内蒙古鄂尔多斯市第一中学2020届高三10月月考化学试题
鄂市一中2019~2020学年度第一学期第二次调研卷
高三化学
可能用到的原子量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Na-23 K-39 Fe-56 Cu-64 Al-27 Ba-137 Cl-35.5 Mn-55 Ca-40 F-19
第Ⅰ卷
一.选择题(本题包括25小题,共50分。每题只有一个正确选项)。
1.下列关于古籍中的记载说法不正确的是
A. 《本草纲目》“烧酒”条目下写道自元时始创其法,用浓酒和糟入甑,蒸令气上其清如水,味极浓烈,盖酒露也”。这里所用的“法”是指蒸馏
B. 《吕氏春秋·别类编》中“金(即铜)柔锡柔,合两柔则刚” 体现了合金硬度方面的特性
C. 《本草经集注》中关于鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的记载:“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石也”,该方法应用了显色反应
D. 《抱朴子·金丹篇》中记载:“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又成丹砂”,该过程发生了分解、化合、氧化还原反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.由“蒸令气”可知与混合物沸点有关,则这里所用的“法”是指蒸馏,故A正确;
B.金(即铜)柔锡柔,合两柔则刚,则说明合金硬度大于各成分,故B正确;
C.鉴别KNO3和Na2SO4,利用钾元素和钠元素的焰色反应不同,钠元素焰色反应为黄色,钾元素焰色反应为隔着钴玻璃为紫色,故C错误;
D.丹砂( HgS)烧之成水银,HgSHg+S,积变又还成丹砂的过程都是氧化还原反应,有单质(水银)生成,且单质(水银)重新生成化合物,故该过程包含分解、化合、氧化还原反应,故D正确;
答案选C。
【点睛】准确把握诗句含义,明确相关物质的性质是解题关键。本题的易错点为C,要注意焰色反应属于物理变化,不是化学变化。
2. 下列说法正确的是
A. 光导纤维、石英、硅胶分别属于单质、酸性氧化物、酸
B. Na、Al、Cu可以分别用热还原法、热分解法和电解法冶炼得到
C. 氯化钠、冰醋酸、酒精分别属于强电解质、弱电解质、非电解质
D. 天然气、沼气和液化石油气分别属于化石能源、不可再生能源和二次能源
【答案】C
【解析】
【详解】A、光导纤维、石英的主要成分都是二氧化硅,该物质属于化合物,是酸性氧化物,A错误;
B、Na、Al的冶炼采用电解法,Cu的冶炼采用热还原法,B错误;
C、氯化钠、冰醋酸、酒精分别属于强电解质、弱电解质、非电解质正确,C正确;
D、沼气是可再生能源,D错误;
故合理选项为C。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 22.4LCl2溶于足量水,所得溶液中Cl2、Cl-、HClO和ClO-四种微粒总数为NA
B. 标准状况下,38g3H2O2中含有3NA共价键
C. 常温下,将5.6g铁块投入足量浓硝酸中,转移0.3NA电子
D. 标准状况下,5.6L 一氧化氮和5.6L 氧气混合后的分子总数为0.5NA
【答案】B
【解析】
【详解】A、题中没有说明条件是否是标准状况下,因此无法计算Cl2的物质的量,故A错误;
B、过氧化氢的结构式为H-O-O-H,利用质量数近似等于相对原子质量,该过氧化氢的摩尔质量为38g·mol-1,因此38g该过氧化氢中含有共价键的物质的量为=3mol,故B正确;
C、铁与浓硝酸发生钝化反应,阻碍反应的进行,无法计算出转移电子物质的量,故C错误;
D、标准状况下,5.6L气体的物质的量为0.25mol,NO与O2反应:2NO+O2=2NO2,根据量的关系,生成NO2的物质的量为0.25mol,剩余氧气的物质的量为0.125mol,即气体总物质的量为0.375mol,NO2气体中存在2NO2N2O4,即反应后气体物质的量小于0.375mol,故D错误;
答案为B。
4.将少量的a溶液加入到b溶液中,现象及对应的离子方程式正确的是
选项
a
b
现象
离子方程式
A
稀硫酸
KI
在空气中放置一段时间后溶液呈棕黄色
4I-+ O2 + 2H2O = 2I2 + 4OH-
B
NaAlO2
稀盐酸
产生白色沉淀
AlO2-+ H+ +H2O = Al(OH)3↓
C
稀盐酸
Na2SiO3
产生白色胶状物
2H+ + SiO32-= H2SiO3(胶体)
D
稀H2SO4
滴有酚酞Ba(OH)2
有白色沉淀生成,溶液由红色变为无色
Ba2+ + OH-+ H+ + SO42- = BaSO4↓ + H2O
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A、是将稀硫酸加入到KI中,不能产生大量的OH-,正确的是4I-+4H++O2=2I2+2H2O,故A错误;
B、NaAlO2是少量,盐酸是过量,因此发生的离子方程式为AlO2-+4H+=Al3++2H2O,故B错误;
C、硅酸酸性弱于盐酸,发生的离子方程式为SiO32-+2H+=H2SiO3(胶体),故C正确;
D、硫酸与Ba(OH)2反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O,有白色沉淀生成,溶液由红色变为无色,故D错误;
答案为C。
5.下图中横坐标为加入反应物的物质的量,纵坐标为产生沉淀的物质的量。下列选项的编号和曲线的编号一一对应,其中描述错误的是
A. 向NaAlO2溶液中逐渐滴入HCl至过量
B. 向澄清石灰水中通入CO2至过量
C. 向含有盐酸的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量
D. 向含有等物质的量的Ca(OH)2、KOH的混合溶液中通入CO2至过量
【答案】D
【解析】
【分析】
A.根据反应AlO2-+H++H2O═Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O判断;
B.根据反应Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2判断;
C.根据反应H ++OH-=H2O、Al3++3OH-═Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O 判断;
D.根据反应Ca2++2OH-+CO2═CaCO3↓+H2O、2OH-+CO2═CO32-+H2O、CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2判断。
【详解】A.向NaAlO2溶液中滴入HCl至过量,发生的反应分别为AlO2-+H++H2O═Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O,两个反应消耗的盐酸的物质的量之比为1:3,图象符合,故不选A;
B.向澄清石灰水中通入CO2至过量,发生的反应分别为Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2,两个反应消耗的二氧化硫的物质的量之比为1;1,图象符合,故不选B;
C.向含有盐酸的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量,发生的反应分为三个阶段,反应分别为OH-+H+═H20,Al3++3OH-═Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O,后两个反应消耗的NaOH的物质的量之比为3:1,图象符合,故不选C;
D.向含有等物质的量的Ca(OH)2、KOH的混合溶液中通入CO2至沉淀消失,分别为Ca2++2OH-+CO2═CaCO3↓+H2O、OH-+CO2═HCO3-+H2O、CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2,则各段反应消耗的二氧化碳的物质的量的比值为1:1:1,故选D;
答案:D
【点睛】易错选项D,准确分析各个阶段的反应,反应顺序可认为是:
1.CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O产生沉淀;
2.CO2+2KOH==K2CO3+H2O;
3.CO2+K2CO3+H2O==2KHCO3;
4.CO2+CaCO3+H2O==Ca(HCO3)2沉淀消失。
6.向10 mL 0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液中,滴加等浓度Ba(OH)2溶液x mL,下列叙述正确的是
A. x=10时,溶液中有NH4+、Al3+、SO42-,且c(NH4+)=c(Al3+)
B. x=20时,溶液中所发生反应的离子方程式为Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=AlO2-+2H2O+2BaSO4↓
C. x=30时,溶液中有Ba2+、AlO2-、OH-,且c(OH-)
c(Al3+),故A错误;
B、x=20mL时,Ba2+与SO42-恰好完全反应,Al3+与OH-反应生成OH-,多余的OH-全部与NH4+反应生成NH3·H2O,离子反应方程式为NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+Al(OH)3↓+NH3·H2O,故B错误;
C、当x=30mL时,10mL0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中含有0.001molNH4+、0.001molAl3+、0.002molSO42-,30mL等浓度Ba(OH)2溶液0.003molBa2+、0.006molOH-,混合后生成BaSO4沉淀,剩余0.001molBa2+,OH-过量溶液中存在0.001molAlO2-,OH-剩余
0.001mol,因此溶液有Ba2+、AlO2-、OH-,且c(OH-)>c(AlO2-),故C错误;
D、滴加过程中,生成沉淀的最大物质的量为Al(OH)3、BaSO4,当NH4Al(SO4)2溶液和Ba(OH)2溶液按照物质的量之比为1:2混合,沉淀的量最大为0.002molBaSO4和0.001mol的Al(OH)3,即沉淀的最大量为0.003mol,故D正确;
答案为D。
【点睛】Ba2+与SO42-反应生成BaSO4沉淀,Al3+能与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀和NH4+,推出Al3+先与OH-反应生成Al(OH)3,Al(OH)3不溶于NH3·H2O,接着NH4+与OH-反应,最后Al(OH)3再与OH-反应,类似的题,我们应该首先分析出反应顺序,判断“量”的离子方程式,需要求出消耗离子的物质的量,如选项B,10mL0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中含有0.001molNH4+、0.001molAl3+、0.002molSO42-,20mL等浓度的Ba(OH)2溶液0.002molBa2+、0.004molOH-,根据上述反应顺序,消耗NH4+、Al3+、SO42-、Ba2+、OH-物质的量之比为1:1:2:2:4,五种离子系数之比为1:1:2:2:4,最后写出正确的离子方程式。
7.类推的思维方法可以预测许多物质的性质。但类比是相对的,不能违背客观事实。下列类比分析结果正确的是
A. Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,则Na2O2与SO2反应可生成Na2SO3和O2
B. CaC2能水解:CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2 ↑,则Al4C3也能水解:Al4C3 + 12H2O = 4A1(OH)3↓+ 3CH4↑
C. 钠与氧气在不同条件下反应会生成两种不同的氧化物,则Li与氧气反应也能生成Li2O或Li2O2
D. SO2通入BaCl2溶液不产生沉淀,则SO2通入Ba(NO3)2溶液也不产生沉淀
【答案】B
【解析】
【详解】A、过氧化钠具有强氧化性,SO2以还原性为主,因此过氧化钠将SO2氧化,发生Na2O2+SO2=Na2SO4,故A不符合题意;
B、CaC2与H2O反应:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑,Al4C3与水反应,4个Al结合12个OH-生成4个Al(OH)3,3个C结合12个H生成3个CH4,即反应方程式:Al4C3+12H2O=4Al(OH)3↓+4CH4↑,故B正确;
C、Na常温下与O2反应生成Na2O,加热或燃烧时生成Na2O2,而Li与氧气反应只生成
Li2O,故C错误;
D、NO3-在酸性条件下具有强氧化性,能将SO2氧化成SO42-,与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,故D错误;
答案为B。
8.下列物质转化在给定条件下能实现的是( )
①
②
③
④
⑤
A. ①③⑤ B. ②③④ C. ②④⑤ D. ①④⑤
【答案】A
【解析】
【详解】①氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠溶液通入二氧化碳,发生反应2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3,生成氢氧化铝,故①正确;
②S完全燃烧只能生成SO2,故②错误;
③氢氧化钠与足量二氧化碳反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠,故③正确;
④加热FeCl3的水溶液,因促进Fe3+的水解生成挥发性酸,最终得到Fe(OH)3,故④错误;
⑤氯化铵与熟石灰共热制取氨气,将足量氨气和二氧化碳依次通入水中得到碳酸氢铵,故⑤正确;
答案选A。
9.下列关于碱金属及其化合物的叙述错误的是
A. 金属钠投入Ca(HCO3)2溶液,反应后有白色沉淀析出
B. 干粉灭火器能用于扑灭金属钠、钾的着火
C. 生理盐水的质量分数为0.9%,与人体的血液中含量相同,它的溶质是NaCl
D. Na-K合金用作快中子反应堆的导热剂
【答案】B
【解析】
【详解】A、金属钠先与H2O反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,NaOH与Ca(HCO3)2反应:Ca(HCO3)2+NaOH=CaCO3↓+H2O+NaHCO3,故A说法正确;
B、钾、钠燃烧生成过氧化物,过氧化物能与CO2反应生成O2,干粉灭火器中能产生CO2,因此不能用来扑灭金属钠、钾着火,一般采用沙土覆灭,故B说法错误;
C、生理盐水的溶质是氯化钠,且质量分数是0.9%,与人体的血液中含量相同,故C说法正确;
D、Na-K合金常温为液态,用作快中子反应堆的导热剂,故D说法正确;
答案为B。
10.将15.66g镁铝合金加入到800mL稀硝酸中,恰好完全反应(假设反应中还原产物只有NO),向所得溶液中加入足量的3mol·L-1NaOH溶液,测得生成沉淀的质量与原合金的质量相等,则下列有关叙述不正确的是
A. 原稀硝酸的浓度为2.6mol·L-1 B. 生成NO的体积为11.648L(标准状况)
C. 反应过程中共消耗1.56molNaOH D. 合金中Al的质量分数约为58.6%
【答案】C
【解析】
将一定质量的镁、铝合金加入到稀HNO3中,两者恰好完全反应,假设反应中还原产物只有NO,发生反应:3Mg+8HNO3(稀)=3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O、Al+4HNO3(稀)=Al(NO3)3+NO↑+2H2O,向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液至沉淀完全,发生反应:Mg(NO3)2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaNO3、Al(NO3)3+4NaOH=NaAlO2+3NaNO3+2H2O,沉淀为氢氧化镁,生成沉淀的质量与原合金的质量相等,则氢氧化镁中含有的氢氧根的质量与铝的质量相等,则合金中铝的质量为15.66g×=9.18g,镁的质量为15.66g-9.18g=6.48g。A.镁的物质的量为=0.27mol,铝的物质的量为=0.34mol,根据反应方程式可知,硝酸的物质的量=
×0.27mol+4×0.34mol=2.08mol,则原稀硝酸的浓度为=2.6mol·L-1,故A正确;B.根据上述分析, 生成NO的物质的量为×0.27mol+0.34mol=0.52mol,体积为11.648L(标准状况),故B正确;C. 根据Mg(NO3)2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaNO3、Al(NO3)3+4NaOH=NaAlO2+3NaNO3+2H2O可知,反应过程中消耗NaOH的物质的量为2×0.27mol+4×0.34mol=1.9mol,故C错误;D. 合金中Al的质量分数为×100%=58.6%,故D正确;故选C。
11.实验室保存下列药品的方法,正确的是
A. 氢氟酸贮存在细口玻璃瓶里
B. 盛液溴的试剂瓶里加一些水来防止溴挥发
C. 盛放浓硫酸的广口瓶应当用磨口玻璃塞,不能用橡皮塞
D. 氯水保存在无色玻璃瓶中,液氯贮存在钢瓶里
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢氟酸与二氧化硅反应,则不能贮存在细口玻璃瓶里,A错误;
B.液溴的密度大于水,且微溶于水,水起液封的作用,盛液溴的试剂瓶里加一些水来防止溴挥发,B正确;
C.盛放液体的试剂瓶为细口瓶,盛放浓硫酸不用广口瓶,C错误;
D.氯水见光易分解,氯水应保存在棕色玻璃瓶中;液氯在常温下不与铁反应,可贮存在钢瓶里,D错误;
答案为B。
12.下列两种物质间发生反应,消耗等物质的量的酸,产生气体最多的是
A. 木炭与浓硝酸 B. 铜与稀硝酸 C. 锌与稀硫酸 D. 木炭与浓硫酸
【答案】D
【解析】
【详解】设酸的物质的量为1mol,分别根据4个反应的化学方程式可以求出产生气体的物质的量。A.木炭与浓硝酸:C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O,产生的气体为1.25mol;
B.铜与稀硝酸:Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,产生的气体为0.25mol;
C.锌与稀硫酸:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,产生的气体为1mol;
D.木炭与浓硫酸:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生的气体为1.5mol;
综上D项中产生的气体最多;
本题答案选D。
13.为提纯下列物质(括号内为杂质)选用的试剂和分离方法都正确的是
序号
物质
试剂
分离方法
①
硝酸钾(氯化钠)
蒸馏水
重结晶
②
氨气(水蒸气)
CaCl2
干燥
③
乙醇(水)
金属钠
蒸馏
④
NaCl溶液(Na2S)
AgCl
过滤
A. ①③ B. ①④ C. ② D. ③④
【答案】B
【解析】
【详解】①利用它们溶解度受温度的影响不同进行分离,KNO3溶解度受温度的影响大,NaCl溶解度受温度的影响小,采用蒸发浓缩,冷却结晶的方法进行分离,如果KNO3中还含有NaCl,需要重新溶解,重新结晶,该方法为重结晶,故①正确;
②CaCl2能与NH3发生反应,干燥NH3时常用碱石灰干燥,故②错误;
③乙醇、水都能与Na发生反应,因此需要加入生石灰,然后蒸馏,故③错误;
④加入AgCl发生:Na2S+2AgCl=Ag2S+2NaCl,然后过滤进行分离,故④正确;
综上所述,选项B正确;
答案为B。
14.下列选项中所涉及到的两个量一定不相等的是
A. 足量的钠在等物质的量的Cl2和O2中分别燃烧转移电子数
B. 等物质的量的KO2与CaO2分别与水反应生成的气体体积(相同条件下)
C. 100mL 1mol/L HNO3分别与1.4g Fe 、2.8gFe完全反应时生成NO物质的量
D. 等浓度等体积的盐酸、NaOH溶液分别与一定量Al反应生成等质量气体时转移的电子
【答案】B
【解析】
【详解】A、Na与Cl2反应生成NaCl,Na与O2燃烧生成Na2O2,因为金属钠足量,因此1mol的Cl2和O2分别足量的金属钠燃烧,转移电子物质的量为2mol,故A不符合题意;
B、KO2与水反应:4KO2+2H2O=2KOH+3O2↑,CaO2与H2O反应:2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑,等物质的量的KO2、CaO2分别与水反应生成气体体积不同,故B符合题意;
C、100mL1mol·L-1HNO3与1.4gFe反应:Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,二者恰好反应生成0.025molNO,100mL1molHNO3与2.8gFe反应,发生3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,硝酸不足,按照硝酸进行计算得到NO为0.025mol,所以两个反应生成NO相同,故C不符合题意;
D、等浓度等体积的盐酸、NaOH溶液分别与一定量Al反应生成等质量的氢气,生成1molH2转移2mol电子,因生成的氢气相同,因此转移电子数相同,故D不符合题意;
答案为B。
【点睛】难点是选项C,铁与硝酸反应先生成Fe(NO3)3,即反应方程式为Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,1.4g铁全部转化成Fe(NO3)3,需要消耗HNO3的物质的量为0.1mol,即1.4gFe恰好与100mL1mol·L-1HNO3反应,求出NO的量,2.8gFe与硝酸反应,相当于在1.4gFe与硝酸反应的基础上再加入1.4gFe,则发生Fe与Fe3+反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+,没有NO气体生成,因此两个反应中生成气体量的相同。
15.下列操作不能说明仪器组装气密性良好的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.手握住试管后,烧杯中有气泡产生,离开试管玻璃导管内有一段水柱,装置气密性良好,A正确;
B.装置B气密性良好时,漏斗内的液体不能顺利流下,B正确;
C.装置C气密性良好时,手捧住烧瓶时,玻璃导管有一段水柱,离开时导管内液面与集气瓶液面持平,C正确;
D.装置D气密性良好时,上移左侧滴管,左右两侧容器内的液面会出现液面差,现两液面持平,说明装置漏气,D错误;
答案为D。
16.某溶液中可能含有OH-、CO32-、A1O2-、SiO32-、SO42-、HCO3-、Na+、Fe3+、Mg2+、Al3+等离子。当向该溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的盐酸溶液时,发现生成沉淀的物质的量随盐酸溶液的体积变化如下图所示。下列说法正确的是
A. 原溶液中可能含有Na2SO4、可能不含有CO32-
B. 原溶液中一定含有的阴离子只有:OH-、A1O2-、CO32-
C. 原溶液中含CO32-与A1O2-的物质的量之比为3:4
D. a-d>3/4
【答案】C
【解析】
由图象分析可知,开始无沉淀生成说明加入的盐酸和溶液中的碱反应,说明溶液中一定含OH-离子,则与氢氧根离子不能共存的是Fe3+、Mg2+、Al3+;随后反应生成沉淀逐渐增大,说明是AlO2-、SiO32-和氢离子反应生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀,由于AlO2-与HCO3-发生反应生成氢氧化铝沉淀,则溶液中一定不存在HCO3-;继续加入盐酸沉淀量不变,消耗盐酸的离子只能是CO32-
离子,反应完后继续加入盐酸,沉淀逐渐减小,到不再改变,进一步证明沉淀是氢氧化铝和硅酸沉淀,氢氧化铝沉淀溶于盐酸,最后剩余沉淀为硅酸;硫酸根离子不能确定是否存在,但根据溶液的电中性可知,溶液中一定含有Na+离子。A.溶液中硫酸根离子不能确定,剩余原溶液中不一定含有Na2SO4,故A错误;B.依据判断原溶液中一定含有的阴离子是:OH-、SiO32-、AlO2-、CO32-,故B错误;C.依据图像可知和碳酸根离子反应的盐酸为2体积,CO32-+2H+=CO2↑+H2O 氢氧化铝溶解消耗的盐酸体积为4体积,Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,原溶液中含有CO32-与AlO2-的物质的量之比为3:4,故C正确;D.根据图像溶解氢氧化铝消耗的盐酸体积为4,假设盐酸的浓度为1mol/L,则消耗氯化氢4mol,则溶解的氢氧化铝为mol,则溶液中含有mol AlO2-,沉淀mol AlO2-需要盐酸mol,a-d对应于AlO2-和SiO32-消耗的盐酸大于mol,即a-d>,故D错误;故选C。
点睛:本题考查了离子检验的方法和应用,题目难度较大,正确分析图像曲线变化为解题关键。注意掌握硅酸根离子、偏铝酸根离子、氢氧化铝的化学性质及检验方法。本题的易错点为D,要注意根据反应的方程式分析判断,要知道a-d对应于AlO2-和SiO32-消耗的盐酸。
17.下列所示物质的制备方法合理的是
A. 实验室从海帶中提取单质碘取样→灼烧→溶解→过滤→萃取→蒸馏
B. 金红石(主要成分TiO2)为原料生产金属Ti:金红石、焦炭TiCl4Ti
C. 从卤水中(溶质主要是MgCl2)提取Mg:卤水Mg(OH)2MgCl2(aq) MgCl2(s) Mg
D. 由食盐制取漂粉精NaCl(ag) Cl2漂粉精
【答案】B
【解析】
【详解】A、实验室从海带中提取单质碘,取样→灼烧→溶解→过滤→氧化→萃取→蒸馏,故A错误;
B、TiO2、C、Cl2反应生成TiCl4,在稀有气体保护下,Mg还原TiCl4生成Ti,可实现转化,故B正确;
C、从MgCl2溶液中获取MgCl2(s),需要在HCl氛围中加热MgCl2溶液,防止Mg2+水解,不能直接加热蒸干,故C错误;
D、Ca(OH)2微溶于水,澄清石灰水中Ca(OH)2含量低,应选用氯气与石灰乳反应制备漂白精,故D错误;
答案为B。
【点睛】易错点是选项D,学生认为电解NaCl溶液得到Cl2,Cl2与Ca(OH)2反应:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,忽略了Ca(OH)2微溶于水,澄清石灰水中Ca(OH)2量较低,因此制备漂白精应用Cl2与石灰乳反应。
18.已知A、B、D、E均为中学化学常见单质或化合物,它们之间的关系如图所示[部分产物略去]。下列说法错误的是
A. A、B、D可能是钠及其化合物 B. A、B、D可能是铁及其化合物
C. A、B、D可能是铝及其化合物 D. A、B、D不可能是非金属及其化合物
【答案】D
【解析】
【详解】A、假设A、B、D含钠及其化合物,A为NaOH,E为CO,NaOH与过量的CO2反应生成NaHCO3,即B为NaHCO3,NaOH与少量的CO2反应生成Na2CO3,即D为Na2CO3,NaHCO3受热分解成Na2CO3,Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3,符合该转化关系,故A说法正确;
B、假设A、B、D可能是铁及其化合物,令A为Fe,E为HNO3,铁与过量的HNO3反应生成Fe(NO3)3,铁与少量的HNO3反应生成Fe(NO3)2,Fe(NO3)3与Fe反应生成Fe(NO3)2,Fe(NO3)2与氧化剂反应生成fFe(NO3)3,符合转化关系,故B说法正确;
C、假设A、B、D为铝及其化合物,令A为AlCl3,E为NaOH,AlCl3与过量的NaOH反应生成NaAlO2,AlCl3与少量的NaOH溶液反应生成Al(OH)3,AlO2-与H+反应生成Al(OH)3,Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2,符合转化关系,故C说法正确;
D、假设A、B、D为碳及其化合物,令A为C,E为O2,C与足量的O2反应生成CO2,与少量的O2反应生成CO,CO2与C反应生成CO,CO与O2反应生成CO2,符合转化关系,因此A、B、D可能是非金属及其化合物,故D说法错误;
答案为D。
19.有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸,其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4mol/L和2mol/L,取10mL此混合酸,向其中加入过量的铁粉,待反应结束后,可产生标准状况下气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO)( )
A. 0.448L B. 0.672L C. 0.896L D. 0.224L
【答案】B
【解析】
n(H+)=4mol/L0.01L2+2mol/LL=0.10mol n(NO3-)=2mol/LL=0.02 mol
根据反应方程式,酸过量。
设生成气体为nmol
3Cu+ 8H+ + 2NO3-=3Cu2++2NO+4H2O n(H+)=0.10mol
2 2
0.02mol n
n=0.02mol
标准状况下气体的体积为0.02 mol = 0.448L故A正确。B C D均错误。
20.某小组利用下面的装置进行实验,②、③中溶液均足量,操作和现象如下表。
实验
操作
现象
Ⅰ
向盛有Na2S溶液的①中持续通入CO2至过量
②中产生黑色沉淀,溶液的pH降低;
③中产生白色浑浊,该浑浊遇酸冒气泡
Ⅱ
向盛有NaHCO3溶液的①中持续通入H2S气体至过量
现象同实验Ⅰ
资料:CaS遇水完全水解
由上述实验得出的结论不正确的是
A. ③中白色浑浊是CaCO3
B. ②中溶液pH降低的原因是:H2S+Cu2+ == CuS↓+2H+
C. 实验Ⅰ①中CO2过量发生的反应是:CO2+H2O+ S2−== CO32−+ H2S
D. 由实验Ⅰ和Ⅱ不能比较H2CO3和H2S酸性的强弱
【答案】C
【解析】
【分析】
实验Ⅰ.向①的Na2S溶液中持续通入CO2至过量,②中产生黑色沉淀,溶液的pH降低,说明生成了硫化氢气体,同时生成了硫酸;③中产生白色浑浊,该浑浊遇酸冒气泡,说明二氧化碳过量,被氢氧化钙溶液吸收生成了碳酸钙沉淀;
实验Ⅱ. 向盛有NaHCO3溶液的①中持续通入H2S气体至过量,②中产生黑色沉淀,溶液的pH降低,是因为过量的硫化氢气体与硫酸铜溶液反应生成了CuS黑色沉淀,同时生成了硫酸;③中产生白色浑浊,该浑浊遇酸冒气泡,说明反应生成了二氧化碳,被氢氧化钙溶液吸收生成了碳酸钙沉淀;据此分析解答。
【详解】A. 根据上述分析,③中白色浑浊是CaCO3,不可能是CaS,因为CaS遇水完全水解,故A正确;
B. ②中反应生成硫化氢与硫酸铜反应: H2S+Cu2+ = CuS↓+2H+,使得溶液的pH降低,故B正确;
C. CO2过量反应生成HCO3−,发生的反应是:2CO2+2H2O+ S2−=2HCO3−+ H2S,故C错误;
D. 根据实验Ⅰ、Ⅱ中现象:Ⅰ中通二氧化碳有H2S生成,Ⅱ中通H2S有二氧化碳生成,不能比较H2CO3和H2S酸性的强弱,故D正确;
答案选C。
21.向FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液,测定混合后溶液pH随混合前溶液中变化的曲线如图所示。
实验发现:
ⅰ.a点溶液澄清透明,向其中滴加NaOH溶液后,立即产生灰白色沉淀,滴入KSCN溶液显红色;
ⅱ.c点和d点溶液中产生红褐色沉淀,无气体逸出。取其上层清液滴加NaOH溶液后无明显现象,滴加KSCN溶液显红色。
下列分析合理的是
A. 向a点溶液中滴加BaCl2溶液,无明显现象
B. b点较a点溶液pH升高的主要原因:2Fe3++SO32-+H2O2Fe2++SO42-+2H+
C. c点溶液中发生的主要反应:2Fe3++3 SO32-+6H2O2Fe(OH)3+3H2SO3
D. 向d点上层清液中滴加KSCN溶液,溶液变红;再滴加NaOH溶液,红色加深
【答案】C
【解析】
【分析】
根据i的现象,a点溶液为澄清透明,向其中滴加NaOH溶液后,立即产生灰白色沉淀,该沉淀中含有Fe(OH)2,即a点溶液中含有Fe2+,FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液,先发生2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+,c点和d点溶液中Fe3+和SO32-发生双水解反应产生红褐色沉淀,且生成H2SO3,因此无气体产生,然后据此分析;
【详解】根据i的现象,a点溶液为澄清透明,向其中滴加NaOH溶液后,立即产生灰白色沉淀,该沉淀中含有Fe(OH)2,即a点溶液中含有Fe2+,FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液,先发生2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+,c点和d点溶液中Fe3+和SO32-发生双水解反应产生红褐色沉淀,且生成H2SO3,因此无气体产生,取上层清液滴加NaOH溶液,无明显现象,是因为NaOH与H2SO3反应,滴加KSCN溶液显红色,说明溶液中含有Fe3+,
A、a点处溶液中含有SO42-,加入BaCl2,会产生BaSO4白色沉淀,故A错误;
B、pH升高说明溶液c(H+)减小,原因是c(SO32-)增大,水解程度增大,按照给出方程式,生成H+,溶液c(H+)增大,溶液的pH应减小,不会增大,故B错误;
C、c点溶液中Fe3+和SO32-发生双水解反应,离子方程式为2Fe3++3SO32-+
6H2O=2Fe(OH)3↓+3H2SO3,故C正确;
D、溶液变红后滴加NaOH会消耗溶液中的Fe3+,因此红色应变浅,故D错误;
答案为C。
22.装置a、b、c中分别盛有试剂1、2、3,用如图所示的装置进行实验(夹持仪器略去,必要时可加热),能达到相应实验目的的是
选项
试剂1
试剂2
试剂3
实验目的
装置
A
浓
Cu片
KI-淀粉溶液
验证的氧化性
B
盐酸
石灰石
饱和
制备
C
稀硫酸
溶液X
澄清石灰水
验证溶液X中是否有
D
70%硫酸
酸性溶液
证明具有漂白性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A. 浓硝酸易挥发,生成的二氧化氮气体中含有硝酸蒸汽,无法验证NO2的氧化性,故A错误;B. 盐酸与石灰石反应放出的二氧化碳中混有少量氯化氢气体,通过饱和NaHCO3可以除去氯化氢,从而得到较为纯净的二氧化碳,故B正确;C.能够使澄清石灰水的气体不一定是二氧化碳,可能是二氧化硫,因此X中不一定有CO32-,故C错误;D. 二氧化硫与高锰酸钾溶液反应,体现了二氧化硫的还原性,不是漂白性,故D错误;故选B。
23.已知:将Cl2通入适量KOH溶液中,产物中可能含有KCl、KClO、KClO3,且的值与温度高低有关。当n(KOH)=a mol时,下列说法不正确的是
A. 参加反应的氯气的物质的量等于a mol
B. 改变温度,产物中KClO3的最大理论产量为a mol
C. 改变温度,反应中转移电子的物质的量n(e-)的范围为a mol≤n(e-)≤a mol
D. 若某温度下,反应后=11,则溶液中=
【答案】B
【解析】
【分析】
Cl2与KOH发生歧化反应,低温下发生Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O,温度高时发生3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O,据此分析讨论;
【详解】A、产物中可能含有KCl、KClO、KClO3,三种物质中K和Cl的原子个数比均为1:1,,因此参加反应的KOH与Cl2之比为2:1,即参加反应氯气的物质的量为mol,故A说法正确;
B、当只发生3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O时,KClO3的产量最大,即n(KClO3)= mol,故B说法错误;
C、当只发生Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O,则转移电子物质的量为mol,当只发生3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O,则转移电子物质的量为mol,因此反应中转移电子的物质的量范围是mol≤n(e-)≤mol,故C说法正确;
D、假设n(Cl-)=11mol,则n(ClO-)=1mol,根据得失电子数目守恒,11mol=1mol×n(ClO3-)×5,得出n(ClO3-)=2mol,因此有=,故D说法正确;
答案为B。
24.下列有关实验操作正确的是( )
A. 称量氢氧化钠固体
B. 检验铁粉与水蒸气反应产生的氢气
C. 制备氢氧化铁胶体
D. 分离两种互溶但沸点相差较大的液体混合物
【答案】B
【解析】
【详解】A.称量时,药品放在左盘,砝码在右盘,氢氧化钠具有强烈的腐蚀性,需要将氢氧化钠放在小烧杯中称量,故A错误;
B.Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,把H2通入肥皂液,会产生泡泡,然后点燃泡泡,有爆鸣声,证明产物是H2,听声音,即可鉴别H2的纯度,图中实验装置及方案合理,故B正确;
C.在沸水中滴加饱和氯化铁溶液制备氢氧化铁胶体,当溶液变成红褐色时停止加热,故C错误;
D.水的进出方向错误,冷水应从下口进,上口出,故D错误;
答案选B。
25.高磷鲕状赤铁矿(主要含有、少量、CaO,等)
是我国一种重要的沉积型铁矿资源,以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红,其流程如图所示。下列说法错误的是
A. 铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂
B. 酸浸液遇溶液生成蓝色沉淀
C. 洗涤滤渣时要用玻璃棒不断搅拌
D. 氧化时选用的试剂可以是、NaClO溶液
【答案】C
【解析】
【分析】
高磷鲕状赤铁矿主要含有的,又称铁红,易溶于强酸,中强酸,外观为红棕色粉末。可用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可作为催化剂,炼铁原料。在碳粉与铁矿石焙烧、硫酸酸浸后, 溶液中含有Fe2+、Al3+、Ca2+,而后利用氨水调节溶液pH约5.2-7,可使Al3+沉淀完全,而Fe2+、Ca2+不受影响。利用氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+后,由于Fe3+沉降的pH为2.7-3.7,故此时Fe3+因水解成为氢氧化铁而沉降。通过对滤渣洗涤、干燥、灼烧可得氧化铁。
【详解】A. 铁红的主要成分是氧化铁,为红棕色,可用于油漆、油墨、建筑物的着色剂,A项正确;
B. 酸浸液中含有Fe2+,遇溶液生成蓝色的沉淀, B项正确;
C. 用玻璃棒不断搅拌会破坏氢氧化铁,使一部分氢氧化铁溶解,降低产率,C项错误;
D. 氧化Fe2+时可选用、NaClO溶液作为氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+。反应原理分别为:2Fe2+ +H2O2+2H+=2Fe3+ +2H2O ,2Fe2++ ClO -+ 2H+ = 2Fe3+ + Cl- + H2O,D项正确;
答案选C。
第Ⅱ卷(非选择题 共50分)
26.氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①菱锰矿石主要成分是MnCO3,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素;
②常温下,CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10-10、7.42×10-11
③相关金属离子c(Mn+)=0.1mol/L形成氯氧化物沉淀时的pH如下:
回答下列问题:
金属离子
Al3+
Fe3+
Fe2+
Ca2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀的pH
3.8
1.5
6.3
10.6
8.8
9.6
沉淀完全的pH
5.2
2.8
8.3
12.6
10.8
11.6
(1)“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为______________________。
(2)分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是:
焙烧温度_________,氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为__________,焙烧时间为___________.
(3)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为________;然后调节溶液pH使Fe3+、Al3+沉淀完全,此时溶液的pH范围为____。再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+,当c(Ca2+)=1.0×10-5mol/L时, c(Mg2+)=______mol/L
(4)碳化结晶时,发生反应离子方程式为_____________________________________________。
(5)流程中能循环利用的固态物质是____________。
【答案】 (1). MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O (2). 500℃ (3). 1.10 (4). 60min (5). MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O (6). 5.2≤pH<8.8 (7). 5×10-6 (8). Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O (9). NH4Cl
【解析】
【分析】
根据流程,将菱镁矿粉(主要成分是MnCO3,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素)与NH4Cl混合研磨后焙烧,发生MnCO3+2NH4Cl MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O,浸出,浸出液中含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+,加入MnO2将Fe2+氧化成Fe3+:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,然后调节pH范围是5.2≤pH<8.8,使 Fe3+、Al3+以氢氧化物的形式完全沉淀,再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+,过滤,净化液成分主要是MnCl2,加入碳酸氢铵碳化结晶,发生反应:Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O,过滤,得到MnCO3产品和滤液NH4Cl,将滤液NH4Cl蒸发结晶得到NH4Cl可循环使用,据此分析作答;
【详解】(1)焙烧是MnCO3与NH4Cl的反应,根据流程图,得到产物是CO2和NH3,根据元素守恒,因此方程式为MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;
答案为MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;
(2)根据图1,温度在500℃时浸出率较高,如果再升高温度,浸出率增加不大,提高成本,根据图2,氯化铵与菱镁矿质量比为1.10时为最佳,根据图3,在60min时浸出率为最佳;
答案为500℃;1.10;60min;
(3)MnO2将Fe2+氧化成Fe3+,本身被还原为Mn2+,依据化合价升降法进行配平,即离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;调节pH使Fe3+、Al3+沉淀完全,但不能影响Mn2+,因此pH控制在5.2≤pH<8.8;加入NH4F,除去Mg2+、Ca2+,当溶液中c(Ca2+)=1.0×10-5mol·L-1时,溶液中c2(F-)==1.46×10-5mol·L-1,则溶液c(Mg2+)=≈5×10-6mol·L-1;
答案MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;5.2≤pH<8.8;5×10-6mol·L-1;
(4)根据流程图,碳化结晶得到MnCO3,“碳化结晶”原料是Mn2+和NH4HCO3,产物是MnCO3,该反应中没有化合价变化,不属于氧化还原反应,即离子方程式为Mn2++HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O;
答案为Mn2++HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O;
(5)“碳化结晶”后过滤,得到MnCO3产品和滤液NH4Cl,将滤液NH4Cl蒸发结晶得到NH4Cl可循环使用;
答案为NH4Cl。
【点睛】陌生氧化还原反应方程式书写是高考的热点和难点,一般先根据题意,写出氧化剂+还原剂→氧化产物+还原产物,如本题MnO2+Fe2+→Fe3++Mn2+,然后根据化合价升降法进行配平,即MnO2+2Fe2+→2Fe3++Mn2+,然后根据环境确认溶液的酸碱性,如本题,Fe2+、Fe3+、Mn2+不能与OH-大量共存,因此环境应为酸性,最后根据原子守恒和电荷守恒,配平其他,即MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O。
27.某化学学习小组在帮助老师整理实验室的化学试剂时,发现一盛有无色盐溶液的试剂瓶,标签破损如右图,该小组根据已掌握的知识,对药品做出猜想,并设计实验验证。
(1) 该实验药品为中学化学常用试剂,推测它的阳离子化合价为_______。
(2) 同学们做出以下三种推测。
猜想1:Na2SO4
实验设计:进行……,证明是Na2SO4溶液。
猜想2:K2SO4
实验设计:__________________________________,证明是K2SO4溶液。
猜想3:(NH4)2SO4
实验设计:________________________________,证明是(NH4)2SO4溶液。
(3) 通过实验发现“猜想3”成立,已知(NH4)2SO4受热易分解,该小组拟用下图所示装置探究其分解产物(夹持和加热装置略)。
实验Ⅰ:装置B盛0.500 0 mol·L-1盐酸50.00 mL,通入N2排尽空气后,将装置A加热至260 ℃一段时间,停止加热,停止通入N2,品红溶液不褪色,取下装置B,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定剩余盐酸,消耗NaOH溶液50.00 mL。经检验滴定后的溶液中无SO42-。
①请从如图选择盛放0.100 0 mol·L-1 NaOH 溶液的滴定管____(填“甲”或“乙”)。
②装置B 内溶液吸收气体的物质的量是_______mol。
实验Ⅱ:通入N2排尽空气后,将装置A加热到400 ℃至固体无残留,停止加热,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SO32-、无SO42-。
③装置E 的作用是__________。
④A、D之间的导气管内的少量白色固体是______。
⑤有同学提出在A、D之间需要增加一个防倒吸的安全瓶,老师说不需要,原因是___________。
⑥进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物,则(NH4)2SO4在400 ℃分解的化学方程式是___________。
【答案】 (1). +1 (2). 进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察,火焰呈紫色 (3). 取一定量溶液于试管中,加浓NaOH溶液并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 (4). 乙 (5). 0.02 (6). 吸收NH3 (7). (NH4)2SO3 (8). (NH4)2SO4分解过程中不断通入N2,从而稀释了SO2,起到了防止倒吸的作用 (9). 3(NH4)2SO44NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑
【解析】
【详解】(1)根据破损标签,该物质的化学式应为A2SO4,即阳离子的化学式为+1价;
答案为+1价;
(2)猜想2:证明是K2SO4,需要证明含有钾元素,往往通过焰色反应确认钾元素,实验设计为进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察,火焰呈紫色,说明该物质中含有钾元素,即该溶液为K2SO4;猜想3:证明是(NH4)2SO4,需要证明NH4+,检验NH4+方法:取一定量溶液于试管中,加浓NaOH溶液并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该气体为NH3,说明该溶液为(NH4)2SO4;
答案为进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察,火焰呈紫色;取一定量溶液于试管中,加浓NaOH溶液并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;
(3)①甲为酸式滴定管,乙为碱式滴定管,盛放NaOH溶液的滴定管应是碱式滴定管,故乙正确;
答案为乙;
②加热(NH4)2SO4到260℃时不产生使品红溶液褪色的气体,即没有生成SO2,滴定后溶液中无SO42-,也就是没有生成SO3,则装置B中盐酸吸收分解产生的NH3,根据反应NaOH+HCl=NaCl+H2O,则吸收NH3消耗HCl的物质的量为(50. 00×10-3L×0.5000mol·L-1-50.00×10-3L×0.1000mol·L-1)=0.02mol,根据NH3+HCl=NH4Cl,则装置B内吸收NH3的物质的量为0.02mol;
答案为0.02mol;
③装置D内溶液中有SO32-,无SO42-,说明加热(NH4)2SO4到400℃时分解产生了SO2,装置A、D之间的导管内有少量的白色固体,白色固体应是SO2、H2O、NH3形成的盐,即(NH4)2SO4分解还产生了NH3和H2O,装置D的作用是吸收SO2,装置E的作用是吸收NH3;
答案为吸收NH3;
④根据③的分析,(NH4)2SO4加热到400℃分解生成的NH3、SO2、H2O,在A、D之间发生化合反应生成白色固体(NH4)2SO3;
答案为(NH4)2SO3;
⑤在A、D之间不需要增加防倒吸的安全瓶的原因是:虽然SO2易溶于水,当(NH4)2SO4分解过程中不断通入N2,N2难溶于水,N2稀释SO2,起到了防止倒吸的作用;
答案为(NH4)2SO4分解过程中不断通入N2,N2难溶于水,N2稀释SO2
,起到了防止倒吸的作用
⑥根据上述分析,(NH4)2SO4加热到400℃分解生成SO2、NH3、H2O,S元素的化合价由+6价降至+4价,根据得失电子数目守恒,,只能为N元素的化合价升高,由于气体中无氮氧化物,,说明生成N2,根据得失电子守恒和原子守恒,分解的化学方程式为3(NH4)2SO44NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O;
答案为3(NH4)2SO44NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O。
28.I.氨气具有还原性,在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A 和B。A 为铵盐,B 在标准状况下为气态。在此反应中,若每有1体积氨气参加反应,同时有0.75 体积氟气参加反应;若每有8.96L 氨气(标准状况)参加反应,同时生成0.3 mol A。
(1) 写出氨气和氟气反应的化学方程式_____________________________________________________。
Ⅱ.某固体可能由Al、(NH4)2SO4、MgCl2、AlCl3、FeCl2中的一种或几种组成,现取该固体进行如下实验,所得现象和有关数据如下所示(气体体积的数据均已折算成标准状况下):
请回答下列问题:
(2)混合物中存在的物质有____________________(填化学式)。
Ⅲ.(3)测定硫酸铜晶体(CuSO4·xH2O)中结晶水的x值:称取2.41 g 硫酸铜晶体,在坩埚中加热至质量不再改变时,称量粉末的质量为1.6 g。则计算得x=____(计算结果精确到0.1)。
Ⅳ.称取3.60 g草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O),用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如下图所示。
(4) 分析图中数据,写出过程Ⅰ发生反应的化学方程式______________。
(5) 300 ℃时剩余固体是铁的一种氧化物,通过计算确定该氧化物的化学式______________________。
【答案】 (1). 4NH3+3F23NH4F+NF3 (2). MgCl2、Al、(NH4)2SO4 (3). 4.5 (4). FeC2O4·2H2OFeC2O4+2H2O (5). Fe2O3
【解析】
【详解】(1)氨气和氟气反应生成A和B,其中A为铵盐,即A为NH4F,每消耗1体积氨气,同时消耗0.75体积的F2,即NH3和F2系数分别为4、3,8.96L氨气的物质的量为0.4mol,即0.4molNH3参与反应,生成0.3molA,NH3和A的系数分别为4、3,即4NH3+3F2→3NH4F+B,根据原子守恒,推出B的化学式为NF3,化学方程式为4NH3+3F23NH4F+NF3;
答案为4NH3+3F23NH4F+NF3;
(2)固体与过量NaOH发生反应,生成11.2L气体(0.5mol),该气体通过碱石灰,气体体积不变,通过浓硫酸气体体积为6.72L(0.3mol),推出固体与NaOH反应生成的气体为H2、NH3,固体中含有Al、(NH4)2SO4;固体与过量的NaOH浓溶液反应生成5.80g白色沉淀,久置无明显变化,因此固体中不含FeCl2,因为所加NaOH为过量,因此5.80g白色沉淀为Mg(OH)2,即固体中含有MgCl2;Al与过量的NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,无色溶液为含有NaAlO2,加入稀盐酸,发生AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓,继续加盐酸,发生Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,因此无法推出固体中是否含有AlCl3,综上所述,固体一定存在物质是Al、(NH4)2SO4、MgCl2;
答案为Al、(NH4)2SO4、MgCl2;
(3)固体质量减少等于水的质量,即水的质量为m(H2O)=(2.41g-1.6g)=0.081g
,加热后粉末为CuSO4,n(CuSO4)==0.01mol,因此有,解得x=4.5;
答案为4.5;
(4)过程I应是失去结晶水的过程,3.60g草酸亚铁晶体中所含结晶水的质量为×100%=0.72g,过程I失去结晶水的质量为(3.60g-2.88g)=0.72g,过程I失去了全部结晶水,化学反应方程式为FeC2O4·2H2O FeC2O4+2H2O;
答案为FeC2O4·2H2O FeC2O4+2H2O;
(5)草酸亚铁晶体中铁元素的质量为=1.12g,铁原子的物质的量为=0.02mol,铁的氧化物中氧元素的质量为(1.60-1. 12)g=0.48g,氧原子物质的量为=0.03mol,铁氧化物中铁原子和氧原子物质的量之比为0.02:0.03=2:3,即铁的氧化物是Fe2O3;
答案为Fe2O3.
29.由芳香烃X合成一种功能高分子H的过程如下。(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H的链节组成为C7H5NO
已知:Ⅰ.芳香烃X用质谱仪测出的质谱图如图所示
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)H的结构简式是___________________。
(2)反应③和④的类型分别是_____________________、_______________________。
(3)反应⑤的化学方程式为________________________________________________。
(4)阿司匹林中含氧官能团的名称为___________________。
(5) 有多种同分异构体,其中符合下列要求的共有______种(不考虑立体异构),写出其中核磁共振氢谱为6组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶2∶1∶1的结构简式________________________________。
①能与NaHCO3反应放出CO2 ②能与FeCl3溶液发生显色反应 ③苯环上的一取代物有两种
(6)请用合成反应流程图表示出由A和其他无机物合成最合理的方案。例:
_______________________________________________________________________。
【答案】 (1). (2). 还原反应 (3). 缩聚反应 (4). (5). 酯基、羧基 (6). 16 (7). (8).
【解析】
【分析】
根据质谱仪测出的质谱图,得出芳香烃X的相对分子质量为92,依据苯的同系物的通式,求出芳香烃X的化学式为C7H8,芳香烃X的结构简式为,甲苯与混酸反应发生取代反应,根据路线,-NO2应引入到甲基的邻位,即F的结构简式为
,苯胺容易被氧化,因此先将甲基氧化成-COOH,G的结构简式为,再在Fe、HCl条件下,将-NO2还原成-NH2,得到,H为高分子化合物,发生缩聚反应,即H结构简式为,B能氧化成C,C能与银氨溶液反应,推出B为苯甲醇,因此X与Cl2发生取代反应,即A的结构简式为,然后发生水解反应,生成苯甲醇,据此分析推断;
【详解】根据质谱仪测出的质谱图,得出芳香烃X的相对分子质量为92,依据苯的同系物的通式,求出芳香烃X的化学式为C7H8,芳香烃X的结构简式为,甲苯与混酸反应发生取代反应,根据路线,-NO2应引入到甲基的邻位,即F的结构简式为,苯胺容易被氧化,因此先将甲基氧化成-COOH,G的结构简式为,再在Fe、HCl条件下,将-NO2还原成-NH2,得到,H为高分子化合物,发生缩聚反应,即H结构简式为,B能氧化成C,C能与银氨溶液反应,推出B为苯甲醇,因此X与Cl2发生取代反应,即A的结构简式为,然后发生水解反应,生成苯甲醇,
(1)反应④发生缩聚反应,即H的结构简式为;
答案为;
(2)根据上述分析,反应③的反应类型为还原反应,反应④为缩聚反应;
答案为还原反应;缩聚反应;
(3)反应⑤是苯甲醇被氧化成苯甲酸铵,即反应方程式为+2[Ag(NH3)2]OH+2Ag↓+3NH3+H2O;
答案为+2[Ag(NH3)2]OH+2Ag↓+3NH3+H2O;
(4)根据阿司匹林的结构简式,含氧官能团是羧基和酯基;
答案为羧基和酯基;
(5)能与NaHCO3反应生成CO2,说明含有-COOH,能与FeCl3发生显色反应,说明含有酚羟基,苯环上的一取代物有两种,说明苯环上有2种氢原子,苯环上含有1个-OH和1个-CH2CH2COOH,两者处于对位,只有1种结构;苯环上有1个-OH和1个-CH(CH3)COOH,两者处于对位,只有1种结构;含有苯环,却苯环上两个甲基在邻位,则-OH和-COOH的位置有6种;两个甲基在间位,则-COOH和-OH位置有5种;两个甲基处于对位,-OH和-COOH位置有3种,综上所述,共有16种;有6组峰,说明有六种不同的氢原子,峰面积为2:2:2:2:1:1,则符合条件的结构简式为;
答案为16;;
(6)根据上述分析,A结构简式为,合成
,引入羟基,一般从卤代烃的水解种引入,需要制备出,引入-Cl,一般采用加成反应引入,即需要制备出,从而推出合成路线为;
答案为。
【点睛】同分异构体种类的判断是有机合成或推断题的热点和难点,一般先根据题中所给信息,推出所含有官能团或结构,然后利用“先整后散”的规律进行分析判断,像本题,首先想出的结构是-OH和-CH2CH2COOH,-CH2CH2COOH可以写成-CH(CH3)COOH,然后将-CH2CH2COOH,拆写成2个-CH3和-COOH,在苯环上固定两个-CH3,位置分别为邻位、间位、对位,然后进行分析,同分异构体的书写要按照规律书写,平时多注意书写,一般能够判断正确。