故选B。
点睛:
A.比较非金属性,应根据最高价氧化物的水化物的酸性; B.乙烯能够被酸性高锰酸钾溶液氧化,发生的是氧化反应,二氧化硫具有还原性,能被强氧化剂氧化;C.KSCN与Fe3+作用使溶液显红色;D.氢氧化钠过量,不发生沉淀的转化。
本题考查较为综合,涉及非金属性比较、沉淀转化、离子检验等知识,为高频考点,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,注意把握物质的性质,为解答该题的关键,难度中等。
8.叠氮化钠常用作汽车安全气囊中的药剂。
实验室制取叠氮化钠的原理、实验装置及步骤如下:
已知:
①NaN3(叠氮化钠)是一种易溶于水的白色晶体,微溶于乙醇,不溶于乙醚;
②NaNH2的熔点为210℃,沸点为400℃,在水溶液中易水解。
实验步骤:
①打开装置A导管上的旋塞,加热制取氨气;
②再加热装置D中的金属钠,使其熔化并充分反应后,再停止加热A并关闭旋塞;
③向装置D中b容器内充入加热介质并加热到210~220℃,然后按图通入N2O;
④冷却,向产物中加入乙醇(降低NaN3的溶解度),减压浓缩、结晶;
⑤过滤,用乙醚洗涤,晾干。
回答下列问题:
(1)装置C中盛放的药品为______;装置B的主要作用是_____________。
(2)步骤①先加热通氨气的目的是__________________;步骤②氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为__________________。
(3)步骤③b容器充入的介质为植物油,进行油浴而不用水浴的主要原因是_________。
(4)生成NaN3的化学方程式为________________。
(5)图中仪器a用不锈钢材质的而不用玻璃的,其主要原因是_________。
(6)步骤⑤用乙醚洗涤的主要目的是_____________________。
(7)消防时,常用1mol·L-1的NaClO溶液将NaN3转化为N2,则销毁650gNaN3至少需要_____LNaClO溶液。
【答案】
(1).碱石灰(或氢氧化钠)
(2).冷凝分离出水(3).排尽装置中的空气(4).2Na+2NH3
2NaNH3+H2(5).水的沸点为100℃,不能达到反应需要控制的温度210~220℃(6).NaNH3+Na2O
NaN3+H2O(7).反应过程可能生成的NaOH能腐蚀玻璃(8).减少晶体的损失,有利于产品快速干燥(9).5
【解析】
(1)制备的氨气中含有大量的水,用C装置盛放碱石灰干燥氨气,用C装置冷凝分离出水因此,本题正确答案是:
碱石灰。
冷凝分离出水;
(2)步骤①先加热通氨气的目的是排尽装置中的空气。
步骤②氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为:
2Na+2NH3
2NaNH3+H2
(3)水的沸点为100℃,不能达到反应控制的温度210一220℃,故用油浴加热, 因此,本题正确答案是:
水的沸点为100℃,不能达到反应控制的温度210一220℃;
(4)生成NaN3的化学方程式为:
2NaNH2+N2O
NaN3+NaOH+NH3
(5)反应过程中生成的水,又会与钠反应生成NaOH腐蚀玻璃,因此,本题正确答案是:
反应过程可能生成的NaOH能腐蚀玻璃。
(6)
不溶于乙醚,减少晶体的损失,有利于产品快速干燥,。
因此,本题正确答案是:
减少晶体的损失,有利于产品快速干燥;
(7)已知2NaN3
3N2
2e_NaClO
NaCl
2e_
1302102
65010510
根据电子守恒规律:
销毁650gNaN3能转移10mol电子,需要5molNaClO,用1mol·L-1的NaClO溶液将NaN3转化为N2,则至少需要5LNaClO溶液。
9.氧化铟(In2O2)用作光谱纯试剂、光电显示半导体薄膜和电子元件的材料等,铟产业被称为“信息时代的朝阳产业”。
利用水铟矿[主要成分为In(OH)3]制备In2O3的工艺流程如下:
已知:
常温下Ksp[In(OH)3]=1.41×10-33。
回答下列问题:
(1)In2O3中In的化合价为_________________。
(2)用硫酸酸浸水铟矿时发生反应的离子方程式为(杂质不参与反应)_________________。
(3)用硫酸从水铟矿中提取铟时,酸度与浸出率关系如图,则适宜硫酸的物质的量浓度为______。
(4)高纯铟与稀硝酸反应的离子方程式为_________________。
(5)硝酸铟高温下生成氧化铟的同时又红棕色气体产生。
写出该反应的化学方程式:
________。
(6)粗铟电解精炼为高纯铟时、阳极的电极反应为_________________。
(7)水铟矿溶于硫酸中得到c(In3+)=1.41mol·L-1,要使In3+不产生沉淀,计算此时溶液的pH(写出必要的计算式)___________。
【答案】
(1).+3
(2).In(OH)3+3H+=In3++3H2O(3).1.84mol·L-1(4).In+NO3-+4H+
In3++NO↑+2H2O(5).4In(NO3)3
2In2O3+12NO2↑+3O2↑(6).In-3e-=In3+(7).c(In3+)·c3(OH-)=1.41×10-33,c(OH-)=10-11,得pH=3
【解析】
(1)根据元素化合价代数和为零,In2O3中In的化合价为+3。
(2)水铟矿[主要成分为In(OH)3],用硫酸酸浸水铟矿时发生反应的离子方程式为:
In(OH)3+3H+=In3++3H2O
(3)用硫酸从水铟矿中提取铟时,酸度与浸出率关系如图,可知当酸度为180g/L时,提取铟的浸出率很高,则适宜硫酸的物质的量浓度为180g/L
98mol/L=1.84mol/L.所以本题答案:
1.84mol·L-1。
(4)高纯铟与稀硝酸发生氧化还原反应,生成硝酸铟,一氧化氮和水,其离子方程式为In+NO3-+4H+
In3++NO↑+2H2O。
(5)硝酸铟高温下生成氧化铟的同时又红棕色气体是二氧氮产生。
该反应的化学方程式:
4In(NO3)3
2In2O3+12NO2↑+3O2。
(6)粗铟电解精炼为高纯铟时、粗铟做阳极,其电极反应为In-3e-=In3+
(7)已知:
常温下Ksp[In(OH)3]=1.41×10-33,水铟矿溶于硫酸中得到c(In3+)=1.41mol·L-1,要使In3+不产生沉淀,c(In3+)·c3(OH-)=1.41×10-33,,c(OH-)=10-11。
常温下水的离子积KW=1
10-14,所以C(H+)=1
10-3得pH=3。
此时溶液的pH=3。
10.由煤制合成气(组成为H2、CO和CO2)制备甲醇或二甲醚是我国保障能源安全战略的重要措施。
(1)以澄清石灰水无水硫酸铜、浓硫酸、灼热氧化铜为试剂检验合成气中含有H2、CO和CO2三种气体,所选用试剂及使用顺序为_______________________。
(2)制备甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3) 主要过程包括以下四个反应:
①由H2 和CO可直接制备二甲醚:
2CO(g)+ 4H2(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=_____________。
分析上述反应(均可逆),二甲醚合成反应对于CO转化率的影响是_____________(填“增大”“减小”或“无影响”),其理由是______________________。
②有研究者用Cu -Zn –Al和Al2O3作催化剂。
在压强为5.0Mpa的条件下,由合成气[
=2]直接副备二甲醚,结果如图所示。
290℃时二甲醚的选择性(选择性=
×100% 10)为97.8%,则290 ℃时二甲醚的产率为_______________________。
(3)在一个固定容积的密闭容器中,发生水煤气变换反应。
①下列各项能判断该反应已达到化学平衡状态的是________________(填字母)。
a.容器中压强不变b.ΔH不变c.V正(H2)=v逆(CO)d.CO的质量分数不变
②温度为850℃时,该反应的平衡常数K=1,反应过程中各物质的浓度变化如下表:
时间/min
CO
H2O
CO2
H2
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
c1
c2
c3
c4
4
c1
c2
c3
c4
5
0.065
0.21
0.125
0~4min时,H2O(g)的转化率=______。
表中4~5min之间数值发生变化,可能的原因是___________
(填字母)。
a增加水蒸气b.降低温度c.使用催化剂d.增加氢气浓度
【答案】
(1).澄清石灰水→浓硫酸→灼热氧化铜→硫酸铜→澄清石灰水
(2).-204.7KJ·mol-1(3).增大(4).甲醇的量减小,水蒸气的量增大,平衡正向移动(5).78.24%(6).cd(7).40%(8).a
【解析】
(1)以澄清石灰水无水硫酸铜、浓硫酸、灼热氧化铜为试剂检验合成气中含有H2、CO和CO2三种气体,首先用澄清石灰变浑浊检验CO2,在用浓硫酸干燥混合气体,干燥后的气体在通入灼热氧化铜,用无水硫酸铜变蓝检验是否生成水,检验H2,再把出来的气体再通入澄清石灰水是否变浑浊,检验CO。
结合上述分析所选用试剂及使用顺序为:
澄清石灰水→浓硫酸→灼热氧化铜→水硫酸铜→澄清石灰水。
(1)①CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-90.1kJ·mol-1
④2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ·mol-1依据盖斯定律①×2+④得到:
2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3+H2O(g)△H=-204.7kJ·mol-1;二甲醚合成反应④对于CO转化率的影响,消耗甲醇,促进甲醇合成反应①CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)平衡右移,CO转化率增大。
本题答案:
-204.7KJ·mol-1增大.甲醇的量减小,水蒸气的量增大,平衡正向移动。
②290℃时CO转化率为80%,二甲醚的选择性(选择性=
×100% 10)为97.8%,则290 ℃时二甲醚的产率为80%
97.8%=78.24%。
本题正确答案:
78.24%。
(3)①由CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),a、反应前后气体系数之和相等,因此压强不变,不能说明反应达到平衡,故a错误;b、△H只与始态和终态有关,因此△H始终不变,不能说明反应达到平衡,故b错误;c、用不同物质反应速率判断达到化学平衡,要求反应方向是一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,v正(H2)说明反应向正反应方向进行,v逆(CO)说明反应向逆反应方向进行,两者之比等于1:
1,说明反应达到平衡,故c正确;d、根据化学平衡状态的定义,当组分的浓度不再改变,说明反应达到平衡,故d正确;本题正确答案:
cd。
②CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
起始:
0.2 0.3 0 0
变化:
x x x x
平衡:
0.2-x 0.3-x x x
根据平衡常数的表达式,K=c(CO2)×c(H2)/[c(CO)×c(H2O)]=x2/[(0.2-x)×(0.3-x)]=1,解得x=0.12,则水蒸气的转化率为0.12/0.3×100%=40%;
CO的浓度降低,而水蒸气的浓度增大,说明增加水蒸气的量,故选项a正确。
11.铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料,请回答下列问题:
(1)基态铁原子的价电子排布式为_________。
(2)Fe3+、Co3+与N3+、CN-等可形成格合离子。
①C、N、O中第一电离能最大的为________,其原因是_____________________。
②K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2+,1molK3[Fe(CN)6]中含有σ键的数目为________________。
(3)铁的另一种配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供的电子数之和为18,则x=_____。
已
知该配合物的熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于CCl4,据此可以判断Fe(CO)x晶体属于_____________(填晶体类型)。
(4)金属铁晶体中原子采用_________堆积,铁晶体的空间利用率为______(用含π的式子表示)。
(5)某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示,它由A、B方块组成。
则该化合物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为_______________(填最简整数比);已知该晶体的密度为dg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞参数a为_______________nm(用含d和NA的代数式表示)。
【答案】
(1).3d64s2
(2).N(3).氮原子2p轨道上的电子半充满,相对稳定,更不易失去电子(4).12NA(5).5(6).分子晶体(7).体心立方(8).
π(9).1∶2∶4(10).
×102
【解析】
(1)基态铁原子的价电子排布式为:
3d64s2
(2)①C、N、O的第一电离能随核电荷数递增呈增大趋势,因N的2p轨道为半充满结构,更不易失去电子,第一电离相对较大,则C、N、O的第一电离最大的为N;
②在配合物
中,
与铁离子之间有6个配位键,在每个
内部有一个共价键,所以
该配合物中含有
键的数目为
个或
(3)配合物
的中心原子是铁原子,其价电子数是8,每个配体提供的电子数是2,
分子晶体的熔沸点较低,根据题给信息知,该物质的熔沸点较低,所以为分子晶体, 因此,本题正确答案是:
5;分子晶体;
(4)金属铁晶体原子采用体心立方堆积.铁晶体的晶胞含有2个铁原子,设晶胞边长为a,金属原子半径为r,则面对角线长
a,体对角线长
a=4r,得r=
,空间利用率=
=
。
(5)A含有1.5个亚铁离子、4个氯离子,B含有0.5个亚铁离子、4个氧离子、4个铁离子,则该氧化物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为1:
2:
4。
晶胞含有Fe2+、Fe3+、O2-的个数分别是为4、8、16,它们的相对质量之和是8×232,根据m=ρV可得8×232g=d×g/cm3a3×NA,a=
nm。
12.由芳香族化合物A为原料合成液晶材料(H)的一种合成路线如下:
已知:
B和C互为同系物,均能与FeCl3溶液发生显色反应且分子中均有3种不同化学环境的氢原子。
回答下列问题:
(1)G中所含官能团的名称是______________。
C生成D的反应类型为__________。
(2)D的核磁共振氢谱有________个峰。
(3)B的结构简式为___________________。
(4)D和E生成F的化学方程式为__________________________。
(5)A的同分异构体中属于芳香族化合物但不能与FeCl3溶液发生显色反应的有__________种。
(6)写出以对甲苯酚和乙醇为原料制备H5C2O
COOC2H5(对乙氧苯甲酸乙酯)的合成路线______(其他无机试剂任选)。
【答案】
(1).酯基、醚键和碳碳双键
(2).取代反应(3).7(4).
(5).
(6).10(7).
【解析】已知
B和C互为同系物,均能与FeCl3溶液