2022届高中化学一轮复习 综合模拟卷

这是一份2022届高中化学一轮复习 综合模拟卷，共19页。试卷主要包含了下列说法正确的是，下列有关化学用语表示正确的是，设NA为阿伏加德罗常数的值，1NA，已知等内容，欢迎下载使用。
综合模拟卷
(时间:75分钟　满分100分)
可能用到的相对原子质量:N 14　O 16　P 31　Cl 35.5　Fe 56　Cu 64　Sn 119
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列说法正确的是(　　)
A.用反渗透膜从海水中分离出淡水,该过程未发生化学变化
B.酿酒过程中葡萄糖在酒化酶的作用下发生水解反应生成乙醇
C.纤维素、蛋白质、纤维素乙酸酯属于天然高分子材料
D.石油的分馏、煤的干馏都属于物理变化
2.下列有关化学用语表示正确的是(　　)
A.Na2O的电子式:Na+[··O······]2-Na+
B.F-的结构示意图:
C.中子数为20的Ar原子:1820Ar
D.二氧化碳的结构式:O—C—O
3.下列各组物质中,互为同分异构体的是(　　)
A.O2和O3
B.CH3CH3和CH2CH2
C.和
D.CH3CH2CH2CH2CH3和
4.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是(　　)
A.pH=13的Ba(OH)2溶液中含有OH-数目为0.1NA
B.0.1 mol Fe在足量O2中燃烧,转移电子数为0.2NA
C.9.2 g NO2和N2O4的混合气体中含有原子数目为0.6NA
D.16.25 g FeCl3完全水解转化为氢氧化铁胶体,生成0.1NA个胶粒
5.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A.NaHCO3受热易分解,可用于制胃酸中和剂
B.SiO2熔点高硬度大,可用于制光导纤维
C.Al2O3是两性氧化物,可用作耐高温材料
D.SiO2能与HF反应,因此可用HF刻蚀玻璃

甲
6.X、Y、Z、W为短周期主族元素且原子序数依次增大,X原子在元素周期表中半径最小,有机物中都含有Y元素,Y、Z、W同周期,由四种元素形成的一种化合物甲的结构如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.最高化合价:Z>Y>X
B.(YZ)2和YW2均为直线形分子
C.化合物甲是一种优质化肥
D.X分别与Y、Z、W形成的分子,沸点最高的是X2W
7.历史上曾有化学家用以下方法制取氯气,反应原理如图所示:

下列推断不正确的是(　　)
A.反应Ⅰ属于复分解反应
B.反应Ⅱ的化学方程式为2CuCl2+O22Cl2+2CuO
C.CuCl2是整个过程的催化剂
D.该方法制氯气主要原料是盐酸和氧气
8.已知:3Fe2++NO3-+4H+3Fe3++NO↑+2H2O,对于该反应的下列叙述中,不正确的是(　　)
A.每0.1 mol NO3-发生氧化反应,转移0.3 mol e-
B.离子间的反应说明Fe(NO3)2溶液不宜加酸酸化
C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶3
D.若把该反应设计为原电池,则负极反应为Fe2+-e-Fe3+
9.下列图示与对应的叙述相符的是(　　)

A.图甲所示,a>7时可表示弱碱滴定强酸的滴定曲线
B.图乙所示,2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),t1时刻证明反应达到了平衡状态
C.图丙所示,表示反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔHI
B
Mg、Al分别与NaOH溶液反应,Al可以置换H2
金属性:Al>Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性:S>C
D
Na与AlCl3溶液反应有白色沉淀生成
金属性:Na>Al
二、选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有一个或两个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是(　　)
选项
实验操作和现象
结论
A
向溶液X中加入Na2O2粉末,出现红褐色沉淀和无色气体
X中不一定含有Fe3+
B
常温下,测得0.1 mol·L-1 NaA溶液的pH小于0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH
酸性:HA>H2CO3
C
将铝与氧化铁发生铝热反应后的熔融物在稀盐酸中充分溶解,再滴加几滴KSCN溶液,溶液未变红
熔融物中不含有+3价铁
D
向2支均盛有2 mL 1.0 mol·L-1 KOH溶液的试管中分别加入2滴浓度均为0.1 mol·L-1的AlCl3和MgCl2溶液,一支试管出现白色沉淀,另一支无明显现象
Ksp[Al(OH)3]>
Ksp[Mg(OH)2]
12.某种利用垃圾渗透液实现发电装置的示意图如下,当该装置工作时,下列说法不正确的是(　　)

A.盐桥中K+向Y极移动
B.电路中流过7.5 mol电子时,共产生标准状况下N2的体积为16.8 L
C.电子由Y极沿导线流向X极
D.Y极发生的电极反应式为2NO3-+10e-+6H2ON2↑+12OH-,周围pH增大
13.某废催化剂主要成分有SiO2、ZnO、ZnS和CuS。某化学兴趣小组拟用该废催化剂为原料,制备硫酸锌和硫酸铜晶体。采用的实验方案如下,下列说法正确的是(　　)
已知:ZnS与稀硫酸发生反应且化合价不变,CuS既不溶于稀硫酸也不和稀硫酸反应。

A.第一次浸出可以在烧杯中进行
B.第二次浸出时发生反应的化学方程式为CuS+H2O2+H2SO4CuSO4+S+2H2O
C.滤渣2中只有二氧化硅
D.获得硫酸锌和硫酸铜晶体可采用蒸发结晶的方式
14.25 ℃时,在10 mL 0.1 mol·L-1 K2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 HCl溶液20 mL,溶液中含碳微粒的物质的量随溶液pH的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.H2CO3的Ka2的数量级为10-11
B.N点溶液中的KHCO3的物质的量浓度为0.1 mol·L-1
C.M点显碱性的主要原因是CO32-和HCO3-的水解
D.M、N、F三点水的电离程度M>N>F
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第15~17题为必考题,每个试题考生都必须作答。第18、19题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:此题包括3小题,共39分。
15.(12分)次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O,M=154.0 g·mol-1)俗称吊白块,易溶于水,微溶于乙醇,在120 ℃以上易分解。以Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下:

步骤1:在三颈烧瓶中加入一定量Na2SO3和水,搅拌溶解,缓慢通入SO2,至溶液pH约为4,制得NaHSO3溶液。
步骤2:向三颈烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液,在80~90 ℃下,反应约3 h,冷却至室温,抽滤。
步骤3:将滤液经结晶、抽滤、洗涤等操作后制得粗产品。
(1)步骤2中加入锌粉反应时会有Zn(OH)2生成,写出发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;为防止生成的Zn(OH)2覆盖在锌粉表面阻止反应进行,可采取的措施是　　　　　。 
(2)下列说法中不正确的是　　　　　。 
A.装置B的作用是吸收尾气
B.该实验的加热方式最好选用水浴加热
C.步骤2抽滤的滤渣成分只有Zn(OH)2固体
D.步骤3得到的产品可以在烘箱中高温烘干
(3)如图C装置,经过一系列操作完成步骤3中的结晶和洗涤操作。请选择合适的字母,按正确的操作顺序补充完整(洗涤操作只需考虑一次):　　　　　→固液转移至布氏漏斗→开抽气泵→c→f→　　　　　→　　　　　→　　　　　→　　　　　→d→关抽气泵。 
a.将滤液蒸发至大量晶体出现 b.将滤液真空浓缩,冷却结晶
c.关闭活塞A d.打开活塞A
e.加乙醇洗涤 f.确认抽干
(4)取一定量样品充分加热分解,释放出的HCHO用KMnO4溶液吸收(不考虑SO2的影响,5HCHO+4MnO4-+12H+5CO2↑+4Mn2++11H2O),再用H2C2O4溶液滴定KMnO4溶液,测得样品的纯度为102.5%,则NaHSO2·HCHO·2H2O产品中可能混有的物质是　　　　　。 
16.(13分)重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂,工业上可以用铬铁矿[主要成分Fe(CrO2)2(或写成FeO·Cr2O3),还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]制备,同时还可回收Cr。其主要工艺流程如图所示:


已知部分物质的溶解度曲线如图1所示。
请回答下列问题:
(1)若煅烧操作在实验室进行最好选用　　　　　(填序号)。 
A.石英坩埚
B.铁坩埚
C.瓷坩埚
(2)煅烧生成Na2CrO4的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)滤渣1的成分为Fe2O3,滤渣2的成分除了Al(OH)3之外还有　。 
(4)操作a的实验步骤为　　　　　,洗涤干燥。 
(5)加入Na2S溶液后使硫元素全部以SO42-的形式存在,写出生成Cr(OH)3的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(6)采用石墨电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7,其原理如图2所示。电极b为　　　　　(填“阳”或“阴”)极,写出电极b的电极反应方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(7)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理使其浓度降至5.0×10-7 mol·L-1以下才能排放。可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入硫酸处理多余的Ba2+的方法处理废水。加入可溶性钡盐后,废水中Ba2+的浓度应不小于　　　　　 mol·L-1,废水处理后方能达到国家排放标准。 
17.(14分)SNO是大气污染物之一,能催化O3分解,破坏大气臭氧层,在空气中参与产生光化学烟雾。科学家研究用负载Cu的ZSM-5分子筛作催化剂对NO催化分解,获得了良好效果,利用催化剂分解NO进行脱硝的原理为2NO(g)N2(g)+O2(g)　ΔH。回答下列问题:
(1)已知:NO(g)N(g)+O(g)　ΔH1=+631.8 kJ·mol-1
N2(g)2N(g)　ΔH2=+941.7 kJ·mol-1
O2(g)2O(g)　ΔH3=+493.7 kJ·mol-1
则NO分解反应的ΔH=　　　　　。 
(2)由NO和He组成的实验混合气112 mL(标准状况),其中NO体积分数为4%,在催化剂作用下于密闭容器中,在50 kPa恒压条件下进行反应,催化剂表面活性中心(M)的含量为8×10-6 mol。如图是NO平衡转化率和分解反应选择性随温度的变化曲线。

①脱硝反应的温度选定在300 ℃,原因是　　　　　　　　。 
②反应20 s,测得平均每个活性中心上NO分解的分子数为5.25,此时分解反应的转化率为　　　　　。 
③研究表明,脱硝分解反应中,正反应速率v正=k正p2(NO),逆反应速率v逆=k逆p(N2)·p(O2)。300 ℃时,分解反应达到平衡,此时k正k逆=　　　　　(p分=p总×物质的量分数)。 
(3)研究者对NO在该催化剂上的分解反应提出如下反应机理,分解产生的O2浓度增大时,O2易占据催化剂活性中心M。
Ⅰ:NO+MNO-M　快　
Ⅱ:2NO-MN2+2O-M　慢
Ⅲ:2O-MO2+2M　快
三个反应中,活化能较高的是　　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),反应要及时分离出O2,目的是　　　　　。 
(二)选考题:共15分。请考生从给出的两道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。
18.[选修3:物质结构与性质](15分)大连理工大学彭孝军院士课题组报道了基于硼氟荧类荧光染料(BODIPY)的铜荧光探针的设计与应用,利用Cu2+诱导胺的氧化脱氢反应形成的Cu+配合物,进行Hela细胞中的Cu2+荧光成像和检测。其反应如下:

回答下列问题:
(1)在水溶液里,Cu2+比Cu+稳定,是由于水分子配体的作用。在气态时,Cu2+比Cu+　　　　　　　　(填“稳定”或“不稳定”),原因是　　　　　　　　　　　。 
(2)BODIPY荧光探针分子中,B原子的杂化方式为　　　　　　　　　　　　　　　,1 mol BODIPY分子中含有　　　　　 mol配位键,其分子中第2周期元素原子的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　　。 

(3)磷锡青铜是有名的弹性材料,广泛用于仪器仪表中的耐磨零件和抗磁元件等。磷锡青铜晶胞结构如图所示。NA代表阿伏加德罗常数的值,铜、磷原子最近距离为0.5a pm。
①磷锡青铜的化学式为　　　　　,铜与铜原子最近距离为　　　　　 pm。 
②磷青铜晶体密度为　　　　　(用代数式表示) g·cm-3。(已知Sn的相对原子质量为119) 
19.[选修5:有机化学基础](15分)酯类化合物与格氏试剂(RMgX,X=Cl、Br、I)的反应是合成叔醇类化合物的重要方法。化合物F合成路线如下:

(1)B→C的反应类型为　　　　　　　　　。 
(2)C→D反应的化学方程式为　。 
(3)从整个流程看,D→E的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)F的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
①能与NaHCO3溶液反应产生CO2;
②存在顺反异构体,且至少有6个碳原子共平面;
③核磁共振氢谱图中有5组峰。
(5)写出以CH2CHCOOH、CH3OH和CH3CH2MgI为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 



阶段检测六　综合模拟卷
参考答案与解析
1.A　用反渗透膜从海水中分离出淡水,没有新物质生成,过程中发生物理变化,未发生化学变化,A正确;酿酒过程中葡萄糖在酒化酶的作用下发生分解反应生成乙醇,B错误;纤维素、蛋白质属于天然高分子材料,而纤维素乙酸酯是人工合成材料,C错误;石油的分馏属于物理变化,而煤的干馏是化学变化,D错误。
2.A　Na2O的电子式为Na+[··O······]2-Na+,A正确;F-的结构示意图为 ,B错误;中子数为20的Ar原子为 1838Ar,C错误;二氧化碳的结构式为OCO,D错误。
3.D　氧气和臭氧是氧元素形成的不同种单质,互为同素异形体,A错误;乙烷和乙烯都属于烃,但分子式不同,不可能互为同分异构体,B错误;苯属于烃,溴苯属于烃的衍生物,分子式不同,不可能互为同分异构体,C错误;正戊烷和异戊烷的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,D正确。
4.C　由于溶液的体积未知,故无法计算pH=13的Ba(OH)2溶液中含有OH-的数目,A错误;Fe在足量氧气中燃烧生成Fe3O4,故0.1 mol Fe在足量O2中燃烧,转移电子数为83×0.1 mol×NA mol-1=0.83NA,B错误;设NO2和N2O4的混合气体中NO2的质量为x g,则N2O4的质量为(9.2-x) g,9.2 g NO2和N2O4的混合气体中含有原子数目为[xg46 g·mol-1×3+(9.2-x) g92 g·mol-1×6]×NA mol-1=0.6NA,C正确;16.25 g FeCl3的物质的量为16.25 g162.5 g·mol-1=0.1 mol,由于氢氧化铁胶体中的胶粒是一定数目Fe(OH)3分子的集合体,故完全水解转化为氢氧化铁胶体,生成胶粒小于0.1NA个,D错误。
5.D　NaHCO3能与HCl反应,NaHCO3可用于制胃酸中和剂,与NaHCO3受热易分解没有对应关系,A错误;SiO2传导光的能力非常强,可用于制光导纤维,与SiO2熔点高硬度大没有对应关系,B错误;Al2O3的熔点很高,可用作耐高温材料,与Al2O3是两性氧化物没有对应关系,C错误;SiO2能与HF反应,玻璃中含有SiO2,因此可用HF刻蚀玻璃,D正确。
6.D　X、Y、Z、W为短周期主族元素且原子序数依次增大,X原子在元素周期表中半径最小,则X为H,有机物中都含有Y元素,则Y为C,Y、Z、W同周期,由四种元素形成的一种化合物甲的结构图可知,Z有三个价键,则Z为N,W有两个价键,则W为O。
N元素最高正价为+5价,C元素最高正价为+4价,H元素最高正价为+1价,所以最高化合价N>C>H,即Z>Y>X,A正确;(YZ)2即(CN)2,结构式为N≡C—C≡N,YW2即CO2,结构式为OCO,均为直线形分子,B正确;化合物甲为CO(NH2)2,即尿素,是一种优质氮肥,C正确;X2W为H2O,H元素可以和C元素形成多种化合物,其中一些大分子的沸点要高于水,D错误。
7.C　反应Ⅰ为2HCl+CuOCuCl2+H2O,属于复分解反应,A正确;反应Ⅱ中氯化铜与氧气反应生成氧化铜和氯气,化学方程式为2CuCl2+O22Cl2+2CuO,B正确;CuCl2先在反应Ⅰ中生成,后在反应Ⅱ中消耗,是中间产物,而CuO在反应Ⅰ中先消耗,后在反应Ⅱ中生成,是整个过程的催化剂,C错误;根据总反应的化学方程式:4HCl+O22H2O+2Cl2,该方法制氯气的主要原料是盐酸和氧气,D正确。
8.A　硝酸根离子中N原子化合价降低,发生还原反应,则每0.1 mol NO3-发生还原反应,转移0.3 mol e-,A错误;根据离子方程式可知,硝酸根离子、氢离子和亚铁离子发生化学反应导致物质变质,则离子间的反应说明Fe(NO3)2溶液不宜加酸酸化,B正确;氧化剂的化合价由+5价变为+2价,还原剂的化合价由+2价变为+3价,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶3,C正确;若把该反应设计为原电池,负极失电子化合价升高,则负极的电极反应式为Fe2+-e-Fe3+,D正确。
9.D　弱碱滴定强酸,pH变大,且滴定终点时pH突变,到达滴定终点时,溶液为强酸弱碱盐,显酸性,aHI,则非金属性为Br>I,A正确;比较金属的活泼性是根据金属与酸反应生成氢气的难易,不是根据能否与碱反应生成氢气,B错误;SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2,说明H2SO3比碳酸的酸性强,但S元素的最高价氧化物的水化物是H2SO4,因此不能以H2SO3和H2CO3的酸性强弱比较S和C的非金属性强弱,C错误;Na与AlCl3溶液反应有白色沉淀生成,是Na与水反应生成的NaOH与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3白色沉淀,无法据此判断金属性强弱,D错误。
11.A　过氧化钠可氧化亚铁离子,且与水反应生成氧气,由现象可知溶液中可能含Fe2+,不一定含有Fe3+,A正确;常温下,测得0.1 mol·L-1 NaA溶液的pH小于0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH,可以证明酸性:HA>HCO3-,但不能证明HA和H2CO3的酸性强弱,B错误;将铝与氧化铁发生铝热反应后的熔融物在稀盐酸中充分溶解,再滴加几滴KSCN溶液,溶液未变红,是因为存在化学反应Fe+2Fe3+3Fe2+,所以只能说明与稀盐酸反应后的溶液中不存在Fe3+,C错误;计算可知KOH过量,氯化铝生成偏铝酸钾,因此无沉淀生成,氯化镁生成氢氧化镁沉淀,不能比较Ksp大小,D错误。
12.BC　根据利用垃圾渗透液实现发电装置的示意图可知:装置属于原电池装置,X是负极,氨气发生失电子的氧化反应,电极反应式为2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O,Y是正极,NO3-发生得电子的还原反应,电极反应式为2NO3-+10e-+6H2ON2↑+12OH-,电解质里的阳离子移向正极,阴离子移向负极,电流从正极流向负极,据此回答。
处理垃圾渗透液的装置属于原电池装置,盐桥中的阳离子移向正极,即盐桥中K+向Y极移动,A正确;X是负极,氨气发生失电子的氧化反应,电极反应式为2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O,Y是正极,NO3-发生得电子的还原反应,电极反应式为2NO3-+10e-+6H2ON2↑+12OH-,则总反应式为5NH3+3NO3-4N2+6H2O+3OH-,则电路中流过7.5 mol电子时,共产生标准状况下N2的体积为7.5mol15mol×4 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L,B错误;电子从负极经外电路流向正极,即由X极沿导线流向Y极,C错误;Y极电极反应式为2NO3-+10e-+6H2ON2↑+12OH-,生成氢氧根离子,周围pH增大,D正确。
13.B　根据题给化学工艺流程知第一次浸出发生反应的化学方程式为ZnO+H2SO4ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4ZnSO4+H2S↑,有有毒气体H2S生成,不能在烧杯中进行,要进行尾气处理,A错误;第二次浸出时发生反应的化学方程式为CuS+H2O2+H2SO4CuSO4+S+2H2O,B正确;结合B的分析,滤渣2中除了二氧化硅外还有S,C错误;要得到结晶水合物,应采用降温结晶的方法,D错误。
14.AD　根据图中M点c(CO32-)=c(HCO3-)对应溶液的pH约为11,H2CO3的Ka2=c(CO32-)·c(H+)c(HCO3-)≈10-11,则H2CO3的Ka2的数量级为10-11,A正确;N点时K2CO3溶液和HCl反应正好全部转化为KHCO3,消耗HCl溶液10 mL,少量HCO3-发生电离和水解,溶液中KHCO3的物质的量浓度小于0.05 mol·L-1,B错误;M点显碱性的主要原因是CO32-的水解,HCO3-的水解比较弱可以忽略,C错误;盐类水解促进水的电离,弱酸的电离抑制水的电离,M点含碳微粒为CO32-和HCO3-,N点含碳微粒主要为HCO3-,F点含碳微粒主要为HCO3-和H2CO3,对应的pH约为7,水的电离程度几乎不受影响,CO32-水解程度大于HCO3-水解程度,因此M、N、F三点水的电离程度M>N>F,D正确。
15.答案 (1)NaHSO3+Zn+HCHO+3H2ONaHSO2·HCHO·2H2O+Zn(OH)2　搅拌
(2)CD　(3)b　d　e　c　f　(4)NaHSO3
解析 (1)步骤1制得的溶液中含有NaHSO3,加入Zn和甲醛,制得NaHSO2·HCHO·2H2O,其中S的化合价为+2价,则S的化合价从NaHSO3中的+4价降低到+2价,Zn的化合价从0价升高到+2价,化合价升降相等,则NaHSO3和Zn的化学计量数之比为1∶1,再根据质量守恒配平,发生反应的化学方程式为NaHSO3+Zn+HCHO+3H2ONaHSO2·HCHO·2H2O+Zn(OH)2;通过搅拌,可以使Zn(OH)2不在Zn的表面富集。
(2)反应过程中,未反应的SO2逸出,因此装置B的作用是吸收尾气,防止污染环境,A正确;反应温度在80~90 ℃,用水浴加热,可以较好地控制温度,且加热更均匀,B正确;抽滤的滤渣除了Zn(OH)2,还有过量的Zn,C错误,符合题意;产品在120 ℃以上易分解,不能高温烘干,D错误,符合题意。
(3)得到滤液后,应该在真空中蒸发浓缩,可以防止温度过高使产物分解,也可以防止氧气将产物氧化;转移固液混合物后,打开气泵,关闭活塞A,确认抽干;再洗涤沉淀,洗涤沉淀前需要打开活塞A,再加入洗涤剂,再关闭活塞A,确认抽干;因此完整操作顺序为b→固液转移至布氏漏斗→开抽气泵→c→f→d→e→c→f→d→关抽气泵。
(4)因为样品纯度>100%,说明测得甲醛含量也偏高,即在测甲醛时,除了甲醛与KMnO4溶液反应,还有其他气体也与KMnO4溶液发生反应,结合元素守恒可知应该是SO2在产生影响(注意题干虽然说不考虑SO2的影响,但实际如果SO2存在肯定会产生影响),所以原样品中应该含有受热能分解产生SO2的杂质,根据反应原料,推测可能是NaHSO3。
16.答案 (1)B　(2)4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO38CO2+8Na2CrO4+2Fe2O3
(3)H2SiO3　(4)蒸发结晶、趁热过滤
(5)3S2-+8CrO42-+20H2O3SO42-+8Cr(OH)3↓+16OH-
(6)阳　2H2O-4e-O2↑+4H+　(7)2.4×10-4
解析 由流程可知,将纯碱和铬铁矿在空气中煅烧,铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成Na2CrO4,FeO高温煅烧生成红棕色的Fe2O3,同时释放出CO2气体,同时Al2O3和Na2CO3煅烧生成NaAlO2和CO2,SiO2和Na2CO3煅烧生成Na2SiO3和CO2,加入水浸出杂质和溶液,过滤分离出滤渣Fe2O3,煅烧后的浸出液中含有NaOH、Na2CO3、Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3,调节pH可形成H2SiO3和Al(OH)3,过滤得到滤渣为H2SiO3和Al(OH)3,分离出的滤液加入稀硫酸酸化,得到Na2Cr2O7和Na2SO4,经过结晶操作分离出Na2SO4,得到粗产品重铬酸钠晶体;加入Na2S溶液反应后,硫元素全部以SO42-的形式存在,铬酸根离子生成Cr(OH)3沉淀,过滤得到的氢氧化铬沉淀受热分解生成氧化铬,再经铝热反应生成铬,溶液b为硫酸钠,以此来解答。
(1)纯碱与二氧化硅高温下反应,石英的主要成分为SiO2,瓷坩埚的主要成分为Al2O3和SiO2,因此应选铁坩埚煅烧。
(2)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4的化学方程式为4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO38CO2+8Na2CrO4+2Fe2O3。
(3)根据以上分析可知滤渣1的成分为Fe2O3,滤渣2的成分除了Al(OH)3之外还有H2SiO3。
(4)由图可知Na2Cr2O7的溶解度随温度的升高而增大,而硫酸钠的溶解度随温度的升高而降低,则操作a的实验步骤为蒸发结晶、趁热过滤,洗涤干燥。
(5)加入Na2S溶液反应后,硫元素全部以SO42-的形式存在,生成Cr(OH)3的离子方程式为3S2-+8CrO42-+20H2O3SO42-+8Cr(OH)3↓+16OH-。
(6)用石墨电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7,电解制备过程的总反应方程式为4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑,由图可知2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O在酸性条件下进行,即右侧电极生成H+,则消耗OH-,发生氧化反应,则b为阳极,电极反应方程式为2H2O-4e-O2↑+4H+。
(7)Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7 mol·L-1以下才能排放,则废水中Ba2+的浓度应不小于1.2×10-105.0×10-7 mol·L-1=2.4×10-4 mol·L-1。
17.答案 (1)-171.8 kJ·mol-1
(2)①300 ℃时NO平衡转化率和分解反应选择性均较高,且继续升温变化不大,成本会提高　②21%　③814(或20.25)
(3)Ⅱ　保持催化剂活性,分离产物使平衡正向移动
解析 (1)题目所给信息即分子断键过程,故NO的键能为631.8 kJ·mol-1,N2的键能为941.7 kJ·mol-1,O2的键能为493.7 kJ·mol-1,根据键能与反应热关系得:ΔH=2×631.8 kJ·mol-1-(941.7 kJ·mol-1+493.7 kJ·mol-1)=-171.8 kJ·mol-1;
(2)①300 ℃时NO平衡转化率和分解反应选择性均较高,且继续升温变化不大,但成本会提高,若温度低于300 ℃,NO转化率低且反应速率慢;
②20 s内分解的NO的物质的量n(NO)=5.25×8×10-6 mol=4.2×10-5 mol;原本NO的总物质的量为112 mL×10-3L·mL-122.4 L·mol-1×4%=2×10-4 mol,故NO转化率为4.2×10-5mol2×10-4mol×100%=21%;
③当达到平衡时,v(正)=v(逆),即k正p2(NO)=k逆p(N2)·p(O2),故k正k逆=p(N2)·p(O2)p2(NO);
由图像可知300 ℃时NO平衡转化率为90%,则转化的NO的物质的量为2×10-4 mol×90%=1.8×10-4 mol;
列三段式如下:
　　　　　　2NO　　N2　+　O2
起始物质的量/mol 2×10-4 0 0
转化物质的量/mol 1.8×10-4 9×10-5 9×10-5
平衡物质的量/mol 2×10-5 9×10-5 9×10-5
平衡时各自分压为p(NO)=2×10-52×10-4×50 kPa=5 kPa,p(N2)=p(O2)=9×10-52×10-4×50 kPa=22.5 kPa;
所以k正k逆=p(N2)·p(O2)p2(NO)=20.25;
(3)在其他条件相同时,活化能大,普通分子就不容易变为活化分子,导致反应速率慢,故反应Ⅱ的活化能最大;及时分离出O2,可防止催化剂中心被O2占据而导致催化剂活性降低,反应变慢,同时也能促进平衡正向移动,提高NO转化率。
18.答案 (1)不稳定　Cu+的价电子排布为3d10,全充满,比Cu2+的价电子排布3d9稳定
(2)sp3　1　F>N>O>C>B　(3)①SnCu3P　22a
②64×3+31+119NA×(a×10-10)3
解析 (1)铜元素的原子序数为29,价电子排布式为3d104s1,气态时,失去1个价电子形成3d10的全充满稳定结构,而失去2个价电子形成3d9的结构,3d10的结构比3d9的结构稳定,则在气态时,Cu2+比Cu+不稳定。
(2)由BODIPY荧光探针分子的结构可知,每个B原子周围连接了4个原子或原子团,则B原子的杂化方式为sp3杂化;每个B原子能形成3个共价键,具有空轨道,每个N原子能形成3个共价键,具有孤电子对,则BODIPY荧光探针分子中B原子与形成双键的N原子形成1个配位键;同周期元素,从左到右第一电离能呈增大的趋势,但N原子的2p轨道为半充满的稳定结构,第一电离能大于相邻的元素,则第二周期的F、N、O、C、B的第一电离能由大到小的顺序为F>N>O>C>B。
(3)①由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的Sn原子的个数为8×18=1,位于面心的Cu原子的个数为6×12=3,位于体心的P原子个数为1,Sn、Cu、P的原子个数比为1∶3∶1,则磷锡青铜的化学式为SnCu3P;由晶胞的结构可知,P原子位于4个Cu原子形成的正方形的面心上,设铜与铜原子最近距离为x pm,则2x2=(2×0.5a)2,解得x=22a;
②由晶胞的结构可知,晶胞的边长是铜、磷原子最近距离的2倍,为a pm,由晶胞的质量公式可得(a×10-10)3ρ=(64×3+31+119) g·mol-1NA,解得密度ρ=64×3+31+119NA×(a×10-10)3 g·cm-3。
19.答案 (1)氧化反应
(2)+CH3OH
+H2O
(3)保护羰基,防止羰基与CH3MgI反应
(4)或
(5)CH2CH—COOHCH2CH—COOCH3HO—CH2CH2COOCH3

或CH2CH—COOHCH2CH—COOCH3


解析 (1)B中羟基与酸性高锰酸钾反应生成羰基、羧基,该反应类型为氧化反应。
(2)C→D为酯化反应,该反应的化学方程式为+CH3OH+H2O。
(3)由E→F可知CH3MgI能与发生反应,而D与F中均含有羰基,因此D→E的作用是保护羰基,防止羰基与CH3MgI反应。
(4)F的一种同分异构体同时满足下列条件:①能与NaHCO3溶液反应产生CO2,说明该结构中含有羧基;②存在顺反异构体,说明含有碳碳双键且同侧相连原子团不相同;至少有6个碳原子共平面,说明与碳碳双键相连的原子均为碳原子;③核磁共振氢谱图中有5组峰,说明共含有5种不同化学环境的氢原子,则满足该条件的结构有:或
。
(5)若要制得,则需要通过催化氧化而得,中含有2个羟基,结合分析可知,具体合成路线为CH2CH—COOHCH2CH—COOCH3HO—CH2CH2COOCH3
或CH2CH—COOHCH2CH—COOCH3

。