【答案】D
【解析】本题考查盐类的水解及离子浓度关系。
A.室温下,0.1mol•L﹣1NaHCO3溶液的pH=8.31,溶液呈碱性,说明
的水解程度大于电离程度,但其电离和水解程度都较小,水电离也生成氢氧根离子,钠离子不水解,所以离子浓度大小顺序是c(Na+)>c(
)>c(OH−)>c(
)>c(H+),错误;B.任何电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(OH−)+c(
)+2c(
),错误;C.任何电解质溶液中都存在物料守恒,未加NaOH时,根据物料守恒c(Na+)=c(H2CO3)+c(
)+c(
),加入NaOH溶液时则存在c(Na+)>c(H2CO3)+c(
)+c(
),错误;D.Ka1(H2CO3)•Ka2(H2CO3)=
,碳酸和碳酸氢根离子都部分电离,所以
<c(H+),
<c(H+),因为室温下纯水中,c(OH﹣)=c(H+),所以Ka1(H2CO3)•Ka2(H2CO3)<KW,正确;故选D。
二、实验题:
共1题
8.Ⅰ.实验室模拟氨催化氧化的装置如图甲:
(1)氨合成器(模拟工业合成氨的装置)出来经冷却的气体连续通入甲装置的水中吸收氨, (“会”或“不会”)发生倒吸,原因是:
。
(2)用甲装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入甲装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是:
,锥形瓶中还可观察到的现象是:
。
(3)写出甲装置中氨氧化的化学方程式:
Ⅱ.用图乙装置制备NO并验证其还原性。
有下列主要操作:
a.向广口瓶内注入足量热NaOH溶液,将盛有铜片的小烧杯放入瓶中。
b.止水夹,点燃红磷,伸入瓶中,塞好胶塞。
c.待红磷充分燃烧,一段时间后打开分液漏斗旋塞,向烧杯中滴入少量稀硝酸。
(4)步骤c后还缺少的一步主要操作是_______________________。
(5)步骤c滴入稀硝酸后烧杯中的现象是___________________________________。
反应的离子方程式是____________________________________________________。
【答案】
(1)不会 因为混合气体中含有大量难溶于水的氮气和氢气
(2)说明氨的催化氧化反应是放热反应 有红棕色气体产生
(3)4NH3+5O2
4NO+6H2O
(4)打开止水夹,通入少量氧气
(5)Cu片逐渐溶解,有无色气泡产生,溶液由无色变为蓝色
3Cu+8H++2
3Cu2++2NO↑+4H2O
【解析】本题考查实验方案的设计。
(1)氨合成器(模拟工业合成氨的装置)出来经冷却的气体连续通入甲装置的水中吸收氨不会发生倒吸,因为合成氨的产率较低,混合气体中含有大量难溶于水的氮气和氢气。
(2)用甲装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入甲装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是:
氨的催化氧化反应是放热;反应生成NO,与空气中的氧气生成红棕色的二氧化氮,锥形瓶中还可观察到的现象是有红棕色气体产生。
(3)甲装置中氨氧化的化学方程式:
4NH3+5O2
4NO+6H2O;
Ⅱ.红磷充分燃烧耗尽氧气,步骤c后还缺少的一步主要操作是打开止水夹,通入少量氧气。
(5)步骤c滴入稀硝酸后烧杯中的现象是:
Cu片逐渐溶解,有无色气泡产生,溶液由无色变为蓝色,反应的离子方程式是:
3Cu+8H++2
3Cu2++2NO↑+4H2O。
三、综合题:
共3题
9.以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料,制取氧化钴的流程如下:
(1)溶解:
溶解后过滤,将滤渣洗涤2~3次,洗液与滤液合并,其目的是 。
(2)氧化:
加热搅拌条件下加入NaClO3,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式 。
已知:
铁氰化钾化学式为K3[Fe(CN)6];亚铁氰化钾化学式为K4[Fe(CN)6]·3H2O。
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-
Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-
Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
确定Fe2+是否氧化完全的方法是 。
(可供选择的试剂:
铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)
(3)除铁:
加入适量的Na2CO3调节酸度,生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,写出该反应的化学方程式 。
(4)沉淀:
生成沉淀碱式碳酸钴[(CoCO3)2·3Co(OH)2],沉淀需洗涤,洗涤的操作是 。
(5)溶解:
CoCl2的溶解度曲线如下图所示。
向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸,边加热边搅拌至完全溶解后,需趁热过滤,其原因是 。
(6)灼烧:
准确称取所得CoC2O41.470g,在空气中充分灼烧得0.830g氧化钴,写出氧化钴的化学式 。
【答案】
(1)提高钴等元素的利用率
(2)6Fe2++6H++
6Fe3++Cl-+3H2O
取氧化后的溶液少许于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,则Fe2+已全部被氧化
(3)3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑。
(4)向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,静置使滤液流出,重复操作2~3次。
(5)防止因温度降低,CoCl2晶体析出。
(6)Co2O3
【解析】本题考查化学实验方案的设计及评价。
(1)将滤渣洗涤2~3次,洗液与滤液合并,其目的是:
提高钴等元素的利用率。
(2)加入NaClO3,将Fe2+氧化成Fe3+,氯酸根离子被还原为氯离子,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,其离子方程式为:
6Fe2++6H++
6Fe3++Cl-+3H2O;取氧化后的溶液少许于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,则Fe2+已全部被氧化。
(3)根据产物的化学式、加入物质的化学式、溶液中所含溶质,其反应方程式为:
3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑。
(4)洗涤沉淀的操作方法是:
向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,静置使滤液流出。
重复操作2~3次。
(5)趁热过滤的原因是防止因温度降低,CoCl2晶体析出。
(6)1.470gCoC2O4物质的量为:
,根据Co原子守恒,设氧化钴化学式为CoxOy,
,x:
y=2:
3,所以化学式为Co2O3。
10.苯乙烯(
)是生产各种塑料的重要单体,可通过乙苯催化脱氢制得:
(1)已知
、
、H2(g)的燃烧热(△H)分别为-Q1kJ·mol-1、
-Q2kJ·mol-1、-Q3kJ·mol-1,写出Q与Q1、Q2、Q3的关系式 。
(2)500℃时,在恒容密闭容器中,充入amol乙苯,反应达到平衡后容器内气体的压强为P;若再充入bmol的乙苯,重新达到平衡后容器内气体的压强为2P,则a b(填“>”、“<”或“=”),乙苯的转化率将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在实际生产中,常保持总压0.1Mpa不变,并向反应体系加入稀释剂,如CO2、N2等。
反应混合气物质的量之比及反应温度与乙苯(EB)脱氢转化率关系(N2不参与反应)如图所示。
①由图判断Q 0(填“>”或“<”)。
②A、B两点对应的正反应速率较大的是 。
③A点乙苯的转化率比B点高,原因是 。
④用平衡分压代替平衡浓度计算,其中,分压=总压×物质的量分数。
则600℃时的平衡常数Kp= 。
(保留两位小数)
【答案】
(1)Q=Q2+Q3-Q1
(2)< 减小
(3)①>
②B
③保持总压不变,充入N2,容器体积增大,各组分的浓度同倍数减小,利于反应正向进行,乙苯转化率增大
④0.019MPa
【解析】本题考查化学反应速率与化学平衡的知识。
(1)
、
、H2(g)的燃烧热(△H)分别为-Q1kJ·mol-1、-Q2kJ·mol-1、-Q3kJ·mol-1,由盖斯定律可知:
Q=Q2+Q3-Q1;
(2)500℃时,在恒容密闭容器中,充入amol乙苯,反应达到平衡后容器内气体的压强为P;假设再充入amol的乙苯,重新达到平衡后如果平衡不移动容器内气体的压强为2P,但实际平衡向左移动,故a
(3)由图可知,温度升高,乙苯的转化率增大,平衡正向移动,是吸热反应,Q>0;②A、B两点温度相同,B点转化率小,乙苯的浓度大,正反应速率较大。
③总压不变,向反应体系加入稀释剂CO2、N2,容器体积增大,各组分的浓度同倍数减小,平衡向右移动,乙苯转化率增大。
④由图可知,600℃时的转化率是40%,假设乙苯为1mol,平衡后,乙苯0.6mol,苯乙烯0.4mol,氢气0.4mol,总物质的量为1.4mol,平衡常数Kp=
=0.019MPa。
11.Ⅰ.下列有关叙述正确的是 。
A.碱性锌锰电池中,MnO2是催化剂
B.银锌纽扣电池工作时,Ag2O被氧化为Ag
C.放电时,铅酸蓄电池中硫酸浓度不断增大
D.电镀时,待镀的金属制品表面发生还原反应
Ⅱ.锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。
某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分),以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,所产生焙砂的主要成分的化学式为____________________。
(2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸,该酸可用于后续的________操作。
(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为________,其作用是________。
(4)电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用Pb-Ag合金惰性电极,阳极逸出的气体是________。
(5)改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质。
“氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为__________________________________。
(6)我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。
明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载:
“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,……,冷淀,毁罐取出,……,即倭铅也。
” 该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为________。
(注:
炉甘石的主要成分为碳酸锌,倭铅是指金属锌)
【答案】Ⅰ.D
Ⅱ.
(1)ZnO
(2)浸出 (3)锌粉 置换出Fe等 (4)O2
(5)2ZnS+4H++O2
2Zn2++2S↓+2H2O
(6)ZnCO3+2C
Zn+3CO↑
【解析】本题考查原电池、电解池,金属的炼制。
Ⅰ.A.碱性锌锰电池中,锌是还原剂作负极,MnO2是氧化剂,错误;B.银锌纽扣电池工作时,Ag2O被还原为Ag,错误;C.放电时,铅酸蓄电池中硫酸浓度不断减小,错误;D.电镀时,待镀的金属制品表面发生还原反应,生成所需的金属,正确;
Ⅱ.硫化锌精矿的焙烧可生成ZnO、氧化铁等,含尘烟气含有含硫氧化物,可用于制备硫酸,浸出液加入硫酸可生成硫酸锌、硫酸铁,加入过量锌充分反应,可置换出铁,滤液中主要含有硫酸锌,经电解可得到锌和硫酸,电解液中含有硫酸,可循环利用。
(1)含锌矿的主要成分是ZnS,与空气中氧气发生氧化还原反应,则焙砂的主要成分为ZnO;
(2)焙烧生成的含硫氧化物可转换为硫酸,用于后续的浸出操作;(3)该含锌矿中还含有FeS等杂质,浸出操作后转化为亚铁离子,可加入锌粉除去亚铁离子,从而出去Fe;(4)电解沉积过程中,是电解ZnSO4,阳极发生氧化反应,产物为O2;(5)“氧压酸浸”法顾名思义,可知反应物中含有H+和O2,可以获得非金属单质S,该反应的化学方程式为:
2ZnS+4H++O2
2Zn2++2S↓+2H2O;(6)根据题目描述可知反应物为ZnCO3和C,产物含有Zn,反应的化学方程式为:
ZnCO3+2C
Zn+3CO↑。
四、推断题:
共1题
12.扁桃酸衍生物是重要的医药中间体,以A和B为原料合成扁桃酸衍生物F的路线如图:
(1)A分子式为C2H2O3,可发生银镜反应,且具有酸性,A所含官能团名称为 ,写出A+B→C的化学反应方程式:
;
(2)C(
)中①、②、③3个-OH的酸性由强到弱的顺序是 ;
(3)E是由2分子C生成的含有3个六元环的化合物,E分子中不同化学环境的氢原子有 种。
(4)D→F的反应类型是 ,1molF在一定条件下与足量NaOH溶液反应,最多消耗NaOH的物质的量为 mol。
写出符合下列条件的F的一种同分异构体(不考虑立体异构)的结构简式:
。
①属于一元酸类化合物
②苯环上只有2个取代基且处于对位,其中一个是羟基
(5)已知:
。
A有多种合成方法,请写出由乙酸合成A的路线流程图(其他原料任选),合成路线流程图示例如下:
H2C=CH2
CH3CH2OH
CH3COOC2H5。
【答案】
(1) 醛基、羧基
(2) ③>①>②;
(3) 4
(4) 取代反应,3
(5)CH3COOH
ClCH2COOH
HOCH2COONa
HOCH2COOH
OHC-COOH
【解析】本题考查有机物的推断与合成、同分异构体的书写、常见有机反应类型、官能团的性质等。
(1)A的分子式为C2H2O3,可发生银镜反应,且具有酸性,含有醛基和羧基,则A是OHC﹣COOH,根据C的结构可知B是
,A+B→C发生加成反应,反应方程式为:
;
(2)羧基的酸性强于酚羟基,酚羟基的酸性强于醇羟基,故强弱顺序为:
③>①>②;
(3)C中有羟基和羧基,2分子C可以发生酯化反应,可以生成3个六元环的化合物,C分子间醇羟基、羧基发生酯化反应,则E为
,为对称结构,分子中有4种化学环境不同的H原子,分别为苯环上2种、酚羟基中1种、亚甲基上1种,共4种;
(4)对比D、F的结构,可知溴原子取代﹣OH位置,D→F的反应类型是:
取代反应;F中溴原子、酚羟基、酯基(羧酸与醇形成的酯基),都可以与氢氧化钠反应,1molF最多消耗3molNaOH;F的所有同分异构体符合:
①属于一元酸类化合物,②苯环上只有2个取代基且处于对位,其中一个是羟基,另外取代基为﹣CBr(CH3)COOH、﹣CH(CH2Br)COOH、﹣CH2CHBrCOOH、﹣CHBrCH2COOH,可能的结构简式为:
,
,
(5)由题目信息可知,乙酸与PCl3反应得到ClCH2COOH,在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应得到HOCH2COONa,用盐酸酸化得到HOCH2COOH,最后在Cu作催化剂条件下发生催化氧化得到OHC﹣COOH,合成路线流程图为:
CH3COOH
ClCH2COOH
HOCH2COONa
HOCH2COOH
OHC-COOH。