届高三化学二轮复习 第三篇 专题强化训练 非选择题标准练五.docx
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届高三化学二轮复习第三篇专题强化训练非选择题标准练五
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非选择题标准练(五)
满分43分,实战模拟,20分钟拿到高考主观题高分!
可能用到的相对原子质量:
H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24
Al-27 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64
1.(15分)硫代硫酸钠是一种常见的化工原料,将SO2通入按一定比例配成的Na2S和Na2CO3的混合溶液中,便可得到Na2S2O3,其制备反应方程式为2Na2S+Na2CO3+4SO2
3Na2S2O3+CO2。
(1)在配制混合溶液前先将蒸馏水加热煮沸一段时间,其目的是___________
______________________________。
(2)用该方法获得的Na2S2O3·5H2O晶体中常混有一定量的杂质,某兴趣小组欲对其中所含杂质成分进行探究。
【提出假设】该晶体中含有的杂质可能是Na2CO3、Na2SO3、________、______
等中的一种或几种,若晶体中混有Na2SO3,则生成Na2SO3的化学方程式为____
__________________________________。
【判断与思考】
某同学取少量制得的晶体溶于足量稀硫酸,并将产生的气体通入CuSO4溶液中,未见黑色沉淀,据此认为晶体中一定不含Na2S,你认为其结论是否合理?
_______________(填“合理”或“不合理”),并说明理由:
_____________
_____________________________。
【设计方案进行实验】
若检验晶体中含Na2CO3,完成下表实验方案、现象及结论(仪器自选)。
限选实验试剂:
3mol·L-1H2SO4、1mol·L-1NaOH、酸性KMnO4溶液、饱和NaHCO3溶液、品红溶液、澄清石灰水
实验方案
现象及结论
(3)已知:
2Na2S2O3+I2
2NaI+Na2S4O6。
为测定所制得晶体的纯度,该小组以淀粉作指示剂,用0.010mol·L-1的碘水进行多次取样滴定,测得Na2S2O3·5H2O的含量约为102%。
若所用试剂及操作均无不当,产生该结果最可能的原因是________________________________。
【解析】
(1)将蒸馏水加热煮沸一段时间,目的是除去水中的溶解氧。
(2)【提出假设】还可能含有的杂质为Na2S、S等。
【判断与思考】该结论不合理,因为Na2S2O3、Na2S与稀硫酸反应生成SO2、H2S,二者能发生反应。
【设计方案进行实验】检验晶体中含Na2CO3,可以加入稀硫酸,检验有CO2产生,但SO2的存在会对CO2的检验产生干扰,因此在检验CO2前要先除去SO2并检验SO2是否除尽。
(3)实验结果偏大,可能原因是杂质参与反应或晶体失去部分结晶水。
答案:
(1)赶走水中的溶解氧(或空气)
(2)【提出假设】Na2S S Na2CO3+SO2
Na2SO3+CO2 【判断与思考】不合理 Na2S2O3与稀硫酸反应生成的SO2可能将杂质Na2S与稀硫酸反应生成的H2S氧化而无H2S逸出
【设计方案进行实验】
实验方案
现象及结论
取适量晶体于大试管中,加入足量3mol·L-1H2SO4,塞上带导气管的橡皮塞,将产生的气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水的连通装置
品红溶液不褪色、澄清石灰水变浑浊,晶体中含有Na2CO3杂质
(3)晶体中含有杂质(如Na2S或Na2SO3等)在滴定时参与反应或晶体部分失去结晶水
【加固训练】实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如下:
+HO—NO2
+H2O ΔH<0
存在的主要副反应有:
在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
有关数据如表所示:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
微溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
间二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
338
1.84
易溶于水
实验步骤如下:
取100mL烧杯,用20mL浓硫酸与18mL浓硝酸配制混合酸,将混合酸小心加入B中。
把18mL(15.84g)苯加入A中。
向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混合均匀。
在50~60℃下发生反应,直至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5%NaOH溶液和水洗涤。
分出的产物加入无水CaCl2颗粒,静置片刻,弃去CaCl2,进行蒸馏纯化,收集205~210℃馏分,得到纯硝基苯18g。
回答下列问题:
(1)装置B的名称是____________,装置C的作用是___________。
(2)配制混合酸时,能否将浓硝酸加入浓硫酸中,说明理由:
_______________
_____________________。
(3)为了使反应在50~60℃下进行,常用的方法是________________。
(4)在洗涤操作中,第二次水洗的作用是__________________________。
(5)在蒸馏纯化过程中,因硝基苯的沸点高于140℃,应选用空气冷凝管,不选用直形冷凝管的原因是___________________________。
(6)本实验所得到的硝基苯产率是___________________。
【解析】
(1)装置B的名称是分液漏斗,装置C的作用是冷凝回流。
(2)不能,因为硝酸的密度比硫酸小,将浓硝酸加入浓硫酸中易发生酸液迸溅。
(3)水浴加热可以控制温度在50~60℃。
(4)第二次水洗可以除去氢氧化钠及钠盐等可溶性杂质。
(5)用直形冷凝管可能因为内外温差过大而炸裂。
(6)理论上产生硝基苯的质量=
×123g·mol-1≈25g,则硝基苯的产率=18÷25×100%=72%。
答案:
(1)分液漏斗 冷凝回流
(2)不能,易发生酸液迸溅
(3)水浴加热
(4)洗去残留的NaOH及生成的钠盐等可溶性杂质
(5)以免直形冷凝管通水冷却时因玻璃管内外温差大而炸裂
(6)72%
2.(13分)金属铝、铁、铜及其化合物与生产、科研关系密切。
(1)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应冶炼金属锰。
用化学方程式表示其冶炼原理__________________________。
(2)工业上,采用石墨、铁棒作为电极,电解除去废水中的CN-(C为+4价,下同),装置如图所示,通电过程中,阴、阳两极均有气体产生,阳极区两种离子的放电产物会进一步发生反应,其化学反应方程式为Cl2+CNO-+OH-
□+Cl-+C
+H2O(未配平)。
①铁电极应连接直流电源的____________(填写电极名称)。
②上述反应方程式配平后“□”内应填写________。
③阴极产物有________,阳极上发生的电极反应为2Cl--2e-
Cl2↑和________________。
(3)用CuSO4溶液为电解质溶液,进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼。
下列说法错误的是________(填写字母代号)。
a.电能全部转化为化学能
b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.溶液中Cu2+向阳极移动
d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(4)硫酸铝铵水溶液呈酸性,是因为____________(填写离子符号)发生了水解;常温下浓度均为0.1mol·L-1硫酸铝和硫酸铝铵两种水溶液,c(Al3+)较大的是________________(填“硫酸铝铵”或“硫酸铝”)溶液。
【解析】
(1)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应冶炼金属锰,发生的反应为铝热反应,用化学方程式表示其冶炼原理为4Al+3MnO2
2Al2O3+3Mn。
(2)通电过程中,阴、阳两极均有气体产生,所以铁电极应为惰性电极,铁电极应作阴极,铁电极应连接直流电源的负极,阴极产物为氢气,阳极上发生的反应为2Cl--2e-
Cl2↑和CN--2e-+2OH-
CNO-+H2O。
由题目信息阳极区两种离子的放电产物会进一步发生反应,其方程式为Cl2+CNO-+OH-
□+Cl-+C
+H2O(未配平),根据氧化还原反应中元素化合价升降的规律,可知氯元素化合价降低,则氮元素化合价应该升高,所以反应方程式配平后“□”内应填写N2。
(3)用CuSO4溶液为电解质溶液,进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,该过程中电能不能全部转化为化学能,会有部分能量损失,a错误;溶液中Cu2+向阴极移动,c错误。
(4)硫酸铝铵水溶液呈酸性,是因为N
、Al3+发生了水解;硫酸铝铵溶液中N
抑制Al3+的水解,常温下浓度均为0.1mol·L-1硫酸铝和硫酸铝铵两种水溶液,c(Al3+)较大的是硫酸铝铵溶液。
答案:
(1)4Al+3MnO2
2Al2O3+3Mn
(2)①负极 ②N2 ③H2 CN--2e-+2OH-
CNO-+H2O
(3)a、c
(4)N
、Al3+ 硫酸铝铵
【规律技法】电解池中电极反应式的书写
(1)书写步骤。
①首先注意阳极是活性材料还是惰性材料。
②分析确定溶液中所有阴、阳离子并清楚放电顺序。
③根据放电顺序分析放电产物。
④根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式中是否有H+、OH-或H2O参与;最后配平电极反应式。
(2)介质对电极反应式的影响。
①在电解池电极方程式中,如果是H+或OH-放电,则电解质溶液的酸碱性对电极反应式没有影响。
②酸性溶液反应物或生成物中均没有OH-。
③碱性溶液反应物或生成物中均没有H+。
【加固训练】CrO3主要用于电镀工业,做自行车、仪表等日用五金电镀铬的原料。
CrO3具有强氧化性,热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如下图所示。
请回答下列问题:
(1)B点时剩余固体的化学式是____________。
(2)加热至A点时反应的化学方程式为_____________________________。
(3)CrO3具有两性,写出CrO3溶解于KOH溶液的化学反应方程式___________。
(4)三氧化铬还用于交警的酒精测试仪,以检查司机是否酒后驾车。
若反应后红色的CrO3变为绿色的Cr2(SO4)3,酒精被完全氧化为CO2,则其离子方程式为___
________________________________。
(5)由于CrO3和K2Cr2O7均易溶于水,所以电镀废水的排放是造成铬污染的主要原因。
某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,原理示意图如图所示:
①A为电源________极,阳极区溶液中发生的氧化还原反应为____________
____________________。
②已知电解后阳极区溶液中c(Fe3+)为2.0×10-13mol·L-1,则c(Cr3+)为________mol·L-1。
{已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31}
【解析】
(1)设CrO3的质量为100,铬与氧元素的质量比为52∶48,加热后减少的质量为氧元素的质量,则B点时铬与氧元素的质量比变为52∶24,所以可以设生成的Cr的氧化物的化学式为CrxOy,计算可得化学式为Cr2O3。
(2)方法同
(1)则生成的Cr的氧化物的化学式为Cr3O8,所以加热到A点的化学方程式为6CrO3
2Cr3O8+O2↑。
(3)CrO3与KOH反应生成+6价的铬酸盐和水,即CrO3+2KOH
K2CrO4+H2O。
(4)反应物有CrO3、酒精,另外在生成物中有Cr2(SO4)3则可以推测反应物中还需要有硫酸参加。
(5)①在与电源A相连接的区域发生六价铬元素被还原,说明铁参加了反应,而与电源正极相连的阳极铁失去电子变为Fe2+,与Cr2
在酸性条件下发生氧化还原反应。
②c3(OH-)=4.0×10-38÷c(Fe3+)=4.0×10-38÷(2×10-13)=2.0×10-25(mol·L-1),c(Cr3+)=6.0×10-31÷c3(OH-)=6.0×10-31÷(2×10-25)=3.0×10-6(mol·L-1)。
答案:
(1)Cr2O3
(2)6CrO3
2Cr3O8+O2↑
(3)CrO3+2KOH
K2CrO4+H2O
(4)4CrO3+C2H5OH+12H+
4Cr3++2CO2↑+9H2O
(5)①正 Cr2
+6Fe2++14H+
2Cr3++6Fe3++7H2O
②3.0×10-6
3.(15分)我国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放量比2005年下降40%~50%。
(1)有效“减碳”的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是________(填序号)。
a.电解水制氢:
2H2O
2H2↑+O2↑
b.高温使水分解制氢:
2H2O(g)
2H2+O2
c.太阳光催化分解水制氢:
2H2O
2H2↑+O2↑
d.天然气制氢:
CH4+H2O(g)
CO+3H2
(2)CO2可转化成有机物实现碳循环。
在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,在一定条件下反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。
①从1min到6min,v(H2)=__________mol·L-1·min-1。
②能说明上述反应达到平衡状态的是________(填编号)。
a.总压强保持不变
b.混合气体的密度不随时间的变化而变化
c.H2的体积分数在混合气体中保持不变
d.单位时间内消耗3molH2,同时生成1molH2O
e.反应中CO2与H2的物质的量之比为1∶3保持不变
(3)工业上,也可用CO和H2在5MPa和250℃的条件下合成CH3OH。
参考下表中合成反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)在不同温度下的平衡常数:
温度/℃
0
100
200
300
400
平衡常数
667
13
1.9×10-2
2.4×10-4
1×10-5
下列说法正确的是________。
a.该反应的正反应是吸热反应,且ΔS<0
b.该反应达到平衡后,增大压强,CO的转化率升高
c.在T℃时,1L密闭容器中,投入0.1molCO和0.2molH2,若达到平衡时CO转化率为50%,则此时的平衡常数为10
d.工业上采用稍高的压强(5MPa)和250℃,是因为此条件下原料气转化率最高
【解析】
(1)高温使水分解或电解水都要消耗能源,天然气也是有限资源,只有太阳能是取之不尽用之不竭的能源。
消耗电能,不是最节能的方法,a错误;消耗热能,不是减碳的手段,b错误;利用太阳光催化分解水制氢是最节能的,c正确;天然气是非再生能源,且不是最节能的方法,d错误。
(2)①从1min到6min,v(CO2)=
=
=0.05mol·L-1·min-1,则v(H2)=3v(CO2)=3×0.05mol·L-1·min-1=0.15mol·L-1·min-1,②总压强保持不变,说明正、逆反应速率相等,a正确;混合气体的密度始终不变化,b错误;H2的体积分数在混合气体中保持不变,说明正、逆反应速率相等,c正确;单位时间内消耗3molH2,同时生成1molH2O,未体现正、逆反应速率的关系,d错误;反应中CO2与H2的物质的量之比为1∶3保持不变,从反应开始一直是这个比值,e错误。
(3)由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,可逆反应向逆反应方向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,故正反应为放热反应,a错误;该反应达到平衡后,增大压强,平衡正向移动,CO的转化率升高,b正确;
对于可逆反应:
CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g)
开始(mol·L-1):
0.10.20
变化(mol·L-1):
0.050.10.05
平衡(mol·L-1):
0.050.10.05
所以平衡常数K=
=100,c错误;
增大压强,平衡向正反应方向移动,有利于原料气转化。
由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,可逆反应向逆反应方向移动,故升高温度不利于原料气转化,采取250℃,考虑反应速率与催化剂的活性,d错误。
答案:
(1)c
(2)①0.15 ②a、c (3)b
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