)
14.BD [解析]因为c(M)=10-pM、c(CO
)=10-p(CO
),而Ksp=c(M)·c(CO
),由图像可知A项中的三者Ksp依次减小,A项错误;由图像可知,在斜线上的点都是饱和溶液,点a在对角线上,B项正确;点b也是饱和溶液,但c(Ca2+)>c(CO
),C项错误;通过c点作横轴的垂线后可看出,c(Mg2+)·c(CO
)<Ksp,故溶液不饱和,且c(Mg2+)<c(CO
),D项正确。
15. 一定条件下存在反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反应放热。
现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O,在¢ò中充入1molCO2和1molH2,在¢ó中充入2molCO和2molH2O,700¡æ条件下开始反应。
达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.容器¢ñ、¢ò中正反应速率相同
B.容器¢ñ、¢ó中反应的平衡常数相同
C.容器¢ñ中CO的物质的量比容器¢ò中的多
D.容器¢ñ中CO的转化率与容器¢ò中CO2的转化率之和小于1
15.CD [解析]因为容器绝热,给定反应的正反应为放热反应,容器Ⅰ的温度升高,容器Ⅱ的温度降低,故反应速率Ⅰ中快,A项错误;由于容器Ⅲ中加入的反应物多,放出的热量也多,容器内温度高,故平衡常数不同,B项错误;因容器Ⅰ的温度高,故相当于平衡逆向移动,CO的转化率降低,C项正确;如果容器Ⅰ和容器Ⅱ在温度相同的情况下达到平衡,CO、CO2转化率之和等于1,但容器Ⅰ的温度升高,平衡逆向移动,CO的转化率降低,容器Ⅱ温度降低,CO2的转化率也降低,D项正确。
16.
氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。
硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。
以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
图0
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为______________________________________。
(2)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为____________________________。
(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C
2MgO+2SO2↑+CO2↑;
MgSO4+C
MgO+SO2↑+CO¡ü;
MgSO4+3C
MgO+S¡ü+3CO¡ü。
利用如图0装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
图0
①D中收集的气体是________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a.NaOH溶液b.Na2CO3溶液
c.稀硝酸d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应,产物中元素的最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:
________________________________________。
16.[答案]
(1)MgCO3+2H+===Mg2++CO2↑+H2O
(2)2FeSO4+H2O2+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O
(3)Fe(OH)3
(4)①CO
②d
③3S+6OH-
2S2-+SO
+3H2O
[解析]
(1)MgCO3为难溶性物质,写离子方程式不能拆分成离子。
(2)根据菱镁矿的成分,可知滤液中含有Fe2+,H2O2的作用是将Fe2+氧化成Fe3+。
加入稀硫酸则溶液显酸性,所以离子方程式为2FeSO4+H2SO4+H2O2===Fe2(SO4)3+2H2O。
(3)要提取镁元素,必须除去不溶性杂质和铁元素。
根据流程图可知滤渣1是不溶性杂质,滤渣2中含的是铁元素。
结合加入一水合氨和H2O2,可知滤渣2是Fe(OH)3。
(4)根据反应原理,可知气体中含有SO2、CO2、CO和硫蒸气。
①D采用排水集气法,气体必然不溶于水,所以是CO。
②SO2和CO2均属于酸性氧化物,均能与NaOH、Na2CO3溶液反应,达不到分离的目的,a、b错误。
SO2与稀HNO3反应同时得到NO,产生新杂质,干扰后续操作,c错误。
SO2能被酸性KMnO4溶液氧化,而且没有新气体生成,d正确。
③根据¡°淡黄色固体¡±,可知A中是硫单质。
产物中有+4价硫,说明是Na2SO3,进而可知发生氧化还原反应,必然有部分硫化合价降低转化成Na2S。
根据化合价升降总数相等,所以有3S+6OH-
SO
+2S2-+3H2O。
17.化合物A(分子式为C6H6O)是一种有机化工原料,在空气中易被氧化。
A的有关转化反应如下(部分反应条件略去):
图0
已知:
①R—Br
R—MgBr
CR′RR″OH
②CRRO
CRRCH2
(R表示烃基,R′和R″表示烃基或氢)
(1)写出A的结构简式:
________。
(2)G是常用指示剂酚酞。
写出G中含氧官能团的名称:
________和________。
(3)某化合物是E的同分异构体,且分子中只有两种不同化学环境的氢。
写出该化合物的结构简式:
________(任写一种)。
(4)F和D互为同分异构体。
写出反应E¡úF的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以A和HCHO为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂任用)。
合成路线流程图示例如下:
H2C===CH2
CH3CH2Br
CH3CH2OH
17.[答案]
(1)OH
(2)(酚)羟基 酯基
(3)CHH3CCH3COCHCH3CH3或
(4)CH3OH
CH3+H2O
(5)OH
OH
Br
MgBr
CH2OH
CHO
[解析]根据反应条件和提示,可知A、B、C、D依次是OH、OH、O、CH2。
(1)根据A的分子组成,可知A中含有苯环和—OH,所以A是苯酚。
(2)从G的结构简式知,其中含有酚羟基和酯基。
(3)只有两种不同的氢,说明分子高度对称,而且有一个双键或环。
如果含有双键,根据对称性要求,应该是C=O键,左右各有3个饱和碳原子、两种氢原子,即为异丙基(CHCH3CH3),所以结构简式为CHH3CCH3COCHCH3CH3。
如果含有环,O原子必然在环上,而且对称性要求支链必须是偶数,位于O的对位或两侧,所以只能是
。
(4)D中含有一个环和碳碳双键,D和F为同分异构体,故E中的羟基应在环上发生消去反应。
条件为浓硫酸,加热。
(5)本题采用逆推合成法,要制得目标产物,即可合成CH2OH,它可由MgBr与HCHO利用已知①的信息合成。
而MgBr可由Br与Mg反应获得。
对比Br与苯酚的结构,可知应先将苯环加成、再与HBr取代。
18.
硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于电镀、印刷等领域。
某同学为测定硫酸镍铵的组成,进行如下实验:
①准确称取2.3350g样品,配制成100.00mL溶液A;
②准确量取25.00mL溶液A,用0.04000mol·L-1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2+(离子方程式为Ni2++H2Y2-===NiY2-+2H+),消耗EDTA标准溶液31.25mL;
③另取25.00mL溶液A,加足量的NaOH溶液并充分加热,生成NH356.00mL(标准状况)。
(1)若滴定管在使用前未用EDTA标准溶液润洗,测得的Ni2+含量将________(填¡°偏高¡±¡°偏低¡±或¡°不变¡±)。
(2)氨气常用_____________________________检验,现象是______________________。
(3)通过计算确定硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。
18.[答案]
(1)偏高
(2)湿润的红色石蕊试纸 试纸颜色由红变蓝
(3)n(Ni2+)=0.04000mol·L-1×31.25mL×10-3L·mL-1=1.250¡Á10-3mol
n(NH
)=
=2.500¡Á10-3mol
n(SO
)=
=
=
2.500×10-3mol
m(Ni2+)=59g·mol-1×1.250×10-3mol=0.07375g
m(NH
)=18g·mol-1×2.500×10-3mol=0.04500g
m(SO
)=96g·mol-1×2.500×10-3mol=0.2400g
n(H2O)=
=1.250¡Á10-2mol
x∶y∶m∶n=n(NH
)∶n(Ni2+)∶n(SO
)∶n(H2O)=2∶1∶2∶10
硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O
[解析]
(1)滴定管未润洗,则标准溶液EDTA的物质的量将增多,故测得的Ni2+含量偏高。
(2)NH3为碱性气体,遇湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(3)根据滴定反应计算出Ni2+的量,根据生成NH3的量计算出NH
的量。
根据电荷守恒计算出SO
的量,最后由质量守恒计算出H2O的量,由四者的物质的量比值,可确定出硫酸镍铵的化学式。
19.
柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:
FeSO4+Na2CO3===FeCO3↓+Na2SO4
FeCO3+C6H8O7===FeC6H6O7+CO2↑+H2O
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.1
3.2
Al3+
3.0
5.0
Fe2+
5.8
8.8
(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是________(填字母),原因是____________。
a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中
b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中
c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中
(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80¡æ下搅拌反应。
①铁粉的作用是________________。
②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。
分离过程中加入无水乙醇的目的是____________________________________。
(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。
请结合图0的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:
铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):
向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,____________,得到FeSO4溶液,__________,得到FeSO4·7H2O晶体。
图0
19.[答案]
(1)c 避免生成Fe(OH)2沉淀
(2)取最后一次的洗涤滤液1~2mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净
(3)①防止+2价的铁元素被氧化 ②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全
(4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出
(5)过滤,向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5,过滤(或过滤,向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤) (滴加稀硫酸酸化,)加热浓缩得到60℃饱和溶液,冷却至0℃结晶,过滤,少量冰水洗涤,低温干燥
[解析]
(1)Na2CO3溶液显碱性,若将Fe2+加入时,会生成Fe(OH)2沉淀。
所以应将Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中。
(2)由制备FeCO3的方程式知,沉淀表面会附有Na2SO4,故只要检验洗涤液中是否含有SO
,即可证明沉淀是否洗净。
(3)①Fe2+在溶解过程中,易被氧化成Fe3+,加入铁粉可以使Fe3+还原为Fe2+。
②过量的铁粉用柠檬酸溶解,可得更多产物柠檬酸亚铁。
(4)柠檬酸亚铁晶体在乙醇中的溶解量比在水中的小,故有利于其析出。
(5)硫铁矿烧渣中加入稀硫酸,SiO2不溶,先过滤除去。
含有的Fe2O3和Al2O3被溶解成Fe3+和Al3+,加入铁粉,可以将Fe3+还原为Fe2+,以增加FeSO4的产量。
然后调节pH为5,除去Al3+,此时溶液仅为FeSO4。
从溶解度曲线知,在60℃时FeSO4的溶解度最大,故将温度控制在60℃时,可获得含量最多的FeSO4,降低温度到0℃,可析出FeSO4·