2017届高三化学二轮高考专题辅导与训练 第三部分 考前
- 格式:doc
- 大小:580.86 KB
- 文档页数:12
训练(十三) 非选择题专项练(5) 1.FeCl2是一种常用的还原剂。有关数据如下:实验室可以用多种方法来制备无水FeCl2。回答下列问题: I.按如图1装置用H2还原无水FeCl3制取。
图1 图2 (1)用装置A制取H2,其优点是______________________________________; D中反应的化学方程式为___________________________________________; 装置E的作用是___________________________________________________。 (2)通入足量H2,充分反应,如果温度控制不当,产品中会含单质铁,检验产品中是否含铁的方案是_________________________________________________。 Ⅱ.按图2装置,在三颈烧瓶中放入162.5 g无水氯化铁和225 g氯苯,控制反应温度在128 ℃~139 ℃加热3h,反应接近100%,反应如下:2FeCl3+C6H5Cl―→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl (3)上述反应中,还原剂是____________。 (4)反应温度接近或超过C6H5Cl的沸点,但实验过程中C6H5Cl并不会大量损失,原因是____________________________________________________________。 (5)冷却后,将三颈瓶内物质经过过滤,洗涤,干燥后,得到粗产品。 ①洗涤所用的试剂可以是____________; ②简述回收滤液中C6H5Cl的方案____________________________________。 (6)仅通过烧杯中的现象变化就可以监控氯化铁的转化率。若要监控氯化铁转化率达到或超过90%,则烧杯中加入的试剂可以是__________________________。 解析 I.按如图1装置可知,用H2还原无水FeCl3制取无水FeCl2,A装置一般用锌和稀盐酸制备H2,B装置用来除去氢气中的氯化氢,C装置用来干燥氢气,可以装置碱石灰,E装置中也要装置碱石灰,吸收氯化氢气体同时防止空气中的水份进入D装置,D装置中用氢气与氯化铁反应生成氯化亚铁和HCl。 (1)装置A为启普发生器的简易装置,适用于固液混合状态且不需加热而制取的气体,且固体必须是块状的,该装置的优点是便于控制反应,实验室一般用锌和稀盐酸制备H2,用装置A制取H2,通过开关弹簧夹,可以使反应随时进行或停止,根据上面的分析可知,E中盛放的试剂是碱石灰;吸收氯化氢气体,同时防止空气
中的水份进入D装置,D中反应的化学方程式为H2+2FeCl3=====△ 2FeCl2+2HCl; (2)温度控制不当,产品中含单质铁,检验产品中是否含铁的方案为取样,加入盐酸中,观察是否有气泡产生; Ⅱ.(3)根据反应2FeCl3+C6H5Cl―→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl可知,氯苯能使氯化铁生成氯化亚铁,所以氯苯为还原剂; (4)根据图2可知,装置有冷凝回流装置,所以为了提高反应速率,可以将反应温度接近或超过C6H5Cl的沸点,但实验过程中C6H5Cl并不会大量损失; (5)三颈瓶内物质为氯化亚铁、C6H5Cl、C6H4Cl2,根据其溶解性可知,可以用有机溶剂例如苯将C6H5Cl、C6H4Cl2溶解,过滤后可得氯化亚铁,对滤液进行蒸馏可回收C6H5Cl, ①洗涤所用的试剂可以是苯; ②回收滤液中C6H5Cl的方案是蒸馏滤液,并收集132 ℃馏分; (6)根据反应2FeCl3+C6H5Cl―→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl,氯化铁转化率达到
或超过90%,则可产生氯化氢的物质的量为162.5 g162.5 g·mol-1×12×90%=0.45 mol,所以可在烧杯中加入0.45×40 g的氢氧化钠即18 g,并用酚酞作指示剂进行判断反应进行的程度,如果18 g氢氧化钠完全反应,则产率达到或超过90%。 答案 (1)通过开关弹簧夹,可以使反应随时进行或停止
H2+2FeCl3=====△2FeCl2+2HCl 吸收氯化氢气体同时防止空气中的水份进入D装置 (2)取样品少许放入试管中,向其中加入盐酸,观察是否有气泡产生 (3)C6H5Cl (4)实验使用了冷凝回流装置 (5)①苯 ②蒸馏滤液,并收集132 ℃馏分 (6)滴有酚酞且含18 g NaOH的溶液 2.磷化氢(PH3)是一种剧毒气体,是常用的高效熏蒸杀虫剂,也是一种电子工业原料。 (1)在密闭粮仓放置的磷化铝(AlP)片剂,遇水蒸气放出PH3气体,化学方程式为___________________________________________________________________。 (2)利用反应PH3+3HgCl2===P(HgCl)3↓+3HCl,通过测定溶液__________变化,可准确测定空气中微量的PH3;其中HgCl2溶于水,所得溶液几乎不导电,则HgCl2属于________(填“共价”或“离子”)化合物。 (3)工业制备PH3的流程如图1所示:
①亚磷酸属于________元酸; ②当反应Ⅰ生成的n(NaH2PO2)∶n(Na2HPO3)=3∶1时,参加反应的n(P4)∶n(NaOH)=________。 (4)用漂白粉可将PH3氧化为H3PO4,化学方程式为________________________;含有水蒸气时可加快PH3的氧化过程,用离子方程式表示原因:_______________________________________________________。 (5)从(4)中的反应产物中回收磷酸氢钙(CaHPO4)的方法如图2:
①试剂X为________(填化学式); ②已知25 ℃时,H3PO4的Ka1=7.5×10-3、Ka2=6.3×10-8、Ka3=4.4×10-13。 CaHPO4悬浊液pH________7(填“>”、“=”或“<”),通过计算说明理由________。 解析 (1)AlP和水反应时,生成PH3和Al(OH)3沉淀,化学方程式为:AlP+3H2O===Al(OH)3+PH3↑; (2)电导率可衡量电解质溶液导电能力大小,PH3为共价化合物,在气态时只存在分子,HgCl2在熔融状态下不能导电,属于共价化合物,磷化氢与HgCl2作用,PH3+3HgCl2===P(HgCl)3↓+3HCl,生成的氯化氢在溶液中呈酸性,为强酸,所以可通过测定溶液的pH或电导率来准确测定空气中微量的PH3,HgCl2溶于水,所得溶液几乎不导电,说明在水中不电离,HgCl2属于共价化合物; (3)①H3PO3,1 mol分子含有3 mol氢原子,但黄磷与足量的NaOH溶液反应只生成Na2HPO3,可说明H3PO3为二元酸,不是三元酸; ②该反应的反应物为黄磷、氢氧化钠,产物为次磷酸钠、亚磷酸钠,P4中(P为0价),NaH2PO2中(P为+1价),Na2HPO3(P为+3价),PH3(P为-3价),当反应Ⅰ生成的n(NaH2PO2)∶n(Na2HPO3)=3∶1时,根据得失电子守恒,n(NaH2PO2)∶n(Na2HPO3)∶n(PH3)=3∶1∶2,反应为:3P4+10NaOH===6NaH2PO2+2Na2HPO3+4PH3↑,所以参加反应的n(P4)∶n(NaOH)=3∶10; (4)漂白粉主要成分为CaCl2、Ca(ClO)2,具有氧化性的是Ca(ClO)2,将PH3
氧化为H3PO4,反应为2Ca(ClO)2+PH3===H3PO4+2CaCl2,含有水蒸气时,次氯
酸根离子水解生成次氯酸ClO-+H2OHClO+OH-,生成的碱中和酸,加快PH3的氧化过程; (5)①根据流程,加入试剂得到磷酸钙,所以试剂X含有钙离子,加入试剂能够中和磷酸氢钙中的氢,需加入Ca(OH)2,CaO与水反应生成Ca(OH)2,所以X可以为Ca(OH)2或CaO;
②CaHPO4为强碱弱酸酸式盐,CaHPO4的电离Ka(HPO2-4)=c(H+)·c(PO3-4)c(HPO2-4)
=4.4×10-13;水解,K水解(HPO2-4)=c(H2PO-4)·c(OH-)c(HPO2-4)=1.0×10-146.3×10-8>Ka(HPO2-4);水解程度大于电离程度,溶液呈碱性。 答案 (1)AlP+3H2O===Al(OH)3+PH3↑ (2)pH或电导率 共价 (3)①二 ②3∶10 (4)2Ca(ClO)2+PH3===H3PO4+2CaCl2 ClO-+H2OHClO+OH- (5)①Ca(OH)2或CaO
②> Ka(HPO2-4)=c(H+)·c(PO3-4)c(HPO2-4)=4.4×10-13 K水解(HPO2-4)=c(H2PO-4)·c(OH-)c(HPO2-4)=1.0×10-146.3×10-8>Ka(HPO2-4) 水解程度大于电离程度,溶液呈碱性 3.以CO、H2为原料合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。在体积均为2 L的三个恒容密闭容器I、Ⅱ、Ⅲ中,分别都充入1 mol CO和2 mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。图1为三个容器中的反应均进行到5 min时H2的体积分数示意图,其中有一个容器反应已经达到平衡状态。CO的平衡转化率在不同压强下随温度的变化如图2所示。
(1)0~5 min时间内容器Ⅱ中用CH3OH表示的化学反应速率为__________。 (2)三个容器中一定达到平衡状态的是容器________,此容器中反应达平衡时,放出热量20.5 kJ,则ΔH=________。 (3)当三个容器中的反应均达到平衡状态时,CO的转化率最低的是容器__________;平衡常数最大的是容器________。 (4)工业实际合成CH3OH生产中,采用图2中M点而不是N点对应的反应条件,运用化学反应速率和化学平衡知识,同时考虑生产实际,说明选择该反应条件的理由:____________________________________________________________。 (5)科研人员设计了一种新型甲醇燃料电池,其电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2
晶体,它在高温下能传导O2-。该电池工作时的负极电极反应式为________。用该