高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 第3部分訓(xùn)練 非選擇題專項練2

訓(xùn)練(十)非選擇題專項練(2)1鐵觸媒(鐵的某氧化物)是工業(yè)合成氨的催化劑。某同學(xué)設(shè)計了以下兩種方案研究鐵觸媒的組成。方案一：用下列流程測定鐵觸媒的含鐵量，確定其組成。(1)步驟后面需用_(填儀器名稱)取25.00 mL稀釋后溶液。(2)因為通入Cl2不足量，“溶液B”中還含有_會影響測定結(jié)果。(3)因為通入Cl2過量且加熱煮沸不充分，“溶液B”中可能含有Cl2。請設(shè)計實驗方案檢驗Cl2，完成下列實驗報告。限選試劑：0.1 molL1酸性KMnO4溶液、紫色石蕊試液、品紅稀溶液、淀粉KI溶液、0.1 molL1KSCN溶液實驗操作實驗現(xiàn)象與結(jié)論方案二：用下列實驗方法測定鐵觸媒的含鐵量，確定其組成。(4)“干燥管C”的作用是_。(5)稱取15.2 g鐵觸媒進行上述實驗。充分反應(yīng)后，測得“干燥管B”增重11.0 g，則該鐵觸媒的化學(xué)式可表示為_。(相對原子質(zhì)量：C12 O16Fe56)解析(1)根據(jù)儀器的精確度，量取25.00 mL稀釋后溶液需用酸式滴定管；(2)通入Cl2的作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子，氯氣量不足時，“溶液B”中會含有亞鐵離子，即FeCl2或者FeSO4；(3)氯氣的性質(zhì)：能使石蕊試液先變紅后褪色，向溶液B中加入石蕊試液，如果石蕊試液顯紅色，后紅色褪去，這是氯水的性質(zhì)，證明含有氯氣，若溶液變紅后不褪色，溶液B不含有Cl2；(4)一氧化碳可以和鐵的氧化物之間發(fā)生反應(yīng)，得到氣體產(chǎn)物二氧化碳，干燥管B可以吸收生成的二氧化碳，測定二氧化碳的量可以獲得鐵觸媒的量，但是要排除空氣成份的干擾，所以C的作用是：防止空氣中的CO2和水蒸氣進入B中；(5)根據(jù)實驗方案一的原理，15.2 g鐵觸媒充分反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量是11.0 g，設(shè)發(fā)生的反應(yīng)為：yCOFexOyxFeyCO2， 1 y 即=，解得xy=45，所以氧化物的化學(xué)式為：Fe4O5或2FeOFe2O3。答案(1)酸式滴定管(2)FeCl2或者FeSO4或者Fe2(3)實驗操作預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論取適量溶液B于試管中，滴加23滴紫色石蕊試液，振蕩，觀察現(xiàn)象若溶液顯紅色，后紅色褪去，則溶液B中含Cl2；若溶液變紅后不褪色，則溶液B不含有Cl2(加入品紅稀溶液也可)(4)防止空氣中的CO2和水蒸氣進入B中(5)Fe4O5或2FeOFe2O32某工廠對工業(yè)生產(chǎn)鈦白粉產(chǎn)生的廢液進行綜合利用，廢液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4，可用于生產(chǎn)顏料鐵紅和補血劑乳酸亞鐵。其生產(chǎn)工藝流程如下：已知：TiOSO4可溶于水，在水中可以電離為TiO2和SO；TiOSO4水解的反應(yīng)為：TiOSO4(x1)H2OTiO2xH2OH2SO4。請回答：(1)步驟所得濾渣的主要成分為_，分離硫酸亞鐵溶液和濾渣的操作中所用的玻璃儀器是_；步驟中得到硫酸亞鐵晶體的操作為蒸發(fā)濃縮、_。(2)步驟硫酸亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫，該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_。(3)步驟的離子方程式是_。(4)已知：FeCO3(s)Fe2(aq)CO(aq)，試用平衡移動原理解釋步驟生成乳酸亞鐵的原因_。(5)實驗室中常用KMnO4滴定法測定晶體中FeSO47H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取步驟中所得FeSO47H2O晶體樣品a g，配成500.00 mL溶液，取出25.00 mL溶液，用KMnO4溶液滴定(雜質(zhì)與KMnO4不反應(yīng))。若消耗0.100 0 molL1 KMnO4溶液25.00 mL，則所得晶體中FeSO47H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(用a表示)。解析廢液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4，加鐵屑，F(xiàn)e與H2SO4和少量Fe2(SO4)3反應(yīng)生成FeSO4，TiOSO4水解生成TiO2xH2O，過濾，濾渣為TiO2xH2O、Fe，濾液為FeSO4，F(xiàn)eSO4溶液通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌得到硫酸亞鐵晶體，脫水、煅燒得到氧化鐵；FeSO4溶液中加碳酸氫銨反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀、硫酸銨和二氧化碳，碳酸亞鐵沉淀加乳酸溶解生成乳酸亞鐵溶液和二氧化碳，乳酸亞鐵溶液通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌得到乳酸亞鐵晶體；(1)由流程分析可知，步驟所得濾渣的主要成分為TiO2xH2O、Fe；實現(xiàn)固體和液體的分離用過濾的方法，過濾操作使用的儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗；步驟是從溶液中得到硫酸亞鐵晶體，操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌等操作；(2)硫酸亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫的方程式為：4FeSO4O22Fe2O34SO3，氧化劑是氧氣，還原劑是硫酸亞鐵，所以氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為14；(3)由流程圖可知，硫酸亞鐵與碳酸氫銨反應(yīng)是碳酸亞鐵，還生成氣體為二氧化碳，溶液B為硫酸銨溶液，反應(yīng)離子方程式為：Fe22HCO=FeCO3H2OCO2；(4)碳酸亞鐵的沉淀存在溶解平衡：FeCO3(s)Fe2(aq)CO(aq)，加入乳酸，這樣CO與乳酸反應(yīng)濃度降低，平衡向右移動，使碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵溶液；(6)令FeSO47H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，亞鐵離子會被高錳酸鉀氧化為三價鐵離子，本身被還原為2價的錳離子，根據(jù)電子守恒，則5FeSO47H2OKMnO4，5278 g 1 mol a gx 0.100 0 molL10.025 L所以=解得x=。答案(1)TiO2xH2O、Fe玻璃棒、燒杯、漏斗冷卻結(jié)晶、過濾洗滌(2)14(3)Fe22HCO=FeCO3H2OCO2(4)FeCO3(s)Fe2(aq)CO(aq)，CO與乳酸反應(yīng)濃度降低，平衡向右移動，使碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵溶液(6)3研究發(fā)現(xiàn)，含PM2.5的霧霾主要成分有SO2、NOx、CxHy及可吸入顆粒等。(1)霧霾中能形成酸雨的物質(zhì)是_。(2)為消除NOx對環(huán)境的污染，可利用NH3在一定條件下與NO反應(yīng)生成無污染的氣體。已知：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H=905.48 kJmol1N2(g)O2(g)2NO(g)H=180.50 kJmol1下列表示NH3(g)與NO(g)在一定條件下反應(yīng)，生成無污染氣體的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系示意圖1正確的是：_(填字母)。圖1圖2是反應(yīng)4NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(g)過程中NH3的體積分?jǐn)?shù)隨X變化的示意圖2，X代表的物理量可能是_，原因是_。圖3圖4(3)圖3電解裝置可將霧霾中的SO2、NO轉(zhuǎn)化為(NH4)2SO4，陰極的電極反應(yīng)式是_。物質(zhì)A是_(填化學(xué)式)，理由是_。(4)為減少霧霾、降低大氣中有害氣體含量，研究機動車尾氣中CO、NOx及CxHy的排放量意義重大。機動車尾氣污染物的含量與空/燃比(空氣與燃油氣的體積比)的變化關(guān)系示意圖如圖4：請解釋：隨空/燃比增大，CO和CxHy的含量減少的原因是_。當(dāng)空/燃比達(dá)到15后，NOx減少的原因可能是_。解析(1)二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要氣體；(2)已知N2(g)O2(g)=2NO(g)H=180.50 kJmoll4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H=905.48 kJmoll氨氣被一氧化氮氧化生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式依據(jù)蓋斯定律，結(jié)合熱化學(xué)方程式合并計算：5得到：4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(g)H=1 807.98 kJmol1；該反應(yīng)是放熱及體積增大的可逆反應(yīng)，升高溫度或增大壓強，平衡均逆向移動，使NH3的體積分?jǐn)?shù)增大；(3)NO得電子生成銨根離子方程式：NO5e6H=NHH2O；SO2失電子形成硫酸，反應(yīng)方程式：5SO22NO8H2O(NH4)2SO44H2SO4；(4)空/燃比增大，燃油氣燃燒更充分；反應(yīng) N2(g)O2(g)2NO(g) 是吸熱反應(yīng)，當(dāng)空/燃比大于15后，由于燃油氣含量減少，燃油氣燃燒放出的熱量相應(yīng)減少，環(huán)境溫度降低。答案(1)SO2和 NOx(2)a溫度或壓強因為該反應(yīng)是放熱及體積增大的可逆反應(yīng)，升高溫度或增大壓強，平衡均逆向移動，使NH3的體積分?jǐn)?shù)增大(3)NO5e6H=NHH2OH2SO4根據(jù)反應(yīng)：5SO22NO8H2O(NH4)2SO44H2SO4，產(chǎn)物中除有(NH4)2SO4外還有H2SO4(4)空/燃比增大，燃油氣燃燒更充分，故CO、CxHy含量減少因為反應(yīng) N2(g)O2(g)2NO(g)是吸熱反應(yīng)，當(dāng)空/燃比大于15后，由于燃油氣含量減少，燃油氣燃燒放出的熱量相應(yīng)減少，環(huán)境溫度降低4硼酸(H3BO3)大量應(yīng)用于玻璃制造行業(yè)，以硼鎂礦(2MgOB2O3H2O、 SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、 Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸的工藝流程如下：已知：H3BO3在20、40、60、100時的溶解度依次為5.0 g、8.7 g、14.8 g、 40.2 g。Fe3、Al3、Fe2和Mg2以氫氧化物形式完全沉淀時，溶液的pH分別為3.2、5.2、9.7和 12.4。(1)由于礦粉中含CaCO3，“浸取”時容易產(chǎn)生大量泡沫使物料從反應(yīng)器溢出，故應(yīng)分批加入稀硫酸。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)“浸出液”顯酸性，含H3BO3和Mg2、SO，還含有Fe3、Fe2、Ca2、Al3等雜質(zhì)?！俺s”時向浸出液中依次加入適量H2O2和MgO，除去的雜質(zhì)離子是_。H2O2的作用是_ (用離子方程式表示)。(3)“浸取”后，采用“熱過濾”的目的是_。(4)“母液”可用于回收硫酸鎂，已知硫酸鎂的溶解度隨溫度變化的曲線如下圖，且溶液的沸點隨壓強增大而升高。為了從“母液”中充分回收MgSO4H2O，應(yīng)采取的措施是將“母液”蒸發(fā)濃縮，_。答案(1)CaCO3 (粉末)H2SO4=CaSO4H2OCO2(2)Fe3、Fe2、Al3H2O22H2Fe2=2Fe32H2O(3)防止溫度下降時H3BO3從溶液中析出(4)加壓升溫結(jié)晶 5鈦、鉻、鐵、鎳、銅等金屬及其化合物在工業(yè)上有重要用途。(1)鈦鐵合金是鈦系儲氫合金的代表，該合金具有放氫溫度低、價格適中等優(yōu)點。Ti的基態(tài)原子價電子排布式為_。Fe的基態(tài)原子共有_種不同能級的電子。(2)制備CrO2Cl2的反應(yīng)為K2Cr2O7 3CCl4=2KCl2CrO2Cl23COCl2。上述化學(xué)方程式中非金屬元素電負(fù)性由大到小的順序是_(用元素符號表示)。COCl2分子中所有原子均滿足8電子構(gòu)型，COCl2分子中 鍵和鍵的個數(shù)比為_，中心原子的雜化方式為_。(3)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)均與氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)相同，其中Ni2和Fe2的離子半徑分別為6.9102 nm和7.8102 nm。則熔點：NiO_(填“>”、“<”或“=”)FeO。(4)Ni和La的合金是目前使用廣泛的儲氫材料，具有大容量、高壽命、耐低溫等特點，在日本和中國已實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。該合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的化學(xué)式為_。已知該晶胞的摩爾質(zhì)量為M gmol1，密度為d gcm3。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶胞的體積是_ cm3(用含M、d、NA的代數(shù)式表示)。該晶體的內(nèi)部具有空隙，且每個晶胞的空隙中儲存6個氫原子比較穩(wěn)定。已知：a=511 pm，c=397 pm；標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的密度為8.98105 gcm3；儲氫能力=。若忽略吸氫前后晶胞的體積變化，則該儲氫材料的儲氫能力為_。解析(4)從圖中可以看出，La位于平行六面體的頂點，晶胞中La的原子數(shù)為8=1。平行六面體的上、下兩個面各有2個Ni原子，四個側(cè)面各有1個Ni原子，體心還有1個Ni原子。故晶胞中Ni的原子數(shù)為811=5。故該晶體的化學(xué)式為LaNi5。晶胞的體積為cm3。LaNi5合金儲氫后的密度=0.111 gcm3，由定義式：儲氫能力=，故儲氫能力=1 236。答案(1) 3d24s27(2) O>Cl>C31sp2 (3)>(4) LaNi51 2366化合物F是一種重要的有機合成中間體，它的合成路線如下： 請認(rèn)真分析和推理回答下列問題：(1)由B生成C的化學(xué)反應(yīng)類型是_；化合物F中含氧官能團的名稱是_。(2)寫出化合物C與乙酸反應(yīng)生成酯的化學(xué)方程式：_。(3)寫出化合物B的結(jié)構(gòu)簡式：_。同時滿足下列條件的B的同分異構(gòu)體(不包括B)共有_種：苯環(huán)上只有兩個取代基；能與FeCl3溶液顯紫色。 (4)工業(yè)上以苯酚()和烴W為主要原料制備有機物3乙基1,6己二酸的合成路線流程圖如下：提示：3乙基1,6己二酸的結(jié)構(gòu)簡式如下圖：寫出X、Z的結(jié)構(gòu)簡式： X：_，Z：_；寫出苯酚與W反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。解析根據(jù)題中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，由A苯酚到C的變化分別是：在苯酚的對位引入一個烷烴基(丁基)，然后苯環(huán)上發(fā)生與氫氣的加成，變?yōu)榄h(huán)己烷，據(jù)此可以推斷出B的結(jié)構(gòu)簡式為，然后C中醇羥基被氧化生成羰基，即得到D。(1)由上面的分析可知，B生成C的化學(xué)反應(yīng)類型為加成反應(yīng)。根據(jù)F的結(jié)構(gòu)簡式可知，化合物F中含氧官能團的名稱為醛基和羰基。 (2)化合物C與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為：CH3COOHH2O。(3) 根據(jù)上面分析可知，化合物B 的結(jié)構(gòu)簡式為, 同時滿足下列條件苯環(huán)上只有兩個取代基，能與氯化鐵溶液顯色，即有酚羥基的B的同分異構(gòu)體為苯環(huán)上連有酚羥基和C4H9，有鄰間對三種位置關(guān)系，其中C4H9有四種結(jié)構(gòu)，所以共有12種結(jié)構(gòu)，其中除去B的結(jié)構(gòu)還有11種。(4) 依據(jù)上面的分析可知X為，Z為或W為乙烯，苯酚與之反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH2=CH2答案(1) 加成反應(yīng)醛基、羰基(2)CH3COOHH2O(3) 11(4)或CH2=CH2