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文档介绍
北京市高考化学试卷 考点分析 答案详细解析
2018年北京市高考化学试卷 一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分.每题只有一个正确选项) 1.(6分)(2018•北京)下列我国科技成果所涉及物质的应用中,发生的不是化学变化的是( ) A.甲醇低温所制氢气用于新能源汽车 B.氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料 C.偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料 D.开采可燃冰,将其作为能源使用 A.A B.B C.C D.D 【考点】18:物理变化与化学变化的区别与联系.菁优网版权所有 【分析】一般来说,物质的熔点、状态发生改变,为物理变化,而生成新物质的变化属于化学变化,化学变化为原子的重新组合,物质的组成、结构和性质发生变化,但原子不会改变,以此解答该题。 【解答】解:A.甲醇生成氢气,为化学变化,故A不选; B.氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料,原子核发生变化,不属于化学变化的范畴,故B选; C.偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料,燃烧生成氮气和水,发生化学变化,故C不选; D.可燃冰的主要成分为甲烷,燃烧生成二氧化碳和水,为化学变化,故D不选。 故选:B。 【点评】本题为2018年全国卷,题目考查物质的变化,侧重于化学与生活、生产的考查,有利于培养学生良好的科学素养,主要把握化学变化与物理变化的区别,难度不大。 2.(6分)(2018•北京)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品 CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。 下列说法不正确的是( ) A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100% B.CH4→CH3COOH过程中,有C﹣H键发生断裂 C.①→②放出能量并形成了C﹣C键 D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 【考点】15:化学反应的实质;H1:有机化合物中碳的成键特征.菁优网版权所有 【分析】A.原子利用率是指被利用的原子数和总原子数之比; B.甲烷反应后生成乙酸,结合分子中化学键变化法判断; C.图中可知。①→②过程中能量降低,说明为放热过程通过过渡态形成了C﹣C化学键; D.催化剂改变反应速率不改变化学平衡和反应焓变; 【解答】解:A.图中分析,1mol甲烷和1mol二氧化碳反应生成1mol乙酸,生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%,故A正确; B.图中变化可知甲烷在催化剂作用下经过选择性活化,其中甲烷分子中碳原子会与催化剂形成一新的共价键,必有C﹣H键发生断裂,故B正确; C.①→②的焓值降低,过程为放热过程,有C﹣C键形成,故C正确; D.催化剂只加快反应速率,不改变化学平衡转化率,故D错误; 故选:D。 【点评】本题考查了化学反应过程的分析、反应过程中催化剂作用和能量变化、化学键的变化,注意题干信息的理解应用,掌握基础是解题关键,题目难度中等。 3.(6分)(2018•北京)下列化学用语对事实的表述不正确的是( ) A.硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O B.常温时,0.1mol•L﹣1氨水的pH=11.1:NH3•H2O⇌NH4++OH﹣ C.由Na和Cl形成离子键的过程:→ D.电解精炼铜的阴极反应:Cu2++2e﹣═Cu 【考点】48:化学方程式的书写;92:离子键的形成;BI:电极反应和电池反应方程式;I8:聚合反应与酯化反应.菁优网版权所有 【分析】A.硬脂酸为C17H35COOH,含有羧基,与C2H518OH发生酯化反应生成C17H35CO18OC2H5; B.常温时,0.1mol•L﹣1氨水的pH=11.1,说明NH3•H2O不能完全电离,为弱电解质; C.氯化钠为离子化合物,含有离子键; D.电解精炼铜,阴极析出铜。 【解答】解:A.硬脂酸为C17H35COOH,含有羧基,与C2H518OH发生酯化反应,乙醇脱去H原子,硬脂酸脱去羟基,反应的化学方程式为C17H35COOH+C2H518OHC17H35CO18OC2H5+H2O,故A错误; B.常温时,0.1mol•L﹣1氨水的pH=11.1,说明NH3•H2O不能完全电离,为弱电解质,则电离方程式为NH3•H2O⇌NH4++OH﹣,故B正确; C.氯化钠为离子化合物,含有离子键,反应中Na失去电子,Cl得到电子,则由Na和Cl形成离子键的过程:→,故C正确; D.电解精炼铜,阴极析出铜,电极方程式为Cu2++2e﹣═Cu,故D正确。 故选:A。 【点评】本题综合考查化学用语,涉及酯化反应、弱电解质的电离、电子式以及电极方程式,题目把化学用语与化学反应原理巧妙地结合,很好地考查学生的分析能力,题目难度不大。 4.(6分)(2018•北京)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( ) A B C D 实验 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 Na2S溶液滴入AgC1浊液中 热铜丝插入稀硝酸中 现象 产生白色沉淀,随后变为红褐色 溶液变红,随后迅速褪色 沉淀由白色逐渐变为黑色 产生无色气体,随后变为红棕色 A.A B.B C.C D.D 【考点】B1:氧化还原反应.菁优网版权所有 【分析】发生的反应中,存在元素的化合价变化,与氧化还原反应有关;反之,不存在元素的化合价变化,则与氧化还原反应无关,以此解答该题。 【解答】解:A.NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,产生白色沉淀,为Fe(OH)2,随后后变为红褐色,生成Fe(OH)3,Fe元素化合价发生变化,为氧化还原反应,故A不选; B.石蕊溶液滴入氯水中,生成盐酸和次氯酸,溶液变红与盐酸有关,后褪色与HClO的漂白性有关,Cl元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,故B不选; C.Na2S溶液滴入AgC1浊液中,沉淀由白色逐渐变为黑色,由AgCl生成Ag2S沉淀,属于沉淀的转化,元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,故C选; D.热铜丝插入稀硝酸中,产生无色气体,随后变为红棕色,涉及NO转化为NO2,N元素化合价变化,属于氧化还原反应,故D不选。 故选:C。 【点评】本题考查氧化还原反应,为高考常见题型,侧重于氧化还原反应判断的考查,注意把握发生的反应及反应中元素的化合价变化,题目难度不大。 5.(6分)(2018•北京)一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,广泛用作防护材料,其结构片段如下图。 下列关于该高分子的说法正确的是( ) A.完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境 B.完全水解产物的单个分子中,含有官能团一COOH或一NH2 C.氢键对该高分子的性能没有影响 D.结构简式为: 【考点】HD:有机物的结构和性质.菁优网版权所有 【分析】由结构可知,该高分子由和发生缩聚反应生成,高分子的结构简式为,以此来解答。 【解答】解:A.单体的苯环上均只有一种化学环境的H,故A错误; B.和的官能团分别为一NH2、一COOH,故B正确; C.氢键影响高分子的物理性质,如溶解性、熔沸点等,故C错误; D.结构简式为,故D错误; 故选:B。 【点评】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握高分子的结构、缩聚反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项C为解答的易错点,题目难度不大。 6.(6分)(2018•北京)测定0.1mol•L﹣1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下: 时刻 ① ② ③ ④ 温度/℃ 25 30 40 25 pH 9.66 9.52 9.37 9.25 实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。 下列说法不正确的是( ) A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO32﹣+H2O⇌HSO3﹣+OH﹣ B.④的pH与①不同,是由于SO32﹣浓度减小造成的 C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致 D.①与④的KW值相等 【考点】D5:弱电解质在水溶液中的电离平衡.菁优网版权所有 【分析】A.Na2SO3是强碱弱酸盐,SO32﹣存在水解平衡; B.温度相同,④溶液的pH值低于①溶液的pH值,说明溶液中OH﹣浓度降低; C.①到③过程温度升高,溶液pH降低,增大浓度则有利于水解正向移动; D.水的离子积常数Kw只有温度有关。 【解答】解:A.Na2SO3是强碱弱酸盐,SO32﹣存在水解平衡,水解平衡为:SO32﹣+H2O⇌HSO3﹣+OH﹣,忽略二级水解,故A正确; B.温度相同,④溶液的pH值低于①溶液的pH值,说明溶液中OH﹣浓度降低,也就说明过程中SO32﹣浓度有所降低,故B正确; C.①到③过程温度升高,溶液pH降低,说明温度升高并没有起到促进水解平衡右移的作用,增大浓度则有利于水解正向移动,因此温度和浓度对水解平衡移动方向的影响不一致,故C错误; D.水的离子积常数Kw只有温度有关,①和④温度相同,所以①和④的Kw值相等,故D正确, 故选:C。 【点评】本题考查弱电解质在水中的电离平衡,明确Na2SO3的水解平衡是解题的关键,盐类水解是高频考点,也是高考的重点和难点,本题难度不大,是基础题。 7.(6分)(2018•北京)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaC1溶液)。 ① ② ③ 在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试置内生成蓝色沉淀 下列说法不正确的是( ) A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe B.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼 【考点】BH:原电池和电解池的工作原理.菁优网版权所有 【分析】A.②③相比较,可说明铁连接锌后,铁没有被腐蚀; B.①②相比较,可知铁棒表面被氧化,但溶液中没有亚铁离子; C.如铁不纯,也可形成原电池反应而被氧化,不能通过铁棒的表面反应判断; D.用实验①的方法不能比较金属的活泼性。 【解答】解:A.②中铁没有被腐蚀,而③铁腐蚀,可说明铁连接锌后,锌保护了铁,故A正确; B.①②相比较,可知铁棒表面被氧化,但溶液中没有亚铁离子,可能的原因为K3[Fe(CN)6]将Fe氧化,故B正确; C.如铁不纯,也可形成原电池反应而被氧化,加入K3[Fe(CN)6] 可在铁的表面生成蓝色沉淀,则验证Zn保护Fe时不能用①的方法,应用②的方法,故C正确; D.实验①可说明铁被氧化,说明方法存在缺陷,不能比较金属的活泼性,则换成铜,也不能证明金属的活泼性,故D错误。 故选:D。 【点评】本题探究铁的腐蚀与防护,为2018年北京考题,侧重考查学生的分析能力和实验能力,主要把握实验的原理以及金属的腐蚀,主要把握实验的合理性与可行性的评价,把握物质的性质,难度中等。 二、非选择题II卷(60分) 8.(17分)(2018•北京)8﹣羟基哇啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。下图是8﹣羟基呼啉的合成路线。 已知:i.+ ii.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。 (1)按官能团分类,A的类别是 烯烃 。 (2)A→B的化学方程式是 CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl 。 (3)C可能的结构简式是 CH2ClCHOHCH2Cl或CH2OHCHClCH2Cl 。 (4)C→D所需的试剂a是 NaOH水溶液 。 (5)D→E的化学方程式是 CH2OHCHOHCH2OHCH2=CHCHO+2H2O 。 (6)F→G的反应类型是 取代反应 。 (7)将下列K→L的流程图补充完整: (8)合成8﹣羟基喹啉时,L发生了 氧化 (填“氧化”或“还原”)反应,反应时还生成了水,则L与G物质的量之比为 3:1 。 【考点】HC:有机物的合成.菁优网版权所有 【专题】534:有机物的化学性质及推断. 【分析】E和J发生加成反应生成K,根据K结构简式确定F中含有苯环、A为链状结构,由F分子式知F为;由E、J分子式知,E为CH2=CHCHO,J为,F发生邻位取代生成G为,G发生还原反应生成J; 根据信息ii结合D分子式知D为CH2OHCHOHCH2OH,则C为CH2ClCHOHCH2Cl或CH2OHCHClCH2Cl,则a为NaOH水溶液,结合A分子式知A为CH2=CHCH3,高温条件下A和氯气发生取代反应,则B为CH2=CHCH2Cl,K在浓硫酸作用下发生信息i的反应生成,然后发生消去反应生成 L为,以此解答该题。 【解答】解:(1)由以上分析可知A为CH2=CHCH3,为烯烃, 故答案为:烯烃; (2)A为CH2=CHCH3,B为CH2=CHCH2 Cl,高温条件下A和氯气发生甲基上的取代反应,则A→B的化学方程式是CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl, 故答案为:CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl; (3)由以上分析可知C的结构简式是C为CH2ClCHOHCH2Cl或CH2OHCHClCH2Cl2, 故答案为:CH2ClCHOHCH2Cl或CH2OHCHClCH2Cl; (4)通过以上分析知,C→D所需的试剂a是NaOH水溶液, 故答案为:NaOH水溶液; (5)E为CH2=CHCHO,D为CH2OHCHOHCH2OH,D发生消去反应和氧化反应生成E,反应的化学方程式为CH2OHCHOHCH2OHCH2=CHCHO+2H2O, 故答案为:CH2OHCHOHCH2OHCH2=CHCHO+2H2O; (6)F为发生取代反应生成G,故答案为:取代反应; (7)由题给信息可知K首先发生加成反应生成,然后再发生消去反应生成L为, 故答案为:: (8)L为,G为,J为,L与G反应生成J和8﹣羟基喹啉,L失去氢,应为氧化反应,反应的化学方程式为3+→3++2H2O,L与G物质的量之比为3:1, 故答案为:氧化反应;3:1。 【点评】 本题考查有机物的合成,为2018年北京考题,侧重考查学生的分析能力,注意把握题给信息以及有机物官能团的转化,正确推断有机物的结构为解答该题的关键,难度中等。 9.(13分)(2018•北京)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下: 已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。 溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4•0.5H2O (1)上述流程中能加快反应速率的措施有 研磨,加热 。 (2)磷精矿粉酸浸时发生反应: 2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4•0.5H2O+6H3PO4 ①该反应体现出酸性关系:H3PO4 < H2SO4(填“>”或“<”)。 ②结合元素周期律解释①中结论:P和S电子层数相同。 同一周期,从左到右,半径逐渐减小,得电子能力增强,最高价氧化物对应的水化物酸性增强,所以H3PO4的酸性小于H2SO4的酸性 。 (3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去,写出生成HF的化学方程式 : 2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4•H2O+6H3PO4+2HF 。 (4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因: 温度高于80℃时,H2O2的分解速率加快,导致H2O2的浓度降低,也就导致有机碳脱除率下降 。 (5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42﹣残留,原因是 CaSO4(s)⇌Ca2+(aq)+SO42﹣(aq),CaSO4的溶解度相对较大 ;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是 BaCO3+SO42﹣⇌BaSO4+CO32﹣ 。 (6)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b mol•L﹣1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL.精制磷酸中H3PO4的质量分数是 (已知:H3PO4摩尔质量为98 g•mol﹣1) 【考点】U3:制备实验方案的设计.菁优网版权所有 【分析】(1)常用加快化学反应速率的措施有研磨,加热,溶解时搅拌等; (2)①根据反应方程式,是由H2SO4参加反应得到H3PO4,是由强酸制取弱酸; ②H3PO4和H2SO4均为无机含氧酸,主要可从P和S的非金属性角度考虑,S的非金属性强于P,可以使O上电子云密度降低更大,继而导致H+更易电离,H+越易电离,含氧酸酸性越强; (3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,反应过程为Ca5(PO4)3F和H2SO4反应,生成CaSO4•H2O,H3PO4和HF,据此写出反应方程式; (4)根据图象,80℃前随着温度升高,有机碳脱除率增大,80℃后随着温度升高,有机碳脱除率降低,考虑H2O2受热分解,导致H2O2浓度降低影响有机碳的脱除率; (5)脱硫过程是加入CaCO3发生反应,脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42﹣残留,反应过程生成CaSO4,而CaSO4相对于CaCO3溶解度较大,能产生多余的SO42﹣,加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,则是由于发生沉淀转化,BaCO3可转化为更难溶的BaSO4; (6)滴定反应为:H3PO4+2NaOH═Na2HPO4+2H2O,据此计算。 【解答】解:(1)常用加快化学反应速率的措施有研磨,加热,溶解时搅拌等,根据流程图,加快化学反应速率的措施有:研磨,加热, 故答案为:研磨,加热; (2)①根据反应方程式,是由H2SO4参加反应得到H3PO4,是由强酸制取弱酸,因此酸性强弱为:H3PO4<H2SO4, 故答案为:<; ②H3PO4和H2SO4均为无机含氧酸,主要可从P和S的非金属性角度考虑,S的非金属性强于P,可以使O上电子云密度降低更大,继而导致H+更易电离,H+越易电离,含氧酸酸性越强,可以简单解释为:P的半径大于S,P的非金属性小于S,所以H3PO4的酸性小于H2SO4的酸性, 故答案为:同一周期,从左到右,半径逐渐减小,得电子能力增强,最高价氧化物对应的水化物酸性增强,所以H3PO4的酸性小于H2SO4的酸性; (3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,反应过程为Ca5(PO4)3F和H2SO4反应,生成CaSO4•H2O,H3PO4和HF,所以化学反应方程式为:2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4•H2O+6H3PO4+2HF, 故答案为:2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4•H2O+6H3PO4+2HF; (4)根据图象,80℃前随着温度升高,有机碳脱除率增大,80℃后随着温度升高,有机碳脱除率降低,考虑H2O2受热分解,导致H2O2浓度降低影响有机碳的脱除率,所以可以解释为:温度高于80℃时,H2O2的分解速率加快,导致H2O2的浓度降低,也就导致有机碳脱除率下降, 故答案为:温度高于80℃时,H2O2的分解速率加快,导致H2O2的浓度降低,也就导致有机碳脱除率下降; (5)脱硫过程是加入CaCO3发生反应,脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42﹣残留,反应过程生成CaSO4,而CaSO4相对于CaCO3溶解度较大,能产生多余的SO42﹣,所以原因可以解释为:CaSO4(s)⇌Ca2+(aq)+SO42﹣(aq),CaSO4的溶解度相对较大, 加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,则是由于发生沉淀转化,BaCO3可转化为更难溶的BaSO4,离子方程式为:BaCO3+SO42﹣⇌BaSO4+CO32﹣, 故答案为:CaSO4(s)⇌Ca2+(aq)+SO42﹣(aq),CaSO4的溶解度相对较大;BaCO3+SO42﹣⇌BaSO4+CO32﹣; (6)用NaOH滴定H3PO4至Na2HPO4的滴定反应为:H3PO4+2NaOH═Na2HPO4+2H2O,根据反应方程式,制磷酸中H3PO4的物质的量为,则精制磷酸中H3PO4的质量分数是=, 故答案为:。 【点评】本题考察无机流程分析,综合了化学反应原理,考查了元素周期律,无机含氧酸强度比较,陌生反应方程式的书写,沉淀溶解平衡原理,酸碱滴定反应相关计算,是一道考察综合知识的题,题目整体难度中等,有助于培养综合运用化学原理解决问题的能力。 10.(12分)(2018•北京)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储,过程如下: (1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O 2(g)+△H1=+551 kJ•mol﹣1 反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g)△H3=﹣297 kJ•mol﹣1 反应Ⅱ的热化学方程式: 3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s),△H=﹣254kJ/mol 。 (2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示,p2 > p1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是 当温度相同时,增大压强,平衡正向移动,导致硫酸在平衡体系中物质的量分数增大 。 (3)I﹣可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下,将ii补充完整。 i.SO2+4I﹣+4H+=S↓+2I2+2H2O ii.I2+2H2O+ SO2 ═ 4H+ + SO42﹣ +2I﹣ (4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象,(已知:I2易溶解在KI溶液中) 序号 A B C D 试剂组成 0.4 mol•L﹣1 KI a mol•L﹣1 KI 0.2 mol•L﹣1 H2SO4 0.2 mol•L﹣1 H2SO4 0.2 mol•L﹣1 KI 0.0002 mol I2 实验现象 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 溶液变黄,出现浑浊较A快 无明显现象象 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快 ①B是A的对比实验,则a= 0.4 。 ②比较A、B、C,可得出的结论是 在酸性条件下,SO2与I﹣反应速率更快,且SO2与稀硫酸不发生反应 。 ③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A.结合i,ii反应速率解释原因: 反应i、ii知,SO2先和I﹣反应生成I2,I2再和SO2进一步反应,D中KI溶液溶解了I2,导致D中的ii的反应较A快 。 【考点】CJ:产物百分含量与压强的关系曲线.菁优网版权所有 【分析】(1)根据图知,反应II为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s), 将方程式﹣I﹣III即得3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s),△H 进行相应的改变; (2)相同温度下,增大压强,平衡正向移动; (3)化学反应中的催化剂在第一个反应中作反应物、第二个反应中作生成物,总方程式为得3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s),催化过程中i。SO2+4I﹣+4H+=S↓+2I2+2H2O,说明I﹣、H+在i作作反应物,在ii中作生成物,同时ii中还生成H2SO4,根据元素守恒知,反应物还有SO2; (4)①B是A的对比实验,所用c(KI)应该相等; ②比较A、B、C,A中只含KI、B中含有KI和硫酸、C中只含硫酸,反应快慢顺序是B>A>C,且C中没有明显现象,说明不反应; ③反应i、ii知,SO2先和I﹣反应生成I2,I2再和SO2进一步反应,D中KI溶液溶解了I2,导致D中的ii的反应较A快。 【解答】解:(1)根据图知,反应II为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s), 将方程式﹣I﹣III即得3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s),△H=﹣(+551kJ•mol﹣1)﹣(﹣297kJ•mol﹣1)= ﹣254kJ/mol, 故答案为:3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s),△H=﹣254kJ/mol; (2)相同温度下,增大压强,平衡正向移动,导致硫酸在平衡体系中物质的量分数增大,根据图知,相同温度下,达到平衡状态时硫酸含量:P1<P2,说明压强P2>P1, 故答案为:>;当温度相同时,增大压强,平衡正向移动,导致硫酸在平衡体系中物质的量分数增大; (3)化学反应中的催化剂在第一个反应中作反应物、第二个反应中作生成物,总方程式为得3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s),催化过程中i。SO2+4I﹣+4H+=S↓+2I2+2H2O,说明I﹣、H+在i作作反应物,在ii中作生成物,同时ii中还生成H2SO4,根据元素守恒知,反应物还有SO2 ,所以ii中方程式应该为: I2+2H2O+SO2═4H++SO42﹣+2I﹣, 答案为:SO2;4H+;SO42﹣; (4)①B是A的对比实验,所用c(KI)应该相等,否则无法得出正确结论,所以a=0.4, 故答案为:0.4; ②比较A、B、C,A中只含KI、B中含有KI和硫酸、C中只含硫酸,反应快慢顺序是B>A>C,且C中没有明显现象,说明不反应,B中含有酸导致其反应速率加快,所以得出的结论是:在酸性条件下,SO2与I﹣反应速率更快,且SO2与稀硫酸不发生反应, 故答案为:在酸性条件下,SO2与I﹣反应速率更快,且SO2与稀硫酸不发生反应; ③反应i、ii知,SO2先和I﹣反应生成I2,I2再和SO2进一步反应,D中KI溶液溶解了I2,导致D中的ii的反应较A快,所以看到的现象是:D中出现浑浊较A快, 故答案为:反应i、ii知,SO2先和I﹣反应生成I2,I2再和SO2进一步反应,D中KI溶液溶解了I2,导致D中的ii的反应较A快。 【点评】本题考查较综合,涉及盖斯定律、外界条件对化学平衡移动影响、实验探究等,明确化学反应原理、实验原理及物质性质是解本题关键,注意:作对比实验时应该只有一个条件不同,其它条件完全相同,题目难度中等。 11.(16分)(2018•北京)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。 资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。 (1)制备K2FeO4(夹持装置略) ①A为氯气发生装置。A中反应方程式是 2MnO4﹣+10Cl﹣+16H+═5Cl2↑+2Mn2++8H2O (锰被还原为Mn2+)。 ②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。 ③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH═2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有 Cl2+2KOH═KCl+KClO+H2O 。 (2)探究K2FeO4的性质 ①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2,为证明是否K2FeO4氧化了Cl﹣而产生Cl2,设计以下方案: 方案Ⅰ 取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色 方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b,取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。 i.由方案1中溶液变红可知a中含有 Fe3+ 离子,但该离子的产生不能判断一定K2FeO4将Cl﹣氧化,还可能由 4FeO42﹣+20H+═4Fe3++3O2↑+10H2O 产生(用方程式表示)。 ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl﹣.用KOH溶液洗涤的目的是 使K2FeO4稳定溶出,并把K2FeO4表面吸附的ClO﹣除尽,防止ClO﹣与Cl﹣在酸性条件下反应产生Cl2,避免ClO﹣干扰实验 。 ②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2 > FeO42﹣(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42﹣的氧化性强弱关系相反,原因是 溶液酸碱性会影响粒子氧化性的强弱 。 ③资料表明,酸性溶液中的氧化性FeO42﹣>MnO4﹣,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性FeO42﹣>MnO4﹣,若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案,理由或方案: 能说明,理由:FeO42﹣在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色是MnO4﹣的颜色,不能说明,方案:向紫色溶液b中滴加过量稀硫酸,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色 。 【考点】U3:制备实验方案的设计.菁优网版权所有 【分析】(1)①A为氯气发生装置,由高锰酸钾和浓盐酸反应制取得到Cl2,MnO4﹣被还原为Mn2+,Cl﹣被氧化为Cl2,据此写出反应的方程式; ②装置B为除杂装置,反应使用浓盐酸,浓盐酸会挥发产生HCl,使得产生的Cl2中混有HCl,需要除去HCl,可将混合气体通过饱和食盐水达到除杂的目的; ③C中得到紫色固体和溶液,紫色的为K2FeO4,在碱性条件下,Cl2可以氧化Fe(OH)3制取K2FeO4,还存在反应为Cl2和KOH反应; (2)①i.方案I中加入KSCN溶液至过量,溶液呈红色,说明反应产生Fe3+,但该离子的产生不能判断一定K2FeO4将Cl﹣氧化,注意K2FeO4在碱性溶液中稳定,酸性溶液中快速产生O2,自身转化为Fe3+; ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl﹣,使用KOH溶液溶出K2FeO4晶体,可以使K2FeO4稳定析出,并且除去ClO﹣离子,防止在酸性条件下ClO﹣和Cl﹣反应产生Cl2干扰实验; ②Fe(OH)3在碱性条件下被Cl2氧化为FeO42﹣,可以说明Cl2的氧化性大于FeO42﹣,而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42﹣的氧化性强弱关系相反,方案Ⅱ是FeO42﹣在酸性条件下氧化Cl﹣生成Cl2,注意两种反应体系所处酸碱性介质不一样; ③实验证明氧化性FeO42﹣>MnO4﹣,即证明FeO4﹣能将Mn2+氧化为MnO4﹣,MnO4﹣在溶液中显紫色,K2FeO4在碱性溶液中也显紫色,将溶液b滴入MnSO4 和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,FeO4﹣在酸溶液中立刻反应生成Fe3+和O2,据此分析。 【解答】解:(1)①A为氯气发生装置,由高锰酸钾和浓盐酸反应制取得到Cl2,MnO4﹣被还原为Mn2+,Cl﹣被氧化为Cl2,所以反应的方程式为:2MnO4﹣+10Cl﹣+16H+═5Cl2↑+2Mn2++8H2O, 故答案为:2MnO4﹣+10Cl﹣+16H+═5Cl2↑+2Mn2++8H2O; ②装置B为除杂装置,反应使用浓盐酸,浓盐酸会挥发产生HCl,使得产生的Cl2中混有HCl,需要除去HCl,可将混合气体通过饱和食盐水达到除杂的目的,所以装置B应为:, 故答案为:; ③C中得到紫色固体和溶液,紫色的为K2FeO4,在碱性条件下,Cl2可以氧化Fe(OH)3制取K2FeO4,还存在反应为Cl2和KOH反应,所以还发生的反应方程式为:Cl2+2KOH═KCl+KClO+H2O,故答案为:Cl2+2KOH═KCl+KClO+H2O; (2)①i.方案I中加入KSCN溶液至过量,溶液呈红色,说明反应产生Fe3+, 但该离子的产生不能判断一定K2FeO4将Cl﹣氧化,注意K2FeO4在碱性溶液中稳定,酸性溶液中快速产生O2,自身转化为Fe3+,发生反应为:4FeO42﹣+20H+═ 4Fe3++3O2↑+10H2O, 故答案为:Fe3+;4FeO42﹣+20H+═4Fe3++3O2↑+10H2O; ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl﹣,使用KOH溶液溶出K2FeO4晶体,可以使K2FeO4稳定析出,同时考虑到K2FeO4表面可能吸附ClO﹣,ClO﹣在酸性条件下可与Cl﹣反应生成Cl2,从而干扰实验,所以用KOH溶液洗涤的目的是:使K2FeO4稳定溶出,并把K2FeO4表面吸附的ClO﹣除尽,防止ClO﹣与Cl﹣在酸性条件下反应产生Cl2,避免ClO﹣干扰实验, 故答案为:使K2FeO4稳定溶出,并把K2FeO4表面吸附的ClO﹣除尽,防止ClO﹣与Cl﹣在酸性条件下反应产生Cl2,避免ClO﹣干扰实验; ②Fe(OH)3在碱性条件下被Cl2氧化为FeO42﹣,可以说明Cl2的氧化性大于FeO42﹣,而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42﹣的氧化性强弱关系相反,方案Ⅱ是FeO42﹣在酸性条件下氧化Cl﹣生成Cl2,两种反应体系所处酸碱性介质不一样,所以可以说明溶液酸碱性会影响粒子氧化性的强弱, 故答案为:溶液酸碱性会影响粒子氧化性的强弱; ③MnO4﹣在溶液中显紫色,K2FeO4在碱性溶液中也显紫色,将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,FeO42﹣在酸溶液中立刻反应生成Fe3+和O2,作为K2FeO4的紫色褪去,则溶液中还显浅紫红色的一定为MnO4﹣, 若答不能说明,则是考虑到FeO4﹣在酸性条件下发生反应转化为Fe3+和O2,由于是加入足量的H2SO4,溶液酸性较强,Fe3+水解受到抑制,在水溶液中Fe3+以Fe(H2O)63+形式存在,颜色是浅紫色,则说明FeO42﹣并没有将Mn2+氧化为MnO4﹣而显浅紫色,可以设计方案:向紫色溶液b中滴加过量稀硫酸,观察溶液快速褪去还是显浅紫色, 故答案为:能说明,理由:FeO42﹣在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2 ,溶液浅紫色一定是MnO4﹣的颜色, 不能说明,方案:向紫色溶液b中滴加过量稀硫酸,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色。 【点评】本题以K2FeO4为背景,考查氧化还原方程式的书写、配平,穿插实验操作流程的分析,还考察氯及其氧化物的氧化还原反应,需要明确实验室制取Cl2的流程及其相关操作,题目整体难度中等,重在综合思维能力的考查,有助于培养综合分析问题的能力,还需注意题目所给信息的准确使用。查看更多