北京高考理综化学试题解析

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北京高考理综化学试题解析

‎2018年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 化学(北京卷)‎ 本试卷共16页,共300分。考试时长150分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。‎ 可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16‎ 第一部分(选择题)‎ ‎1. 下列我国科技成果所涉及物质的应用中,发生的不是化学变化的是 A.甲醇低温所制氢气用于新能源汽车 B.氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料 C.偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料 D.开采可燃冰,将其作为能源使用 A. A B. B C. C D. D ‎【答案】B 点睛:本题考查化学变化、核反应的区别,化学变化的特征是有新物质生成。注意化学变化与核反应的区别,化学变化过程中原子核不变,核反应不属于化学反应。‎ ‎2. 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 ‎【解析】分析:A项,生成CH3COOH的总反应为CH4+CO2CH3COOH,原子利用率为100%;B项,CH4选择性活化变为①过程中,有1个C-H键发生断裂;C项,根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量并形成C-C键;D项,催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高平衡转化率。‎ 详解:A项,根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH,总反应为CH4+CO2CH3COOH,只有CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,A项正确;B项,CH4选择性活化变为①过程中,有1个C-H键发生断裂,B项正确;C项,根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量,对比①和②,①→②形成C-C键,C项正确;D项,催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高反应物的平衡转化率,D项错误;答案选D。 ‎ 点睛:本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响,解题的关键是准确分析示意图中的信息。注意催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,催化剂不能改变ΔH、不能使化学平衡发生移动。‎ ‎3. 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+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O B. 常温时,0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2O+OH−‎ C. 由Na和C1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 ‎【解析】分析:A项,酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”;B项,氨水为弱碱水溶液,存在电离平衡;C项,Na易失电子形成Na+,Cl易得电子形成Cl-;D项,电解精炼铜时,精铜为阴极,粗铜为阳极。‎ 详解:A项,酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”,硬脂酸与乙醇反应的化学方程式为C17H35COOH+C2H518OHC17H35CO18OC2H5+H2O,A项错误;B项,常温下0.1mol·L-1氨水的pH=11.1,溶液中c(OH-)=10-2.9mol·L-10.1mol·L-1,氨水为弱碱水溶液,电离方程式为NH3·H2ONH4++OH-,B项正确;C项,Na原子最外层有1个电子,Na易失电子形成Na+,Cl原子最外层有7个电子,Cl易得电子形成Cl-,Na将最外层的1个电子转移给Cl,Na+与Cl-间形成离子键,C项正确;D项,电解精炼铜时,精铜为阴极,粗铜为阳极,阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,D项正确;答案选A。‎ 点睛:本题考查酯化反应的机理、电离方程式的书写、用电子式表示物质的形成过程、电解精炼铜的原理。注意强电解质和弱电解质电离方程式的区别、用电子式表示离子化合物和共价化合物形成过程的区别。‎ ‎4. 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 A. A B. B C. C D. D ‎【答案】C ‎【解析】分析:A项,白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;B项,红色褪色是HClO表现强氧化性;C项,白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl;D项,气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2。‎ 详解:A项,NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe(OH)2沉淀,白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,该反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;B项,氯水中存在反应Cl2+H2OHCl+HClO,‎ 由于氯水呈酸性,石蕊溶液滴入后溶液先变红,红色褪色是HClO表现强氧化性,与有色物质发生氧化还原反应;C项,白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl,反应前后元素化合价不变,不是氧化还原反应;D项,Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO气体和H2O,气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2,反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;与氧化还原反应无关的是C项,答案选C。 ‎ 点睛:本题考查氧化还原反应的判断,分析颜色变化的原因、理解氧化还原反应的特征是解题的关键。‎ ‎5. 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 ‎【解析】分析:芳纶纤维的结构片段中含肽键,完全水解的单个分子为、;采用切割法分析其单体为、,该高分子化合物的结构简式为。‎ 详解:A项,芳纶纤维的结构片段中含肽键,完全水解产物的单个分子为、,、中苯环都只有1种化学环境的氢原子,A项错误;B项,芳纶纤维的结构片段中含肽键,完全水解产物的单个分子为、,含有的官能团为-COOH或-NH2,B项正确;C项,氢键对该分子的性能有影响,如影响沸点、密度、硬度等,C 项错误;D项,芳纶纤维的结构片段中含肽键,采用切割法分析其单体为、,该高分子化合物由、通过缩聚反应形成,其结构简式为,D项错误;答案选B。 ‎ 点睛:本题考查肽键的水解、氢原子化学环境的分析、氢键对物质性质的影响、高分子化合物的书写。注意掌握单体的判断方法,首先根据高聚物判断是加聚产物还是缩聚产物,然后根据推断单体的方法作出判断:(1)加聚产物单体的推断常用“弯箭头法”,单键变双键,C上多余的键断开;(2)缩聚产物单体的推断常用“切割法”,找到断键点,断键后在相应部位补上-OH或-H。‎ ‎6. 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:+H2O+OH−‎ B. ④的pH与①不同,是由于浓度减小造成的 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 ‎【解析】分析:A项,Na2SO3属于强碱弱酸盐,SO32-存在水解平衡;B项,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,说明实验过程中部分Na2SO3被氧化成Na2SO4,①与④温度相同,④与①对比,SO32-浓度减小,溶液中c(OH-),④的pH小于①;C项,盐类水解为吸热过程,①→③的过程,升高温度SO32-水解平衡正向移动,c(SO32-)减小,水解平衡逆向移动;D项,Kw只与温度有关。‎ 点睛:本题考查盐类水解离子方程式的书写、外界条件对盐类水解平衡的影响、影响水的离子积的因素、SO32-的还原性。解题时注意从温度和浓度两个角度进行分析。‎ ‎7. 验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ 在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀 下列说法不正确的是 A. 对比②③,可以判定Zn保护了Fe   B. 对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C. 验证Zn保护Fe时不能用①的方法   D. 将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼 ‎【答案】D ‎【解析】分析:A项,对比②③,②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]无明显变化,②Fe附近的溶液中不含Fe2+,③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀,③Fe附近的溶液中含Fe2+,②中Fe被保护;B项,①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,Fe表面产生了Fe2+,对比①②的异同,①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2+;C项,对比①②,①也能检验出Fe2+,不能用①的方法验证Zn保护Fe;D项,由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2+,将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼。‎ 详解:A项,对比②③,②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]无明显变化,②Fe 附近的溶液中不含Fe2+,③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀,③Fe附近的溶液中含Fe2+,②中Fe被保护,A项正确;B项,①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,Fe表面产生了Fe2+,对比①②的异同,①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2+,B项正确;C项,对比①②,①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,①也能检验出Fe2+,不能用①的方法验证Zn保护Fe,C项正确;D项,由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2+,将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼,D项错误;答案选D。‎ 点睛:本题通过实验验证牺牲阳极的阴极保护法,考查Fe2+的检验、实验方案的对比,解决本题的关键是用对比分析法。要注意操作条件的变化,如①中没有取溶液,②中取出溶液,考虑Fe对实验结果的影响。要证明Fe比Cu活泼,可用②的方法。KS5U 第二部分(非选择题)‎ ‎8. 8−羟基喹啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。下图是8−羟基喹啉的合成路线。‎ 已知:i. ‎ ii.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。‎ ‎(1)按官能团分类,A的类别是__________。‎ ‎(2)A→B的化学方程式是____________________。‎ ‎(3)C可能的结构简式是__________。‎ ‎(4)C→D所需的试剂a是__________。‎ ‎(5)D→E的化学方程式是__________。‎ ‎(6)F→G的反应类型是__________。‎ ‎(7)将下列K→L的流程图补充完整:____________‎ ‎(8)合成8−羟基喹啉时,L发生了__________(填“氧化”或“还原”)反应,反应时还生成了水,则L与G物质的量之比为__________。‎ ‎【答案】 (1). 烯烃 (2). CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl (3). HOCH2CHClCH2Cl ClCH2CH(OH)CH2Cl (4). NaOH,H2O (5). HOCH2CH(OH)CH2OH CH2=CHCHO+2H2O (6). 取代反应 (7). (8). 氧化 (9). 3∶1‎ ‎【解析】分析:A的分子式为C3H6,A的不饱和度为1,A与Cl2高温反应生成B,B与HOCl发生加成反应生成C,C的分子式为C3H6OCl2,B的分子式为C3H5Cl,B中含碳碳双键,A→B为取代反应,则A的结构简式为CH3CH=CH2;根据C、D的分子式,C→D为氯原子的取代反应,结合题给已知ii,C中两个Cl原子连接在两个不同的碳原子上,则A与Cl2高温下发生饱和碳上氢原子的取代反应,B的结构简式为CH2=CHCH2Cl、C的结构简式为HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl、D的结构简式为HOCH2CH(OH)CH2OH;D在浓硫酸、加热时消去2个“H2O”生成E;根据F→G→J和E+J→K,结合F、G、J的分子式以及K的结构简式,E+J→K为加成反应,则E的结构简式为CH2=CHCHO,F的结构简式为、G的结构简式为、J的结构简式为;K的分子式为C9H11NO2,L的分子式为C9H9NO,K→L的过程中脱去1个“H2O”,结合K→L的反应条件和题给已知i,K→L先发生加成反应、后发生消去反应,L的结构简式为。‎ ‎(2)A→B为CH3CH=CH2与Cl2高温下的取代反应,反应的化学方程式为CH3CH=CH2+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl。‎ ‎(3)B与HOCl发生加成反应生成C,由于B关于碳碳双键不对称,C可能的结构简式为HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl。‎ ‎(4)C→D为氯原子的水解反应,C→D所需的试剂a是NaOH、H2O,即NaOH水溶液。‎ ‎(5)D→E为消去反应,反应的化学方程式为HOCH2CH(OH)CH2OHCH2=CHCHO+2H2O。‎ ‎(6)F的结构简式为、G的结构简式为,F→G的反应类型为取代反应。‎ ‎(7)K的分子式为C9H11NO2,L的分子式为C9H9NO,对比K和L的分子式,K→L的过程中脱去1个“H2O”,结合K→L的反应条件和题给已知i,K先发生加成反应生成,发生消去反应生成L,补充的流程图为:‎ ‎。‎ ‎(8)根据流程L+G→J+8-羟基喹啉+H2O,即+++H2O,对比L和8-羟基喹啉的结构简式,L发生了去氢的氧化反应。根据原子守恒,反应过程中L与G物质的量之比为3:1。‎ 点睛:本题以8-羟基喹啉的合成为载体,考查有机推断、有机物类别的判断、有机物结构简式和有机方程式的书写、有机反应类型的判断等。推断时主要依据分子式判断可能的反应类型,结合所学有机物之间的相互转化和题给信息分析。‎ ‎9. 磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:‎ 已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。‎ 溶解度:Ca5(PO4)3(OH)”或“<”)。‎ ‎②结合元素周期律解释①中结论:P和S电子层数相同,__________。‎ ‎(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式:__________。‎ ‎(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因:____________________。‎ ‎(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42−残留,原因是__________;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是____________________。‎ ‎(6)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b mol·L−1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。(已知:H3PO4摩尔质量为98 g·mol−1)‎ ‎【答案】 (1). 研磨、加热 (2). < (3). 核电荷数P<S,原子半径P>S,得电子能力P<S,非金属性P<S (4). 2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑ (5). 80 ℃后,H2O2分解速率大,浓度显著降低 (6). CaSO4微溶 (7). BaCO3++2H3PO4BaSO4+CO2↑+H2O+2 (8). ‎ ‎【解析】分析:磷精矿粉酸浸后生成粗磷酸和磷石膏,粗磷酸经过脱有机碳、脱硫等步骤获得精制磷酸。‎ ‎(1)根据外界条件对化学反应速率的影响分析,流程中能加快反应速率的措施有:研磨、加热。‎ ‎(2)①根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,酸性:H3PO4H2SO4。‎ ‎②用元素周期律解释,P和S电子层数相同,核电荷数PS,原子半径PS,得电子能力PS,非金属性PS。‎ ‎(3)根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,Ca5(PO4)3F与H2SO4反应生成HF、磷石膏和磷酸。‎ ‎(4)图示是相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率,80℃前温度升高反应速率加快,相同时间内有机碳脱除率增大;80℃后温度升高,H2O2分解速率大,H2O2浓度显著降低,反应速率减慢,相同条件下有机碳脱除率减小。‎ ‎(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42-残留,原因是:CaSO4微溶于水。加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,因为BaSO4难溶于水,反应的离子方程式为BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。‎ ‎(6)根据题意关系式为H3PO4~2NaOH,由消耗的NaOH计算H3PO4。‎ 详解:(1)研磨能增大反应物的接触面积,加快反应速率,加热,升高温度加快反应速率;流程中能加快反应速率的措施有:研磨、加热。‎ ‎(4)图示是相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率,80℃前温度升高反应速率加快,相同时间内有机碳脱除率增大;80℃后温度升高,H2O2分解速率大,H2O2浓度显著降低,反应速率减慢,相同条件下有机碳脱除率减小。 ‎ ‎(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42-残留,原因是:CaSO4微溶于水。加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,因为BaSO4难溶于水,其中SO42-与BaCO3生成更难溶的BaSO4和CO32-,H3PO4的酸性强于H2CO3,在粗磷酸中CO32-转化成H2O和CO2,反应的离子方程式为BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。‎ ‎(6)滴定终点生成Na2HPO4,则消耗的H3PO4与NaOH物质的量之比为1:2,n(H3PO4)=n(NaOH)=bmol/Lc10-3L=mol,m(H3PO4)=mol98g/mol=g=0.049bcg,精制磷酸中H3PO4的质量分数为。‎ 点睛:本题以磷精矿湿法制备磷酸的工艺流程为载体,考查影响化学反应速率的因素、“强酸制弱酸”的复分解反应规律、元素周期律、指定情境下方程式的书写、物质含量的计算等。解题时必须利用所学知识结合流程分析,如第(5)问注意脱硫的反应是在粗磷酸中进行的,BaCO3或CaCO3中碳元素最终变为CO2;第(6)问中H3PO4与NaOH物质的量之比的确定等。‎ ‎10. 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_______p 1(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+__________________+_______+2 I-‎ ‎(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 ‎0.0002 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). > ‎ ‎ (3). 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移动,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 (4). SO2 (5). SO42− (6). 4H+ (7). 0.4 (8). I−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 (9). 反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快 ‎【解析】分析:(1)应用盖斯定律结合反应II分析。‎ ‎(2)采用“定一议二”法,根据温度相同时,压强与H2SO4物质的量分数判断。‎ ‎(3)依据催化剂在反应前后质量和化学性质不变,反应i+反应ii消去I-得总反应。‎ ‎(4)用控制变量法对比分析。‎ 详解:(1)根据过程,反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S,反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律,反应I+反应III得,2H2SO4(l)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g)ΔH=ΔH1+ΔH3=(+551kJ/mol)+(-297kJ/mol)=+254kJ/mol,反应II的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH=-254kJ/mol。 ‎ ‎(3)反应II的总反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S,I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,催化剂在反应前后质量和化学性质不变,(总反应-反应i)2得,反应ii的离子方程式为I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。‎ ‎(4)①B是A的对比实验,采用控制变量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A与B中KI浓度应相等,则a=0.4。‎ ‎②对比A与B,加入H+可以加快SO2歧化反应的速率;对比B与C,单独H+不能催化SO2的歧化反应;比较A、B、C,可得出的结论是:I−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对比D和A,D中加入KI的浓度小于A,D中多加了I2,反应i消耗H+和I-,反应ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快”,反应速率DA,由此可见,反应ii比反应i速率快,反应ii产生H+使c(H+)增大,从而反应i加快。‎ 点睛:本题以利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储为载体,考查盖斯定律的应用、化学平衡图像的分析、方程式的书写、控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响,‎ 考查学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。‎ ‎11. 实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。‎ 资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。‎ ‎(1)制备K2FeO4(夹持装置略)‎ ‎①A为氯气发生装置。A中反应方程式是________________(锰被还原为Mn2+)。‎ ‎②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。_______‎ ‎③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有 ‎3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有________________。‎ ‎(2)探究K2FeO4的性质 ‎①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:‎ 方案Ⅰ 取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。‎ 方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。‎ Ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由________________产生(用方程式表示)。‎ Ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是________________。‎ ‎②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2________(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和的氧化性强弱关系相反,原因是________________。‎ ‎③资料表明,酸性溶液中的氧化性>,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性>。‎ 若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。‎ 理由或方案:________________。‎ ‎【答案】 (1). 2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O (2). (3). Cl2+2OH−Cl−+ClO−+H2O (4). i. Fe3+ (5). 4FeO42−+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O (6). 排除ClO−的干扰 (7). > (8). 溶液的酸碱性不同 (9). 若能,理由:FeO42−在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色一定是MnO4−的颜色(若不能,方案:向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)‎ ‎【解析】分析:(1)KMnO4与浓盐酸反应制Cl2;由于盐酸具有挥发性,所得Cl2中混有HCl和H2O(g),HCl会消耗Fe(OH)3、KOH,用饱和食盐水除去HCl;Cl2与Fe(OH)3、KOH反应制备K2FeO4;最后用NaOH溶液吸收多余Cl2,防止污染大气。 ‎ ‎(2)①根据制备反应,C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,Cl2还会与KOH反应生成KCl、KClO和H2O。‎ I.加入KSCN溶液,溶液变红说明a中含Fe3+。根据题意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2,自身被还原成Fe3+。‎ II.产生Cl2还可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,即KClO的存在干扰判断;K2FeO4微溶于KOH溶液,用KOH洗涤除去KClO、排除ClO-的干扰,同时保持K2FeO4稳定存在。‎ ‎②根据同一反应中,氧化性:氧化剂氧化产物。对比两个反应的异同,制备反应在碱性条件下,方案II在酸性条件下,说明酸碱性的不同影响氧化性的强弱。‎ ‎③判断的依据是否排除FeO42-的颜色对实验结论的干扰。‎ 详解:(1)①A为氯气发生装置,KMnO4与浓盐酸反应时,锰被还原为Mn2+,浓盐酸被氧化成Cl2,KMnO4与浓盐酸反应生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。‎ ‎②由于盐酸具有挥发性,所得Cl2中混有HCl和H2O(g),HCl会消耗Fe(OH)3、KOH,用饱和食盐水除去HCl,除杂装置B为。‎ ‎③ C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,还有Cl2与KOH的反应,Cl2与KOH反应的化学方程式为Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。‎ ‎(2)①根据上述制备反应,C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,还可能含有KClO等。‎ I.方案I加入KSCN溶液,溶液变红说明a中含Fe3+。但Fe3+的产生不能判断K2FeO4与Cl-发生了反应,根据题意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2,自身被还原成Fe3+,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,可能的反应为4FeO42-+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O。KS5U II.产生Cl2还可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,即KClO的存在干扰判断;K2FeO4微溶于KOH溶液,用KOH溶液洗涤的目的是除去KClO、排除ClO-的干扰,同时保持K2FeO4稳定存在。‎ ‎③该小题为开放性试题。若能,根据题意K2FeO4在足量H2SO4溶液中会转化为Fe3+和O2,最后溶液中不存在FeO42-,溶液振荡后呈浅紫色一定是MnO4-的颜色,说明FeO42-将Mn2+氧化成MnO4-,所以该实验方案能证明氧化性FeO42-MnO4-。(或不能,因为溶液b呈紫色,溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中,c(FeO42-)变小,溶液的紫色也会变浅;则设计一个空白对比的实验方案,方案为:向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)。‎ 点睛:本题考查K2FeO4的制备和K2FeO4的性质探究。与气体有关的制备实验装置的连接顺序一般为:气体发生装置→除杂净化装置→制备实验装置→尾气吸收。进行物质性质实验探究是要排除其他物质的干扰。尤其注意最后一空为开放性答案,要注重多角度思考。‎
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