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![2022-2023学年黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学高三上学期10月月考化学试题含解析03](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/13824999/0/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
2022-2023学年黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学高三上学期10月月考化学试题含解析
展开黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2022-2023学年高三上学期10月月考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列关于物质用途的说法中不正确的是
A.铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
B.氧化铝熔点高,常用于制造耐高温材料
C.熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固,常用于制作模型和医疗石膏绷带
D.高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远,可用于道路照明
【答案】A
【详解】A.铁粉与氧化铝不能发生铝热反应,铝粉与氧化铁发生铝热反应可用于焊接铁轨,A不正确;
B.氧化铝熔点高,抗腐蚀能力强,且成本较低,常用于制造耐高温材料,B正确;
C.熟石膏与水混合成糊状后,能快速凝固,从而转化为生石膏,利用熟石膏可制作模型和医疗石膏绷带,C正确;
D.高压钠灯常用于道路照明,因为它发出的黄光能穿透云雾,且射程远,D正确;
故选A。
2.用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂),能实现的是
选项
气体
a
b
A
稀
B
溶液
C
浓
铁片
D
浓氨水
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.与浓硫酸反应,故不能用浓硫酸干燥,故A错误;
B.发生反应2H2O22H2O+O2,浓硫酸干燥氧气,故B正确;
C.铁片和浓硝酸常温下发生钝化,故不能制取二氧化氮气体,故C错误;
D.氨气与浓硫酸反应,故不能用浓硫酸干燥氨气,故D错误;
故选B。
3.不同价态含氮物质的转化可用下图表示,图中线路①②③是工业生产硝酸的主要途径。下列说法正确的是
A.①的转化属于置换反应
B.②的转化属于氮的固定
C.③的转化方程式:
D.使用CuO作氧化剂可以实现④的转化
【答案】D
【详解】A. ①的转化是氨的催化氧化,发生,不属于置换反应,故A错误;
B.氮的固定是游离态的氮转化为化合态的氮,②的转化发生反应,不属于氮的固定,故B错误;
C. ③的转化方程式:,故C错误;
D.使用CuO作氧化剂可以发生反应,,可以实现④的转化,故D正确;
故答案为:D
4.关于性质的解释合理的是
选项
性质
解释
A
比容易液化
分子间的范德华力更大
B
熔点高于
键的键能比大
C
能与以配位键结合
中氮原子有孤电子对
D
氨水中存在
是离子化合物
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.和都属于同一主族是氢化物,分子晶体的沸点与其相对分子质量成正比,但氨气中含有氢键, PH3不含氢键,氢键的存在导致氨气的沸点升高,故A错误;
B.熔点高于,是因为氨气中含有氢键,氢键的存在导致氨气的熔点升高,不是键的键能比大,故B错误;
C.中氮原子有孤电子对,使和以配位键结合形成[Ag(NH3)2]+,故C正确;
D.是共价化合物,是弱碱,在水溶液中部分电离出和OH-,故D错误;
答案选C。
5.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.常温时,22g中所含的中子数为10
B.2mol和1mol在一定条件下充分反应所得分子数为2
C.220g三硫化四磷()中含有的极性键的数目为6
D.标准状况下,2.24L完全溶于水,反应过程转移电子的数目为0.1
【答案】C
【详解】A.22g的物质的量为1mol,所含中子数为12,A选项错误;
B.和在一定条件下反应生成是可逆反应,所得分子数小于2,B选项错误;
C.220g三硫化四磷的物质的量为1mol,观察结构可知,三硫化四磷中含有的极性键是S−P键,220g三硫化四磷中含有的极性键数目为6,C选项正确;
D.标准状况下,2.24L的物质的量为0.1mol,完全溶于水,发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,反应过程转移电子的数目为0.2,D选项错误;
答案选C。
6.关于OF2、Cl2O和NF3的结构与性质,下列说法错误的是
A.OF2是极性分子 B.NF3的空间构型为三角锥形
C.OF2的键角大于Cl2O D.N、O原子的杂化方式相同
【答案】C
【详解】A.OF2是V形结构,属于极性分子,故A正确;
B.NF3中N原子有1对孤电子对,3个键,夹层电子对为4,属于sp3杂化,NF3的空间构型为三角锥形,故B正确;
C.OF2和Cl2O都是V形结构,原子的电负性F>O>Cl,O-F键的成键电子对偏向F,排斥作用小,键角小,OF2的键角小于Cl2O,故C错误;
D.NF3中N原子有1对孤电子对,3个键,夹层电子对为4,属于sp3杂化;OF2、Cl2O中O原子有2对孤电子对,2个键,夹层电子对为4,属于sp3杂化,N、O原子的杂化方式相同,故D正确;
故答案为C。
7.从海水提取食盐后的母液(含、、、等离子)中提取溴单质,其流程如下:
下列说法错误的是
A.“鼓入热空气”得到粗溴,利用了溴易挥发的性质
B.溶液可用溶液替代
C.试剂X可以是稀硫酸
D.“蒸馏”温度控制在90℃左右,可防止水蒸气大量逸出
【答案】B
【详解】A.溴易挥发,可用“鼓入热空气”的方法将生成的Br2吹出,得到粗溴,A正确;
B.不能用亚硫酸钠溶液替代碳酸钠溶液,因为会发生 再加硫酸酸化,得不到 Br2,B错误;
C.稀硫酸提供酸性环境,也不会有其他反应,故C正确;
D.为将 Br2蒸出同时防止水蒸气大量逸出,蒸馏温度控制在90° C 左右,D正确;
故本题选B。
8.下列叙述中,正确的是
A.由图1可知的燃烧热为
B.由图2可知
C.若将0.5mol和1.5mol置于某密闭容器中充分反应生成放热,则其热化学方程式为:
D.已知25℃、101KPa条件下: , ,则比稳定
【答案】B
【详解】A.图1所示反应生成的水呈气态,燃烧热要求可燃物为1mol,生成的水为液态, A错误;
B.根据盖斯定律,反应热只与始态和终态有关,与过程无关,因此过程I与过程II和III的反应热和相等,故∆H1=∆H2+∆H3,B正确;
C.N2和H2合成氨的反应为可逆反应,0.5mol N2和1.5mol H2不能完全转化为NH3,完全转化时放出的热量要比19.3kJ多,C错误;
D.按反应先后将反应编号为①、②,根据盖斯定律,将①-②得:3O2(g)═2O3(g) △H=-2834.9 kJ/mol -(-3119.1 kJ/mol)>0,氧气的能量低,则O2比O3稳定,D错误;
故选B。
9.下列离子方程式中正确的是
A.向小苏打溶液中滴加少量苛性钠溶液:
B.向硝酸银溶液中滴入少量氨水:
C.amol投入含3amol的稀硝酸中:
D.向溶液中加入铁氰化钾溶液:
【答案】D
【详解】A.向小苏打溶液中滴加少量苛性钠溶液会生成碳酸钠,,故A错误;
B.向硝酸银溶液中滴入少量氨水得不到二氨合银离子,加入过量氨水才能得到,故B错误;
C.Fe与物质的量之比为1:4正好发生,amol投入含3amol的稀硝酸,铁过量还要生成Fe2+,,故C错误;
D.向溶液中加入铁氰化钾溶液会生成蓝色的滕氏蓝沉淀:,故D正确;
故答案为D。
10.下列图示的实验,能够实现相应实验目的的是
A.利用甲装置制取 B.利用乙装置可制备无水
C.利用丙装置控制制取氧气的速率 D.利用丁装置验证的漂白性
【答案】B
【详解】A.制取应先在饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳,因为氨气的溶解度大于二氧化碳,先通氨气有利于二氧化碳的溶解吸收,故A错误;
B.需在HCl气氛中脱水才能得到,否则会发生水解,故B正确;
C.过氧化钠为粉末或小颗粒,不能利用该装置无法实现控制制取氧气的速率,故C错误;
D.二氧化硫与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,是利用其还原性,而不是漂白性,故D错误;
故选:B。
11.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是
选项
事实
结论
A
金属Li和Na分别在空气中燃烧生成和
金属性:Na>Li
B
常温下,NaCl溶液呈中性,溶液呈酸性
金属性:Na>Mg
C
非金属性::Si>C
D
热分解温度:HBr为600℃,HI为300℃
非金属性:Br>I
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.碱金属从上到下,金属性增强,与氧气反应产生氧化物更加复杂,金属Li和Na分别在空气中燃烧生成和,说明金属性Na>Li,故A不符合题意;
B.根据盐类水解规律,NaCl溶液显中性,说明氯化钠是强酸强碱盐,MgCl2溶液显酸性,说明氯化镁是强酸弱碱盐,金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,即金属性Na>Mg,故B不符合题意;
C.,该反应利用高沸点制备低沸点物质,不能说明Si的非金属性强于碳,故C符合题意;
D.非金属性越强,简单氢化物越稳定,热分解温度:HBr为600℃,HI为300℃,则HBr稳定性大于HI,即非金属性Br>I,故D不符合题意;
答案为C。
12.已知无机物A、B、C、W可实现如图所示转化关系(其他产物已省略)。
下列说法错误的是
A.若A为非金属单质,则它与反应的产物中阴、阳离子个数比可能为2:3
B.若C是导致酸雨的主要气体,则常温下A与C可以反应生成B
C.若A为,W可以为或
D.若A为,W可以为或
【答案】C
【详解】A.若A为非金属单质,A可以是氮气,W为氧气,氮气与氧气生成NO,NO与氧气生成二氧化氮,符合转化,氮气和Mg反应生成氮化镁,阴阳离子个数比为2:3,故A正确;
B.若C是导致酸雨的主要气体,C为二氧化硫,则A可以是硫化氢,硫化氢与氧气生成硫单质,S与氧气生成二氧化硫,符合转化,硫化氢与二氧化硫反应生成硫单质,故B正确;
C.若A为,W为,铁与氯气反应生成氯化铁,氯化铁与氯气不反应,不符合转化,故C错误;
D.若A为 ,W为则碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳再与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,符合转化;若W为,与足量盐酸生成氯化铝,氯化铝与偏铝酸钠反应可生成氢氧化铝,符合转化,故D正确;
故选:C;
13.对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是
粒子组
判断和分析
A
、、、
不能大量共存,因发生反应:
B
、、、
不能大量共存,因发生反应:
C
、、、
能大量共存,粒子间不反应
D
、、、
能大量共存,粒子间不反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.Al3+和NH3H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成Al,故A错误;
B.S2和H+反应生成单质硫、二氧化硫和水,离子方程式为:2H++ S2=S↓+SO2↑+H2O,故B正确;
C.Fe3+做催化剂促进H2O2分解,不能大量共存,故C错误;
D.在酸性条件下Mn能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,故D错误;
答案选B。
14.在水中的反应为:。下列说法正确的是
A.分了中各原子最外层均达到8电子稳定结构
B.分子空间构型为平面三角形
C.上述反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
D.反应中收集到7.84L气体,共转移电子0.8mol
【答案】C
【详解】A.为0族元素,其原子最外层电子数为8,则形成后Xe最外层电子数不为8,故A错误;
B.分子中心Xe原子的价电子对数为4,有一对孤对电子,因此其分子构型为三角锥形,故B错误;
C.由反应可知6mol反应时,其中2mol化合价升高转化成,作还原剂,4mol化合价降低转化成Xe单质,作氧化剂;同时12mol水参与反应,6mol化合价升高作还原剂,因此氧化剂的物质的量为4mol,还原剂的物质的量8mol,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,故C正确;
D.气体未指明标准状况下,无法根据体积确定其物质的量,故D错误;
故选:C;
15.下列实验操作不能达到实验目的的是
选项
实验操作
A
说明具有还原性
向酸性溶液中滴加溶液,观察紫色褪去
B
除去溶液中的
先加入双氧水,再加入氧化铜调,搅拌、过滤
C
检验X溶液中是否含
取样,加入盐酸酸化的溶液,观察是否产生白色沉淀
D
说明浓硫酸有脱水性和强氧化性
一定量蔗糖中滴入浓硫酸,搅拌,观察现象
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.向酸性KMnO4溶液中滴加H2O2溶液,观察紫色褪去,说明H2O2具有还原性,将KMnO4还原,故 A 正确;
B.除 溶液中的FeCl2,先加入双氧水,将 Fe2+氧化为 Fe3+,再加入氧化铜调 pH ,使平衡正向移动,搅拌、过滤除去 Fe ( OH )3沉淀,故 B 正确;
C.取样,加入盐酸酸化的 ,溶液,观察是否产生白色沉淀,不能检验 X溶液中是否含 ,可能含有 或 Ag+,故 C 错误;
D.一定量蔗糖中滴入浓硫酸,搅拌,蔗糖变黑并膨胀且产生刺激性气味气体,说明浓硫酸使蔗糖脱水炭化,然后浓硫酸将碳氧化:,能说明浓硫酸有脱水性和强氧化性,故D正确;
故本题选C。
16.X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X原子的核外电子只有一种运动状态,分子呈三角锥形,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族,Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是
A.简单离子半径:
B.X与Y、X与Z均能形成的10电子和18电子的微粒
C.与的晶体类型不同
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
【答案】B
【分析】X的核外电子只有一种运动状态,X为H,YX3分子呈三角锥形,Y为N,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和,则Z为O,M与X同主族,则M为Na,Q是同周期中非金属性最强的元素,则Q为Cl,综合分析,X为H,Y为N,Z为O,M为Na,Q为Cl,以此解题。
【详解】A.O2-、Na+、Cl-中,Cl-电子层数最多,半径最大,O2-、Na+电子层数相同,核电荷数越大半径越小,故简单离子半径: Q>Z>M,A项错误;
B.H和N可以形成氨气分子为10电子微粒,形成为18电子微粒;H和O可以形成分子为10电子微粒,形成为18电子微粒,B项正确;
C.Na2O与NaCl均为离子晶体,晶体类型相同,C项错误;
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物NH3·H2O的水溶液为碱性,D项错误;
故选:B。
17.某兴趣小组用下列装置探究Na与CO2的反应产物,已知PdCl2+CO+H2O=Pd↓(黑色)+CO2+2HCl。下列说法正确的是
A.为了避免生成的CO2中混有HCl,最好用稀硫酸代替稀盐酸
B.装置III的目的是除去HCl
C.实验时先点燃酒精灯,再打开活塞a
D.装置V出现黑色沉淀,则装置IV发生反应可能为:2Na+2CO2=Na2CO3+CO
【答案】D
【分析】根据实验目的与原理可知,装置I发生的是制备二氧化碳的反应,其反应为;因用盐酸制备得到的CO2中常含有HCl,故装置II用于除去HCl,其中为饱和溶液;装置III盛放浓硫酸,用于干燥CO2;装置IV为Na,在加热条件下与CO2发生反应;装置V用于检验CO。
【详解】A.稀硫酸与大理石反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在大理石表面,会阻碍反应进一步发生,A错误;
B.硬质玻璃管中钠与干燥的二氧化碳发生反应,所以进入硬质玻璃管之前需对二氧化碳进行干燥,即装置III的目的是除去二氧化碳中的水蒸气,B错误;
C.金属钠非常活泼,极易与空气中的氧气或水蒸气发生反应,所以实验时先打开活塞a,通入一段时间二氧化碳后再点燃酒精灯,C错误;
D.装置V出现黑色沉淀,说明硬质玻璃管中产生了CO,根据氧化还原反应的规律可推知,反应的化学方程式为:2Na+2CO2=Na2CO3+CO,D正确;
故选D。
18.含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是
A.a可能为正盐,也可能为酸式盐 B.c为不溶于盐酸的白色沉淀
C.d为含极性键的非极性分子 D.反应②中还可能生成淡黄色沉淀
【答案】C
【分析】由题干信息可知,盐a与足量的稀盐酸产生刺激性气味气体d,d能使KMnO4溶液褪色,故d为SO2,则盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,盐a与足量Cl2反应后将生成,与BaCl2溶液反应得到沉淀c,故c为BaSO4,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,故a可能为正盐,也可能为酸式盐,A正确;
B.由分析可知,c为BaSO4,故c为不溶于盐酸的白色沉淀,B正确;
C.由分析可知,d为SO2,由SO2易溶于水并根据“相似相溶”原理可知,d是含有极性键的极性分子,C错误;
D.由分析可知,盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,当Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,反应②中还可能生成淡黄色沉淀,D正确;
故答案为:C。
19.明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法,其主要流程(部分产物已省略)如下:
下列说法错误的是
A.FeSO4的分解产物X为FeO B.本流程涉及复分解反应
C.HNO3的沸点比H2SO4的低 D.制备使用的铁锅易损坏
【答案】A
【详解】A.据图可知FeSO4分解时生成SO2和SO3,部分S元素被还原,则Fe元素应被氧化,X为Fe2O3,A错误;
B.H2SO4与KNO3在蒸馏条件下生成HNO3和K2SO4,为复分解反应,B正确;
C.H2SO4与KNO3混合后,蒸馏过程中生成HNO3,说明HNO3的沸点比H2SO4的低,C正确;
D.硫酸、硝酸均可以和铁反应,所以制备使用的铁锅易损坏,D正确;
综上所述答案为A。
20.以铝土矿(主要成分,含、等少量杂质)为原料制备氧化铝的一种工艺流程如下:
已知滤渣的成分为铝硅酸钠和化合物M。下列说法正确的是
A.M为
B.“碱溶”主要反应:
C.“沉铝”主要反应:
D.铝土矿中的质量分数为品
【答案】B
【分析】铝土矿(主要成分,含、等少量杂质)加氢氧化钠只有和溶解,滤渣为铝硅酸钠和,滤液通过量CO2,得到氢氧化铝,灼烧得氧化铝;
【详解】A.根据分析可知不溶于氢氧化钠,故M为,故A错误;
B.加氢氧化钠只有和溶解,主要反应为:,故B正确;
C.“沉铝”通入通过量CO2,产物为HCO,故C错误;
D.已知滤渣的成分为铝硅酸钠,有一部分铝没有转化为,铝土矿中的质量分数大于,故D错误;
故答案为B
二、工业流程题
21.铈可用作优良的环保材料,现以氟碳铈矿(,含、等杂质)为原料制备铈,其工艺流程如图所示:
已知:
①滤渣Ⅰ主要成分是难溶于水的;
②;。回答下列问题:
(1) “焙烧”时,氯化数据如表所示:
空气氧化法
氧化温度/℃
氧化率/%
氧化时间/h
暴露空气中
450~500
88
14
对流空气氧化炉中
450~500
98
6
在对流空气氧化炉中可大大缩短氧化时间的原因是______________________________;为缩短氧化时间,可在焙烧前对氟碳铈矿进行__________处理。
(2)用盐酸和提取元素时,体现盐酸的性质有__________,“滤渣Ⅰ”用饱和溶液溶解时发生复分解反应,则“滤渣Ⅱ”主要成分的化学式为__________。
(3)①“滤渣Ⅲ”的成分是__________;
②“滤液Ⅰ”中加入溶液反应的离子方程式为____________________;
③若经充分焙烧质量减少5.8t,则获得的质量为__________t。
④用过量铝粉还原即可得,写出该反应的化学方程式____________________。
【答案】(1) 增大了气固反应物接触面积,加快反应速率 粉碎
(2) 酸性、还原性
(3) 17.2
【分析】氟碳铈矿经过焙烧后得到氧化铈、氟化铈、氧化铁,加盐酸和硼酸后得到的滤渣I中含Ce(BF4)3,滤液I中主要含CeCl3和Fe Cl3,铈元素化合价降低,故盐酸在此起酸性、还原性作用;滤渣中加KCl溶液后,得到的滤渣II主要成分为KBF4,滤液II中主要含CeCl3,加入碳酸氢铵后得到碳酸铈,经过焙烧得到氧化铈,氧化铈被还原得到铈;滤液I经过调pH值,得到的滤渣III为Fe(OH)3。
【详解】(1)在对流空气氧化炉中可大大缩短氧化时间的原因是:增大了气固反应物接触面积,加快反应速率;为缩短氧化时间,可在焙烧前对氟碳铈矿进行粉碎处理,加快反应速率;
(2)根据分析,盐酸的作用是酸性、还原性;滤渣II主要成分为KBF4;
(3)根据分析,滤渣III的主要成分是Fe(OH)3;“滤液Ⅰ”中加入溶液后得到碳酸铈,反应的离子方程式为:;焙烧的化学方程式为:,若经充分焙烧质量减少5.8t,对比碳酸铈和氧化铈的分子式,设生成的氧化铈的质量为m,可列出关系式: ,,解得m=17.2t;用过量铝粉还原即可得,化学方程式为:。
三、实验题
22.硫酸四氨合铜晶体{[Cu(NH3)4]SO4∙H2O,相对分子质量为246}是深蓝色晶体,易溶于水,不溶于乙醇等有机溶剂。常用作杀虫剂、媒染剂,也是高效、安全的光谱杀菌剂、植物生长激素。某兴趣小组利用系列装置制备硫酸四氨合铜晶体,并测定制备晶体的纯度。回答下列问题:
Ⅰ.利用图一装置制备硫酸四氨合铜晶体。
(1)仪器甲、乙的名称依次为__________、__________,仪器甲中得到深蓝色溶液的总反应的离子方程式为________________________________________。
(2)反应后取下仪器甲,向其中缓缓加入__________,过滤,洗涤,得到[Cu(NH3)4]SO4∙H2O晶体。
Ⅱ.利用图二装置测定晶体纯度。
精确称取制备的晶体ag,加适量水溶解,注入250mL锥形瓶中,逐次由长颈漏斗加入10%NaOH溶液至足量,加热直至将样品液中的氨全部蒸出,用V1mL0.1mol∙L-1的盐酸完全吸收。取下接收瓶,再用0.1mol∙L-1NaOH溶液滴定剩余的盐酸,消耗NaOH溶液V2mL。
(3)①在吸收氨的装置中,小试管的作用是_______________;若烧杯中没有使用冰水浴冷却会使氨含量测定结果__________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②晶体的纯度为______________________________(写出计算式,不必化简)。
(4)PtCl2(NH3)2与四氨合铜离子结构相似,已知PtCl2(NH3)2可以形成两种固体,一种为淡黄色,在水中溶解度较小,另一种为黄绿色,在水中溶解度较大。则:
①PtCl2(NH3)2的结构是_______________(填“平面正方形”或“四面体形”)。
②请画出淡黄色固体分子的结构简式______________________________。
【答案】(1) 三颈烧瓶 恒压滴液漏斗
(2)(95%)乙醇
(3) 液封 偏低
(4) 平面正方形
【分析】铜与稀硫酸不反应,加入H2O2后发生反应Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;再通入NH3,与CuSO4作用生成[Cu(NH3)4]SO4;往溶液中加入过量NaOH,可与[Cu(NH3)4]SO4发生反应,生成NH3等,用盐酸吸收,从而可测定样品的纯度。
【详解】(1)仪器甲、乙的名称依次为三颈烧瓶、恒压滴液漏斗;由分析可知,仪器甲中,发生反应为Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;CuSO4+4NH3=[Cu(NH3)4]SO4,则得到深蓝色溶液的总反应的离子方程式为。答案为:三颈烧瓶;恒压滴液漏斗;;
(2)反应后所得溶液为[Cu(NH3)4]SO4溶液,要让溶质结晶析出,在不蒸发溶剂的情况下,应设法降低其溶解度,所以取下仪器甲,向其中缓缓加入(95%)乙醇,过滤,洗涤,得到[Cu(NH3)4]SO4∙H2O晶体。答案为:(95%)乙醇;
(3)①在吸收氨的装置中,为防止反应生成的氨气从长颈漏斗中逸出,应进行液封处理,所以小试管的作用是液封;若烧杯中没有使用冰水浴冷却,则会造成氨气逸出,从而会使氨含量测定结果偏低。
②由题意可建立如下关系式:[Cu(NH3)4]SO4∙H2O——4NH3——4HCl,则晶体的纯度为=。答案为:液封;偏低;;
(4)①PtCl2(NH3)2可以形成两种固体,则表明PtCl2(NH3)2为平面结构,则其结构是平面正方形。
②PtCl2(NH3)2的淡黄色分子在水中溶解度较小,黄绿色分子在水中溶解度较大,则在水中溶解度较小的分子为非极性分子,在水中溶解度较大的分子为极性分子,所以淡黄色固体分子为非极性分子,结构简式为。答案为:平面正方形; 。
【点睛】极性分子构成的溶质易溶于极性分子构成的溶剂,非极性分子构成的溶质易溶于非极性分子构成的溶剂。
四、结构与性质
23.锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)等过渡金属元素化合物的应用研究是前沿科学之一,回答下列问题:
(1)Mn的价电子排布式为___________。金属锰可导电、导热,有金属光泽和延展性,这些性质都可以用“___________理论”解释。
(2)已知金属锰有多种晶型,γ型锰的面心立方晶胞俯视图符合下列___________(填序号),每个Mn原子周围紧邻的原子数为___________。
A.B.C.D.
(3)[Co(DMSO)6](ClO4)2是一种紫色晶体,其中DMSO为二甲基亚砜,化学式为SO(CH3)2。DMSO中硫原子的杂化轨道类型为___________,SO(CH3)2中键角∠C—S—O___________CH3COCH3中键角∠C—C—O(填“大于”“小于”或“等于”),ClO的空间构型是___________,元素S、Cl、O的电负性由大到小的顺序为___________。
(4)镍和苯基硼酸在催化剂作用下可以合成丙烯醇(CH2=CH—CH2OH),其相对分子质量等于丙醛(CH3CH2CHO),但两者沸点相差较大,原因是___________。
(5)NiO的晶胞结构如图甲所示,其中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,1),则C的离子坐标参数为___________。一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充其中(如图乙),已知O2-的半径为apm,设阿伏伽德罗常数值为NA,每平方米面积上具有该晶体的质量为___________g(用含a、NA的代数式表示)。
【答案】(1) 3d54d2 电子气
(2) C 12
(3) sp3 小于 正四面体 O>Cl>S
(4)丙烯醇分子之间能形成分子间氢键
(5) (1,,)
【详解】(1)锰元素的原子序数为24,基态原子的价电子排布式为3d54d2;金属晶体中原子之间存在金属键,描述金属键本质的最简单理论是电子气理论,电子气理论可解释金属晶体的熔沸点的高低,也可以解释金属的导电、导热性能,有金属光泽和延展性,则金属锰可导电、导热,有金属光泽和延展性可用电子气理论解释,故答案为:3d54d2;电子气;
(2)γ型锰为面心立方晶胞,晶胞中锰原子位于晶胞的顶点和面心,由图可知, C为面心立方晶胞俯视图,晶胞中顶点的锰与位于面心的锰原子紧邻,则每个锰原子周围紧邻的原子数为12,故答案为:C;12;
(3)二甲基亚砜中硫原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为1,则硫原子的杂化方式为sp3杂化,丙酮中羰基碳原子的杂化方式为sp2杂化,无孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用,则二甲基亚砜中键角∠C—S—O小于丙酮中键角∠C—C—O;高氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为0,则离子的空间构型为正四面体形;元素的非金属性越大,电负性越大,元素非金属性的强弱顺序为O>Cl>S,则电负性的大小顺序为O>Cl>S,故答案为:小于;正四面体形;O>Cl>S;
(4)相对分子质量相等的丙烯醇和丙醛中,丙烯醇分子间之间能形成分子间氢键,分子间的分子间作用力大于丙醛,沸点高于丙醛,故答案为:丙烯醇分子之间能形成分子间氢键;
(5)由氧化镍晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0)、B为(1,1,1)可知,晶胞的边长为1,则位于右侧面心离子坐标参数C为(1,,);由图乙可知,每个镍离子被3个氧离子包围,每个氧离子被3个镍离子包围,相对位置如图所示:,相邻的3个氧离子的中心形成边长为2apm的正三角形,每个三角形中含有1个镍离子,三角形的面积为×2apm×2apm×sin60°=a2pm2,实际上镍离子被如图所示的两个小三角形所包含:,两个小三角形形成的平行四边形的面积为2a2pm2,含有的氧离子个数为6×=1,则每平方米面积上具有该晶体的质量为g=g,故答案为:(1,,);。
五、有机推断题
24.有机物I的合成路线如下:
已知:
已知:①(-R1、-R2、-R3均为烃基)
②
③
回答下列问题:
(1)苯与在一定条件下加成可得A,A的结构简式是__________;
(2)B为一氯代物,的化学方程式是________________________________________;
(3)的化学方程式是__________________________________________________;
(4)下列说法正确的是__________(填序号,下同);
a.物质A分子中的所有碳原子共平面
b.物质F的官能团名称为酯基和羰基
c.1mol物质G与氢气加成最多消耗氢气的物质的量为2mol
d.物质H存在顺反异构体
(5)在该合成路线显示的反应中不涉及的反应类型有下列的__________;
a.取代反应 b.加成反应 c.消去反应 d.氧化反应
(6)物质I的结构简式是____________________;
(7)G的分子式为_______________,符合下列条件的G的同分异构体有__________种;写出其中核磁共振氢谱有4组峰的同分异构的结构简式__________、__________。
①遇溶液显紫色,且1molG可消耗3mol
②分子中环上只连有1个烃基
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)bc
(5)b
(6)
(7) 24
【分析】A与氯气光照发生取代反应生成B,B发生消去反应生成C,由已知②和E分子式采用逆推法可知E为,D与甲醇发生酯化反应得到E,则D为,C与酸性高锰酸钾溶液反应得到D,则C为,则B为 ,结合第(1)问苯与H2在一定条件下加成可得A,则推知A为环己烷,由已知③可知H经已知③的类似反应得到I,则I结构简式为,以此分析。
【详解】(1)由分析可知,苯与在一定条件下加成可得A,A为环己烷,结构简式为:。
(2)B为环己烷的一氯代物,其结构简式为 ,则B→C的过程是B的消去反应,其化学方程式是 。
(3)D→E的过程为酯化反应,其化学方程式是。
(4)a.A为环己烷,环己烷中六个碳原子是以单键相结合的,具有甲烷的基本结构,一定不共平面,故a错误;
b.物质F的官能团名称为酯基和羰基,故b正确;
c.G为,碳碳双键和羰基都可以和氢气发生加成反应,1mol物质G与氢气发生加成反应,最多消耗氢气的物质的量为2mol,故c正确;
d.存在顺反异构体的条件:碳碳双键同一碳上不能有相同的基团,而物质H的结构简式为:,不满足条件,则H不存在顺反异构体,故d错误;
故选c。
故选bc。
(5)由分析可知,在该合成路线显示的反应中设计取代反应、消去反应和氧化反应,不涉及加成反应,故选b。
(6)根据上述分析可知,物质I的结构简式是。
(7)由G的结构简式可知,G的分子式为:,其同分异构体满足遇溶液显紫色,且1molG可消耗3mol,说明该同分异构体中含有三个酚羟基,另外该同分异构体分子中环上只连有1个烃基,苯环的侧链可能是三个-OH和一个-C(CH3)3或三个-OH和一个-CH2CH2CH2CH3或三个-OH和一个-CH(CH3)CH2CH3或三个-OH和一个-CH2CH(CH3)CH3,符合下列条件的G的同分异构体有24种,其中核磁共振氢谱有4组峰的同分异构的结构简式为 和。
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