C.b点时,c(B-)=c(HB)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.向HB溶液中滴加NaOH溶液至pH=7时:
c(B-)>c(HB)
【答案】B
【解析】
【详解】A.a点时,
=0,c(A-)=c(HA),溶液为酸和盐的溶合溶液,pH=4,抑制水的电离,溶液中由水电离的c(OH-)约为1×10-10mol·L-1,选项A正确;
B.
=0,c(A-)=c(HA),电离平衡常数:
Ka(HA)=
=
=10-4mol/L;
=0,c(B-)=c(HB),电离平衡常数:
Ka(HB)=
=
=10-5mol/L,Ka(HA)>Ka(HB),选项B错误;
C.b点时,
=0,c(B-)=c(HB),pH=5,c(B-)=c(HB)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),选项C正确;
D.向HB溶液中滴加NaOH溶液至pH=7时,
>0,c(B-)>c(HB),选项D正确。
答案选B。
二、非选择题:
本卷包括必考题和选考题两部分。
第22-32题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第33-38题为选考题,考生根据要求作答。
8.实验室制备叔丁基苯【
】的反应和有关数据如下:
+ClC(CH3)3
+HCl
I.如图是实验室制备无水AlCl3,可能需要的装置:
(1)检查B装置气密性的方法是_______。
(2)制备无水AlCl3的装置依次合理的连接顺序为__________(埴小写字母),其中E装置的作用是________。
(3)实验时应先加热圆底烧瓶再加热硬质玻璃管,其原因是________。
Ⅱ.如图是实验室制备叔丁基苯的装置(夹持装置略):
在三颈烧瓶中加入50mL的苯和适量的无水AlCl3,由恒压漏斗滴加氯代叔丁烷10mL,一定温度下反应一段时间后,将反应后的混合物洗涤分离,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静置,过滤,蒸馏得叔丁基苯20g。
(4)使用恒压漏斗的优点是_______;加入无水MgSO4固体的作用是________。
(5)洗涤混合物时所用的试剂有如下三种,正确的顺序是________。
(填序号)
①5%的Na2CO3溶液②稀盐酸③H2O
(6)本实验中叔丁基苯的产率为______。
(保留3位有效数字)
【答案】
(1).分液漏斗注入水后,关闭止水夹,打开分液漏斗的活塞使液体流下,一段时间后液体不能继续流下,说明气密性良好
(2).defghijc(3).防止空气中的水蒸气进入,吸收多余的氯气(4).若先加热硬质玻璃管,Al先与O2反应,无法制得纯净AlCl3(5).使液体顺利滴下(6).干燥(7).②①③(8).74.6%
【解析】
【详解】
(1)检查B装置气密性的方法是分液漏斗注入水后,关闭止水夹,打开分液漏斗的活塞使液体流下,一段时间后液体不能继续流下,说明气密性良好;
(2)制备无水AlCl3,在装置B中利用浓盐酸与二氧化锰加热条件下反应生成氯气,通过装置D中的饱和食盐水将氯气中的氯化氢除去,装置C干燥氯气,纯净干燥的氯气进入装置F与铝粉在加热条件下反应生成氯化铝,最后为防止空气中的水蒸气进入且利用碱石灰吸收未反应的氯气,故装置依次合理的连接顺序为defghijc,其中E装置的作用是防止空气中的水蒸气进入,吸收多余的氯气;
(3)实验时应先加热圆底烧瓶再加热硬质玻璃管,其原因是若先加热硬质玻璃管,Al先与O2反应,无法制得纯净AlCl3;
(4)使用恒压漏斗可以平衡漏斗内外压强,使液体顺利滴下,在洗涤后所得产物中加入少量无水MgSO4固体,目的是吸收产品中少量的水分,起到干燥的作用;
(5)稀盐酸洗涤可以除去氯化铝杂质,再用5%Na2CO3溶液除去过量的盐酸,最后用水洗涤除去剩余的5%Na2CO3,故答案为:
②①③;
(6)加入苯的物质的量为
=0.56mol,氯代叔丁烷的物质的量为
=0.20mol,由反应方程式
+ClC(CH3)3
+HCl可知,加入的苯过量,则理论上生成叔丁基苯的质量为:
0.20mol×134g/mol=26.8g,叔丁基苯的产率为:
×100%=74.6%。
9.采用湿法冶金工艺回收废旧光盘中的金属Ag(其他金属因微量忽略不计),其流程如下:
回答下列问题:
(1)①“操作I”为_____,在实验室进行此操作需要用到的玻璃仪器有_____。
②在实验室利用“操作I”的装置洗涤难溶物的操作方法是_______。
(2)若NaClO溶液与Ag反应的产物有AgCl和O2,则该反应的化学方程式为____若以稀HNO3代替NaClO溶液,其缺点是___(写出一条即可)。
(3)已知Ag2O在酸性条件下能将有毒气体甲醛(HCHO)氧化成CO2,科学家据此原理将上述过程设计为一种电化学装置,以回收电极材料中的金属Ag。
则此电池的正极反应式为_____。
(4)已知室温时,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5,Ksp(AgCl)=1.8×10-10。
计算反应Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)
2AgCl(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=_____。
(保留两位有效数字)
【答案】
(1).过滤
(2).烧杯、漏斗、玻璃棒(3).向过滤器内加蒸馏水浸没沉淀,使水自然流下,重复2~3次(4).4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O2↑(5).没有Cl-不能生成AgCl(或生成氮氧化物,污染空气)(6).Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2O(7).4.3×1014
【解析】
【详解】
(1)①“操作I”得到溶液和固体,故为过滤;在实验室进行此操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;
②在实验室利用“操作I”的装置洗涤难溶物的操作方法是向过滤器内加蒸馏水浸没沉淀,使水自然流下,重复2~3次;
(2)若NaClO溶液与Ag反应的产物有AgCl和O2,银元素和氧元素化合价升高,则氯元素化合价降低,根据氧化还原反应进行配平得反应的化学方程式为4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O2↑;
若以稀HNO3代替NaClO溶液,其缺点是没有Cl-不能生成AgCl、生成氮氧化物,污染空气;
(3)已知Ag2O在酸性条件下能将有毒气体甲醛(HCHO)氧化成CO2,科学家据此原理将上述过程设计为一种电化学装置,以回收电极材料中的金属Ag。
则此电池的正极氧化银得电子产生银,电极反应式为Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2O;
(4)已知室温时,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5,Ksp(AgCl)=1.8×10-10。
计算反应Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)
2AgCl(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=
=
=
=
=4.3×1014。
【点睛】本题以光盘中的金属Ag为载体考查金属元素的回收,明确流程中元素的转化关系是解答的关键,题目难度不大,注意溶度积的计算及氧化还原反应的配平。
10.发展“碳一化学”,开发利用我国丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。
请回答下列问题:
(1)已知:
常温下C(s)的燃烧热△H=-393.5kJ·mol-1,S(s)的燃娆热△H=-296.0kJ·mol-l,CO2(g)+C(S)=2CO(g)△H=+172.5kJ·mol-1,写出一氧化碳将二氧化硫还原为单质硫的热化学方程式:
______
(2)在763K、3.04×104kPa时,用CO和H2做原料合成甲醇(CH3OH),存在下列平衡:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。
当原料中CO和H2的比例不同时,对CO的转化率及平衡混合物中甲醇的体积分数都有影响。
①设H2和CO起始物质的量之比为m,平衡时CO的转化率为α,平衡混合物中甲醇的体积分数为y,则m、α、y三者的关系式为y=___。
②根据表中提供的数据,可得出反应物的比例对CO的平衡转化率以及平衡混合物中甲醇的体积分数影响的结论,选择最佳反应物配比m=_______(填“l”、“2”或“3”),理由是_________。
(3)如图是四种金属氧化物被一氧化碳还原,反应达到平衡时lgc(CO)/c(CO2)与温度(T)的关系曲线图:
①8000C时,其中最易被还原的金属氧化物是______(填化学式),该反应的平衡常数K=_______。
②CO2还原PbO2
反应△H___0(填“>”或“<”)。
判断依据是_________。
(4)科学家正在研究用固态物质作为火箭推进剂。
固体推进剂(硝酸钾和蔗糖的混合物)点燃后在燃烧室里燃烧,发生反应KNO3+C12H22O11→CO2↑+N2↑+H2O+K2CO3,(未配平)。
则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是_______。
【答案】
(1).2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)ΔH=-270kJ•mol-1
(2).a/1+m-2a(3).2(4).由表中数据可知,m越大,α越大;开始时m增大,y也随着增大,当m>2时,m增大,y减小,当m=2时,y最大(5).Cu2O(6).1×106(7).<(8).温度升高,CO还原PbO2的反应的lgc(CO)/c(CO2)变大,说明CO的转化率变低(或其他合理说法)(9).48∶5
【解析】
【详解】
(1)已知:
常温下C(s)的燃烧热△H=-393.5kJ.mol-1,即①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ.mol-1;
S(s)的燃娆热△H=-296.0kJ.mol-l,即②S(s)+O2(g)=SO2(g)△H2=-296.0kJ.mol-1;
③CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H3=+172.5kJ.mol-1,
根据盖斯定律,由①-②-③得反应2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)ΔH=△H1-△H2-△H3=-393.5kJ.mol-1+296.0kJ.mol-1-172.5kJ.mol-1=-270kJ•mol-1;
(2)①设开始时CO为1mol,则H2为mmol,
由:
CO+2H2
CH3OH
n始/mol:
1m0
n变/mol:
a2aa
n平/mol:
1-am-2aa
平衡时n(总)=(1+m-2a)mol
故y=
×100%;
②根据表中提供的数据,可得出反应物的比例对CO的平衡转化率以及平衡混合物中甲醇的体积分数影响的结论,选择最佳反应物配比m=2,理由是由表中数据可知,m越大,α越大;开始时m增大,y也随着增大,当m>2时,m增大,y减小,当m=2时,y最大;
(3)①800℃时,K越大,金属氧化物越易被还原,故Cu2O越易被还原,lgc(CO)/c(CO2)=-6,即lg
=-6,则K=1×106;
②CO2还原PbO2的反应△H<0,判断依据是温度升高,CO还原PbO2的反应的lgc(CO)/c(CO2)变大,说明CO的转化率减小;
(4)反应KNO3+C12H22O11→CO2↑+N2↑+H2O+K2CO3中氮元素由+5价变为0价,碳元素由0价变为+4价,根据氧化还原反应配平得反应48KNO3+5C12H22O11=36CO2↑+12N2↑+55H2O+24K2CO3,则该反应中氧化剂KNO3与还原剂C12H22O11的物质的量之比是48:
5。
11.为了纪念元素周期表诞生150周年,联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”。
回答下列问题:
(1)Ag与Cu在同一族,则Ag在周期表中___(填“s”、“p”、“d”或“ds”)区。
[Ag2(NH3)2]+中Ag+空
5s轨道和5p轨道以sp杂化成键,则该配离子的空间构型是___。
(2)下表是Fe和Cu的部分电离能数据:
请解释I2(Cu)大于I2(Fe)的主要原因:
______。
元素
Fe
Cu
第一电离能I1/kJ·mol-1
759
746
第二电离能I2/kJ·mol-1
1561
1958
(3)亚铁氰化钾是食盐中常用
抗结剂,其化学式为K4[Fe(CN)6]。
①CN-的电子式是______;1mol该配离子中含σ键数目为____。
②该配合物中存在的作用力类型有_____(填字母)。
A.金属键B.离子键C.共价键D.配位键E.氢键F.范德华力
(4)MnO2的熔点(1660℃C)比MnS的熔点(1610℃)高,其主要原因是_________。
(5)第三代太阳能电池利用有机金属卤化物碘化铅甲胺(CH3NH3PbI3)半导体作为吸光材料,CH3NH3PbI3具有钙钛矿(AMX3)的立方结构,其晶胞如图所示。
①AMX3晶胞中与金属阳离子(M)距离最近的卤素阴离子(X)形成正八面体结构,则M处于____位置,X处于____位置。
③CH3NH3PbI3晶体的晶胞参数为anm,其晶体密度为dg·cm-3,则阿伏加德罗常数的值NA的计算表达式为______。
【答案】
(1).ds
(2).直线形(3).失去第二个电子时,Cu失去的是全充满3d10电子,Fe失去的是4s1电子(4).
(5).12NA(6).BCD(7).二者均为离子晶体,O2-半径小于S2-半径,MnO的晶格能大于MnS(8).体心(9).面心(10).620/(a´×10-7)3d
【解析】
【详解】
(1)Ag位于第五周期第ⅠB族,外围电子排布为4d55s1,属于ds区;
[Ag2(NH3)2]+中Ag+空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键,所以其空间构型为直线型结构;
(2)根据表中数据可知,I2(Cu)大于I2(Fe),主要原因为:
失去第二个电子时,Cu失去的是全充满3d10电子,Fe失去的是4s1电子;
(3)①CN-中碳与氮之间形成三对共用电子对,电子式是
;1mol该配离子[Fe(CN)6]4-中,CN-与铁离子之间有6个配位键,在每个CN-内部有一个共价键,所以1mol该配合物中含有σ键的数目为12NA;
②K4[Fe(CN)6]中钾离子与[Fe(CN)6]4-之间形成离子键、