2014-2023年高考化学真题专题分类
专题三 离子反应
考点1 离子反应
1.(2022湖北,4,3分)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是 ( )
A.在0.1 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、N、S
B.在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HC
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中:S、N、Br-、H+
D.在0.1 mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、C
答案 C
2.(2015江苏单科,6,2分)常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是( )
A.使酚酞变红色的溶液中:Na+、Al3+、S、Cl-
B. =1×10-13 mol·L-1的溶液中:N、Ca2+、Cl-、N
C.与Al反应能放出H2的溶液中:Fe2+、K+、N、S
D.水电离的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:K+、Na+、Al、C
答案 B
3.(2015安徽理综,10,6分)下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液中,H+、N、S、Br-可以大量共存
B.该溶液中,Ag+、K+、N、CH3CHO可以大量共存
C.向该溶液中滴入少量FeSO4溶液,反应的离子方程式为:2Fe2++ClO-+2H+ Cl-+2Fe3++H2O
D.向该溶液中加入浓盐酸,每产生1 mol Cl2,转移电子约为6.02×1023个
答案 D
4.(2015广东理综,8,4分)水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.N、Ba2+、Br-、C B.Cl-、S、Fe2+、H+
C.K+、Na+、S、Mn D.Na+、H+、N、HC
答案 C
5.(2014江苏单科,3,2分)25 ℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.pH=1的溶液中:Na+、K+、Mn、C
B.c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:Mg2+、Cu2+、S、N
C.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中:K+、Na+、N、Cl-
D.0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中:Fe2+、N、SCN-、S
答案 C
6.(2014山东理综,12,5分)下列有关溶液组成的描述合理的是 ( )
A.无色溶液中可能大量存在Al3+、N、Cl-、S2-
B.酸性溶液中可能大量存在Na+、ClO-、S、I-
C.弱碱性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl-、HC
D.中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、S
答案 C
7.(2014广东理综,8,4分)水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.Na+、Ca2+、Cl-、S B.Fe2+、H+、S、ClO-
C.Mg2+、N、Cl-、S D.K+、Fe3+、N、SCN-
答案 C
考点2 离子方程式
1.(2023湖南,5,3分)下列有关电极方程式或离子方程式错误的是( )
A.碱性锌锰电池的正极反应:MnO2+H2O+e- MnO(OH)+OH-
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e- PbO2+4H+
C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3- KFe[Fe(CN)6]↓
D.TiCl4加入水中:TiCl4+(x+2)H2O TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-
答案 B
2.(2023浙江1月选考,7,3分)下列反应的离子方程式不正确的是( )
A.Cl2通入氢氧化钠溶液:Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
B.氧化铝溶于氢氧化钠溶液:Al2O3+2OH- 2Al+H2O
C.过量CO2通入饱和碳酸钠溶液:2Na++C+CO2+H2O 2NaHCO3↓
D.H2SO3溶液中滴入氯化钙溶液:S+Ca2+ CaSO3↓
答案 D
3.(2022湖南,11,4分)(双选)下列离子方程式正确的是 ( )
A.Cl2通入冷的NaOH溶液:Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
B.用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的I:I+5I-+6H+ 3I2+3H2O
C.FeSO4溶液中加入H2O2产生沉淀:2Fe2++H2O2+4H2O 2Fe(OH)3↓+4H+
D.NaHCO3溶液与少量的Ba(OH)2溶液混合:HC+Ba2++OH- BaCO3↓+H2O
答案 AC
4.(2022全国甲,9,6分)能正确表示下列反应的离子方程式为 ( )
A.硫化钠溶液和硝酸混合:S2-+2H+ H2S↑
B.明矾溶液与过量氨水混合:Al3++4NH3+2H2O Al+4N
C.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:Si+CO2+H2O HSi+HC
D.将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合:Ba2++2OH-+2H++S BaSO4↓+2H2O
答案 D
5.(2022浙江1月选考,13,2分)下列实验对应的离子方程式不正确的是 ( )
A.将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合:HC+Ca2++OH- CaCO3↓+H2O
B.将少量NO2通入NaOH溶液:2NO2+2OH- N+N+H2O
C.将少量SO2通入NaClO溶液:SO2+H2O+2ClO- S+2HClO
D.向氨水中滴入少量硝酸银溶液:Ag++2NH3·H2O Ag(NH3+2H2O
答案 C
6.(2022浙江6月选考,13,2分)下列反应的离子方程式不正确的是 ( )
A.盐酸中滴加Na2SiO3溶液:Si+2H+ H2SiO3↓
B.Na2CO3溶液中通入过量SO2:C+2SO2+H2O 2HS+CO2
C.乙醇与K2Cr2O7酸性溶液反应:3CH3CH2OH+2Cr2+16H+ 3CH3COOH+4Cr3++11H2O
D.溴与冷的NaOH溶液反应:Br2+OH- Br-+BrO-+H+
答案 D
7.(2019海南单科,11,4分)(双选)能正确表示下列反应的离子方程式为( )
A.向FeBr2溶液中通入过量Cl2:2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
B.向碳酸钠溶液中通入少量CO2:C+CO2+H2O 2HC
C.向碘化钾溶液中加入少量双氧水:3H2O2+I- I+3H2O
D.向硫化钠溶液中通入过量SO2:2S2-+5SO2+2H2O 3S↓+4HS
答案 BD
8.(2019浙江4月选考,13,2分)不能正确表示下列变化的离子方程式是( )
A.二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应:5SO2+2H2O+2Mn 2Mn2++5S+4H+
B.酸性碘化钾溶液中滴加适量双氧水:2I-+2H++H2O2 I2+2H2O
C.硅酸钠溶液和盐酸反应:Si+2H+ H2SiO3↓
D.硫酸铜溶液中加少量的铁粉:3Cu2++2Fe 2Fe3++3Cu
答案 D
9.(2018浙江4月选考,13,2分)下列离子方程式正确的是( )
A.大理石与醋酸反应:C+2CH3COOH 2CH3COO-+H2O+CO2↑
B.高锰酸钾与浓盐酸制氯气的反应:Mn+4Cl-+8H+ Mn2++2Cl2↑+4H2O
C.漂白粉溶液吸收少量二氧化硫气体:SO2+H2O+ClO- S+Cl-+2H+
D.氢氧化钠溶液与过量的碳酸氢钙溶液反应:OH-+Ca2++HC CaCO3↓+H2O
答案 D
10.(2017江苏单科,6,2分)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.钠与水反应:Na+2H2O Na++2OH-+H2↑
B.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-
C.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:Ba2++OH-+H++S BaSO4↓+H2O
D.向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水:Ca2++HC+OH- CaCO3↓+H2O
答案 B
11.(2016海南单科,3,2分)下列反应可用离子方程式“H++OH-H2O”表示的是( )
A.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合
B.NH4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合
C.HNO3溶液与KOH溶液混合
D.Na2HPO4溶液与NaOH溶液混合
答案 C
12.(2015江苏单科,9,2分)下列指定反应的离子方程式正确的是 ( )
A.氯气溶于水:Cl2+H2O 2H++Cl-+ClO-
B.Na2CO3溶液中C的水解:C+H2O HC+OH-
C.酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2:I+I-+6H+ I2+3H2O
D.NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液:HC+Ba2++OH- BaCO3↓+H2O
答案 D
13.(2015山东理综,12,5分)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )
A.向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液:S+2H+SO2↑+H2O
B.向Na2SiO3溶液中通入过量SO2:Si+SO2+H2OH2SiO3↓+S
C.向Al2(SO4)3溶液中加入过量NH3·H2O:Al3++4NH3·H2O[Al(OH)4]-+4N
D.向CuSO4溶液中加入Na2O2:2Na2O2+2Cu2++2H2O4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑
答案 D
14.(2015四川理综,2,6分)下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液中Na+、N、N、Mg2+可以大量共存
B.通入CO2气体产生蓝色沉淀
C.与H2S反应的离子方程式:Cu2++S2- CuS↓
D.与过量浓氨水反应的离子方程式:Cu2++2NH3·H2O Cu(OH)2↓+2N
答案 A
15.(2014大纲全国,11,6分)下列离子方程式错误的是( )
A.向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸:Ba2++2OH-+2H++S BaSO4↓+2H2O
B.酸性介质中KMnO4氧化H2O2:2Mn+5H2O2+6H+ 2Mn2++5O2↑+8H2O
C.等物质的量的MgCl2、Ba(OH)2和HCl溶液混合:Mg2++2OH- Mg(OH)2↓
D.铅酸蓄电池充电时的正极反应:PbSO4+2H2O-2e- PbO2+4H++S
答案 C
16.(2014江苏单科,7,2分)下列指定反应的离子方程式正确的是 ( )
A.Cu溶于稀HNO3:Cu+2H++N Cu2++NO2↑+H2O
B.(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:Fe2++2OH- Fe(OH)2↓
C.用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+ Ca2++H2O+CO2↑
D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3:CO2+Al+2H2O Al(OH)3↓+HC
答案 D
17.(2014北京理综,9,6分)下列解释事实的方程式不正确的是( )
A.测0.1 mol/L氨水的pH为11:NH3·H2O N+OH-
B.将Na块放入水中,产生气体:2Na+2H2O 2NaOH+H2↑
C.用CuCl2溶液做导电实验,灯泡发光:CuCl2 Cu2++2Cl-
D.Al片溶于NaOH溶液中,产生气体:2Al+2OH-+2H2O 2Al+3H2↑
答案 C
18.(2014四川理综,3,6分)能正确表示下列反应的离子方程式是 ( )
A.Cl2通入NaOH溶液:Cl2+OH- Cl-+ClO-+H2O
B.NaHCO3溶液中加入稀盐酸:C+2H+ CO2↑+H2O
C.AlCl3溶液中加入过量稀氨水:Al3++4NH3·H2O Al+4N+2H2O
D.Cu溶于稀HNO3:3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O
答案 D
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题十二 弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性
考点1 弱电解质的电离平衡
1.(2023浙江1月选考,13,3分)甲酸(HCOOH)是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换树脂(含固体活性成分R3N,R为烷基)因静电作用被吸附回收,其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物质的量分数)与废水初始pH关系如图(已知甲酸Ka=1.8×10-4),下列说法不正确的是( )
A.活性成分R3N在水中存在平衡:R3N+H2O R3NH++OH-
B.pH=5的废水中c(HCOO-)∶c(HCOOH)=18
C.废水初始pH<2.4,随pH下降,甲酸的电离被抑制,与R3NH+作用的HCOO-数目减少
D.废水初始pH>5,离子交换树脂活性成分主要以R3NH+形态存在
答案 D
2.(2022湖北,12,3分)根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。已知:N2+NH3 N+N2H4 N2H4+CH3COOH N2+CH3COO-
下列酸性强弱顺序正确的是 ( )
A.N2>N2H4>N
B.N2>CH3COOH>N
C.NH3>N2H4>CH3COO-
D.CH3COOH>N2>N
答案 D
3.(2022湖北,15,3分)下图是亚砷酸As(OH)3和酒石酸(H2T,lg=-3.04,lg=-4.37)混合体系中部分物种的c-pH图(浓度:总As为5.0×10-4 mol·L-1,总T为1.0×10-3 mol·L-1)。下列说法错误的是( )
A.As(OH)3的lg为-9.1
B.[As(OH)2T]-的酸性比As(OH)3的强
C.pH=3.1时,As(OH)3的浓度比[As(OH)2T]-的高
D.pH=7.0时,溶液中浓度最高的物种为As(OH)3
答案 D
4.(2022全国乙,13,6分)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是 ( )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中HA的电离度[]为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
答案 B
5.(2022浙江6月选考,2,2分)下列物质属于强电解质的是 ( )
A.HCOOH B.Fe
C.Na2CO3 D.C2H2
答案 C
6.(2019天津理综,5,6分)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
答案 C
7.(2018天津理综,6,6分)LiH2PO4是制备电池的重要原料。室温下,LiH2PO4溶液的pH随c初始(H2P)的变化如图1所示,H3PO4溶液中H2P的分布分数δ随pH的变化如图2所示[δ=]。
下列有关LiH2PO4溶液的叙述正确的是( )
A.溶液中存在3个平衡
B.含P元素的粒子有H2P、HP和P
C.随c初始(H2P)增大,溶液的pH明显变小
D.用浓度大于1 mol·L-1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4
答案 D
8.(2018浙江4月选考,18,2分)相同温度下,关于盐酸和醋酸两种溶液的比较,下列说法正确的是( )
A.pH相等的两溶液中:c(CH3COO-)=c(Cl-)
B.分别中和pH相等、体积相等的两溶液,所需NaOH的物质的量相同
C.相同浓度的两溶液,分别与金属镁反应,反应速率相同
D.相同浓度的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化):c(CH3COO-)=c(Cl-)
答案 A
9.(2017课标Ⅱ,12,6分)改变0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=]。下列叙述错误的是( )
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.lg[K2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
答案 D
10.(2016课标Ⅲ,13,6分)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
B.将CH3COONa溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中>1
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变
答案 D
11.(2016天津理综,6,6分)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是( )
A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
答案 C
12.(2015课标Ⅰ,13,6分)浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则增大
答案 D
13.(2015浙江理综,12,6分)40 ℃,在氨-水体系中不断通入CO2,各种离子的变化趋势如图所示。下列说法不正确的是( )
A.在pH=9.0时,c(N)>c(HC)>c(NH2COO-)>c(C)
B.不同pH的溶液中存在关系:c(N)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(NH2COO-)+c(OH-)
C.随着CO2的通入,不断增大
D.在溶液pH不断降低的过程中,有含NH2COO-的中间产物生成
答案 C
14.(2014广东理综,12,4分)常温下,0.2 mol·L-1的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法正确的是( )
A.HA为强酸
B.该混合液pH=7
C.图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D.该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
答案 D
15.(2014山东理综,13,5分)已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,现向10 mL浓度为0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中( )
A.水的电离程度始终增大
B.先增大再减小
C.c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和始终保持不变
D.当加入氨水的体积为10 mL时,c(N)=c(CH3COO-)
答案 D
16.(2014天津理综,5,6分)下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.pH=1的NaHSO4溶液:c(H+)=c(S)+c(OH-)
B.含有AgCl和AgI固体的悬浊液:c(Ag+)>c(Cl-)=c(I-)
C.CO2的水溶液:c(H+)>c(HC)=2c(C)
D.含等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液:3c(Na+)=2[c(HC2)+c(C2)+c(H2C2O4)]
答案 A
17.(2017江苏单科,20,14分)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有C,其原因是 。
(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。
图1
图2
①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为 。
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4 H2As+H+的电离常数为,则p= (p=-lg )。
(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH=7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH>7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如图3所示。
图3
①在pH 7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是 。
②在pH 4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为
。提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是 。
答案 (14分)(1)碱性溶液吸收了空气中的CO2
(2)①OH-+H3AsO3 H2As+H2O ②2.2
(3)①在pH 7~9之间,随pH升高H2As转变为HAs,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加
②在pH 4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2As和HAs阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小 加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷
18.(2015福建理综,23,15分)研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
(1)①硫离子的结构示意图为 。
②加热时,硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为
。
(2)25 ℃,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
①pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= mol·L-1。
②某溶液含0.020 mol·L-1 Mn2+、0.10 mol·L-1 H2S,当溶液pH= 时,Mn2+开始沉淀。[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13]
(3)25 ℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
H2SO3 1.3×10-2 6.3×10-8
H2CO3 4.2×10-7 5.6×10-11
①HS的电离平衡常数表达式K= 。
②0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为 。
答案 (15分)(1)①
②C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O
(2)①0.043 ②5
(3)①或
②c(Na+)>c(S)>c(OH-)>c(HS)>c(H+)或[Na+]>[S]>[OH-]>[HS]>[H+]
③H2SO3+HC HS+CO2↑+H2O
考点2 溶液的酸碱性
(2023山东)阅读下列材料,完成1~3题。
一定条件下,乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反应[(CH3CO)2O+ROH CH3COOR+CH3COOH]可进行完全,利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐—苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐—苯溶液置于锥形瓶中,加入m g ROH样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:(CH3CO)2O+H2O 2CH3COOH。
③加指示剂并用c mol·L-1 NaOH—甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V1 mL。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐—苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用c mol·L-1 NaOH—甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2 mL。
1.(2023山东,8,2分)对于上述实验,下列做法正确的是( )
A.进行容量瓶检漏时,倒置一次即可
B.滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达滴定终点
C.滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直
D.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
答案 C
2.(2023山东,9,2分)ROH样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是( )
A.×100%
B.×100%
C.×100%
D.×100%
答案 A
3.(2023山东,10,2分)根据上述实验原理,下列说法正确的是( )
A.可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验
B.若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化,将导致测定结果偏小
C.步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将导致测定结果偏小
D.步骤④中,若加水量不足,将导致测定结果偏大
答案 B
4.(2023湖南,12,3分)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η[η=]的变化曲线如图所示。
下列说法错误的是( )
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)
5.(2022山东,6,2分)实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是 ( )
A.可用量筒量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体
D.达到滴定终点时溶液显橙色
答案 A
6.(2022浙江1月选考,17,2分)已知25 ℃时二元酸H2A的=1.3×10-7,=7.1×10-15。下列说法正确的是 ( )
A.在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,水的电离程度前者小于后者
B.向0.1 mol·L-1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,则H2A的电离度为0.013%
C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,则c(A2-)>c(HA-)
D.取pH=a的H2A溶液10 mL,加蒸馏水稀释至100 mL,则该溶液pH=a+1
答案 B
7.(2022浙江6月选考,23,2分)25 ℃时,向20 mL浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液(醋酸的Ka=1.8×10-5;用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定20 mL等浓度的盐酸,滴定终点的pH突跃范围4.3~9.7)。下列说法不正确的是( )
A.恰好中和时,溶液呈碱性
B.滴加NaOH溶液至pH=4.3的过程中,发生反应的离子方程式为H++OH- H2O
C.滴定过程中,c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.pH=7时,c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
答案 B
8.(2019浙江4月选考,21,2分)室温下,取20 mL 0.1 mol·L-1某二元酸H2A,滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。
已知:H2A H++HA-,HA- H++A2-。下列说法不正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 H2A溶液中有c(H+)-c(OH-)-c(A2-)=0.1 mol·L-1
B.当滴加至中性时,溶液中c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),用去NaOH溶液的体积小于10 mL
C.当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液的pH<7,此时溶液中有c(A2-)=c(H+)-c(OH-)
D.当用去NaOH溶液体积20 mL时,此时溶液中有c(Na+)=2c(HA-)+2c(A2-)
答案 B
9.(2019课标Ⅰ,11,6分)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的=1.1×10-3,=3.9×10-6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是( )
A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B.Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的
C.b点的混合溶液pH=7
D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH-)
答案 C
10.(2018浙江4月选考,23,2分)在常温下,向10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1的盐酸,溶液pH随盐酸加入体积的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.在a点的溶液中:c(Na+)>c(C)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B.在b点的溶液中:2n(C)+n(HC)<0.001 mol
C.在c点的溶液pH<7,是因为此时HC的电离能力大于其水解能力
D.若将0.1 mol·L-1的盐酸换成同浓度的醋酸,当滴至溶液的pH=7时:c(Na+)=c(CH3COO-)
答案 B
11.(2016课标Ⅰ,12,6分)298 K时,在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是( )
A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C.M点处的溶液中c(N)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处的溶液中pH<12
答案 D
12.(2016北京理综,11,6分)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列分析不正确的是( )
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.c点,两溶液中含有相同量的OH-
D.a、d两点对应的溶液均显中性
答案 C
13.(2015山东理综,13,5分)室温下向10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.a点所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C.pH=7时,c(Na+)=c(A-)+c(HA)
D.b点所示溶液中c(A-)>c(HA)
答案 D
14.(2015广东理综,11,4分)一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.升高温度,可能引起由c向b的变化
B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13
C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
答案 C
15.(2015广东理综,12,4分)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定,下列说法正确的是( )
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大
C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
答案 B
16.(2015重庆理综,3,6分)下列叙述正确的是( )
A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B.25 ℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7
C.25 ℃时,0.1 mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D.0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)
答案 C
17.(2014海南单科,11,4分)室温下,用0.100 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲线
B.pH=7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20 mL
C.V(NaOH)=20.00 mL时,两份溶液中c(Cl-)=c(CH3COO-)
D.V(NaOH)=10.00 mL时,醋酸溶液中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
答案 B
18.(2014课标Ⅱ,11,6分)一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是( )
pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5 mol·L-1
B.pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
C.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2)
D.pH相同的①CH3COONa、②NaHCO3、③NaClO三种溶液的c(Na+):①>②>③
答案 D
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题十 化学反应与电能
考点1 原电池原理及其应用
1.(2023全国乙,12,6分)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:
S8+e- ,+e- ,2Na+++2(1-)e- Na2Sx
下列叙述错误的是( )
A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B.放电时外电路电子流动的方向是a→b
C.放电时正极反应为:2Na++S8+2e- Na2Sx
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
答案 A
2.(2023新课标,10,6分)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池,其示意图如下所示。放电时,Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是( )
A.放电时V2O5为正极
B.放电时Zn2+由负极向正极迁移
C.充电总反应:xZn+V2O5+nH2O ZnxV2O5·nH2O
D.充电阳极反应:ZnxV2O5·nH2O-2xe- xZn2++V2O5+nH2O
答案 C
3.(2023山东,11,4分)(双选)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是( )
A.甲室Cu电极为正极
B.隔膜为阳离子膜
C.电池总反应为Cu2++4NH3 [Cu(NH3)4]2+
D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
答案 CD
4.(2023辽宁,11,3分)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时负极质量减小
B.储能过程中电能转变为化学能
C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧
D.充电总反应:Pb+S+2Fe3+ PbSO4+2Fe2+
答案 B
5.(2022广东,16,4分)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为:
NaTi2(PO4)3+2Na++2e- Na3Ti2(PO4)3
下列说法正确的是 ( )
A.充电时电极b是阴极
B.放电时NaCl溶液的pH减小
C.放电时NaCl溶液的浓度增大
D.每生成1 mol Cl2,电极a质量理论上增加23 g
答案 C
6.(2022湖南,8,3分)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂—海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是 ( )
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应:2H2O+2e- 2OH-+H2↑
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂—海水电池属于一次电池
答案 B
7.(2022全国甲,10,6分)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH存在]。电池放电时,下列叙述错误的是 ( )
A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的S通过隔膜向Ⅱ区迁移
C.MnO2电极反应:MnO2+4H++2e- Mn2++2H2O
D.电池总反应:Zn+4OH-+MnO2+4H+ Zn(OH+Mn2++2H2O
答案 A
8.(2022全国乙,12,6分)Li-O2电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好应用前景。近年来,科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++e- Li)和阳极反应(Li2O2+2h+ 2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是 ( )
A.充电时,电池的总反应Li2O2 2Li+O2
B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D.放电时,正极发生反应O2+2Li++2e- Li2O2
答案 C
9.(2022浙江1月选考,21,2分)pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示,以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液,并插入Ag-AgCl电极)和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池,pH与电池的电动势E存在关系:pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是 ( )
A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低,则该电极反应式为AgCl(s)+e- Ag(s)+Cl-(0.1 mol·L-1)
B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势,可得出未知溶液的pH
D.pH计工作时,电能转化为化学能
答案 C
10.(2019海南单科,8,4分)(双选)微型银—锌电池可用作电子仪器的电源,其电极分别是Ag/Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液,电池总反应为Ag2O+Zn+H2O 2Ag+Zn(OH)2,下列说法正确的是( )
A.电池工作过程中,KOH溶液浓度降低
B.电池工作过程中,电解液中OH-向负极迁移
C.负极发生反应Zn+2OH--2e- Zn(OH)2
D.正极发生反应Ag2O+2H++2e- Ag+H2O
答案 BC
11.(2018课标Ⅲ,7,6分)化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.泡沫灭火器可用于一般的起火,也适用于电器起火
B.疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性
C.家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆,有利于健康及环境
D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法
答案 A
12.(2017浙江11月选考,17,2分)金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.金属M作电池负极
B.电解质是熔融的MO
C.正极的电极反应O2+4e-+2H2O 4OH-
D.电池反应2M+O2+2H2O 2M(OH)2
答案 B
13.(2016课标Ⅱ,11,6分)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )
A.负极反应式为Mg-2e- Mg2+
B.正极反应式为Ag++e- Ag
C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D.负极会发生副反应Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑
答案 B
14.(2016浙江理综,11,6分)金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO2+2nH2O 4M(OH)n
已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( )
A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面
B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高
C.M-空气电池放电过程的正极反应式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne- 4M(OH)n
D.在Mg-空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜
答案 C
15.(2015课标Ⅰ,11,6分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法的是( )
A.正极反应中有CO2生成
B.微生物促进了反应中电子的转移
C.质子通过交换膜从负极区移向正极区
D.电池总反应为C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O
答案 A
16.(2015江苏单科,10,2分)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A.反应 CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1 mol CH4转移12 mol 电子
B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e- 2H2O
C.电池工作时,C向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e- 2C
答案 D
17.(2015天津理综,4,6分)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是 ( )
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后,甲池的c(S)减小
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡
答案 C
18.(2014福建理综,11,6分)某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl2 2AgCl。下列说法正确的是( )
A.正极反应为AgCl+e- Ag+Cl-
B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变
D.当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
答案 D
19.(2014北京理综,8,6分)下列电池工作时,O2在正极放电的是 ( )
A.锌锰电池 B.氢燃料电池 C.铅蓄电池 D.镍镉电池
答案 B
20.(2018天津理综,10,14分)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为 (写离子符号);若所得溶液c(HC)∶c(C)=2∶1,溶液pH= 。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:
CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键 C—H CO H—H
键能/kJ·mol-1 413 745 436 1 075
则该反应的ΔH= 。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是 (填“A”或“B”)。
②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图1所示。此反应优选温度为900 ℃的原因是 。
图1
(3)O2辅助的Al-CO2电池工作原理如图2所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
图2
电池的负极反应式: 。
电池的正极反应式:6O2+6e- 6
6CO2+6 3C2+6O2
反应过程中O2的作用是 。
该电池的总反应式: 。
答案 (14分)(1)C 10
(2)①+120 kJ·mol-1 B
②900 ℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低
(3)Al-3e-Al3+(或2Al-6e-2Al3+) 催化剂
2Al+6CO2Al2(C2O4)3
考点2 电解原理及其应用
1.(2023全国甲,12,6分)用可再生能源电还原CO2时,采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应能提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A.析氢反应发生在IrOx-Ti电极上
B.Cl-从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极
C.阴极发生的反应有:2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O
D.每转移1 mol电子,阳极生成11.2 L气体(标准状况)
答案 C
2.(2023辽宁,7,3分)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是( )
A.b端电势高于a端电势
B.理论上转移2 mol e-生成4 g H2
C.电解后海水pH下降
D.阳极发生:Cl-+H2O-2e- HClO+H+
答案 D
3.(2023浙江1月选考,11,3分)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是( )
A.石墨电极为阴极,发生氧化反应
B.电极A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e- TiSi+4H2O
C.该体系中,石墨优先于Cl-参与反应
D.电解时,阳离子向石墨电极移动
答案 C
4.(2022北京,13,3分)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置 序号 电解质溶液 实验现象
① 0.1 mol·L-1 CuSO4+少量H2SO4溶液 阴极表面产生无色气体,一段时间后阴极表面有红色固体,气体减少。经检验,电解液中有Fe2+
② 0.1 mol·L-1 CuSO4+过量氨水 阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验,电解液中无Fe元素
下列分析不正确的是 ( )
A.①中气体减少,推测是由于溶液中c(H+)减小,且Cu覆盖铁电极,阻碍H+与铁接触
B.①中检测到Fe2+,推测可能发生反应: Fe+2H+ Fe2++H2↑、Fe+Cu2+ Fe2++Cu
C.随阴极析出铜,推测②中溶液c(Cu2+)减小,Cu2++4NH3 [Cu(NH3)4]2+平衡逆向移动
D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+,使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu缓慢析出,镀层更致密
答案 C
5.(2022广东,10,2分)以熔融盐为电解液,以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解,实现Al的再生。该过程中 ( )
A.阴极发生的反应为Mg-2e- Mg2+
B.阴极上Al被氧化
C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥
D.阳极和阴极的质量变化相等
答案 C
6.(2022海南,9,4分)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是 ( )
A.在b电极上,N2被还原
B.金属Ag可作为a电极的材料
C.改变工作电源电压,反应速率不变
D.电解过程中,固体氧化物电解质中O2-不断减少
答案 A
7.(2022河北,12,4分)(双选)科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置,工作原理示意图如下。
下列说法正确的是 ( )
A.电极b为阳极
B.隔膜为阴离子交换膜
C.生成气体M与N的物质的量之比为2∶1
D.反应器Ⅰ中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3-+4OH- 4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O
答案 BD
8.(2022湖北,14,3分)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2],过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是 ( )
A.生成1 mol Li[P(CN)2],理论上外电路需要转移2 mol电子
B.阴极上的电极反应为P4+8CN--4e- 4[P(CN)2]-
C.在电解过程中CN-向铂电极移动
D.电解产生的H2中的氢元素来自LiOH
答案 D
9.(2022山东,13,4分)(双选)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定,借助其降解乙酸盐生成CO2,将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2+,工作时保持厌氧环境,并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质,右侧装置为原电池。下列说法正确的是( )
A.装置工作时,甲室溶液pH逐渐增大
B.装置工作一段时间后,乙室应补充盐酸
C.乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e- Li++Co2++4OH-
D.若甲室Co2+减少200 mg,乙室Co2+增加300 mg,则此时已进行过溶液转移
答案 BD
10.(2022浙江1月选考,9,2分)下列说法正确的是 ( )
A.铁与碘反应易生成碘化铁
B.电解ZnSO4溶液可以得到Zn
C.用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+,生成碳酸镁
D.SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀
答案 B
11.(2022浙江6月选考,21,2分)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 ( )
A.电极A为阴极,发生还原反应
B.电极B的电极反应:2H2O+Mn2+-2e- MnO2+4H+
C.电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变
D.电解结束,可通过调节pH除去Mn2+,再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3
答案 C
12.(2017课标Ⅱ,11,6分)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( )
A.待加工铝质工件为阳极
B.可选用不锈钢网作为阴极
C.阴极的电极反应式为:Al3++3e-Al
D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
答案 C
13.(2015福建理综,11,6分)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( )
A.该装置将化学能转化为光能和电能
B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移
C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原
D.a电极的反应为:3CO2+18H+-18e- C3H8O+5H2O
答案 B
14.(2015四川理综,4,6分)用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是( )
A.用石墨作阳极,铁作阴极
B.阳极的电极反应式:Cl-+2OH--2e- ClO-+H2O
C.阴极的电极反应式:2H2O+2e- H2↑+2OH-
D.除去CN-的反应:2CN-+5ClO-+2H+ N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
答案 D
15.(2018课标Ⅱ,12,6分)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是( )
A.放电时,Cl向负极移动
B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2
C.放电时,正极反应为:3CO2+4e-2C+C
D.充电时,正极反应为:Na++e-Na
答案 D
16.(2016课标Ⅲ,11,6分)锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O 2Zn(OH。下列说法正确的是( )
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C.放电时,负极反应为:Zn+4OH--2e- Zn(OH
D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)
答案 C 充电时为电解池,溶液中的阳离子向阴极移动,发生的反应为2Zn(OH 2Zn+O2↑+4OH-+2H2O,电解质溶液中c(OH-)增大,故A项、B项均错误;放电时负极反应为Zn+4OH--2e- Zn(OH,故C项正确;每消耗1 mol O2电路中通过4 mol电子,故D项错误。
17.(2016四川理综,5,6分)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为:Li1-xCoO2+LixC6 LiCoO2+C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是( )
A.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移
B.放电时,负极的电极反应式为LixC6-xe- xLi++C6
C.充电时,若转移1 mol e-,石墨(C6)电极将增重7x g
D.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+
答案 C
18.(2014课标Ⅱ,12,6分)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是 ( )
A.a为电池的正极
B.电池充电反应为LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLi
C.放电时,a极锂的化合价发生变化
D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移
答案 C
19.(2014大纲全国,9,6分)下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)。下列有关说法的是( )
A.放电时正极反应为:NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-
B.电池的电解液可为KOH溶液
C.充电时负极反应为:MH+OH- H2O+M+e-
D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高
答案 C
20.(2014上海单科,12,3分)如图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是( )
A.K1闭合,铁棒上发生的反应为2H++2e H2↑
B.K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C.K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法
D.K2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001 mol气体
答案 B
21.(2014广东理综,11,4分)某同学组装了如图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其他均为Cu,则( )
A.电流方向:电极Ⅳ→A→电极Ⅰ
B.电极Ⅰ发生还原反应
C.电极Ⅱ逐渐溶解
D.电极Ⅲ的电极反应:Cu2++2e- Cu
答案 A
22.(2014天津理综,6,6分)已知:
锂离子电池的总反应为:LixC+Li1-xCoO2 C+LiCoO2
锂硫电池的总反应为:2Li+S Li2S
有关上述两种电池说法正确的是( )
A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移
B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应
C.理论上两种电池的比能量相同
D.如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
答案 B
23.(2016天津理综,10,14分)氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。
回答下列问题:
(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是 (至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式: 。
(2)氢气可用于制备H2O2。已知:
H2(g)+A(l) B(l) ΔH1
O2(g)+B(l) A(l)+H2O2(l) ΔH2
其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+O2(g) H2O2(l)的ΔH 0(填“>”“<”或“=”)。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是 。
a.容器内气体压强保持不变
b.吸收y mol H2只需1 mol MHx
c.若降温,该反应的平衡常数增大
d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)
(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为 。
(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH- Fe+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色Fe,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
图1 图2
①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在 (填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为 。
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因: 。
答案 (共14分)(1)污染小 可再生 来源广 资源丰富 燃烧热值高(任写其中2个)
H2+2OH--2e- 2H2O
(2)< (3)ac
(4)光能转化为化学能
(5)①阳极室
②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低
③M点:c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢
N点:c(OH-)过高,铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4产率降低
24.(2015山东理综,29,15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。
(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为 溶液(填化学式),阳极电极反应式为 ,电解过程中Li+向 电极迁移(填“A”或“B”)。
(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为 。铁渣中铁元素的化合价为 。在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41 g,CO2体积为1.344 L(标准状况),则钴氧化物的化学式为 。
答案 (1)LiOH 2Cl--2e-Cl2↑ B
(2)2Co(OH)3+S+4H+2Co2++S+5H2O
[或Co(OH)3+3H+Co3++3H2O,2Co3++S+H2O2Co2++S+2H+] +3 Co3O4
25.(2014山东理综,30,16分)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al2C和AlC组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。
(1)钢制品应接电源的 极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为 。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为 。
(2)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移6 mol电子时,所得还原产物的物质的量为 mol。
(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有 。
a.KCl b.KClO3 c.MnO2 d.Mg
取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现象, (填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是 (用离子方程式说明)。
答案 (1)负 4Al2C+3e- Al+7AlC H2
(2)3
(3)b、d 不能 Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+ 3Fe2+(或只写Fe+2Fe3+ 3Fe2+)
考点3 金属的腐蚀与防护
1.(2022广东,11,4分)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果,将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后,取溶液分别实验,能说明铁片没有被腐蚀的是 ( )
A.加入AgNO3溶液产生沉淀
B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C.加入KSCN溶液无红色出现
D.加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
答案 D
2.(2022湖北,6,3分)下列实验装置(部分夹持装置略)或现象错误的是 ( )
A.滴入酚酞溶液 B.吸氧腐蚀
C.钠的燃烧 D.石蜡油的热分解
答案 C
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题十六 化学实验综合
考点1 常见仪器的使用和实验基本操作
1.(2023全国甲,9,6分)实验室将粗盐提纯并配制0.100 0 mol·L-1的NaCl溶液。下列仪器中,本实验必须用到的有( )
①天平 ②温度计 ③坩埚 ④分液漏斗 ⑤容量瓶 ⑥烧杯 ⑦滴定管 ⑧酒精灯
A.①②④⑥ B.①④⑤⑥
C.②③⑦⑧ D.①⑤⑥⑧
答案 D
2.(2023山东,4,2分)实验室安全至关重要,下列实验室事故处理方法错误的是( )
A.眼睛溅进酸液,先用大量水冲洗,再用饱和碳酸钠溶液冲洗
B.皮肤溅上碱液,先用大量水冲洗,再用2%的硼酸溶液冲洗
C.电器起火,先切断电源,再用二氧化碳灭火器灭火
D.活泼金属燃烧起火,用灭火毯(石棉布)灭火
答案 A
3.(2023湖南,3,3分)下列玻璃仪器在相应实验中选用不合理的是( )
A.重结晶法提纯苯甲酸:①②③
B.蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4:③⑤⑥
C.浓硫酸催化乙醇制备乙烯:③⑤
D.酸碱滴定法测定NaOH溶液浓度:④⑥
答案 A
4.(2022海南,3,2分)下列实验操作规范的是 ( )
答案 B
5.(2022湖南,4,3分)化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作符合规范的是 ( )
A.碱式滴定管排气泡 B.溶液加热
C.试剂存放 D.溶液滴加
答案 A
6.(2022山东,2,2分)下列试剂实验室保存方法错误的是 ( )
A.浓硝酸保存在棕色细口瓶中
B.氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中
C.四氯化碳保存在广口塑料瓶中
D.高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
答案 C
7.(2022浙江1月选考,3,2分)名称为“干燥管”的仪器是 ( )
答案 B
8.(2022浙江6月选考,11,2分)下列说法不正确的是 ( )
A.用标准液润洗滴定管后,应将润洗液从滴定管上口倒出
B.铝热反应非常剧烈,操作时要戴上石棉手套和护目镜
C.利用红外光谱法可以初步判断有机物中具有哪些基团
D.蒸发浓缩硫酸铵和硫酸亚铁(等物质的量)的混合溶液至出现晶膜,静置冷却,析出硫酸亚铁铵晶体
答案 A
9.(2016北京理综,7,6分)下列中草药煎制步骤中,属于过滤操作的是( )
A.冷水浸泡 B.加热煎制 C.箅渣取液 D.灌装保存
答案 C
10.(2015山东理综,7,5分)进行化学实验时应强化安全意识。下列做法正确的是( )
A.金属钠着火时使用泡沫灭火器灭火
B.用试管加热碳酸氢钠固体时使试管口竖直向上
C.浓硫酸溅到皮肤上时立即用稀氢氧化钠溶液冲洗
D.制备乙烯时向乙醇和浓硫酸的混合液中加入碎瓷片
答案 D
11.(2015江苏单科,7,2分)下列实验操作正确的是( )
A.用玻璃棒蘸取CH3COOH溶液点在水湿润的pH试纸上,测定该溶液的pH
B.中和滴定时,滴定管用所盛装的反应液润洗2~3次
C.用装置甲分液,放出水相后再从分液漏斗下口放出有机相
D.用装置乙加热分解NaHCO3固体
答案 B
12.(2015四川理综,3,6分)下列操作或装置能达到实验目的的是( )
答案 C
13.(2014重庆理综,4,6分)茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成,各步骤中选用的实验用品不能都用到的是( )
A.将茶叶灼烧灰化,选用①、②和⑨
B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释,选用④、⑥和⑦
C.过滤得到滤液,选用④、⑤和⑦
D.检验滤液中的Fe3+,选用③、⑧和⑩
答案 B
14.(2014山东理综,10,5分)下列实验操作或装置(略去部分夹持仪器)正确的是( )
答案 C
15.(2019课标Ⅰ,27,15分)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是 。
(2)步骤②需要加热的目的是 ,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是 。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为 (填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是 。分批加入H2O2,同时为了 ,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有 ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为 。
答案 (1)碱煮水洗
(2)加快反应 热水浴 C
(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 防止Fe3+水解
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O
16.(2019天津理综,9,18分)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下:
环己烯粗产品
回答下列问题:
Ⅰ.环己烯的制备与提纯
(1)原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为 ,现象为 。
(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为 ,浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择FeCl3·6H2O而不用浓硫酸的原因为 (填序号)。
a.浓硫酸易使原料炭化并产生SO2
b.FeCl3·6H2O污染小、可循环使用,符合绿色化学理念
c.同等条件下,用FeCl3·6H2O比浓硫酸的平衡转化率高
②仪器B的作用为 。
(3)操作2用到的玻璃仪器是 。
(4)将操作3(蒸馏)的步骤补齐:安装蒸馏装置,加入待蒸馏的物质和沸石, ,弃去前馏分,收集83 ℃的馏分。
Ⅱ.环己烯含量的测定
在一定条件下,向a g环己烯样品中加入定量制得的b mol Br2,与环己烯充分反应后,剩余的Br2与足量KI作用生成I2,用c mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定,终点时消耗Na2S2O3标准溶液V mL(以上数据均已扣除干扰因素)。
测定过程中,发生的反应如下:
①Br2+
②Br2+2KI I2+2KBr
③I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6
(5)滴定所用指示剂为 。样品中环己烯的质量分数为 (用字母表示)。
(6)下列情况会导致测定结果偏低的是 (填序号)。
a.样品中含有苯酚杂质
b.在测定过程中部分环己烯挥发
c.Na2S2O3标准溶液部分被氧化
答案 (1)FeCl3溶液 溶液显紫色
(2)① +H2O a、b
②减少环己醇蒸出
(3)分液漏斗、烧杯
(4)通冷凝水,加热
(5)淀粉溶液
(6)b、c
17.(2014山东理综,31,20分)工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。
烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g) Na2SO3(aq)+H2S(aq) (Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g) 3S(s)+2H2O(l) (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq) Na2S2O3(aq) (Ⅲ)
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若 ,则整个装置气密性良好。装置D的作用是 。 装置E中为 溶液。
(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为 。
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择 。
a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液
c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液
实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是 。已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是 。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有 。
a.烧杯 b.蒸发皿 c.试管 d.锥形瓶
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论: 。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解:S2+2H+ S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
答案 (1)液柱高度保持不变 防止倒吸 NaOH(合理即得分)
(2)2∶1
(3)c 控制滴加硫酸的速度(合理即得分) 溶液变澄清(或浑浊消失) a、d
(4)取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层溶液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理即得分)
考点2 物质的检验、分离和提纯
1.(2023山东,6,2分)鉴别浓度均为0.1 mol·L-1的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3三种溶液,仅用下列一种方法不可行的是( )
A.测定溶液pH
B.滴加酚酞试剂
C.滴加0.1 mol·L-1 KI溶液
D.滴加饱和Na2CO3溶液
答案 C
2.(2023辽宁,4,3分)下列鉴别或检验不能达到实验目的的是( )
A.用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B.用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
C.用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
D.加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
答案 A
3.(2022北京,10,3分)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验,b中现象不能证明a中产物生成的是 ( )
a中反应 b中检测试剂及现象
A 浓HNO3分解生成NO2 淀粉-KI溶液变蓝
B Cu与浓H2SO4生成SO2 品红溶液褪色
C 浓NaOH与NH4Cl溶液生成NH3 酚酞溶液变红
D CH3CHBrCH3与NaOH乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色
答案 A
4.(2022全国甲,13,6分)根据实验目的,下列实验及现象、结论都正确的是 ( )
选项 实验目的 实验及现象 结论
A 比较CH3COO-和HC的水解常数 分别测浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH,后者大于前者 Kh(CH3COO-)< Kh(HC)
B 检验铁锈中是否含有二价铁 将铁锈溶于浓盐酸,滴入KMnO4溶液,紫色褪去 铁锈中含有二价铁
C 探究氢离子浓度对Cr、Cr2相互转化的影响 向K2CrO4溶液中缓慢滴加硫酸,黄色变为橙红色 增大氢离子浓度,转化平衡向生成Cr2的方向移动
D 检验乙醇中是否含有水 向乙醇中加入一小粒金属钠,产生无色气体 乙醇中含有水
答案 C
5.(2022全国乙,9,6分)某白色粉末样品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液。
②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离。
③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是 ( )
A.Na2SO4、Na2S2O3 B.Na2SO3、Na2S2O3
C.Na2SO4、Na2CO3 D.Na2SO3、Na2CO3
答案 A
6.(2022北京,5,3分)下列实验中,不能达到实验目的的是 ( )
由海水制取蒸馏水 萃取碘水中的碘
A B
分离粗盐中的不溶物 由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3固体
C D
答案 D
7.(2022广东,4,2分)实验室进行粗盐提纯时,需除去Ca2+、Mg2+和S,所用试剂包括BaCl2以及 ( )
A.Na2CO3、NaOH、HCl
B.Na2CO3、HCl、KOH
C.K2CO3、HNO3、NaOH
D.Na2CO3、NaOH、HNO3
答案 A
8.(2022海南,2,2分)《医学入门》中记载我国传统中医提纯铜绿的方法:“水洗净,细研水飞,去石澄清,慢火熬干。”其中未涉及的操作是 ( )
A.洗涤 B.粉碎 C.萃取 D.蒸发
答案 C
9.(2022山东,9,2分)已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正确的是( )
A.苯胺既可与盐酸也可与NaOH溶液反应
B.由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C.苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得
D.①、②、③均为两相混合体系
答案 C
10.(2019北京理综,10,6分)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是( )
物质(括号内为杂质) 除杂试剂
A FeCl2溶液(FeCl3) Fe粉
B NaCl溶液(MgCl2) NaOH溶液、稀HCl
C Cl2(HCl) H2O、浓H2SO4
D NO(NO2) H2O、无水CaCl2
答案 B
11.(2018天津理综,4,6分)由下列实验及现象推出的相应结论正确的是( )
实验 现象 结论
A.某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀 原溶液中有Fe2+,无Fe3+
B.向C6H5ONa溶液中通入CO2 溶液变浑浊 酸性:H2CO3>C6H5OH
C.向含有ZnS和Na2S的悬浊液中 滴加CuSO4溶液 生成黑色沉淀 Ksp(CuS)
答案 B
12.(2018浙江4月选考,10,2分)下列操作或试剂的选择不合理的是( )
A.可用蒸发结晶的方法从碘水中提取碘单质
B.可用灼烧法除去氧化铜中混有的铜粉
C.可用硫酸鉴别碳酸钠、硅酸钠和硫酸钠
D.可用含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液鉴别乙醇、乙醛和乙酸
答案 A
13.(2018浙江4月选考,25,2分)某绿色溶液A含有H+、Na+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、S、Cl-、C和HC离子中的若干种,取该溶液进行如下实验(已知Ag2SO4微溶于水,可溶于酸):
①向溶液中滴加Ba(OH)2溶液,过滤,得到不溶于酸的白色沉淀和绿色滤液B;
②取滤液B,先用HNO3酸化,再滴加0.001 mol·L-1 AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
下列说法不正确的是( )
A.溶液A中一定存在H+、S和Cl-
B.溶液A中不存在Mg2+、C和HC,不能确定Na+的存在
C.第②步生成的白色沉淀中只有AgCl,没有Ag2CO3
D.溶液A中存在Fe2+与Cu2+中的一种或两种,且可以用NaOH溶液判断
答案 B
14.(2017天津理综,4,6分)以下实验设计能达到实验目的的是( )
实验目的 实验设计
A. 除去NaHCO3固体中的Na2CO3 将固体加热至恒重
B. 制备无水AlCl3 蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液
C. 重结晶提纯苯甲酸 将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶
D. 鉴别NaBr和KI溶液 分别加新制氯水后,用CCl4萃取
答案 D
15.(2017课标Ⅰ,8,6分)《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述:“取砒之法,将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结累然下垂如乳,尖长者为胜,平短者次之。”文中涉及的操作方法是( )
A.蒸馏 B.升华 C.干馏 D.萃取
答案 B
16.(2016课标Ⅰ,10,6分)下列实验操作能达到实验目的的是( )
A.用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物
B.用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO
C.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
D.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2
答案 C
17.(2016课标Ⅱ,13,6分)下列实验操作能达到实验目的的是( )
实验目的 实验操作
A. 制备Fe(OH)3胶体 将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中
B. 由MgCl2溶液制备无水MgCl2 将MgCl2溶液加热蒸干
C. 除去Cu粉中混有的CuO 加入稀硝酸溶解,过滤、洗涤、干燥
D. 比较水与乙醇中氢的活泼性 分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中
答案 D
18.(2015天津理综,2,6分)下列关于物质或离子检验的叙述正确的是( )
A.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+
B.气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
D.将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2
答案 B
19.(2015福建理综,8,6分)下列实验操作正确且能达到相应实验目的的是( )
实验目的 实验操作
A 称取2.0 g NaOH固体 先在托盘上各放1张滤纸,然后在右盘上添加2 g砝码,左盘上添加NaOH固体
B 配制FeCl3溶液 将FeCl3固体溶于适量蒸馏水
C 检验溶液中是否含N 取少量试液于试管中,加入NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体
D 验证铁的吸氧腐蚀 将铁钉放入试管中,用盐酸浸没
答案 C
20.(2015浙江理综,8,6分)下列说法正确的是( )
A.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可
B.做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸石,应立即停止加热,冷却后补加
C.在未知液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知液中存在S或S
D.提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法
答案 B
21.(2015山东理综,11,5分)下列由实验现象得出的结论正确的是 ( )
操作及现象 结论
A 向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)
C 向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色 Br-还原性强于Cl-
D 加热盛有NH4Cl固体的试管,试管底部固体消失,试管口有晶体凝结 NH4Cl固体可以升华
答案 C
22.(2015安徽理综,12,6分)某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中,有大量气泡产生。为探究该反应原理,该同学做了以下实验并观察到相关现象,由此得出的结论不合理的是( )
选项 实验及现象 结论
A 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝 反应中有NH3产生
B 收集产生的气体并点燃,火焰呈淡蓝色 反应中有H2产生
C 收集气体的同时测得溶液的pH为8.6 弱碱性溶液中Mg也可被氧化
D 将光亮的镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中,有气泡产生 弱碱性溶液中OH-氧化了Mg
答案 D
23.(2015广东理综,9,4分)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是( )
选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ
A 1-己醇的沸点比己烷的沸点高 1-己醇和己烷可通过蒸馏初步分离
B 原电池可将化学能转化为电能 原电池需外接电源才能工作
C 乙二酸可与KMnO4溶液发生反应 乙二酸具有酸性
D Na在Cl2中燃烧的生成物含离子键 NaCl固体可导电
答案 A
24.(2014大纲全国,8,6分)下列叙述的是( )
A.SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同
B.制备乙酸乙酯时可用热的NaOH溶液收集产物以除去其中的乙酸
C.用饱和食盐水替代水跟电石反应,可以减缓乙炔的产生速率
D.用AgNO3溶液可以鉴别KCl和KI
答案 B
25.(2014重庆理综,2,6分)下列实验可实现鉴别目的的是( )
A.用KOH溶液鉴别SO3(g)和SO2
B.用湿润碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2
C.用CO2鉴别NaAlO2溶液和CH3COONa溶液
D.用BaCl2溶液鉴别AgNO3溶液和K2SO4溶液
答案 C
26.(2014大纲全国,10,6分)下列除杂方案的是( )
选项 被提纯的物质 杂质 除杂试剂 除杂方法
A. CO(g) CO2(g) NaOH溶液、浓H2SO4 洗气
B. NH4Cl(aq) Fe3+(aq) NaOH溶液 过滤
C. Cl2(g) HCl(g) 饱和食盐水、浓H2SO4 洗气
D. Na2CO3(s) NaHCO3(s) —— 灼烧
答案 B
27.(2014广东理综,9,4分)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是( )
选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ
A KNO3的溶解度大 用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl
B BaSO4难溶于酸 用盐酸和BaCl2溶液检验S
C NH3能使酚酞溶液变红 NH3可用于设计喷泉实验
D Ca(OH)2能制成澄清石灰水 可配制2.0 mol·L-1的Ca(OH)2溶液
答案 B
28.(2022浙江1月选考,28,10分)(10分)化合物X由4种元素组成。某兴趣小组按如下流程进行实验:
实验Ⅰ
实验Ⅱ
请回答:
(1)组成X的元素有 ;X的化学式为 。
(2)溶液C中溶质的成分是 (用化学式表示);根据C→D→E的现象,给出相应微粒与阳离子结合由弱到强的排序 。
(3)X与足量Na反应生成固体F的化学方程式是 。
(4)设计实验确定溶液G中的阴离子
。
答案 (1)Fe、S、O、H FeH(SO4)2
(2)FeCl3、HCl、 BaCl2 Cl-、H2O、SCN-、OH-
(3)2FeH(SO4)2+40Na2Fe+H2↑+4Na2S+16Na2O
(4)用玻璃棒蘸取溶液G,点在红色石蕊试纸上,若变蓝,说明存在OH-;取少量溶液G,加入足量H2O2,用盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀,说明有S2-
29.(2022浙江6月选考,28,10分)化合物X由三种元素组成,某实验小组按如下流程进行相关实验:
化合物X在空气中加热到800 ℃,不发生反应。
请回答:
(1)组成X的三种元素为 ;X的化学式为 。
(2)溶液C的溶质组成为 (用化学式表示)。
(3)①写出由X到A的化学方程式 。
②X难溶于水,但可溶于氨水中,写出该反应的离子方程式 。
(4)设计实验,检验尾气中相对活泼的2种气体 。
答案 (1)Ba、Cu、O BaCu3O4 (2)HCl、H2SO4
(3)①2NH3+BaCu3O4 Ba(OH)2+3Cu+N2+2H2O
②BaCu3O4+12NH3+4H2O 3Cu(NH3+Ba2++8OH-
(4)将湿润的红色石蕊试纸置尾气出口,若变蓝,说明尾气中有NH3。将尾气通入冷的集气瓶中,若有液珠,说明有H2O
30.(2018浙江4月选考,28,4分)某学习小组欲从含有[Cu(NH3)4]SO4、乙醇和氨水的实验室废液中分离乙醇并制备硫酸铜铵[CuSO4·(NH4)2SO4]固体,完成了如下实验:
已知:[Cu(NH3)4]2++4H+ Cu2++4N
请回答:
(1)步骤①中,试剂X应采用 。
(2)甲、乙两同学取相同量的溶液Y分别进行蒸馏,收集到的馏出液体积相近,经检测,甲同学的馏出液中乙醇的含量明显偏低,可能的原因是 。
(3)设计实验方案验证硫酸铜铵固体中的N 。
答案 (4分)(1)H2SO4(1分)
(2)加热温度偏高,馏出速度太快;冷却效果不好,造成乙醇损失(1分)
(3)取少量硫酸铜铵固体于试管中,加水溶解,再滴加足量的NaOH浓溶液,振荡、加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若观察到试纸变蓝,表明该固体中存在N(2分)
考点3 制备实验方案的设计与评价
1.(2023全国乙,9,6分)下列装置可以用于相应实验的是( )
答案 D
2.(2023全国甲,27,14分)钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水,在冷水中微溶,可通过如下反应制备:
2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2 2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O
具体步骤如下:
Ⅰ.称取2.0 g NH4Cl,用5 mL水溶解。
Ⅱ.分批加入3.0 g CoCl2·6H2O后,将溶液温度降至10 ℃以下,加入1 g活性炭、7 mL浓氨水,搅拌下逐滴加入10 mL 6%的双氧水。
Ⅲ.加热至55~60 ℃反应20 min。冷却,过滤。
Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25 mL沸水中,趁热过滤。
Ⅴ.滤液转入烧杯,加入4 mL浓盐酸,冷却、过滤、干燥,得到橙黄色晶体。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中使用的部分仪器如下。
仪器a的名称是 。加快NH4Cl溶解的操作有 。
(2)步骤Ⅱ中,将温度降至10 ℃以下以避免 、 ;可选用 降低溶液温度。
(3)指出下列过滤操作中不规范之处: 。
(4)步骤Ⅳ中,趁热过滤,除掉的不溶物主要为 。
(5)步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是 。
答案 (1)锥形瓶 搅拌、加热 (2)浓氨水挥发 H2O2分解 冰水浴 (3)玻璃棒末端未斜靠在三层滤纸的一边;漏斗下端管口未紧靠烧杯内壁 (4)活性炭 (5)增大Cl-浓度,有利于钴配合物结晶析出
3.(2023新课标,28,14分)实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下:
相关信息列表如下:
物质 性状 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
安息香 白色 固体 133 344 难溶于冷水 溶于热水、乙醇、乙酸
二苯乙 二酮 淡黄色 固体 95 347 不溶于水 溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸 无色 液体 17 118 与水、乙醇互溶
装置示意图如右所示,实验步骤为:
①在圆底烧瓶中加入10 mL冰乙酸、5 mL水及9.0 g FeCl3·6H2O,边搅拌边加热,至固体全部溶解。
②停止加热,待沸腾平息后加入2.0 g安息香,加热回流45~60 min。
③加入50 mL水,煮沸后冷却,有黄色固体析出。
④过滤,并用冷水洗涤固体3次,得到粗品。
⑤粗品用75%的乙醇重结晶,干燥后得淡黄色结晶1.6 g。
回答下列问题:
(1)仪器A中应加入 (填“水”或“油”)作为热传导介质。
(2)仪器B的名称是 ;冷却水应从 (填“a”或“b”)口通入。
(3)实验步骤②中,安息香必须待沸腾平息后方可加入,其主要目的是 。
(4)在本实验中,FeCl3为氧化剂且过量,其还原产物为 ;某同学尝试改进本实验:采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行 简述判断理由: 。
(5)本实验步骤①~③在乙酸体系中进行,乙酸除作溶剂外,另一主要作用是防止 。
(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香,可用少量 洗涤的方法除去(填标号)。若要得到更高纯度的产品,可用重结晶的方法进一步提纯。
a.热水 b.乙酸 c.冷水 d.乙醇
(7)本实验的产率最接近于 (填标号)。
a.85% b.80% c.75% d.70%
答案 (1)油 (2)球形冷凝管/冷凝管/冷凝器 a (3)防止暴沸/防止飞溅/防二次沸腾 (4)FeCl2[Fe2+/Fe(Ⅱ)/Fe(CH3COO)2均可] 可行,空气中的O2可将Fe2+氧化为Fe3+,从而实现催化循环 (5)FeCl3水解[生成Fe(OH)3/Fe(OH)3胶体均可] (6)a (7)b
4.(2023山东,18,12分)三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料,常温下为无色液体,沸点为31.8 ℃,熔点为-126.5 ℃,易水解。实验室根据反应Si+3HCl SiHCl3+H2,利用如下装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。回答下列问题:
(1)制备SiHCl3时进行操作:(ⅰ)……;(ⅱ)将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中;(ⅲ)通入HCl,一段时间后接通冷凝装置,加热开始反应。操作(ⅰ)为 ;判断制备反应结束的实验现象是 。图示装置存在的两处缺陷是 。
(2)已知电负性Cl>H>Si,SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为 。
(3)采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl3纯度。
m1 g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后,进行如下实验操作:① ,② (填操作名称),③称量等操作,测得所得固体氧化物质量为m2 g。从下列仪器中选出①,②中需使用的仪器,依次为 (填标号)。测得样品纯度为 (用含m1、m2的代数式表示)。
答案 (1)连接好装置,并检查装置的气密性 装置C的蒸馏烧瓶中不再有液体滴下 装置C、D之间缺少干燥装置,缺少处理尾气H2的装置
(2)SiHCl3+5NaOH Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O
(3)灼烧 冷却 A、C ×100%
5.(2023湖南,15,14分)金属Ni对H2有强吸附作用,被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氢化反应。将块状Ni转化成多孔型雷尼Ni后,其催化活性显著提高。
已知:①雷尼Ni暴露在空气中可以自燃,在制备和使用时,需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”;
②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。
某实验小组制备雷尼Ni并探究其催化氢化性能的实验如下:
步骤1:雷尼Ni的制备
Ni/Al合金颗粒雷尼Ni混合物 雷尼Ni悬浮液
步骤2:邻硝基苯胺的催化氢化反应
反应的原理和实验装置图如下(夹持装置和搅拌装置略)。装置Ⅰ用于储存H2和监测反应过程。
回答下列问题:
(1)操作(a)中,反应的离子方程式是 ;
(2)操作(d)中,判断雷尼Ni被水洗净的方法是 ;
(3)操作(e)中,下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是 ;
A.丙酮 B.四氯化碳
C.乙醇 D.正己烷
(4)向集气管中充入H2时,三通阀的孔路位置如下图所示;发生氢化反应时,集气管向装置Ⅱ供气,此时孔路位置需调节为 ;
(5)仪器M的名称是 ;
(6)反应前应向装置Ⅱ中通入N2一段时间,目的是 ;
(7)如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下,可能导致的后果是 ;
(8)判断氢化反应完全的现象是 。
答案 (1)2Al+2OH-+2H2O 2Al+3H2↑
(2)取最后一次洗涤液,利用pH试纸测定pH,若溶液呈中性,则洗涤干净
(3)C (4)B (5)恒压分液(滴液)漏斗
(6)将装置中空气排出,防止雷尼Ni自燃 (7)倒吸
(8)装置Ⅰ中集气管液面高度不再变化
6.(2023辽宁,17,13分)2-噻吩乙醇(Mr=128)是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体,其制备方法如下:
Ⅰ.制钠砂。向烧瓶中加入300 mL液体A和4.60 g金属钠,加热至钠熔化后,盖紧塞子,振荡至大量微小钠珠出现。
Ⅱ.制噻吩钠。降温至10 ℃,加入25 mL噻吩,反应至钠砂消失。
Ⅲ.制噻吩乙醇钠。降温至-10 ℃,加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液,反应30 min。
Ⅳ.水解。恢复至室温,加入70 mL水,搅拌30 min;加盐酸调pH至4~6,继续反应2 h,分液;用水洗涤有机相,二次分液。
Ⅴ.分离。向有机相中加入无水MgSO4,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,蒸出四氢呋喃、噻吩和液体A后,得到产品17.92 g。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中液体A可以选择 。
a.乙醇 b.水 c.甲苯 d.液氨
(2)噻吩沸点低于吡咯()的原因是 。
(3)步骤Ⅱ的化学方程式为 。
(4)步骤Ⅲ中反应放热,为防止温度过高引发副反应,加入环氧乙烷的四氢呋喃溶液的方法是 。
(5)步骤Ⅳ中用盐酸调节pH的目的是 。
(6)下列仪器在步骤Ⅴ中无需使用的是 (填名称);无水MgSO4的作用为 。
(7)产品的产率为 (用Na计算,精确至0.1%)。
答案 (1)c
(2)吡咯可以形成分子间氢键,而噻吩不能形成分子间氢键
(3)
(4)用胶头滴管向烧瓶中缓慢滴入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液
(5)与水解产生的NaOH反应,提高转化率
(6)球形冷凝管、分液漏斗 去除有机相中少量的水
(7)70.0%
7.(2023浙江1月选考,20,10分)某研究小组制备纳米ZnO,再与金属有机框架(MOF)材料复合制备荧光材料ZnO@MOF,流程如下:
已知:①含锌组分间的转化关系为Zn2+ Zn(OH)2 [Zn(OH)4]2-;
②ε-Zn(OH)2是Zn(OH)2的一种晶型,39 ℃以下稳定。
请回答:
(1)步骤Ⅰ,初始滴入ZnSO4溶液时,体系中主要含锌组分的化学式是 。
(2)下列有关说法不正确的是 。
A.步骤Ⅰ,搅拌的作用是避免反应物浓度局部过高,使反应充分
B.步骤Ⅰ,若将过量NaOH溶液滴入ZnSO4溶液制备ε-Zn(OH)2,可提高ZnSO4的利用率
C.步骤Ⅱ,为了更好地除去杂质,可用50 ℃的热水洗涤
D.步骤Ⅲ,控温煅烧的目的是控制ZnO的颗粒大小
(3)步骤Ⅲ,盛放样品的容器名称是 。
(4)用Zn(CH3COO)2和过量(NH4)2CO3反应,得到的沉淀可直接控温煅烧得纳米ZnO,沉淀无需洗涤的原因是 。
(5)为测定纳米ZnO产品的纯度,可用已知浓度的EDTA标准溶液滴定Zn2+。从下列选项中选择合理的仪器和操作,补全如下步骤[“ ”上填写一件最关键仪器,“( )”内填写一种操作,均用字母表示]。
用 (称量ZnO样品x g)→用烧杯( )→用 ( )→用移液管( )→用滴定管(盛装EDTA标准溶液,滴定Zn2+)
仪器:a.烧杯;b.托盘天平;c.容量瓶;d.分析天平;e.试剂瓶
操作:f.配制一定体积的Zn2+溶液;g.酸溶样品;h.量取一定体积的Zn2+溶液;i.装瓶贴标签
(6)制备的ZnO@MOF荧光材料可测Cu2+浓度。已知ZnO@MOF的荧光强度比值与Cu2+在一定浓度范围内的关系如图。
某研究小组取7.5×10-3 g人血浆铜蓝蛋白(相对分子质量1.5×105),经预处理,将其中Cu元素全部转化为Cu2+并定容至1 L。取样测得荧光强度比值为10.2,则1个血浆铜蓝蛋白分子中含 个铜原子。
答案 (1)[Zn(OH)4]2-
(2)BC
(3)坩埚
(4)杂质中含有CH3COO-、C、N,在控温煅烧过程中分解或被氧化为气体而除去
(5)d→(g)→c(f)→(h)
(6)8
8.(2022海南,15,10分)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料。某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu,含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如下。
回答问题:
(1)步骤①的目的是 。
(2)步骤②中,若仅用浓H2SO4溶解固体B,将生成 (填化学式)污染环境。
(3)步骤②中,在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4,反应的化学方程式为 。
(4)经步骤④得到的胆矾,不能用水洗涤的主要原因是 。
(5)实验证明,滤液D能将I-氧化为I2。
ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I-氧化为I2,理由是 。
ⅱ.乙同学通过实验证实,只能是Cu2+将I-氧化为I2,写出乙同学的实验方案及结果 (不要求写具体操作过程)。
答案 (1)除油污 (2)SO2
(3)Cu+H2O2+H2SO4 CuSO4+2H2O
(4)胆矾晶体易溶于水
(5)ⅰ.溶液C经步骤③加热浓缩后H2O2已完全分解
ⅱ.取滤液,向其中加入适量硫化钠,使铜离子恰好完全沉淀,再加入I-,不能被氧化
9.(2022海南,17,12分)磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备(NH4)2HPO4,装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答问题:
(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制备氨气的化学方程式为 。
(2)现有浓H3PO4质量分数为85%,密度为1.7 g·mL-1。若实验需100 mL 1.7 mol·L-1的H3PO4溶液,则需浓H3PO4 mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞K2的作用为 。实验过程中,当出现 现象时,应及时关闭K1,打开K2。
(4)当溶液pH为8.0~9.0时,停止通NH3,即可制得(NH4)2HPO4溶液。若继续通入NH3,当pH>10.0时,溶液中OH-、 和 (填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器,还可选用 作指示剂,当溶液颜色由 变为 时,停止通NH3。
答案 (1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑
(2)11.5
(3)平衡气压防倒吸 倒吸
(4)N P
(5)酚酞 无色 浅红色
10.(2022湖北,16,14分)高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为42 ℃,易吸潮)可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到,纯化过程需要严格控制温度和水分,温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为30 ℃),高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如下(夹持装置略):
回答下列问题:
(1)A的名称是 。B的进水口为 (填“a”或“b”)。
(2)P2O5的作用是 。
(3)空气流入毛细管的主要作用是防止 ,还具有搅拌和加速水逸出的作用。
(4)升高温度能提高除水速度,实验选用水浴加热的目的是 。
(5)磷酸易形成过饱和溶液,难以结晶,可向过饱和溶液中加入 促进其结晶。
(6)过滤磷酸晶体时,除了需要干燥的环境外,还需要控制温度为 (填标号)。
A.<20 ℃ B.30~35 ℃ C.42~100 ℃
(7)磷酸中少量的水极难除去的原因是 。
答案 (1)圆底烧瓶 b (2)干燥空气 (3)暴沸 (4)便于控温,防止温度过高生成焦磷酸 (5)磷酸晶种 (6)B (7)磷酸分子与水分子间存在氢键
11.(2022湖南,15,12分)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O,并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案:
可选用试剂:NaCl晶体、BaS溶液、浓H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水
步骤1.BaCl2·2H2O的制备
按如图所示装置进行实验,得到BaCl2溶液,经一系列步骤获得BaCl2·2H2O产品。
步骤2.产品中BaCl2·2H2O的含量测定
①称取产品0.500 0 g,用100 mL水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L-1 H2SO4溶液;
③沉淀完全后,60 ℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.466 0 g。
回答下列问题:
(1)Ⅰ是制取 气体的装置,在试剂a过量并微热时,发生主要反应的化学方程式为 ;
(2)Ⅱ中b仪器的作用是 ;Ⅲ中的试剂应选用 ;
(3)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的H2SO4溶液后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已完全的方法是
;
(4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液,原因是 ;
(5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是 (填名称);
(6)产品中BaCl2·2H2O的质量分数为 (保留三位有效数字)。
答案 (1)HCl NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl↑
(2)防倒吸 CuSO4溶液
(3)将反应后的溶液静置一段时间,向静置后上层清液中滴加几滴热的硫酸溶液,无沉淀生成(或取少量的上层清液于试管中,向试管中滴加几滴热的硫酸溶液,无沉淀生成)
(4)把溶液中的Ba2+全部转化为BaSO4沉淀
(5)锥形瓶 (6)97.6%
12.(2022江苏,16,15分)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如下:
(1)“酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3+并放出O2,该反应的离子方程式为 。
(2)pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀,该沉淀中Cl-含量与加料方式有关。得到含Cl-量较少的Ce2(CO3)3的加料方式为 (填序号)。
A.将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中
B.将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中
(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程,可制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取,其萃取原理可表示为
Ce3+(水层)+3HA(有机层) Ce(A)3(有机层)+3H+(水层)
①加氨水“中和”去除过量盐酸,使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是 。
②反萃取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移,应选择的实验条件或采取的实验操作有 (填两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较,滤去Ce2(CO3)3沉淀的滤液中,物质的量减小的离子有 (填化学式)。
实验中需要测定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中Ce4+可用准确浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定,以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂,滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色,滴定反应为Fe2++Ce4+ Fe3++Ce3+。请补充完整实验方案:①准确量取25.00 mL Ce3+溶液[c(Ce3+)约为0.2 mol·L-1],加氧化剂将Ce3+完全氧化并去除多余氧化剂后,用稀硫酸酸化,将溶液完全转移到250 mL容量瓶中后定容;②按规定操作分别将0.020 00 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2和待测Ce4+溶液装入如图所示的滴定管 中;③ 。
答案 (1)6H++2CeO2+H2O2 2Ce3++O2↑+4H2O
(2)B (3)①使萃取平衡正向移动 ②加入过量硝酸、分离出有机层 ③Ce3+、H+、Cl- (4)在锥形瓶中放入20.00 mL待测Ce4+溶液,加入苯代邻氨基苯甲酸,然后用(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定,当滴入最后半滴溶液后,溶液变成亮黄色且半分钟内不恢复原来的颜色时,停止滴定,记录加入的(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积
13.(2022全国甲,27,15分)硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题:
(1)工业上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生成CO,该反应的化学方程式为 。
(2)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,其原因是 。回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的1/3。若气雾上升过高,可采取的措施是 。
(3)回流时间不宜过长,原因是 。回流结束后,需进行的操作有①停止加热 ②关闭冷凝水 ③移去水浴,正确的顺序为 (填标号)。
A.①②③ B.③①②
C.②①③ D.①③②
(4)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是 。热过滤除去的杂质为 。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是 。
(5)滤液冷却、结晶、过滤,晶体用少量 洗涤,干燥,得到Na2S·xH2O。
答案 (1)Na2SO4·10H2O+4C Na2S+4CO↑+10H2O
(2)粗品中有不溶性固体,起到了防暴沸作用 加快冷却水的流速或降低水浴的温度
(3)防止乙醇挥发过多而析出产品 D
(4)减少乙醇的挥发 重金属硫化物 温度降低或乙醇挥发过多
(5)95%冷乙醇
14.(2022全国乙,27,14分)二草酸合铜(Ⅱ)酸钾{K2[Cu(C2O4)2]}可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤:
Ⅰ.取已知浓度的CuSO4溶液,搅拌下滴加足量NaOH溶液,产生浅蓝色沉淀。加热,沉淀转变成黑色,过滤。
Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体,制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。
Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80~85 ℃,加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后,趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作后,干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体,进行表征和分析。
回答下列问题:
(1)由CuSO4·5H2O配制Ⅰ中的CuSO4溶液,下列仪器中不需要的是 (填仪器名称)。
(2)长期存放的CuSO4·5H2O中,会出现少量白色固体,原因是 。
(3)Ⅰ中的黑色沉淀是 (写化学式)。
(4)Ⅱ中原料配比为n(H2C2O4)∶n(K2CO3)=1.5∶1,写出反应的化学方程式 。
(5)Ⅱ中,为防止反应过于剧烈而引起喷溅,加入K2CO3应采取 的方法。
(6)Ⅲ中应采用 进行加热。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括 。
答案 (1)分液漏斗(或梨形分液漏斗)、球形冷凝管
(2)失去结晶水 (3)CuO (4)3H2C2O4+2K2CO3 K2C2O4+2KHC2O4+2CO2↑+2H2O (5)分批加入 (6)水浴 (7)冷却结晶、过滤、洗涤
15.(2022山东,18,12分)实验室利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2沸点为76 ℃,遇水极易反应生成两种酸性气体。
回答下列问题:
(1)实验开始先通N2。一段时间后,先加热装置 (填“a”或“b”)。装置b内发生反应的化学方程式为 。装置c、d共同起到的作用是 。
(2)现有含少量杂质的FeCl2·nH2O,为测定n值进行如下实验:
实验Ⅰ:称取m1 g样品,用足量稀硫酸溶解后,用c mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+达终点时消耗V mL(滴定过程中Cr2转化为Cr3+,Cl-不反应)。
实验Ⅱ:另取m1 g样品,利用上述装置与足量SOCl2反应后,固体质量为m2 g,则n= ;下列情况会导致n测量值偏小的是 (填标号)。
A.样品中含少量FeO杂质
B.样品与SOCl2反应时失水不充分
C.实验Ⅰ中,称重后样品发生了潮解
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
(3)用上述装置,根据反应TiO2+CCl4 TiCl4+CO2制备TiCl4。已知TiCl4与CCl4分子结构相似,与CCl4互溶,但极易水解。选择合适仪器并组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4混合物进行蒸馏提纯(加热及夹持装置略),安装顺序为①⑨⑧ (填序号),先馏出的物质为 。
答案 (1)a FeCl2·4H2O+4SOCl2(g) FeCl2+4SO2+8HCl 冷凝并回收利用SOCl2
(2) AB
(3)⑥⑩③⑤ CCl4
16.(2020浙江7月选考,30,10分)硫代硫酸钠在纺织业等领域有广泛应用。某兴趣小组用下图装置制备Na2S2O3·5H2O。
合成反应:SO2+Na2CO3 Na2SO3+CO2 2Na2S+3SO2 2Na2SO3+3S Na2SO3+S Na2S2O3
滴定反应:I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6
已知:Na2S2O3·5H2O易溶于水,难溶于乙醇,50 ℃开始失结晶水。
实验步骤:
Ⅰ Na2S2O3制备:装置A制备的SO2经过单向阀通入装置C中的混合溶液,加热、搅拌,至溶液pH约为7时,停止通入SO2气体,得产品混合溶液。
Ⅱ 产品分离提纯:产品混合溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到Na2S2O3·5H2O产品。
Ⅲ 产品纯度测定:以淀粉作指示剂,用Na2S2O3·5H2O产品配制的溶液滴定碘标准溶液至滴定终点,计算Na2S2O3·5H2O含量。
请回答:
(1)步骤Ⅰ 单向阀的作用是 ;装置C中的反应混合溶液pH过高或过低将导致产率降低,原因是 。
(2)步骤Ⅱ 下列说法正确的是 。
A.快速蒸发溶液中水分,可得较大晶体颗粒
B.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时,停止加热
C.冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率
D.可选用冷的Na2CO3溶液作洗涤剂
(3)步骤Ⅲ
①滴定前,有关滴定管的正确操作为(选出正确操作并按序排列):
检漏→蒸馏水洗涤→( )→( )→( )→( )→( )→开始滴定。
A.烘干
B.装入滴定液至零刻度以上
C.调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下
D.用洗耳球吹出润洗液
E.排除气泡
F.用滴定液润洗2至3次
G.记录起始读数
②装标准碘溶液的碘量瓶(带瓶塞的锥形瓶)在滴定前应盖上瓶塞,目的是 。
③滴定法测得产品中Na2S2O3·5H2O含量为100.5%,则Na2S2O3·5H2O产品中可能混有的物质是 。
答案 (1)防止倒吸
pH过高,Na2CO3、Na2S反应不充分;pH过低,导致Na2S2O3转化为S和 SO2
(2)BC
(3)①F B E C G
②防止碘挥发损失
③Na2SO3;失去部分结晶水的Na2S2O3·5H2O
17.(2019浙江4月选考,31,10分)某兴趣小组在定量分析了镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基础上,按如下流程制备六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)。
相关信息如下:
①700 ℃只发生MgCO3和Mg(OH)2的分解反应。
②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应,且反应程度不大。
③“蒸氨”是将氨从固液混合物中蒸出来,且须控制合适的蒸出量。
请回答:
(1)下列说法正确的是 。
A.步骤Ⅰ,煅烧样品的容器可以用坩埚,不能用烧杯和锥形瓶
B.步骤Ⅲ,蒸氨促进平衡正向移动,提高MgO的溶解量
C.步骤Ⅲ,可以将固液混合物C先过滤,再蒸氨
D.步骤Ⅳ,固液分离操作可采用常压过滤,也可采用减压过滤
(2)步骤Ⅲ,需要搭建合适的装置,实现蒸氨、吸收和指示于一体(用硫酸溶液吸收氨气)。
①选择必须的仪器,并按连接顺序排列(填写代表仪器的字母,不考虑夹持和橡皮管连接):热源→ 。
②为了指示蒸氨操作完成,在一定量硫酸溶液中加指示剂。请给出指示剂并说明蒸氨可以停止时的现象 。
(3)溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性。
①含有的杂质是 。
②从操作上分析引入杂质的原因是 。
(4)有同学采用盐酸代替步骤Ⅱ中的NH4Cl溶液处理固体B,然后除杂,制备MgCl2溶液。已知金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围:
金属离子 pH
开始沉淀 完全沉淀
Al3+ 3.0 4.7
Fe3+ 1.1 2.8
Ca2+ 11.3 -
Mg2+ 8.4 10.9
请给出合理的操作排序(从下列操作中选取,按先后次序列出字母,操作可重复使用):固体B→a→( )→( )→( )→( )→( )→( )→MgCl2溶液→产品。
a.用盐酸溶解 b.调pH=3.0 c.调pH=5.0 d.调pH=8.5 e.调pH=11.0 f.过滤 g.洗涤
答案 (1)ABD (2)①a→d→f→c ②甲基橙,颜色由红色变橙色
(3)①碱式氯化镁(氢氧化镁) ②过度蒸发导致氯化镁水解 (4)c→f→e→f→g→a
18.(2018浙江4月选考,31,10分)某兴趣小组以废铁屑制得硫酸亚铁铵后,按下列流程制备二水合草酸亚铁(FeC2O4·2H2O),进一步制备高纯度还原铁粉。
(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O FeC2O4·2H2OFe2O3Fe
已知:FeC2O4·2H2O难溶于水,150 ℃开始失结晶水;H2C2O4易溶于水,溶解度随温度升高而增大。
请回答:
(1)下列操作或描述正确的是 。
A.步骤②,H2C2O4稍过量主要是为了抑制Fe2+水解
B.步骤③,采用热水洗涤可提高除杂效果
C.步骤③,母液中的溶质主要是(NH4)2SO4和H2C2O4
D.步骤③,如果在常压下快速干燥,温度可选择略高于100 ℃
(2)如图装置,经过一系列操作完成步骤③中的抽滤和洗涤。请选择合适的编号,按正确的操作顺序补充完整(洗涤操作只需考虑一次):
开抽气泵→a→b→d→ →c→关抽气泵。
a.转移固液混合物;b.关活塞A;c.开活塞A;d.确认抽干;e.加洗涤剂洗涤。
(3)称取一定量的FeC2O4·2H2O试样,用硫酸溶解,采用KMnO4滴定法测定,折算结果如下:
n(Fe2+)/mol n(C2)/mol 试样中FeC2O4·2H2O的质量分数
9.80×10-4 9.80×10-4 0.980
由表中数据推测试样中最主要的杂质是 。
(4)实现步骤④必须用到的两种仪器是 (供选仪器:a.烧杯;b.坩埚;c.蒸馏烧瓶;d.高温炉;e.表面皿;f.锥形瓶);该步骤的化学方程式是 。
(5)为实现步骤⑤,不宜用炭粉还原Fe2O3,理由是 。
答案 (10分)(1)BD(2分)
(2)c→e→b→d(2分)
(3)(NH4)2SO4(1分)
(4)bd(2分) 4FeC2O4·2H2O+3O22Fe2O3+8CO2+8H2O(2分)
(5)用炭粉还原会引进杂质(1分)
19.(2017江苏单科,21B,12分)1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体,沸点为71 ℃,密度为1.36 g·cm-3。实验室制备少量1-溴丙烷的主要步骤如下:
步骤1:在仪器A中加入搅拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水,冰水冷却下缓慢加入28 mL浓H2SO4;冷却至室温,搅拌下加入24 g NaBr。
步骤2:如下图所示搭建实验装置,缓慢加热,直到无油状物馏出为止。
步骤3:将馏出液转入分液漏斗,分出有机相。
步骤4:将分出的有机相转入分液漏斗,依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤,分液,得粗产品,进一步提纯得1-溴丙烷。
(1)仪器A的名称是 ;加入搅拌磁子的目的是搅拌和 。
(2)反应时生成的主要有机副产物有2-溴丙烷和 。
(3)步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是 。
(4)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行,目的是 。
(5)步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作:向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液,振荡, ,静置,分液。
答案 (1)蒸馏烧瓶 防止暴沸
(2)丙烯、正丙醚
(3)减少1-溴丙烷的挥发
(4)减少HBr挥发
(5)将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体
20.(2016四川理综,9,13分)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,并进行相关探究。
【资料查阅】
【实验探究】 该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是 。
(2)实验操作的先后顺序是a→ →e(填操作的编号)。
a.检查装置的气密性后加入药品
b.熄灭酒精灯,冷却
c.在“气体入口”处通入干燥HCl
d.点燃酒精灯,加热
e.停止通入HCl,然后通入N2
(3)在实验过程中,观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是 。
(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是 。
【探究反思】
(5)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质。根据资料信息分析:
①若杂质是CuCl2,则产生的原因是 。
②若杂质是CuO,则产生的原因是 。
答案 (1)干燥管 (2)cdb (3)先变红,后褪色 (4)Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O (5)①加热时间不足或温度偏低 ②通入HCl的量不足
21.(2016北京理综,27,12分)以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下:
(1)过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是 。
(2)过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为:
ⅰ:2Fe2++PbO2+4H++S 2Fe3++PbSO4+2H2O
ⅱ:……
①写出ⅱ的离子方程式: 。
②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。
b. 。
(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq) NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如下图所示。
①过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用,其目的是 (选填序号)。
A.减少PbO的损失,提高产品的产率
B.重复利用NaOH,提高原料的利用率
C.增加Na2SO4浓度,提高脱硫效率
②过程Ⅲ的目的是提纯。结合上述溶解度曲线,简述过程Ⅲ的操作: 。
答案 (12分)(1)Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
(2)①2Fe3++Pb+S 2Fe2++PbSO4
②b.取a中红色溶液,向其中加入铅粉后,红色褪去
(3)①A、B
②向PbO粗品中加入一定量的35% NaOH溶液,加热至110 ℃,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤得到PbO固体
22.(2016浙江理综,29,15分)无水MgBr2可用作催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如下图,主要步骤如下:
步骤1 三颈瓶中装入10 g镁屑和150 mL无水乙醚;装置B中加入15 mL液溴。
步骤2 缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。
步骤3 反应完毕后恢复至常温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0 ℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。
步骤4 室温下用苯溶解粗品,冷却至0 ℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160 ℃分解得无水MgBr2产品。
已知:①Mg与Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性。
②MgBr2+3C2H5OC2H5 MgBr2·3C2H5OC2H5
请回答:
(1)仪器A的名称是 。实验中不能用干燥空气代替干燥N2,原因是 。
(2)如将装置B改为装置C,可能会导致的后果是 。
(3)步骤3中,第一次过滤除去的物质是 。
(4)有关步骤4的说法,正确的是 。
A.可用95%的乙醇代替苯溶解粗品
B.洗涤晶体可选用0 ℃的苯
C.加热至160 ℃的主要目的是除去苯
D.该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴
(5)为测定产品的纯度,可用EDTA(简写为Y4-)标准溶液滴定,反应的离子方程式:
Mg2++Y4- MgY2-
①滴定前润洗滴定管的操作方法是 。
②测定时,先称取0.250 0 g无水MgBr2产品,溶解后,用0.050 0 mol·L-1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液26.50 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是 (以质量分数表示)。
答案 (1)干燥管 防止镁屑与氧气反应,生成的MgO阻碍Mg与Br2的反应
(2)会将液溴快速压入三颈瓶,反应过快大量放热而存在安全隐患 (3)镁屑 (4)BD
(5)①从滴定管上口加入少量待装液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿内壁,然后从下部放出,重复2~3次 ②97.5%
23.(2014课标Ⅰ,26,13分)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:
相对分子质量 密度/(g·cm-3) 沸点/℃ 水中溶解性
异戊醇 88 0.812 3 131 微溶
乙酸 60 1.049 2 118 溶
乙酸异戊酯 130 0.867 0 142 难溶
实验步骤:
在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。开始缓慢加热A,回流50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是 。
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是 ,第二次水洗的主要目的是 。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后 (填标号)。
a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是 。
(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是 。
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是 (填标号)。
(7)本实验的产率是 (填标号)。
a.30% b.40% c.60% d.90%
(8)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏 (填“高”或“低”),其原因是 。
答案 (1)球形冷凝管
(2)洗掉大部分硫酸和醋酸 洗掉碳酸氢钠
(3)d (4)提高醇的转化率 (5)干燥 (6)b (7)c
(8)高 会收集少量未反应的异戊醇
考点4 探究实验方案的设计与评价
1.(2023新课标,11,6分)根据实验操作及现象,下列结论中正确的是( )
选项 实验操作及现象 结论
A 常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
B 取一定量Na2SO3样品,溶解后加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。加入浓HNO3,仍有沉淀 此样品中含有S
C 将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金属沉积,铜电极附近溶液逐渐变蓝 Cu的金属性比Ag强
D 向溴水中加入苯,振荡后静置,水层颜色变浅 溴与苯发生了加成反应
答案 C
2.(2023辽宁,13,3分)某小组进行实验,向10 mL 蒸馏水中加入0.4 g I2,充分振荡,溶液呈浅棕色,再加入0.2 g锌粒,溶液颜色加深;最终紫黑色晶体消失,溶液褪色。已知(aq)为棕色,下列关于颜色变化的解释错误的是( )
选项 颜色变化 解释
A 溶液呈浅棕色 I2在水中溶解度较小
B 溶液颜色加深 发生了反应:I2+I-
C 紫黑色晶体消失 I2(aq)的消耗使溶解平衡I2(s) I2(aq)右移
D 溶液褪色 Zn与有色物质发生了置换反应
答案 D
3.(2023浙江1月选考,16,3分)探究铁及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
实验方案 现象 结论
A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2+的氧化能力比Zn2+弱
B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液,再加入少量K2SO4固体 溶液先变成血红色后无明显变化 Fe3+与SCN-的反应不可逆
C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸,滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁
D 向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀
答案 D
4.(2022河北,5,3分)下列图示装置不能达到实验目的的是 ( )
A.用CCl4萃取溴水中的Br2 B.除去Cl2中的HCl并干燥
C.验证铁的吸氧腐蚀 D.实验室制备少量NH3
答案 D
5.(2022湖南,13,4分)为探究FeCl3的性质,进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L-1)。
实验 操作与现象
① 在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色
② 在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液,变红褐色; 再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
③ 在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液,变红褐色; 将上述混合液分成两份,一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成; 另一份煮沸,产生红褐色沉淀
依据上述实验现象,结论不合理的是 ( )
A.实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B.实验②说明Fe3+既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明Fe3+发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明S对Fe3+的水解反应无影响,但对还原反应有影响
答案 D
6.(2022全国乙,10,6分)由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是 ( )
实验操作 现象 结论
A 向NaBr溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉KI溶液 先变橙色,后变蓝色 氧化性:Cl2>Br2>I2
B 向蔗糖溶液中滴加稀H2SO4,水浴加热,加入少量新制的氢氧化铜悬浊液 无砖红色沉淀 蔗糖未发生水解
C 石蜡油加强热,将产生的气体通入Br2/CCl4溶液 溶液红棕色变无色 气体中含有不饱和烃
D 加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片 试管口润湿的蓝色石蕊试纸变红 氯乙烯加聚是可逆反应
答案 C
7.(2022江苏,11,3分)室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是 ( )
选项 探究方案 探究目的
A 向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液,振荡,再滴加几滴新制氯水,观察溶液颜色变化 Fe2+具有还原性
B 向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化 SO2具有漂白性
C 向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,观察溶液颜色变化 Br2的氧化性比I2的强
D 用pH计测量醋酸、盐酸的pH,比较溶液pH大小 CH3COOH是弱电解质
答案 D
8.(2022北京,16,11分)煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(CaSO4、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快速检测煤中全硫含量的方法,其主要过程如下图所示。
已知:在催化剂作用下,煤在管式炉中燃烧,出口气体中主要含O2、CO2、H2O、N2、SO2。
(1)煤样需研磨成细小粉末,目的是 。
(2)高温下,煤中的CaSO4完全转化为SO2,该反应的化学方程式为 。
(3)通过干燥装置后,待测气体进入库仑测硫仪进行测定。
已知:库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前,电解质溶液中c()/c(I-)保持定值时,电解池不工作。待测气体进入电解池后,SO2溶解并将还原,测硫仪便立即自动进行电解到c()/c(I-)又回到原定值,测定结束。通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。
①SO2在电解池中发生反应的离子方程式为 。
②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为 。
(4)煤样为a g,电解消耗的电量为x库仑。煤样中硫的质量分数为 。
已知:电解中转移1 mol电子所消耗的电量为96 500库仑。
(5)条件控制和误差分析。
①测定过程中,需要控制电解质溶液的pH。当pH<1时,非电解生成的使测得的全硫含量偏小,生成的离子方程式为 。
②管式炉中煤样燃烧时会有少量SO3产生,使测得的全硫含量 (填“偏大”或“偏小”),该测量结果可进行校正。
答案 (1)增大固体与空气的接触面积,加快反应速率,使煤粉完全燃烧
(2)2CaSO4+C 2CaO+2SO2↑+CO2↑
(3)①SO2++2H2O S+3I-+4H+
②3I--2e-
(4)
(5)①6I-+O2+4H+ 2+2H2O
②偏小
9.(2022北京,19,14分)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:ⅰ.Mn2+在一定条件下可被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、Mn(绿色)、Mn(紫色)。
ⅱ.浓碱性条件下,Mn可被OH-还原为Mn。
ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关;NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)。
序号 物质a C中实验现象
通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ 5%NaOH溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
Ⅲ 40% NaOH溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是 。
(2)通入Cl2前,Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为 。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是 。
(4)根据资料ⅱ,Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将Mn氧化为Mn。
①用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因 ,但通过实验测定,溶液的碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入 4 mL 40% NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色迅速变为绿色的离子方程式为 ;溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被 (填“化学式”)氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是 。
④从反应速率的角度,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因 。
答案 (1)饱和NaCl溶液
(2)2Mn(OH)2+O2 2MnO2+2H2O
(3)二价锰化合物在中性或弱酸性条件下只能被氧化到MnO2,在碱性条件下可以被氧化到更高价态
(4)①2NaOH+Cl2 NaCl+NaClO+H2O
②4Mn+4OH- 4Mn+O2↑+2H2O NaClO
③2MnO2+3ClO-+2OH- 2Mn+3Cl-+H2O
④溶液中存在反应:ⅰ.4Mn+4OH- 4Mn+O2↑+2H2O;ⅱ.2Mn+ClO-+H2O 2Mn+Cl-+2OH-;在浓碱性条件下,c(OH-)和c(ClO-)均很大时,反应ⅱ速率快于反应ⅰ
10.(2022广东,17,14分)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时,HAc的Ka=1.75×10-5=10-4.76。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L-1的HAc溶液,需5 mol·L-1 HAc溶液的体积为 mL。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是 。
(3)某小组研究25 ℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设 稀释HAc溶液或改变Ac-浓度,HAc电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验 用浓度均为0.1 mol·L-1的HAc和NaAc溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定pH,记录数据。
序号 V(HAc)/ mL V(NaAc)/ mL V(H2O)/ mL n(NaAc)∶ n(HAc) pH
Ⅰ 40.00 / / 0 2.86
Ⅱ 4.00 / 36.00 0 3.36
…
Ⅶ 4.00 a b 3∶4 4.53
Ⅷ 4.00 4.00 32.00 1∶1 4.65
①根据表中信息,补充数据:a= ,b= 。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释HAc溶液,电离平衡 (填“正”或“逆”)向移动;结合表中数据,给出判断理由:
。
③由实验Ⅱ~Ⅷ可知,增大Ac-浓度,HAc电离平衡逆向移动。
实验结论 假设成立。
(4)小组分析上表数据发现:随着的增加,c(H+)的值逐渐接近HAc的Ka。
查阅资料获悉:一定条件下,按=1配制的溶液中,c(H+)的值等于HAc的Ka。
对比数据发现,实验Ⅷ中pH=4.65与资料数据Ka=10-4.76存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。
(ⅰ)移取20.00 mL HAc溶液,加入2滴酚酞溶液,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗体积为22.08 mL,则该HAc溶液的浓度为 mol·L-1。画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点。
(ⅱ)用上述HAc溶液和0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液,配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为0.1 mol·L-1的HAc和NaOH溶液,如何准确测定HAc的Ka 小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ 移取20.00 mL HAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液V1 mL
Ⅱ ,测得溶液的pH为4.76
实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(6)根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途 。
答案 (1)5
(2)C
(3)①3.00 33.00
②正 若加水稀释时平衡不移动,稀释后c(H+)==10-3.86 mol·L-1,pH=3.86>3.36
(4)0.110 4
(5)向Ⅰ中滴定后的溶液中加入20.00 mL HAc溶液
(6)HF:刻蚀玻璃(或H2CO3:生产碳酸饮料,或H3PO4:生产磷肥等,合理即可)
11.(2022河北,14,14分)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:
①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水;锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液,并预加0.30 mL 0.010 00 mol·L-1的碘标准溶液,搅拌。
②以0.2 L·min-1流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同时用碘标准溶液滴定,至终点时滴定消耗了1.00 mL碘标准溶液。
③做空白实验,消耗了0.10 mL碘标准溶液。
④用适量Na2SO3替代香菇样品,重复上述步骤,测得SO2的平均回收率为95%。
已知:(H3PO4)=7.1×10-3,(H2SO3)=1.3×10-2
回答下列问题:
(1)装置图中仪器a、b的名称分别为 、 。
(2)三颈烧瓶适宜的规格为 (填标号)。
A.250 mL B.500 mL C.1 000 mL
(3)解释加入H3PO4能够生成SO2的原因 。
(4)滴定管在使用前需要 、洗涤、润洗;滴定终点时溶液的颜色为 ;滴定反应的离子方程式为 。
(5)若先加磷酸再通氮气,会使测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)该样品中亚硫酸盐含量为 mg·kg-1(以SO2计,结果保留三位有效数字)。
答案 (1)球形冷凝管 酸式滴定管
(2)C
(3) 2H3PO4+SO32- 2H2PO4-+H2SO3，生成的H2SO3在加热条件下分解为SO2和H2O，SO2逸出，溶液中c（H2SO3）减小，促进2H3PO4+SO32- 2H2PO4-+H2SO3平衡正向移动
(4)检验其是否漏水 蓝色 I2+SO2+2H2O 2I-+4H++S
(5)偏低
(6)80.8
12.(2016课标Ⅱ,28,15分)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是 。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是 (填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有
(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为 ;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是 ;生成沉淀的原因是 (用平衡移动原理解释)。
答案 (15分)(1)防止Fe2+被氧化
(2)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应
(5)2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动
13.(2016北京理综,28,16分)以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象,探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。
实验 试剂 现象
滴管 试管
0.2 mol·L-1 Na2SO3溶液 饱和Ag2SO4溶液 Ⅰ.产生白色沉淀
0.2 mol·L-1 CuSO4溶液 Ⅱ.溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀
0.1 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液 Ⅲ.开始无明显变化,继续滴加产生白色沉淀
(1)经检验,现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ: 。
(2)经检验,现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含S,含有Cu+、Cu2+和S。
已知:Cu+ Cu+Cu2+,Cu2+ CuI↓(白色)+I2。
①用稀H2SO4证实沉淀中含有Cu+的实验现象是 。
②通过下列实验证实,沉淀中含有Cu2+和S。
a.白色沉淀A是BaSO4,试剂1是 。
b.证实沉淀中含有Cu2+和S的理由是 。
(3)已知:Al2(SO3)3在水溶液中不存在。经检验,现象Ⅲ的白色沉淀中无S,该白色沉淀既能溶于强酸,又能溶于强碱,还可使酸性KMnO4溶液褪色。
①推测沉淀中含有亚硫酸根和 。
②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设:ⅰ.被Al(OH)3所吸附;ⅱ.存在于铝的碱式盐中。对假设ⅱ设计了对比实验,证实了假设ⅱ成立。
a.将对比实验方案补充完整。
步骤一:
步骤二: (按上图形式呈现)。
b.假设ⅱ成立的实验证据是 。
(4)根据实验,亚硫酸盐的性质有 。盐溶液间反应的多样性与
有关。
答案 (16分)(1)2Ag++S Ag2SO3↓
(2)①析出红色固体
②a.HCl和BaCl2溶液
b.在I-的作用下,Cu2+转化为白色沉淀CuI,S转化为S
(3)①Al3+、OH-
②a.
b.V1明显大于V2
(4)亚硫酸盐的溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性
两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件
14.(2015福建理综,25,15分)某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。
实验一 制取氯酸钾和氯水
利用上图所示的实验装置进行实验。
(1)制取实验结束后,取出B中试管冷却结晶,过滤,洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有 。
(2)若对调B和C装置的位置, (填“能”或“不能”)提高B中氯酸钾的产率。
实验二 氯酸钾与碘化钾反应的研究
(3)在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响,其中系列a实验的记录表如下(实验在室温下进行):
试管编号 1 2 3 4
0.20 mol·L-1 KI/mL 1.0 1.0 1.0 1.0
KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10
6.0 mol·L-1 H2SO4/mL 0 3.0 6.0 9.0
蒸馏水/mL 9.0 6.0 3.0 0
实验现象
①系列a实验的实验目的是 。
②设计1号试管实验的作用是 。
③若2号试管实验现象为“黄色溶液”,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色;假设氧化产物唯一,还原产物为KCl,则此反应的离子方程式为 。
实验三 测定饱和氯水中氯元素的总量
(4)该小组设计的实验方案为:使用下图装置,加热15.0 mL饱和氯水试样,测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是 。(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)
(5)根据下列资料,为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节):
。
资料:ⅰ.次氯酸会破坏酸碱指示剂;
ⅱ.次氯酸或氯气可被SO2、H2O2和FeCl2等物质还原成Cl-。
答案 (15分)(1)烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶头滴管”也可) (2)能
(3)①研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响 ②硫酸浓度为0的对照实验 ③Cl+6I-+6H+ Cl-+3I2+3H2O
(4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等,此方案无法测算试样含氯总量(或其他合理答案)
(5)量取一定量的试样,加入足量的H2O2溶液,加热除去过量的H2O2,冷却,再加入足量的硝酸银溶液,称量沉淀质量(或其他合理答案)
15.(2015四川理综,9,13分)(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
【查阅资料】(NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃时分解产物不同。
【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。
实验1:连接装置A-B-C-D,检查气密性,按图示加入试剂(装置B盛0.500 0 mol/L盐酸70.00 mL)。通入N2排尽空气后,于260 ℃加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2。品红溶液不褪色。取下装置B,加入指示剂,用0.200 0 mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无S。
(1)仪器X的名称是 。
(2)滴定前,下列操作的正确顺序是 (填字母编号)。
a.盛装0.200 0 mol/L NaOH溶液
b.用0.200 0 mol/L NaOH溶液润洗
c.读数、记录
d.查漏、清洗
e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
(3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是 mol。
实验2:连接装置A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,于400 ℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有S,无S。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。
(4)检验装置D内溶液中有S,无S的实验操作和现象是 。
(5)装置B内溶液吸收的气体是 。
(6)(NH4)2SO4在400 ℃分解的化学方程式是 。
答案 (1)圆底烧瓶
(2)dbaec
(3)0.03
(4)取少量装置D内溶液于试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色刺激性气体
(5)NH3或氨气
(6)3(NH4)2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑
16.(2014课标Ⅱ,28,15分)某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X。为确定其组成,进行如下实验。
①氨的测定:精确称取w g X,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1 mL c1 mol·L-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2 mol·L-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。
②氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。
回答下列问题:
(1)装置中安全管的作用原理是 。
(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用 式滴定管,可使用的指示剂为 。
(3)样品中氨的质量分数表达式为 。
(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将 (填“偏高”或“偏低”)。
(5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是 ;滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.0×10-5 mol·L-1,c(Cr)为 mol·L-1。[已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12]
(6)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3,钴的化合价为 。制备X的化学方程式为 ;X的制备过程中温度不能过高的原因是 。
答案 (1)当A中压力过大时,安全管中液面上升,使A瓶中压力稳定(2分)
(2)碱 酚酞(或甲基红)(每空1分,共2分)
(3)×100%(2分)
(4)偏低(2分)
(5)防止硝酸银见光分解 2.8×10-3(每空1分,共2分)
(6)+3(1分)
2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O(2分)
温度过高过氧化氢分解、氨气逸出(2分)
(
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题十三 盐类水解和沉淀溶解平衡
考点1 盐类水解
1.(2023浙江1月选考,2,3分)硫酸铜应用广泛,下列说法不正确的是( )
A.Cu元素位于周期表p区
B.硫酸铜属于强电解质
C.硫酸铜溶液呈酸性
D.硫酸铜能使蛋白质变性
答案 A
2.(2022北京,1,3分)2022年3月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。其中太空“冰雪实验”演示了过饱和醋酸钠溶液的结晶现象。下列说法不正确的是 ( )
A.醋酸钠是强电解质
B.醋酸钠晶体与冰都是离子晶体
C.常温下,醋酸钠溶液的pH>7
D.该溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
答案 B
3.(2022海南,13,4分)(双选)NaClO溶液具有漂白能力。已知25 ℃时,Ka(HClO)=4.0×10-8。下列关于NaClO溶液说法正确的是 ( )
A.0.01 mol·L-1溶液中,c(ClO-)<0.01 mol·L-1
B.长期露置在空气中,释放Cl2,漂白能力减弱
C.通入过量SO2,反应的离子方程式为SO2+ClO-+H2O HS+HClO
D.25 ℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+)
答案 AD
4.(2022河北,9,3分)某水样中含一定浓度的C、HC和其他不与酸碱反应的离子。取10.00 mL水样,用0.010 00 mol·L-1的HCl溶液进行滴定,溶液pH随滴加HCl溶液体积V(HCl)的变化关系如图(混合后溶液体积变化忽略不计)。
下列说法正确的是 ( )
A.该水样中c(C)=0.01 mol·L-1
B.a点处c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)
C.当V(HCl)≤20.00 mL时,溶液中c(HC)基本保持不变
D.曲线上任意一点存在c(C)+c(HC)+c(H2CO3)=0.03 mol·L-1
答案 C
5.(2022江苏,12,3分)一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。室温下以0.1 mol·L-1KOH溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略,溶液中含碳物种的浓度c总=c(H2CO3)+c(HC)+c(C)。H2CO3电离常数分别为=4.4×10-7、=4.4×10-11。
下列说法正确的是 ( )
A.KOH吸收CO2所得到的溶液中:c(H2CO3)>c(HC )
B.KOH完全转化为K2CO3时,溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+c(H2CO3)
C.KOH溶液吸收CO2,c总=0.1 mol·L-1溶液中:c(H2CO3)>c(C)
D.题图所示的“吸收”“转化”过程中,溶液的温度下降
答案 C
6.(2022浙江1月选考,1,2分)水溶液呈酸性的盐是 ( )
A.NH4Cl B.BaCl2 C.H2SO4 D.Ca(OH)2
答案 A
7.(2022浙江1月选考,23,2分)某同学在两个相同的特制容器中分别加入20 mL 0.4 mol·L-1Na2CO3溶液和40 mL 0.2 mol·L-1 NaHCO3溶液,再分别用0.4 mol·L-1盐酸滴定,利用pH计和压力传感器检测,得到如下曲线:
下列说法正确的是 ( )
A.图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸
B.当滴加盐酸的体积为V1 mL时(a点、b点),所发生的反应用离子方程式表示为:HC+H+ CO2↑+H2O
C.根据pH-V(HCl)图,滴定分析时,c点可用酚酞、d点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
D.Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足:c(H2CO3)-c(C)=c(OH-)-c(H+)
答案 C
8.(2022浙江6月选考,17,2分)25 ℃时,苯酚(C6H5OH)的Ka=1.0×10-10,下列说法正确的是 ( )
A.相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中,c(C6H5O-)>c(CH3COO-)
B.将浓度均为0.10 mol·L-1的C6H5ONa和NaOH溶液加热,两种溶液的pH均变大
C.25 ℃时,C6H5OH溶液与NaOH溶液混合,测得pH=10.00,则此时溶液中c(C6H5O-)=c(C6H5OH)
D.25 ℃时,0.10 mol·L-1的C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa固体,水的电离程度变小
答案 C 酸性:醋酸>苯酚,故水解程度:C6H5ONa >CH3COONa,则等pH的C6H5ONa 和CH3COONa溶液中,c(CH3COO-)>c(C6H5O-),A不正确;NaOH溶液加热后,水的电离平衡正向移动,溶液中c(H+)增大,pH变小,B不正确;Ka(C6H5OH)=,当溶液中c(H+)=10-10 mol·L-1时,==1,C正确;C6H5OH抑制水的电离,C6H5ONa促进水的电离,C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa,水的电离程度增大,D不正确。
9.(2019浙江4月选考,5,2分)下列溶液呈碱性的是( )
A.NH4NO3 B.(NH4)2SO4
C.KCl D.K2CO3
答案 D
10.(2018北京理综,11,6分)测定0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。
时刻 ① ② ③ ④
温度/℃ 25 30 40 25
pH 9.66 9.52 9.37 9.25
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。
下列说法不正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:S+H2OHS+OH-
B.④的pH与①不同,是由于S浓度减小造成的
C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D.①与④的KW值相等
答案 C
11.(2018天津理综,3,6分)下列叙述正确的是( )
A.某温度下,一元弱酸HA的Ka越小,则NaA的Kh(水解常数)越小
B.铁管镀锌层局部破损后,铁管仍不易生锈
C.反应活化能越高,该反应越易进行
D.不能用红外光谱区分C2H5OH和CH3OCH3
答案 B
12.(2018浙江4月选考,4,2分)下列物质溶于水后溶液显酸性的是( )
A.KCl B.Na2O C.NH4Cl D.CH3COONa
答案 C
13.(2017江苏单科,14,4分)常温下，Ka(HCOOH)=1.77×10-4，Ka(CH3COOH)=1.75×10-5，Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5，下列说法正确的是 ( )
A.浓度均为0.1 mol·L-1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者
B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
C.0.2 mol·L-1 HCOOH与0.1 mol·L-1 NaOH等体积混合后的溶液中:c(HCOO-)+c(OH-)=c(HCOOH)+c(H+)
D.0.2 mol·L-1 CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c(CH3COO-)> c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
答案 AD
14.(2016四川理综,7,6分)向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中缓慢通入CO2,随n(CO2)增大,先后发生三个不同的反应,当0.01 mol
A 0 c(Na+)>c(Al)+c(OH-)
B 0.01 c(Na+)>c(Al)>c(OH-)>c(C)
C 0.015 c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)
D 0.03 c(Na+)>c(HC)>c(OH-)>c(H+)
答案 D
15.(2015安徽理综,13,6分)25 ℃时,在10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.未加盐酸时:c(OH-)>c(Na+)=c(NH3·H2O)
B.加入10 mL盐酸时:c(N)+c(H+)=c(OH-)
C.加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl-)=c(Na+)
D.加入20 mL盐酸时:c(Cl-)=c(N)+c(Na+)
答案 B
16.(2015四川理综,6,6分)常温下,将等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合,析出部分NaHCO3晶体,过滤,所得滤液pH<7。下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是 ( )
A.<1.0×10-7mol/L
B.c(Na+)=c(HC)+c(C)+c(H2CO3)
C.c(H+)+c(N)=c(OH-)+c(HC)+2c(C)
D.c(Cl-)>c(N)>c(HC)>c(C)
答案 C
17.(2015天津理综,5,6分)室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是( )
加入的物质 结论
A. 50 mL 1 mol·L-1 H2SO4 反应结束后,c(Na+)=c(S)
B. 0.05 mol CaO 溶液中增大
C. 50 mL H2O 由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
D. 0.1 mol NaHSO4固体 反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变
答案 B
18.(2015江苏单科,14,4分)室温下,向下列溶液中通入相应的气体至溶液pH=7(通入气体对溶液体积的影响可忽略),溶液中部分微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.向0.10 mol·L-1 NH4HCO3溶液中通CO2:c(N)=c(HC)+c(C)
B.向0.10 mol·L-1 NaHSO3溶液中通NH3:c(Na+)>c(N)>c(S)
C.向0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中通SO2:c(Na+)=2[c(S)+c(HS)+c(H2SO3)]
D.向0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通HCl:c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-)
答案 D
19.(2014福建理综,10,6分)下列关于0.10 mol·L-1NaHCO3溶液的说法正确的是( )
A.溶质的电离方程式为NaHCO3 Na++H++C
B.25 ℃时,加水稀释后,n(H+)与n(OH-)的乘积变大
C.离子浓度关系:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC)+c(C)
D.温度升高,c(HC)增大
答案 B
20.(2014四川理综,6,6分)下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol/L NaHCO3溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)>c(C)>c(HC)>c(OH-)
B.20 mL 0.1 mol/L CH3COONa溶液与10 mL 0.1 mol/L HCl溶液混合后溶液呈酸性,所得溶中:c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
C.室温下,pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,所得溶液中:c(Cl-)+c(H+)>c(N)+c(OH-)
D.0.1 mol/L CH3COOH溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(OH-)>c(H+)+c(CH3COOH)
答案 B
21.(2014江苏单科,14,4分)25 ℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合:c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-)
B.0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.1 mol·L-1氨水等体积混合(pH>7):c(NH3·H2O)>c(N)>c(Cl-)>c(OH-)
C.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:c(Na+)=c(C)+c(HC)+c(H2CO3)
D.0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):2c(C2)+c(HC2)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
答案 AC
考点2 沉淀溶解平衡
1.(2023全国甲,13,6分)下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM-pH关系图(pM=-lg[c(M)/(mol·L-1)];c(M)≤10-5 mol·L-1可认为M离子沉淀完全)。下列叙述正确的是( )
A.由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]=10-8.5
B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为 mol·L-1
C.浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离
D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时二者不会同时沉淀
答案 C
2.(2023全国乙,13,6分)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=c(Cr),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl- 2AgCl+Cr的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
答案 C
3.(2023新课标,13,6分)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应Ag++NH3 [Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3 [Ag(NH3)2]+。lg[c(M)/(mol·L-1)]与lg[c(NH3)/(mol·L-1)]的关系如下图所示{其中M代表Ag+、Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+}。
下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线
B.AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75
C.反应[Ag(NH3)]++NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数K的值为103.81
D.c(NH3)=0.01 mol·L-1时,溶液中c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+)
答案 A
4.(2023山东,15,4分)(双选)在含HgI2(s)的溶液中,一定c(I-)范围内,存在平衡关系:HgI2(s) HgI2(aq);HgI2(aq) Hg2++2I-;HgI2(aq) HgI++I-;HgI2(aq)+I- Hg;HgI2(aq)+2I- Hg,平衡常数依次为K0、K1、K2、K3、K4。已知lgc(Hg2+)、lgc(HgI+)、lgc(Hg)、lgc(Hg)随lgc(I-)的变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.线L表示lgc(Hg)的变化情况
B.随c(I-)增大,c[HgI2(aq)]先增大后减小
C.a=lg
D.溶液中I元素与Hg元素的物质的量之比始终为2∶1
答案 BD
5.(2023辽宁,15,3分)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lgc关系如下图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列说法正确的是( )
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.③为pH与-lgc(HS-)的关系曲线
C.(H2S)=10-8.1
D.(H2S)=10-14.7
答案 D
6.(2023浙江1月选考,15,3分)碳酸钙是常见难溶物,将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡:CaCO3(s) Ca2+(aq)+C(aq)[已知Ksp(CaCO3)=3.4×10-9,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,H2CO3的电离常数=4.5×10-7,=4.7×10-11],下列有关说法正确的是( )
A.上层清液中存在c(Ca2+)=c(C)
B.上层清液中含碳微粒最主要以HC形式存在
C.向体系中通入CO2气体,溶液中c(Ca2+)保持不变
D.通过加Na2SO4溶液可实现CaCO3向CaSO4的有效转化
答案 B
7.(2022海南,14,4分)(双选)某元素M的氢氧化物M(OH)2(s)在水中的溶解反应为:
M(OH)2(s) M2+(aq)+2OH-(aq)
M(OH)2(s)+2OH-(aq) M(OH(aq)
25 ℃,-lgc与pH的关系如图所示,c为M2+或M(OH 浓度的值。下列说法错误的是 ( )
A.曲线①代表-lgc(M2+)与pH的关系
B.M(OH)2的Ksp约为1×10-10
C.向c(M2+)=0.1 mol·L-1的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,体系中元素M主要以M(OH)2(s)存在
D.向c[M(OH]=0.1 mol·L-1的溶液中加入等体积0.4 mol·L-1的HCl后,体系中元素M主要以M2+存在
答案 BD
8.(2022湖南,10,3分)室温时,用0.100 mol·L-1的标准AgNO3溶液滴定15.00 mL浓度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液,通过电位滴定法获得lgc(Ag+)与V(AgNO3)的关系曲线如图所示[忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17]。下列说法正确的是 ( )
A.a点:有白色沉淀生成
B.原溶液中I-的浓度为0.100 mol·L-1
C.当Br-沉淀完全时,已经有部分Cl-沉淀
D.b点:c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+)
答案 C
9.(2022山东,14,4分)工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s),对其工艺条件进行研究。现有含SrCO3(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液,含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1 Na2SO4溶液。在一定pH范围内,四种溶液中lg[c(Sr2+)/mol·L-1]随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应SrSO4(s)+C SrCO3(s)+S的平衡常数K=
B.a=-6.5
C.曲线④代表含SrCO3(s)的1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液的变化曲线
D.对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0 mol·L-1的混合溶液,pH≥7.7时才发生沉淀转化
答案 D
10.(2017课标Ⅲ,13,6分)在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是( )
A.Ksp(CuCl)的数量级为10-7
B.除Cl-反应为Cu+Cu2++2Cl- 2CuCl
C.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好
D.2Cu+ Cu2++Cu平衡常数很大,反应趋于完全
答案 C
11.(2016海南单科,5,2分)向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是( )
A.c(C) B.c(Mg2+)
C.c(H+) D.Ksp(MgCO3)
答案 A
12.(2014课标Ⅰ,11,6分)溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示,下列说法的是( )
A.溴酸银的溶解是放热过程
B.温度升高时溴酸银溶解速度加快
C.60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10-4
D.若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯
答案 A
13.(2015天津理综,3,6分)下列说法不正确的是( )
A.Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行
B.饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同
C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同
D.Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液
答案 C
14.(2014安徽理综,12,6分)中学化学中很多“规律”都有其适用范围,下列根据有关“规律”推出的结论正确的是( )
选项 规律 结论
A 较强酸可以制取较弱酸 次氯酸溶液无法制取盐酸
B 反应物浓度越大,反应速率越快 常温下,相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸,浓硝酸中铝片先溶解完
C 结构和组成相似的物质,沸点随相对分子质量增大而升高 NH3沸点低于PH3
D 溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化 ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀
答案 D
15.(2015江苏单科,18,12分)软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O,反应的化学方程式为:MnO2+SO2 MnSO4。
(1)质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化 L(标准状况)SO2。
(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10-6 mol·L-1),需调节溶液pH范围为 。
(3)下图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,需控制的结晶温度范围为 。
(4)准确称取0.171 0 g MnSO4·H2O样品置于锥形瓶中,加入适量H3PO4和NH4NO3溶液,加热使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.050 0 mol·L-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+),消耗Fe2+溶液20.00 mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程)。
答案 (1)4.48 (2)5.0
n(Mn2+)=n(Fe2+)=1.00×10-3 mol
m(MnSO4·H2O)=1.00×10-3 mol×169 g·mol-1=0.169 g
MnSO4·H2O样品的纯度为:×100%=98.8%
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题十四 有机物的结构 烃和烃的衍生物
考点1 有机物的结构特点
1.(2023全国甲,8,6分)藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是( )
A.可以发生水解反应
B.所有碳原子处于同一平面
C.含有2种含氧官能团
D.能与溴水发生加成反应
答案 B
2.(2023山东,12,4分)有机物X→Y的异构化反应如图所示,下列说法错误的是( )
A.依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团
B.除氢原子外,X中其他原子可能共平面
C.含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
D.类比上述反应,的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应
答案 C
3.(2023辽宁,6,3分)在光照下,螺吡喃发生开、闭环转换而变色,过程如下。下列关于开、闭环螺吡喃说法正确的是( )
A.均有手性
B.互为同分异构体
C.N原子杂化方式相同
D.闭环螺吡喃亲水性更好
答案 B
4.(2022北京,2,3分)下列化学用语或图示表达不正确的是 ( )
A.乙炔的结构简式:
B.顺-2-丁烯的分子结构模型:
C.基态Si原子的价层电子的轨道表示式:
D.Na2O2的电子式:
答案 C
5.(2022全国甲,8,6分)辅酶Q10具有预防动脉硬化的功效,其结构简式如下。下列有关辅酶Q10的说法正确的是 ( )
A.分子式为C60H90O4
B.分子中含有14个甲基
C.分子中的四个氧原子不在同一平面
D.可发生加成反应,不能发生取代反应
答案 B
6.(2022全国乙,8,6分)一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如下:
1 2
下列叙述正确的是 ( )
A.化合物1分子中所有原子共平面
B.化合物1与乙醇互为同系物
C.化合物2分子中含有羟基和酯基
D.化合物2可发生开环聚合反应
答案 D
7.(2022浙江1月选考,7,2分)下列说法不正确的是 ( )
A.32S和34S互为同位素
B.C70和纳米碳管互为同素异形体
C.CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2互为同分异构体
D.C3H6和C4H8一定互为同系物
答案 D
8.(2022浙江6月选考,4,2分)下列物质对应的化学式正确的是 ( )
A.白磷:P2
B.2-甲基丁烷:CHCH2CH3
C.胆矾:FeSO4·7H2O
D.硬脂酸:C15H31COOH
答案 B
9.(2022浙江6月选考,5,2分)下列表示正确的是 ( )
A.乙醛的结构简式:CH3COH
B.2-丁烯的键线式:
C.S2-的结构示意图:
D.过氧化钠的电子式:
答案 D
10.(2022浙江6月选考,7,2分)下列说法不正确的是 ( )
A.乙醇和丙三醇互为同系物
B.35Cl和37Cl互为同位素
C.O2和O3互为同素异形体
D.丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体
答案 A
11.(2019海南单科,12,4分)(双选)下列化合物中,既能发生取代反应又能发生加成反应的有( )
A.CH3CHCH2 B.CH3CH2CH2OH
C. D.
答案 AD
12.(2019浙江4月选考,10,2分)下列说法正确的是( )
A.18O2和16O3互为同位素
B.正己烷和2,2-二甲基丙烷互为同系物
C.C60和C70是具有相同质子数的不同核素
D.H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是同分异构体
答案 B
13.(2016课标Ⅰ,9,6分)下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.2-甲基丁烷也称为异丁烷
B.由乙烯生成乙醇属于加成反应
C.C4H9Cl有3种同分异构体
D.油脂和蛋白质都属于高分子化合物
答案 B
14.(2016课标Ⅱ,10,6分)分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)( )
A.7种 B.8种 C.9种 D.10种
答案 C
15.(2016课标Ⅲ,10,6分)已知异丙苯的结构简式如下,下列说法错误的是( )
A.异丙苯的分子式为C9H12
B.异丙苯的沸点比苯高
C.异丙苯中碳原子可能都处于同一平面
D.异丙苯和苯为同系物
答案 C
16.(2014课标Ⅱ,8,6分)四联苯的一氯代物有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
答案 C
17.(2014四川理综,1,6分)化学与生活密切相关。下列说法不正确的是( )
A.乙烯可作水果的催熟剂
B.硅胶可作袋装食品的干燥剂
C.福尔马林可作食品的保鲜剂
D.氢氧化铝可作胃酸的中和剂
答案 C
18.(2023全国乙,26,14分)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先 ,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,检查 。依次点燃煤气灯 ,进行实验。
(2)O2的作用有 。CuO的作用是 (举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是 、 (填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是 。
A.CaCl2 B.NaCl
C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作:
。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.023 6 g,实验结束后,c管增重0.010 8 g,d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为 。
答案 (1)通入O2,排出石英管中的空气 装置气密性 b、a
(2)将样品氧化、实验开始前排空气、将石英管中生成的H2O和CO2全部排出以保证被c、d完全吸收 CO+CuO Cu+CO2
(3)A C c中若盛装碱石灰,CO2和H2O会同时被碱石灰吸收
(4)熄灭煤气灯,继续通入O2,待装置冷却至室温后停止通入O2
(5)C4H6O4
考点2 烃和卤代烃
1.(2022河北,11,4分)(双选)在HY沸石催化下,萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。
下列说法正确的是 ( )
A.M和N互为同系物
B.M分子中最多有12个碳原子共平面
C.N的一溴代物有5种
D.萘的二溴代物有10种
答案 CD
2.(2022江苏,9,3分)精细化学品Z是X与HBr反应的主产物,X→Z的反应机理如下:
下列说法不正确的是 ( )
A.X与互为顺反异构体
B.X能使溴的CCl4溶液褪色
C.X与HBr 反应有副产物生成
D.Z分子中含有2个手性碳原子
答案 D
3.(2022浙江1月选考,14,2分)下列说法正确的是 ( )
A.苯酚、乙醇、硫酸铜、氢氧化钠和硫酸铵均能使蛋白质变性
B.通过石油的常压分馏可获得石蜡等馏分,常压分馏过程为物理变化
C.在分子筛固体酸催化下,苯与乙烯发生取代反应获得苯乙烯
D.含氮量高的硝化纤维可作烈性炸药
答案 D
考点3 烃的含氧衍生物
1.(2023全国乙,8,6分)下列反应得到相同的产物,相关叙述错误的是( )
A.①的反应类型为取代反应
B.反应②是合成酯的方法之一
C.产物分子中所有碳原子共平面
D.产物的化学名称是乙酸异丙酯
答案 C
2.(2023山东,7,2分)抗生素克拉维酸的结构简式如图所示,下列关于克拉维酸的说法错误的是 ( )
A.存在顺反异构
B.含有5种官能团
C.可形成分子内氢键和分子间氢键
D.1 mol该物质最多可与1 mol NaOH反应
答案 D
3.(2023辽宁,8,3分)冠醚因分子结构形如皇冠而得名,某冠醚分子c可识别K+,其合成方法如下。下列说法错误的是( )
A.该反应为取代反应
B.a、b均可与NaOH溶液反应
C.c核磁共振氢谱有3组峰
D.c可增加KI在苯中的溶解度
答案 C
4.(2023浙江1月选考,9,3分)七叶亭是一种植物抗菌素,适用于细菌性痢疾,其结构如图,下列说法正确的是( )
A.分子中存在2种官能团
B.分子中所有碳原子共平面
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗2 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3 mol NaOH
答案 B
5.(2022北京,8,3分)我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一。一种具有聚集诱导发光性能的物质,其分子结构如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.分子中N原子有sp2、sp3两种杂化方式
B.分子中含有手性碳原子
C.该物质既有酸性又有碱性
D.该物质可发生取代反应、加成反应
答案 B
6.(2022海南,12,4分)(双选)化合物“E7974”具有抗肿瘤活性,结构简式如下。下列有关该化合物说法正确的是 ( )
A.能使Br2的CCl4溶液褪色
B.分子中含有4种官能团
C.分子中含有4个手性碳原子
D.1 mol该化合物最多与2 mol NaOH反应
答案 AB
7.(2022河北,2,3分)茯苓新酸DM是从茯苓中提取的一种天然产物,具有一定的生理活性,其结构简式如图。关于该化合物,下列说法错误的是 ( )
A.可使酸性KMnO4溶液褪色
B.可发生取代反应和加成反应
C.可与金属钠反应放出H2
D.分子中含有3种官能团
答案 D
8.(2022湖北,2,3分)莲藕含多酚类物质,其典型结构简式如图所示。下列有关该类物质的说法错误的是 ( )
A.不能与溴水反应
B.可用作抗氧化剂
C.有特征红外吸收峰
D.能与Fe3+发生显色反应
答案 A
9.(2022湖北,13,3分)同位素示踪是研究反应机理的重要手段之一。已知醛与H2O在酸催化下存在如下平衡:RCHO+H2O RCH(OH)2。据此推测,对羟基苯甲醛与10倍量的O在少量酸催化下反应,达到平衡后,下列化合物中含量最高的是 ( )
A.
B.
C.
D.
答案 C
10.(2022山东,7,2分)γ-崖柏素具天然活性,有酚的通性,结构如图。关于γ-崖柏素的说法错误的是 ( )
A.可与溴水发生取代反应
B.可与NaHCO3溶液反应
C.分子中的碳原子不可能全部共平面
D.与足量H2加成后,产物分子中含手性碳原子
答案 B
11.(2022浙江1月选考,6,2分)下列说法不正确的是 ( )
A.液化石油气是纯净物
B.工业酒精中往往含有甲醇
C.福尔马林是甲醛的水溶液
D.许多水果和花卉有芳香气味是因为含有酯
答案 A
12.(2022浙江1月选考,15,2分)关于化合物,下列说法正确的是 ( )
A.分子中至少有7个碳原子共直线
B.分子中含有1个手性碳原子
C.与酸或碱溶液反应都可生成盐
D.不能使酸性KMnO4稀溶液褪色
答案 C
13.(2022浙江6月选考,6,2分)下列说法不正确的是 ( )
A.油脂属于高分子化合物,可用于制造肥皂和油漆
B.福尔马林能使蛋白质变性,可用于浸制动物标本
C.天然气的主要成分是甲烷,是常用的燃料
D.中国科学家在世界上首次人工合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
答案 A
14.(2022浙江6月选考,15,2分)染料木黄酮的结构如图,下列说法正确的是 ( )
A.分子中存在3种官能团
B.可与HBr反应
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗4 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗2 mol NaOH
答案 B
15.(2020山东,12,4分)α-氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶,其结构简式如下。下列关于α-氰基丙烯酸异丁酯的说法错误的是 ( )
A.其分子式为C8H11NO2
B.分子中的碳原子有3种杂化方式
C.分子中可能共平面的碳原子最多为6个
D.其任一含苯环的同分异构体中至少有4种不同化学环境的氢原子
答案 C
16.(2015山东理综,9,5分)分枝酸可用于生化研究,其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是( )
分枝酸
A.分子中含有2种官能团
B.可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
C.1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应
D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同
答案 B
17.(2014福建理综,7,6分)下列关于乙醇的说法不正确的是( )
A.可用纤维素的水解产物制取
B.可由乙烯通过加成反应制取
C.与乙醛互为同分异构体
D.通过取代反应可制取乙酸乙酯
答案 C
18.(2020江苏单科,17,15分)化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体,其合成路线如下:
B
(1)A中的含氧官能团名称为硝基、 和 。
(2)B的结构简式为 。
(3)C→D的反应类型为 。
(4)C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式 。
①能与FeCl3溶液发生显色反应。
②能发生水解反应,水解产物之一是α-氨基酸,另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1且含苯环。
(5)写出以CH3CH2CHO和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
答案 (15分)
(1)醛基 (酚)羟基
(2)
(3)取代反应
(4)
(5)CH3CH2CHO CH3CH2CH2OH CH3CH2CH2Br
19.(2019浙江4月选考,29,4分)由C、H、O三种元素组成的链状有机化合物X,只含有羟基和羧基两种官能团,且羟基数目大于羧基数目。称取2.04 g纯净的X,与足量金属钠充分反应,生成672 mL氢气(标准状况)。请确定摩尔质量最小的X分子中羟基、羧基数目及该X的相对分子质量(要求写出简要推理过程)。
答案 n(H2)=0.03 mol,
设X中羟基和羧基的总数为m个(m>2),
则n(X)= mol= mol,
M(X)= g·mol-1=34m g·mol-1,
m=4,M(X)=136 g·mol-1,含有3个羟基和1个羧基,相对分子质量为136。
20.(2016海南单科,15,8分)乙二酸二乙酯(D)可由石油气裂解得到的烯烃合成。回答下列问题:
(1)B和A为同系物,B的结构简式为 。
(2)反应①的化学方程式为 ,其反应类型为 。
(3)反应③的反应类型为 。
(4)C的结构简式为 。
(5)反应②的化学方程式为 。
答案 (1)CH2CHCH3
(2)CH2 CH2+H2O CH3CH2OH 加成反应
(3)取代反应 (4)HOOC—COOH
(5)2CH3CH2OH+HOOCCOOHCH3CH2OOCCOOCH2CH3+2H2O
21.(2016浙江理综,26,10分)化合物X是一种有机合成中间体,Z是常见的高分子化合物,某研究小组采用如下路线合成X和Z:
已知:①化合物A的结构中有2个甲基
②RCOOR'+R″CH2COOR'
请回答:
(1)写出化合物E的结构简式 ,F中官能团的名称是 。
(2)Y→Z的化学方程式是 。
(3)G→X的化学方程式是 ,反应类型是 。
(4)若C中混有B,请用化学方法检验B的存在(要求写出操作、现象和结论) 。
答案 (10分)(1)CH2CH2 羟基
(2)
(3)
+CH3CH2OH 取代反应
(4)取适量试样于试管中,先用NaOH中和,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,若产生砖红色沉淀,则有B存在
22.(2016四川理综,10,16分)高血脂严重影响人体健康,化合物E是一种临床治疗高血脂症的药物。E的合成路线如下(部分反应条件和试剂略):
B C(C15H20O5)
D E
已知: (R1和R2代表烷基)
请回答下列问题:
(1)试剂Ⅰ的名称是 ,试剂Ⅱ中官能团的名称是 ,第②步的反应类型是 。
(2)第①步反应的化学方程式是 。
(3)第⑥步反应的化学方程式是 。
(4)第⑦步反应中,试剂Ⅲ为单碘代烷烃,其结构简式是 。
(5)C的同分异构体在酸性条件下水解,生成X、Y和CH3(CH2)4OH。若X含有羧基和苯环,且X和Y的核磁共振氢谱都只有两种类型的吸收峰,则X与Y发生缩聚反应所得缩聚物的结构简式是 。
答案 (16分)(1)甲醇 溴原子 取代反应
(2)+2CH3OH
(3)+CO2↑
(4)CH3I
(5)
23.(2015北京理综,25,17分)“张-烯炔环异构化反应”被《Name Reactions》收录。该反应可高效构筑五元环状化合物:
(R、R'、R''表示氢、烷基或芳基)
合成五元环有机化合物J的路线如下:
已知:
(1)A属于炔烃,其结构简式是 。
(2)B由碳、氢、氧三种元素组成,相对分子质量是30。B的结构简式是 。
(3)C、D含有与B相同的官能团,C是芳香族化合物。E中含有的官能团是 。
(4)F与试剂a反应生成G的化学方程式是 ;
试剂b是 。
(5)M和N均为不饱和醇。M的结构简式是 。
(6)N为顺式结构,写出N和H生成I (顺式结构)的化学方程式: 。
答案 (17分)(1)
(2)HCHO
(3)碳碳双键、醛基
(4) NaOH醇溶液
(5)
(6)+
24.(2015福建理综,32,13分)“司乐平”是治疗高血压的一种临床药物,其有效成分M的结构简式如图所示。
(1)下列关于M的说法正确的是 (填序号)。
a.属于芳香族化合物
b.遇FeCl3溶液显紫色
c.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
d.1 mol M完全水解生成2 mol醇
(2)肉桂酸是合成M的中间体,其一种合成路线如下:
A B(C7H6Cl2)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
C() D(C9H8O) 肉桂酸
Ⅳ Ⅴ
已知:+H2O
①烃A的名称为 。步骤Ⅰ中B的产率往往偏低,其原因是 。
②步骤Ⅱ反应的化学方程式为 。
③步骤Ⅲ的反应类型是 。
④肉桂酸的结构简式为 。
⑤C的同分异构体有多种,其中苯环上有一个甲基的酯类化合物有 种。
答案 (13分)(1)a、c
(2)①甲苯 反应中有一氯取代物和三氯取代物生成
②+2NaOH +2NaCl+H2O
③加成反应 ④ ⑤9
25.(2014安徽理综,26,16分)Hagemann酯(H)是一种合成多环化合物的中间体,可由下列路线合成(部分反应条件略去):
(1)A→B为加成反应,则B的结构简式是 ;B→C的反应类型是 。
(2)H中含有的官能团名称是 ;F的名称(系统命名)是 。
(3)E→F的化学方程式是 。
(4)TMOB是H的同分异构体,具有下列结构特征:①核磁共振氢谱除苯环吸收峰外仅有1个吸收峰;②存在甲氧基(CH3O—)。TMOB的结构简式是 。
(5)下列说法正确的是 。
a.A能和HCl反应得到聚氯乙烯的单体
b.D和F中均含有2个π键
c.1 mol G完全燃烧生成7 mol H2O
d.H能发生加成、取代反应
答案 (1) 加成反应
(2)碳碳双键、羰基、酯基 2-丁炔酸乙酯
(3)
(4)
(5)a、d
26.(2014天津理综,8,18分)从薄荷油中得到一种烃A(C10H16),叫α-非兰烃,与A相关反应如下:
已知:
(1)H的分子式为 。
(2)B所含官能团的名称为 。
(3)含两个—COOCH3基团的C的同分异构体共有 种(不考虑手性异构),其中核磁共振氢谱呈现2个吸收峰的异构体结构简式为 。
(4)B→D,D→E的反应类型分别为 、 。
(5)G为含六元环的化合物,写出其结构简式: 。
(6)F在一定条件下发生聚合反应可得到一种高吸水性树脂,该树脂名称为 。
(7)写出E→F的化学反应方程式: 。
(8)A的结构简式为 ,A与等物质的量的Br2进行加成反应的产物共有 种(不考虑立体异构)。
答案 (1)C10H20 (2)羰基、羧基
(3)4
(4)加成反应(或还原反应) 取代反应
(5) (6)聚丙烯酸钠
(7)+2NaOH+NaBr+2H2O
(8) 3
27.(2014山东理综,34,12分)3-对甲苯丙烯酸甲酯(E)是一种用于合成抗血栓药的中间体,其合成路线如下:
+CO B E
已知:HCHO+CH3CHO
(1)遇FeCl3溶液显紫色且苯环上有两个取代基的A的同分异构体有 种。B中含氧官能团的名称为 。
(2)试剂C可选用下列中的 。
a.溴水 b.银氨溶液
c.酸性KMnO4溶液 d.新制Cu(OH)2悬浊液
(3)是E的一种同分异构体,该物质与足量NaOH溶液共热的化学方程式为 。
(4)E在一定条件下可以生成高聚物F,F的结构简式为 。
答案 (1)3 醛基
(2)b、d
(3)+2NaOH+CH3CHCHCOONa+H2O(配平不作要求)
(4)
(
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题十五 生命活动的物质基础 有机合成
考点1 生命活动的物质基础
1.(2023湖南,8,3分)葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂,工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料,在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙,其阳极区反应过程如下:
下列说法错误的是( )
A.溴化钠起催化和导电作用
B.每生成1 mol葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了2 mol电子
C.葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D.葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
答案 B
2.(2023浙江1月选考,8,3分)下列说法不正确的是( )
A.从分子结构上看糖类都是多羟基醛及其缩合产物
B.蛋白质溶液与浓硝酸作用产生白色沉淀,加热后沉淀变黄色
C.水果中因含有低级酯类物质而具有特殊香味
D.聚乙烯、聚氯乙烯是热塑性塑料
答案 A
3.(2022广东,9,2分)我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。下列说法正确的是 ( )
A.淀粉是多糖,在一定条件下能水解成葡萄糖
B.葡萄糖与果糖互为同分异构体,都属于烃类
C.1 mol CO中含有6.02×1024个电子
D.22.4 L CO2被还原生成1 mol CO
答案 A
4.(2022湖北,5,3分)化学物质与生命过程密切相关,下列说法错误的是 ( )
A.维生素C可以还原活性氧自由基
B.蛋白质只能由蛋白酶催化水解
C.淀粉可用CO2为原料人工合成
D.核酸可视为核苷酸的聚合产物
答案 B
5.(2022江苏,1,3分)我国为人类科技发展作出巨大贡献。下列成果研究的物质属于蛋白质的是 ( )
A.陶瓷烧制 B.黑火药
C.造纸术 D.合成结晶牛胰岛素
答案 D
6.(2020浙江7月选考,14,2分)下列说法不正确的是( )
A.相同条件下等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧,放出的热量依次增加
B.油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分
C.根据纤维在火焰上燃烧产生的气味,可以鉴别蚕丝与棉花
D.淀粉、纤维素、蛋白质都属于高分子化合物
答案 A
7.(2018课标Ⅰ,8,6分)(改编)下列说法错误的是( )
A.蔗糖、果糖和麦芽糖均为双糖
B.绝大多数酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质
C.植物油含不饱和脂肪酸酯,能使Br2/CCl4褪色
D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
答案 A
8.(2018北京理综,10,6分)一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,广泛用作防护材料。其结构片段如下图。
下列关于该高分子的说法正确的是( )
A.完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境
B.完全水解产物的单个分子中,含有官能团—COOH或—NH2
C.氢键对该高分子的性能没有影响
D.结构简式为:
答案 B
9.(2018海南单科,11,4分)实验室常用乙酸与过量乙醇在浓硫酸催化下合成乙酸乙酯。下列说法正确的是( )
A.该反应的类型为加成反应
B.乙酸乙酯的同分异构体共有三种
C.可用饱和的碳酸氢钠溶液鉴定体系中是否有未反应的乙酸
D.该反应为可逆反应,加大乙醇的量可提高乙酸的转化率
答案 D
10.(2017课标Ⅲ,8,6分)下列说法正确的是( )
A.植物油氢化过程中发生了加成反应
B.淀粉和纤维素互为同分异构体
C.环己烷与苯可用酸性KMnO4溶液鉴别
D.水可以用来分离溴苯和苯的混合物
答案 A
11.(2016天津理综,2,6分)下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是( )
A.蛋白质水解的最终产物是氨基酸
B.氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性
C.α-氨基丙酸与α-氨基苯丙酸混合物脱水成肽,只生成2种二肽
D.氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的离子,在电场作用下向负极移动
答案 A
12.(2015海南,9)下列反应不属于取代反应的是( )
A.淀粉水解制葡萄糖
B.石油裂解制丙烯
C.乙醇与乙酸反应制乙酸乙酯
D.油脂与浓NaOH反应制高级脂肪酸钠
答案 B
13.(2015福建理综,7,6分)下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.聚氯乙烯分子中含碳碳双键
B.以淀粉为原料可制取乙酸乙酯
C.丁烷有3种同分异构体
D.油脂的皂化反应属于加成反应
答案 B
14.(2014广东理综,7,4分)生活处处有化学。下列说法正确的是 ( )
A.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金
B.做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体
C.煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和酯类
D.磨豆浆的大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸
答案 A
考点2 合成高分子
1.(2023新课标,8,6分)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是( )
A.该高分子材料可降解
B.异山梨醇分子中有3个手性碳
C.反应式中化合物X为甲醇
D.该聚合反应为缩聚反应
答案 B
2.(2022北京,11,3分)高分子Y是一种人工合成的多肽,其合成路线如下:
下列说法不正确的是 ( )
A.F中含有2个酰胺基
B.高分子Y水解可得到E和G
C.高分子X中存在氢键
D.高分子Y的合成过程中进行了官能团保护
答案 B
3.(2022海南,4,2分)化学物质在体育领域有广泛用途。下列说法错误的是 ( )
A.涤纶可作为制作运动服的材料
B.纤维素可以为运动员提供能量
C.木糖醇可用作运动饮料的甜味剂
D.“复方氯乙烷气雾剂”可用于运动中急性损伤的镇痛
答案 B
4.(2022河北,3,3分)化学是材料科学的基础。下列说法错误的是 ( )
A.制造5G芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料
B.制造阻燃或防火线缆的橡胶不能由加聚反应合成
C.制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料
D.可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”
答案 B
5.(2022湖南,3,3分)聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料,其合成路线如下:
下列说法错误的是 ( )
A.m=n-1
B.聚乳酸分子中含有两种官能团
C.1 mol乳酸与足量的Na反应生成1 mol H2
D.两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
答案 B
6.(2022山东,4,2分)下列高分子材料制备方法正确的是 ( )
A.聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备
B.聚四氟乙烯( CF2—CF2 )由四氟乙烯经加聚反应制备
C.尼龙-66
{}由己胺和己酸经缩聚反应制备
D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备
答案 B
考点3 有机合成
1.(2023全国甲,36,15分)阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。L的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。
已知:R—COOHR—COClR—CONH2
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)由A生成B的化学方程式为 。
(3)反应条件D应选择 (填标号)。
a.HNO3/H2SO4 b.Fe/HCl
c.NaOH/C2H5OH d.AgNO3/NH3
(4)F中含氧官能团的名称是 。
(5)H生成I的反应类型为 。
(6)化合物J的结构简式为 。
(7)具有相同官能团的B的芳香同分异构体还有 种(不考虑立体异构,填标号)。
a.10 b.12 c.14 d.16
其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体结构简式为 。
答案 (1)邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯)
(2)+Cl2 +HCl (3)b
(4)羧基 (5)消去反应 (6)
(7)d
2.(2023全国乙,36,15分)奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂,以下是一种合成路线(部分反应条件已简化)。
已知:。
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是 。
(2)C的结构简式为 。
(3)D的化学名称为 。
(4)F的核磁共振氢谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,其结构简式为 。
(5)H的结构简式为 。
(6)由I生成J的反应类型是 。
(7)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种;
①能发生银镜反应;②遇FeCl3溶液显紫色;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为 。
答案 (1)醚键、羟基
(2)
(3)苯乙酸
(4)ClCH2—CH2Br
(5)
(6)取代反应
(7)13
3.(2023新课标,30,15分)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物,可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)C中碳原子的轨道杂化类型有 种。
(3)D中官能团的名称为 、 。
(4)E与F反应生成G的反应类型为 。
(5)F的结构简式为 。
(6)I转变为J的化学方程式为 。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构);①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为 。
答案 (1)间甲基苯酚或3-甲基苯酚或m-甲基苯酚
(2)2(或两)
(3)(酚)羟基 氨基
(4)取代(反应)
(5)
(6)+H2O+N2↑+HCl
(7)9
4.(2023山东,19,12分)根据杀虫剂氟铃脲(G)的两条合成路线,回答下列问题:
已知:Ⅰ.R1—NH2+R2—N C O
Ⅱ.
路线一:A(C7H6Cl2) B(C7H3Cl2N) C D E(C8H3F2NO2)
G()
(1)A的化学名称为 (用系统命名法命名);B→C的化学方程式为 ;D中含氧官能团的名称为 ;E结构简式为 。
路线二:H(C6H3Cl2NO3) I J G
(2)H中有 种化学环境的氢;①~④中属于加成反应的是 (填序号);J中碳原子的轨道杂化方式有 种。
答案 (1)2,6-二氯甲苯 +2KF +2KCl 酰胺基
(2)2 ②④ 3
5.(2023湖南,18,15分)含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性。一种合成该类化合物的路线如下(部分反应条件已简化):
回答下列问题:
(1)B的结构简式为 ;
(2)从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是 、 ;
(3)物质G所含官能团的名称为 、 ;
(4)依据上述流程提供的信息,下列反应产物J的结构简式为 ;
J
(5)下列物质的酸性由大到小的顺序是 (写标号);
①
②
③
(6)(呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中,除外,还有 种;
(7)甲苯与溴在FeBr3催化下发生反应,会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯。依据由C到D的反应信息,设计以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线(无机试剂任选)。
答案 (1)
(2)消去反应 加成反应
(3)醚键 碳碳双键
(4)
(5)③①②
(6)4
(7)
6.(2023辽宁,19,14分)加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默症的药物,其中间体的合成路线如下。
已知:①Bn为
②+R3NH2 (R1为烃基,R2、R3为烃基或H)
回答下列问题:
(1)A中与卤代烃成醚活性高的羟基位于酯基的 位(填“间”或“对”)。
(2)C发生酸性水解,新产生的官能团为羟基和 (填名称)。
(3)用O2代替PCC完成D→E的转化,化学方程式为 。
(4)F的同分异构体中,红外光谱显示有酚羟基、无N—H键的共有 种。
(5)H→I的反应类型为 。
(6)某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去),其中M和N的结构简式分别为
和 。
MN
答案 (1)对
(2)羧基
(3)2+O2 2+2H2O
(4)3
(5)取代反应
(6)
7.(2023浙江1月选考,21,12分)某研究小组按下列路线合成抗癌药物盐酸苯达莫司汀。
已知:①
②
请回答:
(1)化合物A的官能团名称是 。
(2)化合物B的结构简式是 。
(3)下列说法正确的是 。
A.B→C的反应类型为取代反应
B.化合物D与乙醇互为同系物
C.化合物I的分子式是C18H25N3O4
D.将苯达莫司汀制成盐酸盐有助于增加其水溶性
(4)写出G→H的化学方程式 。
(5)设计以D为原料合成E的路线(用流程图表示,无机试剂任选) 。
(6)写出3种同时符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式 。
①分子中只含一个环,且为六元环;②1H-NMR谱和IR谱检测表明:分子中共有2种不同化学环境的氢原子,无氮氮键,有乙酰基()。
答案 (1)硝基、碳氯键
(2)
(3)D
(4)+CH3CH2OH +H2O
(5)
(6)
8.(2022北京,17,10分)碘番酸是一种口服造影剂,用于胆部X-射线检查。其合成路线如下:
已知:R1COOH+R2COOH
(1)A可发生银镜反应,A分子含有的官能团是 。
(2)B无支链,B的名称是 。B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,结构简式是 。
(3)E为芳香族化合物,E→F的化学方程式是 。
(4)G中含有乙基,G的结构简式是 。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为193。碘番酸的结构简式是 。
(6)口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定,步骤如下。
步骤一:称取a mg口服造影剂,加入Zn粉、NaOH溶液,加热回流,将碘番酸中的碘完全转化为I-,冷却、洗涤、过滤,收集滤液。
步骤二:调节滤液pH,用b mol·L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液的体积为c mL。
已知口服造影剂中不含其他含碘物质。计算口服造影剂中碘番酸的质量分数 。
答案 (1)醛基
(2)正丁酸
(3)+HNO3+H2O
(4)
(5)
(6)
9.(2022广东,21,14分)基于生物质资源开发常见的化工原料,是绿色化学的重要研究方向。以化合物Ⅰ为原料,可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工产品,进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。
(1)化合物Ⅰ的分子式为 ,其环上的取代基是 (写名称)。
(2)已知化合物Ⅱ也能以Ⅱ'的形式存在。根据Ⅱ'的结构特征,分析预测其可能的化学性质,参考①的示例,完成下表。
序 号 结构 特征 可反 应的 试剂 反应形成 的新结构 反应 类型
① —CHCH— H2 —CH2—CH2— 加成反应
② 氧化反应
③
(3)化合物Ⅳ能溶于水,其原因是 。
(4)化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是原子利用率100%的反应,且1 mol Ⅳ与1 mol化合物a反应得到2 mol Ⅴ,则化合物a为 。
(5)化合物Ⅵ有多种同分异构体,其中含结构的有 种,核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为 。
(6)选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料,参考上述信息,制备高分子化合物Ⅷ的单体。
写出Ⅷ的单体的合成路线(不用注明反应条件)。
答案 (1)C5H4O2 醛基
(2)②—CHO 银氨溶液(新制氢氧化铜)
—COONH4(—COONa)
③—COOH CH3CH2OH —COOCH2CH3 取代反应
(3)化合物Ⅳ中含有羧基,羧基是亲水基
(4)CH2 CH2(乙烯)
(5)2
(6)
10.(2022海南,18,14分)黄酮哌酯是一种解痉药,可通过如下路线合成:
回答问题:
(1)A→B的反应类型为 。
(2)已知B为一元强酸,室温下B与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
(3)C的化学名称为 ,D的结构简式为 。
(4)E和F可用 (写出试剂)鉴别。
(5)X是F的同分异构体,符合下列条件。X可能的结构简式为 (任写一种)。
①含有酯基
②含有苯环
③核磁共振氢谱有两组峰
(6)已知酸酐能与羟基化合物反应生成酯。写出下列F→G反应方程式中M和N的结构简式 、 。
(7)设计以为原料合成的路线(其他试剂任选)。
已知:+CO2
答案 (1)取代反应或磺化反应
(2)+NaOH +H2O
(3)苯酚
(4)FeCl3溶液(或其他合理答案)
(5)或
(6) H2O
(7)
11.(2022河北,18,15分)舍曲林(Sertraline)是一种选择性5-羟色胺再摄取抑制剂,用于治疗抑郁症,其合成路线之一如下:
已知:
(ⅰ)手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子
(ⅱ)
(ⅲ)+
回答下列问题:
(1)①的反应类型为 。
(2)B的化学名称为 。
(3)写出一种能同时满足下列条件的D的芳香族同分异构体的结构简式 。
(a)红外光谱显示有键;(b)核磁共振氢谱有两组峰,峰面积比为1∶1。
(4)合成路线中,涉及手性碳原子生成的反应步骤为 、 (填反应步骤序号)。
(5)H→I的化学方程式为 ;该反应可能生成与I互为同分异构体的两种副产物,其中任意一种的结构简式为 (不考虑立体异构)。
(6)W是一种姜黄素类似物,以香兰素()和环己烯()为原料,设计合成W的路线(无机及两个碳以下的有机试剂任选)。
W
答案 (1)氧化反应
(2)3,4-二氯苯甲酸
(3)
(4)⑥ ⑨
(5) +HCl 或
(6)
12.(2022湖北,17,14分)化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型是 。
(2)化合物B核磁共振氢谱的吸收峰有 组。
(3)化合物C的结构简式为 。
(4)D→E的过程中,被还原的官能团是 ,被氧化的官能团是 。
(5)若只考虑氟的位置异构,则化合物F的同分异构体有 种。
(6)已知A→D、D→E和E→F的产率分别为70%、82%和 80%,则A→F的总产率为 。
(7)Pd配合物可催化E→F转化中键断裂,也能催化反应①。
反应①:
+
为探究有机小分子催化反应①的可能性,甲、乙两个研究小组分别合成了有机小分子S-1(结构如下图所示)。在合成S-1的过程中,甲组使用了Pd催化剂,并在纯化过程中用沉淀剂除Pd;乙组未使用金属催化剂。研究结果显示,只有甲组得到的产品能催化反应①。
S-1
根据上述信息,甲、乙两组合成的S-1产品催化性能出现差异的原因是 。
答案 (1)取代反应(或酯化反应) (2)5
(3)
(4)酯基 碳碳双键
(5)5 (6)45.92% (7)单独的S-1不能催化,甲组合成的物质中有Pd残留
13.(2022湖南,19,15分)物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下:
已知:①+[Ph3CH2R']Br-
②
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为 、 ;
(2)F→G、G→H的反应类型分别是 、 ;
(3)B的结构简式为 ;
(4)C→D反应方程式为 ;
(5)是一种重要的化工原料,其同分异构体中能够发生银镜反应的有 种(考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式为 ;
(6)I中的手性碳原子个数为 (连四个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子);
(7)参照上述合成路线,以和为原料,设计合成的路线(无机试剂任选)。
答案 (1)醚键 醛基
(2)取代反应 加成反应
(3)
(4) +H2O
(5)5
(6)1
(7)
14.(2022江苏,15,15分)化合物G可用于药用多肽的结构修饰,其人工合成路线如下:
(1)A分子中碳原子的杂化轨道类型为 。
(2)B→C的反应类型为 。
(3)D的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式: 。
①分子中含有4种不同化学环境的氢原子;②碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化。
(4)F的分子式为C12H17NO2,其结构简式为 。
(5)已知: (R和R'表示烃基或氢,R″表示烃基);
写出以和CH3MgBr为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
答案 (1)sp3、sp2 (2)取代反应
(3) (4)
(5)
15.(2022全国甲,36,15分)用N-杂环卡宾碱(NHC base)作为催化剂,可合成多环化合物。下面是一种多环化合物H的合成路线(无需考虑部分中间体的立体化学)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 。
(2)反应②涉及两步反应,已知第一步反应类型为加成反应,第二步的反应类型为 。
(3)写出C与Br2/CCl4反应产物的结构简式 。
(4)E的结构简式为 。
(5)H中含氧官能团的名称是 。
(6)化合物X是C的同分异构体,可发生银镜反应,与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸,写出X的结构简式 。
(7)如果要合成H的类似物H’(),参照上述合成路线,写出相应的D’和G’的结构简式 、 。H’分子中有 个手性碳(碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳)。
答案 (1)苯甲醇
(2)消去反应
(3)
(4)
(5)酯基、羰基(或酮羰基)、硝基
(6)
(7) 5
16.(2022全国乙,36,15分)左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学):
已知:化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)C的结构简式为 。
(3)写出由E生成F反应的化学方程式 。
(4)E中含氧官能团的名称为 。
(5)由G生成H的反应类型为 。
(6)I是一种有机物形成的盐,结构简式为 。
(7)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为 种。
a)含有一个苯环和三个甲基;
b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳;
c)能发生银镜反应,不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为 。
答案 (1)3-氯丙烯
(2)
(3) +H2O
(4)羧基、羟基
(5)取代反应
(6)
(7)10
17.(2022山东,19,12分)支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如下:
AB(C9H10O4) E(C22H20O3)F(C22H19BrO3)G(C33H35NO3)
已知:
Ⅰ.PhOH+PhCH2ClPhOCH2PhPhOH Ph—=
Ⅱ.PhCOOC2H5+R,R'=H,烷基,酰基
Ⅲ.R1Br+R2NHCH2PhR1,R2=烷基
回答下列问题:
(1)A→B反应条件为 ;B中含氧官能团有 种。
(2)B→C反应类型为 ,该反应的目的是 。
(3)D结构简式为 ;E→F的化学方程式为 。
(4)H的同分异构体中,仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构的有 种。
(5)根据上述信息,写出以4-羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备的合成路线。
答案 (1)浓硫酸,加热 2 (2)取代反应 保护酚羟基 (3)CH3COOC2H5 +Br2+HBr
(4)6 (5)
18.(2022浙江1月选考,31,12分)化合物H是一种具有多种生物活性的天然化合物。某课题组设计的合成路线如下(部分反应条件已省略):
D
E
F
G
已知:R1BrR1MgBr;
+
请回答:
(1)下列说法不正确的是 。
A.化合物A不易与NaOH溶液反应
B.化合物E和F可通过红外光谱区别
C.化合物F属于酯类物质
D.化合物H的分子式是C20H12O5
(2)化合物M的结构简式是 ;化合物N的结构简式是 ;化合物G的结构简式是 。
(3)补充完整C→D的化学方程式+2+2Na 。
(4)写出2种同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式(不包括立体异构体) 。
①有两个六元环(不含其他环结构),其中一个为苯环
②除苯环外,结构中只含2种不同的氢
③不含—O—O—键及—OH
(5)以化合物苯乙炔()、溴苯和环氧乙烷()为原料,设计如图所示化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)。
答案(1)CD
(2)
(3)
(4)、、、
、(任写2种)
(5)
19.(2022浙江6月选考,31,12分)某研究小组按下列路线合成药物氯氮平。
已知:①;
②
请回答:
(1)下列说法不正确的是 。
A.硝化反应的试剂可用浓硝酸和浓硫酸
B.化合物A中的含氧官能团是硝基和羧基
C.化合物B具有两性
D.从C→E的反应推测,化合物D中硝基间位氯原子比邻位的活泼
(2)化合物C的结构简式是 ;氯氮平的分子式是 ;化合物H成环得氯氮平的过程中涉及两步反应,其反应类型依次为 。
(3)写出E→G的化学方程式: 。
(4)设计以和CH3NH2为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
(5)写出同时符合下列条件的化合物F的同分异构体的结构简式 。
①1H-NMR谱和IR谱检测表明:分子中共有3种不同化学环境的氢原子,有N—H键。
②分子中含一个环,其成环原子数≥4。
答案 (1)D
(2) C18H19ClN4 加成反应、消去反应
(3)++CH3OH
(4)CH2 CH2;CH2 CH2 CH3CH2Cl;
NH3
(5)
(
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题十一 化学反应速率与化学平衡
考点1 化学反应速率
1.(2022北京,14,3分)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应①完成之后,以N2为载气,将恒定组成的N2、CH4混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上检测到有积炭。下列说法不正确的是 ( )
图1 图2
A.反应①为CaO+CO2 CaCO3;反应②为CaCO3+CH4 CaO+2CO+2H2
B.t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2的速率不变,推测有副反应CH4 C+2H2
C.t2时刻,副反应生成H2的速率大于反应②生成H2的速率
D.t3之后,生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生
答案 C
2.(2022广东,15,4分)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则 ( )
A.无催化剂时,反应不能进行
B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低
C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D.使用催化剂Ⅰ时,0~2 min内,v(X)=1.0 mol·L-1·min-1
答案 D
3.(2022河北,13,4分)(双选)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为①X Y;②Y Z。反应①的速率v1=k1c(X),反应②的速率v2=k2c(Y),式中k1、k2为速率常数。图a为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线,图b为反应①和②的lnk~曲线。下列说法错误的是 ( )
A.随c(X)的减小,反应①、②的速率均降低
B.体系中v(X)=v(Y)+v(Z)
C.欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制反应时间
D.温度低于T1时,总反应速率由反应②决定
答案 AB
4.(2022湖南,6,3分)甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体。
旧法合成的反应:(CH3)2CO+HCN (CH3)2C(OH)CN
(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4 CH2 C(CH3)COOCH3+NH4HSO4
新法合成的反应:+CO+CH3OH CH2 C(CH3)COOCH3
下列说法错误的是(阿伏加德罗常数的值为NA) ( )
A.HCN的电子式为H∶C N∶
B.新法没有副产物产生,原子利用率高
C.1 L 0.05 mol·L-1的NH4HSO4溶液中N的微粒数小于0.05NA
D.Pd的作用是降低反应的活化能,使活化分子数目增多,百分数不变
答案 D
5.(2022浙江1月选考,19,2分)在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g)3X(g),c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是 ( )
A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C.在不同时刻都存在关系:2v(B)=3v(X)
D.维持温度、容积、反应物起始的量不变,向反应体系中加入催化剂,c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
答案 C
6.(2022浙江6月选考,20,2分)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:2NH3(g) N2(g)+3H2(g)。测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化,如下表所示。下列说法不正确的是 ( )
A.实验①,0~20 min,v(N2)=1.00×10-5 mol·L-1·min-1
B.实验②,60 min时处于平衡状态,x≠0.40
C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大
D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大
答案 C
7.(2019浙江4月选考,22,2分)高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH-),油脂在其中能以较快的反应速率水解。与常温常压水相比,下列说法不正确的是( )
A.高温高压液态水中,体系温度升高,油脂水解反应速率加快
B.高温高压液态水中,油脂与水的互溶能力增强,油脂水解反应速率加快
C.高温高压液态水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解
D.高温高压液态水中的油脂水解,相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的碱的水解
答案 D
8.(2018浙江4月选考,22,2分)某工业流程中,进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06,发生化学反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),在其他条件相同时,测得实验数据如下表:
压强/(×105 Pa) 温度/℃ NO达到所列转化率需要时间/s
50% 90% 98%
1.0 30 12 250 2 830
90 25 510 5 760
8.0 30 0.2 3.9 36
90 0.6 7.9 74
根据表中数据,下列说法正确的是( )
A.升高温度,反应速率加快
B.增大压强,反应速率变慢
C.在1.0×105 Pa、90 ℃条件下,当转化率为98%时反应已达平衡
D.若进入反应塔的混合气体为a mol,反应速率以v=Δn/Δt表示,则在8.0×105 Pa、30 ℃条件下,转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370 mol·s-1
答案 D
9.(2015福建理综,12,6分)在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是( )
T/K v/mmol·L-1·min-1 c/mol·L-1 0.600 0.500 0.400 0.300
318.2 3.60 3.00 2.40 1.80
328.2 9.00 7.50 a 4.50
b 2.16 1.80 1.44 1.08
A.a=6.00
B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变
C.b<318.2
D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
答案 D
10.(2015上海单科,20,4分)对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是( )
A.升高温度,对正反应的反应速率影响更大
B.增大压强,对正反应的反应速率影响更大
C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大
D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大
答案 B
11.(2014课标Ⅰ,9,6分)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为:
H2O2+I- H2O+IO- 慢
H2O2+IO- H2O+O2+I- 快
下列有关该反应的说法正确的是( )
A.反应速率与I-浓度有关
B.IO-也是该反应的催化剂
C.反应活化能等于98 kJ·mol-1
D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)
答案 A
12.(2014北京理综,12,6分)一定温度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol/(L·min)
B.6~10 min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2 mol/(L·min)
C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 mol/L
D.反应至6 min时,H2O2分解了50%
答案 C
13.(2014重庆理综,7,6分)在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g) Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )
A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B.T2下,在0~t1时间内,v(Y)= mol·L-1·min-1
C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小
答案 C
14.(2018北京理综,27,12分)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式: 。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2 p1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是 。
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ⅱ补充完整。
ⅰ.SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2O
ⅱ.I2+2H2O+ + +2I-
(4)探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
序号 A B C D
试剂 组成 0.4 mol·L-1 KI a mol·L-1 KI 0.2 mol·L-1 H2SO4 0.2 mol·L-1 H2SO4 0.2 mol·L-1 KI 0.000 2 mol I2
实验 现象 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 溶液变黄,出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快
①B是A的对比实验,则a= 。
②比较A、B、C,可得出的结论是 。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A。结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因: 。
答案 (1)3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=-254 kJ·mol-1
(2)> 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向进行,H2SO4的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大
(3)SO2 S 4H+
(4)①0.4
②I-是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率
③反应ⅱ比ⅰ快;D中由反应ⅱ产生的H+使反应ⅰ加快
考点2 化学平衡 化学反应的方向
1.(2023山东,14,4分)(双选)一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:
已知反应初始E的浓度为0.10 mol·L-1,TFAA的浓度为0.08 mol·L-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示,忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是( )
A.t1时刻,体系中有E存在
B.t2时刻,体系中无F存在
C.E和TFAA反应生成F的活化能很小
D.反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08 mol·L-1
答案 AC
2.(2022北京,12,3分)某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”,能高选择性吸附NO2。废气中的NO2被吸附后,经处理能全部转化为HNO3。原理示意图如下。
已知:2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0
下列说法不正确的是 ( )
A.温度升高时不利于NO2吸附
B.多孔材料“固定”N2O4,促进2NO2 N2O4平衡正向移动
C.转化为HNO3的反应是2N2O4+O2+2H2O 4HNO3
D.每获得0.4 mol HNO3时,转移电子的数目为6.02×1022
答案 D
3.(2022广东,13,4分)恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g) BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.该反应的ΔH<0
B.a为n(H2O)随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大
答案 C
4.(2022海南,8,2分)某温度下,反应CH2CH2(g)+H2O(g) CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是 ( )
A.增大压强,v正>v逆,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动
D.恒容下,充入一定量的CH2CH2(g),CH2CH2(g)的平衡转化率增大
答案 C
5.(2022浙江1月选考,20,2分)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s) An+(aq)+Bn-(aq),其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质,下列说法正确的是 ( )
A.ΔH和ΔS均大于零
B.ΔH和ΔS均小于零
C.ΔH可能大于零或小于零,ΔS大于零
D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
答案 D
6.(2022江苏,13,3分)乙醇—水催化重整可获得H2。其主要反应为
C2H5OH(g)+3H2O(g) 2CO2(g)+6H2(g) ΔH=173.3 kJ·mol-1
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2 kJ·mol-1
在1.0×105 Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)=1∶3时,若仅考虑上述反应,平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性=×100%
下列说法正确的是 ( )
A.图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化
B.升高温度,平衡时CO的选择性增大
C.一定温度下,增大n(C2H5OH)/n(H2O)可提高乙醇平衡转化率
D.一定温度下,加入CaO(s)或选用高效催化剂,均能提高平衡时H2产率
答案 B
7.(2020浙江7月选考,20,2分)一定条件下:2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0。在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最小的是( )
A.温度0 ℃、压强50 kPa
B.温度130 ℃、压强300 kPa
C.温度25 ℃、压强100 kPa
D.温度130 ℃、压强50 kPa
答案 D
8.(2020江苏单科,15,4分)(双选)CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应
CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g) ΔH=247.1 kJ·mol-1
H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH=41.2 kJ·mol-1
在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如下图所示。下列有关说法正确的是( )
A.升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
B.曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化
C.相同条件下,改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D.恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,反应至CH4转化率达到X点的值,改变除温度外的特定条件继续反应,CH4转化率能达到Y点的值
答案 BD
9.(2019海南单科,3,2分)反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH>0,在一定条件下于密闭容器中达到平衡,下列各项措施中,不能提高乙烷的平衡转化率的是( )
A.增大容器容积 B.升高反应温度
C.分离出部分氢气 D.等容下通入惰性气体
答案 D
10.(2019浙江4月选考,20,2分)在温热气候条件下,浅海地区有厚层的石灰石沉积,而深海地区却很少。下列解析不正确的是 ( )
A.与深海地区相比,浅海地区水温较高,有利于游离的CO2增多、石灰石沉积
B.与浅海地区相比,深海地区压强大,石灰石岩层易被CO2溶解,沉积少
C.深海地区石灰石岩层的溶解反应为:CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq) Ca(HCO3)2(aq)
D.海水呈弱碱性,大气中CO2浓度增加,会导致海水中C浓度增大
答案 D
11.(2018浙江4月选考,14,2分)反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,若在恒压绝热容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是( )
A.容器内的温度不再变化
B.容器内的压强不再变化
C.相同时间内,断开H—H键的数目和形成N—H键的数目相等
D.容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
答案 A
12.(2016四川理综,6,6分)一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。设起始=Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的焓变ΔH>0
B.图中Z的大小为a>3>b
C.图中X点对应的平衡混合物中=3
D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小
答案 A
13.(2015安徽理综,11,6分)汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)。一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是( )
A.温度T下,该反应的平衡常数K=
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0
答案 A
14.(2015天津理综,6,6分)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:
X(g)+mY(g)3Z(g)
平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是( )
A.m=2
B.两次平衡的平衡常数相同
C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-1
答案 D
15.(2014四川理综,7,6分)在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g) M(g)+N(g),所得实验数据如下表:
实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol
n(X) n(Y) n(M)
① 700 0.40 0.10 0.090
② 800 0.10 0.40 0.080
③ 800 0.20 0.30 a
④ 900 0.10 0.15 b
下列说法正确的是( )
A.实验①中,若5 min时测得n(M)=0.050 mol,则0至5 min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2 mol/(L·min)
B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0
C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%
D.实验④中,达到平衡时,b>0.060
答案 C
16.(2023浙江1月选考,19,10分)“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
Ⅰ:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247 kJ·mol-1,K1
Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41 kJ·mol-1,K2
请回答:
(1)有利于提高CO2平衡转化率的条件是 。
A.低温低压 B.低温高压
C.高温低压 D.高温高压
(2)反应CH4(g)+3CO2(g) 4CO(g)+2H2O(g)的ΔH= kJ·mol-1,K= (用K1,K2表示)。
(3)恒压、750 ℃时,CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。
①下列说法正确的是 。
A.Fe3O4可循环利用,CaO不可循环利用
B.过程ⅱ,CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移
C.过程ⅱ产生的H2O最终未被CaO吸收,在过程ⅲ被排出
D.相比于反应Ⅰ,该流程的总反应还原1 mol CO2需吸收的能量更多
②过程ⅱ平衡后通入He,测得一段时间内CO物质的量上升,根据过程ⅲ,结合平衡移动原理,解释CO物质的量上升的原因 。
(4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率,R=Δn(CO2)/Δn(CH4)(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。
①常压下CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料,某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图1,请在图2中画出400~1 000 ℃之间R的变化趋势,并标明1 000 ℃时R值。
图1图2
②催化剂X可提高R值,另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表:
温度/℃ 480 500 520 550
CH4转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8
R 2.6 2.4 2.1 1.8
下列说法不正确的是 。
A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率
B.温度越低,含氢产物中H2O占比越高
C.温度升高,CH4转化率增加,CO2转化率降低,R值减小
D.改变催化剂提高CH4转化率,R值不一定增大
答案 (1)C (2)+329 K1·
(3)①BC ②通入He,CaCO3分解平衡正移,导致增大,促进Fe还原CO2平衡正移
(4)①
②C
17.(2022湖北,19,14分)自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“CaO-Al-H2O”体系的发热原理,在隔热装置中进行了下表中的五组实验,测得相应实验体系的温度升高值(ΔT)随时间(t)的变化曲线,如图所示。
回答下列问题:
(1)已知:
①CaO(s)+H2O(l) Ca(OH)2(s)
ΔH1=-65.17 kJ·mol-1
②Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH2=-16.73 kJ·mol-1
③Al(s)+OH-(aq)+3H2O(l) [Al(OH)4]-(aq)+H2(g) ΔH3=-415.0 kJ·mol-1
则CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l) Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g)的ΔH4= kJ·mol-1。
(2)温度为T时,Ksp[Ca(OH)2]=x,则Ca(OH)2饱和溶液中c(OH-)= (用含x的代数式表示)。
(3)实验a中,4 min后ΔT基本不变,原因是 。
(4)实验b中,ΔT的变化说明Al粉与H2O在该条件下 (填“反应”或“不反应”)。实验c中,前3 min的ΔT有变化,其原因是 ;3 min后ΔT基本不变,其原因是 微粒的量有限。
(5)下列说法不能解释实验d在10 min内温度持续升高的是 (填标号)。
A.反应②的发生促使反应①平衡右移
B.反应③的发生促使反应②平衡右移
C.气体的逸出促使反应③向右进行
D.温度升高导致反应速率加快
(6)归纳以上实验结果,根据实验e的特征,用文字简述其发热原理 。
答案 (1)-911.9 (2)
(3)反应生成的Ca(OH)2覆盖在CaO表面,阻止反应进行 (4)不反应 Al和溶液中的OH-发生了反应,放出热量 OH-
(5)A (6)实验e中,发生反应①、②和③,反应③中有气体生成,气体的逸出促使反应③向右进行,反应③的发生使得溶液中OH-的浓度减小,促使反应②平衡右移,反应②的发生促使反应①平衡右移,这三步反应都是放热反应,温度升高导致反应速率加快
考点3 化学平衡常数及其相关计算
1.(2023湖南,13,3分)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O,发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x=]随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.x1
答案 B
2.(2022湖南,14,4分)(双选)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应:2X(g)+Y(g) Z(g) ΔH,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.ΔH>0
B.气体的总物质的量:na
D.反应速率:va正
3.(2022江苏,10,3分)用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为
4NH3(g)+O2(g)+4NO(g) 4N2(g)+6H2O(g)
下列说法正确的是 ( )
A.上述反应ΔS<0
B.上述反应平衡常数K=
C.上述反应中消耗1 mol NH3,转移电子的数目为2×6.02×1023
D.实际应用中,加入尿素的量越多,柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
答案 B
4.(2023全国乙,28,14分)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题:
(1)在N2气氛中,FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示:
根据上述实验结果,可知x= ,y= 。
(2)已知下列热化学方程式:
FeSO4·7H2O(s) FeSO4(s)+7H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
FeSO4·xH2O(s) FeSO4(s)+xH2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
FeSO4·yH2O(s) FeSO4(s)+yH2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1
则FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·yH2O(s) 2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH= kJ·mol-1。
(3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:
2FeSO4(s) Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)(Ⅰ)
平衡时~T的关系如下图所示。660 K时,该反应的平衡总压p总= kPa,平衡常数Kp(Ⅰ)= (kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)(Ⅱ),平衡时= (用、表示)。在929 K时,p总=84.6 kPa,=35.7 kPa,则= kPa,Kp(Ⅱ)= kPa(列出计算式)。
答案 (1)4 1
(2)a+c-2b
(3)3.0 2.25 增大 46.26
5.(2023新课标,29,15分)氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:
(1)根据图1数据计算反应N2(g)+H2(g) NH3(g)的ΔH= kJ·mol-1。
(2)研究表明,合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位,表示被吸附于催化剂表面的N2)。判断上述反应机理中,速率控制步骤(即速率最慢步骤)为 (填步骤前的标号),理由是 。
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原,生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe属于立方晶系,晶胞参数a=287 pm,密度为7.8 g·cm-3。则α-Fe晶胞中含有Fe的原子数为 (列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
(4)在不同压强下,以两种不同组成进料,反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如图所示。其中一种进料组成为=0.75、=0.25,另一种为=0.675、=0.225、xAr=0.10。(物质i的摩尔分数:xi=ni/n总)
图3
图4
①图中压强由小到大的顺序为 ,判断的依据是 。
②进料组成中含有惰性气体Ar的图是 。
③图3中,当p2=20 MPa、=0.20时,氮气的转化率α= 。该温度时,反应N2(g)+H2(g) NH3(g)的平衡常数Kp= MPa-1(化为最简式)。
答案 (1)-45
(2)ⅱ 1个分子变为2个N*的能垒最大,反应最慢,为速率控制步骤(N2分子中键能大,解离为N原子所需能量最多)
(3)
(4)①p1、p2、p3/p1
Ⅰ.HCOOH CO+H2O (快)
Ⅱ.HCOOH CO2+H2 (慢)
研究发现,在反应Ⅰ、Ⅱ中,H+仅对反应Ⅰ有催化加速作用;反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离,其浓度视为常数。
回答下列问题:
(1)一定条件下,反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2,则该条件下水气变换反应的焓变ΔH= (用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ正反应速率方程为v=kc(H+)c(HCOOH),k为反应速率常数。T1温度下,HCOOH电离平衡常数为Ka,当HCOOH平衡浓度为x mol·L-1时,H+浓度为 mol·L-1,此时反应Ⅰ正反应速率v= mol·L-1·h-1(用含Ka、x和k的代数式表示)。
(3)T2温度下,在密封石英管内完全充满1.0 mol·L-1 HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解产物均完全溶于水,含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70 mol·L-1、0.16 mol·L-1;反应Ⅱ达平衡时,测得H2的浓度为y mol·L-1。体系达平衡后= (用含y的代数式表示,下同),反应Ⅱ的平衡常数为 。
相同条件下,若反应起始时溶液中同时还含有0.10 mol·L-1盐酸,则图示点a、b、c、d中,CO新的浓度峰值点可能是 (填标号)。与不含盐酸相比,CO达浓度峰值时,CO2浓度 (填“增大”“减小”或“不变”),的值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
答案 (1)ΔH2-ΔH1
(2) kx
(3) a 减小 不变
7.(2023湖南,16,14分)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ.苯乙烯的制备
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①C6H5C2H5(g)+O2(g) 8CO2(g)+5H2O(g) ΔH1=-4 386.9 kJ·mol-1
②C6H5CH CH2(g)+10O2(g) 8CO2(g)+4H2O(g) ΔH2=-4 263.1 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g) H2O(g) ΔH3=-241.8 kJ·mol-1
计算反应④C6H5C2H5(g) C6H5CH CH2(g)+H2(g)的ΔH4= kJ·mol-1;
(2)在某温度、100 kPa下,向反应器中充入1 mol气态乙苯发生反应④,其平衡转化率为50%,欲将平衡转化率提高至75%,需要向反应器中充入 mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应);
(3)在913 K、100 kPa下,以水蒸气作稀释气、Fe2O3作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还会发生如下两个副反应:
⑤C6H5C2H5(g) C6H6(g)+CH2 CH2(g)
⑥C6H5C2H5(g)+H2(g) C6H5CH3(g)+CH4(g)
以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S(S=×100%)随乙苯转化率的变化曲线如图所示,其中曲线b代表的产物是 ,理由是 ;
(4)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是 ;
A.X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构
B.Fe2O3可改变乙苯平衡转化率
C.Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能
D.改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ.苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进C6H5CH2X(引发剂,X表示卤素)生成自由基C6H5H2,实现苯乙烯可控聚合。
(5)引发剂C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是 ;
(6)室温下,①Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]+,其反应平衡常数为K;②CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知,CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为 (所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
答案 (1)+118
(2)5
(3)甲苯 随着反应④进行,c(H2)增大,导致反应⑥速率加快,甲苯的选择性提高
(4)BD
(5)C6H5CH2I
(6)K·Ksp
8.(2023辽宁,18,14分)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG(热重)曲线及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如下图所示。700 ℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有SO2、 和 (填化学式)。
(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:
NO2+SO2+H2O NO+H2SO4
2NO+O2 2NO2
(ⅰ)上述过程中NO2的作用为 。
(ⅱ)为了适应化工生产的需求,铅室法最终被接触法所代替,其主要原因是 (答出两点即可)。
(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g) SO3(g) ΔH=-98.9 kJ·mol-1
(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示,下列说法正确的是 。
a.温度越高,反应速率越大
b.α=0.88的曲线代表平衡转化率
c.α越大,反应速率最大值对应温度越低
d.可根据不同α下的最大速率,选择最佳生产温度
(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如下图所示,催化性能最佳的是 (填标号)。
(ⅲ)设O2的平衡分压为p,SO2的平衡转化率为αe,用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算)。
答案 (1)CuO SO3
(2)(ⅰ)催化剂 (ⅱ)反应过程有NO、NO2参与,容易污染环境;制备的硫酸纯度不高,含有副产物亚硝基硫酸等合理答案
(3)(ⅰ)cd (ⅱ)d (ⅲ)
9.(2022广东,19,14分)铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。
(1)催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备,反应同时生成无污染气体。
①完成化学方程式:(NH4)2Cr2O7Cr2O3+ + 。
②Cr2O3催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图1,X(g)→Y(g)过程的焓变为 (列式表示)。
图1
③Cr2O3可用于NH3的催化氧化。设计从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线 (用“→”表示含氮物质间的转化);其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为 。
(2)K2Cr2O7溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡:
(ⅰ)Cr2(aq)+H2O(l) 2HCr(aq) K1=3.0×10-2(25 ℃)
(ⅱ)HCr(aq) Cr(aq)+H+(aq) K2=3.3×10-7(25 ℃)
①下列有关K2Cr2O7溶液的说法正确的有 。
A.加入少量硫酸,溶液的pH不变
B.加入少量水稀释,溶液中离子总数增加
C.加入少量NaOH溶液,反应(ⅰ)的平衡逆向移动
D.加入少量K2Cr2O7固体,平衡时c2(HCr)与c(Cr2)的比值保持不变
②25 ℃时,0.10 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中lg随pH的变化关系如图2。当pH=9.00时,设Cr2、HCr与Cr的平衡浓度分别为x、y、z mol·L-1,则x、y、z之间的关系式为 =0.10;计算溶液中HCr的平衡浓度(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
图2
③在稀溶液中,一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长(λ)有关;在一定波长范围内,最大A对应的波长(λmax)取决于物质的结构特征;浓度越高,A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究pH对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响,配制浓度相同、pH不同的K2Cr2O7稀溶液,测得其A随λ的变化曲线如图3。波长λ1、λ2和λ3中,与Cr的λmax最接近的是 ;溶液pH从a变到b的过程中,的值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
图3
答案 (1)①N2↑ 4H2O ②E1-E2+ΔH+E3-E4
③NH3 NO NO2 HNO3 2NO+O2 2NO2或3NO2+H2O 2HNO3+NO,4NO2+O2+2H2O 4HNO3
(2)①BD ②x+y+z 当pH=9.00时,溶液中c(H+)=10-9 mol·L-1,K1==3.0×10-2=,K2==3.3×10-7=,K1·K2===3.0×10-2×3.3×10-7=9.9×10-9,=9.9,故=0.10。根据图像,pH=9.00时,lg=lg=4.2,=104.2,结合=0.10,可得y=9.9×10-4.2,即HCr的平衡浓度为9.9×10-4.2 mol·L-1 ③λ3 增大
10.(2022海南,16,10分)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环。其中涉及反应:
CO2(g)+4H2(g) 2H2O(g)+CH4(g)
回答问题:
(1)已知:电解液态水制备1 mol O2(g),电解反应的ΔH=+572 kJ·mol-1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH= kJ·mol-1。
(2)已知:CO2(g)+4H2(g) 2H2O(g)+CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
图1
①若反应为基元反应,且反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|>Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。
图2
②某研究小组模拟该反应。温度t下,向容积为10 L的抽空的密闭容器中通入0.1 mol CO2和0.4 mol H2,反应平衡后测得容器中n(CH4)=0.05 mol。则CO2的转化率为 ,反应温度t约为 ℃。
(3)在相同条件下,CO2(g)与H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应:
CO2(g)+3H2(g) H2O(g)+CH3OH(g)
在反应器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶4通入反应物,在不同温度、不同催化剂条件下,反应进行到2 min时,测得反应器中CH3OH、CH4浓度(μmol·L-1)如下表所示。
催化剂 t=350 ℃ t=400 ℃
c(CH3OH) c(CH4) c(CH3OH) c(CH4)
催化剂Ⅰ 10.8 12 722 345.2 42 780
催化剂Ⅱ 9.2 10 775 34 38 932
在选择使用催化剂Ⅰ和350 ℃条件下反应,0~2 min生成CH3OH的平均反应速率为 μmol·L-1·min-1;若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400 ℃的反应条件,原因是 。
答案 (1)-286
(2)①
②50% 660.2(或660.1或660.3,其他合理答案也可)
(3)5.4 相同催化剂,400 ℃的反应速率更快;相同温度,催化剂Ⅱ副产物浓度低,甲烷的比例高
11.(2022河北,16,14分)氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。
(1)298 K时,1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ。表示H2燃烧热的热化学方程式为 。
(2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应:
Ⅰ CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
Ⅱ CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
①下列操作中,能提高CH4(g)平衡转化率的是 (填标号)。
A.增加CH4(g)用量
B.恒温恒压下通入惰性气体
C.移除CO(g)
D.加入催化剂
②恒温恒压条件下,1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时,CH4(g)的转化率为α,CO2(g)的物质的量为b mol,则反应Ⅰ的平衡常数Kx= [写出含有α、b的计算式;对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),Kx=,x为物质的量分数]。其他条件不变,H2O(g)起始量增加到5 mol,达平衡时α=0.90,b=0.65,平衡体系中H2(g)的物质的量分数为 (结果保留两位有效数字)。
(3)氢氧燃料电池中氢气在 (填“正”或“负”)极发生反应。
(4)在允许O2-自由迁移的固体电解质燃料电池中,CnH2n+2放电的电极反应式为 。
(5)甲醇燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为a→ (用b~j等代号表示)。
答案 (1)H2(g)+O2(g) H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1
(2)①BC ② 0.43
(3)负
(4)CnH2n+2-(6n+2)e-+(3n+1)O2- nCO2+(n+1)H2O
(5)b→e→f→i
12.(2022湖南,16,13分)2021年我国制氢量位居世界第一,煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题:
(1)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g),起始压强为0.2 MPa时,发生下列反应生成水煤气:
Ⅰ.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.4 kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1 kJ·mol-1
①下列说法正确的是 :
A.平衡时向容器中充入惰性气体,反应Ⅰ的平衡逆向移动
B.混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡
C.平衡时H2的体积分数可能大于
D.将炭块粉碎,可加快反应速率
②反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 mol。此时,整个体系 (填“吸收”或“放出”)热量 kJ,反应Ⅰ的平衡常数Kp= (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(2)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下:
①某温度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,c(C)∶c(HC)=1∶2,则该溶液的pH= (该温度下H2CO3的=4.6×10-7,=5.0×10-11);
②再生塔中产生CO2的离子方程式为 ;
③利用电化学原理,将CO2电催化还原为C2H4,阴极反应式为 。
答案 (1)①BD ②吸收 31.2 0.02
(2)①10 ②2HC C+CO2↑+H2O
③2CO2+12e-+12H+ C2H4+4H2O
13.(2022全国甲,28,14分)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4,再进一步还原得到钛。回答下列问题:
(1) TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000 ℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
(ⅰ)直接氯化:
TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=172 kJ·mol-1,=1.0×10-2
(ⅱ)碳氯化:
TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g)
ΔH2=-51 kJ·mol-1,=1.2×1012 Pa
①反应2C(s)+O2(g) 2CO(g)的ΔH为 kJ·mol-1,Kp= Pa。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,其原因是 。
③对于碳氯化反应:增大压强,平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”);温度升高,平衡转化率 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在1.0×105 Pa,将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)的平衡常数Kp(1 400 ℃)= Pa。
②图中显示,在200 ℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是 。
(3)TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应,有利于TiO2-C“固—固”接触的措施是 。
答案 (1)①-223 1.2×1014 ②碳氯化反应熵增、放热且平衡常数远大于105 Pa ③向左 变小
(2)①7.2×105 ②为了提高反应速率,在相同时间内得到更多的TiCl4产品,提高效益
(3)搅拌或研磨固体成粉
14.(2022全国乙,28,14分)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。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g) 2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1 036 kJ·mol-1
②4H2S(g)+2SO2(g) 3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=94 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH3=-484 kJ·mol-1
计算H2S热分解反应④2H2S(g) S2(g)+2H2(g)的ΔH4= kJ·mol-1。
(2)较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺,即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是,利用反应④高温热分解H2S。相比克劳斯工艺,高温热分解方法的优点是 ,缺点是 。
(3)在1 470 K、100 kPa反应条件下,将n(H2S)∶n(Ar)=1∶4的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等,H2S平衡转化率为 ,平衡常数Kp= kPa。
(4)在1 373 K、100 kPa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。
①n(H2S)∶n(Ar)越小,H2S平衡转化率 ,理由是 。
②n(H2S)∶n(Ar)=1∶9对应图中曲线 ,计算其在0~0.1 s之间,H2S分压的平均变化率为 kPa·s-1。
答案 (1)+170
(2)高温热分解能够获得H2,H2可作燃料,且副产物少 能耗高
(3)50% 4.76
(4)①越高(或越大) H2S的热分解反应为气体分子数增大的反应,恒压条件下,不断充入Ar,导致H2S的分压降低,相当于减压,平衡正向移动,H2S的平衡转化率升高 ②d 24.9
15.(2022山东,20,11分)利用γ-丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反应,涉及反应如下:
已知:①反应Ⅰ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响;②因反应Ⅰ在高压H2氛围下进行,故H2压强近似等于总压。回答下列问题:
(1)以5.0×10-3 mol BL或BD为初始原料,在493 K、3.0×103 kPa的高压H2氛围下,分别在恒压容器中进行反应。达平衡时,以BL为原料,体系向环境放热X kJ;以BD为原料,体系从环境吸热Y kJ。忽略副反应热效应,反应Ⅰ焓变ΔH(493 K,3.0×103 kPa)= kJ·mol-1。
(2)初始条件同上。xi表示某物种i的物质的量与除H2外其他各物种总物质的量之比,xBL和xBD随时间t变化关系如图甲所示。实验测得X
(3)(xBD/xBL)max为达平衡时xBD与xBL的比值。(493 K,2.5×103 kPa)、(493 K,3.5×103 kPa)、(513 K,2.5×103 kPa)三种条件下,以5.0×10-3mol BL为初始原料,在相同体积的刚性容器中发生反应,随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压H2氛围下进行,可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中,(xBD/xBL)max最大的是 (填代号);与曲线b相比,曲线c达到=1.0所需时间更长,原因是 。
图乙
答案 (1)-200(X+Y)
(2)ac 8.3×10-8 0.08 39%
(3)c 由于b和c代表的温度相同,而压强对反应速率的影响可忽略,压强增大反应Ⅱ、Ⅲ均是逆向进行,(xBD/xBL)max增大,故=1.0所需时间更长
16. （2022浙江1月选考，29，10分)工业上,以煤炭为原料,通入一定比例的空气和水蒸气,经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。
请回答:
(1)在C和O2的反应体系中:
反应1 C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH1=-394 kJ·mol-1
反应2 2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
反应3 2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH3
①设y=ΔH-TΔS,反应1、2和3的y随温度T的变化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是 。
图1
②一定压强下,随着温度的升高,气体中CO与CO2的物质的量之比 。
A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断
(2)水煤气反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=131 kJ·mol-1。
工业生产水煤气时,通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应,其理由是
。
(3)一氧化碳变换反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1。
①一定温度下,反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压):p(CO)=0.25 MPa、p(H2O)=0.25 MPa、p(CO2)=0.75 MPa和p(H2)=0.75 MPa,则反应的平衡常数K的数值为 。
②维持与题①相同的温度和总压,提高水蒸气的比例,使CO的平衡转化率提高到90%,则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为 。
③生产过程中,为了提高变换反应的速率,下列措施中合适的是 。
A.反应温度愈高愈好 B.适当提高反应物压强
C.选择合适的催化剂 D.通入一定量的氮气
④以固体催化剂M催化变换反应,若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离,能量—反应过程如图2所示。
图2
用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理):步骤Ⅰ: ;步骤Ⅱ: 。
答案 (1)①a ②B
(2)水蒸气与煤炭反应吸热,氧气与煤炭反应放热,交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡,保持较高温度,有利于加快化学反应速率
(3)①9.0 ②1.8∶1 ③BC
④M+H2O MO+H2 MO+CO M+CO2
17.(2022浙江6月选考,29,10分)主要成分为H2S的工业废气的回收利用有重要意义。
(1)回收单质硫。将三分之一的H2S燃烧,产生的SO2与其余H2S混合后反应:
2H2S(g)+SO2(g) S8(s)+2H2O(g)
在某温度下达到平衡,测得密闭系统中各组分浓度分别为c(H2S)=2.0×10-5 mol·L-1、c(SO2)=5.0×10-5 mol·L-1、c(H2O)=4.0×10-3 mol·L-1,计算该温度下的平衡常数K= 。
(2)热解H2S制H2。根据文献,将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料,另一边出料),发生如下反应:
Ⅰ 2H2S(g) 2H2(g)+S2(g) ΔH1=170 kJ·mol-1
Ⅱ CH4(g)+S2(g) CS2(g)+2H2(g) ΔH2=64 kJ·mol-1
总反应:
Ⅲ 2H2S(g)+CH4(g) CS2(g)+4H2(g)
投料按体积之比V(H2S)∶V(CH4)=2∶1,并用N2稀释;常压、不同温度下反应相同时间后,测得H2和CS2体积分数如下表:
温度/℃ 950 1 000 1 050 1 100 1 150
H2/(V%) 0.5 1.5 3.6 5.5 8.5
CS2/(V%) 0.0 0.0 0.1 0.4 1.8
请回答:
①反应Ⅲ能自发进行的条件是 。
②下列说法正确的是 。
A.其他条件不变时,用Ar替代N2作稀释气体,对实验结果几乎无影响
B.其他条件不变时,温度越高,H2S的转化率越高
C.由实验数据推出H2S中的键强于CH4中的键
D.恒温恒压下,增加N2的体积分数,H2的浓度升高
③若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行,画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图。
④在1 000 ℃、常压下,保持通入的H2S体积分数不变,提高投料比[V(H2S)∶V(CH4)],H2S的转化率不变,原因是 。
⑤在950 ℃~1 150 ℃范围内(其他条件不变),S2(g)的体积分数随温度升高发生变化,写出该变化规律并分析原因 。
答案 (1)8.0×108 L·mol-1
(2)①高温 ②AB
③
④1 000 ℃时CH4不参与反应,相同分压的H2S经历相同的时间转化率相同
⑤先升后降。在低温段,以反应Ⅰ为主,随温度升高,S2(g)的体积分数增大;在高温段,随温度升高,反应Ⅱ消耗S2的速率大于反应Ⅰ生成S2的速率,S2(g)的体积分数减小
18.(2020天津,16,14分)利用太阳能光解水,制备的H2用于还原CO2合成有机物,可实现资源的再利用。回答下列问题:
Ⅰ.半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中,光照时可在其表面得到产物
(1)上图为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。光解水能量转化形式为 。
(2)若将该催化剂置于Na2SO3溶液中,产物之一为S,另一产物为 。若将该催化剂置于AgNO3溶液中,产物之一为O2,写出生成另一产物的离子反应式 。
Ⅱ.用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0
(3)某温度下,恒容密闭容器中,CO2和H2的起始浓度分别为a mol·L-1和3a mol·L-1,反应平衡时,CH3OH的产率为b,该温度下反应平衡常数的值为 。
(4)恒压下,CO2和H2的起始物质的量比为1∶3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如下图所示,其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为 。
②P点甲醇产率高于T点的原因为 。
③根据上图,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为 ℃。
Ⅲ.调节溶液pH可实现工业废气CO2的捕获和释放
(5)C的空间构型为 。已知25 ℃碳酸电离常数为、,当溶液pH=12时,c(H2CO3)∶c(HC)∶c(C)=1∶ ∶ 。
答案 (1)光能转化为化学能
(2)H2 Ag++e-Ag
(3)
(4)①该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动(或平衡常数减小)
②分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O,有利于反应正向进行,甲醇产率升高 ③210
(5)平面(正)三角形 1012· 1024··
19.(2019天津理综,10,14分)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。
回答下列问题:
Ⅰ.硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2,放出225 kJ热量,该反应的热化学方程式为 。SiHCl3的电子式为 。
Ⅱ.将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法,对应的反应依次为:
①SiCl4(g)+H2(g) SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH1>0
②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s) 4SiHCl3(g) ΔH2<0
③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g) 3SiHCl3(g) ΔH3
(1)氢化过程中所需的高纯度H2可用惰性电极电解KOH溶液制备,写出产生H2的电极名称 (填“阳极”或“阴极”),该电极反应方程式为 。
(2)已知体系自由能变ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时反应自发进行。三个氢化反应的ΔG与温度的关系如图1所示,可知:反应①能自发进行的最低温度是 ;相同温度下,反应②比反应①的ΔG小,主要原因是 。
(3)不同温度下反应②中SiCl4转化率如图2所示。下列叙述正确的是 (填序号)。
a.B点:v正>v逆
b.v正:A点>E点
c.反应适宜温度:480~520 ℃
(4)反应③的ΔH3= (用ΔH1,ΔH2表示)。温度升高,反应③的平衡常数K (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCl4、SiHCl3和Si外,还有 (填分子式)。
答案 Ⅰ.Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g)
ΔH=-225 kJ·mol-1
Ⅱ.(1)阴极 2H2O+2e- H2↑+2OH-或2H++2e- H2↑
(2)1 000 ℃ ΔH2<ΔH1导致反应②的ΔG小
(3)a、c
(4)ΔH2-ΔH1 减小
(5)HCl、H2
20.(2018课标Ⅱ,27,14分)CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g) CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol-1
C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1
C(s)+O2(g) CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1
该催化重整反应的ΔH= kJ·mol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是 (填标号)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为 mol2·L-2。
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:
积碳反应CH4(g) C(s)+2H2(g) 消碳反应CO2(g)+C(s)2CO(g)
ΔH/(kJ·mol-1) 75 172
活化能/ (kJ·mol-1) 催化剂X 33 91
催化剂Y 43 72
①由上表判断,催化剂X Y(填“优于”或“劣于”),理由是 。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 (填标号)。
A.K积、K消均增加
B.v积减小、v消增加
C.K积减小、K消增加
D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为 。
答案 (1)247 A
(2)①劣于 相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大 AD
②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)
21.(2018海南单科,16,9分)过氧化氢(H2O2)是重要的化工产品,广泛应用于绿色化学合成、医疗消毒等领域。回答下列问题:
(1)已知:
H2(g)+O2(g) H2O(l) ΔH1=-286 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g) H2O2(l) ΔH2=-188 kJ·mol-1
过氧化氢分解反应2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)的ΔH= kJ·mol-1。不同温度下过氧化氢分解反应的平衡常数K313 K K298 K(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)100 ℃时,在不同金属离子存在下,纯过氧化氢24 h的分解率见下表:
离子 加入量/(mg·L-1) 分解率/% 离子 加入量/(mg·L-1) 分解率/%
无 — 2 Fe3+ 1.0 15
Al3+ 10 2 Cu2+ 0.1 86
Zn2+ 10 10 Cr3+ 0.1 96
由上表数据可知,能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子是 。贮运过氧化氢时,可选用的容器材质为 (填标号)。
A.不锈钢 B.纯铝 C.黄铜 D.铸铁
(3)过氧化氢的=2.24×10-12,H2O2的酸性 H2O(填“大于”“小于”或“等于”)。研究表明,过氧化氢溶液中H的浓度越大,过氧化氢的分解速率越快。常温下,不同浓度的过氧化氢分解率与pH的关系如图所示。一定浓度的过氧化氢,pH增大分解率增大的原因是 ;相同pH下,过氧化氢浓度越大分解率越低的原因是 。
答案 (1)-196(1分) 小于(1分)
(2)Cr3+(1分) B(1分)
(3)大于(1分) pH升高,H的浓度增大,分解速率加快(2分) 过氧化氢浓度越高,其电离程度越低,分解率越小(2分)
22.(2018浙江4月选考,30,10分)(一)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料,通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH],装置如图1所示。
图1
(1)收集到(CH3)4NOH的区域是 (填 “a”“b”“ c”或“d”)。
(2)写出电池总反应 。
(二)乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成:
CH3COOH(l)+C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)+H2O(l) ΔH=-2.7 kJ·mol-1
已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表:
纯物质 沸点/℃ 恒沸混合物(质量分数) 沸点/℃
乙醇 78.3 乙酸乙酯(0.92)+水(0.08) 70.4
乙酸 117.9 乙酸乙酯(0.69)+乙醇(0.31) 71.8
乙酸乙酯 77.1 乙酸乙酯(0.83)+乙醇(0.08)+水(0.09) 70.2
请完成:
(1)关于该反应,下列说法不合理的是 。
A.反应体系中硫酸有催化作用
B.因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,所以反应的ΔS等于零
C.因为反应的ΔH接近于零,所以温度变化对平衡转化率的影响大
D.因为反应前后都是液态物质,所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计
(2)一定温度下该反应的平衡常数K=4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料,则乙酸乙酯的平衡产率y= ;若乙酸和乙醇的物质的量之比为n∶1,相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x,请在图2中绘制x随n变化的示意图(计算时不计副反应)。
图2
(3)工业上多采用乙酸过量的方法,将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110 ℃左右发生酯化反应并回流,直到塔顶温度达到70~71 ℃,开始从塔顶出料,控制乙酸过量的作用有 。
(4)近年,科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法:2C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+2H2(g)
在常压下反应,冷凝收集,测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图3所示。关于该方法,下列推测合理的是 。
图3
A.反应温度不宜超过300 ℃
B.增大体系压强,有利于提高乙醇平衡转化率
C.在催化剂作用下,乙醛是反应历程中的中间产物
D.提高催化剂的活性和选择性,减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键
答案 (10分)(一)(1)d(1分)
(2)2(CH3)4NCl+2H2O 2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑(1分)
(二)(1)BC(2分)
(2)0.67或67%(1分)
(2分)
(3)提高乙醇转化率;有利于后续产物分离(1分)
(4)ACD(2分)
23.(2017课标Ⅰ,28,14分)近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题:
(1)下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是 (填标号)。
A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以
B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C.0.10 mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1
D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸
(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为 、 ,制得等量H2所需能量较少的是 。
(3)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
①H2S的平衡转化率α1= %,反应平衡常数K= 。
②在620 K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2 α1,该反应的ΔH 0。(填“>”“<”或“=”)
③向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是 (填标号)。
A.H2S B.CO2 C.COS D.N2
答案 (1)D
(2)H2O(l) H2(g)+O2(g) ΔH=286 kJ·mol-1 H2S(g) H2(g)+S(s) ΔH=20 kJ·mol-1 系统(Ⅱ)
(3)①2.5 2.8×10-3
②> > ③B
24.(2017课标Ⅱ,27,14分)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
反应①的ΔH1为 kJ·mol-1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x 0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是 (填标号)。
A.升高温度 B.降低温度
C.增大压强 D.降低压强
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是 。
(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是 、 ;590 ℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是 。
答案 (1)123 小于 AD
(2)氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大
(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类
25.(2016课标Ⅱ,27,14分)丙烯腈(CH2CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题:
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:
①C3H6(g)+NH3(g)+O2(g) C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515 kJ·mol-1
②C3H6(g)+O2(g) C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353 kJ·mol-1
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是 ;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 ;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是 。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460 ℃。低于460 ℃时,丙烯腈的产率 (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是 ;高于460 ℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是 (双选,填标号)。
A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大
C.副反应增多 D.反应活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为 ,理由是 。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为 。
答案 (1)两个反应均为放热量大的反应 降低温度、降低压强 催化剂
(2)不是 该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低 AC
(3)1 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低 1∶7.5∶1
26.(2016课标Ⅲ,27,15分)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:
(1)NaClO2的化学名称为 。
(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度323 K,NaClO2溶液浓度为5×10-3 mol·L-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
离子 S S N N Cl-
c/(mol·L-1) 8.35×10-4 6.87×10-6 1.5×10-4 1.2×10-5 3.4×10-3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 。增加压强,NO的转化率 (填“提高”“不变”或“降低”)。
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐 (填“增大”“不变”或“减小”)。
③由实验结果可知,脱硫反应速率 脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是 。
(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。
①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均 (填“增大”“不变”或“减小”)。
②反应Cl+2S 2S+Cl-的平衡常数K表达式为 。
(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是 。
②已知下列反应:
SO2(g)+2OH-(aq) S(aq)+H2O(l) ΔH1
ClO-(aq)+S(aq) S(aq)+Cl-(aq) ΔH2
CaSO4(s) Ca2+(aq)+S(aq) ΔH3
则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH= 。
答案 (1)亚氯酸钠(2分)
(2)①4NO+3Cl+4OH- 4N+2H2O+3Cl-(2分)
提高(1分) ②减小(1分)
③大于(1分) NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高(1分)
(3)①减小(1分)
②(2分)
(4)①形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高(2分)
②ΔH1+ΔH2-ΔH3(2分)
27.(2015课标Ⅰ,28,15分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:
(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。该反应的还原产物为 。
(2)上述浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为 。已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。
(3)已知反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的ΔH=+11 kJ·mol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ。
(4)Bodensteins研究了下列反应:
2HI(g) H2(g)+I2(g)
在716 K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
t/min 0 20 40 60 80 120
x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784
x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为 。
②上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则
k逆为 (以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1,在t=40 min时,v正= min-1。
③由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为 (填字母)。
答案 (15分)(1)MnSO4(或Mn2+)(1分)
(2)4.7×10-7(2分)
(3)299(2分)
(4)①(2分) ②k正/K 1.95×10-3(每空2分,共4分) ③A、E(4分)
28.(2015课标Ⅱ,27,14分)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键 H—H C—O H—O C—H
E/(kJ·mol-1) 436 343 1 076 465 413
由此计算ΔH1= kJ·mol-1;已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,则ΔH3= kJ·mol-1。
(2)反应①的化学平衡常数K表达式为 ;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母),其判断理由是 。
图1 图2
(3)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而 (填“增大”或“减小”),其原因是 ;图2中的压强由大到小为 ,其判断理由是 。
答案 (1)-99 +41(每空2分,共4分)
(2)K=[或Kp=](1分)
a 反应①为放热反应,平衡常数数值应随温度升高变小(每空1分,共2分)
(3)减小 升高温度时,反应①为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低(1分,2分,共3分)
p3>p2>p1 相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响。故增大压强时,有利于CO的转化率升高(每空2分,共4分)
29.(2015广东理综,31,16分)用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染。
(1)传统上该转化通过如图所示的催化循环实现。其中,反应①为:
2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1
反应②生成1 mol Cl2(g)的反应热为ΔH2,则总反应的热化学方程式为 (反应热用ΔH1和ΔH2表示)。
(2)新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。
①实验测得在一定压强下,总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl~T曲线如图所示,则总反应的ΔH
0(填“>”“=”或“<”);A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是 。
②在上述实验中若压缩体积使压强增大,画出相应αHCl~T曲线的示意图,并简要说明理由: 。
③下列措施中,有利于提高αHCl的有 。
A.增大n(HCl) B.增大n(O2)
C.使用更好的催化剂 D.移去H2O
(3)一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下:
t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0
n(Cl2)/10-3mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2
计算2.0~6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min-1为单位,写出计算过程)。
答案 (1)4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH=2ΔH1+2ΔH2
(2)①< K(A)
②
相同温度时,压强越大,HCl的平衡转化率越大;相同压强时,升高温度,HCl的平衡转化率降低 ③BD
(3)v(HCl)=×2=1.8×10-3 mol·min-1
30.(2014课标Ⅱ,26,13分)在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g) 2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。
回答下列问题:
(1)反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”);100 ℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0~60 s 时段,反应速率v(N2O4)为 mol·L-1·s-1;反应的平衡常数K1为 。
(2)100 ℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10 s又达到平衡。
①T 100 ℃(填“大于”或“小于”),判断理由是 。
②列式计算温度T时反应的平衡常数K2 。
(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是 。
答案 (1)大于 0.001 0 0.36 mol·L-1(1分,2分,2分,共5分)
(2)①大于(1分)
反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高(2分)
②平衡时,c(NO2)=0.120 mol·L-1+0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s×2=0.16 mol·L-1
c(N2O4)=0.040 mol·L-1-0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s=0.020 mol·L-1
K2==1.3 mol·L-1(3分)
(3)逆反应 对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动(每空1分,共2分)
(
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题四 氧化还原反应
考点1 氧化还原反应的基本概念和常见规律
1.(2023全国乙,7,6分)下列应用中涉及氧化还原反应的是( )
A.使用明矾对水进行净化
B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热
D.荧光指示牌被照发光
答案 C
2.(2023湖南,14,3分)N2H4是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某Ru(Ⅱ)催化剂(用[L-Ru—NH3]+表示)能高效电催化氧化NH3合成N2H4,其反应机理如图所示。
下列说法错误的是( )
A.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,配体NH3失去质子能力增强
B.M中Ru的化合价为+3
C.该过程有非极性键的形成
D.该过程的总反应式:4NH3-2e-N2H4+2N
答案 B
3.(2023辽宁,12,3分)一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C.该条件下,Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
D.总反应为2Mn+5C2+16H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O
答案 C
4.(2023浙江1月选考,6,3分)关于反应2NH2OH+4Fe3+ N2O↑+4Fe2++4H++H2O,下列说法正确的是( )
A.生成1 mol N2O,转移4 mol电子
B.H2O是还原产物
C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂
D.若设计成原电池,Fe2+为负极产物
答案 A
5.(2022北京,6,3分)下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液pH减小的是 ( )
A.向NaHSO4溶液中加入少量BaCl2溶液,生成白色沉淀
B.向NaOH和Fe(OH)2的悬浊液中通入空气,生成红褐色沉淀
C.向NaHCO3溶液中加入少量CuSO4溶液,生成蓝绿色沉淀[Cu2(OH)2CO3]
D.向H2S溶液中通入氯气,生成黄色沉淀
答案 D
6.(2022河北,7,3分)下列说法错误的是 ( )
A.CaF2与浓H2SO4糊状混合物可用于刻蚀玻璃
B.NaOH是强碱,因此钠盐的水溶液不会呈酸性
C.溶洞的形成主要源于溶解CO2的水对岩石的溶蚀作用
D.KMnO4与H2C2O4的反应中,Mn2+既是还原产物又是催化剂
答案 B
7.(2022山东,1,2分)古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为 ( )
A.金(Au):“虽被火亦未熟”
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.石硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
答案 C
8.(2022山东,8,2分)实验室制备KMnO4过程为①高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化MnO2制备K2MnO4;②水溶后冷却,调溶液pH至弱碱性,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2;③减压过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤得KMnO4。下列说法正确的是 ( )
A.①中用瓷坩埚作反应器
B.①中用NaOH作强碱性介质
C.②中K2MnO4只体现氧化性
D.MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%
答案 D
9.(2022浙江1月选考,10,2分)关于反应4CO2+SiH4 4CO+2H2O+SiO2,下列说法正确的是 ( )
A.CO是氧化产物
B.SiH4发生还原反应
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
D.生成1 mol SiO2时,转移8 mol电子
答案 D
10.(2022浙江6月选考,10,2分)关于反应Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是 ( )
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应,转移4 mol电子
答案 B
11.(2019浙江4月选考,6,2分)反应8NH3+3Cl2 N2+6NH4Cl,被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为( )
A.2∶3 B.8∶3
C.6∶3 D.3∶2
答案 A
12.(2018北京理综,9,6分)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( )
A B C D
实验 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 Na2S溶液滴入AgCl浊液中 热铜丝插入稀硝酸中
现象 产生白色沉淀,随后变为红褐色 溶液变红,随后迅速褪色 沉淀由白色逐渐变为黑色 产生无色气体,随后变为红棕色
答案 C
13.(2018浙江4月选考,7,2分)下列变化过程中,加入氧化剂才能实现的是( )
A.Cl2→Cl- B.I-→I2 C.SO2→S D.CuO→Cu
答案 B
14.(2016海南单科,7,4分)下列实验设计正确的是( )
A.将SO2通入溴水中证明SO2具有漂白性
B.将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼
C.将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在C
D.将乙烯通入KMnO4酸性溶液证明乙烯具有还原性
答案 D
15.(2015海南单科,1,2分)化学与生活密切相关。下列应用中利用了物质氧化性的是( )
A.明矾净化水 B.纯碱去油污
C.食醋除水垢 D.漂白粉漂白织物
答案 D
16.(2014山东理综,7,5分)下表中对应关系正确的是( )
A CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl CH2 CH2+HCl CH3CH2Cl 均为取代反应
B 由油脂得到甘油 由淀粉得到葡萄糖 均发生了水解反应
C Cl2+2Br- 2Cl-+Br2 Zn+Cu2+ Zn2++Cu 均为单质被还原的置换反应
D 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑ Cl2+H2O HCl+HClO 均为水作还原剂的氧化还原反应
答案 B
17.(2022浙江1月选考,27,4分)某同学设计实验确定Al(NO3)3·xH2O的结晶水数目。称取样品7.50 g,经热分解测得气体产物中有NO2、O2、HNO3、H2O,其中H2O的质量为3.06 g;残留的固体产物是Al2O3,质量为1.02 g。计算:
(1)x= (写出计算过程)。
(2)气体产物中n(O2)= mol。
答案 (1)9
计算过程:2[Al(NO3)3·xH2O]~Al2O3
2(213+18x) g 102 g
7.50 g 1.02 g
=
x=9
(2)0.010 0
18.(2015北京理综,28,15分)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe3++2I- 2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。实验如下:
(1)待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时,再进行实验Ⅱ,目的是使实验Ⅰ的反应达到 。
(2)ⅲ是ⅱ的对比实验,目的是排除ⅱ中 造成的影响。
(3)ⅰ和ⅱ的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向Fe3+转化。用化学平衡移动原理解释原因: 。
(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测ⅰ中Fe2+向Fe3+转化的原因:外加Ag+使c(I-)降低,导致I-的还原性弱于Fe2+。用右图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。
①K闭合时,指针向右偏转。b作 极。
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U形管左管中滴加0.01 mol·L-1 AgNO3溶液。产生的现象证实了其推测。该现象是 。
(5)按照(4)的原理,该同学用如图装置进行实验,证实了ⅱ中Fe2+向Fe3+转化的原因。
①转化原因是 。
②与(4)实验对比,不同的操作是 。
(6)实验Ⅰ中,还原性:I->Fe2+;而实验Ⅱ中,还原性:Fe2+>I-。将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是
。
答案 (1)化学平衡状态
(2)溶液稀释对颜色变化
(3)加入Ag+发生反应:Ag++I- AgI↓,c(I-)降低;或增大c(Fe2+),平衡均逆向移动
(4)①正 ②左管产生黄色沉淀,指针向左偏转
(5)①Fe2+随浓度增大,还原性增强,使Fe2+还原性强于I-
②向右管中加入1 mol·L-1 FeSO4溶液
(6)该反应为可逆氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,并影响平衡移动方向
19.(2014福建理综,23,15分)元素周期表中第ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
(1)与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为 。
(2)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是 (填序号)。
a.Cl2、Br2、I2的熔点 b.Cl2、Br2、I2的氧化性
c.HCl、HBr、HI的热稳定性 d.HCl、HBr、HI的酸性
(3)工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:
NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶体
①完成Ⅰ中反应的总化学方程式: NaCl+ H2O NaClO3+ 。
②Ⅱ中转化的基本反应类型是 ,该反应过程能析出KClO3晶体而无其他晶体析出的原因是 。
(4)一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、Cl(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如下图所示。
①D是 (填离子符号)。
②B A+C反应的热化学方程式为 (用离子符号表示)。
答案 (1)
(2)b、c
(3)①1NaCl+3H2O 1NaClO3+3H2↑
②复分解反应 室温下,氯酸钾在水中的溶解度明显小于其他晶体
(4)①Cl
②3ClO-(aq) Cl(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-117 kJ·mol-1
考点2 氧化还原反应方程式的书写与计算
1.(2023湖南,10,3分)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄(As2S3)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:
下列说法正确的是( )
A.S2和S的空间结构都是正四面体形
B.反应Ⅰ和Ⅱ中,元素As和S都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的:Ⅰ<Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7
答案 D
2.(2014上海单科,16,3分)含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应,生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。若砷的质量为1.50 mg,则( )
A.被氧化的砒霜为1.98 mg
B.分解产生的氢气为0.672 mL
C.和砒霜反应的锌为3.90 mg
D.转移的电子总数为6×10-5NA
答案 C
3.(2022江苏,14,15分)硫铁化合物(FeS、FeS2等)应用广泛。
(1)纳米FeS可去除水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)]。在pH =4~7的水溶液中,纳米FeS颗粒表面带正电荷,Cr(Ⅵ)主要以HCr、Cr2、Cr形式存在,纳米FeS去除水中Cr(Ⅵ)主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程。
已知:Ksp(FeS)=6.5×10-18,Ksp[Fe(OH)2]=5.0×10-17;H2S电离常数分别为 =1.1×10-7、=1.3×10-13。
①在弱碱性溶液中,FeS与Cr反应生成Fe(OH)3、Cr(OH)3和单质S,其离子方程式为 。
②在弱酸性溶液中,反应FeS+H+ Fe2++HS-的平衡常数K的数值为 。
③在pH=4~7溶液中,pH越大,FeS去除水中Cr(Ⅵ)的速率越慢,原因是 。
(2)FeS2具有良好半导体性能。FeS2的一种晶体与NaCl晶体的结构相似,该FeS2晶体的一个晶胞中的数目为 ;在FeS2晶体中,每个S原子与三个Fe2+紧邻,且Fe-S间距相等,图1给出了FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞体心的(中的S—S键位于晶胞体对角线上,晶胞中的其他已省略)。在图1中用“—”将其中一个S原子与紧邻的Fe2+连接起来。
图1
(3)FeS2、FeS在空气中易被氧化。将FeS2在空气中氧化,测得氧化过程中剩余固体的质量与起始FeS2的质量的比值随温度变化的曲线如图2所示。800 ℃时,FeS2氧化成含有两种元素的固体产物为 (填化学式,写出计算过程)。
图2
答案 (1)①FeS+Cr+4H2O Fe(OH)3+Cr(OH)3+S+2OH- ②5×10-5 ③c(OH-)越大,FeS表面吸附的Cr(Ⅵ)的量越少,FeS溶出量越少,Cr(Ⅵ)中Cr物质的量分数越大
(2)4
(3)Fe2O3 设FeS2氧化成含有两种元素的固体产物,其化学式为FeOx,M(FeS2)=120 g/mol,则M(FeOx)=120 g/mol×66.7%=80.04 g/mol,则56+16x=80.04,x≈1.5,即固体产物为Fe2O3
4.(2018海南单科,14,8分)铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。回答下列问题:
(1)实验室使用稀硫酸和H2O2溶解铜片,该反应的化学方程式为 。
(2)电子工业使用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔,写出该过程的离子方程式 。配制的FeCl3溶液应保持 (填“酸性”“碱性”或“中性”),原因是 。
(3)溶液中Cu2+的浓度可采用碘量法测得:
①2Cu2++5I- 2CuI↓+;②+2S2 S4+3I-
反应①中的氧化剂为 。现取20.00 mL含Cu2+的溶液,加入足量的KI充分反应后,用0.100 0 mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液25.00 mL,此溶液中Cu2+的浓度为 mol·L-1。
答案 (1)Cu+H2O2+H2SO4 CuSO4+2H2O
(2)Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+ 酸性 防止Fe3+水解生成Fe(OH)3
(3)Cu2+ 0.125 0
5.(2018浙江4月选考,29,4分)称取4.00 g氧化铜和氧化铁固体混合物,加入50.0 mL 2.00 mol·L-1的硫酸充分溶解,往所得溶液中加入5.60 g铁粉,充分反应后,得固体的质量为3.04 g。
请计算:
(1)加入铁粉充分反应后,溶液中溶质的物质的量 。
(2)固体混合物中氧化铜的质量 。
答案 (1)0.100 mol (2)2.40 g
6.(2016江苏单科,18,12分)过氧化钙(CaO2·8H2O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。
(1)Ca(OH)2悬浊液与H2O2溶液反应可制备CaO2·8H2O。
Ca(OH)2+H2O2+6H2O CaO2·8H2O
反应时通常加入过量的Ca(OH)2,其目的是 。
(2)向池塘水中加入一定量CaO2·8H2O后,池塘水中浓度增加的离子有 (填序号)。
A.Ca2+ B.H+ C.C D.OH-
(3)水中溶解氧的测定方法如下:向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封静置;加入适量稀H2SO4,待MnO(OH)2与I-完全反应生成Mn2+和I2后,以淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。测定过程中物质的转化关系如下:
O2MnO(OH)2I2S4
①写出O2将Mn2+氧化成MnO(OH)2的离子方程式: 。
②取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样100.00 mL,按上述方法测定水样的溶解氧,消耗0.010 00 mol·L-1Na2S2O3标准溶液13.50 mL。计算该水样中的溶解氧(以mg·L-1表示),写出计算过程。
答案 (1)提高H2O2的利用率
(2)AD
(3)①2Mn2++O2+4OH- 2MnO(OH)2↓
②在100.00 mL水样中
I2+2S2 2I-+S4
n(I2)=
=
=6.750×10-5 mol
n[MnO(OH)2]=n(I2)=6.750×10-5 mol
n(O2)=n[MnO(OH)2]=×6.750×10-5 mol=3.375×10-5 mol
水中溶解氧=
=10.80 mg·L-1
(
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题五 金属及其化合物
考点1 钠、铁及其化合物
1.(2023湖南,7,3分)取一定体积的两种试剂进行反应,改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为0.1 mol·L-1),反应现象没有明显差别的是( )
选项 试剂① 试剂②
A 氨水 AgNO3溶液
B NaOH溶液 Al2(SO4)3溶液
C H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液
D KSCN溶液 FeCl3溶液
答案 D
2.(2023浙江1月选考,5,3分)下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是( )
A.Na和乙醇反应可生成H2
B.工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2
C.工业上用氨的催化氧化制备NO
D.常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2
答案 D
3.(2022广东,6,2分)劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 ( )
选项 劳动项目 化学知识
A 面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包 Na2CO3可与酸反应
B 环保工程师用熟石灰处理酸性废水 熟石灰具有碱性
C 工人将模具干燥后再注入熔融钢水 铁与H2O高温下会反应
D 技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板 铝能形成致密氧化膜
答案 A
4.(2022广东,14,4分)下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是 ( )
A.碱转化为酸式盐:OH-+2H++C HC+2H2O
B.碱转化为两种盐:2OH-+Cl2 ClO-+Cl-+H2O
C.过氧化物转化为碱:2+2H2O 4OH-+O2↑
D.盐转化为另一种盐:Na2SiO3+2H+ H2SiO3↓+2Na+
答案 B
5.(2022海南,1,2分)化学与日常生活息息相关。下列说法错误的是 ( )
A.使用含氟牙膏能预防龋齿
B.小苏打的主要成分是Na2CO3
C.可用食醋除去水垢中的碳酸钙
D.使用食品添加剂不应降低食品本身营养价值
答案 B
6.(2022湖北,8,3分)硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子,可通过如下反应制备:
2NaHS(s)+CS2(l) Na2CS3(s)+H2S(g)
下列说法正确的是 ( )
A.Na2CS3不能被氧化
B.Na2CS3溶液显碱性
C.该制备反应是熵减过程
D.CS2的热稳定性比CO2的高
答案 B
7.(2022湖南,7,3分)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:
下列说法错误的是 ( )
A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C.合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2
D.滤液可回收进入吸收塔循环利用
答案 C
8.(2022山东,11,4分)某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是 ( )
气体 液体 固体粉末
A CO2 饱和Na2CO3溶液 CaCO3
B Cl2 FeCl2溶液 Fe
C HCl Cu(NO3)2溶液 Cu
D NH3 H2O AgCl
答案 A
9.(2022北京,4,3分)下列方程式与所给事实不相符的是 ( )
A.加热NaHCO3固体,产生无色气体:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
B.过量铁粉与稀硝酸反应,产生无色气体:Fe+N+4H+ Fe3++NO↑+2H2O
C.苯酚钠溶液中通入CO2,出现白色浑浊:+CO2+H2O +NaHCO3
D.乙醇、乙酸和浓硫酸混合加热,产生有香味的油状液体:CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOCH2CH3+H2O
答案 B
10.(2022浙江1月选考,8,2分)下列说法不正确的是 ( )
A.镁合金密度较小、强度较大,可用于制造飞机部件
B.还原铁粉可用作食品干燥剂
C.氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒
D.油脂是热值最高的营养物质
答案 B
11.(2022浙江6月选考,22,2分)关于化合物FeO(OCH3)的性质,下列推测不合理的是 ( )
A.与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O
B.隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O
C.溶于氢碘酸(HI),再加CCl4萃取,有机层呈紫红色
D.在空气中,与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3
答案 B
12.(2022山东,17,13分)工业上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3,含SiO2等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸解时有HF产生。氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6,离子方程式为 。
(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中,按物质的量之比n(Na2CO3)∶n(Si)=1∶1加入Na2CO3脱氟,充分反应后,c(Na+)= mol·L-1;再分批加入一定量的BaCO3,首先转化为沉淀的离子是 。
BaSiF6 Na2SiF6 CaSO4 BaSO4
Ksp 1.0×10-6 4.0×10-6 9.0×10-4 1.0×10-10
答案 (1)6HF+SiO2 2H++Si+2H2O
(2)2.0×10-2 S
13.(2022广东,18,14分)稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:
已知:月桂酸(C11H23COOH)熔点为44 ℃;月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;
(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10-8;Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子 Mg2+ Fe3+ Al3+ RE3+
开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4
沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /
(1)“氧化调pH”中,化合价有变化的金属离子是 。
(2)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH至 的范围内,该过程中Al3+发生反应的离子方程式为 。
(3)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为2.7 g·L-1。为尽可能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO-)低于 mol·L-1(保留两位有效数字)。
(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率,其原因是 。
②“操作X”的过程为:先 ,再固液分离。
(5)该工艺中,可再生循环利用的物质有 (写化学式)。
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。
①还原YCl3和 PtCl4熔融盐制备Pt3Y时,生成1 mol Pt3Y转移 mol电子。
②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O2的还原,发生的电极反应为 。
答案 (1)Fe2+
(2)4.7≤pH<6.2 Al3++3OH- Al(OH)3↓
(3)4.0×10-4
(4)①加热可以加快反应速率,并防止生成的月桂酸凝固阻碍反应物相互接触,搅拌可以使(C11H23COO)3RE与盐酸充分接触发生反应,加快RE3+溶出
②降温至44 ℃以下
(5)MgSO4、C11H23COOH(或C11H23COONa)
(6)①15 ②O2+2H2O+4e- 4OH-
14.(2022河北,15,14分)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)红渣的主要成分为 (填化学式);滤渣①的主要成分为 (填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是 。
(3)还原工序中,不生成S单质的反应的化学方程式为 。
答案 (1)Fe2O3 SiO2
(2)增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率
(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O 15FeSO4+8H2SO4
15.(2022全国甲,26,14分)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备,菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:
离子 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+
Ksp 4.0× 10-38 6.7× 10-17 2.2× 10-20 8.0× 10-16 1.8× 10-11
回答下列问题:
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为 。
(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有 、 。
(3)加入物质X调溶液pH=5,最适宜使用的X是 (填标号)。
A.NH3·H2O B.Ca(OH)2 C.NaOH
滤渣①的主要成分是 、 、 。
(4)向80~90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为 。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是 。
(6)滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用,同时得到的副产物是 、 。
答案 (1)ZnCO3 ZnO+CO2↑
(2)升高温度、不断搅拌、充分粉碎、适当提高硫酸浓度等(任选两个,答案合理即可)
(3)B SiO2 Fe(OH)3 CaSO4
(4)Mn+3Fe2++7H2O MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+
(5)除去铜离子
(6)硫酸钙 硫酸镁
16.(2022全国乙,26,14分)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
金属氢 氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉 淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉 淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为 ,用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因: 。
(2)在“脱硫”中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化,原因是 。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。
(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是 ;
(ⅱ)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为
;
(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,H2O2的作用是 。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是 。
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有 。
答案 (1)PbSO4(s)+C(aq) PbCO3(s)+S(aq) 存在沉淀溶解平衡PbSO4(s) Pb2+(aq)+S(aq),已知Ksp(PbCO3) Ksp(PbSO4),加入Na2CO3,可将PbSO4转化为更难溶的PbCO3,有利于后续溶于酸
(2)沉淀转化反应BaSO4(s)+C(aq) BaCO3(s)+S(aq)的平衡常数K≈0.04,K值较小,说明正向反应程度有限
(3)(ⅰ)Fe2+ (ⅱ)Pb+H2O2+2HAc Pb(Ac)2+2H2O (ⅲ)作还原剂,还原PbO2
(4)Al(OH)3、Fe(OH)3、BaSO4
(5)Ba2+、Na+
考点2 金属资源的开发利用
1.(2023湖南,9,3分)处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下:
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3
开始沉 淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5
完全沉 淀pH 3.2 6.7 8.2 4.6
②Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
下列说法错误的是( )
A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3
B.Na2S溶液呈碱性,其主要原因是S2-+H2O HS-+OH-
C.“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+和Zn2+完全沉淀时,溶液中=4.0×10-12
D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后,可用作工业冷却循环用水
答案 D
2.(2023辽宁,10,3分)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3,已知焙烧后Cr元素以+6价形式存在,下列说法错误的是( )
A.“焙烧”中产生CO2
B.滤渣的主要成分为Fe(OH)2
C.滤液①中Cr元素的主要存在形式为Cr
D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
答案 B
3.(2022广东,1,2分)中华文明源远流长,在世界文明中独树一帜,汉字居功至伟。随着时代发展,汉字被不断赋予新的文化内涵,其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是 ( )
汉字 载体
选项 A.兽骨 B.青铜器 C.纸张 D.液晶 显示屏
答案 B
4.(2022海南,6,2分)依据下列实验,预测的实验现象正确的是 ( )
选项 实验内容 预测的实验现象
A MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量 产生白色沉淀后沉淀消失
B FeCl2溶液中滴加KSCN溶液 溶液变血红色
C AgI悬浊液中滴加NaCl溶液至过量 黄色沉淀全部转化为白色沉淀
D 酸性KMnO4溶液中滴加乙醇至过量 溶液紫红色褪去
答案 D
5.(2022浙江6月选考,24,2分)尖晶石矿的主要成分为MgAl2O4(含SiO2杂质)。已知:MgAl2O4(s)+4Cl2(g) MgCl2(s)+2AlCl3(g)+2O2(g) ΔH>0。该反应难以发生,但采用“加炭氯化法”可以制备MgCl2和AlCl3,同时还可得到副产物SiCl4(SiCl4沸点为58 ℃,AlCl3在180 ℃升华):MgAl2O4(s)+4C(s)+4Cl2(g) MgCl2(s)+2AlCl3(g)+4CO(g)。下列说法不正确的是 ( )
A.制备时要保持无水环境
B.输送气态产物的管道温度要保持在180 ℃以上
C.氯化时加炭,既增大了反应的趋势,又为氯化提供了能量
D.为避免产生大量CO2,反应过程中需保持炭过量
答案 D
6.(2022山东,12,4分)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。
Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列说法错误的是 ( )
A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S;金属M为Zn
B.浸取时,增大O2压强可促进金属离子浸出
C.中和调pH的范围为3.2~4.2
D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
答案 D
7.(2023全国甲,26,14分)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料,采用下列路线可制备粉状BaTiO3。
回答下列问题:
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是 。
(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为 。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是 (填标号)。
a.稀硫酸 b.浓硫酸
c.盐酸 d.磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取,是否可行 其原因是 。
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为 。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡,产生的∶nCO= 。
答案 (1)作还原剂,将BaSO4转化为易溶于水的BaS
(2)Ca2++S2- CaS↓ (3)c
(4)不可行,若直接酸浸,会导致CaS溶解,无法将S元素转化为沉淀除去
(5)TiCl4+3(NH4)2C2O4+BaCl2+H2O BaTiO(C2O4)2↓+H2C2O4+6NH4Cl
(6)1∶1
8.(2023全国乙,27,15分)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题:
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。为提高溶矿速率,可采取的措施是 (举1例)。
(2)加入少量MnO2的作用是 。不宜使用H2O2替代MnO2,原因是 。
(3)溶矿反应完成后,反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)= mol·L-1;用石灰乳调节至pH≈7,除去的金属离子是 。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,生成的沉淀有 。
(5)在电解槽中,发生电解反应的离子方程式为 。随着电解反应进行,为保持电解液成分稳定,应不断 。电解废液可在反应器中循环利用。
(6)煅烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式是 。
答案 (1)MnCO3+H2SO4 MnSO4+H2O+CO2↑ 将矿石粉碎(其他合理答案均可)
(2)将Fe2+氧化为Fe3+ H2O2在Fe3+、Mn2+等的催化作用下会快速分解
(3)2.8×10-9 Al3+
(4)NiS、BaSO4
(5)Mn2++2H2O MnO2+H2↑+2H+ 补充MnSO4溶液,及时排出电解废液
(6)8MnO2+2Li2CO3 4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
9.(2023新课标,27,14分)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物。从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示。
已知:最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2存在,在碱性介质中以Cr存在。
回答下列问题:
(1)煅烧过程中,钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐,其中含铬化合物主要为 (填化学式)。
(2)水浸渣中主要有SiO2和 。
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性,主要除去的杂质是 。
(4)“除硅磷”步骤中,使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀。该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果。若pH<9时,会导致
;
pH>9时,会导致
。
(5)“分离钒”步骤中,将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH<1时,溶解为V或VO3+;在碱性条件下,溶解为V或V。上述性质说明V2O5具有 (填标号)。
A.酸性 B.碱性 C.两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,反应的离子方程式为 。
答案 (1)Na2CrO4 (2)Fe2O3(氧化铁/三氧化铁,铁红均可) (3)Al(OH)3
(4)P结合H+生成HP/H2P/H3PO4,不利于形成MgNH4PO4沉淀/不利于除尽磷 Si不能除尽(除净)/生成Mg(OH)2/消耗Mg2+ (5)C (6)2Cr2+3S2+10H+ 4Cr3++6S+5H2O
10.(2023山东,17,12分)盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、S和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:常温下,Ksp(Li2CO3)=2.2×10-2。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡:B(OH)3+H2O H++[B(OH)4]-(常温下,Ka=10-9.24);B(OH)3与NaOH溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常温下,在0.10 mol·L-1硼砂溶液中,[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]-,该水解反应的离子方程式为 ,该溶液pH= 。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是 (填化学式);精制Ⅰ后溶液中Li+的浓度为2.0 mol·L-1,则常温下精制Ⅱ过程中C浓度应控制在 mol·L-1以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ,除无法回收HCl外,还将增加 的用量(填化学式)。
(3)精制Ⅱ的目的是 ;进行操作X时应选择的试剂是 ,若不进行该操作而直接浓缩,将导致 。
答案 (1)[B4O5(OH)4]2-+5H2O 2B(OH)3+2[B(OH)4]- 9.24
(2)CaSO4、Mg(OH)2 5.5×10-3 CaO、Na2CO3
(3)除去精制Ⅰ引入的Ca2+ 盐酸 Li2CO3、LiOH与NaCl一同析出,造成沉锂步骤制得的Li2CO3减少
11.(2023湖南,17,15分)超纯Ga(CH3)3是制备第三代半导体的支撑源材料之一。近年来,我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术,在研制超纯Ga(CH3)3方面取得了显著成果。工业上以粗镓为原料,制备超纯Ga(CH3)3的工艺流程如下:
已知:①金属Ga的化学性质和Al相似,Ga的熔点为29.8 ℃;
②Et2O(乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作为配体;
③相关物质的沸点:
物质 Ga(CH3)3 Et2O CH3I NR3
沸点/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8
回答下列问题:
(1)晶体Ga(CH3)3的晶体类型是 ;
(2)“电解精炼”装置如图所示,电解池温度控制在40~45 ℃的原因是 ,阴极的电极反应式为 ;
(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的产物还包括MgI2和CH3MgI,写出该反应的化学方程式 ;
(4)“残渣”经纯水处理,能产生可燃性气体,该气体主要成分是 ;
(5)下列说法错误的是 ;
A.流程中Et2O得到了循环利用
B.流程中,“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C.“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3),并蒸出Ga(CH3)3
D.用核磁共振氢谱不能区分Ga(CH3)3和CH3I
(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制备超纯Ga(CH3)3,而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯Ga(CH3)3的理由是 ;
(7)比较分子中的C—Ga—C键角大小:Ga(CH3)3 Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“<”或“=”),其原因是 。
答案 (1)分子晶体
(2)确保Ga处于液态,易于分离 Ga+3e-+2H2O Ga+4OH-[或Ga(OH+3e- Ga+4OH-]
(3)Ga2Mg5+8CH3I+2Et2O 2Ga(CH3)3(Et2O)+3MgI2+2CH3MgI
(4)CH4
(5)D
(6)Ga(CH3)3与Et2O的沸点相近,不易分离,而Ga(CH3)3与NR3的沸点相差较大,将Ga(CH3)3(NR3)分解后,蒸馏时可得到超纯Ga(CH3)3
(7)> Ga(CH3)3中Ga采取sp2杂化,Ga(CH3)3(Et2O)中Ga采取sp3杂化,前者C—Ga—C的键角大于后者
12.(2023辽宁,16,14分)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
物质 Fe(OH)3 Co(OH)2 Ni(OH)2 Mg(OH)2
Ksp 10-37.4 10-14.7 10-14.7 10-10.8
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为 (答出一条即可)。
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),1 mol H2SO5中过氧键的数目为 。
(3)“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为
(H2SO5的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的成分为MnO2、 (填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为 时,Mn(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大SO2体积分数时,Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是
。
(5)“沉钴镍”中得到的Co(Ⅱ)在空气中可被氧化成CoO(OH),该反应的化学方程式为 。
(6)“沉镁”中为使Mg2+沉淀完全(25 ℃),需控制pH不低于 (精确至0.1)。
答案 (1)升高温度、充分搅拌、粉碎矿物、适当增大硫酸的浓度等 (2)NA (3)Mn2++HS+H2O MnO2↓+S+3H+ CaSO4、Fe(OH)3 (4)9.0% SO2被HS氧化,则与Mn2+反应的HS减少,导致Mn(Ⅱ)氧化速率减小 (5)4Co(OH)2+O2 4CoO(OH)+2H2O (6)11.1
13.(2023浙江1月选考,18,10分)化合物X由三种元素组成,某学习小组按如下流程进行实验:
已知:白色固体A用0.025 0 mol HCl溶解后,多余的酸用0.015 0 mol NaOH恰好中和。
请回答:
(1)X的组成元素是 ,X的化学式是 。
(2)写出B→C溶液呈棕黄色所发生的化学反应方程式 。
(3)写出生成白色固体H的离子方程式 。
(4)设计实验检验溶液I中的阳离子 。
答案 (1)Ca、Cl、O Ca(ClO4)2
(2)8HI+NaClO4 4I2+NaCl+4H2O或12HI+NaClO4 4HI3+NaCl+4H2O
(3)[Ag(NH3)2]++Cl-+2H+ AgCl↓+2N
(4)用玻璃棒蘸取溶液I,点在蓝色石蕊试纸上,呈红色说明溶液中有H+;取溶液于试管中,加入NaOH至碱性,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说明有N
14.(2022北京,18,14分)白云石的主要化学成分为CaMg(CO3)2,还含有质量分数约为2.1%的Fe2O3和1.0%的SiO2。利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁,流程示意图如下。
已知:
物质 Ca(OH)2 Mg(OH)2 CaCO3 MgCO3
Ksp 5.5×10-6 5.6×10-12 3.4×10-9 6.8×10-6
(1)白云石矿样煅烧完全分解的化学方程式为 。
(2)NH4Cl用量对碳酸钙产品的影响如下表所示。
n(NH4Cl)/n(CaO) 氧化物(MO)浸出率/% 产品中 CaCO3 纯度/% 产品中Mg杂质含量/%(以MgCO3计)
CaO MgO 计算值 实测值
2.1∶1 98.4 1.1 99.1 99.7 —
2.2∶1 98.8 1.5 98.7 99.5 0.06
2.4∶1 99.1 6.0 95.2 97.6 2.20
备注:i.MO浸出率=(浸出的MO质量/煅烧得到的MO质量)×100%(M代表Ca或Mg)
ii.CaCO3纯度计算值为滤液A中钙、镁全部以碳酸盐形式沉淀时计算出的产品中CaCO3纯度。
①解释“浸钙”过程中主要浸出CaO的原因是 。
②沉钙反应的离子方程式为 。
③“浸钙”过程不适宜选用n(NH4Cl)∶n(CaO)的比例为 。
④产品中CaCO3纯度的实测值高于计算值的原因是 。
(3)“浸镁”过程中,取固体B与一定浓度的(NH4)2SO4溶液混合,充分反应后MgO的浸出率低于60%。加热蒸馏,MgO的浸出率随馏出液体积增大而增大,最终可达98.9%。从化学平衡的角度解释浸出率增大的原因是 。
(4)滤渣C中含有的物质是 。
(5)该流程中可循环利用的物质是 。
答案 (1)CaMg(CO3)2 CaO+MgO+2CO2↑
(2)①Ksp[Ca(OH)2] Ksp[Mg(OH)2],在一定量NH4Cl溶液中,CaO先浸出
②Ca2++2NH3+CO2+H2O CaCO3↓+2N
③2.4∶1
④Ksp(CaCO3)
(4)Fe2O3、SiO2、CaSO4、Mg(OH)2(MgO)
(5)NH4Cl、(NH4)2SO4、CO2、NH3
15.(2022湖北,18,13分)全球对锂资源的需求不断增长,“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后,得到浓缩卤水(含有Na+、Li+、Cl-和少量Mg2+、Ca2+),并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。
25 ℃时相关物质的参数如下:
LiOH的溶解度:12.4 g/100 g H2O
化合物 Ksp
Mg(OH)2 5.6×10-12
Ca(OH)2 5.5×10-6
CaCO3 2.8×10-9
Li2CO3 2.5×10-2
回答下列问题:
(1)“沉淀1”为 。
(2)向“滤液1”中加入适量固体Li2CO3的目的是 。
(3)为提高Li2CO3的析出量和纯度,“操作A”依次为 、 、洗涤。
(4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备Li2CO3。查阅资料后,发现文献对常温下的LiHCO3有不同的描述:①是白色固体;②尚未从溶液中分离出来。为探究LiHCO3的性质,将饱和LiCl溶液与饱和NaHCO3溶液等体积混合,起初无明显变化,随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出,最终生成白色沉淀。上述现象说明,在该实验条件下LiHCO3 (填“稳定”或“不稳定”),有关反应的离子方程式为 。
(5)他们结合(4)的探究结果,拟将原流程中向“滤液2”加入 Na2CO3改为通入CO2。这一改动能否达到相同的效果,作出你的判断并给出理由 。
答案 (1)Mg(OH)2 (2)沉淀Ca2+
(3)蒸发浓缩 趁热过滤 (4)不稳定 2Li++2HC Li2CO3↓+CO2↑+H2O
(5)能达到相同效果,通入过量的CO2时LiOH转化为LiHCO3,结合(4)的探究结果,LiHCO3会很快转化成Li2CO3
16.(2022湖南,17,14分)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2,含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料,制备金属钛的工艺流程如下:
已知“降温收尘”后,粗TiCl4中含有的几种物质的沸点:
物质 TiCl4 VOCl3 SiCl4 AlCl3
沸点/℃ 136 127 57 180
回答下列问题:
(1)已知ΔG=ΔH-TΔS,ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态,忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG<0,则该反应可以自发进行。根据下图判断:600 ℃时,下列反应不能自发进行的是 。
A.C(s)+O2(g) CO2(g)
B.2C(s)+O2(g) 2CO(g)
C.TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g)
D.TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+CO2(g)
(2)TiO2与C、Cl2在600 ℃的沸腾炉中充分反应后,混合气体中各组分的分压如下表:
物质 TiCl4 CO CO2 Cl2
分压/MPa 4.59×10-2 1.84×10-2 3.70×10-2 5.98×10-9
①该温度下,TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为 ;
②随着温度升高,尾气中CO的含量升高,原因是 。
(3)“除钒”过程中的化学方程式为 ;“除硅、铝”过程中,分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是 。
(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序 (填“能”或“不能”)交换,理由是 。
(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti的方法相似的是 。
A.高炉炼铁
B.电解熔融氯化钠制钠
C.铝热反应制锰
D.氧化汞分解制汞
答案 (1)C
(2)①5TiO2+6C+10Cl2 2CO+5TiCl4+4CO2
②随着温度升高,生成CO(g)反应的ΔG变小,而生成CO2(g)反应的ΔG几乎不变,则生成CO的反应正向进行趋势大
(3)Al+3VOCl3 AlCl3+3VOCl2
蒸馏或精馏(分馏)
(4)不能 若是工序互换,将引入AlCl3,降低TiCl4的纯度
(5)AC
17.(2017北京理综,26,13分)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:
钛精矿粗TiCl4纯TiCl4
资料:TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2
沸点/℃ 58 136 181(升华) 316 1 412
熔点/℃ -69 -25 193 304 714
在TiCl4中的溶解性 互溶 —— 微溶 难溶
(1)氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知:TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1
①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式: 。
②氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据右图判断:CO2生成CO反应的ΔH 0(填“>”“<”或“=”),判断依据:
③氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液,则尾气的吸收液依次是 。
④氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗TiCl4混合液,则滤渣中含有 。
(2)精制过程:粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示图如下:
物质a是 ,T2应控制在 。
答案 (13分)(1)①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g)
ΔH=-45.5 kJ·mol-1
②> 随温度升高,CO含量增大,说明生成CO的反应是吸热反应
③H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液
④MgCl2、AlCl3、FeCl3
(2)SiCl4 高于136 ℃,低于181 ℃
18.(2014课标Ⅱ,27,15分)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题:
(1)铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第 周期、第 族;PbO2的酸性比CO2的酸性 (填“强”或“弱”)。
(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为 。
(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为 ;PbO2也可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为 ,阴极上观察到的现象是 ;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为 ,这样做的主要缺点是 。
(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即×100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO,列式计算x值和m∶n值 。
答案 (1)六 ⅣA 弱(每空1分,共3分)
(2)PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2↑+2H2O(2分)
(3)PbO+ClO- PbO2+Cl- Pb2++2H2O-2e- PbO2+4H+
石墨上包上铜镀层 Pb2++2e- Pb 不能有效利用Pb2+(1分,2分,1分,1分,1分,共6分)
(4)根据PbO2 PbOx+O2↑,有×32=239×4.0%,
x=2-=1.4(2分)
根据mPbO2·nPbO,=1.4,==(2分)
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题一 物质的分类及转化
考点1 物质的组成和分类
1.(2023全国甲,7,6分)化学与生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.苯甲酸钠可作为食品防腐剂是由于其具有酸性
B.豆浆能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射
C.SO2可用于丝织品漂白是由于其能氧化丝织品中有色成分
D.维生素C可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化
答案 B
2.(2023新课标,7,6分)化学在文物的研究和修复中有重要作用。下列说法错误的是( )
A.竹简的成分之一纤维素属于天然高分子
B.龟甲的成分之一羟基磷灰石属于无机物
C.古陶瓷修复所用的熟石膏,其成分为Ca(OH)2
D.古壁画颜料中所用的铁红,其成分为Fe2O3
答案 C
3.(2023山东,1,2分)下列之物具有典型的齐鲁文化特色,据其主要化学成分不能与其他三种归为一类的是( )
A.泰山墨玉 B.龙山黑陶
C.齐国刀币 D.淄博琉璃
答案 C
4.(2023辽宁,1,3分)科技是第一生产力,我国科学家在诸多领域取得新突破,下列说法错误的是( )
A.利用CO2合成了脂肪酸:实现了无机小分子向有机高分子的转变
B.发现了月壤中的“嫦娥石[(Ca8Y)Fe(PO4)7]”:其成分属于无机盐
C.研制了高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转化形式:太阳能→电能
D.革新了海水原位电解制氢工艺:其关键材料多孔聚四氟乙烯耐腐蚀
答案 A
5.(2023浙江1月选考,1,3分)下列物质中属于耐高温酸性氧化物的是( )
A.CO2 B.SiO2 C.MgO D.Na2O
答案 B
6.(2022全国乙,7,6分)生活中处处有化学。下列叙述正确的是 ( )
A.HB铅笔芯的成分为二氧化铅
B.碳酸氢钠可用作食品膨松剂
C.青铜和黄铜是不同结构的单质铜
D.焰火中红色来源于钠盐灼烧
答案 B
7.(2022浙江1月选考,2,2分)下列物质属于非电解质的是 ( )
A.CH4 B.KI
C.NaOH D.CH3COOH
答案 A
8.(2022浙江1月选考,4,2分)下列物质对应的化学式不正确的是 ( )
A.氯仿:CHCl3 B.黄铜矿的主要成分:Cu2S
C.芒硝:Na2SO4·10H2O D.铝土矿的主要成分:Al2O3
答案B
9.(2022浙江6月选考,1,2分)下列消毒剂的有效成分属于盐的是 ( )
A.高锰酸钾溶液 B.过氧乙酸溶液
C.双氧水 D.医用酒精
答案 A
10.(2020浙江7月选考,4,2分)下列物质对应的组成不正确的是( )
A.干冰:CO2
B.熟石灰:CaSO4·2H2O
C.胆矾:CuSO4·5H2O
D.小苏打:NaHCO3
答案 B
11.(2020江苏单科,1,2分)打赢蓝天保卫战,提高空气质量。下列物质不属于空气污染物的是( )
A.PM2.5 B.O2 C.SO2 D.NO
答案 B
12.(2019浙江4月选考,1,2分)下列属于碱的是( )
A.C2H5OH B.Na2CO3
C.Ca(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3
答案 C
13.(2019浙江4月选考,2,2分)下列属于强电解质的是( )
A.硫酸钡 B.食盐水 C.二氧化硅 D.醋酸
答案 A
14.(2019浙江4月选考,4,2分)下列属于置换反应的是( )
A.4NH3+5O2 4NO+6H2O
B.2Na2SO3+O2 2Na2SO4
C.2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2
D.2KI+Cl2 2KCl+I2
答案 D
15.(2019海南单科,10,4分)下列说法正确的是 ( )
A.MgO和Al2O3都属于两性氧化物
B.悬浊液和乳浊液的分散质均为液态
C.Fe3O4和Pb3O4中的金属都呈现两种价态
D.葡萄糖溶液和淀粉溶液都具有丁达尔效应
答案 C
16.(2018浙江4月选考,1,2分)下列属于酸的是 ( )
A.HNO3 B.CaCO3
C.CO2 D.NaOH
答案 A
17.(2018浙江4月选考,3,2分)下列属于电解质的是( )
A.氯化钠 B.蔗糖 C.氯气 D.铁
答案 A
18.(2018浙江4月选考,5,2分)下列属于物理变化的是( )
A.煤的气化 B.天然气的燃烧
C.烃的裂解 D.石油的分馏
答案 D
19.(2015课标Ⅰ,7,6分)我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指 ( )
A.氨水 B.硝酸 C.醋 D.卤水
答案 B
20.(2015课标Ⅱ,7,6分)食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。下列说法的是( )
A.硅胶可用作食品干燥剂
B.P2O5不可用作食品干燥剂
C.六水氯化钙可用作食品干燥剂
D.加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂
答案 C
21.(2015重庆理综,1,6分)中华民族有着光辉灿烂的发明史,下列发明创造不涉及化学反应的是( )
A.用胆矾炼铜 B.用铁矿石炼铁
C.烧结黏土制陶瓷 D.打磨磁石制指南针
答案 D
22.(2014北京理综,6,6分)下列试剂中,标签上应标注和的是( )
A.C2H5OH B.HNO3 C.NaOH D.HCl
答案 B
考点2 物质的转化
1.(2023湖南,1,3分)中华文化源远流长,化学与文化传承密不可分。下列说法错误的是( )
A.青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金
B.长沙走马楼出土的竹木简牍主要成分是纤维素
C.蔡伦采用碱液蒸煮制浆法造纸,该过程不涉及化学变化
D.铜官窑彩瓷是以黏土为主要原料,经高温烧结而成
答案 C
2.(2022广东,2,2分)北京冬奥会成功举办、神舟十三号顺利往返、“天宫课堂”如期开讲及“华龙一号”核电海外投产等,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是 ( )
A.冬奥会“飞扬”火炬所用的燃料H2为氧化性气体
B.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子
C.乙酸钠过饱和溶液析出晶体并放热的过程仅涉及化学变化
D.核电站反应堆所用铀棒中含有的U与U互为同位素
答案 D
3.(2022湖北,1,3分)化学与生活密切相关,下列不涉及化学变化的是 ( )
A.加入明矾后泥水变澄清
B.北京冬奥会用水快速制冰
C.炖排骨汤时加点醋味道更鲜
D.切开的茄子放置后切面变色
答案 B
4.(2022湖北,3,3分)武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”,涂在器物表面,然后加火除汞,使金附着在器物表面。下列说法错误的是 ( )
A.鎏金工艺利用了汞的挥发性
B.鎏金工艺中金发生了化学反应
C.鎏金工艺的原理可用于金的富集
D.用电化学方法也可实现铜上覆金
答案 B
5.(2022湖南,1,3分)化学促进了科技进步和社会发展。下列叙述中没有涉及化学变化的是 ( )
A.《神农本草经》中记载的“石胆能化铁为铜”
B.利用“侯氏联合制碱法”制备纯碱
C.科学家成功将CO2转化为淀粉或葡萄糖
D.北京冬奥会场馆使用CO2跨临界直冷制冰
答案 D
6.(2018浙江4月选考,6,2分)下列说法不正确的是( )
A.纯碱可用于去除物品表面的油污
B.二氧化碳可用作镁燃烧的灭火剂
C.植物秸秆可用于制造酒精
D.氢氧化铁胶体可用作净水剂
答案 B
7.(2015安徽理综,9,6分)下列有关说法正确的是( )
A.在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
B.Fe(OH)3胶体无色、透明,能产生丁达尔现象
C.H2、SO2、CO2三种气体都可用浓H2SO4干燥
D.SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物
答案 C
8.(2014重庆理综,3,6分)下列叙述正确的是( )
A.浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体
B.CH3COONa溶液中滴加少量浓盐酸后c(CH3COO-)增大
C.Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应可得到Ca(OH)2
D.25 ℃时Cu(OH)2在水中的溶解度大于其在Cu(NO3)2溶液中的溶解度
答案 D
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题八 化学键 分子和晶体的结构与性质
考点1 化学键
1.(2023新课标,12,6分)“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2),其反应历程如下所示。
下列说法错误的是( )
A.NH2OH、NH3和H2O均为极性分子
B.反应涉及N—H、N—O键断裂和N—N键生成
C.催化中心的Fe2+被氧化为Fe3+,后又被还原为Fe2+
D.将NH2OH替换为ND2OD,反应可得ND2ND2
答案 D
2.(2023浙江1月选考,12,3分)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:Al2Cl6+2NH3 2Al(NH3)Cl3,下列说法不正确的是( )
A.Al2Cl6的结构式为
B.Al2Cl6为非极性分子
C.该反应中NH3的配位能力大于氯
D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
答案 D
3.(2022北京,7,3分)已知:H2+Cl2 2HCl。下列说法不正确的是 ( )
H2在Cl2中燃烧
A.H2分子的共价键是s-s σ键,Cl2分子的共价键是s-p σ键
B.燃烧生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C.停止反应后,用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D.可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能
转化为电能
答案 A
4.(2022北京,9,3分)由键能数据大小,不能解释下列事实的是 ( )
化学键 C—H Si—H C—O Si—O C—C Si—Si
键能/ kJ·mol-1 411 318 799 358 452 346 222
A.稳定性:CH4>SiH4
B.键长:
答案 C
5.(2022海南,10,4分)(双选)已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl,ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是 ( )
A.HCl的电子式为H+[····]-
B.Cl—Cl键的键长比I—I键短
C.CH3COOH分子中只有σ键
D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强
答案 BD
6.(2022湖南,2,3分)下列说法错误的是 ( )
A.氢键、离子键和共价键都属于化学键
B.化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表
C.药剂师和营养师必须具备化学相关专业知识
D.石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一
答案 A
7.(2022浙江1月选考,5,2分)下列表示不正确的是 ( )
A.乙炔的结构简式:
B.KOH的电子式:
C.乙烷的球棍模型:
D.氯离子的结构示意图:
答案 C
考点2 分子结构与性质
1.(2023新课标,9,6分)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如下图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是( )
A.该晶体中存在N—H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:C
答案 A
2.(2023山东,3,2分)下列分子属于极性分子的是 ( )
A.CS2 B.NF3 C.SO3 D.SiF4
答案 B
3.(2023湖南,4,3分)下列有关物质结构和性质的说法错误的是( )
A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C.酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
答案 A
4.(2022湖北,11,3分)磷酰三叠氮是一种高能分子,结构简式为。下列关于该分子的说法正确的是 ( )
A.为非极性分子
B.立体构型为正四面体形
C.加热条件下会分解并放出N2
D.分解产物NPO的电子式为
答案 C
5.(2022江苏,2,3分)少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是 ( )
A.Na2O2的电子式为
B.H2O的空间构型为直线形
C.H2O2中O元素的化合价为-1
D.NaOH仅含离子键
答案 C
6.(2022浙江6月选考,26,4分)(1)乙醇的挥发性比水的强,原因是 。
(2)金属氢化物是应用广泛的还原剂。KH的还原性比NaH的强,原因是 。
答案 (1)乙醇分子间形成氢键的数量比水分子间形成氢键的数量少,分子间作用力小
(2)Na+半径小于K+,Na+与H-的离子键作用强,H-更难失电子,还原性更弱
7.(2018江苏单科,21A,12分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为S和N,NOx也可在其他条件下被还原为N2。
(1)S中心原子轨道的杂化类型为 ;N的空间构型为 (用文字描述)。
(2)Fe2+基态核外电子排布式为 。
(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。
(4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)= 。
(5)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在结构示意图的相应位置补填缺少的配体。
[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图
答案 (1)sp3 平面(正)三角形
(2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
(3)N
(4)1∶2
(5)
8.(2016江苏单科,21A,12分)[Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应:
4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O [Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN
HOCH2CN的结构简式
(1)Zn2+基态核外电子排布式为 。
(2)1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为 mol。
(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是 。
(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为 。
(5)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型,[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为 。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)
(2)3 (3)sp3和sp (4)N
(5)或
9.(2014天津理综,7,14分)元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:
(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是 。
a.原子半径和离子半径均减小
b.金属性减弱,非金属性增强
c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强
d.单质的熔点降低
(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为 ,氧化性最弱的简单阳离子是 。
(3)已知:
化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3
类型 离子化合物 离子化合物 离子化合物 共价化合物
熔点/℃ 2 800 2 050 714 191
工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是 ;
制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是 。
(4)晶体硅(熔点1 410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:
Si(粗) SiCl4 SiCl4(纯) Si(纯)
写出SiCl4的电子式: ;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(5)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是 。
a.NH3 b.HI c.SO2 d.CO2
(6)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400 ℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。写出该反应的化学方程式: 。
答案 (1)b
(2)氩 Na+(或钠离子)
(3)MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本
AlCl3是共价化合物,熔融态难导电
(4)
SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g) ΔH=+0.025a kJ·mol-1
(5)b
(6)4KClO3 KCl+3KClO4
10.(2014四川理综,8,13分)X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Z基态原子的M层与K层电子数相等;R2+离子的3d轨道中有9个电子。
请回答下列问题:
(1)Y基态原子的电子排布式是 ;Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是 。
(2)X离子的立体构型是 ;R2+的水合离子中,提供孤电子对的原子是 。
(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示,晶胞中阴离子与阳离子的个数比是 。
(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中,通入Y2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是 。
答案 (13分)(1)1s22s22p4 Cl (2)V形 O (3)2∶1
(4)2Cu+8NH3·H2O+O22[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O
考点3 晶体结构与性质
1.(2023山东,5,2分)石墨与F2在450 ℃反应,石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x,该物质仍具润滑性,其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是( )
A.与石墨相比,(CF)x导电性增强
B.与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强
C.(CF)x中C—C的键长比C—F短
D.1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键
答案 B
2.(2023湖南,11,3分)科学家合成了一种高温超导材料,其晶胞结构如图所示,该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 ( )
A.晶体最简化学式为KCaB6C6
B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个
C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D.晶体的密度为 g·cm-3
答案 C
3.(2023辽宁,14,3分)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1),进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是( )
A.图1晶体密度为72.5/(NA×a3×10-30) g·cm-3
B.图1中O原子的配位数为6
C.图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1-x
D.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导
答案 C
4.(2022湖北,7,3分)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是( )
A.具有自范性
B.与C60互为同素异形体
C.含有sp3杂化的碳原子
D.化学性质与金刚石有差异
答案 A
5.(2022湖北,9,3分)某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.Ca2+的配位数为6
B.与F-距离最近的是K+
C.该物质的化学式为KCaF3
D.若F-换为Cl-,则晶胞棱长将改变
答案 B
6.(2022湖北,10,3分)Be2+和Al3+的电荷与半径之比相近,导致两元素性质相似。下列说法错误的是 ( )
A.Be2+与Al3+都能在水中与氨形成配合物
B.BeCl2和AlCl3的熔点都比MgCl2的低
C.Be(OH)2和Al(OH)3均可表现出弱酸性
D.Be和Al的氢化物都不能在酸中稳定存在
答案 A
7.(2022山东,5,2分)AlN、GaN属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是 ( )
A.GaN的熔点高于AlN
B.晶体中所有化学键均为极性键
C.晶体中所有原子均采取sp3杂化
D.晶体中所有原子的配位数均相同
答案 A
8.(2022山东,15,4分)(双选)Cu2-xSe是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是 ( )
A.每个Cu2-xSe晶胞中Cu2+个数为x
B.每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2-xSe晶胞,转移电子数为8
C.每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1-x
D.当NayCu2-xSe转化为NaCuSe时,每转移(1-y)mol电子,产生(1-x)mol Cu原子
答案 BD
9.(2022江苏,5,3分)下列说法正确的是 ( )
A.金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°
B.SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子
C.锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2
D.ⅣA族元素单质的晶体类型相同
答案 B
10.(2023全国甲,35,15分)将酞菁—钴酞菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上,制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题:
(1)图1所示的几种碳单质,它们互为 ,其中属于原子晶体的是 ,C60间的作用力是 。
图1
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
图2
酞菁分子中所有原子共平面,其中p轨道能提供一对电子的N原子是 (填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中,钴离子的化合价为 ,氮原子提供孤对电子与钴离子形成 键。
(3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在,其空间结构如图3a所示,二聚体中Al的轨道杂化类型为 。AlF3的熔点为1 090 ℃,远高于AlCl3的192 ℃,由此可以判断铝氟之间的化学键为 键。AlF3结构属立方晶系,晶胞如图3b所示,F-的配位数为 。若晶胞参数为a pm,晶体密度ρ= g·cm-3(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
答案 (1)同素异形体 金刚石 范德华力
(2)③ +2 配位
(3)sp3 离子 2 (或×1030)
11.(2023全国乙,35,15分)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2-xSiO4)。回答下列问题:
(1)基态Fe原子的价电子排布式为 。
橄榄石中,各元素电负性大小顺序为 ,铁的化合价为 。
(2)已知一些物质的熔点数据如下表:
物质 NaCl SiCl4 GeCl4 SnCl4
熔点/℃ 800.7 -68.8 -51.5 -34.1
Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl4,原因是 。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因 。SiCl4的空间结构为 ,其中Si的轨道杂化形式为 。
(3)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于六方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示,晶胞中含有 个Mg。该物质化学式为 ,B-B最近距离为 。
答案 (1)3d64s2 O>Si>Fe>Mg +2
(2)NaCl为离子晶体,SiCl4为分子晶体,离子键比分子间作用力强 SiCl4、GeCl4、SnCl4的相对分子质量增大,分子间作用力增强,则熔点逐渐升高 正四面体形 sp3
(3)1 MgB2 a
12.(2023山东,16,12分)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)-40 ℃时,F2与冰反应生成HOF和HF。常温常压下,HOF为无色气体,固态HOF的晶体类型为 ,HOF水解反应的产物为 (填化学式)。
(2)ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键()。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为 ;O—Cl—O键角 Cl—O—Cl键角(填“>”“<”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因 。
(3)一定条件下,CuCl2、K和F2反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系,晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b≠c,α=β=γ=90°),其中Cu化合价为+2。上述反应的化学方程式为 。若阿伏加德罗常数的值为NA,化合物X的密度ρ= g·cm-3(用含NA的代数式表示)。
答案 (1)分子晶体 HF和H2O2
(2)sp2 > ClO2中存在大π键,Cl2O中仅存在Cl—O σ键,所以ClO2中Cl—O键的键长更短
(3)CuCl2+4K+2F2 2KCl+K2CuF4
13.(2023浙江1月选考,17,10分)硅材料在生活中占有重要地位。
请回答:
(1)Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为 ,分子中氮原子的杂化轨道类型是 。Si(NH2)4受热分解生成Si3N4和NH3,其受热不稳定的原因是 。
(2)由硅原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,有关这些微粒的叙述,正确的是 。
A.微粒半径:③>①>②
B.电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②
C.电离一个电子所需最低能量:①>②>③
D.得电子能力:①>②
(3)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是 ,该化合物的化学式为 。
答案 (1)四面体 sp3 Si周围的NH2基团体积较大,受热时斥力较强[Si(NH2)4中Si—N键能相对较小];产物中气态分子数显著增多(熵增)
(2)AB
(3)共价晶体 SiP2
14.(2022湖南,18,15分)铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素,且在医药、催化、材料等领域有广泛应用。回答下列问题:
(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如下:
①基态Se原子的核外电子排布式为[Ar] ;
②该新药分子中有 种不同化学环境的C原子;
③比较键角大小:气态SeO3分子 Se离子(填“>”“<”或“=”),原因是 。
(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示:
①富马酸分子中σ键与π键的数目比为 ;
②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为 。
(3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物,该物质可以在温和条件下直接活化H2,将N3-转化为N,反应过程如图所示:
①产物中N原子的杂化轨道类型为 ;
②与N互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。
(4)钾、铁、硒可以形成一种超导材料,其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示:
①该超导材料的最简化学式为 ;
②Fe原子的配位数为 ;
③该晶胞参数a=b=0.4 nm、c=1.4 nm。阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
答案 (1)①3d104s24p4 ②8 ③> SeO3中Se采取sp2杂化,Se中Se采取sp3杂化
(2)①11∶3 ②O>C>H>Fe
(3)①sp3 ②H2O或H2S
(4)①KFe2Se2 ②4
③
15.(2022全国甲,35,15分)2008年北京奥运会的“水立方”,在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”,实现了奥运场馆的再利用,其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2CH2)与四氟乙烯(CF2CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题:
(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为 。
(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是 (填标号),判断的根据是 ;第三电离能的变化图是 (填标号)。
(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式,画出(HF)3的链状结构 。
(4)CF2CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为 和 ;聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因 。
(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,X代表的离子是 ;若该立方晶胞参数为a pm,正负离子的核间距最小为 pm。
答案 (1)
(2)a 同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,N原子的价电子排布式为2s22p3,2p轨道是半充满稳定结构,第一电离能比O原子大 b
(3)H—F…H—F…H—F
(4)sp2 sp3 F的电负性比H大,C—F键的键能比C—H键的大
(5)Ca2+ a
16.(2022全国乙,35,15分)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)氟原子激发态的电子排布式有 ,其中能量较高的是 。(填标号)
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2
c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2
(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,C的一个 杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl 键,并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键()。
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl键长的顺序是 ,理由:(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C—Cl键越强;(ⅱ) 。
(3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为 。解释X的熔点比Y高的原因 。
(4)α-AgI晶体中I-离子作体心立方堆积(如图所示),Ag+主要分布在由I-构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下,Ag+不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此,α-AgI晶体在电池中可作为 。
已知阿伏加德罗常数为NA,则α-AgI晶体的摩尔体积Vm= m3·mol-1(列出算式)。
答案 (1)ad d
(2)①sp2 σ ②C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl Cl参与形成的大π键越多,形成的C—Cl键越短
(3)CsCl CsCl是离子晶体,熔化时需要克服Cs+和Cl-之间的离子键,而ICl是分子晶体,熔化时只需要克服范德华力
(4)固体电解质 (5.04×10-10)3NA
17.(2022山东,16,12分)研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出),每个苯环只有一半属于该晶胞,晶胞参数为a=b≠c,α=β=γ=90°。
回答下列问题:
(1)基态Ni原子的价电子排布式为 ,在元素周期表中位置为 。
(2)晶胞中N原子均参与形成配位键,Ni2+与Zn2+的配位数之比为 ;x∶y∶z= ;晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是 。
(3)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大π键,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据 (填标号)。
A.2s轨道 B.2p轨道
C.sp杂化轨道 D.sp2杂化轨道
在水中的溶解度,吡啶远大于苯,主要原因是① ,② 。
、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是 。
答案 (1)3d84s2 第四周期第Ⅷ族
(2)2∶3 2∶1∶1 Ni2+、Zn2+
(3)D 吡啶与H2O分子形成分子间氢键 吡啶是极性分子比非极性分子苯更易溶于水
18.(2022浙江1月选考,26,4分)(1)两种有机物的相关数据如下表:
物质 HCON(CH3)2 HCONH2
相对分子质量 73 45
沸点/℃ 153 220
HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大,但其沸点反而比HCONH2的低,主要原因是 。
(2)四种晶体的熔点数据如下表:
物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3
熔点/℃ -183 -90 -127 >1 000
CF4和SiF4熔点相差较小,BF3和AlF3熔点相差较大,原因是 。
答案 (1)HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力,HCONH2分子间存在氢键,破坏一般的分子间作用力更容易,所以沸点低
(2)CF4和SiF4都是分子晶体,结构相似,分子间作用力相差较小,所以熔点相差较小;BF3通过分子间作用力形成分子晶体,AlF3通过离子键形成离子晶体,破坏离子键需要能量多得多,所以熔点相差较大
19.(2022北京,15,9分)工业中可利用生产钛白的副产物FeSO4·7H2O和硫铁矿(FeS2)联合制备铁精粉(FexOy)和硫酸,实现能源及资源的有效利用。
(1)FeSO4·7H2O结构示意图如图1。
图1
①Fe2+的价层电子排布式为 。
②H2O中O和S中S均为sp3杂化,比较H2O中H—O—H键角和S中O—S—O键角的大小并解释原因 。
③FeSO4·7H2O中H2O与Fe2+、H2O与S的作用力类型分别是 。
(2)FeS2晶体的晶胞形状为立方体,边长为a nm,结构如图2。
图2
①距离Fe2+最近的阴离子有 个。
②FeS2的摩尔质量为120 g·mol-1,阿伏加德罗常数为NA。该晶体的密度为 g·cm-3。(1 nm=10-9 m)
(3)FeSO4·7H2O加热脱水后生成FeSO4·H2O,再与FeS2在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。FeSO4·H2O分解和FeS2在氧气中燃烧的能量示意图如图3。利用FeS2作为FeSO4·H2O分解的燃料,从能源及资源利用的角度说明该工艺的优点 。
图3
答案 (1)①3d6 ②孤电子对有较大斥力,使键角小于键角 ③配位键、氢键
(2)①6 ②
(3)FeS2燃烧放热为FeSO4·H2O分解提供能量;反应产物是铁精粉和制硫酸的原料
20.(2022广东,20,14分)硒(Se)是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下:
(1)Se与S同族,基态硒原子价电子排布式为 。
(2)H2Se的沸点低于H2O,其原因是 。
(3)关于Ⅰ~Ⅲ三种反应物,下列说法正确的有 。
A.Ⅰ中仅有σ键
B.Ⅰ中的Se—Se键为非极性共价键
C.Ⅱ易溶于水
D.Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2
E.Ⅰ~Ⅲ含有的元素中,O电负性最大
(4)Ⅳ中具有孤对电子的原子有 。
(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4 H2SeO3(填“>”或“<”)。研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。Se的立体构型为 。
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法,可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能,该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一,其晶胞结构如图a,沿x、y、z轴方向的投影均为图b。
图a
图b
①X的化学式为 。
②设X的最简式的式量为Mr,晶体密度为ρ g·cm-3,则X中相邻K之间的最短距离为 nm(列出计算式,NA为阿伏加德罗常数的值)。
答案 (1)4s24p4
(2)H2O分子间形成氢键,H2Se分子间只有范德华力
(3)BDE (4)O、Se
(5)> 正四面体形
(6)①K2SeBr6 ②××107
21.(2022海南,19,14分)以Cu2O、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答问题:
(1)基态O原子的电子排布式 ,其中未成对电子有 个。
(2)Cu、Zn等金属具有良好的导电性,从金属键的理论看,原因是 。
(3)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图,分子中所有原子共平面,所有N原子的杂化轨道类型相同,均采取 杂化。
邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是
。
(4)金属Zn能溶于氨水,生成以氨为配体,配位数为4的配离子。Zn与氨水反应的离子方程式为 。
(5)ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能。Zn—N键中离子键成分的百分数小于Zn—O键,原因是 。
(6)左下图为某ZnO晶胞示意图,右下图是若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面图。◇abcd为所取晶胞的下底面,为锐角等于60°的菱形。以此为参考,用给出的字母表示出与所取晶胞相邻的两个晶胞的底面 、 。
答案 (1)1s22s22p4或[He]2s22p4 2
(2)自由电子在外加电场中作定向移动
(3)sp2 两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,熔点更高
(4)Zn+4NH3·H2O [Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH-+2H2O
(5)N的电负性小于O
(6)◇bcfe ◇dcih
22.(2022河北,17,15分)含Cu、Zn、Sn及S的四元半导体化合物(简写为CZTS),是一种低价、无污染的绿色环保型光伏材料,可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题:
(1)基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为 。
(2)Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是 ,原因是 。
(3)SnC的几何构型为 ,其中心离子杂化方式为 。
(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质。下列物质中,属于顺磁性物质的是 (填标号)。
A.[Cu(NH3)2]Cl B.[Cu(NH3)4]SO4
C.[Zn(NH3)4]SO4 D.Na2[Zn(OH)4]
(5)下图是硫的四种含氧酸根的结构:
根据组成和结构推断,能在酸性溶液中将Mn2+转化为Mn的是 (填标号),理由是 。
(6)下图是CZTS四元半导体化合物的四方晶胞。
①该物质的化学式为 。
②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图中A原子的坐标为(,,),则B原子的坐标为 。
答案 (1)2∶1(或1∶2)
(2)Cu Cu的第二电离能是失去3d10电子所需的最低能量,第一电离能是失去4s1电子所需的最低能量,Zn的第二电离能是失去4s1电子所需的最低能量,第一电离能是失去4s2电子所需的最低能量,3d10电子处于全充满状态,其与4s1电子能量差值更大
(3)三角锥形 sp3
(4)B
(5)D D中含有-1价的O,具有强氧化性,能将Mn2+转化为Mn
(6)①Cu2ZnSnS4 ②(,,)
23.(2016课标Ⅱ,37,15分)东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:
(1)镍元素基态原子的电子排布式为 ,3d能级上的未成对电子数为 。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是 。
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为 ,提供孤电子对的成键原子是 。
③氨的沸点 (填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是 ;氨是 分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为 。
(3)单质铜及镍都是由 键形成的晶体;元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1 958 kJ·mol-1、INi=1 753 kJ·mol-1,ICu>INi的原因是 。
(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为 。
②若合金的密度为d g·cm-3,晶胞参数a= nm。
答案 (15分)(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
(2)①正四面体 ②配位键 N ③高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp3
(3)金属 铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子
(4)①3∶1 ②×107
24.(2016海南单科,19-Ⅱ,14分)M是第四周期元素,最外层只有1个电子,次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题:
(1)单质M的晶体类型为 ,晶体中原子间通过 作用形成面心立方密堆积,其中M原子的配位数为 。
(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为 ,其同周期元素中,第一电离能最大的是 (写元素符号)。元素Y的含氧酸中,酸性最强的是 (写化学式),该酸根离子的立体构型为 。
(3)M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为 ,已知晶胞参数a=0.542 nm,此晶体的密度为 g·cm–3。(写出计算式,不要求计算结果。阿伏加德罗常数的值为NA)
②该化合物难溶于水但易溶于氨水,其原因是 。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色,深蓝色溶液中阳离子的化学式为 。
答案 (1)金属晶体 金属键 12
(2)1s22s22p63s23p5 Ar HClO4 正四面体
(3)①CuCl 或
②Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)
[Cu(NH3)4]2+
25.(2015课标Ⅱ,37,15分)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是 (填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为 。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是 (填分子式),原因是 ;A和B的氢化物所属的晶体类型分别为 和 。
(3)C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E,E的立体构型为 ,中心原子的杂化轨道类型为 。
(4)化合物D2A的立体构型为 ,中心原子的价层电子对数为 ,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为 。
(5)A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.566 nm,F的化学式为 ;晶胞中A原子的配位数为 ;列式计算晶体F的密度(g·cm-3) 。
答案 (15分)(1)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)(每空1分,共2分)
(2)O3 O3相对分子质量较大,范德华力大 分子晶体
离子晶体(每空1分,共4分)
(3)三角锥形 sp3(每空1分,共2分)
(4)V形 4
2Cl2+2Na2CO3+H2O Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3 Cl2O+CO2+2NaCl)(每空1分,共3分)
(5)Na2O 8 =2.27 g·cm-3(1分,1分,2分,共4分)
26.(2014课标Ⅰ,37,15分)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题:
(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过 方法区分晶体、准晶体和非晶体。
(2)基态Fe原子有 个未成对电子,Fe3+的电子排布式为 。可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为 。
(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 ,1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为 。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是 。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有 个铜原子。
(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405 nm,晶胞中铝原子的配位数为 。列式表示Al单质的密度 g·cm-3(不必计算出结果)。
答案 (1)X-射线衍射
(2)4 1s22s22p63s23p63d5 血红色
(3)sp3、sp2 6NA CH3COOH存在分子间氢键 16
(4)12
27.(2014山东理综,33,12分)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图乙)。
(1)图甲中,1号C与相邻C形成σ键的个数为 。
(2)图乙中,1号C的杂化方式是 ,该C与相邻C形成的键角 (填“>”“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。
(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有 (填元素符号)。
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示,M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为 ,该材料的化学式为 。
答案 (1)3 (2)sp3 < (3)O、H (4)12 M3C60
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题二 物质的量
考点1 物质的量与气体摩尔体积
1.(2023全国甲,10,6分)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA
B.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中C的数目为1.0NA
答案 A
2.(2023辽宁,5,3分)我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为S+2KNO3+3C K2S+N2↑+3CO2↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.11.2 L CO2含π键数目为NA
B.每生成2.8 g N2转移电子数目为NA
C.0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA
D.1 L 0.1 mol·L-1 K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
答案 C
3.(2022海南,7,2分)在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol·L-1 HCl溶液,Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.反应转移电子为0.1 mol
B.HCl溶液中Cl-数为3NA
C.2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NA
D.反应生成标准状况下气体3.36 L
答案 A
4.(2022河北,4,3分)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.3.9 g Na2O2与足量水反应,转移电子个数为0.1NA
B.1.2 g Mg在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2,转移电子个数为0.1NA
C.2.7 g Al与足量NaOH溶液反应,生成H2的个数为0.1NA
D.6.0 g SiO2与足量NaOH溶液反应,所得溶液中Si的个数为0.1NA
答案 B
5.(2022浙江1月选考,12,2分)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.在25 ℃时,1 L pH为12的Ba(OH)2溶液中含有OH-数目为0.01NA
B.1.8 g重水(D2O)中所含质子数为NA
C.足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应,转移电子的数目为0.4NA
D.32 g甲醇的分子中含有C—H键的数目为4NA
答案 A
6.(2022浙江6月选考,12,2分)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子
B.11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA
C.8 g CH4含有中子数为3NA
D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA
答案 C
7.(2019浙江4月选考,19,2分)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.1 mol CH2CH2分子中含有的共价键数为6NA
B.500 mL 0.5 mol·L-1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NA
C.30 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NA
D.2.3 g Na与O2完全反应,反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间
答案 D
8.(2018海南单科,9,4分)NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.12 g金刚石中含有化学键的数目为4NA
B.18 g的D2O中含有的质子数为10NA
C.28 g的乙烯和环己烷混合气体中所含原子总数为6NA
D.1 L 1 mol·L-1的NH4Cl溶液中N和Cl-的数目均为1NA
答案 C
9.(2018浙江4月选考,20,2分)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.10 g的2O中含有的质子数与中子数均为5NA
B.32 g硫在足量的氧气中充分燃烧,转移电子数为6NA
C.26 g C2H2与C6H6混合气体中含C—H键的数目为2NA
D.120 g NaHSO4和KHSO3的固体混合物中含有的阳离子数为NA
答案 B
10.(2017海南单科,9,4分)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是( )
A.1 mol乙烯分子中含有的碳氢键数为4NA
B.1 mol甲烷完全燃烧转移的电子数为8NA
C.1 L 0.1 mol·L-1的乙酸溶液中含H+的数目为0.1NA
D.1 mol的CO和N2混合气体中含有的质子数为14NA
答案 C
11.(2015课标Ⅰ,8,6分)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA
B.2 L 0.5 mol·L-1亚硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA
C.过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA
D.密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA
答案 C
12.(2015课标Ⅱ,10,6分)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.60 g丙醇中存在的共价键总数为10NA
B.1 L 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中HC和C离子数之和为0.1NA
C.钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为1NA
D.235 g核素U发生裂变反应UnSrXe+1n,净产生的中子n)数为10NA
答案 C
13.(2014大纲全国,7,6分)NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是( )
A.1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA
B.2 L 0.5 mol·L-1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA
C.1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA
D.丙烯和环丙烷组成的42 g混合气体中氢原子的个数为6NA
答案 D
14.(2014江苏单科,6,2分)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1.6 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA
B.0.1 mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA
C.标准状况下,11.2 L苯中含有分子的数目为0.5NA
D.在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1 mol氧气,转移电子的数目为0.4NA
答案 A
15.(2014四川理综,5,6分)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.高温下,0.2 mol Fe与足量水蒸气反应,生成的H2分子数目为0.3NA
B.室温下,1 L pH=13的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子数目为0.1NA
C.氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2NA
D.5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O反应中,生成28 g N2时,转移的电子数目为3.75NA
答案 D
考点2 物质的量浓度
1.(2022全国甲,11,6分)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.25 ℃,101 kPa下,28 L氢气中质子的数目为2.5NA
B.2.0 L 1.0 mol·L-1 AlCl3溶液中,Al3+的数目为2.0NA
C.0.20 mol苯甲酸完全燃烧,生成CO2的数目为1.4NA
D.电解熔融CuCl2,阴极增重6.4 g,外电路中通过电子的数目为0.10NA
答案 C
2.(2016四川理综,4,6分)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.2.4 g Mg在足量O2中燃烧,转移的电子数为0.1NA
B.标准状况下,5.6 L CO2气体中含有的氧原子数为0.5NA
C.氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的σ键数为0.4NA
D.0.1 L 0.5 mol/L CH3COOH溶液中含有的H+数为0.05NA
答案 B
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题九 化学反应的热效应
考点1 化学反应中的能量变化
1.(2023浙江1月选考,14,3分)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0],下列说法不正确的是( )
A.E6-E3=E5-E2
B.可计算Cl—Cl键能为2(E2-E3) kJ·mol-1
C.相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ>历程Ⅰ
D.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为:ClO(g)+O(g) O2(g)+Cl(g) ΔH=(E5-E4) kJ·mol-1
答案 C
2.(2022湖南,12,4分)(双选)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示:
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是 ( )
A.进程Ⅰ是放热反应
B.平衡时P的产率:Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ
D.进程Ⅳ中,Z没有催化作用
答案 AD
3.(2022浙江1月选考,18,2分)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol环己烷()的能量变化如图所示:
下列推理不正确的是 ( )
A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性
答案 A
4.(2019海南单科,5,2分)根据图中的能量关系,可求得C—H键的键能为( )
A.414 kJ·mol-1 B.377 kJ·mol-1
C.235 kJ·mol-1 D.197 kJ·mol-1
答案 A
5.(2018北京理综,7,6分)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂
C.①→②放出能量并形成了C—C键
D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
答案 D
6.(2018浙江4月选考,21,2分)氢卤酸的能量关系如图所示:
下列说法正确的是( )
A.已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1<0
B.相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的小
C.相同条件下,HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大
D.一定条件下,气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量,则该条件下ΔH2=a kJ·mol-1
答案 D
7.(2018江苏单科,10,2分)下列说法正确的是( )
A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B.反应4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应
C.3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3,转移电子的数目小于6×6.02×1023
D.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越快
答案 C
8.(2016海南单科,6,2分)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应:
C57H104O6(s)+80O2(g) 57CO2(g)+52H2O(l)
已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为( )
A.3.8×104 kJ·mol-1 B.-3.8×104 kJ·mol-1
C.3.4×104 kJ·mol-1 D.-3.4×104 kJ·mol-1
答案 D
9.(2016海南单科,11,4分)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.由X→Y反应的ΔH=E5-E2
B.由X→Z反应的ΔH<0
C.降低压强有利于提高Y的产率
D.升高温度有利于提高Z的产率
答案 BC
10.(2015江苏单科,4,2分)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是( )
A.元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体
B.Mg、MgO中镁元素微粒的半径:r(Mg2+)>r(Mg)
C.在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性
D.该反应中化学能全部转化为热能
答案 C
11.(2015北京理综,9,6分)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法正确的是( )
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
答案 C
12.(2015海南单科,4,2分)已知丙烷的燃烧热ΔH=-2 215 kJ·mol-1。若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为( )
A.55 kJ B.220 kJ C.550 kJ D.1 108 kJ
答案 A
13.(2023全国甲,28,15分)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①3O2(g) 2O3(g) K1 ΔH1=285 kJ·mol-1
②2CH4(g)+O2(g) 2CH3OH(l) K2 ΔH2=-329 kJ·mol-1
反应③CH4(g)+O3(g) CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3= kJ·mol-1,平衡常数K3= (用K1、K2表示)。
(2)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应MO++CH4 M++CH3OH,结果如下图所示。图中300 K的曲线是 (填“a”或“b”)。300 K、60 s时MO+的转化率为 (列出算式)。
(3)MO+分别与CH4、CD4反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以CH4示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)。
(ⅲ)MO+与CH2D2反应,氘代甲醇的产量CH2DOD CHD2OH(填“>”“=”或“<”)。若MO+与CHD3反应,生成的氘代甲醇有 种。
答案 (1)-307
(2)b 1-10-0.1
(3)(ⅰ)Ⅰ (ⅱ)c (ⅲ)< 2
14.(2022浙江6月选考,27,4分)联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应:CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) ΔH=1.8×102 kJ·mol-1,石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中,连续鼓入空气,使焦炭完全燃烧生成CO2,其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含CO2的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中,40%的CO2最终转化为纯碱。已知:焦炭的热值为30 kJ·g-1(假设焦炭不含杂质)。
请回答:
(1)每完全分解100 kg石灰石(含CaCO3 90%,杂质不参与反应),需要投料 kg焦炭。
(2)每生产106 kg纯碱,同时可获得 kg CaO(列式计算)。
答案 (1)10.8
(2)70
由(1)计算可知参与反应的CaCO3和焦炭的物质的量之比为1∶1,因此
m(CaO)==70 kg
15.[2014北京理综,26(3)]NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。
(3)Ⅲ中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。
①已知:2NO2(g)N2O4(g) ΔH1
2NO2(g)N2O4(l) ΔH2
下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母) 。
②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是 。
答案 (3)①A ②2N2O4+O2+2H2O4HNO3
考点2 热化学方程式的书写 盖斯定律的应用
1.(2022江苏,6,3分)周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛。甲烷具有较大的燃烧热(890.3 kJ·mol-1),是常见燃料;Si、Ge是重要的半导体材料,硅晶体表面SiO2能与氢氟酸(HF,弱酸)反应生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全电离为H+和Si);1885年德国化学家将硫化锗(GeS2)与H2共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗。我国古代就掌握了青铜(铜—锡合金)的冶炼、加工技术,制造出许多精美的青铜器;Pb、PbO2是铅蓄电池的电极材料,不同铅化合物一般具有不同颜色,历史上曾广泛用作颜料。下列化学反应表示正确的是 ( )
A.SiO2与HF溶液反应:SiO2+6HF 2H++Si+2H2O
B.高温下H2还原GeS2:GeS2+H2 Ge+2H2S
C.铅蓄电池放电时的正极反应:Pb-2e-+S PbSO4
D.甲烷的燃烧:CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH=890.3 kJ·mol-1
答案 A
2.(2022浙江6月选考,18,2分)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/kJ· mol-1 249 218 39 10 0 0 -136 -242
可根据HO(g)+HO(g) H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1。下列说法不正确的是 ( )
A.H2的键能为436 kJ·mol-1
B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量:HOO
答案 C
3.(2016江苏单科,8,2分)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH1=571.6 kJ·mol-1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH2=131.3 kJ·mol-1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH3=206.1 kJ·mol-1
A.反应①中电能转化为化学能
B.反应②为放热反应
C.反应③使用催化剂,ΔH3减小
D.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=74.8 kJ·mol-1
答案 D
4.(2015重庆理综,6,6分)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:
S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol-1
已知:碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1
S(s)+2K(s)K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1
则x为( )
A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b
答案 A
5.(2014江苏单科,10,2分)已知:C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH1
CO2(g)+C(s) 2CO(g) ΔH2
2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH3
4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s) ΔH4
3CO(g)+Fe2O3(s) 3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
答案 C
6.(2014重庆理综,6,6分)已知:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=a kJ·mol-1
2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1
H—H、OO和O—H键的键能分别为436、496和462 kJ·mol-1,则a为( )
A.-332 B.-118 C.+350 D.+130
答案 D
7.(2020浙江7月选考,29,10分)研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。
相关的主要化学反应有:
Ⅰ C2H6(g) C2H4(g)+H2(g) ΔH1=136 kJ·mol-1
Ⅱ C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH2=177 kJ·mol-1
Ⅲ C2H6(g)+2CO2(g) 4CO(g)+3H2(g) ΔH3
Ⅳ CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH4=41 kJ·mol-1
已知:298 K时,相关物质的相对能量(如下图)。
可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的ΔH(ΔH随温度变化可忽略)。
例如:H2O(g) H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1-(-242 kJ·mol-1)=-44 kJ·mol-1。
请回答:
(1)①根据相关物质的相对能量计算ΔH3= kJ·mol-1。
②下列描述正确的是 。
A.升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大
B.加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动
C.反应Ⅲ有助于乙烷脱氢,有利于乙烯生成
D.恒温恒压下通水蒸气,反应Ⅳ的平衡逆向移动
③有研究表明,在催化剂存在下,反应Ⅱ分两步进行,过程如下:【C2H6(g)+CO2(g)】→【C2H4(g)+H2(g)+CO2(g)】→【C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)】,且第二步速率较慢(反应活化能为210 kJ·mol-1)。根据相关物质的相对能量,画出反应Ⅱ分两步进行的“能量-反应过程图”,起点从【C2H6(g)+CO2(g)】的能量-477 kJ·mol-1开始(如下图)。
(2)①CO2和C2H6按物质的量1∶1投料,在923 K和保持总压恒定的条件下,研究催化剂X对“CO2氧化C2H6制C2H4”的影响,所得实验数据如下表:
催化剂 转化率C2H6/% 转化率CO2/% 产率C2H4/%
催化剂X 19.0 37.6 3.3
结合具体反应分析,在催化剂X作用下,CO2氧化C2H6的主要产物是 ,判断依据是
。
②采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高C2H4的选择性(生成C2H4的物质的量与消耗C2H6的物质的量之比)。在773 K,乙烷平衡转化率为9.1%,保持温度和其他实验条件不变,采用选择性膜技术,乙烷转化率可提高到11.0%。结合具体反应说明乙烷转化率增大的原因是
。
答案 (1)①430 ②AD
③
(2)①CO C2H4的产率低,说明催化剂X有利于提高反应Ⅲ速率
②选择性膜吸附C2H4,促进反应Ⅱ平衡正向移动
8.(2015福建理综,24,15分)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为 。
(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:
已知:
物质 SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2
沸点/℃ 57.6 180(升华) 300(升华) 1 023
①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是 (只要求写出一种)。
②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是 。
③已知:Al2O3(s)+3C(s) 2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1 344.1 kJ·mol-1
2AlCl3(g) 2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1 169.2 kJ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为 。
④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,其化学式分别为 。
⑤结合流程及相关数据分析,步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是 。
答案 (1)Al3++3H2O Al(OH)3+3H+
(2)①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率
②铁或Fe ③Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g) 2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9 kJ·mol-1
④NaCl、NaClO、Na2CO3 ⑤除去FeCl3,提高AlCl3纯度
9.(2015四川理综,11,16分)为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O 15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是 。
(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择 (填字母编号)。
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是 。
(4)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25 ℃,101 kPa时:
4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s) ΔH=-1 648 kJ/mol
C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=-393 kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g) 2FeCO3(s) ΔH=-1 480 kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 。
(5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+FeS2 Fe+2Li2S,正极反应式是 。
(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%。将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3 kg。
答案 (1)Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O
(2)C
(3)Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+
(4)4FeCO3(s)+O2(g) 2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260 kJ/mol
(5)FeS2+4Li++4e- Fe+2Li2S或FeS2+4e- Fe+2S2-
(6)0.011 8ab-0.646c或-
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题六 非金属及其化合物
考点1 无机非金属材料
1.(2022广东,3,2分)广东一直是我国对外交流的重要窗口,馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是 ( )
文物
选项 A.南宋鎏金饰品 B.蒜头纹银盒
文物
选项 C.广彩瓷咖啡杯 D.铜镀金钟座
答案 C
2.(2022广东,12,4分)陈述Ⅰ和Ⅱ均正确但不具有因果关系的是 ( )
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 用焦炭和石英砂制取粗硅 SiO2可制作光导纤维
B 利用海水制取溴和镁单质 Br-可被氧化,Mg2+可被还原
C 石油裂解气能使溴的CCl4溶液褪色 石油裂解可得到乙烯等不饱和烃
D FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体 FeCl3可用作净水剂
答案 A
3.(2022河北,1,3分)定窑是宋代五大名窑之一,其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是 ( )
A.传统陶瓷是典型的绝缘材料
B.陶瓷主要成分为SiO2和MgO
C.陶瓷烧制的过程为物理变化
D.白瓷的白色是因铁含量较高
答案 A
4.(2022江苏,7,3分)我国古代就掌握了青铜(铜—锡合金)的冶炼、加工技术,制造出许多精美的青铜器;Pb、PbO2是铅蓄电池的电极材料,不同铅化合物一般具有不同颜色,历史上曾广泛用作颜料。下列物质性质与用途具有对应关系的是 ( )
A.石墨能导电,可用作润滑剂
B.单晶硅熔点高,可用作半导体材料
C.青铜比纯铜熔点低、硬度大,古代用青铜铸剑
D.含铅化合物颜色丰富,可用作电极材料
答案 C
5.(2022浙江6月选考,8,2分)下列说法不正确的是 ( )
A.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于制造光导纤维
B.高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远,可用于道路照明
C.氧化铝熔点高,常用于制造耐高温材料
D.用石灰石—石膏法对燃煤烟气进行脱硫,同时可得到石膏
答案 A
6.(2020山东,4,2分)下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是( )
A.键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6稳定性大于Si2H6
B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度
C.SiH4中Si的化合价为+4,CH4中C的化合价为-4,因此SiH4还原性小于CH4
D.Si原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p-p π键
答案 C
7.(2020浙江7月选考,24,2分)Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一,其相关性质的说法不正确的是( )
A.可发生反应:Ca3SiO5+4NH4Cl CaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O
B.具有吸水性,需要密封保存
C.能与SO2反应生成新盐
D.与足量盐酸作用,所得固体产物主要为SiO2
答案 D
8.(2019浙江4月选考,8,2分)下列说法不正确的是( )
A.液氯可以储存在钢瓶中
B.天然气的主要成分是甲烷的水合物
C.天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅
D.硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等
答案 B
9.(2016海南单科,4,2分)下列叙述错误的是( )
A.氦气可用于填充飞艇
B.氯化铁可用于硬水的软化
C.石英砂可用于生产单晶硅
D.聚四氟乙烯可用于厨具表面涂层
答案 B
10.(2014课标Ⅱ,7,6分)下列过程没有发生化学反应的是( )
A.用活性炭去除冰箱中的异味
B.用热碱水清除炊具上残留的油污
C.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果
D.用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装
答案 A
11.(2014江苏单科,8,2分)下列各组物质中,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是( )
物质组别 甲 乙 丙
A Al HCl NaOH
B NH3 O2 HNO3
C SiO2 NaOH HF
D SO2 NaOH NaHCO3
答案 B
考点2 卤族元素 海水资源的开发利用
1.(2023全国乙,11,6分)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是( )
A. 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀 6FeSO4+O2+2H2O 2Fe2(SO4)3+2Fe(OH)2↓
B. 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深 Na2S+2O2 Na2SO4
C. 溴水颜色逐渐褪去 4Br2+4H2O HBrO4+7HBr
D. 胆矾表面出现白色粉末 CuSO4·5H2O CuSO4+5H2O
答案 D
2.(2023辽宁,3,3分)下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
A.合成氨:N2+3H2 2NH3
B.制HCl:H2+Cl2 2HCl
C.制粗硅:SiO2+2C Si+2CO↑
D.冶炼镁:2MgO 2Mg+O2↑
答案 D
3.(2023浙江1月选考,4,3分)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是( )
A.SO2能使某些色素褪色,可用作漂白剂
B.金属钠导热性好,可用作传热介质
C.NaClO溶液呈碱性,可用作消毒剂
D.Fe2O3呈红色,可用作颜料
答案 C
4.(2022广东,8,2分)实验室用 MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是 ( )
答案 D
5.(2022河北,8,3分)LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下:
下列说法错误的是 ( )
A.还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收,吸收液直接返回还原工序
B.除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离
C.中和工序中的化学反应为Li2CO3+2HBr CO2↑+2LiBr+H2O
D.参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1
答案 A
6.(2022全国甲,7,6分)化学与生活密切相关。下列叙述正确的是 ( )
A.漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果
B.温室气体是形成酸雨的主要物质
C.棉花、麻和蚕丝均为碳水化合物
D.干冰可用在舞台上制造“云雾”
答案 D
7.(2022浙江1月选考,22,2分)下列推测不合理的是 ( )
A.相同条件下,Br2与PBr3反应比Cl2与PCl3反应难
B.OPBrCl2与足量H2O作用生成2种酸
C.相同条件下,与水反应由快到慢的顺序:OPBr3、OPCl3、OPF3
D.PBr3与足量C2H5OH作用可得到P(OC2H5)3
答案 B
8.(2022浙江6月选考,19,2分)关于反应Cl2(g)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq) ΔH<0,达到平衡后,下列说法不正确的是 ( )
A.升高温度,氯水中的c(HClO)减小
B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动,c(HClO)增大
C.取氯水稀释,c(Cl-)/c(HClO)增大
D.取两份氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色,可以证明上述反应存在限度
答案 D
9.(2019课标Ⅲ,7,6分)化学与生活密切相关。下列叙述错误的是( )
A.高纯硅可用于制作光感电池
B.铝合金大量用于高铁建设
C.活性炭具有除异味和杀菌作用
D.碘酒可用于皮肤外用消毒
答案 C
10.(2018课标Ⅱ,7,6分)化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.碳酸钠可用于去除餐具的油污
B.漂白粉可用于生活用水的消毒
C.氢氧化铝可用于中和过多胃酸
D.碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查
答案 D
11.(2018海南单科,5,2分)化学与生产生活密切相关,下列说法错误的是( )
A.Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具
B.SiO2具有导电性,可用于制作光导纤维和光电池
C.聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层
D.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等
答案 B
12.(2017天津理综,1,6分)下列有关水处理方法不正确的是( )
A.用石灰、碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸
B.用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物
C.用氯气处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子
D.用烧碱处理含高浓度N的废水并回收利用氨
答案 C
13.(2015课标Ⅱ,12,6分)海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
答案 C
14.(2015北京理综,11,6分)某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中,的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11)( )
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O
B.该消毒液的pH约为12:ClO-+H2O HClO+OH-
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:2H++Cl-+ClO- Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO- HClO+CH3COO-
答案 B
15.(2014江苏单科,5,2分)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O
答案 C
16.(2014江苏单科,13,4分)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
答案 C
17.(2014浙江理综,12,6分)氯在饮用水处理中常用作杀菌剂,且HClO的杀菌能力比ClO-强。25 ℃时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系:
Cl2(g)Cl2(aq) K1=10-1.2
Cl2(aq)+H2O HClO+H++Cl- K2=10-3.4
HClO H++ClO- Ka=
其中Cl2(aq)、HClO和ClO-分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如图所示。下列表述正确的是( )
A.Cl2(g)+H2O 2H++ClO-+Cl- K=10-10.9
B.在氯处理水体系中,c(HClO)+c(ClO-)=c(H+)-c(OH-)
C.用氯处理饮用水时,pH=7.5时杀菌效果比pH=6.5时差
D.氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季好
答案 C
18.(2018浙江4月选考,27,6分)某同学用含结晶水的正盐X(四种短周期元素组成的纯净物)进行了如下实验:
实验中观测到:混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收;固体乙为纯净物;在步骤③中,取溶液丙,恰好中和需消耗0.002 00 mol NaOH;另取一定量溶液丙,加入少量K2FeO4固体,产生黄绿色气体。
请回答:
(1)X的化学式是 ,步骤①的化学方程式是 。
(2)溶液丙与K2FeO4固体反应的化学方程式是 。
答案 (1)MgCl2·6H2O(2分) MgCl2·6H2O MgO+2HCl↑+5H2O↑(2分)
(2)2K2FeO4+16HCl 4KCl+2FeCl3+3Cl2↑+8H2O(2分)
19.(2015重庆理综,9,15分)ClO2与Cl2的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。
(1)仪器D的名称是 。安装F中导管时,应选用图2中的 。
(2)打开B的活塞,A中发生反应:2NaClO3+4HCl 2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜 (填“快”或“慢”)。
(3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是 。
(4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为 。在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是 。
(5)已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示。若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂是 ,原因是 。
图3
答案 (1)锥形瓶 b
(2)慢
(3)吸收Cl2
(4)4H++5Cl Cl-+4ClO2↑+2H2O 验证是否有ClO2生成
(5)稳定剂Ⅱ 稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度
20.(2014江苏单科,19,15分)实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为 ;该操作将I2还原为I-的目的是 。
(2)操作X的名称为 。
(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40 ℃左右反应(实验装置如下图所示)。
实验控制在较低温度下进行的原因是 ;锥形瓶里盛放的溶液为 。
(4)已知:5S+2I+2H+ I2+5S+H2O
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、I中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、I的实验方案:取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在; 。
实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。
答案 (15分)(1)S+I2+H2O 2I-+S+2H+
使CCl4中的碘进入水层
(2)分液
(3)使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进一步被氧化) NaOH溶液
(4)从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-。另从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I
考点3 硫及其化合物
1.(2023山东,13,4分)(双选)一种制备Cu2O的工艺路线如图所示,反应Ⅱ所得溶液pH在3~4之间,反应Ⅲ需及时补加NaOH以保持反应在pH=5条件下进行。常温下,H2SO3的电离平衡常数=1.3×10-2,=6.3×10-8。下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B.低温真空蒸发主要目的是防止NaHSO3被氧化
C.溶液Y可循环用于反应Ⅱ所在操作单元中吸收气体Ⅰ
D.若Cu2O产量不变,参与反应Ⅲ的X与CuSO4物质的量之比增大时,需补加NaOH的量减少
答案 CD
2.(2022广东,5,2分)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是 ( )
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
答案 B
3.(2022江苏,4,3分)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是 ( )
A.用装置甲制取SO2气体 B.用装置乙制取SO2水溶液
C.用装置丙吸收尾气中的SO2 D.用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
答案 C
4.(2019浙江4月选考,11,2分)针对下列实验现象表述不正确的是( )
A.用同一针筒先后抽取80 mL氯气、20 mL水,振荡,气体完全溶解,溶液变为黄绿色
B.在表面皿中加入少量胆矾,再加入3 mL浓硫酸,搅拌,固体由蓝色变白色
C.向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液,再滴加双氧水,产生白色沉淀
D.将点燃后的镁条伸入充满二氧化碳的集气瓶,镁条剧烈燃烧,有白色、黑色固体生成
答案 A
5.(2018海南单科,3,2分)用浓硫酸配制稀硫酸时,不必要的个人安全防护用品是( )
A.实验服 B.橡胶手套 C.护目镜 D.防毒面罩
答案 D
6.(2018浙江4月选考,9,2分)下列反应中能产生二氧化硫的是 ( )
A.氧化铜和稀硫酸反应 B.亚硫酸钠和氧气反应
C.三氧化硫和水反应 D.铜和热的浓硫酸反应
答案 D
7.(2017江苏单科,4,2分)下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
答案 B
8.(2017北京理综,10,6分)根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是( )
溶液 现象 结论
A 含HCl、BaCl2的FeCl3溶液 产生白色沉淀 SO2有还原性
B H2S溶液 产生黄色沉淀 SO2有氧化性
C 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色 SO2有漂白性
D Na2SiO3溶液 产生胶状沉淀 酸性:H2SO3> H2SiO3
答案 C
9.(2018江苏单科,16,12分)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下:
(1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为 。
(2)添加1% CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如图所示。
已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃
硫去除率=(1-)×100%
①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于 。
②700 ℃焙烧时,添加1% CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是 。
(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由 (填化学式)转化为 (填化学式)。
(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)= 。
答案 (12分)(1)SO2+OH- HS
(2)①FeS2 ②硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中
(3)NaAlO2 Al(OH)3
(4)1∶16
10.(2015安徽理综,28,14分)某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1 mol·L-1的Ba(NO3)2溶液中,得到了BaSO4沉淀。为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2,该小组提出了如下假设:
假设一:溶液中的N
假设二:溶液中溶解的O2
(1)验证假设一
该小组设计实验验证了假设一。请在下表空白处填写相关实验现象。
实验步骤 实验现象 结论
实验1:在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L-1 BaCl2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体 假设一 成立
实验2:在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体
(2)为深入研究该反应,该小组还测得上述两个实验中溶液pH随通入SO2体积的变化曲线如图。
实验1中溶液pH变小的原因是 ;V1时,实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示) 。
(3)验证假设二
请设计实验验证假设二,写出实验步骤、预期现象和结论。
实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程):
(4)若假设二成立,请预测:在相同条件下,分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计),充分反应后两溶液的pH前者 (填“大于”或“小于”)后者,理由是 。
答案 (14分)(1)无明显现象 有白色沉淀
(2)SO2溶于水生成H2SO3 3SO2+2N+2H2O 3S+4H++2NO(或3H2SO3+2N 3S+4H++2NO+H2O)
(3)
实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程):
实验1作为参照实验
实验3:将纯净的SO2气体缓慢通入未经脱O2处理的25 mL 0.1 mol·L-1 BaCl2溶液中,若有白色沉淀,表明假设二成立,否则不成立。
(4)小于 反应的离子方程式表明,足量的O2和N分别氧化相同的H2SO3,生成H+的物质的量前者多于后者
(本题部分小题属于开放性试题,合理答案均给分)
11.(2014四川理综,11,16分)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。
请回答下列问题:
(1)上述流程脱硫实现了 (选填下列字母编号)。
A.废弃物的综合利用 B.白色污染的减少
C.酸雨的减少
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+,其原因是 。
(3)已知:25 ℃、101 kPa时,Mn(s)+O2(g) MnO2(s) ΔH=-520 kJ/mol
S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH=-297 kJ/mol
Mn(s)+S(s)+2O2(g) MnSO4(s)
ΔH=-1 065 kJ/mol
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是 。
(4)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式是 。
(5)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时,正极的电极反应式是 。
(6)假设脱除的SO2只与软锰矿浆中MnO2反应。按照图示流程,将a m3(标准状况)含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆,若SO2的脱除率为89.6%,最终得到MnO2的质量为c kg,则除去铁、铝、铜、镍等杂质时,所引入的锰元素相当于MnO2 kg。
答案 (16分)(1)A、C
(2)消耗溶液中的酸,促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀
(3)MnO2(s)+SO2(g) MnSO4(s) ΔH=-248 kJ/mol
(4)Mn2++2H2O-2e- MnO2+4H+
(5)MnO2+H2O+e- MnO(OH)+OH-
(6)
12.(2014福建理综,25,15分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验:
实验一 焦亚硫酸钠的制取
采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:
Na2SO3+SO2 Na2S2O5
(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为 。
(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是 。
(3)装置Ⅲ用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为 (填序号)。
实验二 焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(4)证明NaHSO3溶液中HS的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是 (填序号)。
a.测定溶液的pH b.加入Ba(OH)2溶液
c.加入盐酸 d.加入品红溶液
e.用蓝色石蕊试纸检测
(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是 。
实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:
(已知:滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI)
①按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00 mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为 g·L-1。
②在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测定结果 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
答案 (1)Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4 2NaHSO4+SO2↑+H2O)
(2)过滤
(3)d
(4)a、e
(5)取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成
(6)①0.16 ②偏低
13.(2014江苏单科,16,12分)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于烟气脱硫研究。
(1)酸浸时反应的化学方程式为 ;滤渣Ⅰ的主要成分为 (填化学式)。
(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6-2x。滤渣Ⅱ的主要成分为 (填化学式);若溶液的pH偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,其原因是 (用离子方程式表示)。
(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量,其主要原因是 ;与吸收SO2前的溶液相比,热分解后循环利用的溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
答案 (12分)(1)Al2O3+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2O SiO2
(2)CaSO4 3CaCO3+2Al3++3S+3H2O 2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑
(3)溶液中的部分S被氧化成S 减小
14.(2014江苏单科,20,14分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。
(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应:
S2--2e- S
(n-1)S+S2-
①写出电解时阴极的电极反应式: 。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成 。
(2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。
①在图示的转化中,化合价不变的元素是 。
②反应中当有1 mol H2S转化为硫单质时,保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需消耗O2的物质的量为 。
③在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施有 。
(3)H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示,H2S在高温下分解反应的化学方程式为 。
答案 (14分)(1)①2H2O+2e- H2↑+2OH-
②+2H+(n-1)S↓+H2S↑
(2)①Cu、H、Cl(或铜、氢、氯) ②0.5 mol
③提高混合气体中空气的比例
(3)2H2S 2H2+S2
考点4 氮及其化合物 环境保护与绿色化学
1.(2023山东,2,2分)实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时,对应关系错误的是 ( )
A.稀盐酸:配制AlCl3溶液
B.稀硫酸:蔗糖和淀粉的水解
C.稀硝酸:清洗附有银镜的试管
D.浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:苯的磺化
答案 D
2.(2022江苏,8,3分)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是 ( )
A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
答案 A
3.(2022浙江6月选考,9,2分)下列说法正确的是 ( )
A.工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁
B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿以得到三氧化硫
C.浓硝酸与铁在常温下不反应,所以可用铁质容器贮运浓硝酸
D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用
答案 D
4.(2018海南单科,2,2分)某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮氧质量比约为7∶4,该NOx可表示为( )
A.N2O B.NO C.N2O3 D.NO2
答案 A
5.(2020课标Ⅱ,9,6分)二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响,其原理如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.海水酸化能引起HC浓度增大、C浓度减小
B.海水酸化能促进CaCO3的溶解,导致珊瑚礁减少
C.CO2能引起海水酸化,其原理为HC H++C
D.使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境
答案 C
6.(2018江苏单科,1,2分)CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是( )
A.光合作用 B.自然降雨
C.化石燃料的燃烧 D.碳酸盐的沉积
答案 C
7.(2015北京理综,8,6分)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法的是( )
A.氮元素均被氧化
B.工业合成氨属于人工固氮
C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环
答案 A
8.(2014山东理综,9,5分)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO物质的量最多的是( )
A.FeO B.Fe2O3 C.FeSO4 D.Fe3O4
答案 A
9.(2018江苏单科,20,14分)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
2NO2(g)+H2O(l) HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH=-116.1 kJ·mol-1
3HNO2(aq) HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) ΔH=75.9 kJ·mol-1
反应3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH= kJ·mol-1。
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式: 。
(3)用酸性(NH2 )2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式: 。
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。
①NH3与NO2生成N2的反应中,当生成1 mol N2时,转移的电子数为 mol。
②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图1)。
图1
图2
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示,在50~250 ℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是 ;当反应温度高于380 ℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是 。
答案 (14分)(1)-136.2
(2)HNO2-2e-+H2O 3H++N
(3)2HNO2+(NH2)2CO 2N2↑+CO2↑+3H2O
(4)①
②迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大;上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大 催化剂活性下降;NH3与O2反应生成了NO
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)2014-2023年高考化学真题专题分类
专题七 原子结构 元素周期律
考点1 原子结构 核外电子排布规律
1.(2023湖南,2,3分)下列化学用语表述错误的是 ( )
A.HClO的电子式:
B.中子数为10的氧原子O
C.NH3分子的VSEPR模型:
D.基态N原子的价层电子排布图:
答案 C
2.(2023辽宁,2,3分)下列化学用语或表述正确的是( )
A.BeCl2的空间结构:V形
B.P4中的共价键类型:非极性键
C.基态Ni原子价电子排布式:3d10
D.顺-2-丁烯的结构简式:
答案 B
3.(2023浙江1月选考,3,3分)下列化学用语表示正确的是( )
A.中子数为18的氯原子Cl
B.碳的基态原子轨道表示式:
C.BF3的空间结构:(平面三角形)
D.HCl的形成过程:
答案 C
4.(2022北京,3,3分)38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是( )
A.Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族
B.可用质谱法区分87Sr和86Sr
C.87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48
D.同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同
答案 A
5.(2022河北,6,3分)中子轰击X原子的核反应为XnYH,其中Y可用于测定文物年代。下列说法错误的是 ( )
A.原子半径:Y>X
B.Y的电子式为:
C.最高价含氧酸的酸性:Y>X
D.X与Y均能形成多种氢化物
答案 C
6.(2022山东,3,2分OO的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下:
OHe OXOHe OY。下列说法正确的是 ( )
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
COO可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在O2O2分子是因其化学键不稳定
答案 B
7.(2020浙江7月选考,5,2分)下列表示不正确的是( )
A.乙烯的结构式:
B.甲酸甲酯的结构简式:C2H4O2
C.2-甲基丁烷的键线式:
D.甲基的电子式:
答案 B
8.(2020浙江7月选考,7,2分)下列说法正确的是( )
A.35Cl和37Cl是两种不同的元素
B.单晶硅和石英互为同素异形体
C.HCOOH和HOCH2CHO互为同系物
D.H与Na在元素周期表中处于同一主族
答案 D
9.(2019北京理综,8,6分)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
BIn的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
答案 D
10.(2019浙江4月选考,7,2分)下列表示不正确的是 ( )
A.次氯酸的电子式
B.丁烷的球棍模型
C.乙烯的结构简式CH2CH2
D.原子核内有8个中子的碳原子C
答案 A
11.(2019浙江4月选考,18,2分)下列说法不正确的是( )
A.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
B.加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏
C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
D.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏
答案 C
12.(2018北京理综,8,6分)下列化学用语对事实的表述不正确的是( )
A.硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2OHC17H35COOC2H5+O
B.常温时,0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2ON+OH-
C.由Na和Cl形成离子键的过程:
D.电解精炼铜的阴极反应:Cu2++2e-Cu
答案 A
13.(2018浙江4月选考,8,2分)下列表示正确的是( )
A.硫原子结构示意图
B.乙炔的结构简式CHCH
C.乙烯的球棍模型
D.NaCl的电子式
答案 C
14.(2017北京理综,7,6分)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tián),Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是( )
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts在同族元素中非金属性最弱
D.中子数为176的Ts核素符号是Ts
答案 D
15.(2017江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.质量数为31的磷原子P
B.氟原子的结构示意图:
C.CaCl2的电子式:
D.明矾的化学式:Al2(SO4)3
答案 A
16.(2015江苏单科,2,2分)下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是( )
A.质子数为17、中子数为20的氯原子Cl
B.氯离子(Cl-)的结构示意图:
C.氯分子的电子式:
D.氯乙烯分子的结构简式:H3C—CH2Cl
答案 C
17.(2014江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.过氧化钠的电子式:
B.质子数为35、中子数为45的溴原子Br
C.硫离子的结构示意图:
D.间二甲苯的结构简式:
答案 B
18.(2018天津理综,7节选)下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:
(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外): ,Mg在元素周期表中的位置: ,Mg(OH)2的电子式: 。
(2)A2B的化学式为 。反应②的必备条件是 。上图中可以循环使用的物质有 。
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料 (写化学式)。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式: 。
答案 (1)r(H+)
(2)Mg2Si 熔融,电解 NH3,NH4Cl
(3)SiC
(4)2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O
19.(2014大纲全国,27,15分)A、B、D、E、F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。E+与D2-具有相同的电子数。A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题:
(1)A在周期表中的位置是 ,写出一种工业制备单质F的离子方程式 。
(2)B、D、E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为 ,其水溶液与F单质反应的化学方程式为 ;在产物中加入少量KI,反应后加入CCl4并振荡,有机层显 色。
(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表:
物质 组成和结构信息
a 含有A的二元离子化合物
b 含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1∶1
c 化学组成为BDF2
d 只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体
a的化学式为 ;b的化学式为 ;c的电子式为 ;d的晶体类型是 。
(4)由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过 键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为 。
答案 (1)第一周期ⅠA族 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑[或2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑](每空2分)
(2)纯碱(或苏打)(1分)
2Na2CO3+Cl2+H2O NaClO+NaCl+2NaHCO3(2分)
紫(1分)
(3)NaH(1分) Na2O2和Na2C2(2分) (1分) 金属晶体(1分)
(4)氢(1分) 正四面体(1分)
考点2 元素周期表和元素周期律
1.(2023全国甲,11,6分)W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等,WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是( )
A.原子半径:X>W
B.简单氢化物的沸点:X
D.Z的最高价含氧酸是弱酸
答案 C
2.(2023全国乙,10,6分)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成,溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构。下列叙述正确的是( )
A.X的常见化合价有-1、-2
B.原子半径大小为Y>X>W
C.YX的水合物具有两性
D.W单质只有4种同素异形体
答案 A
3.(2023湖南,6,3分)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>Z>W
B.原子半径:X
D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
答案 C
4.(2023浙江1月选考,10,3分)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。X的2s轨道全充满,Y的s能级电子数量是p能级的两倍,M是地壳中含量最多的元素,Q是纯碱中的一种元素。下列说法不正确的是( )
A.电负性:Z>X
B.最高正价:Z
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
答案 B
5.(2022广东,7,2分)甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示;戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是 ( )
A.原子半径:丁>戊>乙
B.非金属性:戊>丁>丙
C.甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
答案 C
6.(2022海南,5,2分)钠和钾是两种常见金属。下列说法正确的是 ( )
A.钠元素的第一电离能大于钾
B.基态钾原子价层电子轨道表示式为
C.钾能置换出NaCl溶液中的钠
D.钠元素与钾元素的原子序数相差18
答案 A
7.(2022海南,11,4分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、Y同周期并相邻,Y是组成水的元素之一,Z在同周期主族元素中金属性最强,W原子在同周期主族元素中原子半径最小。下列判断正确的是 ( )
A.XW3是非极性分子
B.简单氢化物沸点:X>Y
C.Y与Z形成的化合物是离子化合物
D.X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
答案 C
8.(2022河北,10,4分)两种化合物的结构如下,其中X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。下列说法错误的是 ( )
A.在两种化合物中,X、Y、Z、R、Q均满足最外层8电子稳定结构
B.X、Y、Z、R、Q中,R的非金属性及简单氢化物的稳定性均最强
C.将装有YZ2气体的透明密闭容器浸入冰水中,气体颜色变浅
D.Z的某种同素异形体在大气中的含量与环境污染密切相关
答案 A
9.(2022湖南,5,3分)科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示),X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是 ( )
A.原子半径:X>Y>Z
B.非金属性:Y>X>W
C.Z的单质具有较强的还原性
D.原子序数为82的元素与W位于同一主族
答案 C
10.(2022江苏,3,3分)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是 ( )
A.半径大小:r(Al3+)
C.电离能大小:I1(O)
11.(2022全国甲,12,6分)Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期,X、Y相邻,Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是( )
A.非金属性:X>Q
B.单质的熔点:X>Y
C.简单氢化物的沸点:Z>Q
D.最高价含氧酸的酸性:Z>Y
答案 D
12.(2022全国乙,11,6分)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是 ( )
A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体
B.最高价氧化物的水化物酸性:Y
D.500 ℃热分解后生成固体化合物X2Z3
答案 D
13.(2022浙江1月选考,16,2分)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W和Y同族,Y的原子序数是W的2倍,X是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是 ( )
A.非金属性:Y>W
B.XZ3是离子化合物
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.X与Y可形成化合物X2Y3
答案 D
14.(2022浙江6月选考,16,2分)X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数,YX3分子呈三角锥形,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族,Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是 ( )
A.X与Z形成的10电子微粒有2种
B.Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
C.M2Z与MQ的晶体类型不同
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
答案 B
15.(2020山东,3,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2,Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是( )
A.第一电离能:W>X>Y>Z
B.简单离子的还原性:Y>X>W
C.简单离子的半径:W>X>Y>Z
D.氢化物水溶液的酸性:Y>W
答案 C
16.(2020天津,8,3分)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是( )
元素 最高价氧化
物的水化物 X Y Z W
分子式 H3ZO4
0.1 mol·L-1溶液对应的 pH(25 ℃) 1.00 13.00 1.57 0.70
A.元素电负性:Z
17.(2020浙江7月选考,16,2分)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4价,Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族;化合物Z2X4的电子总数为18个;Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是( )
A.原子半径:Z
C.X2Z—ZX2易溶于水,其水溶液呈碱性
D.X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物
答案 D
18.(2019课标Ⅱ,9,6分)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
W
X Y Z
A.原子半径:W
C.气态氢化物热稳定性:Z
答案 D
19.(2019浙江4月选考,14,2分)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表,下列推断不合理的是( )
A.第35号元素的单质在常温常压下是液体
B.位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C.第84号元素的最高化合价是+7
D.第七周期0族元素的原子序数为118
答案 C
20.(2018课标Ⅰ,12,6分)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是( )
A.常温常压下X的单质为气态
B.Z的氢化物为离子化合物
C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D.W与Y具有相同的最高化合价
答案 B
21.(2018课标Ⅱ,10,6分)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体;Y的周期数是族序数的3倍;Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是( )
A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D.W的氧化物对应的水化物均为强酸
答案 A
22.(2018课标Ⅲ,13,6分)W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是( )
A.原子半径大小为W
C.Y2W2与ZW2均含有非极性共价键
D.标准状况下W的单质状态与X的相同
答案 D
23.(2018天津理综,2,6分)下列有关物质性质的比较,结论正确的是( )
A.溶解度:Na2CO3
24.(2018浙江4月选考,12,2分)四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,原子序数之和为48。下列说法不正确的是( )
A.原子半径(r)大小比较:r(X)>r(Y)
B.X和W可形成共价化合物XW3
C.W的非金属性比Z的强,所以W氢化物的沸点比Z的高
D.Z的最低价单核阴离子的失电子能力比Y的强
答案 C
25.(2018江苏单科,8,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层只有一个电子,Z位于元素周期表ⅢA族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)
B.由X、Y组成的化合物中均不含共价键
C.Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱
D.X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
答案 D
26.(2017课标Ⅰ,12,6分)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是( )
A.X的简单氢化物的热稳定性比W的强
B.Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构
C.Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红
D.Z与X属于同一主族,与Y属于同一周期
答案 C
27.(2017课标Ⅱ,9,6分)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同族。下列叙述正确的是( )
A.原子半径:d>c>b>a
B.4种元素中b的金属性最强
C.c的氧化物的水化物是强碱
D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
答案 B
28.(2017课标Ⅲ,12,6分)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是( )
W X
Y Z
A.氢化物沸点:W
C.化合物熔点:Y2X3
29.(2017天津理综,5,6分)根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是( )
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
答案 C
30.(2017江苏单科,5,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,Z是地壳中含量最多的元素,W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(X)
C.Y的单质的氧化性比Z的强
D.X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物
答案 D
31.(2016课标Ⅲ,12,6分)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:W
C.气态氢化物的热稳定性:W
答案 B
32.(2016浙江理综,9,6分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍,X、Y的核电荷数之比为3∶4。W-的最外层为8电子结构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是( )
A.X与Y能形成多种化合物,一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应
B.原子半径大小:X
C.化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键
D.Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂
答案 D
33.(2015课标Ⅰ,12,6分)W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( )
A.单质的沸点:W>X
B.阴离子的还原性:W>Z
C.氧化物的水化物的酸性:Y
答案 B
34.(2015课标Ⅱ,3,3分)原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a-的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c-和d+的电子层结构相同。下列叙述错误的是( )
A.元素的非金属性次序为c>b>a
B.a和其他3种元素均能形成共价化合物
C.d和其他3种元素均能形成离子化合物
D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
答案 B
35.(2015北京理综,7,6分)下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是( )
A.酸性:H2SO4>H3PO4
B.非金属性:Cl>Br
C.碱性:NaOH>Mg(OH)2
D.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
答案 D
36.(2015浙江理综,9,6分)下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,W元素原子的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是( )
X
Y Z W
T
A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增
B.Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在,它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增
C.YX2晶体熔化、液态WX3汽化均需克服分子间作用力
D.根据元素周期律,可以推测T元素的单质具有半导体特性,T2X3具有氧化性和还原性
答案 D
37.(2015重庆理综,2,6分)下列说法正确的是( )
A.I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性强
B.P的非金属性强于Si,H3PO4比H2SiO3的酸性强
C.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
D.SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
答案 B
38.(2015海南单科,12,4分)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,d的原子半径小于c。下列叙述错误的是( )
A.d元素的非金属性最强
B.它们均存在两种或两种以上的氧化物
C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物
D.b、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键
答案 D
39.(2015江苏单科,5,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子最外层有6个电子,Y是至今发现的非金属性最强的元素,Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置,W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是( )
A.原子最外层电子数由多到少的顺序:Y、X、W、Z
B.原子半径由大到小的顺序: W、Z、Y、X
C.元素非金属性由强到弱的顺序: Z、W、X
D.简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序: X、Y、W
答案 A
40.(2014课标Ⅰ,10,6分,0.672)X、Y、Z均为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是( )
A.原子最外层电子数:X>Y>Z B.单质沸点:X>Y>Z
C.离子半径:X2->Y+>Z- D.原子序数:X>Y>Z
答案 D
41.(2014山东理综,8,5分)根据原子结构及元素周期律的知识,下列推断正确的是( )
A.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B.核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C.Cl-、S2-、Ca2+、K+半径逐渐减小
DCl与Cl得电子能力相同
答案 D
42.(2020浙江7月选考,28,10分)Ⅰ.化合物X由四种短周期元素组成,加热X,可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y,Y为纯净物;取3.01 g X,用含HCl 0.060 0 mol的盐酸完全溶解得溶液A,将溶液A分成A1和A2两等份,完成如下实验(白色沉淀C可溶于NaOH溶液):
请回答:
(1)组成X的四种元素是N、H和 (填元素符号),X的化学式是 。
(2)溶液B通入过量CO2得到白色沉淀C的离子方程式是 。
(3)写出一个化合反应(用化学方程式或离子方程式表示) 。
要求同时满足:
①其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素;
②反应原理与“HCl+NH3 NH4Cl”相同。
Ⅱ.某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:烧瓶内有白雾,烧杯中出现白色沉淀。请回答:
(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是 。
(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是 。
答案 Ⅰ.(1)Al、Cl AlCl3NH3
(2)Al+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HC
(3)AlCl3+Cl-AlC或AlCl3+NH3AlCl3NH3
Ⅱ.(1)吸水或放热导致HCl挥发
(2)HCl气体会将H2SO4带出,与Ba(NO3)2作用生成BaSO4
43.(2019天津理综,7,14分)氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题:
(1)砷在元素周期表中的位置 。Mc的中子数为 。
已知:
P(s,白磷) P(s,黑磷) ΔH=-39.3 kJ·mol-1;
P(s,白磷) P(s,红磷) ΔH=-17.6 kJ·mol-1;
由此推知,其中最稳定的磷单质是 。
(2)氮和磷氢化物性质的比较:
热稳定性:NH3 PH3(填“>”或“<”)。
沸点:N2H4 P2H4(填“>”或“<”),判断依据是 。
(3)PH3和NH3与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似。下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是 (填序号)。
a.不能与NaOH反应
b.含离子键、共价键
c.能与水反应
(4)SbCl3能发生较强烈的水解,生成难溶的SbOCl,写出该反应的化学方程式 ,因此,配制SbCl3溶液应注意 。
(5)在1 L真空密闭容器中加入a mol PH4I固体,t ℃时发生如下反应:
PH4I(s) PH3(g)+HI(g) ①
4PH3(g) P4(g)+6H2(g) ②
2HI(g) H2(g)+I2(g) ③
达平衡时,体系中n(HI)=b mol,n(I2)=c mol,n(H2)=d mol,则t ℃时反应①的平衡常数K值为 (用字母表示)。
答案 (14分)(1)第四周期第ⅤA族 173 黑磷
(2)> > N2H4分子间存在氢键
(3)b、c
(4)SbCl3+H2O SbOCl↓+2HCl(“ ”写成“ ”亦可) 加盐酸,抑制水解
(5)(b+)b
44.(2016天津理综,7,14分)下表为元素周期表的一部分。
碳 氮 Y
X 硫 Z
回答下列问题:
(1)Z元素在周期表中的位置为 。
(2)表中元素原子半径最大的是(写元素符号) 。
(3)下列事实能说明Y元素的非金属性比S元素的非金属性强的是 。
a.Y单质与H2S溶液反应,溶液变浑浊
b.在氧化还原反应中,1 mol Y单质比1 mol S得电子多
c.Y和S两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高
(4)X与Z两元素的单质反应生成1 mol X的最高价化合物,恢复至室温,放热687 kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69 ℃和58 ℃。写出该反应的热化学方程式: 。
(5)碳与镁形成的1 mol化合物Q与水反应,生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烃,该烃分子中碳氢质量比为9∶1,烃的电子式为 。Q与水反应的化学方程式为 。
(6)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成的两种气体均由上表中两种元素组成,气体的相对分子质量都小于50。为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗1 L 2.2 mol·L-1 NaOH溶液和1 mol O2,则两种气体的分子式及物质的量分别为 ,生成硫酸铜物质的量为 。
答案 (1)第三周期,ⅦA族
(2)Si
(3)ac
(4)Si(s)+2Cl2(g) SiCl4(l) ΔH=-687 kJ·mol-1
(5)
Mg2C3+4H2O 2Mg(OH)2+C3H4↑
(6)NO 0.9 mol,NO2 1.3 mol 2 mol
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