高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題能力提升練十五 第一篇 專題通關(guān)攻略 專題五 化學(xué)與STSE 化學(xué)計(jì)算

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專題能力提升練 十五 化學(xué)與STSE　化學(xué)計(jì)算 (建議用時(shí):20分鐘) 一、選擇題 1.(2016長沙一模)中國傳統(tǒng)文化對(duì)人類文明貢獻(xiàn)巨大,我國古代的人民在那時(shí)候就已經(jīng)廣泛應(yīng)用了相關(guān)的化學(xué)知識(shí),古化文獻(xiàn)中充分記載了古代化學(xué)研究成果。下列關(guān)于古代化學(xué)的應(yīng)用和記載,對(duì)其說明不合理的是(　　) A.《本草綱目》中記載“(火藥)乃焰消(KNO3)、硫磺、杉木炭所合,以烽燧銃機(jī)諸藥者”,這是利用了“KNO3的氧化性” B.李白有詩云“日照香爐生紫煙”,這是描寫“碘的升華” C.《本草經(jīng)集注》中記載了區(qū)分硝石(KNO3)和樸消(Na2SO4)的方法:“以火燒之,紫青煙起,乃真硝石也”,這是利用了“焰色反應(yīng)” D.我國古代人民常用明礬水除去銅器上的銅銹[Cu2(OH)2CO3] 【解析】選B。B項(xiàng)中的詩句選自李白的《望廬山瀑布》,這句詩的意思是由于瀑布飛瀉,水氣蒸騰而上,在麗日照耀下,仿佛有座頂天立地的香爐冉冉升起了團(tuán)團(tuán)紫煙(“香爐”是指廬山的香爐峰。此峰在廬山西北,形狀尖圓,像座香爐)。而不是描寫碘的升華,B項(xiàng)錯(cuò)誤。 【加固訓(xùn)練】 (2016西安一模)新版人民幣的發(fā)行,引發(fā)了人們對(duì)有關(guān)人民幣中化學(xué)知識(shí)的關(guān)注。下列表述不正確的是(　　) A.制造人民幣所用的棉花、優(yōu)質(zhì)針葉木等原料的主要成分是纖維素 B.用于人民幣票面方案等處的油墨中所含有的Fe3O4是一種磁性物質(zhì) C.防偽熒光油墨由顏料與樹脂連接料等制成,其中樹脂屬于有機(jī)高分子材料 D.某種驗(yàn)鈔筆中含有碘酒溶液,遇假鈔呈現(xiàn)藍(lán)色,其中遇碘變藍(lán)的是葡萄糖 【解析】選D。棉花、優(yōu)質(zhì)針葉木等原料的主要成分是纖維素,A正確;Fe3O4是磁性物質(zhì),有磁性,B正確;樹脂相對(duì)分子質(zhì)量很大,屬于有機(jī)高分子材料,C正確;葡萄糖遇碘不變藍(lán),D錯(cuò)誤。 2.(2016嘉興二模)下列說法不正確的是(　　) A.植物的秸稈、枝葉、雜草和人畜糞便等生物質(zhì)在沼氣池中經(jīng)發(fā)酵可生成沼氣 B.Al(OH)3、Fe(OH)3等膠體具有很強(qiáng)的吸附能力,可用于凈水 C.雞蛋清中加入濃食鹽水析出沉淀、75%乙醇溶液進(jìn)行消毒、福爾馬林用于浸制生物標(biāo)本,其中蛋白質(zhì)都發(fā)生了變性 D.塑料袋、廢紙、舊橡膠制品等屬于有機(jī)物,可以回收利用 【解析】選C。秸稈、雜草等在沼氣池中發(fā)酵制沼氣有新物質(zhì)甲烷生成,屬于化學(xué)變化,故A正確;氫氧化鋁、氫氧化鐵膠體具有吸附性,能夠吸附水質(zhì)固體顆粒雜質(zhì),可以凈水,故B正確;雞蛋清中加入濃食鹽水析出沉淀為蛋白質(zhì)鹽析,蛋白質(zhì)沒有變性,故C錯(cuò)誤;塑料袋、舊橡膠制品屬于高分子化合物,廢紙的主要成分是纖維素,都是有機(jī)物,故D正確。 3.(2016南通一模)膽礬樣品用熱重儀進(jìn)行熱重分析,熱重儀原理及熱重記錄如下表,則100～118℃溫度范圍內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是(　　) A.CuSO45H2OCuSO43H2O+2H2O B.CuSO44H2OCuSO43H2O+H2O C.CuSO43H2OCuSO42H2O+H2O D.CuSO43H2OCuSO4H2O+2H2O 【解析】選D。加熱前,n(CuSO45H2O)=375 mg/(250 gmol-1)=1.5 mmol。100℃時(shí),設(shè)CuSO4xH2O,1.5(160+18x)=321,x=3;118℃時(shí),設(shè)CuSO4yH2O,1.5(160+18y)=267,y=1。故反應(yīng)是CuSO43H2OCuSO4H2O+2H2O。 4.(2016成都三模)Cu(OH)2在水中存在著如下溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常溫下Ksp[Cu(OH)2]=210-20。某CuSO4溶液中,c(Cu2+)=0.02 molL-1,在常溫下要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO4溶液中加入堿溶液來調(diào)節(jié)溶液的pH,使溶液的pH大于(　　) A.2　　　　B.3　　　　C.4　　　　D.5 【解析】選D。根據(jù)信息:當(dāng)c(Cu2+)c2(OH-)=210-20時(shí)開始出現(xiàn)沉淀,則:c(OH-)=molL-1=110-9molL-1,c(H+)=molL-1=10-5molL-1, pH=5。 二、非選擇題 5.(2016泰州二模)目前,回收溴單質(zhì)的方法主要有水蒸氣蒸餾法和萃取法等,某興趣小組通過查閱相關(guān)資料擬采用如下方案從富馬酸廢液(含溴0.27%)中回收易揮發(fā)的Br2: (1)操作X所需要的主要玻璃儀器為___________________________________; 反萃取時(shí)加入20%的NaOH溶液,其離子方程式為_________________________。 (2)反萃取所得水相酸化時(shí),需緩慢加入濃硫酸,并采用冰水浴冷卻的原因是_ __________________________________________________________________。 (3)溴的傳統(tǒng)生產(chǎn)流程為先采用氯氣氧化,再用空氣水蒸氣將Br2吹出,與傳統(tǒng)工藝相比,萃取法的優(yōu)點(diǎn)是_____________________________________________。 (4)我國廢水三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:廢水中苯酚的含量不得超過1.00 mgL-1,實(shí)驗(yàn)室可用一定濃度的溴水測定某廢水中苯酚的含量,其原理如下: +3Br2+3HBr ①請完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟: 步驟1:準(zhǔn)確量取25.00 mL待測廢水于250 mL錐形瓶中 步驟2:將4.5 mL 0.02 molL-1溴水迅速加入到錐形瓶中,塞緊瓶塞,振蕩 步驟3:打開瓶塞,向錐形瓶中加入過量的0.1 molL-1KI溶液,振蕩 步驟4:______________________,再用0.01 molL-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗Na2S2O3溶液15 mL(反應(yīng)原理:I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6) 步驟5:將實(shí)驗(yàn)步驟1～4重復(fù)2次 ②該廢水中苯酚的含量為____________mgL-1 ③步驟3若持續(xù)時(shí)間較長,則測得的廢水中苯酚的含量__________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 【解析】富馬酸廢液中含有Br-,電解生成溴單質(zhì),加入四氯化碳萃取后分液,再加入氫氧化鈉反萃取得到含溴離子和次溴酸根離子的溶液,加入硫酸酸化發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成溴單質(zhì)。 (1)操作X為萃取分液,需要燒杯、分液漏斗等儀器;反萃取時(shí)加入20%的NaOH溶液反應(yīng)生成溴化鈉、次溴酸鈉和水,反應(yīng)的離子方程式為Br2+2OH-Br-+BrO-+H2O。 (2)溴單質(zhì)易揮發(fā),濃硫酸溶解放熱分析,反萃取所得水相酸化時(shí),需緩慢加入濃硫酸,并采用冰水浴冷卻的原因是減少溴單質(zhì)的揮發(fā)。 (3)無有毒氣體氯氣參加反應(yīng),生產(chǎn)過程環(huán)保。 (4)①硫代硫酸鈉溶液滴定碘單質(zhì),加入淀粉溶液做指示劑;滴入2～3滴淀粉溶液,再用0.01 molL-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。 ②依據(jù)化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算,將4.5 mL 0.02 molL-1溴水迅速加入到錐形瓶中,n(Br2)=0.004 5 L0.02 molL-1=0.000 09 mol,其中和碘化鉀反應(yīng)的溴單質(zhì)物質(zhì)的量 2KI～Br2～I(xiàn)2～2Na2S2O3 1 2 n 0.01 molL-10.015 L n=0.000 075 mol 與苯酚反應(yīng)的溴單質(zhì)=0.000 09mol-0.000 075 mol=0.000 015 mol,則苯酚物質(zhì)的量=0.000 015 mol=0.000 005 mol,該廢水中苯酚的含量為= 0.000 005 mol94 gmol-1=0.0188 gL-1=18.8 mgL-1; ③步驟3持續(xù)的時(shí)間長導(dǎo)致的是KI被氧化,測定苯酚量減少,測定結(jié)果偏低。 答案:(1)分液漏斗　Br2+2OH-Br-+BrO-+H2O (2)減少Br2的揮發(fā)　(3)沒有采用有毒氣體Cl2,更環(huán)保 (4)①滴入2～3滴淀粉溶液 ②18.8 mgL-1　③偏低 【加固訓(xùn)練】 純凈的過氧化鈣(CaO2)是白色粉末,難溶于水,不溶于乙醇、乙醚,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。已知:在實(shí)驗(yàn)室可用鈣鹽制取CaO28H2O,再經(jīng)脫水制得CaO2。其制備過程如下: (1)“溶解”過程需要的玻璃儀器有________,“沉淀”時(shí)需控制反應(yīng)溫度在0℃左右,比較簡單易行的方法是______。為檢驗(yàn)“水洗”是否合格,可取少量洗滌液于試管中,再滴加________(填試劑),無明顯現(xiàn)象說明“水洗”合格。 (2)“沉淀”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________;該制法的副產(chǎn)品為________(填化學(xué)式);若稱取11.1克無水CaCl2,理論上應(yīng)該量取質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%、密度1.1 gcm-3的H2O2溶液________mL。 (3)測定產(chǎn)品中CaO2的含量的實(shí)驗(yàn)步驟是: 第一步,準(zhǔn)確稱取ag產(chǎn)品于有塞錐形瓶中,加入適量蒸餾水和過量的bg KI晶體,再滴入少量2 molL-1的H2SO4溶液,充分反應(yīng); 第二步,向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液; 第三步,逐滴加入濃度為cmolL-1的Na2S2O3溶液至反應(yīng)完全,消耗Na2S2O3溶液VmL。 已知:I2+2S22I-+S4(無色) ①第三步中說明反應(yīng)恰好完全的現(xiàn)象是__________________________。 ②CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(用字母表示); ③某同學(xué)第一步和第二步的操作都很規(guī)范,第三步滴速太慢,這樣測得的CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能________(填“偏高”、“偏低”、“無影響”、“不能確定”)。 【解析】(1)“溶解”過程需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒,控制反應(yīng)溫度在0℃左右顯然是冰水浴,檢驗(yàn)“水洗”是否合格,即檢驗(yàn)洗滌液中有沒有Cl-,而Cl-可用硝酸銀檢驗(yàn)。 (2)沉淀時(shí)得到CaO28H2O,反應(yīng)為Ca2++2NH3H2O+H2O2+6H2OCaO28H2O↓+2N,因此副產(chǎn)品是NH4Cl,根據(jù)CaCl2～ H2O2求得H2O2的質(zhì)量為3.4 g,體積是340/ 33 mL。 (3)測定產(chǎn)品中CaO2的含量的原理是CaO2+2I-+4H+Ca2++2H2O+I2,I2+2S2 2I-+S4,因此反應(yīng)終點(diǎn)現(xiàn)象是溶液藍(lán)色恰好褪去,(且半分鐘內(nèi)不變色),根據(jù)CaO2～2S2可求得m(CaO2)=36cV/1 000 g,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36cV/1 000a,第三步滴速太慢,會(huì)使得過量的碘化鉀被氧氣氧化為碘,從而消耗過多的Na2S2O3,測得的CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大。 答案:(1)燒杯、玻璃棒　將反應(yīng)容器浸入冰水中　AgNO3溶液 (2)Ca2++2NH3H2O+H2O2+6H2OCaO28H2O↓+2N　NH4Cl　10.3 (3)①溶液藍(lán)色恰好褪去,(且半分鐘內(nèi)不變色) ②36cV/1 000a　③偏高 【方法規(guī)律】氧化還原滴定常用指示劑 滴定 方式 還原劑滴定KMnO4 KMnO4滴定還原劑 I2滴定還原劑 還原劑滴定I2 鐵鹽滴定還原劑 還原劑滴定鐵鹽 指示劑 KMnO4 KMnO4 淀粉 淀粉 KSCN KSCN 終點(diǎn)時(shí) 顏色變化 粉(淺)紅色→無色 無色→ 粉(淺)紅色 無色→ 藍(lán)色 藍(lán)色→ 無色 溶液變 紅色 紅色 消失 (建議用時(shí):25分鐘) 一、選擇題 1.化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān),下列說法正確的是(　　) A.鹽鹵可用于制作豆腐 B.從海水中提取物質(zhì)都要通過化學(xué)反應(yīng)才能實(shí)現(xiàn) C.煤經(jīng)過氣化和液化等物理變化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料 D.制作航天服的聚酯纖維和用于光纜通信的光導(dǎo)纖維都是新型無機(jī)非金屬材料 【解析】選A。用鹽鹵制作豆腐,利用了電解質(zhì)溶液可以使膠體(豆?jié){)凝聚的原理,故A項(xiàng)正確;從海水中提取物質(zhì)未必都要通過化學(xué)反應(yīng)才能實(shí)現(xiàn),應(yīng)具體情況具體分析,從海水獲得淡水,只需物理變化(蒸餾),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;煤的氣化和液化屬于化學(xué)變化,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;聚酯纖維屬于有機(jī)高分子材料,光導(dǎo)纖維的成分是二氧化硅不是新型無機(jī)非金屬材料,故D項(xiàng)不正確。 2.在材料科學(xué)中被譽(yù)為“合金的維生素”的金屬釩(V),科研人員最新研制的離子交換法回收釩的新工藝中,經(jīng)過熱重分析測得:NH4VO3在焙燒過程中,固體質(zhì)量的減少值(縱坐標(biāo))隨溫度變化的曲線如圖所示。則下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A.NH4VO3的摩爾質(zhì)量為117 B.釩是第4周期ⅤA族元素 C.NH4VO3焙燒分解分為兩個(gè)階段,其中第二階段(接近400℃)時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑ D.NH4VO3焙燒過程中先分解失去NH3,再分解失去H2O 【解析】選D。A項(xiàng)摩爾質(zhì)量的單位為gmol-1;B項(xiàng)Ⅴ為第4周期ⅤB族;C、D項(xiàng),根據(jù)熱重分析實(shí)驗(yàn)圖象數(shù)據(jù)可知,NH4VO3在200℃和400℃時(shí)質(zhì)量損失接近2∶1,表明NH4VO3在200℃先分解生成NH3和HVO3,而后在400℃分解產(chǎn)生H2O和V2O5。 3.下列說法中,錯(cuò)誤的是(　　) A.已知25℃時(shí),Ksp[Mg(OH)2]=1.810-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.210-20。在25℃下,向濃度均為0.1 molL-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成Cu(OH)2沉淀 B.25℃時(shí),向0.01 molL-1的MgCl2溶液中,逐滴加入濃NaOH溶液,剛好出現(xiàn)沉淀時(shí),溶液的pH為9.6(已知lg 2.4=0.4)。 C.已知25℃時(shí),Ksp(AgCl)=1.810-10,則將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液,溶液中的c(Ag+)約為1.310-5molL-1 D.已知25℃時(shí),Ksp[Fe(OH)3]=2.7910-39,該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常數(shù)K=2.7910-3 【解析】選D。因?yàn)镵sp[Cu(OH)2]”“<”或“=”);用含a的代數(shù)式表示HCN的電離常數(shù)Ka=__。 (4)在Fe2+、Fe3+的催化作用下,可實(shí)現(xiàn)2SO2+O2+2H2O2H2SO4的轉(zhuǎn)化。已知,含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液中時(shí),其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,則另一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為_________________。 上述轉(zhuǎn)化的重要意義在于___________________________________________。 (5)已知Fe(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp=1.110-36。室溫時(shí)在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,當(dāng)溶液pH為3時(shí),通過計(jì)算說明Fe3+是否沉淀完全________。 (提示:當(dāng)某離子濃度小于10-5molL-1時(shí)可以認(rèn)為該離子沉淀完全) 【解析】(1)對(duì)于加熱失去結(jié)晶水的研究,注意開始時(shí)質(zhì)量變化為失去水的質(zhì)量: K4[Fe(CN)6]3H2OK4[Fe(CN)6]xH2O+(3-x)H2O 1 3-x 0.1 mol 0.3 mol x=0,則150℃時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式為K4[Fe(CN)6]。 (2)為防止有毒的HCN和KCN生成,應(yīng)避免與酸性物質(zhì)接觸和控制烹飪溫度。 (3)由于KCN+HClHCN+KCl,當(dāng)反應(yīng)后pH=7,則溶液中有過量的KCN,故a> 0.01 molL-1; 由溶液中電荷守恒得:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-)+c(Cl-),又因?yàn)閜H=7,則c(H+)=c(OH-),故c(K+)=c(CN-)+c(Cl-)=0.5amolL-1; 由物料守恒得:c(K+)=c(CN-)+c(HCN),則c(HCN)=c(Cl-)=0.005 molL-1,c(CN-)= (0.5a-0.005)molL-1;平衡常數(shù)K=c(CN-)c(H+)/c(HCN)=(0.5a-0.005)10-7/0.005 molL-1。 答案:(1)K4[Fe(CN)6] (2)避免與醋等酸性物質(zhì)一起烹飪;控制烹飪溫度不超過400℃ (3)>　(0.5a-0.005)10-7/0.005 molL-1 (4)2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+　變廢為寶,消除污染 (5)c(Fe3+)==1.110-3molL-1>110-5molL-1,故Fe3+沒有沉淀完全 5.過氧化氫(H2O2)為淡藍(lán)色黏稠液體,是中學(xué)常見試劑。 (1)實(shí)驗(yàn)室可用稀硫酸與BaO2反應(yīng)來制取H2O2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。 (2)經(jīng)測定H2O2為二元弱酸,酸性比碳酸還弱,不穩(wěn)定易分解。已知Na2O2中通入干燥的CO2不反應(yīng),但通入潮濕的CO2卻可以產(chǎn)生O2,試用化學(xué)方程式表示這一過程________________________。 (3)現(xiàn)有一份H2O2溶液,某學(xué)習(xí)小組想測定其濃度,查閱資料得知方法如下:用移液管吸取10.00 mL的H2O2樣品,置于100 mL容量瓶中,加水稀釋至刻度線,取25.00 mL溶液置于錐形瓶再加入10 mL 3 molL-1的稀硫酸(過量),用 0.02 molL-1的標(biāo)準(zhǔn)濃度的KMnO4溶液滴定,所用體積為20.00 mL,則上述滴定過程發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為________________________________________, 原H2O2溶液的濃度為________gL-1。 【解析】(1)稀硫酸與BaO2反應(yīng)來生成H2O2和硫酸鋇沉淀,反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SO4+BaO2BaSO4↓+H2O2。 (2)H2O2為二元弱酸,酸性比碳酸還弱,不穩(wěn)定易分解,且Na2O2中通入干燥的CO2不反應(yīng),但通入潮濕的CO2卻可以產(chǎn)生O2,是水和CO2生成碳酸,依據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理,碳酸再與Na2O2反應(yīng)生成H2O2;H2O2不穩(wěn)定,發(fā)生了分解生成氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2O2+CO2+H2ONa2CO3+H2O2,2H2O22H2O+O2↑。 (3)高錳酸鉀酸性溶液氧化過氧化氫為氧氣,高錳酸根離子被還原為錳離子,反應(yīng)的離子方程式為2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑,用移液管吸取10.00 mL的H2O2樣品,置于100 mL量瓶中,加水稀釋至刻度線,取25.00 mL溶液置于錐形瓶再加入10 mL 3 molL-1的稀硫酸(過量),用0.02 molL-1的標(biāo)準(zhǔn)濃度的KMnO4溶液滴定,所用體積為20.00 mL, 2Mn　+　　5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑, 2 5 0.020.02 mol n(H2O2) n(H2O2)=0.001 mol,100 mL溶液中含過氧化氫物質(zhì)的量=0.001 mol= 0.004 mol,故原H2O2溶液的濃度==13.6 gL-1。 答案:(1)H2SO4+BaO2BaSO4↓+H2O2 (2)Na2O2+CO2+H2ONa2CO3+H2O2,2H2O22H2O+O2↑ 　13.6　+8H2O+5O2↑ (3)2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑　13.6