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2019
北京市
高考
化学
试卷
解析
2019年北京市高考化学试卷
一、选择题:本部分共7小题,每小题6分,共42分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1.(6分)下列我国科研成果所涉及材料中,主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是( )
A.4.03米大口径碳化硅反射镜 B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服
C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线 D.“玉兔二号”钛合金筛网轮
2.(6分)下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)( )
A B
C D
A.NaCl═Na++Cl﹣ B.CuCl2═Cu2++2Cl﹣
C.CH3COOH⇌CH3COO﹣+H+ D.H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=﹣183kJ•mol﹣1
3.(6分)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素 B.In的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al D.碱性:In(OH)3>RbOH
4.(6分)交联聚合物P的结构片段如图所示。下列说法不正确的是(图中表示链延长)( )
A.聚合物P中有酯基,能水解
B.聚合物P的合成反应为缩聚反应
C.聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解获得
D.邻苯二甲酸和乙二醇在聚合过程中也可形成类似聚合物P的交联结构
5.(6分)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是( )
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
FeCl2溶液(FeCl3)
Fe粉
B
NaCl溶液(MgCl2)
NaOH溶液、稀HCl
C
Cl2(HCl)
H2O、浓H2SO4
D
NO(NO2)
H2O、无水CaCl2
A.A B.B C.C D.D
6.(6分)探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。(已知:室温下,0.1mol•L﹣1H2C2O4的pH=1.3)
实验
装置
试剂a
现象
①
Ca(OH)2溶液(含酚酞)
溶液褪色,产生白色沉淀
②
少量NaHCO3溶液
产生气泡
③
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
④
C2H5OH和浓硫酸
加热后产生有香味物质
由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是( )
A.H2C2O4有酸性,Ca(OH)2+H2C2O4═CaC2O4↓+2H2O
B.酸性:H2C2O4>H2CO3,NaHCO3+H2C2O4═NaHC2O4+CO2↑+H2O
C.H2C2O4有还原性,2MnO4﹣+5C2O42+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
D.H2C2O4可发生酯化反应,HOOCCOOH+2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5+2H2O
7.(6分)实验测得0.5mol•L﹣1CH3COONa溶液、0.5mol•L﹣1CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH﹣)
B.随温度升高,CH3COONa的溶液的c(OH﹣)减小
C.随温度升高,CuSO4的溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果
D.随水温升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3COO﹣、Cu2+水解平衡移动方向不同
二、非选择题:本部分共4小题,共58分。
8.(16分)抗癌药托瑞米芬的前体K的合成路线如图。
已知:
ⅰ.
ⅱ.有机物结构可用键线式表示,如(CH3)2NCH2CH3的键线式为
(1)有机物A能与Na2CO3溶液反应产生CO2,其钠盐可用于食品防腐。有机物B能与Na2CO3溶液反应,但不产生CO2;B加氢可得环己醇。A和B反应生成C的化学方程式是 ,反应类型是 。
(2)D中含有的官能团: 。
(3)E的结构简式为 。
(4)F是一种天然香料,经碱性水解、酸化,得G和J.J经还原可转化为G.J的结构简式为 。
(5)M是J的同分异构体,符合下列条件的M的结构简式是 。
①包含2个六元环
②M可水解,与NaOH溶液共热时,1molM最多消耗2molNaOH
(6)推测E和G反应得到K的过程中,反应物LiAlH4和H2O的作用是 。
(7)由K合成托瑞米芬的过程:
托瑞米芬具有反式结构,其结构简式是 。
9.(12分)化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。
Ⅰ、用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的amol•L﹣1KBrO3标准溶液;
Ⅱ、取v1mL上述溶液,加入过量KBr,加H2SO4酸化,溶液颜色呈棕黄色;
Ⅲ、向Ⅱ所得溶液中加入v2mL废水;
Ⅳ、向Ⅲ中加入过量KI;
Ⅴ、用bmol•L﹣1Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时,滴加2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液v3mL。
已知:I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6
Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色
(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。
(2)Ⅱ中发生反应的离子方程式是 。
(3)Ⅲ中发生反应的化学方程式是 。
(4)Ⅳ中加KI前,溶液颜色须为黄色,原因是 。
(5)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量,理由是 。
(6)V中滴定至终点的现象是 。
(7)废水中苯酚的含量为 g•L﹣1 (苯酚摩尔质量:94g•mol﹣1)。
(8)由于Br2具有 性质,Ⅱ~Ⅳ中反应须在密闭容器中进行,否则会造成测定结果偏高。
10.(14分)氢能源是最具有应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。
(1)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2,其物质的量之比为4:1,甲烷和水蒸气反应的方程式是 。
②已知反应器中还存在如下反应:
ⅰ.CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H2
ⅲ.CH4(g)═C(s)+2H2(g)△H3
…
ⅲ为积炭反应,利用△H1和△H2计算△H3时,还需要利用 反应的△H。
③反应物投料比采用n(H2O):n(CH4)=4:1,大于初始反应的化学计量数之比,目的是 (选填字母序号)。
a.促进CH4转化
b.促进CO转化为CO2
c.减少积炭生成
④用CaO可以去除CO2.H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。
从t1时开始,H2体积分数显著降低,单位时间CaO消耗率 (填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%,但已失效,结合化学方程式解释原因: 。
(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如图。通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。
①制H2时,连接 。产生H2的电极方程式是 。
②改变开关连接方式,可得O2。
③结合①和②中电极3的电极反应式,说明电极3的作用: 。
11.(16分)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
(1)实验一:用如图装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B。
①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是 。
②试剂a是 。
(2)对体系中有关物质性质分析得出:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。
(资料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水)
实验二:验证B的成分
①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式: 。
②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F.推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有Ag2SO3.向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2SO3.所用试剂及现象是 。
(3)根据沉淀F的存在,推测SO42﹣的产生有两个途径:
途径1:实验一中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,随沉淀B进入D。
途径2:实验二中,SO32﹣被氧化为SO42﹣进入D。
实验三:探究SO42﹣的产生途径
①向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有 ;取上层清液继续滴加BaCl2溶液,未出现白色沉淀,可判断B中不含Ag2SO4.做出判断的理由: 。
②实验三的结论: 。
(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是 。
(5)根据物质性质分析,SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间,有Ag和SO42﹣生成。
(6)根据上述实验所得结论: 。
2019年北京市高考化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:本部分共7小题,每小题6分,共42分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1.(6分)下列我国科研成果所涉及材料中,主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是( )
A.4.03米大口径碳化硅反射镜 B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服
C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线 D.“玉兔二号”钛合金筛网轮
【分析】A.C、Si都位于第IVA族;
B.聚氨酯中含有C、H、O、N元素,分别位于第IVA族、第IA族、第VIA族、第VA族;
C.C位于第IVA族、Ag位于第IB族;
D.钛合金主要成分有Ti、Al等,Ti位于第IVB族,Al位于第IIIA族。
【解答】解:A.C、Si都位于第IVA族,二者位于同一主族,故A正确;
B.聚氨酯中含有C、H、O、N元素,分别位于第IVA族、第IA族、第VIA族、第VA族,这几种元素位于不同主族,故B错误;
C.C位于第IVA族、Ag位于第IB族,二者位于不同族且Ag为副族元素,故C错误;
D.钛合金主要成分有Ti、Al等,Ti位于第IVB族,Al位于第IIIA族,Ti为副族元素,不符合,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查元素周期表结构及无机非金属材料,明确元素在周期表位置及常见物质成分是解本题关键,熟练掌握元素周期表结构并灵活运用,题目难度不大。
2.(6分)下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)( )
A B
C D
A.NaCl═Na++Cl﹣
B.CuCl2═Cu2++2Cl﹣
C.CH3COOH⇌CH3COO﹣+H+
D.H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=﹣183kJ•mol﹣1
【分析】A.NaCl为强电解质;
B.电解氯化铜生成Cu和氯气;
C.醋酸为弱电解质,存在电离平衡;
D.焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量,结合状态及焓变书写热化学方程式。
【解答】解:A.NaCl为强电解质,则电离方程式为NaCl═Na++Cl﹣,故A正确;
B.电解氯化铜生成Cu和氯气,则方程式为CuCl2Cu+2Cl2↑,故B错误;
C.醋酸为弱电解质,存在电离平衡,则电离方程式为CH3COOH⇌CH3COO+H+,故C正确;
D.焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量,则△H=(436+243﹣431×2)kJ/mol=﹣183kJ•mol﹣1,由状态及焓变可知热化学方程式为H2(g)+Cl2═2HCl(g)△H=﹣183kJ•mol﹣1,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查反应热与焓变,为高频考点,把握电解质与电离方程式、焓变计算及热化学方程式为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项B为解答的易错点,题目难度不大。
3.(6分)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
B.In的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
【分析】A.In的原子序数为49,原子核外有5个电子层,数目分别为2、8、18、18、3;
B.In的中子数为115﹣49=66;
C.同主族元素从上到下原子半径增大;
D.元素的金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强。
【解答】解:A.In的原子序数为49,原子核外有5个电子层,数目分别为2、8、18、18、3,则铟处于第五周期第ⅢA族,故A正确;
B.In的中子数为115﹣49=66,In原子中电子数为49,则In的中子数与电子数的差值为66﹣49=17,故B正确;
C.同主族元素从上到下原子半径增大,则原子半径:In>Al,故C正确;
D.金属性Rb>In,元素的金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强,则碱性In(OH)3<RbOH,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查元素周期表,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,要求学生熟悉元素周期表的排布规律,同时了解元素的一些性质变化规律,题目难度不大。
4.(6分)交联聚合物P的结构片段如图所示。下列说法不正确的是(图中表示链延长)( )
A.聚合物P中有酯基,能水解
B.聚合物P的合成反应为缩聚反应
C.聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解获得
D.邻苯二甲酸和乙二醇在聚合过程中也可形成类似聚合物P的交联结构
【分析】A.Y与X发生缩聚反应生成P,P含﹣COOC﹣;
B.﹣COOH、﹣OH发生反应;
D.油脂为高级脂肪酸甘油酯;
D.邻苯二甲酸和乙二醇在发生缩聚反应生成直链结构的高分子。
【解答】解:A.Y与X发生缩聚反应生成P,P含﹣COOC﹣,可发生水解反应,故A正确;
B.﹣COOH、﹣OH发生反应,则聚合物P的合成反应为缩聚反应,故B正确;
D.油脂为高级脂肪酸甘油酯,则水解可生成甘油,故C正确;
D.邻苯二甲酸和乙二醇在发生缩聚反应生成直链结构的高分子,不能形成类似聚合物P的交联结构,故D错误;
故选:D。
【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、有机反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项D为解答的难点,题目难度不大。
5.(6分)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是( )
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
FeCl2溶液(FeCl3)
Fe粉
B
NaCl溶液(MgCl2)
NaOH溶液、稀HCl
C
Cl2(HCl)
H2O、浓H2SO4
D
NO(NO2)
H2O、无水CaCl2
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁;
B.NaOH与氯化镁发生复分解反应;
C.氯气与水反应;
D.二氧化氮与水反应生成NO。
【解答】解:A.Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁,为氧化还原反应,故A不选;
B.NaOH与氯化镁发生复分解反应,且加盐酸中和生成的NaOH,可除杂,故B选;
C.氯气与水反应,发生氧化还原反应,应选饱和食盐水抑制氯气的溶解,故C不选;
D.二氧化氮与水反应生成NO,为氧化还原反应,故D不选;
故选:B。
【点评】本题考查氧化还原反应,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、混合物分离提纯为解答的关键,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。
6.(6分)探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。(已知:室温下,0.1mol•L﹣1H2C2O4的pH=1.3)
实验
装置
试剂a
现象
①
Ca(OH)2溶液(含酚酞)
溶液褪色,产生白色沉淀
②
少量NaHCO3溶液
产生气泡
③
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
④
C2H5OH和浓硫酸
加热后产生有香味物质
由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是( )
A.H2C2O4有酸性,Ca(OH)2+H2C2O4═CaC2O4↓+2H2O
B.酸性:H2C2O4>H2CO3,NaHCO3+H2C2O4═NaHC2O4+CO2↑+H2O
C.H2C2O4有还原性,2MnO4﹣+5C2O42+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
D.H2C2O4可发生酯化反应,HOOCCOOH+2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5+2H2O
【分析】0.1mol•L﹣1H2C2O4的pH=1.3,说明草酸是弱酸,
A.酸不能使酚酞变红色,碱溶液能使酚酞变红色,酸碱能发生中和反应;
B.强酸能和弱酸盐反应生成弱酸;
C.高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化还原性物质;
D.酯具有香味。
【解答】解:A.Ca(OH)2溶液(含酚酞)中加入草酸溶液,溶液褪色,说明混合溶液碱性减弱,且生成白色沉淀,则发生中和反应,从而草酸体现酸性,反应方程式为Ca(OH)2+H2C2O4═CaC2O4↓+2H2O,故A正确;
B.向少量NaHCO3溶液加入草酸有气泡生成,说明有二氧化碳生成,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,根据实验现象知,酸性:H2C2O4>H2CO3,反应方程式为NaHCO3+H2C2O4═NaHC2O4+CO2↑H2O,故B正确;
C.酸性KMnO4溶液具有强氧化性,向酸性KMnO4溶液加入草酸,溶液褪色,说明酸性KMnO4溶液氧化了草酸,则草酸体现还原性,根据题干信息,草酸为弱酸,2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O,故C错误;
D.酯具有香味,C2H5OH和浓硫酸中加入草酸加热后产生有香味物质,说明有酯生成,所以发生了酯化反应,则草酸可以发生酯化反应,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查探究物质性质,侧重考查实验操作、实验现象分析判断,明确实验原理、元素化合物性质是解本题关键,注意结合题给信息分析解答,C为解答易错点。
7.(6分)实验测得0.5mol•L﹣1CH3COONa溶液、0.5mol•L﹣1CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH﹣)
B.随温度升高,CH3COONa的溶液的c(OH﹣)减小
C.随温度升高,CuSO4的溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果
D.随水温升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3COO﹣、Cu2+水解平衡移动方向不同
【分析】A.任何温度下纯水中都存在c(H+)=c(OH﹣);
B.升高温度CH3COONa促进醋酸钠水解;
C.升高温度促进CuSO4水解也促进水电离;
D.升高温度促进盐类水解。
【解答】解:A.升高温度促进水电离,但是纯水中仍然存在c(H+)=c(OH﹣),故A错误;
B.升高温度CH3COONa促进醋酸钠水解、水的电离,溶液中c(OH﹣)增大,故B错误;
C.盐类水解和水的电离都是吸热反应,升高温度促进CuSO4水解也促进水电离,所以升高温度导致Kw增大,则升高温度CuSO4的溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果,故C正确;
D.升高温度促进盐类水解,醋酸钠和硫酸铜中都有弱离子水解,升高温度促进CH3COO﹣、Cu2+水解,所以CH3COO﹣、Cu2+水解平衡移动方向相同,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查盐类水解及弱电解质的电离,明确温度对弱电解质电离及盐类水解影响原理是解本题关键,侧重考查分析判断能力,注意:两种盐溶液中随着温度变化不仅影响盐类水解还影响水的电离,题目难度中等。
二、非选择题:本部分共4小题,共58分。
8.(16分)抗癌药托瑞米芬的前体K的合成路线如图。
已知:
ⅰ.
ⅱ.有机物结构可用键线式表示,如(CH3)2NCH2CH3的键线式为
(1)有机物A能与Na2CO3溶液反应产生CO2,其钠盐可用于食品防腐。有机物B能与Na2CO3溶液反应,但不产生CO2;B加氢可得环己醇。A和B反应生成C的化学方程式是 ++H2O ,反应类型是 取代反应或酯化反应 。
(2)D中含有的官能团: 羰基、羟基 。
(3)E的结构简式为 。
(4)F是一种天然香料,经碱性水解、酸化,得G和J.J经还原可转化为G.J的结构简式为 。
(5)M是J的同分异构体,符合下列条件的M的结构简式是 。
①包含2个六元环
②M可水解,与NaOH溶液共热时,1molM最多消耗2molNaOH
(6)推测E和G反应得到K的过程中,反应物LiAlH4和H2O的作用是 还原剂 。
(7)由K合成托瑞米芬的过程:
托瑞米芬具有反式结构,其结构简式是 。
【分析】有机物A能与Na2CO3溶液反应产生CO2,说明含有﹣COOH,其钠盐可用于食品防腐,结合K结构简式知,A为,有机物B能与Na2CO3溶液反应,但不产生CO2,说明含有酚羟基,且B加氢可得环己醇,则B为,根据ABC分子式知,AB发生酯化反应生成C为,C发生信息i的反应生成D为,生成E为;F是一种天然香料,说明含有酯基,经碱性水解、酸化,得G和J,J经还原可转化为G,J不饱和度==6,根据K结构简式知,GJ中都含有苯环,苯环的不饱和度是4,根据O原子个数知,J中含有﹣COOH,所以还含有一个C=C,则J为,根据原子守恒知,G分子式为C9H10O,G的不饱和度为=5,J经过还原可以得到G,所以G为,EG发生加成反应生成K;
(7)K发生消去反应生成N,N分子式为C26H29NO2,N和SOCl2发生取代反应生成托瑞米芬,根据反应前后分子式变化中Cl原子取代﹣OH,且托瑞米芬具有反式结构,则N为,托瑞米芬为。
【解答】解:(1)通过以上分析知,A为,B为,C为,A和B反应生成C的化学方程式是++H2O,反应类型是取代反应或酯化反应,
故答案为:++H2O;取代反应或酯化反应;
(2)D为,D中含有的官能团:羰基、羟基,
故答案为:羰基、羟基;
(3)E的结构简式为,
故答案为:;
(4)J的结构简式为,
故答案为:;
(5)J为,M是J的同分异构体,
①包含2个六元环;
②M可水解,说明含有酯基;与NaOH溶液共热时,1 mol M最多消耗 2 molNaOH,说明水解生成酚羟基和羧基,
符合条件的结构简式为,
故答案为:;
(6)推测E和G反应得到K的过程中,该反应为加成反应,羰基上加上H原子,则反应物LuAlH4和H2O的作用是还原剂,
故答案为:还原剂;
(7)托瑞米芬结构简式为,
故答案为:。
【点评】本题考查有机物推断,侧重考查分析推断及知识综合运用能力,灵活利用题给信息、反应前后分子式或结构变化、反应条件进行推断,正确推断各物质结构简式是解本题关键,注意信息的获取和灵活运用,题目难度中等。
9.(12分)化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。
Ⅰ、用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的amol•L﹣1KBrO3标准溶液;
Ⅱ、取v1mL上述溶液,加入过量KBr,加H2SO4酸化,溶液颜色呈棕黄色;
Ⅲ、向Ⅱ所得溶液中加入v2mL废水;
Ⅳ、向Ⅲ中加入过量KI;
Ⅴ、用bmol•L﹣1Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时,滴加2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液v3mL。
已知:I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6
Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色
(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 容量瓶 。
(2)Ⅱ中发生反应的离子方程式是 BrO3﹣+5Br﹣+6H+=3Br2+3H2O 。
(3)Ⅲ中发生反应的化学方程式是 。
(4)Ⅳ中加KI前,溶液颜色须为黄色,原因是 确保溴过量,保证苯酚已经完全反应 。
(5)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量,理由是 由电子守恒可知,当n(KI)=6n(KBrO3)时,KI恰好与步骤II中生成的溴完全反应,而步骤III中苯酚会消耗一定量的溴,所以n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量 。
(6)V中滴定至终点的现象是 最后一滴Na2S2O3溶液滴入后,溶液恰好蓝色消失,且半分钟内不变 。
(7)废水中苯酚的含量为 g•L﹣1 (苯酚摩尔质量:94g•mol﹣1)。
(8)由于Br2具有 挥发性 性质,Ⅱ~Ⅳ中反应须在密闭容器中进行,否则会造成测定结果偏高。
【分析】(1)配制溶液一定需要容量瓶;
(2)II中发生氧化还原反应生成溴和水;
(3)Ⅲ中发生反应生成三溴苯酚和HBr;
(4)Ⅳ中加KI前,溶液颜色须为黄色,可知溴过量;
(5)结合电子守恒计算;
(6)淀粉遇碘变蓝;
(7)结合I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6、BrO3﹣+5Br﹣+6H+=3Br2+3H2O、计算;
(8)溴易挥发。
【解答】解:(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和容量瓶,
故答案为:容量瓶;
(2)Ⅱ中发生反应的离子方程式是BrO3﹣+5Br﹣+6H+=3Br2+3H2O,
故答案为:BrO3﹣+5Br﹣+6H+=3Br2+3H2O;
(3)Ⅲ中发生反应的化学方程式是苯酚与浓溴水反应的化学方程式为,
故答案为:;
(4)Ⅳ中加KI前,溶液颜色须为黄色,原因是确保溴过量,保证苯酚已经完全反应,
故答案为:确保溴过量,保证苯酚已经完全反应;
(5)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量,理由是由电子守恒可知,当n(KI)=6n(KBrO3)时,KI恰好与步骤II中生成的溴完全反应,而步骤III中苯酚会消耗一定量的溴,所以n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量,
故答案为:由电子守恒可知,当n(KI)=6n(KBrO3)时,KI恰好与步骤II中生成的溴完全反应,而步骤III中苯酚会消耗一定量的溴,所以n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量;
(6)V中滴定至终点的现象是最后一滴Na2S2O3溶液滴入后,溶液恰好蓝色消失,且半分钟内不变,
故答案为:最后一滴Na2S2O3溶液滴入后,溶液恰好蓝色消失,且半分钟内不变;
(7)由BrO3﹣+5Br﹣+6H+=3Br2+3H2O、I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6、可知,生成的溴的物质的量为a×mol/L×v1×10﹣3L×3=3av1×10﹣3mol,由溴与碘化钾反应生成的碘的物质的量为bmol/L×v3×10﹣3L×=5bv3×10﹣4 mol,所以与苯酚反应的溴的物质的量为3av1×10﹣3mol﹣5bv3×10﹣4 mol=(30av1﹣5bv3)×10﹣4 mol,由可知,苯酚的物质的量为(30av1﹣5bv3)×10﹣4 mol×,废水中苯酚的含量为 =g•L﹣1,
故答案为:;
(8)由于Br2具有挥发性的性质,Ⅱ~Ⅳ中反应须在密闭容器中进行,否则会造成测定结果偏高,
故答案为:挥发性。
【点评】本题考查物质含量测定实验,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、测定原理为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意(7)为解答的难点,题目难度不大。
10.(14分)氢能源是最具有应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。
(1)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2,其物质的量之比为4:1,甲烷和水蒸气反应的方程式是 CH4+2H2O(g)2H2+CO2 。
②已知反应器中还存在如下反应:
ⅰ.CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H2
ⅲ.CH4(g)═C(s)+2H2(g)△H3
…
ⅲ为积炭反应,利用△H1和△H2计算△H3时,还需要利用 2H2(g)+CO2(g)=C(S)+2H2O(g)或C(s)+CO2(g)=2CO(g) 反应的△H。
③反应物投料比采用n(H2O):n(CH4)=4:1,大于初始反应的化学计量数之比,目的是 abc (选填字母序号)。
a.促进CH4转化
b.促进CO转化为CO2
c.减少积炭生成
④用CaO可以去除CO2.H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。
从t1时开始,H2体积分数显著降低,单位时间CaO消耗率 降低 (填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%,但已失效,结合化学方程式解释原因: 过多的二氧化碳消耗氢气,使氢气的体积分数明显下降,发生2H2(g)+CO2(g)=C(S)+2H2O(g) 。
(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如图。通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。
①制H2时,连接 K1 。产生H2的电极方程式是 2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣ 。
②改变开关连接方式,可得O2。
③结合①和②中电极3的电极反应式,说明电极3的作用: ①中电极3发生Ni(OH)2﹣e﹣+OH﹣=NiOOH+H2O,制氢气时消耗电极1产生的OH﹣,②中电极3发生NiOOH+H2O+e﹣=Ni(OH)2+OH﹣,制氧气时补充电极2消耗的OH﹣ 。
【分析】(1)①甲烷和水蒸气反应生成H2和CO2,结合质量守恒书写化学方程式;
②三个反应还涉及到氢气和二氧化碳反应生成C和水的反应;
③水过量,可分别与CH4、CO、C等反应;
④由图象可知,CaO消耗率曲线斜率减小,则CaO消耗率降低;过多的二氧化碳可与氢气反应,导致氢气的体积分数减小;
(2)电解水生成氢气和氧气,氧气在阳极生成,氢气在阴极生成,电极3可分别连接K1或K2,分别发生氧化、还原反应,实现NiOOH⇌Ni(OH)2的转化,且可循环使用,以此解答该题。
【解答】解:(1)①甲烷和水蒸气反应生成H2和CO2,其物质的量之比为4:1,则反应的方程式为CH4+2H2O(g)2H2+CO2,故答案为:CH4+2H2O(g)2H2+CO2;
②ⅰ.CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H1
ⅱ. CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H2,则i+ii可得CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g),如要得到ⅲ.CH4(g)═C(s)+2H2(g)△H3,则还应需要2H2(g)+CO2(g)=C(S)+2H2O(g)的△H,CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)与2H2(g)+CO2(g)=C(S)+2H2O(g)相加可得CH4(g)═C(s)+2H2(g),
或i﹣ii得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),然后与C(s)+CO2(g)=2CO(g)相减,亦可得到反应iii的△H,
故答案为:2H2(g)+CO2(g)=C(S)+2H2O(g)或C(s)+CO2(g)=2CO(g);
③水过量,可分别与i中的CH4,ii中的CO反应,则可促进CH4转化、促进CO转化为CO2、且与iii生成的C等反应,简式积炭生成,
故答案为:abc;
④由图象可知,CaO消耗率曲线斜率减小,则CaO消耗率降低;过多的二氧化碳可与氢气反应,导致氢气的体积分数减小,发生2H2(g)+CO2(g)=C(S)+2H2O(g),导致CaO消耗率约为35%时已失效,
故答案为:降低;过多的二氧化碳消耗氢气,使氢气的体积分数明显下降,发生2H2(g)+CO2(g)=C(S)+2H2O(g);
(2)①电解水生成氢气和氧气,氧气在阳极生成,氢气在阴极生成,则应连接K1,电极方程式为2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣,
故答案为:K1;2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣;
③电极3可分别连接K1或K2,①中电极3发生Ni(OH)2﹣e﹣+OH﹣=NiOOH+H2O,制氢气时消耗电极1产生的OH﹣,②中电极3发生NiOOH+H2O+e﹣=Ni(OH)2+OH﹣,制氧气时补充电极2消耗的OH﹣,实现NiOOH⇌Ni(OH)2的转化,且可循环使用,
故答案为:①中电极3发生Ni(OH)2﹣e﹣+OH﹣=NiOOH+H2O,制氢气时消耗电极1产生的OH﹣,②中电极3发生NiOOH+H2O+e﹣=Ni(OH)2+OH﹣,制氧气时补充电极2消耗的OH﹣。
【点评】本题为2019年北京考题理综卷化学试题,题目涉及化学平衡、电解等知识,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,注意把握盖斯定律以及电解池的分析,掌握电极方程式的书写,题目难度中等。
11.(16分)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
(1)实验一:用如图装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B。
①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 。
②试剂a是 饱和NaHSO3溶液 。
(2)对体系中有关物质性质分析得出:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。
(资料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水)
实验二:验证B的成分
①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式: Ag2SO3+4NH3•H2O=2Ag(NH3)2++SO32﹣+4H2O 。
②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F.推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有Ag2SO3.向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2SO3.所用试剂及现象是 稀硫酸,产生白色沉淀 。
(3)根据沉淀F的存在,推测SO42﹣的产生有两个途径:
途径1:实验一中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,随沉淀B进入D。
途径2:实验二中,SO32﹣被氧化为SO42﹣进入D。
实验三:探究SO42﹣的产生途径
①向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有 Ag+ ;取上层清液继续滴加BaCl2溶液,未出现白色沉淀,可判断B中不含Ag2SO4.做出判断的理由: 因为Ag2SO4微溶于水,Ag2SO4(s)⇌2Ag++SO42﹣,向上层清液滴加氯化钡溶液,若含有Ag2SO4,则会出现沉淀 。
②实验三的结论: SO42﹣产生的途径是SO32﹣被氧化为SO42﹣进入D 。
(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是 2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3↓+2H+ 。
(5)根据物质性质分