B.简单氢化物的稳定性Y>N
C.含M的一种盐常用于净水消毒
D.X和M形成的化合物溶于水显酸性
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【答案】D
解题方法:
逐项分析法。
25℃时,1LpH=1的H2SO4溶液中含有的H+数为0.1NA,A项错误;4mL5.0mol/LNa2SiO3制得0.02mol硅酸分子,由于胶体粒子是多个硅酸分子的聚合体,所以含胶体粒子数小于0.02NA,B项错误;NaH与H2O反应的方程式为NaH+H2O===NaOH+H2↑,每生成0.6g氢气,即0.3mol,转移电子数为0.3NA,C项错误;将0.2molNH4NO3溶于稀氨水,根据电荷守恒可知:
c(NH
)+c(H+)=c(NO
)+c(OH-),溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),则c(NH
)=c(NO
)=0.2mol,故溶液中NH
的数目为0.2NA,D项正确。
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【答案】B
解题方法:
模型符号法。
a点溶液pH=7,H2X的电离与HX-的水解程度相同,水的电离基本不受影响,而b点溶液pH=11,X2-和HX-的水解程度明显大于HX-的电离,促进水的电离,即b点水的电离程度大于a点,A项正确;将等物质的量的NaHX、Na2X溶于水中,HX-电离程度与X2-的水解程度不同,则溶液PH不等于11,B项错误;H2X的一级电离平衡常数K1=
,pH=7时c(HX-)=c(H2X),则K1=c(H+)=10-7,H2X的二级电离平衡常数K2=
,pH=11时c(HX-)=c(X2-),则K2=c(H+)=10-11,HY的KB=1×10-10,则酸性:
H2X>HY>HX-,结合强酸制弱酸的原理,将少量H2X溶液加入到足量NaY溶液中,发生的反应为H2X+Y-===HY+HX-,C项正确;由C项分析可知H2X的二级电离平衡常数K2=10-11,25℃时,反应X2-+H2OHX-+OH-的平衡常数=
=
=10-3,平衡常数对数值lgK=-3,D项正确。
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【答案】C
解题方法:
直选法。
由装置图可知,放电时,A电极是负极,反应式为Zn-2e-===Zn2+,B电极是正极,反应式为I2+2e-===2I-,外电路中电流由正极经过导线流向负极,充电时,阳极反应式为2I--2e-===I2、阴极反应式为Zn2++2e-===Zn,据此分析解答。
放电时,B电极反应式为I2+2e-===2I-,A项正确;放电时,左侧即负极,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,所以储罐中的离子总浓度增大,B项正确;离子交换膜是防止正负极区的I2、Zn接触发生反应,负极区生成Zn2+,正电荷增加,正极区生成I-,负电荷增加,所以Cl-通过M膜进入负极区,K+通过N膜进入正极区,所以M为阴离子交换膜,N为阳离子交换膜,C项错误;充电时,A极反应式Zn2++2e-===Zn,A极增重65g,转移2mol电子,所以C区增加2molK+、2molCl-,离子总数为4NA,D项正确。
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解题方法:
逐项分析法。
【答案】B
M元素是地壳中含量最高的金属元素,则M是Al元素;N元素的单质常用来制造太阳能电池,则N是Si元素;X3Y+和YX-含有相同的电子数,则X是H元素、Y是O元素。
同周期元素,从左到右原子半径依次减小,原子半径:
Al>Si,A项错误;非金属性越强,简单氢化物的稳定性越大,非金属性:
O>Si,则简单氢化物的稳定性:
O>Si,B项正确;铝盐水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体能够因吸附作用而起到净水作用,但不能起到消毒的作用,C项错误;H和Al形成的化合物为AlH3,AlH3溶于水时,与水反应生成氢氧化铝沉淀和氢气,溶液呈碱性,D项错误。
二、非选择题:
(包括必考题和选考题两部分。
第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第35题、第36题为选考题,考生根据要求作答。
)
(一)必考题(共43分)。
26.(14分)钛是一种重要的金属,以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Fe2O3]为原料制备钛的工艺流程如图所示。
(1)滤液1中钛元素以TiO2+形式存在,则“溶浸”过程发生的主要反应的化学方程式为_____________________________________。
(2)物质A为____________(填化学式),“一系列操作”为__________________。
(3)“水解”步骤中生成TiO2·xH2O,为提高TiO2·xH2O的产率,可采取的措施有_____________________________________、
_____________________________________。
(写出两条)
(4)“电解”是以石墨为阳极,TiO2为阴极,熔融CaO为电解质。
阴极的电极反应式为_____________________________________;
若制得金属Ti9.60g,阳极产生气体________mL(标准状况下)。
(5)将少量FeSO4·7H2O溶于水,加入一定量的NaHCO3溶液,可制得FeCO3,写出反应的离子方程式_____________________________________;
若反应后的溶液中c(Fe2+)=2×10-6mol·L-1,则溶液中c(CO
)=____________mol·L-1。
(已知:
常温下FeCO3饱和溶液浓度为4.5×10-6mol·L-1)
【标准答案】
(1)FeTiO3+2H2SO4
TiOSO4+FeSO4+2H2O(2分)
(2)Fe(1分) 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(2分)
(3)加水稀释反应物 加碱中和生成的酸(或加热等)(每空1分)
(4)TiO2+4e-===Ti+2O2-(1分) 4480(2分)
(5)Fe2++2HCO
===FeCO3↓+CO2↑+H2O(2分)
1.0×10-5(2分)
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(1)因钛铁矿的主要成分为FeTiO3,且滤液1中钛元素以TiO2+形式存在,所以其主要反应的化学方程式为FeTiO3+2H2SO4
TiOSO4+FeSO4+2H2O。
(2)该流程中还有副产物FeSO4·7H2O,故需将溶浸产物中的Fe3+除去,物质A为Fe,“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
(3)“水解”反应为TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O↓+2H+,根据平衡移动原理,为提高TiO2·xH2O的产率可以加水稀释反应物、加碱中和生成的酸、加热等。
(4)“电解”过程中阴极反应:
TiO2+4e-===Ti+2O2-,阳极反应:
2O2--4e-===O2↑,若制得金属Ti9.60g,则n(Ti)=n(O2)=0.2mol,V(O2)=4480mL(标准状况下)。
(5)由题意知该反应化学方程式为Fe2++2HCO
===FeCO3↓+CO2↑+H2O;由常温下FeCO3饱和溶液浓度为4.5×10-6mol·L-1,Ksp(FeCO3)=2.025×10-11mol2·L-2,则c(CO
)=
=1.013×10-5mol·L-1。
【评分细则】
(1)化学方程式未配平、写成离子方程式、漏掉加热条件均不得分。
(2)Fe写成汉字“铁”不得分;答“蒸发结晶、过滤”不得分,答“蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤”不扣分。
(3)标准答案中的三种措施,任答两种得2分,答一种得1分。
(4)电极反应式未配平不得分;计算结果非4480不得分。
(5)离子方程式未配平、写成化学方程式均不得分,漏掉“↓”“↑”不得分;数据计算错误不得分。
27.(14分)常用调味剂花椒油是一种从花椒籽中提取的水蒸气挥发性香精油,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
利用如图所示装置处理花椒籽粉,经分离提纯得到花椒油。
实验步骤:
(一)在A装置中的圆底烧瓶中装入
容积的水,加1~2粒沸石。
同时,在B中的圆底烧瓶中加入20g花椒籽粉和50mL水。
(二)加热A装置中的圆底烧瓶,当有大量蒸气产生时关闭弹簧夹,进行蒸馏。
(三)向馏出液中加入食盐至饱和,再用15mL乙醚萃取2次,将两次萃取的醚层合并,加入少量无水Na2SO4;将液体倾倒入蒸馏烧瓶中,蒸馏得花椒油。
(1)装置A中玻璃管的作用是_____________________________________。
装置B中圆底烧瓶倾斜的目的是_____________________________________。
(2)步骤
(二)中,当观察到_____________________________________
现象时,可停止蒸馏。
蒸馏结束时,下列操作的顺序为________(填标号)。
①停止加热 ②打开弹簧夹 ③关闭冷凝水
(3)在馏出液中加入食盐的作用是_____________________________________;
加入无水Na2SO4的作用是_____________________________________。
(4)实验结束后,用稀NaOH溶液清洗冷凝管,反应的化学方程式为_____________________________________。
(残留物以
表示)
(5)为测定花椒油中油脂的含量,取20.00mL花椒油溶于乙醇中,加80.00mL0.5mol/LNaOH的乙醇溶液,搅拌,充分反应,加水配成200mL溶液。
取25.00mL加入酚酞,用0.1mol/L盐酸进行滴定,滴定终点消耗盐酸20.00mL。
则该花椒油中含有油脂____________g/L。
(以CHCH2C17H33COOCH2C17H33COOC17H33COO计,式量:
884)
【标准答案】
(1)平衡气压,以免关闭弹簧夹后圆底烧瓶内气压过大(2分) 防止飞溅起的液体进入冷凝管中(或缓冲气流)(2分)
(2)仪器甲处馏出液无油状液体(2分) ②①③(2分)
(3)降低花椒油在水中的溶解度,有利于分层 除去花椒油中的水(或干燥)(2分)
(4)
+3NaOH―→3R1COONa+
(2分)
(5)353.6(2分)
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对A装置加热产生水蒸气,水蒸气经导气管进入B装置,加热装置B中的花椒籽粉与水的混合物从而提取花椒油;向馏出液中加入食盐颗粒,可降低花椒油在水中的溶解度,利于花椒油分层析出;由于花椒油易溶解在有机溶剂乙醚中,而乙醚与水互不相溶,向用乙醚萃取的花椒油中加入硫酸钠除去醚层中少量的水,最后蒸馏得到花椒油。
由于花椒油的主要成分属于油脂,能够与NaOH反应产生高级脂肪酸钠和甘油,过量的NaOH用HCl滴定,从而间接计算出其中含有的花椒油的质量,进而可得花椒油中油脂的含量。
(1)加热时烧瓶内气体压强增大,导气管可平衡气压,以免关闭弹簧夹后圆底烧瓶内气压过大;装置B中圆底烧瓶倾斜可以防止飞溅起的液体进入冷凝管中(或缓冲气流)。
(2)加热A装置中的圆底烧瓶,当有大量蒸气产生时关闭弹簧夹,进行蒸馏,装置B中的花椒油会随着热的水蒸气不断变为气体蒸出,当仪器甲处馏出液无油状液体时,说明花椒油已完全分离出来,此时停止蒸馏;蒸馏结束时,首先是打开弹簧夹,然后停止加热,最后关闭冷凝水,故操作的顺序为②①③。
(3)在馏出液中加入食盐的作用是增大水层的密度,降低花椒油在水中的溶解度,有利于分层;加入无水Na2SO4的作用是无水Na2SO4与水结合形成Na2SO4·10H2O,便于除去花椒油中的水(或对花椒油进行干燥)。
(4)实验结束后,用稀NaOH溶液清洗冷凝管内壁上沾有的油脂,二者发生反应产生可溶性的高级脂肪酸钠和甘油,该反应的化学方程式为
+3NaOH―→3R1COONa+
。
(5)根据HCl+NaOH===NaCl+H2O,所以n(NaOH)(过量)=n(HCl)=0.1mol/L×0.020L×
=0.016mol,则与油脂反应的NaOH的物质的量为0.5mol/L×0.080L-0.016mol=0.024mol,根据花椒油与NaOH反应的物质的量的关系可知其中含有的花椒油的物质的量为n(油脂)=
n(NaOH)=
×0.024mol=0.008mol,其质量为m(油脂)=0.008mol×884g/mol=7.072g,则该花椒油中含有油脂7.072g÷0.02L=353.6g/L。
【评分细则】
(1)答出“平衡气压”即得2分,答“冷凝回流”不得分;答出“防止飞溅起的液体进入冷凝管”或“缓冲气流”均得2分。
(2)答“仪器甲处馏出液无油状液体”“牛角管馏出液无油状液体”均得2分;答“仪器甲处无液体流出”“牛角管无液体流出”均不得分;操作顺序颠倒任何一个不得分。
(3)只要答出“降低花椒油的溶解度”即得2分;只要答出“干燥”的意思即得2分。
(4)化学方程式未配平、结构简式书写错误不得分,结构简式书写不规范等,得1分或不得分。
(5)数据计算错误不得分,填写对应答题卡时注意题干是否给出单位,视情况决定数据后面是否带单位。
28.(15分)唐山市打造“山水园林城市”,因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。
已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
SO2(g)+NH3·H2O(aq)===NH4HSO3(aq) ΔH1=akJ·mol-1;
NH3·H2O(aq)+NH4HSO3(aq)===(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)
ΔH2=bkJ·mol-1;
2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)===2(NH4)2SO4(aq) ΔH3=ckJ·mol-1。
则反应2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)===2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的ΔH=____________kJ·mol-1。
(2)已知:
N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+181.5kJ·mol-1,某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行NO的分解。
若用
、
、
和
分别表示N2、NO、O2和固体催化剂,在固体催化剂表面分解NO的过程如图所示。
从吸附到解吸的过程中,能量状态最低的是____________(填字母序号)。
(3)以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO),脱硝机理如图1,则总反应的化学方程式为_____________________________________;
脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2,为达到最佳脱硝效果,应采用的条件是_____________________________________。
(4)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0。
实验测得:
v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(NO)·c(O2),v逆=v(NO2)消耗=k逆c2(NO2),k正、k逆为速率常数,只受温度影响。
不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
1
0.6
0.4