吉林省长春市长春田中实高2022-2023学年高二下学期期末考试化学试题
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吉林省长春市长春田中实高2022-2023学年高二下学期期末考试化学试题
一、单项选择题(毎小题只有1个选项符合题意,每小题3分,共42分)
1.化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.“84”消毒液是以NaClO为主要有效成分的消毒液,为了提升消毒效果,可以与洁厕灵(主要成分为盐酸)混合使用
B.丝绸的主要成分是纤维素,在酸性条件下可以水解
C.中国天眼FAST用到的碳化硅是一种新型无机非金属材料
D.从石墨中剥离出的石墨烯薄片能导电,故石墨烯是电解质
2.古诗词是中华五千年文化史中的璀璨明珠。下列古诗词中不涉及化学变化的是( )
A.凿开混沌得乌金,藏蓄阳和意最深。爝火燃回春浩浩,洪炉照破也沉沉
B.相见时难别亦难,东风无力百花残。春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
C.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间。
D.日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来
3.下列说法正确的是( )
A.麦芽糖的水解产物不能发生银镜反应
B.植物油中含碳碳不饱和键,硬化后可用于生产人造奶油
C.脱氧核糖核酸充分水解后得到磷酸、脱氧核糖和5种碱基
D.蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液,蛋白质析出,加水不溶解
4.下列化学用语或图示正确的是( )
A.CH3CH(CH2CH3)2的名称:2−乙基丁烷
B.甲醛和乙酸的实验式均为:CH2O
C.反-2-丁烯的分子的球棍模型:
D.邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
5.下列物质分类的正确组合是( )
选项
混合物
化合物
单质
盐
A
盐酸
NaOH固体
石墨
食盐
B
生石灰
金刚石
O3
纯碱
C
空气
澄清石灰水
铁
石灰石
D
CuSO4·5H2O
CaCl2
水银
P2O5
A.A B.B C.C D.D
6.下列说法正确的是( )
A.悬浊液和乳浊液的分散质均为液态
B.胶体粒子,离子都能过通过滤纸与半透膜
C.葡萄糖溶液和淀粉溶液都具有丁达尔效应
D.铁盐与铝盐都可以净水,原理都是利用胶体的性质
7.下列说法不正确的是( )
A.乙醚和丁醇互为同分异构体
B.立方烷()经硝化可得到六硝基立方烷,其可能的结构有3种
C.与不属于同系物关系
D.分子式C8H10的苯的同系物共有3种结构
8.下列各离子组中,因水解相互促进以致水解完全而不能大量共存的离子组是( )
A.H2PO4−、Na+、Cl-、OH- B.Pb2+、Hg2+、S2-、SO42−
C.S2-、Na+、Cl-、Al3+ D.H+、Fe2+、NO3−、SO42−
9.下列装置可以用于相应实验的是
A
B
C
D
制备CO2
分离乙醇和乙酸
验证SO2酸性
测量O2体积
A.A
B.B
C.C
D.D
10.下列离子方程式书写正确的是( )
A.用足量的石灰乳吸收废气中的SO2:Ca2++2OH−+SO2=CaSO3↓+H2O
B.向磷酸二氢铵溶液中加入足量的氢氧化钠溶液: NH4++OH−=NH3⋅H2O
C.MgSO4与Ba(OH)2溶液反应:Mg2++SO+Ba2++2OH-=Mg(OH)2↓+BaSO4↓
D.CuSO4溶液吸收H2S气体:Cu2++S2−=CuS↓
11.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,2.24 L CHCl3的原子总数为0.1NA
B.4.2 g C3H6中含有的碳碳双键数一定为0.1NA
C.1 mol -OH中电子数为10NA
D.0.1 mol SiO2晶体中含有Si-O键的数目为0.4NA
12.有机物菠萝酯的合成路线(反应条件略去)如图所示:
下列叙述不正确的是( )
A.反应(1)和(2)均为取代反应
B.苯氧乙酸和菠萝酯均可与NaOH溶液发生反应
C.反应(2)产物中残留的烯丙醇可用溴水检验
D.苯氧乙酸的芳香同分异构体中,同时含-OH和-COOH的共有17种
13.阿莫西林是种最常用的抗生素,其结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A.1mol阿莫西林最多消耗3molH2
B.阿莫西林分子中含有4个手性碳原子
C.阿莫西林能发生取代、加成、氧化、缩聚等反应
D.1mol阿莫西林最多消耗3molNaOH
14.我国自主研发对二甲苯的绿色合成路线取得新进展,其合成示意图如图:
下列说正确的是( )
A.过程i发生了取代反应
B.利用相同原理以及相同原料,也能合成邻二甲苯和间二甲苯
C.中间产物M的结构简式
D.可用酸性KMnO4检验对二甲苯中是否有M残留
二、不定项选择题(毎小题有1-2个选项符合题意,每小题3分,共6分)
15.合成高分子材料的使用彻底改变了世界面貌,对于人类的生产生活方式产生了重要影响。下列说法不正确的是( )
A.通过红外光谱法测定聚乙烯的平均相对分子质量可得其链节数
B.导电塑料聚乙炔可以使溴的四氯化碳溶液褪色
C.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)可通过缩聚反应制得
D.聚乙烯性质稳定,不易降解,易造成“白色污染”
16.下列各组有机物的鉴别所选试剂不能达目的的是( )
A.乙烷、乙烯:鉴别试剂为溴的四氯化碳溶液
B.氯乙烷、溴乙烷:鉴别试剂为氢氧化钠醇溶液和硝酸银溶液
C.乙醇、乙酸:鉴别试剂为新制氢氧化铜浊液
D.苯甲酸、苯酚:鉴别试剂为碳酸氢钠溶液
三、非选择题(本题包括4小题)
17.元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先 ,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,检查 。依次点燃煤气灯 (填字母),进行实验。
(2)O2的作用有 。CuO的作用是 (举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是 、 (填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是 。
A.CaCl2 B.NaCl C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作: 。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.0236g,实验结束后,c管增重0.0108g,d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为 。
18.电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,制造印刷电路板。完成下列问题。
(1)请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式: 。
(2)反应后的废液中含有Fe3+,请写出用KSCN溶液检验铁离子的离子方程式 。请问能否用酸性高锰酸钾溶液检验反应后的溶废液中是否含有Fe2+? (填能或不能),并用离子方程式解释原因: 。
(3)现将反应后的废液采用以下流程进行回收再生,根据流程图完成下列填空。
沉淀A中含有的单质: ,气体C可以把滤液转化成FeCl3腐蚀液,写出反应过程中的离子方程式 。加入H2O2溶液也可以到达相同目的,请写出H2O2与滤液反应离子方程式: 。
19.已知1 L某待测液中除含有0.2 mol·L-1 Na+外,还可能含有下列离子中的一种或几种:
阳离子
K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Fe3+
阴离子
Cl-、Br-、CO32-、HCO3-、SO42-
现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均过量):
(1)由气体B可确定待测液中含有的离子是 。
(2)由沉淀D和沉淀E可以判断待测液中一定含有的离子是 ,据此可以排除的离子是 。
(3)由白色沉淀B可确定待测液中含有的离子是 。
(4)某同学读图后,认为待测液中一定不含溴离子,他判断的依据是
(5)综合分析,待测液中K+的最小浓度为 。
20.一种药物中间体(G)的一种合成路线如下
已知:
请回答下列问题:
(1)R的名称是 ;H中含氧官能团名称是 。
(2)M→N的反应类型是 ;H分子式是 。
(3)P的结构简式为 。
(4)写出Q→H的化学方程式: 。
(5)T是与R组成元素种类相同的芳香化合物,满足下列条件的T有 种结构。
①相对分子质量比R多14;
②能与金属Na反应放出氢气,但不与NaHCO3反应;
③能发生银镜反应。
其中,在核磁共振氢谱上有5组峰且峰的面积比为1:1:2:2:2的结构简式为 。(写出符合题意的一种即可)
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;无机非金属材料
【解析】【解答】A.NaClO能与HCl反应生成NaCl、Cl2和H2O,其中Cl2有毒,所以“84”消毒液与洁厕灵不能混合使用,A不符合题意;
B.丝绸的主要成分是蛋白质,在一定条件下可发生水解反应,B不符合题意;
C.碳化硅属于新型无机非金属材料,具有抗氧化性强、耐高温等特点,C符合题意;
D.石墨烯是由碳元素组成的,属于单质,而电解质是化合物,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.注意NaClO能与HCl反应生成的Cl2有毒。
B.丝绸的主要成分是蛋白质。
C.碳化硅属于新型无机非金属材料。
D.电解质属于化合物,石墨烯属于单质。
2.【答案】D
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系
【解析】【解答】A.“乌金”指煤,煤燃烧生成二氧化碳,有新物质生成,属于化学变化,A不符合题意;
B.“蜡炬”中的油脂燃烧生成二氧化碳和水,有新物质生成,属于化学变化,B不符合题意;
C.“烈火焚烧若等闲”是指碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,“粉身碎骨浑不怕”是指氧化钙和水反应生成氢氧化钙,“要留清白在人间”是指氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙,这几个过程中有新物质生成,属于化学变化,C不符合题意;
D.该诗句描述的是淘金过程,没有新物质生成,属于物理变化,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】物理变化过程中没有新物质生成,化学变化过程中有新物质生成。
3.【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.麦芽糖水解生成的葡萄糖能发生银镜反应,A不符合题意;
B.植物油为不饱和高级脂肪酸甘油酯,含碳碳不饱和键,硬化后可用于生产人造奶油,B符合题意;
C.脱氧核糖核酸充分水解后得到磷酸、脱氧核糖和4种碱基(鸟嘌呤、腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶),C不符合题意;
D.蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液,蛋白质析出,加水溶解,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.醛基能发生银镜反应。
B.植物油的硬化是油脂中的碳碳不饱和键和氢气发生加成反应变成固态的产物,即人造奶油。
C.脱氧核糖核酸充分水解后得到磷酸、脱氧核糖和4种碱基(鸟嘌呤、腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶)。
D.注意盐析是可逆的。
4.【答案】B
【知识点】有机化合物的命名;有机物的结构和性质;球棍模型与比例模型
【解析】【解答】A. CH3CH(CH2CH3)2 的名称是3-甲基戊烷,A不符合题意;
B.由分析可知,甲醛和乙酸的实验式均为CH2O,B符合题意;
C.反-2-丁烯的两个甲基在双键的异侧,C不符合题意;
D.邻羟基苯甲醛中的-OH中的H原子与醛基中的O原子之间形成分子内氢键,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.注意主链中碳原子数最多。
B.实验式是指分子中原子最简个数比的式子。
C.反-2-丁烯的两个甲基在双键的异侧。
D.邻羟基苯甲醛中的-OH中的H原子与醛基中的O原子之间形成分子内氢键。
5.【答案】A
【知识点】物质的简单分类
【解析】【解答】A.盐酸(HCl的水溶液)属于混合物,NaOH固体属于化合物,石墨属于单质,食盐(NaCl)属于盐,A符合题意;
B.生石灰(CaO)属于化合物,金刚石属于单质,B不符合题意;
C.澄清石灰水(氢氧化钙水溶液)属于混合物,C不符合题意;
D.CuSO4·5H2O属于化合物,P2O5属于氧化物,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】混合物中至少有两种物质,化合物是由至少两种元素组成的纯净物,单质是由只有一种元素组成的纯净物,盐是由金属离子或铵根离子与酸根离子构成的化合物。
6.【答案】D
【知识点】胶体的性质和应用
【解析】【解答】A.悬浊液和乳浊液的分散质分别为固态、液态,A不符合题意;
B.胶体粒子能通过滤纸,不能通过半透膜,B不符合题意;
C.淀粉溶液属于胶体,具有丁达尔效应,C不符合题意;
D.铁盐与铝盐水解分别得到氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体,胶体具有吸附性,能吸附悬浮的杂质,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.注意悬浊液的分散质为固态。
B.胶体粒子能通过滤纸,不能通过半透膜。
C.胶体具有丁达尔效应。
D.铁盐与铝盐水解都可得到胶体,胶体具有吸附性。
7.【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;同系物
【解析】【解答】A.乙醚和丁醇的分子式不同,不互为同分异构体,A不符合题意;
B.由图可知,立方烷共8个氢原子,经硝化可得到六硝基立方烷,两个H原子可能是相邻、同一面的对角线顶点上、通过体心的对角线顶点上,所以其可能的结构有3种,B不符合题意;
C. 与 的结构相似,分子量相差CH2,属于同系物关系,C不符合题意;
D.由分析可知,分子式为C8H10的苯的同系物的同分异构体共有4种:乙苯、邻二甲苯,间二甲苯、对二甲苯,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.同分异构体的分子式相同,结构不同。
B.立方烷共8个氢原子,经硝化可得到六硝基立方烷,两个H原子可能是相邻、同一面的对角线顶点上、通过体心的对角线顶点上。
C.同系物的结构相似,分子量相差n个CH2。
D.分子式为C8H10的芳香烃,分子中含有1个苯环,侧链为烷基。
8.【答案】C
【知识点】离子共存
【解析】【解答】A. H2PO4− 与 OH- 发生反应生成H2O,不能大量共存,A不符合题意;
B. Pb2+ 与 S2-、SO42− ,以及 Hg2+与S2- 发生反应生成沉淀,不能大量共存,B不符合题意;
C. S2- 与 Al3+因水解相互促进以致水解完全而不能大量共存 ,C符合题意;
D. H+与NO3− 结合具有强氧化性,能与 Fe2+ 发生氧化还原反应,不能大量共存 ,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】判断离子之间是否能大量共存,主要看离子之间是否发生反应。若离子之间反应生成气体、沉淀、弱电解质或发生氧化还原反应、络合反应、双水解反应等时,离子之间不可大量共存。在遇到此类试题时,注意题干中是否涉及颜色,要熟悉溶液中常见离子的颜色,以及溶液的酸碱性。另注意“H+与NO3-”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-等发生氧化还原反应。
9.【答案】D
【知识点】常用仪器及其使用;分液和萃取;常见气体的检验
【解析】【解答】A.碳酸钠比较稳定,受热不分解,无法制备二氧化碳,A项错误;
B.乙醇为良好溶剂,乙醇和乙酸互溶,无法利用分液进行分离,B项错误;
C.二氧化硫可以使品红褪色,可以证明其漂白性,无法证明酸性,C项错误;
D.测量氧气体积时,装置选择量气筒,测量时要恢复到室温,量气筒和水准管两边液面高度相等时,氧气排开水的体积与氧气的体积相等,即可用如图装置测量氧气的体积,D正确;
故答案为:D。
【分析】易错分析:A.应该选择碳酸氢钠受热分解,可以制备二氧化碳;
B.分液操作是分离互不相容的两种液体;
C.检验二氧化硫酸性应该选择酸碱指示剂,不能用品红;
D.该装置利用排水法测量气体体积。
10.【答案】C
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A.石灰乳为Ca(OH)2的浊液,Ca(OH)2不拆分,该反应正确的离子方程式为Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O,A不符合题意;
B.磷酸二氢铵溶液与足量氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和一水合氨,离子方程式为H2PO4-+NH4++3OH-=PO43−+NH3•H2O+2H2O,B不符合题意;
C.MgSO4与Ba(OH)2溶液反应反应的离子方程式为Mg2++SO42−+Ba2++2OH-═Mg(OH)2↓+BaSO4↓,C符合题意;
D.CuSO4溶液和H2S气体反应生成CuS沉淀和硫酸,正确的离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】判断离子方程式正误时,需注意以下几点:1.是否符合事实;2.化学式拆写(单质、氧化物、气体、难溶物、弱电解质等不能拆写)是否正确;3.符号(等号,可逆号,沉淀气体的箭头标注)使用是否正确;4.是否遵循原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒;5.是否漏掉离子反应;6.反应物或产物的配比是否正确。
11.【答案】D
【知识点】物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.标况下CHCl3为液体,无法计算其物质的量,A不符合题意;
B.C3H6不一定是烯烃,不一定含碳碳双键,B不符合题意;
C.-OH中含9个电子,则1mol-OH中含9NA个电子,C不符合题意;
D.由分析可知,0.1 mol SiO2晶体中含有Si-O键的数目为0.4NA,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.注意V=nVm适用于气体,且标况下Vm约为22.4L/mol。
B.注意C3H6不一定是烯烃,有可能是环烷烃。
C.-OH中含9个电子,结合N=nNA进行分析。
D.1mol SiO2含有4molSi-O键,结合N=nNA进行分析。
12.【答案】C
【知识点】有机物的结构和性质;有机物(官能团)的检验
【解析】【解答】A.由分析可知,反应(1)和(2)均为取代反应,A不符合题意;
B.苯氧乙酸中含有羧基,菠萝酯中含有酯基,则二者均可与NaOH溶液反应,B不符合题意;
C.烯丙醇和菠萝酯中均含有碳碳双键,均能与溴水反应而使其褪色,无法鉴别,C符合题意;
D.根据题干信息可知,苯氧乙酸的芳香同分异构体中含有苯环,同时含有-OH、-COOH,若取代基为-OH、-CH2COOH,有邻间对3种结构,若取代基为-CH2OH、-COOH,有邻间对3种结构,若取代基为-OH、-COOH、-CH3,酚羟基和羧基相邻时,甲基有4种排列方式,若酚羟基和羧基相间时,甲基有4种排列方式,若酚羟基和羧基相对时,甲基有2种排列方式,若取代基为-CH(OH)COOH,有1种,综上可知,符合条件的同分异构体种类有3+3+4+4+2+1=17,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.取代反应是指有机分子中的一个原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。
B.羧基和酯基均能与NaOH溶液发生反应。
C.碳碳双键均能与溴水发生加成反应。
D.同分异构体中分子式相同,结构不同。
13.【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质;化学方程式的有关计算
【解析】【解答】A.苯环和氢气以1:3发生加成反应,酰胺基、羧基中碳氧双键和氢气不反应,所以1mol阿莫西林最多消耗3mol氢气,A不符合题意;
B.由分析可知,阿莫西林分子中含有4个手性碳原子,B不符合题意;
C.根据结构简式可知,该物质中含有氨基、羧基、酰胺基、酚羟基和苯环,其中氨基、羧基、酰胺基、羟基都能发生取代反应,苯环能发生加成反应,酚羟基能发生氧化反应,氨基和羧基能发生缩聚反应,C不符合题意;
D.该分子中含有1个羧基、2个酰胺基水解生成2个羧基、1个酚羟基,结合分析可知,1mol该物质最多消耗4molNaOH,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.注意酰胺基中碳氧双键和氢气不反应。
B.手性碳原子连接4个不同原子或原子团。
C.根据官能团的性质及有机反应类型的特点进行分析。
D.酚羟基、羧基、酰胺基水解生成的-COOH都能和NaOH以1:1反应。
14.【答案】C
【知识点】有机物的推断;有机物的结构和性质;有机物(官能团)的检验
【解析】【解答】A.过程i的产物只有一种,不是取代反应,A不符合题意;
B.异戊二烯与丙烯醛发生加成反应能生成,经过程②能生成间二甲苯,但
由相同原料、相同原理不能合成邻二甲苯,B不符合题意;
C.根据球棍模型可推出M的结构简式为 ,C符合题意;
D.对二甲苯、M均使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以不能用酸性KMnO4检验对二甲苯中是否有M残留,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.注意取代反应的特点是“一换一”,产物有两种。
B.由相同原料、相同原理不能合成邻二甲苯。
C.根据球棍模型的特点进行分析。
D.苯的同系物和碳碳双键均使酸性高锰酸钾溶液褪色。
15.【答案】A,C
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质;缩聚反应
【解析】【解答】A.通过红外光谱测定分子中的化学键的结构和数量等信息,质谱仪能记录物质的相对分子质量,A符合题意;
B.聚乙炔中含有碳碳双键,可使溴的四氯化碳溶液褪色,B不符合题意;
C.甲基丙烯酸甲酯中含有碳碳双键,可通过加聚反应生成聚甲基丙烯酸甲酯,C符合题意;
D.聚乙烯性质稳定,不易降解,易造成“白色污染”,D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】A.红外光谱法可确定分子中的化学键的结构、数量等信息。
B.碳碳双键能与溴水发生加成反应而使其褪色。
C.碳碳双键可发生加聚反应。
D.白色污染常指废弃的塑料。
16.【答案】B
【知识点】有机物(官能团)的检验;物质的检验和鉴别;物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】A.乙烯与溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色,而乙烷不反应,能达到目的,A不符合题意;
B.氯乙烷、溴乙烷与NaOH均发生消去反应,反应后应加入硝酸酸化,以防NaOH干扰氯离子、溴离子的检验,不能达到目的,B符合题意;
C.乙酸能与氢氧化铜浊液反应,而乙醇不反应,能达到目的,C不符合题意;
D.苯甲酸与碳酸氢钠反应产生CO2气体,而苯酚与碳酸氢钠不反应,能达到目的,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.乙烷与溴不反应,乙烯与溴发生加成反应。
B.注意反应后要用硝酸酸化溶液,以防NaOH干扰实验。
C.乙酸能与氢氧化铜浊液反应,而乙醇不反应。
D.苯甲酸与碳酸氢钠反应产生CO2气体,而苯酚与碳酸氢钠不反应。
17.【答案】(1)通入一定的O2;装置气密性;b、a
(2)为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中;CO+CuOΔ__Cu+CO2
(3)A;C;碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)继续吹入一定量的O2,冷却装置
(5)C4H6O4
【知识点】有机物的结构和性质;化学实验操作的先后顺序;性质实验方案的设计;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)由分析可知,将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先通入一定的O2,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,检查装置气密性。依次点燃煤气灯b、a,进行实验。
(2)由分析可知,O2的作用有为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中;CuO的作用是 CO+CuOΔ__Cu+CO2 。
(3)由分析可知,c和d中的试剂分别是无水CaCl2和碱石灰;c和d中的试剂不可调换,理由是碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳。
(4)由分析可知,Pt坩埚中样品反应完全后,应继续吹入一定量的O2,冷却装置,再取下c和d管称重。
(5)由分析可知,c中增重量为水的质量、d中增重量为二氧化碳的质量,则n(H2O)=0.0108g18g/mol=0.0006mol,n(H)=0.0006mol×2=0.0012mol,m(H)=0.0012mol×1g/mol=0.0012g,n(CO2)=0.0352g44g/mol=0.0008mol,m(C)=0.0008mol×12g/mol=0.0096g,所以该有机物中n(O)=0.0236g−0.0096g−0.0012g16g/mol=0.0008mol,则C、H、O的原子个数比为0.0008mol:0.0012mol:0.0008mol=2:3:2,则假设该有机物的分子式为C2aH3aO2a,由于该有机物的相对分子质量为118,所以12×2a+3a+16×2a=118,a=2,所以分子式是C4H6O4。
【分析】根据题干信息及装置图可知,先通入一定的O2可排除装置中的空气,而后将c、d与石英管连接,检查装置的气密性,先点燃b,可保证有机物中碳元素转化为CO2,再点燃a,有机物燃烧生成CO2和H2O,c和d中的试剂分别是无水CaCl2和碱石灰,无水CaCl2可吸收水,碱石灰可吸收二氧化碳,燃烧一段时间后,先熄灭a后熄灭b,继续通入O2至石英管冷却至室温,可使CO2和H2O被完全吸收,取下c和d管称重,c中增重量为水的质量、d中增重量为二氧化碳的质量,结合质量守恒进行分析。
18.【答案】(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(2)Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3;不能;2MnO4−+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(3)Fe、Cu;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;H2O2+2H++2Fe2+=2H2O+2Fe3+
【知识点】常见离子的检验;无机物的推断;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)FeCl3溶液与铜反应生成FeCl2和CuCl2,其离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
(2)KSCN溶液遇Fe3+变红,其离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。不能用酸性高锰酸钾溶液检验反应后的溶液中的Fe2+,因为溶液中的氯离子与酸性高锰酸钾溶液也能发生氧化还原反应而使其褪色,干扰Fe2+的检验,其离子方程式为2MnO4−+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(3)由分析可知,沉淀A中含有的单质是Fe、Cu;气体C可以把滤液转化成FeCl3腐蚀液,其离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;H2O2与滤液反应离子方程式为H2O2+2H++2Fe2+=2H2O+2Fe3+。
【分析】(1)注意书写离子方程式时,单质不能拆分。
(2)Fe3+和KSCN溶液反应会产生红色的络合物;溶液中的氯离子与酸性高锰酸钾溶液也能发生氧化还原反应而使其褪色。
(3)根据题干信息可知,废液中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+。由流程图可知,①中涉及反应是Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu;过滤后得到的沉淀A为Fe、Cu,所得滤液中含有Fe2+,向滤液中通入气体C,得到FeCl3溶液,可推出气体C为氯气;沉淀A与过量盐酸反应的方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,铜不反应,所以沉淀B为Cu。
19.【答案】(1)NH4+
(2)CO32-、SO42-;Mg2+、Ba2+、Fe3+
(3)HCO3-
(4)向溶液B中通入氯气,溶液呈浅黄绿色(或向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,出现白色沉淀)
(5)0.1 mol·L-1
【知识点】常见离子的检验;离子共存;无机物的推断;物质的量浓度
【解析】【解答】(1)由分析可知,由气体B可确定待测液中含有的离子是NH4+。
(2)由分析可知,由沉淀D和沉淀E可以判断待测液中一定含有的离子是CO32-、SO42-,结合离子共存,可推出一定不存在的离子是Mg2+、Ba2+、Fe3+。
(3)由分析可知,由白色沉淀B可确定待测液中含有的离子是HCO3-。
(4)由分析可知,向溶液B中通入氯气,溶液呈浅黄绿色,说明待测液中一定不含溴离子。
(5)由分析可知,气体B是NH3,白色沉淀B是BaCO3,白色沉淀D是BaSO4,白色沉淀E是CaCO3,则n(NH4+)=n(NH3)=2.24L22.4L/mol=0.1mol,n(HCO3-)=n(BaCO3)=19.7g197g/mol=0.1mol,
n(SO42-)=n(BaSO4)=11.65g233g/mol=0.05mol,n(CO32-)=n(BaCO3)=10g100g/mol=0.1mol,则c(NH4+)=0.1mol·L-1,c(HCO3-)=0.1mol·L-1,c(SO42-)=0.05mol·L-1,c(CO32-)=0.1mol·L-1,在该溶液中正电荷数=0.1mol·L-1+0.2mol·L-1=0.3mol·L-1,负电荷总数=0.1mol·L-1+2×0.05mol·L-1+2×0.1mol·L-1=0.4mol·L-1,若溶液中不含Cl-,根据溶液中正负电荷数守恒,可推出待测液中K+的最小浓度为0.1mol·L-1。
【分析】根据流程图信息可知,加入BaCl2溶液产生部分溶于硝酸的沉淀和难溶于硝酸的沉淀,可推出待测液中一定含有CO32-、SO42-,且白色沉淀D是BaSO4,无色气体D是CO2,则白色沉淀E是CaCO3;向滤液A中加入NaOH溶液产生白色沉淀和气体,可推出待测液中一定含有NH4+、HCO3-,一定不含Fe3+,且气体B为NH3,白色沉淀B是BaCO3;向溶液B中加入Cl2产生浅黄色溶液,可推出溶液B中一定没有Br-;向溶液B中加入硝酸酸化的硝酸银,产生白色沉淀,可推出白色沉淀C是AgCl,即溶液B中含有Cl-,由于开始向待测液中加入的BaCl2中含有Cl-,所以不能确定待测液中是否一定含有Cl-。
20.【答案】(1)邻羟基苯甲醛或2-羟基苯甲醛;醚键、酯基
(2)取代反应;C15H18N2O3
(3)
(4)+ClCH2CH2NHCH2CH2Cl→+2HCl
(5)17;或
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由分析可知,R的结构简式是,其名称是邻羟基苯甲醛或2-羟基苯甲醛;根据H的结构简式可知,H中含氧官能团是醚键、酯基。
(2)由分析可知,M→N发生取代反应;根据H的结构简式可知,H的分子式为C15H18N2O3。
(3)由分析可知,P的结构简式为 。
(4)Q→H发生取代反应,其化学方程式为
+ClCH2CH2NHCH2CH2Cl→+2HCl。
(5)根据题干信息可知,T中含有苯环、羟基和醛基,其分子式为C8H8O2。满足这些条件的结构有以下情况:若侧链有-CH2OH、-CHO,则有3种结构;若侧链有-OH、--CH3、-CHO,则有10种结构;若侧链有-OH、-CH2CHO,则有3种结构;若侧链有-CH(OH)CHO,则只有1种结构,综上可知,共有17种情况。其中,在核磁共振氢谱上有5组峰且峰的面积比为1:1:2:2:2,即有5种氢原子,且个数之比为1:1:2:2:2,符合这样的结构简式为或 。
【分析】根据N的结构简式、M的分子式及M→N的反应条件,可推出M→N发生取代反应,则M的结构简式为;对比R与M的分子式可推出R的结构简式为;N的分子式为C11H11NO6,对比N、P的分子式可知,N→P的过程中,减少了2个氢原子和1个氧原子,即少了1个水分子,结合H的结构简式可推出P的结构简式是;根据题干信息,并对比P、Q的分子式,可推出P→Q发生还原反应,硝基还原为氨基,则Q的结构简式为;对比Q、H、G的结构简式可知,Q→H→G均发生取代反应。
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