内容正文:
2023学年市北中学第二学期高二年级化学(等级)期终考试试卷
一、
苯乙烯是一种重要化工原料。以苯乙烯为原料可以制备一系列化工产品,如图所示。
1. 的反应类型是___________。
A. 取代反应 B. 加成反应 C. 消去反应 D. 氧化还原
2. 需要加入的反应试剂和条件是___________。
A 溴水, B. 溴水,光照 C. 液溴, D. 液溴,光照
3. 中有___________个“手性碳原子”。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
4. B中所含官能团的名称是___________。
5. 在溴水中加入过量的A,观察到的现象是___________。
6. 生成至少需要___________
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
7. 写出1种A的不含苯环的同分异构体___________。
8. 已知的结构不稳定,写出D与足量的发生消去反应时的化学方程式(写到反应物里)___________。
二、
是重要的化工原料,在生产和生活中都发挥着重要作用。
9. 中心原子的价层电子对数为___________,中心原子轨道的杂化类型为___________,杂化后中心原子电子云的空间分布为(只有本空从下列选项中选择)___________;的分子构型为___________形。
A. B. C.
10. 与互为等电子体,等电子体的化学键类型和空间结构相同,则的中心原子杂化轨道类型为___________。
A.杂化 B.杂化 C.杂化
11. 已知拆开、、分别需要的能量是,则与反应生成的热化学方程式为___________。若该反应的焓变和熵变随温度变化很小,则该反应在常温下___________自发进行(只有本空从下列选项中选择)。
A.能 B.不能
12. 在恒温恒压容器中进行合成氨反应,能说明反应达到平衡状态的是
A. 混合气体的总物质的量不变
B. 气体密度不再改变
C. 的浓度相等
D 断裂键,同时生成键
13. 合成氨反应加入催化剂后的反应历程示意图为下图中的___________(填编号)。
14. 工业合成氨选择左右高温的原因是___________。
工业制备的氨可通过下列方法合成中性肥料尿素:
第一步: (反应速率较快)
第二步: (反应速率较慢)
第一步反应的平衡常数的表达式为___________。
15. 在1个固定容积的密闭容器中加入和,在一定条件下反应,时测得和尿素的物质的量均为。若用单位时间内物质的量的变化来表示固体或纯液体的反应速率,则内第一步中生成(氨基甲酸铵)的平均反应速率为___________。
三、
硫氰化钾俗称玫瑰红酸钾、玫棕酸钾,主要用于合成树脂、杀虫杀菌剂、芥子油、硫脲类和药物等
16. 硫元素在周期表中的位置是:第___________周期,___________族。
17. 下列事实能说明氮元素非金属性强于碳元素的是
A. 氮元素最高价为+5价,碳元素最高价为+4价
B. NH3分子的极性强于CH4分子
C. CH3-NH2中碳氮原子间的共用电子对偏向氮原子
D. HNO3的氧化性强于H2CO3
可用如下装置在实验室制取硫氰化钾。(部分夹持装置已省略)
实验步骤如下:
.制备溶液:不溶于。
18. 装置A的作用是产生氨气,从安全性和成本角度,试管内的药品应是___________。
A. 氯化铵 B. 氢氧化钙和氯化铵
C. 硝酸铵 D. 氢氧化钠和氯化铵
19. 实验开始时打开,加热装置A同时向D中倒入热水,缓慢地向装置D中充入气体。D装置中三颈烧瓶内盛放有一定量的、水和催化剂。D中水浴加热的优点有___________。
20. 下列说法不正确的是___________。
A. 碱石灰的作用是干燥氨气 B. 可通过观察C中气泡来判断产生氨气的快慢
C. 装置中的试剂是用来吸收过量的氨气 D. 装置可起到防止倒吸的作用
.制备。
21. 移去装置A处的酒精灯,关闭,打开,利用分液漏斗边加液边加热,则此时装置D中发生反应的化学方程式是___________。用橡皮管连接三颈烧瓶和分液漏斗的作用是___________。
22. 制备晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再蒸发浓缩,冷却结晶,___________、洗涤、干燥,得到硫氰化钾晶体。
.测定的含量。
称取样品配成溶液,量取溶液于锥形瓶中,并加入几滴溶液,用标准溶液滴定。经过3次平行试验,达到滴定终点时,消耗标准溶液的体积平均为。滴定反应的离子方程式为。
23. 判断达到滴定终点的方法是___________。
24. 样品中质量分数为___________(保留4位有效数字)。(的摩尔质量为)
四、
咖啡酸苯乙酯简称,是蜂胶的主要活性组分之一,对疱疹病毒有功效。以芳香族化合物A为原料制备的路线如图:
已知:同一碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应:。
25. 化合物A中的含氧官能团的名称是___________。
A. 羟基 B. 醛基 C. 羧基 D. 酯基
26. 化合物B的结构简式为___________;试剂的分子式为___________。
27. 的反应除有机产物外仅有水生成,该反应类型是___________。
A. 加成反应 B. 取代反应 C. 消去反应 D. 加聚反应
C()在一定条件下可转化为(),两者性质如下表所示。
物质
名称
相对分子质量
熔点
沸点
溴羟基苯甲醛
201.02
261.3
138.12
295.42
28. 能够测定有机化合物相对分子质量的仪器分析方法为___________。
A. 红外光谱 B. 核磁共振氢谱 C. 质谱法 D. 原子发射光谱
29. 参考C的名称,对B进行命名为___________,最多与___________发生加成反应(只有本空从下列选项中选择)。
A.1 B.2 C.3 D.4
30. 相对分子质量小于C,熔沸点却高于C,原因是___________。
31. 是D的同分异构体,写出同时满足下列条件的的结构简式___________。
①与溶液发生显色反应;
②能发生水解反应;
③苯环上只有两个取代基;
④磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为3:2:2:1。
32. 己-3-烯二酸()是目前国际上应用广泛的防腐剂。请结合相关信息,设计仅以乙炔与为有机原料制备己-3-烯二酸的合成路线(无机试剂自选)___________。
五、
柠檬酸亚铁是一种高效补铁剂。利用硫铁矿烧渣(主要含及少量)制备柠檬酸亚铁的工艺流程如图。
已知常温下:
33. 滤渣1为___________(填化学式)。“还原”步骤中加入铁粉反应的离子方程式:___________。
34. “沉铝”过程中,为了使铝充分沉淀的同时减少铁的损失,需要精确控制氨水的加入量。已知溶液中认为已经沉淀完全。请计算:恰好沉淀完全时,溶液中___________。
35. “沉铁”过程中发生反应的离子方程式为:___________需控制温度在以下,可能原因是___________。
36. “合成”过程中,需加入少量的抗氧化剂,下列试剂合适的是___________。
A. B. C. D.
37. 柠檬酸是一种重要的工业原料,化学式可表示为 属于三元弱酸。 25℃时,柠檬酸的电离常数分别为:
(1)25℃时, 不同pH范围内, 和 所占的比例 (该微粒浓度与四种微粒浓度之和的比值)如下图所示,则其中代表 的曲线是_______。
(2)25℃时,0.1mol·L-1下列溶液中微粒浓度关系正确的是_______。
A. Na3Cit溶液中,
B. Na3Cit溶液中,
C. NaH2Cit溶液中,
D. Na2HCit溶液中,
(3)已知25℃时,碳酸的电离常数为:向NaHCO3溶液中加入NaH2Cit溶液,请写出反应的化学方程式_______。
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2023学年市北中学第二学期高二年级化学(等级)期终考试试卷
一、
苯乙烯是一种重要化工原料。以苯乙烯为原料可以制备一系列化工产品,如图所示。
1. 的反应类型是___________。
A. 取代反应 B. 加成反应 C. 消去反应 D. 氧化还原
2. 需要加入的反应试剂和条件是___________。
A. 溴水, B. 溴水,光照 C. 液溴, D. 液溴,光照
3. 中有___________个“手性碳原子”。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
4. B中所含官能团的名称是___________。
5. 在溴水中加入过量的A,观察到的现象是___________。
6. 生成至少需要___________
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
7. 写出1种A的不含苯环的同分异构体___________。
8. 已知的结构不稳定,写出D与足量的发生消去反应时的化学方程式(写到反应物里)___________。
【答案】1. B 2. C 3. A
4. 碳溴键 5. 溴水褪色,溶液分层,有机层在下层 6. C
7. 8. +3NaOH+3NaBr+3H2O
【解析】
【分析】A和氢气发生加成反应生成F,A与Br2发生加成反应生成B,B与液溴在催化剂条件下发生取代反应生成C,C与氢气加成得的到D为,D发生水解反应生成E,据此解答。
【1题详解】
根据以上分析可知A→B的反应类型是加成反应,答案选B;
【2题详解】
B→C是苯环上的氢原子被溴原子取代,即B与液溴在催化剂条件下发生取代反应生成C,答案选C;
【3题详解】
与四个互不相同的原子或原子团相连的碳原子叫手性碳原子,E中含有1个手性碳原子,即,答案选A;
【4题详解】
根据B的结构简式可知B中所含官能团的名称是碳溴键;
【5题详解】
A中含有碳碳双键,与溴发生加成反应的产物难溶于水且密度比水大,因此在溴水中加入过量的A,溴水褪色,溶液分层,有机层在下层;
【6题详解】
D为,含有3个溴原子,1molD与足量的NaOH反应,至少需要3mol氢氧化钠,答案选C;
【7题详解】
A是苯乙烯,不饱和度是5,分子式为C8H8,1种A的不含苯环的同分异构体可以是立方烷,结构简式为;
【8题详解】
D与足量的NaOH发生消去反应时的化学方程式为+3NaOH+3NaBr+3H2O。
二、
是重要的化工原料,在生产和生活中都发挥着重要作用。
9. 中心原子的价层电子对数为___________,中心原子轨道的杂化类型为___________,杂化后中心原子电子云的空间分布为(只有本空从下列选项中选择)___________;的分子构型为___________形。
A. B. C.
【答案】 ① 4 ②. sp3 ③. C ④. 三角锥形
【解析】
【详解】中心原子的价层电子对数为,因此中心原子轨道的杂化类型为sp3,杂化后中心原子电子云的空间分布为四面体,答案选C;由于含有一对孤电子对,的分子构型为三角锥形。
10. 与互为等电子体,等电子体的化学键类型和空间结构相同,则的中心原子杂化轨道类型为___________。
A.杂化 B.杂化 C.杂化
【答案】C
【解析】
【详解】甲烷是正四面体结构,中心碳原子的杂化轨道类型是sp3杂化,因此根据等电子体的化学键类型和空间结构相同可判断的中心原子杂化轨道类型为sp3杂化。
答案选C。
11. 已知拆开、、分别需要的能量是,则与反应生成的热化学方程式为___________。若该反应的焓变和熵变随温度变化很小,则该反应在常温下___________自发进行(只有本空从下列选项中选择)。
A.能 B.不能
【答案】 ①. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol ②. A
【解析】
【详解】在反应N2+3H22NH3中,拆开反应物中化学键需要的能量为3×436kJ+946kJ=2254kJ,形成生成物中化学键放出的能量是6×391kJ=2346kJ,所以反应热ΔH=2254kJ/mol-2346kJ/mol=-92kJ/mol,则反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol;该反应为熵减的放热反应,根据ΔG=ΔH-TΔS<0能自发可知,在常温下能自发进行,答案选A。
12. 在恒温恒压容器中进行合成氨反应,能说明反应达到平衡状态的是
A. 混合气体的总物质的量不变
B. 气体密度不再改变
C. 的浓度相等
D. 断裂键,同时生成键
【答案】AB
【解析】
【分析】反应到达平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各物质的浓度、百分含量不变,可以及由此衍生的一些量也不发生变化,由此进行判断。解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态,据此解答。
【详解】A.正反应体积减小,混合气体的总物质的量是变量,因此当混合气体的总物质的量不变时反应达到平衡状态,A选;
B.恒温恒压时,气体物质的量减少,体积减小,混合气体的总质量不变,所以密度增大,因此气体密度不再改变能证明该反应达到平衡状态,B选;
C.的浓度相等,不能说明正逆反应速率相等,不一定处于平衡状态,C不选;
D.无论是否达到平衡状态,只要一个N≡N键生成同时就要断裂6个N-H键,不能说明反应到达平衡状态,D不选;
故选AB。
13. 合成氨反应加入催化剂后的反应历程示意图为下图中的___________(填编号)。
【答案】B
【解析】
【详解】合成氨反应属于放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,加入催化剂后降低反应的活化能,加快反应速率,反应热不变,因此加入催化剂后的反应历程示意图为曲线B,答案选B。
14. 工业合成氨选择左右高温的原因是___________。
工业制备的氨可通过下列方法合成中性肥料尿素:
第一步: (反应速率较快)
第二步: (反应速率较慢)
第一步反应的平衡常数的表达式为___________。
【答案】 ①. 为了提高化学反应速率,最主要是该温度下催化剂的活性最大 ②.
【解析】
【详解】正反应放热,要使平衡向正反应方向移动,应降低温度、增大压强,但温度过低反应速率过小,不利于工业生成效益;温度越高,反应速率越大,但温度的高低对催化剂活性有影响,所以应适当升高温度,使反应速率增大;使用催化剂也能增大反应速率,但在500℃左右时催化剂的活性最大,所以选择采用500℃左右的温度进行。根据方程式2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(l)可知该反应的平衡常数的表达式为。
15. 在1个固定容积的密闭容器中加入和,在一定条件下反应,时测得和尿素的物质的量均为。若用单位时间内物质的量的变化来表示固体或纯液体的反应速率,则内第一步中生成(氨基甲酸铵)的平均反应速率为___________。
【答案】0.075 mol/min
【解析】
【详解】第一步反应的方程式为2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(l),用单位时间内物质的量的变化来表示固体或纯液体的反应速率,则第一步反应中生成氨基甲酸铵的平均反应速率为mol/min=0.075 mol/min。
三、
硫氰化钾俗称玫瑰红酸钾、玫棕酸钾,主要用于合成树脂、杀虫杀菌剂、芥子油、硫脲类和药物等。
16. 硫元素在周期表中的位置是:第___________周期,___________族。
【答案】 ①. 三 ②. ⅥA
【解析】
【详解】硫元素的质子数是16,在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族。
17. 下列事实能说明氮元素非金属性强于碳元素的是
A. 氮元素最高价为+5价,碳元素最高价为+4价
B. NH3分子的极性强于CH4分子
C. CH3-NH2中碳氮原子间的共用电子对偏向氮原子
D. HNO3的氧化性强于H2CO3
【答案】C
【解析】
【详解】A.元素的最高化合价只与其价电子多少有关,与其非金属性强弱无关,故氮元素最高价为+5价,碳元素最高价为+4价,不能说明氮的非金属性强于碳,A不合题意;
B.分子的极性与分子中含有键的极性和分子的空间构型有关,与元素的非金属强弱无关,故NH3分子的极性强于CH4分子,不能说明氮的非金属性强于碳,B不合题意;
C.CH3-NH2中碳氮原子间的共用电子对偏向氮原子,说明氮吸引电子的能力比碳强,则说明氮的非金属性强于碳,C符合题意;
D.酸的氧化性与成酸元素的非金属性强弱无关,故HNO3的氧化性强于H2CO3不能说明氮的非金属性强于碳,D不合题意;
故答案为:C。
可用如下装置在实验室制取硫氰化钾。(部分夹持装置已省略)
实验步骤如下:
.制备溶液:不溶于。
18. 装置A的作用是产生氨气,从安全性和成本角度,试管内的药品应是___________。
A. 氯化铵 B. 氢氧化钙和氯化铵
C. 硝酸铵 D. 氢氧化钠和氯化铵
19. 实验开始时打开,加热装置A同时向D中倒入热水,缓慢地向装置D中充入气体。D装置中三颈烧瓶内盛放有一定量的、水和催化剂。D中水浴加热的优点有___________。
20. 下列说法不正确的是___________。
A. 碱石灰的作用是干燥氨气 B. 可通过观察C中气泡来判断产生氨气的快慢
C. 装置中的试剂是用来吸收过量的氨气 D. 装置可起到防止倒吸的作用
.制备。
21. 移去装置A处的酒精灯,关闭,打开,利用分液漏斗边加液边加热,则此时装置D中发生反应的化学方程式是___________。用橡皮管连接三颈烧瓶和分液漏斗的作用是___________。
22. 制备晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再蒸发浓缩,冷却结晶,___________、洗涤、干燥,得到硫氰化钾晶体。
.测定的含量。
称取样品配成溶液,量取溶液于锥形瓶中,并加入几滴溶液,用标准溶液滴定。经过3次平行试验,达到滴定终点时,消耗标准溶液的体积平均为。滴定反应的离子方程式为。
23. 判断达到滴定终点的方法是___________。
24. 样品中的质量分数为___________(保留4位有效数字)。(的摩尔质量为)
【答案】18. B 19. 受热均匀,温度容易控制 20. C
21. ①. KOH+NH4SCNKSCN+NH3↑+H2O ②. 使分液漏斗与三颈烧瓶处于相同压强下,便于氢氧化钾溶液顺利滴下
22. 过滤 23. 当滴入最后半滴AgNO3溶液时,红色褪去,且半分钟内颜色不恢复
24. 77.60%
【解析】
【分析】A制备氨气,B中碱石灰干燥氨气,根据C中产生的气泡判断产生氨气的快慢,D中氨气和CS2发生反应CS2+2NH3NH4SCN+H2S,E吸收尾气防止污染,据此解答。
18题详解】
A. 单独加热氯化铵生成氨气和氯化氢,氨气和氯化氢遇冷又生成氯化铵,不能得到氨气,故不选A;
B. 氢氧化钙和氯化铵加热放出氨气,且氢氧化钙价格便宜,故选B;
C. 硝酸铵受热分解易爆炸,不能用硝酸铵制备氨气,故不选C;
D. 氢氧化钠和氯化铵加热放出氨气,但氢氧化钠价格比氢氧化钙高、且氢氧化钠易吸水结块、腐蚀性强等原因,故不选D;
答案选B。
【19题详解】
装置D中采用水浴加热,受热均匀,温度容易控制;
【20题详解】
A.碱石灰是碱性干燥剂,氨气是碱性气体,碱石灰的作用是干燥氨气,故A正确;
B.NH3不溶于CS2,可通过观察C中气泡来判断产生氨气的快慢,故B正确;
C.D中发生反应CS2+2NH3NH4SCN+H2S,H2S有毒,装置E中的试剂是用来吸收H2S,防止污染,故C错误;
D.装置E中球形干燥管可起到防止倒吸的作用,故D正确;
答案选C。
【21题详解】
移去装置A处的酒精灯,关闭K1,打开K2,利用分液漏斗边加KOH边加热,则此时装置D中KOH和NH4SCN反应生成KSCN、NH3、H2O,发生反应的化学方程式是KOH+NH4SCNKSCN+NH3↑+H2O。用橡皮管连接三颈烧瓶和分液漏斗,使分液漏斗与三颈烧瓶处于相同压强下,便于氢氧化钾溶液顺利滴下。
【22题详解】
制备KSCN晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,得到硫氰化钾晶体。
【23题详解】
达到滴定终点,SCN-恰好完全转化为AgSCN沉淀,则达到滴定终点的现象是:当滴入最后半滴AgNO3溶液时,红色褪去,且半分钟内颜色不恢复;
【24题详解】
根据SCN-+Ag+=AgSCN↓,25.00mL溶液中n(KSCN)=n(Ag+)=0.02L×0.1mol/L=0.002mol,样品中KSCN的质量分数为。
四、
咖啡酸苯乙酯简称,是蜂胶的主要活性组分之一,对疱疹病毒有功效。以芳香族化合物A为原料制备的路线如图:
已知:同一碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应:。
25. 化合物A中的含氧官能团的名称是___________。
A. 羟基 B. 醛基 C. 羧基 D. 酯基
26. 化合物B的结构简式为___________;试剂的分子式为___________。
27. 的反应除有机产物外仅有水生成,该反应类型是___________。
A. 加成反应 B. 取代反应 C. 消去反应 D. 加聚反应
C()在一定条件下可转化为(),两者性质如下表所示。
物质
名称
相对分子质量
熔点
沸点
溴羟基苯甲醛
201.02
2613
138.12
295.42
28. 能够测定有机化合物相对分子质量的仪器分析方法为___________。
A. 红外光谱 B. 核磁共振氢谱 C. 质谱法 D. 原子发射光谱
29. 参考C的名称,对B进行命名为___________,最多与___________发生加成反应(只有本空从下列选项中选择)。
A.1 B.2 C.3 D.4
30. 相对分子质量小于C,熔沸点却高于C,原因是___________。
31. 是D的同分异构体,写出同时满足下列条件的的结构简式___________。
①与溶液发生显色反应;
②能发生水解反应;
③苯环上只有两个取代基;
④磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为3:2:2:1。
32. 己-3-烯二酸()是目前国际上应用广泛的防腐剂。请结合相关信息,设计仅以乙炔与为有机原料制备己-3-烯二酸的合成路线(无机试剂自选)___________。
【答案】25. D 26. ①. ②. C8H10O 27. B 28. C
29. ①. 4-羟基苯甲醛 ②. D
30. H形成的分子间氢键比C多
31. 32. HC≡CHCHBr2CHBr2OHC-CHOHOOCCH=CHCH=CHCOOH
【解析】
【分析】A在碱性条件下酯基和卤素原子进行水解得到B,B的结构简式为,B经过苯环上的取代得到C,F通过酯化反应得到G,据此解答。
【25题详解】
根据A的结构简式可知化合物A中的含氧官能团的名称是酯基,故答案为D。
【26题详解】
根据以上分析可知化合物B的结构简式为;由F和G的结构可推出试剂R的结构简式为,分子式为C8H10O。
【27题详解】
F→G的反应除有机产物外仅有水生成,属于酯化反应,该反应类型是取代反应,故答案为B。
【28题详解】
能够测定有机化合物相对分子质量的仪器分析方法为质谱法,故答案为C。
【29题详解】
参考C的名称,根据系统命名法可知B的名称4-羟基苯甲醛;1molH中含有1mol苯环和1mol醛基,苯环可以与3mol的氢气进行加成,醛基和1mol的氢气加成,故总共需要4mol氢气进行加成,选D。
【30题详解】
由于H分子有两个羟基,形成的分子间氢键数目比C多,故H的熔沸点高于C。
【31题详解】
①与氯化铁溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,②能发生水解反应,应含有酯基,③苯环上只有两个取代基;④磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为3:2:2:1,则等效氢为4种,因此J的结构简式为。
32题详解】
根据已知信息可知乙炔和溴加成生成CHBr2CHBr2,CHBr2CHBr2发生水解并酸化得到OHC-CHO,OHC-CHO在一定条件下和反应生成HOOCCH=CHCH=CHCOOH,最后和氢气加成得到目标产物,所以合成路线为HC≡CHCHBr2CHBr2OHC-CHOHOOCCH=CHCH=CHCOOH。
五、
柠檬酸亚铁是一种高效补铁剂。利用硫铁矿烧渣(主要含及少量)制备柠檬酸亚铁的工艺流程如图。
已知常温下:
33. 滤渣1为___________(填化学式)。“还原”步骤中加入铁粉反应的离子方程式:___________。
34. “沉铝”过程中,为了使铝充分沉淀的同时减少铁的损失,需要精确控制氨水的加入量。已知溶液中认为已经沉淀完全。请计算:恰好沉淀完全时,溶液中___________。
35. “沉铁”过程中发生反应的离子方程式为:___________需控制温度在以下,可能原因是___________。
36. “合成”过程中,需加入少量的抗氧化剂,下列试剂合适的是___________。
A. B. C. D.
【答案】33 ①. CaSO4 ②. Fe+2Fe3+=3Fe2+
34. 5.1×10-10
35. ①. 2+Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O ②. 防止NH4HCO3受热易分解,降低产率 36. B
【解析】
【分析】向硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3及少量CaO、Al2O3)中加入硫酸酸浸会生成硫酸铁、硫酸钙、硫酸铝和水,硫酸钙微溶于水,过滤得滤渣1为硫酸钙,加入铁粉后,铁粉将铁离子还原为亚铁离子,过滤得滤渣2为铁粉,加入氨水调节pH使铝离子沉淀完全,加入NH4HCO3使亚铁离子沉淀完全,再加入柠檬酸合成得柠檬酸亚铁,据此分析。
【33题详解】
根据以上分析可知滤渣1为CaSO4。“还原”步骤中加入铁粉把铁离子还原为亚铁离子,反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+。
【34题详解】
Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,已知溶液中c(Al3+)]≤10-5mol/L,认为已经沉淀完全,Al3+恰好沉淀时,溶液中氢氧根离子的浓度为mol/L≈5.1×10-10mol/L;
【35题详解】
“沉铁”过程中发生反应的离子方程式为2+Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O:为了防止NH4HCO3受热易分解,降低产率,因此“沉铁”过程中需控制温度在以下;
【36题详解】
“合成”过程中,加入柠檬酸与亚铁离子生成柠檬酸亚铁,亚铁离子易被氧化为铁离子,需加入少量的抗氧化剂Fe,以防止亚铁离子被氧化,且不引入新的杂质,故答案为B。
37. 柠檬酸是一种重要的工业原料,化学式可表示为 属于三元弱酸。 25℃时,柠檬酸的电离常数分别为:
(1)25℃时, 不同pH范围内, 和 所占的比例 (该微粒浓度与四种微粒浓度之和的比值)如下图所示,则其中代表 的曲线是_______。
(2)25℃时,0.1mol·L-1下列溶液中微粒的浓度关系正确的是_______。
A. Na3Cit溶液中,
B. Na3Cit溶液中,
C. NaH2Cit溶液中,
D. Na2HCit溶液中,
(3)已知25℃时,碳酸的电离常数为:向NaHCO3溶液中加入NaH2Cit溶液,请写出反应的化学方程式_______。
【答案】(1)Z (2)BC
(3)
【解析】
【小问1详解】
随着溶液pH增大,柠檬酸H3Cit被碱中和依次生成H2Cit-、HCit2-和Cit3-,H3Cit所占比例减小,H2Cit-逐渐增大,达到最大后又逐渐减小,同时HCit2-逐渐增大,达到最大值,又减小,同时Cit3-,逐渐增大,X为H3Cit,Y为H2Cit-,Z为HCit2-,M为Cit3-,答案为Z;
【小问2详解】
A.根据电荷守恒,Na3Cit溶液中,[Na+]+[H+]=[OH-]+[H2Cit-]+2[HCit2-]+3[Cit3-],故A错误;
B.Na3Cit溶液显碱性,溶液中[OH-]>[H+],故B正确;
C.NaH2Cit溶液中存在物料守恒,[Na+]=[H3Cit]+[H2Cit-]+[HCit2-]+[Cit3-],故C正确;
D.由图像可知,Na2HCit溶液显酸性,[OH-]<[H+],故D错误;
故答案为:BC;
【小问3详解】
已知25℃时,碳酸的电离常数为:Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.7×10-11,柠檬酸的电离常数如下:Ka1=7.4×10-4、Ka2=1.7×10-5、Ka3=4.0×10-7,酸性强弱为:H3Cit>H2Cit->H2CO3>HCit2->,向NaHCO3溶液中加入NaH2Cit溶液,反应的化学方程式为:NaH2Cit+NaHCO3=CO2↑+H2O+Na2HCit。
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