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第一周　非選擇題增分練 26．某化學(xué)興趣小組以黃銅礦(主要成分CuFeS2)為原料進行如下實驗探究。為測定黃銅礦中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，將m1 g該黃銅礦樣品放入如圖所示裝置中，從a處不斷地緩緩?fù)ㄈ肟諝?，高溫灼燒石英管中的黃銅礦樣品。 (1)錐形瓶A內(nèi)所盛試劑是________溶液；裝置B的作用是__________________；錐形瓶D內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________。 (2)反應(yīng)結(jié)束后將錐形瓶D中的溶液進行如下處理： 則向錐形瓶D中加入過量H2O2溶液反應(yīng)的離子方程式為_________________________；操作Ⅱ是洗滌、烘干、稱重，其中洗滌的具體方法_____________________________；該黃銅礦中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________________(用含m1、m2的代數(shù)式表示)。 (3)反應(yīng)后固體經(jīng)熔煉、煅燒后得到泡銅(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO)，要驗證熔渣中存在FeO，應(yīng)選用的最佳試劑是____________。 A．KSCN溶液、氯水　　　 B．稀鹽酸、KMnO4溶液 C．稀硫酸、KMnO4溶液 D．NaOH溶液 (4)已知：Cu＋在強酸性環(huán)境中會發(fā)生反應(yīng)生成Cu和Cu2＋，設(shè)計實驗方案驗證泡銅中是否含有Cu2O。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)為防止二氧化碳的干擾，應(yīng)將空氣中的二氧化碳用堿液除掉，錐形瓶A內(nèi)所盛試劑是氫氧化鈉溶液，通過堿石灰干燥吸收水蒸氣，生成的二氧化硫能和過量氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉鹽和水，反應(yīng)的離子方程式為SO2＋2OH－===SO2＋H2O；(2)亞硫酸根離子具有還原性能被過氧化氫氧化生成硫酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為H2O2＋SO2===SO2＋H2O，洗滌固體在過濾器中進行，加水至浸沒固體使水自然流下，重復(fù)幾次洗滌干凈；m2 g固體為硫酸鋇的質(zhì)量，結(jié)合硫原子守恒計算得到硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝100%＝100%；(3)反應(yīng)后固體經(jīng)熔煉、煅燒后得到泡銅(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO)，要驗證熔渣中存在FeO，應(yīng)選用的最佳方案是加入硫酸溶解后加入高錳酸鉀溶液觀察高錳酸鉀溶液是否褪色；(4)泡銅成分為Cu、Cu2O，Cu＋在強酸性環(huán)境中會發(fā)生反應(yīng)生成Cu和Cu2＋。據(jù)此設(shè)計實驗驗證是否含有氧化亞銅：取少量泡銅于試管中加入適量稀硫酸，若溶液呈藍色說明泡銅中含有Cu2O，否則不含有。 答案：(1)氫氧化鈉　干燥氣體 SO2＋2OH－===SO＋H2O (2)H2O2＋SO===SO＋H2O　固體放入過濾器中，用玻璃棒引流向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待濾液自然流下后，重復(fù)上述操作2～3次　100% (3)C (4)取少量泡銅于試管中加入適量稀硫酸，若溶液呈藍色說明泡銅中含有Cu2O，否則不含有 27．氨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，可由N2、H2合成NH3。 (1)天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法是目前獲取原料氣中H2的主流方法。CH4經(jīng)過兩步反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為H2和CO2，其能量變化示意圖如下： 結(jié)合圖像，寫出CH4通過蒸汽轉(zhuǎn)化為CO2和H2的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 (2)利用透氧膜，一步即獲得N2、H2，工作原理如圖所示(空氣中N2與O2的物質(zhì)的量之比按4∶1計)。 ①起還原作用的物質(zhì)是________。 ②膜Ⅰ側(cè)所得氣體中＝2，CH4、H2O、O2反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________ ____________________________。 (3)甲小組模擬工業(yè)合成氨在一恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0。t1 min時達到平衡，在t2 min時改變某一條件，其反應(yīng)過程如圖所示，下列說法正確的是________。 A．Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時，平衡常數(shù)：KⅠ＜KⅡ B．Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時，NH3的體積分?jǐn)?shù)：φ(Ⅰ)＜φ(Ⅱ) C．Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡的標(biāo)志是混合氣體的密度不再發(fā)生變化 D．t2 min時改變的條件可以是向密閉容器中加N2和H2的混合氣 (4)乙小組模擬不同條件下的合成氨反應(yīng)，向容器中充入9.0 mol N2和23.0 mol H2，不同溫度下平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與總壓強(p)的關(guān)系如圖。 ①T1、T2、T3由大到小的排序為________。 ②在T2、60 MPa條件下，A點v正________(填“＞”“＜”或“＝”)v逆，理由是________________________________________。 ③計算T2、60 MPa平衡體系的平衡常數(shù)Kp＝________。(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)) 解析：(1)結(jié)合圖像可知，第一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋206.4 kJmol－1，第二步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.0 kJmol－1，根據(jù)蓋斯定律，由①＋②得：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165.4 kJmol－1。(2)①結(jié)合工作原理圖知，膜Ⅰ側(cè)反應(yīng)物為空氣中的O2和H2O，得電子生成O2－和H2；膜Ⅱ側(cè)反應(yīng)物為CH4和O2－，失去電子生成CO和H2，起還原作用的是CH4。②設(shè)膜Ⅰ側(cè)參加反應(yīng)的空氣中的n(N2)＝4 mol、n(O2)＝1 mol，則膜Ⅰ側(cè)所得氣體中n(N2)＝4 mol、n(H2)＝8 mol，膜Ⅰ側(cè)的還原反應(yīng)為O2＋4e－===2O2－和H2O＋2e－===H2↑＋O2－，則n(O2)反應(yīng)＝1 mol，n(H2O)反應(yīng)＝8 mol，膜Ⅱ側(cè)的氧化反應(yīng)為CH4＋O2－－2e－===2H2＋CO，根據(jù)得失電子守恒，膜Ⅱ側(cè)n(CH4)反應(yīng)＝10 mol，故CH4、H2O、O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為10CH4＋8H2O＋O2===10CO＋28H2。(3)溫度不變，平衡常數(shù)K不變，A項錯誤；若t2 min時改變的條件是大量通入N2或H2，則平衡時NH3的體積分?jǐn)?shù)：φ(Ⅱ)＜φ(Ⅰ)，B項錯誤；容器恒容，且過程Ⅰ和Ⅱ中混合氣體的質(zhì)量不變，混合氣體的密度為固定值，C項錯誤；t2 min時改變條件，v逆瞬時不變后逐漸增大至不變，則平衡正向移動，所以改變的條件是向容器中加入反應(yīng)物(可以是N2或H2或N2和H2的混合氣)，D項正確。(4)①合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高平衡時NH3的體積分?jǐn)?shù)越小，所以T3＞T2＞T1。②在T2、60 MPa條件下，A點時NH3的體積分?jǐn)?shù)小于平衡時NH3的體積分?jǐn)?shù)，此時反應(yīng)正向進行，所以v正＞v逆。③結(jié)合圖像知，T2、60 MPa平衡時NH3的體積分?jǐn)?shù)為60%，則平衡時φ(N2)＝15%，φ(H2)＝25%，Kp＝＝ 0.043 (MPa)－2。 答案：(1)CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋165.4 kJmol－1 (2)①CH4　②10CH4＋8H2O＋O2===10CO＋28H2 (3)D　(4)①T3＞T2＞T1?、冢尽≡赥2、60 MPa時A點未達到平衡時的體積分?jǐn)?shù)，反應(yīng)正向進行 ③0.043 (MPa)－2或0.042 7 (MPa)－2 28．工業(yè)上常用水鈷礦(主要成分為Co2O3，還含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等雜質(zhì))制備鈷的氧化物，其制備工藝流程如下： 回答下列問題： (1)在加入鹽酸進行“酸浸”時，能提高“酸浸”速率的方法有________(任寫一種)。 (2)“酸浸”后加入Na2SO3，鈷的存在形式為Co2＋，寫出產(chǎn)生Co2＋反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。 (3)溶液a中加入NaClO的作用為_________________________________________。 (4)沉淀A的成分為___________________________________________________， 操作2的名稱是____________。 (5)已知：Ksp(CaF2)＝5.310－9，Ksp(MgF2)＝5.210－12，若向溶液c中加入NaF溶液，當(dāng)Mg2＋恰好沉淀完全即溶液中c(Mg2＋)＝1.010－5 molL－1，此時溶液中c(Ca2＋)最大等于________molL－1。 (6)在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷的某種氧化物和CO2，測得充分煅燒后固體質(zhì)量為12.05 g，CO2的體積為6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則此反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________ ________________________________________。 解析：(1)根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，水鈷礦用鹽酸酸浸，提高酸浸速率的方法有：將水鈷礦石粉碎；充分?jǐn)嚢瑁贿m當(dāng)增加鹽酸濃度；提高酸浸溫度等。(2)酸浸時，Co2O3轉(zhuǎn)化為Co3＋，酸浸后，加入Na2SO3，Co3＋轉(zhuǎn)化為Co2＋，鈷元素化合價降低，則S元素化合價升高，Na2SO3轉(zhuǎn)化為Na2SO4，反應(yīng)的離子方程式為2Co3＋＋SO＋H2O===2Co2＋＋SO＋2H＋。(3)NaClO具有強氧化性，因此溶液a中加入NaClO，可將溶液中Fe2＋氧化成 Fe3＋。(4)溶液b中陽離子有Co2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Ca2＋，加入NaHCO3，F(xiàn)e3＋、Al3＋與HCO發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)，分別轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3，故沉淀A的成分為Fe(OH)3、Al(OH)3。溶液c經(jīng)操作2得到沉淀B和溶液d，故操作2為過濾。(5)根據(jù)MgF2的Ksp(MgF2)＝c(Mg2＋)c2(F－)，當(dāng)Mg2＋恰好沉淀完全時，c(F－)＝＝ molL－1＝10－4 molL－1，根據(jù)CaF2的Ksp(CaF2)＝c(Ca2＋)c2(F－)， c(Ca2＋)＝＝ molL－1＝0.01 molL－1。(6)根據(jù)CoC2O4的組成，n(Co)＝n(CO2)＝＝0.15 mol，充分煅燒后固體質(zhì)量為12.05 g，則固體中n(O)＝＝0.2 mol，n(Co)∶n(O)＝0.15∶0.2＝3∶4，故鈷的氧化物為Co3O4，故煅燒CoC2O4的化學(xué)方程式為3CoC2O4＋2O2Co3O4＋6CO2。 答案：(1)將水鈷礦石粉碎；充分?jǐn)嚢?；適當(dāng)增加鹽酸濃度；提高酸浸溫度等 (2)2Co3＋＋SO＋H2O===2Co2＋＋SO＋2H＋ (3)將溶液中Fe2＋氧化成Fe3＋ (4)Fe(OH)3、Al(OH)3　過濾 (5)0.01(或0.010 2) (6)3CoC2O4＋2O2Co3O4＋6CO2 35．[選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)] 氫能被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗_發(fā)新型儲氫材料是氫能利用的重要研究方向。 Ⅰ.化合物A(H3BNH3)是一種潛在的儲氫材料，可由六元環(huán)狀物質(zhì)(HB===NH)3通過如下反應(yīng)制得： 3CH4＋2(HB===NH)3＋6H2O===3CO2＋6H3BNH3 請回答下列問題： (1)基態(tài)B原子的價電子排布式為________，B、C、N、O第一電離能由大到小的順序為________，CH4、H2O、CO2的鍵角按照由大到小的順序排列為________。 (2)與(HB===NH)3互為等電子體的有機分子為____(填分子式)。 Ⅱ.氫氣的安全貯存和運輸是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵。 (1)印度尼赫魯先進科學(xué)研究中心的Datta和Pati等人借助ADF軟件對一種新型環(huán)烯類儲氫材料(C16S8)進行研究，從理論角度證明這種材料的分子呈平面結(jié)構(gòu)(如圖1)，每個雜環(huán)平面上下兩側(cè)最多可吸附10個H2分子。 ①C16S8分子中C原子和S原子的雜化軌道類型分別為________。 ②相關(guān)鍵長數(shù)據(jù)如表所示： 化學(xué)鍵 C—S C===S C16S8中碳硫鍵 鍵長/pm 181 155 176 從表中數(shù)據(jù)可以看出，C16S8中碳硫鍵鍵長介于C—S鍵與C===S鍵之間，原因可能是________________________________________________________________________。 ③C16S8與H2微粒間的作用力是________。 (2)具有儲氫功能的銅合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，晶胞中Cu原子位于面心，Ag原子位于頂點，氫原子可進入到由Cu原子與Ag原子構(gòu)成的四面體空隙中。若將Cu原子與Ag原子等同看待，該晶體儲氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2(晶胞結(jié)構(gòu)如圖2)相似，該晶體儲氫后的化學(xué)式為________。 (3)MgH2是金屬氫化物儲氫材料，其晶胞如圖3所示，已知該晶體的密度為a gcm－3，則晶胞的體積為________cm3(用含a、NA的代數(shù)式表示，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。 解析：Ⅰ.(1)基態(tài)B原子的價電子排布式為2s22p1；一般情況下，同周期主族元素從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢，但是由于N原子的2p軌道上的電子處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以其第一電離能比O原子的大，因此，元素第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C＞B；CH4是正四面體形分子，鍵角為10928′，H2O是V形分子，鍵角為105，CO2是直線形分子，鍵角為180，因此三者鍵角按照由大到小的順序排列為CO2＞CH4＞H2O。(2)與(HB===NH)3互為等電子體的有機分子為C6H6。Ⅱ.(1)①根據(jù)圖1可知，C原子采取sp2雜化，S原子采取sp3雜化。②C16S8分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)，從而導(dǎo)致C16S8中碳硫鍵鍵長介于C—S鍵與C===S鍵之間。③C16S8與H2微粒間的作用力為范德華力。(2)根據(jù)題意知，該晶胞中銅原子數(shù)＝6＝3，銀原子數(shù)＝8＝1，氫原子可進入到由Cu原子與Ag原子構(gòu)成的四面體空隙中，則H原子位于該晶胞內(nèi)部，儲氫后該晶胞中含有8個H，則該晶體儲氫后的化學(xué)式為Cu3AgH8。(3)該晶胞中Mg原子數(shù)＝8＋1＝2，H原子數(shù)＝2＋4＝4，則該晶胞中含2個MgH2，該晶胞的體積V＝ cm3。 答案：Ⅰ.(1)2s22p1　N＞O＞C＞B　CO2＞CH4＞H2O　(2)C6H6 Ⅱ.(1)①sp2、sp3?、贑16S8分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)?、鄯兜氯A力 (2)Cu3AgH8　(3) 36．[選修5：有機化學(xué)基礎(chǔ)] 化合物H是一種有機材料中間體。實驗室由芳香化合物A制備H的一種合成路線如下： 已知：①RCHO＋R′CHO 請回答下列問題： (1)芳香化合物B的名稱為________，C的同系物中相對分子質(zhì)量最小的結(jié)構(gòu)簡式為________。 (2)由F生成G的第①步反應(yīng)類型為_______________________________________。 (3)X的結(jié)構(gòu)簡式為____________。 (4)寫出D生成E的第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式： _____________________________ ____________________。 (5)G與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成化合物Y，Y有多種同分異構(gòu)體，其中符合下列條件的同分異構(gòu)體有________種，寫出其中任意一種的結(jié)構(gòu)簡式_______________________。 ①分子中含有苯環(huán)，且能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2； ②其核磁共振氫譜顯示有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫，且峰面積之比為6∶2∶1∶1。 (6)寫出以為原料制備化合物的合成路線，其他無機試劑任選。 解析：(1)根據(jù)提供的信息①可知，A發(fā)生信息①反應(yīng)的產(chǎn)物為、CH3CHO，故芳香化合物B的名稱為苯甲醛，CH3CHO的同系物中相對分子質(zhì)量最小的為HCHO。(2)根據(jù)提供信息②可知，B和C發(fā)生信息②反應(yīng)的產(chǎn)物D為，與新制氫氧化銅反應(yīng)后酸化，—CHO轉(zhuǎn)化為—COOH，E為，E與Br2發(fā)生加成反應(yīng)得到的F為，根據(jù)F→G的第①步反應(yīng)條件，可知該反應(yīng)為消去反應(yīng)。(3)F發(fā)生消去反應(yīng)后酸化得到的G為，根據(jù)G＋X―→H，結(jié)合信息③可以推斷X為。(4)D生成E的第①步反應(yīng)為＋2Cu(OH)2＋NaOH＋Cu2O↓＋3H2O。(5)G為，與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成的化合物Y為CCCOOCH2CH3，根據(jù)①能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2，知含有羧基，根據(jù)②核磁共振氫譜顯示有4種氫原子，且峰面積之比為6∶2∶1∶1，則符合條件的同分異構(gòu)體有 答案：(1)苯甲醛　HCHO　(2)消去反應(yīng)　(3)