同步练习高三下学期化学期中考扬州

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一、单项选择题(共10小题,每小题1分,满分10分)

1、《中国诗词大会》不仅弘扬了中国传统文化,还蕴含着许多化学知识,下列诗词分析不正确的是()

A、李白诗句“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川”,“紫烟”指“香炉”中碘升华的现象B、刘禹锡诗句“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”,金性质稳定,可通过物理方法得到C、王安石诗句“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”,爆竹的燃放涉及氧化还原反应D、曹植诗句“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的能量变化主要是化学能转化为热能正确答案

A

解析

解:A.水产生的雾气是由水蒸发产生的水蒸气遇冷液化而成的小液滴,是一种液化现象,不是碘升华,故A错误;

B.“沙里淘金”说明了金的化学性质稳定,可通过物理方法得到,故B正确;

C.爆竹爆竹的过程中有新物质二氧化碳、二氧化硫等生成,属于化学变化,故C正确;

D.“豆箕”是大豆的秸秆,主要成分为纤维素,燃烧纤维素是把化学能转化为热能,故D正确;

故选:A

2、下列有关化学用语表示正确的是(   )

A、H2SO3的电离方程式:H2SO32H++SOB、Cl﹣的结构示意图:C、乙醇的结构式:C2H5OHD、HOCH2COOH缩聚产物的结构简式:正确答案

B

解析

解:A.H2SO3的电离方程式:H2SO3H++HSO3﹣,HSO3﹣H++SO32﹣,故A错误;

B.Cl﹣的结构示意图:,故B正确;

C.乙醇的结构式,故C错误;

D.HOCH2COOH缩聚产物的结构简式:,故D错误;

故选B。

3、年12月1日国际纯粹与应用化学联合会宣布,将合成的四种新元素命名为号(缩写为Nh)、号(Mc)、号(Ts)和号(Og).下列说法正确的是(   )

A、号元素的氧化物为两性氧化物B、号元素位于第六周期第VA族C、号元素的某种原子,核内含个中子,此原子是D、号元素的原子最外层有8个电子正确答案

D

解析

解:A.号在周期表中位置是第七周期ⅢA族,为金属元素,氧化物不是两性氧化物,故A错误;

B.号元素有七个电子层,最外层5个电子,位于第七周期第VA族,故B错误;

C.号元素质量数=质子数+中子数=+=,原子符号中左上角为质量数,左下角为质子数,,故C错误;

D.号元素位于0族第七周期,最外层8个电子,故D正确;

故选:D

4、下列说法正确的是(   )

A、H2O2具有强氧化性可用于杀菌消毒B、热的碳酸钠溶液去污能力强,所以蒸干碳酸钠溶液得到NaOH固体C、在铜的电解精炼过程中,若转移1mol电子,则阳极溶解32gCuD、油脂在酸性条件下易水解,可用于制作肥皂正确答案

A

解析

解:A.H2O2具有强氧化性,氧元素化合价﹣1价变化为0价,可用于杀菌消毒,故A正确;

B.碳酸钠水解产生的NaOH无挥发性,所以将碳酸钠溶液蒸干并灼烧,所得固体为碳酸钠,故B错误;

C.电解精炼铜的过程中转移了NA个电子,阳极溶解失电子的有铜、铁、锌、镍等,依据电子守恒阳极溶解铜的质量越大小于32g,故C错误;

D、油脂在碱性条件下可以水解,可用此反应可以制作肥皂,故D错误;

故选:A

5、下列各装置能够达到相应实验目的是(   )

A、用图所示装置(正放)可收集NO气体B、用图所示装置可吸收多余氨气且能防止倒吸C、用装置制取无水MgCl2D、用装置蒸干NH4Cl饱和溶液获取NH4Cl晶体正确答案

C

解析

解:A.一氧化氮的密度小于二氧化碳,应该采用向下排空气法收集,导管应该采用短进长出的方式,图示装置无法达到实验目的,故A错误;

B.氨气极易溶于水,吸收氨气时需要防倒吸,由于苯的密度小于水,图示装置无法起到防倒吸作用,可用四氯化碳,故B错误;

C.镁离子水解生成氢氧化镁和HCl,HCl能够抑制镁离子的水解,所以在HCl气流中加热氯化镁晶体可以制取无水MgCl2,故C正确;

D.氯化铵加热分解,用图示蒸干NH4Cl饱和溶液的方法无法获取NH4Cl晶体,故D错误;

故选:C

6、下列各溶液中离子能大量共存,且加入(或滴入)X试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是(   )

A、AB、BC、CD、D正确答案

B

解析

解:A.次氯酸根离子具有氧化性,能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子,离子方程式:SO2+3ClO﹣+H2O═SO42﹣+2HClO+Cl﹣,故A错误;

B.三价铁离子能氧化硫化氢生成硫单质,离子方程式:2Fe3++H2S═2Fe2++S↓+2H+,故B正确;

C.三价铁离子与偏铝酸根离子发生双水解,二者不共存,故C错误;

D.碳酸氢根离子与偏铝酸根离子反应,二者不共存,故D错误;

故选:B

7、下列物质的转化在给定条件下能实现的是(   )

A、Al(OH)3AlFeB、SSO3H2SO4C、Cu2(OH)2CO3CuCl2(aq)CuD、Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3正确答案

C

解析

解:A、氢氧化铝受热易分解,电解得不到铝,应电解熔融的氧化铝生成铝单质,故A错误;

B、硫燃烧生成二氧化硫,不能生成三氧化硫,故B错误;

C、碱式碳酸铜与盐酸反应产生CuCl2,CuCl2溶液电解得到Cu和Cl2,故C正确;

D、氧化铁与盐酸反应生成氯化铁,Fe3+水解Fe3++3H2O2Fe(OH)3+HCl,加热蒸发HCl挥发,平衡向右移动,得不到无水FeCl3,得到的为氢氧化铁,故D错误。

故选:C

8、用H2O2溶液处理含NaCN的废水的反应原理为:NaCN+H2O2+H2O═NaHCO3+NH3,已知:HCN酸性比H2CO3弱.下列有关说法正确的是(   )

A、该反应中氮元素被氧化B、该反应中H2O2作还原剂C、实验室配制NaCN溶液时,需加入适量的NaOH溶液D、0.1mol?L﹣1NaCN溶液中含HCN和CN﹣总数目为0.1×6.02×正确答案

C

解析

解:A.NaCN中C为+2价,Na为+1价,则氮元素的化合价为﹣3,反应前后N元素化合价不变,故A错误;

B.NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3↑反应中O元素从﹣1价降低为﹣2价,所以反应中H2O2作氧化剂,故B错误;

C.因为HCN酸性比H2CO3弱,所以实验室配制NaCN溶液时,需加入适量的NaOH溶液防止水解,故C正确;

D.无体积无法计算,故D错误。

故选:C

9、X、Y、Z、R是短周期主族元素,X原子最外层电子数为电子总数的2/3,Y原子最外层电子数是内层电子数的3倍,Z元素的单质常温下能与水反应产生氢气,R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和.下列叙述正确的是(   )

A、原子半径的大小顺序:X>Y>Z>RB、最高价氧化物的水化物的酸性:R>XC、氢化物的稳定性:X>YD、Y与Z形成的两种化合物中的化学键和晶体类型均相同正确答案

B

解析

解:由以上分析可知X为C元素、Y为O元素、Z为Na元素、R为Cl元素。

A.同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,且同主族从上到下,原子半径逐渐增大,应为Na>Cl>C>O,故A错误;

B.非金属性Cl>C,元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,则最高价氧化物的水化物的酸性:Cl>C,故B正确;

C.非金属性C<O,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故C错误;

D.Y为O元素、Z为Na元素,可分别形成氧化钠和过氧化钠,氧化钠只含有离子键、过氧化钠含有离子键和共价键,故D错误。

故选:B

10、H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备,其工作原理如图,下列叙述错误的是(   )

A、M室发生的电极反应式为:2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+B、N室中:a%<b%C、b膜为阴膜,产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸D、理论上每生成1mol产品,阴极室可生成标准状况下5.6L气体正确答案

D

解析

解:A.M室中石墨电极为阳极,电解时阳极上水失电子生成O2和H+,电极反应式为2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+,故A正确;

B.N室中石墨为阴极,电解时阴极上水得电子生成H2和OH﹣,原料室中的钠离子通过c膜进入N室,溶液中c(NaOH)增大,所以N室:a%<b%,故B正确;

C.原料室中的B(OH)4﹣通过b膜进入产品室,M室中氢离子通入a膜进入产品室,则b膜为阴离子交换膜,故C正确;

D.理论上每生成1mol产品,M、N室电极反应式分别为2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+、2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣,M室生成1molH+、N室生成0.5molH2,阴极生成的气体体积在标况下是11.2L,故D错误;

故选:D

二、多项选择题(共5小题,每小题3分,满分15分)

11、下列有关说法正确的是(   )

A、常温下,PH均为9的CH3COONa和NaOH溶液中,水的电离程度不相同B、反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的△H>0C、向浓度均为0.1mol?L﹣1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先出现蓝色沉淀,说明Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]D、已知II2+I﹣,向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4,振荡静置后CCl4层显紫色,说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大正确答案

A,C

解析

解:A.常温下,PH均为9的CH3COONa和NaOH溶液中,氢氧根离子浓度相同,酸碱抑制水的电离,水解的盐促进水的电离,水的电离程度不相同,故A正确;

B.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则△H﹣T△S<0,反应△S<0,则该反应的△H<0才能满足△H﹣T△S<0,故B错误;

C.向浓度均为0.1mol?L﹣1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先出现蓝色沉淀为氢氧化铜沉淀,氢氧化镁和氢氧化铜阴阳离子比相同,说明Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],故C正确;

D.加入适量CCl4,碘溶解在CCl4层显紫色,则由现象可知I2在CCl4中的溶解度比在水中的大,故D错误;

故选:AC

12、某有机物Z具有较广泛的抗菌作用,其生成机理可由X与Y相互作用:

下列有关叙述中不正确的是(   )

A、Z结构中有1个手性碳原子B、Y的分子式为C9H8O4C、1molZ与足量NaOH溶液反应,最多消耗8molNaOHD、Z与浓溴水既能发生取代反应又能发生加成反应正确答案

A,C

解析

解:A.连4个不同基团的C为手性碳原子,环己烷结构中与﹣OH、﹣COOC﹣相连的C均为手性碳,共4个,故A错误;

B.由结构简式X为C7H12O6,Z分子式为C16H18O9,由酯化反应规律可知Y的分子式为C9H8O4,故B正确;

C.Z中﹣COOH、﹣COOC﹣、酚﹣OH均与NaOH,则1molZ与足量NaOH溶液反应,最多消耗4molNaOH,故C错误;

D.Z中含酚﹣OH、碳碳双键,酚﹣OH的邻对位与溴水发生取代反应,碳碳双键与溴水发生加成,故D正确;

故选:AC

13、下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是(   )

A、AB、BC、CD、D正确答案

D

解析

解:A.过量铁粉,反应生成亚铁离子,加入KSCN溶液、溶液不显红色,故A错误;

B.Cu和Fe3+发生氧化还原反应,反应方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,所以没有黑色沉淀生成,溶液由黄色变为蓝色,故B错误;

C.将铝箔用坩埚钳夹住放在酒精灯火焰上加热,铝和氧气反应生成了氧化铝,形成氧化膜,三氧化二铝的熔点高于铝的熔点,包住了熔化的铝,所以加热铝箔的时候铝熔化了但是不会滴落,故C错误;

D.由操作和现象可知,发生沉淀的转化,则Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小,故D正确;

故选:D

14、25℃时,0.1molNa2CO3与稀盐酸混合所得的体积为1L的溶液,溶液中部分微粒与pH的关系如图所示.下列有关溶液中离子浓度关系叙述正确的是(   )

A、W点所示的溶液:c(Na+)>c(CO32﹣)=c(HCO3﹣)>c(OH﹣)>c(H+)B、pH=4的溶液:c(H2CO3)+c(HCO3﹣)+c(CO32﹣)=0.1mol?L﹣1C、向pH=8的溶液中通入CO2至pH=7所得的溶液:c(Na+)>c(Cl﹣)+c(HCO3﹣)+c(H2CO3)D、pH=11的溶液:c(Na+)+2c(H2CO3)>2c(Cl﹣)+2c(CO32﹣)正确答案

A,D

解析

解:A.根据图知,溶液中存在CO32﹣、HCO3﹣且二者的浓度相等,溶液中不存在H2CO3,说明溶液中溶质为碳酸钠、碳酸氢钠,二者都水解导致溶液呈碱性,且其水解程度较小,钠离子不水解,则溶液中存在:c(Na+)>c(CO32﹣)=c(HCO3﹣)>c(OH﹣)>c(H+),故A正确;

B.pH=4时,溶液中不存在CO32﹣,根据物料守恒得:c(H2CO3)+c(HCO3﹣)=0.1mol?L﹣1,故B错误;

C.向pH=8的溶液中通入CO2至pH=7,溶液中c(OH﹣)=c(H+),溶液中不存在CO32﹣,根据电荷守恒得c(Na+)=c(Cl﹣)+c(HCO3﹣),所以c(Na+)<c(Cl﹣)+c(HCO3﹣)+c(H2CO3),故C错误;

D.根据图知,pH=11时溶液中c(H2CO3)=0,溶液中c(Na2CO3)>0.08mol/L,c(NaHCO3)<0.02mol/L,因为反应Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,因为碳酸钠水解程度大于碳酸氢钠电离程度,所以得到的溶液中c(NaHCO3)>c(NaCl),则c(Cl﹣)<c(HCO3﹣),溶液呈碱性,结合电荷守恒得c(Na+)>c(Cl﹣)+2c(CO32﹣)+c(HCO3﹣),因为c(Cl﹣)<c(HCO3﹣),所以存在c(Na+)+2c(H2CO3)>2c(Cl﹣)+2c(CO32﹣),故D正确;

故选:AD

15、℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的X气体和Y气体,发生如下反应:X(g)+2Y(g)Z(g)反应过程中测定的部分数据见表:

下列说法正确的是(   )

A、前10min内反应的平均速率为v(Z)=0.10mol?L﹣1?min﹣1B、温度为℃时,上述反应平衡常数为20,则正反应为吸热反应C、若密闭容器体积可变,其他条件不变,在达到平衡后缩小容器体积为原来一半,则c(X)<1mol/LD、保持其他条件不变,向容器中再充入1.00molX气体和1.20molY气体,到达平衡后,X转化率增大正确答案

C,D

解析

解:A.由表中数据可知,10min内X的浓度变化量为2.00mol﹣1.00mol=1.00mol,由方程式可知Z的浓度变化量为1.00mol,故v(Z)==0.05mol?L﹣1?min﹣1,故A错误;

B.由表中数据可知,10min内X的浓度变化量为2.00mol﹣1.00mol=1.00mol,X的浓度变化量为=0.50mol/L,由方程式可知Y的浓度变化量为2×1.00mol=2.00mol,10min时Y浓度为0.40mol,30min时Y浓度为0.40mol,据此10min时达到平衡。则:X(g)+2Y(g)Z(g)

故该温度下平衡常数k==25,

升温为℃时,上述反应平衡常数为20,升温,平衡向逆反应进行,故正反应为放热反应,故B错误;

C.在达到平衡后持续缩小容器体积,压强增大,平衡正向移动,则平衡一直会正向移动,故C正确;

D.由表中数据可知,10min内X的浓度变化量为2.00mol﹣1.00mol=1.00mol,由方程式可知Y的浓度变化量为2×1.00mol=2.00mol,10min时Y浓度为0.40mol,30min时Y浓度为0.40mol,据此10min时达到平衡。

保持其他条件不变,向容器中再充入1.00molX气体和1.20molY气体,等效为原平衡体积缩小,增大压强,平衡正向移动,X的转化率增大,故D正确。

故选:CD

三、解答题(共5小题,满分65分)

16、(12分)草酸钴用途广泛,可用于指示剂和催化剂制备.一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4?2H2O工艺流程如图1:

已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是将  还原(填离子符号)以便固体溶解.该步反应的离子方程式为  (写一个).(2分)

(2)NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,氯元素被还原为最低价.该反应的离子方程式为  .(2分)

(3)利用平衡移动原理分析:加Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+转化成氢氧化物沉淀的原因是  .(2分)

(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图2所示.

滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是  ;使用萃取剂适宜的pH=  (填序号)左右(2分)

A.2.0B.3.0C.4.0

(5)滤液Ⅰ“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀.已知Ksp(MgF2)=7.35×10﹣11、Ksp(CaF2)=1.05×10﹣10.当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/c(Ca2+)=  .(4分)

正确答案(1)Fe3+、Co3+;SO32﹣+2Fe3++H2O═SO42﹣+2Fe2++2H+或SO32﹣+2Co3++H2O═SO42﹣+2Co2++2H+;(2)ClO3﹣+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl﹣+3H2O;(3)R3++3H2OR(OH)3+3H+,加入碳酸钠后,H+与CO32﹣反应,使水解平衡右移,从而产生沉淀;(4)除去溶液中的Mn2+;B;(5)0.7.解析

解:含钴废料中加入盐酸和亚硫酸钠,可得CoCl2、AlCl3、FeCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2,加入NaClO3,可得到FeCl3,然后加入Na2CO3调pH至5.2,可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,过滤后所得滤液主要含有CaCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2,向溶液中加入NaF溶液,除去钙镁离子,然后过滤得到的滤液中II中加入萃取剂,萃取后溶液加入草酸铵,得到草酸钴,

(1)亚硫酸钠具有还原性,能还原氧化性离子Fe3+、Co3+,所以浸出过程中加入Na2SO3的目的是将Fe3+、Co3+还原,反应的离子方程式为SO32﹣+2Fe3++H2O═SO42﹣+2Fe2++2H+或SO32﹣+2Co3++H2O═SO42﹣+2Co2++2H+;

(2)NaClO3具有氧化性,能将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原生成氯离子,同时生成水,离子反应方程式为ClO3﹣+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl﹣+3H2O;

(3)Fe3+、Al3+水解导致溶液呈酸性,水解方程式为R3++3H2OR(OH)3+3H+,碳酸根离子和氢离子反应,从而促进水解平衡向右移动,产生氢氧化铁、氢氧化铝沉淀;

(4)根据流程图可知,此时溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子;

由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液PH在3.0~3.5之间,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀;

(5)当加入过量NaF后,所得滤液中.

17、(10分每小题2分)化合物F是一种具有强双光子性质的物质,可以通过以下方法合成:

(1)在A、B、C、D、F中的含氧官能团名称为  、  .

(2)B→C的反应类型为  .

(3)E的分子是为C14H13N,写出E的结构简式  .

(4)写出同时满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式  .

①能发生银镜反应;

②含有结构;

③分子中只有6种不同化学环境的氢.

(5)已知:RCOOHRCOCl

请以苯和乙二醇为原料制备1,2﹣二苯基乙二醇写出制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)  .

正确答案(1)硝基;羰基;(2)还原反应;(3):;(4)①:;(5).解析

解:(1)结合流程图中A、B、C、D、F的结构简式可知,在A、B、C、D、F中中的含氧官能团名称为硝基、羰基;故答案为:硝基;羰基;

(2)B→C是将硝基还原为氨基,发生的反应类型为还原反应;

(3)根据D→E的反应物是C2H5Cl与,并结合F的结构简式和E的分子式为C14H13N,可知E的结构简式为;

(4)①能发生银镜反应,可知结构中含有醛基;②含有结构;③分子中只有6种不同化学环境的氢,可知结构具有一定的对称性;则符合条件的F的一种同分异构体的结构简式可能为;

(5)以苯和乙二醇为原料制备1,2﹣二苯基乙二醇的合成路线流程图为.

18、(12分每小空3分)高纯硝酸锶[化学式:Sr(NO3)2]用于制造信号灯、光学玻璃等.

Ⅰ.工业级硝酸锶中常含有硝酸钙、硝酸钡等杂质,其中硝酸钙可溶于浓硝酸,而硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸.提纯硝酸锶的实验步骤如下:

①取含杂质的硝酸锶样品,向其中加入浓HNO3溶解,搅拌.

②过滤,并用浓HNO3洗涤滤渣.

③将滤渣溶于水中,加略过量铬酸使Ba2+沉淀,静置后加入肼(N2H4)将过量铬酸还原,调节pH至7~8,过滤.

④将滤液用硝酸调节pH至2~3,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤.

⑤将得到的Sr(NO3)2?2H2O晶体在℃条件下干燥,得到高纯硝酸锶.

(1)步骤②用浓HNO3洗涤滤渣的目的是  .

(2)步骤③中肼(N2H4)将过量铬酸(CrO3)还原为Cr3+,同时产生一种无色无味的气体,写出该反应的离子方程式  .

(3)肼具有很好的还原性,且氧化产物无污染,故可用于除去锅炉等设备供水中的溶解氧等,除去L锅炉水(含氧气8g/L)的溶解氧,需要肼的质量为  .

Ⅱ.Sr(NO3)2受热易分解,生成Sr(NO2)2和O2;在℃时Sr(NO2)2进一步分解生成SrO及氮氧化物.取一定质量含Sr(NO2)2的Sr(NO3)2样品,加热至完全分解,得到5.20gSrO固体和5.08g混合气体.计算该样品中Sr(NO3)2的质量分数(写出计算过程)  (精确到0.01).

正确答案I.(1)除去杂质减少硝酸锶的溶解损失(2)3N2H4+4CrO3+12H+=3N2↑+4Cr3++12H2O;(3)g;II.82.49%.解析

解:I.(1)硝酸锶中含有硝酸钙、硝酸钡等杂质,因硝酸钙可溶于浓硝酸,而硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸,则可先加入浓硝酸,溶解硝酸钙,过滤后再加入过量铬酸使Ba2+沉淀,过滤后蒸发、浓缩溶液可得硝酸锶,则先加入浓硝酸,用过滤的方法可除去硝酸钙,步骤②用浓HNO3洗涤滤渣,除去杂质减少硝酸锶的溶解损失;

(2)步骤③中肼(N2H4)将过量铬酸(CrO3)还原为Cr3+,Cr的化合价变化(+6→+3),则N的化合价升高,同时产生一种无色无味的气体,为氮气,N的化合价变化(﹣2→0),转移电子最小公倍数为:12,根据得失电子守恒和原子守恒,离子方程式为:3N2H4+4CrO3+12H+=3N2↑+4Cr3++12H2O;

(3)肼除氧的反应物是肼和氧气,氧化产物为氢和氧结合成的水,根据质量守恒定律可知生成物还有氮气,再根据观察法配平,所以方程式是:N2H4+O2=N2+2H2O,除去L锅炉水(含氧气8g/L)的溶解氧,氧气的物质的量为n==25mol,根据方程式可知消耗肼的物质的量为25mol,质量为m=nM=25mol×32g/mol=g;

II.m(样品)=5.20g+5.08g=10.28g,

n(SrO)==0.05mol,

n[Sr(NO3)2]×g?mol﹣1+n[Sr(NO2)2]×g?mol﹣1=10.28g,

n[Sr(NO3)2]+n[Sr(NO2)2]=0.05mol,

解得:n[Sr(NO3)2]=0.04mol,

n[Sr(NO2)2]=0.01mol,

w[Sr(NO3)2]=×%=82.49%.

19、(15分)Ca(H2PO2)2(次磷酸钙,一元中强酸H3PO2的钙盐)是一种白色结晶粉末,溶于水(常温时,溶解度16.7g/g水),其水溶液呈现弱酸性.可用作医药、抗氧化剂以及制备次磷酸钠等.由白磷(P4)与石灰乳制备Ca(H2PO2)2的实验步骤如下:

步骤1.在三口烧瓶中加入白磷和石灰乳,先通入N2,然后在约98°C下充分搅拌1h,同时收集产生的PH3.

步骤2.将反应液静置、过滤.

步骤3.向滤液中通入适量CO2,再过滤.

步骤4.用次磷酸溶液调节步骤3滤液的pH,浓缩、冷却结晶、干燥得次磷酸钙.

(1)步骤1先通入N2的目的是  ;搅拌的目的是  .(4分)

(2)步骤1石灰乳与P4(白磷)发生反应的化学方程式为  ;步骤2过滤所得滤渣成分为  .(4分)

(3)步骤3的目的是  .(3分)

(4)请补充完整由产品进一步制备NaH2PO2?H2O的实验方案:取产品次磷酸钙加入烧杯中,加适量的水溶解,  ,干燥得到NaH2PO2?H2O.(4分)

(已知:在常压下,加热蒸发次磷酸钠溶液会发生爆炸,℃时NaH2PO2?H2O的溶解度为g/g水)

正确答案(1)排除装置内的空气,防止次磷酸钙及白磷被氧化;使反应物充分接触反应,加快反应速率;(2)2P4+3Ca(OH)2+6H2O3Ca(H2PO2)2+2PH3↑;P4和Ca(OH)2;(3)除去其中的Ca(OH)2;(4)边搅拌边向溶液中加入Na2CO3溶液,静置,向上层清液中滴入Na2CO3溶液,若无沉淀,过滤,将滤液减压蒸发浓缩,结晶.解析

解:(1)因为次磷酸钙及白磷易被氧化,所以步骤1先通入N2的目的是排除装置内的空气,防止次磷酸钙及白磷被氧化;搅拌的目的是使反应物充分接触反应,加快反应速率;

(2)根据实验原理步骤1石灰乳与P4(白磷)发生反应生成Ca(H2PO2)2和PH3,反应的化学方程式为:2P4+3Ca(OH)2+6H2O3Ca(H2PO2)2+2PH3↑;反应后过量的P4和Ca(OH)2难溶于水,所以步骤2过滤所得滤渣成分为P4和Ca(OH)2;

(3)因为滤液中溶有少量的Ca(OH)2,所以通入适量CO2,目的是除去其中的Ca(OH)2;

(4)因为次磷酸钙与Na2CO3溶液反应生成碳酸钙沉淀和NaH2PO2溶液,所以应先加入Na2CO3溶液使次磷酸钙完全转化为碳酸钙沉淀和NaH2PO2溶液,再根据在常压下,加热蒸发次磷酸钠溶液会发生爆炸,所以采用减压蒸发浓缩,结晶得到NaH2PO2?H2O晶体.

20、(14分)氮氧化物排放是形成臭氧层空洞、酸雨、雾霾的重要成因之一。SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H<0

(1)氮氧化物破坏臭氧层原理为:①NO+O3NO2+O2②NO2+ONO+O2

常温下反应①的平衡常数为K1,反应②的平衡常数为K2,则反应O3+O2O2的平衡常数K=  (用K1、K2表示)。(2分)

(2)SCR法除NO时,投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是  、  。该法可能发生副反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),减少副反应的主要措施是  、  。(4分)

(3)其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图。

①工业上选择催化剂乙的原因是  ;(2分)

②在催化剂甲作用下,图中M点处(对应温度为℃)NO的转化率  (填“可能是”、“一定是”或“一定不是”)该温度下的平衡转化率。高于℃时,NO转化率降低的原因可能是  。(4分)

(4)消除汽车尾气中的NO时,可用尿素[(NH2)2CO]还原NO,既安全又高效,且产物都是空气中含有的成分。与SCR法相比,等物质的量的尿素与氨气可消除的NO物质的量之比为  .(不考虑副反应)(2分)

正确答案(1)K1?K2;(2)降低温度、减小压强;选择合适的催化剂、控制氧气用量;(3)①低温下有很强的催化活性;②一定不是;催化剂活性降低、副反应增多;(4)3:1.解析

解:(1)①NO+O3NO2+O2反应①的平衡常数为K1=,②NO2+ONO+O2反应②的平衡常数为K2=,反应O3+O2O2的平衡常数K=,据此分析计算得到K=K1?K2,一氧化氮反应生成二氧化氮,二氧化氮反应又生成一氧化氮,说明氮氧化物在该反应中的作用是催化剂的作用;

(2)SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H<0,提高NO平衡转化率改变条件使平衡正向进行;

反应为气体体积增大的放热反应,可以降低温度、减小压强使平衡正向进行,减少副反应应使副反应4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)平衡逆向进行,结合化学平衡移动原理分析,需要选择合适的催化剂、控制氧气用量促进4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)(g)△H<0反应进行,避免副反应4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)进行;

(3)①图象中曲线变化可知低温下乙的催化作用强,工业上选择催化剂乙的原因是低温下有很强的催化活性;

②甲催化剂随温度升高NO转化率先增大后减小是因为催化剂在温度高的条件下催化活性减小,在催化剂甲作用下,图中M点处(对应温度为℃)NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率,高于℃时,NO转化率降低是催化剂活性降低,副反应增多;

(4)SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H<0

尿素[(NH2)2CO]还原NO,既安全又高效,且产物都是空气中含有的成分,反应的化学方程式为2(NH2)2CO+6NO=5N2+2CO2+4H2O,等物质的量的尿素与氨气可消除的NO物质的量之比=12:4=3:1.

21、(12分)氮元素可以形成许多化合物,在我们生活生产中有广泛的应用.

(1)与NF3分子互为等电子体的分子为  .

(2)铁和氨气在℃可发生置换反应,产物之一的晶胞结构见图甲.

写出Fe3+的基态电子排布式  .

写出该反应的化学方程式:  .

(3)维生素B4结构如图乙,则1mol维生素B4分子中含有σ键的数目为  mol.

(4)配合物丙的结构见图,丙中含有  (填序号);

a.极性共价键

b.非极性共价键

c.配位键

d.氢键

丙中碳原子的杂化方式有  .

正确答案(1)NCl3;(2)[Ar]3d5;8Fe+2NH32Fe4N+3H2;(3)16;(4)abcd;sp3、sp2.解析

解:(1)同主族元素价电子数相等,所以与NF3分子互为等电子体的分子为NCl3;

(2)Fe3+的基态电子排布式为:[Ar]3d5;该晶胞中铁原子个数=8×+6×=4,氮原子个数是1,所以氮化铁的化学式是Fe4N,铁和氨气在℃可发生置换反应生成氮气和氮化铁,所以该反应方程式为:8Fe+2NH32Fe4N+3H2;

(3)双键含有1个σ键和1个π键,所以1mol维生素B4分子中含有σ键16mol;

(4)根据图可知碳碳间形成非极性共价键、碳氮间为极性共价键,氮镍间为配位键,氧氢间形成氢键,根据图可知,碳碳间形成单键,为sp3杂化,有的碳碳间形成双键,为sp2杂化,故选:abcd;sp3、sp2.

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