高考化學二輪復習 專題能力提升練十五 第一篇 專題通關攻略 專題五 化學與STSE 化學計算

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專題能力提升練 十五 化學與STSE　化學計算 (建議用時:20分鐘) 一、選擇題 1.(2016長沙一模)中國傳統(tǒng)文化對人類文明貢獻巨大,我國古代的人民在那時候就已經(jīng)廣泛應用了相關的化學知識,古化文獻中充分記載了古代化學研究成果。下列關于古代化學的應用和記載,對其說明不合理的是(　　) A.《本草綱目》中記載“(火藥)乃焰消(KNO3)、硫磺、杉木炭所合,以烽燧銃機諸藥者”,這是利用了“KNO3的氧化性” B.李白有詩云“日照香爐生紫煙”,這是描寫“碘的升華” C.《本草經(jīng)集注》中記載了區(qū)分硝石(KNO3)和樸消(Na2SO4)的方法:“以火燒之,紫青煙起,乃真硝石也”,這是利用了“焰色反應” D.我國古代人民常用明礬水除去銅器上的銅銹[Cu2(OH)2CO3] 【解析】選B。B項中的詩句選自李白的《望廬山瀑布》,這句詩的意思是由于瀑布飛瀉,水氣蒸騰而上,在麗日照耀下,仿佛有座頂天立地的香爐冉冉升起了團團紫煙(“香爐”是指廬山的香爐峰。此峰在廬山西北,形狀尖圓,像座香爐)。而不是描寫碘的升華,B項錯誤。 【加固訓練】 (2016西安一模)新版人民幣的發(fā)行,引發(fā)了人們對有關人民幣中化學知識的關注。下列表述不正確的是(　　) A.制造人民幣所用的棉花、優(yōu)質針葉木等原料的主要成分是纖維素 B.用于人民幣票面方案等處的油墨中所含有的Fe3O4是一種磁性物質 C.防偽熒光油墨由顏料與樹脂連接料等制成,其中樹脂屬于有機高分子材料 D.某種驗鈔筆中含有碘酒溶液,遇假鈔呈現(xiàn)藍色,其中遇碘變藍的是葡萄糖 【解析】選D。棉花、優(yōu)質針葉木等原料的主要成分是纖維素,A正確;Fe3O4是磁性物質,有磁性,B正確;樹脂相對分子質量很大,屬于有機高分子材料,C正確;葡萄糖遇碘不變藍,D錯誤。 2.(2016嘉興二模)下列說法不正確的是(　　) A.植物的秸稈、枝葉、雜草和人畜糞便等生物質在沼氣池中經(jīng)發(fā)酵可生成沼氣 B.Al(OH)3、Fe(OH)3等膠體具有很強的吸附能力,可用于凈水 C.雞蛋清中加入濃食鹽水析出沉淀、75%乙醇溶液進行消毒、福爾馬林用于浸制生物標本,其中蛋白質都發(fā)生了變性 D.塑料袋、廢紙、舊橡膠制品等屬于有機物,可以回收利用 【解析】選C。秸稈、雜草等在沼氣池中發(fā)酵制沼氣有新物質甲烷生成,屬于化學變化,故A正確;氫氧化鋁、氫氧化鐵膠體具有吸附性,能夠吸附水質固體顆粒雜質,可以凈水,故B正確;雞蛋清中加入濃食鹽水析出沉淀為蛋白質鹽析,蛋白質沒有變性,故C錯誤;塑料袋、舊橡膠制品屬于高分子化合物,廢紙的主要成分是纖維素,都是有機物,故D正確。 3.(2016南通一模)膽礬樣品用熱重儀進行熱重分析,熱重儀原理及熱重記錄如下表,則100～118℃溫度范圍內發(fā)生反應的化學方程式是(　　) A.CuSO45H2OCuSO43H2O+2H2O B.CuSO44H2OCuSO43H2O+H2O C.CuSO43H2OCuSO42H2O+H2O D.CuSO43H2OCuSO4H2O+2H2O 【解析】選D。加熱前,n(CuSO45H2O)=375 mg/(250 gmol-1)=1.5 mmol。100℃時,設CuSO4xH2O,1.5(160+18x)=321,x=3;118℃時,設CuSO4yH2O,1.5(160+18y)=267,y=1。故反應是CuSO43H2OCuSO4H2O+2H2O。 4.(2016成都三模)Cu(OH)2在水中存在著如下溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常溫下Ksp[Cu(OH)2]=210-20。某CuSO4溶液中,c(Cu2+)=0.02 molL-1,在常溫下要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO4溶液中加入堿溶液來調節(jié)溶液的pH,使溶液的pH大于(　　) A.2　　　　B.3　　　　C.4　　　　D.5 【解析】選D。根據(jù)信息:當c(Cu2+)c2(OH-)=210-20時開始出現(xiàn)沉淀,則:c(OH-)=molL-1=110-9molL-1,c(H+)=molL-1=10-5molL-1, pH=5。 二、非選擇題 5.(2016泰州二模)目前,回收溴單質的方法主要有水蒸氣蒸餾法和萃取法等,某興趣小組通過查閱相關資料擬采用如下方案從富馬酸廢液(含溴0.27%)中回收易揮發(fā)的Br2: (1)操作X所需要的主要玻璃儀器為___________________________________; 反萃取時加入20%的NaOH溶液,其離子方程式為_________________________。 (2)反萃取所得水相酸化時,需緩慢加入濃硫酸,并采用冰水浴冷卻的原因是_ __________________________________________________________________。 (3)溴的傳統(tǒng)生產(chǎn)流程為先采用氯氣氧化,再用空氣水蒸氣將Br2吹出,與傳統(tǒng)工藝相比,萃取法的優(yōu)點是_____________________________________________。 (4)我國廢水三級排放標準規(guī)定:廢水中苯酚的含量不得超過1.00 mgL-1,實驗室可用一定濃度的溴水測定某廢水中苯酚的含量,其原理如下: +3Br2+3HBr ①請完成相應的實驗步驟: 步驟1:準確量取25.00 mL待測廢水于250 mL錐形瓶中 步驟2:將4.5 mL 0.02 molL-1溴水迅速加入到錐形瓶中,塞緊瓶塞,振蕩 步驟3:打開瓶塞,向錐形瓶中加入過量的0.1 molL-1KI溶液,振蕩 步驟4:______________________,再用0.01 molL-1Na2S2O3標準溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液15 mL(反應原理:I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6) 步驟5:將實驗步驟1～4重復2次 ②該廢水中苯酚的含量為____________mgL-1 ③步驟3若持續(xù)時間較長,則測得的廢水中苯酚的含量__________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 【解析】富馬酸廢液中含有Br-,電解生成溴單質,加入四氯化碳萃取后分液,再加入氫氧化鈉反萃取得到含溴離子和次溴酸根離子的溶液,加入硫酸酸化發(fā)生氧化還原反應生成溴單質。 (1)操作X為萃取分液,需要燒杯、分液漏斗等儀器;反萃取時加入20%的NaOH溶液反應生成溴化鈉、次溴酸鈉和水,反應的離子方程式為Br2+2OH-Br-+BrO-+H2O。 (2)溴單質易揮發(fā),濃硫酸溶解放熱分析,反萃取所得水相酸化時,需緩慢加入濃硫酸,并采用冰水浴冷卻的原因是減少溴單質的揮發(fā)。 (3)無有毒氣體氯氣參加反應,生產(chǎn)過程環(huán)保。 (4)①硫代硫酸鈉溶液滴定碘單質,加入淀粉溶液做指示劑;滴入2～3滴淀粉溶液,再用0.01 molL-1Na2S2O3標準溶液滴定至終點。 ②依據(jù)化學方程式定量關系計算,將4.5 mL 0.02 molL-1溴水迅速加入到錐形瓶中,n(Br2)=0.004 5 L0.02 molL-1=0.000 09 mol,其中和碘化鉀反應的溴單質物質的量 2KI～Br2～I2～2Na2S2O3 1 2 n 0.01 molL-10.015 L n=0.000 075 mol 與苯酚反應的溴單質=0.000 09mol-0.000 075 mol=0.000 015 mol,則苯酚物質的量=0.000 015 mol=0.000 005 mol,該廢水中苯酚的含量為= 0.000 005 mol94 gmol-1=0.0188 gL-1=18.8 mgL-1; ③步驟3持續(xù)的時間長導致的是KI被氧化,測定苯酚量減少,測定結果偏低。 答案:(1)分液漏斗　Br2+2OH-Br-+BrO-+H2O (2)減少Br2的揮發(fā)　(3)沒有采用有毒氣體Cl2,更環(huán)保 (4)①滴入2～3滴淀粉溶液 ②18.8 mgL-1　③偏低 【加固訓練】 純凈的過氧化鈣(CaO2)是白色粉末,難溶于水,不溶于乙醇、乙醚,常溫下較為穩(wěn)定,是一種新型水產(chǎn)養(yǎng)殖增氧劑,常用于鮮活水產(chǎn)品的運輸。已知:在實驗室可用鈣鹽制取CaO28H2O,再經(jīng)脫水制得CaO2。其制備過程如下: (1)“溶解”過程需要的玻璃儀器有________,“沉淀”時需控制反應溫度在0℃左右,比較簡單易行的方法是______。為檢驗“水洗”是否合格,可取少量洗滌液于試管中,再滴加________(填試劑),無明顯現(xiàn)象說明“水洗”合格。 (2)“沉淀”時發(fā)生反應的離子方程式為________;該制法的副產(chǎn)品為________(填化學式);若稱取11.1克無水CaCl2,理論上應該量取質量分數(shù)30%、密度1.1 gcm-3的H2O2溶液________mL。 (3)測定產(chǎn)品中CaO2的含量的實驗步驟是: 第一步,準確稱取ag產(chǎn)品于有塞錐形瓶中,加入適量蒸餾水和過量的bg KI晶體,再滴入少量2 molL-1的H2SO4溶液,充分反應; 第二步,向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液; 第三步,逐滴加入濃度為cmolL-1的Na2S2O3溶液至反應完全,消耗Na2S2O3溶液VmL。 已知:I2+2S22I-+S4(無色) ①第三步中說明反應恰好完全的現(xiàn)象是__________________________。 ②CaO2的質量分數(shù)為________(用字母表示); ③某同學第一步和第二步的操作都很規(guī)范,第三步滴速太慢,這樣測得的CaO2的質量分數(shù)可能________(填“偏高”、“偏低”、“無影響”、“不能確定”)。 【解析】(1)“溶解”過程需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒,控制反應溫度在0℃左右顯然是冰水浴,檢驗“水洗”是否合格,即檢驗洗滌液中有沒有Cl-,而Cl-可用硝酸銀檢驗。 (2)沉淀時得到CaO28H2O,反應為Ca2++2NH3H2O+H2O2+6H2OCaO28H2O↓+2N,因此副產(chǎn)品是NH4Cl,根據(jù)CaCl2～ H2O2求得H2O2的質量為3.4 g,體積是340/ 33 mL。 (3)測定產(chǎn)品中CaO2的含量的原理是CaO2+2I-+4H+Ca2++2H2O+I2,I2+2S2 2I-+S4,因此反應終點現(xiàn)象是溶液藍色恰好褪去,(且半分鐘內不變色),根據(jù)CaO2～2S2可求得m(CaO2)=36cV/1 000 g,質量分數(shù)為36cV/1 000a,第三步滴速太慢,會使得過量的碘化鉀被氧氣氧化為碘,從而消耗過多的Na2S2O3,測得的CaO2的質量分數(shù)偏大。 答案:(1)燒杯、玻璃棒　將反應容器浸入冰水中　AgNO3溶液 (2)Ca2++2NH3H2O+H2O2+6H2OCaO28H2O↓+2N　NH4Cl　10.3 (3)①溶液藍色恰好褪去,(且半分鐘內不變色) ②36cV/1 000a?、燮? 【方法規(guī)律】氧化還原滴定常用指示劑 滴定 方式 還原劑滴定KMnO4 KMnO4滴定還原劑 I2滴定還原劑 還原劑滴定I2 鐵鹽滴定還原劑 還原劑滴定鐵鹽 指示劑 KMnO4 KMnO4 淀粉 淀粉 KSCN KSCN 終點時 顏色變化 粉(淺)紅色→無色 無色→ 粉(淺)紅色 無色→ 藍色 藍色→ 無色 溶液變 紅色 紅色 消失 (建議用時:25分鐘) 一、選擇題 1.化學與生產(chǎn)、生活密切相關,下列說法正確的是(　　) A.鹽鹵可用于制作豆腐 B.從海水中提取物質都要通過化學反應才能實現(xiàn) C.煤經(jīng)過氣化和液化等物理變化可轉化為清潔燃料 D.制作航天服的聚酯纖維和用于光纜通信的光導纖維都是新型無機非金屬材料 【解析】選A。用鹽鹵制作豆腐,利用了電解質溶液可以使膠體(豆?jié){)凝聚的原理,故A項正確;從海水中提取物質未必都要通過化學反應才能實現(xiàn),應具體情況具體分析,從海水獲得淡水,只需物理變化(蒸餾),故B項錯誤;煤的氣化和液化屬于化學變化,故C項錯誤;聚酯纖維屬于有機高分子材料,光導纖維的成分是二氧化硅不是新型無機非金屬材料,故D項不正確。 2.在材料科學中被譽為“合金的維生素”的金屬釩(V),科研人員最新研制的離子交換法回收釩的新工藝中,經(jīng)過熱重分析測得:NH4VO3在焙燒過程中,固體質量的減少值(縱坐標)隨溫度變化的曲線如圖所示。則下列有關說法中正確的是(　　) A.NH4VO3的摩爾質量為117 B.釩是第4周期ⅤA族元素 C.NH4VO3焙燒分解分為兩個階段,其中第二階段(接近400℃)時發(fā)生的反應為2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑ D.NH4VO3焙燒過程中先分解失去NH3,再分解失去H2O 【解析】選D。A項摩爾質量的單位為gmol-1;B項Ⅴ為第4周期ⅤB族;C、D項,根據(jù)熱重分析實驗圖象數(shù)據(jù)可知,NH4VO3在200℃和400℃時質量損失接近2∶1,表明NH4VO3在200℃先分解生成NH3和HVO3,而后在400℃分解產(chǎn)生H2O和V2O5。 3.下列說法中,錯誤的是(　　) A.已知25℃時,Ksp[Mg(OH)2]=1.810-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.210-20。在25℃下,向濃度均為0.1 molL-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成Cu(OH)2沉淀 B.25℃時,向0.01 molL-1的MgCl2溶液中,逐滴加入濃NaOH溶液,剛好出現(xiàn)沉淀時,溶液的pH為9.6(已知lg 2.4=0.4)。 C.已知25℃時,Ksp(AgCl)=1.810-10,則將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液,溶液中的c(Ag+)約為1.310-5molL-1 D.已知25℃時,Ksp[Fe(OH)3]=2.7910-39,該溫度下反應Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常數(shù)K=2.7910-3 【解析】選D。因為Ksp[Cu(OH)2]”“<”或“=”);用含a的代數(shù)式表示HCN的電離常數(shù)Ka=__。 (4)在Fe2+、Fe3+的催化作用下,可實現(xiàn)2SO2+O2+2H2O2H2SO4的轉化。已知,含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液中時,其中一個反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,則另一個反應的離子方程式為_________________。 上述轉化的重要意義在于___________________________________________。 (5)已知Fe(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp=1.110-36。室溫時在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,當溶液pH為3時,通過計算說明Fe3+是否沉淀完全________。 (提示:當某離子濃度小于10-5molL-1時可以認為該離子沉淀完全) 【解析】(1)對于加熱失去結晶水的研究,注意開始時質量變化為失去水的質量: K4[Fe(CN)6]3H2OK4[Fe(CN)6]xH2O+(3-x)H2O 1 3-x 0.1 mol 0.3 mol x=0,則150℃時固體物質的化學式為K4[Fe(CN)6]。 (2)為防止有毒的HCN和KCN生成,應避免與酸性物質接觸和控制烹飪溫度。 (3)由于KCN+HClHCN+KCl,當反應后pH=7,則溶液中有過量的KCN,故a> 0.01 molL-1; 由溶液中電荷守恒得:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-)+c(Cl-),又因為pH=7,則c(H+)=c(OH-),故c(K+)=c(CN-)+c(Cl-)=0.5amolL-1; 由物料守恒得:c(K+)=c(CN-)+c(HCN),則c(HCN)=c(Cl-)=0.005 molL-1,c(CN-)= (0.5a-0.005)molL-1;平衡常數(shù)K=c(CN-)c(H+)/c(HCN)=(0.5a-0.005)10-7/0.005 molL-1。 答案:(1)K4[Fe(CN)6] (2)避免與醋等酸性物質一起烹飪;控制烹飪溫度不超過400℃ (3)>　(0.5a-0.005)10-7/0.005 molL-1 (4)2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+　變廢為寶,消除污染 (5)c(Fe3+)==1.110-3molL-1>110-5molL-1,故Fe3+沒有沉淀完全 5.過氧化氫(H2O2)為淡藍色黏稠液體,是中學常見試劑。 (1)實驗室可用稀硫酸與BaO2反應來制取H2O2,該反應的化學方程式為_______。 (2)經(jīng)測定H2O2為二元弱酸,酸性比碳酸還弱,不穩(wěn)定易分解。已知Na2O2中通入干燥的CO2不反應,但通入潮濕的CO2卻可以產(chǎn)生O2,試用化學方程式表示這一過程________________________。 (3)現(xiàn)有一份H2O2溶液,某學習小組想測定其濃度,查閱資料得知方法如下:用移液管吸取10.00 mL的H2O2樣品,置于100 mL容量瓶中,加水稀釋至刻度線,取25.00 mL溶液置于錐形瓶再加入10 mL 3 molL-1的稀硫酸(過量),用 0.02 molL-1的標準濃度的KMnO4溶液滴定,所用體積為20.00 mL,則上述滴定過程發(fā)生的離子反應方程式為________________________________________, 原H2O2溶液的濃度為________gL-1。 【解析】(1)稀硫酸與BaO2反應來生成H2O2和硫酸鋇沉淀,反應的化學方程式為H2SO4+BaO2BaSO4↓+H2O2。 (2)H2O2為二元弱酸,酸性比碳酸還弱,不穩(wěn)定易分解,且Na2O2中通入干燥的CO2不反應,但通入潮濕的CO2卻可以產(chǎn)生O2,是水和CO2生成碳酸,依據(jù)強酸制弱酸的原理,碳酸再與Na2O2反應生成H2O2;H2O2不穩(wěn)定,發(fā)生了分解生成氧氣,反應的化學方程式為Na2O2+CO2+H2ONa2CO3+H2O2,2H2O22H2O+O2↑。 (3)高錳酸鉀酸性溶液氧化過氧化氫為氧氣,高錳酸根離子被還原為錳離子,反應的離子方程式為2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑,用移液管吸取10.00 mL的H2O2樣品,置于100 mL量瓶中,加水稀釋至刻度線,取25.00 mL溶液置于錐形瓶再加入10 mL 3 molL-1的稀硫酸(過量),用0.02 molL-1的標準濃度的KMnO4溶液滴定,所用體積為20.00 mL, 2Mn　+　　5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑, 2 5 0.020.02 mol n(H2O2) n(H2O2)=0.001 mol,100 mL溶液中含過氧化氫物質的量=0.001 mol= 0.004 mol,故原H2O2溶液的濃度==13.6 gL-1。 答案:(1)H2SO4+BaO2BaSO4↓+H2O2 (2)Na2O2+CO2+H2ONa2CO3+H2O2,2H2O22H2O+O2↑ 　13.6　+8H2O+5O2↑ (3)2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑　13.6