40.(16分)(08年山东理综·30)食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。
(1)粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:
提供的试剂:饱和Na2CO3溶液 饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液 75%乙醇 四氯化碳
①欲除去溶液I中的+Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次是 (只填化学式)。
②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为 。
(2)用提纯的NaCl配制500 mL 4.00 mol·L-1 NaCl溶液,所用仪器除药匙、玻璃棒外还有 (填仪器名称)。
(3)电解饱和食盐水的装置如图所示,若收集的H2为2 L,则同样条件下收集的Cl2
(填“>”、“=”或“<”)2 L,原因是 。装置改进后可用于制备NaOH溶液,若测定溶液中NaOH的浓度,常用的方法为 。
(4)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
据此,从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置 (填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置 (填代号)。
可选用制备气体的装置:
答案:
(1)①BaCl2、NaOH、Na2CO3(错选或多选本小题不得分。NaOH溶液的加入顺序及是否答Na0H不影响得分)
②75%乙醇
(2)天平、烧杯、500 mL容量瓶、胶头滴管
(3)< 电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应 酸碱中和滴定
(4)c d
解析:(1)①要除去SO42-,只有选BaCl2溶液,若选用Ba(NO3)2,会引入新的离子NO3-,再选用NaOH溶液除去Mg2+和Fe3+溶液,最后选用Na2CO3溶液除去Ca2+,此处不能选用K2CO3溶液,否则会引入新的K+,再用HCl除去过量的CO32-。Na2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前,否则会引入Ba2+。②除去NaCl晶体表面的少量的KCl,应选用75%的乙醇,因为CCl4有毒,同时KCl也不会溶解在CCl4中。
(3)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,在阴级区内产生的Cl2能与该区生成的NaOH反应NaCl、NaClO和H2O,使得部分的Cl2被消耗,所以同样条件下收集到的Cl2小于2L。
39.(8分)(08年海南化学·13)下图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体,B和C的相对分子质量之比为4︰5,化合物D是重要的工业原料。
(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式___________________________。
(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式___________________________。
(3)写出一个由D生成B的化学方程式____________________________________。
(4)将5 mL0.10 mol·L-1的E溶液与10 mL0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合。
①写出反应的离子方程式__________________________________________;
②反应后溶液的pH ____7(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是 ;
③加热反应后的溶液,其pH_____(填“增大”、“不变”或“减小”),理由是_______________。
答案:(8分)(1)H2+SH2S(写成可逆反应也正确)
(2)H2SO3 + 2H2S=3S + 3H2O
(3)C+2H2SO4(浓)CO2 ↑+2SO2 ↑+2H2O(其他合理答案也给分如Cu+ 2H2SO4(浓)CuSO4 +SO2↑+ 2H2O等)
(4)①H2SO3 +2OH- = SO32- + 2H2O
②大于 Na2SO3溶液中SO32-发生水解使溶液显碱性
③增大 升高温度促进Na2SO3溶液的水解
解析:固态单质A能与空气中的氧气反应生成气体物质B,则A可能为C或S等,假定为S,则B为SO2,C为SO3,它们的相对分子质量为64∶80=4∶5,恰好与题意相符(同时也证明A不是C),则D为H2SO4,它是一种重要的工业原料,与题意也相符,进一步证明A为S。E为H2SO3。
38.(11分)(08年广东化学·23)
硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式 。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式 ;H2还原SiHCl3过程中若混O2,可能引起的后果是 。
(2)下列有头硅材料的说法正确的是 (填字母)。
A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥
B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承
C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料--光导纤维
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高
E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和氯化铵溶液,振荡。写出实验现象并给予解释 。
答案:
(1)①SiHCl3+H2Si+3HCl
②3SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+H2↑+3HCl 高温下,H2遇O2发生爆炸
(2)BC
(3)生成白色絮状沉淀,又刺激性气味的气体生成;解释:SiO32-与NH4+发生双水解反应,SiO32- + 2 NH4+ + 2H2O ===2NH3·H2O + H2SiO3↓
解析:(1) ①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式:
SiHCl3+H2Si+3HCl
②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式3SiHCl3+3H2O====H2SiO3+H2↑+3HCl;H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是:高温下,H2遇O2发生爆炸。
(2)ABCD
解释:SiC和Si3N4均为原子晶体,熔点高,性质稳定,AB正确。光导纤维的材料为SiO2,C正确。普通玻璃的主要成分为Na2SiO3和CaSiO3,它是以石英砂(SiO2)、石灰石(CaCO3)和纯碱(Na2CO3)为主要原料反应制成的。Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2;CaCO3+SiO2aSiO3+CO2,D正确。常温下,Si只能与唯一一种酸HF反应不与HCl反应,E错。
(3)写出实验现象并给予解释:生成白色絮状沉淀,又刺激性气味的气体生成;SiO32-与NH4+发生双水解反应,SiO32- + 2 NH4+ + 2H2O ==== 2NH3·H2O + H2SiO3↓。
37.(07年山东理综·30)(16分)下图所示为常见气体制备、分离、干爆和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去),请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用,必要时可重复选择,a、b为活塞)。
(1)若气体入口通入CO和CO2的混合气体,E内放置CuO,选择装置获得纯净干燥的CO,并验证其还原性及氧化产物,所选装置的连接顺序为 (填代号)。能验证CO氧化产物的现象是 。
(2)停止CO和CO2混合气体的通入,E内放置Na2O2,按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O2,并用O2氧化乙醇。此时,活塞a应 ,活塞b应 。需要加热的仪器装置有 (填代号),m中反应的化学方程式为 。
(3)若气体入口改通空气,分液漏斗内改改加浓氨水,圆地烧瓶内改加 NaOH 固体,E内装有铂铹合金网,按A→G→E→D装置程序制取干燥氧气,并验证氨的某些性质。
①装置A中能产生氨气的原因有: 。
②实验中观察到E内有红棕色气体现出,证明氨气具有 性。
答案:(1)ACBECF AB之间的C装置中溶液保持澄清,EF之同的C装置中溶液变浑浊
(2)关闭 打开 k m 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(3)①氢氧化钠溶于水放出大量热,温度升高,使氨的溶解度减小而放出;氧氧化钠吸水,促使氨放出;氢氧化钠电离出的OH-增大了氨水中OH-浓度,促使氨水电离平衡左移,导致氨气放出。②还原
解析:(1)根据实验要求,A装置中通入的气体为CO和CO2的混合气,在A中,CO2 被氢氧化钠吸收,若要获得纯净干燥的CO,需要选取装置C,证明CO2 被除尽,然后通过盛有浓硫酸的B除去水蒸气,要验证CO的还原性,需要装有CuO的装置E,验证CO的氧化产物CO2 ,还需要装置C,最后需要F除去为反应的CO。所选装置的连接顺序是ACBECF,能验证CO的氧化产物的实验现象是:AB之间的C装置中溶液保持澄清,EF之间的C装置中溶液变浑浊。
(2)停止通入CO和CO2 的混合气体,需要关闭活塞a,然后打开活塞b,此时稀硫酸与碳酸钠溶液(CO2 与NaOH反应生成的)反应,反应生成的CO2气体进入E中,并与 与Na2O2反应产生氧气,氧气通过D除去可能存在的CO2,通过B除去水蒸气,得到纯净干燥的氧气,氧气氧化乙醇的条件是需要加热且有铜做催化剂,因此需要加热k使乙醇挥发,并且加热m,使氧气与乙醇蒸气反应,反应的化学方程式是:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
(3)氢氧化钠固体易吸水并且在溶于水时放出大量的热,氢氧化钠溶于水后溶液中的OH-的浓度增大,这些因素均能浓氨水中的化学平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-向逆反应方向移动,使浓氨水中的氨气放出。根据常识可以判断出在E中出现的红棕色气体应该是NO2 ,由氨气和NO2中氮元素的化合价可以判断氨气被氧化生成NO2 氨气体现出的是还原性。
9.8×109g x y
则,解得x=8.0×103t y=9.83×109kJ。
36.(07年宁夏理综·31A)化学选考题(15分)
A.[化学-选修化学与技术]
工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2 转化为SO3是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2 7% O2 11% N2 82%);
|
0.1 |
0.5 |
1 |
10 |
400 |
99.2 |
99.6 |
99.7 |
99.9 |
500 |
93.5 |
96.9 |
97.8 |
99.3 |
600 |
73.7 |
85.8 |
89.5 |
96.4 |
(1) 已各SO2的氧化是放热反应,如何利用表中数据推断此结论?
;
(2)在大400~500℃时,SO2的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是:
;
(3)选择适宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率? (填“是”或“否”),是否可以增大该反应所放出的热量? (填“是”或“否”);
(4)为提高SO3吸收率,实际生产中用 吸收SO3;
(5)已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g);△H=-196.9kJ·mol-1,计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO3质量和由SO2生产这些SO3所放出的热量。
答案:(1)压强一定时,温度升高时,SO2转化率下降,说明升温有利逆反应的进行,所以正反应为放热反应。(2)增大压强对提高SO2转化率无显著影响,反而会增加成本。(3)否 否 (4)浓硫酸 (5)8.0×103t 9.83×109kJ
解析:(1)根据表格中的数据可以看出,在相同压强下(如在0.1MPa下)升高温度(如由400℃升高到500℃)时SO2的转化率降低(由99.2%降低为93.5%),即升高温度时此化学平衡向逆反应方向移动,而升高温度化学平衡应该向吸热反应方向移动,所以此反应的正反应为放热反应。
(2)根据表格中的数据可以得知:在0.1MPa(即常压1atm下)SO2的转化率已经很高,如在400℃时已达99.2%,若增大压强到10MPa(即100atm),压强增大了100倍但是SO2的转化率值增大为99.9%,只增大了0.7%变化不大。而压强增大100倍,需要对设备的材料、动力、能源等都作相应的提高,既要增大成本投入。
(3)使用催化剂只能改变化学反应的速率,改变反应到达平衡的时间,不能使化学平衡发生移动,即对SO2的转化率不产生影响;而在一定条件下,化学反应放出的热量与参加反应的反应物的量成正比,因SO2的转化率不变,所以反应放出的热量也不会增大。
(4)在生产实际中是采用98.3%的浓硫酸作吸收剂来吸收SO3的。因为若用水进行吸收会形成酸雾,将影响SO3的吸收速率和效率。
(5)1万吨98%的硫酸含H2SO4的质量:9.8×109g。 设需要SO3的质量为x,该反应产生的热量为y。
H2SO4 - SO3 - 放出的热量
98g 80g 196.9kJ
32.(09年海南化学·3)除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是:
A.通入二氧化碳气体 B.加入氢氧化钡溶液
C.加入澄清石灰水 D.加入稀盐酸
答案:A
解析:除杂方法要操作简便、效果好、不带来新的杂质、保留非杂质成份。溶液中可用这样的方法: Na2CO3 + H2O + CO2 = 2NaHCO3。
33.(09年海南化学·7)用足量的CO还原13.7 g某铅氧化物,把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中,得到的沉淀干燥后质量为8.0g,则此铅氧化物的化学式是:
A.PbO B.Pb2O3 C.Pb3O4 D.PbO2
答案:C
解析:设此铅氧化物的化学式PbxOy ,
PbxOy-- y[O]-- yCO-- y CO2-- yCaCO3
16y 100y
m(O)=1.28g 8.0g
所以m(Pb) = 13.7g- 1.28g = 12.42g
x∶y = ∶=3∶4
34.(09年海南化学·9)在室温时,下列各组中的物质分别与过量NaOH溶液反应,能生成5种盐的是:
A.A12O3、SO2、CO2、SO3 B.C12、A12O3、N2O5、SO3
C.CO2、C12、CaO、SO3 D.SiO2、N2O5、CO、C12
答案:B
解析:题中的关键词“过量NaOH溶液”,A中只能生成4种盐;B生成5种(NaCl、NaClO、NaAlO2、NaNO3、Na2SO4);C中CaO不能生成盐;D中CO不能成盐。
35.(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
31.(09年广东文基·66)下列有关化学与生活的说法不正确的是
A.采用原煤脱硫技术,可减少燃煤产生的SO2
B.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,可用作木材防腐剂
C.自来水厂可用氯气来杀菌消毒,因此氯气无毒
D.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
答案:C
解析:根据氯气的性质可以知道氯气是一种有毒的气体,因氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性,所以常用氯气对自来水消毒杀菌。因此C选项是错误的。
[考点分析]化学与生活综合运用
30.(09年广东文基·64)图l0装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质,下列说法正确的是
选项 |
试剂 |
现象 |
结论 |
A |
酸性KMnO4溶液 |
溶液褪色 |
SO2有氧化性 |
B |
品红溶液 |
溶液褪色 |
SO2有漂白性 |
C |
NaOH溶液 |
无明显现象 |
SO2与NaOH溶液不反应 |
D |
紫色石蕊试液 |
溶液变红后不褪色 |
SO2有酸性、没有漂白性 |
答案:B
解析:A项体现的是SO2的还原性;C项由于SO2与NaOH可以生成亚硫酸钠也可能生成亚硫酸氢钠或者是两者混合物,反应无明显现象,但不能说明SO2与NaOH溶液不反应。D项溶液变红后不褪色并不能说明SO2没有漂白性。SO2的漂白性是由于它溶于水生成的亚硫酸与有色物质直接结合,形成不稳定的无色化合物,退色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色,例如SO2使品红溶液褪色。
[考点分析]SO2的性质
29.(09年广东文基·63)下列处理事故的方法正确的是
A.金属钠着火,可用水扑灭
B.误食硫酸铜溶液,可服用鸡蛋清解毒
C.浓硫酸溅到皮肤上,立即用碳酸钠稀溶液冲洗
D.氢氧化钠浓溶液溅入眼中,应立即用大量水冲洗,再用稀盐酸冲洗
答案:B
解析:金属钠与水反应生成可燃性的氢气,因此金属钠着火,不能用水扑灭,故A选项错误;硫酸铜能使蛋白质变性,因此误食硫酸铜溶液,可服用鸡蛋清解毒,B选项正确;C项浓硫酸溅到皮肤上,应立即用大量的水冲洗,然后涂上3%至5%的碳酸氢钠溶液;D项氢氧化钠浓溶液溅入眼中,应立即用水冲洗边洗边眨眼睛,必要时迅速找医生医治,切不可用手揉眼,更不能用盐酸冲洗。
[考点分析]化学实验基本操作。
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