铜溶液,溶液pH减小,c电极为阴极,电解反应为:Cu+2e= Cu,根据电子守恒可以知道,b、c两极上反应的离子的物质的量不相等;
3组、A槽是电解水,硫酸钠溶液pH不变,b电极是阳极,电极反应为: 4OH-4e=2H2O+O2↑;B槽电解硝酸银溶液,溶液pH减小,c电极为阴极,电解反应式为:4Ag++4e-=4Ag,根据电子守恒可以知道,b、c两极上反应的离子的物质的量相等;
4组、电解氢氧化钠溶液实质是电解水,A槽是电解水,氢氧化钠溶液pH增大,b电极是阳极,电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;B槽电解硫酸铜溶液,溶液pH减小,c电极为阴极,电解反应式为:Cu2++2e-= Cu,根据电子守恒可以知道,b、c两极上反应的离子的物质的量不相等。 【详解】
(1)根据上述分析可以知道,符合条件的是第1组;因此答案是:1;
(2)第1组电解过程中各电极上的电极反应式为:a、4H+4e=2H2↑;b、4Cl-4e=2Cl2↑;c、4Ag+4e=4Ag;d、4OH--4e-=2H2O+O2↑;
因此,本题正确答案是: 4H+4e=2H2↑;b、4Cl-4e-=2Cl2↑;c、4Ag+4e=4Ag;d、4OH-4e=2H2O+O2↑;(3)第1组中:a、4H++4e-=2H2↑;b、4Cl-4e-=2Cl2↑;当b极上析出7.1g即物质的量为0.1mol氯气时,a极上析出为氢气的物质的量为0.1mol,氢气的质量为0.1mol ×2g/mol=0.2g;答案:0.2g。 【点睛】
解题依据:根据串联电路中电子守恒的规律,分析两个电解池阴阳极放电的离子的物质的量变化,根据电极反应和电极反应过程中离子变化确定溶液pH变化。 三、实验题(本题包括1个小题,共10分) 22.2Cu+O2
2CuO、CH3CH2OH+CuO
CH3CHO+Cu+H2O 放热 加热乙醇,便于乙醇的挥发
+
--+
---+
---+
---
2+-
冷却,便于乙醛的收集 乙醛、乙醇、水 氮气 乙酸 c 蒸馏 【解析】 【分析】
(1)铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜与乙醇反应生成乙醛、Cu与水;反应需要加热进行,停止加热反应仍继续进行,说明乙醇的氧化反应是放热反应;
(2)甲是水浴加热可以让乙醇在一定的温度下成为蒸气,乙是将生成的乙醛冷却;
(3)乙醇被氧化为乙醛,同时生成水,反应乙醇不能完全反应,故a中冷却收集的物质有乙醛、乙醇与水;空气中氧气反应,集气瓶中收集的气体主要是氮气;
(4)能使紫色石蕊试纸变红的是酸,碳酸氢钠可以和乙酸反应,通过蒸馏方法分离出乙醛。 【详解】
(1)乙醇的催化氧化反应过程:金属铜被氧气氧化为氧化铜,2Cu+O2乙醛,CH3CH2OH+CuO
2CuO,氧化铜将乙醇氧化为
CH3CHO+Cu+H2O;反应需要加热进行,停止加热反应仍继续进行,说明乙
醇的氧化反应是放热反应;
故答案为2Cu+O22CuO;CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O;放热;
(2)甲和乙两个水浴作用不相同,甲是热水浴,作用是乙醇平稳气化成乙醇蒸气,乙是冷水浴,目的是将乙醛冷却下来,
故答案为加热乙醇,便于乙醇的挥发;冷却,便于乙醛的收集;
(3)乙醇被氧化为乙醛,同时生成水,反应乙醇不能完全反应,故a中冷却收集的物质有乙醛、乙醇与水;空气中氧气反应,集气瓶中收集的气体主要是氮气, 故答案为乙醛、乙醇与水;氮气;
(4)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有乙酸,四个选择答案中,只有碳酸氢钠可以和乙酸反应,生成乙酸钠、水和二氧化碳,实现两种互溶物质的分离用蒸馏法, 故答案为乙酸;c;蒸馏。
四、推断题(本题包括1个小题,共10分)
1823.8O
HClO4 AB 2Al+2OH-+2H2O=
2AlO2-+3H2↑ BrCl+2H2O+SO2=H2SO4+HCl+HBr 【解析】 【分析】
先根据元素在周期表的位置确定各种元素,然后结合元素周期律及物质的原子结构、形成化合物时的特点、元素化合物的性质分析解答。 【详解】
根据元素在周期表的位置可知各种元素分别是:①是N元素,②是O元素,③是Mg元素,④是Al元素,⑤是P元素,⑥是Cl元素,⑦是K元素,⑧是Br元素。
18(1)②是O元素,质子数为8,质量数为18的O原子可表示为8O;
(2)Mg、Cl两种元素形成的化合物甲为MgCl2,该物质是离子化合物,用电子式表示为:
;
(3)元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,在上述表格中,元素最高价氧化物对应的水化物的酸性最强的是HClO4;
(4)NH3与HCl反应形成NH4Cl,由于同一主族元素形成的化合物性质相似,所以P元素的氢化物PH3与HCl反应产生的物质PH4Cl结构与NH4Cl也相似,属于离子化合物,含有离子键、极性共价键,能与强碱NaOH发生反应,产生NaCl、PH3、H2O,而不能与酸反应,故合理选项是AB;
(5)K与水反应产生KOH和氢气,向该溶液中加入Al,会发生反应产生KAlO2、H2,反应的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(6)不同卤素原子之间可形成卤素互化物,其性质与卤素单质相近。如⑥形成的互化物BrCl性质类似Cl2,BrCl和SO2在水溶液中发生反应,产生HCl、HBr、H2SO4,反应的化学方程式为BrCl+2H2O+SO2=
H2SO4+HCl+HBr。 【点睛】
在做题过程中要注意同种元素形成的化合物的相似性,运用规律分析解答,但有时也要注意应用范围。如同一主族元素组成的物质,由分子构成的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔沸点也越高,但若是相应的氢化物,NH3、H2O、HF分子之间还存在氢键,就增大了分子之间的吸引力,使得这几种物质的熔沸点在同族元素形成的化合物中最高。 五、综合题(本题包括1个小题,共10分)
24. A B ① ③ 50% 2 mol·L-1 NaBH4(s)+2H2O(l)==NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216.0kJ·mol-1 【解析】分析:(1)同分异构体是指分子式相同,但结构不同的有机化合物,而同素异形体是指由同种元素组成的不同单质;
(2)分子晶体熔化不需要破坏化学键,原子晶体熔化时需要破坏共价键,离子晶体熔化时需要破坏离子键;共价键为非金属原子之间形成的化学键,离子键为阴阳离子之间形成的化学键,根据物质的组成进行判断; (3)根据反应中变化的物质的量之比等于化学计量数之比,求出反应的氧气的物质的量,然后根据转化率=转化量/起始量×100%来解答;根据方程式,计算出SO3的物质的量,再利用c=计算 SO3的物质的量浓度。 (4)n(NaBH4)=
=0.1mol, 在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗0.1mol NaBH4(s)放热21.6 kJ,则消
耗1mol NaBH4放热216.0kJ,结合物质的状态、焓变书写热化学方程式。
详解:(1)A、正丁烷和异丁烷的分子式都是C4H10,但结构不同,则互为同分异构体; B、金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的,但属于不同的单质,则互为同素异形体; C、冰和干冰的成分分别是水、二氧化碳,是两种不同的物质;
D、35Cl和37Cl是质子数相同,中子数不同的原子,则为同种元素的不同核素,互为同位素; E、.NO和NO2是两种不同的物质; 因此,本题正确答案是:A;B;
(2)分子晶体熔化不需要破坏化学键,所以熔化时不需要破坏化学键的是①干冰;
②金刚石 ③NH4Cl ④Na2S分别属于原子晶体、离子晶体、离子晶体,熔化时需要破坏共价键、离子键、离子键;
①干冰中碳氧之间形成共价键;②金刚石中碳碳之间形成共价键;③NH4Cl中氯离子和铵根离子之间存在离子键,铵根离子中氮原子和氢原子之间存在共价键;④Na2S中钠离子与硫离子之间形成离子键, 因此,本题正确答案是:①;③;
mol O2,(3)向一个容积为2L的密闭容器中充入7 mol SO2和4 在一定温度和压强下,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) ?2SO3(g),经4s后达到平衡状态,测得SO2的物质的量是3mol,则反应的SO2的物质的量是4mol,反应中变化的物质的量之比等于化学计量数之比,所以消耗的氧气的物质的量为2mol,
平衡状态时O2的转化率为×100%=50%;
参加反应的SO2的物质的量为7mol-3mol=4mol,根据方程式2SO2(g)+O2(g) ?2SO3(g) 可以知道,生成的SO3的物质的量等于参加反应的SO2的物质的量, 平衡时SO3的物质的量浓度为
=2mol/L;
因此,本题正确答案是:50% ;2 mol·L-1 ; (4)n(NaBH4)=
=0.1mol, 在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗0.1mol NaBH4(s)放热21.6 kJ,则
消耗1mol NaBH4放热216.0kJ,则热化学方程式为NaBH4(s)+2H2O(l)==NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216.0kJ·mol-1,
因此,本题正确答案是: NaBH4(s)+2H2O(l)==NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216.0kJ·mol-1。
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