【化学】浙江省绍兴市诸暨市牌头中学2015届高三上学期月考化学试卷(1月份)
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2014-2015学年浙江省绍兴市诸暨市牌头中学高三(上)月
考化学试卷(1月份)
一、选择题(共7小题,每小题6分,满分42分)
1.下列说法正确的是( )
A.石油裂解、煤的气化、海水制镁、纤维素制火棉等过程中都包含化学变化
B.红宝石、水晶、玻璃、陶瓷等都是硅酸盐制品
C.光导纤维、醋酸纤维、铜氨纤维、玻璃纤维等的主要成分都是糖类
D.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5纳米的颗粒物
2.用N A代表阿伏伽德罗常数,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,2.24LCHCl3的分子数0.1N A
B.用惰性电极电解1 L浓度均为2 mol•L﹣1的AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液,当有0.2 N A个电子转移时,理论上阴极析出6.35g金属
C.9.2gNO2和N2O4的混合气中含有的氮原子数为大于0.2N A
D.VL a mol•L﹣1的氯化铁溶液中,若Fe3+的数目为N A,则Cl﹣的数目大于3N A
3.已知R、W、X、Y、Z是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,其中W、Z同族,R原子的最外层电子数是电子层数的3倍,元素X在同周期的主族元素中原子半径最大,Y 是地壳中含量最多的金属元素.下列说法中不正确的是( )
A.气态氢化物稳定性最强的是HW
B.PH相同HW和HZ溶液,稀释100倍,前者c(H+)<后者C(H+)
C.R和X形成简单离子的核外电子排布相同,两者能形成离子键
D.原子半径由小到大的顺序为:r W<r R<r Y
4.甲图为一种新型污水处理装置,该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能.乙图是一种家用环保型消毒液发生器,用惰性电极电解饱和食盐水.下列说法中不正确的是( )
A.装置乙的a极要与装置甲的X极连接
B.装置乙中b极的电极反应式为2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑
C.若有机废水中主要含有葡萄糖,则装置甲中M极发生的电极应为:C6H12O6+6H2O﹣24e ﹣═6CO2↑+24H+
D.N电极发生还原反应,当N电极消耗5.6 L气体(标准状况下)时,则有2N A个H+通过离子交换膜
5.下列说法正确的是( )
A .按系统命名法的名称为2﹣甲基﹣3,5﹣二乙基己烷
B.蛋白质和油脂都属于高分子化合物,一定条件下都能水解
C.
1mol 与足量的氢氧化钠溶液反应,最多消耗氢氧化钠2n mol
D .可与盐酸反应
6.已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数:
下列有关说法正确的是( )
A.等物质的量浓度的各溶液pH关系为:pH(Na2S)>pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH (CH3COONa)>pH(NaHCO3)
B.NaHCO3和Na2CO3混合溶液中,一定有c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(HCO3﹣)+c (CO32﹣)
C.pH相等的NaF与CH3COOK溶液中,[c(Na+)﹣c(F﹣)]<[c(K+)﹣c(CH3COO﹣)] D.等浓度的①CH3COONH4、②NH4F、③(NH4)2CO3、④NH4HCO3溶液中的c(NH4+):③>②>①>④
7.固体粉末X中可能含有FeO、Fe2O3、MnO2、K2SiO3、K2SO3、KAlO2、MgCl2、K2CO3、NaNO2中的若干种.为确定该固体粉末的成分,现取X进行连续实验,实验过程及产物如下:
根据上述实验,以下说法正确的是( )
A.溶液甲中一定含有K2SiO3、NaNO2、可能含有KAlO2、K2CO3
B.由于在溶液甲中加入足量稀盐酸后再加入BaCl2溶液,因此无法判断溶液中是否有K2SO3 C.气体A和气体B一定均为纯净物
D.原混合物中一定含有Fe2O3
二、解答题(共4小题,满分58分)
8.(14分)工业上通常以铝土矿(主要成分为Al2O3,含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备无水氯化铝:
2Al2O3+6Cl24AlCl3+3O2↑.回答以下问题:
(1)画出Al的原子结构示意图__________;Cl元素在元素周期表第__________周期
__________族.
(2)为促进反应的进行,实际生产中需加入焦炭,其原因是__________.
(3)加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3+C+Cl2AlCl3+X↑,设计实验确定气体X的成分:__________.
(4)在提纯AlCl3粗产品时,需加入少量铝粉,可使熔点较低的FeCl3转化为熔点较高的FeCl2,从而避免在AlCl3中混入铁的氯化物.该反应的化学方程式为__________.
(5)以铝土矿为原料可以通过以下途径提纯氧化铝:
①写出滤液甲中溶质的化学式__________.
②写出滤液乙中加入过量氨水得到Al(OH)3的离子方程式__________.
9.随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NO x)排放量减少10%.目前,消除大气污染有多种方法.
(1)处理NO x的一种方法是利用甲烷催化还原NO x.已知:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJ•mol﹣1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1160kJ•mol﹣1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为__________.
(2)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:2NO(g)+2CO (g)⇌N2(g)+2CO2(g);△H<0.若在一定温度下,将2mol NO、1mol CO充入1L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图1所示,计算该反应的化学平衡常数:K=__________.若升高温度则平衡常数将__________(变大、不变、变小).若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将__________移动
(填“向左”、“向右”或“不”).
20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图3所示的变化,则改变的条件可能是
__________(填序号).
①加入催化剂②降低温度③缩小容器体积④增加CO2的量
(3)肼(N2H4)用亚硝酸氧化可生成氮的另一种氢化物,该氢化物的相对分子质量为43.0,其中氮原子的质量分数为0.977.写出肼与亚硝酸反应的化学方程式__________.
(4)如图2所示装置可用于制备N2O5,则生成N2O5的那一极电极为__________(阴、阳极),反应式为__________.
(5)已知某温度下Li2CO3的K sp为1.68×10﹣3,将适量Li2CO3固体溶于100mL水中至刚好饱和,饱和Li2CO3溶液中c(Li+)=0.15mol•L﹣1.c(CO32﹣)=0.075mol•L﹣1若t1时刻在上述体系中加入100mL0.125mol•L﹣1 Na2CO3溶液,列式计算说明是否有沉淀产生.
(6)请画出t1时刻后Li+和CO32﹣浓度随时间变化的关系图(用虚线表示Li+,实线表示CO32﹣).
10.(14分)二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为﹣59℃,沸点为11.0℃,易溶于水.工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得.某学生拟用左图1所示装置模拟工业制取并收集ClO2.
(1)A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等,请写出该反应的化学方程式:__________.(2)A必须添加温度控制装置,除酒精灯外,还需要的玻璃仪器有烧杯、__________;B 也必须添加温度控制装置,应该是__________(选填“冰水浴”或“热水浴”)装置.
(3)反应后在装置C中可得NaClO2溶液.已知NaClO2饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2•3H2O,在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2.根据如图2所示的NaClO2的溶解度曲线,请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2的操作步骤:
①__________;②__________;③洗涤;④干燥.
(4)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液.为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了下列实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00mL,稀释成100.00mL试样;量取V1 mL试样加入到锥形瓶中;
步骤2:调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;
步骤3:加入淀粉指示剂,用c mol•L﹣1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL.(已知2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)
①滴定过程中,至少须进行两次平行测定的原因是__________.
②原ClO2溶液的浓度为__________g/L(用步骤中的字母代数式表示).
11.苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料,其合成路线如下:
已知:CH3CHO+H2CH3CH2OH.
(1)写出E中官能团的结构式:__________;化合物Ⅱ中含氧官能团的名称是__________.(2)下列说法中正确的是__________.
A.反应①与③属于取代反应
B.在一定条件下,化合物Ⅰ不能与液溴反应
C.在一定条件下,化合物Ⅰ可以与CH3COOH反应,其反应类型与③相同
D.在一定条件下,化合物Ⅰ能与酸性KMnO4溶液反应
(3)反应⑤的化学方程式为__________(要求写出反应条件).
(4)写出化合物Ⅰ转化为化合物A的化学反应方程式:__________(要求写出反应条件).(5)化合物F有多种同分异构体,写出属于芳香族化合物,属于酯类且能发生银镜反应.写出其中一种的结构简式__________.
参考答案
一、选择题(共7小题,每小题6分,满分42分)
1.下列说法正确的是( )
A.石油裂解、煤的气化、海水制镁、纤维素制火棉等过程中都包含化学变化
B.红宝石、水晶、玻璃、陶瓷等都是硅酸盐制品
C.光导纤维、醋酸纤维、铜氨纤维、玻璃纤维等的主要成分都是糖类
D.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5纳米的颗粒物
【考点】物理变化与化学变化的区别与联系;常见的生活环境的污染及治理;含硅矿物及材料的应用;纤维素的性质和用途.
【专题】化学应用.
【分析】A.物理变化和化学变化的根本区别在于是否有新物质生成;
B.宝石是氧化铝,水晶是二氧化硅,陶瓷、玻璃是硅酸盐;
C.光导纤维、玻璃纤维的主要成分是二氧化硅;
D.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物.
【解答】解:A.裂解是石油化工生产过程中,以比裂化更高的温度(700℃~800℃,有时甚至高达1000℃以上),使石油分馏产物(包括石油气)中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的加工过程,属于化学变化;煤的气化是煤与碳反应生成一氧化碳和氢气,属于化学变化;海水制镁由镁离子生成镁单质;火棉就是硝酸纤维,是硝酸和纤维素发生酯化反应生成的等;以上过程中都有新物质生成,包含化学变化,故A正确;
B.宝石是氧化铝,水晶是二氧化硅,陶瓷、玻璃是硅酸盐,故B错误;
C.光导纤维、玻璃纤维的主要成分是二氧化硅,不是糖类,故C错误;
D.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,故D错误.
故选A.
【点评】本题考查了常见物质的性质和用途,涉及到化学变化、材料、环境的污染与保护,题目难度不大,解答此题,注意加强对课本知识的记忆.
2.用N A代表阿伏伽德罗常数,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,2.24LCHCl3的分子数0.1N A
B.用惰性电极电解1 L浓度均为2 mol•L﹣1的AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液,当有0.2 N A个电子转移时,理论上阴极析出6.35g金属
C.9.2gNO2和N2O4的混合气中含有的氮原子数为大于0.2N A
D.VL a mol•L﹣1的氯化铁溶液中,若Fe3+的数目为N A,则Cl﹣的数目大于3N A
【考点】阿伏加德罗常数.
【分析】A、标况下,三氯甲烷为液态;
B、根据阳离子的放电顺序判断;
C、NO2和N2O4的最简式为NO2;
D、氯化铁溶液中,铁离子部分水解,铁离子数目减少,所以铝离子数目大于铁离子数目的3倍.
【解答】解:A、标况下,三氯甲烷为液态,不能根据气体摩尔体积来计算,故A错误;
B、Ag+氧化性大于Cu2+,1L浓度均为2mol/L的AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液,当有
0.2mol电子转移时,首先析出Ag,质量为0.2mol×108g/mol=21.6g,故C错误;
C、NO2和N2O4的最简式为NO2,故9.2g混合气体中含有的NO2的物质的量
n==0.2mol,故含有的额氮原子的个数为0.2N A个,故C错误;
D、V L 0.1mol/L的氯化铁溶液中,铁离子部分水解,溶液中铁离子数目减少,若Fe3+的数目为N A,则Cl﹣的数目大于3N A,故D正确;
故选D.
【点评】本题考查了阿伏伽德罗常数的有关计算,熟练掌握公式的使用和物质的结构是解题关键,难度不大.
3.已知R、W、X、Y、Z是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,其中W、Z同族,R原子的最外层电子数是电子层数的3倍,元素X在同周期的主族元素中原子半径最大,Y 是地壳中含量最多的金属元素.下列说法中不正确的是( )
A.气态氢化物稳定性最强的是HW
B.PH相同HW和HZ溶液,稀释100倍,前者c(H+)<后者C(H+)
C.R和X形成简单离子的核外电子排布相同,两者能形成离子键
D.原子半径由小到大的顺序为:r W<r R<r Y
【考点】原子结构与元素周期律的关系.
【分析】R、W、X、Y、Z是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,Y是地壳中含量最多的金属元素,则Y为Al;R原子的最外层电子数是电子层数的3倍,原子序数小于Al,只能处于第二周期,最外层电子数为6,则R为O元素;元素X在同周期的主族元素中原子半径最大,原子序数大于O,只能处于第三周期,故X为Na;W原子序数大于O,而小于Na,故W为F元素,W、Z同族,则Z为Cl,据此解答.
【解答】解:R、W、X、Y、Z是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,Y是地壳中含量最多的金属元素,则Y为Al;R原子的最外层电子数是电子层数的3倍,原子序数小于Al,只能处于第二周期,最外层电子数为6,则R为O元素;元素X在同周期的主族元素中原子半径最大,原子序数大于O,只能处于第三周期,故X为Na;W原子序数大于O,而小于Na,故W为F元素,W、Z同族,则Z为Cl.
A.W为F元素,上述元素中F元素的非金属性最强,故HF稳定性最强,故A正确;B.HF为弱酸,HCl为强酸,pH相同HF和HCl溶液,稀释中HF可以继续电离出氢离子,稀释100倍,前者c(H+)>后者C(H+)故B错误;
C.R和X形成简单离子分别为O2﹣、Na+,二者核外电子数均为10,则核外电子排布相同,两者能形成离子键,故C正确;
D.同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径W(F)<R(O)<Y(Al),故D正确,
故选B.
【点评】本题考查结构性质位置关系应用,推断元素是解题关键,注意对元素周期律的理解掌握.
4.甲图为一种新型污水处理装置,该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能.乙图是一种家用环保型消毒液发生器,用惰性电极电解饱和食盐水.下列说法中不正确的是( )
A.装置乙的a极要与装置甲的X极连接
B.装置乙中b极的电极反应式为2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑
C.若有机废水中主要含有葡萄糖,则装置甲中M极发生的电极应为:C6H12O6+6H2O﹣24e ﹣═6CO2↑+24H+
D.N电极发生还原反应,当N电极消耗5.6 L气体(标准状况下)时,则有2N A个H+通过离子交换膜
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【专题】电化学专题.
【分析】甲为原电池,有机物失电子在负极反应,氧气得电子在正极反应;乙为电解池,在下端生成氯气,上端生成氢氧化钠和氢气,氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠,则下端为阳极,所以a与正极相连.
【解答】解:A、装置乙的a极上生成氢氧化钠和氢气,则a为阴极,与甲中的负极相连,即与X相连,故A正确;
B、乙为电解池,在下端生成氯气,则b极的电极反应式为2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑,故B正确;
C、若有机废水中主要含有葡萄糖,则装置甲中M极上C6H12O6失电子生成二氧化碳,其电极应为:C6H12O6+6H2O﹣24e﹣═6CO2↑+24H+,故C正确;
D、N电极为氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+4H++4e﹣=2H2O,则当N电极消耗5.6 L气体(标准状况下)即0.25mol时,消耗的氢离子为1mol,则有N A个H+通过离子交换膜,故D错误;
故选D.
【点评】本题考查了原电池原理和电解池原理的应用,涉及电极的判断和电极反应式的书写,根据正负极上得失电子再结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式,电解质溶液酸碱性不同,其电极反应式不同,为易错点,题目难度中等.
5.下列说法正确的是( )
A.按系统命名法的名称为2﹣甲基﹣3,5﹣二乙基己烷
B.蛋白质和油脂都属于高分子化合物,一定条件下都能水解
C.1mol与足量的氢氧化钠溶液反应,最多消耗氢氧化钠2n mol
D.可与盐酸反应
【考点】有机化合物命名;有机物的结构和性质;有机高分子化合物的结构和性质.
【专题】有机化学基础.
【分析】A.为烷烃的键线式,键线式中,每一个拐点和终点都表示一个C,根据烷烃的命名原则进行判断;
B.高分子化合物的相对分子量达到10000以上,油脂相对分子量较小,不属于高分子化合物;
C.1mol水解产物中含有2n mol酚羟基、nmol羧基,能够消耗3 nmol氢氧化钠;
D.分子含有亚氨基,亚氨基能够与氢离子反应.
【解答】解:A.为烷烃键线式,该有机物总分子中最长碳链含有7个C,选取含有支链最多的碳链为主链,主链为庚烷;编号从右边开始,在2、5号C各含有一个甲基、在3号C含有一个乙基,该有机物正确命名为:2,5﹣二甲基﹣3﹣乙基庚烷,故A错误;B.蛋白质相对分子量达到10000以上,所以高分子化合物,而油脂相对分子量较小,不属于高分子化合物,故B错误;
C.1mol水解能够生成2nmol酚羟基、nmol羧基,所以1mol该有机物与与足量的氢氧化钠溶液反应,最多消耗氢氧化钠3n mol,故C错误;
D.该有机物在中含有亚氨基,亚氨基具有氨气的性质,能够与酸反应,故D 正确;
故选D.
【点评】本题考查了有机物的命名、有机物的结构与性质、高分子化合物的判断,难度不大,注意掌握常见有机物的结构与性质,明确有机物命名的原则,明确高分子化合物的相对分子量达到10000以上.
6.已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数:
下列有关说法正确的是( )
A.等物质的量浓度的各溶液pH关系为:pH(Na2S)>pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH (CH3COONa)>pH(NaHCO3)
B.NaHCO3和Na2CO3混合溶液中,一定有c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(HCO3﹣)+c (CO32﹣)
C.pH相等的NaF与CH3COOK溶液中,[c(Na+)﹣c(F﹣)]<[c(K+)﹣c(CH3COO﹣)] D.等浓度的①CH3COONH4、②NH4F、③(NH4)2CO3、④NH4HCO3溶液中的c(NH4+):③>②>①>④
【考点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较.
【专题】电离平衡与溶液的pH专题.
【分析】A.酸的电离常数越大其酸性越强,则其阴离子水解能力越小,相同浓度的钠盐溶液的pH越小;
B.根据电荷守恒判断;
C.酸的电离常数越大其酸性越强,则其阴离子水解能力越小;
D.等浓度的铵盐溶液中,铵根离子浓度首先取决于其化学式中铵根离子系数,再结合盐的水解程度比较c(NH4+)大小.
【解答】解:A.酸的电离常数越大其酸性越强,则其阴离子水解能力越小,相同浓度的钠盐溶液的pH越小,根据电离常数知,酸根离子的水解程度大小顺序是:S2﹣>CO32﹣>CN﹣>HCO3﹣>CH3COO﹣,所以等物质的量浓度的各溶液pH关系为:pH(Na2S)>pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH(NaHCO3)>pH(CH3COONa),故A错误;
B.根据电荷守恒知,c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(HCO3﹣)+2c(CO32﹣),故B错误;
C.氟离子的水解程度小于醋酸根离子,所以等pH的NaF与CH3COOK溶液中c(NaF)>c(CH3COONa),c(Na+)﹣c(F﹣)=c(OH﹣)﹣c(H+),c(K+)﹣c(CH3COO﹣)=c (OH﹣)﹣c(H+),两种溶液的pH相对,则氢氧根离子与氢离子浓度差相等,所以[c(Na+)﹣c(F﹣)]=[c(K+)﹣c(CH3COO﹣)],故C错误;
D.等浓度的铵盐溶液中,铵根离子浓度首先取决于其化学式中铵根离子系数,所以碳酸铵中铵根离子浓度最大,酸根离子水解程度大小顺序是:HCO3﹣>CH3COO﹣>F﹣,铵根离子和弱酸根离子相互促进水解,所以这几种溶液中铵根离子浓度大小顺序是③>②>①>④,故D正确;
故选D.
【点评】本题考查弱电解质的电离,明确电离平衡常数、酸性强弱、酸根离子的水解程度关系是解本题关键,难点是计算溶液中铵根离子浓度大小,明确盐类水解是微弱的,难度中等.
7.固体粉末X中可能含有FeO、Fe2O3、MnO2、K2SiO3、K2SO3、KAlO2、MgCl2、K2CO3、NaNO2中的若干种.为确定该固体粉末的成分,现取X进行连续实验,实验过程及产物如下:
根据上述实验,以下说法正确的是( )
A.溶液甲中一定含有K2SiO3、NaNO2、可能含有KAlO2、K2CO3
B.由于在溶液甲中加入足量稀盐酸后再加入BaCl2溶液,因此无法判断溶液中是否有K2SO3 C.气体A和气体B一定均为纯净物
D.原混合物中一定含有Fe2O3
【考点】物质的检验和鉴别的实验方案设计;物质的检验和鉴别的基本方法选择及应用.【专题】元素及其化合物.
【分析】有色气体A应为NO2,可能含有CO2气体,说明一定含有NaNO2,固体甲与浓盐酸反应生成有色气体B,B应为Cl2,则应含有MnO2,沉淀A应为H2SiO3,说明含有K2SiO3,
则一定不含有MgCl2,溶液B加KSCN溶液呈血红色,说明含有Fe3+,则固体中可能含有FeO、Fe2O3,Fe2+可被氯气氧化生成Fe3+,以此解答该题.
【解答】解:有色气体A应为NO2,可能含有CO2、SO2等气体,说明一定含有NaNO2,固体甲与浓盐酸反应生成有色气体B,B应为Cl2,则应含有MnO2,沉淀A应为H2SiO3,说明含有K2SiO3,则一定不含有MgCl2,溶液B加KSCN溶液呈血红色,说明含有Fe3+,则固体中可能含有FeO、Fe2O3,Fe2+可被氯气氧化生成Fe3+,
A.有以上分析可知一定含有K2SiO3、NaNO2,可能含有K2CO3,也可能含有KAlO2,加入过量盐酸生成AlCl3,与以上物质不反应,不能确定,故A正确;
B.因含有NaNO2,如含有K2SO3,二者在酸性条件下发生氧化还原反应生成SO42﹣,加入氯化钡生成硫酸钡沉淀,加入足量稀盐酸后再加入BaCl2溶液没有沉淀,则一定不含有
K2SO3,故B错误;
C.有色气体A应为NO2,可能含有CO2气体,而浓盐酸易挥发,生成的氯气中一定含有HCl气体,故C错误;
D.溶液B加KSCN溶液呈血红色,说明含有Fe3+,则固体中可能含有FeO、Fe2O3,Fe2+可被氯气氧化生成Fe3+,故D错误.
故选A.
【点评】本题考查物质的检验和鉴别的实验方案的设计,侧重于元素化合物知识的综合运用,题目难度中等,注意把握反应的现象,根据现象结合物质的性质进行判断,易错点为B和D,注意体会.
二、解答题(共4小题,满分58分)
8.(14分)工业上通常以铝土矿(主要成分为Al2O3,含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备无水氯化铝:
2Al2O3+6Cl24AlCl3+3O2↑.回答以下问题:
(1)画出Al的原子结构示意图;Cl元素在元素周期表第三周期ⅤⅡA族.(2)为促进反应的进行,实际生产中需加入焦炭,其原因是碳与O2反应,有利于反应正向进行.
(3)加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3+C+Cl2AlCl3+X↑,设计实验确定气体X的成分:气体X可能为CO、CO2或两者的混合物,将生成气体依次通过澄清石灰水、灼热的CuO粉末,如溶液变浑浊,则X中存在CO2,如黑色CuO粉末变成红色粉末,则X中存在CO.
(4)在提纯AlCl3粗产品时,需加入少量铝粉,可使熔点较低的FeCl3转化为熔点较高的FeCl2,从而避免在AlCl3中混入铁的氯化物.该反应的化学方程式为
Al+3FeCl3=AlCl3+3FeCl2.
(5)以铝土矿为原料可以通过以下途径提纯氧化铝:
NaAlO2、Na2SiO3、NaOH.
②写出滤液乙中加入过量氨水得到Al(OH)3Al3++3NH3•H2O=Al(OH)
↓+3NH4+.
3
【考点】镁、铝的重要化合物;制备实验方案的设计.
【专题】元素及其化合物.
【分析】(1)根据原子结构示意图的画法来回答,元素的周期数=电子层数,族序数=最外层电子数;
(2)根据焦炭在一定的条件下可以喝氧气发生反应来回答;
(3)根据原子守恒,Al2O3、C12和C反应会生成A1C13,还会生成碳的氧化物;
(4)根据题目信息书写化学方程式;
(5)金属铝可以和氢氧化钠发生反应生成偏铝酸钠和氢气,二氧化硅可以和氢氧化钠发生反应生成硅酸钠和氢气,可溶性的铝盐可以喝氨水反应制得氢氧化铝,据此来回答.
【解答】解:(1)铝是13号元素,原子结构示意图为:,氯元素是17号元素,位于第三周期,第ⅦA族,故答案为:;三,ⅦA;
(2)碳可以与O2反应,有利于氧化铝和氯气之间的反应正向进行,故答案为:碳与O2反应,有利于反应正向进行;
(3)根据原子守恒,Al2O3、C12和C反应会生成A1C13,还会生成碳的氧化物,气体X可能为CO、CO2或两者的混合物,故答案为:CO、CO2或两者的混合物,
将生成气体依次通过澄清石灰水、灼热的CuO粉末,如溶液变浑浊,则X中存在CO2,如黑色CuO粉末变成红色粉末,则X中存在CO;
(4)金属铝和氯化铁之间的氧化还原反应为:Al+3FeCl3=AlCl3+3FeCl2,故答案为:
Al+3FeCl3=AlCl3+3FeCl2;
(5)①金属铝可以和氢氧化钠发生反应生成偏铝酸钠和氢气,二氧化硅可以和氢氧化钠发生反应生成硅酸钠和氢气,故滤液甲的成分是NaAlO2、Na2SiO3、NaOH,
故答案为:NaAlO2、Na2SiO3、NaOH;
②NaAlO2、Na2SiO3、NaOH中加入过量的稀盐酸,得到的滤液是氯化铝、氯化钠、盐酸的混合物,所以滤液乙中加入氨水,发生反应:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,故答案为:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+.
【点评】本题考查了考生对自己存储的知识,进行分解、迁移转换、重组,使问题得到解决的应用能力,难度较大.
9.随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NO x)排放量减少10%.目前,消除大气污染有多种方法.
(1)处理NO x的一种方法是利用甲烷催化还原NO x.已知:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJ•mol﹣1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1160kJ•mol﹣1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4(g)+2 NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣867kJ•mol﹣1.
(2)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:2NO(g)+2CO (g)⇌N2(g)+2CO2(g);△H<0.若在一定温度下,将2mol NO、1mol CO充入1L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图1所示,计算该反应的化学平衡常数:
K=.若升高温度则平衡常数将变小(变大、不变、变小).若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将不移动
(填“向左”、“向右”或“不”).
20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图3所示的变化,则改变的条件可能是②(填序号).
①加入催化剂②降低温度③缩小容器体积④增加CO2的量
(3)肼(N2H4)用亚硝酸氧化可生成氮的另一种氢化物,该氢化物的相对分子质量为43.0,其中氮原子的质量分数为0.977.写出肼与亚硝酸反应的化学方程式
N2H4+HNO2═HN3+2H2O.
(4)如图2所示装置可用于制备N2O5,则生成N2O5的那一极电极为阳极(阴、阳极),反应式为N2O4﹣2e﹣+2HNO3═2N2O5+2H+.
(5)已知某温度下Li2CO3的K sp为1.68×10﹣3,将适量Li2CO3固体溶于100mL水中至刚好饱和,饱和Li2CO3溶液中c(Li+)=0.15mol•L﹣1.c(CO32﹣)=0.075mol•L﹣1若t1时刻在上述体系中加入100mL0.125mol•L﹣1 Na2CO3溶液,列式计算说明是否有沉淀产生.
(6)请画出t1时刻后Li+和CO32﹣浓度随时间变化的关系图(用虚线表示Li+,实线表示CO32﹣).
【考点】热化学方程式;原电池和电解池的工作原理;化学平衡的计算;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.
【分析】(1)①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJ•mol﹣1
②CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1160kJ•mol﹣1
由盖斯定律,(①+②)÷2可得:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),反应热也进行相应的计算;
(2)计算平衡时二氧化碳的浓度,将各组分的平衡浓度代入平衡常数表达式
K=计算;
正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数变小;
判断此时的浓度商与平衡常数关系,进而判断平衡移动方向;
20min时,改变反应条件瞬间N2浓度不变,而后N2浓度增大,结合外界条件对平衡影响分析解答;
(3)肼(N2H4)用亚硝酸氧化可生成氮的另一种氢化物,该氢化物的相对分子质量为43.0,其中氮原子的质量分数为0.977,则分子中N原子数目为=3,H原子数目为
=1,故该氢化物为HN3,还有水生成,配平书写方程式;
(4)阴极是氢离子放电,阳极应是N2O4氧化得到N2O5,在硝酸条件下有氢离子生成;(5)计算混合时溶液中c(Li+)、c(CO32﹣),再计算浓度积,与溶度积比较判断;
(6)结合(5)计算可知t1时刻瞬间c(Li+)、c(CO32﹣),若没有沉淀析出,则从t1时刻起为水平线,若有沉淀析出,再根据溶度积计算平衡时c(Li+)、c(CO32﹣),画出变化图象.【解答】解:(1)①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJ•mol ﹣1
②CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1160kJ•mol﹣1
由盖斯定律(①+②)÷2得到CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣867kJ•mol﹣1,
故答案为:CH4(g)+2 NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣867kJ•mol﹣1;(2)由方程式可知,平衡时二氧化碳的浓度为0.2mol/L×2=0.4mol/L,平衡常数
K===;
正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数变小;
若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,则浓度商
==,等于平衡常数,故平衡不移动,
20min时,改变反应条件瞬间N2浓度不变,而后N2浓度增大:。