高一下学期化学（苏教版）期末测试卷

这是一份高一下学期化学（苏教版）期末测试卷，共15页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题(共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意)
1.下列反应中既是氧化还原反应,能量变化情况又符合如图的是( )
A.铝片与稀盐酸的反应
B.碳和水蒸气的反应
C.NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应
D.H2的燃烧反应
2.下列关于铝和氮及其化合物说法,正确的是( )
A.铝在地壳中的储量非常丰富,在古代常用来制造兵器
B.利用铝热反应可冶炼Mg和Fe等金属
C.N2的化学性质不稳定
D.将少量NO2气体通入淀粉KI溶液中,能使溶液变蓝色
3.将一定量的Cu投入100 mL稀盐酸中加热,没有明显变化,若边加热边缓缓加入一定量H2O2,金属Cu逐渐溶解,且溶液呈蓝色,则下列说法正确的是( )
A.反应过程中有刺激性气味气体生成
B.H2O2对Cu和稀盐酸的反应起催化作用
C.反应中H2O2表现出氧化性
D.反应中盐酸既表现出酸性又表现出氧化性
4.科学家已获得了气态N4分子,其结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂1 ml N—N键吸收193 kJ能量,断裂1 ml N≡N键吸收946 kJ能量,下列说法正确的是( )
A.N4属于一种新型的化合物
B.N4(g)4N(g)的过程中吸收772 kJ能量
C.N4分解的热化学方程式为N4(g)2N2(g) ΔH=+734 kJ·ml-1
D.N4和N2互为同素异形体,N4转化为N2属于化学变化
5.如图装置,电流表G发生偏转,a极逐渐变粗,同时b极逐渐变细,c为电解质溶液,则a、b、c可能是下列各组中的( )
A.a是Ag、b是Cu、c为Cu(NO3)2溶液
B.a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液
C.a是Zn、b是Cu、c为稀硫酸
D.a是Cu、b是Zn、c为稀硫酸
6.为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO,设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态),下列说法中不正确的是( )
A.关闭活塞1,加入稀硝酸至液面a处
B.在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率
C.通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行
D.反应开始后,胶塞下方有无色气体生成,还不能证明该气体为NO
7.用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性(平均直径25 nm)纳米Fe3O4的流程示意图如下:
下列叙述不正确的是( )
A.滤液A中含有Fe3+和Fe2+
B.步骤②中,主要反应的离子方程式是Fe3++Fe2Fe2+
C.步骤④中,反应完成后剩余的H2O2可以通过加热的方式除去
D.步骤⑤中,可将产品均匀分散在水中,利用丁达尔效应验证得到的固体是超顺磁性的Fe3O4粒子
8.钨是高熔点金属,工业上用主要成分为FeWO4和MnWO4的黑钨铁矿与纯碱共熔冶炼钨的流程如图所示(已知H2WO4难溶于水),下列说法错误的是( )
A.将黑钨铁矿粉碎的目的是提高反应速率
B.共熔过程中空气的作用是氧化Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)
C.操作Ⅱ是过滤、洗涤、干燥
D.在高温下,WO3被氧化成W
9.对于反应2HI(g)H2(g)+I2(g,紫色),下列叙述能够说明反应已达到平衡状态的是( )
A.混合气体的总质量不再变化
B.温度和容积一定时,容器内压强不再变化
C.1 ml H—H键断裂的同时有2 ml H—I键断裂
D.各物质的物质的量浓度之比为2∶1∶1
10.在1 L的密闭容器中,发生反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2 min后B的浓度减少0.6 ml·L-1。对此反应速率的正确表示是( )
A.用A表示的反应速率是0.4 ml·L-1·min-1
B.分别用B、C、D表示的反应速率,其比值是3∶2∶1
C.在2 min末用B表示的反应速率是0.3 ml·L-1·min-1
D.在2 min内用B表示的速率的值逐渐减小,用C表示的速率的值逐渐增大
11.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示,根据图示分析实验条件,下列说法中一定不正确的是( )
A.第4组实验的反应速率最慢
B.第1组实验中盐酸的浓度可能大于2.5 ml·L-1
C.第2组实验中盐酸的浓度可能等于2.5 ml·L-1
D.第3组实验的反应温度低于30 ℃
12.轴烯、旋烷是一类具有张力的碳氢化合物,结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.旋烷的通式为C3n+6H4n+8(n≥1)
B.轴烯①②③④之间不互为同系物
C.轴烯①的二氯代物只有3种(不考虑立体异构)
D.1 ml旋烷④转化为C18H36,需消耗6 ml H2
13.下列叙述中不正确的是( )
A.向淀粉的水解液中滴加碘水,溶液变蓝,说明淀粉可能未水解
B.氨基酸种类很多,任何一种氨基酸至少含有两个或者两个以上官能团
C.重金属盐使蛋白质分子变性,所以吞“钡餐”(主要成分是硫酸钡)会引起中毒
D.常温下呈液态的油脂可以催化加氢转变为固态的脂肪
二、非选择题(共4题,共61分)
14.(14分)乙酸乙酯广泛用于药物、燃料、香料等工业,在中学化学实验室里常用下图装置来制备乙酸乙酯。(部分夹持仪器已略去)
已知:
(1)制备粗品(图1)
在A中加入少量碎瓷片,将三种原料依次加入A中,用酒精灯缓慢加热,一段时间后在B中得到乙酸乙酯粗品。
①浓硫酸、乙醇、乙酸的加入顺序是 ,A中发生反应的化学方程式是
。
若A中加入的乙醇为CH3CH218OH,乙酸中的氧原子均为16O,则反应一段时间后A中含有18O的物质有 。
②A中碎瓷片的作用是 ,长导管m除了导气外,还具有的作用是 。
③B中盛装的液体是 ,收集到的乙酸乙酯在 层(填“上”或“下”)。
(2)制备精品(图2)
将B中的液体用 (填仪器名称)分液,对乙酸乙酯粗品进行一系列除杂操作后转移到C中,利用图2装置进一步操作即得到乙酸乙酯精品。
①C的名称是 。
②实验过程中,冷却水从 口进入(填字母);收集产品时,控制的温度应在 ℃左右。
15.(18分)非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
(1)若A在常温下为气体单质,将装满气体C的试管倒扣在水槽中,溶液最终充满试管容积的23,另外13容积为无色气体。
①A的电子式是 。
②写出C→D的化学方程式: 。
③D的稀溶液在常温下可与铜反应并生成B气体,请写出该反应的离子方程式: 。
(2)若A在常温下为非金属气态氢化物,B遇到空气变成红棕色。
①写出工业上制取A气体的化学方程式: 。
②写出AB的化学方程式: 。
③A气体遇到氯气会产生白烟,氯碱工业中经常用此检验氯气管道是否泄漏,试写出反应的化学方程式: 。
(3)若A为淡黄色晶体,D为二元强酸。
①将C气体通入BaCl2溶液产生的白色沉淀的化学式为 。
②将B直接通入BaCl2溶液不会产生白色沉淀。若与另一种气体X一起通入则会产生一种不同于①的白色沉淀,则发生反应的化学方程式: 。
③将B与一种黄绿色气体一起通入BaCl2溶液,会产生与①相同的白色沉淀,该反应的化学方程式为 。
16.(16分)Ⅰ.请认真观察下图,然后回答问题。
(1)下列变化中满足图示的是 (填字母)。
A.镁和稀盐酸的反应
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.NaOH固体加入水中
D.乙醇燃烧
(2)下图是在101 kPa、298 K条件下,1 ml NO2气体和1 ml CO反应生成1 ml CO2和1 ml NO气体的能量变化的示意图。该反应的热化学方程式为 。
(3)CH3—CH3(g)→CH2CH2(g)+H2(g) ΔH,有关化学键的键能如表所示:
则该反应的反应热为ΔH= 。
Ⅱ.人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面,请根据题中提供的信息,回答问题。
(4)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板,发生2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,若将此反应设计成原电池,当线路中转移0.2 ml电子时,则被腐蚀的铜的质量为 g。
(5)由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池,以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质,铝和二氧化锰—石墨为两极,其电池反应为Al+3MnO2+3H2O3MnO(OH)+Al(OH)3。该电池中负极材料为 ,放电时,电池内部的OH-向 极移动。
(6)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图,回答下列问题:
①氢氧燃料电池的正极反应化学方程式是 ;
②若用该电池电解饱和食盐水,当电路中通过0.1 ml电子时,消耗标准状况下H2的体积为 L;电解饱和食盐水的离子方程式为 。
17.(13分)铁是人体内含量最多的必需微量元素,缺铁性贫血患者应补充含Fe2+的亚铁盐。“速力菲”(主要成分为琥珀酸亚铁)是一种常见的补铁药物。某兴趣小组为了检验“速力菲”药片中Fe2+的存在并测定铁元素的含量,设计如下实验(假设反应过程无铁元素损耗):
请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ的名称是 ,试剂1是 。
(2)证明药片中含有Fe2+的依据 。
(3)加入试剂1后溶液为淡红色,说明“速力菲”中的Fe2+已部分被氧化。通常服用“速力菲”的同时服用维生素C,说明维生素C具有 (填“氧化性”或“还原性”)。
(4)向淡红色溶液中加入氯水,发生反应的离子方程式为 。
(5)Fe(OH)2沉淀也易被O2氧化,写出该反应的化学方程式: 。
(6)“速力菲”药片中铁元素的含量为 (用含有a、b的式子表示)。
一、单项选择题(共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意)
1.下列反应中既是氧化还原反应,能量变化情况又符合如图的是( )
A.铝片与稀盐酸的反应
B.碳和水蒸气的反应
C.NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应
D.H2的燃烧反应
答案B
解析从图中可以看出,反应物的总能量低于生成物的总能量,所以反应为吸热反应。铝片与稀盐酸发生置换反应,生成氯化铝和氢气,并能释放能量,属于放热反应,A不符合题意;碳和水蒸气在高温下反应,生成一氧化碳和氢气,属于吸热反应,反应中C、H元素的价态发生改变,属于氧化还原反应,B符合题意;NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O发生复分解反应,属于吸热反应,但不含有价态变化的元素,属于非氧化还原反应,C不符合题意;H2燃烧能释放大量的热,属于放热反应,D不符合题意。
2.下列关于铝和氮及其化合物说法,正确的是( )
A.铝在地壳中的储量非常丰富,在古代常用来制造兵器
B.利用铝热反应可冶炼Mg和Fe等金属
C.N2的化学性质不稳定
D.将少量NO2气体通入淀粉KI溶液中,能使溶液变蓝色
答案D
解析铝在地壳中的储量非常丰富,但Al的活泼性较强,不易制备,在古代不能用来制造兵器,A错误;利用铝热反应可冶炼Fe等金属,Mg较活泼,用电解的方法制备,B错误;N2的化学性质很稳定,是因为氮气分子内的N原子最外层已达8电子稳定结构,C错误;将少量NO2气体通入淀粉KI溶液中,NO2与水反应生成硝酸,硝酸能氧化碘离子为碘单质,碘能使淀粉溶液变蓝色,D正确;答案为D。
3.将一定量的Cu投入100 mL稀盐酸中加热,没有明显变化,若边加热边缓缓加入一定量H2O2,金属Cu逐渐溶解,且溶液呈蓝色,则下列说法正确的是( )
A.反应过程中有刺激性气味气体生成
B.H2O2对Cu和稀盐酸的反应起催化作用
C.反应中H2O2表现出氧化性
D.反应中盐酸既表现出酸性又表现出氧化性
答案C
解析过氧化氢具有氧化性,在酸性环境下能将金属铜氧化,反应方程式为Cu+H2O2+2HClCuCl2+2H2O。反应过程中可能会出现H2O2的分解反应,放出O2,但不会产生有刺激性气味的气体,A错误;分析化合价可知,过氧化氢中氧的化合价降低,过氧化氢作氧化剂,表现出氧化性,B错误,C正确;反应中盐酸的元素的化合价没有变化,故只起酸性的作用,没有表现氧化性,D错误。
4.科学家已获得了气态N4分子,其结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂1 ml N—N键吸收193 kJ能量,断裂1 ml N≡N键吸收946 kJ能量,下列说法正确的是( )
A.N4属于一种新型的化合物
B.N4(g)4N(g)的过程中吸收772 kJ能量
C.N4分解的热化学方程式为N4(g)2N2(g) ΔH=+734 kJ·ml-1
D.N4和N2互为同素异形体,N4转化为N2属于化学变化
答案D
解析N4属于单质,故A错误;N4(g)4N(g)的过程中是断裂化学键,需要吸收热量=6×193 kJ=1 158 kJ能量,故B错误;N4分解的ΔH=(1 158-946×2) kJ·ml-1=-734 kJ·ml-1,故C错误;N4和N2是同种元素组成的不同单质,两者互为同素异形体,且N4转化为N2属于化学变化,故D正确。
5.如图装置,电流表G发生偏转,a极逐渐变粗,同时b极逐渐变细,c为电解质溶液,则a、b、c可能是下列各组中的( )
A.a是Ag、b是Cu、c为Cu(NO3)2溶液
B.a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液
C.a是Zn、b是Cu、c为稀硫酸
D.a是Cu、b是Zn、c为稀硫酸
答案B
解析该原电池中,a极逐渐变粗,同时b极逐渐变细,所以b作负极,a作正极,b的活泼性大于a的活泼性。a是Ag、b是Cu、c为Cu(NO3)2溶液,不能自发地发生氧化还原反应,不能构成原电池,故A错误;a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液,Fe比Ag活泼,b作负极,铁被腐蚀逐渐变细,Ag作正极,溶液中Ag+得电子,在a表面生成Ag单质,a极逐渐变粗,故B正确;a是Zn、b是Cu、c为稀硫酸,Zn作负极,被腐蚀逐渐变细,Cu作正极,与分析不符,故C错误;a是Cu、b是Zn、c为稀硫酸,Zn比Cu活泼,Zn作负极,被腐蚀逐渐变细,Cu作正极,但析出氢气,a极不会逐渐变粗,故D错误。
6.为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO,设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态),下列说法中不正确的是( )
A.关闭活塞1,加入稀硝酸至液面a处
B.在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率
C.通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行
D.反应开始后,胶塞下方有无色气体生成,还不能证明该气体为NO
答案A
解析如果关闭活塞1,稀硝酸加到一定程度后,左侧液面将不再升高,即不可能加到液面a处,A错误。B正确。关闭活塞1时,产生的气体聚集在铜丝附近使得U形管液面左低右高,当左面铜丝接触不到硝酸后,反应停止;由于活塞2是打开的,打开活塞1后,两边液面恢复水平位置,继续反应,所以活塞1可以控制反应的进行,C正确。胶塞下方有无色气体生成,此时还要打开活塞1使得该气体进入上面的球体里,变为红棕色(生成NO2),才能证明生成的是NO气体,D正确。
7.用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性(平均直径25 nm)纳米Fe3O4的流程示意图如下:
下列叙述不正确的是( )
A.滤液A中含有Fe3+和Fe2+
B.步骤②中,主要反应的离子方程式是Fe3++Fe2Fe2+
C.步骤④中,反应完成后剩余的H2O2可以通过加热的方式除去
D.步骤⑤中,可将产品均匀分散在水中,利用丁达尔效应验证得到的固体是超顺磁性的Fe3O4粒子
答案B
解析铁泥的主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe,和盐酸反应后会生成Fe3+和Fe2+,故A正确;步骤②中加入铁粉,Fe3+被还原为Fe2+,反应的离子方程式应为2Fe3++Fe3Fe2+,故B错误;步骤④中,为防止H2O2在步骤⑤中氧化+2价铁元素,反应完成后需加热除去剩余H2O2,故C正确;超顺磁性的Fe3O4粒子平均直径25 nm,均匀分散在水中形成胶体,能产生丁达尔效应,故D正确。
8.钨是高熔点金属,工业上用主要成分为FeWO4和MnWO4的黑钨铁矿与纯碱共熔冶炼钨的流程如图所示(已知H2WO4难溶于水),下列说法错误的是( )
A.将黑钨铁矿粉碎的目的是提高反应速率
B.共熔过程中空气的作用是氧化Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)
C.操作Ⅱ是过滤、洗涤、干燥
D.在高温下,WO3被氧化成W
答案D
解析将黑钨铁矿粉碎,并与纯碱和空气共熔,以提高反应速率;然后冷却、水浸后过滤得到钨酸钠溶液以及含二氧化锰和氧化铁的滤渣;向滤液中加过量的浓硫酸生成难溶于水的钨酸;然后再经过滤、洗涤、干燥得到钨酸;加热钨酸得到三氧化钨;在高温下用氢气还原氧化钨得到单质钨。将黑钨铁矿粉碎可增大接触面积,加快反应速率,故A说法正确;FeWO4和MnWO4中铁元素、锰元素的化合价均为+2,纯碱和黑钨铁矿粉在空气中共熔生成Na2WO4、MnO2、Fe2O3等,MnO2、Fe2O3中铁元素、锰元素的化合价分别为+3、+4,故共熔过程中空气的作用是氧化Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ),故B说法正确;钨酸钠和浓硫酸发生反应:Na2WO4+H2SO4H2WO4↓+Na2SO4,H2WO4难溶于水,操作Ⅱ是过滤、洗涤、干燥,故C说法正确;氢气与WO3反应生成水和W,钨元素的化合价降低,被还原,D说法错误。
9.对于反应2HI(g)H2(g)+I2(g,紫色),下列叙述能够说明反应已达到平衡状态的是( )
A.混合气体的总质量不再变化
B.温度和容积一定时,容器内压强不再变化
C.1 ml H—H键断裂的同时有2 ml H—I键断裂
D.各物质的物质的量浓度之比为2∶1∶1
答案C
解析反应前后各物质均为气体,按质量守恒定律,混合气体的总质量始终不变,则不能说明处于化学平衡状态,故A错误;该反应前后气体分子数相等,则温度和容积一定时,反应前后压强始终保持恒定,压强不变不能说明反应达到平衡状态,故B错误;1 ml H—H键断裂时则必有2 ml H—I键生成,同时有2 ml H—I键断裂,则说明正、逆反应速率相等,故C正确;各成分的浓度由起始时的物质的量决定,各物质的浓度比不能做为判断平衡的依据,故D错误。
10.在1 L的密闭容器中,发生反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2 min后B的浓度减少0.6 ml·L-1。对此反应速率的正确表示是( )
A.用A表示的反应速率是0.4 ml·L-1·min-1
B.分别用B、C、D表示的反应速率,其比值是3∶2∶1
C.在2 min末用B表示的反应速率是0.3 ml·L-1·min-1
D.在2 min内用B表示的速率的值逐渐减小,用C表示的速率的值逐渐增大
答案B
解析A为固体物质,浓度视为常数,不能利用固体的浓度变化计算反应速率,故A错误;同一反应、同一时间段内不同物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比,分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是3∶2∶1,故B正确;用B表示的2 min内平均速率为v(B)=0.62 ml·L-1·min-1=0.3 ml·L-1·min-1,2 min末的反应速率为即时速率,无法运用题中数据计算,故C错误;随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢,生成物的浓度变化逐渐减小,则在2 min内用B表示的速率的值和用C表示的速率的值都逐渐减小,故D错误。
11.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示,根据图示分析实验条件,下列说法中一定不正确的是( )
A.第4组实验的反应速率最慢
B.第1组实验中盐酸的浓度可能大于2.5 ml·L-1
C.第2组实验中盐酸的浓度可能等于2.5 ml·L-1
D.第3组实验的反应温度低于30 ℃
答案D
解析由图可知,曲线d反应速率最慢,则第4组实验的反应速率最慢,A项正确;第1组对应曲线a,反应速率最快,1、4组相比,温度相同,1组固体表面积更大,第1组盐酸的浓度可能等于、小于或大于2.5 ml·L-1,B项正确;第2组反应速率比第4组快,2、4组相比,温度相同,2组固体表面积更大,第2组盐酸的浓度可能等于、小于或大于2.5 ml·L-1,C项正确;第3组反应速率比第4组快,3、4组相比,浓度、固体表面积相同,温度越高反应速率越快,第3组实验的反应温度高于30 ℃,D项错误。
12.轴烯、旋烷是一类具有张力的碳氢化合物,结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.旋烷的通式为C3n+6H4n+8(n≥1)
B.轴烯①②③④之间不互为同系物
C.轴烯①的二氯代物只有3种(不考虑立体异构)
D.1 ml旋烷④转化为C18H36,需消耗6 ml H2
答案C
解析旋烷①②③④的分子式分别为C9H12、C12H16、C15H20、C18H24,数学归纳可得通式为C3n+6H4n+8(n≥1),A项正确;所给四种轴烯所含碳碳双键的数目不同,分子式肯定不是相差若干个“CH2”原子团,不互为同系物,B项正确;轴烯①中只有3个端点的碳上各有2个氢原子,且该三个碳原子为等效碳。用2个氯原子取代2个氢原子,这两个氢原子可能来自同一个碳原子上,也可能来自任意两个碳原子上,所以轴烯①的二氯代物只有2种(不考虑立体异构),C项错误;旋烷④的分子式为C18H24,与氢气反应转化为C18H36,1 ml旋烷④增加12 ml H,即消耗6 ml H2,D项正确。
13.下列叙述中不正确的是( )
A.向淀粉的水解液中滴加碘水,溶液变蓝,说明淀粉可能未水解
B.氨基酸种类很多,任何一种氨基酸至少含有两个或者两个以上官能团
C.重金属盐使蛋白质分子变性,所以吞“钡餐”(主要成分是硫酸钡)会引起中毒
D.常温下呈液态的油脂可以催化加氢转变为固态的脂肪
答案C
解析向淀粉的水解液中滴加碘水,溶液变蓝,说明溶液中含有淀粉,淀粉未水解或水解不完全,故A正确;氨基酸种类很多,任何一种氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,故B正确;重金属离子能使蛋白质分子变性,但硫酸钡既不溶于水,也不溶于胃液,因此吞“钡餐”(主要成分是硫酸钡)不会引起中毒,故C错误;常温下呈液态的油脂分子中含有碳碳双键,可以催化加氢转变为固态的脂肪,故D正确。
二、非选择题(共4题,共61分)
14.(14分)乙酸乙酯广泛用于药物、燃料、香料等工业,在中学化学实验室里常用下图装置来制备乙酸乙酯。(部分夹持仪器已略去)
已知:
(1)制备粗品(图1)
在A中加入少量碎瓷片,将三种原料依次加入A中,用酒精灯缓慢加热,一段时间后在B中得到乙酸乙酯粗品。
①浓硫酸、乙醇、乙酸的加入顺序是 ,A中发生反应的化学方程式是
。
若A中加入的乙醇为CH3CH218OH,乙酸中的氧原子均为16O,则反应一段时间后A中含有18O的物质有 。
②A中碎瓷片的作用是 ,长导管m除了导气外,还具有的作用是 。
③B中盛装的液体是 ,收集到的乙酸乙酯在 层(填“上”或“下”)。
(2)制备精品(图2)
将B中的液体用 (填仪器名称)分液,对乙酸乙酯粗品进行一系列除杂操作后转移到C中,利用图2装置进一步操作即得到乙酸乙酯精品。
①C的名称是 。
②实验过程中,冷却水从 口进入(填字母);收集产品时,控制的温度应在 ℃左右。
答案(1)①乙醇→浓硫酸→乙酸
CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O
CH3CO18OCH2CH3、CH3CH218OH
②防止暴沸 冷凝回流 ③饱和碳酸钠溶液 上
(2)分液漏斗 ①蒸馏烧瓶 ②b 77.2
解析(1)①浓硫酸与乙醇混合放热,且密度大于乙醇,则浓硫酸、乙醇、乙酸的加入顺序是乙醇→浓硫酸→乙酸。
A中发生酯化反应,反应的化学方程式是CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。
酯化反应中,酸脱羟基醇脱氢,乙醇为CH3CH218OH,则生成的乙酸乙酯为
CH3CO18OCH2CH3。由于该反应为可逆反应,因此含有18O的物质为CH3CO18OCH2CH3和CH3CH218OH。
②反应需要加热,A中碎瓷片的作用是防止暴沸。
乙醇、乙酸易挥发,因此长导管m除了导气外,还具有冷凝回流的作用。
③可以用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸,因此B中盛装的液体是饱和碳酸钠溶液。乙酸乙酯的密度小于水,因此收集到的乙酸乙酯在上层。
(2)分液使用的仪器为分液漏斗。
①C的名称是蒸馏烧瓶。
②实验过程中,冷却水应该逆向冷凝,即从b口进入;乙酸乙酯的沸点是77.2 ℃,因此收集产品时,控制的温度应在77.2 ℃左右。
15.(18分)非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
(1)若A在常温下为气体单质,将装满气体C的试管倒扣在水槽中,溶液最终充满试管容积的23,另外13容积为无色气体。
①A的电子式是 。
②写出C→D的化学方程式: 。
③D的稀溶液在常温下可与铜反应并生成B气体,请写出该反应的离子方程式: 。
(2)若A在常温下为非金属气态氢化物,B遇到空气变成红棕色。
①写出工业上制取A气体的化学方程式: 。
②写出AB的化学方程式: 。
③A气体遇到氯气会产生白烟,氯碱工业中经常用此检验氯气管道是否泄漏,试写出反应的化学方程式: 。
(3)若A为淡黄色晶体,D为二元强酸。
①将C气体通入BaCl2溶液产生的白色沉淀的化学式为 。
②将B直接通入BaCl2溶液不会产生白色沉淀。若与另一种气体X一起通入则会产生一种不同于①的白色沉淀,则发生反应的化学方程式: 。
③将B与一种黄绿色气体一起通入BaCl2溶液,会产生与①相同的白色沉淀,该反应的化学方程式为 。
答案(1)①··N︙︙N··
②3NO2+H2O2HNO3+NO
③3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O
(2)①N2+3H22NH3
②4NH3+5O24NO+6H2O
③8NH3+3Cl26NH4Cl+N2
(3)①BaSO4
②SO2+2NH3+H2O+BaCl2BaSO3↓+2NH4Cl
③SO2+Cl2+2H2O+BaCl2BaSO4↓+4HCl
解析(1)若A在常温下为气体单质,将装满气体C的试管倒扣在水槽中,溶液最终充满试管容积的23,另外13容积为无色气体,则A为N2、B为NO、C为NO2、D为HNO3。
①A为N2,电子式为 ··N︙︙N··。
②二氧化氮溶于水生成硝酸,则C→D的化学方程式为3NO2+H2O2HNO3+NO。
③稀硝酸在常温下可与铜反应并生成NO气体,该反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O。
(2)若A在常温下为非金属气态氢化物,B遇到空气变成红棕色,则B为NO、C为NO2,A在常温下为非金属气态氢化物,则A为NH3,结合转化关系可知D为HNO3。
①工业上制取氨气的化学方程式为N2+3H22NH3。
②氨气发生催化氧化生成NO,则A→B的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。
③氨气气体遇到氯气会产生白烟,白烟应是氯化铵,根据化合价变化可判断氨气被氧化,还有氮气生成,则反应的化学方程式为8NH3+3Cl26NH4Cl+N2。
(3)若A为淡黄色晶体,D为二元强酸,则A是S,所以B是SO2,C是SO3,D是H2SO4。
①将三氧化硫气体通入BaCl2溶液产生的白色沉淀是硫酸钡,化学式为BaSO4。
②二氧化硫和BaCl2溶液反应不会产生白色沉淀,若与另一种气体X一起通入则会产生一种不同于①的白色沉淀,该白色沉淀是亚硫酸钡,因此X可以是氨气,则发生反应的化学方程式为SO2+2NH3+H2O+BaCl2BaSO3↓+2NH4Cl。
③将二氧化硫与一种黄绿色气体一起通入BaCl2溶液,会产生与①相同的白色沉淀,黄绿色气体是氯气,该反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O+BaCl2BaSO4↓+4HCl。
16.(16分)Ⅰ.请认真观察下图,然后回答问题。
(1)下列变化中满足图示的是 (填字母)。
A.镁和稀盐酸的反应
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.NaOH固体加入水中
D.乙醇燃烧
(2)下图是在101 kPa、298 K条件下,1 ml NO2气体和1 ml CO反应生成1 ml CO2和1 ml NO气体的能量变化的示意图。该反应的热化学方程式为 。
(3)CH3—CH3(g)→CH2CH2(g)+H2(g) ΔH,有关化学键的键能如表所示:
则该反应的反应热为ΔH= 。
Ⅱ.人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面,请根据题中提供的信息,回答问题。
(4)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板,发生2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,若将此反应设计成原电池,当线路中转移0.2 ml电子时,则被腐蚀的铜的质量为 g。
(5)由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池,以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质,铝和二氧化锰—石墨为两极,其电池反应为Al+3MnO2+3H2O3MnO(OH)+Al(OH)3。该电池中负极材料为 ,放电时,电池内部的OH-向 极移动。
(6)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图,回答下列问题:
①氢氧燃料电池的正极反应化学方程式是 ;
②若用该电池电解饱和食盐水,当电路中通过0.1 ml电子时,消耗标准状况下H2的体积为 L;电解饱和食盐水的离子方程式为 。
答案(1)AD
(2)NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·ml-1
(3)+124.3 kJ· ml-1 (4)6.4
(5)Al 负(或Al)
(6)①O2+4H++4e-2H2O ②1.12
2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
解析(1)根据图示中反应物和生成物能量的大小判断,该反应是放热反应,A和D是放热反应,故选AD。
(2)根据图中信息,可得ΔH=134 kJ·ml-1-368 kJ·ml-1=-234 kJ·ml-1,因此热化学方程式为NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·ml-1。
(3)1 ml CH3—CH3(g)中含有1 ml C—C键、6 ml C—H键,1 ml CH2CH2(g)中含有1 ml CC键、4 ml C—H键,故CH3—CH3(g)CH2CH2(g)+H2(g) ΔH=E(C—C)+6E(C—H)-E(CC)-4E(C—H)-E(H—H)=(347.7+6×414-615-4×414-436.4) kJ· ml-1=+124.3 kJ· ml-1。
(4)根据反应方程式,当有1 ml Cu发生反应,转移2 ml电子,故当线路中转移0.2 ml电子时,被腐蚀的铜为0.1 ml,质量为6.4 g。
(5)根据反应Al+3MnO2+3H2O3MnO(OH)+Al(OH)3,反应中Al的化合价升高,发生氧化反应,则Al为负极。放电时,阴离子向负极移动,因此OH-向负极铝电极移动。
(6)①氢氧燃料电池的正极反应物是氧气,根据酸性环境书写电极反应为O2+4H++4e-2H2O。
②电池的负极反应为H2-2e-2H+,反应转移0.1 ml电子,则消耗H20.05 ml,标准状况下体积为1.12 L。电解饱和食盐水的离子反应为2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-。
17.(13分)铁是人体内含量最多的必需微量元素,缺铁性贫血患者应补充含Fe2+的亚铁盐。“速力菲”(主要成分为琥珀酸亚铁)是一种常见的补铁药物。某兴趣小组为了检验“速力菲”药片中Fe2+的存在并测定铁元素的含量,设计如下实验(假设反应过程无铁元素损耗):
请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ的名称是 ,试剂1是 。
(2)证明药片中含有Fe2+的依据 。
(3)加入试剂1后溶液为淡红色,说明“速力菲”中的Fe2+已部分被氧化。通常服用“速力菲”的同时服用维生素C,说明维生素C具有 (填“氧化性”或“还原性”)。
(4)向淡红色溶液中加入氯水,发生反应的离子方程式为 。
(5)Fe(OH)2沉淀也易被O2氧化,写出该反应的化学方程式: 。
(6)“速力菲”药片中铁元素的含量为 (用含有a、b的式子表示)。
答案(1)过滤 KSCN溶液
(2)向淡黄色溶液中加入KSCN溶液,溶液颜色变为淡红色,再加入氯水,溶液变为血红色
(3)还原性
(4)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(5)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
(6)7b10a×100%
解析(1)操作Ⅰ将不溶物质与溶液分离,为过滤,向淡黄色溶液中加入试剂1,溶液颜色变为淡红色,再加入氯水,溶液变为血红色,则试剂1为KSCN溶液。
(2)证明药片中含有Fe2+的依据是向淡黄色溶液中加入KSCN溶液,溶液颜色变为淡红色,再加入氯水,溶液变为血红色。
(3)服用维生素C可还原Fe3+或防止Fe2+被氧化,故维生素C具有还原性。
(4)氯水与Fe2+反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
(5)Fe(OH)2被O2氧化的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。
(6)Fe2O3的质量为b g,则n(Fe)=2b160=b80 ml,则铁元素的质量m(Fe)=b×5680=7b10 g,则“速力菲”药片中铁元素的含量为7b10gag×100%=7b10a×100%。组别
对应
曲线
c(HCl)(ml·L-1)
反应温
度/℃
铁的状态
1
a
30
粉末状
2
b
30
粉末状
3
c
2.5
块状
4
d
2.5
30
块状
物质
密度(g·cm-3)
熔点℃
沸点℃
溶解性
乙醇
0.79
-114.5
78.4
与水互溶
乙酸
1.05
16.6
118.1
易溶于水、乙醇
乙酸
乙酯
0.90
-83.6
77.2
微溶于水,能溶于乙醇
化学键
C—H
CC
C—C
H—H
键能/(kJ· ml-1)
414
615
347.7
436.4
组别
对应
曲线
c(HCl)(ml·L-1)
反应温
度/℃
铁的状态
1
a
30
粉末状
2
b
30
粉末状
3
c
2.5
块状
4
d
2.5
30
块状
物质
密度(g·cm-3)
熔点℃
沸点℃
溶解性
乙醇
0.79
-114.5
78.4
与水互溶
乙酸
1.05
16.6
118.1
易溶于水、乙醇
乙酸
乙酯
0.90
-83.6
77.2
微溶于水,能溶于乙醇
化学键
C—H
CC
C—C
H—H
键能/(kJ· ml-1)
414
615
347.7
436.4