1.A 提示:依题意,KNO3与硫黄在炉中反应生成SO2,NO2+SO2══NO+SO3,SO3+H2O══H2SO4,“焚硝磺”时,N和S的价态均发生了变化,A项正确。硫酸的沸点较高,属于难挥发的强电解质,B项错误。0.01 mol·L-1的磺强水溶液中c(H+)=0.02 mol·L-1,pH<2,C项错误。磺强水溶液中存在水分子,D项错误。
2.A 提示:该有机物含有四种官能团,但含氧官能团只有三种,它们分别是羟基、醚键、酯基。
3.D 提示:铝箔插入稀硝酸中,发生反应Al+4HNO3(稀)══Al(NO3)3+NO↑+2H2O,观察到铝箔溶解,产生无色气泡,试管口气体呈红棕色,铝在浓硝酸中发生钝化,A项错误。足量H2O2溶液中滴入少量的酸性KMnO4溶液,溶液的紫色褪去,发生反应5H2O2+2Mn+6H+══5O2↑+2Mn2++8H2O,H2O2中O元素的化合价由-1价升至0价,H2O2具有还原性,不是漂白性,B项错误。淀粉溶液中加入少量稀硫酸,加热充分反应后,向溶液中加NaOH溶液至溶液呈碱性,再将溶液分成两份,一份加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热至沸腾,生成砖红色沉淀,说明淀粉已经发生水解;一份滴加碘水,加入的碘水与NaOH溶液反应,溶液不变蓝,不能证明加热充分反应后的溶液中不含淀粉,从而不能证明淀粉完全水解,C项错误。取5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液,滴加5~6滴0.1 mol·L-1FeCl3溶液充分反应,发生反应2I-+2Fe3+══2Fe2++I2,由于FeCl3少量,若该反应不是可逆反应,则反应后的溶液中不含Fe3+,向反应后的溶液中再滴加少量的KSCN溶液,溶液变红,说明反应后的溶液中仍存在Fe3+,从而说明KI与FeCl3的反应是可逆反应,D项正确。
4.B 提示:取样品加入水中,全部溶解,则不可能含有硝酸钡,因为碳酸钡不溶于水,再加入氯化钙能产生20g沉淀,该沉淀为碳酸钙,假设21.6g全部为Na2CO3,则生成沉mol-1=20.4g,则杂质中含有碳酸根离子的质量分数应该小于Na2CO3中碳酸根离子的质量分数,则KNO3、K2CO3至少含有一种,A、C、D项错误,B项正确。
5.B 提示:已知X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,位于三个不同的周期,X为H,根据结构图可知Y为C,Z为N,W原子的最外层电子数比Z多,W为S或Cl,以此来解析。
6.A 提示:A项电极反应式电荷不守恒。
7.D 提示:由题干信息,M(OH)2(s)M2+(aq)+2OH-(aq),M(OH)2(s)+2OH-(aq)M(aq),随着pH增大,c(OH-)增 大,则c(M2+)减 小,c[M(OH]增大,即-lgc (M2+)增大,-lgc[M(OH]减小,因此曲线①代表-lgc(M2+)与pH的关系,曲线②代表-lgc[M(OH]与pH的关系,A项正确。由图像可知,pH=7.0时,-lgc(M2+)=3.0,则M(OH)2的Ksp=c(M2+)·c2(OH-)=1×10-17,B项正确。根据图像,pH=9.0时,c(M2+)、c[M(OH]均极小,则体系中元素M主要以M(OH)2(s)存在,C项正确。由图可知,c[M(OH]=0.1 mol·L-1的溶液pH≈14.5,c(OH-)≈3.16 mol·L-1,则向其中加入等体积0.4 mol·L-1的盐酸,OH-先与HCl反应,且反应后c(OH-)>1 mol·L-1,溶液pH>14,故反应后体系中元素M仍主要以M(OH形式存在,D项错误。
8.(1)TeO2+2NaOH══Na2TeO3+H2O(2分)
(2)将溶液中的铁、铅、铜以更难溶的硫化物形式除去(2分)
(3)Na2TeO3+2NH4NO3══2NaNO3+TeO2↓+2NH3↑+H2O(2分)
(4)2SO2+TeCl4+4H2O══2H2SO4+Te+4HCl(2分)
(5)粗碲(2分) TeO2-3+3H2O+4e-══Te+6OH-(2分)
(6)0.2(2分)
提示:TeO2有两性,结合化合价可知,“碱浸”主要将TeO2转化为Na2TeO3;“过滤”将未除去的Fe、Pb、Cu元素转化为更难溶的硫化物除去;“沉碲”过程,从流程来看是将转化为TeO2沉淀;“酸溶”过程,TeO2转化为TeCl4;“还原”过程,SO2将TeCl4还原为Te,得粗Te;“电解”过程,粗Te作阳极,失电子,在阳极溶解,纯Te作阴极,阴极得电子,得到纯度更高的纯Te。
(1)TeO2有两性,结合化合价可知,“碱浸”时NaOH和TeO2反应生成为Na2TeO3和H2O,反应的化学方程式为TeO2+2NaOH══Na2TeO3+H2O。
(2)由分析可知,加入Na2S溶液的主要目的是将溶液中的铁、铅、铜以更难溶的硫化物形式除去。
(4)“还原”过程,SO2将TeCl4还原为Te,得粗Te,结合得失电子守恒、原子守恒可得方程式为2SO2+TeCl4+4H2O══2H2SO4+Te+4HCl。
(5)由分析可知,阳极材料为粗碲,以Na2TeO3溶液为电解质溶液,则阴极为得电子生成Te,结合电荷守恒、原子守恒可得阴极的电极反应为+3H2O+4e-══Te+6OH-。
9.(1)2CN-+2ClO2══2CO2↑+N2↑+2Cl-(2分)
(2)①三颈烧瓶(或三颈瓶)(1分)②作安全瓶,防止倒吸(2分) ③Na2SO3、Na2CO3(2分)
(3)C、D(2分)
(4)①淀粉溶液(1分) ②99.2%(2分)
(5)Fe3+(2分)
提示:利用70%浓硫酸与亚硫酸钠反应制备二氧化硫,将二氧化硫通入硫化钠、碳酸钠的混合溶液反应制备硫代硫酸钠。再利用硫代硫酸钠与二氧化氯反应等进行性质探究。
(1)NaCN用二氧化氯(ClO2)水溶液处理后,CN-被氧化为CO2和N2,CN-中C为+2价,N为-3价,配平离子方程式为2CN-+2ClO2══2CO2↑+N2↑+2Cl-。
(2)由仪器特征知装置C为三颈烧瓶(三颈瓶);装置B为安全瓶,可防止倒吸;从C装置进入D装置的气体可能有生成的CO2及未反应的SO2,被碱液吸收可能生成Na2SO3、Na2CO3。
(3)有害气体为SO2,可以用酸性KMnO4溶液或NaOH溶液吸收SO2。
(4)利用I2遇淀粉变蓝的特性,可知指示剂为淀粉溶液;三组实验数据中第2组数据为离群数据,应舍弃,取第1组和第3组数据的平均值,可知平均消耗I2的标准溶液20.00 mL,Na2S2O3·5H2O产品的纯度=100%=99.2%。
(5)根据SCN-的性质,实验室中NaSCN可以代替KSCN检验Fe3+。
10.(15分)
(1)-54.8 (1分) 高温低压 (1分)
(2)C3H8(s)══n-C3H7(s)+H(s)ΔH=+40.45 kJ·mol-1(2分)
(3)①Ka=Kb (4)丙烯比丙烷活泼更容易与氧气发生反应(2分) O2与H2反应,使丙烷脱氢反应平衡正向移动(2分) (5)①正极(1分) O2+4e-+4H+══2H2O(2分) ②2(1分) 提示:(1)利用盖斯定律知,ΔH2=ΔH3+ΔH4=-54.8 kJ·mol-1。丙烷脱氢是吸热反应,正反应方向是气体分子数增多的方向,故适宜条件为高温低压。 (2)该反应过程中决速步骤反应是活化能最大的反应,从图中可以看出是C3H8(s)══n-C3H7(s)+H(s),能量变化是0.42 eV,则ΔH=0.42×1.6×10-19×6.02×1023×10-3=40.45(kJ·mol-1)。 (3)平衡常数只受温度影响,丙烷脱氢是吸热反应,故Ka=Kb (4)丙烷氧化脱氢通常产生CO2较多,丙烯产率较低,原因是丙烯比丙烷活泼更容易与氧气发生反应;使用催化剂将丙烷脱氢生产丙烯和氢气燃烧反应进行选择性偶联,可大幅提高丙烷转化率,其原因是O2与H2反应,使丙烷脱氢反应平衡正向移动。 (5)由图可知,B电极上发生的是得电子的还原反应,O2+4e-+4H+══2H2O,故B电极为原电池的正极。通过离子交换膜的是质子,当电路中有2 mol电子转移时,通过离子交换膜的离子为2 mol。 11.(1)11(1分) 4d15s2(1分) (2)6(2分) O、N(2分) sp2、sp3杂化(2分) (3)正八面体(1分) (4)①氧化剂(1分) 还原(1分) 提示:(1)钪(Sc)的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2或[Ar]3d14s2,轨道数目为1+4+5+1=11,因此占据的轨道数为11个,钇位于第5周期第ⅢB族,因此外围电子构型为4d15s2。 (2)配原子有O、N两种,有六个原子配位,因此EDTA是6齿配位体,EDTA 中的碳原子有sp2、sp3两种杂化方式。 (3)六个水分子围绕Sc3+形成八面体结构:。 (4)①空穴可得电子,因此可视为氧化剂;A物质得电子生成B物质,发生还原反应。 ②该晶胞中,铈原子位于八个顶点和六个面心,因此为4个,氧原子在体内,共8个,因此铈原子和氧原子个数比为1∶2;该晶胞为立方晶胞,晶胞中含有4个铈原子和8个氧原子,因此 12.(1)C15H15NO4Br2(1分)(2分) (3)液溴(1分) (4)保护酚羟基(1分) (5) 提示:(1)根据E的结构简式可知E的分子式为C15H15NO4Br2,C经过步骤③反应得到D,结合已知反应信息可得D的结构简式为。 (3)D→E在苯环上引入了溴原子,反应④的试剂a是液溴。 (4)酚羟基易被氧化,由C到F的过程中,设计反应③的目的是保护酚羟基。 (6)分子结构中含有五元环,分子结构中含有氨基(—NH2),能与碳酸氢钠溶液反应产生气体说明含有羧基,符合上述条件的同分异构体为:改变—NH2位置则有4种,改变—CH2NH2位置则有3种,改变—NH2的位置有2种,改变—NH2的位置有5种,改变—NH2的位置有5种,共计19种。其核磁共振氢谱有五组峰的结构简式为或。