D.当溶液中c(Na+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)时,对应pH=7
第II卷(非选择题:
共174分)
三、非选择题:
共174分。
第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第33~38题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:
共129分。
26.(14分)硫氰化钾可用于农药、医药、电镀、化学试剂、检定铁离子、铜和银等。
某兴趣小组同学在实验室模拟工业制备硫氰化钾(KSCN),实验装置如图所示。
实验步骤如下:
(1)制备NH4SCN溶液:
CS2+2NH3
NH4SCN+H2S,该反应进行的比较缓慢,NH3不溶于CS2。
①实验前,应进行的操作是;三颈烧瓶内盛放有一定量的CS2、水和催化剂。
三颈烧瓶的下层CS2液体必须浸没导气管口,目的是。
②实验开始时打开K1,加热装置A、D,缓慢地向装置D中充入气体。
装置A中发生反应的化学方程式是,装置C的作用可能是。
(2)制备KSCN溶液:
移去装置A处的酒精灯,关闭K1,打开K2,利用耐碱分液漏斗边加液边加热,则此时装置D中发生反应的化学方程式是。
(3)制备KSCN晶体:
先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再减压蒸发浓缩,冷却结晶,,得到硫氰化钾晶体。
(4)测定KSCN的含量:
称取10.00g样品配成1000mL溶液,量取25.00mL溶液于锥形瓶中,并加入几滴Fe(NO3)3溶液,用0.1000mol·L-1AgNO3标准溶液滴定。
经过3次平行试验,达到滴定终点时,消耗AgNO3标准溶液的体积平均为20.00mL。
滴定反应的离子方程式为SCN-+Ag+=AgSCN↓。
①判断达到滴定终点的方法是。
②样品中KSCN的质量分数为(KSCN的摩尔质量为97g·mol-1,保留4位有效数字)。
27.(14分)磷酸铝(AlPO4)是-种用途广泛的材料,可在玻璃生产过程中充当助熔剂,作陶瓷或牙齿的黏合剂等。
以磷硅渣[主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等]为原料制备磷酸铝的工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)浸渣中含有SiO2,试写出SiO2的一种重要用途;酸浸中磷元素主要转化为H3PO4,该反应的化学方程式为。
(2)生石灰除了调节pH外,另一作用是。
(3)滤液中钒元素以V3O93-形式存在,V3O93-易水解为[VO3(OH)]2-,该水解反应的离子方程式为。
(4)碱浸时,粗磷酸铝转化为可溶性溶质,则可溶性溶质分别是(填化学式)。
(5)实验测得pH、反应温度与时间对碱浸时固相中P、Al含量ω%的影响如图所示:
则最优反应条件是。
(6)在物质的量浓度分别为0.01mol·L-1的CaCl2和AlCl3的混合溶液中加入等体积的Na3PO4溶液,若Al3+恰好沉淀完全,即溶液中c(Al3+)=1.0×10-5mol·L-1,此时AlPO4沉淀中(填“是”或“否”)混有Ca3(PO4)2。
[已知AlPO4、Ca3(PO4)2的Ksp分别为6.3×10-19、2.0×10-29]
28.(15分)氨在化肥生产、储氢及环境治理等领域发挥着重要作用。
(1)中科院固体研究所的赵惠军和张海民研究团队以MoS2为催化剂,通过调节催化剂/电解质的表界面相互作用,在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨,其反应历程与相对能量模拟计算结果如图1。
将Na2SO4溶液换成Li2SO4溶液后,反应速率明显加快的主要原因是加快了下列转化的反应速率(填标号)。
A.N2→*N2B.*N2→*N2HC.*N2H3→*ND.*NH→*NH2
(2)2017年Dr.KatsutoshiNagaoka等带领的研究团队开发了一种可以“快速启动的氨制氢工艺”。
已知:
NH3(g)=
H2(g)+
N2(g)△H1=+45.9kJ·mol-1
NH3(g)+
O2(g)=
H2O(g)+
N(g)△H2=-318kJ·mol-1
则快速制氢反应NH3(g)+
O2(g)=H2(g)+
H2O(g)+
N2(g)的△H=kJ·mol-1。
(3)氨在高温下分解可以产生氢气和氮气。
1100℃时,在钨丝表面NH3分解的半衰期(浓度减小一半所需时间)如下表所示:
表中的t5的值为。
c(NH3)的值从2.28×10-3变化至1.14×10-3的过程中,平均反应速率v(H2)=mol·L-1·s-1(保留三位有效数字)。
(4)氨催化氧化时会发生两个竞争反应:
I:
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.0kJ·mol-1
II:
4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266.6kJ·mol-1
为分析某催化剂对反应的选择性,在1L密闭容器中存入1mol氨气和2mol的氧气,测得有关物质的物质的量随温度变化的关系如图2。
①该催化剂在低温时,选择反应(填“I”或“II”)。
②520℃时,4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)的平衡常数K=(只需列出数字计算式,无需计算结果)。
(5)华南理工大学提出利用电解法制H2O2并用产生的H2O2处理废氨水,装置如图3所示。
①Ir-Ru惰性电极有吸附O2的作用,该电极上的反应为。
②理论上电路中每转移3mol电子,最多可以处理NH3·H2O的物质的量为。
(二)选考题:
共45分。
请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。
如果多做,则每科按所做的第一题计分。
35.[化学——选修3物质结构与性质](15分)
高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)3](ClO4)2}是一种新型的起爆药。
(1)写出基态Ni原子的外围电子排布图。
(2)Ni能与CO形成配合物Ni(CO)4,配体CO中提供孤电子对的是C原子而不是O原子,其理由可能是;1mol该配合物分子中σ键数目为(设NA为阿伏伽德罗常数的值,下同)。
(3)①ClO4-的VSEPR模型是。
②写出与ClO4-互为等电子体的一种分子:
(填化学式)。
(4)高氯酸三碳酰肼合镍化学式中的CHZ为碳酰肼,其结构为
,它是一种新型的环保锅炉水除氧剂。
碳酰肼中氮原子和碳原子的杂化轨道类型分别为、。
(5)高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。
①高氯酸的酸性强于次氯酸的原因是:
。
②如图为NiO晶胞,则晶体中Ni2+的配位数为;若晶胞中Ni2+距离最近的O2-之间的距离为apm,则NiO晶体的密度=g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
36.[化学——选修5:
有机化学基础](15分)
化合物M可用作消毒剂、抗氧化剂、医药中间体。
实验室由芳香烃A制备M的一种合成路线如下:
请回答:
(1)C的化学名称为;D中含氧官能团的结构简式为。
(2)由B转化为C的反应类型为;G的分子式为。
(3)由E转化为F的第一步反应的化学方程式为。
(4)M的结构简式为。
(5)芳香化合物Q为C的同分异构体,Q能发生银镜反应,其核磁共振氢谱有4组吸收峰。
写出符合要求的Q的一种结构简式。
(6)参照上述合成路线和信息,以苯甲酸甲酯和CH3MgBr为原料(无机试剂任选),设计制备
的合成路线。