1、1第三周 非选择题增分练26金属钛被称为“21 世纪金属” 。(1)工业上用钛矿石(主要成分为 FeTiO3，主要含 FeO、Al 2O3、SiO 2等杂质)经过以下流程制得 TiO2：其中，步骤发生的主要反应为 2H2SO4FeTiO 3=TiOSO4FeSO 42H 2O。步骤发生反应的离子方程式是_、_。为提高钛矿石的碱浸出速率，步骤可采取的办法除提高碱的浓度外，还可以采取的办法有_、_(写出两种方法)。步骤中加入 Fe 的目的是_；分离出 FeSO4晶体的操作是_。步骤形成的 TiO2nH2O 为胶体，步骤发生反应的化学方程式为_。(2)利用 TiO2可通过下述两种方法制备金属钛。方法
2、一：将 TiO2作阴极，石墨作阳极，熔融 CaO 为电解液，炭块作电解池槽，电解TiO2制得钛，阳极上一定生成的气体是_，可能生成的气体是_。方法二：通过以下反应制备金属钛。TiO 2(s)2Cl 2(g) TiCl4(g)O 2(g) 高 温 H151 kJmol 1TiCl 42Mg 2MgCl2Ti 高 温 实际生产中，需在反应过程中加入碳，可以顺利制得 TiCl4。碳的作用除燃烧放热外，还具有的作用是_。解析：(1)步骤中 Al2O3、SiO 2均能与浓 NaOH 溶液反应，其离子方程式分别为Al2O32OH =2AlO H 2O、 SiO22OH =SiO H 2O。为提高钛矿石的碱
3、浸出速率， 2 23可采取适当增加碱的浓度、升高反应温度、粉碎钛矿石或搅拌等措施。步骤所得溶液中的 Fe2 易被氧化成 Fe3 ，加入适量铁粉，可将溶液中的 Fe3 还原为 Fe2 。从溶液中分离出 FeSO4晶体时，可采取的操作为过滤。TiOSO 4在溶液中加热水解生成 TiO2nH2O 胶体的化学方程式为 TiOSO4( n1)H 2O TiO2nH2O(胶体)H 2SO4。(2)熔融= = = = = CaO 中的 O2 向阳极移动，阳极上 O2 失电子被氧化为 O2；由于炭块作电解池槽，则阳极还2可能生成 CO、CO 2或二者的混合气体。反应的过程中加入适量碳，碳燃烧放出热量提供反应所
4、需的高温，此外碳还可以和生成物 O2反应，促使反应的平衡正向移动。答案：(1)Al 2O32OH =2AlO H 2O SiO 22OH =SiO H 2O 升高温度(或 2 23加热) 粉碎钛矿石或搅拌(其他合理答案均可) 还原 Fe3 过滤TiOSO 4( n1)H 2O TiO2nH2O(胶体)H 2SO4 (2)O 2(或氧气) = = = = = CO2(或 CO 或 CO2、CO)消耗 O2，促进反应的平衡向正反应方向移动27.某兴趣学习小组设计如图装置制取 SO2，并研究其性质。请回答下列问题：(1)B、C、D 装置分别用于检验 SO2的性质，写出 C 装置中反应的离子方程式：_
5、。(2)实验中观察到 D 装置中有浑浊出现，有同学提出此现象不能证明 SO2具有氧化性，请简述理由： _。(3)E 装置的作用为_。.某学习小组为进一步探究不同浓度的硫酸氧化性不同，设计并完成如下实验：称取一定量的还原铁粉放入一定体积的浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液 X 并收集到气体 Y。经检验，气体 Y 中含有 SO2、H 2。(4)溶液 X 中含有的金属阳离子是_(填化学式)，简述如何检验该离子_。(5)为了测定气体 Y 中 SO2的含量，将 2.24 L(标准状况)气体 Y 通入 200.00 mL 0.200 0 molL1 酸性高锰酸钾溶液中，充分反应后，取出 20.00 mL
6、溶液转入锥形瓶中进行滴定，消耗 0.100 0 molL1 的 KHC2O4标准液 10.00 mL(高锰酸钾被还原均生成 Mn2 )。已知室温下，0.100 0 molL1 KHC2O4溶液中， c(C2O ) c(H2C2O4)。滴定操作24过程中标准液应用_(填仪器名称)盛装；滴定终点的现象为_。计算气体 Y 中 SO2的物质的量分数为_。解析：(1)C 装置中 SO2与饱和氯水反应的离子方程式为SO2Cl 22H 2O=4H SO 2Cl 。(2)因 C 装置中挥发出的 Cl2也能使 D 装置中出现浑243浊现象，故 D 装置中出现浑浊，不能证明 SO2与 H2S 反应生成单质 S，即
7、不能证明 SO2具有氧化性。(3)SO 2为有毒气体，使用 E 装置，既能进行尾气处理，又能起到防倒吸作用。(4)根据反应生成的气体 Y 中含有 SO2和 H2，可知最后是 Fe 与稀硫酸反应生成 H2，因此该溶液中不可能含有 Fe3 ，故溶液 X 中含有的金属阳离子为 Fe2 。要检验溶液中的 Fe2 ，可取少量溶液 X，向其中滴加 K3Fe(CN)6溶液，若产生蓝色沉淀，则证明原溶液中含有Fe2 (或取少量溶液 X，向其中加入 KSCN 溶液，无明显现象，再滴入新制氯水，若出现红色，则可证明原溶液中含有Fe2 )。(5)根据 0.100 0 molL1 KHC2O4溶液中 c(C2O )
8、c(H2C2O4)，可知 HC2O 的24 4电离程度大于其水解程度，即 KHC2O4溶液呈酸性，在滴定过程中该标准液应用酸式滴定管盛装；达到滴定终点时，滴入最后一滴 KHC2O4标准液，锥形瓶内溶液由紫色变为无色，且半分钟内溶液颜色不发生变化。根据化合价变化可找出关系式：2KMnO 45KHC 2O4， c 剩余(KMnO4)20.00103 L0.100 0 molL1 10.00103 L ，解得 c 剩余 (KMnO4)250.020 0 molL1 ，再根据关系式：5SO 22KMnO 4，得 n(SO2)(0.200 00.020 0) molL1 200.00103 L 0.09
9、 mol，即气体 Y 中 SO2的物质的量分数为52100%90%。0.09 mol0.1 mol答案：(1)SO 2Cl 22H 2O=4H SO 2Cl 24(2)C 装置挥发出的氯气也可以使 D 装置中出现浑浊(3)尾气处理，防倒吸(4)Fe2 取少量溶液 X，向其中滴加 K3Fe(CN)6溶液，若产生蓝色沉淀，则证明原溶液中含有 Fe2 (其他合理答案均可)(5)酸式滴定管 滴入最后一滴 KHC2O4标准液，锥形瓶内溶液由紫色变为无色，且半分钟内颜色不恢复 90%28甲醇是一种重要的化工原料，工业上利用 CO2和 H2在一定条件下反应合成甲醇。(1)已知：2CH 3OH(l)3O 2(
10、g)=2CO2(g)4H 2O(g) H1 275.6 kJmol 12CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H566.0 kJmol 1H 2O(g)=H2O(l) H44.0 kJmol 1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：_。4(2)在容积为 1 L 的密闭容器中，投入 1 mol CO 和 2 mol H2，在不同条件下发生反应：CO(g)2H 2(g)CH 3OH(g)，实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图 1所示：该反应的 H_(填“” “”或“”)0，判断理由是_。M 点时，CO 的转化率为_。506 K 时该反应的平衡常数 K_(保留三位小数
11、)。某同学绘制的压强为 p1时，不同温度下上述反应的平衡常数的对数值(lg K)如图 2所示。A、B、C、D、E 五点中能正确表示该反应的 lg K 与温度( T)的关系的点为_。下列叙述能说明反应 CO(g)2H 2(g)CH 3OH(g)达到平衡状态的是_(填字母)。A单位时间内生成 2 mol H2的同时消耗 1 mol COB反应过程中 c(CO) c(CH3OH)11C恒温恒容时，混合气体的密度保持不变D绝热恒容时，反应的平衡常数不再变化解析：(1)根据盖斯定律，由 (4)可得：CH 3OH(l)O 2(g)=CO(g)122H 2O(l) H442.8 kJmol 1 。(2)从图
12、像可以看出：当压强相同时，升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小，即升温平衡逆向移动，则正反应为放热反应， H0。根据图像，M 点时生成 0.25 mol CH3OH，则反应消耗 0.25 mol CO，故 CO 的转化率为100%25%。根据三段式法可知，506 K 时有0.25 mol1 molCO(g)2H 2(g)CH 3OH(g)起始(molL 1 ) 1 2 0转化(molL 1 ) 0.25 0.5 0.25平衡(molL 1 ) 0.75 1.5 0.25则 506 K 时该反应的平衡常数 K 0.148。该反应为放热反应，温度0.250.751.52升高，平衡常数 K 减小，则
13、lg K 也随温度升高而降低，即点 A、B、E 能表示该反应的 lg 5K 与温度的变化关系。单位时间内生成 2 mol H2即生成 1 mol CO，同时消耗 1 mol CO，可以说明反应达到平衡状态，A 项正确；达到平衡状态时各物质的浓度保持不变，但 c(CO)c(CH3OH)11 时不能说明反应达到平衡状态，B 项错误；容器体积和气体质量均不变，则混合气体的密度始终为定值，不能由此判断反应是否达到平衡状态，C 项错误；绝热恒容时，反应的平衡常数不再发生变化，即容器内温度不再发生变化，说明反应达到平衡状态，D 项正确。答案：(1)CH 3OH(l)O 2(g)=CO(g)2H 2O(l)
14、 H442.8 kJmol 1(2) 从图像看出：随着温度升高，平衡时甲醇的物质的量减小，说明平衡逆向移动，正反应放热25% 0.148 ABE AD35选修 3：物质结构与性质硼和氮的单质及一些化合物在工农业生产等领域有重要应用。回答下列问题：(1)N 原子核外有_种不同运动状态的电子。基态 N 原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为_。(2)经测定发现，N 2O5固体由 NO 和 NO 两种离子组成，该固体中 N 原子杂化类型为 2 3_；与 NO 互为等电子体的微粒有_(写出一种)。 2(3)铵盐大多不稳定。NH 4F、NH 4I 中较易分解的是_，原因是_。(4)第二周期中，第
15、一电离能介于 B 元素和 N 元素间的元素为_(填元素符号)。(5)晶体硼有多种变体，但其基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体(见图)，每个顶点为一个硼原子，每个三角形均为等边三角形。则每一个此基本结构单元由_个硼原子构成；若该结构单元中有 2 个原子为 10B(其余为 11B)，那么该结构单元有_种不同类型。(6)硼和氮构成的一种氮化硼晶体的结构与石墨晶体结构相类似，B、N 原子相互交替排列(见图)，其晶胞结构如图所示。设层内 BN 核间距为 a pm，面间距为 b pm，则该氮化硼晶体的密度为_gcm 3 。(用含 a、 b、 NA的代数式表示)。解析：(1)原子核外没有两个运动状态完
16、全相同的电子，有几个电子就有几种运动状态，N 原子核外有 7 个电子，所以有 7 种不同运动状态的电子。基态 N 原子的核外电子排布式为 1s22s22p3，能量由低到高，则能量最高的电子所占据的原子轨道为 2p 轨道，呈哑铃形。6(2)NO 中 N 的价电子对数为 2，杂化类型为 sp；NO 中 N 的价电子对数 25 20 12 3为 3，杂化类型为 sp2。含有相同原子数和相同价电子数的微粒互为等电子5 30 12体，与 NO 互为等电子体的微粒有 SCN 、CO 2、CS 2、N 等。(3)NH 4F、NH 4I 中，较易分 2 3解的是 NH4F，原因是 F 原子半径比 I 原子小，
17、HF 键比 HI 键强(HF 键更易形成)，F 更易夺取 NH 中的 H 。(4)同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈 4增大趋势，但第A 族、第A 族元素原子的最外层电子分别处于该轨道的全充满、半充满的稳定状态，所以其第一电离能大于其相邻元素，故第一电离能介于 B、N 之间的第二周期元素有 Be、C、O。(5)硼原子数： 12(个)。当选定 1 个硼原子后，与它最近的硼2035原子数为 5，距离稍远的硼原子数为 5，距离最远的硼原子数为 1，若含有 2 个 10B，则该结构单元有 3 种不同类型。(6)根据图可知一个晶胞中含有 N 原子数为4 2 2，B 原子数为 8 12
18、，B、N 原子核间距为 a pm a1010 cm，底面的14 12 18边长为 2 a321010 cm，底面上的高为 a1010 cm，底面积为 2 a1010 cm a1010 cm32 32 321020 cm2，晶胞的体积为 1020 cm2b1010 cm23 a2b1030 33a22 33a22 3cm3，故密度 gcm3 gcm3 2Ar B Ar N 33a2bNA10 30 2Mr BN33a2bNA10 30gcm3 。2 11 1433a2bNA10 30答案：(1)七(或 7) 哑铃形 (2)sp、sp 2 SCN 、CO 2、CS 2、N (任写一种，合理即 3可
19、) (3)NH 4F F 原子半径比 I 原子小，HF 键比 HI 键强(HF 键更易形成)，F 更易夺取 NH 中的 H (4)Be、C、O (5)12 3 4(6) 或 或2Ar B Ar N 33a2bNA10 30 2Mr BN33a2bNA10 302 11 1433a2bNA10 3036选修 5：有机化学基础酯类化合物 H 是一种医药中间体，常用作防晒霜中紫外线的吸收剂。实验室由化合物A 和 E 制备 H 的一种合成路线如图：7已知：回答下列问题：(1)经测定 E 的相对分子质量为 28，常用来测定有机物相对分子质量的仪器为_。F 中只有一种化学环境的氢原子，其结构简式为_。G
20、中只有一种官能团，FG 的反应类型为_。(2)(CH3)2SO4是一种酯，其名称为_。(3)A 能与 Na2CO3溶液及浓溴水反应，且 1 mol A 最多可与 2 mol Br2反应。核磁共振氢谱表明 A 的苯环上有四种不同化学环境的氢原子。A 的结构简式为_。C 中含氧官能团的名称为_。(4)DG H 的化学方程式为_。(5)C 的同分异构体中能同时满足下列条件的共有_种。(不含立体异构)遇 FeCl3溶液发生显色反应 能发生水解反应(6)参照上述合成路线，设计一条由 和(CH 3)3CCl 为起始原料制备的合成路线(其他试剂任选)： AlCl3/加 热 CH3 3CCl解析：(1)常用来
21、测定有机物相对分子质量的仪器为质谱仪。经测定 E 的相对分子质量为 28，应该为乙烯，乙烯氧化生成 F，F 中只有一种化学环境的氢原子，分子式为 C2H4O，则 F 为环氧乙烷，其结构简式为 F 与水反应生成 G，G 中只有一种官能团，根据 G 的分子式可知 G 为乙二醇，故 FG 的反应类型为水解反应或加成反应。(2)(CH3)2SO4是一种酯，由甲醇与硫酸发生酯化反应而得，其名称为硫酸二甲酯。(3)A 能与 Na2CO3溶液及浓溴水反应，则 A 为酚，根据已知反应和 B 的分子式可推知 A 为甲基苯8酚；酚羟基的邻、对位上的氢能被溴取代，1 mol A 最多可与 2 mol Br2反应，说
22、明甲基在邻位或对位上；核磁共振氢谱表明 A 的苯环上有四种不同化学环境的氢原子，则甲基在邻位(若在对位，则苯环上只有两种不同化学环境的氢原子)，故 A 的结构简式为在碱性条件下与(CH 3)2SO4反应生成 B，B 为 CH3OCH3；CH 3OCH3被酸性高锰酸钾氧化生成 C，C 为 ，含氧官能团的名称为羧基、醚键。(4)C在浓 HI 溶液中反应生成 D，D 为 与 HOCH2CH2OH 在催化剂及加热条件下反应生成 H 和水，H 为 (5) 的同分异构体满足：含有酚羟基；含有酯基。结合 C 的结构简式可推知，若苯环上有 2 个取代基，则取代基可以是酚羟基和 HCOOCH2或 CH3COO或
23、 CH3OOC，2 个取代基有邻、间、对 3 种位置关系，则有 339 种；若取代基有 3 个，则为CH 3、HCOO、酚羟基，先定2 个取代基，再定第 3 个取代基，则甲基和酚羟基在邻位时 HCOO有 4 种位置，甲基和酚羟基在间位时 HCOO有 4 种位置，甲基和酚羟基在对位时 HCOO有 2 种位置，共 10 种。故符合条件的同分异构体有 19 种。(6)根据已知反应知， 和(CH 3)3CCl 在 AlCl3、加热条件下反应生成 ，根据已知反应知， 在碱性条件下与(CH 3)2SO4反应生成 在浓硫酸、加热条件下与浓硝酸发生硝化反应生成在浓 HI 溶液中反应生成 由此可设计出合成路线。9答案：(1)质谱仪 水解反应或加成反应 (2)硫酸二甲酯(3) 羧基、醚键(5)19
