NH3·H2O發生電離),因而圖中②點所示溶液的導電能力強于①點,A錯誤;B.觀察圖像曲線變化趨勢,可推知③為鹽酸和氨水恰好完全反應的點,得到氯化銨溶液,鹽類的水解促進水的電離,因而溶液pOH=8,則c溶液(OH-)=10-8mol/L,c水(OH-)=c水(H+)=Kw/c溶液(OH-)=10-6mol/L,B錯誤;C.①點鹽酸的量是③點的一半,③為恰好完全反應的點,因而易算出①點溶液溶質為等量的NH3·H2O和NH4Cl,可知電荷守恒為c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),又①pOH=4,說明溶液顯堿性,則c(OH-)>c(H+),那么c(NH4+)>c(Cl-),C錯誤;D.V(HCl)=0時,可知氨水的pOH=2.8,則c(OH-)=10-2.8mol/L,又NH3·H2O?NH4++OH-,可知c(NH4+)=c(OH-)=10-2.8mol/L,③點鹽酸和氨水恰好反應,因而c(NH3·H2O)=20×0.550mol/L=0.2mol/L,因而Kb=cNH4+cOH-cNH故答案選D。18、D【解析】
x、y、z、d、e、f、g、h為原子序數依次遞增的短周期主族元素,從圖中的化合價、原子半徑的大小及原子序數,可以知道x是H元素,y是C元素,z是N元素,d是O元素,f是Al元素,z、e、g、h的最高價氧化物對應水化物溶液濃度均為0.01mol·L-1,e的pH為12,為一元強堿,則e是Na元素,z、h的pH均為2,為一元強酸,則z為N元素、h為Cl元素,g的pH小于2,則g的為二元強酸,故g為S元素,據此分析解答問題。【詳解】A.d、e、f、g形成的簡單離子分別為:O2-、Na+、Al3+、S2-,O2-、Na+、Al3+離子的電子層數相同,但核電荷數Al>Na>O,則離子半徑O2->Na+>Al3+,而S2-的電子層數最多,半徑最大,故半徑最大的是g離子,A選項錯誤;B.d與e形成的化合物可以是Na2O,也可以是Na2O2,Na2O2既含有離子鍵,也含有共價鍵,B選項錯誤;C.x、y、z、d、e、f、g、h的單質分別為:H2、C、N2、O2、Na、Al、S、Cl2,C單質可形成金剛石,為原子晶體,故單質熔點最高的可能是y,C選項錯誤;D.x與y可以形成多種有機化合物,其中CH2=CH2等存在著非極性鍵,D選項正確;答案選D。【點睛】此題C選項為易錯點,C單質有很多的同素異形體,熔沸點有差異,容易忽略這一關鍵點,導致誤選C答案。19、C【解析】
A.戰國?曾侯乙編鐘屬于青銅制品,青銅是銅錫的合金,故A正確;B.陶瓷主要成分為硅酸鹽,秦朝?兵馬俑用陶土燒制而成的陶,屬硅酸鹽產品,故B正確;C.碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料,作畫用的一些宣紙其主要成分是纖維素,屬于多糖,故C錯誤;D.銅綠的主要成分為堿式碳酸銅,呈綠色,故D正確;故選C。20、B【解析】
根據烯的加成原理,雙鍵中的一個鍵斷開,結合H原子,生成2-甲基戊烷,采取倒推法相鄰碳原子之間各去掉1個氫原子形成雙鍵,即得到烯烴【詳解】2?甲基戊烷的碳鏈結構為,2?甲基戊烷相鄰碳原子之間各去掉1個氫原子形成雙鍵,從而得到烯烴;根據2?甲基戊烷的碳鏈結構知,相鄰碳原子上各去掉1個氫原子形成雙鍵的碳鏈結構有:、、、。A.CH2=C(CH3)CH2CH2CH3的碳鏈結構為,經催化加氫后能生成2?甲基戊烷,故A不符合題意;B.CH2=CHCH(CH3)CH2CH3的碳鏈結構為,經催化加氫后不能生成2?甲基戊烷,故B符合題意;C.CH3C(CH3)=CHCH2CH3的碳鏈結構為,經催化加氫后能生成2?甲基戊烷,故C不符合題意;D.CH3CH=CHCH(CH3)CH3的碳鏈結構為,經催化加氫后能生成2?甲基戊烷,故D不符合題意;答案選B。21、B【解析】
由信息可知,綠礬為硫酸亞鐵的結晶水合物,即FeSO4·7H2O,加熱發生氧化還原反應,Fe元素的化合價升高,S元素的化合價降低,Fe的氧化物只有氧化鐵為紅色,則“色赤”物質可能是Fe2O3,故生成氧化鐵、二氧化硫、三氧化硫和水蒸氣,三氧化硫與水結合可生成硫酸,不涉及的物質是S,答案選B。【點睛】硫為淡黃色固體,在題目中并未涉及,做本題時要關注各物質的物理性質。22、D【解析】
由反應A+B→C+Q(Q>0)可知,該反應是放熱反應,A和B的能量之和大于C的能量;由①A+B→X+Q(Q<0)可知,該步反應是吸熱反應,故X的能量大于A和B的能量之和;又因為②X→C+Q(Q>0)是放熱反應,故X的能量之和大于C的能量,圖象D符合,故選D。二、非選擇題(共84分)23、2-甲基-1-丁烯CH3CH2C(CH3)=C(CH3)CH2CH3取代反應3【解析】
由F的結構簡式可知A應為CH2=C(CH3)CH2CH3,生成E為CH2BrCBr(CH3)CH2CH3,F發生消去反應生成G,G為,X的苯環上只有一個取代基,且取代基無甲基,結合N的分子式可知N的結構簡式為,可知X為苯乙醇,由M的分子式可知D含有8個C,結合信息可知B為CH3CH2C(CH3)=C(CH3)CH2CH3,則C為CH3CH2CBr(CH3)CBr(CH3)CH2CH3,D為CH3CH2COH(CH3)COH(CH3)CH2CH3,M為,以此解答該題。【詳解】(1)A為CH2=C(CH3)CH2CH3,名稱為2-甲基-1-丁烯;(2)由以上分析可知B為CH3CH2C(CH3)=C(CH3)CH2CH3;(3)C為CH3CH2CBr(CH3)CBr(CH3)CH2CH3,在氫氧化鈉溶液中發生取代反應生成CH3CH2COH(CH3)COH(CH3)CH2CH3,故反應類型為取代反應;(4)D為CH3CH2COH(CH3)COH(CH3)CH2CH3,M為,反應的方程式為;(5)由以上分析可知N為;(6)X為苯乙醇,對應的同分異構體①遇FeCl3溶液顯紫色,則羥基連接在苯環,②苯環上的一氯取代物只有兩種,另一取代基為2個甲基或1個乙基,共3種,即等;(7)E為CH2BrCBr(CH3)CH2CH3,可先水解生成CH2OHCOH(CH3)CH2CH3,在銅催化條件下被氧化生成醛,然后與弱氧化劑反應生成酸,反應的流程為。【點睛】結合反應條件推斷反應類型:(1)在NaOH的水溶液中發生水解反應,可能是酯的水解反應或鹵代烴的水解反應。(2)在NaOH的乙醇溶液中加熱,發生鹵代烴的消去反應。(3)在濃H2SO4存在的條件下加熱,可能發生醇的消去反應、酯化反應、成醚反應或硝化反應等。(4)能與溴水或溴的CCl4溶液反應,可能為烯烴、炔烴的加成反應。(5)能與H2在Ni作用下發生反應,則為烯烴、炔烴、芳香烴、醛的加成反應或還原反應。(6)在O2、Cu(或Ag)、加熱(或CuO、加熱)條件下,發生醇的氧化反應。(7)與O2或新制的Cu(OH)2懸濁液或銀氨溶液反應,則該物質發生的是—CHO的氧化反應。(如果連續兩次出現O2,則為醇→醛→羧酸的過程)。(8)在稀H2SO4加熱條件下發生酯、低聚糖、多糖等的水解反應。(9)在光照、X2(表示鹵素單質)條件下發生烷基上的取代反應;在Fe粉、X2條件下發生苯環上的取代。24、2-甲基-2-丙醇酚羥基、醛基濃硫酸,加熱(CH3)2CHCOOH+2Cl2+2HCl(CH3)2CHCHO+2Cu(OH)2(CH3)2CHCOOH+Cu2O+2H2O6【解析】
A的分子式為C4H10O,A→B是消去反應,所以B是.B→C組成上相當于與水發生加成反應,根據提供的反應信息,C是2-甲基-1-丙醇.C→D是氧化反應,D是2-甲基-1-丙醛,D→E是氧化反應,所以E是2-甲基-1-丙酸.X的分子式為C7H8O,且結合E和F的結構簡式可知,X的結構簡式為;在光照條件下與氯氣按物質的量之比1:2反應,是甲基中的2個H被Cl取代,因此Y的結構簡式為,Y→Z是水解反應,根據信息③,應該是-CHCl2變成-CHO,則Z的結構簡式為,Z→F是酯化反應。【詳解】(1)結合以上分析可知,A的結構簡式為:,名稱為2?甲基?2?丙醇;Z的結構簡式為:,所含官能團為酚羥基、醛基;(2)A為,B為,A→B是消去反應,反應Ⅰ的反應條件是濃硫酸、加熱;C是,D是,所以C→D是在銅作催化劑條件下發生的氧化反應;(3)結合以上分析可知,E的結構簡式為;(4)在光照條件下與氯氣按物質的量之比1:2反應,是甲基中的2個H被Cl取代生成,反應Ⅴ的化學方程式:;(5)D是(CH3)2CHCHO,在氫氧化銅懸濁液中加熱發生氧化反應,反應IV中的化學方程式:+2Cu(OH)2+Cu2O+2H2O;(6)Z的結構簡式為,W是Z的同系物,相對分子質量比Z大14,W分子式為C8H8O2,W的同分異構體中滿足下列條件:①能發生銀鏡反應,說明含有醛基;②苯環上有兩個取代基,可以3種位置;③不能水解,遇FeCl3溶液不顯色,沒有酯基、酚羥基。滿足條件的結構有:苯環上分別連有?CHO和?CH2OH,結構有3種。苯環上分別連有?CHO和?OCH3,結構有3種,共計有6種,其中核磁共振氫譜有四組峰的結構為:。25、NH4++H2ONH3·H2O+H+<取2mLpH=4.0的0.80mol·L-1FeSO4溶液加2滴0.01mol·L-1KSCN溶液溶液pH越小,Fe2+越穩定溶液中存在平衡4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+,c(H+)大,對平衡的抑制作用強,Fe2+更穩定生成的Fe(OH)3對反應有催化作用加一定量的酸;密封保存【解析】
(1)(NH4)2Fe(SO4)2溶液和FeSO4中的Fe2+濃度相同,但中(NH4)2Fe(SO4)2含有濃度較高的NH4+;通過表格中的顏色變化來分析;(2)由于是要驗證兩溶液的穩定性差異是否是由于(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的NH4+保護了Fe2+導致,根據控制變量法可知,應除了讓NH4+這個影響因素外的其它影響因素均保持一致,據此分析;(3)由實驗Ⅲ可知,溶液的pH越小,溶液的酸性越強,則Fe2+越穩定;亞鐵鹽溶液中存在反應4Fe2++O2+10H2O?4Fe(OH)3+8H+,根據平衡的移動來分析;(4)根據影響反應速率的因素有濃度、壓強、溫度和催化劑來分析;(5)根據上述實驗來分析。【詳解】(1)(NH4)2Fe(SO4)2溶液和FeSO4中的Fe2+濃度相同,但(NH4)2Fe(SO4)2溶液中含有濃度較高的NH4+,NH4+水解顯酸性,導致(NH4)2Fe(SO4)2中的pH更小;通過表格中的顏色變化可知(NH4)2Fe(SO4)2中的Fe2+被氧化的速率更慢,即溶液的穩定性:FeSO4<(NH4)2Fe(SO4)2,故答案為:NH4++H2ONH3?H2O+H+;<;(2)由于是要驗證兩溶液的穩定性差異是否是由于(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的NH4+保護了Fe2+導致,根據控制變量法可知,應除了讓NH4+這個影響因素外的其它影響因素均保持一致,故應取2mLpH=4.0的0.80mol?L-1FeSO4溶液于試管中,加2滴0.01mol?L-1KSCN溶液,過若觀察到的現象與實驗Ⅰ中(NH4)2Fe(SO4)2溶液現象相同,則說明上述猜想不正確,故答案為:取2mLpH=4.0的0.80mol?L-1FeSO4溶液;加2滴0.01mol?L-1KSCN溶液;(3)由實驗Ⅲ可知,溶液的pH越小,溶液的酸性越強,則Fe2+越穩定;亞鐵鹽溶液中存在反應4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+,溶液的pH越小,則氫離子濃度越大,平衡左移,則Fe2+的氧化被抑制,故答案為:溶液pH越小,Fe2+越穩定;溶液中存在平衡4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+,c(H+)大,對平衡的抑制作用強,Fe2+更穩定;(4)影響反應速率的因素有濃度、壓強、溫度和催化劑,而同一條曲線上的濃度FeSO4溶液相同,且應隨著反應的進行,Fe2+的濃度減小,故不是濃度對反應速率的影響;而此反應為溶液中的反應,故壓強對此反應速率無影響;而此反應中溫度不變,故能影響反應速率的只有催化劑,故唯一的可能原因是生成的Fe(OH)3對反應有催化作用,故答案為:生成的Fe(OH)3對反應有催化作用;(5)根據上述實驗可知,加入一定量的酸會抑制Fe2+的氧化,或是隔絕空氣密封保存,故答案為:加入一定量的酸,密封保存。【點睛】(NH4)2Fe(SO4)2溶液中含有濃度較高的NH4+,NH4+水解顯酸性,導致(NH4)2Fe(SO4)2中的pH更小,NH4+保護了Fe2+是解答關鍵,也是試題的難點和突破口。26、加熱、攪拌、研細顆粒用玻璃棒不斷攪拌濾液K+、NO3-、Na+、Cl-減少NaCl的結晶析出取少量固體溶于水,加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,若生成白色沉淀說明含有雜質KNO3增大銨根離子的濃度,有利于氯化銨結晶析出甲基橙8.92%【解析】
硝酸鈉和氯化鉀用水溶解,得到的溶液中含有K+、NO3-、Na+、Cl-,由于在溶液中NaCl的溶解度較小,且受溫度影響不大,采取蒸發濃縮,析出NaCl晶體,過濾分離出NaCl晶體。由于硝酸鉀溶解度受溫度影響比硝酸鈉大,采取冷卻結晶析出硝酸鉀,過濾出硝酸鉀晶體后,向濾液中加入NH4NO3,可增大溶液中NH4+濃度,有利于NH4Cl結晶析出。【詳解】I.(1)加熱、攪拌、研細顆粒等都可以加快物質溶解;實驗室進行蒸發結晶操作時,為防止液滴飛濺,要用玻璃棒不斷攪拌濾液,使溶液受熱均勻;(2)過濾I后析出部分NaCl,濾液I含有K+、NO3-、Na+、Cl-;氯化鈉溶解度較小,濃縮析出NaCl晶體后,直接冷卻會繼續析出NaCl晶體,在進行冷卻結晶前應補充少量水,可以減少NaCl的結晶析出;(3)產品KNO3中可能含有Na+、Cl-雜質離子,檢驗的方法是:取少量固體溶于水,加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,若生成白色沉淀說明含有雜質NaCl,即含有雜質;II.(4)取40gNH4NO3和37.25gKCl固體加入100g水中,加熱至90℃所有固體均溶解,用冰水浴冷卻至5℃以下時,硝酸鉀的溶解度最小,首先析出的是硝酸鉀晶體;在濾液中加入硝酸銨可以增大銨根離子濃度,使NH4Cl晶體析出;(5)由于恰好反應時生成的溶質為(NH4)2SO4和Na2SO4,溶液為酸性,則應該選用甲基橙為指示劑;硫酸總的物質的量n(H2SO4)=c·V=0.102mol/L×0.02L=0.00204mol,含有氫離子的物質的量為n(H+)=2n(H2SO4)=2×0.00204mol=0.00408mol,氫氧化鈉的物質的量n(NaOH)=c·V=0.089mol/L×0.01655L=0.001473mol,所以氨氣的物質的量n(NH3)=0.00408mol-0.001473mol=0.002607mol,所以根據N元素守恒,可知樣品中氯化銨的物質的量為0.002607mol,則樣品中氯化銨的質量分數為:×100%≈8.92%。【點睛】本題考查物質制備方案、物質的分離與提純方法,涉及溶解度曲線的理解與應用、滴定計算等,關鍵是對原理的理解,試題培養了學生對圖象的分析能力與靈活應用所學知識的能力。27、2Fe+3Cl22FeCl3在沉積的FeCl3固體下方加熱②⑤冷卻,使FeCl3沉積,便于收集產品干燥管K3[Fe(CN)6)溶液2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+FeCl3得到循環利用【解析】
Ⅰ.裝置A中鐵與氯氣反應,反應為:2Fe+3Cl22FeCl3,B中的冷水作用為是冷卻FeCl3使其沉積,便于收集產品;為防止外界空氣中的水蒸氣進入裝置使FeCl3潮解,所以用裝置C無水氯化鈣來吸水,裝置D中用FeCl2吸收Cl2時的反應離子方程式2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-,用裝置D中的副產品FeCl3溶液吸收H2S,離子方程式為:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+,用氫氧化鈉溶液吸收的是氯氣,不用考慮防倒吸,所以裝置E為氫氧化鈉溶液吸收氯氣,據此分析解答(1)~(5);Ⅱ.三價鐵具有氧化性,硫化氫具有還原性,二者之間發生氧化還原反應,化學方程式為2FeCl3+H2S═2FeCl2+S↓+2HCl,電解氯化亞鐵時,陰極陽離子得到電子發生還原反應;陽極陰離子失去電子發生氧化反應,據此分析解答(6)~(7)。【詳解】Ⅰ.(1)氯氣具有強氧化性,將有變價的鐵元素氧化成高價鐵,生成氯化鐵,所以裝置A中鐵與氯氣反應生成氯化鐵,反應為2Fe+3Cl22FeCl3,故答案為:2Fe+3Cl22FeCl3;(2)第③步加熱后,生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器,少量沉積在反應管A右端,因為無水FeCl3加熱易升華,要使沉積的FeCl3進入收集器,需要對FeCl3加熱,使氯化鐵發生升華,使沉積的FeCl3進入收集器,故答案為:在沉積的FeCl3固體下方加熱;(3)為防止FeCl3潮解,可以采取的措施有:步驟②中通入干燥的Cl2,步驟⑤中用干燥的N2趕盡Cl2,故答案為:②⑤;(4)B中的冷水是為了冷卻FeCl3使其沉積,便于收集產品,裝置C的名稱為干燥管;Fe2+的檢驗可通過與K3[Fe(CN)6)溶液生成藍色沉淀的方法來完成,故答案為:冷卻,使FeCl3沉積,便于收集產品;干燥管;K3[Fe(CN)6)溶液;(5)氯氣和氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水,所以可以用氫氧化鈉溶液吸收尾氣中的氯氣,尾氣吸收裝置E為:,故答案為:;Ⅱ.(6)三價鐵具有氧化性,硫化氫具有還原性,二者之間發生氧化還原反應:2FeCl3+3H2S=2FeCl2+6HCl+3S↓,離子方程式為:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+,故答案為:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+;(7)電解氯化亞鐵時,陰極發生氫離子得電子的還原反應,2H++2e-═H2↑,陽極亞鐵離子發生失電子的氧化反應:Fe2+-e-=Fe3+,電解池中最終得到的FeCl3可重新用來吸收H2S,可以循環利用,故答案為:FeCl3可以循環利用。28、Cu2(OH)2CO3+4H+→2Cu2++3H2O+CO2↑H2O2溶液、CuOFe(OH)3、CuO冷卻結晶自然干燥引流d加水到離刻度線2~3cm處改用膠頭滴管滴加蒸餾水,直到凹液面的最低線與刻度線相平a、d在除雜過程中加入了CuO,會使結果偏大【解析】
m1g孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3(含少量FeO、Fe2O3、SiO2),加入稀硫酸過濾得到濾渣二氧化硅和溶液A為硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鐵,加入W為過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子,加入氧化銅調節溶液的pH沉淀鐵離子,過濾得到沉淀B為氫氧化鐵和過量的氧化銅,溶液B為硫酸銅溶液,通過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌、干燥得到硫酸銅晶體m2g,受熱失去結晶水得到硫酸銅固體m3g。據此解答。【詳解】(1)堿式碳酸銅和硫酸反應生成硫酸銅、水和二氧化碳,反應的離子方程式為:Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑,故答案為:Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑;(2)按試劑加入順序,w所代表的試劑依次為加入氧化劑過氧化氫氧化亞鐵離子,不引入其他雜志離子,加入氧化銅調節溶液pH使鐵離子全部沉淀,過濾得到沉淀B為Fe(OH)3、CuO,故答案為:H2O2溶液、CuO;Fe(OH)3、CuO;(3)從溶液B中獲得硫酸銅晶體,直接加熱蒸干會導致硫酸銅失去結晶水,應該采用的操作方法為:加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、自然干燥,除燒杯、漏斗之外過濾還需要另一玻璃儀器為玻璃棒,該儀器在此操作中的主要作用是引流,故答案為:冷卻結晶,自然干燥;引流;(4)溶液A中含亞鐵離子和鐵離子:a.NaOH溶液,向Fe2+溶液中加入NaOH溶液后,Fe2+與OH-反應生成Fe(OH)2,Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,Fe(OH)2不穩定易被氧氣氧化為Fe(OH)3,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,白色的Fe(OH)2沉淀變成紅褐色Fe(OH)3,向Fe2+溶液中加入NaOH溶液后,觀察到生成的白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色;Fe3+與OH-反應Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,生成紅褐色Fe(OH)3,兩者反應現象干擾,不能檢驗該溶液中存在Fe2+,故a錯誤;b.Na2CO3(aq)和亞鐵離子生成沉淀,和鐵離子雙水解生成氫氧化鐵沉淀和二氧化碳,溶液渾濁不能檢驗亞鐵離子,故b錯誤;c.淀粉KI(aq)和鐵離子發生氧化還原反應生成碘單質和亞鐵離子,溶液顏色相近不能鑒別亞鐵離子,故c錯誤;d.酸性KMnO4(aq),因為Fe2+具有較強的還原性能使酸性KMnO4溶液褪色,Fe3+不能,故能夠用酸性KMnO4溶液鑒別Fe2+和Fe3+,故d正確;如果測定Fe2+的含量,需要用容量瓶配制某標準溶液,加水到離刻度線2~3cm處改用膠頭滴管滴加蒸餾水,直到凹液面的最低線與刻度線相平,故答案為:d;加水到離刻度線2~3cm處改用膠頭滴管滴加蒸餾水,直到凹液面的最低線與刻度線相平;(5)測定所得膽礬(CuSO4?xH2O)中結晶水x值,應稱量坩堝的質量,坩堝和晶體的質量,加熱后坩堝的質量,加熱后再稱量一次坩堝的質量,判斷質量是否在誤差允許范圍內及兩次值是否相差不超過0.1g,所以至少稱量4次;a.加熱溫度過高,會導致硫酸銅分解,質量變化較大,導致結果偏大,a正確;b.膽礬晶體的顆粒較大,會導致晶體解熱分解不完全,質量變化偏小,結果偏小,b錯誤;c.加熱后放在空氣中冷卻,會吸收空氣中的水重新形成晶體,導致測定結果偏小,c錯誤;d.加熱膽礬晶體時有晶體從坩堝中濺出,導致測定的結晶水的質量偏大,測定的x
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