非选择题规范练4
非选择题规范练 4 1.在实验室中模拟工业制取 NaHCO 3 的实验步骤如下: 第一步:连接好装置,检验气密性,在仪器内装入药品。
第二步:先让某一装置发生反应,直到产生的气体不能再在 C 中溶解,再通入另一装置中产生的气体,片刻后,C 中出现固体。继续向 C 中通入两种气体,直到不再有固体产生。
第三步:分离 C 中所得的混合物,得到 NaHCO 3 固体。
第四步:向滤液中加入适量的某固体粉末,有 NH 4 Cl 晶体析出。
(1)图 F4-1 所示装置的连接顺序是:a 接;接;b 接(填接口编号)图 F4-1(2)检验 A 装置气密性的具体操作是。
(3)A 中常选用的固体反应物为;D 中应选用的液体为。
(4)装有无水 CaCl 2 的 U 形管作用是。
(5)第四步所得的晶体中常含有少量的 NaCl 和 NaHCO 3(约占 5%~8%),请设计一个简单实验,不使用其他任何试剂,证明所得晶体大部分是 NH 4 Cl。简要写出操作和现象:。
2.砷为第ⅤA 族元素,金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。
Ⅰ.冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H 3 AsO 3)形式存在,可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如下:
图 F4-2 已知:①As 2 S 3 与过量的 S2-存在以下反应:As2 S 3(s)+3S2-(aq)2AsS 33-(aq);②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)亚砷酸中砷元素的化合价为 价;砷酸的第一步电离方程式为。
(2)“一级沉砷”中 FeSO 4 的作用是;“二级沉砷”中 H 2 O 2 与含砷物质反应的化学方程式为。
(3)沉淀 X 为(填化学式)。
Ⅱ.冶炼废渣中的砷元素主要以 As 2 S 3 的形式存在,可用古氏试砷法半定量检测(As 的最低检出限为 3.0×10-6 g)。
步骤 1:取 10 g 废渣样品,粉碎后与锌粉混合,加入 H 2 SO 4 共热,生成 AsH 3 气体。
步骤 2:将 AsH 3 气体通入 AgNO 3 溶液中,生成银镜和 As 2 O 3。
步骤 3:取 1 g 废渣样品,重复上述实验,未见银镜生成。
(4)AsH 3 的电子式为。
(5)步骤 2 的离子方程式为。
(6)固体废弃物的排放标准中,砷元素不得高于 4.0×10-5 g·kg-1 ,请通过计算说明该排放的废渣中砷元素的含量(填“符合”“不符合”)排放标准,原因是。
3.金属钒被誉为“合金的维生素”,常用于催化剂和新型电池。钒(V)在溶液中主要以 VO 43-(黄色)、VO2+(浅黄色)、VO 2+(蓝色)、V 3+(绿色)、V 2+(紫色)等形式存在。回答下列问题:(1)工业中利用 V 2 O 5 制备金属钒。
4Al(s)+3O 2(g)2Al 2 O 3(s)Δ H 1 =-2834 kJ/mol 4V(s)+5O 2(g)2V 2 O 5(s)Δ H 2 =-3109 kJ/mol 写出 V 2 O 5 与 Al 反应制备金属钒的热化学方程式:。
(2)V 2 O 5 是一种重要的氧化物,具有以下性质: ①V 2 O 5 在强碱性溶液中以 VO 43-形式存在,试写出 V2 O 5 溶于 NaOH 溶液的离子方程式:。
②V 2 O 5 具有强氧化性,溶于浓盐酸可以得到蓝色溶液,试写出 V 2 O 5 与浓盐酸反应的化学反应方程式:。
(3)VO 43-和 V2 O 74-在 pH≥13 的溶液中可相互转化。室温下,1.0 mol·L-1 的 Na3 VO 4溶液中 c(VO 43-)随c(H+)的变化如图 F4-3 所示。
图 F4-3 ①写出溶液中 Na 3 VO 4 转化为 Na 4 V 2 O 7 的离子方程式:。
②由图可知,溶液中 c(H+)增大,VO43-的平衡转化率(填“增大”“减小”或“不变”)。根据 A 点数据,计算该转化反应的平衡常数的数值为。
(4)全钒液流电池是一种优良的新型蓄电储能设备,其工作原理如图 F4-4 所示: 图 F4-4 ①放电过程中 A 电极的反应式为。
②充电过程中,B 电极附近溶液颜色变化为。
4.[选修 3:物质结构与性质]某硅酸盐研究所在硅酸盐材料和闪烁晶体等领域研究上取得了重大的成就。
(1)[SiO 4 ]4-是构成硅酸盐的基本结构单元,通过共用氧相连可形成硅氧组群。
①基态硅原子价电子的轨道表示式是。
②与[SiO 4 ]4-互为等电子体的微粒符号是(任写一种)。
③图 F4-5 为一种硅氧组群的结构示意图,其离子符号为 ,其中 Si 原子的杂化方式为。
图 F4-5 ④电负性:Si(填“>”“=”或“<”)O。
(2)钨酸铅(PWO)是一种闪烁晶体,晶胞结构如图 F4-6 所示。
图 F4-6 ①PWO 中钨酸根离子结构式为[ ]2-,该离子中,σ 键和 π 键的个数比是。
②PWO 晶体中含有的微粒间作用力是(填标号)。
A.范德华力 B.离子键 C.共价键 D.金属键 ③已知 PWO 的摩尔质量为 M g·mol-1 ,则该晶体的密度d = g·cm-3。
5.[选修 5:有机化学基础]乙基香兰素的结构简式为 ,可代替香兰素用于配制食用香精。
(1)乙基香兰素的分子式为 ,含有的官能团名称是。
(2)下列关于乙基香兰素的说法中正确的是。
a.该物质能发生银镜反应
b.从分子结构上看,它应该属于芳香烃 c.1 mol 该物质最多能与 4 mol H 2 发生加成反应 d.该物质的一个分子内含有一个碳氧双键、三个碳碳双键。
(3)X 是乙基香兰素的同分异构体,可通过反应制得下列物质。
X Y ①X 结构简式是。
②反应Ⅰ所需的试剂是。
③反应Ⅱ的化学方程式为。
(4)R 物质属于乙基香兰素的同分异构体,其性质如下: a.是苯的邻位二取代物;b.遇 FeCl 3 溶液显示特征颜色;c.与 NaOH 溶液反应可生成工业酒精中的有毒物质。
写出 c 反应的化学方程式:。
练 非选择题规范练 4 1.(1)f e d c(2)关闭弹簧夹,通过长颈漏斗往试管中加水,使长颈漏斗中的液面高于试管中的液面,静置片刻,漏斗内液面不下降,说明 A装置气密性良好(3)石灰石(或大理石或块状 CaCO 3)饱和 NaHCO 3 溶液(4)吸收多余的 NH 3(5)取少量固体放入试管中,加热,固体大部分消失,在试管口内壁又有较多的固体凝结 [解析](1)制备 NaHCO 3 的反应原理为 NaCl+CO 2 +NH 3 +H 2 O NaHCO 3 ↓+NH 4 Cl,由装置 A制备 CO 2 ,制出的 CO 2 中混有 HCl,必须除去,因此 a 接 f,装置 B制备 NH 3 ,NH 3 易溶于水,要防止倒吸,因此 e 接 d,b 接 c。(2)检验 A装置气密性的具体操作:关闭弹簧夹,通过长颈漏斗往试管中加水,使长颈漏斗中的液面高于试管中的液面,静置片刻,漏斗内液面不下降,说明 A装置气密性良好。(3)装置 A制备 CO 2 可由石灰石或大理石或块状 CaCO 3 与稀盐酸反应得到,装
置 D的作用是除去 CO 2 中混有的 HCl,因此装置 D中盛放的是饱和碳酸氢钠溶液。(4)装有无水 CaCl 2 的 U形管主要是防止 NH 3 污染空气。(5)要证明所得大部分晶体为 NH 4 Cl,可利用其受热易分解的性质,取少量固体放入试管中,加热,固体大部分消失,在试管口内壁又有较多的固体凝结。
2.(1)+3 H 3 AsO 4 H + +H 2 AsO 4-(2)沉淀过量的 S 2-,使 As 2 S 3(s)+3S 2-(aq)2AsS 32-(aq)平衡左移,提高沉砷效率 H3 AsO 3 +H 2 O 2H 3 AsO 4 +H 2 O(3)CaSO 4(4)H··As··H····H(5)12Ag + +2AsH 3 +3H 2 O 12Ag↓+As 2 O 3 ↓+12H +(6)不符合 因为该废渣砷含量最少为(3.0×10-6 g÷10 g)×1000 g/kg=3.0×10-4 g/kg,大于排放标准 4.0×10-5 g/kg [解析](1)亚砷酸(H 3 AsO 3)中,氧元素化合价为-2 价,氢元素化合价为+1 价,砷元素化合价设为x,+1×3+x+(-2)×3=0,x=+3。第ⅤA族非金属元素形成的最高价含氧酸中,磷、砷形成的含氧酸都是弱酸,在水溶液中分步电离,砷酸的第一步电离方程式为 H 3 AsO 4 H + +H 2 AsO 4-。(2)“一级沉砷”中 FeSO 4 的作用是除去过量的硫离子,使 As 2 S 3(s)+3S 2-(aq)2AsS 32-(aq)平衡逆向进行,提高沉砷效率;“二级沉砷”中 H 2 O 2 与含砷物质发生氧化还原反应,氧化亚砷酸为砷酸,反应的化学方程式为 H 3 AsO 3 +H 2 O 2 H 3 AsO 4 +H 2 O。(3)由流程分析可知,加入的氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和砷酸反应生成砷酸钙沉淀,和铁离子反应生成氢氧化铁沉淀,钙离子结合硫酸根离子形成硫酸钙沉淀,所以沉淀 X为 CaSO 4。(4)AsH 3 和氨气分子结构相同为共价化合物,砷原子和三个氢原子形成三个 As—H键,电子式为 H··As··H····H。(5)将 AsH 3 气体通入 AgNO 3 溶液中,生成银镜和 As 2 O 3 ,结合电荷守恒、原子守恒书写离子方程式:12Ag + +2AsH 3 +3H 2 O 12Ag↓+As 2 O 3 ↓+12H +。(6)As的最低检出限为 3.0×10-6 g,取 1 g 废渣样品,重复上述实验,未见银镜生成,取 10 g 废渣样品最后生成银镜和 As 2 O 3 ,则 10 g废渣含砷量最少为 3.0×10-6 g,含砷量大于 4.0×10-5 g·kg-1 ,不符合排放标准。
3.(1)10Al(s)+3V 2 O 3(s)5Al 2 O 3(s)+6V(s)ΔH=-2 421.5 kJ/mol(2)①V 2 O 5 +6OH-2VO 43-+3H2 O
②V 2 O 5 +6HCl 2VOCl 2 +Cl 2 ↑+3H 2 O(3)①2VO 43-+H2 O V 2 O 74-+2OH-②增大 0.4(4)①VO 2+ +2H + +e-VO 2+ +H 2 O ②溶液由绿色变为紫色 [解析](1)①4Al(s)+3O 2(g)2Al 2 O 3(s)ΔH 1 =-2834 kJ/mol;②4V(s)+5O 2(g)2V 2 O 5(s)ΔH 2 =-3109 kJ/mol;根据盖斯定律由①×2.5-②×1.5 可得反应 10Al(s)+3V 2 O 3(s)5Al 2 O 3(s)+6V(s)ΔH=2.5ΔH 1-1.5ΔH 2 =2.5×(-2834 kJ/mol)-1.5×(-3109 kJ/mol)=-2 421.5 kJ/mol。(2)① V 2 O 5 溶于 NaOH 溶液生成 VO 43-,其反应的离子方程式为 V2 O 5 +6OH-2VO 43-+3H2 O。②V 2 O 5 具有强氧化性,溶于浓盐酸将其氧化产生氯气,同时得到蓝色溶液,反应的化学反应方程式为 V 2 O 5 +6HCl 2VOCl 2 +Cl 2 ↑+3H 2 O。(3)①VO 43-结合水电离出的氢离子转化为 V2 O 74-的离子方程式为 2VO 43-+H2 O V 2 O 74-+2OH-。②由图可知,溶液中 c(H +)增大,VO43-的平衡转化率增大;根据 A点数据,c(VO 43-)=0.2 mol/L,改变的 c(VO43-)=1.0 mol/L-0.2 mol/L=0.8 mol/L,则 c(V 2 O 74-)= 12 ×0.8 mol/L=0.4 mol/L,c(H+)=5×10-14 mol/L,c(OH-)=0.2 mol/L,该转化反应的平衡常数的数值为
