題目列表(包括答案和解析)
10. 下列有關(guān)實驗操作、現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的是
選項 |
實驗操作 |
現(xiàn)象 |
解釋或結(jié)論 |
A |
過量的Fe粉中加入,充分反應(yīng)后,滴入KSCN溶液 |
溶液呈紅色 |
稀將Fe氧化為 |
B |
Agl沉淀中滴入稀KCl溶液 |
有白色沉淀出現(xiàn) |
AgCl比Agl更難溶 |
C |
Al箔插入稀中 |
無現(xiàn)象 |
Al箔表面被氧化,形成致密的氧化膜 |
D |
用玻璃棒蘸取濃氨水點到紅色石蕊試紙上 |
試紙變藍色 |
濃氨水呈堿性 |
[答案]D
[解析]本題綜合考查化學(xué)實驗以及元素化合物的相關(guān)知識。
A選項,鐵粉過量應(yīng)該生成,不會有紅色出現(xiàn);B選項AgCl溶解度比Agl大;C選項Al箔插入濃中才會形成致密的氧化膜鈍化。
9. 電鍍廢液中可通過下列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鉻黃:
(aq)+2(aq)+(l)2(s)+2(aq) ΔH< 0
該反應(yīng)達平衡后,改變橫坐標表示的反應(yīng)條件,下列示意圖正確的是
[答案]A
[解析]本題考查外界條件的變化對平衡移動的影響等相關(guān)知識。
對于放熱反應(yīng)升溫平衡常數(shù)減小,A正確;增大pH平衡右移轉(zhuǎn)化率應(yīng)該增大,B錯;溫度升高平衡不能往哪個方向移動,正逆反應(yīng)速率均增大,C錯;增加會提高轉(zhuǎn)化率,的物質(zhì)的量應(yīng)該減小。
29.[14分]白黎蘆醇(結(jié)構(gòu)簡式:)屬二苯乙烯類多酚化合物,具有抗氧化、抗癌和預(yù)防心血管疾病的作用。某課題組提出了如下合成路線:
已知:。
根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)白黎蘆醇的分子式是_________________________。
(2)C→D的反應(yīng)類型是____________;E→F的反應(yīng)類型是____________。
(3)化合物A不與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),能與NaHCO3反應(yīng)放出CO2,推測其1H核磁共振譜(H-NMR)中顯示有_____種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,其個數(shù)比為______________。
(4)寫出A→B反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________________________。
(5)寫出結(jié)構(gòu)簡式:D________________、E___________________。
(6)化合物有多種同分異構(gòu)體,寫出符合下列條件的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:_______________________________________________________________。
①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②含苯環(huán)且苯環(huán)上只有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。
解析:本題考查學(xué)生對有機化學(xué)基礎(chǔ)的掌握情況,試題以白黎蘆醇的合成路線為素材,用給與信息的形式突出考核有機物結(jié)構(gòu)(官能團)與性質(zhì)的關(guān)系、各類衍生物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及有機反應(yīng)類型、同分異構(gòu)體、化學(xué)方程式等基礎(chǔ)知識。試題對知識要求和能力要求都較高。在解題時可以根據(jù)合成路線的各步反應(yīng),觀察每步反應(yīng)所列出的各物質(zhì)化學(xué)式的規(guī)律,應(yīng)用試題給予的信息和路線中各步反應(yīng)的反應(yīng)條件,找出各種物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,再運用已有的知識,判斷推出出各有機物和有機反應(yīng)類型。由于合成路線中唯一知道的是白黎蘆醇的結(jié)構(gòu)簡式和分子式,因此可以以白黎蘆醇的結(jié)構(gòu)簡式為起點,用逆推方法,確定各步反應(yīng)的各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式和反應(yīng)類型,回答試題各問。也可根據(jù)有機物A的分子式C9H10O4,計算出A的不飽和度為5,再根據(jù)A不與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),能與NaHCO3反應(yīng)放出CO2等性質(zhì),結(jié)合白黎蘆醇的結(jié)構(gòu)簡式,確定A的分子結(jié)構(gòu)(含一個苯環(huán),無酚羥基,有羧基。在苯環(huán)的間三位上有三個取代基等),推出有機物A的結(jié)構(gòu)簡式。再用順推方法來解。
⑴ 依據(jù)白黎蘆醇的鍵線式,可寫出分子:C14H12O3 。
用逆推(或順推)方法,判斷推出各有步反應(yīng)的各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式和反應(yīng)類型。
⑵ C→D的反應(yīng)類型是取代反應(yīng);E→F的反應(yīng)類型是消去反應(yīng)。
⑶ 根據(jù)確定的化合物A的結(jié)構(gòu)簡式:可以知道,其1H核磁共振譜(H-NMR)
中顯示有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,其個數(shù)比為1 :1 :2 :6 。
⑷ A→B反應(yīng)的化學(xué)方程式:
⑸ D的結(jié)構(gòu)簡式為:E的結(jié)構(gòu)簡式為:
⑹ 根據(jù)給定條件①能發(fā)生銀鏡反應(yīng),可確定分子結(jié)構(gòu)中有醛基。②含苯環(huán)且苯環(huán)上只有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,可確定苯環(huán)上有二個取代基,并處于對位。則化合物
的同分異構(gòu)體有三種:
答案:
(1)C14H12O3。
(2)取代反應(yīng) 消去反應(yīng)。
(3) 4 1︰1︰2︰6
(4)
(5) 。
(6)。
28.[15分]二苯基乙二酮常用作醫(yī)藥中間體及紫外線固化劑,可由二苯基羥乙酮氧化制得,反應(yīng)的化學(xué)方程式及裝置圖(部分裝置省略)如下:
+2FeCl3+2FeCl2+2HCl
在反應(yīng)裝置中,加入原料及溶劑,攪拌下加熱回流。反應(yīng)結(jié)束后加熱煮沸,冷卻后即有二苯基乙二酮粗產(chǎn)品析出,用70%乙醇水溶液重結(jié)晶提純。重結(jié)晶過程:加熱溶解→活性炭脫色→趁熱過濾→冷卻結(jié)晶→抽濾→洗滌→干燥
請回答下列問題:
(1)寫出裝置圖中玻璃儀器的名稱:a___________,b____________。
(2)趁熱過濾后,濾液冷卻結(jié)晶。一般情況下,下列哪些因素有利于得到較大的晶體:____。
A.緩慢冷卻溶液 B.溶液濃度較高
C.溶質(zhì)溶解度較小 D.緩慢蒸發(fā)溶劑
如果溶液中發(fā)生過飽和現(xiàn)象,可采用__________等方法促進晶體析出。
(3)抽濾所用的濾紙應(yīng)略_______(填“大于”或“小于”)布氏漏斗內(nèi)徑,將全部小孔蓋住。燒杯中的二苯基乙二酮晶體轉(zhuǎn)入布氏漏斗時,杯壁上往往還粘有少量晶體,需選用液體將杯壁上的晶體沖洗下來后轉(zhuǎn)入布氏漏斗,下列液體最合適的是________。
A.無水乙醇 B.飽和NaCl溶液 C.70%乙醇水溶液 D.濾液
(4)上述重結(jié)晶過程中的哪一步操作除去了不溶性雜質(zhì):___________。
(5)某同學(xué)采用薄層色譜(原理和操作與紙層析類同)跟蹤反應(yīng)進程,分別在反應(yīng)開始、回流15min、30min、45min和60min時,用毛細管取樣、點樣、薄層色譜展開后的斑點如圖所示。該實驗條件下比較合適的回流時間是________。
A.15min B.30min
C.45min D.60min
解析:這是一道實驗題,試題選擇由二苯基羥乙酮氧化制取二苯基乙二酮的為素材,給出了反應(yīng)的化學(xué)方程式及裝置圖(部分裝置省略)以及重結(jié)晶過程,要求寫出裝置圖中玻璃儀器的名稱;探討趁熱過濾后,濾液冷卻結(jié)晶時,一般情況下哪些因素有利于得到較大的晶體;出現(xiàn)過飽和現(xiàn)象時,可采用哪些方法促進晶體析出;抽濾操作,晶體轉(zhuǎn)移、洗滌時應(yīng)注意的事項和試劑的選擇等。最后采用薄層色譜跟蹤反應(yīng)進程,探求該實驗條件下比較合適的回流時間。在解答這道實驗題的過程中會發(fā)現(xiàn):假如沒有做過與此類似的紙層析實驗,回答問題時,在一些實驗操作細節(jié)上會出錯,特別是在回答第(4)、(5)問時,更是無從下手。這個試題有效地區(qū)分了動手做實驗與不做實驗的差異,引導(dǎo)學(xué)生認識必須去做實驗才能會真正領(lǐng)悟?qū)嶒灥闹T多細節(jié)
⑴ 裝置圖中的兩種玻璃儀器分別為三頸燒瓶和球形冷凝管(或冷凝管)。
⑵ 晶體顆粒的大小與結(jié)晶條件有關(guān),溶質(zhì)的溶解度越小,或溶液濃度越高,或溶劑的蒸發(fā)速度越快,或溶液冷卻越快,析出的晶粒就越;反之,可得到較大的晶體顆粒。所以,A.緩慢冷卻溶液;D.緩慢蒸發(fā)溶劑有利于得到較大的晶體。
當溶液發(fā)生過飽和現(xiàn)象時,振蕩容器,用玻璃棒攪動或輕輕地摩擦器壁,或投入幾粒晶體(晶種),都可促使晶體析出。
⑶ 減壓過濾也稱抽濾或吸濾。抽濾時所用的濾紙應(yīng)略小于布氏漏斗內(nèi)徑,能將布氏漏斗上全部小孔蓋住。
將燒杯中的二苯基乙二酮晶體轉(zhuǎn)入布氏漏斗時,杯壁上往往還粘有少量晶體,需選用液體將杯壁上的晶體沖洗下來后轉(zhuǎn)入布氏漏斗,目的是為了用減少晶體的損失。所以選擇沖洗的液體應(yīng)該是不會使晶體溶解損失,又不會帶入雜質(zhì)的。選擇用濾液來物沖洗的液體是最好的,這是因為濾液是飽和溶液,沖洗時不會使二苯基乙二酮晶體晶體溶解,同時又不會帶入雜質(zhì)。
⑷ 重結(jié)晶過程:加熱溶解→活性炭脫色→趁熱過濾→冷卻結(jié)晶→抽濾→洗滌→干燥 ,其中活性炭脫色可以除去有色雜質(zhì),趁熱過濾可以除去不溶性雜質(zhì),冷卻結(jié)晶,抽濾可以除去可溶性雜質(zhì)。
⑸ 對照圖上的斑點分析,可以知道,反應(yīng)開始時圖上的斑點是反應(yīng)物,由此可推知,回流15min、30min、時的圖上,下面的斑點為反應(yīng)物,上面的斑點為生成物,45min時則圖上的斑點是生成物,而反應(yīng)物基本上無剩余。因此,該實驗條件下比較合適的回流時間是45min。
答案:
(1)三頸燒瓶
球形冷凝管(或冷凝管)。
(2)AD
用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁 加入晶種。
(3)小于
D。
(4)趁熱過濾。
(5)C。
27.[14分]某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨(NH2COONH4)分解反應(yīng)平衡常數(shù)和水解反應(yīng)速率的測定。
(1)將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計),在恒定溫度下使其達到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。
實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表:
溫度(℃) |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
平衡總壓強(kPa) |
5.7 |
8.3 |
12.0 |
17.1 |
24.0 |
平衡氣體總濃度(×10-3mol/L) |
2.4 |
3.4 |
4.8 |
6.8 |
9.4 |
①可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡的是___________。
A. B.密閉容器中總壓強不變
C.密閉容器中混合氣體的密度不變 D.密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),列式計算25.0℃時的分解平衡常數(shù):__________________________。
③取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個帶活塞的密閉真空容器中,在25℃下達到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積,氨基甲酸銨固體的質(zhì)量______(填“增加”、“減小”或“不變”)。
④氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H____0,熵變△S___0(填>、<或=)。
(2)已知:NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O。該研究小組分別用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液測定水解反應(yīng)速率,得到c(NH2COO-)隨時間變化趨勢如圖所示。
⑤計算25℃時,0-6min氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率___________________________。
⑥根據(jù)圖中信息,如何說明水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大:_______________________。
解析:本題是一道考查化學(xué)反應(yīng)速率概念及其計算,化學(xué)平衡、化學(xué)平衡常數(shù)的概念及其計算,
以及判斷反應(yīng)的焓變、熵變等相關(guān)知識的試題。試題設(shè)置的情景是學(xué)生并不熟悉的實驗室探究
氨基甲酸銨(NH2COONH4)分解反應(yīng)平衡常數(shù)和水解反應(yīng)速率的測定,且測定的數(shù)據(jù)以圖表形式
呈現(xiàn)。要求考生利用圖表、進行數(shù)據(jù)分析判斷,吸收、提取有效信息,突出了化學(xué)信息運用能
力的考查。同時,對于作為化學(xué)的基本技能之一的化學(xué)計算,滲透在相關(guān)的知識塊之中,強調(diào)
計算的實用性以及認識、解決問題的綜合性。
⑴ ①根據(jù)“同邊異,異邊同,量相當”原則,A.不能表示正逆反應(yīng)速率相等,所以不能依據(jù)A判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài);(NH2COONH4)為固體物質(zhì),(NH2COONH4)分解反應(yīng)為一擴大氣體體積的反應(yīng),由此可以判斷,隨著反應(yīng)的進行密閉容器中總壓強增大,所以,依據(jù)“B.達到平衡時密閉容器中總壓強不變”,可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài);同理,恒容條件下,隨著反應(yīng)的進行,則密度增大,依據(jù)“C.密閉容器中混合氣體的密度不變”,可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài);由于反應(yīng)物(NH2COONH4)是固體物質(zhì),所以密閉容器中NH3的體積分數(shù)始終不變,為2/3。因此不能依據(jù)D判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)。
②可將25℃的平衡總濃度4.8×10-3mol·L-1轉(zhuǎn)化為NH3和CO2的平衡濃度;根據(jù)反應(yīng) NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)?芍胶鈺rNH3的體積分數(shù)為1/3,CO2 的體積分數(shù)為1/3。
所以,25.0℃時的平衡濃度:c(NH3) = 4.8×10-3mol·L-1, c(CO2) = ×4.8×10-3mol·L-1 ;
則
③恒溫下壓縮容器體積,平衡會向逆反應(yīng)方向移動,氨基甲酸銨固體的質(zhì)量增加。
④由于氨基甲酸銨固體分解反應(yīng)是擴大氣體體積的反應(yīng),根據(jù)表中實驗測得不同溫度下的
平衡數(shù)據(jù)分析可知,升高溫度時,平衡總壓強(kPa)增大,平衡氣體總濃度(×10-3mol/L)增大,反應(yīng)是正向移動,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),焓變△H>0 。氨基甲酸銨固體分解為氣體,體系混亂度增大,熵變△S>0。
⑵ ⑤根據(jù)圖中25℃曲線,可查得0-6min氨基甲酸銨的變化濃度數(shù)值 ,由此可計出此時段的平均反應(yīng)速率:
⑥將圖中25℃曲線和15℃曲線進行比較,由比較可以看到25.0℃時反應(yīng)物的起始濃度較
小,但0-6 min時的曲線斜率比15.0℃時的曲線斜率大,可以說明25.0℃時反應(yīng)物氨基甲酸銨的平均速率比15.0℃時的平均速率大。由此可以推斷氨基甲酸銨水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大
答案:
(1)①BC;
②
③ 增加;
④ >
>。
(2)⑤ ;
⑥ 25.0℃時反應(yīng)物的起始濃度較小,但0-6 min的平均反應(yīng)速率(曲線的斜率)仍比15.0℃時大。
26.[15分]食鹽中含有一定量的鎂、鐵等雜質(zhì),加碘鹽中碘的損失主要是由于雜質(zhì)、水分、空氣中的氧氣以及光照、受熱而引起的。已知:
氧化性:>Fe3+>I2;還原性:>I-
3I2+6OH-+5I-+3H2O;KI+I2KI3
(1)某學(xué)習(xí)小組對加碘鹽進行如下實驗:取一定量某加碘鹽(可能含有KIO3、KI、Mg2+、
Fe3+),用適量蒸餾水溶解,并加稀鹽酸酸化,將所得溶液分為3份。第一份試液中滴加
KSCN溶液后顯紅色;第二份試液中加足量KI固體,溶液顯淡黃色,用CCl4萃取,下層
溶液顯紫紅色;第三份試液中加入適量KIO3固體后,滴加淀粉試劑,溶液不變色。
①加KSCN溶液顯紅色,該紅色物質(zhì)是_________(用化學(xué)式表示);CCl4中顯紫紅色的物質(zhì)是___________________(用電子式表示)。
②第二份試液中加入足量KI固體后,反應(yīng)的離子方程式為___________________________、______________________________________。
(2)KI作為加碘劑的食鹽在保存過程中,由于空氣中氧氣的作用,容易引起碘的損失。
寫出潮濕環(huán)境下KI與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________________________。
將I2溶于KI溶液,在低溫條件下,可制得KI3·H2O。該物質(zhì)作為食鹽加碘劑是否合適?______(填“是”或“否”),并說明理由________________________________________。
(3)為了提高加碘鹽(添加KI)的穩(wěn)定性,可加穩(wěn)定劑減少碘的損失。下列物質(zhì)中有可能作
為穩(wěn)定劑的是___________________。
A.Na2S2O3 B.AlCl3 C.Na2CO3 D.NaNO2
(4)對含F(xiàn)e2+較多的食鹽(假設(shè)不含F(xiàn)e3+),可選用KI作為加碘劑。請設(shè)計實驗方案,檢驗該
加碘鹽中的Fe2+。____________________________________________________________。
解析:試題以日常生活中熟悉的食鹽和加碘鹽中碘的損失原因為素材,要求通過實驗,檢驗加碘鹽中所含有的成分物質(zhì),探究保存過程中由于空氣中氧氣的作用容易引起碘損失的反應(yīng)、探討KI3·H2O作為食鹽加碘劑是否合適、以及提高加碘鹽(添加KI)的穩(wěn)定性可添加的穩(wěn)定劑,設(shè)計實驗方案檢驗選用KI作為加碘劑的加碘鹽中的Fe2+等,從而考查物質(zhì)的檢驗、氧化還原反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)方程式、離子反應(yīng)和離子反應(yīng)方程式、電子式、以及實驗方案的設(shè)計等化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能。試題突了有效獲取知識并與已有知識整合的能力,突出了能夠從新信息中準確提取實質(zhì)性的內(nèi)容,并與所學(xué)的知識進行有效結(jié)合,解決實際問題的能力。體現(xiàn)了新課程《考試說明》(化學(xué)部分)對學(xué)習(xí)能力的要求。
⑴ 某加碘鹽可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+,用蒸餾水溶解,并加稀鹽酸酸化后將溶液分為3份。從第一份試液中滴加KSCN溶液后顯紅色,可知該加碘鹽中含有Fe3+,反應(yīng): Fe3++ 3SCN-= Fe(SCN)3,F(xiàn)e(SCN)呈血紅色;從第二份試液中加足量KI固體,溶液顯淡黃色,用CCl4萃取,下層溶液顯紫紅色,可知有碘生成。這是因為 由于“氧化性:>Fe3+>I2”, 加足量KI后,和Fe3+均能將I-氧化成I2,由此也可以知道該加碘鹽添加KIO3;第三份試液中加入適量KIO3固體后,滴加淀粉試劑,溶液不變色。由此可知該加碘鹽中不含KI。所以,①該加碘鹽溶液中加KSCN溶液顯紅色的物質(zhì)是Fe(SCN)3 ; CCl4中顯紫紅色的物質(zhì)是I2 ,電子式 ②第二份試液中加入足量KI固體后,反應(yīng)的離子方程式為:
+5I-+6H+3I2+3H2O ; 2Fe3++2I―2Fe2++I2。
⑵ KI作為加碘劑的食鹽在保存過程中,KI會被空氣中氧氣氧化,KI在潮濕空氣中氧化的反應(yīng)化學(xué)方程式為:4KI+O2+2H2O2I2+4KOH 。
根據(jù)題目告知,KI3·H2O是在低溫條件下,由I2溶于KI溶液可制得。再由題給的信息:“KI+I2KI3”,可以推出:KI3在常溫下不穩(wěn)定性,受熱(或潮濕)條件下易分解為KI和I2 ,KI又易被空氣中的氧氣氧化,I2易升華,所以KI3·H2O作為食鹽加碘劑是不合適的。
⑶ 提高加碘鹽(添加KI)的穩(wěn)定性,主要是防止I― 被氧化,根據(jù)題給信息“還原性:>I-”和氧化還原反應(yīng)的強弱規(guī)律,可以選Na2S2O3作穩(wěn)定劑;又由題給信息“3I2+6OH-+5I-+3H2O”,可知I2與OH―會發(fā)生反應(yīng)生成和5I-,而Na2CO3水解呈堿性,因而也可以用Na2CO3作穩(wěn)定劑,防止加碘鹽(添加KI)在潮濕環(huán)境下被氧氣氧化。至于AlCl3,水解后呈酸性,且還原性I- > Cl― ,所不能作穩(wěn)定劑;NaNO2當遇強還原性物質(zhì)時能表現(xiàn)出氧化性,所NaNO2與KI能發(fā)生氧化還原反應(yīng):2NO2-+ 2I―+ 4H+= 2NO↑+ I2 + 2H2O ,不能作穩(wěn)定劑。
⑷ 實際上就是設(shè)計實驗方案,檢驗Fe2+。首先可取足量該加碘鹽溶于蒸餾水中,然后用鹽
酸酸化后,滴加適量氧化劑(如:氯水、過氧化氫等),使溶液中Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+ ,再滴加KSCN溶液,若顯血紅色,則該加碘鹽中存在Fe2+。
答案:
(1)①Fe(SCN)3
;
②+5I-+6H+3I2+3H2O 2Fe3++2I―2Fe2++I2。
(2)4KI+O2+2H2O2I2+4KOH
否
KI3受熱(或潮濕)條件下產(chǎn)生KI和I2,KI氧氣氧化,I2易升華。
(3)AC。
(4)取足量該加碘鹽溶于蒸餾水中,用鹽酸酸化,滴加適量氧化劑(如:氯水、過氧化氫等),再滴加KSCN溶液,若顯血紅色,則該加碘鹽中存在Fe2+。
13.海水中含有豐富的鎂資源。某同學(xué)設(shè)計了從模擬海水中制備MgO的實驗方案:
模擬海水中的 離子濃度(mol/L) |
Na+ |
Mg2+ |
Ca2+ |
Cl― |
|
0.439 |
0.050 |
0.011 |
0.560 |
0.001 |
注:溶液中某種離子的濃度小于1.0×10-5 mol/L,可認為該離子不存在;
實驗過程中,假設(shè)溶液體積不變。
已知:Ksp(CaCO3)=4.96×10-9;Ksp(MgCO3)=6.82×10-6;
Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6;Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12。
下列說法正確的是
A.沉淀物X為CaCO3
B.濾液M中存在Mg2+,不存在Ca2+
C.濾液N中存在Mg2+、Ca2+
D.步驟②中若改為加入4.2 g NaOH固體,沉淀物Y為Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
解析:這是一道新穎的計算型分析推斷題,命題者通過精心選擇,以從模擬海水中制備MgO的實驗方案為背景,結(jié)合考查有關(guān)溶度積的概念及計算,把一個具體情景與教材的知識內(nèi)容有機結(jié)合起來。要求考生定量地分析發(fā)生的反應(yīng),溶液中存在的離子,推斷沉淀是否產(chǎn)生,從而得出正確的結(jié)論。計算強調(diào)了實用性以及認識、解決問題的綜合性,體現(xiàn)了新課程的特色。
⑴ 步驟①,從題給的條件,可知n(NaOH ) = 0.001mol,[即n(OH―) = 0.001mol]。依據(jù)離子反應(yīng)“先中和、后沉淀、再其他”的反應(yīng)規(guī)律,當1L模擬海水中,加入0.001mol NaOH時,OH― 恰好與HCO3―完全反應(yīng):OH―+HCO3―= CO32-+H2O,生成0.001mol CO32―。由于Ksp(CaCO3) << Ksp(MgCO3),生成的CO32―與水中的Ca2+反應(yīng)生成CaCO3 沉淀Ca2++ CO32- = CaCO3↓。所以沉淀物X為CaCO3,A選項正確。
⑵ 由于CO32―只有0.001mol,反應(yīng)生成CaCO3 所消耗的Ca2+也只有0.001mol,濾液中還剩余c(Ca2+)=0.010 mol·L-1。濾液M中同時存在著Ca2+和Mg2+,選項B錯誤。
⑶步驟②,當濾液M中加入NaOH 固體,調(diào)至pH=11(即pOH = 3)時,此時濾液中c(OH―) = 1×10-3 mol·L-1 。則
Q[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×(10-3)2 = 0.010×(10-3)2 = 10-8 <Ksp[Ca(OH)2],無Ca(OH)2生成。
Q[Mg(OH)2]= c(Mg2+)×(10-3)2 = 0.050×(10-3)2 = 5×10-8 > Ksp[Mg(OH)2],有Mg(OH)2沉淀生成。
又由于Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×(10-3)2=5.6×10-12,c(Mg2+)=5.6×10-6<10-5,無剩余,濾液N中不存在Mg2+。C選項錯誤。
⑷步驟②中若改為加入4.2 g NaOH固體,則n(NaOH)=0.105mol,與0.05mol Mg2+反應(yīng):
Mg2++ 2 OH-= Mg(OH)2↓,生成0.05 mol Mg(OH)2,剩余0.005 mol OH―。
由于Q[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×(OH―)2 = 0.010×(0.005)2=2.5×10-7<Ksp[Ca(OH)2],所以無Ca(OH)2沉淀析出,沉淀物Y為Mg(OH)2沉淀,D選項錯誤。.
答案:A
12.下列說法不正確的是
A.已知冰的熔化熱為6.0 kJ·mol-1,冰中氫鍵鍵能為20 kJ·mol-1,假設(shè)1 mol冰中有2 mol 氫鍵,且熔化熱完全用于破壞冰的氫鍵,則最多只能破壞冰中15%的氫鍵
B.已知一定溫度下,醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度為c,電離度為α,。
若加入少量醋酸鈉固體,則CH3COOHCH3COO-+H+向左移動,α減小,
Ka變小
C.實驗測得環(huán)己烷(l)、環(huán)己烯(l)和苯(l)的標準燃燒熱分別為-3916 kJ·mol-1
-3747 kJ·mol-1和-3265 kJ·mol-1,可以證明在苯分子中不存在獨立的碳碳
雙鍵
D.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g),△H=+489.0 kJ·mol-1。
CO(g)+O2(g)CO2(g);△H=-283.0 kJ·mol-1。
C(石墨)+O2(g)CO2(g);△H=-393.5 kJ·mol-1。
則 4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s);△H=-1641.0 kJ·mol-1
解析:本題是一道側(cè)重考查化學(xué)基礎(chǔ)理論知識的綜合題,從內(nèi)容安排上涉及了無機和有機,從知識上涉及氫鍵、弱電解質(zhì)的電離、電離平衡常數(shù)、電離度與電離平衡常數(shù)關(guān)系、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、苯分子結(jié)構(gòu)、焓變、蓋斯定律的應(yīng)用、熱化學(xué)方程式等。
A選項中,已知1mol冰中含有2mol氫鍵,冰的熔化熱為6.0kJ·mol-1,而冰中氫鍵鍵能為20.0kJ·mol-1。我們知道,冰是由水分子通過大范圍的氫鍵形成的分子晶體,假設(shè)冰融化為液態(tài)的水時,冰的熔化熱全用于打破冰的氫鍵,由計算可知,至多只能打破冰中全部氫鍵的6.0/(20.0×2)×100%=15%。這也說明了液態(tài)水中仍分布著大量由氫鍵締合的水的締合分子,所以A選項正確。B選項中,電離常數(shù)Ka只與溫度有關(guān),隨溫度的變化而變化,而與濃度無關(guān),不隨濃度的變化而變化,B錯。C選項中,假如苯分子中有獨立的碳碳雙鍵,則苯應(yīng)是凱庫勒式所表示的環(huán)己三烯。由環(huán)己烯(l)與環(huán)己烷(l)相比,形成一個碳碳雙鍵,能量降低169kJ·mol-1,由苯(l)與環(huán)己烷(l)相比,形成三個碳碳雙鍵,則能量應(yīng)降低169kJ·mol-1×3 = 507kJ/mol,而實際測得苯的燃燒熱僅為3265 kJ·mol-1,能量降低了3916 kJ·mol-1-3265 kJ·mol-1 = 691kJ· mol-1,遠大于507kJ·mol-1,充分說明苯分子不是環(huán)己三烯的結(jié)構(gòu),事實上,環(huán)己三烯的結(jié)構(gòu)是根本不可能穩(wěn)定存在的。由此可以證明苯有特殊穩(wěn)定結(jié)構(gòu),苯分子中不可能存在獨立的碳碳雙鍵,選項C正確。D選項中,根據(jù)蓋斯定律,
設(shè):Fe2O3(s)+3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g);△H=+489.0 kJ·mol-1……①
CO(g)+O2(g)CO2(g);△H=-283.0 kJ·mol-1 …………②
C(石墨)+O2(g)CO2(g);△H=-393.5 kJ·mol-1 …………③
4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s);△H=-1641.0 kJ·mol-1………④
則 ④ = [(③-②)×6] -(①×2),可得
4Fe(s) + 3O2(g) = 2Fe2O3(s); △H= -1641.0kJ·mol-,D正確。
答案:B
11.褪黑素是一種內(nèi)源性生物鐘調(diào)節(jié)劑,在人體內(nèi)由食物中的色氨酸轉(zhuǎn)化得到。
下列說法不正確的是
A.色氨酸分子中存在氨基和羧基,可形成內(nèi)鹽,具有較高的熔點
B.在色氨酸水溶液中,可通過調(diào)節(jié)溶液的pH使其形成晶體析出
C.在一定條件下,色氨酸可發(fā)生縮聚反應(yīng)
D.褪黑素與色氨酸結(jié)構(gòu)相似,也具有兩性化合物的特性
解析:本題命題思路和形式與2010年浙江省高考試題第10題相似。是一道有機試題,試題以色氨酸在人體內(nèi)部轉(zhuǎn)化為褪黑素為素材,考查氨基酸的性質(zhì)的,同時滲透了官能團、有機反應(yīng)等基礎(chǔ)知識的考查。試題取材的內(nèi)容完全是來自選修教材“有機化學(xué)基礎(chǔ)”中氨基酸這一節(jié)。這部分內(nèi)容為新課程中新增加的,通常在教學(xué)和高考復(fù)習(xí)中較為薄弱和忽視。再一次說明,在教學(xué)和復(fù)習(xí)中,要深入研究新課程教材內(nèi)容,要關(guān)注新課程新增的內(nèi)容,這些內(nèi)容都是高考試題命題的熱點。
氨基酸分子中同時含有羧基(-COOH)和氨基(-NH2),不僅能與強堿或強酸反應(yīng)生成鹽,而且還可在分子內(nèi)形成內(nèi)鹽(偶極離子)
內(nèi)鹽分子中,既有帶正電荷的部分,又有帶負電荷的部分,所以又稱兩性離子.實驗證明,在氨基酸晶體中,氨基酸是以兩性離子的形式存在.氨基酸在水溶液中,形成如下的平衡體系:
從上述平衡可以看出,當加入酸時,平衡向右移動,氨基酸主要以正離子形式存,當PH<1時,氨基酸幾乎全為正離子.當加入堿時,平衡向左移動,氨基酸主要以負離子形式存在,當PH>11時,氨基酸幾乎全部為負離子.氨基酸溶液置于電場之中時,離子則將隨著溶液PH值的不同而向不同的極移動.堿性時向陽極移動,酸性時向陰極遷移.對于中性氨基酸來說,羧基的電離度略大于氨基,其水溶液中呈弱酸性,為了使它形成兩性離子,應(yīng)加入少量的酸,以抑制酸性解離.也就是說,中性氨基酸要完全以兩性離子存在,PH值不是為7,而是小于7.如甘氨酸在PH值為6.1時,酸式電離和堿式電離相等,完全以兩性離子存在,在電場中處于平衡狀態(tài),不向兩極移動.這種氨基酸在堿式電離和酸式電離相等時的PH值,稱為該氨基酸的等電點.用PI表示.由于不同的氨基酸分子中所含的氨基和羧基的數(shù)目不同,所以它們的等電點也各不相同.一般說來,酸性氨基酸的等電點PI為2.8-3.2;中性氨基酸的等電點PI為4.8-6.3;堿性氨基酸的等電點為7.6-11.
在等電點時,氨基酸的溶解度最小.因此可以用調(diào)節(jié)溶液PH值的方法,使不同的氨基酸在各自的等電點結(jié)晶析出,以分離或提純氨基酸.
α-氨基酸分子間可以發(fā)生脫水反應(yīng)生成酰胺.
在生成的酰胺分子中兩端仍含有α-NH2及-COOH, 因此仍然可以與其它α-氨基酸繼續(xù)縮合脫水形成長鏈高分子。所以在一定條件下,氨基酸可發(fā)生縮聚反應(yīng)形成高分子(多肽).
很明顯,色氨酸為α-氨基酸,褪黑素不是α-氨基酸,兩者結(jié)構(gòu)不相似。褪黑素官能團為酰胺鍵,不具有兩性化合物的特性,D選項錯誤。
答案:D
10.將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)
已被腐蝕而變暗,在液滴外沿棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。
導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。
下列說法正確的是
A.液滴中的Cl-由a區(qū)向b區(qū)遷移
B.液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-4OH-
C.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕,生成的Fe2+由a區(qū)向b區(qū)遷移,與b區(qū)的OH―形成Fe(OH)2,進一步氧化、脫水形成鐵銹
D.若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu-2e- = Cu2+
解析:本題考查氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)等方面知識。命題思路和內(nèi)容均與2010年浙江省高考試題第9題相似。試題創(chuàng)設(shè)了一個鋼鐵腐蝕情景,讓考生靈活運用所學(xué)知識,來解決實際問題。
NaCl溶液滴到一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時間后在液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)被腐蝕變暗,實際上是發(fā)生了吸氧腐蝕,這時,
負極電極反應(yīng)為:Fe - 2e- = Fe2+ (發(fā)生氧化反應(yīng))
正極電極反應(yīng)為:O2 + 2H2O + 4e-= 4OH― (發(fā)生還原反應(yīng))
在液滴外沿,由于Fe2++ 2OH― = Fe(OH)2 ,
4Fe(OH)2 +O2 +2H2O = 4Fe(OH)3 形成了棕色鐵銹環(huán)(b).
若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,由于Fe的金屬活動性比銅強,F(xiàn)e 仍為負極,負極發(fā)生的電極反應(yīng)為:Fe-2e-=Fe2+。
又根據(jù)在原電池中,陽離子移向正極,陰離子移向負極的規(guī)律,Cl-應(yīng)由b區(qū)向a區(qū)遷移。所以A、C、D選項均錯誤,B選項正確。
答案:B
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