D.D点溶液中:
c(Cl-)=2c(OH-)-2c(H+)
题号
7
8
9
10
11
12
13
答案
二、非选择题(共58分。
第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第35、36题为选考题,考生根据要求作答)
(一)必考题(共43分)
26.(14分)二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化,还可以作为贵金属的萃取剂。
可由硫和氯气在100~110℃直接化合而成。
实验室用以下装置制备S2Cl2并对尾气进行回收利用。
已知S2Cl2的熔点:
-77℃,沸点:
137℃。
S2Cl2遇水剧烈反应。
(1)S2Cl2遇水会生成黄色单质、一种能使品红褪色的气体化合物及酸雾,写出该反应的化学方程式:
_______________________________________。
(2)B装置中所装试剂名称为________。
(3)通入N2的目的是____________________________。
A、B装置中的空气可以通过控制K2、K3来去除,具体方法为________________________。
(4)E装置的作用是________________________________________。
(5)实验时,D装置开始需要油浴加热一段时间,之后停止加热,仅需通入氯气即可。
则生成二氯化二硫的反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
(6)该装置由于存在系统缺陷,使制得的二氯化二硫可能不纯,还需增加一个装置,则该装置所在位置为________________,所装固体试剂的名称为_______________。
27.(15分)铜及其化合物在工业上有许多用途。
回答下列问题:
(1)某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下:
①“浸取”反应中氧化剂的化学式为________;若“浸取”反应中得到一种单质,则滤渣Ⅰ的成分为MnO2和________(写化学式)。
②“除铁”这一步反应在25℃进行,加入的试剂A为________,若加A后溶液的pH调为4,溶液中Fe3+浓度为______mol/L。
{已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38}
③写出“沉锰”(除Mn2+)过程中反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
④滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是__________(写化学式)。
(2)某实验小组同学用电化学原理模拟湿法炼铜,进行了一系列探究活动。
①如图(a)为某实验小组设计的原电池装置,盐桥内装载的是足量用饱和氯化钾溶液浸泡的琼脂,反应前两电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差25.8g,则导线中通过了________mol电子。
若不考虑甲、乙两池电解质溶液中的离子向盐桥中移动,则乙池电解质溶液的质量与实验前的电解质溶液的质量差Δm=________g。
②其他条件不变,若将盐桥换成光亮的U形弯铜丝浸入甲池与乙池,如图(b)所示,电流表指针偏转方向与先前一样,但偏转角度明显减小。
一段时间后,乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一层紫红色固体,则甲池铜丝附近溶液的pH__________(填“减小”“增大”或“不变”),乙池中石墨为________(填“正”“负”“阴”或“阳”)极。
28.(14分)
(1)NaCN溶液中各离子浓度的大小关系为__________________________;NaCN遇酸能产生HCN,25℃时,HCN的电离常数K=6.2×10-10,CH3COOH的电离常数K=1.7×10-5。
体积均为100mL、pH=2的CH3COOH溶液和HCN溶液,加水稀释过程中溶液的pH变化与溶液体积的关系如图所示,则表示CH3COOH溶液的pH变化趋势的曲线是________(填“A”或“B”);相同条件下,NaCN溶液的pH________(填“>”“=”或“<”)CH3COONa溶液的pH。
(2)200℃时,固体硝酸铵可以分解为N2O和H2O,此过程中每转移8mol电子放出84.8kJ热量,写出此反应的热化学方程式:
________________________________________________________________________。
(3)工业上用氯气和二氧化钛制备TiCl4,一定条件下发生反应:
TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) ΔH>0,某温度下,该反应的平衡常数K为400。
在密闭容器中加入TiO2(s)和Cl2(g),反应到t时刻测得各组分的浓度如下表所示:
物质
Cl2
TiCl4
O2
浓度/mol·L-1
0.44
0.6
0.6
①下一时刻此反应向______反应方向进行(填“正”或“逆”)。
②若经10min反应达到平衡,则该时间内反应速率v(Cl2)=______mol·L-1·min-1。
下列措施可以使平衡向右移动的是______(填序号)。
a.使用催化剂 b.增大压强
c.减小压强d.升高温度
(二)选考题(请考生从两道题中任选一题作答。
如果多做,则按所做的第一题计分)
35.[选修3-物质结构与性质](15分)
A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种常见元素,其中A是原子半径最小的元素,B元素的一种核素可用于考古断代,D元素的s轨道和p轨道上的电子数相等且有2个未成对电子;E是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与A原子相同,其余各层电子均充满。
请用元素符号或化学式回答下列问题:
(1)A、B、C、D四种元素中,电负性最大的是________,第一电离能最大的是________。
(2)化合物CA3的沸点比化合物BA4的高,其主要原因是________________________________________________________________________。
(3)A、B形成的化合物M与氢氰酸(HCN)反应可得丙烯腈(H2CCHCN),则M的结构式为________________________________________________________________________,
丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是__________。
(4)由C元素形成的一种离子与BD2互为等电子体,该离子的结构式为__________。
(5)基态E原子的核外电子排布式为________________________________________________________________________;
D、E形成的某种化合物的晶胞结构示意图如下,该晶体的化学式为__________。
(6)向E的硫酸盐溶液中通入过量的CA3,可生成[E(CA3)4]2+,1mol[E(CA3)4]2+中含有σ键的数目约为____________。
36.[选修5-有机化学基础](15分)
有机物A的分子式为C6H6O2,从A开始,工业上合成某种具有抗肿瘤活性有机物的路线如下:
请回答下列问题:
(1)有机物A的结构简式为______________;A与足量溴水反应可生成有机物B,该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________;
1molB与足量NaOH溶液反应时最多可消耗NaOH的物质的量为________。
(2)反应①所得有机物中的含氧官能团为________和________。
(填名称)
(3)反应②的反应类型为________;反应③中生成的另一种芳香族有机物的名称为________。
(4)已知反应④中加入的试剂X的分子式为C7H5OCl,则X的结构简式为________。
(5)有机物
的一种同分异构体满足下列条件:
Ⅰ.苯环上有2个取代基;
Ⅱ.其分子中有5种不同化学环境的氢原子;
Ⅲ.能与FeCl3溶液发生显色反应且能与NaHCO3溶液反应放出气体。
写出该同分异构体的结构简式:
______________。
仿真模拟训练(三)
7. 解析:
选B。
烧酒的制造工艺利用蒸馏的方法,可用于分离沸点不同的液体混合物。
A.苯和水互不相溶,可用分液的方法分离,故A错误;B.乙酸乙酯和乙酸互溶且沸点不同,可用蒸馏的方法分离,故B正确;C.泥沙不溶于水,可用过滤的方法分离,故C错误;D.硝酸钾和硫酸钠的溶解度不同,可用重结晶的方法分离,故D错误。
8.解析:
选A。
Fe3+是弱碱阳离子,在溶液中会水解,故当Fe3+为1mol时,则溶液中的氯离子大于3mol即大于3NA,A项正确;用过氧化氢分解制取氧气,氧元素的价态由-1价变为0价,故当生成0.1mol氧气时,转移电子数为0.2NA,B项错误;酯化反应是可逆反应,故乙醇不可能全部转化为酯,C项错误;Na2O2是由Na+与O
构成的,1mol过氧化钠中含3mol离子即3NA,D项错误。
9.解析:
选B。
A.该有机物的分子式为C7H8O3,故A错误;B.该有机物含有碳碳双键、碳氧双键、醇羟基,所以碳碳双键和碳氧双键能与氢气发生加成反应;醇羟基能和羧基发生酯化反应,也是取代反应;该有机物能燃烧,所以能发生氧化反应,故B正确;C.能和氢气发生加成反应的有碳碳双键和碳氧双键,所以1mol该有机物最多能与3molH2发生加成反应,故C错误;D.该有机物含有三个双键,其芳香族同分异构体含有苯环,所以苯环的支链上不可能含有醛基,即其芳香族同分异构体不能发生银镜反应,故D错误。
10.解析:
选B。
A项,Cl-、Br-也能使酸性KMnO4溶液褪色,错误。
B项,湿润的红色石蕊试纸遇NH3变蓝色,正确。
C项,其他还原性离子如S2-也能与Br2反应,使混合溶液由橙色变为无色,错误。
D项,AlO
、SiO
在水溶液中均可与CO2反应,分别生成氢氧化铝、硅酸,二者均为白色沉淀,错误。
11.解析:
选C。
根据题给条件可推出X是氧元素、Y是碳元素、Z是硫元素、W是铝元素、M是钠元素。
硫的原子半径大于氧的原子半径,A项错误;由AlCl3溶液显酸性知,B项错误;NaHC2O4溶液显酸性、NaHCO3溶液显碱性,C项正确;由Na2O2中含有共价键知,D项错误。
12.解析:
选A。
在燃料电池中,通入燃料的一极为负极,A项正确;原电池中电子从负极经导线流向正极,电子不进入溶液,B项错误;该电池的总反应为2CH3CH3+7O2+8OH-===4CO
+10H2O,因为反应中消耗OH-,所以电池工作一段时间后,电解质溶液的pH减小,C项错误;1molO2参与反应转移4mol电子,而1molCu2+放电需要2mol电子,所以消耗氧气的物质的量与析出铜的物质的量之比为1∶2,D项错误。
13.解析:
选C。
溶液导电能力与离子浓度成正比,CH3COOH是弱电解质,溶液中离子溶度较小,加入NaOH后,溶液中离子浓度增大,溶液导电性增强;HCl是强电解质,随着NaOH溶液加入,溶液体积增大,导致溶液中离子溶度减小,溶液导电能力减弱,当完全反应时离子浓度最小,继续加入NaOH溶液,离子浓度增大,溶液导电能力增强,根据图知,曲线②代表0.1mol·L-1NaOH溶液滴定HCl溶液的滴定曲线,曲线①代表0.1mol·L-1NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的滴定曲线。
由分析可知,曲线①代表滴定CH3COOH溶液的曲线,A正确;A点溶液中c(Na+)=0.05mol·L-1,根据电荷守恒得c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=c(Na+)=0.05mol·L-1,B正确;酸或碱抑制水的电离,含有弱酸根阴离子或弱碱阳离子的盐促进水的电离,C点溶质为NaCl,对水的电离没有影响,A点溶质为醋酸钠,促进水的电离,B点为等物质的量浓度的醋酸钠和NaOH混合液,抑制水的电离,所以在相同温度下,水电离的c(H+):
B26. 解析:
(1)S2Cl2遇水会生成黄色单质S、一种能使品红褪色的气体SO2及HCl,结合电子守恒、原子守恒可得此反应的化学方程式:
2S2Cl2+2H2O===SO2↑+3S↓+4HCl。
(2)A装置中所制得氯气中混有水蒸气,利用B装置中所装浓硫酸干燥氯气,防止S2Cl2水解。
(3)装置内空气中有氧气,加热硫时会氧化硫,故通入N2的目的是排尽装置中的空气,防止硫加热时与氧气反应;关闭K2打开K3,当B装置上方充满黄绿色气体时,关闭K3打开K2,通过上述操作可将A、B装置中的空气除尽。
(4)氯气及HCl的尾气对环境有污染,利用石灰乳吸收多余的氯气及氯化氢气体并获得漂白粉或漂粉精。
(5)反应过程中不需要持续加热,说明生成二氯化二硫的反应为放热反应。
(6)E中可能有水蒸气进入D中,导致D中S2Cl2水解,使制得的二氯化二硫可能不纯,需要在D与E之间添加盛放无水氯化钙或五氧化二磷或硅胶的干燥装置。
答案:
(1)2S2Cl2+2H2O===SO2↑+3S↓+4HCl(1分)
(2)浓硫酸(1分)
(3)排尽装置中的空气,防止硫加热时与氧气反应(2分) 关闭K2打开K3,当B装置上方充满黄绿色气体时,关闭K3打开K2(2分)
(4)吸收多余的氯气及氯化氢气体并获得漂白粉或漂粉精(2分)
(5)放热(2分)
(6)D与E之间(2分) 无水氯化钙(或五氧化二磷或硅胶)(2分)
27.解析:
(1)①因“沉锰”时生成了含+2价Mn的MnCO3,说明MnO2被还原了,故“浸取”反应中MnO2是氧化剂,反应中所得到的单质是硫,SiO2不与酸及MnO2反应,故滤渣Ⅰ的成分为MnO2、S和SiO2。
②试剂A是用于调节溶液pH,促进Fe3+的水解,但不能引入杂质,因最后要制备碱式碳酸铜,则可加入CuO或Cu(OH)2等物质。
溶液pH=4,c(OH-)=10-10mol/L,由此求得c(Fe3+)=4.0×10-8mol/L。
③“沉锰”(除Mn2+)过程中,加入碳酸氢铵和氨气,生成碳酸锰沉淀,反应的离子方程式为Mn2++HCO
+NH3·H2O===MnCO3↓+NH
+H2O。
④滤液Ⅱ主要是硫酸铵溶液,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到硫酸铵晶体。
(2)①图(a)为原电池反应,Zn为负极,发生反应Zn-2e-===Zn2+,石墨为正极,发生反应Cu2++2e-===Cu,总反应式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,一段时间后,两电极质量相差25.8g,则
Zn+Cu2+===Cu+Zn2+
65g 64g65g+64g=129g2mol
25.8g n
则n=0.4mol,即转移电子的物质的量为0.4mol;乙池中析出铜的质量为
×64g/mol=12.8g,溶液减少12.8。
②调换后乙池是电解池,甲池是原电池,甲池中铜丝(正极)发生O2+2H2O+4e-===4OH-,呈碱性,则甲池铜丝附近溶液的pH增大,乙池中石墨电极与锌相连,故石墨电极是阴极。
答案:
(1)①MnO2(1分) S、SiO2(2分)
②CuO或Cu(OH)2(1分) 4.0×10-8(1分)
③Mn2++HCO
+NH3·H2O===MnCO3↓+NH
+H2O(2分) ④(NH4)2SO4(2分)
(2)①0.4(2分) 12.8(2分)
②增大(1分) 阴(1分)
28.解析:
(1)NaCN为强碱弱酸盐,CN-水解使溶液显碱性,故NaCN溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
电离平衡常数越大,酸性越强,稀释相同倍数时,pH变化越大,故曲线A代表CH3COOH溶液的pH变化趋势,曲线B代表HCN溶液的pH变化趋势。
酸的酸性越弱,其对应的盐越易水解,故相同条件下,NaCN溶液的碱性强于CH3COONa溶液。
(2)NH4NO3分解生成N2O和H2O的化学方程式为NH4NO3(s)
N2O(g)+2H2O(g),1molNH4NO3分解时转移4mol电子,由题中数据可知,放出的热量为84.8kJ÷8mol×4mol=42.4kJ,因此热化学方程式为NH4NO3(s)
N2O(g)+2H2O(g) ΔH=-42.4kJ·mol-1。
(3)①Q=
≈1.86②设t时刻后,Cl2、TiCl4、O2的浓度变化分别为2xmol·L-1、xmol·L-1、xmol·L-1,则有
TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)
t时刻(mol·L-1) 0.44 0.6 0.6
转化(mol·L-1)2xxx
平衡(mol·L-1)0.44-2x0.6+x 0.6+x
平衡常数K=
=400,解得x=0.2。
因初始状态下TiCl4和O2的浓度均为0,则Cl2的初始浓度为0.44mol·L-1+2×0.6mol·L-1=1.64mol·L-1,由此可知0~10min内反应速率v(Cl2)=
mol·L-1·min-1=0.16mol·L-1·min-1。
催化剂只能改变化学反应速率,不能改变化学平衡,a项错误;该可逆反应是气体分子数不变的反应,故压强变化对平衡无影响,b、c项错误;该反应的ΔH>0,是吸热反应,故升高温度,平衡右移,d项正确。
答案:
(1)c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)(2分) A(2分) >(2分)
(2)NH4NO3(s)
N2O(g)+2H2O(g) ΔH=-42.4kJ·mol-1(3分)
(3)①正(1分) ②0.16(2分) d(2分)
35.解析:
由题意可知,A是氢元素,B是碳元素,C是氮元素,D是氧元素,E是铜元素。
(1)电负性最大的是氧元素;氮原子的2p轨道处于半满状态,第一电离能较大。
(2)NH3分子间能形成氢键,故NH3的沸点较高。
(3)M是乙炔,结构式为H—C≡C—H;H2CCHCN分子中,双键碳原子采用sp2杂化,三键碳原子采用sp杂化。
(4)与CO2互为等电子体的由N元素形成的离子是N
。
(5)该晶胞中,Cu位于晶胞内部,一个晶胞中含4个Cu;O位于晶胞的顶点和体心,一个晶胞中含8×
+1=2个O,Cu、O的个数比为2∶1,故该晶体的化学式为Cu2O。
(6)向CuSO4溶液中通入过量NH3,生成[Cu(NH3)4]2+。
1mol[Cu(NH3)4]2+中含有4mol+3×4mol=16molσ键。
答案:
(1)O(1分) N(1分)
(2)NH3分子间能形成氢键(1分)