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非选择题标准练(七)满分43分,实战模拟,20分钟拿到高考主观题高分!可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16Na-23Mg-24Al-27P-31S-32Cl-35.5Fe-56Cu-641.(14分)半导体生产中常需要使用掺杂剂,以保证控制电阻率,三氯化磷(PCl3)是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷(即白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3,装置如图所示:(部分夹持装置略去)已知:黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5;PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl;PCl3遇O2会生成POCl3,POCl3溶于PCl3;PCl3、POCl3的熔沸点见下表:物质熔点/沸点/PCl3-11275.5POCl32105.3请回答下列问题:(1)A装置中制氯气的离子方程式为_。(2)F中碱石灰的作用是_。(3)实验时,检査装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2,再迅速加入黄磷。通干燥CO2的作用是_。(4)粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后,通过_(填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3。(5)实验结束时,可以利用C中的试剂吸收多余的氯气,C中反应的离子方程式为_。(6)通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数:迅速称取1.00 g产品,加水反应后配成250 mL溶液;取以上溶液25.00 mL,向其中加入10.00 mL 0.100 0 molL-1碘水,充分反应;向所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.100 0 molL-1的Na2S2O3,溶液滴定;重复、操作,平均消耗Na2S2O3,溶液8.40 mL;已知:H3PO3+H2O+I2H3PO4+2HI,I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6,假设测定过程中没有其他反应。根据上述数据,该产品中PCl3的质量分数为_。【解析】(1)A装置中,加热条件下,浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰、氯气和水,离子方程式为MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O。(2)因尾气中含有有毒气体氯气,且空气中水蒸气和氧气可能进入装置,所以用F装置利用碱石灰吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气和氧气进入烧瓶和PCl3反应。(3)通入一段时间的CO2可以排尽装置中的空气,防止白磷与空气中的氧气接触发生自燃。(4)由信息可知,POCl3与PCl3都是液体,沸点相差较大,故可以用蒸馏的方法进行分离。(5)氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠和次氯酸钠的离子方程式:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(6)0.100 0 molL-1碘溶液10.00 mL中含有碘单质的物质的量为0.100 0 molL-10.010 0 L=0.001 00 mol,根据反应I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6可知,与磷酸反应消耗的碘单质的物质的量为:0.001 00 mol-0.100 0 molL-10.008 4 L=0.000 58 mol,再由H3PO3+H2O+I2H3PO4+2HI可知,25 mL三氯化磷水解后的溶液中含有的H3PO3的物质的量为n(H3PO3)=n(I2)=0.000 58 mol,250 mL该溶液中含有H3PO3的物质的量为0.000 58 mol=0.005 8 mol,所以1.00 g产品中含有的三氯化磷的物质的量为0.005 8 mol,该产品中PCl3的质量分数为100%=79.75%。答案:(1)MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O(2)吸收多余的氯气、防止空气中的H2O和O2进入烧瓶和PCl3反应(3)排尽装置中的空气,防止白磷自燃(4)蒸馏(5)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O(6)79.75%【加固训练】铁及其化合物在日常生活中很常见。(1)氧化铁是重要的工业颜料,用废铁屑制备它的流程如图1:图1回答下列问题:操作所包含的两项主要基本操作是_。上述流程中,Fe(OH)2转化成Fe(OH)3时的化学方程式为_。将FeCl2溶液高温水解、氧化也可直接制得氧化铁,请写出反应的化学方程式:_。(2)有些同学认为用KMnO4溶液能进行绿矾(FeSO47H2O)产品中铁元素含量的测定,反应的离子方程式为:_,该滴定过程中_(填“是”或“否”)还需要指示剂。实验步骤如下:a.考虑绿矾产品可能因为保存不当被空气中氧气所氧化,所以事先取少量绿矾产品溶于水,滴加_溶液进行验证。b.称取2.850 g绿矾产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容c.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中d.用硫酸酸化的0.010 00 molL-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL请完成下列问题:实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需_。某同学设计的图2下列滴定方式,最合理的是_。(夹持部分略去)(填字母序号)计算上述样品中FeSO47H2O的质量分数为_。【解析】(1)铁屑用纯碱溶液洗去油污,加稀硫酸充分反应,经过过滤分离,在滤液中加入氨水得到氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁,再经过过滤、洗涤,然后再干燥,灼烧得到氧化铁,则:操作所包含的两项主要基本操作是过滤、洗涤,上述流程中,Fe(OH)2转化成Fe(OH)3时的化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3。将FeCl2溶液高温水解、氧化也可直接制得氧化铁,需要有氧气参与反应,反应还生成HCl,反应方程式为4FeCl2+4H2O+O22Fe2O3+8HCl。(2)高锰酸钾溶液具有强氧化性,将Fe2+氧化为Fe3+,自身还原为Mn2+,反应离子方程式为5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O,高锰酸钾为紫色,当滴定到终点时,Fe2+被完全氧化,加入的最后一滴高锰酸钾不反应,溶液的颜色变浅紫红色,不需要另外加入指示剂,步骤a,Fe2+被氧化为Fe3+,所以事先取少量绿矾产品溶于水,滴加KSCN溶液进行验证,若溶液变红色,说明被氧化,否则未被氧化。配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需250 mL容量瓶;酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,盛放在酸式滴定管中,样品硫酸亚铁溶液呈酸性,应用酸式滴定管盛放,且向锥形瓶滴加硫酸亚铁溶液,与空气接触增大,会被氧气氧化,导致误差增大,故B最合理;n(Mn)=0.010 00 molL-10.02 L=210-4mol,由5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O,可知n(Fe2+)=5210-4mol=110-3mol,所以250 mL溶液中含有知n(Fe2+)=110-3mol=110-2mol,则m(FeSO47H2O)=278 gmol-1110-2mol=2.78 g,样品中FeSO47H2O的质量分数为100%=97.5%。答案:(1)过滤、洗涤4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)34FeCl2+4H2O+O22Fe2O3+8HCl(2)5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O否a.KSCN250 mL容量瓶B97.5%2.(15分)铝灰的回收利用方法很多,现用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)318H2O,工艺流程如下:请回答下列问题:(1)加入过量稀硫酸溶解Al2O3的离子方程式是_。(2)流程中加入的KMnO4也可用H2O2代替,若用H2O2,发生反应的化学方程式为_。(3)已知:浓度均为0.1 molL-1的金属阳离子,生成氢氧化物沉淀的pH如下表:Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8步骤的目的是_;若在该浓度下除去铁的化合物,调节pH的最大范围是_。(4)已知KspFe(OH)3=c(Fe3+)c3(OH-)=4.010-38,当pH=2时,Fe3+开始沉淀的浓度为_。(5)操作发生反应的离子方程式为_;为了验证该操作所得固体中确实含有MnO2,可选用的试剂是_或_。(6)操作“一系列操作”,下列仪器中不需要的是_(填序号)。A.蒸发皿B.坩埚C.玻璃棒D.酒精灯E.漏斗【解析】(1)加入过量稀硫酸溶解Al2O3的离子方程式为6H+Al2O32Al3+3H2O。(2)流程中加入的KMnO4也可用H2O2代替,H2O2有强氧化性,能把Fe2+氧化为Fe3+,发生反应的化学方程式为H2O2+2FeSO4+H2SO4Fe2(SO4)3+2H2O。(3)根据流程图可知是将Fe2+氧化成Fe3+,并通过调节pH把Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,确保Al3+不沉淀出来,故调节pH的范围为2.83.4。(4)pH=2时,c(OH-)=10-12molL-1,代入KspFe(OH)3=c(Fe3+)c3(OH-)=4.010-38中,可得Fe3+开始沉淀的浓度为410-2molL-1。(5)根据操作中出现紫红色消失的现象可知Mn参与了反应,发生反应的离子方程式为2Mn+3Mn2+2H2O5MnO2+4H+;为了验证该操作所得固体中确实含有MnO2,可选用的试剂是浓盐酸并加热或过氧化氢溶液,有气泡产生即可说明。(6)操作一系列操作中有蒸发浓缩、降温结晶、过滤,不需用的仪器是坩埚。答案:(1)6H+Al2O32Al3+3H2O(2)H2O2+2FeSO4+H2SO4Fe2(SO4)3+2H2O(3)将Fe2+氧化为Fe3+,并通过调节pH把Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去2.83.4(4)410-2molL-1(5)2Mn+3Mn2+2H2O5MnO2+4H+浓盐酸过氧化氢溶液(6)B3.(14分)甲醇是结构最为简单的饱和一元醇,又称“木醇”或“木精”,主要应用于精细化工、塑料、能源等领域。已知甲醇制备的有关化学反应如下:反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1=-90.77 kJmol-1反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H3=-49.58 kJmol-1(1)反应的H2=_。(2)若500时三个反应的平衡常数依次为K1、K2与K3,则K3=_(用K1、K2表示)。已知500时K1、K2的值分别为2.5、1.0,并测得该温度下反应在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(molL-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v(正)_v(逆)(填“”“=”或“”)。(3)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应,c(CO)随反应时间t变化如图中曲线所示。若在t0时刻分别改变一个条件,曲线变为曲线和曲线。当曲线变为曲线时,改变的条件是_。当通过改变压强使曲线变为曲线时,曲线达到平衡时容器的体积为_。(4)甲醇燃料电池可能成为未来便携电子产品应用的主流。某种甲醇燃料电池工作原理如图所示,则通入a气体的电极反应式为_。(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。25时,将amolL-1的CH3COOH与bmolL-1Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为_。【解析】(1)已知反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1=-90.77 kJmol-1,反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2,反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H3=-49.58 kJmol-1,根据盖斯定律:=-得反应的H2=+41.19 kJmol-1。(2)根据已知反应确定K1=c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)、K2=c(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2)、K3=c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2),则K3=K1K2。500时K1、K2的值分别为2.5、1.0,则K3= K1K2=2.5,该温度下反应在某时刻,Q=c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2)=(0.30.15)/(0.830.1)0.9v(逆)。(3)分析图象知t0时刻改变一个条件,曲线变为曲线,一氧化碳的平衡浓度没有变化而到达平衡的时间缩短,改变的条件是加入催化剂;反应为反应前后气体物质的量不变的反应,改变压强,平衡不移动,曲线变为曲线时,一氧化碳的浓度由3.0 molL-1变为4.5 molL-1,容器的体积由3 L变为2 L。(4)根据题给装置知本题考查酸性甲醇燃料电池,根据外电路电子流向判断左侧电极为电池的负极,发生氧化反应,即甲醇被氧化为二氧化碳,结合碳元素的化合价变化确定失电子数目,根据原子守恒和电荷守恒配平,电极反应式为CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+。(5)25时,将amolL-1的CH3COOH与bmolL-1Ba(OH)2溶液等体积混合,根据电荷守恒知2c(Ba2+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),又2c(Ba2+)=c(CH3COO-)=bmolL-1,则c(H+)=c(OH-)=110-7molL-1,根据醋酸与氢氧化钡溶液反应的化学方程式确定混合液中c(CH3COOH)=(a-2b)/2 molL-1,该混合溶液中醋酸的电离常数为c(CH3COO-)c(H+)/c(CH3COOH)=10-7。答案:(1)+41.19 kJmol-1(2) K1K2(3)加入催化剂2 L(4)CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+(5)10-7- 8 -
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