D.盐XZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含XZW的溶液
【答案】C
【解析】
【分析】
短周期主族元素W、M、X、Y、Z原子序数依次增大。
W的族序数是周期数的3倍,则W是O,X原子的最外层只有一个电子,且在O的后面,则X是Na,Y是地壳中含量最多的金属元素,则Y为Al,Z在同周期中原子半径最小,则Z为Cl,M在W、X之间,则M为F,据此答题。
【详解】由上述分析可知:
W是O,M为F,X是Na,Y为Al,Z为Cl。
A.X和W形成氧化钠和过氧化钠,氧化钠和过氧化钠中阴、阳离子数之比均为1:
2,故A正确;
B.氟气与水反应的化学方程式为2F2+2H2O=4HF+O2,氟能够将氧从其化合物中置换出来,说明非金属性:
F>O,故B正确;
C.M、Z位于同一主族,非金属性:
F>Cl,形成气态氢化物的稳定性HF>HCl,故C错误;
D.NaClO与浓盐酸反应的化学方程式为:
NaClO+2HCl=NaCl+H2O+Cl2↑,有黄绿色气体产生,氯气与冷的氢氧化钠溶液反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,又得到NaClO溶液,故D正确。
故选C。
【点睛】非金属性强弱的比较规律:
①单质的氧化性:
一般情况下,氧化性越强,对应非金属性越强;②单质和酸或者和水的反应程度:
反应越剧烈,非金属性越强;③对应氢化物的稳定性:
氢化物越稳定,非金属性越强;④和氢气化合的难易程度:
化合反应越容易,非金属性越强;⑤最高价氧化物对应水化物的酸性:
酸性越强,非金属越强;⑥由对应最低价阴离子的还原性:
还原性越强,对应非金属性越弱;⑦置换反应:
非金属性强的制非金属性弱的。
6.下列根据实验操作和现象所得出的结论合理的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A.
将硫酸酸化的H2O2滴入Fe(NO3)2溶液
溶液变黄色
H2O2的氧化性比Fe3+强
B.
向盛有FeSO4溶液的试管中滴入氯水,然后滴入KSCN溶液
滴入KSCN后溶液变为红色
原FeSO4溶液已被空气中O2氧化变质
C.
将灼热的铜丝伸入盛有无水乙醇的试管中
有刺激性气味产生
乙醇发生取代反应
D.
将NaAlO2溶液加入NaHCO3溶液中
有白色沉淀生成
A1O2-结合H+能力比CO32-强
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】
【详解】A.不能排除硝酸根离子的影响,应在硫酸铁溶液中加入硫酸酸化的过氧化氢,故A错误;
B.向盛有FeSO4溶液的试管中滴入氯水,原溶液中的亚铁离子被氧化为铁离子,也可能为原溶液中含有铁离子,因此不能判断原FeSO4溶液已被空气中O2氧化变质,故B错误;
C.将灼热的铜丝伸入盛有无水乙醇的试管中,有刺激性气味产生,说明有乙醛生成,乙醇在催化剂条件下被氧化为乙醛,发生氧化反应,故C错误;
D.NaHCO3溶液与NaAlO2溶液,反应中碳酸氢钠提供氢离子与偏铝酸根反应生成生成Al(OH)3,说明结合H+
能力:
AlO2->CO32-,故D正确。
故选D。
7.一种新型的双离子可充电电池的原理如图所示,以下说法正确的是
A.电极a发生的反应为还原反应
B.充电时a极与电源的正极相连
C.正极发生的电极反应可能为:
CaFeO3+e-=CaFeO2.5+1/2O2-
D.放电时,每当有NA个Na+移向b极,外电路中一定转移2NA个电子
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,电极a发生的反应为Na-e-=Na+,为氧化反应,故A错误;
B.充电时a极发生的反应为Na++e-=Na,还原反应,则a为电解池的阴极,阴极与电源的负极相连,故B错误;
C.由图可知,电极b为正极,发生的电极反应可能为:
CaFeO3+e-=CaFeO2.5+1/2O2-,故C正确;
D.放电时,每当有NA个Na+移向b极,外电路中转移NA个电子,故D错误。
故选C。
三、非选择题:
共174分。
第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第33~38题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:
共129分。
8.Na2S2O4俗称保险粉,常用做纺织工业的漂白剂、脱色剂等。
某科研小组制备并探究其性质。
资料:
Na2S2O4易溶于水,具有极强的还原性,易被空气氧化,在碱性介质中稳定。
Ⅰ.制备Na2S2O4(部分加热等辅助仪器略去)
(1)仪器①的名称是___________。
(2)B装置用于制备Na2S2O4。
第一步反应:
Zn+2SO2
ZnS2O4;第二步,加入NaOH溶液,于28~35℃下反应生成Na2S2O4,该步反应的化学方程式为___________。
(3)实验时,先向B中通入SO2的原因,除产生ZnS2O4之外,另一原因是___________。
(4)反应后除去B中的沉淀,在滤液中加入一定量的NaCl固体搅拌,有Na2S2O4晶体析出。
加入NaCl固体的作用是___________
Ⅱ.探究Na2S2O4的性质
(5)隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3和SO2,但科研小组没有做到完全隔绝空气,得到的固体产物中还含有Na2SO4。
请设计实验证明该分解产物中含有Na2SO4。
实验方案是___________。
(可选试剂:
稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4溶液)
(6)制备纳米级银粉用NaOH溶液溶解Na2S2O4,加入一定量的AgNO3溶液,生成纳米级的银粉。
在制备银粉的反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:
1,且生成的含硫物质只有一种,写出该反应的离子方程式___________。
(7)为测定某含硫代硫酸钠样品的纯度(其它杂质均不参加反应)设计如下方案,并进行实验:
①准确称取该硫代硫酸钠样品mg,配制成250mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加入少量淀粉溶液,用nmol·L-1I2标准溶液滴定(发生反应:
2S2O32-+I2=S4O32-+2I-),至滴定终点。
③滴定终点的现象为___________,平均消耗I2标准溶液VmL,样品中Na2S2O4的纯度为___________(用代数式表示)。
【答案】
(1).圆底烧瓶
(2).ZnS2O4+2NaOH
Na2S2O4+Zn(OH)2↓(3).排出装置中残留的O2或空气(或防止生成物Na2S2O4被氧化)(4).加入氯化钠,增大了Na+离子浓度,促进Na2S2O4结晶析出(用沉淀溶解平衡解释可以(5).取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层清液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质(6).2Ag++S2O42—+4OH—=2Ag↓+2SO32—+2H2O(7).滴入最后一滴I2,溶液变为蓝色,且半分钟不褪色(8).3.16nv/m(或316nv/m%或3.16nv/m×100%)
【解析】
【分析】
装置A中的浓硫酸通过分液漏斗滴到蒸馏烧瓶中和Cu反应制得二氧化硫,二氧化硫和Zn在三颈烧瓶中反应生成ZnS2O4,加入NaOH溶液反应生成Na2S2O4和Zn(OH)2沉淀,装置C中氢氧化钠溶液吸收二氧化硫尾气,防止污染空气,据此答题。
【详解】
(1)仪器①的名称是圆底烧瓶,故答案为:
圆底烧瓶。
(2)28~35℃下反应生成的ZnS2O4与NaOH溶液反应,反应生成Na2S2O4和Zn(OH)2沉淀,反应的化学方程式为ZnS2O4+2NaOH
Na2S2O4+Zn(OH)2↓,故答案为:
ZnS2O4+2NaOH
Na2S2O4+Zn(OH)2↓。
(3)由于Na2S2O4具有极强的还原性,易被空气氧化,所以B装置反应前应排尽装置中的空气,防止氧气干扰实验,故答案为:
排出装置中残留的O2或空气(或防止生成物Na2S2O4被氧化)。
(4)加入NaCl固体的目的是,溶液中的Na+离子浓度增大,使Na2S2O4的溶解度降低,更易结晶析出,提高产率,故答案为:
加入氯化钠,增大了Na+离子浓度,促进Na2S2O4结晶析出(用沉淀溶解平衡解释可以)。
(5)由于固体中含有的Na2SO3、Na2S2O3会干扰Na2SO4的检验,应先加入足量的稀盐酸,排除Na2SO3、Na2S2O3的干扰,再加入BaCl2溶液,检验是否存在Na2SO4,故答案为:
取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层清液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质。
(6)由题意可知,AgNO3溶液和碱性Na2S2O4溶液反应生成纳米级的银粉,反应中Ag元素的化合价升高,做氧化剂,Na2S2O4做氧化剂被氧化,因氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:
1,由得失电子数目守恒可知S2O32-被氧化为SO32-,反应的方程式:
2Ag++S2O42-+4OH-=2Ag↓+2SO32-+2H2O,故答案为:
2Ag++S2O42-+4OH-=2Ag↓+2SO32-+2H2O。
(7)移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加入少量淀粉溶液,用nmol·L-1I2标准溶液滴定至终点,滴定终点的现象为:
滴入最后一滴I2,溶液变为蓝色,且半分钟不褪色,根据离子方程式进行计算得到25.00mL硫代硫酸钠物质的量:
2S2O32-+I2=S4O32-+2I-
21
n(Na2S2O3)nmol/L×V×10-3L
n(Na2S2O3)=2nV×10-3mol
配制的250mL溶液中含有n(Na2S2O3)=0.02nVmol,样品中n(Na2S2O3)的百分含量=0.02nV×158g/mol/m×100%=3.16nV/m,故答案为:
滴入最后一滴I2,溶液变为蓝色,且半分钟不褪色;3.16nv/m(或316nv/m%或3.16nv/m×100%)。
9.中国航空航天事业飞速发展,银铜合金广泛用于航空工业。
从银铜合金切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
注:
A1(OH)3和Cu(OH)2分解温度分别为450℃和80℃
(1)在电解精炼银时,阳极材料为___________。
(2)加快渣料(含少量银)溶于稀H2SO4速率的措施为___________(写出两种)。
(3)滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,滤渣A与稀HNO3反应的离子方程式为______________________。
(4)过滤操作需要的玻璃仪器除烧杯外还有___________。
(5)固体混合物B的组成为___________;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为___________。
(6)煅烧阶段通入惰性气体的原因___________。
【答案】
(1).粗银
(2).拌、渣料粉碎、适当升温、适当增大H2SO4的浓度或其它合理答案(3).3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O(4).漏斗、玻璃棒(5).Al(OH)3和CuO的混合物(6).Al(OH)3+OH-=AlO2—+2H2O(7).保护气(或防止铜被氧化)
【解析】
【分析】
银铜合金在空气中熔炼,渣料中含有氧化铜和少量的银,加入稀硫酸,过滤后得到硫酸铜溶液,在硫酸铜溶液中加入硫酸铝和稀氢氧化钠溶液,煮沸、过滤得到Al(OH)3和CuO的混合物,煅烧可得到CuAlO2,据此答题。
【详解】
(1)电解精炼铜时,纯铜作阴极,粗铜作阳极,硫酸铜溶液作电解液,电解精炼银与此类似,则纯银作阴极,粗银作阳极,硝酸银溶液作电解液,故答案为:
粗银。
(2)加快渣料(含少量银)溶于稀H2SO4速率的措施有搅拌、渣料粉碎、适当升温、适当增大H2SO4的浓度或其它合理答案,故答案为:
搅拌、渣料粉碎、适当升温、适当增大H2SO4的浓度或其它合理答案。
(3)滤渣A的主要成分是Ag,稀硝酸是氧化性酸,能溶解银、产生无色气体,即3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O,离子方程式为:
3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O,无色的一氧化氮气体在空气迅速被氧化为红棕色的二氧化氮气体,即2NO+O2=2NO2;故答案为:
3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O。
(4)过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故答案为:
漏斗、玻璃棒。
(5)结合信息和流程图可知:
硫酸铜、硫酸铝与稀氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜和氢氧化铝,煮沸时氢氧化铜分解生成氧化铜,氢氧化铝不分解,所以固体B的主要成分是Al(OH)3和CuO的混合物,若NaOH过量,两性氢氧化物Al(OH)3就会溶解,反应氮的离子方程式为:
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,故答案为:
Al(OH)3和CuO的混合物;Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
(6)煅烧阶段通入惰性气体的原因是做保护气(或防止铜被氧化),故答案为:
保护气(或防止铜被氧化)。
【点睛】分析流程题需要掌握的技巧是:
浏览全题,确定该流程的目的,看懂生产流程图,了解流程图以外的文字描述、表格信息,后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。
10.“绿色”和“生态文明”是未来的发展主题,而CO2的有效利用可以缓解温室效应,解决能源短缺问题;
(1)在新型纳米催化剂Na-Fe3O4,和HMCM-22的表面将CO2先转化为烯烃再转化为烷烃,已知CO2转化为CO的反应为CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ/mol;
2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)△H=-128kJ/mol
则CO转化为C2H4的热化学方程式为______________________。
(2)用氨水捕捉烟气中的CO2生成NH4HCO3。
通常情况下,控制反应温度在35℃-40℃范围内的原因___________。
(3)有科学家提出可利用FeO吸收CO2,6FeO(s)+CO2(g)
2Fe3O4(s)+C(s)K1(平衡常数),对该反应的描述正确的是______
a.生成1molFe3O4时电子转移总数为2NA
b.压缩容器体积,可增大CO2的转化率,c(CO2)减小
C.恒温恒容下,气体的密度不变可作为平衡的标志
d.恒温恒压下,气体摩尔质量不变可作为平衡的标志
(4)CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H,一定条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3mo1H2。
在不同催化剂作用下发生反应I、反应II、反应II,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示:
①活化能最小的为___________(填“反应I”、“反应II”、“反应III”)。
②b点反应速率v(正)___________v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
③T4温度下该反应的衡常数___________(保留两位有效数字)
④CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
则该反应为___________(放热反应、吸热反应);P1___________P2(填“>”、“=”或“<”)
(5)用NaOH溶液吸收CO2所得饱和碳酸钠溶液可以对废电池屮的铅膏(主要成PbSO4)进行脱硫反应。
已知Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,PbSO4(s)+CO32-(aq)
PbCO3(s)+SO42-(aq),则该反应的平衡常数K=___________(保留两位有效数字):
若在其溶液中加入少量Pb(NO3)2晶体,则c(SO42-):
c(CO32-)的比值将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】
(1).2CO(g) +4H2(g)=C2H4(g) +2H2O(g) △H= -210kJ/mol
(2).防止NH4HCO3分解,低于35℃反应速率慢高于40℃分解(或温度太高,气体物质的溶解性降低)(3).ac(4).反应I(5).>(6).59.26(或1600/27)(7).放热反应(8).<(9).2.16×105(10).不变
【解析】
【详解】
(1)已知CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ/mol①;2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)△H=-128kJ/mol②;由盖斯定律②-①×2可得:
2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g)△H=(-128kJ/mol)-(+41kJ/mol)×2=-210kJ/mol,则CO转化为C2H4的热化学方程式为2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g)△H=-210kJ/mol,
故答案为:
2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g)△H=-210kJ/mol。
(2)通常情况下,控制反应温度在35℃-40℃范围内,因为温度低于35℃,反应速率慢;高于40℃,NH4HCO3受热易分解(或温度太高,气体物质的溶解性降低),故答案为:
防止NH4HCO3分解,低于35℃反应速率慢高于40℃分解(或温度太高,气体物质的溶解性降低)。
(3)a.由6FeO(s)+CO2(g)
2Fe3O4(s)+C(s)可知,反应方程式FeO中铁元素化合价+2升至Fe3O4中+8/3,CO2由+4降至C中碳元素
0价,每生成1molC转移电子4mol,生成Fe3O42mol,则生成1molFe3O4转移电子2mol,电子转移总数为2NA,故a正确;
b.压缩容器体积实质为增大压强,反应前后气体体积减小,平衡向正反应方向移动,CO2的转化率增大,c(CO2)增大,故b错误;
c.恒温恒容下,气体的密度ρ=m/V,若密度不变,说明CO2的质量不变,则CO2的浓度不变,可以作为达到平衡的标志,故c正确;
d.恒温恒压下,气体摩尔质量M=m/n,摩尔质量不变不能作为达到平衡的标志,故d错误。
故答案为:
ac。
(4)①相同温度下,相同时间内反应I中CO2的转化率越大,所以催化效果最佳的是反应I,活化能也最小,故答案为:
反应I。
②b点要达到平衡,CO2的转化率增大,反应正向进行,故反应速率v(正)>v(逆),故答案为:
>。
③一定条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3mo1H2,由图像可知,T4温度下,CO2的平衡转化率为80%,则转化的CO2的物质的量浓度为1mol/2L×80%=0.4mol/L,
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
开始(mol/L)0.51.500
转化(mol/L)0.41.20.40.4
平衡(mol/L)0.10.3