资源描述
歼灭高考5个主观题(第四练)
(限时30分钟)
26.硫酰氯(SO2Cl2)和氯化亚砜(SOCl2)在空气中遇水蒸气发生剧烈反应,并产生大量白雾。硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化剂或氯磺化剂,用于制作药品、染料、表面活性剂等。
合成SO2Cl2的反应为SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)
ΔH=-197.3 kJmol-1。
SO2Cl2的相关信息如表所示:
物质
熔点/℃
沸点/℃
其他性质
SO2Cl2
-54.1
69.1
易分解:SO2Cl2SO2↑+Cl2↑
合成SO2Cl2的装置如图所示(夹持仪器已省略),请回答有关问题:
(1)从表中选择相应的装置完成填空:
方案
A
B
C
D
发生
装置
所选
试剂
浓盐酸和
MnO2
浓盐酸和
KClO3
4 molL-1
HNO3
和Na2SO3
70%
H2SO4
和K2SO3
①制备SO2选________(填字母)。
②写出用所选装置制取Cl2的离子方程式:____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)合成SO2Cl2的装置图中仪器B的名称为____________________;丁中盛放的是____________________。
(3)反应结束后,将乙中混合物分离开的实验操作名称是________。
(4)图中装置C的作用是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)为提高本实验的产率,在实验操作中还需要注意的事项有(只答一条即可)________________________________________________________________________。
(6)氯化亚砜(SOCl2)与水反应的化学方程式为________________________________
________________________________________________________________________,
蒸干AlCl3溶液不能得到无水AlCl3,用SOCl2与AlCl36H2O混合加热,可得到无水AlCl3,试解释原因___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)①制备SO2可以选择亚硫酸盐与浓硫酸反应,并采用固液不加热的装置,故选D装置。②制备Cl2可选择B装置,反应的离子方程式为ClO+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O。(2)合成SO2Cl2的装置图中仪器B的名称为球形冷凝管;丁中盛放的是饱和食盐水,以除去挥发出来的氯化氢气体。(3)利用沸点的差异,采用蒸馏的方法将乙中混合物分离开。(4)由题中信息知,硫酰氯(SO2Cl2)在空气中遇水蒸气发生剧烈反应,故装置C的作用是吸收未反应的氯气和二氧化硫,同时防止空气中的水蒸气进入三颈瓶中。(5)为提高本实验的产率,在实验操作中还需要注意的事项有控制气流速率,宜慢不宜快;若三颈瓶内温度较高,可适当降温;先往球形冷凝管中通冷水,再进行实验。(6)氯化亚砜(SOCl2)与水反应的化学方程式为SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑;SOCl2与AlCl36H2O中的结晶水作用,生成无水AlCl3、SO2和HCl气体,产物SO2和HCl能抑制AlCl3水解。
答案:(1)①D
②ClO+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O
(2)球形冷凝管 饱和食盐水 (3)蒸馏
(4)吸收未反应的氯气和二氧化硫,防止空气中的水蒸气进入三颈瓶中
(5)控制气流速率,宜慢不宜快;若三颈瓶内温度较高,可适当降温;先往球形冷凝管中通冷水,再进行实验(合理即可,只需答一条)
(6)SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑
SOCl2与AlCl36H2O中的结晶水作用,生成无水AlCl3、SO2和HCl气体,产物SO2和HCl抑制AlCl3水解
27.碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料,可用废镍催化剂(主要含Ni、Al,还含少量Cr、FeS等)来制备,其工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)“浸泡除铝”时,发生反应的离子方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
(2)“溶解”时放出的气体为________________________________________(填化学式)。
(3)已知金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表:
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
Ni2+
6.2
8.6
Fe2+
7.6
9.1
Fe3+
2.3
3.3
Cr3+
4.5
5.6
“调pH 1”时,溶液pH的范围为________________。
(4)在空气中加热Ni(OH)2可得NiOOH,请写出此反应的化学方程式________________________________________________________________________。
(5)金属铬在溶液中有多种存在形式,CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0 molL-1的Na2CrO4溶液中 c(Cr2O)随 c(H+)的变化如图所示,用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应_________________________________________,
根据A点数据计算出该转化反应的平衡常数为______,温度升高,溶液中CrO的平衡转化率减小,则该反应的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。
解析:(1)“浸泡除铝”时加入NaOH溶液,发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。(2)“溶解”时加入稀硫酸,稀硫酸能与Ni、Cr、FeS反应,所以“溶解”时放出的气体为H2和H2S。(3)结合题给流程图可知,“调pH 1”前Fe2+已经被氧化为Fe3+,故“调pH 1”的目的是除去Fe3+、Cr3+,同时保证Ni2+不生成沉淀,由题表中数据可知,“调pH 1”时溶液pH的范围为5.6~6.2。(4)在空气中加热Ni(OH)2可得NiOOH,根据得失电子守恒和原子守恒可得:4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O。(5)由题图可知,随着H+浓度的增大,CrO不断转化为Cr2O,离子方程式为2CrO+2H+Cr2O+H2O。A点时溶液中Cr2O的浓度为0.25 molL-1,则溶液中c(CrO)=1.0 molL-1-0.25 molL-12=0.5 molL-1,又c(H+)=1.010-7 molL-1,故该转化反应的平衡常数K==1014;温度升高,溶液中CrO的平衡转化率减小,即平衡逆向移动,说明正反应放热,则该反应的ΔH<0。
答案:(1)2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
(2)H2、H2S (3)5.6~6.2
(4)4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O
(5)2CrO+2H+Cr2O+H2O 1014 <
28.铅及其化合物广泛用于蓄电池、机械制造、电缆防护等行业。
(1)用PbS熔炼铅的过程中会有如下反应发生:
2PbS(s)+3O2(g)===2PbO(s)+2SO2(g)
ΔH=a kJmol-1
PbS(s)+2O2(g)===PbSO4(s) ΔH=b kJmol-1
PbS(s)+2PbO(s)===3Pb(s)+SO2(g)
ΔH=c kJmol-1
写出PbS与PbSO4反应生成Pb和SO2的热化学方程式:
________________________________________________________________________。
(2)利用电解法也可制得金属铅。将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含PbCl的电解液。用惰性电极电解Na2PbCl4溶液制得金属Pb,装置如图所示。a电极的名称是______(填“阴极”或“阳极”),b电极的电极反应式为______________________
______________________,该生产过程中可以循环利用的物质是____________。
(3)铅蓄电池是一种用途广泛的二次电池。铅蓄电池的电池反应通常表示为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。铅蓄电池充电时,二氧化铅电极应与外接电源的________(填“正极”或“负极”)相连接,该电极的电极反应式为________________________________________________________________________。
(4)PbO2受热会随温度升高逐步分解。称取23.9 g PbO2,将其加热分解,受热分解过程中固体质量随温度的变化如图所示。
A点与C点对应物质的化学式分别为_____________________________________、
________________。
解析:(1)将题给热化学方程式依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,由①-②+③,可得:PbS(s)+PbSO4(s)===2Pb(s)+2SO2(g) ΔH= kJmol-1。(2)根据装置图及制备原理可知,b电极上PbCl转化为Pb,发生还原反应:PbCl+2e-===Pb+4Cl-,则b电极为阴极,a电极为阳极。电解一段时间后,阴极区溶液为HCl和NaCl的混合溶液,由题目信息“将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中”知,可以循环利用的物质为HCl和NaCl。(3)充电时,PbO2电极上PbSO4转化为PbO2,发生氧化反应:PbSO4-2e-+2H2O===PbO2+4H++SO,PbO2电极为阳极,与外接电源的正极相连。(4)n(PbO2)==0.1 mol,n(Pb)=0.1 mol。受热分解过程中Pb元素质量不变,则可得出A点n(O)==0.15 mol,n(Pb)∶n(O)=0.1∶0.15=2∶3,故对应物质的化学式为Pb2O3;C点n(O)==0.1 mol,n(Pb)∶n(O)=0.1 mol∶0.1 mol=1∶1,故对应物质的化学式为PbO。
答案:(1)PbS(s)+PbSO4(s)===2Pb(s)+2SO2(g)
ΔH= kJmol-1
(2)阳极 PbCl+2e-===Pb+4Cl- HCl和NaCl
(3)正极 PbSO4-2e-+2H2O===PbO2+4H++SO (4)Pb2O3 PbO
35.[选修③——物质结构与性质]钛酸钡耐高温材料的制备原理为BaCO3+TiO2BaTiO3+CO2↑。二氧化钛、钛酸钡晶体的晶胞结构分别如图Ⅰ、图Ⅱ所示。
回答下列问题:
(1)基态钛原子的电子排布式为___________________________________________,
有________个未成对电子。
(2)CO2分子中C原子的杂化轨道类型为________,1 mol CO2中含________个π键(设NA为阿伏加德罗常数的值)。与CO2互为等电子体的离子有________(填一种)。
(3)二氧化钛晶胞(图 Ⅰ)中,钛原子的配位数为________。金红石型二氧化钛的熔点为1 850 ℃,则金红石型二氧化钛的晶体类型是____________,该晶体中粒子之间的作用力类型是________________。
(4)钛酸钡晶体中,钛原子与周围n个氧原子等距离且最近,连接这n个氧原子可构成________(填标号)。
A.正四面体 B.正八面体
C.三角锥形 D.平面三角形
(5)MgCO3、CaCO3、BaCO3的分解温度分别为402 ℃、900 ℃、1 360 ℃,造成这种差异的本质原因是________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)已知:钛酸钡晶体的密度为d gcm-3,它的摩尔质量为M gmol-1,NA表示阿伏加德罗常数的值。该晶胞参数a为________ cm。
解析:(1)钛的原子序数为22,电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2,有2个未成对电子。(2)1个CO2分子中有2个σ键,2个π键,C原子的杂化轨道类型为sp。CO2与N、SCN-、CNO-等离子互为等电子体。(3)由题图Ⅰ知,1个钛原子与6个氧原子直接相连,故钛原子的配位数为6。由金红石型二氧化钛的熔点知,金红石型二氧化钛是原子晶体,钛原子和氧原子靠极性共价键构成该晶体。(4)由题图Ⅱ知,钛原子周围最近且等距离的氧原子有6个,连接这6个氧原子可构成正八面体。(5)MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小,故其对应碳酸盐的分解温度依次升高。(6)题图Ⅱ晶胞中含1个“BaTiO3”,则a= cm。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2 2
(2)sp 2NA SCN-(或N、CNO-等)
(3)6 原子晶体 极性共价键 (4)B
(5)Mg2+、Ca2+、Ba2+的半径依次增大(或MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小)
(6)
36.[选修⑤——有机化学基础]化合物F是一种食品保鲜剂,可按如图途径合成:
已知:RCHO+CH3CHORCH(OH)CH2CHO。
试回答:
(1)A的化学名称是______________,A→B的反应类型是____________。
(2)B→C的化学方程式为_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)C→D所用试剂和反应条件分别是_____________________________________。
(4)E的结构简式是____________________。F中官能团的名称是________________。
(5)连在双键碳上的羟基不稳定,会转化为羰基,则D的同分异构体中,只有一个环的芳香族化合物有________种。其中苯环上只有一个取代基,核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为2∶1∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为_________________________。
(6)写出用乙醇为原料制备2丁烯醛的合成路线(其他试剂任选)。
解析:(1)结合F的结构简式及B的分子式C8H9Cl,可得A的结构简式为,所以A的化学名称是对二甲苯(或1,4二甲苯),由A→B所用试剂和反应条件分别是Cl2和光照,可得A→B的反应类型为取代反应。(2)由B→C所用试剂和反应条件分别是NaOH/H2O、△可知该反应为卤代烃的水解反应,化学方程式为+NaOH。(3)由D到E所用试剂、反应条件并结合已知反应,可知D为醛类物质,所以C→D为醇的催化氧化反应,所用试剂是O2/Cu或Ag,反应条件为加热。(4)结合已知反应可得E的结构简式是。F中官能团的名称是碳碳双键、醛基。(5)D的结构简式为,与其含有相同官能团的同分异构体为;当苯环上连有乙烯基时,—OH有3种位置:;当苯环上只有一个取代基时,D的同分异构体有、3种,所以符合题意的同分异构体有8种。其中苯环上只有一个取代基,核磁共振氢谱有5组峰,峰面积之比为2∶1∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为、。(6)乙醇催化氧化得到乙醛,然后根据已知反应,在碱性条件下,2 mol乙醛反应得到,发生消去反应得到2丁烯醛。
答案:(1)对二甲苯(或1,4二甲苯) 取代反应
(2)
(3)O2/Cu或Ag,加热(或氧气、催化剂、加热)
(4) 碳碳双键、醛基
(5)8
(6)CH3CH2OHCH3CHO
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