化學(xué)江蘇專版二輪專題復(fù)習(xí)三維訓(xùn)練：“5＋1”押題練（二）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精“5＋1”押題練(二）16．高氯酸是一種酸性極強(qiáng)的無機(jī)含氧酸，可用于制備高氯酸鹽、人造金剛石提純等方面。查閱資料得到以下有關(guān)高氯酸的信息：名稱分子式外觀沸點(diǎn)高氯酸HClO4無色液體130℃工業(yè)上生產(chǎn)高氯酸的同時(shí)還生產(chǎn)了亞氯酸鈉，工業(yè)流程如圖：(1)操作①的名稱是_______,操作②的名稱是________。(2)反應(yīng)器Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________________________________________________。(3）反應(yīng)器Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________________________________________________________________。（4）若反應(yīng)器Ⅱ中SO2以H2O2代替也可達(dá)到同樣目的，此時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5）若想得到201kg的HClO4純品，至少需要NaClO3________kg.(6）工業(yè)上也可用鉑作陽極、銅作陰極電解鹽酸制得高氯酸，在陽極區(qū)可得到20%的高氯酸。寫出陽極的電極反應(yīng)式（其中鹽酸與高氯酸以化學(xué)式出現(xiàn))：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：（1）通過操作①得到濾液，則操作①為過濾，濾液為HClO4溶液，通過操作②得到純凈的HClO4，由題可知，用蒸餾可將HClO4從水中分離出.（2)NaClO3和濃H2SO4在反應(yīng)器Ⅰ中反應(yīng)：3NaClO3＋3H2SO4=HClO4＋2ClO2↑＋3NaHSO4＋H2O。（3)反應(yīng)器Ⅱ中ClO2與二氧化硫、氫氧化鈉反應(yīng)生成亞氯酸鈉,其反應(yīng)的離子方程式為4OH－＋SO2＋2ClO2=2ClOeq\o\al(－，2）＋SOeq\o\al(2－，4)＋2H2O。（4）若反應(yīng)器Ⅱ中SO2以H2O2代替，則ClO2與H2O2、氫氧化鈉反應(yīng)生成亞氯酸鈉，H2O2被氧化為氧氣，離子方程式為2ClO2＋2OH－＋H2O2=2ClOeq\o\al(－，2)＋O2＋2H2O.(5）設(shè)需要NaClO3質(zhì)量為x，根據(jù)方程式3NaClO3＋3H2SO4=HClO4＋2ClO2↑＋3NaHSO4＋H2O,3×106。5g100.5gx201kgx＝639kg。（6)電解鹽酸的電解池中，陽極是Cl－失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，即電極反應(yīng)式為HCl＋4H2O－8e－=HClO4＋8H＋.答案:（1）過濾蒸餾(2)3NaClO3＋3H2SO4=HClO4＋2ClO2↑＋3NaHSO4＋H2O（3)4OH－＋SO2＋2ClO2=2ClOeq\o\al（－,2)＋SOeq\o\al(2－，4）＋2H2O(4）2ClO2＋2OH－＋H2O2=2ClOeq\o\al（－，2）＋O2＋2H2O(5）639(6)HCl＋4H2O－8e－=HClO4＋8H＋17．化合物G是一種抗精神病藥物，可以通過下列方法合成.（1)的名稱為________；設(shè)計(jì)步驟A→B的目的是________________________________________________________________________。(2)E→F的反應(yīng)類型是______________.（3)Y的分子式為C10H13N2Cl，則Y的結(jié)構(gòu)簡式為______________________。(4）寫出同時(shí)滿足下列條件的C的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：________________________________________________________________________。①苯環(huán)上有兩個(gè)取代基②核磁共振氫譜圖中有7個(gè)峰③能發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)物之一是氨基乙酸,另一種產(chǎn)物能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)解析：（1）A→B醛基被反應(yīng),D→E又生成醛基，故A→B的目的是保護(hù)醛基，防止其被H2還原.（4）由③可知分子中含有結(jié)構(gòu)或同時(shí)具有結(jié)構(gòu),結(jié)合C的結(jié)構(gòu)可知，還剩余2個(gè)碳原子,結(jié)合①②可知苯環(huán)上的兩個(gè)基團(tuán)處于對(duì)位，由此可以寫出同分異構(gòu)體。(5)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)酰胺鍵，酰胺鍵的引入可通過類似于原流程中C生成D的反應(yīng)，故可由與ClCH2COCl反應(yīng)得到，氨基可由硝基還原得到，硝基可通過硝化反應(yīng)得到，根據(jù)(5）18．純凈的過氧化鈣（CaO2）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(yùn)輸.由Ca（OH）2為原料制取CaO2·8H2O,再經(jīng)脫水制得CaO2。其制備過程如下：回答下列問題:（1）在攪拌過程中生成CaO2·8H2O的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。為了控制反應(yīng)溫度為0℃左右，在實(shí)驗(yàn)室宜采取的方法是________________________________________________________________________。（2）制備過程中除水外可循環(huán)使用的物質(zhì)是__________（填化學(xué)式)。（3）已知過氧化鈣產(chǎn)品由CaO2·xH2O和CaO組成。為確定該產(chǎn)品的成分,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)一：稱取1.408g過氧化鈣樣品，灼熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)2(CaO2·xH2O）eq\o（=,\s\up7(△)）2CaO＋O2↑＋2xH2O,得到的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為134。4mL。實(shí)驗(yàn)二:另取同一樣品1.408g，溶于適量的稀鹽酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，得到沉淀1.40g。試計(jì)算樣品中CaO2·xH2O的x值（寫出計(jì)算過程)。解析：(2)攪拌過程生成NH4Cl，開始時(shí)要加入NH4Cl，故NH4Cl可循環(huán)使用。答案：(1）CaCl2＋H2O2＋2NH3＋8H2O=CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl(或CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O＋6H2O=CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl）冰水浴冷卻(或?qū)⒎磻?yīng)容器浸泡在冰水中）(2)NH4Cl(3）n（O2)＝eq\f（0。1344L,22.4L·mol－1)＝0。006mol一份中n（CaO2·xH2O）＝2n(O2）＝0.012moln（CaCO3）＝eq\f(1。40g，100g·mol－1)＝0。014moln（CaO）＝n（CaCO3）－n(CaO2·xH2O)＝0.002mol樣品中m(CaO）＝0.002mol×56g·mol－1＝0。112g1．408g樣品中CaO2·xH2O的質(zhì)量為1。408g－0.112g＝1。296g0．012×（72＋18x）＝1。296解得x＝219．海洋是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫.海水綜合利用的部分流程如下：已知：Br2的沸點(diǎn)為59℃,微溶于水，有毒性和強(qiáng)腐蝕性。（1)電解飽和NaCl溶液的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________.粗鹽中常含Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al（2－，4）等雜質(zhì)離子，可依次加入NaOH、________、________、鹽酸試劑來進(jìn)行提純。(2）下列方法可用于海水淡化的是________（填字母）.A．蒸餾法 B．萃取法C．離子交換法 D．電滲析法（3）工業(yè)上用電解法制Mg時(shí)，通常在MgCl2中加入CaCl2，其原因：①增加電解質(zhì)的密度，便于分離出熔融的鎂;②_________________________________________________。(4)利用下圖所示裝置從母液中提取溴,在B瓶中得到較濃的溴水。實(shí)驗(yàn)方案：關(guān)閉b、d,打開a、c，由a向A中緩慢通入Cl2至反應(yīng)完全，___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑：SO2、Cl2、熱空氣）解析：（1）電解飽和食鹽水制得NaOH、Cl2、H2，離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o（=，\s\up7(電解)）2OH－＋Cl2↑＋H2↑;溶液中的Mg2＋加入NaOH除去，溶液中的SOeq\o\al(2－,4）加入BaCl2除去，溶液中的Ca2＋和過量的Ba2＋加入Na2CO3除去.(2)利用蒸餾法可以得到蒸餾水，萃取無法得到淡水，利用離子交換膜可以將海水中的金屬陽離子和酸根陰離子除去,電滲析法也能得到淡水。（3)加入CaCl2時(shí)，能使MgCl2在較低溫度下熔融，其作用相當(dāng)于電解熔融Al2O3制取Al時(shí)加入冰晶石的作用。（4）通入Cl2后將A溶液中Br－完全轉(zhuǎn)變?yōu)锽r2，關(guān)閉a、c后，打開b、d、e，從b通入熱空氣,將A中的Br2吹出，將SO2通過e也通入到B中,因發(fā)生反應(yīng)Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr而將Br2吸收，吸收完畢后，關(guān)閉b、e，再打開a,通入Cl2，此時(shí)B中發(fā)生反應(yīng)2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－而得到Br2。答案:（1)2Cl－＋2H2Oeq\o（=,\s\up7(電解)）H2↑＋Cl2↑＋2OH－BaCl2Na2CO3(2)ACD(3）使氯化鎂熔融溫度降低，從而減少冶煉過程中的能量消耗(4）關(guān)閉a、c，打開b、d、e，由b向A中鼓入足量熱空氣，同時(shí)由e向B中通入足量SO2；關(guān)閉b、e，打開a，再由a向B中緩慢通入足量Cl220．蘊(yùn)藏在海底的大量“可燃冰”,其開發(fā)利用是當(dāng)前解決能源危機(jī)的重要課題。用甲烷制水煤氣(CO、H2）,再合成甲醇可以代替日益供應(yīng)緊張的燃油。下面是產(chǎn)生水煤氣的幾種方法：①CH4（g）＋H2O(g）=CO(g)＋3H2（g）ΔH1＝＋206。2kJ·mol－1②CH4(g）＋eq\f(1,2）O2(g)=CO(g）＋2H2（g）ΔH2＝－35。4kJ·mol－1③CH4(g)＋2H2O(g)=CO2（g)＋4H2(g）ΔH3＝＋165.0kJ·mol－1（1)CH4(g）與CO2（g)反應(yīng)生成CO（g）和H2(g）的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。（2）從原料、能源利用的角度,分析以上三個(gè)反應(yīng),作為合成甲醇更適宜的是反應(yīng)________（填序號(hào))。(3）也可將CH4設(shè)計(jì)成燃料電池，來解決能源問題，如圖裝置所示.持續(xù)通入甲烷,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,消耗甲烷VL.①0<V≤33.6L時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)式為____________________________。②33.6L〈V≤67。2L時(shí)，電池總反應(yīng)方程式為____________________________。③V＝44。8L時(shí)，溶液中離子濃度大小關(guān)系為______________________________。(4）工業(yè)合成氨時(shí)，合成塔中每產(chǎn)生1molNH3，放出46.1kJ的熱量.某小組研究在上述溫度下該反應(yīng)過程中的能量變化。他們分別在體積均為VL的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物，使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：容器編號(hào)起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol達(dá)到平衡的時(shí)間/min達(dá)到平衡時(shí)體系能量的變化/kJN2H2NH3Ⅰ140t1放出熱量：36.88Ⅱ280t2放出熱量：Q①容器Ⅰ中，0～t1時(shí)間的平均反應(yīng)速率v(H2）＝____________。②下列敘述正確的是________(填字母)。a．平衡時(shí)，兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等b．容器Ⅱ中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，Q>73。76c．反應(yīng)開始時(shí)，兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等d．平衡時(shí)，容器中N2的轉(zhuǎn)化率：Ⅰ〈Ⅱe．兩容器達(dá)到平衡時(shí)所用時(shí)間：t1〉t2（5）如圖是在反應(yīng)器中將N2和H2按物質(zhì)的量之比為1∶3充入后,在200℃、400℃、600℃下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合物中NH3的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)的變化曲線.①曲線a對(duì)應(yīng)的溫度是________。②圖中M、N、Q點(diǎn)平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是________。③M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的H2轉(zhuǎn)化率是________。解析：(1)由蓋斯定律，將反應(yīng)①×2－③得：CH4（g）＋CO2(g)=2CO(g）＋2H2(g)ΔH＝＋247。4kJ·mol－1。(2)題給3個(gè)反應(yīng)生產(chǎn)水煤氣,從原料角度看都易得,但從能量角度看，反應(yīng)①和③是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)②是放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)②比較適合應(yīng)用于生產(chǎn)。(3）由于燃料電池中電解液(氫氧化鈉溶液）中n（NaOH)＝3mol，因此燃料電池放電時(shí)，當(dāng)負(fù)極消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲烷0〈V≤33.6L時(shí)，即生成n(CO2)≤1.5mol，生成碳酸鈉，負(fù)極反應(yīng)式為CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－，3)＋7H2O;當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲烷33。6L<V≤67。2L時(shí)，生成物Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3,總電池反應(yīng)式可寫為CH4＋2O2＋Na2CO3=2NaHCO3＋H2O;V＝44。8L時(shí)，溶液中電解質(zhì)為物質(zhì)的量相等的碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合溶液，水解顯堿性，但由于碳酸鈉水解程度大于碳酸氫鈉，因此溶液中離子濃度關(guān)系為c(Na＋)>c(HCOeq\o\al（－，3))>c(COeq\o\al(2－,3））>c(OH－）〉c（H＋）。（4)①由題意知產(chǎn)生1molNH3，放出46。1kJ的熱量,結(jié)合容器Ⅰ中放出的熱量可得，其中反應(yīng)生成的氨氣的物質(zhì)的量為eq\f(36。88kJ，46.1kJ·mol－1)＝0。8mol，則用氨氣表示的反應(yīng)速率為eq\f（0.8，V·t1)mol·L－1·min－1，由反應(yīng)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系知，相同時(shí)間內(nèi)用氫氣表示的反應(yīng)速率是氨氣的1.5倍，則用氫氣表示的反應(yīng)速率v(H2）＝eq\f（1。2，V·t1）mol·L－1·min－1。②由于容器Ⅰ和Ⅱ容積相等,但初始加入的反應(yīng)物的量后者是前者的2倍,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),而合成氨反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向右移動(dòng)，因此，平衡時(shí)容器Ⅰ中氫氣的體積分?jǐn)?shù)大于容器Ⅱ，a項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)容器Ⅱ中Q>2×36.88，b項(xiàng)正確;由于兩容器初始時(shí)反應(yīng)物濃度不等，故化學(xué)反應(yīng)速率不等，c項(xiàng)錯(cuò)誤；壓強(qiáng)大的容器Ⅱ中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率大，d項(xiàng)正確，容器Ⅱ相當(dāng)于在容器Ⅰ的基礎(chǔ)上加壓,其反應(yīng)物濃度高，反應(yīng)速率快，因此容器Ⅱ比容器Ⅰ先達(dá)到平衡狀態(tài)，e項(xiàng)正確.(5)①合成氨反應(yīng)是體積減小的放熱反應(yīng)，因此溫度高反應(yīng)速率快，但達(dá)到平衡時(shí)氨的含量低，增加壓強(qiáng)達(dá)到平衡時(shí)氨的含量變大，因此在坐標(biāo)圖中向橫坐標(biāo)作垂線交于3個(gè)曲線，根據(jù)同壓下不同溫度時(shí)平衡時(shí)氨的含量，可以判斷曲線的溫度高低;合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)溫度越高，越不利于反應(yīng)的進(jìn)行，曲線a的NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最高，其反應(yīng)溫度應(yīng)相對(duì)最低，由此可判斷曲線a對(duì)應(yīng)的溫度是200℃.②Q、M點(diǎn)的溫度相等（均為400℃),平衡常數(shù)相等，N點(diǎn)在溫度為600℃的曲線上，合成氨是放熱反應(yīng)，溫度越高平衡常數(shù)越小，因此有：KQ＝KM〉KN。③在M點(diǎn)NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為60％，又按n(N2）∶n(H2)＝1∶3投料,設(shè)氫氣的轉(zhuǎn)化率為x,則平衡時(shí)各物質(zhì)的量為n（N2)＝（1－x）mol，n（H2)＝3×(1－x)mol,n(NH3）＝2xmol，則有eq\f（2xmol，1－xmol＋3×1－xmol＋2xmol)×100％＝60％，得x＝0.75，即H2的轉(zhuǎn)化率為75％。答案：(1）CH4(g)＋CO2(g)=2CO（g)＋2H2（g)ΔH＝＋247.4kJ·mol－1(2）②(3)①CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al（2－，3）＋7H2O②CH4＋2O2＋Na2CO3=2NaHCO3＋H2O③c(Na＋)>c(HCOeq\o\al（－，3））〉c(COeq\o\al(2－,3））>c(OH－)>c(H＋）（4)①eq\f（1。2,V·