2021-2022学年湖南省衡阳市第一中学高二(下)月考化学试卷(5月)(含答案解析)
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1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A. 金属在潮湿的空气中生锈,主要发生析氢腐蚀
B. 工业废水中的Ag+、Hg2+等重金属离子可通过加适量Na2S除去
C. 皮肤被昆虫叮咬后会产生红疹,主要是由于昆虫分泌出来的液体中含有乙酸
D. 明矾和漂白粉常用于自来水的净化和杀菌消毒,均利用了其氧化性
2. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 0.2mol/L的磷酸钠水溶液(仅溶解了磷酸钠)中含有的Na+总数为0.6NA
B. 14.5g正丁烷和29g异丁烷的混合物中非极性共价键总数为2.25NA
C. 标准状况下,11.2L HF中含有的分子总数约为0.5NA
D. 将0.1mol SO2和0.05molO2充入恒容密闭容器中充分反应,生成的SO3分子总数为0.1NA
3. 对于反应3A(g)+B(g)⇌4C(g)+2D(g),测得4种条件下的反应速率分别为①v(A)=0.9mol⋅L−1⋅s−1、②v(B)=24mol⋅L−1⋅min−1③v(C)=1.6mol⋅L−1⋅s−1④v(D)=1.8mol⋅L−1⋅min−1,则上述4种条件下的反应速率大小关系正确的是
A. ②>④>③>① B. ②>①>④>③ C. ②=③>①>④ D. ②=③>④=①
4. 下列关于物质结构的说法错误的是
A. I3AsF6晶体中存在I 3+,I 3+的几何构型为V形
B. CH4和NH 4+都是正四面体结构键角均为109∘28′
C. 氨基氰(NH2CN)分子内σ键与π键数目之比为2:1
D. 甲醛(HCHO)的键角约为120∘,分子之间存在氢键
5. 一定温度下,在某恒容密闭容器中,对于可逆反应aN(g)+bM(g)cR(g)的下列叙述中,能作为判断该反应达到平衡状态标志的是
A. n(N):n(M):n(R)=a:b:c
B. 混合气体的密度不再随时间而改变
C. 单位时间内,每消耗a mol N的同时生成b mol M
D. 混合气体的总质量不再随时间而改变
6. CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示,两电极均为惰性电极,下列说法正确的是
A. 电池工作时,O2-往电极R移动
B. M为电源的负极
C. 电极R上发生的电极反应为CO2-2e-=CO+O2-
D. 相同条件下,若生成的C2H4和C2H6的体积比为4:3,则消耗的CH4和CO2的体积比为14:11
7. 下列离子方程式正确的是
A. 铝粉与NaOH溶液反应:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
B. 铜溶于稀硝酸:Cu+2H++NO3-=Cu2++NO2↑+H2O
C. 用KIO3氧化酸性溶液中的KI:5I-+IO3-+3H2O=3I2+6OH-
D. 大理石溶于醋酸:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
8. 关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2⋅H2O的配合物,下列说法中正确的是
A. 配体是Cl−和H2O,配位数是9
B. 中心离子是Ti4+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
C. 内界和外界中Cl−的数目比是1:2
D. 加入足量AgNO3溶液,所有Cl−均被完全沉淀
9. W、X,Y,Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z,化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列说法错误的是
A. 最简单氢化物的沸点:Z>X
B. 仅含W和X两种元素的化合物也有可能是离子化合物
C. 由Y和Z两种元素所形成的化合物YZ,可用作食品的防腐剂
D. 由W、X,Z三种元素所形成的化合物中,可能既含离子键又含共价键
10. 二氧化碳加氢可合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H。在某恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在不同条件下发生反应,实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应的反应物总能量小于生成物的总能量
B. M点时,保持其他条件不变,仅充入少量稀有气体,反应速率加快
C. 加入合适的催化剂,该反应的△H保持不变
D. T1K时,H2的平衡转化率:M
A. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B. 分子式为C21H22O7
C. 能发生加成反应、取代反应和消去反应 D. 所有原子不共面
12. X和Y是合成新型香料Z的原料,它们的结构简式如图。下列有关说法错误的是
A. X和Y互为同系物 B. X的分子式为C10H12O3
C. Z能发生加成、取代反应 D. Z分子苯环上的一溴代物只有3种
13. 某化合物M结构简式如图所示,下列有关说法不正确的是
A. M含有的非金属元素的电负性由大到小的顺序:
B. M中氮原子的杂化方式既有sp2也有sp3
C. M中所含有的化学键类型有离子键、共价键、配位键、氢键
D. M中非金属元素原子间形成的σ和π的数目比为6:1
14. 在某一恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应,所得实验数据如表所示:
实验编号
温度
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.4
0.1
0.09
②
800
0.1
0.4
0.08
③
800
0.2
0.3
a
④
900
0.1
0.15
b
下列说法错误的是
A. 该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量
B. 实验①中,若某时刻测得n(M)=0.04mol,则此时混合气体中Y的物质的量分数为12%
C. 实验①和③中,反应均达到平衡时,平衡常数之比为K①K③=8131
D. 实验④中,反应达到平衡时,Y的转化率为40%
15. 汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体而被除去。在1L恒容密闭容器中充入1molCO和0.8molNO,发生反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H<0,测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图所示,下列说法正确的是
A. 温度:T2
D. T1时,测得CO的平衡转化率为40%,则T1时反应的平衡常数为59
16. 硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5⋅H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
已知:①“溶浸”时温度控制在95℃;
②;
③室温下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表所示:
金属离子
Al3+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时(c=0.01mol/L)的pH
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时(c=1.0×10−5mol/L)的pH
4.7
3.2
9.0
回答下列问题:
(1)为了提高硼镁矿的“溶浸”速率,可采取的措施有_______(填一条即可)。
(2)NH42SO4溶液显_______(填“酸”或“碱”)性,其原因是_______(用离子方程式表示)。
(3)“滤渣”的主要成分为Fe2O3、Al2O3和SiO2。
①往“滤渣”中加入过量的烧碱溶液,过滤,可除去的固体物质为_______(填化学式)。
②向①中过滤后滤液中通入过量的CO2,可得到的沉淀有_______(填化学式)。
③室温下,请依据上表所给数据求出KspFe(OH)3的值:_______。
(4)写出Mg(OH)2⋅MgCO3高温焙烧时的化学方程式:_______。
(5)H3BO3为一元酸(已知:室温下,Ka=6×10−10,lg2≈0.3,lg3≈0.5):
①请写出H3BO3与过量的烧碱溶液发生反应的离子方程式:_______。
②室温下,0.1mol⋅L-1NaB(OH)4溶液的pH约为_______。
17. 无水MgBr2可用作催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如图所示(搅拌及夹持装置已省略),主要步骤如下:
I.三颈烧瓶中装入10g镁屑和150mL无水乙醚(密度为0.714g⋅cm−3、沸点为34.6℃),仪器a中加入15mL液溴(密度为3.117g⋅cm−3、沸点为58.78℃);
II.反应完毕后恢复至室温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品;
III.常温下用苯溶解粗品,冷却至0℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160℃分解得无水MgBr2产品。
已知:①Mg和Br2反应剧烈放热,MgBr2具有强吸水性;
②MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2⋅3C2H5OC2H5。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为____,与分液漏斗相比,其优点是____。
(2)球形干燥管的作用是____。
(3)实验进行过程中,仪器a中的液体滴速不能过快,原因是____。
(4)步骤III中,过滤除去的物质是____,判断的理由为____(写出具体的计算过程)。
(5)为测定产品的纯度,可用EDTA(简写为Y4−)标准溶液滴定,反应的离子方程式:Mg2++Y4−=MgY2−。
①在滴定的过程中,眼睛应注视____(填“锥形瓶”或“滴定管”)中的变化。
②测定时,先称取0.4000g无水MgBr2产品,溶解后,用0.0400mol⋅L−1的EDTA标准液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液50.00mL,则测得无水MgBr2产品的纯度为_____%。
18. 我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢,再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题:
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排布式为____。SiCl4是生产高纯硅的前驱体,其中Si采取的杂化类型为____。SiCl4可发生水解反应,机理如图:
含s、p、d轨道的杂化类型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为____(填标号)。
(2)第一电离能的大小:C____O(填“大于”或“小于”)。H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为____。
(3)CO 32−中碳原子的杂化轨道类型是____,写出一种与其有相同空间结构的−1价无机酸根离子的化学式____。
(4)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之间,其原因是____。
(5)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供电子对形成配位键的原子是____,中心离子的配位数为____。
(6)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如图所示。
PH3中P杂化类型是____。H2O的键角小于NH3的,分析原因____。
19. 机玻璃树脂G和高聚物K的合成路线如图所示(A∼M均为有机物):
①(CH3)2C=CHCH3→一定条件酸性高锰酸钾溶液+CH3COOH;
②R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH(R1、R2、R3代表烃基);
③CH2=CH−CH=CH2+CH≡CH;
④H分子中不含醛基。
回答下列问题:
(1)的化学名称为____,F→G的反应类型为____。
(2)I具有的官能团名称为____。
(3)C的结构简式为____。
(4)M+A→B的化学方程式为____。
(5)F的同分异构体中,与F具有相同官能团且能发生水解反应和银镜反应的化合物共有____种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱显示3组峰,且峰面积之比为6:1:1的有机物的结构简式为____。
(6)如图是以环己烯和乙烯为原料制备聚合物R的合成路线,请写出有机物P、Q、R的结构简式____、____、____。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.金属在潮湿的空气中生锈,主要发生吸氧腐蚀,故A错误;
B.Ag+、Hg2+与S2−反应生成硫化物沉淀,工业废水中的Ag+、Hg2+等重金属离子可通过加适量Na2S除去,故B正确;
C.皮肤被昆虫叮咬后会产生红疹,主要是由于昆虫分泌出来的液体中含有甲酸,故C错误;
D.明矾常用于自来水的净化,利用铝离子水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性,故D错误;
选B。
2.【答案】B
【解析】A.未给出溶液体积,无法计算钠离子的物质的量,A错误;
B.正丁烷和异丁烷的分子式相同,均为C4H10,14.5g正丁烷和29g异丁烷的混合物的物质的量为0.75mol,0.75molC4H10中,非极性键数目为3×0.75=2.25NA,B正确;
C.标准状况下,HF是液体,无法计算其物质的量,C错误;
D.该反应是可逆反应,无法计算生成的三氧化硫的分子数,D错误;
故选B。
3.【答案】C
【解析】不同物质表示的反应速率比等于系数比;①v(B)=13v(A)=0.9mol⋅L−1⋅s−1×13=0.3mol⋅L−1⋅s−1、②v(B)=24mol⋅L−1⋅min−1=0.4mol⋅L−1⋅s−1③v(B)=14v(C)=1.6mol⋅L−1⋅s−1×14 =0.4mol⋅L−1⋅s−1、④v(B)=12v(D)=1.8mol⋅L−1⋅min−1×12=0.9mol⋅L−1⋅min−1=0.015mol⋅L−1⋅s−1,上述4种条件下的反应速率大小关系②=③>①>④,选C。
4.【答案】D
【解析】A.I 3+的中心原子I原子的价层电子对数为=2+7−1−2×12=4,I原子采取sp3杂化,有2对孤对电子,所以I 3+的几何构型为V形,故A正确;
B.CH4和NH 4+的中心原子都采取sp3杂化,都是正四面体结构,键角均为109∘28′,故B正确;
C.一个氨基氰分子中含4个σ键,2个π键,故σ键与π键数目之比为2:1,故C正确;
D.甲醛分子的中心原子C原子的价层电子对数为3+4−1×2−2×12=3,C原子采取sp2杂化,无孤对电子,空间构型为平面三角形,键角约为120∘,但甲醛中没有与O原子直接相连的H原子,分子之间不存在氢键,故D错误;
答案选D。
5.【答案】C
【解析】A.n(N):n(M):n(R)=a:b:c与投入量有关,不能作为判定平衡的依据,A错误;
B.由于质量守恒,恒容密闭容器,混合气体的密度不再随时间而改变,不能作为判定平衡的依据,B错误;
C.单位时间内,每消耗a mol N的同时生成b mol M,证明v正=v逆,能作为判断该反应达到平衡状态标志,C正确;
D.由于质量一直处于守恒状态,混合气体的总质量不再随时间而改变,不能作为判定平衡的依据,D错误;
答案选C。
6.【答案】D
【解析】
【分析】根据装置图中CO2生成CO,得电子,发生还原反应,电极R为阴极,电极P为阳极,故N为负极,M为正极。
【详解】A.电池工作时,O2−往阳极移动,故向电极P移动,A项错误;
B.根据分析可知M为电源正极,B项错误;
C.电极R的反应式为,C项错误;
D.若生成的C2H4和C2H6的体积比为4:3,由得失电子守恒和原子守恒写出反应的总方程式为14CH4+11CO2=4C2H4+3C2H6+11CO+11H2O,所以消耗CH4和CO2的体积比为14:11,D项正确;
故选D。
7.【答案】A
【解析】A.铝粉可溶于氢氧化钠溶液,生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,A正确;
B.铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和NO,离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,B错误;
C.用KIO3氧化酸性溶液中的KI,酸性环境中氢氧根不能存在,故离子方程式为:5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O,C错误;
D.碳酸钙难溶,醋酸为弱电解质,均不可拆,故离子方程式为: CaCO3+2CH3COOH=Ca2++H2O+CO2↑+2CH3COO−,D错误;
故选A。
8.【答案】C
【解析】A.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2⋅H2O,配体是Cl−和H2O,配位数是6,故A错误;
B.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2⋅H2O,配离子是[TiCl(H2O)5]2+,中心离子是Ti3+,故B错误;
C.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2⋅H2O,内界配离子是Cl−为1个,外界离子是Cl−为2个,内界和外界中Cl−的数目比是1:2,故C正确;
D.加入足量AgNO3溶液,外界离子Cl−与Ag+反应,内界配离子不与Ag+反应,故D错误;
答案选C。
9.【答案】A
【解析】
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,化合物XW3与WZ相遇会产生白烟,XW3、WZ分别为NH3、HCl,则W为H,X为N,Z为Cl元素;四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z,则Y的核外电子总数为17+1−7=11,则Y为Na元素,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,X为N,Z为Cl,由于NH3中存在分子间氢键,导致沸点反常升高,则最简单氢化物的沸点:NH3>HCl即X>Z,A错误;
B.由分析可知,W为H,X为N,仅含W和X两种元素的化合物也有可能是离子化合物如NH5即NH4H,B正确;
C.由分析可知,Y为Na,Z为Cl,则由Y和Z两种元素所形成的化合物YZ即NaCl,可用作食品的防腐剂,C正确;
D.由分析可知,W为H,X为N,Z为Cl,则由W、X,Z三种元素所形成的化合物即NH4Cl中,可能既含铵根离子和氯离子键的离子键,铵根离子内部又含共价键,D正确;
故答案为:A。
10.【答案】C
【解析】
【分析】温度升高甲醇物质的量减少,说明反应放热,升温平衡逆向移动,据此分析解题。
【详解】A.反应放热,该反应的反应物总能量高于生成物的总能量,A错误;
B.恒容密闭容器,M点时,保持其他条件不变,仅充入少量稀有气体,反应物浓度不变,反应速率不变,B错误;
C.加入合适的催化剂,该反应的△H保持不变,因为催化剂不会影响焓变值,C正确;
D.T1K时,甲醇的物质的量M>N,则M消耗的氢气大于N,H2的平衡转化率:M>N,D错误;
答案选C。
11.【答案】D
【解析】
【分析】有机物含有酚羟基、羰基、碳碳双键、酯基,具有酚类、酮、烯烃和酯类的性质,结合苯环、碳碳双键的结构特点解答该题。
【详解】A.含有酚羟基、碳碳双键,都可被酸性高锰酸钾溶液氧化,则能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A项错误;
B.根据结构简式和价键原理可得,calebin A的分子式为C21H20O7,B项错误;
C.酚羟基、酯基能发生取代反应,碳碳双键和酚羟基能发生氧化反应,碳碳双键和苯环、羰基能发生加成反应,不能发生消去反应,C项错误;
D.由结构可知,该有机物含有饱和碳原子,饱和碳原子采用sp3杂化,不能使所有原子共面,D项正确;
故答案选:D。
12.【答案】D
【解析】A.X和Y组成和结构相似,相差两个“CH2”基团,互为同系物,A正确;
B.从X的结构简式可知,X的分子式为C10H12O3,B正确;
C.Z的结构中存在苯环可发生加成反应,酯基可发生取代反应,C正确;
D.Z分子中两个苯环不是对称结构,苯环上的一溴代物有6种,D错误;
故选D。
13.【答案】C
【解析】A.电负性一定是O>N>C>H,也可以从各物质之间形成的化合物,谁显负价谁电负性大来判断,A项正确;
B.氮原子有成单键的也有成双键的,因此氮的杂化方式有sp2和sp3两种,B项正确;
C.非金属元素之间存在共价键,阴阳离子之间存在离子键,含有孤电子对和含有空轨道的原子之间存在配位键,由图可知M中含有2个氢键,则该配对电子中含有的化学键有共价键、配位键,不含有离子键,氢键不属于化学键,C项错误;
D.由图可知M中非金属元素原子间形成的σ键有24个π键有4个,因此σ和π的数目比为6:1,D项正确;
答案选C。
14.【答案】D
【解析】A.实验①根据三段式法可知:
K1=c(M)×c(N)c(X)×c(Y)=0.009×0.0090.031×0.001≈2.6
同理实验②根据三段式法可知:
K2=c(M)×c(N)c(X)×c(Y)=0.008×0.0080.002×0.032=1,对比实验①和实验②发现升高温度,K减小,平衡逆向移动,所以逆向为吸热反应,正向为放热反应,即反应物的总能量大于生成物的总能量,A项正确;
B.根据题意建立如下三段式:
该时刻Y的物质的量分数=n(Y)n(X)+n(Y)+n(M)+n(N)×100%=0.060.36+0.06+0.04+0.04×100%=12%,B项正确;
C.实验②和③,温度相同,平衡常数相同,根据A项中已求常数可得实验①和③中,反应均达到平衡时,平衡常数之比为K①K③=8131,C项正确;
D.实验②和③,温度相同,平衡常数相同,通过三段式可得a=0.12
K=a×a(0.2-a)×(0.3-a)=1所以a=0.12,Y的转化率为40%,若④的温度为800℃,恒容体系中,气体体积不变的反应,实验④与③为等效平衡,平衡时Y的转化率为40%,但④的实际温度为900℃,相比较800℃,平衡逆向移动,则Y的转化率<40%,D项错误;
故答案选:D。
15.【答案】D
【解析】
【分析】由题干信息已知反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H<0为一个正反应是气体体积减小的放热反应,据此分析解题。
【详解】A.由反应可知,压强相同时,升高温度,平衡逆向移动,NO的体积分数增大,结合题干图像信息可知,温度:T2>T1,A错误;
B.平衡常数仅仅是温度的函数,由A项分析可知,T2>T1,且升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,则Kb=Kd>Ka=Kc,B错误;
C.由A项分析可知,T2>T1,温度越高,反应速率越快,即υ(d)<υ(c),C错误;
D.T1时,测得CO的平衡转化率为40%,由三段式分析可知,2NO(g)+2CO(g)⇌起始量(mol)0.81转化量(mol)0.40.4平衡量(mol)0.40.6N2(g)00.20.2+2CO2(g)00.40.4,且容器的体积为1L,则T1时反应的平衡常数为K=c(N2)c2(CO2)c2(NO)c2(CO)=.2××=59,D正确;
故答案为:D。
16.【答案】(1)粉碎(或其他合理答案)
(2)①.酸 ②.
(3)①.Fe2O3 ②.Al(OH)3和H2SiO3或Al(OH)3和H4SiO4或其他合理答案 ③.1.0×10-37.4
(4)Mg(OH)2⋅MgCO3 高温 2MgO+CO2↑+H2O
(5)①.H3BO3+OH-=B(OH)4− ②.11.1
【解析】
【分析】硼镁矿(含Mg2B2O5⋅H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)加入硫酸铵溶液,得到气体,根据硼镁矿和硫酸铵化学式知,得到的气体应为NH3,用NH4HCO3吸收NH3得到(NH4)2CO3;过滤得到的滤渣应为难溶于硫酸铵溶液的SiO2、Fe2O3、Al2O3;调节滤液pH=3.5再过滤得到H3BO3,此时滤液中主要含有MgSO4,向滤液中加入碳酸铵进行沉镁,得到Mg(OH)2⋅MgCO3,加热分解可以得到轻质MgO;母液中含有(NH4)2SO4,以此解答该题。
【小问1详解】
根据流程图知,硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液,为了提高溶浸速率,可以采取适当升温、适当增大溶浸液浓度、研磨成粉末、搅拌等措施,故答案为:粉碎(或其他合理答案);
【小问2详解】
NH42SO4中的铵根离子可以水解,产生氢离子,溶液显酸性;水解的离子方程式为:;
【小问3详解】
①“滤渣”的主要成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3,其中二氧化硅和氧化铝可以和烧碱反应生成易溶于水的物质,故过滤后可以除去的固体物质为:Fe2O3;
②过滤后的滤液中含有偏铝酸钠和硅酸钠,通入过量的CO2后可以生成氢氧化铝和硅酸,故答案为:Al(OH)3和H2SiO3或Al(OH)3和H4SiO4或其他合理答案;
③根据表格中的数据可知KspFe(OH)3=cFe3+×cOH−3=10−5×10−14−3.23=10−37.4;
【小问4详解】
Mg(OH)2⋅MgCO3高温分解的时候生成氧化镁,水,二氧化碳,方程式为:Mg(OH)2⋅MgCO3高温2MgO+CO2↑+H2O;
【小问5详解】
①H3BO3为一元酸,和过量的烧碱溶液发生反应的离子方程式为:H3BO3+OH-=B(OH)4−;Kh=c(OH-)⋅c(H3BO3)c(B(OH)4-)=KwKa=10−146×10−10,则c(H+)=Khc(OH-)=10−1410−146×10−10×0.1,则pH=−lg(c(H+))=-lg(10−1410−146×10−10×0.1)=11.1。
17.【答案】(1)①.恒压滴液漏斗 ②.保证内部压强不变,可以防止倒吸,可以使漏斗内液体顺利流下,减小增加的液体对气体压强的影响,从而在测量气体体积时更加准确
(2)吸收没有反应的溴蒸汽,防止污染空气
(3)滴速过快会放出较多的热量,从而导致溴大量挥发,降低溴的利用率
(4)①.乙醚和溴 ②.乙醚和溴,这两种物质都易溶于苯,可用苯溶解除去
(5)①.锥形瓶 ②.92%
【解析】
【分析】本题是一道无机物的制备类的实验题,利用镁和液溴的反应制备无水溴化镁,本实验在三颈烧瓶中进行,为了减慢反应速率,在反应过程中加入乙醚,并且液溴缓慢加入,这样可以防止反应过快,从而导致液溴的挥发,以此解题。
【小问1详解】
由图可知,仪器a为恒压滴液漏斗;恒压滴液漏斗有一个恒压管,与分液漏斗相比,其优点是:保证内部压强不变,可以防止倒吸,可以使漏斗内液体顺利流下,减小增加的液体对气体压强的影响,从而在测量气体体积时更加准确;
【小问2详解】
液溴易挥发,容易污染空气,故球形干燥管的作用是:吸收没有反应的溴蒸汽,防止污染空气;
【小问3详解】
镁和溴的反应为放热反应,滴速过快会放出较多的热量,从而导致溴大量挥发,降低溴的利用率;
【小问4详解】
溴化镁粗品中含有乙醚和溴,且这两种物质都易溶于苯,可用苯溶解除去;
【小问5详解】
①滴定的时候,眼睛应该注视着锥形瓶中颜色的变化;
②根据 Mg2++Y4−=MgY2−可知,n(MgBr2)=n(EDTA)=0.04×0.05=0.002mol,m(MgBr2)=0.002×184=0.368g,无水MgBr2产品的纯度=0.3680.4×100%=92%。
18.【答案】(1)①.3s23p2 ②.sp3 ③.②
(2)①.小于 ②.H2O>H2S>CH4
(3)①.sp2 ②.NO 3−
(4)甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且水比甲醇的氢键多
(5)①.N、O、Cl ②.6
(6)①.sp3 ②.NH3含有一对孤对电子,而H2O含有两对孤对电子,H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大
【解析】【小问1详解】
Si原子核外有14个电子,根据构造原理可知其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2,则Si原子的价电子层的电子排布式为3s23p2。SiCl4分子中Si原子形成4个σ键,没有孤电子对,杂化轨道数为4,Si原子采取sp3杂化。根据题给机理图可知,SiCl4水解的中间体SiCl4(H2O)中Si形成了5个杂化轨道,则中间体SiCl4(H2O)中Si采取sp3d杂化,即②符合题意。故答案为:3s23p2;sp3;②;
【小问2详解】
根据元素周期律,同一周期从左到右第一电离能依次增强,特殊情况是同周期IIA族和VA族元素第一电离能大于相邻元素,C是第IVA族,O是第VIA族,不涉及特殊情况,所以第一电离能的大小:C小于O。H2O分子间有氢键,沸点最高,H2S的相对分子质量大于CH4,故沸点由高到低顺序为H2O>H2S>CH4,故答案为:小于;H2O>H2S>CH4;
【小问3详解】
CO 32−的中心原子C原子的价层电子对数=3+4+2−3×22=3,C原子采取sp2杂化,无孤对电子,空间构型为平面三角形,与其有相同空间结构的−1价无机酸根离子应符合阴离子中心原子价层电子对数为3,孤电子对数为0,带电荷量为−1,代入孤电子对公式可解得其中心原子价电子数为5,符合的化学式可以为NO 3−;故答案为:sp2;NO 3−;
【小问4详解】
水和甲醇均能形成分子间氢键,沸点较高,且1molH2O能形成2mol氢键,1molCH3OH只能形成1mol氢键,物质的量相等时,水比甲醇的氢键多,故水的沸点比甲醇的高,甲硫醇不能形成分子间氢键,其沸点较低,因此甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之间,故答案为:甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且水比甲醇的氢键多;
【小问5详解】
[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+的中心离子为Cr3+,配体为NH3、H2O、Cl−,NH3中N原子提供孤对电子,H2O中O原子提供孤对电子,Cl−中Cl原子提供孤对电子,Cr3+提供空轨道,故提供电子对形成配位键的原子是N、O、Cl;[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中含3个NH3,2个H2O,1个Cl−,故中心离子Cr3+的配位数为3+2+1=6,故答案为:N、O、Cl;6;
【小问6详解】
由PH3的空间结构图可知,P与H形成3个共价键,且有1个孤电子对,故价层电子对数为4,故PH3中P的杂化类型是sp3;由NH3和H2O的空间结构图可知,H2O分子中有2个孤电子对,NH3分子中有1个孤电子对,孤电子对数越多,对成键电子对的排斥力越大,键角越小,故H2O的键角小于NH3的,故答案为:sp3;NH3含有一对孤对电子,而H2O含有两对孤对电子,H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大。
19.【答案】(1)①.碳酸二甲酯 ②.聚合反应
(2)羟基
(3)CH3COCH2COOH
(4)CH2=CH3C−CCH3=CH2+C2H2
(5)①.7②.(CH3)2C=CHOOCH
(6)①.HOOC(CH2)4COOH②.CH2OHCH2OH③.
【解析】
【分析】A为乙炔,乙炔与M生成B,B→C发生氧化反应,根据信息③可知B为 ,B氧化为C,C为CH3COCH2COOH,C→D发生羰基与氢气的加成, D→E发生醇的消去,D为CH3CH(OH)CH2COOH,根据有机树脂玻璃的结构简式可知F为CH3CH=CHCOOCH3,E为CH3CH=CHCOOH,由信息反应可知I为 ,结合信息④可知乙为HOCH2CH=CHCH2OH,据此分析解题。
【小问1详解】
的化学名称为碳酸二甲酯,根据题干反应过程可知F→G发生聚合反应;
【小问2详解】
I的结构简式 ,I具有的官能团名称为羟基;
【小问3详解】
据分析可知C的结构简式为CH3COCH2COOH;
【小问4详解】
根据信息③可知,M+A→B的化学方程式为:CH2=CH3C−CCH3=CH2+C2H2;
【小问5详解】
F的同分异构体中,与F具有相同官能团且能发生水解反应和银镜反应,说明含有酯基和醛基,其同分异构体为:CH3CH2CH=CHOOCH、CH3CH=CHCH2OOCH、CH2=CHCH2CH2OOCH、CH2=CCH3CH2OOCH、 (CH3)2C=CHOOCH、CH2=CHCHCH3OOCH、CH3CH=CCH3OOCH,共有7种,其中核磁共振氢谱显示3组峰,且峰面积之比为6:1:1的有机物的结构简式为:(CH3)2C=CHOOCH;
【小问6详解】
CH2BrCH2Br在碱性条件下水解为Q:CH2OHCH2OH,环己烯被氧化为P:HOOC(CH2)4COOH,两者发生酯化反应,则R为;
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