题目内容

实验室里可按图所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体R可用水吸收，则R是
A．HClB．Cl2C．COD．NH3
D
略
练习册系列答案
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（12分）本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。
A．（12分）2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED）。目前市售LED品片，材质基本以GaAs（砷化镓）、AlGaInP（磷化铝镓铟）、lnGaN（氮化铟镓）为主。砷化镓的品胞结构如右图。试回答：

（1）镓的基态原子的电子排布式是              。
（2）砷化镓品胞中所包含的砷原子（白色球）个数为           ，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为              。
（3）下列说法正确的是             （填字母）。
A．砷化镓品胞结构与NaCl相同
B．第一电离能：As>Ga
C．电负性：As>Ga
D．砷化镓晶体中含有配位键
E．GaP与GaAs互为等电子体
（4）N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是              。
（5）砷化镓可由（CH3）3Ga和AsH3在700℃时制得。（CH3）3Ga中镓原子的杂化方式为                。   
B．（12分）乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应：
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
已知：①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH；
②部分有机物的沸点：
试剂
乙醚
乙醇
乙酸 
乙酸乙酯
沸点（℃）
34．5
78．5
117．9 
77
      请回答下列问题：
（1）浓硫酸的作用是               ，球形干燥管的作用是       。
（2）用如图所示装置来制备少量的乙酸乙酯，产率往往偏低，其原因可能为          、
        等。

（3）实验所得到的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，应先加入无水氯化钙，除去            ；再进行蒸馏，收集77℃左右的馏分，以得到较纯净的乙酸乙酯。
（4）目前对该反应的催化剂进行了新的探索，初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂，且能重复使用。实验数据如下表所示（乙酸和乙醇以等物质的量混合）。
同一反应时间
同一反应应温度
反应温度/℃
转化率（%）
选择性（%）*
反应时间/h
转化率（%）
选择性（%）*
40
77.8
100
2
80.2
100
60
92.3
100
3
87.8
100
80
92.6
100
4
92.3
100
120
94.5
98.7
6
93.0
100
*选择性100%表示反应生成的产物全部是乙酸乙酯和水
       ①根据表中数据，下列        （填字母）为该反应的最佳条件。
a.120℃,4h         b.80℃,2h                 c.60℃,4h                  d.40℃,3h
②当反应温度达到120℃时，反应选抒性降低的原因可能为         。
（8分）在NH3、H2、N2、O2、SO2、NO2、Cl2等七种气体中：
（1）比空气密度小的气体是           ；
（2）有刺激性气味的气体是              ；
（3）有颜色的气体是               ；
（4）水溶液呈碱性的气体是          ；
（5）常用作氧化剂的气体是               ；
（6）常用作还原剂的气体是           ；
（7）能用排水法收集的气体是                  ；
（8）能与水反应，且在反应中既做氧化剂又做还原剂的气体是          。
（12分）某校化学小组学生利用“废铁屑与水反应”的产物还原氧化铜，并制取FeCl3·6H2O晶体。（图中夹持、加热及尾气处理装置均已略去）

①将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用蒸馏水洗涤2～3遍，用滤纸吸干水分。
②将洗涤干燥后的废铁屑和石棉绒混合置于气密性良好的上述装置B中。
③先点燃X处的酒精灯，待试管C中出现大量水雾时，点燃Y处的酒精喷灯。
④经过必要的实验操作后，点燃Z处的酒精灯。
⑤停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。
⑥利用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体，设计流程如下：

回答下列问题：
（1）实验步骤①的目的是                                            。
（2）步骤③X处是指       （用图中的A、B、C……表示），待试管C中出现大量水雾时，点燃Y处的酒精喷灯的目的是：                                 。
（3）步骤④必要的实验操作是指：                                     。
（4）步骤⑥从FeCl3溶液中得到FeCl3·6H2O晶体的主要操作包括：
                                                                    。
（5）这个流程中需保持盐酸过量，主要原因是：
                                                                      。
氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质，并计算产率，某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验：
(1)制备氧化铜

①步骤I的目的是除不溶性杂质。操作是                      。
②步骤Ⅱ的目的是除铁。操作是：滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2+转化完全后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH＝3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH＝1。控制溶液pH＝3.5的原因是                         
                                                                        。
③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。操作是                  ，过滤，水浴加热烘干。水浴加热的特点是                          。
(2)探究氧化铜性质
①取A、B两支试管，往A中先加入适量CuO粉末，再分别向A和B中加入等体积的3％H2O2溶液，只观察到A中有大量气泡。结论是                            。
②为探究试管A中反应的速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪器有           
                                               。
白云石的主要成分为CaCO3·MgCO3，还含有少量Fe、Si的化合物。实验室以白云石为原料制备Mg(OH)2及CaCO3。步骤如下：

实验过程中需要的数据见下表：
 
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+
1.9
3.2
Fe2+
7.0
9.0
Mg2+
9.5
11.0
 
请回答下列问题：
（1）溶液A中含有Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+，则试剂①可选择_________（填字母，下同）；试剂②可选择_________；试剂③可选择_________。
A．KMnO4B．Cl2C．MgOD．CaO
（2）若要利用反应过程中生成的CO2，从溶液D中制取CaCO3，需要先通入的一种气体是_______，然后通入CO2。通入CO2气体应选择的最佳装置为_______（填字母）。

（3）根据表中提供的数据判断，Fe(OH)3、Fe(OH)2和Mg(OH)2的溶度积常数由小到大的排列顺序为________________________________。
（4）将制取的Mg(OH)2煅烧得到MgO，然后在还原炉（真空）中，1200℃条件下，用硅铁（铁不参与反应）还原生成镁蒸气。在还原过程中反应温度对生成金属镁的影响如下图：

煅烧Mg(OH)2所需要的仪器除三角架、酒精灯外，还必须选择___________。MgO与硅铁发生的反应达到平衡后，平衡常数表达式为_______________________。由图可知，还原反应的△H ____0（填“＞”或“＜”）。
乙酸丁酯：（CH3COOCH2CH­2CH2CH3）是一种常用的香精，经酯化反应可进行乙酸丁酯的合成。有关物质的物理性质下表。   

第一步：将过量的丁醇和乙酸混合加热发生酯化反应；
第二步：水洗提纯；
第三步：蒸馏提纯。

(1)上述是合成和提纯乙酸丁酯的有关装置图，请写出合成和提纯乙酸丁酯的操作顺序(填字母)C→F→    →    →    →     。
(2)C装置中除了装有乙酸和过量的1-丁醇外，还需要加入_________、_____ ___ 。
(3)装置C中冷凝管的作用是：                                             ；冷凝水应从___________（填“c”或“d”）进入冷凝管
(4)步骤F酯化反应完成后，向卸下的烧瓶中加入25mL水的作用是_____ _ _    __。
(5)装置A的分液漏斗中液体分为两层，乙酸丁酯应在    （填上、下）层；B装置蒸馏时，接收乙酸丁酯前（温度<126.3℃）锥形瓶中得到的物质是       、       。
（10分）合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，目前工业上用氢气和氮气直接合成氨，制得的氨通过催化氧化可生产硝酸。
在一定条件下，若N2和H2以体积比1:3的比例充入一体积不变的密闭容器中反应，达到平衡状态时，测得混合气体中氨的体积分数为20.0%，则：
（1）合成氨反应达到平衡的标志   ▲  。
A．容器内气体压强保持不变
B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．当υ(H2,正)=0.3mol·L-1·min-1，υ(NH3,逆)=0.2mol·L-1·min-1时
D．1个N≡N键断裂的同时，有3个H-H键形成
（2）达到平衡时，N2和H2的转化率分别为   ▲  。
（3）用氨催化氧化可生产硝酸，取所生产的硝酸溶液100mL，与足量的铜反应，生成的NO2和NO混合气体在标准状况下体积为6.72L，物质的量之比为2:1，求所生产硝酸的物质的量浓度？(请写出该小题的计算过程)
   ▲  。
（4）某厂用NH3生产硝酸，然后再制硝酸铵，其过程如下：

其中反应②为：4NO＋3O2＋2H2O4HNO3，原料气为氨气和空气的混合物。
若实际生产中，反应①、②、③的转化率(或利用率)分别为a、b、c，则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为   ▲  。
下图中a、b表示相应仪器中加入的试剂，可用下图装置制取、收集的气体是

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