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(1)
高考化学模拟必刷题题库
1.(2020 年吉林五十五中高三期末)2019 年,我国行政村通光纤和通4G 比例均超过98%,提前实现了《国家十三五规划
纲要》2020 年的目标。光缆的主要成分为SiO2。下列叙述正确的是(
)。
A.SiO2 的摩尔质量为60
B.标准状况下,15 g SiO2 的体积为5.6 L
C.SiO2 中Si 与O 的质量比为7∶8
D.相同质量的SiO2 和CO2 中含有的氧原子数相同
【解析】SiO2 的摩尔质量为60 g·mol-1,A 项错误;标准状况下二氧化硅是固体,15 g SiO2 的体积不是5.6 L,B 项错
误;SiO2 中Si 与O 的质量比为28∶32=7∶8,C 项正确;SiO2 和CO2 的摩尔质量不同,则相同质量的SiO2 和CO2 中含有
的氧原子数不相同,D 项错误。
2.(2020 年辽宁沈阳东北育才学校联考)厌氧氨化法(Anammox)是一种新型的氨氮去除技术,下列说法中正确的是
(
)。
A.1 mol N۶
所含的质子总数为10NA
B.1 mol 联氨(N2H4)中含有5 mol 共价键
C.1 mol N۶
经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(假设每步转化均完全),得到氮气的体积约为11.2 L
D.该方法每处理1 mol N۶
,需要消耗0.5 mol N۽
Ǧ
【解析】1 mol N۶
所含的质子总数为11NA,A 项错误;1 个联氨(N2H4)分子中共含有5 个共价键,所以1 mol 联
氨(N2H4)中含有5 mol 共价键,B 项正确;由图可知,经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(假设每步转化均完全),1 mol N۶
和1 mol
NH2OH 发生氧化还原反应生成1 mol 氮气,标准状况下的体积为22.4 L,C 项错误;由电子守恒可知,每处理1 mol N۶
,
需要消耗1 mol N۽
Ǧ ,D 项错误。
3.(2020 年浙江温州“十五校联合体”联考)下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.物质的量是研究物质所含集体微粒的多少的物理量,单位为mol
B.一个水分子的质量约等于
ૡ
th×10-23 g
C.1 mol NaCl 晶体中含有NA 个NaCl 分子
D.0.012 kg 12C 中所含的原子数为NA,NA 近似为6.02×1023 mol-1
【解析】物质的量是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体,单位是mol,A 项正确;1 mol 水的质量为18
g,1 mol 水含有6.02×1023 个水分子,则一个水分子的质量约等于
ૡ
th×10-23 g,B 项正确;氯化钠是离子化合物,是由阴、
阳离子构成的,晶体中不存在氯化钠分子,C 项错误。
4.(2020 年湖北葛洲坝中学月考)肼(N2H4)是火箭常用的高能燃料,标准状况下为液体,其球棍模型如图所示,肼与双氧水
的反应为N2H4+2H2O2
N2↑+4H2O。下列说法正确的是(
)。
A.标准状况下,11.2 L N2H4 中含电子总数为5NA
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B.标准状况下,22.4 L N2H4 中所含原子总数为6NA
C.3.2 g N2H4 中含有共价键的总数为0.6NA
D.若生成3.6 g H2O,则反应转移电子的数目为0.2NA
【解析】标准状况下肼为液体,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,A、B 两项均错误;3.2 g 肼的物质的量为
0.1 mol,而每个肼分子中含5 个共价键,故0.1 mol 肼中含0.5NA 个共价键,C 项错误;3.6 g 水的物质的量为0.2 mol,
反应中生成4 mol 水时,转移4 mol 电子,故当生成0.2 mol 水时,转移0.2NA 个电子,D 项正确。
5.设NA 为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是(
)。
A.1 mol N2 与4 mol H2 反应生成的NH3 分子数目为2NA
B.2.4 g 镁在足量的氧气中燃烧,转移的电子数为0.1NA
C.标准状况下,2.24 L 的CCl4 中含有的C—Cl 键数目为0.4NA
D.标准状况下,5.6 L 二氧化碳气体中含有的氧原子数为0.5NA
【解析】合成氨的反应为可逆反应,不能进行彻底,故生成的氨气分子数目少于2NA,A 项错误;2.4 g 镁的物质的量为
0.1 mol,镁反应后变为+2 价,故0.1 mol 镁反应失去0.2NA个电子,B 项错误;标准状况下四氯化碳为液体,故不能根据气
体摩尔体积来计算其物质的量,C 项错误;标准状况下5.6 L 二氧化碳的物质的量为0.25 mol,而1 个二氧化碳分子中含2
个氧原子,故0.25 mol 二氧化碳中含0.5NA 个氧原子,D 项正确。
6.(2020 年河北辛集中学高三开学考试)设NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(
)。
A.4.6 g C2H5OH 与6.0 g CH3COOH 反应,生成的CH3COOC2H5 分子数目为0.1NA
B.98 g H2SO4 含有2NA 个H+和NA 个S۽
′
C.32 g O2 和O3 的混合物中含有的氧原子数目为2NA
D.25 ℃时,1 L pH=12 的Ba(OH)2 溶液中含有的OH-数目为0.02NA
【解析】酯化反应为可逆反应,不能进行彻底,4.6 g C2H5OH 与6.0 g CH3COOH 的物质的量均为0.1 mol,所以反
应后生成的乙酸乙酯分子数少于0.1NA,A 项错误;硫酸为共价化合物,分子内不存在阴、阳离子,B 项错误;氧气和臭氧均
由氧原子构成,故32 g 混合物中含有2 mol 氧原子,C 项正确;25 ℃时,pH=12 的氢氧化钡溶液中OH-浓度为0.01
mol·L-1,故1 L 此溶液中含有的OH-的数目为0.01NA,D 项错误。
7.(2020 年吉林长白山二中高三期中)现有14.4 g CO 和CO2 的混合气体,在标准状况下所占的体积为8.96 L。回答下
列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为
。
(2)该混合气体中碳原子的个数为
(用NA 表示阿伏加德罗常数的值,下同)。
(3)将混合气体依次通过如图装置,最后收集在气球中。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为
。
②标准状况下气球中收集到的气体的体积为
。
③气球中收集到的气体的电子总数为
。
【答案】(1)36 g·mol-1
(2)0.4NA
(3)28 g·mol-1
4.48 L
2.8NA
【解析】(1)该混合气体的体积为8.96 L,则其物质的量n=
ࢂ
ࢂܕ=
ૡtૢۺ
tۺܕܗܔǦ=0.4 mol,混合气体的平均摩尔质量为
t
htܕܗܔ=36 g·mol-1。
(2)设混合气体中CO 的物质的量为x mol,CO2 的物质的量为y mol,则根据混合气体的质量为14.4 g 可得
28x+44y=14.4①;根据混合气体的物质的量为0.4 mol 可得x+y=0.4②;联立①②得x=0.2,y=0.2;0.2 mol CO和0.2
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mol CO2 中共含0.4NA 个C 原子。
(3)将混合气体依次通过如图装置,CO2 会被NaOH 溶液吸收,剩余CO 被浓硫酸干燥后,在气球中收集到的是干燥纯
净的CO。故收集到的气体的摩尔质量为28 g·mol-1,标准状况下的体积V=nVm=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L,则
含有电子的物质的量为0.2 mol×14=2.8 mol,电子总数为2.8NA。
8.称取4.00 g 氧化铜和氧化铁固体混合物,加入50.0 mL 2.00 mol·L-1 的硫酸充分溶解,往所得溶液中加入5.60 g 铁
粉,充分反应后,得固体的质量为3.04 g。
请计算:
(1)加入铁粉充分反应后,溶液中溶质的物质的量
。
(2)固体混合物中氧化铜的质量
。
【答案】(1)0.100 mol
(2)2.40 g
【解析】(1)4.00 g 氧化铜和氧化铁固体混合物,加入50.0 mL 2.00 mol·L-1 的硫酸充分溶解,生成硫酸铜和硫酸铁,
往所得溶液中加入5.60 g 铁粉,充分反应后,溶液中溶质为FeSO4,其物质的量为0.0500 L×2.00 mol·L-1=0.100 mol。
(2)设氧化铜的质量为x g,依铁原子、铜原子守恒有x×
ૡh+
ሺthhǦ࢞ሻൈ
h
+5.60=0.100×56+3.04,解得x=2.40。
9.硫代硫酸钠溶液与盐酸的反应(Na2S2O3+2HCl
2NaCl+S↓+SO2↑+H2O)可用于探索浓度对反应速率的影响。常温
常压下,若该反应产生固体单质16 g,则反应中各有关物质的物理量正确的是(NA 表示阿伏加德罗常数的值)(
)。
选项
二氧化硫
硫代硫酸钠
转移的电子数
A
1 mol
NA
B
11.2 L
0.5 mol
C
158 g
2 mol
D
79 g
NA
【解析】该反应为S2۽
′在酸性条件下的歧化反应,S2۽
′中硫元素的化合价为+2 价,每摩尔S2۽
′参加反应生成1
mol 单质硫和1 mol SO2,转移电子2 mol。故反应生成16 g(0.5 mol)单质硫时,必生成0.5 mol SO2,同时转移1 mol
电子,需要注意的是常温常压下11.2 L SO2 的物质的量不是0.5 mol,故只有D 项正确。
10.(2020 年河南郑州高三模拟)设NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(
)。
A.1 L pH=6.5 的纯水中含有OH-的数目为10-7.5NA
B.当酸性氢氧燃料电池中转移2 mol 电子时,被氧化的分子数目为NA
C.0.5 mol 雄黄(As4S4,结构为
)中含有NA 个S—S 键
D.一定条件下向密闭容器中充入1 mol H2 和2 mol I2(g),充分反应后生成HI 分子数最多为2NA
【解析】纯水中H+和OH-浓度相等,所以pH=6.5 的纯水中,OH-浓度为1×10-6.5 mol·L-1,1 L 纯水中含有的OH-
数目为1×10-6.5NA,A 项错误;在酸性条件下,氢氧燃料电池负极的电极反应式为H2-2e-
2H+,正极的电极反应式为
4H++O2+4e-
2H2O,当转移2 mol 电子时,被氧化的氢气分子数目为NA,B 项正确;由雄黄的结构简式可知,结构中不
存在S—S 键,C 项错误;因为H2+I2
2HI 为可逆反应,所以一定条件下向密闭容器中充入1 mol H2 和2 mol I2(g)充
分反应,生成的HI 分子数小于2NA,D 项错误。
11.(2020 年华大新高考联盟教学质量测评)2018 年11 月在法国凡尔赛召开了国际计量大会,会议将阿伏加德罗常数的
定义修改为“1 摩尔包含6.02214076×1023 个基本单元,这一常数被称为阿伏加德罗常数,单位为mol-1”。若NA 表示
阿伏加德罗常数的值。则下列说法错误
．．的是(
)。
A.新定义中阿伏加德罗常数的不确定度被消除
B.常温常压下,11.2 L O2 与N2 组成的混合气体,含有的原子个数小于NA
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C.117 号元素符号为Ts,其重氢化物D 293Ts 含有中子数为177NA
D.60.0 g C3H8O 中含有的C—C 键的数目可能小于2NA
【解析】根据新定义,NA 就是具体的6.02214076×1023 个基本单元,不确定度被消除,A 项正确;标准状况下,11.2 L
O2 与N2 组成的混合气体中,含有的原子个数约为NA,而常温常压下,温度高于0 ℃,11.2 L O2 与N2 组成的混合气体中,
含有的原子个数小于NA,B 项正确;未说明重氢化物D 293Ts 的具体物质的量,无法计算其含有的中子数,C 项错误;60.0 g
C3H8O 的物质的量为1 mol,C3H8O 存在多种同分异构体,若是醚类物质,则含有的C—C 键的数目为NA,若是醇类物质,
则含有的C—C 键的数目为2NA,D 项正确。
12.(2020 年上海大同中学高三期中)在“测定1 mol 气体体积”的实验中,我们通常选择的测量气体是氢气,氢气由镁和
稀硫酸反应制得。图中的A、B、C 三部分能组成气体摩尔体积测定装置:
(1)A、B、C 装置接口的连续顺序是
。
(2)该装置正确连接后怎样进行气密性检查?
。
(3)本实验中有两次针筒抽气,需要记录的是第
次抽出气体的体积。
(4)下表是某同学记录的实验数据(温度:25 ℃,气压:101.3 kPa)。
实验
次数
镁带的
质量(g)
硫酸的
体积(mL)
C 瓶的
读数(mL)
抽出气体的
体积(mL)
1
0.115
10.0
124.8
7.0
2
0.110
10.0
120.7
6.2
计算两次实验中1 mol 氢气的体积平均值为
L(保留一位小数,镁的相对原子质量为24.3)。
(5)已知实验温度下,1 mol 氢气的体积的理论值为24.5 L,实验误差=
%(保留三位有效数字)。
【答案】(1)1、3、2、4
(2)塞上A(气体发生器)加料口的橡皮塞,微热A 瓶,B(储液瓶)中导管液面会有所上升,上升的液柱1 分钟内不下降,
可以确认气密性良好
(3)2
(4)25.8
(5)5.31
【解析】(1)A 为气体发生器,用来制备氢气,B 为储液瓶,用来盛放所排液体,C 为液体量瓶,用来量取液体体积,要通过
排液法测量氢气体积,应先产生气体,然后通过储液瓶,再利用液体量瓶量取液体体积,所以正确的连接顺序为1、3、2、4。
(3)每次做实验时,用注射器在A 瓶加料口抽气,使B 瓶导管内液面与瓶内液面持平(B 瓶内气体压强与外界大气压相
等),注意注射器拔出时要将针头拔出,此时进入测定起始状态;再次抽气调压,用注射器在A瓶加料口处抽气,使B瓶中两液
面持平,与起始状态相同,读出注射器中抽出气体的体积,记录数值,故需要记录的是第2 次抽出气体的体积。
(4)实验1 中气体体积为124.8 mL-10 mL+7 mL=121.8 mL;实验2 中气体体积为120.7 mL-10 mL+6.2
mL=116.9 mL。实验1 测定体积为121.8 mL,计算得到1 mol 氢气的体积为
htૡۺൈtܕܗܔǦ
ht
×1 mol=25.7 L;实验2
测定氢气的体积为116.9 mL,计算得到1 mol 氢气的体积为
htૢ
ۺൈtܕܗܔǦ
hth
×1 mol=25.8 L。两次测定的平均值为
t⺁ۺtૡۺ
≈25.8 L。
(5)实验误差=
实验值Ǧ理论值
理论值
×100%=
tૡ′t
t
×100%=5.31%。
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13.为了探究FeSO4 和Cu(NO3)2 的混合物中各组分的含量,现设计如下流程:
通过计算得出:
(1)原混合物中FeSO4 的质量分数约为
。
(2)通入的n(Cl2)=
mol。
(3)生成的H2 在标准状况下的体积是
mL。
(4)固体X 的质量是
g。
【答案】(1)89%
(2)0.02
(3)2240
(4)0.64
【解析】(1)根据题中流程可知,加入铁粉产生了氢气,说明硫酸过量,氯气与亚铁离子反应,说明溶液中有亚铁离
子,17.08 g 的FeSO4 和Cu(NO3)2 的混合物与0.14 mol 硫酸混合,硝酸根离子全部被还原为NO,NO 的物质的量为
htૡۺ
tۺܕܗܔǦ=0.02 mol,根据氮元素守恒,样品中Cu(NO3)2 的质量为188 g·mol-1×0.01 mol=1.88 g,所以FeSO4 的质
量为17.08 g-1.88 g=15.2 g,其物质的量为0.1 mol,原混合物中FeSO4 的质量分数为
t
⺁thૡ×100%≈89%。
(2)根据离子方程式:
3Fe2++4H++N۽
Ǧ (稀)
3Fe3++NO↑+2H2O
3 mol
4 mol
22.4 L
n(Fe2+) n(H+)
448 mL
n(Fe2+)=0.06 mol,n(H+)=0.08 mol,则溶液中亚铁离子的物质的量为0.1 mol-0.06 mol=0.04 mol,根据离子
方程式2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-可得,需要氯气的物质的量为0.02 mol。
(3)根据铁元素守恒可得,溶液中铁离子的物质的量为0.1 mol,根据反应2Fe3++Fe
3Fe2+可得,消耗铁的物质的
量为0.05 mol,即质量为2.8 g,溶液中n(H+)=0.14 mol×2-0.08 mol=0.2 mol,结合反应2H++Fe
H2↑+Fe2+可知,
消耗铁0.1 mol,即5.6 g,生成的氢气为0.1 mol,其在标准状况下的体积为2.24 L=2240 mL。
(4)由(3)可得消耗铁的总物质的量为0.05 mol+0.1 mol=0.15 mol,质量为8.4 g,则剩余铁的质量为8.96 g-8.4
g=0.56 g,铁可置换溶液中的铜,固体X 为Cu,物质的量为0.01 mol,质量为0.64 g。
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1.下列关于溶液配制的操作叙述正确的是(
)。
图1
图2
A.配制稀硫酸时,先将浓硫酸加入烧杯中,后倒入蒸馏水
B.配制溶液定容时,俯视容量瓶刻度线会使所配溶液浓度偏高
C.按照图1 操作配制一定浓度的NaCl 溶液
D.按照图2 操作配制0.10 mol·L-1NaOH 溶液
2.36.5 g HCl 溶解在1 L 水中(水的密度近似为1 g· mL-1),所得溶液的密度为ρ g· mL-1,物质的量浓度为c mol·L-1,溶
质的质量分数为w,NA 表示阿伏加德罗常数的值。则下列叙述中正确的是(
)。
A.所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.所得溶液中含有NA 个HCl 分子
C.36.5 g HCl 气体占有的体积为22.4 L
D.所得溶质的质量分数w=
tࢉ
hhh࣋×100%
【解析】溶质HCl 为36.5 g,物质的量为1 mol,溶剂水的体积为1 L,溶液的体积并非1 L,A 项错误;HCl 是强电解
质,溶于水后完全电离,溶液中不存在HCl 分子,B 项错误;36.5 g HCl 气体在标准状况下的体积为22.4 L,C 项错误;假设
溶液的体积为1 L,则溶液总质量为1000ρ g,溶质的质量为36.5c g,则所得溶质的质量分数w=
tࢉ
hhh࣋×100%,D 项正确。
3.设NA 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(
)。
A.10 g 46%的乙醇水溶液中所含氢原子数目为0.6NA
B.0.1 mol·L-1AlCl3 溶液中含有Cl-数目为0.3NA
C.标准状况下,4.48 L 乙烯和环丁烷混合气中含碳原子数为0.4NA
D.7.8 g Na2O2 与足量CO2 或H2O 反应,转移的电子数为0.1NA
【解析】10 g 46%的乙醇水溶液中含4.6 g(0.1 mol)乙醇,0.1 mol 乙醇含0.6 mol H 原子,另外水分子中也含有
H 原子,故溶液中所含H 原子数目大于0.6NA,A 项错误;0.1 mol·L-1AlCl3溶液的体积未知,无法计算其含有的Cl-数目,B
项错误;乙烯分子中有2 个C 原子,环丁烷分子中有4 个C 原子,标准状况下4.48 L 乙烯和环丁烷混合气的总物质的量为
0.2 mol,其中所含碳原子数一定大于0.4NA,C 项错误;7.8 g Na2O2 的物质的量为0.1 mol,其与足量CO2 或H2O 反应
时,可以生成0.05 mol O2,因为Na2O2 中O 元素的化合价为-1 价,故转移的电子数为0.1NA,D 项正确。
4.现有硫酸镁溶液500 mL,其密度是1.20 g·cm-3,其中镁离子的质量分数是4.8%,则有关该溶液的说法不正确
．．．的是
(
)。
A.溶质的质量分数是24.0%
B.溶质的物质的量浓度是2.4 mol·L-1
C.溶质和溶剂的物质的量之比是1∶40
D.硫酸根离子的质量分数是19.2%
【解析】由Mg2+的质量分数知,MgSO4 的质量分数为
h
×4.8%=24.0%,溶质的物质的量浓度=
hhhൈthൈthΨ
h
mol·L-1=2.4 mol·L-1,溶质与溶剂的物质的量之比为
thΨ
h ∶
⺁thΨ
ૡ≈1∶21,S۽
′的质量分数为ૢ
×4.8%=19.2%。
5.(2020 年福建高三月考)实验室备有质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3 的硫酸,下列说法错误
．．的是(
)。
A.该硫酸的物质的量浓度为18.4 mol·L-1
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B.50 mL 该硫酸与足量的铜反应可得到标准状况下SO20.46 mol
C.某同学用该硫酸配制稀硫酸时,未洗涤烧杯和玻璃棒,会造成最终配制的稀硫酸浓度偏低
D.等质量的水与该硫酸混合所得溶液的物质的量浓度小于9.2 mol·L-1
【解析】质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3 的硫酸,物质的量浓度c=
hhhൈtૡൈૢૡΨૢ
ૡ
mol·L-1=18.4 mol·L-1,A
项正确;50 mL 该硫酸与足量的铜反应,如果硫酸完全反应可得到SO2 0.46 mol,但是随着反应的进行,硫酸浓度降低变为
稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,所以实际得到的SO2 小于0.46 mol,B 项错误;未洗涤烧杯和玻璃棒,导致部分溶质损耗,溶质
的物质的量偏小,则会造成最终配制的稀硫酸浓度偏低,C 项正确;硫酸的浓度越小,则密度越小,该硫酸与等质量的水混合
所得溶液质量为原硫酸溶液的2 倍,密度小于原硫酸溶液,故混合后溶液的体积大于原浓硫酸溶液的2 倍,稀释后溶质硫酸
的物质的量不变,所得溶液的物质的量浓度小于9.2 mol·L-1,D 项正确。
6.下列叙述错误
．．的是(
)。
A.10 mL 质量分数为98%的浓H2SO4,用10 mL 水稀释后,H2SO4的质量分数大于49%
B.欲配制0.1 mol·L-1 的Na2CO3 溶液480 mL,需用500 mL 容量瓶
C.在标准状况下,将22.4 L 氨气溶于1 L 水中,得到1 mol·L-1 的氨水
D.向两等份不饱和的烧碱溶液中分别加入一定量的Na2O2 和Na2O,使溶液均恰好饱和,则加入的Na2O2 与Na2O 的物
质的量之比等于1∶1(保持温度不变)
【解析】浓硫酸的密度ρ1 大于水的密度ρ2,加水后硫酸的质量分数为
h ܕۺൈ࣋ൈૢૡΨ
h ܕۺൈ࣋h ܕۺൈ࣋×100%=
࣋࣋
×98%>49%,A
项正确;实验室没有480 mL 的容量瓶,应用500 mL 的容量瓶进行配制,B 项正确;在标准状况下,22.4 L 氨气的物质的量
为1 mol,配制成1 L 溶液得到1 mol·L-1 的氨水,而不是溶于1 L 水中,C 项错误;相同物质的量的Na2O2和Na2O 与水
反应,消耗相同物质的量的水,生成相同物质的量的NaOH,保持温度不变,要使溶液恰好饱和,则加入的Na2O2与Na2O的
物质的量之比等于1∶1,D 项正确。
7.(2020 年江西临川一中高三月考)某温度下,有V mL 不饱和NaNO3溶液a g,蒸发掉b g 水或加入b g NaNO3固体(恢
复到原温度)均可使溶液达到饱和,则下列各量的计算结果正确的是(
)。
A.该温度下NaNO3 的溶解度为50 g
B.原不饱和溶液的密度为
ࢇ࢈
ࢂ
g·mL-1
C.原不饱和溶液中NaNO3 的质量分数为
hhሺࢇǦ࢈ሻ
ࢇ
%
D.原不饱和溶液中NaNO3 的物质的量浓度为
hhሺࢇǦ࢈ሻ
⺁ࢂ
mol·L-1
【解析】蒸发掉b g 水或加入b g NaNO3 固体,均能使溶液达到饱和,说明b g 水溶解b g NaNO3 达到饱和,利用
ሺ溶质ሻ
ሺ溶剂ሻ=
ࡿ
hh ,代入数值得出
࢈
࢈=
ࡿ
hh ,则S=100 g,A 项错误;根据密度的定义,原不饱和溶液的密度为
ሺ溶液ሻ
ࢂሺ溶液ሻ=
ࢇ
ࢂܕۺ=
ࢇ
ࢂ
g·mL-1,B 项错误;令原溶液中溶质的质量为x g,蒸发掉b g 水达到饱和,则有࢞
ሺࢇǦ࢈ሻ=
ࡿ
hh ࡿ,解得x=
ࢇǦ࢈
,原不饱和溶液中
NaNO3 的质量分数为
ࢇǦ࢈
ࢇ×100%=
hሺࢇǦ࢈ሻ
ࢇ
%,C 项错误;根据物质的量浓度的定义,c=
ࢂ=
ࢇǦ࢈
ൊૡܕܗܔǦ
ࢂൈhǦۺ
=
hhሺࢇǦ࢈ሻ
⺁ࢂ
mol·L-1,D
项正确。
8.(2020 年福建泉州一中模拟)下列关于物质的量浓度表述正确的是(
)。
A.0.3 mol·L-1 的Na2SO4 溶液中含有的Na+和S۽
′的总物质的量为0.9 mol
B.当1 L 水吸收22.4 L 氨气时所得氨水的浓度不是1 mol·L-1,只有当22.4 L 氨气溶于水制得1 L 氨水时,其浓度才是1
mol·L-1
C.在K2SO4 和NaCl 的中性混合水溶液中,如果Na+和S۽
′的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同
D.将10 ℃时100 mL a mol·L-1 的KCl 饱和溶液加热蒸发掉5 g 水,冷却到10 ℃时,其体积小于100 mL,它的物质的
量浓度仍为a mol·L-1
【解析】没有说明0.3 mol·L-1 的Na2SO4 溶液的体积,无法计算其物质的量,A 项错误;没有说明是标准状况下,不能
使用标准状况下的气体摩尔体积计算氨气的物质的量,B 项错误;在K2SO4 和NaCl 的中性混合水溶液中,如果Na+和
S۽
′的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定不相等,C 项错误;将10 ℃时100 mL a mol·L-1 的KCl 饱和溶液
加热蒸发掉5 g 水,冷却到10 ℃时,所得溶液仍然为饱和溶液,它的物质的量浓度与溶液的体积大小无关,仍为a
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mol·L-1,D 项正确。
9.已知某“84”消毒液瓶体部分标签如图所示,该“84”消毒液通常稀释100 倍(体积之比)后使用。请回答
下列问题:
(1)该“84”消毒液的物质的量浓度约为
mol·L-1。
(2)某同学取100 mL 该“84”消毒液,稀释后用于消毒,稀释后的溶液中c(Na+)=
mol·L-1。
(3)该同学参阅“84”消毒液的配方,欲用NaClO 固体配制480 mL 含NaClO 质量分数为25%的消毒液。下列说法正
确的是
(填字母)。
a.如图所示的仪器中,有三种是不需要的,除下列所需仪器外,还需要一种玻璃仪器
b.容量瓶用蒸馏水洗净后,应烘干后才能用于配制溶液
c.配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒可能导致所配溶液浓度偏低
d.需要称量NaClO 固体的质量为143.0 g
(4)“84”消毒液与稀硫酸混合使用可增强消毒能力,某消毒小组人员用98%(密度为1.84 g·cm-3)的浓硫酸配制2 L
2.3 mol·L-1 稀硫酸用于增强“84”消毒液的消毒能力。
①所配制的稀硫酸中,H+的物质的量浓度为
mol·L-1。
②需用浓硫酸的体积为
mL。
【答案】(1)4.0
(2)0.04
(3)c
(4)①4.6
②250
【解析】(1)由c=
hhh࣋࢝
ࡹ
得,c(NaClO)=
hhhൈtૢൈΨ
⺁t
mol ·L-1≈4.0 mol·L-1。
(2)稀释前后溶液中NaClO 的物质的量不变,则有100 mL×10-3 L·mL-1×4.0 mol·L-1=100 mL×100×10-3
L· mL-1×c(NaClO),解得稀释后c(NaClO)=0.04 mol·L-1,c(Na+)=c(NaClO)=0.04 mol·L-1。
(3)需用托盘天平称量NaClO 固体,需用烧杯来溶解NaClO,需用玻璃棒进行搅拌和引流,需用容量瓶和胶头滴管来
定容,图中的A、B 不需要,但还需要玻璃棒和胶头滴管,a 项错误;配制过程中需要加水,所以洗涤干净的容量瓶不必烘干后
再使用,b 项错误;未洗涤烧杯和玻璃棒将导致所配制的溶液中溶质的物质的量减小,浓度偏低,c 项正确;应选取500 mL
的容量瓶进行配制,然后取出480 mL 即可,所以需要NaClO 的质量为0.5 L×4.0 mol·L-1×74.5 g· mol-1=149.0 g,d
项错误。
(4)①根据H2SO4 的组成可知,溶液中c(H+)=2c(H2SO4)=4.6 mol·L-1。②2 L 2.3 mol·L-1 稀硫酸中溶质的物质
的量为2 L×2.3 mol·L-1=4.6 mol, 设需要98%( 密度为
1.84 g·cm-3) 的浓硫酸的体积为V mL, 则有
ࢂܕۺൈhǦۺܕۺǦൈhhh ܕۺۺǦൈtૡ܋ܕǦൈૢૡΨૢ
ૡܕܗܔǦ
=4.6 mol,解得V=250。
10.(2020 年忻州实验中学高三期中)在100 mL 0.10 mol·L-1 的AgNO3 溶液中加入100 mL 溶有2.08 g BaCl2 的溶
液,再加入100 mL 溶有0.010 mol CuSO4·5H2O 的溶液,充分反应。下列说法中正确的是(
)。
A.最终得到白色沉淀和无色溶液
B.最终得到的白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物
C.在最终得到的溶液中,Cl-的物质的量为0.02 mol
D.在最终得到的溶液中,Cu2+的物质的量浓度为0.01 mol·L-1
【解析】AgNO3 的物质的量为0.1 L×0.10 mol·L-1=0.01 mol,BaCl2 的物质的量为
thૡ
hૡܕܗܔǦ=0.01
mol,CuSO4·5H2O 的物质的量为0.010 mol,因铜离子没有参加反应,则最终得到白色沉淀和蓝色溶液,A 项错误;由计算
可知,氯化银和硫酸钡白色沉淀的物质的量都是0.01 mol,B 项正确;反应前Cl-的物质的量为0.02 mol,参加反应的Cl-
的物质的量为0.01 mol,则反应后溶液中剩余的Cl-的物质的量为0.01 mol,C 项错误;在最终得到的溶液中,Cu2+的物质
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的量浓度为
hthܕܗܔ
htۺ ≈0.033 mol·L-1,D 项错误。
11.下列叙述正确的是(
)。
A.将30 mL 0.5 mol·L-1 NaOH 溶液加水稀释到500 mL,所得NaOH 溶液的浓度为0.3 mol·L-1
B.配制250 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4 溶液,需要18 mol·L-1的浓H2SO4 的体积约为13.9 mL
C.0.270 kg 质量分数为10%的CuCl2 溶液中Cl-的物质的量为0.2 mol
D.已知某溶液中,溶质B 的摩尔质量为M,溶液密度(g·mL-1)为ρ,溶质的质量分数为w,则该溶液中溶质的物质的量浓度
为࣋࢝ࡹmol·L-1
【解析】溶液稀释前后溶质的物质的量不变,则稀释后溶液中NaOH 的物质的量浓度为
htܕܗܔۺǦൈhthۺ
htۺ
=0.03
mol·L-1,A 项错误;设需要18 mol·L-1 的H2SO4 溶液的体积为V,稀释前后溶质H2SO4 的物质的量不变,则0.25 L×1.0
mol·L-1=V×18
mol·L-1, 解得V≈1.39×10-2
L=13.9
mL,B 项正确; 该溶液中CuCl2 的物质的量
n(CuCl2)=
⺁h ൈhΨ
ܕܗܔǦ=0.2 mol,溶液中Cl-的物质的量为0.4 mol,C 项错误;溶质的物质的量浓度c=
hhh࣋࢝
ࡹ
mol·L-1,D 项
错误。
12.设NA 为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述中正确的是(
)。
A.在标准状况下,4.48 L CH2Cl2 的分子数为0.2NA
B.1 mol Fe 与过量硫蒸气反应,转移的电子数为2NA
C.0.2 mol·L-1 的NaCl 溶液中,Na+数目为0.2NA
D.含S2-、HS-共1 mol 的Na2S 溶液中含Na+数目为2NA
【解析】标准状况下CH2Cl2 是液体,不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,A 项不正确;1 mol Fe 与过量硫蒸
气反应生成硫化亚铁,所以转移的电子数为2NA,B 项正确;溶液体积未知,不能计算出Na+数目,C 项不正确;由物料守恒
得,n(Na+)=2[n(S2-)+n(HS-)+n(H2S)]>2[n(S2-)+n(HS-)],故Na+数目一定大于2NA,D 项不正确。
13.白钠镁矾(mNa2SO4·nMgSO4·xH2O)俗称硝板,工业上用白钠镁矾制备碱式碳酸镁[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O]
晶须的过程如下:向碳酸钠溶液中加入白钠镁矾,保持50 ℃加热0.5 h,有大量的5MgCO3·3H2O 生成,然后升高温度到
85 ℃加热2 h 发生热解反应,过滤得碱式碳酸镁晶须。
(1)热解反应的化学方程式为
。
(2)碱式碳酸镁可用作化学冷却剂,原因是
。
(3)为测定某白钠镁矾的组成,进行下列实验:
①取该白钠镁矾样品3.340 g 溶于水配成100.00 mL 溶液A;
②取25.00 mL 溶液A,加入足量的氯化钡溶液,得BaSO4 1.165 g;
③另取25.00 mL 溶液A,调节pH=10,用浓度为0.1000 mol·L-1的EDTA 标准溶液滴定Mg2+(离子方程式为Mg2+ +
H2Y2-
MgY2-+ 2H+),滴定至终点,消耗标准溶液25.00 mL。
通过计算确定该白钠镁矾的化学式(写出计算过程):
。
【答案】(1)5MgCO3·3H2O+2H2O
4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O + CO2↑
(2)碱式碳酸镁分解吸热
(3)n(S۽
′)=n(BaSO4)×
hhthh ܕۺ
thh ܕۺ =
t
ܕܗܔǦ×4=0.02 mol,
n(Mg2+)=n(EDTA)×
hhthh ܕۺ
thh ܕۺ =0.1000 mol·L-1×25.00 mL×10-3 L·mL-1×4=0.01 mol,n(Na2SO4)=0.02
mol-0.01 mol=0.01 mol,n(H2O)=
th ′hthܕܗܔൈܕܗܔǦǦhthܕܗܔൈh ܕܗܔǦ
ૡܕܗܔǦ
=0.04 mol,n(Na2SO4)∶n(MgSO4)∶n(H2O)=0.01 mol∶0.01 mol∶0.04
mol=1∶1∶4,化学式为Na2SO4·MgSO4·4H2O
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单元训练(5)
一、选择题(本题包括16 小题,每小题3 分,共48 分)
1.配制100 mL 1 mol·L-1 NaCl 溶液,下列操作中错误
．．的是(
)。
A.在托盘天平上放两片大小一样的纸,然后将氯化钠固体放在纸片上称量
B.把称得的氯化钠固体放入盛有适量蒸馏水的烧杯中,溶解、冷却,再把溶液移入容量瓶中
C.用蒸馏水洗涤烧杯、玻璃棒各2~3 次,洗涤液也移入容量瓶中
D.沿玻璃棒往容量瓶中加入蒸馏水,直至溶液凹液面恰好与刻度线相切
2.(2020 年湖北武汉部分市级示范高中联考)下列有关说法错误
．．的是(
)。
A.22.4 L 氯气与足量铁反应一定转移2 mol 电子
B.1 mol 氯气通入水中转移的电子少于1 mol
C.1 mol 氯气通入足量NaOH 稀溶液中转移1 mol 电子
D.浓盐酸与氯酸钾反应生成3 mol 氯气,转移5 mol 电子
3.(2020 年四川眉山中学月考)设NA 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(
)。
A.20 g D2O 与18 g H2O 中,中子数之比为2∶1
B.常温常压下,0.5 mol O3 与11.2 L O2 所含的分子数均为0.5NA
C.6.0 g SiO2 中含有0.1NA 个SiO2 分子
D.1 mol 过氧化钠和1 mol 氧化钠中阴、阳离子个数之比相同
4.(2020 年广东汕头金山中学期末)在两个密闭容器中,分别装有质量相同的甲、乙两种气体,若两容器的温度和压强均相
同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是(
)。
A.甲的分子数比乙的分子数多
B.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小
C.甲的物质的量比乙的物质的量少
D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
【解析】m 甲=m 乙,因为ρ甲>ρ乙,所以n 甲<n 乙,C 项正确;分子数之比等于物质的量之比,所以N 甲<N 乙,A 项错误;
等温等压条件下,气体摩尔体积相同,B 项错误;等温等压条件下,密度之比等于摩尔质量之比,由于ρ甲>ρ乙,则M 甲>M 乙,D
项错误。
5.(2020 年河北石家庄第二中学月考)在两个容积相同的容器中,一个盛有C2H4 气体,另一个盛有N2 和CO 的混合气体。
在同温同压下,两容器内的气体一定具有相同的(
)。
①分子数
②密度
③质量
④质子数
⑤原子数
A.①④⑤
B.①②⑤C.③④⑤D.①②③
6.(2020 年山东枣庄二中第一次阶段性检测)把200 mL NH4HCO3 和Na2CO3 的混合溶液分成两等份,取一份加入含a
mol NaOH 的溶液恰好反应完全;取另一份加入含b mol HCl 的盐酸恰好反应完全。该混合溶液中c(Na+)为(
)。
A.(10b-5a) mol·L-1 B.(2b-a) mol·L-1
C.(
࢈
h-
ࢇ
h) mol·L-1 D.(5b-
ࢇ
) mol·L-1
【解析】NH4HCO3 和a mol NaOH 恰好反应完全,则NH4HCO3 的物质的量为0.5a mol。取另一份加入含b mol
HCl 的盐酸恰好反应完全,由NH4HCO3 反应掉的盐酸为0.5a mol,则由Na2CO3 反应掉的盐酸为b mol-0.5a
mol,Na2CO3 的物质的量为(b mol-0.5a mol)×0.5,则c(Na+)=(b mol-0.5a mol)÷0.1 L=(10b-5a) mol·L-1,A 项正
确。
7.(2020 年贵州铜仁第一中学期末)如图所示,分别向密闭容器内可移动活塞的两边充入空气(已知空气体积占整个容器
容积的
)、H2 和O2 的混合气体。在标准状况下,若将H2、O2 的混合气体点燃引爆,活塞先左弹,恢复到原温度后,活塞右
滑停留于容器的中央。则原来H2、O2 的体积之比可能为(
)。
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A.2∶7
B.5∶4
C.4∶5
D.2∶1
【解析】设空气的物质的量为1 mol,反应前,左右两室的体积之比为1∶3,反应前右室的物质的量为3 mol,反应后,
活塞处于中央,两室体积相等,则两室中气体的物质的量相等, 反应后右室气体物质的量为1 mol, 发生反应
2H2+O2
2H2O,设H2、O2 的物质的量分别为x mol、y mol,若氢气过量,则x-2y=1,x+y=3,解得x∶y=7∶2;若氧
气过量,则y-0.5x=1,x+y=3,解得x∶y=4∶5,C 项正确。
8.(2020 年广西桂林十八中第一次月考)NA 为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误
．．的是(
)。
A.4.6 g 由NO2 和N2O4 组成的混合气体中含有的原子总数为0.3NA
B.0.2 g ۲
O 中含有的质子数、中子数、电子数均为0.1NA
C.6.2 g 白磷(P4:
)中含
键的数目为0.05NA
D.铁与足量稀硝酸反应时,生成0.1 mol NO 转移的电子数为0.3NA
【解析】NO2 和N2O4 分子中N 、O 原子数目比均为1∶2, 故4.6 g 混合气体含有的原子总数为
t
ൈ×3NA=0.3NA,A 项正确;每个۲
O 中含有的质子数、中子数、电子数均为10,故0.2 g ۲
O 中含有的质子
数、中子数、电子数均为10×
ht
ൈNA=0.1NA,B 项正确;6.2 g 白磷(P4)中含
键的数目为6×
t
ൈNA=0.3NA,C
项错误;铁与足量稀硝酸发生反应Fe+4HNO3
Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,氮元素由+5 价变成+2 价,故生成0.1 mol
NO 转移的电子数为0.3NA,D 项正确。
9.(2020 年重庆南岸区开学考试)NA 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(
)。
A.通常状况下,11.2 L H2 所含的氢原子数为NA
B.实验室中用含4 mol H2SO4 的浓硫酸跟足量铜片加热反应制得的SO2 分子数为2NA
C.0.1 mol·L-1 的NaHSO4 溶液中,阳离子的数目之和为0.2NA
D.2.4 g Mg 与足量稀HCl 完全反应,转移的电子数为0.2NA
【解析】通常状况不是标准状况,11.2 L H2 的物质的量不等于0.5 mol,因此其所含的氢原子数不是NA,A 项错误;
随着反应的进行,硫酸的浓度变小,反应停止,所以不能计算产生二氧化硫的量,B 项错误;没有指明溶液的体积,无法计算溶
质的物质的量,C 项错误;n(Mg)=
t
ܕܗܔǦ=0.1 mol,Mg 与HCl 反应生成Mg2+,则1 mol Mg 参与反应转移2 mol 电
子,故0.1 mol Mg 参与反应转移0.2 mol 电子,即转移的电子数为0.2NA,D 项正确。
10.(2020 年湘赣十四校第一次联考)设NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(
)。
A.标准状况下,22.4 L Cl2 溶于水充分反应转移NA 个电子
B.标准状况下,2.24 L HF 与1.6 g CH4 分子所含电子数目均为NA
C.50 g 质量分数为46%的乙醇溶液中氢原子总数为6NA
D.25 ℃时,1 L 2 mol·L-1 NH4Cl 溶液和1 L 1 mol·L-1 (NH4)2SO4 溶液中所含N۶
的数目均为2NA
【解析】氯气与水的反应是可逆反应,标准状况下22.4 L Cl2 不可能完全反应,转移的电子数小于NA,A 项错误;HF
在标准状况下为液态,故2.24 L HF 的物质的量不是0.1 mol,所含电子数目不为NA,B 项错误;50 g 质量分数为46%的
乙醇溶液中, 乙醇的质量为50 g×46%=23 g, 水的质量为(50 g-23 g)=27 g, 溶液中氢原子的物质的量为
(
ܕܗܔǦ×6+
⺁
ૡܕܗܔǦ×2)=6 mol,溶液中氢原子总数为6NA,C 项正确;N۶
在溶液中发生水解,则1 L 2 mol·L-1 NH4Cl
溶液和1 L 1 mol·L-1 (NH4)2SO4 溶液中N۶
的物质的量均小于2 mol,所含N۶
的数目均小于2NA,D 项错误。
11.(2020 年湖北黄冈中学第二次模拟)NA 代表阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述不正确
．．．的是(
)。
A.在电解精炼铜的过程中,当阴极析出32 g 铜时转移电子数目为NA
B.将1 mol CH4 与1 mol Cl2 混合光照,充分反应后,生成的气体分子数为NA
C.9.2 g 甲苯被酸性KMnO4 溶液氧化生成苯甲酸时,反应中转移电子数为0.6NA
D.向100 mL 0.1 mol·L-1 醋酸溶液中加入CH3COONa 固体至溶液刚好为中性,溶液中醋酸分子数为0.01NA
【解析】电解精炼铜时,阴极是铜离子放电,若转移了NA 个电子,有0.5 mol 铜单质生成,质量为0.5 mol×64
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g·mol-1=32 g,A 项正确;将1 mol CH4 与1 mol Cl2 混合光照,充分反应后,生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯
化碳和氯化氢,其中氯化氢与一氯甲烷是气体,根据元素守恒可知,氯化氢的物质的量为1 mol,B 项错误;依据
5C6H5CH3+6KMnO4+9H2SO4
5C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14H2O 可知,1 mol 甲苯被氧化为苯甲酸转移
6 mol 电子,9.2 g 甲苯物质的量为0.1 mol,被氧化为苯甲酸转移0.6 mol 电子,转移电子数为0.6NA,C 项正确;向100
mL 0.1 mol·L-1 醋酸溶液中加入CH3COONa 固体至溶液刚好为中性,则溶液中c(H+)与c(OH-)相等,醋酸分子的电离
程度与醋酸根离子的水解程度相当,则可认为醋酸不电离,CH3COO-不水解,因此醋酸分子数为100 mL×0.1
mol·L-1×NA=0.01NA,D 项正确。
12.(2020 年黑龙江哈尔滨三中第一次验收考试)莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]溶液经常用于定量滴定实验,下列说法
正确的是(
)。
A.配制0.1 mol·L-1莫尔盐溶液500 mL,需莫尔盐19.6 g
B.可与含Fe2+、HClO、H+、Cl-微粒的溶液大量共存
C.加入过量Ba(OH)2 溶液发生反应:2Ba2++2S۽
′+Fe2++2OH-
2BaSO4↓+Fe(OH)3↓
D.取样,加入铁氰化钾溶液,若出现黄色沉淀,则证明溶液中含Fe2+
【解析】配制0.1 mol·L-1 莫尔盐溶液500 mL,需莫尔盐的质量为0.1 mol×0.5 L×392 g·mol-1=19.6 g,A 项正
确;HClO 具有氧化性,与Fe2+发生氧化还原反应,不能大量共存,B 项错误;加入过量Ba(OH)2溶液,漏写N۶
与碱的反应,
正确的离子方程式为2Ba2++2S۽
′+2N۶
+Fe2++4OH-
2BaSO4↓+Fe(OH)2↓+2NH3·H2O,C 项错误;发生反应
3Fe2++[Fe(CN)6]3-
Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀),证明溶液中含Fe2+,D 项错误。
13.(2020 年河南郑州第一中学入学考试)下列溶液的配制过程会引起浓度偏高的是(
)。
①1 g 98%的浓硫酸加4 g 水配成体积之比为1∶4 的硫酸
②配制一定物质的量浓度的硫酸溶液时,定容后,塞好塞子倒转摇匀,发现液面低于刻度线
③在100 mL 无水乙醇中加入
2 g 碘片,溶解后配成质量分数为2%的碘酒溶液
④在80 mL 水中加入20 mL 18.4 mol·L-1硫酸,配制3.68 mol·L-1的硫酸溶液
⑤质量分数为5x%和x%的两种氨水
等体积混合配成3x%的氨水
⑥10%的硫酸和90%的硫酸等体积混合配制50%的硫酸溶液
A.①③⑤
B.③④⑥
C.②④⑤
D.④⑤⑥
【解析】浓硫酸的密度大于1 g·mL-1,水的密度是1 g·mL-1,用1 g 98%的浓硫酸加4 g 水所配得硫酸的体积和水
的体积比小于1∶4,①不符合题意;配制一定物质的量浓度的硫酸溶液时,定容后,塞好塞子倒转摇匀,发现液面低于刻度线,
溶质的物质的量和溶液的体积都不变,所以配制溶液的浓度不变,②不符合题意;由于乙醇的密度为0.78 g·mL-1,故在
100 mL 无水乙醇中加入2 g 碘片,所得溶液的质量小于100 g,则溶质的质量分数大于2%,③符合题意;在80 mL 水中
加入20 mL 18.4 mol·L-1硫酸,溶液体积小于100 mL,所以配制溶液的浓度高于3.68 mol·L-1,④符合题意;5x%的氨水
与x%的氨水等质量混合时溶质的质量分数为
࢞Ψ࢞Ψ
=3x%,如果等体积混合,由于5x%的氨水的密度小于x%的氨水的
密度,所以x%的氨水的质量大于5x%的氨水的质量,因此混合后溶液中溶质的质量分数小于3x%,⑤不符合题意;溶质的
质量分数分别为90%和10%的两种硫酸溶液等质量混合后,溶液中溶质的质量分数为ૢ
hΨhΨ
=50%,由于90%硫酸溶
液的密度大于10%硫酸溶液的密度,所以90%和10%的两种硫酸溶液等体积混合后,溶液中溶质的质量分数大于50%,
则配制的溶液浓度偏大,⑥符合题意。
14.已知四种盐的溶解度(S)曲线如图所示,下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.将NaCl 溶液蒸干可得NaCl 固体
B.将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2 固体
C.Mg(ClO3)2 中混有少量NaCl 杂质,可用重结晶法提纯
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D.可用MgCl2和NaClO3 制备Mg(ClO3)2
【解析】因为NaCl 的溶解度受温度的影响不大,所以将NaCl 溶液蒸干可得NaCl 固体,A 项正确;因MgCl2 能够水
解,水解产生了氢氧化镁和氯化氢,加热水解平衡正向移动,氯化氢易挥发,所以将MgCl2 溶液蒸干得到的固体为氢氧化
镁,B 项错误;因为Mg(ClO3)2 的溶解度受温度影响变化较大,NaCl 的溶解度受温度影响变化较小,所以Mg(ClO3)2 中混
有少量NaCl 杂质,可用重结晶法提纯,C 项正确;反应MgCl2+2NaClO3
Mg(ClO3)2+2NaCl 类似于侯氏制碱法生成
NaHCO3 的原理,NaCl 因溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO3)2 的方向进行,D 项正确。
15.(2020 年山东实验中学高三模拟)16 mL 由NO 与NH3 组成的混合气体在催化剂作用下于400 ℃左右可发生反应
6NO+4NH3
5N2+6H2O(g),达到平衡时,在相同条件下气体体积变为17.5 mL,则原混合气体中NO 与NH3 的物质
的量之比可能有四种情况:①5∶3
②3∶2
③4∶3
④9∶7。其中正确的是(
)。
A.①②
B.①④
C.②③
D.③④
【解析】根据反应前后气体的总体积,可用差量法直接求解。
6NO+4NH3
5N2
+6H2O(g)
ΔV(气体的体积差)
6 mL
4 mL
5 mL
6 mL
1 mL(理论差量)
9 mL
6 mL
7.5 mL 9 mL
1.5 mL(实际差量)
由此可知共消耗15 mL气体,还剩余1 mL气体,假设剩余的气体全部是NO,则V(NO)∶V(NH3)=(9 mL+1 mL)∶6
mL=5∶3;假设剩余的气体全部是NH3,则V(NO)∶V(NH3)=9 mL∶(6 mL+1 mL)=9∶7。但因该反应是可逆反应,剩
余的气体实际上是NO、NH3 的混合气体,故V(NO)∶V(NH3)介于5∶3 与9∶7 之间,对照所给的数据知3∶2 与4∶3
在此区间内。
16.(2020 年安徽芜湖第一中学基础检测)在t ℃时,将a g NH3 完全溶于水,得到V mL 溶液,假设该溶液的密度为ρ
g·cm-3,质量分数为w,其中含有N۶
的物质的量是b mol,下列叙述正确的是(
)。
A.溶液中c(OH-)=
hhh࢈
ࢂ
mol·L-1+c(H+)
B.溶质的物质的量浓度c=
hhhࢇ
ࢂ
mol·L-1
C.溶质的质量分数w=
ࢇ࣋
ࢂǦࢇ×100%
D.向上述溶液中加入V mL 水,所得溶液的质量分数大于0.5w
【解析】溶液中c(N۶
)=
࢈ܕܗܔ
ࢂൈhǦۺ=
hhh࢈
ࢂ
mol·L-1,根据溶液呈电中性,可知c(OH-)=c(H+)+c(N۶
),则溶液中
c(OH-)=
hhh࢈
ࢂ
mol·L-1+c(H+),A 项正确;a g NH3的物质的量为
ࢇ
⺁ܕܗܔǦ=
ࢇ
⺁mol,溶液体积为V mL,所以溶液的物质的
量浓度c=
ࢇ
⺁
ࢂൈhǦ=
hhhࢇ
⺁ࢂ
mol·L-1,B 项错误;氨水溶液的溶质为氨气,该溶液的密度为ρ g·cm-3,体积为V mL,所以溶液的
质量为ρV g,溶质氨气的质量为a g,溶质的质量分数w=
ࢇ࣋
ࢂ×100%,C 项错误;水的密度比氨水的密度大,相等体积的氨水
与水相比,水的质量大,等体积混合后溶液的质量大于原氨水质量的2 倍,溶液中氨气的质量相同,根据溶质的质量分数
=
溶质
溶液×100%可知,等体积混合所得溶液溶质的质量分数小于0.5w,D 项错误。
二、非选择题(本题包括5 小题,共52 分)
17.根据下列各题所给出的数据,可分别求出“溶质的质量分数”或“溶液的物质的量浓度”,试判断并求解。
(1)设NA 表示阿伏加德罗常数的值,若V L 某氢氧化钠溶液中含有N 个OH-,则可求出NaOH 溶液的物质的量浓度
为
。
(2)已知某氢氧化钠溶液中Na+与H2O 的个数之比为1∶a,则可求出此溶液中NaOH 的质量分数为
。
(3)已知标准状况下1 L 水中溶解了500 L 的氯化氢,则可求此溶液中HCl 的质量分数为
。
(4)已知将100 mL 氯化铝水溶液加热蒸干灼烧,可得到b g 白色固体,则可求出原氯化铝溶液的物质的量浓度
为
。
【答案】(1)
ࡺ
ࢂࡺۯ mol·L-1
(2)
hhh
hૢࢇ%
(3)44.9%
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(4)
h࢈
mol·L-1
【
解
析
】
(1)n=
ࡺ
ࡺۯ
⇒c=
ࢂ
。
(2)N(Na+)∶N(H2O)=1∶a⇒m(NaOH)∶m(H2O)⇒w=m(NaOH)∶[m(NaOH)+m(H2O)]
。
(3)V(HCl)⇒m(HCl)⇒w=m(HCl)∶[m(HCl)+m(H2O)]。(4)b g Al2O3⇒n(AlCl3)⇒c(AlCl3)。
18.某研究性学习小组欲测定室温下(25 ℃、101 kPa)气体的摩尔体积,设计了如图所示的简易实验装置。
该实验的主要操作步骤如下:
①用已知浓度的浓盐酸配制100 mL 1.0 mol·L-1盐酸(需要用到的仪器有量筒、烧杯、
);
②用10 mL 的量筒量取8.0 mL 1.0 mol·L-1盐酸加入锥形瓶中;
③准确称取a g 已除去表面氧化膜的镁条,并系于铜丝末端,为使盐酸全部参加反应,a 的数值至少为
;
④往广口瓶中装入足量水,按上图连接好装置,检查装置的气密性;
⑤反应结束后待体系温度恢复到室温,读出量筒中水的体积为V mL。
请回答下列问题:
(1)步骤①中,配制100 mL 1.0 mol·L-1盐酸时,下列会使所配制溶液的浓度偏小的操作有
(填字母)。
A.用量筒量取浓盐酸时,俯视量筒的刻度线
B.容量瓶未干燥就用来配制溶液
C.浓盐酸在烧杯中稀释时,搅拌时间过长
D.定容完成后,将容量瓶倒置摇匀后,发现液面低于刻度线未做处理
E.在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线
F.烧杯中有少量水
G.未冷却至室温即定容
(2)请填写操作步骤中的空格:
步骤①:
;
步骤③:
。
(3)实验步骤⑤中应选用的量筒规格是
。
(4)读数时需要注意(至少写两点):
。
(5)忽略水蒸气的影响,在该条件下测得气体摩尔体积的计算式为
L·mol-1。
【答案】(1)AC
(2)玻璃棒、100 mL 容量瓶、胶头滴管;0.096
(3)100 mL
(4)①恢复到室温再读数;②调节量筒高度,使量筒内液面与集气瓶内液面相平;③读数时视线应与量筒中凹液面最低
处保持相平
(5)0.25V
【解析】(2)步骤①用浓盐酸配制100 mL 1.0 mol·L-1 盐酸时,需用量筒量取浓盐酸,在烧杯中稀释,要用玻璃棒不断
搅拌,最后用胶头滴管在100 mL 容量瓶中进行定容。步骤③Mg 与盐酸发生的反应为Mg+2HCl
MgCl2+H2↑,8.0
mL 1.0 mol·L-1 盐酸中n(HCl)=8.0×10-3 L×1.0 mol·L-1=8.0×10-3 mol,完全反应时消耗的Mg 为4.0×10-3 mol,
其质量为m(Mg)=4.0×10-3 mol×24 g·mol-1=0.096 g。
(3)8.0×10-3 mol HCl 与Mg 完全反应放出4.0×10-3 mol H2,其在标准状况下的体积为4.0×10-3 mol×22.4
L·mol-1=0.0896 L=89.6 mL,故应选取规格为100 mL 的量筒。
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(5)HCl 完全反应时生成4.0×10-3 mol H2, 实验中收集到V mL H2, 则该条件下的气体摩尔体积为
Vm=
ࢂൈhǦۺ
thൈhǦܕܗܔ=0.25V L·mol-1。
19.(2020 年浙江学军中学4 月选考模拟)Fe2O3 在高炉中高温下可以发生反应:Fe2O3+CO
2FeO+CO2,形成的固体
混合物(Fe2O3、FeO)中,元素铁和氧质量比用m(Fe)∶m(O)=21∶a。
(1)若m(Fe)∶m(O)=21∶8,则Fe2O3 被CO 还原的百分率为
。
(2)Fe2O3 和CO 的反应分两步进行:Fe2O3
Fe3O4
FeO,当6<a<8,若m g Fe2O3 参与反应,则消耗的m(CO)
为
。
【答案】(1)33.3 %
(2)
⺁
h~
⺁
h g
【解析】(1)m(Fe)∶m(O)=21∶8,设Fe2O3原有1 mol,被CO 还原的百分率为x,则
ሺthሻ
ሺ۽ሻ=
ൈൈ
ൈሺ′࢞ሻൈൈൈ࢞ൈൈ=
ૡ,
解得x≈33.3%。
(2)Fe2O3 和CO 的反应分两步进行:Fe2O3
Fe3O4
FeO 。当a=8 时, 生成Fe3O4, 根据反应
3Fe2O3+CO
2Fe3O4+CO2, 消耗的m(CO)=
ൈૡܕܗܔǦ
ൈh ܕܗܔǦ=
⺁
h
g; 当a=6 时, 生成FeO, 根据反应
Fe2O3+CO
2FeO+CO2,消耗的m(CO)=
ൈૡܕܗܔǦ
h ܕܗܔǦ=
⺁
h g;若m g Fe2O3 参与反应,则消耗的m(CO)为
⺁
h~
⺁
h g。
20.(2020 年江苏镇江高三期末)某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石(SiO2),现采用酸浸法从矿石中提取铜,
其流程图如下:
已知:①当矿石中三氧化二铁含量太低时,可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜;②反萃取后的水层是硫酸铜溶液。回答下列
问题:
(1)矿石用稀硫酸浸出过程中氧化亚铜发生的反应为Cu2O+2H+
Cu2++Cu+H2O,请写出该过程中发生的另一个氧化
还原反应的离子方程式:
。
(2)写出用惰性电极电解水层的总反应方程式:
。
(3)循环中反萃取剂B 的主要成分是
。
(4)若某铜矿石样品中仅含氧化亚铜、三氧化二铁和脉石三种物质,取该矿石样品200.0 g,用100 mL 1.0 mol·L-1H2SO4
溶液浸取后,还需加入10 mL 1.0 mol·L-1Fe2(SO4)3 溶液才能使铜全部浸出,浸取液经充分电解后可得到6.4 g Cu。求
铜矿石样品中氧化亚铜和氧化铁的质量分数。(写出计算过程)
【答案】(1)Cu+2Fe3+
2Fe2++Cu2+
(2)2CuSO4+2H2O
O2↑+2Cu+2H2SO4
(3)H2SO4
(4)n(Cu)=
t
ܕܗܔǦ=0.1 mol;
Cu 元素守恒,n(Cu2O)=0.05 mol,m(Cu2O)=0.05 mol×144 g·mol-1=7.2 g,w(Cu2O)=
⺁t
hh ×100%=3.6%;
Cu2O + H2SO4
CuSO4 + H2O +Cu
0.05 mol0.05 mol
0.05 mol
0.05 mol
Cu+Fe2(SO4)3
CuSO4+2FeSO4
0.05 mol
0.05 mol
加入n[Fe2(SO4)3]=0.01 mol,则Fe2O3 与H2SO4 反应生成的Fe2(SO4)3 为0.05 mol-0.01 mol=0.04 mol;
Fe2O3+3H2SO4
Fe2(SO4)3+3H2O
0.04 mol
0.04 mol
m(Fe2O3)=0.04 mol×160 g·mol-1=6.4 g,w(Fe2O3)=
t
hh ×100%=3.2%
21.NaNO3 是重要的化工原料,可通过下列方法制备:
第一步:在吸收塔中,将硝酸生产中排出的尾气(体积分数:0.5% NO、1.5% NO2)用纯碱溶液完全吸收,得到NaNO2、
NaNO3 和Na2CO3 的混合液及CO2 气体。
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第二步:将吸收塔中的混合液送入转化塔中,加入50% HNO3 溶液,同时通入足量的压缩空气搅拌,充分反应,得到
NaNO3 和HNO3 的混合溶液。
第三步:将转化塔中的混合液用纯碱中和后,经蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、干燥,得NaNO3 成品。
已知:每生产1.0 t 纯净的NaNO3 固体,需消耗0.65 t 无水Na2CO3、33.6 m3(标准状况)氧气和一定量的HNO3。生产
过程中排出的尾气均不含氮氧化物。
回答下列问题:
(1)第一步生产过程中发生反应的总化学方程式是
。
(2)检验NaNO3 成品中是否含少量的Na2CO3 杂质的方法是
。
(3)生产过程中Na2CO3 的利用率是
(计算结果精确到小数点后两位)。
(4)生产1.0 t 纯净的NaNO3 固体,可以处理硝酸生产中排出的尾气体积至少为
m3(标准状况下)。
【答案】(1)NO+3NO2+2Na2CO3
3NaNO2+NaNO3+2CO2
(2)取少量NaNO3样品溶于水,再加盐酸,若产生气泡,则说明有Na2CO3 存在,否则无Na2CO3(或其他合理答案)
(3)0.96
(4)4480
【解析】(1)NO 和NO2 以物质的量之比为1∶3 参加反应,以此来配平化学方程式。(3)1.0 t 纯净的NaNO3 固体
的物质的量为1.18×104 mol, 需消耗0.65 t 无水Na2CO3, 物质的量为6.13×103 mol, 根据钠元素守恒得
Na2CO3~2NaNO3,因此Na2CO3 的利用率是
tૡൈh
ൈtൈh=0.96。(4)n(O2)=
hh
t
mol=1500 mol,设尾气中NO 的物质
的量为x,则NO2 的物质的量为3x,依据电子得失守恒得3x+3x=1500 mol×4,x=1000 mol,则尾气体积为࢞
࢞
hth×22.4
L·mol-1=4480000 L=4480 m3。
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(8)
1.(2020 年陇西县一中模拟)清华大学的科学家将古老的养蚕技术与时兴的碳纳米管和石墨烯结合,发现通过给蚕宝宝喂
食含有碳纳米管和石墨烯的桑叶,可以获得更加牢固的蚕丝纤维。已知:当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚
度的单层石墨片就是石墨烯。下列说法正确的是(
)。
A.蚕丝纤维的主要成分是纤维素
B.石墨烯像烯烃一样,是一种有机物
C.碳纳米管和石墨烯互为同素异形体
D.碳纳米管具有丁达尔效应
【解析】蚕丝的主要成分是蛋白质,A 项错误;石墨烯是一种很薄的石墨片,属于碳单质,B 项错误;碳纳米管和石墨烯
是碳元素的不同单质,两者互为同素异形体,C 项正确;碳纳米管在合适的分散剂中才能形成胶体,D 项错误。
2.(2020 年北京高考模拟)下列我国科技成果不涉及
．．．化学变化的是(
)。
A.厨余污油裂化为航空燃油
B.“深海勇士”号潜水艇用锂电池供能
C.以“煤”代“油”生产低碳烯烃
D.用“天眼”接收宇宙中的射电信号
【解析】A 项,航空燃油是厨余污油通过热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯,该过程属于化学变化;B 项,
电池放电时把化学能转化为电能,属于化学变化;C 项,煤制烯烃,属于化学变化;D 项,用“天眼”接收宇宙中的射电信号,没
有生成新物质,不属于化学变化。
3.(2020 年安徽高考模拟)化学与社会生活息息相关,下列有关说法不正确
．．．的是(
)。
A.树林晨曦中缕缕阳光是丁达尔效应的结果
B.为提高人体对钙的有效吸收,医学上常以葡萄糖为原料合成补钙药物
C.2018 年12 月8 日“嫦娥四号”发射成功,其所用的太阳能电池帆板的主要材料是二氧化硅
D.城郊的农田上随处可见的农用塑料大棚,其塑料薄膜不属于新型无机非金属材料
【解析】微小的尘埃或液滴分散在空气中形成气溶胶,阳光照射时产生丁达尔现象,A 项正确;葡萄糖酸钙口服液是市
面上常见的一种补钙药剂,葡萄糖酸钙属于有机钙,易溶解,易被人体吸收,医学上常以葡萄糖为原料合成补钙药物,B 项正
确;太阳能电池帆板的主要材料是硅而不是二氧化硅,C 项错误;塑料薄膜属于有机高分子材料,不属于无机非金属材料,D
项正确。
4.(2020 年山东高考模拟)下列关于文献记载的说法正确的是(
)。
A.《天工开物》中“世间丝麻裘褐皆具素质”,文中“丝、麻”的主要成分都是蛋白质
B.《肘后备急方》中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,该提取过程属于化学变化
C.《抱朴子》中“丹砂(注:HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”,描述的是升华和凝华过程
D.《本草纲目》中“用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承滴露”,涉及的实验操作是蒸馏
【解析】丝的主要成分是蛋白质,麻的主要成分是天然纤维,A 项错误;该过程涉及浸泡、过滤等操作,没有新物质生成,
属于物理变化,B 项错误;丹砂烧之成水银,即HgS 发生分解反应生成水银,此过程为化学变化,不属于升华,C 项错误。
5.下列有关物质的叙述中正确的是(
)。
A.氨水和冰醋酸都属于弱电解质
B.将二氧化氮进行压缩可得到无色液体,属于物理变化
C.纯碱属于碱类,谷氨酸钠(C5H8NO4Na,味精)属于盐类
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D.甲烷是新型能源页岩气的主要成分
【解析】氨水属于混合物,既不是电解质也不是非电解质,A 项错误;NO2 中存在可逆反应2NO2
N2O4,加压平衡
向正反应方向移动,得到无色液体,属于化学变化,B 项错误;纯碱是Na2CO3,属于盐类,C 项错误;页岩气的主要成分是甲
烷,D 项正确。
6.(2020 年吉林高考模拟)下列有关物质变化和分类的说法正确的是(
)。
A.胆矾、冰水混合物、四氧化三铁都不是混合物
B.电解熔融态的Al2O3、12C 转化为14C 都属于化学变化
C.“滴水石穿,绳锯木断”不包含化学变化
D.SiO2、NO2、SO2 都属于酸性氧化物
【解析】胆矾(CuSO4·5H2O)、冰水混合物、四氧化三铁均只含一种物质,属于纯净物,A 项正确。电解熔融态的Al2O3
得到铝单质和氧气,属于化学变化;12C 转化为14C是核反应,既不属于物理变化又不属于化学变化,B 项错误。“滴水石穿”
涉及反应CaCO3+CO2+H2O
Ca(HCO3)2,为化学变化,C 项错误。NO2 不属于酸性氧化物,D 项错误。
7.下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.向沸水中逐滴加入适量FeCl3 饱和溶液,煮沸至溶液呈红褐色,可制得Fe(OH)3 胶体
B.将Fe(OH)3 胶体和泥水分别进行过滤,发现均不能通过滤纸孔隙
C.胶体中分散质粒子的直径为1~100 nm 之间
D.可以利用丁达尔效应区分胶体和溶液
【解析】由于胶体中分散质粒子直径小于100 nm,故能透过滤纸,B 项不正确。
8.(2020 年广西高考模拟)化学无处不在,下列说法错误
．．的是(
)。
A.《元丰行示德逢》里“雷蟠电掣云滔滔,夜半载雨输亭皋”涉及化学反应N2+O2
2NO
B.根据化学学科核心素养之一(证据推理与模型认知)可推知Cr(OH)3 胶体也可吸附悬浮杂质
C.纳米铁粉可以高效地去除污水中的重金属离子是因为其具有较强的还原性
D.二氧化硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强酸强碱都会“断路”
【解析】二氧化硅具有良好的光学特性,是制造光导纤维的主要原料,能与氢氧化钠等强碱反应,遇强碱会“断路”,
但是二氧化硅不与除氢氟酸以外的酸起反应,故遇强酸不会“断路”,D 项错误。
9.实验室里常用的干燥剂有①生石灰、②氢氧化钠固体、③变色硅胶(主要成分是二氧化硅,在其中掺入少量的无水氯化
钴作指示剂)、④五氧化二磷、⑤无水氯化钙、⑥浓硫酸、⑦碱石灰等。
(1)上述物质中,属于纯净物的是
(填字母,下同)。
A.①②④
B.②④⑥
C.①②④⑤
D.全部
(2)上述②④⑤⑥四种干燥剂中,其主要化学成分所属的类别依次为
、
、
、
。
A.酸
B.碱
C.盐
D.氧化物
(3)硅胶中无水氯化钴(CoCl2)呈蓝色,吸水后变为粉红色的CoCl2·6H2O,该变化过程属于
(填“物理变化”
或“化学变化”)。
(4)下列气体中,能用氢氧化钠固体干燥的是
。
A.CO2
B.HCl
C.NO2
D.NH3
E.NO
(5)生石灰常用作食品干燥剂,久置后易失去干燥能力,其原因为
(用化学方
程式表示)。
【答案】(1)C
(2)B
D
C
A
(3)化学变化
(4)DE
(5)CaO+H2O
Ca(OH)2
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10.(2020 年河南高考模拟)下列有关“造纸术、指南针、黑火药和印刷术”的相关说法正确的是(
)。
A.宣纸的主要成分纤维素属于高分子化合物
B.指南针由天然磁石制成,磁石的主要成分是Fe2O3
C.黑火药爆炸的反应为2KNO3+3C+S
K2S+N2↑+3CO2↑,其中氧化剂只有KNO3
D.活字印刷使用的胶泥由Al2O3、SiO2、CaO 等组成,它们都属于碱性氧化物
【解析】纤维素为多糖, 属于高分子化合物,A 项正确; 天然磁石的主要成分为Fe3O4,B 项错误; 反应
2KNO3+3C+S
K2S+N2↑+3CO2↑中,N、S 元素化合价降低,所以KNO3 和S 都是氧化剂,C 项错误;Al2O3 为两性氧化
物,SiO2 为酸性氧化物,D 项错误。
11.(2020 年北京高考模拟)我国在物质制备领域成绩斐然,下列物质属于有机物的是(
)。
【解析】根据结构简式可知,双氢青蒿素的组成元素有C、H、O,属于有机物,A 项正确;B、C、D 三项物质中均不含
碳元素,均不属于有机物。
12.(2020 年湖南高考模拟)纳米Fe3O4 晶体材料可以作为核磁共振造影增强剂,用于疾病的诊断和治疗,其制备过程如图
所示。下列叙述不合理
．．．的是(
)。
A.在反应②中,
的作用可能是促进FeCl3 水解
B.直接加热FeCl3溶液也可以得到Fe3O4
C.反应③的化学方程式是6FeOOH+CO
2Fe3O4+3H2O+CO2
D.纳米Fe3O4 形成的分散系有可能产生丁达尔效应
【解析】反应②中环丙胺不参加反应,但加快了FeCl3 的水解速率,A 项正确;直接加热FeCl3 溶液,促进了FeCl3 的水
解,HCl 易挥发,最终Fe(OH)3分解生成Fe2O3,不会得到Fe3O4,B 项错误;由制备过程图可知,反应③的反应物为FeOOH
和CO,由一种生成物为Fe3O4 和质量守恒定律可知,反应为6FeOOH+CO
2Fe3O4+3H2O+CO2,C 项正确;纳米
Fe3O4 分散在适当分散剂中,可得到胶体,则具有丁达尔效应,D 项正确。
13.(2020 年荆门龙泉中学模拟)现有下列物质:①稀硫酸;②小苏打;③氨水;④CO2;⑤FeCl3 固体;⑥稀NaOH 溶
液;⑦Fe(NO3)2 溶液。
(1)上述物质中属于电解质的为
(填序号,下同)。
(2)有两种物质发生反应的离子方程式为H++OH-
H2O,这两种物质是
。
(3)加入盐酸、NaOH 溶液均能发生化学反应的物质为
。
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(4)能导电的物质为
。
(5)④与⑥充分反应后,将溶液用小火蒸干,得到固体混合物。固体组分可能是
(用化学式表示)。
(6)实验室用⑤制备胶体的化学方程式为
。
如果将1 mol FeCl3 全部制成胶体,制得的胶体
(填“带负电”“不带电”或“带正电”),胶粒数目
(填“大于”“等于”或“小于”)NA。
【答案】(1)②⑤
(2)①⑥
(3)②⑦
(4)①③⑥⑦
(5)NaOH 和Na2CO3,NaHCO3 和Na2CO3
(6)FeCl3+3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3HCl
不带电
小于
【解析】(5)CO2 与NaOH 充分反应,①若CO2 少量,则发生的反应为CO2+2NaOH(过量)
Na2CO3+H2O,则溶
液中的溶质为NaOH 和Na2CO3,水分蒸干后,得到的固体组分为NaOH 和Na2CO3;②若CO2 过量,则过量的CO2 继续
与生成的Na2CO3反应,其化学方程式为CO2+Na2CO3+H2O
2NaHCO3,其固体的组分可能是NaHCO3和Na2CO3。
(6)实验室制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为FeCl3+3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3HCl;得到的胶体不带电;一个氢氧
化铁胶粒是多个氢氧化铁分子的聚集体,所以1 mol FeCl3 形成的胶粒个数小于NA。
14.铜、磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。试回答下列问题:
(1)磷的一种化合物叫亚磷酸(H3PO3)。已知:
Ⅰ.0.1 mol·L-1的H3PO3 溶液的pH=1.7。
Ⅱ.H3PO3 与NaOH 反应只生成Na2HPO3 和NaH2PO3。
Ⅲ.H3PO3 和碘水反应,碘水棕黄色褪去,再加AgNO3 溶液,有黄色沉淀生成。
①下列关于H3PO3 的说法中正确的是
。
a.强酸
b.弱酸
c.二元酸
d.三元酸
e.氧化性酸
f.还原性酸
②写出H3PO3 与少量NaOH 溶液反应的离子方程式:
。
③Na2HPO3 为
(填“正盐”或“酸式盐”)。
(2)碘化亚铜可作催化剂、饲料添加剂等。已知:
Ⅰ.铜能与氢碘酸发生置换反应得到氢气和碘化亚铜。
Ⅱ.CuSO4 溶液能使淀粉-KI 试纸变蓝,并产生白色固体。
Ⅲ.碘化亚铜与氢氧化钠作用生成氧化亚铜、碘化钠和水。
①下列关于碘化亚铜的叙述正确的是
。
a.碘化亚铜的化学式为CuI,属于盐类
b.碘化亚铜性质稳定且难溶于水
c.铜能与氢碘酸反应,说明氢碘酸是强氧化性酸
②碘化亚铜与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为
。
【答案】(1)①bcf
②H3PO3+OH-
H2P۽
Ǧ +H2O
③正盐
(2)①ab
②2CuI+2OH-
Cu2O+2I-+H2O
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(10)
1.下表中物质的分类完全正确的是(
)。
选项
A
B
C
D
强电解质
KNO3
H2SO4
BaSO4
HClO4
弱电解质
HF
CaCO3
HClO
CH3COON
H4
非电解质
SO2
Al
H2O
C2H5OH
【解析】CaCO3 属于强电解质,Al 为单质,既不是电解质也不是非电解质,B 项错误;H2O 为弱电解质,C 项错
误;CH3COONH4 为强电解质,D 项错误。
2.(2020 年湖南高考模拟)下列说法正确的是(
)。
A.Cl2 溶于水得到的氯水能导电,但Cl2 不是电解质,而是非电解质
B.只有在电流作用下,KHSO4 才能电离出K+、H+和S۽
′
C.强电解质溶液的导电能力不一定都强;弱电解质溶液的导电能力不一定都弱
D.BaSO4 难溶于水,故BaSO4 是弱电解质;醋酸铅易溶于水,故醋酸铅是强电解质
【解析】氯气为单质,既不是电解质也不是非电解质,A 项错误;KHSO4 溶于水能电离出K+、H+和S۽
′,B 项错误;
电解质溶液的导电能力与自由移动的离子浓度、离子所带电荷数有关,而与电解质强弱无关,C 项正确;电解质强弱与溶解
性无关,与电离程度有关,硫酸钡难溶于水,但溶于水的部分完全电离,为强电解质,D 项错误。
3.(2020 年上海高考模拟)实验室欲配制一种仅含四种离子(不考虑水电离出的离子)的溶液,且溶液中四种离子的浓度均
为1 mol·L-1,能达到此目的的是(
)。
A.Na+、Mg2+、S۽
′、Cl-
B.Al3+、K+、S۽
′、N۽
Ǧ
C.CH3COO-、I-、K+、H+
D.Ba2+、OH-、C۽
′、K+
【解析】A 项,该组离子之间不反应,可大量共存,且溶液中四种离子的浓度均为1 mol·L-1,满足电荷守恒;B 项,该组
离子之间不反应,可大量共存,若溶液中四种离子的浓度均为1 mol·L-1,不满足电荷守恒,正电荷数>负电荷数;C
项,CH3COO-与H+反应生成CH3COOH,不能大量共存;D 项,Ba2+与C۽
′反应生成碳酸钡沉淀,不能大量共存。
4.(2020 年天津高考模拟)下列分子或离子在指定的分散系中能大量共存的一组是(
)。
A.空气:C2H2、CO2、SO2、NO
B.氢氧化铁胶体:H+、K+、S2-、Br-
C.银氨溶液:Na+、K+、N۽
Ǧ 、NH3·H2O
D.重铬酸钾溶液:H+、Na+、S۽
′、葡萄糖分子
【解析】空气中含有氧气,一氧化氮能够与氧气反应生成二氧化氮,所以不能大量共存,A 项错误;氢氧化铁胶粒带有正
电荷,带负电荷的离子能够中和氢氧化铁胶粒的正电荷,导致氢氧化铁胶体发生聚沉,所以不能大量共存,B 项错误;Na+、
K+、N۽
Ǧ 、NH3·H2O 之间不反应,与银氨溶液也不反应,可大量共存,C 项正确;重铬酸钾溶液具有强氧化性,能够与葡萄
糖发生氧化还原反应,不能大量共存,D 项错误。
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5.在如图所示点滴板上进行溶液间反应的小实验,其对应反应的离子方程式书写正确的是(
)。
A.a 处:Fe2++2H++H2O2
Fe3++2H2O
B.b 处:HC۽
Ǧ +OH-
C۽
′+H2O
C.c 处:H++OH-
H2O
D.d 处:Al3++3NH3·H2O
Al(OH)3↓+3N۶
【解析】A 项,电荷不守恒,错误;B 项,离子方程式书写不完整,N۶
也能与OH-反应,错误;C 项,醋酸为弱电解质,应写
化学式,错误。
6.下列解释实验事实的离子方程式不正确
．．．的是(
)。
A.用Na2S 处理含Hg2+的废水:Hg2++S2-
HgS↓
B.用氢氧化钠溶液去除铝条表面的氧化膜:Al2O3+2OH-
2Al۽
Ǧ +H2O
C.向硫酸铜溶液中加入过氧化钠:2Na2O2+2Cu2++2H2O
4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑
D.向碳酸氢镁溶液中加入过量的澄清石灰水:Mg++2HC۽
Ǧ +Ca2++2OH-
CaCO3↓+MgCO3↓+2H2O
【解析】向碳酸氢镁溶液中加入过量的澄清石灰水,反应生成氢氧化镁沉淀和碳酸钙沉淀,反应的离子方程式为
Mg2++2HC۽
Ǧ +2Ca2++4OH-
2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O,D 项错误。
7.(2020 年宝鸡中学高考模拟)某固体混合物中可能含有Na+、K+、S۽
′、Cl-、C۽
′等离子,取两份该固体的溶液进行
如下实验。第一份:加入过量的Ba(NO3)2 溶液产生白色沉淀,分离滤液和沉淀,向白色沉淀中滴入过量盐酸,所得溶液澄清;
向滤液中滴加AgNO3 溶液生成不溶于稀HNO3 的白色沉淀。第二份:取溶液进行焰色反应,火焰呈黄色。下列关于该混
合物的组成说法正确的是(
)。
A.一定是K2CO3 和NaCl
B.可能是Na2CO3 和KCl
C.可能是Na2SO4 和Na2CO3
D.一定是Na2CO3 和NaCl
【解析】加Ba(NO3)2 溶液产生白色沉淀,白色沉淀可能是BaSO4 和BaCO3,向白色沉淀中滴入过量盐酸,所得溶液
澄清,说明是BaCO3,混合物中一定有C۽
′,肯定无S۽
′;滤液中不存在S۽
′,向滤液中滴加AgNO3 溶液生成不溶于稀
HNO3 的白色沉淀,沉淀为AgCl,混合物中一定有Cl-;焰色反应火焰呈黄色,说明一定有Na+,无法判断是否含有K+。据此
分析可知,B 项正确。
8.(2020年安徽高考模拟)下列各组粒子在溶液中可以大量共存,且加入或通入试剂X后,发生反应的离子方程式也正确的
是(
)。
选
项
微粒组
加入或通
入试剂X
发生反应的离子方程式
A
K+、Na+、
HC۽
Ǧ 、Si۽
′
少量
HCl
2H++Si۽
′
H2SiO3↓
B
N۶
、Fe2+、
Br-、S۽
′
过量
H2S
Fe2++H2S
FeS↓+2H+
C
HClO、Na+、
Fe3+、S۽
′
过量
CaCl2
Ca2++S۽
′
CaSO3↓
D
I-、Cl-、
H+、S۽
′
适量
NaNO3
6I-+2N۽
Ǧ +8H+
2NO↑+4H2O+3I2
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【解析】由于酸性HC۽
Ǧ >H2SiO3,所以在溶液中会发生反应2HC۽
Ǧ +Si۽
′
H2SiO3↓+2C۽
′,二者不能大量共
存,A 项错误;因FeS 可与强酸反应,所以不能发生Fe2+与过量H2S 的反应,B 项错误;HClO、Fe3+都具有强氧化性,可将
S۽
′氧化为S۽
′,不能大量共存,C 项错误;四种离子互不反应,在溶液中可以大量共存,I-具有还原性,在酸性条件下,H+、
I-、N۽
Ǧ 发生氧化还原反应,离子方程式为6I-+2N۽
Ǧ +8H+
2NO↑+4H2O+3I2,D 项正确。
9.(1) 在含有Fe2+ 的酸性溶液中加入二氧化锰, 能将Fe2+ 氧化为Fe3+, 反应的离子方程式
为
。
(2)制取Na2S2O4 常用甲酸钠法。控制温度在70~80 ℃,在甲醇溶液(溶剂)中溶解甲酸钠(HCOONa),再滴加Na2CO3
溶液,同时通入SO2 维持溶液呈酸性,即可生成Na2S2O4,该反应的离子方程式为
。
(3)酸性高锰酸钾溶液将PH3 氧化成磷酸,发生反应的离子方程式为
。
(4)处理含CN-废水的方法:第一步控制pH>10,用NaClO 溶液先将CN-“不完全氧化”为OCN-;第二步控制pH 为
7.5~8.5,用NaClO“完全氧化”OCN-生成N2 和两种盐。
第二步反应的离子方程式为
。
(5)电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2۽⺁
′。处理该废水的流程如下:
含Cr2۽⺁
′
的废水
含Cr3+
的废水
Cr(OH)3
沉淀
①流程中,Na2S2O3 参与反应的离子方程式为
。
②Cr(OH)3 是两性氢氧化物, 若
pH>a
时
Cr(OH)3 开始溶解, 则溶解时的离子方程式
为
。
【答案】(1)MnO2+2Fe2++4H+
Mn2++2Fe3++2H2O
(2)2HCOO-+4SO2+C۽
′
2S2۽
′+H2O+3CO2
(3)5PH3+8Mn۽
Ǧ +24H+
5H3PO4+8Mn2++12H2O
(4)2OCN-+3ClO-+H2O
N2↑+3Cl-+2HC۽
Ǧ
(5)①3S2۽
′+4Cr2۽⺁
′+26H+
8Cr3++6S۽
′+13H2O
②Cr(OH)3+OH-
Cr۽
Ǧ +2H2O[或Cr(OH)3+OH-
Cr(OHሻ
Ǧ ]
【解析】(3)PH3 被酸性高锰酸钾氧化成磷酸,高锰酸钾被还原为锰离子,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配
平,得到离子方程式5PH3+8Mn۽
Ǧ +24H+
5H3PO4+8Mn2++12H2O。
(4)OCN-中O 元素显-2 价,N 元素显-3 价,C 元素显+4 价,ClO-作氧化剂,被还原成Cl-,Cl 元素化合价降低,OCN-被
氧化成N2,N 元素化合价升高,故离子方程式为2OCN-+3ClO-+H2O
N2↑+3Cl-+2HC۽
Ǧ 。
10.(2020 年天津高考模拟)常温下,下列各组离子在指定的溶液中一定能大量共存的是(
)。
A.1 mol·L-1NaClO 溶液:H+、S۽
′、I-
B.使酚酞呈红色的溶液中:K+、Na+、N۽
Ǧ 、Cl-
C.
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ=1×1014 的溶液:Na+、Fe2+、N۽
Ǧ
D.由水电离出的c(OH-)=1×10-14 mol·L-1的溶液:K+、Cl-、HC۽
Ǧ
【解析】在酸性条件下,H+、ClO-与I-会发生氧化还原反应,不能大量共存,A 项错误;使酚酞呈红色的溶液显碱性,在
碱性溶液中,本组离子可以大量共存,B 项正确;
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ=1×1014 的溶液是酸性溶液,在酸性溶液中,Fe2+与N۽
Ǧ 发生氧化还
原反应,不能大量共存,C 项错误;由水电离出的c(OH-)=1×10-14 mol·L-1,水的电离受到了抑制,溶液可能显酸性,也可能
显碱性,HC۽
Ǧ 与H+或OH-都会发生反应,不能大量共存,D 项错误。
11.(2020 年湖南高考模拟)分别向体积均为100 mL、浓度均为1 mol·L-1 的NaClO、NaOH、CH3COONa 的三种溶
液中通入CO2,测得各溶液中n(HC۽
Ǧ )的变化如图所示:
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下列分析正确的是(
)。
A.CO2 通入NaClO 溶液发生反应:2ClO-+CO2+H2O
C۽
′+2HClO
B.CO2通入CH3COONa 溶液发生反应:CO2+H2O+CH3COO-
HC۽
Ǧ +CH3COOH
C.通入n(CO2)=0.06 mol 时,NaOH 溶液中的反应:2OH-+CO2
C۽
′+H2O
D.通入n(CO2)=0.03 mol 时,三种溶液中:n(HC۽
Ǧ )+n(C۽
′)+n(H2CO3)=0.03 mol
【解析】次氯酸的酸性大于HC۽
Ǧ ,所以反应生成次氯酸和HC۽
Ǧ ,则二氧化碳通入NaClO 溶液中反应的离子方程式
为CO2+H2O+ClO-
HC۽
Ǧ +HClO,A 项错误;碳酸的酸性比醋酸弱,CO2 通入CH3COONa 溶液中不反应,B 项错
误;n(NaOH)=0.1 mol, 通入n(CO2)=0.06 mol, 反应产物为碳酸钠和碳酸氢钠, 反应的离子方程式为
5OH-+3CO2
2C۽
′ +HC۽
Ǧ +2H2O,C 项错误;通入n(CO2)=0.03 mol 时,三种溶液中存在碳元素的物料守
恒:n(HC۽
Ǧ )+n(C۽
′)+n(H2CO3)=0.03 mol,D 项正确。
12.(2020 年北京高考模拟)NaClO 是漂白液的有效成分,某研究小组探究NaClO 溶液的性质,设计了下列实验:
装置图
试剂X
实验现象
①
0.2 mol·L-1盐酸
产生黄绿色气体
②
0.2 mol·L-1 KI-
淀粉溶液
溶液变蓝
③
0.2
mol·L-1
FeSO4(H+)
和
KSCN 混合溶液
溶液变红
④
0.2
mol·L-1
AlCl3 溶液
产生白色沉淀
下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.实验①中发生反应:ClO-+Cl-+2H+
Cl2↑+H2O
B.实验②中发生反应:ClO-+2I-+2H+
Cl-+I2+H2O
C.实验③中该条件下氧化性强弱:ClO->Fe3+
D.实验④中ClO-与Al3+相互促进水解
【解析】NaClO 具有强氧化性,在酸性溶液中能够与Cl-发生氧化还原反应,产生氯气,反应的离子方程式为
Cl-+2H++ClO-
Cl2↑+H2O,A
项正确; 向
KI- 淀粉溶液中滴入
NaClO
溶液, 会发生反应
ClO-+2I-+H2O
Cl-+I2+2OH-,B 项错误;在酸性条件下,ClO-将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+遇SCN-溶液变为血红色,因此会
看到溶液变为红色,C 项正确;AlCl3是强酸弱碱盐,水解产生Al(OH)3,使溶液显酸性,NaClO 是强碱弱酸盐,ClO-水解消耗
水电离产生的H+,使溶液显碱性,将NaClO 溶液滴入AlCl3 溶液中时,水解相互促进,产生氢氧化铝白色沉淀,D 项正确。
13.(2020 年重庆南开中学高考模拟)某溶液中除水电离出的OH-、H+之外,还含有Na+、Fe2+、Al3+、Ba2+、S۽
′、
N۽
Ǧ 、Cl-中的4 种,这4 种离子的物质的量均为0.1 mol。若向该溶液中加入少量稀硫酸,无沉淀生成但有气泡产生。下
列说法错误
．．的是(
)。
A.该溶液中肯定不含Ba2+
B.若向该溶液中加入过量的稀硫酸,溶液中的阴离子会减少一种
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C.若向该溶液中加入足量NaOH 溶液,滤出沉淀,洗净灼烧后最多能得8.0 g 固体
D.该溶液中除水电离出的OH-、H+之外,所含离子是Na+、Fe2+、S۽
′、N۽
Ǧ
【解析】向该溶液中加入少量稀硫酸,无沉淀生成但有气泡产生,说明溶液中一定不存在Ba2+,一定存在N۽
Ǧ 和Fe2+,
生成的气体为一氧化氮;由于溶液中存在的4 种离子的物质的量均为0.1 mol,根据溶液呈电中性可知,溶液中一定还存在
一种阴离子,若是存在Cl-,溶液已经呈电中性,不会存在其他离子,所以溶液中存在的阴离子为S۽
′,再根据溶液呈电中性
可知,正电荷的物质的量为0.1 mol×2=0.2 mol,负电荷的物质的量为0.1 mol×2+0.1 mol=0.3 mol,溶液中一定还存
在0.1 mol 阳离子,所以该离子为Na+。
根据以上分析可知,溶液中一定不存在Ba2+,A 项正确;溶液中OH-、S۽
′不会消失,根据反应的离子方程式
N۽
Ǧ +3Fe2++4H+
NO↑+3Fe3++2H2O 可知,Fe2+不足,加入足量的稀硫酸后,N۽
Ǧ 不会消失,B 项错误;若向该溶液中
加入足量的NaOH 溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧,最终所得固体为氧化铁,根据铁元素守恒,生成的氧化铁的物质的
量为0.05 mol,质量为0.05 mol×160 g·mol-1=8.0 g,C 项正确;根据分析可知,该溶液中除H+、OH-之外,所含离子是
Fe2+、Na+、N۽
Ǧ 、S۽
′,D 项正确。
14.(2020 年安徽六安一中高考模拟)铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)是有色金属冶炼过程中重要的“二次资
源”。其合理处理对于实现资源的综合利用具有重要意义。一种从铜阳极泥中分离提取多种金属元素的工艺流程如下:
已知:分金液的主要成分离子为[AuCl4]-;分金渣的主要成分为AgCl;分银液的主要成分离子为[Ag(SO3)2]3-,且存在
[Ag(SO3)2]3-
Ag++2S۽
′。
(1)“分铜”时,单质铜发生反应的化学方程式为
。
(2)“分金”时,单质金发生反应的离子方程式为
。
(3)某小组模拟工业上回收分银渣中的银,过程如下:
其中主要反应为AgCl+2S۽
′
[Ag(SO3)2]3-+Cl-
①将Ⅱ中反应的离子方程式补充完整:
[Ag(SO3)2]3-+
OH-+
+
S۽
′+
+C ۽
′
②Ⅱ中回收液可直接循环使用,但循环多次后,银的浸出率会降低。从回收液离子浓度变化和反应限度的角度分析原
因:
。
【答案】(1)H2O2+Cu+2H+
Cu2++2H2O
(2)2Au+6H++7Cl-+Cl۽
Ǧ
2AuCܔ
Ǧ +3H2O
(3)①4
6
HCHO
4Ag
8
4H2O
②随循环次数的增加, 浸出液中c(S ۽
′ ) 减小,c(Cl-) 增
大,AgCl+2S۽
′
[Ag(SO3)2]3-+Cl-平衡左移,浸出率降低
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1.(2020 年浙江杭州二中高三期末)《梦溪笔谈》是北宋沈括的著作,被誉为“中国科学史上的里程碑”,下列都是摘自该
著作的内容,其中没有
．．涉及氧化还原反应的是(
)。
A.烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜,久之亦化为铜
B.又石穴中水,所滴皆为钟乳、殷孽
C.鄜、延境内有石油……颇似淳漆,然之如麻,但烟甚浓
D.但取精铁锻之百余火,每锻称之,一锻一轻,至累锻而斤两不减,则纯钢也
【解析】A 项,“烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,涉及用铁置换出硫酸铜中的金属铜,属于氧化还原反应;B
项,“又石穴中水,所滴皆为钟乳、殷孽”,发生的反应是氢氧化钙与二氧化碳生成碳酸钙,碳酸钙与水和二氧化碳反应生成
碳酸氢钙,碳酸氢钙再分解生成碳酸钙,整个过程不涉及氧化还原变化;C 项,“鄜、延境内有石油……颇似淳漆,然之如麻,
但烟甚浓”,涉及的是石油的燃烧,燃烧属于氧化还原反应;D 项,“但取精铁锻之百余火,每锻称之,一锻一轻,至累锻而斤两
不减,则纯钢也”,描述的是精铁变成钢的过程,不断降低杂质和碳的含量,使碳变成二氧化碳,发生了氧化还原反应。
2.(2020 年江苏高考模拟)利用辉铜矿冶炼铜时发生的主要反应为Cu2S+O2
2Cu+SO2,下列有关该反应的说法正确
的是(
)。
A.硫元素被氧化
B.O2 发生了氧化反应
C.Cu2S 仅作还原剂
D.反应中Cu 元素无电子转移
【解析】硫元素的化合价由Cu2S 中的-2 价变为SO2 中的+4 价,化合价升高,失去电子,被氧化,A 项正确;O 元素的
化合价由O2 中的0 价变为SO2 中的-2 价,化合价降低,获得电子,被还原,发生还原反应,B 项错误;Cu2S 中S 元素被氧
化,Cu 元素化合价降低,被还原,因此Cu2S 既作氧化剂又作还原剂,C 项错误;反应中Cu 元素化合价发生了变化,有电子转
移,D 项错误。
3.下列反应不属于
．．．四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是(
)。
A.Fe+CuSO4
FeSO4+Cu
B.AgNO3+NaCl
AgCl↓+NaNO3
C.Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
D.2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
【解析】A 项为置换反应,B 项为复分解反应,D 项为分解反应。C 项中铁元素和碳元素有化合价的升降,属于氧化还
原反应且不属于四种基本反应类型。
4.(2020
年湖北荆门龙泉中学高考模拟) 已知在溶液中可发生如下两个反
应:①Ce4++Fe2+
Fe3++Ce3+,②Sn2++2Fe3+
2Fe2++Sn4+。由此可以确定Fe2+、Ce3+、Sn2+三种离子的还原性
由强到弱的顺序是(
)。
A.Sn2+、Fe2+、Ce3+ B.Sn2+、Ce3+、Fe2+
C.Ce3+、Fe2+、Sn2+ D.Fe2+、Sn2+、Ce3+
【解析】根据反应Ce4++Fe2+
Fe3++Ce3+可知,还原性Fe2+>Ce3+,根据反应Sn2++2Fe3+
2Fe2++Sn4+可知,
还原性Sn2+>Fe2+,所以还原性Sn2+>Fe2+>Ce3+,A 项正确。
5.下列反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 的是(
)。
A.3S+6NaOH
2Na2S+Na2SO3+3H2O
B.2CH3COOH+Ca(ClO)2
2HClO+Ca(CH3COO)2
C.I2+2NaClO3
2NaIO3+Cl2
D.4HCl(浓)+MnO2
MnCl2+Cl2↑+2H2O
【解析】A 项中氧化剂和还原剂均为S,物质的量之比为2∶1;B 项为非氧化还原反应;C 项中NaClO3 和I2 分别为
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氧化剂和还原剂,物质的量之比为2∶1;D 项中MnO2 和HCl 分别为氧化剂和还原剂,4 mol HCl 中有2 mol 表现出还
原性,另外2 mol 表现出酸性,即氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2。
6.(2020 年山东高考模拟)根据下表中的信息判断,下列说法错误
．．的是(
)。
序号
反应物
产物
①
Cl2、H2O2
Cl-……
②
Cl2、FeBr2 FeCl3、FeBr3
③
KClO3、HCl
Cl2、KCl、
H2O
A.第①组反应的氧化产物为O2
B.第②组反应中Cl2 与FeBr2 的物质的量之比小于或等于1∶2
C.第③组反应中每生成3 mol Cl2,转移6 mol 电子
D.氧化性由强到弱的顺序为Cl۽
Ǧ >Cl2>Fe3+
【解析】H2O2 中O 元素的化合价升高,失去电子,被氧化,则第①组反应的氧化产物为O2,A 项正确;②中溴元素的化
合价没有变化,Cl2 只将Fe2+氧化为Fe3+,发生的反应为Cl2+2Fe2+
2Cl-+2Fe3+,则Cl2 与FeBr2 的物质的量之比小于
或等于1∶2,B 项正确;在KClO3+6HCl
KCl+3Cl2↑+3H2O 中,每生成3 mol 氯气转移5 mol 电子,C 项错误;在反应
KClO3+6HCl
KCl+3Cl2↑+3H2O 中,则氧化性Cl۽
Ǧ >Cl2,Cl2 将FeBr2 氧化成FeBr3,则氧化性Cl2>Fe3+,因此物质的
氧化性由强到弱的顺序为Cl۽
Ǧ >Cl2>Fe3+,D 项正确。
7.钯的化合物PdCl2 通过化学反应可用来检测有毒气体CO,该反应的反应物与生成物有CO、Pd、H2O、HCl、PdCl2
和一种未知物质X。下列说法错误
．．的是(
)。
A.未知物质X 为CO2,属于氧化产物
B.每转移1 mol e-时,生成2 mol X
C.反应中PdCl2 作氧化剂,被还原
D.还原性:CO>Pd
【解析】CO 在该反应中被氧化,则物质X 为CO2,属于氧化产物,A 项正确;反应中转移1 mol 电子时,生成0.5 mol
物质X,B 项错误;反应中PdCl2作氧化剂,得电子被还原,C 项正确;CO 作还原剂,Pd 为还原产物,则还原性CO>Pd,D 项正
确。
8.(2020 年陕西高考模拟)以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如图,下列说法错误
．．的是(
)。
A.NaClO3 在发生器中作氧化剂
B.吸收塔中1 mol H2O2 得到2 mol 电子
C.吸收塔中温度不宜过高,否则会导致H2O2 分解
D.从“母液”中可回收的主要物质是Na2SO4
【解析】根据流程图可知,NaClO3 与SO2 发生氧化还原反应,化学方程式为2NaClO3+SO2
Na2SO4+2ClO2,其
中NaClO3 作氧化剂, 母液中溶质主要为Na2SO4,A 、D 两项正确; 吸收塔中发生的反应为
2ClO2+H2O2+2NaOH
2NaClO2+2H2O+O2↑,1 mol H2O2 失去2 mol 电子,B 项错误;H2O2 在高温下易分解,故吸
收塔的温度不能过高,C 项正确。
9.完成下列各题。
(1)反应Cu2S+2MnO2+4H2SO4
2CuSO4+2MnSO4+4H2O+S 的氧化产物为
(填化学式)。
(2)制备氮氧化铝的反应原理为23Al2O3+15C+5N2
2Al23O27N5+15CO,产物Al23O27N5中氮的化合价为
,
该反应中每生成1 mol Al23O27N5 转移的电子数为
。
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(3)铋酸钠在工业生产中用途广泛,写出下列流程中焙烧时的化学方程式:
;当消耗标
准状况下4.48 L O2 时,转移电子的数目是
。
【答案】(1)CuSO4 和S
(2)-3
15NA(或9.03×1024)
(3)2Bi+2O2 +Na2O2
2NaBiO3
NA(或6.02×1023)
【解析】(1)Cu2S 中铜元素的化合价升高,生成硫酸铜,硫元素的化合价升高,生成单质硫,所以氧化产物是CuSO4 和
S。
(3)焙烧时生成铋酸钠的化学方程式为2Bi+2O2+Na2O2
2NaBiO3。反应中Bi 元素的化合价升高,从0 价升高
到+5 价,当消耗标准状况下4.48 L(0.2 mol)氧气时,转移电子的数目是NA。
10.(2020 年北京高考模拟)BMO(Bi2MoO6)是一种高效光催化剂,可用于光催化降解苯酚,原理如图所示。下列说法不正
．．
确．的是(
)。
A.该过程的总反应为C6H6O+7O2
6CO2+3H2O
B.该过程中BMO 表现较强氧化性
C.降解产物的分子中只含有极性共价键
D.①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3∶1
【解析】该过程用光催化降解苯酚生成二氧化碳和水,化学方程式为C6H6O+7O2
6CO2+3H2O,A 项正确;该过
程中BMO 是催化剂,BMO 与O2 在光作用下,BMO 被氧化成BMO+,B 项错误;降解苯酚的产物为二氧化碳和水,二氧化
碳和水分子中都只含有极性共价键,C 项正确;①中1 mol ۽
Ǧ 变为2 mol O2-要得到3 mol 电子,而②中1 mol BMO+
变为1 mol BMO只要得到1 mol 电子,根据氧化还原反应得失电子守恒,①②中被降解的苯酚的物质的量之比为3∶1,D
项正确。
11.(2020 年北京高考模拟)下表是某同学探究Na2SO3 溶液和铬(Ⅵ)盐溶液反应规律的实验记录,已知:Cr2۽⺁
′(橙
色)+H2O
2Cr۽
′(黄色)+2H+。
序
号
a
b
现象
1
2
mL
0.05
mol·L-1
K2Cr2O7 溶液
(pH=2)
3 滴饱和
Na2SO3
溶液(pH=9)
溶液变绿色(含Cr3+)
2
2
mL
0.1
mol·L-1
K2CrO4 溶液
(pH=8)
3 滴饱和
Na2SO3 溶液
溶液没有明显变化
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3
2
mL
饱和
Na2SO3 溶液
3 滴
0.05 mol·L-1
K2Cr2O7 溶液
溶液变黄色
4
2 mL 蒸馏水
3 滴
0.05 mol·L-1
K2Cr2O7 溶液
溶液变成浅橙色
下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.实验1 中的绿色溶液中含有S۽
′
B.实验1、2 的a 溶液中所含的离子种类相同
C.向实验3 溶液中滴加过量硫酸可使溶液变为浅橙色
D.实验4 的目的是排除稀释对溶液颜色变化造成的影响
【解析】实验1 中K2Cr2O7 与Na2SO3 发生了氧化还原反应,Na2SO3 被氧化为Na2SO4,K2Cr2O7 被还原为Cr3+,
溶液呈绿色,故A 项正确。实验1、2 的a 溶液中都存在平衡Cr2۽⺁
′(橙色)+H2O
2Cr۽
′(黄色)+2H+,溶液中所含的
离子种类相同, 故B 项正确。Na2SO3 溶液呈碱性, 滴加3 滴0.05 mol·L-1 K2Cr2O7 溶液, 平衡Cr2 ۽⺁
′ ( 橙
色)+H2O
2Cr۽
′(黄色)+2H+正向移动,溶液呈黄色;若向实验3 溶液中滴加过量硫酸,在酸性条件下,K2Cr2O7 与
Na2SO3 发生氧化还原反应,溶液变绿色,故C 项错误。实验4 和实验3 相比,b 溶液相同,a 为等体积的蒸馏水,溶液呈浅
橙色,颜色反而加深,可排除稀释对溶液颜色变化造成的影响,故D 项正确。
12.二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂,其被还原后生成的单质硒可能成为环境污染物,通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成
SeO2 以回收Se。
已知:①Se+2H2SO4(浓)
2SO2↑+SeO2+2H2O
②2SO2+SeO2+2H2O
Se+2S۽
′+4H+
(1) 依据Se 与浓H2SO4 的反应, 写出Se 和浓HNO3( 还原产物为NO2) 反应的化学方程
式:
。
(2)Se 与浓HNO3 的反应中,氧化剂是
,还原剂是
,反应中被还原的元素是
。当有标准状况
下22.4 L NO2 气体生成时,转移电子的物质的量是
mol。
(3)依据反应①②,判断SeO2、浓H2SO4、SO2 的氧化性由强到弱的顺序是
。
(4)用双线桥法标出反应②的电子转移方向和数目:
。
(5)SeO2 、KI 和HNO3 发生反应SeO2+KI+HNO3
Se+I2+KNO3+H2O, 配平上述反应的化学方程
式:
。
【答案】(1)Se+4HNO3(浓)
SeO2+4NO2↑+2H2O
(2)浓HNO3
Se
N
1
(3)浓H2SO4>SeO2>SO2
(4)
(5)SeO2+4KI+4HNO3
Se+2I2+4KNO3+2H2O
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单元训练(14)
一、选择题(本题包括16 小题,每小题3 分,共48 分)
1.(2020 年山东枣庄二中高三模拟)下面的“诗”情“化”“意”中,分析正确的是(
)。
A.“粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间”只发生了物理变化
B.“日照澄洲江雾开”中伴有丁达尔效应
C.“试玉要烧三日满,辨材须待七年期”中“玉”的成分是硅酸盐,该句诗表明玉的硬度很大
D.“绿蚁新醅酒,红泥小火炉”,“新醅酒”即新酿的酒,在酿酒过程中,葡萄糖发生了水解反应
【解析】“粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间”是碳酸钙的分解反应,反应中有新物质生成,是化学变化,A 项错误;“日
照澄洲江雾开”中,雾属于胶体,胶体能产生丁达尔效应,B 项正确;“玉”的成分是硅酸盐,熔点很高,“试玉要烧三日满”
与硬度无关,C 项错误;葡萄糖是单糖,不能发生水解反应,在酿酒过程中葡萄糖转化为酒精不是水解反应,D 项错误。
2.(2020 年黑龙江哈尔滨呼兰区一中高三月考)朱自清在《荷塘月色》中写道:“薄薄的青雾浮起在荷塘里……月光是隔
了树照过来的,高处丛生的灌木,落下参差的斑驳黑影……”这段美文中包含的化学知识正确的是(
)。
A.荷塘上方的薄雾是水蒸气
B.薄雾中的微粒直径大约是2.5 pm
C.月光通过薄雾产生了丁达尔效应
D.“大漠孤烟直”中孤烟的分散质和这种薄雾的分散质相同
【解析】荷塘上方的薄雾是水蒸气分散在空气中形成的气溶胶,A 项错误;薄雾是胶体,分散质粒子直径在1~100
nm,2.5 pm=2500 nm,B 项错误;“大漠孤烟直”中孤烟的分散质是固体小颗粒,而薄雾的分散质为小液滴,分散质不相
同,D 项错误。
3.(2020 年湖南长沙一中高三月考)前中国科学院院长卢嘉锡与法裔加拿大科学家Gignere 巧妙地利用尿素
(H2NCONH2)和H2O2 合成化合物H2NCONH2·H2O2,不但使H2O2 稳定下来,而且其结构也没有发生改变,得到了可供
衍射实验的单晶体。已知H2O2 的结构式为
。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.H2NCONH2 与H2O2 是通过氢键结合的
B.H2O2 分子中只含共价键,不含离子键
C.H2NCONH2·H2O2 属于离子化合物
D.H2O2 既有氧化性又有还原性
【解析】尿素(H2NCONH2)和H2O2 合成化合物H2NCONH2·H2O2,不但使H2O2 稳定下来而且结构也没有发生改
变, 这说明两者是通过氢键连接的,A 项正确; 除了铵盐外, 由非金属元素形成的化合物绝大多数为共价化合
物,H2NCONH2·H2O2 为共价化合物,C 项错误;H2O2 中的氧元素的化合价为-1,处于氧元素中间价态,所以H2O2 既有氧
化性又有还原性,D 项正确。
4.(2020 年河北邢台高三月考)下列反应的离子方程式书写正确的是(
)。
A.向NaHCO3 溶液中加入NaOH 溶液:HC۽
Ǧ +OH-
CO2↑+H2O
B.4 mol·L-1NaAlO2 溶液和7 mol·L-1盐酸等体积混合:4Al۽
Ǧ +7H++H2O
3Al(OH)3↓+Al3+
C.酸性条件下,用H2O2将I-转化为I2:H2O2+2I-
I2+2OH-
D.向Ca(ClO)2 溶液中通入过量CO2:2ClO-+CO2+H2O
2HClO+C۽
′
【解析】NaHCO3 与NaOH 反应的离子方程式为HC۽
Ǧ +OH-
C۽
′+H2O,A 项错误;将4 mol Al۽
Ǧ 转化为氢
氧化铝沉淀需要4 mol 氢离子, 剩下的3 mol 氢离子溶解1 mol 沉淀, 离子方程式为
4Al۽
Ǧ +7H++H2O
3Al(OH)3↓+Al3+,B 项正确;酸性条件下,I-被H2O2 氧化为I2,H2O2 被还原成水,离子方程式为
2I-+H2O2+2H+
I2+2H2O,C 项错误;正确的离子方程式为ClO-+CO2+H2O
HC۽
Ǧ +HClO,D 项错误。
5.(2020 年山东枣庄二中高三模拟)把图2 的碎纸片补充到图1 中,可得到一个完整的离子方程式。下列有关该离子方程
式的说法正确的是(
)。
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A.配平后的化学计量数依次为3、1、2、6、3
B.若有1 mol S 发生还原反应,则生成2 mol S2-
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
D.2 mol S 参加反应时转移3 mol 电子
【解析】由所给物质的化合价和溶液的酸碱性可知,该反应的离子方程式为3S+6OH-
S۽
′+2S2-+3H2O,A 项错
误;反应中S 既作氧化剂又作还原剂,还原产物是S2-,氧化产物是S۽
′,因此若有1 mol S 发生还原反应,则生成2 mol
S2-,B 项正确;氧化剂和还原剂的物质的量之比是2∶1,C 项错误;每消耗3 mol S 转移4 mol 电子,则2 mol S 参加反应
时转移
ૡ
mol 电子,D 项错误。
6.(2020 年湖南长沙一中高三月考)聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n 能用作净水剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3 在水溶
液中反应得到。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.KClO3 作氧化剂,每生成1 mol [Fe(OH)SO4]n,消耗
mol KClO3
B.生成聚合硫酸铁后水溶液的pH 增大
C.聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水
D.在相同条件下,Fe3+ 的水解能力比[Fe(OH)]2+强
【解析】反应的化学方程式为6nFeSO4+nKClO3+3nH2O
6[Fe(OH)SO4]n+nKCl,KClO3 作氧化剂,每生成1
mol[Fe(OH)SO4]n 消耗
mol KClO3,A 项错误;Fe2(SO4)3 是强酸弱碱盐,水溶液呈酸性,聚合硫酸铁又称为碱式硫酸铁,
生成聚合硫酸铁后,水溶液的酸性减弱,pH 增大,B 项正确;聚合硫酸铁能水解生成氢氧化铁胶体,氢氧化铁胶体能吸附水
中的悬浮物而净水,C 项正确;Fe3+是弱碱阳离子,水解也是分步进行的,只是通常规定Fe3+的水解一步到位,所以Fe3+的第
一步水解程度最大,即Fe3+比[Fe(OH)]2+的水解能力强,D 项正确。
7.(2020 年安徽砀山二中高三月考)下列各组离子,在指定环境中一定能大量共存的是(
)。
A.某无色透明溶液中:N۶
、Ca2+、Cl-、C۽
′
B.与金属铝反应放出氢气的溶液:K+、N۶
、N۽
Ǧ 、Cl-
C.滴加酚酞试液显红色的溶液:K+、Na+、C۽
′、Cl-
D.c(Fe2+)=1 mol·L-1 的溶液:K+、N۶
、Mn۽
Ǧ 、S۽
′
【解析】Ca2+与C۽
′生成难溶物碳酸钙,在溶液中不能大量共存,A 项错误;能与金属铝反应放出氢气的溶液可能为
酸或强碱的溶液,若为碱,则OH-与N۶
结合生成弱电解质,不能大量共存,B 项错误;滴加酚酞试液显红色的溶液呈碱性,
溶液中OH-、Na+、S2-、C۽
′、K+之间不反应,能大量共存,C 项正确;Fe2+与Mn۽
Ǧ 能发生氧化还原反应,不能大量共存,D
项错误。
8.(2020 年宁夏青铜峡高级中学高三月考)做实验时不小心沾了一些高锰酸钾,皮肤上的斑痕很久才能消除,若用草酸的
稀溶液洗涤,则马上可以复原,其离子方程式为Mn۽
Ǧ +C2۽
′+H+
CO2↑+Mn2++
。下列关于此反应的叙述正确
的是(
)。
A.该反应的氧化剂是C2۽
′
B.该反应右边方框内的产物是OH-
C.配平该反应式后,H+的化学计量数是16
D.该反应中每消耗2 mol Mn۽
Ǧ 转移5 mol 电子
【解析】该反应中,Mn 元素由+7 价变为+2 价,所以Mn۽
Ǧ 作氧化剂,A 项错误;根据元素守恒、电荷守恒配平该反
应可得2Mn۽
Ǧ +5C2۽
′+16H+
10CO2↑+2Mn2++8H2O,H+的化学计量数是16,B 项错误,C 项正确;每消耗2 mol
Mn۽
Ǧ 转移10 mol 电子,D 项错误。
9.(2020 年安徽霍邱一中高三月考)中学化学中很多“规律”都有其适用范围,下列根据有关“规律”推出的结论正确的
是(
)。
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A.铁与氯气反应制氯化铁,推出铁与碘反应制碘化铁
B.CO2 通入漂白粉溶液中发生反应CO2+Ca(ClO)2+H2O
CaCO3↓+2HClO,推出SO2 通入漂白粉溶液中发生反应
SO2+Ca(ClO)2+H2O
CaSO3↓+2HClO
C.利用可溶性的铝盐溶液与氨水反应制Al(OH)3,推出可溶性的铁盐溶液与氨水反应制Fe(OH)3
D.Na2O2 与CO2 反应生成Na2CO3 和O2,推出Na2O2 与SO2 反应可生成Na2SO3 和O2
【解析】铁与碘反应生成FeI2,不能生成FeI3,A 项错误;SO2 通入漂白粉溶液中,SO2 被HClO 氧化成S۽
′,不能生成
CaSO3,B 项错误;可溶性的铝盐和铁盐都能和氨水反应生成沉淀,C 项正确;Na2O2能氧化SO2,所以Na2O2与SO2反应生
成Na2SO4,D 项错误。
10.(2020 年吉林通榆一中期中)下列说法正确的有(
)。
①1 mol FeI2 与足量氯气反应时转移的电子数为2NA
②Na2O2 分别与水或CO2 反应产生等量氧气时,消耗水或CO2 的物质的量相等
③无色溶液中可能大量存在Al3+、N۶
、Cl-、S2-
④Na2O2 投入紫色石蕊试液中,溶液先变蓝,后褪色
⑤2 L 0.5 mol·L-1 硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA
⑥向漂白粉溶液中通入过量二氧化硫气体:ClO-+SO2+H2O
HS۽
Ǧ +HClO
A.1 个
B.2 个
C.3 个
D.4 个
【解析】1 mol FeI2 与足量氯气反应时生成FeCl3 和I2,转移的电子数为3NA,①错误;Na2O2 与水或CO2 反应的化
学方程式分别为2Na2O2+2CO2
2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O
4NaOH+O2↑,生成相同量的O2 时消耗水或二
氧化碳的物质的量相同,②正确;Al3+和S2-发生相互促进的水解反应,不能大量共存,③错误;Na2O2 投入紫色石蕊试液中,
与水反应生成氢氧化钠,溶液先变蓝,因为过氧化钠具有强氧化性, 所以后来溶液又褪色,④正确;N=2 L×0.5
mol·L-1×2NA
mol-1=2NA,⑤错误; 向漂白粉溶液中通入过量二氧化硫气体, 发生反应
Ca2++2ClO-+2SO2+2H2O
CaSO4↓+4H++2Cl-+S۽
′,⑥错误。
11.(2020 年湖北宜昌部分示范高中高三联考)SO2 气体与足量Fe2(SO4)3 溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7 溶液,发生如
下化学反应:①SO2+2Fe3++2H2O
S۽
′+2Fe2++4H+;②Cr2۽⺁
′+6Fe2++14H+
2Cr3++6Fe3++7H2O。下列说法
不正确
．．．的是(
)。
A.氧化性:Cr2۽⺁
′>Fe3+>SO2
B.标准状况下,若有6.72 L SO2 参加反应,最终消耗0.2 mol K2Cr2O7
C.反应②中,每1 mol K2Cr2O7 参加反应,转移电子的数目为6NA
D.由上述反应原理推断出K2Cr2O7 能将Na2SO3 氧化成Na2SO4
【解析】由①可知,Fe3+作氧化剂,氧化性Fe3+>SO2,由②可知,Cr2۽⺁
′作氧化剂,氧化性Cr2۽⺁
′>Fe3+,则氧化性
Cr2۽⺁
′>Fe3+>SO2,A 项正确;由上述两个反应可得3SO2~Cr2۽⺁
′,标准状况下6.72 L(0.3 mol) SO2 参加反应,则最终
消耗0.1 mol K2Cr2O7,B 项错误;每1 mol K2Cr2O7 参加反应,转移的电子为1 mol×2×3=6 mol,即转移电子的数目为
6NA,C 项正确;因氧化性Cr2۽⺁
>SO2,则K2Cr2O7 能将Na2SO3 氧化Na2SO4,D 项正确。
12.(2020 年河北衡水中学高三联考)一种测定室内甲醛含量的方法如下:
已知:溶液中有色物质浓度越大,吸光度越大。下列说法正确的是(
)。
A.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
B.反应①生成44.8 L CO2 时转移8 mol 电子
C.检验反应②后溶液中是否生成Fe2+只能选用酸性高锰酸钾溶液
D.要保证每步反应都完全转化才能准确测定甲醛的含量
【解析】反应①为2Ag2O+HCHO
4Ag+CO2+H2O,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,A 项错误;未指明
在标准状况下,无法计算转移电子的物质的量,B 项错误;也可用铁氰化钾检验Fe2+,C 项错误。
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13.(2020 年吉林延边二中高三考试)在一个氧化还原反应的体系中,共有H2O、ClO-、CN-、HC۽
Ǧ 、N2、Cl-六种物质。
在反应过程中测得ClO-和N2 的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列有关判断中正确的是(
)。
A.还原剂是CN-,氧化产物只有N2
B.还原产物有两种
C.配平后氧化剂与还原剂的化学计量数之比为4∶1
D.生成1 mol N2 转移10 mol 电子
【解析】反应中,C 元素化合价由CN-中+2 价升高为HC۽
Ǧ 中+4 价,N 元素化合价由CN-中-3 价升高到0 价,可知
氧化产物有HC۽
Ǧ 、N2,A 项错误;Cl 元素化合价由ClO-中+1 价降低到-1 价,ClO-是氧化剂,还原产物只有Cl-,B 项错误;
由上述分析可知,反应为2CN-+5ClO-+H2O
2HC۽
Ǧ +N2↑+5Cl-,反应中作CN-是还原剂,ClO-是氧化剂,氧化剂与还
原剂的化学计量数之比为5∶2,C 项错误;由上述方程式可知,D 项正确。
14.(2020 年浙江镇海中学选考模拟)某溶液中含有等物质的量的K+、Na+、Fe3+、Fe2+、S۽
′、S۽
′、I-、N۽
Ǧ 中的
几种离子,为了确定其组成,某同学取两份该溶液进行了如下实验(不考虑盐类的水解及水的电离):
①一份滴入酸性高锰酸钾溶液,发现高锰酸钾溶液褪色;
②另一份加入氯化钡固体,产生不溶于水的沉淀。
下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.溶液中可能含有K+
B.溶液中可能含有S۽
′
C.溶液中可能含有Fe3+
D.溶液中可能含有S۽
′
【解析】Fe3+具有强氧化性,能把S۽
′、I-氧化成S۽
′和I2,因此Fe3+、S۽
′、I-不能大量共存。一份滴入酸性高
锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液褪色,说明至少含有Fe2+、S۽
′、I-中的一种,另一份加入氯化钡固体,产生不溶于水的沉淀,说
明至少含有S۽
′、S۽
′中的一种。根据上述分析及离子物质的量相等,溶液呈电中性可知,若溶液中含有Fe2+、S۽
′、
I-,则一定有Na+或K+,A 项正确。根据上述分析可知,B 项正确;假设存在Fe3+,则溶液中一定存在Fe2+、S۽
′,由溶液呈
电中性可知,还应有的阴离子是S۽
′、I-或S۽
′、N۽
Ǧ ,而Fe3+与S۽
′、I-不能大量共存,则溶液中一定不存在Fe3+,C
项错误;根据上述分析可知,D 项正确。
15.(2020 年四川双流中学高三月考) 金属铜的提炼多从黄铜矿开始, 黄铜矿在焙烧过程中主要反应之一为
2CuFeS2+O2
Cu2S+2FeS+SO2。下列说法正确的是(
)。
A.每生成1 mol Cu2S,有4 mol 硫被氧化
B.CuFeS2 只作还原剂,O2 只作氧化剂
C.SO2 既是氧化产物又是还原产物
D.若有1 mol O2 参加反应,则上述反应中共有4 mol e-转移
【解析】Cu 元素由CuFeS2中的+2 价降低为Cu2S 中的+1 价,S 元素由CuFeS2中的-2 价升高为SO2中的+4 价,O
元素由O2 中的0 价降低为SO2 中的-2 价。每生成1 mol Cu2S,有1 mol 硫被氧化,A 项错误;在反应中CuFeS2 既是氧
化剂,又是还原剂,O2 只作氧化剂,B 项错误;SO2既是氧化产物又是还原产物,C 项正确;若有1 mol O2参加反应,则反应中
共有6 mol 电子转移,D 项错误。
16.(2020 年浙江名校新高考Z20 联盟联考)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。提纯工业氧化锌(含有
Fe、Mn、Ni 等杂质元素)的工艺流程如下:
工业ZnO
浸出液
滤液
滤液
滤饼
ZnO
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提示:在本实验条件下,Ni2+、Zn2+不能被氧化,Fe(OH)3 在pH 约为4 时完全沉淀。
下列说法正确的是(
)。
A.②中除去的杂质离子只有Mn2+
C.③中过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有Fe 和Ni
D.④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2,取干燥后的滤饼11.2 g,煅烧可得到产品8.1 g,则x=1
【解析】酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,将Fe2+、Mn2+氧化成Fe3+和MnO2,Zn2+和Ni2+与酸性高锰酸钾溶液不
反应,所以反应②中除掉的杂质离子是Fe2+和Mn2+,A 项错误;Fe(OH)3 在pH 约为4 时完全沉淀,②中若溶液的pH 较
低,溶液呈酸性,则不能生成Fe(OH)3 和MnO2 沉淀而导致无法除去Fe2+和Mn2+,则调节pH 约为5 并不是为了增强高
锰酸钾的氧化性,B 项错误;③中过滤后,向滤液中加入Zn 过滤,Zn 和Ni2+发生置换反应生成Ni,Ni 不溶于水,所以滤渣中
含有Ni 和Zn,C 项错误;设ZnCO3·xZn(OH)2 的物质的量为y mol,ZnCO3·xZn(OH)2 煅烧得到ZnO,则固体减少的质
量为二氧化碳、水的质量,n(ZnO)=
ૡt
ૡܕܗܔǦ=0.1 mol, 根据固体减少的质量、ZnO 的物质的量列方程式为
44y+18xy=11.2-8.1①,y+xy=0.1②,联立两个方程式,解得x=1,y=0.05,D 项正确。
二、非选择题(本题包括5 小题,共52 分)
17.某实验小组为探究ClO-、I2、S۽
′在酸性条件下的氧化性强弱,设计实验如下:
实验①:在淀粉-碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液,并加入少量稀硫酸,溶液立即变蓝。
实验②:向实验①的溶液中加入4 mL 0.5 mol·L-1 亚硫酸钠溶液,蓝色恰好完全褪去。
(1)写出实验①中发生反应的离子方程式:
。
(2)实验②的化学反应中转移电子的物质的量是
。
(3)以上实验说明,在酸性条件下ClO-、I2、S۽
′的氧化性由弱到强的顺序是
。
(4)Cl2、H2O2、ClO2(还原产物为Cl-)、O3(1 mol O3 转化为1 mol O2 和1 mol H2O)等物质常被用作消毒剂。等物
质的量的上述物质消毒效率最高的是
(填字母)。
A.Cl2
B.H2O2
C.ClO2
D.O3
(5)“84” 消毒液( 主要成分是NaClO) 和洁厕剂( 主要成分是浓盐酸) 不能混用, 原因是
(用离子方程式表示)。
【答案】(1)ClO-+2I-+2H+
I2+Cl-+H2O
(2)0.004 mol
(3)S۽
′<I2<ClO-
(4)C
(5)ClO-+Cl-+2H+
Cl2↑+H2O
【解析】(1)在酸性环境中,ClO-具有强氧化性,能将I-氧化为I2,同时生成Cl-和H2O:ClO-+2I-+2H+
I2+Cl-+H2O。
(2)实验①中生成的I2 具有氧化性,将S۽
′氧化为S۽
′,根据S۽
′~2e-~S۽
′可知,0.002 mol Na2SO3 失去电子
(转移电子)的物质的量为2×0.002 mol=0.004 mol。
(3)根据实验①知氧化性ClO->I2,根据实验②知氧化性I2>S۽
′,故氧化性ClO->I2>S۽
′。
(4)1 mol Cl2(发生的反应为Cl2+H2O
HCl+HClO)、H2O2、ClO2、O3 分别用于消毒时,转移电子依次为1 mol、
2 mol、5 mol、2 mol,ClO2 转移的电子数最多,消毒效率最高。
(5)ClO-与Cl-在酸性条件下会生成有毒的Cl2。
18.(1)现有六种物质:SO2、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3、Na2O2,按照不同的分类标准,其中有一种物质与其他五种有明
显的不同,请找出这种物质,并写出分类的依据(至少写出两种分类方法)。
①
;
②
。
(2)按反应中有无离子参加或生成,可以将化学反应分为离子反应和非离子反应。Na2O2 与水反应的离子方程式
为
。按反应中有无电子转移,可以将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还
原反应,从第(1)题所述物质中分别找出两种能相互反应的物质,写出一个非氧化还原反应的化学方程式和一个氧化还原
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反应的化学方程式:
;
。
【答案】(1)①SO2
常温常压下是气体,其余为固体
②Na2O2
Na2O2 属于过氧化物,其余为酸性氧化物或碱性氧化物(其他合理答案均可)
(2)2Na2O2+2H2O
4Na++4OH-+O2↑
CaO+SiO2
CaSiO3(或MgO+SO2
MgSO3 等其他合理答案)
Na2O2+SO2
Na2SO4
19.酸性KMnO4、H2O2、NaClO 在生产、生活、卫生医疗中常用作消毒剂,下面是对这三种氧化剂性质的探究。
(1)某同学向浸泡铜片的稀盐酸中加入H2O2 后,铜片溶解,写出该反应的化学方程式并用双线桥法在化学方程式上标出电
子转移的方向和数目:
。
(2)日常生活中常用的“84”消毒液的主要成分是NaClO,将0.5 mol·L-1NaClO 溶液和1 mol·L-1FeCl2 溶液等体积混
合时二者恰好反应完全,最后得到红棕色沉淀及棕黄色溶液,则还原产物是
。
(3)在Fe(NO3)3 溶液中加入Na2SO3 溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,过一会又变为棕黄色。溶液先变为浅绿色,发生反
应的离子方程式是
,又变为棕黄色的原因是
。
(4)取300 mL 0.2 mol·L-1 KI 溶液与一定量的酸性KMnO4 溶液恰好完全反应,生成等物质的量的I2 和KIO3,则消耗
KMnO4 的物质的量是
mol。
【答案】(1)
(2)NaCl
(3)2Fe3++S۽
′+H2O
2Fe2++S۽
′+2H+
H+与N۽
Ǧ 组成的硝酸将Fe2+氧化成Fe3+
(4)0.032
【解析】(2)NaClO 和FeCl2 按物质的量之比为1∶2 混合时,Fe2+被氧化成Fe3+,ClO-被还原为Cl-。
(3)Fe3+先被还原后又被氧化,先变为浅绿色,发生反应的离子方程式是2Fe3++S۽
′+H2O
2Fe2++S۽
′+2H+,
后变为棕黄色的原因是H+与N۽
Ǧ 组成的硝酸将Fe2+氧化成Fe3+。
(4)0.06 mol I-
0.02 mol I2+0.02 mol I۽
Ǧ ,转移0.16 mol 电子,从Mn۽
Ǧ
Mn2+可以看出,Mn 元素化合价
由+7 价降为+2 价,由得失电子守恒可知参加反应的n(KMnO4)=
htܕܗܔ
⺁′=0.032 mol。
20.(2020年黑龙江哈尔滨呼兰第一中学高三月考)某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解),
且各种离子的物质的量浓度相等,均为0.1 mol·L-1。
阳离子
K+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Fe2+
阴离子
Cl-、C۽
′、N۽
Ǧ 、S۽
′、Si۽
′
某同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:
①用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)。
②取少量溶液,加入KSCN 溶液无明显变化。
③另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,且溶液中阴离子种类不变。
④向③中所得的溶液中加入BaCl2 溶液,有白色沉淀生成。
回答下列问题:
(1)由①②③判断,溶液中一定不含有的阴离子是
,一定不含有的阳离子是
。(写离子符号)。
(2)③中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是
,④中生成白色沉淀的离子方程式
是
。
(3)将③中所得红棕色气体通入水中,气体变无色,所发生反应的化学方程式为
。
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(4)该同学最终确定原溶液中所含阴离子是
,阳离子是
。(写离子符号)
【答案】(1)C۽
′、Si۽
′
K+、Fe3+
(2)3Fe2++N۽
Ǧ +4H+
3Fe3++NO↑+2H2O
Ba2++S۽
′
BaSO4↓
(3)3NO2+H2O
2HNO3+NO
(4)Cl-、N۽
Ǧ 、S۽
′
Fe2+、Mg2+
【解析】通过实验①②可知,溶液中不含K+、Fe3+;③另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变
成红棕色,此时溶液依然澄清,且溶液中阴离子种类不变,说明Fe2+、N۽
Ǧ 与H+反应生成NO,即溶液中有Fe2+、N۽
Ǧ ,加
盐酸后溶液中阴离子种类不变,说明原溶液中有Cl-无C۽
′,加盐酸后溶液依然澄清说明没有Si۽
′;④向③中所得的溶液
中加入BaCl2 溶液,有白色沉淀生成,说明有S۽
′。
(4)由以上推断可知溶液中所含阴离子为Cl-、N۽
Ǧ 、S۽
′,且各为0.1 mol·L-1;已经推断出的阳离子是Fe2+,其浓度
为0.1 mol·L-1,由电荷守恒可知溶液中还有一种+2 价阳离子,所以还有Mg2+。所以该同学最终确定原溶液中所含阳离
子是Fe2+、Mg2+,阴离子是Cl-、N۽
Ǧ 、S۽
′。
21.(2020 年安徽“江淮十校”高三联考)Ⅰ.已知:亚磷酸(H3PO3)是具有强还原性的二元弱酸,可被银离子氧化为磷酸。
(1)亚磷酸与银离子反应的离子方程式为
。
(2)向亚磷酸溶液中滴加氢氧化钠溶液至中性,写出所得溶液中电荷守恒式:
。
(3)某温度下,0.2 mol·L-1 亚磷酸溶液的pH 为1.4,即c(H+)=3.9×10-2,则该温度下亚磷酸的一级电离平衡常数
Ka1=
。(亚磷酸第二级电离忽略不计,结果保留两位有效数字)
Ⅱ.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、印染、食品等方面应用广泛,也可作为食品的抗氧化剂。
(4)工业上制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用SO2 与碳酸钠溶液反应,当SO2 过饱和时,溶液中就会析出焦亚硫酸钠晶体,写
出该反应的化学方程式:
。
(5)由于Na2S2O5具有毒性,因此国家对其在食品中的用量有严格的规定。某化学兴趣小组在测定某白葡萄酒中Na2S2O5
的残留量时,取40 mL 葡萄酒样品,用0.02 mol·L-1 含有淀粉的碘标准溶液滴定至终点,消耗碘标准溶液5 mL,则滴定终
点的现象为
, 该样品中Na2S2O5 的残留量为
g·L-1(以SO2 计)。
【答案】(1)H2O+H3PO3+2Ag+
2Ag↓+H3PO4+2H+
(2)c(Na+)=c(H2P۽
Ǧ )+2c(HP۽
′)[加上c(H+)、c(OH-)也可]
(3)0.0094
(4)2SO2+Na2CO3
Na2S2O5↓+CO2
(5)当加入最后一滴标准液时,溶液恰好由无色变为蓝色,且半分钟不褪色
0.16
【解析】Ⅰ.(3)其电离程度较小,所以溶液中c(H2P۽
Ǧ )≈c(H+)=3.9×10-2 mol·L-1,c(H3PO3)≈(0.20-0.039)
mol·L-1,代入电离平衡常数表达式计算,Ka1=
hthૢൈhthૢ
ht′hthૢ
≈0.0094。
Ⅱ.(5)化学方程式为S2۽
′+2I2+3H2O
2S۽
′+4I-+6H+,根据S 原子守恒及离子方程式知2SO2~S2۽
′~2I2,
故n(SO2)=n(I2)=0.02 mol·L-1×0.005 L=10-4mol,则Na2S2O5 的残留量为
hǦܕܗܔൈܕܗܔǦ
hthۺ
=0.16 g·L-1。
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主题1
钠及其重要化合物(32)
(17)
1.(2020 年陕西商洛模拟)我国开发了一种新型的锂-钠合金空气电池。下列有关锂、钠的叙述正确的是(
)。
A.少量钠可贮存在煤油中
B.电解食盐水可得到金属钠
C.金属锂与水反应比金属钠与水反应剧烈
D.锂、钠分别在足量氧气中燃烧生成Li2O、Na2O
2.(2020 年黑龙江大庆四中月考)下列关于钠及其化合物的说法正确的是(
)。
A.过氧化钠的电子式:N܉
۽
۽
Na
B.金属钠可用来除去乙醇中的少量水
C.常温下Na 与O2 反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O 的速率增大
D.钠-钾合金可作原子反应堆的导热剂
【解析】过氧化钠的电子式为Na+ሾ
۽
۽
]2-Na+,A 项错误;金属钠与水、乙醇都能发生反应,因此金属钠不能用来除
去乙醇中的少量水,B 项错误;常温下,Na 与O2 反应生成Na2O,温度升高,Na 与O2 反应生成Na2O2,C 项错误。
3.(2020 年江苏泰州中学期末)金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠,下列说法正确的是(
)。
A.该反应过程中的能量变化如图所示
B.过氧化钠中阴、阳离子个数之比为1∶1
C.反应中每消耗1 mol O2 转移2 mol 电子
D.过氧化钠与氧化钠所含化学键类型完全相同
【解析】金属钠与氧气反应生成过氧化钠,该反应为放热反应,即反应物总能量大于生成物的总能量,A 项错误;过氧化
钠中阴、阳离子个数之比为1∶2,B 项错误;氧化钠中只含有离子键,过氧化钠中含有离子键和非极性共价键,D 项错误。
4.(2020 年天津河东区一模)1807 年化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠:4NaOH(熔融)
O2↑+4Na↑+2H2O↑;
后来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠:3Fe+4NaOH
Fe3O4+2H2↑+4Na↑。下列有关说法正确的是
(
)。
A.戴维法制钠,阳极的电极反应式为Na++e-
Na↑
B.盖·吕萨克法制钠原理是铁的金属性比钠的强
C.若用戴维法与盖·吕萨克法制得等物质的量的钠,两方法转移电子的总数相等
D.还可以用电解熔融氯化钠法制钠
【解析】阴极的电极反应式为Na++e-
Na↑, 阳极上OH- 失去电子, 发生氧化反应, 电极反应式为
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4OH--4e-
2H2O+O2↑,A 项错误;金属性Na>Fe,盖·吕萨克法制钠原理是钠的沸点较低,易从反应混合物中分离出来,
从而有利于反应正向进行,B 项错误;根据化学方程式可知戴维法每产生4 mol Na 转移电子的物质的量是4 mol,而用
盖·吕萨克法制得4 mol 钠,转移电子的物质的量是8 mol,C 项错误。
5.(2020 年湖南衡阳四中月考)钡和钠相似,也能形成含۽
′的过氧化物。下列叙述中不正确
．．．的是(
)。
A.过氧化钡的化学式是BaO2
B.过氧化钡属于碱性氧化物
C.1 mol Na2O2 或过氧化钡跟足量的水反应都生成0.5 mol O2
D.过氧化钠和过氧化钡都是强氧化剂
【解析】Ba 在化合物中表现为+2 价,则根据化合物中元素化合价代数和等于0 可知,过氧化钡的化学式是BaO2,A
项正确;BaO2 与水反应产生Ba(OH)2 和O2,属于过氧化物,B 项错误;根据反应前后元素化合价升降总数相等可知,1 mol
Na2O2 或BaO2 跟足量的水反应都生成0.5 mol O2,C 项正确;过氧化钠和过氧化钡在反应中都表现出强氧化性,因此都
是强氧化剂,D 项正确。
6.(2020 年内蒙古鄂尔多斯市一中期末)向NaOH 和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入
盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是(
)。
A.在0~a 范围内,只发生中和反应
B.a~0.4 范围内发生反应的离子方程式为C۽
′+2H+
CO2↑+H2O
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH 与Na2CO3 的物质的量之比为1∶2
【解析】向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中滴加盐酸,依次发生反应:H++OH-
H2O、H++C۽
′
HC۽
Ǧ 、
HC۽
Ǧ +H+
H2O+CO2↑。生成的CO2 为0.01 mol,所以HC۽
Ǧ 为0.01 mol,根据碳元素守恒,Na2CO3 的物质的量为
0.01 mol。在0~a 范围内,除了发生酸碱中和反应,还发生反应H++C۽
′
HC۽
Ǧ ,A 项错误;a~0.4 范围内发生的反应
是HC۽
Ǧ +H+
H2O+CO2↑,B 项错误;0.01 mol HC۽
Ǧ 消耗0.01 mol H+,盐酸浓度为0.1 mol·L-1,则从a 到0.4 消耗
的盐酸为0.1 L,所以a=0.3,C 项正确;a=0.3,在前两个反应中,共消耗0.03 mol HCl,0.01 mol Na2CO3 消耗0.01 mol
HCl 生成HC۽
Ǧ ,那么OH-消耗0.02 mol H+,所以OH-为0.02 mol,故氢氧化钠和碳酸钠的物质的量之比是2∶1,D 项
错误。
7.(2020 年北京市丰台区二模)以CO2 和Na2O2 为原料,制取纯净干燥的O2,实验装置如下:
下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.装置②中试剂可以是NaOH 溶液
B.装置③的作用是干燥O2
C.收集氧气应选择装置a
D.装置②③之间应增加盛澄清石灰水的洗气瓶
【解析】实验原理分析:二氧化碳通过U 形管与过氧化钠反应生成氧气,氧气和剩余的二氧化碳通入碱液洗气瓶除去
二氧化碳,可增加盛有澄清石灰水的洗气瓶,验证二氧化碳是否除尽,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶干燥氧气,最后收集。氧气
密度大于空气,应选择装置b 收集,C 项不正确。
8.(2020 年黑龙江“三区一县”四校联考)将20 g CO2 和CO 的混合气体,通过装有足量过氧化钠的干燥管,反应后干燥
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管的总质量增加了11.2 g,则原混合气体中CO2 的质量分数为(
)。
A.32%
B.44%
C.56%
D.88%
【解析】反应前后固体质量差完全来自CO2 与Na2O2 的反应,所以本题宜用“差量法”求解:
设其中CO2 的质量为x,则
2Na2O2+2CO2
2Na2CO3+O2
Δm
88 32 56
x
11.2 g
解得x=17.6 g
w(CO2)=
⺁t
h ×100%=88%。
9.已知:A 为含金属离子的淡黄色固体化合物,E、X 为空气中常见气体,A、B、C、D 均含金属离子Y,其转化关系如图(部
分产物已略去)。
请回答下列问题:
(1)金属离子Y 的结构示意图为
。
(2)X 的电子式为
。
(3)B 中所含化学键的类型是
。常温常压下,7.8 g A 与足量的水充分反应放出热量a kJ,写出该反应的
热化学方程式:
。
(4)①C 也可转化为B,写出该转化的化学方程式:
。
②B 与D 反应的离子方程式为
。
(5)将一定量的气体X 通入2 L B 溶液中,向所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,产生的气体与盐酸中HCl 的物质的量的
关系如图所示(忽略气体的溶解和HCl 的挥发):
a 点溶液中所含溶质的化学式为
,a~b 之间发生反应的离子方程式是
。
【答案】(1)
(2ሻ
۽
۱
۽
(3)极性共价键、离子键
2Na2O2(s)+2H2O(l)
4NaOH(aq)+O2(g)
ΔH=-20a kJ·mol-1
(4)①Ca(OH)2+Na2CO3
CaCO3↓+2NaOH[或Ba(OH)2+Na2CO3
BaCO3↓+2NaOH]
②OH-+HC۽
Ǧ
C۽
′+H2O
(5)Na2CO3、NaCl
C۽
′+H+
HC۽
Ǧ
【解析】A 为含金属离子的淡黄色固体化合物,故A 为Na2O2,根据2Na2O2+2H2O
4NaOH+O2↑和“E、X 为
空气中常见气体”可知,E 为O2,B 为NaOH,C 为Na2CO3,D 为NaHCO3,X 为CO2。
(5)根据Na2CO3+HCl
NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl
NaCl+H2O+CO2↑知,Na2CO3 转化为NaHCO3、
NaHCO3 转化为NaCl 需要的HCl 的物质的量相等,实际上产生气体之前消耗的盐酸与开始产生气体到气体达到最大值
之间消耗的盐酸体积之比为3∶2, 所以溶液中还存在NaOH, 结合化学方程式可知, 溶液中
n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶2,a 点时氢氧化钠与盐酸恰好完全反应,所以a 点时溶液中的溶质是Na2CO3 和NaCl,a~b
之间发生的反应是Na2CO3+HCl
NaHCO3+NaCl,离子方程式是C۽
′+H+
HC۽
Ǧ 。
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10.(2020 年江西遂川中学、吉安县中联考)向Na2CO3、NaHCO3 混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的量随盐酸加
入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是(
)。
A.a 点对应的溶液中:Na+、OH-、S۽
′、N۽
Ǧ
B.b 点对应的溶液中:H+、Fe3+、Mn۽
Ǧ 、Cl-
C.d 点对应的溶液中:S2-、N۽
Ǧ 、Fe2+、Ag+
D.c 点对应的溶液中:Na+、Ca2+、N۽
Ǧ 、Cl-
【解析】Na2CO3 、NaHCO3 中滴加盐酸, 依次发生的反应有Na2CO3+HCl
NaCl+NaHCO3 、
NaHCO3+HCl
NaCl+CO2↑+H2O。A 项,a 点对应的溶液中含有HC۽
Ǧ ,HC۽
Ǧ 与OH-反应生成C۽
′;B 项,b 点对应
的溶液中含有HC۽
Ǧ ,HC۽
Ǧ 与H+反应生成CO2 气体;C 项,S2-与Fe2+、Ag+不能大量共存,d 点对应的溶液为氯化钠和稀
盐酸的混合溶液,N۽
Ǧ 、Fe2+与H+能发生氧化还原反应,Cl-与Ag+反应生成AgCl 沉淀;D 项,c 点对应的溶液中溶质为
NaCl,NaCl 与Ca2+、N۽
Ǧ 不反应。
11.(2020 年山西考前适应性测试)“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业做出的突出贡献。某实验小组
模拟“侯氏制碱法”的工艺流程及实验装置(部分夹持装置省略)如下:
下列叙述错误
．．的是(
)。
A.实验时先点燃装置①的酒精灯,过一段时间后再打开装置③中分液漏斗的旋塞
B.装置②的干燥管中可盛放蘸有稀硫酸的脱脂棉,作用是吸收多余的NH3
C.向步骤Ⅰ所得滤液中通入氨气,再加入细小的食盐颗粒并降温,可析出NH4Cl
D.用装置④加热碳酸氢钠可实现步骤Ⅱ的转化,所得CO2 可循环使用
【解析】侯氏制碱法中,制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水,氨气极易溶于水,二氧化碳能溶于水,所以应先通
入氨气,通氨气时要防止倒吸,导管不能插入液面以下,A 项正确;过量氨气扩散到空气中会造成环境污染,所以要进行尾气
吸收,2NH3+H2SO4
(NH4)2SO4,B 项正确;过滤碳酸氢钠晶体后,母液中含有氯化铵,在母液中通入氨气可以增大溶液
中铵根离子的浓度,使NH4Cl 以晶体的形式析出,C 项正确;加热固体不能用烧杯,且该装置也实现不了二氧化碳的循环利
用,D 项错误。
12.研究钠及其化合物有重要意义。
(1)NaOH 是实验室中最常用的试剂之一。实验室配制0.5 mol·L-1 的氢氧化钠溶液500 mL,根据溶液的配制过程,回答
下列问题:
①实验室配制氢氧化钠溶液除需要托盘天平( 带砝码) 、药匙、烧杯和玻璃棒外, 还需要的玻璃仪器
是
。
②需用托盘天平(带砝码)称量NaOH 固体
g。
(2)Na2O2 可作为呼吸面具和潜水艇中氧气的来源。Na2O2 作为供氧剂时可能发生的反应的化学方程式
有
、
。
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(3)过氧化钠保存不当容易变质生成Na2CO3。某过氧化钠样品已经全部变质,请你设计实验,限用一种溶液和水,证明过氧
化钠已经变质:
(说明操作和结论)。
(4)NaNO2 因外观和食盐相似, 又有咸味, 容易使人误食而中毒。已知NaNO2 能发生如下反
应:2NaNO2+4HI
2NO↑+I2+2NaI+2H2O。
①上述反应中,在标准状况下,每生成2.24 L NO 气体,转移电子的物质的量为
mol,参加反应的HI 的物质的量为
mol。
②实验室要鉴别NaNO2 和NaCl 两种固体,可选用的试剂是
(填字母)。
A.HI 溶液
B.NaOH 溶液
C.酸化的KI 溶液和淀粉溶液
D.Ba(NO3)2 溶液
【答案】(1)①500 mL 容量瓶、胶头滴管
②10.0
(2)2Na2O2+2H2O
4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2
2Na2CO3+O2
(3)取少量样品于一洁净试管中,加水溶解,向其中加入BaCl2 溶液,充分振荡,若有白色沉淀生成,证明Na2O2 已经变
质
(4)①0.1
0.2
②AC
【解析】(4)反应中N 元素的化合价由+3 价降低到+2 价,每生成1 mol NO,转移电子1 mol,标准状况下生成2.24
L(0.1 mol)NO 时,转移电子0.1 mol,消耗HI 0.2 mol。鉴别NaNO2和NaCl,可利用已知中NaNO2的性质,使NaNO2
与HI 反应,然后用淀粉溶液检验生成物I2。
13.(2020 年广东深圳调研)室温下,某同学进行CO2 与Na2O2 反应的探究实验,回答下列问题:
(1)用图1 装置制备纯净的CO2。
图1
①丙装置的名称是
,乙、丙装置中盛装的试剂分别是
、
。
②若CO2 中混有HCl,则HCl 与Na2O2 反应的化学方程式为
。
(2)按照图2 的装置图进行实验(夹持装置略)。
图2
①先组装仪器,然后
,
再用注射器1 抽取100 mL 纯净的CO2,将其连接在K1 处,注射器2 的活塞推到底后连接在K2 处,具支U 形管中装入足
量的Na2O2 粉末与玻璃珠。
②打开止水夹K1、K2,向右推动注射器1 的活塞,可观察到的现象是
。
③实验过程中, 需缓慢推入CO2, 其目的是
, 为达到相同目的, 还可进行的操作
是
。
(3)实验结束后,当注射器1 的活塞推到底时,测得注射器2 中气体体积为65 mL,则CO2 的转化率是
。
【答案】(1)①球形干燥管
饱和NaHCO3 溶液
CaCl2 或P2O5
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②2Na2O2+4HCl
4NaCl+2H2O+O2↑
(2)①检查装置气密性
②U 形管中的淡黄色粉末颜色逐渐变浅,注射器2 的活塞向右移动
③使反应进行得更充分
多次往返推动注射器1 和2 的活塞
(3)70%
【解析】(1)①乙装置中盛装的是饱和NaHCO3 溶液,用来除去二氧化碳中的HCl;丙装置中盛装的是CaCl2 或P2O5,
用来干燥二氧化碳气体。
(2)②二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,则U 形管中的淡黄色粉末过氧化钠颜色逐渐变浅,生成的氧气进
入注射器2 中,所以注射器2 的活塞向右移动。
(3)2Na2O2+2CO2
2Na2CO3+O2
ΔV(减小)
2 1
1
V
35 mL
解得V=70 mL。
CO2 的转化率是
⺁h ܕۺ
hh ܕۺ×100%=70%。
主题2
镁、铝及其重要化合物(39)
(19)
1.(2020 年福建宁德高中同心顺联盟校期中)下列有关铝及其重要化合物的叙述正确的是(
)。
A.氢氧化铝可作胃酸的中和剂
B.向Al2(SO4)3 溶液中加入过量的氨水:Al3++4NH3·H2O
Al۽
Ǧ +2H2O+4N۶
C.铝罐可用于盛放浓硝酸,是因为铝与浓硝酸不反应
D.Al2O3 和MgO 均可与NaOH 溶液反应
【解析】氢氧化铝可与胃酸发生反应,对人体无刺激性,因此可作胃酸的中和剂,A 项正确;向Al2(SO4)3 溶液中加入过
量的氨水,反应产生硫酸铵和氢氧化铝,反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O
Al(OH)3↓+3N۶
,B 项错误;铝罐可用
于盛放浓硝酸,是因为铝在室温下遇浓硝酸会被氧化产生一层致密的氧化物保护膜,阻止金属的进一步氧化,即发生钝化
反应,C 项错误;MgO 不与NaOH 溶液反应,D 项错误。
2.(2020 年黑龙江佳木斯期末)下列既能与盐酸反应得到气体,又能与NaOH 溶液反应得到气体的物质是(
)。
A.NaAlO2
B.Al2O3
C.NH4HCO3
D.Al
3.(2020 年黑龙江牡丹江第三高级中学期末)用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝,下列操作步骤中最恰当的组合是
(
)。
①加盐酸溶解
②加烧碱溶液溶解
③过滤
④通入过量CO2 生成Al(OH)3 沉淀
⑤加入盐酸生成Al(OH)3 沉淀
⑥加入过量烧碱溶液
A.②③④③
B.①⑥⑤③
C.②③⑤③
D.①③⑤③
【解析】镁、铝都能与酸反应,但铝可溶于强碱,而镁不能,则可先向含少量镁粉的铝粉中加入烧碱溶液,使铝粉溶解,
过滤后可得到NaAlO2 溶液,再向NaAlO2 溶液中通入过量CO2,CO2 与NaAlO2 溶液反应生成Al(OH)3 沉淀,过滤、洗
涤可得到纯净的氢氧化铝,正确的顺序为②③④③,A 项正确。
4.(2020 年安徽皖江名校联盟联考)实验室中,采用废易拉罐(主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg 杂质)制备明矾
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[KAl(SO4)2·12H2O]的过程如图所示。下列说法正确的是(
)。
A.试剂①可选用盐酸或NaOH 溶液
B.过滤操作中使用的玻璃仪器只有漏斗、烧杯
C.滤液X 到沉淀Y 的反应中无CO2 生成
D.最后一步操作是蒸发结晶
【解析】铁、镁和铝都能与盐酸反应,但只有铝能与氢氧化钠溶液反应,为防止Fe、Mg 杂质干扰,试剂①只能选择
NaOH溶液,A项错误;过滤操作中使用的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒,B项错误;滤液X为偏铝酸钠溶液,Al۽
Ǧ 和HC۽
Ǧ
反应的离子方程式为Al۽
Ǧ +HC۽
Ǧ +H2O
Al(OH)3↓+C۽
′,无CO2生成,C 项正确;制备的明矾含有结晶水,不能用蒸发
结晶的方法,应采用“蒸发浓缩、冷却结晶”的方法,D 项错误。
5.(2020 年河南顶级名校开学摸底考)无机阻燃剂是把具有本质阻燃性的无机元素以单质或化合物的形式添加到被阻燃
的基材中。Al(OH)3 是目前用量最大、应用最广的无机阻燃剂,下列关于其阻燃原理的说法中错误
．．的是(
)。
A.Al(OH)3 受热分解为Al2O3 和H2O 的反应为吸热反应,降低燃烧温度,阻止燃烧
B.Al(OH)3 受热分解放出的水蒸气稀释空气中的O2,使O2 浓度减小,阻止燃烧
C.Al(OH)3 受热分解生成的Al2O3 覆盖在可燃物表面,起隔离作用,阻止燃烧
D.Al(OH)3 为还原性的氢氧化物,消耗空气中的O2,降低O2 浓度,阻止燃烧
【解析】Al(OH)3 受热分解生成的Al2O3 熔点高,覆盖可燃物表面,起隔离作用,阻止燃烧,C 项正确;Al(OH)3 不是具
有还原性的氢氧化物,不能消耗空气中的O2,D 项错误。
6.(2020 年湖南常德芷兰实验学校月考)现有一块已知质量的铝镁合金,欲测定其中镁的质量分数,几位同学设计了以下
三种不同的实验方案:
实验方案①:铝镁合金
测定生成的气体在标准状况下的体积
实验方案②:铝镁合金
测定生成的气体在标准状况下的体积
实验方案③:铝镁合金
溶液
过滤、洗涤、干燥后测定得到沉淀的质量
下列对能否测定出镁的质量分数的实验方案判断正确的是(
)。
A.都能
B.都不能
C.①不能,②③都能
D.②③不能,①能
【解析】已知铝镁合金的质量,方案①②中,利用金属的质量、生成的氢气的量可计算出镁的质量,以此得到Mg 的质
量分数;方案③中,沉淀的质量为氢氧化镁的质量,根据元素守恒可知镁的质量,以此得到质量分数,A 项正确。
7.(2020 年北京朝阳区期末)下列有关铝热反应的说法中,不正确
．．．的是(
)。
A.利用了铝的还原性
B.可用于焊接铁轨,反应的化学方程式为2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe
C.可用于冶炼某些高熔点金属
D.能量变化可用如图表示:
【解析】铝与某些高熔点金属在高温下发生铝热反应,反应放出大量的热,可用于焊接钢轨和冶炼某些高熔点金属。
示意图为吸热反应,铝热反应为放热反应,D 项错误。
8.(2020 年江苏海安高级中学期中)已知常温下浓硫酸能使铝片表面形成致密氧化膜,下列通过制取硫酸铝、氢氧化铝获
得氧化铝的装置和原理能达到实验目的的是(
)。
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【解析】常温下浓硫酸能使铝钝化,得不到硫酸铝,A 项错误;过量氢氧化钠与硫酸铝反应生成偏铝酸钠而得不到氢氧
化铝,B项错误;氢氧化铝不溶于水,可通过过滤与水分离,且过滤操作正确,C项正确;灼烧固体用坩埚,不用蒸发皿,D项错误。
9.某同学为探究金属Al 在酸性或碱性溶液中均可与N۽
Ǧ 发生氧化还原反应,进行如下实验:
①将Al 加入pH=2 的HNO3 溶液中,Al 溶解,得到溶液A,产生无色气体C,气体C 在空气中转化为红棕色气体E;
②将Al 加入pH=12 的KNO3 和KOH 混合溶液中,Al 溶解,得到溶液B,产生无色有刺激性气味的气体D;
③在溶液A 中通入气体D,最终产生大量的白色沉淀;
④在溶液B 中通入气体E,先出现白色沉淀,而后白色沉淀溶解。
请回答下列问题:
(1)Al 与N۽
Ǧ 在酸性条件下反应,Al 与被还原的N۽
Ǧ 的物质的量之比是
。
(2)E 和D 在一定条件下反应生成两种对环境无污染的物质,则该反应的化学方程式为
。
(3)已知A 和B 两溶液混合产生白色沉淀,该反应的离子方程式为
。
(4)除去气体C 中混有的少量E 的操作是
。
【答案】(1)1∶1
(2)8NH3 +6NO2
7N2+12H2O
(3)Al3+ +3Al۽
Ǧ +6H2O
4Al(OH)3↓
(4)将混合气体通过盛有水的洗气瓶
10.(2020 年湖南长沙第一中学月考)镓(Ga)与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物、氢氧化物均为两性化合物。工业
制备镓的流程如图所示。下列判断不合理
．．．的是(
)。
A.Al、Ga 均处于ⅢA 族
B.由流程图可知酸性:Al(OH)3>Ga(OH)3
C.Ga(OH)3 可与NaOH 反应生成NaGaO2
D.Ga2O3 可与盐酸反应生成GaCl3
【解析】镓(Ga)与铝同主族,均处于ⅢA 族,A 项正确;化学反应遵循强酸制弱酸的原理,由流程图可知,在NaAlO2 和
NaGaO2 的混合液中通入CO2,只有Al(OH)3 沉淀,而没有Ga(OH)3 沉淀,可能是镓酸的酸性强于碳酸,则酸性
Al(OH)3<Ga(OH)3,B 项错误;Ga(OH)3 属于两性氢氧化物,与Al(OH)3 的性质相似,能与NaOH 溶液反应生成
NaGaO2,C 项正确;Ga2O3 是两性氧化物,可与盐酸反应生成GaCl3,D 项正确。
11.(2020 年黑龙江牡丹江第三高级中学期末)易拉罐的主要材料为铝合金,其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几
小块易拉罐碎片进行下列实验,其中实验方案、现象与结论均正确的是(
)
选项
实验方案
现象与结论
A
加入盐酸中
产生无色气体,含铝、铁、镁三种元素
B
加入NaOH 溶液中
有无色气体产生,含有铝元素
C
加入盐酸后,所得溶液
中再加入少量NaOH
产生白色沉淀,含有镁元素
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溶液
D
加入盐酸后,所得溶液
中再加入少量KSCN
溶液
无红色出现,说明不含铁元素
【解析】A 项,铝、铁、镁都能和盐酸反应生成气体,其中任意组合都能产生气体,错误;B 项,铝、铁、镁中只有铝可
与NaOH 溶液反应生成无色气体,正确;C 项,加入盐酸后,所得溶液中再加入少量NaOH 溶液产生白色沉淀,也可能含有
铝,错误;D 项,铁单质与盐酸反应生成Fe2+,Fe3+遇KSCN 溶液才呈血红色,错误。
12.(2020 年陕西安康第一次教学质量联考)铝及其化合物在生活、生产中有广泛应用。
(1)Na3AlF6 是冰晶石的主要成分,冰晶石常作工业冶炼铝的助熔剂。工业上常用HF、Na2CO3 和Al(OH)3 制备冰晶石,
化学反应原理为2Al(OH)3+3Na2CO3+12HF
2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O。其中属于盐的有Na2CO3 和
。
上述反应不能在玻璃容器中反应,其原因是
(用化学方程式表示)。
(2)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]常作净水剂。在明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液至Al3+恰好完全沉淀,写出该反应的离子方程
式:
。
(3)铝合金广泛用于建筑材料。等质量的铁、铝、硅组成的同种合金分别与足量盐酸、足量烧碱溶液反应,产生氢气的体
积相等(同温同压)。则该合金中铁、硅的质量之比为
。(已知Si+2NaOH+H2O
Na2SiO3+2H2↑)
(4)铝氢化钠(NaAlH4)是有机合成的重要还原剂。它的制备方法是将氢化钠和氯化铝在乙醚中反应。
①写出该反应的化学方程式:
。
②在化学上,含氢还原剂的还原能力用“有效氢”表示,“有效氢”的含义是单位质量的含氢还原剂的还原能力相当于多
少克氢气。一般地,含氢还原剂的氢被氧化成H2O,“还原能力”用氢失去电子数的多少表示。NaAlH4、NaH 的“有效
氢”之比为
。
【答案】(1)Na3AlF6
SiO2+4HF
SiF4↑+2H2O
(2)2Al3++3S۽
′+3Ba2++6OH-
2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
(3)4∶1
(4)AlCl3+4NaH
NaAlH4+3NaCl
16∶9
【解析】(3)根据题目信息可知,铁和铝与稀盐酸反应生成氢气,铝和硅与氢氧化钠反应生成氢气。根据化学方程式
2Al+6HCl
2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2↑可知,相同质量的铝与足量盐酸或足量氢氧化钠
反应生成氢气的质量相等。综合分析,铁和盐酸反应生成的氢气的质量等于硅和氢氧化钠反应生成的氢气的质量。设铁与
盐酸反应生成的氢气的质量为m,硅的质量为x,铁的质量为y。
Si+2NaOH+H2O
Na2SiO3+2H2↑
28
4
x
m
ૡ࢞=
,得x=7m
Fe+2HCl
FeCl2+H2↑
56
2
y
m
࢟=
,得y=28m
所以合金中铁和硅的质量之比为28m∶7m=4∶1。
(4)①铝氢化钠(NaAlH4)是将氢化钠和氯化铝在乙醚中反应制得,化学方程式为AlCl3+4NaH
NaAlH4+3NaCl。
②NaAlH4、NaH 的“有效氢”关系式为NaAlH4~8e-~4H2,NaH~2e-~H2,NaAlH4 的有效氢为
ૡ
g,NaH 的有效氢
为
g,有效氢之比为
ૡ
g∶
g=16∶9。
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13.镁在工业、医疗等领域均有重要用途。某化学小组利用硼砂工厂的固体废弃物(主要含有MgCO3、MgSiO3、Al2O3
和Fe2O3 等),设计了回收镁的工艺流程:
(1)酸浸前,将固体废弃物研磨的目的是
。为达到此目的,还可以采取的措施是
(任写一条)。
(2)酸浸时,生成滤渣1 的离子方程式为
。
(3)第一次调节pH 的目的是
。当加入氨水使Al3+开始沉淀时,溶液中
ࢉሺthሻ
ࢉሺۯܔሻ
为
。已知Ksp[Fe(OH)3 ]=4×10-38,Ksp[Al(OH)3 ]=1×10-33。
(4)设计简单方案分离滤渣2,简述实验过程:
。
(5)滤液3 中可回收利用的物质主要是
(填化学式),其阳离子的电子式为
。
(6)写出工业上从滤渣3 中获得镁锭的所有反应的化学方程式:
。
【答案】(1)加快浸出速率
提高反应温度、搅拌或适当增大硫酸浓度(或其他合理答案)
(2)MgSiO3+2H+
Mg2++H2SiO3
(3)使Fe3+、Al3+沉淀从而分离出来
4×10-5
(4)将滤渣2 溶于适量氢氧化钠溶液中,过滤得Fe(OH)3;向滤液中通入过量CO2,过滤得Al(OH)3
(5)(NH4)2SO4
[۶
ۼ
۶
۶
H]+
(6)Mg(OH)2+2HCl
MgCl2+2H2O、MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑
【解析】(2)因MgCO3、MgSiO3、Al2O3、Fe2O3 均能与硫酸反应,生成MgSO4、Al2(SO4)3、H2SiO3 和Fe2(SO4)3,
其中H2SiO3 形成滤渣,酸浸时,生成滤渣1 的离子方程式为MgSiO3+2H+
Mg2++H2SiO3。
(3)滤液1 中含有MgSO4、Al2(SO4)3 和Fe2(SO4)3,第一次调节pH 的目的是使Fe3+和Al3+沉淀从而分离出来。
当加入氨水使Al3+开始沉淀时,溶液中
ࢉሺthሻ
ࢉሺۯܔሻ=
ࡷܛܘሾthሺ۽۶ሻሿ
ࡷܛܘሾۯܔሺ۽۶ሻሿ=
ൈhǦૡ
ൈhǦ=4×10-5。
(5)过滤后滤液2 中阴离子主要是S۽
′,加入NH3·H2O 后再调节pH 至12.5 时Mg2+完全沉淀,滤液3 溶质的主要
成分是(NH4)2SO4。
(6)滤渣3 为Mg(OH)2,工业上从滤渣3 中获得镁锭的反应的化学方程式为Mg(OH)2+2HCl
MgCl2+2H2O、
MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑。
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主题3
铁、铜及其重要化合物
金属的冶炼
1.(2020 年上海市宝山区一模)生活中使用的金属大多是合金。下列关于合金的描述正确的是(
)。
A.一定是金属熔合形成的
B.导电性一般高于任一组分金属
C.生铁和钢的组成成分含量相同
D.熔点一般低于任一组分的金属
【解析】合金是金属与金属或金属与非金属熔合形成的,A 项错误;合金的导电性、导热性一般弱于各成分金属,B 项
错误;生铁的含碳量高于钢,C 项错误;合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低,D 项正确。
2.(2020 年河北邢台一中期中)下表中金属的冶炼原理与方法错误
．．的是(
)
选项
冶炼原理
方法
A
2HgO
2Hg+O2↑
热分解法
B
2Al2O3(熔融)
4Al+3O2↑
电解法
C
3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
热还原法
D
2CuO
2Cu+O2↑
热分解法
【解析】Hg 为不活泼金属,可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来,A 项正确;Al 为活泼金属,通常
用电解熔融的氧化铝的方法冶炼Al,但氧化铝的熔点较高,加入冰晶石的目的是降低熔融温度,B 项正确;Fe 用热还原法冶
炼,C 项正确;Cu 应该用热还原法冶炼,D 项错误。
3.《本草图经》中关于绿矾的分解有如下描述:“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色,取此物置于铁板上,聚炭,封之囊
袋,吹令火炽,其矾即沸,流出,色赤如融金汁者是真也。”下列说法正确的是(
)。
①绿矾又称胆矾,化学式为CuSO4·5H2O
②绿矾在分解过程中发生了氧化还原反应
③“色赤”说明有铜单质生成
④流出的液体中可能含有硫酸
A.①③
B.②④
C.②③
D.①④
【解析】绿矾的化学式为FeSO4·7H2O,而胆矾的化学式为CuSO4·5H2O,故①错误;“色赤”,说明Fe2+转化成Fe3+,
有电子发生转移,绿矾在分解过程中发生了氧化还原反应,故②正确;根据题意,整个过程中不存在铜元素,“色赤”说明可
能有Fe2O3 生成,故③错误;绿矾分解成Fe2O3、SO2、SO3 和H2O,SO3 与水反应生成H2SO4,则流出的液体中可能含有
H2SO4,故④正确。
4.(2020 年重庆市八中期末)有一块铁的“氧化物”样品,用280 mL 5.0 mol·L-1 盐酸恰好将其完全溶解,所得溶液还能
吸收标准状况下1.12 L Cl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品的化学式为(
)。
A.Fe5O7 B.Fe4O5 C.Fe3O4 D.Fe2O3
【解析】通入氯气时,发生反应2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-,标准状况下1.12 L Cl2 的物质的量为0.05 mol,与溶液
中的0.1 mol Fe2+ 反应, 此时溶液为FeCl3, 溶液中n(Cl-)=2×0.05 mol+5.0 mol·L-1×0.28 L=1.5 mol, 则
n(Fe3+)=0.5 mol,原氧化物中n(Fe2+)=0.1 mol,n 原(Fe3+)=0.4 mol,则n 原(O)=0.1 mol+0.6 mol=0.7 mol,化学式
为Fe5O7,A 项正确。
5.某同学欲探究铁及其化合物的性质,下列实验方案可行的是(
)。
A.将铁粉加入热的浓硫酸中:探究铁的金属活动性
B.将热的NaOH 溶液滴入FeCl3 溶液中:制备Fe(OH)3 胶体
C.在蒸发皿中加热蒸干FeSO4 溶液:制备FeSO4·6H2O 晶体
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D.将铜粉加入FeCl3 溶液中:验证Fe3+的氧化性强于Cu2+
【解析】由于浓硫酸具有强氧化性,铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2,无法说明铁的金属活动性,故A 项方案不可行;
将热的NaOH 溶液加入FeCl3 溶液中,得到Fe(OH)3 沉淀,无法得到Fe(OH)3 胶体,故B 项方案不可行;在蒸发皿中加热
蒸干FeSO4 溶液,一方面氧气可将FeSO4 氧化,另一方面会得到不含结晶水的化合物,故C 项方案不可行;将铜粉加入
FeCl3 溶液中,发生反应Cu+2Fe3+
Cu2++2Fe2+,该反应说明Fe3+的氧化性强于Cu2+,故D 项方案可行。
6.(2020 年云南昆明一中期中)选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;乙组:检验
含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列试剂及加入试剂的顺序能达到实验目的的是(
)。
选项
甲组
乙组
A
先加新制氯水再加KSCN 溶
液
NaOH 溶液
B
酸性KMnO4 溶液
KSCN 溶液
C
KOH 溶液
氯水
D
铁粉
酸性KMnO4 溶液
【解析】甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+,Fe2+具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,Fe3+不能使酸性高
锰酸钾溶液褪色,所以检验是否含有Fe2+可以选用酸性高锰酸钾溶液。乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+,Fe3+遇
到KSCN 溶液会变红色,而Fe2+不能使KSCN 溶液变色,所以检验是否含有Fe3+,可以选用KSCN 溶液。综上所述,B 项
正确。
7.(2020 年广东汕头教学质量监测)已知氧化性Fe3+>Cu2+,向1 L 物质的量浓度均为1 mol·L-1 的Fe2(SO4)3、CuSO4
的混合溶液中加入a mol 铁粉,充分反应后,下列说法正确的是(
)。
A.当a≤1 时,发生的反应为Fe+Cu2+
Fe2++Cu
B.当固体有剩余时,溶液中一定存在Fe2+、Fe3+
C.当1≤a<2 时,溶液中n(Fe2+)=(2+a) mol
D.若有固体剩余,则固体中一定有铁,可能有铜
【解析】由题意可知,混合液中n(Fe3+)=1 mol·L-1×1 L×2=2 mol,n(Cu2+)=1 mol·L-1×1 L=1 mol。因氧化性
Fe3+>Cu2+,加入铁粉后,铁先与Fe3+反应,Fe3+完全反应后,铁再与Cu2+反应,根据2Fe3++Fe
3Fe2+,当a≤1 时,Fe 粉
只能将Fe3+还原,不能发生反应Fe+Cu2+
Fe2++Cu,A 项错误;当固体有剩余时,说明铁与Fe3+完全反应后,铁还与
Cu2+反应,因此溶液中一定不存在Fe3+,B 项错误;当1≤a<2 时,Fe3+全部被还原,还可能发生反应Fe+Cu2+
Fe2++Cu,
根据铁元素守恒,可得溶液中n(Fe2+)=(2+a) mol,C 项正确;若有固体剩余,说明铁与Fe3+完全反应后,铁还与Cu2+发生
反应Fe+Cu2+
Fe2++Cu,则固体中一定有铜,当铁粉过量时,还会含有铁,D 项错误。
8.(2020 年山东青岛期末考)高铁酸钾的生产流程如图所示,下列涉及的离子方程式书写错误
．．的是(
)。
A.反应①:2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-
B.反应②:Cl2+2OH-
Cl-+ClO-+H2O
C.反应③:3Fe3O4+28H++N۽
Ǧ
9Fe3++NO↑+14H2O
D.反应④:2Fe3++3ClO-+10OH-
2Fe۽
′+3Cl-+5H2O
【解析】氯化镁溶液电解的离子方程式为Mg2++2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓,Mg(OH)2 是难溶物,不可
拆,A 项错误。
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9.(2020 年黑龙江哈尔滨六中期末)铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx 的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g FeClx 样品,溶解后先进行阳离
子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40
mol·L-1 的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.00 mL。则该样品中Cl-的物质的量为
,FeClx 中x 的值
为
。
(2)现有一含有FeCl2 和FeCl3 的混合样品,采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3 的物质的量分数
为
。在实验室中,FeCl2 可用铁粉和
反应制备,FeCl3 可用铁粉和
反应制备。
(3)FeCl3 与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为
。
【答案】(1)0.010 mol
3
(2)10%
盐酸
氯气
(3)2Fe3++2I-
2Fe2++I2
【解析】(1)n(Cl-)=n(H+)=n(OH-)=0.0250 L×0.40 mol·L-1=0.010 mol,则
ht
ሺt࢞ሻܕܗܔǦ×x=0.010 mol,解得
x=3。
(2)设混合物中n(FeCl2)=x,n(FeCl3)=y,根据物质中Fe 和Cl 的物质的量之比,有(x+y)∶(2x+3y)=1∶2.1,得到
x∶y=9∶1,氯化铁的物质的量分数为
ૢ×100%=10%。
10.(2020 年浙江超级全能生第一次联考)某合金只含铝、铁、铜三种元素,取合金26.2 g,加入含n mol 稀硝酸的溶液中,
恰好完全反应,放出无色气体11.2 L(标准状况下)。将反应后的溶液分成2 等份,向一份溶液中滴加K3[Fe(CN)6],无明显
现象。向另一份溶液中滴加氨水至过量,过滤得沉淀b g,充分灼烧得固体c g,减轻了5.4 g,再将灼烧后的固体加入过量
NaOH 溶液中,剩余不溶物d g{已知:Fe2+遇K3[Fe(CN)6]会出现蓝色沉淀}。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.n=2
B.原合金中铜的质量为9.6 g
C.若将上述n mol 稀硝酸逐滴加入合金中,放出气体仍为11.2 L(标准状况下)
D.d 不是一确定值,可能为8
【解析】无色气体为NO,一份溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无明显现象,则不含Fe2+,所以溶液为Al(NO3)3、
thሺۼ۽ሻ,Cu(NO3)2 的混合液。在另一份溶液中滴加氨水至过量,得到的b g 沉淀为Al(OH)3 和Fe(OH)3,Cu2+则转变
为Cu(NH3ሻ
,过滤后进入滤液。c g 固体为Al2O3 和Fe2O3,d g 不溶物为Fe2O3。
合金加入硝酸溶液后,根据得失电子守恒,合金总共失去1.5 mol 电子,反应后溶液中阳离子带正电荷1.5 mol,所以
溶液中含有1.5 mol N۽
Ǧ ,n=2,A 项正确。3n(Al)+3n(Fe)+2n(Cu)=1.5 mol,27n(Al)+56n(Fe)+64n(Cu)=26.2 g,b
g-c g=5.4 g=m(H2O),b g Al(OH)3和Fe(OH)3中H 元素的物质的量之和等于0.6 mol,可得n(Al)+n(Fe)=0.2 mol,
原固体中n(Al)+n(Fe)=0.4 mol,则n(Cu)=0.15 mol,m(Cu)=9.6 g,B 项正确。由于溶液中不含Fe2+,为Al(NO3)3、
Fe(NO3)3、Cu(NO3)2 的混合液,所以硝酸足量,若将上述n mol 稀硝酸逐滴加入合金中,先生成Fe2+,后Fe2+继续被硝酸
氧化,由于硝酸足量,最终生成Al(NO3)3、Fe(NO3)3、Cu(NO3)2,根据得失电子守恒可知生成的NO 气体仍为11.2 L(标
准状况),C 项正确。最后剩余的d g 不溶物为Fe2O3,d=8,是一确定值,D 项错误。
11.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2 的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:
则下列说法正确的是(
)。
A.试剂a 是铁,试剂b 是稀硫酸
B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
C.试剂c 是氯气,发生反应的离子方程式为2Fe2++Cl2
2Cl-+2Fe3+
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D.用酸性KMnO4 溶液可检验溶液W 中是否含有Fe2+
【解析】试剂a 是铁,加入过量的铁,可把铜全部置换出来,并把FeCl3 还原为FeCl2,则通过过滤(操作Ⅰ)得到的滤液
X 为FeCl2 溶液,滤渣Y 为铜和过量的铁的混合物;由于最终得到的产品是FeCl3,故试剂b 是稀盐酸,铜不与盐酸反应,铁
与盐酸反应生成FeCl2,故通过过滤(操作Ⅱ)可得到铜单质,滤液Z 为FeCl2 溶液和过量的盐酸,向两次过滤得到的FeCl2
溶液中通入氯气,发生反应2Fe2++Cl2
2Cl-+2Fe3+,把FeCl2 转化为FeCl3,然后通过蒸发结晶,并过滤(操作Ⅲ)便可得
到氯化铁晶体,蒸发结晶与过滤所使用的仪器不可能相同,A、B 两项错误,C 项正确;溶液W 中有Cl-,酸性KMnO4 溶液既
可氧化Fe2+,又可氧化Cl-,故不能用酸性KMnO4 溶液检验溶液W 中是否含有Fe2+,D 项错误。
12.工业生产硫酸的黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3 及少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag 等)是工业三废之一,但将其综合
利用可变废为宝。下图是以黄铁矿烧渣为原料制备颜料铁红的另外一种生产工艺流程:
(1)在滤液1 中加入廉价的熟石灰,反应的化学方程式是
。
(2)该流程中的“氧化”反应较多,其中滤渣1 中的FeS 可以看作被水溶液中的Cl2 氧化,向氧化后的溶液中滴加BaCl2,
有不溶于盐酸的白色沉淀生成,则水溶液中FeS 与Cl2 反应的离子方程式为
。
(3)试剂X 为过量铁粉,其作用是
;
滤液3 中的阳离子主要为
。
【答案】(1)Na2SiO3+Ca(OH)2
2NaOH+CaSiO3↓
(2)2FeS+9Cl2+8H2O
2Fe3++2S۽
′+18Cl-+16H+
(3)将Cu2+还原为Cu,还可以将Fe3+还原为Fe2+
Fe2+ 、Na+
【解析】根据流程图,黄铁矿烧渣用氢氧化钠溶液溶解,滤液1 中含有硅酸钠,滤渣1 中含有Fe2O3 及少量的FeS、
Cu、Au、Ag 等,滤渣1 用硫酸溶解,同时用次氯酸钠氧化生成的亚铁离子,滤渣2 中含有Au、Ag 等,滤液2 中含有铁离
子和铜离子,需要除去铜离子,为了不引入新杂质,需要加入铁粉将铜离子还原,得到的滤液3 含有硫酸亚铁,加入氢氧化钠
生成氢氧化亚铁,被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁,灼烧得到氧化铁。
13.某化学兴趣小组以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料进行如下实验探究,为测定黄铜矿中硫元素的质量分数,将m1
g 该黄铜矿样品放入如图所示的装置中,从a 处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铜矿样品。
(1)锥形瓶A 内所盛试剂是
溶液;装置B 的作用是
;锥形瓶D 内发生反应的离子方程式
为
。
(2)反应结束后将锥形瓶D 中的溶液进行如下处理:
向锥形瓶D 中加入过量H2O2 溶液反应的离子方程式为
;操作Ⅱ是洗涤、烘干、称重,其
中洗涤的具体操作是
;该黄铜矿中硫元素的质量分数为
(用含m1、m2 的代数式表示)。
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(3)反应后固体经熔炼、煅烧后得到泡铜(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO),要验证熔渣中存在FeO,应选用的最佳试剂
是
。
A.KSCN 溶液、氯水
B.稀盐酸、KMnO4 溶液
C.稀硫酸、KMnO4 溶液
D.NaOH 溶液
(4)已知:Cu+在强酸性环境中会发生反应生成Cu 和Cu2+。设计实验方案检验泡铜中是否含有Cu2O:
。
【答案】(1)氢氧化钠溶液
干燥气体
SO2+2OH-
S۽
′+H2O
(2)H2O2+S۽
′
S۽
′+H2O
固体放入过滤器中,用玻璃棒引流,向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待滤液自然
流下后,重复上述操作2~3 次
×100%
(3)C
(4)取少量泡铜于试管中,加入适量稀硫酸,若溶液呈蓝色说明泡铜中含有Cu2O,否则不含有
【解析】(1)将m1 g 该黄铜矿样品放入如图所示装置中,从a 处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铜矿样
品,为防止二氧化碳的干扰,应将空气中的二氧化碳用碱液除掉,锥形瓶A 内所盛试剂是氢氧化钠溶液,通过碱石灰吸收水
蒸气,空气进入装置C 发生反应,反应后固体经熔炼、煅烧后得到泡铜(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO),生成的二氧化硫
能和过量氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,反应的离子方程式为SO2+2OH-
S۽
′+H2O。
(2)亚硫酸根离子具有还原性,能被过氧化氢氧化生成硫酸根离子,反应的离子方程式为H2O2+S۽
′
S۽
′+H2O,
洗涤固体的具体操作为将固体放入过滤器中,用玻璃棒引流,向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待滤液自然流下后,重复
上述操作2~3 次。m2 g 固体为硫酸钡的质量, 结合硫元素守恒计算得到硫元素的质量分数为
ܕܗܔǦൈܕܗܔǦ
×100%=
×100%。
(3)反应后固体经熔炼、煅烧后得到泡铜(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO),要验证熔渣中存在FeO,应加入硫酸溶解
后加入高锰酸钾溶液观察高锰酸钾溶液是否褪色。
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微专题3
无机化工流程题的解题策略(56)
变化观念与社会责任:建立变化观念,认识物质的变化是有条件的,能从内因和外因、量变与质变等方面较全面地分析
物质的化学变化,能从不同视角对纷繁复杂的化学变化进行分类研究,逐步揭示各类变化的特征和规律,预测在一定条件
下某种物质可能发生的化学变化。树立责任意识,关注与化学有关的社会热点问题,认识环境保护和资源合理开发的重要
性,具有可持续发展意识和绿色化学观念。深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系,赞赏化学对社会发展的重
大贡献,能运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响。
证据推理与模型认知:能初步学会收集各种证据,对物质的性质及其变化提出可能的假设;基于证据进行分析推理;能
认识化学现象与模型之间的联系,能够根据题目信息结合有关变化规律判断反应物和生成物。并能够结合氧化还原反应
配平原理形成思维模型,能运用多种模型来描述和解释化学现象,预测物质及其变化的可能结果;能依据物质及其变化的
信息建构模型,建立解决复杂化学问题的思维框架,根据模型快速解题。
1.无机化工流程题的结构
无机化工流程题通常包括题头、流程和问题三部分,题头交代原料和产品;流程表明各种转化关系和方向,是无机化工
流程题的核心部分;问题有时也会给出相关的信息,有利于分析和解题。无机化工流程题根据目的常分为两种类型,即物质
制备型和物质分离、提纯型。
2.无机化工流程题思维主线
(1)规律:主线主产品,分支副产品,回头为循环。
(2)读流程图
①箭头:箭头进入的是原料(反应物)、出去的是产品(生成物),回头的是循环物质。
②三线:出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环。
3.无机化工流程题中表述性词汇的答题方向
(1)“控制较低温度”——常考虑物质的挥发、物质的不稳定性和物质的转化等。
(2)“加过量试剂”——常考虑反应完全或增大转化率、产率等。
(3)“能否加其他物质”——常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。
(4)“在空气中或在其他气体中”——主要考虑O2、H2O、CO2、其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮
解等目的。
(5)“判断沉淀是否洗净”——常取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中滴加某试剂,以检验其中的杂质离子。
(6)“检验某物质的设计方案”——通常取少量液体于试管中,加入另一试剂产生现象,然后得出结论。
(7)“控制pH”——常考虑防水解,促进生成沉淀或除去杂质等。
(8)“用某些有机试剂清洗”——①降低物质溶解度,有利于产品析出;②洗涤沉淀:减少损耗和提高利用率等。
4.无机化工流程题的解题策略
(1)物质制备型工艺流程题
①原料预处理
研磨
增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率
水浸
与水接触反应或溶解
酸浸与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去
灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质
煅烧改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土
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②反应条件控制
调节溶液
的pH
常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀
控制温度根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动
控制压强
改变速率,影响平衡
使用合适
的催化剂
改变反应速率,控制达到平衡所需要的时间
趁热过滤
防止某物质降温时析出
冰水洗涤洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗
【注意】调节pH 所需的物质一般应满足两点:①能与H+反应,使溶液pH 变大。②不引入新杂质。例如,若要除去
Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2 或Cu2(OH)2CO3 等物质来调节溶液的pH,不可加入NaOH 溶液、氨水等。
(2)物质分离、提纯型流程题
①物质提纯方法
除去可溶性杂质
水溶法
除去碱性杂质
酸溶法
除去酸性杂质
碱溶法
除去还原性或氧化性杂质
氧化还原法
除去受热易分解或易挥发的杂质
加热灼烧法
除去酸性Cu2+溶液中的Fe3+等
调pH 法
②物质分离方法
分离难溶物质和易溶物,根据特殊需要
采用趁热过滤或者抽滤等方法
过滤(热滤
或抽滤)
利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解
度不同提纯分离物质,如用CCl4 或苯萃
取溴水中的溴
萃取和分液
提纯溶解度随温度变化不大的溶质,如
NaCl
蒸发结晶
提纯溶解度随温度变化较大的溶质,易
水解的溶质或结晶水合物。如KNO3、
FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O
等
冷却结晶
分离沸点不同且互溶的液体混合物,如
分离乙醇和甘油
蒸馏与分馏
利用气体易液化的特点分离气体,如合
成氨工业采用冷却法分离氨与氮气、氢
气
冷却法
例
(2020 年全国Ⅲ卷,26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿
(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si 等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下:
金属离子Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀
的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
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沉淀完全
的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
(1)“ 滤渣1” 含有S 和
; 写出“ 溶浸” 中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程
式:
。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2 的作用是
。
(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH 范围应调节为
~6 之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是
。
(5)“ 除杂2” 的目的是生成MgF2 沉淀除去Mg2+ 。若溶液酸度过高,Mg2+ 沉淀不完全, 原因
是
。
(6)写出“沉锰”的离子方程式:
。
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn 的化合价分别为+2、
+3、+4。当x=y=
时,z=
。
【答案】(1)SiO2(不溶性硅酸盐)
MnO2+MnS+2H2SO4
2MnSO4+S+2H2O
(2)将Fe2+氧化为Fe3+
(3)4.7
(4)NiS 和ZnS
(5)F-与H+结合形成弱电解质HF,MgF2
Mg2++2F-平衡向右移动
(6)Mn2++2HC۽
Ǧ
MnCO3↓+CO2↑+H2O
(7)
【解析】(1)加硫酸“溶浸”过程中,MnO2 将MnS 中的S2-氧化为单质硫:MnO2+MnS+2H2SO4
2MnSO4+S+2H2O。锰矿
中含有的二氧化硅(或硅酸盐)不溶于稀硫酸,所以“滤渣1”为S 和二氧化硅(或不溶性硅酸盐)。(2)“溶浸”时杂质Fe、Al、
Mg、Zn、Ni 等元素也都转化为相应的硫酸盐,其中有Fe2+存在,结合金属离子沉淀时的pH 范围可知,加MnO2 是将溶液中
的Fe2+氧化为Fe3+,以方便沉淀除去。(3)结合题给表格中金属离子沉淀时的pH 范围可知,加氨水“调pH”主要是沉淀Fe3+
和Al3+[“滤渣2”为Fe(OH)3和Al(OH)3],此时需控制pH 的范围为4.7≤pH<6.2。(4)加Na2S 完成的“除杂1”是沉淀Zn2+和Ni2+[“滤
渣3”为ZnS 和NiS],加MnF2 完成的“除杂2”是沉淀Mg2+[“滤渣4”为MgF2]。(5)若沉淀Mg2+时溶液酸性较强,H+会与F-生成
弱电解质HF,使平衡MgF2(s)
Mg2+(aq)+2F-(aq)右移,则导致Mg2+沉淀不完全。
(2020 年河南名校联考)某小组以黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含少量SiO2等杂质)为原料制备铜化工产品CuAlO2的一种
工艺如下:
已知:①过滤1 所得滤液中的金属离子有Cu2+、Fe2+和Fe3+,滤渣1 的主要成分是SiO2 和S。
②Cu(OH)2+4NH3·H2O
[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。
(1)从产品纯度、环保操作方便等角度考虑,试剂A、B 的最佳组合是
(填字母)。
a
b
c
d
试剂A
HNO3
NaClO
H2O2(酸化)
H2O2(酸化)
试剂B Cu(OH)2
NaOH
氨水
Cu2(OH)2CO3
(2)铵明矾的化学式为NH4Al(SO4)2·12H2O,它为制备铜化工产品提供铝源。铵明矾溶液中N۶
、Al3+、H+、OH-、S۽
′的浓
度大小排序为
。
(3)过滤3 得到Al(OH)3 和Cu(OH)2,写出“灼烧”反应的化学方程式:
。
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(4)单位时间内“浸取”Cu2+的百分率(浸出率)与溶液浓度、温度的关系如图1 所示。
在20 ℃时,1 L 溶液中有效碰撞总次数:x
(填“>”“<”或“=”)y。相同浓度下,温度高于30 ℃,“浸出率”降低的主要原
因是
。
(5)以铜、石墨为电极,电解“过滤1”所得溶液制备铜,铜的质量与通电时间的关系如图2 所示。写出OA 段阴极的电极反
应式:
。
(6)常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。加入试剂B 调节pH=3 时c(Fe3+)=
mol·L-1。
【答案】(1)d
(2)c(S۽
′)>c(N۶
)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)
(3)4Al(OH)3+4Cu(OH)2
4CuAlO2+10H2O↑+O2↑
(4)<
相同浓度,温度过高,Fe3+的水解程度增大,Fe3+浓度减小
(5)Fe3++e-
Fe2+
(6)4×10-5
【解析】(4)相同条件下,浓度越大,单位体积内粒子有效碰撞次数越多,化学反应速率越快。由图可知,在20 ℃时,y 的
浸出率高于x,故1 L 溶液中有效碰撞总次数x<y。
(5)OA 段没有铜析出,说明溶液中有过量的Fe3+,Fe3+的氧化性强于Cu2+,故Fe3+优先被还原成Fe2+,电极反应式为
Fe3++e-
Fe2+。
(6)pH=3,c(H+)=1×10-3 mol·L-1,c(OH-)=1×10-11 mol·L-1,c(Fe3+)=
thൈhǦૡ
ሺൈhǦሻmol·L-1=4×10-5 mol·L-1。
(2020 年华大新高考联盟教学质量测评)镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。采用废旧锂离子电池回收工艺制备
镍钴锰酸锂三元正极材料[LiNi(1-x-y)CoxMnyO2]的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)能够提高“碱浸”效率的方法有
(至少写两种)。
(2) 废旧锂离子电池拆解前进行“ 放电处理” 有利于锂在正极的回收, 其原因
是
。
(3)LiCoO2 中Co 元素的化合价为
,其参与“还原”反应的离子方程式为
。
(4)溶液温度和浸出时间对钴的浸出率的影响如图所示:
则浸出过程的最佳条件是
。
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(5)已知溶液中c(Co2+)=1.0 mol·L-1,缓慢通入氨气,使其产生Co(OH)2 沉淀,则Co2+沉淀完全时溶液的pH=
。{已知
离子沉淀完全时c(Co2+)≤1.0×10-5 mol·L-1,Ksp[Co(OH)2]=2.0×10-15,lg2=0.3,溶液体积变化忽略不计}
【答案】(1)减小原料粒径(或粉碎)、适当增加NaOH 溶液浓度、适当升高温度、搅拌、多次浸取等
(2)Li+从负极中脱出,经电解质向正极移动并进入正极材料中
(3)+3
2LiCoO2+6H++H2O2
2Li++2Co2++4H2O+O2↑
(4)75 ℃、30 min
(5)9.15
【解析】(3)LiCoO2 中Li 元素为+1 价,O 元素为-2 价,故Co 元素的化合价为+3,LiCoO2 为难溶物,H2SO4 为强电解质,H2O2
还原LiCoO2 中+3 价的Co 元素,反应的离子方程式为2LiCoO2+6H++H2O2
2Li++2Co2++4H2O+O2↑。
(5)Ksp[Co(OH)2]=2.0×10-15,
沉
淀
完
全
时
c(OH-)=
ࡷܛܘሾ۱ܗሺ۽۶ሻሿ
ࢉሺ۱ܗሻ
=
thൈhǦ
thൈhǦ
mol·L-1=
×10-5
mol·L-1,c(H+)=
ࡷܟ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ=
hǦ
ൈhǦ=
×10-9,pH=-lg c(H+)=-lg(
×10-9)=9.15。
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(27)
1.(2020 年江西南昌开学摸底考) 2019 年2 月,华为发布了制造出首款5G 折叠屏手机的消息。下列说法错误
．．的是(
)。
A.制造手机芯片的关键材料是二氧化硅
B.用铜制作手机线路板利用了铜优良的导电性
C.镁铝合金制成的手机外壳具有轻便抗压的特点
D.手机电池电极材料碳纳米管是新型无机非金属材料
【解析】硅单质是制造手机芯片的关键材料,A 项错误;合金的硬度一般比各成分的大,所以镁铝合金制成的手机
外壳具有轻便抗压的特点,C 项正确。
2.(2020 年福建厦门外国语学校月考) 《天工开物》记载:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无砂黏土而为之”,“凡坯既成,
干燥之后,则堆积窑中燃薪举火”,“浇水转釉(主要为青色),与造砖同法”。下列说法错误
．．的是(
)。
A.黏土是制砖瓦和水泥的主要原料
B.“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理、化学变化
C.沙子的主要成分为硅酸盐
D.泥坯烧制后自然冷却成红瓦,浇水冷却成青瓦
【解析】“择取无砂黏土而为之”说明黏土是制砖瓦和水泥的主要原料,A 项正确。“燃薪举火”是提供高温环
境,使黏土发生复杂的物理、化学变化,B 项正确。沙子的主要成分为二氧化硅,C 项错误。黏土中有一定量的Fe 元素,泥
坯烧制后自然冷却成红瓦(含氧化铁),浇水冷却时C 与水反应得到CO 和H2,将三价铁还原为二价铁,形成青瓦,D 项正确。
3.(2020 年黑龙江“三区一县”四校联考) 下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.Si 是常用的半导体材料,可用于制作光电池
B.用SiO2 制取硅酸,应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应,然后通足量的CO2
C.二氧化硅不与任何酸反应,可用石英制造耐酸容器
D.不能用石英坩埚加热熔化氢氧化钠固体
【解析】二氧化硅可与氢氟酸反应,C 项错误。
4.(2020 年黑龙江鹤岗一中开学考) 汉代器物上的颜料“汉紫”至今没有发现其自然存在的记载。20 世纪80 年代科学
家进行超导材料研究时,偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式BaCuSi2Ox,Cu 为+2 价)。下列有关“汉紫”的说法
中不正确
．．．的是(
)。
A.用盐的形式表示:BaSiO3·CuSiO3
B.用氧化物形式表示:BaO·CuO·2SiO2
C.易溶于强酸、强碱
D.性质稳定,不易褪色
5.(2020 年河北武安一中月考) 下列说法正确的是(
)。
A.在粗硅的制取中发生反应2C+SiO2
2CO↑+Si,硅被还原,所以碳的非金属性强于硅
B.盛放NaOH 溶液可以使用带玻璃塞的试剂瓶
C.将SO2 通入Na2SiO3 溶液中可以得到硅酸
D.由Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑可知,硅酸的酸性强于碳酸
【解析】在粗硅的制取中发生反应2C+SiO2
2CO↑+Si,C 作还原剂,不能说明碳的非金属性强于硅,A 项错误;
玻璃中含有二氧化硅,二氧化硅能和氢氧化钠溶液反应生成黏性较强的硅酸钠,使玻璃塞和瓶口黏合在一起,应该用橡皮
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塞,B 项错误;高温下,二氧化硅能和碳酸钠反应,利用的是高沸点物质制备挥发性物质的原理,不能说明碳酸的酸性弱于硅
酸,D 项错误。
6.常温下,下列各组物质不发生
．．．反应的是(
)。
①硅与NaOH 溶液
②硅与盐酸
③硅与氢氟酸
④二氧化硅与碳酸钠
⑤二氧化硅与NaOH 溶液
⑥二氧化硅与浓
硝酸
A.①②④
B.③④⑥
C.②⑤⑥D.②④⑥
【
解
析
】
常
温
下
,
能
发
生
反
应
①Si+2NaOH+H2O
Na2SiO3+2H2↑,③Si+4HF
SiF4↑+2H2↑,⑤SiO2+2NaOH
Na2SiO3+H2O。
7.下列实验室保存试剂的方法正确的是(
)。
A.氢氟酸存放在带有橡胶塞的棕色玻璃瓶中
B.氢氧化钙溶液存放在配有磨口玻璃塞的棕色玻璃瓶中
C.氯化铁溶液存放在铜质容器中
D.硅胶放在干燥阴凉处密封保存
【解析】氢氟酸能腐蚀玻璃,A 项错误;氢氧化钙溶液呈碱性,能与玻璃中的SiO2 反应生成具有黏合性的硅酸盐,
使瓶口与瓶塞黏合在一起,无法打开,B 项错误;氯化铁溶液会和铜发生化学反应,C 项错误;硅胶具有强吸湿能力,应贮存在
干燥阴凉处,并密封,D 项正确。
8.(2020 年山东济南一中入学考) 芯片是中美经贸摩擦的焦点之一。制造芯片的高纯硅可以用下述方法制取(反应条件
略),下列说法错误
．．的是(
)。
A.反应①③均为置换反应
B.SiCl4 中Si 的化合价为+4
C.Si 是金属元素,因此制造芯片的高纯硅具有导电性
D.硅原子的核电荷数为14
9.硅是最理想的太阳能电池材料,高性能晶硅电池是建立在高质量晶硅材料基础上的。工业上可以用如图所示流程制
取高纯硅:
(1)反应1 中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
。
(2)粗硅与HCl 反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3 (沸点31.8 ℃)中含有少量SiCl4 (沸点57.6 ℃)、SiH2Cl2 (沸点8.2 ℃)
和SiH3Cl(沸点-30.4 ℃)。提纯SiHCl3 采用的方法为
,整个过程中可以循环利用的物质X 是
(填
化学式)。
(3)硅在有HNO3 存在的条件下,可以与HF 反应生成H2SiF6,同时有不溶于水的气体生成,该气体遇空气变为红棕色。该
反应的化学方程式为
。
(4)某工厂用100 t 纯度为75%的石英砂为原料经第一步反应制得的粗硅中含硅28 t,则该过程中硅的产率是
(精确到小数点后两位)
【答案】(1)1∶2
(2)蒸馏(或分馏)
HCl
(3)3Si+4HNO3+18HF
3H2SiF6+4NO↑+8H2O
(4)80.00%
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【解析】(1)反应1 为SiO2+2C
Si+2CO↑,反应中氧化剂是二氧化硅,还原剂是C,氧化剂和还原剂的物质的量之
比为1∶2。
(2)SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2 和SiH3Cl 的沸点差别较大,可以通过蒸馏或分馏除去杂质;氯化氢与粗硅反应生成
SiHCl3,SiHCl3 与氢气反应又生成硅和氯化氢,故氯化氢可以循环利用。
(4)100 t 纯度为75%的石英砂中含有二氧化硅的质量为75 t,其中含有硅元素75 t×
ૡ
h=35 t,经第一步反应制得的
粗硅中含硅28 t,该过程中硅的产率为
ૡܜ
ܜ×100%=80.00%。
10.向100 mL 2 mol·L-1 Na2SiO3 溶液中缓慢通入224 mL(标准状况)CO2 后得到混合体系X,再将X 蒸干并高温灼烧,
冷却后得到固体Y。下列有关说法中正确的是(
)。
A.X 中溶质为Na2SiO3、NaHCO3
B.Y 的成分为Na2SiO3
C.Y 的成分为SiO2、Na2SiO3
D.Na2SiO3与Na2CO3 间的相互转化是可逆反应
【解析】将0.01 mol 的CO2 气体通入含有0.2 mol Na2SiO3 的溶液中, 发生反应
CO2+Na2SiO3+H2O
H2SiO3↓+Na2CO3,反应后得到的混合体系中含有H2SiO3、Na2SiO3 和Na2CO3,加热蒸干,高
温灼烧时发生反应H2SiO3
H2O+SiO2; SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑,最后所得固体物质是Na2SiO3,A、C 两
项错误,B 项正确;Na2SiO3 和Na2CO3 间的相互转化不是可逆反应,D 项错误。
11.(2020 年山西晋城第一次模拟)A、B、C、D、E 五种物质中均含有同一种短周期主族元素R, 它们能发生如图所示
的转化关系,已知A、B、D、E 四种物质均难溶于水,单质R 能与NaOH 溶液反应生成盐和氢气。
下列说法正确的是(
)
A.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
B.化合物A 既能溶于NaOH 溶液又能溶于氢氟酸
C.反应④的离子方程式为2R+2OH-+2H2O
2R۽
Ǧ +3H2↑
D.化合物C 的溶液与反应①产生的气体能够发生化学反应
【解析】单质R 能与NaOH 溶液反应生成盐和氢气,常见的是Al 或Si,由图中转化关系可知,若R 是Al,则C 应
为NaAlO2,但NaAlO2 与过量盐酸反应生成NaCl 和AlCl3 的混合溶液,不能生成难溶物,所以R 是Si。A 在高温下能与
焦炭和石灰石反应,说明A 是SiO2,根据图中转化关系可推知,B 为CaSiO3,D 为Si,C 为Na2SiO3,E 为H2SiO3。反应①
的化学方程式为SiO2+2C
Si+2CO↑,由方程式可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,A 项错误;SiO2 既能与
NaOH 溶液反应,又能和氢氟酸反应,B 项正确;反应④的离子方程式为Si+2OH-+H2O
Si۽
′+2H2↑,C 项错误;反应①
产生的气体是CO,Na2SiO3 溶液与CO 不反应,D 项错误。
12.工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.在铝土矿制备较高纯度Al 的过程中常用到NaOH 溶液、CO2、冰晶石
B.石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐,都能与盐酸反应
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C.在制粗硅时,被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2∶1
D.黄铜矿(CuFeS2)与O2 反应产生的Cu2S、FeO 均是还原产物
【解析】用铝土矿制备较高纯度的Al,首先用NaOH 溶液将铝土矿中的氧化铝溶解转化为偏铝酸钠溶液,然后
过滤、向滤液中通入CO2 气体把偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,再过滤得氢氧化铝,接着加热氢氧化铝让其分解为氧化铝,
最后用冰晶石作助熔剂,电解熔融的氧化铝得到铝,A 项正确。石英的主要成分是二氧化硅,它属于酸性氧化物,不与盐酸反
应;玻璃的主要成分有二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙,组成中有盐,故被称为硅酸盐产品,它也不能与盐酸反应,实验室经常用
玻璃瓶盛放盐酸, B 项不正确。在制粗硅时,发生反应SiO2+2C
Si+2CO↑,被氧化的物质C 与被还原的物质SiO2 的物
质的量之比为2∶1, C 项正确。黄铜矿(CuFeS2)与O2 反应,铜元素由+2 价降为+1 价,氧元素由0 价降为-2 价,故Cu2S、
FeO 均是还原产物, D 项正确。
13.钾长石(K2Al2Si6O16)通常也称正长石,主要用于生产玻璃、陶瓷制品,还可用于制取钾肥。某学习小组以钾长石为主要
原料,从中提取氧化铝、碳酸钾等物质,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)请以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式:
。
(2)钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的KAlO2 和NaAlO2,写出Al2O3 转化为NaAlO2的化
学方程式:
。
(3)已知“浸取”时应保持溶液呈碱性,其原因为
(用离子方程式表示),若要提高“浸取”的
速率,可采取的措施有
(写一条)。
(4)滤液1 的主要成分是
(填化学式)。
(5)此工艺中可以循环利用的主要物质是
、
和水。
(6) 以石墨为电极, 电解Al2O3
可制得金属铝。电解池中接电源负极的一极的电极反应式
是
。长时间电解后,需要更换新的石墨电极的是
(填“阴”或“阳”)
极。
【答案】(1)K2O·Al2O3·6SiO2
(2)Na2CO3+Al2O3
2NaAlO2+CO2↑
(3)Al۽
Ǧ +2H2O
Al(OH)3+OH-
不断搅拌(或适当加热、将固体粉碎成更小的颗粒)
(4)NaHCO3、KHCO3
(5)Na2CO3
CO2
(6)Al3++3e-
Al
阳
【解析】(3)根据流程,浸出液中含KAlO2、NaAlO2,KAlO2、NaAlO2 都属于强碱弱酸盐,溶液中存在水解平衡
Al۽
Ǧ +2H2O
Al(OH)3+OH-;“浸取”时保持溶液呈碱性,可抑制Al۽
Ǧ 的水解。若要提高“浸取”的速率,可采取的措
施有不断搅拌、适当加热、将固体粉碎成更小的颗粒等。
(4) 向浸出液中通入过量
CO2, 发生的反应有:CO2+KAlO2+2H2O
Al(OH)3↓+KHCO3 、
CO2+NaAlO2+2H2O
Al(OH)3↓+NaHCO3。过滤出Al(OH)3,滤液1 的主要成分为KHCO3、NaHCO3。
(5)根据流程,煅烧时产生CO2,浸出液中需要通入CO2;结晶后得到碳酸钠晶体,煅烧中需要Na2CO3。故此工艺中可
以循环利用的主要物质是Na2CO3、CO2。
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(29)
1.(2020 年福建六校联考)下列关于氯气的性质说法不正确
．．．的是(
)。
A.新制氯水具有颜色是因为氯水中含有氯气分子
B.氢气在氯气中安静燃烧,发出黄色火焰
C.储存氯气时,为防止氯气腐蚀钢瓶,装氯气前必须先充分干燥
D.可用氢氧化钠溶液进行氯气的尾气吸收处理
【解析】氯水中只有氯气为黄绿色,氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有氯气分子,A 项正确。纯净的氢气在
氯气中燃烧,发出苍白色火焰,B 项错误。潮湿的氯气与铁可以反应,为防止氯气腐蚀钢瓶,钢瓶在装入氯气前必须充分干
燥,C 项正确。氯气能与碱反应,所以可用氢氧化钠溶液进行氯气的尾气吸收处理,D 项正确。
2.(2020 年黑龙江牡丹江一中期中)为预防一种新型流感,同学们每天用“84”消毒液(NaClO 溶液)消毒,下列说法正确
的是(
)。
A.NaClO 溶液的漂白原理与Na2O2、SO2 相同
B.“84”消毒液与“洁厕灵”(盐酸)共同使用,可达到既清洁又消毒的双重效果
C.1 mol Cl2 与足量NaOH 溶液反应转移2 mol 电子
D.NaClO 溶液的消毒原理是使蛋白质变性
【解析】NaClO、Na2O2 因具有强氧化性而漂白物质,SO2 与有色物质化合生成不稳定的无色物质而达到漂白
效果,A 项错误;NaClO 具有强氧化性,“洁厕灵”中的盐酸具有还原性,会发生反应NaClO+2HCl
NaCl+Cl2↑+H2O,
产生有毒的氯气,B 项错误;在反应Cl2+2NaOH
NaCl+NaClO+H2O 中氯气既是氧化剂,又是还原剂,1 mol Cl2 参加
反应转移1 mol 电子,C 项错误;NaClO 具有强氧化性,能使蛋白质变性,达到杀菌消毒的目的,D 项正确。
3.(2020 年新乡三校联考)氰(CN)2 的结构简式为
,其化学性质与卤素单质(X2)很相似,化学上称之为拟卤素,
其氧化性介于Br2 和I2 之间。下列有关反应的化学方程式不正确
．．．的是(
)。
A.(CN)2+H2
2HCN
B.MnO2+4HCN
Mn(CN)2+(CN)2↑+2H2O
C.将(CN)2 通入水中:(CN)2+H2O
HCN+HCNO
D.在NaI 和KCN 混合液中通入少量Cl2:Cl2+2KCN
2KCl+(CN)2
【解析】在NaI 和KCN 混合液中通入少量Cl2,(CN)2 氧化性介于Br2 和I2 之间,则氧化性强于I2,所以还原性
I-> CN-,故先发生反应Cl2+2NaI
2NaCl+I2,D 项错误。
4.(2020 年北京中央民族大学附属中学月考)某小组比较Cl-、Br-、I- 的还原性,实验如下:
实验1
实验2
实验3
装
置
现
象
溶液颜色无明
显变化;把蘸浓
氨水的玻璃棒
溶液变成黄
色; 把湿润的
KI- 淀粉试纸
溶液变成深紫
色; 经检验溶
液中含碘单质
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靠近试管口,产
生白烟
靠近试管口,
试纸变蓝
下列对实验的分析不合理
．．．的是(
)。
A.实验1 中,白烟是NH4Cl
B.根据实验1 和实验2 判断还原性:Br->Cl-
C.根据实验3 判断还原性:I->Br-
D.上述实验利用了浓H2SO4 的强氧化性、难挥发性等性质
【解析】实验1,试管口挥发出的氯化氢气体与浓氨水挥发出的氨气反应生成白烟氯化铵,A 项合理;实验1 溶液
颜色无明显变化说明浓硫酸不能氧化Cl-,实验2 溶液变黄说明浓硫酸能氧化Br-,所以可判断还原性Br->Cl-,B 项合理;②
中溶液含有浓硫酸和溴单质,加入碘化钠生成碘单质,可能是浓硫酸把I-氧化为I2,不能判断还原性I->Br-,C 项不合理;实验
1 体现浓硫酸的难挥发性,实验2 体现浓硫酸的强氧化性,D 项合理。
5.(2020 年贵州遵义四中月考)下列有关海水资源的开发利用中各工业操作叙述错误
．．的是(
)。
工业体系
操作
A
镁工业:制备镁单质
用提纯得到的MgO 加
热熔融、电解得到镁单质
B
溴工业:制备溴单质
用SO2 作吸收剂将Br2
转化为HBr 达到富集的
目的
C
淡水工业:制备蒸馏水
用太阳能将海水蒸发再
液化得到初步的淡水
D
氯碱工业:制备氢气、
烧碱和含氯产品
用电解得到的Cl2和石灰
乳混合加工得到漂白粉
【解析】镁是活泼金属,在工业上一般采用电解熔融氯化镁的方法冶炼,A 项错误;工业上制备溴单质,先是利用氯
气将海水中的溴转化为溴单质,再用SO2 作吸收剂将Br2 转化为HBr 达到富集的目的,最后再用氯气氧化HBr 得到溴单
质,B 项正确;工业上制备蒸馏水,可以用太阳能将海水蒸发再液化得到初步的淡水,便于节约能量,C 项正确;氯碱工业可以
制备氢气、烧碱和氯气,用电解得到的Cl2 和石灰乳反应得到以次氯酸钙为有效成分的漂白粉,D 项正确。
6.(2020 年北京师大附中期末)海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、Br-、S۽
′、HC۽
Ǧ 、C۽
′等,火力发电
时排放的烟气可用海水脱硫,其工艺流程如图所示:
下列说法错误
．．的是(
)。
A.海水pH 约为8 的主要原因是天然海水中含C۽
′、HC۽
Ǧ
B.吸收塔中发生的反应有SO2+H2O
H2SO3
C.氧化主要是氧气将S۽
′氧化为S۽
′
D.经稀释“排放”出的废水中,S۽
′浓度与原海水相同
【解析】海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、S۽
′、Br-、C۽
′、HC۽
Ǧ 等,在这些离子中能发生
水解的是C۽
′、HC۽
Ǧ ,它们水解呈碱性,所以天然海水的pH≈8,呈弱碱性,A 项正确;分析流程可知吸收塔中发生的反应
有SO2+H2O
H2SO3,B 项正确;天然海水吸收了含硫烟气后,要用O2进行氧化处理,被氧化的硫元素的化合价为+4,具
有还原性,所以氧气将S۽
′氧化为S۽
′,C 项正确;二氧化硫经氧化后转化为S۽
′,故排放的废水中S۽
′的物质的量浓度
大于原海水中的,D 项错误。
7.(2020 年北京朝阳期末)把浓盐酸分别滴入点滴板上的各种溶液中,现象如下:
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实验
现象
①中溶液变蓝
②中溶液产生胶状沉淀
③中生成沉淀
④中产生黄绿色气体
下列分析不正确
．．．的是(
)。
A.①中溶液变蓝,体现了浓盐酸的氧化性
B.②中产生白色胶状沉淀:2H++Si۽
′
H2SiO3↓
C.③中产生沉淀的原因可用平衡移动原理解释
D.④中产生黄绿色气体:ClO-+Cl-+2H+
Cl2↑+H2O
【解析】①中HCl 遇KI 溶液不能发生反应产生I2,所以不会出现溶液变蓝的现象,A 项错误;由于酸性
HCl>H2SiO3,所以浓盐酸遇Na2SiO3 溶液会发生反应2HCl+Na2SiO3
H2SiO3↓+2NaCl,由于硅酸是白色难溶性的
物质,所以会看到产生白色胶状沉淀,B 项正确;在饱和NaCl 溶液中存在溶解平衡NaCl(s)
Na+(aq)+Cl-(aq),HCl 溶
于饱和NaCl 溶液,使溶液中Cl-浓度增大,平衡逆向移动,因此会析出NaCl 固体,即产生白色沉淀,C 项正确;HCl 溶解在
NaClO 溶液中,会发生反应2HCl+NaClO
NaCl+Cl2↑+H2O,因此会看到有黄绿色气体产生,D 项正确。
8.微型实验具有设计简单、节约药品等优点。某化学活动小组利用所学知识设计氯气的制备和性质实验如下,回答下列问
题:
Ⅰ.氯气的制备
(1) 若实验室用2KMnO4+16HCl( 浓)
2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 制取少量氯气, 则反应的最佳装置是
(填字母)。
(2)利用下图装置收集纯净的氯气,其连接顺序为:发生装置
(按气流方向,用字母表示)。
(3)A、B 两组同学分别用两种方法制取氯气,A 组用含146 g HCl 的浓盐酸与足量的二氧化锰反应;B 组用87 g 二氧化
锰与足量的浓盐酸反应,则所得氯气的物质的量的关系为A
(填“>”“<”或“=”) B。
Ⅱ.氯气微型实验
(1~6 处分别为蘸有溶液的棉花球)
(4)根据图示完成下表:
位置实验现象
解释原因
6
溶液变黄色
反应的离子方程式:
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5
Cl2+HS-
2Cl-+S↓+H+
4
氧化性:Cl2>I2
(5)仔细观察上述装置,利用该套装置
(填“能”或“不能”)证明溴单质的氧化性大于碘单质,若能,应如何操
作?(若不能,为什么?)
。
【答案】(1)c
(2)C→D→A→B→G→F→E
(3)<
(4)Cl2+2Br-
2Cl-+Br2
有浅黄色固体析出
溶液变蓝色
(5)能
打开2 下方的弹簧夹,使氯气缓慢上升到2 位置,待溶液变黄色立即夹住弹簧夹,不使氯气上升。然后取下上
节玻璃管,在2 处微微加热,即看到红棕色的溴上升到1 处,此时有蓝色出现(合理描述均可)
【解析】(3)反应的化学方程式为4HCl(浓)+MnO2
MnCl2+Cl2↑+2H2O。A 组:n(HCl)=
tܕܗܔǦ=4 mol,浓
盐酸与MnO2 发生化学反应,随着反应的进行,盐酸的浓度降低,还原性减弱,稀盐酸与MnO2 不反应,所以生成的
n(Cl2)<1 mol;B 组:n(MnO2)=
ૡ⺁
ૡ⺁ܕܗܔǦ=1 mol,由于浓盐酸足量,生成的n(Cl2)=1 mol,所以所得Cl2的物质的量A<B。
(4) 氯气具有强氧化性, 能够氧化溴化钠溶液得到溴单质, 故能看到溶液呈黄色, 反应的离子方程式为
Cl2+2Br-
2Cl-+Br2;氯气和NaHS 溶液反应生成硫单质,故能看到有浅黄色固体析出;氯气将碘离子氧化成碘单质,淀
粉遇碘单质呈蓝色。
9.(2020 年山东安丘质量检测)X 是中学化学常见的单质,Y、Z 为化合物。它们有如图所示的转化关系(部分产物及反应
条件省略)。下列判断正确的是(
)。
A.X 可能是金属,也可能是非金属
B.X、Y、Z 含有一种相同的元素
C.Y、Z 的水溶液一定都呈碱性
D.反应①②不一定都是氧化还原反应
【解析】单质X 与碱反应生成Y 和Z 两种物质,则X 可能为卤素单质、金属铝或硅单质等,Y 和Z 能在酸性条件
下反应生成X,则X 为卤素单质Cl2、Br2 等。X 只能是非金属单质,A 项错误;X 遇碱发生歧化反应,生成Y 和Z,则X、Y、
Z 中含一种相同的元素,B 项正确;若X 为Cl2,Y、Z 的阴离子可能为Cl-或ClO-,若阴离子为Cl-,则溶液呈中性,若阴离子为
ClO-,则溶液呈碱性,C 项错误;反应①中单质X 发生歧化反应生成Y 和Z,反应②中Y 和Z 发生归中反应生成X,二者均为
氧化还原反应,D 项错误。
10.(2020 年安徽皖中名校联盟联考)常温下,二氯化二硫(S2Cl2)为橙黄色液体,遇水易水解,工业上常用于橡胶的硫化。某
学习小组用氯气和硫单质合成S2Cl2 的实验装置如图所示,下列说法不正确
．．．的是(
)。
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A.实验时先点燃B 处酒精灯再点燃E 处的酒精灯
B.装置C、D 中所盛试剂为饱和氯化钠溶液、浓硫酸
C.二氯化二硫(S2Cl2)水解产物为S、H2S、HCl
D.装置G、H 之间应加上装置D
【解析】因为装置中有空气,所以实验时应先点燃B 处酒精灯,通入氯气排出空气,再点燃E 处酒精灯,A 项正确;
因为S2Cl2遇水易水解,所以装置E 中应为纯净干燥的氯气与S 反应,装置C 中盛饱和氯化钠溶液,吸收挥发出的HCl 气体,
装置D 中盛浓硫酸吸水干燥,B 项正确;根据元素守恒,二氯化二硫(S2Cl2)水解反应产物中一定有含氧元素的化合物,且元
素的化合价必须有升有降,C 项错误;因为二氯化二硫遇水易水解,所以装置G、H 之间应加上装置D,以防止右侧水蒸气进
入装置E 中,D 项正确。
11.实验室用下列装置制备无水AlCl3(183 ℃升华,遇潮湿空气易产生大量白雾)。下列说法正确的是(
)。
A.该实验过程中e 装置可能产生白雾
B.b、c 装置中分别盛装饱和NaHCO3 溶液和浓硫酸
C.实验开始时应先点燃d 处酒精灯,再点燃a 处酒精灯
D.实验后向烧瓶中加入足量硝酸银和稀硝酸,可确定生成的MnCl2 的质量
【解析】d 装置中产生的AlCl3 受热易升华,f 装置中的水蒸气挥发到e 装置中,AlCl3 遇潮湿空气易产生大量白
雾,所以在e 装置中可能产生白雾,A 项正确;a 装置产生Cl2,其中会混有HCl 和水蒸气,所以b 装置中是饱和食盐水,用于
除去HCl 气体,c 装置中是浓硫酸,用于除去水蒸气得干燥纯净的Cl2,B 项错误;由于铝是活泼金属,极易被氧化,故应先点燃
a 处酒精灯,再点燃d 处酒精灯,C 项错误;实验室用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气,随着反应的进行,盐酸的浓度下降,当
浓盐酸变成稀盐酸时,反应停止,此时反应后的溶液中仍然有盐酸,所以通过测定AgCl 的质量来确定生成的MnCl2的质量
是不可行的,D 项错误。
12.(2020 年汕头期末)化学是一门以实验为基础的学科,实验探究能激发学生学习化学的兴趣。某化学兴趣小组设计如图
实验装置(夹持设备已略)制备氯气并探究氯气及其卤族元素的性质。回答下列问题:
(1)仪器a 的名称是
。
(2)装置A 中发生反应的化学方程式为
。若将漂白粉换成KClO3,则反
应中每生成21.3 g Cl2 时转移的电子数目为
NA。
(3) 装置B 可用于监测实验过程中C 处是否发生堵塞, 若C 处发生了堵塞, 则装置B 中可观察到的现象
为
。
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(4)装置C 的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,此时装置C 中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次可放入
(填“①”或“②”或
“③”)。
序
号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
①
干燥的有色布
条
浓硫酸
湿润的有色布
条
②
湿润的有色布
条
无水氯化
钙
干燥的有色布
条
③
湿润的有色布
条
碱石灰
干燥的有色布
条
(5)设计装置D、E 的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向装置D 中缓缓通入足量氯气时,可观察到无色溶液逐渐变
为红棕色,说明氯的非金属性大于溴,打开活塞,将装置D 中少量溶液加入装置E 中,振荡装置E,观察到的现象
是
,该现象
(填“能”或“不能”)说明溴的非金
属性强于碘,原因是
。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)Ca(ClO)2+4HCl(浓)
CaCl2+2Cl2↑+2H2O
0.5
(3)液体进入长颈漏斗中,锥形瓶内液面下降,长颈漏斗内液面上升
(4)②
(5)溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色
不能
过量的Cl2 也可将I-氧化为I2
【解析】(2) 若将漂白粉换为KClO3, 根据电子守恒、原子守恒, 可得化学方程式为
KClO3+6HCl(浓)
KCl+3Cl2↑+3H2O,由化学方程式可知,每转移5 mol 电子,反应产生3 mol Cl2,生成21.3 g
Cl2(0.3 mol),反应转移了0.5 mol 电子,转移电子的数目为0.5NA。
(3)反应产生的Cl2中混有氯化氢和水蒸气,装置B 中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;装置B 也作安全瓶,监测
实验进行时装置C 中是否发生堵塞。若发生堵塞时装置B 中的气体压强增大,使装置B 中液体进入长颈漏斗中,锥形瓶内
液面下降,长颈漏斗中的液面上升。
(4)装置C 的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,在湿润的有色布条中,氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性,故
验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥氯气无漂白性。Ⅰ为干燥的有色布条不褪色,Ⅱ中浓硫酸只吸收水分,再通入湿润的
有色布条会褪色,能验证氯气的漂白性,但U 形管中盛放的应是固体干燥剂,①错误;Ⅰ处是湿润的有色布条褪色,Ⅱ是干燥
剂无水氯化钙不能吸收氯气,只吸收水蒸气,Ⅲ中干燥的有色布条不褪色,可以证明,②正确;Ⅰ为湿润的有色布条褪色,Ⅱ为
干燥剂碱石灰,碱石灰能够吸收水蒸气和Cl2,不能验证,③错误。
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(31)
1.(2020 年江西赣州南康中学月考)下列有关说法正确的是(
)。
A.绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
B.用光催化分解代替电解水制氢气,可实现节能环保
C.天然气、沼气和太阳能分别属于化石能源、可再生能源和二次能源
D.“海水淡化”可以解决“淡水供应危机”,向海水中加入净水剂明矾可以使海水淡化
【解析】绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,反应物的原子全部转化为
期望的最终产物,A 项错误;电解消耗电能,而光催化还原水制氢可利用太阳能,更节约能源,B 项正确;天然气属于化石能源,
沼气属于可再生能源,太阳能属于一次能源,C 项错误;明矾水解生成的氢氧化铝胶体具有净水作用,但明矾不能降低海水
中盐离子浓度,不能使海水淡化,D 项错误。
2.(2020 年浙江温州新力量联盟期末)下列有关硫及其化合物的说法中正确的是(
)。
A.浓硫酸具有吸水性,可作干燥剂,不能干燥NH3,也不能干燥H2S 等还原性气体
B.浓硫酸与灼热的炭反应,体现了浓硫酸的强氧化性和酸性
C.SO2 和Cl2 均可使品红溶液褪色,但将溶有SO2 的品红溶液加热后又恢复红色,说明SO2 的氧化性没有Cl2 强
D.以FeS2 为原料生产硫酸过程中,要用到沸腾炉、接触室、吸收塔等设备,所涉及的反应均为氧化还原反应
【解析】浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气等气体,但不能干燥碱性气体NH3 以及有较强还原性的HI、
H2S 等气体,A 项正确;浓硫酸与非金属单质反应只体现浓硫酸的强氧化性,未体现酸性,B 项错误;氯气和二氧化硫均可以
使品红溶液褪色,分别利用了氯气的氧化性和二氧化硫的漂白性,不能说明Cl2和SO2氧化性的强弱,C 项错误;以FeS2 为
原料生产硫酸过程中,要用到沸腾炉、接触室、吸收塔等设备,其中在吸收塔发生的反应为SO3+H2O
H2SO4,不是氧
化还原反应,D 项错误。
3.(2020 年普陀区二模)下列不能
．．通过一步反应实现的是(
)。
A.H2S
SO2
B.S
SO3
C.SO2
H2SO4 D.H2SO4(浓)
SO2
【解析】硫与氧气反应只生成二氧化硫,SO2 在催化剂、加热条件下生成三氧化硫,B 项错误。
4.下列关于硫及其化合物的说法正确的是(
)。
A.硫单质能直接和氧气反应生成三氧化硫
B.常温下所有的金属都会和浓硫酸发生钝化现象
C.向漂白粉溶液中通入过量二氧化硫,现象是先产生白色沉淀后沉淀消失
D.在硫酸工业的吸收塔中,采用浓硫酸吸收三氧化硫
【解析】无论氧气是否过量,与硫单质反应都只生成SO2,故A 项错误;并不是所有的金属都会与浓硫酸发生钝化
现象,如Mg、Zn 与浓硫酸在常温下不会发生钝化现象,故B 项错误;漂白粉具有强氧化性,能把SO2 氧化成S۽
′,S۽
′
与Ca2+结合生成微溶于水的CaSO4,现象是产生白色沉淀且白色沉淀不会消失,故C项错误;硫酸工业制备中,常用98.3%
的浓硫酸吸收SO3,防止形成酸雾,故D 项正确。
5.下列变化能用同一原理解释的有(
)。
①浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置时浓度均减小
②二氧化硫和氯气均能使品红溶液褪色
③二氧化硫能使品红溶
液和溴水褪色
④氨气和碘化氢气体均不能用浓硫酸干燥
⑤常温下浓硫酸用铁质容器存放、加热条件下浓硫酸能与木
炭反应
⑥用浓硫酸在白纸上写字,用氢氟酸在玻璃上刻字
⑦二氧化碳、二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊
A.1 个
B.2 个
C.3 个
D.5 个
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【解析】①敞口放置在空气中,浓硫酸因吸水使其浓度减小,浓盐酸因挥发使其浓度减小,二者原理不同;②二氧化
硫属于化合型漂白剂,而氯气与水反应生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,属于氧化型漂白剂,二者原理不同;③二氧化硫使品
红溶液褪色表现的是漂白性,而使溴水褪色表现的是还原性,二者原理不同;④氨气能与浓H2SO4 反应生成盐,碘化氢能被
浓硫酸氧化,前者体现浓硫酸的酸性,后者体现浓硫酸的氧化性,二者原理不同;⑤浓硫酸具有强氧化性,常温下能将铁氧化
生成一层致密的氧化膜,保护铁不被继续氧化,浓硫酸还能与碳发生氧化还原反应,能用同一原理解释;⑥浓硫酸在白纸上
写字,表现脱水性,氢氟酸在玻璃上刻字,是因为HF与SiO2发生反应4HF+SiO2
SiF4↑+2H2O,从而腐蚀玻璃,二者原理
不同;⑦CO2、SO2 都能与澄清石灰水反应生成难溶性钙盐,而使澄清石灰水变浑浊,二者原理相同。
6.含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示。
下列叙述不正确
．．．的是(
)。
A.该过程中可得到化工产品H2SO4
B.该过程中化合价发生改变的元素只有Fe 和S
C.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O
2FeSO4+2H2SO4
【解析】该流程中化合价发生改变的元素有Fe、S 和O,故B 项错误。
7.(2020 年河南开封定位考试)下列装置或操作不能
．．达到实验目的的是(
)。
A.用装置甲进行铜和浓硫酸的反应
B.用装置乙收集二氧化硫
C.用装置丙验证SO2 的漂白性
D.用装置丁处理尾气
【解析】铜和浓硫酸需要在加热的条件下发生反应,A 项错误;二氧化硫的密度比空气大,应该用向上排空气法收
集,即导气管应长进短出,B 项正确;SO2具有漂白性,能够使品红溶液褪色,C 项正确;SO2有毒,会对环境造成危害,其能够与
碱液发生反应,可以用装置丁进行尾气吸收,D 项正确。
8.下列对实验现象的原因分析不正确
．．．的是(
)。
选项
实验现象
原因分析
A
浓硫化钠溶液有臭味
S2-水解生成硫化氢,硫化氢具有臭味
B
新制氯水中滴加石蕊溶
液,溶液先变红,后褪色
氯气与水反应生成HCl、HClO,HCl 显强酸性,使石蕊溶液变红,HClO 具有强氧化性,使
石蕊溶液褪色
C
将SO2 通入溴水中,溴
水褪色
SO2 具有漂白性,使其褪色
D
向湿润蔗糖中加入浓硫
酸,固体迅速变黑,后体
积急剧膨胀
在浓硫酸脱水作用下,蔗糖被炭化,碳与浓硫酸反应生成了CO2、SO2
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【解析】向溴水中通入SO2,溴水褪色,发生氧化还原反应,S 元素的化合价升高,体现二氧化硫的还原性,故C 项错误。
9.Ⅰ.某化学兴趣小组为探究SO2 的性质,按如图1 所示装置进行实验。
图1
请回答下列问题:
(1)装置A 的蒸馏烧瓶中生成SO2 的反应的化学方程式为
。
(2)实验过程中,装置B、C 中产生的现象分别是
、
,这些现象分别说
明
SO2
具有的性质是
和
; 装置
B
中发生反应的离子方程式
为
。
(3) 装置
D
的目的是探究
SO2 与品红溶液作用的可逆性, 请写出实验操作及现
象:
。
Ⅱ.某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,用如图2 所示装置进行有关实验。
图2
请回答下列问题:
(4)试管Ⅰ中发生反应的化学方程式为
。
(5)下列实验不合理的是
(填字母)。
A.上下移动试管Ⅰ中铜丝可控制生成SO2 的量
B.试管Ⅱ中选用品红溶液验证SO2 的生成
C.试管Ⅲ中可选用NaOH 溶液吸收多余的SO2
D.为确认是否有CuSO4 生成,向试管Ⅰ中加水,观察溶液颜色
(6)实验中,用a g 铜片和V mL 18.4 mol·L-1 浓硫酸(98%)放在试管中共热,直到反应完毕,发现试管中还有铜片剩余,该
小组学生认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解,你认为原因是
。
②下列药品中能用来证明反应结束后的试管中有硫酸剩余的是
(填字母)。
a.铁粉
b.BaCl2 溶液
c.Ba(NO3)2 溶液
d.Na2CO3 溶液
【答案】Ⅰ.(1)Na2SO3+H2SO4(浓)
Na2SO4+SO2↑+H2O
(2) 溶液紫( 红) 色褪去
溶液出现淡黄色沉淀( 浑浊)
还原性
氧化性
5SO2+2Mn۽
Ǧ +2H2O
2Mn2++5S۽
′+4H+
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的活塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色
Ⅱ.(4)Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
(5)D
(6)①反应中浓硫酸被消耗的同时生成水,浓硫酸逐渐变稀,而铜不与稀硫酸反应
②ad
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【解析】(5)Cu 与浓硫酸反应后,硫酸的浓度较大,为确定是否有CuSO4 生成,应将试管Ⅰ中溶液倒入水中,观察颜色
变化,而不应将水直接加入试管中。
(6)②取反应结束后的试管中的溶液,分别加入铁粉或Na2CO3 溶液,有气泡产生,说明硫酸有剩余。而反应后的溶液
中有硫酸铜生成,加入BaCl2 溶液或Ba(NO3)2 溶液均有沉淀生成,不能说明硫酸有剩余。
10.(2020 年山东泰安期中)下列有关实验装置或操作进行的相应实验,能达到实验目的的是(
)。
A.用图甲所示装置分离乙醇和碘的混合液
B.用图乙所示操作配制100 mL 0.1 mol·L-1硫酸溶液
C.用图丙所示装置制备、收集纯净的一氧化氮
D.用图丁所示装置检验浓硫酸与蔗糖反应产生的二氧化硫
【解析】碘易溶于乙醇,溶液不会分层,不能用分液的方法分离,A 项错误;浓硫酸应该在烧杯中稀释并冷却后转移
至容量瓶中,不能直接在容量瓶中稀释或配制溶液,B 项错误;NO 的密度与空气相近且能与氧气反应生成NO2,不能用排
空气法收集,应用排水法收集,C 项错误;SO2 能使品红溶液褪色,也能被酸性高锰酸钾溶液氧化而被吸收,因此可用图丁所
示装置检验浓硫酸与蔗糖反应产生的二氧化硫,D 项正确。
11.用下列两种途径制取H2SO4,某些反应条件和产物已省略,下列有关说法不正确
．．．的是(
)。
途径①:S
H2SO4
途径②:S
SO2
SO3
H2SO4
A.途径①反应中体现了浓硝酸的强氧化性和酸性
B.途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2 的浓度来降低成本
C.由途径①和②分别制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,均转移6 mol 电子
D.途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念
【解析】途径①反应的化学方程式可表示为S+6HNO3(浓)
H2SO4+6NO2↑+2H2O,只体现了浓硝酸的强氧
化性,没有体现出酸性,故A 项错误;氧气来源于空气,价格较低,增大氧气的浓度可提高二氧化硫的转化率,从而降低成本,
故B 项正确;途径①和②中的硫元素的价态都是从0 价升高到+6 价,故C 项正确;途径①中会产生NO2 有害气体,则途径
②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念,故D 项正确。
12.已知A 是一种常见的非金属单质,B 是氧化物,E 是A 的氢化物,D 是A 的最高价氧化物对应的水化物,上述物质间的转
化关系如图所示。下列说法错误
．．的是(
)。
A.若E、D 的水溶液均呈酸性,则A 可为硫
B.若D 是一种难溶于水的物质,则A 为硅
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C.若E、D 的水溶液均呈酸性,则B 可与水反应
D.若D 是一种难溶于水的物质,则B 能与水反应
【解析】H2S 和S 均能在氧气中燃烧生成SO2,SO2 被氧化成SO3,SO3 溶于水生成H2SO4,符合题中转化关系
和条件,其中SO2 能溶于水生成H2SO3,故A、C 两项正确;Si 和SiH4 均能在氧气中燃烧生成SiO2,SiO2 溶于NaOH 溶
液生成Na2SiO3,Na2SiO3 和稀硫酸反应生成难溶于水的H2SiO3,符合题中转化关系和条件,但SiO2 不能溶于水,故B 项
正确,D 项错误。
13.利用硫铁矿(主要成分为FeS2)生产硫酸和绿矾(FeSO4·7H2O)的工业流程示意图如下:
(1)沸腾炉中,硫铁矿进行粉碎处理的目的是
。
(2)接触室中,发生的主要反应是SO2 与O2 的反应,其化学方程式为
。
(3)反应釜中,烧渣经过反应转化为溶液Ⅰ和固体。
①烧渣中的FeS 在反应中作
(填“氧化”或“还原”)剂。
②溶液Ⅰ中所含溶质的化学式是
。
(4)操作a 的主要步骤是加热浓缩、
、过滤洗涤。
(5)流程中,固体X 可以选择硫铁矿(FeS2)或
;当固体X 为硫铁矿(FeS2)时,将溶液Ⅰ与固体X 发生反应
的离子方程式补充完整。
FeS2+
+
Fe2++
S۽
′+
【答案】(1)增大反应物的接触面积,提高化学反应速率
(2)2SO2+O2
2SO3
(3)①还原
②Fe2(SO4)3、H2SO4
(4)冷却结晶
(5)铁粉(或Fe)
14
Fe3+
8
H2O
15
2
16
H+
【解析】(3)①S 元素的化合价从-2 价升高到0 价,FeS 失去电子,作还原剂。②由于通入氧气,因此溶液Ⅰ中含有
Fe2(SO4)3,又因为硫酸过量,因此还有H2SO4。
(5)因为最终要得到硫酸亚铁,所以可加入铁粉将硫酸铁还原为硫酸亚铁;FeS2 中S 元素的化合价从-1 价升高到+6
价,失去7 个电子,而铁元素化合价从+3 价降低到+2 价,得到1 个电子,根据得失电子守恒可知反应的离子方程式为
FeS2+14Fe3++8H2O
15Fe2++2S۽
′+16H+。
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(33)
1.下列说法中正确的是(
)。
A.氮气的化学性质不如磷活泼,故氮元素的非金属性弱于磷
B.磷酸比硝酸稳定,所以磷元素的非金属性比氮元素强
C.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐
D.NO 与O2 反应生成NO2 属于氮的固定
【解析】
的键能大,N2 比磷稳定;氮原子半径小,得电子能力强,非金属性比磷强(也可以从NH3 比PH3 稳
定、HNO3 是强酸而H3PO4 是中强酸来说明);不能根据含氧酸的稳定性来比较酸性的强弱和元素的非金属性强弱,A、B
两项错误。氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程,D 项错误。
2.(2020
年重庆七校期末联考) 在同温同压下, 将等体积混合而成的四组气
体:①NO2+O2;②NO2+NO;③HCl+N2;④SO2+O2,分别通入体积相同的试管,并立即倒立于水槽中,如图所示,待试管内
液面稳定后,剩余气体体积依次为V1、V2、V3、V4,则剩余气体体积最多的是(
)
A.V1
B.V2
C.V3
D.V4
【解析】假设各种气体体积都是a,试管容积为2a,气体减少的体积等于试管内液体体积。
①根据反应4NO2+O2+2H2O
4HNO3 知,二氧化氮完全反应,剩余气体是氧气,根据氧气和二氧化氮的关系知,剩
余氧气的体积为a-
ࢇ
=
ࢇ
;②根据反应3NO2+H2O
2HNO3+NO 知,生成NO 的体积为NO2体积的
,所以二氧化氮和
水反应生成NO 的体积为
ࢇ
,原来还有a,所以剩余NO 总的体积为
ࢇ
;③氮气和水不反应,氯化氢极易溶于水,所以剩余气体
体积为a;④SO2易溶于水,能和水反应,该反应是可逆反应,气体溶解使液面上升,O2不和水反应,剩余气体的体积比a 略大。
故剩余气体体积最多的为②,B 项正确。
3.(2020 年湖南长沙长郡中学第五次调研)有X、Y、Z、M、N 五种物质,进行的有关实验操作及现象如下:
实验操作
实验现象
①气体X 和气体Y 混合
气体变红棕色
②Y、M、N 分别与氢硫酸
反应
都产生淡黄色固体
③用玻璃棒蘸取Z 和M
的浓溶液,相互靠近
产生白烟
④Z 和N 分别通入少量溴
水中
溴水都变成无色透明的液
体
X、Y、Z、M、N 依次可能是(
)。
A.NO、O2、NH3、HNO3、SO2
B.O2、NO、NH3、HCl、SO2
C.O2、NO、HCl、NH3、CO2
D.NO、O2、NH3、HCl、CH4
【解析】①该红棕色气体为NO2,故X 为NO 或O2,Y 为NO 或O2;②实验现象说明Y、M、N 均具有氧化性;③
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实验现象说明Z、M 的浓溶液均具有挥发性;④实验现象说明Z、N 均具有还原性;综上所述,X 为NO,Y 为O2,B、C 两
项错误, 因D 项中CH4 不能满足实验②,D 项错误。
4.(2020 年山东莒县一中12 月月考)如图所示,利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH 固体上滴几滴浓氨水,立即
用另一表面皿倒扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是(
)。
选项
实验现象
解释
A
干燥的红色石蕊试纸
不变色,湿润的红色
石蕊试纸变蓝
NH3 是一种可溶性
碱
B
浓硫酸附近无明显现
象
NH3 与浓硫酸不发
生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是
MgCl2 溶液
D
浓盐酸附近产生白烟
NH3 与浓盐酸挥发
出的HCl 反应产生
了NH4Cl 固体
【解析】干燥的红色石蕊试纸不变色,湿润的红色石蕊试纸变蓝,是因为NH3 与H2O 发生反应生成了NH3·H2O,
其溶液呈碱性, 并不是氨气自身呈碱性,A 项错误; 浓硫酸与NH3 可发生反应, 其化学方程式为
2NH3+H2SO4
(NH4)2SO4,但无明显现象,B 项错误;该溶液可能为MgCl2 溶液、AlCl3 溶液等,解释不正确,C 项错误;
浓盐酸易挥发,挥发出的HCl 气体遇NH3 会反应生成白烟,该白烟是NH4Cl 晶体,D 项正确。
5.(2020 年吉林实验中学期中)某课外活动小组的同学从某地颗粒采集器中获得雾霾颗粒样品,然后用蒸馏水浸取。在探
究雾霾颗粒可溶性成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确
．．．的是(
)。
A.向浸取液中滴入硝酸酸化后,加入AgNO3 溶液有白色沉淀产生,说明雾霾中一定含有Cl-
B.向浸取液中滴入硝酸酸化的BaCl2 溶液,有白色沉淀产生,说明雾霾中一定含有S۽
′
C.向浸取液中加入Cu 和浓H2SO4,试管口有红棕色气体产生,说明雾霾中可能含有N۽
Ǧ
D.向浸取液中加入浓NaOH 溶液微热,试管口附近湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明雾霾中一定含有N۶
【解析】向浸取液中滴入硝酸酸化后,加入AgNO3 溶液有白色沉淀产生,说明产生的沉淀是氯化银,A 项正确;
若浸取液中含有Ag+,也同样会产生白色沉淀,B 项错误;有红棕色气体产生,红棕色气体是二氧化氮,由NO 与氧气反应生
成,说明雾霾中可能含有N۽
Ǧ ,C 项正确;向一种未知溶液中滴加NaOH 溶液,加热后产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的
气体,该气体为氨气,故原溶液中存在N۶
,D 项正确。
6.(2020 年安徽宿州质检)实验室用如图所示装置(略去部分夹持装置)模拟利用氨气和次氯酸钠合成肼(N2H4)的过程。
下列说法正确的是(
)。
A.将装置①中浓盐酸换成H2O2,可用于制备氧气
B.装置②中盛装NaOH 溶液,用于吸收多余的Cl2
C.装置③中分液漏斗盛装饱和食盐水
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D.当反应结束时,装置④中可收集一瓶纯净的NH3
【解析】由图可知,装置①中发生的反应为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,打开K1,Cl2 与NaOH 溶
液反应生成NaCl 和NaClO,装置⑤用来制取NH3,装置④作安全瓶,能防倒吸,在装置③中氨气和NaClO 反应生成N2H4,
离子方程式为ClO-+2NH3
N2H4+Cl-+H2O。H2O2 在MnO2 催化作用下制备氧气的反应不需要加热,A 项错误;氯气
有毒,不能排放到空气中,则装置②中应盛装NaOH 溶液,用于吸收多余的Cl2,B 项正确;装置③中分液漏斗中应该盛装
NaOH 溶液,利用Cl2 与NaOH 溶液反应制备NaClO,C 项错误;收集NH3 时,装置④中的导管应“短进长出”。
7.(2020 年陕西西安长安区第五中学期中)现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法
正确的是(
)。
A.制取氨气时烧瓶中的固体常用CaO 或CaCl2
B.将湿润的蓝色石蕊试纸置于三颈烧瓶口,试纸变红,说明NH3 已集满
C.关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2,
则E 点时喷泉最剧烈
D.工业上,若出现液氨泄漏,喷洒稀盐酸比喷洒NaHCO3 溶液处理效果好
【解析】CaO 能与水反应,使c(OH-)增大,同时放出大量的热,有利于氨气的逸出,而CaCl2 为中性的盐,能够溶于
水,热量的变化很小,与水不反应,对氨气的逸出没有作用,A 项错误;氨水呈碱性,红色石蕊试液遇碱变蓝色,所以检验三颈
烧瓶是否集满NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c,试纸变蓝色,证明NH3已集满,B 项错误;三颈烧瓶内气体
与外界大气压压强之差越大,其反应速率越快,C 点压强最小、大气压不变,所以大气压和C 点压强差最大,则喷泉越剧烈,C
项错误;盐酸呈酸性,碳酸氢钠溶液呈碱性,氨水呈碱性,因此氨气在酸性溶液中的吸收效率高于在碱性溶液中的吸收效
率,D 项正确。
8.亚硝酸钠(NaNO2)是重要的防腐剂。实验室以木炭、浓硝酸、水和铜为原料制取的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝
酸钠的装置如图所示(部分夹持装置略)。
已知室温下有下列反应:
①2NO+Na2O2
2NaNO2;
②3NaNO2+3HCl
3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;
③酸性条件下,NO 或N۽
Ǧ 都能与Mn۽
Ǧ 反应生成N۽
Ǧ 和Mn2+。
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完成下列问题:
(1)写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式:
。
(2)装置B 中观察到的主要现象是有无色气体产生和
,装置D 的作
用是
。
(3)检验装置C 中产物有亚硝酸钠的方法是
。
(4)经检验,装置C 的产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠,为避免产生这些副产物应在装置B、C 间增加
装置,则该装置中盛放的药品名称是
。
(5)将1.56 g 过氧化钠完全转化为亚硝酸钠,理论上至少需要木炭
g。
【答案】(1)C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)铜片逐渐溶解,溶液变为蓝色
吸收未反应的NO
(3)取样于试管中,加入稀盐酸,产生无色气体,遇到空气变为红棕色,另用铂丝蘸取试液在酒精灯上灼烧,若火焰呈黄色,
则说明含Na+
(4)碱石灰
(5)0.36
【解析】(2)装置B 中发生的反应是装置A 中生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的化学方程式为
3NO2+H2O
2HNO3+NO,硝酸和铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,所以反应现象为铜片溶解,溶液变蓝;NO 在装置
C 中与Na2O2 反应制备NaNO2,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余的一氧化氮,防止污染空气。
(4)生成碳酸钠是由于二氧化碳和过氧化钠发生反应,生成氢氧化钠是由于水蒸气和过氧化钠发生反应,所以要避免
生成碳酸钠和氢氧化钠,应除去二氧化碳和水蒸气,因此可在装置B、C 间增加盛有碱石灰的装置。
(5)1.56 g 过氧化钠的物质的量是
t
⺁ૡܕܗܔǦ=0.02 mol,根据反应2NO+Na2O2
2NaNO2 可知,需要0.04 mol
NO。1 mol 浓硝酸转化为NO,得到3 mol 电子,因此生成0.04 mol NO 需要得到0.12 mol 电子,碳在反应中失去4
个电子,所以需要碳的物质的量是0.12 mol×
=0.03 mol,其质量是0.03 mol×12 g·mol-1=0.36 g。
9.室温下,某兴趣小组用如图所示装置在通风橱中进行如下实验:
实验
现象
试管Ⅰ中开始无明显现象,逐渐有微小气泡生成,越来越剧烈,液面上方出现浅红棕色气体,溶液呈蓝
色
试管Ⅱ中剧烈反应,迅速生成大量红棕色气体,溶液呈绿色;反应完后向绿色溶液中持续通入N2,溶
液变为蓝色
下列说法正确的是(
)。
A.试管Ⅰ中浅红棕色气体为NO2,由硝酸还原生成
B.等质量的Cu 完全溶解时,Ⅰ中消耗的HNO3 更多
C.换成Fe 之后重复实验,依然是试管Ⅱ中反应更剧烈
D.试管Ⅱ中反应后溶液颜色与试管Ⅰ中的不同,是由于溶液中溶有NO2
【解析】试管Ⅰ中浅红棕色气体为NO 和NO2 的混合物,Cu 与稀硝酸反应,硝酸被还原为NO,部分NO 遇到空
气中的氧气被氧化为红棕色的NO2,A 项不正确;等质量的Cu 完全溶解时, 由3Cu~8HNO3(稀)、Cu~4HNO3(浓)知
试管Ⅰ中消耗的HNO3 较少,B 项不正确;换成Fe 之后重复实验,Fe 遇浓硝酸发生钝化,试管Ⅱ中无明显变化,C 项不正
确;向试管Ⅱ中持续通入氮气后,可以把溶液中溶解的NO2 带走,溶液由绿色变为蓝色,说明试管Ⅱ中反应后溶液颜色与其
溶解的NO2 有关,D 项正确。
10.合成氨及其相关工业中,部分物质间的转化关系如图所示:
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下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.反应Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的氧化剂一定相同
B.甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素
C.反应Ⅵ的部分产物可在上述流程中循环利用
D.反应Ⅴ的化学方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl
NaHCO3↓+NH4Cl
【解析】NH3 与O2 反应生成NO、NO 与O2 反应生成NO2 中氧化剂都是O2,但NO2 与H2O 反应生成HNO3
中NO2 既是氧化剂又是还原剂,A 项错误;由转化关系图可知甲、乙、丙、丁分别为N2、NO、NO2、NaHCO3,B 项正
确;NaHCO3 受热分解生成纯碱、CO2 和H2O,CO2 可再用于反应Ⅴ,C 项正确; 反应Ⅴ的化学方程式为
NH3+CO2+H2O+NaCl
NaHCO3↓+NH4Cl,D 项正确。
11.1.52 g 铜、镁合金完全溶于50 mL 密度为1.40 g·mL-1、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2 和N2O4 的混合
气体1120 mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0 mol·L-1 NaOH 溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54 g 沉淀。
下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
B.该浓硝酸中HNO3 的物质的量浓度是14.0 mol·L-1
C.NO2 和N2O4 的混合气体中,NO2 的体积分数是80%
D.得到2.54 g 沉淀时,加入NaOH 溶液的体积是600 mL
【解析】设合金中Cu、Mg 的物质的量分别为x mol、y mol,根据题目所给信息知64x+24y=1.52 g
①;
在反应过程中有Cu-2e-
Cu2+、Mg-2e-
Mg2+、Cu2++2OH-
Cu(OH)2↓、Mg2++2OH-
Mg(OH)2↓,所以
金属失去电子的物质的量等于金属阳离子完全沉淀所需OH- 的物质的量,n(OH-)=
t′t
⺁ܕܗܔǦ=0.06 mol, 故
2x+2y=0.06 mol
②,由①和②组成方程组解得x=0.02,y=0.01。由上述计算可得,铜与镁的物质的量之比是2∶1,A
项正确;根据c=
hhh࣋࢝
ࡹ
可得c(HNO3)=
hhhൈthൈΨ
mol·L-1=14.0 mol·L-1,B 项正确;由上述分析可知,Cu、Mg 共失去
0.06 mol 电子,根据得失电子守恒,硝酸完全被还原为NO2,则NO2 的物质的量应为0.06 mol,已知得到混合气体1120
mL(标准状况),即0.05 mol 混合气体,是因为存在2NO2
N2O4,可求得N2O4为0.01 mol,NO2 为0.04 mol,故C 项
正确;Cu2+、Mg2+全部沉淀后,溶液中溶质为NaNO3,n(HNO3)=0.05 L×14 mol·L-1=0.7 mol, 根据N 元素守
恒
,n(NaNO3)=n(HNO3)-n(NO2)-2n(N2O4)=(0.7-0.04-0.02)
mol=0.64
mol,
根
据
Na
元
素
守
恒,n(NaNO3)=n(NaOH)=0.64 mol,V(NaOH)=
htܕܗܔ
ܕܗܔۺǦ=0.64 L=640 mL,故D 项错误。
12.治理氮氧化物(NOx)的污染是化学研究的重要课题之一。
Ⅰ.NO 能被灼热的铁粉还原为N2,同时生成FeO,利用下列装置模拟该反应。
已知:①浓硝酸可氧化NO;②NaOH 溶液能与NO2 反应,不与NO 反应。
(1)上述装置接口的连接顺序为a→
(按气流方向,用接口处字母表示)。
(2)装置D 的作用是
。
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(3)装置E 中反应的化学方程式为
。
(4)打开分液漏斗活塞,烧瓶中观察到的实验现象有
。
Ⅱ.实验室常用NaOH 溶液吸收多余的氮氧化物(NOx):NO+NO2+2NaOH
2NaNO2+H2O。设计实验验证产物
NaNO2 既有氧化性又有还原性。
限选试剂:稀硫酸、KI-淀粉溶液、双氧水、酸性KMnO4 溶液。
(5)取适量NaNO2溶液,加入
,观察到
现象,证明其具有氧化性。
(6)参照(5),设计实验证明NaNO2 具有还原性:
。
【答案】(1)f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
(2)除去挥发出的HNO3 等酸性气体,并将NO2 转化为NO
(3)2NO+2Fe
2FeO+N2
(4)反应开始时,铜片表面出现无色气泡,铜片逐渐变小;烧瓶上部空间由无色逐渐变为浅红棕色,随着反应的进行又逐
渐变为无色;烧瓶中溶液由无色变为浅蓝色
(5)KI-淀粉溶液、稀硫酸
溶液变蓝
(6)取适量NaNO2溶液,滴加少许酸性KMnO4 溶液,观察到溶液褪色,证明其具有还原性
【解析】Ⅰ.(1)根据实验原理利用NO 被灼热的铁粉还原为N2,同时生成FeO,所以首先应制备纯净干燥的NO,利用
铜与稀硝酸反应生成NO,由于硝酸具有挥发性,所以制得的NO 气体中会混有NO2、硝酸和水蒸气,则先通过装置D 除
去挥发出的HNO3 等酸性气体,然后再通过F 干燥,得到纯净干燥的NO 进入E 中与铁粉反应,最后处理多余的NO,又因
为NaOH 溶液不与NO 反应,而浓硝酸可氧化NO 生成NO2,所以最终先通过B 氧化NO,后再通过C 吸收。根据以上分
析,先制备NO→除硝酸气体→除水蒸气→氧化铁粉→氧化多余的NO→NaOH 溶液吸收,所以上述装置接口的连接顺序
为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d。
(4)打开分液漏斗活塞,铜与稀硝酸反应生成NO,由于液面上方有空气,所以开始生成的NO 遇空气就会变成浅红棕
色的NO2,而后来空气排尽,又逐渐变为无色,烧瓶中铜片被氧化成铜离子,溶液由无色变为浅蓝色。
Ⅱ.(5)说明N۽
Ǧ 有氧化性,则N元素的化合价降低,在酸性条件下,与还原剂KI反应,所以选择的试剂为KI-淀粉溶液、
稀硫酸,观察到溶液变蓝,证明其具有氧化性。
(6)说明N۽
Ǧ 有还原性,则N 元素的化合价升高,与氧化剂KMnO4反应,验证方法为取适量NaNO2溶液,滴加少许酸
性KMnO4 溶液,观察到溶液褪色,证明其具有还原性。
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单元训练(36)
一、选择题(本题包括16 小题,每小题3 分,共48 分)
1.(2020 年江西高三高考模拟)化学与生产、生活、环境等息息相关。下列说法中错误
．．的是(
)。
A.港珠澳大桥采用的超高分子量聚乙烯纤维吊绳,是有机高分子化合物
B.“玉兔二号”月球车首次实现在月球背面着陆,其帆板太阳能电池的材料是硅
C.《天工开物》中“凡石灰经火焚炼为用”,其中“石灰”指的是Ca(OH)2
D.《本草纲目》中“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,其中所用的分离操作方法是蒸馏
【解析】石灰石加热分解制得生石灰,“石灰”指的是氧化钙,C 项错误。
2.(2020 年湖北部分重点中学高三新起点联考)下列不涉及
．．．氧化还原反应的是(
)。
A.补铁剂(有效成分为Fe2+)与含维生素C 共服效果更佳
B.雷雨发庄稼——自然固氮
C.灰肥相混损肥分——灰中含有碳酸钾,肥中含有铵盐
D.从沙滩到用户——由二氧化硅制晶体硅
【解析】维生素C 具有还原性,能防止补铁剂被氧化,涉及氧化还原反应,A 项正确;放电过程中,氮气与氧气反应生成
NO,O、N 元素的化合价发生变化,涉及氧化还原反应,B 项正确;碳酸钾与铵盐发生相互促进的水解反应,反应过程中不存在
化合价的变化,不涉及氧化还原反应,C 项错误;由二氧化硅制晶体硅,Si 元素的化合价降低,被还原,涉及氧化还原反应,D 项
正确。
3.(2020 年安徽安庆二中高三开学摸底考试)用如图所示装置研究气体物质的化学性质,下列有关说法合理的是(
)。
选项
X
Y
Z
结论
A
Cl2
品红溶液
NaOH 溶液
Cl2 具有漂白性
B
C2H4
溴水
酸性KMnO4
溶液
X 与Y 溶液的反应为取代反应
C
NH3
AlCl3
溶
液
硫酸溶液
NH3·H2O 具有弱碱性
D
CO2
Na2SiO3
溶液
NaOH 溶液
酸性:碳酸>硅酸
【解析】品红褪色说明氯气的水溶液有漂白性,无法得到氯气具有漂白性的结论,A 项错误;溴水褪色是因为乙烯与Br2
发生了加成反应,B 项错误;当实验装置的尾气有氨气时,尾气处理装置要防倒吸,图示装置不符,C 项错误。
4.(2020 年四川南充高三第二次高考适应性考试)化学与人类生活密切相关。下列说法正确的是(
)。
A.SiO2 具有导电性,可用于制作光导纤维和光电池
B.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果
C.浓氨水不能用于检验管道泄漏的氯气
D.铝表面易形成致密的氧化膜,铝质器皿可长时间盛放咸菜等腌制食品
【解析】SiO2 属于共价化合物,不导电,制备光电池的材料是晶体硅,A 项错误;乙烯是一种植物生长调节剂,乙烯能被酸
性高锰酸钾溶液氧化吸收,达到保鲜的要求,B 项正确;浓氨水挥发出的NH3 与氯气发生反应8NH3+3Cl2
6NH4Cl+N2,有白
烟生成,故浓氨水能用于检验管道泄漏的Cl2,C项错误;铝表面有一层致密的Al2O3薄膜,咸菜等腌制食品中含有NaCl溶液,Cl-
可以破坏铝表面的Al2O3 薄膜,从而加速铝质器皿的腐蚀,因此铝质器皿不能长时间盛放咸菜等腌制食品,D 项错误。
5.(2020 年山东高三高考模拟)用下列实验装置(部分夹持装置略去)进行相应的实验,能达到实验目的的是(
)。
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A.加热装置Ⅰ中的烧杯分离I2 和高锰酸钾固体
B.用装置Ⅱ验证二氧化硫的漂白性
C.用装置Ⅲ制备氢氧化亚铁沉淀
D.用装置Ⅳ检验氯化铵受热分解生成的两种气体
【解析】加热时混合物中的碘升华,碘蒸气遇冷凝华,但高锰酸钾固体受热会分解,故装置Ⅰ不能分离I2 和高锰酸钾固
体,A 项错误;装置Ⅱ中锥形瓶内生成的二氧化硫能使烧杯内溴水褪色,体现的是二氧化硫的还原性而不是漂白性,B 项错误;
装置Ⅲ中,右边试管内生成硫酸亚铁溶液和氢气,氢气排出装置,硫酸亚铁溶液与左边试管内氢氧化钠溶液不能自动混合,
不能制备氢氧化亚铁沉淀,C 项错误;装置Ⅳ中,氯化铵受热分解生成氨气、氯化氢的混合气体,P2O5 吸收氨气,湿润的蓝色石
蕊试纸可检验氯化氢,碱石灰吸收氯化氢,湿润的酚酞试纸可检验氨气,D 项正确。
6.(2020 年陕西宝鸡高考模拟检测)汽车尾气的治理是减轻空气污染的有效途径。科学家研究发现TiO2 的混凝土或沥青可
以适度消除汽车尾气中的氮氧化物,其原理如图所示。
下列关于“消除”过程的叙述错误
．．的是(
)。
A.部分光能转变为化学能
B.消除总反应为4NOx+(5-2x)O2+2H2O
4HNO3
C.使用纳米TiO2,产生的光生电子和光生空穴更多,NOx 消除效率更高
D.1 mol ۽
Ǧ 比1 mol 羟基(·OH)多9NA 个电子(NA 为阿伏加德罗常数的值)
【解析】1 mol ۽
Ǧ 含有17 mol 电子,1 mol 羟基(·OH)含有9 mol 电子,即1 mol ۽
Ǧ 比1 mol 羟基(·OH)多8NA 个电子,D
项错误。
7.(2020 年安徽蚌埠高三第一次质量检测)下列反应的离子方程式书写正确的是(
)。
A.少量的CO2 通入“84”消毒液中:CO2+H2O+2ClO-
HClO+C۽
′
B.用酸化的硝酸铁溶液腐蚀铜箔:2Fe3++Cu
2Fe2++Cu2+
C.FeO 和稀硝酸反应:FeO+2H+
Fe2++H2O
D.
向
0.5
mol·L-1KAl(SO4)2
溶
液
中
滴
入
0.5
mol·L-1Ba(OH)2
溶
液
使
S
۽
′
恰
好
完
全
沉
淀:2Ba2++4OH-+Al3++2S۽
′
2BaSO4↓+Al۽
Ǧ +2H2O
【解析】酸性H2CO3>HClO>HC۽
Ǧ ,所以少量的CO2 通入“84”消毒液中,生成的是HC۽
Ǧ ,A 项错误;酸化的硝酸铁溶液中,
相当于有了HNO3,由于HNO3 的氧化性强于Fe3+,所以首先发生反应3Cu+8H++2N۽
Ǧ
3Cu2++2NO↑+4H2O,B 项错误;生成
的Fe2+还会被稀硝酸氧化为Fe3+,C 项错误。
8.(2020 年天津和平区高三二模)下列有关NaClO 和NaCl 混合溶液的叙述正确的是(
)。
A.向该溶液中加入浓盐酸,每产生1 mol Cl2,转移电子约为6.02×1023 个
B.该溶液中,Ag+、K+、N۽
Ǧ 、CH3CHO 可以大量共存
C.滴入少量FeSO4 溶液,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+
Cl-+2Fe3++H2O
D.为验证ClO-的水解,用pH 试纸测该溶液的pH
【解析】由反应Cl-+ClO-+2H+
Cl2↑+H2O 可知,生成1 mol Cl2 转移1 mol 电子,则转移电子约为6.02×1023 个,A 项正
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确;Ag+、Cl-结合生成沉淀,且乙醛易被ClO-氧化,不能共存,B 项错误;NaClO 为强碱弱酸盐,水解呈碱性,NaCl 为中性,溶液中不
存在大量的氢离子,离子方程式应为2Fe2++ClO-+H2O+4OH-
2Fe(OH)3↓+Cl-,C 项错误;ClO-水解使溶液呈碱性,使pH 试纸显
蓝色,但ClO-具有强氧化性,又会将变色的试纸氧化为无色,因此不能用pH 试纸测定该溶液的pH,D 项错误。
9.(2020 年陕西咸阳高三模拟检测)对某溶液中部分离子的定性检测流程如下。下列说法正确的是(
)。
A.步骤①所加试剂可以是浓NaOH 溶液
B.可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的无色气体
C.红褐色沉淀与HI 反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+
Fe3++3H2O
D.步骤②反应的离子方程式为Al3++3HC۽
Ǧ
Al(OH)3↓+CO2↑
【解析】无色气体为NH3,红褐色沉淀为Fe(OH)3,X 溶液为NaAlO2 溶液,所以步骤①所加试剂可以是浓NaOH 溶液,A
项正确; 应该用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,B 项错误;Fe3+ 可将I- 氧化成I2, 反应的离子方程式为
2Fe(OH)3+2I-+6H+
2Fe2++I2+6H2O,C 项错误;步骤②反应的离子方程式为Al۽
Ǧ +HC۽
Ǧ +H2O
C۽
′+Al(OH)3↓,D 项错误。
10.A、B、C、X 均为中学化学常见的物质,一定条件下,它们之间有如下转化关系(部分产物已略去),下列说法错误
．．的是
(
)。
A.若X 为Cl2,则C 可能为FeCl3
B.若X 为KOH 溶液,则A 可能为AlCl3 溶液
C.若X 为O2,则A 可能为H2S 或NH3
D.若A、B、C 均为焰色反应呈黄色的化合物,则X 可能为CO2
【解析】氯气具有强氧化性,与铁反应生成的是FeCl3,而不是FeCl2,A 项错误。
11.(2020 年福建三明第一中学高三开学考试)用如图所示装置进行实验,下列对实验现象的解释不合理
．．．的是(
)。
选项
①中试剂
①中现象
解释
A
品红溶液
溶液褪色
SO2 具有漂白性
B
Na2SiO3 溶液
产生胶状沉淀
酸性:H2SO3>H2SiO3
C
酸性KMnO4 溶
液
紫色褪去
SO2 具有还原性
D
酸性Ba(NO3)2
溶液
生成白色沉淀
S۽
′与Ba2+
生成BaSO3 沉淀
【解析】将SO2通入Ba(NO3)2溶液,酸性条件下N۽
Ǧ 可以将SO2氧化生成H2SO4,H2SO4与Ba(NO3)2反应有白色沉淀BaSO4
生成,D 项错误。
12.下列物质的转化在给定条件下能实现的是(
)。
①FeS2
SO2
H2SO4
②SiO2
SiCl4
Si
③饱和NaCl 溶液
NaHCO3
Na2CO3
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④1 mol·L-1HCl(aq)
Cl2
Ca(ClO)2
⑤CuSO4(aq)
Cu(OH)2
Cu2O
A.①③⑤
B.②③④
C.②④⑤
D.①④⑤
【解析】①FeS2 在高温下煅烧生成SO2,SO2 能够被H2O2 氧化为H2SO4,正确;②SiO2 不溶于盐酸,错误;③饱和NaCl 溶
液中通入氨气和二氧化碳,生成溶解度较小的碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,正确;④1 mol·L-1HCl(aq)是稀盐酸,
不能与二氧化锰反应生成氯气,错误;⑤CuSO4(aq)中加入氢氧化钠溶液生成氢氧化铜沉淀,氢氧化铜悬浊液能够氧化葡萄
糖生成砖红色的氧化亚铜沉淀,正确。
13.某研究性学习小组进行了一系列化学实验后,发现高锰酸钾分解后的含锰元素的化合物都能与浓盐酸反应制得氯气,
且含锰化合物的还原产物都是MnCl2。他们将6.32 g KMnO4 粉末加热一段时间,收集到0.112 L 气体后便停止加热,冷却后
加入足量的浓盐酸再加热,又收集到的气体体积(上述气体体积都折合成标准状况)是(
)。
A.0.448 L
B.2.240 L
C.2.016 L
D.无法确定
【答案】C
【解析】根据得失电子守恒可知,KMnO4 中Mn 元素得到的电子总数=O 元素失去的电子总数+浓盐酸中Cl 元素失去
的电子总数。n(KMnO4)=0.04 mol,n(O2)=0.005 mol,则有0.04 mol×5=0.005 mol×4+n(Cl2)×2,解得n(Cl2)=0.09 mol,所以生成的
氯气在标准状况下的体积V=0.09 mol×22.4 L·mol-1=2.016 L。
14.(2020 年黑龙江哈尔滨第三中学高三第三次模拟)巧妙的实验设计有助于更好地解决问题。下列装置能达到实验目的的
是(
)。
A.比较Na2CO3、NaHCO3 的热稳定性
B.用装置乙验证SO2 具有漂白性
C.用装置丙判断铁钉发生的是析氢腐蚀还是析氧腐蚀
D.用装置丁制备并收集NH3
【解析】碳酸氢钠易分解,碳酸钠应放在大试管中,碳酸氢钠放在小试管中,A 项错误;溴水和酸性KMnO4 溶液只能验
证SO2具有还原性,不能验证SO2 具有漂白性,B 项错误;铁钉发生析氢腐蚀会有氢气生成,容器中压强增大,铁钉发生吸氧腐
蚀会消耗氧气,容器中压强减小,C 项正确;不能直接通过加热NH4Cl 制取NH3,因为分解成的NH3 和HCl 会立即结合生成
NH4Cl,D 项错误。
15.(2020 年安徽宣城高三第二次模拟)某研究小组利用如图所示装置探究SO2 和Fe(NO3)3 溶液的反应原理。下列说法错误
．．
的是(
)。
A.装置B 中若产生白色沉淀,说明Fe3+能将SO2 氧化成S۽
′
B.实验室中配制70%的硫酸需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒
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C.三颈烧瓶中通入N2 的操作应在滴加浓硫酸之前,目的是排尽装置内的空气
D.装置C 可能发生倒吸,同时还不能完全吸收反应产生的尾气
【解析】装置A 中70%的硫酸与亚硫酸钠反应放出二氧化硫,二氧化硫的水溶液呈酸性,在酸性条件下,N۽
Ǧ 能够氧化
二氧化硫生成S۽
′,从而在B 中产生硫酸钡白色沉淀,不能说明Fe3+能将SO2 氧化成S۽
′,A 项错误;实验室中配制70%的
硫酸,需要用量筒量取适当体积的浓硫酸,然后慢慢倒入一定量水中,边倒边搅拌,需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒,B
项正确;二氧化硫易被氧气氧化,为了排除空气中氧气的干扰,在滴加浓硫酸之前,三颈烧瓶中需要通入N2 以排尽装置内的
空气,C 项正确;二氧化硫在水中的溶解度较大,装置C 可能发生倒吸,且气体与液体的反应接触不充分,会导致产生的尾气
不能完全吸收,D 项正确。
16.已知A、B、C、D 之间的转化关系如图所示。下列说法正确的是(
)。
A.若A 为Fe,D 为氢气,则B 一定为酸
B.若A、D 为化合物,B 为水,则C 一定是气体单质
C.若A、B、C、D 均为化合物,该反应一定属于复分解反应
D.若A、B、C、D 均为10 电子微粒,且C 是可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则D 在常温下一定呈液态
【解析】A 项,若A 为Fe,D 为氢气,则B 可以是水,也可以是非氧化性酸;B 项,若A 为NO2,D 为HNO3,B 为水,则C 为NO;C
项,若A、B、C、D 均为化合物,该反应可以是复分解反应,也可以是氧化还原反应,如二氧化氮和水的反应。
二、非选择题(本题包括5 小题,共52 分)
17.(2020 年安徽高三高考模拟)2018 年8 月31 日,华为公司发布AI 芯片麒麟980,这标志着我国高科技企业的芯片制造技
术迈入国际领先水平。组成芯片的核心物质是高纯度硅。下图是以石英砂为原料同时制备硅和金属锂。
已知:LiCl 的熔点是605 ℃,沸点是1350 ℃;NH4Cl 在100 ℃开始挥发,337.8 ℃分解完全。
(1)粗硅中常含有副产物SiC,请写出①中生成SiC 的化学方程式:
。写出②中的化
学方程式:
。
(2)请写出操作名称:a
;b
。
(3)试剂X 是
。
【答案】(1)SiO2+3C
SiC+2CO↑
SiCl4+2H2
Si+4HCl
(2)过滤
加热
(3)氨水
【解析】(2)氢氧化铁、氢氧化铝为沉淀,操作a 的名称是过滤;根据“LiCl 的熔点是605 ℃,沸点是1350 ℃,NH4Cl 在100 ℃
开始挥发,337.8 ℃分解完全”可知,分离LiCl 和NH4Cl 的固体混合物应用加热法,操作b 的名称是加热。(3)根据流程图,加入
X 后过滤得到氯化铵和氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,可以推断试剂X 是氨水。
18.X 是一种新型无机非金属材料,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如下:
为了确定C 的组成,某同学进行了如图所示的探究过程。已知F、G 都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀,I 可作光导纤维。
按要求回答下列问题:
(1)C 的化学式为
;X 的化学式为
。
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(2) 反应②的化学方程式:
。反应⑦的离子方程
式:
。
【答案】(1)SiCl4
Si3N4
(2)SiCl4+8NH3
Si(NH2)4+4NH4Cl;
Si۽
′+2H2O+2CO2
H2SiO3↓+2HC۽
Ǧ
【解析】由I 可作光导纤维知,I 为SiO2,根据题给第二个框图中的转化关系和“F、G 都是难溶于水和稀硝酸的白色沉
淀”知F 为硅酸,H 为硅酸钠;E
G 是加入了硝酸银和稀硝酸,生成了难溶于水和稀硝酸的白色沉淀,则E 中含有Cl-,化合物
C 中含硅、氯两种元素,故C 为SiCl4,D 为Si(NH2)4,X 为Si3N4。
19.(2020 年广东高三高考模拟)由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下:
(1)写出KIO3 在日常生活中的一个重要应用:
。
(2)检验“含碘废水”中是否含有单质I2 的常用试剂是
(写试剂名称)。
(3)通入SO2 的目的是将I2 还原为I-,该反应的离子方程式为
。
(4)工艺中五种物质的制备反应中,不涉及氧化还原反应的步骤是“制
”。
(5)“制KIO3(aq)”反应的离子方程式为
。
(6)KCl、KIO3 的溶解度曲线如图所示。流程中由KIO3(aq)得到KIO3 晶体的操作步骤为
。
【答案】(1)食盐添加剂,补充碘成分,预防碘缺乏病
(2)淀粉溶液
(3)SO2+I2+2H2O
S۽
′+2I-+4H+(或2SO2+I2+2Cu2++4H2O
2CuI↓+2S۽
′+8H+)
(4)KI(aq)
(5)5Cl2+I2+12OH-
2I۽
Ǧ +10Cl-+6H2O
(6)蒸发浓缩,降温结晶
【解析】含碘废水制取碘酸钾晶体, 由实验流程可知, 含碘废水中加入SO2 和硫酸铜制备CuI, 发生反应
2SO2+I2+2Cu2++4H2O
2CuI↓+2S۽
′+8H+,滤液1 含硫酸,向过滤得到的滤渣中加入铁粉、水制备FeI2,过滤得到的滤渣1
中含有Fe 和Cu,向滤液中加入碳酸钾制备KI,发生反应K2CO3+FeI2
FeCO3↓+2KI,滤渣2 为FeCO3;酸性条件下KI、过氧化
氢发生氧化还原反应生成碘单质,滤液2 含硫酸钾,然后碘单质、氯气、KOH 发生反应5Cl2+I2+12OH-
2I۽
Ǧ +10Cl-+6H2O
制备碘酸钾。(6)由溶解度曲线图可知,KIO3 的溶解度小于KCl 且KIO3 的溶解度随温度升高而增大,由KIO3 溶液得到KIO3
晶体,可以通过蒸发浓缩、降温结晶的方法。
20.(2020 年江西南昌高三4 月第二次模拟)氧化锌主要用作催化剂、脱硫剂、发光剂和橡胶添加剂。一种以锌焙砂(主要
含ZnO、ZnSiO3 和少量As2O3、CuO、PbO 杂质,其中As 与N 同主族)为原料制备氧化锌的流程如图所示:
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请回答下列问题。
(1)循环使用的物质有
、
和
(填化学式)。
(2)“浸出”时,锌以Zn(NH3ሻ
形式进入滤液。
①浸出率与温度关系如图
l 所示, 请解释温度超过
55 ℃后浸出率显著下降的原
因:
。
②浸出率与n(NH3)∶n[(NH4)2SO4]关系如图2 所示,n(NH3)∶n[(NH4)2SO4]大于6∶4 之后浸出率下降,说明
(填字母)
的浸出主要依赖硫酸铵浓度的大小。
A.ZnO 和ZnSiO3
B.ZnO
C.ZnSiO3
(3)“除砷”过程中生成Fe3(AsO4)2 沉淀,其中铁元素的化合价是
;沉淀剂为FeSO4·H2O、(NH4)2S2O8,添加(NH4)2S2O8
的目的是
。
(4)“除重金属”和“深度除重金属”除去的重金属是
(填名称)。
(5)“蒸氨”的产物主要是ZnSO4 和NH3,写出所发生反应的化学方程式:
。
【答案】(1)NH3·H2O(或NH3)
(NH4)2SO4
CO2
(2) ①温度升高,氨气挥发使浓度下降,浸出率下降
②C
(3)+2
把砷氧化成As۽
′以便除去砷
(4)铜和铅
(5)Zn(NH3)4SO4
ZnSO4+4NH3↑
【解析】(2)②(NH4)2SO4 是强酸弱碱盐,水解使溶液呈酸性,Si۽
′是弱酸根离子,溶液酸性强越容易使ZnSiO3 溶出Zn2+,
所以n(NH3)∶n[(NH4)2SO4]在6∶4 之后浸出率下降,说明ZnSiO3 的浸出主要依赖硫酸铵浓度的大小。(3)As 元素与N 元素
同主族,所以Fe3(AsO4)2 中砷元素为+5 价,则铁元素的化合价是+2 价;As2O3 中砷元素为+3 价,要生成Fe3(AsO4)2 沉淀还需要
把砷元素进行氧化,所以添加(NH4)2S2O8 的目的是氧化砷元素。(4)砷元素已经在前面除去,所以“除重金属”和“深度除重金
属”除去的重金属是铜和铅。(5)除杂之后得到的溶液是Zn(NH3)4SO4 溶液,那么“蒸氨”发生反应的化学方程式为
Zn(NH3)4SO4
ZnSO4+4NH3↑。
21.叠氮化钠(NaN3)是一种易溶于水的白色晶体,微溶于乙醇,不溶于乙醚,可用于合成抗生素头孢菌素药物的中间体、汽车
安全气囊的药剂等。氨基钠(NaNH2)的熔点为210 ℃,沸点为400 ℃,在水溶液中易水解。实验室制取叠氮化钠的实验步骤
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及实验装置如下:
①打开止水夹K1,关闭止水夹K2,加热装置D 一段时间;
②加热装置A 中的金属钠,使其熔化,充分反应后,再停止加热装置D 并关闭K1;
③向装置A 中b 容器内充入加热介质并加热到210~220 ℃,打开止水夹K2,通入N2O;
④冷却,向产物中加入乙醇,减压、浓缩、结晶后,再过滤,并用乙醚洗涤,晾干。
回答下列问题:
(1)装置B 中盛放的药品为
;装置C 的主要作用是
。
(2)氨气与熔化的钠反应生成NaNH2 的化学方程式为
。
(3) 步骤③中, 为了使反应受热均匀,A 装置中a 容器的加热方式为
; 生成NaN3 的化学方程式
为
;N2O 可由NH4NO3 在240~245 ℃分解制得(硝酸铵的熔点为169.6 ℃),则不能选择
的气体发生装置是
(填序号)。
(4)图中仪器a 用的是铁质而不用玻璃,其主要原因是
。步骤④中用乙醚洗涤的主要目
的是
。
(5)实验室用滴定法测定叠氮化钠样品中NaN3 的质量分数:①将2.500 g 试样配成500.00 mL 溶液。②取50.00 mL 溶液
置于锥形瓶中,加入50.00 mL 0.1010 mol·L-1(NH4)2Ce(NO3)6 溶液。③充分反应后,将溶液稍稀释,向溶液中加入8 mL 浓硫
酸,滴入3 滴邻菲啰啉指示液,用0.0500 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2 标准溶液滴定过量的Ce4+,消耗溶液29.00 mL。测定过程的
化学方程式:
2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3
4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑
Ce4++Fe2+
Ce3++Fe3+
则试样中NaN3 的质量分数为
(保留两位小数)。
【答案】(1)碱石灰(或氢氧化钠固体)
分离出冷凝的溶有氨气的水
(2)2Na+2NH3
2NaNH2+H2
(3)油浴
NaNH2+N2O
NaN3+H2O
Ⅱ
(4)反应过程中可能生成的NaOH 能腐蚀玻璃
NaN3 不溶于乙醚,能减少NaN3 的溶解损耗,且乙醚易挥发,有利于产品
快速干燥
(5)93.60%
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主题1
原子结构
化学键
1.下列有关化学用语表示正确的是(
)。
A.CO2 的电子式:۽
۱
O
B.中子数为18 的氯原子ǣ⺁
Cl
C.氮离子(N3-)的结构示意图:
D.BF3 的电子式ǣ
t
۰
t
t
2.下列说法正确的是(
)。
A.18O2 和16O2 互为同位素
B.正己烷和2,2-二甲基丙烷互为同系物
C.C60 和C70 是具有相同质子数的不同核素
D.H2NCH2COOCH3 和CH3CH2NO2 是同分异构体
【解析】具有相同质子数,不同中子数的核素之间互为同位素,A 项错误;正己烷的分子式为C6H14,2,2-二甲基丙烷的
分子式是C5H12,两者同属于烷烃,且分子式相差一个CH2,互为同系物,B 项正确;核素表示具有一定质子数和中子数的原
子,C60 和C70 是由一定数目的碳原子形成的分子,C 项错误;H2NCH2COOCH3 和CH3CH2NO2 的分子式分别为C3H7O2N
和C2H5O2N,分子式不同,两者不是同分异构体,D 项错误。
3.下列说法正确的是(
)。
A.CO2、NH3、BF3 中所有原子都满足最外层8 电子的稳定结构
B.离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键
C.由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
D.第ⅠA 族元素与第ⅦA 族元素的原子之间都能形成离子键
【解析】NH3 中的H 原子满足最外层2 电子的稳定结构,BF3 中B 的最外层只有6 个电子,A 项错误;氯化铵晶体中既
有离子键、又有共价键,B 项正确;由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,如氯化铵等,C 项错误;一般情况下第ⅠA
族元素和第ⅦA 族元素的原子之间能形成离子键,但是也有例外,如H 与F 形成的键是共价键,D 项错误。
4.在NH3和NH4Cl 存在条件下,以活性炭为催化剂,用H2O2氧化CoCl2溶液来制备化工产品[Co(NH3)6]Cl3,下列叙述正确
的是(
)。
A.中子数为32,质子数为27 的钴原子ǣ⺁
Co
B.H2O2 的电子式:H+ሾ
۽
۽
]2-H+
C.NH3 和NH4Cl 所含的化学键类型相同
D.[Co(NH3)6]Cl3 中Co 的化合价是+3
【解析】中子数为32,质量数为32+27=59,A 项错误;H2O2 为共价化合物,其电子式为۶
۽
۽
H,B 项错误;NH3 中存在
共价键,NH4Cl 中存在离子键和共价键,C 项错误;[Co(NH3)6]Cl3 中NH3 整体为0 价,Cl 为-1 价,所以Co 的化合价是+3,D 项
正确。
5.已知阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误
．．的是(
)。
A.2 g D2O 和۶
ૡO 的混合物中所含中子数为NA
B.28.0 g 丙烯和1-丁烯的混合物中含C—H 键数目为4NA
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C.4.0 g 由CO2 和SO2 组成的混合物中含有的质子数为2NA
D.1 mol —OH(羟基)与1 mol N۶
中所含电子数均为10NA
【解析】D2O 和۶
ૡO 的摩尔质量都为20 g·mol-1,中子数均为10,所以2 g D2O 和۶
ૡO 的混合物中所含中子数为
NA,A 项正确;丙烯和1-丁烯的实验式均为CH2,28.0 g 混合物中含CH2 物质的量为2 mol,所以该混合物含C—H 键数目为
4NA,B 项正确;4.0 g CO2 中含有的质子数为
thൈࡺۯܕܗܔǦ
ܕܗܔǦ
=2NA,4.0 g SO2 中含有的质子数为
thൈࡺۯܕܗܔǦ
ܕܗܔǦ
=2NA,因此4.0 g
由CO2 和SO2 组成的混合物中含有的质子数为2NA,C 项正确;1 mol —OH(羟基)中所含电子数为9NA,D 项错误。
6.元素X 原子的最外层有6 个电子,元素Y 原子的最外层有3 个电子,这两种元素形成的化合物的化学式可能是(
)。
A.X3Y
B.X2Y
C.Y3X2
D.Y2X3
【解析】X 元素的原子最外层有6 个电子,易得2 个电子,化合价为-2 价,Y 元素的原子最外层有3 个电子,易失3 个电
子,化合价为+3 价,根据化合价规则可知,两种元素形成的化合物的化学式可能为Y2X3。
7.已知X、Y、Z 三种元素的原子序数依次增大,X 原子的电子层数与它的核外电子总数相等,Z 原子的最外层电子数是次
外层电子数的3 倍,Y 和Z 可以形成两种以上气态化合物。下列说法错误
．．的是(
)。
A.Y 和Z 可以组成一种Y 和Z 的质量之比为7∶8 的化合物
B.X、Y、Z 组成的盐中既含离子键又含共价键
C.X 和Z 可以组成原子个数之比分别为1∶1 和2∶1、常温下为液态的两种化合物
D.由X、Y、Z 三种元素中的任意两种组成的具有10 电子的微粒仅有2 种
【解析】根据题意可知X 为H,Y 为N,Z 为O,故Y、Z 可以组成NO,其质量之比为7∶8,A 项正确;题中三种元素可组
成NH4NO3,B 项正确;H 与O 可组成H2O、H2O2,C 项正确;H、N、O 可组成的10 电子微粒有H2O、NH3、N۶
、H3O+、
OH-等,D 项错误。
8.短周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大。X、Y、Z、W 的最外层电子数之和为17,X 与W 同族。Y 的最外
层电子数是Z 的最外层电子数的2 倍。下列说法正确的是(
)。
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.Y 的简单氢化物的热稳定性比W 的强
C.W 的最高价氧化物对应水化物的酸性比X 的强
D.Y 分别与X、Z 形成的化合物都能与水反应
【解析】设Z 的最外层电子数为a,则Y 的最外层电子数为2a,设X 的最外层电子数为b,则W 的最外层电子数为
b,3a+2b=17,因为短周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大,所以只有a=3,b=4 符合。推出X、Y、Z、W 分别
为C、O、Al、Si 元素。原子半径Al>Si>C>O,A 项错误;非金属性O>Si,故H2O 的热稳定性比SiH4 的强,B 项正确;非金
属性C>Si,故酸性H2CO3>H2SiO3,C 项错误;CO、Al2O3 不能与水反应,D 项错误。
9.完成下列各小题。
(1)在一定条件下,镁能与空气中的氧气、氮气、二氧化碳反应。与氮气反应的产物溶于水能生成氢氧化镁和氨气,请完成
下列表格。
物质
CO2
Mg3N2
Mg(OH)2 NH3
所属物质类别
所含化学键
(2)写出下列物质的电子式。
①CaCl2:
;
②NaH:
;
③NaCN:
;
④NaBH4:
;
⑤HClO:
;
⑥CS2:
;
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⑦HCHO:
;
⑧肼(N2H4):
。
(3)下列物质中,互为同分异构体的有
(填序号,下同),互为同素异形体的有
,属于同位素的有
,属
于同一种物质的有
。
①液氯
②
③白磷
④氯气
⑤
⑥氯水
⑦
⑧
ᬍૡ
O
⑩红磷
ᬏૡ
ૡO
(4)某元素的一种同位素X 原子的质量数为A,含N 个中子,它与1H 原子构成HmX 分子,在a g HmX 中所含原子的物质的
量为
, 所含中子的物质的量为
, 所含质子数为
, 所含电子数
为
。
【答案】(1)
共价化合物离子化合物离子化合物共价化合物
共价键
离子键
离子键和
共价键
共价键
(2)①ሾ
۱ܔ
]-Ca2+ሾ
۱ܔ
]-
②Na+ሾ
H]-
③Na+ሾ
C︙︙ۼ
]-
④Na+[۶
۰
۶
۶
H]-
⑤۶
۽
۱ܔ
ᬊ
܁
۱
܁
⑦۶
۱
۽
H
⑧۶
ۼ
۶
ۼ
۶
H
(3)②和⑤,⑦和⑧
③和⑩
⑨和
①和④
(4)
ࢇ
(m+1) mol
ࢇ
N mol
ࢇ
(m+A-N)NA
ࢇ
(m+A-N)NA
10.现有部分短周期主族元素的性质与原子(或分子)结构如下表:
元素编
号
元素性质与原子(或分子)结构
T
最外层电子数是次外层电子数的3 倍
X
常温下单质为双原子分子,分子中含有3 对共用电子对
Y
M 层电子数与K 层电子数相同
Z
第三周期元素的简单离子中半径最小
下列说法正确的是(
)。
A.Z 的最高价氧化物对应的水化物可以溶于氨水
B.T 与氢形成的化合物中不可能含非极性键
C.Y 与Z 的单质分别与相同浓度的盐酸反应,Y 的反应更剧烈
D.X 和Y 元素之间有可能形成共价键
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【解析】由题意可知,T、X、Y、Z 分别为O、N、Mg、Al。Z 的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,Al(OH)3 不
能溶于氨水,A 项错误;T 与氢形成的化合物H2O2 中含有非极性键,B 项错误;Mg 的金属性比Al 强,Mg、Al 分别与相同浓度
的盐酸反应,Mg 反应得更剧烈,C 项正确;X、Y 形成的化合物为Mg3N2,Mg3N2 为离子化合物,只含有离子键,D 项错误。
11.X、Y、Z、W 均为短周期元素,在周期表中的相对位置如图所示。Y 原子的最外层电子数是其电子层数的3 倍。下列
说法中不正确
．．．的是(
)。
X
Y
Z
W
A.Y 和Z 的气态氢化物的稳定性:Y>Z
B.Z 和W 的最高价氧化物对应水化物的酸性:W<Z
C.X、W 的气态氢化物相互反应,生成物中既含离子键又含共价键
D.Y、W 的单质均可通过电解的方法获得
【解析】由题意可知,X、Y、Z、W 分别为N、O、S、Cl。非金属性Y>Z,则Y 的气态氢化物比Z 的气态氢化物更
稳定,A 项正确;非金属性W>Z,则最高价氧化物对应水化物的酸性W>Z,B 项错误;X、W 的气态氢化物相互反应生成氯化
铵,含离子键和共价键,C 项正确;电解熔融氧化铝可生成氧气,电解熔融氯化钠可生成氯气,D 项正确。
12.被誉为“矿石熊猫”的香花石,由我国地质学家首次发现,它由前20 号元素中的6 种组成,分别为X、Y、Z、W、R、T。
其中X、Y、Z 为金属元素,Z 的最外层电子数与次外层电子数相等,X、Z 位于同族,Y、Z、R、T 位于同周期,R 的最外层
电子数是次外层的3 倍,T 无正价,X 与R 原子序数之和是W 的2 倍。下列说法错误
．．的是(
)。
A.原子半径:Y>Z>R>T
B.气态氢化物的稳定性:W<R<T
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Z
D.XR2、WR2 两种化合物中R 的化合价相同
【解析】由题意可推知,Y 为锂元素,Z 为铍元素,R 为氧元素,T 为氟元素,位于同周期,元素的原子半径从左向右依次减
小,即原子半径Y>Z>R>T,A 项正确;W 为硅元素,R 为氧元素,T 为氟元素,非金属性F>O>Si,则气态氢化物的稳定性
W<R<T,B 项正确;X 为钙元素,Z 为铍元素,金属性Ca>Be,则最高价氧化物对应水化物的碱性Ca(OH)2>Be(OH)2, C 项正
确;XR2、WR2 两化合物CaO2、SiO2,CaO2 中O 元素为-1 价,SiO2 中O 元素为-2 价, D 项错误。
13.A、B、C、D、E 五种元素中只有E 为金属元素,五种元素的原子序数按B、D、C、A、E 的顺序依次增大,D、C 元
素在元素周期表中位置相邻,在一定条件下,B 的单质分别可以和A、C、D 的单质化合生成甲、乙、丙三种化合物,C 的
单质和D 的单质化合可得丁,戊、己、庚均为化合物。已知乙、丙每个分子中均含有10 个电子,各物质间的相互转化关
系如图所示:
则下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.A 的最高价氧化物对应水化物的化学式为HClO4
B.B 与D 形成的原子个数之比为2∶1 的化合物的电子式为۶
ۼ
۶
ۼ
۶
H
C.A、B、C、D 四种元素原子半径大小顺序为r(A)>r(C)>r(D)>r(B)
D.由A、B、D 三种元素形成的化合物中,所含化学键的类型为离子键、共价键
【解析】由B 的单质分别可以和C、D 的单质化合形成10 电子分子可知B 是氢元素,结合五种元素的原子序数关系
可知C、D 可能是N、C 或O、N 或F、O,乙、丙可能是NH3、CH4 或H2O、NH3 或HF、H2O。结合框图转化关系中A
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的单质与乙反应的产物戊光照分解,可知A 是氯元素,乙是H2O,甲是HCl,戊是HClO,C 是氧元素,则D 是氮元素,丙是NH3,
丁是NO,E 是铁元素,己是FeCl3,庚是FeCl2。氯元素的最高价氧化物对应的水化物是HClO4,A 项正确;D 是氮元素,则相
应的化合物是N2H4,电子式为۶
ۼ
۶
ۼ
۶
H,B 项正确;H、Cl、N、O 的原子半径大小为r(Cl)>r(N)>r(O)>r(H),C 项错误;A、B、
D 三种元素形成的化合物是氯化铵,含有离子键、共价键,D 项正确。
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主题2
元素周期表和元素周期律
1.下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.图1 可表示元素周期表的一部分(表中数字为原子序数)
B.元素周期表中第16 纵行为ⅥA 族
C.元素周期表中,Ⅷ族包括第8、9、10 三个纵行
D.图2 是元素周期表的轮廓图,B 处元素形成的单质通常用作催化剂及耐高温材料
2.X、Y、Z、W 为四种短周期主族元素。其中X、Z 同主族,Y、Z 同周期,W 与X、Y 既不同主族也不同周期;X 原子最外
层电子数是核外电子层数的3 倍;Y 的最高正价与最低负价的代数和为6。下列说法正确的是(
)。
A.X 与W 形成的化合物的稳定性一定强于Z 与W 形成的化合物
B.Y、Z 两元素的简单离子半径:Y>Z
C.X、Y、Z 对应气态氢化物的热稳定性和还原性强弱顺序一致
D.Y 元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HYO4
【解析】由题意可知,X、Y、Z、W 分别为O、Cl、S、H。X 与W 形成的过氧化氢易分解,不如Z 与W 形成的硫化
氢稳定,A 项错误;Y、Z 两元素形成的简单离子分别为Cl-、S2-,二者的电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,故离
子半径Cl-<S2-,B 项错误;X、Y、Z 对应的气态氢化物分别为H2O、HCl、H2S,H2S 的稳定性最弱,但H2S 的还原性最强,C
项错误;Y 为Cl 元素,最高价氧化物对应水化物的化学式为HClO4,D 项正确。
3.(2020 年江苏南京第二次调研)短周期主族元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,X 的原子半径是短周期主族元素原子
中最大的,W 与Y 同族且W 原子的质子数是Y 原子的一半。下列说法正确的是(
)。
A.原子半径:r(X)>r(Y)>r(W)
B.Y 的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z 的强
C.由W、Y 形成的化合物是离子化合物
D.由X、Y 形成的化合物的水溶液呈中性
【解析】根据题意可知,短周期主族元素W、X、Y、Z 分别为O、Na、S、Cl。同周期元素原子半径从左到右依次
减小,同主族元素原子半径从上到下依次增大,则原子半径r(Na)>r(S)>r(O),A 项正确;元素非金属性越强,最高价氧化物对
应水化物的酸性越强,则酸性H2SO4<HClO4,B 项错误;由W、Y 形成的化合物可以是SO2 或SO3,均为共价化合物,C 项错
误;由X、Y 形成的化合物为Na2S,其水溶液因硫离子水解呈碱性,D 项错误。
4.X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的四种短周期元素,p、q、r、s 是上述四种元素形成的二元化合物,其中r 是一种中
学常见的两性氧化物,s 是一种强酸,r 与s 的水溶液反应生成p 与q。下列说法错误
．．的是(
)。
A.简单离子半径:W>Y>Z
B.气态氢化物的沸点:Y>W
C.Y 与W 可以形成多种二元化合物
D.p、q 与r 的化学键类型完全相同
【解析】由题意可知,r 为氧化铝,s 是一种强酸,r 与s 的水溶液反应生成p 与q,则s 为HCl,氧化铝和盐酸反应生成氯
化铝和水,则X、Y、Z、W 分别为氢、氧、铝、氯元素。氯离子比氧离子和铝离子多一个电子层,氧离子和铝离子具有相
同的电子层结构,核电荷数大的铝离子半径小,故简单离子半径W>Y>Z,A 项正确;水分子中存在氢键,沸点较高,气态氢化
物的沸点Y>W,B 项正确;Y 与W 可以形成多种二元化合物,如Cl2O7、ClO2 等,C 项正确;水和氯化铝都是共价化合物,氧化
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铝是离子化合物,其所含的化学键类型不同,D 项错误。
5.(2020 年山东泰安高三期中)短周期主族元素W、X、Y、Z 的原子序数之和为46,它们在周期表中的相对位置如图所示。
下列说法正确的是(
)。
A.原子半径大小顺序为Y>Z>X
B.X 元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强
C.Y 元素的简单氢化物稳定性最强
D.Z 单质难溶于化合物WZ2 中
【解析】设W 的原子序数为a,则X、Y、Z 的原子序数分别为a+3、a+9、a+10,则有a+3+a+9+a+10+a=46,a=6,
故W、X、Y、Z 四种元素分别为碳、氟、磷、硫元素。同周期主族元素的原子半径随核电荷数的增大而逐渐减小,同主
族元素的原子半径随核电荷数的增大而逐渐增大,即原子半径大小顺序为Y>Z>X,故A 项正确;X 元素为氟元素,不存在最
高价氧化物,故B 项错误;在四种元素中非金属性最强的是F(X),其氢化物的稳定性最强,故C 项错误;Z 为硫元素,硫单质易
溶于二硫化碳中,故D 项错误。
6.(2020 年湖北武汉五月模拟)1869 年门捷列夫把当时已知的元素根据物理、化学性质进行排列,准确预留了甲、乙两种未
知元素的位置,并预测了二者的相对原子质量,部分原始记录如下。下列说法中错误
．．的是(
)。
A.甲位于现行元素周期表第四周期ⅢA 族
B.原子半径大小:甲>乙>Si
C.乙的简单气态氢化物的稳定性强于CH4
D.推测乙的单质可以用作半导体材料
【解析】同主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱,则气态氢化物的稳定性逐渐减弱,元素乙的简单气态氢化物的稳
定性弱于CH4,C 项错误。
7.(2020 年湖南怀化高三二模)短周期元素T、X、Y、Z、W 在元素周期表中的相对位置如下表所示,其中T 的单质在一定
条件下能与W 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应并生成两种酸性气体,则下列相关说法正确的是(
)。
A.离子半径:X<Y<W
B.最简单气态氢化物的热稳定性:W<Z
C.TW2 分子中每个原子均满足8 电子稳定结构
D.最高价氧化物对应水化物的碱性:X<Y
【解析】T 的单质在一定条件下能与W 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应并生成两种酸性气体,根据元素在
周期表中的位置关系可确定,T 是C 元素,X 是Mg 元素,Y 是Al 元素,Z 是P 元素,W 是S 元素。电子层结构相同的离子,
核电荷数大的离子半径小;电子层数不同的离子,电子层数多的离子半径大。X 是Mg 元素,Y 是Al 元素,W 是S 元素,所以
离子半径Y<X<W,故A 项错误;元素的非金属性越强,其对应的最简单气态氢化物的稳定性就越强,元素的非金属性W>Z,
所以最简单气态氢化物的稳定性W>Z,故B 项错误;二硫化碳分子中存在两个碳硫双键,硫原子和碳原子最外层都达到8
电子稳定结构,其电子式为
܁
۱
܁
,故C 项正确;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,元素的金属性
X>Y,则最高价氧化物对应水化物的碱性X>Y,故D 项错误。
8.(2020 年四川泸州第三次教学质量诊断性考试)W、Q、X、Y、Z 为短周期元素且原子序数依次增大,X 原子的K 层电子
数与M 层电子数相等,Y 的单质是常用的灰黑色半导体材料,通常状态下YW4 呈气态。下图是Y 单质的一种制备路线图,
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下列有关说法正确的是(
)。
A.标准状况下,WZ 为液体
B.原子半径大小为W<X<Y
C.YQ2 和YW4 均只含极性共价键
D.氢化物的稳定性为Y>Z
【解析】根据题意可知,W 为H 元素,Q 为O 元素,X 为Mg 元素,Y 为Si 元素,Z 为Cl 元素。WZ 为HCl,标准状况下,HCl
为气体,A 项错误;一般而言,电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同,原子序数越大,原子半径越小,因此原子半径
W<Y<X,B 项错误;YQ2 和YW4 分别为SiO2、SiH4,均为共价化合物,只含极性共价键,C 项正确;非金属性越强,对应氢化物
越稳定,氢化物的稳定性为Z>Y,D 项错误。
9.五种短周期元素的相关信息如下表。
元素
相关信息
①
核外电子层数等于原子序数
②
空气中含量最多的元素
③
地壳中含量最多的元素
④
L 层电子数是K 层和M 层电子数之和
⑤
元素最高正价与最低负价的代数和为6
回答下列问题:
(1)元素④的名称为
;元素②在元素周期表中的位置为
。
(2)元素②和③分别形成的简单氢化物中,稳定性较强的是
(填化学式)。
(3)元素④和⑤形成的简单离子中,半径较大的是
(填离子符号);写出一个同时符合下列要求的化学方程
式:
。
a.反应发生在含元素④的物质与含元素⑤的物质之间
b.能体现元素④⑤非金属性强弱的关系
(4)由①②③④四种元素组成的一种离子化合物,该化合物的摩尔质量为115 g·mol-1,其水溶液呈酸性。该化合物中阳离子
的电子式是
; 该化合物与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式
为
。
【答案】(1)硫
第二周期ⅤA 族
(2)H2O
(3)S2-
H2S+Cl2
2HCl+S↓(或Na2S+Cl2
2NaCl+S↓,答案合理即可)
(4)[۶
ۼ
۶
۶
H]+
N۶
+H++2OH-
H2O+NH3·H2O(或N۶
+H++2OH-
NH3↑+2H2O)
10.(2020 年湖南六校联考)短周期元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增大。其中X 与Y 可形成一种淡黄色固体P,常温下
将0.05 mol P 溶于水,配成1 L 溶液,其中
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ=1×10-12;Z 为金属元素,且Z 可在W 的一种氧化物中燃烧,生成一种白色的
物质和一种黑色的物质。下列说法错误
．．的是(
)。
A.简单离子半径:X>Y>Z
B.氢化物的沸点:W<X
C.化合物P 中既含有离子键又含有共价键
D.W、X、Y 三种元素形成的物质的水溶液呈碱性
【解析】短周期元素X 与Y 可形成一种淡黄色固体P,淡黄色固体P 为Na2O2,即X 为O 元素,Y 为Na 元素,且Z 可
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在W 的一种氧化物中燃烧,生成一种白色的物质和一种黑色的物质,即W 的氧化物为CO2,Z 是Mg 元素,所以W、X、Y、
Z 分别为C、O、Na、Mg 元素。简单离子半径O2->Na+>Mg2+,A 项正确;碳的氢化物有多种,其沸点可能高于氧的氢化物,B
项错误;P 为Na2O2,既含有离子键又含有共价键,C 项正确;W、X、Y 三种元素形成的物质为Na2CO3 或Na2C2O4,其水溶
液均呈碱性,D 项正确。
11.(2020 年山东潍坊高三下学期模拟)短周期主族元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增大。Y 元素原子的最外层电子数
是内层电子数的3 倍,Z 元素原子的最外层电子数是最内层电子数的一半。甲是W、X 两种元素形成的简单化合物,水溶
液呈碱性,乙是Y 元素的单质。在工业生产中它们有如下转化关系。下列叙述正确的是(
)。
A.原子半径:W<X<Y<Z
B.戊与丁反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C.Y 与Z 形成的所有化合物中均只存在离子键
D.X 元素的氧化物对应的水化物均为强酸
【解析】短周期元素中,原子最外层电子数是内层电子数的3 倍的元素是O,原子最外层电子数是最内层电子数的一
半的元素有Li、Na,Y 的原子序数小于Z,则Y 为O 元素,Z 为Na 元素。W 与X 形成的简单化合物甲的水溶液呈碱性,甲
只能是氨(NH3),则W、X 元素分别是H、N。Y 元素的单质乙通常是O2。据物质转化关系图推知,丙、丁、戊分别是NO、
H2O 、NO2 。据周期表中主族元素原子半径变化规律, 得原子半径H<O<N<Na,A 项错误; 戊与丁发生反应
3NO2+H2O
2HNO3+NO,NO2 得电子生成NO,失电子生成HNO3,NO2 既是氧化剂又是还原剂,氧化剂与还原剂物质的
量之比为1∶2,B 项正确;Y 与Z 形成的化合物有Na2O、Na2O2 等,其中Na2O2 含有离子键和共价键,C 项错误;X 元素的氧
化物对应的水化物有HNO3、HNO2,其中HNO3 为强酸,HNO2 为弱酸,D 项错误。
12.(2020 年山东青岛一模)短周期主族元素X、Y、Z、Q、R 的原子序数依次增大,X 的简单阴离子与锂离子具有相同的电
子层结构,Y 原子最外层电子数为次外层电子数的2 倍,Q 的单质与稀硫酸剧烈反应生成X 的单质。向100 mL X2R 的水
溶液中缓缓通入RZ2 气体,溶液的pH 与RZ2 体积关系如图所示。下列说法正确的是(
)。
A.原X2R 溶液的浓度为0.03 mol·L-1
B.最简单气态氢化物的稳定性:Y>Z>R
C.工业上通常采用电解法冶炼Q 的单质
D.RZ2 分别通入BaCl2、Ba(NO3)2 溶液中,均无明显现象
【解析】X 的简单阴离子与锂离子具有相同的电子层结构,说明X 为氢元素,Y 原子最外层电子数为次外层电子数的
2 倍,Y 为碳元素,Q 的单质与稀硫酸剧烈反应生成X 的单质,Q 单质为活泼金属钠、镁或铝。向100 mL X2R 的水溶液中
缓缓通入RZ2 气体,根据溶液的pH 变化分析,应为硫化氢和二氧化硫的反应,即R 为硫元素,Z 为氧元素。反应的化学方程
式为2H2S+SO2
2H2O+3S↓,根据图像分析,当二氧化硫的体积为336 mL 时,溶液的pH 为7,说明硫化氢的物质的量为
0.03 mol,其浓度为
hthܕܗܔ
htۺ =0.3 mol·L-1,故A 项错误;元素的非金属性越强,其最简单气态氢化物的稳定性越强,故最简单气
态氢化物的稳定性强弱顺序为Z>R>Y,故B 项错误;工业上制取钠、镁、铝均采用电解法,故C 项正确;SO2 通入Ba(NO3)2
溶液中会产生硫酸钡白色沉淀,故D 项错误。
13.短周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大。在如图所示的物质转化关系中,p、q、m、n 分别是元素W、X、
Y、Z 的气体单质,p 和s 均为有色气体,v 的水溶液呈碱性。常温下,0.1 mol·L-1 t 溶液与0.1 mol·L-1 u 溶液的pH 均为1。
下列说法不正确
．．．的是(
)。
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A.Y、W 的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
B.元素的非金属性:Z>Y>X;原子半径:X<Z<Y
C.s 溶于水的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
D.v 的电子式可表示为܆
܇
܆
X
【解析】根据题意及流程可知m、n 在放电条件下反应生成r,r 与n 反应生成有色气体s,则m 为氮气,n 为氧气,r 为
一氧化氮,s 为二氧化氮,t 为硝酸;另一有色气体单质p 是氯气,q 是氢气,v 为氨气,u 为氯化氢。则X、Y、Z、W 分别为氢
元素、氮元素、氧元素、氯元素。Y、W 的最高价氧化物对应的水化物HNO3、HClO4 均为强酸,A 项正确;元素的非金属
性O>N>H,即Z>Y>X,原子半径H<O<N,即X<Z<Y,B 项正确;s 溶于水的反应为3NO2+H2O
2HNO3+NO,氧化剂与还原
剂的物质的量之比为1∶2,C 项正确;v 为氨气,其电子式可表示为܆
܇
܆
X,D 项不正确。
14.A、B、C、D、E 五种元素中只有E 为金属元素,五种元素的原子序数按B、D、C、A、E 的顺序依次增大。D、C 元
素在元素周期表中位置相邻,在一定条件下,B 的单质可以分别和A、C、D 的单质化合生成化合物甲、乙、丙,C 的单质
和D 的单质化合可得丁,戊、己、庚均为化合物,乙、丙每个分子中均含有10 个电子。其相互转化关系如图所示。
(1)下面是元素周期表的一部分,请将A、C、E 用元素符号填在相应的位置上。
(2)写出A 的最高价氧化物对应水化物的化学式:
。
(3)戊的分子式为
。B 与D 形成的原子个数之比为2∶1 的化合物中,D 原子最外层为8 电子结构,请写出该化合物
的电子式:
。
(4)A、B、C、D 四种元素原子半径大小顺序为
(用元素符号表示)。
(5)A、B、D 三种元素形成的化合物中,含有的化学键的类型为
。
【答案】(1)如图
(2)HClO4
(3)HClO
۶
ۼ
۶
ۼ
۶
H
(4)r(Cl)>r(N)>r(O)>r(H)
(5)离子键、共价键
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单元训练(44)
一、选择题(本题包括16 小题,每小题3 分,共48 分)
1.(2020 年山东高考模拟)电影《流浪地球》讲述了太阳即将爆发“氦闪”(3He
C),人类飞离太阳系的艰辛历程。太阳
质量中氢占71%,氦占26%,氧、碳、铁等元素占2%左右。下列说法正确的是(
)。
A.核素
He 的中子数比电子数多2
B.上述元素除氦之外仅能形成6 种单质和4 种氧化物
C.碳、氢、氧元素组成的糖类物质均可发生水解
D.上述元素组成的草酸亚铁(FeC2O4)中碳元素的化合价为+3 价
【解析】核素
He 的中子数为2 个,电子数为2 个,中子数等于电子数,故A 项错误;氧元素能形成O2、O3 两种同素异
形体,碳元素能形成金刚石、石墨、C60 等多种同素异形体,则上述元素除氦之外能形成的单质不止6 种,故B 项错误;由碳、
氢、氧元素组成的葡萄糖不能发生水解,故C 项错误;草酸亚铁(FeC2O4)中铁元素为+2 价,氧元素为-2 价,则碳元素的化合价
为+3 价,故D 项正确。
2.下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是(
)。
A.同一周期中,随着原子序数的递增,主族元素原子的核外电子数逐渐增多,原子半径逐渐增大
B.若两种不同的核素具有相同的中子数,则二者一定不属于同种元素
C.若两种元素原子的最外层电子数相同,则元素最高正价一定相同
D.电子层结构相同的微粒,其化学性质一定相似
【解析】两种元素原子的最外层电子数相同,元素的最高正价不一定相同,如F 和Cl,C 项错误;电子层结构相同的微粒,
其化学性质不一定相同,如Ar 和Cl-,D 项错误。
3.下列各组中每种物质都既有离子键又有共价键的一组是(
)。
A.NaOH
H2SO4
(NH4)2SO4
B.MgO
Na2SO4
HNO3
C.Na2O2
KOH
Na3PO4
D.HCl
Al2O3
MgCl2
【解析】A 项,H2SO4 中只含共价键;B 项,MgO 中只含离子键,HNO3 中只含共价键;D 项,各物质均只含一种化学键。
4.(2020 年浙江学军中学高考模拟)下列说法正确的是(
)。
A.BCl3 和PCl3 中,每个原子的最外层都具有8 电子稳定结构
B.所有共价化合物熔化时需克服微粒间的作用力类型都相同
C.NaHSO4 固体溶于水时,离子键和共价键均被破坏
D.NH3 和CO2 两种分子中,每个原子的最外层都具有8 电子稳定结构
【解析】PCl3 分子中P 原子价电子数是5,其化合价为+3 价,则该分子中所有原子都具有8 电子结构,而BCl3 分子中B
原子最外层电子数是3、其化合价为+3 价,所以该分子中B 原子没有达到8 电子结构,A 项错误;二氧化碳和二氧化硅均为
共价化合物,熔化时需克服的微粒间作用力分别是分子间作用力和共价键,B 项错误;NaHSO4 固体溶于水时,电离产生Na+、
H+和S۽
′,所以NaHSO4 固体溶于水时,离子键和共价键均被破坏,C 项正确;NH3 和CO2 两种分子中,氢原子只达到2 电子
稳定结构,其他每个原子的最外层都具有8 电子稳定结构,D 项错误。
5.X、Y、Z、W 是短周期主族元素,X 原子最外层电子数是其内层电子数的3 倍;Y 的原子序数是其最外层电子数的6 倍;Z
的一种单质是自然界中最硬的物质;自然界中,W 的单质多出现在火山口附近,且为淡黄色晶体。下列叙述正确的是(
)。
A.原子半径的大小:Z>X>Y
B.Z 的氢化物的沸点一定比X 的低
C.W 的最高价氧化物对应水化物的酸性在同主族中最强
D.Y 的单质可通过铝热反应冶炼
【解析】由题意可知,X、Y、Z、W 分别为O、Mg、C、S。电子层越多,原子半径越大,同周期元素从左向右原子半径
逐渐减小,则原子半径r(Mg)>r(C)>r(O),A 项错误;Z 的氢化物可能为固态烃,其沸点可能比X 的高,B 项错误;W 的最高价氧化
物对应的水化物为硫酸,其酸性在同主族中最强,C 项正确;Y 的单质Mg 的活泼性强于铝单质,所以不能用铝热反应制备,D
项错误。
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6.部分短周期元素原子半径与原子序数的关系如图所示,下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.N、Z 两种元素的离子半径相比,前者较大
B.M、N 两种元素的气态氢化物的稳定性相比,后者较强
C.X 与M 两种元素组成的化合物能与强碱反应,但不能与任何酸反应
D.工业上常用电解熔融态的Y 和N 形成的化合物制取Y 的单质
【解析】从图可知,该图表示第二、三周期的主族元素的原子半径大小关系,X、Y、Z、M、N 分别是O、Na、Al、Si、
Cl。r(Cl-)>r(F-),r(F-)>r(Al3+),A 项正确;硅的非金属性比氯弱,故氢化物的稳定性SiH4<HCl,B 项正确;SiO2 是酸性氧化物,能够与
强碱反应,也能够与氢氟酸反应,C 项错误;钠性质活泼,工业上通过电解熔融的NaCl 来制取单质钠,D 项正确。
7.已知X、Y、Z、E、F 五种常见物质含有同一元素M,在一定条件下它们有如下转化关系,Z 是NO,下列推断不合理
．．．的是
(
)。
A.X 可能是一种氢化物
B.若X 为单质,则Y 生成Z 属于化合反应
C.E 可能是一种有色气体
D.F 中M 元素的化合价可能为+5 价
【解析】由题可知,此元素M 可能为N 元素或O 元素。则X 为N2(或H2O),Y 为NH3(或O2)。如果X 是水,分解可生成
O2,O2 与N2 反应生成NO,X 可能是一种氢化物,A 项正确;Z 为NO,如果Y 是O2,那么NH3 与O2 在催化剂的条件下可以生成
NO,所以不一定就是化合反应,B 项错误;因为Z 是NO,所以E 可能是NO2(红棕色),C 项正确;F 可以是HNO3,M 元素的化合价
可能为+5 价,D 项正确。
8.(2020 年黑龙江哈尔滨第六中学高三月考)镓(Ga)与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物、氢氧化物均为两性化合物。工
业制备镓的流程如图所示。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.Al、Ga 均处于ⅢA 族
B.酸性:Al(OH)3>Ga(OH)3
C.Ga(OH)3 可与NaOH 反应生成NaGaO2
D.Ga2O3 可与盐酸反应生成GaCl3
【解析】镓(Ga)与铝同主族,均处于ⅢA 族,A 项正确;化学反应遵循强酸制弱酸的原理,在NaAlO2 和NaGaO2 的混合液
中通入CO2,只有Al(OH)3沉淀,没有Ga(OH)3沉淀,说明酸性Al(OH)3<Ga(OH)3,B 项错误; Ga(OH)3属于两性氢氧化物,与Al(OH)3
的性质相似,能与NaOH 溶液生成NaGaO2,C 项正确;Ga2O3 是两性氧化物,可与盐酸反应生成GaCl3,D 项正确。
9.根据下列短周期元素性质的数据判断,下列说法正确的是(
)。
元素编
号
元素性质
①②③④⑤⑥⑦
⑧
原子半径/10-10
m
0.74 1.60 1.52 1.10 0.99 1.86 0.75
1.43
最高或最
低化合价
+2
+1
+5
+7
+1
+5
+3
-2
-3
-1
-3
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A.元素⑦位于第三周期ⅤA 族
B.元素⑤⑥形成的化合物是共价化合物
C.元素①⑧形成的化合物具有两性
D.元素③的最高价氧化物对应水化物的碱性比⑥的强
【解析】⑦为N 元素,位于第二周期ⅤA 族,A 项错误;元素⑤⑥形成的化合物是NaCl,NaCl 是离子化合物,B 项错误;
元素①⑧形成的化合物为Al2O3,C 项正确;元素③为Li,元素⑥为Na,碱性NaOH>LiOH,D 项错误。
10.(2020 年湖南衡阳八中高三月考)如图是从元素周期表中截取的一部分,已知X、Y、Z、W 为四种短周期主族元素。下
列说法中不正确
．．．的是(
)。
A.W 的原子序数可能是X 的原子序数的3 倍
B.Z 可能为金属元素
C.四种元素的原子均有可能与氢原子形成18 电子分子
D.W 的气态氢化物的稳定性一定比Y 的强
【解析】X 为B 元素时,W 为P 元素,则W 的原子序数是X 的原子序数的3 倍,故A 项正确;X 为Li 元素时,Z 为Mg 元
素,故B 项正确;由图中位置可知,四种元素可能均为非金属元素,如X 为N 元素,Y 为O 元素,Z 为S 元素,W 为Cl 元素,则N2H4、
H2O2、H2S、HCl 均为18 电子微粒,故C 项正确;Y 为O 元素时,W 为Cl 元素,非金属性O>Cl,则Y 的气态氢化物的稳定比W
的强,故D 项错误。
11.(2020 年四川棠湖中学高三月考)X、Y、Z、W、Q 是原子序数逐渐增大的短周期主族元素,其中Z、W 为金属元素,Q 是
同一周期中非金属性最强的元素,且过量的XY2 能与由Y、Z、W 三种元素组成的一种化合物的水溶液反应得到一种白色
沉淀,该白色沉淀能溶于过量的NaOH 溶液,但不溶于氨水。下列说法正确的是(
)。
A.原子半径:Q>Z>W
B.熔融WQ3 固体时需要破坏离子键
C.Z、W、Q 三种元素的最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应
D.非金属性:Y<Q
【解析】根据题意可知,X 为C 元素, Y 为O 元素,Z 为Na 元素, W 为Al 元素,Q 为Cl 元素。同周期元素原子序数逐渐
增大,原子半径逐渐减小,所以原子半径Na>Al>Cl,故A 项错误;WQ3 为AlCl3,属于共价化合物,熔融WQ3 时需要破坏分子间
作用力,故B 项错误;Z 的最高价氧化物对应的水化物为NaOH,W 的最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3 为两性氢氧化物,Q
的最高价氧化物对应的水化物为HClO4,两两之间能相互反应,故C 项正确;非金属性Cl<O,故D 项错误。
12.(2020 年天津新华中学高考模拟)短周期主族元素X、Y、Z、R、T 的原子半径与原子序数关系如图所示。R 原子最外层
电子数是电子层数的2 倍,Y 与Z 能形成Z2Y、Z2Y2 型离子化合物,Z 与T 能形成化合物Z2T。下列推断正确的是(
)。
A.简单离子半径:T>Z>Y
B.Z2Y、Z2Y2 所含有的化学键类型相同
C.由于X2Y 的沸点高于X2T,可推出X2Y 的稳定性强于X2T
D.ZXT 的水溶液显弱碱性,促进了水的电离
【解析】由图示原子半径和原子序数关系及R 原子最外层电子数是电子层数的2 倍可知R 应为C 元素;Y 与Z 能形成
Z2Y、Z2Y2 型离子化合物,则Y 为O 元素,Z 为Na 元素;Z 与T 形成的Z2T 化合物,且T 的原子半径比Na 小,原子序数T>Z,则T
应为S 元素,X 的原子半径最小,原子序数最小,原子半径也较小,则X 应为H 元素。
13.短周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大,甲、乙分别是X、W 两元素对应的单质,丙、丁是由这些元素组成
的二元化合物,戊是Z 的最高价氧化物对应的水化物,且25 ℃时0.1 mol·L-1戊溶液的pH 为13,工业上通过电解丙和丁的混
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合物来制取甲、乙、戊。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.原子半径:Z>W>Y>X
B.Z 分别与X、Y、W 形成的化合物中一定没有共价键
C.元素Y 与X、Z 都能形成两种化合物
D.乙与戊的水溶液反应后所得溶液具有漂白性
【解析】根据工业上通过电解丙和丁的混合物来制取甲、乙、戊,可推测是电解饱和食盐水,生成氢气、氯气和氢氧
化钠,故甲为氢气,所以X 是H 元素;乙是氯气,所以W 为Cl 元素;戊是Z 的最高价氧化物对应的水化物,且25 ℃时0.1 mol·L-1
戊溶液的pH 为13,所以戊为氢氧化钠;根据短周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大,所以Y 为O 元素,Z 为Na
元素。
14.短周期元素X、Y、Z 在元素周期表中的相对位置如图所示,其中Z 的原子序数是X 的2 倍。下列说法正确的是(
)。
A.三种元素中,只有元素Z 存在最高价氧化物对应的水化物
B.简单阴离子半径的大小:Z>Y>X
C.元素X 和元素Z 的氢化物中均只存在极性共价键
D.元素X 和元素Z 的最高正化合价相同
【解析】短周期元素中Z 的原子序数是X 的2 倍,而且二者是同一主族的元素,故二者的原子序数相差8,则X 为O 元
素,Z 为S 元素,Y 为F 元素。
15.A、B、C、D、E 是原子序数依次增大的五种短周期元素且B、C 相邻,A 元素可以与B、C、E 元素分别形成甲、乙、
丙三种物质且甲、乙均为10 电子化合物,丙为18 电子化合物。D 元素的最外层电子数与核外电子层数相等。已知:甲+E2
丙+B2,甲+丙
丁。下列说法正确的是(
)。
A.离子半径:D>C>B
B.A 与B 能形成10 电子分子和18 电子分子
C.D 元素在周期表中的位置是第二周期ⅡA 族
D.丁物质均由非金属元素构成,只含共价键
【解析】A、B、C、D、E 是原子序数依次增大的五种短周期元素。A 元素可以与B、C、E 元素分别形成甲、乙、丙
三种物质且甲、乙均为10 电子化合物,丙为18 电子化合物,则A 为氢元素,10 电子化合物可能为CH4、NH3、H2O、HF;已
知甲+E2
丙+B2,甲+丙
丁,则E 的单质为双原子分子,故E 为Cl 元素,则B 为氮元素,且B、C 相邻,则C 为氧元素,故甲
为NH3、乙为H2O、丙为HCl、丁为NH4Cl;D 元素的最外层电子数与核外电子层数相等,原子序数大于氧元素,处于第三周
期,最外层电子数为3,故D 为Al 元素。
16.(2020 年湖南衡阳第三中学高考模拟)X、Y、Z、M、N 是原子序数依次增大的五种短周期主族元素,其中X 的原子序数
是Y 和M 原子序数之和的
,Z 的原子半径在所有短周期主族元素中最大,甲和丙是M 元素的两种常见氧化物,乙和丁是Y
元素的两种常见同素异形体,0.005 mol·L-1 戊溶液的pH=2,它们之间的转化关系如图所示(部分反应物省略)。下列叙述正
确的是(
)。
A.Z、M 两元素形成的化合物中Z 与M 原子个数之比为1∶2
B.Z、N 形成的化合物的水溶液呈碱性
C.简单离子半径:M>Z>Y
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:N>X
【解析】X、Y、Z、M、N 是原子序数依次增大的五种短周期主族元素,0.005 mol·L-1 戊溶液的pH=2,说明戊为二元强
酸,则戊为硫酸,丙为SO3;甲和丙是M 元素的两种常见氧化物,甲为SO2,M 为S 元素,N 为Cl 元素;乙和丁是Y 元素的两种常
见同素异形体,二氧化硫被乙氧化生成三氧化硫,可知乙为O3,丁为O2,则Y 为O 元素;X 的原子序数是Y 和M 原子序数之和
的
,X 的原子序数为(8+16)×
=6,可知X 为C 元素;Z 的原子半径在所有短周期主族元素中最大,Z 为Na 元素。
二、非选择题(本题包括5 小题,共52 分)
17.X、Y、Z、W 四种短周期元素在周期表中的位置关系如图所示:
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Ⅰ.若Z 元素原子的最外层电子数是电子层数的2 倍。
(1)写出铜和X 的最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应的离子方程式:
。
(2)W 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液不稳定,受热可分解,产物之一是黄绿色气体,且当有28 mol 电子发生转移时,
共产生9 mol 气体,写出该反应的化学方程式:
。
Ⅱ.若Y 和Z 的核外电子数之和为22。
(3)工业合成Y 的气态氢化物的化学方程式为
。
(4)X 的单质与W 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应,当转移0.4 mol 电子时,产生气体的体积是
(标准状
况)。
【答案】(1)3Cu+2N۽
Ǧ +8H+
3Cu2++2NO↑+4H2O
(2)4HClO4
2Cl2↑+7O2↑+2H2O
(3)N2+3H3
2NH3
(4)6.72 L
【解析】X、Y、Z、W 四种短周期元素,由元素在周期表中的位置关系可知,X、Y 处于第二周期,Z、W 处于第三周期。
Ⅰ.若Z 元素原子的最外层电子数是电子层数的2 倍,则Z 为硫元素,由元素在周期表中的相对位置可知,X 为氮元素,Y
为氧元素,W 为氯元素。
(2)高氯酸浓溶液不稳定,受热可分解,产物之一是黄绿色气体,该气体为氯气,根据电子转移守恒可知,氧元素被氧化生
成氧气,由氢元素守恒知有水生成,当有28 mol 电子转移时,得到氯气为28 mol÷14=2 mol,生成氧气为9 mol-2 mol=7 mol,
反应的化学方程式为4HClO4
2Cl2↑+7O2↑+2H2O。
Ⅱ.若Y 和Z 的核外电子数之和为22,设Y 的核外电子数为y,则Z 的核外电子数为y+8,则y+y+8=22,解得y=7,Y 为氮元
素、Z 为磷元素,则X 为碳元素、W 为硫元素。
(4)碳与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫,当转移0.4 mol 电子时,n(SO2)=0.4 mol÷2=0.2 mol、n(CO2)=0.4 mol÷4=0.1
mol,标准状况下产生气体的体积为(0.2 mol+0.1 mol)×22.4 L·mol-1=6.72 L。
18.X、Y、Z、J、Q 是5 种短周期主族元素,原子序数依次增大,Z 元素在地壳中含量最高,J 元素的焰色反应呈黄色,Q 的最
外层电子数与其电子总数之比为3∶8,X 能与J 形成离子化合物,且J+的半径大于X-的半径,Y 的氧化物是形成酸雨的主要
物质之一。请回答下列问题:
(1)Q 元素在周期表中的位置是
。
(2)这5 种元素原子半径从大到小的顺序为
(填元素符号)。
(3)元素的非金属性Z
(填“>”或“<”)Q,下列各项中,不能证明这一结论的事实是
(填字母)。
A.Q 的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊
B.Z 与Q 之间形成的化合物中元素的化合价
C.Z 和Q 的单质的状态
D.Z 和Q 在周期表中的位置
(4)Q 的氢化物与Z 的一种氢化物反应的化学方程式为
。
(5)X 与Y 可形成分子A,也可形成阳离子B,A、B 在水溶液中酸、碱性恰好相反,写出A 的电子式:
;B
的水溶液不呈中性的原因为
(用离子方程式表示)。
(6) 液态A 类似X2Z, 也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子, 则液态A 的电离方程式
为
。
【答案】(1)第三周期ⅥA 族
(2)Na>S>N>O>H
(3)>
C
(4)H2O2+H2S
S↓+2H2O
(5)
N۶
+H2O
NH3·H2O+H+
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(6)2NH3(l)
N۶
+N۶
Ǧ
【解析】Z 元素在地壳中含量最高,是O 元素;J 元素的焰色反应呈黄色,是Na 元素;Q 的最外层电子数与其电子总数之
比为3∶8,即最外层电子数是6,是S 元素;X 能与J 形成离子化合物,且J+的半径大于X-的半径,则X 是H 元素;Y 的氧化物是
形成酸雨的主要物质之一,结合原子序数递增知是N 元素。
(3)Q 的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊,即氧气置换出S,非金属性O>S,A 项正确;根据O 与S 之间形成的化合
物中S 元素的化合价为正价知,非金属性O>S,B 项正确;不能根据氧气和S 单质的状态判断非金属性强弱,C 项错误;同主族
元素由上到下非金属性逐渐减弱,即非金属性O>S,D 项正确。
19.(2020 年牡丹江第三高级中学高三月考)A、B、C、D、E、F 六种短周期主族元素,其原子序数依次增大,其中:C 元素的
原子最外层电子数是次外层电子数的3 倍;A 与D、C 与F 同主族;D 是所在周期原子半径最大的主族元素,又知六种元素
所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体,三种是固体。请回答下列问题:
(1)元素D 在周期表中的位置
。
(2)C、D、F 三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是
(用离子符号表示)。
(3) 由A 、B 、C 三种元素以原子个数比4∶2∶3 形成化合物X,X 中所含化学键的类型
有
。
(4) 若E 是金属元素, 其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨, 请写出反应的化学方程
式:
;若E 是非金属元素,其单质在电子工业中有重要应用,请写出其氧化物溶
于强碱溶液的离子方程式:
。
(5)FC2 气体有毒, 排放到大气中易形成酸雨, 写出FC2 与氧气和水蒸气反应的化学方程
式:
。
【答案】(1)第三周期ⅠA 族
(2)S2->O2->Na+
(3)离子键和共价键
(4)Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3
SiO2+2OH-
Si۽
′+H2O
(5)2SO2+O2+2H2O
2H2SO4
【解析】由题意可知,A 为H 元素,B 为N 元素,C 为O 元素,D 为Na 元素,F 为S 元素。
(3)按照原子个数比4∶2∶3 形成的化合物的化学式为H4N2O3,即NH4NO3,硝酸铵含有的化学键为离子键和极性共价
键。
(4)若E 为金属元素,则E 为Al,Al 与氧化铁发生反应2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3;若E 是非金属元素,其单质在电子工业中
有重要的应用,则E 为Si,SiO2 属于酸性氧化物,与强碱反应的离子方程式为SiO2+2OH-
Si۽
′+H2O。
20.A、B、C、D、E、F、G 是原子序数依次增大的短周期主族元素,A 的原子核内无中子,B、F 在元素周期表中的相对位
置如图所示,B 与氧元素能形成两种无色气体,D 是地壳中含量最多的元素,E 是地壳中含量最多的金属元素。
B
F
(1)BF2 的结构式为
。
(2)D 和F 的简单氢化物中沸点较高的是
(填化学式)。
(3)实验室制取G2 气体的离子方程式为
。
(4)FD2 气体通入BaCl2 和C 的最高价氧化物对应水化物的混合溶液中,生成白色沉淀和无色气体,有关反应的离子方程式
为
。
(5)火箭使用B2A8C2 作燃料,N2O4 为氧化剂,其燃烧放出的巨大能量能把火箭送入太空,并且产生三种无污染的气体,其化学
方程式为
。
(6)上述元素可组成盐Q[CA4E(FD4)2]。向盛有20 mL 0.5 mol·L-1 Q 溶液的烧杯中加入12 mL 2.0 mol·L-1 Ba(OH)2 溶液,充分
反应后,溶液中产生沉淀的物质的量为
。
【答案】(1)S
C
S
(2)H2O
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(3)MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
(4)3SO2+3Ba2++2N۽
Ǧ +2H2O
3BaSO4↓+2NO↑+4H+
(5)C2H8N2+2N2O4
2CO2↑+3N2↑+4H2O↑
(6)0.022 mol
【解析】A、B、C、D、E、F、G 是原子序数依次增大的短周期主族元素,A 的原子核内无中子,则A 为氢元素,B 与氧
元素能形成两种无色气体,则B 为碳元素,F 为硫元素,G 为氯元素,D 是地壳中含量最多的元素,则D 是氧元素,C 是N 元素,E
是地壳中含量最多的金属元素,则E 为铝元素,故A、B、C、D、E、F、G 七种元素分别为H、C、N、O、Al、S、Cl。
(3) 实验室利用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2, 发生反应的离子方程式为
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O。
(4)SO2 气体通入BaCl2 和HNO3 的混合溶液中,生成白色沉淀BaSO4 和无色气体NO,根据得失电子守恒、电荷守恒及原
子守恒,可得此反应的离子方程式为3SO2+3Ba2++2N۽
Ǧ +2H2O
3BaSO4↓+2NO↑+4H+。
(6)盐Q 是NH4Al(SO4)2,其物质的量为0.01 mol,而Ba(OH)2 的物质的量为0.024 mol,则n(BaSO4)=0.02 mol,0.01 mol Al3+
与OH-反应产生0.01 mol Al(OH)3,过量的OH-先与N۶
反应,用去0.01 mol,还有0.008 mol OH-溶解掉0.008 mol Al(OH)3,故
最终沉淀为0.02 mol BaSO4 和0.002 mol Al(OH)3。
21.X~W 是元素周期表中的短周期元素,其性质信息如下表:
元素
性质信息
X
单质为有色气体,有毒,可用于自来水消毒
Y
日常生活中常见金属,熔化时并不滴落,好像有一层膜兜着
Z
其单质在空气中约占
左右
V
单质为淡黄色晶体,质脆,不溶于水,微溶于酒精
W
位于第ⅣA 族,是形成化合物最多的元素之一
请回答下列问题:
(1)Z 的单质特别稳定,原因在于
;X、Y 和V 三元素中原子半径最小的是
(填元素符号)。
(2)比较X 和V 的气态氢化物稳定性大小:
(填化学式),
(填“能”或“不能”)根据二者
水溶液的酸性强弱判断二者的非金属性强弱?说明理由:
。
(3)X
的氢化物和
Z
的氢化物反应形成的化合物溶于水, 水溶液呈酸性的原因是
(用离子方程式说明)。
(4)WV2 常温下呈液态,是一种常见的溶剂。已知WV2 在氧气中完全燃烧,生成VO2 和WO2,若0.1 mol WV2 在1 mol O2 中完
全燃烧,则所得气体混合物在标准状况下的体积为
L。
【答案】(1)氮气分子中氮氮键为氮氮三键,难断裂
Cl
(2)HCl>H2S
不能
根据酸性强弱比较非金属性强弱必须是最高价氧化物对应水化物的酸性的强弱
(3)N۶
+H2O
NH3·H2O+H+
(4)22.4
【解析】短周期的元素X 的单质为有色气体,可用于自来水消毒,则X 为Cl 元素;铝箔加热至熔化并不滴落,原因是表
面形成高熔点的氧化膜兜着,Y 为Al 元素;单质Z 在空气中约占
左右,则Z 为N 元素;V 的单质为淡黄色晶体,不溶于水,微溶
于酒精,V 为S 元素;W 位于第ⅣA 族,是形成化合物最多的元素之一,W 为C 元素。
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(47)
1.下列有关叙述中正确的是(
)。
A.HCl 和NaOH 反应时,若生成的水的质量不同,则中和热的数值也不同
B.稀硫酸、稀盐酸分别与稀Ba(OH)2 溶液反应生成0.1 mol H2O 时,放出的能量不同
C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2 是热能转化成化学能的过程
D.若生成与断裂1 mol H—O 键时的能量变化分别为a kJ、b kJ,则a>b
【解析】中和热是指生成1 mol H2O(l)时放出的热量,与反应中实际生成水的多少无关,A 项错误;硫酸与Ba(OH)2
混合后还有BaSO4 生成,故放出的热量较多,B 项正确;动物体内葡萄糖被氧化成CO2 的能量转化形式为化学能转化为热
能,C 项错误;同一化学键,断裂与形成时的能量变化值是一样的,D 项错误。
2.下列热化学方程式书写正确的是(ΔH 的绝对值均正确)(
)。
A.C2H5OH(l)+3O2(g)
2CO2(g)+3H2O(g)
ΔH=-1367.0 kJ·mol-1(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)
NaCl(aq)+H2O(l)
ΔH=+57.3 kJ·mol-1(中和热)
C.S(s)+O2(g)
SO2(g)
ΔH=-296.8 kJ·mol-1(反应热)
D.2NO2
O2+2NO
ΔH=+116.2 kJ·mol-1(反应热)
【解析】燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol,得到的氧化物必须是稳定的氧化物,即H2O 的状态必须为液
态,A 项错误;中和反应是放热反应,ΔH 应小于0,B 项错误;热化学方程式要注明物质的聚集状态,D 项错误。
3.下列说法或表示方法中正确的是(
)。
A.等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧,后者放出的热量更多
B.氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)
2H2O(l)
ΔH=+285.8 kJ·mol-1
C.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)
BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)
ΔH<0
D.已知中和反应的反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含0.5 mol H2SO4 的浓溶液与含1 mol NaOH 的溶液混合,放出的
热量要大于57.3 kJ
【解析】硫蒸气的能量比硫黄(s)的能量高,等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧,前者放出的能量更多,A 项错误;H2
的燃烧为放热反应,ΔH<0,2H2(g)+O2(g)
2H2O(l)的反应热ΔH=-571.6 kJ·mol-1,B 项错误;Ba(OH)2·8H2O(s)与
NH4Cl(s)的反应为吸热反应,ΔH>0,C 项错误;浓硫酸溶于水放出热量,故含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH
的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ,D 项正确。
4.(2020 年广东广州3 月测试)环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体,其制备涉及的反应如下:
解聚反应:
ΔH>0
氢化反应:
ΔH=-100.5 kJ·mol-1
副反应:
ΔH=-109.4 kJ·mol-1
则反应
的ΔH 为(
)。
A.+209.9 kJ·mol-1
B.-209.9 kJ·mol-1
C.+310.4 kJ·mol-1
D.-310.4 kJ·mol-1
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【解析】根据盖斯定律,由氢化反应+副反应得:
ΔH=-100.5 kJ·mol-1+(-109.4
kJ·mol-1)=-209.9 kJ·mol-1。
5.(2020 年广西桂林3 月调研)研究发现,氮氧化物和硫氧化物是雾霾的主要成分。现有下列反应:
①N2(g)+O2(g)
2NO(g)
ΔH1=+180.5 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)
CO2(g)
ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③2C(s)+O2(g)
2CO(g)
ΔH3=-221.0 kJ·mol-1
已知某反应的平衡常数表达式为K=
ࢉሺۼሻࢉሺ۱۽ሻ
ࢉሺۼ۽ሻࢉሺ۱۽ሻ,则该反应的ΔH 为(
)。
A.-794.5 kJ·mol-1
B.+794.5 kJ·mol-1
C.-746.5 kJ·mol-1
D.+746.5 kJ·mol-1
【解析】由反应的平衡常数表达式K=
ࢉሺۼሻࢉሺ۱۽ሻ
ࢉሺۼ۽ሻࢉሺ۱۽ሻ可知,该反应为2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g),根据盖斯
定律,将②×2-③-①得到2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)
ΔH=-746.5 kJ·mol-1。
6.S2Cl2 和SCl2 均为重要的化工原料,都满足8 电子稳定结构。
已知:①S2(l)+Cl2(g)
S2Cl2(g)
ΔH1=x kJ·mol-1
②S2Cl2(g)+Cl2(g)
2SCl2(g)
ΔH2=y kJ·mol-1
③相关化学键的键能如下表所示:
化学键
S—S
S—Cl Cl—Cl
键能/kJ·mol-1
a
b
c
下列说法错误
．．的是(
)。
A.SCl2 的结构式为Cl—S—Cl
B.S2Cl2 的电子式为
۱ܔ
܁
܁
۱ܔ
C.y=2b-a-c
D.反应S2(l)+2Cl2(g)
2SCl2(g)的ΔH=(x+y) kJ·mol-1
【解析】原子都达到8 电子稳定结构,S 应该形成2 个共价键,Cl 只能形成1 个共价键,所以SCl2 的结构式为
Cl—S—Cl,A 项正确。原子都达到8 电子稳定结构,S 应该形成2 个共价键,Cl 只能形成1 个共价键,所以S2Cl2 的结构式
为Cl—S—S—Cl,根据此结构式得到对应的电子式为
۱ܔ
܁
܁
۱ܔ
,B 项正确。反应的焓变等于反应物的键能减去生成物的
键能, 根据上面给出的SCl2 和S2Cl2 的结构式, 反应②S2Cl2(g)+Cl2(g)
2SCl2(g) 的焓变
ΔH2=y=a+2b+c-4b=a-2b+c,C 项错误。根据盖斯定律,反应①加上反应②可以得到S2(l)+2Cl2(g)
2SCl2(g),所以
该反应的焓变ΔH=(x+y) kJ·mol-1,D 项正确。
7.烟气(主要成分为SO2、NOx)是大气主要污染物,有效去除大气中的SO2、NOx 是环境保护的重要课题。
(1)N2O 又称笑气,有轻微的麻醉作用,N2O 在一定条件下可分解为N2、O2。回答下列问题:
已知:①N2(g)+O2(g)
2NO(g)
ΔH1=+180.5 kJ· mol-1
②2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)
ΔH2=-114.14 kJ· mol-1
③3NO(g)
N2O(g)+NO2(g)
ΔH3=-115.52 kJ· mol-1
则反应2N2O(g)
2N2(g)+O2(g)
ΔH=
kJ· mol-1。
(2)用天然碱生产小苏打的母液(主要溶质为碳酸钠)吸收烟气中SO2 的相关反应的热化学方程式如下:
①2Na2CO3(aq)+SO2(g)+H2O(l)
Na2SO3(aq)+2NaHCO3(aq)
ΔH=a kJ·mol-1
②2NaHCO3(aq)+SO2(g)
Na2SO3(aq)+2CO2(g)+H2O(l)
ΔH=b kJ·mol-1
③Na2SO3(aq)+SO2(g)+H2O(l)
2NaHSO3(aq)
ΔH=c kJ·mol-1
反应Na2CO3(aq)+SO2(g)
Na2SO3(aq)+CO2(g)的ΔH=
kJ·mol-1。
(3)烟气经O3 预处理后用碱液吸收,可减少烟气中SO2、NOx 的含量。O3 氧化烟气中NOx 发生主要反应的热化学方程
式如下:
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①2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)
ΔH1=a kJ·mol-1
②NO(g)+O3(g)
NO2(g)+O2(g)
ΔH2=b kJ·mol-1
③4NO2(g)+O2(g)
2N2O5(g)
ΔH3=c kJ·mol-1
则反应6NO2(g)+O3(g)
3N2O5(g)的ΔH=
kJ·mol-1。
【答案】(1)-244.1
(2)
ࢇ࢈
(3)
c+b-
ࢇ
【解析】(1)由盖斯定律可知,②-①×2-③×2 得2N2O(g)
2N2(g)+O2(g)
ΔH=-244.1 kJ·mol-1。
(2)根据盖斯定律,将(①+②)×
,整理得:Na2CO3(aq)+SO2(g)
Na2SO3(aq)+CO2(g)
ΔH=
ࢇ࢈
kJ·mol-1。
(3)根据盖斯定律,由③×
+②-①×
得,ΔH=ΔH3×
+ΔH2-ΔH1×
=(
c+b-
ࢇ
)kJ·mol-1。
8.根据盖斯定律求反应热。
(1)已知:①MoS2(s)
Mo(s)+S2(g)
ΔH1
②S2(g)+2O2(g)
2SO2(g)
ΔH2
③2MoS2(s)+7O2(g)
2MoO3(s)+4SO2(g)
ΔH3
反应2Mo(s)+3O2(g)
2MoO3(s)的ΔH=
(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3 的代数式表示)。
(2)焦炭真空冶炼砷时需加入催化剂,其中部分热化学反应如下:
①As2O3(g)+3C(s)
2As(g)+3CO(g)
ΔH1=a kJ·mol-1
②As2O3(g)+3C(s)
As4(g)+3CO(g)
ΔH2=b kJ·mol-1
③As4(g)
4As(g)
ΔH
则ΔH=
kJ·mol-1。(用含a、b 的代数式表示)
(3)将甘油(C3H8O3)转化成高附加值产品是当前热点研究方向,甘油和水蒸气经催化重整可制得氢气,反应的主要过程如
下:
①C3H8O3(l)+3H2O(g)
3CO2(g)+7H2(g)
ΔH1
②2C3H8O3(l)+3O2(g)
6CO2(g)+8H2(g)
ΔH2=a kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)
2H2O(g)
ΔH3=b kJ·mol-1
则ΔH1=
。
【答案】(1)ΔH3-2ΔH2-2ΔH1
(2)2a-2b
(3)
ࢇǦ࢈
kJ·mol-1
【解析】(1)根据盖斯定律,将③-2×②-2×①,整理可得:2Mo(s)+3O2(g)
2MoO3(s)
ΔH=ΔH3-2ΔH2-2ΔH1。
(2)根据盖斯定律,③=①×2-②×2,则ΔH=(2a-2b)kJ·mol-1。
(3)根据盖斯定律,对已知的3 个热化学方程式运算可知,
ᬆǦᬇൈ
=①,则ΔH1=
ࢇǦ࢈
kJ·mol-1。
9.H2 和I2 在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)
2HI(g)
ΔH=-a kJ·mol-1。
已知:
下列说法正确的是(
)。
A.H2、I2 和HI 分子中的化学键都是非极性共价键
B.断开2 mol HI 分子中的化学键所需能量约为(c+b+a) kJ
C.相同条件下,1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的总能量小于2 mol HI(g)的总能量
D.向密闭容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g),充分反应后放出的热量为2a kJ
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【解析】A 项,HI 分子中的化学键是极性键,错误;B 项,由热化学方程式可知,反应放出a kJ 的能量,其中断开1 mol I2
和1 mol H2 分子中的化学键共吸收(b+c) kJ 的能量,那么断开2 mol HI 分子中的化学键就需吸收(a+b+c) kJ 的能量,
正确;C 项,反应是放热反应,所以1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的总能量高于2 mol HI(g)的总能量,错误;D 项,反应是可逆
反应,放出的热量应小于2a kJ,错误。
10.通过以下反应均可获取O2。下列有关说法不正确
．．．的是(
)。
①光催化分解水制氧气:2H2O(l)
2H2(g)+O2(g)
ΔH1=+571.6 kJ·mol-1
②过氧化氢分解制氧气:2H2O2(l)
2H2O(l)+O2(g)
ΔH2=-196.4 kJ·mol-1
③一氧化氮分解制氧气:2NO(g)
N2(g)+O2(g)
ΔH3=-180.5 kJ·mol-1
A.反应①是人们获取H2 的途径之一
B.反应②③都是化学能转化为热能
C.反应H2O2(l)
H2O(g)+
O2(g)的ΔH=-98.2 kJ· mol-1
D.反应2H2(g)+2NO(g)
N2(g)+2H2O(l)的ΔH=-752.1 kJ· mol-1
【解析】反应①是制取氢气的途径之一,A 项正确;反应②③都是放热反应,故反应②③都是化学能转化为热能,B 项正
确;根据盖斯定律,结合反应②可知,反应H2O2(l)
H2O(l)+
O2(g)的ΔH=-98.2 kJ·mol-1,但H2O(l)变成H2O(g)要吸
热, 故反应H2O2(l)
H2O(g)+
O2(g) 的ΔH>-98.2 kJ·mol-1,C 项错误; 根据盖斯定律, 由③-①可得反应
2H2(g)+2NO(g)
N2(g)+2H2O(l)
ΔH=ΔH3-ΔH1= -752.1 kJ· mol-1,D 项正确。
11.下列有关反应热的叙述中正确的是(
)。
①已知2H2(g)+O2(g)
2H2O(g)
ΔH=-483.6 kJ· mol-1,则氢气的燃烧热ΔH=-241.8 kJ· mol-1
②由单质A 转化为单质B 是一个吸热过程,由此可知单质B 比单质A 稳定
③X(g)+Y(g)
Z(g)+W(s)
ΔH>0,恒温恒容条件下达到平衡后加入X,上述反应的ΔH 增大
④已知:
共价键
C—C
C
C
C—H H—H
键能/(kJ·mol-1)
348
610
413
436
上表数据可以计算出
+3H2(g)
(g)的焓变
⑤根据盖斯定律可推知在相同条件下,金刚石或石墨燃烧生成1 mol CO2(g)时,放出的热量相等
⑥25 ℃、101 kPa 时,1 mol 碳完全燃烧生成CO2(g)所放出的热量为碳的燃烧热
A.①②③④
B.③④⑤
C.④⑤
D.⑥
【解析】①燃烧热是1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,氢气完全燃烧生成液态水,由热化学方程式
可知,氢气的燃烧热ΔH<-241.8 kJ·mol-1,错误;②由单质A 转化为单质B 是一个吸热过程,则B 的能量比A 的高,物质能
量越高越不稳定,错误;③一定条件下,反应热与平衡移动无关,与化学计量数和物质的状态有关,错误;④反应热=反应物总
键能-生成物总键能,由于苯环中的化学键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊键,故不能计算反应热,错误;⑤金刚石与
石墨的结构不同,能量不相同,在相同条件下,金刚石或石墨燃烧生成1 mol CO2(g)时,放出的热量不相等,错误;⑥碳的燃
烧热指25 ℃、101 kPa 时,1 mol 碳完全燃烧生成CO2(g)所放出的热量,正确。
12.(1)利用CO2 的弱氧化性,开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图
1 所示。
图1
已知:CO 和H2 的燃烧热ΔH 分别为-283.0 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1。丙烷脱氢制丙烯的热化学方程式为
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C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g)
ΔH=+124.3 kJ·mol-1。
①反应(Ⅰ)的化学方程式为
。
②25 ℃时,该工艺总反应的热化学方程式为
。
(2)在微生物作用下,N۶
经过两步反应被氧化成N۽
Ǧ 。两步反应的能量变化如图2 所示。
①第一步反应是
(填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是
。
②1 mol N۶
(aq)全部被氧化成N۽
Ǧ (aq)的热化学方程式为
。
【答案】(1)①3C3H8+2CrO3
3C3H6+Cr2O3+3H2O
②C3H8(g)+CO2
C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)
ΔH=+121.5 kJ·mol-1
(2)①放热
ΔH=-273 kJ·mol-1<0(或反应物总能量大于生成物总能量)
②N۶
(aq)+2O2(g)
2H+(aq)+N۽
Ǧ (aq)+H2O(l)
ΔH=-346 kJ·mol-1
【解析】(1)②由题意可得H2(g)+
O2(g)
H2O(l)
ΔH=-285.8 kJ·mol-1①;CO(g)+
O2(g)
CO2(g)
ΔH=-283.0 kJ·mol-1②;C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g)
ΔH=+124.3 kJ·mol-1③。由盖斯定律③-②+①得热化学方程
式C3H8(g)+CO2(g)
C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)
ΔH=+121.5 kJ·mol-1。
(2)
由
图
可
知
,①N
۶
(aq)+
O2(g)
N
۽
Ǧ
(aq)+2H+(aq)+H2O(l)
ΔH=-273
kJ·mol-1,②N۽
Ǧ (aq)+
O2(g)
N۽
Ǧ (aq)
ΔH=-73 kJ·mol-1,由①+②即可得到目标热化学方程式。
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(50)
1.下列说法正确的是(
)。
A.铜锌原电池中,盐桥中的K+和N۽
Ǧ 分别移向负极和正极
B.铅蓄电池放电时,正极质量每增加96 g,转移电子数目为2×6.02×1023
C.港珠澳大桥设计使用寿命120 年,水下钢柱可镶铜块防腐
D.氢氧燃料电池消耗标准状况下的O2 2.24 L 时,转移电子的数目为0.4×6.02×1023
【解析】原电池中阳离子向正极迁移,阴离子向负极迁移,所以盐桥中的K+向正极迁移,N۽
Ǧ 向负极迁移,A 项错误;铅
蓄电池放电时,正极的电极反应式为PbO2+4H++S۽
′+2e-
PbSO4+2H2O,每得到2 mol 电子,正极质量增加64 g,
所以当正极增重96 g 时,转移电子数为3×6.02×1023,B 项错误;因为铁比铜活泼,根据原电池原理,铁作负极被腐蚀,C 项
错误;标准状况下2.24 L 的O2 即0.1 mol,转移电子数目为0.4×6.02×1023,D 项正确。
2.(2020 年北京海淀期末)如图所示为锌铜原电池。下列叙述中正确的是(
)。
A.盐桥的作用是传导离子
B.外电路电子由铜片流向锌片
C.锌片上的电极反应式为Zn2++2e-
Zn
D.外电路中有0.2 mol 电子通过时,铜片表面增重约3.2 g
【解析】锌铜原电池中,锌为负极,铜为正极,在外电路中,电子由锌片流向铜片,B 项错误;锌为负极,锌片上的电极反
应式为Zn-2e-
Zn2+,C 项错误;铜片上的电极反应式为Cu2++2e-
Cu,当外电路中有0.2 mol 电子通过时,铜片上
生成0.1 mol 铜,增加的质量为0.1 mol×64 g·mol-1=6.4 g,D 项错误。
3.(2020 年北京朝阳期中)一种锂铜可充电电池,工作原理如图所示。在该电池中,非水系电解液和水系电解液被锂离子固
体电解质陶瓷片(LISICON)隔开。下列说法中不正确
．．．的是(
)。
A.陶瓷片允许Li+通过,不允许水分子通过
B.放电时,N 为电池的正极
C.充电时,阴极反应式为Li++e-
Li
D.充电时,接线柱A 应与外接电源的正极相连
【解析】A 项,由于金属锂能与水反应,故陶瓷片不允许水分子通过,正确;B 项,观察图中离子的移动方向,结合原电池
原理可知,放电时N 为正极,M 为负极,正确;C 项,充电时,N 为阳极,M 为阴极,阴极发生的电极反应为Li++e-
Li,正
确;D 项,充电时,M 为阴极,故接线柱A 应与外接电源的负极相连,错误。
4.一种直接铁燃料电池(电池反应为3Fe+2O2
Fe3O4)的装置如图所示,下列说法正确的是(
)。
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A.Fe 极为电池正极
B.KOH 溶液为电池的电解质溶液
C.电子由多孔碳极沿导线流向Fe 极
D.每5.6 g Fe 参与反应,导线中流过1.204×1023 个e-
【解析】铁燃料电池中铁失去电子为电池负极,A 项错误;KOH 溶液为电池的电解质溶液,为碱性电池,B 项正确;电子
由负极Fe 极沿导线流向正极多孔碳极,C 项错误;根据电池反应3Fe+2O2
Fe3O4 可知,3 mol 铁参与反应时转移8
mol e-,故每5.6 g Fe 参与反应,导线中流过1.605×1023 个e-,D 项错误。
5.一种微生物脱盐池的装置如图所示,下列说法正确的是(
)。
A.该装置可以在高温下工作
B. X、Y 依次为阳离子、阴离子选择性交换膜
C.负极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-
2CO2↑+7H+
D.该装置工作时,电能转化为化学能
【解析】高温能使蛋白质变性,导致电池失效,所以该装置不能在高温下工作,A 项错误;原电池内电路中,阳离子移向
正极,阴离子移向负极,从而达到脱盐目的,所以Y 为阳离子选择性交换膜,X 为阴离子选择性交换膜,B 项错误;该装置工作
时为原电池,是将化学能转化为电能的装置,D 项错误。
6.如图是新型镁-锂双离子二次电池,下列关于该电池的说法不正确
．．．的是(
)。
A.放电时,Li+由左室向右室移动
B.放电时,正极的电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-
LiFePO4
C.充电时,外加电源的正极与Y 相连
D.充电时,导线上每通过1 mol e-,左室溶液减轻12 g
【解析】充电时,左室电极得电子发生还原反应,电极反应式为Mg2++2e-
Mg,导线上每通过1 mol e-,有0.5 mol
Mg2+被还原,但右室将有1 mol Li+移向左室,所以溶液减轻12 g-7 g=5 g,D 项错误。
7.锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池是实际应用电池系列中比能量较高的一种电池,剖视图如图所示,一种非水的LiAlCl4 的
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SOCl2 溶液为电解液。亚硫酰氯既是电解质, 又是正极活性物质, 其中碳电极区的电极反应式为
2SOCl2+4e-
4Cl-+S+SO2↑,该电池工作时,下列说法错误
．．的是(
)。
A.锂电极区发生的电极反应:Li-e-
Li+
B.放电时发生的总反应:4Li+2SOCl2
4LiCl+SO2↑+S
C.锂电极上的电势比碳电极上的低
D.若采用水溶液代替SOCl2 溶液,电池总反应和效率均不变
【解析】锂电池中锂为电池的负极,失电子生成锂离子,电极反应式为Li-e-
Li+,A 项正确;放电时的总反应式为
4Li+2SOCl2
4LiCl+SO2↑+S,B 项正确;锂电极为电池的负极,负极的电势比正极低,C 项正确;若采用水溶液代替
SOCl2 溶液,锂会与水反应生成氢氧化锂,造成电极的损耗,D 项错误。
8.(1)Zn-MnO2 干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl 混合溶液。
①该电池的负极材料是
。电池工作时,电子流向
(填“正极”或“负极”)。
②若
ZnCl2-NH4Cl
混合溶液中含有杂质
Cu2+, 会加速某电极的腐蚀, 其主要原因
是
。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的
(填字母)。
A.NaOH
B.Zn
C.Fe
D.NH3·H2O
(2)铅蓄电池是化学电源,它工作时的电池总反应为PbO2+Pb+2H2SO4
2PbSO4+2H2O。
①铅蓄电池负极的电极材料是
。
②工作时该铅蓄电池正极的电极反应式是
。
③铅蓄电池工作时,电解质溶液的密度
(填“增大”“减小”或“不变”,下同),pH
。
(3)锌银电池比能量大,电压平稳,广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。电解质溶液是KOH 溶液,
电池总反应为Zn+Ag2O
ZnO+2Ag。该电池的正极材料是
;电池工作时,阳离子向
(填“正极”或
“负极”)移动;负极反应式为
。
【答案】(1)①Zn(或锌)
正极
②Zn 与Cu2+反应生成Cu,Zn 与Cu 构成原电池,加快反应速率
B
(2)①Pb
②PbO2+4H++S۽
′+2e-
PbSO4+2H2O
③减小
增大
(3)Ag2O
正极
Zn-2e-+2OH-
ZnO+H2O
【解析】(2)①由电池总反应可知,Pb 发生氧化反应,所以Pb 是负极。②正极上的反应是PbO2→PbSO4,则必然有
H2SO4 参加反应,正极反应式为PbO2+4H++S۽
′+2e-
PbSO4+2H2O(负极反应式为Pb-2e-+S۽
′
PbSO4,将
正、负极反应合并,与题给总反应相符)。③在蓄电池的工作过程中,Pb 被氧化,H2SO4 被消耗,所以溶液的密度减小,pH 增
大。
9.全钒液流电池装置如图所示,电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法错误
．．的是(
)。
A.充电时,氢离子通过质子交换膜移向右侧
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B.充电时,电源负极连接a 电极
C.放电时,装置发生的总反应为V۽
+V2++2H+
VO2++V3++H2O
D.质子交换膜可阻止V۽
与V2+直接发生反应
【解析】根据图示的箭头和物质化合价变化,可推知放电时a 为正极,b 为负极;充电时a 为阳极,b 为阴极。充电时阳
离子向阴极移动,A 项正确;充电时,电源负极连接b 电极,B 项错误;根据放电箭头方向的反应物和产物,可以写出放电时的
总反应,C 项正确;质子交换膜只允许氢离子通过,V۽
与V2+不能通过质子交换膜,因此无法接触发生反应,D 项正确。
10.(2018 年太原模拟) 氨硼烷(NH3·BH3) 电池可在常温下工作, 装置如图所示。该电池工作时的总反应为
NH3·BH3+3H2O2
NH4BO2+4H2O。下列说法正确的是(
)。
A.负极区附近溶液的pH 增大
B.正极反应式为H2O2+2H++2e-
2H2O
C.电池工作时,B۽
Ǧ 通过质子交换膜向正极移动
D.消耗3.1 g 氨硼烷,理论上转移0.2 mol 电子
【解析】根据装置图可知, 电池的负极反应式为NH3·BH3-6e-+2H2O
NH4BO2+6H+, 正极反应式为
3H2O2+6e-+6H+
6H2O,负极区附近溶液的pH 减小,A 项错误,B 项正确;原电池工作时,质子交换膜只允许H+通过,C
项错误;消耗3.1 g(0.1 mol)氨硼烷,理论上转移0.6 mol 电子,故D 项错误。
11.如图为一种利用原电池原理设计测定O2 含量的气体传感器示意图,RbAg4I5 是只能传导Ag+的固体电解质。O2 可以
通过聚四氟乙烯膜与AlI3 反应生成Al2O3 和I2,通过电池电位计的变化可以测得O2 的含量。下列说法正确的是(
)。
A.正极反应式为3O2+12e-+4Al3+
2Al2O3
B.传感器总反应为3O2+4AlI3+12Ag
2Al2O3+12AgI
C.外电路转移0.01 mol 电子,消耗O2 的体积为0.56 L
D.给传感器充电时,Ag+向多孔石墨电极移动
【解析】由图可知,传感器中先发生反应4AlI3+3O2
2Al2O3+6I2,再发生原电池反应2Ag+I2
2AgI,所以原电
池的负极发生反应Ag-e-
Ag+,正极发生反应I2+2Ag++2e-
2AgI,充电时,阳极与外加电源正极相接,阴极与外加
电源负极相接,反应式与正极、负极反应式正好相反。原电池正极反应式为I2+2Ag++2e-
2AgI,A 项错误;由题中信
息可知,传感器中首先发生反应①4AlI3+3O2
2Al2O3+6I2,然后发生原电池反应②2Ag+I2
2AgI,①+6×②得到总
反应式为3O2+4AlI3+12Ag
2Al2O3+12AgI,B 项正确;没有指明温度和压强,无法计算气体体积,C 项错误;给传感器
充电时,Ag+向阴极移动,即Ag+向Ag 电极移动,D 项错误。
12.某装置如图1 所示:
(1)①若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象是
,负极反应式为
。
②若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液, 则负极为
( 填“Mg” 或“Al”), 总反应的化学方程式
为
。
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(2)Al-CO2 电池是一种以低温熔融盐[Al2(CO3)3]为电解质,以完全非碳的钯包覆纳米多孔金属为催化剂的可充电电池。
正极反应式为3CO2+4e-
2C۽
′+C,则生成Al 的反应发生在
极(填“阳”或“阴”),该电池充电时总反应的
化学方程式为
。
(3)中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料
电池的工作原理如图2 所示:
①该电池工作时,b 口通入的物质为
,c 口通入的物质为
。
②该电池的负极反应式为
。
③工作一段时间后,当12.8 g 甲醇完全反应生成CO2 时,有
NA 个电子发生转移。
【答案】(1)①Mg 片逐渐溶解,Al 片上有气泡冒出,电流计指针偏转
Mg-2e-
Mg2+
②Al
2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2↑
(2)阴
2Al2(CO3)3+3C
4Al+9CO2↑
(3)①CH3OH
O2(或空气)
②CH3OH+H2O-6e-
CO2↑+6H+
③2.4
【解析】(1)②若烧杯中溶液为NaOH 溶液,因为Mg 不与NaOH 溶液反应,所以Al 是负极,Mg 是正极,总反应为
2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2↑。
(3)①由H+移动方向可知,左侧为负极,右侧为正极,故b 口通入CH3OH,c 口通入O2(或空气)。②负极反应式为
CH3OH+H2O-6e-
CO2↑+6H+。③当12.8 g(0.4 mol)甲醇完全反应生成CO2 时,转移2.4 mol 电子,即转移2.4NA
个电子。
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(52)
1.(2020 年北京朝阳期末)全世界每年因生锈损失的钢铁,约占世界年钢铁产量的四分之一。一种钢铁锈蚀原理示意图如
图所示,下列说法中不正确
．．．的是(
)。
铁锈蚀中的电化学过程
A.缺氧区:Fe-2e-
Fe2+
B.富氧区:O2+2H2O+4e-
4OH-
C.Fe 失去的电子通过电解质溶液传递给O2
D.隔绝氧气或电解质溶液均可有效防止铁生锈
【解析】C 项,电子不能通过电解质溶液传递。
2.下列说法正确的是(
)。
A.铁质管道与锌块用导线相连可防止铁质管道被腐蚀
B.在外加电流的阴极保护法中,须将被保护的钢铁设备与直流电源的正极相连
C.电解精炼铜过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加一定相等
D.电解精炼铜过程中,若阴极析出3.2 g 铜,则阳极失电子的物质的量大于0.1 mol
【解析】在外加电流的阴极保护法中,被保护的钢铁设备与直流电源的负极相连,B 项错误;阳极的粗铜中含有铁、锌、
金、铂等金属,阳极为Zn、Fe、Cu 失电子,电极反应式为Zn-2e-
Zn2+、Fe-2e-
Fe2+、Cu-2e-
Cu2+,阴极为
Cu2+得电子还原成Cu,则电解过程中阳极质量的减少与阴极质量的增加不一定相同,C 项错误;电解精炼铜时,阴极只有
Cu2+放电,电极反应式为Cu2++2e-
Cu,3.2 g 铜的物质的量为
t
ܕܗܔǦ=0.05 mol,所以阴极得到电子的物质的量为
0.1 mol,D 项错误。
3.用惰性电极电解Cr2(SO4)3和硫酸混合溶液制备Cr2۽⺁
′,阳极附近发生的反应如图所示(已知:S2۽ૡ
′中S 元素的化合价
为+7 价)。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.阴极产生氢气
B.S۽
′在整个过程中起还原剂的作用
C.反应Ⅱ的离子方程式为3S2۽ૡ
′+2Cr3++7H2O
6S۽
′+Cr2۽⺁
′+14H+
D.阳极的电极反应式为2S۽
′-2e-
S2۽ૡ
′
4.(2018 年北京海淀期末)电解Na2CO3 溶液制取NaHCO3 溶液和NaOH 溶液的装置如图所示。下列说法中不正确
．．．的
是(
)。
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A.阴极产生的物质A 是H2
B.溶液中Na+由阳极室向阴极室迁移
C.阳极OH-放电,H+浓度增大,C۽
′转化为HC۽
Ǧ
D.物质B 是NaCl,其作用是增强溶液导电性
【解析】在阴极上由水电离出的H+得电子生成氢气,电极反应式为2H++2e-
H2↑,故A 项正确;阳极OH-放电,H+
浓度增大,H+和C۽
′发生反应C۽
′+H+
HC۽
Ǧ ,C۽
′转化为HC۽
Ǧ ,故C 项正确;据图可知,在阴极室生成的是
NaOH 溶液,若物质B 为NaCl,则会引入杂质Cl-,故D 项错误。
5.电解法处理CO2 和SO2 混合污染气的原理如图所示,电解质为熔融碳酸盐和硫酸盐,通电一段时间后,Ni 电极表面形成
掺杂硫的碳积层。下列说法错误
．．的是(
)。
A.Ni 电极表面发生了还原反应
B.阳极的电极反应式为2O2--4e-
O2↑
C.电解质中发生的离子反应只有2SO2+4O2-
2S۽
′
D.该过程实现了电解质中碳酸盐和硫酸盐的自补充循环
【解析】由图可知,Ni 电极表面S۽
′转化为S,C۽
′转化为C,为还原反应,SnO2 电极上发生反应2O2--4e-
O2↑,
为氧化反应, 所以Ni 电极为阴极,SnO2 电极为阳极,A 、B 两项均正确; 电解质中发生的离子反应有
2SO2+O2+2O2-
2S۽
′和CO2+O2-
C۽
′,C 项错误;该过程中在S۽
′和C۽
′被还原的同时又不断生成S۽
′和
C۽
′,所以实现了电解质中碳酸盐和硫酸盐的自补充循环,D 项正确。
6.
对废水中氮、磷元素的去除逐渐引起了科研人员的广泛关注。采用两级电解体系对废水中硝态氮和硝态磷进行降解实验
取得了良好的去除效果。装置如图所示,由平板电极(除氮时a 极为催化电极,b 极为钛电极;除磷时a 极为铁,b 极为钛板)
构成二维两级电解反应器。下列说法错误
．．的是(
)。
A.b 电极为阴极
B.除氮时,b 极的电极反应式为2N۽
Ǧ +10e-+6H2O
N2↑+12OH-
C.除磷的总反应可能为Fe3++P۽
′
FePO4↓、3Fe2++2P۽
′
Fe3(PO4)2↓
D.钛极产生的气体能发生气浮作用,使溶液中颗粒物漂浮至表面而被去除
【解析】从图中可知b 电极上发生反应2N۽
Ǧ +10e-+12H+
N2↑+6H2O,故b 电极为阴极,A 项正确,B 项错误;
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除磷时a 极为铁,发生的反应为Fe-2e-
Fe2+,Fe2+被氧化为Fe3+,所以除磷反应有Fe3++P۽
′
FePO4↓、
3Fe2++2P۽
′
Fe3(PO4)2↓,C 项正确;钛极产生的气体能产生细微的小气泡,有利于颗粒物漂浮至表面而被去除,D 项
正确。
7. 我国研制出镍钼基高效电催化剂, 实现低能耗电解富尿素废水制H2( 装置如图) 。总反应为
CO(NH2)2+H2O
3H2↑+N2↑+CO2↑。下列说法中正确的是(
)。
A.a 电极反应式为CO(NH2)2+H2O+6e-
CO2↑+N2↑+6H+
B.b 为阳极,发生氧化反应
C.电解一段时间,b 电极区溶液pH 升高
D.废水中每通过6 mol 电子,a 电极产生1 mol N2
【解析】电解池工作时,CO(NH2)2 失去电子生成N2,a 为阳极, 发生氧化反应, 电极反应式为
CO(NH2)2-6e-+H2O
CO2↑+N2↑+6H+,A 项错误;b 为阴极, 发生还原反应, 电极反应式为
2H2O+2e-
2OH-+H2↑,B 项错误;电解一段时间,b 极区溶液pH 升高,C 项正确;电子不能进入溶液中,D 项错误。
8.某微生物电解池(MEC)制氢工作原理如图所示。用该电解池电解0.1 mol·L-1 的CH3COOH 溶液,下列说法正确的是
(
)。
A.Y 为电源的正极
B.该电解装置中,阳极的电极反应式为CH3COOH+2H2O-8e-
2CO2↑+8H+
C.当2 mol H+通过质子交换膜时,产生22.4 L H2
D.电解一段时间后,溶液中
ࢉሺ۱۶۱۽۽Ǧሻ
ࢉሺ۱۶۱۽۽۶ሻ的值变小
9.完成下列各小题。
(1) 酸性条件下, 甘油可在纳米TiO2-Pt 复合膜的阳极上转化为甘油醛(C3H6O3), 该电极反应式
为
。
(2)电解制备KMnO4 的装置如图1 所示。b 与电源的
极相连,电解液中最好选择
(填“阳”或“阴”)
离子交换膜。电解时,阳极的电极反应式为
。
图1
(3)利用电解法可浸取辉钼矿得到Na2MoO4 和Na2SO4 溶液(装置如图2 所示)。
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图2
①阴极的电极反应式为
。
②一段时间后,电解液的pH
(填“增大”“减小”或“不变”),Mo۽
′在电极
(填“A”或“B”)附近
生成。
③实际生产中,惰性电极A 一般不选用石墨,而采用DSA 惰性阳极(基层为TiO2,涂层为RuO2+IrO2),理由是
。
【答案】(1)C3H8O3-2e-
C3H6O3+2H+
(2)负
阳
Mn۽
′-e-
Mn۽
Ǧ
(3)①2H2O+2e-
H2↑+2OH-
②增大
A
③OH-也可能失去电子变为O2,生成的O2 与C 在高温下反应产生
CO2 气体而不断消耗石墨,所以阳极一般不选用石墨,而采用DSA 惰性阳极
10.(2018 年北京朝阳期末)高铁酸钠(Na2FeO4)是具有紫色光泽的粉末,是一种高效绿色强氧化剂,碱性条件下稳定,可用
于废水和生活用水的处理。实验室以石墨和铁钉为电极,以不同浓度的NaOH 溶液为电解质溶液,控制一定电压电解制备
高铁酸钠,电解装置和现象如下:
c(NaOH)
阴极现象
阳极现象
1 mol·L-1
产生无色气体
产生无色气体,10 min 内溶液颜色无明显变化
10
mol·L-1
产生大量无色气
体
产生大量无色气体,3 min 后溶液变为浅紫红色,随后逐渐加深
15
mol·L-1
产生大量无色气
体
产生大量无色气体,1 min 后溶液变为浅紫红色,随后逐渐加深
下列说法中不正确
．．．的是(
)。
A.a 为铁钉,b 为石墨
B.阴极主要发生反应:2H2O+2e-
H2↑+2OH-
C.高浓度的NaOH 溶液,有利于发生反应:Fe-6e-+8OH-
Fe۽
′+4H2O
D.制备Na2FeO4 时,若用饱和NaCl 溶液,可有效避免阳极产生气体
【解析】A 项,制备高铁酸钠需要铁在阳极放电,发生氧化反应,即a 为铁钉,b 为石墨;B 项,电解池的阴极上阳离子放
电,水电离的H+放电能力强于Na+,故阴极的电极反应式为2H2O+2e-
H2↑+2OH-;C 项,观察实验现象,碱性越强,越易
生成Fe۽
′,故高浓度的NaOH 溶液,有利于发生反应Fe-6e-+8OH-
Fe۽
′+4H2O;D 项,若选用饱和NaCl 溶液,
因Cl-放电能力强于OH-,在阳极更容易产生气体。
11.(2020 年四川省南充市二诊)曾在南充求学和工作过的青年学者孙旭平及其领衔团队,成功利用Mo2N 纳米催化剂在
0.1 mol·L-1 盐酸中进行电催化固氮,装置如图所示,在一定电压下具有较高的产氨速率。下列说法错误
．．的是(
)。
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A.Mo2N/GCE 电极为阴极
B.溶液中H+通过隔膜向Mo2N/GCE 电极区迁移
C.Mo2N/GCE 电极区反应式为N2+6H++6e-
2NH3
D.为提高溶液的导电性,可在石墨电极区加入适量的盐酸
【解析】该装置具有外加电源,为电解池装置,左侧电极N2→NH3,N 元素的化合价降低,根据电解原理,Mo2N/GCE
为阴极,石墨为阳极,阴极反应式为N2+6H++6e-
2NH3,阳极反应式为2H2O-4e-
O2↑+4H+。根据上述分析可知,A、
C 两项正确;电解池中,阳离子移向阴极,即H+通过隔膜向Mo2N/GCE 电极区迁移,B 项正确;石墨电极区加入适量盐酸,Cl-
在石墨电极上放电,产生Cl2,污染环境,D 项错误。
12.金属铝在现代生产和日常生活中应用广泛。
(1)工业上用电解熔融氧化铝的方法来制取金属铝。纯净氧化铝的熔点很高(约2045 ℃),在实际生产中,通过加入助熔剂
冰晶石(Na3AlF6)得到熔融体,反应的化学方程式为2Al2O3
4Al+3O2↑。
①在电解过程中阴极的电极反应式为
;
阳极的电极反应式为
。
②由于电解产生的氧气全部与石墨电极反应生成CO 和CO2 气体,因此在电解过程中石墨电极需要不断补充。若生产中
每生成a g Al,损失石墨b g,则理论上产生CO 和CO2 的物质的量分别是
。
(2)对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。如图所示,以铝片为阳极,在H2SO4 溶液中电解,可使铝片表面形成氧
化膜,则阳极的电极反应式为
。在电解过程中,阴极附近溶液的pH
(填“增
大”“减小”或“不变”)。
(3)“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝-碘电池已研制成功,电解质为AlI3 溶液,已知电池的总反应
式为2Al+3I2
2AlI3。该电池负极的电极反应式为
,当负极质量减少27 g 时,
在导线中有
个电子通过。
【答案】(1)①Al3++3e-
Al
2O2--4e-
O2↑
②
࢈Ǧࢇ
ૡ
mol、
ࢇǦ࢈
mol
(2)2Al+3H2O-6e-
Al2O3+6H+
增大
(3)Al-3e-
Al3+
1.806×1024(或3NA)
【解析】(1)①分析电解熔融Al2O3 的化学方程式可知,Al3+在阴极发生还原反应生成Al, 电极反应式为
Al3++3e-
Al;O2-在阳极发生氧化反应生成O2,电极反应式为2O2--4e-
O2↑。②根据电解总反应式可知,生成a g
Al
ࢇ
⺁ܕܗܔ时,生成O2 的物质的量为
ࢇ
mol;据O 原子守恒可得:n(CO)+2n(CO2)=2×
ࢇ
mol;据C 原子守恒可
得:[n(CO)+n(CO2)]×12 g·mol-1=b g;联立两式可得n(CO)=
࢈Ǧࢇ
ૡ
mol,n(CO2)=
ࢇǦ࢈
mol。(2)用铝片为阳极,电解
H2SO4 溶液使铝片表面形成氧化膜,即生成Al2O3,则阳极的电极反应式为2Al+3H2O-6e-
Al2O3+6H+。电解过程中,
阴极上H+放电生成H2,电极反应式为2H++2e-
H2↑,反应中消耗H+,溶液中c(H+)减小,溶液的pH 增大。(3)分析铝-
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碘电池总反应可知,Al 失去电子被氧化成Al3+,则Al 作负极,电极反应式为Al-3e-
Al3+。负极质量减少27 g 时,负极
上消耗1 mol Al,结合负极反应式可知导线中转移电子的物质的量为3 mol,即1.806×1024(或3NA)个。
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单元训练(55)
一、选择题(本题包括16 小题,每小题3 分,共48 分)
1.(2020 年中国人民大学附属中学高三模拟)下列我国科技创新的产品设备在工作时,由化学能转变成电能的是(
)。
A.“长征”三号乙运载火箭
B.“嫦娥”四号月球探测器
上的太阳能电池板
C.以350 km·h-1飞驰的
D.世界首部可折叠柔屏手机
和谐号动车
【解析】火箭升空时,将燃料的化学能转化为火箭的机械能,A 项错误;太阳能电池板将太阳能转化为电能,B 项错误;
动车在行驶时主要是将电能转化为机械能,C 项错误;手机电池放电是将化学能转化为电能,D 项正确。
2.下列示意图中能构成原电池的是(
)。
【解析】Cu、C 均不与稀硫酸反应,A 装置不能构成原电池;Al 与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应,B 装置能构成原电
池;C 装置中的导线不是盐桥,不能形成闭合回路,故不能构成原电池;D 装置中缺少盐桥,不能构成原电池。
3.工业上由CO2和H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-50 kJ·mol-1。
下列表示合成甲醇的反应的能量变化示意图中正确的是(
)。
【解析】由于该反应是放热反应,故排除C、D 两项;由于气态产物转化为液态产物要放出能量,故排除B 项。
4.(2020 年陕西汉中汉台高二期末)中药铅霜[(CH3COO)2Pb]具有解毒敛疮的作用,其制备方法在《本草图经》中有记
载:“从铅杂水银十五分之一,合炼作片,置醋瓮中密封,经久成霜。”下列说法错误
．．的是(
)。
A.制铅霜时,用加汞制成的片状铅与食醋反应的速率比用纯铅快
B.反应中每生成1 mol (CH3COO)2Pb,转移2 mol 电子
C.汞为正极,发生的电极反应为O2+4e-+2H2O
4OH-
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D.将醋酸加入烧杯中,再投入PbO,搅匀,微热,也可以制得(CH3COO)2Pb
【解析】制铅霜时,用加汞制成的片状铅与食醋形成原电池,能加快反应速率,反应的速率比用纯铅快,A 项正确;反应
中每生成1 mol (CH3COO)2Pb,Pb 元素由0 价变为+2 价,转移2 mol 电子,B 项正确;汞为正极,发生的电极反应为
O2+4e-+4H+
2H2O,C 项错误;将醋酸加入烧杯中,再投入PbO,PbO 为碱性氧化物,与醋酸反应生成盐和水,搅匀,微热,
也可以制得(CH3COO)2Pb,D 项正确。
5.(2020 年北京西城区第二次模拟)关于研究生铁的锈蚀实验,下列分析不正确
．．．的是(
)。
序号
①
②
③
实验
现象
8 小时未观察到
明显锈蚀
8 小时未观
察到明显
锈蚀
1 小时观察到明显锈蚀
A.①中,NaCl 溶液中溶解的O2 不足以使生铁片明显锈蚀
B.②中,生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少H2O
C.③中正极反应式为O2+4e-+2H2O
4OH-
D.对比①②③,说明苯能隔绝O2
【解析】①是密闭体系,溶解的O2 较少,不足以使生铁片明显锈蚀,A 项正确;苯属于非电解质,②中无电解质溶液,不
满足电化学腐蚀的条件,B 项正确;根据现象,铁在中性环境下发生吸氧腐蚀,正极反应式为O2+4e-+2H2O
4OH-,C 项
正确;根据现象可知,③中发生吸氧腐蚀,①③溶液中均溶解有氧气,③中观察到明显锈蚀,说明苯不能隔绝O2,D 项错误。
6.1,3-丁二烯和2-丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下:
①
CH3CH2CH2CH3(g)
ΔH=-236.6 kJ·mol-1
②
CH3CH2CH2CH3(g)
ΔH=-272.7 kJ·mol-1
由此不能
．．判断(
)。
A.1,3-丁二烯和2-丁炔稳定性的相对大小
B.1,3-丁二烯和2-丁炔分子储存能量的相对高低
C.1,3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应
D.一个碳碳三键的键能与两个碳碳双键的总键能的相对大小
【解析】根据盖斯定律,①-②得到
ΔH=+36.1 kJ·mol-1,这说明
1,3-丁二烯转化为2-丁炔是吸热反应,因此在质量相等的条件下1,3-丁二烯的总能量低于2-丁炔的总能量,则1,3-丁二
烯比2-丁炔稳定性强;反应热=断开化学键吸收的总能量-形成化学键所放出的总能量,但由于碳碳单键和碳氢单键的键
能未知,且根据热化学方程式不能确定一个碳碳三键的键能与两个碳碳双键的总键能的相对大小。
7.(2020 年浙江东阳中学高三考试)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为
H2SO4—H2C2O4 混合溶液。下列叙述错误
．．的是(
)。
A.待加工铝制品作阳极
B.可选用不锈钢网作阴极
C.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
D.阴极的电极反应式为Al3++3e-
Al
【解析】铝失电子生成氧化铝,铝作阳极材料,A 项正确;不论阴极用什么材料,离子都会在阴极得电子,因此可选用不
锈钢网作阴极,B 项正确;在电解池中,阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,所以硫酸根离子在电解过程中向阳极移动,C 项正
确;阴极是氢离子发生得电子的还原反应,故电极反应式为2H++2e-
H2↑,D 项错误。
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8.(2020 年天津蓟州高三联考)已知:①2H2(g)+O2(g)
2H2O(g)
ΔH=-483.6 kJ·mol-1;②H2(g)+S(g)
H2S(g)
ΔH=-20.1 kJ·mol-1,下列判断正确的是(
)。
A.若反应②中改用固态硫,则消耗1 mol S(s)反应放出的热量小于20.1 kJ
B.从焓变数值知,单质硫与氧气相比,更容易与氢气化合
C.由①②知,水的热稳定性弱于硫化氢
D.氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol-1
【解析】固体变为气体,吸收热量,若反应②中改用固态硫,则消耗1 mol S(s)反应放出的热量小于20.1 kJ,A 项正确;
由热化学方程式可知,1 mol 氢气与氧气反应放出的热量比1 mol 氢气与硫反应放出的热量多221.7 kJ,说明氧气与单
质硫相比更容易与氢气化合,B 项错误;无法直接比较热稳定性,C 项错误;燃烧热为标准状况下,1 mol 纯物质完全燃烧生
成稳定氧化物所放出的热量,反应①生成的是气态水而不是液态水,D 项错误。
9.(2020 年河南名校模拟)中科院科学家设计出一套利用SO2 和太阳能综合制氢方案,其基本工作原理如图所示,下列说
法错误
．．的是(
)。
A.该电化学装置中,Pt 电极作正极
B.BiVO4 电极上的反应式为S۽
′-2e-+2OH-
S۽
′+H2O
C.电子流向:Pt 电极→导线→BiVO4 电极→电解质溶液→Pt 电极
D.Pt 电极的电势高于BiVO4 电极的电势
【解析】Pt 电极上生成氢气,H+得电子发生还原反应,Pt 作正极,A 项正确;BiVO4 电极为负极,S۽
′转化为S۽
′,发
生氧化反应,在NaOH 溶液中,电极反应式为S۽
′-2e-+2OH-
S۽
′+H2O,B 项正确;电子不能进入溶液中,C 项错
误;Pt 电极(正极)电势高于BiVO4 电极(负极),D 项正确。
10.(2020 年山东临沂高三2 月教学质量检测)Li/Li2O 体系的能量循环如图所示。下列说法正确的是(
)。
A.ΔH3<0
B.ΔH3+ΔH4+ΔH5=ΔH6
C.ΔH6>ΔH5
D.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
【解析】由O2 的气态分子变为气态原子,需要断裂分子中的化学键,因此要吸收能量,ΔH3>0,A 项错误;物质含有的
能量只与物质的始态与终态有关,与反应途径无关,根据物质转化关系图可知,ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=ΔH6,B、D
两项错误;ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=ΔH6,ΔH1>0,ΔH2>0,ΔH3>0,ΔH4>0,所以ΔH6>ΔH5,C 项正确。
11.(2020 年北京通州第三次模拟)我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置,其示意图如下:
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下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.b 极为电源的正极
B.①②中,捕获CO2 时碳元素的化合价发生了变化
C.a 极的电极反应式为2C2۽
′-4e-
4CO2+O2
D.上述装置中存在反应:CO2
C+O2
【解析】由示意图可知,a 极的电极反应式为2C2۽
′-4e-
4CO2+O2,发生氧化反应,是电解池的阳极,则b 极为电
源正极,A、C 两项正确;①捕获CO2 时生成的C2۽
′中碳元素的化合价仍为+4 价,②捕获CO2 时生成的C۽
′中碳元素
的化合价仍为+4 价,碳元素的化合价均未发生变化,B 项错误;由电解装置示意图可知a 电极生成O2,d 电极生成C,电解
池总反应式为CO2
C+O2,D 项正确。
12.(2020 年湖南长沙雅礼中学高三月考)煤的液化可以合成甲醇。下列有关说法正确的是(
)。
①气化:C(s)+2H2O(g)
CO2(g)+2H2(g)
ΔH1=+90.1 kJ·mol-1
②催化液化Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH2=-49.0 kJ·mol-1
③催化液化Ⅱ:CO2(g)+2H2(g)
CH3OH(g)+
O2(g)
ΔH3=a kJ·mol-1
A.催化液化Ⅰ的反应在高温下更容易自发进行
B.C(s)+H2O(g)+H2(g)
CH3OH(g)
ΔH=+41.1 kJ·mol-1
C.ΔH2>ΔH3
D.如图所示为甲醇燃料电池的工作原理示意图,负极的电极反应式为CH3OH-6e-+6OH-
CO2↑+5H2O
【解析】催化液化Ⅰ的反应的ΔH<0、ΔS<0,则该反应在低温下能自发进行,A 项错误;根据盖斯定律,①+②可得热
化学方程式C(s)+H2O(g)+H2(g)
CH3OH(g)
ΔH=+41.1 kJ·mol-1,B 项正确;根据盖斯定律,②-③可得热化学方
程式H2(g)+
O2(g)
H2O(g)
ΔH=ΔH2-ΔH3,该反应为放热反应,即ΔH<0,则有ΔH2-ΔH3<0,即ΔH2<ΔH3,C 项错
误;甲醇燃料电池工作时,负极的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-
C۽
-+6H2O,D 项错误。
13.(2020 年福建龙岩高三月考)利用微生物可实现苯酚(
)废水的净化,装置如图所示。下列有关说法正确的
是(
)。
A.a 极的电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O
6CO2↑+28H+
B.b 极为正极,发生氧化反应
C.中间室的Na+向左室移动
D.右室生成0.1 mol N2 时,用电器流过0.5 mol 电子
【解析】该原电池中, 装置左室a 极苯酚失电子发生氧化反应生成二氧化碳, 电极反应式为
C6H5OH-28e-+11H2O
6CO2↑+28H+,A 项正确;N۽
Ǧ 得电子发生还原反应,则装置右室b 极为正极,电极反应式为
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2N۽
Ǧ +10e-+12H+
N2↑+6H2O,发生还原反应,B 项错误;中间室的Na+向原电池的正极(b 极)移动,即向右室移动,C
项错误;右室中发生的电极反应为2N۽
Ǧ +10e-+12H+
N2↑+6H2O,则生成0.1 mol N2 时,用电器流过1 mol 电子,D
项错误。
14.(2020 年江西临川二中高二联考)某地海水中主要离子的含量如下表,现利用“电渗析法”进行淡化,技术原理如图所
示(两端为惰性电极,阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误
．．的是(
)。
A.甲室的电极反应式为2Cl--2e-
Cl2↑
B.当戊室收集到22.4 L(标准状况)气体时,通过甲室阳膜的离子的物质的量一定为2 mol
C.乙室和丁室中部分离子的浓度增大,淡水的出口为b
D.淡化过程中易在戊室形成水垢
【解析】Cl-放电能力强于OH-,所以阳极的电极反应式为2Cl--2e-
Cl2↑,A 项正确;戊室收集到22.4 L (1 mol) H2,
转移电子2 mol,而通过甲室阳膜的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+等,所以通过甲室阳膜的离子的物质的量一定小于
2 mol,B 项错误;阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过,所以电解时丙室中阴离子移向乙室,阳离子移向丁室,所以乙室
和丁室中部分离子的浓度增大,丙室中的物质主要是水,淡水的出口应为b,C 项正确;开始电解时,阳极上Cl-放电生成Cl2,
阴极上水得电子生成氢气同时生成OH-,生成的OH-和HC۽
Ǧ 反应生成C۽
′,C۽
′与Ca2+反应转化为CaCO3沉淀,所以
电解一段时间后戊室会发生反应Ca2++OH-+HC۽
Ǧ
CaCO3↓+H2O,形成水垢,D 项正确。
15.(2020 年湖北天门、仙桃、潜江期末)工业上采用如图所示装置模拟在A 池中实现铁上镀铜,在C 装置中实现工业KCl
制取KOH 溶液。
下列有关说法错误
．．的是(
)。
A.a 为精铜,b 为铁制品,可实现镀铜要求
B.c 为负极,电极反应式为CH3OH+8OH--6e-
C۽
′+6H2O
C.从e 口出来的气体为氧气,从f 口出来的气体为氢气
D.钾离子从电解槽左室向右室迁移,h 口出来的为高浓度的KOH 溶液
【解析】根据图像可知,B 为原电池,氧气得电子与水反应生成OH-,d 作正极;c 上甲醇失电子,与OH-反应生成C۽
′
和水;A、C 为电解池,g、a 为电解池的阳极,b、h 为电解池的阴极。a 为精铜,作电解池的阳极,失电子,b 为铁制品,作阴
极,铜离子得电子可实现镀铜要求,A 项正确;c 为负极,甲醇失电子与溶液中的OH-反应生成C۽
′,电极反应式为
CH3OH+8OH--6e-
C۽
′+6H2O,B 项正确;电解KCl,e 处为阳极,氯离子失电子生成氯气,从f 口出来的气体为氢气,C
项错误;电解槽左侧为阳极室,钾离子从电解槽左室向右室迁移,h 口出来的为高浓度的KOH 溶液,D 项正确。
16.(2020 年四川遂宁第三次诊断)微生物燃料电池的一种重要应用就是在废水处理中实现碳氮联合转化为CO2 和N2,
如图所示,1、2 为厌氧微生物电极,3 为阳离子交换膜,4 为好氧微生物反应器。下列有关叙述错误
．．的是(
)。
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A.协同转化总方程式:4CH3COONH4+11O2
8CO2+2N2+14H2O
B.电极1 的电势比电极2 的低
C.温度越高,装置的转化效率越高
D.正极的电极反应式为2N۽
Ǧ +10e-+12H+
N2↑+6H2O
【解析】由图示可知,微生物燃料电池中H+向电极2 移动,说明电极1 为原电池的负极,电极2 为正极,N۽
Ǧ 在正极得
电子被还原成N2,其电极反应式为2N۽
Ǧ +10e-+12H+
N2↑+6H2O,D 项正确;CH3COO-在原电池负极上失电子生成
二氧化碳气体,发生氧化反应,环境为酸性介质,则电极1 的电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O
2CO2↑+7H+,N۶
在
好氧微生物反应器中转化为
N ۽
Ǧ
,N ۶
+2O2
N ۽
Ǧ
+2H++H2O, 则总反应式为
4CH3COONH4+11O2
8CO2+2N2+14H2O,A 项正确;原电池负极的电势比正极的电势低,即电极1 的电势比电极2
上的低,B 项正确;微生物存活需要适宜温度,不是温度越高活性越好,C 项错误。
二、选择题(本题包括5 小题,共52 分)
17.(2020 年中国人民大学附属中学高三模拟)《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小
组的兴趣。“修旧如旧”是文物保护的主旨。
(1)查阅高中教材得知铜锈为Cu2(OH)2CO3,俗称铜绿,可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。参与
形成铜绿的物质有Cu 和
。
(2)继续查阅中国知网,了解到铜锈的成分非常复杂,主要成分有Cu2(OH)2CO3 和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无
害锈和有害锈,结构如图所示:
Cu2(OH)2CO3
和
Cu2(OH)3Cl
分
别
属
于
无
害
锈
和
有
害
锈
,
请
解
释
原
因:
。
(3)文献显示有害锈的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体),请结合下图回答:
①过程Ⅰ的正极反应物是
。
②过程Ⅰ负极的电极反应式是
。
(4)青铜器的修复有以下方法:
ⅰ.柠檬酸浸法:将腐蚀文物直接放在2%~3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈;
ⅱ.碳酸钠法:将腐蚀文物置于含Na2CO3 的缓冲溶液中浸泡,使CuCl 转化为难溶的Cu2(OH)2CO3;
ⅲ.BTA 保护法:
请回答下列问题:
①写出碳酸钠法的离子方程式:
。
②三种方法中,BTA 保护法应用最为普遍,分析其可能的优点有
(填字母)。
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A.在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜
B.替换出锈层中的Cl-,能够高效地除去有害锈
C.和酸浸法相比,不破坏无害锈,可以保护青铜器的艺术价值,做到“修旧如旧”
【答案】(1)O2、H2O、CO2
(2)碱式碳酸铜为致密结构,可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜;而碱式氯化铜为疏松结构,潮湿空气可以进入
空隙内将内部的铜进一步腐蚀
(3)①氧气(H2O)
②Cu-e-+Cl-
CuCl
(4)①4CuCl+O2+2H2O+2C۽
′
2Cu2(OH)2CO3+4Cl-
②ABC
【解析】(1)铜锈为Cu2(OH)2CO3,由质量守恒定律可知,反应前后元素种类不变,参与形成铜绿的物质有Cu、O2、
H2O 、CO2 。(3)①结合图像可知, 正极得电子发生还原反应, 过程Ⅰ的正极反应物是氧气, 电极反应式为
O2+4e-+2H2O
4OH-;②结合图像可知,过程Ⅰ中Cu 作负极,电极反应式是Cu-e-+Cl-
CuCl。(4)②在青铜器表面
形成一层致密的透明保护膜,能保护内部金属铜,这能使BTA 保护法应用更为普遍,A 项正确;Cu2(OH)3Cl 为疏松结构,潮
湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀,属于有害锈,替换出锈层中的Cl-,能够高效地除去有害锈,这能使BTA 保护
法应用更为普遍,B 项正确;酸浸法会破坏无害锈Cu2(OH)2CO3,BTA 保护法不破坏无害锈,可以保护青铜器的艺术价值,
做到“修旧如旧”,这能使BTA 保护法应用更为普遍,C 项正确。
18.(1)(2020 年湖南长沙雅礼中学高三一模)亚硝酸氯(结构式为
)是有机合成中的重要试剂。它可由Cl2和NO
在通常条件下反应制得,反应的化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g)。已知几种化学的键能数据如下表所示:
化学键
Cl—ClCl—N
N≡O(NO)
键能(kJ·mol-1)
243
200
607
630
当Cl2与NO 反应生成ClNO 的过程中转移5 mol 电子时,理论上放出的热量为
kJ。
(2)(2020 年安徽六安一中、合肥八中、阜阳一中三校高三模拟)工业上可用H2 还原法处理NO,反应原理为
2NO(g)+2H2(g)
N2(g)+2H2O(g)
ΔH=a,已知在标准状况,由元素最稳定的单质生成1 mol 纯化合物时的焓变叫
标准摩尔生成焓。NO(g)和H2O(g)的标准摩尔生成焓分别为+90 kJ·mol-1、-280 kJ·mol-1,则a=
。
【答案】(1)277.5
(2)-740 kJ·mol-1
【解析】(1)2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g),1 mol Cl2 参与反应时, 焓变ΔH=243 kJ·mol-1+2×630
kJ·mol-1-2×(200 kJ·mol-1+607 kJ·mol-1)=-111 kJ·mol-1,此时转移2 mol 电子,则有5 mol 电子转移时,热量变化
为111 kJ·mol-1×
mol=277.5 kJ。(2)NO(g)和H2O(g)的标准摩尔生成焓分别为+90 kJ·mol-1、-280 kJ·mol-1,
则①
N2(g)+
O2(g)
NO(g)
ΔH=+90 kJ·mol-1;②H2(g)+
O2(g)
H2O(g)
ΔH=-280 kJ·mol-1;根据盖斯定
律,②×2-①×2 得2NO(g)+2H2(g)
N2(g)+2H2O(g)
ΔH=a=-740 kJ·mol-1。
19.将不可再生的天然气、石油、煤等化石燃料转化利用并提高其利用率已成为当务之急。
(1)已知反应CH4 (g)+4F2 (g)
CF4(g)+4HF(g)
ΔH=-1940 kJ·mol-1,部分键能数据如下表所示,则
键的键
能为
。
化学键
键能/kJ·mol-1
414
489
?
155
(2)甲醇、二甲醚(CH3OCH3)被称为21 世纪的新型燃料,二者均可由CO 和H2 反应合成。
①某燃料电池以二甲醚为原料,以熔融碳酸盐为电解质,其负极反应式为CH3OCH3+6C۽
′-12e-
8CO2+3H2O。写出
该燃料电池的正极反应式:
。
②废水中的甲醇会对水质造成污染,Co3+可将甲醇氧化为CO2。某同学模拟工业除污原理,用Pt 作电极,电解含甲醇的酸
性废水与CoSO4 的混合液,其阳极反应式为
。
(3)某企业采用如图所示原理处理化石燃料开采和加工过程中产生的H2S 废气。
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①电解池中电极A、B 均为惰性电极,其中A 为电解池的
极;电极B 所得到的物质X 的分子式为
。
②反应池中发生反应的离子方程式为
。
【答案】(1)565 kJ·mol-1
(2)①O2+4e-+2CO2
2C۽
′
②Co2+-e-
Co3+
(3)①阳
H2
②H2S+2Fe3+
2Fe2++S↓+2H+
【解析】(1)设
键的键能为x。根据键能数据,焓变=反应物的总键能-生成物的总键能,CH4+4F2
CF4+4HF
的反应热ΔH=414 kJ·mol-1×4+155 kJ·mol-1×4-489 kJ·mol-1×4-4x=-1940 kJ·mol-1,解得x=565 kJ·mol-1。
(2)①根据题意可知, 该电池的总反应式为CH3OCH3+3O2
2CO2+3H2O, 其负极反应式为
CH3OCH3+6C۽
′-12e-
8CO2+3H2O。可采取“减法”得到其正极反应式为CO2+O2+4e-
2C۽
′。②阳极发
生氧化反应,阳极反应式为Co2+-e-
Co3+。
(3)根据图示,A 电极有Fe3+生成,则A 为阳极;B 是阴极,发生还原反应,其电极反应式为2H++2e-
H2↑,电极B 所
得到的物质X 的分子式是H2。
②根据图示,反应池中发生反应的离子方程式为H2S+2Fe3+
2Fe2++S↓+2H+。
20.(1) (2020 年安徽合肥高三第三次质量检测)一定条件下,1 mol CH3OH 与一定量O2 发生反应时,生成CO、CO2 或
HCHO 的能量变化如图所示[反应物O2(g)和生成物H2O(g)已略去]。
回答下列问题:
在有催化剂作用下,CH3OH 与O2 反应主要生成
( 填“CO2”“CO” 或“HCHO”); 反应
2HCHO(g)+O2(g)
2CO(g)+2H2O(g)的ΔH=
。
(2)(2020 年福建福州高三第三次质量检测)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池,其工作原理如图所示:
①石墨2 为
(填“正”或“负”)极。
②石墨1 极发生的电极反应为
。
(3)(2020 年湖北宜昌三校高三模拟)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图所示,电解质是掺杂了Y2O3 与ZrO2
的固体,可在高温下传导O2-。
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①C 极为
(填“阳”或“阴” )极。
②该电池工作时负极反应式为
。
③用该电池电解饱和食盐水,一段时间后收集到标准状况下气体总体积为112 mL,则电解后所得溶液在25 ℃时pH=
(假设电解前后NaCl 溶液的体积均为500 mL)。
【答案】(1)HCHO
-470 kJ·mol-1
(2)①正
②CH3OH+H2O-6e-
CO2↑+6H+
(3)①阳
②CH4-8e-+4O2-
CO2+2H2O
③12
【解析】(1)从图像中可知加入催化剂生成甲醛的反应活化能小,化学反应速率快,所以主要产物为HCHO。根据图
像, 1 mol HCHO 转化为1 mol CO 放出的能量为(676-283-158) kJ·mol-1=235 kJ·mol-1,方程式中HCHO 的计量
数为2,则ΔH 需要乘以2,ΔH=-235×2 kJ·mol-1=-470 kJ·mol-1。(2)①石墨2 通入O2,发生还原反应生成H2O,则石
墨2 为正极;②石墨1 为燃料电池的负极,甲醇被氧化生成CO2,发生的电极反应为CH3OH+H2O-6e-
CO2↑+6H+。
(3)①通入O2的一极为正极,电解池的C 极与电源的正极相连,C 极为阳极;②通入甲烷的一极为负极,甲烷失电子生成二氧
化碳和水, 负极反应式为CH4-8e-+4O2-
CO2+2H2O;③用该电池电解饱和食盐水, 化学方程式为
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑, 生成气体的物质的量是
htۺ
tۺܕܗܔǦ=0.005 mol, 则n(H2)=n(Cl2)=0.0025
mol,n(NaOH)=2n(H2)=0.005 mol。
c(OH-)=
hthhܕܗܔ
htۺ
=0.01 mol·L-1,则25 ℃时,电解后所得溶液的pH=12。
21.电解是最强有力的氧化还原手段,在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题:
(1)以铜为阳极,石墨为阴极,用NaCl 溶液作电解液进行电解,得到半导体材料Cu2O 和一种清洁能源,则阳极反应式为
,
阴极反应式为
。
(2)某同学设计如图1 所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是
(填字母)。
a.②区铜片上有气泡产生
b.③区铁片的电极反应式为2Cl--2e-
Cl2↑
c.最先观察到变成红色的区域是②区
d.②区和④区中铜片的质量均不发生变化
(3)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、
阳极发生反应生成乙醇和乙酸,总反应式为2CH3CHO+H2O
CH3CH2OH+CH3COOH,其装置如图2 所示。
①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源,则燃料电池中b 极应通入
(填化学式),电极反应式为
。
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电解过程中,阴极区Na2SO4 的物质的量
(填“增大”“减小”或“不变”)。
②在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3 乙醛含量为3000 mg·L-1 的废水,可
得到乙醇
kg(计算结果保留小数点后一位)。
【答案】(1)2Cu+H2O-2e-
Cu2O+2H+
2H++2e-
H2↑
(2)d
(3)①CH4
CH4-8e-+10OH-
C۽
′+7H2O
不变
②1.9
【解析】(1)由于阳极材料为铜,所以铜自身失电子被氧化,由题可知,氧化产物为Cu2O,可得阳极反应式为
2Cu+H2O-2e-
Cu2O+2H+,阴极上阳离子放电,即溶液中H+被还原成清洁能源H2。
(2) 左半区是原电池装置, 发生的是铁的吸氧腐蚀, 电极反应式为负极(Fe):Fe-2e-
Fe2+, 正极
(Cu):O2+2H2O+4e-
4OH-。右半区是电解装置,电极反应式为阳极(Fe):Fe-2e-
Fe2+,阴极(Cu):2H++2e-
H2↑。
由于电解引起腐蚀的速率远大于吸氧腐蚀的速率,因此最先观察到变成红色的区域是④区,故a、b、c 三项均错误。
(3)①根据电解液中阳离子的迁移方向可知直流电源上a 为正极,通入O2,b 为负极,通入CH4,在碱性条件下CH4 的
氧化产物为C۽
′。在电解过程中,由于S۽
′没有参与放电,且阳离子交换膜不允许阴离子自由通过,因此根据质量守恒可
得阴极区Na2SO4 的物质的量不变。②阴极区发生还原反应,即CH3CHO 转化成CH3CH2OH,设生成的乙醇为x kg,根
据碳原子守恒可得关系式:
CH3CHO
~
CH3CH2OH
44 46
hhhൈh
h
×60%
x
解得x≈1.9。
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1.(2020 年黑龙江哈尔滨三中第二次调研)下列说法中不正确
．．．的是(
)。
A.活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应
B.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子数,从而使有效碰撞次数增多
C.有气体参加的化学反应,若增大压强(缩小反应容器的体积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大
D.催化剂能增大活化分子百分数,从而增大化学反应速率
【解析】活化分子采取合适的碰撞取向才能发生化学反应,A 项正确;反应物浓度增大,可增大单位体积内活化分子数,
有效碰撞次数增多,B 项正确;有气体参加的化学反应,增大压强(缩小反应容器的体积),可增大单位体积内活化分子数,活
化分子百分数不变,C 项不正确;催化剂能降低反应的活化能,增大活化分子百分数,从而增大化学反应速率,D 项正确。
2.(2020 年北京密云阶段测试)为比较Fe3+和Cu2+对H2O2 分解反应的催化效果,甲、乙两组同学分别设计了图1、图2
所示的实验。下列叙述中不正确
．．．的是(
)。
A.图1 实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小
B.若图1 所示实验中反应速率①>②,则说明Fe3+对H2O2 分解的催化效果一定比Cu2+好
C.用图2 装置比较反应速率,可测定在相同状况下反应产生的气体体积及反应时间
D.为检查图2 装置的气密性,可关闭分液漏斗活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察活塞是否回到
原位
【解析】由于FeCl3 和CuSO4 的阴离子不相同,因此图1 所示实验中反应速率①>②,不能说明Fe3+对H2O2 分解的
催化效果比Cu2+好。
3.(2020 年浙江名校新高考联盟联考)探究Na2S2O3+H2SO4
Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 反应的速率影响因素,设计了
以下实验,下列说法正确的是(
)。
锥形瓶
标号
0.1
mol·L-1
Na2S2O3
溶液/ mL
蒸馏
水/mL
0.2
mol·L-1
H2SO4
溶液/mL
反应
温度
/℃
浑浊
出现
时间
/s
备注
1
10
0
10
20
10
2
10
5
5
20
16
3
10
0
10
50
5
10 s 后浑浊不再增多
4
10
6
4
50
8
A.该反应也可通过测SO2 的体积变化来表示化学反应速率的快慢
B.3 号瓶用Na2S2O3 来表示10 s 内的化学反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
C.由2 号瓶和3 号瓶实验结果可得,温度越高反应速率越快
D.由1 号瓶和4 号瓶实验结果可得,温度越高反应速率越快
【解析】SO2 能溶于水,因此不能通过SO2 的体积的变化来表示化学反应速率的快慢,故A 项错误;3 号瓶10 s 后浑
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浊不再增多,说明反应完全,v(Na2S2O3)=
hൈhǦൈht
hൈhǦൈh mol·L-1·s-1=0.005 mol·L-1·s-1,故B 项错误;2 号和3 号对比,3 号
硫酸的浓度比2 号大且温度比2 号高,不能说明温度越高化学反应速率越快,故C 项错误;1 号和4 号对比,1 号硫酸的浓
度高于4 号,1 号的温度低于4 号的温度,但4 号的反应速率高于1 号,因此说明温度越高,反应速率越快,故D 项正确。
4.(2020 年北京海淀期中)一定温度下,向10 mL 0.40 mol·L-1 H2O2 溶液中加入适量FeCl3 溶液,不同时刻测得生成O2
的体积(已折算为标准状况)如下表所示:
t/min
0
2
4
6
V(O2)/mL
0
9.9
17.2
22.4
资料显示,反应分两步进行:①2Fe3++H2O2
2Fe2++O2↑+2H+;②H2O2+2Fe2++2H+
2H2O+2Fe3+。反应过程中
能量变化如图所示:
下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.0~6 min 的平均反应速率:v(H2O2)=3.33×10-2 mol·L-1·min-1
B.Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率
C.反应①是吸热反应,反应②是放热反应
D.反应2H2O2(aq)
2H2O(l)+O2(g)的ΔH=E1-E2<0
【解析】A 项, 依据题意知,0~6 min 生成O2 的体积为22.4 mL, 则消耗n(H2O2)=2×10-3
mol,v(H2O2)=
ȟࢉሺ۶۽ሻ
ȟ࢚
=
ൈhǦܕܗܔ
hൈhǦۺ
ܕhܖ=3.33×10-2 mol·L-1·min-1;B 项,Fe3+在过氧化氢分解过程中起催化作用,能够增大过
氧化氢的分解速率;C 项,观察反应过程中的能量变化图知,反应①是吸热反应,反应②是放热反应;D 项,观察反应过程中的
能量变化图知,反应2H2O2(aq)
2H2O(l)+O2(g)为放热反应,但ΔH≠E1-E2。
5.下列图示与对应的叙述不相符
．．．的是(
)。
A.图甲表示镁条放入盐酸中生成氢气速率随时间的变化,0~t1 段反应速率加快的原因可能是该反应为放热反应
B.图乙表示Cu 与过量浓硝酸反应生成的NO2 气体体积随时间的变化关系,说明该反应在b→c 时间段内反应速率最快
C.图丙表示CO(g)+Cl2(g)
COCl2(g)的反应速率随时间的变化,在t1 时改变的条件是加入催化剂
D.利用图丁可研究不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响
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6.(2020 年浙江名校协作体联考)一定温度下,在2 L 恒容密闭容器中,某反应中X、Y、Z 三种气体的物质的量随时间变
化的曲线如图所示,下列叙述正确的是(
)。
A.反应的化学方程式为2X(g)
3Y(g)+Z(g)
B.t 时刻,正、逆反应都不再继续进行,反应达到化学平衡
C.若t=4 min,则0~t 时间段X 的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
D.恒温恒容条件下,t 时刻充入1 mol He 使压强增大,正、逆反应速率都增大
【解析】参加反应的各物质的物质的量之比等于化学计量数之比,所以X、Y、Z 的化学计量数之比为
0.8∶1.2∶0.4=2∶3∶1,由图像可知,该反应是一个可逆反应,故反应的化学方程式为2X(g)
3Y(g)+Z(g),A 项错误;
化学平衡是一种动态平衡,即正、逆反应都在进行,且正反应速率等于逆反应速率,B 项错误;若t=4 min,则0~t 时间段X
的平均反应速率为
ሺtǦtሻܕܗܔ
ۺൈܕhܖ=0.1 mol·L-1·min-1,C 项正确;温度、体积不变,t 时刻充入1 mol He 使压强增大,由于反应
体系中各物质的物质的量浓度不变,故正、逆反应速率不变,化学平衡不移动,D 项错误。
7.其他条件相同时,不同pH 条件下,用浓度传感器测得反应2A+B
3C+D 中产物D 的浓度随时间变化的关系如图。
则下列有关说法正确的是(
)。
A.pH=8.8 时,升高温度,反应速率不变
B.保持外界条件不变,反应一段时间后,pH 越小,D 的浓度越大
C.为了实验取样,可以采用调节pH 的方法迅速停止反应
D.减小外界压强,反应速率一定减小
【解析】pH=8.8 时,升高温度,活化分子之间的有效碰撞概率增大,反应速率一定增大,A 项错误;保持外界条件不变,
反应初期,pH=7.5 和pH=8.2 时D 的浓度相同,B 项错误;pH=8.8 时,反应速率接近于0,可认为反应停止,所以调节pH
可迅速停止反应,C 项正确;对于没有气体参加的反应,减小压强,反应速率几乎不变,因参与此反应的物质的状态未知,故该
反应速率不一定减小,D 项错误。
8.在一定条件下可以发生2NO2(g)
2NO(g)+O2(g)。温度为T 时,在恒容密闭容器中,发生上述反应(如下表),25 min
时达到平衡:
物质的起始浓度/mol·L-1
物质的平衡浓度/mol·L-1
c(NO2) c(NO)
c(O2)
c(O2)
0.6
0
0
0.2
实验测得:v 正=k 正c2(NO2),v 逆=k 逆c2(NO)·c(O2),k 正、k 逆为速率常数,只受温度影响。回答下列问题:
(1)0~25 min NO2的平均反应速率为
。
(2)在此温度下,
正
逆
=
。
(3)上述反应在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得反应速率随时间的变化如图所示:
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①t2 时刻,改变的条件可能是
,t4 时刻,改变的条件可能是
。由图像判断该反应是
(填“吸热”或“放热”)反应。
②NO 的体积分数最高的时间段是
。
A.t1~t2
B.t3~t4
C.t5~t6
(4)在反应体系2SO2+O2
2SO3 中加入NO,反应过程如下:2NO+O2
2NO2,SO2+NO2
SO3+NO。
下列说法错误的是
。
A.增大NO 的浓度,反应速率加快
B.NO2 是反应的中间产物
C.如上图,反应过程b 表示有NO 的加入
D.NO 的加入可以提高SO2 的平衡转化率
【答案】(1)0.016 mol·L-1·min-1
(2)0.8
(3)①升高温度
增大压强
吸热
②B
(4)D
9.反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的反应历程如下:
第一步:2NO(g)
N2O2(g)(快反应)
第二步:N2O2(g)+O2(g)
2NO2(g)(慢反应)
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:v 正=k1 正·c2(NO),v 逆=k1 逆·c(N2O2),k1 正、k1 逆为速率
常数,仅受温度影响。下列叙述正确的是(
)。
A.整个反应的速率由第一步反应的速率决定
B.同一温度下,平衡时第一步反应
正
逆
越大,反应正向程度越大
C.第二步反应速率低,因而转化率也低
D.第二步反应的活化能比第一步反应的活化能低
【解析】决定总反应速率的是第二步慢反应,故A 项错误;因为v 正=k1 正·c2(NO),v 逆=k1 逆·c(N2O2),同一温度下达
到平衡时v 正=v 逆,即
正
逆
=
ࢉሺۼ۽ሻ
ࢉሺۼ۽ሻ=反应的平衡常数,
正
逆
越大,反应正向程度越大,故B 项正确;化学反应速率的快慢与转化
率没有关系,故C 项错误;化学反应的活化能越高,活化分子数目越少,有效碰撞次数越少,化学反应速率越慢,所以第二步比
第一步反应的活化能高,故D 项错误。
10.(2020
年杭州学军中学第四次模拟) 硝基苯甲酸乙酯在
OH- 存在下发生水解反
应:O2NC6H4COOC2H5(aq)+OH-(aq)
O2NC6H4COO-(aq)+C2H5OH(aq), 两种反应物的初始浓度均为0.500
mol·L-1,不同温度下测得O2NC6H4COOC2H5 的浓度(mol·L-1)随时间变化的数据如下表所示。
t/s
0
120 180 240 330 530 600 700 800
15 ℃0.50 0.33 0.29 0.25 0.21 0.15 0.14 0.14 0.14
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0
5
1
6
0
5
8
5
5
35 ℃
0.50
0
0.32
5
0.27
5
0.23
8
0.19
0
……
0.13
5
0.13
5
0.13
5
下列有关说法不正确
．．．的是(
)。
A.由数据可知,温度升高,反应速率加快
B.由数据可知,随着反应的进行,反应物的浓度降低,反应速率减慢
C.530 s 时,表格中35 ℃对应的数据一定是0.135
D.该反应在15 ℃时,120~180 s 区间O2NC6H4COOC2H5 的平均反应速率为7.33×10-4 mol·L-1·s-1
【解析】由数据可知,随着温度升高,相同时间段内O2NC6H4COOC2H5 的浓度降低的速率快,表示温度升高,反应速
率加快,故A 项正确;由数据可知,其他条件不变时,随着反应的进行,相同时间段内O2NC6H4COOC2H5的浓度降低的幅度
减小,说明反应物的浓度降低,反应速率减慢,故B 项正确;根据表格数据,600 s 时是平衡状态,则530 s 时可能是平衡状态,
可能不是, 故C 项错误; 该反应在15 ℃时,120~180 s 区间O2NC6H4COOC2H5 的平均反应速率为
ሺhtǦhtૢሻܕܗܔۺǦ
h ܛ
≈7.33×10-4 mol·L-1·s-1,故D 项正确。
11.用NH3 消除NO 污染的反应原理为4NH3(g)+6NO(g)
5N2(g)+6H2O(l)
ΔH=-1807.98 kJ·mol-1。不同温
度条件下,NH3 与NO 的物质的量之比分别为4∶1、3∶1、1∶3,得到NO 脱除率曲线a、b、c 如图所示。
曲线a 中NH3 的起始浓度为4×10-5 mol·L-1,从A 点到B 点经过1 s,该时间段内NO 的脱除速率[单位mg·L-1·s-1]为
(
)。
A.0.12
B.1200 C.0.06
D.600
【解析】曲线a 中NH3 的起始浓度为4×10-5 mol·L-1,即NO 的起始浓度为1×10-5 mol·L-1,从A 点到B 点经过
1 s,NO 的脱除率从55%上升到75%,则该段时间内NO 的浓度变化Δc=1×10-5 mol·L-1×(75%-55%)=2×10-6
mol·L-1,时间间隔为Δt=1 s,所以该段时间内NO 的脱除速率为
ൈhǦܕܗܔۺǦ
ܛ
=2×10-6mol·L-1·s-1=6×10-2 mg·L-1·s-1。
12.在一定条件下,二氧化硫和氧气发生反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)。
(1)降低温度,化学反应速率
(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)600 ℃时,在一容积为2 L 的密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,在反应进行至10 min 和20 min 时,分别改变了影
响反应的一个条件,反应过程中SO2、O2、SO3 物质的量的变化如图所示。
①前10 min 正反应速率逐渐
(填“增大”“减小”或“不变”);前15 min 内用SO3 表示的平均反应速率
为
。
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②根据图中反应进程,表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是
。
③根据图示判断,10 min 时改变的反应条件可能是
(填字母,下同);20 min 时改变的反应条件可能是
。
a.加入催化剂b.缩小容器容积
c.降低温度
d.增加O2 的物质的量
【答案】(1)减小
(2)减小
1.33×10-3 mol·L-1·min-1
(3)15~20 min,25~30 min
(4)ab
d
【解析】(1)降低温度,化学反应速率减小。(2)①前10 min 随着反应的不断进行,反应物SO2 和O2 的浓度不断减小,正
反应速率减小;前15 min 内用SO3 表示的平均反应速率为
hthܕܗܔ
ۺൈܕhܖ≈1.33×10-3 mol·L-1·min-1。②反应过程中,SO2、
O2、SO3 的物质的量不随时间的推移而发生变化时正、逆反应速率相等,即15~20 min 和25~30 min 反应处于平衡
状态。③10~15 min,三条曲线的斜率突然增大,说明反应速率突然加快,其原因可能是加入催化剂或缩小容器容积。反应
进行至20 min 时,曲线发生的变化是O2 的物质的量突然增大,平衡发生移动引起SO2、SO3 的物质的量随之发生变化。
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1.一定条件下,乙烷发生分解反应:C2H6
C2H4+H2。一段时间后,各物质的浓度保持不变,这说明(
)。
A.反应完全停止
B.反应达到平衡状态
C.反应物消耗完全D.正反应速率大于逆反应速率
2. 一定条件下, 将CH4 与CO2 以体积之比1∶1 置于恒温恒容的密闭容器中发生反应
CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g),下列能说明反应达到平衡状态的是(
)。
A.混合气体的密度保持不变
B.容器中压强保持不变
C.H2 和CO 的体积之比保持不变
D.每消耗1 mol CH4 的同时生成2 mol CO
【解析】根据ρ=
ࢂ和质量守恒定律分析,密度一直保持不变,不能作为反应达到平衡状态的标志,A 项错误;反应前后气
体总体积不相等,压强不变可作为反应达到平衡状态的标志,B 项正确;H2 和CO 的体积之比一直是1∶1,不能作为反应达
到平衡状态的标志,C 项错误;每消耗1 mol CH4 的同时生成2 mol CO,都是指正反应,不能作为反应达到平衡状态的标
志,D 项错误。
3.炼铁高炉中冶炼铁的反应为Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g),下列说法正确的是(
)。
A.升高温度,反应速率减慢
B.当反应达到化学平衡时,v(正)=v(逆)=0
C.提高炼铁高炉的高度可减少尾气中CO 的浓度
D.某温度下达到平衡后,反应体系中CO 的体积分数基本保持不变
【解析】升高温度,反应速率加快,A 项错误;化学平衡是动态平衡,v(正)=v(逆)≠0,B 项错误;提高炼铁高炉的高度不
能使平衡移动,故不能减少尾气中CO 的浓度,C 项错误;某温度下达到平衡时,反应体系中各物质浓度不变,CO 的体积分数
基本不变,D 项正确。
4.一定温度下,反应N2O4(g)
2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4 充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能
说明反应达到平衡状态的是(
)。
A.①②
B.②④
C.③④
D.①④
【解析】因反应容器保持恒压,所以容器容积在反应达平衡前随反应进行而不断变化,结合ρ气=
ࢂ可知,气体密度不再
变化,说明容器容积不再变化,即气体的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,①符合题意;无论是否平衡,反应的ΔH 都不
变,②不符合题意;反应开始时,加入1 mol N2O4,随着反应的进行,N2O4 的浓度逐渐减小,故v 正(N2O4)逐渐减小,直至达
到平衡,③不符合题意;N2O4 的转化率不再变化,说明N2O4 的浓度不再变化,反应达到平衡状态,④符合题意。
5.在恒温、恒容密闭容器中加入H2C2O4,发生反应:H2C2O4(s)
CO2(g)+CO(g)+H2O(g)。下列叙述能说明反应已经
达到平衡状态的是(
)。
A.CO2 与H2O 的物质的量之比为1∶1
B.CO2(g)的体积分数保持不变
C.混合气体的密度不再变化
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
【解析】无论反应是否达到平衡,CO2 与H2O 的物质的量之比都等于1∶1,A 项错误;CO2(g)的体积分数始终保持不
变,不能说明该反应已达到化学平衡状态,B 项错误;气体的总质量变化,体积不变,混合气体的密度不再变化能说明该反应
已达到化学平衡状态,C 项正确;生成物气体是按照固定比例生成的,气体平均摩尔质量始终不变,不能说明该反应已达到
化学平衡状态,D 项错误。
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6.在容积一定的密闭容器中,发生反应M(?)+2N(g)
P(g)+Q(g),平衡状态时N(g)的百分含量与温度和压强的关系如
图所示。下列说法中正确的是(
)。
A.M 是气体
B.若T1>T2,则该反应的ΔH>0
C.当气体的密度不变时,反应达到平衡状态
D.恒温恒压时,充入惰性气体,正、逆反应速率均不变
7.向密闭容器中充入物质A 和物质B,发生反应aA(g)+bB(g)
cC(g)。反应过程中,物质A 的体积分数和物质C 的体
积分数随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法正确的是(
)。
A.该反应在温度为T1、T3 时达到化学平衡
B.该反应在温度为T2 时达到化学平衡
C.该反应的逆反应是放热反应
D.升高温度,平衡向正反应方向移动
【解析】T2 之前A 的体积分数减小,C 的体积分数增大,是因为反应未达到平衡,T2 之后A 的体积分数增大,C 的体积
分数减小,是因为反应在T2 时达到平衡后,升高温度,平衡向逆反应方向移动,故B 项正确,A、C、D 三项均错误。
8.一定温度下,若反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)在恒压容器中进行,下列能判断该反应达到化学平衡状态
的是(
)。
①容器中压强不变
②H2的体积分数不变
③c(H2)=3c(CH3OH)
④容器中密度不变
⑤2 个
键断裂的同时有
3 个H—H 键断裂
A.①③
B.②④
C.②⑤
D.②③⑤
【解析】①反应条件为恒温恒压,压强始终不变,所以容器中压强不变,不能说明反应达到平衡状态;②H2 的体积分数
不变,能说明反应达到平衡状态;③甲醇和氢气浓度与起始量、变化量有关,c(H2)=3c(CH3OH)不能说明反应达到平衡状
态;④反应前后气体质量相同,恒温恒压密闭容器中混合气体的密度不变,能说明反应达到平衡状态;⑤2 个
键断裂
必然有3 个H—H 键断裂,二者都表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态。
9.工业上常利用CO 和H2O 生产H2:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)。将不同配比的CO(g)和H2O(g)分别通入体
积为2 L 的恒容密闭容器中。有关数据如下表:
温度
/℃
起始量
达到平衡时的数据
n(CO)
/mol
n(H2O)
/mol
n(H2)
/mol
CO
转化率
时间
/min
650
4
2
1.6
6
900
3
2
33.33
%
3
(1)该反应的逆反应为
(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)650 ℃时,下列叙述能说明反应达到化学平衡状态的是
(填字母)。
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a.v 正(CO)∶v 逆(CO2)=1∶1
b.生成n mol CO2(g)的同时生成n mol H2O(g)
c.n mol H—O 键断裂的同时断裂n mol H—H 键
d.容器内混合物平均相对分子质量保持不变
(3)900 ℃时,从反应开始至平衡时v(H2O)=
。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)吸热
(2)ab
(3)0.17 mol·L-1·min-1
10.用辉钼矿冶炼Mo 的反应为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)
Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)。在某恒容
密闭容器中加入0.1 mol MoS2、0.2 mol Na2CO3、0.4 mol H2,一定温度下发生上述反应,下列叙述说明反应已达到
平衡状态的是(
)。
A.v 正(H2)=v 逆(CO)
B.气体的密度不再随时间变化
C.CO(g)与H2O(g)的浓度之比为1∶2
D.单位时间内断裂H—H 键与断裂H—O 键的数目相等
【解析】由于方程式中H2、CO 的化学计量数相等,所以v 正(H2)=v 逆(CO)时反应未达到平衡状态,A 项错误;该反应
有固体参加反应,由于容器的容积不变,若气体的密度不再随时间变化,说明气体质量不变,所以可根据密度不变判断反应
处于平衡状态,B 项正确;CO(g)与H2O(g)的化学计量数之比为1∶2,所以浓度之比始终为1∶2,不能作为平衡的标志,C
项错误;因为1 mol H2O 中有2 mol H—O 键,所以单位时间内断裂H—H 键与断裂H—O 键的数目相等,反应未处于
平衡状态,D 项错误。
11. 一定温度下, 分别向X 、Y 容器中充入5 mol NO 和2.5 mol O2,X 保持恒容,Y 保持恒压。发生反应
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)[不考虑2NO2(g)
N2O4(g)],起始时X、Y 的体积均为2 L。下列能说明X、Y 容器均达
到平衡状态的是(
)。。
A.X、Y 容器的压强均不发生变化
B.X、Y 容器中气体的颜色均不发生变化
C.X、Y 容器中气体的密度不再发生变化
D.X、Y 容器中气体的质量不再发生变化
【解析】变量不再发生变化,证明反应达到了平衡。Y 容器的压强是定值,不是变量,A 项错误;X、Y 容器中气体的颜
色均不发生变化,说明NO2 的浓度不再发生变化,B 项正确;X 容器中气体的密度是定值,不是变量,C 项错误;X、Y 容器中
气体的质量均是定值,D 项错误。
12.中国政府承诺,到2020 年,单位GDP 二氧化碳排放量比2005 年下降40%~50%。CO2 可转化成有机物、实现碳循
环。在体积为1 L 的密闭容器中, 充入1 mol CO2 和3 mol H2, 一定条件下发生反应
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2 和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(1)从3 min 到9 min,v(H2)=
mol·L-1·min-1。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是
(填字母)。
A.反应中CO2 与CH3OH 的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O
D.CO2 的体积分数在混合气体中保持不变
(3)平衡时CO2 的转化率为
。
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(4)平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是
。
(5)一定温度下,第9 min 时v 逆(CH3OH)
(填“大于”“小于”或“等于”)第3 min 时v 正(CH3OH)。
【答案】(1)0.125
(2)D
(3)75%
(4)30%
(5)小于
【解析】(1)从3 min 到9 min 消耗CO2 0.25 mol·L-1,根据化学方程式可知消耗氢气0.75 mol·L-1,则v(H2)=0.75
mol·L-1÷6 min=0.125 mol·L-1·min-1。(2)反应中CO2 与CH3OH 的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)时反
应速率仍然发生变化,没有达到平衡状态,A 项错误;密度是混合气体的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积
始终是不变的,B 项错误;单位时间内消耗3 mol H2,同时一定生成1 mol H2O,不能说明反应达到平衡状态,C项错误;CO2
的体积分数在混合气体中保持不变说明反应达到平衡状态,D 项正确。(3)从反应开始到平衡时消耗CO2 0.75 mol·L-1,
则CO2 的转化率为
ht⺁
thh×100%=75%。(4)平衡时剩余氢气0.75 mol,生成水蒸气0.75 mol,则混合气体中CH3OH(g)
的体积分数是
ht⺁
ht⺁ht⺁htht⺁×100%=30%。(5)第9 min 时反应达到平衡状态,则第9 min 时v 逆(CH3OH)小于第3
min 时v 正(CH3OH)。
13.醋酸由于成本较低,在生产中被广泛应用。
(1)近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺,不必生产乙醇或乙醛作中间
体,使产品成本降低,具有明显经济优势。其合成的基本反应如下:
+CH3COOH(l)
CH3COOC2H5(l)
下列描述能说明乙烯与乙酸合成乙酸乙酯的反应已达化学平衡的是
(填字母)。
A.乙烯、乙酸、乙酸乙酯的浓度相同
B.酯化合成反应的反应速率与酯分解反应的反应速率相等
C.乙烯断开1 mol 碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1 mol
D.体系中乙烯的质量分数不变
(2)在n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1 的条件下,某研究小组在不同压强下进行了在相同时间点乙酸乙酯的产率随温度变化
的测定实验,实验结果如图所示。回答下列问题:
①温度在60~80 ℃范围内,乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是
[用v(p1)、v(p2)、v(p3)分别表示
不同压强下的反应速率],分析其原因:
。
②压强为p1、温度为60 ℃时,若乙酸乙酯的产率为30%,则此时乙烯的转化率为
。
【答案】(1)BD
(2)①v(p1)>v(p2)>v(p3)
其他条件相同时,对于有气体参与的反应,压强越大化学反应速率越快
②30%
【解析】(1)浓度相同不能说明浓度保持不变,A 项不能说明反应达到平衡;酯化合成反应的反应速率与酯分解反应的
反应速率相等,说明正、逆反应速率相等,B 项可以说明反应达到平衡;乙烯断开1 mol 碳碳双键与乙酸恰好消耗1 mol
均表示正反应方向,C 项不能说明反应达到平衡;体系中乙烯的质量分数一定,说明乙烯的浓度不变,D 项可以说明反应达
到平衡。(2)①由题图知,在60~80 ℃范围内,v(p1)>v(p2)>v(p3)。该反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向
移动,乙酸乙酯的产率增大,故p1>p2>p3,对于有气体参与的反应,其他条件相同时,压强越大,反应速率越快。②乙烯与乙
酸乙酯的化学计量数相等,故乙烯的转化率与乙酸乙酯的产率相等。
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1.(2020 年北京朝阳期中)下列实验事实不能
．．用平衡移动原理解释的是(
)。
A.向浓氨水中加入NaOH 固体有利于NH3 逸出
B.对于平衡体系2HI(g)
H2(g)+I2(g),减小容器体积,体系颜色变深
C.水垢中含有CaSO4,可先用Na2CO3 溶液浸泡处理,然后用盐酸去除
D.可用调节pH 的方法除去NH4Cl 溶液中的杂质FeCl3
【解析】A 项,向浓氨水中加入NaOH 固体,OH-浓度增大,促使平衡NH3+H2O
NH3·H2O
N۶
+OH-逆向移
动,有利于NH3逸出;B 项,2HI(g)
H2(g)+I2(g)反应前后气体体积不变,减小容器体积,压强增大,平衡不移动,但因I2(g)
浓度增大,体系颜色加深;C 项,水垢中含有CaSO4,加入Na2CO3 溶液浸泡能使CaSO4 的溶解平衡正向移动,使CaSO4 转
化为CaCO3, CaCO3 可溶于盐酸;D 项,调节pH 可使Fe3+的水解平衡正向移动生成Fe(OH)3 而从溶液中除去。
2.(2020 年亳州第二次联考)在t ℃时,向a L 密闭容器中加入1.6 mol HI(g),发生反应2HI(g)
H2(g)+I2(g)
ΔH>0,H2 的物质的量随时间的变化曲线如图所示,下列有关说法中正确的是(
)。
A.平衡时,I2 蒸气的体积分数为25%
B.若在1.5 min 时降低温度,则反应将向左进行
C.平衡后若升高温度,v 正增大,v 逆减小
D.平衡后向容器中加入一定量的H2 后,平衡向左移动,H2 的体积分数减小
【解析】该反应的反应前后气体体积不变,由图可知,平衡时n(H2)=0.4 mol,则有n(I2)=0.4 mol,故I2 蒸气的体积
分数为
htܕܗܔ
tܕܗܔ×100%=25%,A 项正确;1.5 min 时反应未达到平衡状态,降低温度,反应速率减慢,但反应仍向右进行,直至
平衡,B 项错误;平衡后若升高温度,v 正、v 逆均增大,但v 正增大的程度大于v 逆,平衡向右移动,C 项错误;平衡后加入H2,
平衡向左移动,根据勒夏特列原理可知,达到新平衡后,c(H2)仍比原来大,则新平衡后H2 的体积分数增大,D 项错误。
3.将一定量的CO2和H2充入某恒容密闭容器中合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(l)+H2O(l),测得在不同催化剂作
用下,相同时间内CO2 的转化率与温度的变化如图所示。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.催化效果最好的是催化剂Ⅰ
B.a 点达到了平衡状态
C.该反应为吸热反应
D.其他条件不变时,加压能提高CO2 的转化率
【解析】由图可知,在相同温度、相同时间内,催化剂Ⅰ的作用下,CO2 的转化率是最高的,所以催化剂Ⅰ的催化效果是
最好的,A 项正确;该反应在a 点达到平衡状态,B 项正确;a 点的转化率比b 点的高,温度升高,平衡逆向移动,所以该反应为
放热反应,C 项错误;其他条件不变时,加压平衡正向移动,CO2 的转化率提高,D 项正确。
4.(2020 年淮北一模)已知反应:2NO2(红棕色)
N2O4(无色)
ΔH<0。将一定量的NO2 充入注射器中并密封,改变活塞位置的过程中,气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越
深,透光率越小)。下列说法不正确
．．．的是(
)。
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A.b 点处于平衡状态
B.b 点与a 点相比,c(NO2)、c(N2O4)均减小
C.d 点:v(正)<v(逆)
D.若在c 点将温度降低,其透光率将增大
【解析】曲线a→b 段透光率不变,说明c(NO2)保持不变,故b 点达到平衡状态,A 项正确;a、b 两点的透光率相等,
说明这两点中c(NO2)、c(N2O4)分别相等,且保持不变,B 项错误;由图可知,d 点后透光率逐渐下降,说明c(NO2)逐渐增大,
即平衡逆向移动,则有v(正)<v(逆),C 项正确;c 点降低温度,平衡正向移动,c(NO2)减小,则透光率将增大,D 项正确。
5.在恒容密闭容器中通入A、B 两种气体,在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)
2C(g)ΔH>0。达到平衡后,改变一个
条件(x),下列量(y)一定符合图中曲线的是(
)。
选项
x
y
A
通入A 气体
B 的转化率
B
加入催化剂
A 的体积分数
C
增大压强
混合气体的总物质的量
D
升高温度
混合气体的总物质的量
【解析】A 项,当通入A 气体时,平衡向正反应方向移动,B 的转化率增大,正确;B 项,加入催化剂只能改变反应速率,
平衡不移动,A 的体积分数不变,错误;C 项,增大压强,平衡向正反应方向移动,混合气体的总物质的量减小,错误;D 项,正反
应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,混合气体的总物质的量减小,错误。
6.(2020 年河西区一模)已知气相直接水合法制取乙醇的反应为H2O(g)+C2H4(g)
CH3CH2OH(g)。在容积为3 L 的
密闭容器中,当n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1 时,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
下列说法正确的是(
)。
A.a、b 两点平衡常数:b>a
B.压强大小顺序: p1>p2>p3
C.当混合气体的密度不变时反应达到了平衡
D.其他条件不变,增大起始投料
۶۽
۱۶,可提高乙烯的转化率
【解析】平衡常数只受温度影响,与其他因素无关,a、b 两点温度相同,故a、b 两点平衡常数相等,A 项错误;该反应
为气体体积减小的反应,增大压强,乙烯的转化率增大,则压强大小顺序为p1<p2<p3,B 项错误;密度只与气体的体积和质
量有关,混合气体的质量、体积均不变,则密度始终不变,不能判定达到化学平衡状态,C 项错误。
7.在两个容积均为2 L 的恒温密闭容器中,起始时均充入a mol H2S,控制不同温度和分别在有、无Al2O3催化时进行H2S
的分解实验[反应为2H2S(g)
2H2(g)+S2(g)],测得的结果如图所示(曲线Ⅱ、Ⅲ表示经过相同时间且未达到化学平衡
时H2S 的转化率)。
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下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.H2S 分解为吸热反应
B.加入Al2O3 可提高H2S 的平衡转化率
C.900 ℃时反应2H2S(g)
2H2(g)+S2(g)的平衡常数K=0.125a
D.约1100 ℃时曲线Ⅱ、Ⅲ几乎重合,说明Al2O3 可能失去催化活性
【解析】由图可知,温度升高,H2S 的转化率增大,说明升高温度,平衡正向移动,根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡
向吸热反应方向移动,因此该反应的正反应为吸热反应,A 项正确;加入Al2O3 可提高H2S 的分解速率,但不能使化学平衡
移动,因此H2S 的平衡转化率不变,B 项错误;由图可知900 ℃时H2S 的转化率是50%,反应2H2S(g)
2H2(g)+S2(g)
的平衡常数K=
ሺhtࢇሻൈhtࢇ
ሺhtࢇሻ
=0.125a,C 项正确;约1100 ℃时曲线Ⅱ、Ⅲ几乎重合,说明有无催化剂Al2O3,物质反应速
率相同,则Al2O3 可能失去催化活性,D 项正确。
8.当温度高于500 K 时,科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇,这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为
。
(2)在恒容密闭容器中,判断上述反应达到平衡状态的依据是
。
a.体系压强不再改变
b.H2 的浓度不再改变
c.气体的密度不随时间改变
d.单位时间内消耗H2 和CO2 的物质的量之比为3∶1
(3)在一定压强下,测得由CO2 与H2 制取CH3CH2OH 的实验数据中,起始投料比、温度与CO2 的平衡转化率的关系如图
所示。
根据图中数据分析:
①降低温度,平衡向
方向移动。
②在700 K、起始投料比
ሺ۶ሻ
ሺ۱۽ሻ=1.5 时,H2 的转化率为
。
③在500 K、起始投料比
ሺ۶ሻ
ሺ۱۽ሻ=2 时,达到平衡后H2的浓度为a mol·L-1,则达到平衡时CH3CH2OH 的浓度为
。
【答案】(1)2CO2+6H2
C2H5OH+3H2O
(2)ab
(3)①正反应
②40%
③1.5a mol·L-1
【解析】(1)由题给信息可得到该反应的化学方程式为2CO2+6H2
C2H5OH+3H2O。
(2)该反应为气体分子数减小的化学反应,当体系的压强不再改变时,反应达到平衡状态,另外氢气的浓度不再变化,也
能说明反应达到平衡状态;由于在500 K 时,所有物质均为气体,故在恒容状态下气体的密度恒为定值,密度不变不能说明
反应达到平衡状态;根据化学方程式可知,任何单位时间内消耗H2 和CO2 的物质的量之比均为3∶1。
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(3)①由图中信息可知,其他条件不变时,升高温度,CO2的转化率降低,说明平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反
应,即降低温度,平衡将向正反应方向移动。②700 K 时,当氢气与二氧化碳的起始投料比
ሺ۶ሻ
ሺ۱۽ሻ=1.5 时,由图像可知二氧化
碳的平衡转化率为20%,由化学方程式2CO2+6H2
C2H5OH+3H2O,可计算出氢气的平衡转化率为40%。③设起
始时c(CO2)=x mol·L-1,则起始时c(H2)=2x mol·L-1,有
2CO2+6H2
C2H5OH+3H2O
起始(mol·L-1):
x
2x
0
0
转化(mol·L-1):
0.6x
1.8x
0.3x
0.9x
平衡(mol·L-1):
0.4x
0.2x
0.3x
0.9x
0.2x=a mol·L-1,则0.3x=1.5a mol·L-1。
9.(2020 年大兴区一模)已知:2NO2(g)+CH4(g)
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH。向容积为2 L 的恒容密闭容器
中,充入0.3 mol NO2 和CH4 的混合气体充分反应。不同投料比时,NO2 的平衡转化率与温度的关系如图所示[投料比
=
ሺۼ۽ሻ
ሺ۱۶ሻ]。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.ΔH < 0
B.x>2
C.400 K 时,反应的平衡常数为5×10-2
D.投料比为2 时,Q 点的v 逆(CH4)小于P 点的v 逆(CH4)
【解析】根据图像可知,随着温度的升高,NO2 的转化率降低,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,即ΔH<0,A 项正
确;增加投料比,即可以认为是增大n(NO2),相同温度下,在投料比等于2的基础上增大n(NO2),根据勒夏特列原理,平衡向
正反应方向移动,但NO2 的转化率降低,即x>2,B 项正确;400 K 时,投料比为2,即n(NO2)=0.2 mol,n(CH4)=0.1 mol,
2NO2(g)+CH4(g)
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
起始(mol):0.2
0.1
0
0
0
变化(mol):0.2×50% 0.1×50% 0.1×50% 0.1×50% 0.2×50%
平衡(mol):0.1
0.05
0.05
0.05
0.1
K=
ࢉሺۼሻࢉሺ۱۽ሻࢉሺ۶۽ሻ
ࢉሺۼ۽ሻࢉሺ۱۶ሻ
=
hth
ൈhth
ൈሺht
ሻ
ሺht
ሻൈhth
=0.025,C 项错误;Q 点移向P 点,NO2 的转化率增大,平衡向正反应方向移动,逆反
应速率逐渐增大,即Q 点的v 逆(CH4)小于P 点的v 逆(CH4),D 项正确。
10.工业上以CO 和H2 为原料合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
ΔH<0。在容积为1 L 的恒容密闭容器中,分别
在T1、T2、T3 三种温度下合成甲醇。如图是上述三种温度下不同H2 和CO 的起始组成比(起始时CO 的物质的量均为1
mol)与CO 平衡转化率的关系。下列说法正确的是(
)。
A.H2 转化率:a>b>c
B.上述三种温度之间的关系为T1>T2>T3
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C.a 点状态下再通入0.5 mol CO 和0.5 mol CH3OH,平衡将逆向移动
D.c 点状态下再通入1 mol CO 和4 mol H2,新平衡中H2 的体积分数增大
【解析】由图可知,当
ሺ۶ሻ
ሺ۱۽ሻ=1.5 时,CO 的转化率a>b 且大于T3 下对应的CO 的转化率,当温度为T3 时,随着
ሺ۶ሻ
ሺ۱۽ሻ的
增大,CO 的转化率增大,H2的转化率减小,所以H2转化率:a>b>c,A 项正确;由反应的ΔH<0 知,温度越高,CO 的转化率越
小,由图可以看出,当
ሺ۶ሻ
ሺ۱۽ሻ相等时,应有T3>T2>T1,B 项错误;a 点时,CO 的转化率为50%,起始时CO 的物质的量为1
mol,H2 的物质的量为1.5 mol,反应中CO 的转化率为50%,由此可计算平衡常数为4,再通入0.5 mol CO 和0.5 mol
CH3OH 时的浓度商Qc=4,所以平衡不移动,C 项错误;c 点状态下再通入1 mol CO 和4 mol H2,在等温等容的条件下,
投料比不变,相当于加压,平衡向正反应方向移动,新平衡中H2 的体积分数减小,D 项错误。
11.在三个容积均为2 L 的密闭容器中按不同方式充入反应物,发生反应:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。相关反应数据如下:
容
器
容器类型
起始温
度/℃
起始物质的量/mol
平衡时H2
的物质的
量/mol
CO H2O CO2
H2
Ⅰ恒温恒容
800
1.2
0.6
0
0
0.4
Ⅱ恒温恒容
900
0.7
0.1
0.5
0.5
Ⅲ绝热恒容
800
0
0
1.2
0.8
下列说法正确的是(
)。
A.容器Ⅰ中反应经10 min 建立平衡,0~10 min 内,平均反应速率v(CO)=0.04 mol·L-1·min-1
B.若向容器Ⅰ平衡体系中再加入CO、H2O、CO2、H2 各0.1 mol,平衡将逆向移动
C.达到平衡时,容器Ⅱ中反应吸收的热量小于0.1a kJ
D.达到平衡时,容器Ⅲ中n(CO)<0.48 mol
【解析】0~10
min 内,Δn(H2)=0.4
mol, 根据反应可知,Δn(CO)=0.4
mol, 平均反应速率
v(CO)=
htܕܗܔ
ۺ
hܕhܖ=hthܕܗܔۺǦܕhܖǦ,A 项错误;根据表中数据可知,平衡时CO、H2O、CO2、H2 的浓度分别为0.4 mol·L-1、
0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.2 mol·L-1,K=
htൈht
htൈht=1,若向容器Ⅰ的平衡体系中再加入CO、H2O、CO2、H2 各0.1
mol,Qc=
htൈht
htൈht≈0.93<1=K,平衡将正向移动,B 项错误;若与容器Ⅰ的温度相同,则为等效平衡,达平衡时消耗0.1 mol
CO2、0.1 mol H2,吸收热量0.1a kJ,但由于容器Ⅱ的温度高于容器Ⅰ的温度,相当于升高温度,平衡逆向移动,生成更多的
CO,达到平衡时,容器Ⅱ中反应吸收的热量大于0.1a kJ,C 项错误;若为恒温恒容,根据三段式,设CO2 转化率为x,则:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g) + H2(g)
开始/mol·L-1
0
0
0.6
0.4
改变/mol·L-1
0.6x
0.6x
0.6x
0.6x
平衡/mol·L-1
0.6x
0.6x
0.6-0.6x
0.4-0.6x
K=
ሺhtǦht࢞ሻൈሺhtǦht࢞ሻ
ht࢞ൈht࢞
=1,解得x=0.4,故平衡时,n(CO)=0.48 mol,因逆反应为吸热反应,绝热恒容时相当于降低温度,
平衡正向移动,则平衡时,容器Ⅲ中n(CO)<0.48 mol,D 项正确。
12.(2020 年北京西城期末)甲醇是重要的化工原料,发展前景广阔。
研究表明CO2 加氢可以合成甲醇。CO2 和H2 可发生如下两个反应:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
ΔH2
(1)反应Ⅰ的化学平衡常数表达式为K=
。
(2)有利于提高反应Ⅰ中CO2 的平衡转化率的措施有
(填字母)。
a.使用催化剂
b.增大压强
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c.增大CO2 和H2 的初始投料比
(3)研究温度对甲醇产率的影响。在210 ~290 ℃,保持原料气中CO2 和H2 的投料比不变,按一定流速通过催化剂甲,主
要发生反应Ⅰ,得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如图所示。
ΔH1
(填“>”“=”或“<”) 0,其依据是
。
(4)某实验控制压强一定,CO2 和H2 的初始投料比一定,按一定流速通过催化剂乙,经过相同时间测得如下实验数据(反应
未达到平衡状态):
T(K)
CO2 实际转化率
(%)
甲醇选择性(%)【注】
543
12.3
42.3
553
15.3
39.1
【注】甲醇选择性:转化的CO2 中生成甲醇的百分比
表中实验数据表明, 升高温度,CO2 的实际转化率提高而甲醇的选择性降低, 其原因
是
。
【答案】(1)
ࢉሺ۱۶۽۶ሻࢉሺ۶۽ሻ
ࢉሺ۱۽ሻࢉሺ۶ሻ
(2)b
(3)<
温度升高,甲醇的平衡产率降低,说明平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应
(4)温度升高,反应Ⅰ、Ⅱ的反应速率均加快,但对反应Ⅱ的反应速率的影响更大
【解析】(1)化学平衡常数K 为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,故反应Ⅰ的化学平衡常数表达式
K=
ࢉሺ۱۶۽۶ሻࢉሺ۶۽ሻ
ࢉሺ۱۽ሻࢉሺ۶ሻ。
(2)a 项,使用催化剂只能改变化学反应速率,不影响化学平衡,也就不影响CO2 的平衡转化率;b 项,反应Ⅰ的正反应为
气体体积减小的反应,加压能使化学平衡正向移动,能够提高CO2 的平衡转化率;c 项,增大CO2 和H2 的初始投料比,CO2
的平衡转化率降低。
(3)根据图像可知,甲醇的平衡产率随着温度的升高而降低,所以正反应为放热反应,即ΔH1<0。
(4)由表格中数据可知,随着温度的升高,CO2的实际转化率增大,但甲醇的选择性降低,说明温度升高,反应Ⅰ和反应Ⅱ的化
学反应速率均加快,但是对反应Ⅱ的化学反应速率影响更大
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1.(2020 年铜陵一中期中)对于化学反应能否自发进行,下列说法中错误
．．的是(
)。
A.若ΔH<0、ΔS>0,则任何温度下都能自发进行
B.若ΔH>0、ΔS<0,则任何温度下都不能自发进行
C.需要加热才能够进行的反应肯定不是自发反应
D.非自发反应在一定条件下可能变成自发反应
【解析】若ΔH<0、ΔS>0,则有ΔG=ΔH-TΔS<0,故反应在任何温度下都能自发进行,A 项正确;若ΔH>0、ΔS<0,
则有ΔG=ΔH-TΔS>0,故反应在任何温度下都不能自发进行,B 项正确;化学反应能否自发进行与是否需要加热无关,有些
自发反应需要加热来引发反应,C 项错误;有些非自发反应,改变反应条件可变成自发反应,如CaCO3 分解在常温下是非自
发反应,但在高温下是自发反应,D 项正确。
2.1100 ℃时,向2 L 密闭容器中通入3 mol AlCl(g),发生反应:3AlCl(g)
2Al(l)+AlCl3(g)。已知该温度下AlCl(g)
的平衡转化率为80%,则该反应的平衡常数为(
)。
A.
⺁
hh
B.
hh
⺁
C.
⺁D.
⺁
【解析】根据三段式:
3AlCl(g)
2Al(l)+AlCl3(g)
开始(mol·L-1)
1.5
0
转化(mol·L-1)
1.2
0.4
平衡(mol·L-1)
0.3
0.4
则该反应的平衡常数K=
ࢉሺۯܔ۱ܔሻ
ࢉሺۯܔ۱ܔሻ=
ht
ht=
hh
⺁。
3.根据下列图示所得出的结论正确的是(
)。
A.图甲表示反应2SO2+O2
2SO3 的平衡常数K 与温度的关系,说明该反应的ΔH<0
B.图乙是在不同温度下三个恒容容器中反应2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g)
ΔH<0 的平衡曲线,曲线X 对应的温度相
对较高
C.图丙表示反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)平衡时NH3 体积分数随起始
ሺۼሻ
ሺ۶ሻ变化的曲线,则转化率:αA(H2)=αB(H2)
D. 图丁为两个1 L 的恒容密闭容器中在不同的压强下各投入1 mol CH4 和1 mol CO2 所发生反应
CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)的平衡曲线,N 点化学平衡常数K=1
【解析】温度升高,平衡常数减小,说明正反应是放热反应,A 项正确;在图中作任一垂线,与三曲线各有一交点,表明在
反应物比例相同时,X 曲线对应温度下CO 的平衡转化率较高,因反应的ΔH<0,故X 曲线对应的温度较低,B 项错误;根据
图像,随着
ሺۼሻ
ሺ۶ሻ的增大,相当于增大N2 的物质的量,平衡向正反应方向移动,氢气转化率增大,因此αA(H2)<αB(H2),C 项错
误;化学平衡常数只与温度有关,N 点的平衡常数与M 点的相等,平衡时CH4(g)、CO2(g)的浓度都是0.5 mol·L-1,CO(g)、
H2(g)的浓度都是1 mol·L-1,则K=4,D 项错误。
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4.(2020 年北京海淀区二模)HI 常用作有机反应中的还原剂, 受热会发生分解反应。已知443 ℃
时,2HI(g)
H2(g)+I2(g)
ΔH=+12.5 kJ·mol-1。向1 L 密闭容器中充入1 mol HI,443 ℃时,体系中c(HI)与反应时
间t 的关系如图所示。下列说法正确的是(
)。
A.0~20 min 内的平均反应速率可表示为v(H2)=0.0045 mol·L-1·min-1
B.升高温度,反应再次平衡时,c(HI)>0.78 mol·L-1
C.该反应的化学平衡常数计算式为K=
ht⺁ૡ
htൈht
D.反应进行40 min 时,体系吸收的热量约为0.94 kJ
【解析】A 项,由图可知,0~20 min 内的平均反应速率v(HI)=
ሺǦhtૢሻܕܗܔۺǦ
hܕhܖ
=0.0045 mol·L-1·min-1,由化学方程式
知,v(H2)=
v(HI)=
×0.0045 mol·L-1·min-1=0.00225 mol·L-1·min-1,错误;B 项,由于反应的ΔH>0,故升高温度,化学
平衡向正反应方向移动,反应再次平衡时,c(HI)<0.78 mol·L-1,错误;C 项,该反应的化学平衡常数计算式为K=
htൈht
ht⺁ૡ
,错
误;D 项,反应进行40 min 时,体系吸收的热量为12.5 kJ·mol-1×
×(1-0.85) mol≈0.94 kJ,正确。
5.(2020 年重庆一中三模)工业上以CH4 为原料制备H2 的原理为CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)。在一定条件下
向a、b 两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1 mol CH4(g)和1.1 mol H2O(g),测得两容器中CO 的物质的量随时间
的变化曲线如a、b 所示。已知容器a 的体积为10 L,温度为Ta。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.容器a 中CH4 从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为0.025 mol·L-1·min-1
B.a、b 两容器的温度可能相同
C.在达到平衡前,容器a 的压强逐渐增大
D.该反应在Ta 温度下的平衡常数为27
【解析】容器a 中CH4 从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为
ȟࢉሺ۱۶ሻ
ȟ࢚
=
hܕܗܔۺǦ
ܕhܖ=0.025 mol·L-1·min-1,A 项正
确;由图可知,容器a 中反应先达到平衡,且反应速率比容器b 中快,所以a、b 两容器的温度不可能相同,B 项错误;因为该
反应条件为恒温恒容,反应后气体的物质的量增大,所以在达到平衡前,容器a 的压强逐渐增大,C 项正确;该反应在Ta 温度
下的平衡常数为
ࢉሺ۱۽ሻࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۱۶ሻࢉሺ۶۽ሻ=
htൈht
hthൈhth=27,D 项正确。
6.(2020 年沈阳和平区二模)在恒容密闭容器中将CO2 与含少量CO 的H2 混合生成甲醇,反应的化学方程式为
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)。如图是按
ࢉሺ۱۽ሻ
ࢉሺ۶ሻࢉሺ۱۽ሻ分别为①1∶4 和②1∶6 两种投料比投料时,CO2 的平衡
转化率随温度变化的曲线。
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下列有关说法正确的是(
)。
A.按投料比①投料时,CO2 的平衡转化率随温度变化的曲线对应图中曲线Ⅰ
B.图中a 点对应的H2 的转化率等于30%
C.图中b 点对应的平衡常数K 的值大于c 点
D.图中a 点对应的CH3OH 含量比b 点的高
【解析】同一温度下,两种物质参加反应,增大氢气的浓度,二氧化碳的转化率增大,因此从图中可知,按投料比①投料
时,CO2 的平衡转化率随温度变化的曲线对应图中曲线Ⅱ,A 项错误。相同条件下,二氧化碳的含量越高,二氧化碳的平衡转
化率越低,所以曲线Ⅰ的投料比为1∶6,而一氧化碳与氢气的物质的量之比未知,无法计算氢气的转化率,B 项错误。温度
升高,二氧化碳的平衡转化率降低,所以平衡逆向移动,则正反应是放热反应,所以b 点对应的平衡常数K 的值小于c 点,C
项错误。相同投料比时,温度越高,CO2 转化率越低,即CH3OH 的含量越低,D 项正确。
7.(2020 年福建南平第一次检测)T ℃时,体积为2 L 的密闭容器中加入1.0 mol NH3 和0.2 mol H2,30 min 达到平衡
时,N2 的体积分数为20%,则T ℃时平衡常数K=
,NH3 的转化率为
;达到平衡后再加入1.0 mol NH3 和
0.2 mol H2,此时体系中v 正
(填“>”“<”或“=”)v 逆。
【答案】6.86
80%
>
【解析】2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)
起始量(mol)
1
0 0.2
变化量(mol)
2x
x 3x
平衡量(mol) 1-2x
x 0.2+3x
相同条件下气体的物质的量之比等于体积之比,平衡时,N2 的体积分数为20%,则࢞′࢞࢞ht࢞=0.2,x=0.4,代入三
段式,平衡时三种物质的浓度分别为0.1 mol·L-1,0.2 mol·L-1、0.7 mol·L-1,K=
ht⺁ൈht
ht
=6.86;NH3 的转化率为
htૡ
×100%=80%;达到平衡后再加入1.0 mol NH3 和0.2 mol H2,三种物质的浓度分别为0.6 mol·L-1、0.2 mol·L-1、
0.8 mol·L-1,Qc=
htૡൈht
ht≈0.28<K,反应正向进行,此时体系中v 正>v 逆。
8.(2020 年湖北宜昌调研) 在恒温条件下, 将2 mol Cl2 和1 mol NH3 充入某密闭容器中发生反应
2Cl2(g)+NH3(g)
NHCl2(l)+2HCl(g),测得平衡时Cl2 和HCl 的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。则A、B、
C 三点中Cl2 转化率最高的是
(填“A”“B”或“C”)点;C 点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=
(Kp是
平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】B
0.5 MPa-1
【解析】三点中B 点HCl 最多,则B 点氯气转化率最大。
设消耗的氨气的物质的量为x,则:
2Cl2(g)+NH3(g)
NHCl2(l)+2HCl(g)
起始量(mol)
2
1
0
0
变化量(mol)
2x
x
x
2x
平衡量(mol) 2-2x
1-x
x
2x
2-2x=2x,得x=0.5 mol。
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气体总物质的量为3-3x+2x=3-x=2.5 mol,总压强为10 MPa。
压强平衡常数Kp(C)=
ሺ۶۱ܔሻ
ሺ۱ܔሻሺۼ۶ሻ=
ሺhൈ
tሻ
ሺhൈ
tሻൈሺhൈht
tሻ=0.5 MPa-1。
9.温度T 时,在容积为2.00 L 的某密闭容器中进行反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
ΔH=-90.1 kJ·mol-1,反应过程
中相关数据如图1 所示。
(1)下列说法能表明反应已达到平衡状态的是
(填字母)。
a.容器中气体的压强不再变化
b.混合气体的密度不再变化
c.混合气体的平均相对分子质量不再变化
d.2v 正(H2)=v 逆(CH3OH)
(2)该化学反应0~10 min 的平均速率v(H2)=
。
(3)其他条件不变时,15 min 时再向容器中加入等物质的量的CO 和H2,则H2的转化率
(填“增大”“不变”或
“减小”)。
(4)对于气相反应,常用某组分(B)的平衡压强(pB)代替某物质的量浓度(cB)表示平衡常数(以Kp 表示),其中,pB=p 总×B 的
体积分数。若在T 时平衡气体总压强为p 总,则该反应Kp=
。
(5)图2 表示氢气转化率随温度变化的趋势,请解释T0 后氢气转化率变化的原因:
。
【答案】(1)ac
(2)0.06 mol·L-1·min-1
(3)增大
(4)
ሺ总ሻ
(5)该反应是放热反应,T0 后温度升高,平衡逆向移动,氢气的转化率减小
【解析】(1)恒容恒温条件下,反应物与生成物均为气体,且反应前后气体分子数不同,此时压强是一个变量,当压强不
变时,反应达到平衡,a 项正确;容器体积始终不变,气体总质量不变,则混合气体的密度始终不变,密度不再变化不能作为反
应平衡的判断依据,b 项错误;平均相对分子质量不再变化,说明容器中分子总数不再变化,反应达到平衡状态,c 项正确;2v
正(H2)=v 逆(CH3OH)时反应没有达到平衡状态,d 项错误。
(2) 由图可知, 从0~10 min 之间氢气的物质的量减少了1.2 mol, 容器为2 L, 则v(H2)=
tܕܗܔ
ۺൈhܕhܖ=0.06
mol·L-1·min-1。
(3)加入等物质的量的一氧化碳与氢气,比例与最初投料比例相同,相当于容器压强增大,平衡向正反应方向移动,则转
化率增大。
(4)由图可知,平衡体系中CO、H2、CH3OH 的物质的量分别为1.4 mol、0.8 mol、0.6 mol,它们的物质的量分数
依次为0.5、
⺁、
,依据分压的定义求得对应的分压依次为0.5p 总、
⺁p 总、
p 总,代入Kp 的定义式可得Kp=
ሺ总ሻ。
10.(2020 年天津河西区二模)一定条件下,反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-57.3 kJ·mol-1,向2
L 恒容密闭容器中充入1 mol CO2 和3 mol H2,在不同催化剂作用下发生反应①、反应②与反应③,相同时间内CO2
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的转化率随温度的变化关系如图所示,b 点反应达到平衡状态。下列说法正确的是(
)。
A.a 点:v(正)>v(逆)
B.b 点反应放热53.7 kJ
C.催化剂效果最佳的是反应③
D.c 点时该反应的平衡常数K=
【解析】a 点未达到平衡,CO2 的转化率增大,反应正向进行,所以v(正)>v(逆),A 项正确;b 点反应达到平衡状态,参加
反应的CO2 小于1 mol,反应放热小于53.7 kJ,B 项错误;相同温度下,反应①的反应速率最快,所以催化剂效果最佳的是
反应①,C 项错误;c 点时CO2 的转化率是
,则:
CO2(g) + 3H2(g)
H2O(g) + CH3OH(g)
开始(mol·L-1)
0.5
1.5
0
0
转化(mol·L-1)
×0.5
×0.5×3
×0.5
×0.5
平衡(mol·L-1)
0.5
K=
ൈ
ൈht=
,D 项错误。
11.(2020 年安徽六安市三模) 一定温度下(T2>T1), 在3 个容积均为2.0 L 的恒容密闭容器中反应
2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g)(ΔH<0)达到平衡,下列说法正确的是(
)。
容器
编号
温度/
(℃)
物质的起始浓度
(mol·L-1)
物质的平衡浓度
(mol·L-1)
c(NO) c(Cl2)
c(ClN
O)
c(ClNO)
Ⅰ
T1
0.20
0.10
0
0.04
Ⅱ
T1
0.20
0.10
0.20
c1
Ⅲ
T2
0
0
0.20
c2
A.达到平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为1∶2
B.达到平衡时,容器Ⅲ中ClNO 的转化率小于80%
C.达到平衡时,容器Ⅱ中
ࢉሺ۱ܔۼ۽ሻ
ࢉሺۼ۽ሻ比容器Ⅰ中的大
D.若温度为T1,起始时向同容积的恒容密闭容器中充入0.20 mol NO(g)、0.20 mol Cl2(g)和0.20 mol ClNO(g),则
该反应向正反应方向进行
【解析】容器Ⅱ相当于0.4 mol·L-1 NO 与0.2 mol·L-1 Cl2 开始建立平衡,正反应是气体体积减小的反应,相当于容
器Ⅱ增大了压强,平衡正向移动,因此达到平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比大于1∶2,容器Ⅱ中
ࢉሺ۱ܔۼ۽ሻ
ࢉሺۼ۽ሻ比容器Ⅰ中
的大,A 项错误,C 项正确;容器Ⅲ相当于0.2 mol·L-1 NO 与0.1 mol·L-1 Cl2 开始建立平衡,正反应放热,升高温度,平衡逆
向移动,因此达到平衡时,容器Ⅲ中NO 的转化率小于20%,则容器Ⅲ中ClNO 的转化率大于80%,B 项错误;根据容器Ⅰ
中数据可知,该温度下平衡常数为
hth
htൈhthૡ≈0.78,若温度为T1,起始时向同容积的恒容密闭容器中充入0.20 mol NO(g)、
0.20 mol Cl2(g)和0.20 mol ClNO(g),则Qc=
ht
htൈht=10>K=0.78,所以该反应向逆反应方向进行,D 项错误。
12.二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应,反应如下:
Ⅰ:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
ΔH1=-197.7 kJ·mol-1
K1(浓度平衡常数)
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为研究该反应,某同学设计了以下三种已装固体V2O5 催化剂的密闭容器装置:
(1)在初始体积与温度相同的条件下,甲、乙、丙中均按2 mol SO2、1 mol O2 投料,达平衡时,三个容器中SO2 的转化率
从大到小的顺序为
(用“甲”“乙”“丙”表示)。
(2)在容器丙中,0.1 MPa 条件下,在不同温度或不同投料方式下研究上述反应得到数据如下表:
实验序号
A 组
B 组
C 组
反应温度
451 ℃
451 ℃
551 ℃
投料方式
(按照SO2、
O2、
SO3 的顺序)
2 mol、1
mol、
0 mol
0 mol、0
mol、
2 mol
2 mol、1 mol、
0 mol
含硫化合物
的转化率
60%
b
c
反应的热量
变化
放热a
吸热79.08
kJ
放热d
压强平衡常
数
(Kp)
Kp1
Kp1
Kp2
①表中:a=
;b=
。
②已知用平衡分压( 分压= 总压× 物质的量分数) 代替平衡浓度计算, 得到的平衡常数为压强平衡常数, 则
Kp1=
;Kp1
(填“>”“<”或“=”,下同)Kp2。
③若按0.4 mol SO2、0.4 mol O2、0.4 mol SO3 进行投料,则反应开始时v 正(SO2)
v 逆(SO2)。
(3)将上述固体催化剂V2O5 换成NO2 气体同样可以对该反应起到催化作用,此催化过程如下:
Ⅱ:SO2(g)+NO2(g)
SO3(g)+NO(g)
ΔH2
K2(浓度平衡常数)
Ⅲ:2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)
ΔH3=-114.1 kJ·mol-1
K3(浓度平衡常数)
ΔH2=
;K3=
(用含有K1、K2 的表达式表示)。
【答案】(1)丙>甲>乙
(2)①118.62 kJ
40%
②135 MPa-1
>
③>
(3)-41.8 kJ·mol-1
ࡷ
ࡷ
【解析】(1)在初始体积与温度相同的条件下,甲为恒温恒容,乙为绝热恒容,丙为恒温恒压,均按2 mol SO2、1 mol O2
投料,与甲相比,乙中随着反应的进行,温度升高,平衡逆向移动,SO2 的转化率减小;与甲相比,丙中随着反应的进行,容器的
体积逐渐减小,相当于甲平衡后增大压强,平衡正向移动,SO2 的转化率增大,因此三个容器中SO2 的转化率从大到小的顺
序为丙>甲>乙。
(2)①根据表格数据,A 组起始时充入2 mol SO2 、1 mol O2, 平衡转化率为60%, 结合
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
ΔH1=-197.7 kJ·mol-1,平衡时放出的热量a=197.7 kJ×60%=118.62 kJ,B 组起始时充入2 mol SO3,与A 组等效,则
平衡时三氧化硫的转化率b=1-60%=40%。
②A 组:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
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起始(mol)
2
1
0
反应(mol)
1.2 0.6 1.2
平衡(mol)
0.8 0.4 1.2
平衡时气体的总物质的量为0.8 mol+0.4 mol+1.2 mol=2.4 mol,其中SO2 占
htૡܕܗܔ
tܕܗܔ=
,O2 占
htܕܗܔ
tܕܗܔ=
,SO3 占
tܕܗܔ
tܕܗܔ=
,则Kp1=
ሺhtۻ۾܉ൈ
ሻ
ሺhtۻ۾܉ൈ
ሻൈሺhtۻ۾܉ൈ
ሻ=135 MPa-1。该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,Kp1>Kp2。
③A 组平衡时n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)=0.8∶0.4∶1.2=2∶1∶3。该反应为气体体积减小的反应,若按0.4 mol
SO2 、0.4 mol O2 、0.4 mol SO3 进行投料, 相当于按0.8 mol SO2 、0.6 mol O2 进行投料, 与A 组等
效,n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)=0.4∶0.2∶0.4=2∶1∶2,因此起始时反应正向进行,即v 正(SO2)>v 逆(SO2)。
(3)由上述分析得Ⅰ:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
ΔH1=-197.7 kJ·mol-1
K1,
根据盖斯定律,
ĉ Ǧċ
得:SO2(g)+NO2(g)
SO3(g)+NO(g)
ΔH2=-41.8 kJ·mol-1。
根据盖斯定律,Ⅰ-Ⅱ×2 得2NO(g)+O2(g)
2NO2(g),则K3=
ࡷ
ࡷ
。
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单元训练(69)
一、选择题(本题包括16 小题,每小题3 分,共48 分)
1.下列说法正确的是(
)。
A.常温下,反应C(s)+CO2(g)
2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
B.自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
C.凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的
D.反应2Mg(s)+CO2(g)
C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0
【解析】焓变和熵变共同决定反应能否自发进行,故B、C 两项错误;该反应ΔS<0,且能自发,则ΔH-TΔS<0,说明
ΔH<0,故D 项错误。
2.下列说法正确的是(
)。
A.增大压强,活化分子百分数增加,化学反应速率一定增大
B.升高温度,单位体积内分子总数不变,但活化分子数增加
C.分子间的碰撞均为有效碰撞
D.加入反应物,使活化分子百分数增加,化学反应速率增大
【解析】压强对反应速率的影响只能适用于气体体系,且增大压强,活化分子百分数不变,A 项错误;升高温度,活化分
子百分数增加,化学反应速率一定增大,B 项正确;活化分子间能发生反应的碰撞才是有效碰撞,C 项错误;加入反应物,活化
分子百分数不变,D 项错误。
3.在一恒温恒容容器内发生反应:C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)。下列条件不能
．．确定上述可逆反应已达到化学平衡状
态的是(
)。
A.体系的压强不再发生变化
B.气体密度不再发生变化
C.生成n mol CO 的同时消耗n mol H2O
D.断裂1 mol
键的同时断裂2 mol
键
【解析】正反应为气体体积增大的反应,体系的压强不再发生变化,说明反应达到平衡状态,A 项正确;密度是混合气体
的质量和容器容积的比值,在反应过程中气体质量是变化的,因此气体密度不再发生变化,说明反应达到平衡状态,B 项正
确;生成n mol CO 和消耗n mol H2O 均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,C 项错误;断裂1 mol
键
的同时断裂2 mol
键表示正、逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,D 项正确。
4.某温度下气体反应达到平衡状态,平衡常数K=
ࢉሺۯሻࢉሺ۰ሻ
ࢉሺ香ሻࢉሺtሻ(平衡体系中只有四种物质),恒容时,若适当降低温度,则F 的浓度
增大,下列说法正确的是(
)。
A.增大c(A)、c(B),K 增大
B.降低温度,正反应速率增大
C.该反应的焓变为负值
D.该反应的化学方程式为2E(g)+F(g)
A(g)+2B(g)
【解析】平衡常数K 只随温度的变化而变化,与浓度变化无关,A 项错误;降低温度,正、逆反应速率均减小,B 项错误;
降低温度时,F 的浓度增大,说明平衡逆向移动,正反应是吸热反应,则焓变为正值,C 项错误;根据化学平衡常数表达式可
知,A、B 是生成物,E、F 是反应物,且对应指数为其化学计量数,D 项正确。
5.将N2O4 气体通入恒容的密闭容器中建立平衡N2O4(g)
2NO2(g),保持温度不变,再通入与起始时等质量的N2O4
气体,反应再次达到平衡,则新平衡N2O4 的转化率与原平衡比(
)。
A.变大
B.变小
C.不变
D.无法确定
【解析】通入与起始时等量的N2O4 气体相当于增大压强,反应会逆向移动,故N2O4 的转化率变小。
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6.(2020 年武邑宏达实验学校高三月考)向盛有足量A 的恒容密闭容器中加入B,发生反应A(s)+2B(g)
4C(g)+D(g)
ΔH<0。一定条件下达到平衡时,C 的物质的量与加入的B 的物质的量的关系如图所示。其他条件不变,下列措施能使θ
值增大的是(
)。
A.降低温度
B.增大压强
C.加入催化剂D.再加入少量A
【解析】该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,C 的物质的量增大,由图可知,θ值增大,A 项正确;反应为气体体
积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,C 的物质的量减小,由图可知,θ值减小,B 项错误;加入催化剂,平衡不移动,θ值不
变,C 项错误;因为A 为固体,浓度视为常数,再加入少量A,平衡不移动,θ值不变,D 项错误。
7.已知:2Cr۽
′+2H+
Cr2۽⺁
′+H2O。25 ℃时,调节初始浓度为1.0 mol·L-1 的Na2CrO4 溶液的pH,测定平衡时溶
液中c(Cr2۽⺁
′)和c(H+),获得如图所示的曲线。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.pH 越小,平衡时,c(Cr2۽⺁
′)越大
B.A 点Cr۽
′的平衡转化率为50%
C.A 点正反应的平衡常数K=1014
D.平衡时,若溶液中c(Cr2۽⺁
′)=c(Cr۽
′),则c(H+) > 2.0×10-7 mol·L-1
【解析】从题给图像可以看出,pH 越小, 平衡时c(Cr2۽⺁
′ ) 越大,A 点c(Cr2۽⺁
′ )=0.25 mol·L-1, 反应掉的
c(Cr۽
′)=0.25 mol·L-1×2=0.5 mol·L-1,Cr۽
′的平衡转化率为50%,此时,平衡常数K=
ht
htൈhtൈhǦ⺁ൈhǦ⺁=1014,故A、
B、C 三项均正确;若溶液中c(Cr2۽⺁
′)=c(Cr۽
′),设平衡时c(Cr2۽⺁
′)=a mol·L-1,由1-2a=a 得a=
,K=
ሺ
ሻൈࢉሺ۶ሻ=1014,
解得c(H+)= ×10-7 mol·L-1<2.0×10-7 mol·L-1,D 项不正确。
8.以铜、铬的氧化物为催化剂,用HCl 制Cl2 的原理为4HCl(g)+O2(g)
2Cl2(g)+2H2O(g)
ΔH=-115.6 kJ·mol-1,
下列说法正确的是(
)。
A.平衡时,将生成的水蒸气除去,有利于提高HCl 的转化率
B.在恒容绝热容器中进行时,随着反应的进行,气体的压强一定不断减小
C.恒压容器中,反应达到平衡后通入惰性气体,平衡不移动
D.平衡时,其他条件不变,增大催化剂用量,反应的平衡常数将变大
【解析】平衡时除去水蒸气,平衡向正反应方向移动,有利于提高HCl 的转化率,A 项正确;该反应为放热反应,随着反
应的进行,温度将不断升高,虽然该反应是气体体积减小的反应,但很难确定压强是否减小,B 项错误;恒压容器中,反应达到
平衡后通入惰性气体,相当于减小反应体系气体的压强,平衡向逆反应方向移动,C 项错误;化学平衡常数只与温度有关,催
化剂对平衡常数没影响,D 项错误。
9.一定条件下合成乙烯的反应为6H2(g)+2CO2(g)
+4H2O(g)。已知温度对CO2 的平衡转化率和催化
剂催化效率的影响如图所示,下列说法不正确
．．．的是(
)。
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A.该反应的逆反应为吸热反应
B.平衡常数:KM>KN
C.生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)
D.当温度高于250 ℃时,升高温度,催化剂的催化效率降低
【解析】升高温度,二氧化碳的平衡转化率降低,则平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,平衡常数KM>KN,A、B 两项均
正确;化学反应速率随温度的升高而加快,但催化剂的催化效率降低,所以v(N)有可能小于v(M),C 项错误;由图可知,当温
度高于250 ℃时,升高温度,催化剂逐渐失去活性,则催化剂的催化效率降低,D 项正确。
10.(2020 年烟台模拟)在恒温恒容条件下,发生反应2A(g)+2B(g)
C(g)+3D(g),现从两条途径分别建立平衡。途径
Ⅰ:A、B 的起始浓度均为2 mol·L-1;途径Ⅱ:C、D 的起始浓度分别为2 mol·L-1 和6 mol·L-1。下列叙述正确的是(
)。
A.达到平衡时,途径Ⅰ的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率
B.达到平衡时,途径Ⅰ所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强
C.两途径最终达到平衡时,体系内相同的组分的百分含量相同
D.两途径最终达到平衡时,体系内相同的组分的百分含量不相同
【解析】根据反应2A(g)+2B(g)
C(g)+3D(g)可知,反应前后气体的化学计量数相等,压强对平衡移动没有影响。
途径Ⅱ所加物质完全转化为A、B 时,与途径Ⅰ中A、B 的物质的量成比例。途径Ⅱ达到平衡时浓度更大,压强更大,反应
速率更大,A、B 两项均错误;Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到相同平衡状态,故体系内相同的组分的百分含量相同,C 项正确,D 项错
误。
11.现有容积均为2 L 的甲、乙、丙3 个恒容密闭容器,向这3 个容器中均加入0.20 mol N2、0.52 mol H2,进行合成氨
反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
ΔH=-92.4 kJ·mol-1。图1 表示不同反应条件下N2 的浓度随时间的变化曲线,图2
表示其他条件相同,温度分别为T1、T2、T3 且恒定不变,达到平衡时NH3 的质量分数。
下列判断不正确
．．．的是(
)。
A.图2 中T3 条件下,反应速率最快
B.图1 中容器乙的反应可能使用了催化剂
C.图1 中容器乙0~5 min 内v(N2)=0.012 mol·L-1·min-1
D.图1 中容器丙内反应的平衡常数为2.5
【解析】T3 时氨气的质量分数最小,该反应是放热反应,温度越高,NH3 的质量分越小,温度越高反应速率越快,A 项正
确;图1 容器乙中的反应可能使用了催化剂,缩短反应达平衡的时间,但是平衡不移动,各组分的浓度保持不变,B 项正确;图
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1 容器乙在0~5 min 内,v(N2)=
ht′hth
mol·L-1·min-1=0.008 mol·L-1·min-1,C 项错误;根据反应的“三段式”进行计
算:
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
起始(mol·L-1)
0.10
0.26
0
变化(mol·L-1)
0.02
0.06
0.04
平衡(mol·L-1)
0.08
0.2
0.04
图1 中容器丙内反应的平衡常数K=
hth
htൈhthૡ=2.5,D 项正确。
12.(2020
年浙江高三开学考试) 氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互反
应:4NO2(g)+2NaCl(s)
2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)
ΔH。在恒温条件下,向2 L 恒容密闭容器中加入0.4 mol
NO2 和0.2 mol NaCl,10 min 后反应达到平衡时n(NaNO3)=0.1 mol,NO2的转化率为α。下列叙述中正确的是(
)。
A.10 min 内用NO 浓度变化表示的速率v(NO)=0.01 mol·L-1·min-1
B.若升高温度,平衡逆向移动,则正反应的ΔH>0
C.若起始时向该容器中充入0.1 mol NO2(g)、0.2 mol NO(g)和0.1 mol Cl2(g)(固体物质足量),则反应将向逆反应方
向进行
D.若保持其他条件不变,在恒压下进行该反应,则平衡时NO2 的转化率小于α
【解析】10 min 反应达到平衡时n(NaNO3)=0.1 mol,则n(NO)=0.1 mol, v(NO)=
ȟࢉ
ȟ࢚=
ȟ
ࢂȟ࢚=
htܕܗܔ
ۺൈhܕhܖ=0.005
mol·L-1·min-1,A 项错误;升高温度,平衡逆向移动,则该反应的ΔH<0,B 项错误;列出三段式如下:
4NO2(g)+2NaCl(s)
2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)
起始浓度(mol·L-1)
0.2
0
0
变化浓度(mol·L-1)
0.1
0.05
0.025
平衡浓度(mol·L-1)
0.1
0.05
0.025
则平衡常数K=
hthൈhth
ht
=0.625,而此时Qc=
hthൈht
hth=80>K,平衡逆向移动,C 项正确;若保持其他条件不变,在恒温恒容
条件下NO2 的转化率为α,该反应的正反应气体体积减小,恒温恒压时,容器体积减小,相当于加压,平衡正向移动,平衡时
NO2 的转化率大于α,D 项错误。
13.(2020 年河北高三开学考试)在两个容积均为2 L 的恒容密闭容器中,起始时均充入a mol H2S,以温度、Al2O3 催化
剂为实验条件变量,进行H2S 的分解实验[反应为2H2S(g)
2H2(g)+S2(g)]。测得的结果如图所示。(曲线Ⅱ、Ⅲ表示
经过相同时间且未达到化学平衡时H2S 的转化率)
下列说法正确的是(
)。
A.温度升高,H2S 的分解速率增大,S2 的含量减少
B.由曲线Ⅱ、Ⅲ可知,加入Al2O3 可提高H2S 的平衡转化率
C.900 ℃时,t s 后达到平衡,则H2 的生成速率为
ࢇ
࢚
mol·L-1·s-1
D.约1100 ℃,曲线Ⅱ、Ⅲ几乎重合,说明Al2O3 可能失去催化活性
【解析】由图像可知,温度升高,H2S 的分解速率增大,H2S 的转化率增大,则平衡正向移动,S2 的含量增大,A 项错误;
催化剂不影响平衡的移动,加入催化剂Al2O3,H2S 的平衡转化率不变,B 项错误;900 ℃时,t s 后达到平衡,H2S 的平衡转化
率为50%,则生成的氢气为
a mol,则H2 的生成速率为
ࢇ
࢚
mol·L-1·s-1,故C 项错误。
14.某温度下,反应H2(g)+CO2(g)
H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=ૢ。该温度下,在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,
投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如表所示:
起始浓度
甲
乙
丙
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c(H2)(mol·L-1)
0.010 0.020 0.020
c(CO2)(mol·L-1) 0.010 0.010 0.020
下列判断不正确
．．．的是(
)。
A.平衡时,乙中CO2 的转化率大于60%
B.平衡时,甲中和丙中H2 的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2 倍,为0.008 mol·L-1
D.反应开始时,乙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
【解析】设甲容器中平衡时氢气的浓度变化为
x mol·L-1, 则K=࢞
ሺhthhǦ࢞ሻ=ૢ, 解得x=0.0060, 平衡时
c(H2)=c(CO2)=(0.010-x)
mol·L-1=0.004
mol·L-1,c(H2O)=c(CO)=0.006
mol·L-1,α(H2)=α(CO2)=
hthh
hthh×100%=60%。因乙中H2 的起始浓度大于甲,故乙平衡相当于甲平衡正向移动的结果,乙
中CO2的转化率大于60%,A 项正确;丙平衡可看作由2 个甲平衡合并而成,又因平衡不受压强影响,故丙平衡中物质的转
化率不变,仅各物质的浓度是甲平衡中各物质浓度的2 倍,B、C 两项均正确;由于三组反应中丙中各物质的浓度最大,甲中
各物质的浓度最小,所以丙反应速率最快,甲反应速率最慢,D 项错误。
15.根据相应的图像,判断下列相关说法正确的是(
)。
aX(g)+bY(g)
cZ(g)
L(s)+aG(g)
bR(g)
A
B
aA+bB
cC
A+2B
2C+3D
C
D
A.密闭容器中反应达到平衡,t0 时改变的条件一定是加入催化剂
B.该正反应为放热反应,且a>b
C.该反应的正反应为吸热反应
D.该反应的正反应为放热反应,A、B、C 是气体,D 为固体或液体
16.(2020 年湖南高考模拟)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同的方式投入反应物,发生反应
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
ΔH=-92.4 kJ·mol-1, 测得反应的相关数据如下表:
容器甲
容器乙
容器丙
反应温度(℃)
400
400
500
反应物投入量
1 mol
N2,
3 mol H2
4 mol
NH3
1 mol N2,
3 mol H2
平衡时v 正(H2)
(mol·L-1·s-1)
v1
v2
v3
平衡c(NH3)
(mol·L-1)
c1
c2
c3
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平衡时总压强p(Pa)
p1
p2
p3
物质的平衡转化率α
α1(N2)
α2(NH3)
α3(N2)
平衡常数K
K1
K2
K3
则下列关系正确的是(
)。
A.v1<v2,c2<2c1
B.c2>2c3,α2(NH3)+α3(N2)<1
C.K1>K3,p2>2p3
D.v1<v3,α1(N2)<α3(N2)
【解析】容器甲、乙相比较,可以把乙看作是在恒温且容积是容器甲的两倍条件下,体积压缩到和甲容器一样,原反应
向正反应方向移动,因此2c1<c2,浓度增大,反应速率加快,所以v1<v2,A 项错误。由A 项分析可知2c1<c2,甲、丙开始加
入的物质的物质的量相同,温度不同,可以把丙看作是甲反应升高温度,平衡逆向移动,达到平衡时c3<c1,结合2c1<c2可知
c2>2c3;平衡逆向移动,反应物的平衡转化率降低,α3(N2)<α1(N2);容器的容积不变,在400 ℃条件下加入1 mol N2、3
mol H2 的等效起始状态为2 mol NH3,物质的转化率关系是α(NH3)+α(N2)=1,先认为乙、丙在400 ℃条件下进行,乙
看作是在恒温且容积是丙的2 倍条件下,体积压缩到和甲容器一样,原反应向正反应方向移动,氨气的转化率降
低,α2(NH3)<α3(NH3); 然后丙容器升高温度, 平衡逆向移动,N2 的平衡转化率降低,α3(N2)<α1(N2), 所以
α2(NH3)+α3(N2)<1,B 项正确。化学平衡常数只与温度有关,升高温度,平衡逆向移动,所以K1>K3,容器甲、丙相比较,
升高温度,气体压强增大,p3>p1,容器甲、乙相比较,可以把乙看作是在恒温且容积是容器甲的两倍条件下,体积受到了压缩。
若平衡不发生移动,p2=2p1,压缩容积,原反应向正反应方向移动,则p2<2p1,由于p3>p1,所以p2<2p3,C 项错误。甲、丙
比较,升高温度,反应速率加快,所以v3>v1,升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移动,物质的平衡转化率降低,所以
α1(N2)>α3(N2),D 项错误。
二、非选择题(本题包括5 小题,共52 分)
17.合成氨工业的核心反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
ΔH=Q kJ·mol-1。反应过程中能量变化如图所示,回答
下列问题:
(1)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1 和E2 的变化:E1
,E2
。(填“增大”“减小”或“不变”)
(2)在500 ℃、2×107 Pa 和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2 和1.5 mol H2,充分反应后,放出的热量
(填“<”“>”或“=”)46.2 kJ,理由是
。
(3)下列关于该反应的说法中,正确的是
(填字母)。
A.ΔH>0,ΔS>0
B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS>0
D.ΔH<0,ΔS<0
(4)将0.45 mol H2(g)和0.15 mol N2(g)放入1 L 密闭容器中,在500 ℃、2×107 Pa 下达到平衡,测得N2 为0.10
mol,H2 为0.30 mol,NH3 为0.10 mol。则该条件下达到平衡时H2 的转化率为
。该温度下的平衡常数
K=
。若升高温度,K 值
(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)在上述(4)反应条件的密闭容器中,欲提高合成氨的转化率,下列措施可行的是
(填字母)。
A.向容器中按原比例再充入原料气
B.向容器中充入惰性气体
C.改变反应的催化剂
D.分离出氨
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【答案】(1)减小
减小
(2)<
此反应为可逆反应,0.5 mol N2 和1.5 mol H2 不可能完全反应,所以放出的热量小于46.2 kJ
(3)D
(4)33.3%
3.7
减小
(5)AD
【解析】(1)在反应体系中加入催化剂,降低了活化能,故E1 和E2 均减小。
(3)根据题给的图像可以看出合成氨的反应为放热反应,故ΔH<0;又因为合成氨的反应为气体体积减小的反应,故
ΔS<0。
(4)根据“三段式”进行计算:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
起始浓度(mol·L-1):
0.15
0.45
0
改变浓度(mol·L-1):
0.05 0.15
0.10
平衡浓度(mol·L-1):
0.10
0.30
0.10
故达到平衡时H2 的转化率为
ht
ht×100%≈33.3%。
该温度下,平衡常数K=
ࢉሺۼ۶ሻ
ࢉሺۼሻࢉሺ۶ሻ≈3.7;因该反应为放热反应,若升高温度,平衡向逆反应方向移动,故K 值将减小。
(5)向容器中按原比例再充入原料气,相当于增大压强,平衡正向移动;分离出氨气,平衡正向移动;而向容器中充入惰性
气体、改变反应的催化剂均不能使平衡发生移动。
18.在密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
ΔH<0,该反应达到平衡后,测得如下数据。
实验
序号
温度
(℃)
初始CO 浓度
(mol·L-1)
初始H2O 浓
度
(mol·L-1)
CO 的
平衡转化率
1
110
1
1
50%
2
100
1
1
x
3
110
0.8
y
60%
(1)实验1 中,10 h 后达到平衡,H2 的平均反应速率为
mol·L-1·h-1。在此实验的平衡体系中,再加入0.5 mol CO
和0.5 mol H2,平衡将
(“向左”“向右”“不”或“无法确定”)移动。
(2)实验2 中,x 的值
(填字母)。
A.等于50%
B.大于50%
C.小于50% D.无法确定
(3)实验3 中y 的值为
。
(4)在100 ℃条件下,下列能说明该反应达到平衡状态的是
(填字母)。
A.压强不再变化
B.生成H2O 的速率和消耗H2 的速率相等
C.混合气体的密度不变
D.H2 的质量不再变化
【答案】(1)0.05
不
(2)B
(3)1.2
(4)D
【解析】(1)根据反应速率的公式可得v(CO)=
ܕܗܔۺǦൈhΨ
h ܐ
=0.05 mol·L-1·h-1,再根据速率之比等于化学计量数之比
可得,v(H2)=v(CO)=0.05 mol·L-1·h-1。在该平衡体系中同时改变了反应物和生成物浓度,并且变化量一致,则Qc=K,故
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平衡不移动。
(2)从题给信息可知,该反应的正反应为放热反应,温度降低,平衡正向移动,故CO 的平衡转化率增大,则x>50%。
(3)通过实验1 可知在110 ℃时,该反应的K=
ࢉሺ۱۽ሻࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۱۽ሻࢉሺ۶۽ሻ=1,温度一定,K 一定,则在实验3 中K=
htૡൈhtૡ
htൈሺ࢟Ǧhtૡሻ=1,解得
y=1.2。
(4)反应前后压强始终不变,A 项错误;生成H2O 的速率和消耗H2 的速率均表示逆反应速率,B 项错误;混合气体的密
度始终不变,C 项错误;H2 的质量不再变化,说明反应达到平衡,D 项正确。
19.铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛,研究铁及其化合物的应用意义重大。回答下列问题:
(1)已知高炉炼铁过程中会发生如下反应:
FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)
ΔH1
Fe2O3(s)+
CO(g)
Fe3O4(s)+
CO2(g)
ΔH2
Fe3O4(s)+4CO(g)
3Fe(s)+4CO2(g)
ΔH3
Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH4
则ΔH4 的表达式为
(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3 的代数式表示)。
(2)上述反应在高炉中大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下:
温度
250 ℃600 ℃
1000
℃
2000
℃
主要成分Fe2O3 Fe3O4
FeO
Fe
1600 ℃时固体物质的主要成分为
;若FeO、Fe 的混合物中m(Fe)∶m(O)=35∶2,则FeO 与Fe 的物质的量之
比为
。
(3)铁等金属可用作CO 与氢气反应的催化剂。已知某种催化剂可用来催化反应CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g)
ΔH<0。在T ℃、106 Pa 时将1 mol CO 和3 mol H2 加入容积可变的密闭容器中,实验测得CO 的体积分数φ(CO)如
下表:
t/min
0
10
20
30
40
50
φ(CO)
0.25 0.23
0.214 0.202 0.193 0.193
①能判断反应CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g)达到平衡的是
(填字母)。
a.容器内压强不再发生变化
b.混合气体的密度不再发生变化
c.v 正(CO)=3v 逆(H2)
d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO 的转化率为
;在T ℃、106 Pa 时该反应的压强平衡常数Kp(用平衡分压代替平衡浓度计算,分
压=总压×物质的量分数)的计算式为
Pa-2。
③如图表示该反应中CO 的平衡转化率与温度、压强的关系。图中温度T1、T2、T3 由高到低的顺序是
,理由
是
。
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【答案】(1)ΔH2+
ΔH3
(2)FeO 和Fe
80%
(3)①bd
②37.1%
ሺht⺁
tૡሻ
htૢൈሺtૡૡ⺁
tૡሻൈh
③T3>T2>T1
正反应是放热反应,在相同压强下,温度降低,平衡向正反应方向移动,CO 的转化率增大
【解析】(1)已知反应:Fe2O3(s)+
CO(g)
Fe3O4(s)+
CO2(g)
ΔH2②,Fe3O4(s)+4CO(g)
3Fe(s)+4CO2(g)
ΔH3③,根据盖斯定律,由②+③×
可得Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g),故ΔH4=ΔH2+
ΔH3。
(2)根据1000 ℃时固体物质的主要成分为FeO,2000 ℃时固体物质的主要成分为Fe 可知,1600 ℃时固体物质的主
要成分为FeO 和Fe 的混合物;设混合物中FeO 的物质的量为x mol,Fe 的物质的量为y mol,则有(x+y)∶x=
∶
,即
可求的x∶y=1∶4。
(3)①由于此容器容积可变,故为恒压容器,则容器内压强一直不变不能作为反应达平衡的标志,a 项错误;此反应在平
衡前后气体的质量不变,但体积变小,故密度变大,故当混合气体的密度不再发生变化时能说明反应达平衡,b 项正确;反应
达平衡的标志是v 正=v 逆,而v 正(CO)=3v 逆(H2),虽然两者表示的方向相反,但比值不正确,故不能说明反应达平衡,c 项不
正确;在反应达平衡之前,混合气体的质量不变,但物质的量变小,故混合气体的平均相对分子质量在变大,故当混合气体的
平均相对分子质量不变时能说明反应达平衡,d 项正确。
②设反应达平衡时CO 转化了x mol,根据三段式可知:
CO(g)
+
3H2(g)
CH4(g)+H2O(g)
初始(n):1 mol
3 mol
0
0
Δn: x mol
3x mol x mol
x mol
平衡(n): (1-x) mol
(3-3x) mol x mol
x mol
结合平衡时CO 的体积分数为0.193 可知
′࢞
′࢞=0.193, 解得x≈0.371, 故达到平衡时CO 的转化率为
ht⺁ܕܗܔ
ܕܗܔ×100%=37.1%;
在T ℃、106 Pa 时该反应的压强平衡常数Kp=
ሺ۱۶ሻሺ۶۽ሻ
ሺ۱۽ሻሺ۶ሻ=
ሺht⺁
tૡሻ
htૢൈሺtૡૡ⺁
tૡሻൈhPa-2。
③反应CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g)
ΔH<0,温度升高,则平衡左移,CO 的平衡转化率降低,根据图像可
知,T3>T2>T1。
20.(2020 年长沙四校一模)在工业上常用CO 与H2 合成甲醇,热化学方程式为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
ΔH=-90.8 kJ·mol-1。
(1) 在T1 时, 向体积为2 L 的恒容密闭容器中充入物质的量之和为3 mol 的CO 和H2, 发生反应
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数[φ(CH3OH)]与
ሺ۶ሻ
ሺ۱۽ሻ的关系如图1 所示。
①当起始
ሺ۶ሻ
ሺ۱۽ሻ=2 时, 经过5 min 反应达到平衡,CO 的转化率为0.6, 则0~5 min 内平均反应速率
v(H2)=
。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol,达到新平衡时H2 的转化率将
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(填“增大”“减小”或“不变”)。
②当
ሺ۶ሻ
ሺ۱۽ሻ=3.5 时,反应达到平衡后,CH3OH 的体积分数可能是图1 中的
(填“D”“E”或“F”)点。
(2)在一容积可变的密闭容器中充有10 mol CO 和20 mol H2,CO 的平衡转化率[α(CO)]与温度(T)、压强(p)的关系如
图2 所示。
①A、B、C 三点对应的平衡常数KA、KB、KC 的大小关系为
。
②若达到平衡状态A 时容器的体积为10 L,则在平衡状态B 时容器的体积为
L。
【答案】(1)①0.12 mol·L-1·min-1
增大
②F
(2)①KA=KB>KC
②2
【解析】(1)①
ሺ۶ሻ
ሺ۱۽ሻ=2,又n(CO)+n(H2)=3 mol,则n(H2)=2 mol,n(CO)=1 mol,0~5 min 内转化的n(CO)=0.6
mol,则有
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
起始/mol·L-1
0.5
1
0
转化/mol·L-1
0.3
0.6
0.3
平衡/mol·L-1
0.2
0.4
0.3
v(H2)=0.6 mol·L-1÷5 min=0.12 mol·L-1·min-1。K=
ht
htൈht>
htht
ሺhthtሻൈht,所以平衡正向移动,v 正>v 逆,H2 的转化
率将增大。②反应物按方程式中各物质的化学计量数之比投料时,产物的体积分数最大,否则都会使产物的体积分数减小,
故应选F 点。
(2)①平衡常数只与温度有关,CO 与H2反应生成CH3OH 的反应为放热反应,则升高温度,平衡常数减小,KC<KA,A 点
与B 点的温度相同,KA=KB,所以三者的关系是KA=KB>KC。②达到平衡状态A 时,容器的体积为10 L,状态A 与B 的平
衡常数相同,状态A 时CO 的转化率是0.5,则平衡时n(CO)=10 mol×(1-0.5)=5 mol,c(CO)=0.5 mol·L-1,c(H2)=1
mol·L-1,生成甲醇的浓度是0.5 mol·L-1,所以平衡常数KA=
ht
htൈ=1;设状态B 时容器的体积是V L,状态B 时CO 的转
化率是0.8,则平衡时c(CO)=
ࢂmol·L-1,c(H2)=
ࢂmol·L-1,生成甲醇的物质的量浓度是
ૡ
ࢂmol·L-1,KB=
ૡ
ࢂ
ࢂൈሺ
ࢂሻ=1,解得
V=2。
21.(2020 年河北高考模拟)合理利用和转化NO2、SO2、CO、NO 等污染性气体是环保领域的重要课题。
(1)用CH4 催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)
4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)
2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)
H2O(l)
ΔH=-44 kJ·mol-1
CH4(g)
与
NO2(g)
反
应
生
成
N2(g)
、
CO2(g)
和
H2O(l)
的
热
化
学
方
程
式
是
。
(2)已知2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的反应历程分两步:
①2NO(g)
N2O2(g)(快)
v1 正=k1 正·c2(NO),v1 逆=k1 逆·c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)
2NO2(g)(慢)
v2 正=k2 正·c (N2O2)·c(O2), v2 逆=k2 逆·c2(NO2)
一定温度下, 反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) 达到平衡状态, 该反应的平衡常数的表达式K=
(用k1 正、k1 逆、k2 正、k2 逆表示),反应①的活化能E1 与反应②的活化能E2 的大小关系为E1
(填“>”“<”
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或“=”)E2。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活
性炭和NO,恒温(T ℃)时,各物质的浓度随时间的变化如下表:
物质
浓度
(mol·L-1)
时间(min)
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.040
0.030
0.030
30
0.040
0.030
0.030
40
0.032
0.034
0.017
50
0.032
0.034
0.017
①该反应的平衡常数为
(保留两位有效数字)。
②在31 min 时,若只改变某一条件使平衡发生移动,40 min、50 min 时各物质的浓度如上表所示,则改变的条件
是
。
③在51 min 时,保持温度和容器体积不变再充入NO 和N2,使二者的浓度均增加至原来的两倍,则化学平衡
(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(4)反应N2O4(g)
2NO2(g)
ΔH>0,在一定条件下N2O4 与NO2 的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分
数)有如下关系:v(N2O4)=k1·p(N2O4),v(NO2)=k2·p2(NO2),其中k1、k2 是与温度有关的常数,相应的速率与N2O4 或
NO2 的分压关系如图所示。
在
T
℃
时
,
图
中
M
、
N
点
能
表
示
该
反
应
达
到
平
衡
状
态
,
理
由
是
。改变温度,v(NO2)会由M 点变为A、B 或C,v(N2O4)会由N 点变为D、E 或F,当
升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为
(填字母)。
【答案】(1)CH4 (g)+2NO2(g)
N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-955.0 kJ·mol-1
(2)
正正
逆逆
<
(3)①0.56
②减小CO2 浓度(其他合理答案也可)
③正向移动
(4)M 点v(NO2)是N 点v(N2O4)的2 倍,根据化学方程式N2O4(g)
2NO2(g)可以判断出该反应的正反应速率等
于逆反应速率(其他合理答案也可)
B、F
【解析】(1) 根据盖斯定律, 由(①+②+③×4)×
得到
CH4 (g)+2NO2(g)
N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-955.0 kJ·mol-1。
(2)由题意可知c2(NO)=࢜
正
正
,c(N2O2)=࢜
逆
逆
,c(N2O2)·c(O2)=࢜
正
正
,c2(NO2)=࢜
逆
逆
,平衡时,v1 正=v1 逆,v2 正=v2 逆,因
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而K=
ࢉሺۼ۽ሻ
ࢉሺۼ۽ሻࢉሺ۽ሻ=
正正
逆逆
。反应①的速率大于反应②,可知活化能E1<E2。
(3)①
平
衡
状
态
时
,c(NO)=0.04
mol·L-1,c(N2)=0.03
mol·L-1,c(CO2)=0.03
mol·L-1
。
K=
ࢉሺۼሻࢉሺ۱۽ሻ
ࢉሺۼ۽ሻ
=
hthൈhth
hth
≈0.56。
②因为恒温状态,平衡常数不变。根据数据分析,氮气浓度增大,二氧化碳和一氧化氮浓度减小,反应前后气体体积不变,
所以可能是减小二氧化碳浓度。
③在51 min 时保持温度和容器体积不变再充入NO 和N2, 使二者的浓度均增加至原来的两倍, 则此时
Qc=
ࢉሺۼሻࢉሺ۱۽ሻ
ࢉሺۼ۽ሻ
=
hthൈൈhth⺁
ሺhthൈሻ≈0.28<K=0.56,则化学平衡正向移动。
(4)当2v(N2O4)=v(NO2)时,证明v(正)=v(逆),反应达到平衡状态,图中只有M 点的NO2 的消耗速率是N 点N2O4
的消耗速率的2 倍,所以表示达到化学平衡状态的点是M、N;反应N2O4(g)
2NO2(g)的正反应为吸热反应,升温平衡
向正反应方向移动,NO2浓度增大,平衡分压增加,N2O4浓度减小,平衡分压减小,当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,
所以相应的点分别为B、F。
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(73)
1.下列说法正确的是(
)。
A.0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液,加水稀释,则
ࢉሺ۱۶۱۽۽Ǧሻ
ࢉሺ۱۶۱۽۽۶ሻ减小
B.0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液,升高温度,Ka(CH3COOH)不变,但醋酸的电离程度增大
C.0.1 mol·L-1 HA 溶液的pH 为4,则HA 为弱电解质
D.CH3COOH 的浓度越大,CH3COOH 的电离程度越大
【解析】A 项,加水稀释,n(CH3COO-)增大,n(CH3COOH)减小,故
ࢉሺ۱۶۱۽۽Ǧሻ
ࢉሺ۱۶۱۽۽۶ሻ增大;B 项,升温,Ka 增大;D 项,浓度越大,
电离程度越小。
2.常温下,在pH=5 的CH3COOH 溶液中存在电离平衡CH3COOH
CH3COO-+H+。下列说法正确的是(
)。
A.加入水时,平衡向右移动,CH3COOH 的电离常数增大
B.加入少量CH3COONa 固体,平衡向右移动
C.加入少量NaOH 固体,平衡向右移动,c(H+)减小
D.加入少量pH=5 的硫酸,溶液中c(H+)增大
【解析】加入水稀释溶液,醋酸的电离平衡向右移动,但CH3COOH 的电离常数不变,A 项错误;加入少量CH3COONa
固体,c(CH3COO-)增大,醋酸的电离平衡向左移动,B 项错误;加入的少量NaOH 固体与H+中和,c(H+)减小,醋酸的电离平
衡向右移动,C 项正确;加入少量pH=5 的硫酸,溶液中c(H+)不变,D 项错误。
3.下列说法正确的是(
)。
A.常温下,CH3COOH 分子不可能存在于pH=8 的溶液中
B.稀释0.1 mol·L-1CH3COOH 溶液,溶液中各离子的浓度均减小
C.室温下,将Na2CO3 和NaHCO3 的混合溶液加水稀释,
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻ减小
D.向0.1 mol·L-1 氨水中加入少量水,溶液中
ࢉሺۼ۶
ሻ
ࢉሺۼ۶۶۽ሻ增大
【解析】溶液中CH3COOH 存在电离平衡,不论加入多少碱,都不能使CH3COOH,完全转化为CH3COO-,即
CH3COOH 分子可以存在于碱性溶液中,A 项错误;稀释CH3COOH 溶液过程中,c(CH3COO-)、c(H+)减小,但c(OH-)增
大,B 项错误;
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻ=
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻࢉሺ۶ሻ=
ࢉሺ۶ሻ
ࡷ,K 只与温度有关,加水稀释过程中K 不变,而c(H+)增大,所以
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻ增大,C 项错误;
氨水中存在一水合氨的电离平衡,若向其中加入少量水,电离平衡正向移动,c(OH-)减小,电离常数不变,则溶液中
ࢉሺۼ۶
ሻ
ࢉሺۼ۶۶۽ሻ=
ࡷ܊
ࢉሺ۽۶Ǧሻ增大,D 项正确。
4.25 ℃时向浓度均为0.1 mol·L-1、体积均为100 mL 的两种一元酸HX、HY 溶液中分别加入NaOH 固体,溶液中
lg
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ随n(NaOH)的变化如图所示。下列说法错误
．．的是(
)。
A.HX 为强酸,HY 为弱酸
B.b 点时溶液呈中性
C.水的电离程度:d>c
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D.c 点时溶液的pH=4
【答案】C
【解析】25 ℃时,0.1 mol·L-1HX 溶液中lg
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ=12,则c(H+)=10-1 mol·L-1,HX 是强酸;0.1 mol·L-1HY 溶液中
lg
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ<12,可推出c(H+)<0.1 mol·L-1,HY 是弱酸,A 项正确。b 点时,lg
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ=0,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,B 项正确。
d 点、c 点时酸均被中和一半,HX 是强酸,对水的电离抑制程度更大,水电离的程度d<c,C 项不正确。c 点时,lg
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ=6,
则c(H+)=10-4 mol·L-1,pH=4,D 项正确。
5.T ℃时,将0.200 mol·L-1的某一元酸HA 与0.200 mol·L-1的NaOH 溶液等体积混合,充分反应后所得溶液中部分离
子浓度如下表。下列说法中正确的是(
)。
微粒
H+
Na+
A-
浓度/mol·L-1 2.50×10-10
0.100
9.92×10-2
A.所得溶液中:c(Na+)>c(A-)>c(HA)>c(OH-)
B.T ℃时,水的离子积Kw=1.0×10-13
C.T ℃时,一元酸HA 的电离常数K=3.10×10-7
D.T ℃时,0.100 mol·L-1NaA 溶液中A-的水解率为0.80%
【解析】T ℃时,将0.200 mol·L-1 的某一元酸HA 与0.200 mol·L-1 的NaOH 溶液等体积混合,则起始时
c(HA)=0.100 mol·L-1,c(NaOH)=0.100 mol·L-1,HA 与NaOH 发生反应NaOH+HA
NaA+H2O,反应恰好生成
0.1 mol·L-1 的NaA, 根据物料守恒,c(HA)+c(A-)=0.1 mol·L-1, 已知c(A-)=9.92×10-2 mol·L-1, 则c(HA)=0.1
mol·L-1-9.92×10-2 mol·L-1=8×10-4 mol·L-1,c(Na+)=0.1 mol·L-1,已知c(H+)=2.50×10-10 mol·L-1,根据电荷守
恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-), 则c(OH-)=0.1
mol·L-1+2.50×10-10
mol·L-1-9.92×10-2
mol·L-1>8×10-4
mol·L-1,所得溶液中粒子浓度大小关系为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA),A 项错误;T ℃时,溶液中c(H+)=2.50×10-10
mol·L-1,c(OH-)>8×10-4 mol·L-1,则水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-)>2.50×10-10×8×10-4=2×10-13,B 项错误;T ℃时,
一元酸HA 的电离常数K=
ࢉሺ۶ሻࢉሺۯǦሻ
ࢉሺ۶ۯሻ
=
thൈhǦhൈૢtૢൈhǦ
ૡൈhǦ
=3.1×10-8,C 项错误;T ℃时,0.100 mol·L-1 的NaA 溶液中,平
衡时c(HA)=8×10-4 mol·L-1,发生的水解反应为A-+H2O
HA+OH-,则水解率为
ૡൈhǦܕܗܔۺǦ
htܕܗܔۺǦ×100%=0.80%,D 项正
确。
6.(2020 年云南昆明4 月检测)已知:pKa=-lgKa。25 ℃时,几种弱酸的pKa 如表所示。下列说法正确的是(
)。
化学式
CH3COO
H
HCOOH
H2SO3
pKa
4.74
3.74
pKa1=1.9
0
pKa2=7.2
0
A.向Na2SO3 溶液中加入过量乙酸,反应生成SO2
B.25 ℃时,pH=8 的甲酸钠溶液中,c(HCOOH)=9.9×10-7 mol·L-1
C.25 ℃时,某乙酸溶液pH=a,则等浓度的甲酸溶液pH=a-1
D.相同温度下,等浓度的HCOONa 溶液的pH 比Na2SO3 溶液的大
【解析】根据表格数据分析可知,酸性H2SO3 >HCOOH>CH3COOH>HS۽
Ǧ 。因为乙酸的酸性大于HS۽
Ǧ 而小于
H2SO3,所以Na2SO3 和乙酸反应生成NaHSO3 和乙酸钠,故A 项错误;因为HCOO-水解使甲酸钠呈碱性,且存在质子守
恒,c(OH-)=c(H+)+c(HCOOH), 因为溶液的pH=8, 所以c(OH-)=10-6 mol·L-1,c(H+)=10-8 mol·L-1, 所以
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c(HCOOH)=9.9×10-7 mol·L-1, 故B 项正确; 等浓度的乙酸和甲酸溶液中存在电离平衡, 假设甲酸溶液的
pH=b,
hǦࢇൈhǦࢇ
ࢉ
=10-4.74,
hǦ࢈ൈhǦ࢈
ࢉ
=10-3.74,计算得b=a-0.5,故C 项错误;因为甲酸的酸性比HS۽
Ǧ 的酸性强,所以同温度下,
等浓度的溶液中HCOO-的水解程度小于S۽
′的水解程度,即等浓度的甲酸钠的pH 小于亚硫酸钠,故D 项错误。
7.(2020 年江西南昌二模)常温时,1 mol·L-1 的HA 和1 mol·L-1 的HB 两种酸溶液,起始时的体积均为V0,分别向两溶
液中加水进行稀释,所得变化关系如图所示(V 表示溶液稀释后的体积)。下列说法错误
．．的是(
)。
A.Ka(HA)约为10-4
B.当两溶液均稀释至lg
ࢂ
ࢂh+1=4 时,溶液中c(A-)>c(B-)
C.中和等体积、pH 相同的两种酸所用n(NaOH):HA>HB
D.等体积、等物质的量浓度的NaA 和NaB 溶液中离子总数:前者小于后者
【解析】1 mol·L-1 的HA 溶液的pH 为2,c(A-)=c(H+)≈0.01 mol·L-1,c(HA)≈1 mol·L-1,则HA 的电离常数约为
10-4,A 项正确;由电荷守恒有c(H+)=c(A-)+c(OH-),c(H+)=c(B-)+c(OH-),当两溶液均稀释至lg
ࢂ
ࢂh+1=4 时,HB 溶液的
pH=3,HA 溶液的pH>3,则有c(A-)<c(B-),B 项错误;HA 为弱酸,HB 为强酸,等体积、pH 相同的两种酸所含一元酸的
物质的量n(HA)>n(HB),故分别用NaOH 的溶液中和时,消耗NaOH 的物质的量:HA>HB,C 项正确;等体积、等物质的
量浓度的NaA 和NaB 溶液,Na+数目相同,HA 为弱酸,盐溶液中A-发生水解,NaA 溶液呈碱性,NaA 溶液中的电荷守恒
为c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),HB 为强酸,盐溶液中B-不发生水解,NaB 溶液呈中性,NaB 溶液中的电荷守恒为
c(Na+)+c(H+)=c(B-)+c(OH-),NaA 溶液中c(H+)<NaB 溶液中c(H+),所以等体积、等物质的量浓度的NaA 和NaB
溶液中离子总数:前者小于后者,D 项正确。
8.25 ℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平
衡常数
1.7×10-5
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
3.0×10-8
请回答下列问题:
(1)等物质的量浓度的CH3COOH、H2CO3、HClO 溶液中,c(H+)的大小顺序为
。
(2)等物质的量浓度的CH3COO-、HC۽
Ǧ 、C۽
′、ClO-中,结合H+的能力最强的是
。
(3)物质的量浓度均为0.1 mol·L-1 的下列四种物质:
a.Na2CO3;b.NaClO;c.CH3COONa;d.NaHCO3。pH 由大到小的顺序是
(填字母)。
(4)常温下,0.1 mol·L-1 的CH3COOH 溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是
(填字母,下同)。
A.c(H+)
B.
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۱۶۱۽۽۶ሻ
C.c(H+)·c(OH-) D.
ࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺ۶ሻ
E.
ࢉሺ۱۶۱۽۽Ǧሻࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۱۶۱۽۽۶ሻ
若该溶液温度升高,上述5 个表达式的数据增大的是
。
【答案】(1)CH3COOH>H2CO3>HClO
(2)C۽
′
(3)a>b>d>c
(4)A
ABCE
【解析】(1)电离平衡常数越大,酸性越强,等浓度的酸溶液中c(H+)越大。
(2)电离平衡常数越小,其对应酸根离子结合H+的能力越强,所以结合H+的能力最强的是C۽
′。
(3)电离平衡常数越小,酸性越弱,其对应的酸根离子水解程度越大,对应的盐溶液的碱性越强。
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(4)醋酸是弱电解质,稀释后电离程度增大,但c(CH3COOH) 、c(CH3COO-)、c(H+)都减小,c(OH-)增大,且
c(CH3COOH)减小得最多。升高温度时,促进电离,Kw、Ka 均增大,c(H+)增大,
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۱۶۱۽۽۶ሻ增大,
ࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺ۶ሻ减小。
9.(2020 年四川宜宾四中高考适应性考试)
25 ℃时,用NaOH 调节0.10 mol·L-1 H2C2O4溶液的pH,假设不同pH 下均有c(H2C2O4)+c(HC2۽
Ǧ )+c(C2۽
′)=0.10
mol·L-1。使用数字传感器测得溶液中各含碳微粒的物质的量浓度随pH 的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(
)。
A.曲线b 代表H2C2O4 浓度随pH 的变化
B.HC2۽
Ǧ
H++C2۽
′
K=1×10-4.2
C.pH 从4 到6 时主要发生反应的离子方程式为2OH-+H2C2O4
2H2O+C2۽
′
D.当溶液pH=7 时:c(Na+)>c(C2۽
′)> c(H2C2O4)>c(HC2۽
Ǧ )
【解析】NaOH 调节0.10 mol·L-1 H2C2O4 溶液pH 时,c(H2C2O4)减小,c(HC2۽
Ǧ )先增大后减小,c(C2۽
′)一直增
大,所以曲线a 代表c(H2C2O4),曲线b 代表c(HC2۽
Ǧ ),曲线c 代表c(C2۽
′),A 项错误;HC2۽
Ǧ
H++C2۽
′ 的电离平
衡常数K=
ࢉሺ۶ሻࢉሺ۱۽
′ሻ
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ
,在b、c 两条线的交点,c(HC2۽
Ǧ )=c(C2۽
′),所以K=
ࢉሺ۶ሻࢉሺ۱۽
′ሻ
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ
=c(H+)=10-4.2,B 项正确;从图
像可知pH 从4 到6, 主要发生的反应是HC2 ۽
Ǧ 转化为C2 ۽
′ , 所以发生反应的离子方程式为
OH-+HC2
۽
Ǧ
H2O+C2
۽
′
,C
项
错
误
;pH=7
时
c(OH-)=c(H+),
根
据
电
荷守
恒
c(OH-)+2c(C2۽
′)+c(HC2۽
Ǧ )=c(Na+)+c(H+)可知,2c(C2۽
′)+c(HC2۽
Ǧ )=c(Na+),则c(Na+)>c(C2۽
′),根据图像
可知c(C2۽
′)>c(HC2۽
Ǧ )>c(H2C2O4),所以溶液pH=7 时,c(Na+)>c(C2۽
′)>c(HC2۽
Ǧ )>c(H2C2O4),D 项错误。
10.(2020 年江苏泰州高三期末考试)图1 为CO2 与CH4 转化为CH3COOH 的反应历程(中间体的能量关系如虚框中曲
线所示),图2 为室温下某溶液中CH3COOH 和CH3COO-两种微粒浓度随pH 变化的曲线。下列说法错误
．．的是(
)。
图1
图2
A.CH4 分子在催化剂表面会断开
键,断键会吸收能量
B.中间体①的能量大于中间体②的能量
C.室温下,CH3COOH 的电离常数Ka=10-4.76
D.升高温度,图2 中两条曲线交点会向pH 增大的方向移动
【解析】由虚框内中间体的能量关系图可知,CH4 分子在催化剂表面断开
键,断裂化学键需要吸收能量,A 项正
确;从虚框内中间体的能量关系图看,中间体①生成过程中断裂
键,断裂化学键需要吸收能量,中间体②生成过程中
形成
键和
键,形成化学键需要释放能量,所以中间体①的能量大于中间体②的能量,B 项正确;由图2 可知,当
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溶液
pH=4.76,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)=0.05
mol·L-1,CH3COOH
CH3COO-+H+ 的电离常数
Ka=
ࢉሺ۱۶۱۽۽Ǧሻࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۱۶۱۽۽۶ሻ
=c(H+)=10-4.76,C 项正确;根据CH3COOH
CH3COO-+H+的电离常数Ka=
ࢉሺ۱۶۱۽۽Ǧሻࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۱۶۱۽۽۶ሻ
可知,图2
两条曲线的交点的c(H+)在数值上等于醋酸的电离常数Ka,而升高温度,电离常数增大,即交点的c(H+)增大,pH 将减小,
所以交点会向pH 减小的方向移动,D 项错误。
11.磷能形成次磷酸(H3PO2)、亚磷酸(H3PO3)等多种含氧酸。
(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,已知10 mL 1 mol·L-1 H3PO2 与20 mL 1 mol·L-1NaOH 溶液充分反应后生
成组分为NaH2PO2 的盐。回答下列问题:
①NaH2PO2 属于
(填“正盐”“酸式盐”或“无法确定”)。
②25 ℃时,K(H3PO2)=1×10-2,则0.02 mol·L-1 的H3PO2 溶液的pH=
。
③设计两种实验方案,证明次磷酸是弱酸:
;
。
(2)亚磷酸是二元中强酸,25 ℃时亚磷酸(H3PO3)的电离常数为K1=1×10-2、K2=2.6×10-7。
①试从电离平衡移动的角度解释K1 为什么比K2 大:
。
②写出亚磷酸与NaOH 反应时可能生成的盐的化学式:
。
③亚磷酸的结构式为
(式中P→O 表示成键电子对全部由磷原子提供),由此类推次磷酸分子中含有
个“O—H”键。
【答案】(1)①正盐
②2
③常温下测NaH2PO2 溶液的pH,若pH>7,则证明次磷酸为弱酸
向等物质的量浓度
的盐酸、次磷酸溶液中各滴入2 滴紫色石蕊试液,若次磷酸溶液中红色浅一些,则证明次磷酸为弱酸
(2)①第一步电离出的H+抑制了第二步的电离
②NaH2PO3、Na2HPO3
③1
【解析】(1)①次磷酸与过量的NaOH 溶液反应时只能得到NaH2PO2,说明次磷酸分子中只有一个氢原子可以与
OH-反应,由此可知它是一元酸,NaH2PO2 是正盐。
②设达到电离平衡时,c(H+)=x mol·L-1,由H3PO2
H++H2P۽
Ǧ 得,࢞
hth′࢞=1×10-2,解得x=0.01,故pH=2。
③可通过测NaH2PO2 溶液的pH 来证明次磷酸是弱酸;也可根据等物质的量浓度的盐酸、次磷酸溶液与等量紫色石
蕊试液混合后溶液颜色的深浅来证明。
(2)①多元弱酸分步电离,第一步电离出的H+抑制了第二步的电离,所以K1>K2。
②亚磷酸为二元酸,与NaOH 反应时可能生成NaH2PO3、Na2HPO3。
③由亚磷酸的结构式及它是二元酸可知,只有“O—H”上的氢原子可以电离出H+,由此可知次磷酸分子中只有1 个
“O—H”键。
12.常温下,有0.1 mol·L-1 的以下几种溶液:①H2SO4 溶液;②NaHSO4 溶液;③CH3COOH 溶液;④HCl 溶液;⑤HCN 溶
液;⑥NH3·H2O。其中几种溶液的电离度(
已电离的物质的量
原来的总物质的量×100%)如下表所示(已知H2SO4 的第一步电离是完全的),回答
下列问题:
①H2SO4 溶
液中HS۽
Ǧ
②NaHSO4
溶
液中HS۽
Ǧ
③CH3COO
H
④HCl 溶液
10%
29%
1.33%
100%
(1)HS ۽
Ǧ
在
H2SO4
溶液中的电离度小于其在
NaHSO4
溶液中的电离度, 其原因
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是
。
(2)常温下,表格中pH 相同的几种溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序是
(填序号,下
同)。
(3)常温下,将足量的锌粉投入等体积、pH=1 的表格中的几种溶液中,产生H2 的体积(同温同压下)由大到小的顺序
是
。
(4)在25 ℃时,若用已知浓度的NaOH 溶液滴定未知浓度的CH3COOH 溶液,应选用
作指示剂,若达到滴定终点
时溶液pH=a,则由水电离出的c(H+)为
。
(5)在25 ℃时,将b mol·L-1 的KCN 溶液与0.01 mol·L-1 的盐酸等体积混合,反应达到平衡时,测得溶液pH=7,则KCN
溶液的物质的量浓度
(填“>”“<”或“=”)0.01 mol·L-1;用含b 的代数式表示HCN 的电离常数
Ka=
。
【答案】(1)H2SO4 的第一步电离是完全的,第一步电离出的H+抑制了HS۽
Ǧ 的电离
(2)③>②>④>①
(3)③>②>①>④
(4)酚酞
10-(14-a) mol·L-1
(5)>
(100b-1)×10-7
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(75)
1.下列操作会使H2O 的电离平衡向正反应方向移动,且所得溶液呈酸性的是(
)。
A.向水中加入少量CH3COONa
B.向水中加入少量NaHSO4
C.加热水至100 ℃,pH=6
D.向水中加少量的明矾
【解析】A 项,CH3COO-水解,溶液呈碱性;B 项,NaHSO4 电离出H+,抑制水的电离;C 项,100 ℃的水pH=6,但
c(H+)=c(OH-),溶液呈中性;D 项,Al3+水解,促进水的电离,溶液呈酸性。
2.下列关于水的叙述不正确
．．．的是(
)。
A.水的电离是吸热过程
B.相同条件下海水的Kw 比纯水的Kw 大
C.温度相同,由1H2O 和2H2O 构成的水的pH 相同
D.纯水的Kw 改变,但仍然呈中性
3.下列关于滴定实验的说法正确的是(
)。
A.在酸碱中和滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色的变化
B.用NaOH 标准溶液滴定未知浓度的盐酸,到达终点时发现滴定管尖嘴部分有悬滴,会使测定结果偏小
C.用KMnO4 标准溶液滴定草酸时,KMnO4 标准溶液应盛装在碱式滴定管中
D.所有的滴定实验都需加入指示剂
4.
某温度下水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示,已知pOH=-lg c(OH-)。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.b 点温度高于25 ℃
B.在水中通入氨气,由水电离出的c(H+)减小
C.仅升高温度,可从b 点变到a 点
D.b 点所处温度下0.1 mol·L-1 的KOH 溶液的pH=13
【解析】b 点Kw=10-13,该温度下0.1 mol·L-1KOH 溶液的pH=12,D 项错误。
5.下列说法正确的是(
)。
A.向10 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中水的电离程度始终增大
B.0.01 mol·L-1 醋酸溶液中水的电离程度小于0.01 mol·L-1 盐酸中水的电离程度
C.常温下将0.01 mol·L-1盐酸与pH=12 的氨水等体积混合,所得溶液中由水电离出的c(OH-)<1×10-7 mol·L-1
D.常温下将0.01 mol·L-1 醋酸溶液与等浓度的氨水等体积混合,所得溶液中由水电离出的c(OH-)>1×10-7 mol·L-1
【解析】在滴加过程中,溶液的pH 逐渐增大,水的电离程度在溶液呈中性之前逐渐增大,在溶液呈中性之后逐渐减小,A
项错误;等浓度的醋酸和盐酸,醋酸的pH 更大,水的电离程度更大,B 项错误;混合后,氨水过量,溶液显碱性,由水电离出的
c(OH-)<1×10-7 mol·L-1,C 项正确;醋酸与氨水等浓度、等体积混合后,得到的CH3COONH4 溶液显中性,由水电离出的
c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,D 项错误。
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6.已知:100 ℃时,水的离子积Kw=1×10-12。下列说法正确的是(
)。
A.0.05 mol·L-1H2SO4 溶液的pH=1
B.100 ℃时,0.001 mol·L-1NaOH 溶液的pH=11
C.100 ℃时,0.005 mol·L-1H2SO4 溶液与0.01 mol·L-1NaOH 溶液等体积混合,混合溶液的pH 为5,溶液显酸性
D.100 ℃时,完全中和50 mL pH=3 的H2SO4 溶液,需要50 mL pH=11 的NaOH 溶液
【解析】0.05 mol·L-1H2SO4 溶液中c(H+)=0.05 mol·L-1×2=0.1 mol·L-1,则该溶液的pH=1,A 项正确;0.001
mol·L-1 NaOH 溶液中c(OH-)=0.001 mol·L-1,由于100 ℃时水的离子积Kw=1×10-12,则溶液中c(H+)=1×10-9
mol·L-1,故溶液的pH=9,B 项错误;0.005 mol·L-1 H2SO4 溶液与0.01 mol·L-1 NaOH 溶液等体积混合,二者恰好完全
反应生成Na2SO4,溶液呈中性,此时溶液的pH=6,C 项错误;pH=3 的H2SO4 溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,pH=11 的
NaOH 溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,根据中和反应H++OH-
H2O 可知,完全中和50 mL pH=3 的H2SO4溶液,需要
0.5 mL pH=11 的NaOH 溶液,D 项错误。
7.下列说法正确的是(
)。
A.某温度下纯水的pH=6,该温度下10 L pH=11 的NaOH 溶液中OH-的数目为0.01NA
B.常温下,由水电离产生的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中大量存在Na+、N۶
、Cl-、HC۽
Ǧ
C.常温下,
ࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺ۶ሻ=1012 的溶液中大量存在Cu2+、N۶
、S۽
′、N۽
Ǧ
D. 25 ℃时Ka(HClO)=3.0×10-8,Ka(HCN)=4.9×10-10, 若该温度下NaClO 溶液与NaCN 溶液的pH 相同, 则
c(NaClO)>c(NaCN)
【解析】纯水的pH=6,说明在该温度下的纯水中c(H+)=c(OH-)=10-6 mol·L-1,水的离子积常数Kw=10-12,则10 L
pH=11 的NaOH 溶液中c(OH-)=
ࡷܟ
ࢉሺ۶ሻ=
hǦ
hǦ=0.1 mol·L-1,所以该溶液中OH-的数目为0.1 mol·L-1×10 L×NA
mol-1=NA,A 项错误;由水电离产生的c(H+)=1×10-13 mol·L-1 的溶液可能呈酸性或碱性,HC۽
Ǧ 会与H+、OH-反应,在
溶液中不能大量共存,B 项错误;
ࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺ۶ሻ=1012的溶液呈强碱性,Cu2+、N۶
不能大量存在,C 项错误;HClO 的酸性强于HCN,
根据越弱越水解原理,该温度下NaClO 溶液与NaCN 溶液的pH 相同,则c(NaClO)>c(NaCN),D 项正确。
8.(2020 年安徽黄山高三4 月质检)在某温度时,将n mol·L-1 氨水滴入10 mL 1.0 mol·L-1 盐酸中,溶液pH 和温度随
加入氨水体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是(
)。
A.a 点:Kw=1.0×10-14
B.b 点:c(H+)<c(OH-)
C.25 ℃时,溶液呈中性
D.d 点水的电离程度最大
【解析】水的离子积与温度有关,温度越低,水的离子积常数越小,a 点时溶液温度小于25 ℃,则水的离子积
Kw<1.0×10-14,故A 项错误;b 点时溶液的pH<7,则c(H+)>c(OH-),故B 项错误;根据图像可知,25 ℃时溶液的
pH=7,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,故C 项正确;b 点溶液温度最高,说明此时两溶液恰好反应生成氯化铵,N۶
水解促进
水的电离,而a、d 两点都抑制了水的电离,则b 点水的电离程度最大,故D 项错误。
9.食醋的主要成分是醋酸,我们可以利用传感技术研究纯醋酸加水后体系中微粒的数量变化。
(1)取一定量的纯醋酸,逐渐加入水,用电导率传感器观察加水过程中的电导率变化,得到曲线如图所示。该过程中A、B、
C、D 四点pH 由大到小的顺序为
,75 s 前,随着水的加入,
ࢉሺ۱۶۱۽۽Ǧሻ
ࢉሺ۱۶۱۽۽۶ሻ
(填“变大”“变小”或“不变”)。
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(2)在25 ℃时,用pH 传感器测量B 点溶液的pH,测得pH 约为3.00。然后,逐渐升高温度至30 ℃时,测得pH 降至2.90。
pH 变化的原因是
。
(3)某小组用已标定的0.1000 mol·L-1 NaOH 溶液进行中和滴定实验,测定食醋中的总酸量。
【实验步骤】
①稀释食醋样品,用
(填写仪器名称)量取25.00 mL 食醋样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水配成250 mL 溶液,摇匀
备用。
②量取25.00 mL 已稀释的食醋样品于锥形瓶中,滴加2~3 滴酚酞试液。
③用NaOH 标准溶液滴定。记录滴定前滴定管内液面读数(如图2 所示)。左手控制滴定管,右手旋摇锥形瓶,眼睛注视锥
形瓶内溶液颜色变化。当
,说明到达滴定终点。滴定终点滴定管内液
面读数为
mL。
重复三次,若滴定时消耗NaOH 标准溶液的平均体积为16.50 mL,则该食醋中醋酸的含量为
g/100 mL。
【答案】(1)A>D>B>C
变大
(2)升高温度,CH3COOH
H++CH3COO-平衡正向移动,导致c(H+)增大,pH 减小
(3)①酸式滴定管(或移液管)
③滴入最后一滴NaOH 溶液时,溶液由无色变为浅红色,且30 s 内不褪色
16.90
3.96
10.化学上常用AG 表示溶液中的lg
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ。25 ℃时,用0.100 mol·L-1 的NaOH 溶液滴定20.00 mL 0.100
mol·L-1HNO2 溶液,AG 与所加NaOH 溶液的体积(V)的关系如图所示。下列说法正确的是(
)。
A.D 点溶液的pH=11.25
B.B 点溶液中存在c(H+)-c(OH-)=c(N۽
Ǧ )-c(HNO2)
C.C 点时,加入NaOH 溶液的体积为20 mL
D.25 ℃时,HNO2 的电离常数Ka=1.0×10-5.5
【解析】D 点时lg
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ=-8.5,则
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ=1.0×10-8.5,因为Kw=1.0×10-14,所以c(H+)=1.0×10-11.25,pH=11.25,A
项正确;B 点溶液为等浓度的HNO2 和NaNO2 的混合溶液,电荷守恒式为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(N۽
Ǧ ),物料守恒式
为2c(Na+)=c(N ۽
Ǧ )+c(HNO2), 则2c(H+)-2c(OH-)=c(N ۽
Ǧ )-c(HNO2),B 项错误;C 点溶液的lg
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ=0, 则
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ=1,HNO2 的电离程度与NaNO2 的水解程度相同,加入NaOH 溶液的体积小于20 mL,C 项错误;A 点溶液lg
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ
=8.5,
则
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ
=1.0×108.5,Kw=1.0×10-14,c(H+)=1.0×10-2.75,
则
HNO2
的
电
离
常
数
Ka=
ࢉሺ۶ሻࢉሺۼ۽
Ǧ ሻ
ࢉሺ۶ۼ۽ሻ≈
hǦt⺁ൈhǦt⺁
ht
=1.0×10-4.5,D 项错误。
11.常温下,向20.00 mL 0.1 mol·L-1 HA 溶液中滴入0.1 mol·L-1 NaOH 溶液,溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对
数[-lg c 水(H+)]与所加NaOH 溶液体积的关系如图所示。下列说法中不正确
．．．的是(
)。
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A.常温下,Ka(HA)约为10-5
B.M、P 两点溶液对应的pH=7
C.b=20.00
D.M 点后溶液中均存在c(Na+)>c(A-)
【解析】0.1 mol·L-1 HA 溶液中,-lg c 水(H+)=11,c 水(H+)=c 水(OH-)=10-11 mol·L-1,根据常温下水的离子积求出
溶液中c(H+)=
ࡷܟ
ࢉ水ሺ۽۶Ǧሻ=10-3 mol·L-1,HA
H++A-,c(H+)=c(A-)=10-3 mol·L-1,Ka(HA)=
ࢉሺ۶ሻࢉሺۯǦሻ
ࢉሺ۶ۯሻ
=
hǦ
ht=10-5,A 项正
确;N 点水电离出的H+浓度最大,说明HA 与NaOH 恰好完全反应生成NaA,P 点溶质为NaOH 和NaA,溶液显碱性,
即P 点pH>7,B 项错误;0~b 段水的电离程度逐渐增大,当达到b 点时水的电离程度达到最大,即溶质为NaA,说明HA
和NaOH 恰好完全反应,b=20.00,C 项正确;M 点溶液pH=7, 根据溶液呈电中性, 存在c(Na+)=c(A-),M 点
后,c(Na+)>c(A-),D 项正确。
12.(2020 年山东淄博三模)人体血液中存在H2CO3/HC۽
Ǧ 、HP۽
′/H2P۽
Ǧ 等缓冲对。常温下,水溶液中各缓冲对的微
粒浓度之比的对数值lgx[x 表示
ࢉሺ۶۱۽ሻ
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ或
ࢉሺ۶۾۽
′ሻ
ࢉሺ۶۾۽
Ǧ ሻ] 与pH 的关系如图所示。已知: 碳酸的pKa1=6.4, 磷酸的
pKa2=7.2(pKa=-lgKa)。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.曲线Ⅱ表示lg
ࢉሺ۶۾۽
′ሻ
ࢉሺ۶۾۽
Ǧ ሻ与pH 的变化关系
B.a~b 的过程中,水的电离程度逐渐增大
C.当c(H2CO3)=c(HC۽
Ǧ )时,c(HP۽
′)=c(H2P۽
Ǧ )
D.当pH 增大时,
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻࢉሺ۶۾۽
Ǧ ሻ
ࢉሺ۶۾۽
′ሻ
逐渐减小
【解析】由电离平衡H2CO3
HC۽
Ǧ +H+、H2P۽
Ǧ
HP۽
′+H+可知,随着pH 的增大,溶液中c(OH-)增大,使电
离平衡正向移动,
ࢉሺ۶۱۽ሻ
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ减小,
ࢉሺ۶۾۽
′ሻ
ࢉሺ۶۾۽
Ǧ ሻ增大,所以曲线Ⅰ表示lg
ࢉሺ۶۱۽ሻ
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ与pH 的变化关系,曲线Ⅱ表示lg
ࢉሺ۶۾۽
′ሻ
ࢉሺ۶۾۽
Ǧ ሻ与pH 的变
化关系,A 项正确;曲线Ⅰ表示lg
ࢉሺ۶۱۽ሻ
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ与pH 的变化关系,a~b 的过程中,c(HC۽
Ǧ )逐渐增大,对水的电离促进作用增大,
所
以
水
的
电
离
程
度
逐
渐
增
大
,B
项
正
确
;
根
据
H2CO3
HC ۽
Ǧ +H+,Ka1=
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۶۱۽ሻ
,H2P۽
Ǧ
HP ۽
′ +H+,Ka2=
ࢉሺ۶۾۽
′ሻࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۶۾۽
Ǧ ሻ
, 由题给信息可知,Ka1≠Ka2, 则当
c(H2CO3)=c(HC ۽
Ǧ
) 时,c(HP ۽
′ )≠c(H2P ۽
Ǧ ),C 项错误; 根据Ka1=
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۶۱۽ሻ
,Ka2=
ࢉሺ۶۾۽
′ሻࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۶۾۽
Ǧ ሻ
, 可得
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻࢉሺ۶۾۽
Ǧ ሻ
ࢉሺ۶۾۽
′ሻ
=
ࡷ܉
ࡷ܉·c(H2CO3),当pH 增大时,c(H2CO3)逐渐减小,所以
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻࢉሺ۶۾۽
Ǧ ሻ
ࢉሺ۶۾۽
′ሻ
逐渐减小,D 项正确。
13.草酸合铜酸钾是一种重要的化工原料,其晶体组成可表示为KxCuy(C2O4)z·wH2O。
一种测定草酸合铜酸钾晶体组成的方法如下:
步骤Ⅰ:准确称取1.7700 g 样品,充分加热,剩余固体为K2CO3 与CuO 的混合物,质量为1.0900 g。
步骤Ⅱ:准确称取1.7700 g 样品,用NH4Cl 溶液溶解,加水稀释,定容至100 mL。
步骤Ⅲ:准确量取步骤Ⅱ所得溶液25.00 mL 于锥形瓶中,滴入指示剂,用浓度为0.05000 mol·L-1 的EDTA 标准溶液滴
定至终点。(已知Cu2+与EDTA 反应的化学计量数之比为1∶1)。
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重复上述滴定操作两次,有关数据记录如下表:
第一次滴定第二次滴定第三次滴定
消耗EDTA 标
准溶液的体积
/mL
25.92
24.99
25.01
(1)第一次滴定消耗的EDTA 标准溶液的体积明显偏大,可能的原因有
(填字母)。
A.锥形瓶水洗后未干燥
B.滴定时锥形瓶中有液体溅出
C.装EDTA 标准溶液的滴定管水洗后未润洗
D.开始滴定时,滴定管尖嘴部分未充满液体
(2)该样品的化学式为
。
【答案】(1)CD
(2)K2Cu(C2O4)2·2H2O
【解析】(1)A 项,锥形瓶水洗后未干燥,不影响测定结果;B 项,滴定时锥形瓶中有液体溅出,则待测液部分损失,滴定时
标准液的体积偏小,测定结果偏小;C 项,装EDTA 标准溶液的滴定管水洗后未润洗,标准液被稀释,滴定时标准液的体积偏
大,测定结果偏大;D 项,开始滴定时,滴定管尖嘴部分未充满液体,则滴定时体积读数偏大,测定结果偏大。
(2) 每25.00 mL 溶液消耗的EDTA 标准溶液的平均体积为25.00 mL 。n(Cu2+)=n(EDTA)=0.050000
mol·L-1×0.02500 L=0.001250 mol,1.7700 g 样品中n(Cu2+)=0.001250 mol×
hh ܕۺ
ܕۺ =0.005000 mol,1.0900 g
混合物中m(CuO)=0.005 mol×80 g·mol-1=0.4000 g,n(K2CO3)=
thૢhh ′hthhh
ૡܕܗܔǦ
=0.005000 mol,1.7700 g 样品中
n(K+)=2×n(K2CO3)=0.01000
mol, 根据电荷守恒有
n(C2 ۽
′ )=
hthhhܕܗܔൈhthhhܕܗܔൈ
=0.01000
mol,n(H2O)=(1.7700 g-39g·mol-1×0.0100 mol-64 g·mol-1×0.0050 mol-88 g·mol-1×0.0100 mol)÷18
g·mol-1=0.01000
mol,n(K+)∶n(Cu2+)∶n(C2
۽
′
)∶n(H2O)=0.01000
mol∶0.00500
mol∶0.01000
mol∶0.01000 mol=2∶1∶2∶2,故晶体的化学式为K2Cu(C2O4)2·2H2O。
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(77)
1.下列事实与盐类水解反应无关
．．的是(
)。
A.FeCl3 可作净水剂
B.MgCl2 溶液在HCl 氛围中加热制备无水MgCl2
C.向TiCl4 中加入大量水,加热,制备TiO2
D.用FeS 固体除去废水中的Hg2+
2.下列有关电解质溶液的说法正确的是(
)。
A.将Ca(ClO)2、Na2SO3、FeCl3 溶液蒸干均得不到原溶质
B.保存氯化亚铁溶液时,在溶液中放少量铁粉,以防止Fe2+水解
C.室温下,向0.1 mol·L-1 的CH3COOH 溶液中加入少量水溶液显碱性的物质,CH3COOH 的电离程度一定增大
D.NaCl 溶液和CH3COONH4 溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同
【解析】Ca(ClO)2 在水中发生水解反应Ca(ClO)2+2H2O
Ca(OH)2+2HClO,HClO 不稳定, 受热会分
解:2HClO
2HCl+O2↑,生成的HCl 会和Ca(OH)2 反应生成CaCl2 和H2O,故加热蒸干Ca(ClO)2 溶液得到的固体是
CaCl2;加热Na2SO3 溶液的过程中,发生反应2Na2SO3+O2
2Na2SO4,蒸干会得到Na2SO4 固体;加热FeCl3 溶
液,FeCl3 发生水解反应FeCl3+3H2O
Fe(OH)3+3HCl,HCl 易挥发,故加热蒸干会得到Fe(OH)3 固体,A 项正确。保存
氯化亚铁溶液时,在溶液中放少量铁粉,可防止Fe2+被氧化为Fe3+,B 项错误。水溶液显碱性的物质不一定是碱,如强碱弱
酸盐CH3COONa,其水溶液显碱性,CH3COOH 溶液中加入少量CH3COONa,CH3COO-浓度增大,会抑制CH3COOH 的
电离,CH3COOH 的电离程度减小,C 项错误。CH3COONH4 溶液中CH3COO-、N۶
的水解均会促进水的电离,溶液中
水的电离程度增大,但溶液中的H+浓度与OH-浓度相等,故溶液呈中性,D 项错误。
3.25 ℃时,浓度均为0.1 mol·L-1的5 种溶液的pH 如下表,下列有关比较正确的是(
)。
序号
①
②
③
④
⑤
溶液NaCl
CH3COON
H4
NaClO NaHCO3
Na2CO3
pH
7.0
7.0
10.3
8.3
11.6
A.酸性的相对强弱:HClO<HC۽
Ǧ
B.由水电离产生的c(H+):①=②
C.溶液③④中酸根离子浓度:c(ClO-)>c(HC۽
Ǧ )
D.④⑤等体积混合后的溶液中:c(HC۽
Ǧ )+c(C۽
′)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1
【解析】根据表中数据得到NaClO 中ClO-的水解程度小于Na2CO3 中C۽
′的水解程度,所以酸性HClO>HC۽
Ǧ ,A
项错误;CH3COONH4 是弱酸弱碱盐,能促进水的电离,NaCl 是强酸强碱盐,对水的电离无影响,所以由水电离产生的
c(H+):①<②,B 项错误;根据表中数据得到NaClO 中ClO-的水解程度大于NaHCO3 中HC۽
Ǧ 的水解程度,溶液③④中离
子浓度c(ClO-)<c(HC ۽
Ǧ ),C 项错误; 等体积、等浓度碳酸钠和碳酸氢钠混合后的溶液中, 存在物料守恒
c(HC۽
Ǧ )+c(C۽
′)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1,D 项正确。
4.常温下,滴有两滴酚酞试液的Na2CO3 溶液中存在平衡C۽
′+H2O
HC۽
Ǧ +OH-,溶液呈红色。下列说法不正确
．．．的是
(
)。
A.稀释溶液,
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻࢉሺ۶ሻ增大
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B.通入CO2,或者加入少量氯化铵溶液,溶液pH 均减小
C.升高温度,红色变深,水解平衡常数增大
D.加入NaOH 固体,
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻ减小
【解析】稀释溶液,水解平衡常数Kh=
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻ
不变,而溶液的碱性变弱,即c(H+)增大,故
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻࢉሺ۶ሻ变小,A 项错
误;通入CO2,或者加入少量氯化铵溶液,均能消耗掉OH-,导致c(OH-)减小,c(H+) 增大,故溶液pH 减小,B 项正确;盐类水
解吸热,故升高温度,水解平衡右移,水解平衡常数增大,且溶液中c(OH-)增大,故红色变深,C 项正确;加入氢氧化钠固体,增
大了c(OH-),而水解平衡常数Kh=
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻ
不变,故
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻ减小,D 项正确。
5.H2C2O4 为二元弱酸,25 ℃时,Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5。下列说法正确的是(
)。
A.0.1 mol·L-1 NaHC2O4 溶液中:c(H2C2O4)>c(C2۽
′)
B.反应HC2۽
Ǧ +OH-
C2۽
′+H2O 的平衡常数K=5.4×1012
C.0.1 mol·L-1 Na2C2O4 溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HC2۽
Ǧ )+2c(H2C2O4)
D.pH=7 的NaHC2O4 与Na2C2O4的混合溶液中:c(Na+)=c(HC2۽
Ǧ )+c(C2۽
′)
【解析】0.1 mol·L-1 NaHC2O4 溶液中,HC2۽
Ǧ 存在水解平衡HC2۽
Ǧ +H2O
H2C2O4+OH-,水解平衡常数
Kh=
ࢉሺ۽۶Ǧሻࢉሺ۶۱۽ሻ
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ
=
ࡷܟ
ࡷ܉=
hǦ
tൈhǦ≈1.8×10-13<Ka2, 水解程度小于电离程度, 所以NaHC2O4 溶液呈酸性, 因此
c(H2C2O4)<c(C2۽
′),A 项错误;25 ℃时,反应HC2۽
Ǧ +OH-
C2۽
′+H2O 的平衡常数K=
ࡷ܉
ࡷܟ=5.4×109,B 项错
误;Na2C2O4 是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,根据质子守恒可得c(OH-)=c(H+)+c(HC2۽
Ǧ )+2c(H2C2O4),C 项正确;根据
电
荷
守
恒
可
得
c(H+)+c(Na+)=c(HC2
۽
Ǧ
)+2c(C2
۽
′
)+c(OH-),
由
于
c(H+)=c(OH-),
所以
c(Na+)=c(HC2۽
Ǧ )+2c(C2۽
′),D 项错误。
6.(2020 年山东德州第一次模拟)298 K 时,将0.1 mol·L-1 的两种钠盐NaX、NaY 溶液加水稀释,溶液的pH 与稀释倍
数的对数lg
ࢂ
ࢂh的关系如图所示。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.酸性:HY>HX
B.298 K 时,
ࡷሺ۶܆ሻ
ࡷሺ۶܇ሻ=
hh
C.lg
ࢂ
ࢂh=2 时,c(HX)+c(X-)=c(HY)+c(Y-)
D.同浓度时,NaX 和NaY 两溶液中离子总浓度相等
【解析】由图像可知,同浓度的NaX 和NaY 溶液的pH,NaX 更大,说明X-在水溶液中的水解能力强于Y-,则酸性
HY>HX,故A 项正确;由图像可知,同浓度的NaX 和NaY 溶液的pH 相差1,则
ࡷሺ۶܆ሻ
ࡷሺ۶܇ሻ=
hh,故B 项正确;根据物料守恒可
知,lg
ࢂ
ࢂh=2 时,c(HX)+c(X- )=c(Na+)=c(HY)+c(Y- ),故C 项正确;根据电荷守恒可知,浓度相等的两溶液中,阴阳离子总浓
度为2c(Na+)+2c(H+),由于水解程度NaX>NaY,两溶液中c(H+)不同,则两溶液中离子总浓度不相等,故D 项错误。
7.已知HA 和HB 均为弱酸,且Ka(HA)> Ka(HB)。25 ℃时,在物质的量浓度均为0.1 mol·L-1 的NaA 和NaB 混合溶液
中,下列关系正确的是(
)。
A.
ࢉሺۯǦሻ
ࢉሺ۰Ǧሻ>
ࢉሺ۶ۯሻ
ࢉሺ۶۰ሻ
B.c(A-)-c(B-)=c(HA)-c(HB)
C.c(Na+)=c(A-)+c(B-)
D.c(HB)>c(HA)>c(OH-)
【解析】由于HA 与HB 均为弱酸,且HA 的酸性比HB 强,A-的水解程度比B-小,溶液中c(HA)<c(HB),故
ࢉሺۯǦሻ
ࢉሺ۰Ǧሻ>
ࢉሺ۶ۯሻ
ࢉሺ۶۰ሻ,A
项正确; 根据物料守恒c(A-)+c(HA)=c(B-)+c(HB) 可知,c(A-)-c(B-)=c(HB)-c(HA),B 项错误; 根据物料守恒
c(A-)+c(HA)+c(B-)+c(HB)=c(Na+)可知,C 项错误;根据以上分析可知c(OH-)>c(HB)>c(HA),D 项错误。
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8.弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡均属于化学平衡。
(1)生活中明矾常作净水剂,其净水的原理是
(用离子方程式表示)。
(2)常温下,取0.2 mol·L-1HCl 溶液与0.2 mol·L-1MOH 溶液等体积混合,测得混合后溶液的pH=5。写出MOH 的电
离方程式:
(3)室温时,Ka(HF)=3.6×10-4,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5。
①0.1 mol·L-1 的NaF 溶液与0.1 mol·L-1 的CH3COOK 溶液相比,一定有c(Na+)-c(F-)
(填“>”“=”或
“<”)c(K+)-c(CH3COO-)。
②向0.1 mol·L-1CH3COOH 溶液中滴加NaOH 溶液至c(CH3COOH)∶c(CH3COO-)=5∶9, 此时溶液
pH=
。
(4)常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 氨水中滴加一定浓度的稀盐酸,溶液中由水电离的c 水(H+)随加入稀盐酸体积的变化如
图所示。
①常温下,0.1 mol·L-1 氨水的电离常数K 约为
。
②c 点溶液中离子浓度由大到小的顺序为
。
【答案】(1)Al3++3H2O
Al(OH)3(胶体)+3H+
(2)MOH
M++OH-
(3)①<
②5
(4)①1×10-5
②c(Cl-)>c(N۶
)>c(H+)>c(OH-)
9.(2020 年山东青岛一模)已知pOH=-lgc(OH-)。向20 mL 0.1 mol·L-1 的氨水中滴加未知浓度的稀H2SO4,测得混
合溶液的温度、pOH 随加入稀硫酸体积的变化如图所示,下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.稀H2SO4 的物质的量浓度为0.05 mol·L-1
B.当溶液中pH=pOH 时,水的电离程度最大
C.a 点时溶液中存在c(NH3·H2O)+2c(OH-)=c(N۶
)+2c(H+)
D.a、b、c 三点对应N۶
的水解平衡常数:Kh(b)>Kh(a)>Kh(c)
【解析】向20 mL 0.1 mol·L-1 氨水中滴加未知浓度的稀H2SO4,反应放热,溶液的温度升高,当二者恰好完全反应,
放热最多,溶液的温度最高,所以硫酸的体积为20 mL 时,恰好完全反应。c(H2SO4)=
×0.1 mol·L-1=0.05 mol·L-1,故A
项正确;当溶液中的pH=pOH 时,溶液为中性,此时溶质为硫酸铵和一水合氨,N۶
的水解程度与一水合氨的电离程度相
等,对水的电离几乎没有影响,当氨水与硫酸恰好反应生成硫酸铵时,即b 点时,N۶
水解,促进了水的电离,此时水的电离程
度最大,故B 项错误;a 点,反应后溶质为一水合氨和硫酸铵,且一水合氨的浓度为硫酸铵的2 倍,存在电荷守恒c(N۶
)
+c(H+)=2c(S ۽
′ )+c(OH-) 、物料守恒
c(NH3·H2O)+c(N ۶
)=4c(S ۽
′ ), 二者结合可得
c(NH3·H2O)+2c(OH-)=c(N۶
)+2c(H+),故C 项正确;升高温度促进氨水的电离,电离常数增大,由图可知,温度b>a>c,
则a、b、c 三点氨水的电离常数Kh(b)>Kh(a)>Kh(c),故D 项正确。
10.(2020 年广东佛山质检)常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 的H3PO4 溶液中滴加0.1 mol·L-1 的NaOH 溶液,所得溶液
的pH 与NaOH 溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是(
)。
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A.H3PO4 溶液第一步滴定可用酚酞作指示剂
B.a 点溶液中c(H2P۽
Ǧ )>c(H3PO4)>c(HP۽
′)
C.图像中a、b、c 三处溶液中
ࢉሺ۶۾۽
Ǧ ሻࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺ۶۾۽
′ሻ
相等
D.b 点溶液存在2c(Na+)=c(P۽
′)+c(H2P۽
Ǧ )+c(HP۽
′)+c(H3PO4)
【解析】H3PO4 溶液第一步滴定生成NaH2PO4,溶液呈酸性,可选用甲基橙作指示剂,故A 项错误;a 点为NaH2PO4
溶液,NaH2PO4在水溶液中呈酸性,其电离程度大于水解程度,a 点溶液中c(H2P۽
Ǧ )>c(HP۽
′)>c(H3PO4),故B 项错误;
温度相同,同一反应的平衡常数相同,a、b、c 三处溶液中HP۽
′的水解平衡常数相等,故C 项正确;b 点是Na2HPO4 溶
液,物料守恒式为c(Na+)=2[c(P۽
′)+c(H2P۽
Ǧ )+c(HP۽
′)+c(H3PO4)],故D 项错误。
11.(2020 年安徽黄山一模)室温下,向H2C2O4 溶液中滴加NaOH 溶液,若pc=-lg c,则所得溶液中pc(H2C2O4)、
pc(HC2۽
Ǧ )、pc(C2۽
′)与溶液pH 的关系如图所示。下列说法正确的是(
)。
A.M 点时, 2c(HC2۽
Ǧ )+c(C2۽
′)>c(Na+)
B.pH=x 时,c(HC2۽
Ǧ )<c(H2C2O4)=c(C2۽
′)
C.常温下,Ka2(H2C2O4)=10-1.3
D.
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ
ࢉሺ۶۱۽ሻࢉሺ۱۽
′ሻ随pH 的升高而减小
【解析】H2C2O4 分两步电离,其电离方程式为H2C2O4
H++HC2۽
Ǧ ,HC2۽
Ǧ
H++C2۽
′。根据电荷守恒可
知,c(HC2 ۽
Ǧ )+2c(C2 ۽
′ )+c(OH-)=c(Na+)+c(H+), 因M 点pH=4.3,pc(HC2 ۽
Ǧ )=pc(C2 ۽
′ ), 即c(H+)>
c(OH-),c(HC2 ۽
Ǧ )=c(C2 ۽
′ ), 则可推出2c(HC2 ۽
Ǧ )+c(C2 ۽
′ )>c(Na+), 故A 项正确; 由图可知,pH=x
时,pc(HC2 ۽
Ǧ )<pc(H2C2O4)=pc(C2 ۽
′ ), 则c(HC2 ۽
Ǧ )>c(H2C2O4)=c(C2 ۽
′ ), 故B 项错误; 常温下,M 点
pH=4.3,pc(HC2 ۽
Ǧ )=pc(C2 ۽
′ ), 即c(HC2 ۽
Ǧ )=c(C2 ۽
′ ),Ka2(H2C2O4)=
ࢉሺ۶ሻࢉሺ۱۽
′ሻ
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ
=10-4.3, 故C 项错
误;
ࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ
ࢉሺ۶۱۽ሻࢉሺ۱۽
′ሻ=
ࡷ܉ሺ۶۱۽ሻ
ࡷ܉ሺ۶۱۽ሻ,电离平衡常数只与温度有关,故温度不变时,该值不变,故D 项错误。
12.10 ℃时加热NaHCO3 饱和溶液,测得该溶液的pH 发生如下变化:
温度10 ℃20 ℃30 ℃
加热煮沸后冷却到
50 ℃
pH
8.3
8.4
8.5
8.8
(1)甲同学认为:该溶液pH 升高的原因是HC۽
Ǧ 的水解程度增大,碱性增强。
乙同学认为:该溶液pH 升高的原因是NaHCO3 受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3 的水解程度
(填“大于”
或“小于”)NaHCO3 的水解程度。
(2)丙同学认为:甲、乙的判断都不充分。
丙认为:
只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X,若产生沉淀,则乙的判断正确。试剂X 是
。
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A.Ba(OH)2 溶液B.BaCl2 溶液
C.NaOH 溶液
D.澄清石灰水
(3)将加热煮沸后的溶液冷却到10 ℃,若溶液的pH
(填“高于”“低于”或“等于”)8.3,则甲的判断正确。
(4)查阅资料,发现NaHCO3 的分解温度为150 ℃,丙断言
(填“甲”或“乙”)的判断是错误的,理由
是
。
(5)下列关于NaHCO3 饱和溶液的表述正确的是
。
a.c(Na+)=c(HC۽
Ǧ )+c(C۽
′)+c(H2CO3)
b.c(Na+)+c(H+)=c(HC۽
Ǧ )+c(C۽
′)+c(OH-)
c.HC۽
Ǧ 的电离程度大于HC۽
Ǧ 的水解程度
【答案】(1)大于
(2)B
(3)等于
(4)乙
常压下加热NaHCO3 的水溶液,溶液的温度达不到150 ℃
(5)a
【解析】(5)在NaHCO3 溶液中,存在下列变化:NaHCO3
Na++HC۽
Ǧ 、HC۽
Ǧ +H2O
H2CO3+OH-、
HC۽
Ǧ
C۽
′+H+、H2O
H++OH-。从题目提供的信息可以看出,NaHCO3 溶液呈碱性的原因是HC۽
Ǧ 的水解程度
大于其电离程度。根据物料守恒得c(Na+)=c(HC ۽
Ǧ )+c(C ۽
′ )+c(H2CO3); 根据电荷守恒得
c(Na+)+c(H+)=c(HC۽
Ǧ )+2c(C۽
′)+c(OH-)。
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(79)
1.常温下,以MnO2 为原料制得的MnCl2 溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等杂质离子,通过添加过量的难溶物MnS,可
使杂质离子转化成沉淀并过滤除去。下列说法正确的是(
)。
A.过滤后的溶液中一定没有S2-
B.MnS 难溶于水,可溶于MnCl2 溶液中
C.加入MnS 后生成CuS 的离子方程式是Cu2++S2-
CuS↓
D.常温时,Ksp(PbS)<Ksp(MnS)
2.已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9。下列说法中不正确
．．．的是(
)。
A.BaCO3、BaSO4 均不溶于水,所以都可以作钡餐试剂
B.BaSO4 的溶解能力比BaCO3 小,所以BaCO3 可以转化为BaSO4
C.向BaCl2 溶液中加入Na2CO3 和Na2SO4,当两种沉淀共存时,c(S۽
′)∶c(C۽
′)=4.4×10-2
D.用饱和Na2CO3 溶液处理重晶石,可将其转化为难溶于水的BaCO3
3.下列说法正确的是(
)。
A.Mg(OH)2 固体在溶液中存在平衡Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl 溶液
B.向Cu2+、Mg2+共存的溶液中滴加少量NaOH 溶液,产生白色沉淀,说明Ksp[Cu(OH)2]>Ksp[Mg(OH)2]
C.向BaCO3、BaSO4 的饱和溶液中加入少量BaCl2,溶液中
ࢉሺ۱۽
′ሻ
ࢉሺ܁۽
′ሻ减小
D.常温下,Ksp[Cu(OH)2]=2.6×10-19,pH=10 的含Cu2+的溶液中,c(Cu2+)≥2.6×10-11 mol·L-1
【解析】NH4Cl 中的N۶
与OH-结合生成弱电解质NH3·H2O,使Mg(OH)2 的沉淀溶解平衡右移,故Mg(OH)2 可
溶于NH4Cl 溶液;A 项正确;未说明Mg2+和Cu2+共存的溶液中2 种离子的浓度大小,无法判断溶度积常数的大小关系,B
项错误;BaCO3、BaSO4 的饱和溶液中存在平衡BaCO3(s)+S۽
′(aq)
BaSO4(s)+C۽
′(aq),
ࢉሺ۱۽
′ሻ
ࢉሺ܁۽
′ሻ=
ࡷܛܘሺ۰܉۱۽ሻ
ࡷܛܘሺ۰܉܁۽ሻ,温度
不变, 比值不变,C 项错误; 常温下,pH=10 的含Cu2+ 的溶液中,c(OH-)=
ࡷܟ
ࢉሺ۶ሻ=
hǦ
hǦh =1×10-4, 则根据
Ksp[Cu(OH)2]=2.6×10-19 可知,c(Cu2+) 的最大值为
ࡷܛܘሾ۱䁱ሺ۽۶ሻሿ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ
=
tൈhǦૢ
ሺൈhǦሻ
mol·L-1=2.6×10-11 mol·L-1, 即
c(Cu2+)≤2.6×10-11 mol·L-1,D 项错误。
4.在25 ℃时,碳酸钙在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知25 ℃时硫酸钙的Ksp=9.1×10-6。下列说法不正确
．．．的是
(
)。
A.除去锅炉水垢中的硫酸钙可用沉淀转化法,将硫酸钙转化为碳酸钙,然后用酸去除
B.图中b 点碳酸钙的结晶速率大于其溶解速率
C.通过蒸发,可使溶液由a 点变化到c 点
D.在25 ℃时,反应CaSO4(s)+C۽
′(aq)
CaCO3(s)+S۽
′(aq)的平衡常数K=3250
【解析】根据图像可知,碳酸钙的溶度积常数是7×10-5×4×10-5=2.8×10-9,小于硫酸钙的溶度积常数,因此除去锅
炉水垢中硫酸钙的方法可以将其转化为碳酸钙,然后用酸去除,A 项正确; 图中b 点在曲线上方,是过饱和溶液,因此碳酸钙
的结晶速率大于其溶解速率,B 项正确;通过蒸发,溶液体积减小,钙离子和碳酸根离子的浓度均增大,不能使溶液由a 点变
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化到c 点,C 项错误; 在25 ℃时, 反应CaSO4(s)+C ۽
′ (aq)
CaCO3(s)+S ۽
′ (aq) 的平衡常数
K=
ࢉሺ܁۽
′ሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻ=
ࢉሺ܁۽
′ሻࢉሺ۱܉ሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻࢉሺ۱܉ሻ=ૢ
tൈhǦ
tૡൈhǦૢ=3250,D 项正确。
5.为研究沉淀的生成及其转化,某小组进行如下实验。下列关于该实验的分析不正确
．．．的是(
)。
A.①浊液中存在平衡:AgSCN(s)
Ag+(aq)+SCN-(aq)
B.②中颜色变化说明上层清液中含有SCN-
C.③中颜色变化说明有AgI 生成
D.该实验可以证明AgI 比AgSCN 更难溶
【解析】0.01 mol·L-1AgNO3 溶液中加入0.005 mol·L-1KSCN 溶液,产生白色沉淀AgSCN,该沉淀在溶液中存在
溶解平衡AgSCN(s)
Ag+(aq)+SCN-(aq),A 项正确;取①上层清液加入2 mol·L-1Fe(NO3)3 溶液中,溶液变成红色,
说明有Fe(SCN)3 生成,从而推知上层清液中含有SCN-,B 项正确;向①余下浊液中加入2 mL 2 mol·L-1KI 溶液,产生黄
色沉淀,该沉淀应为AgI,C 项正确;①中反应后AgNO3 有剩余,则余下浊液中除含有AgSCN 沉淀外,还有AgNO3 溶液,
再加入2 mL 2 mol·L-1KI 溶液生成AgI 沉淀,不能说明AgSCN 转化为AgI,故不能证明AgI 比AgSCN 更难溶,D 项错
误。
6.(2020 年四川绵阳二诊)常温下,将AgNO3溶液分别滴加到浓度均为0.01 mol·L-1的NaBr 和Na2SeO3 溶液中,所得
的沉淀溶解平衡曲线如图所示(Br-、Se۽
′用Xn-表示,不考虑Se۽
′的水解)。下列叙述正确的是(
)。
A.Ksp(Ag2SeO3)的数量级为10-10
B.d 点对应的AgBr 溶液为不饱和溶液
C.所用AgNO3 溶液的浓度为10-3 mol·L-1
D Ag2SeO3(s)+2Br-(aq)
2AgBr(s)+Se۽
′ (aq)的平衡常数为109.6,反应趋于完全
【解析】由图像可知-lgc(Se۽
′)=5.0 时,-lgc(Ag+)=5,则Ksp(Ag2SeO3)的数量级为10-15,A 项错误;由图像可知d
点对应的c(Ag+)比饱和溶液中的大,能够生成沉淀,B 项错误;由图像可知,起始时-lg c(Ag+)=2,则c(Ag+)=10-2
mol·L-1,c(AgNO3)=c(Ag+)=10-2 mol·L-1,C 项错误;Ag2SeO3(s)+2Br-(aq)
2AgBr(s)+Se۽
′(aq)的平衡常数为
K=
ࡷܛܘሺۯ܁h۽ሻ
ࡷܛܘሺۯ۰耀ሻ=
hǦ
ሺhǦtሻ=109.6,D 项正确。
7.
(2020 年广东揭阳高三二模)室温下,将尿酸钠(NaUr)悬浊液静置,取上层清液,再通入HCl,溶液中尿酸的浓度c(HUr)与
pH 的关系如图所示。已知:Ksp(NaUr)=4.9×10-5,Ka(HUr)=2.0×10-6。下列说法正确的是(
)。
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第182 页共300 页
A.上层清液中,c(Ur-)=7.0×10-2 mol·L-1
B.在M→N 的变化过程中,c(Na+)·c(Ur-)将逐渐减小
C.当c(HUr)=c(Ur-)时,c(Cl-)=c(Ur-)
D.当pH=7 时,2c(Na+)=c(Ur-)+c(Cl-)
【解析】尿酸钠(NaUr) 悬浊液静置取上层清液, 为尿酸钠的饱和溶液,NaUr 的溶解平衡为
NaUr(s)
Na+(aq)+Ur-(aq),Ksp(NaUr)=c(Na+)·c(Ur-)=4.9×10-5,c(Na+)=c(Ur-),
则
c(Ur-)= tૢ
ൈhǦ=7×10-3 mol·L-1,A 项错误;上层清液中c(Na+)=c(Ur-),存在水解平衡Ur-+H2O
HUr+OH-,通
入HCl,忽略溶液体积的变化,c(Na+)不变,c(H+)增大,c(Ur-)减小,则c(Na+)·c(Ur-)减小,B 项正确;HUr 的电离方程式为
HUr
H++Ur-,Ka(HUr)=
ࢉሺ۶ሻࢉሺt耀Ǧሻ
ࢉሺ۶t耀ሻ
=2.0×10-6,当c(HUr)=c(Ur-)时,Ka(HUr)=c(H+)=2.0×10-6 mol·L-1>1×10-7
mol·L-1,溶液呈酸性,溶液中电荷守恒为c(Cl-)+c(OH-)+c(Ur-)=c(H+)+c(Na+),物料守恒为c(Na+)=c(HUr)+c(Ur-),
联立两式,c(Cl-)+c(OH-)=c(HUr)+c(H+), 因溶液呈酸性,c(OH-) <c(H+), 则c(Cl-) >c(HUr),c(HUr)=c(Ur-), 则
c(Cl-) >c(Ur-),C 项错误;溶液中存在电荷守恒c(Cl-)+c(OH-)+c(Ur-)=c(H+)+c(Na+),而且pH=7,c(OH-)=c(H+),则
c(Cl-)+c(Ur-)=c(Na+),D 项错误。
8.(1)当含有Ni2+、Pd2+、Fe3+的碱性溶液中,c(Ni2+)=2×10-3 mol·L-1 时,Pd2+仍没有开始沉淀,计算此时溶液中
c(Fe3+)=
。已知:Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15、Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(2)除Cu2+、Pb2+时,也可加入(NH4)2S 使其生成硫化物沉淀。已知Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(PbS)=8.0×10-28,要使溶
液中Cu2+、Pb2+的浓度均小于1.0×10-5 mol·L-1,则沉淀时需控制S2-的浓度至少为
mol·L-1。
(3)“ 制
KI(aq)” 时,Fe2+ 会水解形成胶状物吸附
KI, 造成
I- 的损失。已知此温度
下,Kw=1.0×10-13,Ksp[Fe(OH)2]=9.0×10-15。现测得溶液中c(FeI2)=0.9 mol·L-1,为减少I-的损失,起始时,加入K2CO3
必须保持FeI2 溶液的pH 不大于
。
【答案】(1)4.0×10-20 mol·L-1
(2)8.0×10-23
(3)6.0
【解析】(1)根据Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15,c(OH-)=
ࡷܛܘሾۼhሺ۽۶ሻሿ
ࢉሺۼhሻ
=
thൈhǦ
ൈhǦ
mol·L-1=1×10-6 mol·L-1,根据
Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,得c(Fe3+)=
ࡷܛܘሾthሺ۽۶ሻሿ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ
=
thൈhǦૡ
ሺൈhǦሻmol·L-1=4.0×10-20 mol·L-1。
(2)若用(NH4)2S 使Cu2+、Pb2+生成硫化物沉淀,因Ksp(CuS)<Ksp(PbS),当c(S2-)相同时,c(Cu2+)<c(Pb2+),故以
Ksp(PbS)计算。要c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1,代入其溶度积的表达式可以计算出c(S2-)>8.0×10-23 mol·L-1 。
(3)Fe2+会水解形成胶状物吸附KI,造成I-的损失,为减少I-的损失,防止生成Fe(OH)2,需要控制溶液的pH,根据
Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)·c2(OH-)=9.0×10-15, 得c(OH-)=ૢ
thൈhǦ
htૢ
mol·L-1=10-7mol·L-1, 则c(H+)=
thൈhǦ
hǦ⺁
mol·L-1=1.0×10-6 mol·L-1,pH=-lg10-6=6.0,即加入K2CO3 必须保持FeI2 溶液的pH 不大于6.0。
9.25 ℃时,Fe(OH)2 和Cu(OH)2 的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数[-lg c(M2+)]与溶液pH 的变化关
系如图所示,已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]。下列说法正确的是(
)。
A.曲线a 表示Fe(OH)2 饱和溶液中的变化关系
B.除去CuSO4 溶液中含有的少量Fe2+,可加入适量CuO
C.当Fe(OH)2 和Cu(OH)2 沉淀共存时,溶液中c(Fe2+)∶c(Cu2+)=104.6∶1
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D.向X 点对应的饱和溶液中加入少量NaOH 固体,可转化为Y 点对应的溶液
【解析】25 ℃时,Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2],则其饱和溶液中c(Fe2+)>c(Cu2+);c(M2+)越大,-lg c(M2+)的值越
小,则相同条件下,Fe(OH)2 饱和溶液中c(Fe2+)较大,-lg c(Fe2+)的值较小,故曲线a 表示Cu(OH)2 饱和溶液,曲线b 表示
Fe(OH)2 饱和溶液,A 项错误。由于Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2],则Cu(OH)2 的溶解度比Fe(OH)2 的小,更易生成沉
淀,在含Fe2+的CuSO4 溶液中加入适量CuO,不能生成Fe(OH)2 沉淀,故不能除去Fe2+,B 项错误。由图可知,当pH=10
时,-lg c(Cu2+)=11.7,则有Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=10-11.7×(10-4)2=10-19.7;pH=8 时,-lg c(Fe2+)=3.1,则有
Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)·c2(OH-)=10-3.1×(10-6)2=10-15.1, 故
Fe(OH)2 和
Cu(OH)2 沉淀共存时, 溶液中
ࢉሺthሻ
ࢉሺ۱䁱ሻ=
ࡷܛܘሾthሺ۽۶ሻሿ
ࡷܛܘሾ۱䁱ሺ۽۶ሻሿ=
hǦt
hǦૢt⺁=104.6,C 项正确。向X 点对应的饱和溶液中加入少量NaOH 固体,溶液中会生成Cu(OH)2 沉
淀,溶液中c(Cu2+)减小,则-lg c(Cu2+)增大,而从X 点到Y 点-lg c(Cu2+)不变,不符合转化关系,D 项错误。
10.某温度下,向10 mL 0.1 mol·L-1 NaCl 溶液和10 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4 溶液中分别滴加0.1 mol·L-1 AgNO3
溶液。滴加过程中pM[-lgc(Cl-)或-lgc(Cr۽
′)]与所加AgNO3 溶液体积之间的关系如图所示。已知Ag2CrO4 为红棕
色沉淀。下列说法错误
．．的是(
)。
A.该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=4×10-12
B.a1、b、c 三点所示溶液中c(Ag+):a1>b>c
C.若将上述NaCl 溶液浓度改为0.2 mol·L-1,则a1 点会平移至a2 点
D.用AgNO3 标准溶液滴定NaCl 溶液时,可用K2CrO4 溶液作指示剂
【解析】根据pM=-lgc(Cl-)或pM=-lgc(Cr۽
′)可知,c(Cr۽
′)或c(Cl-)越小,pM 越大,当滴加10 mL 0.1
mol·L-1AgNO3 溶液时,氯化钠恰好反应,滴加20 mL 0.1 mol·L-1AgNO3 溶液时,K2CrO4 恰好反应,因此图像中a1 点所
在曲线表示氯化钠溶液,b 、c 点所在曲线表示K2CrO4 溶液。b 点时恰好反应生成
Ag2CrO4,-lgc(Cr
۽
′
)=4.0,c(Cr
۽
′
)=10-4
mol·L-1,
则
c(Ag+)=2×10-4
mol·L-1,
该
温
度
下,Ksp(Ag2CrO4)=c(Cr۽
′)·c2(Ag+)=4×10-12,故A 项正确;a1 点恰好反应,-lgc(Cl-)=4.9,c(Cl-)=10-4.9 mol·L-1,则
c(Ag+)=10-4.9 mol·L-1,b 点c(Ag+)=2×10-4 mol·L-1,c 点,K2CrO4 过量,c(Cr۽
′)约为原来的
,则c(Cr۽
′)=0.025
mol·L-1,则c(Ag+)=
ൈhǦ
hth= t×10-5 mol·L-1,a1、b、c 三点所示溶液中b 点的c(Ag+)最大,故B 项错误;温度不变,
氯化银的溶度积不变,若将上述NaCl 溶液浓度改为0.2 mol·L-1,平衡时,-lgc(Cl-)=4.9,但需要的硝酸银溶液的体积变成
原来的2 倍,因此a1 点会平移至a2 点,故C 项正确;根据上述分析可知,当溶液中同时存在Cl-和Cr۽
′时,加入硝酸银溶
液,Cl-先沉淀,用AgNO3 标准溶液滴定NaCl 溶液时,可用K2CrO4 溶液作指示剂,滴定至终点时,会生成Ag2CrO4 红棕色
沉淀,故D 项正确。
11.(2020 年安徽池州期末)25 ℃时,NiS、FeS 沉淀溶解平衡曲线如图所示(已知NiS 的溶解度比FeS 小,lg2=0.3),图中
p(S2-)=-lgc(S2-)、p(M2+)=-lgc(M2+),M 表示Ni 或Fe。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.曲线①表示的是NiS
B.d 点分别对应的NiS 和FeS 的分散系均是均一、稳定的
C.25 ℃时,FeS(s)+Ni2+(aq)
NiS(s)+Fe2+(aq)的平衡常数K=4000
D.向a 点溶液中加入硫化钠,可变为b 点溶液
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【解析】从题干信息可知,图中坐标数值越大,对应的离子浓度越小,且NiS 的溶解度比FeS 小,即NiS 的溶度积常数
比FeS 的小。曲线①溶液中对应物质的Ksp=c(M2+)·c(S2-)=10-10.5×10-10.5=1.0×10-21,同理曲线②溶液中对应物质的
Ksp=c(M2+)·c(S2-)=10-8.7×10-8.7≈4.0×10-18,根据NiS 的溶解度比FeS 小可知,曲线①代表的是NiS,故A 项正确;d 点
对应的金属离子浓度更小,故FeS 和NiS 均为不饱和溶液, 属于均一、稳定的分散系, 故B 项正确; 平衡常数
K=
ࢉሺthሻ
ࢉሺۼhሻ=
ࢉሺthሻ
ࢉሺۼhሻ·
ࢉሺ܁′ሻ
ࢉሺ܁′ሻ=
ࡷܛܘሺth܁ሻ
ࡷܛܘሺۼh܁ሻ=4000,故C 项正确;温度不变,平衡常数不变,加入硫化钠,c(S2-)增大,c(M2+)减小,平衡点
沿曲线向纵坐标增大的方向移动,故D 项错误。
12.资源的高效利用对保护环境,促进经济持续健康发展具有重要意义,如回收利用电解精炼铜的阳极泥中含有的银、铂、
金等贵重金属。提炼阳极泥的方法有多种,湿法提炼是其中重要的一种,其主要生产流程如下:
请回答下列问题:
(1)各步生产流程中都涉及了同一种分离方法,实验室中该方法需要的玻璃仪器有玻璃棒和
。
(2)脱铜渣A 中含有AgCl,它能溶于浓氨水,反应的离子方程式为
。
(3)已知N2H4 被银氨溶液氧化的产物是氮气,则每生成1 mol Ag,需要消耗
g N2H4。
(4)固体B 中单质Au 在酸性环境下与NaClO3、NaCl 反应生成NaAuCl4;在NaAuCl4中Au 元素的化合价为
,
该反应的离子方程式为
。
(5)阳极泥中的铜可以用FeCl3 溶液浸出,所得溶液主要含有的阳离子为Cu2+、Fe3+和Fe2+;结合下图分析(其中纵坐标表
示金属阳离子浓度的对数):
①要从浸出液中提纯铜,最好先加入酸化的双氧水,目的是
,然后加入适量的CuO 调
节pH=3.7,除去
。
②从图中数据计算可得Cu(OH)2 的Ksp 约为
。
【答案】(1)烧杯、漏斗
(2)AgCl+2NH3·H2O
[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
(3)8
(4)+3
2Au+Cl۽
Ǧ +7Cl-+6H+
2AuCܔ
Ǧ +3H2O
(5)①将Fe2+氧化为Fe3+
Fe3+
②1.0×10-20
【解析】(1)各步生产流程中都涉及过滤操作,实验室中该方法需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗。
(2)脱铜渣A 中含有AgCl,它能溶于浓氨水,反应的离子方程式为AgCl+2NH3·H2O
[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。
(3)根据反应N2H4+4Ag(NH3)2OH
N2↑+4Ag↓+4H2O+8NH3↑可知,每生成1 mol Ag,需要消耗0.25 mol
N2H4。
(4)设在NaAuCl4 中Au 元素的化合价为x,则+1+x+(-1)×4=0,解得x=3, Au 在酸性环境下与NaClO3、NaCl
反应生成NaAuCl4 的离子方程式为2Au+Cl۽
Ǧ +7Cl-+6H+
2AuCܔ
Ǧ +3H2O。
(5)①要从浸出液中提纯铜,最好先加入酸化的双氧水,将Fe2+氧化为Fe3+;然后加入适量的CuO 调节pH=3.7,将
Fe3+转化为Fe(OH)3 沉淀而除去。②由图可知,当pH=6 时,lgc(Cu2+)=-4.0,则c(OH-)=10-8 mol·L-1,c(Cu2+)=10-4
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mol·L-1,故Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=10-4×(10-8)2=10-20。
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单元训练(81)
一、选择题(本题包括16 小题,每小题3 分,共48 分)
1.(2020 年广东揭阳三中高三月考)学好化学,提高生活质量。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.腌制咸鸭蛋利用了半透膜的渗析原理
B.水垢中含有的CaSO4,可先用饱和Na2CO3 溶液处理,再用酸除去
C.病人在服用胃舒平(主要成分为氢氧化铝)期间可以多吃酸性食物
D.人们洗发时使用的护发素,其主要功能是调节头发的pH 使之达到适宜的酸碱度
【解析】咸鸭蛋蛋壳内层有层半透膜,在腌制过程中利用了半透膜的渗析原理,A 项正确;水垢中含有的CaSO4 为微
溶物,先用饱和Na2CO3 溶液处理,生成难溶的碳酸钙,再用酸除去,B 项正确;酸性食物会中和氢氧化铝,对胃酸过多症的治
疗不利,C 项错误。
2.下列溶液一定呈中性的是(
)。
A.等物质的量的HCl、Na2CO3、CH3COOH 混合后的溶液
B.0.01 mol·L-1 盐酸和pH=12 的氢氧化钡溶液等体积混合得到的溶液
C.0.05 mol·L-1H2SO4 溶液和0.1 mol·L-1KOH 溶液等体积混合得到的溶液
D.非电解质溶于水得到的溶液
【解析】物质混合后,所得溶液的溶质为等物质的量的NaCl 和CH3COONa,溶液呈碱性,A 项错误;温度未知,溶液的
Kw 不一定为10-14,则pH=12 的氢氧化钡溶液中,c(OH-)不一定为0.01 mol·L-1,B 项错误;两物质恰好中和,溶液呈中
性,C 项正确;非电解质溶于水,溶液可能呈酸性、碱性或中性,D 项错误。
3.(2020 年武进区礼嘉中学月考)先用浓盐酸配制0.01 mol·L-1 盐酸,再用所配的0.01 mol·L-1 盐酸滴定锥形瓶中未知
浓度的NaOH 溶液,下列操作会使测得的NaOH 溶液浓度偏高的是(
)。
A.量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸
B.配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线
C.滴定前尖嘴处无气泡,滴定终点时有气泡
D.滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁黏附的盐酸冲下
【解析】A 项,量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸,会导致浓盐酸被蒸馏水稀释,所配稀盐酸标准液浓度减
小,滴定时消耗的标准液体积增大,测定结果偏高;B 项,配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线,导致容量瓶中加入的蒸馏水
体积偏小,配制的溶液总体积偏小,所配标准液浓度偏高,滴定时消耗的标准液体积偏小,测定结果偏低;C 项,滴定前尖嘴处
无气泡,滴定终点时有气泡,导致消耗的标准液体积偏小,测定结果偏低;D 项,滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁黏附
的盐酸冲下,对待测液中溶质的物质的量没有影响,所以不影响消耗的标准液的体积,对测定结果无影响。
4.化学平衡常数(K)、弱酸的电离平衡常数(Ka)、难溶物的溶度积常数(Ksp)是判断物质性质或变化的重要的平衡常数。
下列关于这些常数的说法中,正确的是(
)。
A.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等有关
B.当温度升高时,弱酸的电离平衡常数Ka 变小
C.Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) ,由此可以判断反应AgCl(s) + I-(aq)
AgI(s)+ Cl-(aq)能发生
D.Ka(HCN)<Ka(CH3COOH) ,说明物质的量浓度相同时,HCN 的酸性比CH3COOH 强
【解析】平衡常数的大小只与温度有关,A 项错误;电离反应是吸热的,升温会促进电离,使得电离平衡常数增大,B 项
错误;酸的电离平衡常数越大,酸性越强,D 项错误。
5.下列对盐类水解的事实或应用的解释不正确
．．．的是(
)。
选
项
事实或应用
解释
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A
用热的纯碱溶液去
除油污
纯碱与油污直接发生反应,
生成易溶于水的物质
B
泡沫灭火器灭火
Al2(SO4)3 与NaHCO3 溶
液反应产生CO2 气体
C
施肥时,草木灰(主
要成分为K2CO3)
与NH4Cl 不能混
合使用
K2CO3与NH4Cl 反应生成
NH3,降低肥效
D
明
矾
[KAl(SO4)2·12H2
O]作净水剂
明矾溶于水生成Al(OH)3
胶体
【解析】用热的纯碱溶液去除油污,其原理是Na2CO3 水解使溶液呈碱性,油脂在碱性溶液中发生水解生成高级脂肪
酸钠和甘油,并非纯碱与油污直接发生反应,A 项错误。泡沫灭火器灭火的原理为Al2(SO4)3 与NaHCO3 溶液发生相互促
进的水解反应:Al3++3HC۽
Ǧ
Al(OH)3↓+3CO2↑,B 项正确。K2CO3 是弱酸强碱盐,NH4Cl 是强酸弱碱盐,混合使用时,
二者发生相互促进的水解反应生成NH3,降低肥效,C 项正确。明矾溶于水电离产生的Al3+水解生成Al(OH)3 胶
体,Al(OH)3 胶体能吸附水中悬浮的杂质,从而起到净水作用,D 项正确。
6.室温时,将浓度和体积分别为c1、V1 的NaOH 溶液和c2、V2 的CH3COOH 溶液混合,下列关于该混合溶液的叙述错．
误．的是(
)。
A.若pH>7,则一定是c1·V1=c2·V2
B.在任何情况下都是c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.当pH=7 时,若V1=V2,则一定是c2>c1
D.若V1=V2,c1=c2,则c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)
【解析】pH>7 时,可以是c1·V1=c2·V2,也可以是c1·V1>c2·V2 或c1·V1<c2·V2, A 项错误。
7.常温下,下列有关电解质溶液的说法正确的是(
)。
A.含有AgBr 和AgI 固体的悬浊液中:c(Ag+)>c(Br-)=c(I-)
B.25 ℃时,0.1 mol·L-1 醋酸溶液pH=a,0.01 mol·L-1 醋酸溶液pH=b,则b=a+1
C.常温下,右图表示以酚酞为指示剂,用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,溶液pH的变化情况,滴定至终点时,
溶液一定呈中性
D.向0.1 mol·L-1 的氨水中加入硫酸铵固体,则溶液中
ࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺۼ۶۶۽ሻ减小
【解析】悬浊液中AgBr 的溶解度大于AgI,因此c(Ag+)>c(Br-)>c(I-),A 项错误;醋酸是弱酸,溶液越稀,醋酸的电离
度越大,因此b<a+1,B 项错误;酚酞的变色范围是8.2~10.0,滴定至终点时溶液显碱性,C 项错误;氨水中存在
NH3·H2O
N۶
+OH-,加入(NH4)2SO4 固体,c(N۶
)增大,平衡逆向移动,c(OH-)减小,而c(NH3·H2O)增大,D 项正确。
8.(2020 年河北唐山一模)下列说法错误
．．的是(
)。
A.0.1 mol·L-1 Na2CO3 溶液加适量水稀释后,溶液中
ࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻ变大
B.若使Na2S 溶液中
ࢉሺۼ܉ሻ
ࢉሺ܁′ሻ接近2∶1,可加入适量的KOH 固体
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C.25 ℃时,浓度均为0.1 mol·L-1 NaOH 和NH3·H2O 的混合溶液中:c(OH-)>c(Na+)=c(NH3·H2O)
D.0.2
mol·L-1
CH3COOH
溶
液
与
0.1
mol·L-1
NaOH
溶
液
等
体
积
混
合
后
的
溶
液
中:2c(H+)-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)
【解析】Na2CO3 溶液加适量水稀释后,促进水解,所以n(OH-)变大,n(C۽
′)减小,所以溶液中
ሺ۽۶Ǧሻ
ሺ۱۽
′ሻ变大,则
ࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺ۱۽
′ሻ
变大,故A 项正确;加入适量KOH 固体,水解平衡逆向移动,使得n(S2-)增大,而n(Na+)不变,从而可使Na2S 溶液中
ࢉሺۼ܉ሻ
ࢉሺ܁′ሻ
接近于2∶1,故B 项正确;浓度均为0.1 mol·L-1 NaOH 和NH3·H2O 的混合溶液呈碱性,NH3·H2O 存在部分电离,所以
c(Na+)>c(NH3·H2O),故C 项错误;0.2 mol·L-1 CH3COOH 溶液与0.1 mol·L-1 NaOH 溶液等体积混合,恰好产生等物
质的量的CH3COONa 和H3COOH 溶液,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),根据物料守恒有
2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),则2c(H+)-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH),故D 项正确。
9.室温下,pH 相差1 的两种一元碱溶液A 和B,分别加水稀释时,溶液的pH 变化如图所示。下列说法正确的是(
)。
A.稀释前两溶液中H+浓度:cA(H+)=10cB(H+)
B.稀释前,A 溶液中由水电离出的c(OH-)>10-7mol·L-1
C.取等体积M 点的A、B 两种碱液,加入同浓度的硫酸溶液至恰好完全反应时,所消耗硫酸溶液的体积相同
D.用醋酸中和A 溶液至恰好完全反应时,溶液的pH 不一定大于7
【解析】从pH 的图像变化来看,随着溶液稀释倍数的增大,A 溶液的pH 减小较快,而B 溶液的pH 减小要缓慢得多,
说明A 溶液的碱性比B 溶液的碱性强,稀释前两溶液中H+浓度的大小关系应为10cA(H+)=cB(H+),A 项错误;在碱溶液中
水的电离受到抑制,由水电离出的c(OH-)水=c(H+)水<10-7mol·L-1,B 项错误;虽然M 点的A、B 两种碱溶液的pH 相等,
但溶液的浓度不相等,所消耗H2SO4溶液的体积不相同,C 项错误;一元碱A 与CH3COOH 电离程度的相对大小无法确定,
故无法分析形成的盐的水解过程,也就无法判断溶液的pH 是否大于7,D 项正确。
10.(2020 年江西宜丰中学高三月考)室温下,反应HC۽
Ǧ +H2O
H2CO3+OH-的平衡常数K=2.2×10-8。将NH4HCO3
溶液和氨水按一定比例混合,可用于浸取废渣中的ZnO。若溶液混合引起的体积变化可忽略,室温时,下列指定溶液中微粒
物质的量浓度关系正确的是(
)。
A.0.2 mol·L-1 氨水:c(NH3·H2O)>c(N۶
)>c(OH-)>c(H+)
B.0.2 mol·L-1NH4HCO3 溶液(pH>7):c(N۶
)>c(HC۽
Ǧ )>c(NH3·H2O)>c(H2CO3)
C.0.2 mol·L-1 氨水和0.2 mol·L-1NH4HCO3 溶液等体积混合:c(N۶
)+c(NH3·H2O)=c(H2CO3)+c(HC۽
Ǧ )+c(C۽
′)
D.0.6 mol·L-1 氨水和0.2 mol·L-1 NH4HCO3 溶液等体积混合:c(NH3·H2O)+c(C ۽
′ )+c(OH-)=0.3
mol·L-1+c(H2CO3)+c(H+)
【解析】0.2
mol·L-1 氨水中存在一水合氨电离平衡和水的电离平衡, 则溶液中
c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(N۶
)>c(H+),故A 项错误;0.2 mol·L-1 NH4HCO3 溶液的pH>7,说明HC۽
Ǧ 水解程度大于
N ۶
水解程度, 则c(N ۶
)>c(HC ۽
Ǧ )>c(H2CO3)>c(NH3·H2O), 故B 项错误;0.2 mol·L-1 氨水和0.2 mol·L-1
NH4HCO3 溶液等体积混合, 氮元素物质的量是碳元素物质的量的2 倍, 由物料守恒得
c(N۶
)+c(NH3·H2O)=2[c(H2CO3)+c(HC۽
Ǧ )+c(C۽
′)],故C 项错误;0.6 mol·L-1 氨水和0.2 mol·L-1NH4HCO3 溶
液等体积混合, 由物料守恒得c(HC ۽
Ǧ )+c(C ۽
′ )+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1①, 由氮元素守恒得
c(N ۶
)+c(NH3·H2O)=0.4 mol·L-1②, 由电荷守恒得c(N ۶
)+c(H+)=c(HC ۽
Ǧ )+2c(C ۽
′ )+c(OH-) ③, 把①中
c(HC
۽
Ǧ
)+c(C
۽
′
)=0.1-c(H2CO3),②
中
c(N
۶
)=0.4-c(NH3·H2O),
带
入
③
整
理
得
c(NH3·H2O)+c(C۽
′)+c(OH-)=0.3 mol·L-1+c(H2CO3)+c(H+),故D 项正确。
11.向50 mL 0.018 mol·L-1 AgNO3 溶液中加入50 mL 0.02 mol·L-1 盐酸生成沉淀。已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,
则生成沉淀后的溶液中c(Ag+)与pH 分别为(
) 。
A.1.8×10-7 mol·L-1,2
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B.1.0×10-7 mol·L-1,2
C.1.8×10-7 mol·L-1,3
D.1.0×10-7 mol·L-1,3
【解析】两种溶液混合后(反应前):c(AgNO3)=0.009 mol·L-1,c(HCl)=0.01 mol·L-1,显然Ag+全部沉淀,溶液中剩
余的c(Cl-)=0.001 mol·L-1。生成沉淀后的溶液中:c(Ag+)=
ࡷܛܘሺۯ۱ܔሻ
ࢉሺ۱ܔǦሻ=
tૡൈhǦh
hthh
mol·L-1=1.8×10-7 mol·L-1。由于H+
没有参与反应,c(H+)=0.01 mol·L-1,故pH=2。
12.在一定条件下,相同pH 的硫酸和硫酸铁溶液中由水电离出的c(H+)分别是1.0×10-a mol·L-1 和1.0×10-b mol·L-1,
在此温度下,下列说法正确的是(
)。
A.a<b
B.a=b
C.水的离子积为1.0×10-(7+a)
D.水的离子积为1.0×10-(b+a)
【解析】酸抑制水的电离,易水解的盐促进水的电离,则a>b,A、B 两项均错误;由题意可知,两种溶液的pH=b,即硫
酸溶液中c(H+)=1.0×10-b mol·L-1, 而由水电离产生的c(H+) 等于由水电离产生的c(OH-), 所以硫酸溶液中
c(OH-)=1.0×10-a mol·L-1,Kw=1.0×10-(b+a),C 项错误,D 项正确。
13.(2020 年河北示范性高中高三联考)已知AG=lg
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ。室温下用0.01 mol·L-1 的NH3·H2O 滴定20.00 mL 0.01
mol·L-1 某一元酸HQ 的结果如图所示,下列说法中正确的是(
)。
A.HQ 属于弱酸
B.整个过程中,C 点时水的电离程度最大
C.E 点对应溶液中c(OH-)+c(NH3·H2O)=c(N۶
)+c(H+)
D.Kb(NH3·H2O)的数量级为10-5
【解析】由A 点可知0.01 mol·L-1 HQ 溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,所以HQ 属于强酸,故A 项错误;整个过程中,
当酸碱恰好完全反应生成盐时,水的电离程度最大,由于生成的盐是强酸弱碱盐,此时溶液显酸性,而C 点溶液呈中性,故B
项错误;E 点溶液为等浓度NH4Q 和NH3·H2O 的混合液,根据电荷守恒有c(OH-)+c(Q-)=c(N۶
)+c(H+),根据物料守恒
有2c(Q-)=c(N۶
)+c(NH3·H2O),所以E 点对应液中2c(OH-)+c(NH3·H2O)=c(N۶
)+2c(H+),故C 项错误;E 点溶液
为
等
浓
度
NH4Q
和
NH3·H2O
的
混
合
液
,
由
于
电
离
和
水
解
都
很
微
弱,c(NH3·H2O)≈c(N ۶
),NH3·H2O
N ۶
+OH-,Kb(NH3·H2O)=
ࢉሺۼ۶
ሻࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺۼ۶۶۽ሻ≈c(OH-), 由图像可知,E 点时
AG=lg
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ=-4.5,再根据水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,解得c(OH-)=10-4.75,所以Kb(NH3·H2O)的数量级
为10-5,故D 项正确。
14.(2020 年安徽皖江名校联盟高考模拟)室温下,向100 mL 饱和的H2S 溶液中通入SO2 气体(气体体积换算成标准状
况,溶液体积变化忽略不计),发生反应2H2S+SO2
3S↓+2H2O,测得溶液pH 与通入SO2 体积关系如图所示。下列说
法错误
．．的是(
)。
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第190 页共300 页
A.a 点水的电离程度最大
B.该温度下H2S 的Ka1≈10-7.2
C.曲线y 代表继续通入SO2 气体后溶液pH 的变化
D.a 点之后,随SO2 的通入,
ࢉሺ۶܁۽
Ǧ ሻ
ࢉሺ۶܁۽ሻ的值始终减小
【解析】由图可知,a 点表示SO2 气体通入112 mL,即0.005 mol 时,溶液pH=7,溶液呈中性,说明SO2 气体与H2S
溶液恰好完全反应,可知饱和H2S 溶液中溶质的物质的量为0.01 mol,c(H2S)=0.1 mol·L-1 。a 点之前为H2S 过量,a
点之后为SO2 过量,溶液均呈酸性,则a 点水的电离程度最大,故A 项正确;由图可知,0.1 mol·L-1 H2S 溶液电离出的
c(H+)=10-4.1 mol·L-1,电离方程式为H2S
H++HS-、HS-
H++S2-,以第一步电离为主,根据平衡常数表达式算出该
温度下H2S 的Ka1≈
hǦtൈhǦt
ht′hǦt≈10-7.2,故B 项正确;当通入336 mL SO2气体时,相当于溶液中的c(H2SO3)=0.1 mol·L-1,
因为H2SO3酸性强于H2S,故此时溶液中对应的pH 应小于4.1,故曲线y 代表继续通入SO2气体后溶液pH 的变化,故C
项正确;根据平衡常数表达式可知,
ࢉሺ۶܁۽
Ǧ ሻ
ࢉሺ۶܁۽ሻ=
ࡷࢇሺ۶܁۽ሻ
ࢉሺ۶ሻ
,a 点之后,随SO2 气体的通入,c(H+)增大,当通入的SO2 气体达饱和
时,c(H+)不再发生变化,故D 项错误。
15.(2020 年湖南高考模拟)某温度下,向10 mL 0.1 mol·L-1 CuCl2 溶液中滴加0.1 mol·L-1 的Na2S 溶液,滴加过程中
-lg c(Cu2+)与Na2S 溶液体积的关系如图所示。下列有关说法正确的是(
)。
已知:该温度下,Ksp(ZnS)=3×10-25
A.Na2S 溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)
2c(Na+)
B.a、b、c 三点对应的溶液中,水的电离程度最大的为b 点
C.该温度下,Ksp(CuS)=1×10-35.4
D.该温度下,向100 mL Zn2+、Cu2+物质的量浓度均为0.1 mol·L-1 的混合溶液中逐滴加入0.001 mol·L-1 的Na2S 溶
液,Zn2+先沉淀
【解析】Na2S 溶液中,根据物料守恒有2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)=c(Na+),故A 项错误;向10 mL 0.1 mol·L-1
CuCl2溶液中滴加0.1 mol·L-1 的Na2S 溶液,发生反应Cu2++S2-
CuS↓,Cu2+或S2-均会水解,水解促进水的电离,b 点
时溶液中滴加的Na2S 溶液的体积是10 mL,此时恰好生成CuS 沉淀,则b 点对应溶液中水的电离程度最小,故B 项错误;
该温度下,平衡时c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.7mol·L-1,则Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-35.4,故C 项正确;向100 mL Zn2+、
Cu2+浓度均为0.1 mol·L-1 的混合溶液中逐滴加入0.001 mol·L-1 的Na2S 溶液,产生ZnS 沉淀时需要的S2-浓度为
c(S2-)=
ࡷܛܘሺ܈ܖ܁ሻ
ࢉሺ܈ܖሻ
=
ൈhǦ
ht
mol·L-1=3×10-24mol·L-1,
产
生
CuS
时
需
要
的
S2-
浓
度
为
c(S2-)=
ࡷܛܘሺ۱䁱܁ሻ
ࢉሺ۱䁱ሻ=
hǦt
htmol·L-1=10-34.4mol·L-1,则产生CuS 沉淀所需S2-浓度更小,优先产生CuS 沉淀,故D 项错误。
16.(2020 年江苏四校高三联考)根据下列图示所得出的结论正确的是(
)。
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A.图甲是在不同温度下,三个恒容容器中反应2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g)
ΔH<0 的平衡曲线,曲线X 对应的温度相
对较高
B.图乙是一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线,a 点可表示MgCO3 的不饱和溶
液,且c(Mg2+)>c(C۽
′)
C.图丙为MOH 和ROH 两种一元碱水溶液在常温下,分别加水稀释时pH 的变化曲线,可知ROH 是强碱
D. 图丁为两个容器中在不同的压强下, 各投入1
mol
CH4 和1
mol
CO2 所发生反应
CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)的平衡曲线,N 点化学平衡常数K=1
【解析】在图甲中作任一垂线,与三曲线各有一交点,表明在反应物比例相同时,X 曲线对应温度下CO 平衡转化率较
高,因反应的ΔH<0,故X 曲线对应温度较低,A 项错误;过a 点作垂线,与MgCO3 直线有交点(饱和溶液),可见,在c(C۽
′)
相同时,a 点溶液中c(Mg2+)比饱和溶液中的小,为不饱和溶液,a 点时-lgc(Mg2+)>-lgc(C۽
′),则c(Mg2+)<c(C۽
′),B
项错误;图丙中ROH 加水稀释10 倍、100 倍或1000 倍时对应溶液pH 减小1、2 或3,则ROH 是强碱,C 项正确;化学
平衡常数只与温度有关,N 点的平衡常数可用M 点计算,M 点表示平衡时CH4(g) 、CO2(g) 的浓度都是0.5
mol·L-1,CO(g)、H2(g)的浓度都是1 mol·L-1,则K=4,D 项错误。
二、非选择题(本题包括5 小题,共52 分)
17.(1)AlCl3 溶液呈
(填“酸”“中”或“碱”)性,原因是
(用离子方程式表示)。把
AlCl3 溶液蒸干、灼烧,最后得到的主要固体产物是
(写化学式)。实验室在保存AlCl3 溶液时,常在溶液中加少量
的
,以
(填“促进”或“抑制”)其水解。
(2)物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等,则混合后溶液呈
(填
“酸”“中”或“碱”)性,醋酸体积
(填“>”“=”或“<”,下同)氢氧化钠溶液体积。
(3)已知0.1 mol·L-1 的NaHCO3 溶液pH=9,则溶液中c(C۽
′)
c(H2CO3),其溶液显电中性的原因是
(用离子浓度关系式表示)。
【答案】(1)酸
Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+
Al2O3
盐酸
抑制
(2)中
>
(3)<
2c(C۽
′)+c(OH-)+c(HC۽
Ǧ )=c(Na+)+c(H+)
【解析】(1)AlCl3 是强酸弱碱盐,水解显酸性,水解方程式是Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+。水解是吸热的,加热会
促进水解,且生成的HCl 挥发,最终生成的是Al(OH)3,灼烧后得到Al2O3。实验室在保存AlCl3 溶液时,常在溶液中加少量
的盐酸,以抑制AlCl3 水解。(2)根据电荷守恒可知,当溶液中c(CH3COO-)=c(Na+)时,H+浓度等于OH-浓度,溶液显中性,
说明醋酸过量,所以醋酸的体积大于氢氧化钠溶液的体积。(3)0.1 mol·L-1 的NaHCO3 溶液pH=9,说明HC۽
Ǧ 的水解
程度大于HC ۽
Ǧ 的电离程度, 所以溶液中c(C ۽
′ )<c(H2CO3) 。根据电荷守恒可知, 离子浓度的关系是
2c(C۽
′)+c(OH-)+c(HC۽
Ǧ )=c(Na+)+c(H+)。
18.(1)常温下,将1 mL pH=1 的H2SO4 溶液加水稀释到100 mL,稀释后的溶液中
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ=
。
(2)某温度时,测得0.01 mol·L-1 的NaOH 溶液的pH 为11,则该温度下水的离子积常数Kw=
。该温度
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(填“高于”或“低于”)25 ℃。
(3)常温下,设pH=5 的H2SO4溶液中由水电离出的H+浓度为c1,pH=5 的Al2(SO4)3溶液中由水电离出的H+浓度为c2,
则
ࢉ
ࢉ=
。
(4)常温下,a L pH=13 的Ba(OH)2 溶液与b L pH=3 的H2SO4 溶液混合(混合后溶液体积变化忽略不计)。
若所得混合溶液呈中性,则a∶b=
。
若所得混合溶液pH=12,则a∶b=
。
(5)在(2)所述温度下,将pH=a 的NaOH 溶液Va L 与pH=b 的硫酸Vb L 混合。
①若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=
。
②若所得混合液的pH=10,且a=12,b=2,则Va∶Vb=
。
【答案】(1)108
(2)1×10-13
高于
(3)10-4
(4)1∶100
11∶90
(5)①1∶10
②1∶9
19.乙酸是重要的化工原料,在生活、生产中被广泛应用。
(1)写出乙酸在水溶液中的电离方程式:
。若某温度
下,CH3COOH(aq) 与NaOH(aq) 反应的焓变ΔH=-46.8 kJ·mol-1,HCl(aq) 与NaOH(aq) 反应的焓变ΔH=-55.6
kJ·mol-1,则CH3COOH 在水中电离的焓变ΔH=
kJ·mol-1。
(2)已知常温下CH3COOH 的电离常数K=1.6×10-5,该温度下,1 mol·L-1CH3COONa 溶液的pH 约为
(已知
lg2=0.3)。向pH=2 的CH3COOH 溶液中加入pH=2 的稀硫酸,保持溶液温度不变,溶液的pH 将
(填“变
大”“变小”或“不变”)。
图1
(3)常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1 的ROH 溶液,所得溶液pH 及导电性变化如
图1 所示。下列分析正确的是
(填字母,下同)。
A.b 点导电能力最强,说明ROH 为强碱
B.b 点溶液的pH=5,此时酸碱恰好中和
C.c 点溶液存在c(R+)>c(CH3COO-)、c(OH-)>c(H+)
D.b~c 任意点溶液均有c(H+)·c(OH-)=Kw=1.0×10-14
(4)近年来,用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺,具有明显的经济优势。其合成的基本反应为
CH3COOC2H5(l)。
①在恒温恒容容器中投入一定量的乙烯和足量的乙酸,下列分析正确的是
。
A.当乙烯断开1 mol 碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1 mol,反应已达到化学平衡
B.当体系中乙烯的百分含量保持不变时,反应已达到化学平衡
C.达到化学平衡后再通入少量乙烯,再次达到化学平衡时,乙烯的浓度与原平衡相等
D.该反应的平衡常数表达式为K=
②在乙烯与乙酸等物质的量投料条件下,某研究小组在不同压强、相同时间点进行了乙酸乙酯的产率随温度变化的测定实
验,实验结果如图2 所示。回答下列问题:
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图2
温度在60~80 ℃范围内,乙烯与乙酸反应速率由大到小的顺序是
[用v(p1)、v(p2)、v(p3)分别表
示在不同压强下的反应速率]。在压强为p1、温度超过80 ℃时,乙酸乙酯产率下降的原因可能是
。
根据测定实验结果分析,较适宜的生产条件是
(填合适的压强和温度)。为提高乙酸乙酯的合成速
率和产率,可以采取的措施有
(任写出一条)。
【答案】(1)CH3COOH
CH3COO-+H+
+8.8
(2)9.4
不变
(3)CD
(4)①BC
②v(p1)>v(p2)>v(p3)
由图像可知,p1、80 ℃时反应已达平衡且正反应放热,故压强不变,升高温度,平衡逆向移动,
产率下降
p1、80 ℃
通入乙烯气体或增大压强
【解析】(1)乙酸是一元弱酸,在水溶液中的电离方程式为CH3COOH
CH3COO-+H+。根据盖斯定律,CH3COOH
在水中电离的焓变ΔH=-46.8 kJ·mol-1-(-55.6 kJ·mol-1)=+8.8 kJ·mol-1。(2)已知常温下CH3COOH 的电离常数
K=1.6×10-5, 该温度下醋酸钠的水解常数为
hǦ
tൈhǦ, 因此1 mol·L-1 CH3COONa 溶液中c(OH-)=
hǦ
tൈhǦ
mol·L-1=2.5×10-5 mol·L-1,所以c(H+)=4×10-10 mol·L-1,则溶液的pH 约为9.4。向pH=2 的CH3COOH 溶液中加
入pH=2 的稀硫酸,保持溶液温度不变,氢离子浓度不变,则溶液的pH 不变。(3)b 点恰好反应生成盐,所以导电能力最强,
但不能说明ROH 为强碱,A 项错误;b 点消耗ROH 10 mL,所以酸碱恰好中和,pH=7,B 项错误;c 点溶液中溶质是等浓度
的盐和ROH 的混合溶液,溶液呈碱性,因此存在c(R+)>c(CH3COO-)、c(OH-)>c(H+),C 项正确;水的离子积常数是定值,
因此b~c 任意点溶液均有c(H+)·c(OH-)=Kw=1.0×10-14,D 项正确。(4)①乙烯断开1 mol 碳碳双键的同时恰好消耗1
mol 乙酸,均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,A 项错误;当体系中乙烯的百分含量保持不变时,反应已达到化
学平衡状态,B 项正确;反应中只有乙烯是气体,温度不变,平衡常数不变,所以达到化学平衡后再通入少量乙烯,再次达到化
学平衡时,乙烯的浓度与原平衡相等,C 项正确;该反应的平衡常数表达式为K=
,D 项错误。②温度一定时,
压强增大,平衡正向进行,反应速率增大,由图像分析可知p1>p2>p3,则温度在60~80 ℃范围内,乙烯与乙酸反应的速率
由大到小的顺序是v(p1)>v(p2)>v(p3);在压强为p1、温度为80 ℃时,反应已达平衡,再升高温度,平衡逆向移动,产率下
降;选择适宜条件使得乙酸乙酯产率达到最大,图像中乙酸乙酯产率最大的条件是p1、80 ℃。为提高乙酸乙酯的合成速
率和产率,即加快反应速率且使平衡正向进行,故可以增大反应物浓度或增大压强等。
20.已知K、Ka、Kw、Kh、Ksp 分别表示化学平衡常数、弱酸的电离平衡常数、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、
难溶电解质的溶度积常数。
(1)有关上述常数的说法正确的是
(填字母)。
a.它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度
b.它们的大小都随温度的升高而增大
c.常温下,CH3COOH 在水中的Ka 大于在饱和CH3COONa 溶液中的Ka
d.一定温度下,在CH3COONa 溶液中,Kw=Ka·Kh
(2)25 ℃时,H2SO3
HS۽
Ǧ +H+的电离平衡常数Ka=1×10-2 mol·L-1,则该温度下pH=3、c(HS۽
Ǧ )=0.1 mol·L-1 的
NaHSO3 溶液中,c(H2SO3)=
。
(3)高炉炼铁中发生的反应为FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)
ΔH<0。
该反应的平衡常数表达式为K=
;
已知1100 ℃时,K=0.25,则平衡时CO 的转化率为
;
在该温度下,若测得高炉中c(CO2)=0.020 mol·L-1,c(CO)=0.1 mol·L-1,此时反应速率是v 正
(填“>”“<”或
“=”)v 逆。
(4)已知常温下Fe(OH)3 和Mg(OH)2 的Ksp 分别为8.0×10-38、1.0×10-11,向浓度均为0.1 mol·L-1 的FeCl3、MgCl2
的混合溶液中加入碱液,要使Fe3+完全沉淀而Mg2+不沉淀,应该调节溶液pH的范围是
。(已知lg2=0.3)
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【答案】(1)ad
(2)0.01 mol·L-1
(3)
ࢉሺ۱۽ሻ
ࢉሺ۱۽ሻ
20%
>
(4)3.3~9
【解析】(1)化学平衡常数不一定随温度升高而增大,b 项错误;CH3COOH 的电离平衡常数只与温度有关,故在水中
和
CH3COONa
溶
液
中
的
Ka
均
相
同
,c
项
错
误
;CH3COONa
溶
液
中,Ka·Kh=
ࢉሺ۱۶۱۽۽Ǧሻࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۱۶۱۽۽۶ሻ
×
ࢉሺ۱۶۱۽۽۶ሻࢉሺ۽۶Ǧሻ
ࢉሺ۱۶۱۽۽Ǧሻ
=c(H+)·c(OH-)=Kw,d 项正确。
(2)根据Ka=
ࢉሺ۶܁۽
Ǧ ሻࢉሺ۶ሻ
ࢉሺ۶܁۽ሻ
,c(H2SO3)=
ࢉሺ۶܁۽
Ǧ ሻࢉሺ۶ሻ
ࡷ܉
=
hǦൈht
ൈhǦ=0.01 mol·L-1。
(3)该反应的平衡常数K=
ࢉሺ۱۽ሻ
ࢉሺ۱۽ሻ,设起始时CO 的浓度为a mol·L-1,转化的浓度为x mol·L-1,则K=࢞ࢇǦ࢞=0.25,解得
x=0.2a,故CO 的转化率为
htࢇ
ࢇ×100%=20%。该时刻
ࢉሺ۱۽ሻ
ࢉሺ۱۽ሻ=
hth
ht=0.2<K,因此反应向正反应方向进行,v 正>v 逆。
(4)Fe3+ 完全沉淀时,c(Fe3+)=10-5 mol·L-1,c(OH-)=
ૡൈhǦૡ
hǦ=2×10-11 mol·L-1,此时pH=-lg
hǦ
ൈhǦ=3.3;Mg2+
开始沉淀时,c(OH-)=
ൈhǦ
ht
=10-5 mol·L-1,此时pH=-lg
hǦ
hǦ=9,故需控制溶液pH 的范围是3.3≤pH<9。
21.(2020 年全国大联考高三月考)工业上常以黄铜矿(主要成分是CuFeS2)为原料制备铜以及副产物铁红(Fe2O3),下列
两种方法均能实现铜的冶炼,其工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)为使“焙烧”反应充分进行,工业上可采取的措施是
(写一条),写出“焙烧”时反应的化学方程
式:
。
(2)“灼烧1”工序中起氧化作用的物质是
。
(3)FeCl3 溶液“浸取”时,铜的浸出率结果如图所示。由图可知,当铜的浸出率为90%时,所采用的实验条件
为
,写出该工序发生反应的离子方程式:
。
(4)“调节pH”所用试剂X 是
,该工序的目的是除去溶液中的Fe3+。常温下,当调节溶液的pH=3.5 时,Fe3+
是否沉淀完全?
(填“是”或“否”)[c(Fe3+)≤1×10-5mol·L-1 时可认为Fe3+沉淀完全],若滤液中c(Cu2+)=0.2
mol·L-1,此时是否有Cu(OH)2 析出?
(填“是”或“否”),理由是
(列
式计算)。{已知:25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39、Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20}
(5)方法乙比方法甲更好,其原因是
(写一点)。
【答案】(1)粉碎固体
2CuFeS2+4O2
Cu2S+3SO2+2FeO
(2)Cu2S、Cu2O
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(3)4 h、100 ℃
CuFeS2+4Fe3+
Cu2++5Fe2++2S
(4)CuO
是
否
根据Qc=c(Cu2+)·c2(OH-)=0.2×(10-10.5)2=2×10-22<Ksp[Cu(OH)2]可知,无Cu(OH)2 析出
(5)甲流程中产生了SO2,污染环境
【解析】(1)为使“焙烧”反应充分进行,工业上可采取的措施有将黄铜矿粉碎、提高反应温度等。根据流程图,“焙
烧”时反应的化学方程式为2CuFeS2+4O2
Cu2S+3SO2+2FeO。
(2)根据流程图,“灼烧1”工序中,Cu2S、Cu2O 和FeO 反应后生成SO2、Fe2O3 和Cu,反应中Cu 元素的化合价降
低,Fe 元素和S 元素的化合价升高,起氧化作用的物质是Cu2S、Cu2O。
(3)根据图像,FeCl3 溶液“浸取”时,当铜的浸出率为90%时,所采用的实验条件为4 h、100 ℃;该工序过程中,FeCl3
具有氧化性,CuFeS2 和FeCl3 溶液反应生成了S 单质,同时会生成氯化铜和氯化亚铁,发生反应的离子方程式为
CuFeS2+4Fe3+
Cu2++5Fe2++2S。
(4)根据(3)中反应的方程式可知,加入H2O2的目的是将Fe2+氧化生成Fe3+,调节pH 是为了使Fe3+沉淀,为了不引入
新的杂质,可以选用氧化铜或碳酸铜等调节溶液的pH 除去溶液中的Fe3+。当调节溶液的pH=3.5 时,c(OH-)=1×10-10.5
mol·L-1,则c(Fe3+)=
ࡷܛܘthሺ۽۶ሻ
ࢉሺ۽۶Ǧሻ
=
thൈhǦૢ
ሺൈhǦhtሻ=1×10-7.5 mol·L-1<1×10-5 mol·L-1,Fe3+完全沉淀;若滤液中c(Cu2+)=0.2
mol·L-1,则Qc=c(Cu2+)·c2(OH-)=0.2×(10-10.5)2=2×10-22<Ksp[Cu(OH)2],无Cu(OH)2 析出。
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1.(2020 年东北三省三校一模)2018 年11 月4 日福建泉州市泉港区发生碳九泄漏事件。碳九主要含三甲苯、异丙苯、
正丙苯、乙基甲苯等有机物。下列关于碳九的说法不正确
．．．的是(
)。
A.碳九是多种芳香烃的混合物,可通过石油催化重整得到
B.进入碳九的泄漏区应佩戴含活性炭的口罩,避免吸入有害气体
C.上述碳九所含分子的分子式均为C9H12,它们互为同分异构体
D.碳九含有的有机物均易溶于水,会严重污染泄漏处海域
【解析】含苯环结构的烃为芳香烃,A 项正确;活性炭有吸附作用,B 项正确;三甲苯、异丙苯、正丙苯、乙基甲苯的分
子式均为C9H12,且分子结构不相同,四种物质互为同分异构体,C 项正确;碳九含有的有机物均不溶于水,但泄漏仍会污染
海域,D 项不正确。
2.(2020 年莆田模拟)下列物质互为同分异构体的是(
)。
A.CH3CH2CH3 和CH3CH2CH2CH3
B.NO 和CO
C.CH3CH2OH 和
D.红磷和白磷
3.(2020 年莆田二模)四种常见有机物的比例模型如图所示。下列说法正确的是(
)。
A.乙可与溴水发生取代反应而使溴水褪色
B.甲能使酸性KMnO4 溶液褪色
C.丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键
D.丁为醋酸分子的比例模型
【解析】根据四种常见有机物的比例模型可知,甲是甲烷,乙是乙烯,丙是苯,丁是乙醇。乙烯分子中含有碳碳双键,可
与溴水发生加成反应而使溴水褪色,A 项错误;甲烷不能使酸性KMnO4 溶液褪色,B 项错误;丁为乙醇分子的比例模型,D
项错误。
4.(2020 年黄冈中学三模)下列关于有机物的说法不正确
．．．的是(
)。
A.BrCH2CHBrCH2Br 的名称为三溴丙烷
B.萘(
)环上的一个H 原子被
取代后的产物共有8 种
C.对甲基苯乙烯中最多有17 个原子共面
D.纤维素和淀粉都是多糖,它们彻底水解后的产物相同
【解析】BrCH2CHBrCH2Br 的名称为1,2,3-三溴丙烷,A 项错误;萘的结构对称性很高,如图:
,环上只有2
种不同化学环境的氢原子,
有4 种结构,因此萘环上的一个H 原子被
取代后的产物共有8 种,B 项正确;
甲基中最多有1 个碳原子和1 个氢原子能够与苯环共平面,乙烯基中的碳、氢原子均能共平面,苯环中所有的氢、碳原子
均可以共平面,所以对甲基苯乙烯中最多有17 个原子共面,C 项正确;纤维素和淀粉都是多糖,水解的最终产物均为葡萄
糖,D 项正确。
5.(2020 年湖南湘潭二模)傅克反应是合成芳香族化合物的一种重要方法。有机物a(—R 为烃基)和苯通过傅克反应合成
b 的过程如下(无机小分子产物略去):
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܀Ȅ۱ܔ
܉
+
下列说法错误
．．的是(
)。
A.一定条件下苯与氢气反应的产物之一环己烯与螺[2.3]己烷(
)互为同分异构体
B.b 的二氯代物超过3 种
C.当—R 为—C5H11 时,a 的结构有3 种
D.当—R 为—C4H9时,1 mol b 加成生成C10H20 至少需要3 mol H2
【解析】环己烯的分子式为C6H10,螺[2.3]己烷的分子式为C6H10,二者互为同分异构体,A 项正确。若2 个氯原子全
部取代苯环上的氢原子,b 的二氯代物有6 种;若考虑取代烃基上的氢原子将会有更多种,B 项正确。若主链有5 个碳原子,
氯原子有3 种位置;若主链有4 个碳原子,氯原子有4 种位置;若主链有3 个碳原子,氯原子只有1 种位置,则同分异构体共
有8 种,C 项错误。—C4H9已经达到饱和,1 mol 苯环消耗3 mol 氢气,则1 mol b 最多可以与3 mol H2发生加成反应,D
项正确。
6.(2020 年安徽黄山二模)下列对有机物的描述正确的是(
)。
A.若C6H14 仅能由1 种单炔烃加氢而制得,则C6H14 的结构有2 种
B.立方烷(
)燃烧的现象与乙烷燃烧的现象相同
C.
分子中所有原子不可能处于同一平面
D.用碳酸钠溶液不能一次性鉴别乙酸、苯和乙醇三种无色液体
【解析】烷烃C6H14 仅能由1 种单炔烃加氢而制得, 烷烃的结构简式可能是CH3CH2C(CH3)3 、
CH3CH2CH(CH3)CH2CH3,A 项正确;立方烷、乙烷含碳量不同,燃烧时现象不同,B 项错误;
分子中苯环和碳碳双
键直接相连,则所有原子可能处于同一平面,C 项错误;与碳酸钠溶液混合时,有气泡产生的是乙酸,互溶的是乙醇,分层的是
苯,可鉴别,D 项错误。
7.(2020 年安徽合肥二检)据《Chem Commun》报道,Marcel Mayorl 合成了桥连多环烃(
),拓展了人工合成
自然产物的技术。下列有关该烃的说法不正确
．．．的是(
)。
A.属于饱和环烃,不能使Br2 的CCl4 溶液褪色
B.与氯气取代,可得到6 种不同沸点的一氯代物
C.分子中含有3 个六元环、4 个五元环
D.与
互为同分异构体
【解析】该有机物分子中有5 种不同化学环境的氢原子(
),因此可得到5 种不同沸点的一氯代物,B 项错
误;
的分子式为C11H16,与
互为同分异构体,D 项正确。
8.(2020 年福建厦门一模)Bhatti 合成了调节中枢神经系统的药物,其中间体为
。下列有关该中间体的说法正确
的是(
)。
A.可发生氧化反应、中和反应
B.与
互为同分异构体
C.碳原子上的一氯代物共有7 种(不含立体异构)
D.所有碳原子均处于同一平面
【解析】
与
分子式不同,不互为同分异构体,B 项错误;该有机物的碳原子上共有
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5 种不同化学环境的氢原子,碳原子上的一氯代物共有5 种,C 项错误;该有机物分子中含有
结构,所有碳原子
不可能都在同一个平面上,D 项错误。
9.(2020 年滨州模拟)某有机物的结构简式如图所示,下列关于该有机物的叙述不正确
．．．的是(
)。
A.能使酸性KMnO4 溶液、溴水褪色,两者反应原理相同
B.1 mol 该有机物能与H2 发生反应,最多可消耗4 mol H2
C.一定条件下,能发生加聚反应
D.该有机物苯环上的一个H 原子被取代,有3 种同分异构体
【解析】该有机物含有碳碳双键,使酸性KMnO4 溶液褪色发生的是氧化反应,使溴水褪色发生的是加成反应,两者反
应原理不同,A 项错误。
10.(2020 年广东重点中学一模)一种形状像蝴蝶结的有机分子的结构如图所示。下列有关该物质的说法中错误
．．的是
(
)。
A.该有机物生成1 mol C5H12 至少需要4 mol H2
B.该分子中所有碳原子在同一平面内
C.其三氯代物只有1 种
D.与其互为同分异构体且不饱和键只有碳碳三键的链烃有2 种
【解析】由结构简式可知该有机物的分子式为C5H4,因此要生成1 mol C5H12 至少需要4 mol H2,A 项正确;分子中
含有
结构,所有碳原子不可能在同一平面上,B 项错误;三氯代物种数与其一氯代物种数相同,只有1 种,C 项正确;
分子式为C5H4,不饱和键只有碳碳三键的链烃有
、
,D 项正确。
11.(2020 年福建莆田质检)最近我国科学家研制一种具有潜力的纳米电子学材料——石墨炔,图中丁为它的结构片段。
下列有关说法中错误
．．的是(
)。
A.甲分子中的6 个溴原子位于同一平面上
B.丙的二氯代物有2 种
C.丙能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.石墨炔和C60 互为同素异形体
【解析】苯环为平面结构,故甲中6 个溴原子位于同一平面上,A 项正确;丙的二氯代物有3 种,B 项错误;丙分子中含
碳碳三键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C 项正确;石墨炔和C60 均是碳元素构成的单质,故两者互为同素异形体,D 项正确。
12.三位分别来自法国、美国、荷兰的科学家因研究“分子机器的设计与合成”而获得2016 年诺贝尔化学奖。纳米分
子机器日益受到关注,机器的“车轮”常用组件如图所示,下列说法正确的是(
)。
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A.①④互为同分异构体
B.①③均能发生加成反应
C.①②③④均属于烃
D.①②③④的一氯代物均只有一种
【解析】①④分子中含有的碳原子数不同,分子式不同,不互为同分异构体,A 项错误;①中含有苯环,能与氢气发生加
成反应,③中含有碳碳双键,能发生加成反应,B 项正确;③中只含有碳原子,不属于烃,C 项错误;①中含有3 种不同化学环境
的氢原子,一氯代物有3 种,④中含有2 种不同化学环境的氢原子,一氯代物有2 种,D 项错误。
13.(2020 年四川成都一诊)有机物X、Y、Z 的结构简式分别为
、
、
。下列分析正确的是
(
)。
A.Y、Z 互为同系物
B.Y 中最多有4 个C 原子处于同一直线上
C.X、Z 的二氯代物数目相同
D.可用酸性KMnO4 溶液一次性区分X、Y、Z 三种物质
【解析】Y 中有碳碳双键,与苯的结构不同,Y、Z 不互为同系物,A 项错误;Y 中最多有3 个C 原子处于同一直线上,B
项错误;X 的二氯代物中2 个Cl 原子可位于同一条棱上、面对角线上、体对角线上,Z 的二氯代物中2 个Cl 原子有邻、
间、对三种位置,则X、Z 的二氯代物数目相同,C 项正确;X、Z 与高锰酸钾均不反应,D 项错误。
14.某研究性学习小组设计实验用30 mL浓硫酸与10 mL无水乙醇共热制备乙烯气体,并测定乙醇转化成乙烯的转化率。
已知生成的乙烯气体中含有SO2、CO2、乙醇和乙醚等杂质。有关数据如下:
熔点
/℃
沸点
/℃
溶解性
颜色
状态
密度/
g·cm-3
乙醇-114.1 78.3
与水、有机溶
剂互溶
无色
液体
0.79
乙醚-116.2 34.5
不溶于水,易
溶于有机溶
剂
无色
液体
0.7135
(1)制备乙烯
①从A~E 中选择必要的装置完成实验,并按气流方向连接,正确的连接顺序为
(填仪器接口的字母编号)。
②D 装置中发生反应的离子方程式为
。
实验后,检验D 装置溶液中含有C۽
′的实验方案为
。
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③E 装置的主要作用是
。
(2)测定乙烯
反应结束后,用移液管移取C 装置中溶液20 mL(不考虑溶液体积变化)于锥形瓶中,先加入约2 mL 稀硫酸酸化,再用
0.1000 mol·L-1的Na2C2O4 溶液滴定未反应完的KMnO4。
已知:C2H4
CO2+H2O;C2۽
′
CO2+H2O;Mn۽
Ǧ →Mn2+
①滴定终点的现象为
。
②已知用去Na2C2O4 溶液20.00 mL,则乙醇转化成乙烯的转化率为
。
【答案】(1)①a→h→i→f→g→d
②SO2+2OH-
S۽
′+H2O、CO2+2OH-
C۽
′+H2O
取少许D 溶液于试管中,先滴加足量的双氧水,然后再
加入一定量的硫酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则证明D 溶液中含有C۽
′
③冷凝并收集乙醚和乙醇
(2)①滴入最后一滴Na2C2O4 溶液时,溶液由粉红色变成无色,且半分钟内不变色
②2.91%
【解析】(1)①由于生成的乙烯气体中同时含有SO2、CO2、乙醇和乙醚等杂质,而待选择的装置中的试剂中只有酸
性KMnO4 溶液可以吸收乙烯,可用于定量测定,但是酸性KMnO4 溶液能同时氧化乙醇、SO2,这样就会使得测定结果出
现较大误差,所以必须先除去这些杂质。结合题目中乙醇、乙醚性质的描述,可选择冰水冷却,使乙醇、乙醚液化,选择NaOH
溶液除去SO2、CO2。②D 装置中的NaOH 吸收SO2、CO2。检验其中的C۽
′时,常用的方法是用酸反应产生CO2 或
用CaCl2 等反应生成CaCO3 沉淀,但是两种方案中S۽
′都会影响C۽
′的检验,所以必须先氧化除去S۽
′。
(2)②KMnO4 与Na2C2O4 反应的离子方程式为2Mn۽
Ǧ +5C2۽
′+16H+
2Mn2++10CO2↑+8H2O,反应消耗
20.00 mL Na2C2O4溶液时,参加反应的n1(Mn۽
Ǧ )=
×0.1000 mol·L-1×0.0200 L=8×10-4 mol,原吸收液吸收乙烯时
消耗
n(Mn ۽
Ǧ
)=0.1000
mol·L-1×0.2000
L-8×10-4
mol×10=0.0120
mol, 吸收乙烯的反应为
5C2H4+12Mn۽
Ǧ +36H+
10CO2↑+12Mn2++28H2O,则n(C2H4)=
×0.0120 mol=0.0050 mol,m(乙醇)=0.79
g·mL-1×10 mL=7.9 g,n(乙醇)=
⺁tૢ
ܕܗܔǦ≈0.1717 mol,理论上生成乙烯0.1717 mol,则乙醇转化成乙烯的转化率为
hthhhܕܗܔ
ht⺁⺁ܕܗܔ×100%≈2.91%。
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1.(2020 年广东深圳一模)下列叙述正确的是(
)。
A.很多鲜花和水果的香味来自酯
B.甲烷和苯都可通过石油分馏得到
C.糖类和油脂在一定条件下均能水解
D.棉花和蚕丝的主要成分都是纤维素
【解析】酯类物质具有芳香气味,很多鲜花和水果的香味来自酯,A 项正确;石油的分馏产物中没有苯,甲烷可通过石油
分馏得到,B 项错误;单糖不能发生水解反应,C 项错误;蚕丝的主要成分是蛋白质,棉花的主要成分是纤维素,D 项错误。
2.(2020 年广州八校联考)下列说法正确的是(
)。
A.蛋白质和油脂在一定条件下都能发生水解反应
B.分子式为C4H8O 且能发生银镜反应的有机物共有4 种
C.室温下,在水中的溶解度:1,2-二溴乙烷>乙醇
D.苯、乙酸、葡萄糖均属于电解质,其水溶液均能导电
【解析】A 项,蛋白质是由氨基酸脱水缩合得到的,油脂是高级脂肪酸甘油酯,所以在一定条件下都能水解,正确。B 项,
分子式为C4H8O 且能发生银镜反应的有机物含有醛基,可表示为C3H7CHO,共有2 种同分异构体,错误。C 项,乙醇与水
互溶,卤代烃不溶于水,所以室温下在水中的溶解度:乙醇>1,2-二溴乙烷,错误。D 项,苯、葡萄糖不能电离出自由移动的离
子,不属于电解质,其水溶液也不导电,错误。
3.(2020 年河南平顶山二调)某抗结肠炎药物的有效成分(R)的结构简式如图所示。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.R 能发生加成、取代反应
B.R 分子中所有C 原子和N 原子一定共平面
C.R 的苯环上官能团位置异构体有10 种
D.R 的分子式为C7H7O3N
【解析】苯环能发生加成反应和取代反应,羧基、羟基能发生取代反应,A 项正确;与苯环直接相连的原子一定共平面,B
项正确;苯环上连接—NH2、—OH、—COOH 的同分异构体有10 种,除去本身,R 只有9 种位置异构体,C 项错误。
4.(2020 年山西师大附中模拟)下列关于有机物的说法正确的是(
)。
A.杜康用高粱酿酒的原理是通过蒸馏法将高粱中的乙醇分离出来
B.
可由单体
和
加聚制得
C.相对分子质量为72 的某烷烃,其一氯代物有4 种
D.植物油氢化、塑料和橡胶的老化过程中均发生了加成反应
【解析】高粱中不含乙醇,高粱酿酒的原理是高粱中的淀粉在酒曲的作用下反应生成乙醇,然后用蒸馏法将乙醇分离
出,A 项错误;相对分子质量为72 的烷烃,其分子式为C5H12,同分异构体有3 种,正戊烷的一氯代物有3 种,异戊烷的一氯
代物有4 种,新戊烷的一氯代物有1 种,共有8 种,C 项错误;植物油为油脂,含碳碳双键,可与氢气发生加成反应,塑料和橡胶
的老化过程属于氧化反应,D 项错误。
5.(2020 年辽宁鞍山一中三模)下列关于两种常见有机化合物甲(
)和乙(
)的说法正确的是
(
)。
A.乙分子中所有原子可能共平面
B.甲、乙均能使溴水褪色
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C.乙在一定条件下可以反应生成甲
D.甲、乙苯环上的二氯代物均有8 种
【解析】乙分子中有饱和碳原子,分子中所有原子不可能共平面,A 项不正确;甲、乙均不与溴水反应,B 项不正确;乙
与酸性高锰酸钾溶液反应可生成甲,C 项正确;甲、乙苯环上的二氯代物均有6 种,D 项不正确。
6.(2020 年河南顶级名校四联)有机物X、Y、M 相互转化关系如下。下列有关说法不正确
．．．的是(
)。
A.可用碳酸氢钠溶液区别X 与Y
B.Y 中所有原子在同一平面上
C.X、Y、M 均能发生加成、氧化和取代反应
D.X 环上的二氯代物共有11 种(不考虑顺反异构)
【解析】Y 与碳酸氢钠溶液不反应,X 分子中含有羧基,能与碳酸氢钠溶液反应,A 项正确;Y 分子中含有饱和碳原子,
所有原子不可能处于同一平面上,B 项错误;X 分子中含有碳碳双键和羧基,Y 分子中含有碳碳双键和羟基,M 分子中含有碳
碳双键和酯基,所以均能发生加成、氧化和取代反应,C 项正确;采用定一移一的方法分析,X 环上的二氯代物共有11 种,D
项正确。
7.(2020 年湖南长沙一模)下列说法正确的是(
)。
A.植物油的主要成分是高级脂肪酸
B.异丙苯(
)中所有碳原子可能处于同一平面上
C.分子式为C4H10O 并能与金属钠反应的有机物有5 种(不含立体异构)
D.某些蛋白质可溶于溶剂形成胶体,但遇乙醇发生变性
【解析】植物油的主要成分为高级脂肪酸甘油酯,A 项错误;异丙苯侧链中与苯环直接相连的碳原子是饱和的,故异丙
苯中所有碳原子不可能处于同一平面上,B 项错误;分子式为C4H10O 并能与金属钠反应的有机物为醇,—C4H9 有4 种,该
有机物可能的结构有4 种,C 项错误;乙醇能使蛋白质变性,D 项正确。
【点评】区分蛋白质变性与盐析的异同。蛋白质的变性属于化学变化,蛋白质的盐析属于物理变化;蛋白质胶体的变
性与盐析都属于胶体的聚沉。
8.(2020 年安徽六安一中三模)下列有关有机物结构和性质的说法正确的是(
)。
A.甲中所有原子可能处于同一平面上
B.乙的一氯代物有4 种
C.丙在一定条件下能发生取代、加成、氧化和消去反应
D.丁与苯互为等电子体,可由苯的结构和性质推测丁的结构与性质
【解析】甲可看作是乙烯分子中的一个H 原子被醛基取代的产物,乙烯、甲醛分子均是平面结构,所有原子可能共平
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面,A 项正确;乙的一氯代物有2 种,B 项错误;丙不能发生消去反应,C 项错误;苯可以发生加成反应,丁不能发生加成反应,
所以不能根据苯的结构和性质推测丁的结构与性质,D 项错误。
9.牛奶放置时间长了会变酸,这是因为牛奶中含有不少乳糖,在微生物的作用下乳糖分解变成乳酸(
)。
(1)写出乳酸与足量金属钠反应的化学方程式:
。
(2)写出乳酸与碳酸钠溶液反应的化学方程式:
。
(3)两分子乳酸在浓硫酸作用下相互反应,生成环状结构的物质,写出该环状结构物质的结构简式:
。
【答案】(1)
+2Na
+H2↑
(2)
+Na2CO3
+H2O+CO2↑
(3)
10.(2020 年日照市三模)阿斯巴甜是一种具有清爽甜味的有机化合物,结构简式如图所示。下列说法不正确
．．．
的是(
)。
A.阿斯巴甜属于氨基酸,分子式为C14H18N2O5
B.阿斯巴甜分子的核磁共振氢谱共有10 种吸收峰
C.阿斯巴甜能发生氧化、取代、加成等反应
D.阿斯巴甜在一定条件下既能与酸反应,又能与碱反应
【解析】该有机物结构中含有氨基和羧基,所以阿斯巴甜属于氨基酸,分子式为C14H18N2O5,A 项正确;该结构中以侧
链取代基为对称轴,如图
,则核磁共振氢谱共有11 种吸收峰,B 项错误;该有机物能够燃烧,发生氧化反应,
含有肽链、酯基,发生水解反应(取代反应),含有苯环结构,能发生加成反应,C 项正确;阿斯巴甜中含
和
,
所以在一定条件下既能与酸反应,又能与碱反应,D 项正确。
11.(2020 年吉林辽源高中二模)已知C2H6O 有CH3CH2OH 和CH3OCH3 两种结构,C4H10、C4H10O 在分子组成上相差
一个氧原子,则C4H10 的一元取代物种数和C4H10O 的所有同分异构体种数(
)。
A.相同
B.C4H10 的一元取代物种数多
C.C4H10O 的同分异构体种数多
D.不能确定哪种多
【解析】C4H10 的一元取代物有4 种:
、
;C4H10O 属于醇的同分异构体有4 种,属于醚的同分
异构体有3 种:
、CH3CH2OCH2CH3、
,共7 种,故C 项正确。
12.(2020 年江西上饶六校一联)迷迭香酸具有抗氧化、延缓衰老、减肥降脂等功效,它的结构简式为
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以邻苯二酚为原料合成迷迭香酸的路线如图所示,下列说法错误
．．的是(
)。
→……→
→……→迷迭香酸
۱
A.有机物A 分子中所有原子可能在同一平面上
B.有机物B 可以发生取代、加成、消去和氧化反应
C.1 mol C 在催化剂作用下,与H2 加成最多可消耗8 mol H2
D.1 mol C 与足量的NaOH 溶液反应,最多可消耗6 mol NaOH
【解析】苯环为平面结构,与苯环直接相连的原子一定在同一平面内,—OH 上的H 原子可能在同一平面内,A 项正确;
有机物B 分子中含有羟基(邻位碳上有H 原子)、羧基和苯环,因此可以发生取代、加成、消去和氧化反应,B 项正确;1 个
迷迭香酸分子即C 分子中含有2 个苯环、1 个碳碳双键,因此1 mol C 在催化剂作用下,与H2 加成最多消耗7 mol H2,C
项错误;1 个C 分子中含有4 个酚羟基、1 个羧基、1 个酯基,1 mol C 最多消耗6 mol NaOH,D 项正确。
13.(2020 年湖南衡阳一联)乙酸松油酯是松油醇的酯化产物,具有甜香气味,广泛应用于日用和食用香精中。乙酸松油酯
的结构简式如图甲所示。下列说法正确的是(
)。
A.乙酸松油酯的分子式为C12H22O2
B.乙酸松油酯的水解产物松油醇与图乙所示物质互为同分异构体
C.乙酸松油酯既易溶于水,也易溶于乙醇或油脂
D.乙酸松油酯能使溴的CCl4 溶液或酸性KMnO4溶液褪色
【解析】根据乙酸松油酯的结构简式可知,其分子式为C12H20O2,A 项错误;松油醇的分子式为C10H18O,图乙所示有
机物的分子式为C11H18O,分子式不同,两者不互为同分异构体,B 项错误;酯不溶于水,可溶于乙醇和油脂,C 项错误;乙酸松
油酯分子中含有碳碳双键,能使溴的CCl4 溶液或酸性高锰酸钾溶液褪色,D 项正确。
【点评】溶液褪色包括化学反应褪色和物理变化褪色。如含碳碳双键的物质能使溴的CCl4 溶液或酸性KMnO4 溶
液褪色,均属于化学反应褪色,前者发生加成反应,后者发生氧化反应;苯能使溴水褪色,属于物理变化褪色,是苯萃取溴水中
的Br2。
14.(2020 年河北唐山一中期中)乙酸正丁酯是医药合成的重要中间体,某同学在实验室中用乙酸和正丁醇来制取乙酸正
丁酯,实验操作如下:
Ⅰ.将混合液[18.5 mL 正丁醇、13.4 mL 乙酸(过量)和0.4 mL 浓硫酸]置于仪器A 中并放入适量沸石(见图甲,沸石及加
热装置等略去),然后加热回流约20 min。
Ⅱ.将反应后的溶液进行如下处理:①用水洗涤,②用试剂X 干燥,③用10%Na2CO3 溶液洗涤。
Ⅲ.将所得到的乙酸正丁酯粗品转入蒸馏烧瓶中进行蒸馏,最后得到17.1 g 乙酸正丁酯。
部分实验数据如表所示:
化合物相对分
密度/
沸点/℃
溶解度(g)
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子质量(g·mL-1)
/(100 g 水)
正丁醇
74
0.80
118.0
9
乙酸
60
1.045
118.1
互溶
乙酸正
丁酯
116
0.882
126.1
0.7
(1) 仪器A 的名称是
, 使用分水器( 实验中可分离出水) 能提高酯的产率, 其原因
是
。
(2)步骤Ⅱ中的操作顺序为
(填序号),用Na2CO3溶液洗涤的目的是
,试
剂X 不能选用下列物质中的
(填字母)。
A.无水硫酸镁
B.新制生石灰
C.无水硫酸钠
(3)步骤Ⅲ(部分装置如图乙所示)。
①蒸馏过程中需要使用
形冷凝管,当仪器连接好后,下列操作的先后顺序是
(填“先A后B”或“先
B 后A”)。
A.向相应的冷凝管中通冷却水
B.加热蒸馏烧瓶
②温度计水银球所处的位置不同,会影响馏出物的组成,当温度计水银球位于图乙中的
(填“a”“b”“c”或
“d”)点时会导致收集到的产品中混有较多的低沸点杂质。
(4)该实验中乙酸正丁酯的产率是
(计算结果保留2 位有效数字)。
【答案】(1)三颈烧瓶
不断分离出水,有利于平衡向酯化反应方向移动
(2)①③①②
除去残留在产品中的酸(或其他合理答案)
B
(3)①直
先A 后B
②a、b
(4)74%
【解析】(1)仪器A 是三颈烧瓶。酯化反应是可逆反应,利用分水器可以将生成的水从反应体系中分离出来,从而促进
了反应平衡正向移动,提高了酯的产率。
(2)实验结束后,应该先用水洗去残留的比较多的酸和醇,再用碳酸钠溶液洗去经过上一步后还残留的少量酸,再用水
洗去上一步残留的碳酸钠,最后用干燥剂干燥。所以操作顺序为①③①②。干燥剂不能选择生石灰,原因是生石灰遇水生
成氢氧化钙,溶液呈碱性,乙酸正丁酯会在碱性条件下水解。
(3)①蒸馏中使用的冷凝管只能是直形冷凝管,因为球形冷凝管的内部会残留一些液体。进行蒸馏操作时,要先通入冷
却水,才能点燃酒精灯加热,以确保蒸气一定会被冷凝。②烧瓶内部越接近底部,温度越高。如果温度计的水银球位置低于
蒸馏烧瓶支管口,温度计的读数就会偏高,而此时达到支管口的气体的温度低于温度计读数,所以此时收集的是低于温度
计示数的馏分。因此收集到的产品中混有较多的低沸点杂质时温度计的水银球可能在a 或b 点。
(4)正丁醇的物质的量为
ૡtܕۺൈhtૡh ܕۺǦ
⺁ܕܗܔǦ
=0.2 mol,所得乙酸正丁酯的理论质量为0.2 mol×116 g·mol-1=23.2 g,实际
得到17.1 g 乙酸正丁酯,所以产率为
⺁t
t×100%≈74%。
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单元训练(89)
一、选择题(本题包括16 小题,每小题3 分,共48 分)
1.(2020 年山东师范大学附中高三第一次月考)明代李时珍的《本草纲目·谷四·烧酒》中记载:“……惟以糯米或粳米或
黍或秫或大麦蒸熟,和麴酿瓮中七日,以甑蒸取。”下列说法错误
．．的是(
)。
A.糯米、粳米、大麦等谷物中均含有淀粉
B.古法酿酒工艺中有多种酶参与催化反应
C.酒化酶将葡萄糖转化为乙醇时,温度越高反应速率一定越快
D.该过程中涉及蒸馏操作
【解析】温度太高会使酶失去活性,所以酒化酶将葡萄糖转化为乙醇时,温度越高反应速率不一定越快,C 项错误。
2.(2020 年山东淄博实验中学高三月考)化学与生产生活息息相关,下列说法错误
．．的是(
)。
A.秸秆大量焚烧将产生雾霾
B.由地沟油炼制的生物柴油属于烃类物质
C.为防止富脂食品氧化变质,常在包装袋中放入硫酸亚铁
D.建设港珠澳大桥时采用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维吊绳,UHMWPE 属于有机高分子化合物
【解析】秸秆大量焚烧会产生大量的颗粒物,这是造成雾霾的重要原因,A 项正确;生物柴油是指由动植物油脂(脂肪酸
甘油三酯)与醇(甲醇或乙醇)反应得到的脂肪酸单烷基酯,最典型的是脂肪酸甲酯,不属于烃类,B 项错误;硫酸亚铁具有还
原性,能防止富脂食品因氧化而变质,C 项正确。
3.(2020 年四川成都七中模拟)下列关于有机物的说法正确的是(
)。
A.乙醇、乙酸均能与NaOH 溶液反应
B.糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O 三种元素组成的
C.C5H9BrO2 的同分异构体中,能与NaHCO3 反应产生CO2 的有10 种
D.塑料、合成橡胶、合成纤维主要是以石油、煤和天然气为原料生产的
【解析】乙醇不能与氢氧化钠溶液反应,乙酸可与氢氧化钠溶液反应,故A 项错误;蛋白质中除了含有C、H、O 元素
外,还含有N、S、P 等元素,糖类和油脂均由C、H、O 三种元素组成,故B 项错误;分子式为C5H9BrO2 的有机物能与
NaHCO3反应产生CO2,说明含有羧基,同时含有溴原子,所以可看成丁烷的二元取代产物,主链有4 个碳原子时,二元取代
产物有HOOCCHBrCH2CH2CH3、HOOCCH2CHBrCH2CH3、HOOCCH2CH2CHBrCH3、HOOCCH2CH2CH2CH2Br、
CH2BrCH(COOH)CH2CH3、CH3CBr(COOH)CH2CH3、CH3CH(COOH)CHBrCH3、CH3CH(COOH)CH2CH2Br,共
8 种,主链有3 个碳原子时,二元取代产物有HOOCCHBrCH(CH3)2、HOOCCH2CBr(CH3)2、HOOCCH2CH(CH2Br)CH3、
CH2BrC(COOH)(CH3)2,共4 种,所以符合条件的同分异构体共有12 种,故C 项错误。
4.(2020 年黑龙江哈尔滨师大附中高三月考)下列说法正确的是(
)。
A.植物油的主要成分是高级脂肪酸
B.醋酸铅溶液可使鸡蛋清中的蛋白质变性
C.蔗糖及其水解产物均可发生银镜反应
D.合成纤维和棉花的主要成分均为纤维素
【解析】植物油的主要成分是高级脂肪酸与丙三醇反应生成的酯,A 项错误;醋酸铅为可溶性的重金属盐,其可使鸡蛋
清中的蛋白质变性,B 项正确;蔗糖不含有醛基,故蔗糖不能发生银镜反应,C 项错误;棉花的主要成分为纤维素,合成纤维的
主要成分不是纤维素,D 项错误。
5.(2020 年贵州贵阳高三模拟)下列说法正确的是(
)。
A.CH3COOH 和CH3COOCH3 为同系物
B.乙烯与水生成乙醇的反应属于加成反应
C.石油分馏可以得到丙烯等重要化工原料
D.C6H14 的同分异构体有4 种,其熔点各不相同
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【解析】乙酸和乙酸甲酯结构不相似,二者不互为同系物,A 项错误;乙烯和水反应生成乙醇,没有其他产物生成,属于
加成反应,B 项正确;丙烯等重要的化工材料是在石油的裂解和裂化中得到的,C 项错误;己烷的同分异构体有5 种,D 项错
误。
6.(2020 年辽宁葫芦岛高三第一次模拟)下列关于有机化合物的说法正确的是(
)。
A.一定条件下,乙酸能够与CuO 反应,而乙醇不能
B.甲烷、甲苯、乙醇、乙酸和酯类都可以发生取代反应
C.基本营养物质都是能发生水解反应的高分子化合物
D.乙烯、乙醇、苯都能与酸性KMnO4 溶液发生反应
【解析】加热条件下乙醇可被CuO 氧化生成乙醛,A 项错误;甲烷能在光照条件下发生取代反应,甲苯在催化剂的条
件下发生取代反应,乙酸、乙醇的酯化反应以及酯的水解反应均属于取代反应,B 项正确;高分子化合物的相对分子质量在
10000 以上,蔗糖、葡萄糖、油脂都不是高分子化合物,且单糖不能水解,C 项错误;乙烯分子中含有碳碳双键,乙醇含有羟
基,均可被酸性KMnO4 溶液氧化,但苯不能被酸性KMnO4 溶液氧化,D 项错误。
7.(2020 年广东佛山第一中学高三月考)环与环之间共用两个或多个碳原子的多环烷烃称为桥环烷烃,其中二环[1.1.0]丁
烷(
)是其中一种。下列关于该化合物的说法正确的是(
)。
A.与C3H4 互为同系物
B.一氯代物只有1 种
C.与环丁烯互为同分异构体
D.所有碳原子可能都处于同一平面
【解析】二环[1.1.0]丁烷(
)的分子式为C4H6,碳碳键均为单键。结构相似,分子组成上相差若干个CH2 原子团
的物质互为同系物, 无法确定C3H4的结构,不能判断其是否与
互为同系物,A 项错误;
含有两种不同化学环境的
氢原子,一氯代物有2 种,B 项错误;环丁烯的分子式为C4H6,分子式相同结构不同,二者互为同分异构体,C 项正确;
中
所有碳原子均为饱和碳原子,所有碳原子不可能都处于同一平面,D 项错误。
8.(2020 年云南昆明第一中学摸底测试)下列有关有机化合物的说法正确的是(
)。
A.乙烷与Cl2 在光照条件下发生取代反应,最多生成6 种氯代烃
B.丙烯能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色,二者反应原理相同
C.甲苯分子中最多有12 个原子共平面
D.乙醇在不同条件下可被氧化生成二氧化碳、乙醛或乙酸
【解析】一氯代烃1 种,二氯代烃2 种,三氯代烃2 种,四氯代烃2 种,五氯代烃1 种,六氯代烃1 种,共9 种,A 项错误;
丙烯使溴的四氯化碳溶液褪色,发生了加成反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生了氧化反应,二者反应原理不同,B 项错误;
甲苯分子中甲基可以旋转,甲基上最多有1 个氢原子能与苯环共面,故甲苯分子中最多有13 个原子共平面,C 项错误;乙醇
燃烧生成二氧化碳,催化氧化生成乙醛,被酸性高锰酸钾溶液氧化生成乙酸,D 项正确。
9.实验室可用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷。制备装置如图所示:
下列说法中不正确
．．．的是(
)。
A.使用恒压滴液漏斗的目的是防止有机物挥发,使漏斗内液体顺利流下
B.实验中为了防止有机物大量挥发,应缓慢升高反应温度到170 ℃
C.装置C 中应加入氢氧化钠溶液,以吸收反应中可能生成的酸性气体
D.实验过程中应用冷水冷却装置D,以避免溴的大量挥发
【解析】由于乙醇易挥发,故使用恒压滴液漏斗防止乙醇挥发,且使恒压滴液漏斗上下压强相等,使漏斗内液体顺利流
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下,A 项正确;实验中由CH3CH2OH 和浓H2SO4 的混合液制
,为了减少副反应的发生,应迅速升温到170 ℃,B
项错误;由于浓H2SO4 具有强氧化性,CH3CH2OH 具有还原性,浓H2SO4 会与CH3CH2OH 发生氧化还原反应生成SO2、
CO2 和H2O,SO2 也能与溴反应,装置C 中加入NaOH 溶液,用于吸收反应中可能生成的酸性气体,C 项正确;由于溴易挥
发,为了提高原料的利用率,实验过程中应用冷水冷却装置D,以避免溴的大量挥发,D 项正确。
10.(2020 年湖南衡阳第八中学高三月考)由环戊二烯(a)制备金刚烷(d)的合成路线如图所示。下列说法正确的是(
)。
A.物质a 中所有原子可能在同一个平面上
B.反应②为加成反应
C.物质c、d 互为同系物
D.物质d 的一氯代物有3 种
【解析】物质a 中含有饱和碳原子,其所有原子不能共面,A 项错误;反应②中b 中的碳碳双键变为碳碳单键,为加成
反应,B 项正确;物质c、d 互为同分异构体,C 项错误;物质d 只有次甲基、亚甲基上的两种H,其一氯代物有2 种,D 项错
误。
11.下列实验操作对应的实验现象的描述正确的是(
)。
选项
实验操作
实验现象
A
将盛有CH4与Cl2的集气瓶放在
光亮处一段时间
气体颜色变浅,瓶内壁附有油状物
B
将乙烯在空气中点燃
火焰呈蓝色并伴有黑烟
C
向盛有苯的试管中加入几滴酸
性KMnO4 溶液,充分振荡
液体分层,溶液紫色褪去
D
将蔗糖溶液与稀硫酸混合后水
浴加热,取少量反应后的溶液,加
入几滴新制的Cu(OH)2 悬浊液
加热
出现砖红色沉淀
【解析】CH4 和Cl2 在光照条件下发生取代反应,气体颜色变浅,生成的物质中CH2Cl2、CHCl3、CCl4 均为油状液体,
因此瓶内壁上附有油状物,A 项正确;乙烯在空气中燃烧,火焰明亮并伴有黑烟,B 项错误;酸性高锰酸钾溶液不与苯反应,溶
液紫色不会褪去,C 项错误;蔗糖水解后加入新制氢氧化铜悬浊液前,要先加入NaOH 溶液中和作催化剂的稀硫酸,否则不
会产生砖红色沉淀,D 项错误。
12.(2020 年安徽合肥第三次教学质量检测)环丙叉环丙烷(n)由于其特殊的结构,一直受到结构和理论化学家的关注,它
有如下转化关系。下列说法正确的是(
)。
A.n 中所有原子都在同一个平面上
B.n 和
CBr2 生成p 的反应属于加成反应
C.p 中极性键和非极性键数目之比为2∶9
D.m 的同分异构体中属于芳香族化合物的共有4 种
【解析】n 中有饱和C 原子,故所有的原子不可能共平面,A 项错误;p 中的非极性键只有
键,1 个p 中有9 个
键,8 个
极性键和2 个
极性键,所以极性键和非极性键的数目之比为10∶9,C 项错误;m 的分子式为
C7H8O,属于芳香族化合物的同分异构体,如果取代基是
和
,则有邻、间、对3 种,如果取代基为
,
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有1 种,取代基为
,有1 种,则共5 种,D 项错误。
13.(2020 年山东日照莒县第一中学高三月考)2019 年1 月,我国研发的“乙苯共氧化法制备环氧丙烷(
)成套
技术”轰动了有机化工界,打破了国外对该项技术的封锁。下列说法错误
．．的是(
)。
A.环氧丙烷的分子式为C3H6O
B.环氧丙烷与环丙醇互为同分异构体
C.环氧丙烷和乙苯均属于烃的衍生物,均可发生取代、氧化反应
D.环氧丙烷分子中所有碳原子一定共面,其二氯代物有5 种
【解析】由环氧丙烷的结构式可知环氧丙烷的分子式为C3H6O,A 项正确;环氧丙烷与环丙醇的分子式都为C3H6O,
结构不同,则二者互为同分异构体,B 项正确;环氧丙烷属于烃的衍生物,乙苯是由碳、氢两种元素组成的,属于烃类,C 项错
误;环氧丙烷分子中三角形环状结构内的碳在同一平面,甲基与环直接相连,所有碳原子一定共面,其二氯代物有5 种,D 项
正确。
14.一种从植物中提取的天然化合物,可用于制作“香水”,其结构简式为
,下列有关该化合物的说法错误
．．
的是(
)。
A.分子式为C12H18O2
B.分子中至少有6 个碳原子一定共平面
C.该化合物能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.一定条件下,1 mol 该化合物最多可与3 mol H2 加成
【解析】由该化合物的结构简式可知,其分子式为C12H18O2,A 项正确;由该化合物的结构简式可知,其分子中最少有
5 个碳原子一定共平面,最多有9 个碳原子共平面,B 项错误;该化合物中含有碳碳双键、羟基等,能使酸性高锰酸钾溶液褪
色,C 项正确;1 个该化合物分子中含有2 个碳碳双键、1 个羰基,故1 mol 该化合物最多可与3 mol H2 加成,D 项正确。
15.(2020 年浙江浙南名校联盟高三期末)下列说法正确的是(
)。
A.糖类都是天然高分子化合物,都是混合物
B.润滑油、甘油、植物油都难溶于水
C.硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解完全后,加入饱和食盐水,上层析出硬脂酸钠
D.鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸铵溶液或饱和硫酸铜溶液均会发生变性而凝聚
【解析】糖类中单糖、二糖等均不属于高分子化合物,只有多糖属于高分子化合物,多糖都是混合物,A 项错误;甘油为
丙三醇,其中的羟基为亲水基团,故其易溶于水,B 项错误;向硬脂酸甘油酯在碱性条件下的水解液中加入饱和氯化钠溶液
后,硬脂酸钠发生盐析,硬脂酸钠密度小于水,上层析出硬脂酸钠,C 项正确;蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液会发生盐析
现象,加入饱和硫酸铜溶液会发生变性,D 项错误。
16.下列有关有机物同分异构体数目的叙述正确的是(
)。
选项
有机物
同分异构体数目
A
戊烷
2 种
B
C8H10 中属于芳香烃的有机物
3 种
C
分子式为
C4H8O2, 能与
NaHCO3 反应的有机物
3 种
D
甲苯苯环上的一个氢原子被含3
个碳原子的烷基取代的产物
6 种
【解析】A 项,戊烷有3 种同分异构体;B 项,C8H10 中属于芳香烃的有机物,有乙苯(1 种)和二甲苯(3 种),共4 种;C 项,
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能与NaHCO3 反应说明该物质为羧酸,C4H8O2 可写成C3H7COOH,丙基有2 种,则该有机物有2 种同分异构体;D 项,3
个碳原子的烷基有2 种,同分异构体,甲苯苯环上的一个氢原子被取代存在3 种位置异构,故产物有6 种。
二、非选择题(本题包括5 小题,共52 分)
17.化学式为C2H6O 的化合物A 具有如下性质:
A+Na→慢慢产生气泡
A+CH3COOH
有香味的产物
(1)根据上述信息,对该化合物可做出的判断是(
)。
a.一定含有—OH
b.A 不存在同分异构体
c.A 能使酸性KMnO4 溶液褪色
d.A 的同系物的通式为CnH2n+2O
(2)A 与灼热的铜丝反应生成的有刺激性气味的产物的结构简式为
。
(3)写出A 与钠反应的化学方程式:
。
(4)化合物A 与CH3COOH 反应生成的有香味的产物的结构简式为
。
【答案】(1)acd
(2)CH3CHO
(3)2Na+2CH3CH2OH
2CH3CH2ONa+H2↑
(4)CH3COOCH2CH3
【解析】根据A 的化学式及A 与钠反应产生气泡可推知A 中一定含有—OH,且A 一定为乙醇,乙醇能使酸性KMnO4
溶液褪色,饱和一元醇的通式为CnH2n+2O,a、c、d 三项均正确;乙醇的同分异构体有甲醚,b 项错误。
18.(1)已知某烷烃分子中电子数为34。
①该烷烃的分子式为
。
②写出该烷烃分子所有的同分异构体的结构简式:
。
③上述同分异构体中,在相同条件下沸点较低的是
(填名称)。
(2)近年来,运用有机合成的方法制备出了许多如图所示的环状化合物。
①写出上述物质的分子式:A
,B
,C
。
②A、B、C 之间的关系是
(填字母)。
A.同素异形体
B.同系物
C.同分异构体D.同种物质
(3)在标准状况下,11.2 L 由甲烷与乙烯组成的混合气体的质量为9.2 g。
①混合气体的平均相对分子质量为
。
②混合气体中甲烷的体积分数为
,乙烯的物质的量为
。
【答案】(1)①C4H10
②CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2
③异丁烷
(2)①C6H6
C6H6
C6H6
②C
(3)①18.4
②80%
0.1 mol
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【解析】(1)①烷烃分子的通式为CnH2n+2,则其分子中电子数为6n+(2n+2)=34,n=4,该烷烃的分子式为C4H10。
③烷烃分子中,碳原子数相同时,所带支链越多,其沸点越低,因此丁烷的2 种同分异构体中,异丁烷的沸点较低。
(3)①混合气体的平均摩尔质量M=
=ૢ
t
tۺ
tۺܕܗܔǦ
=18.4 g·mol-1,混合气体的平均相对分子质量为18.4。
②设甲烷的物质的量为x,乙烯的物质的量为y,
ሺ࢞
࢟
ሻൈtۺܕܗܔǦൌtۺ
ܕܗܔǦൈ࢞
࢟
ൈૡܕܗܔǦൌૢ
t
两式联立解得:x=0.4 mol,y=0.1 mol。
故甲烷的体积分数为
htܕܗܔ
htܕܗܔhtܕܗܔ×100%=80%。
19.(2020 年河北七校质检)Ⅰ.聚四氟乙烯在耐热性和化学稳定性上都超过了其他塑料,号称“塑料之王”,可用于制造飞
机、导弹的无油轴承,密封填料,人造血管,滑雪板,不粘锅等。其合成路线如图所示:
写出下列反应的化学方程式。
B
C:
;
C
D:
。
Ⅱ.牛奶放置时间长了会变酸,这是因为牛奶中含有不少乳糖,在微生物的作用下乳糖分解变成乳酸,乳酸的结构简式为
。
(1)乳酸分子中含有
和
(写名称)两种官能团。
(2)已知有机物分子中若含有相同的官能团,则它们的化学性质相似。写出乳酸与足量金属钠反应的化学方程式:
。
【答案】Ⅰ.2CHClF2
+2HCl
Ⅱ.(1)羧基
羟基
(2)
+2Na
+H2↑
20.(2020 年山东青岛高三5 月第二次模拟)常用调味剂花椒油是一种从花椒籽中提取的水蒸气挥发性香精油,溶于乙醇、
乙醚等有机溶剂。利用如图所示装置处理花椒籽粉,经分离提纯得到花椒油。
实验步骤:
(一)在A 装置中的圆底烧瓶中装入
容积的水,加1~2 粒沸石。同时,在B 装置中的圆底烧瓶中加入20 g 花椒籽粉和50
mL 水。
(二)加热A 装置中的圆底烧瓶,当有大量蒸气产生时关闭弹簧夹,进行蒸馏。
(三)向馏出液中加入食盐至饱和,再用15 mL 乙醚萃取2 次,将两次萃取的醚层合并,加入少量无水Na2SO4;将液体倾倒
入蒸馏烧瓶中,蒸馏得花椒油。
(1)A 装置中玻璃管的作用是
。装置B 中圆底烧瓶倾斜的目的
是
。
(2)步骤(二)中,当观察到
现象时,可停止蒸馏。蒸馏结束时,下列操作的正确顺序为
(填序
号)。
①停止加热
②打开弹簧夹
③关闭冷凝水
(3) 在馏出液中加入食盐的作用是
; 加入无水Na2SO4 的作用
是
。
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(4)实验结束后,用稀NaOH 溶液清洗冷凝管,反应的化学方程式为
。(残留物以
表示)
(5)为测定花椒油中油脂的含量,取20.00 mL 花椒油溶于乙醇中,加80.00 mL 0.5 mol·L-1 NaOH 的乙醇溶液,搅拌,充
分反应,加水配成200 mL 溶液。取25.00 mL 加入酚酞,用0.1 mol·L-1 盐酸进行滴定,滴定终点消耗盐酸20.00 mL。
则该花椒油中含有油脂
g·L-1(以
计,相对分子质量:884)。
【答案】(1)平衡气压,以免关闭弹簧夹后圆底烧瓶内气压过大
防止飞溅起的液体进入冷凝管中(缓冲气流)
(2)仪器甲处馏出液为非油状液体
②①③
(3)降低花椒油在水中的溶解度,有利于分层
除去花椒油中的水(或对花椒油进行干燥)
(4)
+3NaOH
3R1COONa+
(5)353.6
【解析】(2)加热A 装置中的圆底烧瓶,当有大量蒸气产生时关闭弹簧夹,进行蒸馏,B 装置中的花椒油会随着热的水
蒸气不断变为气体蒸出,当仪器甲处馏出液为非油状液体时,花椒油被完全分离出来,此时停止蒸馏。蒸馏结束时,首先打开
弹簧夹,然后停止加热,最后关闭冷凝水,故正确的操作顺序为②①③。
(3)在馏出液中加入食盐的作用是增大水层的密度,减少花椒油在水中的溶解,有利于分层;加入无水Na2SO4,无水
Na2SO4 与水结合形成Na2SO4·10H2O,以便于除去花椒油中的水。
(5)根据HCl+NaOH
NaCl+H2O,所以n(NaOH)(过量)=n(HCl)=0.1 mol·L-1×0.020 L×
hh ܕۺ
thh ܕۺ=0.016 mol,
则与油脂反应的NaOH 的物质的量为0.5 mol·L-1×0.08 L-0.016 mol=0.024 mol,根据油脂与反应的NaOH 的物质
的量关系可知其中含有的油脂的物质的量为n(油脂)=
n(NaOH)=
×0.024 mol=0.008 mol,其质量为m(油
脂)=0.008 mol×884 g·mol-1=7.072 g,则该花椒油中含有油脂7.072 g÷0.02 L=353.6 g·L-1。
21.(1)苯、四氯化碳、乙醇、汽油是常见的有机溶剂,能与水互溶的是
;不溶于水,且密度比水小的是
。
(2)现有一瓶无色气体,可能含有CH4 和CH2
CH2 或其中的一种。将该无色气体与一瓶Cl2 混合后光照,观察到黄绿色逐
渐褪去,瓶壁有少量无色油状小液滴。
①由上述实验现象推断出该瓶气体中一定含有CH4,你认为是否正确?
(填“正确”或“不正确”),理由是
。
②上述实验可能涉及的反应类型有
。
(3)含有
的化合物与CH2
CH2 一样,在一定条件下可聚合成高分子化合物。
①被广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料是由CH2
CH—Cl
聚合而成的, 该反应的化学方程式
是
。
②电器包装中大量使用的泡沫塑料的主要成分是聚苯乙烯(
),它是由
(写结构简式)聚合而成的。
【答案】(1)乙醇
苯、汽油
(2)①不正确
CH2
CH2 也可以与Cl2 发生加成反应而使黄绿色逐渐褪去,生成的CH2ClCH2Cl 也是油状液体
②取代反应、加成反应
(3)①nCH2
CH—Cl
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②
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1.实验是化学的基础。下列说法正确的是(
)。
A.过氧化钠、氯水、浓硝酸通常都要密封保存于棕色细口瓶中
B.盛溴的试剂瓶中加少量水以减少溴的挥发
C.钾、钠、白磷都应保存在水中
D.做焰色反应实验所用的铂丝,每次用完后应用稀硫酸洗涤后再使用
【解析】Na2O2 是固体,应保存在广口瓶中,A 项错误;溴易挥发,往盛溴的试剂瓶里加少量水,以减少溴的挥发,B 项正
确;钾、钠易与水反应,不能保存在水中,C 项错误;做焰色反应实验的铂丝应用稀盐酸洗涤,D 项错误。
2.(2020 年河北衡水中学二调,11)下列操作及其描述错误
．．的是(
)。
A.①为萃取时的振荡操作,振荡过程中应打开活塞放气
B.②为酸式滴定管排气操作,排气后记录初始读数
C.③为闻气体气味的操作,无论气体有毒、无毒都不能将鼻孔凑近瓶口
D.④为配制溶液过程中摇匀的操作,摇匀后如果发现液面低于刻度线也不能再加水
【解析】②中为碱式滴定管排气操作,故B 项错误。
3.如图所示装置是化学实验室中的常用装置,它有多种用途,以下各项用途和操作都正确的是(
)。
A.洗气或干燥装置:瓶内装一定体积溶液,由a 管口进气
B.用于收集不溶于水的气体:瓶内充满水,由b 管口进气
C.提供少量CO:瓶内充满CO,b 管口接自来水龙头
D.H2S 和SO2 反应的装置:由a 管口通入H2S,b 管口通入SO2
【解析】洗气或干燥气体时,气体应从长管b 进气,否则不能起到洗气的作用,故A 项错误;用于收集不溶于水的气体,
瓶内充满水,气体应从短管进,可将水从长管排出,故B 项错误;作为储气瓶提供气体时,从长管进水,短管出气,故C 项正
确;H2S 和SO2 反应的装置,两个进气管长度要相同,且应有出气管,应用三孔橡皮塞,故D 项错误。
4.下列选项中,为完成相应实验,所用仪器或相关操作合理的是(
)。
【解析】海水淡化,利用水的沸点低,选择蒸馏法,而图中冷却水的方向不合理,应下进上出,A 项错误;氯气不溶于食盐
水,可通过排饱和食盐水的方法测定Cl2的体积,B 项正确;过滤需要用玻璃棒引流,图中缺少玻璃棒,C 项错误;用NaOH 标
准溶液滴定锥形瓶中的盐酸,NaOH 溶液应盛放在碱式滴定管中,仪器的使用不合理,且眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变
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化情况,D 项错误。
5.实验是化学研究的基础,下列实验方法、装置或操作完全正确的是(
)。
【解析】用洗气瓶除杂时,应长管进气,短管出气,A 项错误;浓硫酸不应在量筒中进行稀释,且稀释浓硫酸时应将浓硫
酸缓慢加入水中,B 项错误;蒸发、浓缩、结晶应在蒸发皿中完成,不能使用坩埚,D 项错误。
6.下列说法正确的是(
)。
A.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH 试纸上,与标准比色卡对照即可
B.做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸石,应立即停止加热,冷却后补加
C.在未知液中滴加BaCl2 溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知液中存在S۽
′或S۽
′
D.提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法
【解析】A 项,氯水具有强氧化性,能够把pH 试纸漂白,错误;C 项,若未知液中存在Ag+也会产生此现象,错误;D 项,
根据硝酸钾和氯化钠的溶解度受温度影响的差异,提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用蒸发结晶的方法,错误。
7.下列实验操作中,仪器一定要插到液面以下的是(
)。
①制备Fe(OH)2 时,将NaOH 溶液滴入FeSO4 溶液中所用的胶头滴管
②制备氢气的简易装置中的长颈漏斗
③石油分馏时控制温度的温度计
④用乙醇制备乙烯时所用的温度计
⑤向BaCl2 溶液中滴加稀硫酸所用的胶头滴管
A.③⑤
B.②⑤
C.①②④D.①②③④⑤
【解析】①Fe(OH)2 易被空气中的氧气氧化,制备时,要将吸有NaOH 溶液的胶头滴管插入FeSO4 溶液中,再挤出
NaOH 溶液;②制备氢气的简易装置中,为防止生成的H2从长颈漏斗口逸出,要将长颈漏斗下端插入稀酸中;③石油分馏时,
控制温度的温度计的水银球要置于蒸馏烧瓶的支管口处;④用乙醇制备乙烯时,要在170 ℃时进行反应,温度计要插入反
应混合液中;⑤向BaCl2 溶液中滴加稀硫酸,胶头滴管不能插到液面以下。
8.(2020 年广东广州外国语学校一模)实验是化学研究的基础,下图关于各实验装置(夹持装置已略去)的叙述,正确的是
(
)。
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【解析】HCl 极易溶于水,不溶于四氯化碳,将HCl 通入四氯化碳中,隔绝与水的接触,四氯化碳有缓冲作用,能防止倒
吸,故A 项正确;重铬酸钾具有强氧化性,能氧化橡胶,应该用酸式滴定管量取,故B 项错误;二氧化碳气体应从长导管进入,
故C 项错误;从FeCl3 溶液中获得无水FeCl3 的方法是在不断通入HCl 的条件下将FeCl3 溶液蒸干,故D 项错误。
9.某同学对教材中铜与浓硫酸的实验做出如下改进。实验装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
实验步骤:
①组装仪器,检查装置气密性;
②加入试剂,关闭旋塞E,加热A,观察C 中溶液颜色变化;
③将铜丝上提离开液面,停止加热。
(1)检查虚线框内装置气密性的方法是
。
(2)仪器A 的名称是
,装置B 的作用是
,装置D 中所盛药品是
。
(3)装置A 中发生反应的化学方程式为
。
(4)实验后,拆除装置前,为避免有害气体的泄漏,应当采取的操作是
。
(5) 实验后装置A 中有白色固体产生,将装置A 中固液混合物缓慢转移至盛有水的烧杯中,可观察到的现象
是
; 不可直接向装置
A
中加水的原因
是
。
【答案】(1)关闭旋塞E,向装置C 中加水至没过长导管口,给装置A 微热,装置C 中长导管口有气泡冒出,撤去热源后,
装置C 中长导管内有液柱形成,且一段时间内高度保持不变,说明气密性良好
(2)三颈烧瓶
防倒吸
碱石灰(或NaOH 固体等合理答案)
(3)2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+SO2↑+2H2O
(4)打开旋塞E,向装置中鼓入大量空气
(5)白色固体溶解,溶液变蓝色
水加入浓硫酸中放出大量热,易使液体飞溅
【解析】实验装置中三颈烧瓶是Cu 与浓硫酸的反应装置,导出的气体主要是SO2,装置B 是为了防止装置C 中品红
溶液倒吸进入装置A 产生危险,装置C 中品红溶液可以检验SO2,装置D 吸收尾气中的SO2,防止污染环境,考虑到使用的
仪器是干燥管,所以必须选用碱性固体试剂,可以选用NaOH固体或碱石灰等碱性固体与SO2反应,达到吸收SO2的效果。
(1)检查装置气密性必须使装置只有一个气体出口,所以活塞E 必须关闭,在装置C 中加入适量的水,加热排出一部分
气体后进行检验。
(4)实验后,整个装置中充满了SO2气体,拆除装置前,应将SO2充分排出并且吸收,故应打开旋塞E,向装置中鼓入大量
空气。
(5)实验后装置A 中生成的白色固体是CuSO4,由于同时存在浓硫酸,所以该CuSO4 并没有与水结合,所以呈现白
色,CuSO4 溶于水后,溶液会变为蓝色,浓硫酸稀释时应当是“酸入水”,如果是水加入浓硫酸中,会产生大量热,引起液体
飞溅。
10.如图为常用玻璃仪器组成的七种实验装置,根据需要可在其中加入液体或固体试剂。下列说法错误
．．的是(
)。
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A.装置A、B 既能用于收集Cl2,又能用于收集NO
B.装有浓硫酸的装置F 可用于干燥CO2 气体
C.装置C、E 可用于尾气吸收,能防止液体倒吸进入气体发生装置中
D.装置G 可用于合成氨实验,可干燥混合气体并能大致观察H2 和N2 的体积之比
【解析】装置A 可用排空气法收集Cl2,若装置A 中装满水,则可用于收集NO,装置B 可用排饱和食盐水法收集Cl2,
也能用于收集NO,A 项正确;装置F 为U 形干燥管,该装置只能盛装固体干燥剂,B 项错误;装置C 中的烧杯可吸收尾气,
洗气瓶起到缓冲作用,防止烧杯中的液体倒吸进入气体发生装置中,装置E 中间球形部分可防止液体倒吸,C 项正确;装置G
中装入浓硫酸,可干燥H2 和N2 的混合气体,通过气泡的多少可大致观察H2 和N2 的体积之比,D 项正确。
11.利用下列实验装置进行相应的实验,不能
．．达到实验目的的是(
)。
A.利用图甲装置,可快速制取氨气
B.利用图乙装置,用饱和碳酸钠溶液分离CH3CH2OH 和CH3COOC2H5 混合液
C.利用图丙装置,可制取乙烯并验证其易被酸性KMnO4 溶液氧化
D.利用图丁装置,可说明浓H2SO4 具有脱水性、强氧化性,SO2 具有漂白性、还原性
【解析】生石灰与水反应放出大量的热,浓氨水受热发生分解生成氨气,所以利用图甲装置可快速制取氨气,A 项正确;
乙醇易溶于水,乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,所以可以利用图乙装置和饱和碳酸钠溶液分离CH3CH2OH 和
CH3COOC2H5 混合液,B 项正确;乙醇和浓硫酸混合加热到170 ℃时发生反应,生成乙烯,但是如果加热到140 ℃,生成的
是乙醚,图丙装置中缺少温度计控制反应温度,C 项不正确;浓硫酸可使蔗糖脱水炭化,这个过程放出大量的热,碳被浓硫酸
氧化生成二氧化碳,浓硫酸被还原为二氧化硫,二氧化硫可使品红溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色,所以利用图丁装置,可说
明浓H2SO4 具有脱水性、强氧化性,SO2具有漂白性、还原性,D 项正确。
12.(2020 年陕西汉中十二校联考)利用接触氧化法将SO2 转化成SO3 是工业上制取硫酸的一个重要环节。某化学兴趣
小组为模拟这个过程设计了以下实验,实现SO2 转化成SO3(已知SO3 的熔点是16.8 ℃,沸点是44.8 ℃)。
Ⅰ.制取SO2 的化学方程式为Na2SO3(s)+H2SO4(浓)
Na2SO4+H2O+SO2↑。
(1)根据实验需要,下图A~E 中装置,
(填字母)最适合制备SO2。
(2)在实验中发现,SO2 气体产生速率缓慢,以致后续实验现象不明显,但又不存在气密性问题,分析可能的两种原因:
①
;
②Na2SO3 已变质,验证方法是
。
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Ⅱ.模拟流程如下:
(3)根据实验需要,应该在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ处连接的装置分别是
(填字母)。
(4)为使SO2 有较高的转化率,实验中加热催化剂与滴加浓硫酸的先后顺序是
。
(5)小组B 改进实验后发现,SO2 气体产生速率较理想,但是计算出来的SO2 的转化率明显低于理论值,但又不存在气密性
问题,请你推测可能的原因:
①
;
②
。
(6)用a g Na2SO3 粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2 一段时间后,测得装置Ⅳ增重了b g,则实验
中SO2 的转化率为
(用含a、b 的代数式表示)。
【答案】(1)D
(2)①浓硫酸的浓度不够
②取待测试样于试管中,加适量蒸馏水配成溶液,先滴入足量稀盐酸,再滴入BaCl2 溶液有白色沉淀生成,则证明该
Na2SO3 固体变质
(3)B、E、A、C
(4)先加热催化剂再滴加浓硫酸
(5)①装置内氧气的量不足
②温度过高(合理答案均可)
(6)
ࢇǦ࢈
ࢇ×100%
【解析】(1)由化学方程式可知,制SO2 应使用固液常温型气体发生装置;使用分液漏斗将浓硫酸滴到Na2SO3 固体上
可以控制产生SO2 气体的速率,故装置D 最适合制SO2。(2)①浓硫酸浓度过小时不利于SO2 气体的逸出,导致SO2 气体
产生速率缓慢。②Na2SO3 变质会生成Na2SO4。(3)将SO2 干燥后通入装置E 中,发生反应2SO2+O2
2SO3 后,用
装置A 冷凝收集SO3,未转化的SO2 用碱石灰吸收。(4)催化剂只有在合适的温度下才能发挥最大的催化活性,所以先加
热催化剂再通入SO2。(5)整套装置中只通入SO2 气体,没有通入O2,会使SO2 的转化率变低。(6)b g 为未参与反应的
SO2 的质量,a g Na2SO3 完全反应生成
ࢇ
mol SO2,则SO2 的转化率为
ࢇ
Ǧ ࢈
ࢇ
×100%=
ࢇǦ࢈
ࢇ×100%。
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1.我国明代《本草纲目》记载了烧酒的制造工艺:“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,“以烧酒复烧二次……价值数倍也”。这里
用到的实验方法可用于分离(
)。
A.苯和水
B.乙酸乙酯和乙酸
C.食盐水和泥沙
D.硝酸钾和硫酸钠
【解析】“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,是指蒸馏操作。苯和水用分液法分离,A 项错误;乙酸乙酯和乙酸互溶,用蒸馏法
分离,B 项正确;泥沙难溶于水,食盐水和泥沙用过滤法分离,C 项错误;硝酸钾和硫酸钠用重结晶法分离,D 项错误。
2.(2020 年皖中名校联盟联考)检验某溶液中是否含有某种离子,下列操作方法正确的是(
)。
A.向某溶液中先加入Ba(NO3)2 溶液,无明显现象,再加入硝酸酸化的AgNO3 溶液,产生白色沉淀,证明有Cl-
B.向某溶液中加稀BaCl2 溶液,产生白色沉淀,再加入盐酸,沉淀不溶解,证明有S۽
′
C.向某溶液中加入稀盐酸,放出能使澄清的石灰水变浑浊的气体,证明有C۽
′
D.向某溶液中加入浓氢氧化钠溶液后加热,产生使湿润蓝色石蕊试纸变红的气体,证明含有N۶
【解析】向某溶液中加稀BaCl2 溶液,产生白色沉淀,再加入盐酸,沉淀不溶解,白色沉淀可能是BaSO4 或AgCl,不能
证明有S۽
′,B 项错误;向某溶液中加入稀盐酸,放出能使澄清的石灰水变浑浊的气体,该气体可能是CO2或SO2,则溶液中
可能存在C۽
′、HC۽
Ǧ 、S۽
′、HS۽
Ǧ 等,C 项错误;氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D 项错误。
3.除去下列物质中的杂质,选用的试剂和方法最合理的是(
)。
选项
物质
杂质
试剂
方法
A
二氧化碳
HCl(g)
饱和碳酸钠溶液
洗气
B
苯
苯酚
氢氧化钠溶液
分液
C
氯化钠溶液碘化钠
氯水、酒精
萃取、分液
D
BaSO4
BaCO3
水
过滤
【解析】二者均与碳酸钠溶液反应,应选饱和碳酸氢钠溶液,故A 项错误;苯酚与NaOH 溶液反应,生成的苯酚钠可溶
于水,与苯分层,然后分液可分离,故B 项正确;酒精与水互溶,不分层,不能分液分离,故C 项错误;BaSO4 和BaCO3 均不溶
于水,不能过滤分离,故D 项错误。
4.为了证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亚铁铵晶体)中含有N۶
、Fe2+、S۽
′和H2O,取少量硫酸亚铁铵晶体放入试
管中。下列叙述中错误
．．的是(
)。
A.加热,试管口有液体生成,则可证明晶体中含有结晶水
B.加少量水,溶液为浅绿色,滴入2 滴KSCN 溶液,溶液不显红色,再滴加几滴新制氯水,溶液变为红色,则证明晶体中含有
Fe2+
C.加水溶解,加少量稀盐酸,无现象,再滴入几滴BaCl2 溶液,有白色沉淀生成,则可证明晶体中含有S۽
′
D.加浓NaOH 溶液,加热,用湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口检验,试纸变红色,则证明晶体中含有N۶
【解析】D 项中应该用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验NH3,若试纸变蓝色,则证明晶体中含有N۶
。
5.下列实验操作不能
．．达到实验目的的是(
)。
选项
实验目的
实验操作
A
除去淀粉溶液中混
有的(NH4)2SO4
将混合物装入半透膜袋,并放入流动的蒸馏水中
B
除去Mg 粉中混有
的Al 粉
加入足量NaOH 溶液,过滤、洗涤、干燥
C
用苯萃取溴水中的
Br2
先从分液漏斗下口放出水层,再从上口倒出有机层
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D
测定NaClO 溶液的
pH
用玻璃棒蘸取溶液滴在pH 试纸上,与标准比色卡对照
【解析】A 项,淀粉溶液为胶体,(NH4)2SO4 溶液为盐溶液,分离胶体与溶液的方法为渗析;B 项,Mg 与NaOH 溶液不
反应,Al 与NaOH 溶液反应生成氢气和易溶于水的NaAlO2,然后可以用过滤、洗涤、干燥的方法提纯Mg 粉;C 项,Br2
易溶于苯,可用苯萃取溴水中的Br2,因苯的密度比水小,下层为水层,先从分液漏斗下口放出水层,再从上口倒出有机层;D
项,NaClO 溶液显碱性且溶液中含有HClO 而具有漂白性,用pH 试纸测定时,试纸先变蓝色后褪色,无法测定其pH。
6.(2020 年四川成都二诊)下列实验所选择的试剂、装置或仪器(夹持装置已略去)能达到相应实验目的的是(
)。
【解析】酒精与水互溶,不能用于从溴水中萃取溴,A 项错误;石蜡油分解产物能使酸性高锰酸钾溶液褪色,证明其分解
产物中含有不饱和烃,B 项正确;要验证H2O2分解时二氧化锰的催化效果优于氯化铁,需控制双氧水的浓度相同,C 项错误;
量筒的精确度为0.1 mL,量取20.00 mL 0.1000 mol·L-1 HCl 溶液,要用酸式滴定管,D 项错误。
7.下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是(
)。
选
项
目的
分离方
法
原理
A
分离溶于水中的
碘
乙醇萃
取
碘在乙醇中的溶解度较大
B
分离乙酸乙酯和
乙醇
分液
乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C
除去KNO3固体中
混有的NaCl
重结晶
NaCl 在水中的溶解度很大
D
除去丁醇中的乙
醚
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大
【解析】分离两种沸点差别较大的互溶液体,一般采用蒸馏的方法,D 项正确。
8.1000 mL 某待测溶液中除含有0.2 mol·L-1 的Na+外,还可能含有下列离子中的一种或多种:
阳离子
K+、N۶
、Fe3+、Ba2+
阴离子Cl-、Br-、C۽
′、HC۽
Ǧ 、S۽
′、S۽
′
现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均过量):
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(1)写出生成白色沉淀B 的离子方程式:
。
(2)待测液中肯定不存在的阳离子是
。
(3)若无色气体D 是单一气体,则原溶液中是否存在K+?
(填“是”或“否”);若存在,求其物质的量浓度的最小
值,若不存在,请说明理由:
。
(4)若无色气体D 是混合气体,待测液中一定含有的阴离子是
。沉淀A 中能与稀硝酸反应的成分是
(填化学式)。
【答案】(1)Ba2++HC۽
Ǧ +OH-
BaCO3↓+H2O
(2)Fe3+和Ba2+
(3)是
0.1 mol·L-1
(4)C۽
′、HC۽
Ǧ 、S۽
′
BaCO3、BaSO3
【解析】待测液和氯化钡溶液反应得到沉淀A,则溶液中可能含有C۽
′、S۽
′、S۽
′,向沉淀中加入稀硝酸生成气
体,且有部分沉淀不溶解,则溶液中存在C۽
′,可能存在S۽
′、S۽
′中的一种或两种,根据离子共存可知,原溶液中不存在
Ba2+。溶液A 中有Ba2+,加入过量的NaOH 溶液得到气体B、白色沉淀B,则溶液中一定含有N۶
、HC۽
Ǧ ,一定不存在
Fe3+,气体B 为NH3,白色沉淀B 为BaCO3。溶液B 中通入氯气,得浅黄绿色溶液,溶液中一定没有Br-,溶液B 中加入硝
酸银、硝酸溶液得到白色沉淀C,C 为AgCl,说明溶液B 中含有Cl-,由于开始加入了氯化钡溶液,故不能确定原溶液中是否
含有Cl-。
(1) 由上述分析可知, 白色沉淀B 为碳酸钡, 是由HC ۽
Ǧ 、Ba2+ 、OH- 反应生成的, 反应的离子方程式为
HC۽
Ǧ +Ba2++OH-
BaCO3↓+H2O。
(2)由上述分析可知,溶液中一定没有的阳离子是Fe3+和Ba2+。
(3)若无色气体D 是单一气体,则气体D 为CO2,原溶液中不含S۽
′,一定含有S۽
′。则溶液中一定含有的阴离子有
S۽
′、C۽
′、HC۽
Ǧ ,阳离子一定有Na+、N۶
。
沉淀D 为BaSO4,则n(S۽
′)=0.05 mol;
沉淀E 为CaCO3,则n(C۽
′)=0.1 mol;
气体B 为NH3,则n(N۶
)=0.1 mol;
沉淀B 为BaCO3,则n(HC۽
Ǧ )=0.1 mol。
阳离子Na+、N۶
所带正电荷的物质的量为0.3 mol,阴离子S۽
′、C۽
′、HC۽
Ǧ 所带负电荷的物质的量为0.4 mol,
根据电荷守恒,一定还含有K+,由于溶液中还可能含有Cl-,则K+物质的量最少为0.1 mol,c(K+)最小为0.1 mol·L-1。
(4)若无色气体D 是混合气体,只能为CO2、NO 混合气体,白色沉淀D 只能为BaSO4,溶液中一定含有S۽
′,不能确
定是否含有S۽
′,沉淀A 中一定含有BaCO3、BaSO3。
9.(2020 年河北衡水中学二调)现代循环经济要求综合考虑环境污染和经济效益。高纯氧化铁可作现代电子工业的材料,
用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁(软磁α-Fe2O3)的生产流程如图所示。下
列说法错误的是(
)。
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A.步骤Ⅰ中过滤所得滤渣的主要成分是SiO2
B.步骤Ⅱ中加入铁粉的目的是将Fe3+还原为Fe2+
C.步骤Ⅲ中可选用稀硝酸调节溶液的pH
D.从滤液C 中回收的主要物质可作氮肥
【解析】在硫铁矿烧渣中加入酸,SiO2 不与酸反应,过滤后所得滤渣为SiO2,滤液中加入过量铁粉将Fe3+还原为Fe2+,
可加入氨水调节溶液pH 至5~6.5,过滤后在滤液中加入碳酸氢铵可生成FeCO3,经高温煅烧可得Fe2O3,滤液C 中溶质
主要为铵盐,可回收作氮肥。由以上分析可知C 项错误。
10.固体粉末X 中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl 和K2CO3 中的若干种。为确定该固体粉末的成分,某同学依
次进行了如下实验:
①将X 加入足量水中,得到不溶物Y 和溶液Z
②取少量Y 加入足量浓盐酸,加热,产生黄绿色气体,并有少量红色不溶物
③向Z 溶液中滴加AgNO3 溶液,生成白色沉淀
④用玻璃棒蘸取溶液Z 于广泛pH 试纸上,试纸呈蓝色
分析以上实验现象,下列结论正确的是(
)。
A.X 中一定不存在FeO
B.不溶物Y 中一定含有Fe 和CuO
C.Z 溶液中一定含有KCl、K2CO3
D.Y 中不一定存在MnO2
【解析】由实验②知不溶物能与浓盐酸反应产生黄绿色的Cl2,红色不溶物为Cu,说明不溶物Y 中含有MnO2、Fe
和CuO,不能确定是否含有FeO,A、D 两项错误,B 项正确;由实验③可知溶液Z 中可能含有KCl 与K2CO3,由实验④可知
溶液Z 呈碱性,一定含有K2CO3,不能确定是否含有KCl,C 项错误。
11.工业品MnCl2 溶液中含有杂质,利用锰粉、草酸、硫酸锰分别除去Pb2+、Ca2+、Mg2+制得纯净的MnCl2,工艺流程
如下:
回答下列问题:
(1)过滤所需的玻璃仪器主要有
,加热搅拌的作用是
。
(2) 弃渣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的主要成分分别为
、
、
。反应①的离子方程式
为
。
(3)利用草酸(H2C2O4,弱酸)除去Ca2+的离子方程式为
。
(4) 加入氯化钡溶液主要是为了除去
。检验该离子是否被除尽的方法
为
。
(5)已知MnCl2 溶液呈弱酸性,操作X 为
(填字母)。
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A.蒸发结晶
B.降温结晶
C.渗析
D.盐析
【答案】(1)漏斗、烧杯、玻璃棒
加快反应速率
(2)铅(或Pb)
硫酸镁(或MgSO4)
硫酸钡(或BaSO4)
Mn+Pb2+
Mn2++Pb
(3)H2C2O4+Ca2+
CaC2O4↓+2H+
(4)S۽
′
取少量上层清液于试管中,滴加BaCl2 溶液,若无沉淀出现,则说明S۽
′已除尽,反之则没有除尽
(5)B
12.芳香酸是分子中羧基与苯环直接相连的一类有机物,通常用芳香烃的氧化来制备。反应原理如下:
+KOH+2MnO2↓+H2O
+HCl
反应试剂、产物的物理常数如下表:
名称
相对
分
子质
量
性状
熔点
(℃)
沸点
(℃)
密度
(g·cm-3)
水中的
溶解性
甲苯
92
无色液体、
易燃、易挥
发
-95
110.
6
0.8669
不溶
苯甲
酸
122
白色片状
或针状晶
体
122.
4
248 1.2659
微溶
主要实验装置和流程如下:
实验方法:将一定量的甲苯和KMnO4溶液加入图1 所示装置中,在90 ℃时,反应一段时间后,停止反应,按如下流程分离出
苯甲酸并回收未反应的甲苯。
(1)白色固体B 中主要成分的分子式为
。操作Ⅱ为
。
(2)如果滤液呈紫色,需加入亚硫酸氢钾,用离子方程式表示其原因:
。
(3)下列关于仪器的组装或使用正确的是
。
A.抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀
B.安装电动搅拌器时,搅拌器下端不能与三颈烧瓶瓶底、温度计等接触
C.图1 所示回流搅拌装置应采用直接加热的方法
D.冷凝管中水的流向是上进下出
(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入
,分液,然后再向水层中加入
,抽滤,洗涤,干燥即可得到苯甲酸。
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(5)纯度测定:称取2.440 g 产品,配成100 mL 溶液,取其中25.00 mL 溶液进行滴定,消耗KOH 的物质的量为4.5×10-3
mol。产品中苯甲酸的质量分数为
。
【答案】(1)C7H6O2
蒸馏
(2)2Mn۽
Ǧ +5HS۽
Ǧ +H+
2Mn2++5S۽
′+3H2O
(3)AB
(4)NaOH 溶液
硫酸或盐酸酸化
(5)90%
【解析】(1)白色固体是苯甲酸,分子式为C7H6O2;有机层中物质互溶且沸点不同,所以可以采用蒸馏的方法分离。
(2)滤液呈紫色,说明高锰酸钾过量,要先加亚硫酸氢钾,除去未反应的高锰酸钾,发生反应的离子方程式为
2Mn۽
Ǧ +5HS۽
Ǧ +H+
2Mn2++5S۽
′+3H2O。
(3)抽滤时,瓶中压强较小,可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀,故A项正确;为了防止搅拌棒下端打坏三颈烧瓶底或
温度计,故其不能与它们接触,故B 项正确;沸水浴加热便于控制温度和使容器受热均匀,图1 回流搅拌装置应采用水浴加
热的方法,故C 项错误;冷凝管中水的流向与蒸汽的流向相反,则冷凝管中水的流向是下进上出,故D 项错误。
(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入NaOH 溶液,甲苯与NaOH 不反应,苯甲酸与NaOH 反应生成苯甲酸钠,分
液,苯甲酸钠溶液中加盐酸可以制得苯甲酸。
(5)设苯甲酸的物质的量浓度为x mol·L-1,则25 mL 苯甲酸溶液中苯甲酸的物质的量为0.025x mol。
C6H5COOH+KOH
C6H5COOK+H2O
1 mol
1 mol
0.025x mol
4.50×10-3 mol
ܕܗܔ
ܕܗܔ=
hth࢞ܕܗܔ
thൈhǦܕܗܔ
x=0.18
则100 mL 该溶液中苯甲酸的质量为0.18 mol·L-1×0.1 L×122 g·mol-1=2.196 g, 其质量分数为
tૢ
th ×100%=90%。
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1.(2020 年海南中学月考)下列气体中,可用如图所示装置干燥、收集及处理尾气的是(
)。
①H2
②HCl
③NH3
④Cl2
⑤SO2
⑥H2S
⑦NO
A.①②④
B.③④⑤C.②④⑤D.②⑥⑦
【解析】干燥剂是浓硫酸,不能干燥具有较强还原性的气体和碱性气体,即H2S、NH3 不能用浓硫酸干燥。气体收集
采用的是向上排空气法,H2 不能用向上排空气法收集;NO 易与空气中氧气反应,不能用排空气法收集。HCl、Cl2、SO2
不与浓硫酸反应,密度比空气大,且均能被NaOH 溶液吸收。
2.(2020 年江苏泰州中学模拟)下列有关实验原理或实验操作正确的是(
)。
A.用装置甲收集SO2 并验证其漂白性
B.用装置乙验证氯气与AgNO3 溶液反应有白色沉淀生成
C.用NaOH 溶液除去苯中混有的少量苯酚,反应后分液
D.用澄清石灰水鉴别苏打溶液和小苏打溶液
【解析】二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色体现其还原性,A 项错误;HCl 易挥发,应除尽HCl 后再通入AgNO3 溶液
中,B 项错误;NaOH 溶液与苯酚反应生成苯酚钠,苯酚钠溶于水,苯不溶于水,可通过分液进行分离,故C 项正
确;Na2CO3+Ca(OH)2
CaCO3↓+2NaOH、2NaHCO3+Ca(OH)2
CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,都出现白色沉淀,用
澄清石灰水无法鉴别二者,故D 项错误。
3.(2020 年山东潍坊模拟)下列仪器和装置,用橡胶管经过简单连接,可制备、收集多种纯净、干燥的气体(要考虑污染性
气体的尾气吸收)。下列关于这些装置的连接,正确的是(
)。
A.制备并收集Cl2:a→f→c→e→d
B.制备并收集H2:b→c→g
C.制备并收集CO2:b→d→e
D.制备并收集NH3:b→d→e→c
【解析】用排水法收集不到干燥的气体,B 项错误;CO2 不能用碱石灰干燥,C 项错误;由于氨气极易与浓硫酸反应,吸收
尾气时导管插入液面下易发生倒吸,且收集NH3 时不能用向上排空气法,D 项错误。
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4.(2020 年山东临沂高三月考)依据反应NH3+CO2+H2O+NaCl
NaHCO3↓+NH4Cl 制备碳酸氢钠,下列实验装置能
达到实验目的的是(
)。
A.用装置甲制取氨气
B.用装置乙制取二氧化碳
C.用装置丙制取碳酸氢钠
D.用装置丁分离碳酸氢钠与母液
【解析】加热固体NH4Cl 分解产生HCl 和NH3,这两种气体在试管口处遇冷又重新化合生成NH4Cl 固体,因此不能
用于制取氨气,A 项错误;稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙属于微溶物,覆盖在CaCO3表面,会阻止进一步反应,应该用稀
盐酸和碳酸钙制取二氧化碳,B 项错误;氨气极易溶于水,为防止倒吸要有缓冲装置,通入氨气的装置要使用球形干燥管,能
防止倒吸,而通CO2 气体不需要缓冲装置,C 项错误。
5.(2020 年山西晋中高三适应性考试)氢化锂(LiH)在干燥的空气中能稳定存在,遇水或酸剧烈反应,能够引起燃烧。某化
学科研小组准备使用下列装置制备LiH 固体。下列说法正确的是(
)。
A.上述仪器装置按气流从左到右连接顺序:e 接d,c 接f,g 接a
B.实验中所用的金属锂保存在煤油中
C.在加热D 处的石英管之前,应先通入一段时间氢气,排尽装置内的空气
D.干燥管中的碱石灰可以用无水CaCl2 代替
【解析】氢气和锂发生反应生成LiH,LiH 在干燥的空气中能稳定存在,遇水或酸能够引起燃烧,所以氢气必须干燥、
纯净。利用装置C 制备氢气,用装置A 中的碱石灰除去氢气中的氯化氢和水蒸气,通入装置D 中加热和锂反应生成氢化锂,
最后连接装置B,防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置D,装置连接顺序:e 接a,b 接f,g 接d,A 项错误;实验中所用的
金属锂保存在石蜡中,B 项错误;在加热D 处的石英管之前,应先通入一段时间氢气,排尽装置内的空气,防止加热时锂燃烧,
也防止氢气与氧气发生爆炸反应,C 项正确;用装置A 中的碱石灰除去氢气中的氯化氢和水蒸气,干燥管中的碱石灰不可以
用无水CaCl2 代替,CaCl2 无法除去HCl,D 项错误。
6.(2020 年淮南模拟)某学习小组拟用如图装置制备氮化钙(化学式为Ca3N2,极易与H2O 反应),下列说法不正确
．．．的是
(
)。
A.打开活塞K 通入N2,试管A 内有气泡产生,说明装置气密性良好
B.将产物Ca3N2 加入盐酸中,能得到CaCl2 和NH4Cl 两种盐
C.U 形管中盛放的干燥剂可以是碱石灰,但不能用浓硫酸
D.反应结束后,先熄灭酒精灯,待反应管冷却至室温后再关闭活塞K
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7.(2020 年陕西西安铁一中模拟)乳酸亚铁
{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O,Mr=288}是一种常用的补铁剂,可通过乳酸与碳酸亚铁反应制得:
2CH3CH(OH)COOH+FeCO3+2H2O
[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O+CO2↑。
已知FeCO3 易被氧化:4FeCO3+6H2O+O2
4Fe(OH)3+4CO2。某兴趣小组用FeCl2(用铁粉和稀盐酸制得)和
NH4HCO3 制备FeCO3 的装置如图所示:
回答下列问题:
(1)NH4HCO3 盛放在装置
(填字母)中,该装置中涉及的主要反应的离子方程式为
。
(2)将生成的FeCl2 溶液和NH4HCO3 溶液混合时的操作是
。
(3)将制得的FeCO3 加入足量乳酸溶液中,再加入少量铁粉,75 ℃下搅拌反应。铁粉的作用是
,反应
结束后,无须过滤,除去过量铁粉的方法是
。
(4)该兴趣小组用KMnO4 法测定样品中亚铁含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分数,高锰酸钾标准液用
(填
“酸式”或“碱式”)滴定管盛装。下列操作会引起测定结果偏高的是
(填字母)。
a.滴定管在盛装高锰酸钾标准液前未用待装液润洗
b.滴定过程中,锥形瓶振荡的太剧烈,以致部分液体溅出
c.滴定前读数正确,滴定终点时俯视读数
d.滴定前读数正确,滴定终点时仰视读数
(5)经查阅文献后,该兴趣小组改用铈(Ce)量法测定产品中Fe2+的含量。取2.880 g 产品配成100 mL 溶液,每次取20.00
mL,进行必要处理,用0.1000 mol·L-1۱hሺ܁۽ሻ标准溶液滴定至终点,平均消耗۱hሺ܁۽ሻ溶液19.70 mL。滴定反应如
下:Ce4++Fe2+
Ce3++Fe3+,则产品中乳酸亚铁的质量分数为
。
【答案】(1)C
Fe2++2HC۽
Ǧ
FeCO3↓+CO2↑+H2O
(2)待装置D 中导气管处的气体纯净后,关闭活塞3,打开活塞2
(3)防止Fe2+被氧化
加入适量乳酸让铁粉反应完全
(4)酸式
ad
(5)98.50%
【解析】(2)装置B 中铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,利用氢气排尽装置C 中的空气,防止碳酸亚铁被空气中的氧
气氧化,待排尽装置中空气后,关闭活塞3,打开活塞2,利用生成的气体产生的压强,将氯化亚铁溶液压入装置C中与碳酸氢
铵反应。
(4)高锰酸钾标准液具有强氧化性和酸性,用酸式滴定管盛装。a 项,滴定管在盛装高锰酸钾标准液前未用待装液润洗,
滴定管壁上附着的蒸馏水会使标准液浓度减小,导致滴定过程中消耗标准液体积增加,测定结果偏高;b 项,滴定过程中,锥
形瓶振荡剧烈,以致部分液体溅出,导致消耗标准液体积减小,测定结果偏低;c 项,滴定前读数正确,滴定终点时俯视读数,消
耗标准液体积读数偏小,计算结果偏低;d 项,滴定前读数正确,滴定终点时仰视读数,消耗标准液体积读数偏大,计算结果偏
高。
(5)n(Fe2+)=n(Ce4+)=0.1000
mol·L-1×0.0197
L×5=0.00985
mol,
乳
酸
亚
铁
的
质
量
分
数
=
hthhૢૡܕܗܔൈૡૡܕܗܔǦ
tૡૡh
×100%=98.50%。
8.(2020 年山东烟台模拟)Cl2O 为国际公认的高效安全的灭菌消毒剂之一,实验室可利用氯气和空气(氯气与空气的体积
之比为1∶3,空气不参与反应)的混合气与含水8%的碳酸钠反应制备,所用实验装置和Cl2O 的性质如下:
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颜色
棕黄色
沸点
3.8 ℃
状态
气体
水溶性
极易溶于水,与水反应
生成次氯酸
气味强刺激性
熔点-116 ℃
热稳定性
42 ℃以上分解为Cl2 和O2
回答下列问题:
(1)仪器a 的名称为球形干燥管,所盛放的药品是
。
(2)写出装置A 中发生反应的离子方程式:
。
(3)装置C 的主要作用是
。
(4)装置D、E 中都用到多孔球泡,其作用是
。
(5)写出装置D 中生成Cl2O 的化学方程式:
。
(6)Cl2O 是一种理想的饮用水消毒剂,ClO2 和Cl2O 在消毒时自身均被还原为Cl-,ClO2 的消毒能力是等质量的Cl2O 的
(结果保留两位小数)倍。
(7)装置E 中所得溶液呈黄绿色,可能的原因是装置D 中的氯气过量而进入装置E 中,设计实验证明:
。
(8)该制备Cl2O 的装置中存在缺陷,请提出改进措施:
。
【答案】(1)碱石灰
(2)MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)控制氯气和空气的体积比
(4)增大接触面积,使反应充分进行
(5)2Cl2+2Na2CO3+H2O
2NaCl+Cl2O+2NaHCO3
(6)1.61
(7)取少量装置E 中溶液,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明是氯气过量所致
(8)将装置D 放在冰水浴中,以控制三颈烧瓶内的温度不超过42 ℃
【解析】(6)ClO2 和Cl2O 在消毒时自身均被还原为Cl-,质量相同的ClO2 和Cl2O 的消毒能力之比就是它们得电子
的数目之比。设ClO2 和Cl2O 的质量均为1 g,1 g ClO2 得电子数为
⺁t×5 mol=
⺁tmol,1 g Cl2O 得电子数为
ૡ⺁×4
mol=
ૡ⺁mol,则ClO2 与Cl2O 的消毒能力之比为
⺁t︰
ૡ⺁≈1.61,即ClO2的消毒能力是Cl2O 的1.61 倍。
(8)Cl2O 在42 ℃以上分解为Cl2和O2,因此装置D 中的温度不能过高,所以应将装置D 放在冰水浴中,以控制三颈烧
瓶内的温度不超过42 ℃。
9.(2020 年辽宁沈阳郊联体高三期末考试)光气(COCl2,熔点为-118 ℃,沸点为8.2 ℃,微溶于水,易溶于甲苯等有机溶剂)
可作为化学武器的成分,其制备实验装置如图所示(夹持装置已省略)。
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已知:3CCl4+2H2SO4(浓)
3COCl2↑+4HCl+S2O5Cl2。下列说法正确的是(
)。
A.装置组装连接后,第一步操作为通入冷凝水,然后才能加热
B.冷凝水从冷凝管的X 口通入,且被冷凝的物质是CCl4
C.装置乙中可收集到光气的甲苯溶液,装置丙、丁均可收集到液态光气
D.可将装置丁的尾气通过导管直接通入NaOH 溶液中进行尾气处理
【解析】根据反应方程式,有气体生成,因此第一步操作是检验装置的气密性,A 项错误;冷凝水应从下口通入,上口出
水,即从Y 口进水,X 口出水,被冷凝的物质是COCl2,B 项错误;光气易溶于甲苯,因此挥发出的光气被甲苯吸收,得到光气的
甲苯溶液,根据光气的物理性质,装置丙、丁均可收集到液态光气,C 项正确;尾气中含有HCl,若将导管直接通入NaOH 溶
液,会引起倒吸,D 项错误。
10.(2020 年石家庄模拟)实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
CH3CH2OH
+H2O
+Br2
BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应:乙醇在浓硫酸、140 ℃的条件下脱水生成乙醚。
用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示(加热及夹持装置省略):
有关数据列表如下:
乙醇
1,2-二溴乙
烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/g·cm-3
0.79
2.2
0.71
沸点/ ℃
78.5
132
34.6
熔点/ ℃
-130
9
-116
回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170 ℃左右,其最主要的目的是
。
a.引发反应
b.加快反应速率
c.防止乙醇挥发
d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C 中应加入
,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。
a.水b.浓硫酸
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c.氢氧化钠溶液
d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是
。
(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中,加水,振荡后静置,产物应在
(填“上”或“下”)层。
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用
洗涤除去。
a.水b.氢氧化钠溶液
c.碘化钠溶液d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用
的方法除去。
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是
;
但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是
。
【答案】(1)d
(2)c
(3)溴的颜色完全褪去
(4)下
(5)b
(6)蒸馏
(7)避免溴大量挥发
1,2-二溴乙烷的熔点低,过度冷却会因凝固而堵塞导管
【解析】(5)溴在水中溶解度小,不能用水除溴;碘化钠与溴反应生成碘,碘会溶解在1,2-二溴乙烷中,不能用碘化钠溶
液除溴;乙醇与1,2-二溴乙烷混溶,不能用乙醇除溴。
(6)根据表中数据,乙醚沸点低,可通过蒸馏除去(不能采用蒸发,乙醚易燃不能散发到空气中,且蒸发会导致1,2-二溴
乙烷挥发到空气中)。
11.过氧化锶(SrO2)通常用作分析试剂、氧化剂、漂白剂等。制备原理为Sr+O2
SrO2。某兴趣小组利用下列装置在
实验室中模拟制备过氧化锶。
(1)选择必要仪器制备过氧化锶(气流按从左到右的流向):
(填字母)。
(2)该实验制备氧气的化学方程式为
。
(3)连接好装置并进行实验,实验步骤如下,正确的操作顺序为
(填字母)。
①打开分液漏斗活塞,将水滴入烧瓶中
②在相应装置中装入药品
③检查装置气密性
④加热
⑤停止加热
⑥关闭
分液漏斗活塞
(4)利用反应Sr2++H2O2+2NH3+8H2O
SrO2·8H2O↓+2N۶
制备过氧化锶,装置如下:
①仪器X 的作用是
。
②氨气在该反应中所起的作用是
。
③实验结束后,得到SrO2·8H2O 的操作为
。
(5)设计实验证明SrO2 的氧化性比FeCl3 的氧化性强:
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。
【答案】(1)A→B→E→B
(2)2Na2O2+2H2O
4NaOH+O2↑
(3)③②①④⑤⑥
(4)①防倒吸
②中和生成的氢离子,促进反应正向进行
③过滤、洗涤、干燥
(5)在盐酸酸化的氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液,再向其中加入少量过氧化锶,溶液变为红色,证明SrO2的氧化性
比FeCl3 的强
【解析】(1)根据反应原理,需要制备氧气。由于锶是活泼金属,能与水发生反应,因此需要预先除去氧气中的水蒸气,
然后通入玻璃管中与锶发生反应,同时防止空气中的水和二氧化碳进入E 装置,因此装置的连接顺序是A→B→E→B。(3)
由于有气体参加反应,所以首先要检查装置的气密性,然后加入药品。打开分液漏斗活塞,排尽装置内的空气,对玻璃管进行
加热,发生反应,反应完全后,停止加热,关闭分液漏斗活塞,故实验操作的顺序是③②①④⑤⑥。(4)①氨气极易溶于水,因此
仪器X 的作用是防倒吸。②根据反应原理Sr2++H2O2
SrO2+2H+,通入氨气可中和H+,促进反应的正向进行。
12.硫的氧化物SO2 是一种大气污染物,高浓度的SO2 可用气相催化氧化法转换为SO3,即用TiO2 细粉作催化剂的片材,
只要将片材放在阳光下就可以将SO2 完全转化为SO3,再回收生产硫酸;低浓度的SO2 多用碱性溶液吸收处理。回答下列
问题:
(1)氧气的制备
氧
气
的
发
生
装
置
可
以
选
择
上
图
中
的
,
反
应
的
化
学
方
程
式
为
。欲收集一瓶干燥的氧气,
选择上图中的装置,其连接顺序:发生装置→
(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氧气与二氧化硫的反应
将上述收集到的O2 充入注射器X 中,硬质玻璃管Y 中加入少量催化剂,充入SO2(两端用夹子K1、K2 夹好)。在一定条件
下按图示装置进行实验。
①实验开始前,连接好实验装置后,首先进行的操作是
,其方法是
。
②实验开始后,填写表中空白:
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1,推动注射
器活塞,使X 中的
气体缓慢通入Y 管
无明显现象
a.化学方程式:
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中
将注射器活塞退回
原处并固定,待装
置恢复到室温后打
开K2
b.
c.
③为了提高Z 溶液中主要溶质的百分含量, 可加入
试剂, 有关反应的离子方程式
是
。
(3)低浓度的SO2 多用亚硫酸钠溶液吸收,有关反应的化学方程式是
。
【答案】(1)A
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑(或2KClO3
2KCl+3O2↑)
d→c→e→f
(2)①检查装置的气密性
打开K1 和K2,推动注射器活塞,观察导管口有气泡冒出,将注射器退回原处,导管中有一段
水柱回流,说明装置气密性良好
②a.2SO2+O2
2SO3
b.Z 中水溶液产生倒吸现象
c.三氧化硫极易与水反应,装置内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸
③H2O2
H2O2+H2SO3
2H++S۽
′+H2O
(3)Na2SO3+SO2+H2O
2NaHSO3
【解析】(1)制取氧气可以用加热固体高锰酸钾或加热固体氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法,发生装置应选择图中
的A。收集一瓶干燥的氧气,其连接顺序为发生装置→干燥装置→收集装置。
(2)打开K1,推动注射器活塞,使X 中的气体缓慢通入Y 管中,氧气和二氧化硫发生氧化还原反应生成三氧化硫,反应的
化学方程式为2SO2+O2
2SO3;将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温后打开K2时,Z中的溶液倒吸入Y
管中,原因是三氧化硫极易与水反应,装置内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸。Z 中所得溶液的溶质主要是H2SO4,
还有少量的H2SO3,若将H2SO3 转化为H2SO4,又不引入新杂质,可以加入适量过氧化氢溶液。
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1.如图所示装置可用于收集气体并验证其化学性质,下列对应关系正确的是(
)。
选项气体
试剂
现象
结论
A
NO
紫色石蕊溶液
溶液变红
NO 与水反应生成硝酸
B
Cl2
KI 淀粉溶液
溶液变蓝
Cl2 有氧化性
C
SO2
酸性KMnO4 溶
液
溶液褪色
SO2 有漂白性
D
NH3
酚酞溶液
溶液变红
NH3 是碱性气体
【解析】NO 易与氧气反应,不能用排空气法收集,且NO 不与水反应,A 项错误;氯气的密度比空气的大,可用向上排
空气法收集,具有强氧化性,可与碘化钾反应生成碘,溶液变蓝,B 项正确;二氧化硫的密度比空气的大,可用向上排空气法收
集,具有还原性,可与酸性高锰酸钾溶液反应,C 项错误;氨气的密度比空气的小,应用向下排空气法收集,D 项错误。
2.(2020 年江西南昌一模)下列实验现象与结论正确且相符的是(
)。
选项
实验
现象
结论
A
向盛有H2O2
溶液的试管中
加入几滴酸化
的硫酸亚铁溶
液
溶液变成棕
黄色,一段时
间后,溶液中
出现气泡,随
后有红褐色
沉淀生成
Fe2+催化H2O2 分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动
B
将充满NO2 的
密闭玻璃球浸
泡在热水中
红棕色变深
2NO2(g)
N2O4(g)
ΔH<0
C
SO2 通入新制
氯水中
溶液褪色
SO2 具有漂白性
D
向2 支盛有2
mL 相同浓度
硝酸银溶液的
试管中,分别加
入2 滴相同浓
度的NaCl 和
NaI 溶液
一支无明显
现象,另一支
产生黄色沉
淀
相同条件下,AgI 的溶解度比AgCl 的大
【解析】A 项,过氧化氢氧化硫酸亚铁为硫酸铁,Fe3+催化过氧化氢的分解;C 项,二氧化硫被新制氯水氧化,二氧化硫
表现还原性;D 项,由实验现象知,相同条件下AgI 的溶解度比AgCl 的小。
3.下列说法正确的是(
)。
A.用NaHCO3 溶液可一次鉴别出稀盐酸、NaOH 溶液、AlCl3 溶液、NaAlO2 溶液
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B.高锰酸钾试剂瓶内壁上的黑色物质可用稀盐酸洗涤
C.除去SO2 中的少量HCl,将其通入饱和的Na2SO3 溶液中
D.将硝酸铵晶体溶于水,测得水温下降,证明硝酸铵水解是吸热的
【解析】NaHCO3 溶液与稀盐酸反应产生气体,与NaOH 溶液反应无明显现象,与AlCl3 溶液发生相互促进的水解反
应,有沉淀生成和气体放出,与NaAlO2 溶液反应生成沉淀,A 项正确;高锰酸钾试剂瓶内壁上的黑色物质为MnO2,应用热
的浓盐酸洗涤,B 项错误;SO2 也会与饱和Na2SO3 溶液反应,除去SO2 中的少量HCl,应将其通入饱和NaHSO3 溶液中,C
项错误;硝酸铵晶体溶于水,水温下降,也可能是其溶解吸热引起的,D 项错误。
4.(2020 年陕西汉中十二校联考)下表中的实验操作能达到实验目的或所得结论正确的是(
)。
选项
实验操作
实验目的或结论
A
向某黄色溶液中加入淀粉-KI
溶液,溶液变蓝
该溶液中含有Br2
B
将混有Ca(OH)2 杂质的
Mg(OH)2 样品放入水中,搅拌
成浆状后,再加入饱和MgCl2
溶液,充分搅拌后过滤,用蒸馏
水洗净沉淀
除去Mg(OH)2 样品中的Ca(OH)2 杂质
C
将稀硫酸酸化的H2O2 溶液滴
入Fe(NO3)2 溶液中,溶液变黄
色
氧化性:H2O2>Fe3+
D
室温下,用pH 试纸测得0.1
mol·L-1
Na2SO3 溶液的pH 约为10,
0.1 mol·L-1 NaHSO3 溶液的
pH 约为5
HS۽
Ǧ 结合H+的能力比S۽
′的强
【解析】若黄色溶液中有Fe3+,则Fe3+与I-反应生成Fe2+和I2,淀粉遇I2 会变蓝,A 项不正确;Ca(OH)2 的溶解度比
Mg(OH)2的大,Ca(OH)2与MgCl2反应生成Mg(OH)2固体,B 项正确;酸性溶液中N۽
Ǧ 有强氧化性,可氧化Fe2+,溶液变
黄色并不能证明是H2O2 氧化了Fe2+,C 项不正确;同浓度的Na2SO3 与NaHSO3 溶液,前者的pH 大于后者,说明S۽
′
的水解程度大于HS۽
Ǧ ,S۽
′结合H+的能力比HS۽
Ǧ 的强,D 项不正确。
5.下列设计的实验方案能达到相应实验目的的是(
)。
选项
实验目的
实验方案
A
证明反应速率会
随反应物浓度的
增大而加快
用3 mL 稀硫酸与足量纯锌反应,产生气泡速率较慢,然后加入1 mL 1 mol·L-1 CuSO4 溶液,迅
速产生较多气泡
B
检验Fe(NO3)2
晶体是否已氧化
变质
将Fe(NO3)2 样品溶于稀硝酸后,滴加KSCN 溶液,观察溶液是否变红
C
证明“84”消毒
液的氧化能力随
溶液pH 的减小
而增强
将“84”消毒液(含NaClO)滴入品红溶液中,褪色缓慢,若同时加入食醋,红色很快褪为无色
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D
证明氯化银的溶
解度大于硫化银
的溶解度
向2 mL 0.1 mol·L-1 硝酸银溶液中加入1 mL 0.1 mol·L-1 NaCl 溶液,出现白色沉淀,再加入
几滴0.1 mol·L-1 的Na2S 溶液,有黑色沉淀生成
【解析】加入硫酸铜溶液,锌与硫酸铜反应生成单质铜,形成铜锌原电池,反应速率加快,与反应物浓度无关,A 项不能
达到实验目的;稀硝酸能将Fe(NO3)2氧化成Fe(NO3)3,无法检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质,B 项不能达到实验目的;
加入食醋,反应生成次氯酸,氧化能力增强,C 项能达到实验目的;硝酸银有剩余,加入硫化钠溶液生成Ag2S 黑色沉淀,D 项
不能达到实验目的。
6.根据下列实验现象,不能
．．得出对应结论的是(
)。
选项
实验
现象
结论
A
室温下测0.1 mol·L-1
醋酸的pH
pH≈3.3
醋酸是弱酸
B
向2 mL 0.1 mol·L-1
NaOH 溶液中:
(1)滴加几滴同浓度的
MgSO4 溶液;
(2)再滴加几滴同浓度
的FeCl3 溶液
(1) 产生白色
沉淀;
(2) 产生红褐
色沉淀
溶解度:
Fe(OH)3<
Mg(OH)2
C
常温下,将CO2 通入苯
酚钠溶液中
溶液变浑浊
酸性:碳酸>苯酚
D
将少量溴乙烷与
NaOH 溶液共热, 冷
却,用HNO3 酸化后,
滴加AgNO3 溶液
产生淡黄色沉
淀
水解液中含有溴离子
【解析】由pH>1 可知,醋酸不能完全电离,则醋酸是弱酸,A 项正确;NaOH 过量,不发生Mg(OH)2沉淀
Fe(OH)3
沉淀的转化,则不能比较Ksp 及溶解度,B 项错误;发生强酸制取弱酸的反应,则碳酸酸性强于苯酚,C 项正确;水解后加硝酸
至水解液呈酸性,再滴加AgNO3 溶液,出现淡黄色沉淀,证明水解液中含有溴离子,D 项正确。
7.(2020 年天门模拟)工业上用氧化铝与焦炭在氮气流中加强热制备氮化铝(AlN),氮化铝样品中含少量Al4C3、C、Al2O3
杂质。某实验小组拟测定a g 氮化铝样品中Al4C3 含量并验证甲烷与氧化铜反应的氧化产物为CO2。
已知:(Ⅰ)AlN、Al4C3 都能与水反应,分别生成NH3、CH4。
(Ⅱ)CH4 还原氧化铜:CH4+4CuO
4Cu+CO2+2H2O。
(1)装置连接顺序为
(按气流从左至右)。
(2)写出A 中发生反应的化学方程式:
AlN 和稀硫酸反应:
;
Al4C3 与稀硫酸反应:
。
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(3)有下列操作步骤:
①缓缓向A 中通入一定量的N2;
②称量B(酒精灯、木块和铁架台除外),按顺序组装仪器,检查装置的气密性,将样品放入烧瓶中;
③点燃B 处酒精灯;
④再次称量B;
⑤从分液漏斗中缓慢滴入稀硫酸,直到不再产生气体为止;
⑥再次缓慢通入一定量的N2。
正确的操作顺序是
;操作①的目的是
;若操作③与操作⑤顺序颠倒,将
导致测得的Al4C3 的质量分数
(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)设计实验证明A 中有N۶
生成:
。
(5)实验结束后,测得B 中固体质量减少b g,则样品中Al4C3 的质量分数为
×100%。
(6)通过测定C 中生成BaCO3 的质量可以确定甲烷与氧化铜反应是否有CO 生成。实验完毕后,测得B 中固体质量减少
b g;对C 中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重,当m(BaCO3)=
g(用含b 的表达式表示)时,表明氧化产物只有
CO2。
【答案】(1)ADBC
(2)2AlN+4H2SO4
Al2(SO4)3+(NH4)2SO4
Al4C3+6H2SO4
2Al2(SO4)3+3CH4↑
(3)②①③⑤⑥④
排除装置内的空气,防止对实验产生干扰
偏小
(4)反应完毕后,取少量A 中溶液于试管,滴加浓NaOH 溶液,加热,用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸放在试管口正
上方,若试纸变蓝色,则说明A 中有N۶
,否则没有N۶
(5)
࢈
ࢇ
(6)
ૢ⺁࢈
【解析】(1)A 装置中样品与稀硫酸反应产生NH3 和CH4,NH3 溶于A 中的水溶液中,从A 中出来的气体有CH4 和
水蒸气,经过D 装置中碱石灰的干燥得到干燥、纯净的CH4,通入B 装置中与CuO 反应生成CO2,再将产生的CO2 气体
通入浓Ba(OH)2 溶液,Ba(OH)2 溶液变浑浊,故正确的顺序为ADBC。(2)AlN 和稀硫酸反应,可以先考虑AlN 与水反应
生成氨气和氢氧化铝,然后氨气和氢氧化铝再与硫酸反应生成硫酸铝和硫酸铵,再将两个方程式相加可得对应的化学方程
式为2AlN+4H2SO4
Al2(SO4)3+(NH4)2SO4; 同理可得Al4C3 与稀硫酸反应的化学方程式为
Al4C3+6H2SO4
2Al2(SO4)3+3CH4↑。(3)组装好装置并检查气密性,加入试剂,同时称量B 的质量,然后向A 中通入
N2,排除装置中的空气,防止对实验的干扰,然后点燃B 处酒精灯,再用分液漏斗放出稀硫酸,产生气体发生反应,待反应结
束后再通入N2,将CH4 完全赶入B 中反应,并将产生的CO2 气体全部排入浓Ba(OH)2 溶液中,冷却后再称量B 的质量,
所以正确的实验步骤顺序是②①③⑤⑥④;操作①的目的是排除装置内的空气,防止对实验产生干扰;若操作③与操作⑤
顺序颠倒,在未加热下CH4 不会与CuO 反应,而导致CH4 的量损耗,从而所测Al4C3 的质量分数偏小。(5)B 中固体减少
的质量就是参加反应的CuO 中O 元素的质量,所以n(O)=n(CuO)=
࢈
mol,根据CH4+4CuO
4Cu+CO2+2H2O 可
知,n(CH4)=
n(CuO)=
࢈
mol,n(Al4C3)=
×
࢈
mol=
࢈
ૢ
mol, 其质量为
࢈
ૢ
mol×144 g·mol-1=
࢈
ૢ
g,w(Al4C3)=
࢈
ૢg÷a g×100%=
࢈
ࢇ×100%。(6)当CH4的氧化产物只有CO2时,根据方程式和第(5)问可知,n(CO2)=
࢈
mol,则生成的m(BaCO3)=
࢈
mol×197 g·mol-1=
ૢ⺁࢈
g,故当m(BaCO3)=
ૢ⺁࢈
g 时,CH4 的氧化产物全为CO2。
8.下列实验方案中,能达到相应实验目的的是(
)。
选项
方案
目的
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A
验证氧化性:Cl2>Br2
B
验证溶解度:AgCl>Ag2S
(续表)
选项
方案
目的
C
检验SO2 气体中是否混有CO2
D
比较乙醇中羟基氢原子和水分子中氢原子的活泼性
【解析】反应没有加热,不能生成氯气,则实验不能完成,A 项错误;含有硝酸银,通入硫化氢生成硫化银沉淀,不能证明
沉淀间发生了转化,B 项错误;SO2 和CO2 都能与氢氧化钙反应,且反应现象相同,C 项错误;加入相同的钠块,分子中氢原子
越活泼,反应越剧烈,可完成实验,D 项正确。
9.某浅绿色晶体X[x(NH4)2SO4·yFeSO4·zH2O]在分析化学中常用作还原剂。为确定其组成,某小组同学进行如下实验:
Ⅰ.N۶
含量的测定
采用蒸馏法,蒸馏的装置如图所示。
相关的实验步骤如下:
①准确称取58.80 g 晶体X,加水溶解后,将溶液注入三颈烧瓶中;
②准确量取50.00 mL 3.030 mol·L-1 H2SO4 溶液于锥形瓶中;
③向三颈烧瓶中加入足量NaOH 溶液,通入氮气,加热,蒸氨结束后取下锥形瓶;
④用0.120 mol·L-1的NaOH 标准溶液滴定锥形瓶中过量的硫酸,滴定终点时消耗25.00 mL NaOH 标准溶液。
(1)仪器M 的名称为
。
(2)步骤③中,发生的氧化还原反应的化学方程式为
。蒸氨结束后,为了减少实
验误差,还需要对直形冷凝管进行“处理”,“处理”的操作方法是
。
(3)步骤④中,若振荡时锥形瓶中有液体溅出,则所测得的n(N۶
)的值将
(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
Ⅱ.S۽
′含量的测定
采用重量分析法,实验步骤如下:
①另准确称取58.80 g 晶体X 于烧杯中,加水溶解,边搅拌边加入过量的BaCl2 溶液;
②将得到的溶液用无灰滤纸(灰分质量很小,可忽略)过滤,洗涤沉淀3~4 次;
③用滤纸包裹好沉淀取出,灼烧滤纸包至滤纸完全灰化;
④继续灼烧沉淀至恒重,称量,得沉淀质量为69.90 g。
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(4)步骤①中,判断BaCl2溶液已过量的实验操作和现象是
。
(5)步骤②中,采用冷水洗涤沉淀,其主要目的是
。
(6)结合实验Ⅰ、Ⅱ,通过计算得出晶体X 的化学式为
;实验Ⅰ的步骤①中,溶液中离子浓度由大到小的顺序为
。
【答案】(1)分液漏斗
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O
4Fe(OH)3
用蒸馏水冲洗冷凝管内通道2~3 次,将洗涤液注入锥形瓶中
(3)偏大
(4)待浊液分层后,向上层清液中加入1~2 滴BaCl2 溶液,若无白色浑浊出现,则说明BaCl2 溶液已过量
(5)尽可能减少沉淀的溶解损失,减小实验误差
(6)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O
c(S۽
′)>c(N۶
)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-)
【解析】(3)步骤④中,若振荡时锥形瓶中有液体溅出,消耗NaOH 的量减少,则测定锥形瓶内溶液中剩余的硫酸的量
减少,与氨气反应的硫酸的量增多,造成所测n(N۶
)的值偏大。(5)用冷水洗涤可以降低固体的溶解度,减少固体的溶解。
(6)过量的n(H+)=0.120 mol·L-1×0.025 L=0.003 mol,与NH3 反应的n'(H+)=3.030 mol·L-1×0.05 L×2-0.003
mol=0.3 mol, 即n(N ۶
)=0.3 mol;69.90 g 沉淀为BaSO4, 则n(S ۽
′ )=
ૢtૢh
ܕܗܔǦ=0.3 mol; 利用电荷守恒
n(N ۶
)+2n(Fe2+)
2n(S ۽
′ ), 得
n(Fe2+)=0.15
mol; 再利用质量守恒得
m(H2O)=58.80
g-m(N۶
)-m(S۽
′)-m(Fe2+)=16.2 g,则n(H2O)=0.9 mol,故n(N۶
)∶n(Fe2+)∶n(S۽
′)∶n(H2O)=2∶1∶2∶6,
晶体X 的化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O;将(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 加水溶解后,N۶
、Fe2+水解相互抑制,但是
N۶
起始浓度大,所以c(N۶
)>c(Fe2+),又由于S۽
′不水解,所以c(S۽
′)>c(N۶
),实验Ⅰ的步骤①中,溶液中离子浓度
由大到小的顺序为c(S۽
′)>c(N۶
)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-)。
10.有资料显示过量的氨气和氯气在常温下可合成岩脑砂(主要成分为NH4Cl),某小组对岩脑砂进行以下探究。
Ⅰ.岩脑砂的实验室制备
(1)C 装置中盛放碱石灰的仪器名称为
。
(2)为使氨气和氯气在D 中充分混合并反应,上述装置的连接顺序为a→d→c→
、
←j←i←h←g←b。
(3)装置D 处除易堵塞导管外,还存在的不足之处为
。
(4)检验氨气和氯气反应有岩脑砂生成时,除了蒸馏水、稀HNO3、AgNO3 溶液、红色石蕊试纸外,还需要的试剂
为
。
Ⅱ.天然岩脑砂中NH4Cl 纯度的测定(杂质不影响NH4Cl 纯度的测定)
已知:2NH4Cl+3CuO
3Cu+2HCl↑+N2↑+3H2O。
步骤:①准确称取1.19 g 岩脑砂;②将岩脑砂与足量的氧化铜混合加热(装置如下)。
(5)连接好仪器后,检查装置的气密性时,先在H 和K 中装入蒸馏水,然后加热G,
,则气密性良好。
(6)装置H 的作用是
。
(7)实验结束后,装置I 增重0.73 g,则天然岩脑砂中NH4Cl 的质量分数为
。
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【答案】(1)球形干燥管
(2)e
f
(3)无尾气处理装置
(4)氢氧化钠浓溶液
(5)导管末端有气泡冒出,停止加热,量气管内形成一段水柱
(6)吸收反应产生的水蒸气,防止对HCl 的测定造成干扰
(7)89.9%
【解析】(2)考虑到氯气的密度比空气大,氨气的密度比空气小,所以氨气从e 口进,氯气从f 口进,氨气和氯气会形成
逆向流动,更有利于二者充分混合,同时注意确定连接顺序时,氯气气流是从右向左的,合理的连接顺序为a→d→c→e、
f←j←i←h←g←b。
(3)装置D 中发生反应生成了氯化铵,氯化铵为固体小颗粒,导管太细,固体颗粒容易堵塞导管;因为氯气有毒,需要有
尾气处理装置,所以还存在的不足之处为无尾气处理装置。
(4)检验固体氯化铵中的N۶
需要氢氧化钠浓溶液和红色石蕊试纸,检验Cl-需要蒸馏水、硝酸银溶液和稀硝酸,所以
还需要的试剂为氢氧化钠浓溶液。
(7) 装置I 增重为氯化氢气体的质量,0.73 g 氯化氢的物质的量为0.02 mol, 根据反应
2NH4Cl+3CuO
3Cu+2HCl↑+N2↑+3H2O 可知,消耗氯化铵的物质的量为0.02 mol,质量为0.02 mol×53.5
g·mol-1=1.07 g,则天然岩脑砂中NH4Cl 的质量分数为
th⺁
tૢ
×100%≈89.9%。
11.碳酸镧咀嚼片是一种不含钙和铝的磷酸盐结合剂,用于慢性肾衰患者高磷血症的治疗。碳酸镧可由LaCl3 为原料来制
备,整个反应在较低的pH 条件下进行,避免生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3]。
(1)化学兴趣小组利用下列装置在实验室中用碳酸氢铵制备碳酸镧。
①检验装置甲气密性的方法是
。
②实验中K1、K2 打开的先后顺序为
;
为保证碳酸镧的纯度,实验过程中需要注意的问题有
。
(2)碳酸钠或碳酸氢钠与氯化镧反应均可生成碳酸镧。
①为了高磷血症患者的安全, 通常选用碳酸氢钠溶液, 过程中会发生两个平行反应, 其离子方程式为
和
。
②选择碳酸氢钠溶液制备碳酸镧的优点是
(任写一条)。
③T ℃时, 碳酸镧饱和溶液的浓度为1.0×10-7 mol·L-1,HC ۽
Ǧ 的电离常数为6.0×10-11 。请计算反应
2LaCl3+3NaHCO3
La2(CO3)3↓+3NaCl+3HCl 的平衡常数K=
。
④利用手持技术测定溶液的pH 从而监控反应过程,得到如图所示曲线。请说明bc 段变化的原因:
。
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(3)碳酸镧(相对分子质量为458)质量分数的测定:准确称取15.0 g 产品试样,溶于10.0 mL 稀盐酸中,加入10 mL
NH3-NH4Cl 缓冲溶液,加入0.2 g 紫脲酸铵混合指示剂,用1.0 mol·L-1EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定至溶液呈蓝紫色
(La3++H2Y2-
LaY-+2H+),消耗EDTA 溶液60.00 mL。则产品中碳酸镧的质量分数w=
。
【答案】(1)①关闭活塞K1,向球形漏斗中加水至漏斗内外形成液面差,一段时间后,液面差保持不变,说明气密性良好
②先打开K2 再打开K1
控制NH3(或CO2)的通入量
(2)①2La3++3HC۽
Ǧ
La2(CO3)3↓+3H+
H++HC۽
Ǧ
CO2↑+H2O
②碳酸氢钠的碱性相对较弱,可防止生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3]
③200
④La3+完全沉淀,再滴入碳酸氢钠,水解使溶液的碱性增强,pH 发生突跃
(3)91.6%
【解析】(1)②氨气极易溶于水,先通氨气,在碱性条件下再通入二氧化碳,故实验中先打开K2 再打开K1;为保证碳酸
镧的纯度, 实验过程中需要控制NH3( 或CO2) 的通入量。(2)③题述反应的离子方程式为
2La3++3HC ۽
Ǧ
La2(CO3)3↓+3H+,T ℃时, 碳酸镧饱和溶液的浓度为1.0×10-7 mol·L-1, 则饱和溶液中
c(La3+)=2.0×10-7
mol·L-1,c(C
۽
′
)=3.0×10-7
mol·L-1,Ksp[La2(CO3)3]=c2(La3+)·c3(C۽
′)=(2.0×10-7)2×(3.0×10-7)3=1.08×10-33,HC۽
Ǧ 的电离常数为6.0×10-11,
则反应的平衡常数K=
ࢉሺ۶ሻ
ࢉሺۺ܉ሻࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ=
ࢉሺ۶ሻࢉሺ۱۽
′ሻ
ࢉሺۺ܉ሻࢉሺ۱۽
′ሻࢉሺ۶۱۽
Ǧ ሻ=
ሺthൈhǦሻ
thૡൈhǦ=200。(3)滴定时消耗EDTA 的物质的量为
60.00×10-3 L×1.0 mol·L-1=0.06 mol,根据反应La3++H2Y2-
LaY-+2H+可知,La3+的物质的量为0.06 mol,碳酸镧
的物质的量为0.03 mol,产品中碳酸镧的质量分数w=
hthܕܗܔൈૡܕܗܔǦ
th
×100%=91.6%。
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单元训练(103)
一、选择题(本题包括16 小题,每小题3 分,共48 分)
1.(2020 年湖南长沙雅礼中学高三月考)下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.“绿矾形似朴硝(Na2SO4·10H2O)而绿色,取此物置于铁板上,聚炭,封之囊袋,吹令火炽,其矾即沸,流出,色赤如融金汁
者是真也。”“色赤”物质是Fe(OH)3
B.《本草纲目》中“黄连”条目下记载:“吐血不止,用黄连一两,捣碎,加鼓二十粒,水煎去渣,温服。” 该过程中涉及称量、
加热、萃取、过滤等操作
C.蛋白质溶液中加饱和CuSO4 溶液、“饮鸩止渴”主要发生的均是化学变化
D.“固体需匙或纸槽,一送、二竖、三弹弹;块固还是镊子好,一横、二放、三慢竖。”前一个固体一般是指粉末状固体
【解析】Fe(OH)3 受热易分解,“色赤”物质是Fe2O3,A 项错误;“一两”对应称量操作,“水煎”对应加热、萃取操
作,“去渣”对应过滤操作,B 项正确;CuSO4 与“鸩”均可使蛋白质发生变性,发生了化学变化,C 项正确;粉末状固体的取
用需要使用药匙或纸槽,放入试管后弹纸槽是为了将残留的粉末弹到试管里,D 项正确。
2.下列关于仪器使用的说法不正确
．．．的是(
)。
A.滴定管装滴定液时应先用滴定液润洗
B.锥形瓶用作反应容器时可以加热
C.蒸馏时温度计水银球可以高于蒸馏烧瓶支管口
D.振荡分液漏斗时应关闭其玻璃塞和活塞
【解析】B 项,锥形瓶可隔着石棉网加热,正确;C 项,温度计水银球不可以高于蒸馏烧瓶支管口,错误。
3.(2020 年江西临川一中高三月考)下列实验中,所采取的实验方法与对应原理都正确的是(
)。
选项
目的
实验方法
原理
A
除去丙醇中的乙
醚
蒸馏
丙醇与乙醚的沸点相差较大
B
分离苯和甲苯
分液
苯和甲苯的密度不同
C 除去CO 中的O2
通过灼热铜
网
O2 与灼热的铜反应
D
分离溶于水的溴
乙醇萃取
溴在乙醇中的溶解度较大
【解析】甲苯和苯互溶,不能采用分液的方法进行分离,应利用其沸点相差较大,采用蒸馏的方法进行分离,B 项错
误;Cu 与O2反应生成CuO,CO 将CuO 还原成Cu,消耗CO 并会生成CO2,C 项错误;乙醇可以和水互溶,乙醇不能作从溴
水中萃取溴的萃取剂,D 项错误。
4.(2020 年江苏南通高三模拟)下列实验室制取、干燥、收集NH3 并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是
(
)。
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【解析】氯化铵与氢氧化钙共热可制取氨气,但加热固体物质时试管口应略向下倾斜,A 项错误;浓硫酸会与氨气反应,
不能用于干燥氨气,应使用碱石灰干燥氨气,B 项错误;由于氨气的密度比空气小,故利用排空气法收集氨气时导气管应短
进长出,C 项错误;氨气极易溶于水,易产生倒吸现象,可用干燥管组合的装置进行防倒吸,D 项正确。
5.(2020 年安徽宣城高三期末)已知:NH3+CO2+H2O+NaCl
NaHCO3↓+NH4Cl。若实验室根据此原理制备少量的
NaHCO3,下列实验过程中选用的主要仪器不正确
．．．的是(
)。
A.制取氨气,可选用②③
B.制取NaHCO3,可选用⑨
C.分离NaHCO3,可选用④⑤⑦
D.干燥NaHCO3,可选用①②⑦⑧
【解析】加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气,选用的主要仪器为试管、酒精灯,A 项正确;向溶有氨的饱和食盐
水中通入二氧化碳可以生成NaHCO3 沉淀,制取NaHCO3 可选用仪器⑨,B 项正确;用过滤法分离出NaHCO3 固体,需用
烧杯、漏斗、玻璃棒,C 项正确;碳酸氢钠受热易分解,故干燥NaHCO3 不能用酒精灯加热,D 项错误。
6.(2020 年广东揭阳三中高三月考)下列有关实验操作的叙述合理的是(
)。
A.用pH 试纸测定溶液pH 时,不需要预先润湿
B.蒸馏实验中,忘记加沸石,应立即趁热加入沸石
C.要量取15.80 mL 溴水,须使用棕色的碱式滴定管
D.用氢氧化钠溶液检验FeCl3 溶液中混有的Fe2+
【解析】预先润湿pH 试纸,相当于稀释溶液,测定溶液pH 时会产生误差,A 项正确;蒸馏实验中,忘记加沸石,应停止
加热,冷却后再加入沸石,B 项错误;溴水能腐蚀橡胶,要量取15.80 mL 溴水,须使用酸式滴定管,C 项错误;应用铁氰化钾溶
液检验FeCl3 溶液中混有的Fe2+,D 项错误。
7.(2020 年四川武胜中学高三月考)下列实验中正确的是(
)。
A.提取溶解在水中的少量碘:加入酒精振荡、静置分层后,取出有机层再分离
B.下图所示装置都可用于HCl 气体尾气吸收
C.酸碱滴定实验中,用待测溶液润洗锥形瓶以减小实验误差;在用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出
多余液体
D.除去酸性MgCl2 溶液中少量的FeCl3,可加入足量的Mg(OH)2 并过滤;除去NH4Cl 溶液中的FeCl3,可向溶液中加入
氨水调节pH
【解析】酒精与水互溶,不能作萃取剂从水中萃取碘,A 项错误;第二个图中由于漏斗插入液体底部,故气体能充分被吸
收,但会产生倒吸,B 项错误;酸碱滴定实验中不能用待测液润洗锥形瓶,用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,应该重新
配制,C 项错误;FeCl3 易水解生成氢氧化铁,加入Mg(OH)2 粉末,调节溶液的pH,促进Fe3+水解,且不引入新的杂质,除去
NH4Cl 中的FeCl3,加入氨水使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀而除去,D 项正确。
8.用如图所示装置进行实验,能得出相应实验结论的是(
)。
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选项
实验试剂
实验结论
A
a.稀硫酸b.碳酸氢钠c.硅酸钠溶液非金属性:S>C>Si
B
a.稀盐酸b.二氧化锰c.溴化钠溶液氧化性:MnO2>Cl2>Br2
C
d.小苏打
e.苏打
f.石灰水
热稳定性:苏打>小苏打
D d.氯化钠e.氯化铵f.硝酸银溶液沸点:氯化钠>氯化铵
【解析】根据强酸制取弱酸的规律可判断酸性强弱,稀硫酸和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,二氧化碳、水和硅酸
钠反应生成硅酸沉淀,看到的现象是烧瓶中有气体生成、c 中有沉淀生成,说明酸性H2SO4>H2CO3>H2SiO3,因此非金属
性S>C>Si,A 项正确;稀盐酸和二氧化锰不反应,所以不能得到氯气,不能达到实验目的,B 项错误;碳酸钠热稳定性较强,碳
酸氢钠受热易分解,所以d 应为碳酸钠,e 为碳酸氢钠,C 项错误;氯化铵不稳定,受热易分解,所以该装置不能达到实验目
的,D 项错误。
9.(2020 年辽宁沈阳东北育才学校高三联考)用下列实验装置进行相应实验,设计正确且能达到实验目的的是(
)。
A.用装置甲进行中和热的测定
B.用装置乙制取CO2 气体
C.用装置丙蒸发CH3COONa 溶液得CH3COONa 晶体
D.用装置丁模拟工业制氨气并检验产物
【解析】装置甲中缺少环形玻璃搅拌棒,A 项错误;纯碱是易溶物,此装置不能随关随停,应该用碳酸钙固体,B 项错误;
用装置丙蒸发CH3COONa 溶液可以得到CH3COONa 晶体,C 项正确;丁装置应用湿润的红色石蕊试纸检验氨气,D 项错
误。
10.(2020 年福建厦门高三第一次质检)实验室制备NaClO2 的装置如图所示,其中C 装置内生成ClO2 下列说法正确的
是(
)。
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A.实验开始时,应打开分液漏斗的活塞及弹簧夹乙,关闭弹簧夹甲
B.可用98.3%硫酸代替75%硫酸
C.H2O2 是制备NaClO2 反应的还原剂
D.F 中的试剂可用饱和Ca(OH)2 溶液
【解析】装置中的竖直玻璃管用于平衡系统的气压并防止堵塞,实验开始时,应打开弹簧夹甲,A 项错误;98.3%硫酸中
H2SO4 大多以分子的形式存在,电离出的H+很少,其与Na2SO3 反应较慢,不能用其代替75%的硫酸,B 项错误;C 装置中
产生的ClO2 通入D 装置中后与H2O2反应生成NaClO2 时,氯元素的化合价降低,被还原,故H2O2作还原剂,C 项正确;饱
和Ca(OH)2 溶液浓度较低,无法充分吸收尾气中的SO2 和ClO2,D 项错误。
11.(2020 年浙江杭州二中高三选考模拟)下列实验操作能达到实验目的的是(
)。
A.制备Fe(OH)3 胶体:向沸腾的NaOH 稀溶液中滴加FeCl3 饱和溶液
B.为了除去乙醇中的少量水,可向其中加入CaO,然后再蒸馏
C.用瓷坩埚高温熔融Na2CO3 固体
D.用过滤的方法除去NaCl 溶液中含有的少量淀粉胶体
【解析】向NaOH 稀溶液中滴加FeCl3 饱和溶液生成沉淀,应在沸水中加饱和FeCl3 溶液制备Fe(OH)3 胶体,A 项
错误;生石灰与水反应,起吸水作用,然后用蒸馏的方法可得到较纯净的乙醇,B 项正确;瓷坩埚的成分里有SiO2,在高温下会
和碳酸钠反应Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑,会腐蚀瓷坩埚,所以不能用瓷坩埚熔融Na2CO3 固体,应用铁坩埚,C 项
错误;溶液与胶体均可透过滤纸,故不能利用过滤法除杂,应选渗析法,D 项错误。
12.(2020 年黑龙江牡丹江第一高级中学高三月考)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。采用
废易拉罐制备明矾的过程如图所示。下列叙述错误
．．的是(
)。
A.上述流程中可用NaHSO4 代替NaHCO3
B.从易拉罐中可回收的金属元素有Al、Fe
C.合理处理易拉罐有利于环境保护和资源再利用
D.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+
【解析】上述流程中如果用NaHSO4 代替NaHCO3,硫酸氢钠电离出的H+会抑制Al3+水解,故A 项错误;向易拉罐
中加入稀硫酸,微热、过滤,得到含有Al3+、Fe2+和Fe3+的溶液,说明含有Fe、Al 元素,则从易拉罐中可回收的金属元素有
Al、Fe,B 项正确;加入过氧化氢,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液pH=3.7 可生成氢氧化铁沉淀,D 项正确。
13.(2020 年天津河西区高三一模)下列实验与对应的解释或结论正确的是(
)。
选项
实验
解释或结论
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A
右侧试管中溶液紫色褪去慢,推知反应物浓度越大,反应速率越小
B
分别向盛有等量煤油、无水乙醇
的两烧杯中加入大小相等的金属
钠,对比观察现象
乙醇分子中羟基上的氢原子活泼
C
分别向盛有动物油、石蜡的两烧
杯中加入足量烧碱溶液,充分加
热,冷却
动物油、石蜡均能发生皂化反应
D
将电石与食盐水反应生成的气
体,通入酸性高锰酸钾溶液中,观
察溶液颜色变化
由溶液紫色褪去可知乙炔能发生氧化反应
【解析】反应物浓度越大,反应速率越快,A 项错误;钠会与无水乙醇反应产生氢气,说明乙醇分子中羟基上的氢原
子活泼,B 项正确;动物油是高级脂肪酸甘油酯,在烧碱溶液中会发生水解生成高级脂肪酸钠,能发生皂化反应,但石蜡是烷
烃的混合物,不会与氢氧化钠发生皂化反应,C 项错误;电石与食盐水反应生成的乙炔气体含硫化氢等杂质,所以通入酸性
高锰酸钾溶液中能使紫色褪去的气体不一定是乙炔,D 项错误。
14.(2020 年福建泉州泉港区一中月考)下列装置或操作能达到实验目的的是(
)。
A.只用装置①的仪器可以测定生成氢气的速率(mL·s-1)
B.装置②可依据单位时间内颜色变化来比较浓度对反应速率的影响
C.装置③进行中和反应反应热的测定实验
D.装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响
【解析】装置①只能用于测定氢气的体积,不能用于测定生成氢气的速率,A 项错误;装置②中两种高锰酸钾溶液的浓
度不同,颜色不同,应保证两种高锰酸钾溶液的浓度相同,用不同浓度的草酸来做实验,B 项错误;装置③可以保证反应热几
乎没有损失,可以进行中和反应反应热的测定实验,C 项正确;装置④中两种硫代硫酸钠溶液的浓度不同,没有控制单一变
量,D 项错误。
15.(2020 年江西奉新一中高三月考)实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO 制备胆矾晶体,经历了下列过程(已知
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Fe3+在pH=5 时沉淀完全)。下列分析错误
．．的是(
)。
A.步骤②发生的主要反应为2Fe2++H2O2+2H+
2Fe3++2H2O
B.步骤②不能用氯水、硝酸等强氧化剂代替H2O2
C.步骤④为过滤,步骤⑤为蒸发结晶
D.步骤③用CuCO3 代替CuO 也可调节溶液的pH
【解析】步骤②为Fe2+与过氧化氢的氧化还原反应,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+
2Fe3++2H2O,A 项正确;
若步骤②用氯水、硝酸等强氧化剂代替H2O2,则会引入杂质Cl-、N۽
Ǧ 等,难以除去,同时会生成NO 气体,所以步骤②不
能用氯水、硝酸等强氧化剂代替H2O2,B 项正确;步骤④为过滤,步骤⑤为硫酸铜溶液→硫酸铜晶体,具体操作应该为蒸发
浓缩、冷却结晶,不是蒸发结晶,C 项错误;CuCO3 和CuO 都与溶液中的H+反应,起到调节溶液pH 的作用,并且不会引入
新的杂质,D 项正确。
16.(2020 年宁夏石嘴山三中高三期中)某100 mL 溶液中可能含有Na+、N۶
、Fe3+、C۽
′、S۽
′、Cl-中的若干种,
取该溶液进行连续实验,实验过程如下:(所加试剂均过量,气体全部逸出)
下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.原溶液一定存在C۽
′和S۽
′,一定不存在Fe3+
B.原溶液一定存在Cl-,可能存在Na+
C.若原溶液中不存在Na+,则c(Cl-)<0.1 mol·L-1
D.原溶液中c(Cl-)≥0.1 mol·L-1
【解析】加入BaCl2溶液生成沉淀,且沉淀部分溶解于盐酸,所以沉淀一定是BaSO4、BaCO3的混合物,一定存在C۽
′、
S۽
′。硫酸钡沉淀是2.33 g,物质的量是2.33 g÷233 g·mol-1=0.01 mol,C۽
′的物质的量是
ሺthǦtሻ
ૢ⺁ܕܗܔǦ=0.01
mol,C۽
′与Fe3+不共存,一定不存在Fe3+。向所得到的滤液中加入氢氧化钠,出现的气体为氨气,一定含有N۶
。根据
元素守恒,N۶
的物质的量是
tۺ
tۺܕܗܔǦ=0.05 mol。根据电荷守恒,N۶
所带正电荷的物质的量为0.05 mol,C۽
′、S۽
′
所带负电荷的物质的量之和为0.01 mol×2+0.01 mol×2=0.04 mol,所以一定存在Cl-,Na+不能确定,则c(Cl-)≥0.1
mol·L-1。综上所述,A、B、D 三项均正确,C 项错误。
二、非选择题(本题包括5 小题,共52 分)
17.现有下列仪器或装置,请回答下列问题:
(1)仪器①的名称是
,②的名称是
。
(2)用图中仪器组装成气体发生装置:用KClO3 和MnO2 制O2 应选的装置是
(填字母,下同);用H2O2 与MnO2
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制O2,并控制产生O2 的速率,应选
。
(3)用装置X(如图所示)收集制取的O2,若用“排空气法”收集,O2 应从
(填“b”或“c”,下同)端导入。若瓶中装
满水,用排水法收集,O2 应从
端导入。
(4)若用装置F 进行CO 还原Fe2O3 的实验,实验室制取CO 的方法一般采取甲酸脱水法(HCOOH
CO↑+H2O),用
纯净的CO 完成该实验。
①除F、X 外还需要的装置有
,X 中应加入的试剂是
,X 与其他导管连接的顺序是
(填导管口的
序号)。
②实验时,a 处可能发生的现象为
; 装置F 中气球的作用
是
。
【答案】(1)长颈漏斗
分液漏斗
(2)A、E
B、D
(3)c
b
(4)①D、G
浓硫酸
dcbe
②红色粉末逐渐变黑
收集尾气中的CO,防止污染
【解析】(2)KClO3 和MnO2 反应制O2 属于“固+固
气体”,因而要选用装置E 为气体发生装置;H2O2 与MnO2
反应制O2 属于“固+液
气体”,且要控制产生气体的速率,只能用分液漏斗控制加入的H2O2 的量。(3)使用X 收集
O2 时,用排空气法,由于O2 的密度比空气的大,应从长管进气,用排水法收集气体,应从短管进气。(4)根据反应原理可知制
取CO 反应属于“液+液
气体”,用分液漏斗控制加入浓硫酸的量,应选D、G 为气体发生装置,X 的作用是除去CO 中
的水蒸气,洗气时气体流向为“长进短出”。
18.(2020 年安徽安庆高三第二次模拟)铝氢化钠(NaAlH4)是有机合成的一种重要还原剂。一般的制备方法是将AlCl3
溶于有机溶剂,再把所得溶液滴加到NaH 粉末上,可制得铝氢化钠。回答下列问题:
(1)制取铝氢化钠要在非水溶液中进行,主要原因是
(用化学方程式表示)。用下
列装置制取少量铝氢化钠(含副产物处理)较为合理的是
。
(2)对于原料AlCl3 的制取,某兴趣小组设计了如下装置:
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①连接好装置后,应进行的第一步操作是
;为保证产物的纯净,应待装置D 中
(填现象)再点燃酒
精灯。
②装置B 中盛装饱和NaCl 溶液, 实验开始后B 中产生的现象是
, 选择饱和NaCl 溶液的理由
是
。
③装置C 的作用是
;若无装置C,试预测实验后D 中生成物除AlCl3 外可能还含有
(填化学式)。
④上述装置存在的明显缺陷是
。
【答案】(1)NaAlH4+2H2O
NaAlO2+4H2↑(或NaH+H2O
NaOH+H2↑)
D
(2)①检查装置的气密性
充满黄绿色气体时
②白色晶体析出
既能除去HCl,又能降低Cl2 的溶解度
③干燥
Al2O3
④没有尾气处理装置,会造成大气污染
【解析】(1)铝氢化钠和氢化钠中-1 价的H 均易与水反应,化学方程式为NaAlH4+2H2O
NaAlO2+4H2↑(或
NaH+H2O
NaOH+H2↑),为防止变质,制取铝氢化钠必须在非水溶液中进行。AlCl3 溶于有机溶剂形成的溶液与NaH
固体在室温下发生反应AlCl3+4NaH
NaAlH4+3NaCl,装置A、B 都是固体物质加热装置,物质的状态、反应条件不
符合,C、D 可用于制取NaAlH4,但若AlCl3 中含有少量结晶水,用该AlCl3 制取NaAlH4 时,就会同时产生密度比空气小
的氢气,氢气只能用向下排空气法收集,装置C 中用的是向上排空气法,不适用于氢气的收集,装置D 合适。(2)①为保证产
物的纯净,应待D 中充满黄绿色气体时再点燃酒精灯,以赶走装置中的空气,防止Al 与空气中的O2 反应。②饱和食盐水中
存在溶解平衡,氯气在水中存在化学平衡,HCl 极易溶于水,溶于水后c(Cl-)增大,NaCl 的溶解平衡和Cl2 与水发生的可逆
反应均逆向移动,从而看到的现象是有白色晶体析出;饱和食盐水可以降低氯气的溶解度。③装置C 盛有浓硫酸,其作用是
干燥氯气;若无装置C,潮湿的氯气与Al 反应时,产生的AlCl3 有少量与水反应,部分变为Al(OH)3 和HCl,随着水分的蒸
发,HCl 挥发,固体变为Al(OH)3,加热Al(OH)3 发生分解反应产生Al2O3,因此预测实验后D 中生成物除AlCl3 外可能还
有Al2O3。④Cl2 是有毒气体,不能随意排入大气,否则会造成大气污染,因此该装置存在的明显缺陷是没有尾气处理装置,
会造成大气污染。
19.(2020 年东北三省哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学一模)碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的金
属材料。世界各工业国家在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时,也非常注意改进碳素钢质量,扩大品种和使用
范围。
Ⅰ.低碳钢含碳量低于0.3%,碳在钢中主要以Fe3C 的形式存在,则低碳钢中Fe3C 的质量分数应该低于
。
Ⅱ.某兴趣小组同学为探究碳素钢与浓硫酸的反应,进行了以下探究实验。
(1)称取一定质量碳素钢样品放入一定体积浓硫酸中,加热使碳素钢完全溶解,得到溶液M 并收集到混合气体W。
①甲同学认为M 中除Fe3+之外还可能含有Fe2+,若要确认其中的Fe2+,可选用
(填字母)。
A.氯水
B.硫氰化钾溶液
C.浓氨水D.铁氰化钾溶液
E.酸性KMnO4 溶液
②乙同学取336 mL(标准状况)气体W 通入足量溴水中,再加入足量BaCl2 溶液,经适当操作后得干燥固体2.33 g。由此
推知气体W 中SO2 体积分数为
。
(2)根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体中除SO2外,还可能含有X 和Y 两种气体,在标准状况下X 气体
的密度为0.0893 g·L-1。为探究气体成分设计了下列探究实验装置:
①反应过程中在通入W 气体的同时,还要通入N2,其作用是
。
②装置B 中试剂的作用是
, 装置D 中盛装的试剂是
, 装置G 的作用
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是
。
③若气体W 中含有X,则实验现象应是
。
④分析W 气体中的Y 气体生成的原因:
(用化学方程式表示)。
【答案】Ⅰ.4.5%
Ⅱ.(1)①DE
②66.7%
(2)①输送W 气体,确保W 中各组成气体被后续装置充分吸收
②检验二氧化硫是否被完全吸收;浓硫酸;防止空气中的水蒸气进入干燥管,干扰氢气的检验
③E 中粉末由黑色变为红色,F 中固体由白色变为蓝色
④2Fe3C+22H2SO4(浓)
3Fe2(SO4)3+2CO2↑+13SO2↑+22H2O(或C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O)
【解析】Ⅰ.低碳钢含碳量低于0.3%,碳在钢中主要以Fe3C 形式存在,假设有100 g 低碳钢,则含碳0.3 g,根据C 元
素守恒计算得到低碳钢中Fe3C的质量分数为
ht
ܕܗܔǦൈૡh ܕܗܔǦ
hh
×100%=4.5%,低碳钢中Fe3C的质量分数应该低于4.5%。
Ⅱ.(1)①氯水会氧化Fe2+,但无明显的反应现象,A 项错误;KSCN 溶液结合Fe3+生成血红色溶液,但不能确定溶液中
是否含有Fe2+,B 项错误;浓氨水和Fe2+、Fe3+反应生成沉淀,受Fe(OH)3 沉淀颜色的影响无法分辨,不能确定是否含
Fe2+,C 项错误;铁氰化钾溶液遇到Fe2+生成蓝色沉淀是特征现象,可以检验Fe2+,D 项正确;酸性KMnO4溶液具有氧化性,
和Fe2+发生氧化还原反应,溶液褪色,可以验证Fe2+的存在,E 项正确。②SO2 具有还原性,通入足量溴水中,发生反应
Br2+SO2+2H2O
H2SO4+2HBr,生成的硫酸遇到氯化钡会产生白色沉淀,则n(混合气体)=
htۺ
tۺܕܗܔǦ=0.015 mol;根
据S 元素守恒可知n(SO2)=n(BaSO4)=2.33 g÷233 g·mol-1=0.01 mol, 所以二氧化硫的体积分数
=
hthܕܗܔ
hthܕܗܔ×100%=66.7%。
(2)①反应过程中在通入W 气体的同时,还要通入N2,其作用是输送W 气体,确保W 中各组成气体被后续装置充分
吸收。②W 气体通过装置A,其中的SO2 被酸性高锰酸钾溶液氧化为硫酸,装置B 中的品红溶液用于检验SO2 是否被除
尽,装置D 中盛装的试剂是浓硫酸,用来干燥气体,装置G 的作用是防止空气中水蒸气进入F 中干扰气体的检验。③如果
气体W 中含有X,实验现象应是E 中粉末由黑色变化为红色,F 中固体白色变蓝色。④分析W 气体中的Y 气体为SO2 气
体, 可能是Fe3C 和浓硫酸加热反应生成, 也可能是碳和浓硫酸加热反应生成。反应的化学方程式为
2Fe3C+22H2SO4(浓)
3Fe2(SO4)3+2CO2↑+13SO2↑+22H2O 或C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O。
20.(2020 年江苏无锡期末)醋酸亚铬水合物{[Cr(CH3COO)2]2·2H2O}是一种深红色晶体,不溶于冷水和醚,微溶于醇,易
溶于盐酸,易被氧化,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将正三价铬还
原为二价铬或正六价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验步骤如下:
步骤1:按图搭建实验装置,检查装置的气密性。
步骤2:锥形瓶中放冷的醋酸钠溶液,烧杯中放蒸馏水。将氯化铬固体置于三颈烧瓶中,加入少量去氧蒸馏水溶解,溶液呈深
绿色,再加入足量的锌粒。塞紧瓶塞,三颈烧瓶内的导管要伸到瓶底。
步骤3:将浓盐酸加入恒压滴液漏斗中,打开弹簧夹2,关闭弹簧夹1,旋开恒压滴液漏斗的活塞并控制好滴速,一段时间后,
三颈烧瓶内的溶液由深绿色变为亮蓝色。
步骤4……
步骤5:当出现大量红棕色晶体时,关闭恒压滴液漏斗活塞。
步骤6:过滤、洗涤和干燥,获得醋酸亚铬晶体。
已知:
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①二价铬不稳定,极易被氧气氧化(反应为4Cr2++4H++O2
4Cr3++2H2O),不与锌反应。
②制备过程中发生的相关反应如下:
2Cr2+(aq)+4CH3COO-(aq)+2H2O(l)
[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(s)。
③通常情况下,溶液中Cr2+呈亮蓝色,Cr3+呈深绿色。
回答下列问题:
(1)烧杯中导管口水封的目的是
。
(2)溶液由深绿色变为亮蓝色,该反应的离子方程式为
。
(3)步骤4 中省略的操作是
。
(4) 反应过程中三颈烧瓶内有气体产生,该气体的作用是
。
(5) 实验中最困难的步骤是晶体的过滤和洗涤。洗涤产品时,下列方法中最适合的是
(填字母)。
A.先用盐酸洗,后用冷水洗
B.先用冷水洗,后用乙醇洗
C.先用冷水洗,后用乙醚洗
D.先用乙醇洗,后用乙醚洗
(6) 已知:pH>12 时Cr(OH)3 能溶于NaOH 溶液生成[Cr(OH)4]-;pH>11 时Zn(OH)2 能溶于NaOH 溶液生成
[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为0.1 mol·L-1 计算)。
金属离子开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Cr2+
6.6
8.6
Cr3+
4.3
5.6
Zn2+
6.2
8.2
镀锌工业中(电解液为ZnCl2溶液)会产生大量含铬杂质(主要以Cr3+形式存在,含少量Cr2+),结合题给信息,请补充完整由
该电解液制备ZnO 的实验方案:向电解液中加入适量1 mol·L-1 稀盐酸酸化,边鼓入空气边搅拌,使其充分反
应
;
;900 ℃煅烧。[实验中可选用的试剂:1 mol·L-1 HCl、1.0 mol·L-1 HNO3、1.0 mol·L-1
NaOH]
【答案】(1)防止空气进入装置氧化Cr2+
(2)2Cr3++Zn
2Cr2++Zn2+
(3)打开弹簧夹1,关闭弹簧夹2
(4)赶走装置中的空气;将三颈烧瓶中的液体压入锥形瓶中
(5)C
(6)滴加1.0 mol·L-1 NaOH,调节溶液pH 范围约为6(或5.6≤pH<6.2),过滤,向滤液中滴加1.0 mol·L-1 NaOH
溶液,调节溶液pH 范围约为10(或8.2≤pH≤11),过滤、洗涤、干燥
【解析】(1)因为二价铬易被O2 氧化,所以导管口用水封,是为了防止二价铬被氧化。(2)由步骤3 知,溶液由深绿色
变为亮蓝色,Cr3+转化为Cr2+,即Zn 将Cr3+还原为Cr2+。(3)加入过量的Zn,Cr3+全部被还原为Cr2+,再加入盐酸时,会与
过量的Zn 反应产生H2,打开弹簧夹1,关闭弹簧夹2,H2 压入会将三颈烧瓶中的Cr2+溶液压入锥形瓶中。(4)产生的H2
可以先排出装置中的O2,防止氧化Cr2+,然后再将含Cr2+溶液压入锥形瓶,与CH3COONa 反应生成醋酸亚铬晶体。(5)
醋酸亚铬晶体不溶于冷水和醚,所以先用水洗,再用乙醚洗。(6)在酸性条件下,鼓入空气,目的是将Cr2+完全氧化为
Cr3+,Cr3+完全沉淀的pH 为5.6,为防止Zn2+沉淀,所以pH 不能超过6.2,将生成的Cr(OH)3 沉淀过滤之后,将pH 调节
超过8.2,即可将Zn2+完全沉淀,因为pH>11 时,Zn(OH)2 能溶于NaOH 溶液,所以pH 不能超过11。将过滤出来的
Zn(OH)2 加热分解生成ZnO。
21.某研究小组将纯净的SO2 气体通入0.1 mol·L-1 的Ba(NO3)2 溶液中,得到了BaSO4 沉淀。为探究上述溶液中何种微
粒能氧化通入的SO2,该小组提出了如下假设:
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假设一:溶液中的N۽
Ǧ
假设二:溶液中溶解的O2
(1)验证假设一
该小组设计实验验证了假设一,请在下表空白处填写相关实验现象:
实验步骤
实验现象
结论
实验1:在盛有不含O2 的
25
mL
0.1
mol·L-1
BaCl2 溶液的烧杯中,缓慢
通入纯净的SO2 气体
假设一
成立
实验2:在盛有不含O2 的
25
mL
0.1
mol·L-1
Ba(NO3)2 溶液的烧杯中,
缓慢通入纯净的SO2 气体
(2)为深入研究该反应,该小组还测得上述两个实验中溶液pH 随通入SO2 体积的变化曲线如图所示。
实验1 中溶液pH 变小的原因是
;当通入SO2 的体积为V1 时,实验2 中溶液pH 小于实验1 的原因是
(用离子方程式表示)。
(3)验证假设二
请设计实验验证假设二,写出实验步骤、预期现象和结论。
实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)
(4)若假设二成立,请预测:在相同条件下,分别用足量的O2 和KNO3 氧化相同的H2SO3 溶液(溶液体积变化忽略不计),充
分反应后两溶液的
pH
前者
( 填“ 大于” 或“ 小于”) 后者, 理由
是
。
【答案】(1)无明显现象
产生白色沉淀
(2)
SO2
溶
于
水
后
生
成
H2SO3
3SO2+2N
۽
Ǧ
+2H2O
3S
۽
′
+2NO
+4H+
(
或
3H2SO3+2N۽
Ǧ
2NO↑+3S۽
′+4H++H2O)
(3)
实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程):
实验1:作为参照实验
实验3:将纯净的SO2 气体缓慢通入未经脱O2 处理的25 mL 0.1 mol·L-1 BaCl2 溶液中,若有白色沉淀生成,表明假设二
成立,否则不成立
(4)小于
由反应的离子方程式可知,足量的O2 和N۽
Ǧ 分别氧化相同量的H2SO3,生成H+的物质的量前者多于后者
(答案合理均可)
【解析】(1)实验1 中,在没有O2 的条件下,SO2 与BaCl2 溶液不反应,所以无沉淀产生;实验2 中SO2 被N۽
Ǧ 氧化成
S۽
′,进一步与Ba2+结合生成BaSO4沉淀。(2)实验1 中SO2溶于水后生成H2SO3,H2SO3电离出H+(H2SO3
HS۽
Ǧ +
H+), 使溶液显酸性, 随着SO2 的不断通入,pH 减小;SO2 通入Ba(NO3)2 溶液中, 发生反应
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3SO2+2N۽
Ǧ +2H2O
3S۽
′+2NO + 4H+,生成H2SO4,则通入V1 的SO2 时,实验2 中溶液pH 小于实验1 中溶液
pH。(4)2H2SO3+ O2
4H++2S۽
′;3H2SO3+2N۽
Ǧ
2NO↑+4H++H2O+3S۽
′,由此可知氧化等量的亚硫酸时,
用O2 氧化比用KNO3 氧化产生的H+的浓度大。
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主题1
原子结构与性质
(108)
1.下列关于价电子排布为4s24p4 的原子的描述正确的是(
)。
A.其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d104p4
B.其价电子排布图为
↑↓
ܛ
↑↓↑↓
ܘ
C.其4p 轨道电子排布图为
↑↑↑↑
ܘ
D.其电子排布式可以简化为[Ar]3d104s24p4
【解析】A 项,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,错误;B 项,违反了洪特规则,错误;C 项,违反了
泡利原理,错误。
2.下列有关电子排布图的表述正确的是(
)。
A.
↑↓
ܛ
↑↓
ܛ
↑↓↑↓↑↓
ܘ可表示单核10 电子粒子基态时的电子排布
B.
↑↓
ܛ
↑↓
ܛ
↑
↑
↓
ܘ违背了泡利原理
C.
↑
↑
↑
ܘ表示基态N 原子的价电子排布
D.
↑↓
ܛ
↑↓
ܛ
↑
ܘ表示处于激发态的B 原子的电子排布图
【解析】A 项,单核10 电子粒子基态电子排布式为1s22s22p6,每个轨道内排布2 个电子,自旋方向相反,正确;B 项,此
图违背了洪特规则,错误;C 项,正确的价电子排布图为
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↑↓
ܛ
↑
↑
↑
ܘ,错误;D 项,该电子排布图中的电子没有激发跃迁到能量更高的轨道上,错误。
3.某元素+3 价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,则该元素在周期表中的位置为(
)。
A.ⅤB 族B.ⅢB 族C.Ⅷ族D.ⅤA 族
【解析】由该元素离子的电子排布式可推出其原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,价电子排布式为3d64s2,
因为共有8 个价电子,所以在Ⅷ族。
4.下列各图中横坐标表示元素的电负性数值,纵坐标表示同一主族五种元素的序数的是(
)。
5.周期表中27 号元素钴的方格中注明“3d74s2”,由此可以推断(
)。
A.它位于周期表的第四周期ⅡA 族
B.它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2
C.Co2+的核外价电子排布式为3d54s2
D.Co 位于周期表中第9 列
【解析】Co 位于Ⅷ族,项错误;“3d74s2”为Co 原子的价电子排布式,其简写式中,也要注明3d 轨道,B 项错误;失电子
时,应失去最外层的电子,即先失去4s 上的电子,Co2+的价电子排布式为3d7,C 项错误;“7+2=9”,说明它位于周期表的第9
列,D 项正确。
6.海洋是元素的摇篮,海水中含有钠、钙、镁等金属元素和卤族等非金属元素。
(1)基态Ca 原子M 能层电子排布图为
,若价层电子由4s2 状态变化为4s14p1 状态所得原子光谱为
(填“发射”或“吸收”)光谱,Ca 的第一电离能
(填“大于”或“小于”)Ga。
(2)基态氟原子有
种不同能量的原子轨道,其价层电子轨道表示式为
,其电子占据的最高能级
的电子云轮廓图为
形。
(3)成键元素电负性差值越大,化学键离子性百分数越高,在卤素与Al 组成的化合物中,离子性百分数最高的化合物是
(填化学式)。
(4)根据下表数据判断,最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是
(填元素符号)。
元素
氟
氯
溴
碘
第一电离能(kJ·mol-1)
1681 1251 1140 1008
【答案】(1)
吸收
大于
(2)3
哑铃
(3)AlF3
(4)I
【解析】(3)元素的非金属性越强,电负性数值越大,在卤素与Al 组成的化合物中,离子性百分数最高的化合物为AlF3。
(4)根据第一电离能分析,第一电离能越小,越容易生成较稳定的单核阳离子,所以有可能生成较稳定的单核阳离子的
卤素原子是I。
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7.第四周期的元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。
(1)镍铬钢抗腐蚀性能强,基态Ni2+的核外电子排布式为
,铬元素在周期表中
区。
(2)技术人员晒制蓝图时,用[K3Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)作感光剂,再以K3[Fe(CN)6](氰合铁酸钾)溶液作显影
剂。Fe3+的基态价电子排布图为
,在上述两种钾盐中第一电离能最大的元素为
,电负性最小的元素
为
。
(3)硒常用作光敏材料,基态硒原子的价电子排布图为
,与硒同周期的主族元素中,第一电离能大于硒的
元素有
种。
(4)“玉兔”二号月球车是通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作的。基态As 原子电子占据最高能级的电子云轮
廓图为
形。基态Ga 原子核外有
个未成对电子。镓失去电子的逐级电离能(单位:kJ· mol-1)的数值依次
为577、1985、2962、6192,由此可推知镓的主要化合价为
和+3,砷的电负性比镓
(填“大”或“小”)。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d8
d
(2)
N
K
(3)
2
(4)哑铃
1
+1
大
【解析】(3)硒为34 号元素,有6 个价电子,价电子排布图为
;同一周期中,元素的第一电离能随着原子序
数的增大而呈增大趋势,但第ⅤA 族元素第一电离能大于相邻元素,因此同一周期主族元素第一电离能大于硒的元素有2
种,分别为As、Br。
(4)基态As 原子的价电子排布式为3d84s2,该基态原子中占据最高能级的电子为4p 电子,其电子云轮廓图为哑铃形;
基态Ga 原子核外4p 能级上有1 个电子,则Ga 原子的未成对电子数是1;根据镓失去电子的逐级电离能知,失去1 个或3
个电子的电离能突变,由此可推知镓的主要化合价为+1 和+3;同一周期元素的电负性随着原子序数增大而增大,二者位于
同一周期且原子序数Ga<As,则电负性As 比Ga 大。
8.第三周期11~17 号元素某些性质的变化趋势如图所示,下列有关说法中正确的是(
)。
A.y 轴表示的可能是第一电离能
B.y 轴表示的可能是电负性
C.y 轴表示的可能是原子半径
D.y 轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数
【解析】对于第三周期11~17 号元素,随着原子序数的增大,第一电离能呈现增大的趋势(Mg、P 特殊),A 项错误;原子
半径逐渐减小,C 项错误;形成基态离子转移的电子数:Na 为1,Mg 为2,Al 为3,Si 不易形成离子,P 为3,S 为2,Cl 为1,D 项
错误。
9.下列有关元素性质的说法不正确
．．．的是(
)。
A.①Na、K、Rb;②N、P、As;③O、S、Se;④Na、P、Cl。其中元素的电负性随原子序数增大而增大的是④
B.①1s22s22p63s23p1;②1s22s22p63s23p2;
③1s22s22p63s23p3;④1s22s22p63s23p4。其中对应的第一电离能最大的是④
C.某短周期元素的逐级电离能(kJ·mol-1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703 等,该元素在第三周
期ⅡA 族
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D.①1s22s22p63s23p2;②1s22s22p3;③1s22s22p2;
④1s22s22p63s23p4。其中原子半径最大的是①
【解析】A 项,同周期元素自左而右,电负性逐渐增大,同主族自上而下,电负性逐渐减小;B 项,同周期元素随原子序数
的增大,第一电离能呈增大趋势,ⅤA 族3p 能级为半充满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素;C 项,该元素
第三电离能剧增,最外层应有2个电子,表现+2价;D项,同周期元素自左而右,原子半径逐渐减小,同主族元素自上而下,原子
半径逐渐增大,故原子半径最大的为①。
10.下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题:
(1)元素p 为26 号元素,请写出其基态原子的电子排布式:
。
(2)h 的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,请用原子结构的知识解释发光的原因:
。
(3)o、p 两元素的部分电离能数据列于下表:
元素
o
p
电离能
(kJ·mol-1)
I1
717
759
I2
1509
1561
I3
3248
2957
比较两元素的I2 、I3 可知, 气态o2+ 再失去一个电子比气态p2+ 再失去一个电子难。对此, 你认为原因可能
是
。
(4)第三周期8 种元素按单质熔点高低的顺序排列如图甲所示,其中电负性最大的是
(填图中的序号)。
(5)表中所列的某主族元素的电离能情况如图乙所示,则该元素是
(填元素符号)。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2
(2)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量
(3)Mn2+的3d 轨道电子排布为半满状态,比较稳定
(4)2
(5)Al
【解析】(1)26 号元素为铁元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。
(2)h 为Mg 元素,Mg 单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,原因是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以
光(子)的形式释放能量。
(3)o 元素为Mn, 其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,Mn2+ 的基态离子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d5,其3d 能级为半充满结构,相对比较稳定,当其失去第三个电子时比较困难,而基态p2+的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d6,其3d 能级再失去一个电子即可形成相对比较稳定的半充满结构,故其失去第三个电子比较容易。
(4)第三周期8 种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩,其单质中钠、镁、铝形成金属晶体,熔点依次升高;
硅形成原子晶体;磷、硫、氯、氩形成分子晶体,且常温下磷、硫为固体,氯气、氩气为气体,故8 种元素按单质熔点由高到
低的顺序为硅、铝、镁、硫、磷、钠、氯、氩,其中电负性最大的为氯。
(5)由图乙可知,该元素的电离能I4远大于I3,故为第ⅢA 族元素,周期表中所列的第ⅢA 族元素i 属于第三周期,应为Al。
11.铜是生活中常用的一种金属,完成下列各小题。
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(1)铜元素在元素周期表中的位置是
,基态铜原子的价电子排布式为
,基态铜原子价电子排布
的轨道表达式为
。
(2)基态铜原子中,核外电子占据最高能层的符号是
,占据该最高能层的电子数为
,价电子中未成对电子
占据原子轨道的形状是
形。
(3)铜或铜盐的焰色反应为绿色,该光谱是
(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
(4)从核外电子排布角度解释高温下Cu2O 比CuO 更稳定的原因是
。
(5)氯元素电负性为3.2,铜元素电负性为1.9,则CuCl 属于
(填“共价”或“离子”)化合物。
(6)铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示:
电离能/kJ·mol-1
I1
I2
铜
746
1958
锌
906
1733
铜的第二电离能(I2)大于锌的第二电离能,其主要原因是
。
【答案】(1)第四周期ⅠB 族
3d104s1
(2)N
1
球
(3)发射光谱
(4)亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态
(5)共价
(6)Cu 的第二电离能失去的是全充满的3d10 电子,Zn 的第二电离能失去的是4s1 电子,所以I2(Cu)>I2(Zn)
【解析】(2)铜元素核外电子占据最高能层的符号是N;铜元素价电子排布式为3d104s1,则铜元素中占据该最高能层的
电子数为1;价电子中未成对电子占据原子轨道的形状是球形。
(3)基态原子的电子吸收能量,跃迁到较高能级,电子又从高能级跃迁到低能级,以光的形式释放能量,焰色反应的光谱
属于发射光谱。
(5)Cl 与Cu 的电负性之差为3.2-1.9=1.3,电负性差值小于1.7,故CuCl 属于共价化合物。
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主题2
分子结构与性质
(110)
1.下列分子中既有σ键,又有π键的是(
)。
①HCl
②H2O
③N2
④H2O2
⑤C2H4
⑥C2H2
A.①②③
B.③④⑤⑥
C.①③⑥
D.③⑤⑥
【解析】单键均为σ键,双键和三键中各存在一个σ键,其余均为π键。
2.下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于
．．．手性碳原子的是(
)。
3.下列分子中中心原子杂化轨道类型相同的是(
)。
A.CO2 与SO2
B.CH4 与NH3
C.BeCl2 与BF3
D.C2H2 与C2H4
4.价层电子对互斥理论(VSEPR)可用于预测H2S 和COCl2 的立体结构,则其立体结构分别为(
)。
A.直线形、三角锥形
B.V 形、三角锥形
C.直线形、平面三角形
D.V 形、平面三角形
【解析】H2S 分子中的中心原子S 原子上的孤电子对数是
×(6-1×2)=2,则说明H2S 分子中中心原子有4 对电子对,
其中2 对是孤电子对,因此空间结构是V 形;而COCl2 中中心原子的孤电子对数是
×(4-2×1-1×2)=0,因此COCl2 中中心原
子电子对数是3 对,是平面三角形结构,故D 项正确。
5.下列关于化合物
的叙述正确的是(
)。
A.分子间可形成氢键
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.分子中有7 个σ键和1 个π键
D.该分子在水中的溶解度小于2-丁烯
【解析】分子间不可形成氢键,A 项错误;分子中含有碳碳非极性键、碳氢极性键和碳氧极性键,B 项正确;分子中含有
9 个σ键、3 个π键,C 项错误;分子中含有醛基,溶解度大于2-丁烯,D 项错误。
6.在一定条件下NH3 与CO2 能合成尿素[CO(NH2)2]。
(1)尿素中C 原子和N 原子轨道的杂化类型分别为
,
;1 mol 尿素分子中,σ键的数目为
。
(2)尿素易溶于水,其原因除两者都是极性分子外,还有
。
(3) 蛋白质在人体内部分被氧化生成尿素[CO(NH2)2] 、二氧化碳、水等。CO2 、H2O 分子的空间构型分别
为
、
。
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(4)尿素可用于制有机铁肥,主要代表物为[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3,该物质中不存在的化学键是
(填字母)。
A.离子键
B.金属键
C.配位键
D.σ键
E.π键
【答案】(1)sp2
sp3
7NA
(2)尿素可与水形成分子间氢键
(3)直线形
V 形
(4)B
7.苯甲酸甲酯在NaBH4、ZnCl2 等作用下可转化为醇,其中NaBH4 转化为H3BO3 的反应如下:
(1)基态Zn2+核外电子排布式为
。
(2)苯甲醇(
)中碳原子的杂化轨道类型为
。
(3)1 mol 苯甲酸甲酯(
)分子中含有σ键的数目为
。
(4)硼酸是一种层状结构的白色晶体,层内的H3BO3 分子通过氢键相连(如图所示)。1 mol H3BO3 晶体中有
mol
氢键。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d10{或[Ar]3d10}
(2)sp2、sp3
(3)18NA
(4)3
8.生产生活中处处有化学,结合物质与结构的相关知识,回答下列问题:
(1)跨海桥梁的主要结构材料为钢铁。铁能与三氮唑(Bipy,结构如图)形成多种配合物。
1 mol Bipy 中含有σ键
mol,Bipy 中碳原子杂化方式为
。
(2)乙二胺可作为生产各种各样功能性产品的中间体。国内乙二胺主要用于医药、农药、环氧树脂固化剂、染料中间体、
固色剂等。乙二胺的结构简式为
,可简写为en。
①乙二胺可与铜离子形成配合离子[Cu(en)2]2+, 其中提供孤电子对的原子是
, 配合离子的结构简式
为
。
②乙二胺易溶于水的主要原因是
。
(3)方铅矿(硫化铅)是一种比较常见的矿物,酸溶反应为PbS+4HCl(浓)
H2[PbCl4]+H2S↑,则H2[PbCl4]中配位原子
是
,第一电离能I1(Cl)
(填“>”“<”或“=”)I1(S),H2S 中S 的杂化方式为
,下列分子的空间构型与
H2S 相同的有
(填字母)。
A.H2O
B.SO3
C.O3
D.CH4
【答案】(1)8
sp2
(2)①N
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②乙二胺与水形成分子间氢键,且乙二胺分子与水分子均为极性分子
(3)Cl
>
sp3
AC
9.下列描述中正确的是(
)。
①CS2 为V 形结构的极性分子
②Cl۽
Ǧ 的空间构型为平面三角形
③SF6 中有6 对完全相同的成键电子对
④SiF4 和S۽
′的中心原子均为sp3 杂化
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
【解析】CS2 的空间构型与CO2 相同,为直线形,①错误;Cl۽
Ǧ 的空间构型是三角锥形,②错误;SF6 分子是正八面体构
型,中心原子S 具有6 个杂化轨道,每个杂化轨道容纳2 个电子(1 对成键电子对),形成6 个S—F 键,所以SF6 分子有6 对
完全相同的成键电子对,③正确;SiF4 和S۽
′的中心原子都是sp3 杂化(前者为正四面体形,后者为三角锥形),④正确。
10.关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O 的配合物,下列说法中正确的是(
)。
A.配体是Cl-和H2O,配位数是9
B.中心离子是Ti4+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
C.内界和外界中Cl-的数目之比是1∶2
D.加入足量AgNO3 溶液,所有Cl-均被完全沉淀
【解析】[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O 中配体是Cl-、H2O,提供孤电子对;中心离子是Ti3+,配合物中配位离子Cl-不与Ag+反应,
外界中的Cl-与Ag+反应。
11.铂可与不同的配体形成多种配合物。完成下列各小题:
(1)二氯二吡啶合铂是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物,有顺式和反式两种同分异构体(如图1)。科学研究表明,顺
式分子具有抗癌活性。
①吡啶分子是大体积平面配体,其结构简式如图2 所示。每个吡啶分子中含有的σ键数目为
。
②二氯二吡啶合铂中存在的微粒间作用力有
(填字母)。
a.范德华力
b.氢键
c.金属键
d.非极性键
③反式二氯二吡啶合铂分子是
(填“极性分子”或“非极性分子”)。
图3
(2)某研究小组将平面型的铂配合物分子进行层状堆砌,使每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行,构成能导电的“分
子金属”,其结构如图3 所示。
“分子金属”中,铂原子是否以sp3 的方式杂化?
(填“是”或“否”),其理由是
。
(3)分子式为[Pt(NH3)2Cl4]的配合物的配体是
;该配合物有两种不同的结构,其中呈橙黄色的物质的结构比较不
稳定,在水中的溶解度大;呈亮黄色的物质的结构较稳定,在水中的溶解度小,图4 所示的物质中呈亮黄色的是
(填
“A”或“B”),理由是
。
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图4
【答案】(1)①11
②ad
③非极性分子
(2)否
若铂原子轨道为sp3 杂化,则该分子为四面体结构,非平面结构
(3)NH3、Cl-
A
B 和水均为极性分子,相似相溶,A 为非极性分子,在水中的溶解度小
【解析】(1)①吡啶分子式为C5H5N,有C—H 键、C—N 键及C—C 键,1 个吡啶分子中共有σ键11 个;②二氯二吡啶
合铂中,C—C 键为非极性键,Pt、N 间存在配位键,分子间存在范德华力;③据图可知,反式二氯二吡啶合铂分子的结构完全
对称,正负电荷中心重合,是非极性分子。
12.已知H 和O 可以形成H2O 和H2O2 两种化合物,试根据有关信息完成下列问题:
(1)水是维持生命活动所必需的一种物质。
①1 mol 冰中有
mol 氢键。
②用球棍模型表示的水分子结构是
。
(2)已知H2O2 分子的结构如图所示,H2O2 分子不是直线形的,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上,两个氧原子在书脊
位置上,书页夹角为93°52',而两个O—H 键与O—O 键的夹角均为96°52'。
试回答下列问题:
①H2O2 分子的电子式是
,结构式是
。
②H2O2 分子是含有
(填“极性”或“非极性”,下同)键和
键的
分子。
③H2O2 难溶于CS2,简要说明理由:
。
④H2O2 中氧元素的化合价是
,简要说明原因:
。
【答案】(1)①2
②B
(2)①۶
۽
۽
H
H—O—O—H
②极性
非极性
极性
③H2O2 为极性分子,而CS2 为非极性溶剂,根据“相似相溶”规律,H2O2 难溶于CS2
④-1 价
O—O 键为非极性键,
而O—H 键为极性键,共用电子对偏向氧,故氧为-1 价
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主题3
晶体结构与性质
1.下列关于晶体的结构和性质的叙述正确的是(
)。
A.分子晶体中一定含有共价键
B.原子晶体中共价键越强,熔点越高
C.离子晶体中含有离子键,不含有共价键
D.金属阳离子只能存在于离子晶体中
【解析】稀有气体晶体为分子晶体,不含共价键,A 项错误;原子晶体中共价键越强,熔点越高, B 项正确;离子晶体中一
定含有离子键,可能含有共价键,C 项错误;金属阳离子也可以存在于金属晶体中,D 项错误。
2.下列说法中正确的是(
)。
A.冰融化时,分子中H—O 键发生断裂
B.一般来说,熔沸点:原子晶体>离子晶体
C.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔、沸点一定越高
D.分子晶体中,分子间作用力越大,该物质越稳定
【解析】冰为分子晶体,融化时破坏的是分子间作用力,A 项错误。分子晶体熔、沸点高低取决于分子间作用力的大
小,而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小,C、D 两项错误。
3.下列大小关系正确的是(
)。
A.熔点:NaI>NaBr
B.硬度:MgO>CaO
C.晶格能:NaCl<NaBr
D.熔沸点:CO2>NaCl
4.某离子晶体的晶胞结构如图所示,则该离子晶体的化学式为(
)。
A.abc
B.abc3
C.ab2c3 D.ab3c
5.硼氢化钠的晶胞结构如图所示,该晶胞中Na+的配位数为
,若硼氢化钠晶体的密度为d g·cm-3,NA 表示阿伏加德
罗常数的值,则a=
(用含d、NA 的代数式表示),若硼氢化钠晶胞上、下底心处的Na+被Li+取代,则得到晶体的化
学式为
。
【答案】8
⺁ൈh࣋
ࡺۯ
Na3Li(BH4)4
【解析】以上底面的Na+为研究对象,与之距离最近的B۶
Ǧ 共有8 个;该晶胞中Na+个数为4,B۶
Ǧ 个数是4,晶体的化
学式为NaBH4,1 个该晶胞的质量为
ૡൈ
ࡺۯ
g,1 个该晶胞的体积为2a3 nm3=2a3×10-21 cm3,则2a3×10-21 cm3×ρ g·cm-3=
ૡൈ
ࡺۯ
g,a=
⺁ൈh࣋
ࡺۯ ;若NaBH4 晶胞上、下底心处的Na+被Li+取代,则晶胞中B۶
Ǧ 数目为4,Na+个数为3,Li+个数为1,晶体的化学
式为Na3Li(BH4)4。
6.下图为几种晶体或晶胞的示意图:
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请回答下列问题:
(1)上述晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是
。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5 种晶体的熔点由高到低的顺序为
。
(3)NaCl 晶胞与MgO 晶胞结构相同,NaCl 晶体的晶格能
(填“大于”或“小于”)MgO 晶体,原因是
。
(4)每个Cu 晶胞中实际占有
个Cu 原子,CaCl2 晶体中Ca2+的配位数为
。
(5)冰的熔点远高于干冰,除H2O 是极性分子、CO2 是非极性分子外,还有一个重要的原因是
。
【答案】(1)金刚石晶体
(2)金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰
(3)小于
MgO 晶体中离子的电荷数大于NaCl 晶体中离子的电荷数,且r(Mg2+)<r(Na+)、r(O2-)<r(Cl-)
(4)4
8
(5)水分子之间会形成氢键
7.(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方,则该晶胞中属于1 个体心立方晶胞的金属原子数目是
。
氯化铯晶体的晶胞如图1 所示, 则Cs+位于该晶胞的
,而Cl-位于该晶胞的
,Cs+的配位数
是
。
(2) 铜的氢化物的晶体结构如图
2
所示, 写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程
式:
。
(3)图3 为F-与Mg2+、K+形成的某种离子晶体的晶胞,其中“○”表示的离子是
(填离子符号)。
(4)实验证明,KCl、MgO、CaO、TiN 这4 种晶体的结构与NaCl 晶体结构相似(如图4 所示),已知3 种离子晶体的晶格能
数据如下表:
离子晶体
NaCl
KCl
CaO
晶格能/kJ·mol-1
786
715
3401
则这4 种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是
。其中MgO 晶体中1 个Mg2+周围
和它最邻近且等距离的Mg2+有
个。
【答案】(1)2
体心
顶点
8
(2)2CuH+3Cl2
2CuCl2+2HCl
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(3)F-
(4)TiN>MgO>CaO>KCl
12
【解析】(1)体心立方晶胞中,1 个原子位于体心,8 个原子位于立方体的顶点,故1 个晶胞中金属原子数为8×
ૡ+1=2;
氯化铯晶胞中,Cs+位于体心,Cl-位于顶点,Cs+的配位数为8。(2)由晶胞可知,粒子个数之比为1∶1(铜原子数为8×
ૡ+6×
=4,H
原子数为4),化学式为CuH,+1 价的铜与-1 价的氢均具有较强的还原性,氯气具有强氧化性,故产物为CuCl2 和HCl。(3)
由晶胞结构可知,黑球有1 个,灰球有1 个,白球有3 个,由电荷守恒可知n(Mg2+)∶n(K+)∶n(F-)=1∶1∶3,故白球为F-。(4)由3
种离子晶体的晶格能数据可知,离子所带电荷越大,离子半径越小,离子晶体的晶格能越大,离子所带电荷数Ti3+>Mg2+,离子
半径Mg2+<Ca2+,所以熔点TiN>MgO>CaO>KCl;MgO 晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有12 个。
8.钛被称为21 世纪金属,具有一定的生物功能。钙钛矿(CaTiO3)晶体是工业获取钛的重要原料。
(1)CaTiO3 晶胞如图所示,边长为a=0.266 nm,晶胞中Ti、Ca、O 分别处于顶角、体心、面心位置。Ti 与O 间的最短距
离为
nm,与Ti 紧邻的O 的个数为
。
(2)在CaTiO3 晶胞结构的另一种表示中,Ca 处于各顶角位置,则Ti 处于
位置,O 处于
位置。
【答案】(1)0.188
12
(2)体心
棱上
【解析】(1)晶胞中Ti、Ca、O 分别处于顶角、体心、面心位置。Ti 与O 间的最短距离为面对角线的一半,为
ࢇൈ
=
htܖܕൈt
=0.188 nm,与Ti 紧邻的O,在Ti 原子的上部有4 个,在与Ti 原子同平面的有4 个,在Ti 原子的下面也有
4 个,一共12 个。
(2)CaTiO3 晶胞结构的另一种表示中,Ca 处于各顶角位置,O 与Ga 在同一直线上,则O 在棱上。Ti 在Ga 形成的六面
体的中心,则Ti 为体心。
9.某磷青铜晶胞结构如图所示:
(1)其中原子坐标参数A 为(0,0,0);B 为(0,
,
)。则P 原子的坐标参数为
。
(2)该晶体中距离Cu 原子最近且等距的Sn 原子有
个,这些Sn 原子所呈现的构型为
。
(3)若晶体密度为a g·cm-3,最近的两个Cu 原子核间距为
pm(用含NA 和a 的代数式表示)。
【答案】(1)(
,
,
)
(2)4
平面正方形
(3)
ࢇࡺۯ×1010
【解析】(3)由均摊法可知,该晶体的一个晶胞中有1 个Sn、3 个Cu 和1 个P 原子,故该晶胞的摩尔质量为342 g·mol-1,
则一个晶胞质量为
ࡺۯ
g,设立方体边长为x,铜原子间最近距离为d,则d=
x,结合密度ρ=
ࢂ,V=x3=
ࡺۯ
ࢇ܋ܕǦ=
ࢇࡺۯ
cm3,x=
ࢇࡺۯ cm,则d=
x=
ࢇࡺۯ cm=
ࢇࡺۯ×1010 pm。
10.钴蓝晶胞结构如图所示,该立方晶胞由4 个Ⅰ型和4 个Ⅱ型小立方体构成,其化学式为
,晶体中
Al3+占据O2-形成的
(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)。NA 为阿伏加德罗常数的值,钴蓝晶体的密度为
g·cm-3(列计算式)。
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【答案】CoAl2O4
八面体空隙
ૡൈሺૢൈ⺁ൈሻ
ࡺۯሺࢇൈhǦ⺁ሻ
【解析】根据钴蓝晶体晶胞结构分析,一个晶胞中含有的Co、Al、O 个数分别为4×(4×
ૡ+2×
+1)=8、4×4=16、8×4=32,
所以晶体的化学式为CoAl2O4;根据结构观察,晶体中Al3+占据O2-形成的八面体空隙;该晶胞的体积为(2a×10-7)3 cm3,该晶
胞的质量为
ૡൈሺૢൈ⺁ൈሻ
ࡺۯ
g,则钴蓝晶体的密度为
ૡൈሺૢൈ⺁ൈሻ
ࡺۯሺࢇൈhǦ⺁ሻ
g·cm-3。
11.晶体铬的晶胞结构如图1 所示,铬原子的配位数为
。
铬的一种氧化物晶胞结构如图2 所示。六棱柱边长为a nm,高为b nm,NA 代表阿伏加德罗常数的值。该晶体的化学式
为
,该晶体的密度ρ=
g·cm-3。
【答案】8
Cr2O3
hૡൈh
ࢇ܊ࡺۯ
【解析】离中间的Cr 原子最近的Cr 有8 个,所以其配位数为8。以整个六棱柱为整体,有4 个Cr 在其中,完全属于
此晶胞,有3 个O 原子在晶胞内,完全属于此晶胞,面上有2 个O 原子,为2 个晶胞共用,因此面上有2×
=1 个O 原子,在顶
点有12 个O 原子,每个O 原子为6 个晶胞共用,因此顶点处有12×
=2 个O 原子,共3+1+2=6 个O 原子,Cr 和O 的个数
比为2∶3,则化学式为Cr2O3。ρ=
ࢂ,晶胞中有4 个Cr 和6 个O,则晶胞的质量m=
ൈൈ
ࡺۯ
g=
h
ࡺۯ g。晶胞的体积V=S 底
×h=
a×10-7 cm×a×10-7 cm×
×6×b×10-7 cm=
a2b×10-21 cm3,代入得ρ=
ࢂ=
hૡൈh
ࢇ܊ࡺۯ g·cm-3。
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单元训练(114)
1.碳族元素(C、Si、Ge、Sn、Pb)的单质及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Sn 原子中,核外电子占据的最高能级符号为
,该能级具有的原子轨道数为
。
(2)Ge 单晶具有晶体硅型结构,Ge 单晶的晶体类型为
。Ge 与同周期的As、Se 相比较,第一电离能由大到小的顺
序是
。
(3)资料表明,二氧化三碳(C3O2)是金星大气的主要成分之一,其分子中不含环状结构且每个原子均满足8 电子稳定结构。
C3O2 中碳原子的杂化方式为
,分子中σ键与π键的个数之比为
。
(4)碳化硅的晶体结构类似于金刚石(如图所示),1 个碳化硅晶胞净占
个碳原子;二氧化硅晶体中最小环上的原子个
数之比为
。
(5)石墨可作润滑剂,其主要原因是
。
(6) 晶体硅的结构类似于金刚石, 已知距离最近的两个硅原子之间的距离为a cm, 则硅晶体的密度为
g·cm-3(用含有a 的代数式表示,用NA 表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)5p
3
(2)原子晶体
As>Se>Ge
(3)sp
1∶1
(4)4
2∶1
(5)石墨晶体具有片层结构,片层之间靠微弱的范德华力结合,可以滑动
(6)
ࢇࡺۯ
【解析】(4)根据碳化硅的晶体结构可判断1 个碳化硅晶胞净占8×
ૡ+6×
=4 个碳原子;二氧化硅晶体中最小的环有12
个原子,由于每个硅原子被12 个环所共有,因此每个环只占有该硅原子的
,因为每个最小环上有6 个硅原子,所以每个最
小环平均拥有的硅原子数为6×
=0.5 个,又因为SiO2 晶体是由硅原子和氧原子按1∶2 的比例组成的,因此每个最小环平
均拥有的氧原子的数目为0.5×2=1 个,所以二氧化硅晶体中最小环上的原子个数之比为2∶1。(5)由于石墨晶体具有片层
结构,片层之间靠微弱的范德华力结合,可以滑动,所以石墨可作润滑剂。(6)晶胞中Si 个数=8×
ૡ+6×
+4=8,故晶胞质量为8×
ૡ
ࡺۯ
g,硅晶体的密度为ρ g•cm-3,则晶胞棱长=
࣋
ࡺۯ cm,则晶胞对角线长度为×
࣋
ࡺۯ cm,故最近的两个硅原子之间的距离为
× ×
࣋
ࡺۯ cm=a cm,解得ρ=
ࢇࡺۯ g·cm-3。
2.呋喃(
)和吡咯(
)是较常见的杂环化合物,呋喃通过以下反应可转化为吡咯:
回答下列问题:
(1)呋喃和吡咯所含元素中:电负性最大的是
(填元素符号),第一电离能最大的元素的基态原子的电子排布图
是
。
(2)呋喃分子中,碳原子的杂化方式是
,1 mol 吡咯分子中含
mol σ键。
(3)NH3、H2O 可与Zn2+形成配合物ሾ܈ܖሺۼ۶ሻሺ۶۽ሻሿ。与Zn2+形成配位键的原子是
(填元素符号);H2O 的空间
构型为
。
(4)NH3 的相对分子质量比N2O 的小,但其沸点却比N2O 的高,其主要原因是
。
(5)ZnO 晶体随着环境条件的改变能形成不同结构的晶体,其中一种的晶胞结构如图所示,已知该ZnO 晶体密度为a
g·cm-3,NA 表示阿伏加德罗常数的值。则该晶体中与Zn2+等距离且最近的Zn2+共有
个,该ZnO 晶胞中相邻两个O2-
之间的距离为
nm。
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【答案】(1)O
(2)sp2
10
(3)N、O
V 形
(4)NH3 分子间存在氢键
(5)12
×
ࢇࡺۯ×107
【解析】(5)由题给图示可知,正六面体的体心和每个棱的中间各有一个Zn2+。若以体心的Zn2+为研究对象,则与体心
的Zn2+等距离且最近的Zn2+为棱的中间的Zn2+,共有12 个。
利用“均摊法”可知,一个晶胞含有Zn2+和O2-的个数均为4。一个晶胞的质量为
ૡൈ
ࡺۯ
g,一个晶胞的体积为
ૡൈ
ࡺۯ
ࢇ܋ܕǦ=
ࢇࡺۯ
cm3。则晶胞棱长为
ࢇࡺۯ cm,晶胞中相邻两个O2-之间的距离为面对角线的一半,即
×
ࢇࡺۯ cm=
×
ࢇࡺۯ×107 nm。
3.铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛。回答下列问题:
(1)Fe 原子的核外电子排布式为
。
(2)含锰奥氏体钢是一种特殊的铁合金,主要由Fe 和Mn 组成,其中锰能增加钢铁的强度和硬度,提高耐冲击性能和耐磨性
能。第一电离能I1(Fe)
(填“大于”或“小于”)I1(Mn),原因是
。
(3)FeF3 具有较高的熔点(熔点高于1000 ℃),其所含化学键类型是
,FeBr3 的式量大于FeF3,但其熔点只有200 ℃,
原因是
。
(4)FeCl3 可与KSCN、苯酚溶液发生显色反应。
①SCN-的三种元素中电负性最大的是
。
②苯酚(
)分子中氧原子的杂化方式为
。
(5)Fe(CO)3 与NH3 在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁。该磁性氮化铁的晶胞结构如图所示,其中与铁原子紧邻且
等距的铁原子的个数为
。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,该磁性氮化铁的密度为
g·cm-3。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2{或[Ar]3d64s2}
(2)小于
Mn 的3d 能级为半充满的相对稳定结构,较难失电子
(3)离子键
两者晶体类型不同,FeBr3 的化学键以共价键为主,属于分子晶体
(4)①氮(或N)
②sp3
(5)12
⺁ૡ
ࡺۯࢇ܋
【解析】(2)Fe 的电子排布为[Ar]3d64s2,Mn 的电子排布为[Ar]3d54s2,Mn 的3d 能级为半充满的相对稳定结构,较难失电
子,故第一电离能Fe<Mn。
(5)根据均摊法可知,在1 个氮化铁晶胞中,含有N 原子数为2,Fe 原子数为2×
+12×
+3=6,所以氮化铁的化学式Fe3N,其
中与铁原子紧邻且等距的铁原子的个数为12;若晶胞底边长为a cm,高为c cm,则晶胞的体积是
a2c cm3,所以这种磁性氮
化铁晶体的密度为
ሺൈሻൈ
ࡺۯ
g÷
a2c cm3=
⺁ૡ
ࡺۯࢇ܋g·cm-3。
4.已知:A、B、C、D 四种元素原子序数依次增大。A 是短周期中原子半径最大的元素,B 元素3p 能级半充满;C 是所在周
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期电负性最大的元素;D 是第四周期未成对电子最多的元素。试回答下列有关问题:
(1)写出D 元素价电子的电子排布式:
。
(2)D 可形成化合物[D(H2O)6](NO3)3。
①[D(H2O)6](NO3)3 中阴离子的立体构型是
。N۽
Ǧ 中心原子的杂化轨道类型为
。
②在[D(H2O)6]3+中D3+与H2O 之间形成的化学键称为
,1 mol [D(H2O)6]3+ 中含有的σ键有
mol。
(3)已知B、C 两种元素形成的化合物通常有两种。这两种化合物中
(填化学式)为非极性分子。另一种物质的
电子式为
。
(4)由A、C 两元素形成的化合物组成的晶体中,阴、阳离子都具有球形对称结构,它们都可以看作刚性圆球,并彼此“相切”。
如图所示为A、C 形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图。
晶胞中距离一个A+最近的C-有
个,这些C-围成的图形是
,若晶体密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数
的值用NA 表示,则A+的离子半径为
cm(用含NA 与ρ的式子表达)。
【答案】(1)3d54s1
(2)①平面三角形
sp2 杂化
②配位键
18
(3)PCl5
۱ܔ
۾
۱ܔ
۱ܔ
(4)6
正八面体形
′
࣋
ࡺۯ
5.钛(Ti)和锆(Zr)是同一副族的相邻元素,它们的化合物在生产、生活中有着广泛的用途。回答下列有关问题:
(1)钛和锆的价层电子结构相同,请画出基态锆原子的价电子排布图:
。
(2)四氯化锆的沸点为331 ℃,能溶于水;而二氧化锆的沸点为4300 ℃,难溶于水。推测四氧化锆属于
晶体。
(3)人们经常利用过氧化氢作钛元素的定性检验试剂:向TiOSO4溶液中加入H2O2可以生成橙黄色的较稳定的[TiO(H2O2)]2+。
①在该配合离子中,作为配体的H2O2 分子中氧原子的杂化轨道类型为
。
②S2Cl2 的分子结构与H2O2 相似,它们均为
(填“极性”或“非极性”)分子。
③H2O2 的熔点和沸点均高于S2Cl2 的主要原因是
。
④上述物质中H、O、S、Cl 四种元素电负性由大到小的顺序为
。
(4)已知TiO2 晶胞中Ti4+位于O2-所构成的正八面体的体心,ZrO2 晶胞中Zr4+位于O2-所构成的立方体的体心,请根据给出的
TiO2 晶体和ZrO2 晶体的晶胞结构图回答下列问题:
①根据晶胞图分析,TiO2 晶体中O2-的配位数是
。
②TiO2 晶体和ZrO2 晶体是两种不同类型的晶体结构, 决定它们晶体结构不同的重要原因
是
。
③已知二氧化锆晶胞的密度为ρ g·cm-3,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中B、D 两原子核间的距离为
pm。
【答案】(1)
↑↑
܌
↑↓
ܛ
(2)分子
(3)①sp3
②极性
③它们都是分子晶体,H2O2分子可以形成分子间氢键,而S2Cl2分子间只有范德华力,因此H2O2的
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熔点和沸点均高于S2Cl2
④O>Cl>S>H
(4)①3
②晶体中Zr4+的半径大于Ti4+的半径,正、负离子的半径比不同
③
×
ૢ࣋
ࡺۯ×1013
6.砷化镓属于第三代半导体,它能直接将电能转变为光能,砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100 倍,而耗能只有它们的10%。
镓及其化合物应用广泛。请回答下列问题:
(1)基态Ga 原子中有
种能量不同的电子,其价电子排布式为
。
(2)第四周期的主族元素中,基态原子未成对电子数与镓相同的元素有
(填元素符号)。
(3)三甲基镓[(CH3)3Ga]是制备有机镓化合物的中间体。
①在700 ℃时,(CH3)3Ga 和AsH3 反应得到GaAs,AsH3 分子中键角
(填“>”“=”或“<”)CH4 分子中的键角;AsH3 沸点低
于NH3,其原因是
。
②(CH3)3Ga 中Ga 原子的杂化方式为
;AsH3 的空间构型是
。
(4)GaF3 的熔点为1000 ℃,GaCl3 的熔点为77.9 ℃,其原因是
。
(5)砷化镓是半导体材料,其晶胞结构如图所示。
①晶胞中与Ga 原子等距离且最近的As 原子形成的空间构型为
。
②原子坐标参数是晶胞的基本要素之一,表示晶胞内部各原子的相对位置。图中a(0,0,0)、b(1,
,
),则c 原子的坐标参数
为
。
③砷化镓的摩尔质量为M g·mol-1,Ga 的原子半径为p nm,则砷化镓晶体的密度为
g·cm-3。
【答案】(1)8
4s24p1
(2)K、Br
(3)①<
NH3 分子间存在氢键
②sp2
三角锥形
(4)GaF3 是离子晶体,GaCl3 是分子晶体
(5)①正四面体
②(
,
,
)
③
ࡹ
ૡࡺۯ×1021
【解析】(5)①由晶胞结构示意图可知,砷化镓的晶胞与金刚石的晶胞相似,两种原子的配位数均为4,即Ga 原子周围
与之距离最近且相等的As 原子有4 个,形成正四面体结构,Ga 处于正四面体的中心。②晶胞中距离a 球最远的黑球c 与
a 球的连线处于晶胞体对角线上,根据几何原理,二者距离等于体对角线长度的
,该黑球c 距离各坐标平面距离均为晶胞棱
长的
,由坐标参数可知晶胞棱长为1,故该黑球c 的坐标参数为(
,
,
)。③1 个晶胞中含Ga 原子数为8×
ૡ+6×
=4,As 原子数
目为4,则晶胞中含有GaAs 的数目为4,晶胞的质量为
ࡹ
ࡺۯ g;根据晶胞的结构可知,晶胞的面对角线长度应为两个砷原子直
径的长度之和,即砷原子半径为晶胞面对角线的
,则晶胞边长a=
×10-7 cm,晶胞的体积为a3=
×10-21 cm3,故晶胞的密度
ρ=
ࡹ
ࡺۯ
ࢇ=
ࡹ
ࡺۯ
ൈhǦg·cm-3=
ࡹ
ૡࡺۯ×1021 g·cm-3。
7.氢能是一种重要的清洁能源,新型储氢材料的研制是开发利用氢能的重要环节。
(1)Ti(BH4)3 是一种储氢材料,可由TiCl4 和LiBH4 在一定条件下反应制得。
①基态Ti3+中,电子占据的最高能层符号为
,该能层含有的原子轨道数为
。
②基态B 原子的核外电子排布式为
。
③LiBH4 是由Li+和B۶
Ǧ 构成,其中B 原子的轨道杂化类型是
,B۶
Ǧ 的空间构型是
(用文字描述),LiBH4 中存
在的作用力有
(填字母)。
A.离子键
B.共价键
C.配位键
D.金属键
(2)Ca 与C60 生成的Ca32C60 能吸附大量H2 分子。
①C60 晶体易溶于苯、CS2,C60 是
(填“极性”或“非极性”)分子。
②已知金刚石中
键的键长为154.45 pm,C60 中
键的键长为145 pm 和140 pm,但C60 的熔点低于金刚石,请结
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合相关知识阐述原因:
。
(3)LiH 和NaH 是两种具有良好发展前景的储氢材料。
①在LiH 中,离子半径:Li+
(填“>”或“<”)H-。
②NaH 晶胞结构如图所示,已知NaH 晶体的晶胞参数为a pm,Na+的半径为b pm,则H-的半径为
pm,NaH 晶体的密
度为
g·cm-3(用含a、b、NA 的式子表示,NA 代表阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)①M
9
②1s22s22p1
③sp3
正四面体形
ABC
(2)①非极性
②C60 是分子晶体,熔化时不需破坏化学键
(3)①<
②
ࢇ
′࢈ૢ
ࢇࡺۯൈhǦh
【解析】(3)②每个NaH 晶胞中含有Na+的个数为1+12×
=4 个,含有H-的个数为8×
ૡ+6×
=4 个。NaH 晶体的晶胞参数
为a pm,Na+半径为b pm,则有2[r(Na+)+r(H-)]=a pm,从而可知r(H-)=(
ࢇ
-b) pm。NaH 晶胞的体积为(a×10-10) cm3,故NaH 晶体的
密度为
ൈܕܗܔǦ
ሺࢇൈhǦhሻ܋ܕൈࡺۯܕܗܔǦ=ૢ
ࢇࡺۯൈhǦh g·cm-3。
8.砷的一些化合物常作半导体、除草剂、杀鼠药等。回答下列问题:
(1)基态As 原子的核外电子排布式为[Ar]
,有
个未成对电子。
(2)镓氮砷合金材料的太阳能电池效率达40%。Ga、N、As 电负性由大至小的顺序是
。
(3)As4O6 的分子结构如图所示,其中As 原子的杂化方式为
,1 mol As4O6 含有σ键的物质的量为
mol。
(4)As
与
N
是同主族元素,AsH3
的沸点(-62.5
℃) 比
NH3
的沸点(-33.5
℃) 低, 原因
是
。
(5)有机砷
是治疗昏睡病不可缺少的药物,该有机砷中存在的化学键的类型为
(填字母)。
a.离子键
b.σ键
c.π键
d.碳碳双键
(6)晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,LiZnAs 基稀磁半导体的晶体如图所示,其中原子坐标参数A 处Li 为
(0,0,
);B 处As 为(
,
,
);C 处Li 的坐标参数为
。
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,已知LiZnAs 单晶的晶胞参数a=594 pm,NA 表示阿伏加德罗常数的数值,其密度为
g·cm-3(列出计算式即可)。
【答案】(1)3d104s24p3
3
(2)N>As>Ga
(3)sp3
12
(4)As 的原子半径比N 的大,电负性比N 的小,AsH3 分子间不能形成氢键,而NH3 分子间能形成氢键
(5)abc
(6)①(
,
,
)
②
ൈ⺁
ሺtૢൈhǦૡሻࡺۯ
【解析】(5)有机砷共价单键中存在σ键,苯环中存在大π键,钠离子和阴离子之间存在离子键,所以含有离子键、σ键、π
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键。
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主题1
认识有机化合物
1.下列对有机化合物的分类正确的是(
)。
A.CH2
CH2、
、
同属于脂肪烃
B.
、
、
同属于芳香烃
C.CH2
CH2、CH≡CH 同属于烯烃
D.
、
、
同属于环烷烃
2.下列各组物质不互为
．．．同分异构体的是(
)。
A.2,2-二甲基丙醇和2-甲基丁醇
B.邻氯甲苯和对氯甲苯
C.2-甲基丁烷和戊烷
D.甲基丙烯酸和甲酸丙酯
3.(2020 年山东济南外国语学校高三模拟)下列关于有机化合物的说法正确的是(
)。
A.分子式为C8H8O2 的芳香族化合物中属于羧酸的同分异构体有3 种
B.麦芽糖的水解产物有两种,且互为同分异构体
C.相同状况下,等物质的量的苯和苯乙烯(
)完全燃烧,消耗氧气的体积相同
D.分子式为C4H8Cl2 且含有两个甲基的有机物有4 种
【解析】分子式为C8H8O2 的芳香族化合物中属于羧酸的同分异构体有苯乙酸、对甲基苯甲酸、间甲基苯甲酸、邻
甲基苯甲酸,共4 种,A 项错误;麦芽糖的水解产物只有葡萄糖一种,B 项错误;相同状况下,等物质的量的苯和苯乙烯完全燃
烧,消耗氧气的物质的量不相同,C 项错误;分子式为C4H8Cl2 且含有两个甲基的有机物有CH3CCl2CH2CH3、
CH3CHClCHClCH3、CHCl2CH(CH3)2、
,共4 种,D 项正确。
4.(2020 年广东中山一中高三第二次统测)下列说法中正确的是(
)。
A.丙烯分子中所有原子均在同一平面上
B.向溴水中通入乙烯或加入苯,都能观察到溴水褪色的现象,但反应原理不同
C.C4H4 只有
和CH≡C—CH
CH2 两种同分异构体
D.芳香烃
和
的一氯代物都只有2 种
【解析】丙烯的结构简式为CH3—CH
CH2,甲基上至少有一个氢原子和其他原子不共面,A 项错误;乙烯因与Br2
发生加成反应而使溴水褪色,苯使溴水褪色是因为苯萃取了Br2,二者都能使溴水褪色,但反应原理不同,B 项正确;C4H4 的
同分异构体除了
和CH≡C—CH
CH2 外,还有
等,C 项错误;
中苯环上的4 个H 原子是等
效的,两个甲基上的6 个H 原子是等效的,所以一氯代物有2 种,
中苯环上有2 种等效氢,甲基上有1 种等效
氢,所以一氯代物有3 种,D 项错误。
5.(2020 年宁波效实中学检测)下列有机物的同分异构体种数相同的一组是(
)。
A.C5H12 与C2H6O
B.C4H10 与C3H6
C.C2H2Cl4 与CH2Cl2 D.CH2O 与C2H4O2
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【解析】C5H12 有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种,C2H6O 有CH3CH2OH、CH3OCH3 两种,A 项错误;C4H10 有正丁
烷、异丁烷两种,C3H6 有丙烯、环丙烷两种,B 项正确;C2H2Cl4 有CHCl2CHCl2、CH2ClCCl3 两种,CH2Cl2 只有一种结构,C
项错误;CH2O 只有HCHO 一种结构,C2H4O2 有CH3COOH、HCOOCH3 等多种结构,D 项错误。
6.下列说法正确的是(
)。
A.分子式为C7H16 的烃,分子中有4 个甲基的同分异构体有4 种(不考虑立体异构)
B.
的名称为2,2,4-三甲基-4-戊烯
C.化合物
是苯的同系物
D.化合物
所含官能团为羧基
【解析】该烃含有4 个甲基的同分异构体,主链中碳原子数目只能为5,符合条件的同分异构体有(只表示出碳骨
架)
、
、
、
共4 种,A 项正确;该有机物为烯烃,含有碳碳
双键的最长碳链有5 个C 原子,从距离碳碳双键最近的一端开始编号,该有机物名称为2,4,4-三甲基-1-戊烯,B 项错误;该
化合物的分子式不符合通式CnH2n-6(n≥6),不属于苯的同系物,C 项错误;该化合物中官能团为酯基,D 项错误。
7.分子式为C3H6BrCl 的有机物共有(不含立体异构)(
)。
A.4 种
B.5 种
C.6 种
D.7 种
【解析】分子式为C3H6BrCl 的有机物有
、
、
、
、
,共
5 种,故B 项正确。
8.某有机物的结构简式如图所示,下列有关该有机物的说法不正确
．．．的是(
)。
A.属于苯酚的同系物
B.苯环上的一氯代物有3 种
C.含有的官能团是羟基
D.有8 种不同化学环境的氢原子
9.(1)
的一种同分异构体是人体必需的氨基酸, 试写出该氨基酸的结构简
式:
。
(2)写出一种符合以下条件的
的同分异构体的结构简式:
。
①能与Fe3+发生显色反应
②能发生银镜反应和水解反应
③苯环上的一氯取代物只有1 种
(3)遇FeCl3 溶液显紫色且苯环上有两个取代基的
的同分异构体有
种。
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(4)符合下列条件的
的同分异构体有
种。
①能发生银镜反应
②苯环上的一氯代物只有一种
③核磁共振氢谱有4 组峰
(5)
的同分异构体中,既能发生银镜反应,又能与FeCl3 溶液发生显色反应的共有
种,其中核
磁
共
振
氢
谱
为
5
组
峰
,
且
峰
面
积
比
为
2∶2∶2∶1∶1
的
为
(写结构简式)。
【答案】(1)
(2)
、
(答案合理即可,写出一种)
(3)3
(4)4
(5)13
【解析】(4)能发生银镜反应,说明含有醛基;苯环上一氯代物只有一种,说明苯环上只有一种氢原子;核磁共振氢谱有4
组峰, 说明苯环上取代基的氢原子还有3 种, 因此符合条件的有机物结构简式为
、
、
、
,共4 种。
10.(2020 年湖南师大附中高三月考试卷)“分子机器设计和合成”有着巨大的研究潜力。人类步入分子器件时代后,使得
光控、温控和电控分子的能力更强,如图所示是蒽醌套索醚电控开关原理。
下列说法错误
．．的是(
)。
A.物质Ⅰ的分子式是C25H28O8
B.1 mol 物质Ⅰ可与8 mol H2 发生加成反应
C.反应[a]是氧化反应
D.物质Ⅰ的所有原子不可能共平面
【解析】反应[a]是还原反应,C 项错误。
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11.网络趣味图片“一脸辛酸”,是在一张脸上重复画满了辛酸的键线式(如图)。在辛酸的同分异构体中,含有一个
“—COOH”和三个“—CH3”的结构(不考虑立体异构),除
外,还有(
)。
A.7 种
B.11 种C.14 种D.17 种
【解析】辛酸含有一个“—COOH”和三个“—CH3”的同分异构体的主链最多有6 个碳原子。
(1)若主链有6 个碳原子,余下2 个碳原子为2 个—CH3,先固定一个—CH3,移动第二个—CH3,碳骨架可表示为
(数字代表第二个—CH3 的位置),共4+3+2+1=10 种。
(2)若主链有5 个碳原子,余下3 个碳原子可能为①一个—CH3 和一个—CH2CH3;②一个—CH(CH3)2。①若为一个
—CH3 和一个—CH2CH3,先固定—CH2CH3,再移动—CH3,碳骨架可表示为
;②若
为一个—CH(CH3)2,符合题意的结构简式为
(题给物质)。共3+3+1=7 种。
(3)若主链为4 个碳原子,符合题意的同分异构体的结构简式为(CH3CH2)3CCOOH。
辛酸含有一个“—COOH”和三个“—CH3”的同分异构体有10+7+1=18 种,除去题给物质,还有17 种,D 项正确。
12.双氢青蒿素是抗疟特效药,属于萜类化合物,如图所示的有机物α-松油烯也属于萜类化合物。下列有关说法不正确
．．．的是
(
)。
A.双氢青蒿素的分子式为C15H24O5
B.双氢青蒿素分子中含有过氧键、羟基和醚键
C.α-松油烯的一氯代物有6 种
D.α-松油烯与罗勒烯(
)互为同分异构体
【解析】α-松油烯的一氯代物的种类如图:
,共7 种, C 项错误;α-松油烯与罗勒烯的分子式均为
C10H16,结构不同,互为同分异构体, D 项正确。
13.电炉加热时用纯O2 氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。用燃烧法确定有机物分子式常用装置如图1
所示。
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(1)产生的O2 按从左到右的流向,所选装置各导管的正确连接顺序是
。
(2)C 装置中浓硫酸的作用是
。
(3)D 装置中MnO2 的作用是
。
(4)燃烧管中CuO 的作用是
。
(5)若实验中所取样品只含C、H、O 三种元素中的两种或三种,准确称取0.92 g 样品,经充分反应后,A 管质量增加1.76
g,B 管质量增加1.08 g,则该样品的实验式为
。
(6)用质谱仪测定其相对分子质量,得到如图2 所示的质谱图,则该有机物的相对分子质量为
。
(7)能否根据A 的实验式确定A 的分子式?
(填“能”或“不能”),若能,则A 的分子式是
(若不能,
则此空不填)。
(8)该物质的1H 核磁共振氢谱图如图3 所示,则其结构简式为
。
【答案】(1)g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a)
(2)干燥O2
(3)作催化剂,加快O2 的生成
(4)使有机物中的C 完全转化成CO2
(5)C2H6O
(6)46
(7)能
C2H6O
(8)CH3CH2OH
【解析】(1)该实验装置按照“制氧气→干燥氧气→有机物燃烧→吸收水→吸收二氧化碳”的顺序连接。
(5)实验可测知燃烧生成的二氧化碳和水的质量,根据二氧化碳的质量可求有机物中碳元素的质量,由水的质量可求
得有机物中氢元素的质量,结合有机物的质量可求出其中所含氧元素的质量,由此即可确定有机物分子中C、H、O 的个
数比,即确定了实验式。A 管质量增加的1.76 g 为有机物与氧气反应生成的CO2 的质量,n(CO2)=
t⺁
ܕܗܔǦ=0.04
mol,n(C)=0.04 mol,B 管质量增加的1.08 g 为有机物与氧气反应生成的H2O 的质量,则n(H2O)=
thૡ
ૡܕܗܔǦ=0.06
mol,n(H)=0.12 mol,依据质量守恒可知样品中含n(O)=
htૢ′hthܕܗܔൈܕܗܔǦǦhtܕܗܔൈܕܗܔǦ
ܕܗܔǦ
=0.02 mol,可知样品中
n(C)∶n(H)∶n(O)=0.04∶0.12∶0.02=2∶6∶1,实验式为C2H6O。
(7)实验式为C2H6O,氢原子已经达到饱和,分子式只能为C2H6O。
(8)根据物质的1H 核磁共振氢谱图可知,有三种不同化学环境的氢原子,其结构简式为CH3CH2OH。
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主题2
烃及卤代烃
(119)
1.(2020 年宝山区二模)实验室制乙炔的实验中,下列说法错误
．．的是(
)。
A.反应的原料之一为CaC2,俗称电石,是由焦炭与熟石灰在电炉中高温反应制得
B.在实验中可用饱和食盐水代替纯水,有利于控制反应速率
C.反应原理是CaC2+2H2O
CH≡CH↑+Ca(OH)2
D.反应过程中会闻到难闻的气味是因为电石中含有杂质
【解析】焦炭固体与氧化钙固体在电炉中高温条件下反应制得电石,反应的化学方程式为CaO+3C
CaC2+CO↑,A
项错误;用饱和食盐水代替纯水能减缓反应速率,从而可以得到较平缓的乙炔气流,B 项正确;CaC2与H2O 反应的化学方程
式为CaC2+2H2O
Ca(OH)2+CH≡CH↑,C 项正确;电石中含有磷化物和硫化物,与水反应生成臭鸡蛋气味的硫化氢气
体和磷化氢气体,D 项正确。
2.(2020 年湖北鄂州、黄冈高三调研)有机物
是制备镇痛剂的中间体。下列关于该有机物的说法错误
．．的是(
)。
A.与环己烷互为同分异构体
B.一氯代物有5 种(不考虑立体异构)
C.所有碳原子可处于同一平面上
D.能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应
【解析】该有机物与环己烷的分子式均为C6H12,结构不同,所以互为同分异构体,A 项正确。该有机物的一氯代物有
4 种(不考虑立体异构),B 项错误。根据乙烯分子中六原子共面、碳碳单键可以旋转,判断
中所有碳原子可以处
于同一平面上,C 项正确。该有机物中含有碳碳双键,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,D 项正确。
3.某有机物的结构简式为
,下列关于该有机物的叙述正确的是(
)。
A.不能使酸性KMnO4 溶液褪色
B.在加热条件和催化剂作用下,1 mol 该有机物最多能和5 mol H2 发生反应
C.能使溴水褪色
D.一定条件下,能和NaOH 醇溶液反应
【解析】含有碳碳双键,所以能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色,A 项错误;苯环和碳碳双键在一定条
件下都能和氢气发生加成反应,则在加热条件和催化剂作用下,1 mol 该有机物最多能和4 mol H2 发生反应,B 项错误;含
有碳碳双键,所以能和溴发生加成反应而使溴水褪色,C 项正确;连接氯原子的碳原子相邻碳原子上不含氢原子,所以不能
发生消去反应,D 项错误。
4.(2020 年西藏日喀则市南木林高级中学高三月考)下列叙述中错误
．．的是(
)。
A.苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55~60 ℃反应生成硝基苯
B.苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷
C.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成1,2-二溴乙烷
D.甲苯与氯气在光照条件下反应主要生成2,4-二氯甲苯
【解析】在浓硫酸作用下,苯与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯,A 项正确;苯乙烯含有苯环、碳碳双键,可与H2 发生
加成反应生成乙基环己烷,B 项正确;乙烯含有碳碳双键,可发生加成反应,与溴的四氯化碳溶液反应生成1,2-二溴乙烷,C
项正确;光照条件下,只取代甲基上的氢原子,若在催化作用下可取代苯环上的氢原子,D 项错误。
5.(2020 年山东滨州模拟)某有机物的结构简式如图所示,下列关于该有机物的叙述不正确
．．．的是(
)。
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A.能使酸性KMnO4 溶液、溴水褪色,且反应原理相同
B.该有机物能与H2 发生反应,1 mol 该物质最多消耗4 mol H2
C.一定条件下,该有机物能发生加聚反应
D.该有机物苯环上的一个H 被—NO2 取代,有3 种同分异构体
【解析】该有机物分子中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生的是氧化反应,能使溴水褪色,发生的是加成
反应,反应原理不同,A 项错误;该有机物分子中含有一个碳碳双键和一个苯环,1 mol 该有机物与H2发生反应,最多消耗4
mol H2,B 项正确;该有机物分子中含有一个碳碳双键,能发生加聚反应,C 项正确;苯环上有邻、间、对3 种位置,所以该有
机物苯环上的一个H 被—NO2 取代,有3 种同分异构体,D 项正确。
6.1 mol 某烃在氧气中充分燃烧,需要消耗8 mol 氧气,它在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯代物。该烃
的结构简式是(
)。
A.
B.CH3CH2CH2CH2CH3
C.
D.
7.(2020
年四川南充高三第一次高考适应性考试) 工业上可由乙苯生产苯乙
烯:
+H2↑。下列说法正确的是(
)。
A.该反应的类型为消去反应
B.乙苯的同分异构体共有4 种
C.不可用Br2/CCl4 溶液鉴别乙苯和苯乙烯
D.乙苯和苯乙烯分子内共平面的碳原子数最多均为7
【解析】由乙苯生成苯乙烯,单键变成双键,则该反应为消去反应,A 项正确;若只考虑芳香烃,乙苯的同分异构体可以
是二甲苯,而二甲苯有邻、间、对3 种,但不属于芳香烃的同分异构体还有多种,B 项错误;苯乙烯中含有碳碳双键,能使
Br2/CCl4 溶液褪色,而乙苯不能,所以可用Br2/CCl4溶液鉴别乙苯和苯乙烯,C 项错误;苯环是平面正六边形,碳碳单键可旋
转,所以乙苯中共平面的碳原子最多有8 个,苯乙烯中苯和乙烯均是平面形分子,通过碳碳单键的旋转,可以共平面的碳原
子有8 个,D 项错误。
8.由CH3CH2CH2Br 制备CH3CH(OH)CH2OH,依次(从左至右)发生反应的反应类型和条件都正确的是(
)。
选项
反应类型
反应条件
A
加成反应、取代反
应、消去反应
KOH 醇溶液/加热、KOH 水溶液/加热、常温
B
消去反应、加成反
应、取代反应
NaOH 醇溶液/加热、常温、NaOH 水溶液/加热
C
氧化反应、取代反
应、消去反应
加热、KOH 醇溶液/加热、KOH 水溶液/加热
D
消去反应、加成反
应、水解反应
NaOH 水溶液/加热、常温、NaOH 醇溶液/加热
9.(1)下面是含有苯环的一系列化合物:
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A
B
C
D
①B 的化学名称为
,D 的分子式为
,上述一系列化合物分子的通式为
。
②C 的一氯取代物有
种。
③上述物质中的某一种可用于制取TNT,该反应的化学方程式为
。
(2) 与
互为同分异构体的芳香族化合物有
种, 列举三种结构简式( 要求不同类
别):
、
、
。
【答案】(1)①乙苯
C12H18
CnH2n-6
②4
③
+3HNO3(浓)
+3H2O
(2)5
(或
或
)
10.(2020 年天津六校联考)萨罗(Salol)是一种消毒剂,为芳香族化合物,其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线代
表化学键,如单键、双键等)。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.萨罗的分子式为C13H10O3
B.1 mol 萨罗与浓溴水反应,需要消耗3 mol Br2
C.1 mol 萨罗发生水解,需要消耗3 mol NaOH
D.萨罗经水解、分离、提纯可得到纯净的苯酚和水杨酸(邻羟基苯甲酸)
【解析】由球棍模型可知萨罗的结构简式为
,由结构简式可知萨罗的分子式为C13H10O3,A 项正
确;1 mol 萨罗与浓溴水反应,需要消耗2 mol Br2,B 项错误;1 mol 萨罗发生水解,需要消耗3 mol NaOH,C 项正确;由
萨罗的结构简式可知水解、分离、提纯后可得到苯酚和水杨酸,D 项正确。
11.在探索苯结构的过程中,人们写出了符合分子式“C6H6”的多种可能结构(如图所示),下列说法正确的是(
)。
A.1~5 对应的结构中一氯取代物只有1 种的有3 个
B.1~5 对应的结构均能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.1~5 对应的结构中所有原子均可能处于同一平面的有1 个
D.1~5 对应的结构均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
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【解析】1~5 对应的结构中一氯取代物只有1 种的有1 和4,是2 个,故A 项错误;1、4 对应的物质不能与溴的四氯
化碳溶液发生反应,故B 项错误;只有1 对应的结构中所有原子均处于同一平面,故C 项正确;2、3、5 对应的物质均能使
酸性高锰酸钾溶液褪色,故D 项错误。
12.金刚烷可用于合成治疗某流感的药物,工业合成金刚烷的流程如图所示。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.环戊二烯的分子式是C5H6
B.环戊二烯分子中所有原子一定共平面
C.可用溴的CCl4 溶液鉴别X、Y 两种物质
D.Y 与金刚烷互为同分异构体
【解析】环戊二烯的分子式是C5H6,故A 项正确;环戊二烯分子中含有1 个饱和碳原子,所以不可能所有原子共平面,
故B 项错误;X 中含有碳碳双键,能使溴的CCl4 溶液褪色,Y 中不含碳碳双键,不能使溴的CCl4 溶液褪色,故C 项正确;Y 与
金刚烷的分子式都是C10H16,所以互为同分异构体,故D 项正确。
13.现通过以下具体步骤由
制取
,即
A
B
C
(1)从左到右依次填写每步反应所属的反应类型(填字母):a.取代反应
b.加成反应
c.消去反应
d.加聚反应
①
;②
;③
;
④
;⑤
;⑥
。
(2)写出①、⑤、⑥三步反应的化学方程式:
①
;
⑤
;
⑥
。
【答案】(1)a
b
c
b
c
b
(2)
+Cl2
+HCl
+
2NaOH
+2NaCl+2H2O
+2Cl2
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主题3
烃的含氧衍生物
(121)
1.(2020 年福建南平一模)网络表情包“苯宝宝装纯(醇)”如图所示,该分子由“苯宝宝”拿一个氢原子换了个羟基形成。
下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.苯宝宝只想安静地装醇,说明该物质不是醇
B.该分子中所有原子一定共面
C.该物质能和Na 发生置换反应生成H2
D.该分子苯环上的一个氢原子被—C4H9取代所得的同分异构体有12 种
【解析】该分子中的羟基不是醇羟基,所以该物质不属于醇, A 项正确;苯分子中所有原子共平面,—OH 中两个原子
共直线,共价单键可以旋转,所以该分子中所有原子可能不共平面, B 项错误;酚羟基能电离出氢离子而呈酸性,所以酚能和
钠反应生成氢气, C 项正确;该分子苯环上的一个氢原子被—C4H9 取代后,酚羟基和—C4H9 的位置有邻、间、对3
种,—C4H9 有4 种结构,所以同分异构体有12 种, D 项正确。
2.对下列两种有机物的描述正确的是(
)。
A.苯环上的一氯代物种数相同
B.分子中共面的碳原子数一定相同
C.1 mol 甲与浓溴水反应最多能消耗4 mol Br2
D.甲、乙可用红外光谱区分,但不能用核磁共振氢谱区分
3.(2020 年广西南宁一模)某药物中间体的合成路线如下。下列说法正确的是(
)。
对苯二酚
2,5-二羟基苯乙酮
中间体
A.1 mol 对苯二酚与足量H2 加成,消耗3 mol H2
B.2,5-二羟基苯乙酮不能使酸性KMnO4溶液褪色
C.2,5-二羟基苯乙酮中所有碳原子一定处于同一平面
D.中间体分子中含有的官能团之一是碳碳双键
【解析】2,5-二羟基苯乙酮含有酚羟基,酚羟基具有强还原性,能够使酸性KMnO4 溶液褪色, B 项错误;2,5-二羟基苯
乙酮分子中苯环连着—COCH3,单键可以旋转,所有碳原子不一定共平面,C 项错误;中间体分子中含有的官能团有酯基、
羰基、氯原子、羟基,没有碳碳双键,D 项错误。
4.一种有机物的结构如图所示,下列叙述不正确
．．．的是(
)。
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A.分子式为C14H10O9
B.该有机物在一定条件下能发生取代反应,也能发生加成反应
C.1 mol 该有机物最多能和8 mol NaOH 反应
D.可以在稀硫酸条件下水解,水解生成的有机产物有2 种
5.(2020 年北京东城期末)BHT 是一种常用的食品氧化剂,由对甲基苯酚(
)合成BHT 的常用方法如图
所示,下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.BHT 能使酸性KMnO4 溶液褪色
B.BHT 与对甲基苯酚互为同系物
C.BHT 中加入浓溴水易发生取代反应
D.方法一的原子利用率高于方法二
【解析】BHT 结构中有酚羟基,有一个甲基直接与苯环相连,均能被酸性KMnO4 溶液氧化,A 项正确;对甲基苯酚和
BHT 相比,都含有1 个酚羟基, BHT 分子中多了8 个“CH2”原子团,故二者互为同系物,B 项正确;BHT 分子中酚羟基的
邻、对位已无H 原子,所以不能与浓溴水发生取代反应,C 项错误;方法一发生了加成反应,原子利用率理论上为100%,而
方法二发生了取代反应,产物中还有水,原子利用率相对较低,D 项正确。
【易错警示】酚羟基的存在使苯环上酚羟基邻、对位的氢受到激发变得比较活泼,从而可以与浓溴水发生取代反应,
但BHT 分子中酚羟基的邻、对位已无氢原子,故BHT 不能与溴水发生取代反应。
6.指甲花中存在的β-紫罗兰酮属于一种萜类化合物,可作为合成维生素A 的原料。下列有关β-紫罗兰酮的说法正确的是
(
)。
A.β-紫罗兰酮的分子式为C10H14O
B.分子中所有碳原子可能处于同一平面内
C.与足量的H2 反应后,分子中官能团的种类减少一种
D.和酸性KMnO4 溶液、溴的四氯化碳溶液发生反应的反应类型相同
【解析】该物质的分子式为C13H20O,故A 项错误;分子中含有多个饱和碳原子,分子中所有碳原子不可能处于同一平
面内,故B项错误;与足量的H2反应后,分子中碳碳双键发生加成反应而消失,羰基发生加成反应变成羟基,官能团种类由两
种变为一种,故C 项正确;β-紫罗兰酮和酸性KMnO4 溶液发生氧化反应,和溴的四氯化碳溶液发生加成反应,反应类型不
同,故D 项错误。
7.(2020 年重庆主城六区一调)环扁桃酯具有松弛血管平滑肌、扩张血管的功能,其结构简式如图所示。下列对该物质的
叙述正确的是(
)。
A.该有机物苯环上的二氯代物共有8 种
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B.该有机物分子中至少有7 个碳原子共平面
C.该有机物可以与Br2 的CCl4 溶液发生加成反应使之褪色
D.1 mol 该有机物最多可与2 mol NaOH 发生反应
【解析】若该有机物苯环侧链邻位上的1 个H 被1 个Cl 取代,另一个Cl 有4 种位置,若苯环侧链间位上的1 个H
被1 个Cl 取代,另一个Cl 有2 种位置,即该物质苯环上的二氯代物共有6 种,A 项错误;苯环上的6 个C 原子和与其直接
相连的C 原子一定在同一平面上,即该有机物分子中至少有7 个C 原子共平面,B 项正确;该有机物中不含碳碳双键或碳碳
三键,不能与Br2的CCl4溶液发生加成反应,C 项错误;该有机物含有酯基,1 mol 该有机物最多能与1 mol NaOH 发生反
应,D 项错误。
8.有机物Z 是制备药物的中间体,合成Z 的路线如图所示:
܆
܇
܈
下列有关叙述正确的是(
)。
A.X 分子中所有原子共平面
B.X 不能和NaOH 溶液反应,Y、Z 均能和NaOH 溶液反应
C.可用NaHCO3 溶液鉴别Y 和Z
D.1 mol Y 与足量H2 反应,最多消耗3 mol H2
【解析】甲烷为正四面体结构,X 分子中存在甲基,故所有原子不可能共平面,A 项错误;X、Y、Z 分别为酯、酚、羧
酸,均能和NaOH 溶液反应,B 项错误;Z 中含羧基,能与NaHCO3 溶液反应产生气体,Y 与NaHCO3 溶液不反应,故可用
NaHCO3 溶液鉴别Y 和Z,C 项正确;Y 中含有一个苯环和一个羰基,1 mol Y 与足量H2 反应,最多消耗4 mol H2,D 项错
误。
9.8-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。如图是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:
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۹
ۺ
(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 的物质的量之比
为
。
【答案】(1)烯烃
(2)
+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
3∶1
【解析】(3)B 的结构简式为CH2
CHCH2Cl,B 与HOCl 发生加成反应生成C(C3H6OCl2),C 的结构简式为
HOCH2CHClCH2Cl 或ClCH2CH(OH)CH2Cl。(4)由C(C3H6OCl2)生成D(C3H8O3),C 中的Cl 原子被—OH 取代,故D
的结构简式为HOCH2CH(OH)CH2OH,C→D所需的试剂a是NaOH、H2O。(5)D在浓硫酸、加热条件下消去2个“H2O”
生成E,化学方程式为HOCH2CH(OH)CH2OH
CH2
CHCHO+2H2O。(6)F 的结构简式为
,G 的结
构简式为
,F→G 的反应类型是取代反应。(7) 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 先发生加成反应得到
,后发生消去反应得到
L(
)。(8)根据原子守恒有3
+
3
+
+2H2O,故反应过程中L 与G
的物质的量之比为3∶1。
10. (2020 年湖北宜昌三校高三5 月模拟)依曲替酯是一种皮肤病用药,它可以由原料X 经过多步反应合成。下列说法不．
正确
．．的是(
)。
A.原料X 与中间体Y 互为同分异构体
B.原料X 可以使酸性KMnO4 溶液褪色
C.中间体Y 能发生还原、加成、取代、氧化、水解反应
D.1 mol 依曲替酯只能与1 mol NaOH 发生反应
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【解析】原料X 与中间体Y 的分子式都是C13H12O4,但结构不同,所以互为同分异构体,A 项正确;原料X 分子中含有
碳碳双键,苯环上含有甲基,所以可以使酸性KMnO4 溶液褪色,B 项正确;中间体Y 分子中含有羰基、碳碳双键、酯基、酚
羟基,能发生还原、加成、取代、氧化、水解反应,C 项正确;依曲替酯中含—COOC—,能在碱溶液中水解,水解生成的酚
羟基也能与碱反应,所以1 mol 依曲替酯能与2 mol NaOH 发生反应,D 项错误。
11.扁桃酸的衍生物a、b、c 均为重要的医药中间体。
下列说法正确的是(
)。
A.a 不能与HCHO 发生缩聚反应
B.可用NaHCO3 溶液区别a、b
C.b 与浓溴水混合可制备c
D.1 mol c 最多可与2 mol NaOH 反应
【解析】a分子中的酚羟基的两个邻位没有被取代,所以a与HCHO能发生类似形成酚醛树脂的缩聚反应,A项错误;a
分子中有羧基,可以与碳酸氢钠溶液反应得到二氧化碳气体,而b 分子中没有羧基,不能与碳酸氢钠溶液反应,B 项正
确;b→c 是分子中的醇羟基被溴原子取代,应该用浓氢溴酸溶液,在加热条件下进行反应,C 项错误;c 分子中含有酚羟基、
溴原子和酯基,所以1 mol c 最多可与3 mol NaOH 反应,D 项错误。
12.(2020 年广东高三3 月模拟)美托洛尔可用于治疗各类型高血压及心绞痛,其一种合成路线如下:
已知:①CH3COCH2R
CH3CH2CH2R;
②B~F 的苯环上均只有两个取代基。
回答下列问题:
(1)A 的化学名称是
,C 中含氧官能团的名称是
。
(2)E
F 的反应类型是
,G 的分子式为
。
(3)D 的结构简式为
。
(4)反应B
C 的化学方程式为
。
(5)芳香族化合物W 是G 的同分异构体,W 能发生水解反应,核磁共振氢谱有4 组峰,峰面积之比为9∶3∶2∶2,写出一种
符合要求的W 的结构简式:
。
(6)4-苄基苯酚(
)是一种药物中间体,请设计以苯甲醇和苯酚为原料制备4-苄基苯酚的合成路线:
(无机试剂任用)。
【答案】(1)乙醛
羟基、羰基
(2)取代反应
C12H16O3
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(3)
(4)
+Cl2
+HCl
(5)
[或
或
或
]
(6)
【解析】(1)由B 的分子式、C 的结构简式可知,B 与氯气在高温下发生取代反应生成C,故B 为
,逆
推可知A 为CH3CHO,A 的化学名称为乙醛。由结构可知C 中的含氧官能团为羟基、羰基。
(2)E 为
,由G 的结构简式可知,E 中醇羟基与甲醇发生分子间脱水反应生成F,属于取代反应。
由结构简式可知G 的分子式为C12H16O3。
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主题4
生命中基础有机化学物质
合成高分子化合物
(123)
1.化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关,下列说法正确的是(
)。
A.磨豆浆的大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸
B.棉花和木材的主要成分都是纤维素,蚕丝和人造丝的主要成分都是蛋白质
C.蛋白质是仅由碳、氢、氧元素组成的物质
D.塑料、合成纤维、合成橡胶是以石油、煤和天然气为原料生产的
【解析】豆浆煮沸后蛋白质发生变性,并不能彻底水解成氨基酸,A 项错误;蚕丝的主要成分是蛋白质,人造丝的主要成
分是人造纤维,B 项错误;蛋白质的基本组成元素是碳、氢、氧、氮,有些蛋白质还含有硫、磷等元素,C 项错误;石油、煤和
天然气加工后能生产塑料、合成纤维、合成橡胶,D 项正确。
2.下列叙述中正确的是(
)。
A.聚合物
可由CH3CH
CH2 和CH2
CH2 加聚制得
B.乙烯、氯乙烯、聚乙烯均可使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.分馏、干馏都是物理变化,裂化、裂解都是化学变化
D.纤维素、聚乙烯、光导纤维都属于高分子化合物
3.下列说法正确的是(
)。
A.硬脂酸甘油酯和乙酸乙酯都属于酯类物质,都能发生皂化反应
B.棉、丝、塑料及合成橡胶完全燃烧都只生成CO2 和H2O
C.向鸡蛋清溶液中加入浓(NH4)2SO4 溶液,产生沉淀,加水后沉淀溶解
D.氨基酸为高分子化合物,种类较多,分子中都含有—COOH 和—NH2
4.(2020 年台州中学检测)某聚酯纤维结构如图所示:
下列说法正确的是(
)。
A.由单体合成该聚酯纤维的反应属于加聚反应
B.该聚酯纤维不能水解
C.该聚酯纤维的单体为对苯二甲酸和乙二醇
D.该聚酯纤维含有亲水基羟基,在水中溶解度较大
【解析】合成该物质的反应为缩聚反应,A 项错误;该物质属于聚酯,可以水解,B 项错误;该物质虽然含有亲水基羟基,
但还含有酯基,且为高分子化合物,D 项错误。
5.(2020 年北京东城区高三一模)凯夫拉是一种高强度、耐腐蚀的芳纶纤维,军事上称为“装甲卫士”,但长时间浸在强酸
或强碱中强度会有所下降。凯夫拉的两种结构如图所示:
芳纶1313(PMTA)
芳纶1414(PPTA)
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以下说法不正确
．．．的是(
)。
A.PMTA 和PPTA 互为同分异构体
B.“芳纶1313”“芳纶1414”中的数字表示苯环上取代基的位置
C.凯夫拉在强酸或强碱中强度下降,可能与“
”的水解有关
D.以
和
为原料制备PPTA 的反应为缩聚反应
【解析】PMTA 和PPTA 都是高分子化合物,n 与m 的值不一定相同,所以它们不是同分异构体,A 项错误;“芳纶
1313”指的是苯环上1、3 位置的H 被取代了,“芳纶1414”指的是苯环上1、4 位置的H 被取代了,所以
“1313”“1414”表示苯环上取代基的位置,B 项正确;肽键
可以水解生成—COOH、—NH2,在强酸或强碱
中水解程度增大,所以芳纶纤维在强酸或强碱中强度有所下降,C 项正确;
和
反应
生成
和HX,属于缩聚反应,D 项正确。
6.(2020 年北京东城期末)下列说法不正确
．．．的是(
)
A.利用盐析可分离提纯蛋白质
B.用碘水检验淀粉是否发生水解
C.棉花的主要成分为纤维素,属于天然纤维
D.油脂的主要成分为高级脂肪酸甘油酯,可用于制取肥皂
【解析】检验淀粉是否发生水解,要检验其水解产物葡萄糖,应先加适量NaOH 溶液,然后加入银氨溶液或新制氢氧
化铜悬浊液并加热,观察现象,B 项错误。
7.中国科学家在《Nature》杂志发表论文,合成了一种代号为ICM-101 的高能量密度材料。合成该高能物
质的主要原料为草酰二肼,结构简式如图所示。下列有关草酰二肼的说法正确的是(
)。
A.可由草酸(HOOC—COOH)和肼(H2N—NH2)发生酯化反应制备
B.不能发生水解反应
C.与联二脲(H2NCONHNHCONH2)互为同分异构体
D.分子中最多有12 个原子处于同一平面内
【解析】草酰二肼中不含酯基,草酸与肼发生取代反应生成草酰二肼和H2O,A 项错误;草酰二肼能发生水解反应,B
项错误;草酰二肼与联二脲互为同分异构体,C 项正确;联想HCHO 和NH3 的结构,单键可以旋转,草酰二肼分子中最多有
10 个原子处于同一平面内(如图
所示的10 个原子),D 项错误。
8.聚合物H(
)是一种聚酰胺纤维,广泛用于各种刹车片,其合成路线如下:
已知:①C、D、G 均为芳香族化合物,且分子中均只含两种不同化学环境的氢原子;
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②Diels-Alder 反应:
+‖
。
(1)生成A 的反应的反应类型是
,D 的名称是
,F 中所含官能团的名称是
。
(2)B 的结构简式是
;“B
C”的反应中,除C 外,另外一种产物是
。
(3)D+G
H 的化学方程式是
。
(4)Q 是D 的同系物,相对分子质量比D 大14,则Q 可能的结构有
种,其中核磁共振氢谱有4 组峰,且峰面积之比
为1∶2∶2∶3 的结构简式为
(任写一种)。
(5)已知:乙炔与1,3-丁二烯也能发生Diels-Alder 反应。请以1,3-丁二烯和乙炔为原料,选用必要的无机试剂合成
,写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。
【答案】(1)消去反应
对苯二甲酸
硝基、氯原子
(2)
H2O
(3)n
+n
+(2n-1)H2O
(4)10
(或
)
(5)
【解析】根据题意,A 是
,C 为
,D 为
,E 为
,F 为
,G 为
。
(4)Q 是D 的同系物,相对分子质量比D 大14,则Q 的分子比D 的分子多一个CH2,Q 的分子中除了苯环和两个羧基
上的碳原子外,还剩下1 个碳原子,若苯环上只有一个取代基,则为—CH(COOH)2,有1 种;若有两个取代基,则为—COOH
和—CH2COOH,两者在苯环上的位置有邻、间、对3 种;若有三个取代基,则为两个羧基和一个甲基,先看成苯二甲酸,苯
二甲酸两个羧基的位置有邻、间、对3 种,而苯环上的H 原子再被甲基取代分别有2 种、3 种、1 种,总计10 种结构;其
中核磁共振氢谱有4 组峰,且峰面积之比为1∶2∶2∶3 的结构简式为
、
。
9. (2020 年山东济南高三5 月模拟)油酸甘油酯和硬脂酸甘油酯均是天然油脂的成分。它们的结构简式如图所示。
下列说法错误
．．的是(
)。
A.油酸的分子式为C18H34O2
B.硬脂酸甘油酯的一氯代物共有54 种
C.天然油脂都能在NaOH 溶液中发生取代反应
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D.将油酸甘油酯氢化为硬脂酸甘油酯可延长保存时间
【解析】油酸的结构简式为CH3(CH2)7CH
CH(CH2)7COOH,分子式为C18H34O2,A 项正确;硬脂酸甘油酯的结构
简式可以表示为
,最上面的酯基与最下面的酯基互为对称结构,因此硬脂酸甘油酯的一氯代物
共有36 种,B 项错误;天然油脂的主要成分为高级脂肪酸甘油酯,都能在NaOH 溶液中发生水解反应,即取代反应,C 项正
确;油酸甘油酯中含有碳碳双键,会氧化变质,将油酸甘油酯氢化转化为硬脂酸甘油酯可延长保存时间,D 项正确。
10.(2020 年陕西西安模拟)聚氯乙烯是制作装修材料的最常用原料,失火时聚氯乙烯在不同的温度下,发生一系列复杂的
化学变化,产生大量有害气体,其过程大体如下:
下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.聚氯乙烯的单体可由乙烯与HCl 加成而得
B.上述反应中①属于消去反应,④属于(脱氢)氧化反应
C.火灾中由聚氯乙烯产生的有害气体中含HCl、CO、C6H6 等
D.在火灾现场,可以用湿毛巾捂住口鼻,并弯下腰尽快远离现场
【解析】聚氯乙烯的单体可由乙炔与HCl 加成而得,A 项错误。
11.某种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,被广泛用作防护材料。其结构片段如图所示。
下列关于该高分子化合物的说法正确的是(
)。
A.完全水解产物的单个分子中,苯环上具有不同的化学环境的氢原子
B.完全水解产物的单个分子中,含有官能团—COOH 或—NH2
C.氢键对该高分子化合物的性能没有影响
D.结构简式为
【解析】结构片段中含肽键,完全水解的单个分子为
、
,该高分子化合物
的结构简式为
。
、
中苯环上都
只有1 种化学环境的氢原子,A 项错误;芳纶纤维完全水解得到
、
,水解产物中
含有的官能团为—COOH 或—NH2,B 项正确;氢键会影响物质的沸点、密度、硬度等性能,C 项错误;芳纶纤维的结构简
式为
,D 项错误。
12.(2020 年湖南衡阳高三第二次联考)有机物A 是一种重要的化工原料,以A 为主要起始原料,通过下列途径可以合成高
分子材料PA 及PC。
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试回答下列问题:
(1)B 的化学名称为
,B
C 的反应条件是
。
(2)E
F 的反应类型为
,高分子材料PA 的结构简式为
。
(3)由A 生成H 的化学方程式为
。
(4)实验室检验有机物A,可选择下列试剂中的
(填字母)。
a.盐酸
b.FeCl3 溶液
c. NaHCO3 溶液d.浓溴水
(5)E 的同分异构体中,既能与碳酸氢钠溶液反应,又能发生银镜反应的有机物共有
种。其中核磁共振氢谱图有5
组峰,且峰面积之比为6∶1∶1∶1∶1 的物质的结构简式为
。
(6)
由
B
通
过
三
步
反
应
制
备
1,3-
环
己
二
烯
的
合
成
路
线
为
(无机试剂任选)。
【答案】(1)环己醇
浓硫酸、加热
(2)氧化反应
HO
H
(3)2HO—
+
(4)bd
(5)12
(6)HO—
【解析】(1)
与氢气发生加成反应生成B,B 是
,化学名称为环己醇,
在浓硫酸、
加热的条件下发生醇的消去反应生成
。
(2)
是
的分子中去掉2 个H 原子的反应,反应类型为氧化反应,
与己二胺发生缩聚反应
生成高分子材料PA,PA 的结构简式为HO
H。
(3)
与
丙
酮
反
应
生
成
和
水
,
化
学
方
程
式
为
2HO—
+
。
(4)A 是苯酚,苯酚遇FeCl3 溶液显紫色,苯酚与浓溴水反应生成白色沉淀2,4,6-三溴苯酚,所以实验室检验苯酚,可选
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择FeCl3 溶液或浓溴水。
(5)能与碳酸氢钠溶液反应说明含有羧基,能发生银镜反应说明含有醛基,
含有醛基、羧基的同分异构体有
OHC—(CH2)4—COOH、OHC—CH2—CH2—
、OHC—CH2—
、
、
、
、
、
、
、
、
、
,共12 种。其中核磁共振氢谱图有5 组峰,且峰面积之比为6∶1∶1∶1∶1
的物质的结构简式为
。
(6)环己醇在浓硫酸作用下发生消去反应生成环己烯,环己烯与溴水发生加成反应生成1,2-二溴环己烷,1,2-二溴环
己烷在氢氧化钠的醇溶液中加热发生消去反应生成1,3-环己二烯。
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单元训练(185)
一、选择题(本题包括6 小题,每小题6 分,共36 分)
1.(2020 年广西桂林、贺州、崇左联合调研)HOCH2CH
CHCOOH 是重要的化工原料。下列说法正确的是(
)。
A.可用酸性高锰酸钾溶液检验碳碳双键
B.1 mol 该物质只能与1 mol NaOH 反应
C.该物质能发生酯化、缩聚、水解反应
D.分子中所有原子可能处在同一平面上
【解析】羟基和碳碳双键都可被酸性高锰酸钾溶液氧化,A 项错误;该物质中只有羧基能与氢氧化钠溶液反应,则1
mol 该物质只能与1 mol NaOH 反应,B 项正确;该物质不能发生水解反应,C 项错误;该物质含有饱和碳原子,所有原子不
可能在同一个平面上,D 项错误。
2.(2020 年河北唐山一模)下列说法正确的是(
)。
A.乙烯使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色均属于加成反应
B.CH3CH2CH3 分子中的3 个碳原子不可能处于同一直线上
C.聚乙烯、麦芽糖和蛋白质均属于有机高分子化合物
D.等质量的乙烯和乙醇完全燃烧,消耗O2 的物质的量相同
【解析】乙烯分子中含有碳碳双键,可与溴发生加成反应,与高锰酸钾发生氧化反应,A 项错误; CH3CH2CH3 为烷烃,3
个碳原子不可能在同一直线上,B 项正确;麦芽糖不是高分子化合物,C 项错误;等质量时乙烯的物质的量大于乙醇的物质的
量,故消耗氧气的物质的量:乙烯>乙醇,D 项错误。
3.(2020 年安徽江南十校联考)下列说法中正确的是(
)。
A.因发生加成反应,苯可使溴水褪色
B.能使酸性KMnO4 溶液褪色的C5H10 的同分异构体共有4 种
C.
分子中最多有12 个原子共平面
D.将
分子中的一个N 原子换成C 原子后,其分子式为C7H13N3
【解析】苯不能与溴水反应,A 项错误;能使酸性KMnO4 溶液褪色的C5H10 的同分异构体有CH3CH2CH2CH
CH2、
CH3CH
CHCH2CH3、
、
、
,B 项错误;
分子中最多有17 个原子共平面,C 项错误。
4.(2020 年福建漳州二模)螺环化合物具有抗菌活性,用其制成的药物不易产生抗药性,螺[3,4]辛烷的结构如图所示。下列
说法正确的是(
)。
A.分子式为C8H16
B.分子中所有碳原子共平面
C.与2-甲基-3-庚烯互为同分异构体
D.一氯代物有4 种结构
【解析】由图可知该物质的分子式为C8H14,A 项错误;分子中含有饱和碳原子,所有碳原子不可能共平面,B 项错误; 2-
甲基-3-庚烯的分子式为C8H16,分子式不同,二者不互为同分异构体,C 项错误;分子中有4 种等效H,则其一氯代物有4 种
结构,D 项正确。
5.(2020 年嘉兴高级中学复习检测)如图是以烃甲为原料生产人造羊毛的合成路线。
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下列说法正确的是(
)。
A.合成人造羊毛的反应属于缩聚反应
B.甲生成丙的反应属于加成反应
C.甲生成丁的反应属于取代反应
D.甲的结构简式为CH2CH2
【解析】由人造羊毛的结构简式可逆推出丙是CH2
CH—CN,丁是CH3COOCH
CH2,进而推出甲是CH≡CH,乙
是CH3COOH。合成人造羊毛的反应属于加聚反应,A 项错误;甲是乙炔,结构简式为CH≡CH,与HCN 发生加成反应得到
丙(H2C
CH—CN),B 项正确,D 项错误;甲
丁的化学方程式为CH≡CH+CH3COOH
H2C
CH—OOCCH3,属
于加成反应,C 项错误。
6.(2020 年安徽江淮十校高三第三次联考)乳酸乙酯(
)是一种食用香料,常用于调制果香型、乳酸型食用和酒用
香精。乳酸乙酯的同分异构体M 有如下性质:0.1 mol M 分别与足量的金属钠和碳酸氢钠反应,产生的气体在相同状况
下的体积相同,则M 的结构(不考虑立体异构)最多有(
)。
A.8 种
B.9 种
C.10 种
D.12 种
【解析】乳酸乙酯的分子式为C5H10O3,由题意可判断,M 中含有两个官能团,一个是羧基,一个是羟基,则M 可视作
两个官能团分别取代丁烷后的产物。۱۶۱۶۱۶۱۶
、
,若羧基在1 号碳上,羟基可以在1 号、2 号、3 号、
4 号碳上,有4 种情况;若羧基在2 号碳上,羟基可以在1 号、2 号、3 号、4 号碳上,有4 种情况;若羧基在6 号碳上,羟基
可以在5(同7、8)号碳上,有1 种情况;若羧基在5 号碳上,羟基可在5、6、7(同8)号碳上,有3 种情况,因此共有12 种
结构,D 项正确。
二、非选择题(本题包括4 大题,共64 分)
7.(2020 年山东济南一模)辣椒的味道主要源自所含的辣椒素,具有消炎、镇痛、麻醉和戒毒等功效,特别是其镇痛作用与
吗啡相同且比吗啡更持久。辣椒素(F)的结构简式为
,其合成路线如下:
已知:①R—OH
R—Br;
②R—Br+R'—Na
R—R'+NaBr。
回答下列问题:
(1)辣椒素的分子式为
,A 所含官能团的名称是
,D 的最简单同系物的名称是
。
(2)A
B 的反应类型为
,写出C
D 的化学方程式:
。
(3)写出同时符合下列三个条件的D 的同分异构体的结构简式:
。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色
②能发生水解反应,产物之一为乙酸
③核磁共振氢谱为三组峰,且峰面积之比为3∶2∶1
(4)4-戊烯酸(CH2
CHCH2CH2COOH)可用作农药、医药中间体。参照以上合成路线,设计由CH2
CHCH2OH 为起始
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原料制备4-戊烯酸的合成路线:
。
【答案】(1)C18H27O3N
碳碳双键、溴原子
丙烯酸
(2)取代反应
+CO2↑
(3)
(4)CH2
CHCH2OH
CH2
CHCH2Br
CH2
CHCH2CH(COOCH2CH3)2
CH
2
CHCH2CH(COOH)2
CH2
CHCH2CH2COOH
【解析】根据反应信息知,A 为
,A 发生信息②中的反应生成B,B 为
,B 水解酸化
得到C(
), 根据F 的结构简式知,E 为
,D 发生取代反应生成E, 则D 为
。
8.(2020 年陕西榆林三模)尼美舒利是一种非甾体抗炎药,它的一种合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A 的化学名称为
。
(2)B 的结构简式为
。
(3)由C 生成D 的化学方程式为
,E
F 的反应类型为
。
(4)C 中的官能团有
、
。(填官能团名称)
(5)由甲苯为原料可经三步合成2,4,6-三氨基苯甲酸,合成路线如下:
反应①的试剂和条件为
;中间体B 的结构简式为
;反应③的试剂和条件为
。
(6)E 的同分异构体中能同时满足下列条件的共有
种(不含立体异构)。
①含有两个苯环且两个苯环直接相连
②能与FeCl3 溶液发生显色反应
③两个取代基不在同一苯环上
其中核磁共振氢谱为6 组峰,峰面积之比为2∶2∶2∶2∶2∶1 的结构简式为
。
【答案】(1)苯
(2)
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(3)
+
+NaBr
取代反应
(4)硝基
溴原子
(5)浓硝酸/浓硫酸,加热
H2,雷尼镍
(6)9
【解析】F 和硝酸发生取代反应生成尼美舒利,根据尼美舒利的结构简式推出F 为
,逆推可知E 为
,D 为
。纵观整个流程,结合反应条件可知,A 为
,A 发生取代反应生成B(
),B
发生邻位取代反应生成C(
)。
(5) 由甲苯为原料可经三步合成2,4,6- 三氨基苯甲酸, 甲苯先与浓硝酸发生取代反应生成
X(
),
被氧化成Y(
),
被还原生成2,4,6-三氨基苯甲
酸,反应①的试剂和条件为浓硝酸、浓硫酸,加热。
(6)E 为
,E 的同分异构体中能同时满足下列条件:①含有两个苯环且两个苯环直接相连;②能与FeCl3溶
液发生显色反应,说明含有酚羟基;③两个取代基不在同一苯环上,另一个取代基为氨基,如果—OH 位于苯基的邻位,则氨
基有3 种位置,如果—OH 位于苯基间位,氨基有3 种位置,如果—OH 位于苯基对位,氨基有3 种位置,所以符合条件的结
构有9 种。其中核磁共振氢谱为6 组峰,峰面积之比为2∶2∶2∶2∶2∶1 的结构简式为
。
9.(2020 年四川泸州高三第二次教学质量诊断)盐酸普鲁卡因(
·HCl) 是一种良好的局部麻
醉药, 具有毒性小、无成瘾性等特点。其合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)3 mol A 可以合成1 mol B,且B 是平面正六边形结构, 则B 的结构简式为
。
(2)有机物C 的名称为
,B
C 的反应类型为
。
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(3)反应C
D 的化学方程式为
。
(4)F 和E 发生酯化反应生成G,则F 的结构简式为
。
(5)H 的分子式为
。
(6)分子式为C9H12 且是C 的同系物的同分异构体共有
种。
(7) 请结合上述流程信息,
设计以苯、
乙炔为原料合成
的路线:
(无机试剂任选)。
【答案】(1)
(2)甲苯
取代反应
(3)
—CH3+HNO3(浓)
O2N—
—CH3+H2O
(4)
(5)C13H20O2N2
(6)8
(7)HC≡CH
CH2
CHBr
—CH
CH2
【解析】由合成路线可知,A 为乙炔,三分子乙炔在400~500 ℃条件下聚合生成苯,故B 为
;苯和CH3Br 发生
取代反应生成的C 为甲苯(
),甲苯发生硝化反应生成D,D 发生氧化反应生成E,根据E 的结构简式可知D 的
结构简式为
;E+F
G 为酯化反应,根据G 的结构简式可知F 的结构简式为
;G 在
Fe/HCl 条件下发生还原反应得到H,H 和盐酸反应得到盐酸普鲁卡因(
·HCl)。
(6)C 为甲苯(
),对分子式为C9H12 且是C 的同系物的同分异构体分析如下:
苯环上有一个侧链:有正丙苯和异丙苯2 种;
苯环上有两个侧链:有甲基和乙基处于邻、间、对3 种;
苯环上有三个侧链:有3 个甲基处于连、偏、均位置3 种。共有8 种。
10.治疗癌症的有机小分子酯类药物X 被批准使用。以芳香族化合物A 为主要原料合成X 的路线如下:
已知:
①核磁共振氢谱显示A 有3 种不同化学环境的氢原子,E 只有1 种化学环境的氢原子
②R—CHO
③RX
RMgX
RCH2CH2OH
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回答下列问题:
(1)A 的名称是
;G 中官能团名称是
。
(2)C 在一定条件下反应生成高分子化合物,该反应的化学方程式为
。
(3)D 生成E 的反应类型为
。
(4)X 的结构简式为
。
(5)已知:同一个碳原子若连有两个—OH 时,易转化成
。H 是C 的同分异构体,写出两种满足下列要求的H 的结构
简式:
。
①苯环上有两个取代基;
②能发生银镜反应,且在碱性条件下水解的两种产物也能发生银镜反应。
(6)参照上述合成路线和信息,写出以乙烯、乙醚、环氧乙烷为原料(其他无机试剂任选)合成1,6-己二酸的路线。
【答案】(1)4-溴苯甲醛(对溴苯甲醛)
羟基
(2)
+(n-1)H2O
(3)加成反应
(4)
(5)
、
、
(6)
【解析】A 为芳香族化合物,分子式为C7H5BrO,由信息②反应条件可推知A 中含有醛基,由信息①A 有3 种不同化
学环境的氢原子, 对称性强, 可推出A 的结构简式为
, 根据信息②推出B 为
,C 为
;由D
E 的反应条件和E 只有1 种化学环境的氢原子可推知D 的结构简式为
,E
的结构简式为
,F 为
,G 为
。
(5)根据信息②H 能发生银镜反应,且在碱性条件下水解的两种产物也能发生银镜反应,可知H 分子含有醛基,且水解
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后所得两种产物都含有醛基,一定含有的结构为
,根据信息①苯环上有两个取代基知,苯环上的两个取代
基为
和—NH2,可处于邻、间、对三种位置。
(6)利用乙烯和Br2 的加成反应可引入2 个溴原子,结合信息③可使碳链达到6 个碳原子。
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