36.(8分)(08年江苏化学·16)根据下列框图回答问题(答题时,方程式中的M、E用所对应的元素符号表示):
(1)写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式: 。
(2)某同学取X的溶液,酸化后加入KI、淀粉溶液,变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式: 、 。
(3)写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式: 。
(4)由E制备的E(C5H5)2的结构如右图,其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构为:。核磁共振法能够区分这两种结构。在核磁共振氢谱中,正确的结构有 种峰,错误的结构有 种峰。
答案:(8分)(1)Cu + H2O2 + H2SO4 == CuSO4 + 2H2O
(2)4Fe2+ + O2 + 4H+ == 4Fe3+ + 2H2O 2Fe3+ + 2I- == 2Fe2+ + I2
(3)10KOH + 3Cl2 + 2Fe(OH)3 == 2K2FeO4 + 6KCl + 8H2O
(4)1 3
解析:M为红色金属且生成蓝色溶液,H2SO 4提供酸性环境,H2O2做氧化剂,反应的化学方程式:Cu + H2O2 + H2SO4 == CuSO4 + 2H2O,E为金属铁,原因是Y遇到硫氰化钾呈红色,X为铁置换铜后生成了Fe2+,H2SO 4提供酸性环境,H2O2做氧化剂,反应的化学方程式:4Fe2+ + O2 + 4H+ == 4Fe3+ + 2H2O ,Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式:10KOH + 3Cl2 + 2Fe(OH)3 == 2K2FeO4 + 6KCl + 8H2O,错误的结构为:中有几部份为环五二烯,有三种等效氢原子,而正确的结构中为大π键,只有一种等效氢原子。
35.(10分)(08年江苏化学·15)金矿开采、冶炼和电镀工业会产生大量含氰化合物的污水,其中含氰化合物以HCN、CN -和金属离子的配离子M(CN)nm-的形式存在于水中。测定污水中含氰化合物含量的实验步骤如下:
①水样预处理:水样中加入磷酸和EDTA,在pH<2的条件下加热蒸馏,蒸出所有的HCN,并用NaOH溶液吸收。
②滴定:将吸收液调节至pH>11,以试银灵作指示剂,用AgNO3标准溶液滴定
Ag++2CN - == [Ag(CN)2] -
终点时,溶液由黄色变成橙红色。
根据以上知识回答下列问题:
(1)水样预处理的目的是 。
(2)水样预处理的装置如右图,细导管插入吸收液中是为了
。
(3)蒸馏瓶比吸收液面要高出很多,其目的是 。
(4)如果用盐酸代替磷酸进行预处理,实验结果将
(填“偏高”、“无影响”或“偏低”)。
(5)准确移取某工厂污水100 mL,经处理后用浓度为0.01000 mol·L-1的硝酸银标准溶液滴定,终点时消耗了21.00 mL。此水样中含氰化合物的含量为 mg·L-1的(以计,计算结果保留一位小数)。
答案:(10分)(1)将含氰化合物全部转化为CN - (2)完全吸收HCN,防止气体放空 (3)防止倒吸 (4)偏高 (5)109.2
解析:水样预处理的目的是,将污水中含的氰化合物HCN、CN -和金属离子的配离子M(CN)nm-的形式全部转化成HCN,然后用NaOH溶液吸收将HCN全部转化为CN -,很明显将细导管插入吸收液中是为了充分吸收HCN,防止气体排到空气中,引起大气污染,但同时可能产生倒吸现象,为防止倒吸,可以将蒸馏瓶升至比吸收液面要高出很多。如果用盐酸代替磷酸进行预处理,用AgNO3标准溶液滴定时,氯离子也消耗银离子,实验结果将偏高。
34.(12分)(08年山东理综·29)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。
(1)丙烷脱氢可得丙烯。
已知:C3H8(g)=CH4(g)+HCCH(g)+H2(g) △H1=156.6 kJ·mol-1
CH3CHCH2(g)=CH4(g)+HCCH(g ) △H2=32.4 kJ·mol-1
则相同条件下,反应C3H8(g)=CH3CHCH2(g)+H2(g) 的△H= kJ·mol-1。
(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为 ;放电时CO32-移向电池的 (填“正”或“负”)极。
(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3-+H+的平衡常数K1= 。(已知10-5.60=2.5×10-6)
(4)常温下,0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中c(H2CO3) c(CO32-)(填“>”、“=”或“<”),原因是 (用离子方程式和必要的文字说明)。
答案:
(1)124.2
(2)C3H8+5O2=3CO2+4H2O 负
(3)4.2×10-7 mol·L-1
(4)> HCO3-+H2O=CO32-+H3O+(或HCO3-=CO32-+H+)、HCO3-+H2O=H2CO3+OH-,HCO3-的水解程度大于电离程度
解析:(1)将第2个方程式颠倒反写,然后与第1个方程式相加,即得所求的反应C3H8(g)====CH3CH=CH2 (g)+H2(g),△H也随方程式的变化关系进行求算:△H=-△H2+△H1=124.2kJ.mol-1。
(2)以丙烷为燃料制作的新型燃料电池,其电池反应方程式为C3H8十502=3C02+4H20,因电子从电池的负极经导线流入了电池的正极,故电池的正极是电子富集的一极,故带负电荷的离子C032-在电解质溶液中应移向电池的负极而不是正极。
(3)根据电离平衡常数公式可知:
K1=c(H+)c(HCO3-)/c(H2CO3)=10-5.60×10-5.60/l.5×10-5=4.2×10-7mol. L-1。
(4)0.1 mol L-1NaHCO3溶液的pH大于8,说明溶液呈碱性,即c(OH-)>c(H+),因在NaHCO3溶液中存在着两个平衡:电离平衡HCO3-CO32-+H+,水解平衡:HCO3-+H20 H2CO3-+OH- ,其余部分水的电离忽略不计,由c(OH-)>c(H+),说明水解过程大于电离过程,从而推出c(H2CO3)>c(CO32-) 。
33.(11分)(08年广东化学·19)
碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(钝度约98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等杂质,提纯工艺路线如下:
已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示:
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分为 。
(2)“趁热过滤”的原因是 。
(3)若在实验室进行“趁热过滤”,可采取的措施是
(写出1种)。
(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是 。
(5)已知:
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g) ΔH1=+532.36 kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g) ΔH1=+473.63 kJ·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式 。
答案:(1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
(2)使析出的晶体为Na2CO3·H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3·10H2O晶体,令后续的加热脱水耗时长
(3)用已预热的布氏漏斗趁热抽滤
(4)溶解时有大量沉淀生成,使Na2CO3损耗且产物Na2CO3混有杂质 其原因:"母液"中,含有的离子有Ca2+,Na+,Cl-,SO42-,OH-,CO32-,当多次循环后,使用离子浓度不断增大,溶解时会生成CaSO4,Ca(OH)2,CaCO3等沉淀
(5)Na2CO3·H2O(s)=== Na2CO3(s) + H2O(g)△H= +58.73kJ·mol-1
解析:
(1) 因工业碳酸钠中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以"除杂"中加入过量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、Ca(OH)2沉淀。
(2) 观察坐标图,温度减少至313K时发生突变,溶解度迅速减少,弱不趁热过滤将析出晶体。
(3) 思路方向:1.减少过滤的时间 2.保持过滤时的温度。
(4) 思路:分析"母液"中存在的离子,若参与循环,将使离子浓度增大,对工业生产中哪个环节有所影响。
(5) 通过观察两个热化学方程式,可将两式相减,从而得到Na2CO3·H2O(S)==== Na2CO3(s)+ H2O(g)。
32.(14分)(08年宁夏理综·26)
某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程,利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。
填写下面空白。
(1)图中标号处需加入的相应物质分别是① 、② 、③ 、④ 、⑤ ;
(2)写出①处发生反应的离子方程式 ;写出③处发生反应的化学方程式 ;
(3)铁红的化学式为 ;分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途:铁红 ;氧化铜 。
答案:(14分)
(1)①铁屑 ②稀硫酸 ③稀硝酸 ④氢氧化钠 ⑤氢氧化钠
(2)Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe3++Fe=3Fe2+
Cu2++Fe=Cu+Fe2+ 2Au3++3Fe=2Au+3Fe2+
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)Fe2O3 用作红色涂料 用作制造铜盐的原料
解析:首先用过量铁屑将H+、Fe3+、Cu2+、Au3+等离子还原成H2、Fe2+、Cu、Au,发生4个反应,E中应为Fe2+,因为后面生成铁红,故⑤为碱液氢氧化钠,试剂②是将过量铁屑溶解,试剂③是将Cu、Au分离应为稀硝酸,从C中的Cu2+到氧化铜,也应为碱液氢氧化钠。
31.(07年广东化学·21)(10分)
以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:
氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题:
(1)欲制备10.7gNH4Cl,理论上需NaCl g。
(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有 、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。
(3)“冷却结晶”过程中,析出NH4Cl晶体的合适温度为 。
(4)不用其它试剂,检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是 。
(5)若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质,进一步提纯产品的方法是 。
答案:(10分)
(1)11.7
(2)蒸发皿
(3)35℃(33~40℃均可得分)
(4)加热法;取少量氯化铵产品于试管底部,加热,若试管底部无残留物,表明氯化铵产品纯净。
(5)重结晶
解析:难度,中,本题考查学生对质量守恒定律的理解以及对化学实验室常用的仪器主要用途的了解,考查学生应用基础知识解决简单化学问题的能力以及学生对图表的观察、分析能力。根据氯守恒可列关系求m(NaCl)= 10.7g·58.5g /mol ¸53.5g/mol=11.7g,氯化铵的溶解度随温度变化较大,而硫酸钠在30~100℃变化不大,故可有冷却结晶法以。但温度不能太低以防硫酸钠析出。所以应大约在33~40℃。
30.(07年广东化学·26)(12分)
羟基磷灰石[Ca3(PO4)3OH]是一种一种重要的生物无机材料。其常用的制备方法有两种:
方法A:用浓氨水分别调Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4溶液的pH约为12;在剧烈搅拌下,将(NH4)2HPO4溶液缓慢滴入Ca(NO3)2溶液中。
方法B:剧烈搅拌下,将H3PO4溶液缓慢滴加到Ca(OH)2悬浊液中。
3种钙盐的溶解度随溶液pH的变化如上图所示(图中纵坐标是钙离子浓度的对数),回答下列问题:
(1)完成方法A和方法B中制备Ca5(PO4)3OH的化学反应方程式:
①5Ca(NO3)2+3(NH4)2HPO4+4NH3·H2O=Ca5(PO4)3OH↓+ +
②5Ca(OH)2+3H3PO4=
(2)与方法A相比,方法B的优点是 。
(3)方法B中,如果H3PO4溶液滴加过快,制得的产物不纯,其原因是 。
(4)图中所示3种钙盐在人体中最稳定的存在形式是 (填化学式)。
(5)糖沾附在牙齿上,在酶的作用下产生酸性物质,易造成龋齿。结合化学平衡移动原理,分析其原因 。
答案:(12分)
(1)①10NH4NO3 3H2O ②Ca5(PO4)3OH↓+9H2O
(2)唯一副产物为水,工艺简单
(3)反应液局部酸性过大,会有CaHPO4产生
(4)Ca5(PO4)3OH
(5)酸性物质使沉淀溶解平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)向右移动,导致Ca5(PO4)3OH溶解,造成龋齿
解析:难度,中等,本题考查学生对难溶电解质的溶解平衡和酸碱反应的了解,考查学生书写化学反应方程形式的能力、读图解析和方案评价能力,以及化学平衡知识的综合应用能力。根据原子守恒可以配平反应方程式,方法A与方法B对比,主要是A产物有副产物NH4NO3,原子利用率不高。本题后二问要利用平衡思想解决,人体pH基本上在7.39~7.41,所以钙主要存在形式为Ca5(PO4)3OH,结合其电离平衡可以分析酸会促进其电离而溶解,造成龋齿。
29.(07年广东化学·24)(10分)
二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:
某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.72%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表,回答下列问题:
沉淀物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mn(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Zn(OH)2 |
CuS |
ZnS |
MnS |
FeS |
pH |
5.2 |
3.2 |
9.7 |
10.4 |
6.7 |
8.0 |
≥–0.42 |
≥2.5 |
≥7 |
≥7 |
(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的化学方程式为 。
(2)滤渣A的主要成分是 。
(3)加入MnS的目的是除去 杂质。
(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应方程式为 。
(5)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有 (写出两种)。
答案:(10分)
(1)MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O
(2)Fe(OH)3 Al(OH)3
(3)Cu2+ Zn2+
(4)MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-(或2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-)
(5)锌、二氧化锰
解析:考查学生对元素化合物的主要性质的掌握、书写电极反应方程形式的能力以及学生能够从试题提供的新信息中,准确地提取实质内容,并与已有知识模块整合,重组为新知识模块的能力。由反应流程可知:在酸性条件下二氧化锰将Fe2+氧化为Fe3+,将Cu氧化成Cu2+,此外溶液中的还有Zn2+和Al3+,当调pH至5.4时,只有Al(OH)3 和Fe(OH)3会完全沉淀,故滤渣A的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3。加入MnS后因为酸性条件下CuS 、ZnS更难溶所以会转化为CuS 、ZnS沉淀而除去Cu2+ Zn2+。
24.(09年山东理综·15)某温度下,相同pH值的盐酸和酸溶液分别是稀、平衡pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示。据图判断正确的是学科
A.Ⅱ为盐酸稀释时pH值变化曲线
B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C.a点Ka的数值比c点Ku的数值大
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
答案:B
解析:本题以醋酸为例考查了弱电解质的电离平衡,II应为醋酸稀释时的pH值变化曲线;溶液导电性取决于离子浓度,b点的H+浓度大,导电性强;KW的大小只取决于温度;相同pH值的盐酸和醋酸,醋酸浓度远大于盐酸的浓度,稀释到相同体积时,醋酸(II)浓度大于盐酸(I)浓度。
25.(09年天津理综·2)25 ℃时,浓度均为0.2 mol/L的NaHCO3和Na2CO3溶液中,下列判断不正确的是
A.均存在电离平衡和水解平衡
B.存在的粒子种类相同
C.c(OH-)前者大于后者
D.分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c(CO33-)均增大
答案:C
解析:相同浓度时,Na2CO3的碱性强于NaHCO3,C项错。
26.(09年天津理综·4)下列叙述正确的是
A.0.1 mol/LC6H5ONa溶液中:c(Na+)>c(C6H5O-)>c(H+)>c(OH-)
B.Na2CO3溶液加水稀释后,恢复至原温度,pH和Kw均减小
C.pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的NH4Cl溶液中,c(H+)不相等
D.在Na2S溶液中加入AgCl固体,溶液中c(S2-)下降
答案:D
解析:A项,苯酚钠为碱性溶液,故错;B项,温度不变,则Kw是不变的,错;C项,pH=5即代表溶液中c(H+)均为10-5mol/L,错。D项,Ag2S比AgCl更难溶,故加入S2-会与溶液中的Ag+结合的,正确。
27.(09年海南化学·6)已知室温时,0.1mo1/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是:
A.该溶液的pH=4
B.升高温度,溶液的pH增大
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
答案:B
解析:根据HA在水中的电离度可算出c(H+)=0.1× 0.1%mol·L-1=10-4 mol·L-1,所以pH=4;因HA在水中有电离平衡,升高温度促进平衡向电离的方向移动,所以c(H+)将增大,pH值会减小;C选项可由平衡常数表达式算出K==1×10-7 ,所以C无错误。c(H+)=10-4 mol·L-1 ,所以c(H+,水电离)= 10-10 mol·L-1,前者是后才的106倍。
28.(09年海南化学·11)在5mL 0.05 mo1/L的某金属氯化物溶液中,滴加0.1 mo1/L AgNO3溶液,生成沉淀质量与加入AgNO3溶液体积关系如图所示,则该氯化物中金属元素的化合价为:
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
答案:C
解析:设氯化物化学式为MClx
MClx -- x AgNO3
1 x
5mL×0.05 mol·L-1 0.1 mol·L-1×7.5mL
x = 3
23.(09年山东理综·13)下列推断合理的是
A.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在水中能形成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
B.金刚石是自然界中硬度最大的物质,不可能与氧气发生反应
C.浓H2SO4有强氧化性,不能与Cu发生剧烈反应
D.将SO2通入品红溶液,溶液褪色后加热恢复原色;将SO2通入溴水,溴水色后加热也能恢复原色
答案:A
解析:明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水,电离产生的Al3+在中水解生成能吸附水中悬浮杂质的Al(OH)3胶体,故可用作净水剂;金刚石、石墨均可以燃烧生成二氧化碳;浓H2SO4虽然有强氧化性,只有加热才能与Cu发生反应;SO2通入溴水后发生氧化还原反应,SO2 +Br2 + 2H2O= H2SO4+2HBr,加热不可能生成Br2.
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