高考化學(xué)三輪沖刺分層專題特訓(xùn)卷非選擇組合練2 (含解析)

非選擇題組合練(二)本練包括必考題和選考題兩部分。第26～28題為必考題，每道題考生都必須作答。第35、36題為選考題，考生根據(jù)要求作答。(一)必考題：共43分。26．(14分)K2FeO4為高效凈水劑。某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室用下圖裝置制備KClO溶液，KClO溶液再與KOH、Fe(NO3)3溶液反應(yīng)制備K2FeO4。已知：Cl2與KOH溶液在20℃以下反應(yīng)生成KClO，在較高溫度下則生成KClO3；K2FeO4易溶于水，微溶于濃KOH溶液，在酸性或中性溶液中不穩(wěn)定，在0～5℃的強(qiáng)堿性溶液中較穩(wěn)定?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)儀器a的名稱是________；裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(2)裝置B的作用是________________；裝置C中三頸燒瓶置于冰水浴中的目的是____________。裝置D的作用是____________。(3)裝置C中得到足量KClO后，再向其中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反應(yīng)溫度為25℃，攪拌1.5h，溶液變?yōu)樽霞t色(含K2FeO4)，發(fā)生的反應(yīng)中還原產(chǎn)物為_(kāi)_______；若要析出紫色K2FeO4晶體，需加入________。(4)K2FeO4粗產(chǎn)品中含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì)，其提純步驟如下：①將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于一定體積的冷的3mol·L－1KOH溶液中。②過(guò)濾。③將盛有濾液的儀器置于冰水浴中，向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液。④攪拌、靜置、____________、用乙醇洗滌2～3次。⑤在真空干燥箱中干燥。(5)稱取提純后的K2FeO4產(chǎn)品0.2000g于燒杯中，加入強(qiáng)堿性亞鉻酸鹽溶液，反應(yīng)后再加稀硫酸調(diào)節(jié)溶液呈強(qiáng)酸性，配成250mL溶液，取出25.00mL溶液放入錐形瓶中，用0.01000mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至終點(diǎn)，重復(fù)操作2次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的體積為30.00mL。涉及的主要反應(yīng)為Cr(OH)eq\o\al(－,4)＋FeOeq\o\al(2－,4)=Fe(OH)3↓＋CrOeq\o\al(2－,4)＋OH－，2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O，Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，則該K2FeO4產(chǎn)品的純度為_(kāi)_______(保留3位有效數(shù)字)。答案：(1)分液漏斗2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O(2)除去雜質(zhì)HCl防止Cl2與KOH反應(yīng)生成KClO3吸收Cl2，防止污染空氣(3)KCl飽和KOH溶液(4)過(guò)濾(5)99.0%解析：(1)裝置A中高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制得氯氣，化學(xué)方程式為2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。(2)裝置A制得的Cl2中混有HCl，裝置B的作用是除去雜質(zhì)HCl；裝置C中用氯氣與氫氧化鉀溶液反應(yīng)制次氯酸鉀，為防止在較高溫度下生成KClO3，需要將三頸燒瓶置于冰水浴中。氯氣會(huì)污染空氣，用氫氧化鈉溶液吸收尾氣。(3)向含有足量KClO的三頸燒瓶中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成K2FeO4、KCl、KNO3和水，反應(yīng)的離子方程式為3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－=2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O，還原產(chǎn)物為KCl。根據(jù)題給信息可知若要析出紫色K2FeO4晶體，需加入飽和KOH溶液。(4)將盛有濾液的儀器置于冰水浴中，向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液，因K2FeO4微溶于濃KOH溶液，故接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)操作是攪拌、靜置、過(guò)濾、用乙醇洗滌沉淀2～3次，最后在真空干燥箱中干燥。(5)根據(jù)反應(yīng)Cr(OH)eq\o\al(－,4)＋FeOeq\o\al(2－,4)=Fe(OH)3↓＋CrOeq\o\al(2－,4)＋OH－、2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O和Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，可得關(guān)系式2FeOeq\o\al(2－,4)～Cr2Oeq\o\al(2－,7)～6Fe2＋，根據(jù)題意可知，消耗(NH4)2Fe(SO4)2的物質(zhì)的量為0.03000L×0.01000mol·L－1＝0.00030mol，所以0.2000g產(chǎn)品中高鐵酸鉀的質(zhì)量為0.00030mol×eq\f(2,6)×eq\f(250mL,25.00mL)×198g·mol－1＝0.198g，所以K2FeO4產(chǎn)品的純度為eq\f(0.198g,0.2000g)×100%＝99.0%。27．(14分)以某含鈷廢渣(主要成分為Co2O3、Fe2O3、Ni2O3，還含有少量鈣鎂的氧化物)為原料制取純凈物的Co2O3。具體的工藝流程如下：已知：常溫下，Ksp(CaF2)＝2.7×10－11，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11，Ksp[Co(OH)2]＝2×10－15。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)Co2O3不能完全溶于H2SO4，因此，在酸浸時(shí)需加入一定量的還原劑(如NaNO2、Na2SO3等)。①NaNO2的還原效果雖略好于Na2SO3，但本流程選擇了Na2SO3，原因是____________________。②請(qǐng)寫出酸浸時(shí)Co2O3與Na2SO3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________________。③酸浸時(shí)硫酸不宜過(guò)量太多的主要原因是________________。(2)除鐵操作中Fe3＋以黃鈉鐵礬[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]形式從溶液中沉淀析出，檢驗(yàn)該步操作中鐵元素是否除盡可選用的試劑為_(kāi)_______。(3)反應(yīng)Ⅰ中加入NH4F的目的為_(kāi)___________________________________________。(4)沉鈷操作發(fā)生的反應(yīng)為C2Oeq\o\al(2－,4)＋Co2＋=CoC2O4↓，也可用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4，若要得到較為純凈的CoC2O4，加料時(shí)，常將Na2C2O4溶液緩慢加入到含鈷溶液中，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)450℃在空氣中煅燒沉鈷后的濾渣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________。答案：(1)①選用NaNO2時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體NO2②Co2O3＋SOeq\o\al(2－,3)＋4H＋=2Co2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H2O③消耗較多的Na2CO3，浪費(fèi)原料(2)KSCN溶液(其他合理答案均可)(3)除去溶液中的Ca2＋、Mg2＋(4)防止生成Co(OH)2沉淀(5)4CoC2O4＋3O2eq\o(=,\s\up7(450℃))2Co2O3＋8CO2解析：(1)①NaNO2的還原效果雖略好于Na2SO3，但NaNO2在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體NO2，污染環(huán)境。③酸浸時(shí)硫酸不宜過(guò)量太多，因?yàn)樵诤罄m(xù)實(shí)驗(yàn)中需要加入Na2CO3調(diào)節(jié)pH，硫酸過(guò)量太多會(huì)造成原料的浪費(fèi)。(2)檢驗(yàn)鐵元素是否除盡可選用的試劑為KSCN溶液。(3)CaF2與MgF2的溶度積較小，加入NH4F的目的是除去溶液中的Ca2＋、Mg2＋。(4)Ksp[Co(OH)2]＝2×10－15很小，Na2C2O4溶液顯堿性，制備CoC2O4時(shí)，為防止生成Co(OH)2沉淀，加料時(shí)，將Na2C2O4溶液緩慢加入到含鈷溶液中。28．(15分)一定條件下正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)發(fā)生兩種裂解反應(yīng)：Ⅰ.CH3CH2CH2CH2CH3(g)CH3CH=CH2(g)＋CH3CH3(g)ΔH1＝＋274.2kJ·mol－1Ⅱ.CH3CH2CH2CH2CH3(g)CH3CH2CH3(g)＋CH2=CH2(g)ΔH2＝＋122.7kJ·mol－1回答下列問(wèn)題：(1)在恒溫恒壓的密閉容器中，充入一定量的正戊烷發(fā)生裂解反應(yīng)，起始時(shí)容器體積為aL，一段時(shí)間反應(yīng)達(dá)到平衡后容器體積變?yōu)閎L，此時(shí)正戊烷的轉(zhuǎn)化率α(正戊烷)＝________；向反應(yīng)體系中充入一定量的水蒸氣(水蒸氣在該條件下不參與反應(yīng))，再次平衡后正戊烷的轉(zhuǎn)化率將________(填“增大”“減小”或“不變”)，原因?yàn)開(kāi)_______________________________________________________________________。(2)溫度為T℃時(shí)，往壓強(qiáng)恒為100kPa的密閉容器中充入1mol·L－1CH3CH=CH2和2mol·L－1CH3CH3發(fā)生反應(yīng)：CH3CH=CH2(g)＋CH3CH3(g)CH3CH2CH3(g)＋CH2=CH2(g)ΔH3。測(cè)得CH3CH2CH3的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間t的變化如圖中曲線Ⅰ所示。①ΔH3＝________。②該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________。(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù))。③若在1min時(shí)，改變某一反應(yīng)條件，曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅱ，則改變的條件為_(kāi)_______。(3)將0.1molCH3CH3完全燃燒后的氣體通入100mL3mol·L－1的NaOH溶液中，充分反應(yīng)后所得溶液中離子濃度的大小順序?yàn)開(kāi)_______________________________________________________________________。(4)以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，CH3CH3燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。答案：(1)eq\f(b－a,a)或eq\f(100×b－a,a)%增大充入水蒸氣，容器體積增大，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)(2)①－151.5kJ·mol－1②0.17③加催化劑(3)c(Na＋)>c(HCOeq\o\al(－,3))>c(COeq\o\al(2－,3))>c(OH－)>c(H＋)(4)CH3CH3－14e－＋4H2O=2CO2＋14H＋解析：(1)根據(jù)差量法，平衡時(shí)反應(yīng)消耗的正戊烷的體積為(b－a)L，所以正戊烷的轉(zhuǎn)化率為eq\f(b－a,a)×100%；往恒溫恒壓的密閉容器中通入一定量的水蒸氣，則容器的體積必然變大，原反應(yīng)物和產(chǎn)物的分壓必然減小，根據(jù)正戊烷裂解反應(yīng)的正反應(yīng)均為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，所以平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)①根據(jù)蓋斯定律，由Ⅱ－Ⅰ可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式，故ΔH3＝＋122.7kJ·mol－1－274.2kJ·mol－1＝－151.5kJ·mol－1。②根據(jù)題圖可以得出平衡時(shí)CH3CH2CH3(g)的濃度為0.4mol·L－1，根據(jù)三段式法，可以得出：CH3CH=CH2g＋CH3CH3gCH3CH2CH3g＋CH2=CH2g起始/mol·L－11200轉(zhuǎn)化/mol·L－10.40.40.40.4平衡/mol·L－10.61.60.40.4則Kp＝eq\f(\f(2,15)p總×\f(2,15)p總,\f(1,5)p總×\f(8,15)p總)＝eq\f(1,6)≈0.17。③根據(jù)圖象中曲線變化特點(diǎn)，可以得出改變反應(yīng)條件后反應(yīng)速率變快，但達(dá)到平衡時(shí)CH3CH2CH3的濃度沒(méi)有改變，所以改變的條件應(yīng)該是使用了催化劑。(3)0.1molC2H6完全燃燒可以生成0.2molCO2，該氣體與0.3molNaOH反應(yīng)生成0.1molNa2CO3和0.1molNaHCO3，則所得溶液中離子濃度大小關(guān)系為c(Na＋)>c(HCOeq\o\al(－,3))>c(COeq\o\al(2－,3))>c(OH－)>c(H＋)。(4)C2H6燃料電池負(fù)極通入的物質(zhì)為C2H6，酸性介質(zhì)中，C2H6失去電子轉(zhuǎn)化為CO2，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒，可以得出負(fù)極反應(yīng)式為CH3CH3－14e－＋4H2O=2CO2＋14H＋。(二)選考題：共15分。請(qǐng)考生從給出的2道化學(xué)題中任選一題作答。如果多做，則按第一題計(jì)分。35．[化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)](15分)鈦由于其特殊的性能被譽(yù)為“未來(lái)世紀(jì)的金屬”。寶雞因鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)被稱為中國(guó)鈦谷，其鈦產(chǎn)品產(chǎn)量占全國(guó)產(chǎn)量的80%以上，占世界產(chǎn)量的20%以上。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)鈦元素位于元素周期表中第四周期________族，屬于________區(qū)元素，其基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)為_(kāi)_______。(2)[Ti(H2O)6]Cl3和[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O是TiCl3六水合物的兩種晶型，這兩種晶體所含元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______________________________________________________________________。在[Ti(H2O)6]Cl3中，與Ti3＋形成配位鍵的是________(填名稱)原子，該原子的雜化類型為_(kāi)_______。各取1mol上述晶體溶于水配成500mL溶液，加入足量AgNO3溶液使Cl－完全沉淀，二者消耗AgNO3的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。(3)TiO2的熔點(diǎn)為1800℃，TiCl4的熔點(diǎn)為－25℃，同為＋4價(jià)Ti的化合物，二者熔點(diǎn)相差懸殊的原因是__________________________________________。(4)金屬鈦的原子堆積方式如圖1所示，該堆積模型的名稱為_(kāi)_______________，請(qǐng)畫出金屬鈦晶胞的俯視圖______________。(5)圖2為立方鈣鈦礦(CaTiO3)結(jié)構(gòu)的晶胞，Ti原子與O原子間的最短距離為apm，已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該立方鈣鈦礦的密度可表示為_(kāi)_______g·cm－3。(列出計(jì)算式即可)答案：(1)ⅣBd2(2)O>Cl>H>Ti氧sp33:2(3)TiO2是原子晶體，原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合，而TiCl4是分子晶體，分子間以范德華力相結(jié)合，共價(jià)鍵的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于范德華力(4)六方最密堆積(5)eq\f(40＋48＋16×3,NA\r(2)a×10－103)解析：(1)鈦是第22號(hào)元素，位于元素周期表中第四周期第ⅣB族，屬于d區(qū)元素，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2。(2)H、O、Cl、Ti四種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺>Cl>H>Ti，[Ti(H2O)6]Cl3中配體為H2O，提供孤電子對(duì)的原子為氧原子，水中氧原子的雜化類型為sp3,1個(gè)[Ti(H2O)6]Cl3和1個(gè)[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O在水中可以分別電離出來(lái)3個(gè)Cl－和2個(gè)Cl－，若使Cl－完全沉淀，二者消耗AgNO3的物質(zhì)的量之比為3:2。(3)TiO2的熔點(diǎn)為1800℃，是因?yàn)門iO2是原子晶體，原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合，而TiCl4的熔點(diǎn)為－25℃，是因?yàn)門iCl4是分子晶體，分子間以范德華力相結(jié)合，共價(jià)鍵的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于范德華力，故二者熔點(diǎn)相差懸殊。(4)金屬Ti的原子堆積方式為六方最密堆積，六方最密堆積的晶胞的上下底面為菱形，晶胞內(nèi)的Ti原子不在平行六面體的體心，而在其中一個(gè)三棱柱的體心，故其俯視圖為。(5)在圖2所示的晶胞中，Ti原子與O原子間的最短距離為apm，則該晶胞的晶胞參數(shù)為eq\r(2)apm，該立方鈣鈦礦的密度＝eq\f(40＋48＋16×3,NA\r(2)a×10－103)g·cm－3。36．[化學(xué)——選修5：有機(jī)