北京市石景山区2023-2024学年高三上学期一模化学试卷(含答案)
展开2023年北京市石景山区高考化学一模试卷
一、第一部分本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1.(3分)为探测暗物质,我国科学家在2400米的山体深处搭建了墙体厚度达1米的聚乙烯隔离检测室,里面用铅和铜等材料层层包裹,用超纯锗进行探测。所用材料不属于金属材料的是( )
A.聚乙烯 B.铅 C.铜 D.锗
2.(3分)下列化学用语或图示表达正确的是( )
A.基态N原子的价层电子排布式:2s32p2
B.S2﹣的结构示意图:
C.HClO的电子式:
D.顺﹣2﹣丁烯的结构简式:
3.(3分)能实现下列物质间直接转化的元素是( )
单质氧化物酸(或碱)盐
A.Si B.S C.Cu D.Fe
4.(3分)下列性质的比较中,不正确的是( )
A.非金属性:N<O B.沸点:NH3>PH3
C.原子半径:N<O D.酸性:HNO3>H2CO3
5.(3分)实验室制备下列气体的方法可行的是( )
A.加热氯化铵制NH3
B.硫化钠和浓硫酸混合制H2S
C.二氧化锰和稀盐酸制Cl2
D.铜和浓硝酸制NO2
6.(3分)甲氧基肉桂酸辛酯是一种化学防晒剂,其分子结构如图。下列说法不正确的是( )
A.能与NaOH溶液反应
B.分子中有2种官能团
C.分子中存在大π键
D.能发生取代反应和加成反应
7.(3分)下列方程式与所给事实不相符的是( )
A.用FeS固体除去污水中的Hg2+:FeS+Hg2+═HgS+Fe2+
B.AgCl沉淀溶于氨水:AgCl+2NH3═[Ag(NH3)2]Cl
C.NO2与水反应:3NO2+H2O═2HNO3+NO
D.乙醛和新制Cu(OH)2共热出现砖红色浑浊:CH3CHO+Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+CuO↓+2H2O
8.(3分)以氨为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)具有广阔的应用前景,一种氧离子导电SOFC的工作原理如图所示(NH3在催化剂作用下先分解为N2和H2)。下列说法不正确的是( )
A.H2在负极放电
B.正极的电极反应:O2+4e﹣═2O2﹣
C.外电路转移6mole﹣,理论上生成4molH2O
D.O2﹣向负极移动
9.(3分)下列事实的解释不正确的是( )
事实
解释
A
第一电离能:I1(Mg)>I1(Al)
Mg为3p轨道全空的稳定电子构型,而Al失去一个电子变为3p轨道全空的稳定电子构型
B
NH4Cl溶液显酸性
NH4Cl电离产生的可以与水中的OH﹣结合成弱电解质NH3•H2O,使水的电离平衡向电离的方向移动,最终导致溶液中c平(H+)大于c平(OH﹣)
C
Cl2分子中的共价键是σ键
Cl原子价电子排布为3s23p5,当两个Cl原子结合为Cl2时,两个原子的3p轨道通过“肩并肩”重叠
D
Cl2、Br2、I2的熔点依次增大
Cl2、Br2、I2的结构和组成相似,相对分子质量依次增大,范德华力依次增强
A.A B.B C.C D.D
10.(3分)利用下列实验药品,不能达到实验目的的是( )
实验目的
实验药品
A
比较水和四氯化碳分子的极性
H2O、CCl4、橡胶棒、毛皮
B
验证乙醇的消去产物乙烯
乙醇、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸
C
探究温度对化学平衡的影响
CuCl2溶液、冷水、热水
D
证明牺牲阳极法保护铁
Fe、Zn、酸化的食盐水、K3[Fe(CN)6]溶液
A.A B.B C.C D.D
11.(3分)科学家通过Pd2+/Pd、酚/酮和NO2/NO三个氧化还原循环对构建电子传递链,实现了80℃条件下O2直接氧化甲烷合成甲醇,其原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.CF3COOCH3水解生成甲醇
B.反应Ⅰ中Pd2+将甲烷氧化成CF3COOCH3
C.反应Ⅱ中1mol对苯醌被还原为1mol对苯酚得到4mole﹣
D.反应Ⅲ的化学方程式:
12.(3分)我国科学家合成了一种光响应高分子X,其合成路线如图:
下列说法不正确的是( )
A.E的结构简式:
B.F的同分异构体有6种(不考虑手性异构体)
C.H中含有配位键
D.高分子X水解可得到G和H
13.(3分)实验室模拟吸收Cl2,将Cl2按相同的流速通入不同的吸收液,当吸收液达饱和时,停止通Cl2,记录吸收Cl2的时间,检测部分微粒的物质的量浓度和吸收液上方有害气体残留,实现数据如表。下列说法不正确的是( )
编号
吸收液类型(体积相同)
c/(mol/L)
吸收氯气时间
饱和吸收后溶液微粒浓度
液面上有害气体
c()
c()
c(Cl﹣)
pH
Ⅰ
Na2SO3
1.2
18′34''
0.56
未检出
1.81
1.4
SO2
Ⅱ
NaOH
2.4
23′17''
未检出
0.10
3.23
5.2
Cl2
Ⅲ
Na2SO3+NaOH
1.2+2.4
23′47''
未检出
未检出
3.47
3.4
无
说明:c()表示溶液中+4价含硫微粒的总浓度,其他类似。
A.Na2SO3溶液显碱性
B.实验Ⅰ吸收过程中发生了氧化还原反应和复分解反应
C.实验Ⅱ吸收过程中生成的+1价Cl会转变为Cl﹣
D.实验Ⅲ吸收过程中NaOH与Na2SO3分别与Cl2独立反应、互不影响
14.(3分)CO2催化加氢制CH4的反应为:4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g)。催化剂上反应过程示意如图1所示。其他条件不变时,CO2的转化率和CH4的选择性()随温度变化如图2所示。下列说法不正确的是( )
A.催化剂改变了CO2中O﹣C﹣O键的键角
B.150℃到350℃时,基本没有发生副反应
C.CO2催化加氢制CH4是一个吸热反应
D.结合下列热化学方程式,可以通过盖斯定律计算CO2加氢制CH4的反应热CH4(g)+H2O(g)═3H2(g)+CO(g)ΔH=+205.9kJ/molCO(g)+H2O(g)═H2(g)+CO2(g)ΔH=﹣41kJ/mol
二、第二部分本部分共5题,共58分。
15.(12分)碘及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
电负性:H 2.20;C 2.55;F 3.98;I 2.66
(1)人工合成的131I是医疗上常用的放射性同位素,碘在周期表中的位置是 。
(2)碘单质在CS2中的溶解度比在水中的大,解释原因 。
(3)HI主要用于药物合成,通常用I2和P反应生成PI3,PI3再水解制备HI。PI3的空间结构是 ,PI3水解生成HI的化学方程式是 。
(4)CH3I是一种甲基化试剂,CF3I可用作制冷剂,CH3I和CF3I发生水解时的主要反应分别是:CH3I+H2O→CH3OH+HI和CF3I+H2O→CF3H+HIO。CF3I的水解产物是HIO,结合电负性解释原因 。
(5)KIO3晶体是一种性能良好的光学材料,其晶胞为立方体,边长为anm,结构如图。
①与K原子紧邻的O原子有 个。
②KIO3的摩尔质量为214g/mol,阿伏加德罗常数为NA。该晶体的密度是 g/cm3(1nm=10﹣9m)。
16.(10分)水体中过量的抗生素会对环境造成极大危害,零价铁(Fe)及耦合技术在处理抗生素废水中应用广泛。
Ⅰ.还原法
零价铁作为一种还原剂可以提供电子,水中的H+得电子生成H•(氢自由基),H•通过双键加成、单电子还原与抗生素发生反应。
(1)氧化反应: 。
还原反应:2H++2e﹣═2H•(电中性)。
(2)H•与阿莫西林(抗生素的一种)发生多步反应,第一步如图所示,
请在图中标出阿莫西林断裂的化学键(参考示例“”),用“〇”在中间产物圈出一个手性碳原子 。
(3)纳米零价铁5分钟去除甲硝唑接近100%,相同条件下非纳米零价铁去除率约为0%,试解释原因 。
Ⅱ.氧化法
(4)酸性条件Fe可与溶解氧生成H2O2,H2O2和Fe2+作用生成羟基自由基(•OH)和Fe3+,•OH氧化抗生素。H2O2和Fe2+生成•OH的离子方程式是 。
(5)如图为酸性条件零价铁﹣电芬顿耦合法(电化学氧化法)原理示意图的一部分,左侧连接电源 ,结合阴极电极反应说明该法生成•OH的原理 。
17.(12分)Dalenin1()对酪氨酸酶有很强的抑制活性,在制药工程和化妆品行业有巨大的潜在应用价值。
已知:
(1)Dalenin1含氧官能团的名称 。
(2)A含有支链且能使溴水褪色,A生成B的化学方程式是 。
(3)B催化裂化先生成二元醇X,X转化为C,X的结构简式是 。
(4)D+G→H的化学方程式是 。
(5)E→F的反应类型是 。
(6)I含有2个六元环,J的结构简式是 。
(7)K先生成中间体Y(),Y催化环化生成Dalenin1时存在多种副产物。一种副产物Z是Dalenin1的同分异构体,也含有4个六元环 。
18.(12分)一种利用低品位铜矿(Cu2S、CuS、FeO和Fe2O3等)为原料制取CuCl的工艺流程如图:
已知:i.水溶液中不存在碳酸铜,碳酸铜遇水立即水解为碱式碳酸铜和氢氧化铜。
ii.室温时,Fe(OH)3的溶度积常数Ksp=2.8×10﹣39。
(1)铜矿中被MnO2氧化的物质有 。
(2)滤液D中铁离子的浓度约为 ,向滤液D中先通氨气的目的 。
(3)固体E主要是MnCO3,生成MnCO3的离子方程式是 。
(4)滤液F加热生成CO2、NH3和CuO,反应的化学方程式是 。
(5)查阅资料:+1价Cu和Cl﹣可以形成2种配离子[CuCl3]2﹣和[CuCl2]﹣。滤液G加大量水析出CuCl沉淀,从平衡移动角度分析,滤液G中的配离子是哪种更有利于CuCl的生成 。
(6)CuCl质量分数的测定:称取mg样品,溶于25mL过量的硫酸铁铵溶液(Fe3+将+1价Cu氧化),滴加2滴试亚铁灵指示剂(与Fe2+发生特征反应,溶液呈红棕色),用含Ce4+cmol/L的硫酸铁铈标准液滴定(Fe2++Ce4+═Fe3++Ce3+),共消耗硫酸铁铈标准液VmL,则CuCl质量分数的计算式 。
19.(12分)某小组探究不同阴离子与Ag+的结合倾向并分析相关转化。
资料:i.Ag2SO3和Ag2S2O3均为白色,难溶于水。
ii.Ag+与、S2能生成[Ag(SO3)2]3﹣、[Ag(S2O3)2]3﹣。
iii.与Ag+结合倾向S2﹣>I﹣>Br﹣。
(1)探究S2、与Ag+的结合倾向
实验
滴管
试管
现象
Ⅰ
10滴0.1mol/LAgNO3溶液
等浓度的NaI和Na2S2O3溶液
黄色沉淀
Ⅱ
等浓度的NaI和Na2SO3溶液
黄色沉淀
①由实验Ⅰ推测:与Ag+结合倾向I﹣ S2(填“>”或“<”)。
②取两等份AgBr浊液,分别滴加等浓度、等体积的Na2SO3和Na2S2O3溶液,前者无明显现象,后者浊液变澄清 (填化学式)。推测:与Ag+结合倾向S2>Br﹣>。
查阅资料证实了上述推测。
(2)S2的转化
实验
滴管
试管
现象
Ⅲ
0.1mol/LAgNO3溶液
0.1mol/LNa2S2O3溶液
白色沉淀,振荡后消失
Ⅳ
0.1mol/LNa2S2O3溶液
0.1mol/LAgNO3溶液
白色沉淀,逐渐变为灰色,最终为黑色沉淀
①写出实验Ⅲ中白色沉淀消失的离子方程式 。
②查阅资料:实验Ⅳ中黑色沉淀是Ag2S,S2中S元素的化合价分别为﹣2和+6。写出实验Ⅳ中白色沉淀变为黑色的化学方程式并分析原因 。
③Na2S2O3溶液可用作定影液。向Na2S2O3溶液溶解AgBr之后的废定影液中,加入 (填试剂和操作),可使定影液再生。
(3)的转化:
分析试管1出现银镜的原因 。
(4)资料显示:S原子与Ag+结合比O原子更稳定。S2与结构相似,但与Ag+结合倾向:<S2,试从微粒空间结构角度解释原因 。
2023年北京市石景山区高考化学一模试卷
参考答案与试题解析
一、第一部分本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1.(3分)为探测暗物质,我国科学家在2400米的山体深处搭建了墙体厚度达1米的聚乙烯隔离检测室,里面用铅和铜等材料层层包裹,用超纯锗进行探测。所用材料不属于金属材料的是( )
A.聚乙烯 B.铅 C.铜 D.锗
【分析】合金与金属单质统称为金属材料,据此判断。
【解答】解:A.聚乙烯属于合成高分子材料,故A正确;
B.铅是金属,故B错误;
C.铜是金属,故C错误;
D.锗是金属,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查了物质的分类,熟悉金属材料的类型是解题关键,题目难度不大。
2.(3分)下列化学用语或图示表达正确的是( )
A.基态N原子的价层电子排布式:2s32p2
B.S2﹣的结构示意图:
C.HClO的电子式:
D.顺﹣2﹣丁烯的结构简式:
【分析】A.s能级含1个轨道,一个轨道最多容纳2个电子;
B.硫离子的核内有16个质子,核外有18个电子;
C.HClO中O原子分别与H、Cl原子形成共价键;
D.顺﹣2﹣丁烯中碳碳双键在2号和3号碳原子之间,碳碳双键两端的甲基在同一侧。
【解答】解:A.s能级含1个轨道,一个轨道最多容纳2个电子,基态N原子的价层电子排布式:3s22p7,故A错误;
B.硫离子质子数为16,硫离子的核外电子总数为18,硫离子的结构示意图为:,故B错误;
C.HClO是共价化合物,O分别与H,O、Cl原子的最外层电子数均为8,故C错误;
D.顺﹣2﹣丁烯中碳碳双键在5号和3号碳原子之间,碳碳双键两端的甲基在同一侧,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了常见化学用语的正误判断,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,题目难度不大。
3.(3分)能实现下列物质间直接转化的元素是( )
单质氧化物酸(或碱)盐
A.Si B.S C.Cu D.Fe
【分析】A、硅与氧气生成二氧化硅,不溶于水;
B、硫燃烧生成二氧化硫,溶于水形成亚硫酸,可以和碱反应;
C、金属铜和氧气反应生成氧化铜,氧化铜不溶于水;
D、金属铁和氧气反应生成四氧化三铁,不溶于水。
【解答】解:A、硅与氧气生成二氧化硅,所以不能实现物质间直接转化;
B、SSO2H2SO4Na2SO3,能实现物质间直接转化,故B正确;
C、金属铜和氧气反应生成氧化铜,所以不能实现物质间直接转化;
D、金属铁和氧气反应生成四氧化三铁,所以不能实现物质间直接转化;
故选:B。
【点评】本题考查物质间的转化,熟练掌握常见物质的性质与变化规律,是解答此类问题的基本的知识基础,属于教材知识的考查,题目难度不大。
4.(3分)下列性质的比较中,不正确的是( )
A.非金属性:N<O B.沸点:NH3>PH3
C.原子半径:N<O D.酸性:HNO3>H2CO3
【分析】A.同周期从左到右,主族元素的非金属性逐渐增强;
B.氨气分子间存在氢键;
C.当电子层数相同时,核电荷数越多,微粒半径越小;
D.元素的非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强。
【解答】解:A.N、O处于同周期,主族元素的非金属性逐渐增强,故A正确;
B.氨气分子间存在氢键,导致沸点反常升高3>PH3,故B正确;
C.N、O的电子层数相同,微粒半径更小,故C错误;
D.元素的非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,则酸性HNO2>H2CO3,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查了元素周期律及其应用,难度不大,应注意的是元素非金属性与氢化物的稳定性、最高价含氧酸的酸性等有关。
5.(3分)实验室制备下列气体的方法可行的是( )
A.加热氯化铵制NH3
B.硫化钠和浓硫酸混合制H2S
C.二氧化锰和稀盐酸制Cl2
D.铜和浓硝酸制NO2
【分析】A.加热使氯化铵固体分解,在试管口氨气与氯化氢化合生成氯化铵;
B.硫化钠与浓硫酸发生归中反应,无法产生硫化氢;
C.MnO2与稀HCl不反应,实验室用MnO2与浓HCl溶液混合加热制备氯气;
D.铜与浓硝酸反应生成NO2。
【解答】解:A.加热使氯化铵固体分解,不能制备氨气,故A错误;
B.硫化钠会与浓硫酸发生归中反应,不能使用此方法制取硫化氢;
C.MnO2与稀HCl不反应,实验室用MnO2与浓HCl溶液混合加热制备氯气,故C错误;
D.铜与浓硝酸反应生成NO6,方法可行,故D正确;
故选:D。
【点评】本题主要考查了实验室常见气体的制备,掌握制取反应的原理和反应物的性质是解答的关键,题目较简单。
6.(3分)甲氧基肉桂酸辛酯是一种化学防晒剂,其分子结构如图。下列说法不正确的是( )
A.能与NaOH溶液反应
B.分子中有2种官能团
C.分子中存在大π键
D.能发生取代反应和加成反应
【分析】A.酯基能和NaOH溶液反应;
B.官能团有醚键、酯基、碳碳双键;
C.苯环中存在大π键;
D.具有醚、烯烃、苯和酯的性质。
【解答】解:A.分子中酯基能和NaOH溶液反应;
B.官能团有醚键、碳碳双键,故B错误;
C.苯环6个碳原子提供6个电子形成大π键;
D.具有醚、苯和酯的性质,酯基能发生取代反应;
故选:B。
【点评】本题考查有机物的结构和性质,侧重考查分析、判断及知识综合运用能力,明确官能团及其性质的关系是解本题关键,题目难度不大。
7.(3分)下列方程式与所给事实不相符的是( )
A.用FeS固体除去污水中的Hg2+:FeS+Hg2+═HgS+Fe2+
B.AgCl沉淀溶于氨水:AgCl+2NH3═[Ag(NH3)2]Cl
C.NO2与水反应:3NO2+H2O═2HNO3+NO
D.乙醛和新制Cu(OH)2共热出现砖红色浑浊:CH3CHO+Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+CuO↓+2H2O
【分析】A.沉淀的转化原理分析;
B.氯化银与氨水反应生成[Ag(NH3)2]+;
C.NO2与水反应生成硝酸和一氧化氮;
D.乙醛和新制Cu(OH)2共热出现砖红色浑浊为Cu2O。
【解答】解:A.HgS比FeS更难溶于水2+的溶液中加入FeS,能够将Hg2+除掉,故A正确;
B.AgCl沉淀溶于氨水生成[Ag(NH7)2]+,反应的化学方程式为:AgCl+2NH3═[Ag(NH3)2]Cl,故B正确;
C.NO5与水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的化学方程式为:3NO2+H8O═2HNO3+NO,故C正确;
D.乙醛和新制Cu(OH)2共热出现砖红色浑浊,反应的化学方程式为:CH3CHO+2Cu(OH)5+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查了物质性质、离子方程式书写的方法,注意离子方程式的正误判断,题目难度不大。
8.(3分)以氨为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)具有广阔的应用前景,一种氧离子导电SOFC的工作原理如图所示(NH3在催化剂作用下先分解为N2和H2)。下列说法不正确的是( )
A.H2在负极放电
B.正极的电极反应:O2+4e﹣═2O2﹣
C.外电路转移6mole﹣,理论上生成4molH2O
D.O2﹣向负极移动
【分析】由图可知,负极氨气分解生成氢气和氮气,氢气失电子,电极反应式为H2﹣2e﹣+O2﹣=H2O,氧气在正极得电子,电极反应式为O2+4e﹣═2O2﹣,据此作答。
【解答】解:A.氨气分解生成氢气和氮气,故A正确;
B.氧气在正极得电子2+4e﹣═4O2﹣,故B正确;
C.负极电极反应式为H2﹣3e﹣+O2﹣=H2O,外电路转移5mole﹣,理论上生成3molH2O,故C错误;
D.O8﹣(阴离子)向负极移动,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查原电池原理,题目难度中等,能依据图象和信息准确判断两极反应是解题的关键。
9.(3分)下列事实的解释不正确的是( )
事实
解释
A
第一电离能:I1(Mg)>I1(Al)
Mg为3p轨道全空的稳定电子构型,而Al失去一个电子变为3p轨道全空的稳定电子构型
B
NH4Cl溶液显酸性
NH4Cl电离产生的可以与水中的OH﹣结合成弱电解质NH3•H2O,使水的电离平衡向电离的方向移动,最终导致溶液中c平(H+)大于c平(OH﹣)
C
Cl2分子中的共价键是σ键
Cl原子价电子排布为3s23p5,当两个Cl原子结合为Cl2时,两个原子的3p轨道通过“肩并肩”重叠
D
Cl2、Br2、I2的熔点依次增大
Cl2、Br2、I2的结构和组成相似,相对分子质量依次增大,范德华力依次增强
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.Mg的3s电子全满、3p全空,为稳定结构;
B.水电离出的c(H+)=c(OH﹣),但铵根离子结合了水电离出的氢氧根离子,据此分析;
C.σ键是由轨道“头碰头”结合而成;
D.当分子晶体的结构相似时,相对分子质量越大,范德华力越大。
【解答】解:A.Mg的3s电子全满、3p全空,失去一个电子较Al更难8(Mg)>I1(Al),故A正确;
B.水电离出的c(H+)=c(OH﹣),但铵根离子结合了水电离出的氢氧根离子,最终导致溶液中c平(H+)大于c平(OH﹣),溶液显酸性;
C.σ键是由轨道“头碰头”结合而成,而不是“肩并肩”;
D.Cl2、Br6、I2均为分子晶体,且组成和结构相似,则分子间的范德华力逐渐增强,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握实验与解释的关系、物质结构与性质、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
10.(3分)利用下列实验药品,不能达到实验目的的是( )
实验目的
实验药品
A
比较水和四氯化碳分子的极性
H2O、CCl4、橡胶棒、毛皮
B
验证乙醇的消去产物乙烯
乙醇、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸
C
探究温度对化学平衡的影响
CuCl2溶液、冷水、热水
D
证明牺牲阳极法保护铁
Fe、Zn、酸化的食盐水、K3[Fe(CN)6]溶液
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.水为极性分子,四氯化碳为非极性分子;
B.乙醇在浓硫酸作用下加热至170℃时生成乙烯,挥发的醇可使酸性高锰酸钾溶液褪色;
C.只有温度不同;
D.Fe、Zn、酸化的食盐水构成原电池时,Zn为负极,Fe为正极。
【解答】解:A.水为极性分子,摩擦起电可吸引极性分子、毛皮鉴别;
B.乙醇在浓硫酸作用下加热至170℃时生成乙烯,紫色褪去,故B错误;
C.只有温度不同,故C正确;
D.Fe、酸化的食盐水构成原电池时,Fe为正极3[Fe(CN)6]溶液无现象,可证明牺牲阳极法保护铁;
故选:B。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、物质的制备及检验、电化学、化学平衡、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
11.(3分)科学家通过Pd2+/Pd、酚/酮和NO2/NO三个氧化还原循环对构建电子传递链,实现了80℃条件下O2直接氧化甲烷合成甲醇,其原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.CF3COOCH3水解生成甲醇
B.反应Ⅰ中Pd2+将甲烷氧化成CF3COOCH3
C.反应Ⅱ中1mol对苯醌被还原为1mol对苯酚得到4mole﹣
D.反应Ⅲ的化学方程式:
【分析】A.CF3COOCH3水解反应方程式为:CF3COOCH3+H2O→CF3COOH+CH3OH;
B.反应Ⅰ中Pd2+的化合价+2价降低到0价,作氧化剂;
C.对苯酚被氧化生成对苯醌,结合元素化合价变化计算电子转移;
D.结合流程分析书写反应的化学方程式。
【解答】解:A.CF3COOCH3水解反应方程式为:CF3COOCH3+H2O→CF2COOH+CH3OH,水解生成甲醇;
B.反应Ⅰ中Pd2+的化合价+8价降低到0价,作氧化剂3COOCH3,故B正确;
C.反应中对苯酚的分子式C6H6O2,被氧化生成对苯醌的分子式C6H4O2,过程中碳元素的化合价﹣价升高到3价﹣,反应Ⅱ中1mol对苯醒被还原为1mol对苯酚得到8mole﹣,故C错误;
D.流程分析可知,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查有机物的结构与性质、化学反应原理,熟练掌握官能团的结构、性质与转化,侧重考查学生获取信息能力和分析问题能力、综合运用知识的能力。
12.(3分)我国科学家合成了一种光响应高分子X,其合成路线如图:
下列说法不正确的是( )
A.E的结构简式:
B.F的同分异构体有6种(不考虑手性异构体)
C.H中含有配位键
D.高分子X水解可得到G和H
【分析】A.根据图知,E和F发生酯化反应生成G,根据F、G的结构简式知,E为羧酸;
B.F的同分异构体中可能含有醇羟基或醚键;
C.H中B原子提供空轨道、N原子提供孤电子对形成配位键;
D.X水解生成的单体不是G和H。
【解答】解:A.根据图知,根据F,E为羧酸,故A正确;
B.F的同分异构体中可能含有醇羟基或醚键,相当于丁烷中的一个氢原子被羟基取代,正丁烷有2种氢原子,其一元醇的同分异构体有4种;如果同分异构体为醚6OCH2CH2CH8、CH3CH2OCH6CH3、(CH3)4CH﹣OCH3,所以符合条件的同分异构体有6种,故B正确;
C.H中B原子提供空轨道,所以H中含有配位键;
D.X中酯基水解生成羧酸和醇,水解生成的单体不是G和H;
故选:D。
【点评】本题考查有机物的结构和性质,侧重考查分析、判断及知识综合运用能力,明确官能团及其性质的关系是解本题关键,题目难度不大。
13.(3分)实验室模拟吸收Cl2,将Cl2按相同的流速通入不同的吸收液,当吸收液达饱和时,停止通Cl2,记录吸收Cl2的时间,检测部分微粒的物质的量浓度和吸收液上方有害气体残留,实现数据如表。下列说法不正确的是( )
编号
吸收液类型(体积相同)
c/(mol/L)
吸收氯气时间
饱和吸收后溶液微粒浓度
液面上有害气体
c()
c()
c(Cl﹣)
pH
Ⅰ
Na2SO3
1.2
18′34''
0.56
未检出
1.81
1.4
SO2
Ⅱ
NaOH
2.4
23′17''
未检出
0.10
3.23
5.2
Cl2
Ⅲ
Na2SO3+NaOH
1.2+2.4
23′47''
未检出
未检出
3.47
3.4
无
说明:c()表示溶液中+4价含硫微粒的总浓度,其他类似。
A.Na2SO3溶液显碱性
B.实验Ⅰ吸收过程中发生了氧化还原反应和复分解反应
C.实验Ⅱ吸收过程中生成的+1价Cl会转变为Cl﹣
D.实验Ⅲ吸收过程中NaOH与Na2SO3分别与Cl2独立反应、互不影响
【分析】A.Na2SO3属于强碱弱酸盐,水解显碱性;
B.根据表中信息可知,实验Ⅰ饱和吸收后,含有正四价的含硫微粒,负一价的氯离子,产生SO2气体,溶液呈酸性,由Cl2生成Cl﹣,氯的化合价发生变化,说明发生了氧化还原反应;而溶液中含有正四价的含硫微粒,产生SO2气体,硫元素化合价未发生改变,溶液呈酸性,说明还有一部分未参加氧化还原反应,而是发生了复分解反应;
C.在实验Ⅱ中,将Cl2通入吸收液,Cl2中0价的Cl发生氧化还原反应得到+1价的Cl和﹣1价的Cl,根据吸收液为NaOH,溶液中没有其他氧化剂和还原剂,因此是Cl2发生歧化反应,
根据电子得失守恒,生成的+1价的Cl和﹣1价的Cl应该相等,但Ⅱ中Cl﹣的浓度大于Ⅱ中+1价的Cl,所以实验Ⅱ吸收过程中生成的+1价C1可能会转变为Cl﹣;
D.根据实验Ⅰ和实验Ⅱ所得饱和溶液的微粒类型,假设实验Ⅲ吸收过程中NaOH与Na2SO3分别与Cl2独立反应,互不影响,那么饱和吸收后溶液微粒应该同时含有正四价的含硫微粒,正一价的含氯微粒,据此进行分析。
【解答】解:A.Na2SO3溶液中水解显碱性+H2O⇌+OH﹣,故A正确;
B.根据表中信息可知,含有正四价的含硫微粒,产生SO7气体,溶液呈酸性2生成Cl﹣,氯的化合价发生变化,说明发生了氧化还原反应,产生SO2气体,硫元素化合价未发生改变,说明还有一部分,而是发生了复分解反应++=SO2↑+H2O,故B正确;
C.在实验Ⅱ中4通入吸收液,Cl2中0价的Cl发生氧化还原反应得到+4价的Cl和﹣1价的Cl,根据吸收液为NaOH,因此是Cl2发生歧化反应,
根据电子得失守恒,生成的+8价的Cl和﹣1价的Cl应该相等﹣的浓度大于Ⅱ中+1价的Cl,所以实验Ⅱ吸收过程中生成的+4价C1可能会转变为Cl﹣,导致+1价的Cl较少,故C正确;
D.根据实验Ⅰ和实验Ⅱ所得饱和溶液的微粒类型8SO3分别与Cl2独立反应,互不影响,正一价的含氯微粒;液面上也应该同时有SO5、Cl2,但实验Ⅲ液面没有这些气体,此说法不成立;
故选:D。
【点评】本题考查较为综合,涉及氯气的性质、盐类的水解、氧化还原反应等知识,侧重考查学生分析能力和读取信息的能力,难度中等。
14.(3分)CO2催化加氢制CH4的反应为:4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g)。催化剂上反应过程示意如图1所示。其他条件不变时,CO2的转化率和CH4的选择性()随温度变化如图2所示。下列说法不正确的是( )
A.催化剂改变了CO2中O﹣C﹣O键的键角
B.150℃到350℃时,基本没有发生副反应
C.CO2催化加氢制CH4是一个吸热反应
D.结合下列热化学方程式,可以通过盖斯定律计算CO2加氢制CH4的反应热CH4(g)+H2O(g)═3H2(g)+CO(g)ΔH=+205.9kJ/molCO(g)+H2O(g)═H2(g)+CO2(g)ΔH=﹣41kJ/mol
【分析】A.CO2的键角为180°,而Ni﹣CO2的键角不是180°;
B.150℃到350℃时,CH4的选择性基本为100%;
C.升高温度,CO2的转化率增大,而CH4的选择性基本不变,说明该温度范围内基本无副反应发生,但题干未告知CO2转化率是不是平衡转化率;
D.已知CO2加氢制备CH4的总的热化学反应为:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH,根据盖斯定律可知,通过下列热化学方程式①CH4(g)+H2O(g)═3H2(g)+CO(g)ΔH1=+205.9kJ/mol,②CO(g)+H2O(g)═H2(g)+CO2(g)ΔH2=﹣41kJ/mol,可以盖斯定律计算CO2加氢制CH4的反应热为﹣(ΔH1+ΔH2)。
【解答】解:A.由题干图1反应历程图信息可知2的键角为180°,而Ni﹣CO4的键角不是180°,故催化剂改变了CO2中O﹣C﹣O键的键角,故A正确;
B.由题干图2信息可知,CH2的选择性基本为100%,说明该温度范围内基本没有发生副反应;
C.由题干图2信息可知,CO2的转化率增大,而CH7的选择性基本不变,说明该温度范围内基本无副反应发生2转化率是不是平衡转化率,故无法判断CO2催化加氢制CH4是一个吸热反应还是吸热反应,故C错误;
D.已知CO2加氢制备CH4的总的热化学反应为:CO5(g)+4H2(g)=CH5(g)+2H2O(g) ΔH,根据盖斯定律可知6(g)+H2O(g)═3H5(g)+CO(g)ΔH1=+205.9kJ/mol,②CO(g)+H2O(g)═H2(g)+CO2(g)ΔH8=﹣41kJ/mol,可以盖斯定律计算CO2加氢制CH4的反应热为﹣(ΔH7+ΔH2)=﹣(205.9﹣41)kJ/mol=﹣164.4kJ/mol,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查反应过程中的能量变化,侧重考查学生焓变和盖斯定律的掌握情况,试题难度中等。
二、第二部分本部分共5题,共58分。
15.(12分)碘及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
电负性:H 2.20;C 2.55;F 3.98;I 2.66
(1)人工合成的131I是医疗上常用的放射性同位素,碘在周期表中的位置是 第五周期第ⅦA族 。
(2)碘单质在CS2中的溶解度比在水中的大,解释原因 碘单质、CS2均为非极性分子,水为极性分子 。
(3)HI主要用于药物合成,通常用I2和P反应生成PI3,PI3再水解制备HI。PI3的空间结构是 三角锥形 ,PI3水解生成HI的化学方程式是 PI3+3H2O=3HI+H3PO3 。
(4)CH3I是一种甲基化试剂,CF3I可用作制冷剂,CH3I和CF3I发生水解时的主要反应分别是:CH3I+H2O→CH3OH+HI和CF3I+H2O→CF3H+HIO。CF3I的水解产物是HIO,结合电负性解释原因 因为电负性:F>I≈C,所以在CF3I中,受3个F原子吸引电子能力强的影响,I与C之间的共用电子对偏向于C,I显+1价,则CF3I发生水解时,生成CF3H和HIO 。
(5)KIO3晶体是一种性能良好的光学材料,其晶胞为立方体,边长为anm,结构如图。
①与K原子紧邻的O原子有 12 个。
②KIO3的摩尔质量为214g/mol,阿伏加德罗常数为NA。该晶体的密度是 g/cm3(1nm=10﹣9m)。
【分析】(1)碘元素是53号元素;
(2)根据相似相溶原理分析;
(3)PI3的中心原子的价层电子对为3+=4,含有1对孤对电子,据此解答;
(4)CF3I的水解产物是HIO因为电负性:F>I≈C,所以在CF3I中,受3个F原子吸引电子能力强的影响,I与C之间的共用电子对偏向于C,I显+1价;
(5)①晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置,在一个晶胞中与顶点K紧邻的O为3×个,由于一个顶点的K被八个晶胞共用;
②晶胞中K原子个数为8×=1,I原子个数为1,O原子个数为6×=3,则该晶体的密度是ρ=。
【解答】解:(1)碘是53号元素,在元素周期表的第五周期第ⅦA族,
故答案为:第五周期第ⅦA族;
(2)碘单质、CS2均为非极性分子,水为极性分子,碘单质在CS2中的溶解度比在水中的溶解度大,
故答案为:碘单质、CS4均为非极性分子,水为极性分子;
(3)PI3的中心原子的价层电子对为3+=4,空间结构是三角锥形3水解生成HI的化学方程式是PI3+4H2O=3HI+H6PO3,
故答案为:三角锥形;PI3+7H2O=3HI+H5PO3;
(4)CF3I的水解产物是HIO因为电负性:F>I≈C,所以在CF5I中,受3个F原子吸引电子能力强的影响,I显+1价3I发生水解时,生成CF3IH和HIO,
故答案为:因为电负性:F>I≈C,所以在CF3I中,受2个F原子吸引电子能力强的影响,I显+1价3I发生水解时,生成CF7H和HIO;
(5)①晶胞中K、I、O分别处于顶点、面心位置个,由于一个顶点的K被八个晶胞共用×8=12个,
故答案为:12;
②晶胞中K原子个数为4×=6,O原子个数为6×,则该晶体的密度是ρ==3,
故答案为:。
【点评】本题考查较为综合,涉及晶胞计算、杂化方式判断等知识,注意掌握均摊法在晶胞计算中的应用,试题培养了学生的分析能力及综合应用能力。
16.(10分)水体中过量的抗生素会对环境造成极大危害,零价铁(Fe)及耦合技术在处理抗生素废水中应用广泛。
Ⅰ.还原法
零价铁作为一种还原剂可以提供电子,水中的H+得电子生成H•(氢自由基),H•通过双键加成、单电子还原与抗生素发生反应。
(1)氧化反应: Fe﹣2e﹣=Fe2+ 。
还原反应:2H++2e﹣═2H•(电中性)。
(2)H•与阿莫西林(抗生素的一种)发生多步反应,第一步如图所示,
请在图中标出阿莫西林断裂的化学键(参考示例“”),用“〇”在中间产物圈出一个手性碳原子 。
(3)纳米零价铁5分钟去除甲硝唑接近100%,相同条件下非纳米零价铁去除率约为0%,试解释原因 纳米零价铁固体表面积大,化学反应速率更快 。
Ⅱ.氧化法
(4)酸性条件Fe可与溶解氧生成H2O2,H2O2和Fe2+作用生成羟基自由基(•OH)和Fe3+,•OH氧化抗生素。H2O2和Fe2+生成•OH的离子方程式是 H++H2O2+Fe2+=•OH+Fe3++H2O 。
(5)如图为酸性条件零价铁﹣电芬顿耦合法(电化学氧化法)原理示意图的一部分,左侧连接电源 正极 ,结合阴极电极反应说明该法生成•OH的原理 阴极反应式为O2+2e﹣+2H+=H2O2,阳极上Fe失电子生成Fe2+,Fe2+向阴极移动,H2O2和Fe2+作用生成羟基自由基(•OH) 。
【分析】(1)零价铁作为一种还原剂可以提供电子,即Fe失电子生成Fe2+而发生氧化反应;
(2)对比两种物质结构知,反应时断裂C﹣C、C﹣N键;连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子;
(3)反应物的接触面积越大,反应速率越快;
(4)酸性条件,H2O2和Fe2+作用生成羟基自由基(•OH)和Fe3+,同时生成H2O;
(5)电解池阳极连接电源正极;阴极上O2得电子和H+反应生成H2O2,阳极上Fe失电子生成Fe2+,H2O2和Fe2+作用生成羟基自由基(•OH)。
【解答】解:(1)零价铁作为一种还原剂可以提供电子,即Fe失电子生成Fe2+而发生氧化反应,氧化反应为Fe﹣2e﹣=Fe8+,
故答案为:Fe﹣2e﹣=Fe2+;
(2)对比两种物质结构知,反应时断裂C﹣C;连接7个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,
故答案为:;
(3)反应物的接触面积越大,反应速率越快,化学反应速率更快,相同条件下非纳米零价铁去除率约为0%,
故答案为:纳米零价铁固体表面积大,化学反应速率更快;
(4)酸性条件,H2O2和Fe2+作用生成羟基自由基(•OH)和Fe3+,同时生成H3O,离子方程式为H++H2O2+Fe3+=•OH+Fe3++H2O,
故答案为:H++H8O2+Fe2+=•OH+Fe4++H2O;
(5)电解池阳极连接电源正极,左侧Fe电极为正极;根据图知2得电子和H+反应生成H7O2,电极反应式为O2+8e﹣+2H+=H2O7,阳极上Fe失电子生成Fe2+,Fe2+向阴极移动,H5O2和Fe2+作用生成羟基自由基(•OH),
故答案为:正极;阴极反应式为O8+2e﹣+2H+=H3O2,阳极上Fe失电子生成Fe2+,Fe8+向阴极移动,H2O2和Fe7+作用生成羟基自由基(•OH)。
【点评】本题考查较综合,侧重考查阅读、分析、判断及知识综合运用能力,明确电解原理、氧化还原反应、手性碳原子判断方法、化学反应速率影响因素等知识点是解本题关键,易错点是离子方程式或电极反应式的书写,题目难度不大。
17.(12分)Dalenin1()对酪氨酸酶有很强的抑制活性,在制药工程和化妆品行业有巨大的潜在应用价值。
已知:
(1)Dalenin1含氧官能团的名称 羟基、酮羰基、醚键 。
(2)A含有支链且能使溴水褪色,A生成B的化学方程式是 CH2=C(CH3)2+2HCHO 。
(3)B催化裂化先生成二元醇X,X转化为C,X的结构简式是 。
(4)D+G→H的化学方程式是 ++HBr 。
(5)E→F的反应类型是 加成反应 。
(6)I含有2个六元环,J的结构简式是 。
(7)K先生成中间体Y(),Y催化环化生成Dalenin1时存在多种副产物。一种副产物Z是Dalenin1的同分异构体,也含有4个六元环 。
【分析】根据(2),A含有支链且能使溴水褪色,说明A中含有碳碳双键,结合B的结构,可得A为CH2=C(CH3)2,A和HCHO发生加成反应生成 B为,B 经过裂解得到C为,C 和HBr发生加成反应得到D,结合H的结构简式可以推知D为,D和G发生反应生成H,结合D和H的结构简式可以推知G为,由E和F的分子式可知,E和CH3CN发生加成反应生成F,F水解得到G,则E为,F为,I含有2个六元环,I和J发生已知原理的反应生成K,推知I为,J为,以此解答。
【解答】解:(1)Dalenin 1()含氧官能团的名称为羟基、酮羰基,
故答案为:羟基、酮羰基;
(2)根据分析,A和HCHO发生加成反应生成B2=C(CH3)2+2HCHO,
故答案为:CH6=C(CH3)2+7HCHO;
(3) 催化裂化先生成二元醇X,X发生消去反应得到,则X的结构简式为,
故答案为:;
(4)D和G发生取代反应生成H,D+G→H的化学方程式为:++HBr,
故答案为:++HBr;
(5)根据分析,E和CH3CN发生加成反应生成F,
故答案为:加成反应;
(6)根据分析,J为,
故答案为:;
(7)Y催化环化生成Dalenin1的原理是羟基和碳碳双键发生加成反应,中有两个羟基可以和碳碳双键发生加成反应成环,一种副产物Z是Dalenin8的同分异构体,其结构简式是,
故答案为:。
【点评】本题考查有机物的推断与合成,充分利用有机物的分子式、已知物质的结构、反应条件及给予的信息进行推断,关键是综合分析确定未知物质的结构,较好的考查学生分析推理能力,难度较大。
18.(12分)一种利用低品位铜矿(Cu2S、CuS、FeO和Fe2O3等)为原料制取CuCl的工艺流程如图:
已知:i.水溶液中不存在碳酸铜,碳酸铜遇水立即水解为碱式碳酸铜和氢氧化铜。
ii.室温时,Fe(OH)3的溶度积常数Ksp=2.8×10﹣39。
(1)铜矿中被MnO2氧化的物质有 Cu2S、CuS、FeO 。
(2)滤液D中铁离子的浓度约为 2.8×10﹣6 ,向滤液D中先通氨气的目的 生成[Cu(NH3)4]2+,防止加入NH4HCO3时Cu2+沉淀;中和溶液中的H+ 。
(3)固体E主要是MnCO3,生成MnCO3的离子方程式是 Mn2++2=MnCO3+CO2↑+H2O 。
(4)滤液F加热生成CO2、NH3和CuO,反应的化学方程式是 [Cu(NH3)4]CO3CuO+4NH3↑+CO2↑ 。
(5)查阅资料:+1价Cu和Cl﹣可以形成2种配离子[CuCl3]2﹣和[CuCl2]﹣。滤液G加大量水析出CuCl沉淀,从平衡移动角度分析,滤液G中的配离子是哪种更有利于CuCl的生成 [CuCl3]2﹣ 。
(6)CuCl质量分数的测定:称取mg样品,溶于25mL过量的硫酸铁铵溶液(Fe3+将+1价Cu氧化),滴加2滴试亚铁灵指示剂(与Fe2+发生特征反应,溶液呈红棕色),用含Ce4+cmol/L的硫酸铁铈标准液滴定(Fe2++Ce4+═Fe3++Ce3+),共消耗硫酸铁铈标准液VmL,则CuCl质量分数的计算式 。
【分析】低品位铜矿(Cu2S、CuS及FeO和Fe2O3等)加入二氧化锰与硫酸,Fe2O3溶解生成硫酸铁,Cu2S、CuS及FeO发生氧化还原反应生成硫单质、硫酸铁、硫酸铜,二氧化锰被还原为二价锰离子留在溶液中,加入氨水调节pH,沉淀铁离子生氢氧化铁沉淀,向滤液D中先通氨气再加入碳酸氢铵除锰,二价锰离子转化为碳酸锰沉淀,溶液中CuSO4转变为[Cu(NH3)4]CO3留在溶液中,[Cu(NH3)4]CO3溶液加热:[Cu(NH3)4]CO3CuO+4NH3↑+CO2↑,将氧化铁铜粉末与水、盐酸、氯化钠、铜反应得到Na[CuCl2],加水沉淀,经过过滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜。
【解答】解:(1)据分析可知,Cu2S、CuS及FeO与MnO2发生氧化还原反应生,
故答案为:Cu3S、CuS;
(2)室温时,Fe(OH)3的溶度积常数Ksp=2.2×10﹣39;pH=3时,c(OH﹣)=10﹣11mol/L,则c(Fe3+)==mol/L=2.8×10﹣6mol/L,然后向滤液D中通氨气和碳酸氢铵除锰,先通氨气生成[Cu(NH5)4]2+,防止加入NH6HCO3时Cu2+沉淀;中和溶液中的H+,
故答案为:5.8×10﹣6;生成[Cu(NH3)4]2+,防止加入NH6HCO3时Cu2+沉淀;中和溶液中的H+;
(3)向滤液D中先通氨气和碳酸氢铵除锰,二价锰离子转化为碳酸锰沉淀3的离子方程式为Mn2++2=MnCO3+CO2↑+H5O,
故答案为:Mn2++2=MnCO3+CO2↑+H6O;
(4)滤液F为[Cu(NH3)4]CO5;加热生成CO2、NH3和CuO,反应的化学方程式是:[Cu(NH3)4]CO3CuO+7NH3↑+CO2↑,
故答案为:[Cu(NH5)4]CO3CuO+3NH3↑+CO2↑;
(5)[CuCl2]2﹣⇌CuCl+2Cl﹣,[CuCl6]﹣⇌CuCl+Cl﹣,从平衡移动角度分析,加大量水,后者平衡不移动3]2﹣更合理,
故答案为:[CuCl3]2﹣;
(6)称取mg样品,溶于25mL过量的硫酸铁铵溶液(Fe3+将+3价Cu氧化),Cu++Fe3+=Fe2++Cu2+,滴加2滴试亚铁灵指示剂(与Fe2+发生特征反应,溶液呈红棕色)5+cmol/L的硫酸铁铈标准液滴定(Fe2++Ce4+═Fe7++Ce3+),共消耗硫酸铁铈标准液VmL+~Fe3+~Ce2+,则CuCl质量分数==,
故答案为:。
【点评】本题考查物质的制备和分离提纯,侧重考查学生物质之间的转化和分离提纯知识的掌握情况,试题难度中等。
19.(12分)某小组探究不同阴离子与Ag+的结合倾向并分析相关转化。
资料:i.Ag2SO3和Ag2S2O3均为白色,难溶于水。
ii.Ag+与、S2能生成[Ag(SO3)2]3﹣、[Ag(S2O3)2]3﹣。
iii.与Ag+结合倾向S2﹣>I﹣>Br﹣。
(1)探究S2、与Ag+的结合倾向
实验
滴管
试管
现象
Ⅰ
10滴0.1mol/LAgNO3溶液
等浓度的NaI和Na2S2O3溶液
黄色沉淀
Ⅱ
等浓度的NaI和Na2SO3溶液
黄色沉淀
①由实验Ⅰ推测:与Ag+结合倾向I﹣ > S2(填“>”或“<”)。
②取两等份AgBr浊液,分别滴加等浓度、等体积的Na2SO3和Na2S2O3溶液,前者无明显现象,后者浊液变澄清 [Ag(S2O3)2]3﹣ (填化学式)。推测:与Ag+结合倾向S2>Br﹣>。
查阅资料证实了上述推测。
(2)S2的转化
实验
滴管
试管
现象
Ⅲ
0.1mol/LAgNO3溶液
0.1mol/LNa2S2O3溶液
白色沉淀,振荡后消失
Ⅳ
0.1mol/LNa2S2O3溶液
0.1mol/LAgNO3溶液
白色沉淀,逐渐变为灰色,最终为黑色沉淀
①写出实验Ⅲ中白色沉淀消失的离子方程式 Ag2S2O3+3S2=2[Ag(S2O3)2]3﹣ 。
②查阅资料:实验Ⅳ中黑色沉淀是Ag2S,S2中S元素的化合价分别为﹣2和+6。写出实验Ⅳ中白色沉淀变为黑色的化学方程式并分析原因 Ag2S2O3+H2O=Ag2S+H2SO4,Ag+与﹣2价S结合倾向更强 。
③Na2S2O3溶液可用作定影液。向Na2S2O3溶液溶解AgBr之后的废定影液中,加入 Na2S溶液至不再产生黑色沉淀后过滤 (填试剂和操作),可使定影液再生。
(3)的转化:
分析试管1出现银镜的原因 加浓NaOH溶液,还原性增强 。
(4)资料显示:S原子与Ag+结合比O原子更稳定。S2与结构相似,但与Ag+结合倾向:<S2,试从微粒空间结构角度解释原因 4个O原子与Ag+结合,S2是1个S原子、3个O原子与Ag+结合,因为S原子与Ag+结合比O原子更稳定,所以与Ag+结合倾向:<S2 。
【分析】(1)①往等浓度的NaI和Na2S2O3溶液中加入10滴0.1mol/LAgNO3溶液,产生黄色沉淀为AgI;
②已知ii.Ag+与、S2能生成[Ag(SO3)2]3﹣、[Ag(S2O3)2]3﹣,则澄清溶液中+1价银的存在形式为[Ag(S2O3)2]3﹣;
(2)①Ag2S2O3,继续反应生成[Ag(S2O3)2]3﹣,白色沉淀消失;
②Ag2S2O3+H2O=Ag2S+H2SO4,Ag+与﹣2价S结合倾向更强;
③Na2S2O3溶液可用作定影液,向Na2S2O3溶液溶解AgBr之后的废定影液中,加入Na2S溶液至不再产生黑色沉淀后过滤;
(3)试管1中加浓NaOH溶液,还原性增强,析出银镜;
(4)和S2都是四面体形,体心的S很难与Ag+配位,主要是4个O原子与Ag+结合,S2是1个S原子、3个O原子与Ag+结合。
【解答】解:(1)①往等浓度的NaI和Na2S2O2溶液中加入10滴0.1mol/LAgNO3溶液,产生黄色沉淀为AgI+结合倾向I﹣>S2,
故答案为:>;
②取两等份AgBr浊液,分别滴加等浓度2SO3和Na3S2O3溶液,前者无明显现象,根据已知ii.Ag+与、S2能生成[Ag(SO3)2]3﹣、[Ag(S2O6)2]3﹣,则澄清溶液中+2价银的存在形式为[Ag(S2O3)2]3﹣,
故答案为:[Ag(S2O7)2]3﹣;
(2)①实验III中往3.1mol/LNa2S7O3溶液中滴加0.3mol/LAgNO3溶液,产生白色沉淀,则生成的Ag2S4O3,继续反应生成[Ag(S2O3)2]3﹣,白色沉淀消失的离子方程式为Ag6S2O3+5S2=2[Ag(S2O4)2]3﹣,
故答案为:Ag8S2O3+8S2=2[Ag(S2O8)2]3﹣;
②Ag7S2O3+H3O=Ag2S+H2SO3,Ag+与﹣2价S结合倾向更强,故实验IV中白色沉淀变为黑色,
故答案为:Ag2S2O3+H2O=Ag7S+H2SO4,Ag+与﹣4价S结合倾向更强;
③Na2S2O8溶液可用作定影液;向Na2S2O4溶液溶解AgBr之后的废定影液中,加入Na2S溶液至不再产生黑色沉淀后过滤,可使定影液再生,
故答案为:Na2S溶液至不再产生黑色沉淀后过滤;
(3)试管7中加浓NaOH溶液,还原性增强,
故答案为:加浓NaOH溶液,还原性增强;
(4)和S2都是四面体形,体心的S很难与Ag+配位,主要是8个O原子与Ag+结合,S2是1个S原子、3个O原子与Ag+结合,因为S原子与Ag+结合比O原子更稳定,所以与Ag+结合倾向:<S2,
故答案为:4个O原子与Ag+结合,S2是4个S原子、3个O原子与Ag+结合,因为S原子与Ag+结合比O原子更稳定,所以与Ag+结合倾向:<S2。
【点评】本题考查实验方案的设计,侧重考查学生物质之间的反应和含硫物质性质的掌握情况,试题难度较大。
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