2015-2016学年湖北省武汉市新洲一中、黄陂一中联考高二（下）期末化学试卷（解析版）

19．亚硝酸钠被称为工业盐，不能用作食品工业，但在漂白、电镀等方面应用广泛．现以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如图所示（部

分夹持装置略）．

已知：室温下，①2NO+Na2O2=2NaNO2②3NaNO2+3HCl═3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O；③酸性条件下，NO或NO2﹣ 都能与MnO4﹣反应生成NO3﹣ 和Mn2+ 完成下列填空：

（1）写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式 C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O ．

（2）B中观察到的主要现象是有无色气体产生和 铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色 ，D装置的作用是 吸收未反应的NO ．

（3）检验C中产物有亚硝酸钠的方法是 取样，加入稀盐酸，产生无色气体，遇到空气变为红棕色 ．

（4）经检验C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠，为避免产生这些副产物应在B、C装置间增加装置，则该装置中盛放的药品名称 碱石灰 ．

（5）将7.8g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠，理论上至少需要木炭 1.8 g． 【分析】（1）加热条件下，C和浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水；

（2）生成的二氧化氮进入B中和水反应生成硝酸，硝酸和铜反应生成硝酸铜、NO和水； 生成硝酸的同时还生成NO，NO有毒不能直接排空；

（3）亚硝酸钠和稀盐酸反应生成生成NO，NO不稳定易被空气氧化生成红棕色气体； （4）碱石灰能吸收水和二氧化碳，但不能吸收NO； （5）n（Na2O2）=C+4HNO3（浓）

=0.1mol，根据2NO+Na2O2=2NaNO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、CO2↑+4NO2↑+2H2O计算需要C的质量．

【解答】解：（1）加热条件下，C和浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应方程式为C+4HNO3（浓）

CO2↑+4NO2↑+2H2O，故答案为：C+4HNO3（浓）

CO2↑+4NO2↑+2H2O；

（2）生成的二氧化氮进入B中和水反应生成硝酸，硝酸和铜反应生成硝酸铜、NO和水，所以看到的现象是：有无色气体生成且Cu逐渐溶解、溶液变蓝色；

生成硝酸的同时还生成NO，NO有毒不能直接排空，过氧化钠和NO反应生成亚硝酸钠，所以过氧化钠的作用是吸收未反应的NO，

故答案为：铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色； 吸收未反应的NO；

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（3）亚硝酸钠和稀盐酸反应生成NO，NO不稳定，易被空气中氧气氧化生成红棕色二氧化氮，所以其检验方法是取样，加入稀盐酸，产生无色气体，遇到空气变为红棕色，故答案为：取样，加入稀盐酸，产生无色气体，遇到空气变为红棕色；

（4）碱石灰能吸收水和二氧化碳，但不能吸收NO，为防止副反应发生，增加装置中盛放的药品是碱石灰，故答案为：碱石灰； （5）n（Na2O2）=

=0.1mol，根据2NO+Na2O2=2NaNO2知，0.1mol过氧化钠反应

需要0.2molNO，根据3NO2+H2O=2HNO3+NO知生成0.2molNO需要0.6mol二氧化氮、根据C+4HNO3（浓）

CO2↑+4NO2↑+2H2O知生成0.6mol二氧化氮需要0.15molC，

则C的质量=12g/mol×0.15mol=1.8g， 故答案为：1.8．

20．以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等．实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红（Fe2O3），过程如图：

（1）硫酸渣的成分中既能与酸又能与碱反应的是 Al2O3 ，写出酸溶过程Fe2O3与稀硫酸反应的离子反应方程式： Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O ．

（2）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是 3.2﹣3.8 （部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表） Fe（OH）Al（OH）Fe（OH）Mg（OH）沉淀物 3 3 2 2 3.8 7.5 9.4 开始沉淀 2.7 5.2 9.7 12.4 完全沉淀 3.2 MgSO4、Al（（3）滤渣A的主要成分为 SiO2 ，滤液B含有的主要物质有 Na2SO4、2SO4）3 ．

（4）如何证明洗涤环节充分洗净 取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba（NO3）2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全 ．

（5）已知硫酸渣质量为a kg，假设铁红制备过程中铁元素损耗25%，最终得到铁红的质量为b kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为

．（用题中所给数据计算并用最简整数

比表示结果）

SiO2、Al2O3、MgO等，【分析】硫酸渣中含Fe2O3、稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2，

过滤得到滤渣A含有SiO2，滤液含有Fe3+、Al3+、Mg2+，再加氢氧化钠，调节溶液的pH的范围是3.2～3.8可得到Fe（OH）3，最后洗涤、烘干、研磨使氢氧化铁分解生成氧化铁，从而得到铁红，滤液B中含有Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3，以此解答该题．

【解答】解：硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2，过滤得到滤渣A含有SiO2，滤液含有Fe3+、Al3+、Mg2+，再加氢氧化钠，调节溶

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液的pH的范围是3.2～3.8可得到Fe（OH）3，最后洗涤、烘干、研磨使氢氧化铁分解生成氧化铁，从而得到铁红，滤液B中含有Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3，

（1）硫酸渣的成分中既能与酸又能与碱反应的是Al2O3，为两性氧化物，Fe2O3与稀硫酸反应的离子反应方程式为Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O， 故答案为：Al2O3；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；

（2）由表中数据可知调节溶液的pH的范围是3.2～3.8主要是使三价铁沉淀，而二价镁，三价铝都不沉淀，故答案为：3.2﹣3.8；

MgSO4、（3）由以上分析可知滤渣A的主要成分为SiO2，滤液B含有的主要物质有Na2SO4、

Al2（SO4）3，

故答案为：SiO2；Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3；

（4）固体具有吸附性，氢氧化铁固体表面吸附硫酸根离子，可取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba（NO3）2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全，

故答案为：取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba（NO3）2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全；

（5）铁红制备过程中铁元素的质量为（b×量分数为

，故答案为：

．

）÷75%=

，则原来硫酸渣中铁元素质

三、[化学­---选修3：物质结构与性质] 21．卤族元素的单质和化合物很多，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们．

（1）卤族元素位于周期表的 p 区；溴的价电子排布式为 4s24p5 ．

（2）在不太稀的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合（HF）2形式存在的．使氢氟酸分子缔合的作用力是 氢键 ．

（3）请根据如表提供的第一电离能数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是 I 氟 氯 溴 碘 铍 第一电离能 1681 1251 1140 1008 900 （kJ/mol） （4）碘在水中的溶解度虽然小，但在碘化钾溶液中溶解度却明显增大这是由于溶液中发生下列反应I﹣+I2=I3﹣．I3﹣离子的中心原子周围σ键电子对对数为 2 ，孤电子对对数为 3 与KI3类似的，还有CsICl2等．已知CsICl2不稳定，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质，则它按下列 A 式发生．

A．CsICl2═CsCl+ICl B．CsICl2═CsI+Cl2

（5）已知ClO2﹣为V形，中心氯原子周围有四对价层电子．ClO2﹣中心氯原子的杂化轨道类型为 sp3 ，写出一个ClO2﹣的等电子体 Cl2O或OF2 ． （6）图1为碘晶体晶胞结构．有关说法中正确的是 AD ．

A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以配位数4交替配位形成层结构

B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子 C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体 D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力

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（7）已知CaF2晶体（见图2）的密度为ρg/cm3，NA为阿伏加德罗常数，棱上相邻的两个Ca2+的核间距为a cm，则CaF2的相对分子质量可以表示为

．

【分析】（1）根据基态原子核外电子排布式中最后填入电子名称确定区域名称，溴是35号元素，最外层电子为其价电子，4s能级上排列2个电子，4p能级上排列5个电子； （2）F的非金属性很强，HF分子间易形成氢键；

（3）元素的第一电离能越大，元素失电子能力越弱，得电子能力越强，元素的第一电离能越小，元素失电子能力越强，得电子能力越弱，则越容易形成阳离子；

（4）I3﹣离子的中心原子形成2个I﹣I；最外层8个电子，则孤电子对对数为3，空间构型为直线型；离子晶体的晶格能与离子半径成反比，与离子所带电荷成正比；

（5）根据价层电子对互斥理论来确定其杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数；等电子体是具有相同的价电子数和相同原子数的微粒； （6）碘为分子晶体，晶胞中占据顶点和面心，以此分析；

（7）利用均摊法确定该立方体中含有的离子，根据ρV=nM计算相对分子质量． 【解答】解：（1）根据构造原理知，卤族元素最后填入的电子为p电子，所以卤族元素位于元素周期表的p区；溴是35号元素，最外层电子为其价电子，4s能级上排列2个电子，4p能级上排列5个电子，所以其价电子排布式为4s24p5，故答案为：p；4s24p5； （2）HF分子之间存在氢键，使氢氟酸分子缔合，故答案为：氢键；

（3）卤族元素包含：F、Cl、Br、I、At元素，元素的第一电离能越小，元素失电子能力越强，得电子能力越弱，则越容易形成阳离子，根据表中数据知，卤族元素中第一电离能最小的是I元素，则碘元素易失电子生成简单阳离子，故答案为：I；

（4）I3﹣离子的中心原子形成2个I﹣I；最外层8个电子，则孤电子对对数为×（7+1﹣2×1）=3，空间构型为直线型；离子晶体中离子电荷越多，半径越小离子键越强，离子晶体的晶格能越大，已知已知CsICl2不稳定，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质，所以发生的反应为CsICl2=CsCl+ICl， 故答案为：2；3；A；

（5）ClO2﹣中心氯原子的价层电子对数n=2+

=4，属于sp3杂化；等电子体具有

相同的电子数目和原子数目的微粒，所以与ClO2﹣互为等电子体的分子为Cl2O、OF2等，故答案为：sp3；Cl2O或OF2；

（6）A．碘分子的排列有2种不同的取向，在顶点和面心不同，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构，故A正确；

B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘分子，即有8个碘原子，故B错误 C．碘晶体为无限延伸的空间结构，构成微粒为分子，是分子晶体，故C错误；

D．碘晶体中的碘原子间存在I﹣I非极性键，且晶体中分子之间存在范德华力，故D正确；

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