2021-2022学年辽宁省沈阳二中辽东南协作体高三上学期期中考试化学试题含解析
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辽宁省辽东南协作体2021-2022学年高三上学期期中考试
化学试题
一、单选题
1.成语、古诗词、谚语等都是我国传统文化的瑰宝。下列有关解读错误的是( )
选项
传统文化
化学角度解读
A
兰陵美酒郁金香,玉碗盛来琥珀光
“香”的原因之一是美酒含有酯类物质
B
“司南之杓(勺),投之于地,其柢(勺柄)指南”
司南中“杓”的材质为Fe2O3
C
三月打雷麦谷堆
在雷电作用下N2最终转化成被作物吸收的化合态氮
D
《本草经集注》记载“如握盐雪不冰,强烧之,紫青烟起…云是真硝石也
利用物理方法(焰色反应)可以鉴别钾盐
A.A B.B C.C D.D
2.化学与生活息息相关,下列说法错误的是( )
A.2021年中国高铁总里程达3.79万公里,举世闻名,其车体为铝合金锻造而成
B.华为自主研发的“麒麟”芯片与太阳能电池感光板所用材料均为晶体硅
C.鼓励光伏、风电、水电、核电等新能源的发展,争取在2030年前实现碳达峰
D.日本福岛核电站事故核废水中含有氚(3H)和14C等放射性同位素,6Li+n→3He+3H属于化学变化
3.下列有关化学用语表示正确的是( )
A.818O2-的离子结构示意图:
B.NH4H的电子式:
C.乙烯的结构简式CH2CH2
D.碳酸氢钠的电离方程式是NaHCO3⇌H++Na++CO32-
4.实验室中下列做法正确的是( )
A.可以用10mL量筒量取浓硫酸7.13mL
B.做焰色反应实验时,如果没有铂丝,可用缠在玻璃棒上的铁丝代替
C.温度计不慎打破,散落的水银应用硫粉处理后收集
D.排除碱式滴定管尖嘴的气泡时,应挤压玻璃球,使液体快速流出,向下冲出气泡
5.下列关于物质结构与性质的说法,错误的是( )
A.Na、Mg、Al原子的电负性依次增大
B.HCl和HI化学键的类型和分子的极性都相同
C.氨分子间存在氢键,PH3分子间没有氢键,故NH3的熔沸点及稳定性均大于PH3
D.基态钾原子核外电子共有19种运动状态,且其3s与4s轨道形状相同,能量不相等
6.下列有关实验操作、现象、解释和结论错误的是( )
选项
操作
现象
解释、结论
A
向FeI2溶液中滴入少量氯水
溶液变黄
氧化性:Cl2>Fe3+
B
将镁条在空气中燃烧后的产物与蒸馏水混合、搅拌,用湿润的红色石蕊试纸放在反应液上方
试纸变蓝色
镁燃烧产生的Mg3N2与水反应产生了氨气,使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C
向紫色石蕊试液中通入SO2
溶液显红色
SO2水溶液呈酸性
D
用玻璃棒蘸取新制氯水滴在蓝色石蕊试纸中部
蓝色试纸先变红后褪色
新制氯水具有酸性和强氧化性
A.A B.B C.C D.D
7.下列说法正确的是( )
A.NH4HCO3受热易分解,可用作化肥
B.硫酸可用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取某些挥发性酸
C.蛋白质和淀粉都是高分子化合物,水解的最终产物均是葡萄糖
D.古丝绸之路贸易中的陶瓷、茶叶、丝绸、中草药的主要成分都是有机物
8.BF3是有刺激性臭味的无色气体,与水反应生成HBF4和H3BO3,下列说法错误的是( )
A.一定条件下BF3可与NH3结合形成NH3⋅BF3
B.BF4-离子为正四面体结构
C.B-F键键长小于B-O键键长
D.HBF4和H3BO3中B原子都是sp3杂化
9.下列实验装置设计正确的是( )
A.干燥氯气
B.稀释浓硫酸
C.实验室制氨气
D.测定盐酸浓度
10.雾霾微颗粒中硫酸盐的生成可能存在三个阶段的转化,其主要过程的示意图如下。下列说法正确的是( )
A.HSO4-的摩尔质量为97
B.第I阶段的反应中NO2被氧化
C.HNO2、NO2、H2O均为电解质
D.第II、III阶段总反应的化学方程式为SO3-+H2O+NO2=HNO2+HSO4-
11.部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.c可作为一种新型自来水消毒剂
B.溶液f具有很强的还原性
C.a与d,a与f在酸性情况下反应,均可以得到b
D.加入适量NaHCO3溶液可以增强b溶液的漂白性
12.W、X、Y均为短周期元素,它们可以形成离子化合物W2XY3、W和Y两种元素的单质可以生成W2Y和W2Y2两种化合物,X元素的氢化物和它的某种氧化物反应,可以生成固态单质和水,下列说法正确的是( )
A.W2Y2与水反应,生成的化合物中存在极性键和非极性键
B.同周期元素中,X的最高价氧化物的水化物酸性最强
C.同主族元素中,Y的简单氢化物沸点最低
D.W、X、Y的简单离子半径由大到小顺序是X>Y>W
13.设阿伏加德罗常数的值为NA,则下列说法正确的是( )
A.1molNaHSO4固体中含离子总数为3NA
B.在标准状况下,体积为22.4L的SO3含有的质子数为40NA
C.9gSiO2晶体中含有的共价键数为0.6NA
D.将18mol/L的浓硫酸50mL与足量铜粉共热,产生的SO2分子数为0.45NA
14.下列说法错误的是( )
A.干冰是二氧化碳固体,干冰晶体中二氧化碳的配位数是12
B.新戊烷[(CH3)4C]分子中5个碳原子形成的空间构型是为正四面体形
C.C3O2分子中不含环状结构且每个原子均满足8电子稳定结构,C3O2分子中σ键和π键的个数比为1:1
D.分子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
15.锂离子电池在我们日常生活中随处可见,随之而来的是废旧电池的合理处理,否则会造成新的环境污染.下图是某锂离子电池的正极材料(主要含LiCoO2、Al、C等)的处理工艺(已知LiCoO2与NaOH不反应):
下列说法错误的是( )
A.滤液X的主要成分是偏铝酸钠
B.灼烧的目的是去碳,灼烧实验用到的仪器有坩埚、三脚架、石棉网等
C.还原步骤中LiCoO2转化为Li2SO4和CoSO4
D.“除铝”、“还原”和“沉淀”三步共同的实验操作是过滤
二、实验题
16.氮化锶(Sr3N2)是工业上生产显示器的原材料,遇水剧烈反应。实验室常用锶和氮气在加热条件下制备,与镁、钙同主族,锶与水、二氧化碳、氧气、氨气等迅速反应。某化学研究小组利用下列装置(夹持装置省略)制备Sr3N2。回答下列问题:
(1)a仪器中名称是 ,装置A中发生反应方程式是 。
(2)装置B的作用是 ;装置C中的化学方程式是 ;装置D中浓硫酸的作用是 ;装置D中长颈漏斗的作用是 。
(3)装置F的作用是 。
(4)测定氮化的纯度:取10.0g该产品,向其中加入适量水,将生成的气体全部通入浓硫酸中,利用浓硫酸的增重计算得到产品的纯度,该方法测定的产品纯度 (填“偏高”、“偏低”),其原因是 。改进方法是 ;后测定浓硫酸增重1.02g,则产品的纯度为 。
三、元素或物质推断题
17.A、B、C、D、E是前四周期的五种元素,原子序数依次增大,只有B、C位于同一周期且位置相邻,其中C是地壳中含量最多的元素,D是其所处周期中电负性最强的元素,E为过渡元素,原子核外只有两个单电子,其余原子轨道均充满电子。回答下列问题
(1)B元素的基态原子电子的空间运动状态有 种;E元素的价电子排布式 ,其基态原子有 种能量不同的电子。
(2)B、C两种元素分别与A元素形成的两种10电子阳离子中,中心原子的杂化方式都是采用 杂化,键角大的是 (填离子符号),原因是 。
(3)D单质通入A2C中发生反应的离子方程式是 :写出ADC的电子式 。
(4)BC3-的空间构型是 ;第一电离能B C(填“<”或“>”)。A、B、C三种元素电负性由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
18.甲、乙丙三种不同的物质中均含有同一种元素,它们之间的转化关系如图示(部分反应物及生成物已略去)。
(1)若甲为气态氢化物,乙为黄色固体,写出此时反应①的化学方程式 。
(2)若甲为两性氧化物,乙的水溶液呈酸性,请用离子方程式写出乙的水溶液呈酸性的原因 ,写出此时反应④的离子方程式 。
(3)若甲为金属单质,反应④为置换反应,则往乙溶液中滴加KSCN,溶液变为 :往丙的溶液中滴加 (填化学式),产生蓝色沉淀。
(4)若甲为气体单质,乙为含有极性共价键的非极性分子,请写出甲的分子式 ,乙的电子式 。
四、工业流程题
19.铜系金属元素铈可作催化剂、电弧电极、特种玻璃等。铈的合金耐高热,可以用来制造喷气推进器零件。实验室利用废旧的液晶显示器设计实验回收铈的流程如图所示(已知废旧显示器除了含有二氧化硅外,还有CeO2、Fe2O3等物质,其中铺有+3、+4两种价态,CeO2具有强氧化性,与常见的无机酸不反应):
(1)步骤Ⅰ和步骤Ⅱ进行的实验操作是 。
(2)步骤Ⅱ的离子方程式是 ;为了加快步骤Ⅱ的反应速率,有人提出在较高温度下进行,你认为是否合适,解释理由 。
(3)固体B的主要成分化学式是 ,说出该物质两个主要用途 。
(4)可否省掉真空加热这一步,对CeCl3溶液直接加热蒸干而得到CeCl3,请说明理由 。
(5)步骤IV的化学方程式是 。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】焰色反应;铁的氧化物和氢氧化物;酯的性质
【解析】【解答】A.酒放置时间长,少量的乙醇被氧化为乙酸,乙酸与乙醇生成乙酸乙酯,乙酸乙酯等酯类物质具有香味,所以产生香味主要是因为美酒含有酯类物质,故A不符合题意;
B.司南中“杓”的材质为有磁性的物质,四氧化三铁具有磁性,所以司南中“杓”的材质为Fe3O4,故B符合题意;
C.氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮气体;一氧化氮不溶于水,在常温下易跟空气中的氧气化合,生成红棕色的二氧化氮气体;二氧化氮易溶于水,它溶于水后生成硝酸和一氧化氮,硝酸进一步转化为可以为植物吸收的硝酸盐,增加土壤中氮肥含量,有利于作物生长,故C不符合题意;
D.钠盐和钾盐焰色反应的颜色不同,钠的焰色反应为黄色,钾的焰色反应为紫色,焰色反应是物理变化,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.酯类物质具有特殊的香味;
B.司南中“杓”的材质为Fe3O4;
C.氮气放电生成NO,NO被氧化为NO2,NO2和水反应生成硝酸;
D.钠的焰色反应为黄色,钾的焰色反应为紫色。
2.【答案】D
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;硅和二氧化硅;合金及其应用
【解析】【解答】A.铝合金耐腐蚀,且质量轻,可用于车体,故A不符合题意;
B.芯片和太阳能电池板主要原料均为晶体硅,故B不符合题意;
C.发展绿色能源可减少二氧化碳的排放,有利于实现碳达峰,故C不符合题意;
D.核反应不属于物理变化,也不属于化学变化,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.铝合金具有耐腐蚀、质量轻的特性;
B.芯片和太阳能电池板的主要材料均为单质硅;
C.新能源的使用可减少二氧化碳的排放。
3.【答案】B
【知识点】原子结构示意图;结构简式;电离方程式的书写;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.氧原子的质子数为8,易得到2个电子,形成最外层有8个电子的氧离子,因此818O2-离子的结构示意图为,故A不符合题意;
B.NH4H是离子化合物,其电子式为,故B符合题意;
C.碳碳双键的管能团不能省略,乙烯的结构简式为CH2=CH2,故C不符合题意;
D.NaHCO3只能完全电离为Na+和HCO3-,故电离方程式为NaHCO3=Na++ HCO3-,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.O的质子数为8,O2-核外共10个电子;
C.乙烯的官能团是碳碳双键,碳碳双键在结构简式中不可省略;
D.碳酸氢钠为强电解质,在溶液中完全电离为钠离子和碳酸氢根离子。
4.【答案】C
【知识点】常用仪器及其使用
【解析】【解答】A.量筒的感量为0.1mL,不可以用10mL量筒量取7.13 mL浓硫酸,故A不符合题意;
B.玻璃的成分中含有钠元素,用缠在玻璃棒上的铁丝做焰色反应,会影响焰色反应实验,故B不符合题意;
C.温度计不慎打破,散落的水银应用硫粉处理后收集,可防止重金属污染,操作方法合理,故C符合题意;
D.排除碱式滴定管尖嘴的气泡时,应将胶管弯曲使尖嘴斜向上,轻轻挤压玻璃球,使液体从尖嘴流出,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.量筒的精确度为0.1mL;
B.玻璃棒中含有钠元素;
C.Hg能与硫粉反应生成HgS;
D.排除碱式滴定管尖嘴的气泡时,应将胶管弯曲使尖嘴斜向上,轻轻挤压玻璃球。
5.【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;物质的结构与性质之间的关系;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】A.Na、Mg、Al在周期表同一周期,Na、Mg,Al的电负性依次增大,故A不符合题意;
B.HCl和HI均含极性共价键,均属于极性分子,故B不符合题意;
C.氢键是一种特殊的分子间作用力,非化学键,只影响物质的物理性质熔点沸点,不影响化学性质,稳定性属于化学性质,NH3稳定性大于PH3是由于N的非金属性比P的强,故C符合题意;
D.基态钾原子核外电子有19个电子,则有19种运动状态,都是s轨道,则轨道形状相同,原子轨道离原子核越远,能量越高,3s轨道能量低于4s,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.元素的非金属性越强,电负性越大;
B.HCl和HI均为极性分子,含有的化学键均为极性键;
D.s轨道能量低于4s。
6.【答案】A
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.向FeI2溶液中滴加少量氯水,氯水先和碘离子反应生成碘单质,然后氯水再和亚铁离子反应生成铁离子,所以溶液变成棕黄色,不能说明有Fe3+生成,也就不能说明氧化性Cl2>Fe3+,选项A符合题意;
B.将镁条在空气中燃烧后的产物与蒸馏水混合、搅拌,用湿润的红色石蕊试纸放在反应液上方,镁燃烧产生的Mg3N2与水反应产生了氨气,使湿润的红色石蕊试纸变蓝,选项B不符合题意;
C.向紫色石蕊试液中通入SO2,溶液显红色,说明SO2水溶液呈酸性,选项C不符合题意;
D.用玻璃棒蘸取新制氯水滴在蓝色石蕊试纸中部,蓝色试纸先变红后褪色,说明新制氯水具有酸性和强氧化性,选项D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.碘离子的还原性大于亚铁离子,氯水少量时只有碘离子被氧化;
B.试纸变蓝色,说明有氨气生成;
C.二氧化硫溶于水生成亚硫酸;
D.氯水中含有氯化氢和次氯酸,氯化氢呈酸性,次氯酸具有漂白性。
7.【答案】B
【知识点】浓硫酸的性质;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点
【解析】【解答】A.NH4HCO3受热易分解是由于其热稳定性较差,属于化学性质,与用作化肥无关系,故A不符合题意;
B.硫酸为沸点高,酸性强,可用于制取多种挥发性酸,在石油精炼中,要用浓硫酸除去汽油和润滑油中的杂质-硫化物和不饱和碳氢化合物,故B符合题意;
C.蛋白质水解最终产物是氨基酸,淀粉水解最终产物是葡萄糖,二者水解产物不同,故C不符合题意;
D.陶瓷的主要成分是硅酸盐,属于无机物,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.NH4HCO3用作化肥是因为其含有N元素;
C.蛋白质水解的产物是氨基酸;
D.陶瓷属于无机物。
8.【答案】D
【知识点】键能、键长、键角及其应用;判断简单分子或离子的构型;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.BF3有孤对电子,NH3有空轨道,两者可结合形成NH3⋅BF3,A不符合题意;
B.BF4-离子的电子数为5+1×4+1=10,与CH4为等电子体,则该离子也为正四面体结构,B不符合题意;
C.F原子半径小于O,所以B-F键键长小于B-O键键长,C不符合题意;
D.HBF4的BF4-中B原子价层电子对个数=4+3+1-4×12=4且不含孤电子对,是sp3杂化,H3BO3中B原子价层电子对个数=3+3-1×32=3且不含孤电子对,则为sp2杂化,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.含有孤电子对和含有空轨道的原子之间易形成配位键;
B.BF4-中B原子的价层电子对数为4+3+1-4×12=4,不含孤电子对;
C.原子的半径越大,其键长越长。
9.【答案】C
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.干燥氯气时,氯气应从长管进,短管出,故A不符合题意;
B.稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,防止酸液飞溅,故B不符合题意;
C.氯化铵和氢氧化钙在加热条件下可生成氨气,氨气密度比空气小,可用向下排空法收集,可用于制备并收集氨气,故C符合题意;
D.氢氧化钠溶液可腐蚀玻璃,不能放在酸式滴定管中,故D不符合题意.
故答案为:C.
【分析】A.洗气时导气管应该是长进短出;
B.稀释浓硫酸时,应防止酸液飞溅;
C.氯化铵和氢氧化钙在加热条件下可生成氨气,氨气密度比空气小,可用向下排空法收集;
D.氢氧化钠溶液不能放在酸式滴定管中.
10.【答案】D
【知识点】氧化还原反应;电解质与非电解质;摩尔质量
【解析】【解答】A.HSO4- 的摩尔质量为97g/mol,A不符合题意;
B.第I阶段的反应中,NO2经过反应变成NO2-,得到电子,被还原,B不符合题意;
C.NO2为非电解质,C不符合题意;
D.根据图示可知,第II阶段中,SO3-、NO2在水的条件下生成NO2-、SO3 ,第III阶段中,SO3结合OH-变为HSO4-,NO2-变成HNO2,故方程式为总反应的化学方程式为:SO3- +H2O+NO2=HNO2+HSO4-,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.摩尔质量的单位为g/mol;
B.第I阶段:NO2→NO2-,得到电子,被还原;
电解质是指在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。
11.【答案】B
【知识点】氯、溴、碘及其化合物的综合应用
【解析】【解答】A.c为ClO2,ClO2具有强氧化性,可作为一种新型自来水消毒剂,故A不符合题意;
B.溶液f中Cl元素为+5价,具有很强的氧化性,故B符合题意;
C.a为HCl,b为氯气,d为次氯酸,f为氯酸盐,HCl能够与次氯酸反应生成氯气,酸性条件下氯化氢能够与氯酸根离子反应生成氯气,故C不符合题意;
D.氯水中存在平衡Cl2+H2O⇌HCl+HClO,酸性:HCl>H2CO3>HClO,氯水中加入NaHCO3溶液后,HCl浓度减小,平衡正向移动,HClO的浓度增大,氯水的漂白性增强,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】由图可知,a为HCl,b为Cl2,c为ClO2,d为HClO,e为盐酸盐,f为氯酸盐。
12.【答案】D
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.W2Y2与水反应,生成的化合物NaOH中存在极性键和离子键,选项A不符合题意;
B.同周期元素中,X的最高价氧化物的水化物H2SO4酸性比HClO4弱,选项B不符合题意;
C.同主族元素中,Y的简单氢化物H2O因存在氢键,其沸点最高,选项C不符合题意;
D.W、X、Y的简单离子半径由大到小顺序是S2->O2->Na+,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】W、X、Y均为短周期元素,它们可以形成离子化合物W2XY3、W和Y两种元素的单质可以生成W2Y和W2Y2两种化合物,推知W为Na、Y为O,W2Y和W2Y2分别为Na2O、Na2O2,X元素的氢化物和它的某种氧化物反应,可以生成固态单质和水,则X为S,故W2XY3为Na2SO3。
13.【答案】C
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.1mol 固体NaHSO4含有1mol钠离子和1mol硫酸氢根离子,阴阳离子总数为2NA,故A不符合题意;
B.标准状况下SO3不是气体,22.4LSO3物质的量不是1mol,故B不符合题意;
C.9gSiO2的物质的量n=mM=9g60g/mol=320mol,1mol二氧化硅中含4molSi-O键,则9gSiO2晶体中含有的共价键数为320×4=0.6NA,故C符合题意;
D.50mL 18mol/L浓硫酸与足量铜共热,随着反应进行硫酸浓度降低变为稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,所以产生SO2的分子数小于0.45NA,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.NaHSO4中含有的离子为钠离子和硫酸氢根离子;
B.标况下三氧化硫不是气体;
D.铜与稀硫酸不反应。
14.【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型;分子晶体;晶体熔沸点的比较
【解析】【解答】A.顶点和面心的二氧化碳距离最近,干冰中CO2分子的配位数为12,故A不符合题意;
B.新戊烷[(CH3)4C]分子中5个碳原子类似甲烷中四个氢原子被四个甲烷取代,因此形成的空间构型是正四面体形,故B不符合题意;
C.二氧化三碳(C3O2)分子中不含环状结构且每个原子均满足8电子稳定结构,其结构式为O=C=C=C=O,单键为σ键,双键含有1个σ键、1个π键,故分子中σ键与π键的个数比为1:1,故C不符合题意;
D.分子晶体中,物质的熔沸点主要是看分子间作用力的大小,与共价键的键能无关,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A.干冰分子位于晶胞顶点和面心上,二氧化碳晶胞中二氧化碳的配位数为12;
B.饱和碳原子具有甲烷结构特点;
C.单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键。
15.【答案】B
【知识点】常用仪器及其使用;过滤;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.废旧锂离子电池的正极材料(主要含LiCoO2、Al、C等)加入NaOH溶液,Al被溶解形成NaAlO2溶液,选项A符合题意;
B.LiCoO2、C在空气中灼烧,C与O2反应生成CO2,灼烧实验用到的仪器有坩埚、三脚架、泥三角、坩埚钳、酒精喷灯等,不需要用石棉网,选项B不符合题意;
C.还原步骤发生反应的化学方程式是小2LiCoO2 +3H2SO4+H2O2=2CoSO4+Li2SO4+O2↑+4H2O,LiCoO2转化为Li2SO4 和CoSO4,选项C符合题意;
D.“除铝”后得到沉淀和溶液必须进行过滤、“还原”后水解产生滤渣必须过滤,“沉淀”后也必须进行过滤,选项D符合题意。
故答案为:B。
【分析】正极材料(主要含LiCoO2、Al、C等)加入NaOH溶液,Al溶解形成NaAlO2溶液,剩余LiCoO2、C在空气中灼烧,C与O2反应生成CO2,剩余固体LiCoO2与H2SO4、H2O2反应,H2O2与Co3+氧化生成CoSO4溶液与O2,继续加入(NH4)2C2O4溶液反应得到CoC2O4•2H2O。
16.【答案】(1)分液漏斗;NH3⋅H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑(或H2O+CaO=Ca(OH)2NH3⋅H2O≜H2O+NH3↑)
(2)吸收水蒸气(或干燥氨气);3CuO+2NH3≜3Cu+N2+3H2O;吸收氮气中的水蒸气和氨气;平衡压强,检查后面装置是否堵塞
(3)防止空气中的水蒸气、二氧化碳和氧气进入E装置的玻璃管中
(4)偏高;浓硫酸除了吸收氨气外,还吸收了水蒸气,导致氮化锶的质量增加;在浓硫酸吸收装置之前增加装有碱石灰的干燥管;87.6%
【知识点】常用仪器及其使用;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)根据实验装置图可知:a仪器是分液漏斗,装置A是用浓氨水和氧化钙反应来制取氨气的装置,所发生反应方程式是NH3⋅H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑,故答案:分液漏斗;NH3⋅H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑。
(2)由图可知:装置B装的是碱石灰,具有干燥氨气的作用;装置C中装的是氧化铜,和氨气发生氧化还原反应制取氮气,其化学方程式是:3CuO+2NH3≜3Cu+N2+3H2O;装置D中浓硫酸是为了净化氮气,吸收氮气中的水蒸气和氨气;装置D中长颈漏斗的作用是平衡压强,检查后面装置是否堵塞,故答案:吸收水蒸气(或干燥氨气);3CuO+2NH3≜3Cu+N2+3H2O;吸收氮气中的水蒸气和氨气;平衡压强,检查后面装置是否堵塞。
(3)因为锶与水、二氧化碳、氧气、氨气等迅速反应,所以装置F中的浓硫酸的作用是防止空气中的水蒸气、二氧化碳和氧气进入E装置的玻璃管中。故答案:防止空气中的水蒸气、二氧化碳和氧气进入E装置的玻璃管中。
(4)取10.0g该产品,氮化锶与水反应生成氨气和氢氧化锶,其反应方程式为:Sr3N2+6H2O=3Sr(OH)2+2NH3↑, 将生成的气体全部通入浓硫酸中, 通入的气体含有水蒸气,利用浓硫酸的增重计算得到产品的纯度,导致氮化锶的质量增加,会导致测定的产品纯度偏高,改进方法是在浓硫酸吸收装置之前增加装有碱石灰的干燥管,吸收多余的水蒸气。根据Sr3N2→2NH329234x1.02g 解得x= 8.76g,则产品的纯度为8.76g10g×100%=87.6%。故答案:偏高;浓硫酸除了吸收氨气外,还吸收了水蒸气,导致氮化锶的质量增加;在浓硫酸吸收装置之前增加装有碱石灰的干燥管;87.6%。
【分析】(1)仪器a为分液漏斗;装置A中浓氨水和CaO发生反应NH3⋅H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑;
(2)装置B中的碱石灰可干燥氨气;装置C中氨气和氧化铜反应生成铜、氮气和水;装置D中浓硫酸可干燥氮气,同时吸收水;装置D中的长颈漏斗可平衡压强;
(3)装置F中的浓硫酸用于防止空气中的水蒸气、二氧化碳和氧气进入E装置的玻璃管中;
(4)测定原理为用浓硫酸吸收Sr3N2与水反应生成的氨气,根据氨气得Sr3N2的量,该方法测得产品的纯度偏高,其原因是未将气体中的水蒸气除去,也被浓硫酸吸收,改进方法是在浓硫酸吸收装置之前增加装有碱石灰的干燥管。
17.【答案】(1)5;3d84s2;7
(2)sp3;NH4+;H3O+的中心原子O有一对孤对电子,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
(3)Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO;H:
(4)平面三角形;>;O>N>H
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的运动状态;元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】
(1)B元素为N,基态原子的电子排布1s22s22p3,空间运动状态有5种,E元素为Ni,Ni的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,价电子排布式3d84s2,1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s能级能量不同,有7种能量不同的电子;
(2)两种阳离子分别为NH4+、H3O+,中心原子的价电子对数为5+1×4-12=4,杂化方式为sp3杂化,键角大的是NH4+,原因是H3O+的中心原子O有一对孤对电子,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力;
(3)Cl2通入H2O中发生可逆反应生成HCl、HClO,次氯酸是弱酸不可拆,反应的离子方程式是Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,HClO中O提供2个成对电子对,电子式为:H:;
(4)NO3-中N原子的价电子对数为:5+12=3,为sp2杂化,空间构型为平面三角形,由于氮原子的2p轨道上的电子处于半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:N>O;非金属性越强,电负性越大,则电负性:O>N>H。
【分析】C是地壳中含量最多的元素,则C为O元素,B、C位于同一周期且位置相邻,原子序数比O小,所以B为N元素,D是其所处周期中电负性最强的元素,且不在第二周期,所以D为Cl,E为过渡元素,原子核外只有两个单电子,其余原子轨道均充满电子,则E为Ni。
18.【答案】(1)2H2S+O2点燃__2S+2H2O
(2)Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+;Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
(3)血红色;K3[Fe(CN)6]
(4)O2;
【知识点】含硫物质的性质及综合应用;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;无机物的推断
【解析】【解答】(1)若甲为气态氢化物,乙为黄色固体,甲为H2S、乙为S,反应①的化学方程式为:2H2S+O2点燃__2S+2H2O;
(2)若甲为两性氧化物,乙的水溶液呈酸性,则甲为Al2O3、乙为铝盐、丙为偏铝酸盐,铝离子水解溶液呈酸性,发生反应为:Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+;反应④为Al2O3与强碱溶液的反应,离子方程式为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;
(3)若甲为金属单质,反应④为置换反应,甲应该为变价金属,可以是Fe,则乙为FeCl3,往乙溶液中滴加KSCN,铁离子与硫氰根离子结合生成硫氰化铁,溶液变为血红色,丙的溶液含有Fe2+,滴加K3[Fe(CN)6],产生蓝色沉淀;
(4)若甲为气体单质,乙为含有极性共价键的非极性分子,则甲为O2、乙为CO2,CO2为共价化合物,其电子式为。
【分析】(1)若甲为气态氢化物,乙为黄色固体,则甲为H2S、乙为S单质、丙为SO2;
(2)若甲为两性氧化物,乙的水溶液呈酸性,甲为氧化铝、乙为铝盐、丙为偏铝酸盐;
(3)若甲为金属单质,反应④为置换反应,甲应为变价金属,甲可以为Fe,则乙为FeCl3、丙为FeCl2;
(4)若甲为气体单质,乙为含有极性共价键的非极性分子,则甲为O2、乙为CO2、丙CO。
19.【答案】(1)过滤
(2)2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑;不合适,在较高温度下导致双氧水分解,不利于CeO2转化
(3)SiO2;制造光纤;生产硅的原料;生产玻璃和水泥的原料
(4)不能省掉真空加热,CeCl3溶液直接加热蒸干,CeCl3会水解
(5)2Ce(OH)3+NaClO+H2O=2Ce(OH)4+NaCl
【知识点】过滤;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】
(1)步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都是分离固体和液体,进行的实验操作是过滤;
(2)稀硫酸、H2O2,CeO2三者反应生成转化为Ce2(SO4)3、O2和H2O,反应的离子方程式为:6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2↑+4H2O;在较高温度下导致双氧水分解,不利于CeO2转化;
(3)加入稀硫酸SiO2不反应,固体B的成分为SiO2,其主要用途是:制造光纤;生产硅的原料;生产玻璃和水泥的原料;
(4)不能对CeCl3溶液直接加热蒸干,原因是加热会促进CeCl3的水解,最终得不到该晶体;
(5)步骤IV通入NaClO将Ce从+3氧化为+4,得到Ce(OH)4,反应的化学方程式是2Ce(OH)3+NaClO+H2O=2Ce(OH)4+NaCl。
【分析】废玻璃粉末(含 SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质),由流程可知I中加入稀盐酸,Fe2O3转化FeCl3存在于滤液中,过滤分离出滤渣A为CeO2和SiO2;II中加入稀硫酸和H2O2,CeO2转化为Ce3+,发生6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2↑+4H2O,滤渣B为SiO2;III中加入碱后Ce3+转化为沉淀,IV中通入NaClO将Ce从+3氧化为+4,得到Ce(OH)4产品
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