湖北省襄阳四中届高三联考理综化学试题解析版文档格式.docx
《湖北省襄阳四中届高三联考理综化学试题解析版文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《湖北省襄阳四中届高三联考理综化学试题解析版文档格式.docx(17页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
C.11.2LCl2与足量NaOH溶液反应时转移的电子数为0.5NA
D.电解法精炼铜时,阳极溶解32g,转移电子数一定为NA
【答案】B
【详解】A、过氧化钠(Na2O2)晶体中阴离子为O22-,阳离子为Na+,阴阳离子之比为1:
2,所以0.6mol过氧化钠晶体中所含阴离子的数目为0.6NA,选项A错误;
B.46gNO2和N2O4的混合物中含有1mol最简式NO2,含有1mol氮原子、2mol氧原子,含有氧原子的数目为2NA,选项B正确;
C、氯气所处的状态不明确,不一定是标况,故物质的量不一定是0.5mol,则转移的电子不一定为0.5NA个,选项C错误;
D、电解精炼铜时,阴极为纯铜,溶液中的Cu2+在阴极得电子析出铜,阳极为粗铜,在溶解时比铜活泼的金属铁、锌、镍等优先溶解,所以若阳极质量减少32g,不是溶解铜的质量,所以转移的电子数不是NA,选项D错误;
答案选B。
【点睛】本题考查阿伏加德罗常数的有关计算和判断,题目难度中等,注意掌握好以物质的量为中心的各化学量与阿伏加德罗常数的关系,明确过氧化钠中的阴离子为过氧根离子。
3.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。
W、X、Y简单离子的电子层结构相同,X元素在短周期主族元素中原子半径最大;
W的简单氢化物常温下呈液态,Y的氧化物和氯化物熔融时都能导电,X、Y和Z原子的最外层电子数之和为10。
下列说法正确的是()
A.离子半径:
W<
Y<
Z
B.工业上采用电解Y的氧化物冶炼单质Y
C.W、X元素组成的化合物一定只含离子键
D.W、X、Z三种元素组成的化合物水溶液可能显碱性
【详解】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。
W、X、Y简单离子的电子层结构相同,X元素在短周期主族元素中原子半径最大,则X为钠元素;
W的简单氢化物常温下呈液态,则W为氧元素,Y的氧化物和氯化物熔融时都能导电且原子序数大于钠,则Y为镁元素,X、Y和Z原子的最外层电子数之和为10,则Z的最外层电子数为10-1-2=7,Z为氯元素。
A.Z-(Cl-)多一个电子层,离子半径最大,具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大半径越小,离子半径W2-(O2-)>
Y2+(Mg2+),故离子半径Z-(Cl-)>
W2-(O2-)>
Y2+(Mg2+),选项A错误;
B.氧化镁的熔点很高,故工业上采用电解Y的氯化物氯化镁冶炼单质镁,选项B错误;
C.W、X元素组成的化合物过氧化钠中含离子键和共价键,选项C错误;
D.W、X、Z三种元素组成的化合物NaClO为强碱弱酸盐,水解溶液显碱性,选项D正确。
4.下列离子方程式正确的是()
A.向Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液:
Ca2++2OH-+2HCO3-═CaCO3↓+CO32-+2H2O
B.向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3·
H2O:
Al3++4NH3·
H2O═AlO2-+4NH4++2H2O
C.1mol•L﹣1的NaAlO2溶液和2.5mol•L﹣1的HCl溶液等体积互相均匀混合:
2AlO2-+5H+═Al3++Al(OH)3↓+H2O
D.醋酸除去水垢:
2H++CaCO3═Ca2++CO2↑+H2O
【答案】C
【详解】A.向Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液碳酸钙、碳酸氢钠和水,反应的离子方程式为:
Ca2++OH-+HCO3-═CaCO3↓+H2O,选项A错误;
B.一水合氨为弱碱,不能溶解氢氧化铝,向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3·
H2O,反应的离子方程式为:
Al3++3NH3·
H2O═Al(OH)3↓+3NH4+,选项B错误;
C.1mol•L﹣1的NaAlO2溶液和2.5mol•L﹣1的HCl溶液等体积互相均匀混合,反应生成的部分氢氧化铝溶于强酸,生成氯化铝、氢氧化铝和水,反应的离子方程式为:
2AlO2-+5H+═Al3++Al(OH)3↓+H2O,选项C正确;
D.醋酸为弱酸必须写化学式,醋酸和碳酸钙反应生成醋酸钙、二氧化碳和水,能除去水垢,反应的离子方程式为:
2CH3COOH+CaCO3═Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O,选项D错误。
答案选C。
5.工业酸性废水中的Cr2O72-可转化为Cr3+除去,实验室用电解法模拟该过程,结果如下表所示(实验开始时溶液的体积均为50mL,Cr2O72-的起始浓度、电压、电解时间均相同)。
下列说法中,不正确的是()
实验
①
②
③
电解条件
阴、阳极均
为石墨
阴、阳极均为石墨,滴加1mL浓硫酸
阴极为石墨,阳极为铁,滴加1mL浓硫酸
Cr2O72-的去除率/%
0.922
12.7
57.3
A.对比实验①②可知,降低pH可以提高Cr2O72-的去除率
B.实验③中,理论上电路中每通过6mol电子,就有1molCr2O72-被还原
C.实验②中,Cr2O72-在阴极放电的电极反应式是Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O
D.实验③中,C2O72-去除率提高的原因是Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
A.对比实验①②,这两个实验中只有溶液酸性强弱不同,其它外界因素都相同,且溶液的pH越小,Cr2O72-的去除率越大,所以降低pH可以提高Cr2O72-的去除率,故A正确;
B.实验③中,Cr2O72-在阴极上得电子,且溶液中的亚铁离子也能还原Cr2O72-,理论上电路中每通过6
mol电子,则有1
mol
Cr2O72-在阴极上被还原,且溶液中还有0.5molCr2O72-被Fe2+还原,所以一共有1.5mol
Cr2O72-被还原,故B错误;
C.实验②中,Cr2O72-在阴极上得电子发生还原反应,电极反应式为Cr2O72-+6e-+14H+═2Cr3++7H2O,故C正确;
D.实验③中,Cr2O72-在阴极上得电子,且溶液中的亚铁离子也能还原Cr2O72-,离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,所以导致Cr2O72-去除率提高,故D正确;
故选B。
点睛:
本题考查电解原理,明确离子放电顺序及电解原理是解本题关键,注意:
活泼金属作阳极时,阳极上金属失电子而不是溶液中阴离子失电子,本题的易错点为B,要注意阳极铁溶解生成的亚铁离子会还原Cr2O72-。
6.阿斯巴甜(结构简式如图)具有清爽的甜味,甜度约为蔗糖的200倍。
下列有关说法不正确的是()
A.分子式为:
C14H18N2O5
B.阿斯巴甜分子中有3种官能团
C.阿斯巴甜在一定条件下既能与酸反应、又能与碱反应
D.阿斯巴甜的水解产物中有两种氨基酸
【分析】
有机物中含苯环、-COOH、-CONH-、-COOC-、-NH2等,结合有机物的结构及官能团来分析解答。
【详解】A.1个分子中含H原子个数为18,阿斯巴甜的分子式为C14H18N2O5,选项A正确;
B.阿斯巴甜分子中有氨基、羧基、酰胺键和酯基共4种官能团,选项B不正确;
C.由该有机物的官能团-COOH、-NH2可知,阿斯巴甜一定条件下既能与酸反应,又能与碱反应,选项C正确;
D.由含-COOH、-CONH-、-NH2可知,水解产物中有两种氨基酸,选项D正确;
【点睛】本题考查有机物的结构与性质,注意把握有机物中的官能团的结构及其性质,注意选项A为易错点,看清键线式的结构是关键。
7.常温时,下列说法正确的是()
A.中和等体积、等浓度的氨水和氢氧化钠溶液至pH=7,前者消耗的盐酸多
B.0.1mol/L的NaHA溶液,其pH=4,则:
c(HA-)>
c((H+)>
c(H2A)>
c(A2-)
C.已知298K时氢氰酸(HCN)的Ka=4.9×
10-10,碳酸的Ka1=4.4×
10-7、Ka2=4.7×
10-11,据此可推测出将氢氰酸加入到碳酸钠溶液中能观察到有气泡产生
D.将0.2mol/L的某一元酸HA溶液和0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后溶液的pH大于7,则反应后的混合液2c(OH-)+c(A-)=2c(H+)+c(HA)
【详解】A.1:
1反应时生成NH4Cl、NaCl,前者为酸性、后者为中性,则为使pH=7,应使氨水剩余,则前者消耗的盐酸少,选项A错误;
B、0.1mol/L的NaHA溶液其pH=4,显酸性,说明HA-的电离程度大于其水解程度,则有c(H2A)<
c(A2-),选项B错误;
C.已知298K时氢氰酸(HCN)的Ka=4.9×
10-7,Ka2=4.7×
10-11,则酸性H2CO3>
HCN>
HCO3-,所以氢氰酸加入到碳酸钠溶液中,没有气体生成,选项C错误;
D.将0.2mol/L的某一元酸HA溶液和0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后得到的溶液为HA与NaA按照1:
1的混合溶液。
由于混合溶液的pH大于7,则说明A-的水解作用大于HA的电离作用。
根据电荷守恒可得:
c(H+)+c(Na+)=c(OH—)+c(A—)。
根据物料守恒可得:
c(HA)+c(A—)=2c(Na+)。
两式联立求解可得:
2c(OH—)=2c(H+)+c(HA)-c(A—),选项D正确。
8.醋酸亚铬水合物[Cr(CH3COO)2]2·
2H2O(相对分子质量为376)是一种氧气吸收剂,为红棕色晶体,潮湿时易被氧化,微溶于乙醇,不溶于水和乙醚(易挥发的有机溶剂)。
其制备装置及步骤如下:
①待三颈烧瓶内的溶液由深绿色(Cr3+)变为亮蓝色(Cr2+)时,将溶液转移至装置乙中,当出现大量红棕色晶体时,关闭分液漏斗的旋塞。
②将装置乙中混合物快速过滤、洗涤和干燥,称量得到[Cr(CH3COO)2]2·
2H2O。
③检查装置气密性后,往三颈烧瓶中依次加入过量锌粒、适量CrCl3溶液。
④关闭K2,打开K1,旋开分液漏斗的旋塞并控制好滴速。
(1)正确的实验步骤为:
_________________。
(2)装置甲中连通管a的作用是_______________________________________。
(3)三颈烧瓶中的Zn除了与盐酸生成H2外,发生的另一个反应的离子方程式为_______。
(4)实现步骤①中溶液自动转移至装置乙中的实验操作为_______________________。
(5)步骤④目的是___________________________________________。
(6)洗涤产品时,依次用去氧的冷蒸馏水、无水乙醇、乙醚,目的是_________________。
(7)已知其它反应物足量,实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51g,实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2·
2H2O9.48g,则该实验所得产品的产率为________(不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)(用百分数表示,保留3位有效数字)。
【答案】
(1).③④①②
(2).平衡气压,使分液漏斗中的盐酸顺利流下(3).2Cr3++Zn===2Cr2++Zn2+(4).关闭K1,打开K2(5).让Zn与盐酸反应生成的H2排尽装置内的空气,防止产品被氧化(6).为了去除可溶性杂质和水分(7).84.0%
【详解】
(1)装置甲:
分液漏斗盛装稀盐酸,在圆底烧瓶中和锌反应Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑,同时发生2CrCl3+Zn═2CrCl2+ZnCl2,生成氢气,用来增大压强把生成的CrCl2溶液压入装置乙中;
装置乙:
2Cr2++4CH3COO-+2H2O═[Cr(CH3COO)2]2•2H2O↓,装置丙是保持装置压强平衡,同时避免空气进入,故正确的实验步骤为:
③④①②;
(2)装置甲中连通管a的作用是平衡气压,使分液漏斗中的盐酸顺利流下;
(3)装置甲:
分液漏斗盛装稀盐酸,在圆底烧瓶中和锌反应Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑,同时发生2CrCl3+Zn═2CrCl2+ZnCl2,,该反应的离子反应为:
2Cr3++Zn===2Cr2++Zn2+;
(4)实验开始生成H2气后,为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合,打开K2关闭K1,把生成的CrCl2溶液压入装置乙中反应,故答案为:
关闭k1,打开k2;
(5)步骤④目的是让Zn与盐酸反应生成的H2排尽装置内的空气,防止产品被氧化;
(6)醋酸亚铬水合物不溶于冷水和醚,微溶于醇,易溶于盐酸,所以可以选用冷水、无水乙醇和乙醚洗涤[Cr(CH3COO)2]2·
2H2O产品,洗涤产品时,依次用去氧的冷蒸馏水、无水乙醇、乙醚,目的是为了去除可溶性杂质和水分;
(7)CrCl3为
=0.06mol,得到CrCl2为0.06mol,而CH3COONa为1.5mol,由方程式可知CH3COONa足量,则理论上可以得到[Cr(CH3COO)2]2•2H2O的质量为0.06mol×
×
376g/mol=11.28g,所得产品的产率为
100%=84.0%。
【点睛】本题考查了制备方案的设计,题目难度中等,涉及化学仪器识别、对操作的分析评价、产率计算等知识,注意对题目信息的提取与应用,明确实验原理、实验目的为解答关键,试题有利于培养学生分析、理解能力及化学实验能力。
9.四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。
由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4,同时获得副产品甲的工业生产流程如下:
(1)已知酸浸反应FeTiO3+2H2SO4═FeSO4+TiOSO4+2H2O,则FeTiO3中铁元素的化合价为___________。
(2)上述生产流程中加入铁屑的目的是使Fe3+还原为Fe2+,且反应得到的溶液中含钛元素的离子只有TiO2+,该过程发生的主要反应有:
①2Fe3++Fe═3Fe2+②2TiO2++Fe+4H+═2Ti3++Fe2++2H2O
③______________________________________。
(3)加热TiOSO4溶液可制备TiO2·
nH2O
胶体,其反应的化学方程式为__________________。
(4)由TiO2·
胶体制得固体TiO2·
nH2O,再用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉。
已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×
10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+
Fe3++3H2O的平衡常数K=___________________。
(5)可循环利用的物质是_________,副产品甲含结晶水,其化学式是_______________。
(6)依据下表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用___________方法。
TiCl4
SiCl4
熔点/℃
-25.0
-68.8
沸点/℃
136.4
57.6
【答案】
(1).+2
(2).Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+(3).TiOSO4+(n+1)H2O
TiO2·
nH2O(胶体)+H2SO4(4).2.79×
103(5).H2SO4(6).FeSO4·
7H2O(7).蒸馏
钛铁矿中加入强酸,强酸性浸出液中含有TiO2+、Fe2+、Fe3+等,再加入铁屑充分反应,该过程中有如下反应发生:
2Fe3++Fe=3Fe2+、2TiO2++Fe+4H+=2Ti3++Fe2++2H2O、Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+。
溶液I经处理得到副产品绿矾FeSO4·
7H2O和含有TiO2+的溶液II。
将溶液II处理得到TiO2•nH2O,煅烧后将粗TiO2和氯气、焦炭混合加热得到TiCl4,发生反应TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO,并回收硫酸,据此分析解答。
(1)FeTiO3中钛的化合价为+4价,氧为-2价,根据化合物中各元素化合价的代数和为0,则铁元素的化合价为+2价;
(2)反应得到的溶液中含钛元素的离子只有TiO2+,该过程Ti3+会继续被Fe3+氧化生成TiO2+,根据氧化还原反应的配平得反应为Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+;
(3)加热TiOSO4溶液水解可制备TiO2·
nH2O胶体,其反应的化学方程式为TiOSO4+(n+1)H2O
nH2O(胶体)+H2SO4;
(4)由Ksp[Fe(OH)3]=2.79×
10-39可得c(Fe3+)·
c3(OH-)=2.79×
10-39,反应Fe(OH)3+3H+
Fe3++3H2O的平衡常数K=
=
=
=2.79×
103;
(5)溶液Ⅱ加热过滤后回收硫酸,而溶解钛铁矿时用浓硫酸,故可循环利用的物质是H2SO4,溶液Ⅰ冷却结晶后硫酸亚铁析出,副产品甲含结晶水,其化学式是FeSO4·
7H2O;
(6)依据表中信息,TiCl4与SiCl4的沸点差异很大,所以采用蒸馏的方法进行分离。
【点睛】本题考查学生阅读题目获取信息能力、氧化还原反应、绿色化学、胶体、物质分离提纯等,难度不大,注意基础知识的掌握利用。
10.研究NO2、NO、CO等污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。
(1)利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)
△H1=-574kJ·
mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
△H2=-1160kJ·
①甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为________________________________。
②将CH4和NO2充入密闭容器中发生上述反应,该反应达到平衡后,为了提高反应速率的同时提高NO2的转化率,可采取的措施有________________(写一点即可)。
③利用原电池反应可实现NO2的无害化,总反应为6NO2+8NH3═7N2+12H2O,电解质溶液为NaOH溶液,工作一段时间后,该电池正极区附近溶液pH________(填“增大”、“减小”或“不变”),负极的电极反应式为___________________。
(2)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途。
工业上常利用废气CO2通过反应:
C(s)+CO2(g)
2CO(g)ΔH>
0,制取合成光气的原料气CO。
在体积可变的恒压(p总)密闭容器中充入1molCO2与足量的碳发生上述反应,在平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:
①T℃时,在容器中若充入稀有气体,平衡______移动(填“正向”“逆向”或“不”,下同);
若充入等体积的CO2和CO,平衡________移动。
②CO体积分数为40%时,CO2的转化率为_______。
③已知:
气体分压(p分)=气体总压×
体积分数。
800℃时用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数Kp=______(用含p总的代数式表示)。
【答案】
(1).CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
△H=-867kJ·
mol-1
(2).增大CH4的浓度(3).增大(4).2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O(5).正向(6).不(7).25%(8).5.28p总
(1)①ⅠCH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ·
ⅡCH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160kJ·
根据盖斯定律,由
(Ⅰ+Ⅱ)得反应CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=
(△H1+△H2)=
(-574kJ·
mol-1-1160kJ·
mol-1)=-867kJ·
mol-1;
②将CH4和NO2充入密闭容器中发生上述反应,该反应达到平衡后,增大CH4的浓度,反应速率增大,反应正向移动,NO2的转化率增大;
③正极反应式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-,产生OH-,c(OH-)增大,pH增大,NO2在正极上反应,NO2得到电子;
负极区失去电子,化合价升高,因此NH3在负极反应,反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;
(2)①该反应正向为气体分子数增大的反应,恒温恒压时充入稀有气体,对该反应来说相当于减压,v(正)>
v(逆),平衡正向移动;
T℃时,反应达到平衡时CO2、CO的体积分数相同,即浓度相等,恒压条件下充入等体积的CO2和CO,各物质的浓度都不变,故平衡不移动;
②设CO2的转化率为a,由已知列三段式得:
化学反应方程式:
C(s)+CO2(g)
2CO(g)
起始物质的量/mol10
转化物质的量mola2a
平衡物质的量/mol1-a2a
根据题意列关系式:
100%=40%,解得:
a=25%;
③用平衡浓度表示该反应化学平衡常数表达式为K=
所以若用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数的表达式为Kp=
由图可得,800℃时CO体积分数为86%,分压为86%×
p总,CO2体积分数为14%,分压为14%×
p总,所以Kp=
=5.28p总。
11.Cr、Fe、Ni单质及化合物有重要的用途。
(1)用Cr2O3作原料,铝粉作还原剂的铝热法是生产金属铬的主要方法之一,该反应是一个自发放热反应,由此可判断Cr—O键和Al—O键中____________键更强。
研究发现气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物,可溶于非极性溶剂,由此可知该分子是______(填“极性”或“非极性”)的。
(2)铁有α、γ、δ三种晶体