高考化学二轮复习 非选择题标准练（七）

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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-1　C-12　N-14 O-16　Na-23　Mg-24　Al-27　P-31　S-32 Cl-35.5　Fe-56　Cu-64 1.(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:①黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5;②PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl;③PCl3遇O2会生成POCl3,POCl3溶于PCl3;④PCl3、POCl3的熔沸点见下表: 物质 熔点/℃ 沸点/℃ PCl3 -112 75.5 POCl3 2 105.3 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: ①迅速称取1.00 g产品,加水反应后配成250 mL溶液; ②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; ③向②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; ④重复②、③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: ①操作Ⅱ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____________________________________________。 ②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: ①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________。 ②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) ③计算上述样品中FeSO47H2O的质量分数为________。 【解析】(1)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Ⅱ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。 ②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。 ①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; ②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; ③n(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)①过滤、洗涤 4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3 ②4FeCl2+4H2O+O22Fe2O3+8HCl (2)5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O　否 a.KSCN　①250 mL容量瓶　②B　③97.5% 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)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀时 3.4 6.3 1.5 完全沉淀时 4.7 8.3 2.8 步骤③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Ksp[Fe(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④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⑤“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2.8～3.4。 (4)pH=2时,c(OH-)=10-12molL-1,代入Ksp[Fe(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,④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⑤一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　2.8～3.4 (4)410-2molL-1 (5)2Mn+3Mn2++2H2O5MnO2+4H+ 浓盐酸　过氧化氢溶液 (6)B 3.(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①:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1=-90.77 kJmol-1 反应②:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2 反应③:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH3=-49.58 kJmol-1 (1)反应②的ΔH2=___________________。 (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③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②,c(CO)随反应时间t变化如图中曲线Ⅰ所示。若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是_____________________________________。 当通过改变压强使曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,曲线Ⅲ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①:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1=-90.77 kJmol-1,反应②:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2,反应③:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)　ΔH3=-49.58 kJmol-1,根据盖斯定律:②=③-①得反应②的ΔH2 =+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③在某时刻,Q=c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2) =(0.30.15)/(0.830.1)≈0.9< K3,反应正向进行,则此时v(正)>v(逆)。 (3)分析图象知t0时刻改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ,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②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Ⅰ变为曲线Ⅲ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