新高考化学三轮复习非选择题专项练三(含解析)

非选择题专项练(三)

 (建议用时：40分钟)

1．硼铁混合精矿含有硼镁石[MgBO2(OH)]、磁铁矿(Fe3O4)、磁黄铁矿(FexS)、晶质铀矿(UO2)等，以该矿为原料制备MgSO4·H2O和硼酸(H3BO3)的工艺流程如下：

已知：UO在pH为4～5的溶液中生成UO2(OH)2沉淀。

回答下列问题：

(1)“酸浸”时，MgBO2(OH)与硫酸反应的化学方程式为________________________________________________________________________，

NaClO3可将UO2转化为UO，反应的离子方程式为

________________________________________________________________________。

(2)“除铁净化”需要加入________(填一种试剂的化学式)调节溶液pH至4～5，滤渣的成分是________。

(3)“蒸发浓缩”时，加入固体MgCl2的作用是_____________________________

________________________________________________________________________。

(4)“酸浸”时少量铁精矿(Fe3O4、FexS)因形成“腐蚀电池”而溶解，反应生成Fe2＋和硫单质，写出负极反应式：

________________________________________________________________________。

(5)某工厂用m1 kg硼铁混合精矿(含B为11%)制备H3BO3，最终得到产品m2 kg，产率为________。

2．某化学兴趣小组测定硫铁矿(主要成分为FeS2)矿样中硫元素的质量分数，进行如下实验：将m1 g样品放入如图所示装置C中，打开K1关闭K2，从a处不断通入空气，高温煅烧石英管中的样品。

请回答下列问题：

(1)装置B的名称为__________；a处不断通入空气的目的是________________________________________________________________________。

(2)装置A的作用是______________________________________。

(3)反应结束后，关闭K1打开K2，向圆底烧瓶中加入液体，点燃G处酒精灯，使圆底烧瓶中反应发生，操作流程如图。

①操作Ⅰ所得溶液中所含的溶质有__________________________________________。

②操作Ⅱ是洗涤、烘干、称重，检验固体是否洗净的方法是_______________________

________________________________________________________________________。

③该硫铁矿中硫元素的质量分数为________(用含m1、m2的代数式表示)。

(4)取煅烧后的熔渣(含有Fe2O3、FeO)，欲验证其中存在FeO，应选用的试剂是______________。

3．工业上以煤和水为原料通过一系列转化可变为清洁能源氢气或工业原料甲醇。

(1)已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1

②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2

③H2O(l)===H2O(g)　ΔH3

则碳与水蒸气反应C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)的ΔH＝____________。

(2)工业上也可以仅利用碳和水蒸气反应得到的CO2和H2进一步合成甲醇，反应的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0。

①此生产过程中CO2和H2的转化率____________(填“前者大”“后者大”“一样大”或“无法判断”)；为了既提高甲醇的产率又加快反应速率，可以采取的措施是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。该温度下的平衡常数为________(保留三位有效数字)。

(3)改变温度，使反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1 ℃、2 L密闭容器)，反应过程中部分数据见下表：

①达到平衡时，反应Ⅰ、反应Ⅱ对比：平衡常数K(Ⅰ)________(填“>”“<”或“＝”，下同)K(Ⅱ)；平衡时CH3OH的浓度c(Ⅰ)________c(Ⅱ)。

②对反应Ⅰ，前10 min内的平均反应速率v(CH3OH)＝________，若30 min时向容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，则平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

4．CrSi、Ge­GaAs、ZnGeAs2、聚吡咯、碳化硅和氧化亚铜都是重要的半导体化合物。请回答下列问题：

(1)基态铬原子的核外电子排布式为____________，其中未成对电子数为____________。

(2)Ge­GaAs中元素Ge、Ga、As的第一电离能从大到小的顺序为____________。ZnGeAs2中Zn、Ge、As的电负性从大到小的顺序为____________。

(3)聚吡咯的单体为吡咯(—H)，该分子中氮原子的杂化轨道类型为________；分子中σ键与π键的数目之比为________。

(4)碳化硅、晶体硅及金刚石的熔点如下表：

分析熔点变化规律及其差异的原因：____________________________________

________________________________________________________________________。

(5)氧化亚铜的熔点为1 235 ℃，其固态时的单晶胞如图所示。

①氧化亚铜属于________晶体。

②已知Cu2O的晶胞参数a＝425.8 pm，则其密度为___________________g·cm－3(列出计算式即可)。

5．H是治疗关节炎等疼痛药物的主要成分，其合成路线如图所示：

请回答下列问题：

(1)F中的官能团名称为________。

(2)D的结构简式为________。

(3)①～⑦的7个反应中，反应类型属于取代反应的是________(填反应序号)。

(4)写出B→C的化学方程式：_________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)芳香化合物X是E的同分异构体，能发生水解反应，且酸性水解产物遇FeCl3溶液显紫色，X可能的结构共有________种，写出其中核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢原子的一种有机物的结构简式：______________。

(6)参考上述合成路线，写出以为原料制备的合成路线：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________(无机试剂任选)。

非选择题专项练(三)

1．解析：硼铁混合精矿含有硼镁石[MgBO2(OH)]、磁铁矿(Fe3O4)、黄铁矿(FexS)、晶质铀矿(UO2)，“酸浸”时，加入的硫酸与MgBO2(OH)发生反应生成H3BO3，少量铁精矿(Fe3O4、FexS)因形成“腐蚀电池”而溶解，反应生成Fe2＋，NaClO3可将UO2转化为UO，同时也将Fe2＋氧化为Fe3＋，滤液中有H3BO3、Fe3＋、UO、H＋、Mg2＋、SO。“除铁净化”时，向滤液中加入MgO或Mg(OH)2调节溶液pH至4～5，使溶液中Fe3＋、UO分别转化为Fe(OH)3和UO2(OH)2沉淀而除去。最后将“除铁净化”后的滤液进行蒸发浓缩，加入固体MgCl2，可促进MgSO4·H2O晶体的析出，趁热过滤即可将MgSO4·H2O和H3BO3分离。(1)“酸浸”时，MgBO2(OH)与硫酸发生反应生成H3BO3，化学方程式为MgBO2(OH)＋H2SO4===MgSO4＋H3BO3。ClO可将UO2转化为UO，自身被还原为Cl－，离子方程式为ClO＋3UO2＋6H＋===Cl－＋3UO＋3H2O。

(2)“除铁净化”时，需加入一种物质通过中和部分酸，调节溶液pH至4～5，从而使溶液中Fe3＋沉淀，为了不引入杂质离子，该物质为MgO或Mg(OH)2。同时UO在pH为4～5的溶液中生成UO2 (OH)2沉淀，故滤渣为Fe(OH)3和UO2 (OH)2。

(3)“蒸发浓缩”时，加入固体MgCl2，增大了Mg2＋浓度，有利于析出MgSO4·H2O。

(4)“酸浸”时，FexS在“腐蚀电池”的负极上发生氧化反应生成Fe2＋和S，电极反应式为FexS－2xe－===xFe2＋＋S。

(5)m2 kg H3BO3中B的质量为m2× kg，则产率为×100%＝×100%。

答案：(1)MgBO2(OH)＋H2SO4===MgSO4＋H3BO3

3UO2＋6H＋＋ClO===3UO＋3H2O＋Cl－

(2)MgO[或Mg(OH)2]　Fe(OH)3、UO2(OH)2

(3)增大Mg2＋浓度，有利于析出MgSO4·H2O

(4)FexS－2xe－===xFe2＋＋S

(5)×100%

2．解析：(1)由装置图可知装置B为球形干燥管；a处不断通入空气的目的是提供硫铁矿反应所需的氧气，同时使反应生成的二氧化硫全部转移到装置D中被完全吸收。(2)可以根据装置A中产生气泡的多少来控制气流的速度。(3)①装置D中含有过量的NaOH溶液，通入SO2发生反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，再通入过量的氯气，发生反应：Na2SO3＋Cl2＋H2O===Na2SO4＋2HCl，HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，2NaOH＋Cl2===NaCl＋H2O＋NaClO，故操作Ⅰ所得溶液中所含的溶质有Na2SO4、NaCl、NaClO。②可通过检验最后一次洗涤液中是否含有Cl－来检验固体是否洗净，方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加硝酸银溶液和稀硝酸，有白色沉淀生成则没有洗净，否则洗净。③根据硫原子守恒可知，该硫铁矿中硫元素的质量为×32 g＝ g，该硫铁矿中硫元素的质量分数为 g÷m1 g×100%＝×100%。(4)验证煅烧后的熔渣中存在FeO，即需要验证Fe2＋，可以先加入盐酸或稀硫酸，再加入铁氰化钾溶液，也可以先加入稀硫酸，再加入高锰酸钾溶液。

答案：(1)干燥管(或球形干燥管)　提供氧气(使硫铁矿充分燃烧)，同时使煅烧生成的SO2气体完全被装置D中NaOH溶液吸收

(2)控制通入的空气气流，使之平稳

(3)①Na2SO4、NaCl、NaClO　②取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入少量硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，说明已经洗净　③×100%

(4)稀硫酸、KMnO4溶液(或稀盐酸、铁氰化钾溶液或稀硫酸、铁氰化钾溶液)

3．解析：(1)根据盖斯定律，由①－②－③×2得C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2－2ΔH3。(2)①由碳和水蒸气反应生成CO2和H2可知，生成的CO2和H2的物质的量之比为1∶2，而CO2和H2反应生成甲醇和水时，CO2和H2的物质的量之比为1∶3，故此生产过程中H2的转化率大；该反应为气体分子数减小的放热反应，增大压强，反应速率增大，平衡正向移动，甲醇的产率提高；增大二氧化碳和氢气的浓度也能使反应速率加快，同时提高甲醇的产率。②由题图可知，平衡时CO2的浓度为0.25 mol·L－1，CH3OH(g)的浓度为0.75 mol·L－1，则H2的浓度为0.75 mol·L－1，水蒸气的浓度为0.75 mol·L－1，故平衡常数为K＝≈5.33。(3)①由题给条件可知，如果反应Ⅰ和Ⅱ都是在恒温恒容条件下进行，则达到的平衡是等效平衡，由于该反应的正反应为放热反应，且反应Ⅱ在绝热恒容条件下进行，故反应达平衡时，反应Ⅱ的温度小于T1 ℃，故平衡常数K(Ⅰ)<K(Ⅱ)，平衡时甲醇的浓度c(Ⅰ)<c(Ⅱ)。②反应Ⅰ前10 min内生成n(CH3OH)＝＝0.5 mol，v(CH3OH)＝＝0.025 mol·L－1·min－1；由题表中数据知，20 min时该反应已经达到平衡，30 min时向容器中再加入1 mol CO2和1 mol水蒸气，反应物和生成物改变的浓度相同，且CO2和H2O的系数之比为1∶1，故平衡不移动。

答案：(1)ΔH1－ΔH2－2ΔH3　(2)①后者大　增大压强(或增大CO2和H2的浓度)　②5.33　(3)①<　<　②0.025 mol·L－1·min－1　不

4．解析：(1)基态铬原子的核外有24个电子，核外电子排布式为[Ar]3d54s1；3d54s1都是未成对电子，所以未成对电子数是6。(2)同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，所以Ge、Ga、As的第一电离能从大到小的顺序为As>Ge>Ga；非金属性越强，电负性越大，所以Zn、Ge、As电负性从大到小的顺序为As>Ge>Zn。(3)氮原子的价电子对数为＝4，所以氮原子的杂化轨道类型为sp3；单键为σ键，双键中一个是σ键、一个是π键，所以吡咯分子中σ键与π键的数目之比为10∶2＝5∶1。(5)①根据氧化亚铜的熔点为1 235 ℃，比原子晶体低，比分子晶体高，故氧化亚铜属于离子晶体；②根据“均摊法”，晶胞中亚铜离子数是4，氧离子数是8×＋1＝2，所以晶胞的摩尔质量是288 g·mol－1，a＝425.8 pm，晶胞的体积为425.83×10－30 cm3，ρ＝＝＝ g·cm－3。

答案：(1)[Ar]3d54s1　6

(2)As>Ge>Ga　As>Ge>Zn　(3)sp3　5∶1

(4)它们都是具有正四面体形空间网状结构的原子晶体，原子结合力为共价键，由于键长C—C<C—Si<Si—Si，键能C—C>C—Si>Si—Si，故熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅

(5)①离子　②

5．解析：由A和C的结构简式可知B为；由C和E的结构简式可推出D为。(1)由F的结构简式可知其官能团为羧基和硝基。(2)D的结构简式为。(3)反应①为取代反应，反应②为取代反应(或水解反应)，反应③为氧化反应，反应④为氧化反应，反应⑤为取代反应(或硝化反应)，反应⑥为还原反应，反应⑦为取代反应。(5)由题意知，X的酸性水解产物遇FeCl3溶液显紫色，说明X在酸性条件下水解后产物中含有酚羟基，结合其分子式为C8H8O2可知，符合条件的同分异构体结构简式分别为苯先氧化成苯甲酸，苯甲酸发生硝化反应后进行还原反应，使硝基变为氨基，得到的物质间反应形成肽键即得目标产物：

答案：(1)羧基、硝基