1、 1 页 2019 届北京四中高三保温训练理科综合化学试卷(解析版)届北京四中高三保温训练理科综合化学试卷(解析版) 理科综合能力测试理科综合能力测试(北京卷北京卷) 可能用到的相对原子质量:可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Mg 24 S 32 Cl 35.5 Fe 56 第一部分第一部分(选择题选择题 共共 120 分分) 本部分共本部分共 20 题,每小题题,每小题 6 分,共分,共 120 分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求 的一项。的一项。 1.下列中国制造的产品主体用料不是 金属材料的是 世界最大射电望
2、远镜 中国第一艘国产航母 中国大飞机 C919 世界最长的港珠澳大桥 A.钢索 B.钢材 C.铝合金 D.硅酸盐 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A世界最大射电望远镜主体用料:钢索是金属合金材料,故 A 不符合; B中国第一艘国产航母主体用料:钢材属于合金为金属材料,故 B不符合; C中国大飞机 C919 主体用料:铝合金属于金属材料,故 C 不符合; D世界最长的跨海大桥港珠澳大桥主体用料:硅酸盐不是金属材料,故 D符合; 故答案为 D。 2.下列指定反应的离子方程式正确的是( ) A. 饱和 Na2CO3溶液与 CaSO4固体反应:CO3 2+CaSO
3、 4CaCO3+SO4 2 B. 酸化 NaIO3和 NaI 的混合溶液:I +IO 3 +6H+=I 2+3H2O C. KClO 碱性溶液与 Fe(OH)3反应:3ClO +2Fe(OH) 3=2FeO4 2+3Cl+4H+H 2O D. 电解饱和食盐水:2Cl +2H+ Cl2+ H2 2 页 【答案】A 【解析】 分析:A 项,饱和 Na2CO3溶液与 CaSO4发生复分解反应生成更难溶于水的 CaCO3;B 项,电荷不守恒, 得失电子不守恒;C项,在碱性溶液中不可能生成 H+;D 项,电解饱和食盐水生成 NaOH、H2和 Cl2。 详解:A项,饱和 Na2CO3溶液与 CaSO4发生
4、复分解反应生成更难溶于水的 CaCO3,反应的离子方程式为 CO32-+CaSO4CaCO3+SO42-,A 项正确;B 项,电荷不守恒,得失电子不守恒,正确的离子方程式为 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O,B项错误;C项,在碱性溶液中不可能生成 H+,正确的离子方程式为 3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=3Cl-+2FeO42-+5H2O,C项错误;D 项,电解饱和食盐水生成 NaOH、H2和 Cl2, 电解饱和食盐水的离子方程式为 2Cl-+2H2OCl2+H2+2OH-,D 项错误;答案选 A。 点睛:本题考查离子方程式正误的判断。判断离子方程式是否正确可从以下几个方面进
5、行:从反应原理 进行判断,如反应是否能发生、反应是否生成所给产物(题中 D项)等;从物质存在形态进行判断,如 拆分是否正确、是否正确表示了难溶物和气体等;从守恒角度进行判断,如原子守恒、电荷守恒、氧化 还原反应中的电子守恒等(题中 B 项);从反应的条件进行判断(题中 C项);从反应物的组成以及 反应物之间的配比进行判断。 3.化合物 X 是一种医药中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物 X 的说法正确的是 A. 分子中两个苯环一定处于同一平面 B. 不能与饱和 Na2CO3溶液反应 C. 在酸性条件下水解,水解产物只有一种 D. 1 mol 化合物 X 最多能与 2 mol NaOH 反
6、应 【答案】C 【解析】 试题分析:A.根据有机物结构简式可知两个苯环均连在同一个饱和碳原子上,由于单键可以旋转,两个苯 环不一定共面,A 项错误;B.X 中含有羧基,能与饱和碳酸钠溶液反应,B 项错误;C.由于是环酯,在酸 性条件下水解, 水解产物只有一种, C 项正确; D.X酸性水解产物中含有 2 个羧基和 1 个酚羟基, 则 1mol 化合物 X 最多能与 3molNaOH 反应,D 项错误;答案选 C。 【考点定位】考查有机物的结构与性质判断。 3 页 【名师点晴】本题考查有机物的结构与性质判断。掌握常见有机物官能团的结构和性质是解答的关键,难 点是有机物共线共面判断。解答该类试题时
7、需要注意:甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛 5 种分子中的 H 原 子若被其他原子如 C、O、Cl、N 等取代,则取代后的分子空间构型基本不变。借助 CC 键可以旋转而 CC键和碳碳双键不能旋转以及立体几何知识判断。苯分子中苯环可以以任一碳氢键为轴旋转,每 个苯分子有三个旋转轴,轴上有四个原子共线。 【此处有视频,请去附件查看】 4.在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉及的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 分析:在浓硫酸的作用下乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,根据乙酸乙酯的性质、产品中含有的杂 质,结合选项解答。 详解:A、反应物均是液体,且需要加热,因此试管口要高于试
8、管底,A正确; B、生成的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇,乙酸乙酯不溶于水,因此可以用饱和碳酸钠溶液吸收,注意导管 口不能插入溶液中,以防止倒吸,B正确; C、乙酸乙酯不溶于水,分液即可实现分离,C正确; D、乙酸乙酯是不溶于水的有机物,不能通过蒸发实现分离,D错误。 答案选 D。 点睛:掌握乙酸乙酯的制备原理是解答的关键,难点是装置的作用分析,注意从乙酸乙酯的性质(包括物 理性质和化学性质)特点的角度去解答和判断。 4 页 5.我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置,其示意图如下: 下列说法不正确 的是 A. b 为电源的正极 B. 中,捕获 CO2时碳元素的化合价发生了变化 C. a 极
9、的电极反应式为 2C2O5 2 4e = 4CO 2 + O2 D. 上述装置存在反应:CO2 = C + O2 【答案】B 【解析】 【详解】Aa 电极反应是 2C2O52-4e-4CO2+O2,发生氧化反应,是电解池的阳极,则 b为正极,故 A正 确;B捕获 CO2时生成的 C2O52-中碳元素的化合价仍为+4 价,捕获 CO2时生成 CO32-时碳元素的化 合价仍为+4 价,碳元素的化合价均未发生变化,故 B 错误;C由电解装置示意图可知 a 电极反应是 2C2O52-4e-4CO2+O2,故 C正确;D由电解装置示意图可知 a 电极生成 O2,d 电极生成 C,电解池总反 应式为 CO
10、2 =C+O2,故 D正确;故答案为 B。 6.室温下,将 0.10mol L1盐酸滴入 20.00 mL 0.10mol L1氨水中,溶液中 pH 和 pOH 随加入盐酸体积变化 曲线如图所示。已知:pOHlg c(OH),下列说法正确的是 5 页 A. M 点所示溶液中 c(NH4+)+c(NH3 H2O)c(Cl) B. N 点所示溶液中 c(NH4+)c(Cl) C. Q 点消耗盐酸的体积等于氨水的体积 D. M 点和 N 点所示溶液中水的电离程度相同 【答案】D 【解析】 由于 Kw=(H+) c(OH-)=10-14,则溶液的 pH+pOH=14,实线为 pH曲线,虚线为 pOH
11、曲线,作垂直体 积坐标轴线与 pH曲线、 pOH曲线交点为相应溶液中 pH、 pOH Q点的 pH=pOH, 则 Q 点溶液呈中性 A M 点溶液呈碱性,为 NH4Cl、NH3H2O 混合溶液,溶液中 c(NH4+)+c(NH3H2O)c(Cl-) ,A错误; BN 点溶液呈酸性,溶液中(H+)c(OH-) ,结合电荷守恒 c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-) ,可知 c (NH4+) D1mol药物 Y与 H2、浓溴水中的 Br2反应,最多消耗分别为 4 mol和 2 mol (4)写出反应 EF的化学方程式_。FX 的化学方程式 _。 (5)写出符合下列条件的 E的一种同
12、分异构体的结构简式_。 遇 FeCl3溶液可以发生显色反应,且是苯的二元取代物; 能发生银镜反应和水解反应; 核磁共振氢谱有 6 个峰。 (6)参考上述流程以 CH3CHO和 CH3OH为起始原料,其它无机试剂任选设计合成 Z的线路 _。 【答案】 (1). CHCH (2). 酯基 (3). NaOH 水溶液、加热 (4). B、C (5). +C2H5OH+H2O (6). +H2O (7). 或 (8). CH3CHO CH2=CHCOOCH3 【解析】 【分析】 反应、 反应、 反应的原子利用率均为 100%, 属于加成反应, 结合反应的产物, 可知烃 A为 HCCH, B 为 ,而
13、G 的相对分子质量为 78,则 G 为C 可以发出催化氧化生成 D,D 发生信 息中 I的反应, 则反应为卤代烃在氢氧化钠水溶液、 加热条件下发生的水解反应, 则 C为, D 为 ,E为,F为,F在浓硫酸、加热条件下发生消去反应 8 页 得到 X乙醛与 HCN 发生加成反应、酸性条件下水解得到,与甲醇反应酯化反应生成 ,在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成 CH2=CHCOOCH3,最后发生加聚反应得到 ,以此解答该题。 【详解】(1)由以上分析可知 A 为 CHCH; (2)由 Z的结构简式可知 Z含有酯基,反应为卤代烃的水解,条件为:氢氧化钠水溶液、加热; (3)A羟基、羧基能与钠反应生成
14、氢气,1mol药物 Y与足量的钠反应可以生成 1.5mol 氢气,标况下氢气 体积为 33.6L,但氢气不一定处于标况下,故 A错误;B药物 Y 的分子式为 C8H804,含有酚羟基,能使 酸性高锰酸钾溶液褪色,故 B 正确;C羧基酸性最强,酚羟基酸性很弱,醇羟基表现为中性,药物 Y中 、三处-OH的电离程度由大到小的顺序是,故 C正确;D苯环与氢气发生加成反应, 1mol 药物 Y与 3molH2加成,Y中酚羟基的邻位能与浓溴水发生取代反应,1molY 消耗 2molBr2,故 D错 误;故答案为 B、C; (4)反应 E-F的化学方程式:,FX的化学方程 式为; (5)E 为,对应的同分异
15、构体遇 FeCl3溶液可以发生显色反应,说明含有酚羟基,且是苯 的对位二元取代物;能发生银镜反应和水解反应,应为甲酸酯类;核磁共振氢谱有 6个峰,则可能的 结构为; (6)以 CH3CHO和 CH3OH为起始原料,合成 Z,可用乙醛与 HCN 发生加成反应,然后水解生成 2-羟基丙 酸, 与甲醇发生酯化反应, 再发生消去反应, 最后发生加聚反应生成 Z, 也可用乙醛与 HCN发生加成反应, 然后水解生成 2-羟基丙酸,发生消去反应生成丙烯酸,与甲醇发生酯化反应,最后发生加聚反应生成 Z, 对应的流程可为或者 9 页 。 【点睛】在进行推断及合成时,掌握各类物质的官能团对化合物性质的决定作用是非
16、常必要的,可以从一 种的信息及物质的分子结构,结合反应类型,进行顺推或逆推,判断出未知物质的结构。能够发生水解反 应的有卤代烃、酯;可以发生加成反应的有碳碳双键、碳碳三键、醛基、羰基;可以发生消去反应的有卤 代烃、醇。可以发生银镜反应的是醛基;可能是醛类物质、甲酸、甲酸形成的酯、葡萄糖;遇氯化铁溶液 变紫色,遇浓溴水产生白色沉淀的是苯酚等。 9.工业上用以下流程从铜沉淀渣中回收铜、硒、碲等物质。某铜沉淀渣,其主要成分如表。沉淀渣中除含 有铜(Cu)、硒(Se)、碲(Te)外,还含有少量稀贵金属,主要物质为 Cu、Cu2Se和 Cu2Te。某铜沉淀渣的主要 元素质量分数如下: Au Ag Pt
17、Cu Se Te 质量分数(%) 0.04 0.76 0.83 43.47 1734 9.23 (1)16S、34Se、52Te为同主族元素,其中34Se 在元素周期表中的位置_。 其中铜、硒、碲的主要回收流程如下: (2)经过硫酸化焙烧 ,铜、硒化铜和碲化铜转变为硫酸铜。其中碲化铜硫酸化焙烧的化学方程式如下,填入 合适的物质或系数:Cu2Te+_H2SO4 2CuSO4+_TeO2+_+_H2O (3)SeO2与吸收塔中的 H2O反应生成亚硒酸。焙烧产生的 SO2气体进入吸收塔后,将亚硒酸还原成粗硒, 其反应的化学方程式为_ 。 (4)沉淀渣经焙烧后,其中的铜转变为硫酸铜,经过系列反应可以得
18、到硫酸铜晶体。 10 页 “水浸固体”过程中补充少量氯化钠固体,可减少固体中的银【硫酸银】进入浸出液中,结合化学用语, 从平衡移动原理角度解释其原因_。 滤液 2经过、_ 、过滤、洗涤、干燥可以得到硫酸铜晶体。 (5)目前碲化镉薄膜太阳能行业发展迅速,被认为是最有发展前景的太阳能技术之一。用如下装置可以完成 碲的电解精炼。研究发现在低的电流密度、碱性条件下,随着 TeO32-浓度的增加,促进了 Te的沉积。写出 Te的沉积的电极反应式为_。 【答案】 (1). 第四周期 VIA 族 (2). 6 (3). 1 (4). 4SO2 (5). 6 (6). H2SeO3+2SO2+H2O=Se+2
19、H2SO4 (7). 由于存在平衡: Ag2SO4(s) 2Ag+(aq)+SO42-(aq), 加入氯化钠 固体后, Cl-与 Ag+反应生成成更难溶的氯化银,使得 c(Ag+)降低,进而减少了硫酸银中的银进入滤液 2 (8). 加热浓缩、冷却结晶 (9). TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- 【解析】 【分析】 (1)16S、34Se、52Te为同主族元素,且 34Se 在 S元素的下一周期; 铜、硒、碲的主要回收流程如下:以铜阳极泥(主要成分为 Cu、Cu2Se 和 Cu2Te 等)加入硫酸焙烧,得到的 气体混合物为 SeO2、SO2和 H2O,用水吸收得到 H2SO4、Se
20、,过滤分离,滤液中含有硫酸,经过净化除杂 得到粗硒;焙烧时浓硫酸起氧化剂作用,由元素守恒可知还生成 CuSO4与 TeO2,用水洗涤并过滤后,滤渣 为 TeO2,滤液为 CuSO4溶液,经蒸发浓缩后结晶得到硫酸铜晶体;所得 TeO2用盐酸溶解后得到 H 2TeO3 溶液,通入 SO2后可制得粗碲; (2) Cu2Te和浓 H2SO4高温焙烧生成 CuSO4和 TeO2,其中 TeO2是氧化产物,说明浓硫酸是强氧化剂,则还 有还原产物 SO2,结合电子守恒和原子守恒配平即可; (3) SO2气体进入吸收塔后,将 H2SeO3还原成硒,同时得到氧化产物 H2SO4,结合电子守恒和原子守恒即 可得发
21、生反应的化学方程式; (4)溶液中存在 Ag2SO4(s) 2Ag+(aq)+SO42-(aq),加入少量氯化钠固体,溶解后溶液中的 Cl-会与 Ag+ 结合促进溶解平衡向正方向移动; CuSO4溶液,经蒸发浓缩后结晶得到硫酸铜晶体; (5)根据电解原理 TeO32-应在阴极发生还原反应生成 Te。 11 页 【详解】(1) 16S、34Se、52Te 为同主族元素,且 34Se在 S元素的下一周期,则 34Se 位于元素周期表的第四周 期 VIA 族; (2) Cu2Te和浓 H2SO4高温焙烧生成 CuSO4和 TeO2,其中 TeO2氧化产物,说明浓硫酸是强氧化剂,则还 有还原产物 SO
22、2,利用电子守恒和原子守恒配平即得 Cu2Te+6H2SO4 2CuSO4+TeO2+4SO2+6H2O; (3) SO2气体进入吸收塔后,将 H2SeO3还原成硒,同时得到氧化产物 H2SO4,则发生反应的化学方程式为 H2SeO3+2SO2+H2O=Se+2H2SO4; (4)“水浸固体”过程中补充少量氯化钠固体,溶解后溶液中的 Cl-会与 Ag+结合生成 AgCl白色沉淀,促进 溶解平衡 Ag2SO4(s) 2Ag+(aq)+SO42-(aq)向正方向移动,使得 c(Ag+)降低,进而减少了硫酸银中的银 进入滤液 2; 从滤液 2 得到硫酸铜晶体的具体操作是将溶液加热浓缩、冷却结晶、再经
23、过滤、洗涤并干燥即可; (5)由电解原理可知 TeO32-应在阴极发生还原反应生成 Te,发生的电极反应为 TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。 10.CO2的综合利用对于减少温室气体、缓解能源紧缺具有重要的意义。 【】CO2的性质稳定,其电子式为_。 【】多晶 Cu 是唯一被实验证实能高效催化 CO2还原为烃类(如 CH4 或 C2H4)的金属。电解装置分别以多 晶 Cu 和铂为电极材料,用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室,阴、阳极室的 KHCO3溶液的浓度(约 0.1 mol/L 左右)基本保持不变。并向某极室内持续通入 CO2,温度控制在 10左右。 (1)持续通入 CO2原因是
24、_。 (2)研究表明,催化剂的多种因素决定了 C2H4的选择性和催化活性。 已知:选择性=目标产物的消耗原料量/原料总的转化量 在本实验条件下,生成 C2H4的电极反应为_。 (3)本实验条件下,若 CO2转化为烃的转化率为 10%,生成 C2H4的选择性为 12%,现收集到 12 mol C2H4, 则通入的 CO2为_mol。 【】CO2与 CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g) 催化剂 2CO(g)+2H2(g) H (1)已知:反应 1:CH4(g) C(s)+2H2(g) H1=+75kJmol1 反应 2:H2(g) + CO2(g)H2O(g)+CO(g) H2
25、=+35kJmol1 反应 3:2CO(g) C(s)+ CO2(g) H3=172kJmol1 则该催化重整反应的H=_kJmol1。从温度和压强角度有利于提高 CO2平衡转化率的条件是_。 (2)下图表示体系内c(H2)/c(CO)、 c(H2O)/c(CO)的变化情况, 请解释1200K以下c(H2)/c(CO)小于1的原因_, 并解释随温度的升高 c(H2)/c(CO)增大的原因_。 12 页 【答案】 (1). (2). 提高 CO2的浓度,增大 CO2的放电能力,抑制 H+的放电 (3). 14CO2+12e-+8H2O= C2H4+12HCO3- (4). 1000 (5). +
26、247 (6). 高温低压 (7). 因为发生了反应 2 H2(g) + CO2(g) H2O(g) +CO(g) (8). 随温度的升高,CH4(g)+CO2(g) 催化剂 2CO(g)+2H2(g) H0, 平衡正移,CO浓度增大并且 CO2浓度降低,反应 2平衡逆移,由图中 c(H2O)/ c(CO)变小得到验证,从而 c(H2)/ c(CO)增大。 【解析】 【分析】 CO2是共价化合物,其分子内碳与每个氧原子之间存在二个共用电子对; (1)持续通入 CO2可提高 CO2气体的浓度,确保阴极持续发生 CO2的还原反应; (2) CO2在电解池的阴极得电子发生还原反应生成 C2H4; (
27、3)若 CO2转化为烃的转化率为 10%,生成 C2H4的选择性为 12%,结合选择性=目标产物的消耗原料量/原 料总的转化量计算参加反应的 CO2的物质的量; (1) 已知:反应 1:CH4(g) C(s)+2H2(g) H1=+75kJmol1;反应 3:2CO(g) C(s)+ CO2(g) H3= 172kJmol1;根据盖斯定律,由反应 1-反应 3 即可得到 CH4(g)+CO2(g) 催化剂 2CO(g)+2H2(g),再计算H; 结合温度和压强对平衡的影响,分析促进平衡正向移动的条件; (2)结合温度对反应 2:H2(g) + CO2(g)H2O(g)+CO(g) H2=+35
28、kJmol1和 CH4(g)+CO2(g) 催化剂 2CO(g)+2H2(g) H=+247 kJmol1的平衡状态的影响分析。 【详解】CO2是共价化合物,其电子式为 ; (1)持续通入 CO2的目的是为了提高 CO2的浓度,增大 CO2的放电能力,抑制 H+的放电,确保阴极持 续发生 CO2的还原反应; (2) CO2在电解池的阴极得电子发生还原反应生成 C2H4,发生的电极反应为 14CO2+12e-+8H2O= C2H4+12HCO3-; (3)设参加反应的 CO2的物质的量为 nmol,依据选择性=目标产物的消耗原料量/原料总的转化量可知: 13 页 12%= 12mol nmol
29、10% ,解得:n=1000mol; (1) (1) 已知:反应 1:CH4(g) C(s)+2H2(g) H1=+75kJmol1;反应 3:2CO(g) C(s)+ CO2(g) H3= 172kJmol1;根据盖斯定律,由反应 1-反应 3 即可得到 CH4(g)+CO2(g) 催化剂 2CO(g)+2H2(g),则 H=(+75kJmol1)-(172kJmol1)=+247 kJmol1;对反应 CH4(g)+CO2(g) 催化剂 2CO(g)+2H2(g) H=+247 kJmol1,升高温度和降低压强均能促进平衡正向移动,故提高 CO2平衡转化率的条件是高温低压; (2)因反应体
30、系中发生的反应 2:H2(g) + CO2(g)H2O(g)+CO(g) H2=+35kJmol1,温度较低时有利于 此反应正向进行,使体系内 c(H2)的浓度降低,c(CO)的浓度增大,导致体系内 1200K以下 c(H2)/c(CO)小于 1;但随着温度的升高,CH4(g)+CO2(g) 催化剂 2CO(g)+2H2(g) H0,平衡正移,CO浓度增大并且 CO2浓度 降低,反应 2平衡逆移,由图中 c(H2O)/ c(CO)变小得到验证,从而 c(H2)/ c(CO)增大。 【点睛】用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化 学方程式(一般 2
31、3个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减, 得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的 H 与原热化学方程式之间 H的换算关系。 11.硫代硫酸钠(Na2S2O3)是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,在酸性溶液中分解产生 S、SO2。 . Na2S2O3的制备。工业上可用反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3 +CO2制得,实验室模拟该工业过程 的装置如图所示。 (1)b 中反应的离子方程式为_,c 中试剂为_。 (2)反应开始后,c 中先有浑浊产生,后又变澄清。此浑浊物是_。 (3)实验中要控制 SO2生成速率,可以
32、采取的措施有_(写出两条)。 (4)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的 SO2,不能过量,原因是_。 (5)制备得到的 Na2S2O3中可能含有 Na2SO3、Na2SO4等杂质。设计实验,检测产品中是否存在 Na2SO4: _。 . 探究 Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。 资料:Fe3+3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑色) 14 页 Ag2S2O3为白色沉淀,Ag2S2O3可溶于过量的 S2O32- 装置 编号 试剂 X 实验现象 Fe(NO3)3溶液 混合后溶液先变成紫黑色, 30s 后溶 液几乎变为无色 AgNO3溶液 先生成白色絮状沉淀, 振荡后, 沉淀 溶解,
33、得到无色溶液 (6)根据实验的现象,初步判断最终 Fe3+被 S2O32-还原为 Fe2+,通过_(填操作、试剂和现象),进一步证 实生成了 Fe2+。从化学反应速率和平衡的角度解释实验的现象:_。 (7)同浓度氧化性:Ag+ Fe3+。实验中 Ag+未发生氧化还原反应的原因是_。 (8)进一步探究 Ag+和 S2O32-反应。 装置 编号 试剂 X 实验现象 AgNO3溶液 先生成白色絮状沉淀,沉淀很快变为 黄色、棕色,最后为黑色沉淀。 实验中白色絮状沉淀最后变为黑色沉淀(Ag2S)的化学方程式如下,填入合适的物质和系数: Ag2S2O3+_ =Ag2S+_ (9)根据以上实验,Na2S2O
34、3与金属阳离子发生氧化还原反应和_有关(写出两条)。 【答案】 (1). SO32-+2H+= H2O +SO2;或 HSO3+H+=SO2+H2O (2). 硫化钠和碳酸钠的混合溶液 (3). 硫 (4). 控制反应温度、调节酸的滴加速度(或调节酸的浓度等) (5). 若 SO2过量,溶液显酸性, 产物分解 (6). 取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层溶液(或过滤,取滤液),滴加 BaCl2溶液,若 出现沉淀则说明含有 Na2SO4杂质 (7). 加入铁氰化钾溶液, 产生蓝色沉淀 (8). 生成紫色配合物的反 应速率快,氧化还原反应速率慢;Fe3+与 S2O32氧化还原反应的程度大,Fe
35、3+3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑 色)平衡逆移, 最终溶液几乎无色 (9). Ag+与 S2O32生成稳定的配合物, 浓度降低, Ag+的氧化性和 S2O32 15 页 的还原性减弱 (10). H2O (11). H2SO4 (12). 阳离子、用量等 【解析】 【分析】 .(1)第一个装置为二氧化硫的制取装置,制取二氧化硫的原料为:亚硫酸钠和 70%的浓硫酸;c 装置为 Na2S2O3的生成装置;d 装置为尾气吸收装置,吸收二氧化硫和硫化氢等酸性气体; (2)反应开始时发生的反应为:Na2S+4SO2+H2O=2H2S+Na2SO3,SO2+2H2S=3S+2H2O; (3)
36、通过控制反应的温度或硫酸的滴加速度可以控制 SO2生成速率; (4)硫代硫酸钠遇酸易分解,若通入的 SO2过量,则溶液显酸性,硫代硫酸钠会分解; (5)将产品溶于水后检验溶液中是否含有 SO42-即可; .(6)利用铁氰化钾溶液检验反应后的溶液中含有 Fe2+;混合后溶液先变成紫黑色,30s 后溶液几乎变为无 色, 说明 Fe3+3S2O32-Fe(S2O3)33-反应速率较 Fe3+和 S2O32-之间的氧化还原反应, 且促进平衡逆向移动; 先变成紫黑色后变无色,说明生成紫色配合物的反应速率快,氧化还原反应速率慢;另外 Fe3+与 S2O32氧 化还原反应的程度大,导致 Fe3+3S2O32
37、-Fe(S2O3)33-(紫黑色)平衡逆移,最终溶液几乎无色; (7)实验滴加 AgNO3溶液,先生成白色絮状沉淀,振荡后,沉淀溶解,得到无色溶液,说明溶液中 Ag+ 较低,减少了发生氧化还原反应的可能; (8)Ag2S2O3中 S元素化合价为+2价,生成的 Ag2S中 S元素化合价为-2 价,是还原产物,则未知产物应是 氧化产物,结合电子守恒、原子守恒分析即可; (9)结合实验、从阳离子的氧化性、离子浓度等方面分析。 【详解】. (1)第一个装置为二氧化硫的制取装置,制取二氧化硫的原料为:亚硫酸钠和 70%的浓硫酸, 反应的离子方程式为:SO32-+2H+=SO2+H2O,c装置为 Na2S
38、2O3的生成装置,根据反应原理可知 c 中的试 剂为:硫化钠和碳酸钠的混合溶液; (2)反应开始时发生的反应为:Na2S+SO2+H2O=H2S+Na2SO3,SO2+2H2S=3S+2H2O,故该浑浊物是 S; (3)通过控制反应的温度或硫酸的滴加速度可以控制 SO2生成速率; (4)硫代硫酸钠遇酸易分解,若通入的 SO2过量,则溶液显酸性,硫代硫酸钠会分解, (5)检测产品中是否存在 Na2SO4的方法是取少量产品溶于足量稀盐酸, 静置, 取上层溶液(或过滤, 取滤液), 滴加 BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有 Na2SO4杂质。 .(6)实验的现象是混合后溶液先变成紫黑色,30s后溶
39、液几乎变为无色,取反应后的混合液并加入铁氰 化钾溶液,产生蓝色沉淀,则有 Fe2+生成,可判断为 Fe3+被 S2O32-还原为 Fe2+; (7)同浓度氧化性:Ag+ Fe3+,但实验未发生 Ag+与 S2O32-之间的氧化还原反应,结合实验现象先生成白 色絮状沉淀,振荡后,沉淀溶解,得到无色溶液,说明 Ag+与 S2O32生成稳定的配合物,浓度降低,Ag+ 的氧化性和 S2O32的还原性减弱; 16 页 (8)Ag2S2O3中 S元素化合价为+2价,生成的 Ag2S中 S元素化合价为-2 价,是还原产物,则未知产物应是 氧化产物,如果产物是 H2SO3,能被 Ag+继续氧化,则氧化产物应为 H2SO4,结合原子守恒可知,另一种 反应物应为 H2O,发生反应的化学方程式为 Ag2S2O3+H2O=Ag2S+H2SO4; (9)结合实验、可知,Na2S2O3与金属阳离子发生氧化还原反应和金属阳离子的氧化性强弱、离子 浓度大小、反应物的用量等有关。