微测26 非选择题标准练1.docx
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微测26非选择题标准练1
微测26 非选择题标准练1
(一)必做题
1.(2017·保定一模)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。
某研究性学习小组拟热分解agCuCl2·2H2O制备CuCl,该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略),并开展相关探究。
阅读资料:
请回答下列问题:
(1)请在下表中填写实验操作的步骤。
步骤
操作描述
①
____________________
②
____________________________
③
____________________________
④
熄灭酒精灯,冷却
⑤
停止通入HCl,然后通入N2
(2)在实验过程中观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是____________________。
(3)装置D的作用是____________________。
(4)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,根据资料信息分析其原因:
①若杂质是CuCl2,则产生的原因是_____________________。
②若杂质是CuO,则产生的原因是_____________________。
(5)在不了解CuCl化学性质的前提下,如何证明实验得到的CuCl样品中含有CuCl2杂质____________________。
答案
(1)①检验装置的气密性后加药品 ②在“气体入口”处通干燥HCl ③点燃酒精灯,加热
(2)先变红后褪色
(3)吸收氯气和氯化氢气体
(4)①加热温度不够 ②HCl气流不足
(5)对反应后得到的产品进行称量,求出agCuCl2·2H2O完全转化为CuCl的质量,如果该数值小于产品的称量值,就可判断含有氯化铜(合理说法即可)
解析
(1)实验中有气体生成,先检验装置的气密性,热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,防止CuCl被氧化和Cu2+水解所以必须要先赶走装置中的氧气和水蒸气后才加热,且要在HCl气流中加热制备抑制水解,反应结束后先熄灭酒精灯,应该要继续通入HCl直至装置冷却,然后通入N2排出HCl,所以操作顺序为①检验装置的气密性后加药品;②在“气体入口”处通干燥HCl;③点燃酒精灯,加热;④熄灭酒精灯,冷却;⑤停止通入HCl,然后通入N2。
(2)分解产物中含有水蒸气,则在实验过程中观察到B中物质由白色变为蓝色。
因为大于300℃,发生2CuCl2===2CuCl+Cl2↑,则产物中还有Cl2,所以C中石蕊试纸先变红后褪色。
(3)氯气有毒,氯化氢也需要吸收,则装置D的作用是吸收氯气和氯化氢气体。
(4)①若杂质是CuCl2,根据表中信息可知混有CuCl2与温度不够或加热时间不足有关。
②若杂质是CuO,与没有在HCl的氛围中加热或者未等试管冷却就停止通入HCl气体有关。
(5)在不了解CuCl化学性质的前提下,要证明实验得到的CuCl样品中含有CuCl2杂质需要对反应后得到的产品进行称量,求出agCuCl2·2H2O完全转化为CuCl的质量,如果该数值小于产品的称量值,就可判断含有氯化铜。
2.(2017·东北三省四市二模)炼锌厂的铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素,其含量依次减少。
对这些元素进行提取分离能减少环境污染,同时制得ZnSO4·7H2O,实现资源的再利用。
其流程图如图所示。
已知FeAsO4难溶于水;ZnSO4·7H2O易溶于水,难溶于酒精。
金属离子
Fe3+
Zn2+
Mn2+
Cu2+
Cd2+
开始沉淀pH
2.7
6.5
7.7
5.2
6.9
沉淀完全pH
3.2
8.0
9.8
6.4
9.4
请回答下列问题:
(1)提高浸出率可以采用的方法是(写出其中一点即可)________________________________。
(2)滤液Ⅰ中有少量的AsO
,若不除去,则AsO
与Cd反应会产生一种有毒氢化物气体,该气体的分子式为__________。
向滤液Ⅰ中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可与AsO
发生反应生成FeAsO4,完成该反应的离子方程式:
__________Fe2++__________AsO
+________MnO
+________===________Mn2++________FeAsO4↓+__________,判断该滴定终点的现象是________________________________。
(3)流程中②调节pH时可以选用的试剂为________,滤渣Ⅱ的主要成分为__________。
(4)常温下Zn(OH)2的溶度积Ksp=______________。
(5)制得的ZnSO4·7H2O需洗涤,洗涤晶体时应选用试剂为______________。
答案
(1)适当增大硫酸浓度、升高溶液温度、搅拌、将铜镉渣磨碎成小颗粒等合理答案均可以
(2)AsH3 5Fe2++5AsO
+3MnO
+14H+===3Mn2++5FeAsO4+7H2O 滴最后一滴高锰酸钾,溶液变为紫红色且半分钟内不恢复为原色,则反应到终点
(3)ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2等合理答案均可 FeAsO4、Fe(OH)3
(4)10-17
(5)乙醇或饱和硫酸锌溶液
解析
(1)可以通过适当增大硫酸浓度、升高溶液温度、搅拌、将铜镉渣磨碎成小颗粒等措施提高浸出率。
(2)AsO
与Cd反应,Cd被氧化,则AsO
被还原为一种有毒氢化物气体,此气体的分子式为AsH3;向滤液Ⅰ中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可与AsO
发生反应生成FeAsO4,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒得此反应的离子方程式为5Fe2++5AsO
+3MnO
+14H+===3Mn2++5FeAsO4+7H2O,当滴加最后一滴高锰酸钾,溶液变为紫红色且半分钟内不恢复为原色,则反应到终点。
(3)流程中②调节pH时,选用的试剂要能与H+反应,同时不引入新的杂质,则可选用的试剂为ZnO、ZnCO3或Zn(OH)2;由图示可知,当溶液pH=4时,溶液中的Fe3+完全水解转化为Fe(OH)3,则滤渣Ⅱ的主要成分为Fe(OH)3。
(4)沉淀完全时溶液pH=8,即c(OH-)=1×10-6mol/L,此时溶液中c(Zn2+)浓度为1×10-5mol/L,常温下Zn(OH)2的溶度积Ksp=c(Zn2+)×c2(OH-)=1×10-17。
(5)因ZnSO4·7H2O易溶于水,难溶于酒精,制得的ZnSO4·7H2O晶体可选择酒精或饱和硫酸锌溶液洗涤。
3.(2017·茂名二模)甲酸是有机化工原料,也用作消毒剂和防腐剂,回答下列问题:
(1)以下为一些化学键的键能数据
化学键
H—H
C===O
C—O
O—H
C—H
键能(kJ/mol)
436
728
326
464
414
合成甲酸的方法之一为CO2(g)+H2(g)HCOOH(l) ΔH,则ΔH=__________。
(2)甲酸甲酯水解制甲酸也是常见方法,而工业上可用甲醇催化脱氢制甲酸甲酯:
2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g) ΔH。
已知:
气体分压p(分)=气体总压p(总)×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,如图为上述反应的平衡常数Kp与温度的关系图。
①ΔH__________0(填“>”或“<”)。
②在310℃下,将2mol甲醇置于压强为p0的恒压密闭容器中,20分钟后到达平衡,平衡时甲醇和氢气的分压相等,计算:
从开始到平衡时甲醇的平均反应速率________mol·min-l,p0=________Pa。
③若要进一步提高甲醇转化率,除了可以适当改变反应温度和分离出甲酸甲酯外,还可以采取的措施有__________、__________。
(3)已知常温下甲酸的电离常数K=1.8×10-4,则pH=2甲酸的浓度约为__________。
答案
(1)-40kJ/mol
(2)①> ②0.05 5×104 ③分离氢气 降低压强
(3)0.57mol/L
解析
(1)根据键能与焓变的关系,ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=(2×728+436-414-728-326-464)kJ·mol-1=-40kJ·mol-1。
(2)①根据关系图,随着温度升高,Kp增大,说明平衡向正反应方向移动,即正反应是吸热反应,ΔH>0。
(2)根据“三段式”,可得:
2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g)
起始物质的量200
变化物质的量2xx2x
平衡物质的量2-2xx2x
达到平衡时,甲醇和氢气的分压相等,
=p0×2x/(2+x),解得x=0.5,因此甲醇的平均反应速率=2×0.5/20mol·min-1=0.05mol·min-1。
甲醇和氢气的平衡分压相等,根据平衡常数Kp表达式,即有0.5p0/2.5=100,解得p0=500,即p0=5×104Pa;③提高甲醇的转化率,说明平衡向正反应方向移动,即分离氢气和降低压强。
(3)甲酸的电离方程式为HCOOHHCOO-+H+,K=c(HCOO-)×c(H+)/c(HCOOH)=1.8×10-4,c(HCOO-)=c(H+),因此有(10-2)2/c(HCOOH)=1.8×10-4,解得c(HCOOH)=0.56mol·L-1,因此甲酸浓度为(0.56+0.01)mol·L-1=0.57mol·L-1。
选做题
1.【化学选做——选修3:
物质结构与性质】
(2017·唐山一模)PM2.5中的某些物质,易引发光化学烟雾污染,光化学烟雾中含有NOx、OCS、CH2===CH—CHO、HCOOH、以及光气等二次污染物。
水污染程度可通过测定水体中铅、铬等重金属的含量判断。
(1)C、N、O三种元素的第一电离能从大到小的顺序为__________(用元素符号表示),CH2===CH—CHO分子醛基中碳原子杂化方式为______________________________。
(2)根据等电子体原理,羰基硫(OCS)分子的结构式为__________;光气(COCl2)各原子最外层都满足8电子稳定结构,则光气分子的空间构型为________(用文字描述)。
(3)1molHCOOH中含σ键和π键数目之比为______。
(4)基态Cr原子核外电子排布式是__________,配合物[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3中心离子的配体为__________。
(5)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β-射线吸收法,β-射线放射源可用85Kr。
已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中晶胞中含Kr原子为m个,与每个Kr原子紧相邻的Kr原子有n个,则m/n=__________(填数字)。
若两个相邻面心的Kr原子的核间距为acm,用NA表示阿伏加德罗常数,M表示Kr的相对原子质量。
该晶体的密度计算式为__________g/cm3。
答案
(1)N>O>C sp2
(2)O===C===S 平面三角形
(3)4∶1
(4)[Ar]3d54s1 H2O和NH3
(5)1/3
解析
(1)C、N、O同处第二周期,总体第一电离能递增,但是由于N原子核外电子排布为1s22s22p3,2p处于半充满状态,第一电离能比相邻的原子都更大,所以第一电离能的顺序为N>O>C;CH2===CHCHO分子中,醛基的碳原子通过σ键直接连接三个原子,但是和氧原子的连接中还存在一个π键,因此该碳原子不存在孤对电子,所以醛基碳原子的成键电子对和孤电子对共有3个,杂化方式为sp2。
(2)OCS与CO2原子数和最外层电子数分别相等,属于等电子体,所以OCS分子结构为直线形即O===C===S。
光气的各原子最外层都满足8电子稳定结构,电子式为
,中心原子碳含有3个成键电子对,没有孤电子对,杂化方式为sp2,因此分子空间构型为平面三角形。
(3)HCOOH的结构式为
,C===O中存在一个π键和一个σ键,所以σ键共4mol,π键1mol,比值为4∶1。
(4)Cr为24号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
配合物[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3中心离子是Cr3+,配体为NH3和H2O分子。
(5)晶胞结构图中,立方体的顶点、面心位置都被Kr原子占据,因此晶胞中Kr原子数m=8×1/8+6×1/2=4。
以晶胞图正上方中心Kr为对象,紧相邻的Kr原子包括该平面顶点4个Kr原子,以及四个立面中心共4个Kr原子,还包括该晶胞正上方晶胞四个立面中心的共4个Kr原子,因此n=4+4+4=12,m/n=4∶12=1∶3。
晶胞中4个Kr原子总质量为4×M/NAg,面心的Kr原子的核间距为acm,即正方形平面对角线为2acm,边长为
×2acm=
acm,立方体体积为(
acm)3,所以晶体的密度为
g÷(
acm)3=
g/cm3。
2.【化学选做——选修5:
有机化学基础】
(2017·武汉5月调研)盐酸金刚烷胺是一种治疗和预防病毒性感染的药物,可用于抑制病毒穿入宿主细胞,从结构上看是一种对称的三环状胺,可以利用环戊二烯(CPD)来制备合成,流程图如下:
(1)下列关于X和金刚烷说法正确的是________(填选项字母)。
A.金刚烷和X互为同分异构体,均可以发生氧化反应和取代反应
B.金刚烷和X均可以使溴水褪色
C.金刚烷和X均具有与芳香烃相似的化学性质
D.金刚烷和X均不存在手性碳原子
(2)反应①的反应类型为____________,反应②的条件为________________________。
(3)有机物Y的一氯代物的同分异构体的数目为________,写出Y与氢氧化钠的乙醇溶液反应的化学方程式__________________。
(4)有机物Z是一种重要的有机氮肥,在核磁共振氢谱谱图中只有一个峰,写出Z与浓硫酸反应的化学方程式___________________
________________________________________________________。
(5)CPD可以与Br2的CCl4溶液反应,写出其所有可能产物的结构简式:
_____________________________________________________。
(6)参照上述流程图,并用流程图中出现的试剂和
为原料合成
,设计其合成路线。
答案
(1)A
(2)加成反应 Br2蒸气 光照
(3)8
+NaOH
+NaBr+H2O
(4)CO(NH2)2+H2SO4(浓)―→CO(NH2)2·H2SO4或
CO(NH2)2+2H2SO4(浓)―→CO(NH2)2·2H2SO4
(6)
解析
(1)X为
,金刚烷为
。
金刚烷和X的分子式相同,均为C10H16,互为同分异构体,能够燃烧,属于氧化反应,能够与氯气等发生取代反应,故A项正确;金刚烷和X均不存在碳碳双键等不饱和键,不能使溴水褪色,故B项错误;金刚烷和X均不含有苯环,与芳香烃的化学性质不相似,故C项错误;金刚烷中不含手性碳原子,X中含有手性碳原子(
),故D项错误。
(2)根据流程图,反应①存在C===C―→C—C的变化,应为加成反应,反应②为金刚烷与溴的取代反应,反应条件为光照。
(3)Y为
,其一氯代物的同分异构体有
(3种,·表示氯原子可能的位置)、
(5种,·表示氯原子可能的位置)共8种,
与氢氧化钠的乙醇溶液发生消去反应,反应的化学方程式为
+NaOH
+NaBr+H2O。
(4)根据流程图,Z为尿素,CO(NH2)2中的氨基具有碱性,可以与浓硫酸反应,反应的化学方程式为CO(NH2)2+H2SO4(浓)―→CO(NH2)2·H2SO4或CO(NH2)2+2H2SO4(浓)―→CO(NH2)2·2H2SO4。
(5)CPD中含有碳碳双键,可以与Br2的CCl4溶液发生1,4-加成或1,2-加成或完全加成反应,生成的所有