3- 氧代異紫杉二酮是從臺灣杉中提取的具有抗痛活性的天然產物。最近科學家完成了該物質的全合成,其關鍵中間體 (F) 的合成路線如下:
已知:
回答下列問題:
(1)A 的含氧官能團有醛基和 _______ 。
(2)B 的結構簡式為 _______ 。
(3)Ⅳ 的反應類型為 _______ ;由 D 轉化為 E 不能使用 的原因是 _______ 。
(4) 反應 Ⅴ 的化學方程式為 _______ 。
(5) 化合物 Y 是 A 的同分異構體,同時滿足下述條件:
①Y 的核磁共振氫譜有 4 組峰,峰而積之比為 。
②Y 在稀硫酸條件下水解,其產物之一 ( 分子式為 ) 遇
溶液顯紫色。則 Y 的結構簡式為 _______ 。
(1) 醚鍵 ( 或醚基 )
(2)
(3) 取代反應 會與碳碳雙鍵發生加成反應 ( 或
會使醚鍵水解 )
(4)
(5)
【分析】有機合成可從正向和逆向共同進行推斷,根據已知信息由 C 可推出 B 為 ,根據 C 到 D 的結構變化可知此步酯基發生水解反應,根據 D 到 E 的結構可知此步 Br 取代了羥基,根據 E 到 F 的結構可知脫去 LiBr ,為取代反應,據此進行推斷。
【詳解】( 1 ) A 的含氧官能團有醛基和醚鍵。
( 2 )根據分析可知, B 的結構簡式為 。
( 3 )反應 Ⅳ 中 Br 取代了羥基,為取代反應,此反應不用 HBr 的原因為 會與碳碳雙鍵發生加成反應 ( 或
會使醚鍵水解 ) 。
( 4 )反應 Ⅴ 的化學方程式為 。
( 5 )產物之一 ( 分子式為 ) 遇
溶液顯紫色,說明含有酚羥基,酚羥基是通過酯基水解得來的,又因為核磁共振氫譜有 4 組峰,峰而積之比為
,說明 Y 有兩個甲基,綜合可知 Y 的結構簡式為
。
某非線性光學晶體由鉀元素 (K) 和原子序數依次增大的 X 、 Y 、 Z 、 W 四種短周期元素組成。 X 與 Y 、 Z 與 W 均為同周期相鄰元素, X 的核外電子總數為最外層電子數的 2 倍, Z 為地殼中含量最多的元素。下列說法正確的是
A .簡單氫化物沸點: B .
分子的空間構型為三角錐形
C .原子半徑: D .最高價氧化物對應水化物的堿性:
A
【分析】 X 的核外電子總數為最外層電子數的 2 倍, X 為 Be ; Z 為地殼中含量最多的元素, Z 為 O , X 與 Y 、 Z 與 W 均為同周期相鄰元素, Y 為 B , W 為 F ,據此解答。
【詳解】 A . 常溫下為液態, HF 常溫下為氣體,沸點
,故 A 正確;
B . 為 BF 3 ,中心 B 原子有 3 對價電子且沒有孤電子對,空間構型為平面三角形,故 B 錯誤;
C .四種元素為同周期元素,隨核電荷數增大原子半徑減小,原子半徑: Be>B>O>F ,故 C 錯誤;
D . Be 最高價氧化物水化物為 Be(OH) 2 ,溶液顯兩性, B 最高價氧化物的水化物為 H 3 BO 3 ,溶液顯酸性,故 D 錯誤;
故選: A 。
鋰輝石是鋰的重要來源,其焙燒后的酸性浸出液中含有 和
雜質離子,可在 0~14 范圍內調節
對其凈化 ( 即相關離子濃度
) 。
時,
與
關系見下圖 ( 堿性過強時
和
會部分溶解 ) 。下列說法正確的是
A . 可被凈化的
區間最大
B .加入適量 ,可進一步提升凈化程度
C .凈化的先后順序:
D .
B
【詳解】 A .對離子凈化時,相關離子濃度 c <10 -5 mol/L ,則 lg c <-5 ,由圖可知,可作凈化的 pH 區間最大的是 Fe 3+ , A 錯誤;
B .加入適量 H 2 O 2 ,可將 Fe 2+ 氧化為 Fe 3+ ,提高凈化程度, B 正確;
C .由圖可知,凈化的先后順序為 , C 錯誤;
D .對離子凈化時,相關離子濃度 c <10 -5 mol/L , lg c <-5 ,,由圖可知, Fe 3+ 完全沉淀的 pH 約為 2.5 , c (H + )=10 -2.5 mol/L , c (OH - )=10 -11.5 mol/L , , Al 3+ 完全沉淀的 pH 約為 4.5 , c (H + )=10 -4.5 mol/L , c (OH - )=10 -9.5 mol/L ,
, Fe 2+ 完全沉淀的 pH 約為 8.5 , c (H + )=10 -8.5 mol/L , c (OH - )=10 -5.5 mol/L ,
,則有
, D 錯誤;
故選 B 。
某興趣小組設計實驗探究 ,催化空氣氧化
的效率?;卮鹣铝袉栴}:
步驟 Ⅰ 制備
在通風櫥中用下圖裝置制備 ( 加熱及夾持裝置省略 ) ,反應方程式:
(1) 裝置 A 中盛放甲酸的儀器的名稱是 _______ 。
(2) 從 B 、 C 、 D 中選擇合適的裝置收集 ,正確的接口連接順序為 a→_______→_______→_______→_______→h( 每空填一個接口標號 ) 。 ______
步驟 Ⅱ 檢驗
將 通入新制銀氨溶液中,有黑色沉淀生成。
(3) 該反應的化學方程式為 _______ 。
步驟 Ⅲ 探究 催化空氣氧化
的效率
將一定量 與空氣混合,得到
體積分數為 1% 的氣體樣品。使用下圖裝置 ( 部分加熱及夾持裝置省略 ) ,調節管式爐溫度至
,按一定流速通入氣體樣品。 ( 已知:
是白色固體,易吸水潮解:
)
(4) 通入 ( 已折算為標況 ) 的氣體樣品后,繼續向裝置內通入一段時間氮氣,最終測得 U 形管內生成了
。
① 能證明 被空氣氧化的現象是 _______ ;
② 被催化氧化的百分率為 _______ ;
③ 若未通入氮氣, ② 的結果將 _______( 填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 無影響 ”) 。
(5) 探究氣體與催化劑接觸時長對催化氧化效率的影響時,采用 _______ 方法可以縮短接觸時長。
(6) 步驟 Ⅲ 裝置存在的不足之處是 _______ 。
(1) 分液漏斗
(2)a→d→e→c→b
(3)
(4) 石灰水變渾濁 60% 偏大
(5) 增大氣體樣品流速
(6) 尾氣出口未加防潮裝置 ( 或其他相似表述 )
【分析】在通風櫥中用下圖裝置制備一氧化碳,用 A 裝置制取一氧化碳,該氣體中含有甲酸蒸氣,故用水除去甲酸,再用 B 裝置排水收集一氧化碳氣體,排出的水用 E 中的燒杯接收。根據氣體樣品通過氫氧化鈉吸收空氣中的二氧化碳,濃硫酸吸水,一氧化碳在 H 中被氧氣氧化生成二氧化碳,二氧化碳能被石灰水吸收, J 中的濃硫酸吸收氣體中的水蒸氣,干燥的一氧化碳和 ,進而測定生成的碘的質量,計算一氧化碳的被氧化的百分率。據此解答。
【詳解】( 1 )裝置 A 中盛放甲酸的儀器為分液漏斗。
( 2 )用 C 除去甲酸, B 收集一氧化碳, E 接收排出的水,故接口連接順序為 a→d→e→c→b→h 。
( 3 )一氧化碳和銀氨溶液反應生成黑色的銀,同時生成碳酸銨和氨氣,方程式為: 。
( 4 )一氧化碳被氧氣氧化生成二氧化碳,能使澄清的石灰水變渾濁。碘的物質的量為 ,則結合方程式分析,還有 0.002mol 一氧化碳未被氧氣氧化, 11.2L 氣體為 0.5mol 其中一氧化碳為 0.005mol ,則被氧化的一氧化碳為 0.005-0.002=0.003mol ,則被氧化的百分率為
。如果沒有通入氮氣則計算的未被氧化的一氧化碳的物質的量減少,則被氧化的百分率增大。
( 5 )增大氣流速率可以提高催化效率。
( 6 ): 是白色固體,易吸水潮解,但該裝置出氣口未加防潮裝置。
1962 年首個稀有氣體化合物 問世,目前已知的稀有氣體化合物中,含氙 ( 54 Xe) 的最多,氪 ( 36 Kr) 次之,氬 ( 18 Ar) 化合物極少。
是
與
分子形成的加合物,其晶胞如下圖所示。
回答下列問題:
(1) 基態 原子的價電子排布式為 _______ 。
(2) 原子的活潑性依序增強,原因是 _______ 。
(3) 晶體熔點: _______
( 填 “>”“<” 或 “=”) ,判斷依據是 _______ 。
(4) 的中心原子
的雜化軌道類型為 _______ 。
(5) 加合物中
_______ ,晶體中的微粒間作用力有 _____( 填標號 ) 。
a. 氫鍵 b. 離子鍵 c. 極性共價鍵 d. 非極性共價鍵
(1)
(2) 同族元素,從上而下原子半徑逐漸增大,原子核對外層電子的有效吸引逐漸減弱,失電子能力逐漸增強
(3) ????< 二者為同構型的分子晶體, 相對分子質量大,范德華力大,熔點高
(4)
(5) ????2 ????bc
【詳解】( 1 ) 位于元素周期表中第四周期 VA 族,原子序數為 33 ,由構造原理寫出其價電子排布式為
。
( 2 )同族元素,從上而下原子半徑逐漸增大,原子核對外層電子的有效吸引逐漸減弱,失電子能力逐漸增強,故 原子的活潑性依序增強。
( 3 ) 和
是同構型的分子晶體,
相對分子質量大,范德華力大,熔點高,晶體熔點:
<
。
( 4 ) 的中心原子
的價層電子對數為: 3+
=4 ,雜化軌道類型為
。
( 5 )由晶胞結構可知,其中含有 8 個 、 4 個
、 4 個
,則
加合物中
2 ,晶體中的微粒間作用力有離子鍵、極性共價鍵,故選 bc 。
用鉻鐵合金 ( 含少量 單質 ) 生產硫酸鉻的工藝流程如下:
下列說法 錯誤 的是
A . “ 浸出 ” 產生的氣體含有 B . “ 除雜 ” 的目的是除去
元素
C .流程中未產生六價鉻化合物 D . “ 濾渣 2” 的主要成分是
D
【分析】由流程可知,加入稀硫酸溶解,生成氣體為氫氣,溶液中含 加入 Na 2 S 分離出濾渣 1 含 CoS 和 NiS ,
不會沉淀,再加入草酸除鐵生成 FeC 2 O 4 ,過濾分離出硫酸鉻,以此來解答。
【詳解】 A .四種金屬均與稀硫酸反應生成 H 2 , A 正確;
B .共有四種金屬,由流程可知,沉鐵后分離出硫酸鉻,則 “ 除雜 " 的目的是除去 Ni 、 Co 元素, B 正確;
C .由上述分析可知,流程中未產生六價鉻化合物, C 正確;
D . “ 濾渣 2” 的主要成分是 FeC 2 O 4 , D 錯誤;
故本題選 D 。
探究醋酸濃度與電離度 關系的步驟如下,與相關步驟對應的操作或敘述正確的
| 步驟 | 操作或敘述 |
A | Ⅰ. 用 | 滴定時應始終注視滴定管中的液面 |
B | Ⅱ. 用標定后的溶液配制不同濃度的醋酸溶液 | 應使用干燥的容量瓶 |
C | Ⅲ. 測定步驟 Ⅱ 中所得溶液的 | 應在相同溫度下測定 |
D | Ⅳ. 計算不同濃度溶液中醋酸的電離度 | 計算式為 |
A . A B . B C . C D . D
C
【詳解】 A .中和滴定時眼睛應始終注視錐形瓶內溶液顏色的變化, A 錯誤;
B .配制不同濃度的醋酸溶液時,容量瓶不需要干燥, B 錯誤;
C .溫度影響醋酸的電離平衡,因此測定步驟 Ⅰ 中所得溶液的 時應在相同溫度下測定, C 正確;
D .電離度是指弱電解質在溶液里達電離平衡時,已電離的電解質分子數占原來總分子數(包括已電離的和未電離的)的百分數,因此醋酸的電離度計算式為 , D 錯誤;
答案選 C 。
常溫常壓下,電化學還原制氨氣的總反應方程式: ,設
為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是
A . 水中含有的孤電子對數為
B .每產生 失去的電子數為
C . 氨水中,含有的
分子數少于
D .消耗 ( 已折算為標況 ) 時,產生的
分子數為
D
【詳解】 A . H 2 O 分子中孤電子對數為 =2 ,
H 2 O 的物質的量為
=0.5mol ,含有的孤電子對數為
,故 A 錯誤;
B .該反應中 N 2 中 N 元素化合價由 0 價下降到 -3 價, 34g 的物質的量為
=2mol ,每產生
,
得到 6mol 電子,數目為 6N A ,故 B 錯誤;
C .氨水的體積未知,無法計算 的分子數,故 C 錯誤;
D . 的物質的量為 0.5mol ,由方程式可知,消耗 0.5mol
,產生的 0.75mol
,數目為
,故 D 正確;
故選 D 。
異丙醇 可由生物質轉化得到,催化異丙醇脫水制取高值化學品丙烯
的工業化技術已引起人們的關注,其主要反應如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列問題:
(1) 已知 ,則
燃燒生成
和
的熱化學方程式為 _______ 。
(2) 在 下,剛性密閉容器中的反應體系內水蒸氣濃度與反應時間關系如下表:
反應時間 | 0 | 4 | 8 | 12 | t | 20 |
| 0 | 2440 | 3200 | 3600 | 4000 | 4100 |
① 內,
_______
;
②t_______16( 填 “>”“<” 或 “=”) 。
(3) 在恒溫剛性密閉容器中,反應 Ⅰ 、 Ⅱ 均達到平衡的判據是 _______( 填標號 ) 。
a. 的分壓不變 b. 混合氣體密度不變
c. d.
(4) 在一定條件下,若反應 Ⅰ 、 Ⅱ 的轉化率分別為 98% 和 40% ,則丙烯的產率為 _______ 。
(5) 下圖為反應 Ⅰ 、 Ⅱ 達到平衡時 與溫度的關系曲線。
( 已知:對于可逆反應 ,任意時刻
,式中
) 表示物質 × 的分壓 )
① 在 恒壓平衡體系中充入少量水蒸氣時,反應 Ⅰ 的的狀態最有可能對應圖中的 _______ 點 ( 填 “ 甲 ”“ 乙 ” 或 “ 丙 ”) ,判斷依據是 _______ 。
② 時,在密閉容器中加入一定量的
,體系達到平衡后,測得
的分壓為
,則水蒸氣的分壓為 _______
( 用含 x 的代數式表示 ) 。
(1)
(2) ????190 ????>
(3)ad
(4)58.8%
(5) 甲 ????反應 I 平衡曲線為 N ,恒壓時充入水蒸氣,
【詳解】( 1 )設 Ⅲ ,根據蓋斯定律 Ⅲ-2×Ⅰ 得
。
( 2 ) ① 內,
,則
;
② 、
、
, △ c (H 2 O) 逐漸減小,說明反應速率減小,
內, Δ c (H 2 O)=400ppm ,
內, Δ c (H 2 O)=400ppm ,則 t-12>4 ,即 t>16 。
( 3 ) a . H 2 O 的分壓不變,則 C 3 H 6 的分壓也不變,反應 1 、 Ⅱ 各組分分壓不變,反應 1 、 Ⅱ 均達到平衡, a 正確;
b .反應物和生成物均為氣體,混合氣體的總質量不變,剛性密閉容器體積不變,則混合氣體密度不變,不能作為反應 I 、 Ⅱ 均達到平衡的判據, b 錯誤;
c .當 時,反應不一定達到平衡,不能作為反應 1 、 Ⅱ 均達到平衡的判據, c 錯誤;
d . ,說明正逆反應速率相等,反應 I 達平衡,各組分分壓不變, C 3 H 6 的分壓不變,說明反應 Ⅱ 也達平衡, d 正確;
故選 ad 。
( 4 )設 C 3 H 8 O 的物質的量為 1mol ,若 lmol C 3 H 8 O 完全反應,理論上生成 1mol C 3 H 6 ,因為反應 Ⅰ 、 Ⅱ 的轉化率分別為 98% 和 40% ,反應 I 生成 1mol×98%=0.98mol C 3 H 6 ,反應 Ⅱ 消耗了 40% C 3 H 6 ,則達平衡時 C 3 H 6 的物質的量為 0.98mol×(1-40%)=0.588mol ,所以丙烯的產率為 =58.8% 。
( 5 ) ① 反應 I 為氣體體積增大的吸熱反應,反應 Ⅱ 為氣體體積減小的放熱反應,則升高溫度,反應 I 正向移動, 逐漸增大,反應 Ⅱ 逆向移動,
逐漸減小,即反應 I 為平衡曲線為 N ,反應 Ⅱ 平衡曲線為 M ;在 350℃ 恒壓平衡體系中充入少量水蒸氣時,對于反應 I 而言,相當于增大生成物濃度,使得
>
,即 lg
增大,反應 I 的狀態最有可能對應圖中的甲;
② 由圖可知, 350°C 時達平衡后, =0 ,則 350℃ 時
=
=1 ,設水蒸氣的平衡分壓為 a MPa ,則反應 II 的 C 3 H 6 起始分壓為 a MPa ,對反應 Ⅱ 列三段式有
,解得 a=
MPa 。
粉煤灰是火電廠的大宗固廢。以某電廠的粉煤灰為原料 ( 主要含 和
等 ) 提鋁的工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)“ 浸出 ” 時適當升溫的主要目的是 _______ , 發生反應的離子方程式為 _______ 。
(2)“ 浸渣 ” 的主要成分除殘余 外,還有 _______ 。實驗測得,
粉煤灰 (
的質量分數為
) 經浸出、干燥后得到
“ 浸渣 ”(
的質量分數為
) ,
的浸出率為 _______ 。
(3)“ 沉鋁 ” 時,體系中三種物質的溶解度曲線如下圖所示,加入 沉鋁的目的是 _______ , “ 沉鋁 ” 的最佳方案為 _______ 。
(4)“ 焙燒 ” 時,主要反應的化學方程式為 _______ 。
(5)“ 水浸 ” 后得到的 “ 濾液 2” 可返回 _______ 工序循環使用。
(1) 提高浸出率 ( 或提高浸出速率 )
(2) 和
84%
(3) 使更多的鋁元素轉化為晶體析出,同時保證晶體純度 ????高溫溶解再冷卻結晶
(4) 或
(5) 沉鋁
【分析】粉煤灰為原料 ( 主要含 SiO 2 、 Al 2 O 3 和 CaO 等 ) 加入硫酸,浸渣為二氧化硅、硫酸鈣,加入硫酸鉀,產生復鹽明礬沉鋁,干燥脫水,焙燒產生氧化鋁、硫酸鉀和二氧化硫或三氧化硫氣體,水浸除去硫酸鉀,得到氧化鋁。
【詳解】( 1 )溫度高速率大, “ 浸出 ” 時適當升溫的主要目的是提高反應速率,提高浸出率; Al 2 O 3 和 H 2 SO 4 發生反應生成 Al 2 (SO 4 ) 3 和 H 2 O ,離子反應方程式為 Al 2 O 3 +6H + =2Al 3+ +3H 2 O ;
故答案為:提高浸出率 ( 或提高浸出速率 ) ; Al 2 O 3 +6H + =2Al 3+ +3H 2 O 。
( 2 ) “ 浸渣 ” 的主要成分除殘余 Al 2 O 3 外,還有二氧化硅、硫酸鈣; 5.0g 粉煤灰 Al 2 O 3 的質量為 5.0g×30%=1.5g , 3.0g“ 浸渣 ”Al 2 O 3 的質量為 3.0g×8%=0.24g ,則 Al 2 O 3 的浸出率為 ;
故答案為: SiO 2 和 CaSO 4 ; 84% 。
( 3 )根據沉鋁體系中, Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O 溶解度最大, KAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 O 溶解度最小,更容易析出,加入 K 2 SO 4 沉鋁的目的是更多的使 Al 2 (SO 4 ) 3 轉化為 KAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 O ,使更多的鋁元素轉化為晶體析出,同時保證晶體純度; KAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 O 溶解度受溫度影響較大, “ 沉鋁 ” 的最佳方案為高溫溶解再冷卻結晶;
故答案為:使更多的鋁元素轉化為晶體析出,同時保證晶體純度;高溫溶解再冷卻結晶。
( 4 ) “ 焙燒 ” 時, KAl(SO 4 ) 2 分解為 K 2 SO 4 、 Al 2 O 3 和 SO 3 或 K 2 SO 4 、 Al 2 O 3 、 SO 2 和 O 2 ,反應方程式為 2KAl(SO 4 ) 2 K 2 SO 4 +Al 2 O 3 +3SO 3 ↑ 或 4KAl(SO 4 ) 2
2K 2 SO 4 +2Al 2 O 3 +6SO 2 ↑+3O 2 ↑ ;
故答案為: 2KAl(SO 4 ) 2 K 2 SO 4 +Al 2 O 3 +3SO 3 ↑ 或 4KAl(SO 4 ) 2
2K 2 SO 4 +2Al 2 O 3 +6SO 2 ↑+3O 2 ↑ 。
( 5 ) “ 水浸 ” 后得到的 “ 濾液 2” 成分為 K 2 SO 4 ,可在沉鋁工序循環使用;
故答案為:沉鋁。
氨是水體污染物的主要成分之一,工業上可用次氯酸鹽作處理劑,有關反應可表示為:
①
②
在一定條件下模擬處理氨氮廢水:將 的氨水分別和不同量的
混合,測得溶液中氨去除率、總氮 ( 氨氮和硝氮的總和 ) 殘余率與
投入量 ( 用 x 表示 ) 的關系如下圖所示。下列說法正確的是
A . 的數值為 0.009
B . 時,
C . 時, x 越大,生成
的量越少
D . 時,
C
【詳解】 A . x 1 時,氨的去除率為 100% 、總氮殘留率為 5 ,
, 95% 的氨氣參與反應 ① 、有 5% 的氨氣參與反應 ② ,反應 ① 消耗
,參與反應 ② 消耗
,
, A 錯誤;
B . x>x 1 時,反應 ① 也生成氯離子,所以 , B 錯誤;
C . x>x 1 時, x 越大,氨總去除率不變,氮殘余率增大,說明生成的硝酸根離子越多,生成 N 2 的量越少, C 正確;
D . x=x 1 時,氨的去除率為 100% ,溶液中沒有 和 ClO - ,含有 Na + 、 H + 、
、 Cl - 和 OH - ,根據電荷守恒得
, D 錯誤;
故本題選 C 。
絡塞維是中藥玫瑰紅景天中含有的一種天然產物,分子結構見下圖。關于該化合物下列說法正確的是
A .不能發生消去反應 B .能與醋酸發生酯化反應
C .所有原子都處于同一平面 D . 絡塞維最多能與
反應
B
【詳解】 A .該化合物的分子中,與羥基相連的碳原子的鄰位碳原子上有氫原子,可發生消去反應, A 錯誤;
B .該化合物含有羥基,可與醋酸發生酯化反應, B 正確;
C .該化合物的結構中含有飽和碳原子,不可能所有原子處于同一平面上, C 錯誤;
D . 絡塞維最多能與
反應,其中苯環消耗 3mol H 2 ,碳碳雙鍵消耗 1mol H 2 , D 錯誤;
故選 B 。
福建多個科研機構經過長期聯合研究發現,使用 和改性的
基催化劑,可打通從合成氣經草酸二甲酯常壓催化加氫制備乙二醇的技術難關。下列說法正確的是
A .草酸屬于無機物 B . 與石墨互為同分異構體
C . 屬于過渡元素 D .催化劑通過降低焓變加快反應速率
C
【詳解】 A .草酸屬于二元弱酸,即乙二酸,屬于有機物, A 錯誤;
B . C 60 與石墨是碳元素的不同單質,互為同素異形體, B 錯誤;
C . Cu 為 ⅠB 族,屬于過渡元素, C 正確;
D .催化劑通過降低反應的活化能加快反應速率,反應焓變不變, D 錯誤;
故選 C 。
實驗室需對少量污染物進行處理。以下處理方法和對應的反應方程式 均錯誤 的是
A .用硫磺處理灑落在地上的水銀:
B .用鹽酸處理銀鏡反應后試管內壁的金屬銀:
C .用燒堿溶液吸收蔗糖與濃硫酸反應產生的刺激性氣體:
D .用燒堿溶液吸收電解飽和食鹽水時陽極產生的氣體:
B
【詳解】 A . S 和 Hg 發生化合反應生成 HgS ,可以用硫磺處理灑落在地上的水銀,方程式為: ,處理方法和對應的反應方程式正確,不合題意;
B . Ag 不活潑,不能和鹽酸反應生成氫氣,處理方法和對應的反應方程式均錯誤,符合題意;
C .蔗糖與濃硫酸反應產生的刺激性氣體為 SO 2 ,可以用 NaOH 溶液吸收 SO 2 ,離子方程式為: ,處理方法正確,對應的反應方程式錯誤,不符合題意;
D .電解飽和食鹽水時陽極產生的氣體為 Cl 2 ,可以用 NaOH 溶液吸收 Cl 2 ,離子方程式為: ,處理方法和對應的反應方程式均正確,不符合題意;
故選 B 。
一種化學 “ 自充電 ” 的鋅 - 有機物電池,電解質為 和
水溶液。將電池暴露于空氣中,某電極無需外接電源即能實現化學自充電,該電極充放電原理如下圖所示。下列說法正確的是
A .化學自充電時, 增大
B .化學自充電時,電能轉化為化學能
C .化學自充電時,鋅電極反應式:
D .放電時,外電路通過 電子,正極材料損耗
A
【詳解】 A .由圖可知,化學自充電時,消耗 O 2 ,該反應為 O 2 +2H 2 O+4e - =4OH - , 增大,故 A 正確;
B .化學自充電時,無需外接電源即能實現化學自充電,該過程不是電能轉化為化學能,故 B 錯誤;
C .由圖可知,化學自充電時,鋅電極作陰極,該電極的電極反應式為 O 2 +2H 2 O+4e - =4OH - ,故 C 錯誤;
D .放電時, 1mol 轉化為
,消耗 2mol K + ,外電路通過
電子時,正極物質增加 0.02mol K + ,增加的質量為 0.02mol×39g/mol =0.78g ,故 D 錯誤;
故選 A 。
稀土 ( ) 包括鑭、釔等元素,是高科技發展的關鍵支撐。我國南方特有的稀土礦可用離子交換法處理,一種從該類礦 ( 含鐵、鋁等元素 ) 中提取稀土的工藝如下:
已知:月桂酸 熔點為
;月桂酸和
均難溶于水。該工藝條件下,稀土離子保持
價不變;
的
,
開始溶解時的 pH 為 8.8 ;有關金屬離子沉淀的相關 pH 見下表。
離子 | | | | |
開始沉淀時的 pH | 8.8 | 1.5 | 3.6 | 6.2~7.4 |
沉淀完全時的 pH | / | 3.2 | 4.7 | / |
(1)“ 氧化調 pH” 中,化合價有變化的金屬離子是 _______ 。
(2)“ 過濾 1” 前,用 溶液調 pH 至 _______ 的范圍內,該過程中
發生反應的離子方程式為 _______ 。
(3)“ 過濾 2” 后,濾餅中檢測不到 元素,濾液 2 中
濃度為
。為盡可能多地提取
,可提高月桂酸鈉的加入量,但應確保 “ 過濾 2” 前的溶液中
低于 _______
( 保留兩位有效數字 ) 。
(4)①“ 加熱攪拌 ” 有利于加快 溶出、提高產率,其原因是 _______ 。
②“ 操作 X” 的過程為:先 _______ ,再固液分離。
(5) 該工藝中,可再生循環利用的物質有 _______( 寫化學式 ) 。
(6) 稀土元素釔 (Y) 可用于制備高活性的合金類催化劑 。
① 還原 和
熔融鹽制備
時,生成 1mol
轉移 _______
電子。
② 用作氫氧燃料電池電極材料時,能在堿性溶液中高效催化
的還原,發生的電極反應為 _______ 。
(1)Fe 2+
(2) ????4.7 pH<6.2
(3)4.0 10 -4
(4) 加熱攪拌可加快反應速率 ????冷卻結晶
(5)MgSO 4
(6) ????15 ????O 2 +4e - +2H 2 O=4OH -
【分析】由流程可知,該類礦 ( 含鐵、鋁等元素 ) 加入酸化 MgSO 4 溶液浸取,得到浸取液中含有 、
、
、
、
、
等離子,經氧化調 pH 使
、
形成沉淀,經過濾除去,濾液 1 中含有
、
、
等離子,加入月桂酸鈉,使
形成
沉淀,濾液 2 主要含有 MgSO 4 溶液,可循環利用,濾餅加鹽酸,經加熱攪拌溶解后,再冷卻結晶,析出月桂酸,再固液分離得到 RECl 3 溶液。
【詳解】( 1 )由分析可知, “ 氧化調 pH” 目的是除去含鐵、鋁等元素的離子,需要將 Fe 2+ 氧化為 Fe 3+ ,以便后續除雜,所以化合價有變化的金屬離子是 Fe 2+ ,故答案為: Fe 2+ ;
( 2 )由表中數據可知, 沉淀完全的 pH 為 4.7 ,而
開始沉淀的 pH 為 6.2~7.4 ,所以為保證
、
沉淀完全,且
不沉淀,要用
溶液調 pH 至 4.7
pH<6.2 的范圍內,該過程中
發生反應的離子方程式為
,故答案為: 4.7
pH<6.2 ;
;
( 3 )濾液 2 中 濃度為
,即 0.1125mol/L ,根據
,若要加入月桂酸鈉后只生成
,而不產生
,則
=
=4.0
10 -4
,故答案為: 4.0
10 -4 ;
( 4 ) ①“ 加熱攪拌 ” 有利于加快 溶出、提高產率,其原因是加熱攪拌可加快反應速率,故答案為:加熱攪拌可加快反應速率;
② “ 操作 X” 的結果是分離出月桂酸,由信息可知,月桂酸 熔點為
,故 “ 操作 X” 的過程為:先冷卻結晶,再固液分離,故答案為:冷卻結晶;
( 5 )由分析可知,該工藝中,可再生循環利用的物質有 MgSO 4 ,故答案為: MgSO 4 ;
( 6 ) ① 中 Y 為 +3 價,
中 Pt 為 +4 價,而
中金屬均為 0 價,所以還原
和
熔融鹽制備
時,生成 1mol
轉移 15
電子,故答案為: 15 ;
② 堿性溶液中,氫氧燃料電池正極發生還原反應,發生的電極反應為 O 2 +4e - +2H 2 O=4OH ,故答案為: O 2 +4e - +2H 2 O=4OH - 。
下列關于 的化合物之間轉化反應的離子方程式書寫正確的是
A .堿轉化為酸式鹽:
B .堿轉化為兩種鹽:
C .過氧化物轉化為堿:
D .鹽轉化為另一種鹽:
B
【詳解】 A .向氫氧化鈉溶液中通入足量的二氧化碳,堿可以轉化成酸式鹽,離子方程式為: CO 2 +OH - = ,故 A 錯誤;
B .氯氣通入 NaOH 溶液中可以生成氯化鈉和次氯酸鈉兩種鹽,其離子方程式為: Cl 2 +2OH - =Cl - +ClO - +H 2 O ,故 B 正確;
C .鈉的過氧化物為 Na 2 O 2 ,可以和水反應生成氫氧化鈉,但在離子方程式里 Na 2 O 2 不能拆成離子,故 C 錯誤;
D .硅酸鈉溶于水,在離子方程式里要寫成離子,故 D 錯誤;
故選 B 。
鉻及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應用。
(1) 催化劑 可由
加熱分解制備,反應同時生成無污染氣體。
① 完成化學方程式: _______
_______ 。
② 催化丙烷脫氫過程中,部分反應歷程如圖,
過程的焓變為 _______( 列式表示 ) 。
③ 可用于
的催化氧化。設計從
出發經過 3 步反應制備
的路線 _______( 用 “→” 表示含氮物質間的轉化 ) ;其中一個有顏色變化的反應的化學方程式為 _______ 。
(2) 溶液中存在多個平衡。本題條件下僅需考慮如下平衡:
(ⅰ)
(ⅱ)
① 下列有關 溶液的說法正確的有 _______ 。
A .加入少量硫酸,溶液的 pH 不變
B .加入少量水稀釋,溶液中離子總數增加
C .加入少量 溶液,反應 (ⅰ) 的平衡逆向移動
D .加入少量 固體,平衡時
與
的比值保持不變
②25℃ 時, 溶液中
隨 pH 的變化關系如圖。當
時,設
、
與
的平衡濃度分別為 x 、 y 、
,則 x 、 y 、 z 之間的關系式為 _______
;計算溶液中
的平衡濃度 _____( 寫出計算過程,結果保留兩位有效數字 ) 。
③ 在稀溶液中,一種物質對光的吸收程度 (A) 與其所吸收光的波長 ( ) 有關;在一定波長范圍內,最大 A 對應的波長 (
) 取決于物質的結構特征;濃度越高, A 越大?;旌先芤涸谀骋徊ㄩL的 A 是各組分吸收程度之和。為研究對反應 (ⅰ) 和 (ⅱ) 平衡的影響,配制濃度相同、
不同的
稀溶液,測得其 A 隨
的變化曲線如圖,波長
、
和
中,與
的
最接近的是 _______ ;溶液
從 a 變到 b 的過程中,
的值 _______( 填 “ 增大 ”“ 減小 ” 或 “ 不變 ”) 。
(1) ????N 2 ↑ ????4H 2 O ????( E 1 - E 2 )+Δ H +( E 3 - E 4 ) 2NO+O 2 =2NO 2
(2) ????BD 當溶液 pH=9 時,
,因此可忽略溶液中
即 =0.20
反應 (ii) 的平衡常數 K 2 = =
=3.3×10 -7
聯立兩個方程可得 =6.0×10 -4 mol/L ????λ 3 增大
【詳解】( 1 ) ① 分解過程中,生成 Cr 2 O 3 和無污染氣體,根據元素守恒可知,其余生成物為 N 2 、 H 2 O ,根據原子守恒可知反應方程式為
,故答案為: N 2 ↑ ; 4H 2 O 。
② 設反應過程中第一步的產物為 M ,第二步的產物為 N ,則 X→M Δ H 1 =( E 1 - E 2 ) , M→N Δ H 2 =Δ H , N→Y Δ H 3 =( E 3 - E 4 ) 1 ,根據蓋斯定律可知, X(g)→Y(g) 的焓變為 Δ H 1 +Δ H 2 +Δ H 3 =( E 1 - E 2 )+Δ H +( E 3 - E 4 ) ,故答案為: ( E 1 - E 2 )+Δ H +( E 3 - E 4 ) 。
③NH 3 在 Cr 2 O 3 作催化劑條件下,能與 O 2 反應生成 NO , NO 與 O 2 反應生成紅棕色氣體 NO 2 , NO 2 與 H 2 O 反應生成 HNO 3 和 NO ,若同時通入 O 2 ,可將氮元素全部氧化為 HNO 3 ,因此從 NH 3 出發經過 3 步反應制備 HNO 3 的路線為 ;其中 NO 反應生成 NO 2 過程中,氣體顏色發生變化,其反應方程式為 2NO+O 2 =2NO 2 ,故答案為:
; 2NO+O 2 =2NO 2 。
( 2 ) ①K 2 Cr 2 O 7 溶液中存在平衡: (i) 、 (ii)
。
A .向溶液中加入少量硫酸,溶液中 c (H + ) 增大, (ii) 平衡逆向移動,根據勒夏特列原理可知,平衡移動只是減弱改變量,平衡后,溶液中 c (H + ) 依然增大,因此溶液的 pH 將減小,故 A 錯誤;
B .加水稀釋過程中,根據 “ 越稀越水解 ” 、 “ 越稀越電離 ” 可知, (i) 和 (ii) 的平衡都正向移動,兩個平衡正向都是離子數增大的反應,因此稀釋后,溶液中離子總數將增大,故 B 正確;
C .加入少量 NaOH 溶液, (ii) 正向移動,溶液中 將減小, (i) 將正向移動,故 C 錯誤;
D .平衡 (i) 的平衡常數 K 1 = ,平衡常數只與溫度和反應本身有關,因此加入少量 K 2 Cr 2 O 7 溶液,
不變,故 D 正確;
綜上所述,答案為: BD 。
②0.10mol/L K 2 Cr 2 O 7 溶液中, Cr 原子的總濃度為 0.20mol/L ,當溶液 pH=9.00 時,溶液中 Cr 原子總濃度為 =0.20mol/L ,
、
與
的平衡濃度分別為 x 、 y 、 z mol/L ,因此
=0.10 ;由圖 8 可知,當溶液 pH=9 時,
,因此可忽略溶液中
,即
=0.20 ,反應 (ii) 的平衡常數 K 2 =
=
=3.3×10 -7 ,聯立兩個方程可得
=6.0×10 -4 mol/L 。
③ 根據反應 (i) 、 (ii) 是離子濃度增大的平衡可知,溶液 pH 越大,溶液中 越大,混合溶液在某一波長的 A 越大,溶液的 pH 越大,溶液中
越大,因此與
的 λ max 最接近的是 λ 3 ;反應 (i) 的平衡常數 K 1 =
,反應 (ii) 的平衡常數 K 2 =
,
=
=
,因此
=
,由上述分析逆推可知, b>a ,即溶液 pH 從 a 變到 b 的過程中,溶液中 c (H + ) 減小,所以
的值將增大,故答案為: λ 3 ;增大。
科學家基于 易溶于
的性質,發展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池,可作儲能設備 ( 如圖 ) 。充電時電極 a 的反應為:
。下列說法正確的是
A .充電時電極 b 是陰極
B .放電時 溶液的
減小
C .放電時 溶液的濃度增大
D .每生成 ,電極 a 質量理論上增加
C
【詳解】 A .由充電時電極 a 的反應可知,充電時電極 a 發生還原反應,所以電極 a 是陰極,則電極 b 是陽極,故 A 錯誤;
B .放電時電極反應和充電時相反,則由放電時電極 a 的反應為 可知, NaCl 溶液的 pH 不變,故 B 錯誤;
C .放電時負極反應為 ,正極反應為
,反應后 Na + 和 Cl - 濃度都增大,則放電時 NaCl 溶液的濃度增大,故 C 正確;
D .充電時陽極反應為 ,陰極反應為
,由得失電子守恒可知,每生成 1molCl 2 ,電極 a 質量理論上增加 23g/mol
2mol=46g ,故 D 錯誤;
答案選 C 。
在相同條件下研究催化劑 I 、 Ⅱ 對反應 的影響,各物質濃度 c 隨反應時間 t 的部分變化曲線如圖,則
A .無催化劑時,反應不能進行
B .與催化劑 Ⅰ 相比, Ⅱ 使反應活化能更低
C . a 曲線表示使用催化劑 Ⅱ 時 X 的濃度隨 t 的變化
D .使用催化劑 Ⅰ 時, 內,
D
【詳解】 A .由圖可知,無催化劑時,隨反應進行,生成物濃度也在增加,說明反應也在進行,故 A 錯誤;
B .由圖可知,催化劑 I 比催化劑 Ⅱ 催化效果好,說明催化劑 I 使反應活化能更低,反應更快,故 B 錯誤;
C .由圖可知,使用催化劑 Ⅱ 時,在 0~2min 內 Y 的濃度變化了 2.0mol/L ,而 a 曲線表示的 X 的濃度變化了 2.0mol/L ,二者變化量之比不等于化學計量數之比,所以 a 曲線不表示使用催化劑 Ⅱ 時 X 濃度隨時間 t 的變化,故 C 錯誤;
D .使用催化劑 I 時,在 0~2min 內, Y 的濃度變化了 4.0mol/L ,則 (Y) =
=
=2.0
,
(X) =
(Y) =
2.0
=1.0
,故 D 正確;
答案選 D 。
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