解析:
由于HCO3-的水解毕竟是微弱的,所以c(OH-)不可能大于c((HCO3-),所以B错误;
D中的关系应是:
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+),所以D错误;
正确答案为A、C。
14.I2在KI溶液中存在下列平衡:
I2(aq)+I-(aq)=I3-(aq),某I2、KI混合溶液中,
I3-的物质的量浓度c(I3-)与温度T的关系如图所示
(曲线上任何一点都表示平衡状态)。
下列说法正确的是:
A.反应I2(aq)+I-(aq)=I3-(aq)的△H>0
B.若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
C.若反应进行到状态D时,一定有v正>v逆
D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大
解析:
根据题中图示可知,c(I3-)是随着温度T的升高而减小的,说明:
I2(aq)+I-(aq)=I3-(aq)是一个放热反应,即△H<0,所以A错误;
根据平衡移动规律,c(I3-)变小,则c(I2)应变大,所以状态B的c(I2)大,所以D错误;
正确答案为B、C。
非选择题
15.(10分)医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。
以工业碳酸钙(含有少量
Na+、Al3+、Fe3+等杂质)生产医药级二水合氯化钙(CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%~103.0%)的主要流程如下:
(1)除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的pH为8.0~8.5,以除去溶液中的少量
Al3+、Fe3+。
检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是。
(2)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的pH为4.0,其目的有:
①将溶液中的少量
Ca(OH)2转化为CaCl2;②防止Ca2+在蒸发时水解;③。
(3)测定样品中Cl-含量的方法是:
a.称取0.7500g样品,溶解,在250mL容量瓶
中定容;b.量取25.00mL待测液于锥形瓶中;c.用0.05000mol·L-1AgNO3溶液
滴定至终点,消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39mL。
①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有:
。
②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为:
。
③若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有:
;。
15.解析:
(1)Fe(OH)3若没有沉淀完全,则会有Fe3+存在,检验Fe3+的存在用KSCN溶液最好,
检验时一定要取上层清液,检验现象才能明显;
(2)空气中的CO2会影响产品的纯度,所以应该防止溶液吸收空气中的CO2。
(3)①滴定实验中,需润洗的仪器有滴定管、移液管,该实验是用AgNO3溶液滴定
待测液的,所以需要润洗的仪器一定有酸式滴定管。
②根据关系式:
CaCl2·2H2O~2AgNO3
1472
α×0.7500×25/2500.05000×0.02039
解得:
α=0.9991=99.9%
③根据反应:
CaCl2·2H2O~2Cl-~2AgNO3
若Cl-偏多,则滴定的结果就会偏高,所以样品中若混有含氯量高于CaCl2的
或CaCl2·2H2O晶体中的结晶水失去一部分都能使CaCl2·2H2O的质量分数偏高;
答案:
(1)取少量上层清液,滴加KSCN溶液,若不出现血红色,表明Fe(OH)3沉淀完全
(2)防止溶液吸收空气中的CO2
(3)①酸式滴定管②99.9%③样品中存在少量的NaCl,少量CaCl2·2H2O失水
16.(8分)以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料,
原料的综合利用率较高。
其主要流程如下:
(1)反应I前需在FeSO4溶液中加入(填字母),以除去溶液中的Fe3+。
A.锌粉B.铁屑C.KI溶液D.H2
(2)反应I需控制反应温度低35℃,其目的是。
(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是:
。
(4)反应Ⅳ常被用于电解生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)。
电解时均用惰性电极,阳极
发生的电极反应可表示为:
。
16.解析:
(1)为了防止Fe2+被氧化,所以应加入既能防止Fe2+被氧化,又不会引入新杂质的物质,
所以加入铁屑最好。
(2)温度若较高则会促进Fe2+的水解,也会使NH4HCO3分解,所以反应温度应低35℃。
(3)要使K2SO4晶体析出,就要降低其在溶液中的溶解度,由于K2SO4是离子化合物,
在醇类溶剂中的溶解度一定变小。
(4)根据图示知:
(NH4)2SO4(NH4)2S2O8+H2
H2应在阴极产生,所以阳极发生的变化就为:
SO42-→S2O82-
答案:
(1)B
(2)防止NH4HCO3分解(或减少Fe2+的水解)
(3)降低K2SO4的溶解度,有利于K2SO4析出
(4)2SO42--2e-=S2O82-
17.(8分)废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,并减少污染。
废旧印刷电路板经粉碎
分离,能得到非金属粉末和金属粉末。
(1)下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中,不符合环境保护理念的是(填字母)
A.热裂解形成燃油B.露天焚烧
C.作为有机复合建筑材料的原料D.直接填埋
(2)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。
已知:
Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g)△H=64.39kJ·mol-1
2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H=-196.46kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.84kJ·mol-1
在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为:
。
(3)控制其它条件相同,印刷电路板的金属粉末用10%H2O2和3.0mol·L-1H2SO4溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)
温度(℃)
20
30
40
50
60
70
80
铜的平均溶解速率
(×10-3mol·L-1·min-1)
7.34
8.01
9.25
7.98
7.24
6.73
5.76
当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降,
其主要原因是。
(4)在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成
CuCl的离子方程式是。
17.解析:
(1)热裂解形成燃油则可使资源再生利用所以A正确;
露天焚烧会产生污染空气的气体,所以B不符合环保理念;
作为有机复合建筑材料的原料也使资源再生利用,所以C正确;
直接填埋则可能会造成土壤、水体等污染,所以D不符合环保理念。
(2)根据盖斯定律,将三个方程式加合得:
Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l)△H=-319.68kJ·mol-1
(3)由于温度升高,使得一部分H2O2发生分解,减少了与Cu的反应,
所以铜的溶解速率逐渐减小。
(4)根据CuSO4→CuCl,则铜的价态降低,则Na2SO3中硫的价态必然降低,
剩余反应方程式为:
2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O
2CuCl↓+SO42-+2H+
答案:
(1)BD
(2)Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l)△H=-319.68kJ·mol-1
(3)H2O2分解速率加快
(4)2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O
2CuCl↓+SO42-+2H+
18.(10分)二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。
与Cl2
比,ClO2不但具有更显著的杀菌能力,而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。
(1)在ClO2的制备方法中,有下列两种制备方法:
方法一:
2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O:
用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是。
(2)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子
(ClO2-)。
2001年我国卫生部规定,饮用水中ClO2-的含量应不超过0.2mg·L-1。
饮用水中ClO2、ClO2-的含量可用连续碘量法进行测定。
ClO2被I-还原为ClO2-、Cl-的转化率与溶液pH的关系
如右图所示。
当pH≤2.0时,ClO2-也能被I-还原成Cl-。
反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定:
Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
①请写出pH≤2.0时,ClO2-与I-反应的离子方程式。
②请完成相应的实验步骤:
步骤1:
准确量取VmL水样加入到锥形瓶中。
步骤2:
调节水样的pH为7.0~8.0。
步骤3:
加入足量的KI晶体。
步骤4:
加入少量淀粉溶液,用cmol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1mL。
步骤5:
。
步骤6:
再用cmol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL。
③根据上述分析数据,测得该饮用水样中ClO2-浓度为mol·L-1
(用含字母的代数式表示)
④若饮用水中ClO2-的含量超标,可向其中加入适量的Fe2+将ClO2-还原成Cl-,
该反应的氧化产物是(填化学式)。
18.解析:
(1)根据两种方法中的反应方程式可以看出,方法一制得的ClO2中含有Cl2,
会产生对人体有潜在危害的有机氯代物,而方法二制备的ClO2中不含有Cl2,
所以用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒。
(2)①pH≤2.0时,溶液显酸性,所以ClO2-与I-反应的离子方程式为:
ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O
②根据曲线图示在pH≤2.0时,ClO2被I-还原只生成Cl-,pH≥7.0时,
ClO2被I-还原只生成ClO2-;而用ClO2处理过的饮用水,其pH为5.5~6.5,
所以其中既含有ClO2,又含有ClO2-,若将溶液的pH调节为7.0~8.0,则第
一阶段滴定时只是ClO2被I-还原只生成ClO2-,溶液的ClO2-没有被I-还原,
所以第二阶段滴定前应调节溶液的pH≤2.0,使ClO2-与I-反应,以测定样品水样中亚氯酸根离子的含量。
③由2ClO2+2I-→2ClO2-+I2和Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
得:
2ClO2-~Na2S2O3
n(ClO2-)c×V1/1000n(ClO2-)=2c×V1/1000
由ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O和Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
得:
ClO2-~2Na2S2O3
n(ClO2-)总c×V2/1000n(ClO2-)总=1/2c×V2/1000
原水样中ClO2-浓度=[1/2c×V2/1000-2c×V1/1000]/V/1000
=c(V2-4V1)/4V
④根据反应:
4Fe2++ClO2-+2H2O→4Fe3++Cl-+4OH-,Fe3++OH-→Fe(OH)3
所以氧化产物为Fe(OH)3、(FeCl3)
答案:
(1)方法二制备的ClO2中不含Cl2
(2)①ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O
②调节溶液的pH≤2.0
③c(V2-4V1)/4V
④Fe(OH)3
19.(14分)多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。
多沙唑嗪的合成路线如下:
(1)写出D中两种含氧官能团的名称:
和。
(2)写出满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式。
①苯的衍生物,且苯环上的一取代产物只有两种;②与Na2CO3溶液反应放出气体;
③水解后的产物才能与FeCl3溶液发生显色反应。
(3)E→F的反应中还可能生成一种有机副产物,该副产物的结构简式为。
(4)由F制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂X(C10H10N3O2Cl),X的结构简式为。
(5)苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。
请设计合理的方案以苯甲醛和乙醇为原料合成
苯乙酸乙酯(用合成路线流程图表示,并注明反应条件)。
提示:
①R-Br+Na→R-CN+NaBr;②合成过程中无机试剂任选;
③合成路线流程图示例如下:
CH3CH2OH
H2C=CH2BrH2C-CH2Br
19.解析及答案:
(1)根据D的结构简式,不难得出,分子结构中含有的官能团为羧基和醚键;
(2)根据信息①可知:
分子结构中一定含有苯环,苯环上有两种不同的取代基,
且两种取代基在苯环上分别处于对位;
根据信息②可知:
分子结构中一定含有羧基;
根据信息③可知:
分子结构中一定含有酚酯的结构;
则将D结构改变可以有:
(3)根据图中E→F的信息,1nol
最多可以和2molE反应,
所以该副产物的结构简式为:
(4)分析F与多沙唑嗪结构上差别,结合X的分子式:
C10H10N3O2Cl,
确定X的结构简式为:
(5)根据题中苯乙酸乙酯的分子结构,将制备原料苯甲醛和乙醇的分子结构与之对比,
结合有机反应原理,按照提示的合成路线流程图示例,完成合成苯乙酸乙酯的路线流程图;答案为:
20.(10分)联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料,N2H4与N2O4能放出大量的热。
(1)已知:
2NO2(g)=N2O4(g)△H=-57.20kJ·mol-1。
一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)=N2O4(g)达到平衡。
其它条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是(填字母)。
A.减小NO2的浓度B.降低温度C.增加NO2的浓度D.升高温度
(2)25℃时,1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出19.