辽宁省辽河油田第二高级中学2019届高三上学期期末考试化学试题
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高三期末考试
化学试卷
相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Na—23 S—32 Cl—35.5 P—31 Fe—56 Cu—64 N—14
一、选择题(本题共14道小题,每题3分,共42分,每题只有一个选择最符合题意)
1.《新修本草》是我国古代中药学著作之一,记载药物844种,其中有关于“青矾”的描述:“绛矾,本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃…烧之赤色…”据此推测,“青矾”的主要成分为( )
A. CuSO4·5H2O
B. FeSO4·7H2O
C. KAl(SO4)2·12H2O
D. Fe2(SO4)3·9H2O
【答案】B
【解析】
【分析】
“青矾”的描述为:“本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃…烧之赤色…”,青矾是绿色,经煅烧后,分解成粒度非常细而活性又很强的Fe203超细粉末为红色。
【详解】CuSO4·5H2O为蓝色晶体, FeSO4•7H2O是绿色晶体, KAl(SO4)2•12H2O是无色晶体,Fe2(SO4)3•9H2O为黄色晶体,所以判断“青矾”的主要成分为FeSO4•7H2O,故选B。
【点睛】本题考查了物质性质、物质颜色的掌握,掌握基础是解题关键,主要是亚铁盐和铁盐转化的颜色变化,信息理解是关键。
2.化学与生产、生活密切相关,下列有关说法正确的是( )
A. 水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
B. 根据稳定性可将分散系分为溶液、胶体和浊液
C. 高锰酸钾溶液、酒精、双氧水都能杀菌消毒,都利用了其强氧化性
D. 高纯度的硅单质可用于制作光导纤维
【答案】A
【解析】
【详解】A项、水玻璃是硅酸钠的水溶液,由于硅酸钠具有粘性、不易燃烧,所以水玻璃是生产硅胶、木材防火剂、粘合剂的原料,故A正确;
B项、根据分散质粒子直径的大小将分散系分为溶液、胶体和浊液,故B错误;
C项、用高锰酸钾溶液、双氧水的强氧化性进行杀菌消毒,酒精能使病毒中蛋白质发生变性,但酒精不具有强氧化性,故C错误;
D项、高纯度的硅单质广泛用于制作半导体,制光导纤维的材料为二氧化硅,故D错误。
故选A。
【点睛】题考查物质的性质及应用,侧重分析与应用能力的考查,注意元素化合物知识的应用,把握物质的性质、发生的反应、性质与用途为解答的关键。
3.设N A为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
A. 0.1 mol C2H6O分子中含C—H键的数目为0.5N A
B. 1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中含有的NH4+数目为0.1N A
C. 8.4 g NaHCO3和MgCO3的混合物中含有的阴离子数目为0.1N A
D. 标准状况下,2.24 L Cl2与过量NaOH溶液反应转移的电子数为0.2N A
【答案】C
【解析】
【详解】A项、C2H6O可能是乙醇,还可能为二甲醚,为乙醇时,0.1molC2H6O中含C—H键的数目为0.5N A;当为二甲醚时,0.1molC2H6O中含C—H键的数目为0.6N A,故A错误;
B项、NH4+离子在溶液中会水解,1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl中含有的NH4+个数小于0.1N A个,故B错误;
C项、NaHCO3和MgCO3的摩尔质量均为84g/mol,故8.4g混合物的物质的量为0.1mol,而NaHCO3由钠离子和碳酸氢根构成;MgCO3由镁离子和碳酸根构成,故8.4g混合物即0.1mol混合物中含有的阴离子个数为0.1N A个,故C正确;
D项、标况下2.24L氯气的物质的量为0.1mol,而氯气和碱的反应为歧化反应,故0.1mol氯气和过量氢氧化钠溶液反应后转移0.1N A个电子,故D错误。
故选C。
【点睛】本题考查了阿伏伽德罗常数的有关计算,熟练掌握公式的使用和物质的结构是解题关键,注意有机物的结构多样性,盐类水解的知识,歧化反应转移电子数目是易错点。
4.分子式为C7H6O2且属于芳香族化合物的同分异构体数目是( )
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
【答案】D
【解析】
试题分析:芳香族化合物的分子式为C7H6O2,说明分子中含有苯环,同碳原子数的一元酸、一
元酯、羟基醛为同分异构体,所以该物质有苯甲酸、甲酸苯酚酯、邻羟基醛、间羟基醛、对羟基醛,共5种;故选D.
考点:考查了同分异构体的书写的相关知识。
5.下列说法正确的是( )
A. 化合物的分子式为C13H9O4N2
B. 在碱性条件下,CH 3CO18OC2H5的水解产物是CH3COOH和C2H OH
C. 在一定条件下,乙酸、氨基乙酸、蛋白质均能与NaOH发生反应
D. 甲苯苯环上的一个氢原子被—C3H6Cl取代,形成的同分异构体有9种
【答案】C
【解析】
【详解】A项、结构简式中碳原子形成四个共价键,氮原子形成三个共价键,氧原子形成两个共价键,氢原子形成一个共价键,根据结构简式可知分子式为C13H10O4N2,故A错误;
B项、碱性条件下,酯水解生成酸式盐和醇,在酸性条件下酯水解生成羧酸和醇,则该物质在碱性条件下水解应该生成乙酸盐和C2H518OH,故B错误;
C项、含有羧基、酚羟基或肽键的物质在一定条件下能与NaOH反应,乙酸、氨基酸都含有羧基而蛋白质含有肽键,所以这几种物质都能与NaOH反应,故C正确;
D项、甲苯在苯环上甲基有邻、间、对三种不同的位置;—C3H6Cl有—CHClCH2CH3、—CH2CHClCH3、—CH2CH2CH2Cl、—CCl(CH3)2、—CH(CH3)CH2Cl五种不同的结构。
每种结构在苯环的甲基的邻位、间位、对位三种,五种结构一共有3×5=15种,故D错误。
故选C。
【点睛】本题考查有机物的结构与性质,侧重考查了有机物结构简式、有机物性质、官能团性质等,把握物质的性质、发生的反应及性质与用途为解答的关键。
6.下列实验操作或装置中的药品使用正确的是( )
A. 配制溶液
B. 证明非金属性强弱:C>
Si
C. 除去CO2中的HCl
D. 证明SO2的漂白性
【答案】C
【解析】
配制溶液时,液面离刻度线2-3cm时,用胶头滴管逐滴加入至与液面与刻度线相切,故A错误;浓硝酸具有挥发性,硝酸能与硅酸钠反应生成硅酸沉淀,故不能证明非金属性C>Si,故B错误;碳酸氢钠溶液能除去二氧化碳中的氯化氢,故C正确;二氧化硫使高锰酸钾溶液褪色,体现二氧化硫的还原性,故D错误。
7.利用如图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】D
【解析】
试题分析:A.浓盐酸容易挥发,生成的二氧化碳气体中混有氯化氢气体,氯化氢也能使Na2SiO3溶液变浑浊,不能说明碳酸的酸性比硅酸强,也不能说明非金属性: C>Si ,故A错误;B.电石与水反应生成的气体中往往混有硫化氢等杂质气体,也是溴水褪色,不能证明乙炔是否
可与溴发生加成反应,故B错误;C.浓硝酸常温下与铝发生钝化,没有气体放出,故C错误;
D.浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,二氧化硫具有还原性,能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D正确;故选D。
考点:考查了化学实验方案的设计与评价的相关知识。
8. 短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次递增,且在同一周期,四种元素原子的最外层电子数之和为19,X和Y元素原子的原子序数比6:7,X的最高正价是W的最低负价的绝对值的2倍。
下列说法正确的是
A. X单质可以通过铝热法获得
B. Y的氧化物是良好的半导体材料
C. Z的氢化物比W的氢化物更稳定
D. X的氧化物和Z的最高价氧化物化合的产物中有共价键和离子键
【答案】D
【解析】
试题分析:短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次递增,且在同一周期,X和Y元素原子的原子序数比为6:7,如果X的原子序数为6,则X、Y、Z和W的最外层电子数只能为4、5、6、7,四种元素原子的最外层电子数之和为22,而且X的最高正价是W的最低负价的绝对值的4倍,不符合题意;如果X的原子序数为12,X和Y元素原子的原子序数比为6:7,Y的原子序数应为14,由于X的最高正价是W的最低负价的绝对值的2倍,则W的原子序数为17,四种元素原子的最外层电子数之和为19,Z只能是16号元素,所以X、Y、Z和W以此为Mg、Si、S、Cl元素。
A、X为Mg元素,比Al活泼,不能用铝热法制取,故A错误;B、硅单质是良好的半导体材料,二氧化硅不是,故B错误;C、同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强,元素对应的氢化物的稳定性逐渐增强,则氯化氢的稳定性大于硫化氢,故C错误;D、X的最高价氧化物和Z的最高价氧化物化合的产物为硫酸镁,属于含氧酸盐,既含有离子键,又含有共价键,故D正确;故选D。
【考点定位】考查元素周期律与元素周期表
【名师点晴】本题考查原子结构和元素周期律的关系,正确推断元素的种类为解答该题的关键,注意物质的工业用途和化学键的类型。
1~20号元素的特殊的电子层结构可归纳为:(1)最外层有1个电子的元素:H、Li、Na、K;(2)最外层电子数等于次外层电子数的元素:Be、Ar;(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素:C;(4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素:O;(5)最外层电子数是内层电子数总数一半的元素:Li、P;(6)最外层电子数
是次外层电子数4倍的元素:Ne;(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:Li、Si;(8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素:Li、Mg;(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素Be、S;(10)电子层数与最外层电子数相等的元素:H、Be、Al。
9.用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。
下列说法正确的是( )
A. 放电时,甲电极反应为NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
B. 放电时,甲电极为正极,OH-移向乙电极
C. 电池放电时总反应为H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2
D. 充电时,电池的碳电极与直流电源的正极相连
【答案】C
【解析】
【分析】
放电时,该电池为原电池,甲电极为负极,H2在电极上放电,乙电极为正极,NiO(OH)在电极上放电;充电时,应将甲电极与外电源的负极相连作阴极,乙电极与外电源的正极相连作阳极。
【详解】A项、放电时,甲电极为负极,H2在电极上放电,电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,故A错误;
B项、放电时,甲电极为负极,电解质溶液中阴离子向负极移动,所以OH-向负极甲电极移动,故B错误;
C项、放电时,正极电极反应式为2NiO(OH)+2H2O+2e-═2Ni(OH)2+2OH-,负极电极反应式为:H2+2OH--2e-═2H2O,放电时总反应为H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2,故C正确;
D项、放电时,氢气在碳电极发生氧化反应,碳电极作负极,充电时,碳电极发生还原反应作阴极,应与电源的负极相连,故D错误。
故选C。
【点睛】本题考查二次电池,掌握二次电池中的原电池和电解池原理,注意结合电解质溶液的酸碱性书写电极反应式的书写是解答关键。
10.已知:pKa=-lgKa,25℃时,H2SO3的pK a1=1.85,pK a2=7.19。
用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定
20mL 0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲线如下图所示(曲线上的数字为pH)。
下列说法正确的是
A. a点所得溶液中:2c(HSO3-)+c(SO32-)=0.1mol/L
B. b点所得溶液中:c(H+)+c(SO32-)=c(OH-)+c(H2SO3)
C. c点所得溶液中:c(Na+)>3c(HSO3-)
D. e点所得溶液中:c(Na+)> c(SO32-)> c(H+)> c(OH-)
【答案】C
【解析】
A.用0.1mol•L-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol•L-1H2SO3溶液,a点溶液中溶质为H2SO3和NaHSO3,pH=1.85=pKa1,电离平衡常数表达式得到则c(H2SO3)=c(HSO3-),溶液体积大于20ml,a点所得溶液中:c(H2SO3)+c(SO32-)+c(HSO3-)=2c(H2SO3)+c(SO32-)<0.1 mol•L-1 ,故A错误;B.b点是用0.1mol•L-1NaOH溶液20ml滴定20mL0.1mol•L-1H2SO3溶液,恰好反应生成NaHSO3,溶液显酸性,溶液中电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+c(OH-)+2c(SO32-),物料守恒c(Na+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3),得到:c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-),故B错误;C.c 点pH=7.19=pKa2,依据平衡常数溶液显碱性,溶液中溶质主要为Na2SO3,SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-,
Kh==,c(OH-)=,带入计算得到:c(HSO3-)=c(SO32-),溶液中2n(Na)=3c(S),2c(Na+)=3[c(SO32-)+c(H2SO3)+c(HSO3-)]=3[c(H2SO3)+2c(HSO3-)],c(Na+)>3c(HSO3−),故C正确;D.加入氢氧化钠溶液40ml,NaOH溶液滴定20mL0.1mol•L-1H2SO3溶液恰好反应生成Na2SO3,Na2SO3水解显碱性,溶液中离子浓度c(OH-)> c(H+),故D错误;故选C。
点睛:本题考查了图象变化的分析,酸碱反应溶液酸碱性,盐类水解原理,电解质溶液中离子浓度大小的比较方法等知识。
解答本题要能够充分利用电解质溶液中的守恒关系,结合溶液的性质判断。
11.已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数见下表:
则下列有关说法正确的是( )
A. 等物质的量浓度的各溶液pH关系为:pH(Na2B)>pH(NaHB)>pH(NaA)
B. 将a mol·L-1的HA溶液与a mol·L-1的NaA溶液等体积混合,混合液中:c(Na+)>c(A-)
C. 向Na2B溶液中加入足量的HA溶液发生反应的离子方程式为:B2-+2HA===2A-+H2B
D. NaHB溶液中部分微粒浓度的大小为:c(Na+)>c(HB-)>c(B2-)>c(H2B)
【答案】D
【解析】
A. 由于酸性H2B >HA>HB-,使得水解程度HB-<A-<B2-,所以等物质的量浓度的各溶液pH关系为:PH(Na2B)>pH(NaA)>pH(NaHB),故A错误;
B. 因为K a K h=K w,K a=1.7×10-6,所以K a>K h,将a mol·L-1的HA溶液与a mol·L-1 的NaA溶液等体积混合,HA的电离程度大于NaA的水解程度,混合液中:C(A-)> C(Na+ ),故B错误;
C. 向Na2B溶液中加入足量的HA溶液发生反应的离子方程式为:B2-+HA==A- +HB-,故C错误;
D. 由于K1=1.3×10-3,NaHB的电离程度大于其水解程度,所以C(Na+)> C(HB-)> C(B2-)> C(H2B),故D正确。
故选D。
点睛:由25℃K a K h=K w=1×10-14和K a=1.7×10-6,可得K a>K h。
12.某酸性废水中可能含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、K+、CO32-、SO42-。
取废水样品分别进行如图所示①~④四个实验。
下列推断正确的是( )
A. 废水含有Na+,不含K+
B. 废水含有SO42-和CO32-
C. 废水不含Fe3+,可能含Fe2+
D. 废水一定含有Na+、Al3+、SO42-
【答案】D
根据已知废水为酸性,故和H+反应的离子不能与之共存,即CO32-不存在,根据溶液是电中性的,则SO42-一定存在,由实验①可得,焰色反应颜色为黄色,说明一定含有Na+,可能含有K+;实验②,加盐酸后再加BaCl2溶液有白色沉淀,也再一次说明含有SO42-;实验③加KSCN溶液,无明显现象,说明不含Fe3+;实验④,滴加NaOH溶液至过量,一开始无沉淀,后有沉淀,最后沉淀溶解,说明含有Al3+,不含有Fe2+和Mg2+,所以废水中肯定含有Na+、SO42-、Al3+,肯定不含CO32-、Fe2+、Mg2+、Fe3+,可能有K+,故选D。
13.一定温度下,在1 L恒容密闭容器中加入1 mol的N2(g)和3 mol H2(g)发生反应:N2(g)
+3H 2(g)2NH3(g) ΔH<0,NH3的物质的量与时间的关系如表所示,下列说法错误的是( )
A. 0~t1 min,v(NH3)=0.2/t1mol·L-1·m in-1
B. 升高温度,可使正反应速率减小,逆反应速率增大,故平衡逆向移动
C. N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能小于2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的活化能
D. t3 min时再加入1 mol的N2(g)和3 mol H2(g),反应达到新平衡时,c(N2)>0.85 mol·L-1【答案】B
【解析】
【分析】
由表格数据可知,t2 min时,反应达到平衡,平衡时NH3物质的量为0.3mol,N2物质的量为0.85 mol,H2物质的量为2.55mol。
【详解】A项、0~t1min内,NH3的浓度增大0.2mol/L,则v(NH3)=△c(N2)/△t=0.2mol/L/t1min=0.2/t1mol·L-1·min-1,故A正确;
B项、升高温度正逆反应速率均增大,化学平衡向吸热方向移动,由于该反应正方向为放热反应,所以平衡逆移,故B错误;
C项、△H=正反应的活化能-逆反应的活化能<0,所以正反应的活化能<逆反应的活化能,即N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能小于2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的活化能,故
D项、原来平衡时,生成氨气为0.3mol,消耗氮气为0.15mol,则剩余的氮气为0.85mol,再加入1mol的N2(g),平衡向正方向移动,由于可逆反应中反应物不能全部转化为生成物,所以加入的1mol的N2(g)不能全部反应,即后来平衡时氮气的物质的量大于0.85mol,则c(N2)>0.85mol•L-1,故D正确。
故选B。
【点睛】本题考查了化学平衡移动原理,涉及了化学平衡的有关计算、化学反应速率的计算、化学平衡移动,侧重于分析能力和计算能力的考查,注意把握反应的特点以及平衡的影响因素是解答关键。
14.用单质铁去除酸性水体中NO3-的原理如图所示,下列说法错误的是( )
A. 能量转化形式主要为化学能转化为电能
B. 电极材料分别为Fe和Fe3O4
C. 负极反应为NO3-+8e-+10H+===NH4++3H2O
D. 该原理的总反应可表示为NO3-+3Fe+2H++H2O===NH4++Fe3O4
【答案】C
【解析】
A.此为原电池,其能量转化形式主要为化学能转化为电能,故A正确;B.由图示可知负极为Fe,正极材料Fe3O4,故B正确;C.负极发生的反应为失电子的氧化反应,故C错误;D.该原电池的总反应可表示为NO3-+3Fe+2H++H2O= NH4+ +Fe3O4,故D正确;答案为C。
二、非选择题(本题共三小题,共43分)
15.氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂,在空气中迅速被氧化成绿色;见光则分解,变成褐色。
如图是工业上用制作印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)生产CuCl的流程:
根据以上信息回答下列问题:
(1)生产过程中X的化学式为________。
(2)写出产生CuCl的化学方程式:__________________________________________。
(3)在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO2气体,结合化学方程式和必要的文字说明理由_____________________________________________________
实际生产中SO2要适当过量,原因可能是_______________________________(答一点即可)。
(4)实验探究pH对CuCl产率的影响如下表所示:
析出CuCl晶体最佳pH为________,当pH较大时CuCl产率变低,原因是
________________________________________________________________________。
调节pH 时,________(填“能”或“不能”)用相同pH的硝酸代替硫酸,理由__________________。
(5)氯化亚铜的定量分析:
①称取样品0.25 g和过量的FeCl3溶液于锥形瓶中,充分溶解。
②用0.10 mol·L-1硫酸铈标准溶液滴定。
已知:CuCl+FeCl3===CuCl2+FeCl2、Fe2++Ce4+===Fe3++Ce3+。
三次平行实验结果如下(平行实验结果相差不能超过1%):
则样品中CuCl的纯度为________(结果保留三位有效数字)。
【答案】 (1). Fe (2). CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O===2CuCl↓+2H2SO4 (3). Cu+
2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,反应中生成的CuSO4和SO2为1∶1,生产CuCl的过程中消耗CuSO4和SO2的物质的量之比也为1∶1,所以理论上不需要补充SO2气体 (4). 提高Cu2+的还原速率,同时可以防止生成的Cu+被空气氧化 (5). 2 (6). Cu2+水解程度增大,反应生成CuCl减少,产率减小 (7). 不能 (8). 硝酸会与产品CuCl发生反应 (9).
95.5%
【解析】
【分析】
由流程图可知,向废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)中加入过量的铁粉,三价铁离子与铁粉反应转化为二价铁离子,铜离子与铁反应生成铜,然后过滤,滤渣为过量的铁和生成的铜,依据铜与铁活泼性,将滤渣溶于盐酸,铜与盐酸不反应,过滤得到滤渣即为铜,然后铜与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫,铜与氯气反应生成氯化铜,硫酸铜、二氧化硫、氯化铜反应生成氯化亚铜。
【详解】(1)印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)加入铁,三价铁离子能够原铁反应生成二价铁离子,铜离子能够与铁反应生成铜,过滤后滤渣中含有铜和铁,加入盐酸,铁与盐酸反应生成氯化亚铁,铜与盐酸不反应,将铜分离出来,故答案为:Fe;
(2)依据图示可知:CuCl2、CuSO4、SO2、H2O反应生成H2SO4、CuCl,产生CuCl的化学方程式依据得失电子守恒得到:CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4,故答案为:
CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4;
(3)依据图示可知:Cu+2 H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O反应中生成的CuSO4和 SO2为1:1,CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2 H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2也为1﹕1,所以理论上不需要补充SO2气体;SO2适当过量,可以提高Cu2+的还原速率,同时可以防止生成的Cu+被空气中氧气氧化,故答案为:Cu+2 H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O反应中生成的CuSO4和 SO2为1:1,CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2 H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2也为1﹕1,所以理论上不需要补充SO2气体;提高Cu2+的还原速率,同时可以防止生成的Cu+被空气氧化;
(4)依据图表CuCl产率可知pH=2产率最大为90%,当pH较大时CuCl产率变低,Cu2+水解程度增大,生成的氯化亚铜少;调节pH时,不能用具有强氧化性的硝酸替代硫酸,因为硝酸会将CuCl氧化,故答案为:2;pH较大时,Cu2+水解程度增大,反应生成CuCl减少,产率减小;硝酸会与产品CuCl发生反应;
(5)根据题目中所给数据及平行实验结果相差不能超过0.3%,滴定0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积是23.9ml,结合方程式可知:CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2,CuCl的纯度为
23.9×10-3L×0.1 mol•L-1×99.5g•mol-1/0.25g×100%=95%,故答案为:95%。
【点睛】本题考查化学工艺流程,涉及物质分离、物质制备、氧化还原反应、元素化合物性质和化学计算等知识点,注意CuCl性质特点,正确获取题干信息并灵活运用信息解答问题是解本题关键。
16.NCl3既可用于漂白,又可用于柠檬等水果的熏蒸处理。
已知:NCl3熔点为-40℃,沸点为70℃, 95℃以上易爆炸,有刺激性气味,在热水中易水解。
实验室可用Cl2和NH4Cl溶液反应制取NCl3。
某小组利用如图所示的装置制备NCl3,并探究NCl3的漂白性。
回答下列问题:
(1)仪器M中盛放的试剂为_________。
(2)各装置接口连接的顺序为__________(用小写字母表示)。
(3)当装置B的蒸馏烧瓶中出现较多油状液体后,关闭b处的活塞,应控制水浴加热的温度为_______,装置C的作用为_________。
(4)当装置D的锥形瓶内有较多黄色油状液体出现时,用干燥、洁净的玻璃棒蘸取该液体滴到干燥的红色石蕊试纸上,试纸不褪色;若取该液体滴入50~60℃的热水中,片刻后取该热水再滴到干燥的红色石蕊试纸上,则试纸先变蓝后褪色。
结合化学方程式解释该现象:
___________________。
(5)在pH=4时电解NH4Cl溶液也可以制得NCl3,然后利用空气流将产物带出电解槽。
电解池中产生NCl3的电极为_______(填“阴极”或“阳极”),该电极的电极反应式为________。
(6)NCl3可与NaClO2溶液反应制取ClO2气体,同时产生一种无污染的气体,该反应的化学方程式为__________________。
【答案】 (1). 浓盐酸 (2). a、b、c、e、f、d (3). 70~95℃ (4). 吸收尾气HCl并防止倒吸 (5). 在热水中发生的反应为NCl3+3H2O3HClO+NH3↑, NCl3本身无漂白性,但在热水中会水解生成NH3·H2O 使红色石蕊试纸变蓝,而生成的HClO又使其褪色(6). 阳极 (7). 3Cl-+NH4+-6e―=NCl3+4H+ (8). 2NCl3+6NaClO=6ClO2↑+6NaCl+N2↑
【解析】
(1)A装置制备氯气,因此仪器M中盛放的试剂为浓盐酸;(2)A装置制备氯气,制备的氯气中含有HCl、水蒸气,用饱和食盐水除去HCl,B装置中Cl2与NH4Cl水溶液在低温下反应得到NCl3,加热蒸馏,再冷凝收集NCl3,最后用氢氧化钠溶液吸收尾气,防止污染空气,故仪器接口连接的顺序为:a、b、c、e、f、d;(3)由于NCl3熔点为-40℃,沸点为70℃, 95℃以上易爆炸,有刺激性气味,在热水中易水解,所以应控制水浴加热的温度为70~95℃,氯气、氯化氢都能引起空气污染,不能直接排放,可以用氢氧化钠溶液吸收,所以装置C的作用为吸收尾气HCl并防止倒吸;(4)NCl3本身无漂白性,与水反应生成次氯酸和氨气,化学方程式:NCl3+3H2O3HClO+NH3↑,氨气与水反应生成一水合氨,一水合氨电离出氢氧根离子,溶液显碱性,使红色石蕊试纸变蓝,生成的HClO又使其漂白褪色;(5)在pH=4时电解NH4Cl溶液也可以制得NCl3,氮元素化合价从-3价升高到+3价,发生失去电子的氧化反应,则电解池中产生NCl3的电极为阳极,该电极的电极反应式为3Cl-+NH4+-6e-=NCl3+4H+。
(6)NCl3可与NaClO2溶液反应制取ClO2气体,同时产生一种无污染的气体,根据原子守恒可知该气体是氮气,反应的方程式为2NCl3+6NaClO=6ClO2↑+6NaCl+N2↑。
17.合理利用或转化NO2、SO2、CO、NO等污染性气体是人们共同关注的课题。
Ⅰ.某化学课外小组查阅资料后得知:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:
①2NO(g)⇌N2O2(g)(快) v1正=k1正·c2(NO),v1逆=k1逆·c(N2O2) ΔH1<0
②N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)(慢) v2正=k2正·c(N2O2)·c(O2),v2逆=k2逆·c2(NO2) ΔH2<0
请回答下列问题:
(1)反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的ΔH=________(用含ΔH1和ΔH2的式子表示)。
一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡状态,写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示平衡常数的表达式K=________。
(2)决定2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)反应速率的是反应②,反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1________E2(填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ.(3)反应N2O4(g)⇌2NO2(g),在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强有如下关系:
v(N2O4)=k1·p(N2O4),v(NO2)=k2·p2(NO2)。
其中k1、k2是与温度有关的常数。
一定温度下,
相应的速率与压强关系如图所示,在图中标出的点中,能表示该反应达到平衡状态的两个点
是____________________,理由是_________________________________________
(4)在25 ℃时,将a mol·L-1的氨水溶液与0.02 mol·L-1 HCl溶液等体积混合后溶液恰好
呈中性(忽略溶液混合后体积的变化),用含a的表达式表示25 ℃时NH3·H2O的电离常数K b
=____。
用质量分数为17%,密度为0.93 g·cm-3的氨水,配制200 mL a mol·L-1的氨水溶液,所需原氨水的体积V=________ mL。
(5)如图电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-。
物质A的化学式为__________,
阴极的电极反应式是_____________________________________________。
【答案】(1). △H1+△H2 (2). (3). < (4). BD (5). 图中只
有D点NO2的消耗速率是B点N2O4的消耗速率的2倍,所以表示达到化学平衡状态的点是BD (6). (2×10-9 )/(a-0.02) (7). 21.5a或200a/9.3或2000a/93 (8). H2SO4 (9). NO+6H++5e-=NH4++H2O
【解析】
Ⅰ.(1)①2NO(g)⇌N2O2(g);②N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g),而目标反应2NO(g)+O2(g)
⇌2NO2(g)的△H=①+②=△H1+△H2,由反应达平衡状态,所以v1正=v1逆、v2正=v2逆,所以v1正×v2
=v1逆×v2逆,即k1正c2(NO)×k2正c(N2O2)c(O2)=k1逆c(N2O2)×k2逆c2(NO2),则是
正
K=;
(2)因为决定2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)速率的是反应②,所以反应①的活化能E1远小于
反应②的活化能E2;
II .(3)满足平衡条件υ(NO2)=2υ(N2O4)即为平衡点,B、D点的压强之比等于其反应速
率之比为1:2,所以B、D为平衡点;
(3)反应后溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=0.01mol/L,c(NH3•H2O)=mol/L-c(NH4+)=mol/L,c(OH-)=10-7mol/L,则K b===(2×10-9 )/(a-0.02);设氨水的体
积为VmL,则根据稀释定律可知:V×0.93g·cm-3×17%=amol·L-1×0.2L,解得V=21.5a mL。
(4)NO得电子生成铵根,离子方程式为NO+5e-+6H+=NH4++H2O,为阴极反应,阳极上SO2失电子形成硫酸。
三、选做题(本题共两道小题,考试任选其中一道作答)
18.锡是大名鼎鼎的“五金”——金、银、铜、铁、锡之一,早在远古时代,人们便发现并使用了锡。
回答下列问题:
(1)锡是50号元素,在元素周期表中位于________区。
(2)SnO2是一种重要的半导体传感器材料,用来制备灵敏度高的气敏传感器,SnO2与熔融NaOH 反应生成Na2SnO3,Na2SnO3中阴离子的空间构型为________。
(3)比较下列卤化锡的熔点和沸点,分析其变化规律及原因
____________________________________
(4)汽车废气中常含有有毒的一氧化碳气体,但在二氧化锡的催化下,在300 ℃时,一氧化碳可大部分转化为二氧化碳。
C、O、Sn电负性由大至小的顺序是
__________________________________________。
(5)灰锡具有金刚石型结构,其中Sn原子的杂化方式为________,微粒之间存在的作用力是__________________________________。
(6)①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,如图为灰锡的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0),B为(1/2,0/1/2),则D为(1/4,___ ,___ )。
锡的配位数为________。
②已知灰锡的晶胞参数a=0.648 9 nm,其密度为______ g·cm-3(N A为6.02×1023 mol-1,不
必算出结果,写出简化后的计算式即可)。
【答案】 (1). p (2). 平面三角形 (3). SnCl4、SnBr4、SnI4熔沸点依次升高;原
因是它们分子结构相似,随相对分子质量增大,分子间相互作用力逐渐增强 (4). O>C>
Sn (5). sp3杂化 (6). 非极性共价键(或共价键) (7). 1/4 (8). 1/4 (9). 1 (10). 8×118.7/(6.02×648.93)×107
【解析】
【分析】
(1)锡的价电子排布式为5s25p2;
(2)SnO32—中Sn原子的价层电子对数为3,孤对电子数为0;
(3)SnCl4、SnBr4、SnI4均为分子晶体,结构相似的分子晶体,随着相对分子质量的增大,分
子间作用力依次增大;
(4)元素的非金属性越强,电负性越大;
(5)①由晶胞结构可知,A为与立方体的顶点、B位于面心、D位于体对角线的1/4处;
②晶胞中含有的Sn原子个数是8×1/8+6×1/2+4=8,依据公式计算晶胞的密度。
【详解】(1)锡是50号元素,位于周期表第五周期ⅣA族,价电子排布式为5s25p2,则在元
素周期表中位于p区,故答案为:p;
(2)SnO32—中Sn原子的价层电子对数为3,孤对电子数为0,则SnO32—中Sn原子为sp2杂化,SnO32—的空间构型为平面三角形,故答案为:平面三角形;
(3)由表格数据可知,SnCl4、SnBr4、SnI4均为分子晶体,熔沸点依次升高;结构相似的分子
晶体,随着相对分子质量的增大,分子间作用力依次增大,溶沸点依次增大,故答案为:nCl4、SnBr4、SnI4熔沸点依次升高;它们分子结构相似,随相对分子质量增大,分子间相互作用力
逐渐增强;
(4)元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性的强弱顺序为O>C>Sn,则电负性由大至
小的顺序为O>C>Sn,故答案为:O>C>Sn;
(5)由于灰锡具有金刚石型结构,则Sn原子的杂化方式为sp3杂化,由于灰锡由同一元素的。