2016年高考真题——理综化学(新课标Ⅲ卷)

化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是(    )

 

化学性质

实际应用

A.

Al2(SO4)3和小苏打反应

泡沫灭火器灭火

B.

铁比铜金属性强

FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板

C.

次氯酸盐具有氧化性

漂白粉漂白织物

D.

HF与SiO2反应

氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:铁及其化合物

B

试题分析:硫酸铝和碳酸氢钠反应生成氢氧化铝沉淀、硫酸钠和二氧化碳,能灭火,A正确。氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,说明铜的还原性强于亚铁离子,不能说明铁比铜金属性强,B错误。次氯酸具有强氧化性,能漂白,C正确。氟化氢和二氧化硅反应生成四氟化硅和水,可刻蚀玻璃D正确。

【名师点睛】本试题考查考生对元素及其化合物性质的掌握。考查考生对知识的夯实和运用的能力。盐类水解在生活中涉及方方面面,如泡沫灭火器、明矾净水等等,泡沫灭火剂原理就是盐类水解,Al33HCO3=Al(OH)33CO2,比较金属性的强弱,可以通过置换反应,利用金属性强的制取金属性弱的,如FeCu2=Fe2Cu,说明FeCu金属性强,漂白性的原理分为三类:一是具有强氧化性的,如HClOO3等,二是结合性的,如SO2,三是吸附性,如活性炭,前两者属于化学变化,后者属于物理变化,漂白衣服常用氧化性的,但注意不能和洁厕剂混用,会产生氯气,SO2漂白纸张等,活性炭吸附水中的杂质,雕刻玻璃常用氢氟酸,因为发生4HFSiO2=SiF42H2O,氢氟酸常保存在塑料瓶中,只有掌握一定的化学知识,才会使我们的生活质量得以提升,也才会更安全、更健康。

     

下列说法错误的是(    )

A.乙烷室温下能与浓盐酸发生取代反应

B.乙烯可以用作生产食品包装材料的原料

C.乙醇室温下在水中的溶解度大于溴乙烷

D.乙酸与甲酸甲酯互为同分异构体

答案解析:
答案及解析:

知识点:烷烃

A

试题分析:A、乙烷和浓盐酸不反应,故说法错误;B、乙烯可以制成聚乙烯,聚乙烯用于食品包装,故说法正确;C、乙醇含有亲水基羟基,能溶于水,而溴乙烷不溶于水,故说法正确;D、乙酸和甲酸甲酯的分子式相同,结构不同,是同分异构体,故说法正确。

【名师点睛】本试题考查考生对有机物基础知识的掌握,属于简单的一类题目,要求在平时学习中夯实基础知识,能对知识做到灵活运用。有机物中的取代反应包括:烷烃和卤素单质反应(状态是气体)、苯的硝化和溴代、卤代烃的水解、酯化反应、酯的水解等,因此记忆时要注意细节,一般常用的包装塑料有聚乙烯和聚氯乙烯,聚乙烯一般用于食品包装,聚氯乙烯不能作为食品包装,因为在光照下能产生有毒物质,污染食品,不能混用,影响溶解度的因素:相似相溶、形成分子间氢键、发生反应,乙醇可以和水形成分子间氢键,而溴乙烷则不能和水形成分子间氢键,同分异构体是分子式相同而结构不同,分子式都是C2H4O2,但前者属于酸,后者属于酯,同分异构体可以是同类物质,也可以是不同类物质,要理解同分异构体的概念,这样问题就可以解决,因此平时的学习中注意概念的内涵和延伸,反应条件等。

     

下列有关实验的操作正确的是(    )

 

实验

操作

A.

配制稀硫酸

先将浓硫酸加入烧杯中,后倒入蒸馏水

B.

排水法收集KMnO4分解产生的O2

先熄灭酒精灯,后移出导管

C.

浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2

气体产物先通过浓硫酸,后通过饱和食盐水

D.

CCl4萃取碘水中的I2

先从分液漏斗下口放出有机层,后从上口倒出水层

 

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:仪器和基本操作

D

试题分析:浓硫酸稀释应将浓硫酸倒入水中,A错误。实验完毕应先移出导管,后熄灭酒精灯,防止倒吸,B错误。气体产物先通过饱和食盐水,除去氯化氢,再通过浓硫酸除去水蒸气,否则氯化氢气体不能除去,C错误。四氯化碳的密度比水大,在下层,所以先从分液漏斗下口放出有机层,从上口倒出水层D正确。

【名师点睛】本试题考查化学实验安全、化学实验基本操作,设计内容是浓硫酸的稀释、氧气制备、物质除杂和分离、萃取实验等,要求平时复习过程注重基础知识的夯实,熟记知识。稀释溶液过程中,我们往往都是把浓度大溶液加入到浓度小的溶液中,这样为防止混合放热,放出热量造成液体飞溅伤人,如浓硫酸的稀释、浓硝酸和浓硫酸的混合等都是把浓硫酸加入到水或浓硝酸中,制氧气的装置中,应是先撤导管,后熄灭酒精灯,防止引起倒吸,炸裂试管伤人,实验操作中要注意做到防爆炸、防暴沸、防失火、防中毒、防倒吸、防污染,这样才能做到实验安全,不至于发生危险,物质的除杂和提纯中我们经常是后除去水,可以防止在后面的除杂过程中引入水蒸气,验证水蒸气时,先验证水蒸气的存在,防止引入水蒸气产生干扰,验证水蒸气常用无水硫酸铜,如果出现白色变为蓝色,证明水蒸气的存在,需要掌握物质的物理性质、化学性质、常见的分离混合物的方法、常见的仪器的名称、使用、化学试剂的使用、分离方法及名称、操作的先后顺序等,这样才可以得心应手,作出正确的分析与判断。

     

已知异丙苯的结构简式如下,下列说法错误的是(   )

A.异丙苯的分子式为C9H12

B.异丙苯的沸点比苯高

C.异丙苯中碳原子可能都处于同一平面

D.异丙苯的和苯为同系物

答案解析:
答案及解析:

知识点:芳香烃 石油 苯 煤

C

试题分析:根据有机物碳原子的特点,分子式C9H12A正确。碳原子数越多,熔沸点越高,故异丙苯的沸点比苯高B正确。苯环是平面结构,当异丙基中的“CH2碳原子形成四个单键,碳原子不都在一个平面,C错误。异丙苯的和苯结构相似,在分子组成上相差3CH2原子团,属于同系物,D正确。

【名师点睛】本试题考查考生对有机物基础知识的掌握,涉及有机物中碳原子的特点、有机物熔沸点高低判断、共面、同系物等知识,培养学生对知识灵活运用能力的,但前提是夯实基础。有机物中碳原子有只有4个键,键线式中端点、交点、拐点都是碳原子,其余是氢元素,因此分子式为C9H12,容易出错的地方在氢原子的个数,多数或少数,这就需要认真以及有机物中碳原子有四个键,这样不至于数错;有机物中熔沸点高低的判断:一是看碳原子数,碳原子越多,熔沸点越高,二是碳原子相同,看支链,支链越多,熔沸点越低,这一般使用于同系物中,注意使用范围;判断共面、共线,常是以甲烷为正四面体结构、乙烯为平面结构、乙炔为直线、苯为平面六边形为基础,进行考查,同时在考查共面的时候还要注意碳碳单键可以旋转,双键不能旋转,审清题意,看清楚是所有原子还是碳原子共面,一般来说如果出现-CH3或-CH2-等,所有原子肯定不共面;同系物的判断,先看结构和组成是否一样,即碳的连接、键的类别、官能团是否相同等,再看碳原子数是否相同,相同则不是同系物;掌握一定的有机化学基本知识是本题解答的关键,本题难度不大。

     

锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-。下列说法正确的是(   )

A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动

B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小

C.放电时,负极反应为:Zn+4OH--2e-=Zn(OH) 42-

D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)

答案解析:
答案及解析:

知识点:原电池

C

试题分析:充电时阳离子向阴极移动,A错误。充电时生成氢氧化钾,溶液中的氢氧根离子浓度增大,B错误。放电是,锌在负极失去电子,C正确。标准状况下22.4L氧气的物质的量为1mol,对应转移4mol电子,D错误。

【名师点睛】本题考查原电池的工作原理和电解池工作原理,这是两个装置的重点,也是新电池的考查点,需要熟记,同时考查对知识的灵活运用;电极反应式的书写是电化学中必考的一项内容,一般先写出还原剂(氧化剂)和氧化产物(还原产物),然后标出电子转移的数目,最后根据原子守恒和电荷守恒完成缺项部分和配平反应方程式,作为原电池,正极反应式为:O22H2O4e=4OH,负极电极反应式为:Zn4OH2e=Zn(OH)42;充电是电解池,阳离子在阴极上放电,阴离子在阳极上放电,即阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,对可充电池来说,充电时原电池的正极接电源正极,原电池的负极接电源的负极,不能接反,否则发生危险或电极互换,电极反应式是原电池电极反应式的逆过程;涉及到气体体积,首先看一下有没有标准状况,如果有,进行计算,如果没有必然是错误选项。掌握原电池和电解池反应原理是本题解答的关键。本题难度适中。

     

四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是

A.简单离子半径:W< X<Z

B.W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性

C.气态氢化物的热稳定性:W<Y

D.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z

答案解析:
答案及解析:

知识点:元素周期律与元素周期表

B

试题分析:X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,为钠元素,ZX形成的化合物为中性,说明为氯化钠,则Y为硫元素,W为氧元素。A、钠离子和氧离子电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故钠离子半径小于氧离子半径,故错误;B、氧和钠形成的化合物为氧化钠或过氧化钠,其水溶液都为氢氧化钠,显碱性,故正确;C、水和硫化氢比较,水稳定性强,故错误;D、最高价氧化物对应的水化物中高氯酸是最强酸,故错误。

【考点定位】考查原子结构和元素周期律的关系

【名师点睛】本试题考查元素周期表和元素周期律的知识,首选根据题目信息判断出元素名称,再根据元素周期律进行知识的判断,这就需要掌握住(非)金属性的强弱、微粒半径的大小比较等知识,因此平时中夯实基础知识是关键,同时应注意知识的灵活运用,审清题意如是不是最高价等。元素周期表、元素周期律是学习化学的工具和基本规律。元素周期表反映了元素的原子结构、元素的性质及相互转化关系的规律,是根据元素周期律的具体表现形式,元素周期律是元素周期表排布的依据。元素的原子半径、元素的化合价、元素的金属性、非金属性、原子核外电子排布都随着原子序数的递增而呈周期性的变化。同一周期的元素原子核外电子层数相同,从左到右原子序数逐渐增大;同一主族的元素,原子最外层电子数相同,从上到下原子核外电子层数逐渐增大。原子核外电子排布的周期性变化是元素周期律变化的原因,掌握元素的单质及化合物的结构、反应条件、物质的物理性质、化学性质等是进行元素及化合物推断的关键。本题难度适中,常由于物质的某个性质未掌握好导致失误、失分。

     

下列有关电解质溶液的说法正确的是

A.向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小

B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中增大

C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中

D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变

答案解析:
答案及解析:

知识点:弱电解质的电离

D

试题分析:,因为加水,稀释溶液,醋酸电离程度增大,但醋酸根离子浓度减小,平衡常数不变,故比值变大,A错误。醋酸钠溶液加热,醋酸根离子水解程度增大,其K变大,所以比值变小,B错误。盐酸中加入氨水至中性,则有c(H+)=c(OH),根据电荷守恒,c(NH4+)=c(Cl)C错误。AgClAgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3沉淀溶解平衡逆向移动,氯离子和溴离子浓度比仍等于其溶度积的比值,故不变,D正确。

【名师点睛】本试题考查影响弱电解质电离平衡移动、盐类水解移动、离子浓度大小比较、难溶电解质的溶解平衡等知识,属于选修4上的知识点,这部分题考查学生对上述知识的运用、分析、审题能力,平时训练中需要强化这部分知识的练习,因为它是高考的重点。醋酸属于弱电解质,CH3COOHCH3COOH,影响弱电解质的因素:(1)温度:升高温度促进电离;(2)加水稀释,促进电离;(3)同离子效应:加入相同离子抑制电离;(4)加入反应离子:促进电离;因为是都在同一溶液,溶液体积相同,因此看物质的量变化,加水稀释促进电离,n(H)增大,n(CH3COOH)减小,则比值增大;影响盐类水解的因素:温度、浓度、加入反应离子、同离子等,依据水解常数的表达式,得出:=1/KK只受温度的影响,盐类水解是中和反应的逆过程,属于吸热反应,升高温度促进水解,K增大,则比值变小;离子浓度大小比较中,有三个守恒:电荷守恒、物料守恒、质子守恒,会根据相应的物质写出其符合题意的式子,并进行叠加,得到正确的算式,因为是溶液显中性,常用电荷守恒的思想解决,即c(NH4)c(H)=c(OH)c(Cl),溶液显中性则c(H)=c(OH),即c(NH4)=c(Cl),比值等于1;依据溶度积的表达式得出:Ksp(AgCl)=c(Ag)×c(Cl)Ksp(AgBr)=c(Ag)×c(Br),则两式相比得到c(Cl)/c(Br)=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr),溶度积只受温度的影响,温度不变,则比值不变,溶度积和离子积的关系:Qc=Ksp溶液达到饱和,Qc>Ksp溶液过饱和有沉淀析出,Qc<Ksp溶液未达到饱和。本题难度适中。

     

(14分)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题:

(一)碳酸钙的制备

 

 

(1)步骤①加入氨水的目的是_______。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于____。

(2)右图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是______(填标号)。

a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁

b.玻璃棒用作引流

c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁

d.滤纸边缘高出漏斗

e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度

(二)过氧化钙的制备

CaCO3滤液白色晶体

(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈____性(填“酸”、“碱”或“中”)。将溶液煮沸,趁热过滤。 将溶液煮沸的作用是___________。

(4)步骤③中反应的化学方程式为________,该反应需要在冰浴下进行,原因是_________。

(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是_______。

(6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是______,产品的缺点是_______。

答案解析:
答案及解析:

知识点:物质的制备

1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀;过滤分离

2ade

3)酸;除去溶液中的CO2

4CaCl22NH3·H2OH2O26H2O =CaO2·8H2O↓2NH4ClCaCl22NH3·H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O温度过高时双氧水易分解

5去除结晶表面水分

6)工艺简单、操作方便;纯度较低

试题分析:(1)反应中盐酸过量,且溶液中含有铁离子,因此步骤加入氨水的目的是中和多余的盐酸,沉淀铁离子。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于过滤。

2)过滤时漏斗末端颈尖应该紧靠烧杯壁,a错误。玻璃棒用作引流,b正确。将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁,防止有气泡,c正确。滤纸边缘应该低于漏斗,d错误。用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动容易弄碎滤纸,e错误。

3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,溶液中有二氧化碳生成,因此溶液呈酸性。容易含有二氧化碳,而过氧化钙能与酸反应,因此将溶液煮沸的作用是除去溶液中的CO2

4)根据原子守恒可知反应中还有氯化铵和水生成,则步骤中反应的化学方程式为CaCl22NH3·H2OH2O26H2O =CaO2·8H2O↓2NH4ClCaCl22NH3·H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O;双氧水不稳定,受热易分解,因此该反应需要在冰浴下进行的原因是防止双氧水分解

5)过氧化钙在乙醇中的溶解度小,使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面的水分

6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是工艺简单、操作方便;产品的缺点是得到产品的纯度较低。

【考点定位】考查物质制备实验设计

【名师点睛】本试题考查物质的制备、实验基本操作、盐类水解、实验方案的设计与评价、元素及其化合物的性质等知识,这些问题属于基础知识的应用,考查考生的知识运用能力,同时注意信息的运用。制备碳酸钙,需要除去石灰石中的杂质,铁的氧化物和盐酸反应产生铁离子,然后利用过氧化氢,把Fe2氧化成Fe3,利用氢氧化铁在pH=2出现沉淀,当pH=3.7时沉淀完全,加入氨水调节pH,让Fe3转化成Fe(OH)3,然后进行过滤,除去杂质,做题过程中注意题目中信息,信息会告诉你解题的思路,沉淀颗粒长大,便于得到沉淀,便于过滤分离;实验操作中实验获得成功,一定要注意操作的规范性,如过滤的注意事项:一贴”“二低”“三靠;物质的制备为了得到纯净的物质,一定要把杂质除去,但不能引入新的杂质,把有可能引入杂质的情况考虑进去,CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O,但CO2能溶于水,会有一部分CO2溶解,加入氨水时会产生(NH4)2CO3,制备的过氧化钙不纯净,需要除去溶解CO2,加热煮沸,除去溶解CO2;在实验题目中往往以元素及其化合物的性质为基础进行考查,过氧化氢不稳定受热易分解,在冰浴中进行,为防止过氧化氢的分解;在物质的制备中也要注意题给信息,因为这往往是解题的关键,过氧化钙微溶于水,用蒸馏水洗涤会有部分溶解,为了减少溶解,利用过氧化钙难溶于乙醇进行洗涤,本试题难度适中。

     

(15分)

煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,回答下列问题:

(1)NaClO2的化学名称为_______。

(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1 。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

离子

SO42−

SO32−

NO3−

NO2−

Cl−

c/(mol·L−1)

8.35×10−4

6.87×10−6

1.5×10−4

1.2×10−5

3.4×10−3

①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式__________。增加压强,NO的转化率______(填“提高”“不变”或“降低”)。

②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐______ (填“增大”“不变”或“减小”)。

③由实验结果可知,脱硫反应速率______脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是___________。

(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pe如图所示。

①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均______________(填“增大”“不变”或“减小”)。

②反应ClO2−+2SO32−=2SO42−+Cl−的平衡常数K表达式为___________。

(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。

①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是_______。

②已知下列反应:

SO2(g)+2OH− (aq) =SO32− (aq)+H2O(l)     ΔH1

ClO− (aq)+SO32− (aq) =SO42− (aq)+Cl− (aq)    ΔH2

CaSO4(s) =Ca2+(aq)+SO42−(aq)    ΔH3

则反应SO2(g)+ Ca2+(aq)+ ClO− (aq) +2OH− (aq) = CaSO4(s) +H2O(l) +Cl− (aq)的ΔH=______。

答案解析:
答案及解析:

知识点:氧化还原反应

1亚氯酸钠

24OH3ClO24NO4NO33Cl2H2O;提高 减小;

大于;NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高

3减小;

4形成CaSO4沉淀反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高 ②△H1△H2△H3

 

试题分析:

1NaClO2的化学名称为亚氯酸钠

2亚氯酸钠具有氧化性,NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式4OH3ClO24NO4NO33Cl2H2O。增加压强,NO的转化率提高

根据反应方程式2H2O+ClO2+2SO2=2SO42+Cl+4H+2H2O+3ClO2+4NO=4NO3+3Cl+4H+可知,随着吸收反应的进行氢离子浓度增大,吸收剂溶液的pH逐渐减小。

由实验结果可知,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了SO2NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是二氧化硫的还原性强,易被氧化。

3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中,SO2NO的平衡分压px如图所示。

由图分析可知,反应温度升高,O2NO的平衡分压负对数减小,这说明反应向逆反应方向进行,因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。

根据反应的方程式ClO2+2SO32===2SO42+Cl可知平衡常数K表达式为

4)如果采用NaClOCaClO2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。

由于生成的硫酸钙微溶,降低硫酸根离子浓度,促使平衡向正反应方向进行,所以CaClO2效果好。

已知:①SO2(g)+2OH (aq) =SO32 (aq)+H2O(l) ΔH1

②ClO (aq)+SO32 (aq) =SO42 (aq)+Cl (aq) ΔH2

③CaSO4(s) =Ca2+aq+SO42aqΔH3

则根据盖斯定律可知即得到反应SO2(g)+ Ca2+aq+ ClO (aq) +2OH (aq) = CaSO4(s) +H2O(l) +Cl (aq)ΔH=△H1△H2△H3

【考点定位】考查氧化还原反应、盖斯定律、外界条件对反应速率和平衡状态的影响等

【名师点睛】本题考查物质的名称、氧化还原反应方程式的书写、勒夏特列原理、图表数据和图像、盖斯定律等化学理论知识,平时的训练中夯实基础,强化知识的运用,体现了知识的运用能力。平时的学习中注意对选修4学习。.依据题目中所给数据,再根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒书写离子反应方程式;化学平衡原理适用于任何化学平衡,如果改变影响平衡的一个条件,化学平衡会向能够减弱这种改变的方向移动。化学平衡常数:一定条件下达到化学平衡,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,只受温度的影响,依据题目所给信息作出合理判断;盖斯定律是对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热效应是相同的;本题是综合性试题,难度适中。

     

(14分)

以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为:

物质

V2O5

V2O4

K2SO4

SiO2

Fe2O3

Al2O3

质量分数/%

2.2~2.9

2.8~3.1

22~28

60~65

1~2

<1

 

以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:

 

回答下列问题:

(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为___________,同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是__________________。

(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为______mol。

(3)“中和”作用之一是使钒以形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_______。

(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+R4V4O12+4OH−(以ROH为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈_____性(填“酸”“碱”“中”)。

(5)“流出液”中阳离子最多的是________。

(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。

答案解析:
答案及解析:

知识点:化学与技术

1V2O52H=2VO2H2OSiO2

20.5

3Fe(OH)3Al(OH)3

4)碱

5K

62NH4VO3V2O5H2O2NH3

试题分析:(1酸浸V2O5转化为VO2+V元素化合价不变,说明不是氧化还原反应,根据原子守恒可知反应的离子方程式为V2O52H=2VO2H2O;二氧化硅与酸不反应,则废渣1”的主要成分是二氧化硅。

2氧化中欲使3 molVO2+变为VO2+V元素化合价从+4价升高到+5价,而氧化剂KClO3中氯元素化合价从+5价降低到-1价,则根据电子得失守恒可知需要氯酸钾的物质的量为少3mol÷60.5mol

3中和作用之一是使钒以形式存在于溶液中,同时生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,则废渣2”中含有Fe(OH)3Al(OH)3

4根据方程式可知,为了提高洗脱效率,反应应该向你反应方向进行,因此淋洗液应该呈性。

5由于前面加入了氯酸钾和氢氧化钾,所以流出液中阳离子最多的是钾离子

6根据原子守恒可知偏钒酸铵(NH4VO3煅烧生成五氧化二钒、氨气和水,反应的化学方程式为2NH4VO3V2O5H2O2NH3

【名师点睛】本题是工艺流程问题,涉及氧化还原反应方程式的书写、步骤的分析、氧化还原反应的计算、元素及其化合物的性质等知识,发挥理论对实践的指导作用,将其应用于实践来解决实际问题,达到学以致用的目的。充分体现了源于教材又不拘泥于教材的指导思想,在一定程度上考查了学生的知识的灵活运用能力和分析问题解决问题的能力。书写离子反应方程式,首先找出反应物和生成物,然后判断此反应是否属于氧化还原反应,最后根据原子守恒、反应前后电荷守恒配平其他;工艺流程中充分把握题目所给数据,如本题中SiO2的质量分数在60%65%,因此滤渣1的主要成分是SiO2,因为SiO2属于酸性氧化物,不与硫酸反应;氧化还原反应实质是电子的得失或偏移,即得失电子数目守恒,氧化还原反应的计算常常采用得失电子数目守恒进行计算,即氧化剂的物质的量×变价原子个数×化合价的变化值=还原剂的物质的量×变价原子个数×化合价的变化值,本题是3×1×1=n(KClO3)×1×6,解得x=0.5mol化学平衡原理适用于任何化学平衡,如果改变影响平衡的一个条件,化学平衡会向能够减弱这种改变的方向移动。本题难度适中。

     

[化学——选修2:化学与技术](15分)

聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂。下图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。

 

 

回答下列问题

(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁,铁锈的主要成分为_________。粉碎过筛的目的是_______

(2)酸浸时最合适的酸是_____,写出铁锈与酸反应的离子方程式_____________________。

(3)反应釜中加入氧化剂的作用是_________,下列氧化剂中最合适的是____________(填标号)。

a.KMnO4        b.Cl2    c.H2O2       d.HNO3

(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。pH偏小时Fe3+水解程度弱,pH偏大时则_______。

(5)相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是______。

(6)盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标,定义式为(n为物质的量)。为测量样品的B值,取样品mg,准确加入过量盐酸,充分反应,再加入煮沸后冷却的蒸馏水,以酚酞为指示剂,用c mol·L-1的标准NaOH溶液进行中和滴定(部分操作略去,已排除铁离子干扰)。到终点时消耗NaOH溶液V mL。按照上述步骤做空白对照试验,消耗NaOH溶液V0mL,已知该样品中Fe的质量分数w,则B的表达式为__________

答案解析:
答案及解析:

知识点:化学与技术

1Fe2O3·xH2O;选取细小颗粒,增大反应物接触面积,提高酸浸反应速率

2H2SO4 Fe2O3·xH2O+6H+=2Fe3++ (x+3)H2O

3)使Fe+2价变成+3价,c

4)形成氢氧化铁沉淀

5)降低蒸发温度防止产物分解

6

试题分析:

1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁,铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O。粉碎过筛的目的是控制铁屑的颗粒。

2)由于不能引入杂质,故酸浸时最合适的酸是硫酸,铁锈与酸反应的离子方程式为Fe2O3·xH2O+6H+=2Fe3++ (x+3)H2O

3)由于溶液中含有亚铁离子,故反应釜中加入氧化剂的作用是氧化Fe2+,由于不能引入杂质,氧化剂中最合适的是绿色氧化剂双氧水。

4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内,pH偏小时Fe+3水解程度弱,pH偏大时则Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而损失,造成产率降低。

5)相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是可防止温度过高,聚合硫酸铁分解。

6)做空白对照试验,消耗NaOH溶液V0mL,说明与样品反应的盐酸的物质的量是(V0Vc×103mol,所以样品中氢氧根的物质的量是(V0Vc×103mol。已知该样品中Fe的质量分数w,则铁的物质的量是,因此B的表达式为

【考点定位】考查化学与技术模块分析,侧重于物质制备

【名师点睛】本题考查工艺流程问题,涉及元素及其化合物的性质、环境保护、压强和沸点的关系等知识,从能力上考查了学生阅读能力、分析问题、处理问题、解决问题的能力。体现了化学是一门实用性学科,从而提高学生学习化学的积极性和学习的兴趣。在一定程度上考查了学生的知识的灵活运用能力和分析问题解决问题的能力。化学反应中提高反应速率,影响反应速率因素有:温度、浓度、催化剂、压强、固体颗粒等,粉碎的目的:增加和硫酸接触面积,加快反应速率;物质的制备中除去杂质,不能引入新杂质,因此酸浸,审清目标产物,故应选择硫酸,在工业生产中,要注意环境的保护,过氧化氢被称为绿色氧化剂,还原产物是水,对环境无污染;工业生产中除了提高目标产物的产量,同时还要注意节省原料,达到利益最大,不能加入原料过多,容易造成原料的浪费。本题有些难度。

     

[化学——选修3:物质结构与性质](15分)

砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:

(1)写出基态As原子的核外电子排布式________________________。

(2)根据元素周期律,原子半径Ga________As,第一电离能Ga____________As。(填“大于”或“小于”)

(3)AsCl3分子的立体构型为____________________,其中As的杂化轨道类型为_________。

(4)GaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是_____________________。

(5)GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·cm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________________,Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1 和MAs g·mol-1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏伽德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。

答案解析:
答案及解析:

知识点:原子结构与性质

1[Ar]3d104s24p3

2大于,小于

3)三角锥形,sp3

4GaF3离子晶体,GaCl3分子晶体

5)原子晶体;共价

【名师点睛】物质结构包括原子结构(原子核外电子排布、原子的杂化方式、元素电负性大小比较、元素金属性、非金属性的强弱)、分子结构(化学键、分子的电子式、结构式、结构简式的书写、化学式的种类、官能团等)、晶体结构(晶体类型的判断、物质熔沸点的高低、影响因素、晶体的密度、均摊方法的应用等)本题考查物质结构内容,涉及前36号元素核外电子排布式的书写、元素周期律、第一电离能规律、空间构型、杂化轨道、晶体熔点高低的判断、晶体类型、以及晶胞的计算等知识,这部分知识要求考生掌握基础知识,做到知识的灵活运用等,考查了学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。只有掌握这些,才可以更好的解决物质结构的问题。

     

[化学——选修5:有机化学基础](15分)

端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为Glaser反应。

2R-C≡C-HR-C≡C-C≡C-R+H2

该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:

回答下列问题:

(1)B的结构简式为______,D 的化学名称为______,。

(2)①和③的反应类型分别为______、______。

(3)E的结构简式为______。用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气_______mol。

(4)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物,该聚合反应的化学方程式为_____________________________________。

(5)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3:1,写出其中3种的结构简式_______________________________。

(6)写出用2-苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线___________。

答案解析:
答案及解析:

知识点:有机化学知识综合应用

1;苯乙炔

2)取代反应;消去反应

34

4

5

(任意三种)

6

【名师点睛】本题考查有机物的推断和合成,涉及官能团的性质、有机物反应类型、同分异构体的书写等知识,利用已经掌握的知识来考查有机合成与推断、反应条件的选择、物质的结构简式、化学方程式、同分异构体的书写的知识。考查学生对知识的掌握程度、自学能力、接受新知识、新信息的能力;考查了学生应用所学知识进行必要的分析来解决实际问题的能力。有机物的结构、性质、转化、反应类型的判断、化学方程式和同分异构体结构简式的书写及物质转化流程图的书写是有机化学学习中经常碰到的问题,掌握常见的有机代表物的性质、各类官能团的性质、化学反应类型、物质反应的物质的量关系与各类官能团的数目关系,充分利用题目提供的信息进行分析、判断。本题难度适中。