某化学兴趣小组在实验室探究氨的有关性质,设计了下图所示实验,A处是气体发生装置,A中所用的实验药品从下列物质中选取.
①碳酸钠 ②碳酸氢钠 ③碳酸氢铵 ④氯化铵 ⑤熟石灰 ⑥氢氧化钠
按上图连接好各仪器,现将C处的铂丝网加热至红热,再将A处产生的气体通过B装置片刻后撤去C处酒精灯,部分实验的现象如下:铂丝继续保持红热状态,D中的铜片慢慢溶解,回答下列问题:
(1)若A中制取气体时只用了一种药品,则该药品是 (填物质序号)
(2)B装置的作用为
(3)D中铜片发生反应的离子方程式为 ,为了使Cu片溶解的速率加快,可向D处的溶液中加入下列少量物质中的 (填下列各项序号)
A.Na2CO3 B.AgNO3 C.H2SO4 D.FeSO4
(4)图E中持续通人氧气的作用为 。
(5)有人认为他们设计的这套实验装置还存在明显的不足,对其不足之处以及应如何改进,谈谈你的意见: 。
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某芳香烃A是一种重要的有机化工原料,以它为初始原料经过如下转化关系(部分产物、合成路线、反应条件略去)可以合成阿司匹林、扁桃酸等物质。其中D能与银氨溶液发生银镜反应,H是一种功能高分子,其链节组成为C7H5NO。
已知:
(1)写出结构简式:B________;扁桃酸________。
(2)反应②的反应类型为:________。发生反应③的条件为加入________。
反应步骤③与④不能对换,其理由是。
(3)写出D与银氨溶液反应的化学方程式:________。
(4)写出反应⑤的化学方程式:________。
(5)写出符合下列条件G的三种同分异构体的结构简式 、________、________:
①含有苯环,且苯环上的一氯取代产物只有二种;
②苯环上只有两个取代基,且N原子直接与苯环相连;
③结构中不含醇羟基和酚羟基。
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硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得:Na2SO3 + S Na2S2O3,常温下溶液中析出晶体为Na2S2O3·5H2O。Na2S2O3·5H2O于40~45℃熔化,48℃分解;Na2S2O3 易溶于水,不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线如右图所示。
Ⅰ.现按如下方法制备Na2S2O3·5H2O:
将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中,注入150mL蒸馏水使其溶解,在分液漏斗中,注入浓盐酸,在装置2中加入亚硫酸钠固体,并按下图安装好装置。
(1)仪器2的名称为,
装置6中可放入________。
A.BaCl2溶液 B.浓H2SO4 C.酸性KMnO4溶液 D.NaOH溶液
(2)打开分液漏斗活塞,注入浓盐酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,并用磁力搅拌器搅动并加热,反应原理为:
①Na2CO3+SO2 =Na2SO3+CO2
②Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S
③2H2S+SO2=3S↓+2H2O
④Na2SO3+SNa2S2O3
总反应为:2Na2S+Na2CO3+4SO2= 3Na2S2O3+CO2
随着二氧化硫气体的通入,看到溶液中有大量浅黄色固体析出,继续通二氧化硫气体,反应约半小时。当溶液中pH接近或不小于7时,即可停止通气和加热。溶液PH要控制不小于7理由是________
________(用离子方程式表示)。
Ⅱ.分离Na2S2O3·5H2O并标定溶液的浓度:
(1)为减少产品的损失,操作①为________,操作②是抽滤洗涤干燥,其中洗涤操作是用
________(填试剂)作洗涤剂。
(2)蒸发浓缩滤液直至溶液呈微黄色浑浊为止,蒸发时为什么要控制温度不宜过高
________
(3)称取一定质量的产品配置成硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:用分析天平准
确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量294g/mol)0.5880克。平均分成3份分别放入3个锥形瓶中,加
水配成溶液,并加入过量的KI并酸化,发生下列反应:6I-+Cr2O72-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O,再加入几滴
淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,滴定终点的现象为________
________三次消耗Na2S2O3溶液的平均体积为20.00mL,则所标定的硫代硫酸钠溶液
的浓度为 mol/L。
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A、B、C、D、E、F六种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素。它们之间的关系如下:
Ⅰ.原子半径:A < C < B < E< D
Ⅱ.原子的最外层电子数:A = D C= E A + B = C
Ⅲ.原子的核外电子层数:B = C = 2A
Ⅳ.B元素的主要化合价:最高正价 + 最低负价 = 2
请回答:
(1)甲为由A、B两种元素组成的常见气体,写出其电子式________;
(2)写出某黑色含F的磁性氧化物与E最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应的离子方程式:。装置1经过一段时间向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液,可观察到碳棒附近的溶液变红,该电极反应为________。单质F发生________(填电化学腐蚀类型)
(3)向A、B、C三种元素组成的某盐稀溶液中滴加AgNO3溶液生成白色沉淀,该反应的化学方程式为,已知该盐溶液常温下呈酸性,则0.1mol/L该盐溶液中离子浓度的大小顺序为________。
(4)上述元素中的五种元素可形成一种常见复盐,经检测该复盐中三种离子的个数比为2:1:2。则该复
盐的化学式为________。为检验该复盐中的某种有色离子存在,请写出实验的操作步骤和现象
。
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氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3 )为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)MgCO3 与稀硫酸反应的离子方程式为 。
(2)加入H2O2 氧化时,发生反应的化学方程式为 。
(3)滤渣2 的成分是 (填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+C MgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑
利用右图装置对煅烧产生的气体进行分步检验或收集。
①D中收集的气体可以是 (填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是 (填字母)。
a.NaOH 溶液 b.Na2CO3 溶液 c.稀硝酸 d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应,产物中元素最高价态为+4,写出该反应的离子方程式: 。
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Ⅰ.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比C12、O2、C1O2、KMnO4氧化性更强,无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出。
(1)干法制备高铁酸钠的主要反应为:2FeSO4 + a Na2O2 = 2Na2FeO4 + b X + 2Na2SO4 + c O2↑
该反应中物质X应是 ________ ,b与c的关系是 _____________ 。
(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种数粒:Fe(OH)3、C1O-、OH-、FeO42-、C1-、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式: ________________。
②每生成1mol FeO42-转移 _______mo1电子,若反应过程中转移了0.3mo1电子,则还原产物的物质的量为 ______ mo1。
Ⅱ.已知:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-。
(1)含有1 mol FeI2和2 mol FeBr2的溶液中通入2 mol Cl2,此时被氧化的离子是____________,被氧化的离子的物质的量分别是________________________。
(2)若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2,当I-、Fe2+、Br-完全被氧化时,c为________________________(用含a、b的代数式表示)。
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(14分)甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料。
(1)CO和H2的混合气体俗称合成气,可以在一定条件下制备甲醇。
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0,该反应平衡常数的表达式为 。若压强、投料比x[n(CO)/n(H2)]对该反应的影响如图所示,则图中曲线所示的压强关系:p1 p2(填“=”“>”或“<”)。
(2)NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g) ΔH = +163.9 kJ•mol-1
HCl(g) + CH3OH(g) → CH3Cl(g) + H2O(g) ΔH = -31.9 kJ•mol-1
写出氯化铵和甲醇反应的热化学方程式 ,该反应在一定条件下能自发进行的原因是 。由右图知,HCl和CH3OH的混合气体通过催化剂时的最佳流速在20 L•min-1~30 L• min-1之间。流速过快,会导致氯甲烷产率下降,原因是 。流速过慢,会使副产物二甲醚增多,其反应为2CH3OH→CH3OCH3 + H2O,生产中常通入适量的水蒸气,该操作对制备CH3Cl的影响是 。
(3)将有机污水去除氧气后加入到如图所示的微生物电解池内,可以实现污水处理和二氧化碳还原制甲醇。写出电解时阴极的电极反应式 。
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(15分)以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料,制取氧化钴的流程如下:
(1)溶【解析】
溶解后过滤,将滤渣洗涤2~3次,洗液与滤液合并,其目的是 。
(2)氧化:加热搅拌条件下加入NaClO3,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式 。
已知:铁氰化钾化学式为K3[Fe(CN)6];亚铁氰化钾化学式为K4[Fe(CN)6]·3H2O。
3 Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- = Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4 Fe3+ + 3[Fe(CN)6 ]4- = Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
确定Fe2+是否氧化完全的方法是 。(可供选择的试剂:铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)
(3)除铁:加入适量的Na2CO3调节酸度,生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,写出该反应的化学方程式 。
(4)沉淀:生成沉淀碱式碳酸钴[(CoCO3)2·3Co(OH)2],沉淀需洗涤,洗涤的操作是 。
(5)溶【解析】
CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸,边加热边搅拌至完全溶解后,需趁热过滤,其原因是 。
(6)灼烧:准确称取所得CoC2O4 1.470 g,在空气中充分灼烧得0.830 g氧化钴,写出氧化钴的化学式 。
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化合物G对多种植物病原菌具有抑制作用,由丙酮合成G的路线如下
(1)写出化合物G中含氧官能团的名称 。
(2)反应②的类型为 。
(3)反应①还会得到另一产物H,其分子式为C8H14O2,写出H的结构简式 。
(4)反应⑦生成的G会部分转化为另一产物I,I为链状结构,分子式为C10H18O4,写出I的结构简式: 。
(5)一分子G消去一分子水可得物质J,写出同时满足下列条件的J的一种同分异构体的结构简式: 。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②分子的核磁共振氢谱有2个峰。
(6)以CH3OH、CH≡CH为原料合成聚丙烯醇,写出合成流程图(无机试剂任用)。合成流程图示例如下:
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一定温度下,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入6 mol CO2和8 mol H2,发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =-49.0kJ·mol-1
测得n(H2)随时间变化如曲线Ⅰ所示。下列说法正确的是
A.该反应在0~8 min内CO2的平均反应速率是 0.375 mol·L-1·min-1
B.若起始时向上述容器中充入3 mol CO2和4 mol H2,则平衡时H2的体积分数大于20%
C.若起始时向上述容器中充入4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH和1mol H2O(g),则此时反应向正反应方向进行
D.改变条件得到曲线Ⅱ、Ⅲ,则曲线Ⅱ、Ⅲ改变的条件分别是升高温度、充入氦气
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