1、非选择题规范练二非选择题规范练二 26一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝 箔的形式存在；钴以 Co2O3 CoO 的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。从 废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下： (1)过程中采用 NaOH 溶液溶出废料中的 Al， 反应的离子方程式为_ _。 (2)过程中加入稀 H2SO4酸化后， 再加入 Na2S2O3溶液浸出钴。 则浸出钴的化学方程式为(产 物中无沉淀且只有一种酸根)_ _。 在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理 分析不用盐酸浸出钴的主要原因：_。 (3)
2、过程得到锂铝渣的主要成分是 LiF 和 Al(OH)3，碳酸钠溶液在产生 Al(OH)3时起重要作 用，请写出该反应的离子方程式：_。 (4)碳酸钠溶液在过程和中所起作用有所不同，请写出在过程中起的作用： _。 (5)在 Na2CO3溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是_(填字母)。 Ac(Na )=2c(CO2 3) Bc(Na ) c(CO2 3) c(HCO 3) Cc(OH ) c(HCO 3)c(H ) Dc(OH )c(H)c(HCO 3)2c(H2CO3) (6)CoO 溶于盐酸可得粉红色的 CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用 蓝色的无水 C
3、oCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的 CoCl2 6H2O 晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A 物质的化学式是 _。 答案 (1)2Al2OH 2H 2O=2AlO 23H2 (2)4Co2O3 CoO Na2S2O3 11H2SO4 =12CoSO4Na2SO411H2O Co2O3 CoO 可氧化 盐酸产生 Cl2，污染环境 (3)2Al3 3CO2 33H2O=2Al(OH)33CO2 (4)调节 pH，提供 CO2 3，使 Co 2沉淀为 CoCO 3 (5)BCD (6)CoCl2 2H2O 解析 (2)Co3O4和 Na2S2O3在酸性条件
4、下发生氧化还原反应生成 CoSO4、Na2SO4和 H2O，反 应方程式为：4Co2O3 CoONa2S2O311H2SO4=12CoSO4Na2SO411H2O；盐酸具有还 原性，能被 Co2O3 CoO 氧化生成有毒的氯气而污染环境，所以不能用盐酸。 (4)在过程中铝离子能与碳酸根离子发生双水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳；碳酸钠溶液 在过程中调节 pH，提供 CO2 3，使 Co 2沉淀为 CoCO 3。 (5)Na2CO3溶液中电荷守恒：c(Na )c(H)c(HCO 3)c(OH )2c(CO2 3)，故 A 错误；碳 酸根离子发生水解以及水的电离， 所以溶液中离子浓度： c(Na )
5、c(CO2 3)c(OH )c(HCO 3) c(H )，故 B、C 正确；Na 2CO3溶液中质子守恒：c(OH )c(H)c(HCO 3)2c(H2CO3)， 故 D 正确。 (6)设 A 物质的化学式为 CoCl2 nH2O，则有： CoCl2 6H2OCoCl2 nH2O m 238 18(6n) 119 mg 119 mg83 mg 238 119 mg 186n 119 mg83 mg，解得：n2， 所以 A 物质的化学式为：CoCl2 2H2O。 27碳酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血。实验室里先制得硫酸亚铁，后将硫酸亚铁与碳酸氢铵 反应制得碳酸亚铁(Fe2 2HCO 3=FeCO3C
6、O2H2O)。实验装置如下图所示(部分夹 持仪器略去)。回答下列问题： (1)配制溶液所用的蒸馏水必须先除去溶解的氧气，具体方法是_ _。 (2)实验过程中，将生成的 FeSO4溶液和 NH4HCO3溶液混合的操作是_ _。 (3)装置 B 中的 NH4HCO3需过量的原因_(填字母)。 a除去 FeSO4溶液中残留的硫酸 bFe2 充分转化为 FeCO 3 cNH4HCO3溶解度比较大 dNH4HCO3受热分解损失 (4)碳酸亚铁在潮湿的空气中逐渐被氧化生成氢氧化铁和一种气体，反应的化学方程式为 _。 (5)有同学提出该实验可用 FeSO4与 Na2CO3反应制取 FeCO3，经查阅：0.1
7、 mol L 1Na 2CO3溶 液 pH 约为 11.6；25 时，Ksp(FeCO3)3.110 11，K spFe(OH)24.910 17，向 10 mL 0.1 mol L 1Na 2CO3 溶 液 中 滴 加0.1 mol L 1 FeSO 4 溶 液 ， 先 析 出 的 沉 淀 是 _。 (6)NaHCO3与 NH4HCO3均 可 作 为 Fe2 的 沉 淀 剂 ， 但 更 常 用 NH4HCO3， 理 由 是 _(写出一点即可)。 (7)设计实验检验制得的产品中是否含 Fe3 ： _。 答案 (1)将蒸馏水煮沸后迅速冷却 (2)关闭 K3，打开 K2 (3)abd (4)4Fe
8、CO36H2OO2=4Fe(OH)34CO2 (5)Fe(OH)2 (6)NH 4能水解产生 H ，降低溶液 pH，可减小副产物 Fe(OH) 2产生 (7)取少量样品于试管中， 加入适量的稀硫酸溶解， 再滴入硫氰化钾溶液， 若溶液不变为红色， 则说明产品中不含 Fe3 ；若溶液变为红色，则含有 Fe3 解析 (2)A 中 Fe 与稀硫酸反应生成 FeSO4和 H2，关闭 K3，打开 K2，利用压强差使其与 NH4HCO3溶液混合。 (3)装置 B 中的 NH4HCO3需过量， 既可除去 FeSO4溶液中残留的硫酸， 也可让 Fe2 充分反应， 同时 NH4HCO3受热易分解。 (5)析出 F
9、eCO3沉淀时 c(Fe2 )=KspFeCO3 cCO2 3 3.110 11 0.1 mol L 13.11010mol L1， Na 2CO3 溶液 pH 约为 11.6，则 c(OH )102.4mol L1，析出 Fe(OH) 2沉淀时 c(Fe 2)KspFeOH2 c2OH 4.910 17 10 2.42 mol L 14.91012.2mol L13.11010mol L1，故 Fe(OH) 2先沉淀。 28甲醛(HCHO)俗称蚁醛，是一种重要的有机原料。 .利用甲醇(CH3OH)制备甲醛 脱氢法：CH3OH(g)=HCHO(g)H2(g) H192.09 kJ mol 1
10、氧化法：CH3OH(g) 1 2O2(g)=HCHO(g)H2O(g) H2 (1) 已 知 ： 2H2(g) O2(g)=2H2O(g) H3 483.64 kJ mol 1 ， 则H2 _。 (2)与脱氢法相比，氧化法在热力学上趋势较大，其原因为_ _。 (3)图 1 为甲醇制备甲醛反应的 lg K(K 为平衡常数)随温度(T)的变化曲线。曲线_(填 “a”或“b”)对应脱氢法，判断依据为_。 .甲醛的用途 (4)将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品(结构简式如图 2)，该物质在医药等工业中 有广泛用途。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比为_。 (5)将甲醛水溶液与硫
11、酸镍(NiSO4)混合，可用于化学镀镍。若反应过程中有 CO2产生，则该 反应的离子方程式为_。 .甲醛的检测 (6)室内甲醛超标会危害人体健康，通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型 甲醛气体传感器的原理如图 3 所示， 则 b 极的电极反应式为_ _， 当电路中转移 410 4 mol 电子时，传感器内参加反应的 HCHO 为_mg。 答案 (1)149.73 kJ mol 1 (2)脱氢法的反应为吸热反应，氧化法的反应为放热反应，放热反应在热力学上趋势较大 (3)b 脱氢吸热 (4)32 (5)2Ni2 HCHOH 2O=2NiCO24H (6)O24e 4H=2H 2O 3
12、 解析 (1)根据盖斯定律，2H12H2H3，则有 H2H32H1 2 149.73 kJ mol 1。 (2)脱氢法的反应为吸热反应，氧化法的反应为放热反应，放热反应在热力学上趋势较大。 (3)脱氢法的反应为吸热反应，随着温度升高，平衡向右移动，平衡常数增大，故曲线 b 对应 脱氢法。 (4)每个乌洛托品分子中含有 6 个 C 原子，4 个 N 原子，根据原子守恒可知，要形成 1 个乌 洛托品分子，需要 6 个甲醛分子、4 个氨气分子，则需要甲醛和氨气的分子个数之比为 64， 即 32。分子数之比等于物质的量之比，所以甲醛与氨的物质的量之比为 32。 (5)将甲醛水溶液与硫酸镍(NiSO4)
13、混合， 可用于化学镀镍， 则甲醛与硫酸镍发生氧化还原反应， 析出 Ni 单质，甲醛被氧化为 CO2，Ni 元素化合价由2 价降低到 0 价，甲醛中 C 元素由 0 价升高到4 价，NiSO4与 HCHO 的系数比为 21，根据化合价升降守恒配平得离子方程式 为：2Ni2 HCHOH 2O=2NiCO24H 。 (6)HCHO 转化为 CO2，C 元素由 0 价升高到4 价，失去电子，被氧化，所以 a 为电池负极， b 为正极。酸性环境下，O2作正极的电极反应为 O24e 4H=2H 2O；负极的电极反应为 HCHO4e H 2O=CO24H ， 每反应 1 mol HCHO 转移 4 mol
14、电子， 当电路中转移 4 10 4mol 电子时，参加反应的 HCHO 为 1104mol，质量30 g mol11104mol3 10 3g3 mg。 35钛被誉为“21 世纪的金属”，可呈现多种化合价。其中以4 价的 Ti 最为稳定。回答下 列问题： (1)基态 Ti 原子的价电子排布图为_。 (2)已知电离能：I2(Ti)1 310 kJ mol 1，I 2(K)3 051 kJ mol 1。I 2(Ti)I2(K)，其原因为 _。 (3)钛某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如下图所示： 钛的配位数为_，碳原子的杂化类型_。 该配合物中存在的化学键有_(填字母)。 a离子健 b配位键
15、c金属健 d共价键 e氢键 (4)钛与卤素形成的化合物熔、沸点如下表所示： TiCl4 TiBr4 TiI4 熔点/ 24.1 38.3 155 沸点/ 136.5 233.5 377 分析 TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点和沸点呈现一定变化规律的原因是_。 (5)已知 TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛， 硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子， 结 构如图所示，该阳离子化学式为_。 阴离子的立体构型为_。 (6)已知 TiN 晶体的晶胞结构如下图所示，若该晶胞的密度为 g cm 3，阿伏加德罗常数值为 NA，则晶胞中 Ti 原子与 N 原子的最近距离为_pm。(用含 、NA的代数式表
16、示) 答案 (1) (2)K 失去的是全充满的 3p6 电子，Ti 失去的是 4s1 电子，相对较易失去，故 I2(Ti)I2(K) (3)6 sp3、sp2 bd (4)三者均为分子晶体，组成与结构相似，随着相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔、 沸点升高 (5)TiO2 正四面体 (6) 3 31 NA10 10 解析 (3)由图知钛的配位数为 6，甲基上碳原子为四面体构型，杂化类型为 sp3，环上碳碳 双键为平面形，碳原子为 sp2杂化；钛与周围原子形成配位键，而其余非金属元素间为共 价键。 (5)每个 O 原子被两个 Ti 原子共用、每个 Ti 原子被两个 O 原子共用，利用均摊法计
17、算二者原 子个数之比为 11；Ti 元素为4 价、O 元素为2 价，据此书写其化学式为 TiO2 ；阴离 子为硫酸根，其价层电子对数46422 2 4，为正四面体构型。 (6)由均摊法可计算出一个晶胞中有 4 个 TiN， 设晶胞中 Ti 原子与 N 原子与最近距离为 x pm， 则 m V NM NA2x3，TiN 的摩尔质量为 62 g mol 1，解出 x 3 31 NA10 10。 36白头翁素具有显著的抗菌作用，其合成路线如图所示： 已知： RCH2Br RCHO 一定条件RCH=CHR 2RCH=CHR 一定条件 (以上 R、R代表氢、烷基) (1)白头翁素的分子式为_。 (2)试
18、剂 a 为_，EF 的反应类型为_。 (3)F 的结构简式为_。 (4)C 中含有的官能团名称为_。 (5) AB 反应的化学方程式为_。 (6)F 与足量氢气加成得到 G， G 有多种同分异构体， 其中属于链状羧酸类的有_种。 (7) 以 乙 烯 为 起 始 原 料 ， 选 用 必 要 的 无 机 试 剂 合 成的 路 线 为 _(用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反 应条件)。 答案 (1)C10H8O4 (2)浓硫酸 消去反应 (3) (4)羧基、羟基、碳碳双键 (5) (6)8 (7)第一种路线： 第二种路线： CH2=CH2 Br2 CH2BrCH2Br HC
19、HO 一定条件CH2=CHCH=CH2 H2 催化剂 CH3CH=CHCH3 一定条件 解析 A 发生加成反应生成的 B 为 HOOCCH(OH)CH2CH2Br， B 和 HCHO 发生已知的反应 生成 C：，C 发生消去反应生成 D：，醇发生消去反应需要在浓硫酸作 催化剂、加热条件下进行，所以试剂 a 为浓硫酸；D 与 I2反应生成 E，根据 F 的分子式和白 头翁素的结构简式，F 发生已知的反应生成白头翁素，则 F 为，E 发生消去反应生 成 F，卤代烃在 NaOH 的醇溶液、加热条件下发生消去反应，则 b 为 NaOH 的醇溶液。 (6)F 为，F 与足量氢气加成得到 G，G 的分子式
20、为 C5H8O2，G 的不饱和度是 2，G 有 多种同分异构体，其中属于链状羧酸类，羧基的不饱和度是 1，说明含有COOH、碳碳双 键；如果碳链结构为 C=CCC，有 4 种；如果碳链结构为 CC=CC，有 2 种；如 果碳链结构为 CCCC，有 2 种，所以符合条件的有 8 种。 (7)以乙烯为起始原料合成，可由 CH3CH=CHCH3发生已知的反应得到； CH3CH=CHCH3可由 CH3CH2Br 与 CH3CHO 发生已知的反应获得，CH2=CH2与 HBr 发生加成反应生成 CH3CH2Br，乙烯与水发生加成反应得乙醇，乙醇催化氧化可制得 CH3CHO；CH3CH=CHCH3也可由 CH2=CHCH=CH2和氢气发生 1,4- 加成反应得到， CH2=CHCH=CH2可由 CH2BrCH2Br 和 HCHO 发生已知的反应得到， CH2BrCH2Br 可由 CH2=CH2和溴发生加成反应得到。