新教材（通用版）高考化学二轮复习非选择题专项练4含答案

这是一份新教材（通用版）高考化学二轮复习非选择题专项练4含答案，共12页。试卷主要包含了35×10-11,Ksp=1等内容，欢迎下载使用。

(1)基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有 种。TiF4的熔点(377 ℃)远高于TiCl4(-24.12 ℃)的原因是 。
(2)邻二氮菲()中N原子可与Fe2+通过配位键形成橙红色邻二氮菲亚铁离子,利用该反应可测定Fe2+浓度,该反应的适宜pH范围为2~9,试解释选择该pH范围的原因: 。
(3)Ni与Cu的第二电离能:Ni (填“>”或“<”)Cu。含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Ni2+与EDTA形成的螯合物的结构如图所示,1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 个,其中提供孤电子对的原子为 (写元素符号)。
2.某含钴矿石的主要成分为C2O3,含少量Fe2O3、MgO、CaO和SiO2等。由该矿石粉制备CC2O4固体的方法如图所示(部分催化剂已略)。
已知金属离子沉淀的pH如表所示:
(1)C2O3溶于浓硫酸,生成C2+和一种可使带火星的木条复燃的气体,写出该反应的化学方程式: 。
列举沉淀1所含主要成分的一种用途 。
(2)向溶液1中加入NaOH溶液,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,应调节pH范围为 。
(3)向溶液2中加入NaF溶液除去钙、镁离子,已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11,Ksp(CaF2)=1.05×10-10,则溶液3中c(Ca2+)=1.0×10-5 ml·L-1时,c(Mg2+)= ml·L-1。
(4)向溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液,将C2+转化为[C(NH3)6]3+。配平下列离子方程式:
C2++ H2O2+ NH3 [C(NH3)6]3++ 。
(5)溶液4中,若将1 ml [C(NH3)6]3+全部转化为CC2O4沉淀,需要消耗(NH4)2C2O4 ml。
3.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂和优质漂白剂,可由ClO2为原料制取。实验室利用如图装置制备亚氯酸钠(夹持装置略),并利用滴定法测定所制亚氯酸钠的纯度。
已知:①ClO2的沸点为11 ℃,极易溶于水,浓度过高时易分解爆炸;
②2NaOH+H2O2+2ClO22NaClO2+O2+2H2O。
(1)装置A中仪器a的名称为 ,产生ClO2的化学方程式为 。
(2)实验过程中需要持续通入稀有气体,目的是 。
(3)装置B的作用是 。
(4)装置C中用冰水浴冷却的目的是 。
(5)测定亚氯酸钠含量的实验步骤:①称取亚氯酸钠样品5.0 g放入小烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的KI晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应,将所得混合液配成500 mL待测溶液。②移取10.00 mL待测溶液放入锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用0.10 ml·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液体积为40.00 mL。(已知:ClO2-+4I-+4H+2H2O+2I2+Cl-,I2+2S2O32-2I-+S4O62-)。
①达到滴定终点时的现象为 ;正确判断滴定终点后,仰视读数,会导致测定结果 (填“偏高”或“偏低”)。
②该样品中NaClO2的纯度为 。
4.G是一种新型香料的主要成分之一,其结构中含有三个六元环。G的合成路线如图所示(部分产物和部分反应条件略去)。
已知:①RCHCH2+CH2CHR'CH2CH2+RCHCHR';
②B中核磁共振氢谱图显示分子中有6种不同化学环境的氢原子;
③D和F是同系物。
请回答下列问题。
(1)的化学名称为 。
(2)BC的化学方程式为 。
(3)EH的反应类型为 ,F分子中含氧官能团名称是 。
(4)G的结构简式为 。
(5)同时满足下列条件的F的同分异构体有 种。
①苯环上有两个取代基;②与FeCl3溶液发生显色反应;③可以发生水解反应。
其中能发生银镜反应,且核磁共振氢谱为5组峰的结构简式为 。
(6)参照上述合成路线,设计由丙烯制取的最佳合成路线(无机试剂任选)。
5.(2022湖南卷改编)2021年我国制氢量位居世界第一,煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题:
(1)在一定温度下,向容积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 ml H2O(g),起始压强为0.2 MPa时,发生下列反应生成水煤气:
Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.4 kJ·ml-1
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1 kJ·ml-1
①下列说法正确的是 ;
A.平衡时向容器中充入惰性气体,反应Ⅰ的平衡逆向移动
B.混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡
C.平衡时H2的体积分数可能大于23
D.将炭块粉碎,可增大反应速率
②反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 ml。此时,整个体系 (填“吸收”或“放出”)热量 kJ,反应Ⅰ的平衡常数Kp= (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(2)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下:
①某温度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,c(CO32-)∶c(HCO3-)=1∶2,则该溶液的pH= (该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7,Ka2=5.0×10-11);
②再生塔中产生CO2的离子方程式为 ;
③利用电化学原理,将CO2电催化还原为C2H4,阴极反应式为 。
参考答案
非选择题专项练四
1.答案 (1)12 TiF4晶体为离子晶体,TiCl4晶体为分子晶体
(2)当H+浓度较高时,邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键,导致与Fe2+配位能力减弱;当OH-浓度较高时,OH-与Fe2+反应,也会影响与邻二氮菲配位
(3)< 6 N、O
解析 (1)基态Ti原子核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d24s2,s轨道有一种空间运动状态,p轨道有三种空间运动状态,d轨道有五种空间运动状态,因基态Ti原子的3d轨道上只有两个电子,则有两种空间运动状态,因此基态Ti原子的核外电子的空间运动状态共有12种;TiF4晶体为离子晶体,TiCl4晶体为分子晶体,所以TiF4的熔点远高于TiCl4的熔点。
(2)当H+浓度较高时,邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键,导致与Fe2+配位能力减弱;当OH-浓度较高时,OH-与Fe2+反应,也会影响与邻二氮菲配位,所以适宜pH范围为2~9。
(3)Ni与Cu的第二电离能:Ni2.答案 (1)2C2O3+4H2SO4(浓)4CSO4+O2↑+4H2O 生产光导纤维、玻璃、晶体硅等
(2)2.8~7.4
(3)7.0×10-6
(4)2 1 12 2 2OH-
(5)1.5
解析 根据流程图分析,钴矿石的主要成分有C2O3、CaO、Fe2O3、MgO和SiO2等,粉碎后加入浓硫酸加热,溶液1中含有CSO4、CaSO4、MgSO4、Fe2(SO4)3,沉淀1为难溶的二氧化硅;溶液1中加入氢氧化钠溶液调节pH,根据题给信息中金属离子沉淀的pH知,沉淀2为氢氧化铁沉淀;溶液2中含有CSO4、CaSO4、MgSO4,加入氟化钠溶液后生成氟化镁、氟化钙沉淀,则沉淀3为氟化镁、氟化钙;溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液,根据问题(4)提示可知,C2+被氧化为[C(NH3)6]3+;溶液4中含有阳离子[C(NH3)6]3+,加入稀硫酸和(NH4)2C2O4后,将其还原为CC2O4。
(1)C2O3溶于浓硫酸,生成C2+和一种可使带火星的木条复燃的气体,该反应的化学方程式为2C2O3+4H2SO4(浓)4CSO4+O2↑+4H2O;沉淀1所含主要成分为二氧化硅,主要用途为生产光导纤维、玻璃、晶体硅等。
(2)由表可知,铁离子完全沉淀的pH=2.8,而C2+开始沉淀的pH=7.4,所以pH调节为2.8≤pH<7.4,保证铁离子完全沉淀,C2+不沉淀。
(3)c(Ca2+)=1.0×10-5 ml·L-1,Ksp(CaF2)=c(Ca2+)·c2(F-)=1.05×10-10,c2(F-)=1.05×10-10c(Ca2+)=1.05×10-101.0×10-5=1.05×10-5,Ksp(MgF2)=c(Mg2+)·c2(F-),c(Mg2+)=7.35×10-11c2(F-)=7.35×10-111.05×10-5 ml·L-1=7.0×10-6 ml·L-1。
(4)向溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液,将C2+转化为[C(NH3)6]3+;离子方程式为2C2++H2O2+12NH32[C(NH3)6]3++2OH-。
(5)三价钴离子被还原为二价钴离子,C2O42-被氧化为CO2,则根据得失电子守恒可知,1 ml [C(NH3)6]3+全部转化为CC2O4沉淀,需要消耗(NH4)2C2O4:12 ml+1 ml=1.5 ml。
3.答案 (1)分液漏斗 2NaClO3+Na2SO3+H2SO4(浓)2Na2SO4+2ClO2↑+H2O
(2)稀释ClO2,防止发生危险(爆炸)
(3)作安全瓶(或缓冲瓶),防止C中液体倒吸进入装置A中
(4)减少H2O2分解和ClO2的挥发
(5)①溶液蓝色刚好褪去,且半分钟内颜色不再变化 偏高 ②90.5%
解析 本题实验目的是制备亚氯酸钠,原理是2NaOH+H2O2+2ClO22NaClO2+O2+2H2O,A装置为制备ClO2,B装置为安全瓶,C装置为制备亚氯酸钠,D装置的作用是吸收ClO2,纯净的ClO2易爆炸。
(1)装置A中仪器a的名称为分液漏斗;产生ClO2的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4(浓)2Na2SO4+2ClO2↑+H2O。
(2)ClO2浓度过高,易发生爆炸,故实验过程中通入稀有气体的目的是稀释ClO2,防止发生危险(爆炸)。
(3)装置B是安全瓶,防止C中液体倒吸进入装置A中。
(4)ClO2高温易挥发,制取NaClO2时用到过氧化氢溶液,过氧化氢溶液高温易分解,导致产率降低,因此冰水浴可以减少过氧化氢溶液的分解和ClO2的挥发。
(5)①淀粉遇碘变蓝,滴定终点时溶液蓝色褪去,且半分钟内颜色不再变化,故达到滴定终点时的现象为溶液蓝色刚好褪去,且半分钟内颜色不再变化;正确判断滴定终点后,仰视读数,会导致测定结果偏高。
②NaClO2被还原为氯离子,碘离子被氧化为I2,由得失电子守恒:NaClO2~4I-~2I2,结合题目所给方程式可得,NaClO2~2I2~4Na2S2O3,所得样品的纯度为0.10ml·L-1×0.04 L×90.5 g·ml-1×504×5.0 g×100%=90.5%。
4.答案 (1)苯乙烯
(2)+2NaOH+2NaCl
(3)氧化反应 羟基、羧基
(4)
(5)9
(6)
解析 由信息①可得出,(CH3)2CCH2与发生反应生成A();A与Cl2发生取代反应生成;
与HCl反应生成B(),B与氢氧化钠水溶液反应生成C(),D为;与HOBr发生加成反应生成E(),E发生氧化反应生成H(),H在氢氧化钠水溶液中发生水解反应,然后酸化生成F();D与F发生酯化反应生成G()。
(1)的化学名称为苯乙烯。
(2)B为,C为,两者发生反应的化学方程式为+2NaOH+2NaCl。
(3)E()发生氧化反应生成H(),故EH的反应类型为氧化反应;F()分子中含氧官能团的名称是羟基、羧基。
(4)G的结构简式为。
(5)①苯环上有两个取代基;②与FeCl3溶液发生显色反应;③可以发生水解反应;说明苯环上有酚羟基、酯基;另外酯基有三种形式分别为—COOCH3、—OOCCH3、—CH2OOCH,分别与酚羟基有邻、间、对三种位置,故符合三个条件的同分异构体有9种;其中核磁共振氢谱为5组峰的结构简式为。
(6)参照上述合成路线,设计由丙烯制取的最佳合成路线为
。
5.答案 (1)①BD ②吸收 31.2 0.02 MPa
(2)①10 ②2HCO3-CO2↑+H2O+CO32-
③12H++2CO2+12e-C2H4+4H2O
解析 (1)①向恒容容器中通入惰性气体,对化学平衡不影响,A项错误;因为C是固体,随着反应的进行,恒容容器内气体的质量发生变化,即气体的密度是变量,当气体的密度不再发生改变,说明体系达到平衡状态,B项正确;若1 ml水在两个反应中能完全转化,此时H2所占的体积分数为23,但由于反应可逆,水蒸气不可能完全转化,C项错误;将炭块粉碎成粉末,可以增大反应物间的接触面积,增大反应速率,D项正确。
②设反应Ⅱ中转化的CO的物质的量为x,则反应Ⅰ中生成的CO的物质的量为0.1 ml+x。则n总(H2)=2x+0.1 ml=0.5 ml,x=0.2 ml。结合反应可知,达到平衡H2O(g)、CO、CO2、H2的物质的量分别为0.5 ml、0.1 ml、0.2 ml、0.5 ml。反应Ⅰ吸收热量为131.4 kJ·ml-1×0.3 ml=39.42 kJ,反应Ⅱ放出热量为41.1 kJ·ml-1×0.2 ml=8.22 kJ,则体系吸收的热量为39.42 kJ-8.22 kJ=31.2 kJ。
设平衡时气体的总压强为p,则有1ml1.3ml=0.2 MPap,p=0.26 MPa。
Kp=p(CO)·p(H2)p[H2O(g)]=p(CO)=×0.26 MPa=0.02 MPa。
(2)①根据H2CO3的二级电离常数Ka2计算,Ka2=c(H+)·c(CO32-)c(HCO3-),
c(H+)=Ka2×c(HCO3-)c(CO32-)=5.0×10-11×21 ml·L-1=1×10-10 ml·L-1,
pH=-lg c(H+)=10。
②再生塔产生的CO2是KHCO3分解产生的,离子方程式为2HCO3-CO2↑+H2O+CO32-。
③阴极反应为还原反应,CO2被电催化还原为C2H4的阴极反应式为12H++2CO2+12e-C2H4+4H2O。
金属离子
Fe3+
Mg2+
Ca2+
C2+
开始沉淀时
1.5
8.9
9.8
7.4
完全沉淀时
2.8
10.9
12.3
9.4