精品解析:云南省玉溪市江川区第一中学、通海县第一中学2023-2024学年高二下学期4月联考化学试卷
2024-07-22
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内容正文:
玉溪市江川区第一中学、通海县第一中学
2023—2024学年下学期四月联考
高二年级化学试卷
(考试时间:75分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Mg-24 Cl-35.5 Fe-56 Sn-119
第I卷(选择题42分)
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 近年来我国取得让世界瞩目的科技成果,化学功不可没。下列说法不正确的是
A. “天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷属于有机物
B. “北斗系统”组网成功,北斗芯片中的半导体材料为硅
C. “嫦娥五号”运载火箭用液氧液氢推进剂,产物对环境无污染
D. “奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金,22号钛元素属于过渡元素
2. 下列有关化学用语的表述正确的是
A. 次氯酸的电子式为
B. 基态铜原子的价电子轨道表示式为
C. 基态Se原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4
D. F-的结构示意图为
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 3.65g液态HCl中含有的粒子总数为0.2
B. 1mol中含有的非极性共价键数目为9
C. 50mL的浓硝酸与足量的碳微热反应转移电子数为0.6
D. 标况下,22.4LHF所含有的质子数为10
4. 下列反应的离子方程式表示正确的是
A. 向溶液中滴加少量溶液:
B. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:
C. 向溶液滴入溶液中:
D. 用惰性电极电解氯化镁溶液:
5. 丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)可发生的化学反应有( )
①加成 ②氧化 ③燃烧 ④加聚 ⑤取代
A. ①②③ B. ①②③④
C. ①②③④⑤ D. ①③④
6. “价—类二维图”是学习元素及其化合物知识的重要模型。氯元素的“价—类二维图”如题图所示,下列说法不正确的是
A. a是HCl,从元素价态看,HCl只具有还原性
B. b与水反应可以得到d
C. c对应的含氧酸能与NaOH溶液发生反应
D. 可溶性e溶液中的阴离子可用AgNO3溶液和稀硝酸检验
7. COCl2又称为光气,是一种重要的有机试剂,其结构如图,下列关于COCl2的说法不正确的是
A. 它是一个非极性分子
B. 碳原子的杂化方式为sp2
C. C=O与C—Cl间的排斥大于两个C—Cl间的排斥
D. C—Cl键长更长与Cl原子半径较大、C—Cl键是单键有关
8. 现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3 ④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是
A. 第一电离能:④>③>②>①
B. 原子半径:④>③>②>①
C. 电负性:④>③>②>①
D. 最高正化合价:④>③=②>①
9. 下列实验设计及装置(夹持仪器略去)的使用正确的是
A. 用装置甲测定锌和稀硫酸反应的速率
B. 用装置乙量取稀盐酸时读数为24.10mL
C. 用装置丙探究浓度对反应速率的影响
D. 用装置丁制备氢氧化铁胶体
10. 氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如图所示:
下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是
A. 同一主族的不同元素与另一同种元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构
B. 在氯化钠晶体中的配位数为6,在氯化铯晶体中的配位数为8
C. 二氧化碳晶体为分子密堆积,每个分子周围紧邻12个分子
D. 在二氧化硅晶体中,平均每个Si原子形成2个共价单键
11. 配位化合物的数量巨大,组成和结构形形色色,丰富多彩。配合物的中心离子、配体、中心离子的电荷数和配位数分别为
A. B.
C. D.
12. 全固态锂硫电池是一种新型电池,其能量密度约为一般电子设备中广泛使用的锂离子电池的4倍,且成本更低廉。已知锂硫电池的总反应为,用此电池作电源电解足量的溶液,其工作原理如图所示。下列有关说法正确的是
A. 乙池溶液中的NO3移向铁电极
B. 乙池石墨电极反应式为
C. 甲池充电时,锂电极发生氧化反应
D. 甲池中消耗14g锂,乙池中产生氧气标准状况下
13. 下列对一些实验事实的理论解释,正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
溴单质、碘单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大
溴单质、碘单质和四氯化碳都为极性分子
B
卤素单质从F2到I2,在常温、常压下的聚集状态由气态、液态到固态
范德华力逐渐减小
C
在常温常压下,1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且有氢键影响
D
HF的沸点高于HCl
H-F的键长比H-Cl的短
A. A B. B C. C D. D
14. 常温时,向20.00 mL 0.01 mol/L某一元酸HA溶液中逐滴加入0.01 mol/L NaOH溶液,溶液pH变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. 若,HA的电离平衡常数约为mol·L
B. b、c、d三点对应的溶液中c点水的电离程度最大
C. 在d点时,溶液中
D. 滴定过程中的离子反应为:
第Ⅱ卷(非选择题58分)
二、填空题(本大题共4小题,共58分)
15. 按要求回答下列问题
(1)的资源化利用是解决温室效应的重要途径。科学家致力于与反应制的研究。
①分子中碳原子的杂化轨道类型为________;干冰是很好的制冷剂,干冰升华时,需要克服的作用力是________。
②的沸点比高,主要原因是________。
③被氧化为HCHO,HCHO继续被氧化可生成HCOOH。HCHO分子的空间结构为________,HCOOH分子内σ键与π键个数之比为________。
(2)的中心离子是________,配位体是________。
(3)合金是目前已发现的储氢密度是最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示:
①单质铁和镁都是由________键形成的晶体。
②距离Mg原子最近的Fe原子个数是________。
③若该晶胞的棱长为,阿伏加德罗常数的值为,则该合金的密度为________。
16. FTO导电玻璃广泛用于液晶显示屏、光催化、薄膜太阳能电池基底等,实验室可用无水四氯化锡()制作FTO,制备的装置如图所示。
有关信息如下表:
化学式
Sn
熔点/℃
232
246
-33
沸点/℃
2260
652
114
其他性质
银白色固体金属
无色晶体,易被、等氧化为
无色液体,易水解生成
(1)仪器A的名称为______,甲中发生反应的离子方程式为:____________。
(2)将如图装置连接好,先检查装置的气密性,再慢慢滴入浓盐酸,待观察到______现象后,开始加热装置丁。
(3)和Sn的反应产物可能会有和,为加快反应速率并防止产品中带入,除了通入过量氯气外,应控制的最佳温度在______(填序号)范围内。
A. 652~2260℃ B. 232~652℃ C. 114~246℃ D. 114~232℃
(4)为了确认丁中有的生成,可选用以下______(填序号)检验。
A.稀盐酸 B.酸性高锰酸钾 C.加入有KSCN的溶液
(5)碘氧化法滴定分析产品中Sn(Ⅱ)的含量。准确称取11.9g产品于锥形瓶中,用蒸馏水溶解,淀粉溶液做指示剂,用0.1000mol·L碘标准溶液滴定,滴入最后一滴,出现______现象,且半分钟内保持不变时达到滴定终点,此时消耗碘标准溶液50.00mL,则产品中Sn(Ⅱ)的质量分数为______。
17. 二氧化钛()是一种重要的工业原料,可用四氯化钛()制备。已知:
Ⅰ. kJ·mol
Ⅱ. kJ·mol
请回答下列问题:
(1)与反应生成、和氯气的热化学方程式为____________。
(2)t℃时,向10 L恒容密闭容器中充入1 mol和2 mol ,发生反应Ⅰ。4 min达到平衡时测得的物质的量为0.2 mol。
①0~4 min内,用表示的反应速率______。
②的平衡转化率______。
③下列措施,既能加快反应速率又能增大平衡转化率的是______(填选项字母)。
A.缩小容器容积 B.加入催化剂 C.分离出部分 D.增大浓度
④t℃时,向10 L恒容密闭容器中充入4mol 和一定量的混合气体,发生反应Ⅰ,两种气体的平衡转化率(α)与起始的物质的量之比的关系如图所示:
能表示平衡转化率的曲线为______(填“”或“”);M点的坐标为______。
(3)也可以利用四氯化钛()水解制备,该反应的方程为:____________。
18. 按如下工艺流程以废旧锌锰干电池的外壳锌皮(含有少量Fe、ZnCl2、MnO2等杂质)为原料制取皓矾(ZnSO4·7H2O)。
已知:①Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17,当pH≥12.0时,Zn(OH)2开始转化为[Zn(OH)4]2-而溶解。
②金属氢氧化物沉淀的pH:
氢氧化物
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
Zn(OH)2
5.7
8.0
Fe(OH)3
2.7
3.7
请回答下列问题:
(1)基态Zn原子的简化电子排布式为______,基态Fe原子价层电子轨道表示式为______。
(2)“酸溶Ⅰ”时,为了提高酸溶速率,可采取的措施有:______(任答1点),“滤渣Ⅰ”的主要成分是______。
(3)“氧化”时,酸性滤液中加入H2O2反应的离子方程式为____________,可用NaNO2代替H2O2,但缺点是____________。
(4)常温下,加入NaOH调pH=b,b的取值范围是______,若“滤液”的pH=6,则溶液中残留的c(Zn2+)=______mol/L。
(5)“操作Ⅳ”的具体操作是______,过滤、洗涤、干燥。
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玉溪市江川区第一中学、通海县第一中学
2023—2024学年下学期四月联考
高二年级化学试卷
(考试时间:75分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Mg-24 Cl-35.5 Fe-56 Sn-119
第I卷(选择题42分)
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 近年来我国取得让世界瞩目的科技成果,化学功不可没。下列说法不正确的是
A. “天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷属于有机物
B. “北斗系统”组网成功,北斗芯片中的半导体材料为硅
C. “嫦娥五号”运载火箭用液氧液氢推进剂,产物对环境无污染
D. “奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金,22号钛元素属于过渡元素
【答案】A
【解析】
【详解】A.氮化硼陶瓷属于无机物,A说法错误;
B.硅单质是常用的半导体材料,可用于制作芯片,B说法正确;
C.液氧液氢作推进剂,产物是水,对环境没有污染,C说法正确;
D.钛位于元素周期表第四周期第ⅡB族,属于过渡金属元素,D说法正确;
答案选A。
2. 下列有关化学用语的表述正确的是
A. 次氯酸的电子式为
B. 基态铜原子的价电子轨道表示式为
C. 基态Se原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4
D. F-的结构示意图为
【答案】C
【解析】
【详解】A.次氯酸的结构式为:H-O-Cl,所以次氯酸的电子式:,A错误;
B.基态铜原子的外围电子排布时应遵循洪特规则,基态铜原子的价电子轨道表示式为,B错误;
C.基态Se的简化电子排布式:[Ar]3d104s24p4,C正确;
D.F-的最外层电子数是8,D错误;
故选C。
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 3.65g液态HCl中含有的粒子总数为0.2
B. 1mol中含有的非极性共价键数目为9
C. 50mL的浓硝酸与足量的碳微热反应转移电子数为0.6
D. 标况下,22.4LHF所含有的质子数为10
【答案】B
【解析】
【详解】A.液态HCl以分子的形式存在,3.65gHCl的物质的量为,故3.65gHCl中只有0.1NA的HCl分子,A错误;
B.1molC10H22中总的共价键数目为(4×10+22)×1/2,其中极性键由碳氢形成共22(即H原子数目),非极性键由碳碳形成共9NA,B正确;
C.随着反应进行浓硝酸变稀与碳不发生反应,因此浓硝酸不能完全反应,则反应转移电子数小于0.6,C错误;
D.标况下HF为液态,不能用气体摩尔体积计算22.4LHF的物质的量,D错误;
故选:B。
4. 下列反应的离子方程式表示正确的是
A. 向溶液中滴加少量溶液:
B. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:
C. 向溶液滴入溶液中:
D. 用惰性电极电解氯化镁溶液:
【答案】C
【解析】
【详解】A.向溶液中滴加少量溶液,离子方程式为,A错误;
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:,B错误;
C.向溶液滴入溶液生成沉淀:,C正确;
D.用惰性电极电解氯化镁溶液时,阳极Cl-失电子生成Cl2,阴极H2O得电子,生成H2和OH-,OH-与Mg2+结合生成Mg(OH)2沉淀,离子方程式为:Mg2++2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+Mg(OH)2↓,D错误;
故选C。
5. 丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)可发生的化学反应有( )
①加成 ②氧化 ③燃烧 ④加聚 ⑤取代
A. ①②③ B. ①②③④
C. ①②③④⑤ D. ①③④
【答案】C
【解析】
【详解】丙烯醇中含有的官能团是碳碳双键和醇羟基,所以可发生的反应有加成反应、氧化反应、取代反应和加聚反应,有机物一般都可以燃烧。
故选C。
6. “价—类二维图”是学习元素及其化合物知识的重要模型。氯元素的“价—类二维图”如题图所示,下列说法不正确的是
A. a是HCl,从元素价态看,HCl只具有还原性
B. b与水反应可以得到d
C. c对应的含氧酸能与NaOH溶液发生反应
D. 可溶性e溶液中的阴离子可用AgNO3溶液和稀硝酸检验
【答案】A
【解析】
【分析】根据氯元素的“价—类二维图”可知:a是HCl,b是Cl2,c是Cl2O7,d是HClO,e是NaCl等盐,然后根据问题分析解答。
【详解】A.a是HCl,从氯元素价态看,Cl处于最低化合价,HCl具有还原性;从氢元素看,H为+1价,又同时具有氧化性,A错误;
B.b是Cl2,d是HClO,Cl2能溶于水,并有少量与水反应产生HCl、HClO,故b与水反应可以得到d,B正确;
C.c是Cl2O7,其与水反应产生的酸是HClO4,HClO4是一元强酸,能够与NaOH发生中和反应产生盐NaClO4,C正确;
D.e是NaCl等盐,该物质溶于水电离产生Cl-,Cl-能够与AgNO3溶液反应产生AgCl白色沉淀,该物质既不溶于水,也不溶于稀硝酸,因此可用AgNO3溶液和稀硝酸检验,D正确;
故合理选项是A。
7. COCl2又称为光气,是一种重要的有机试剂,其结构如图,下列关于COCl2的说法不正确的是
A. 它是一个非极性分子
B. 碳原子的杂化方式为sp2
C. C=O与C—Cl间的排斥大于两个C—Cl间的排斥
D. C—Cl键长更长与Cl原子半径较大、C—Cl键是单键有关
【答案】A
【解析】
【详解】A.有图可知,光气不是正三角形,即正负中心电荷不重合,为极性分子,故A错误;
B.碳原子连接碳氧双键,碳原子为中心原子,价层电子对数为,因此为sp2杂化,故B正确;
C.双键和单键之间的斥力大于单键与单键之间,故C正确;
D.氯原子的半径比碳原子的半径长,因此C—Cl键长更长与Cl原子半径较大、C—Cl键是单键有关,故D正确;
故答案选A。
8. 现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3 ④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是
A. 第一电离能:④>③>②>①
B. 原子半径:④>③>②>①
C. 电负性:④>③>②>①
D. 最高正化合价:④>③=②>①
【答案】A
【解析】
【分析】根据元素的电子排布式,①是S、②是P、③是N、④是F。
【详解】A.根据元素周期律,同一周期从左向右,元素的第一电离能逐渐增大,同主族从上向下,电离能减小,且第三周期存在反常情况:N>S,因此,第一电离能关系为:F>N>P>S,即④>③>②>①,A正确;
B.原子半径的变化规律为:同主族从上向下,原子半径增大,同周期从左向右,原子半径减小,因此F半径最小,P半径大于N,B错误;
C.同周期元素从左向右,元素电负性逐渐增大,即S>P,C错误;
D.元素的最高正价等于其族序数,F无正价,因此关系为:S>P=N,D错误。
本题选A。
9. 下列实验设计及装置(夹持仪器略去)的使用正确的是
A. 用装置甲测定锌和稀硫酸反应的速率
B. 用装置乙量取稀盐酸时读数为24.10mL
C. 用装置丙探究浓度对反应速率的影响
D. 用装置丁制备氢氧化铁胶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.用装置甲测定锌和稀硫酸反应的速率,需要测定单位时间内收集氢气的体积,缺少秒表,且应把长颈漏斗换成分液漏斗,故A错误;
B.用装置乙量取稀盐酸时读数为23.90mL,故B错误;
C.两个试管内唯一的变量是双氧水的浓度不同,用装置丙探究浓度对反应速率的影响,故C正确;
D.用装置丁氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,应该把氯化铁溶液滴入沸水中制备氢氧化铁胶体,故D错误;
选C。
10. 氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如图所示:
下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是
A. 同一主族的不同元素与另一同种元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构
B. 在氯化钠晶体中的配位数为6,在氯化铯晶体中的配位数为8
C. 二氧化碳晶体为分子密堆积,每个分子周围紧邻12个分子
D. 在二氧化硅晶体中,平均每个Si原子形成2个共价单键
【答案】D
【解析】
【详解】A.CO2为分子晶体,SiO2为共价晶体,故同一主族的不同元素与另一同种元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构,A项正确;
B.在氯化钠晶体中与Cl-紧邻的Na+个数为6,即氯离子的配位数为6;在氯化铯晶体中与Cl-紧邻的Cs+个数为8,即氯离子的配位数为8, B项正确;
C.二氧化碳晶体中一个二氧化碳分子周围有12个紧邻的分子,为分子密堆积,C项正确;
D.在二氧化硅晶体中,平均每个Si原子形成4个Si-O共价单键,D项错误;
答案选D。
11. 配位化合物的数量巨大,组成和结构形形色色,丰富多彩。配合物的中心离子、配体、中心离子的电荷数和配位数分别为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】配合物中,为中心离子,电荷数为,为配体,配位数为4。
故选A。
12. 全固态锂硫电池是一种新型电池,其能量密度约为一般电子设备中广泛使用的锂离子电池的4倍,且成本更低廉。已知锂硫电池的总反应为,用此电池作电源电解足量的溶液,其工作原理如图所示。下列有关说法正确的是
A. 乙池溶液中的NO3移向铁电极
B. 乙池石墨电极反应式为
C. 甲池充电时,锂电极发生氧化反应
D. 甲池中消耗14g锂,乙池中产生氧气标准状况下
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.甲为原电池,其中Li电极为负极,所连接的Fe电极为阴极,S电极为正极,所连接的C电极为阳极,电解池中移向阳极电极,故A错误;
B.石墨电极为阳极,其电极反应式为,故B错误;
C.甲池充电时,Li电极为阴极,得电子发生还原反应,故C错误;
D.根据得失电子守恒有,甲池中消耗14g锂,乙池产生的物质的量为,故D正确。
13. 下列对一些实验事实的理论解释,正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
溴单质、碘单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大
溴单质、碘单质和四氯化碳都为极性分子
B
卤素单质从F2到I2,在常温、常压下的聚集状态由气态、液态到固态
范德华力逐渐减小
C
在常温常压下,1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且有氢键影响
D
HF的沸点高于HCl
H-F的键长比H-Cl的短
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.溴单质、碘单质、四氯化碳都为非极性分子,故A错误;
B.卤素单质从F2到I2,相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增大,所以聚集状态由气态、液态到固态,故B错误;
C.氨是极性分子,氨分子、水分子之间能形成氢键,所以氨气极易溶于水,故C正确;
D.HF的沸点高于HCl,是因为HF分子间能形成氢键,故D错误;
选C。
14. 常温时,向20.00 mL 0.01 mol/L某一元酸HA溶液中逐滴加入0.01 mol/L NaOH溶液,溶液pH变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. 若,HA的电离平衡常数约为mol·L
B. b、c、d三点对应的溶液中c点水的电离程度最大
C. 在d点时,溶液中
D. 滴定过程中的离子反应为:
【答案】B
【解析】
【分析】在开始滴定时0.01 mol/LHA溶液pH接近4,说明HA是一元弱酸,存在电离平衡:HA⇋H++A-,然后结合b、c、d个点溶液pH及溶液成分分析判断。
【详解】A.根据弱酸HA电离方程式:HA⇋H++A-,可知若a=3,则酸电离出的c(H+)=c(A-)=10-3 mol/L,则酸的电离平衡常数Ka=,A正确;
B.c点溶液pH=7,此时为NaA和HA的混合液,弱酸HA电离产生H+,会抑制水的电离,故该点水的电离程度不是最大,d点恰好反应,溶质为NaA,此时水的电离程度才最大, B错误;
C.根据图示可知:在d点NaOH溶液体积是20 mL,与HA恰好发生中和反应,此时溶液中的溶质为NaA,该盐是强碱弱酸盐,水溶液显碱性,根据质子守恒,可知c(OH-)=c(H+)+c(HA),C正确;
D.由于HA是弱酸,因此HA与NaOH发生中和反应HA+NaOH=NaA+H2O的离子反应为:HA+OH-=A-+H2O, D正确;
故合理选项是B。
第Ⅱ卷(非选择题58分)
二、填空题(本大题共4小题,共58分)
15. 按要求回答下列问题
(1)的资源化利用是解决温室效应的重要途径。科学家致力于与反应制的研究。
①分子中碳原子的杂化轨道类型为________;干冰是很好的制冷剂,干冰升华时,需要克服的作用力是________。
②的沸点比高,主要原因是________。
③被氧化为HCHO,HCHO继续被氧化可生成HCOOH。HCHO分子的空间结构为________,HCOOH分子内σ键与π键个数之比为________。
(2)的中心离子是________,配位体是________。
(3)合金是目前已发现的储氢密度是最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示:
①单质铁和镁都是由________键形成的晶体。
②距离Mg原子最近的Fe原子个数是________。
③若该晶胞的棱长为,阿伏加德罗常数的值为,则该合金的密度为________。
【答案】(1) ①. sp ②. 分子间作用力 ③. CH3OH能形成分子间氢键,CO2不能形成分子间氢键 ④. 平面三角形 ⑤. 4∶1
(2) ①. Pt4+ ②. Cl-
(3) ①. 金属 ②. 4 ③.
【解析】
【小问1详解】
①二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2,碳原子的杂化方式为sp杂化;二氧化碳是分子晶体,所以干冰升华时,二氧化碳需要克服的作用力是分子间作用力,故答案为:sp;分子间作用力;
②甲醇分子中含有羟基,能形成分子间氢键,而二氧化碳分子不能形成分子间氢键,所以甲醇的分子间作用力大于二氧化碳,沸点高于二氧化碳,故答案为:CH3OH能形成分子间氢键,CO2不能形成分子间氢键;
③甲醛、甲酸分子中单键为σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,所以甲醛分子中碳原子含有3个σ键,不含有孤对电子,空间构型为平面三角形,甲酸分子中σ键与π键个数之比为4:1,故答案为:平面三角形;4∶1;
【小问2详解】
根据配合物的结构可知,其中心离子是Pt4+;配位体是Cl-;
【小问3详解】
①单质铁和镁都是金属晶体,则单质铁和镁都是由金属键形成的晶体;
②由晶胞结构可知Mg原子周围距离最近的Fe有4个,故答案为:4;
③在晶胞中,Fe原子位于顶点和面心,个数为,Mg原子位于体内有8个, 则晶胞的质量为:,该合金的密度,故答案为:。
16. FTO导电玻璃广泛用于液晶显示屏、光催化、薄膜太阳能电池基底等,实验室可用无水四氯化锡()制作FTO,制备的装置如图所示。
有关信息如下表:
化学式
Sn
熔点/℃
232
246
-33
沸点/℃
2260
652
114
其他性质
银白色固体金属
无色晶体,易被、等氧化为
无色液体,易水解生成
(1)仪器A的名称为______,甲中发生反应的离子方程式为:____________。
(2)将如图装置连接好,先检查装置的气密性,再慢慢滴入浓盐酸,待观察到______现象后,开始加热装置丁。
(3)和Sn的反应产物可能会有和,为加快反应速率并防止产品中带入,除了通入过量氯气外,应控制的最佳温度在______(填序号)范围内。
A. 652~2260℃ B. 232~652℃ C. 114~246℃ D. 114~232℃
(4)为了确认丁中有的生成,可选用以下______(填序号)检验。
A.稀盐酸 B.酸性高锰酸钾 C.加入有KSCN的溶液
(5)碘氧化法滴定分析产品中Sn(Ⅱ)的含量。准确称取11.9g产品于锥形瓶中,用蒸馏水溶解,淀粉溶液做指示剂,用0.1000mol·L碘标准溶液滴定,滴入最后一滴,出现______现象,且半分钟内保持不变时达到滴定终点,此时消耗碘标准溶液50.00mL,则产品中Sn(Ⅱ)的质量分数为______。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管(或冷凝管) ②.
(2)丁装置充满黄绿色气体 (3)B
(4)C (5) ①. 溶液变蓝 ②. 5%(或0.05)
【解析】
【分析】甲制备氯气,乙除氯气中的氯化氢,丙干燥氯气,丁中Sn与氯气反应生成,戊收集,己吸收氯气防止污染,同时己装置能防止空气中的水进入戊。
【小问1详解】
根据装置图,仪器A的名称为球形冷凝管,甲中氯酸钾和浓盐酸反应生成氯化钾、氯气、水,发生反应的离子方程式为;
【小问2详解】
Sn能与氧气反应,为防止Sn与氧气反应,先用氯气排出丁装置内的空气,再加热装置丁,所以先检查装置的气密性,再慢慢滴入浓盐酸,待观察到丁装置充满黄绿色气体现象后,开始加热装置丁。
【小问3详解】
为加快反应速率并防止产品中带入,除了通入过量氯气外,温度应高于Sn的熔点、低于的沸点,所以应控制的最佳温度在232~652℃范围内,选B。
【小问4详解】
酸性高锰酸钾能氧化氯离子,不能用酸性高锰酸钾检验;根据易被、等氧化为,加少量含有KSCN的溶液,若溶液褪色,说明被还原,说明丁中有的生成,选C。
【小问5详解】
达到滴定终点时,碘开始有剩余,滴入最后一滴,出现溶液变蓝现象,且半分钟内保持不变; 被I2氧化为,根据关系式~I2,n(Sn2+)=n(I2)=0.1molL×0.05L=0.005mol,则产品中Sn(Ⅱ)的质量分数为。
17. 二氧化钛()是一种重要的工业原料,可用四氯化钛()制备。已知:
Ⅰ. kJ·mol
Ⅱ. kJ·mol
请回答下列问题:
(1)与反应生成、和氯气的热化学方程式为____________。
(2)t℃时,向10 L恒容密闭容器中充入1 mol和2 mol ,发生反应Ⅰ。4 min达到平衡时测得的物质的量为0.2 mol。
①0~4 min内,用表示的反应速率______。
②的平衡转化率______。
③下列措施,既能加快反应速率又能增大平衡转化率的是______(填选项字母)。
A.缩小容器容积 B.加入催化剂 C.分离出部分 D.增大浓度
④t℃时,向10 L恒容密闭容器中充入4mol 和一定量的混合气体,发生反应Ⅰ,两种气体的平衡转化率(α)与起始的物质的量之比的关系如图所示:
能表示平衡转化率的曲线为______(填“”或“”);M点的坐标为______。
(3)也可以利用四氯化钛()水解制备,该反应的方程为:____________。
【答案】(1) kJ·mol
(2) ①. ②. 20%(或0.2) ③. D ④. ⑤.
(3)或
【解析】
【小问1详解】
依据盖斯定律,将反应I-II得:TiCl4(g)与CO(g)反应生成TiO2(s)、C(s)和氯气的热化学方程式为TiCl4(g)+2CO(g)⇌TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g) △H=(-178.4kJ∙mol-1)-( -219.9kJ∙mol-1)=+41.5kJ∙mol-1;
【小问2详解】
①t℃时,向10L恒容密闭容器中充入1molTiCl4和2molO2,发生反应I。4min达到平衡时测得TiO2的物质的量为0.2mol。可建立如下三段式:,平衡常数,;
②TiCl4的平衡转化率;
③缩小容器容积,也就是增大压强,由于反应前后气体分子数相等,则平衡不发生移动,TiCl4平衡转化率不变,A不符合题意;
加入催化剂,能同时加快正、逆反应速率,但平衡不发生移动,TiCl4平衡转化率不变,B不符合题意;
分离出部分TiO2,由于TiO2呈固态,所以平衡不受影响,TiCl4平衡转化率不变,C不符合题意;
增大O2浓度,加快反应速率,平衡正向移动,TiCl4平衡转化率增大,D符合题意;
故选D;
④t℃时,向10L恒容密闭容器中充入4molTiCl4和一定量O2的混合气体,发生反应I,增大O2的物质的量,平衡正向移动,TiCl4的转化率增大,减小,则能表示TiCl4平衡转化率的曲线为L2;在M点,TiCl4和O2的平衡转化率相同,则二者的物质的量之比等于化学计量数之比,从而得出O2的物质的量为4mol,设参加反应TiCl4的物质的量为x,则可建立如下三段式:,则,x=,TiCl4的平衡转化率为,则M点的坐标为(1,);
【小问3详解】
四氯化钛(TiCl4)水解制备TiO2反应方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2⋅xH2O↓+4HCl或TiCl4+2H2O=TiO2↓+4HCl。
18. 按如下工艺流程以废旧锌锰干电池的外壳锌皮(含有少量Fe、ZnCl2、MnO2等杂质)为原料制取皓矾(ZnSO4·7H2O)。
已知:①Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17,当pH≥12.0时,Zn(OH)2开始转化为[Zn(OH)4]2-而溶解。
②金属氢氧化物沉淀的pH:
氢氧化物
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
Zn(OH)2
5.7
8.0
Fe(OH)3
2.7
3.7
请回答下列问题:
(1)基态Zn原子的简化电子排布式为______,基态Fe原子价层电子轨道表示式为______。
(2)“酸溶Ⅰ”时,为了提高酸溶速率,可采取的措施有:______(任答1点),“滤渣Ⅰ”的主要成分是______。
(3)“氧化”时,酸性滤液中加入H2O2反应的离子方程式为____________,可用NaNO2代替H2O2,但缺点是____________。
(4)常温下,加入NaOH调pH=b,b的取值范围是______,若“滤液”的pH=6,则溶液中残留的c(Zn2+)=______mol/L。
(5)“操作Ⅳ”的具体操作是______,过滤、洗涤、干燥。
【答案】(1) ①. [Ar]3d104s2 ②.
(2) ①. 将废锌皮粉碎、升高温度、适当提高硫酸浓度、搅拌 ②. MnO2
(3) ①. 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O ②. 会产生氮氧化物污染(或产生NO等氮氧化物污染物)
(4) ①. (或8.0~12.0) ②. 0.1
(5)蒸发浓缩(加热浓缩)、冷却结晶(降温结晶)
【解析】
【分析】向废旧锌锰干电池的外壳锌皮(含有少量Fe、ZnCl2、MnO2等杂质)中加入稀硫酸,Fe反应产生Fe2+;ZnCl2是可溶性物质也会进入溶液中,MnO2不能反应,仍然以固体形式存在,经过滤进入滤渣Ⅰ中。然后向滤液中加入H2O2,Fe2+被氧化为Fe3+,再向其中加入ZnO,调整溶液pH=4,使Fe3+完全形成Fe(OH)3沉淀,通过过滤进入滤渣Ⅱ中,再向滤液中加入NaOH溶液调整溶液pH范围为8.0~12.0,使溶液中Zn2+完全形成Zn(OH)2沉淀,过滤并洗涤沉淀,弃去滤液,再用稀硫酸溶解Zn(OH)2形成ZnSO4溶液,经蒸发浓缩、冷却结晶获得皓矾(ZnSO4·7H2O)。
【小问1详解】
Zn是30号元素,根据构造原理,可知基态Zn原子的简化的电子排布式是[Ar]3d104s2;Fe是26号元素,根据构造原理,可知基态Fe原子的价层电子排布式是3d64s2,则基态Fe原子的价电子轨道表示式为;
【小问2详解】
“酸溶Ⅰ”时,为了提高酸溶速率,可采取的措施有:将废锌皮粉碎、升高温度、适当提高硫酸浓度、搅拌等;根据上述分析可知“滤渣Ⅰ”的主要成分是MnO2;
【小问3详解】
“氧化”时,在上述酸性含有Fe2+滤液中加入H2O2,会发生氧化还原反应,产生Fe3+、H2O,该反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;在酸性条件下NaNO2具有氧化性,也可以氧化Fe2+,因此也可用NaNO2代替H2O2,但若使用NaNO2,会产生氮氧化物污染物(或产生NO等氮氧化物污染物);
【小问4详解】
向除去Fe(OH)3沉淀的滤液中加入NaOH溶液,目的是使Zn2+转化为Zn(OH)2沉淀。根据已知条件可知Zn2+沉淀完全时溶液pH=8.0,当溶液pH≥12.0时,Zn(OH)2沉淀会转化为[Zn(OH)4]2-而溶解,故调整溶液pH范围为:(或8.0~12.0);若“滤液”的pH=6,c(OH-)=10-8 mol/L,根据Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17,可知溶液中残留的c(Zn2+)=mol/L=0.1 mol/L;
【小问5详解】
“操作Ⅳ”是从ZnSO4溶液中获得皓矾(ZnSO4·7H2O),其具体操作是蒸发浓缩(加热浓缩)、冷却结晶(降温结晶)、过滤、洗涤、干燥。
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