该同学的主要判断依据是___________。
(3)在氢卤酸中,HF是唯一的弱酸,主要原因是__________。
(4)光气(
)用作有机合成、农药、药物、染料及其他化工制品的中间体。
从电子云的重叠角度分析,该分子中含有的共价键类型是_______,C原子的杂化方式为____,分子的空间构型为______。
(5)PtCl2(NH3)2为平面结构,可以形成甲、乙两种固体。
其中,一种为淡黄色固体,在水中溶解度小;另一种为棕黄色固体,在水中溶解度大,是癌症治疗的常用化学药物。
①棕黄色固体是图中的___(填“甲”或“乙”),试解释它在水中的溶解度比淡黄色固体大的原因是___。
②Pt原子在三维空间里可按图所示方式堆积形成金属Pt晶体:
该晶胞的堆积方式为____,M原子的配位数为________,若该晶体的密度为ρg·cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则Pt原子的原子半径为______pm。
三、实验题
10.电镀工业会产生大量的电镀污水,处理某独酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)以制备氯化亚铜的工艺流程如图所示:
已知:
①氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。
②常温下,
物质
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Ksp
4.0×10-38
5.0×10-20
请回答下列问题:
(1)加H2SO4的步骤中,下列措施,可提高溶解速率的是_______(填序号)。
a.加热b.增大压强c.延长浸出时间d.适当提高硫酸的浓度
(2)电镀污泥的主要成分是____,产品CuCl晶体要用无水乙醇洗涤、真空干燥、密封包装的目的是______________。
(3)加入H2SO4的目的是_________。
(4)亚硫酸钠、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子方程式为__________。
(5)实验探究pH对CuCl产率的影响如图所示,当pH=2时CuCl产率最大的原因是_________
(6)以碳棒为电极电解CuCl2溶液也可得到CuCl。
写出电解CuCl2溶液阴极的反应方程式:
_______
11.亚硝酸为弱酸,其钠盐(亚硝酸钠NaNO2)外观酷似食盐且有咸味,过量使用会使人中毒。
其银盐不溶于水。
某化学兴趣小组对亚硝酸钠的制备进行了探究。
(1)请设计一种简单方法鉴别NaCl和NaNO2:
___________。
(2)利用如图完成一氧化氮与过氧化钠反应制备业硝酸钠。
查阅资料:
2NO+Na2O2=2NaNO2,2NO2+Na2O2=2NaNO3,NO能被酸性高锰酸钾氧化为NO3-。
回答下列问题:
①检查装置气密性后,应进行的操作是_________。
②装置B中Cu参与反应的离子方程式为______,装置C的作用是______。
③装置E发生反应的离子方程式为________。
④同学们经过讨论认为上述装置仍然存在缺陷,D中生成的产物不纯,D管中可能含有的杂质为________(填化学式),你认为应该进行的改进是__________。
(3)测定制取样品中NaNO2的纯度。
步骤:
a.在5个有编号的带刻度的试管中分别加入不同体积、相同浓度的NaNO2溶液,各加入1mL的M溶液(M遇NaNO2呈紫红色,NaNO2浓度越大颜色越深),再加蒸馏水至总体积均为10mL,并振荡,制成标准色阶;
试管编号
①
②
③
④
⑤
NaNO2含量(mg/L)
0
20
40
60
80
b.称量0.10g制得的样品,溶于水配成500mL溶液。
取5mL待测液,加入1mLM,再加入蒸馏水至l0mL,并振荡,与标准色阶比较。
比较结果:
待测液与④标准色阶相同,则制取样品中NaNO2的纯度是________。
查阅资料可知:
维生素C可有效降低NaNO2的含量。
请完成下列实验验证方案:
取5mL待测液,加入______,振荡,再加入1mLM溶液,_____,再振荡,与④标准色阶对比。
实验现象为紫红色比④标准色阶浅,则证明维生素C可以有效降低NaNO2的含量。
四、有机推断题
12.聚酰胺66(俗称尼龙)、制备醇酰胺树脂的原料M以及杀菌剂N的合成路线如图:
已知:
i.
ii.
iii.
iv.
回答下列问题:
(1)CH2=CH-CH=CH2在一定条件下会生成一种顺式聚合物,其结构简式是____________。
(2)为检验A中的官能团,所用试剂包括NaOH水溶液及_________。
(3)写出反应I的化学方程式:
____________。
(4)E的相对分子质量为108。
①写出反应Ⅱ的化学方程式:
__________。
②1molF完全转化为M所消耗的H2的质量为_______g。
(5)写出反应Ⅲ的化学方程式:
______________。
(6)以2,4-己二烯(
)和C2H4为原料(无机试剂任选)设计制备对苯二甲酸的合成路线:
______________(已知:
)
参考答案
1.B
【解析】A.红磷再空气中不能自燃,故A错误;B.面粉厂有可燃性的粉尘,遇到焰火容易发生爆炸,所以生产车间应严禁烟火,故B正确;C.一氧化氮是不成盐氧化物,不和碱反应,故C错误;D.金属镁能够与二氧化碳反应,不能用泡沫灭火器灭火,应该用干燥的沙子盖灭,故D错误;故选B。
2.B
【解析】A.氨基酸不具有生物活性,遇重金属离子不属于变性,故A错误;B.乙烯是生产聚乙烯的原料,聚乙烯可以用作食品包装材料,故B正确;C.月桂烯(
)分子中含有-CH2-原子团,是四面体结构,所有碳原子不一定在同一平面上,故C错误;D.油脂在碱性条件下的水解反应是皂化反应,反应后得到高级脂肪酸盐与甘油,故D错误;故选B。
3.C
【解析】A.标准状况下,0.56L丙烷的物质的量为
=0.025mol,含有共价键的物质的量为
×(3×4+8×1)×0.025mol=0.25mol,故A正确;B.常温常压下,6.4g氧气和臭氧的混合物中含有氧原子的物质的量为
=0.4mol,故B正确;C.铁与一定量硝酸恰好反应可能生成硝酸铁,也可能生成硝酸亚铁,转移的电子数目不一定为0.3NA,故C错误;D.氮气与氢气的反应属于可逆反应,28gN2与6gH2不可能完全反应反应,转移的电子数小于6NA,故D正确;故选C。
点晴:
本题考查阿伏加德罗常数的有关计算。
注意明确阿伏伽德罗常数的概念,掌握好以物质的量为中心的各化学量与阿伏加德罗常数的关系。
本题的易错点是D,注意反应的可逆性。
4.C
【解析】A、B、C、D是原子序数依次增大的短周期元素,A是某种化肥的主要元素之一,A、C最外层电子数之和与D的核外电子数相等,D的最外层电子数等于其最内层电子数,则D为Mg元素,因此A为N元素,C为F元素,B为O元素。
A.F没有正价,故A错误;B.元素的非金属性越强,氢化物越稳定,HF较稳定,故B错误;C.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,离子半径的大小顺序:
r(B)>r(C)>(D),故C正确;D.NO2是共价化合物,含有共价键,MgF2属于离子化合物,含有离子键,故D错误;故选C。
5.B
【解析】A.在氨水中滴加酚酞溶液,溶液变红,说明溶液显碱性,不能证明NH3·H2O是否完全电离,故A错误;B.碳酸钠溶液与Mg(NO3)2溶液反应生成白色沉淀、与稀盐酸反应放出无色气体、与AlCl3溶液反应生成白色沉淀和无色气体,现象各不相同,故B正确;C.探究浓度对化学反应速率的影响,需要保证气体反应条件相同,包括温度等,故C错误;D.裂化汽油中含有碳碳双键,也能使酸性高锰酸钾溶液褪去,故D错误;故选B。
6.C
【解析】分子式为C8H9Cl中含有苯环、饱和烃基、氯原子;当取代基可以是1个:
-CH2CH2Cl;-CHClCH3,有2种同分异构体;取代基可以是2个:
-CH2Cl、-CH3;-CH2CH3、-Cl,根据邻、间、对位置异构可知,共有3+3=6种同分异构体;取代基可以是3个:
-Cl、-CH3、-CH3;2个甲基处于邻位时,-Cl有2种位置,有2种同分异构体;2个甲基处于间位时,-Cl有3种位置,有3种同分异构体;2个甲基处于对位时,-Cl有1种位置,有1种同分异构体;所以符合条件的同分异构体共有14种;故选C。
点睛:
本题主要考查了同分异构体的书写,苯环上的取代基种类和数目决定了同分异构体的种类,注意取代基的分类。
分子式为C8H9Cl,不饱和度为4,苯环本身的不饱和度就为4,说明解题时不用考虑不饱和键。
7.D
【解析】
A.2种情况下,反应起始的物质的量相同,该反应属于吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡时B、C的物质的量增大,因此T3>T1,温度越高,反应速率越快,建立平衡需要的时间越少,达到平衡的时间:
t3<t1,故A错误;B、A(g)⇌B(g)+C(g),此反应正反应方向为压强增大的反应,增大压强,平衡左移,即A的转化率:
容器Ⅱ<容器Ⅰ,故B错误;C、v(B)=
=v(A),故C错误;D、平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,I中K=
=
,故D正确;故选D。
点睛:
本题主要考查的是化学平衡移动原理以及化学平衡的影响因素,平衡常数的计算等。
本题的易错点是D,化学平衡的计算常常使用三段式解题,要注意A平衡时的物质的量不是0.4mol,而是0.3mol。
8.231333.612×1024(或6NA)(2a+2b+c)KJ/molD
0.1B正2Cl—2e-=Cl2↑(或Cl-—2e-+H2O=HClO+H+)
【解析】
(1)①根据得失电子守恒和质量守恒,配平为2NH3(aq)+3HClO(aq)=N2(g)+3H2O(l)+3HCl(aq),反应中N元素的化合价升高,被氧化,氮气为氧化产物,每生成lmol氧化产物,转移6mol电子,故答案为23133;3.612×1024;
②反应①:
NH3(aq)+HClO(aq)═NH2Cl(aq)+H2O(l)△H1=akJ•mol-1,反应②:
NH2Cl(aq)+HClO(aq)═NH2Cl(aq)+H2O(l)△H2=bkJ•mol-1,反应③:
2NHCl2(aq)+H2O(l)═N2(g)+HClO(aq)+3HCl(aq)△H3=ckJ•mol-1,依据化学方程式和盖斯定律计算,①×2+②×2+③得到所热化学方程式2NH3(aq)+HClO(aq)═N2(g)+3H2O(l)+3HCl(aq)△H=(2a+2b+c)KJ/mol,故答案为(2a+2b+c)KJ/mol;
(2)①A.改变温度,会影响反应速率,从而影响吹脱法处理效果,故不选;B.根据方程式,改变溶液的pH,平衡发生移动,从而影响吹脱法处理效果,故不选;C.改变通入气体的速率和物质的量,会改变反应速率,从而影响吹脱法处理效果,故不选;D.通入气体的摩尔质量水中不变,不会影响吹脱法处理效果,故选;故选D;
②a点pH=7,根据电荷守恒,c(NH4+)+c(Na+)=c(SO42-),c(NH4+)=c(SO42-)-c(Na+)=
-
=
mol/L,b点溶液中(NH4)2SO4与NaOH恰好1:
1反应,根据物料守恒c(NH4+)+c(NH3·H2O)=
=0.1000mol/L;c点恰好反应生成硫酸钠和氨水。
A.氨水的物质的量浓度为
=0.0667mol/L,氨水是弱碱,pH<13,错误;B.溶液中铵根离子恰好与氢氧化钠反应生成氨水,根据c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(OH-)=c(Na+),正确;C.根据电荷守恒c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),错误;故选B,,故答案为
;0.1;B。
(3)在蒸馏水中加入硫酸铵用惰性电极直接电解发现氨氮去除效率极低,但在溶液中再加入一定量的氯化钠后,去除效率可以大大提高,是因为阳极上氯离子失电子发生氧化反应,电极反应式为2Cl—2e-=Cl2↑,阴极上氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,破坏了水的电离平衡,氢氧根离子浓度增大,结合铵根离子生成一水合氨,电极反应为:
2H2O+2NH4++2e-=2NH3•H2O+H2↑或2H++2e-=H2↑,氯气上升过程中被吸收,所以装置图中b为正极,a为负极,故答案为正;2Cl—2e-=Cl2↑。
点睛:
本题考查了热化学方程式书写、图象曲线变化特征、电解池原理和电极反应书写、沉淀溶解平衡常数的计算等知识点。
本题的易错点是
(2)②,要熟练掌握电解质溶液中的守恒关系和分析方法。
9.9核外电子发生跃迁NaF中的离子键键能高于NaCl,故熔、沸点更高,SiF4的分子间作用力小于SiCl4,故熔、沸点更低HF分子间因氢键而形成(HF)n,HF分子与H2O分子间也存在氢键,导致HF在水溶液中不易电离σ键、π键sp2杂化平面三角形甲甲是极性分子,乙是非极性分子,水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极性分子甲更易溶于水面心立方12
【解析】
(1)基态氯原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5,能量最高能层为第3能层,第3能层上的原子轨道数为9;现代化学中,常用光谱分析来鉴定元素,这与原子的核外电子发生跃迁有关,故答案为9;核外电子发生跃迁;
(2)NaF和NaCl属于离子晶体,氟离子半径比氯离子半径小,NaF中的离子键键能比NaCl高,故熔、沸点更高;SiF4和SiCl4是分子晶体,SiF4的相对分子质量小于SiCl4,使得SiF4的分子间作用力小于SiCl4,故熔、沸点更低,故答案为NaF中的离子键键能高于NaCl,故熔、沸点更高,SiF4的分子间作用力小于SiCl4,故熔、沸点更低;
(3)HF分子间因氢键而形成(HF)n,HF分子与H2O分子间也存在氢键,导致HF在水溶液中不易电离,因此HF是弱酸,故答案为HF分子间因氢键而形成(HF)n,HF分子与H2O分子间也存在氢键,导致HF在水溶液中不易电离;
(4)光气(
)中含有的共价键有C-Clσ键、C=O中含有σ键和π键,C原子上连接有3个原子,没有孤电子对,杂化方式为sp2,分子的空间构型为平面三角形,故答案为σ键、π键;sp2杂化;平面三角形;
(5)①Pt(NH3)2Cl2分子是平面结构,两个Cl原子有相邻和相对两种位置,水是极性分子,一种为淡黄色,在水中的溶解度小,则为非极性分子,NH3和Cl分别对称分布在四边形的4个角上,正负电荷重心重合,故淡黄色的为
,另一种为棕黄色,在水中的溶解度较大,则为极性分子,NH3和Cl在四边形的4个角上的分布是不对称的,即正负电荷重心不重合,故棕黄色的是
,故答案为甲;甲是极性分子,乙是非极性分子,水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极性分子甲更易溶于水;
②根据图示,Pt晶体的晶胞的堆积方式为面心立方,M周围12个原子到M的距离相等且最小,M原子的配位数为12,设Pt原子的原子半径为xcm,则晶胞的边长2
xcm,1个晶胞中含有Pt原子数=8×
+6×
=4,1mol晶胞的质量为4×195g,1mol晶胞的体积为NA(2
x)3cm3,则
=ρg·cm3,解得x=
cm=
×
×1010pm,故答案为面心立方;12;
×
×1010。
点睛:
本题考查了物质结构与性质,涉及核外电子排布的规律、晶胞的计算等。
本题的难点是晶胞的计算,要清楚面心立方中原子半径与晶胞边长的关系,这是解答的关键。
10.adFe(OH)3、Cu(OH)2加快无水乙醇和水的蒸发,防止CuCl被空气氧化调节pH值使Cu(OH)2溶解而Fe(OH)3不溶解2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+pH较小时,SO32-生成SO2逸出,pH较大时,Cu2+水解程度增大,反应生成的CuCl减少Cu2++Cl-+4e-=CuCl↓
【解析】
(1)a.加热,温度升高,反应速率加快,正确;b.增大压强,反应物的浓度不变,反应速率不变,错误;c.延长浸出时间,不能改变反应速率,错误;d.适当提高硫酸的浓度,可以增大反应速率,正确;故选ad;
(2)电镀废液中的Cu2+、Fe3+与碱反应生成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀,形成电镀污泥;产品CuCl晶体用无水乙醇洗涤、真空干燥、密封包装,可以加快无水乙醇和水的蒸发,防止CuCl被空气氧化,故答案为Fe(OH)3、Cu(OH)2;加快无水乙醇和水的蒸发,防止CuCl被空气氧化;
(3)根据流程图,需要使铜元素转化为硫酸铜,加入H2SO4可以调节pH值使Cu(OH)2溶解而Fe(OH)3不溶解,故答案为调节pH值使Cu(OH)2溶解而Fe(OH)3不溶解;
(4)根据流程图,亚硫酸钠、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl,根据铜元素化合价的变化,亚硫酸钠被氧化为硫酸钠,反应的离子方程式为2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+,故答案为2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+;
(5)pH较小时,SO32-生成SO2逸出,pH较大时,Cu2+水解程度增大,反应生成的CuCl减少因此pH=2时CuCl产率最大,故答案为pH较小时,SO32-生成SO2逸出,pH较大时,Cu2+水解程度增大,反应生成的CuCl减少;
(6)以碳棒为电极电解CuCl2溶液也可得到CuCl,铜离子在阴极发生还原反应生成CuCl,反应的电极方程式为Cu2++e-+Cl-=CuCl↓,故答案为Cu2++e-+Cl-=CuCl↓。
11.取两物质分别溶于水,测定两溶液的pH,中性的为NaCl,碱性的为NaNO2(合理均可)打开止水夹,从导管中通入N2(或稀有气体)以排除装置中的空气3Cu+8H++2NO3-=