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2014年高考真题化学解析分类汇编—专题02 阿伏加德罗常数与化学计算A


014 年普通高等学校招生全国统一考试化学试题分类汇编 专题二 阿伏伽德罗常数与化学计算 1. (2014·四川理综化学卷,T5)设 NA 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是: A.高温下,0.2molFe 与足量水蒸气反应,生成的 H2 分子数目为 0.3NA B.室温下,1LpH=13 的 NaOH 溶液中,由水电离的 OH 离子数目为 0.1NA C.氢氧燃料电池正极消

耗 22.4L(标准状况)气体时,电路中通过和电子数目为 2NA D.5NH4NO3 【答案】D 【解析】0.2molFe 与足量水蒸气反应,生成四氧化三铁和氢气,氢气的物质的量为为 0.267mol,A 错误;1LpH=13 的 NaOH 溶液中由水电离的 OH 离子数目为 10-13NA,B 错
- -



2HNO3+4N2↑+9H2O 反应中, 生成 28gN2 时, 转移的电子数目为 3.75NA

误; 氢氧燃料电池正极消耗 22.4L 氧气 (标准状况) 气体时, 电路中通过和电子数目为 4NA, C 错误; 5NH4NO3


2HNO3+4N2↑+9H2O 反应中, 生成 4mol 氮气, 转移的电子数为 15NA,

生成 28gN2 时,转移的电子数目为 3.75NA,D 正确。 2. (2014·上海单科化学卷,T16)含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应, 生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。若砷的质量为 1.50 mg,则 A.被氧化的砒霜为 1.98 mg C.和砒霜反应的锌为 3.90 mg 【答案】C 【解析】A、根据题目提供的信息“砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应,生成的 砷化氢 (AsH3) ”, 可知 As 元素的化合价变化情况是 As 2 O3 ? As H 3 , 即在该反应中 As2O3 作氧化剂(被还原) ,A 错误;B、所给的是氢气的体积,体积和外界条件有关,在没有指 明具体的外界条件下,无法求出氢气的体积,B 错误;C、根据元素守恒可知,在热玻璃管 中生成的 As 单质的物质的量和参加反应 As2O3 中含有的 As 元素的物质的量相等,
?3 ?3

B.分解产生的氢气为 0.672 mL D.转移的电子总数为 6×10-3NA

n( As) ?

1 1.50 ? 10?3 g ? 2 ?10?5 mol,则 n( As 2O 3 ) ? n( As) = 1?10?5 mol,根据 As 元 2 75g / mol
?3 ?3
?5

素的化合价变化情况是 As 2 O3 ? As H 3 ,可知 1?10 mol As2O3 完全反应转化为 AsH3 转 移电子的物质的量是 1.2 ?10 mol,而 Zn 在此反应中的化合价变化情况是 Zn ? Zn ,故
?4
0 ?2

参 加 反 应

Zn

的 物 质 的 量 是

1.2 ?10 ?4 2

=

6 ? 10?5 mol , 则

m(Zn ? )

? 6 ?5 1 0 ? m g o ? ?l1

6 5 ?

?3 = 3.90 mg, D、根据上述分析,转 m g ? o l C 正确; 3 . 9 1 0

移的电子数为 D 错误。 3. ( 2014· 上 海 单 科 化 学 卷 , T22 ) 已 知 : 2Na[Al(OH)4]+CO2 → 2Al(OH)3 ↓ +Na2CO3+H2O,向含 2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2 、2 mol Na[Al(OH)4]的混合溶液中慢慢通 入 CO2,则通入 CO2 的量和生成沉淀的量的关系正确的是 选项 n(CO2)(mol) n(沉淀)(mol) 【答案】AC 【解析】含 NaOH、Ba(OH)2、 Na[Al(OH)4]的混合溶液中慢慢通入 CO2,发生的离子 反应有:Ba2++2OH—+CO2=BaCO3↓+H2O、2OH—+CO2= CO32—+H2O、2[Al(OH)4] —+ CO2= 2Al(OH)3↓+ CO32—+H2O、CO32—+H2O+CO2=2HCO3—。 A、当通入的 n(CO2) =2 mol 时,发生的离子反应是 Ba2++2OH—+CO2=BaCO3↓+H2O 和 2OH—+CO2= CO32—+H2O,所以产生的沉淀是 BaCO3 且 n(沉淀)=1mol,A 正确;B、当 通入的 n(CO2) =3 mol 时, 发生的离子反应是 Ba2++2OH—+CO2=BaCO3↓+H2O、 2OH—+CO2= CO32—+H2O、2[Al(OH)4] —+ CO2= 2Al(OH)3↓+ CO32—+H2O,所以产生的沉淀是 BaCO3 和 Al(OH)3 且 n(沉淀)之和是 3mol (1mol BaCO3 和 2mol Al(OH)3) , B 错误; C、 当通入的 n(CO2) =4 mol 时, 发生的离子反应是 Ba2++2OH—+CO2=BaCO3↓+H2O、 2OH—+CO2= CO32—+H2O、 2[Al(OH)4] —+ CO2= 2Al(OH)3↓+ CO32—+H2O、CO32—+H2O+CO2=2HCO3—,所以产生的沉 淀是 BaCO3 和 Al(OH)3 且 n(沉淀)之和是 3mol(1mol BaCO3 和 2mol Al(OH)3) ,C 正确; D、当通入的 n(CO2) =5 mol 时,部分的 BaCO3 会发生反应,生成的沉淀要小于 3mol,D 错误。 4. (2014·全国大纲版理综化学卷,T7)NA 表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是 A.lmol FeI2 与足量氯气反应时转移的电子数为 2N
A

A 2 1

B 3 2

C 4 3

D 5 3

B.2 L0.5 mol ? L-1 硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为 N C.1 mol Na2O2 固体中含离子总数为 4N
A

A

D.丙烯和环丙烷组成的 42 g 混合气体中氢原子的个数为 6 N 【答案】D

A

【解析】本题考查了阿伏伽德罗常数的计算应用。A、足量的氯气发生的离子反应有[来 源:Z*xx*k.Com] 2I—+Cl2=I2+2Cl—和 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—,所以 lmol FeI2(1mol Fe2+和 2mol I—)与足量 氯气反应时转移的电子数为 3N
A, A

错 误; B 、

2 L0.5 mol ? L 1 硫酸钾溶液中含溶质(K2SO4)的


物质的量是 1mol,所以阴离子 SO42—的物质的量是 2mol,B 错误;C、Na2O2 是由 Na+和 O22—构成,所以 1 mol Na2O2 固体中含离子总数是 3mol,C 错误;D、丙烯和环丙烷的最简 式都是 CH2,则 42 g 混合气体含有 3mol CH2,则氢原子的物质的量是 6mol,D 正确。 5. (2014·江苏单科化学卷,T6)设 NA 为阿伏伽德罗常 数的值。下列说法正确的是 A.1.6g 由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为 0.1NA B.0.1mol 丙烯酸中含有双键的数目为 0.1NA C.标准状况下,11.2L 苯中含有分子的数目为 0.5NA D.在过氧化钠与水的反应中,每生成 0.1mol 氧气,转移电子的数目为 0.4NA 【答案】A 【解析】根据氧原子守恒,1.6g 氧气和臭氧含有氧原子的数目为0.1NA,A 正确;丙烯酸 中含有碳氧双键和碳碳双键,B 错误;标准状况下苯为液体,C 错误;过氧化钠与水的反应 中,生成0.1mol 氧气,转移的电子数为0.2mol,D 错误。 6. (2014·广东理综化学卷,T10)设 nA 为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的 是 A.1mol 甲苯含有 6nA 个 C-H 键 B.18gH2O 含有 10nA 个质 子 C.标准状况下,22.4L 氨水含有 nA 个 NH3 分子 D.56g 铁片投入足量浓 H2SO4 中生成 nA 个 SO2 分子 【答案】B —CH3 【解析】A 项、甲苯化学式为 C7H8,结构简式为 ,所以 1mol 甲苯有 8

个 C—H 键,A 错误;B 项、18gH2O 的物质的量是 1mol 水,1molH2O 有 10mol 质子,B 正确;C 项:22.4L 氨水非气体,所以标准状况下,22.4L 氨水物质的量不是 1mol,不可计

算,C 错误;D 项:铁片与浓 H2SO4 中钝化,只有表面反应,不可计算,D 错误。 7. (2014·安徽理综化学卷,T27)(14 分)LiPF6 是锂离子电池中广泛应用的电解质。 某工厂用 LiF、PCl5 为原料,低温反应制备 LiPF6,其流程如下:

已知:HCl 的沸点是-85.0 ℃,HF 的沸点是 19.5 ℃。 (1)第①步反应中无水 HF 的作用是 反应设备不能用玻璃材质的原因是 、 。

(用化学方程式表示)。无水 HF 有腐蚀 溶

性和毒性, 工厂安全手册提示: 如果不小心将 HF 沾到皮肤上, 可立即用 2%的 液冲洗。

(2)该流程需在无水条件下进行,第③步反应中 PF5 极易水解,其产物为两种酸,写出 PF5 水解的化学方程式: (3)第④步分离采用的方法是 气中 HF、HCl 采用的方法是 。 ;第⑤步分离尾 。

(4)LiPF6 产品中通常混有少量 LiF。取样品 wg。测得 Li 的物质的量为 nmol,则该样 品中 LiPF6 的物质的量为 【答案】 (14 分) (1)反应物 溶剂 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O NaHCO3 mol(用含有 w、n 的代数式表示)。

(2)PF5+4H2O=H3PO4+5HF (3)过滤 (4) 冷凝

w ? 26n 126

(本题部分小题属于开放试题,合理答案均给分) 【解析】 (1)根据题目中的流程可以看出,固体+液体反应 新物质+饱和溶液,所

以无水 HF 的作用是反应物和溶剂;玻璃的主要成分中含有二氧化硅,能和 HF 发生反应, 反应的方程式为 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;HF 属于弱酸,必须用弱碱性溶液来除去(比如

2%的 NaHCO3 溶液) ; (2)根据题目中的信息“PF5 极易水解,其产物为两种酸”,则根据元素组成可知,两种 酸分别是 H3PO4 和 HF,所以反应的方程式为 PF5+4H2O=H3PO4+5HF; (3)第④ 步分离的是固体(LiPF4(s))和液体(HF(l)) ,所以采用过滤的方法;分离尾 气中 HF、HCl,可以利用二者沸点的差异(HF 分子之间存在氢键)进行分离,所以采用 冷凝法; (4)根据守恒可以得到;设 LiPF6 为 xmol,LiF 为 ymol;根据 Li 守恒,有 x+y=n,根 据质量守恒有 152x+26y=w,解得 x=

w ? 26n mol。 126

8. (2014·北京理综化学卷,T28) (15 分)用 FeCl3 酸性溶液脱除 H2S 后的废液,通 过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解 pH=1 的 0.1mol/L 的 FeCl2 溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c 代表电压数值) : 序号 I II III 电压/V x≥a a>x≥b b>x>0 阳极现象 电极附近出现黄色,有气泡产生 电极附近出现黄色,无气泡产生 无明显变化 检验阳极产物 有 Fe3+、有 Cl2 有 Fe3+、无 Cl2 无 Fe3+、无 Cl2

(1)用 KSCN 检验出 Fe3+的现象是_______________________。 (2)I 中,Fe3+产生的原因可能是 Cl—在阳极放电,生成的 Cl2 将 Fe2+氧化。写出有关反应: ____________________________________________________。 (3)由 II 推测,Fe3+产生的原因还可能是 Fe2+在阳极放电,原因是 Fe2+具有_________性。 (4)II 中虽未检验出 Cl2,但 Cl—在阳极是否放电仍需进一步验证。电解 pH=1 的 NaCl 溶 液做对照实验,记录如下: 序号 IV V 电压/V a>x≥c c>x≥b 阳极现象 无明显变化 无明显变化 检验阳极产物 有 Cl2 无 Cl2

①NaCl 的浓度是_________mol/L ②IV 中检测 Cl2 的实验方法______________________________________________。 ③与 II 对比, 得出的结论 (写出两点) : _____________________________________________。 【答案】 (15 分) (1)溶液变红

(2)2Cl— -2e— =Cl2↑ (3)还原 (4)① 0.2

Cl2+2Fe2+=2Cl—+2Fe3+

② 取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉 KI 试纸上,试纸变蓝
+ +

③ 通过控制电


压,证实了产生 Fe3 的两种原因都成立;通过控制电压,验证了 Fe2 先于 Cl 放电 【解析】 (1)在电解池中,氯离子在阳极放电:2Cl -2e =Cl2↑,生成的 Cl2 能够与 溶液中的 Fe2 发生氧化还原反应:Cl2+2Fe2 ===2Cl +2Fe3 。
+ + - + - -

(2)阳极产物没有氯气,二价铁离子具有还原性,也可能是二价铁离子失电子变为三 价铁离子,体现了其还原性。[来源:学_科_网] (3)① 根据对照试验,则需要 Cl 浓度等于原 FeCl2 溶液中 Cl 的浓度:0.1 mol/L× 2 =0.2 mol/L;② 用湿润的淀粉碘化钾试纸来检验有无氯气,若试纸变蓝,说明有氯气生成; ③ 与Ⅱ 对比,电压较大时有 Cl2 产生,说明电压较大时 Cl 放电;电压较小时没有 Cl2 产生, 说明在电压较小的时候,Cl 没有放电,即 Fe2 放电变为 Fe3 ,故放电顺序:Fe2 >Cl 。
- + + + - - - -

9. (2014·北京理综化学卷,T27) (12 分)碳、硫的含量影响钢铁性能,碳 、硫含量 的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。 (1)采用装置 A,在高温下 x 克钢样中碳、硫转化为 CO2、SO2。

①气体 a 的成分是________________。 ②若钢样中硫以 FeS 的形式存在,A 中反应:3FeS+5O2 1_____ +3________。

(2)将气体 a 通入测硫酸装置中(如右图) ,采用滴定法测定硫的含量。

①H2O2 氧化 SO2 的化学方程式________________________________。 ②用 NaOH 溶液滴定生成的 H2SO4,消耗 z mLNaOH 溶液,若消耗 1 mLNaOH 溶液相当于硫的质量为 y 克,则该钢样中硫的质量分数为__________。 (3)将气体 a 通入测碳装置中(如下图) ,采用重量法测定碳的质量。

①气体 a 通过 B 和 C 的目的______________________________。 ②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是_______________________。 【答案】 (12 分) (1)① O2 、SO2、CO2 ②Fe3O4 (2)① H2O2+SO2=H2SO4 ② SO2

yz x
② 吸收 CO2 前、后吸收瓶的质量

(3)① 排除 SO2 对 CO2 测定的干扰

【解析】 (1)① 钢样进行灼烧, 碳、 硫转化为二氧化碳和二氧化硫, 所以气体成分为 CO2、 SO2 和 O2;② 若硫元素的存在形式为 FeS,根据给出的化学计量数,3 后面的物质为 SO2, 高温 则根据质量守恒确定 1 后面的物质为 Fe3O4,化学方程式为 3FeS+5O2=====Fe3O4+3SO2。

(2)① H2O2 与 SO2 反应的化学方程式为 H2O2+ SO2=== H2SO4;② 根据消耗 1 mL 的氢 氧化钠溶液相当于硫含量 y g, 则消耗 z mL 的氢氧化钠溶液相当于含硫量为 zy g, 则钢样中 硫含量为

yz 。 x

(3)气体中既含有二氧化硫又含有二氧化碳,测定二氧化碳前必须除去二氧化硫,避免 干扰, 所以 B、 C 装置用于除去二氧化碳中的二氧化硫, 测定碳的含量即测定二氧化碳的量, 因此需要测定的数据是吸收二氧化碳装置(二氧化碳吸收瓶)前后的质量(质量差值为二氧化 碳的质量)。 10. (2014·福建理综化学卷,T25)(15 分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化 剂之一。某研究小组进行如下实验: 实验一 焦亚硫酸钠的制取

采用右图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取 Na2S2O5。装置 II 中有 Na2S2O5 晶体析 出,发生的反应为:Na2SO3+SO2=Na2S2O5

(1)装置 I 中产生气体的化学方程式为

。 。 (填序号)。

(2)要从装置 II 中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是 (3) 装置 III 用于处理尾气, 可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为

[来源:学.科.网 Z.X.X.K] 实验二 焦亚硫酸钠的性质

Na2S2O5 溶于水即生成 NaHSO3。

(4)证明 NaHSO3 溶液中 HSO3 的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是 (填序号)。 a.测定溶液的 pH d.加入品红溶液 b.加入 Ba(OH)2 溶液 e.用蓝色石蕊试纸检测 。 c.加入盐酸 [来源:学科网]



(5) 检验 Na2S2O5 晶体在空气中已被氧化的实验方案是 实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定

(6)葡萄酒常用 Na2S2O5 作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离 SO2 计算)的方案如下:

(已知:滴定时反应的化学方程式为 SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI) ①按上述方案实验,消耗标准 I2 溶液 25.00 mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留 量(以游离 SO2 计算)为 g·L 1。[来源:学科网]


②在上述实验过程中,若有部分 HI 被空气氧化,则测得结果 “不变”)。 【答案】 (15 分)

(填“偏高”“偏低”或

(1) Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O (或 Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2 O) (2)过滤 (3)d (4)a、e (5)取少量 Na2S2O5 晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯 化钡溶液,有白色沉淀生成 (6)①0.16 ② 偏低 【 解 析 】( 1 ) 装 置 1 是 制 备 二 氧 化 硫 气 体 , 反 应 方 程 式 为 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O(或 Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O) (2)要从装置 II 中得到晶体,可采取的措施是过滤; (3) 装置 III 用于处理尾气, 可选用的最合理装置是 d,a 装置缺少与外界相通, 错误; b 易发生倒吸,错误;c 装置倒扣的漏斗进入水中,错误。 (4)证明 NaHSO3 溶液中 HSO3 的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是测定


溶液的 pH,pH 小于 7,则电离程度大于水解程度,a 正确;加入氢氧化钡反应生成亚硫酸 钡沉淀,和盐酸反应生成气体二氧化硫;无法判断电离程度和水解程度;亚硫酸根和亚硫 酸氢根都不能使品红褪色,不能采用;用蓝色石蕊试纸检验,若变红则电离大于水解,e 正 确。 (5)检验变质的方法是取少量 Na2S2O5 晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸, 振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成。 ( 6 ) 根 据 反 应 方 程 式 可 得 : SO2 + I2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI 。 碘 的 物 质 的 量 为 0.0100× 25× 10-3=2.5× 10-4mol,则抗氧化剂的残留量为 2.5× 10-4mol× 64g/mol=0.16g;若碘化 钾部分被氧化,则需要二氧化硫的物质的量减少,则所求浓度偏低。 11. (12 分)碱式碳酸铝镁[MgaAlb(OH)c(CO3)d· x H2O] (2014·江苏单科化学卷,T18) 常用作塑料阻燃剂。 (1)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用,是由于其受热分解需吸收大量热量和 x H2O 中 abcd 的代数关系式为 (2)MgaAlb(OH)c(CO3)d· (3)为确定碱式碳酸铝镁的组成,进行如下实验: ①准确称取 3.390g 样品与足量稀盐酸充分反应,生成 CO20.560L(已换算成标准状况 下) 。 ②另取一定量样品在空气中加热,样品的固体残留率(固体样品的剩余质量/固体样品 的起始质量×100%)随温度的变化如右图所示(样品在 2700C 时已完全失去结晶水,6000C 以上残留固体为金属氧化物的混合物) 。 根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的 n(OH ): n(CO32 )(写出计算过程) 。
- -

。 。

(12分) 【答案】 (1)生成物具有阻燃作用

(2)2a+3b=c+2d (3)n ( CO2 ) =0.560L/22.4L.mol-1=2.50× 10-2mol

m(CO2)=2.50× 10-2mol× 44g/mol=1.10g 在 270-600℃之 间 , 失 去 结 晶 水 后 的 样 品 进 一 步 受 热 分 解 放 出 二 氧 化 碳 和 水 , m(CO2)+m(H2O)=3.390g× (0.7345-0.3702)=1.225g, m(H2O)=1.235g-1.10g=0.135g, n(H2O)=0.135/18=0.0075mol, n(OH-)=0.0075mol× 2=0.015mol, n(OH-):n(CO32-)=0.015:2.50× 10-2=3:5 【解析】 (1)碱式碳酸镁铝具有阻燃作用,主要是分解需要吸收大量热量和生成的产 物有氧化镁和氧化铝,都具有阻燃作用。 (2)根据化合价的代数和为0,abcd 的代数关系为 2a+3b=c+2d (4)(3)根据二氧化碳的体积求出二氧化碳的质量,根据270-600℃ 失去结晶 水放出二氧化碳和水,根据质量分数变化可以求出水的质量,进一步求出水的物质 的量,根据氢氧根的物质的量与水的关系,和二氧化碳与碳酸根的物质的量之间的 关 系 即 可 求 解 。 n ( CO2 ) =0.560L/22.4L.mol-1=2.50× 10-2mol m(CO2)=2.50× 10-2mol× 44g/mol=1.10g 在 270-600℃之 间 , 失 去 结 晶 水 后 的 样 品 进 一 步 受 热 分 解 放 出 二 氧 化 碳 和 水 , m(CO2)+m(H2O)=3.390g× (0.7345-0.3702)=1.225g, m(H2O)=1.235g-1.10g=0.135g, n(H2O)=0.135/18=0.0075mol, n(OH-)=0.0075mol× 2=0.015mol, n(OH-):n(CO32-)=0.015:2.50× 10-2=3:5 12、 (14 分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的 (2014·江苏单科化学卷,T20) 重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。 (1)将烧碱吸收 H2S 后的溶液加入到如题 20 图—1 所示的电解池的阳极区进行电解。电解 过程中阳极区发生如下反应:S2 —2e
- -

S (n—1)S+ S2 。



Sn2



①写出电解时阴极的电极反应式:

②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成



(2)将 H2S 和空气的混合气体通入 FeCl3 、FeCl2 、CuCl2 的混合溶液中反应回收 S,其物

质转化如题 20 图—2 所示。 ①在图示的转化中,化合价不变的元素是 。


②反应中当有 1molH2S 转化为硫单质时,保持溶液中 Fe3 的物质的量不变,需要消耗 O2 的 物质的量为 。

③在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质 中不含 CuS,可采取的措施有 。

(3)H2S 在高温下分解生成硫蒸汽和 H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各 组分的体积分数如题 20 图—3 所示,H2S 在高温下分解反应的化学方程式为 。

【答案】 (14分) (1)① 2H2O+2e—=H2+2OH— (2)① 铜、氢、氯 ② 0.5mol ② Sn2-+2H+=(n-1)S+H2S ③ 提高混合气体中空气的比例

(3)2H2S===2H2+S2 【解析】 ( 1 ) ①溶 液 呈 碱 性 , 电 解 时 水 得 到 电 子 , 阴 极 的 电 极 反 应 式 为 : 2H2O+2e—=H2+2OH— ; ② 电 解 后 阳 极 区 的 溶 液 用 稀 硫 酸 酸 化 得 到 硫 单 质 , Sn2-+2H+=(n-1)S+H2S (2)在物质转化图中,铜元素的化合价都是+2价,氢的化合价均为+1价,氯的化

合价均为-1价。反应中1mol 硫化氢转变成 S,且三价铁不改变,说明硫化氢均被氧气氧 化,转移电子数为2mol,消耗氧气的物质的量为0.5mol。根据图表,要不生成 CuS,需 要提高氧气的量,即提高混合气体中空气的含量。 (3)根据图像,1400° C 时,硫化氢由85%减少到40%,氢气由10%增加40%,另一种 气体由5%增大到20%,生成物的物质的量之比为2:1,2H2S===2H2+SX 根据原子个数守恒, 的 X=2,反应方程式为:2H2S===2H2+S2 ,13. (2014·全国理综 II 化学卷,T27) (15 分)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设 备及 X 射线防护材料等。回答下列问题: (1)铅是碳的同族元素,比碳多 4 个电子层,铅在元素周期表的位置为第_ _周期、 第_ _族, PbO2 的酸性比 CO2 的酸性 (填 “强” “弱” ) 。

(2)PbO2 与 浓 盐 酸 共 热 生 成 黄 绿 色 气 体 , 反 应 的 化 学 方 程 式 为 。 (3)PbO2 可 由 PbO 与 次 氯 酸 钠 溶 液 反 应 制 得 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ;PbO2 也可以通过石墨为电极 Pb(NO3)2 和 Cu(NO3)2 的混合溶液 _。阴极上观察到的

为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为_ 现象是_

_;若电解液中不加入 Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为 。

_,这样做的主要缺点是_

(4)PbO2 在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的 a 点为样品失重 4.0%( 即

样品起始质量 — a点固体质量 ?100% )的残留固体, 样品起始质量

若 a 点固体组成表示为 PbOx 或 mPbO2· nPbO ,列式计 算 x 值 和 m:n 值 _ _。

【答案】 (15 分)

(1) 六

Ⅳ A

弱 PbCl2+Cl2↑+2H2O Pb2++2H2O - 2e— = PbO2↓+ 4H+ Pb2++2e— =Pb↓ PbO + 不能有效利用 Pb2+

(2)PbO2+4HCl(浓) (3)PbO+ClO—= PbO2+Cl— 石墨上包上铜镀层

( 4 ) 根 据 PbO2

x

2? x 2? x O2↑ , 有 × 32= 239 ? 4.0% , 2 2

x ? 2?

239 ? 4.0% 2m ? n m 0 .4 2 ? 1.4 , = =1.4 ,根据 mPbO2· nPbO, = 16 m?n n 0 .6 3

【解析】碳在元素周期表中的位置是第二周期,IVA 族,由图中所给的信息“铅是碳的 同族元素,比碳多 4 个电子层(相当于比 C 的周期数大 4)”,所以铅在元素周期表的位置 为第六周期,IVA 族;由于同主族元素随着核电荷数的逐渐增大,元素的非金属性逐渐减 弱,所以 PbO2 的酸性比 CO2 的酸性要弱; (2)PbO2 与浓盐酸共热生成黄绿色气体,则该黄色色气体是 Cl2, (则意味着该反应 为氧化还原反应) ,所以反应的方程式为 PbO2+4HCl(浓) 学。科。网 Z。X。X。K] (3)由题目提供的信息可知,PbO 与次氯酸钠溶液反应属于氧化还原反应,Pb 化合 价升高,Cl 元素化合价降低,故离子方程式为 PbO+ClO—= PbO2+Cl—; (4)电解池的阳极发生失电子反应(氧化反应) ,因为 Pb2+→PbO2 属于氧化反应,所 以发生的电极反应为 Pb2++2H2O - 2e— = PbO2↓+ 4H+; 由于 Cu2+的放电能力强于 Pb2+, 故 阴极上的电极反应为 Cu2++2e—=Cu,则阴极产生的现象是石墨上包上铜镀层;若电解液中 不加入 Cu(NO3)2, 阴极发生的电极反应式为 Pb2++2e— =Pb↓, 这样一来就不能有效利用 Pb2+。 ( 5 ) 样 品 失 重 的 原 因 是 生 成 了 氧 气 , 根 据 PbO2 PbO x + PbCl2+Cl2↑+2H2O;[来源:

2? x O2↑ , 有 2

2? x 239 ? 4.0% 2m ? n ? 1.4 , × 32= 239 ? 4.0% , x ? 2 ? =1.4 ,根据 mPbO2· nPbO, 16 m?n 2 m 0 .4 2 = = 。 n 0 .6 3
14、 (2014·上海单科化学卷,T 七) (本题共 12 分) 氯气和氯乙烯都是非常重要的 化工产品,年产量均在 107 t 左右。氯气的实验室制备和氯乙烯的工业生产都有多种不同方 法。完成下列填空: 38.实验室制取纯净的氯气,除了二氧化锰、浓盐酸和浓硫酸。还需要_________________、

______________________(填写试剂或溶液名称) 。 39. 实验室用 2.00 mol/L 盐酸和漂粉精[成分为 Ca(ClO)2、 CaCl2]反应生成氯气、 氯化钙和水, 若产生 2.24 L(标准状况)氯气,发生反应的盐酸____________mL 40.实验室通常用向上排空气法收集氯气。设计一个简单实验,验证所收集的氯气中是否含 有空气。_______________________________________________________________ 41.工业上用电石 -乙炔法生产氯乙烯的反应如下: CaO+3C ?????? CaC2+CO
2200℃~2300℃

CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2
2 HC≡CH +HCl ????? ? CH2=CHCl 140℃~200℃

HgCl

电石-乙炔法的优点是流程简单,产品纯度高,而且不依赖于石油资源。 电石-乙炔法的缺点是: __________________________、 ________________________。 [来 源:学_科_网 Z_X_X_K] 42.乙烷和氯气反应可制得 ClCH2CH2Cl,ClCH2CH2Cl 加热分解得到氯乙烯和氯化氢。 设计一种以乙烯和氯气为原料制取氯乙烯的方案 (其他原料自选) , 用化学方程式表示 (不 必注明反应条件) 要求:①反应产生的氯化氢必须用于氯乙烯的制备;②不产生其他度废液。 【答案】 (本题共 12 分) 38.饱和氯化钠溶液、氢氧化钠溶液 39.100 40.用试管收集氯气,收集满后将试管倒立在氢氧化钠溶液中,观察试管内有无残留气 体。 41.高耗能 会污染环境 ClCH2CH2Cl→CH2=CHCl+HCl CH≡CH+

42 . CH2=CH2+Cl2→ClCH2CH2Cl HCl→CH2=CHCl

【解析】38.实验室用盐酸制备氯气,氯气中混有氯化氢,得到纯净的氯气,应用饱和 氯化钠溶液除去 HCl,再用浓硫酸干燥,最后用氢氧化钠溶液进行尾气吸收; 39.反应的方程式为 ClO—+Cl—+2H+=Cl2↑+H2O,n(Cl2)= 需要 n(HCl)=0.2mol,发生反应的盐酸的体积为 V=

2.24L =0.1mol,则 22.4L/mol

0.2mol =0.1L=100mL; 2mol/L

40. 氯气可与氢氧化钠溶液反应,如含有空气,则与氢氧化钠反应后试管内有残留气

体; 41.工业在高温下生产电石,用电石生产乙炔,耗能大,由于乙炔与 HCl 的反应在氯 化汞的作用下进行,污染环境; 42.以乙烯和氯气为原料制取氯乙烯,可由乙烯和氯气发生加成反应生成 1,2-二氯乙 烷,1,2-二氯乙烷发生消去反应生成氯乙烯,生成的氯化氢电解生成氢气和氯气,氢气和 乙烯发生加成反应生成乙烷,乙烷和氯气发生取代反应生成 1,2-二氯乙烷,涉及反应有 CH2=CH2+Cl2→ClCH2CH2Cl 、ClCH2CH2Cl→CH2=CHCl+ HCl 以及 CH≡CH+ HCl→ CH2=CHCl 15、 (2014·上海单科化学卷, T 十) (本题共 14 分) 硫有多种含氧酸, 亚硫酸 (H2SO3) 、 硫酸(H2SO4) 、焦硫酸(H2SO4?SO3) 、硫代硫酸(H2S2O3)等等,其中硫酸最为重要,在 工业上有广泛的应用。在实验室,浓硫酸是常用的干燥剂。 完成下列计算: 52.焦硫酸(H2SO4?SO3)溶于水,其中 SO3 都转化为硫酸。若将 445 g 焦硫酸溶于水配成 4.00 L 硫酸,该硫酸的物质的量浓度为_______________mol/L。 53.若以浓硫酸吸水后生成 H2SO4?H2O 计算,250 g 质量分数为 98%的硫酸能吸收多少 g 水? 54.硫铁矿是工业上制硫酸的主要原料。硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下:3FeS2+8O2→ Fe3O4+6SO2 =4FeS2+11 O2 →2Fe2O3+8SO2, 若 48 mol FeS2 完全反应耗用氧气 2934.4 L (标 准状况) ,计算反应产物中 Fe3O4 与 Fe2O3 物质的量之比。 55.用硫化氢制取硫酸,既能充分利用资源又能保护环境,是一种很有发展前途的制备硫酸 的方法。硫化氢体积分数为 0.84 的混合气体(H2S、H2O、N2)在空气中完全燃烧,若空气 过量 77%, 计算产物气体中 SO2 体积分数(水是气体) 。已知空气组成:N2 体积分数 0.79、 O2 体积分数 0.21。 【答案】 (本题共 14 分) 52.1.25 53.250× 98%÷ 98× 16=40g 54.2934.4÷ 22.4=131mol,设 Fe3O4 3a+2b=48 8a+11÷ 2b=131 amol Fe2O3 a=4 b=18 bmol

n(Fe3O4): n(Fe2O3)=2:9[来源:学§科§网 Z§X§X§K] 55.设混合气体为 1 体积,0.84 体积硫化氢完全燃烧生成 0.84 体积二氧化硫和 0.84 体 积水,消耗 1.26 体积氧气。 所需空气为 1.26÷ 0.21× 1.77=10.26 体积

? (SO2)=0.84÷ (10.62—1.26+1.84)=0.075
【解析】

52.445g 焦硫酸的 物质的量 n=

445g =2.5mol,其中硫酸和三氧化硫的物质的量 178 g / mol

均为 2.5mol,2.5molSO3 和水反应又会产生 2.5nolH2SO4,所以溶液中 H2SO4 的物质的量是 5.0mol,则 c(H 2SO 4 ) ?

5.0mol =1.25 mol/L; 4.00 L

53.250 g 质量分数为 98%的硫酸溶液中含 H2SO4 的质量是 m=250 g× 98%=245g,则

n(H 2SO4 ) ?

245g =2.5mol。250 g 质量分数为 98%的硫酸溶液中含 H2O 的质量是 98g/mol

m=250g—245g=5g 。 2.5mol H2SO4 可 以 结 合 H2O 的 物 质 的 量 是 2.5mol , 水 的 质 量 m=2.5mol× 18g/mol=45g,因此还能吸收说的质量是 40g; 54.由题意可知 n(O 2 ) ?

2934.4 L =131mol,设生成 Fe3O4 的物质的量是 amol,生 22.4L / mol

成 Fe2O3 的物质的量是 bmol,根据化学方程式 3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2 、4FeS2+11 O2 →2Fe2O3+8SO2 得: 8a+11÷ 2b=131 (氧气守恒) 和 3a+2b=48 (FeS2 守恒) , 解得 a=4、 b=18, 所以 n(Fe3O4): n(Fe2O3)=2:9。 点燃 55. 设混合气为 1 体积, 根据氯化氢完全燃烧的方程式 2H2S+3O2———→2SO2+2H2O 可知, 0.84 体积硫化氢完全燃烧生成 0.84 体积二氧化硫和 0.84 体积水, 消耗 1.26 体积氧气。 反应中空气过量 77% ,因此所需空气为 0.84 =0.075。 1062-1.26+0.84+0.84+0.16 16. (201 4·重庆理综化学卷,T8) (15 分)月球含有 H、He、N、Na、Mg、Si 等元 素,是人类未来的资源宝库。 (1)3He 是高效能原料,其原子核内的中子数为 1.26 × 1.77 = 10.62 ,则二氧化硫体积分数 ? = 0.21

(2)Na 的原子结构示意图为 子式为 (3)MgCl2 在工业 上应用广泛,可由 MgO 制备。 ①MgO 的熔点比 BaO 的熔点

, Na 在氧气中完全燃烧所得产物的电

(填“高”或“低”。)

②月球上某矿石经处理得到的 MgO 中含有少量 SiO2,除去 SiO2 的离子方程式为; SiO2 的晶体类型为 。

③MgO 与碳粉和氯气在一定条件下反应可制备 MgCl2。若尾气可用足量 NaOH 溶液完 全吸收,则生成的盐为 (写化学式)。

(4)月壤中含有丰富的 3He,从月壤中提炼 1kg 3He,同时可得 6000kg H2 和 700kg N2, 若以得到 H2 和 N2 为原料经一系列反应最多可生产碳酸氢铵 【答案】(15 分) kg

(1)1

(2)

( 3) ① 高 (4)3950

② SiO2+ 2OH = SiO32 + H2O;原子晶体
- -

③ NaCl,NaClO,Na2CO3

【解 析】 (1)He 的质子数为 2,所以 3He 的中子数为 1; (2)Na 在氧气中完全燃烧生成

Na2O2,其电子式为

; (3)① MgO 和 BaO 中离子所带的电荷数相同,

但由于 Mg2+的半径小于 Ba2+,所以 MgO 的熔点要高于 BaO;② 除去 MgO 中的 SiO2 杂质, 要利用二者性质的差异性, 即 SiO2 能和强碱反应而 MgO 不反应, 则可以加入 NaOH 或 KOH 等强碱溶液,发生的离子反应为 SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;③ 根据反应物以及生成物,可知 尾气中含有 Cl2 和 CO2 气体, 当用 NaOH 来吸收时, 生成的物质有 NaCl、 NaClO 和 Na2CO3; ( 4 ) 6000kgH2 的 物 质 的 量 是

6000 ?103 g =3× 106mol , 700kg N2 的 物 质 的 量 为 2 g / mol
2NH3 可知 H2 过量。 根据 N 元素守恒可

700 ?103 g =2.5× 104mol, 根据方程式 3H2+N2 28g / mol

知 , 生 成 的 NH4HCO3 的 物 质 的 量 应 是 5× 104mol , 则 NH4HCO3 的 质 量 m=5× 104mol× 79g/mol=3.95× 106g=3950Kg。


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