湖南省衡阳师范学院祁东附属中学2022-2023学年高三上学期期中考试化学试题(含答案)
展开衡师祁东附中2022年下学期期中考试试卷
高三化学
时量:75分钟 分值:100分 命题人:
一、单选题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.古诗文是我们中华民族优秀传统文化的结晶,下列诗文中没有隐含化学变化的是( )
A.《石灰吟》:“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”
B.《望庐山瀑布》:“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”
C.《无题》:“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”
D.《酬乐天扬州初逛席上见赠》:“沉舟侧畔千帆过,病树前头万木春”
2.下列选项中物质的分类正确的是( )
选项
胶体
碱
碱性氧化物
酸性氧化物
混合物
非电解质
A
烟雾
烧碱
CuO
五水硫酸铜
氨气
B
海水
纯碱
CO
福尔马林
氯气
C
淀粉溶液
熟石灰
玻璃
铜
D
烟水晶
氢氧化钾
FeO
合金
A.A B.B C.C D.D
3.下列说法正确的是( )
A.“84”消毒液和“洁厕灵”混合使用,其杀菌效果和去除厕所污渍的效果都将加强
B.“玉兔号”月球车太阳能电池帆板的材料是硅
C.SO2能使沾有KMnO4溶液的滤纸褪色,证明了SO2具有漂白性
D.实验室用稀硝酸清洗附着在试管内壁的银,说明稀硝酸具有强还原性
4.NA代表阿伏加德罗常数的值,下列判断正确的是( )
A.室温下,1 L pH=13的Ba(OH)2溶液中含OH-的数目为0.2NA
B.电解精炼铜时,当阳极质量减少64g时,电路中转移电子数为2NA
C.2.24 L CH4和0.5 mol Cl2充分反应所得混合物中氯原子个数为NA
D.4.6 g Na与含0.1 mol CH3COOH的稀醋酸完全反应,转移的电子数为0.1NA
5.化学在生产和日常生活中有着重要的应用,下表中用途与其性质或原理对应关系不正确的是( )
选项
现象或事实
解释
A.
Na2O2常用于潜水艇或呼吸面具的供氧剂
Na2O2与CO2反应产生O2
B.
Al2O3常用作耐火材料
Al2O3熔点高
C.
FeCl3溶液可用于刻制
印刷铜电路板
FeCl3与Cu发生反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
D.
Al(OH)3可作为治疗胃酸过多的内服药
这是利用氢氧化铝的两性
A.A B.B C.C D.D
6.已知硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠时发生反应:4Fe2++4Na2O2+6H2O═4Fe(OH)3↓+O2↑+8Na+,则下列说法正确的是( )
A.该反应中Fe2+是还原剂,O2是还原产物 B.该反应中Na2O2仅作氧化剂
C.4 mol Na2O2在反应中共得到8NA个电子
D.Fe(OH)3是氧化产物,每生成1 mol O2反应过程中共转移6 mol电子
7.某同学用以下装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是( )
A.I图:制备并收集纯净氯气 B.II图证明新制氯水具有酸性和漂白性
C.III图产生了棕黄色的雾
D.IV图日光照射烧瓶中的饱和氯水会有气泡产生,这是由于氯气光照条件下溶解度下降而逸出
8.下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.无色溶液:K+、Na+、Cu2+、OH-
B.由水电离出的c(OH-)=10-13mol/L的溶液中:Na+、Ba2+、Cl-、Br-
C.加入Al能放出H2的溶液中:Cl-、、、
D.有较多Fe3+的溶液中:Na+、、SCN-、
9.一种由短周期主族元素组成的新型电池离子导体的结构如图所示,X、Y、Z原子序数依次增大,三者的核外电子数之和等于35,Y与Z位于同一周期。下列说法正确的是( )
A.简单离子的半径:Y>X
B.工业上常采用电解Y的氧化物冶炼单质Y
C.同主族元素形成的简单氢化物中X的稳定性最强
D.同周期主族元素中第一电离能大于Z的元素有2种
10.根据实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
结论
A
在炽热的木炭上滴加少许浓硝酸,产生红棕色气体,木炭持续燃烧
加热条件下,浓硝酸与C反应生成NO
B
向某溶液中滴加浓盐酸,将产生气体通入石蕊试液,溶液先变红后褪色
溶液中含有SO32-或HSO3-
C
向KI溶液中滴入少量新制氯水和四氯化碳,振荡、静置,溶液下层呈紫红色
Cl2的氧化性强于I2
D
向Fe(NO3)3溶液中加入铁粉,充分振荡,滴加少量盐酸酸化后再滴入1滴KSCN溶液,溶液变红
原Fe(NO3)3溶液中Fe3+,只有部分被Fe还原
A.A B.B C.C D.D
二、不定项选择题(每小题有一个或两个正确答案,共4小题,每小题4分,错选0分,少选或漏选2分,共16分)
11.下列离子方程式书写正确的是( )
A.向NaHCO3溶液中滴加NaOH:HCO+OH-=CO2↑+H2O
B.向氯化铝溶液中滴加过量氨水:4NH3·H2O+Al3+=AlO+4+2H2O
C.用食醋清除热水瓶瓶胆内附着的水垢(主要含碳酸钙等):CaCO3+2CH3COOH=2Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑
D.0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液与0.2mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合:
Al3++2+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO+2H2O
12.下列物质转化在给定条件下不能实现的是( )
A.Fe Fe2O3 Fe2(SO4)3
B.SiO2 Na2SiO3 H2SiO3
C.Fe FeCl3Fe(OH)3
D.MgCl2(aq) Mg(OH)2 MgO
13.利用废旧镀锌铁皮制备胶体粒子的流程图如下,已知:溶于强碱时生成可溶于水的。下列有关说法正确的是( )
A.是一种复杂的化合物,是具有磁性的黑色晶体
B.滤液中存在的离子有:
C.“酸溶”的离子方程式为:
D.“氧化”的目的是将全部氧化为
14.硫化氢(H2S)是一种有毒、有害的不良气体。处理某废气中的,是将废气与空气混合通入、、的混合液中,其转化的流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.转化过程中参与循环的离子有、、
B.转化过程有四种元素的化合价发生了变化
C.氧化性由强到弱的顺序:
D.过程Ⅲ中发生的反应为
三、填空题(每空2分,共54分)
15.亚硝酰氯(NOCl)是一种红褐色液体或黄色气体,其熔点-64.5°C, 沸点-5.5°C,具有刺鼻恶臭气味,遇水易水解生成HNO2和氯化氢。NOCl 可由NO与纯净的Cl2合成,相关实验装置如图所示(夹持装置略去)。
(1)制备Cl2
①若用高锰酸钾制备Cl2,发生装置可选_______ (填大写字母), 反应的离子方程式为:_______。
②欲收集干燥纯净的Cl2,装置接口的连接顺序为a→ _______
(2)合成NOCl
①仪器m的名称为_______, 写出仪器m中合成NOCl的化学方程式 。
②-10°C冰盐水的作用是 。
③实验中用NaOH溶液进行尾气处理,无水CaCl2的作用是 。
16.磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有、、、、以及少量的。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的见下表
金属离子
开始沉淀的
2.2
3.5
9.5
12.4
沉淀完全的
3.2
4.7
11.1
13.8
回答下列问题:
(1)“焙烧”中,、几乎不发生反应,、、、转化为相应的硫酸盐,写出转化为的化学方程式 。
(2)“水浸”后“滤液”的约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节至11.6,依次析出的金属离子是 。
(3)“母液①"中浓度为_______。
(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”最适合的酸是_______。“酸溶渣”的成分是_______、_______。
(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,水解析出沉淀,该反应的离子方程式
是 。
(6)将“母液①”和“母液②”混合,吸收尾气,经处理得 ,循环利用。
17.丙烯是重要的有机化工原料,丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径。回答下列相关问题:
(1)已知:Ⅰ.2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g) △H1=-238kJ•mol-1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H2=-484kJ•mol-1
则丙烷脱氢制丙烯反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的△H为_______kJ•mol-1
(2)一定温度下,向1L的密闭容器中充入1mol C3H8发生脱氢反应,经过10min达到平衡状态,测得平衡时气体压强是开始的1.5倍。
①0~10min丙烷的化学反应速率v(C3H8)=_______mol•L-1•min-1。
②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_______。
A.△H不变 B.C3H8与H2的物质的量之比保持不变
C.混合气体密度不变 D.混合气体的总压强不变
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入1mol C3H8,开始压强为pkPa,C3H8的气体体积分数与反应时间的关系如图所示:
①此温度下该反应的平衡常数Kp=_______(用含字母p的代数式表示,Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数,平衡分压=总压×体积分数)。
②已知该反应过程中,v正=k正p(C3H8),v逆=k逆p(C3H6)p(H2),其中k正、k逆为速率常数,只与温度有关,则图中m点处=_______。
18.近日,由蒋华良院士和饶子和院士领衔的联合课题组,综合利用虚拟筛选和酶学测试相结合的策略进行药物筛选,发现肉桂硫胺是抗击新型冠状病毒的潜在用药,其合成路线如下:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
(1)Ⅰ的分子式为___________。
(2)反应生成的化学方程式是___________。
(3)结构简式为___________,最多有___________个原子共平面。
(4)中官能团的名称为___________;符合下列条件的的同分异构体有___________种。
Ⅰ. 具有两个取代基的芳香族化合物
Ⅱ. 能水解,水解产物遇到溶液显紫色
Ⅲ. 核磁共振氢谱显示苯环上有四种化学环境的氢
(5)乙酰苯胺(),参照Ⅰ的上述合成路线和下面的信息,设计一条由苯和乙酸为起始原料制备乙酰苯胺的合成路线:___________。(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)已知:
参考答案:
1.B
【详解】A.《石灰吟》:“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲” 隐含的化学变化是 ,故不选A;
B.《望庐山瀑布》:“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”,描述瀑布的壮观,没有隐含化学变化,故选B;
C.《无题》:“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”,隐含石蜡的燃烧反应,故不选C;
D. 《酬乐天扬州初逛席上见赠》:“沉舟侧畔千帆过,病树前头万木春”,描述树木生长发芽,隐含光合作用等化学反应,故不选D;
选B。
2.D
【详解】A.无水硫酸铜化学式是,是纯净物,A选项错误;
B.纯碱是碳酸钠,不是碱;氯气是单质,不是非电解质,B选项错误;
C.不是酸性氧化物;铜是单质,不是非电解质;
D.D选项正确
故答案选D。
3.B
【详解】
A.“84”消毒液和“洁厕灵”混合使用,会发生反应: ,生成有毒气体氯气,不会加强杀菌效果和去除厕所污渍的效果,A错误;
B.太阳能电池板的材料是硅单质,B正确;
C.SO2能使沾有KMnO4溶液的滤纸褪色,是因为二氧化硫具有还原性,C错误;
D.实验室用稀硝酸清洗附着在试管内壁的银,说明稀硝酸具有强氧化性,D错误;
故选B。
4.C
【详解】A.pH=13的Ba(OH)2溶液中c(OH-)为0.1mol/L,故OH-的物质的量n=cV=0.1mol/L1L=0.1mol,数目为0.1NA,故A错误;
B.电解精炼铜时,阳极粗铜中含有活泼性较强的铁、锌等杂质,电解时铁、锌杂质先放电,减少64g时,电路中转移电子数不为2NA,故B错误;
C.参加反应的氯原子的物质的量为0.5mol2=1mol,根据元素守恒可知,反应所得混合物中氯原子的物质的量仍为 1mol,即所得混合物中氯原子个数为NA,故C正确;
D.4.6 g Na的物质的量为0.2mol,钠先和酸反应,然后酸不足时再和水反应,故0.2mol钠一定能反应完,共转移电子0.2 mol,转移的电子数为0.2NA,故D错误;
答案选C。
5.D
【详解】A.Na2O2与CO2反应产生O2,Na2O2常用于潜水艇或呼吸面具的供氧剂,A正确;B.Al2O3熔点高,Al2O3常用作耐火材料,B正确;C.FeCl3与Cu发生反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,FeCl3溶液可用于刻制印刷铜电路板,C正确;D.Al(OH)3可作为治疗胃酸过多的内服药,是利用氢氧化铝的弱碱性,D错误。答案选D。
6.D
【详解】试题分析:A.该反应中铁元素的化合价升高,Fe2+是还原剂。过氧化钠中氧元素的化合价部分降低到-2价,部分升高到0价,因此O2是氧化产物,A错误;B.该反应中Na2O2既作氧化剂,也作还原剂,B错误;C.根据方程式可知4mol亚铁离子和1mol过氧化钠是还原剂,则4 mol Na2O2在反应中共得到6NA个电子,C错误;D.根据以上分析可知Fe(OH)3是氧化产物,每生成1 mol O2反应过程中共转移6 mol电子,D正确,答案选D。
考点:考查氧化还原反应的有关判断
7.B
【详解】A.浓盐酸具有挥发性,二氧化锰和浓盐酸加热制备的氯气中会混有氯化氢和水蒸气,不能得到纯净的氯气,故A错误;
B.石蕊溶液遇到新制氯水先变红,后褪色,说明新制氯水中含有酸和漂白性物质,即Ⅱ图证明新制氯水具有酸性和漂白性,故B正确;
C.铜丝在氯气中燃烧生成棕黄色的烟,故C错误;
D.饱和氯水中含有次氯酸,次氯酸见光分解发生盐酸和氧气,则日光照射烧瓶中的饱和氯水会有气泡产生,该气体为氧气,故D错误;
故选:B。
8.B
【详解】A.含铜离子的水溶液为蓝色,无色溶液中不含铜离子,且Cu2+与OH−会生成沉淀,所以不能大量共存,故A不符合题意;
B.由水电离出的c(OH-)=1×10−13mol⋅L−1的溶液为酸性或者碱性溶液,这几种离子之间不反应且和氢离子或氢氧根离子都不反应,所以能大量共存,故B符合题意;
C.加入Al能放出H2的溶液中存在大量氢离子或氢氧根离子,与氢离子、氢氧根离子反应,与氢氧根离子反应,在溶液中一定不能大量共存,故C不符合题意;
D.Fe3+与SCN−反应生成络合物硫氰化铁,且碳酸氢根离子和铁离子发生相互促进的双水解反应,在溶液中不能大量共存,故D不符合题意;
故答案为:B。
【点睛】注意明确离子不能大量共存的一般情况:(1)能发生复分解反应的离子之间不能大量共存;(2)能发生氧化还原反应的离子之间不能大量共存;(3)能发生络合反应的离子之间不能大量共存(如 Fe3+和SCN-等);(4)还应该注意题目所隐含的条件,如:溶液的酸碱性,据此来判断溶液中是否有大量的 H+或OH-;溶液的具体反应条件,如“氧化还原反应”、“加入铝粉产生氢气”;是“可能”共存,还是“一定”共存等。需注意:含有大量的溶液中,加入铝粉,产生氢气,溶液不能为酸性,因为硝酸与铝反应不会产生氢气。
9.C
【详解】Y与Z位于同一周期,且X、Y、Z原子序数之和等于35,所以Y、Z在第三周期,X在第二周期,从结构图看Y易失去1个电子形成Y+离子,所以Y为Na元素,X只形成一个共价键,再考虑原子序数,所以X为F元素,三者原子序数之和为35,故Z为P元素。
A.核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故简单离子的半径:F->Na+,即X>Y,选项A错误;
B.工业上利用电解熔融氯化钠来冶炼钠单质,选项B错误;
C.元素非金属性越强简单氢化物的稳定性越强,同主族元素形成的简单氢化物中HF的稳定性最强,选项C正确;
D.S元素第一电离能小于P元素因为P元素3P轨道处于半充满稳定状态难失去电子,故同周期主族元素中第一电离能大于P元素有Cl元素1种,选项D错误;
答案选C。
10.C
【详解】A.在炽热的木炭上滴加少许浓硝酸,产生红棕色气体,木炭持续燃烧,说明在加热条件下,浓硝酸与C反应生成NO2,A项错误;
B.气体通入石蕊试液,溶液先变红后褪色,气体可能为氯气,原溶液中可能含有NaClO,二氧化硫不能使石蕊褪色,B项错误;
C.向KI溶液中滴入少量新制氯水和四氯化碳,振荡、静置,溶液下层呈紫红色,说明氯气将碘离子氧化为碘单质,则Cl2的氧化性强于I2,C项正确;
D.向Fe(NO3)3溶液中加入铁粉,充分振荡,滴加少量盐酸酸化,在有氢离子存在的情况下,NO3-会将被铁还原的三价铁离子重新氧化,故得到的结论错误,D项错误;
11.AC
【详解】A.向NaHCO3溶液中滴加NaOH反应生成碳酸钠和水,HCO+OH-=CO2↑+H2O,故A正确;
B.向氯化铝溶液中滴加过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀,Al3++ 3NH3•H2O =Al(OH)3↓+ 3NH,故B错误;
C.用食醋清除热水瓶瓶胆内附着的水垢(主要含碳酸钙等)反应生成醋酸钙、二氧化碳和水,CaCO3+2CH3COOH=2Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑,故C正确;
D.将0.1mol•L-1的NH4Al(SO4)2溶液与0.2mol•L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合的离子反应为NH+Al3++2+2Ba2++4OH-═Al(OH)3↓+2BaSO4↓+NH3•H2O,故D错误;
故选AC。
12.AC
【详解】A.铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,而不是Fe2O3,故A不能实现;
B.二氧化硅与氢氧化钠反生成硅酸钠和水,硅酸钠和盐酸反应生成硅酸和水,故B能实现;
C.铁和盐酸反应生成FeCl2,而不是FeCl3,故C不能实现;
D.氯化镁溶液和氢氧化钙反应可生成氢氧化镁沉淀,煅烧氢氧化镁可得到氧化镁,故D可实现;
答案选AC。
13.AB
【分析】由信息可知Zn能溶于强碱溶液,由流程可知,加入氢氧化钠溶液反应,锌溶解生成偏锌酸钠和氢气,铁不溶解,过滤得到滤液含Na2ZnO2,分离出不溶物为Fe,加入稀硫酸与Fe反应生成硫酸亚铁,再加入适量过氧化氢,部分亚铁离子被氧化为铁离子,得到含Fe2+、Fe3+的溶液,再通入氮气排出空气防止亚铁离子被氧化,加入氢氧化钠溶液生成四氧化三铁胶体粒子,以此来解答。
【详解】A.由FeO和Fe2O3组成的一种复杂的化合物,是具有磁性的黑色晶体,故A正确;
B.溶于强碱时生成可溶于水的,Fe与NaOH溶液不反应,则滤液含过量NaOH,存在的离子有:,故B正确;
C.“酸溶”的离子方程式为Fe+2H+═Fe2++H2↑,故C错误;
D.由流程可知生成内部分含FeO,则过氧化氢只氧化部分亚铁离子,故D错误;
故选:AB。
14.AD
【详解】A.由图可知,过程I中亚铁离子被氧气氧化为铁离子,过程III中铁离子又被硫化铜还原为亚铁离子,过程II中铜离子转化为硫化铜,过程III中又生成铜离子,则铜离子、铁离子、亚铁离子均参与循环,A正确;
B.在图示转化过程中,化合价改变的元素有O、Fe、S,共三种元素化合价发生变化,B错误;
C.由过程I可知,O2的氧化性比Fe3+强,由过程III可知,Fe3+的氧化性比S强,C错误;
D.由图可知反应III为硫化铜和铁离子反应生成硫、亚铁离子和铜离子,其离子方程式为:CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+,D正确;
答案选AD。
15.(1) B 2MnO+10Cl—+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O fg→cb→de→jh
(2) 三颈烧瓶 2NO+ Cl22NOCl 将NOCl冷凝为液态 防止NaOH溶液中的水蒸气进入三颈烧瓶中,使NOCl水解
【解析】(1)
由实验装置图可知,装置B中高锰酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置F中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置D中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,装置E为向上排空气法收集冷却装置,装置G中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,则用高锰酸钾制备、收集氯气的装置连接顺序为B、F、D、E、G,装置接口的连接顺序为a→fg→cb→de→jh;
①由分析可知,若用高锰酸钾制备氯气应选用固液不加热的B装置,装置中发生的反应为高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为2MnO+10Cl—+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,故答案为:B;2MnO+10Cl—+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
②由分析可知,用高锰酸钾制备、收集氯气的装置连接顺序为B、F、D、E、G,装置接口的连接顺序为a→fg→cb→de→jh,故答案为:用高锰酸钾制备、收集氯气的装置连接顺序为B、F、D、E、G,装置接口的连接顺序为a→fg→cb→de→jh,故答案为:fg→cb→de→jh;
(2)
由实验装置图可知,第一个U形管中铜与稀硝酸反应制备一氧化氮气体,第二个U形管中盛有的碱石灰用于吸收一氧化氮中混有的水蒸气和挥发出的硝酸,防止干扰实验,放于—10℃冰盐水中的三颈烧瓶中氯气与一氧化氮反应制备亚硝酰氯,其中盛有无水氯化钙的干燥管用于防止水蒸气进入三颈烧瓶中,使亚硝酰氯水解,未反应的氯气和挥发出的亚硝酰氯用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气;
①由实验装置图可知,仪器m为三颈烧瓶;仪器m中合成亚硝酰氯的反应为氯气和一氧化氮在—10℃条件下反应生成亚硝酰氯,反应的化学方程式为2NO+ Cl22NOCl,故答案为:三颈烧瓶;2NO+ Cl22NOCl;
②由题给信息可知,-10°C冰盐水的作用是将亚硝酰氯冷凝为液态,防止温度过高挥发逸出,故答案为:将NOCl冷凝为液态;
③实验中用氢氧化钠溶液进行尾气处理时,溶液产生的水蒸气会进入进入三颈烧瓶中,使亚硝酰氯水解生成亚硝酸和氯化氢,则无水氯化钙的作用是防止氢氧化钠溶液产生的水蒸气会进入进入三颈烧瓶中,使亚硝酰氯水解生成亚硝酸和氯化氢,故答案为:防止NaOH溶液中的水蒸气进入三颈烧瓶中,使NOCl水解;
16. 硫酸
【分析】由题给流程可知,高钛炉渣与硫酸铵混合后焙烧时,二氧化钛和二氧化硅不反应,氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化铁转化为相应的硫酸盐,尾气为氨气;将焙烧后物质加入热水水浸,二氧化钛、二氧化硅不溶于水,微溶的硫酸钙部分溶于水,硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝铵溶于水,过滤得到含有二氧化钛、二氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝铵和硫酸钙的滤液;向pH约为2.0的滤液中加入氨水至11.6,溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀,过滤得到含有硫酸铵、硫酸钙的母液①和氢氧化物沉淀;向水浸渣中加入浓硫酸加热到160℃酸溶,二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应,二氧化钛与稀硫酸反应得到TiOSO4,过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和TiOSO4溶液;将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热,使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸,过滤得到含有硫酸的母液②和TiO2·x H2O。
【详解】(1)氧化铝转化为硫酸铝铵发生的反应为氧化铝、硫酸铵在高温条件下反应生成硫酸铝铵、氨气和水,反应的化学方程式为Al2O3+4(NH4)2SO4NH4Al(SO4)2+4NH3↑+3H2O,故答案为:Al2O3+4(NH4)2SO4NH4Al(SO4)2+4NH3↑+3H2O;
(2)由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知,将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6时,铁离子首先沉淀、然后是铝离子、镁离子,钙离子没有沉淀,故答案为:Fe3+、Al3+、Mg2+;
(3)由镁离子完全沉淀时,溶液pH为11.1可知,氢氧化镁的溶度积为1×10—5×(1×10—2.9)2=1×10—10.8,当溶液pH为11.6时,溶液中镁离子的浓度为=1×10—6mol/L,故答案为:1×10—6;
(4)增大溶液中硫酸根离子浓度,有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀,为了使微溶的硫酸钙完全沉淀,减少TiOSO4溶液中含有硫酸钙的量,应加入浓硫酸加热到160℃酸溶;由分析可知,二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应,则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙,故答案为:硫酸;SiO2、CaSO4;
(5)酸溶后将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热,能使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸,反应的离子方程式为TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O+2H+,故答案为:TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O+2H+;
(6)由分析可知,尾气为氨气,母液①为硫酸铵、母液②为硫酸,将母液①和母液②混合后吸收氨气得到硫酸铵溶液,可以循环使用,故答案为:(NH4)2SO4。
17.(1)+123
(2) 0.05 BD
(3) 0.9p 5.4
【解析】(1)
根据盖斯定律,由(Ⅰ-Ⅱ)÷2可得C3H8(g)C3H6(g)+H2(g),则ΔH=(ΔH1-ΔH2)=´[-238kJ•mol-1-(-484kJ•mol-1)]=+123kJ•mol-1,故答案为:+123;
(2)
①向1L的密闭容器中充入1mol C3H8发生脱氢反应,经过10min达到平衡状态,测得平衡时气体压强是开始的1.5倍,相同温度下,气体的物质的量之比等于压强之比,则平衡时气体的总物质的量为1.5mol,设参加反应的C3H8的物质的量为x mol,则平衡时C3H8、H2、C3H6的物质的量分别为(1-x)mol、x mol、x mol,则有1-x+x=1.5,解得x=0.5,即参加反应的C3H8的物质的量为0.5mol,,故答案为:0.05;
②A.该反应的ΔH恒定,因此ΔH不变不能说明反应达到平衡状态,故A不符合题意;
B.C3H8与H2的物质的量之比保持不变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故B符合题意;
C.反应前后气体的质量不变,容器的体积不变,则气体的密度始终不变,因此混合气体密度不变,不能说明反应达到平衡状态,故C不符合题意;
D.该反应是气体体积增大的反应,是压强增大的反应,因此当混合气体的总压强不变,反应达到平衡状态,故D符合题意;
故答案为BD;
(3)
①由图可知,反应达到平衡状态时C3H8的体积分数为25%,设C3H8反应了x mol,则平衡时,C3H8的物质的量为(1-x)mol,C3H6的物质的量为x mol,H2的物质的量为x mol,则,解得x=0.6mol,总物质的量为1.6mol,恒温恒容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,平衡时气体的压强为1.6pkPa,,,则,故答案为:0.9p;
②平衡时v正=v逆,即,则,m点时,假设C3H8反应了y mol,则C3H8的物质的量为(1-y)mol,C3H6的物质的量为y mol,H2的物质的量为y mol,,解得y=,气体的总物质的量为,恒温恒容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,m点处气体的压强为,则,,m点,故答案为:5.4;
18. 2+O2+2H2O 18 碳碳双键、羧基 2
【分析】根据合成路线可知,A为,由B→C的反应条件,可确定B为,B发生催化氧化生成C,则C为,C发生已知反应Ⅰ生成D,则D为,D发生消去反应生成E,则E为,E发生已知反应生成F,F为。由I的结构简式,可推出G为,H为。
【详解】(1)由Ⅰ的结构简式,可得出I的分子式为C20H24N2SO。答案为:C20H24N2SO;
(2) 反应生成,则发生氧化反应,化学方程式是2+O22+2H2O。答案为:2+O22+2H2O;
(3)由以上分析可知,G结构简式为,F结构简式为,从苯、乙烯、甲醛的结构进行分析,所有原子都可能共平面,所以最多有18个原子共平面。答案为:;18;
(4)E的结构简式为,官能团的名称为碳碳双键、羧基;符合条件:Ⅰ.是有两个取代基的芳香族化合物;Ⅱ.能水解,水解产物遇到溶液显紫色;Ⅲ.核磁共振氢谱显示苯环上有四种化学环境的氢的E的同分异构体有2种,它们是、。答案为:碳碳双键、羧基;2;
(5)先将苯制成苯胺,乙酸制成乙酰氯,然后让二者发生取代反应,便可制备乙酰苯胺。合成路线为:。答案为:。
【点睛】合成有机物时,常采用逆推法,即由目标有机物,依据题给流程的信息及原料有机物的碳架结构,将键断裂,如合成,依据条件NEt3、CH2Cl2,逆推出反应物为和,再由苯与乙酸制此两种有机物。
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