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2014-2015学年四川省宜宾市宜宾县某重点中学高三(下)月考化学试卷(6月份)
一、单选题
1.下列装置应用于实验室从废旧的含CuI/SiO2催化剂中提取碘的实验,不能达到实验目的是( )
A. 用装置甲加稀H2SO4及H2O2氧化并用CCl4浸取
B. 用装置乙过滤分离出浸取液
C. 用装置丙分离得到碘的四氯化碳溶液
D. 用装置丁分离萃取液中单质碘和四氯化碳
2.已知:25℃时某些弱酸的电离平衡常数(如表),如图图象表示常温下,稀释CH3COOH、HClO两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,下列说法正确的是
CH3COOH HClO H2CO3
Ka=1.8×10﹣5 Ka=3.0×10﹣8 Ka1=4.1×10﹣7 Ka2=4.7×10﹣11
( )
A. 相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(ClO﹣)>c(CH3COO﹣)>c(OH﹣)>c(H+)
B. 向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为:2ClO﹣+CO2+H2O═2HClO+CO32﹣
C. 图象中a、c两点处的溶液中相等(HR代表CH3COOH或HClO)
D. 图象中a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度
3.根据如图海水综合利用的工业流程图,判断下列说法正确的是( )
A. 除去粗盐中杂质(Mg2+、SO42﹣、Ca2+),加入的药品顺序为:NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B. 在过程②中将MgCl2•6H2O灼烧即可制得无水MgCl2
C. 从能量转换角度来看,氯碱工业中的电解饱和食盐水是一个将化学能转化为电能的过程
D. 从第③步到第⑤步的目的是为了浓缩
4.中学常见物质A、B、C、D、E、X,存在如图转化关系(部分生成物和反应条件略去).下列推断不正确的是( )
A. 若D是一种白色沉淀,在空气中最终变为红褐色,则A可能是铁
B. 若D是一种强碱,则A、B、C均可与X反应生成D
C. 若D为NaCl,且A可与C反应生成B,则E可能是CO2
D. 若D是一种强酸且可与铜反应生成B或C,则A既可以是单质也可以是化合物
5.某温度下,向一定体积0.1mol/LNaOH溶液中逐滴加入等浓度的CH3COOH溶液,溶液中pOH[pOH=﹣lgc(OH﹣)]与pH的变化关系如图所示,则下列说法错误的是( )
A. Q点消耗CH3COOH溶液的体积等于NaOH溶液的体积
B. M、Q、N三点都满足:C(Na+)+C(H+)═c(CH3COO﹣)+C(OH﹣)
C. M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
D. N点所示溶液中c(CH3COO﹣)<c(Na+)
6.现将浓度相等、体积分别为V1、V2的CH3COOH、NaOH溶液混合,测量混合液温度,结果如图(已知:V1+V2=50mL).下列叙述错误的是( )
A. 实验的环境温度低于22℃
B. P点的混合溶液的pH=7
C. 混合溶液的导电能力:M>N
D. 若将CH3COOH改为HCl,P点温度高于28℃
7.肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料.已知:
N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O (g)△H=﹣1135.7kJ/mol
下列说法正确的是( )
A. N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=﹣1068 kJ/mol
B. 肼是与氨类似的弱碱,它易溶于水,其电离方程式:N2H4+H2O═N2H5++OH﹣
C. 铂做电极,以KOH溶液为电解质溶液的肼﹣﹣空气燃料电池,放电时的负极反应式:N2H4﹣4e﹣+4OH﹣═N2+4H2O
D. 铂做电极,以KOH溶液为电解质溶液的肼﹣﹣空气燃料电池,工作一段时间后,KOH溶液的pH将增大
二、实验题
8.(2015春•宜宾县校级月考)某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究.
(1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分:
实验步骤 实验现象
将打磨过的铝片(过量)放入一定浓度的氯化铜溶液中 产生气泡,析出疏松的红色固体,溶液逐渐变为无色
反应结束后分离出溶液备用
红色固体用蒸馏水洗涤后,置于潮湿的空气中 一段时间后固体由红色变为绿色[视其主要成分为Cu2(OH)2CO3]
按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)
置换反应 ;化合反应 .
(2)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰.MnO2在H2O2分解反应中作催化剂.若将适量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中,MnO2溶解产生Mn2+.该反应的离子方程式是 .
(3)某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾.其设计的实验过程如图所示:
①铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于 上(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用坩埚应使用 ,灼烧后的坩埚应放在 上,不能直接放在桌面上.实验所用仪器:a.蒸发皿 b.石棉网 c.泥三角 d.表面皿 e.坩埚钳 f.试管夹
②由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、过滤、 、冷却结晶、 、自然干燥,与途径Ⅰ相比,途径Ⅱ有明显的两个优点是: 、 .
三、填空题
9.用硼镁矿(主要成分为Mg2B2O5•H2O,含少量A12O3和Fe3O4)制取粗硼的工艺流程为:
已知:①硼与铝的性质相似,也能与氢氧化钠溶液反应.
②2B+6HCl(g)2BCl3+3H2↑
③BCl3的熔点为﹣107.3℃,沸点为l2.5℃,在潮湿空气中易形成白雾.
I.回答下列问题:
(1)证明溶液B中含有铁元素的方法是
(2)Mg与X反应制取粗硼的化学方程式
(3)上图中制取MgCl2的“一定条件”是指
II.某同学设计如图所示装置制备三氯化硼.
回答下列问题:
(4)E装置的作用是 .
(5)如果去掉B装置,可能的后果是 .
(6)E装置后面还应连接的一个装置是 .
四、综合题
10.用于合成树脂的四溴双酚F、药物透过性材料高分子化合物PCL合成如图.
已知:(R,R′代表烃基)
(1)W中﹣R是 .
(2)A的结构简式是 .
(3)A生成B和CH3COOH的反应类型是 .
(4)D→X过程中所引入的官能团分别是 .
(5)E的分子式是C6H10O,E与H2反应可生成X.H的结构简式是 .
(6)有机物Y的苯环上只有2种不同化学环境的氢原子.
①由B生成Y的反应方程式是 .
②由Y生成四溴双酚F的反应方程式是 .
③在相同条件下,由B转化成四溴双酚F的过程中有副产物生成,该副产物是四溴双酚F的同分异构体,其结构简式可能是 .
(7)高分子化合物PCL的结构简式是 .
11.过量的铜与浓硫酸在加热条件下的反应会因硫酸浓度下降而停止.为测定反应残余清液中硫酸的浓度,探究小组同学提出的下列实验方案:
甲方案:与足量BaCl2溶液反应,称量生成的BaSO4质量.
乙方案:与足量锌反应,测量生成氢气的体积.
回答下列问题:
(1)判定甲方案不可行,理由是 .
(2)甲同学用图1所示装置进行乙方案的实验.
①检查此装置气密性的方法 .
②使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将 转移到 中.残余清液与锌粒混合后的现象 .
③反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小,直至体积不变.气体体积逐次减小的原因是 (排除仪器和实验操作的影响因素).
(3)乙同学拟选用图2实验装置完成实验:
①你认为最简易的装置其连接顺序是:A接 接 接 (填接口字母,可不填满)
②实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开其活塞,一会儿后残余清液就不能顺利滴入锥形瓶.其原因是 .
③乙同学滴入锥形瓶中的残余清液体积为amL,测得量筒中水的体积为bmL(假设体系中气体为标准状况),残余清液中硫酸的物质的量浓度的表达式 (用a、b表示)
④某学生想用排水法收集氢气,并检验其纯度,应选择图3中集气装置 (填A或B).
2014-2015学年四川省宜宾市宜宾县某重点中学高三(下)月考化学试卷(6月份)
参考答案与试题解析
一、单选题
1.下列装置应用于实验室从废旧的含CuI/SiO2催化剂中提取碘的实验,不能达到实验目的是( )
A. 用装置甲加稀H2SO4及H2O2氧化并用CCl4浸取
B. 用装置乙过滤分离出浸取液
C. 用装置丙分离得到碘的四氯化碳溶液
D. 用装置丁分离萃取液中单质碘和四氯化碳
考点: 化学实验方案的评价.
分析: A.实验室从废旧的含CuI/SiO2催化剂中提取碘,CuI具有还原性,应该用氧化性物质将碘离子氧化,然后加入萃取剂;
B.分离难溶性固体和溶液采用过滤方法;
C.碘在水的溶解度远远小于在四氯化碳中的溶解度,且四氯化碳和水不互溶,碘和四氯化碳不反应,可以采用萃取分液方法分离碘;
D.蒸馏时温度计测量馏分温度.
解答: 解:A.实验室从废旧的含CuI/SiO2催化剂中提取碘,CuI具有还原性,应该用氧化性物质将碘离子氧化,且不能引进新的电子,然后加入萃取剂进行萃取,双氧水能将CuI氧化生成碘单质,符合条件,故A正确;
B.分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,二氧化硅不溶于水,所以可以采用过滤方法分离浸取液,故B正确;
C.碘在水的溶解度远远小于在四氯化碳中的溶解度,且四氯化碳和水不互溶,碘和四氯化碳不反应,可以采用萃取分液方法分离碘,故C正确;
D.蒸馏时温度计测量馏分温度,温度计水银球应该位于支管口处,故D错误;
故选D.
点评: 本题考查实验方案评价,为高频考点,明确实验原理是解本题关键,会根据物质的性质选取合适的分离提纯方法,易错选项是D.
2.已知:25℃时某些弱酸的电离平衡常数(如表),如图图象表示常温下,稀释CH3COOH、HClO两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,下列说法正确的是
CH3COOH HClO H2CO3
Ka=1.8×10﹣5 Ka=3.0×10﹣8 Ka1=4.1×10﹣7 Ka2=4.7×10﹣11
( )
A. 相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(ClO﹣)>c(CH3COO﹣)>c(OH﹣)>c(H+)
B. 向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为:2ClO﹣+CO2+H2O═2HClO+CO32﹣
C. 图象中a、c两点处的溶液中相等(HR代表CH3COOH或HClO)
D. 图象中a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度
考点: 弱电解质在水溶液中的电离平衡.
专题: 电离平衡与溶液的pH专题.
分析: A、酸的电离常数越大,则酸根离子的水解程度越小;
B、根据强酸制取弱酸判断,反应生成的应该为碳酸氢根离子;
C、在的分子、分母同时乘以氢离子浓度可得:,温度不变,则该比值不变;
D、先根据电离程度大小判断醋酸、次氯酸对应曲线及起始浓度大小,a、b两点加入水的体积相同,则此时酸溶液浓度取决于酸的起始浓度.
解答: 解:A、醋酸的电离常数大于次氯酸,所以醋酸的水解程度小于次氯酸,醋酸钠和次氯酸钠都是强碱弱酸盐,其混合溶液呈碱性,所以相同物质的量浓度的CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系是:c(Na+)>c(CH3COO﹣)>c(ClO﹣)>c(OH﹣)>c(H+),故A错误;
B、碳酸的二级电离小于次氯酸,所以碳酸氢根离子的酸性小于次氯酸,则向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:ClO﹣+CO2+H2O═HClO+HCO3﹣,故B错误;
C、在的分子、分母同时乘以氢离子浓度可得:,温度不变,则该比值不变由于水的离子积和电离平衡常数只受温度影响,a、c的温度相同,则该比值相等,故C正确;
D、pH相等的CH3COOH、HClO,稀释相同的倍数时,较强酸中氢离子浓度小于较弱酸,则较弱酸的pH小于较强酸,酸性CH3COOH>HClO,所以a所在曲线表示CH3COOH,b所在曲线表示HClO,次氯酸的电离程度小于醋酸,所以醋酸的浓度减小,次氯酸的浓度较大,a、b两点相比,加入相同体积的水后仍然是次氯酸的浓度较大,即:图象中a点酸的浓度小于b点酸的浓度,故D错误.
故选C.
点评: 本题考查电解质的强弱与电离常数的关系,题目难度中等,试题侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,明确酸的电离常数与酸的强弱、酸根离子水解能力的关系是解本题关键.
3.根据如图海水综合利用的工业流程图,判断下列说法正确的是( )
A. 除去粗盐中杂质(Mg2+、SO42﹣、Ca2+),加入的药品顺序为:NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B. 在过程②中将MgCl2•6H2O灼烧即可制得无水MgCl2
C. 从能量转换角度来看,氯碱工业中的电解饱和食盐水是一个将化学能转化为电能的过程
D. 从第③步到第⑤步的目的是为了浓缩
考点: 海水资源及其综合利用.
分析: A.过程①加入的药品顺序为BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸;
B、氯化镁易水解,为防止水解过程③中结晶出的MgCl2•6H2O要一定条件下加热脱水制得无水MgCl2;
C、电解原理分析,电解饱和食盐水是电能转化为化学能;
D、溴离子被氧化为溴单质后,被二氧化硫吸收生成溴离子,加入氧化剂氧化溴离子为溴单质,富集溴元素;
解答: 解:A.过程①加入的药品顺序为BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸,如果再过滤沉淀前加入过量BaCl2溶液,稀盐酸不能除去氯化钡溶液,所以会产生杂质,故A错误;
B、氯化镁易水解,为防止水解,过程③中结晶出的MgCl2•6H2O要氯化氢氛围中加热脱水制得无水MgCl2,故B错误;
C、电解原理分析,电解饱和食盐水是电能转化为化学能,故C错误;
D、溴离子被氧化为溴单质后,被二氧化硫吸收生成溴离子,加入氧化剂氧化溴离子为溴单质,富集溴元素,从第③步到第⑤步的目的是为了浓缩,故D正确;
故选D.
点评: 本题考查了海水资源的综合利用,明确该过程中发生的反应及反应原理是解本题关键,注意除杂剂的滴加顺序、由MgCl2•6H2O制备无水MgCl2的条件,为易错点,题目难度中等.
4.中学常见物质A、B、C、D、E、X,存在如图转化关系(部分生成物和反应条件略去).下列推断不正确的是( )
A. 若D是一种白色沉淀,在空气中最终变为红褐色,则A可能是铁
B. 若D是一种强碱,则A、B、C均可与X反应生成D
C. 若D为NaCl,且A可与C反应生成B,则E可能是CO2
D. 若D是一种强酸且可与铜反应生成B或C,则A既可以是单质也可以是化合物
考点: 无机物的推断.
分析: A.若D是一种白色沉淀,在空气中最终变为红褐色说明D为Fe(OH)2,X为NaOH,C为Fe2+,B为Fe3+,A为Cl2,E为Fe;
B.A为Na、E为氧气、B为氧化钠、C为过氧化钠、X为水、D为氢氧化钠;
C.A为氢氧化钠、E为二氧化碳、B为碳酸钠、C为碳酸氢钠、X为盐酸;
D.若D是一种强酸,如为硝酸,则A为氮气或氨气,B为NO,C为NO2,E为O2,X为H2O.
解答: 解:A.若D是一种白色沉淀,在空气中最终变为红褐色说明D为Fe(OH)2,X为NaOH,C为Fe2+,B为Fe3+,A为Cl2,E为Fe,才能实现转化关系,故A错误;
B.A为Na、E为氧气、B为氧化钠、C为过氧化钠、X为水、D为氢氧化钠,符合转化关系,Na、氧化钠、过氧化钠都能与水反应,故B正确;
C.A为氢氧化钠、E为二氧化碳、B为碳酸钠、C为碳酸氢钠、X为盐酸,符合转化关系,故C正确;
D.若D是一种强酸,如为硝酸,则A为氮气或氨气,B为NO,C为NO2,E为O2,X为H2O,稀硝酸与铜反应生成NO,浓硝酸与铜反应生成NO2,故D正确.
故选A.
点评: 本题考查无机物的推断,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,注意把握相关物质的性质,题目难度较大,注意相关基础知识的积累.
5.某温度下,向一定体积0.1mol/LNaOH溶液中逐滴加入等浓度的CH3COOH溶液,溶液中pOH[pOH=﹣lgc(OH﹣)]与pH的变化关系如图所示,则下列说法错误的是( )
A. Q点消耗CH3COOH溶液的体积等于NaOH溶液的体积
B. M、Q、N三点都满足:C(Na+)+C(H+)═c(CH3COO﹣)+C(OH﹣)
C. M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
D. N点所示溶液中c(CH3COO﹣)<c(Na+)
考点: 酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算.
分析: A.Q点pOH=pH,溶液显中性;
B.根据电荷守恒分析;
C.酸碱抑制水的电离,当氢离子与氢氧根离子浓度相同时,对水的抑制程度相同;
D.N点pH大于中性时的pH,溶液显碱性,结合电荷守恒分析.
解答: 解:A.Q点pOH=pH,说明c(H+)═c(OH﹣),溶液显中性,当CH3COOH溶液的体积等于NaOH溶液的体积时,二者恰好完全反应生成CH3COONa,溶液显碱性,故A错误;
B.M、Q、N三点的溶液都存在电荷守恒,即:C(Na+)+C(H+)═c(CH3COO﹣)+C(OH﹣),故B正确;
C.酸碱抑制水的电离,当氢离子与氢氧根离子浓度相同时,对水的抑制程度相同,由图可知M、N点溶液中氢离子与氢氧根离子的浓度相同,所以M点和N点所示溶液中水的电离程度相同,故C正确;
D.N点pH大于中性时的pH,则溶液显碱性,所以c(H+)<c(OH﹣),溶液中电荷守恒C(Na+)+C(H+)═c(CH3COO﹣)+C(OH﹣),则c(CH3COO﹣)<c(Na+),故D正确.
故选A.
点评: 本题考查酸碱中和的定性判断和计算,侧重于弱电解质的电离的考查,注意弱电解质的电离特点,把握pOH的含义,题目难度中等.
6.现将浓度相等、体积分别为V1、V2的CH3COOH、NaOH溶液混合,测量混合液温度,结果如图(已知:V1+V2=50mL).下列叙述错误的是( )
A. 实验的环境温度低于22℃
B. P点的混合溶液的pH=7
C. 混合溶液的导电能力:M>N
D. 若将CH3COOH改为HCl,P点温度高于28℃
考点: 酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算.
分析: A、图象分析,加入10ml醋酸温度为22°C,说明当未加入醋酸时温度低于22°C;
B、P点是醋酸和氢氧化钠溶液体积都是25ml,恰好完全反应,生成醋酸钠溶液中水解显碱性;
C、M点是氢氧化钠多,N点是醋酸多,醋酸是弱电解质部分电离;
D、醋酸是弱酸存在电离平衡,电离过程吸热分析.
解答: 解:A、图象分析,加入10ml醋酸反应后,温度为22°C,说明当未加入醋酸时温度低于22°C,实验的环境温度低于22℃,故A正确;
B、P点是醋酸和氢氧化钠溶液体积都是25ml,恰好完全反应生成醋酸钠,溶液中醋酸根离子水解显碱性,此时P点温度为28°C,溶液PH不一定等于7,故B错误;
C、M点是氢氧化钠多,N点是醋酸多,醋酸是弱电解质部分电离,混合溶液的导电能力:M>N,故C正确;
D、醋酸是弱酸存在电离平衡,电离过程吸热,若将CH3COOH改为HCl,反应放热多,P点温度高于28℃,故D正确;
故选B.
点评: 本题考查了酸碱中和反应的过程分析和热量变化判断,注意弱电解质存在电离平衡时吸热过程,掌握基础是关键,题目难度中等.
7.肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料.已知:
N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O (g)△H=﹣1135.7kJ/mol
下列说法正确的是( )
A. N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=﹣1068 kJ/mol
B. 肼是与氨类似的弱碱,它易溶于水,其电离方程式:N2H4+H2O═N2H5++OH﹣
C. 铂做电极,以KOH溶液为电解质溶液的肼﹣﹣空气燃料电池,放电时的负极反应式:N2H4﹣4e﹣+4OH﹣═N2+4H2O
D. 铂做电极,以KOH溶液为电解质溶液的肼﹣﹣空气燃料电池,工作一段时间后,KOH溶液的pH将增大
考点: 反应热和焓变.
专题: 化学反应中的能量变化.
分析: A、根据盖斯定律,由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式,反应热也乘以相应的系数,进行相应的加减;
B、肼是与氨类似的弱碱,N2H4不是电解质,N2H4•H2O是弱电解质,N2H4•H2O存在电离平衡电离出N2H5+、OH﹣;
C、原电池总反应为N2H4+O2=N2+2H2O,原电池正极发生还原反应,氧气在正极放电,碱性条件下,正极电极反应式为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,总反应式减去正极反应式可得负极电极反应式;
D、原电池总反应为N2H4+O2=N2+2H2O,反应生成水,随反应进行KOH溶液浓度降低,溶液PH值减小.
解答: 解:A、已知:①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
②2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O (g)△H=﹣1 135.7kJ/mol;
由盖斯定律,①+②得2N2H4(g)+2O2(g)=2N2(g)+4H2O(g)△H=67.7kJ/mol﹣1135.7kJ/mol=﹣1068 kJ/mol.
即N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=﹣534kJ/mol.故A错误;
B、N2H4不是电解质,N2H4•H2O是弱电解质,N2H4•H2O存在电离平衡,电离方程式为N2H4•H2O⇌N2H5++OH﹣,故B错误;
C、原电池总反应为N2H4+O2=N2+2H2O,原电池正极发生还原反应,氧气在正极放电,碱性条件下,正极电极反应式为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,总反应式减去正极反应式可得负极电极反应式为N2H4﹣4e﹣+4OH﹣=N2+4H2O,故C正确;
D、原电池总反应为N2H4+O2=N2+2H2O,反应生成水,随反应进行KOH溶液浓度降低,碱性减弱,溶液PH值减小,故D错误.
故选:C.
点评: 本题考查盖斯定律、热化学方程式书写、弱电解质的电离、原电池工作原理与电极反应式书写,难度中等,注意利用正、负电极反应式之和等于总反应式书写电极反应式.
二、实验题
8.(2015春•宜宾县校级月考)某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究.
(1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分:
实验步骤 实验现象
将打磨过的铝片(过量)放入一定浓度的氯化铜溶液中 产生气泡,析出疏松的红色固体,溶液逐渐变为无色
反应结束后分离出溶液备用
红色固体用蒸馏水洗涤后,置于潮湿的空气中 一段时间后固体由红色变为绿色[视其主要成分为Cu2(OH)2CO3]
按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)
置换反应 2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu ;化合反应 2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3 .
(2)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰.MnO2在H2O2分解反应中作催化剂.若将适量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中,MnO2溶解产生Mn2+.该反应的离子方程式是 MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O .
(3)某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾.其设计的实验过程如图所示:
①铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于 c 上(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用坩埚应使用 e ,灼烧后的坩埚应放在 b 上,不能直接放在桌面上.实验所用仪器:a.蒸发皿 b.石棉网 c.泥三角 d.表面皿 e.坩埚钳 f.试管夹
②由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、过滤、 加热蒸发 、冷却结晶、 过滤洗涤 、自然干燥,与途径Ⅰ相比,途径Ⅱ有明显的两个优点是: 产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少 、 途径Ⅱ不会产生污染大气的气体 .
考点: 性质实验方案的设计;探究铝热反应.
分析: (1)在金属活动性顺序中,铝排在铜的前面,故铝可以把氯化铜中的铜置换出来,得到的红色固体为铜,露置在空气中会与氧气、水、二氧化碳共同作用生成铜锈,其成分为碱式碳酸铜,此物质不稳定,受热易分解,根据这些知识就可以按要求写出有关反应的化学方程式;
(2)根据提供的反应物和产物及氧化还原反应可知Mn由+4价变为+2价,氧元素化合价肯定升高,根据氧化还原反应的特点来书写;
(3)①根据固体加热分析,用坩埚加热固体时应将坩埚放在泥三角上加热,加热时用坩埚钳夹持坩埚,加热后放在石棉网上冷却;
②由硫酸铜溶液制得硫酸铜晶体,经过滤后加热蒸发硫酸铜溶液,冷却结晶后、过滤、干燥后可得纯净的硫酸铜晶体;途径Ⅰ有浓硫酸参加反应,消耗较多硫酸,并产生污染性二氧化硫气体.
解答: 解:(1)置换反应就是一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应,将打磨过的铝片放入氯化铜溶液中,析出红色固体,说明铝与氯化铜反应,铜被置换出来,同时生成氯化铝,该反应为置换反应,反应为2Al+3CuCl2=3Cu+2AlCl3,即2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu,化合反应就是由两种或两种以上的物质生成一种其他物质的化学反应,红色的铜放在潮湿的空气中变为绿色,是因为与氧气、二氧化碳、水共同作用生成了铜锈碱式碳酸铜,该反应为化合反应,该反应为2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3,
故答案为:2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu;2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3;
(2)将适量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中,MnO2溶解产生Mn2+,根据氧化还原反应可知Mn由+4价变为+2价,氧化合价肯定升高,所以产物有氧气生成,反应为MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O,
故答案为:MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O;
(3)①用坩埚加热固体时应将坩埚放在泥三角上加热,加热时用坩埚钳夹持坩埚,加热后放在石棉网上冷却;故答案为:c;e;b;
②由硫酸铜溶液制得硫酸铜晶体,经过滤后加热蒸发硫酸铜溶液,冷却结晶后、过滤、干燥后可得纯净的硫酸铜晶体,
比较反应的两个途径,途径Ⅰ有浓硫酸参加反应,消耗较多硫酸,并产生污染性二氧化硫气体,
故答案为:加热蒸发;过滤洗涤;产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少;途径Ⅱ不会产生污染大气的气体.
点评: 本题通过常见金属及其化合物化学性质、硫酸铜晶体的制备方案设计实验,考查了化学基本反应类型中的化学方程式的书写以及化学实验基本操作,注意知识的归纳和梳理以及灵活应用是关键,难度不大.
三、填空题
9.用硼镁矿(主要成分为Mg2B2O5•H2O,含少量A12O3和Fe3O4)制取粗硼的工艺流程为:
已知:①硼与铝的性质相似,也能与氢氧化钠溶液反应.
②2B+6HCl(g)2BCl3+3H2↑
③BCl3的熔点为﹣107.3℃,沸点为l2.5℃,在潮湿空气中易形成白雾.
I.回答下列问题:
(1)证明溶液B中含有铁元素的方法是 取少许溶液B于试管中,滴加几滴KSCN溶液,溶液变红色,说明含有Fe元素
(2)Mg与X反应制取粗硼的化学方程式 3Mg+B2O32B+3MgO
(3)上图中制取MgCl2的“一定条件”是指 HCl氛围、加热
II.某同学设计如图所示装置制备三氯化硼.
回答下列问题:
(4)E装置的作用是 冷却并收集BCl3 .
(5)如果去掉B装置,可能的后果是 加热时B与HCl反应生成的氢气与氯气混合易发生爆炸 .
(6)E装置后面还应连接的一个装置是 d .
考点: 制备实验方案的设计.
分析: I.硼镁矿主要成分为Mg2B2O5•H2O,可以看做2MgO•B2O3•H2O,含有少量杂质A12O3和Fe3O4,用浓氢氧化钠溶液溶解,B2O3、A12O3与氢氧化钠反应得到NaBO2、NaAlO2,而MgO、Fe3O4不与氢氧化钠反应,过滤得到滤渣为MgO、Fe3O4,滤液A中为NaBO2、NaAlO2及剩余的NaOH,浓缩后通入过量的二氧化碳,经过系列操作得到H3BO3,加热得到B2O3,再与Mg发生置换反应反应得到B与MgO.
滤渣与过量的浓盐酸反应得到溶液B中有MgCl2、FeCl3及未反应的HCl,加入氧化镁等调节溶液pH,使溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀,再过滤除去,溶液进行蒸发结晶得到MgCl2•7H2O,在HCl氛围下加热分解得到MgCl2,以防止氯化镁水解,再电解熔融的MgCl2得到金属Mg及氯气.(1)中溶液B中含有的铁元素以Fe3+形式存在,用KSCN溶液进行检验;
Ⅱ.BCl3在潮湿空气中易形成白雾,遇水发生水解反应,应在无水环境下进行,装置A制备氯气,制备的氯气中含有挥发出的HCl,由于B与HCl可以发生反应:2B+6HCl(g)2BCl3+3H2↑,生成的氢气与氯气易发生爆炸,B装置吸收HCl,C装置由于干燥氯气,D装置中B与氯气反应生成BCl3,由于BCl3的沸点较低,反应得到为气态BCl3,E装置利用冰水冷却收集得到液体BCl3,由于未反应的氯气会污染环境,需要在E装置之后添加吸收氯气装置,同时防止空气中的水蒸气加入D中,防止BCl3发生水解.
解答: 解:I.硼镁矿主要成分为Mg2B2O5•H2O,可以看做2MgO•B2O3•H2O,含有少量杂质A12O3和Fe3O4,用浓氢氧化钠溶液溶解,B2O3、A12O3与氢氧化钠反应得到NaBO2、NaAlO2,而MgO、Fe3O4不与氢氧化钠反应,过滤得到滤渣为MgO、Fe3O4,滤液A中为NaBO2、NaAlO2及剩余的NaOH,浓缩后通入过量的二氧化碳,经过系列操作得到H3BO3,加热得到B2O3,再与Mg发生置换反应反应得到B与MgO.
滤渣与过量的浓盐酸反应得到溶液B中有MgCl2、FeCl3及未反应的HCl,加入氧化镁等调节溶液pH,使溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀,再过滤除去,溶液进行蒸发结晶得到MgCl2•7H2O,在HCl氛围下加热分解得到MgCl2,以防止氯化镁水解,再电解熔融的MgCl2得到金属Mg及氯气.
(1)中溶液B中含有的铁元素以Fe3+形式存在,用KSCN溶液进行检验,具体操作为:取少许溶液B于试管中,滴加几滴KSCN溶液,溶液变红色,说明含有Fe元素,
故答案为:取少许溶液B于试管中,滴加几滴KSCN溶液,溶液变红色,说明含有Fe元素;
(2)Mg与B2O3得到B与MgO,反应方程式为:3Mg+B2O32B+3MgO,
故答案为:3Mg+B2O32B+3MgO;
(3)MgCl2•7H2O在HCl氛围下加热分解得到MgCl2,以防止氯化镁水解,
故答案为:HCl氛围、加热;
Ⅱ.BCl3在潮湿空气中易形成白雾,遇水发生水解反应,应在无水环境下进行,装置A制备氯气,制备的氯气中含有挥发出的HCl,由于B与HCl可以发生反应:2B+6HCl(g)2BCl3+3H2↑,生成的氢气与氯气易发生爆炸,B装置吸收HCl,C装置由于干燥氯气,D装置中B与氯气反应生成BCl3,由于BCl3的沸点较低,反应得到为气态BCl3,E装置利用冰水冷却收集得到液体BCl3,由于未反应的氯气会污染环境,需要在E装置之后添加吸收氯气装置,同时防止空气中的水蒸气加入D中,防止BCl3发生水解.
(4)由上述分析可知,E装置的作用是:冷却并收集BCl3,故答案为:冷却并收集BCl3;
(5)B装置吸收HCl,若去掉B装置,B与HCl可以发生反应:2B+6HCl(g)2BCl3+3H2↑,生成的氢气与氯气易发生爆炸,
故答案为:加热时B与HCl可以发生反应:2B+6HCl(g)2BCl3+3H2↑,生成的氢气与氯气混合易发生爆炸,
故答案为:加热时B与HCl反应生成的氢气与氯气混合易发生爆炸;
(6)由于未反应的氯气会污染环境,BCl3遇水发生水解,故需要在E装置之后添加吸收氯气装置,同时防止空气中的水蒸气加入D中,防止BCl3发生水解,
a中浓硫酸不能吸收剩余的氯气,bc均含有水,水蒸气可以进入E中,导致BCl3发生水解,d中碱石灰可以吸收氯气与空气中水蒸气,故选:d.
点评: 本题考查实验制备方案,侧重考查学生对装置的分析评价、实验条件的控制等,明确原理是解题关键,是对学生综合能力的考查,注意对题目信息的提取与运用,难度中等.
四、综合题
10.用于合成树脂的四溴双酚F、药物透过性材料高分子化合物PCL合成如图.
已知:(R,R′代表烃基)
(1)W中﹣R是 ﹣CH3 .
(2)A的结构简式是 .
(3)A生成B和CH3COOH的反应类型是 水解反应 .
(4)D→X过程中所引入的官能团分别是 氯原子、羟基 .
(5)E的分子式是C6H10O,E与H2反应可生成X.H的结构简式是 .
(6)有机物Y的苯环上只有2种不同化学环境的氢原子.
①由B生成Y的反应方程式是 .
②由Y生成四溴双酚F的反应方程式是 .
③在相同条件下,由B转化成四溴双酚F的过程中有副产物生成,该副产物是四溴双酚F的同分异构体,其结构简式可能是 或 .
(7)高分子化合物PCL的结构简式是 .
考点: 有机物的推断.
分析: A水解得到乙酸与B,则A属于酯,根据题中信息结合W的结构可知,A为醋酸苯酚酯,即A为,故W中﹣R是﹣CH3,B为.苯与氢气发生加成反应生成D为,环己烷与氯气发生取代反应,再在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成X,而苯酚与氢气发生加成反应也得到X,故X为,由(5)中E的分子式是C6H10O,E与H2反应可生成X,则X发生催化氧化生成E为
,结合W到A的转化,可知E与过氧化物反应生成酯,故H为,H发生水解反应得到HOCH2CH2CH2CH2CH2COOH,再在浓硫酸条件下发生水解反应生成PCL为.苯酚与甲醛反应得到Y,Y与溴水反应得到四溴双酚F,Y不含Br原子,Y为2分子苯酚与1分子甲
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