1.(07年山东理综·12)下列叙述正确的是
A.16 8O2和18 8O2互为同位素,性质相似
B.常温下,pH=1的水溶液中Na+、NO3-、HCO3-、Fe2+可以大量共存
C.明矾和漂白粉常用于自来水的净化和杀菌消毒,两者的作用原理相同
D.C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H>0,所以石墨比金刚石稳定
答案:D
解析:A选项中同位素是指中子数不同、质子数相同的不同核素(原子)的互称,选项中给出的是分子,错误;B中PH=1的溶液为强酸性环境,解答时应在离子组Na+、NO3-、HCO3-、Fe2+ 中增加H+,分析可知碳酸氢根离子和氢离子不共存,在氢离子存在时硝酸根离子和亚铁离子不能共存,错误;C中明矾的净水原理是其溶于水电离产生的铝离子水解生成氢氧化铝能吸附水中悬浮物,而漂白粉是由其成分中的次氯酸钙和水、二氧化碳反应生成的次氯酸能杀菌消毒,作用原理不同,错误;D中此反应的△H>0,说明此反应是吸热反应,也就是金刚石的具有能量大于石墨,物质具有的能量越大,该物质越不稳定,正确。
45.(09年山东理综·30)(16分)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、S1的化合物,实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3,步骤如下:
请回答下列问题:
(1)溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择:实验步骤中试剂①为 (填代号),检验溶液A中Fe3+的最试剂为 (填代号)。
a.KMnO4 b.(NH4) 2S c.H2O2 d.KSCN
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过加热蒸发, 。过滤等操作。除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是 。
(3)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中选通入(或先加入) (填化学式)。若实验过程中有氨气逸出、应选用下列 装置回收(填代号)。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制某标准溶液,定容时视线应 ,直到 。用KMnO4标准溶液滴定时应选用 滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
答案:(1)c d
(2)冷却结晶 引流
(3)NH3·H2O b
(4)注视凹页面的最低处与刻度线 凹页面的最低处与刻度线相平 酸式
解析:(1)为使Fe2+、Fe3+一块沉淀,要加氧化剂将Fe2+氧化而又不引入新杂质,选H2O2;检验Fe3+ 选择SCN- (2)从溶液中要析出晶体,采用冷却结晶法;过滤时要用到玻璃棒引流。(3)CaCl2溶液不能与CO2反应,加入碱能反应,但又不能引入杂质,应通入NH3(或先加入NH3·H2O);氨气极易溶于水,要注意防倒吸,a装置广口瓶内的进气管长,容易倒吸,c装置中的倒置漏斗、d中的多空球泡可以防倒吸。
[考点分析]考查化学实验的基本操作、物质的提纯与鉴别、实验室安全等
44.(09年山东理综·28)(14分)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂 反应的△H(填“增大”、“减小”或“不改变”)。
(2)已知:O2(g) = O2+(g)+e- H1=1175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+e-=PtF6-(g) H2=-771.1 kJ·mol-1
O2PtF6(S)=O2+(g)+PtF6-(g) H3=482.2 kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g) = O2+PtF6-(s)的H=_____________ kJ·mol-1。
(3)在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成 沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为 。已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
(4)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应时溶液中c(NH4*)=c(Cl-)。则溶液显 性(填“酸”、“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb= 。
答案:(1)向左 不改变
(2)-77.6
(3)Cu(OH)2 Cu2++2NH3·H2O = Cu(OH)2↓ +2NH4+
(4)中 mol·L-1
解析:(1)恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气,则反应体系体积增大,平衡左移;使用催化剂只是改变了反应的途径,没有改变反应物与生成物的状态,△H不变;(2)利用盖斯定律,△H1+△H2+(-△H3)= -77.6 kJ·mol-1;(3)由于,KsP [Cu(OH)2]=2.2×10-20<Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,所以先生成沉淀;2NH3·H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2 NH4*;根据溶液的电中性原则,c(NH4*)=c(Cl-),则[H+]=[OH-];溶液显中性;Kb= ,c(NH4*)=c(Cl-)=0.005 mol·L-1;[H+]=[OH-]=1×10-7 mol·L-1(因为是25℃下且为中性);[NH3·H2O]=mol·L-1-0.005 mol·L-1,则:Kb=mol·L-1。
43.(09年江苏化学·16)(8分)以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:
(1)反应I前需在FeSO4溶液中加入 (填字母),以除去溶液中的Fe3+。
A.锌粉 B.铁屑 C.KI溶液 D.H2
(2)反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃,其目的是 。
(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是 。
(4)反应Ⅳ常被用于电解生产(NH4)2S2O8(二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极发生地电极反应可表示为 。
答案:(1)B
(2)防止NH4HCO3分解(或减少Fe2+的水解)
(3)降低K2SO4 的溶解度,有利于K2SO4 析出。
(4)2SO42- -2e-2S2O82-
解析:(1)在FeSO4溶液中除去溶液中的Fe3+,最好选用铁屑或铁粉,比较简单。(2)如果温度过高会导致NH4HCO3分解同样也会加快Fe2+的水解(温度越高水解速率越快)这样会使原料利用率降低。(3)由题目看出在III反应中生成的K2SO4 为固体,而K2SO4在无机溶剂中溶解度是比较大的,要想使K2SO4析出只能降低其溶解度所以加入醇类溶剂目的降低K2SO4的溶解度。
(4)根据阴阳极反应原理阳极失电子发生氧化反应,此题实质是电解硫酸铵溶液,在根据反应后的产物得出正确的答案。
[考点分析]此题为化工生产题型,主要考察了化合物性质,电极方程式书写。做此类题要分析清楚每一个环节目的和结果是什么。这样才能判断各反应后的产物分别是什么。
42.(09年广东化学·24)(11分)
超细氧化铝是一种重要的功能陶瓷原料。
(1)实验室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3为原料,在一定条件下先反应生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3,该沉淀高温分解即得超Al2O3,NH4AlO(OH)HCO3热分解的化学反应方程式 。
(2)NH4Al(SO4)2·12H2O的相对分子质量为453。欲配制100mlPH为2浓度约为0.1mol-1的NH4Al(SO4)2溶液,配制过程为
①用托盘天平称量NH4Al(SO4)2·12H2O固体 g。
②将上述固体置于烧杯中 。
(3)在0.1mol·l-1NH4Al(SO4)2溶液中,铝各形态的浓度(以Al3+计)的对数(lgc)随溶液ph变化的关系见下图
①用NaOH溶液调节(2)中溶液pH至7,该过程中发生反应的离子方程式有 ②请在答题卡的框图中,画出0.01mol·l-1NH4Al(SO4)2溶液中铝各形态的浓度的对数lgc随溶液pH变化的关系图,并进行必要的标注。
答案:(1)2NH4AlO(OH)HCO32NH3↑+Al2O3+3H2O↑+2CO2↑(2)将4.5g固体置于烧杯中,边加蒸馏水溶解边用玻璃棒搅拌,待完全溶解后,用玻璃棒移液至100ml的容量瓶中,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液转移到容量瓶中,加蒸馏水至刻度线2~3cm处应改用胶头滴管,上下振荡,静置,将配置好的溶液装入试剂瓶中,并贴上标签。
(3)。作图要点:起始与最终数值为-2;刚开始产生沉淀时PH要增大;完全沉淀和沉淀溶解时的PH应与原图一样;氢氧化铝完全溶解时的PH也是不变的二纵座标发生改变,所以线要与原图有所区别。
解析:(1)解答该题的关键是要判断出反应的产物,由题意NH4AlO(OH)HCO3热分解的产物应该有Al2O3,结合所学知识可知产物还应有NH3、CO2和H2O,配平化学方程式得:2NH4AlO(OH)HCO32NH3↑+Al2O3+3H2O↑+2CO2↑
(2)注意配置一定物质的量浓度溶液的操作步骤地准确性,一般是计算、溶解、转移、洗涤、定容、装瓶。计算时要注意规范,同时要注意托盘天平的精确度是±0.1g,100ml 0.1mol/LNH4Al(SO4)2中,物质的量为0.01mol,M[NH4Al(SO4)2]=453g/mol ,所以m(NH4Al(SO4)2)=453g/mol×0.01mol=4.53g=4.5g;溶解时要注意玻璃棒搅拌,转移时注意用到玻璃棒引流,同时还要注意洗涤操作,定容时距刻度2~3cm处应改用胶头滴管,同时还要注意上下震荡,使之混合均匀,装瓶时要注意贴上标签。
(3)①从题给图示可以看出,pH至7时铝离子完全转化为氢氧化铝沉淀,没有出现沉淀的溶解,又因为铵根离子水解使溶液显酸性,所以中性溶液中必须是铵根离子和一水合氨的混合物,说明必需有铵根离子与氢氧根的反应。该过程中发生反应的离子方程式为:Al3+ +3OH-===Al(OH)3↓;NH4+ +OH-=NH3·H2O②作图时注意NH4Al(SO4)2浓度的变化,由于浓度变为0.01mol·l-1,所以起始与最终数值为-2,又因为Al3+浓度减少减少为0.01mol·l-1,而溶度积常数不变,所以刚开始产生沉淀时pH要增大。而完全沉淀和沉淀溶解时的PH应与原图一样不能改变,但注意氢氧化铝完全溶解时的PH也是不变的二纵座标发生改变,所以线要与原图有所区别。
41.(09年广东化学·22)(12分)
某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
pH |
3.4 |
5.2 |
12.4 |
部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表,请回答下列问题:
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有 (要求写出两条)
(2)滤渣I的主要成分有 。
(3)从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有 。
(4)Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:
MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示:
①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2.简述可制备Mg(ClO3)2的原因: 。
②按①中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中,常伴有NaCl析出,原因是: 。除去产品中该杂质的方法是: 。
答案:(1)增大硫酸浓度;加热升高温度;边加硫酸边搅拌(要求写出两条)
(2)滤渣Ⅰ主要成分有Fe(OH)3、Al(OH)3
(3)从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有CaSO4、Na2SO4
(4)①该反应的生成物为Mg(ClO3)2和NaCl的混合溶液,NaCl的溶解度随温度变化不大,Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高而升高。利用两物的溶解度差异,通过加热蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,将Mg(ClO3)2与NaCl分离,制得Mg(ClO3)2。
②因为在相同温度向下NaCl的溶解度最小,所以在冷却结晶过程中,会有少量NaCl随Mg(ClO3)2析出;重结晶。
解析:(1)固体溶解及反应完全的措施一般是加热、振荡或搅拌,或是增大硫酸的浓度,所以答案应该从这些方面分析回答。
(2)从题给信息可以看出pH调到5.5应该Fe3+和Al3+沉淀完全,所以沉淀应该是氢氧化铁和氢氧化铝。
(3)从流程变化,因为废料浸出用到硫酸,可知滤液中应该含有硫酸根离子;从废料成分中含有CaMg(CO3)2和两次调节PH均用到氢氧化钠,可知滤液中阳离子应该有钠离子和钙离子,所以从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质是硫酸钠和硫酸钙。
(4)①分析该题可以结合硝酸钾与氯化钠的分离方法思考,同时要注意题给图示,从图示上我们不难得到下列信息,一是相同温度时氯酸镁的溶解度最大氯化钠溶解度最小,二是氯酸镁溶解度随温度变化最大,氯化钠溶解度随温度变化最小。所以控制反应温度的变化,可以控制可溶性物质的分离。
②从题给图示不难看出相同温度时氯化钠的溶解度最小,因此在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中一定会析出氯化钠。由于氯酸镁和氯化钠均溶于水,溶于水的可溶性物质一般用结晶和重结晶的方法分离。
40.(09年广东化学·21)(12分)
三草酸合铁酸钾晶体K3 [Fe(C2O4 )3]·3H2O可有于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂:浓硫酸、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·L-1盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH、3%H2O2、0.1mol·L-1KI、0.1 mol·L-1CuSO4、20%KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
(1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧化铜(B)、澄清石灰水(C)观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊,B中有红色固体生成,则气体产物是 。
(2)该小组同学查阅资料后推知,固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是 ,现象是 。
(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。
①提出合理假设
假设1: ; 假设2: ;假设3: 。
②设计实验方案证明你的假设(不要在答题卡上作答)
③实验过程
根据②中方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。
实验步骤 |
预期现象与结论 |
步骤1 |
|
步骤2 |
|
步骤3 |
|
…… |
|
答案:(1)则气体产物是:CO2和CO。 (2)验证固体产物中钾元素存在的方法是焰色反应,现象是透过蓝钴玻璃观察呈紫色火焰。(3)假设1:铁元素的存在形式为Fe单质;假设2:铁元素的存在形式为FeO;假设3:铁元素的存在形式为Fe与FeO的混合物。
实验步骤 |
预期现象与结论 |
步骤一:用药匙取少量固体产物于一支洁净干燥的试管A中,用胶头滴管滴加过量的煮沸过的0.1mol/LCuSO4溶液于试管中,振荡,静置,过滤,取出固体另一试管B中备用。 |
若出现大量红色固体,则证明假设1或假设3成立。 若不出现红色固体,则假设2可能成立。 |
步骤二:往试管B的固体加过量1mol/L盐酸,滴加少量20%KSCN溶液,再滴加少量煮沸过的1mol/LHNO3溶液。 |
加盐酸后,固体部分溶解。 若加入少量1mol/LHNO3后溶液变血红色,则证明原固体为Fe与FeO混合,假设3成立。 若加入少量1mol/LHNO3后溶液不变血红色,则证明原固体只含Fe,假设1成立 |
步骤三:若步骤一不出现红色固体。用药匙另取少量固体产物于一支洁净干燥的试管中,用胶头滴管滴加过量煮沸过的1mol/L的盐酸,滴加少量20%KSCN溶液,再滴加少量煮沸过的1mol/LHNO3溶液。 |
加盐酸后,固体全部溶解。若滴加KSCN溶液后,溶液不呈血红色,滴加1mol/LHNO3后溶液变血红色,则证明假设2成立。 |
解析:(1)由A中澄清石灰水都变浑浊,可知K3[Fe(C2O4 )3]·3H2O分解的产物中有CO2;由B中有红色固体生成,C中澄清石灰水变浑浊,可知K3[Fe(C2O4 )3]·3H2O分解的产物中有CO。(2)因为所有的钾盐、钠盐和铵盐都可溶,所以验证钠、钾元素一般是用颜色反应。(3)由于草酸根中C为+3价,而产物中二氧化碳、碳酸钾中碳为+4价,一氧化碳中碳为+2价,存在着化合价的变化。由题意铁元素不可能以三价形式存在,说明铁的化合价一定发生变化,由铁的常见化合价不难得出,其一定会降低,可能为0价或+2价。由此不难得出三种假设。设计实验步骤时要注意铁和氧化亚铁均与盐酸反应生成亚铁离子,均与硝酸反应生成铁离子,也就是说铁的存在会干扰氧化亚铁的检验,所以要利用两者性质的差异性先检验出铁,排出铁的干扰。因此一定要用到硫酸铜溶液。由于题给试剂没有能够检验亚铁离子的试剂,所以要将其氧化为铁离子再检验,所以必须用到硝酸和硫氰化钾溶液。
39.(09年福建理综·24)(13分)
从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取两种工艺品的流程如下:
请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为 。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为 。
(3)验证滤液B含Fe3+,可取少量滤液并加入 (填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成份是 (填化学式),写出该溶液的一种用途 。
(5)已知298K时,Mg(OH)2的容度积常数Ksp=5.6×10-12,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡,测得pH=13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+) = 。
答案:(1)Al2O3+6H+2Al3++3H2O
(2)SiO2+2OH-SiO32 -+H2O
(3)硫氰化钾(或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案:)
(4)NaHCO3;制纯碱或做发酵粉等合理答案:
(5)5.6×10-10mol/L
解析:本题考查铝土矿中氧化铝提取的工艺流程。(1)与HCl反应生成Al3+,应为铝土矿中Al2O3。(2)SiO2可以溶于NaOH中生成Na2SiO3。(3)检验Fe3+的特征反应很多,如与KSCN显血红色,与苯酚显紫色,与OH-显红褐色沉淀等。(4)生成E、K时,CO2均是过量的,故应生成NaHCO3。(5)Ksp= c(Mg2+)·c2(OH-),c(Mg2+)=5.6×10-12/(0.1)2=5.6×10-10。
38.(09年安徽理综·26)(12分)
某厂废水中含5.00×10-3mol·L-1的Cr2O72-,其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2),设计了如下实验流程:
(1)第①步反应的离子方程式是 。
(2)第②步中用PH试纸测定溶液PH的操作是: 。
(3)第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外,还有 。
(4)欲使1L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。理论上需要加入
g FeSO4·7H2O。
答案:
(1)Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3+ +6Fe3++7H2O
(2)将一小块pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在pH试纸上,再与标准比色卡对照。
(3)Fe(OH)3、Fe(OH)2
(4)13.9
解析:(1)第①步是Cr2O72-与Fe2+发生氧化还原反应,方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;(2)测定溶液的pH的方法是:用玻璃棒蘸取待测溶液滴在pH试纸的中心位置,然后对照标准比色卡,读出对应颜色的数据;(3)从最终所得磁性材料的化学式可知,滤渣中主要有Cr(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3;(4)1L废水中的n(Cr2O72-)=5.00×10-3mol,根据关系式:Cr2O72--4Cr0.5Fe1.5FeO4-10FeSO4·7H2O,所以理论上n(FeSO4·7H2O)=0.05mol,m(FeSO4·7H2O)= 0.05mol×278g·mol-1=13.9g。
37.(10分)(08年江苏化学·17)工业上制备BaCl2的工艺流程图如下:
某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得
BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s) △H1 = 571.2 kJ·mol-1 ①
BaSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + BaS(s) △H2= 226.2 kJ·mol-1 ②
(1)气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为 。
(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,= 。
[Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10]
(3)反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H= kJ·mol-1。
(4)实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是
, 。
答案:(10分)(1)S2- + H2OHS- +OH- HS- + H2OH2S +OH-(可不写)
(2)2.7×10-3 (3)172.5
(4)使BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量) ①②为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温
解析:Na2S水解实际上是二元弱酸根S2水解,因分两步,向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,两种沉淀的平衡体系中银离子浓度是一样的,=[Ksp(AgBr) /Ksp(AgCl) =2.7×10-3, 反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H3等于△H1减去△H2。实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是炭和氧气反应放热维持反应所需高温来维持反应①②所需热量。
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