高三5月联考理综化学试题(答案解析)
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江西八所重点中学【精品】高三5月联考理综化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关,下列说法错误的是( ) A.唐代《真元妙道要略》中有云“以硫磺、雄黄合硝石并蜜烧之,焰起烧手、面及屋舍者”,描述了黑火药制作过程
B.食盐加碘能预防地方性甲状腺肿,可用淀粉直接检验食盐中是否含有碘
C.有机磷农药多为磷酸酯或硫代磷酸酯类物质,肥皂水因有利于其水解而解毒D.新冠肺炎期间使用的消毒剂“84"消毒液与洁厕灵不能同时混合使用,否则会发生中毒事故
2.金刚烷胺是一种抗病毒药物,可阻止病毒穿入宿主细胞并有明显地抑制病毒脱壳的作用,可用于流感病毒A型感染性疾病的治疗,其合成线路图如图所示。
[尿素的分子式为CO(NH2)2]下列说法错误的是( )
A.金刚烷的分子式是C10H16其不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
B.中间产物X可发生消去反应,生成的有机产物只有一种
C.金刚烷胺碳原子上的一溴代物有两种
D.上述反应都属于取代反应
3.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,它们的原子最外层电子数之和为17,其中W、X、Y三种元素的简单离子的核外电子排布相同,且可形成结构如图所示的化合物。
下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物两两之间均能反应
B.X与Z形成的化合物会抑制水的电离
C.W的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
D.原子半径:Z>Y>X>W
4.根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
5.如图为从光盘中提取Ag(其它金属微量忽略不计)对废旧资源进行回收利用的工艺流程,下列说法错误的是( )
A.“氧化"阶段需在80℃条件下进行,则适宜的加热方式为水浴加热
B.“氧化“过程还生成O2,则反应方程式为4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+ 4NaOH+O2↑C.10%的氨水洛解AgCl团体,AgCl与NH3·H2O按1:2反应可生成Cl-和[Ag(NH3)2]+ D.“还原”过程中N2H4·H2O在碱性条件下转化为无害气体N2,则理论上生成22.4LN2可提取到43.2g的单质Ag。
6.第三代混合动力车目前一般使用镍氢电池(M表示储包合金),电池总反应式为放电
H 2+2NiOOH
2Ni(OH)2。
汽车上坡或加速时,电动机提供推动力:下坡或刹车时,充电
电池处于充电状态。
下列说法中正确的是( )
A.放电时甲为负极,充电时为阳极
B.汽车上坡时发生图中虚线所示的过程
C.汽车下坡电流的方向为:甲电极→发动机→乙电极
D.汽车下坡时,甲电极周围溶液的pH减小
7.常温下,已知K a1(H2CO3)=4.3×10-7,K a2(H2CO3)=5.6×10-11。
某二元酸H2R及其钠盐的溶液中,H2R、HR-、R2-三者的物质的量分数随溶液pH变化关系如图所示,下列叙述错误的是( )
A.H2R的一级电离常数K a1的数量级为10-2
B.在pH=4.3的溶液中:3c(R2-)=c(Na+ )+c(H+)-c(OH-)
C.等体积、等浓度的NaOH溶液与H2R溶液混合后,溶液中:c(R2- )>c(H2R) D.向Na2CO3溶液中加入少量H2R溶液,发生的反应是:CO32- +H2R=HCO3-+HR-二、实验题
8.氯化亚铁常用于检测硒、污水处理等,其制备和元素含量测定方法有多种。
请回答下列问题:
(1)方法一:用H2还原无水FeCl3制备,已知FeCl2、FeCl3易吸水。
实验所需装置如下:
按气流从左到右的方向,装置的连接顺序为_________(仪器可重复使用)。
(2)方法二:用如图装置(夹持装置省略)制备氯化亚铁,发生反应2FeCl3+C6H6Cl→
2FeCl2+C6H4Cl2+HCl。
向A中加入无水氯化铁和氯苯,控制反应温度在一定范围加热一段时间。
相关物质的部分物理性质如表:
①仪器B的名称是_________;反应的温度最好控制在______左右:反应结束后,冷却实验装置,将仪器A内物质经过滤、洗涤、干燥后,得到粗产品。
洗涤所用的试剂是________。
②通过烧杯中的现象变化可监测反应的转化率,则烧杯C中所加试剂是_______。
③过滤液中含氯苯、邻二氯苯和对二氯苯,下列方法可用于鉴别氯苯和对二氯苯的是________。
a.质谱法
b.核磁共振氢谱法
c.元素分析法
(3)某同学用滴定法测定产品中铁元素含量,其测定过程如图:
①该过程中酸溶时选择的最佳试剂是____;还原剂是_______。
②若滴定过程中消耗c mol·L-1KMnO4溶液VmL,则样品中铁元素的质量分数是_____。
(用含a、c、V的代数式表示)
三、工业流程题
9.黄血盐[亚铁氰化钾K4Fe(CN)6]目前广泛用作食品添加剂(抗结剂),我国卫生部规定实验中黄血盐的最大使用量为10mg/kg,一种制备黄血盐的工艺如下:
请回答下列问题:
(1)过滤需要用到的玻璃仪器有__________;写出中间产物CaSO4的一种用途
__________。
(2)步骤I反应的化学方程式是___________。
(3)步骤V所用的试剂X是________(填化学式),在得到产品前还需经过的步骤包括
____。
(4)工艺中用到剧毒的HCN溶液,含CN-等的废水必须处理后才能排放。
①CN-的电子式是_____________。
②处理含CN-废水的方法:第一步NaClO溶液先将CN-不完全氧化为OCN-;第二步NaClO溶液完全氧化OCN-生成N2和两种盐。
第二步反应的离子方程式是_____。
(5)已知反应:
3Fe2++2[Fe(CN)6]3- =Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
现有Fe2+被氧化后的溶液,仅供选择的试剂:铁粉、铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、KSCN溶液,请设计检验Fe2+是否氧化完全的实验方案_________。
四、原理综合题
10.研究CO和CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
请回答下列问题:
(1)利用CO和H 2在一定条件下可合成甲醇,发生反应:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g),其两种反应过程中能量的变化曲线如图中a、b所示,下列说法正确的是_____(填字母)。
A.上述反应的△H= -91kJ·mol-1
B.该反应自发进行的条件为高温
C. b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和∆H
D. b过程的反应速率:第Ⅱ阶段>第Ⅰ阶段
(2)若反应CO(g)+2H 2(g)CH3OH(g)在温度不变且体积恒定为1L密闭容器中发生,反应过程中各物质的物质的量随时间变化见表所示:
①下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是_______(填字母)
A.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
B. CO与CH3OH的物质的量之比保持不变
C.混合气的平均相对分子质量保持不变
D.混合气体的密度保持不变
②若起始压强为P0kPa,反应速率若用单位时间内分压的变化表示,则10min内H2的反应速率v(H2)=_____kPa/min;该温度下反应的平衡常数Kp=______。
(分压=总压×
物质的量分数)。
(3)甲和乙两个恒容密闭容器的体积相同,向甲中加入1mol CO和2mol H2,向乙中加入2mol CO和4molH2,测得不同温度下CO的平衡转化率如图所示,则L、M两
点容器内平衡常数:K(M)_____K(L);压强:p(M)__2p(L)。
(填“>”“<”或“=”)
(4)以纳米二氧化钛为工作电极,稀硫酸为电解质溶液,在一定条件下通入CO2进行电解,在阴极可制得低密度聚乙烯()。
电解时,阴极的电极反应式是_________。
11.钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上都有重要用途。
(1)基态钛原子外围电子的轨道表达式为_____。
与钛同周期的元素中,基态原子的未成对电子数与钛原子相同的有_____种。
(2)TiCl4是氯化法制取钛的中间产物。
TiCl4和SiC14在常温下都是液体,分子结构相同。
采用蒸馏的方法分离TiCl4和SiCl4的混合物,先获得的馏分是_____(填化学式)。
(3)[Cr(C2O4)2(H2O2)]也是铬的一种化合物,该化合物属于离子化合物,其中除含离子键、共价键外,还含有_____键。
(4)雷氐盐(Reinecke salt)的化学式为NH4[Cr(NCS)4(NH3)2] • H2O,是一种易溶于水和乙醇的暗红色固体。
①雷氏盐中铬元素的化合价为_____。
②NCS的立体构型是_____,其中碳原子的杂化轨道类型为_____。
③SO2、CO2、BeCl2、SCl2四种分子中,与NCS-互为等电子体的有_____(填化学式)。
(5)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料,具有容量大、寿命长、耐低温等特点,在日本和中国已实现了产业化。
该合金的晶胞结构如图所示。
①晶体的化学式为_____。
②该晶胞的密度为dg•cm-3。
设N A为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积是____(用含d、N A的代数式表示)cm3。
③该晶体的内部具有空隙,且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子时比较稳定。
已知:
a=511pm,c=397pm;标准状况下,氢气的密度为8.98X10-5 g,
储氢后氧气的密度
储氢能力
标准状况下氢气的密度
=,若忽略吸氢前后晶胞的体积变化,则该储氢材料的储氢能力为_____(保留整数)。
12.磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒2019-nCoV的感染。
其中种以芳香化合物A和乙酰乙酸乙酯()为原料合成磷酸氯喹的合成路线如图:
已知:①具有酸性
②
Fe
HCl −−→
③R1NH2+R2X一定条件
−−−−−−→R1NHR2+HX(X表示卤原子)。
请回答下列问题:
(1) E中含氧官能团的名称是________,G→H的反应类型是________。
(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。
写出B与足量的氢气加成后的产物M的结构简式,用星号(*)标出M中的手性碳_________。
(3) F的结构简式是_______。
(4)写出C与NaOH反应的化学方程式为___________。
(5) N是H的同分异构体,符合下列条件的N的同分异构体共有____种:写出其中一种核磁共振氢谱显示环上只有3组峰,且峰面积之比为4:4:1的结构简式________。
①含有基团、-N(C2H5)2
②酸性水解产物中含有乙酸
③能与金属钠反应生成H2
(6)参照上述信息和合成路线,请设计以苯和1,4 -丁二醇为原料合成的合成路线(无机试剂任选)____________。
参考答案
1.B
【详解】
A.黑火药是由木炭粉(C)、硫磺(S)、硝石(KNO3)按一定比例配置而成,A说法正确;
B.淀粉可以检验碘单质,遇碘单质淀粉变蓝,但食盐中的碘元素以碘酸根形式存在,故不可用淀粉直接检验食盐中是否含有碘,B说法错误;
C.在碱性条件下促进酯类物质的水解,有机磷农药多为磷酸酯或硫代磷酸酯类物质,肥皂水因有利于其水解而解毒,C说法正确;
D. “84"消毒液中的有效成分次氯酸钠与洁厕灵的主要盐酸发生反应生成氯气:ClO¯+
Cl¯+2H+=Cl2↑+H2O,氯气有毒。
故“84"消毒液与洁厕灵不能同时混合使用,否则会发生中毒事故,D说法正确;
答案选B。
2.C
【详解】
A. 由金刚烷的结构简式可得,分子式是C10H16。
分子内均为碳碳单键,故不能与溴水发生加成反应而褪色,也不能与酸性高锰酸钾发生氧化反应而褪色,A说法正确;
B. 中间产物X官能团为溴原子,与溴原子相连的碳原子同时连接3个-CH2-,则可以在氢氧化钠的乙醇溶液中加热,脱掉一分子溴化氢形成碳碳双键,发生消去反应;因为3个-CH2-具有相同的化学环境,只能生成一种产物,B说法正确;
C. 金刚烷胺除氨基上的氢原子,有三种等效氢,则金刚烷胺碳原子上的一溴代物有三种,而不是两种,C说法错误;
D. 金刚烷与Br2在50~110℃条件下生成X和HBr,金刚烷中氢原子被溴原子代替,属于取代反应。
X与尿素反应,X中的溴原子被尿素中的氨基取代,发生取代反应,D项说法正确;答案选C。
3.A
【分析】
根据W、X、Y形成化合物的结构,X的化合价为+1,短周期元素有H、Li、Na,且W、X、Y三种元素的简单离子的核外电子排布相同,故X为钠;根据形成物质的阴离子YW63-,若W化合价为-1,则Y化合价为+3,其他假设均不符合题意,则W为氟,Y为铝;W、X、Y、Z的最外层电子数之和为17,则Z为硫。
A. 根据分析,X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al(OH) 3、H2SO4,由于Al(OH) 3是两性氢氧化物,既可以与强酸反应,又可以与强碱反应,故三者可以两两相互反应,A说法正确;
B. 根据分析,X与Z形成的化合物为Na2S,S2-为弱酸根离子发生水解,促进水的电离,B 说法错误;
C. 非金属性越强,气态氢化物的热稳定性越强,根据元素周期律非金属:F>S,气态氢化物的热稳定性:HF>H2S,C说法错误;
D. 根据元素周期律,同周期随着核电荷数增加,原子半径减小,同主族随着核电荷数的增加,原子半径增大,原子半径:Na> Al >S>F,D说法错误;
答案选A。
4.B
【详解】
A.电石的主要成分为碳化钙,与水反应产生乙炔气体,同时电石中含有杂质硫化钙等,则生成的乙炔气体中混有硫化氢气体,二者均可以与高锰酸钾发生氧化反应使其褪色,故不能排除硫化氢的干扰,结论不正确,A项错误;
B. CH3COONa中醋酸根离子是弱酸根离子发生水解,CH3COO¯+ H2O
CH3COOH+OH¯,溶液显碱性,滴入酚酞变红。
由于水解是吸热过程,则加热会促进水解,
COONa溶液显碱性且存在水解平衡,结
碱性增强,酚酞的红色加深,故可以得出结论CH
论正确,B项正确;
C.向蔗糖溶液中加入稀硫酸加热一段时间,蔗糖发生水解生成葡萄糖和果糖,若检验葡萄糖,需要在水解产物中加入NaOH溶液调节至碱性环境,然后加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸,观察到由砖红色沉淀Cu2O生成,可证明水解产物中葡萄糖,证明蔗糖发生水解;若水解液仍为酸性环境,会与新制Cu(OH)2悬浊液发生酸碱中和,不会有砖红色沉淀。
结论错误,C项错误;
D.向Na2S2O3溶液中滴加H2SO4溶液至过量:S2O32-+2 H+= S↓+ SO2↑+ H2O,一段时间后由淡黄色浑浊出现,同时有无色刺激性气味的气体生成。
S2O32-中硫元素化合价+2一部分降到零价发生还原反应,一部分上升到+4发生氧化,故Na2S2O3在该反应中既作氧化剂又做还原剂,结论错误,D项错误;
【点睛】
醛基的检验,不管用银氨溶液还是新制氢氧化铜,都需要碱性溶液和加热。
5.D
【详解】
A. “氧化"阶段需在80℃条件下进行,不高于水的沸点可以采用水浴加热。
水浴加热比起酒精灯加热,它的优点是受热均匀温度可控,A说法正确;
B.通过流程图可知“氧化"阶段加入氢氧化钠调pH提供碱性条件,光盘碎片中的Ag经氧化得到AgCl,加入过量的NaClO做氧化剂自身被还原为Cl¯(AgCl),根据氧化还原化合价规律,AgCl化合价按照整体处理原则,银元素从0→+1,氯元素从+1→-1,1个AgCl共降低1个,整个化学反应中能上升的只有氧元素,从-2→0,产物以氧气分子形式存在,每个氧气分子化合价上升4,故参与反应的AgCl与氧气的量比为4:1,那么涉及到氧化还原的部分为4Ag+4NaClO→4AgCl+ O2↑,再按照质量守恒可得4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+
4NaOH+O2↑,B说法正确;
C. 10%的氨水洛解AgCl固体,Ag+作为中心配离子提供空轨道,氮原子提供孤对电子,二者形成较为稳定的二配体,则AgCl与NH3·H2O按1:2反应:AgCl+2NH3·H2O
[Ag(NH3)2]+ + Cl¯,C说法正确;
D. “还原”过程中N
H4·H2O在碱性条件下转化为无害气体N2,氮元素从-2→0,每个氮
气分子化合价上升4,[Ag(NH3)2]+被还原为Ag,银元素从+1→0,每个银单质子化合价降低1,根据化合价升降守恒,n(N2):n(Ag)=1:4,则标况下生成22.4LN2为1mol,可提取单质Ag物质的量为0.4mol,质量为43.2g。
题目没有说明22.4LN2处于标况,则不一定能转化为1mol,那么生成的银单质无法确定质量,D说法错误;
答案选D。
【点睛】
配平氧化还原反应,若一个物质中有多个元素化合价发生变化,可以按照整体化合升价进行配平。
6.C
【分析】
镍氢电池总反应H 2+2NiOOH
放电
充电 2Ni (OH )2,放电过程(原电池原理:化学能转化为电能)
乙中NiOOH 得电子发生还原反应作正极:NiOOH +e ¯+ H 2O = Ni (OH )2+ OH ¯。
甲中H 2(以MHn 形式)发生氧化反应作负极:H 2- 2e ¯+ 2OH ¯=2H 2O 。
充电过程(电解池原理:电能转化为化学能)乙作阳极,Ni (OH )2失电子发生氧化,甲作阴极,水中的氢离子得电子发生还原反应。
据此解答。
【详解】
A . 根据分析,放电时甲电极H 2(以MHn 形式)失去电子发生氧化反应作负极,充电时甲电极2H 2O +2e ¯= H 2↑+2OH ¯,发生还原反应作阴极,A 项错误;
B . 汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,发生原电池原理,发生图中实线所示的过程。
下坡或刹车时,电池处于充电状态,发生电解池原理,发生虚线所示过程,B 说法错误;
C . 汽车下坡电池处于充电状态,甲作阴极乙作阳极,电流从电源的正极流向阳极,阴极流向电源负极,不经过内电路,故电流方向为:甲电极→发动机→乙电极, C 项正确;
D . 汽车下坡时电池处于充电状态,甲电极为阴极:2H 2O +2e ¯= H 2↑+2OH ¯,周围溶液碱性增强,pH 增大,D 项错误;
答案选C 。
7.D
【分析】
二元酸H 2X 存在两步电离:H 2R HR -+H +,Ka 1=()()()-+2c HR c H c H R =1.0×10-1.3[根据图
上第一个交点,c (H 2R )=c (HR -),那么Ka 1= c (H + )= 1.0×10-1.3];HR - R 2- + H +,Ka 2=()()()2-+-c R c H c HR =1.0×10-4.3[根据图上的第二个交点,c (R 2-)=c (HR -),那么Ka 2=c (H + )= 1.0×10-4.3];R 2-发生两步水解:R 2- + H 2O HR -+OH -,9.7w 12
1.010h a K K K -==⨯;HR
-+ H 2O H 2R + OH -,w 1
2h a K K K ==-12.71.010⨯。
【详解】
A . 根据分析,H 2R 的一级电离常数Ka 1=1.0×10-1.3,则数量级为10-2,A 项正确;
B . 如图在pH =4.3时溶液中c (R 2-) = c (HR -),溶液中电荷守恒为c (Na + )+c (H +)=2c (R 2-) + c (HR -)+c (OH -),故3c (R 2-)=c (Na + )+c (H +)-c (OH -),B 项正确;
C . 等体积、等浓度的NaOH 溶液与H 2R 溶液混合后,二者恰好反应生成NaHR ,HR -可以电离也可以水解,由于K a2=1.0×10-4.3大于K h2=-12.71.010 ,所以以电离为主,溶液显酸性,则电离产物c (R 2- )大于水解产物c (H 2R ),C 项说法正确;
D . 根据弱酸的电离平衡常数越大酸性越强,由于Ka 1(H 2R )>Ka 2(H 2R )>Ka 1(H 2CO 3)>Ka 2(H 2CO 3),可得酸性:H 2R >HR ¯>H 2CO 3>HCO 3¯,可得酸根离子结合氢离子能力:CO 32->HCO 3¯>R 2->HR ¯;那么向Na 2CO 3溶液中加入少量H 2R 溶液,因为是少量酸性溶液,只能将CO 32-转化为HCO 3¯,酸性不足还不能生成HR ¯,仍然以R 2-形式存在,故发生的反应是:2CO 32- +H 2R = 2HCO 3¯+ R 2-,D 项错误;
答案选D 。
8.BCDCE 或者BACDCE 球形冷凝管 132℃ 苯 滴有酚酞的氢氧化钠溶液或者硝酸银溶液 ab 稀硫酸(H 2SO 4) 铜(Cu )
80
%2 a cV 【详解】
(1)用氢气还原无水氯化铁制备氯化亚铁。
装置B 制备氢气,制得氢气中混有挥发出来的HCl 和水蒸气,装置A 可以进行除杂HCl 气体同时检验气体流速, C 装置进行除杂HCl 气体同时干燥氢气,因此C 装置应盛放碱石灰。
D 装置用于氢气还原氯化铁的发生装置,E 装置点燃剩余的氢气。
由于FeCl 2、 FeCl 3易吸水,D 装置后面也需要连接干燥装置,防止空气中的水蒸气进入D 。
因此装置的连接顺序为BCDCE 或者BACDCE ;
(2) ①仪器B 的名称是球形冷凝管;反应容器中温度控制在132℃,对应化学反应速率最快,若温度过高,氯苯挥发降低了原料的利用率,因此反应的温度最好控制在132℃左右;反应结束后,冷却实验装置,仪器A 内有四种物质C 6H 5Cl (氯苯)、二氯苯、FeCl 3、FeCl 2,经过过滤得固体FeCl 2(主要)和FeCl 3(未反应完),根据溶解度用苯洗去固体表面的氯苯以及二氯苯,干燥得粗产品,故洗涤所用的试剂是苯;
②过程中生成的HCl 气体通过导气管进入C 装置中,C 装置的作用吸收挥发出来的HCl 气体同时反馈反应进行的程度,若烧杯C 中所加试剂是滴有酚酞的氢氧化钠溶液,反应开始后,C 烧杯中碱性减弱酚酞颜色会逐渐变浅,若颜色不在变化说明三颈烧瓶中反应完全;若烧杯C 中所加试剂是硝酸银溶液,开始反应后C 中出现白色沉淀氯化银,若沉淀不再增加,说明三颈烧瓶中反应完全;故通过烧杯中的现象变化可监测反应的转化率,则烧杯C 中所
加试剂是滴有酚酞的氢氧化钠溶液或者硝酸银溶液;
③质谱法用于测定有机物的相对分子质量,不能区分同分异构体,可以鉴别氯苯和对二氯苯;核磁共振氢谱用于检测有机物中的等效氢,氯苯中等效氢有3种,对二氯苯中的等效氢有1种,可以鉴别氯苯和对二氯苯;元素分析法包括定量分析和定性分析,定性分析只能测定有机物中元素的种类,定量分析法可以测定元素种类和含量;本题只说元素分析没有指明是定量还是定性分析,那么不一定能鉴别氯苯和对二氯苯。
故可用于鉴别氯苯和对二氯苯的是质谱法和核磁共振氢谱法,选ab ;
(3) ①该过程溶解不能选用盐酸,引入的Cl -
会与高锰酸钾发生氧化还原反应,对数据有干扰,也不能使用硝酸,具有氧化性,在后续加入过量还原剂会产生污染性气体,故酸溶时选择最佳的试剂是稀硫酸;还原剂选用过量的铜,不与滤液中的硫酸反应,只与Fe 2(SO 4)3反应,反应完成后过滤进行分离。
若选用铁会引入铁元素干扰数据。
故还原剂是铜; ②根据测定过程中的化学反应原理MnO 4-+5Fe 2++8H += Mn 2++5Fe 3++4H 2O ,n (KMnO 4)= c
mol ·L -1×V ×10-3L =10-3cVmol ,则25mL 滤液中有n (Fe 2+)=5n (KMnO 4)=5×10-3cVmol ,则250mL 滤液中有n (Fe 2+)=5×10-2cVmol ,m (Fe 2+
)=2.8 cV g ,则a g 样品中铁元素的质量分数是100%2.8 280=%a a
cV g cV g 。
9.漏斗(普通漏斗)、玻璃棒、烧杯 制作石膏或用于制作水泥的原料等(填一种即可) 3Ca (OH )2+ FeSO 4+6HCN = Ca 2Fe (CN )6+ CaSO 4+ 6H 2O K 2CO 3 蒸发浓缩、冷却结晶
3ClO -+ 2OCN -+2OH -= 3Cl -+ 2CO 32-+ N 2↑+ H 2O 或3ClO -+ 2OCN -+ H 2O
= 3Cl -+ 2HCO 3-+ N 2↑ 取氧化后的溶液少许于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,证明Fe 2+完全被氧化,否则未完全氧化
【分析】
制备黄血盐的流程分析:步骤一加石灰水、硫酸亚铁、HCN 溶液制备Ca 2Fe (CN )6,没有化合价变化不属于氧化还原反应,根据步骤二过滤的滤渣CaSO 4,确定步骤一的产物中含有CaSO 4,故步骤一反应原理为:3Ca (OH )2+ FeSO 4+6HCN = Ca 2Fe (CN )6+ CaSO 4↓+ 6H 2O ,该过程中CaSO 4沉淀生成,步骤二过滤,步骤三加入KCl 制备K 2CaFe (CN )6:
Ca 2Fe (CN )6+2KCl = K 2CaFe (CN )6↓+ CaCl 2,步骤四过滤,滤液进行废水处理,滤渣为K 2CaFe (CN )6进行步骤五脱钙处理,在不引入新杂质的原则下,选用K 2CO 3进行脱钙,过滤得到滤液K 4Fe (CN )6,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得产品K 4Fe (CN )6·3H 2O 。
【详解】
(1)过滤需要用到的玻璃仪器有普通漏斗、玻璃棒、烧杯;中间产物CaSO 4制作石膏或用于制作水泥的原料等;
(2)根据分析,步骤I 反应的化学方程式是3Ca (OH )2+
FeSO 4+6HCN = Ca 2Fe (CN )6+ CaSO 4↓+ 6H 2O ;
(3)步骤V 脱钙过程,一般用碳酸盐脱去钙离子,且不引入新杂质的原则,应该使用碳酸钾,故试剂X 为K 2CO 3;根据分析,步骤五脱钙处理后,对滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得产品K 4Fe (CN )6·3H 2O ;
(4) ①CN -的电子式是;
②处理含CN -废水的方法:第一步NaClO 溶液先将CN -不完全氧化为OCN -;第二步NaClO 溶液完全氧化OCN -生成N 2和两种盐,NaClO 作氧化剂被还原为NaCl ,,每个NaClO 化合价降低2。
每个OCN ¯中碳元素化合价为+4为最高价不能被氧化,产物以Na 2CO 3或NaHCO 3形式存在,氮的化合价为-3,被氧化为N 2,每个氮气分子化合价上升6,故n (ClO ¯):n (N 2)=3:1,由于次氯酸钠水解显碱性,则污水处理的第二步对应的离子反应式为:3ClO -+ 2OCN -+2OH -= 3Cl -+ 2CO 32-+ N 2↑+ H 2O 或3ClO -+ 2OCN -+ H 2O =
3Cl -+ 2HCO 3-+ N 2↑。
(5) 设计检验Fe 2+是否氧化完全的在于检测此时溶液中是否有Fe 2+,Fe 3+无需检验,则根据已知信息3Fe 2++2[Fe (CN )6]3- =Fe 3[Fe (CN )6]2↓(蓝色沉淀),实验方案是:取少量氧化后的溶液放于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,证明Fe 2+完全被氧化,若出现蓝色沉淀,证明还有Fe 2+未完全被氧化。
【点睛】
在书写氧化还原反应式过程中,判断物质中元素的化合价OCN ¯,可以结合氢离子写成酸的结构HOCN ,结构式H-O-C N ,按照非金属性O >N >C >H ,三对共用电子偏向N ,N 的化合价为-3,碳与氧的公用电子偏向氧,故C 的化合价为+4。
10.AD BC 030
P 209P kPa -2(可不带单位) < > 2nCO 2+12ne -+12nH +=+4nH 2O
【详解】
(1)A .对于反应CO (g )+ 2H 2(g ) CH 3OH (g ),根据反应过程中能量的变化图可得△H =
正反应的活化能-逆反应的活化能=419 kJ ·mol -1-510 kJ ·mol -1= -91
kJ ·mol -1,A 项正确; B .该反应正向是气体粒子数目减小的反应,属于熵减过程△S <0,根据△G =△H -T △S ,△G <0可自发,需要低温环境才可以自发,B 项错误;
C .b 过程使用催化剂后降低了反应的活化能,但是∆H 只与反应始末状态有关,与反应途径
无关,∆
H 故不变,C 项错误; D .b 过程中第I 阶段正反应活化能较高,故活化分子的百分含量较低,因此化学反应速率较慢,b 过程的反应速率:第I 阶段<第Ⅱ阶段,D 项正确。
故说法正确的选AD 。
(2) ①A .对于反应CO (g )+2H 2(g )CH 3OH (g ),当v 正(H 2)=2v 逆(CH 3OH )时,反应到达平衡,2v 正(H 2)=v 逆(CH 3OH ),正逆反应各物质速率不成比例,未达到平衡,故A 项错误; B .反应物CO 与生成物CH 3OH 的物质的量之比从开始反应逐渐减小,若保持不变可以说明达到平衡,B 项正确;
C .混合气的平均相对分子质量数值上等于摩尔质量M =m n
,因为质量守恒m 不变,该反应正向是气体粒子数目较小方向,n 会减小,M 会增大,达到平衡之后M 不变,故C 项正确; D .混合气体的密度=m V
,m 不变容器体积固定,则混合气体的密度是个定值,一直不变,不能做平衡的判定依据,D 项错误;
故能作为判断该反应达到平衡标志的是BC ;
②同温1L 容器中,气体的物质的量与压强呈正比,初始加入2 mol CO 和4 molH 2,混合
气体共6mol ,起始压强为P 0kPa ,则起始氢气的分压
23
P 0kPa ,反应10 min H 2的物质的量为2mol ,是原来氢气物质的量的一半,反应10 min H 2的分压13
P 0kPa ,故10 min 内H 2的反应速率v (H 2)=()2t P H ∆∆= 0010min 2133P kPa P kPa -=030P kPa /min ;反应10 min H 2的物质的量为2mol ,CO 的物质的量为1mol ,生成的甲醇为1mol ,混合气体共4mol ,那么H 2的物
质的量分数0.5,CO 和甲醇的物质的量分数均为0.25。
反应15min 和反应10min 数据一样,
故10min 已经达到平衡。
由于气体的物质的量与压强呈正比,故0P P 平=0n n 平=32,得P 平=23
0P kPa ,则平衡时H 2的分压P ()2H =0.5×230P =13
0P kPa ,同理P ()CO = P ()3CH OH =0.25×。