高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 第3部分訓(xùn)練 非選擇題專項(xiàng)練7

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訓(xùn)練(十五)　非選擇題專項(xiàng)練(7) 1．黃銅礦(主要成分為CuFeS2，S為－2價(jià))是工業(yè)冶銅的主要原料，現(xiàn)有一種天然黃銅礦(含SiO2)為了測定該黃銅礦的純度，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)： 現(xiàn)稱取研細(xì)的黃銅礦樣品1.84 g，在空氣存在下進(jìn)行煅燒，發(fā)生如下反應(yīng)：3CuFeS2＋8O23Cu＋Fe3O4＋6SO2 實(shí)驗(yàn)后d中溶液的置于錐形瓶中，用0.050 0 molL－1標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進(jìn)行滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL，請回答下列問題： (1)3CuFeS2＋8O23Cu＋Fe3O4＋6SO2中氧化產(chǎn)物是__________，當(dāng)生成0.3 mol SO2氣體時(shí)，轉(zhuǎn)移電子________mol。 (2)將樣品研細(xì)后再反應(yīng)，其目的是___________________________________，裝置C的作用是_______________________________________________________。 (3)用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定d中溶液的離子方程式是_________________________，滴定達(dá)終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是_________________________________________________。 (4)上述反應(yīng)結(jié)束后，仍需通一段時(shí)間的空氣，其目的是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (5)通過計(jì)算可知，該黃銅礦的純度為____________。 (6)若將原裝置d中的試液換為Ba(OH)2溶液，測得黃銅礦純度偏高，假設(shè)實(shí)驗(yàn)操作均正確，可能的原因主要是_________________________________________ _____________________________________________________________________。 解析　該實(shí)驗(yàn)原理是：根據(jù)黃銅礦空氣中煅燒產(chǎn)生的二氧化硫的量的測定(二氧化硫可以用碘水來標(biāo)定)，結(jié)合元素守恒可以確定黃銅礦的量，進(jìn)而計(jì)算其純度。 (1)CuFeS2，S元素化合價(jià)為－2價(jià)；Cu元素化合價(jià)為＋2價(jià)，F(xiàn)e元素化合價(jià)為＋2價(jià)，反應(yīng)后銅元素化合價(jià)降低，鐵元素化合價(jià)升高，硫元素化合價(jià)升高，氧元素化合價(jià)降低，氧化產(chǎn)物為：Fe3O4、SO2 ，依據(jù)電子守恒計(jì)算電子轉(zhuǎn)移總數(shù)，反應(yīng)中3Cu2＋～3Cu～6e－，8O2～Fe3O4＋6SO2～32e－，生成6 mol SO2，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為38 mol，當(dāng)生成0.3 mol SO2氣體時(shí)1.9 mol電子。 (2)將樣品研細(xì)后再反應(yīng)，即增大固體的表面積，目的是使原料充分反應(yīng)、加快反應(yīng)速率，灼熱的銅網(wǎng)可以除去多余的氧氣。 (3)用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定d中溶液的反應(yīng)是二氧化硫被溴單質(zhì)氧化生成硫酸和氫溴酸，反應(yīng)的離子方程式為：SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，二氧化硫已經(jīng)被碘單質(zhì)消耗完畢，再滴入一滴碘單質(zhì)，遇到淀粉會變藍(lán)且半分鐘不褪色，證明反應(yīng)達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)。 (4)黃銅礦空氣中煅燒生成二氧化硫等一系列產(chǎn)物，完畢后仍然通入空氣，可以將產(chǎn)生的二氧化硫全部排出去，使結(jié)果精確。 (5)根據(jù)滴定管的示數(shù)是上方小，下方大，可以讀出滴定管示數(shù)是20.00 mL，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，二氧化硫已經(jīng)被碘單質(zhì)消耗完畢，再滴入一滴碘單質(zhì)，遇到淀粉會變藍(lán)，根據(jù)反應(yīng)實(shí)質(zhì)，得到：2I2～2SO2～CuFeS2，消耗掉0.05 molL－1標(biāo)準(zhǔn)碘溶液20.00 mL時(shí)，即消耗的碘單質(zhì)的量為：0.05 molL－10.02 L=0.001 0 mol，所以黃銅礦的質(zhì)量是：0.50.001 0 mol184 gmol－110=0.92 g，所以其純度為100%=50%。 (6)空氣中的CO2與Ba(OH)2反應(yīng)可以生成BaCO3沉淀，此外BaSO3被氧化成BaSO4均可以導(dǎo)致沉淀的量比二氧化硫和氫氧化鋇反應(yīng)生成的白色沉淀的量多。 答案　(1)Fe3O4、SO2　1.9 (2)增大接觸面積，使原料充分反應(yīng)、加快反應(yīng)速率　除去多余的氧氣 (3)SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO　錐形瓶中的溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色且半分鐘不褪色 (4)使反應(yīng)生成的SO2全部進(jìn)入d裝置中，使結(jié)果精確　(5)50% (6)空氣中的CO2與Ba(OH)2反應(yīng)生成BaCO3沉淀，BaSO3被氧化成BaSO4 2．硫單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用，請回答下列問題： 圖1 圖2 (1)一種煤炭脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形成固定下來，但產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下： ①CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH=＋210.5 kJmol－1 ②CaSO4(s)＋CO(g)CaS(s)＋CO2(g)　ΔH=－47.3 kJmol－1 反應(yīng)：CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g) ΔH=________kJmol－1 (2)圖1為密閉容器中H2S氣體分解生產(chǎn)H2和S2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。 圖1中壓強(qiáng)P1、P2、P3的大小順序?yàn)開_________，理由是______________________，該反應(yīng)平衡常數(shù)的大小關(guān)系為K(T1)________K(T2)(填“＞”、“=”或“＜”)，理由是__________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3　ΔH＜0 ①600 ℃時(shí)，在一密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應(yīng)過程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖2，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段所示____________________________________________________________________。 ②據(jù)圖2判斷，反應(yīng)進(jìn)行至20 min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是__________________(用文字表達(dá))；10 min到15 min的曲線變化的原因可能是________(填寫編號)。 a．加了催化劑　　　　 b．縮小容器體積 c．降低溫度 d．增加SO2的物質(zhì)的量 (4)煙氣中SO2可用某濃度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，該溶液中c(Na＋)=__________(用含硫微粒濃度的代數(shù)式表示)。 解析　(1)利用蓋斯定律將②4－①可得CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)　ΔH=4(－47.3 kJmol－1)－(210.5 kJmol－1)=－399.7 kJmol－1。 (2)H2S氣體分解生產(chǎn)H2和S2(g)的反應(yīng)為2H2S2H2＋S2，反應(yīng)前后氣體體積增大，同溫度下，壓強(qiáng)越大，平衡逆向進(jìn)行，H2S轉(zhuǎn)化率減小，則P1＜P2＜P3，溫度升高，H2S的轉(zhuǎn)化率增大，說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)增大，K(T1)＜K(T2)。 (3)①反應(yīng)混合物各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變化，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，由圖可知在15～20 min和25～30 min出現(xiàn)平臺，各組分的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。②由圖可知，反應(yīng)進(jìn)行至20 min時(shí)，平衡向正反應(yīng)移動，瞬間只有氧氣的濃度增大，應(yīng)是增大了氧氣的濃度。由圖可知，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，10 min到15 min反應(yīng)混合物單位時(shí)間內(nèi)的變化量增大，說明反應(yīng)速率增大，10 min改變瞬間，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變。a.加了催化劑，增大反應(yīng)速率，故a正確；b.縮小容器體積，增大壓強(qiáng)，增大反應(yīng)速率，故b正確；c.降低溫度反應(yīng)速率降低，故c錯誤；d.10 min改變瞬間，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，不是增加SO2的物質(zhì)的量，故d錯誤。 (4)煙氣中的SO2可用某濃度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，依據(jù)溶液中電荷守恒分析，c(Na＋)＋c(H＋)=2c(SO)＋c(HSO)＋c(OH－)，c(H＋)=c(OH－)，得到(Na＋)=2c(SO)＋c(HSO)。 答案　(1)－399.7　(2)P1＜P2＜P3　反應(yīng)前后氣體體積增大，增大壓強(qiáng)平衡逆向進(jìn)行?。肌》磻?yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)增大 (3)①15～20 min和25～30 min?、谠龃笱鯕獾臐舛取b (4)2c(SO)＋c(HSO) 3．鈦被稱為“二十一世紀(jì)金屬”，工業(yè)上用鈦鐵礦制備金屬鈦的工藝流程如下： 已知：鈦鐵礦主要成分與濃硫酸反應(yīng)的主要產(chǎn)物是TiOSO4和FeSO4，TiOSO4遇水會水解。 請回答下列問題： (1)操作1用到的玻璃儀器除燒杯外還有________，操作2是________、過濾，副產(chǎn)品主要成分的化學(xué)式為____________。 (2)請結(jié)合化學(xué)用語解釋將TiO2＋轉(zhuǎn)化為H2TiO3的原理____________________ _____________________________________________________________________。 (3)已知鈦的還原性介于鋁和鋅之間，估計(jì)鈦能耐腐蝕的原因之一是_____________________________________________________________________，如果可從Na、Zn、Fe三種金屬中選一種金屬代替流程中的鎂，那么該金屬跟四氯化鈦反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________________________。 (4)電解TiO2來獲得Ti是以TiO2作陰極，石墨為陽極，熔融CaO為電解質(zhì)，用碳塊作電解槽，其陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為______________________________。 (5)為測定溶液中TiOSO4的含量，首先取待測鈦液10 mL用水稀釋至100 mL，加過量鋁粉，充分振蕩，使其完全反應(yīng)：3TiO2＋＋Al＋6H＋===3Ti3＋＋Al3＋＋3H2O，過濾后，取出濾液20.00 mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示劑，用________________(填一種玻璃儀器的名稱)滴加0.100 0 molL－1FeCl3溶液，發(fā)生Ti3＋＋Fe3＋===Ti4＋＋Fe2＋，當(dāng)溶液出現(xiàn)紅色達(dá)到滴定終點(diǎn)，用去了30.00 mL FeCl3溶液，待測鈦液中TiOSO4的物質(zhì)的量濃度是________。 解析　(1)操作1為過濾，用到的玻璃儀器除燒杯外還有漏斗、玻璃棒，操作2的實(shí)驗(yàn)步驟為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，加入過量鐵屑后溶液中含有Fe2＋離子，則過濾后可得FeSO47H2O(或FeSO4)，副產(chǎn)品主要成分的化學(xué)式為FeSO4。 (2)加熱的目的是促進(jìn)TiO2＋水解生成H2TiO3，分離出固體加熱得到TiO2；溶液中存在平衡：TiO2＋＋2H2OH2TiO3＋2H＋，當(dāng)加熱升溫后，平衡正向移動，生成H2TiO3。 (3)鈦的還原性介于鋁與鋅之間，氧化鋁是一層致密的氧化膜，估計(jì)鈦能耐腐蝕的原因是鈦表面形成一層致密的氧化膜(或鈦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密)；活潑金屬鈉可以將金屬鈦置換出來：TiCl4＋4NaTi＋4NaCl，Zn和Fe都是不可以的，活潑性差。 (4)因TiO2作陰極，得到電子，被還原，TiO2 ＋4e－===Ti＋2O2－，得到單質(zhì)Ti。 (5)準(zhǔn)確滴加氯化鐵溶液可使用滴定管，氯化鐵有較強(qiáng)的氧化性，應(yīng)用酸式滴定管；設(shè)濾液Ti3＋的物質(zhì)的量為x， Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O===TiO2＋(無色)＋Fe2＋＋2H＋ 1 1 x　　0.100 0 molL－10.03 L 解得x=0.100 0 molL－10.03 L=0.003 mol 則待測鈦液中TiOSO4的物質(zhì)的量=0.003 mol5=0.015 mol 根據(jù)c===1.50 molL－1。 答案　(1)漏斗、玻璃棒　蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶　FeSO4 (2)溶液中存在平衡：TiO2＋＋2H2OH2TiO3＋2H＋，當(dāng)加熱升溫后，平衡正向移動，生成H2TiO3 (3)鈦表面形成一層致密的氧化膜(或鈦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密)　TiCl4＋4NaTi＋4NaCl (4)TiO2＋4e－===Ti＋2O2－ (5)酸式滴定管　1.50 molL－1 4．煤炭被人們譽(yù)為黑色的“金子”，它是人類使用的主要能源之一。為了提高煤的利用率，減少有害氣體的排放，人們采取了各式各樣的方法。 (1)煤的氣化和液化可以提高煤的利用率。煤的氣化技術(shù)的主要產(chǎn)物是________。煤的液化又分為____________________。將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱得到焦?fàn)t氣、煤焦油及焦炭等產(chǎn)品的技術(shù)稱為__________。 (2)煤在燃燒前后及燃燒過程中均可采取措施減少有害氣體的排放。 ①在燃燒前，可以采用微生物脫硫技術(shù)。原理如圖所示： 圖示過程中Fe2＋的作用為________________。寫出Fe2＋Fe3＋的離子方程式：______________________________________________________________。 ②煤在燃燒時(shí)，進(jìn)行脫硫處理，常采用________燃燒技術(shù)，再把煤和脫硫劑加入鍋爐燃燒室，使煤與空氣在流化過程中充分混合、燃燒，起到固硫作用。常用脫硫劑的主要化學(xué)成分為__________(填化學(xué)式)。 ③煤在燃燒后，煙氣凈化常采用除塵技術(shù)和脫硫、脫硝技術(shù)。濕法脫硫、脫硝技術(shù)中將煙氣通入____________設(shè)備，用石灰水淋洗。 解析　(1)煤的氣化是煤和水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣的過程，故主要產(chǎn)物為CO、H2；煤的液化可以分為直接液化或間接液化；將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使煤分解得到焦?fàn)t氣、煤焦油及焦炭等產(chǎn)品的技術(shù)稱為煤的干餾。(2)①根據(jù)微生物脫硫技術(shù)的原理可知，亞鐵離子先被氧化為鐵離子，后鐵離子又被還原為亞鐵離子，即亞鐵離子先被消耗后又生成，故在反應(yīng)中作催化劑，亞鐵離子作還原劑，被氧氣氧化為鐵離子，氧氣在酸性條件下被還原為水，化學(xué)方程式為4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。②在燃燒的同時(shí)進(jìn)行的脫硫技術(shù)稱為流化床燃燒技術(shù)，由于二氧化氯是酸性氧化物，所以可以加堿性氧化物CaO(或CaCO3)來加以吸收。③吸收煙氣的裝置為吸收塔。 答案　(1)CO、H2　直接液化和間接液化　煤的干餾 (2)①中間產(chǎn)物，催化劑作用，加快S元素的氧化 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O ②流化床　CaO(或CaCO3)?、畚账? 5．A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種元素，A的一種同位素可用于考古測定生物的死亡年代，B與A同周期，其s能級電子數(shù)比p能級電子數(shù)多，C原子的最外層電子數(shù)是次外層的3倍，D與B同主族；E的原子序數(shù)為29。回答下列問題： (1)五種元素中第一電離能最大的是________(填元素符號)，其中D原子價(jià)電子排布圖為__________。 (2)元素B的簡單氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)________(填“高于”或“低于”)元素A的簡單氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)。其主要原因是________________，A的簡單氣態(tài)氫化物中心原子的雜化軌道類型為__________。 (3)BC的立體構(gòu)型為________，與其互為等電子體的分子是________(寫化學(xué)式)。 (4)EC在加熱條件下容易轉(zhuǎn)化為E2C。從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋原因____________，E原子的外圍電子排布式為________，E晶體的堆積方式為________(填序號)。 ①簡單立方堆積　　　　 ②體心立方堆枳 ③六方最密堆積 ④面心立方最密堆積 (5)硼與D可形成一種耐磨材料F，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似(如圖)?？捎膳鸬娜寤锖虳的三溴化物高溫下在氫氣的氛圍中合成，寫出合成F的化學(xué)方程式：__________________，F(xiàn)的晶胞邊長為a pm，則該晶體密度的表達(dá)式為________gcm－3(含a、NA的式子表示，不必化簡)。 解析　A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種元素，A的一種同位素可用于考古中測定生物的死亡年代，則A為碳元素； B與A同周期，其s能級電子數(shù)比p能級電子數(shù)多，原子核外電子數(shù)排布式為1s22s22p3，則B為N元素；C原子的最外層電子數(shù)是次外層的3倍，原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，故C為O元素；D與B同主族，則D為P元素；E的原子序數(shù)為29，則E為Cu。 (1)非金屬性越強(qiáng)第一電離能越大，N元素原子2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故N元素的第一電離能最大，D為P元素，原子價(jià)電子排布式為3s23p3，原子價(jià)電子排布圖為。 (2)元素A、B的簡單氣態(tài)氫化物分別為CH4、NH3，NH3分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)高于甲烷的，甲烷分子中C原子形成4個(gè)C—H鍵，沒有孤對電子，故碳原子采取sp3雜化。 (3)NO中N原子孤電子對數(shù)==0，價(jià)層電子對數(shù)=3＋0=3，立體構(gòu)型為平面三角形，與其互為等電子體的分子是SO3。 (4)Cu2＋離子外圍電子排布為3d9，而Cu＋離子外圍電子排布為3d10，為全滿穩(wěn)定狀態(tài)，Cu2O更穩(wěn)定，CuO在加熱條件下容易轉(zhuǎn)化為Cu2O，Cu原子的外圍電子排布式為：3d104s1，Cu晶體的堆積方式為面心立方最密堆積。 (5)硼與P可形成一種耐磨材料F，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似(如圖)，則F為BP，可由硼的三溴化物和D的三溴化物于高溫下在氫氣的氛圍中合成，合成F的化學(xué)方程式：BBr3＋PBr3＋3H2BP＋6HBr，金剛石晶胞中C原子數(shù)目為4＋8＋6=8，則晶胞中B、P原子數(shù)目均為4，晶胞質(zhì)量為4g，晶胞邊長為a pm，則該晶體密度為4g(a10－10 cm)3=gcm－3。 答案　(1)N　 (2)高于　NH3分子之間存在氫鍵　sp3 (3)平面三角形　SO3 (4)Cu2＋離子外圍電子排布為3d9，而Cu＋離子外圍電子排布為3d10，為全滿穩(wěn)定狀態(tài)，Cu2O更穩(wěn)定　3d104s1?、? (5)BBr3＋PBr3＋3H2BP＋6HBr　 6．F、G都是常見的高分子材料，以下是由丙烯合成F、G的流程圖。 (1)E的化學(xué)名稱是__________，所含官能團(tuán)是__________。 (2)G的結(jié)構(gòu)簡式是____________。 (3)A→B的化學(xué)方程式是__________________________________________，該反應(yīng)類型是____________。 (4)由CH3CH—CH2生成F的化學(xué)方程式是__________________，該反應(yīng)類型是____________。 (5)在一定條件下，兩分子E脫去兩分子水形成一種六元環(huán)狀化合物，該化合物的結(jié)構(gòu)簡式是____________。 (6)C的同分異構(gòu)體有多種，請分別寫出符合下列條件有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式： ①能與NaHCO3溶液反應(yīng)的是_______________________________________； ②能發(fā)生水解反應(yīng)的是_____________________________________________。 解析　丙烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成A為CH3CHBrCH2Br，A發(fā)生水解反應(yīng)生成B為CH3CH(OH)CH2OH，B氧化生成C為，C進(jìn)一步氧化生成D為，D與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成E為，E發(fā)生縮聚反應(yīng)生成G為，丙烯發(fā)生加聚反應(yīng)生成F為。 (1)E為，化學(xué)名稱是2羥基丙酸，所含官能團(tuán)是羧基、羥基。 (2)G的結(jié)構(gòu)簡式是。 (3)A→B的化學(xué)方程式是：CH3CHBrCH2Br＋2NaOHCH3CH(OH)CH2OH＋2NaBr，屬于取代反應(yīng)。 (4)由CH3CH==CH2生成F的化學(xué)方程式是：nCH3CH==CH2，屬于加聚反應(yīng)。 (5)在一定條件下，兩分子E脫去兩分子水形成一種六元環(huán)狀化合物，該化合物的結(jié)構(gòu)簡式是。 (6)C()的同分異構(gòu)體有多種，其中①能與NaHCO3溶液反應(yīng)的是CH2==CHCOOH，②能發(fā)生水解反應(yīng)的是：HCOOCH==CH2。 答案　(1)2羥基丙酸　羧基、羥基 (2) (3)CH3CHBrCH2Br＋2NaOHCH3CH(OH)CH2OH＋2NaBr　取代反應(yīng) (4)nCH3CH==CH2　加聚反應(yīng) (5) (6)CH2==CHCOOH　HCOOCH==CH2