非选择题标准练七.docx
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非选择题标准练七
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非选择题标准练(七)
满分43分,实战模拟,20分钟拿到高考主观题高分!
可能用到的相对原子质量:
H-1 C-12 N-14
O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 P-31 S-32
Cl-35.5 Fe-56 Cu-64
1.(14分)半导体生产中常需要使用掺杂剂,以保证控制电阻率,三氯化磷(PCl3)是一种重要的掺杂剂。
实验室要用黄磷(即白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3,装置如图所示:
(部分夹持装置略去)
已知:
①黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5;②PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl;③PCl3遇O2会生成POCl3,POCl3溶于PCl3;④PCl3、POCl3的熔沸点见下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
PCl3
-112
75.5
POCl3
2
105.3
请回答下列问题:
(1)A装置中制氯气的离子方程式为___________________________。
(2)F中碱石灰的作用是_____________________________________。
(3)实验时,检査装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2,再迅速加入黄磷。
通干燥CO2的作用是____________________________________________。
(4)粗产品中常含有POCl3、PCl5等。
加入黄磷加热除去PCl5后,通过________(填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3。
(5)实验结束时,可以利用C中的试剂吸收多余的氯气,C中反应的离子方程式为_____________________________________________________________。
(6)通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数:
①迅速称取1.00g产品,加水反应后配成250mL溶液;
②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00mL0.1000mol·L-1碘水,充分反应;
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1000mol·L-1的Na2S2O3,溶液滴定;
④重复②、③操作,平均消耗Na2S2O3,溶液8.40mL;
已知:
H3PO3+H2O+I2
H3PO4+2HI,I2+2Na2S2O3
2NaI+Na2S4O6,假设测定过程中没有其他反应。
根据上述数据,该产品中PCl3的质量分数为________。
【解析】
(1)A装置中,加热条件下,浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰、氯气和水,离子方程式为MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O。
(2)因尾气中含有有毒气体氯气,且空气中水蒸气和氧气可能进入装置,所以用F装置利用碱石灰吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气和氧气进入烧瓶和PCl3反应。
(3)通入一段时间的CO2可以排尽装置中的空气,防止白磷与空气中的氧气接触发生自燃。
(4)由信息可知,POCl3与PCl3都是液体,沸点相差较大,故可以用蒸馏的方法进行分离。
(5)氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠和次氯酸钠的离子方程式:
Cl2+2OH-
Cl-+ClO-+H2O。
(6)0.1000mol·L-1碘溶液10.00mL中含有碘单质的物质的量为0.1000mol·L-1×0.0100L=0.00100mol,根据反应I2+2Na2S2O3
2NaI+Na2S4O6可知,与磷酸反应消耗的碘单质的物质的量为:
0.00100mol-0.1000mol·L-1×0.0084L×
=0.00058mol,再由H3PO3+H2O+I2
H3PO4+2HI可知,25mL三氯化磷水解后的溶液中含有的H3PO3的物质的量为n(H3PO3)=n(I2)=0.00058mol,250mL该溶液中含有H3PO3的物质的量为0.00058mol×
=0.0058mol,所以1.00g产品中含有的三氯化磷的物质的量为0.0058mol,该产品中PCl3的质量分数为
×100%=79.75%。
答案:
(1)MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)吸收多余的氯气、防止空气中的H2O和O2进入烧瓶和PCl3反应
(3)排尽装置中的空气,防止白磷自燃
(4)蒸馏
(5)Cl2+2OH-
Cl-+ClO-+H2O
(6)79.75%
【加固训练】
铁及其化合物在日常生活中很常见。
(1)氧化铁是重要的工业颜料,用废铁屑制备它的流程如图1:
图1
回答下列问题:
①操作Ⅱ所包含的两项主要基本操作是________。
上述流程中,Fe(OH)2转化成Fe(OH)3时的化学方程式为____________________________________________。
②将FeCl2溶液高温水解、氧化也可直接制得氧化铁,请写出反应的化学方程式:
_______________________________________________________________。
(2)有些同学认为用KMnO4溶液能进行绿矾(FeSO4·7H2O)产品中铁元素含量的测定,反应的离子方程式为:
_____________________________________________,
该滴定过程中________(填“是”或“否”)还需要指示剂。
实验步骤如下:
a.考虑绿矾产品可能因为保存不当被空气中氧气所氧化,所以事先取少量绿矾产品溶于水,滴加________溶液进行验证。
b.称取2.850g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容
c.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中
d.用硫酸酸化的0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL
请完成下列问题:
①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需________。
②某同学设计的图2下列滴定方式,最合理的是________。
(夹持部分略去)(填字母序号)
③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为________。
【解析】
(1)①铁屑用纯碱溶液洗去油污,加稀硫酸充分反应,经过过滤分离,在滤液中加入氨水得到氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁,再经过过滤、洗涤,然后再干燥,灼烧得到氧化铁,则:
操作Ⅱ所包含的两项主要基本操作是过滤、洗涤,上述流程中,Fe(OH)2转化成Fe(OH)3时的化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O2
4Fe(OH)3。
②将FeCl2溶液高温水解、氧化也可直接制得氧化铁,需要有氧气参与反应,反应还生成HCl,反应方程式为4FeCl2+4H2O+O2
2Fe2O3+8HCl。
(2)高锰酸钾溶液具有强氧化性,将Fe2+氧化为Fe3+,自身还原为Mn2+,反应离子方程式为5Fe2++Mn
+8H+
5Fe3++Mn2++4H2O,高锰酸钾为紫色,当滴定到终点时,Fe2+被完全氧化,加入的最后一滴高锰酸钾不反应,溶液的颜色变浅紫红色,不需要另外加入指示剂,步骤a,Fe2+被氧化为Fe3+,所以事先取少量绿矾产品溶于水,滴加KSCN溶液进行验证,若溶液变红色,说明被氧化,否则未被氧化。
①配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需250mL容量瓶;
②酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,盛放在酸式滴定管中,样品硫酸亚铁溶液呈酸性,应用酸式滴定管盛放,且向锥形瓶滴加硫酸亚铁溶液,与空气接触增大,会被氧气氧化,导致误差增大,故B最合理;
③n(Mn
)=0.01000mol·L-1×0.02L=2×10-4mol,由5Fe2++Mn
+8H+
5Fe3++
Mn2++4H2O,可知n(Fe2+)=5×2×10-4mol=1×10-3mol,所以250mL溶液中含有知n(Fe2+)=1×10-3mol×
=1×10-2mol,则m(FeSO4·7H2O)=278g·mol-1×1×10-2mol=2.78g,样品中FeSO4·7H2O的质量分数为
×100%=97.5%。
答案:
(1)①过滤、洗涤
4Fe(OH)2+2H2O+O2
4Fe(OH)3
②4FeCl2+4H2O+O2
2Fe2O3+8HCl
(2)5Fe2++Mn
+8H+
5Fe3++Mn2++4H2O 否
a.KSCN ①250mL容量瓶 ②B ③97.5%
2.(15分)铝灰的回收利用方法很多,现用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O,工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)加入过量稀硫酸溶解Al2O3的离子方程式是____________________________
________________________________________________________。
(2)流程中加入的KMnO4也可用H2O2代替,若用H2O2,发生反应的化学方程式为________________________________________________________。
(3)已知:
浓度均为0.1mol·L-1的金属阳离子,生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
步骤③的目的是___________________________________________________;
若在该浓度下除去铁的化合物,调节pH的最大范围是____________________。
(4)已知Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=4.0×10-38,当pH=2时,Fe3+开始沉淀的浓度为________。
(5)操作④发生反应的离子方程式为___________________________________;
为了验证该操作所得固体中确实含有MnO2,可选用的试剂是________或________。
(6)操作⑤“一系列操作”,下列仪器中不需要的是________(填序号)。
A.蒸发皿 B.坩埚
C.玻璃棒D.酒精灯
E.漏斗
【解析】
(1)加入过量稀硫酸溶解Al2O3的离子方程式为6H++Al2O3
2Al3++3H2O。
(2)流程中加入的KMnO4也可用H2O2代替,H2O2有强氧化性,能把Fe2+氧化为Fe3+,发生反应的化学方程式为H2O2+2FeSO4+H2SO4
Fe2(SO4)3+2H2O。
(3)根据流程图可知是将Fe2+氧化成Fe3+,并通过调节pH把Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,确保Al3+不沉淀出来,故调节pH的范围为2.8~3.4。
(4)pH=2时,c(OH-)=10-12mol·L-1,代入Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=4.0×10-38中,可得Fe3+开始沉淀的浓度为4×10-2mol·L-1。
(5)根据操作中出现紫红色消失的现象可知Mn
参与了反应,④发生反应的离子方程式为2Mn
+3Mn2++2H2O
5MnO2+4H+;为了验证该操作所得固体中确实含有MnO2,可选用的试剂是浓盐酸并加热或过氧化氢溶液,有气泡产生即可说明。
(6)操作⑤一系列操作中有蒸发浓缩、降温结晶、过滤,不需用的仪器是坩埚。
答案:
(1)6H++Al2O3
2Al3++3H2O
(2)H2O2+2FeSO4+H2SO4
Fe2(SO4)3+2H2O
(3)将Fe2+氧化为Fe3+,并通过调节pH把Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去 2.8~3.4
(4)4×10-2mol·L-1
(5)2Mn
+3Mn2++2H2O
5MnO2+4H+
浓盐酸 过氧化氢溶液
(6)B
3.(14分)甲醇是结构最为简单的饱和一元醇,又称“木醇”或“木精”,主要应用于精细化工、塑料、能源等领域。
已知甲醇制备的有关化学反应如下:
反应①:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1=-90.77kJ·mol-1
反应②:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2
反应③:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=-49.58kJ·mol-1
(1)反应②的ΔH2=___________________。
(2)若500℃时三个反应的平衡常数依次为K1、K2与K3,则K3=________(用K1、K2表示)。
已知500℃时K1、K2的值分别为2.5、1.0,并测得该温度下反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v(正)________v(逆)(填“>”“=”或“<”)。
(3)在3L容积可变的密闭容器中发生反应②,c(CO)随反应时间t变化如图中曲线Ⅰ所示。
若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是_____________________________________。
当通过改变压强使曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,曲线Ⅲ达到平衡时容器的体积为________。
(4)甲醇燃料电池可能成为未来便携电子产品应用的主流。
某种甲醇燃料电池工作原理如图所示,则通入a气体的电极反应式为_________________________。
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。
25℃时,将amol·L-1的CH3COOH与bmol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为_______________。
【解析】
(1)已知反应①:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1=-90.77kJ·mol-1,反应②:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2,反应③:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)
+H2O(g) ΔH3=-49.58kJ·mol-1,根据盖斯定律:
②=③-①得反应②的ΔH2
=+41.19kJ·mol-1。
(2)根据已知反应确定K1=c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)、K2=c(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2)、K3=c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2),则K3=K1·K2。
500℃时K1、K2的值分别为2.5、1.0,则K3=K1·K2=2.5,该温度下反应③在某时刻,Q=c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2)
=(0.3×0.15)/(0.83×0.1)≈0.9
(3)分析图象知t0时刻改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ,一氧化碳的平衡浓度没有变化而到达平衡的时间缩短,改变的条件是加入催化剂;反应②为反应前后气体物质的量不变的反应,改变压强,平衡不移动,曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,一氧化碳的浓度由3.0mol·L-1变为4.5mol·L-1,容器的体积由3L变为2L。
(4)根据题给装置知本题考查酸性甲醇燃料电池,根据外电路电子流向判断左侧电极为电池的负极,发生氧化反应,即甲醇被氧化为二氧化碳,结合碳元素的化合价变化确定失电子数目,根据原子守恒和电荷守恒配平,电极反应式为CH3OH-6e-+H2O
CO2+6H+。
(5)25℃时,将amol·L-1的CH3COOH与bmol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合,根据电荷守恒知2c(Ba2+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),又2c(Ba2+)=c(CH3COO-)=bmol·L-1,则c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1,根据醋酸与氢氧化钡溶液反应的化学方程式确定混合液中c(CH3COOH)=(a-2b)/2mol·L-1,该混合溶液中醋酸的电离常数为c(CH3COO-)c(H+)/c(CH3COOH)=
×10-7。
答案:
(1)+41.19kJ·mol-1
(2)K1·K2 >
(3)加入催化剂 2L
(4)CH3OH-6e-+H2O
CO2+6H+
(5)
×10-7
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