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6.下列“化学与生活”的说法不正确的是( )
A.硫酸钡可用钡餐透视
B.盐卤可用于制豆腐
C.明矾可用于水的消毒,杀菌
D.醋可用于除去暖水瓶中的水垢
【答案】C
【解析】硫酸钡不溶于胃酸,可以做钡餐,A项正确。盐卤可以使豆浆发生凝聚生产豆腐,B项正确。明矾可以用于水的净化,不能杀菌、消毒,C项错误。醋酸可以与水垢的成分碳酸钙反应,可以用来除垢,D项正确。
7.下列推论正确的( )
A.SiH4的沸点高于CH4,可推测pH3的沸点高于NH3¬
B.NH4+ 为正四面体,可推测出PH4+ 也为正四面题结构
C.CO2晶体是分子晶体,可推测SiO2晶体也是分子晶体,
D.C2H6是碳链为直线型的非极性分子,可推测C3H8也是碳链为直线型的非极性分子
【答案】B
【解析】NH3分子间存在氢键,沸点反常偏高大于pH3,A项错误。N、P是同主族元素,形成的离子:NH4+ 和PH4+ 结构类似都是正四面体构型,B项正确。CO2是分子晶体,而SiO2是原子晶体,C项错误。C2H6中两个-CH3对称,是非极性分子,而C3H8是锯齿形结构,是极性分子,D项错误。
8.下列说法正确的是:
A.分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键
B.分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸
C.含有金属离子的晶体一定是离子晶体
D.元素的非金属型越强,其单质的活泼性一定越强
【答案】A
【解析】惰性气体组成的晶体中不含化学键,只含有分子间作用力,A项正确。1分子能电离出两个H+ 的酸才是二元酸,如CH3COOH分子中含有4个H,却是一元酸,B项错误。AlCl3晶体中含有金属阳离子,但是分子晶体,C项错误。氮元素的非金属性较强,但N2很稳定,故D项错误。
9.25 ℃在等体积的①pH=0的H2SO4溶液,②0.05 mol•L-1的Ba(OH)2溶液,③pH = 10的Na2S溶液,④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是( )
A.1∶10∶1010∶109 B.1∶5∶5×109∶5×109
C.1∶20∶1010∶109 D.1∶10 ∶104∶109
【答案】A
【解析】①中pH=0的H2SO4中c(H+)=1.0 mol•L-1,c(OH-)=1.0×10-14mol•L-1,水电离程度为1.0×10-14mol•L-1。②中c(OH-)=0.1 mol•L-1,c(H+)=1.0×10-13mol•L-1,水电离程度为1.0×10-13mol•L-1。③中c(OH-)=1.0×10-4mol•L-1,水的电离程度为1.0×10-4mol•L-1。④中c(H+)=1.0×10-5mol•L-1,水的电离程度为1.0×10-5mol•L-1。故①②③④中水的电离程度之比为:1.0×10-14mol•L-1:1.0×10-13mol•L-1:1.0×10-4mol•L-1:1.0×10-5mol•L-1=1:10:1010:109,A项正确。
10.甲、乙、丙、丁四种易学溶于水的物质,分别由NH4+ 、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、Cl-、HCO3- 、SO42 -中的不同阳离子和阴离子各一种组成,已知:①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成;②0.1 mol/l乙溶液中c(H+)>0.1 mol/l;③向丙容器中滴入AgNO3溶液又不溶于稀HNO3的白色沉淀生成,下列结论不正确的是( )
A.甲溶液含有Ba2+
B.乙溶液含有SO42 -
C.丙溶液含有Cl-
B.丁溶液含有Mg2+
【答案】D
【解析】根据②中的信息可知乙是二元酸,故乙是H2SO4;根据③中现象,可以推知丙中含有Cl-;再结合①中提供信息,甲与其它三种物质混合均产生白色沉淀,则可推出甲是Ba(OH)2,乙是H2SO4,丙是MgCl2,丁是NH4HCO3。故D项错误。
11.下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是
操作和现象 结论
A 向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4,在管口观察到红棕色气体 HNO3分解成了NO2
B 向淀粉溶液中加入稀H2SO4,加热几分钟,冷却后再加入新制Cu(OH)2浊液,加热,没有红色沉淀生成 淀粉没有水解成葡萄糖
C 向无水乙醇中加入浓H2SO4,加热至170°C产生的气体通入酸性KmnO4溶液,红色褪去 使溶液褪色的气体是乙烯
D 向饱和Na2CO3中通入足量CO2 溶液变浑浊 析出了NaHCO3
【答案】D
【解析】向Fe(NO3)2溶液中加入H2SO4,则会发生离子反应:3Fe2++NO3- +4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,产生的NO在管口生成NO2呈现红色,而不是HNO3分解产生NO2,故A项错误。应加入碱将水解后的淀粉溶液调节成碱性,才可以产生红色沉淀,B项错误。乙醇和浓硫酸反应制取乙烯的过程中,会有少量的SO2产生,也可以使酸性KMnO4溶液褪色,C项错误。饱和Na2CO3溶液中通入CO2发生反应:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,由于产生的碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠,故会从过饱和溶液中析出,D项正确。
12.25°C和101kpa时,乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32 mL与过量氧气混合并完全燃烧,除去水蒸气,恢复到原来的温度和压强,气体的总体积缩小了72 mL,原混合烃中乙炔的体积分数为( )
A.12.5% B.25% C.50% D.75%
【答案】B
【解析】根据燃烧方程式:
C2H6 + O2=2CO2+3H2O 减小V C2H2+ O2=2CO2+H2O减小V C3H6+ O2=3CO2+3H2O 减小V
1 2.5 1 1.5 1 2.5
由方程式不难发现看,C2H6和C3H6反应后体积缩小的量是相同的,故可将两者看成是一种物质即可。设C2H6和C3H6一共为x mL,C2H2为y mL。则有 x +y = 32;2.5x+1.5y = 72,解得y=8。混合烃中乙炔的体积分数为 ,B项正确。
13.可逆反应①X(g)+2Y(g ) 2Z(g) 、②M(g) N(g)+p(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行,反应室之间有无摩擦,可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示:
下列判断正确的是( )
A.反应①的正反应是吸热反应
B.达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:15
C.达平衡(I)时,X的转化率为
D.在平衡(I)和平衡(II)中,M的体积分数相等
【答案】B
【解析】降温由平衡(I)向平衡(II)移动,同时X、Y、Z的物质的量减少,说明平衡向右移动,正反应放热,A项错误。达平衡(I)时的压强于开始时的体系的压强之比为:2.8:3=14:15,B项正确。达平衡(I)时,反应①的总物质的量由3.0 mol减小为2.8 mol,设反应的X的物质的量为△n(X),利用差量可得:1:1=△n(X):(3.0-2.8),解之得:△n(X)=0.2 mol,则X的转化率为:0.2mol1.0mol×100%=20%,C项错误。由平衡(I)到平衡(II),化学反应②发生移动,M的体积分数不会相等的,D项错误。
26.(15分)甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。甲、丙处于同一主族,丙、丁、戊处于同一周期,戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和。甲、乙组成的成见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;戊的单质与X反应能生成乙的单质,同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z,0.1 mol/L的Y溶液pH>1;丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L也能与Z的水溶液反应生成盐;丙、戊可组成化合物M。
请回答下列问题:
⑴戊离子的结构示意图为_______。
⑵写出乙的单质的电子式:_______。
⑶戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为2:4,反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为________。
⑷写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式:_________。
⑸按右图电解M的饱和溶液,写出该电解池中发生反应的总反应方程式:_______。将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中,观察到得现象是__________。
【解析】甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则X是NH3,甲是H,乙是N。甲、丙处于同一主族,并且丙的原子序数大于N,则丙是Na。根据戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子的最外层电子数之和,则戊原子最外层电子数=1+1+5=7,则戊是Cl。戊的单质是Cl2,与NH3反应生成乙的单质N2和NH4Cl、HCl;并且0.1 mol•L-1的Y溶液的pH>1,则Y是NH4Cl,Z是HCl。
丁的单质能与NaOH溶液反应,也能与HCl水溶液反应,则丁是Na,生成的盐L是NaAlO2。丙、戊组成的化合物M为NaCl。
(1)Cl-的结构示意图为: 。(2)乙单质N2的电子式为:
(3)NH3与Cl2反应的化学方程式:4NH3+3Cl2=N2+2NH4Cl+4HCl,在反应中氨气做还原剂,氯气做氧化剂,被氧化的物质与被还原的物质之比为:2:3。
(4)将少量的盐酸滴入过量NaAlO2溶液中发生反应的离子方程式为:AlO2- +H++H2O=Al(OH)3↓。
(5)按右图电解饱和氯化钠溶液,反应的方程式为:2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑。电解后得到NaOH溶液,滴入酚酞溶液中,观察到溶液变红。
【答案】(1) (2) (3)2:3 ⑷AlO2- +H++H2O=Al(OH)3↓
(5)2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑ 酚酞溶液溶液变红
27.(16分)三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]•xH2O)是一种光敏材料,在110 ℃可完全失去结晶水。为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量,某实验小组做了如下实验:
(1)铁含量的测定
步骤一:称量5.00 g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250 mL溶液。
步骤二:取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳,同时,MnO4- 被还原成Mn2+。向反应后的溶液中计入一小匙锌粉,加热至黄色刚好消失,过滤,洗涤,将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中,此时,溶液仍呈酸性。
步骤三:用0.010 mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点,消耗KMnO4溶液20.02 mL滴定中MnO4- 被还原成Mn2+ 。
重复步骤二、步骤三操作,滴定消耗0.010 mol/L KMnO4溶液19.98 mL
请回答下列问题:
①配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是:称量、_______、转移、洗涤并转移、________摇匀。
②加入锌粉的目的是________。
③写出步骤三中发生反应的离子方程式________。
④实验测得该晶体中铁的质量分数为__________。在步骤二中,若加入的KMnO4的溶液的量不够,则测得的铁含量__________。(选填“偏低”“偏高”“不变”)
(2)结晶水的测定
加热晶体,烘干至恒重,记录质量;在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体,称量并记录质量;加热至110 ℃,恒温一段时间,至于空气中冷却,称量并记录质量;计算结晶水含量。请纠正实验过程中的两处错误;____ ___;__ _______。
【解析】(1)①在配制物质的量浓度的溶液时,要经过:计算→称量→溶解→移液、洗涤→振荡→定容→摇匀等步骤。
②加入锌粉的目的是将Fe3+恰好还原成Fe2+。
③在步骤三中发生的离子反应为:5Fe2++MnO4- +8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。
④根据步骤三中的离子反应可知:n(Fe)=15 n(MnO4- )=15 ×20.02mL+19.98mL2×0.01 mol•L-1×10-3×10=4.0×10-4mol,m(Fe)=56 g•mol-1×4.0×10-4mol=2.24×10-2g。晶体中铁的质量分数=2.24×10-2g5g×100%=44.8%。
若在步骤二中滴入酸性高锰酸钾溶液不足,则会有部分草酸根未被氧化,在步骤三中则会造成消耗酸性高锰酸钾溶液的量偏大,从而计算出的铁的量增多,含量偏高。
⑵加热后的晶体要在干燥器中冷却,防止重新吸收空气中的水分。另外在加热时至少要称量两次质量差,到两次称量质量差不超过0.1 g。
【答案】(1)①溶解 定容 ②将Fe3+恰好还原成Fe2+ ③5Fe2++MnO4- +8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
④44.8% 偏高
⑵加热后的晶体要在干燥器中冷却 两次称量质量差不超过0.1 g。
28.已知:CH2=CH-CH=CH2+R-CH=CH-R´ 其中,R、R’表示原子或原子团。
A 、B、C、D、E、F分别表示一种有机物,E的相对分子质量为278,其转化关系如下图所示(其他反应产物及反应条件略去):
请回答下列问题:
(1) 中含氧官能团的名称是________________。
(2)A反应生成B需要的无机试剂是___________。上图所示反应中属于加成反应的共有______________个。
(3)B与O2反应生成C的化学方程式为___________________。
(4)F的结构简式为________________。
(5)写出含有HC≡C-、氧原子不与碳碳双键和碳碳三键直接相连、呈链状结构的C物质的所有同分异构体的结构简式:_____________。
【解析】根据流程图和所给信息可知A为:CH2BrCH=CHCH2Br,B为CH2OHCH=CHCH2OH,C为OHCCH=CHCHO,D为 ,E为 ,F为 。
(1) 中含氧官能团是醛基 ⑵强碱KOH或NaOH的水溶液
CH2=CH-CH=CH2与溴反应生成A,属于加成反应;CH2=CH-CH=CH2和C生成 ,属于加成反应; 与H2反应生成D属于加成反应;共有3个加成反应。
(3)B为CH2OHCH=CHCH2OH与O2反应的方程式为:CH2OHCH=CHCH2OH+O2 OHCCH=CHCHO+2H2O。
(4)F的结构简式为:
(5)C为OHCCH=CHCHO,符合条件的同分异构体有:HC≡C-CH(OH)CHO、HC≡C- -CH2OH、HC≡C-CH2-COOH、HCOOCH2C≡CH。
【答案】(1)醛基 ⑵NaOH的水溶液 3
(3)CH2OHCH=CHCH2OH+O2 OHCCH=CHCHO+2H2O
(4)
(5)HC≡C-CH(OH)CHO、HC≡C- -CH2OH、HC≡C-CH2-COOH、HCOOCH2C≡CH。
29.(14分)
开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4,又能制H2。
请回答下列问题:
(1)已知1 g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ热量,FeS2燃烧反应的热化学方程式为______________。
(2)该循环工艺过程的总反应方程式为_____________。
(3)用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是____________。
(4)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH)表示),NiO(OH)作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量,长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:
NiO(OH)+MH Ni(OH)2+M
①电池放电时,负极的电极反应式为____________。
②充电完成时,Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2,O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为______________
【解析】(1)反应方程式:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,标出各物质的聚集状态;在反应中4 mol FeS2的质量为m(FeS2)=4 mol×120 g•mol-1=480 g,放热Q=480 g×7.1 kJ/g=3408 kJ,对应的热化学方程式为:
4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g) H=-3408 kJ•mol-1。
(2)在反应器中发生反应:SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4,在膜反应器中的反应为:2HI I2+H2,将两个方程式相加得:SO2+2H2O=H2SO4+H2。
(3)在膜分离器中发生反应:2HI I2+H2,将H2分离出来有利于平衡向右移动,利于I2和H2的生成。
(4)①负极反应物MH失去电子,生成的H+在碱性条件下生成H2O,电解反应式为:MH-e-+OH-=H2O+M。
②O2与MH发生反应,生成H2O和M,电极反应式为:4MH+O2+4e-=2H2O+4M。
.【答案】(1)4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g) H=-3408 kJ•mol-1
(2)SO2+2H2O=H2SO4+H2
(3)促使平衡向右移动,有利于碘和氢气的生成
(4)①MH-e-+OH-=H2O+M ②4MH+O2+4e-=2H2O+4M
A.硫酸钡可用钡餐透视
B.盐卤可用于制豆腐
C.明矾可用于水的消毒,杀菌
D.醋可用于除去暖水瓶中的水垢
【答案】C
【解析】硫酸钡不溶于胃酸,可以做钡餐,A项正确。盐卤可以使豆浆发生凝聚生产豆腐,B项正确。明矾可以用于水的净化,不能杀菌、消毒,C项错误。醋酸可以与水垢的成分碳酸钙反应,可以用来除垢,D项正确。
7.下列推论正确的( )
A.SiH4的沸点高于CH4,可推测pH3的沸点高于NH3¬
B.NH4+ 为正四面体,可推测出PH4+ 也为正四面题结构
C.CO2晶体是分子晶体,可推测SiO2晶体也是分子晶体,
D.C2H6是碳链为直线型的非极性分子,可推测C3H8也是碳链为直线型的非极性分子
【答案】B
【解析】NH3分子间存在氢键,沸点反常偏高大于pH3,A项错误。N、P是同主族元素,形成的离子:NH4+ 和PH4+ 结构类似都是正四面体构型,B项正确。CO2是分子晶体,而SiO2是原子晶体,C项错误。C2H6中两个-CH3对称,是非极性分子,而C3H8是锯齿形结构,是极性分子,D项错误。
8.下列说法正确的是:
A.分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键
B.分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸
C.含有金属离子的晶体一定是离子晶体
D.元素的非金属型越强,其单质的活泼性一定越强
【答案】A
【解析】惰性气体组成的晶体中不含化学键,只含有分子间作用力,A项正确。1分子能电离出两个H+ 的酸才是二元酸,如CH3COOH分子中含有4个H,却是一元酸,B项错误。AlCl3晶体中含有金属阳离子,但是分子晶体,C项错误。氮元素的非金属性较强,但N2很稳定,故D项错误。
9.25 ℃在等体积的①pH=0的H2SO4溶液,②0.05 mol•L-1的Ba(OH)2溶液,③pH = 10的Na2S溶液,④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是( )
A.1∶10∶1010∶109 B.1∶5∶5×109∶5×109
C.1∶20∶1010∶109 D.1∶10 ∶104∶109
【答案】A
【解析】①中pH=0的H2SO4中c(H+)=1.0 mol•L-1,c(OH-)=1.0×10-14mol•L-1,水电离程度为1.0×10-14mol•L-1。②中c(OH-)=0.1 mol•L-1,c(H+)=1.0×10-13mol•L-1,水电离程度为1.0×10-13mol•L-1。③中c(OH-)=1.0×10-4mol•L-1,水的电离程度为1.0×10-4mol•L-1。④中c(H+)=1.0×10-5mol•L-1,水的电离程度为1.0×10-5mol•L-1。故①②③④中水的电离程度之比为:1.0×10-14mol•L-1:1.0×10-13mol•L-1:1.0×10-4mol•L-1:1.0×10-5mol•L-1=1:10:1010:109,A项正确。
10.甲、乙、丙、丁四种易学溶于水的物质,分别由NH4+ 、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、Cl-、HCO3- 、SO42 -中的不同阳离子和阴离子各一种组成,已知:①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成;②0.1 mol/l乙溶液中c(H+)>0.1 mol/l;③向丙容器中滴入AgNO3溶液又不溶于稀HNO3的白色沉淀生成,下列结论不正确的是( )
A.甲溶液含有Ba2+
B.乙溶液含有SO42 -
C.丙溶液含有Cl-
B.丁溶液含有Mg2+
【答案】D
【解析】根据②中的信息可知乙是二元酸,故乙是H2SO4;根据③中现象,可以推知丙中含有Cl-;再结合①中提供信息,甲与其它三种物质混合均产生白色沉淀,则可推出甲是Ba(OH)2,乙是H2SO4,丙是MgCl2,丁是NH4HCO3。故D项错误。
11.下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是
操作和现象 结论
A 向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4,在管口观察到红棕色气体 HNO3分解成了NO2
B 向淀粉溶液中加入稀H2SO4,加热几分钟,冷却后再加入新制Cu(OH)2浊液,加热,没有红色沉淀生成 淀粉没有水解成葡萄糖
C 向无水乙醇中加入浓H2SO4,加热至170°C产生的气体通入酸性KmnO4溶液,红色褪去 使溶液褪色的气体是乙烯
D 向饱和Na2CO3中通入足量CO2 溶液变浑浊 析出了NaHCO3
【答案】D
【解析】向Fe(NO3)2溶液中加入H2SO4,则会发生离子反应:3Fe2++NO3- +4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,产生的NO在管口生成NO2呈现红色,而不是HNO3分解产生NO2,故A项错误。应加入碱将水解后的淀粉溶液调节成碱性,才可以产生红色沉淀,B项错误。乙醇和浓硫酸反应制取乙烯的过程中,会有少量的SO2产生,也可以使酸性KMnO4溶液褪色,C项错误。饱和Na2CO3溶液中通入CO2发生反应:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,由于产生的碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠,故会从过饱和溶液中析出,D项正确。
12.25°C和101kpa时,乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32 mL与过量氧气混合并完全燃烧,除去水蒸气,恢复到原来的温度和压强,气体的总体积缩小了72 mL,原混合烃中乙炔的体积分数为( )
A.12.5% B.25% C.50% D.75%
【答案】B
【解析】根据燃烧方程式:
C2H6 + O2=2CO2+3H2O 减小V C2H2+ O2=2CO2+H2O减小V C3H6+ O2=3CO2+3H2O 减小V
1 2.5 1 1.5 1 2.5
由方程式不难发现看,C2H6和C3H6反应后体积缩小的量是相同的,故可将两者看成是一种物质即可。设C2H6和C3H6一共为x mL,C2H2为y mL。则有 x +y = 32;2.5x+1.5y = 72,解得y=8。混合烃中乙炔的体积分数为 ,B项正确。
13.可逆反应①X(g)+2Y(g ) 2Z(g) 、②M(g) N(g)+p(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行,反应室之间有无摩擦,可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示:
下列判断正确的是( )
A.反应①的正反应是吸热反应
B.达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:15
C.达平衡(I)时,X的转化率为
D.在平衡(I)和平衡(II)中,M的体积分数相等
【答案】B
【解析】降温由平衡(I)向平衡(II)移动,同时X、Y、Z的物质的量减少,说明平衡向右移动,正反应放热,A项错误。达平衡(I)时的压强于开始时的体系的压强之比为:2.8:3=14:15,B项正确。达平衡(I)时,反应①的总物质的量由3.0 mol减小为2.8 mol,设反应的X的物质的量为△n(X),利用差量可得:1:1=△n(X):(3.0-2.8),解之得:△n(X)=0.2 mol,则X的转化率为:0.2mol1.0mol×100%=20%,C项错误。由平衡(I)到平衡(II),化学反应②发生移动,M的体积分数不会相等的,D项错误。
26.(15分)甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。甲、丙处于同一主族,丙、丁、戊处于同一周期,戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和。甲、乙组成的成见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;戊的单质与X反应能生成乙的单质,同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z,0.1 mol/L的Y溶液pH>1;丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L也能与Z的水溶液反应生成盐;丙、戊可组成化合物M。
请回答下列问题:
⑴戊离子的结构示意图为_______。
⑵写出乙的单质的电子式:_______。
⑶戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为2:4,反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为________。
⑷写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式:_________。
⑸按右图电解M的饱和溶液,写出该电解池中发生反应的总反应方程式:_______。将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中,观察到得现象是__________。
【解析】甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则X是NH3,甲是H,乙是N。甲、丙处于同一主族,并且丙的原子序数大于N,则丙是Na。根据戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子的最外层电子数之和,则戊原子最外层电子数=1+1+5=7,则戊是Cl。戊的单质是Cl2,与NH3反应生成乙的单质N2和NH4Cl、HCl;并且0.1 mol•L-1的Y溶液的pH>1,则Y是NH4Cl,Z是HCl。
丁的单质能与NaOH溶液反应,也能与HCl水溶液反应,则丁是Na,生成的盐L是NaAlO2。丙、戊组成的化合物M为NaCl。
(1)Cl-的结构示意图为: 。(2)乙单质N2的电子式为:
(3)NH3与Cl2反应的化学方程式:4NH3+3Cl2=N2+2NH4Cl+4HCl,在反应中氨气做还原剂,氯气做氧化剂,被氧化的物质与被还原的物质之比为:2:3。
(4)将少量的盐酸滴入过量NaAlO2溶液中发生反应的离子方程式为:AlO2- +H++H2O=Al(OH)3↓。
(5)按右图电解饱和氯化钠溶液,反应的方程式为:2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑。电解后得到NaOH溶液,滴入酚酞溶液中,观察到溶液变红。
【答案】(1) (2) (3)2:3 ⑷AlO2- +H++H2O=Al(OH)3↓
(5)2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑ 酚酞溶液溶液变红
27.(16分)三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]•xH2O)是一种光敏材料,在110 ℃可完全失去结晶水。为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量,某实验小组做了如下实验:
(1)铁含量的测定
步骤一:称量5.00 g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250 mL溶液。
步骤二:取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳,同时,MnO4- 被还原成Mn2+。向反应后的溶液中计入一小匙锌粉,加热至黄色刚好消失,过滤,洗涤,将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中,此时,溶液仍呈酸性。
步骤三:用0.010 mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点,消耗KMnO4溶液20.02 mL滴定中MnO4- 被还原成Mn2+ 。
重复步骤二、步骤三操作,滴定消耗0.010 mol/L KMnO4溶液19.98 mL
请回答下列问题:
①配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是:称量、_______、转移、洗涤并转移、________摇匀。
②加入锌粉的目的是________。
③写出步骤三中发生反应的离子方程式________。
④实验测得该晶体中铁的质量分数为__________。在步骤二中,若加入的KMnO4的溶液的量不够,则测得的铁含量__________。(选填“偏低”“偏高”“不变”)
(2)结晶水的测定
加热晶体,烘干至恒重,记录质量;在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体,称量并记录质量;加热至110 ℃,恒温一段时间,至于空气中冷却,称量并记录质量;计算结晶水含量。请纠正实验过程中的两处错误;____ ___;__ _______。
【解析】(1)①在配制物质的量浓度的溶液时,要经过:计算→称量→溶解→移液、洗涤→振荡→定容→摇匀等步骤。
②加入锌粉的目的是将Fe3+恰好还原成Fe2+。
③在步骤三中发生的离子反应为:5Fe2++MnO4- +8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。
④根据步骤三中的离子反应可知:n(Fe)=15 n(MnO4- )=15 ×20.02mL+19.98mL2×0.01 mol•L-1×10-3×10=4.0×10-4mol,m(Fe)=56 g•mol-1×4.0×10-4mol=2.24×10-2g。晶体中铁的质量分数=2.24×10-2g5g×100%=44.8%。
若在步骤二中滴入酸性高锰酸钾溶液不足,则会有部分草酸根未被氧化,在步骤三中则会造成消耗酸性高锰酸钾溶液的量偏大,从而计算出的铁的量增多,含量偏高。
⑵加热后的晶体要在干燥器中冷却,防止重新吸收空气中的水分。另外在加热时至少要称量两次质量差,到两次称量质量差不超过0.1 g。
【答案】(1)①溶解 定容 ②将Fe3+恰好还原成Fe2+ ③5Fe2++MnO4- +8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
④44.8% 偏高
⑵加热后的晶体要在干燥器中冷却 两次称量质量差不超过0.1 g。
28.已知:CH2=CH-CH=CH2+R-CH=CH-R´ 其中,R、R’表示原子或原子团。
A 、B、C、D、E、F分别表示一种有机物,E的相对分子质量为278,其转化关系如下图所示(其他反应产物及反应条件略去):
请回答下列问题:
(1) 中含氧官能团的名称是________________。
(2)A反应生成B需要的无机试剂是___________。上图所示反应中属于加成反应的共有______________个。
(3)B与O2反应生成C的化学方程式为___________________。
(4)F的结构简式为________________。
(5)写出含有HC≡C-、氧原子不与碳碳双键和碳碳三键直接相连、呈链状结构的C物质的所有同分异构体的结构简式:_____________。
【解析】根据流程图和所给信息可知A为:CH2BrCH=CHCH2Br,B为CH2OHCH=CHCH2OH,C为OHCCH=CHCHO,D为 ,E为 ,F为 。
(1) 中含氧官能团是醛基 ⑵强碱KOH或NaOH的水溶液
CH2=CH-CH=CH2与溴反应生成A,属于加成反应;CH2=CH-CH=CH2和C生成 ,属于加成反应; 与H2反应生成D属于加成反应;共有3个加成反应。
(3)B为CH2OHCH=CHCH2OH与O2反应的方程式为:CH2OHCH=CHCH2OH+O2 OHCCH=CHCHO+2H2O。
(4)F的结构简式为:
(5)C为OHCCH=CHCHO,符合条件的同分异构体有:HC≡C-CH(OH)CHO、HC≡C- -CH2OH、HC≡C-CH2-COOH、HCOOCH2C≡CH。
【答案】(1)醛基 ⑵NaOH的水溶液 3
(3)CH2OHCH=CHCH2OH+O2 OHCCH=CHCHO+2H2O
(4)
(5)HC≡C-CH(OH)CHO、HC≡C- -CH2OH、HC≡C-CH2-COOH、HCOOCH2C≡CH。
29.(14分)
开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4,又能制H2。
请回答下列问题:
(1)已知1 g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ热量,FeS2燃烧反应的热化学方程式为______________。
(2)该循环工艺过程的总反应方程式为_____________。
(3)用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是____________。
(4)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH)表示),NiO(OH)作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量,长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:
NiO(OH)+MH Ni(OH)2+M
①电池放电时,负极的电极反应式为____________。
②充电完成时,Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2,O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为______________
【解析】(1)反应方程式:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,标出各物质的聚集状态;在反应中4 mol FeS2的质量为m(FeS2)=4 mol×120 g•mol-1=480 g,放热Q=480 g×7.1 kJ/g=3408 kJ,对应的热化学方程式为:
4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g) H=-3408 kJ•mol-1。
(2)在反应器中发生反应:SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4,在膜反应器中的反应为:2HI I2+H2,将两个方程式相加得:SO2+2H2O=H2SO4+H2。
(3)在膜分离器中发生反应:2HI I2+H2,将H2分离出来有利于平衡向右移动,利于I2和H2的生成。
(4)①负极反应物MH失去电子,生成的H+在碱性条件下生成H2O,电解反应式为:MH-e-+OH-=H2O+M。
②O2与MH发生反应,生成H2O和M,电极反应式为:4MH+O2+4e-=2H2O+4M。
.【答案】(1)4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g) H=-3408 kJ•mol-1
(2)SO2+2H2O=H2SO4+H2
(3)促使平衡向右移动,有利于碘和氢气的生成
(4)①MH-e-+OH-=H2O+M ②4MH+O2+4e-=2H2O+4M
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