1、不带有活塞,无法用于分离操作,故 A错误。B、 NO会与空气中的氧气反应生成 NO2,且NO密度与空气相近,故不能用排空 气法收集,故B错误。C、 氯化铁易发生水解,所以配制时应在较浓的盐酸中溶解,抑制其水解,防止生 成沉淀,再加水稀释,故 C正确。D、 将CI2与HCI的混合气体通过饱和食盐水可除去其中的 HCI,但是得到的CI2未 干燥,会含有水蒸气,故 D错误。因此,本题选Co5. 三室式电渗析法处理含 Na2SO4废水的原理如图所示, 采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的 Na+和SO2可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。浓 Na
2、 ,S下列叙述正确的是( )A. 通电后中间隔室的SO2离子向正极迁移,正极区溶液 pH增大B. 该法在处理含 Na2SO4废水时可以得到 NaOH和H2SO4产品C. 负极反应为2H 2O 4e = O2+ 4H +,负极区溶液pH降低D. 当电路中通过1 moI电子的电量时,会有 0.5 moI的O?生成【答案】B【解析】 直流电作用下电解硫酸钠溶液, 由于钠离子与硫酸根在水溶液中均不放电, 因此其本质为电解水。A、 电流从正极流出,负极流入, SO2为阴离子,其移动方向应与电流相反,因此 so4向正极区邙日极)移动。正极区发生氧化反应,电极反应为2出0 4e O2T 4H,则正极附近酸性
3、增强, pH下降。故A项错误。B、 负极区(阴极)的电极反应为 2H2O 2e = H2T 2OH,剩余0H ,中间区 域的Na迁移到负极区,得到 NaOH ;正极区的电极反应为2H2O 4e O2T 4H,余下H,中间区域的SO2迁移到正极区,得到H2SO4 , 故B项正确。C、 负极区发生还原反应: 2H2O 2e H2T 2OH,负极附近碱性增强,pH升高,故C错误。D、 由正极区的电极反应可知,转移电子与产生氧气的物质的量之比为 4:1,因此 转移1mol电子时会有0.25mol氧气生成,故 D项错误。1 16. 298 K时,在20.0 mL O.IOmol L氨水中滴入O.IOmo
4、l L的盐酸。溶液的pH与所加盐 酸的体积关系如图所示。已知 O.IOmol L 1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是( )A. 该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂B. M点对应的盐酸体积为 20.0mLC. M 点处的溶液中 c NH4 =c Cl = c H+ = c OHD. N点处的溶液中pH rPsA. 原子半径的大小WXX C. 丫的氢化物常温常压下为液态D. X的最高价氧化物的水化物为强酸【解析】Z的单质n为黄绿色气体,n为C12,因此Z为氯元素。0.01 mol L 1 r的水溶液pH 值为2,说明r为一元强酸。CI2与P在光的条件下反应得到 r以及难溶于水的混 合物
5、s,因此p为烷烃(如CH4), r为HCI, s为发生取代反应后的有机混合物。Cl2与m反应可得HCI以及具有漂白性的q,可知m为h2O,q为HCIO。综上, W、X、Y、Z 分别为 H、C、O、CI。A、 原子半径大小排序为 HOC,即WYC,即YX,故B错误。C、 Y为氧元素,其氢化物为 出0或H2O2,常温下均为液态,故 C正确。D、 X为碳元素,其最高价氧化物的水化物为碳酸,是弱酸,故 D错误。 因此,本题选Co26. (14 分)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用 NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对 NH3与NO?反应进行了探究。回答下
6、列问题:(1)氨气的制备1 氨气的发生装置可以选择上图中的 ,反应的化学方程式为 。2 欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置 (按气流方向,用小写字母表示)。(2 )氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的 NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入 NO2 (两端 用夹子Q、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开9,推动注射器活塞,使Y管中反应的化学方程式X中的气体缓慢通入 Y管中将注射器活塞退回原处并固定, 待装置恢复到温室Y管中有少量水珠生态的气态水凝聚打开K2【答案】 (1 A ; Ca(OH)2 2NH4CI = C
7、aCI2 2NH3f 2H 2O , i(2)气体红棕色逐渐变浅; 8NH3 6NO2 7N2 12H2O :NaOH溶液倒吸入Y管;当产物中的 H2O为液体时,反应过程中气体的总物质的量减小, 恢复原体积后装置中气压小于大气压。【解析】(1)实验室制取氨气的常用方法是 Ca(OH)2与NH4CI混合加热,或者CaO中滴入浓氨水(不需要加热)。这里提供的装置只有 A适合第一种方法。要收集干燥 的氨气应用碱石灰进行干燥,干燥管应大进小出” ,即d进c出;由于氨气的密度比空气小,应用向下排空气法进行收集,即 f进e出;最后应进行尾气处理,并要防止倒吸,应接i。(2):NH3和NO?反应,根据氧化还
8、原反应规律,生成 N2,反应方程式为8NH 3 6NO2 7N2 12H2O,产物均无色,因此随着反应的进行,NO2的红棕 色会逐渐变浅。:当产物中的 H2O为液体时,反应过程中气体总物质的量减小,恢复原体积后装置中气压小于大气压,因此 NaOH溶液会倒吸。27. ( 15 分)元素铬(Cr )在溶液中主要以 Cr3 (蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2。2 (橙红色)、Cr。2(黄色)等形式存在。 Cr(OH) 3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:(1) Cr3与AI3的化学性质相似。 在C2(SO4)3溶液中逐滴加入 NaOH溶液直至过量,可观 察到的现象是 。(2) CrO4和
9、Cr2O;在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为 1.0 mol L 1的Na2CrO4溶INI JU LU 3.U 4.0 5.0 filUL1)液中c(Cr2O2 )随c(H )的变化如图所示。1 用离子方程式表示 Na2CrO4溶液中的转化反应 _2 由图可知,溶液酸性增大, CrO4的平衡转化率 (填“增大” “减小”或“不变”)。根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为 。3 温度升高,溶液中 Cr04的平衡转化率减小,则该反应的 H 0 (填“大于”、“小于”或“等于”)。(3)在化学分析中采用 K2CQ4为指示剂,以AgNOs,标准溶液滴定溶液中 Cl ,利用Ag 与Cr04生
10、成转红色沉淀,指示剂达滴定终点。当溶液中 Cl恰好沉淀完全(浓度等于1.0 10 mol L )时,溶液中 c(Ag )为 mol L,此时溶液中 c(CrO4 )等于2 10 mol L。(已知 Ag2CrO4、AgCl 的 p分别为 2.0 10 和 2.0 10 )。(4) 6价铬的化合物毒性较大,常用 NaHSO3将废液中的Cr2o7还原成Cr3,该反应的离子方程式为 。【答案】(1 )蓝紫色溶液变浅,同时生成灰蓝色沉淀,继续滴加 NaOH溶液,沉淀溶解,最终溶液变绿色(2 2CrO2 2H 垐? CO; H2O增大;1.0 1014 ;小于(3) 2.0 10 ; 5.0 10 3(
11、4) C2O7 3HSO3 5H = 2Cr3 3SO4 4H 2O 或:CrO; 8HSO3 = 2Cr3 3SO: 5SO: 4H 2O(1)类比Al3+与NaOH反应的性质,但需注意反应过程中伴有颜色变化。 Cr3+为蓝紫色,滴加NaOH后蓝紫色变浅同时产生灰蓝色沉淀 Cr(OH) 3,继续滴加,沉淀溶解,Cr(OH) 3变为Cr(OH) 4,溶液最终变为绿色。(2选修四26页的方程式,Na;CrO4在酸性条件会转化为 NazCr;。?从图 上可以看出,H +浓度升高,Cr;O;浓度上升,说明反应向右进行的更多, CrO4的平衡转化率增大;A点数据,列三段式计算平衡常数:2CrO;2H垐
12、Cr;h;o起1mol/ L变0.5 mol/ L0.25 mol/ L平2-c(Cr;Oy)0.25 10142- 2c(CrO4) gc(H2 2)0.57 2 10(10 )3 升高温度,溶液中 CrO;平衡转化率减小,说明反应逆向移动,故该反应为放热反应,H 0。(3)已知 c(Cl ) 1.0 10-5mol/L, Ksp(Ag;CrO4) 2.0 10 12,Ksp(AgCl) 2.0 10 10,当根据沉淀溶解平衡可得:c(Ag )Ksp(AgCI)c(Cl )2.0 10 1051.0 1012.0 10 mol L ,c(CrO 2 )Ksp(Ag;CrO4)2.010 12
13、(2.0 10 5)25.0 10 3 mol L 1。硫 .so.NaClO.徴盐水NaClO:产品CIO2的化学方程式(1) NaCIO 2中Cl的化合价为(2) 写出“反应”步骤中生成(3) “电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去 Mg2和Ca2,要加入的试剂分别为 、 。“电解”中阴极反应的主要产物是 _。(4) “尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量 CIO2,此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ,该反应中氧化产物是 (5) “有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克 CI2的氧化能力。NaCIO?的有效氯含量
14、为 (计算结果保留两位小数)。+3(1)2NaCIO3 SO2 H2SO4 = 2ClO2 2NaHSO4(2)(3) NaOH ; W2CO3 ; NaCIO2(4) 2:1,O2(5) 1.57(1)NaCIO2中Na为+1价,O为-2价,计算可得CI的化合价为 3。(2)由流程图可知反应物为 H2SO4、SO2和NaCIOs,产物为CIO2和NaHSO。,根据氧化还原化合价升降守恒进行配平,可得方程式为:2NaCIO 3 SO2 H2SO4 = 2CIO2 2NaHSO4(3)粗盐提纯过程,主要考虑除去杂质离子, 且不引入新的杂质,故加入NaOH除 去Mg2、加入 W2CO3除去Ca2
15、;电解食盐水并加入 CIO 2,产物中有 NaCIO 2生 成,由于阴极发生还原反应,所以应该是 CIO 2在阴极被还原生成 NaCIO 2。(4 )根据尾气吸收过程中加入的反应物和生成物,写出氧化还原反应方程式并配平,可得:2CIO2 2NaOH H2O2 = 2NaCIO 2 O2 2H 2O。其中氧化剂为 CIO:还原剂为H2O2,氧化剂与还原剂的比值为 2:1,该反应的氧化产物为 O2。(5) “有效氯含量”的定义是每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克 CI2的氧化能力。其实就是求相同质量的 NaCIO2和CI2在还原为CI时,转移的电子数之比。1 moI NaCIO 2还原为CI时转
16、移4 mol电子,1 moI CI 2还原为CI时转移2 mol电子, 也就是说每摩尔 NaCIO2相当于2moICI 2。即90.5 g NaCIO2相当于142 g CI2,即“有 142效氯含量” = 1.57 (保留两位小数)。90.536. 化学一一选修2:化学与技术(15分)高锰酸钾(KMnO 4)是一种常见氧化剂。 主要用于化工、防腐及制药工业等。 以软锰矿(主 要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:.iUK.MnO4 -KMn(1 )原料软锰矿与氢氧化钾按 1:1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是 。(2) “平炉”中发生反应的化学方程式为
17、(3) “平炉”中需要加压,其目的是 (4) 将K2MnO4转化为KMnO 4的生产有两种工艺。1 “ CO2歧化法”是传统工艺,即在 K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱酸性,K2MnO4发生歧化反应。反应中生成 KMnO 4、MnO 2和 (写化学式)。2 “电解法”为现代工艺,即电解 K2MnO4水溶液。电解槽中阳极发生的电极反应为 ,阴极逸出的气体是 。3 “电解法”和“ CO2歧化法”中,K2MnO 4的理论利用率之比为 。(5) 高锰酸钾纯度的测定:称取 1.0800g样品,溶解后定容于100mL容量瓶中,摇匀。取浓度为0.2000mol L 1的H2C2O4标准溶液
18、20.00mL,加入稀硫酸酸化,用 KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为 24.48mL。该样品的纯度为 (列出计算式即可,已知 2MnO4 5H2C2O4 6H 2Mn I0CO2T 8H2O )。(1)增大接触面积,提高反应速率。(2) 4KOH 2MnO2 O2 = 2K2MnO4 2H 2O。(3 )增大压强,提高反应速率。(5)(4 KHCO 3 : MnO 2 e = MnO4; H2 : 3: 22 3 100 0.2000 20.00 10 158100%5 24.481.0800(1)影响固体反应速率的因素之一是接触面积,粉碎矿石可增大其接触面积,提高反应速率。(2)
19、 由题目可知 MnO?转化为K2MnO4 , MnO 2作还原剂,氧化剂应为空气中的2,反应物还有KOH,根据氧化还原基本原理配平方程式即可。(3) 反应不是可逆反应,加压应从反应速率的方面来考虑。由于此反应有气体参加,增大压强,氧气的浓度提高,反应速率提高。(4) 由于反应体系为中性或弱酸性, CO2没有变价,产物应为KHCO 3 ,故反应 的方程式为:3K2M nO4 4CO2 2H2O= 2K MnO 4 MnO: 4KHCO 3阳极反应为氧化反应, MnO 4被氧化为MnO4,电极反应为MnO4 e = MnOq;阴极反应为还原反应,电极反应为2H2O 2e =H2? 2OH,故阴极产
20、生的气体为 出;总反应为通电 木2K2MnO4 2H2O 2KMnO4 H2T 2KOH(5)由题中反应方程式得到 MnO4与C2O2反应的比例为2:5,列式计算: m(KMnO4) c(KMnO4)V(KMnOq) M(KMnO4)m(样品)100% m(样品)2 2 2 V总(KMnO 4)c(C2。2 ) V(C2。2 )-总 M(KMnO 4)即:5 V滴(KMnO 4)m(样品)代入数据得. 2 3 100代入数据得. 0.2000 20.00 10 1585 2448 100%37. 化学一一选修3:物质结构与性质(15分)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。
21、(1) 基态Ge原子的核外电子排布式为 Ar ,有 个未成对电子。(2) Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但 Ge原子之间难以形成双键或叁键,从原子结构角度分析,原因是 (3) 比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因GeCl 4GeBr4GeI4熔点/ C49.526146沸点/C83.1186约400(4) 光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn 2GeO4是该反应的良好催化剂,Zn、Ge、 O电负性由大至小的顺序是 。(5) Ge单晶具有金刚石型结构,其中 Ge原子的杂化方式为 ,微粒之间存在的作用力是 。(6 )晶胞有两个基本要素:原子坐标参数,表示
22、晶胞内部各原子的相对位置,下图为 Ge单晶的晶胞,其中原子坐标1 1 1 1参数A为0,0,0 ; B为一,0 , - ; C为-,一,0。则D原子的坐标参数为 。2 2 2 2晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知 Ge单晶的晶胞参数a 565.76pm,其密度为3 g cm (列出计算式即可)。(1) 3d10 4s2 4 p2 ; 2。(2) Ge原子半径较大,难以形成稳定的 键,不易形成双键或叁键。(3) GeCL、GeBo、GeJ的熔沸点依次上升。因为其组成和结构相似的物质, 随分子量增大,范德华力增大,熔沸点上升。(4) O Ge Zn 。(5) sp3,共价键。1 1 1(6 7(
23、4,4,4);8 736.02 1023 (565.76 10 10)3(1)锗位于硅的正下方,是(14 18 32)号元素,核外电子排布为Ar3d 104s24p2。(2)双键、叁键与单键中均有 键,但只有双键和叁键中存在 键。锗难以形成双键或叁键,说明锗难以形成稳定的 键。这是因为Ge原子半径较大,4p形成肩并肩重叠较难。(3 )由表中数据可知,三种物质熔沸点均不高,均为分子晶体,并且不存在氢键, 因此熔沸点由范德华作用力的强弱决定。 即熔沸点依次升高,是范德华力依次增强的结果,而对于组成和结构相似的物质而言, 范德华力主要受分子量决定。分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高。(4) 由三种元素在周期表的相对位置可知电负性相对强弱。(5) 锗与金刚石结构相似,金刚石中碳原子是sp3杂化,锗晶体中锗也是相同的杂 化,原子间以共价键结合。1 1 1 子坐标是(孑才冷);每个晶胞中含有 8个锗原子,根据密度公式进行计算,注意换算单位:M (晶胞)NAgV
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