D.盐XZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含XZW的溶液
【答案】C
【解析】由上述分析可知:
W是O,M为F,X是Na,Y为Al,Z为Cl。
A.X和W形成氧化钠和过氧化钠,氧化钠和过氧化钠中阴、阳离子数之比均为1∶2,故A正确;B.氟气与水反应的化学方程式为2F2+2H2O=4HF+O2,氟能够将氧从其化合物中置换出来,说明非金属性:
F>O,故B正确;C.M、Z位于同一主族,非金属性:
F>Cl,形成气态氢化物的稳定性HF>HCl,故C错误;D.NaClO与浓盐酸反应的化学方程式为:
NaClO+2HCl=NaCl+H2O+Cl2↑,有黄绿色气体产生,氯气与冷的氢氧化钠溶液反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,又得到NaClO溶液,故D正确。
故选C。
12.常温下,将稀HCl溶液滴加到等浓度的弱碱AOH溶液中,测得混合液的pH和lg[c(AOH)/c(A+)]的关系如图所示,其中a点表示未加盐酸时的数据,e点表示HCl和AOH恰好完全反应时的数据。
下列说法错误的是
A.常温下,A+的水解平衡常数为1.0×10-10
B.点e溶液中水电离出的H+浓度为10-6.23mol/L
C.点c溶液中的n(A+)+n(AOH)等于点e溶液中的n(Cl-)
D.点d溶液中:
c(Cl-)>c(AOH)>c(A+)
【答案】D
【解析】A.由图可知,a点时lg[c(AOH)/c(A+)]=1,c(AOH)/c(A+)=10,pH=11,Kb===10-4,则A+的水解平衡常数为==1.0×10-10,故A正确;B.由题中信息可知,e点表示HCl和AOH恰好完全反应,溶液为ACl溶液,ACl为强酸弱碱盐水解显酸性,溶液中的H+来自水的电离,所以点e溶液中水电离出的H+浓度为10-6.23mol/L,故B正确;C.e点表示HCl和AOH恰好完全反应,根据物料守恒:
n(A+)+n(AOH)=n(Cl-),从c点到e点继续滴加盐酸,n(Cl-)增大,但n(A+)+n(AOH)不变,所以点c溶液中的n(A+)+n(AOH)等于点e溶液中的n(Cl-),故C正确;D.d点溶液盐酸过量,溶液为ACl和HCl混合溶液,由于A+水解受到抑制,水解程度微弱,所以点d溶液中:
c(Cl-)>c(A+)>c(AOH),故D错误。
答案选D。
13.H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备,其工作原理如图,下列叙述错误的是
A.N室发生的电极反应式为:
2H++2e-=H2↑
B.M室中稀硫酸可用盐酸替代
C.b膜为阴膜,产品室发生的反应方程式为:
B(OH)+H+=H3BO3+H2O
D.理论上每生成1mol产品,阳极室可生成标况下5.6L气体
【答案】B
【解析】A.N室中石墨为阴极,电解时阴极上水得电子生成H2和OH−,电极反应式为2H2O+2e−
=H2↑+2OH−或2H++2e−=H2↑,故A正确;B.M室中稀硫酸若用盐酸替代,氯离子在阳极上放电生成的氯气易污染空气,H+通过a膜进入产品室,盐酸的浓度不断减小,则M室溶液的导电性逐渐减弱,电解效率逐渐降低,不利于硼酸的生产,故B错误;C.M室中H+通过阳离子交换膜a膜进入产品室,原料室中的B(OH)通过阴离子交换膜b膜进入产品室,产品室中H+和B(OH)反应生成H3BO3,反应的离子方程式为B(OH)+H+=H3BO3+H2O,故C正确;D.理论上每生成1mol产品,阳极室生成1molH+和0.25molO2,标况下0.25molO2的体积为5.6L,故D正确。
故选B。
二、非选择题:
本卷包括必考题和选考题两部分。
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。
26.(14分)溴化亚铁是聚合反应中常用的一种催化剂,易潮解变质,800℃以上可升华,高温时FeBr3会快速分解为FeBr2。
某化学小组同学用下图所示装置制备溴化亚铁,请回答相关问题:
(1)仪器M、N的名称依次是________、________。
(2)装置⑥的作用是____________,从装置末端排出的气体是否需要处理________(填“是”或“否”)
(3)实验结束时要关闭热源并继续通入N2一段时间,此时通N2的目的是__________。
(4)将浓磷酸换成浓硫酸同样能制得HBr,但反应过程中圆底烧瓶内的溶液变为橙黄色。
①浓磷酸和浓硫酸均能用于制HBr的原因是硫酸和磷酸都具备某种性质,该性质是_________
_________________________________。
②溶液变橙黄色是因为发生了副反应___________(写化学方程式)。
③浓磷酸换成浓硫酸对产品纯度_____(填“有”或“没有”)影响,理由是___________________。
【答案】
(1)分液漏斗干燥管
(2)吸收未反应的HBr,并防止空气中的水蒸气进入装置⑤是
(3)使装置中残留的HBr被充分吸收,避免造成污染
(4)①难挥发性(或高沸点)
②2NaBr+2H2SO4(浓)SO2↑+Br2↑+2H2O+Na2SO4
③没有SO2与铁不反应,溴与铁生成的FeBr3在高温下迅速分解为FeBr2
【解析】
(1)根据常见仪器的结构,仪器M为分液漏斗、N为球形干燥管,故答案为:
分液漏斗;球形干燥管;
(2)根据上述分析,装置⑥可以吸收未反应的HBr,并防止空气中的水蒸气进入装置⑤使溴化亚铁潮解变质;铁与溴化氢反应生成溴化亚铁,同时生成了氢气,从装置末端排出的气体中含有氢气,需要处理,否则可能发生爆炸危险,故答案为:
吸收未反应的HBr,并防止空气中的水蒸气进入装置⑤;是;(3)实验结束时要关闭热源并继续通入N2一段时间,此时通入N2可以使装置中残留的HBr被充分吸收,避免造成污染,故答案为:
使装置中残留的HBr被充分吸收,避免造成污染;(4)将浓磷酸换成浓硫酸同样能制得HBr,但反应过程中圆底烧瓶内的溶液变为橙黄色。
①浓磷酸和浓硫酸均能用于制HBr的原因是硫酸和磷酸都是难挥发性酸,故答案为:
难挥发性(或高沸点);②浓硫酸具有强氧化性,能够氧化溴离子生成溴单质,因此溶液变橙黄色是因为发生了副反应2NaBr+2H2SO4(浓)SO2↑+Br2↑+2H2O+Na2SO4,故答案为:
2NaBr+2H2SO4(浓)SO2↑+Br2↑+2H2O+Na2SO4;③用浓硫酸作反应物时,进入素瓷烧反应管的HBr中含有溴蒸气和二氧化硫,二氧化硫与铁不反应,溴与铁生成的FeBr3在高温下迅速分解为FeBr2,不会影响产品纯度,故答案为:
没有;SO2与铁不反应,溴与铁生成的FeBr3在高温下迅速分解为FeBr2。
27.(14分)Ba(NO3)2可用于生产烟花。
某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用某种钡泥[主要含有BaCO3、Ba(FeO2)2、极少量CuCO3等]制取Ba(NO3)2晶体,其部分工艺流程如下:
已知:
Fe3+和Fe2+以氢氧化物形式沉淀完全时,溶液的pH分别为3.2和9.7。
(1)酸溶时不使用浓硝酸的原因是_________________________________。
(2)酸溶后溶液中pH=1,Ba(FeO2)2与HNO3的反应化学方程式为__________________。
(3)该厂结合本厂实际,中和选用的X为____________(填化学式);中和使溶液中______(填离子符号)的浓度减少(中和引起的溶液体积变化可忽略)。
(4)滤液得到Ba(NO3)2晶体的操作依次为_________、_________、过滤。
(5)该厂生产的Ba(NO3)2晶体含有少量Cu2+。
化学上通过惰性电极电解法富集Cu时,发现电解装置的阴极还有少量使红色石蕊试纸变蓝的气体生成。
生成该气体的电极反应为__________
____________________。
(6)Ba2+致死量为355mg/kg。
误食Ba2+可以服用MgSO4溶液解毒,涉及到的离子反应方程式为___________;为了减少环境污染,请对上述流程中不合理的设计进行改进,改进措施是_______
________。
【答案】
(1)浓HNO3易挥发、分解
(2)Ba(FeO2)2+8HNO3=Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O
(3)BaCO3Fe3+、H+
(4)蒸发浓缩冷却结晶
(5)NO+6H2O+8e−=NH3↑+9OH−
(6)Ba2++SO=BaSO4↓洗涤废渣并回收洗涤液
【解析】BaCO3含少量CuCO3、Ba(FeO2)2等杂质,其中Ba(FeO2)2中钡元素为+2价,铁元素为+3价,加入硝酸,在容器中充分溶解得到溶液,此溶液中含有钡离子、铜离子、三价铁离子,可加入X碳酸钡,调节溶液pH=4~5,使铁离子、铜离子水解生成Fe(OH)3沉淀、Cu(OH)2沉淀,过滤后废渣为Fe(OH)3、Cu(OH)2,滤液中主要含有硝酸、硝酸钡,经蒸发浓缩,冷却结晶,过滤可得到硝酸钡晶体。
(1)酸溶时不使用浓硝酸的原因是浓HNO3易挥发、分解;
(2)酸溶后溶液中pH=1,Ba(FeO2)2与HNO3反应生成硝酸钡、硝酸铁和水,反应的化学方程式为Ba(FeO2)2+8HNO3=Ba(NO3)2+
2Fe(NO3)3+4H2O;(3)该厂结合本厂实际,中和选用的X必须能消耗过量硝酸并使铁离子沉淀而除去,且不引入新的杂质,可为BaCO3;中和使溶液中Fe3+、H+的浓度减少;(4)滤液得到Ba(NO3)2晶体的操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;(5)电解装置的阴极还有少量使红色石蕊试纸变蓝的气体生成,则气体显碱性为氨气,生成该气体的电极反应是硝酸根离子得电子产生氨气,电极反应式为NO+6H2O+8e−=NH3↑+9OH−;(6)误食Ba2+可以服用MgSO4溶液解毒,钡离子与硫酸根离子反应产生难溶于酸的硫酸钡,涉及到的离子反应方程式为Ba2++SO=BaSO4↓;为了减少环境污染,请对上述流程中不合理的设计进行改进,改进措施是洗涤废渣并回收洗涤液,避免引起污染。
28.(15分)汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源,NOx也是雾天气的主要成因之一。
(1)科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无毒的气体,其热化学方程式为:
2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH1=-746.5kJ·mol−1
已知:
2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2=-221.0kJ·mol−1
CO2(g)C(s)+O2(g)ΔH3=+393.5kJ·mol−1
①C(s)的燃烧热(ΔH)为_____________。
②NO(g)分解成两种气体单质的热化学方程式为_____________。
(2)一定温度下,向初始容积均为2L的A、B、C三个容器中,均投入5molCO气体和4molNO气体发生如下反应:
2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)
①上图表示该反应中NO的平衡转化率()随温度、压强变化的示意图,则X代表的物理量是______,Y1Yz(填“>”或“<”)。
②反应过程中,A容器中保持恒温恒压,B容器中保持恒温恒容,C容器中保持绝热恒容。
下列说法错误的是________。
a.B、C两个容器中反应达到平衡所用的时长为:
tB>tC
b.3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为>>
c.当A容器内气体平均摩尔质量不变时,说明该反应处于化学平衡状态
d.当B容器内气体密度保持不变时,说明该反应处于化学平衡状态
③当B容器中保持平衡时,NO所占体积分数为25%。
则相同温度下,A容器中逆反应的平衡常数K=_________(保留两位有效数字)
(3)利用反应NO2+NH3→N2+H2O(未配平)消除用电器NO2的简易装置如图所示。
①a电极上的反应式为_____________。
②常温下,若用该电池电解0.6L饱和食盐水,一段时间后,测得饱和食盐水pH变为13,则理论上b电极上消耗B气体的体积为_______mL(标准状况;假设电解过程中溶液体积不变)。
【答案】
(1)393.5kJ·mol−12NO(g)O2(g)+N2(g)ΔH1=-180.5kJ·mol−1
(2)压强<d4.5mol·L−1
(3)2NH3-6e−+6OH−=2N2+6H2O336
【解析】
(1)①根据CO2(g)C(s)+O2(g)ΔH3=+393.5kJ·mol−1,可知C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH3=-393.5kJ·mol−1,所以C(s)的燃烧热(△H)为393.5kJ·mol−1。
②
(1)2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH1=-746.5kJ·mol−1
(2)2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2=-221.0kJ·mol−1
(3)CO2(g)C(s)+O2(g)ΔH3=+393.5kJ·mol−1
根据盖斯定律
(1)-
(2)+(3)得2NO(g)O2(g)+N2(g)ΔH1=-180.5kJ·mol−1。
(2)①2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)正反应放热,升高温度平衡逆向移动,NO的平衡转化率降低;2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)正方向物质的量减少,增大压强平衡正向移动,NO的平衡转化率增大,所以X代表的物理量是压强,Y代表的物理量是温度,温度越高NO的平衡转化率越小,所以Y1<Y2;②a.B容器中保持恒温恒容,C容器中保持绝热恒容,正反应放热,C容器的温度高,反应速率快,B、C两个容器中反应达到平衡所用的时长为:
tB>tC,故a正确;b.A容器中保持恒温恒压,B容器中保持恒温恒容,A压强大于B,A中NO的转化率大于B;B容器中保持恒温恒容,C容器中保持绝热恒容,正反应放热,C容器的温度高,B中NO的转化率大于C,3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为>>,故b正确;c.根据,总物质的量是变量,所以容器内气体平均摩尔质量是变量,当A容器内气体平均摩尔质量不变时,说明该反应处于化学平衡状态,故c正确;d.B容器中保持恒温恒容,,密度是恒量,当B容器内气体密度保持不变时,该反应不一定处于平衡状态,故d错误。
选d。
③2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)
开始(mol/L)2.5200
转化(mol/L)2x2x2xx
平衡(mol/L)2.5-2x2-2x2xx
,x=0.5;A容器中逆反应的平衡常数K==
4.5mol·L−1;(3)①电子由a流向b,可知a是负极,a极失电子发生氧化反应,电极反应式是2NH3-6e−+6OH−=2N2+6H2O;②常温下,若用该电池电解0.6L饱和食盐水,一段时间后,测得饱和食盐水pH变为13,则生成氢氧化钠的物质的量为0.1mol/L×0.6L=0.06mol,电路中转移电子的物质的量是0.06mol,b电极上NO2得电子发生还原反应,2NO2+8e−+4H2O=N2+8OH−,根据得失电子守恒,消耗NO2在标准状况下的的体积为0.06mol÷4×22.4L/mol=0.336L=336mL。
35.【化学——选修3:
物质结构与性质】(15分)
铜是人类最早发现并广泛使用的一种金属。
向硫酸铜溶液中逐滴滴加稀氨水,产生蓝色沉淀:
继续滴加稀氨水,沉淀溶解,溶液最终变为深蓝色:
再向深蓝色溶液中加入无水乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
回答下列问题:
(1)基态Cu原子中,电子在核外排布的原子轨道共有________个。
(2)N、O、S元素的原子对键合电子吸引力最大的是_________。
(3)[Cu(NH3)4]2+中,提供孤对电子的是________。
Cu(NH3)2Cl2有两种同分异构体,其中一种可溶于水,则此种化合物是________(填“极性”或“非极性”)分子,由此推知[Cu(NH3)4]2+的空间构型是________。
(4)NH3中N原子的杂化方式是_________,乙醇分子中采用同样杂化方式的原子有____个。
(5)硫元素对应的含氧酸酸性是H2SO4强于H2SO3,其原因为_________。
(6)铜的一种氧化物晶体结构如图所示,该氧化物的化学式是________。
若该晶体结构为长方体,其参数如图,阿伏加德罗常数为NA,则该氧化物的密度为_________g·cm-3。
【答案】
(1)15
(2)O
(3)NH3极性平面正方形
(4)sp33
(5)H2SO4与H2SO3分别可表示为(HO)2SO2和(HO)2SO,前者非羟基氧(2个)多与后者的非羟基氧(1个)的数目,使H2SO4中的S-O-H中O的电子更偏向于S,越容易电离出H+,酸性更强
(6)CuO
【解析】
(1)基态铜原子的电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,s有1个轨道,p有3个轨道,d有5个轨道,所以总共有15个轨道;
(2)原子对键合电子吸引力就是元素的电负性,根据非金属性越强,电负性越强分析,其中O原子对键合电子吸引力最大;(3)氨气分子中氮原子有一对孤对电子,所以在[Cu(NH3)4]2+中氨气提供孤对电子;Cu(NH3)2Cl2有两种同分异构体,说明[Cu(NH3)4]2+是平面正方形结构,其中一种可溶于水极性,根据相似相溶原理分析,水为极性分析,所以化合物Cu(NH3)2Cl2为极性分子。
(4)氨气中氮原子形成3个氮氢键,氮原子还有1对孤对电子对,杂化类型为sp3;乙醇分子中有两个碳原子和一个氧原子都采用的是该种杂化方式,共3个;(5)含氧酸的酸性需要看羟基的氧原子个数,H2SO4与H2SO3分别可表示为(HO)2SO2和(HO)2SO,前者非羟基氧(2个)多与后者的非羟基氧(1个)的数目,使H2SO4中的S-O-H中O的电子更偏向于S,越容易电离出H+,酸性更强;(6)根据均摊法分析,其中氧原子的个数为=4,铜原子个数为4,所以该晶胞中含有4个氧原子和4个铜原子,化学式为CuO,晶胞的密度为=g·cm-3
36.【化学——选修5:
有机化学基础】(15分)
“点击化学”是指快速、高效连接分子的一类反应,例如铜催化的Huisgen环加成反应:
我国科研人员利用该反应设计、合成了具有特殊结构的聚合物F并研究其水解反应。
合成线路如下图所示:
已知:
(1)化合物A的官能团是________。
(2)反应①的反应类型是________。
(3)关于B和C,下列说法正确的是________(填字母序号)。
a.利用质谱法可以鉴别B和C
b.B可以发生氧化、取代、消去反应
c.可用酸性高锰酸钾溶液检验C中含有碳碳三键
(4)B生成C的过程中还有另一种生成物X,分子式为C3H6O,核磁共振氢谱显示只有一组峰,X的结构简式为_________。
(5)反应②的化学方程式为_____