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1、1非选择题专项练非选择题专项练( (三三) )26.某兴趣小组设计用铁粉将 NO 还原为 N2(同时生成 FeO)。已知:浓硝酸可氧化 NO;NaOH 溶液能吸收 NO2,不吸收 NO。(1)装置 A 中反应的离子方程式是_。(2)装置的连接顺序为:a( )( )( )( )( )( )( )( )d.已知:硫酰氯通常条件下为无色液体,熔点为54.1 ,沸点为 69.1 ,易水解产生大量白雾;易分解:SO2Cl2=SO2Cl2,催化合成硫酰氯的实验装置如下图(夹持装置已省略)回答下列问题:(3)仪器 B 的名称是_仪器 B 冷却水的进口为_(填“a”或“b”)活性炭的作用是_。(4)装置 D
2、除干燥气体外,另一个作用是_。若缺少 D,则硫酰氯会水解,该反应的化学方程式是_。(5)C 装置的作用是_。为了防止硫酰氯分解,某同学建议将收集器 A 放在_中冷却。解析:.根据实验原理利用 NO 被灼热的铁粉还原为 N2,同时生成 FeO,所以首先应制备纯净的干燥的 NO,利用铜与稀硝酸反应生成 NO,由于硝酸具有挥发性,所以制得的2NO 中会混有硝酸和水蒸气气体,则先通过装置 D 除去挥发出的 HNO3等酸性气体,然后再通过 F 干燥,得到纯净的干燥的 NO 进入 E 中与铁粉反应,最后处理多余的 NO,又因为 NaOH溶液不与 NO 反应,而浓硝酸可氧化 NO 生成 NO2,所以最终先通
3、过 B 氧化 NO,后再通过 C吸收。(1)装置 A 中铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。(2)根据以上分析,先制备 NO除硝酸气体 3除水蒸气氧化铁粉氧化多余的 NONaOH 溶液吸收,所以上述装置接口的连接顺序为afejihg(或 gh)bcd。.(3)根据装置图,仪器 B 为球型冷凝管,根据采用逆流的冷凝效果好,所以冷凝管中的冷却水进口为 a,活性炭作催化剂。(4)D 装置的浓硫酸用来干燥气体,防止硫酰氯水解,同时还可以通过观察气泡控制气体流速;若无 D,硫酰氯水解为硫酸和盐酸。化学方程式为:SO2Cl22H2O=H2SO42HCl。(5)SO2Cl2
4、易分解放出 SO2和 Cl2,C 装置中的碱石灰可以吸收 SO2和 Cl2,防止空气污染;为了防止硫酰氯分解,可将收集器 A 放在冰水中冷却。答案:(1)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O 3(2)f e j i h g(或 g h) b c(3)球形冷凝管 a 催化剂(4)通过观察气泡控制气流速度(或比例)SO2Cl22H2O=H2SO42HCl(5)吸收 SO2和 Cl2,防止空气污染 冰水浴27CoCl26H2O 是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿主要成分为 Co2O3、Co(OH)3,还含少量 Fe2O3、Al2O3、MnO 等制取 CoCl26H2O 的工艺流程如下:已知:浸
5、出液含有的阳离子主要有 H、Co2、Ca2、Mg2、Fe2、Mn2、Al3等;部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2开始沉淀2.77.67.64.07.7完全沉淀3.79.69.25.29.8CoCl26H2O 熔点 86 ,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至 110120 时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。3(1)写出浸出过程中 Co2O3发生反应的离子方式_。(2)NaClO3的作用是_写出该反应的离子方程式_;若不慎向“浸出液”中加过量 NaClO3时,可能会生成有毒气体是_(填化学式)。(
6、3)加 Na2CO3调 pH 至 5.2 所得沉淀为_。(4)萃取剂对金属离子的萃取率与 pH 的关系如下图。加萃取剂的目的是_;其使用的最佳 pH 范围是(填字母代号)_。A2.02.5 B3.03.5C4.04.5 D5.05.5(5)操作 1 包含 3 个基本实验操作是蒸发、结晶和过滤,制得的 CoCl26H2O 需减压烘干的原因是_。解析:水钴矿中加入盐酸、Na2SO3后的浸出液含有的阳离子主要有H、Co2、Ca2、Mg2、Fe2、Mn2、Al3等,加入 NaClO3,可以将 Fe2氧化得到Fe3,然后加入 Na2CO3调 pH 至 5.2,可得到 Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,
7、过滤后所得滤液中加入 NaF 除去 Ca2、Mg2,在用萃取剂萃取,得到的溶液中主要含有 CoCl2,为得到CoCl26H2O 晶体,应控制温度在 86 以下,加热时要防止温度过高而失去结晶水,可减压烘干。(1)酸性条件下,Co2O3和 SO发生氧化还原反应生成 Co2、SO,反应离子2324方程式为:Co2O3SO4H=2Co2SO2H2O。(2)酸性条件下,加入 NaClO3将2324Fe2氧化为 Fe3,便于调节 pH 转化成氢氧化铁沉淀而除去,反应的离子方程式为ClO6Fe26H=Cl6Fe33H2O,若不慎向“浸出液”中加过量 NaClO3时,氯酸 3钠能够氧化氯离子反应生成氯气。(
8、3)“加 Na2CO3调 pH 至 5.2” ,目的是除去铁离子、铝离子,将铁离子、铝离子转化为 Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,过滤除去。(4)根据流程图可知,此时溶液中存在 Mn2、Co2金属离子,由萃取剂对金属离子的萃取率与 pH 的关系可知,调节溶液 pH 在 3.03.5 之间,可使 Mn2被萃取,并防止 Co2被萃取。(5)操作 1 包含 3个基本实验操作是蒸发、结晶和过滤,制得的 CoCl26H2O 需减压烘干,目的是降低烘干温度,防止产品分解。4答案:(1)Co2O3SO4H=2Co2SO2H2O2324(2)将 Fe2氧化成 Fe3 ClO6Fe26H=Cl6Fe33H2
9、O Cl2 3(3)Fe(OH)3 Al(OH)3 (4)除去溶液中的 Mn2 B(5)降低烘干温度,防止产品分解28甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景,其合成反应为 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。(1)下表列出了一些化学键断裂需要的能量数据,则 CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H_。化学键HHCOCOHOCHE/kJmol14363431 076465413工业上用天然气为原料合成甲醇,分为两阶段。.制备合成气:CH4H2O(g)=CO3H2。(2)为解决合成气中 H2过量 CO 不足问题,原料气中添加 CO2,发生反应CO2H2=COH2O。为了使合成气配比最
10、佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为_。.合成甲醇:实验室进行模拟合成实验。将 1 mol CO 和 2 mol H2通入密闭容器中,测得 CO 在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示:(3)比较T1、T2、T3的大小,并说明理由_。(4)平衡常数K(b)_K(d)、正反应速率v(a)_v(b)(均填“大于” “小于”或“等于”)。(5)c 点时反应的压强平衡常数Kp_(kPa)2(用数字表达式表示,Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。(6)a 点时,保持温度不变,将密闭容器的容积压缩到原来的一半,对平衡体系产生的影响是_(填序号)。Ac(H2)减少B正反应速率
11、加快,逆反应速率减慢CCH3OH 的物质的量增加5D重新平衡时减小c(H2) c(CH3OH)ECH3OH 的体积分数增加解析:(1)根据 H反应物断键吸收的总能量生成物成键放出的总能量1 0762436(3413343465)99 kJmol1。.(2)由 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)可以知道,理论上一氧化碳与氢气按n(CO)n(H2)12 进行反应,由反应 CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)可以知道 1 mol 甲烷生成 1 mol CO 与 3 mol H2,H2过量 1 mol,过量的氢气与二氧化碳反应,根据反应 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g
12、)可以知道 1 mol H2需二氧化碳 mol,所以理论上原料1 3气中甲烷与二氧化碳体积比为 1 mol mol31。(3)该反应正反应为放热反应,温度1 3升高平衡逆向移动,CO 的平衡转化率减小,所以温度由小到大的顺序为T1T2T3。(4)由于平衡常数为温度的函数,温度不变,平衡常数不变,所以平衡常数K(b)K(d);温度高反应速率快,因为T1T2,所以正反应速率v(a)v(b)。(5)已知将 1 mol CO 和 2 mol H2通入密闭容器中,一氧化碳的平衡转化率为 35%;计算如下:CO(g) 2H2(g)CH3OH(g)起始量 1 2 0变化量 0.35 0.7 0.35平衡量
13、0.65 1.3 0.35平衡分压 0.65 2.31.3 2.30.35 2.3c 点时反应的压强平衡常数Kp2p(CH3OH) p(CO)p2(H2)0.35 2.3 0.63 2.31.3 2.3。(6)针对反应 CO(g)2H2(g)CH3OH(g),保持温度不变,将0.350.65 (1.3 2.3 104)2密闭容器的容积压缩到原来的一半,相当于加压过程,平衡右移,氢气的物质的量减少,但浓度增大,所以c(H2)增大,A 错误;体积变小,各物质浓度增大,正反应速率加快,逆反应速率也加快,B 错误;体积缩小,压强增大,平衡右移,CH3OH 的物质的量增加,C 正确;将容器的容积压缩到原来的 ,压强增大,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向1 2移动,CH3OH 的物质的量增加,浓度增大,氢气的物质的量减少,但浓度增大;故有减小,D 正确;平衡右移 CH3OH 的物质的量增加,CH3OH 的体积分数积分数增加,c(H2) c(CH3OH)6E 正确;正确答案:CDE。答案:(1)99 kJmol1 (2)31(3)T1T2T3为该反应的正反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,CO 的平衡转化率减小(4)等于 小于 (5) (6)CDE0.350.65 (1.32.3 104)2
限制150内