2020届高考化学高考前非选择题规范练：必考题型押题练(五)（含解析）

2020 届高考化学三轮冲刺非选择题规范练 必考题型押题练(五) 1、以 Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和 SO2 为原料可制备 N2H4·H2O（水 合肼）和无水 Na2SO3，其主要实验流程如下： 已知：①Cl2+2OH− ClO−+Cl−+H2O 是放热反应。 ②N2H4·H2O 沸点约 118 ℃，具有强还原性，能与 NaClO 剧烈反应生 成 N2。 （1）步骤Ⅰ制备 NaClO 溶液时，若温度超过 40℃，Cl2 与 NaOH 溶液 反应生成 NaClO3 和 NaCl，其离子方程式为____________________； 实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是______。 （2）步骤Ⅱ合成 N2H4·H2O 的装置如图−1 所示。NaClO 碱性溶液与尿 素水溶液在 40 ℃以下反应一段时间后，再迅速升温至 110 ℃继续反 应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是____；使用冷凝管的目的是__。（3）步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品 Na2CO3 制备无水 Na2SO3（水溶液 中 H2SO3、 、 随 pH 的分布如图−2 所示，Na2SO3 的溶解度曲 线如图−3 所示）。 ①边搅拌边向 Na2CO3 溶液中通入 SO2 制备 NaHSO3 溶液。实验中确定何 时停止通 SO2 的实验操作为_________________。 ②请补充完整由 NaHSO3 溶液制备无水 Na2SO3 的实验方案： ________，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。 解析：（1）温度超过40℃，Cl2 与 NaOH 溶液发生歧化反应生成 NaClO3、 NaCl 和 H2O，反应的化学方程式为 3Cl2+6NaOH 5NaCl+NaClO3+3H2O， 离子方程式为 3Cl2+6OH- 5Cl-+ClO3-+3H2O。由于 Cl2 与 NaOH 溶液 的反应为放热反应，为了减少 NaClO3 的生成，应控制温度不超过40℃、 减慢反应速率；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是： 缓慢通入 Cl2。 （2）步骤 II 中的反应为 NaClO 碱性溶液与尿素水溶液反应制备水 合肼，由于水合肼具有强还原性、能与 NaClO 剧烈反应生成 N2，为了 防止水合肼被氧化，应逐滴滴加 NaClO 碱性溶液，所以通过滴液漏斗 3HSO− 2 3SO −滴加的溶液是 NaClO 碱性溶液。NaClO 碱性溶液与尿素水溶液在 110℃继续反应，N2H4·H2O 沸点约 118 ℃，使用冷凝管的目的：减少 水合肼的挥发。 （3）①向 Na2CO3 溶液中通入 SO2 制备 NaHSO3 溶液，根据图示溶液 pH 约为 4 时，HSO3-的物质的量分数最大，则溶液的 pH 约为 4 时停止通 入 SO2；实验中确定何时停止通入 SO2 的实验操作为：测量溶液的 pH， 若 pH 约为 4，停止通 SO2。 ②由 NaHSO3 溶液制备无水 Na2SO3，首先要加入 NaOH 将 NaHSO3 转化为 Na2SO3，根据含硫微粒与 pH 的关系，加入 NaOH 应调节溶液的 pH 约为 10；根据 Na2SO3 的溶解度曲线，温度高于34℃析出 Na2SO3，低于34℃ 析出 Na2SO3·7H2O，所以从 Na2SO3 溶液中获得无水 Na2SO3 应控制温度 高于 34℃。因此由 NaHSO3 溶液制备无水 Na2SO3 的实验方案为：边搅 拌边向 NaHSO3 溶液中滴加 NaOH 溶液，测量溶液 pH，pH 约为 10 时， 停止滴加 NaOH 溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于 34℃ 条件下趁热过滤，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。 答案：(1). 3Cl2+6OH− 5Cl−+ClO3−+3H2O (2). 缓慢通入 Cl2 (3). NaClO 碱性溶液 (4). 减少水合肼的挥发 Δ(5). 测量溶液的 pH，若 pH 约为 4，停止通 SO2 (6). 边搅拌边向 NaHSO3 溶液中滴加 NaOH 溶液，测量溶液 pH，pH 约 为 10 时，停止滴加 NaOH 溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在 高于 34℃条件下趁热过滤 2、某化学兴趣小组为研究过氧化钠与 SO2 的反应情况，进行如 下探究。 (1)[提出假设] 向一定量的过氧化钠固体中通入足量的 SO2，对反应后的固体产 物成分及反应原理提出如下假设： 假设一：反应后固体中只有 Na2SO3，证明 SO2 未被氧化； 假设二：反应后固体中只有 Na2SO4，证明 SO2 完全被氧化； 假设三：反应后固体________________，证明 SO2 部分被氧化。 (2)[定性研究] 为验证假设三，该小组进行如下研究，请你完成下表中内容。 (3)[定量研究] 通过测量气体的体积判断发生的化学反应，实验装置如图： ①装置 B 中所盛装试剂的名称为________。 ②装置 D 的作用是____________________________________。 ③请画出实验装置 E。 ④实验测得装置 C 中过氧化钠质量增加了 m1 g，装置 D 质量增加 了 m2 g，装置 E 中收集到的气体为 V L(已换算成标准状况下)，用上 述有关测量数据进行填表判断。 SO2 被氧化的程度 V 与 m1 或 m2 的关系 未被氧化 — 完全被氧化 V＝0 部分被氧化 答案　(1)为 Na2SO3 和 Na2SO4 的混合物 (2)实验步骤(不要求写出具体操作过 程) 预期的实验现象和结论 加少量水溶解，加入 BaCl2 溶液， 再加入稀盐酸 加入 BaCl2 溶液有白色沉淀产生， 加入稀盐酸沉淀部分溶解，证明原 固体中既有亚硫酸钠也有硫酸钠 (其他合理答案均可。如先加足量稀盐酸，再加 BaCl2 溶液) (3)①浓硫酸　②吸收未反应的 SO2　③如图(或其他合理答案) ④0c(H＋) D．c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO－3 )＋2c(H2CO3) (6)CoO 溶于盐酸可得粉红色的 CoCl2 溶液。CoCl2 含结晶水数目不同 而呈现不同颜色，利用蓝色的无水 CoCl2 吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的 CoCl2·6H2O 晶体受热分解时， 剩余固体质量随温度变化的曲线，A 物质的化学式是______________。 答案　(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2 ＋3H2↑ (2)4Co2O3·CoO ＋ Na2S2O3 ＋ 11H2SO4===12CoSO4 ＋ Na2SO4 ＋ 11H2O　 Co2O3·CoO 可氧化盐酸产生 Cl2，污染环境 (3)2Al3＋＋3CO2－3 ＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑ (4)调节 pH，提供 CO2－3 ，使 Co2＋沉淀为 CoCO3 (5)BCD (6)CoCl2·2H2O 解析　(2)Co 3O4 和 Na2S2O3 在酸性条件下发生氧化还原反应生成 CoSO4 、 Na2SO4 和 H2O ， 反 应 方 程 式 为 ： 4Co2O3·CoO ＋ Na2S2O3 ＋ 11H2SO4===12CoSO4 ＋ Na2SO4 ＋ 11H2O ； 盐 酸 具 有 还 原 性 ， 能 被 Co2O3·CoO 氧化生成有毒的氯气而污染环境，所以不能用盐酸。(4)在过程Ⅲ中铝离子能与碳酸根离子发生双水解反应生成氢氧化铝 和二氧化碳；碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调节 pH，提供 CO2－3 ，使 Co2＋沉 淀为 CoCO3。 (5)Na2CO3 溶液中电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO－3 )＋c(OH－)＋ 2c(CO2－3 )，故 A 错误；碳酸根离子发生水解以及水的电离，所以溶液 中离子浓度：c(Na＋)＞c(CO2－3 )＞c(OH－)＞c(HCO－3 )＞c(H＋)，故 B、 C 正确；Na 2CO3 溶液中质子守恒：c(OH － )＝ c(H ＋ )＋ c(HCO－3 )＋ 2c(H2CO3)，故 D 正确。 (6)设 A 物质的化学式为 CoCl2·nH2O，则有： CoCl2·6H2O～CoCl2·nH2O　Δm 238 18(6－n) 119mg119mg－83mg 238 119mg＝ 186－n 119mg－83mg，解得：n＝2， 所以 A 物质的化学式为：CoCl2·2H2O。 6、“低碳经济”备受关注，CO2 的有效开发利用成为科学家研究 的重要课题。(1)已知：CO2(g)＋2H2(g) C(s)＋2H2O(g) ΔH＝－90.0 kJ·mol－1 H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1 C(s)的燃烧热 ΔH＝－394.0 kJ·mol－1。 则表示 H2 燃烧热的热化学方程式为______________。 (2) 在 0.1 MPa 、 Ru/TiO2 催 化 下 ， 将 H2 和 CO2 按 投 料 比 n(H2)∶n(CO2)＝4∶1 置于恒压密闭容器中发生反应： 反应Ⅰ　CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ　CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 测得 CO2 转化率、CH4 和 CO 选择性随温度变化情况分别如图 1 和 图 2 所示。 (选择性：转化的 CO2 中生成 CH4 或 CO 的百分比)①反应Ⅰ的 ΔH1________(填“＞”“＜”或“＝”)0；理由是 _________。 ② 温 度 过 低 或 过 高 均 不 利 于 反 应 Ⅰ 的 进 行 ， 原 因 是 ______________________________。 ③350 ℃时，反应Ⅰ的平衡常数 Kp＝________(用平衡分压代替 平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 ④ 为 减 少 CO 在 产 物 中 的 比 率 ， 可 采 取 的 措 施 有 ________________(列举一条)。 (3)为探究反应Ⅰ的反应速率与浓度的关系，向恒容密闭容器中 通入浓度均为 1.0mol·L－1 的 H2 与 CO2。根据相关数据绘制出反应速 率与浓度的关系曲线：v 正～c(CO2)和 v 逆～c(H2O)。则曲线 v 正～c(CO2)对应的是图 3 中的曲线________(填“甲”或 “乙”)；该反应达到平衡后，某一时刻降低温度，反应重新达到平 衡，则此时曲线甲对应的平衡点可能为________(填字母，下同)。曲 线乙对应的平衡点可能为________。 答案　(1)H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(l)ΔH＝－286.0 kJ·mol－1 (2)①＜　反应Ⅰ在 350 ℃达到平衡状态后，随温度升高 CO2 的 平衡转化率降低，所以该反应是放热反应 ②温度过低，化学反应速率慢；温度过高，反应Ⅰ向逆反应方向 进行且 CH4 的选择性减小 ③2.89×104(MPa)－2　④降低温度或增大压强 (3)乙　D　C 解析　(1)由题意知 CO2(g)＋2H2(g) C(s)＋2H2O(g)　ΔH＝ －90.0 kJ·mol－1①H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1② C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394.0 kJ·mol－1③ 根 据 盖 斯 定 律 ， 由 (① － ②×2 ＋ ③)×1 2可 得 H2(g) ＋ 1 2 O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286.0 kJ·mol－1。 (2)①由题图 2 可知，温度≤400 ℃时，容器中只发生反应Ⅰ， 结合题图 1 可知，反应Ⅰ在 350 ℃达到平衡状态后，随温度升高 CO2 的平衡转化率降低，说明该反应为放热反应。 ②温度过低，反应速率慢；温度过高，反应Ⅰ向逆反应方向进行 且 CH4 的选择性减小，故温度过低或过高均不利于反应Ⅰ的进行。 ③设 CO2 的起始投料量为 x mol，则 平衡时 CO2 的分压为0.2 3.4×0.1 MPa，H2 的分压为0.8 3.4×0.1 MPa， CH4 的分压为0.8 3.4×0.1 MPa，H2O(g)的分压为1.6 3.4×0.1 MPa，故反应Ⅰ 的平衡常数 Kp＝p(CH4)·p2(H2O) p4(H2)·p(CO2) ＝2.89×104(MPa)－2。④降低温度或增大压强都能减少 CO 在产物中的比率。 (3)由题意及题图 3 可知，曲线乙为 v 正～c(CO2)；降低温度反应 速率减小，平衡正向移动，重新达到平衡时，H2O 的浓度增大，CO2 的 浓度减小，则此时曲线甲对应的平衡点可能为 D，曲线乙对应的平衡 点可能为 C。