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江苏省靖江市名校2022-2023学年高一下学期期末考试化学试题(含解析)
展开靖江市名校2022-2023学年高一下学期期末考试
化学
考试时间:75分钟,总分:100分
请注意:
1.本试卷共分两部分,1卷为选择题,11卷为非选择题。
2.所有试题的答案均填写在答题纸上,答案写在试卷上的无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Fe-56
第1卷
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 在生产生活中,化学知识起了重要作用。下列说法正确的是
A. 制作医用防护服的原料四氟乙烯属于烯烃
B. 潜艇的耐压球壳使用的钛合金中存在金属键
C. 动力电池使用的石墨烯与互为同分异构体
D. 用与丁二烯为原料制备塑料可减少酸雨的形成
2. 与水反应的方程式为,下列说法正确的是
A. 的电子式为
B. 含18个中子的Cl原子可表示为
C. HClO分子的空间填充模型为
D. 基态氧原子价电子的轨道表示式为
3. 下列有机物的系统命名正确的是
A. 2-甲基-3-丁烯 B. 2-丁醇
C. 二溴乙烷 D. 1,3,4-三甲苯
4. 用下列装置进行相应实验,能达实验目的的是
A. 用图1装置进行乙炔的制备 B. 用图2装置进行石油的分馏
C. 用图3装置进行和水分离 D. 用图4装置除去中含有的少量HCl
5. 元素周期表中第ⅥA族元素单质及其化合物有着广泛应用。、具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫磺、黄铁矿()可作为工业制硫酸的原料,辉铜矿()煅烧时可发生反应:。直接排放会造成环境污染,可将其转化或用石灰乳、等物质进行回收再利用。与的水溶液反应可制备硒。下列说法不正确的是
A. 硫磺分子晶体
B. 的沸点低于
C. 是由非极性键构成的非极性分子
D. 辉铜矿煅烧时,每消耗1mol ,反应共转移6mol电子
6. 元素周期表中第ⅥA族元素单质及其化合物有着广泛应用。、具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫磺、黄铁矿()可作为工业制硫酸的原料,辉铜矿()煅烧时可发生反应:。直接排放会造成环境污染,可将其转化或用石灰乳、等物质进行回收再利用。与的水溶液反应可制备硒。下列物质性质与应用对应关系正确的是
A. 有还原性,可用于吸收尾气 B. 有强氧化性,可用作食品的漂白剂
C. 浓硫酸具有脱水性,可用作酯化反应的催化剂 D. 乙醇是有机溶剂,可用于萃取碘水中的碘单质
7. 元素周期表中第ⅥA族元素单质及其化合物有着广泛应用。、具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫磺、黄铁矿()可作为工业制硫酸的原料,辉铜矿()煅烧时可发生反应:。直接排放会造成环境污染,可将其转化或用石灰乳、等物质进行回收再利用。与的水溶液反应可制备硒。下列化学反应表示不正确的是
A. 石灰乳吸收:
B. 1-丙醇与CuO的反应:
C. 用与的水溶液反应制备硒:
D. 苯甲酸苯甲酯酸性条件下水解:
8. 化合物丙是有机化工中重要中间体,其合成路线如图,下列说法正确的是
A. 甲中所有原子均共面
B. 乙在氢氧化钠的乙醇溶液中加热,所得产物存在顺反异构现象
C. 1分子丙与足量加成后的产物中含有5个手性碳原子
D. 甲、乙、丙与酸性溶液反应可得到相同的芳香族化合物
9. Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素。Q是原子半径最小的元素,W和Y的基态原子2p能级所含未成对电子数均为2。Z的基态原子核外含有13种运动状态不同的电子。下列说法正确的是
A. 离子半径:Y
C. 能与水分子间形成氢键
D. 元素W最高价氧化物对应的水化物的酸性比X的强
10. 下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
溴乙烷中加入硝酸银溶液
检验溴乙烷中含有溴原子
B
向酸性溶液中通入乙烷
乙烷具有还原性
C
无水乙醇与浓硫酸共热,将产生气体通入溴水
乙醇发生了消去反应
D
向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入过量饱和溶液,振荡后静置,分液
提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
11. 通过下列实验可以从废银催化剂(Ag、和少量)中回收银:
下列说法正确的是
A. 滤渣的主要成分是和
B. “浸出”时产生的气体可用NaOH溶液吸收
C. “还原”过程的离子方程式:
D. 在元素周期表中,Ag与Cu相邻,则Ag的价电子排布式为
12. 苯甲醛与新制氢氧化铜悬浊液反应的实验如下:
步骤1:向试管中加入10% NaOH溶液2mL,边振荡边滴入2% 溶液4-6滴;
步骤2:向试管中再加入少量苯甲醛,加热充分反应,出现砖红色沉淀。
下列说法正确的是
A. 步骤1所得溶液中大量存在、、、
B. 步骤2中发生的反应:
C. 苯甲醛在空气中久置会出现苯甲酸结晶,是因为苯环对醛基的影响,导致醛基中C-H键极性增强
D. 晶胞如图所示,距离1个最近的有6个
13. 与反应生成的反应机理如图。已知同一个碳原子上连接两个羟基极不稳定,会脱水形成。下列说法不正确的是
A. 在水中的溶解度大于
B. 1mol最多可以与4mol NaOH发生反应
C. 反应③中,每消耗1mol ,则转移2mol
D. 上述反应的总反应式为
第11卷
二、非选择题,共61分。
14. 氧化铬()可用作着色剂、分析试剂、催化剂等。实验室以亚铬酸亚铁()为原料制备的一种流程如下:
已知:“焙烧”后的固体产物为、。铬、铝及其化合物具有相似的化学性质。
回答下列问题:
(1)的结构如图所示。1mol 中σ键数目为___________。
(2)“焙烧”后将固体冷却、研磨,再“水浸”。其中研磨的目的是___________。
(3)“还原”反应的离子方程式为___________。已知双氧水还原的效率与温度的关系如图所示,分析温度高于40℃时,双氧水还原效率下降的原因为___________。
(4)“沉铬”过程中,加入氢氧化钠溶液的量不能太少也不能太多的原因是___________。
(5)实验室中“灼烧”,所用到的仪器有___________(填字母)。
a.烧杯 b.蒸发皿 c.坩埚 d.冷凝管
e.泥三角 f.分液漏斗 g.三脚架
(6)现用FeS模拟工业上处理含铬(废水(浓度),处理后所得滤渣主要成分为FeOOH、、FeS;(已知:S元素被氧化为可溶性硫酸盐)。则1L的“废水”可氧化FeS________mol。
15. 以对氟硝基苯为原料合成利伐沙班中间体的合成路线如下:
(1)A→B的反应类型为___________。
(2)C分子中采取杂化的碳原子数目为___________。
(3)D→E反应时可能生成一种与E分子互为同分异构体的副产物,该副产物的结构简式为___________。
(4)D的一种同分异构体同时满足下列条件,其结构简式为___________。
①属于芳香族化合物,苯环上的一氯代物仅有一种;
②1mol该物质与足量银氨溶液反应时,生成4mol Ag;
③分子中有4种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:(R、R'表示烃基或氢)。写出由 、 为原料制备 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)。
16. 草酸亚铁晶体()是一种浅黄色固体,难溶于水。乙二酸又名草酸,是重要的络合剂、沉淀剂和还原剂。
(1)利用草酸与乙醇制备草酸二乙酯的化学方程式为___________。
(2)以、氨水及草酸制备电池级草酸亚铁晶体()的实验流程如下:
①配制溶液时往往加入少量铁粉的原因是___________。
②证明“沉淀”已经完全的实验操作和现象是___________。
③“转化”在如图所示的装置中进行。导管A的作用是___________。转化过程中需不断搅拌的目的是___________。
④“过滤”所得滤液中的溶质主要成分是___________。
⑤测定草酸亚铁晶体()纯度。
准确称取0.2500g样品于锥形瓶,加入适量的稀硫酸,用0.04500 标准溶液滴定至终点,消耗溶液18.00mL。计算样品中的纯度为___________(保留三位有效数字)。(写出计算过程)
滴定反应:(未配平)。
17. 铜、氮的化合物在工农业生产中有着重要的作用。氮的化合物会对大气及水体等产生污染,在利用这些物质的同时,治理和减少污染也是重要的课题。
Ⅰ.能与形成具有对称空间结构的。
(1)铜元素属于元素周期表的___________区。
(2)的H-N-H键角___________(填“>”、“=”或“<”)的。
(3)若中两个分别被取代,能得到m、n两种不同结构的如图所示:
在水中的溶解度较大的是___________物质(填m或n),原因是___________。
Ⅱ.NO和是氮元素的两种常见的氧化物,会导致光化学烟雾的形成。
(4)氮氧化物可以用尿素水溶液吸收。中N原子化合价为___________。写出尿素在一定条件下直接还原NO生成,发生反应的化学方程式为___________。
(5)光化学烟雾形成时,部分物质发生光化学反应的过程如图所示,虚线方框内的过程可描述为___________。
靖江市名校2022-2023学年高一下学期期末考试
化学 答案解析
考试时间:75分钟,总分:100分
请注意:
1.本试卷共分两部分,1卷为选择题,11卷为非选择题。
2.所有试题的答案均填写在答题纸上,答案写在试卷上的无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Fe-56
第1卷
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 在生产生活中,化学知识起了重要作用。下列说法正确的是
A. 制作医用防护服的原料四氟乙烯属于烯烃
B. 潜艇的耐压球壳使用的钛合金中存在金属键
C. 动力电池使用的石墨烯与互为同分异构体
D. 用与丁二烯为原料制备塑料可减少酸雨的形成
【答案】B
【解析】
【详解】A.四氟乙烯中含有氟元素,不属于烯烃,故A错误;
B.钛合金属于金属晶体,其中存在金属键,故B正确;
C.石墨烯为碳单质,为碳单质,互为同素异形体,故C错误;
D.不是导致酸雨的原因,故不减少酸雨的形成,故D错误;
故选B。
2. 与水反应的方程式为,下列说法正确的是
A. 的电子式为
B. 含18个中子的Cl原子可表示为
C. HClO分子的空间填充模型为
D. 基态氧原子价电子的轨道表示式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.NH3中N最外层为8电子稳定结构,电子式为,A错误;
B.18个中子的Cl原子质量数为35,可表示为,B错误;
C.HClO电子式为,O原子的半径小于Cl原子,大于H原子,为V形结构,因此空间填充模型为,C正确;
D.基态氧原子价电子的排布式为2s22p4,轨道表示式为,D错误;
故选C。
3. 下列有机物的系统命名正确的是
A. 2-甲基-3-丁烯 B. 2-丁醇
C. 二溴乙烷 D. 1,3,4-三甲苯
【答案】B
【解析】
【详解】A.3-甲基-1-丁烯,A错误;
B.根据系统命名法,B正确;
C.1,2-二溴乙烷,C错误;
D.甲基在1,2,4号位,1,2,4-三甲苯,D错误;
故答案为:B。
4. 用下列装置进行相应实验,能达实验目的的是
A. 用图1装置进行乙炔的制备 B. 用图2装置进行石油的分馏
C. 用图3装置进行和水的分离 D. 用图4装置除去中含有的少量HCl
【答案】A
【解析】
【详解】A.电石与水反应生成乙炔,CaC2+2H2OCH≡CH↑+Ca(OH)2,为了防止反应过快,用饱和食盐水代替水反应,A正确;
B.石油分馏装置中冷凝水下进上出,温度计水银球要放在支管口处,水浴或油浴的液面要高于蒸馏烧瓶内液体的液面,B错误;
C.CCl4的密度大于水,因此下层为有机层,C错误;
D.NaOH会与Cl2反应,应用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,D错误;
故选A。
5. 元素周期表中第ⅥA族元素单质及其化合物有着广泛应用。、具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫磺、黄铁矿()可作为工业制硫酸的原料,辉铜矿()煅烧时可发生反应:。直接排放会造成环境污染,可将其转化或用石灰乳、等物质进行回收再利用。与的水溶液反应可制备硒。下列说法不正确的是
A. 硫磺为分子晶体
B. 的沸点低于
C. 是由非极性键构成的非极性分子
D. 辉铜矿煅烧时,每消耗1mol ,反应共转移6mol电子
【答案】C
【解析】
【详解】A.硫磺为非金属单质,为分子晶体,A正确;
B.水分子可以形成氢键导致沸点升高,故的沸点低于水,B正确;
C.虽然是由非极性键构成,但是分子是V型结构,为极性分子,C错误;
D.由反应可知,煅烧时只有硫元素化合价由-2变为+4,化合价升高,则根据电子守恒可知,,故每消耗1mol ,反应共转移6mol电子,D正确;
故选C。
6. 元素周期表中第ⅥA族元素单质及其化合物有着广泛应用。、具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫磺、黄铁矿()可作为工业制硫酸的原料,辉铜矿()煅烧时可发生反应:。直接排放会造成环境污染,可将其转化或用石灰乳、等物质进行回收再利用。与的水溶液反应可制备硒。下列物质性质与应用对应关系正确的是
A. 有还原性,可用于吸收尾气 B. 有强氧化性,可用作食品的漂白剂
C. 浓硫酸具有脱水性,可用作酯化反应的催化剂 D. 乙醇是有机溶剂,可用于萃取碘水中的碘单质
【答案】A
【解析】
【详解】A.Na2SO3具有还原性,能被Cl2氧化为Na2SO4,Cl2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HCl,可用于吸收尾气Cl2,A正确;
B.H2O2具有强氧化性,可用于消毒杀菌,一般不用于食品的漂白剂,B错误;
C.浓硫酸是酯化反应的催化剂和吸水剂,与脱水性无关,C错误;
D.乙醇与水互溶,不能用于萃取,D错误;
故选A。
7. 元素周期表中第ⅥA族元素单质及其化合物有着广泛应用。、具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫磺、黄铁矿()可作为工业制硫酸的原料,辉铜矿()煅烧时可发生反应:。直接排放会造成环境污染,可将其转化或用石灰乳、等物质进行回收再利用。与的水溶液反应可制备硒。下列化学反应表示不正确的是
A. 石灰乳吸收:
B. 1-丙醇与CuO的反应:
C. 用与的水溶液反应制备硒:
D. 苯甲酸苯甲酯酸性条件下水解:
【答案】D
【解析】
【详解】A.石灰乳中含有Ca(OH)2,与SO2反应生成CaSO3,方程式为SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O,A正确;
B.CuO在加热的条件下可将1-丙醇氧化为丙醛,方程式为CH3CH2CH2OH+CuOCH3CH2CHO+H2O+Cu,B正确;
C.SO2与SeO2的水溶液反应制备硒,根据氧化还原反应配平,方程式为2SO2+SeO2+2H2O=Se+2H2SO4,C正确;
D.苯甲酸苯甲酯水解时从虚线处断键,羰基接羟基(-18OH),氧接氢,因此产物为和,D错误;
故选D。
8. 化合物丙是有机化工中重要中间体,其合成路线如图,下列说法正确的是
A. 甲中所有原子均共面
B. 乙在氢氧化钠的乙醇溶液中加热,所得产物存在顺反异构现象
C. 1分子丙与足量加成后的产物中含有5个手性碳原子
D. 甲、乙、丙与酸性溶液反应可得到相同的芳香族化合物
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲()中箭头所指的两个C为sp3杂化,形成以C为中心的四面体构型,因此所有原子不可能在同一平面上,A错误;
B.乙中的醚键和羟基均不能与氢氧化钠的乙醇溶液反应,碳卤键才能在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应,B错误;
C.连有四个不同基团的C是手性碳,丙与H2加成后的产物有四个手性碳(箭头标记),C错误;
D.乙丙苯环右侧链的α碳上均有H,侧链可以被KMnO4氧化为羧基,甲中的醛基也能被KMnO4氧化为羧基,因此产物均为,D正确;
故选D。
9. Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素。Q是原子半径最小的元素,W和Y的基态原子2p能级所含未成对电子数均为2。Z的基态原子核外含有13种运动状态不同的电子。下列说法正确的是
A 离子半径:Y
C. 能与水分子间形成氢键
D. 元素W最高价氧化物对应的水化物的酸性比X的强
【答案】C
【解析】
【分析】Q的原子半径最小,则Q为H;W和Y的基态原子2p能级所含单电子数均为2,则二者的核外电子排布式为1s22s22p2和1s22s22p4,且W的原子半径小于Y,故W为C,Y为O;X在W、Y中间,则X为N;Z的基态原子核外有13种运动状态不同的电子,则Z为Al。
【详解】A.离子的核外电子排布相同时,原子序数越大半径越小,因此半径O2->Al3+,A错误;
B.N2p轨道半满,不易失去电子,第一电离能N>O>Al,B错误;
C.O的电负性较大,H2O2中的O能吸引H2O分子的H,形成氢键,C正确;
D.非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性N>C,因此酸性HNO3>H2CO3,D错误;
故选C。
10. 下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
溴乙烷中加入硝酸银溶液
检验溴乙烷中含有溴原子
B
向酸性溶液中通入乙烷
乙烷具有还原性
C
无水乙醇与浓硫酸共热,将产生的气体通入溴水
乙醇发生了消去反应
D
向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入过量饱和溶液,振荡后静置,分液
提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.溴乙烷不能直接与AgNO3反应,应先加NaOH溶液加热水解,再用HNO3调pH至酸性,最后加AgNO3,A错误;
B.乙烷是饱和烃,没有碳碳双键或碳碳三键,不能与KMnO4反应,B错误;
C.无水乙醇与浓硫酸共热,可能生成SO2,SO2也能使溴水褪色,C错误;
D.饱和Na2CO3可以中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,且能与乙酸乙酯分层,因此提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯,D正确;
故选D
11. 通过下列实验可以从废银催化剂(Ag、和少量)中回收银:
下列说法正确的是
A. 滤渣的主要成分是和
B. “浸出”时产生的气体可用NaOH溶液吸收
C. “还原”过程的离子方程式:
D. 在元素周期表中,Ag与Cu相邻,则Ag的价电子排布式为
【答案】AD
【解析】
【分析】向废银催化剂(Ag、α-Al2O3和少量SiO2)中加入稀硝酸,过滤除去不溶于水和稀硝酸的SiO2和α-Al2O3,所得滤液中含有AgNO3和过量的稀硝酸,向滤液中通入HCl气体生成AgCl沉淀,将过滤得到的AgCl溶解于氨水,再加入N2H4∙H2O还原得到粗Ag。
【详解】A.根据分析,滤渣的主要成分是SiO2和α-Al2O3,A正确;
B.浸出时Ag与稀硝酸反应生成NO,NO不能与NaOH反应,B错误;
C.沉银以后才还原,则还原过程反应的离子方程式:4AgCl+4NH3·H2O+N2H4·H2O=4Ag+N2↑+4NH+5H2O+4Cl-,C错误;
D.在元素周期表中,Ag与Cu相邻,在Cu的下方,Cu的价电子排布式为3d104s1,因此Ag也属于洪特规则的特例,价电子排布式为4d105s1,D正确;
故选AD。
12. 苯甲醛与新制氢氧化铜悬浊液反应的实验如下:
步骤1:向试管中加入10% NaOH溶液2mL,边振荡边滴入2% 溶液4-6滴;
步骤2:向试管中再加入少量苯甲醛,加热充分反应,出现砖红色沉淀。
下列说法正确的是
A. 步骤1所得溶液中大量存在、、、
B. 步骤2中发生的反应:
C. 苯甲醛在空气中久置会出现苯甲酸的结晶,是因为苯环对醛基的影响,导致醛基中C-H键极性增强
D. 晶胞如图所示,距离1个最近的有6个
【答案】C
【解析】
【详解】A.Cu2+与OH-反应生成Cu(OH)2沉淀,不能大量共存,A错误;
B.步骤1中NaOH和CuSO4生成了Cu(OH)2沉淀,不能拆,因此方程式为+2Cu(OH)2+OH-+Cu2O+3H2O,B错误;
C.因为苯环对醛基的影响,导致醛基中C-H键极性增强,更容易断裂,因此可以被氧气氧化为苯甲酸,C正确;
D.依据分摊法可知白色圆点个数为个;黑色圆点个数为4个。据此可知白色圆点代表O2-,黑色圆点代表Cu+,O2-位于体心和顶点,因此距离1个O2-最近的O2-有8个,D错误;
故选C。
13. 与反应生成的反应机理如图。已知同一个碳原子上连接两个羟基极不稳定,会脱水形成。下列说法不正确的是
A. 在水中的溶解度大于
B. 1mol最多可以与4mol NaOH发生反应
C. 反应③中,每消耗1mol ,则转移2mol
D. 上述反应的总反应式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.含有羧基是亲水基团,能形成分子间氢键,可增大其在水溶液中的溶解度,而含有酯基是憎水基团,难溶于水,因此在水中的溶解度较大,故A正确;
B.中含有酯基、碳氟键,能够发生水解反应,1mol酯基消耗1molNaOH,1mol碳氟键消耗1molNaOH,而水解后产物由于连接三个羟基,根据已知同一个碳原子上连接两个羟基极不稳定,会脱水与另一个羟基形成羧基,继续消耗1molNaOH,反应方程式为:+5NaOH→NaOOC-COONa+3NaF+CH3OH+2H2O,则1mol最多可以与5mol NaOH发生反应,故B错误;
C.反应③中,NO2转化为NO化合价降低了2,则每消耗1mol对二苯酚时,则转移2mol ,故C正确;
D.由流程可知,反应物是与、O2,生成物是和水,总反应式为,故D正确;
故选:B。
第11卷
二、非选择题,共61分。
14. 氧化铬()可用作着色剂、分析试剂、催化剂等。实验室以亚铬酸亚铁()为原料制备的一种流程如下:
已知:“焙烧”后的固体产物为、。铬、铝及其化合物具有相似的化学性质。
回答下列问题:
(1)的结构如图所示。1mol 中σ键数目为___________。
(2)“焙烧”后将固体冷却、研磨,再“水浸”。其中研磨的目的是___________。
(3)“还原”反应的离子方程式为___________。已知双氧水还原的效率与温度的关系如图所示,分析温度高于40℃时,双氧水还原效率下降的原因为___________。
(4)“沉铬”过程中,加入氢氧化钠溶液的量不能太少也不能太多的原因是___________。
(5)实验室中“灼烧”,所用到的仪器有___________(填字母)。
a.烧杯 b.蒸发皿 c.坩埚 d.冷凝管
e.泥三角 f.分液漏斗 g.三脚架
(6)现用FeS模拟工业上处理含铬(废水(浓度),处理后所得滤渣主要成分为FeOOH、、FeS;(已知:S元素被氧化为可溶性硫酸盐)。则1L的“废水”可氧化FeS________mol。
【答案】(1)8NA (2)增大接触面积,加快浸取速率
(3) ①. Cr2O+3H2O2+8H+=2Cr3++3O2↑+7H2O ②. 超过40℃,双氧水分解,浓度降低,导致还原Cr2O的反应速率降低
(4)NaOH太少Cr3+不能沉淀完全,NaOH太多生成NaCrO2
(5)ceg (6)0.0100
【解析】
【分析】根据工艺流程图可知,“焙烧”是将Cr2O3转化为Na2CrO4,将Fe转化为Fe2O3,然后水浸、过滤出滤渣为Fe2O3,溶液主要为Na2CrO4,用稀硫酸调pH,将转化为,反应原理为2+2H+=+H2O,然后加H2O2还原,离子方程式为Cr2O+3H2O2+8H+=2Cr3++3O2↑+7H2O,再加入适量20%的NaOH将Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀,过滤洗涤干燥,灼烧得到Cr2O3。
【小问1详解】
单键均为σ键,双键中1个σ键1个π键,根据Cr2O的结构可知,1molNa2Cr2O7中σ键数目为8NA;
【小问2详解】
研磨后固体颗粒变小,增大接触面积,加快浸取速率
【小问3详解】
根据分析,“还原”反应的离子方程式为Cr2O+3H2O2+8H+=2Cr3++3O2↑+7H2O;温度升高,H2O2会分解为O2和H2O,浓度降低,导致还原Cr2O的反应速率降低;
【小问4详解】
根据Cr3++3OH-=Cr(OH)3可知,NaOH太少Cr3+不能沉淀完全,由于铬、铝及其化合物具有相似的化学性质,NaOH过量时Cr(OH)3与NaOH生成NaCrO2,Cr元素又进入溶液中,影响后续Cr2O3的产率;
【小问5详解】
灼烧需要用到的仪器有酒精灯、三脚架、玻璃棒、坩埚、泥三角、坩埚钳,故选ceg;
【小问6详解】
FeS处理废水的离子方程式为:。Cr元素化合价由+6降低为+3,1mol Na2CrO4转移3mol电子,1L的“废水”中含有Na2CrO4的物质的量是3.00×10-2mol/L×1L=0.0300mol,则转移电子的物质的量是0.0300mol×3=0.0900mol;FeS中Fe元素化合价由+2升高为+3、S元素化合价由-2升高为+6,1mol FeS转移9mol电子,根据得失电子守恒,可氧化FeS0.0100mol。
15. 以对氟硝基苯为原料合成利伐沙班中间体的合成路线如下:
(1)A→B的反应类型为___________。
(2)C分子中采取杂化的碳原子数目为___________。
(3)D→E反应时可能生成一种与E分子互为同分异构体的副产物,该副产物的结构简式为___________。
(4)D的一种同分异构体同时满足下列条件,其结构简式为___________。
①属于芳香族化合物,苯环上的一氯代物仅有一种;
②1mol该物质与足量银氨溶液反应时,生成4mol Ag;
③分子中有4种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:(R、R'表示烃基或氢)。写出由 、 为原料制备 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)。
【答案】(1)加成反应
(2)7 (3)
(4) (5)
【解析】
【分析】A与 发生取代反应生成B和HF;B被高锰酸钾氧化生成C;C发生还原反应硝基还原为氨基生成D;D与 发生加成反应生成E;E中羟基中的氢氧键以及氮氢键断裂和羰基成环生成F;F发生取代反应生成G,据此回答。
【小问1详解】
由分析知该反应为加成反应;
【小问2详解】
C中苯环上的碳原子及羰基中的碳原子采用,即数目为7;
【小问3详解】
由流程图知该过程是物质 中醚键的碳氧键断裂,即副产物结构简式为 ;
【小问4详解】
由其结构简式可得分子式为C10H12N2O2,1mol该物质与足量银氨溶液反应时,生成4mol Ag,即含有2mol醛基;属于芳香族化合物,苯环上的一氯代物仅有一种,且分子中有4种不同化学环境的氢原子,即苯环上应有两个相同取代基并且处于对位,即为 ;
【小问5详解】
由题中信息知,苯先和浓硝酸发生取代反应生成硝基苯,然后硝基被还原为氨基;又两分子乙二醇脱去一分子水增长碳链,然后另两个醇羟基和氯化氢发生取代反应后,再按照已知合成条件生成目标产物,即合成路线为: 。
16. 草酸亚铁晶体()是一种浅黄色固体,难溶于水。乙二酸又名草酸,是重要的络合剂、沉淀剂和还原剂。
(1)利用草酸与乙醇制备草酸二乙酯的化学方程式为___________。
(2)以、氨水及草酸制备电池级草酸亚铁晶体()的实验流程如下:
①配制溶液时往往加入少量铁粉的原因是___________。
②证明“沉淀”已经完全的实验操作和现象是___________。
③“转化”在如图所示的装置中进行。导管A的作用是___________。转化过程中需不断搅拌的目的是___________。
④“过滤”所得滤液中的溶质主要成分是___________。
⑤测定草酸亚铁晶体()纯度。
准确称取0.2500g样品于锥形瓶,加入适量的稀硫酸,用0.04500 标准溶液滴定至终点,消耗溶液18.00mL。计算样品中的纯度为___________(保留三位有效数字)。(写出计算过程)
滴定反应:(未配平)。
【答案】(1)
(2) ①. 防止亚铁离子被氧化 ②. 取上层清液,滴加氨水,不再生成沉淀,说明沉淀已经完全(合理即可) ③. 平衡装置中压强,使得液体能够顺利滴下 ④. 促进反应充分进行,加快反应的速率 ⑤. 硫酸铵 ⑥. 反应为,则的物质的量为,样品中的纯度为
【解析】
【分析】、氨水反应生成氢氧化亚铁沉淀,加入草酸转化为草酸亚铁沉淀,过滤沉淀、洗涤、宏烘干得到草酸亚铁晶体;
小问1详解】
草酸中含有羧基、乙醇含有羟基,与乙醇发生酯化反应生产草酸二乙酯,;
【小问2详解】
①亚铁离子容易被空气中氧气氧化为铁离子,铁离子和铁生成亚铁离子,配制溶液时往往加入少量铁粉的原因是防止亚铁离子被氧化。
②亚铁离子和氨水生成氢氧化亚铁沉淀,证明“沉淀”已经完全的实验操作和现象是取上层清液,滴加氨水,不再生成沉淀,说明沉淀已经完全(合理即可)。
③导管A的作用是平衡装置中压强,使得液体能够顺利滴下;转化过程中需不断搅拌的目的是使得反应物充分接触,促进反应充分进行,加快反应的速率;
④“过滤”所得滤液中的溶质主要成分是反应生成的硫酸铵;
⑤滴定中锰元素化合价由+7变为+2、铁元素化合价由+2变为+3、碳元素化合价由+3变为+4,根据电子守恒可知,反应为,则的物质的量为,样品中的纯度为。
17. 铜、氮的化合物在工农业生产中有着重要的作用。氮的化合物会对大气及水体等产生污染,在利用这些物质的同时,治理和减少污染也是重要的课题。
Ⅰ.能与形成具有对称空间结构的。
(1)铜元素属于元素周期表的___________区。
(2)的H-N-H键角___________(填“>”、“=”或“<”)的。
(3)若中两个分别被取代,能得到m、n两种不同结构的如图所示:
在水中的溶解度较大的是___________物质(填m或n),原因是___________。
Ⅱ.NO和是氮元素的两种常见的氧化物,会导致光化学烟雾的形成。
(4)氮氧化物可以用尿素水溶液吸收。中N原子的化合价为___________。写出尿素在一定条件下直接还原NO生成,发生反应的化学方程式为___________。
(5)光化学烟雾形成时,部分物质发生光化学反应的过程如图所示,虚线方框内的过程可描述为___________。
【答案】(1)ds (2)<
(3) ①. m ②. m属于极性分子,n属于非极性分子,根据相似相溶m在水中溶解度大,n在水中溶解度小
(4) ①. -3 ②. 2CO(NH2)2+6NO=5N2+2CO2+4H2O
(5)O2与·O形成O3,O3把丙烯氧化成乙醛和甲醛。
【解析】
【小问1详解】
铜元素的价层电子排布式为3d104s1,位于周期表中的ds区;
【小问2详解】
NH3中N原子有孤电子对,对成键电子对斥力大,H-N-H夹角小,中N原子无孤对电子,成键电子对之间排斥力小,键角大;
【小问3详解】
m结构分子不对称,正负电荷中心不重合,属于极性分子,n分子结构对称,正负电荷中心重合,属于非极性分子,根据相似相溶规则,m在水中溶解度大,n在水中溶解度小;
【小问4详解】
N的电负性大于H原子,也大于C原子,按照C是+4价,O是-2价,H是+1价判断出N是-3价;与NO发生氧化还原反应,尿素中-3价氮原子与NO中+2价氮原子反应生成0价N2,反应方程式为:2CO(NH2)2+6NO=5N2+2CO2+4H2O;
【小问5详解】
由图可知虚线框内·O与O2反应生成O3,O3把丙烯氧化为乙醛和甲醛。
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