【答案】B
点睛:
在短周期主族元素中,同一主族元素原子序数相差2倍的就是第VIA族元素中氧元素和硫元素,这一点是做题的突破口。
5.普通锌锰电池筒内无机物主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等。
某研究小组探究废于电池内的黑色固体并回收利用时,进行如图所示实验。
下列有关实验的叙述正确的是
A.操作①中玻璃棒的作用是转移固体B.操作②为过滤,得到的滤液显碱性
C.操作③中盛放药品的仪器是坩埚D.操作④的目的是除去滤渣中的杂质
【答案】C
【解析】操作①中玻璃棒起到搅拌加速溶解的作用,A错误;普通锌锰电池筒内无机物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质,NH4Cl、ZnCl2易溶于水,水解显酸性,MnO2难溶于水,操作②是把固体与溶液分离,应是过滤,得到的滤液显酸性,B错误;由图可知操作③是在坩埚内灼烧滤渣,通常把泥三角放在三角架上,再把坩埚放在泥三角上,C正确;二氧化锰是黑色固体,能作双氧水的催化剂,灼烧后的滤渣能加快双氧水分解产生氧气,能证明黑色固体是二氧化锰,所以该实验的目的不是除去滤渣中杂质,D错误;正确选项C。
6.《Nature》期刊曾报道一例CH3OH-O2原电池,其工作示意图如下。
下列说法不正确的是
A.电极A是负极,发生氧化反应
B.电解质溶液中H+由A极流向B极
C.电极B 的电极反应为:
O2+2e-+H+=HO2-
D.外电路中通过6mol电子,生成CO2的体积为22.4L
【答案】D
【解析】甲醇失去电子转化为二氧化碳,因此电极A是负极,发生氧化反应,A正确;电解质溶液中H+向正极移动,即由电极A流向B极,B正确;电极B是正极,得电子发生还原反应,电极反应为:
O2+2e-+H+=HO2-,C正确;二氧化碳所处的状态不能确定,不能用气体摩尔体积进行计算其体积,D错误;正确选项D。
7.25℃时,向20mL 0.1mol/L HAuCl4溶液中滴加0.1mol/LNaOH 溶液,滴定曲线如图1,含氯微粒的物质的量分数(δ) 随pH变化关系如图2,则下列说法不正确的是
A.在c点溶液中:
c(Na+)=c(AuCl4-)
B.a 点对应溶液pH 约为5
C.25℃时,HAuCl4的电离常数为1×10-3
D.d点时,溶液中离子浓度大小关系为:
c(Na+)>c(AuCl4-)>c(OH-) >c(H+)
【答案】C
【解析】c点溶液中,pH=7,c(OH-)=c(H+),根据电荷守恒可知:
c(Na+)=c(AuCl4-),A正确;根据Ka=c(H+)×c(AuCl4-)/c(HAuCl4)=10-3×10-3/(0.1-10-3)≈10-5,由于a点时,c(AuCl4-)=c(HAuCl4),所以c(H+)≈10-5mol/L,pH≈5,B正确;0.1mol/LHAuCl4溶液pH=3,根据HAuCl4=H++AuCl4-可知,该反应的电离常数为Ka=c(H+)×c(AuCl4-)/c(HAuCl4)=10-3×10-3/(0.1-10-3)=10-5,C错误;d点时,溶液溶质为NaAuCl4,溶液显碱性,所以溶液中离子浓度大小关系为:
c(Na+)>c(AuCl4-)>c(OH-)>c(H+),D正确;正确选项C。
8.硝酸锶可用于制造烟火及信号弹等。
工业级硝酸锶[含Ca(NO3)2、Ba(NO3)2等杂质] 的提纯流程如下。
(已知:
硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸)
(1) 要加快“酸浸”速率所采取的措施是______(写一条即可)。
(2)操作1的名称是_______,洗涤所用的洗涤剂是______.
(3)“滤液2”中过量的H2CrO4被N2H4还原为Cr3+,同时放出无污染的气体,写出发生反应的离子方程式______;氧化产物与还原产物的物质的量之比为______。
(4)已知Cr(OH)3不溶于水,还原后调节pH=8 的目的是_______。
(5)为了测定“残渣2”中Cr元素的质量分数,进行以下实验。
(已知:
I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①“残渣2”中Cr元素的质量分数为______(用代数式表示)。
②若加入的HI溶液过量太多,测定结果会是_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”),其原因是__________________。
【答案】
(1).将工业级硝酸锶磨得更細或不断搅拌
(2).过滤(3).浓硝酸(4).4H2CrO4+3N2H4+12H+=4Cr3++3N2↑+16H2O(5).3:
4(6).除去Cr 3+(7).
(8).偏高(9).HI过量太多,过量I-会被空气氧化成I2,过量的H+要与Na2S2O3反应,消粍Na2S2O3的量増多
【解析】
(1) “酸浸”不能采用高温,避免HNO3挥发和分解,减少环境污染,因此将工业级硝酸锶磨得更細或不断搅拌,可以加快“酸浸”速率;正确答案:
将工业级硝酸锶磨得更細或不断搅拌。
(2)根据硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸,因此可以采用过滤的方法进行固液的分离;根据同离子效应,相对于水洗,用浓HNO3洗涤的优点是减少硝酸锶(或“产品”)溶解损失;正确答案:
过滤;浓硝酸。
(3)“滤液2”中过量的H2CrO4被N2H4还原为Cr3+,同时放出无污染的气体氮气,根据氧化还原反应方程式的配平,则发生反应的离子方程式为4H2CrO4+3N2H4+12H+=4Cr3++3N2↑+16H2O;氮气为氧化产物,Cr3+为还原产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为3:
4;正确答案:
4H2CrO4+3N2H4+12H+=4Cr3++3N2↑+16H2O;3:
4。
(4)滤液2中含有Cr3+,还原后调节pH=8的目的是生成Cr(OH)3沉淀,从而达到除去Cr3+目的;正确答案:
除去Cr3+。
.........
②HI过量太多,过量I-会被空气氧化成I2,过量的H+要与Na2S2O3反应,消粍Na2S2O3的量増多,测定结果会偏高;正确答案:
偏高;HI过量太多,过量I-会被空气氧化成I2,过量的H+要与Na2S2O3反应,消粍Na2S2O3的量増多。
点睛:
常见的物质中,含有亚铁离子、硫离子、亚硫酸根离子、碘离子等物质,易被空气中氧气氧化,因此在分析题中问题时,一定要考虑到这一点。
9.ClO2是一种优良的消毒剂,其溶解度约是Cl2的5倍,但温度过高、浓度过大时均易发生分解,因此常将其制成固体,以便运输和贮存。
制备KClO2固体的实验裝置如图所示,其中A装置制备ClO2,B装置制备KClO2。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是________。
(2)滴液漏斗与普通分液漏斗相比,其优点是_________。
(3)加入的硫酸需要用冰盐水冷却的原因是_________。
(4)实验过程中通入空气的目的是________,空气流速过快或过慢,均降低KClO2产率,试解释其原因________。
(5)用图示装置制备的KClO2中含有较多杂质,其原因是________。
(6)A中制备ClO2的化学方程式为_________。
(7)有人认为用图示装置吸收ClO2易引起倒吸,但经过多次实验均未发现有倒吸现象,其原因是________。
【答案】
(1).三颈烧瓶
(2).滴液漏斗液面上方和三颈烧瓶液面上方气压相等,使液体能順利滴下(3).防止液体飞溅,防止生成的ClO2分解(4).将生成的ClO2全部赶出以被KOH吸收(5).空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高会导致分解;空气流速过快吋,ClO2不能被充分吸收(6).生成KClO2的同吋必有ClO2的氧化产物KClO3或KClO4(7).4KClO2+N2H4·H2SO4+H2SO4=4ClO2+N2↑ +2K2SO4+4H2O(K2SO4写成KHSO4也可以)(8).生成ClO2的同时也产生N2,或有持续通入的空气流
【解析】
(1)仪器a为反应的发生器,是三颈烧瓶;正确答案:
三颈烧瓶。
(2)滴液漏斗与普通分液漏斗相比,其优点是滴液漏斗液面上方和三颈烧瓶液面上方气压相等,使液体能順利滴下;正确答案:
滴液漏斗液面上方和三颈烧瓶液面上方气压相等,使液体能順利滴下。
(3)浓硫酸溶于水放出大量的热,会导致反应生成的ClO2分解,产率降低,同时也能防止浓硫酸稀释时液体飞溅;因此加入的硫酸需要用冰盐水冷却;正确答案:
防止液体飞溅,防止生成的ClO2分解。
(4)实验过程中通入空气的目的是能够使反应产生的ClO2全部被氢氧化钾溶液吸收,提高ClO2的利用率,但如果空气流速过快或过慢,均降低KClO2产率;其原因是空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高会导致分解;空气流速过快吋,ClO2不能被充分吸收;正确答案:
将生成的ClO2全部赶出以被KOH吸收;空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高会导致分解;空气流速过快吋,ClO2不能被充分吸收。
(5)用图示装置制备的KClO2中含有较多杂质,根据氧化还原反应规律,ClO2与碱反应时,生成KClO2的同吋,必有ClO2的氧化产物KClO3或KClO4生成;正确答案:
生成KClO2的同吋必有ClO2的氧化产物KClO3或KClO4。
(6)根据题给信息可知:
KClO2与N2H4·H2SO4在酸性条件下反应生成ClO2和氮气等物质,化学方程式为4KClO2+N2H4·H2SO4+H2SO4=4ClO2+N2↑+2K2SO4+4H2O;正确答案:
4KClO2+N2H4·H2SO4+H2SO4=4ClO2+N2↑+2K2SO4+4H2O(K2SO4写成KHSO4也可以)。
(7)反应生成ClO2的同时,还产生N2,同时该反应过程中有持续通入的空气流,因此不能产生倒吸现象;正确答案:
生成ClO2的同时也产生N2,或有持续通入的空气流。
10.二氧化硫和硫化氢都是有毒物质,但它们在工业上都有着重要的用途。
请回答下列有关问题:
(1)燃煤脱疏是科研工作者研究的重要课题之一,己知有两种脱硫方法,一是活性炭作化氧化法脱流;二是CO还原法脱硫。
①活性炭在反应过程中作为催化剂,改变了______(填选项字母)。
a. 反应限度b. 反应速率c. 反应活化能d. 反应焓变e.反应路径
②CO还原法的原理是:
2CO(g) +SO2(g)
S(g) +2CO2(g),△H。
已知:
S(g) +O2(g) =SO2(g),△H1= -574.0kJ/mol,CO的燃烧热为283. 0kJ/mol,则△H=___。
③在两个容积为10L的恒容绝热密闭容器中发生反应:
2CO(g) +SO2(g)
S(g) +2CO2(g),各起始反应物的物质的量如右表所示,起始温度均为T℃。
两容器中平衡常数K甲______K乙(填“>”“=”或“<”),理由是__________。
(2)H2S受热发生分解反应:
2H2S(g)= 2H2(g) +S2(g),在密闭容器中,充入0.20mol H2S(g),压强为p时,控制不同的温度进行实验,H2S的平衡转化率如图所示。
①出强为p,温度为T6℃时,反应经tmin达到平衡,则平均反应速率v(S2)=_______mol/min.
②若压强p=aMPa,温度为T4℃时, 该反应的平衡常数Kp=____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)H2S废气可用足量烧碱溶液吸收,将吸收后的溶液加入由惰性电极组成的电解池中进行电解,阳极区可生成Sx2-。
请写出生成Sx2-的电极反应式____________。
【答案】
(1).bce
(2).+8.0kJ/mol(3).<(4).该反应的正反应为吸热反应,甲、乙相比,甲的正向进行程度大,吸牧的热量多,温度低,则K甲(7).xS2--2(x-1)e-=Sx2-
【解析】
(1)①活性炭在反应过程中作为催化剂,改变了反应速率、 反应活化能、反应路径;不能改变反应的反应限度和反应焓变;正确选项bce。
②S(g)+O2(g)=SO2(g)△H1=-574.0kJ/mol,②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1,将②×2-①得:
2CO(g)+SO2(g)
S(g)+2CO2(g)△H=2×(-283.0kJ•mol-1)-(-574.0kJ/mol)=+8.0kJ/mol;正确答案:
+8.0kJ/mol;
③2CO(g) +SO2(g)
S(g) +2CO2(g),△H=+8.0kJ/mol,该反应为吸热反应,在恒容绝热密闭容器中发生反应,甲、乙相比,甲的正向进行程度大,吸牧的热量多,温度低,向右进行的程度小,因此K甲<;该反应的正反应为吸热反应,甲、乙相比,甲的正向进行程度大,吸牧的热量多,温度低,则K甲(2)①在密闭容器中,充入0.20molH2S(g),发生2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)反应,进行到T6℃时,硫化氢的转化率为50%,因此H2S的消耗量为0.20×50%=0.10mol,生成S2(g)的量为1/2×0.10=0.05mol,反应经tmin达到平衡,则平均反应速率v(S2)=0.05/tmol/min;正确答案:
0.05/t。
② 发生2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)反应,温度为T4℃时,硫化氢的转化率为40%,H2S的消耗量为0.20×40%=0.08mol,剩余硫化氢的量为2-0.08=0.12mol,生成H2的量为0.08mol,生成S2的量为0.04mol,则若压强p=aMPa时,硫化氢的分压为a/2,H2的分压为a/3,S2的分压为a/6,该反应的平衡常数Kp=(a/3)2×a/6/(a/2)2=
;正确答案:
。
(3)H2S电解,阴极上氢离子放电生成氢气,阳极S2-失电子发生氧化反应生成Sx2-,极反应式为xS2--2(x-1)e-=Sx2-;正确答案:
x-2(x-1)e-=Sx2-。
11.磷存在于人体所有细胞中,是维持骨骼和牙齿的必要物质,几乎参与所有生理上的化学反应。
磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。
请回答下列有关问题:
(1)画出基态P 原子的核外电子排布图__________。
(2) NH3比PH3 易液化的原因是_________。
(3) P4S3可用于制造火柴,其结构如图1所示。
①P4S3中硫原子的杂化轨道类型为________。
②电负性:
磷_____硫(填“>”或“<”);第一电离能磷大于硫的原因是________。
(4)NH4BF4是合成氮化硼纳米管的原料之一,1mol NH4BF4中含有____mol 配位键。
(5)NF3的键角小于NH3的键角,其原因是____________。
(6) 磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,其晶胞结构如图2 所示。
原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置,图中a 点和c 点的原子坐标参数依次为(0,0,0)、(1,
,
),则b点的原子坐标参数为________;已知该晶胞中距离最近的两个磷原子的核间距离为Lpm,则该晶体密度为_____g.cm-3(阿伏加德罗常数用NA表示,列出计算式即可)。
【答案】
(1).
(2).NH3分子间存在氢鍵(3).sp3(4).<(5).磷原子3p轨道处于半满状态,不容易失去电子(6).2(7).F的电负性大于H,故NF3中N的周围的电子密度小于NH3中N周围电子密度(8).
(9).
【解析】
(1)P 原子核电荷数为15,电子排布为1s22s22p63s23p3,核外电子排布图
;正确答案:
。
(2)NH3分子间存在氢鍵,PH3 分子间无氢键,因此NH3比PH3 易液化;正确答案:
NH3分子间存在氢鍵。
(3)①P4S3中硫原子形成2个共价键,孤电子对数为1/2×(6-2×1)=2,则有4个价层电子对,其杂化的轨道类型为sp3;正确答案:
sp3。
②同一周期,从左到右,电负性增大,因此电负性:
磷<硫;同一周期,第一电离能呈现增大的趋势,由于磷原子3p轨道处于半满状态,不容易失去电子,第一电离能磷大于硫;正确答案:
<;磷原子3p轨道处于半满状态,不容易失去电子。
(4)一个NH4BF4中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键,所以含有2个配位键,则1molNH4BF4含有2mol配位键;正确答案:
2。
(5)F的电负性大于H,故NF3中N的周围的电子密度小于NH3中N周围电子密度,因此NF3的键角小于NH3的键角;正确答案:
F的电负性大于H,故NF3中N的周围的电子密度小于NH3中N周围电子密度。
(6)图中a点坐标参数为(0、0、0)、c点坐标参数为(1、
、
),说明晶胞边长为1,a、c点距离为晶胞对角线的
,则c点的原子坐标参数为(
、
、
);根据晶胞结构可知:
硼原子个数为4,磷原子个数为8×1/8+6×1/2=4,即该晶胞中含有4个磷化硼,质量为4×42/NAg,设该晶胞的棱长为xcm,该晶胞中距离最近的两个磷原子的核间距离为面对角线上的一半,所以x=
L×10-10cm,晶胞的体积为x3=(
L)3×10-30cm3;设晶胞的密度为ρg.cm-3,则ρ=[4×42/NA]÷[(
L)3×10-30]=
g.cm-3;正确答案:
;
。
12.以有机物X为原料合成聚酯类高分子化合物H的路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)X中宫能团的名称为______,Y→Z的反应类型为_______。
(2)H的结构简式是______。
(3)W与NaOH水溶液反应的化学方程式为_______。
(4)M在一定条件下还可以合成含有六元环状结构的G,其反应方程式为______。
(5)满足下列条件的Z的同分异构体有______种(不考虑立体异构)。
①含有1个六元碳环,且环上相邻4个碳原子上各连有一个取代基
②1mol该物质与新制的Cu(OH)2悬浊液反应产生2mol砖红色沉淀
(6)参照题中合成路线图,设计以
为原料(其它无机试剂任选)制备化合物
的合成路线如下:
请把路线图中“……”补充完整____________________________。
【答案】
(1).碳碳双键、醛基
(2).酯化反应或取代反应(3).
(4).
(5).
(6).12(7).
【解析】有机物X被氧化为
(Y),
与甲醇发生酯化反应生成
(Z),
与溴化氢发生加成生成
(W),
发生水解生成醇
(M),然后该有机物发生缩聚反应生成高分子
。
(1)根据有机物X的结构简式可知,X中官能团为碳碳双键、醛基;从有机物Z的结构及有机物Y与甲醇在浓硫酸加热条件下反应生成酯,可知Y→Z的反应类型为酯化反应或取代反应;正确答案:
碳碳双键、醛基;酯化反应或取代反应。
(2)综上分析可知,H的结构简式是
;正确答案:
。
(3)W为
,与NaOH水溶液反应时,酯基发生水解,溴原子发生水解,化学方程式为:
;正确答案:
。
(4)有机物M为
,在浓硫酸作用下,加热,生成六元环状结构的酯,反应方程式为:
;正确答案:
。
(5)有机物Z为
,满足条件的同分异构体:
①含有1个六元碳环,且环上相邻4个碳原子上各连有一个取代基,②1mol该物质与新制的Cu(OH)2悬浊液反应产生2mol砖红色沉淀,说明含有2个醛基;具体结构如下:
针对
结构,①和②分别连-CH3和-C2H5,结构有2种;针对
结构,①和②分别连-CH3和-C2H5,结构有2种;针对
结构,①和②分别连-CH3和-C2H5,结构有1种;
结构有1种;针对
结构,①和②分别连-CH2-CHO和–CHO,结构有2种;针对
结构,①和②分别连-CH2-CHO和–CHO,结构有2种;
针对
结构,①和②分别连-CH2-CHO和–CHO,结构有1种;
结构有1种;共计有12种;正确答案:
12。
(6)
氧化为
,
与溴化氢发生加成生成
,然后该有机物在氢氧化钠条件下发生水解,最