山东省济南市2020┄2021届高考化学一模试卷Word 解析版
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山东省济南市2021年高考化学一模试卷
一、选择题(本题包括13小题,每小题5分,共65分.每小题只有一个选项符合题意)
1.下列各项中,左、右两边说明的逻辑关系正确的是()
A乙烯使溴水褪色
苯使溴水褪色
均发生了加成反应
B用pH试纸测定某盐酸的pH
用红色石蕊试纸检验某气体为氨气
试纸均需要蒸馏水湿润
C MnO2与浓盐酸反应制备Cl2
CaCO3与稀盐酸反应制备CO2
均发生氧化还原反应
D淀粉在酶的作用下生成葡萄糖
蛋白质在酶的作用下生成氨基酸
均发生了水解反应
A.A B.B C.C D.D
考
点:
取代反应与加成反应;氧化还原反应.
分析:A.苯分子中的碳碳键为一种独特键,不存在碳碳双键,不能发生加成反应;B.使用pH试纸测定溶液的pH时,不能用蒸馏水湿润;
C.碳酸钙与稀盐酸的反应为复分解反应,不属于氧化还原反应;
D.淀粉变成葡萄糖、蛋白质变成氨基酸的反应都是水解反应.
解答:解:A.乙烯与溴发生加成反应,而苯与溴发生了萃取现象,不是加成反应,故A 错误;
B.用蒸馏水湿润后,盐酸的浓度减小,则测定的其pH增大,影响了测定结果,故B错误;
C.浓盐酸与二氧化锰发生氧化还原反应生成氯气,而碳酸钙与稀盐酸的反应为复分解反应,故C错误;
D.淀粉在酶的作用下发生水解反应生成葡萄糖,蛋白质在酶的作用下发生水解反应生成氨基酸,故D正确;
故选D.
点评:本题考查了有机反应类型、氧化还原反应的判断、pH试纸的使用方法等知识,题目难度中等,注意掌握常见有机反应类型及判断方法,明确pH试纸的正确使用方法,为易错点.
2.(5分)(2015•济南一模)下列选项中,为完成相应实验,所用仪器或相关操作合理的是()
A B C D
海水蒸馏得到淡水测量Cl2的体积过滤用NaOH标准溶液滴定锥形
瓶中的盐酸
A.A B.B C.C D.D
考
点:
化学实验方案的评价;实验装置综合.
分析:A.海水淡化,利用水的沸点低,选择蒸馏法;
B.氯气不溶于食盐水,可排饱和食盐水测定其体积;
C.过滤需要引流;
D.NaOH标准溶液滴定锥形瓶中的盐酸,NaOH溶液应盛放在碱式滴定管中.
解答:解:A.海水淡化,利用水的沸点低,选择蒸馏法,而图中冷水的方向不合理,应下进上出,故A错误;
B.氯气不溶于食盐水,可排饱和食盐水测定其体积,则图中装置可测定气体的体积,故B正确;
C.过滤需要玻璃棒引流,图中缺少玻璃棒,故C错误;
D.NaOH标准溶液滴定锥形瓶中的盐酸,NaOH溶液应盛放在碱式滴定管中,仪器的使用不合理,故D错误;
故选B.
点评:本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、混合物分离提纯操作、中和滴定等为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大.
3.(5分)(2015•济南一模)短周期元素Q、W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示,其中只有Z为金属元素.则下列说法中,正确的是()
A.W、X两种元素在自然界中都存在相应的单质
B.Q、Y分别与活泼金属元素形成的化合物中仅含离子键C.Y、Z分别形成的简单离子中,前者的半径较大
D.X、Z的最高价氧化物对应的水化物之间容易相互发生反应
考
点:
原子结构与元素的性质.
分析:根据元素所在周期表中的位置可知,X为C元素,Y为O元素,Z为Al元素,W 为Si元素,Q为Cl元素,结合元素周期律的递变规律解答该题.
解答:解:由元素所在周期表中的位置可知,X为C元素,Y为O元素,Z为Al元素,W 为Si元素,Q为Cl元素.
A.W为Si元素,X为C元素,C在自然界中存在单质,Si为亲氧元素,在自然界中全部以化合态存在,故A错误;
B.Y为O元素,Q为Cl元素,O与活泼金属形成的化合物中可以含有共价键,如过氧化钠中存在离子键和共价键,故B错误;
C.电子排布相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,则O、Al分别形成的简单离子中,前者的半径较大,故C正确;
D.X为C元素,Z为Al元素,C的最高价氧化物的水化物为弱酸,与氢氧化铝不反应,故D错误.
故选C.
点评:本题考查位置结构性质的相互关系及应用,为高频考点,题目难度中等,注意掌握元素周期表的结构和元素周期律的递变规律.
4.(5分)(2015•济南一模)如图是甲、乙两种重要的有机合成原料.下列有关说法
中,不正确的是()
A.甲与乙互为同分异构体
B.甲与乙都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
C.在一定条件下,甲与乙均能发生取代反应
D.甲与乙都能与金属钠反应产生氢气
考
点:
有机物的结构和性质.
分析:甲中含有碳碳双键和羧基,具有烯烃和羧酸的性质,乙中含有碳碳双键和酯基,具有烯烃和酯的性质,据此分析解答.
解答:解:A.甲、乙分子式相同但结构不同,属于同分异构体,故A正确;
B.甲、乙中都含有碳碳双键,都能和溴发生加成反应,故B正确;
C.甲中含有羧基、乙中含有酯基,所以一定条件下二者都能发生取代反应,故C 正确;
D.甲中含有羧基,能和钠反应生成氢气,乙中不含羧基或羟基,不能和钠反应,故D错误;
故选D.
点评:本题考查有机物结构和性质,明确官能团与性质关系是解本题关键,熟练掌握常见官能团的性质,题目难度不大.
5.(5分)(2015•济南一模)下列关于反应4Li+2SOC12═4LiCl+S+SO2的叙述中,不正确的是()
A.S OCl2是氧化剂,Li是还原剂
B.2 mol SOCl2参加反应,共转移4 mol电子
C.将该反应设计成电池,SOCl2在正极发生反应
D.若将该反应设计成电池,可用稀硫酸作电解质溶液
考
点:
氧化还原反应.
分析:4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2反应中,Li的化合价升高,作还原剂,S元素的化合价降低,作氧化剂,每生成1mol SO2转移4mol电子,将该反应设计成电池,负极为锂,SOCl2在正极发生反应,据此分析;
解答:解:A.Li的化合价升高,作还原剂,SOCl2中S元素的化合价降低,作氧化剂,故A正确;
B、反应4Li+2SOCl2═4LiCl+S+SO2中,每生成1mol SO2转移4mol电子,则2 mol SOCl2参加反应,共转移4 mol电子,故B正确;
C、将该反应设计成电池,正极电极反应式为2SOCl2+4e﹣=4Cl﹣+S+SO2,则SOCl2在正极发生反应,故C正确;
D、由于Li和SOCl2都易与水反应,电解池应为非水电解质,故D错误.
故选:D;
点评:本题考查了氧化还原反应、原电池原理,侧重于基础知识的考查,注意根据氧化还原反应中元素化合价的变化分析,题目难度不大
6.(5分)(2015•济南一模)在下列各反应的离子方程式书写中,正确的是()A.将Na2O2放入水中发生的反应:Na2O2+2H2O=2Na++2OH﹣+O2↑
B.除去CuSO4溶液中的Fe3+:2 Fe3++3Cu=2Fe+3Cu2+
C.在KOH溶液中,甲烷﹣氧气燃料电池放电时的反应:CH4+2O2+2OH﹣=CO32﹣+3H2O
D.电解饱和食盐水制备H
2和Cl2:2Cl﹣+2H+Cl2↑+H2↑
考
点:
离子方程式的书写.
分析:A.原子个数不守恒;
B.不符合反应客观事实;
C.碱性甲烷燃料电池,反应生成碳酸钾和水;D.电极饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气.
解答:解:A.将Na2O2放入水中发生的反应:2Na2O2+2H2O=4Na++4OH﹣+O2↑,故A错误;
B.除去CuSO4溶液中的Fe3+:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故B错误;
C.碱性甲烷燃料电池,离子方程式:CH4+2O2+2OH﹣=CO32﹣+3H2O,故C正确;
D.电解饱和食盐水制备H2和Cl2:2Cl﹣+2H20Cl2↑+H2↑+2OH﹣,故D
错误;
故选:C.
点评:本题考查了离子方程式的书写,明确反应实质是解题关键,燃料电池离子方程式应应注意电解质溶液,题目难度不大.
7.(5分)(2015•济南一模)水的电离平衡曲线如图所示,下列说法中,正确的是()
A.图中A、B、D三点处Kw的大小关系:B>A>D
B.25℃时,向pH=1的稀硫酸中逐滴加入pH=8的稀氨水,溶液中c(NH4+)/c (NH3•H2O)的值逐渐减小
C.在25℃时,保持温度不变,在水中加人适量NH4Cl固体,体系可从A点变化到C点D.A点所对应的溶液中,可同时大量存在Na+、Fe3+、Cl﹣、S042﹣
考
点:
离子积常数;水的电离.
分析:A、A、D都处于25℃时,Kw相等,然后比较B、A两点的c(H+)和c(OH﹣)的大小,依次比较Kw的大小;
B、根据氨水和硫酸之间的反应来回答;
C、从A点到C点c(H+)和c(OH﹣)的变化以及Kw只受温度影响来分析;
D、A点的溶液显示中性,根据铁离子的水解程度来判断.
解答:解:A、AD都处于25℃时,Kw相等,c(H+)和c(OH﹣)越大,Kw越大,故B>C>A=D,故A错误;
B、25℃时,向pH=1的稀硫酸中逐滴加入pH=8的稀氨水,会发生反应得到硫酸铵溶液,随着氨水的逐渐滴入,氨水的电离程度大于铵根离子的水解程度,所以铵根离子浓度减小,氨水浓度增大,即溶液中c(NH4+)/c(NH3•H2O)的值逐渐减小,故B正确;
C、温度不变,Kw不变,向水中加入氯化铵固体,溶液中c(OH﹣)变大,c
(H+)变大,溶液显示酸性,氢离子浓度大于氢氧根浓度,故C错误;
D、A点所对应的溶液中,pH=7,但是,铁离子的水解导致不能大量共存,故D错误;
故选B.
点评:本题考查水的电离平衡移动问题,结合图象判断并分析溶液在不同温度下的Kw,做题时注意根据图象比较c(H+)和c(OH﹣)的大小是做题的关键.
二、解答题(共3小题,满分53分)
8.(17分)(2015•济南一模)二氧化硫为重要的含硫化合物,是形成酸雨的主要污染物之一.
(1)在实验室中,若用70%的硫酸溶液和亚硫酸钠粉末反应制取二氧化硫,并要求方便控制反应速率,可选用如图所示气体发生装置中的 a (填下列序号字母).
(2)SO2经催化氧化可生成SO3,该反应的热化学方程式为:
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=a kJ•mol﹣1
在T1℃时,将2mol SO2、1mol O2充入容积为2L的密闭容器A中,充分反应并达到平衡,此过程中放出热量98.3kJ,测得SO2的平衡转化率为50%,则a= ﹣196.6 ,T1℃时,上述反应的平衡常数K1= 4 L•mol﹣1.若将初始温度为T1℃的2mol SO2和1molO2充入容积为2L的绝热密闭容器B中,充分反应,在T2℃时达到平衡,在此温度时上述反应的平衡常数为K2.则K1> K2(填“>”、“<”或“=”).
(3)某热电厂上空大气中所含二氧化硫严重超标,现对该区域雨水样品进行探究.首先用pH试纸测定雨水样品的pH,操作方法为取一条试纸放在干燥洁净的表面皿(或玻璃片)上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取雨水样品点在试纸上,待变色后立即对照标准比色卡读数,测得样品pH约为3;为进一步探究由SO3所形成酸雨的性质,将一定量的SO2通入蒸馏水中,配成pH为3的溶液,然后将溶液分为A、B两份,向A中加入适量的NaOH固体,使溶液恰好呈中性(不考虑氧化性物质和其它酸性物质的影响),则此中性溶液中离子的浓度间存在的关系式为:[Na+]= 2[SO32﹣]+[HSO3﹣] ;将溶液B久置于空气中,与久置前相比,久置后的溶液B中水的电离程度将减小(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)工业上常用如图所示的流程处理工业尾气中的SO2:
上述流程中有一种物质可以再生循环利用,该物质再生的化学方程式为Na2SO3+Ca (OH)2=CaSO3↓+2NaOH.
考点:性质实验方案的设计;化学平衡的计算;物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
专
题:
实验设计题;元素及其化合物.
分析:(1)用硫酸和亚硫酸钠制取SO2的试剂为固态和液态,反应条件不需加热,可通过控制添加硫酸的速率来控制反应速率;
(2)测得SO2的平衡转化率为50%,可知反应的SO2物质的量为1mol,此过程中放出热量98.3kJ,可知2molSO2参加反应放出的热量,以此计算a值;
计算出平衡时各物质的浓度,可计算平衡常数;
若将初始温度为T1℃的2mol SO2和1molO2充入容积为2L的绝热密闭容器B 中,因正反应放热,则体系温度升高,升高温度平衡逆向移动;
(3)测定pH,可用玻璃棒蘸取溶液,然后与比色卡对比;
向A中加入适量的NaOH固体,使溶液恰好呈中性,根据电荷守恒判断离子关系;将溶液B久置于空气中,亚硫酸被氧化生成硫酸,溶液酸性增强;
(4)可循环利用的为NaOH,可用亚硫酸钠与氢氧化钙反应生成.
解答:解:(1)用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,由于反应不需要加热,排除装置c;由于亚硫酸钠是细小颗粒,易溶于水,不可选用装置bd,故可选用的发生装置是a,
故答案为:a;
(2)测得SO2的平衡转化率为50%,可知反应的SO2物质的量为1mol,此过程中放出热量98.3kJ,可知2molSO2参加反应放出的热量为196.6,则a=﹣196.6,
平衡时:c(SO2)=0.5mol/L,c(O2)=0.5mol/L,c(SO3)=0.25mol/L,
K===4,
若将初始温度为T1℃的2mol SO2和1molO2充入容积为2L的绝热密闭容器B 中,因正反应放热,则体系温度升高,升高温度平衡逆向移动,则平衡常数减小,故答案为:﹣196.6;4;>;
(3)测定pH,可用玻璃棒蘸取溶液,然后与比色卡对比,操作方法为取一条试纸放在干燥洁净的表面皿(或玻璃片)上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取雨水样品点在试纸上,待变色后立即对照标准比色卡读数,
向A中加入适量的NaOH固体,使溶液恰好呈中性,溶液中存在
[Na+]+[H+]=2[SO32﹣]+[HSO3﹣]+[OH﹣],则[Na+]=2[SO32﹣]+[HSO3﹣],
将溶液B久置于空气中,亚硫酸被氧化生成硫酸,溶液酸性增强,则水的电离程度减小,
故答案为:取一条试纸放在干燥洁净的表面皿(或玻璃片)上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取雨水样品点在试纸上,待变色后立即对照标准比色卡读数;2[SO32
﹣]+[HSO3﹣];减小;
(4)可循环利用的为NaOH,可用亚硫酸钠与氢氧化钙反应生成,反应的方程式为Na2SO3+Ca(OH)2=CaSO3↓+2NaOH,故答案为:Na2SO3+Ca(OH)
2=CaSO3↓+2NaOH.
点评:本题考查较为综合,涉及物质的性质,分离以及化学平衡的计算等问题,为高考常见题型,侧重于学生的分析、计算和实验能力的考查,注意把握平衡常数的计算以及平衡移动的影响,难度中等.
9.(16分)(2015•济南一模)钢厂酸洗废液(成分如表所示)在工业生产中还具有很多用途.
成份浓度/(mol•L﹣
1)
质量分数
HCl FeCl2 FeCl3﹣﹣
1.920
0.071
5.00%
8.94%
0.33%
(1)欲检验该酸洗废液中含有的少量Fe3+,最宜选用的试剂是KSCN 溶液;为检验其中的Fe2+,某同学设计了如下实验:取该酸洗废液少许加入试管中,滴入几滴酸性KMnO4溶液后发现紫色消失.该同学得出结论:该溶液中含有Fe2+.大家认为该同学的实验设计不合理,理由是酸性KMnO4溶液会氧化Cl﹣,导致紫色消失,2MnO4﹣
+10Cl﹣+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O (用必要的文字和离子方程式解释).
(2)采用石墨作电极电解上述酸洗废液时,初始阶段,阳极板上有气泡生成,此时与该现象有关的阳极电极反应式为2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑;向上述酸洗废液中加入KOH溶液中和后,在合适的电压下电解,可在阳(填“阴”或“阳”)极生成高铁酸钾
(K2FeO4).
(3)利用上述酸洗废液、含铝矿石(主要成分为Al2O3、Fe2O3和SiO2)以及新制的硅酸(活化硅酸),制备聚硅酸氯化铝铁絮凝剂(简称PAFSC),具体方法如图1:
①适当调高滤液A的pH,Al3+和Fe3+转化为沉淀,原因是调高溶液pH,溶液中[OH ﹣]增大,从而使Al(OH)3和Fe(OH)3的Qc大于其Ksp;(或调高溶液pH,溶液中[OH﹣]增大,从而使Al(OH)3和Fe(OH)3的沉淀溶解平衡向沉淀方向移动)(请用沉淀溶解平衡的理论解释).
②PAFSC絮凝剂净化水的过程中,Al3+参与反应的离子方程式为Al3++3H2O=Al (OH)3(胶体)+3H+.
③25℃时,PAFSC的除浊效果随溶液pH的变化如图2所示(图中的NTU为浊度单位),则在下列pH范围中,PAFSC除浊效果最佳的是 b (填下列序号字母).a.4~5 b.5~7 c.7~8d.8~9
25℃时,pH>7且随pH增大,PAFSC的除浊效果明显变差,原因是碱性增强,使胶体发生了聚沉现象.
考点:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;电解原理;二价Fe离子和三价Fe离子的检验.
分析:(1)可用KSCN检验Fe3+,Fe2+和Cl﹣都可被酸性高锰酸钾氧化;
(2)采用石墨作电极电解上述酸洗废液时,初始阶段,阳极板上有气泡生成,应生成氯气,向上述酸洗废液中加入KOH溶液中和后,生成K2FeO4,Fe元素被氧化,应为阳极反应;
(3)含铝矿石加入酸,然后过滤可除去SiO2,滤液中含有Al3+、Fe3+,适当调高
滤液A的pH,Al3+和Fe3+转化为沉淀,然后加入酸溶解,与活化硅酸反应,并加入氢氧化钠调节pH,充分搅拌可得聚硅酸氯化铝铁絮凝剂.
①适当调高滤液A的pH,可增大溶液中[OH﹣],有利于平衡向生成沉淀的方向移动;
②PAFSC絮凝剂净化水的过程中,Al3+水解生成氢氧化铝胶体;
③由图象可知pH介于5~7时剩余浊度较低,除浊效果较好,pH>7且随pH增大,PAFSC的除浊效果明显变差,说明胶体吸附能力减弱,可能发生聚沉.
解答:解:(1)可用KSCN检验Fe3+,Fe2+和Cl﹣都可被酸性高锰酸钾氧化,发生
2MnO4﹣+10Cl﹣+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,导致紫色消失,
故答案为:KSCN;酸性KMnO4溶液会氧化Cl﹣,导致紫色消失,2MnO4﹣+10Cl ﹣+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
(2)采用石墨作电极电解上述酸洗废液时,初始阶段,阳极板上有气泡生成,应生成氯气,电极方程式为2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑,向上述酸洗废液中加入KOH溶液中和后,生成K2FeO4,Fe元素被氧化,应为阳极反应,
故答案为:2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑;阳;
(3)含铝矿石加入酸,然后过滤可除去SiO2,滤液中含有Al3+、Fe3+,适当调高滤液A的pH,Al3+和Fe3+转化为沉淀,然后加入酸溶解,与活化硅酸反应,并加入氢氧化钠调节pH,充分搅拌可得聚硅酸氯化铝铁絮凝剂.
①适当调高滤液A的pH,可增大溶液中[OH﹣],Al(OH)3和Fe(OH)3的Qc 大于其Ksp,从而使Al(OH)3和Fe(OH)3的沉淀溶解平衡向沉淀方向移动),
故答案为:调高溶液pH,溶液中[OH﹣]增大,从而使Al(OH)3和Fe(OH)3的Qc大于其Ksp;(或调高溶液pH,溶液中[OH﹣]增大,从而使Al(OH)3和Fe (OH)3的沉淀溶解平衡向沉淀方向移动);
②PAFSC絮凝剂净化水的过程中,Al3+水解生成氢氧化铝胶体,离子方程式为
Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+,
故答案为:Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+;
③由图象可知pH介于5~7时剩余浊度较低,除浊效果较好,pH>7且随pH增大,PAFSC的除浊效果明显变差,说明胶体吸附能力减弱,可能发生聚沉,
故答案为:b;聚沉.
点评:本题综合考查物质的分离、提纯以及实验方案的设计,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,难度中等.
10.(20分)(2015•济南一模)某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得到HNO3和NH4NO3的过程,NH3的转化过程如图1所示.
甲、乙两同学分别按图2所示装置进行实验.
用于A、B装置中的可选药品:浓氨水、30%H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2(1)仪器a的名称是长颈漏斗,装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为
2H2O22H2O+O2↑.装置E有多种作用,下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中,不正确的是 d (填下列序号字母).
a.使氨气和氧气充分混合
b.控制通入氨气和氧气的体积比
c.平衡装置内的压强
d.锥形瓶内液体是饱和食盐水
(2)甲同学先点燃酒精灯,再打开K1、K2、K3、K4,反应一段时间后,他认为成功模拟了过程Ⅱ的反应,原因是其观察到(G处圆底烧瓶中)有红棕色气体产生(填支持其观点的实验现象);甲同学进行的实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后,H中的溶液变成蓝色,则其中铜片所参与反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3﹣
=3Cu2++2NO↑+4H2O ,若制得的氨气仅按I→Ⅱ→III的顺序完全转化为硝酸,欲使H 装置中所得溶液为纯净的CuSO4溶液(忽略Cu2+的水解),理论上所需氨气在标准状况下的体积为 2.24 L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置);从所得CuSO4溶液中得到CuSO4•5H2O晶体的法是将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.
(3)乙同学为模拟过程IV的反应,在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作,使G处圆底烧瓶中产生大量白烟,你认为这项操作是 a (填下列序号字母).
a.关闭K3并熄灭酒精灯
b.关闭K4并熄灭酒精灯
c.关闭K3、K4并熄灭酒精灯
(4)丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷,你认为该设计缺陷是缺少尾气处理装置.
考
点:
制备实验方案的设计.
分析:A、B分别用于制备氧气和氨气,由装置可知A应用于制备氧气,C为干燥装置,可为浓硫酸,B为制备氨气装置,可用浓氨水和NaOH固体制备,D为干燥氨气装置,在F中发生氧化还原反应生成NO,G中可生成二氧化氮气体,二氧化氮和水在H中反应生成硝酸,可氧化铜,生成的NO不能直接排放到空气中,应有尾气处理装置.
(1)由装置图可知a为长颈漏斗,装置A用于制备氧气,可由过氧化氢在二氧化锰催化作用下制备,E可用于混合物氧气和氨气,因氨气易溶于水,注意不能用水溶液;
(2)成功模拟了过程Ⅱ的反应,说明生成二氧化氮气体,颜色为红棕色,H中的溶液变成蓝色,说明硝酸氧化铜生成铜离子,欲使H装置中所得溶液为纯净的CuSO4溶液,根据硫酸的物质的量可确定被氧化的铜的物质的量,结合N原子守恒计算消耗硝酸的物质的量,进而计算氨气的物质的量和体积;从所得CuSO4溶液中得到
CuSO4•5H2O晶体,可经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作;(3)使G处圆底烧瓶中产生大量白烟,应通入氨气和硝酸反应;
(4)装置缺少尾气处理.
解答:解:A、B分别用于制备氧气和氨气,由装置可知A应用于制备氧气,C为干燥装置,可为浓硫酸,B为制备氨气装置,可用浓氨水和NaOH固体制备,D为干燥氨气装置,在F中发生氧化还原反应生成NO,G中可生成二氧化氮气体,二氧化氮和水在H中反应生成硝酸,可氧化铜,生成的NO不能直接排放到空气中,应有尾气处理装置.
(1)由装置图可知a为长颈漏斗,装置A用于制备氧气,可由过氧化氢在二氧化
锰催化作用下制备,反应的方程式为2H2O22H2O+O2↑,E可用于混合物
氧气和氨气,控制通入氨气和氧气的体积比、平衡装置内的压强,因氨气易溶于水,则不能用水溶液,
故答案为:长颈漏斗;2H2O22H2O+O2↑;d;
(2)成功模拟了过程Ⅱ的反应,说明生成二氧化氮气体,颜色为红棕色,H中的溶液变成蓝色,说明硝酸氧化铜生成铜离子,反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O,n(H2SO4)=0.15L×1mol/L=0.15mol,则n (CuSO4)=0.15mol,需要0.15molCu,则由3Cu+8H++2NO3﹣
=3Cu2++2NO↑+4H2O可知需要0.1molHNO3,由N原子守恒可知需要0.1mol 氨气,体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L,
从所得CuSO4溶液中得到CuSO4•5H2O晶体,可经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作;
故答案为:(G处圆底烧瓶中)有红棕色气体产生;3Cu+8H++2NO3﹣
=3Cu2++2NO↑+4H2O;2.24L;蒸发浓缩、冷却结晶;
(3)使G处圆底烧瓶中产生大量白烟,应通入氨气和硝酸反应,因A制备氧气,B 制备氨气,则关闭K3并熄灭酒精灯,故答案为:a;
(4)最后生成的NO不能直接排放到空气中,为防止污染空气,应有尾气处理装置,故答案为:缺少尾气处理装置.
点评:本题考查了氨气制备及化学性质,为高考常见题型,题目难度中等,注意掌握氨气的制备原理及具有的化学性质,根据题干信息明确实验目的及反应原理为解答关键,试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学实验能力.
【选做部分】【化学--化学与技术】
11.(12分)(2015•济南一模)黄铜矿在我国储量丰富,主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部中条山地区、甘肃的河西走廊以及西藏高原等.这种铜矿石所含
主要成分为CuFeS2,某企业以其为原料炼制精铜的工艺流程示意图如下:
请回答下列问题:
(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到l000℃,矿砂与空气反应生成冰铜(由Cu2S和FeS互相熔合而成)和大气污染物A,该过程中发生主要反应的化学方程式为2CuFeS2+O2 Cu2S+2FeS+SO2;A可用于海水提溴,在粗溴提纯环节中,A参与反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr ;利用反射炉中产生的矿渣可生产一种良好的无机高分子絮凝剂﹣﹣聚硅酸铁,其具有净水作用.将下列各项中物质加入水中后,不具有类似聚硅酸铁的净水作用的是 b (填下列序号字母)a.明矾 b.硫酸镁 c.硫酸铁 d.硫酸铝
(2)冰铜所含铜元素的质量分数为20%~50%.转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼.冰铜中的部分Cu2S被氧化成Cu2O,生成的Cu2O再与Cu2S反应,得到粗铜,用一个反应的化学方程式表示利用冰铜生产粗铜的过程
3Cu2S+3O2 6Cu+3SO2,利用这种工艺生产2t含铜量为98%的粗铜,至少需要铜元素含量为40%的冰铜 4.9 t.
(3)以CuSO4溶液为电解液,电解精炼铜(粗铜中含Fe、Ag、Pt、Au等杂质).下列说法中,正确的是bd (填下列序号字母).
a.电能全部转化为化学能
b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.电解液中Cu2+向阳极移动
d.从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属.
考物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.。