华教网 考试资讯 2018年福建高考化学模拟冲刺试题【含答案】

2018年福建高考化学模拟冲刺试题【含答案】

2018年福建高考化学模拟冲刺试题【含答案】

一、选择题(共7小题,每小题6分,满分42分)

1.与化学相关的知识散见于中国传统文化典籍之中.下列有关说法不正确的是(  )

A.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,该过程发生了置换反应

B.某古剑“以剂钢为刃,铁为茎干,…,”“剂钢”指的是铁的合金

C.《梦溪笔谈》载:“高奴县出脂水,燃之如麻,但烟甚浓”,所述“脂水”属于石油

D.《肘后备急方》载:“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,如此提取青蒿素纯属萃取

2.设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是(  )

A.1mol苯分子中含有C═C键的数目为3NA

B.含1molNa2CO3的溶液中,阴离子总数大于NA

C.1molFeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA

D.标准状况下,22.4L空气中含有的氧原子数为2NA

3.短周期元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,X位于第VA族,Y原子的核外电子数比X原子多1,R与Y同主族,Z原子最外层电子数与电子层数相等.下列判断正确的是(  )

A.原子半径:R>Z>Y

B.X的最简单气态氢化物分子中含有18个电子

C.Y与Z形成的常见化合物既能与酸反应,又能与碱反应

D.同周期元素中R的最高价氧化物对应水化物的酸性最强

4.某香料的合成原料(Y)的分子结构如图,下列有关Y的叙述正确的是(  )

A.Y的化学式为C9H10O

B.Y可以发生加成反应和银镜反应

C.Y分子中最多有7个碳原子处于同一平面

D.Y的同分异构体中,属于芳香烃化合物、且苯环上仅含有一个侧链的醇类物质有5种

5.下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是(  )

选项

实验操作

实验现象

结论

A

向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl 溶液和CuSO4溶液

均有固体析出

蛋白质均发生变性

B

淀粉溶液和稀H2SO4混合加热后,再加新制的Cu(OH)2悬浊液煮沸

无砖红色沉淀产生

淀粉未水解

C

向苯酚浓溶液中滴入溴水,振荡

无白色沉淀产生

苯酚与溴水不反应

D

将乙醇和浓硫酸共热至170℃后,将生成的气体通入酸性KMnO4溶液中

KMnO4溶液褪色

不能证明乙烯能使KMnO4溶液褪色

A.A              B.B              C.C              D.D

6.最近报道的一种能快速充放电的离子电池,其中的电解质为离子液体{AlCl4﹣/[EMI]+},放电时有关离子转化如图所示.下列说法正确的是  (  )

A.放电时,负极发生2AlCl4﹣﹣e﹣═Al2Cl7﹣+Cl﹣

B.放电时,有机阳离子[EMI]+向铝电极方向移动

C.充电时,阴极发生:4Al2Cl7﹣+3e﹣═Al+7AlCl4﹣

D.充电时,泡沫石墨极与外电源的负极相连

7.25℃时,向盛有50mLpH=2的一元酸HA溶液的绝热容器中加入pH=13的NaOH溶液,加入NaOH溶液的体积(V)与所得混合溶液的温度(T)的关系如图所示.下列叙述正确的是(  )

A.25℃时,HA的电离平衡常数Ka约为1.43×10﹣3

B.a→b的过程中,溶液中c(A﹣)与c(HA)之和始终不变

C.b→c的过程中,温度降低的主要原因是溶液中发生了吸热反应

D.等浓度的NaOH和NaA混合溶液中一定存在关系:c(Na+)>c(A﹣)>c(OH﹣)>c(H+)

 

二、解答题(共3小题,满分43分)

8.2﹣氯乙醇是一种重要的有机化工原料,受热时易分解.通常是以适量的2﹣氯乙醇为溶剂,用氯化氢与环氧乙烷反应制得新的2﹣氯乙醇.制取反应装置如图所示.

反应原理为:(g)+HCl(g)⇌ClCH2CH2OH(l)△H<0

部分实验药品及物理量:

化合物名称

相对分子质量

熔点(℃)

沸点(℃)

环氧乙烷

44

﹣112,2

10.8

2﹣氯乙醇

80.5

﹣67.5

128.8

制取与测定实验步骤如下:

Ⅰ.2﹣氯乙醇的制取

①将溶剂2﹣氯乙醇加入三颈烧瓶中,启动搅拌器;②分别将氯化氢与环氧乙烷两种气体按6:5(物质的量)的配比通入反应器中,使其在溶剂中充分溶解反应;③反应温度控制在30℃,持续反应100min;④采用减压蒸馏,收集产品.

(1)装置中使用恒压分液漏斗的优点是  .

(2)在步骤④中,采用减压分馏的原因是  .

(3)写出实验步骤中提高环氧乙烷利用率的措施:  、  .(写出两点)

Ⅱ.2﹣氯乙醇含量的测定.

已知:①ClCH2CH2OH+NaOHHOCH2CH2OH+NaCl(水解反应)

②Ksp(AgCl)=1.8×10﹣30;Ksp(AgSCN)=1.0×10﹣12

③经检测,所得样品中还含有一定量的氯化氢和其它杂质(杂质不与NaOH和AgNO3溶液反应),密度约为1.10g•mL﹣1.

样品中Cl元素含量的测定,涉及的实验步骤如下:

a.待完全水解后加稀硝酸至酸性;

b.加入32.50mL0.400mol•L﹣1AgNO3溶液,使Cl﹣完全沉淀;

c.取样品1.00mL于锥形瓶中,加入NaOH溶液,加热;

d.向其中加入2.00mL硝基苯(密度:1.21g•mL﹣1),振荡,使沉淀表面被有机物覆盖;

e.加入指示剂,用0.100mol•L﹣1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,消耗NH4SCN溶液10.00mL;

f.另取样品1.00mL加水稀释成10.00mL,用pH计测定,测得溶液的pH为1.00.

(4)在上述实验步骤a﹣e中,

①合理的操作顺序是  .(选填序号)

②操作d加入硝基苯的目的是  ,若无此操作,则所测样品中Cl元素含量将会  .(填“偏大”、“偏小”或“不变”)

③操作e选用的指示剂可以是下列的  .(选填序号)

A.淀粉溶液 B.酚酞溶液 C.NH4Fe(SO4)2溶液 D.FeCl2溶液

(5)根据实验测定的数据计算,样品中2﹣氯乙醇的质量分数为  .

(6)2﹣氯乙醇能否与水反应生成HCl?请设计实验验证:  .

9.电池级草酸亚铁广泛用于新型电池材料等领域.利用制钛白粉的副产品硫酸亚铁(主要成分FeSO4•7H2O,含Al3+、Fe3+、TiO2+等杂质)生产电池级草酸亚铁的一种工艺流程如图1.

已知:①25℃时,草酸的电离平衡常数为:Ka1=5.9×10﹣2,Ka2=6.4×10﹣5.

②文献记载:草酸亚铁在中性或碱性环境中是不稳定的.

③几种难溶物的溶解度与pH的关系如图2所示.

回答下列问题:

(1)“除杂”步骤加入铁粉的作用有二:其一是还原Fe3+,其二是  ;为除尽杂质,须控制pH至少  为宜,写出pH=3时除去杂质的反应离子方程式:  .

(2)“转化”步骤中草酸与 Fe(OH)2悬浊液的反应体系须控制条件.实验表明:酸度对产品纯度的影响如图3.随着pH的升高,导致产品纯度下降所发生的氧化还原反应方程式为  ;为保证产品纯度大于99.5%,反应体系必须保持较低的pH,但过高的酸度又会使产品纯度降低,其原因是  .

(3)“过滤②”步骤所得的滤液中含有的阳离子有  ;此外,其中还含有一定量的H2C2O4,若该滤液的pH=2,则其中c(C2O42﹣ ):c(H2C2O4 )=  .

(4)在“洗涤”步骤中,确认沉淀已洗涤干净的依据是  .

10.氮元素及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用.

Ⅰ.亚硝酸(HNO2)是一种弱酸、具有氧化性.

(1)已知:25℃时,Ka(HNO2)=5.0×10﹣4  Kb(NH3•H2O)=1.8×10﹣5

室温下,0.1mol•L﹣1的NH4NO2溶液中离子浓度由大到小顺序为  .

(2)酸性工业废水中NO3﹣可用尿素[CO(NH2)2]处理,转化为对空气无污染的物质,其反应的离子反应方程式为  .

Ⅱ.工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该过程实际分为两步反应:

第一步合成氨基甲酸铵:2NH3(g)+CO2(g)═H2NCOONH4(s)△H=﹣272kJ•mol﹣1

第二步氨基甲酸铵分解:H2NCOONH4(s)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+138kJ•mol﹣1

(3)写出以NH3、CO2为原料合成尿素分热化学方程式:  .

(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件:T℃时,在一体积为10L密闭容器中投入4molNH3和1molCO2

,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图1所示.

①反应进行到10min时测得CO2的物质的量为0.26mol,则第一步的反应速率v(CO2)=  .

②已知总反应的快慢由慢的一步决定,则在此条件下,合成尿素两步反应中慢反应的平衡常数K=  .

Ⅲ.电化学方法可用于治理空气中的氮氧化物NOx.

(5)如图2是用食盐水做电解液电解烟气脱氮的一种原理图,NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3﹣,尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气.

①电解池中NO被氧化成NO3﹣的离子方程式为  

②研究发现,除了电流密度外,控制电解液较低的pH有利于提高NO去除率,其原因是  .

 


2018年福建高考化学模拟冲刺试题答案

一、选择题(共7小题,每小题6分,满分42分)

1.与化学相关的知识散见于中国传统文化典籍之中.下列有关说法不正确的是(  )

A.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,该过程发生了置换反应

B.某古剑“以剂钢为刃,铁为茎干,…,”“剂钢”指的是铁的合金

C.《梦溪笔谈》载:“高奴县出脂水,燃之如麻,但烟甚浓”,所述“脂水”属于石油

D.《肘后备急方》载:“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,如此提取青蒿素纯属萃取

【考点】物质的组成、结构和性质的关系.

【分析】A.铁置换铜属于湿法炼铜;

B.合金的硬度大于其任一成分;

C.燃之如麻,但烟甚浓,说明易燃烧,应为石油;

D.没有液体的分层,不是萃取.

【解答】解:A.铁置换铜属于湿法炼铜,该过程发生了置换反应,故A正确;

B.剑刃硬度要大,所以用碳铁合金,故B正确;

C.燃之如麻,但烟甚浓,说明易燃烧,应为石油,故C正确;

D.萃取是利用了溶质在不同的溶剂中的溶解度不同,没有液体的分层,不是萃取,故D错误.

故选D.

 

2.设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是(  )

A.1mol苯分子中含有C═C键的数目为3NA

B.含1molNa2CO3的溶液中,阴离子总数大于NA

C.1molFeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA

D.标准状况下,22.4L空气中含有的氧原子数为2NA

【考点】阿伏加德罗常数.

【分析】A.苯分子中不含碳碳双键;

B.碳酸钠为强碱弱酸盐,水溶液中部分碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子;

C.亚铁离子和碘离子都能够被氯气氧化,1mol碘化亚铁完全反应消耗1.5mol氯气;

D.空气中氧气、二氧化碳、水蒸气都含有氧原子.

【解答】解:A.苯分子中不含碳碳双键,故A错误;

B.碳酸钠为强碱弱酸盐,水溶液中部分碳酸根离子水解,含有1mol碳酸钠溶液中,因为碳酸根离子水解,阴离子总数大于NA,故B正确;

C.1molFeI2中含有1mol亚铁离子、2mol碘离子,完全反应需要消耗1.5mol氯气,转移了3mol电子,转移的电子数为3NA,故C错误;

D.空气中氧气、二氧化碳、水蒸气都含有氧原子,各种气体含量未知,无法计算氧原子个数,故D错误;

故选:B.

 

3.短周期元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,X位于第VA族,Y原子的核外电子数比X原子多1,R与Y同主族,Z原子最外层电子数与电子层数相等.下列判断正确的是(  )

A.原子半径:R>Z>Y

B.X的最简单气态氢化物分子中含有18个电子

C.Y与Z形成的常见化合物既能与酸反应,又能与碱反应

D.同周期元素中R的最高价氧化物对应水化物的酸性最强

【考点】原子结构与元素周期律的关系.

【分析】短周期元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,X位于第VA族,Y原子的核外电子数比X原子多1,则Y位于第VIA族,R与Y同主族,则Y为O元素、R为S元素、X为N元素,

Z原子最外层电子数与电子层数相等,Z应该位于第三周期,Z最外层电子数为3,则Z为Al元素,

所以X、Y、Z、R分别是N、O、Al、S元素;

A.电子层数越多,原子半径越大,同一周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小;

B.X的简单气态氢化物是NH3;

C.Y和Z形成的化合物是氧化铝,氧化铝属于两性氧化物;

D.元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,但O、F元素除外.

【解答】解:短周期元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,X位于第VA族,Y原子的核外电子数比X原子多1,则Y位于第VIA族,R与Y同主族,则Y为O元素、R为S元素、X为N元素,

Z原子最外层电子数与电子层数相等,Z应该位于第三周期,Z最外层电子数为3,则Z为Al元素,

所以X、Y、Z、R分别是N、O、Al、S元素;

A.电子层数越多,原子半径越大,同一周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小,O原子有2个电子层、Al和S有3个电子层且Al原子序数需要S,所以原子半径Z>R>Y,故A错误;

B.X的简单气态氢化物是NH3,氨气分子中含有10个电子,故B错误;

C.Y和Z形成的化合物是氧化铝,氧化铝属于两性氧化物,能溶于强酸强碱、强碱溶液,故C正确;

D.元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,但O、F元素除外,第三周期非金属性最强的是Cl,所以第三周期中Cl元素最高价氧化物的水化物酸性最强,故D错误;

故选C.

 

4.某香料的合成原料(Y)的分子结构如图,下列有关Y的叙述正确的是(  )

A.Y的化学式为C9H10O

B.Y可以发生加成反应和银镜反应

C.Y分子中最多有7个碳原子处于同一平面

D.Y的同分异构体中,属于芳香烃化合物、且苯环上仅含有一个侧链的醇类物质有5种

【考点】有机物的结构和性质.

【分析】有机物含有碳碳双键,可发生加成、加聚和氧化反应,含有羰基,可发发生加成反应,结合烯烃的平面形结构解答该题.

【解答】解:A.由结构简式可知Y的化学式为C9H12O,故A错误;

B.不含醛基,则不能发生银镜反应,故B错误;

C.与碳碳双键直接相连的原子在同一平面上,则Y分子中最多有6个碳原子处于同一平面,故C错误;

D.分子式为C9H10O,属于芳香烃化合物、且苯环上仅含有一个侧链,则烃基可为正丙级、异丙基两种,分别有3、2中H原子可被羟基取代,则含有一个侧链的醇类物质有5种,故D正确.

故选D.

 

5.下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是(  )

选项

实验操作

实验现象

结论

A

向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl 溶液和CuSO4溶液

均有固体析出

蛋白质均发生变性

B

淀粉溶液和稀H2SO4混合加热后,再加新制的Cu(OH)2悬浊液煮沸

无砖红色沉淀产生

淀粉未水解

C

向苯酚浓溶液中滴入溴水,振荡

无白色沉淀产生

苯酚与溴水不反应

D

将乙醇和浓硫酸共热至170℃后,将生成的气体通入酸性KMnO4溶液中

KMnO4溶液褪色

不能证明乙烯能使KMnO4溶液褪色

A.A              B.B              C.C              D.D

【考点】化学实验方案的评价.

【分析】A.加NaCl发生盐析,加CuSO4 溶液发生变性;

B.淀粉溶液和稀H2SO4混合加热后,水解生成葡萄糖,应在碱性条件下检验葡萄糖;

C.向苯酚浓溶液中滴入溴水,生成三溴苯酚溶于苯酚;

D.乙醇和浓硫酸共热至170℃后发生消去反应生成乙烯,但乙醇易挥发,二者均可使高锰酸钾褪色.

【解答】解:A.向两份蛋白质溶液中分别加NaCl发生盐析,加CuSO4 溶液发生变性,盐析为可逆过程,变性为不可逆过程,故A错误;

B.淀粉溶液和稀H2SO4混合加热后,水解生成葡萄糖,应在碱性条件下检验葡萄糖,则没有加碱至碱性不能检验,故B错误;

C.向苯酚浓溶液中滴入溴水,生成三溴苯酚溶于苯酚,应选浓溴水,现象可观察到白色沉淀,故C错误;

D.乙醇和浓硫酸共热至170℃后发生消去反应生成乙烯,但乙醇易挥发,二者均可使高锰酸钾褪色,则该实验不能证明乙烯能使KMnO4溶液褪色,故D正确;

故选D.

 

6.最近报道的一种能快速充放电的离子电池,其中的电解质为离子液体{AlCl4﹣/[EMI]+},放电时有关离子转化如图所示.下列说法正确的是  (  )

A.放电时,负极发生2AlCl4﹣﹣e﹣═Al2Cl7﹣+Cl﹣

B.放电时,有机阳离子[EMI]+向铝电极方向移动

C.充电时,阴极发生:4Al2Cl7﹣+3e﹣═Al+7AlCl4﹣

D.充电时,泡沫石墨极与外电源的负极相连

【考点】化学电源新型电池.

【分析】放电时铝为负极,被氧化生成Al2Cl7﹣,负极反应:方程式为Al+7AlCl4﹣﹣3e﹣═4Al2Cl7﹣,其逆过程就是充电时的阴极反应4Al2Cl7﹣+3e﹣=Al+7AlCl4﹣;正极反应为3Cn[AlCl4]+3e﹣=3Cn+3AlCl4﹣,其逆过程就是充电时的阳极反应:Cn+AlCl4﹣﹣e﹣═Cn[AlCl4],以此解答该题.

【解答】解:A.放电时,铝是活泼的金属铝是负极,铝发生氧化反应生成铝离子,铝离子与AlCl4﹣结合生成Al2Cl7﹣,所以电极反应式为:Al﹣3e﹣+7AlCl4﹣═4Al2Cl7﹣,故A错误;

B.放电时,阳离子向正极移动,即向石墨极移动,故B错误;

C.充电时,Al2Cl7在阴极得电子发生还原反应,即阴极发生:4Al2Cl7﹣+3e﹣=Al+7AlCl4﹣,故C正确;

D.充电时正极与外接电源的正极相连,则泡沫石墨极与外电源的正极相连,故D错误.

故选C.

 

7.25℃时,向盛有50mLpH=2的一元酸HA溶液的绝热容器中加入pH=13的NaOH溶液,加入NaOH溶液的体积(V)与所得混合溶液的温度(T)的关系如图所示.下列叙述正确的是(  )

A.25℃时,HA的电离平衡常数Ka约为1.43×10﹣3

B.a→b的过程中,溶液中c(A﹣)与c(HA)之和始终不变

C.b→c的过程中,温度降低的主要原因是溶液中发生了吸热反应

D.等浓度的NaOH和NaA混合溶液中一定存在关系:c(Na+)>c(A﹣)>c(OH﹣)>c(H+)

【考点】酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算.

【分析】A.电离平衡常数K=计算得到判断;

B.当酸碱中和恰好完全时,溶液中的溶质为NaA,根据物料守恒c(A﹣)与c(HA)之和始终等于钠离子浓度,若酸过量或碱过量时不再相等;

C.b→c的过程中,温度降低的原因是溶液中发生了反应恰好生成NaA,继续滴加氢氧化钠溶液不再发生反应;

D.根据物料守恒,等浓度的NaOH和NaA混合溶液中c(Na+)>c(OH﹣)>c(A﹣)>c(H+).

【解答】解:A.电离平衡常数K===1.43×10﹣3,故A正确;

B.当酸碱中和恰好完全时,溶液中的溶质为NaA,根据物料守恒c(A﹣)+c(HA)=c(Na+),若酸过量或碱过量时不再相等,故B错误;

C.b→c的过程中,温度降低的原因是溶液中发生了反应恰好生成NaA,继续滴加氢氧化钠溶液不再发生反应,溶液温度降低,故C错误;

D.根据物料守恒,等浓度的NaOH和NaA混合溶液中c(Na+)>c(OH﹣)>c(A﹣)>c(H+),故D错误.

故选A.

 

二、解答题(共3小题,满分43分)

8.2﹣氯乙醇是一种重要的有机化工原料,受热时易分解.通常是以适量的2﹣氯乙醇为溶剂,用氯化氢与环氧乙烷反应制得新的2﹣氯乙醇.制取反应装置如图所示.

反应原理为:(g)+HCl(g)⇌ClCH2CH2OH(l)△H<0

部分实验药品及物理量:

化合物名称

相对分子质量

熔点(℃)

沸点(℃)

环氧乙烷

44

﹣112,2

10.8

2﹣氯乙醇

80.5

﹣67.5

128.8

制取与测定实验步骤如下:

Ⅰ.2﹣氯乙醇的制取

①将溶剂2﹣氯乙醇加入三颈烧瓶中,启动搅拌器;②分别将氯化氢与环氧乙烷两种气体按6:5(物质的量)的配比通入反应器中,使其在溶剂中充分溶解反应;③反应温度控制在30℃,持续反应100min;④采用减压蒸馏,收集产品.

(1)装置中使用恒压分液漏斗的优点是 平衡气压,使分液漏斗内的液体能顺利滴下 .

(2)在步骤④中,采用减压分馏的原因是 减小压强,使液体沸点降低,防止2﹣氯乙醇因温度过高而分解 .

(3)写出实验步骤中提高环氧乙烷利用率的措施: 氯化氢过量 、 反应温度控制在30℃ .(写出两点)

Ⅱ.2﹣氯乙醇含量的测定.

已知:①ClCH2CH2OH+NaOHHOCH2CH2OH+NaCl(水解反应)

②Ksp(AgCl)=1.8×10﹣30;Ksp(AgSCN)=1.0×10﹣12

③经检测,所得样品中还含有一定量的氯化氢和其它杂质(杂质不与NaOH和AgNO3溶液反应),密度约为1.10g•mL﹣1.

样品中Cl元素含量的测定,涉及的实验步骤如下:

a.待完全水解后加稀硝酸至酸性;

b.加入32.50mL0.400mol•L﹣1AgNO3溶液,使Cl﹣完全沉淀;

c.取样品1.00mL于锥形瓶中,加入NaOH溶液,加热;

d.向其中加入2.00mL硝基苯(密度:1.21g•mL﹣1),振荡,使沉淀表面被有机物覆盖;

e.加入指示剂,用0.100mol•L﹣1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,消耗NH4SCN溶液10.00mL;

f.另取样品1.00mL加水稀释成10.00mL,用pH计测定,测得溶液的pH为1.00.

(4)在上述实验步骤a﹣e中,

①合理的操作顺序是 cabde .(选填序号)

②操作d加入硝基苯的目的是 防止在滴加NH4CSN时,AgCl沉淀部分转化为AgSCN沉淀 ,若无此操作,则所测样品中Cl元素含量将会 偏小 .(填“偏大”、“偏小”或“不变”)

③操作e选用的指示剂可以是下列的 C .(选填序号)

A.淀粉溶液 B.酚酞溶液 C.NH4Fe(SO4)2溶液 D.FeCl2溶液

(5)根据实验测定的数据计算,样品中2﹣氯乙醇的质量分数为 80.50% .

(6)2﹣氯乙醇能否与水反应生成HCl?请设计实验验证: 取少量2﹣氯乙醇于试管中,加水溶解,振荡后滴加硝酸银溶液,观察是否有白色沉淀,如有,则表明2﹣氯乙醇能与水发生反应,否则,不会反应 .

【考点】制备实验方案的设计;氯离子的检验.

【分析】本题是利用浓硫酸和氯化钠固体混合加热制取氯化氢,再将环氧乙烷与氯化氢在低温下,发生加成反应生成2﹣氯乙醇,并根据沸点差异,将反应后的混合利用减压蒸馏的方式分离提纯得到2﹣氯乙醇;

I.(1)恒压分液漏斗的特点是能保证液面上方和容器内压强相等,有利于漏斗内液体流下;

(2)减压蒸馏能降低液体的沸点,可防止馏份在高温下受热分解;

(3)此反应的特征是放热的可逆反应,可通过增加反应物的量或降温促进平衡正向移动,提高反应物的转化率;

Ⅱ.(4)①欲测定2﹣氯乙醇中氯元素的含量,可利用卤代烃的水解原理,使2﹣氯乙醇在氢氧化钠溶液中通过加热使之完全水解,再利用稀硝酸酸化中和多余的NaOH溶液,再滴加过量AgNO3溶液,使溶液中Cl﹣完全转化为AgCl沉淀,利用NH4SCN溶液滴定多余的Ag+,由此计算出滴定Cl﹣消耗的Ag+的量,从而计算出氯元素的含量;

②混合液中AgCl存在溶解平衡,滴加NH4SCN溶液,可能会促进平衡正向移动,生成AgSCN;

③NH4SCN溶液遇Fe3+的溶液显红色,则可利用含有Fe3+的溶液检验NH4SCN是否滴加过量;

(5)根据实验操作可知,溶液里Cl﹣的物质的量为AgNO3的总物质的量减去NH4SCN的物质的量,另外原样品中混合的HCl的物质的量可根据样品稀释后溶液的pH进行计算,从而计算出实际2﹣氯乙醇中氯元素的质量,并计算出氯元素的质量分数;

(6)欲检验2﹣氯乙醇是否与水反应生成氯化氢,可检验混合液中是否含有氯离子.

【解答】解:(1)使用恒压分液漏斗可确保漏斗液面上方压强和烧瓶内气体压强相等,使漏斗内液体顺利流下,故答案为:平衡气压,使分液漏斗内的液体能顺利滴下;

(2)因为2﹣氯乙醇高温下易分解,可通过减压蒸馏的方法,降低其沸点,防分解,故答案为:减小压强,使液体沸点降低,防止2﹣氯乙醇因温度过高而分解;

(3)可通过增大氯化氢的量或降温(控制反应温度控制在30℃)等方法促进平衡正向移动,提高环氧乙烷的利用率,故答案为:氯化氢过量;反应温度控制在30℃;

(4)①为样品中Cl元素含量的测定,可通过先取样品1.00mL于锥形瓶中,加入NaOH溶液,加热;待完全水解后加稀硝酸至酸性;然后加入32.50mL0.400mol•L﹣1AgNO3溶液,使Cl﹣完全沉淀;再向其中加入2.00mL硝基苯(密度:1.21g•mL﹣1),振荡,使沉淀表面被有机物覆盖;最后加入指示剂,用0.100mol•L﹣1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,消耗NH4SCN溶液10.00mL;故答案为:cabde;

②防止在滴加NH4SCN时,AgCl沉淀部分转化为AgSCN沉淀,滴NH4SCN溶液前可加入硝基苯使沉淀表面被有机物覆盖,如果不进行此操作,则会有AgCl部分电离,消耗的NH4SCN溶液偏多,导致样品中氯元素的含量偏小,

故答案为:防止在滴加NH4SCN时,AgCl沉淀部分转化为AgSCN沉淀;偏小;

③可利用溶液里Fe3+来检验NH4SCN溶液是否过量,现象是当溶液显血红色时可知滴定终点,故答案为:C;

(5)样品中含有HCl的物质的量为:0.1mol/L×0.01L=0.001mol;总AgNO3的物质的量为0.4mol/L×0.0325L=0.013mol;滴定消耗NH4SCN的物质的量为0.1mol/L×0.01L=0.001mol;则样品中氯原子的物质的量为:0.013mol﹣0.001mol﹣0.001mol=0.011mol;样品中氯元素的质量分数为: =80.5%,

故答案为:80.5%;

(6)欲证明2﹣氯乙醇与水反应生成氯化氢,可通过取少量2﹣氯乙醇于试管中,加水溶解,振荡后滴加硝酸银溶液,观察是否有白色沉淀,如有,则表明2﹣氯乙醇能与水发生反应,否则,不会反应,

故答案为:取少量2﹣氯乙醇于试管中,加水溶解,振荡后滴加硝酸银溶液,观察是否有白色沉淀,如有,则表明2﹣氯乙醇能与水发生反应,否则,不会反应.

 

9.电池级草酸亚铁广泛用于新型电池材料等领域.利用制钛白粉的副产品硫酸亚铁(主要成分FeSO4•7H2O,含Al3+、Fe3+、TiO2+等杂质)生产电池级草酸亚铁的一种工艺流程如图1.

已知:①25℃时,草酸的电离平衡常数为:Ka1=5.9×10﹣2,Ka2=6.4×10﹣5.

②文献记载:草酸亚铁在中性或碱性环境中是不稳定的.

③几种难溶物的溶解度与pH的关系如图2所示.

回答下列问题:

(1)“除杂”步骤加入铁粉的作用有二:其一是还原Fe3+,其二是 调节溶液的PH值 ;为除尽杂质,须控制pH至少 5 为宜,写出pH=3时除去杂质的反应离子方程式: TiO2++2H2O═H2TiO3↓+2H+ .

(2)“转化”步骤中草酸与 Fe(OH)2悬浊液的反应体系须控制条件.实验表明:酸度对产品纯度的影响如图3.随着pH的升高,导致产品纯度下降所发生的氧化还原反应方程式为 4Fe(OH)2+2H2O+O2═4Fe(OH)3 ;为保证产品纯度大于99.5%,反应体系必须保持较低的pH,但过高的酸度又会使产品纯度降低,其原因是 溶液的PH值太小会导致氢氧化亚铁溶解 .

(3)“过滤②”步骤所得的滤液中含有的阳离子有 NH4+、Fe3+、H+ ;此外,其中还含有一定量的H2C2O4,若该滤液的pH=2,则其中c(C2O42﹣ ):c(H2C2O4 )= 3.8×10﹣2 .

(4)在“洗涤”步骤中,确认沉淀已洗涤干净的依据是 取少量最一次洗涤滤液于试管中,加入足量的氯化钡溶液,没有出现白色浑浊 .

【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.

【分析】副产品硫酸亚铁(主要成分FeSO4•7H2O,含Al3+、Fe3+、TiO2+等杂质),加水和铁屑,Fe与Fe3+反应生成FeSO4,调节溶液的PH值为3左右时,TiO2+水解生成TiO2•xH2O,使铝离子水解生成氢氧化铝沉淀,过滤,滤渣为TiO2•xH2O、Fe、氢氧化铝,滤液中再加氨水生成氢氧化亚铁悬浊液,再加入草酸生成草酸亚铁沉淀,过滤得滤液为硫酸亚铁、硫酸铵等,滤渣为草酸亚铁,将草酸亚铁固体洗涤、干燥、粉碎即可得电池级草酸亚铁,

(1)样品中的杂质主要为Al3+、Fe3+、TiO2+等,加入铁粉可以还原铁离子,调节溶液的PH值使Al3+、TiO2+都水解产生沉淀而除去,据此答题;

(2)随着pH的升高,氢氧化亚铁容易被空气中氧气氧化为氢氧化铁,但溶液的PH值太小会导致氢氧化亚铁溶解,所以要保持合适的PH值;

(3)“过滤②”步骤所得的滤液为硫酸亚铁、硫酸铵等,据此判断阳离子,此外其中还含有一定量的H2C2O4,存在平衡H2C2O4⇌C2O42﹣+2H+,且K=Ka1•Ka2,据此计算c(C2O42﹣ ):c(H2C2O4 );

(4)在“洗涤”步骤中,确认沉淀已洗涤干净可以根据洗涤液中是否含有硫酸根离子判断.

【解答】解:副产品硫酸亚铁(主要成分FeSO4•7H2O,含Al3+、Fe3+、TiO2+等杂质),加水和铁屑,Fe与Fe3+反应生成FeSO4,调节溶液的PH值为3左右时,TiO2+水解生成TiO2•xH2O,使铝离子水解生成氢氧化铝沉淀,过滤,滤渣为TiO2•xH2O、Fe、氢氧化铝,滤液中再加氨水生成氢氧化亚铁悬浊液,再加入草酸生成草酸亚铁沉淀,过滤得滤液为硫酸亚铁、硫酸铵等,滤渣为草酸亚铁,将草酸亚铁固体洗涤、干燥、粉碎即可得电池级草酸亚铁,

(1)样品中的杂质主要为Al3+、Fe3+、TiO2+等,加入铁粉可以还原铁离子,调节溶液的PH值,使Al3+、TiO2+都水解产生沉淀而除去,根据图可知,须控制pH至少5为宜,才能使Al3+、TiO2+都水解产生沉淀,pH=3时除去杂质的反应离子方程式为TiO2++2H2O═H2TiO3↓+2H+,

故答案为:调节溶液的PH值;5;TiO2++2H2O═H2TiO3↓+2H+;

(2)随着pH的升高,氢氧化亚铁容易被空气中氧气氧化为氢氧化铁,反应的离子方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O2═4Fe(OH)3,但溶液的PH值太小会导致氢氧化亚铁溶解,所以要保持合适的PH值,

故答案为:4Fe(OH)2+2H2O+O2═4Fe(OH)3;溶液的PH值太小会导致氢氧化亚铁溶解;

(3)“过滤②”步骤所得的滤液为硫酸亚铁、硫酸铵等,所以溶液吕含有阳离子为NH4+、Fe3+、H+,此外其中还含有一定量的H2C2O4,存在平衡H2C2O4⇌C2O42﹣+2H+,且K=Ka1•Ka2,当溶液的pH=2即c(H+)=10﹣2时,根据K==Ka1•Ka2可知,c(C2O42﹣):c(H2C2O4)===3.8×10﹣2,

故答案为:NH4+、Fe3+、H+;3.8×10﹣2;

(4)在“洗涤”步骤中,确认沉淀已洗涤干净的方法是取少量最一次洗涤滤液于试管中,加入足量的氯化钡溶液,没有出现白色浑浊,则说明已经洗涤干净,

故答案为:取少量最一次洗涤滤液于试管中,加入足量的氯化钡溶液,没有出现白色浑浊.

 

10.氮元素及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用.

Ⅰ.亚硝酸(HNO2)是一种弱酸、具有氧化性.

(1)已知:25℃时,Ka(HNO2)=5.0×10﹣4  Kb(NH3•H2O)=1.8×10﹣5

室温下,0.1mol•L﹣1的NH4NO2溶液中离子浓度由大到小顺序为 c(NO2﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH﹣) .

(2)酸性工业废水中NO3﹣可用尿素[CO(NH2)2]处理,转化为对空气无污染的物质,其反应的离子反应方程式为 6H++5CO(NH2)2+6NO3﹣=5CO2↑+8N2↑+13H2O .

Ⅱ.工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该过程实际分为两步反应:

第一步合成氨基甲酸铵:2NH3(g)+CO2(g)═H2NCOONH4(s)△H=﹣272kJ•mol﹣1

第二步氨基甲酸铵分解:H2NCOONH4(s)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+138kJ•mol﹣1

(3)写出以NH3、CO2为原料合成尿素分热化学方程式: 2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=﹣134kJ•mol﹣1 .

(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件:T℃时,在一体积为10L密闭容器中投入4molNH3和1molCO2

,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图1所示.

①反应进行到10min时测得CO2的物质的量为0.26mol,则第一步的反应速率v(CO2)= 0.0074mol/(L•min) .

②已知总反应的快慢由慢的一步决定,则在此条件下,合成尿素两步反应中慢反应的平衡常数K= c(H20) .

Ⅲ.电化学方法可用于治理空气中的氮氧化物NOx.

(5)如图2是用食盐水做电解液电解烟气脱氮的一种原理图,NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3﹣,尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气.

①电解池中NO被氧化成NO3﹣的离子方程式为 3Cl2+8OH﹣+2NO=2NO3﹣+6Cl﹣+4H2O 

②研究发现,除了电流密度外,控制电解液较低的pH有利于提高NO去除率,其原因是 次氯酸钠在酸性条件下氧化性增强 .

【考点】化学平衡的计算;用盖斯定律进行有关反应热的计算;原电池和电解池的工作原理.

【分析】(1)根据电离常数Ka(HNO2)=5.0×10﹣4  Kb(NH3•H2O)=1.8×10﹣5判断一水合氨的电离能力弱于亚硝酸,则铵根离子的水解能力强于亚硝酸根离子,溶液显酸性,据此判断;

(2)尿素在酸性条件下与硝酸根反应生成二氧化碳和氮气;

(3)已知:①2NH3(g)+CO2(g)═H2NCOONH4(s)△H=﹣272kJ•mol﹣1

②H2NCOONH4(s)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+138kJ•mol﹣1,

根据盖斯定律:①+②可得;

(4)①反应进行到10min时测得CO2的物质的量为0.26mol,根据v=计算;

②已知总反应的快慢由慢的一步决定,结合图象变化趋势进行判断,反应快慢可以依据第一步和第二步反应的曲线斜率比较大小;再根据化学平衡常数概念写K,注意固体不写入表达式;

(5)①食盐水做电解液电解得Cl2脱氮,根据氧化还原反应的规律可得反应;

②次氯酸钠在酸性条件下氧化性增强,故控制电解液较低的pH有利于提高NO去除率.

【解答】解:(1)电离常数Ka(HNO2)=5.0×10﹣4  Kb(NH3•H2O)=1.8×10﹣5,则NH3•H2O的电离能力较弱,相应的铵根离子的水解能力稍强,溶液显酸性,所以NH4NO2溶液中离子浓度由大到小顺序为:c(NO2﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH﹣);

故答案为:c(NO2﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH﹣);

(2)酸性条件下,亚硝酸根离子和尿素发生氧化还原反应生成两种无毒气体,根据元素守恒知,两种无毒气体应该是氮气和二氧化碳气体,离子反应方程式为:6H++5CO(NH2)2+6NO3﹣=5CO2↑+8N2↑+13H2O;

故答案为:6H++5CO(NH2)2+6NO3﹣=5CO2↑+8N2↑+13H2O;

(3)已知:①2NH3(g)+CO2(g)═H2NCOONH4(s)△H=﹣272kJ•mol﹣1

②H2NCOONH4(s)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+138kJ•mol﹣1,

根据盖斯定律:①+②可得:2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=﹣134kJ•mol﹣1;

故答案为:2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=﹣134kJ•mol﹣1;

(4)①体积为10L密闭容器中投入4molNH3和1molCO2,反应进行到10min时测得CO2的物质的量为0.26mol,v(CO2)==0.0074mol/(L•min);

故答案为:0.0074mol/(L•min);

②由图象可知在15分钟左右,氨气和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵后不再变化,发生的是第一步反应,氨基甲酸铵先增大再减小最后达到平衡,发生的是第二步反应,从曲线斜率不难看出第二部反应速率慢,已知总反应的快慢由慢的一步决定,故合成尿素两步反应中慢反应为H2NCOONH4(s)═CO(NH2)2(s)+H2O(g),根据化学平衡常数概念K=c(H20);

故答案为:c(H20);

(5)①电解食盐水阳极产生氯气作氧化剂,NO为还原剂,在碱性条件下的反应为:3Cl2+8OH﹣+2NO=2NO3﹣+6Cl﹣+4H2O;

故答案为:3Cl2+8OH﹣+2NO=2NO3﹣+6Cl﹣+4H2O;

②次氯酸钠在酸性条件下氧化性增强,故控制电解液较低的pH有利于提高NO去除率;

故答案为:次氯酸钠在酸性条件下氧化性增强.

 

 

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