),A错误;当x=15时,反应是2NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓+(NH4)2SO4,溶液是(NH4)2SO4溶液,NH
水解,则c(NH
)<2c(SO
),B正确;当x=20时,反应是NH4Al(SO4)2+2Ba(OH)2===2BaSO4↓+Al(OH)3↓+NH3·H2O,溶液显碱性,几乎没有Al3+,C错误;当x=30时,0.001mol的NH4Al(SO4)2与0.003molBa(OH)2反应,生成0.002molBaSO4、0.001molAlO
、0.001molNH3·H2O,溶液中有0.001molBa2+和0.001molOH-,由于NH3·H2O也是一种碱,存在电离平衡:
NH3·H2ONH
+OH-,使得溶液中c(OH-)大于0.001mol,c(OH-)>c(Ba2+),D错误。
答案:
B
二、非选择题(本题包括4小题,共46分)
<一>必考题(共43分)
8.(2015·河南、河北、山西三省3月质检)(14分)丁烷的催化裂解可按下列两种方式进行:
C4H10―→C2H6+C2H4;C4H10―→CH4+C3H6;某化学兴趣小组的同学为探究丁烷裂解气中CH4和C2H6的比例关系,设计如图所示实验:
注:
CuO能将烃氧化成CO2和H2O;Al2O3是丁烷裂解的催化剂,G后面装置已省略。
如图连接好装置后(部分夹持装置已略去),需进行的实验操作有:
①给D、G装置加热;②检查整套装置的气密性;③排尽装置中的空气。
(1)这三步操作的先后顺序依次是________。
(2)简要说明空气排尽的方法:
_______________________________________________。
(3)B装置所起的作用是___________________________________________。
(4)假设丁烷完全裂解,流经各装置中的气体能完全反应。
当(E和F)装置的总质量比反应前增加了1.82g,G装置中固体质量减少了4.16g,则丁烷的裂解产物中n(CH4)∶n(C2H6)=________。
(5)若对E装置中的混合物再按以下流程实验:
①分离操作Ⅰ、Ⅱ的名称是Ⅰ________、Ⅱ________;
②Na2SO3溶液的作用是(用离子方程式表示)__________________。
解析:
本题考查化学实验基本操作、离子方程式的书写、计算等知识。
(1)涉及气体制备与性质的实验均需应先检查装置的气密性,本实验涉及丁烷的裂解,因此在加热之前需驱赶装置中的氧气,最后给D、G装置加热;
(2)可通过爆鸣实验检验气体的纯度;(3)B装置所起的作用是通过观察气泡,控制气体流速;(4)丁烷裂解中生成的乙烯和乙烷的物质的量相等,生成的甲烷和丙烯的物质的量相等,E、F吸收的是烯烃,G装置减少的质量是氧化铜中氧元素的质量,设x为C2H4的物质的量,y为C3H6的物质的量,则乙烷、甲烷的物质的量分别是x、y,28x+42y=1.82g,乙烷、甲烷和氧化铜反应需要的氧原子的物质的量为7x+4y=
,解得x=0.02mol,y=0.03mol,即甲烷与乙烷的物质的量之比是3∶2;(5)E中含有有机物(乙烯、丙烯与溴的加成产物,不溶于水)和溴,向混合物中加入亚硫酸钠溶液是除去溴,溶液分层,因此采用分液的方法分离出混合物和有机层,互溶的液体采用蒸馏的方法分离,分离出X和Y。
答案:
(1)②③①
(2)用一小试管收集从G装置右端导管口逸出的气体,点燃检验其纯度,无爆鸣声,则排尽
(3)通过观察气泡,调节旋钮A,控制气体流量
(4)3∶2
(5)①分液 蒸馏
②SO
+Br2+H2O===2H++SO
+2Br-
9.(2015·河北省百校联盟3月质检)(14分)钠、钾的碘化物在生产和科学实验中有十分重要的应用。
工业利用碘、NaOH和铁屑为原料可生产碘化钠,其生产流程如图所示:
(1)NaOH溶液和碘反应时需要严格控制温度,如果温度过低,会生成碘的低价副产品NaIO。
若NaOH溶液和碘反应时所得溶液中IO
与IO-的物质的量之比为1∶1,则该反应的离子方程式为________。
(2)生产流程中加入过量铁屑的目的是__________________,过滤所得固体中除剩余铁屑外,还有红褐色固体,则加入铁屑时发生反应的化学方程式是__________________。
(3)溶液2中除含有H+外,一定含有的阳离子是__________________;试设计实验证实该金属阳离子的存在:
__________________________________。
(4)溶液2经一系列转化可以得到草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O),称取3.60g草酸亚铁晶体(相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示:
①分析图中数据,根据信息写出过程I发生的化学方程式:
__________________。
②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,试通过计算确定该氧化物的化学式:
________________。
解析:
本题考查化学工艺流程中的问题。
(1)若碘溶解所得溶液中IO
与IO-的物质的量之比为1∶1,则上述流程中,反应①的离子方程式为4I2+8OH-===IO
+6I-+4H2O+IO-;
(2)反应加入铁的目的是还原第一步反应中所生成的IO
;(3)由于铁过量,所以操作过滤所得固体中存在Fe(OH)3和单质铁,当加入稀硫酸时,Fe(OH)3会溶解生成Fe3+,而单质铁则与Fe3+或H+反应,生成Fe2+,故一定有的阳离子是Fe2+,检验Fe2+时要防止Fe3+的干扰;(4)①通过剩余固体的质量可知,过程Ⅰ发生的反应是草酸亚铁晶体受热失去结晶水;②草酸亚铁晶体中的铁元素质量:
3.6g×
×100%=1.12g,草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中,氧化物中氧元素的质量:
1.60g-1.12g=0.48g,铁元素和氧元素的质量比:
1.12g∶0.48g=7∶3,设铁的氧化物的化学式为FexOy,则有56x∶16y=7∶3,x∶y=2∶3,即铁的氧化物的化学式为Fe2O3。
答案:
(1)4I2+8OH-===IO
+6I-+4H2O+IO-
(2)还原IO
(或使IO
转化为I-)(合理即可)
NaIO3+2Fe+3H2O===NaI+2Fe(OH)3↓
(3)Fe2+ 取少量试样溶液于试管中,滴入少量酸性KMnO4溶液,若KMnO4溶液褪色,证明存在Fe2+(或者加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀)
(4)①FeC2O4·2H2O
FeC2O4+2H2O↑
②Fe2O3
10.(2015·湖北省黄冈市3月调研)(15分)硫单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用,而SO2直接排放会对环境造成危害。
Ⅰ.已知:
重晶石(BaSO4)高温煅烧可发生一系列反应,其中部分反应如下:
BaSO4(s)+4C(s)===BaS(s)+4CO(g) ΔH=+571.2kJ·mol-1
BaS(s)===Ba(s)+S(s) ΔH=+460kJ·mol-1
已知:
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1
则:
Ba(s)+S(s)+2O2(g)===BaSO4(s) ΔH=________。
Ⅱ.SO2的尾气处理通常有以下几种方法:
(1)活性炭还原法
反应原理:
恒温恒容时2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)。
反应进行到不同时间测得各物质的浓度如图:
①0~20min反应速率表示为v(SO2)=________;
②30min时,改变某一条件平衡发生移动,则改变的条件最有可能是________;
③40min时,平衡常数K=________。
(2)亚硫酸钠吸收法
①Na2SO3溶液吸收SO2的离子方程式为__________________;
②常温下,当吸收至NaHSO3时,吸收液中相关离子浓度关系一定正确的是________(填序号)。
a.c(Na+)+c(H+)>c(SO
)+c(HSO
)+c(OH-)
b.c(Na+)=c(SO
)+c(HSO
)+c(H2SO3)
c.c(Na+)>c(HSO
)>c(H+)>c(SO
)
d.水电离出c(H+)=1×10-8mol/L
(3)电化学处理法
①如图所示,Pt(Ⅰ)电极的反应式为__________________;
②当电路中转移0.02mole-时(较浓H2SO4尚未排出),交换膜左侧溶液中约增加________mol离子。
解析:
本题考查热化学方程式的书写、对图象的分析、反应速率的计算、平衡常数的计算、电化学反应原理的应用。
Ⅰ.
(1)将题中方程依次标记为①②③④,由盖斯定律知④=③×2-①-②:
Ba(s)+S(s)+2O2(g)===BaSO4(s) ΔH=-1473.2kJ·mol-1。
Ⅱ.①0~20min反应速率表示为v(SO2)=
=0.03mol/(L·min);②30min时,二氧化碳的浓度瞬间减小,所以可能改变的条件是减小二氧化碳的浓度;③恒温下40min时的平衡常数值与20min时的平衡常数值相同,利用20min时各物质的浓度计算K=
=0.675;
(2)①Na2SO3溶液吸收SO2生成亚硫酸氢钠;②根据电荷守恒,则c(Na+)+c(H+)=2c(SO
)+c(HSO
)+c(OH-),所以c(Na+)+c(H+)>c(SO
)+c(HSO
)+c(OH-),a正确;亚硫酸氢钠溶液中Na与S一定符合物料守恒,b正确;吸收至NaHSO3时,溶液显酸性,c(Na+)>c(HSO
)>c(H+)>c(SO
),C正确;吸收至NaHSO3时,溶液显酸性,抑制水的电离,则溶液中水电离出来的氢离子浓度小于10-7mol/L,但不一定等于10-8mol/L,d错误;故选abc;(3)根据装置图可知Pt(I)发生的是二氧化硫被氧化为硫酸的反应,所以该电极是阳极,则Pt(I)电极的反应式为SO2-2e-+2H2O===SO
+4H+,根据SO2-2e-+2H2O===SO
+4H+可知,转移0.02mol电子时,左侧有0.05mol离子增加,但阳离子膜同时交换了0.02molH+,故实际增加0.03mol离子。
答案:
Ⅰ.-1473.2kJ·mol-1
Ⅱ.
(1)①0.03mol/(L·min) ②减少CO2的浓度 ③0.675
(2)①SO
+SO2+H2O===2HSO
②abc
(3)①SO2-2e-+2H2O===SO
+4H+
②0.03
<二>选考题(共15分。
请考生任选一题做答。
如果多做,则按所作第一题计分)
11.(2015·江西省重点中学协作体第五次联考)【化学——选修2:
化学与技术】(15分)
水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可或缺的物质,水质优劣直接影响人体健康。
海水是人类资源宝库,若把海水淡化和化工生产结合起来,既可解决淡水资源缺乏的问题,又可充分利用海洋资源。
(1)天然水净化处理过程中需要加入混凝剂,常用的混凝剂有明矾、硫酸铝、硫酸铁等,其净水作用的原理是____________________________________。
(2)水的净化与软化目的不同,水的软化是指______________________________。
(3)目前,国际上使用的“海水淡化”主要技术之一是电渗析法,如图是利用电渗析法对海水进行淡化处理的原理图。
已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO
等离子,电极为惰性电极。
①阳离子交换膜(只允许阳离子通过)是________(填“A”或“B”);
②写出通电后阳极区的电极反应式:
__________________。
(4)海水除了可以得到淡化水之外,还可提取多种化工原料。
由海水制备无水氯化镁主要有以下步骤:
①在一定条件下脱水干燥;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤浓缩结晶。
其先后顺序正确的是__________________(填序号)。
(5)海水电解制得的氢气可用于合成氨,某合成氨厂生产流程如图所示:
①第
(1)个设备中先把N2和H2压缩的目的是__________________;
②在第(3)个设备中用冷却方法分离出____________________________,其目的是_________________________________。
解析:
本题考查化学工艺流程中的问题。
(1)混凝剂能吸附水中的微小悬浮颗粒,凝聚成较大的颗粒,从而快速沉降;
(2)水的净化是用混凝剂(如用明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来,而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子;(3)①电解池中阳离子向阴极移动,故阳离子通过B,B为阳离子交换膜;②阳极是Cl-放电,电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑;(4)海水制备无水氯化镁,首先要把海水中的镁离子变成沉淀后利用盐酸生成氯化镁。
由于镁离子水解,所以需要在一定条件下脱水干燥,故答案为②④③⑤①;(5)合成氨的反应是一个反应前后气体体积减小的反应,增大压强有利于平衡向生成氨的方向移动;氨气易液化,冷却时氨气变为液态,从平衡体系中分离出来,使平衡右移,提高了N2和H2的平衡转化率。
答案:
(1)铝盐和铁盐在水中水解生成相应的氢氧化物胶体,它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电荷的胶体,使其沉降,从而达到净化目的
(2)除去水中的钙离子和镁离子
(3)①B ②2Cl--2e-===Cl2↑
(4)②④③⑤①
(5)①使平衡向生成氨的方向移动 ②液态氨 使平衡右移,提高N2和H2的平衡转化率
12.(2015·四川省内江市四模)【化学——选修3:
物质结构与性质】(15分)
周期表中有A、B、C三种原子序数依次增大的元素,A是地壳中含量最多的金属元素,B的价层电子排布为nsn-1npn+1,C是生活中的一种常用金属且其原子的外围电子排布为3d104s1。
(1)A基态原子的电子排布式为__________________。
(2)一氧化碳(与N2互为等电子体)分子中σ键与π键数目之比为________。
(3)C的单质和某化合物甲的微观部分结构分别如图所示,C微粒周围等距离且距离最近的C微粒有________个;甲的化学式为________(用M、N表示)。
(4)金属C在加热时与B的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式为__________________。
(5)C元素的最高价氧化物的水化物能溶于氨水,该反应的化学方程式为___________。
(6)联氨(N2H4)是航天飞船常用的高能燃料,可以用尿素为原料制取,方法是在KMnO4催化剂存在下,尿素[CO(NH2)2]和次氯酸钠、NaOH溶液反应生成联氨、Na2CO3、H2O及另外一种产物,写出该反应的化学方程式:
____________________________________。
解析:
本题考查物质结构与元素周期律,涉及原子的电子排布式、化学键、化学方程式的书写等知识。
A是地壳中含量最多的金属元素,则是Al,B的价层电子排布为nsn-1npn+1,则n只能是3,B是S,C是Cu。
(2)N2的结构是N≡N,含1个σ键,2个π键,等电子体的物质结构相似,即CO中的σ键与π键的个数比为1∶2;(3)与Cu原子最近且等距的Cu有3×8÷2=12(与每个顶点的Cu原子最近的是每个面上的中心点),分析图知每个M连接2个N,即甲的化学式是MN2;(6)根据反应物和生成物知尿素中的N的化合价由-3―→-2(N2H4中的N的化合价),因此是还原剂,则次氯酸钠是氧化剂,被还原为氯化钠,根据得失电子相等知尿素与次氯酸钠的物质的量之比是1∶1,再结合质量守恒定律配平。
答案:
1s22s22p63s23p1或[Ne]3s23p1
(2)1∶2
(3)12 MN2或N2M
(4)Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
(5)Cu(OH)2+4NH3·H2O===Cu(NH3)4(OH)2+4H2O
(6)CO(NH2)2+NaClO+2NaOH
N2H4+Na2CO3+NaCl+H2O
13.(2015·湖南省岳阳市3月质检)【化学——选修5:
有机化学基础】(15分)
迷迭香酸(F)的结构简式为
它是存在于许多植物中的一种多酚,具有抗氧化、延缓衰老、减肥降脂等功效。
以A为原料合成F的路线如图所示(已知苯环上的羟基很难直接与羧酸发生酯化反应):
根据题意回答下列问题:
(1)A的结构简式为__________________;反应②的反应类型是__________________。
(2)反应③的试剂为__________________。
(3)1molF分别与足量的溴水和NaOH溶液反应,最多可消耗Br2________mol、NaOH________mol。
(4)E在一定条件下发生缩聚反应的化学方程式是__________________。
(5)与E互为同分异构体,且同时满足下列条件的有机物有________种。
①苯环上有四个取代基,且苯环上的一氯取代物只有一种;
②1mol该物质分别与NaHCO3、Na2CO3反应时,最多