kJ〃mol-3265 kJ〃mol= 691kJ〃 mol,远大于507kJ〃mol,充分说明苯分子不是环己三烯的结构,事实上,环己三烯的结构是根本不可能稳定存在的。由此可以证明苯有特殊稳定结构,苯分子中不可能存在独立的碳碳双键,选项C正确。D选项中,根据盖斯定律, 设:Fe2O3(s)+3C(石墨)
1CO(g)+O2(g)
2-1-1 -1-1
2Fe(s)+3CO(g);△H=+489.0 kJ〃mol……① CO2(g);△H=-283.0 kJ〃mol…………② CO2(g);△H=-393.5 kJ〃mol…………③ 2Fe2O3(s);△H=-1641.0 kJ〃mol………④
-1
-1 -1
-1
C(石墨)+O2(g)4Fe(s)+3O2(g)
则 ④ = [(③-②)×6] -(①×2),可得
4Fe(s) + 3O2(g) = 2Fe2O3(s); △H= -1641.0kJ〃mol,D正确。 答案:B
13.海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
-
1.0 L模拟海水(25℃,pH=8.3)1.0 mL 1.0 mol/L NaOH溶液滤液M沉淀X加NaOH固体调至pH=11.0滤液N沉淀Y△过滤①过滤②MgO
+
模拟海水中的 离子浓度(mol/L)
Na 0.439
+
Mg2
+Ca2 0.011
Cl― 0.560
? HCO30.050
-
0.001
注:溶液中某种离子的浓度小于1.0×105 mol/L,可认为该离子不存在;
实验过程中,假设溶液体积不变。
已知:Ksp(CaCO3)=4.96×109;Ksp(MgCO3)=6.82×106;
-
-
Ksp[Ca(OH)2]=4.68×106;Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10
-
-12
。
下列说法正确的是 A.沉淀物X为CaCO3
2+
+
+
2+
B.滤液M中存在Mg,不存在Ca C.滤液N中存在Mg2、Ca2
D.步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体,沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物 解析:这是一道新颖的计算型分析推断题,命题者通过精心选择,以从模拟海水中制备MgO的实验方案为背景,结合考查有关溶度积的概念及计算,把一个具体情景与教材的知识内容有机结合起来。要求考生定量地分析发生的反应,溶液中存在的离子,推断沉淀是否产生,从而得出正确的结论。计算强调了实用性以及认识、解决问题的综合性,体现了新课程的特色。
⑴ 步骤①,从题给的条件,可知n(NaOH ) = 0.001mol,[即n(OH) = 0.001mol]。依据离子反应“先中和、后沉淀、再其他”的反应规律,当1L模拟海水中,加入0.001mol NaOH时,OH 恰好与HCO3完全反应:OH+HCO3= CO3+H2O,生成0.001mol CO3。由于Ksp(CaCO3) << Ksp(MgCO3),生成的CO3与水中的Ca反应生成CaCO3 沉淀Ca+ CO3= CaCO3↓。所以沉淀物X为CaCO3,A选项正确。
⑵ 由于CO3只有0.001mol,反应生成CaCO3 所消耗的Ca也只有0.001mol,滤液中还
2―
2+
2―
2+
2+
2-
―
―
―
―
2-2―
―
剩余c(Ca)=0.010 mol〃L。滤液M中同时存在着Ca和Mg,选项B错误。 ⑶步骤②,当滤液M中加入NaOH 固体,调至pH=11(即pOH = 3)时,此时滤液中c(OH) = 1×10 mol〃L 。则
Q[Ca(OH)2]=c(Ca)×(10)= 0.010×(10)= 10
2+
-32
-32
2+
-32
-32
-8
-3
-1
―
2+-12+2+
<Ksp[Ca(OH)2],无Ca(OH)2生成。
-8
Q[Mg(OH)2]= c(Mg)×(10)= 0.050×(10) = 5×10> Ksp[Mg(OH)2],有Mg(OH)2沉淀生成。
又由于Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg)×(10)=5.6×10余,滤液N中不存在Mg。C选项错误。
⑷步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体,则n(NaOH)=0.105mol,与0.05mol Mg反应: Mg+ 2 OH= Mg(OH)2↓,生成0.05 mol Mg(OH)2,剩余0.005 mol OH。
由于Q[Ca(OH)2]=c(Ca)×(OH)= 0.010×(0.005)=2.5×10<Ksp[Ca(OH)2],所以无Ca(OH)2沉淀析出,沉淀物Y为Mg(OH)2沉淀,D选项错误。. 答案:A
26.[15分]食盐中含有一定量的镁、铁等杂质,加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、
空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知:
?2?氧化性:IO3>Fe3>I2;还原性:S2O3>I
+
-
2+
―
2
2
-7
2+
-
―
2+
2+
2+
-32
-12
,c(Mg)=5.6×10<10,无剩
2+-6-5
?+5I+3H2O;KI+I2KI3 IO3+
(1)某学习小组对加碘盐进行如下实验:取一定量某加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2、
3I2+6OH
+
--
Fe3),用适量蒸馏水溶解,并加稀盐酸酸化,将所得溶液分为3份。第一份试液中滴加
KSCN溶液后显红色;第二份试液中加足量KI固体,溶液显淡黄色,用CCl4萃取,下层
溶液显紫红色;第三份试液中加入适量KIO3固体后,滴加淀粉试剂,溶液不变色。 ①加KSCN溶液显红色,该红色物质是_________(用化学式表示);CCl4中显紫红色的物质是___________________(用电子式表示)。 ②第二份试液中加入足量KI固体后,反应的离子方程式为
___________________________、______________________________________。 (2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中,由于空气中氧气的作用,容易引起碘的损失。
写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式:_____________________________。 将I2溶于KI溶液,在低温条件下,可制得KI3·H2O。该物质作为食盐加碘剂是否合适?______(填“是”或“否”),并说明理由________________________________________。 (3)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性,可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能
作
为稳定剂的是___________________。 A.Na2S2O3
+
B.AlCl3
+
C.Na2CO3 D.NaNO2
(4)对含Fe2较多的食盐(假设不含Fe3),可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案,检验
该 加
碘
盐
中
的
Fe2
+
。
____________________________________________________________。
解析:试题以日常生活中熟悉的食盐和加碘盐中碘的损失原因为素材,要求通过实
验,检验加碘盐中所含有的成分物质,探究保存过程中由于空气中氧气的作用容易引起碘损失的反应、探讨KI3〃H2O作为食盐加碘剂是否合适、以及提高加碘盐(添加KI)的稳定性可添加的稳定剂,设计实验方案检验选用KI作为加碘剂的加碘盐中的Fe等,从而考查物质的检验、氧化还原反应和氧化还原反应方程式、离子反应和离子反应方程式、电子式、以及实验方案的设计等化学基础知识和基本技能。试题突了有效获取知识并与已有知识整合的能力,突出了能够从新信息中准确提取实质性的内容,并与所学的知识进行有效结合,解决实际问题的能力。体现了新课程《考试说明》(化学部分)对学习能力的要求。 ⑴ 某加碘盐可能含有KIO3、KI、Mg、Fe,用蒸馏水溶解,并加稀盐酸酸化后将溶液分为3份。从第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色,可知该加碘盐中含有Fe,反应: Fe
+
-3+
3+
3
2+
3+
2+
+ 3SCN= Fe(SCN)3,Fe(SCN)呈血红色;从第二份试液中加足量KI固体,溶液显淡黄色,
3+
-
?用CCl4萃取,下层溶液显紫红色,可知有碘生成。这是因为 由于“氧化性:IO3>Fe>?I2”, 加足量KI后,IO3和Fe均能将I氧化成I2,由此也可以知道该加碘盐添加KIO3;
第三份试液中加入适量KIO3固体后,滴加淀粉试剂,溶液不变色。由此可知该加碘盐中不含KI。所以,①该加碘盐溶液中加KSCN溶液显红色的物质是Fe(SCN)3 ; CCl4中显紫红色
的物质是I2 ,电子式 ②第二份试液中加入足量KI固体后,反应的离子方程式为:
?+5I+6HIO3-
+
3I2+3H2O ; 2Fe+2I
3+―
2Fe+I2。
2+
⑵ KI作为加碘剂的食盐在保存过程中,KI会被空气中氧气氧化,KI在潮湿空气中氧化的反应化学方程式为:4KI+O2+2H2O“KI+I2
2I2+4KOH 。
根据题目告知,KI3〃H2O是在低温条件下,由I2溶于KI溶液可制得。再由题给的信息:
KI3”,可以推出:KI3在常温下不稳定性,受热(或潮湿)条件下易分解为KI
―
和I2 ,KI又易被空气中的氧气氧化,I2易升华,所以KI3〃H2O作为食盐加碘剂是不合适的。 ⑶ 提高加碘盐(添加KI)的稳定性,主要是防止I 被氧化,根据题给信息“还原性:
2?>I”和氧化还原反应的强弱规律,可以选Na2S2O3作稳定剂;又由题给信息“3I2+S2O3-
6OH
-
??+5I+3H2O”,可知I2与OH会发生反应生成IO3和5I,而Na2CO3水解呈碱IO3-
―
-
性,因而也可以用Na2CO3作稳定剂,防止加碘盐(添加KI)在潮湿环境下被氧气氧化。至于AlCl3,水解后呈酸性,且还原性I> Cl ,所不能作稳定剂;NaNO2当遇强还原性物质时能表现出氧化性,所NaNO2与KI能发生氧化还原反应:2NO2+ 2I+ 4H= 2NO↑+ I2 + 2H2O ,不能作稳定剂。
⑷ 实际上就是设计实验方案,检验Fe。首先可取足量该加碘盐溶于蒸馏水中,然后用盐
酸酸化后,滴加适量氧化剂(如:氯水、过氧化氢等),使溶液中Fe转化为Fe ,再滴加KSCN溶液,若显血红色,则该加碘盐中存在Fe。 答案:
(1)①Fe(SCN)3
???????I??I?; ????-
+
2+
2+
3+
2+
-
―
+
~
―
?②IO3+5I+6H
3I2+3H2O 2Fe+2I2I2+4KOH
3+―
2Fe+I2。
2+
(2)4KI+O2+2H2O
否
KI3受热(或潮湿)条件下产生KI和I2,KI氧气氧化,I2易升华。 (3)AC。
(4)取足量该加碘盐溶于蒸馏水中,用盐酸酸化,滴加适量氧化剂(如:氯水、过氧化氢等),再滴加KSCN溶液,若显血红色,则该加碘盐中存在Fe。
27.[14分]某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反
应速率的测定。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样
体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(℃) 平衡总压强(kPa)
平衡气体总浓度(×10mol/L) A.2?(NH3)??(CO2)
-3
2+
2NH3(g)+CO2(g)。 30.0 17.1 6.8
35.0 24.0 9.4
15.0 5.7 2.4
20.0 8.3 3.4
25.0 12.0 4.8
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________。
B.密闭容器中总压强不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
②根据表中数据,列式计算25.0℃时的分解平衡常数:__________________________。 ③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量______(填“增加”、“减小”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H____0,熵变△S___0(填>、<或=)。 (2)已知:NH2COONH4+2H2O
c(NH2COO-)(mol/L)???●??????▲???????????????●●●NH4HCO3+NH3·H2O。该研究小组分别用三份不同初始浓度
-
的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO)随时间变化趋势如图所示。
15℃●▲▲■■■■▲25℃▲???????5℃■????????????????????⑤计算25℃时,0~6min
氨基甲酸铵水解反应的平均速率
t(min)___________________________。
⑥根据图中信息,如何说明水解反应速率随温度升高而增大:_______________________。 解析:本题是一道考查化学反应速率概念及其计算,化学平衡、化学平衡常数的概念及其计
算,
以及判断反应的焓变、熵变等相关知识的试题。试题设臵的情景是学生并不熟悉的实验室探
究
氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定,且测定的数据以图表形
式
呈现。要求考生利用图表、进行数据分析判断,吸收、提取有效信息,突出了化学信息运用
能
力的考查。同时,对于作为化学的基本技能之一的化学计算,渗透在相关的知识块之中,强
调
计算的实用性以及认识、解决问题的综合性。
⑴ ①根据“同边异,异边同,量相当”原则,A.不能表示正逆反应速率相等,所以不能依据A判断该分解反应已经达到化学平衡状态;(NH2COONH4)为固体物质,(NH2COONH4)分解反应为一扩大气体体积的反应,由此可以判断,随着反应的进行密闭容器中总压强增大,所以,依据“B.达到平衡时密闭容器中总压强不变”,可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态;同理,恒容条件下,随着反应的进行,则密度增大,依据“C.密闭容器中混合气体的密度不变”,可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态;由于反应物(NH2COONH4)是固体物质,所以密闭容器中NH3的体积分数始终不变,为2/3。因此不能依据D判断该分解反应已经达到化学平衡状态。
②可将25℃的平衡总浓度4.8×10mol〃L转化为NH3和CO2的平衡浓度;根据反应 NH2COONH4(s)1/3。
所以,25.0℃时的平衡浓度:c(NH3) = 10mol〃L ; 则
③恒温下压缩容器体积,平衡会向逆反应方向移动,氨基甲酸铵固体的质量增加。 ④由于氨基甲酸铵固体分解反应是扩大气体体积的反应,根据表中实验测得不同温度下的
平衡数据分析可知,升高温度时,平衡总压强(kPa)增大,平衡气体总浓度(×10mol/L)增大,反应是正向移动,正反应为吸热反应,焓变△H>0 。氨基甲酸铵固体分解为气体,体系混乱度增大,熵变△S>0。
⑵ ⑤根据图中25℃曲线,可查得0~6min氨基甲酸铵的变化浓度数值 ,由此可计出此时段的平均反应速率:
⑥将图中25℃曲线和15℃曲线进行比较,由比较可以看到25.0℃时反应物的起始浓度较
小,但0~6 min时的曲线斜率比15.0℃时的曲线斜率大,可以说明25.0℃时反应物氨基甲
-3
-3
-1
-3
-1
2NH3(g)+CO2(g)。可知平衡时NH3的体积分数为1/3,CO2 的体积分数为
21?4.8×10-3mol〃L-1, c(CO2) = ×4.8×33