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解析:
A.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而己烯中含有碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A正确;
B.同系物是结构相似,分子组成相差若干个CH2原子团的同一类有机物,即同系物的官能团的种类和数目均相同,CH3-CH2-OH含有一个羟基,是一元醇,而HO-CH2-CH2-CH2-OH中含有两个羟基,是二元醇,不是同系物,故B错误;
C.戊烷有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种结构,正戊烷有3种氢原子,其一氯代物有3种,新戊烷有4种氢原子,其一氯代物有4种,新戊烷只有1种氢原子,其一氯代物有1种,所以C5H11Cl的同分异构体(不考虑立体异构)共有8种,故C正确;
D.该有机物中含有碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色而发生氧化反应,同时可以发生加成反应,又由于该有机物中含有羟基,可以发生取代(酯化)反应,故D正确。
B
9.NA代表阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述不正确的是
A.3.1g白磷所含共价键数目是0.15NA
B.将CO2通过Na2O2使固体质量增加28g,反应中转移的电子数为NA
C.在标准状况下,22.4L二氯甲烷的分子中所含有的原子数为4NA
D.含1molNa+的CH3COONa溶液中加入适量醋酸使溶液呈中性,此时溶液中CH3COO-数目为NA
A.白磷分子的空间构型是正四面体,一个白磷分子中四个顶点是磷原子,6条棱是共价键,即白磷原子和共价键数量的比是2:
3,3.1g白磷原子的物质的量是0.1mol,共价键数就是0.15NA,故A正确;
B.每1molNa2O2变成Na2CO3增加28g,有1mol的电子转移,反应中转移的电子数为NA,故B正确;
C.在标准状况下,二氯甲烷不是气体,22.4L二氯甲烷物质的量不是1mol,故C错误;
D.加入一定量的醋酸后,据溶液中的电荷守恒:
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),由于溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(CH3COO-)=1mol,此时溶液中CH3COO-数目为NA,故D正确。
10.下列解释实验事实的离子反应正确的是
A.90℃时测得纯水中c(H+)·
c(OH-)=3.8×
10-13:
H2O(l)
H+(aq)+OH-(aq)△H<0
B.向NaAlO2溶液中通入过量CO2:
CO2+3H2O+2AlO2-===2Al(OH)3↓+CO32-
C.误将洁厕灵和“84”消毒液混合:
2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O
D.NaNO2使溶液酸性KMnO4溶液褪色:
MnO4-+4H++5NO2-===2Mn2++5NO3-+2H2O
A.常温时纯水中c(H+)·
c(OH-)=1.0×
10-14,温度升高,水的离子积增大,说明升温能使电离平衡正向移动,正向是吸热反应,△H>
0,故A错误;
B.Al(OH)3不溶于CO2,通入过量CO2生成HCO3-,反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O
===Al(OH)3↓+HCO3-,故B正确;
C.在“84”消毒液中含有Cl-和ClO-,洁厕灵中含有H+和Cl-,ClO-具有强氧化性,在酸性条件下可以将Cl-氧化为Cl2,所以将洁厕灵和“84”消毒液混合后,发生如下反应:
2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O,故C正确。
D.由于NO2-具有还原性,MnO4-具有氧化性,两者发生反应:
2MnO4-+5NO2-+6H+===2Mn2+
+5NO3-+3H2O,故D错误;
11.下列实验方案设计中,不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
验证乙烯与溴发生加成反应
乙烯通入溴水中,测定反应前后溶液pH
验证Mg(OH)2沉淀可以转化为Fe(OH)3沉淀
向2mL
1mol·
L-1NaOH溶液中先加入3滴1mol·
L-1MgCl2溶液,再加入3滴1mol·
L-1
FeCl3溶液
探究催化剂对H2O2分解速率的影响
在相同条件下,向一支试管中加入2ml5%H2O2和1mlH2O,向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液,观察并比较实验现象
D
探究温度对化学平衡的影响
将NO2球浸泡在冷、热水中,观察颜色的变化
A.若发生加成反应,生成难溶于水的1,2-二溴乙烷,溶液酸性变化不明显;
若发生取代反应,则有HBr生成,溶液酸性明显增强,能达到实验目的,故A正确;
B.由于所加入的NaOH过量,所以过量的NaOH一定与FeCl3溶液反应生成Fe(OH)3沉淀,不能达到实验目的,故B错误;
C.由于两试管中H2O2的浓度和稀释程度相同,除了催化剂外,其他反应条件相同,所以通过对比实验,如果第二支试管冒出气泡多与第一支,说明FeCl3是催化剂,加快反应速率,故C正确。
D.由于温度不同,导致二氧化氮和四氧化二氮之间的平衡改变而向吸热方向移动,能达到目的,故D正确,
答案:
12.某同学设计原电池装置如图所示。
下列说法正确的是
A.该装置中铁为正极
B.放电过程中阴离子交换膜右侧溶液颜色由红色逐渐变浅,
阴离子交换膜右侧溶液颜色逐渐变红色
C.放电过程中,阴离子交换膜两侧溶液的pH均增大
D.若转移2mole,交换膜左侧溶液中约增加3mol离子
A.铂电极周围的Fe3+得电子,铂电极为正极,铁单质失去电子,为负极,故A错误;
B.正极的电极反应式为Fe3++e=Fe2+,溶液颜色变浅,由于阴离子交换膜只能使阴离子通过,且在负极发生的电极反应为:
Fe-2e=Fe2+,所以负极不会出现Fe3+,右侧溶液不会变红色,故B错误;
C.放电过程中,阴离子交换膜右侧溶液Fe3+的浓度减小,水解程度减小,pH均增大,阴离子交换膜左侧溶液Fe2+的浓度增大,水解程度增大,pH减小,故C错误;
D.转移2mol电子时,正极附近电解质溶液中大约有2molCl、SCN透过阴离子交换膜向铁极附近迁移(阴离子交换膜左侧溶液),Fe3+变Fe2+,阳离子数目没有改变,阴离子交换膜右侧溶液中Cl、SCN离子减少总数约2mol,阴离子交换膜左侧溶液中约增加了3mol离子(Fe2+1mol,Cl及SCN的总数为2mol),故D正确。
13.下列溶液中有关说法正确的是
A.pH=5的NH4Cl溶液或醋酸溶液中,由水电离出的c(H+)均为10-9mol·
B.氯水中:
2c(Cl2)=c(ClO-)+c(Cl-)+c(HClO)
C.0.1mol·
L-1的NaHA溶液中pH=4:
c(HA-)>c(H2A)>c(H+)>c(A2-)
D.等物质的量的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
A.NH4Cl溶液溶液中NH4+水解促进水的电离,由水电离出的c(H+)为10-5mol·
L-1,故A错误;
B.氯水中只有一部分氯气反应,所以应该存在如下等式:
c(Cl2)反应=2[c(ClO-)+c(Cl-)+
c(HClO)],故B错误;
C.pH=4,则HA-的电离大于其水解,电离生成的A2-大于水解生成的H2A,则c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(H2A),故C错误;
D.等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3混合液中,根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=
c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),故D正确;
26.(14分)碳的利用是环保科学家研究的热点课题。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:
①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH1=+489.0kJ·
mol-1
②C(s,石墨)+CO2(g)=2CO(g)ΔH2=+172.5kJ·
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为。
(2)某研究小组现将三组CO(g)与H2O(g)的混合气体分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,一定条件下发生反应:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)△H<0,得到如下数据:
实验组
温度/℃
起始量(mol)
平衡量(mol)
达到平衡所
需要时间/min
CO(g)
H2O(g)
CO2(g)
H2(g)
I
800
2
x
1
5
II
900
0.5
t1
Ⅲ
a
t2
①实验I中,前5min的反应速率v(CO2)=。
②下列能判断在800℃实验条件下CO(g)与H2O(g)反应一定达到平衡状态的是。
A.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.n2(H2)=n(H2O)·
n(CO)
C.混合气体密度不变
D.容器内CO与CO2浓度的比值不发生变化
③实验II和Ⅲ中CO的平衡转化率:
αII(CO)αⅢ(CO)(填:
>、<或=),实验Ⅲ中a(填精确数值)。
④若实验Ⅲ的容器改为在绝热的密闭容器中进行,实验测得H2O(g)
的转化率随时间变化的示意图如下图所示,b点υ正υ逆(填“<”
、“=”或“>”),t3~t4时刻,H2O(g)的转化率α(H2O)降低的原因是。
(3)CO和H2的混合气体可以在一定条件下制备甲醇、二甲醚等多种有机物。
在二甲醚/空气碱性燃料电池中,负极的电极反应式为;
若消耗9.2g二甲醚,电池中有转移1.8mol电子,则该电池中电流效率为(电流效率η=
×
100%)。
(1)①-②×
3,整理可得Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)
△H
=-28.5kJ•min1。
(2)①前5min生成的H2为1mol,则生成的CO2也为1mol,则v(CO2)=1molL/(2L×
5min=0.1mol•L1•min1
②恒温、恒容条件下,气体的总物质的量及总质量始终不变,所以容器内混合气体的平均相对分子质量始终不变,A错误。
该条件下平衡常数为1,而且CO2与H2的物质的量浓度相等,所以B正确;
恒容条件下,反应物和产物都是气体,密度始终不变,C错误;
恒容条件下CO、CO2的浓度之比不发生变化,说明CO、CO2的浓度均不发生变化,则达到平衡状态,D正确。
③相同温度下,增加CO浓度,CO的转化率降低。
所以αII(CO)<αIII(CO)。
由于相同温度下平衡常数不变,II中的平衡常数为0.5,所以III中的平衡常数也为0.5,则a=√3-1
④b点未达到平衡,正反应速率减小,逆反应速率增大至相等,即正反应速率大于逆反应速率,该反应达到平衡后,因反应为放热反应且反应容器为绝热容器,故容器内温度升高,反应逆向进行。
(3)二甲醚在碱性条件下在负极上发生氧化生成碳酸盐,电极反应式为C2H6O-12e+16OH=2CO32+11H2O,n(C2H6O)=0.2mol,n(e)=2.4mol,η=(1.8/2.4)×
100%=75%。
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-28.5kJ·
mol-1(2分)
(2)①0.1mol•L1•min1(1分)
②B、D(2分)
③>(1分);
√3-1(2分)
④>(1分)该反应达到平衡后,因反应为放热反应且反应容器为绝热容器,故容器内温度升高,反应逆向进行(2分)
(3)C2H6O-12e+16OH=2CO32+11H2O(2分)η=75%(2分)
27.(15分)四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业的材料--钛合金的重要原料。
常温下,
TiCl4常温下是有刺激性气味的液体,熔点-23.2℃,沸点136.2℃,极易水解。
制备TiCl4
的反应原理为:
TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO。
某实验小组通过下列方式完成TiCl4的制备
和产物纯度的测定。
I:
TiCl4的制备。
下图是制备TiCl4的装置图:
实验步骤如下:
①将TiO2、炭粉混合均匀后,装入管式电炉中;
②连接好整套装置,在通Cl2前先通入CO2气体并持续一段时间;
③将电炉升温到800℃,一段时间后改通Cl2,同时在冷凝管中通冷凝水;
④当锥形瓶中TiCl4的量不再增加时,停止加热,从侧管中改通CO2气体直到电炉中的瓷管冷却为止;
II:
TiCl4纯度的测定。
将所制取的TiCl4水解生成TiO2•xH2O,经过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2,一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,除去过量的还原剂,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
试回答下列问题:
(1)装置A中的反应的离子方程式为_____________________;
(2)TiCl4水解生成TiO2•xH2O的化学方程式为_____________________;
检验TiO2•xH2O中Cl-是否被除净的方法是____________________________________;
(3)在装置D与E之间加入CaCl2的目的是_____________;
(4)配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量H2SO4的原因是______________;
使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯外,还需要图中__________的(填字母代号)
;
(5)NH4Fe(SO4)2标准溶液应该盛装在(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,滴定终点的现象是。
滴定分析时,量取TiCl4试样ag(TiCl4摩尔质量为Mg•mol-1),消耗了cmol•L-1NH4Fe(SO4)2标准溶液VmL,则TiCl4质量分数表达式为。
(1)装置A中是制取Cl2的反应,离子方程式为MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)TiCl4水解的离子方程式为:
TiCl4+(x+2)H2O==TiO2•xH2O↓+4HCl,要检验TiO2•xH2O中Cl-是否被除净,就要检验最后的洗剂液中是否含有Cl-,所以取少量最后的洗剂液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl-已除净;
(3)由于TiCl4极易水解,所以制取过程中要防止水蒸汽的干扰,故在装置D与E之间加入CaCl2的目的是防止E中的水蒸气进入D引起TiCl4水解;
(4)由于NH4Fe(SO4)2中的Fe3+容易水解形成Fe(OH)3沉淀,使溶液呈现浑浊,所以加入一定量的H2SO4可以抑制NH4Fe(SO4)2水解;
配制一定物质的量浓度溶液的NH4Fe(SO4)2标准溶液,需要在容量瓶中定容,所以使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯外,还需要容量瓶,定容需要胶头滴管,所以选a、c;
(5)由于NH4Fe(SO4)2溶液中的Fe3+、NH4+均容易水解使溶液呈酸性,所以应该盛装在酸式滴定管中;
用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+时,最后一滴滴定液中的Fe3+与SCN反应生成血红色溶液,所以滴定的终点为变为红色,且半分钟不消失。
根据质量守恒,可以求出TiCl4质量分数表达式为:
cVM×
103/a×
100%(或0.1cVM/a%)。
(1)装置A中是实验室制取Cl2的反应,所以离子方程式为MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O(2分)
(2)TiCl4+(x+2)H2O==TiO2•xH2O↓+4HCl(2分);
取少量最后的洗剂液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl-已除净(2分)
(3)防止E中的水蒸气进入D引起TiCl4水解(1分)
(4)抑制NH4Fe(SO4)2水解(1分);
a、c(2分)
(5)酸式(1分);
最后一滴溶液变为红色,且半分钟不消失(2分)
cVM×
100%(或0.1cVM/a%)(2分)
28.(14分)某硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。
请回答以下问题:
表1.工厂污染物排放浓度及允许排放标准
污染物
H2SO4
As
废水浓度
29.4g/L
1.6g·
排放标准
pH6~9
0.5mg·
(1)已知砷是氮的同族元素,比氮多2个电子层,砷在周期表的位置为,AsH3的稳定性比NH3的稳定性(填“强”或“弱”)。
(2)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=mol·
L-1。
(3)工业上通常采用硫化法(即用硫化钠)去除废水中的砷(主要以H3AsO3形式存在,
H3AsO3是弱酸),生成物为难溶性的三硫化二砷,该反应的离子方程式为,该处理方法中由于溶液呈酸性,故而会产生一种有毒的气体,该气体为。
(4)由于酸性废水中的三价砷(H3AsO3,弱酸)不易沉降,可先投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),反应的离子方程式为。
已知AsO43-可与Fe3+反应生成FeAsO4,其Ksp=5.7×
10-21。
若酸性废水中Fe3+的浓度为1.0×
10-5mol·
L-1,c(AsO43-)=mol·
此时排出的废水是否达到排放标准的要求?
(填“是”或“否”)
(1)由于氮在周期表中为第二周期VA族,而砷是氮的同族元素,比氮多2个电子层,所以砷在周期表的位置为第四周期VA族,同主族元素,随着原子半径增大,氢化物的稳定性减弱,所以AsH3的稳定性比NH3的稳定性弱。
(2)由于每L溶液中硫酸的质量为29.4g,物质的量为0.3mol,所以硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=0.3mol/1L=0.3mol·
(3)反应的离子方程式为2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O
,在酸性条件下S2-与H+反应可以生成H2S。
(4)二氧化锰的还原产物是Mn2+,所以反应的方程式为2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O。
根据Ksp=5.7×
10-21可以求出c(AsO43-)=5.7×
10-16mol·
L-1=5.7×
10-16×
78g·
L-1=4.45.7×
10-14g·
L-1<
L-1,所以排出时的废水达到了排放标准的要求。
(1)第四周期VA族(2分);
弱(1分)。
(2)0.3mol·
L-1(2分)。
(3)2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O
(2分);
H2S(2分)。
(4)2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O(2分);
5.7×
L-1(2分);
达到了排放标准的要求(1分)。
36.【化学——选修2:
化学与技术】
(15分)
海洋是一个丰富的资源宝库,通过海
水的综合利用可获得许多物质供人类使用。
(1)海水中盐的开发利用:
①海水制盐目前以盐田法为主,建盐田必须选在远离江河入海口,多风少雨,潮汐落差大
且又平坦空旷的海滩。
所建盐田分为贮水池、池和结晶池。
②工业上通常以NaCl、CO2和NH3为原料制取纯碱,在制取过程中需要先将NH3通入饱和NaCl溶液中,再通入过量CO2,可以得到NaHCO3沉淀,要先通入NH3的原因为:
,反应生成的NaHCO3沉淀,需要经过、洗涤、煅烧可得到纯碱。
(2)电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示。
其中具
有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。
请回答下面的问题:
①海水不能直接通入到该装置中,理由是__________。
②在电解过程中,在电解槽的阴极区生成NaOH,结合化学平衡原理解释:
。
③上图中虚线部分表示离子交换膜,淡水从(A或B)排出。
(3)利用海水脱硫是处理火力发电排放的SO2尾气的一种有效的方法,其工艺流程如图:
①某研究小组为通过天然海水吸收含硫烟气的模拟实验,探究提高含硫烟气中SO2的吸收效率的措施,实验结果如图。
请根据图示实验结果,就如何提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率,提出一条合理化建议。
②天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3、HSO3-等分子或离子,使用氧气将其氧化的化学原理是,(任写一个化学方程式或离子方程式);
氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放,该操作的主要目的是。
解析:
(1)①盐场需要贮水、蒸发和结晶,所以答案为蒸发;
②由于二氧化碳不易溶于饱和NaCl溶液,而NH3易溶于饱和NaCl溶液,所以工业上制取
NaHCO3是向饱和NaCl溶液中先通入足量的NH3,再通入足量的CO2,这样可以吸收更多
的CO2,有利于碳酸氢钠的析出。
反应生成的NaHCO3沉淀,需要经过过滤、洗涤、煅烧可
得到碳酸钠,所以答案为过滤。
(2)①由于海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子,电解时会产生Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀从而堵塞离子交换膜,所以海水不能直接通入电解装置中。
②在电解过程中,H+在阴极上放电变成H2逸出,使H2O水电离平衡向正向移动,使阴极区OH-离子浓度增大,Na+向阴极区移动,最后NaOH在阴极区生成。
③由图中可以看出,阴离子通过了该离子交换膜,所以图中虚线部分为阴离子交换膜;
海水中的杂质离子均通过阴、阳离子交换膜,所以得到了淡水,故淡水从A排出
(3)①根据图示可知:
SO2的吸收效率随着温度的升高而降低,随流速的增大而降低,
所以要提高含硫烟气中SO2的吸收效率,可以降低含硫烟气温度(或流速),故答案为:
降低含硫烟气温度(或流速);
②H2SO3或HSO3-中的S显+4价,均可被O2氧化生成H+和SO42-,酸性会大大增强,氧化
后的“海水”需要引入大量的显碱性的海水与之混合后
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