温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,汇文网负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。
网站客服:3074922707
2016
年高
化学
新课
解析
2016年全国统一高考化学试卷(新课标Ⅲ)
一、选择题.
1.(3分)化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是( )
选项
化学性质
实际应用
A
ClO2具有强氧化性
自来水消毒杀菌
B
SO2具有还原性
用作漂白剂
C
NaHCO3受热易分解并且生成气体
焙制糕点
D
Al(OH)3分解吸收大量热量并有H2O生成
阻燃剂
A.A B.B C.C D.D
2.(3分)下列说法错误的是( )
A.乙烷光照下能与浓盐酸发生取代反应
B.乙烯可以用作生产食品包装材料的原料
C.乙醇室温下在水中的溶解度大于溴乙烷
D.乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体
3.(3分)下列有关实验的操作正确的是( )
实验
操作
A
除去NaHCO3固体中混有的NH4Cl
直接将固体加热
B
实验室收集Cu与稀硝酸反应成的NO
向上排空气法收集
C
检验乙酸具有酸性
配制乙酸溶液,滴加NaHCO3溶液有气泡产生
D
测定某稀硫酸的浓度
取20.00ml该稀硫酸于干净的锥形瓶中,用0.1000mol/L的NaOH标准液进行滴定
A.A B.B C.C D.D
4.(3分)已知异丙苯的结构简式如图,下列说法错误的是( )
A.异丙苯的分子式为C9H12
B.异丙苯的沸点比苯高
C.异丙苯中碳原子可能都处于同一平面
D.异丙苯和苯为同系物
5.(3分)锌﹣空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH﹣+2H2O═2Zn(OH)42﹣.下列说法正确的是( )
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH﹣)逐渐减小
C.放电时,负极反应为:Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn(OH)42﹣
D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
6.(3分)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性.下列说法正确的是( )
A.W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性
B.简单离子半径:W<X<Z
C.气态氢化物的热稳定性:W<Y
D.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z
7.(3分)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1mol•L﹣1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中>1
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变
二、解答题.
8.过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂.以下是一种制备过氧化钙的实验方法.回答下列问题:
(一)碳酸钙的制备
(1)步骤①加入氨水的目的是 .小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于 .
(2)如图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是 (填标号).
a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁
b.玻璃棒用作引流
c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁
d.滤纸边缘高出漏斗
e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
(二)过氧化钙的制备
(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈 性(填“酸”、“碱”或“中”).将溶液煮沸,趁热过滤,将溶液煮沸的作用是 .
(4)步骤③中反应的化学方程式为 ,该反应需要在冰浴下进行,原因是 .
(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是 .
(6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品.该工艺方法的优点是 ,产品的缺点是 .
9.煤燃烧排放的烟含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:
(1)NaClO2的化学名称为 。
(2)在鼓泡反应器中通入含SO2、NOx的烟气,反应温度323K,NaClO2溶液浓度为5×10﹣3mol•L﹣1.反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表。
离子
SO42﹣
SO32﹣
NO3﹣
NO2﹣
Cl﹣
c/(mol•L﹣1)
8.35×10﹣4
6.87×10﹣6
1.5×10﹣4
1.2×10﹣5
3.4×10﹣3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 。增加压强,NO的转化率 (填“提高”、“不变”或“降低”)。
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
③由实验结果可知,脱硫反应速率 脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)原因是除了SO2和NO在烟气中初始浓度不同,还可能是 。
(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压Pe如图所示。
①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
②反应ClO2﹣+2SO32﹣═2SO42﹣+Cl﹣的平衡常数K表达式为 。
(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是 。
②已知下列反应:
SO2(g)+2OH﹣(aq)═SO32﹣(aq)+H2O(l)△H1
ClO﹣(aq)+SO32﹣(aq)═SO42﹣(aq)+Cl﹣(aq)△H2
CaSO4(s)═Ca2+(aq)+SO42﹣(aq)△H3
则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO﹣(aq)+2OH﹣(aq)═CaSO4(s)+H2O(l)+Cl﹣(aq)的△H= 。
10.以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂.从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境
又有利于资源综合利用.废钒催化剂的主要成分为:
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量分数/%
2.2~2.9
2.8~3.1
22~28
60~65
1~2
<1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
回答下列问题:
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为 ,同时V2O4转成VO2+.“废渣1”的主要成分是 .
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为 mol.
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124﹣形式存在于溶液中.“废渣2”中含有 .
(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+V4O124﹣R4V4O12+4OH﹣(以ROH为强碱性阴离子交换树脂).为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈 性(填“酸”“碱”“中”).
(5)“流出液”中阳离子最多的是 .
(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式 .
【[化学——选修2:化学与技术】(15分)
11.(15分)聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂,如图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程.
回答下列问题
(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁,铁锈的主要成分为 .粉碎过筛的目的是 .
(2)酸浸时最合适的酸是 ,写出铁锈与酸反应的离子方程式 .
(3)反应釜中加入氧化剂的作用是 ,下列氧化剂中最合适的是 (填标号).
A.KMnO4 B.Cl2 C.H2O2 D.HNO3
(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内,pH偏小时Fe3+水解程度弱,pH偏大时则 .
(5)相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是 .
(6)盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标,定义式为B= (n为物质的量).为测量样品的B值,取样品m g,准确加入过量盐酸,充分反应,再加入煮沸后冷却的蒸馏水,以酚酞为指示剂,用c mol•L﹣1的标准NaOH溶液进行中和滴定(部分操作略去,已排除铁离子干扰).到终点时消耗NaOH溶液V mL.按上述步骤做空白对照试验,消耗NaOH溶液V0 mL,已知该样品中Fe的质量分数w,则B的表达式为 .
【化学-选修3:物质结构与性质】(15分)
12.(15分)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等.回答下列问题:
(1)写出基态As原子的核外电子排布式 .
(2)根据元素周期律,原子半径Ga As,第一电离能Ga As.(填“大于”或“小于”)
(3)AsCl3分子的立体构型为 ,其中As的杂化轨道类型为 .
(4)GaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是 .
(5)GaAs的熔点为1238℃,密度为ρ g•cm﹣3,其晶胞结构如图所示.该晶体的类型为 ,Ga与As以 键键合.Ga和As的摩尔质量分别为MGa g•mol﹣1和MAs g•mol﹣1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏伽德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 .
四、【化学-选修5:有机化学基础】(15分)
13.(15分)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,成为Glaser反应.
2R﹣C≡C﹣HR﹣C≡C﹣C≡C﹣R+H2
该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值.下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
回答下列问题:
(1)B的结构简式为 ,D的化学名称为 .
(2)①和③的反应类型分别为 、 .
(3)E的结构简式为 .用1mol E合成1,4﹣二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气 mol.
(4)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物,该聚合反应的化学方程式为 .
(5)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3:1,写出其中3种的结构简式 .
(6)写出用2﹣苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线 .
2016年全国统一高考化学试卷(新课标Ⅲ)
参考答案与试题解析
一、选择题.
1.(3分)化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是( )
选项
化学性质
实际应用
A
ClO2具有强氧化性
自来水消毒杀菌
B
SO2具有还原性
用作漂白剂
C
NaHCO3受热易分解并且生成气体
焙制糕点
D
Al(OH)3分解吸收大量热量并有H2O生成
阻燃剂
A.A B.B C.C D.D
【考点】EM:氯、溴、碘及其化合物的综合应用;F5:二氧化硫的化学性质;GF:钠的重要化合物;GK:镁、铝的重要化合物.菁优网版权所有
【专题】52:元素及其化合物.
【分析】A.具有强氧化性,可用于杀菌消毒;
B.做漂白剂与漂白性有关;
C.NaHCO3不稳定,与酸反应生成二氧化碳气体;
D.氢氧化铝分解吸收热量。
【解答】解:A.ClO2具有强氧化性,可使蛋白质变性,可用于杀菌消毒,故A正确;
B.做漂白剂与漂白性有关,与还原性无关,故B错误;
C.NaHCO3不稳定,与酸反应生成二氧化碳气体,可用于焙制糕点,故C正确;
D.氢氧化铝分解吸收热量,可用于阻燃剂,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查物质的性质与应用,为高考常见题型和高频考点,侧重考查学生的双基的掌握,有利于培养学生良好的科学素养,难度不大。
2.(3分)下列说法错误的是( )
A.乙烷光照下能与浓盐酸发生取代反应
B.乙烯可以用作生产食品包装材料的原料
C.乙醇室温下在水中的溶解度大于溴乙烷
D.乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体
【考点】HD:有机物的结构和性质.菁优网版权所有
【专题】533:有机反应.
【分析】A.乙烷与浓盐酸不反应;
B.聚乙烯为食品包装材料;
C.乙醇与水分子间含氢键,溴乙烷不含;
D.乙酸和甲酸甲酯的分子式相同,结构不同。
【解答】解:A.乙烷与浓盐酸不反应,光照下可与卤素单质发生取代反应,故A错误;
B.聚乙烯为食品包装材料,乙烯可合成聚乙烯,故B正确;
C.乙醇与水分子间含氢键,溴乙烷不含,则乙醇室温下在水中的溶解度大于溴乙烷,故C正确;
D.乙酸和甲酸甲酯的分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质的关系、有机反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意常见有机物的性质,题目难度不大。
3.(3分)下列有关实验的操作正确的是( )
实验
操作
A
除去NaHCO3固体中混有的NH4Cl
直接将固体加热
B
实验室收集Cu与稀硝酸反应成的NO
向上排空气法收集
C
检验乙酸具有酸性
配制乙酸溶液,滴加NaHCO3溶液有气泡产生
D
测定某稀硫酸的浓度
取20.00ml该稀硫酸于干净的锥形瓶中,用
0.1000mol/L的NaOH标准液进行滴定
A.A B.B C.C D.D
【考点】U5:化学实验方案的评价.菁优网版权所有
【专题】25:实验评价题.
【分析】A.碳酸氢钠热稳定性较弱,加热易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水;
B.NO与空气中氧气反应,不能用排空气法收集;
C.乙酸溶液中滴加NaHCO3溶液有气泡产生,证明乙酸的酸性大于碳酸;
D.该中和滴定实验中没有加入指示剂.
【解答】解:A.由于碳酸氢钠加热易分解,不能利用加热的方法除去NaHCO3固体中混有的NH4Cl,故A错误;
B.NO与氧气反应,应该用排水法收集,不能用排空气法收集,故B错误;
C.配制乙酸溶液,滴加NaHCO3溶液有气泡产生,证明乙酸的酸性大于碳酸,碳酸具有酸性,则证明乙酸具有酸性,故C正确;
D.稀硫酸与NaOH溶液的反应没有明显现象,需要滴入指示剂,否则无法完成实验,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了化学实验方案的评价,题目难度不大,涉及物质分离与提纯、气体收集方法、中和滴定等知识,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.
4.(3分)已知异丙苯的结构简式如图,下列说法错误的是( )
A.异丙苯的分子式为C9H12
B.异丙苯的沸点比苯高
C.异丙苯中碳原子可能都处于同一平面
D.异丙苯和苯为同系物
【考点】HD:有机物的结构和性质.菁优网版权所有
【专题】534:有机物的化学性质及推断.
【分析】A.由有机物结构简式可知有机物的分子式为C9H12;
B.异丙苯和苯均为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高;
C.苯环为平面结构,与苯环直接相连的C在同一平面内,四面体C最多三原子共平面;
D.异丙苯和苯的结构相似,分子组成上相差3个CH2原子团,互为同系物.
【解答】解:A.由有机物结构简式可知有机物的分子式为C9H12,故A正确;
B.异丙苯和苯均为分子晶体,异丙苯的相对分子质量比苯大,故分子间作用力强与苯,沸点比苯高,故B正确;
C.苯环为平面结构,但侧链中存在四面体结构,故C错误;
D.异丙苯和苯的结构相似,分子组成上相差3个CH2原子团,互为同系物,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查有机物的结构和性质,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力的考查,注意把握有机物的结构和官能团的性质,注意四面体碳最多3原子共平面,难度不大.
5.(3分)锌﹣空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH﹣+2H2O═2Zn(OH)42﹣.下列说法正确的是( )
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH﹣)逐渐减小
C.放电时,负极反应为:Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn(OH)42﹣
D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
【考点】BH:原电池和电解池的工作原理.菁优网版权所有
【专题】51I:电化学专题.
【分析】根据2Zn+O2+4OH﹣+2H2O═2Zn(OH)42﹣可知,O2中元素的化合价降低,被还原,应为原电池正极,Zn元素化合价升高,被氧化,应为原电池负极,电极反应式为Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn(OH)42﹣,充电时阳离子向阴极移动,以此解答该题。
【解答】解:A.充电时阳离子向阴极移动,故A错误;
B.充电时,电池反应为Zn(OH)42﹣+2e﹣═Zn+4OH﹣,电解质溶液中c(OH﹣)逐渐增大,故B错误;
C.放电时,负极反应式为Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn(OH)42﹣,故C正确;
D.放电时,每消耗标况下22.4L氧气,转移电子4mol,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查原电池与电解池的基础知识,正确判断正负极、阴阳极,注意电极反应式的书写及电子转移的计算,正确判断化合价的变化为解答该题的关键,题目难度中等。
6.(3分)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性.下列说法正确的是( )
A.W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性
B.简单离子半径:W<X<Z
C.气态氢化物的热稳定性:W<Y
D.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z
【考点】8F:原子结构与元素周期律的关系.菁优网版权所有
【专题】51C:元素周期律与元素周期表专题.
【分析】四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,则X为Na.由原子序数可知,Y、Z处于第三周期,而Z与X(钠)形成的离子化合物的水溶液呈中性,则Z为Cl.W、X的简单离子具有相同电子层结构,且W与Y同族,W在第二周期且是非金属元素,W可能是氮(或)氧,则对应的Y为磷(或硫).
【解答】解:四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,则X为Na.由原子序数可知,Y、Z处于第三周期,而Z与X(钠)形成的离子化合物的水溶液呈中性,则Z为Cl.W、X的简单离子具有相同电子层结构,且W与Y同族,W在第二周期且是非金属元素,W可能是氮(或)氧,则对应的Y为磷(或硫)。
A.W可能是氮或氧,与钠形成的化合物可能是氮化钠,氧化钠,过氧化钠,它们与水反应都能生成氢氧化钠使溶液呈碱性,故A正确;
B.X离子(Na+)、W离子的电子层为2层,Z离子(Cl﹣)电子层为3层,电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,离子电子层越多离子半径越大,故简单离子半径大小顺序是:X<W<Z,故B错误;
C.W与Y处于同于主族,从上到下非金属性逐渐减弱,气态氢化物的热稳定性:W>Y,故C错误;
D.Y与Z处于同同期,从左到右非金属性逐渐增强,最高价氧化物的水化物的酸性:Z>Y,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查结构性质位置关系应用,侧重对元素周期律的考查,正确推断各元素为解答关键,注意元素的不确定性,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力.
7.(3分)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1mol•L﹣1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中>1
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变
【考点】D5:弱电解质在水溶液中的电离平衡;DO:酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算.菁优网版权所有
【专题】51G:电离平衡与溶液的pH专题.
【分析】A.加水促进电离,则n(H+)增大,c(CH3COOH)减小;
B.从20℃升温至30℃,促进水解,Kh增大;
C.向盐酸中加入氨水至中性,则c(H+)=c(OH﹣),结合电荷守恒分析;
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,c(Ag+)相同,=.
【解答】解:A.Ka=,加水虽然促进电离,n(CH3COO﹣)增大,但c(CH3COO﹣)减小,Ka保持不变,则溶液中增大,故A错误;
B.从20℃升温至30℃,促进水解,Kh增大,则溶液中=减小,故B错误;
C.向盐酸中加入氨水至中性,则c(H+)=c(OH﹣),由电荷守恒可知,溶液中=1,故C错误;
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,c(Ag+)相同,=,Ksp只与温度有关,而温度不变,则溶液中不变,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查酸碱混合及弱电解质的电离,为高频考点,把握电离平衡、溶解平衡及酸碱混合定性分析等为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意平衡常数的应用及电荷守恒应用,题目难度中等.
二、解答题.
8.过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂.以下是一种制备过氧化钙的实验方法.回答下列问题:
(一)碳酸钙的制备
(1)步骤①加入氨水的目的是 调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀 .小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于 过滤分离 .
(2)如图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是 ade (填标号).
a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁
b.玻璃棒用作引流
c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁
d.滤纸边缘高出漏斗
e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
(二)过氧化钙的制备
(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈 酸 性(填“酸”、“碱”或“中”).将溶液煮沸,趁热过滤,将溶液煮沸的作用是 除去溶液中溶解的二氧化碳 .
(4)步骤③中反应的化学方程式为 CaCl2+2NH3.H2O+H2O2+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl ,该反应需要在冰浴下进行,原因是 温度过高时双氧水易分解 .
(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是 去除晶体表面水分 .
(6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品.该工艺方法的优点是 工艺简单、操作方便 ,产品的缺点是 纯度较低 .
【考点】U3:制备实验方案的设计.菁优网版权所有
【专题】548:制备实验综合.
【分析】(一)碳酸钙的制备
由流程可知,加盐酸,碳酸钙、铁的氧化物均溶解,加双氧水可氧化亚铁离子,加氨水将铁离子转化为沉淀,过滤后的滤液中含盐酸,加氨水中和酸,利用得到碳酸钙沉淀;
(1)碱可中和酸,小火煮沸利于沉淀生成;
(2)过滤遵循一贴二低三靠;
(二)过氧化钙的制备
由流程可知,碳酸钙溶于盐酸后,至溶液中尚存有少量固体,过滤后,滤液中氯化钙、氨水、过氧化氢反应生成CaO2、NH4Cl、水;再过滤,洗涤得到过氧化钙;制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品,石灰石便宜易得,但纯度较低,以此来解答.
【解答】解:(一)碳酸钙的制备
由流程可知,加盐酸,碳酸钙、铁的氧化物均溶解,加双氧水可氧化亚铁离子,加氨水将铁离子转化为沉淀,过滤后的滤液中含盐酸,加氨水中和酸,利用得到碳酸钙沉淀;
(1)步骤①加入氨水的目的是中和多余的盐酸,沉淀铁离子.小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于过滤,
故答案为:调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀;过滤分离;
(2)a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁,应漏斗末端颈尖紧靠烧杯壁,故错误;
b.玻璃棒用作引流,使液体顺利流下,故正确;
c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁,防止液体从滤纸与漏斗的缝隙流下,故正确;
d.滤纸边缘应低于漏斗上边缘,故错误;
e.玻璃棒不能在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度,可能捣破滤纸,过滤失败,故错误;
故答案为:ade;
(二)过氧化钙的制备
由流程可知,碳酸钙溶于盐酸后,至溶液中尚存有少量固体,过滤后,滤液中氯化钙、氨水、过氧化氢反应生成CaO2、NH4Cl、水;再过滤,洗涤得到过氧化钙;
(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,溶液中溶解二氧化碳,此时溶液呈酸性;将溶液煮沸,趁热过滤,将溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的二氧化碳,
故答案为:酸;除去溶液中溶解的二氧化碳;
(4)步骤③中反应的化学方程式为CaCl2+2NH3.H2O+H2O2=CaO2+2NH4Cl+2H2O,该反应需要在冰浴下进行,原因是温度过高时双氧水易分解,
故答案为:CaCl2+2NH3.H2O+H2O2+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl;温度过高时双氧水易分解;
(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是去除晶体表面水分,
故答案为:去除晶体表面水分;
(6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品.该工艺方法的优点是原料来源丰富、操作简单,产品的缺点是纯度较低,
故答案为:工艺简单、操作方便;纯度较低.
【点评】本题考查物质的制备实验,为高频考点,把握制备实验原理、实验技能、物质的性质为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意物质的性质及应用,题目难度中等.
9.煤燃烧排放的烟含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:
(1)NaClO2的化学名称为 亚氯酸钠 。
(2)在鼓泡反应器中通入含SO2、NOx的烟气,反应温度323K,NaClO2溶液浓度为5×10﹣3mol•L﹣1.反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表。
离子
SO42﹣
SO32﹣
NO3﹣
NO2﹣
Cl﹣
c/(mol•L﹣1)
8.35×10﹣4
6.87×10﹣6
1.5×10﹣4
1.2×10﹣5
3.4×10﹣3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 3ClO2﹣+4NO+4OH﹣=4NO3﹣+3Cl﹣+2H2O 。增加压强,NO的转化率 提高 (填“提高”、“不变”或“降低”)。
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐 减小 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
③由实验结果可知,脱硫反应速率 大于 脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)原因是除了SO2和NO在烟气中初始浓度不同,还可能是 NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 。
(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压Pe如图所示。
①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均 减小 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
②反应ClO2﹣+2SO32﹣═2SO42﹣+Cl﹣的平衡常数K表达式为 。
(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是 形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高 。
②已知下列反应:
SO2(g)+2OH﹣(aq)═SO32﹣(aq)+H2O(l)△H1
ClO﹣(aq)+SO32﹣(aq)═SO42﹣(aq)+Cl﹣(aq)△H2
CaSO4(s)═Ca2+(aq)+SO42﹣(aq)△H3
则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO﹣(aq)+2OH﹣(aq)═CaSO4(s)+H2O(l)+Cl﹣(aq)的△H= △H1+△H2﹣△H3 。
【考点】BB:反应热和焓变;CB:化学平衡的影响因素.菁优网版权所有
【专题】51E:化学平衡专题.
【分析】(1)NaClO2的化学名称为亚氯酸钠;
(2)①亚氯酸钠具有氧化性,则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为3ClO2﹣+4NO+4OH﹣=4NO3﹣+3Cl﹣+2H2O;正反应是体积减小的,则增加压强,NO的转化率提高;
②根据反应的方程式3ClO2﹣+4NO+4OH﹣=4NO3﹣+3Cl﹣+2H2O可知随着吸收反应的进行氢氧根离子被消耗,吸收剂溶液的pH逐渐降低;
③由实验结果可知,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是二氧化硫的还原性强,易被氧化;
(3)①由图分析可知,根据反应3ClO2﹣+4NO+4OH﹣=4NO3﹣+3Cl﹣+2H2O,NO的平衡分压的负对数随温度的升高而减小,则说明温度越高,NO的平衡分压越大,NO的含量越高,故升高温度,平衡向逆反应方向进行,平衡常数减小;
②根据反应的方程式ClO2﹣+2SO32﹣═2SO42﹣+Cl﹣可知平衡常数K表达式为K=;
(4)①如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,由于生成的硫酸钙微溶,降低硫酸根离子浓度,促使平衡向正反应方向进行;
②则根据盖斯定律计算。
【解答】解:(1)NaClO2的化学名称为亚氯酸钠,故答案为:亚氯酸钠;
(2)①亚氯酸钠具有氧化性,且NaClO2溶液呈碱性,则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为3ClO2﹣+4NO+4OH﹣=4NO3﹣+3Cl﹣+2H2O;正反应是体积减小的,则增加压强,NO的转化率提高,故答案为:3ClO2﹣+4NO+4OH﹣=4NO3﹣+3Cl﹣+2H2O;提高;
②根据反应的方程式3ClO2﹣+4NO+4OH﹣=4NO3﹣+3Cl﹣+2H2O可知随着吸收反应的进行氢氧根离子被消耗,吸收剂溶液的pH逐渐降低,故答案为:减小;
③由实验结果可知,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高,故答案为:大于;NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高;
(3)①由图分析可知,根据反应3ClO2﹣+4NO+4OH﹣=4NO3﹣+3Cl﹣+2H2O,NO的平衡分压的负对数随温度的升高而减小,则说明温度越高,NO的平衡分压越大,NO的含量越高,故升高温度,平衡向逆反应方向进行,平衡常数减小,故答案为:减小;
②根据反应的方程式ClO2﹣+2SO32﹣═2SO42﹣+Cl﹣可知平衡常数K表达式为K=,故答案为:;
(4)①如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,生成硫酸钙沉淀,降低硫酸根离子浓度,促使平衡向正反应方向进行,所以Ca(ClO)2效果好,故答案为:形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高;
②已知SO2(g)+2OH﹣(aq)═SO32﹣(aq)+H2O(l)△H1
ClO﹣(aq)+SO32﹣(aq)═SO42﹣(aq)+Cl﹣(aq)△H2
CaSO4(s)═Ca2+(aq)+SO42﹣(aq)△H3
则根据盖斯定律可知①+②﹣③即得到反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO﹣(aq)+2OH﹣(aq)═CaSO4(s)+H2O(l)+Cl﹣(aq)△H=△H1+△H2﹣△H3.,故答案为:△H1+△H2﹣△H3。
【点评】本题考查氧化还原反应、盖斯定律、外界条件对反应速率和平衡状态的影响等,要求学生掌握基本概念,结合生活实际分析问题、解决问题,方程式的书写要遵循相关守恒,题目难度中等。
10.以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂.从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境
又有利于资源综合利用.废钒催化剂的主要成分为:
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量分数/%
2.2~2.9
2.8~3.1
22~28
60~65
1~2
<1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
回答下列问题:
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为 V2O5+2H+=2VO2++H2O ,同时V2O4转成VO2+.“废渣1”的主要成分是 SiO2 .
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为 0.5 mol.
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124﹣形式存在于溶液中.“废渣2”中含有 Fe(OH)3、Al(OH)3 .
(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+V4O124﹣R4V4O12+4OH﹣(以ROH为强碱性阴离子交换树脂).为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈 碱 性(填“酸”“碱”“中”).
(5)“流出液”中阳离子最多的是 K+ .
(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式 2NH4VO3V2O5+H2O↑+2NH3↑ .
【考点】P8:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.菁优网版权所有
【专题】545:物质的分离提纯和鉴别.
【分析】从废钒催化剂中回收V2O5,由流程可知,“酸浸”时V2O5转化为VO2+,V2O4转成VO2+.氧化铁、氧化铝均转化为金属阳离子,只有SiO2不溶,则过滤得到的滤渣1为SiO2,然后加氧化剂KClO3,将VO2+变为VO2+,再加KOH时,铁离子、铝离子转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,同时中和硫酸,过滤得到的滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3,“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+V4O124﹣R4V4O12+4OH﹣,由ROH为强碱性阴离子交换树脂可知,碱性条件下利用反应逆向移动,流出液中主要为硫酸钾,“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,“煅烧”时分解生成V2O5,以此来解答.
【解答】解:从废钒催化剂中回收V2O5,由流程可知,“酸浸”时V2O5转化为VO2+,V2O4转成VO2+.氧化铁、氧化铝均转化为金属阳离子,只有SiO2不溶,则过滤得到的滤渣1为SiO2,然后加氧化剂KClO3,将VO2+变为VO2+,再加KOH时,铁离子、铝离子转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,同时中和硫酸,过滤得到的滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3,“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+V4O124﹣R4V4O12+4OH﹣,由ROH为强碱性阴离子交换树脂可知,碱性条件下利用反应正向移动,流出液中主要为硫酸钾,“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,“煅烧”时分解生成V2O5,
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为V2O5+2H+=2VO2++H2O,由上述分析可知滤渣1为SiO2,
故答案为:V2O5+2H+=2VO2++H2O;SiO2;
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,由电子守恒可知,则需要氧化剂KClO3至少为=0.5mol,
故答案为:0.5;
(3)由上述流出分析可知滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3,