2015年高考试新课标I 理综化学试题解析
7.我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写道:“性最烈,
能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿第,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指( ) A .氨水 B . 硝酸 C .醋 D .卤水
解析:结合化学史料,考察氧化性强弱。氧化性最强的强水是硝酸。选择B 。 8.N A 为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A .18gD 2O 和18gH 2O 中含有的质子数均为10N A B .2L0.5mol/L亚硫酸溶液中含有的H +微粒数为2N A
C .过氧化钠与水反应时,生成0.1mol 氧气转移的电子数为0.2N A D .密闭容器中2molNO 与1molO 2充分反应,产物的分子数为2N A
解析:考察阿伏加德罗常数问题。A ,D 2O 与H 2O 摩尔质量不同;B ,H 2SO 3是弱酸;C ,根据O 2~2e ,正确;D ,考虑NO 2与N 2O 4的相互转化,产物的分子数小于2N A 。选择C 。
9.乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途,其结构式如图
所示。将甲醛水溶液
与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成 乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比为( ) A .1:1 B .2:3 C .3:2 D .2:1
解析:考察原子守恒原理。可以通过硬数C 、N 原子个数的方法,也可以用O 与2H 结合产生H 2O 的方法,有3CH 2O ~2NH 3,选择C 。
10.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( )
-
解析:考察化学反应原理与实验现象的关系。A ,稀硝酸与过量的Fe 分反应,则生成硝 酸亚铁和NO 气体、水,无铁离子生成,所以加入KSCN 溶液后,不变红色,现象错误;B 、Cu 与硫酸铁发生氧化还原反应,生成硫酸铜和硫酸亚铁,无黑色固体出现,现象错误;C 、铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高,所以内部熔化的铝不会滴落,错误;D 、硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀,再加入硫酸铜,则生成氢氧化铜蓝色沉淀,沉淀的转化符合由溶解度小的向溶解度更小的沉淀转化,所以氢氧化铜的溶度积比氢氧化镁的溶度积小,正确,答案选D 。
11.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。
下列有关微生物电池的说法错误的是( ) A .正极反应中有CO 2生成 B .微生物促进了反应中电子的转移 C .质子通过交换膜从负极区移向正极区 D .电池总反应为C 6H 12O 6+6O2=6CO2+6H2O
解析:考察原电池原理。A ,C 6H 12O 6→CO 2,C 化合价升高,在负极生成;B ,微生物是酶催化剂,加快反应速率;C ,氢离子是阳离子,从负极区移向正极;D ,总反应正确。错误的选择A 。
12.W 、X 、Y 、Z 均为的短周期元素,原子序数依次增加,且原子核外L 电子层的电子数
分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( ) A .单质的沸点:W>X B .阴离子的还原性:W>Z C .氧化物的水化物的酸性:Y
解析:考察元素推断和元素周期律。W 的L 层无电子,是H ;X 的L 层5电子,是N ,
Y 、Z 的最外层电子之和为18-1-5=12,且L 层电子数为8,是第三周期的P 、Cl 元素。根据元素周期律,A ,单质的熔点,H 2Cl;C ,氧化物没
-
-
有指明最高价;D ,N 与P 可以存在于(NH4) 3PO 4的离子化合物中。选择B 。
13.浓度均为0.10mol/L、体积均为V 0的MOH 和ROH 溶液,分别加水稀释至体积V ,pH
V
随lg )
V 0A .MOH 的碱性强于ROH 的碱性 B .ROH 的电离程度:b 点大于a 点 C .若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-) 相等 V
D .当lg =2时,若两溶液同时升高温度,
V 0
则c(M+)/c(R+) 增大
解析:考察电离平衡的加水稀释移动。A, 由起点分析,MOH 的PH=13,ROH 的PH 小V
于13,说明MOH 是强碱,ROH 是弱碱;B ,lg 增大,稀释的倍数越大,ROH 稀越
V 0电离;C ,无限稀释,接近中性溶液,它们的c(OH-) 相等;升高温度,c(M+) 不变,c(R+) 增大,比值减小。错误的选择D 。
26.(14分)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K 1=5.4×102,K 2=5.4×105。草酸
-
-
的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C 2O 4·2H 2O) 无色,熔点为101 ℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。
回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C 中可观
察到的现象是_________,由此可知草酸晶体分解的产物中有_______。装置B 的主要作用是________。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO ,为进行验证,选用甲组实验中的装
置A 、B 和下图所示的部分装置(可以重复选用) 进行实验。
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A 、B 、______。装置H 反应管中盛有的物质是_______。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO 的现象是_______。 (3)①设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸的强______。 ②草酸为二元酸______。 参考答案:
(1)有气泡产生,澄清石灰水变浑浊;CO 2;冷凝草酸,避免草酸干扰二氧化碳的检验。 (2)①F 、D 、G 、H 、D 、I ; CuO (氧化铜);
②H 前的装置D 中的石灰水不变浑浊,H 中有红色固体生成,H 后的装置D 中的石灰水变浑浊;
(3) ① 向1mol/L的NaHCO 3溶液中加入1mol/L的草酸溶液,若产生大量气泡则说明草
酸的酸性比碳酸强。
② 将浓度均为0.1mol/L的草酸和氢氧化钠溶液等体积混合,测反应后的溶液的pH ,若溶液呈酸性,则说明草酸是二元酸。
解析:考察化学实验方案设计。A 装置的作用是分解草酸晶体,由于草酸的熔点低, 挥发产生的草酸与石灰水也会产生沉淀,会干扰二氧化碳的检验,所以B 装置的冰水
的作用是冷凝草酸蒸汽,避免对二氧化碳的检验的干扰;C 装置的作用是检验二氧化 碳,现象是有气泡产生,澄清石灰水变浑浊;如果要检验CO ,首先要吸收二氧化碳, 用F ,是否吸收完全,可以再通过D ,再用G 吸收水蒸汽,再用H 还原CuO ,再检验 产物二氧化碳。多余的CO 用排水法收集,避免污染环境。证明CO 的现象有三处:H
前的装置D 中的石灰水不变浑浊,H 中有红色固体生成,H 后的装置D 中的石灰水变 浑浊;证明草酸比碳酸强,可以依据较强酸生成较弱酸的原理,选择与碳酸氢钠反应; 证明草酸是二元酸,可以依据信息,K h2=Kw /Ka1=1.0×10
-14
/5.4×102
-
-
NaHC 2O 4溶液呈酸性,来测定NaHC 2O 4溶液的PH 值。或者通过NaHC 2O 4溶液与氯 化钙有沉淀的反应来说明,或者通过草酸与氢氧化钠的中和滴定来说明。方案多样, 是一个开放性答案。
27.(14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg 2B 2O 5·H 2O 和
Fe 3O 4,还有少量Fe 2O 3、FeO 、CaO 、Al 2O 3和SiO 2等) 为原料制备硼酸(H3BO 3) 的工艺 流程如图所示:
回答下列问题:
(1)写出Mg 2B 2O 5·H 2O 与硫酸反应的化学方程式_____________。为提高浸出速率,除适
当增加硫酸浓度浓度外,还可采取的措施有_________(写出两条)。
(2)利用_______的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是______(化学
式)。
(3)“净化除杂”需先加H 2O 2溶液,作用是_______。然后在调节溶液的pH 约为5,目的是
_________。
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。
(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH 4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为
_______。
(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,
用化学方程式表示制备过程___________。 参考答案:
(1)Mg 2B 2O 5·H 2O+2H2SO 4=== 2MgSO4+2H3BO 3;搅拌矿粉、升高温度。 (2)Fe 3O 4; CaSO 4、SiO 2;
(3) 氧化溶液中的Fe 2+;除去溶液中的Al 3+和Fe 3+。 (3) 硫酸镁
(5)
(6)2H 3BO 3+3Mg === 3MgO+2B+3H2O
解析:以工艺流程考察元素及其化合物知识。加硫酸,铁硼矿中,Mg 2B 2O 5·H 2O →MgSO 4、 H 3BO 3;FeO →FeSO 4;CaO →CaSO 4;Al 2O 3→AI 2(SO4) 3;过滤,Fe 3O 4、CaSO 4、SiO 2 进入浸渣,Fe 3O 4利用磁性分离,剩余为CaSO 4、SiO 2;净化除杂,先加入H 2O 2溶液, 将Fe 2氧化成Fe 3;调节PH 值,除去Fe 3和Al 3;滤渣主要是Fe(OH)3和Al(OH)3;
+
+
+
+
蒸发浓缩,冷却结晶得到固体粗硼酸,溶液是硫酸镁溶液,所以粗硼酸中容易附有硫酸 镁。NaBH 4中是含有4个B —H 键的络合离子;Mg 与硼酸反应在一定条件下生成氧化 镁和B ,高温有利于水蒸汽逸出。
28.(15分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛图。回答下列问题: (1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO 2和H 2SO 4,即可得
到I 2, 该反应的还原产物为____________。
(2)上述浓缩液中含有I -、Cl -等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO 3溶液,当
c (I -)
AgCl 开始沉淀时,溶液中为:_____________,已知K sp (AgCl )=1.8×10-10,-
c (Cl )
K sp (AgI )=8.5×10-17。
(3)已知反应2HI (g )=H2(g) + I2(g)的△H=+11kJ·mol -1,1molH 2(g )、1molI 2(g )分子中
化学键断裂时分别需要吸收436KJ 、151KJ 的能量,则1molHI (g )分子中化学键断裂时需吸收的能量为______________kJ。 (4)Bodensteins 研究了下列反应:2HI (g )
H 2(g )+I2(g )在716K 时,气体混合
物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t 的关系如下表:
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K 的计算式为:___________。
②上述反应中,正反应速率为v 正=k正x 2(HI),逆反应速率为v 逆=k逆x(H2)x(I2) ,其中k 正、k
逆
为速率常数,则k 逆为________(以K 和k 正表示) 。若k 正=0.0027min-1,在t=40min时,v 正
=__________min-1
③由上述实验数据计算得到v 正~x(HI)和v 逆~x(H2) 的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为_________________(填字母)
参考答案: (1)MnSO 4; (2)4.72×10-7; (3)299
(4)①K=0.1082/0.7842;
② k正/K;1.95×10-3 ③A 点、E 点
解析:考察氧化还原原理与沉淀溶解平衡、热化学理论和化学平衡;(1)根据氧化还原化合价升降,I →I 2,MnO 2→MnSO 4;(2)根据沉淀溶解平衡原理,I 先沉淀,再Cl 沉淀,有
-
-
-
c (I -) AgCl 与AgI 有相互转化;=Ksp(AgI)/Ksp(AgCl)=8.5×10-17/1.8×10-10=4.72×10-7;(3)-
c (Cl )
根据热化学理论,2E(H-I)-E(I-I)-E(H-H)=11kJ·mol -1,E(H-I)=299kJ·mol -1;(4)根据题意,K=C(H2) ×C(I2)/C2(HI)=X(H2) ×X(I2)/X2(HI)=[(1-X(HI))/2]2/X2(HI)=0.1082/0.7842;K=k正/k逆; 所以k 逆=k正/K;υ正=0.0027×0.0852=1.95×10-3;随着温度的升高,正逆反应速率都增大,
排掉C 、F 点,在相同时间内,HI 的正向改变量与氢气的逆向改变量的2倍相等是平衡状态,所以是A 、E 两点。
36.[化学——选修2:化学与技术](15分)
氯化亚铜(CuCl) 广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl 难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu 和少量CuO )为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl 的工艺过程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①中得到的氧化产物是_________,溶解温度应控制在60—70度,原因是
__________。
(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式___________。
(3)步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是_________(写名称) 。 (4)上述工艺中,步骤⑥不能省略,理由是_____________.
(5)步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有__________(填
字母)
A 、分馏塔 B 、离心机 C 、反应釜 D 、框式压滤机
(6)准确称取所制备的氯化亚铜阳平mg ,将其置于若两的FeCl 3溶液中,待样品完全溶解
后,加入适量稀硫酸,用amol/L的K 2Cr 2O 7溶液滴定到终点,消耗K 2Cr 2O 7溶液bmL ,反应中Cr 2O 72-被还原为Cr 3+,样品中CuCl 的质量分数为__________。 参考答案:
(1)CuSO 4;减小硫酸铜的水解,减小硝酸的挥发和分解;
(2)2Cu 2+SO 32+2Cl +H 2O 错误!未找到引用源。2CuCl ↓+SO 42+2H ;
+
-
-
-
+
(3)稀硫酸
(4)CuCl 不溶于乙醇,乙醇可以溶解水除去水,避免CuCl 在潮湿的空气中水解氧化; (5)BD
(6)0.597ab/m
37、[化学——选修3:物质结构与性质]
碳及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象
化描述。在基态原子中,核外存在 对自旋相反的电子。 (2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是 。
(3)CS 2分子中,共价键的类型有 ,C 原子的杂化轨道类型是 ,
写出两个与CS 2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。 (4)CO 能与金属Fe 形成Fe(CO)5,该化合物熔点为253K ,沸点为376K ,其固体属于 晶
体。
(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示
:
① 在石墨烯晶体中,每个C 原子连接 个六元环,每个六元环占有 个C 原
子。
② 在金刚石晶体中,C 原子所连接的最小环也为六元环,每个C 原子连接 故六 元环,六元环中最多有 个C 原子在同一平面。
参考答案: (1)电子云;2;
(2)碳原子最外层4个电子,既难失去,又难得到 (3)极性键或δ键、π键;sp ;N 2O 、CO 2、CN 22;
-
(4)分子
(5)①3;2;②12;4;
38、[化学——选修5:有机化学基础](15分)
A (C 2H 2)是基本有机化工原料。由A 制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如图所示:
回答下列问题:
(1)A 的名称是 ,B 含有的官能团是 。
(2)①的反应类型是 ,⑦的反应类型是 。 (3)C 和D 的结构简式分别为 、 。
(4)异戊二烯分子中最多有 个原子共平面,顺式据异戊二烯的结构简式
为 。
(5)写出与A 具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体 (写结构简
式)。
(6)参照异戊二烯的上述合成路线,设计一天有A 和乙醛为起始原料制备1,3—丁二烯的合成路线 。 参考答案:
(1)乙炔;碳碳双键、酯基 (2) 加成反应;消去反应;
(3)
;CH 3CH 2CH 2CHO 。
(4) 11;
(5)
2015年高考试新课标I 理综化学试题解析
7.我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写道:“性最烈,
能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿第,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指( ) A .氨水 B . 硝酸 C .醋 D .卤水
解析:结合化学史料,考察氧化性强弱。氧化性最强的强水是硝酸。选择B 。 8.N A 为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A .18gD 2O 和18gH 2O 中含有的质子数均为10N A B .2L0.5mol/L亚硫酸溶液中含有的H +微粒数为2N A
C .过氧化钠与水反应时,生成0.1mol 氧气转移的电子数为0.2N A D .密闭容器中2molNO 与1molO 2充分反应,产物的分子数为2N A
解析:考察阿伏加德罗常数问题。A ,D 2O 与H 2O 摩尔质量不同;B ,H 2SO 3是弱酸;C ,根据O 2~2e ,正确;D ,考虑NO 2与N 2O 4的相互转化,产物的分子数小于2N A 。选择C 。
9.乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途,其结构式如图
所示。将甲醛水溶液
与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成 乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比为( ) A .1:1 B .2:3 C .3:2 D .2:1
解析:考察原子守恒原理。可以通过硬数C 、N 原子个数的方法,也可以用O 与2H 结合产生H 2O 的方法,有3CH 2O ~2NH 3,选择C 。
10.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( )
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解析:考察化学反应原理与实验现象的关系。A ,稀硝酸与过量的Fe 分反应,则生成硝 酸亚铁和NO 气体、水,无铁离子生成,所以加入KSCN 溶液后,不变红色,现象错误;B 、Cu 与硫酸铁发生氧化还原反应,生成硫酸铜和硫酸亚铁,无黑色固体出现,现象错误;C 、铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高,所以内部熔化的铝不会滴落,错误;D 、硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀,再加入硫酸铜,则生成氢氧化铜蓝色沉淀,沉淀的转化符合由溶解度小的向溶解度更小的沉淀转化,所以氢氧化铜的溶度积比氢氧化镁的溶度积小,正确,答案选D 。
11.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。
下列有关微生物电池的说法错误的是( ) A .正极反应中有CO 2生成 B .微生物促进了反应中电子的转移 C .质子通过交换膜从负极区移向正极区 D .电池总反应为C 6H 12O 6+6O2=6CO2+6H2O
解析:考察原电池原理。A ,C 6H 12O 6→CO 2,C 化合价升高,在负极生成;B ,微生物是酶催化剂,加快反应速率;C ,氢离子是阳离子,从负极区移向正极;D ,总反应正确。错误的选择A 。
12.W 、X 、Y 、Z 均为的短周期元素,原子序数依次增加,且原子核外L 电子层的电子数
分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( ) A .单质的沸点:W>X B .阴离子的还原性:W>Z C .氧化物的水化物的酸性:Y
解析:考察元素推断和元素周期律。W 的L 层无电子,是H ;X 的L 层5电子,是N ,
Y 、Z 的最外层电子之和为18-1-5=12,且L 层电子数为8,是第三周期的P 、Cl 元素。根据元素周期律,A ,单质的熔点,H 2Cl;C ,氧化物没
-
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有指明最高价;D ,N 与P 可以存在于(NH4) 3PO 4的离子化合物中。选择B 。
13.浓度均为0.10mol/L、体积均为V 0的MOH 和ROH 溶液,分别加水稀释至体积V ,pH
V
随lg )
V 0A .MOH 的碱性强于ROH 的碱性 B .ROH 的电离程度:b 点大于a 点 C .若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-) 相等 V
D .当lg =2时,若两溶液同时升高温度,
V 0
则c(M+)/c(R+) 增大
解析:考察电离平衡的加水稀释移动。A, 由起点分析,MOH 的PH=13,ROH 的PH 小V
于13,说明MOH 是强碱,ROH 是弱碱;B ,lg 增大,稀释的倍数越大,ROH 稀越
V 0电离;C ,无限稀释,接近中性溶液,它们的c(OH-) 相等;升高温度,c(M+) 不变,c(R+) 增大,比值减小。错误的选择D 。
26.(14分)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K 1=5.4×102,K 2=5.4×105。草酸
-
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的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C 2O 4·2H 2O) 无色,熔点为101 ℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。
回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C 中可观
察到的现象是_________,由此可知草酸晶体分解的产物中有_______。装置B 的主要作用是________。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO ,为进行验证,选用甲组实验中的装
置A 、B 和下图所示的部分装置(可以重复选用) 进行实验。
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A 、B 、______。装置H 反应管中盛有的物质是_______。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO 的现象是_______。 (3)①设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸的强______。 ②草酸为二元酸______。 参考答案:
(1)有气泡产生,澄清石灰水变浑浊;CO 2;冷凝草酸,避免草酸干扰二氧化碳的检验。 (2)①F 、D 、G 、H 、D 、I ; CuO (氧化铜);
②H 前的装置D 中的石灰水不变浑浊,H 中有红色固体生成,H 后的装置D 中的石灰水变浑浊;
(3) ① 向1mol/L的NaHCO 3溶液中加入1mol/L的草酸溶液,若产生大量气泡则说明草
酸的酸性比碳酸强。
② 将浓度均为0.1mol/L的草酸和氢氧化钠溶液等体积混合,测反应后的溶液的pH ,若溶液呈酸性,则说明草酸是二元酸。
解析:考察化学实验方案设计。A 装置的作用是分解草酸晶体,由于草酸的熔点低, 挥发产生的草酸与石灰水也会产生沉淀,会干扰二氧化碳的检验,所以B 装置的冰水
的作用是冷凝草酸蒸汽,避免对二氧化碳的检验的干扰;C 装置的作用是检验二氧化 碳,现象是有气泡产生,澄清石灰水变浑浊;如果要检验CO ,首先要吸收二氧化碳, 用F ,是否吸收完全,可以再通过D ,再用G 吸收水蒸汽,再用H 还原CuO ,再检验 产物二氧化碳。多余的CO 用排水法收集,避免污染环境。证明CO 的现象有三处:H
前的装置D 中的石灰水不变浑浊,H 中有红色固体生成,H 后的装置D 中的石灰水变 浑浊;证明草酸比碳酸强,可以依据较强酸生成较弱酸的原理,选择与碳酸氢钠反应; 证明草酸是二元酸,可以依据信息,K h2=Kw /Ka1=1.0×10
-14
/5.4×102
-
-
NaHC 2O 4溶液呈酸性,来测定NaHC 2O 4溶液的PH 值。或者通过NaHC 2O 4溶液与氯 化钙有沉淀的反应来说明,或者通过草酸与氢氧化钠的中和滴定来说明。方案多样, 是一个开放性答案。
27.(14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg 2B 2O 5·H 2O 和
Fe 3O 4,还有少量Fe 2O 3、FeO 、CaO 、Al 2O 3和SiO 2等) 为原料制备硼酸(H3BO 3) 的工艺 流程如图所示:
回答下列问题:
(1)写出Mg 2B 2O 5·H 2O 与硫酸反应的化学方程式_____________。为提高浸出速率,除适
当增加硫酸浓度浓度外,还可采取的措施有_________(写出两条)。
(2)利用_______的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是______(化学
式)。
(3)“净化除杂”需先加H 2O 2溶液,作用是_______。然后在调节溶液的pH 约为5,目的是
_________。
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。
(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH 4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为
_______。
(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,
用化学方程式表示制备过程___________。 参考答案:
(1)Mg 2B 2O 5·H 2O+2H2SO 4=== 2MgSO4+2H3BO 3;搅拌矿粉、升高温度。 (2)Fe 3O 4; CaSO 4、SiO 2;
(3) 氧化溶液中的Fe 2+;除去溶液中的Al 3+和Fe 3+。 (3) 硫酸镁
(5)
(6)2H 3BO 3+3Mg === 3MgO+2B+3H2O
解析:以工艺流程考察元素及其化合物知识。加硫酸,铁硼矿中,Mg 2B 2O 5·H 2O →MgSO 4、 H 3BO 3;FeO →FeSO 4;CaO →CaSO 4;Al 2O 3→AI 2(SO4) 3;过滤,Fe 3O 4、CaSO 4、SiO 2 进入浸渣,Fe 3O 4利用磁性分离,剩余为CaSO 4、SiO 2;净化除杂,先加入H 2O 2溶液, 将Fe 2氧化成Fe 3;调节PH 值,除去Fe 3和Al 3;滤渣主要是Fe(OH)3和Al(OH)3;
+
+
+
+
蒸发浓缩,冷却结晶得到固体粗硼酸,溶液是硫酸镁溶液,所以粗硼酸中容易附有硫酸 镁。NaBH 4中是含有4个B —H 键的络合离子;Mg 与硼酸反应在一定条件下生成氧化 镁和B ,高温有利于水蒸汽逸出。
28.(15分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛图。回答下列问题: (1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO 2和H 2SO 4,即可得
到I 2, 该反应的还原产物为____________。
(2)上述浓缩液中含有I -、Cl -等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO 3溶液,当
c (I -)
AgCl 开始沉淀时,溶液中为:_____________,已知K sp (AgCl )=1.8×10-10,-
c (Cl )
K sp (AgI )=8.5×10-17。
(3)已知反应2HI (g )=H2(g) + I2(g)的△H=+11kJ·mol -1,1molH 2(g )、1molI 2(g )分子中
化学键断裂时分别需要吸收436KJ 、151KJ 的能量,则1molHI (g )分子中化学键断裂时需吸收的能量为______________kJ。 (4)Bodensteins 研究了下列反应:2HI (g )
H 2(g )+I2(g )在716K 时,气体混合
物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t 的关系如下表:
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K 的计算式为:___________。
②上述反应中,正反应速率为v 正=k正x 2(HI),逆反应速率为v 逆=k逆x(H2)x(I2) ,其中k 正、k
逆
为速率常数,则k 逆为________(以K 和k 正表示) 。若k 正=0.0027min-1,在t=40min时,v 正
=__________min-1
③由上述实验数据计算得到v 正~x(HI)和v 逆~x(H2) 的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为_________________(填字母)
参考答案: (1)MnSO 4; (2)4.72×10-7; (3)299
(4)①K=0.1082/0.7842;
② k正/K;1.95×10-3 ③A 点、E 点
解析:考察氧化还原原理与沉淀溶解平衡、热化学理论和化学平衡;(1)根据氧化还原化合价升降,I →I 2,MnO 2→MnSO 4;(2)根据沉淀溶解平衡原理,I 先沉淀,再Cl 沉淀,有
-
-
-
c (I -) AgCl 与AgI 有相互转化;=Ksp(AgI)/Ksp(AgCl)=8.5×10-17/1.8×10-10=4.72×10-7;(3)-
c (Cl )
根据热化学理论,2E(H-I)-E(I-I)-E(H-H)=11kJ·mol -1,E(H-I)=299kJ·mol -1;(4)根据题意,K=C(H2) ×C(I2)/C2(HI)=X(H2) ×X(I2)/X2(HI)=[(1-X(HI))/2]2/X2(HI)=0.1082/0.7842;K=k正/k逆; 所以k 逆=k正/K;υ正=0.0027×0.0852=1.95×10-3;随着温度的升高,正逆反应速率都增大,
排掉C 、F 点,在相同时间内,HI 的正向改变量与氢气的逆向改变量的2倍相等是平衡状态,所以是A 、E 两点。
36.[化学——选修2:化学与技术](15分)
氯化亚铜(CuCl) 广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl 难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu 和少量CuO )为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl 的工艺过程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①中得到的氧化产物是_________,溶解温度应控制在60—70度,原因是
__________。
(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式___________。
(3)步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是_________(写名称) 。 (4)上述工艺中,步骤⑥不能省略,理由是_____________.
(5)步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有__________(填
字母)
A 、分馏塔 B 、离心机 C 、反应釜 D 、框式压滤机
(6)准确称取所制备的氯化亚铜阳平mg ,将其置于若两的FeCl 3溶液中,待样品完全溶解
后,加入适量稀硫酸,用amol/L的K 2Cr 2O 7溶液滴定到终点,消耗K 2Cr 2O 7溶液bmL ,反应中Cr 2O 72-被还原为Cr 3+,样品中CuCl 的质量分数为__________。 参考答案:
(1)CuSO 4;减小硫酸铜的水解,减小硝酸的挥发和分解;
(2)2Cu 2+SO 32+2Cl +H 2O 错误!未找到引用源。2CuCl ↓+SO 42+2H ;
+
-
-
-
+
(3)稀硫酸
(4)CuCl 不溶于乙醇,乙醇可以溶解水除去水,避免CuCl 在潮湿的空气中水解氧化; (5)BD
(6)0.597ab/m
37、[化学——选修3:物质结构与性质]
碳及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象
化描述。在基态原子中,核外存在 对自旋相反的电子。 (2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是 。
(3)CS 2分子中,共价键的类型有 ,C 原子的杂化轨道类型是 ,
写出两个与CS 2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。 (4)CO 能与金属Fe 形成Fe(CO)5,该化合物熔点为253K ,沸点为376K ,其固体属于 晶
体。
(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示
:
① 在石墨烯晶体中,每个C 原子连接 个六元环,每个六元环占有 个C 原
子。
② 在金刚石晶体中,C 原子所连接的最小环也为六元环,每个C 原子连接 故六 元环,六元环中最多有 个C 原子在同一平面。
参考答案: (1)电子云;2;
(2)碳原子最外层4个电子,既难失去,又难得到 (3)极性键或δ键、π键;sp ;N 2O 、CO 2、CN 22;
-
(4)分子
(5)①3;2;②12;4;
38、[化学——选修5:有机化学基础](15分)
A (C 2H 2)是基本有机化工原料。由A 制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如图所示:
回答下列问题:
(1)A 的名称是 ,B 含有的官能团是 。
(2)①的反应类型是 ,⑦的反应类型是 。 (3)C 和D 的结构简式分别为 、 。
(4)异戊二烯分子中最多有 个原子共平面,顺式据异戊二烯的结构简式
为 。
(5)写出与A 具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体 (写结构简
式)。
(6)参照异戊二烯的上述合成路线,设计一天有A 和乙醛为起始原料制备1,3—丁二烯的合成路线 。 参考答案:
(1)乙炔;碳碳双键、酯基 (2) 加成反应;消去反应;
(3)
;CH 3CH 2CH 2CHO 。
(4) 11;
(5)