【高考领航】2025年高中化学学业水平选择性考试模拟试题(江苏)(3)
2024-09-10
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内容正文:
高中化学学业水平选择性考试模拟试题(三)
(考试用时:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题:本题共13小题,每小题3分,共39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。
1.2022年科技创新结出累累硕果,加快实现了高水平建设科技强国。下列有关说法错误的是( )
A.国产航母海上巡航,航母甲板是高强度钢材,钢是一种铁碳合金
B.“华龙一号”核电项目中核反应堆所用铀棒中含有的U与U互为同位素
C.“北斗导航”系统应用一体化芯片手机,芯片成分为SiO2
D.C919大飞机采用的材料中使用了高温陶瓷材料氮化硅,氮化硅属于新型无机非金属材料
2.下列化学用语或图示表达正确的是( )
A.N2的结构式:N≡N
B.顺-2-丁烯的球棍模型:
C.CO2的空间填充模型:
D.基态氮原子的轨道表示式:
3.实验室制取少量的氯水并探究其性质,下列实验装置和操作能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取Cl2 B.用装置乙制取氯水
C.用装置丙处理尾气 D.用pH试纸测氯水的pH
4.三聚氰胺()是一种有机合成剂和分析剂,结构中含大π键。下列说法错误的是( )
A.晶体类型为分子晶体
B.1 mol该分子中存在15 molσ键
C.分子中所有化学键均为极性键
D.六元环上的N原子提供孤电子对形成大π键
阅读下列材料,完成5~7题。
元素周期表中第ⅥA族元素及其化合物应用广泛。用硫黄熏蒸中药材的传统由来已久;H2S是一种易燃的有毒气体(燃烧热为562.2 kJ·mol-1),可制取各种硫化物;硫酸、硫酸盐是重要化工原料;硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化工试剂,常作氯化剂或氯磺化剂。硒(34Se)和碲(52Te)的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔的发展前景,工业上以精炼铜的阳极泥(含CuSe)为原料回收Se,以电解强碱性Na2TeO3溶液制备Te。
5.下列说法正确的是( )
A.H2O2是非极性分子
B.SO3与SO微粒中的O—S—O夹角相等
C.硒原子基态核外价电子排布式为4s24p4
D.第ⅥA族元素氢化物的熔、沸点从上到下依次增大
6.下列化学反应方程式表示正确的是( )
A.SO2Cl2遇水强烈水解生成两种强酸:SO2Cl2+2H2O===4H++SO+ 2Cl-
B.CuSe和浓硫酸混合焙烧:CuSe+H2SO4===CuSO4+H2Se↑
C.电解强碱性Na2TeO3溶液的阴极反应:TeO+4e-+6H+===Te+3H2O
D.H2S的燃烧:2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1124.4 kJ·mol-1
7.下列物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.S的沸点低,可用于杀菌消毒
B.SO2有氧化性,可用于漂白纸张
C.浓硫酸具有强酸性,可用于制备HCl气体
D.BaSO4不溶于盐酸且不被X射线透过,可用作钡餐
8.同位素示踪法是研究反应机理的重要手段之一。已知CH3COOH和CH3CH2OD在浓硫酸作用下发生反应生成乙酸乙酯(不考虑副反应),下列说法正确的是( )
A.同位素(14C)示踪法常用于考古断代
B.上述实验可用于判断该反应中乙酸和乙醇的断键位置
C.平衡体系中除H2SO4外各物质均含有D原子
D.平衡体系中同时含有H2O、HDO和D2O
9.某课题组在铑催化的区域成功实现对映选择性烯丙基磷化反应,如图所示(—Ph代表苯基,—Me代表甲基)。下列叙述错误的是( )
A.甲分子中所有碳原子可能共平面
B.甲和乙发生加成反应生成丙
C.乙的分子式为C14H15O2P
D.丙与足量H2反应生成丁,丁分子中最多含4个手性碳原子
10.过氧硫酸氢根离子(HSO)参与烯烃的不对称环氧化反应机理如图所示,下列说法错误的是( )
A.该反应受体系pH的影响
B.是中间产物且具有较强氧化性
C.该过程中有非极性键的生成,没有非极性键的断裂
D.总反应的化学方程式为
11.下列实验现象与实验操作不匹配的是( )
实验操作
实验现象
A
已知[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O ΔH>0,[CuCl4]2-为黄绿色,将盛有2 mL 0.5 mol·L-1CuCl2溶液的试管加热
溶液变为黄绿色
B
将绕成螺旋状的铜丝伸入到盛有浓硝酸的试管中
铜丝溶解,溶液变为蓝色,生成红棕色气体
C
向盛有4.0 mL 0.1 mol·L-1CuSO4溶液的试管里逐滴滴加氨水至过量
先产生蓝色沉淀,后沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液
D
用玻璃棒摩擦装有过饱和醋酸钠溶液的试管内壁
有晶体析出
12.常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1的H2A溶液中滴加NaOH溶液,各微粒浓度和滴定曲线关系如图(pC=-lg c),下列说法不正确的是( )
A.曲线③代表HA-,曲线④代表滴定曲线
B.常温下H2A电离常数Ka1=10-4.02
C.0.1 mol·L-1Na2A溶液pH约为9.6
D.0.1 mol·L-1NaHA溶液中:c(H+)<c(OH-)+c(A2-)
13.ZnS是一种重要的光导体材料。如图是ZnS的某种晶胞沿z轴方向在xy平面的投影,原子旁标注的数字是该原子位于z轴上的高度(部分相同位置的原子未标注)。下列说法正确的是( )
A.S2-周围等距且最近的S2-有6个
B.基态Zn原子核外电子的空间运动状态有30种
C.Zn2+与S2-的最短距离为a pm
D.在第三周期中,比S元素第一电离能大的元素只有两种
二、非选择题:本题共4小题,共61分。
14.(16分)铝酸铋[Bi(AlO2)3]主要用作抗酸药及抗溃疡药,具有中和胃酸和收敛作用。以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有SiO2、Cu2S、FeS2杂质)为原料制备铝酸铋的一种工艺流程如图所示:
已知:①常温下,Cu(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3和Bi(OH)3的Ksp分别为2.0× 10-20、4.0×10-16、4.0×10-38和8.0×10-31,lg 2=0.3。
②Cu(OH)2能溶于氨水生成[Cu(NH3)4]2+。
③Sn2+和Sn4+在碱性溶液中分别以[Sn(OH)4]2-和[Sn(OH)6]2-的形式存在。
请回答下列问题:
(1)铋与氮同主族,铋元素在元素周期表中的位置是________________。
(2)滤渣1中除了硫单质,还含另一种物质,30 g该物质中含共价键的数目是____________,FeCl3与Cu2S反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________。
(3)“还原”时,加入铋的目的是___________________。
(4)“沉淀”前,若滤液中Cu2+浓度为0.005 mol·L-1,Fe2+浓度为0.01 mol·L-1,则“沉淀”时调pH的最大值应小于________________________。
(5)在碱性溶液中,可用[Sn(OH)4]2-鉴定Bi3+存在,Bi3+被还原为Bi,写出该反应的离子方程式:_________________________。
(6)在氢氧化钠溶液中,次氯酸钠能将Bi(OH)3氧化为NaBiO3,写出该反应的化学方程式:_________________________。
15.(15分)2-氨基-3-苯基丁酸及其衍生物可作为植物生长调节剂,其同系物G的人工合成路线如图:
(1)A是可与碳酸氢钠溶液反应的芳香族化合物,写出A的结构简式________________________________________________________________。
(2)写出C→D的反应方程式______________________________。
(3)A→B使用NaOH的目的______________________________。
(4)比C相对分子质量小14的芳香族同分异构体,同时满足下列条件的共有__________种(不考虑空间异构)。
①可与碳酸氢钠溶液反应
②可以使溴水褪色
③苯环上为二取代,其中氯原子直接连接在苯环上
写出其中核磁共振氢谱五组峰,比值为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式_________________________________。
(5)已知:
写出以的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)________________________。
16.(15分)磷酸二氢铵(NH4H2PO4)和草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)可用于制备电池正极材料。
Ⅰ.某研究小组用磷酸吸收氨气制NH4H2PO4,装置如图1所示(夹持和搅拌装置已省略)。
图1
(1)实验过程中,当出现倒吸现象时,________________(填写实验操作,下同),当上述现象消失后,________________,继续通入氨气。
(2)常温下,磷酸盐溶液中含磷物种的分布系数与pH的关系如图2所示,据图示分析,若本实验不选用pH传感器,还可选用________________作指示剂,当溶液颜色发生相应变化时,停止通NH3,即可制得NH4H2PO4溶液。若此时继续向溶液中通入少量氨气,发生反应的离子方程式为________________。
图2
Ⅱ.利用草酸制备草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)的流程如图所示:
已知:ⅰ.pH>4时,Fe2+易被氧气氧化;
ⅱ.几种物质的溶解度(g/100 g H2O)如表:
FeSO4·7H2O
(NH4)2SO4
FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O
20 ℃
48
75
37
60 ℃
101
88
38
(3)第一次加稀硫酸调溶液pH至1~2的目的是__________________ ____________________________________________________________________。
(4)操作a是蒸发浓缩,________________(填操作)。
(5)为测定草酸亚铁晶体中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2,设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2 g。按图3所示连接好装置进行实验。
图3
下列实验操作的正确顺序为________(填序号)。
①点燃酒精灯,小火加热 ②停止通入氮气,关闭K1、K2 ③打开K1、K2
④熄灭酒精灯,冷却至室温 ⑤缓缓通入氮气 ⑥称重A
重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。假设此过程中FeC2O4不分解,根据实验记录,计算草酸亚铁晶体中结晶水数目x=________(列式表示)。
17.(15分)低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)作为重要的基本化工原料,在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。一定条件下,碘甲烷(CH3I)热裂解制低碳烯烃的主要反应有:
反应Ⅰ 2CH3I(g)C2H4(g)+2HI(g) ΔH1 Kp1=a
反应Ⅱ 3C2H4(g)2C3H6(g) ΔH2 Kp2=b
反应Ⅲ 2C2H4(g)C4H8(g) ΔH3 Kp3=c
反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ在不同温度下的分压平衡常数Kp如表1,回答下列问题:
表1
T/Kp
298 K
323 K
423 K
523 K
623 K
723 K
反应Ⅰ
7.77×10-8
1.65×10-6
1.05×10-2
2.80
1.41×102
2.64×103
反应Ⅱ
7.16×1013
2.33×1012
1.48×108
3.73×105
6.42×103
3.40×102
反应Ⅲ
2.66×1011
6.04×109
1.40×105
1.94×102
2.24
8.99×10-2
(1)ΔH1____________0(填“>”或“<”,下同)。
(2)实际工业生产中,若存在副反应:4C3H6(g)3C4H8(g) ΔH4 Kp4
则Kp4=______________(用含有b、c的代数式表达),结合表1数据分析 ΔH4__________0。
(3)控制条件只发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,测得压强对平衡体系中n(C3H6)/n(C2H4)的影响如表2。
表2
p/MPa
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
1.42
1.75
1.98
2.15
2.30
2.42
2.53
2.63
2.72
2.80
随压强增大,不断增大的原因可能是_____________________。
(4)结合信息,请推测有利于提高乙烯产率的措施______________________(至少答2点)。
(5)其它条件不变,向容积为1 L的密闭容器中投入1 mol CH3I(g),假定只发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯所占物质的量分数的影响如图,715 K时CH3I(g)的平衡转化率为________________,反应Ⅰ以物质的量分数表示的平衡常数Kx=________________________。
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高中化学学业水平选择性考试模拟试题(三)
1—6 CABDCD 7—13 DDBCBBC
1.C 钢是一种铁碳合金,A正确;U与U质子数相同,中子数不同,互为同位素,B正确;芯片的成分为晶体Si,C错误;D.氮化硅属于新型无机非金属材料,D正确。
2.A 结构式是指用一根短线表示一对共用电子对的式子,则N2的结构式为:N≡N,A正确;由于碳碳双键两端的甲基分别位于双键平面的两侧,则图示是反-2-丁烯的球棍模型,B错误;CO2是直线形分子,C错误;根据洪特规则及特例可知,基态氮原子的轨道表示式为:,D错误。
3.B 实验室常用MnO2和浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2,A错误;利用Cl2溶于水制取氯水,B正确;饱和食盐水不能用于吸收氯气,应该换成NaOH溶液,C错误;氯水中的次氯酸有漂白性,可以漂白pH试纸,不能用pH试纸测氯水的pH,D错误。
4.D 三聚氰胺中原子间的化学键只有共价键,其晶体的构成粒子为分子,晶体类型为分子晶体,A项正确;1个三聚氰胺分子中含6个N—Hσ键、9个碳氮σ键,1个三聚氰胺分子中含15个σ键,1 mol该分子中存在15 mol σ键,B项正确;该分子中存在N—H极性键和碳氮极性键,所有化学键均为极性键,C项正确;六元环上的N原子采取sp2杂化,六元环上的每个N原子通过2个杂化轨道与2个碳原子形成碳氮σ键,六元环上的N原子未参与杂化的p轨道上的1个电子形成大π键,孤电子对不形成大π键,D项错误。
5.C H2O2结构中正负电荷中心不重合,是极性分子,A错误;SO3中S原子的价层电子对数=+3=3,为sp2杂化,空间结构为平面正三角形,SO中S原子的价层电子对数为+3=4,为sp3杂化,空间结构为三角锥形,二者微粒中的O—S—O夹角不等,B错误;硒是第四周期第ⅥA族元素,硒原子的基态核外价电子排布式为4s24p4,C正确;第ⅥA族元素氢化物中,H2O分子间能形成氢键,水的熔、沸点最高,D错误。
6.D 该反应生成硫酸与盐酸,故不应该出现SO,离子方程式应为SO2Cl2+2H2O===4H++SO+2Cl-,A错误;浓硫酸具有强氧化性,化学方程式为CuSe+4H2SO4(浓)CuSO4+3SO2↑+4H2O+SeO2,B错误;强碱性环境,离子方程式中不应该出现H+,离子方程式应为TeO+4e-+3H2O===Te+6OH-,C错误;根据题意可知,H2S的燃烧热为562.2 kJ·mol-1,H2S燃烧的热化学方程式为2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1124.4 kJ·mol-1,D正确。
7.D S可用于杀菌消毒,是因为S可以破坏细菌、真菌表面的有机膜,达到杀菌作用,A错误;SO2能与有颜色的有机物化合生成无色物质,可用于漂白纸张,B错误;浓硫酸可用于制备HCl气体,不是利用其强酸性,是利用难挥发性的酸可制易挥发性的酸的原理,C错误;BaSO4不溶于盐酸且不被X射线透过,可用作钡餐,D正确。
8.D 14C常用于考古断代,是因其有固定的半衰期,而不是采用同位素示踪法,A错误;无论“酸脱羟基、醇脱氢”,还是“酸脱氢、醇脱羟基”,最终D原子均进入水中,无法确定两者断键位置,B错误;平衡体系中生成的乙酸乙酯中不含D原子,C错误;CH3COOH和CH3CH2OD反应生成HDO,生成的乙酸乙酯与HDO发生逆反应时D原子可以进入乙酸中得到CH3COOD,H原子可以进入乙醇中得到CH3CH2OH,得到的酸与醇之间反应时会生成H2O、HDO和D2O,D正确。
9.B 和碳碳双键中的碳原子直接相连的碳原子一定在同一平面内,苯环与其直接相连的碳原子一定在同一平面内,单键可以旋转,则甲分子中所有碳原子可能共平面,故A正确;由题意可知,甲和乙发生取代反应生成丙,故B错误;由乙的结构简式可知,乙的分子式为C14H15O2P,故C正确;丙与足量H2反应生成丁,分析丁的结构可知,丁含有4个手性碳原子,故D正确。
10.C 由题图可知,中间过程中OH-参与反应,即反应受体系pH的影响,A正确;由题图可知反应物和最终生成物中均没有,其为中间产物,结构中含有过氧键,具有较强氧化性,B正确;中间产物中存在O—O非极性键,整个过程中存在非极性键的生成与断裂,C错误;过程中,反应物为、OH-、HSO,生成物为、SO、H2O,根据电荷守恒、质量守恒可知题给总反应的化学方程式无误,D正确。
11.B 已知[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O ΔH>0,升高温度,平衡正向移动,[Cu(H2O)4]2+转化为[CuCl4]2-,溶液变成黄绿色,故A正确;铜与浓硝酸发生剧烈反应,有红棕色气体NO2产生,溶液呈绿色,故B错误;向盛有4.0 mL 0.1 mol·L-1CuSO4溶液的试管里逐滴滴加氨水至过量,先产生Cu(OH)2蓝色沉淀,后沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,故C正确;用玻璃棒在容器内壁轻轻摩擦可以从容器内壁刮下少量碎屑充当晶核,过饱和溶液可迅速完成结晶过程,析出晶体,故D正确。
12.B 由图可知,曲线④代表滴定曲线,曲线①、②、③分别代表A2-、H2A和HA-的pC随氢氧化钠溶液体积的变化曲线。曲线④代表滴定曲线,曲线③代表HA-的pC随氢氧化钠溶液体积的变化曲线,故A正确;溶液中H2A和HA-的pC相等时,溶液pH小于4.02,由电离常数公式可知,溶液中H2A和HA-的pC相等时,电离常数Ka1(H2A)= =c(H+)>10-4.02,故B错误;溶液中A2-和HA-的pC相等时,溶液pH为6.2,由电离常数公式可知,溶液中A2-和HA-的pC相等时,电离常数Ka2(H2A)= =c(H+)=10-6.2,则水解常数Kh1====10-7.8,0.1 mol/L Na2A溶液中氢氧根离子浓度约为=10-4.4 mol/L,溶液pH约为9.6,故C正确;由图可知,NaHA溶液呈酸性,溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,由电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-)和物料守恒关系c(Na+)=c(HA-)+c(H2A)+c(A2-)可知,溶液中c(OH-)+c(A2-)>c(H+),故D正确。
13.C 根据题给投影图知,该晶体的晶胞结构为,由此可知,S2-周围等距且最近的S2-有12个,A错误;基态Zn原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,电子占据15个原子轨道,即核外电子有15种不同的空间运动状态,B错误;根据晶胞结构可知,Zn2+与S2-的最短距离为体对角线长的四分之一,即 pm,C正确;在第三周期中,比S元素第一电离能大的元素有P、Cl、Ar三种元素,D错误。
14.解析:由题给流程可知,辉铋矿中加入氯化铁和盐酸的混合溶液浸取时,金属硫化物转化为硫和可溶性金属氯化物,二氧化硅与混合溶液不反应,过滤得到含有硫、二氧化硅的滤渣和滤液;向滤液中加入铋,将溶液中的铁离子还原为亚铁离子,过滤得到滤液;调节滤液的pH,将铋离子、铜离子转化为氢氧化铋、氢氧化铜沉淀,过滤得到含有亚铁离子的滤液和滤渣;向滤渣中加入氨水,将氢氧化铜转化为四氨合铜离子,过滤得到含有四氨合铜离子的滤液和氢氧化铋;氢氧化铋溶于稀硝酸得到硝酸铋溶液,硝酸铋溶液与偏铝酸钠溶液反应制得铝酸铋。(2)由分析可知,滤渣1的主要成分是硫和二氧化硅,二氧化硅中每个硅原子与4个氧原子形成4个硅氧键,则30 g二氧化硅中含共价键的数目为 ×4×NA mol-1=2NA;氯化铁溶液与硫化亚铜反应生成氯化亚铁、氯化铜和硫沉淀,反应的化学方程式为4FeCl3+Cu2S===4FeCl2+2CuCl2+S,则反应中氧化剂氯化铁与还原剂硫化亚铜的物质的量之比为4∶1;(3)“还原”时,加入铋的目的是将溶液中的铁离子还原为亚铁离子,防止沉铋时有氢氧化铁沉淀生成;(4)由溶度积可知,当亚铁离子开始沉淀时,溶液中的氢氧根离子浓度为 mol/L=2.0×10-7 mol/L,溶液pH为7.3,则“沉淀”时调pH的最大值应小于7.3;(5)由题意可知,碱性溶液中 [Sn(OH)4]2-与Bi3+反应生成Bi和[Sn(OH)6]2-,反应的离子方程式为2Bi3++3[Sn(OH)4]2-+6OH-===2Bi↓+3[Sn(OH)6]2-;(6)由题意可知,在氢氧化钠溶液中,次氯酸钠溶液与Bi(OH)3反应生成NaBiO3、氯化钠和水,反应的化学方程式为Bi(OH)3+NaOH+NaClO===NaBiO3+NaCl+2H2O。
答案:(1)第六周期第VA族 (2)2NA 4∶1 (3)将Fe3+还原为Fe2+,防止沉铋时有Fe(OH)3生成
(4)7.3 (5)2Bi3++3[Sn(OH)4]2-+6OH-===2Bi↓+3[Sn(OH)6]2- (6)Bi(OH)3+NaOH+NaClO===NaBiO3+NaCl+2H2O
15.解析:A是可与碳酸氢钠溶液反应的芳香族化合物,对比A的分子组成及B的结构可知,A与CH3I发生取代反应,再经酸化生成B,A的结构简式为:;B与SOCl2发生取代反应生成C,C为,C与甲醇发生取代反应生成D,结合E的结构可知C的Cl原子被—OCH3替代,D为:,D与NH2OH发生反应生成E,E在Zn、30%硫酸作用下发生还原反应,再经碱化生成F,F为,F在酸性条件下发生酯的水解反应,再调节pH值得到G。(2)根据分析可知,C与甲醇发生取代反应生成D,反应方程式为:CH3OH+。(3)A到B的第一步转化反应为:,加入NaOH可以中和生成的HI,有利于该反应正向进行。(4)比C)相对分子质量小14,可知该结构比C少一个碳原子;①可与碳酸氢钠溶液反应,说明含有羧基;②可以使溴水褪色,结合C的组成可知,有羧基后苯环支链上还有一个不饱和度,说明含有一个碳碳双键;③苯环上为二取代,其中氯原子直接连接在苯环上,则碳碳双键和羧基在同一个支链上。符合要求的结构如下:,,每种结构与氯原子有邻、间、对三种位置,共24种结构,其中核磁共振氢谱五组峰,比值为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为经催化氧化生成在NaOH加热条件下发生分子内加成再消去生成与NH2OH发生流程中反应生成,可得合成路线。
答案:(1) (2)CH3OH+ (3)中和生成的HI,使反应向正反应方向移动 (4)24
16.解析:实验的目的为制备磷酸二氢铵(NH4H2PO4),实验原理为NH3+H3PO4===NH4H2PO4,由于NH3极易溶于水,实验中要平衡气压防止发生倒吸;Ⅱ.实验是制备FeC2O4·xH2O,由流程可知,FeSO4·7H2O与(NH4)2SO4在稀硫酸环境中反应,经过操作a得到FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O,FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O再与草酸在稀硫酸环境中反应,经过操作b得到(FeC2O4·xH2O)。(1)由于NH3极易溶于水,因此实验中要平衡气压防止发生倒吸,则实验过程中,当出现倒吸现象时,应及时关闭K1,打开K2;当上述现象消失后,关闭K2,打开K1,继续通入氨气。(2)当pH为4~5时,可制得NH4H2PO4,说明NH4H2PO4溶液显酸性,因此若不选用pH传感器,还可以选用甲基橙作指示剂,当溶液颜色从红色变为橙色时,停止通NH3,即可制得NH4H2PO4溶液;若此时继续向溶液中通入少量氨气,氨气与NH4H2PO4反应生成(NH4)2HPO4,发生反应的离子方程式为NH3+H2PO===HPO+NH。(3)已知条件pH>4时,Fe2+易被氧气氧化,而Fe2+和NH在酸性较弱的环境中也会发生水解反应,则第一次加稀硫酸调溶液pH至1~2的目的是:抑制Fe2+和NH的水解,防止Fe2+被氧化。(4)根据溶解度表可知,为了防止温度降低而析出一些低温下溶解度较小的杂质,如FeSO4·7H2O,则操作a是蒸发浓缩,趁热过滤。(5)为测定草酸亚铁晶体中结晶水含量,需将一定量样品完全分解、吸收并测定其中全部结晶水的质量,故实验步骤依次为:将石英玻璃管(带两端开关K1和K2,设为装置A)称重,记为m1 g;将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2 g;按图3所示连接好装置进行实验;③打开K1、K2;⑤缓缓通入氮气;①点燃酒精灯,小火加热;④熄灭酒精灯,冷却至室温; ②停止通入氮气,关闭K1、K2;⑥称重A;进行恒重操作;则实验操作的正确顺序为③⑤①④②⑥;草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)中n(FeC2O4)∶n(H2O)=1∶x,n(FeC2O4)== mol,n(H2O)== mol,所以1∶x=∶,解出草酸亚铁晶体中结晶水数目x=。
答案:(1)关闭K1,打开K2 关闭K2,打开K1 (2)甲基橙 NH3+H2PO===HPO+NH (3)抑制Fe2+和NH的水解,防止Fe2+被氧化 (4)趁热过滤 (5)③⑤①④②⑥
17.解析:(1)由表格数据可知,升高温度,反应Ⅰ的分压平衡常数依次增大,说明平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应,反应的焓变大于0;(2)由盖斯定律可知,反应Ⅲ×3—反应Ⅱ×2得到副反应,则Kp4=,由表格数据可知,298 K时平衡常数Kp4=≈3.7×106、323 K时平衡常数Kp4=≈4.1×104,则升高温度,副反应的平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,反应的焓变小于0;(3)由方程式可知,反应Ⅰ是气体体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,C2H4的物质的量减小,而反应Ⅱ、Ⅲ是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,C2H4的物质的量减小、C3H6的物质的量增大,所以随压强增大不断增大;(4)由(1)分析知,反应Ⅰ是气体体积增大的吸热反应,由表格数据可知,升高温度,反应Ⅱ、Ⅲ的分压平衡常数依次减小,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,因此反应Ⅱ、Ⅲ是气体体积减小的放热反应,所以较高的温度,较低的压强有利于提高乙烯产率;(5)由图可知,715 K时C3H6和C4H8的物质的量分数相等,设反应生成碘化氢的物质的量为a mol、生成C3H6和C4H8的物质的量为b mol,由题意可建立如下三段式:
2CH3I(g)C2H4(g)+2HI(g)
起(mol) 1 0 0
变(mol) a 0.5a a
平(mol) 1-a a
3C2H4(g)2C3H6(g)
起(mol) 0
变(mol) 1.5b b
平(mol) b
2C2H4(g)C4H8(g)
起(mol) 0
变(mol) 2b b
平(mol) b
由三段式数据可知,平衡时气体总物质的量为(1-a+a+0.5a-1.5b-2b+b+b)mol=(1+0.5a-1.5b)mol,由图可知,C2H4的物质的量分数为4%,则×100%=4%,C3H6和C4H8的物质的量分数都为8%,则×100%=8%,解联立方程可得a=0.8、b=0.1,715 K时CH3I(g)的平衡转化率为×100%=80%、物质的量分数为×100%=16%,碘化氢的物质的量分数为×100%=64%,反应Ⅰ以物质的量分数表示的平衡常数Kx==0.64。
答案:(1)> (2) < (3)加压,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应Ⅱ、反应Ⅲ平衡正向移动,C2H4的生成量减少,且不断消耗,同时C3H6的生成量增多 (4)较高的温度,较低的压强 (5)80% 0.64
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