《高中化學》7＋3自由練(五)

7＋3自由練(五)一、選擇題(本題共7小題，每小題6分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。)7.化學與生活、生產(chǎn)、科技密切相關(guān)。下列敘述正確的是()A.中國天眼FAST用到的碳化硅是一種新型的硅酸鹽材料B.新冠病毒可使用雙氧水或酒精消毒，其消毒原理相同C.火星大氣中發(fā)現(xiàn)的氣態(tài)化合物C16O18O不能使帶火星木條復燃D.嫦娥五號登月采集樣本中含有3He，3He與3H互為同位素答案C解析A.碳化硅是一種新型的無機非金屬材料，不屬于硅酸鹽材料，故A錯誤；B.雙氧水消毒利用其強氧化性，酒精消毒利用的是酒精能使蛋白質(zhì)變性，故B錯誤；C.火星大氣中發(fā)現(xiàn)的氣態(tài)化合物是氧元素的同位素形成的CO2，CO2不能使帶火星木條復燃，故C正確；D.嫦娥五號登月采集樣本中含有3He，3He與3H是兩種不同的元素，故D錯誤。8.有機物R是金銀花的一種成分，具有廣譜抗病毒功效，鍵線式為(已知CH2=CHCH2OH的鍵線式為)。下列說法錯誤的是()A.R能發(fā)生加成、氧化、取代反應(yīng)B.用酸性高錳酸鉀溶液可以確認R含碳碳雙鍵C.R分子中所有碳原子可能共平面D.與R互為同分異構(gòu)體答案B解析R中含有雙鍵，可以發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)，含有羥基、烴基可以發(fā)生取代反應(yīng)，故A正確；R分子的碳碳雙鍵、羥基也可以使酸性高錳酸鉀褪色，故B錯誤；R中碳原子均位于碳碳雙鍵形成的平面上，平面通過單鍵相連，單鍵可以旋轉(zhuǎn)，所以所有碳原子可能共面，故C正確；和的分子式均為C10H16O，二者分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體，故D正確。9.乙腈(CH3CN)溶液中膦配體銥配合物電催化還原CO2為甲酸(HCOOH)的反應(yīng)機理如圖所示，下列敘述錯誤的是()A.→過程中原子利用率為100%B.反應(yīng)過程中Ir成鍵數(shù)目保持不變C.乙氰溶液用作反應(yīng)介質(zhì)，CH3CN不參與反應(yīng)D.電催化還原CO2為甲酸的反應(yīng)為3CO2＋2H2O＋2e－=HCOOH＋2HCOeq\o\al(－,3)答案C解析A.對比與可知，此反應(yīng)為化合反應(yīng)，原子利用率100%，A正確；B.觀察圖示可知，Ir周圍鍵數(shù)始終為6根鍵，B正確；C.觀察圖示可知，中羧基與CH3CN反應(yīng)，C錯誤；D.由圖示可知，反應(yīng)中反應(yīng)物為CO2與H2O，生成物為HCOeq\o\al(－,3)和HCOOH，結(jié)合電荷守恒和元素守恒得反應(yīng)為：3CO2＋2H2O＋2e－=HCOOH＋2HCOeq\o\al(－,3)，D正確。10.X、Y、Z、M、Q五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。Y元素的最高正價為＋4價，Y元素與Z、M元素相鄰，且與M元素同主族；化合物ZX3的電子總數(shù)為10個；Q元素的原子最外層電子數(shù)比次外層少一個電子。下列說法錯誤的是()A.原子半徑：Z<Y<MB.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Z>Y>MC.ZX3極易溶于水，其水溶液呈堿性D.X、Z和Q三種元素形成的化合物一定是共價化合物答案D解析X、Y、Z、M、Q五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大?；衔颶X3的電子總數(shù)為10個，X為H、Z為N；Y元素的最高正價為＋4價，結(jié)合原子序數(shù)可知Y為C；Y元素與Z、M元素相鄰，且與M元素同主族，M為Si；Q元素的原子最外層電子數(shù)比次外層少一個電子，最外層電子數(shù)為7，Q為Cl，以此來解答。A.電子層越多、原子半徑越大，同周期主族元素從左向右原子半徑減小，則原子半徑：Z<Y<M，故A正確；B.非金屬性越強，對應(yīng)最高價氧化物的水化物的酸性越強，則最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Z>Y>M，故B正確；C.氨氣極易溶于水，且水溶液顯堿性，故C正確；D.H、N、Cl可能形成氯化銨為離子化合物，故D錯誤。11.常溫下氯化鐵為棕黑色固體，易升華。實驗室欲證明H2能在加熱的條件下還原FeCl3，設(shè)計如下實驗。下列說法錯誤的是()A.裝置A的優(yōu)點是隨開隨用，隨關(guān)隨停B.導管m的作用是平衡壓強，觀察是否堵塞C.裝置D中產(chǎn)生白色沉淀即可證明H2能還原FeCl3D.實驗結(jié)束后，應(yīng)先熄滅C處酒精燈，待硬質(zhì)玻璃管冷卻后關(guān)閉K答案C解析裝置A可以利用關(guān)閉止水夾，試管內(nèi)生成的氣體會將液體壓回長頸漏斗中，使固液分離停止反應(yīng)，可以做到隨開隨用，隨關(guān)隨停，A項正確；導管m的作用是平衡壓強，可以觀察后面裝置是否堵塞，B項正確；裝置D中產(chǎn)生白色沉淀可以說明產(chǎn)生了AgCl，但無法證明是H2還原FeCl3生成HCl，還可能是FeCl3升華，C項錯誤；實驗結(jié)束后安全操作順序，應(yīng)先熄滅C處酒精燈，待硬質(zhì)玻璃管冷卻后關(guān)閉K，防止倒吸入液體使硬質(zhì)玻璃管炸裂，D項正確。12.利用手持技術(shù)探究氫氧化鋁制備實驗電導率(電導率越大表示導電能力越強)的變化，濃度均為0.5mol·L－1的氫氧化鈉和氨水分別滴定0.01mol·L－1硫酸鋁溶液，電導率變化曲線如圖所示，下列說法錯誤的是()A.a(a′)點溶液pH<7B.bc段電導率下降是因為生成了Al(OH)3沉淀C.a′b′段和b′c′段使用堿的體積比約為3∶1D.b點溶液：c(H＋)<2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(OH－)答案B解析A.硫酸鋁是強酸弱堿鹽，鋁離子水解導致溶液呈酸性，則a(a′)點溶液pH<7，故A正確；B.ab段生成了Al(OH)3沉淀，b點溶質(zhì)為(NH4)2SO4，電導率與離子濃度成正比，一水合氨為弱電解質(zhì)，加氨水后，電導率下降是因為：溶液中離子濃度降低，故B錯誤；C.a′b′段生成Al(OH)3沉淀，發(fā)生反應(yīng)Al3＋＋3OH－=Al(OH)3，b′c′段發(fā)生反應(yīng)Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，根據(jù)方程式知，使用堿的體積比約為3∶1，故C正確；D.b點發(fā)生反應(yīng)Al2(SO4)3＋6NH3·H2O=2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4，根據(jù)電荷守恒，c(H＋)＋c(NHeq\o\al(＋,4))＝2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(OH－)，b點溶液：c(H＋)<2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(OH－)，故D正確。13.“太陽水”電池裝置如圖所示，該電池由三個電極組成，其中a為TiO2電極，b為Pt電極，c為WO3電極，電解質(zhì)溶液為pH＝3的Li2SO4—H2SO4溶液。鋰離子交換膜將電池分為A、B兩個區(qū)，A區(qū)與大氣相通，B區(qū)為封閉體系并有N2保護。下列關(guān)于該電池的說法錯誤的是()A.若用導線連接a、c，則a為負極，該電極附近pH減小B.若用導線連接a、c，則c電極的電極反應(yīng)式為HxWO3－xe－=WO3＋xH＋C.若用導線先連接a、c，再連接b、c，可實現(xiàn)太陽能向電能轉(zhuǎn)化D.若用導線連接b、c，b電極的電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O答案B解析A.由圖可知，連接a、c時，a電極上H2O→O2，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則a電極為負極，電極反應(yīng)式2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，生成H＋，a電極附近pH減小，故A正確；B.c電極為正極，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為WO3＋xH＋＋xe－=HxWO3，故B錯誤；C.若用導線先連接a、c，則c電極為正極，發(fā)生WO3→HxWO3，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能儲存，再用導線連接b、c時，b電極發(fā)生O2→H2O，為正極，則c電極為負極，實現(xiàn)化學能轉(zhuǎn)化為電能，對外供電，故C正確；D.用導線連接b、c，b電極發(fā)生O2→H2O，為正極，電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，故D正確。二、非選擇題26.(14分)碳酸鋰在醫(yī)療上可用于治療狂躁性精神病，作鎮(zhèn)靜劑等。電解鋁廢渣(主要含AlF3、LiF、NaF、CaO等)可用于制備Li2CO3。已知：①20℃時，Ksp[Ca3(PO4)2]＝2×10－29，Ksp(CaHPO4)＝1×10－7，Ksp(CaSO4)＝5×10－5。②CaF2可溶于硫酸。③Li2CO3的溶解度：0℃1.54g，20℃1.33g，80℃0.85g。(1)在加熱條件下“酸浸”，反應(yīng)生成能腐蝕玻璃的氣體，寫出“酸浸”中AlF3發(fā)生反應(yīng)的化學方程式：____________________________________________________________________________________________________________。(2)“濾渣”的主要成分是________(填化學式)。(3)“轉(zhuǎn)化”后所得的LiHCO3溶液中含有的Ca2＋需要加入Li3PO4稀溶液除去?！俺}”步驟中其他條件不變，反應(yīng)相同時間，溫度對除鈣率和Li2CO3產(chǎn)率的影響如圖1所示。①隨著溫度的升高，Li2CO3的產(chǎn)率逐漸減小的原因是_________________________________________________________________。②當溫度高于50℃時，除鈣率下降的原因可能是_________________________________________________________________。(4)熱分解后，獲得Li2CO3的操作是先加熱蒸發(fā)，然后_________________________________________________________________。(5)鋰硒電池是新一代全固態(tài)鋰二次電池，具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，其正極材料為附著硒化鋰(Li2Sex)的碳基體。Li2Sex與正極碳基體結(jié)合時的能量變化如圖2所示，圖中3種Li2Sex與碳基體的結(jié)合能力由大到小的順序是________。(6)對電解鋁廢水中Al3＋含量的測定和處理是環(huán)境保護的重要課題。工業(yè)上常采用EDTA絡(luò)合滴定法測定電解鋁廢水中的Al3＋含量：取10.00mL電解鋁廢水置于250mL錐形瓶中，加入一定體積的檸檬酸，煮沸；再加入0.005mol·L－1的EDTA標準液20.00mL，調(diào)節(jié)溶液的pH至4.0，加熱，冷卻后用0.002mol·L－1的CuSO4標準液滴定至終點，消耗CuSO4標準液30.00mL。該礦業(yè)廢水中Al3＋的含量為________mg·L－1。(已知：Cu2＋、Al3＋與EDTA反應(yīng)的化學計量比均為1∶1)答案(1)2AlF3＋3H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))Al2(SO4)3＋6HF↑(2)CaSO4(3)①溫度過高LiHCO3分解產(chǎn)生Li2CO3沉淀，與Ca3(PO4)2一同被過濾②溫度過高促進POeq\o\al(3－,4)水解，使溶液中POeq\o\al(3－,4)離子濃度減小(4)趁熱過濾(5)Li2Se6>Li2Se4>Li2Se(6)108解析(1)在加熱條件下酸浸，反應(yīng)生成能腐蝕玻璃的氣體，AlF3與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鋁和氟化氫，化學方程式：2AlF3＋3H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))Al2(SO4)3＋6HF↑；(2)由流程分析可知“濾渣”的主要成分是CaSO4；(3)①溫度過高LiHCO3分解產(chǎn)生Li2CO3沉淀，與Ca3(PO4)2一同被過濾，導致最終的產(chǎn)率逐漸減?。虎赑Oeq\o\al(3－,4)是弱酸根離子易水解，溫度過高促進POeq\o\al(3－,4)水解，使溶液中POeq\o\al(3－,4)離子濃度減小，除鈣率下降；(4)Li2CO3的溶解度隨溫度升高而降低，則熱分解后，獲得Li2CO3的操作是先加熱蒸發(fā)，然后趁熱過濾；(5)由Li2Sex與正極碳基體結(jié)合時的能量變化分析可知，結(jié)合碳基體過程中放出的能量越多，形成的物質(zhì)越穩(wěn)定，越易形成，則3種Li2Sex與碳基體的結(jié)合能力由大到小的順序是：Li2Se6>Li2Se4>Li2Se；(6)步驟2中用CuSO4標準溶液滴定的EDTA標準液為與Al3＋反應(yīng)后剩下的EDTA標準液，已知消耗CuSO4標準液30.00mL，且Cu2＋與EDTA反應(yīng)的化學計量比為1∶1，則與Al3＋反應(yīng)后剩下的EDTA標準液的物質(zhì)的量為n(EDTA剩余)＝0.03L×0.002mol/L＝6×10－5mol，則消耗的EDTA的物質(zhì)的量n(EDTA消耗)＝(0.02L×0.005mol/L)－(6×10－5)mol＝4×10－5mol，又Al3＋與EDTA反應(yīng)的化學計量比也為1∶1，則該廢水中Al3＋的含量為eq\f(4×10－5mol×27g/mol,0.01L)＝0.108g/L＝108mg/L。27.(14分)工業(yè)上制HNO3的最后一步反應(yīng)是NO2被水吸收。某興趣小組在實驗室中探究NO2盡可能多地被水吸收?；卮鹣铝袉栴}：(1)制備NO2①原理：銅和濃硝酸反應(yīng)制備NO2的離子方程式為__________________________________________________________________________________________________________________________________。②裝置設(shè)計：用D裝置收集NO2，選擇圖1中裝置，儀器連接順序為________(按氣流方向，用小寫字母表示)。(2)用水吸收NO2按圖2裝置進行實驗，球形干燥管Y的體積約為60mL。操作步驟實驗現(xiàn)象化學方程式打開K3①Y中________待Y管中液面不再上升，打開K1，從注射器充入約10mL氣體，關(guān)閉K1②Y中________③反應(yīng)的化學方程式為______________________________________________________________________________________________________________________________④________最后Y中氣體幾乎完全被吸收，水充滿Y管(3)優(yōu)化操作：利用圖2裝置，提出一條比(2)中操作更簡便且安全性高，又能讓水充滿干燥管的方案_________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)①Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O②bdegf(2)①液面逐漸上升，氣體體積逐漸減小，氣體顏色由紅棕色逐漸變成無色②氣體由無色變成紅棕色，后又變成無色，氣體體積減小，液面上升但未充滿③2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(合理即可)④待液面不再上升，打開K1，從注射器充入5mLO2，關(guān)閉K1(3)打開K3，再打開K1，從注射器中注入15mLO2，關(guān)閉K1(或先打開K3，然后打開K1，直到水充滿干燥管后關(guān)閉K1)解析(1)①銅和濃硝酸反應(yīng)生成Cu(NO3)2、NO2和水，離子方程式為：Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。②銅和濃硝酸反應(yīng)制NO2無需加熱，選用B裝置制NO2。NO2的密度比空氣大，用向上排空氣法收集，因此NO2從d口進e口出。NO2有毒，要進行尾氣吸收，氣體從E裝置的長導管進短導管出，故儀器連接順序為bdegf。(2)①打開K3，NO2與水發(fā)生反應(yīng)：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，因此Y中液面逐漸上升，氣體體積逐漸減小，氣體顏色由紅棕色逐漸變成無色。②～③從注射器充入氧氣后，生成的NO與O2發(fā)生反應(yīng)：2NO＋O2=2NO2，氣體顏色又變?yōu)榧t棕色，生成的NO2與水反應(yīng)，氣體體積減小，剩余氣體為無色的NO，液面上升但未充滿。④根據(jù)4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，要使Y中60mLNO2完全被吸收，管中充滿水，所需O2的體積為15mL，因此還需充入5mL氧氣。(3)要使NO2完全被吸收，Y中充滿水，可以先打開K3，再打開K1，從注射器中注入15mL氧氣，之后關(guān)閉K1。28.(15分)尿素[CO(NH2)2]是首個由無機物人工合成的有機物。(1)已知：①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s)ΔH＝－159.5kJ·mol－1②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH＝＋116.5kJ·mol－1則氨氣與二氧化碳氣體合成固態(tài)尿素和氣態(tài)水的熱化學方程式為__________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)一定條件下，向容積恒定為2L的密閉容器中加入0.10molCO2和0.40molNH3，發(fā)生反應(yīng)2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)，60min達到平衡，反應(yīng)中CO2的物質(zhì)的量隨時間變化如表所示：時間/min0206080n(CO2)/mol0.100.060.040.04①60min時，上述反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)＝________。②NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為________。(3)一定條件下，恒容容器中，若原料氣中的NH3和CO2的物質(zhì)的量的比值eq\f(n（NH3）,n（CO2）)＝x，發(fā)生反應(yīng)2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)，x與CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)的關(guān)系如圖1所示：①α隨著x增大而增大的原因是_______________________________________________________________________________________________________。②若A點平衡時容器內(nèi)總壓強為p0kPa，則上述反應(yīng)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)的量分數(shù))(4)以惰性電極電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液可制取氫氣，裝置如圖2所示。該裝置陽極的電極反應(yīng)式為____________________________________________，若兩極共收集到氣體22.4L(標準狀況)，則消耗的尿素的質(zhì)量為________(忽略氣體的溶解)。答案(1)2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH＝－43.0kJ·mol－1(2)①5.00×10－4mol·L－1·min－1②30%(3)①如果c(CO2)不變，x越大，則c(NH3)越大，平衡正向移動，CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大②eq\f(2.25,peq\o\al(2,0))kPa－2或eq\f(9,4peq\o\al(2