非選擇題綜合練(三)

對應學生用書P232

1.無水CrCh是一種紫色片狀晶體，在紡織、電鍍等方面都有著重要作

用。實驗室利用反應Cr2(h+3CC14望遢=2CrC13+3COC12制備CrCh的裝置

如圖所示：

管式爐

，，疝'^X^Cr2O3

B\\/%NaOH溶液

浴三號/

一?■

AC1)

己知：無水CrCh易溶于水，高溫下能被空氣氧化；CCl4>COC12的沸點

分別為76.8℃、8.2℃o

回答下列問題：

(DA裝置中盛放CCL液體的儀器名稱是三頸燒瓶,下列操作的先后順序

是②③①(填序號)。

①加熱硬質(zhì)玻璃管②通入N2③水浴加熱

(2)實驗前通N2排盡裝置中的空氣，實驗中持續(xù)通入N2,其作用是將CC14

氣體鼓入B中,反應結(jié)束后，冷卻至室溫的過程中繼續(xù)通入N2,C中可能出

現(xiàn)少量無色液體，其化學式是CC14。

(3)D裝置中COCL與NaOH溶液反應生成兩種鹽，其離子方程式為

-

COC12+4OH===COr+2Cl+2H2Oo

(4)測量產(chǎn)品中無水CrCb的純度。

①取0.1000g產(chǎn)品溶解、過濾、洗滌，在堿性條件下向濾液中加入H2O2

氧化，氧化產(chǎn)物為CrO匯(填離子符號),再加硫酸酸化將該離子轉(zhuǎn)化為Cr2or,

并除盡H2O2,加入指示劑，用(NH4)2Fe(SO,2標準溶液滴定到終點°盛裝該標

準溶液應選用酸式(填“酸式”或“堿式”)滴定管。

2+3+3+

②已知滴定反應的離子方程式為Cr2Or+14H++6Fe===2Cr+6Fe

1

+7H2Oo重復實驗三次，平均消耗0.1000mol-L(NH4”Fe(SO4)2標準溶液的

體積為18.00mL,則測得產(chǎn)品中CrCh的質(zhì)量分數(shù)為95.10%o

解析(1)由題圖可知A裝置中盛放CC14液體的儀器名稱是三頸燒瓶；無

水CrCb在高溫下能被空氣氧化，因此實驗前通N2排盡裝置中的空氣，避免

制備時CrCb被氧化，然后A處水浴加熱產(chǎn)生CC14蒸氣，實驗中通Nz將CCI4

蒸氣鼓入B中與O2O3反應制備CrCI3,因此操作的先后順序是②③①。(2)

由分析可知實驗前通N2排盡裝置中的空氣，避免制備時CrCb被氧化，實驗

中持續(xù)通入N2,其作用是將CCL氣體鼓入B中；CCI4>COCI2的沸點分別為

76.8℃、8.2℃,室溫為25℃,此時CCL為液態(tài)，COCb為氣態(tài)，因此C中

出現(xiàn)的少量無色液體為CCho(3)COCL中C為+4價，O為一2價，C1為一1

價，因此COCL與NaOH溶液反應生成的兩種鹽為碳酸鈉和NaCL反應的離

子方程式為COCh+4OH-===COr+2Cr+2H2Oo(4)①由題意知，Cr3.被過

+

氧化氫氧化，可能得到CrOl或Cr2Or,由于反應2CrOF+2HCr2Or

+H2O,故堿性條件下氧化產(chǎn)物為CrOT；(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液因鐵根離

子、亞鐵離子水解顯酸性，故盛裝該標準溶液應選用酸式滴定管。②消耗

(NH4)2Fe(SC>4)2標準溶液的物質(zhì)的量為0.1000mol-L-^18.00X10-3L=

1.8X10-3m0|,由關系式20a3?CrzO歹?6Fe2+?6(NH4)2Fe(SO4)2可知，

CrCh的物質(zhì)的量為(NH4)2Fe(SO4)2物質(zhì)的量的即6Xl()-4mol,質(zhì)量為6X10

0.09510g

molX158.5g?mori=0.09510g,其質(zhì)量分數(shù)為Xo

0.1000g100%=95.10%

2.鉆是生產(chǎn)電池材料、高溫合金、磁性材料及催化劑的重要原料。一種

以濕法煉鋅凈化渣(含有Co、Zn、Fe、Cu>Pb等金屬及其氧化物)為原料提取

鉆的工藝流程如圖所示，

濕

法過硫酸鈉碳酸鈉碳酸鈉

煉

鋅CO(OH)

凈3

化

渣鐵渣鉆回收后液

-36-22

已知：①常溫下，^sp(CuS)=8.9X10,^Sp(CoS)=1.8X10o

②溶液的氧化還原電位為正表示該溶液顯示出一定的氧化性。氧化還原電

位越高，氧化性越強；電位越低，氧化性越弱。

回答下列問題:

3d4s

HlulIIIIf[7T

(1)基態(tài)C。原子的價層電子軌道表示式為o

⑵“浸出渣”的主要成分為Cu、PbSOM填化學式)。工業(yè)上，在“浸出”

過程中，常選用硫酸浸出，而不用鹽酸，原因是鹽酸易揮發(fā)，對設備腐蝕性強。

2+2

(3)Na2S常用作沉淀劑，在“銅渣”中檢測不到Co,“除銅液”中Co

+濃度為0.18mol?Lr，則此時溶液的pHV”[已知常溫下，飽和H2s水溶液

-22-13

中存在關系式：=l.OxlO(mol-L)]o

(4)“氧化”過程中，Na2s2。8與Fe2+發(fā)生反應的離子方程式為

2+3+

SzOF+2Fe===2Fe+2so/。

(5)“沉鐵”過程中，Na2c03的作用是調(diào)節(jié)溶液pH。

(6)Co元素的存在形式的穩(wěn)定區(qū)域與溶液pH的關系如圖(E—pH圖)所示,

在溶液pH=5時，Na2s2。8能將Co?十氧化，寫出該反應的離子方程式：SzOi-

2++

+2Co+6H2O===2CO(OH)3I+2SOF+6H；以1噸濕法煉鋅凈化渣(Co的

質(zhì)量分數(shù)為R%)為原料提取出mkgCO(OH)3O在提取過程中鉆的損失率為

1200w-59/w

%（填含w>m的表達式）。

llw

解析（1）C。為第27號元素，基態(tài)C。原子的價層電子軌道表示式為

3d4s

川利巳|MM冏

o⑵“浸出渣”的主要成分為Cu、PbS04o工業(yè)上,

在“浸出”過程中，常選用硫酸浸出，而不用鹽酸，原因是鹽酸易揮發(fā)，對設

備腐蝕性強。（3）Na2s常用作沉淀劑，在“銅渣”中檢測不到Co2+,“除銅液”

中C°2+濃度為0.18mol?L-i,Ksp(CoS)=L8X10—22,時-)=:濡甘=

[XX[0-22

*—mobL-^LOXlO_21mol-L-1,常溫下，飽和H2s水溶液中存在關

U.lo

1.0X1022

系式：C2(H+MS2-)=1.0X10-22?則此時溶液的+

(molL-i)3c(H)=1.0X10—21

moI-f^lO_05mol-L_1,pH=-lgc(H+)=0.5,故pHV0.5。(4)“氧化”過程

中，Na2s2。8與Fe2+發(fā)生反應，F(xiàn)e?+氧化為Fe3+,SzOl還原為SO?，離子方

程式為S2Or+2Fe2+===2Fe3++2SO3,(5)“沉鐵”過程中，Na2c。3的作用

是調(diào)節(jié)溶液pH,生成氫氧化鐵沉淀。⑹在溶液pH=5時，Na2s2。8能將Co?

2+

+氧化，該反應的離子方程式為S2OF+2Co+6H2O===2CO(OH)3I+2SOF

+6H+；以1噸濕法煉鋅凈化渣(Co的質(zhì)量分數(shù)為*%)為原料提取出mkg

CO(OH)3,理論上生成Co的質(zhì)量為1000kgXir%=l(hokg,實際生成的Co

仙59w

的質(zhì)量為哥X機kg=篙kg,在提取過程中鉆的損失率為100%

JLJLVzJLJLvzJLXZVAX

1100w—59/n

=iiuT^%o

3.丙烯是重要的有機化工原料，工業(yè)上丙烷脫氫可制丙烯:

C3H8(g)c3H6(g)+H2(g)O回答下列問題：

(1)已知部分共價鍵鍵能見下表：

共價鍵H—HC—CC===CC—H

鍵能/(kJ?mori)436347614413

請寫出丙烷脫氫制丙烯的熱化學方程式：C3H8(g)c3H6(g)+H2(g)

AH=+123kJ-moF1,該反應自發(fā)進行的條件是高溫(填“高溫”“低溫”或

“任意溫度”)。

(2)TiK時，總壓恒定為O.IMPa,起始時向恒溫密閉容器中充入0.75mol

C3H8(g)發(fā)生反應。

①下列情況能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是必填字母)。

A.n(C3H6)=n(H2)

B.體系溫度不變

C.體系壓強不變

D.氣體密度不變

②達到平衡時，混合氣體中C3H8的物質(zhì)的量分數(shù)為50%,則對應溫度下

該反應的壓強平衡常數(shù)仆=0.0125MPa（用平衡分壓代替平衡濃度計算，某氣

體分壓=總壓X某氣體物質(zhì)的量分數(shù)）。

（3）溫度為乃時，總壓恒定為100kPa,在密閉容器中充入C3H8和稀有氣

體（稀有氣體不參與反應）的混合氣體，C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率與充入氣體中C3H8

的物質(zhì)的量分數(shù)的關系如圖a虛線所示。

8o

6()

4o

2o

o

1248

;()..6

充入氣體中C3Hx的物質(zhì)的量分數(shù)

圖a

①請分析稀有氣體的作用并解釋曲線變化的原因：該反應為氣體分子數(shù)增

大的反應，充入稀有氣體能夠減小反應體系的分壓，使該平衡正向移動，提高

C3H8的轉(zhuǎn)化率，且稀有氣體越多，反應體系分壓越小，C3H8轉(zhuǎn)化率越高。

②催化劑可提高生產(chǎn)效率，充入氣體中C3H8的物質(zhì)的量分數(shù)為0.4并加

入固體催化劑時，對應c3H8的平衡轉(zhuǎn)化率應為X(填或"Z”)點。

(4)已知丙烷脫氫制丙烯工藝生產(chǎn)中常將稀有氣體改為CO2氣體。600℃,

將一定濃度的CO2與固定濃度的C3H8通過含催化劑的恒容反應器，經(jīng)相同時

間，流出的CO、C3H6和H2濃度隨初始CO2濃度的變化關系如圖b,改為CO2

氣體的好處是氫氣和二氧化碳反應，消耗氫氣使脫氫反應正向進行，提高丙烷

的轉(zhuǎn)化率。

解析(1)焰變=反應物總鍵能一生成物總鍵能，丙烷脫氫制丙烯的熱化學

方程式C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)AH=(347X2+413X8)—(436+347+

614+413X6)=4-123kJ-moF1,該反應AH>0,AS>0,自發(fā)進行的條件是高

溫。(2)①根據(jù)化學方程式可知，丙烯和氫氣的物質(zhì)的量始終相等，〃(C3H&=

〃(H“反應不一定平衡，故不選A；反應容器為恒溫容器，溫度是恒量，體系

溫度不變，反應不一定平衡，故不選B；反應保持總壓恒定為0.1MPa,壓強

是恒量，體系壓強不變，反應不一定平衡，故不選C;反應為前后氣體體積增

大的反應，恒壓條件下，氣體體積是變量，所以氣體的密度是變量，氣體密度

不變，反應一定達到平衡狀態(tài)，故選D。②設達到平衡時，C3H8轉(zhuǎn)化了xmol,

可列三段式：

C3H8（g）C3H6（g）+H2（g）

初始(mol)0.7500

轉(zhuǎn)化(mol)XXX

平衡(mol)0.75-xXX

達到平衡時，混合氣體中C3H8的物質(zhì)的量分數(shù)為50%,則X07^5—=x0.5,

x=0.25,則對應溫度下該反應的壓強平衡常數(shù)

py^xo.lMPa]x（華X0.1MPa]

--、------------------------------=0.0125MPa。（3）①該反應為氣體分子數(shù)增

Txo.lMPa

大的反應，充入稀有氣體能夠減小反應體系的分壓，使該平衡正向移動，提高

C3H8的轉(zhuǎn)化率，且稀有氣體越多，反應體系分壓越小，C3H8轉(zhuǎn)化率越高。②

催化劑不能使平衡移動，充入氣體中C3H8的物質(zhì)的量分數(shù)為0.4并加入固體

催化劑時，平衡轉(zhuǎn)化率不變，對應C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率應為X點。（4）丙烷脫氫

制丙烯工藝生產(chǎn)中常將稀有氣體改為CO2氣體，氫氣和二氧化碳反應，消耗

氫氣使脫氫反應正向進行，提高丙烷的轉(zhuǎn)化率，

4.化合物M是一種新型有機酰胺，在工業(yè)生產(chǎn)中有重要作用，以有機物

A、乙烯和苯為原料合成M的路線如下：

CHO

CHCHO、I、HC=CH^-----------------1H

NaOH溶液2~2*1。8乩。。2|一定條2件

一定條件

濃HNO；一口Fe/HCl、不

0濃比SOH1_9_1H2I

已知：i)RCH。+R'CH’CH。心遜

Rf

I

RCH=CCH()

..Fe/HCl

II)R—N(---------^R—NH2

回答下列問題：

(1)已知A是一種燒的含氧衍生物，相對分子質(zhì)量為58,氧的質(zhì)量分數(shù)為

55.2%,核磁共振氫譜顯示只有一組峰，可發(fā)生銀鏡反應，試寫出A的結(jié)構簡

式：OHCCHOo

(2)B-C的反應類型為加成反應:D中含氧官能團為醛基(填寫名稱)。

(3)F+H-M的化學反應方程式為

COC1

一定條件

+2NH.----------?

COC1

II+2HClo

(4)X是G的一種同系物，分子式為C9H11NO2,寫出一種同時滿足下列條

^pCH2—CH—COOH

件的X的同分異構體的結(jié)構簡式：NHz。

①屬于a—氨基酸

②含有苯環(huán)，且苯環(huán)上只有一個取代基

③分子中有7種不同化學環(huán)境的氫原子

—CHO

⑸參照上述合成路線，以乙烯、乙醇為原料，設計制備『的合成路

、CHO

線：

N；（）H；i；f

CH：=CH：Br€H2CH:Br?"">lIOCIl2CH;OII，：；一|/CHO

△sCHONaOH溶液

O，-

CH3cH20HCH3cH0」

解析A的相對分子質(zhì)量為58,含氧的質(zhì)量分數(shù)為55.2%,A中O原子

58X0.55258-16X2

個數(shù)=—16—=2,—n—=2……2,則C原子個數(shù)為2,H原子個數(shù)為

2,A的分子式為C2H2。2,核磁共振氫譜顯示為一組峰，可發(fā)生銀鏡反應，則

A為OHCCHO；A與2分子乙醛發(fā)生已知信息i）的反應生成B；

CHO

B（I—、）和乙烯發(fā)生加成反應生成C,C與氫氣發(fā)生加成反應生成D,

CHO

CHO

根據(jù)D的結(jié)構簡式和C的分子式可知,C為（J；D發(fā)生催化氧化生成E,

CHO

COOH

根據(jù)E的分子式知，E為J]；E發(fā)生取代反應生成