24(5分)含氮废水进入水体而对环境造成的污染越来越严重,环境专家认为可以用金属铝将水体中的NO3-还原为N2,从而消除污染。其反应的离子方程式是:
6NO3-+ 10Al + 18H2O == 3N2↑+ 10Al(OH)3 + 6OH-。某化学兴趣小组的同学经过探究发现还有两条途径:
(1)金属镁比铝能更快消除氮的污染,其反应原理和金属铝相同。金属镁是从海水中提取的MgCl2通过电解制得的。若要除去1m3含氮元素0.3mol的废水中的NO3-,则至少需要含0.5%(质量分数)MgCl2的海水多少kg?
(2)甲醇加人含NO3-的废水中也可消除氮的污染,其在一种微生物作用下发生反应:
6NO3-+ 6H+ + 5CH3OH == 3N2↑+ 5CO2 ↑+ 13H2O。 若某废水用上述方法处理时, NO3-→N2的转化率为a%,那么每天处理此含NO3-为b g/L的废水V m3 (密度1g/cm3) 。需要甲醇多少千克?
25(11分)某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材(必修加选修)中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:
物质 |
Al |
Al2O3 |
Fe |
Fe2O3 |
熔点/℃ |
660 |
2054 |
1535 |
1462 |
沸点/℃ |
2467 |
2980 |
2750 |
-- |
Ⅰ.(1) 某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理?答:_________________(填“合理”或“不合理”)
(2) 设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂
是_______________,反应的离子方程式为_________________________________。
(3) 实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是____________(填序号)。
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液
Ⅱ. 实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸
的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入4mol·L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题:
(1) 图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为______________________。
(2) 在DE段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式为___________;
上述现象说明溶液中________________结合OH-的能力比________强(填离子符号)。
(3) B与A的差值为_________mol。
(4) B点对应的沉淀的物质的量为______mol,C点对应的氢氧化钠溶液的体积为_____mL.
23、在两支试管中分别加入3mL 2mol·L-1的稀盐酸,将两个各装有0.3gNaHCO3和0.3g
Na2CO3粉末的小气球分别套在试管口。将气球内的NaHCO3或Na2CO3同时倒入试管中,观察
到的现象如下:
(1) 试管中(填产生沉淀或气体及反应速率等相关现象)______________________ 。
(2) 盛______的试管中气球变得更大,大小气球体积之比约为________(填最简单整数比)。
(3) 甲同学用手触摸试管,发现盛NaHCO3粉末的试管变冷,而盛Na2CO3的试管温度有所
升高。由此他得出:不管其状态如何,NaHCO3和HCl反应为吸热反应,而Na2CO3和HCl
反应为放热反应。类似如中和热,甲同学写出了下列热化学方程式:
HCO(aq)+H+(aq)=H2O(l)+CO2(g);ΔH>0 CO(aq)+2H+(aq)=H2O(l)+CO2(g);ΔH<0
甲同学下结论的方法是否正确 (填“正确”或“不正确”)。
(4) 为研究上述反应是吸热还是放热反应,继续进行了下列实验(每次实验各做3次平行实
验,取平均值):
序号 |
试剂1 |
试剂2 |
混合前温度 |
混合后最高或最低温度 |
① |
35mL水 |
2.5g NaHCO3固体 |
20℃ |
18.5℃ |
② |
35mL水 |
3.2 Na2CO3固体 |
20℃ |
24.3℃ |
③ |
35mL稀盐酸 |
含2.5g NaHCO3的饱和溶液32.5mL |
20℃ |
19℃ |
④ |
35mL稀盐酸 |
含3.2g Na2CO3的饱和溶液23.1mL +10ml水 |
20℃ |
24.2℃ |
⑤ |
35mL稀盐酸 |
2.5gNaHCO3固体 |
20℃ |
16.2℃ |
⑥ |
35mL稀盐酸 |
3.2g Na2CO3固体 |
20℃ |
25.1℃ |
请你帮助填写相关内容:
该研究报告的题目是《____________________________________________________》;
该实验中所用的仪器除试管、药匙(或V型纸槽)、气球、玻璃棒、烧杯、量筒、保温瓶外
还需要的仪器名称为______________和______________;
通过上述实验可得出五条结论:
a:NaHCO3的溶解是__________(填“吸热”或“放热”,下同)过程;
b:Na2CO3的溶解是__________过程;
c:NaHCO3的饱和溶液和盐酸的反应是__________反应;
d:Na2CO3的饱和溶液和盐酸的反应是__________反应;
e:NaHCO3固体与稀盐酸反应的反应热是由_________(填a~d的字母)的热效应之和。
21(Ⅰ)(4分)下图是一种形状酷似一条小狗的有机物,化学家Tim Rickard将其取名为
“doggycene”。(1)doggycene的分子式为________________;
(2)1mol该物质在氧气中完全燃烧生成CO2和水的物质的量之比为______;
(3)该分子中所有碳原子__________(填“可能”或“不可能”)处于同一平面。
(Ⅱ)(12分)分子式为C13H16O2的惕各酸苯乙酯广泛用于香精的调香剂。已知:
为了合成该物,某实验室的科技人员设计了下列合成路线:
试回答下列问题:
(1) 试写出:A的结构简式_______________;B的结构简式________________。
(2) 反应②中另加的试剂是_______________;反应④的一般条件是______________。
(3) 试写出反应生成E的化学方程式:____________________________________________。
(4) 上述合成路线中属于取代反应的是 (填编号)。
22.(10分)下图为一些物质间的转化关系,其中一些转化过程的条件和某些生成物已略去。已知B为无色液体,C、D、H、N……等为单质,反应③是工业上制取单质H的反应。
(1)写出反应③、④的化学方程式: 、
。
(2)在固态时,物质E、H、M、I、G、K中,与A的晶体类型相同的有 (写相应的化学式)。
(3)物质G的电子式为 。
(4)用离子方程式表示物质K溶液不显中性的原因 。
(5)上述物质的转化中,有一些对生产科技的发展有着重要的意义,请简单加以说明。
。
19.(1)(6分)在常温常压下,注射器甲中装有N02气体,注射器乙中装有相同体积的空气(如图所示,夹持仪器均已略去)
①常温下,打开两个止水夹后,同时向外拉动两注射器的活塞,且拉动的距离相同,将会看到U形管中液面a. (填升高、下降 或不变)。
试解释这一现象: 。
② 如将注射器甲中的气体换成NH3、U形管中的CCl4换成水,仍在
常温下,打开两个止水夹后,同时向里推动两注射器的活塞,且推动
的距离相同,将会看到U形管中液面a (填升高 、 下降 或 不变 )。试解释这一现
象 。
(2)(6分)可用于分离或提纯物质的方法有:A、分馏 B、盐析 C、过滤 D、重结晶 E、升华 F、渗析 G、电解 H、加热分解 I、蒸馏 J、灼热氧化。如欲分离或提纯下列各组混合物,请选择上述方法中最合适者(填相应字母)填空:
①从石油中分离出汽油和煤油等成分 ;②除去淀粉溶液中的少量碘化钠 ;
③从油脂皂化反应后的混合液中分离出高级脂肪酸钠 ;④除去粗铜中锌、银等金属 ;
⑤除去水中的Na+、SO、Cl-等杂质 ;⑥除去KNO3晶体中混有的少量NaCl ;。
20(11分).苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,有机化学中通过酯化反应和水解反应的原理,可以进行苯甲酸甲酯的合成和皂化反应。有关物质的物理性质见下表所示:
|
苯甲酸 |
甲醇 |
苯甲酸甲酯 |
熔点/℃ |
122.4 |
-97 |
-12.3 |
沸点/℃ |
249 |
64.3 |
199.6 |
密度/g·cm-3 |
1.2659 |
0.792 |
1.0888 |
水溶性 |
微溶 |
互溶 |
不溶 |
Ⅰ 苯甲酸甲酯的合成和提纯
相关的实验步骤为:
第一步:将过量的甲醇和苯甲酸混合加热发生酯化反应
第二步:水洗提纯
第三步:蒸馏提纯
(1) 上述是合成和提纯的有关装置图,请写出合成和提纯苯甲酸甲酯的操作顺序(填字母_ )
(2) C装置中除了装有15g苯甲酸和20mL过量的甲醇外还需要__________、,_____________。作用分别是______________ 、________________ 。
(3) C装置中冷凝管的作用是________________,A装置中固体Na2CO3作用是_________。
Ⅱ 苯甲酸甲酯的皂化反应
G H I
(4) 能说明G装置中反应完全的现象是________________________________________。
(5) 在Ⅱ中得到白色固体的质量为5g。假设反应I和反应Ⅱ中:蒸馏提纯的效率为66.7%,加
浓盐酸苯甲酸钠生成白色固体的转化率为80%,酯化反应中苯甲酸的转化率为X。其他步骤
的转化效率为100%。则X=____________。
18.MOH和ROH两种一元碱的溶液分别加水稀释时,pH变化如右图所示。下列叙述中不
正确的是
A.ROH是一种强碱
B.在x点,MOH完全电离
C.在x点,c(M+)==c(R+)
D.稀释前,c(ROH)==10c(MOH)
第Ⅱ卷 (非选择题 共78分)
17.a mL3种气态烃的混合物和足量氧气混合点燃后恢复到原来的状态(常温常压),气体体
积共缩小了2a mL(不考虑CO2的溶解)。则这3种烃可能的组合是
A.C2H6、C4H6、C2H2同条件下体积比为2:1:2
B.CH4、C3H6、C2H2保持V(C3H6):V(C2H2)=1:2
C.CH4、C2H4、C3H4任意体积比
D.C3H8、C4H8、C2H2质量比为11:14:26
16.已知Zn(OH)2与A1(OH)3一样,是一种两性氢氧化物,它与强酸、强碱反应的离子方程
式分别为:Zn(OH)2+2H+==Zn2++2H20,Zn(OH)2+2OH-==ZnO22-+2H20,
但Zn(OH)2能溶于过量的氨水中,而Al(OH)3却不能,其反应的离子方程式为;Zn(OH)2+4NH3·H2O==Zn(NH3)42++2OH-+4H2O。则下面四组物质的溶液,不能运用滴加
顺序进行鉴别的是:
A.A1Cl3、NH3·H2O B.ZnCl2、NH3·H2O C.A1Cl3、NaOH D.ZnCl2、NaOH
15.利尿酸在奥运会上被禁用,其结构简式如下图所示,下列叙述正确的是
A.该有机物的分子式是C13H10Cl2O4
B.利尿酸分子内处于同一平面的原子不超过10个
C.1 mol利尿酸能与5 mol H2发生加成反应
D.利尿酸能与FeCl3溶液发生显色反应
14.常温下,把盐酸和氨水等体积混合后,其混合液的pH为7,则下列说法中正确的是
A.盐酸中的c(H+)一定大于氨水中的c(OH-)
B.反应后生成的盐在溶液中不能发生水解
C.盐酸的物质的量浓度一定小于氨水的物质的量浓度
D.盐酸中氯化氢的物质的量一定等于NH3·H2O的物质的量
13.已知NaH2P04、NaHC204、NaHS03的水溶液的pH均小于7,由此可以推断
A.H3PO4、H2C204、H2SO3都是弱酸
B.H2PO4-、HC2O4-、HSO3-、的电离程度小于其水解程度
C.H3PO4、H2C2O4、H2SO3、的酸性均强于H2CO3
D.NaH2PO4、NaHC2O4、NaHSO3只能与强碱反应,不能与强酸反应
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