内容正文:
化学试题
试卷满分100分,考试时间75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56 Cu-64
一、单选题(每题3分,共42分)
1. 中华传统文化与化学紧密相关,下列有关物质成分的叙述错误的是
A. 《华阳国志》中“取井火煮之,一斛水得五斗盐”,产生“井火”的气体主要成分为CH4
B. 油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分
C. 柴窑烧制出“明如镜,薄如纸,声如磬”的瓷器,其主要原料为硅单质
D. “司南之杓(勺),投之于地,其柢(勺柄)指南”中的“杓”含
2. 下列有关化学用语,使用正确的是
A. 甲酸乙酯的结构简式 B. 的电子式:
C. 乙醇的空间填充模型: D. 乙酸、甲醛的最简式均为
3. 下列有关煤和石油说法不正确的是
A. 煤的干馏可得到苯、甲苯等芳香烃,属于化学变化
B. 石油裂化的目的是获得乙烯、丙烯等气态小分子
C. 可以用KMnO4溶液鉴别直馏汽油和裂化汽油
D. 煤的气化将煤转化为CO、H2等可燃性气体的过程
4. 下列关于烷烃的说法正确的是
A. 符合通式为的烃不一定是烷烃
B. 丁烷分子中的所有碳原子在一条直线上
C. 主链上有5个碳原子,含甲基、乙基两个支链的链状烷烃有2种
D. 立方烷的分子式为,结构如图(其中原子省略),则其二氯代物有1种
5. 用表示阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 100 g质量分数为46%的乙醇溶液中含O原子数目为
B. 标准状况下,11.2L三氯甲烷所含分子数为0.5
C. 标准状况下与足量Fe反应转移电子数目为
D. 常温下,2.8g由和组成的混合气体中含有的质子总数为
6. 下列关于有机化合物的说法正确的是
A. 工业上可利用与的加成反应制得纯净的
B. 用酸性溶液可以除去甲烷中混有的乙烯
C. 乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体,这说明乙醇分子中的羟基氢与水分子中的羟基氢具有相同的活性
D. 先与HCl发生加成反应,再与发生取代反应,最多消耗5 mol的
7. 下列关于苯的叙述正确的是
A. 反应①为取代反应,反应过程中将液溴替换为溴水可以减少溴的挥发
B. 反应②为氧化反应,反应现象是火焰明亮并带有黑烟
C. 反应③为取代反应,有机产物主要是1,2-二硝基苯
D. 反应④中1 mol苯最多与发生加成反应,是因为苯分子中含有三个碳碳双键
8. 某有机化合物的结构简式如图所示,下列有关该有机化合物的说法错误的是
A. 分子式为
B. 能使溴的四氯化碳溶液、酸性溶液褪色且属于同种有机反应类型
C. 能发生加成反应、取代反应、还原反应、氧化反应
D. 该物质分别与足量Na、反应,产生气体的物质的量之比为1∶1
9. 部分含Fe或Cu物质的“价—类”二维图如图所示。下列推断错误的是
A. 物质b、c、d、e均可与硝酸反应生成g
B. 常压点燃条件下存在a→b转化的金属元素,其焰色试验火焰呈绿色
C. 物质f和足量氨水反应可能得到物质d或e
D. 若物质a能和水蒸气反应,则会生成物质c和一种可燃性气体
10. 下列说法不正确的是
A. 等质量的CH4、C2H4、C6H6完全燃烧的耗氧量依次增大
B. 除去乙醇中的少量水:加入生石灰后蒸馏
C. 与为同一种物质
D. 邻二甲苯只有一种结构能说明苯分子的结构中,碳碳键不是单、双键交替的事实
11. 下列装置能达到实验目的的是
A.探究苯分子中是否含有碳碳双键
B.探究与的取代反应
C.实验室制备硝基苯
D.制备氢氧化亚铁,并希望长时间观察到其白色
A. A B. B C. C D. D
12. 下列有机化学反应方程式的书写及反应类型判断都正确的是
A. CH3-CH=CH2+Br2→CH2Br-CH2-CH2Br 加成反应
B. 2+O22+2H2O 氧化反应
C. ++消去反应
D. +HNO3+H2O 取代反应
13. 探究乙酸乙酯在碱性条件下水解程度的实验如下:
操作
结论
实验1
向试管中加入3mL饱和碳酸钠溶液、2mL乙酸乙酯、0.5mL水,充分振荡2min、静置
油层厚度不变
实验2
向试管中加入3mL饱和氢氧化钠溶液、2mL乙酸乙酯、0.5mL水,充分振荡2min、静置
有少量油滴
实验3
向试管中加入3mL饱和氢氧化钠溶液、2mL乙酸乙酯、0.5mL乙醇,充分振荡2min、静置
乳浊液变澄清,混合液温度迅速上升
下列说法不正确的是
A. 实验1中乙酸乙酯不水解是因为小及乙酸乙酯与水的接触面积小
B. 实验1和实验2说明乙酸乙酯水解必须在较大的条件下才能进行
C. 实验3说明乙醇的催化活性高,乙酸乙酯的水解反应为放热反应
D. 以上实验得出结论:浓度越大,与乙酸乙酯接触面积越大,水解程度就越大
14. 为了测定铁铜合金的组成,将15.2g铁铜合金加入200mL某浓度的稀硝酸中,待合金完全溶解后,共收集到NO气体4.48L(标准状况下),并测得反应后溶液中的浓度为0.5mol/L。若反应前后溶液的体积变化忽略不计,下列说法错误的是
A. 上述合金中含铜9.6g
B. 原硝酸溶液的浓度为4.5mol/L
C. 反应后溶液中不存在
D. 若向反应后的溶液加入5mol/L的NaOH溶液使金属离子完全沉淀,至少需加入NaOH溶液180mL
二、非选择题(58分,除特殊标注外每空2分)
15. 某化学兴趣小组利用如图装置(夹持装置和部分加热装置已略去)探究乙醇的催化氧化反应,甲中盛有无水乙醇和水,通过鼓入空气提供反应所需氧气。已知:乙醛是无色液体,有刺激性气味,易溶于水,沸点为20.8℃,具有较强还原性易被氧化为乙酸。
(1)反应过程中铜网会出现红色和黑色交替的现象,写出该装置中反应的化学方程式:___________。
(2)装置甲中,“鼓入空气”除了可以提供O2,另一个作用是___________;甲中采用“水浴加热”的优点是___________(写出一点)。
(3)乙烧杯中冰水的作用是___________。
(4)装置末端采用排水法收集气体,收集到的气体主要成分是___________(写名称);若将排水法改为“向上排空气法”,能否收集到该气体?___________(填“能”或“不能”)。
(5)反应结束后,若试管a中收集的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有___________(填结构简式)。要除去该物质,可在混合液中加入足量的___________(填字母),然后再进行___________(填操作名称)。
A.氯化钠溶液 B.碳酸钠溶液 C.氢氧化钠溶液 D.酸性高锰酸钾溶液
16. 乙酸乙酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于化学工业。实验室利用如图的装置制备乙酸乙酯。
(1)与教材采用的实验装置不同,此装置中采用了球形干燥管,其作用是___________。
(2)长玻璃导管的作用为___________,反应中浓硫酸的作用___________;试管②中饱和溶液的作用是___________。
(3)反应前加入三种药品(①乙醇 ②乙酸 ③98%浓硫酸)的先后顺序是___________(填序号);实验时向试管A中加几块碎瓷片,其作用是___________。
(4)请写出用和制备乙酸乙酯的化学方程式:___________。
(5)若现有乙酸90 g,乙醇138 g发生酯化反应得到80 g乙酸乙酯,试计算该反应的产率为___________(用百分数表示,保留一位小数)。
17. Ⅰ.含铜电路板可以用FeCl3进行刻蚀,对刻蚀后的液体(FeCl3、FeCl2和CuCl2)进行处理以提取FeCl2·4H2O、胆矾,流程如图,回答下列问题。
(1)写出Cu与FeCl3反应的离子方程式___________。
(2)过程②中选择的试剂为___________;过程③中加入铁粉目的是___________。
(3)过程④发生反应的化学方程式为___________。
Ⅱ.纳米铁粉是一种黑色粉末,可用于制作高密度磁性材料。以铁屑(含少量Fe2O3杂质)为原料制备纳米铁粉流程如下。
已知:草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。
(4)取少量产品分散于水中,用红色激光笔照射此液体,若出现___________(填实验现象),可验证所得铁粉直径为纳米级。
(5)FeC2O4固体经灼烧后得到CO、CO2混合气体和红棕色固体,若产物中CO、CO2的化学计量数之比为1:1,则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为___________。
(6)硫酸盐还原菌(SRB)常存在于水体中,会腐蚀许多金属及合金。一种Fe合金在硫酸盐还原菌存在条件下腐蚀的机理如图所示。已知:溶液中的会完全转化为FeS,则Fe腐蚀后生成Fe(OH)2和FeS的物质的量之比为___________。
18. 将0.1mol烃M在足量的纯氧中充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现二者分别增重3.6g和8.8g,有关物质的转化关系如图所示:
已知:。
(1)M的结构简式为___________,物质E中官能团的名称为___________。
(2)物质H和NaOH溶液发生反应的化学方程式为___________。
(3)下列说法正确的是___________(填字母代号)。
a.物质B与C互为同系物
b.①和③反应类型相同,均为取代反应
c.物质F的一氯代物有2种
d.与物质H互为同分异构体
(4)1molB与足量的Na反应可生成___________L标准状况下的气体。
(5)1molB与2molE发生反应生成1molG的化学方程式为___________。
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化学试题
试卷满分100分,考试时间75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56 Cu-64
一、单选题(每题3分,共42分)
1. 中华传统文化与化学紧密相关,下列有关物质成分的叙述错误的是
A. 《华阳国志》中“取井火煮之,一斛水得五斗盐”,产生“井火”的气体主要成分为CH4
B. 油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分
C. 柴窑烧制出“明如镜,薄如纸,声如磬”的瓷器,其主要原料为硅单质
D. “司南之杓(勺),投之于地,其柢(勺柄)指南”中的“杓”含
【答案】C
【解析】
【详解】A.“井火”指天然气,主要成分为,A正确;
B.油脂在碱性条件下的水解反应为皂化反应,生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分,B正确;
C.瓷器的主要原料为黏土,属于硅酸盐材料,主要成分不是硅单质,C错误;
D.(磁性氧化铁)具有磁性,可作为司南“杓”的原料,D正确;
故答案选C。
2. 下列有关化学用语,使用正确的是
A. 甲酸乙酯的结构简式 B. 的电子式:
C. 乙醇的空间填充模型: D. 乙酸、甲醛的最简式均为
【答案】D
【解析】
【详解】A.CH3COOCH3为乙酸甲酯,应该写为,故A错误;
B.氯化铵是离子化合物,氮原子和氯原子最外层均满足8电子稳定结构,其电子式是,故B错误;
C.图中所示是乙醛的空间填充模型,故C错误;
D.乙酸、葡萄糖的分子式分别是、、,甲醛的分子式和最简式均为是,最简式均为,故D正确;
故答案选D。
3. 下列有关煤和石油说法不正确的是
A. 煤的干馏可得到苯、甲苯等芳香烃,属于化学变化
B. 石油裂化的目的是获得乙烯、丙烯等气态小分子
C. 可以用KMnO4溶液鉴别直馏汽油和裂化汽油
D. 煤的气化将煤转化为CO、H2等可燃性气体的过程
【答案】B
【解析】
【详解】A.煤的干馏是隔绝空气加强热发生复杂化学变化的过程,可得到苯、甲苯等芳香烃,属于化学变化,A正确;
B.石油裂化的目的是提高轻质油(如汽油)的产量和质量,获得乙烯、丙烯等气态小分子是石油裂解的目的,B错误;
C.直馏汽油主要成分为饱和烃,不能使酸性溶液褪色,裂化汽油含有不饱和烃,可使酸性溶液褪色,可用溶液鉴别二者,C正确;
D.煤的气化是煤与水蒸气反应生成、等可燃性气体的过程,D正确;
故选B。
4. 下列关于烷烃的说法正确的是
A. 符合通式为的烃不一定是烷烃
B. 丁烷分子中的所有碳原子在一条直线上
C. 主链上有5个碳原子,含甲基、乙基两个支链的链状烷烃有2种
D. 立方烷的分子式为,结构如图(其中原子省略),则其二氯代物有1种
【答案】C
【解析】
【详解】A.烷烃的分子通式为,符合该通式的烃一定是烷烃,A错误;
B.丁烷分子中碳链呈锯齿形,丁烷分子中所有碳原子不可能共直线,B错误;
C.主链含5个碳原子,乙基只能连在3号碳;甲基可连在2号碳或3号碳,共得到2种不同的烷烃,结构为、,C正确;
D.立方烷的结构高度对称,两个氯原子可以在同一条棱上,有1种,两个氯原子可以在面对角线上,有1种,两个氯原子可以在体对角线上,有1种,所以立方烷的二氯代物共有3种,D错误;
故选C。
5. 用表示阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 100 g质量分数为46%的乙醇溶液中含O原子数目为
B. 标准状况下,11.2L三氯甲烷所含分子数为0.5
C. 标准状况下与足量Fe反应转移电子数目为
D. 常温下,2.8g由和组成的混合气体中含有的质子总数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.100g质量分数为46%的乙醇溶液中,乙醇质量为46g,物质的量为,含O原子1mol;水的质量为54g,物质的量为,含O原子3mol,总O原子物质的量为4mol,数目为,A正确;
B.标准状况下三氯甲烷为液态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,故所含分子数不是,B错误;
C.标准状况下物质的量为1mol,与足量Fe反应时,Cl元素从0价变为-1价,1mol转移2mol电子,数目为,不是,C错误;
D.和的最简式均为,2.8g混合气体中的物质的量为,每个含8个质子,总质子物质的量为,数目为,不是,D错误;
故选A。
6. 下列关于有机化合物的说法正确的是
A. 工业上可利用与的加成反应制得纯净的
B. 用酸性溶液可以除去甲烷中混有的乙烯
C. 乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体,这说明乙醇分子中的羟基氢与水分子中的羟基氢具有相同的活性
D. 先与HCl发生加成反应,再与发生取代反应,最多消耗5 mol的
【答案】D
【解析】
【详解】A.与加成的产物是,制取纯净应选择与的加成反应,A错误;
B.酸性溶液会将乙烯氧化为,会向甲烷中引入新杂质,不能达到除杂目的,B错误;
C.乙醇与金属钠的反应速率远小于水与钠的反应速率,说明乙醇分子中的羟基氢活性弱于水分子中的羟基氢,二者活性不同,C错误;
D.与加成生成,分子中含有5个氢原子,取代反应中取代1 mol氢原子消耗1 mol ,故最多消耗5 mol ,D正确;
故选D。
7. 下列关于苯的叙述正确的是
A. 反应①为取代反应,反应过程中将液溴替换为溴水可以减少溴的挥发
B. 反应②为氧化反应,反应现象是火焰明亮并带有黑烟
C. 反应③为取代反应,有机产物主要是1,2-二硝基苯
D. 反应④中1 mol苯最多与发生加成反应,是因为苯分子中含有三个碳碳双键
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯与液溴在催化剂作用下可发生取代反应,苯与溴水不反应,仅能萃取溴水中的溴,无法替代液溴发生反应,A错误;
B.苯的燃烧属于氧化反应,苯含碳量较高,燃烧时火焰明亮并带有黑烟,B正确;
C.60℃条件下苯的硝化反应主要产物为一取代的硝基苯,生成二硝基苯需要更高温度,且二取代主要产物为间二硝基苯,不是1,2-二硝基苯,C错误;
D.1 mol苯最多与发生加成反应,但苯分子中不存在碳碳双键,其碳碳键是介于单键和双键之间的特殊共价键,D错误;
故答案选B。
8. 某有机化合物的结构简式如图所示,下列有关该有机化合物的说法错误的是
A. 分子式为
B. 能使溴的四氯化碳溶液、酸性溶液褪色且属于同种有机反应类型
C. 能发生加成反应、取代反应、还原反应、氧化反应
D. 该物质分别与足量Na、反应,产生气体的物质的量之比为1∶1
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构可知,分子中含苯环、乙烯基、羧基和羟乙基,观察结构可知分子式为C12H14O3,A正确;
B.该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色,是因为含有碳碳双键,发生加成反应,能使酸性 KMnO4溶液褪色,是因为碳碳双键或醇羟基被氧化,属于氧化反应,二者反应类型不同,B符合题意;
C.含有碳碳双键,可发生加成反应,含有羧基、羟基,可发生取代反应,含有醇羟基和碳碳双键,可发生氧化反应,也可发生还原反应,C正确;
D.1 mol该物质含1 mol羧基,与NaHCO3反应生成1 mol CO2;含1mol羧基和1mol醇羟基,与足量Na反应生成1mol H2,二者气体物质的量之比为1∶1,D正确;
故答案选B。
9. 部分含Fe或Cu物质的“价—类”二维图如图所示。下列推断错误的是
A. 物质b、c、d、e均可与硝酸反应生成g
B. 常压点燃条件下存在a→b转化的金属元素,其焰色试验火焰呈绿色
C. 物质f和足量氨水反应可能得到物质d或e
D. 若物质a能和水蒸气反应,则会生成物质c和一种可燃性气体
【答案】D
【解析】
【分析】a为Fe或Cu,b为或,c为,d为或,e为,f为盐或盐,g为盐。
【详解】A.b如果为,可以被稀硝酸氧化生成盐;c为,和稀硝酸反应生成盐;d如果为,可以被稀硝酸氧化生成盐;e为,和稀硝酸反应生成盐,所以选项A正确;
B. Fe与氧气点燃只能生成,不符合a→b转化,常压点燃条件下,Cu可被氧化为,Cu元素的焰色试验火焰呈绿色,选项B正确;
C.若f为盐,与足量氨水反应,第一步生成:;第二步在空气中被氧化为:,选项C正确;
D.能与水蒸气反应的a为Fe,反应方程式为,产物是,不是c,因此选项D错误;
故答案选择D。
10. 下列说法不正确的是
A. 等质量的CH4、C2H4、C6H6完全燃烧的耗氧量依次增大
B. 除去乙醇中的少量水:加入生石灰后蒸馏
C. 与为同一种物质
D. 邻二甲苯只有一种结构能说明苯分子的结构中,碳碳键不是单、双键交替的事实
【答案】A
【解析】
【详解】A.因为12gC和4gH完全燃烧时都消耗1molO2,故同质量的烃中含氢量越高,完全燃烧时消耗的氧气越多,C2H4转化为:CH2,C6H6转化为:CH,所以氢的质量分数最大的是甲烷,最小的是苯,完全燃烧消耗O2的量由多到少的顺序CH4>C2H4>C6H6,A错误;
B.乙醇和水互溶,直接蒸馏无法完全除去水分。加入生石灰(CaO)与水反应生成Ca(OH)2,再蒸馏时乙醇(沸点78.5℃)可蒸出,水分留在残液中,B正确;
C.甲烷为正四面体结构,二氯甲烷只有一种,与为同一种物质,C正确;
D.若苯的结构中存在单双键交替结构,苯的邻位二元取代物有两种,但实际上无同分异构体,所以能说明苯不是单双键交替结构,D正确;
答案选A。
11. 下列装置能达到实验目的的是
A.探究苯分子中是否含有碳碳双键
B.探究与的取代反应
C.实验室制备硝基苯
D.制备氢氧化亚铁,并希望长时间观察到其白色
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳碳双键可以被酸性高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色。苯不溶于水,也不与酸性高锰酸钾反应,若观察到酸性高锰酸钾溶液不褪色,即可证明苯分子中不存在碳碳双键,该装置可以达到实验目的,A正确;
B.甲烷和氯气的取代反应必须在光照条件下才能发生,该装置没有提供光照条件,反应无法进行,不能达到实验目的,B错误;
C.实验室制备硝基苯,需要控温50∼60℃,温度计需要插入烧杯的水中测量水浴的温度,该装置缺少温度计无法控制温度,不能达到实验目的,C错误;
D.右侧铁粉和稀硫酸反应生成氢气,氢气排出装置,硫酸亚铁溶液无法与左边的氢氧化钠溶液混合,不能制得氢氧化亚铁,不能达到实验目的,D错误;
故选A。
12. 下列有机化学反应方程式的书写及反应类型判断都正确的是
A. CH3-CH=CH2+Br2→CH2Br-CH2-CH2Br 加成反应
B. 2+O22+2H2O 氧化反应
C. ++消去反应
D. +HNO3+H2O 取代反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙烯和Br2发生加成反应,碳碳双键发生断裂,生成CH3-CHBr -CH2Br,A错误;
B.此反应属于醇的催化氧化反应,Cu作催化剂,被氧化为,B正确;
C.此反应为酚羟基与乙酸酐发生酰化生成酚酯,是取代反应,C错误;
D.苯的硝化反应中硝基苯的结构简式为,D错误;
故答案选B。
13. 探究乙酸乙酯在碱性条件下水解程度的实验如下:
操作
结论
实验1
向试管中加入3mL饱和碳酸钠溶液、2mL乙酸乙酯、0.5mL水,充分振荡2min、静置
油层厚度不变
实验2
向试管中加入3mL饱和氢氧化钠溶液、2mL乙酸乙酯、0.5mL水,充分振荡2min、静置
有少量油滴
实验3
向试管中加入3mL饱和氢氧化钠溶液、2mL乙酸乙酯、0.5mL乙醇,充分振荡2min、静置
乳浊液变澄清,混合液温度迅速上升
下列说法不正确的是
A. 实验1中乙酸乙酯不水解是因为小及乙酸乙酯与水的接触面积小
B. 实验1和实验2说明乙酸乙酯水解必须在较大的条件下才能进行
C. 实验3说明乙醇的催化活性高,乙酸乙酯的水解反应为放热反应
D. 以上实验得出结论:浓度越大,与乙酸乙酯接触面积越大,水解程度就越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验1中,饱和碳酸钠溶液的碱性不强,乙酸乙酯在水中的溶解度很小,乙酸乙酯不水解是因为氢氧根离子浓度小,并且乙酸乙酯与水的接触面积小,A正确;
B.对比实验1和实验2,饱和氢氧化钠溶液对比饱和碳酸钠溶液,氢氧根离子浓度较大,此时油层减少,只剩少量油滴,说明乙酸乙酯水解必须在氢氧根离子浓度较大的条件下才能进行,B正确;
C.实验3中存在乙醇,乳浊液变澄清,混合液温度迅速上升,说明此情况下乙酸乙酯水解完全,乙酸乙酯的碱性水解为放热反应,但此时乙醇是作为溶剂而不是催化剂,乙醇作为溶剂使氢氧化钠与乙酸乙酯接触面积增大,反应加快,C错误;
D.对比实验1、2、3可知,氢氧根离子浓度越大,与乙酸乙酯接触面积越大,乙酸乙酯的水解程度就越大,D正确;
答案选C。
14. 为了测定铁铜合金的组成,将15.2g铁铜合金加入200mL某浓度的稀硝酸中,待合金完全溶解后,共收集到NO气体4.48L(标准状况下),并测得反应后溶液中的浓度为0.5mol/L。若反应前后溶液的体积变化忽略不计,下列说法错误的是
A. 上述合金中含铜9.6g
B. 原硝酸溶液的浓度为4.5mol/L
C. 反应后溶液中不存在
D. 若向反应后的溶液加入5mol/L的NaOH溶液使金属离子完全沉淀,至少需加入NaOH溶液180mL
【答案】D
【解析】
【分析】n(NO)=,则转移电子为0.2mol×(5-2)= 0.6mol,故金属共失去电子0.6mol,
反应后溶液中的c(H+)=0.5mol/L,则反应后,铁被氧化成Fe(NO3)3,设合金中铜为xmol,Fe为ymol,则:,解得,,则铁的质量为:0.1mol×56g/mol=5.6g,铜的质量:0.15mol×64g/mol=9.6g,据此分析;
【详解】A.根据分析可知,合金中含铜9.6g,A正确;
B.反应生成Cu(NO3)2、Fe(NO3)3和NO还有剩余的硝酸,根据N原子守恒,故,B正确;
C.反应后溶液中H+剩余,说明硝酸过量,会被进一步氧化为,故不存在,C正确;
D.沉淀金属离子需0.6molOH-,中和H+需0.1molOH-,总需0.7mol NaOH,对应体积为,D错误;
故选D。
二、非选择题(58分,除特殊标注外每空2分)
15. 某化学兴趣小组利用如图装置(夹持装置和部分加热装置已略去)探究乙醇的催化氧化反应,甲中盛有无水乙醇和水,通过鼓入空气提供反应所需氧气。已知:乙醛是无色液体,有刺激性气味,易溶于水,沸点为20.8℃,具有较强还原性易被氧化为乙酸。
(1)反应过程中铜网会出现红色和黑色交替的现象,写出该装置中反应的化学方程式:___________。
(2)装置甲中,“鼓入空气”除了可以提供O2,另一个作用是___________;甲中采用“水浴加热”的优点是___________(写出一点)。
(3)乙烧杯中冰水的作用是___________。
(4)装置末端采用排水法收集气体,收集到的气体主要成分是___________(写名称);若将排水法改为“向上排空气法”,能否收集到该气体?___________(填“能”或“不能”)。
(5)反应结束后,若试管a中收集的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有___________(填结构简式)。要除去该物质,可在混合液中加入足量的___________(填字母),然后再进行___________(填操作名称)。
A.氯化钠溶液 B.碳酸钠溶液 C.氢氧化钠溶液 D.酸性高锰酸钾溶液
【答案】(1)、
(2) ①. 将乙醇蒸气吹出 ②. 受热均匀/便于控制加热温度
(3)冷凝乙醛蒸气 (4) ①. 氮气 ②. 不能
(5) ①. ②. BC ③. 蒸馏
【解析】
【分析】实验室探究乙醇的催化氧化反应,可将甲装置进行水浴加热,能使甲中乙醇平稳气化成乙醇蒸气,则进入铜网的气体为空气和乙醇的混合气体,在加热条件下,硬质玻璃管内可发生:和两反应,并观察到铜网出现红色和黑色交替的现象,进入乙中的气体经冷却后,可在试管中得到乙醛、乙醇和水,而集气瓶中收集的气体主要为氮气。
【小问1详解】
乙醇的催化氧化反应的实质是:金属铜被氧气氧化为氧化铜,氧化铜将乙醇氧化为乙醛,故在反应中金属铜起催化剂作用,所以在硬质玻璃管中发生的反应有:和;
【小问2详解】
装置甲中,“鼓入空气”可以给整个装置形成气流 ,把乙醇蒸气吹出甲装置;甲中采用“水浴加热”,与直接加热相比,水浴加热受热更均匀,而且还可以控制加热的温度;
【小问3详解】
由题意可知,乙醛的沸点为20.8℃,乙烧杯中冰水的温度可以将乙醛冷凝下来,故冰水的作用是冷凝乙醛蒸气;
【小问4详解】
进入乙中的气体经冷却后,可在试管中得到乙醛、乙醇和水,而集气瓶中收集的气体主要是空气中未参与反应的氮气,因氮气密度与空气接近(可通过相对分子量的大小比较两气体的密度大小,N2的相对分子质量为28,空气的平均相对分子质量为29),故不可用排空气法收集该气体,所以用向上排空气法不能收集到该气体;
【小问5详解】
若试管a中收集的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明该液体具有酸性,具有显酸性的物质可能为乙酸,乙酸结构简式为;碳酸钠和氢氧化钠都可与乙酸反应,可以除去乙酸,氯化钠不反应,酸性高锰酸钾会使乙醛氧化,故要除去乙酸可在混合液中加入B或C两项中的任一种物质即可,故可选BC;乙醛、乙醇与乙酸盐沸点差异很大,可通过蒸馏分离出乙醛和乙醇,达到除去乙酸的目的;
16. 乙酸乙酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于化学工业。实验室利用如图的装置制备乙酸乙酯。
(1)与教材采用的实验装置不同,此装置中采用了球形干燥管,其作用是___________。
(2)长玻璃导管的作用为___________,反应中浓硫酸的作用___________;试管②中饱和溶液的作用是___________。
(3)反应前加入三种药品(①乙醇 ②乙酸 ③98%浓硫酸)的先后顺序是___________(填序号);实验时向试管A中加几块碎瓷片,其作用是___________。
(4)请写出用和制备乙酸乙酯的化学方程式:___________。
(5)若现有乙酸90 g,乙醇138 g发生酯化反应得到80 g乙酸乙酯,试计算该反应的产率为___________(用百分数表示,保留一位小数)。
【答案】(1)防止倒吸
(2) ①. 导气、冷凝 ②. 催化剂、吸水剂 ③. 溶解乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层析出
(3) ①. ①③② ②. 防止暴沸
(4)
(5)60.6%
【解析】
【小问1详解】
挥发出的乙酸、乙醇易溶于试管II的溶液,会导致装置内压强减小发生倒吸,球形干燥管容积较大,可起到防倒吸的作用;
【小问2详解】
长玻璃导管作用为导气,同时起到冷凝气体的作用,冷凝后的液体进入试管II;浓硫酸可以加快酯化反应速率,作催化剂,同时吸收反应生成的水,促进可逆反应正向移动,作吸水剂;饱和碳酸钠溶液可以溶解混在酯蒸气中的乙醇,与乙酸发生反应除去乙酸,同时降低乙酸乙酯的溶解度,使其更易分层析出;
【小问3详解】
浓硫酸溶于乙醇会放出大量热,为防止液体飞溅,应先加入乙醇,再沿器壁缓慢加入浓硫酸,待冷却后最后加入乙酸,故加入顺序为①③②;加热液体混合物时易出现暴沸现象,碎瓷片可以形成汽化中心,防止加热时液体暴沸;
【小问4详解】
酯化反应的反应机理为羧酸脱羟基、醇脱羟基上的氢原子,因此乙醇中的会进入乙酸乙酯的酯基中,该反应为可逆反应,反应条件为浓硫酸、加热;
【小问5详解】
首先计算反应物的物质的量: , ,乙醇过量,因此理论上生成乙酸乙酯的物质的量由乙酸的量决定,为1.5 mol,理论上生成乙酸乙酯的质量 ,产率 。
17. Ⅰ.含铜电路板可以用FeCl3进行刻蚀,对刻蚀后的液体(FeCl3、FeCl2和CuCl2)进行处理以提取FeCl2·4H2O、胆矾,流程如图,回答下列问题。
(1)写出Cu与FeCl3反应的离子方程式___________。
(2)过程②中选择的试剂为___________;过程③中加入铁粉目的是___________。
(3)过程④发生反应的化学方程式为___________。
Ⅱ.纳米铁粉是一种黑色粉末,可用于制作高密度磁性材料。以铁屑(含少量Fe2O3杂质)为原料制备纳米铁粉流程如下。
已知:草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。
(4)取少量产品分散于水中,用红色激光笔照射此液体,若出现___________(填实验现象),可验证所得铁粉直径为纳米级。
(5)FeC2O4固体经灼烧后得到CO、CO2混合气体和红棕色固体,若产物中CO、CO2的化学计量数之比为1:1,则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为___________。
(6)硫酸盐还原菌(SRB)常存在于水体中,会腐蚀许多金属及合金。一种Fe合金在硫酸盐还原菌存在条件下腐蚀的机理如图所示。已知:溶液中的会完全转化为FeS,则Fe腐蚀后生成Fe(OH)2和FeS的物质的量之比为___________。
【答案】(1)
(2) ①. 稀盐酸 ②. 除去过量的稀盐酸,且能防止亚铁离子被氧化
(3)
(4)一条光路 (5)
(6)3:1
【解析】
【分析】刻蚀后的液体加入过量铁,铁和铁离子生成亚铁离子、和铜离子生成铜单质和亚铁离子,过滤滤渣含铁和铜,滤液含氯化亚铁,滤渣加入过量稀盐酸和铁生成氯化亚铁,过滤分离出铜,铜和过氧化氢、稀硫酸反应生成硫酸铜,处理得到胆矾;滤液加入少量铁和过量稀盐酸生成氯化亚铁,处理得到FeCl2·4H2O;
铁屑和稀硫酸反应生成硫酸亚铁,加入草酸得到草酸亚铁沉淀,加热氧气灼烧得到氧化铁、一氧化碳、二氧化碳,氧化铁还原得到纳米铁粉;
【小问1详解】
Cu与FeCl3反应生成氯化铜和氯化亚铁,离子方程式:;
【小问2详解】
由分析,过程②中选择的试剂为稀盐酸;过程③中加入铁粉目的是和过量稀盐酸生成氯化亚铁,且能防止亚铁离子被氧化;
【小问3详解】
铜和过氧化氢、稀硫酸反应生成硫酸铜,反应为:。
【小问4详解】
光束通过胶体时,光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应,而通过其它分散系时不能产生丁达尔效应;胶体具有丁达尔效应,而溶液没有此现象,因此可以利用丁达尔效应区分胶体和溶液,故答案为:一条光路;
【小问5详解】
FeC2O4固体经灼烧后得到CO、CO2混合气体和红棕色固体,草酸亚铁中碳元素化合价由+3变为CO中的+2、CO2中的+4,氧气中氧元素化合价由0变为-2,铁元素化合价由+2变为+3,若产物中CO、CO2的化学计量数之比为1:1,结合质量守恒,则FeC2O4与O2反应的物质的量之比为4:1,反应为:;
【小问6详解】
由腐蚀机理示意图可知,正极H2O先变成H+,再与H+在SRB作用下生成S2-,S2-与Fe2+结合生成FeS,负极Fe失去电子生成Fe2+,Fe2+与OH-结合生成Fe(OH)2,由此可知该腐蚀过程的总反应为:,则生成Fe(OH)2和FeS的物质的量之比为3:1。
18. 将0.1mol烃M在足量的纯氧中充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现二者分别增重3.6g和8.8g,有关物质的转化关系如图所示:
已知:。
(1)M的结构简式为___________,物质E中官能团的名称为___________。
(2)物质H和NaOH溶液发生反应的化学方程式为___________。
(3)下列说法正确的是___________(填字母代号)。
a.物质B与C互为同系物
b.①和③反应类型相同,均为取代反应
c.物质F的一氯代物有2种
d.与物质H互为同分异构体
(4)1molB与足量的Na反应可生成___________L标准状况下的气体。
(5)1molB与2molE发生反应生成1molG的化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. CH2=CH2 ②. 羧基
(2)
(3)d (4)22.4
(5)
【解析】
【分析】0.1 mol烃M在纯氧中燃烧产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,分别增重3.6 g和8.8 g,则、,则0.1 mol M中有碳原子0.2 mol,有氢原子0.4 mol,故M为乙烯。乙烯与Br2发生加成反应生成BrCH2CH2Br(A),BrCH2CH2Br与NaOH水溶液反应生成HOCH2CH2OH(B),乙烯与水加成生成CH3CH2OH(C),CH3CH2OH在Cu催化下氧化生成CH3CHO(D),CH3CHO催化氧化生成CH3COOH(E),CH3CH2OH和CH3COOH在浓硫酸催化下发生酯化反应生成CH3COOCH2CH3(H),HOCH2CH2OH与CH3COOH在浓硫酸催化下发生酯化反应生成CH3COOCH2CH2OOCCH3(G),乙烯与氢气加成生成CH3CH3(F)。
【小问1详解】
据分析,M的结构简式为CH2=CH2;物质E为CH3COOH,其官能团的名称为羧基
【小问2详解】
CH3COOCH2CH3(H)在NaOH溶液中发生水解反应生成乙酸钠和乙醇,化学方程式为;
【小问3详解】
a.B为HOCH2CH2OH、C为CH3CH2OH,含有官能团数量不同,不互为同系物,故a错误;
b.据分析,①和③反应均为加成反应,故b错误;
c.物质F为CH3CH3,一氯代物有1种,故c错误;
d.CH3CH2CH2COOH与CH3COOCH2CH3(H)分子式相同,互为同分异构体,故d正确;
故答案为d;
【小问4详解】
1 mol HOCH2CH2OH(B)含2 mol羟基,与足量的Na反应生成1 mol氢气,标准状况下的体积为22.4 L;
【小问5详解】
1 mol HOCH2CH2OH(B)与2 mol CH3COOH(E)发生酯化反应生成1mol CH3COOCH2-CH2OOCCH3(G)和2 mol水,化学方程式为。
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