化学与环境、材料、信息、生活关系密切,下列说法正确的是( )
A.“山东疫苗案”涉及疫苗未冷藏储运而失效,这与蛋白质变性有关
B.硫、氮、碳的氧化物是形成酸雨的主要物质
C.计算机芯片的主要成分是二氧化硅
D.自来水厂常用明矾作消毒杀菌剂
知识点:化学
A
试题分析:A、蛋白质在高温或加热发生变性,失去蛋白质的活性,故正确;B、SO2、NOx是造成酸雨的主要原因,CO2是空气成分,不是造成酸雨的原因,故错误;C、芯片的成分是晶体硅,故错误;D、明矾可以净水,但不具有消毒杀菌的作用,故错误。
下列表达正确的是( )
A.丙烷的球棍模型: B.CO2的比例模型:
C.硫离子结构示意图: D.次氯酸的结构式:H—Cl—O
知识点:化学
A
试题分析:A、球棍模型体现原子和化学键的关系,故正确;B、比例模型体现原子真实大小,碳的半径大于氧,故错误;C、S2-是S原子得到2个电子,故错误;D、次氯酸的结构式为H-O-Cl,故错误。
在指定溶液中一定能大量共存的离子组是( )
A.1.0mol·L-1KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO42-
B.pH=1的溶液:NH4+、Al3+、SO42-、Br-
C.c(ClO-)=1.0mol·L-1的溶液:Na+、SO32-、S2-、Cl-
D.与铝反应产生H2的溶液中:Na+、Mg2+、HCO3-、SO42-
知识点:离子共存
B
试题分析:A、NO3-在酸性条件下,具有强氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,不能大量共存,故错误;B、pH=1溶液显酸性,能够大量共存,故正确;C、ClO-具有强氧化性,能把SO32-和S2-氧化成SO42-和S,不能大量共存,故错误;D、和铝反应产生H2,说明溶液是酸或碱,Mg2+和OH-不能大量共存,HCO3-和OH-、H+不能大量共存,故错误。
NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.16g CH4所含原子数目为NA
B.1mol·L-1 NaCl溶液含有NA个Na+
C.常温常压下,22.4L CO2中含有NA个CO2分子
D.2.4g Mg与足量盐酸反应转移的电子数为0.2NA
知识点:阿弗加德罗定律
D
试题分析:A、16g甲烷中含有原子物质的量16×4/16mol=4mol,故错误;B、没有指明溶液的体积,无法计算物质的量,故错误;C、常温常压不是标准状况,不能直接用22.4L·mol-1,故错误;D、2.4gMg失去电子物质的量为2.4×2/24mol=0.2mol,故正确。
中学化学中很多“规律”都有其使用范围,下列根据有关“规律”推出的结论合理的是( )
A.F、Cl、Br、I非金属性依次减弱;HF、HCl、HBr、HI的酸性也依次减弱
B.通入CO2可增强漂白粉溶液漂白性;通入SO2也可增强漂白粉溶液漂白性(不考虑SO2溶解)
C.Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解;Fe(OH)3受热也易分解
D.Na在空气中燃烧会生成Na2O2;Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
知识点:化学
C
某烯烃分子式为C6H12,其同分异构体中主链为4个碳原子的有 ( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
知识点:化学
C
试题分析:符合条件的是、、、 ,共有4种,故选项C正确。
从海带中提取碘的实验过程中,下列操作正确的是( )
A.放出碘的苯溶液 B.分离碘并回收苯
C.将海带灼烧 D.过滤含I-溶液
知识点:物质的分离、除杂和提纯
B
试题分析:A、苯的密度小于水的密度,在上层,因此分液时,上层液体从上口倒出,故错误;B、分离苯和碘,采用蒸馏的方法进行,故正确;C、灼烧海带,用坩埚,故错误;D、缺少玻璃棒的引流,故错误。
下表所示W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22。
下列说法正确的是 ( )
X
Y
W
Z
A.X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高
B.由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键
C.物质WY2、W3X4、WZ4均有熔点高、硬度大的特性
D.X的阴离子比Y的阴离子离子半径大
知识点:元素周期律与元素周期表
D
试题分析:X为的最外层电子数为a,则Y的最外层电子数为a+1,W的最外层电子数为a-1,Z的原子序数为a+2,最外层电子数之和为22,即a+a+1+a+2+a-1=22,解得a=5,推出X为N,Y为O,W为Si,Z为Cl,A、结构相同,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高,含有分子间氢键高于不含有分子间氢键的,NH3和H2O中含有分子间氢键,因此H2O的沸点高于NH3,HCl中不含分子间氢键,因此氢化物的沸点高低是H2O>NH3>HCl,故错误;B、形成的化合物是NH4NO3等,属于铵盐,铵盐属于离子化合物,除含有共价键外,还含有离子键,故错误;C、化学式分别是SiO2、Si3N4、SiCl4,前两者属于原子晶体,熔点高,硬度大,后者属于分子晶体,熔点低,硬度小,故错误;D、X的阴离子是N3-,Y的阴离子是O2-,核外电子排布相同,原子序数越大,半径越小,即O2->N3-,故正确。
下列离子方程式书写正确的是( )
A.铁与稀硫酸反应:2Fe + 6H+=2Fe3+ + 3H2↑
B.氢氧化铜溶液与硫酸溶液的反应:Cu(OH)2 + 2H+=Cu2+ + 2H2O
C.碳酸钙与盐酸反应:CO32- + 2H+=H2O + CO2↑
D.硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液:SO42- + Ba2+=BaSO4↓
知识点:离子方程式
B
试题分析:A、不符合客观事实,应是Fe+2H+=Fe2++H2↑,故错误;B、氢氧化铜是难溶碱,不能拆写成离子,故正确;C、碳酸钙是难溶的盐,不能拆写成离子,应是CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,故错误;D、应是Cu2++2OH-+Ba2++SO42-=BaSO4↓+Cu(OH)2↓,故错误。
有一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时,通过传感器显示出来。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动。下列叙述正确的是( )
A.电极a的反应式为:CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
B.电极b是正极,O2-由电极a流向电极b
C.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极a流向电极b
D.当固体电解质中有1mol O2-通过时,电子转移4mol、
知识点:化学
A
试题分析:A、通甲烷一极为负极,电解质是固体电解质,因此电极反应式为CH4+O2--8e-=CO2+2H2O,故正确;B、根据原电池的工作原理,阴离子从正极移向负极,即从b→a,故错误;C、电池内部没有电子的通过,只有阴阳离子的定向移动,故错误;D、根据选项A中电极电极反应式,通过1molO2-转移电子8mol,故错误。
X、Y、Z是三种常见元素的单质,甲、乙是两种常见的化合物,这些单质和化合物之间存在如右图所示的关系。下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z都是非金属单质
B.X、Y、Z中至少有一种是金属单质
C.如果X、Y都为非金属单质,则Z必为金属单质
D.如果X、Y都为金属单质,则Z必为非金属单质
知识点:无机框图推断
D
试题分析:X+甲→乙+Y,属于置换反应,A、2Mg+CO2=2MgO+C,Mg+O2→MgO,C+O2→CO2,符合转化关系,故错误;B、如Cl2+2HBr=Br2+2HCl,Cl2+H2→2HCl,Br2+2H2→2HBr,符合转化关系,故错误;C、根据选项B的分析,故错误;D、甲和乙是化合物,X和Y是金属单质,Z必然为非金属单质,故正确。
在300mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:
Ni(s) + 4CO(g)Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如下表。
下列说法正确的是( )
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10-5
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应
B.25℃时反应Ni(CO)4(g)Ni(s) + 4CO(g)的平衡常数为0.5
C.在某条件下达到平衡,测得Ni(CO)4、CO浓度均为0.5mol·L-1,则此时温度高于80℃
D.80℃达到平衡时,保持体积不变,往体系中充入一定量的CO,再次达到平衡后CO的体积分数减小
知识点:化学
D
试题分析:A、化学平衡常数只受温度的影响,根据表格数据,随着温度的升高,平衡常数减小,因此正反应方向是放热反应,故错误;B、Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g),化学平衡常数的表达式为K1=c/c4(CO),Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g),化学平衡常数的表达式为K2=c4(CO)/c ,K2=1·K-11=1/(5×104)=2×10-5,故错误;C、化学平衡常数为0.5/0.54=8,因此温度小于80℃,故错误;D、相当于增大压强,平衡向正反应方向进行,达到平衡CO的体积分数减小,故正确。
某温度下,向一定体积0.1 mol·L-1醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH(pOH=-lg[OH-])与pH的变化关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.M点所示溶液导电能力强于Q点
B.N点所示溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)
C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
D.Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积
知识点:化学
C
试题分析:A、醋酸是弱酸,加入NaOH后反应生成CH3COONa,CH3COONa是强电解质,M点溶质是CH3COOH和CH3COONa,CH3COOH量较多,导电能力最弱,故错误;B、N点溶液显碱性,根据电荷守恒,应是c(Na+)>c(CH3COO-),故错误;C、M点的H+浓度等于N点OH-浓度,对水的电离抑制能力相同,故正确;D、Q点溶液显中性,消耗的NaOH的体积略小于醋酸溶液的体积,故错误。
(16分)
为探究某铁碳合金与浓硫酸在加热条件下的反应的部分产物并测定铁碳合金中铁元素的质量分数,某化学活动小组设计了如图所示的实验装置,并完成以下实验探究。
(1)往圆底烧瓶中加入m g铁碳合金,并滴入过量浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是:①常温下碳与浓硫酸不反应;② 。
(2)点燃酒精灯,反应一段时间后,从A中逸出气体的速率仍然较快,除因反应温度较高外,还可能的原因是 。
(3)装置B的作用是 。
(4)甲同学观察到装置C中有白色沉淀生成,他得出了使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳。装置A中能产生二氧化碳的化学方程式为 。
(5)乙同学认为甲同学的结论是错误的,他认为为了确认二氧化碳的存在,需在装置B-C之间添加装置M。装置E、F中盛放的试剂分别是 、 。重新实验后观察到装置F中的现象是 。
(6)有些同学认为合金中铁元素的质量分数可用KMnO4溶液来测定。(5Fe2+ + MnO4- + 8H+=5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O)。测定铁元素质量分数的实验步骤如下:
Ⅰ.往烧瓶A中加入过量铜使溶液中的Fe3+完全转化为Fe2+,过滤,得到滤液B;
Ⅱ.将滤液B稀释为250mL;
Ⅲ.取稀释液25.00mL,用浓度为c mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定,三次滴定实验所需KMnO4溶液体积的平均值为V mL。
① 步骤Ⅱ中,将滤液B稀释为250mL需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还必须要用到的是 。
② 判断滴定终点的标志是 。
③ 铁碳合金中铁元素的质量分数为 。
知识点:化学
(1)常温下Fe在浓硫酸中发生钝化 ;(2)铁、碳在硫酸溶液中形成原电池;(3)检验SO2的存在;(4)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;(5)酸性KMnO4溶液或溴水(或其他合理答案);品红溶液;品红溶液不褪色或无明显现象;(6)① 250mL容量瓶; ② 滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液,溶液呈浅红色,且三十秒内不褪色;③ 。
试题分析:(1)分液漏斗中盛放的是浓硫酸,浓硫酸和铁发生钝化反应,阻碍反应的进行;(2)加入的是铁碳合金,构成原电池,加快反应速率;(3)铁和浓硫酸反应生成SO2,品红溶液检验SO2,品红溶液褪色,说明溶液中含有SO2;(4)C和浓硫酸在加热条件下发生反应,C+2H2SO4(浓) =CO2↑+2SO2↑+2H2O;(5)SO2能使澄清石灰水变浑浊,因此需要除去SO2,利用SO2的还原性,通过溴水或高锰酸钾溶液,然后验证SO2是否完全被吸收,再通过品红溶液,品红溶液不褪色,澄清石灰水变浑浊,说明产生CO2;(6)①还需要用250mL容量瓶;②滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液,溶液呈浅红色,且三十秒内不褪色;③铁元素的质量为V×10-3×c×5×56×250/25g=2.8vCg,质量分数为2.8Vc/m×100%。
(14分)
金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO3-发生氧化还原反应,转化关系如下:
请回答下列问题:
(1)气体D和F反应可生成盐,该盐的化学式为 。
(2)C、E排入大气中会造成大气污染,在催化剂存在下,D可以将C、E转化为无毒的气态单质,该单质的电子式为 。
(3)将A转化为B,可选择的试剂是 (填序号)。
a.CO2 b.NaOH c.CH3COOH d.NH3 e.HCl
(4)过量D的水溶液与A溶液反应的离子方程式是 。
(5)除去气体C中的杂质气体E的化学方法:将混合气体通入 中。
(6)Al与NO3-在酸性条件下反应,Al与被还原的NO3-的物质的量之比是 。
(7)Al与NO3-在碱性条件下反应的离子方程式为 。
知识点:化学
(1)NH4NO3;(2) ;(3)b;(4)3NH3+3H2O+Al3+═Al(OH)3↓+3NH4+(或3NH3•H2O+Al3+═Al(OH)3↓+3NH4+);(5)水 ;(6)1:1;(7)8Al+3NO3-+5OH-+18H2O═8-+3NH3↑或8Al+3NO3-+5OH-+2H2O=8AlO2-+3NH3↑ 。
试题分析:(1)气体D→C→E→F,这是连续被氧化的过程,F为HNO3,E为NO2,C为NO,D为NH3,则气体D和F反应:NH3+HNO3=NH4NO3,盐为NH4NO3;(2)转化成N2,其电子式为:;(3)A中铝元素以Al3+形式存在,B为铝元素以AlO2-形式存在,因此A→B,发生Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,故选项b正确;(4)发生反应是Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;(5)3NO2+H2O=2HNO3+NO,因此气体通入水中;(6)根据得失电子数目守恒,n(Al)×3=n(NO3-)×3,因此两者物质的量之比为1:1;(7)根据转化关系,离子反应方程式为8Al+3NO3-+5OH-+2H2O=8AlO2-+3NH3↑ 。
(14分)
碳、氮广泛地分布在自然界中,碳、氮的化合物性能优良,在工业生产和科技领域有重要用途。
(1)氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由SiO2与过量焦炭在1300~1700°C的氮气流中反应制得:3SiO2(s) + 6C(s) + 2N2(g)Si3N4(s) + 6CO(g) △H=-1591.2 kJ·mol-1,则该反应每转移1mol e-,可放出的热量为 。
(2)某研究小组现将三组CO(g) 与H2O(g) 的混合气体分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,一定条件下发生反应:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),得到下表数据:
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达平衡所需时间/min
CO
H2O
CO
H2
1
650
2
4
0.5
1.5
5
2
900
1
2
0.5
0.5
① 实验1中,前5min的反应速率v(CO2) = 。
② 下列能判断实验2已经达到平衡状态的是 (填序号)。
a.容器内CO、H2O、CO2、H2的浓度不再变化
b.容器内压强不再变化
c.混合气体的密度保持不变
d.v正(CO)=v逆(CO2)
e.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
③ 若实验2的容器是绝热的密闭容器,实验测得H2O(g) 的转化率ω(H2O)随时间变化的示意图如图1所示,b点v正 v逆(填“<”、“=”或 “>”),t3~t4时刻,H2O(g) 的转化率ω(H2O)降低的原因是 。
(3)利用CO与H2可直接合成甲醇,上图是由“甲醇-空气”形成的绿色燃料电池的工作原理示意图如图2,写出以石墨为电极的电池工作时负极的电极反应式 ,利用该电池电解1L 0.5mol·L-1的CuSO4溶液,当电池消耗560mLO2(标准状况下)时,电解后溶液的pH= (溶液电解前后体积的变化忽略不计)。
知识点:化学
(1)132.6 kJ;(2)①0.15 mol·L-1·min-1;②ad ;③>;该反应达到平衡后,因反应为放热反应且反应容器为绝热容器,故容器内温度升高,平衡向左移动;(3)CH3OH -6e- + H2O = CO2 ↑ + 6H+;1。
试题分析:(1)根据反应方程式,转移电子12mol,放出热量1591.2kJ,则转移1mol电子,放出热量为1591.2/12kJ=132.6kJ;(2)①根据反应方程式,生成CO2的物质的量为1.5mol,根据化学反应速率的表达式,v(CO2)=0.15/(2×5)mol/(L·min)=0.015mol/(L·min);②a、根据化学平衡状态的定义,当组分的浓度不再改变,说明反应达到平衡,故正确;b、反应前后气体系数之和相等,因此压强不变,不能说明反应达到平衡,故错误;c、根据密度定义,组分都是气体,因此气体的质量不变,容器是恒容,气体体积不变,因此密度不变,不能说明反应达到平衡,故错误;d、用不同物质的反应速率,表示达到化学平衡,要求反应方向是一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,v正(CO)说明反应向正反应方向进行,v逆(CO2)说明反应向逆反应方向进行,且两者速率之比等于1:1,故正确;e、根据平均摩尔质量的定义,气体物质的量不变,反应前后气体系数之和相等,气体总物质的量不变,因此平均摩尔质量不变,不能说明反应达到平衡,故错误;③b点反应没有达到平衡,向正反应方向进行,因此v正>v逆;该反应达到平衡后,因反应为放热反应且反应容器为绝热容器,故容器内温度升高,平衡向左移动;(3)负极应是失去电子,化合价升高,因此通甲醇一极为负极,根据图2,负极产生H+,因此电极反应式为:CH3OH -6e- + H2O = CO2 ↑ + 6H+;电池正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,阴极反应式为2H2O+4e-=O2↑+4H+,根据得失电子数目守恒,即有O2~4e-~4H+,n(H+)=4×560×10-3/22.4mol=0.1mol,c(H+)=0.1/1mol·L-1=0.1mol·L-1,则pH=1。
(14分)
亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。如图是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
(1)发生器中鼓入空气的作用可能是 (选序号)。
a.将SO2氧化成SO3,增强酸性 b.稀释ClO2以防止爆炸
c.将NaClO3氧化成ClO2
(2)发生器中产生ClO2的离子反应方程式为 。
(3)吸收塔内反应的化学方程式为 。
吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是 。
(4)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是否
过量的简单实验方法是 。
(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2 外,还可以选择的还原剂是 (选序号)。
a.Na2O2 b.Na2S c.FeCl2
(6)从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作依次是 (选序号)。
a.蒸馏 b.蒸发 c.灼烧 d.过滤 e.冷却结晶
知识点:化学
(1)b ;(2)2ClO3- + SO2 = 2ClO2 + SO42- ;(3)2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2;防止H2O2受热分解,有利于NaClO2•3H2O的析出; (4)连续测定吸收塔内溶液的pH;(5)a ;(6)bed
试题分析:(1)根据信息②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全,因此通入空气的目的,稀释ClO2,故选项b正确;(2)根据流程图,通入的物质有NaClO3、SO2,生成ClO2,可见Cl的化合价降低,S的化合价升高,ClO3-化合价由+5价→+4价,SO2中S的化合价由+4价→+6价,最小公倍数为2,即ClO3-和Cl-的系数为2,因此离子反应方程式为:2ClO3- + SO2 = 2ClO2 + SO42- ;(3)吸收塔中生成NaClO2,ClO2中Cl的化合价由+4价→+3价,化合价降低1价,H2O2中O的化合价升高,生成O2,化合价共升高2价,最小公倍数为2,因此化学反应方程式为:2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2;过氧化氢不稳定,受热易分解,同时使NaClO2·3H2O析出;(4)连续测定吸收塔内溶液的pH;(5)为了不引入新杂质,因此用Na2O2,用Na2S和FeCl2,引入S和Fe3+,故选项a正确;(6)采用蒸发浓缩,冷却结晶、过滤的方法,即顺序是bed。