12.铝—空气燃料电池具有原料易得、能量密度高等优点,装置如图所示,电池的电解质溶液为KOH溶液。
下列说法不正确的是()
A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面
B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C.放电过程的负极反应式:
Al+40H--3e-=[Al(OH)4]-
D.放电时,有4molOH-通过阴离子交换膜,消耗氧气22.4L(标准状况)
13.常温下,向20mL0.1mol•L-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol•L-1HCl溶液40mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)的物质的量浓度的百分含量随溶液pH变化的情况如下图所示。
下列说法正确的是()
A.A点所处的溶液中c(Na+)+c(H+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
B.随着盐酸的加入,溶液中
将减小
C.随着盐酸的加入,当pH约为6时,溶液中开始放出气体
D.当溶液的pH为7时,溶液的总体积为40mL
第II卷(共58分)
三、非选择题:
包括必考题和选考题两部分。
第26题〜第28题为必考题,每个试题考生都必须做答。
第35、36题为选考题,考生根据要求做答。
(一)必考题(共43分)
26.(14分)某兴趣小组同学利用下图所示装置(夹持装置已略去)探究SO2的性质,并制取一种常见食品抗氧化剂焦亚硫酸钠(Na2S2O5)请回答下列问題:
(1)关闭K1,打开K2,反应进行一段时间后,发现装置B中出现了明显的白色沉淀。
为探究该白色沉淀的成分,该小组同学进行了如下实验:
根锯实验事实判断该白色沉淀的成分是__(填化学式),用离子方程式解释装置B中产生白色沉淀的原因。
(2)关闭K2,打开K1,一段时间后,装置D中有Na2S2O5晶体析出,析出固体的反应液经过滤、洗涤、25℃~30℃干燥,可获得Na2S2O5固体。
洗涤时可依次用饱和SO2水溶液、无水乙醇洗涤。
用饱和SO2水溶液洗涤的目的是。
(3)实验制得的Na2S2O5固休中常含有一定量的Na2SO3和Na2SO4。
请利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作,现象和结论。
供选择的试剂:
稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、Ba(N03)2溶液、AgNO3溶液
(4)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。
某兴趣小组用右图所示装置(夹持装置略)测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算),方案如下:
①仪器F的名称是。
②G中加人300.00mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与H中H2O2完全反应,其化学方程式为。
③除去H中过量的H2O2,然后用0.0900mol·L-1NaOH标准溶液进行滴定,滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00mL,该葡萄酒中SO2含量为g·L-1。
④该测定结果比实际值偏离,请分析原因并利用现有装置提出改进措施。
27.(15分)从古至今,铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化。
(1)古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的,其主要成分是 (填字母序号)。
a.Fe b.FeO c.Fe3O4 d.Fe2O3
(2)现代利用铁的氧化物循环裂解水制氢气的过程如下图所示。
整个过程与温度密切相关,当温度低于570℃时,Fe3O4(s)和CO(g)反应得到的产物是Fe(s)和CO2(g),阻碍循环反应的进行。
①已知:
Fe3O4(s)+CO(g)
3FeO(s)+CO2(g)△H1═+19.3kJ·mol-1
3FeO(s)+H2O(g)
Fe3O4(s)+H2(g)△H2═-57.2kJ·mol-1
C(s)+CO2(g)
2CO(g)△H3═+172.4kJ·mol-1
铁氧化物循环裂解水制氢气总反应的热化学方程式是。
②下图表示其他条件一定时,Fe3O4(s)和CO(g)反应达平衡时CO(g)的体积百分含量随温度的变化关系.
反应Fe3O4(s)+4CO(g)
3Fe(s)+4CO2(g)△H 0(填“>”、“<”或“=”),理由是。
当温度升高到1040℃时,反应Fe3O4(s)+CO(g)
3FeO(s)+CO2(g)的化学平衡常数的数值是 。
(3)高铁酸钠(Na2FeO4)是—种新型、高效、多功能水处理剂,且不会造成二次污染。
工业上可通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4,其工作原理如图1所示,装置通电后,铁电极附近生成紫红色FeO42-,镍电极有气泡产生。
若NaOH溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。
已知:
Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①Na2FeO4中Fe的化合价为;
②阳极的电极反应为;
③电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为;
④c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:
。
28.(14分)元素铬及其化合物工业用途广泛,但含+6价铬旳污水会损害环境,必须进行处理。
某工厂的处理工艺流程如下:
(1)请写出N2H4的电子式。
(2)下列溶液中,可以代替上述流程中N2H4的是。
(填选项序号)
A.FeSO4溶液B.浓HNO3溶液C.酸性KMnO4溶液D.Na2SO3溶液
(3)巳知加入N2H4的流程中,N2H4转化为无污染的物质,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。
(4)Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。
在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,原因可用离子方程式表示为。
(5)实际工业生产中,有时还可采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量,其原理是Mn++nNaR=nNa++MRn,其中NaR为阳离子交换树脂,Mn+为要测定的离子。
常温下,将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后,测得溶液中Na+比交换前增加了0.046g·L-1,则该条件下Cr(OH)3的Ksp的值为。
(6)在实际的含铬废水处理中,还可采用直接沉淀的方法,处理成本较低。
①已知含铬废水中存在着平衡,Cr2O72-和CrO42-在溶液中可相互转化,请用离子方程式表示它们之间的转化反应;
②在实际工业生产中,加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH,这样有利于沉淀的生成,则生成沉淀的化学式为。
(二)选考题:
共:
15分,请考生从给出的2道化学题中任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。
注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。
如果多做,则按所做的第一题计分。
35.【化学一选修3:
物质结构与性质】(15分)
世界上最旱发现并使用锌的是中国,明朝末年《天工开物》一书中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。
回答下列问題:
(1)Zn2+基态核外电子排布式为。
(2)硫酸锌溶于过量的氨水可形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①[Zn(NH3)4]SO4中阴离子的空间构型为(用文字描述);
②SO42-中,中心原子的轨道杂化类型为;
③写出一种与SO42-互为等电子体的分子的化学式;
④[Zn(NH3)4]SO4中,与Zn2+形成配位键的原子是(填元素符号);
⑤NH3极易溶于水,除因为它们都是极性分子外,还因为。
(3)Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①Zn原子的配位数为;
②该化合物的化学式为;
③已知该晶体的晶胞参数a=541pm,其密度为g·cm-3(列出计算式即可)。
36.【化学一选修5:
有机化学基础】(15分)
有机化合物G可用来制备抗凝血药,可通过下列路线合成。
请回答:
(1)B→C的反应类型是,A的化学名称为。
(2)G中含有的官能团名称为。
(3)在A→B的反应中,检验A是否反应完全的试剂为。
(4)写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式。
(5)化合物E的同分异构体很多,符合下列条件的结构共种。
①能与氯化铁溶液发生显色;②能发生银镜反应;③能发生水解反应
其中,核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为。
(6)已知工业上以氯苯水解制取苯酚,而酚羟基一般不易立接与羧酸酯化。
苯甲酸苯酚(
)是一种重要的有机合成中间体。
请根据已有知识并结合相关信息,试写出以苯、甲苯为原料制取该化合物的合成路线流程图(无机原料任选)。
合成路线流程图示例如下:
H2C=CH2
CH3CH2Br
CH3CH2OH。
。
7-10DCBC11-13ABC
26.(除标注外,每空2分,共14分)
(1)BaSO4(1分)
2SO2+O2+2Ba2++2H2O=2BaSO4↓+4H+(或2H2SO3+O2+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+)
(2)减少Na2S2O5因溶解而导致的损耗
(3)取少量样品溶于足量稀盐酸,再滴加BaCl2溶液,若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质。
(答对实验操作,但无现象或结论,得1分)
(4)①冷凝管(1分)
②SO2+H2O2=H2SO4(若答正确的离子方程式,也得分)③0.24
④原因:
盐酸的挥发:
(1分)
改进措施:
用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸,或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验,扣除盐酸挥发的影响(1分)
27.(除标注外,每空2分,共15分)
(1)c(1分)
(2)①C(s)+H2O(g)
H2(g)+CO(g)△H=+134.5kJ·mol-1
②<(1分):
当其他条件一定时,温度升高,CO的体积百分含虽增大,可逆反应Fe3O4(s)+4CO(g)
3Fe(s)+4CO2(g)逆向移动,故△H<04
(3)①+6(1分)②Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;③防止Na2FeO4与H2反应使产率降低
④M点:
c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢
N点:
c(OH-)过高,铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4产率降低
28.(每空2分,共14分)
(1)
(2)AD(少选扣1分,多选或错选不得分〉
(3)2∶3
(4)Cr(OH)3+OH-=[Cr(OH)4]-
(5)6.7×10-31
(6)①Cr2O72-+H2O2
2CrO42-+2H+②BaCrO4
35.[化学一选修3:
物质结构与性质](除标注外,每空2分,共15分)
(1)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
(2)①正四面体(1分)②sp3(1分)③CCl4或SiCl4等④N(1分)
⑤NH3与H2O之间可形成分子间氢键;NH3与H2O发生反应
①4②ZnS③
36.[化学一选修5:
有机化学基础](除标注外,每空2分,共15分)
(1)取代反应乙醛(1分)
(2)碳碳双键、酯基、羟基(少写一个扣1分;少写2个得0分;若答苯环,忽略;多答一个扣1分)
(3)新制的Cu(OH)2悬浊液或新制的银氨溶液(少新制的不扣分)
(4)
(5)13
(6)(合成路线中,制得溴苯或氯苯都可以;合理合成了苯酚或
,得1分)