广西南宁市第二中学2017-2018学年高三下学期化学第一次月考考试试卷
一、单选题
1.(2018高三下·南宁月考)中华文化博大精深,下列有关说法错误的是( )
A.“熬胆矾铁金,久之变化为铜”,该过程发生了置换反应
B.《本草纲目》中记载“(火药)乃焰消KNO3) 、硫磺、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者”,是利用了KNO3的还原性
C.古剑“沈卢”“以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”,剂钢指的是铁的合金
D.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,屠呦呦对青蒿素的提取属于物理变化
【答案】B
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;氧化还原反应;合金及其应用
【解析】【解答】A.铁置换铜属于湿法炼铜,该过程发生了置换反应,故A不符合题意;
B.黑火药爆炸反应生成氮气,N元素化合价降低,被还原,硝酸钾表现氧化性,故B符合题意;
C.剑刃硬度要大,所以用碳铁合金,故C不符合题意;
D.萃取是利用物质溶解性分离物质的方法,该过程中没有新物质生成,属于物理变化,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.铁单质只去了铜单质;
B.根据元素化合价变化判断硝酸钾的性质;
C.根据合金的概念进行判断;
D.物理变化的判断依据是没有新物质生成。
2.(2018高三下·南宁月考)亚硫酸盐是一种常见的食品添加剂,用如下图实验可检验某食品中亚硫酸盐含量(所加试剂均足量)。下列说法错误的是( )
A.亚硫酸盐作为食品添加剂,作用是防腐保鲜
B.反应①过程中通入N2的作用是将装置中空气和生成的气体全部赶出
C.测定样品质量及③中耗碱量,可测定样品中亚硫酸盐含量
D.若仅将②中的氧化剂“H2O2溶液”替换为碘水,对测定结果无影响
【答案】D
【知识点】氧化还原反应;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.亚硫酸盐可以防腐保鲜,A不符合题意;
B.温度越高,气体在水中的溶解度越小,通入N 2和煮沸可以将产生的气体从溶液中全部赶出,B不符合题意;
C.测定③中耗碱量,可以求出硫酸的物质的量,进而利用硫元素守恒,求出样品中含SO 2的质量,再除以样品质量就可得到样品中亚硫酸盐含量,C不符合题意;
D.若仅将②中的氧化剂“H 2O2溶液”替换为碘水,则过量的碘水也会消耗氢氧化钠,对测定结果有影响,D符合题意。
【分析】A.亚硫酸盐具有还原性,可防腐保鲜;
B.装置中的空气对实验效果有影响,并且需要将生成的气体全部排出;
C.根据中和反应计算二氧化硫的量,然后计算亚硫酸盐的含量;
D.过量的双氧水不与NaOH反应,而碘能与NaOH反应。
3.(2018高三下·南宁月考)短周期原子序数依次增大的主族元素R、T、Q、W、Y、Z具有如下信息:①R、Y原子的最外层电子数与电子层数相同;②Q是地壳中含量最高的元素,R与T的核电荷数之和等于Q的核电荷数;③W与R同主族,Z与Q同主族。下列说法正确的是( )
A.Q与Y组成的常见物质是一种两性物质,能与氨水反应
B.已知WRZQ3溶液呈酸性,若将WRZQ3固体溶于水,能促进水的电离
C.元素Q与W形成的两种常见化合物中含有相同比例的阴、阳离子
D.元素T、Q、W、Y的原子半径大小为T【答案】C
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】R、T、Q、W、Y、Z是短周期原子序数依次增大的主族元素,①R、Y原子的最外层电子数与电子层数相同,可知R是H元素,由②知Q是O元素;则T是N元素;③W与R同主族,则W是Na元素,Y原子的最外层电子数与电子层数相同,且原子序数比W大的短周期元素是Al,所以Y是Al元素;Z与Q同主族,则Z是S元素。
A项,O与Al组成的常见物质Al2O3是一种两性氧化物,能与强碱溶液反应,不能与氨水等弱碱反应,A不符合题意;
B项,NaHSO3水溶液显酸性,HSO3-的电离大于水解,抑制了水的电离,B不符合题意;
C项,Na2O和Na2O2中,阳离子和阴离子个数比均为2:1,C符合题意;
D项,N(T)和O(Q)同在第二周期,Na(W)和Al(Y)同在第三周期,因为电子层数越大半径越大,同周期原子序数越大,原子半径越小,故原子半径:Q
4.(2018高三上·汕头期末)某有机物键线式的结构为 ,关于其说法正确的是( )
A.分子式为C8H10O2
B.可发生氧化、取代、加成反应
C.该有机物的含酯基的芳香族化合物的同分异构体有4种
D.它的另一种同分异构体 最多有13个原子共平面
【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.此有机物分子式为C8H8O2,故A不符合题意;
B.此有机物含有碳碳双键可发生氧化、加成反应,另有醇羟基可发生取代反应,故B符合题意;
C.该有机物的含酯基的芳香族化合物的同分异构体有5种,其中苯环上含有一个甲基和一个甲酸酯基时有三种,另有苯甲酸甲酯和乙酸苯酯,故C不符合题意;
D.有机物 分子中所有原子都可能共平面,故D不符合题意。
故答案为:B
【分析】根据该有机化合物含有碳碳双键和羟基分子具有的化学性质,根据同分异构体的判断和共面问题分析共面原子数即可.
5.(2018高三下·南宁月考)常温下,取pH=2的两种二元酸H2A与H2B各1mL,分别加水稀释,测得pH变化与加水稀释倍数有如图所示变化,则下列有关叙述正确的是( )
A.H2A为二元弱酸,稀释前c(H2A)=0.005mol/L
B.NaHA水溶液中:c(Na+)+ c(H+)= 2c(A2-)+ c(OH-)
C.含等物质的量的NaHA,NaHB的混合溶液中:c(Na+)= c(A2-)+ c(B2-)+ c(HB-)+ c(H2B)
D.pH=10的NaHB溶液中,离子浓度大小为:c(Na+)>c(HB-)>c(OH-)>c(B2-)>c(H2B)
【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】A.pH=2的H2A稀释100倍时溶液的pH变为4,说明该酸完全电离,所以为强酸,A不符合题意;
B.根据电荷守恒可知NaHA水溶液中:c(Na+)+ c(H+)= 2c(A2-)+ c(OH-),B符合题意;
C.根据物料守恒可知含等物质的量的NaHA、NaHB的混合溶液中:c(Na+)=2c(A2-)+ 2c(B2-)+ 2c(HB-)+ 2c(H2B),C不符合题意;
D.pH=10的NaHB溶液显碱性,说明HB-的电离程度小于水解程度,离子浓度大小为:c(Na+)>c(HB-)>c(OH-)>c(H2B)>c(B2-),D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】pH=2的两种酸,稀释100倍pH变为4的为强酸,另一种为弱酸,结合弱酸的电离平衡、盐类的水解以及溶液中电荷守恒和物料守恒进行分析选项即可。
6.(2018高三下·南宁月考)为了从海带浸取液中提取碘,某同学设计了如下实验方案:
下列说法正确的是( )
A.①中反应的离子方程式:2I + H2O2 = I2 + 2OH
B.②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗上口倒出
C.③中得到的上层溶液中含有I
D.操作Z的名称是加热
【答案】C
【知识点】分液和萃取;海带成分中碘的检验;离子方程式的书写
【解析】【解答】A.①中在酸性溶液中不可能生成OH ,故A不符合题意;
B.四氯化碳的密度比水大,②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗下口放出,故B不符合题意;
C.碘化钠水溶液的密度比四氯化碳小,③中得到的上层溶液中含有I ,故C符合题意;
D.从含有碘的悬浊液中得到碘,应该采用过滤的方法,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.在稀硫酸存在条件下,碘离子与过氧化氢反应生成氢离子;
B.分液时,四氯化碳的密度大于水的密度,在下层,应从下口流出;
C.在水溶液中含有碘离子;
D.分离固体与液体的混合物采用过滤的方法。
7.(2018高三下·南宁月考)一种光化学电池的结构如下图,当光照在表面涂有氯化银的银片上时,AgCl(s) Ag (s)+Cl(AgCl),[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面],接着Cl(AgCl)+e-→Cl-(aq),若将光源移除,电池会立即回复至初始状态。下列说法正确的是( )
A.光照时,电流由Y流向X
B.光照时,Pt电极发生的反应为2Cl-+2e-=Cl2
C.光照时,Cl-向Ag电极移动
D.光照时,电池总反应为:AgCl(s) + Cu+(aq) Ag (s) + Cu2+(aq) + Cl—(aq)
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A项,由题意,该装置中氯原子在银电极上得电子发生还原反应,所以银电极作正极、铂电极作负极,所以如图电流由X流向Y,故A不符合题意;
B项,光照时,Pt电极为负极,Cu+失电子发生氧化反应,电极反应式为:Cu+-e-=Cu2+,故B不符合题意;
C项,光照时,该装置是原电池,银为正极,铂为负极,电解质中Cl-向负极Pt移动,故C不符合题意;
D项,光照时,正极上银离子得电子发生还原反应,负极上Cu+失电子发生氧化反应,所以电池总反应为:AgCl(s)+Cu+(aq) Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq),故D符合题意。
【分析】A.原电池中电流流向是由正极流向负极;
B.光照时,Pt电极发生Cu+的氧化反应;
C.原电池中阴离子向负极方向移动;
D.根据氯化银和亚铜离子的反应书写总反应方程式即可。
二、实验题
8.(2018高三下·南宁月考)Ⅰ.铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氯化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。已知氧化铁是一种重要的化工原料,无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3·nH2O。
(1)某学习小组用下图装置在实验室制备无水氯化铁,请你一起参与该小组的活动。
①装置A中发生的离子方程式
②装置B的作用是 ,C中的试剂 。
③实验开始时先点燃 处酒精灯;装置E的作用为 。
(2)工业上制备无水氯化铁的一种工艺流程如下:
①吸收塔中发生反应的离子方程式为
②简述由FeCl3·6H2O晶体得到无水氯化铁的操作:
(3)Ⅱ.利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是 。
(4)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(假设NH3不能被完全吸收),在烧瓶Ⅱ中可观察到的现象是 。
(5)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,要在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是
【答案】(1)MnO2 + 4H++2Cl-=Cl2↑+Mn2++2H2O;除HCl;浓硫酸;A;防止外界空气中的水蒸气进入D,并吸收尾气
(2)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;在HCl气流中加热蒸干
(3)先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开a、b活塞)
(4)Ⅱ中导管口处出现白烟
(5)先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后关a活塞,再打开b活塞
【知识点】氯气的实验室制法;铁的化学性质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】Ⅰ.(1)实验室制备无水氯化铁,需要先制取氯气,用A装置,根据题意B用于除去氯气中的氯化氢,C用于干燥氯气,由于无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3 nH2O,所以E防止空气中的水蒸气进入,同时吸收未反应的氯气,防止污染空气。
①根据图示,装置A是制备氯气的装置,其中发生反应的离子方程式为MnO2 + 4H++2Cl-=Cl2↑+Mn2++2H2O,故答案为:MnO2 + 4H++2Cl-=Cl2↑+Mn2++2H2O;
②装置B的作用是:除去氯气中的氯化氢,C用于干燥氯气,C 中的试剂可以为:浓硫酸,故答案为:除去氯气中的氯化氢;浓硫酸;
③实验开始时先点燃A处酒精灯;装置 E的作用为:阻止外界空气中的水蒸气进入D,吸收尾气,故答案为:A;阻止外界空气中的水蒸气进入D,吸收尾气;
(2)氯气与铁在反应炉中反应生成氯化铁,尾气用吸收剂Q处理得到氯化铁,故Q为氯化亚铁,氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化铁晶体,为防止氯化铁水解,在HCl气流中加热蒸干氯化铁晶体得到氯化铁。
①吸收塔中发生反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
②FeCl3 6H2O晶体得到无水氯化铁,应防止氯化铁水,需要在在HCl气流中加热蒸干,故答案为:在HCl气流中加热蒸干;
Ⅱ(3)若要在烧瓶Ⅱ中产生喷泉,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,应该先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开ab活塞),则在Ⅱ中氨气被水吸收形成负压,故答案为:先打开ab活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开a、b活塞);
(4)若先打开a、c 活塞,Ⅰ中氯化氢进入Ⅱ中,氯化氢和氨气反应生成固体氯化铵,出现白烟,故答案为:Ⅱ中导管口处出现白烟;
(5)要在烧瓶Ⅰ中形成喷泉,就要形成负压:先打开ac活塞,再挤压胶头滴管,Ⅰ中氯化氢部分进入Ⅱ中,使Ⅰ中形成负压,关a活塞,再打开b活塞,故答案为:先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后关a活塞,再打开b活塞。
【分析】(1)根据实验室制取氯气的实验操作以及铁与氯气在加热条件下的反应进行分析回答即可;
(2)①氯气将亚铁离子氧化为铁离子;
②氯化铁的结晶体在加热时会发生水解,所以需要抑制水解;
(3)根据氯化氢、氨气都易溶于水,结合操作顺序的先后进行分析现象和结果即可。
9.(2018高三下·南宁月考)将铜锌合金溶解后与足量KI溶液反应(Zn2+不与I-反应),生成的I2用Na2S2O3标准溶液滴定,根据消耗的Na2S2O3溶液体积可测算合金中铜的含量。实验过程如下图所示:
回答下列问题:
(1)H2O2的电子式为 ;“溶解”后铜元素的主要存在形式是 (填离子符号)。
(2)“煮沸”的目的是除去过量的H2O2。298K时,液态过氧化氢分解,每生成0.01molO2放出热量1.96kJ,该反应的热化学方程式为 。
(3)用缓冲溶液“调PH”是为了避免溶液的酸性太强,否则“滴定”时发生反应:
S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O
① 该缓冲溶液是浓度均为0.10mol/L的CH3COOH和CH3COONH4的混合溶液。25℃时,溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为 。
[已知:25℃时,Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5]
② 若100 mL Na2S2O3溶液发生上述反应时,20s后生成的SO2比S多3.2g,则v(Na2S2O3)= mol/(L·s)(忽略溶液体积变化的影响)。
(4)“沉淀”步骤中有CuI沉淀产生,反应的离子方程式为 。
(5)“转化”步骤中,CuI转化为CuSCN,CuSCN吸附I2的倾向比CuI更小,使“滴定”误差减小。沉淀完全转化后,溶液中c(SCN -):c(I-)≥ 。
[已知:Ksp(CuI)=1.1×10-12;Ksp(CuSCN)=4.4×10-15]
(6)下列情况可能造成测得的铜含量偏高的是 (填标号)。
A. 铜锌合金中含少量铁
B. “沉淀”时,I2与I-结合生成I3- :I2+I-=I3-
C. “转化”后的溶液在空气中放置太久,没有及时滴定
D. “滴定”过程中,往锥形瓶内加入少量蒸馏水
【答案】(1);Cu2+
(2)2H2O2(l)=O2(g)↑+2H2O(l) △H=-196kJ/mol
(3)c(CH3COO-)、c(NH4+)、c(H+)、c(OH-);0.050
(4)2Cu2++4I-=2CuI+I2
(5)4.0×10-3
(6)A、C
【知识点】离子浓度大小的比较;中和滴定;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】(1)H2O2是共价化合物,电子式为 ;“溶解”后铜被氧化为铜离子,因此铜元素的主要存在形式是Cu2+。
(2)298K时,液态过氧化氢分解,每生成0.01molO2放出热量1.96kJ,因此该反应的热化学方程式为2H2O2(l)=O2↑(g)+2H2O(l) △H=-196kJ/mol。
(3)①根据电离常数可知铵根和醋酸根的水解程度相同,因此醋酸铵溶液显中性,所以10mol/L的CH3COOH和CH3COONH4的混合溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为c(CH3COO-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)。②根据方程式S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O可知生成1molSO2比1molS的质量多32g,20s后生成的SO2比S多3.2g,因此是S是0.1mol,消耗硫代硫酸钠是0.1mol,浓度是1mol/L,所以v(Na2S2O3)=1mol/L÷20s=0.050mol/(L·s)。
(4)“沉淀”步骤中有CuI沉淀产生,反应中铜离子氧化碘离子生成单质碘,自身被还原为CuI,反应的离子方程式为2Cu2++4I-=2CuI+I2。
(5)沉淀完全转化后,溶液中c(SCN -):c(I-)≥Ksp(CuSCN):Ksp(CuI)=4.4×10-15/1.1×10-12=4.0×10-3。
(6)A.铜锌合金中含少量铁,反应中转化为铁离子,铁离子能氧化单质碘,导致消耗标准液体积增加,测定结果偏高,A符合题意;
B.“沉淀”时,I2与I-结合生成I3- :I2+I-=I3-,造成标准液体积减小,测定结果偏低,B不符合题意;
C.“转化”后的溶液在空气中放置太久,导致硫代硫酸钠变质,消耗标准液体积增加,测定结果偏高,C符合题意;
D.“滴定”过程中,往锥形瓶内加入少量蒸馏水不影响测定结果,D不符合题意,
故答案为:AC。
【分析】(1)过氧化氢属于共价化合物,氧原子周围有8个电子;铜被溶解后生成铜离子;
(2)根据生成0.01mol氧气放出的热量计算生成1mol氧气放出的热量,然后书写热化学方程式,注意物质的状态;
(4)根据产物有CuI,结合元素守恒和电子守恒的应用书写离子方程式即可;
(6)根据消耗标准溶液的体积分析滴定的误差即可。
三、综合题
10.(2018高三下·南宁月考)合理的利用吸收工业产生的废气CO2、NO2、SO2 等可以减少污染,变废为宝。
(1)用CO2可以生产燃料甲醇。
已知:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=﹣akJ mol﹣1;
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣b kJ mol﹣1;
则表示CH3OH(g)燃烧的热化学方程式为:
。
(2)光气(COCl2)是一种重要化工原料,常用于聚酯类材料的生产,工业上通过Cl2(g)+CO(g) COCl2(g)△H < 0制备。图1为实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题:
①0~6min内,反应的平均速率v(Cl2)= ;
②该反应第一次达平衡时的平衡常数为 ,10min改变的条件是 。
(3)利用氨水可以将SO2和NO2吸收,原理如图2所示:NO2被吸收的离子方程式是 。
(4)以甲醇燃料电池为电源,粗硅为原料,熔融盐电解法制取硅烷原理如图3,判断A为电源的 极,电解时阳极的电极反应式为 。
【答案】(1)2CH3OH(g)+3O2(g) =2CO2 (g)+4H2O(l) ΔH = 2a -3b kJ·mol-1
(2)0.15 mol·L-1·min-1;30;升高温度
(3)2NO2+4HSO3- =N2+4SO42-+4H+
(4)负;Si+4H-- 4e - = SiH4
【知识点】盖斯定律及其应用;化学反应速率;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)已知:①CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=﹣akJ mol﹣1;②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣b kJ mol﹣1;根据盖斯定律:由②×3-①×2可得2CH3OH(g)+3O2(g) =2CO2 (g)+4H2O(l) 则ΔH =(﹣b kJ mol﹣1)×3-(﹣akJ mol﹣1)×2= 2a -3b kJ·mol-1 ;CH3OH(g)燃烧的热化学方程式为2CH3OH(g)+3O2(g) =2CO2 (g)+4H2O(l) ΔH = 2a -3b kJ·mol-1 ;
(2)①由图可知,6min时Cl2的平衡浓度为0.3mol/L,变化为1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L,则V= = =0.15 mol L-1 min-1;②8min时,平衡时c(Cl2)=0.3mol/L、c(CO)=0.1mol/L、c(COCl2)=0.9mol/L, 即K= =30;影响平衡移动的因素有温度、浓度和压强,该反应是放热反应,由图可知,第10 min时平衡逆向移动,只能是升温,由图1可知,升温平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,所以温度高,平衡常数减小;
(3)二氧化氮具有强的氧化性,能够氧化亚硫酸氢根离子生成硫酸根离子,二氧化氮被还原为氮气,离子方程式:2NO2+4HSO3-=N2+4SO42-+4H+;
(4)从图示知,粗硅变化为SiH4,失电子发生氧化反应,B为电源的正极,A为电源的负极,H-移向阳极生成SiH4,电极反应式为Si+4H--4e-=SiH4↑。
【分析】(1)根据盖斯定律构造出目标方程式,然后计算反应热,书写热化学方程式即可;
(2)①根据反应速率的定义计算氯气的反应速率;
②根据平衡常数的含义计算该反应的平衡常数,根据影响化学平衡移动的因素进行分析即可;
(4)根据硅的变化利用氧化还原反应分析原电池的电极,然后书写电极方程式即可。
四、填空题
11.(2018高三下·南宁月考)CuSO4和Cu(NO3)2是自然界中重要的铜盐。回答下列问题:
(1)CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子基态核外电子排布式为 ,S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)往Cu(NO3)2溶液中通入足量NH3能生成配合物[Cu(NH3)4] (NO3)2。其中NO3-中心原子的杂化轨道类型为 ,[Cu(NH3)4]NO3)2中存在的化学键类型除了极性共价键外,还有 。
(3)在硫酸铜溶液中加入过量KCN能生成配离子[Cu(CN)4]2-,CN-中提供孤电子对的原子是 , 1mol CN-中含有的π键的数目为 。与CN-互为等电子体的离子有 (写出一种即可)
(4)CuSO4的熔点为560℃,Cu(NO3)2的熔点为115℃,CuSO4熔点更高的原因是 。
(5)利用CuSO4和NaOH制备的Cu(OH)2检验醛基时,生成红色的Cu2O ,其晶胞结构如图所示。
该晶胞原子坐标参数A为(0,0,0);B为(1,0,0) ;C为( , , )。则D原子的坐标参数为 ,它代表 原子(填元素符号)。
②已知金属铜的堆积方式是面心立方最密堆积,则晶体中铜原子的配位数是 ,该晶胞中Cu原子的空间利用率是 。
【答案】(1)[Ar]3d9 或 lS22s22p63s23p63d9;N>O>S
(2)sp2;配位键、离子键
(3)N;2NA或2×6.02×1023;C22-
(4)CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体,SO42-所带电荷比NO3-大,故CuSO4晶格能较大,熔点较高。
(5)( ; ; );Cu;12;74%
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子均是铜离子,其基态核外电子排布式为 [Ar]3d9 或 lS22s22p63s23p63d9;非金属性越强,第一电离能越大,但氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,则S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>S。
(2)NO3-中N原子的价层电子对数是3,且不存在孤对电子,是平面三角形结构,因此中心原子的杂化轨道类型为sp2杂化;[Cu(NH3)4]NO3)2中存在的化学键类型除了极性共价键外,还有离子键和配合物。
(3)配合物[Cu(CN)4]2-,铜离子提供空轨道,N元素提供孤对电子,形成配位键;CN-中含有三键,则1mol CN-中含有的π键的数目为2NA或2×6.02×1023。原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体,与CN-互为等电子体的离子有C22-;
(4)由于CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体,SO42-所带电荷比NO3-大,故CuSO4晶格能较大,所以硫酸铜熔点较高。
(5)①根据晶胞结构并参照A、
B、C原子的原子坐标参数可知D原子的坐标参数为( ; ; )。D代表的原子均位于内部,共计4个,而白球表示的原子个数=1+8×1/8=2,因此D代表Cu原子。
②已知金属铜的堆积方式是面心立方最密堆积,则晶体中铜原子的配位数是12。晶胞中铜原子个数是8×1/8+6×1/2=4。设铜原子的半径是r,则面对角线是4r,立方体的边长是 ,则立方体的面积是( )3,因此该晶胞中Cu原子的空间利用率是 ×100%≈74%。
【分析】(1)铜离子是铜原子失去4s和3d上的电子,注意电子排布式的书写;电负性要注意N原子最外层达到半饱和状态的影响;
(2)根据jwc价层电子对数判断xc酸根离子的空间结构以及杂化轨道;
(4)根据晶格能与所带电荷数多少的关系进行分析;
(5)根据均摊法计算晶胞即可。
五、推断题
12.(2018高三下·南宁月考)某同学拟用煤干馏的产物W为基本原料合成一系列化工产品,其流程如下(部分产物和条件省略):
已知部分信息如下:
①1mol芳香烃W含50mol电子;
②
③ (苯胺,易被氧化)
④K的分子式为C7H6O2,其核磁共振氢谱上有4个峰。
请回答下列问题:
(1)Y的名称为 ,反应Ⅳ的反应类型为 。
(2)反应Ⅲ的化学方程式为
(3)J的分子式为
(4)Z的结构简式为
(5)K的同分异构体M既能发生水解反应,又能发生银镜反应,M在氢氧化钠溶液中发生水解反应的化学方程式为
(6)L的同分异构体中,能和氯化铁溶液发生显色反应的有 种。
(7)补充步骤Ⅶ流程:(仿照 )
【答案】(1)邻硝基苯甲酸;氧化反应
(2)
(3)C7H6O
(4)
(5)
(6)3
(7)
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】W为煤干馏的产物,1mol芳香烃W含50mol电子,则W的分子式为C7H8,结构简式为 。
(1)根据流程图,甲苯发生硝化反应生成X,X为 ,由于苯胺易被氧化,因此X首先氧化生成邻硝基苯甲酸,在还原生成邻氨基苯甲酸,因此Y为邻硝基苯甲酸,反应Ⅳ为氧化反应,故答案为:邻硝基苯甲酸;氧化反应;
(2)根据流程图可知,反应Ⅲ为甲苯发生的硝化反应,反应的化学方程式为 ,故答案为: ;
(3)根据流程图,甲苯与氯气在光照条件下发生侧链的取代反应生成T,结合 可知,T为 ,K的分子式为C7H6O2,其核磁共振氢谱上有4个峰,则K为苯甲酸,则J为苯甲醛,L为苯甲醇,J的分子式为C7H6O,故答案为:C7H6O;
(4)氨基酸分子间能够通过缩聚反应生成高分子化合物,因此Z的结构简式为 ,故答案为: ;
(5)K为苯甲酸,K的同分异构体M既能发生水解反应,又能发生银镜反应,则M为 ,M在氢氧化钠溶液中发生水解反应的化学方程式为 ,故答案为: ;
(6)L为苯甲醇,L的同分异构体中,能和氯化铁溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,说明苯环上含有羟基和甲基,有3种结构,故答案为:3;
(7)根据上述分析,步骤Ⅶ是 → ,可以首先将苯环还原生成 ,再将氯原子消去后与氯气加成,生成 ,最后水解即可,流程图为 ,故答案为: 。
【分析】(1)根据转化过程判断X的结构简式,然后进行命名、判断反应类型即可;
(2)根据甲苯的硝化反应书写化学方程式,注意甲基与消极的位置;
(4)羧基与氨基发生缩聚反应生成高分子化合物,据此书写结构简式;
(7)有机合成一般采取的是从现有的反应物看能发生那些反应,结合产物看需要有什么中间体,两方面结合来确定合成路线即可。
广西南宁市第二中学2017-2018学年高三下学期化学第一次月考考试试卷
一、单选题
1.(2018高三下·南宁月考)中华文化博大精深,下列有关说法错误的是( )
A.“熬胆矾铁金,久之变化为铜”,该过程发生了置换反应
B.《本草纲目》中记载“(火药)乃焰消KNO3) 、硫磺、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者”,是利用了KNO3的还原性
C.古剑“沈卢”“以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”,剂钢指的是铁的合金
D.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,屠呦呦对青蒿素的提取属于物理变化
2.(2018高三下·南宁月考)亚硫酸盐是一种常见的食品添加剂,用如下图实验可检验某食品中亚硫酸盐含量(所加试剂均足量)。下列说法错误的是( )
A.亚硫酸盐作为食品添加剂,作用是防腐保鲜
B.反应①过程中通入N2的作用是将装置中空气和生成的气体全部赶出
C.测定样品质量及③中耗碱量,可测定样品中亚硫酸盐含量
D.若仅将②中的氧化剂“H2O2溶液”替换为碘水,对测定结果无影响
3.(2018高三下·南宁月考)短周期原子序数依次增大的主族元素R、T、Q、W、Y、Z具有如下信息:①R、Y原子的最外层电子数与电子层数相同;②Q是地壳中含量最高的元素,R与T的核电荷数之和等于Q的核电荷数;③W与R同主族,Z与Q同主族。下列说法正确的是( )
A.Q与Y组成的常见物质是一种两性物质,能与氨水反应
B.已知WRZQ3溶液呈酸性,若将WRZQ3固体溶于水,能促进水的电离
C.元素Q与W形成的两种常见化合物中含有相同比例的阴、阳离子
D.元素T、Q、W、Y的原子半径大小为T4.(2018高三上·汕头期末)某有机物键线式的结构为 ,关于其说法正确的是( )
A.分子式为C8H10O2
B.可发生氧化、取代、加成反应
C.该有机物的含酯基的芳香族化合物的同分异构体有4种
D.它的另一种同分异构体 最多有13个原子共平面
5.(2018高三下·南宁月考)常温下,取pH=2的两种二元酸H2A与H2B各1mL,分别加水稀释,测得pH变化与加水稀释倍数有如图所示变化,则下列有关叙述正确的是( )
A.H2A为二元弱酸,稀释前c(H2A)=0.005mol/L
B.NaHA水溶液中:c(Na+)+ c(H+)= 2c(A2-)+ c(OH-)
C.含等物质的量的NaHA,NaHB的混合溶液中:c(Na+)= c(A2-)+ c(B2-)+ c(HB-)+ c(H2B)
D.pH=10的NaHB溶液中,离子浓度大小为:c(Na+)>c(HB-)>c(OH-)>c(B2-)>c(H2B)
6.(2018高三下·南宁月考)为了从海带浸取液中提取碘,某同学设计了如下实验方案:
下列说法正确的是( )
A.①中反应的离子方程式:2I + H2O2 = I2 + 2OH
B.②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗上口倒出
C.③中得到的上层溶液中含有I
D.操作Z的名称是加热
7.(2018高三下·南宁月考)一种光化学电池的结构如下图,当光照在表面涂有氯化银的银片上时,AgCl(s) Ag (s)+Cl(AgCl),[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面],接着Cl(AgCl)+e-→Cl-(aq),若将光源移除,电池会立即回复至初始状态。下列说法正确的是( )
A.光照时,电流由Y流向X
B.光照时,Pt电极发生的反应为2Cl-+2e-=Cl2
C.光照时,Cl-向Ag电极移动
D.光照时,电池总反应为:AgCl(s) + Cu+(aq) Ag (s) + Cu2+(aq) + Cl—(aq)
二、实验题
8.(2018高三下·南宁月考)Ⅰ.铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氯化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。已知氧化铁是一种重要的化工原料,无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3·nH2O。
(1)某学习小组用下图装置在实验室制备无水氯化铁,请你一起参与该小组的活动。
①装置A中发生的离子方程式
②装置B的作用是 ,C中的试剂 。
③实验开始时先点燃 处酒精灯;装置E的作用为 。
(2)工业上制备无水氯化铁的一种工艺流程如下:
①吸收塔中发生反应的离子方程式为
②简述由FeCl3·6H2O晶体得到无水氯化铁的操作:
(3)Ⅱ.利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是 。
(4)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(假设NH3不能被完全吸收),在烧瓶Ⅱ中可观察到的现象是 。
(5)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,要在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是
9.(2018高三下·南宁月考)将铜锌合金溶解后与足量KI溶液反应(Zn2+不与I-反应),生成的I2用Na2S2O3标准溶液滴定,根据消耗的Na2S2O3溶液体积可测算合金中铜的含量。实验过程如下图所示:
回答下列问题:
(1)H2O2的电子式为 ;“溶解”后铜元素的主要存在形式是 (填离子符号)。
(2)“煮沸”的目的是除去过量的H2O2。298K时,液态过氧化氢分解,每生成0.01molO2放出热量1.96kJ,该反应的热化学方程式为 。
(3)用缓冲溶液“调PH”是为了避免溶液的酸性太强,否则“滴定”时发生反应:
S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O
① 该缓冲溶液是浓度均为0.10mol/L的CH3COOH和CH3COONH4的混合溶液。25℃时,溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为 。
[已知:25℃时,Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5]
② 若100 mL Na2S2O3溶液发生上述反应时,20s后生成的SO2比S多3.2g,则v(Na2S2O3)= mol/(L·s)(忽略溶液体积变化的影响)。
(4)“沉淀”步骤中有CuI沉淀产生,反应的离子方程式为 。
(5)“转化”步骤中,CuI转化为CuSCN,CuSCN吸附I2的倾向比CuI更小,使“滴定”误差减小。沉淀完全转化后,溶液中c(SCN -):c(I-)≥ 。
[已知:Ksp(CuI)=1.1×10-12;Ksp(CuSCN)=4.4×10-15]
(6)下列情况可能造成测得的铜含量偏高的是 (填标号)。
A. 铜锌合金中含少量铁
B. “沉淀”时,I2与I-结合生成I3- :I2+I-=I3-
C. “转化”后的溶液在空气中放置太久,没有及时滴定
D. “滴定”过程中,往锥形瓶内加入少量蒸馏水
三、综合题
10.(2018高三下·南宁月考)合理的利用吸收工业产生的废气CO2、NO2、SO2 等可以减少污染,变废为宝。
(1)用CO2可以生产燃料甲醇。
已知:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=﹣akJ mol﹣1;
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣b kJ mol﹣1;
则表示CH3OH(g)燃烧的热化学方程式为:
。
(2)光气(COCl2)是一种重要化工原料,常用于聚酯类材料的生产,工业上通过Cl2(g)+CO(g) COCl2(g)△H < 0制备。图1为实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题:
①0~6min内,反应的平均速率v(Cl2)= ;
②该反应第一次达平衡时的平衡常数为 ,10min改变的条件是 。
(3)利用氨水可以将SO2和NO2吸收,原理如图2所示:NO2被吸收的离子方程式是 。
(4)以甲醇燃料电池为电源,粗硅为原料,熔融盐电解法制取硅烷原理如图3,判断A为电源的 极,电解时阳极的电极反应式为 。
四、填空题
11.(2018高三下·南宁月考)CuSO4和Cu(NO3)2是自然界中重要的铜盐。回答下列问题:
(1)CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子基态核外电子排布式为 ,S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)往Cu(NO3)2溶液中通入足量NH3能生成配合物[Cu(NH3)4] (NO3)2。其中NO3-中心原子的杂化轨道类型为 ,[Cu(NH3)4]NO3)2中存在的化学键类型除了极性共价键外,还有 。
(3)在硫酸铜溶液中加入过量KCN能生成配离子[Cu(CN)4]2-,CN-中提供孤电子对的原子是 , 1mol CN-中含有的π键的数目为 。与CN-互为等电子体的离子有 (写出一种即可)
(4)CuSO4的熔点为560℃,Cu(NO3)2的熔点为115℃,CuSO4熔点更高的原因是 。
(5)利用CuSO4和NaOH制备的Cu(OH)2检验醛基时,生成红色的Cu2O ,其晶胞结构如图所示。
该晶胞原子坐标参数A为(0,0,0);B为(1,0,0) ;C为( , , )。则D原子的坐标参数为 ,它代表 原子(填元素符号)。
②已知金属铜的堆积方式是面心立方最密堆积,则晶体中铜原子的配位数是 ,该晶胞中Cu原子的空间利用率是 。
五、推断题
12.(2018高三下·南宁月考)某同学拟用煤干馏的产物W为基本原料合成一系列化工产品,其流程如下(部分产物和条件省略):
已知部分信息如下:
①1mol芳香烃W含50mol电子;
②
③ (苯胺,易被氧化)
④K的分子式为C7H6O2,其核磁共振氢谱上有4个峰。
请回答下列问题:
(1)Y的名称为 ,反应Ⅳ的反应类型为 。
(2)反应Ⅲ的化学方程式为
(3)J的分子式为
(4)Z的结构简式为
(5)K的同分异构体M既能发生水解反应,又能发生银镜反应,M在氢氧化钠溶液中发生水解反应的化学方程式为
(6)L的同分异构体中,能和氯化铁溶液发生显色反应的有 种。
(7)补充步骤Ⅶ流程:(仿照 )
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;氧化还原反应;合金及其应用
【解析】【解答】A.铁置换铜属于湿法炼铜,该过程发生了置换反应,故A不符合题意;
B.黑火药爆炸反应生成氮气,N元素化合价降低,被还原,硝酸钾表现氧化性,故B符合题意;
C.剑刃硬度要大,所以用碳铁合金,故C不符合题意;
D.萃取是利用物质溶解性分离物质的方法,该过程中没有新物质生成,属于物理变化,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.铁单质只去了铜单质;
B.根据元素化合价变化判断硝酸钾的性质;
C.根据合金的概念进行判断;
D.物理变化的判断依据是没有新物质生成。
2.【答案】D
【知识点】氧化还原反应;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.亚硫酸盐可以防腐保鲜,A不符合题意;
B.温度越高,气体在水中的溶解度越小,通入N 2和煮沸可以将产生的气体从溶液中全部赶出,B不符合题意;
C.测定③中耗碱量,可以求出硫酸的物质的量,进而利用硫元素守恒,求出样品中含SO 2的质量,再除以样品质量就可得到样品中亚硫酸盐含量,C不符合题意;
D.若仅将②中的氧化剂“H 2O2溶液”替换为碘水,则过量的碘水也会消耗氢氧化钠,对测定结果有影响,D符合题意。
【分析】A.亚硫酸盐具有还原性,可防腐保鲜;
B.装置中的空气对实验效果有影响,并且需要将生成的气体全部排出;
C.根据中和反应计算二氧化硫的量,然后计算亚硫酸盐的含量;
D.过量的双氧水不与NaOH反应,而碘能与NaOH反应。
3.【答案】C
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】R、T、Q、W、Y、Z是短周期原子序数依次增大的主族元素,①R、Y原子的最外层电子数与电子层数相同,可知R是H元素,由②知Q是O元素;则T是N元素;③W与R同主族,则W是Na元素,Y原子的最外层电子数与电子层数相同,且原子序数比W大的短周期元素是Al,所以Y是Al元素;Z与Q同主族,则Z是S元素。
A项,O与Al组成的常见物质Al2O3是一种两性氧化物,能与强碱溶液反应,不能与氨水等弱碱反应,A不符合题意;
B项,NaHSO3水溶液显酸性,HSO3-的电离大于水解,抑制了水的电离,B不符合题意;
C项,Na2O和Na2O2中,阳离子和阴离子个数比均为2:1,C符合题意;
D项,N(T)和O(Q)同在第二周期,Na(W)和Al(Y)同在第三周期,因为电子层数越大半径越大,同周期原子序数越大,原子半径越小,故原子半径:Q
4.【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.此有机物分子式为C8H8O2,故A不符合题意;
B.此有机物含有碳碳双键可发生氧化、加成反应,另有醇羟基可发生取代反应,故B符合题意;
C.该有机物的含酯基的芳香族化合物的同分异构体有5种,其中苯环上含有一个甲基和一个甲酸酯基时有三种,另有苯甲酸甲酯和乙酸苯酯,故C不符合题意;
D.有机物 分子中所有原子都可能共平面,故D不符合题意。
故答案为:B
【分析】根据该有机化合物含有碳碳双键和羟基分子具有的化学性质,根据同分异构体的判断和共面问题分析共面原子数即可.
5.【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】A.pH=2的H2A稀释100倍时溶液的pH变为4,说明该酸完全电离,所以为强酸,A不符合题意;
B.根据电荷守恒可知NaHA水溶液中:c(Na+)+ c(H+)= 2c(A2-)+ c(OH-),B符合题意;
C.根据物料守恒可知含等物质的量的NaHA、NaHB的混合溶液中:c(Na+)=2c(A2-)+ 2c(B2-)+ 2c(HB-)+ 2c(H2B),C不符合题意;
D.pH=10的NaHB溶液显碱性,说明HB-的电离程度小于水解程度,离子浓度大小为:c(Na+)>c(HB-)>c(OH-)>c(H2B)>c(B2-),D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】pH=2的两种酸,稀释100倍pH变为4的为强酸,另一种为弱酸,结合弱酸的电离平衡、盐类的水解以及溶液中电荷守恒和物料守恒进行分析选项即可。
6.【答案】C
【知识点】分液和萃取;海带成分中碘的检验;离子方程式的书写
【解析】【解答】A.①中在酸性溶液中不可能生成OH ,故A不符合题意;
B.四氯化碳的密度比水大,②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗下口放出,故B不符合题意;
C.碘化钠水溶液的密度比四氯化碳小,③中得到的上层溶液中含有I ,故C符合题意;
D.从含有碘的悬浊液中得到碘,应该采用过滤的方法,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.在稀硫酸存在条件下,碘离子与过氧化氢反应生成氢离子;
B.分液时,四氯化碳的密度大于水的密度,在下层,应从下口流出;
C.在水溶液中含有碘离子;
D.分离固体与液体的混合物采用过滤的方法。
7.【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A项,由题意,该装置中氯原子在银电极上得电子发生还原反应,所以银电极作正极、铂电极作负极,所以如图电流由X流向Y,故A不符合题意;
B项,光照时,Pt电极为负极,Cu+失电子发生氧化反应,电极反应式为:Cu+-e-=Cu2+,故B不符合题意;
C项,光照时,该装置是原电池,银为正极,铂为负极,电解质中Cl-向负极Pt移动,故C不符合题意;
D项,光照时,正极上银离子得电子发生还原反应,负极上Cu+失电子发生氧化反应,所以电池总反应为:AgCl(s)+Cu+(aq) Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq),故D符合题意。
【分析】A.原电池中电流流向是由正极流向负极;
B.光照时,Pt电极发生Cu+的氧化反应;
C.原电池中阴离子向负极方向移动;
D.根据氯化银和亚铜离子的反应书写总反应方程式即可。
8.【答案】(1)MnO2 + 4H++2Cl-=Cl2↑+Mn2++2H2O;除HCl;浓硫酸;A;防止外界空气中的水蒸气进入D,并吸收尾气
(2)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;在HCl气流中加热蒸干
(3)先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开a、b活塞)
(4)Ⅱ中导管口处出现白烟
(5)先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后关a活塞,再打开b活塞
【知识点】氯气的实验室制法;铁的化学性质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】Ⅰ.(1)实验室制备无水氯化铁,需要先制取氯气,用A装置,根据题意B用于除去氯气中的氯化氢,C用于干燥氯气,由于无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3 nH2O,所以E防止空气中的水蒸气进入,同时吸收未反应的氯气,防止污染空气。
①根据图示,装置A是制备氯气的装置,其中发生反应的离子方程式为MnO2 + 4H++2Cl-=Cl2↑+Mn2++2H2O,故答案为:MnO2 + 4H++2Cl-=Cl2↑+Mn2++2H2O;
②装置B的作用是:除去氯气中的氯化氢,C用于干燥氯气,C 中的试剂可以为:浓硫酸,故答案为:除去氯气中的氯化氢;浓硫酸;
③实验开始时先点燃A处酒精灯;装置 E的作用为:阻止外界空气中的水蒸气进入D,吸收尾气,故答案为:A;阻止外界空气中的水蒸气进入D,吸收尾气;
(2)氯气与铁在反应炉中反应生成氯化铁,尾气用吸收剂Q处理得到氯化铁,故Q为氯化亚铁,氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化铁晶体,为防止氯化铁水解,在HCl气流中加热蒸干氯化铁晶体得到氯化铁。
①吸收塔中发生反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
②FeCl3 6H2O晶体得到无水氯化铁,应防止氯化铁水,需要在在HCl气流中加热蒸干,故答案为:在HCl气流中加热蒸干;
Ⅱ(3)若要在烧瓶Ⅱ中产生喷泉,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,应该先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开ab活塞),则在Ⅱ中氨气被水吸收形成负压,故答案为:先打开ab活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开a、b活塞);
(4)若先打开a、c 活塞,Ⅰ中氯化氢进入Ⅱ中,氯化氢和氨气反应生成固体氯化铵,出现白烟,故答案为:Ⅱ中导管口处出现白烟;
(5)要在烧瓶Ⅰ中形成喷泉,就要形成负压:先打开ac活塞,再挤压胶头滴管,Ⅰ中氯化氢部分进入Ⅱ中,使Ⅰ中形成负压,关a活塞,再打开b活塞,故答案为:先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后关a活塞,再打开b活塞。
【分析】(1)根据实验室制取氯气的实验操作以及铁与氯气在加热条件下的反应进行分析回答即可;
(2)①氯气将亚铁离子氧化为铁离子;
②氯化铁的结晶体在加热时会发生水解,所以需要抑制水解;
(3)根据氯化氢、氨气都易溶于水,结合操作顺序的先后进行分析现象和结果即可。
9.【答案】(1);Cu2+
(2)2H2O2(l)=O2(g)↑+2H2O(l) △H=-196kJ/mol
(3)c(CH3COO-)、c(NH4+)、c(H+)、c(OH-);0.050
(4)2Cu2++4I-=2CuI+I2
(5)4.0×10-3
(6)A、C
【知识点】离子浓度大小的比较;中和滴定;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】(1)H2O2是共价化合物,电子式为 ;“溶解”后铜被氧化为铜离子,因此铜元素的主要存在形式是Cu2+。
(2)298K时,液态过氧化氢分解,每生成0.01molO2放出热量1.96kJ,因此该反应的热化学方程式为2H2O2(l)=O2↑(g)+2H2O(l) △H=-196kJ/mol。
(3)①根据电离常数可知铵根和醋酸根的水解程度相同,因此醋酸铵溶液显中性,所以10mol/L的CH3COOH和CH3COONH4的混合溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为c(CH3COO-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)。②根据方程式S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O可知生成1molSO2比1molS的质量多32g,20s后生成的SO2比S多3.2g,因此是S是0.1mol,消耗硫代硫酸钠是0.1mol,浓度是1mol/L,所以v(Na2S2O3)=1mol/L÷20s=0.050mol/(L·s)。
(4)“沉淀”步骤中有CuI沉淀产生,反应中铜离子氧化碘离子生成单质碘,自身被还原为CuI,反应的离子方程式为2Cu2++4I-=2CuI+I2。
(5)沉淀完全转化后,溶液中c(SCN -):c(I-)≥Ksp(CuSCN):Ksp(CuI)=4.4×10-15/1.1×10-12=4.0×10-3。
(6)A.铜锌合金中含少量铁,反应中转化为铁离子,铁离子能氧化单质碘,导致消耗标准液体积增加,测定结果偏高,A符合题意;
B.“沉淀”时,I2与I-结合生成I3- :I2+I-=I3-,造成标准液体积减小,测定结果偏低,B不符合题意;
C.“转化”后的溶液在空气中放置太久,导致硫代硫酸钠变质,消耗标准液体积增加,测定结果偏高,C符合题意;
D.“滴定”过程中,往锥形瓶内加入少量蒸馏水不影响测定结果,D不符合题意,
故答案为:AC。
【分析】(1)过氧化氢属于共价化合物,氧原子周围有8个电子;铜被溶解后生成铜离子;
(2)根据生成0.01mol氧气放出的热量计算生成1mol氧气放出的热量,然后书写热化学方程式,注意物质的状态;
(4)根据产物有CuI,结合元素守恒和电子守恒的应用书写离子方程式即可;
(6)根据消耗标准溶液的体积分析滴定的误差即可。
10.【答案】(1)2CH3OH(g)+3O2(g) =2CO2 (g)+4H2O(l) ΔH = 2a -3b kJ·mol-1
(2)0.15 mol·L-1·min-1;30;升高温度
(3)2NO2+4HSO3- =N2+4SO42-+4H+
(4)负;Si+4H-- 4e - = SiH4
【知识点】盖斯定律及其应用;化学反应速率;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)已知:①CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=﹣akJ mol﹣1;②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣b kJ mol﹣1;根据盖斯定律:由②×3-①×2可得2CH3OH(g)+3O2(g) =2CO2 (g)+4H2O(l) 则ΔH =(﹣b kJ mol﹣1)×3-(﹣akJ mol﹣1)×2= 2a -3b kJ·mol-1 ;CH3OH(g)燃烧的热化学方程式为2CH3OH(g)+3O2(g) =2CO2 (g)+4H2O(l) ΔH = 2a -3b kJ·mol-1 ;
(2)①由图可知,6min时Cl2的平衡浓度为0.3mol/L,变化为1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L,则V= = =0.15 mol L-1 min-1;②8min时,平衡时c(Cl2)=0.3mol/L、c(CO)=0.1mol/L、c(COCl2)=0.9mol/L, 即K= =30;影响平衡移动的因素有温度、浓度和压强,该反应是放热反应,由图可知,第10 min时平衡逆向移动,只能是升温,由图1可知,升温平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,所以温度高,平衡常数减小;
(3)二氧化氮具有强的氧化性,能够氧化亚硫酸氢根离子生成硫酸根离子,二氧化氮被还原为氮气,离子方程式:2NO2+4HSO3-=N2+4SO42-+4H+;
(4)从图示知,粗硅变化为SiH4,失电子发生氧化反应,B为电源的正极,A为电源的负极,H-移向阳极生成SiH4,电极反应式为Si+4H--4e-=SiH4↑。
【分析】(1)根据盖斯定律构造出目标方程式,然后计算反应热,书写热化学方程式即可;
(2)①根据反应速率的定义计算氯气的反应速率;
②根据平衡常数的含义计算该反应的平衡常数,根据影响化学平衡移动的因素进行分析即可;
(4)根据硅的变化利用氧化还原反应分析原电池的电极,然后书写电极方程式即可。
11.【答案】(1)[Ar]3d9 或 lS22s22p63s23p63d9;N>O>S
(2)sp2;配位键、离子键
(3)N;2NA或2×6.02×1023;C22-
(4)CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体,SO42-所带电荷比NO3-大,故CuSO4晶格能较大,熔点较高。
(5)( ; ; );Cu;12;74%
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子均是铜离子,其基态核外电子排布式为 [Ar]3d9 或 lS22s22p63s23p63d9;非金属性越强,第一电离能越大,但氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,则S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>S。
(2)NO3-中N原子的价层电子对数是3,且不存在孤对电子,是平面三角形结构,因此中心原子的杂化轨道类型为sp2杂化;[Cu(NH3)4]NO3)2中存在的化学键类型除了极性共价键外,还有离子键和配合物。
(3)配合物[Cu(CN)4]2-,铜离子提供空轨道,N元素提供孤对电子,形成配位键;CN-中含有三键,则1mol CN-中含有的π键的数目为2NA或2×6.02×1023。原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体,与CN-互为等电子体的离子有C22-;
(4)由于CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体,SO42-所带电荷比NO3-大,故CuSO4晶格能较大,所以硫酸铜熔点较高。
(5)①根据晶胞结构并参照A、
B、C原子的原子坐标参数可知D原子的坐标参数为( ; ; )。D代表的原子均位于内部,共计4个,而白球表示的原子个数=1+8×1/8=2,因此D代表Cu原子。
②已知金属铜的堆积方式是面心立方最密堆积,则晶体中铜原子的配位数是12。晶胞中铜原子个数是8×1/8+6×1/2=4。设铜原子的半径是r,则面对角线是4r,立方体的边长是 ,则立方体的面积是( )3,因此该晶胞中Cu原子的空间利用率是 ×100%≈74%。
【分析】(1)铜离子是铜原子失去4s和3d上的电子,注意电子排布式的书写;电负性要注意N原子最外层达到半饱和状态的影响;
(2)根据jwc价层电子对数判断xc酸根离子的空间结构以及杂化轨道;
(4)根据晶格能与所带电荷数多少的关系进行分析;
(5)根据均摊法计算晶胞即可。
12.【答案】(1)邻硝基苯甲酸;氧化反应
(2)
(3)C7H6O
(4)
(5)
(6)3
(7)
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】W为煤干馏的产物,1mol芳香烃W含50mol电子,则W的分子式为C7H8,结构简式为 。
(1)根据流程图,甲苯发生硝化反应生成X,X为 ,由于苯胺易被氧化,因此X首先氧化生成邻硝基苯甲酸,在还原生成邻氨基苯甲酸,因此Y为邻硝基苯甲酸,反应Ⅳ为氧化反应,故答案为:邻硝基苯甲酸;氧化反应;
(2)根据流程图可知,反应Ⅲ为甲苯发生的硝化反应,反应的化学方程式为 ,故答案为: ;
(3)根据流程图,甲苯与氯气在光照条件下发生侧链的取代反应生成T,结合 可知,T为 ,K的分子式为C7H6O2,其核磁共振氢谱上有4个峰,则K为苯甲酸,则J为苯甲醛,L为苯甲醇,J的分子式为C7H6O,故答案为:C7H6O;
(4)氨基酸分子间能够通过缩聚反应生成高分子化合物,因此Z的结构简式为 ,故答案为: ;
(5)K为苯甲酸,K的同分异构体M既能发生水解反应,又能发生银镜反应,则M为 ,M在氢氧化钠溶液中发生水解反应的化学方程式为 ,故答案为: ;
(6)L为苯甲醇,L的同分异构体中,能和氯化铁溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,说明苯环上含有羟基和甲基,有3种结构,故答案为:3;
(7)根据上述分析,步骤Ⅶ是 → ,可以首先将苯环还原生成 ,再将氯原子消去后与氯气加成,生成 ,最后水解即可,流程图为 ,故答案为: 。
【分析】(1)根据转化过程判断X的结构简式,然后进行命名、判断反应类型即可;
(2)根据甲苯的硝化反应书写化学方程式,注意甲基与消极的位置;
(4)羧基与氨基发生缩聚反应生成高分子化合物,据此书写结构简式;
(7)有机合成一般采取的是从现有的反应物看能发生那些反应,结合产物看需要有什么中间体,两方面结合来确定合成路线即可。