一、选择题(共40分,每小题2分,每小题只有一个正确答案)
1.(2分)做好垃圾分类,推动城市绿色发展。如表有关生活垃圾分类不合理的是( )
| 选项 | A | B | C | D |
| 生活垃圾 | 牛奶盒 | 眼药水 | 干电池 | 西瓜皮 |
| 垃圾分类标识 |
2.(2分)近年,科学家发现了116号元素Lv.下列关于293Lv和294Lv的说法错误的是( )
A.两者中子数相差1 B.两者质量数相差1
C.两者电子数相差1 D.两者互为同位素
3.(2分)地沟油生产的生物航空燃油在东航成功验证飞行。能区别地沟油(加工过的餐饮废弃油)与矿物油(汽 油、煤油、柴油等)的方法是( )
A.加入水中,浮在水面上的是地沟油
B.加入足量氢氧化钠溶液共热,不分层的是地沟油
C.点燃,能燃烧的是矿物油
D.测定沸点,有固定沸点的是矿物油
4.(2分)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料
B.FeCl3溶液呈酸性,可用于腐蚀电路板上的Cu
C.石墨具有导电性,可用于制铅笔芯
D.浓硫酸具有强氧化性,可用于干燥CO2
5.(2分)下列过程仅克服离子键的是( )
A.NaHSO4溶于水 B.HCl溶于水
C.氯化钠熔化 D.碘升华
6.(2分)在 pH=1的含有 Mg2+、Fe2+、Al3+三种阳离子的溶液中,可能存在的阴离子是( )
①Cl﹣②NO3﹣③SO42﹣④S2﹣
A.①② B.①③ C.③④ D.②③
7.(2分)反应 A+B→C+Q(Q>0)分两步进行,①A+B→X+Q(Q<0)②X→C+Q(Q>0)。下列示意图中,能正确
表示总反应过程中能量变化的是( )
A. B.
C. D.
8.(2分)关于化合物2﹣苯基丙烯(),下列说法正确的是( )
A.不能使稀高锰酸钾溶液褪色
B.可以发生加成聚合反应
C.分子中所有原子共平面
D.易溶于水及甲苯
9.(2分)能促进水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH﹣)的操作是( )
A.将水加热煮沸 B.将明矾溶于水
C.将NaHSO4固体溶于水 D.将NaHCO3固体溶于水
10.(2分)下列说法中,正确的是( )
A.离子化合物中一定不含共价键
B.分子间作用力越大,分子的热稳定性就越大
C.可能存在不含任何化学键的晶体
D.酸性氧化物形成的晶体一定是分子晶体
11.(2分)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.溴水中存在Br2+H2O⇌HBr+HBrO,当加入银溶液并静置后,溶液颜色变浅
B.反应CO(g)+NO2(g)⇌CO2(g)+NO(g)+QQ>0,平衡后,升高温度体系颜色变深
C.用饱和食盐水除去Cl2中的HCl
D.合成氨反应中,为提高原料的转化率,可采用高温加热的条件
12.(2分)实验是化学研究的基础,关于下列各实验装置图的叙述中,正确的是( )
A.装置常用于分离互不相溶的液体混合物
B.装置可用于吸收氨气,且能防止倒吸
C.用装置不可以完成“喷泉”实验
D.用装置稀释浓硫酸和铜反应冷却后的混合液
13.(2分)下列关于实验室模拟侯德榜制碱法的操作正确的是( )
A.将 CO2 和 NH3的混合气体同时通入饱和食盐水中
B.将析出的 NaHCO3固体过滤后灼烧得到纯碱
C.在析出 NaHCO3的母液中加入消石灰以循环利用 NH3
D.在析出 NaHCO3 的母液中通入 NH3,加入氯化钠粉末,析出 Na2CO3固体
14.(2分)下列转化不能通过一步实现的是( )
A.FeFe3O4 B.AlNaAlO2
C.CuCuSO4 D.CuCuS
15.(2分)ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂,可通过以下反应制得 ClO2,下列说法错误的是( )
2KClO3+H2C2O4+H2SO4→2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O
A.每1molKClO3参加反应就有 2mol 电子转移
B.ClO2是还原产物
C.H2C2O4在反应中被氧化
D.KClO3在反应中得到电子
16.(2分)下列有机化合物中均含有杂质,除去这些杂质的方法中正确的是( )
A.苯中含单质溴杂质:加水,分液
B.乙酸丁酯中含乙酸杂质:加入碳酸钠溶液洗涤,分液
C.乙醛中含乙酸杂质:加入氢氧化钠溶液洗涤,分液
D.乙醇中含乙酸杂质:加入碳酸钠溶液洗涤,分液
17.(2分)用滴有酚酞和氯化钠溶液湿润的滤纸分别做甲、乙两个实验,下列判断错误的是( )
A.b极附近有气泡冒出
B.d极附近出现红色
C.a、c极上都发生氧化反应
D.甲中铁棒比乙中铁棒更易腐蚀
18.(2分)如图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4+16HCl═2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
| 选项 | 实验现象 | 解释或结论 |
| A | a处变蓝,b处变红棕色 | 氧化性:Cl2>Br2>I2 |
| B | c处先变红,后褪色 | 氯气与水生成了酸性物质 |
| C | d处立即褪色 | 氯气与水生成了漂白性物质 |
| D | e处变红色 | 还原性:Fe2+>Cl﹣ |
19.(2分)X、Y、Z、R 是四种原子序数依次递增的短周期主族元素,X 原子最外层有两个未成对电子,Y 原子 最外层电子数是内层电子数的 3 倍,Z 元素的单质常温下能与水剧烈反应产生氢气,R 原子的核外电子数 是 X 原子与 Z 原子的核外电子数之和。下列叙述正确的是( )
A.原子半径的大小顺序:X<Y<Z<R
B.X、Y 分别与氢元素组成的化合物熔沸点一定是:X<Y
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:R>X
D.Y 与 Z 形成的两种化合物中的化学键和晶体类型均完全相同
20.(2分)将l00mL1mol/L 的NaHCO3溶液等分为两份,其中一份加入少许冰醋酸,另外一份加入少许 Ba(OH)2
固体,忽略溶液体积变化。两份溶液中 c(CO32﹣)的变化分别是( )
A.减小、增大 B.减小、减小 C.增大、增大 D.增大、减小
二、填空题(共60分)
21.(15分)NaNO2是一种白色易溶于水的固体,溶液呈碱性,其外观与氯化钠相似,有咸味,俗称工业盐;是一 种重要的化学试剂、漂白剂和食品添加剂。已知亚盐能被溴水氧化,在酸性条件下能氧化亚铁离子; 亚银是可溶于稀的白色沉淀。请完成以下填空:
(1)N 原子最外层电子的轨道排布式为 ;用一个事实说明氮和氧非金属强弱 。
(2)酸性条件下,NaNO2溶液只能将 I﹣氧化为 I2,同时生成 NO.写出此反应①的离子方程式并标出电子转移的方向和数目 。
(3)氯气、浓、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂,工业上氧化卤水中的 I﹣提取单质 I2选择了价格 并不便宜的亚钠,可能的原因是 。
(4)在盐酸溶液中加入亚钠溶液至中性,则 c(Cl﹣) c(HNO2)(填“<”、“>”或“=”)。
(5)设计一种鉴别亚钠和氯化钠的实验方案 。
22.(15分)镁带能在 CO2中燃烧,生成氧化镁和单质碳。请完成下列填空:
(1)碳元素形成的单质有石、石墨、足球烯等。石的熔点远高于足球烯的原因 是 。
(2)氧化镁的电子式为 ,CO2的结构式为 。与镁同周期、离子半径最小的元素,其原子最外层的电子排布式为 ,其 1 个原子中能量最高的电子有 个。 一定条件下,在容积恒为 2.0L的容器中,Fe 和 CO2发生如下反应:CO2(g)+Fe(s)⇌FeO(s)+CO(g)
(3)若起始时向容器中加入 1mol CO2,5.0 min 后,容器内气体的相对平均分子量为32,则 n(CO2):n(CO)之比为 ,这段时间内用 CO2 表示的速率 V(CO2)= 。
(4)下列说法错误的是 。
a.当混合气体的密度不变时说明反应达到了平衡
b.混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到了平衡
c.平衡后移除二氧化碳时,正反应速率一直减小直至建立新的平衡 d.平衡后缩小容器的体积,正逆反应速率不变,平衡不移动
(5)保持温度不变的情况下,待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳,平衡向 移动(选填“正
向”、“逆向”、或“不”),二氧化碳的转化率 (填“增大”,“减小”或“不变”)。
23.(15分)某芳香烃 X(分子式为 C7H8)是一种重要的有机化工原料,研究部门以它为初始原料设计出如图所示的转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中 A 是一氯代物。
已知:①
②(苯胺,易被氧化)
(1)写出:X→A 的反应条件 ;反应④的反应条件和反应试剂: 。
(2)E 中含氧官能团的名称: ;反应②的类型是 ; 反应②和③先后顺序不能颠倒的原因是 。
(3)写出反应①的化学方程式: 。
(4)有多种同分异构体,写出 1 种含有 1 个醛基和 2 个羟基且苯环上只有 2 种一氯取代物的 芳香族化合物的结构简式: 。
(5)写出由 A 转化为的合成路线。(合成路线表示方法为:AB…目标产物) 。
24.(15分)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2•xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如图:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是 。
(2)步骤②需要加热的目的是 ,温度保持80﹣95℃,采用的合适加热方式是 。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为 (填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是 。分批加入H2O2,同时为了 ,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有 ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%.硫酸铁铵晶体的化学式为 。
2022年上海市奉贤区高考化学一模试卷
参与试题解析
一、选择题(共40分,每小题2分,每小题只有一个正确答案)
1.(2分)做好垃圾分类,推动城市绿色发展。如表有关生活垃圾分类不合理的是( )
| 选项 | A | B | C | D |
| 生活垃圾 | 牛奶盒 | 眼药水 | 干电池 | 西瓜皮 |
| 垃圾分类标识 |
【分析】选项中只有干电池为重金属污染,分类不合理,以此来解答。
【解答】解:A.牛奶盒可回收再利用,分类合理,故A不选;
B.眼药水过期有害,不能回收,为有害垃圾,故B不选;
C.干电池为重金属污染,分类不合理,故C选;
D.西瓜皮为无毒无害物质,为湿垃圾,可作肥料使用,故D不选;
故选:C。
【点评】本题考查三废处理及环境保护,为高频考点,把握物质的性质、垃圾的分类及再利用为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项B为解答的难点,题目难度不大。
2.(2分)近年,科学家发现了116号元素Lv.下列关于293Lv和294Lv的说法错误的是( )
A.两者中子数相差1 B.两者质量数相差1
C.两者电子数相差1 D.两者互为同位素
【分析】293Lv和294Lv的质子数均为116,核外电子数均为116,中子数与质量数不同,二者互为同位素,以此来解答。
【解答】解:A.质子数相同、质量数相差1,则中子数相差1,故A正确;
B.两者质量数相差294﹣193=1,故B正确;
C.两者电子数均为116,故C错误;
D.质子数相同、中子数不同,二者互为同位素,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查同位素,为高频考点,把握原子中数量关系、同位素的判断为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意原子中质子数等于电子数,题目难度不大。
3.(2分)地沟油生产的生物航空燃油在东航成功验证飞行。能区别地沟油(加工过的餐饮废弃油)与矿物油(汽 油、煤油、柴油等)的方法是( )
A.加入水中,浮在水面上的是地沟油
B.加入足量氢氧化钠溶液共热,不分层的是地沟油
C.点燃,能燃烧的是矿物油
D.测定沸点,有固定沸点的是矿物油
【分析】地沟油中含油脂,与碱溶液反应,而矿物油不与碱反应,混合后分层,以此来解答。
【解答】解:A.地沟油、矿物油均不溶于水,且密度均比水小,不能区别,故A错误;
B.加入足量氢氧化钠溶液共热,不分层的是地沟油,分层的为矿物油,现象不同,能区别,故B正确;
C.地沟油、矿物油均能燃烧,不能区别,故C错误;
D.地沟油、矿物油均为混合物,没有固定沸点,不能区别,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查有机物的区别,明确地沟油、矿物油的成分及性质是解答本题的关键,侧重有机物性质的考查,题目难度不大。
4.(2分)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料
B.FeCl3溶液呈酸性,可用于腐蚀电路板上的Cu
C.石墨具有导电性,可用于制铅笔芯
D.浓硫酸具有强氧化性,可用于干燥CO2
【分析】A.耐高温材料具有较高的熔点;
B.依据三价铁离子氧化性解答;
C.石墨质软,能在纸上留下灰褐色痕迹;
D.依据浓硫酸的吸水性解答。
【解答】解:A.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料,故A正确;
B.FeCl3溶液具有较强的氧化性,可用于腐蚀电路板上的Cu,故B错误;
C.石墨质软,能在纸上留下灰褐色痕迹,所以可用于制铅笔芯,与导电性无关,故C错误;
D.浓硫酸的吸水性,可以干燥二氧化碳,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查了元素化合物知识,侧重考查物质的用途,物质的性质决定物质的用途,掌握常见化学物质的性质和用途是正确解答此类题的关键,题目难度不大。
5.(2分)下列过程仅克服离子键的是( )
A.NaHSO4溶于水 B.HCl溶于水
C.氯化钠熔化 D.碘升华
【分析】A.KHSO4晶体溶于水,电离生成K+、H+和SO42﹣;
B.HCl中只含有共价键;
C.氯化钠熔化电离出钠离子和氯离子;
D.碘升华破坏分子间作用力。
【解答】解:A.KHSO4晶体溶于水,电离生成K+、H+和SO42﹣,既破坏了离子键又破坏了共价键,故A错误;
B.HCl中只含有共价键,HCl溶于水只破坏共价键,故B错误;
C.氯化钠熔化电离出钠离子和氯离子,只破坏离子键,故C正确;
D.碘升华没有破坏化学键,破坏了分子间作用力,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了化学键的判断,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,难度不大,明确物质中存在化学键的类型是解答本题的关键。
6.(2分)在 pH=1的含有 Mg2+、Fe2+、Al3+三种阳离子的溶液中,可能存在的阴离子是( )
①Cl﹣②NO3﹣③SO42﹣④S2﹣
A.①② B.①③ C.③④ D.②③
【分析】pH=1的溶液显酸性,H+、NO3﹣ 与Fe2+发生氧化还原反应,H+、S2﹣结合生成弱电解质H2S,Mg2+、Fe2+分别与S2﹣结合生成沉淀,Al3+与S2﹣相互促进水解。
【解答】解:在pH=1的含有Mg2+、Fe2+、Al3+三种阳离子的溶液中,H+、NO3﹣ 与Fe2+发生氧化还原反应,H+、S2﹣结合生成弱电解质,Mg2+、Fe2+分别与S2﹣结合生成沉淀,Al3+与S2﹣相互促进水解,Cl﹣ 和SO42﹣与H+、Mg2+、Fe2+、Al3+之间互不反应,可以共存,②④一定不存在,可能存在①③,
故选:B。
【点评】本题考查离子的共存,明确离子之间的反应、离子的性质是解答本题的关键,侧重复分解反应的离子共存考查,题目难度不大。
7.(2分)反应 A+B→C+Q(Q>0)分两步进行,①A+B→X+Q(Q<0)②X→C+Q(Q>0)。下列示意图中,能正确
表示总反应过程中能量变化的是( )
A. B.
C. D.
【分析】反应 A+B→C+Q(Q>0)放出热量,说明A+B能量总和大于C能量,①A+B→X+Q(Q<0)为吸热反应,则A+B能量总和小于C能量;②X→C+Q(Q>0)为放热反应,则X能量大于C能量。
【解答】解:反应 A+B→C+Q(Q>0)放出热量,说明A+B能量总和大于C能量,①A+B→X+Q(Q<0)为吸热反应,则A+B能量总和小于C能量;②X→C+Q(Q>0)为放热反应,则X能量大于C能量,符合条件的只有D,
故选:D。
【点评】本题考查反应热和焓变,为高频考点,侧重考查分析判断及知识综合运用能力,明确反应物总能量和生成物总能量之差与反应热关系是解本题关键,题目难度不大。
8.(2分)关于化合物2﹣苯基丙烯(),下列说法正确的是( )
A.不能使稀高锰酸钾溶液褪色
B.可以发生加成聚合反应
C.分子中所有原子共平面
D.易溶于水及甲苯
【分析】该有机物中含有苯环和碳碳双键,具有苯和烯烃性质,能发生加成反应、取代反应、加聚反应、氧化反应,据此分析解答。
【解答】解:A.含有碳碳双键,所以具有烯烃性质,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A错误;
B.含有碳碳双键,所以能发生加聚反应生成高分子化合物,故B正确;
C.苯分子中所有原子共平面、乙烯分子中所有原子共平面,甲烷分子为正四面体结构,有3个原子共平面,该分子中甲基具有甲烷结构特点,所以该分子中所有原子不能共平面,故C错误;
D.该物质为有机物,没有亲水基,不易溶于水,易溶于甲苯,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查有机物结构和性质,侧重考查苯和烯烃性质,明确官能团及其性质关系是解本题关键,会利用知识迁移方法判断原子是否共平面,题目难度不大。
9.(2分)能促进水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH﹣)的操作是( )
A.将水加热煮沸 B.将明矾溶于水
C.将NaHSO4固体溶于水 D.将NaHCO3固体溶于水
【分析】H2O⇌H++OH﹣,水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离;酸、碱或强酸酸式盐抑制水电离,含有弱离子的盐促进水电离,能促进水的电离,并使溶液中c(H+)>c(OH﹣),说明溶液呈酸性,为强酸弱碱盐,据此分析解答。
【解答】解:A.水的电离是吸热反应,将水加热煮沸,促进水电离,但溶液中仍然存在c(H+)=c(OH﹣),溶液呈中性,故A错误;
B.向水中加入明矾晶体,铝离子水解Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,导致溶液呈酸性,促进水电离,故B正确;
C.向水中加NaHSO4固体,硫酸氢钠完全电离生成氢离子导致溶液呈酸性,抑制水电离,故C错误;
D.向水中加入NaHCO3固体,碳酸氢根离子水解程度大于电离程度,溶液呈碱性,促进水电离,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查电解质的电离、水的电离、盐类水解等知识点,明确物质的性质是解本题关键,题目难度不大。
10.(2分)下列说法中,正确的是( )
A.离子化合物中一定不含共价键
B.分子间作用力越大,分子的热稳定性就越大
C.可能存在不含任何化学键的晶体
D.酸性氧化物形成的晶体一定是分子晶体
【分析】A、离子化合物中可能含共价键;
B.分子的稳定性由共价键决定;
C.单原子分子中不含共价键;
D.二氧化硅为酸性氧化物,其晶体属于原子晶体。
【解答】解:A、氢氧化钠、氯化铵是离子化合物,但含有共价键,故A错误;
B.分子的稳定性由共价键决定,分子间作用力决定分子的物理性质,故B错误;
C.单原子分子中不含共价键,如稀有气体分子中没有共价键,其晶体为分子晶体,晶体中只有分子间作用力,故C正确;
D.二氧化硅为酸性氧化物,其晶体属于原子晶体,所以酸性氧化物形成的晶体不一定分子晶体,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查化合物和化学键的关系,明确共价化合物和离子化合物的概念是解本题关键,注意二者的区别,难度不大。
11.(2分)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.溴水中存在Br2+H2O⇌HBr+HBrO,当加入银溶液并静置后,溶液颜色变浅
B.反应CO(g)+NO2(g)⇌CO2(g)+NO(g)+QQ>0,平衡后,升高温度体系颜色变深
C.用饱和食盐水除去Cl2中的HCl
D.合成氨反应中,为提高原料的转化率,可采用高温加热的条件
【分析】勒夏特列原理为:如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,使用勒夏特列原理时,该反应必须是可逆反应,否则勒夏特列原理不适用。
【解答】解:A.加入银溶液后,银和HBr反应生成沉淀而促进溴溶解,导致溴浓度减小,溶液颜色变浅,所以能用勒夏特列原理解释,故A正确;
B.升高温度平衡逆向移动导致二氧化氮浓度增大,颜色加深,所以能用勒夏特列原理解释,故B正确;
C、排饱和食盐水的方法收集氯气,利用的是氯离子浓度增大。使平衡Cl2+H2O⇌H++Cl﹣+HClO逆向进行,减少氯气的溶解性,故C正确;
D.合成氨是放热反应,高温加热是加快反应速率,所以不能用勒夏特列原理解释,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查化学平衡移动原理,为高频考点,侧重考查学生对化学平衡移动原理内涵的理解和运用,明确化学平衡移动原理适用范围是解本题关键,注意:只有引起平衡移动的才能用平衡移动原理解释。
12.(2分)实验是化学研究的基础,关于下列各实验装置图的叙述中,正确的是( )
A.装置常用于分离互不相溶的液体混合物
B.装置可用于吸收氨气,且能防止倒吸
C.用装置不可以完成“喷泉”实验
D.用装置稀释浓硫酸和铜反应冷却后的混合液
【分析】A.互不相溶的液体采用分液的方法分离,蒸馏操作用于分离相互溶解的液态;
B.氨气极易溶于水,有缓冲装置的能防止倒吸;
C.氯气与氢氧化钠溶液反应,可以形成喷泉实验;
D.浓溶液的稀释,需在烧杯中进行,且需要玻璃棒搅拌.
【解答】解:A.该装置为蒸馏装置,互溶的液体根据其沸点不同采用蒸馏的方法分离,互不相溶的液体采用分液的方法分离,故A错误;
B.氨气极易溶于水,有缓冲装置的能防止倒吸,该装置中苯没有缓冲作用,所以不能防止倒吸,应该用四氯化碳溶液,故B错误;
C.氯气与氢氧化钠溶液反应,可以形成压强差,从而形成喷泉实验,故C错误;
D.浓硫酸溶于水放出大量热,且浓硫酸的密度大于水,稀释时需要将浓硫酸缓缓加入水中,图示操作合理,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了化学实验方案的评价,题目难度中等,涉及蒸馏、喷泉实验、防倒吸装置、浓硫酸稀释等知识,明确常见化学实验基本操作方法为解答关键,试题培养了学生的分析能力及化学实验能力.
13.(2分)下列关于实验室模拟侯德榜制碱法的操作正确的是( )
A.将 CO2 和 NH3的混合气体同时通入饱和食盐水中
B.将析出的 NaHCO3固体过滤后灼烧得到纯碱
C.在析出 NaHCO3的母液中加入消石灰以循环利用 NH3
D.在析出 NaHCO3 的母液中通入 NH3,加入氯化钠粉末,析出 Na2CO3固体
【分析】A.饱和食盐水中依次通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体;
B.碳酸氢钠分解生成碳酸钠;
C.在析出 NaHCO3的母液中主要是氯化铵,氨气极易溶于水;
D.从母液中分离出NH4Cl,加入NaCl通入NH3,这样做的原因是增加Cl﹣浓度和NH4+浓度,以利析出NH4Cl,析出NaHCO3固体后,母液中HCO3﹣浓度较小,且通入NH3将HCO3﹣转化为CO32﹣,不析出NaHCO3和NH4HCO3和Na2CO3。
【解答】解:A.实验室模拟侯德榜制碱法的操作是饱和食盐水中先通入氨气,再通入 CO2 气体,增大二氧化碳的吸收生成碳酸氢钠晶体,故A错误;
B.将析出的 NaHCO3固体过滤后灼烧,碳酸氢钠受热分解得到纯碱碳酸钠,故B正确;
C.氨气极易溶于水,在析出 NaHCO3的母液中加入消石灰不能放出大量氨气,不能循环利用 NH3,故C错误;
D.从母液中分离出NH4Cl,加入NaCl通入NH3,这样做的原因是增加Cl﹣浓度和NH4+浓度,以利析出NH4Cl,不能析出 Na2CO3固体,故D错误;、
故选:B。
【点评】本题考查了侯德榜制碱法的原理分析判断、物质性质的理解应用、析出晶体的原理等,掌握基础是解题关键,题目难度中等。
14.(2分)下列转化不能通过一步实现的是( )
A.FeFe3O4 B.AlNaAlO2
C.CuCuSO4 D.CuCuS
【分析】A.Fe与氧气反应生成四氧化三铁;
B.Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气;
C.Cu与浓硫酸加热反应生成硫酸铜;
D.S具有弱氧化性。
【解答】解:A.Fe与氧气反应生成四氧化三铁,可一步实现转化,故A正确;
B.Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,可一步实现转化,故B正确;
C.Cu与浓硫酸加热反应生成硫酸铜,可一步实现转化,故C正确;
D.S具有弱氧化性,与Cu反应生成Cu2S,则Cu与S不能一步转化为CuS,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查金属及化合物的性质,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意元素化合物知识的应用,题目难度不大。
15.(2分)ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂,可通过以下反应制得 ClO2,下列说法错误的是( )
2KClO3+H2C2O4+H2SO4→2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O
A.每1molKClO3参加反应就有 2mol 电子转移
B.ClO2是还原产物
C.H2C2O4在反应中被氧化
D.KClO3在反应中得到电子
【分析】反应2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O 中,Cl元素的化合价由+5降低为+4价,C元素的化合价由+3升高到+4价,以此来解答。
【解答】解:A、Cl元素的化合价由+5降低为+4价,1molKClO3参加反应转移的电子为1mol×(5﹣4)=1mol,故A错误;
B、Cl元素的化合价降低,被还原,对应的产物为还原产物,即ClO2是还原产物,故B正确;
C、因C元素的化合价由+3升高到+4价,则H2C2O4在反应中作还原剂,被氧化,故C正确;
D、因反应中Cl元素的化合价由+5降低为+4价,则KClO3在反应中得到电子,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查氧化还原反应,明确反应中元素的化合价变化是解答本题的关键,注意H2C2O4中C元素化合价的判断是学生的易错点。
16.(2分)下列有机化合物中均含有杂质,除去这些杂质的方法中正确的是( )
A.苯中含单质溴杂质:加水,分液
B.乙酸丁酯中含乙酸杂质:加入碳酸钠溶液洗涤,分液
C.乙醛中含乙酸杂质:加入氢氧化钠溶液洗涤,分液
D.乙醇中含乙酸杂质:加入碳酸钠溶液洗涤,分液
【分析】A.溴不易溶于水,易溶于苯;
B.乙酸与碳酸钠反应后,与乙酸乙酯分层;
C.乙酸与NaOH反应后,与乙醛互溶;
D.乙酸与碳酸钠反应后,与乙醇互溶。
【解答】解:A.溴不易溶于水,易溶于苯,加水不能分离,应选NaOH、分液,故A错误;
B.乙酸与碳酸钠反应后,与乙酸乙酯分层,可分液分离,故B正确;
C.乙酸与NaOH反应后,与乙醛互溶,应蒸馏分离,故C错误;
D.乙酸与碳酸钠反应后,与乙醇互溶,应蒸馏分离,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查混合物分离提纯,为高频考点,把握有机物的性质、混合物分离法方法为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识的应用,题目难度不大。
17.(2分)用滴有酚酞和氯化钠溶液湿润的滤纸分别做甲、乙两个实验,下列判断错误的是( )
A.b极附近有气泡冒出
B.d极附近出现红色
C.a、c极上都发生氧化反应
D.甲中铁棒比乙中铁棒更易腐蚀
【分析】甲构成原电池,乙为电解池,甲中铁发生吸氧腐蚀,正极上电极反应式为2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣,乙中阴极上电极反应式为:2H++2e﹣=H2↑,水电离出的氢离子放电,导致阴极附近有大量OH﹣,溶液呈碱性,无色酚酞试液遇碱变红色,以此解答该题.
【解答】解:A、b极附是正极,发生电极反应式为2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣,所以无气泡冒出,故A错误;
B、乙中阴极上电极反应式为:2H++2e﹣=H2↑,水电离出的氢离子放电,导致阴极附近有大量OH﹣,溶液呈碱性,无色酚酞试液遇碱变红色,故B正确;
C、a是原电池的负极发生氧化反应、c极是阳极发生氧化反应,所以a、c极上都发生氧化反应,故C正确;
D、甲中铁是原电池的负极被腐蚀,而乙中是电解池的阴极被保护,所以甲中铁棒比乙中铁棒更易腐蚀,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查了原电池和电解池原理,明确各个电极上发生的电极反应是解本题关键,根据电极反应式来确定选项即可,题目难度不大.
18.(2分)如图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4+16HCl═2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
| 选项 | 实验现象 | 解释或结论 |
| A | a处变蓝,b处变红棕色 | 氧化性:Cl2>Br2>I2 |
| B | c处先变红,后褪色 | 氯气与水生成了酸性物质 |
| C | d处立即褪色 | 氯气与水生成了漂白性物质 |
| D | e处变红色 | 还原性:Fe2+>Cl﹣ |
【分析】A.a处发生Cl2+2KI═2KCl+I2,b处发生Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2;
B.c处发生Cl2+H2O═HCl+HClO,具有酸性和漂白性;
C.d处发生Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O;
D.e处发生Cl2+2FeCl2═2FeCl3。
【解答】解:A.a处发生Cl2+2KI═2KCl+I2,b处发生Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2,则a处变蓝,b处变红棕色,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知Cl2>I2,Cl2>Br2,不能比较Br2、I2的氧化性,故A错误;
B.c处发生Cl2+H2O═HCl+HClO,具有酸性和漂白性,则c处先变红,后褪色,褪色与HClO的漂白性有关,故B错误;
C.d处发生Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O,则d处红色消失,因溶液的碱被消耗,故C错误;
D.e处发生Cl2+2FeCl2═2FeCl3,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性为Cl2>Fe3+,根据强弱规律,所以还原性:Fe2+>Cl﹣,故D正确;
故选:D。
【点评】本题以氯气的性质为载体考查学生氧化还原反应的有关知识,为高频考点,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,注意把握相关物质的性质,难度不大。
19.(2分)X、Y、Z、R 是四种原子序数依次递增的短周期主族元素,X 原子最外层有两个未成对电子,Y 原子 最外层电子数是内层电子数的 3 倍,Z 元素的单质常温下能与水剧烈反应产生氢气,R 原子的核外电子数 是 X 原子与 Z 原子的核外电子数之和。下列叙述正确的是( )
A.原子半径的大小顺序:X<Y<Z<R
B.X、Y 分别与氢元素组成的化合物熔沸点一定是:X<Y
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:R>X
D.Y 与 Z 形成的两种化合物中的化学键和晶体类型均完全相同
【分析】X、Y、Z、R 是四种原子序数依次递增的短周期主族元素,Y原子 最外层电子数是内层电子数的3倍,则Y为O;X原子最外层有两个未成对电子,其原子序数小于O,则X为C元素;Z元素的单质常温下能与水剧烈反应产生氢气,则Z为Na;R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和,则核外电子数为6+11=17,为Cl元素,据此解答。
【解答】解:由以上分析可知,X为C元素、Y为O元素、Z为Na元素、R为Cl元素。
A.同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,且同主族从上到下,原子半径逐渐增大,应为Na>Cl>C>O,故A错误;
B.C与H形成的化合物为烃,碳原子数较多的烃常温下为固态,则X与H形成的化合物沸点可能大于Y与H形成化合物沸点,故B错误;
C.非金属性Cl>C,元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,则最高价氧化物的水化物的酸性:Cl>C,故C正确;
D.Y为O元素、Z为Na元素,可分别形成氧化钠和过氧化钠,氧化钠只含有离子键、过氧化钠含有离子键和共价键,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了原子结构与元素周期律的应用,为高考常见题型,题目难度中等,正确推断元素为解答关键,注意熟练掌握元素周期表结构、元素周期律内容,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力。
20.(2分)将l00mL1mol/L 的NaHCO3溶液等分为两份,其中一份加入少许冰醋酸,另外一份加入少许 Ba(OH)2
固体,忽略溶液体积变化。两份溶液中 c(CO32﹣)的变化分别是( )
A.减小、增大 B.减小、减小 C.增大、增大 D.增大、减小
【分析】一份加入少许冰醋酸,发生HAc+HCO3﹣=H2O+CO2↑+Ac﹣,另外一份加入少许Ba(OH)2固体,发生Ba2++2OH﹣+2HCO3﹣=2H2O+BaCO3↓+CO32﹣,以此来解答。
【解答】解:将l00ml 1mol/L 的NaHCO3溶液等分为两份,
一份加入少许冰醋酸,发生HAc+HCO3﹣=H2O+CO2↑+Ac﹣,则溶液中c(CO32﹣)减小;
另外一份加入少许Ba(OH)2固体,发生Ba2++2OH﹣+2HCO3﹣=2H2O+BaCO3↓+CO32﹣,则溶液中c(CO32﹣)增大,
故选:A。
【点评】本题考查溶液中的离子反应,明确发生的反应是分析离子浓度变化的关键,题目难度不大。
二、填空题(共60分)
21.(15分)NaNO2是一种白色易溶于水的固体,溶液呈碱性,其外观与氯化钠相似,有咸味,俗称工业盐;是一 种重要的化学试剂、漂白剂和食品添加剂。已知亚盐能被溴水氧化,在酸性条件下能氧化亚铁离子; 亚银是可溶于稀的白色沉淀。请完成以下填空:
(1)N 原子最外层电子的轨道排布式为 ;用一个事实说明氮和氧非金属强弱 氢化物稳定性:H2O>NH3,则非金属性O大于N 。
(2)酸性条件下,NaNO2溶液只能将 I﹣氧化为 I2,同时生成 NO.写出此反应①的离子方程式并标出电子转移的方向和数目 。
(3)氯气、浓、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂,工业上氧化卤水中的 I﹣提取单质 I2选择了价格 并不便宜的亚钠,可能的原因是 氯气、浓、酸性高锰酸钾等氧化性太强,还能继续氧化碘单质 。
(4)在盐酸溶液中加入亚钠溶液至中性,则 c(Cl﹣) = c(HNO2)(填“<”、“>”或“=”)。
(5)设计一种鉴别亚钠和氯化钠的实验方案 取少量两种物质分别溶于适量水制成溶液,加入少量溴水,溴水褪色的是亚钠,没有褪色的是氯化钠 。
【分析】(1)氮原子核外电子数为7,根据能量最低原理书写最外层电子轨道排布式;比较非金属性的强弱,可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,与氢气反应的剧烈程度,氢化物的稳定性,单质之间的置换反应等,对应阴离子的还原性强弱等;
(2)亚钠具有氧化性,碘离子具有还原性,酸性条件下,二者发生氧化还原反应生成一氧化氮和碘和水;
(3)氯气、浓、酸性高锰酸钾等氧化性太强,还能继续氧化碘单质;
(4)根据溶液至中性时电荷守恒及其亚钠溶液的物料守恒分析;
(5)亚盐能被溴水氧化,在酸性条件下能氧化亚铁离子,而NaCl不能,据此分析解答。
【解答】解:(1)氮原子核外电子数为7,基态原子核外电子排布为1S12S22P3,故最外层电子轨道排布式为;比较非金属性的强弱,可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,与氢气反应的剧烈程度,氢化物的稳定性,单质之间的置换反应等,对应阴离子的还原性强弱等,所以氢化物稳定性:H2O>NH3,则非金属性O大于N,
故答案为:;氢化物稳定性:H2O>NH3,则非金属性O大于N;
(2)亚钠具有氧化性,碘离子具有还原性,酸性条件下,二者发生氧化还原反应生成一氧化氮和碘和水,离子反应方程式为:2NO2﹣+4H++2I﹣═2NO+I2+2H2O,反应中N元素化合价由+3价降低为+2价,电子转移的方向和数目可表示为,
故答案为:;
(3)氯气、浓、酸性高锰酸钾等氧化性太强,还能继续氧化碘单质,故工业上氧化卤水中I﹣选择了价格并不便宜的亚钠,故答案为:氯气、浓、酸性高锰酸钾等氧化性太强,还能继续氧化碘单质;
(4)由电荷守恒可知 混合溶液中c(Cl﹣)+c(NO2﹣)+c(OH﹣)=c(H+)+c(Na+),又溶液至中性,则c(Cl﹣)+c(NO2﹣)=c(Na+),亚钠溶液中存在物料守恒c(NO2﹣)+c(HNO2)=c(Na+),所以 c(Cl﹣)=c(HNO2),故答案为:=;
(5)亚盐能被溴水氧化,在酸性条件下能氧化亚铁离子,而NaCl不能,操作为:取少量两种物质分别溶于适量水制成溶液,加入少量溴水,溴水褪色的是亚钠,没有褪色的是氯化钠,故答案为:取少量两种物质分别溶于适量水制成溶液,加入少量溴水,溴水褪色的是亚钠,没有褪色的是氯化钠。
【点评】本题考查物质的鉴别、氧化还原反应涉及电荷守恒和物料守恒的应用,为高频考点,把握性质与性质差异、性质与用途的关系为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
22.(15分)镁带能在 CO2中燃烧,生成氧化镁和单质碳。请完成下列填空:
(1)碳元素形成的单质有石、石墨、足球烯等。石的熔点远高于足球烯的原因 是 石为原子晶体而足球烯为分子晶体,石价键的键能高于足球烯中的分子间作用力 。
(2)氧化镁的电子式为 Mg2+[]2﹣ ,CO2的结构式为 O=C=O 。与镁同周期、离子半径最小的元素,其原子最外层的电子排布式为 3s23p1 ,其 1 个原子中能量最高的电子有 1 个。 一定条件下,在容积恒为 2.0L的容器中,Fe 和 CO2发生如下反应:CO2(g)+Fe(s)⇌FeO(s)+CO(g)
(3)若起始时向容器中加入 1mol CO2,5.0 min 后,容器内气体的相对平均分子量为32,则 n(CO2):n(CO)之比为 1:3 ,这段时间内用 CO2 表示的速率 V(CO2)= 0.025mol/(L•min) 。
(4)下列说法错误的是 cd 。
a.当混合气体的密度不变时说明反应达到了平衡
b.混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到了平衡
c.平衡后移除二氧化碳时,正反应速率一直减小直至建立新的平衡 d.平衡后缩小容器的体积,正逆反应速率不变,平衡不移动
(5)保持温度不变的情况下,待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳,平衡向 正向 移动(选填“正
向”、“逆向”、或“不”),二氧化碳的转化率 不变 (填“增大”,“减小”或“不变”)。
【分析】(1)原子晶的沸点高于分子晶体;
(2)氧化镁的电子式为Mg2+[]2﹣,CO2的结构式为O=C=O,与镁同周期、离子半径最小的元素为铝,其原子最外层的电子排布式为3s23p1,其中能量最高的电子为3p能级;
(3)假设5.0 min 后二氧化碳和一氧化碳的物质的量分别为a和b,则=32;根据速率的计算公式计算;
(4)当变量不变时平衡,根据平衡移动的影响因素分析;
(5)待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳,平衡向正向移动,但到达新平衡时的效果与原平衡等效,故二氧化碳的转化率不变。
【解答】解:(1)石为原子晶体而足球烯为分子晶体,石价键的键能高于足球烯中的范德华力,故熔点石大于石墨烯,
故答案为:石为原子晶体而足球烯为分子晶体,石价键的键能高于足球烯中的分子间作用力;
(2)氧化镁的电子式为Mg2+[]2﹣,CO2的结构式为O=C=O,与镁同周期、离子半径最小的元素为铝,其原子最外层的电子排布式为3s23p1,其中能量最高的电子为3p能级上的电子,有1个,故答案为:Mg2+[]2﹣;O=C=O;3s23p1;1;
(3)假设5.0 min 后二氧化碳和一氧化碳的物质的量分别为a和b,容器内气体的相对平均分子量为32,则=32,a:b=1:3.反应CO2(g)+Fe(s)⇌FeO(s)+CO(g)为气体体积不变的反应,则二氧化碳和一氧化碳的物质的量分别为0.25mol和0.75mol,二氧化碳减少量为0.25mol,ν(CO2)==0.025mol/(L•min),故答案为:1:3;0.025mol/(L•min);
(4)一定条件下,在容积恒为2.0L的容器中,CO2(g)+Fe(s)⇌FeO(s)+CO(g),
a.当混合气体的密度是变量,不变时说明反应达到了平衡,故正确;
b.混合气体的平均相对分子质量是变量,不变时说明反应达到了平衡,故正确;
c.平衡后移除二氧化碳时,正反应速率先减小后增大,直至建立新的平衡,故错误;
d.平衡后缩小容器的体积,正逆反应速率增大,但平衡不移动,故错误;
故答案为:cd;
(5)待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳,平衡向正向移动,但到达新平衡时的效果与原平衡等效,故二氧化碳的转化率不变,
故答案为:正向;不变。
【点评】本题考查了电子式、结构式、熔沸点高低比较、化学反应速率、化学平衡等知识,属于综合性题型,解题时要细心,避免书写的错误,难度中等。
23.(15分)某芳香烃 X(分子式为 C7H8)是一种重要的有机化工原料,研究部门以它为初始原料设计出如图所示的转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中 A 是一氯代物。
已知:①
②(苯胺,易被氧化)
(1)写出:X→A 的反应条件 光照 ;反应④的反应条件和反应试剂: O2、Cu、加热 。
(2)E 中含氧官能团的名称: 羧基 ;反应②的类型是 氧化反应 ; 反应②和③先后顺序不能颠倒的原因是 防止氨基被氧化(羧基不易被氧化,氨基容易被氧化) 。
(3)写出反应①的化学方程式: 。
(4)有多种同分异构体,写出 1 种含有 1 个醛基和 2 个羟基且苯环上只有 2 种一氯取代物的 芳香族化合物的结构简式: 。
(5)写出由 A 转化为的合成路线。(合成路线表示方法为:AB…目标产物) 。
【分析】芳香烃 X的分子式为 C7H8,则X为,A是X的一氯代物,A发生一系列反应生成,则A为,X和浓发生取代反应生成F,F发生氧化反应生成G,G发生还原反应生成邻氨基苯甲酸,则F为、G为;C能发生银镜反应,则C中含有醛基,A发生水解反应生成B为,C为,D为,D酸化得到E为;
(5)由 A 转化为,在催化剂条件下发生加成反应生成,再在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成,与氯气发生加成反应生成,最后在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成。
【解答】解:(1)X→A 为甲苯中甲基上H原子被Cl原子取代的反应,则该反应的反应条件光照;反应④醇的催化氧化反应,则该反应的反应条件和反应试剂:O2、Cu、加热,
故答案为:光照;O2、Cu、加热;
(2)E为,E中含氧官能团的名称:羧基;反应②的类型是氧化反应; 反应②和③先后顺序不能颠倒的原因是防止氨基被氧化(羧基不易被氧化,氨基容易被氧化),
故答案为:羧基;氧化反应;防止氨基被氧化(羧基不易被氧化,氨基容易被氧化);
(3)反应①为甲苯和浓的取代反应,该反应的化学方程式:,
故答案为:;
(4)有多种同分异构体,其中符合下列条件:含有1个醛基和 2个羟基且苯环上只有2种一氯取代物的芳香族化合物,应该具有对称结构,且醛基位于对称轴上,则符合条件的结构简式:,
故答案为:;
(5)由 A 转化为,在催化剂条件下发生加成反应生成,再在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成,与氯气发生加成反应生成,最后在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成,其合成路线为
故答案为:。
【点评】本题考查有机物的推断和合成,侧重考查分析推断及知识综合运用能力,明确官能团及其性质关系、物质之间的转化关系是解本题关键,注意结合流程图中反应条件、某些物质结构简式进行推断,题目难度中等。
24.(15分)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2•xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如图:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是 碱煮水洗 。
(2)步骤②需要加热的目的是 加快反应 ,温度保持80﹣95℃,采用的合适加热方式是 热水浴 。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为 C (填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是 将Fe2+全部氧化为Fe3+,不引入杂质 。分批加入H2O2,同时为了 防止Fe3+水解 ,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤 ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%.硫酸铁铵晶体的化学式为 NH4Fe(SO4)2•12H2O 。
【分析】废铁屑中含有油污,油污在碱性条件下水解,且碱和Fe不反应,所以可以用碱性溶液除去废铁屑中的油污,将干净铁屑进入稀硫酸中并加热,稀硫酸和Fe发生置换反应生成硫酸亚铁和氢气,过滤除去废渣得到滤液,滤液中含有未反应的稀硫酸和生成的硫酸亚铁,然后向滤液中加入H2O2,Fe2+ 被氧化生成Fe3+ 而得到硫酸铁溶液,然后向硫酸铁溶液中加入硫酸铵固体,然后通过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵固体;
(1)油污在碱性条件下水解;
(2)温度越高化学反应速率越快;低于100℃的加热需要水浴加热;铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,硫化物和稀硫酸反应生成H2S,H2S属于酸性气体,用碱液吸收,且要防止倒吸;
(3)H2O2具有氧化性,能氧化Fe2+,且双氧水被还原生成水;Fe3+水解导致溶液呈酸性,所以酸能抑制Fe3+水解;
(4)从溶液中获取晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法;
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水,失去结晶水的式量=18×1.5=27,失重5.6%,则该晶体式量==482,x=。
【解答】解:废铁屑中含有油污,油污在碱性条件下水解,且碱和Fe不反应,所以可以用碱性溶液除去废铁屑中的油污,将干净铁屑进入稀硫酸中并加热,稀硫酸和Fe发生置换反应生成硫酸亚铁和氢气,过滤除去废渣得到滤液,滤液中含有未反应的稀硫酸和生成的硫酸亚铁,然后向滤液中加入H2O2,Fe2+ 被氧化生成Fe3+ 而得到硫酸铁溶液,然后向硫酸铁溶液中加入硫酸铵固体,然后通过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵固体;
(1)油污在碱性条件下水解生成羧酸盐和甘油,羧酸盐和甘油都易溶于水,然后水洗,从而除去油污,
故答案为:碱煮水洗;
(2)温度越高化学反应速率越快,缩短反应时间,所以步骤②需要加热的目的是加快反应;低于100℃的加热需要水浴加热,所以温度保持80﹣95℃,采用的合适加热方式为热水浴;铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,硫化物和稀硫酸反应生成H2S,H2S属于酸性气体,用碱液吸收,且要防止倒吸,
BD不能防止倒吸且A溶解硫化氢能力较弱,所以选取C,
故答案为:加快反应;热水浴;C;
(3)H2O2具有氧化性,能氧化Fe2+生成铁离子且双氧水被还原生成水,不引进杂质,所以选取双氧水作氧化剂;Fe3+水解导致溶液呈酸性,H+能抑制Fe3+水解,为防止Fe3+水解需要溶液的pH保持0.5,
故答案为:将Fe2+全部氧化为Fe3+,不引入杂质;防止Fe3+水解;
(4)从溶液中获取晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法,所以步骤⑤中从溶液中获取晶体的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,
故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤;
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水,失去结晶水的式量=18×1.5=27,失重5.6%,则该晶体式量==482,x==12,所以其化学式为NH4Fe(SO4)2•12H2O,
故答案为:NH4Fe(SO4)2•12H2O。
【点评】本题考查物质制备,涉及物质分离提纯、反应条件选取、尾气处理、计算等知识点,侧重考查分析判断、实验操作、计算能力,明确流程图中各物质成分及其性质、化学反应原理及元素化合物性质是解本题关键,难点是(5)题计算,题目难度不大。下载本文