1、 非选择题规范练一非选择题规范练一 26铜是人类最早使用的金属，在生产生活中应用极其广泛。工业上以黄铜矿 (主要成分 FeCuS2)为原料制取金属铜，其主要工艺流程如图所示。 已知：反应的离子方程式：Cu2 CuS4Cl=2CuCl 2 S 回答下列问题： (1)FeCuS2中 S 的化合价_。 (2)反应在隔绝空气、 高温煅烧条件下进行， 写出化学方程式： _ _。 (3)为了使反应充分进行，工业上可采取的措施是_ _。 (4)反应的离子方程式为_。 (5)向反应后的溶液中加入稀硫酸的目的是_。 (6)该流程中， 可循环利用的物质除 CuCl2外， 还有_ _(填化学式)。 (7)反应中，处
2、理尾气 SO2的方法，合理的是_(填字母)。 A高空排放 B用 BaCl2溶液吸收制备 BaSO3 C用氨水吸收后，再经氧化，制备(NH4)2SO4 D用纯碱溶液吸收可生成 Na2SO3(H2CO3：Ka14.410 7，K a24.710 11；H 2SO3：Ka1 1.210 2，K a25.610 8) (8)CuCl 悬浊液中加入 Na2S，发生的反应为 2CuCl(s)S2 (aq) Cu2S(s)2Cl (aq)。 该反应的平衡常数 K_已知 Ksp(CuCl)a，Ksp(Cu2S)b。 答案 (1)2 (2)FeCuS2S = 高温煅烧FeS 2CuS (3)粉碎或搅拌 (4)4
3、CuCl2 O 24H =4Cu2 8Cl2H 2O (5)在相同条件下，CuSO4的溶解度低于其他物质，加入 H2SO4，有利于其析出 (6)S、H2SO4、HCl (7)CD (8)a 2 b 解析 (1)根据化合价代数和为零的原则 Fe 为2 价，Cu 为2 价，则 FeCuS2中 S 的化合价 为2。 (2)黄铜矿主要成分 FeCuS2，反应在隔绝空气、高温煅烧条件下进行，硫和 FeCuS2发生反 应生成 FeS2和 CuS，化学方程式为：FeCuS2S= 高温煅烧 FeS2CuS。 (4)由反应的离子方程式： Cu2 CuS4Cl=2CuCl 2 S， 经过滤可知滤液中含有CuCl
4、2 、 H 等离子，通入空气后CuCl 2 中的1 价铜被氧气氧化，所以反应的离子方程式为 4CuCl 2 O24H =4Cu28Cl2H 2O。 (5)因为在相同条件下，CuSO4的溶解度低于其他物质，所以向反应后的溶液中加入稀硫酸 的目的是使 CuSO4变成晶体析出。 (6)根据流程图分析可知：该流程中可循环利用的物质有 CuCl2、S、H2SO4、HCl。 (7)二氧化硫有毒，不能直接高空排放，否则会污染空气，应该用碱液吸收，故 A 错误；盐酸 酸性大于亚硫酸， 所以二氧化硫和BaCl2不反应， 则不能用二氧化硫和氯化钡溶液制取BaSO3， 故 B 错误；二氧化硫是酸性氧化物、一水合氨是
5、碱，二者反应生成亚硫酸铵， 亚硫酸铵不 稳定，易被氧化成硫酸铵，所以用氨水吸收后，再经氧化制备硫酸铵，故 C 正确；二氧化硫 和水反应生成的亚硫酸酸性大于碳酸，所以二氧化硫能和纯碱溶液反应生成亚硫酸钠，所以 用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠是正确的，故 D 正确。 (8)CuCl 悬浊液中加入 Na2S， 发生的反应为 2CuCl(s)S2 (aq) Cu2S(s)2Cl (aq)， 反应的 平衡常数 Kc 2Cl cS2 K 2 spCuCl KspCu2S a2 b 。 27氮化锶(Sr3N2)在工业上广泛用于生产荧光粉。已知：锶与镁位于同主族；锶与氮气在加 热条件下可生成氮化锶，氮化锶遇水剧烈
6、反应。 .利用装置 A 和 C 制备 Sr3N2 (1)实验装置中玻璃管之间需用橡皮管连接，其连接方法是先将_，然后稍稍用力 即可将玻璃管插入橡皮管中。 (2)写出由装置 A 制备 N2的化学方程式：_。 (3)装置 A 中 a 导管的作用是_。利用该套装置时，有同学提出应先点 燃装置 A 的酒精灯一段时间后，再点燃装置 C 的酒精灯，你同意其观点吗？ _(“同意”或“不同意”)。理由是_。 .利用装置 B 和 C 制备 Sr3N2。利用装置 B 从空气中提纯 N2(已知：氧气可被连苯三酚溶液 定量吸收) (4)写出装置 B 的 NaOH 溶液中发生反应的离子方程式： _。 (5)装置 C 中
7、广口瓶盛放的试剂是_。 .测定 Sr3N2产品的纯度 (6)取 10.0 g 该产品，向其中加入适量的水，将生成的气体全部通入浓硫酸中，利用浓硫酸增 重质量计算得到产品的纯度， 该方法测得产品的纯度偏高， 其原因是_ _。 经改进后测得浓硫酸增重 1.02 g，则产品的纯度为_。 答案 (1)橡皮管和玻璃管润湿 (2)NH4ClNaNO2= N2NaCl2H2O (3)平衡气压，使液体顺利流下 同意 利用生成的 N2将装置内空气排尽(或排尽装置内空气 等) (4)CO22OH =CO2 3H2O (5)浓硫酸 (6)未将气体中的水蒸气除去，也被浓硫酸吸收(或其他合理答案) 87.6% 解析 (
8、3)装置 A 是一个相对封闭的环境，a 导管的存在，可以平衡气压，使饱和氯化铵溶液 顺利流下。利用该套装置时，为了防止空气中的氧气与金属锶反应，实验时应先点燃装置 A 的酒精灯一段时间后，再点燃装置 C 的酒精灯。 (6)浓硫酸具有强烈的吸水性， 生成的气体中含有一定量的水蒸气， 未将气体中的水蒸气除去， 也被浓硫酸吸收，导致测得氨气的质量偏大，造成测得产品的纯度偏高；Sr3N2 6H2O=3Sr(OH)22NH3，取 10.0 g 产品，向其中加入适量的水。将产生的气体全部通入 到浓硫酸中，浓硫酸增重 1.02 g，为氨气质量，氨气的物质的量 1.02 g 17 g mol 10.06 mo
9、l，则 n(Sr3N2)0.03 mol，产品纯度0.03 mol292 g mol 1 10.0 g 100%87.6%。 28工业上利用合成气(CO、CO2和 H2)来生产甲醇，有关反应的化学方程式及其在不同温度 下的化学平衡常数如下表所示。 化学反应 平衡常数 温度/ 500 700 800 .2H2(g)CO(g)CH3OH(g) H1 K1 2.5 0.34 0.15 .H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g) H2 K2 1.0 1.70 2.52 .3H2(g)CO2(g)CH3OH(g)H2O(g) H3 K3 (1)若合成气为 H2和 CO2，发生反应。 由 H2(g)和
10、 CO2(g)合成 CH3OH(g)的 H3_。(用 H1、H2表示) 下列措施能使反应的平衡体系中nCH3OH nH2 增大的是_(填字母)。 A将水蒸气从体系中分离出去 B恒压时充入氦气 C升高温度 D恒容时再充入一定量 CO2 500 测得反应在 10 min 时，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分別为 2 mol L 1、1.0 mol L1、0.6 mol L1、0.6 mol L1，则此时 v 正_(填“”“”或“ 0.18 mol L 1 min1 (2)D I (3)阴极 2.24 L Cu2 解析 (1)反应.2H2(g)CO(g)CH3OH(g
11、)H1，反应.H2(g)CO2(g)H2O(g) CO(g)H2，根据盖斯定律，将反应反应得反应：3H2(g)CO2(g)CH3OH(g) H2O(g) H3H1H2。 结合反应得到反应，可得 500 时，平衡常数 K3K1 K22.51.02.5,700 时 平衡常数 K3K1 K20.341.700.578，温度升高平衡常数减小，说明反应为放热反应， 3H2(g)CO2(g)CH3OH(g)H2O(g) H30。将 H2O(g)从体系中分离出去，平衡正向移 动， nCH3OH nCO2 比值增大， 故 A 正确； 恒压时充入 He(g)，平衡逆向移动， nCH3OH nCO2 比值减小，
12、故 B 错误；反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，nCH3OH nCO2 比值减小，故 C 错误；恒 容时再充入一定量 CO2，平衡正向移动，nCH3OH nCO2 比值增大，故 D 正确。 平衡常数是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，结合反应 得到反应，500 时，可得平衡常数 K3K1 K22.51.02.5，测得反应在 10 min 时，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为 2 mol L 1、1.0 mol L1、0.6 mol L1、 0.6 mol L 1，Q c0.60.6 231.0 0.045K2.5，则此时 v正v逆
13、；从开始到该时刻，用 H2O 表示 反应的平均速率为 v(H2O)0.6 mol L 1 10 min 0.06 mol L 1 min1，用 H 2表示反应的平均速率为 v(H2)3v(H2O)30.06 mol L 1 min10.18 mol L1 min1。 (2)上述反应反应前后物质的量不变，、反应后物质的量减少，则保持温度不变，增 大压强， 反应、平衡正向移动， 导致的平衡也正向移动，CO 平衡转化率(CO)增大， 可能变成图中的 D 点。 反应的 K 随温度升高而减小，说明升高温度，平衡逆向移动；反应的 K 随温度升高而 增大，说明升高温度，平衡正向移动；保持压强不变，升高温度，
14、反应平衡逆向移动，反 应平衡正向移动，导致 CO 平衡转化率(CO)减小，可能变成图中的 I 点。 (3)在燃料电池中通入燃料的为负极，通入氧气的为正极，则 B 电极为电解池的阴极，铜离 子得电子生成铜，电极反应为：Cu2 2e=Cu，工作一段时间后，断开 K，此时 A、B 两 极上产生的气体体积相同，说明铜离子全部放电后溶液中氢离子放电生成氢气，电极反应为 2H 2e=H 2，设生成气体物质的量为 x，溶液中铜离子物质的量为 0.1 mol，电极反应 为： Cu2 2e =Cu， 0.1 mol 0.2 mol 2H 2e=H 2， 2x x A 电极为阳极，溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气
15、，电极反应为： 4OH 4e=2H 2OO2， 4x x 根据得失电子守恒，0.2 mol2x4x，解得 x0.1 mol，乙中 A 极析出的氧气或 B 极析出的 氢气物质的量为 0.1 mol，在标准状况下的体积为 2.24 L。 根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化，可知，铜离子从无增多，铁离 子物质的量减小，亚铁离子增加，a 为 Fe3 ，b 为 Fe2，c 为 Cu2。 非选择题规范练 35.太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位， 单晶硅太阳能电池片在 加工时，一般掺杂微量的铜、钴、硼、镓、硒等。回答下列问题： (1)基态二价铜离子的电子排布式为_，已知高温下 Cu
16、2O 比 CuO 更稳定，试从核外电子排布角度解释_。 (2)铜的某种氧化物晶胞如图，该晶胞中阴离子的个数为_。 (3)铜与(SCN)2反应生成 Cu(SCN)2,1 mol(SCN)2中含有 键的数目为_，HSCN 结构有两种，硫氰酸(HSCN)的沸点低于异硫氰酸(HN=C=S)的原因是 _。 (4)BF3能与NH3反应生成BF3 NH3。 B与N之间形成配位键， 氮原子提供_， 在BF3 NH3 中 B 原子的杂化方式为_。 (5)Co 的一种氧化物 CoO2晶体的层状结构如图所示(小球表示 Co 原子，大球表示 O 原子)。 下列用粗线画出的重复结构单元不能描述 CoO2的化学组成的是_
17、(填字母)。 (6)六方氮化硼晶体结构与石墨晶体相似，层间相互作用力为_。六方氮化硼在高温高压 下， 可以转化为立方氮化硼， 其结构、 硬度与金刚石相似， 其晶胞如图， 晶胞边长为 361.5 pm， 立方氮化硼的密度是_g cm 3(只列算式，N A为阿伏加德罗常数的值)。 答案 (1)1s22s22p63s23p63d9(或Ar3d9) 亚铜离子价电子排布式为 3d10，核外电子处于稳定 的全充满状态 (2)4 (3)4NA(或 2.4081024) 异硫氰酸分子间可形成氢键，所以沸点较高 (4)孤电子对 sp3 (5)D (6)分子间作用力(或范德华力) 425 NA361.510 10
18、3 解析 (2)根据均摊法可知，晶胞中氧离子的数目为 81 82 1 24 1 414。 (3)铜与类卤素(SCN)2反应生成 Cu(SCN)2，(SCN)2分子中硫原子形成两个共用电子对、C 原 子形成四个共用电子对、 N 原子形成三个共用电子对， (SCN)2结构式为 NCSSCN， 每个分子中含有 4 个 键，则 1 mol(SCN)2中含有 键的数目为 4NA；能形成分子间氢键的 物质熔、沸点较高，异硫氰酸(HN=C=S)分子间可形成氢键，而硫氰酸(HSCN) 不能形成分子间氢键，所以异硫氰酸沸点高于硫氰酸。 (4)硼元素具有缺电子性，其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物，如
19、 BF3能与 NH3反应生成 BF3 NH3，在 BF3 NH3中 B 原子价层电子对个数是 4，根据价层电子对互斥理 论，B 原子的杂化方式为 sp3，B 与 N 之间形成配位键，N 原子含有孤电子对，所以氮原子 提供孤电子对。 (5)CoO2的重复结构单元示意图中 Co、O 原子数目之比应为 12，由题图可知：A 中 Co、O 原子数目之比为 1 41 2 12，符合；B 中 Co、O 原子数目之比为 141 4 412， 符合；C 中 Co、O 原子数目之比为 41 4 41 2 12，符合；D 中 Co、O 原子数目之比 为 1 41 4 11，不符合。 (6)六方氮化硼晶体结构与石墨
20、晶体相似，石墨晶体层间为分子间作用力(或范德华力)，层内 为共价键；立方氮化硼的结构和硬度都与金刚石相似，二者结构相似，根据晶胞结构，1 个 晶胞中含有 4 个 N,81 86 1 24 个 B，不妨取 1 mol 这样的晶胞，即有 NA个这样的晶胞， 1 个晶胞的体积为 Va3cm3(361.510 10)3cm3，则立方氮化硼的密度是 m NAV 41411 NA361.510 103g cm 3。 36有机物 A(C11H12O5)同时满足下列条件：含苯环且不含甲基；苯环上一氯取代物只有 2 种；1 mol A 与足量的 NaHCO3反应生成 1 mol CO2；遇 FeCl3溶液不显色
21、。A 有如图所 示转化关系： 已知：RCOONaNaOH CaO RHNa2CO3 回答下列问题： (1)E 中官能团名称_，H 的分子式为_。 (2)由 C 生成 G 的反应类型是_。 (3)A的 结 构 简 式 为 _ ， G的 结 构 简 式 为 _。 (4)写出 CD 反应的化学方程式_； 写出 IJ 反应的离子方程式：_。 (5)C 的同分异构体中能同时满足下列条件：a.能发生银镜反应；b.能发生皂化反应；c.能与 Na 反应产生 H2，共有_种(不含立体异构)。其中核磁共振氢谱显示为 3 组峰，且峰面 积比为611的是_(写结构简式)。 答案 (1)碳碳双键、羧基 C7H4O3Na
22、2 (2)酯化(或取代)反应 (3) (4)nHO(CH2)3COOH 催化剂 HO(CH2)3COOH(n1)H2O CO2H2O HCO 3 (5)5 解析 A 在碱性条件下发生水解反应得到 B 与 H， 则 A 中含有酯基； B 酸化得到 C 具有酸性， 则 C 中含有羧基，C 反应可以得到聚酯，则 C 中还含有羟基；由 F 的结构逆推可知 E 为 CH2=CHCH2COOH；C 发生消去反应得到 E，E 发生加聚反应生成 F，C 在浓硫酸作用下 得到五元环状酯G， 则 C为 HOCH2CH2CH2COOH； G 为， B 为 HOCH2CH2CH2COONa， C 发生缩聚反应得到 D
23、 为。结合 A 分子式可知，H 中含有 7 个碳 原子，H 发生信息中脱羧反应得到 I，I 与二氧化碳、水作用得到 J，J 与浓溴水作用生成白色 沉淀，则 J 中含有酚羟基；1 mol A 与足量的 NaHCO3反应生成 1 mol CO2，说明 A 分子中含 有 1 个COOH，而 A 遇 FeCl3溶液不显色，则 A 不含酚羟基，则 A 中酯基为羧酸与酚形成 的，A 中含苯环且不含甲基，且苯环上一氯取代物只有 2 种，则 A 中含有 2 个对位位置的取 代 基 ， 可 推知 A 的 结构 简 式 为 ：， H 为 ，I 为，J 为，K 为。 (5)C 为 HOCH2CH2CH2COOH，C 的同分异构体中能同时满足下列条件：a.能发生银镜反应， 说明含有醛基，b.能发生皂化反应，含有甲酸形成的酯基，c.能与 Na 反应产生 H2，还含有羟 基，可以看作丙烷中 H 原子被OH、OOCH 取代，OOCH 取代甲基中 H 原子，OH 有 3 种位置，OOCH 取代亚甲基中 H 原子，OH 有 2 种位置，共有 5 种(不含立体异构)， 其中核磁共振氢谱显示为 3 组峰，且峰面积比为 611 的是。
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