高考化学 非选择题规范练 2.docx

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高考化学非选择题规范练2

非选择题规范练二

26．一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。

从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：

（1）过程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为______________________

________________________________________________________________________。

（2）过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴。

则浸出钴的化学方程式为（产物中无沉淀且只有一种酸根）_________________________________________。

在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因：

________________________________________________。

（3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al（OH）3，碳酸钠溶液在产生Al（OH）3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式：

_______________________________________________。

（4）碳酸钠溶液在过程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同，请写出在过程Ⅳ中起的作用：

________________________________________________________________________。

（5）在Na2CO3溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是________（填字母）。

A．c（Na＋）===2c（CO

）

B．c（Na＋）>c（CO

）>c（HCO

）

C．c（OH－）>c（HCO

）>c（H＋）

D．c（OH－）－c（H＋）＝c（HCO

）＋2c（H2CO3）

（6）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。

CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。

下图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A物质的化学式是________________________________________________________________________。

答案　

（1）2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑

（2）4Co2O3·CoO＋Na2S2O3＋11H2SO4===12CoSO4＋Na2SO4＋11H2O　Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境

（3）2Al3＋＋3CO

＋3H2O===2Al（OH）3↓＋3CO2↑

（4）调节pH，提供CO

，使Co2＋沉淀为CoCO3

（5）BCD

（6）CoCl2·2H2O

解析　

（2）Co3O4和Na2S2O3在酸性条件下发生氧化还原反应生成CoSO4、Na2SO4和H2O，反应方程式为：

4Co2O3·CoO＋Na2S2O3＋11H2SO4===12CoSO4＋Na2SO4＋11H2O；盐酸具有还原性，能被Co2O3·CoO氧化生成有毒的氯气而污染环境，所以不能用盐酸。

（4）在过程Ⅲ中铝离子能与碳酸根离子发生双水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳；碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调节pH，提供CO

，使Co2＋沉淀为CoCO3。

（5）Na2CO3溶液中电荷守恒：

c（Na＋）＋c（H＋）＝c（HCO

）＋c（OH－）＋2c（CO

），故A错误；碳酸根离子发生水解以及水的电离，所以溶液中离子浓度：

c（Na＋）＞c（CO

）＞c（OH－）＞c（HCO

）＞c（H＋），故B、C正确；Na2CO3溶液中质子守恒：

c（OH－）＝c（H＋）＋c（HCO

）＋2c（H2CO3），故D正确。

（6）设A物质的化学式为CoCl2·nH2O，则有：

CoCl2·6H2O～CoCl2·nH2O　Δm

238　　　　　　　　　　　　18（6－n）

119mg119mg－83mg

＝

，解得：

n＝2，

所以A物质的化学式为：

CoCl2·2H2O。

27．碳酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血。

实验室里先制得硫酸亚铁，后将硫酸亚铁与碳酸氢铵反应制得碳酸亚铁（Fe2＋＋2HCO

===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O）。

实验装置如下图所示（部分夹持仪器略去）。

回答下列问题：

（1）配制溶液所用的蒸馏水必须先除去溶解的氧气，具体方法是__________________________

_______________________________________________________。

（2）实验过程中，将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合的操作是____________________

______________________________________________________。

（3）装置B中的NH4HCO3需过量的原因________（填字母）。

a．除去FeSO4溶液中残留的硫酸

b．Fe2＋充分转化为FeCO3

c．NH4HCO3溶解度比较大

d．NH4HCO3受热分解损失

（4）碳酸亚铁在潮湿的空气中逐渐被氧化生成氢氧化铁和一种气体，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

（5）有同学提出该实验可用FeSO4与Na2CO3反应制取FeCO3，经查阅：

0.1mol·L－1Na2CO3溶液pH约为11.6；25℃时，Ksp（FeCO3）＝3.1×10－11，Ksp[Fe（OH）2]＝4.9×10－17，向10mL

0.1mol·L－1Na2CO3溶液中滴加0.1mol·L－1FeSO4溶液，先析出的沉淀是________________________________________________________________________。

（6）NaHCO3与NH4HCO3均可作为Fe2＋的沉淀剂，但更常用NH4HCO3，理由是_________________________________________________________________（写出一点即可）。

（7）设计实验检验制得的产品中是否含Fe3＋：

_________________________________________。

答案　

（1）将蒸馏水煮沸后迅速冷却

（2）关闭K3，打开K2

（3）abd

（4）4FeCO3＋6H2O＋O2===4Fe（OH）3＋4CO2

（5）Fe（OH）2

（6）NH

能水解产生H＋，降低溶液pH，可减小副产物Fe（OH）2产生

（7）取少量样品于试管中，加入适量的稀硫酸溶解，再滴入硫氰化钾溶液，若溶液不变为红色，则说明产品中不含Fe3＋；若溶液变为红色，则含有Fe3＋

解析　

（2）A中Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，关闭K3，打开K2，利用压强差使其与NH4HCO3溶液混合。

（3）装置B中的NH4HCO3需过量，既可除去FeSO4溶液中残留的硫酸，也可让Fe2＋充分反应，同时NH4HCO3受热易分解。

（5）析出FeCO3沉淀时c（Fe2＋）===

＝

mol·L－1＝3.1×10－10mol·L－1，Na2CO3溶液pH约为11.6，则c（OH－）＝10－2.4mol·L－1，析出Fe（OH）2沉淀时c（Fe2＋）＝

＝

mol·L－1＝4.9×10－12.2mol·L－1<3.1×10－10mol·L－1，故Fe（OH）2先沉淀。

28．甲醛（HCHO）俗称蚁醛，是一种重要的有机原料。

Ⅰ.利用甲醇（CH3OH）制备甲醛

脱氢法：

CH3OH（g）===HCHO（g）＋H2（g）

ΔH1＝＋92.09kJ·mol－1

氧化法：

CH3OH（g）＋

O2（g）===HCHO（g）＋H2O（g）　ΔH2

（1）已知：

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH3＝－483.64kJ·mol－1，则ΔH2＝__________________________________________________。

（2）与脱氢法相比，氧化法在热力学上趋势较大，其原因为______________________________

________________________________________________________________________。

（3）图1为甲醇制备甲醛反应的lgK（K为平衡常数）随温度（T）的变化曲线。

曲线________（填“a”或“b”）对应脱氢法，判断依据为__________________。

Ⅱ.甲醛的用途

（4）将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品（结构简式如图2），该物质在医药等工业中有广泛用途。

若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比为________。

（5）将甲醛水溶液与硫酸镍（NiSO4）混合，可用于化学镀镍。

若反应过程中有CO2产生，则该反应的离子方程式为_____________________________________________________。

Ⅲ.甲醛的检测

（6）室内甲醛超标会危害人体健康，通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。

一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图3所示，则b极的电极反应式为_____________________________

________________________________________________________________________，

当电路中转移4×10－4mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为________mg。

答案　

（1）－149.73kJ·mol－1

（2）脱氢法的反应为吸热反应，氧化法的反应为放热反应，放热反应在热力学上趋势较大

（3）b　脱氢吸热

（4）3∶2

（5）2Ni2＋＋HCHO＋H2O===2Ni＋CO2↑＋4H＋

（6）O2＋4e－＋4H＋===2H2O　3

解析　

（1）根据盖斯定律，－2ΔH1＋2ΔH2＝ΔH3，则有ΔH2＝

＝－149.73kJ·mol－1。

（2）脱氢法的反应为吸热反应，氧化法的反应为放热反应，放热反应在热力学上趋势较大。

（3）脱氢法的反应为吸热反应，随着温度升高，平衡向右移动，平衡常数增大，故曲线b对应脱氢法。

（4）每个乌洛托品分子中含有6个C原子，4个N原子，根据原子守恒可知，要形成1个乌洛托品分子，需要6个甲醛分子、4个氨气分子，则需要甲醛和氨气的分子个数之比为6∶4，即3∶2。

分子数之比等于物质的量之比，所以甲醛与氨的物质的量之比为3∶2。

（5）将甲醛水溶液与硫酸镍（NiSO4）混合，可用于化学镀镍，则甲醛与硫酸镍发生氧化还原反应，析出Ni单质，甲醛被氧化为CO2，Ni元素化合价由＋2价降低到0价，甲醛中C元素由0价升高到＋4价，NiSO4与HCHO的系数比为2∶1，根据化合价升降守恒配平得离子方程式为：

2Ni2＋＋HCHO＋H2O===2Ni＋CO2↑＋4H＋。

（6）HCHO转化为CO2，C元素由0价升高到＋4价，失去电子，被氧化，所以a为电池负极，b为正极。

酸性环境下，O2作正极的电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O；负极的电极反应为HCHO－4e－＋H2O===CO2↑＋4H＋，每反应1molHCHO转移4mol电子，当电路中转移4×

10－4mol电子时，参加反应的HCHO为1×10－4mol，质量＝30g·mol－1×1×10－4mol＝3×

10－3g＝3mg。

35．钛被誉为“21世纪的金属”，可呈现多种化合价。

其中以＋4价的Ti最为稳定。

回答下列问题：

（1）基态Ti原子的价电子排布图为_________________________________________________。

（2）已知电离能：

I2（Ti）＝1310kJ·mol－1，I2（K）＝3051kJ·mol－1。

I2（Ti）

（3）钛某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如下图所示：

①钛的配位数为________，碳原子的杂化类型________。

②该配合物中存在的化学键有________（填字母）。

a．离子健　b．配位键　c．金属健　d．共价键　e．氢键

（4）钛与卤素形成的化合物熔、沸点如下表所示：

TiCl4

TiBr4

TiI4

熔点/℃

－24.1

38.3

155

沸点/℃

136.5

233.5

377

分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点和沸点呈现一定变化规律的原因是_______________________。

（5）已知TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛，硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图所示，该阳离子化学式为________________。

阴离子的立体构型为___________________________________________。

（6）已知TiN晶体的晶胞结构如下图所示，若该晶胞的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数值为NA，则晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为________pm。

（用含ρ、NA的代数式表示）

答案　

（1）

（2）K＋失去的是全充满的3p6电子，Ti＋失去的是4s1电子，相对较易失去，故I2（Ti）

（3）①6　sp3、sp2　②bd

（4）三者均为分子晶体，组成与结构相似，随着相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔、沸点升高

（5）TiO2＋　正四面体

（6）

×1010

解析　（3）①由图知钛的配位数为6，甲基上碳原子为四面体构型，杂化类型为sp3，环上碳碳双键为平面形，碳原子为sp2杂化；②钛与周围原子形成配位键，而其余非金属元素间为共价键。

（5）每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用，利用均摊法计算二者原子个数之比为1∶1；Ti元素为＋4价、O元素为－2价，据此书写其化学式为TiO2＋；阴离子为硫酸根，其价层电子对数＝4＋

＝4，为正四面体构型。

（6）由均摊法可计算出一个晶胞中有4个TiN，设晶胞中Ti原子与N原子与最近距离为xpm，则ρ＝

＝

，TiN的摩尔质量为62g·mol－1，解出x＝

×1010。

36．白头翁素具有显著的抗菌作用，其合成路线如图所示：

已知：

①RCH2Br

RCH===CHR′

②2RCH===CHR′

（以上R、R′代表氢、烷基）

（1）白头翁素的分子式为_______________________________________________。

（2）试剂a为__________，E→F的反应类型为_____________________________。

（3）F的结构简式为____________________________________________________。

（4）C中含有的官能团名称为____________________________________________。

（5）A→B反应的化学方程式为___________________________________________。

（6）F与足量氢气加成得到G，G有多种同分异构体，其中属于链状羧酸类的有__________种。

（7）以乙烯为起始原料，选用必要的无机试剂合成的路线为____________________（用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件）。

答案　

（1）C10H8O4　

（2）浓硫酸　消去反应

（3）

（4）羧基、羟基、碳碳双键

（5）

（6）8

（7）第一种路线：

第二种路线：

CH2===CH2

CH2BrCH2Br

CH2===CH—CH===CH2

CH3CH===CHCH3

解析　A发生加成反应生成的B为HOOCCH（OH）CH2CH2Br，B和HCHO发生已知①的反应生成C：

，C发生消去反应生成D：

，醇发生消去反应需要在浓硫酸作催化剂、加热条件下进行，所以试剂a为浓硫酸；D与I2反应生成E，根据F的分子式和白头翁素的结构简式，F发生已知②的反应生成白头翁素，则F为，E发生消去反应生成F，卤代烃在NaOH的醇溶液、加热条件下发生消去反应，则b为NaOH的醇溶液。

（6）F为，F与足量氢气加成得到G，G的分子式为C5H8O2，G的不饱和度是2，G有多种同分异构体，其中属于链状羧酸类，羧基的不饱和度是1，说明含有—COOH、碳碳双键；如果碳链结构为C===C—C—C，有4种；如果碳链结构为C—C===C—C，有2种；如果碳链结构为CCCC，有2种，所以符合条件的有8种。

（7）以乙烯为起始原料合成，可由CH3CH===CHCH3发生已知②的反应得到；CH3CH===CHCH3可由CH3CH2Br与CH3CHO发生已知①的反应获得，CH2===CH2与HBr发生加成反应生成CH3CH2Br，乙烯与水发生加成反应得乙醇，乙醇催化氧化可制得CH3CHO；CH3CH===CHCH3也可由CH2===CHCH===CH2和氢气发生1,4加成反应得到，CH2===CHCH===CH2可由CH2BrCH2Br和HCHO发生已知①的反应得到，CH2BrCH2Br可由CH2===CH2和溴发生加成反应得到。