14.室温下,下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A.新制
氯水中:
c(H+)=c(HClO)+2c(ClO-)+c(OH-)
B.pH=8的NaClO2溶液中:
c(Na+)>c(ClO2-)>c(OH-)>c(H+)
C.0.1mol·L-1HCl溶液与0.2mol·L-1NH3·H2O溶液等体积混合pH>7:
c(NH3·H2O)>c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)
D.0.1mol·L-1K2C2O4溶液与0.2mol·L-1KHC2O4溶液等体积混合:
4c(K+)=3[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)]
15.80℃时,NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)。
该温度下,在甲、乙、丙三个体积相等且恒容的密闭容器中,投入NO2和SO2,起始浓度如下表所示,其中甲经2min达平衡时,NO2的转化率为50%,下列说法正确的是( )
起始浓度
甲
乙
丙
c(NO2)/(mol·L-1)
0.10
0.20
0.20
c(SO2)/(mol·L-1)
0.10
0.10
0.20
A.容器甲中的反应在前2min的平均速率v(SO2)=0.05mol·L-1·min-1
B.达到平衡时,容器丙中正反应速率与容器甲相等
C.温度升至90℃,上述反应平衡常数为1.56,则反应的ΔH>0
D.容器乙中若起始时改充0.10mol·L-1NO2和0.20mol·L-1SO2,达到平衡时c(NO)与原平衡相同
非选择题
16.(12分)黄铜灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3)生产硝酸铜溶液的流程如下:
(1)写出酸浸时Fe2O3和稀硫酸反应的离子方程式:
_________________。
(2)反应I中所加Zn不能过量的原因是________________。
(3)滤液II中含有的金属阳离子主要有_____________。
(4)写出反应II的离子方程式:
______________。
反应II应控制温度不能过高也不能过低的原因是___________________。
(5)已知Cu(NO3)2·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的溶解度随温度的变化如右图所示。
则由A点对应的溶液获取Cu(NO3)2·3H2O的方法是_______________。
17.(15分)据报道,化合物M对番茄灰霉菌有较好的抑菌活性,其合成路线如下图所示。
已知:
回答下列问题:
(1)化合物C中的含氧官能团为____________,反应④的反应类型为____________。
(2)写出E的结构简式:
________________________。
(3)写出反应②的化学方程式:
。
(4)写出化合物C满足下列条件的一种同分异构体的结构简式:
。
①含苯环结构,能在碱性条件下发生水解;
②能与FeCl3发生显色反应;
③分子中含有4种不同化学环境的氢。
(5)已知CH3CH2CN
CH3CH2COOH。
请以
、CH2==CHCN和乙醇为原料合成化合物
,写出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:
CH3CHO
CH3COOH
CH3COOCH2CH3。
18.(12分)硫化钠是重要的化工原料,大多采用无水芒硝(Na2SO4)—炭粉还原法制备,原理为:
Na2SO4+2C
Na2S+2CO2↑。
其主要流程如下:
(1)上述流程中采用稀碱液比用热水更好,理由是________________________________。
(2)已知:
I2+2S2O
===2I-+S4O
。
所制得的Na2S·9H2O晶体中含有Na2S2O3·5H2O等杂质。
为测定产品的成分,进行下列实验,步骤如下:
a.取试样10.00g配成500.00mL溶液。
b.取所配溶液25.00mL于碘量瓶中,加入过量ZnCO3悬浊液除去Na2S后,过滤,向滤液中滴入2~3滴淀粉溶液,用0.05000mol·L-1I2溶液滴定至终点,用去5.00mLI2溶液。
c.再取所配溶液25.00mL于碘量瓶中,加入50.00mL0.05000mol·L-1的I2溶液,并滴入2~3滴淀粉溶液,振荡。
用标准Na2S2O3溶液滴定多余的I2,用去15.00mL0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液。
①步骤b中用ZnCO3除去Na2S的离子方程式为________。
②判断步骤c中滴定终点的方法为________。
③计算试样中Na2S·9H2O和Na2S2O3·5H2O的质量分数(写出计算过程)。
19.(15分)实验室制取高纯NaI晶体(无色)可按下列步骤进行:
按化学计量称取各原料,在三颈烧瓶中(如右图)先加入适量的高纯水,然后按Na2CO3、I2和水合肼的投料顺序分批加入。
已知:
①I2+Na2CO3=NaI+NaIO+CO2↑
H<0;
3I2+3Na2CO3=5NaI+NaIO3+3CO2↑
H<0;
②I2(s)+I
(aq)
I
(aq)
③水合肼(N2H4·H2O)具有强还原性,可分别将IO—、IO3—和I2还原为I—,本身被氧化为N2(放热反应);100℃左右水合肼分解为氮气和氨气等。
(1)常温常压时,I2与Na2CO3溶液反应很慢,下列措施能够加快反应速率的是▲。
a.将碘块研成粉末b.起始时加少量NaI
c.将溶液适当加热d.加大高纯水的用量
(2)I2与Na2CO3溶液反应适宜温度为40~70℃,温度不宜超过70℃,除防止反应速率过快,另一原因是▲。
(3)加入稍过量水合肼发生反应的离子方程式为▲(只写一个)。
(4)整个实验过程中都需要开动搅拌器,其目的是▲。
(5)反应的后期I2与Na2CO3溶液反应难以进行,此阶段需对投料顺序作适当改进,改进的方法是▲。
(6)所得溶液(偏黄,且含少量SO
,极少量的K
和Cl
)进行脱色、提纯并结晶,可制得高纯NaI晶体。
实验方案为:
在溶液中加入少量活性炭煮沸、▲(实验中须使用的试剂有:
HI溶液,Na2CO3溶液、Ba(OH)2溶液、高纯水及pH试纸;除常用仪器外须使用的仪器有:
真空干燥箱)。
20.(14分)水体污染的治理是化学工作者研究的重要课题。
(1)水体常见污染物之一的氨氮主要指游离氨或铵盐,可以通入一定量的氯气,利用产生的HClO除去。
已知:
NH
+HClO===NH2Cl+H++H2O;ΔH=akJ·mol-1
2NH2Cl+HClO===N2+H2O+3H++3Cl-;ΔH=bkJ·mol-1
NH
+4HClO===NO
+6H++4Cl-+H2O;ΔH=ckJ·mol-1。
则2NH
+3HClO===N2+3H2O+5H++3Cl-;ΔH=________kJ·mol-1。
(2)电解法也可除去水中的氨氮,实验室用石墨电极电解一定浓度的(NH4)2SO4与NaCl的酸性混合溶液来模拟。
①电解时,阳极的电极反应式为________________________。
电解过程中溶液初始Cl-浓度和pH对氨氮去除速率与能耗(处理一定量氨氮消耗的电能)的影响关系如图1和图2所示。
图1 Cl-浓度对氨氮去除速率、能耗的影响 图2 初始pH对氨氮去除速率、能耗的影响
②图1中当Cl-浓度较低时、图2中当初始pH达到12时,氨氮去除速率低而能耗高的原因可能是;而当Cl-浓度较高时,测得溶液中的NO
浓度也较高,可能的原因是。
③图2中,pH为6时处理效果最佳,当pH过低时,处理效果不佳的原因可能是。
(3)通过调节溶液pH,在弱碱性条件下,用漂白粉溶液也可将废水中的CN-转化为碳酸盐和N2而除去。
写出该反应的离子方程式:
。
(4)废水中的重金属离子通常用沉淀法除去。
已知Ksp(NiS)=1.1×10-21,Ksp(CuS)=1.3×10-36,国家规定的排放标准:
镍低于1.1×10-5mol·L-1,铜低于7.8×10-5mol·L-1。
则需要控制溶液中S2-的浓度不低于mol·L-1。
21.(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。
若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
短周期元素T、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中元素T、X基态原子均有2个未成对电子,元素Y基态原子s能级的电子总数与p能级的电子总数相等,元素Z的价电子数等于能层数。
元素W位于第四周期,其基态原子所含未成对电子数在该周期中最多。
(1)元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为▲。
(用元素符号表示)
(2)T、X分别与氢组成的T2H2与H2X2分子中,T、X原子轨道的杂化类型分别是▲。
(3)T与X可形成TX
离子和TX2分子。
①TX
的空间构型为▲(用文字描述)。
②N
离子与TX2分子互为等电子体,则N
的电子式为▲。
(4)有同学推测,Z2X3的熔点比YX高,其原因是▲。
(5)右图是由元素W、Z两种元素所形成的某种合金的晶胞结构示意图。
①元素W基态原子的核外电子排布式为▲。
②该合金中W与Z的原子个数比为▲。
B.[实验化学]
氧化石墨烯(结构如图所示)是一种性能优异的新型碳材料。
实验室制备氧化石墨烯的一种方法如下:
TWCL-G型调温磁力(加热锅)搅拌器
(1)将浓硫酸“冷却至0℃”可采用的方法是▲。
(2)步骤②采用100目鳞片状的石墨,其主要目的是▲;图示的“搅拌”方式为▲。
(3)步骤④⑤反应中NaNO3和KMnO4的作用是▲。
(4)步骤⑧H2O2还原剩余的KMnO4反应的离子方程式为▲;检验洗涤已无SO42-的方法是▲。
答案与解析:
1.B解析:
A项,有些物质可以有由离子构成,如NaCl,错误;B项,有机物的种类已大大超过无机物种类,正确;C项,有些人工合成物质也是无害的,错误;D项,干冰为CO2,可燃冰为CH4,错误。
2.A解析:
B项,应将O原子写中间,错误;C项,左上角应标上质量数,应为117+116=133,错误;D项,应为酸脱羟基醇脱氢,错误。
3.A解析:
A项,气化是指由液态变成气态,即由低能量变成高能量,需要从外界吸热,导致周围环境的温度降低,故液氨作制冷剂,正确;B项,明矾中的Al3+水解生成Al(OH)3胶体,可以吸附水中的悬浮物,因而可以作净水剂,错误;C项,铁锈的主要成分为Fe2O3,用HCl溶解,体现了HCl的酸性,错误;D项,浓HNO3使铁、铝钝化的原因是浓HNO3具有强氧化性,而使其表面形成氧化膜,错误。
4.C解析:
A项,75%的硫酸为浓H2SO4,与Na2SO3不需要加热可以生成SO2,正确;B项,SO2可以使品红褪色,正确;C项,SO2的密度比空气大,应从长管进气,错误;D项,两个较大的球泡,可以防止倒吸,正确。
5.B解析:
据题意推知,X、Y、Z、W分别为H、O、Na和Mg。
A项,原子半径:
r(Na)>r(Mg),错误;B项,碱性:
NaOH强于Mg(OH)2,正确;C项,H2O2中只含有共价键,Na2O2中含有离子键和共价键,错误;D项,电解MgCl2制备Mg,错误。
6.A解析:
B项,不符合电荷守恒,错误;C项,过量的Cl2会氧化Fe2+和Br-,错误;D项,过量的CO2,会生成HCO3-,错误。
7.C解析:
A项,SO2与CaCl2不反应,错误;B项,Na与熔融的TiCl4反应才能生成Ti,错误;D项,Cu(OH)2分解得CuO,错误。
8.A解析:
A项,反应I中MgO作为反应物,反应II中MgO作为生成物,故MgO在两步反应中可以循环使用,正确;B项,没有指明“标准状况”,错误;C项,反应II中O2为氧化剂,Cl2为氧化产物,由“氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性”知,O2的氧化性强于Cl2,错误;D项,反应中气体的物质的量减小,即熵减小,但反应能自发,故该反应一定为放热反应,错误。
9.C解析:
A项,Fe3+与SCN-反应生成血红色的Fe(SCN)3,错误;B项,酚酞变红,说明溶液显碱性,OH-与HCO3-会反应生成CO32-,错误;C项,
<1,显酸性,此四种离子可以共存,正确;D项,水的电离受到抑制,可能是外加H+或OH-,若加入OH-,则Al3+与OH-会反应,错误。
10.D解析:
A项,放电时,负极:
Li-e-=Li+,正极:
O2+4e-+2H2O=4OH-。
因此充电时,阴极:
Li++e-=Li,阳极:
4OH--4e-=2H2O+O2↑,充电时,锂离子向阴极移动,A、B、C正确。
D项,若换成水性电解质,锂能与水反应生成LiOH和H2,错误。
11.D解析:
A项,酚羟基的邻对位可以与Br2发生取代反应,1molCMU可以与2molBr2发生取代反应,另碳碳双键可以与Br2发生加成反应,所以1molCMU最多可以与3molBr2反应,正确;B项,1个CMU分子中含有1个羧基、1个酚羟基和1个酚酯,与NaOH反应时,酚酯消耗2份NaOH,故1molCMU最多可以消耗4molNaOH,错误;C项,间苯二酚和CMU均含有酚羟基,不可以用FeCl3来鉴别,错误;D项,CMU中的酯基在酸性条件下发生水解,产物只有一种,正确。
12.AD解析:
A项,氨水中存在电离平衡:
NH3·H2O
NH4++OH-,K=c(NH4+)·c(OH-)/c(NH3·H2O),通入CO2时,K不变,电离平衡正向移动,c(NH4+)增大,所以c(OH-)/c(NH3·H2O)减小,正确;B项,铜的精炼过程,阳极溶解的除Cu,还有比Cu活泼的金属,阳极溶解32gCu时,转移1mole-,但活泼金属在Cu之前放电,所以转移1mol电子时,溶解的Cu小于32g,错误;C项,反应中气体的物质的量减小,所以熵减小,但该反应自发,所以一定是放热反应,错误;D项,2NO2
N2O4,加压时,NO2浓度增大,所以颜色变深,但平衡正向移动,NO2浓度会减小,颜色变浅,根据“勒夏特列原理”,只能消弱NO2浓度,不能改变NO2浓度比原大,所以颜色比起始时深,正确。
13.AD解析:
A项,NH4+与OH-在加热条件下反应生成NH3,NH3是唯一的碱性气体,故由生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,可以推知原溶液中一定存在NH4+,正确;B项,能使溴的四氯化碳溶液褪色的气体除了乙烯外,还有丙烯、丁烯等烯烃,错误;C项,BaSO4存在沉淀溶解平衡:
BaSO4(s)
Ba2+(aq)+SO42-(aq),加入的饱和Na2CO3溶液电离出的CO32-,与溶液中Ba2+的浓度积大于Ksp(BaCO3)时,则会有BaSO4转化成BaCO3,向过滤出的BaCO3上加入HCl,会有无色无味的CO2气体产生,该过程中,由于加入的c(CO32-)>>c(SO42-),所以不能说明生成了溶度积更小的BaCO3沉淀,错误;D项,相同浓度的CH3COOH和HCN,前者pH小,说明前者电离出的H+浓度大,酸性强,即酸性:
CH3COOH>HCN,正确。
14.AB解析:
A项,Cl2溶于水发生反应:
Cl2+H2O
HCl+HClO,电荷守恒:
c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),生成的n(HCl)应等于n(HClO),但HClO有部分电离,则物料守恒:
n(Cl-)=n(HClO)+n(ClO-),消去n(Cl-),得c(H+)=c(HClO)+2c(ClO-)+c(OH-),正确;B项,ClO2-水解显碱性,正确;C项,电荷守恒:
c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),pH>7,则c(NH4+)>c(Cl-),物料守恒:
2c(Cl-)=c(NH3·H2O)+c(NH4+),所以c(NH3·H2O)c(Cl-)>c(NH3·H2O),错误;D项,由物料守恒有:
3c(K+)=4[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)],错误。
15.CD解析:
A项,v(SO2)=v(NO2)=
=0.025mol·L-1·min-1,错误;B项,丙中的浓度是甲中的2倍,所以丙中的速率快,错误;C项,80℃时,甲中平衡时,c(SO3)=c(NO)=0.05mol·L-1,c(NO2)=c(SO2)=0.05mol·L-1,K=1,升高温度到90℃时,K增大