解析:本题是一道考查无机推断和化学平衡相关知识(主要涉及比较反应焓变的大小和化学平衡图象)的组合题。
(1)由题给的信息可知:某精矿石(MCO3·ZCO3)高温灼烧发生反应:
MCO3
MO + CO2↑ , ZCO3
ZO + CO2↑ ;
1 mol 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol
又知m(CO2)=1.84g-0.96g=0.88g ;则n(CO2)=0.88g/44g·mol=0.02mol ;根据精矿石(MCO3·ZCO3)和反应方程式,n(MCO3·ZCO3)=n(MO)+n(ZO)= n(O)=n(CO2)= 0.02mol ;n(MO)=n(ZO)=0.01mol ;故n(M)=n(Z)= 0.01mol ;所以m(M) + m(Z)= 0.96g-m(O)= 0.96g-0.02mol×16g/mol=0.64g 。依据m(M)︰m(Z)=3:5,得m(M)=0.24g ,m(Z)=0.40g ;由此可计算出两种金属的摩尔质量,从而推断出为何种金属。
所以该矿石的化学式为MgCO3·CaCO3 。
(2)①由题意可知,在真空高温条件下用单质硅还原MgO、CaO,仅得到单质Mg和含氧酸盐Ca2SiO4(只含Ca、Si和O元素,且Ca和Si的物质的量之比为2︰1)。该反应的化学方程式为 2MgO+2CaO+Si
Ca2SiO4 + 2Mg 。②电解MgCl2溶液时,溶液中存在的阳离
-
-
子有Mg2+和H+ ,阴离子有Cl和OH,根据阴、阳离子的放电顺序,阴极上H+ 比Mg2+容易得电子,电极反应式2H2O + 2e= H2↑+2OH,所以不能得到Mg单质。
(3)由图1可知,随着温度升高,K1增大,则△H1 > 0,依据盖斯定律,反应1+反应2得到反应3:故△H3=△H1+△H2,所以△H2<△H3。
(4)按照题意,考虑以下几点就可确定曲线的起点、拐点(即平衡点)、终点,就可在图中画出t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线。①由图1可知,随着温度升高,K3减小,则△H3< 0,反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)为放热反应,故降温平衡正向
移动,甲醇浓度增大。②T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线的终点即为t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线的起点;③降低温度甲醇浓度增大,反应速率减慢,因此t时刻后达到平衡的时间应比T1温度下长,因此t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线的斜率比T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线的斜率小。根据温度每升高10℃,反应速率通常
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-
-
增大到原来的2~4倍的规律,相应t时刻后达到平衡的时间应比T1温度下延长2~4倍;④由于反应是按化学计量数比进行,反应是可逆,使体积比为3︰1的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应,达到平衡时不可能完全转化成甲醇,所以曲线的平衡点(甲醇浓度)在图中纵坐标上只能接近图中的第10格,不能超过。
所以,t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线为
31.【加试题】(10分)纳米CdSe(硒化镉)可用作光学材料。在一定条件下,由Na2SO3和
Se(硒,与S为同族元素)反应生成Na2SeSO3(硒代硫酸钠);再由CdCl2形成的配合物与Na2SeSO3反应制得CdSe纳米颗粒。流程图如下:
注:①CdCl2能与配位剂L形成配合物[Cd(L)n]Cl2 [Cd(L)n]Cl2=[Cd(L)n]2++2Cl-;[Cd(L)n]2+
②纳米颗粒通常指平均粒径为1~100nm的粒子 请回答:
(1)图1加热回流装置中,仪器a的名称是 ,进水口为 (填1或2)
Cd2++nL
(2)①分离CdSe纳米颗粒不宜采用抽滤的方法,理由是 。 ②有关抽滤,下列说法正确的是 。 A.滤纸应比漏斗内径略小,且能盖住所有小孔
B.图2抽滤装置中只有一处错误,即漏斗颈口斜面没有对着吸滤瓶的支管口
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C.抽滤得到的滤液应从吸滤瓶的支管口倒出
D.抽滤完毕后,应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管,再关水龙头,以防倒吸 (3)研究表明,CdSe的生成分两步:①SeSO32-在碱性条件下生成HSe;②HSe-与Cd2+
-反应生成CdSe。
完成第①步反应的离子方程式 SeSO32-+ =HSe-+ 。 写出第②步反应的离子方程式 。 (4)CdSe纳米颗粒的大小影响其发光性质。某研究小组在一定配位剂浓度下,探究了避
光加热步骤中反应时间和温度对纳米颗粒平均粒径的影响,如图3所示;同时探究了某温度下配位剂浓度对纳米颗粒平均粒径的影响,如图4所示。
下列说法正确的是 。
A.改变反应温度和反应时间,可以得到不同发光性质的CdSe纳米颗粒
B.在图3所示的两种温度下,只有60℃反应条件下可得到2.7 nm的CdSe纳米颗粒 C.在其它条件不变时,若要得到较大的CdSe纳米颗粒,可采用降低温度的方法 D.若要在60℃得到3.0 nm的CdSe纳米颗粒,可尝试降低配位剂浓度的方法 答案:(1)冷凝管 2
(2)①抽滤不宜用于过滤胶状沉淀或颗粒太小沉淀
②AD
(3)SeSO32-+OH=HSe+SO42- -
- HSe+Cd2++OH=CdSe+H2O
--
(4)AD
解析:本题是一道考查化学实验(主要涉及加热回流装置中仪器识别和抽滤即减压过滤的 实验操作)和化学平衡相关知识(主要涉及化学平衡移动和影响化学平衡的外界因素)的组 合题。(1)在图1加热回流装置中,仪器a的名称是冷凝管,冷凝管进水为下进上出,故进 水口为2;(2)①抽滤即减压过滤,采用这种过滤的主要目的是 过滤速度较快;可以得到比 较干燥的沉淀,减压过滤不宜用于过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀,胶装沉淀在快速过滤时 易透过滤纸;沉淀颗粒太小则易在滤纸上形成一层密实的沉淀,溶液不易透过。②抽滤装置 主有布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶、抽气泵等仪器组成。安全瓶的作用是防止倒吸,安全瓶内 的导管应“短进长出”。布氏漏斗的颈口斜面应与吸滤瓶的支管口相对,以便于吸滤。吸滤
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完毕时,应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管,然后关闭水龙头。抽滤得到的滤液应从吸 滤瓶的上口倒出。洗涤沉淀时,应关小水龙头,使洗涤剂缓慢通过沉淀物。故选项B错误, 在图2抽滤装置中有两处错误,还有一处错误是安全瓶内导管不能“长进短出”;选项C错 误,抽滤得到的滤液应从吸滤瓶的上口倒出;选项AD正确。
(3)根据题意,CdSe的生成分两步:①SeSO32-在碱性条件下生成HSe;②HSe-与Cd2+反
-应生成CdSe。这里把握在“碱性条件下”反应,是写反应的离子方程式的关键,再按照原子守恒、电荷守恒,就可写出第①步、第②步的反应的离子方程式。 第①步反应的离子方程式为:SeSO32-+OH=HSe+SO42-;
-
-第②步反应的离子方程式为:HSe+Cd2++OH=CdSe+H2O 。
--
(4)A.分析图3中两条不同温度(100℃和好0℃)下,CdSe纳米颗粒平均粒径与反应时间的变化曲线可知,时间相同,温度不同,CdSe纳米颗粒平均粒径不同;同一温度下,反应时间不同,得到的CdSe纳米颗粒平均粒径不同。故改变反应温度和反应时间,可以得到不同发光性质的CdSe纳米颗粒,A正确。B.分析图3中两条不同温度(100℃和好0℃)下,CdSe纳米颗粒平均粒径与反应时间的变化曲线可知,在图3所示的两种温度下,只要控制好反应时间均可得到2.7 nm的CdSe纳米颗粒,故B错误。C.分析图3中两条不同温度(100℃和好0℃)下,CdSe纳米颗粒平均粒径与反应时间的变化曲线可知,时间相同,温度越高,CdSe纳米颗粒平均粒径越大,所以在其它条件不变时,若要得到较大的CdSe纳米颗粒应采用升高温度的方法,C错误。D.分析图4中配位剂浓度与CdSe纳米颗粒平均粒径关系的曲线可知,配位剂浓度越大,CdSe纳米颗粒平均粒径越小,故若要在60℃得到3.0 nm的CdSe纳米颗粒,可尝试降低配位剂浓度的方法,D正确。选AD。
32.【加试题】(10分)乙酰基扁桃酰氯是一种医药中间体。某研究小组以甲苯和乙醇为主要
原料,按下列路线合成乙酰基扁桃酰氯。
已知:
请回答:
(1)D的结构简式 。 (2)下列说法正确的是 。
A.化合物A不能发生取代反应 B.化合物B能发生银镜反应 C.化合物C能发生氧化反应
D.从甲苯到化合物C的转化过程中,涉及到的反应类型有取代反应、加成反应和
氧化反应
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