12.D [解析]结合图示和已知条件可知,W、X、Y、Z分别为N、O、Al、Cl。
沸点:
NH3>HCl,A项错误;氧化物对应水化物的酸性:
Al(OH)3<HNO3(或HNO2),B项错误;化合物熔点:
Al2O3>AlCl3,C项错误;Al3+和O2-核外电子排布相同,根据“径小序大”规律可知,离子半径:
Al3+<O2-,D项正确。
13.在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。
可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。
根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是( )
A.Ksp(CuCl)的数量级为10-7
B.除Cl-反应为Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl
C.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好
D.2Cu+===Cu2++Cu平衡常数很大,反应趋于完全
13.C [解析]根据图像分析可知,当图中取横坐标为4[即c(Cl-)=10-4mol·L-1]时,10-3mol·L-1<c(Cu+)<10-2mol·L-1,则Ksp(CuCl)的数量级为10-7,A项正确;根据题干信息可知,除Cl-的反应为Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl,B项正确;铜为固体,不影响该化学平衡,C项错误;在图中取纵坐标为-6的点求算出反应2Cu+===Cu2++Cu的K=106>105(一般可逆反应的K>105就认为反应完全了),D项正确。
26.绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。
某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。
回答下列问题:
(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。
再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。
由此可知:
____________、____________。
(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1g。
将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g。
按下图连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是________。
②将下列实验操作步骤正确排序________(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3g。
a.点燃酒精灯,加热b.熄灭酒精灯
c.关闭K1和K2d.打开K1和K2,缓缓通入N2
e.称量Af.冷却到室温
③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=________(列式表示)。
若实验时按a、d次序操作,则使x________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将
(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。
实验后反应管中残留固体为红色粉末。
图0
①C、D中的溶液依次为________(填标号)。
C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为__________________。
a.品红 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba(NO3)2e.浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式________________________________。
26.
(1)样品中没有Fe(Ⅲ) Fe(Ⅱ)易被氧气氧化为Fe(Ⅲ)
(2)①干燥管②dabfce③
偏小
(3)①c、a 生成白色沉淀、褪色②2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑
[解析]
(1)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,将其溶于水滴加KSCN溶液时,溶液颜色无变化,说明样品中无Fe(Ⅲ),当通入空气后溶液变红,说明Fe(Ⅱ)易被氧气氧化为Fe(Ⅲ)。
(2)①仪器B为干燥管。
②由于要防止绿矾被氧化,所以加热之前要先通N2,等反应充分之后,先停止加热,继续通N2,直至A冷却至室温,之后关闭K1、K2,称量A的质量,所以实验操作顺序应为dabfce。
③根据FeSO4 ~ xH2O
152 18x
(m3-m1)g (m2-m3)g
x=
若将a、d次序颠倒,则在加热时会使部分晶体被氧气氧化,固体质量m3偏大,导致x值偏小。
(3)根据实验后残留固体的颜色为红色可知,反应生成了Fe2O3,铁元素的化合价升高,则必有元素的化合价降低,由化合价分析可知必有SO2生成,同时会生成SO3,所以反应的化学方程式为2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
检验SO3可用BaCl2溶液,现象是C中有白色沉淀生成。
检验SO2可用品红溶液,现象是D中品红溶液褪色。
27.重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。
制备流程如图所示:
回答下列问题:
(1)步骤①的主要反应为
FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3
Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2
上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为________。
该步骤不能使用陶瓷容器,原因是_________________。
(2)滤渣1中含量最多的金属元素是________,滤渣2的主要成分是________及含硅杂质。
(3)步骤④调滤液2的pH使之变________(填“大”或“小”),原因是_________(用离子方程式表示)。
(4)有关物质的溶解度如图所示。
向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。
冷却到________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃
步骤⑤的反应类型是________。
(5)某工厂用m1kg铬铁矿粉(含Cr2O340%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2kg,产率为__。
27.
(1)2∶7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应
(2)Fe Al(OH)3
(3)小 2CrO
+2H+⇌Cr2O
+H2O(4)d 复分解反应
(5)
×100%
[解析]
(1)通过化合价变化分析可知,FeO·Cr2O3为还原剂,NaNO3为氧化剂,1molFeO·Cr2O3参加反应时转移电子7mol,而1molNaNO3参加反应时转移电子2mol,由电子守恒可得,FeO·Cr2O3和NaNO3的系数之比为2∶7。
该步骤不能使用陶瓷容器的原因是SiO2和Na2CO3在高温下发生反应SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑,会腐蚀陶瓷容器。
(2)滤渣1的主要成分为Fe2O3,还可能有未反应的FeO·Cr2O3,所以滤渣1中含量最多的金属元素是Fe。
滤渣2应为Al(OH)3及含硅杂质。
(3)由于步骤④要实现平衡2CrO
+2H+⇌Cr2O
+H2O右移,应使溶液的酸性增强,pH减小。
(4)要想使K2Cr2O7结晶析出,而Na2Cr2O7、NaCl、KCl等留在溶液中,应选择K2Cr2O7的溶解度最小且与其他物质的溶解度相差较大的温度,所以应选10℃。
步骤⑤发生反应Na2Cr2O7+2KCl===K2Cr2O7↓+2NaCl,该反应属于复分解反应。
(5)根据Cr守恒可得:
Cr2O3 ~ K2Cr2O7
152 294
m1kg×40% m(K2Cr2O7)理论
m(K2Cr2O7)理论=
kg
则产率=
×100%=
×100%。
28.砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。
回答下列问题。
(1)画出砷的原子结构示意图________。
(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。
写出发生反应的化学方程式:
___________。
该反应需要在加压下进行,原因是_______。
(3)已知:
As(s)+
H2(g)+2O2(g)===H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH2
2As(s)+
O2(g)===As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s)+3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH=________。
(4)298K时,将20mL3xmol·L-1Na3AsO3、20mL3xmol·L-1I2和20mLNaOH溶液混合,发生反应:
AsO
(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)⇌AsO
(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。
溶液中c(AsO
)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。
a.溶液的pH不再变化
b.v(I-)=2v(AsO
)
c.c(AsO
)/c(AsO
)不再变化
d.c(I-)=ymol·L-1
②tm时,v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
③tm时v逆_____tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是______。
④若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为________。
28.
(1)
(2)2As2S3+5O2+6H2O===4H3AsO4+6S 增加反应物O2的浓度,提高As2S3的转化速率
(3)2ΔH1-3ΔH2-ΔH3
(4)①a、c ②大于③小于 tm时生成物浓度较低④
(mol·L-1)-1
[解析]
(1)As为第四周期ⅤA族元素,原子结构示意图为。
(2)根据信息可知:
As2S3+O2+H2O―→H3AsO4+S,用化合价升降法配平得:
2As2S3+5O2+6H2O===4H3AsO4+6S。
加压可增加反应物O2的浓度,提高As2S3的转化速率;(3)依次设题中的热化学方程式为①②③,由盖斯定律可知,①×2-②×3-③可得反应As2O5(s)+3H2O(l)===2H3AsO4(s),则该反应的ΔH=2ΔH1-3ΔH2-ΔH3。
(4)①溶液的pH不再变化,说明c(OH-)不变,可判断反应达到平衡;v(I-)=2v(AsO
)在任何反应阶段都成立,与平衡无关;c(AsO
)/c(AsO
)不再变化,说明反应物和生成物的浓度保持不变,说明反应达到平衡;根据反应的化学计量数可知,当c(I-)=ymol·L-1时,c(AsO
)一定不等于ymol·L-1,说明反应未达平衡,故选a、c。
②tm时,反应还未达到平衡,继续向正反应方向进行,即tm时,v正>v逆。
③由于tn时的c(AsO
)>tm时的c(AsO
),故tm时的v逆<tn时的v逆。
④AsO
(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)⇌AsO
(aq)+2I-(aq)+H2O(l)
起始(mol•L-1)x x (1+2y) 0 0
转化(mol·L-1)y y 2y y 2y
平衡(mol·L-1)(x-y) (x-y) 1 y 2y
K=
=
(mol·L-1)-1=
(mol·L-1)-1
35.[化学——选修3:
物质结构与性质]研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2===CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。
回答下列问题:
(1)Co基态原子核外电子排布式为________________。
元素Mn与O中,第一电离能较大的是________,基态原子核外未成对电子数较多的是________。
(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为____和________。
(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为_________,原因是____________。
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在___。
(5)MgO具有NaCl型结构(如图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420nm,则r(O2-)为________nm。
MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a′=0.448nm,则r(Mn2+)为________nm。
图0
35.
(1)[Ar]3d74s2 O Mn
(2)sp sp3
(3)H2O>CH3OH>CO2>H2 H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2的相对分子质量较大、范德华力较大
(4)离子键和π键(Π
键) (5)0.148 0.076
[解析]
(1)Co为27号元素,基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。
Mn是活泼金属,第一电离能较小,而O是非金属性较强的非金属元素,第一电离能较大,故第一电离能大小Mn<O;Mn的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,3d轨道中有5个未成对电子,而O的基态原子核外电子排布式为1s22s22p4,2p轨道中有2个未成对电子,Mn和O的基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。
(2)CO2中C原子的杂化形式为sp杂化,CH3OH中C原子的杂化方式为sp3杂化。
(3)反应CO2+3H2===CH3OH+H2O中四种物质的沸点高低顺序为H2O>CH3OH>CO2>H2。
(4)Mn(NO3)2中存在离子键、σ键和π键。
(5)根据晶胞结构可知,每个MgO晶胞中含有Mg2+:
1+12×
=4个,O2-:
8×
+6×
=4,根据MgO晶胞特点可得r(O2-)=
a≈0.148nm,而MnO晶体结构与其相似,r(Mn2+)=
=0.076nm。
36.[化学——选修5:
有机化学基础]氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。
实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为________________。
C的化学名称是________。
(2)③的反应试剂和反应条件分别是________________,该反应的类型是________。
(3)⑤的反应方程式为_________。
吡啶是一种有机碱,其作用是__________________。
(4)G的分子式为________。
(5)H是G的同分异构体,其苯环上的取代基与G的相同但位置不同,则H可能的结构有________种。
(6)4甲氧基乙酰苯胺(
)是重要的精细化工中间体,写出由苯甲醚(
)制备4甲氧基乙酰苯胺的合成路线:
__________(其他试剂任选)。
36.
(1)
三氟甲苯
(2)浓HNO3/浓H2SO4、加热 取代反应
(3)+HCl
吸收反应产生的HCl,提高反应转化率
(4)C11H11F3N2O3(5)9
(6)
[解析]根据流程图及有关物质的结构简式可推知,A为
,B为
,F为。
(1)A的结构简式为
,C的化学名称为三氟甲苯。
(2)反应③为硝化反应,试剂为浓硝酸和浓硫酸的混合液,条件为加热(或水浴加热)。
(3)反应⑤的化学方程式为
+
+HCl。
吡啶的作用是吸收生成的HCl,提高反应转化率。
(4)G的结构简式为,故其分子式为C11H11F3N2O3。
(5)因所求同分异构体在苯环上有3个取代基,可用“定二移一”法找出其同分异构体的种数。
共9种符合条件的同分异构体。
(6)结合题中的转化方法,可设计出由苯甲醚(
)制备4甲氧基乙酰苯胺的合成路线为
。