一、选择题(本小题共24分,每小题4分,每小题只有一个正确选项)
7.《中华人民共和国食品安全法》于2009年6月1日起实施。下列做法不利于食品安全的是( )。
A.用聚氯乙烯塑料袋包装食品 B.在食用盐中添加适量的碘酸钾
C.在食品加工中科学使用食品添加剂 D.研发高效低毒的农药,降低蔬菜的农药残留量
8.用NA表示阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是( )。
A.25℃时,pH=13的1.0 LBa(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA
B.标准状况下,2.24 L Cl2与过量的稀NaOH 溶液反应,转移电子总数为0.2 NA
C.室温下,21.0 g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5 NA
D.标准状况下,22.4 L甲醇中含有的氧原子数为1.0 NA
9.X、Y、Z、W、R是5种短周期元素,其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素,Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,Z、W、R处于同一周期,R与Y处于同一族,Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是:( )。
A.元素Y、Z、W具有相同电子层的离子,其半径依次增大
B.元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2
C.元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性:XY> XR
D.元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸
10.具有显著抗癌活性的10-羟基喜树碱的结构如图所示。下列关于10-羟基喜树碱的说法正确的是:( )。
A.分子式为C20H16N2O5
B.不能与FeCl3 溶液发生显色反应
C.不能发生酯化反应
D.一定条件下,1 ol该物质最多可与1 ol NaOH反应
11.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
关于该电池的叙述正确的是( )。
A.该电池能够在高温下工作
B.电池的负极反应为:C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+
C.放电过程中,H+从正极区向负极区迁移
D.在电池反应中,每消耗1ol氧气,理论上能生成标准状况下CO2 22.4/6 L
12.在下列各溶液中,离子一定能大量共存的是( )。
A.强碱性溶液中:K+、Al3+、Cl-、SO42-
B.含有0.1ol·L-1Fe3+的溶液中:K+、g2+、I-、NO3-
C.含有0.1ol·L-1Ca2+的溶液中:Na+、K+、CO32-、Cl-
D.室温下,pH=1的溶液中:Na+、Fe3+、NO3-、SO42-
二、选择题(本题共12分,每小题6分,每小题有一个或二个正确选项。只有一个选项的,多选不给分;有二个正确选项的,选对一个给3分,选错一个本小题不给分)
19.下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )。
A.室温下,向0.01 ol·L-NH4HSO4 溶液中滴加NaOH 溶液至中性:c(Na+)>c((SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)
B.0.1 ol·L-1NaHCO3溶液: c(Na+)>c(OH-)>c((HCO3-)>c(H+)
C.Na2CO3溶液:c(OH-)-c(H+)=c((HCO3-)+2c(H2CO3)
D.25℃时,,pH=4.75、浓度均为0.1 ol·L-1的CH3COOH 、CH3COONa 混合溶液:
c(CH3COO-)+c(OH-)<c(CH3COOH)+c(H+)
20.I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq) I3-(aq) , 某 I2、KI混合溶液中,I3-的物质的量浓度c(I3-)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是( )
A.反应I2(aq)+I-(aq) I3-(aq)的△H>0
B.若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
C.若反应进行到状态D时,一定有v正>v逆
D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大
三、填空题(本小题共4小题,共64分)
30.(16分)医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少量 Na+、Al3+、Fe3+等杂质)生产医药级二水合氯化钙(CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%~103.0%)的主要流程如下:
(1)除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的pH为8.0~8.5,以除去溶液中少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是 。
(2)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的pH为4.0,其目的有:①将溶液中的少量Ca(OH)2 转化为CaCl2;②防止Ca2+在蒸发时水解;③ 。
(3)测定样品中Cl-含量的方法是:a.称取0.7500 g样品,溶解,在250 L容量瓶中定容;b.量取25.00 L待测液于锥形瓶中;c.用0.05000 ol·L-1 AgNO3 溶液滴定至终点,消耗AgNO3 溶液体积的平均值为20.39 L。
①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有: 。
②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为: 。
③若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有: ; 。
31.(16分)联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料,N2H4与N2O4能放出大量的热。
(1)已知:2NO2(g)=N2O4(g) △H=-57.20 kJ·ol-1。一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)=N2O4(g) 达到平衡。其它条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是 (填字母)。
A.减小NO2的浓度 B.降低温度C.增加NO2的浓度 D.升高温度
(2)25℃时,1.00 g N2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O (l) ,放出19.14 kJ 的热量。则反应2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O (l)的△H= kJ·ol-1
(3)17℃、1.01×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.0300 ol·L-1、c(N2O4)=0.0120 ol·L-1。计算反应2 NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K。
(4)现用一定量的Cu 与足量的浓HNO3 反应,制得1.00 L已达平衡的N2O4和NO2 混合气体(17℃、1.01×105Pa),理论上至少需消耗Cu 多少克?
32.(16分)二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。与Cl2比,ClO2不但具有更显著的杀菌能力,而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。 (1)在ClO2的制备方法中,有下列两种制备方法:
方法一:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O:
用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(2)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子 (ClO2-)。2001年我国卫生部规定,饮用水中ClO2-的含量应不超过0.2 g·L-1 。
饮用水中ClO2、ClO2-的含量可用连续碘量法进行测定。ClO2被I-还原为ClO2-、Cl-的转化率与溶液pH的关系右图所示。
当pH≤2.0时,ClO2-也能被I-还原成Cl-。反应生成的I2 用标准Na2S2O3溶液滴定: Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
①请写出pH≤2.0时,ClO2-与I-反应的离子方程式 。
②请完成相应的实验步骤:
步骤1:准确量取V L水样加入到锥形瓶中。
步骤2:调节水样的pH为7.0~8.0。
步骤3:加入足量的KI晶体。
步骤4:加入少量淀粉溶液,用c ol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1 L。
步骤5: 。
步骤6:再用c ol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 L。
③根据上述分析数据,测得该饮用水样中ClO2-浓度为 ol·L-1
(用含字母的代数式表示)
④若饮用水中ClO2-的含量超标,可向其中加入适量的Fe2+将ClO2-还原成Cl-,该反应的氧化产物是 (填化学式)。
33.(16分)多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。多沙唑嗪的合成路线如下:
(1)写出D中两种含氧官能团的名称: 和 。
(2)写出满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式 。
①苯的衍生物,且苯环上的一取代产物只有两种;②与Na2CO3溶液反应放出气体;③水解后的产物才能与FeCl3 溶液发生显色反应。
(3)E→F的反应中还可能生成一种有机副产物,该副产物的结构简式为 。
(4)由F制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂X(C10H10N3O2Cl),X的结构简式为 。
(5)苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计合理的方案以苯甲醛和乙醇为原料合成 苯乙酸乙酯(用合成路线流程图表示,并注明反应条件)。
提示:①R-Br+Na→R-CN+NaBr ;②合成过程中无机试剂任选; ③合成路线流程图示例如下:
CH3CH2OH H2C=CH2 BrH2C-CH2Br
参考答案
7.A解析:由于聚氯乙烯塑料在一定条件下能产生有毒物质,所以不可以作包装食品袋。
8.C解析:pH=13,则c(OH-)=0.1 ol·L-1,n(OH-)=0.1 ol,则N(OH-)=0.1NA,A错误;Cl2与NaOH 反应时,每摩Cl2转移1 ol电子,所以2.24 L Cl2应转移0.1 ol,B错误;标况下,22.4 L甲醇的物质的量远大于1 ol,所以D错误。
9.C解析:根据题意判断出5种元素分别是: X:H、Y:O、Z:Na、W:Al、R:S;A中的离子半径是依次减小的,所以错误;X能与Y形成化合物H2O2 ,所以B错误;Al最高价氧化物的水化物是Al(OH)3,属于两性氢氧化物,所以D错误。
10.A解析:10-羟基喜树碱的分子式为:C20H16N2O5 ,所以A正确;由于分子结构的苯环上有酚羟基,能与FeCl3 溶液发生显色反应,所以B错误;分子结构中含有醇羟基,能发生酯化反应,所以C错误;由于分子中含有酚羟基、酚酯环的结构,所以1 ol可与3 ol NaOH反应,所以D错误。
11.B解析:由于是微生物燃料电池,则不可能在高温下工作,所以A错误;放电过程中,H+从负极区向正极区迁移,结合O2-形成H2O ,所以C错误;消耗1ol氧气则转移4ole-,由C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+计算出转移4ole-则生成1 ol CO2 ,即22.4 L,所以D错误。
12.D解析:Al3+在强碱性溶液中不能大量存在,所以A错误;I-与Fe3+在溶液中发生氧化还原反应而不能共存,所以B错误;Ca2+与CO32-反应生成难溶的CaCO3 ,所以C错误。
19.AC解析:由于HCO3-的水解毕竟是微弱的,所以c(OH-)不可能大于c((HCO3-),所以B错误;D中的关系应是:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+),所以D错误。
20.BC解析:根据题中图示可知,c(I3-)是随着温度T 的升高而减小的,说明I2(aq)+I-(aq)=I3-(aq) 是一个放热反应,即△H<0 ,所以A错误;根据平衡移动规律,c(I3-)变小,则c(I2)应变大,所以状态B的c(I2)大,所以D错误。
30.解析:(1)Fe(OH)3若没有沉淀完全,则会有Fe3+存在,检验Fe3+的存在用KSCN溶液最好,检验时一定要取上层清液,检验现象才能明显;(2)空气中的CO2会影响产品的纯度,所以应该防止溶液吸收空气中的CO2。(3)①滴定实验中,需润洗的仪器有滴定管、移液管,该实验是用 AgNO3 溶液滴定待测液的,所以需要润洗的仪器一定有酸式滴定管。
②根据关系式:CaCl2·2H2O ~ 2AgNO3
147 2
α×0.7500×25/250 0.05000×0.02039
解得:α=0.9991=99.9%
③根据反应:CaCl2·2H2O ~ 2Cl-~ 2AgNO3,若Cl-偏多,则滴定的结果就会偏高,所以样品中若混有含氯量高于CaCl2或CaCl2·2H2O 晶体中的结晶水失去一部分都能使CaCl2·2H2O的质量分数偏高;
答案:(1)取少量上层清液,滴加KSCN溶液,若不出现血红色,表明Fe(OH)3 沉淀完全(3分)(2)防止溶液吸收空气中的CO2(3分)(3)①酸式滴定管(2分)②99.9%(4分) ③样品中存在少量的NaCl(2分),少量CaCl2·2H2O 失水(2分)。
31.(1)BC(3分)(2)-1224.96(3分)(3)根据题意知平衡时: c(N2O4 )=0.0120 ol·L-1 ,c(NO2)=0.0300 ol·L-1,K= c(N2O4 )/c2(NO2) =0.0120/0.0300×0.0300 =13.3(4分) 答:平衡常数为13.3。(4)由(3)可知,在17℃、1.01×105Pa达到平衡时,1.00 L混合气体中: n(N2O4 )=c(N2O4)×V=0.0120 ol·L-1×1.00 L=0.0120 ol,n(NO2 )=c(NO2)×V=0.0300 ol·L-1×1.00 L=0.0300 ol ,则n总(NO2 )=n(NO2 )+2×n(N2O4 )=0.0540 ol ,由Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O可得:(Cu)= 64 g·ol-1×0.0540 ol /2 =1.73 g(6分)答:理论上至少需消耗Cu 1.73 g。
32.(1)方法二制备的ClO2中不含Cl2(3分)(2) ①ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O(3分)②调节溶液的pH≤2.0(3分)③c(V2-4V1)/4V(4分)④Fe(OH)3(3分)
33.(1)羧基和醚键(2分)
(2)(2分)
(3)(3分)
(4)(2分)
(5)(7分)
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