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可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 Fe—56 Cu—64 Ce——140
第I卷(选择题 共48分)
一、选择题。(本题包括16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1、 2015年8月12日天津塘沽发生大型爆炸事件造成多人伤亡,专家估测其能量不亚于24吨TNT(2、4、6—三硝基甲苯)爆炸发出的能量,同时现场发现有大量的碱、氰化钠等化学物质。下列说法正确的是
A. 爆炸一定都属于化学变化
B. 盛放氰化钠的容器上应贴有如图所示的安全标识
C. 生石灰烧伤应立即用大量的水冲洗并涂上中和剂硼酸
D. TNT爆炸的产物只有CO、CO2及氮氧化物
2、 下列化学用语表示正确的是
A. 钾离子结构示意图: B. N2H4的电子式:
C. 聚丙烯的结构简式: D. 中子数为79、质子数为55的铯(Cs)原子:Cs
3、 下列有关物质性质与应用对应关系正确的是
A. 液氨汽化吸收大量的热,可用作制冷剂
B. SO2具有还原性,可用作漂白剂
C. 晶体硅熔点高硬度大,可用于制作半导体材料
D. 常温下浓硫酸具有强氧化性,可用作脱水剂
4、 下列图示与对应的叙述一致的是
A. 图1表示在新型催化剂作用下利用太阳能使水分解的能量变化曲线
B. 图2表示KNO3溶解度曲线,α点所示溶液为50℃时的不饱和溶液
C. 图3表示常温下pH=2的HCl溶液加水稀释倍数与pH的变化关系
D. 图4表示10ml 0.01ml/L KMnO4酸性溶液与过量的0.1mol/L H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+)随时间的变化(Mn2+对该反应有催化作用)
5、 设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 50g质量分数为17%的H2O2水溶液中含氧原子数目为0.5NA
B. 12g石墨烯(如右图)中含有C—C键的数目为1.5NA
C. 常温下,1L pH=13的Ba(OH)2溶液中含有OH-的数目为0.2NA
D. 一定量的Na2O2与H2O反应产生1.12L O2,则反应中转移的电子数为0.1NA
6、 用下列实验装置进行物质的制备,设计正确且能达到实验目的的是
A. 用图1装置制备纯净的乙酸乙酯
B. 用图2装置制备Fe(OH)2,并能保持一段时间的白色
C. 用图3装置先通CO2、在通NH3制备Na2CO3
D. 用图4装置制取少量NH3
7、 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 水电离出的c(H+)·c(OH-)=10-22的溶液:Mg2+、K+、Br-、HCO3-
B. 滴入少量KSCN溶液显红色的溶液中:Na+、K+、I-、NO3-
C. 使pH试纸呈蓝色的溶液:Na+、AlO2-、SO42-、Cl-
D. 使甲基橙变红的溶液:Ca2+、NH4+、CH3COO-、Cl-
8、 短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、W处于同一主族,且元素X的化合价没有正价,Y、Z、W最高价氧化物对应的水化物两两之间都能反应。则下列说法不正确的是
A. 简单离子半径大小顺序:rx>ry>rz
B. W的单质和水反应生成两种强电解质
C. Y、Z的单质均可通过电解制得
D. X的气态氢化物的热稳定性比W的强
9、 X、Y、Z三种物质均含某种元素,箭头表示物质间的转化一步就能实现,则X不可能是
A. SiO2 B. CO2 C. Na D. HNO3
10、下列实验中根据现象所得结论正确的是
操作
现象
结论
A
向某未知溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液
生成白色沉淀
该溶液中一定含有SO42-
B
用一束强光照射Na2SiO3溶液
溶液中出现一条光亮的通路
溶液中可能含有硅酸胶体
C
向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中滴入几滴0.1mol/LH2SO4溶液
试管口出现红棕色气体
溶液中NO3-被Fe2+还原为NO2
D
淀粉溶液中加稀硫酸,加热片刻后再滴加银氨溶液,并用水浴加热
无银镜生成
淀粉未发生水解
11、向50ml物质的量浓度均为0.1mol/L (NH4)2SO4、Al2(SO4)3溶液中逐滴滴入0.1mol/L Ba(OH)2溶液200ml,随着Ba(OH)2溶液体积的变化,沉淀总物质的量(n)的变化如图所示。下列叙述不正确的是
A. a=150
B. Y点对应溶液为氨水
C. OX、XY两段沉淀种类相同
D. 继续滴加Ba(OH)2溶液,发生的离子反应为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
12、测得某工业废水中含有乙酸钠及对氯酚(),为改善水质现利用微生物电池加以去除,反应原理如下图所示,下列说法正确的是
A. X极为微生物电池的负极 B. 该电池能够在高温下工作
C. 图中离子交换膜应为阴离子交换膜 D. Y极电极反应式为:CH3COO--8e-+4H2O=2HCO3-+9H+
13、华法林是一种可以长期使用的口服抗凝血药物,其合成线路如下:
下列说法正确的是
A. 物质I的分子式为C9H6O3
B. 物质II中处于同一平面上的碳原子最多有7个
C. 1mol 华法林最多消耗3mol NaOH
D. 向反应产物中加入金属钠可检验其中是否有反应物I剩余
14、下列说法正确的是
A. 体积相等pH=12的氨水和NaOH溶液中和盐酸的能力相同
B. 室温下,向NH4HSO4溶液中加入NaOH溶液至中性,则c(SO42-)>c(Na+)>c(NH4+)
C. 物质的量浓度之比为1:2的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中:
2=3c(Na+)
D. 向10ml 0.01mol/L AgNO3溶液中依次滴入2~3滴0.01mol/L NaCl溶液、0.01mol/L NaI溶液,所得沉淀由白色变成黄色,则可推知Kap(AgI)p2
B. b、c两点对应的平衡常数:Kc>Kb
C. a点:2v(NH3)正=3v(H2)逆
D. a点:NH3的转化率为1/3
16、某学生设计如下实验步骤测定铁铜合金的组成:
说明:以上所有气体体积都已换算成标准状况时的数据
下列说法正确的是
A. 不溶物Y为Cu且质量是1.6g
B. 合金中铁单质的质量是1.68g
C. 合金中氧元素的物质的量是0.01mol
D. X溶液中既含有CuSO4又含有FeSO4
第II卷(非选择题 共52分)
二、非选择题。(本题包括4小题,共52分)
17、(13分)乙酸正丁酯是一种水果香味的无色透明液体,常用于调制香料和药物。实验室用正丁醇和乙酸制备,反应原理如下:
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
某兴趣小组拟用如图装置制备少量乙酸正丁酯:
步骤1:加料。向干燥的100ml圆底烧瓶中加入37ml正丁醇、22ml冰醋酸及10滴浓硫酸(试剂加入顺序未确定),摇匀后,加入几粒沸石。然后安装分水器(先在分水器上端小心加水至分水器支管口处,然后再放出1~2ml的水)及回流冷凝管。
步骤2:加热回流。通过活塞控制分水器中水层液面的高度。反应完毕,停止加热。
步骤3:冷却(不可以拆卸回流冷凝管)。冷却至室温后,将烧瓶中的混合物与分水器中的酯层合并,转入分液漏斗中。
步骤4:依次用10ml水,10ml 10%碳酸钠溶液洗至中性(pH=7),再水洗一次,向洗涤后的有机相中加入适量的无水硫酸镁固体。放置一段时间后过滤、蒸馏、收集124~126℃馏分,得产品)
步骤5:用一干燥的小烧杯称产品,重量为29.0g。
相关物质的性质如下表:
物质名称
沸点/℃
熔点/℃
密度/g·cm-3
水中溶解度
正丁醇
117.3
-89.5
0.80
7.1g/100g
乙酸
118
16.6
1.0492
互溶
乙酸正丁酯
126.1
-78
0.8826
1.4g/100g
根据题意完成下列填空:
(1)加料时,三种试剂的加入顺序为 。
(2)该实验中,冷凝水从 (填“a”或“b”)口通入,使用分水器的目的是 。
(3)步骤2中判断反应结束的现象是 。
(4)步骤3中从分液漏斗中得到酯的操作 ,用10% Na2CO3溶液洗涤有机相,是为了除去有机相中的 (填结构简式)。
(5)步骤4中加入无水硫酸镁固体的作用是 。
(6)实验中正丁醇的转化率为 。
18、(12分)铈是一种重要的稀土金属元素,以下是其重要化合物Ce(OH)4的一种制备方法:
注:高铈是指溶液中Ce为+4价。
(1)高铈硫酸盐溶液可用于吸收硝酸工厂废气中的NO(如下图),则该反应过程中氧化产物为 。
(2)已知硫酸铈钠中各离子的物质的量之比为1:1:2,则硫酸铈钠的化学式为 。
(3)“还原”过程温度不能过高的原因是 。
(4)写出加入氨水时发生反应的离子方程式 。
(5)“氧化”过程若用NaClO代替O2,写出该反应的化学方程式 。
(6)为测定Ce(OH)4样品的纯度,现设计如下步骤:取上述样品2.68g用适量稀硫酸溶解后,加蒸馏水稀释至100ml。准确量取出20.00ml溶液于锥形瓶中,滴加2~3滴邻菲罗啉(指示剂),用0.1000mol·L-1 FeSO4标准溶液滴定至终点,并记录消耗FeSO4标准溶液的体积。将上述步骤重复2~3次,记录消耗标准溶液的平均体积为25.00ml,则产品的纯度为 。
19、(14分)铜是一种常见的金属元素,其有多种用途广泛的化合物。
I、氯化亚铜(CuCl)是一种白色粉末,不溶于乙醇,微溶于水,易溶于浓盐酸,露置在空气中迅速被氧化成碱式盐。可用于一氧化碳、乙炔等气体含量的测定。以粗铜(含Cu、Fe)为原料可制备纯净的CuCl,其流程如下:
(1)气体X的化学式 ,“酸溶”采用浓盐酸的原因是 。
(2)“酸溶”所得溶液成分分析:c(CuCl2)=5mol·L-1,c(FeCl3)=1 mol·L-1。已知:Kap=4.0×10-38,Kap=4.8×10-20,当溶液中金属离子的浓度小于10-5 mol·L-1时可认为其沉淀完全,则上述流程中滴加NaOH溶液调节pH,其范围约为 (数值取整数)。
(3)反应2的离子方程式为 。
(4)设计实验提纯析出的CuCl粗晶体: 。
II、纳米氧化亚铜(Cu2O)可用作光电材料,可用电解法制得(如图)。酸性介质中Cu2O不能稳定存在,潮湿的空气中可缓慢被氧化成CuO。
(5)阳极的电极反应式为: 。
(6)电解过程中从烧杯底部通入N2,其可能的作用:
①搅动溶液,使OH-迅速扩散;
② 。
20、(13分)日常生活、生产中甲烷既是重要的清洁能源也是一种重要的化工原料。
(1)下图是CH4/H2O体系放氢焓变示意图:
则CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H= 。
(2)合成气(CO、H2)是一种用途相当广泛的化工基础原料,常被用来合成很多有机物,如甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)等。
①在压强为0.1MPa条件下,物质的量之比为1:3的CO、H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0。若容器体积不变,改变下列条件新平衡下甲醇体积分数增大的是 (填字母)。
A. 升高温度 B. 将CH3OH(g)从体系中分离
C. 充入N2使体系总压强增大 D. 再充入1mol CO和3mol H2
②二甲醚被誉为“21世纪的清洁燃料”。一定条件下利用H2、CO合成CH3OCH3。其反应方程式为:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),该反应的平衡常数表达式为 。最近研究发现一种新型的催化剂(主要成分是Cu、Mn的合金)对CO和H2合成二甲醚具有较好的催化效率。根据如图判断,催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为 时最有利于二甲醚的合成。
③以甲醇为原料是合成二甲醚的又一途径:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)。一定温度下,向2L某容器中充入一定量的CH3OH,10s到达平衡后测得CH3OH 0.04mol,CH3OCH3 0.08mol,则用甲醇表示反应在10s内的平均反应速率为 ,相同条件下起始时向该容器中充入CH3OH 0.15mol、CH3OCH3 0.15mol、和H2O 0.10mol,则反应将向 方向进行(填“正反应”或“逆反应”)。
二、非选择题
17、(1)正丁醇、冰醋酸、浓硫酸(2分)
(2)a(1分)及时分离出产物水,使化学平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率(2分)
(3)分离器中水层高度不再变化(2分)
(4)打开分液漏斗活塞,让水层从分液漏斗下口流出,酯层从上口倒出(2分)H2SO4和CH3COOH(1分)
(5)除去有机相中残留的水(1分)
(6)65%(2分)
18、(1)NO2-、NO3-(2分)
(2)NaCe(SO4)2(2分)
(3)防止H2O2分解(2分)
(4)Ce3++3NH3·H2O=Ce(OH)3↓+3NH4+(2分)
(5)2Ce(OH)3+NaClO+H2O=2Ce(OH)4+NaCl(2分)
(6)0.97(2分)
19、(1)Cl2(2分)抑制Fe3+、Cu2+的水解,且不引入杂质(2分)
(2)3~4(2分)
(3)2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+(2分)
(4)将CuCl粗晶体用蒸馏水洗涤后再用无水乙醇冲洗,最后真空烘干(2分)
(5)2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O(2分)
(6)作为保护气防止空气中的氧气氧化电解产生的Cu2O(2分)
20、(1)+123.8kJ·mol-1(3分)
(2)①D(2分)
②(2分) 2.0(2分)
③0.008mol·L―1·s―1(2分) 正反应(2分)