2024苏州八校联考高三下学期三模试题化学含解析
展开可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 S32 K39 Cr52 Ba137 Ce140
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. 材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥着巨大作用。下列说法正确是
A. 在钢中加入某些稀土元素,可增强钢的强度、韧性和塑性
B. “深地一号”装备中制造钻头用的金刚石为金属晶体
C. 部分汽车机盖上使用碳纤维是一种新型有机高分子材料
D. 用来生产电闸、灯口和开关等产品的酚醛树脂属于聚酯类化合物
2. 反应可以应用于检验氯气管道的泄漏。下列说法正确的是
A. 分子的VSEPR模型:
B. 基态Cl原子的核外电子排布式:
C. 的电子式:
D. 基态N原子核外电子轨道表示式:
3. 联氨()为二元弱碱,在水中性质与氨相似,可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 结合能力:B. 电负性:
C. 第一电离能:D. 离子半径:
4. 下列说法正确的是
A. 图①操作可从溶液中提取晶体
B. 图②装置可用于实验室制取并收集
C. 图③操作可用于盐酸滴定含有酚酞的NaOH溶液
D. 图④装置可用于四氯化碳萃取碘水中的碘单质
5. 元素周期表中VIIA族元素及其化合物应用广泛。氢氟酸可用作雕刻玻璃;可溶于苯、等有机溶剂,极易水解;加碘盐中主要添加的是;卤素互化物(如ICl、)具有强氧化性;卤化银具有感光性。下列说法正确的是
A. 的键角大于的键角B. 是由极性键构成的非极性分子
C. HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高D. 的中心原子S采用杂化
6. 元素周期表中VIIA族元素及其化合物应用广泛。氢氟酸可用作雕刻玻璃;可溶于苯、等有机溶剂,极易水解;加碘盐中主要添加的是;卤素互化物(如ICl、)具有强氧化性;卤化银具有感光性。下列化学反应表示正确的是
A. 溶于水:
B. ICl溶于NaOH溶液:
C. 水解:
D. 用溶液吸收:
7. 元素周期表中VIIA族元素及其化合物应用广泛。氢氟酸可用作雕刻玻璃;可溶于苯、等有机溶剂,极易水解;加碘盐中主要添加的是;卤素互化物(如ICl、)具有强氧化性;卤化银具有感光性。下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. HF具有酸性,可用于雕刻玻璃
B. 受热可分解,可用于食盐碘添加剂
C. AgI具有感光性,可用于人工降雨
D. 有强氧化性,可用于水体杀菌消毒剂
8. 有机物X是一种医药中间体,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A. 有机物X的分子式为
B. 有机物X存在顺反异构现象
C. 最多能与发生加成反应
D. 有机物X能与溶液反应生成
9. 锂/氟化碳电池稳定性很高。电解质为LiClO4的二甲醚溶液,总反应为xLi+CFx=xLiF+C,放电产物LiF沉积在正极,工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 交换膜阴离子交换膜
B. 正极的电极反应式为CFx+xe-+xLi+=xLiF+C
C. 电解质溶液可用LiClO4的乙醇溶液代替
D. a极电势高于b极电势
10. 合成氨反应为。下列说法正确的是
A. 该反应
B.
C 反应中每消耗转移电子
D. 实际生产中以低温、高压、高活性催化剂的条件来提高氨气产率
11. 室温下,探究溶液的性质。下列实验方案能达到探究目的的是
A. AB. BC. CD. D
12. 氨法烟气脱硫可制备硫酸羟胺,同时得到副产品硫酸铵。过程如下:
“脱硫”过程中控制pH在5.0~5.5,得到溶液。已知25℃时,,。下列说法正确的是
A. 溶液中:
B. 溶液中:
C. “脱硫”过程中温度越高,“脱硫”速率越快
D. “制备”过程的离子方程式:
13. CO2催化重整CH4反应:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
在恒容反应器中按体积分数CH4:CO2=50%:50%投料。平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。若仅考虑上述反应,下列说法不正确的是
A.
B. 其他条件不变,适当增大起始时CH4的体积分数,可抑制反应Ⅱ、Ⅲ的进行
C. T℃时,在2.0L容器中加入2mlCH4、2mlCO2以及催化剂进行重整反应,测得CO2的平衡转化率为75%,则反应Ⅰ的平衡常数小于81
D. 300~580℃时,H2O的体积分数增大因为反应Ⅲ生成H2O的量大于反应Ⅱ消耗的量
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 赤铜矿(主要成分为,含少量、)含铜量高达88.8%,是重要的冶金材料,某化学兴趣小组利用其制备晶体的流程为:
已知:
(1)晶体结构如下图所示。晶体中存在的作用力包括离子键、_______。
(2)酸溶。控制矿石为12g、硫酸为6g,温度为70℃,相同时间内,铜浸出率随液固比变化如下图所示。液固比大于5:1后,铜浸出率下降的原因为_______。
(3)氧化。发生反应的离子方程式为_______。检验氧化完全的试剂为_______(填化学式)。
(4)沉铁。离子浓度时,可认为该离子被沉淀完全。若室温下溶液pH应调节至略大于3.7,则的为_______。
(5)试从产率、试剂选择角度评价该制备流程并提出修改建议_______。
15. 非奈利酮可用于用于糖尿病肾病治疗,其重要中间体F合成路线如下:
已知:①(、羟基或H);②氨基易被氧气氧化。
(1)A→B中生成分子式为的中间体H,则H的结构简式为_______。
(2)B→C的反应类型为_______。
(3)C→D中加入溶液是为了结合反应中产生的_______(填化学式)。
(4)H亦可由化合物Ⅰ()经一系列转化获得,写出同时满足下列条件的Ⅰ的一种同分异构体的结构简式:_______。
碱性条件下水解后酸化得到两种产物,使用现代分析仪器对其中一种的分子结构进行测定,相关结果如下:
(5)写出以、为原料制备合成路线流程图(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. 用废铁屑(含少量杂质FeS)为原料制备摩尔盐。实验装置如下(加热装置已略去):
已知:,,。
(1)A装置中的反应控制在50~60℃间进行的原因是_______;三颈烧瓶中液体试剂添加顺序为_______。(选填序号)
a.先滴加氨水,然后滴加稀硫酸,再水浴加热,反应一段时间后冷却
b.先滴加稀硫酸,然后水浴加热,再滴加氨水,反应一段时间后冷却
c.先滴加稀硫酸,然后水浴加热,反应一段时间后冷却,再滴加氨水
(2)反应一段时间后,C瓶中酸性溶液颜色变浅,底部有淡黄色固体生成,发生反应的离子方程式为_______。
(3)A中反应完成后过滤采用如下图b装置,相对于图a装置而言其优点有_______(写两点)。
(4)实验室利用溶液测定制得的中的n值。请补充完整实验方案:准确称取样品,加入足量稀硫酸溶解后配成250.00mL溶液。使用移液管准确移取25.00mL于锥形瓶中,_______。[已知:二苯胺磺酸钠指示液在还原性氛围下为无色,氧化性氛围下为紫红色。](可使用的试剂和仪器:溶液,二苯胺磺酸钠指示液,酸式滴定管,碱式滴定管)
将测定的n值与实际值进对比,测定值偏大。下列说法正确的是_______。(选填序号)
a.测定值偏大可能由于晶体干燥时失去了部分结晶水
b.测定值偏大可能由于晶体中含有部分杂质
c.测定值偏大可能由于滴入指示剂过量
d.若通过溶液测定n值,应滴定至向上层清液中继续滴加数滴溶液后无明显现象,记录溶液的用量,测定n值
e.若通过溶液测定n值,应向其中加入过量溶液,将所得固体过滤洗涤烘干至恒重,记录沉淀的质量,测定n值
17. 氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。可通过下列反应大规模制取氢气。
Ⅰ.水煤气变换反应(WGSR)
反应a:
(1)一定压强下,由最稳定单质生成1ml化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知、的摩尔生成焓分别为、。则的摩尔生成焓的热化学方程式为_______。
(2)实验发现,其他条件不变,在相同时间内,向上述体系中投入一定量的CaO可以增大H₂的体积分数。对比实验的结果如下图所示。投入CaO时,的体积分数增大的原因为_______。投入纳米CaO装置的氢气产率更高,其原因为_______。
(3)酸性溶液中电解副产物可用于生产,实现的资源化,其电极反应式为_______。生成的电极应连接电源的_______极(选填“正”或“负”)。
Ⅱ.甲烷干重整(DRM)
DRM的主要反应为:
反应b:
反应c:
该过程中会逐渐生成积碳覆盖在催化剂表面,使催化剂中毒。
(4)甲烷和二氧化碳的起始物质的量均为1ml,实验测得在0.1MPa下,平衡时各组分的量随温度变化如下图所示。已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数。625°C时反应c的压强平衡常数为_______。
(5)对催化剂载体改性,使其形成氧空位,可减少积碳。晶胞如下图所示。取干燥在Ar气条件下加热,热重分析显示样品一直处于质量损失状态;X射线衍射分析结果表明随着温度升高,该晶胞边长变长,但铈离子空间排列没有发生变化。加热后,当失重率(损失的质量/总质量)为2.32%时,每个晶胞拥有的的个数为_______。
选项
探究目的
实验方案
A
溶液中是否含有
用洁净铁丝蘸取溶液在煤气灯上灼烧,观察火焰颜色
B
是否具有漂白性
向溶液中滴加2-3滴高锰酸钾溶液,观察溶液颜色变化
C
是否具有氧化性
向溶液中通入足量,观察实验现象
D
溶液中是否含有
向溶液中加入足量硝酸后滴加2~3滴溶液,观察实验现象
2024届高三年级三模适应性检测
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 S32 K39 Cr52 Ba137 Ce140
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. 材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥着巨大作用。下列说法正确的是
A. 在钢中加入某些稀土元素,可增强钢的强度、韧性和塑性
B. “深地一号”装备中制造钻头用的金刚石为金属晶体
C. 部分汽车机盖上使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
D. 用来生产电闸、灯口和开关等产品的酚醛树脂属于聚酯类化合物
【答案】A
【解析】
【详解】A.在钢中加入某些稀土元素形成的合金,可增强钢的韧性、塑性等,使得钢材具有更好的机械性能,A项正确;
B.金刚石为共价晶体,B项错误;
C.碳纤维属于碳单质,不是新型有机高分子材料,C项错误;
D.酚醛树脂是由酚类和醛类缩聚反应而成的,不属于聚酯,D项错误;
故选A。
2. 反应可以应用于检验氯气管道的泄漏。下列说法正确的是
A. 分子的VSEPR模型:
B. 基态Cl原子的核外电子排布式:
C. 的电子式:
D. 基态N原子的核外电子轨道表示式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.NH3的价电子对为4,VSEPR模型名称为四面体形,A错误;
B.基态Cl原子有17个电子,故核外电子排布式:1s22s22p63s23p5,B正确;
C.的电子式为,C错误;
D.基态N原子的核外电子轨道表示式为,D错误;
故选B。
3. 联氨()为二元弱碱,在水中性质与氨相似,可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 结合能力:B. 电负性:
C. 第一电离能:D. 离子半径:
【答案】A
【解析】
【详解】A.NH3共用电子对更偏向N元素,N元素上的电子云密度大,更易结合质子(H+),A选项正确;
B.电负性:O>N>H,B选项错误;
C.同周期主族元素,原子序数越大,第一电离能越大,但氮原子属于半充满结构,第一电离能大于相邻元素,故第一电离能N>O>Cu,C选项错误;
D.Cu2+和Cu+核电荷数相同,Cu+核外电子数多,半径大,D选项错误;
故答案选A。
4. 下列说法正确的是
A. 图①操作可从溶液中提取晶体
B. 图②装置可用于实验室制取并收集
C. 图③操作可用于盐酸滴定含有酚酞的NaOH溶液
D. 图④装置可用于四氯化碳萃取碘水中的碘单质
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳酸氢钠受热易分解,不能直接采用蒸发结晶的方式从碳酸氢钠溶液中提取碳酸氢钠晶体,A错误;
B.浓盐酸与MnO2需要在加热条件下才能反应生成氯气,且生成的氯气中含有HCl,需要进行除杂处理,B错误;
C.用盐酸滴定含有酚酞的NaOH溶液时,应该用左手操作酸式滴定管的旋钮,右手慢慢摇晃锥形瓶,图中用右手拧旋钮,C错误;
D.碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,且四氯化碳和水不相溶,分液时,分液漏斗下端贴着烧杯内壁,图示操作正确,D正确;
故答案选D。
5. 元素周期表中VIIA族元素及其化合物应用广泛。氢氟酸可用作雕刻玻璃;可溶于苯、等有机溶剂,极易水解;加碘盐中主要添加的是;卤素互化物(如ICl、)具有强氧化性;卤化银具有感光性。下列说法正确的是
A. 的键角大于的键角B. 是由极性键构成的非极性分子
C. HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高D. 的中心原子S采用杂化
【答案】C
【解析】
【详解】A.的键角小于的键角,因为中心原子有1对孤电子对,中心原子没有孤电子对,孤电子对越多键角越小,A错误;
B.由于分子中包含一个氟原子和三个碘原子,而氟原子比碘原子更电负,因此分子是极性分子,B错误;
C.没有氢键存在的情况下相对分子质量越大,熔沸点越高,HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高,C正确;
D.的中心原子S价层电子对数为4,采用杂化,D错误;
故选C。
6. 元素周期表中VIIA族元素及其化合物应用广泛。氢氟酸可用作雕刻玻璃;可溶于苯、等有机溶剂,极易水解;加碘盐中主要添加的是;卤素互化物(如ICl、)具有强氧化性;卤化银具有感光性。下列化学反应表示正确的是
A. 溶于水:
B. ICl溶于NaOH溶液:
C. 水解:
D. 用溶液吸收:
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶于水生成次氯酸和氯化氢,次氯酸是弱酸,在离子方程式中不能拆,离子方程式为:,A错误;
B.ICl中Cl为-1价,I为+1价,ICl与NaOH反应生成氯化钠和NaIO,离子方程式为:,B正确;
C.极易水解生成H2SO3和HCl,离子方程式为:+2H2O=H2SO3+2H++2Cl-,C错误;
D.溴在碳酸钠溶液的歧化可把反应理解为溴与水发生歧化,产生H+的被碳酸钠吸收,反应的离子方程式为:或,D错误;
故选B。
7. 元素周期表中VIIA族元素及其化合物应用广泛。氢氟酸可用作雕刻玻璃;可溶于苯、等有机溶剂,极易水解;加碘盐中主要添加的是;卤素互化物(如ICl、)具有强氧化性;卤化银具有感光性。下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. HF具有酸性,可用于雕刻玻璃
B. 受热可分解,可用于食盐碘添加剂
C. AgI具有感光性,可用于人工降雨
D. 有强氧化性,可用于水体杀菌消毒剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.HF酸为弱酸,但能与二氧化硅反应,则氢氟酸可用于雕刻玻璃,与氢氟酸呈酸性无关,A错误;
B.中含有I元素,所以可用作食盐碘添加剂,与受热分解无关,B错误;
C.碘化银用于人工降雨的原理是碘化银受热后就会在空气中形成极多极细的碘化银粒子,在人工降雨中,用作冰核形成剂可以跟云层中的水蒸气起催化作用,与感光性无关,C错误;
D.具有强氧化性,能杀死细菌,所以可以用于自来水消毒杀菌,D正确;
故选D。
8. 有机物X是一种医药中间体,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A. 有机物X的分子式为
B. 有机物X存在顺反异构现象
C. 最多能与发生加成反应
D. 有机物X能与溶液反应生成
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图示该有机物的分子式为C16H15NO3,A错误;
B.有机物X双键中其中一个C上连有两个相同基团,故不存在顺反异构现象,B错误;
C.1ml苯环能与3ml氢气发生加成反应,1ml双键能与1ml氢气发生反应,1ml醛基能与1ml氢气发生反应,所以1ml X最多能与8 ml H2发生加成反应,C正确;
D.该有机物中的官能团为酚羟基、碳碳双键、醛基和氨基,均不能与碳酸氢钠发生反应,D错误;
故选C。
9. 锂/氟化碳电池稳定性很高。电解质为LiClO4的二甲醚溶液,总反应为xLi+CFx=xLiF+C,放电产物LiF沉积在正极,工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 交换膜为阴离子交换膜
B. 正极的电极反应式为CFx+xe-+xLi+=xLiF+C
C. 电解质溶液可用LiClO4的乙醇溶液代替
D. a极电势高于b极电势
【答案】B
【解析】
【详解】A.Li+通过离子交换膜在正极上形成LiF,所以交换膜为阳离子交换膜,A错误;
B.石墨为正极,在正极上附着CFx得电子生成LiF和C,正极的电极反应式为CFx+xe-+xLi+=xLiF+C,B正确;
C.金属Li是活泼金属,能与乙醇反应,所以不能用乙醇溶液代替,C错误;
D.由于Li活动性比石墨强,所以a为负极,b为正极,正极b极电势高于负极a电极的电势,D错误;
故合理选项是B。
10. 合成氨反应为。下列说法正确的是
A. 该反应
B.
C. 反应中每消耗转移电子
D. 实际生产中以低温、高压、高活性催化剂的条件来提高氨气产率
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为气体体积减小的反应,ΔS<0,A错误;
B.ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,ΔH=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H),B错误;
C.该反应中,H2中的H失电子化合价从0价转化为+1价,每消耗3mlH2转移6ml电子,C正确;
D.该反应为气体体积减小的放热反应,低温、高压化学平衡正向移动,但是使用高活性催化剂对化学平衡没有影响,无法提高氨气产率,D错误;
故答案选C。
11. 室温下,探究溶液的性质。下列实验方案能达到探究目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.黄色光会掩盖紫色光,检验钾离子时,应用铂丝蘸取少量含钾离了溶液,在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃片观察火焰是否呈紫色,否则无法判断是否含有钾离子,A错误;
B.向具有还原性的溶液中滴加具有氧化性的锰酸钾溶液两者可发生氧化还原反应,体现的是还原性,非漂白性,离子方程式为,B错误;
C.用具有还原性的硫离子与,在酸性条件下两者可发生氧化还原反应,在碱性条件下则不发生氧化还原反应,离子方程式为,C正确;
D.向溶液中加入足量硝酸会将氧化成后,滴加溶液,和均会产生白沉淀,D错误;
故选C。
12. 氨法烟气脱硫可制备硫酸羟胺,同时得到副产品硫酸铵。过程如下:
“脱硫”过程中控制pH在5.0~5.5,得到溶液。已知25℃时,,。下列说法正确的是
A. 溶液中:
B. 溶液中:
C. “脱硫”过程中温度越高,“脱硫”速率越快
D. “制备”过程的离子方程式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.NH4HSO3溶液中,存在物料守恒:c()+c(NH3•H2O)=c()+c()+c(H2SO3) ①,电荷守恒:c()+c(H+)=c()+2c()+c(OH-) ②,①-②可得:c(NH3•H2O)+c(OH-)+c()=c(H2SO3)+c(H+),根据电离是微弱的,则c()>c(),c()>c(),c(NH3•H2O)+c(OH-)+c()>c(NH3•H2O)+c(OH-)+c()=c(H2SO3)+c(H+),A正确;
B.NH4HSO3溶液中,的水解程度小于的电离程度,则c()>c(),另电离是微弱的,则c()>c(),则c()>c()>c(),B错误:
C.温度越高,NH3·H2O分解,且SO2的溶解度降低,即温度越高SO2不利于脱硫反应的进行,C错误;
D.根据题意可知,“制备”过程中的离子方程式: ,D错误;
故答案为:A。
13. CO2催化重整CH4反应:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
在恒容反应器中按体积分数CH4:CO2=50%:50%投料。平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。若仅考虑上述反应,下列说法不正确的是
A.
B. 其他条件不变,适当增大起始时CH4的体积分数,可抑制反应Ⅱ、Ⅲ的进行
C. T℃时,在2.0L容器中加入2mlCH4、2mlCO2以及催化剂进行重整反应,测得CO2的平衡转化率为75%,则反应Ⅰ的平衡常数小于81
D. 300~580℃时,H2O的体积分数增大因为反应Ⅲ生成H2O的量大于反应Ⅱ消耗的量
【答案】D
【解析】
【详解】A. 由题干信息反应Ⅱ: ,反应Ⅲ: ,则2Ⅱ-Ⅲ可得反应Ⅰ:,根据盖斯定律可知,A正确;
B.其他条件不变,适当增大起始时CH4的体积分数,即增大CH4的用量,减少CO2的用量,则CO2的平衡转化率增大,即CO2的平衡浓度减小,CH4浓度增大,根据平衡移动原理,减小反应物浓度或增加生成物浓度,平衡都逆向移动,可抑制反应Ⅱ、Ⅲ的进行,B正确;
C.T℃时,在2.0L容器中加入2mlCH4、2mlCO2以及催化剂进行重整反应,测得CO2的平衡转化率为75%,若只发生反应I,则三段式分析可知,,则反应Ⅰ的平衡常数K===81,由于实际上有反应I、反应Ⅱ和反应Ⅲ发生,但由于副反应(Ⅲ)中,消耗的氢气的量比二氧化碳多的多,故计算式中,分子减小的更多,平衡常数小于81,导致K小于81,C正确;
D.根据题干信息可知,升高温度反应Ⅱ平衡正向移动,向生成H2O的方向移动,H2O的物质的量增大,反应Ⅲ逆向移动,向消耗H2O的方向移动,H2O的物质的量减小,故300~580℃时,H2O的体积分数增大因为温度对反应Ⅲ的影响小于对反应Ⅱ的影响,即整个体系生成H2O的量大于消耗的量,D错误;
故答案为:D。
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 赤铜矿(主要成分为,含少量、)含铜量高达88.8%,是重要的冶金材料,某化学兴趣小组利用其制备晶体的流程为:
已知:
(1)晶体结构如下图所示。晶体中存在的作用力包括离子键、_______。
(2)酸溶。控制矿石为12g、硫酸为6g,温度为70℃,相同时间内,铜浸出率随液固比变化如下图所示。液固比大于5:1后,铜浸出率下降的原因为_______。
(3)氧化。发生反应的离子方程式为_______。检验氧化完全的试剂为_______(填化学式)。
(4)沉铁。离子浓度时,可认为该离子被沉淀完全。若室温下溶液pH应调节至略大于3.7,则的为_______。
(5)试从产率、试剂选择角度评价该制备流程并提出修改建议_______。
【答案】(1)共价键 配位键 氢键
(2)当硫酸过多以后,硫酸浓度变大,生成的Cu与硫酸反应生成了硫酸铜
(3) ①. 2Fe2+ + 2H+ + ClO- = 2Fe3+ + Cl- + H2O ②. K3[Fe(CN)6]
(4)10-35.9 (5)酸溶以后产生的部分单质铜不能与NaClO反应,铜进入滤渣,有损失,减少了硫酸铜的产率,同时NaClO也可能把Fe2+氧化为氢氧化铁并进一步反应生成高铁酸根离子从而影响产品纯度,应该改为加入硫酸酸溶后,加入H2O2,将铜转化为铜离子,充分反应后再过滤,再加入氧化铜调节pH沉铁。
【解析】
【分析】赤铜矿粉中加入硫酸酸溶,Cu2O转化为Cu2+和Cu,Fe3O4转化为Fe2+和Fe3+,二氧化硅不溶于硫酸,滤渣1中含有二氧化硅和Cu单质,过滤后滤液中加入次氯酸钠进行氧化,Fe2+被氧化为Fe3+,随后加入CuO调节pH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,滤渣2为氢氧化铁,过滤后滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到五水硫酸铜晶体。
小问1详解】
从五水硫酸铜晶体结构可知,其中存在离子键、配位键、共价键和氢键。
【小问2详解】
液固比大于5:1后,硫酸过多,硫酸的浓度较大,使得生成的Cu与硫酸反应生成了硫酸铜,故铜浸出率下降。
【小问3详解】
氧化过程中,Fe2+与次氯酸钠反应生成铁离子、氯离子和水,离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O。检验是否氧化完全,即检验溶液中是否还含有亚铁离子,可用K3[Fe(CN)6]检验。
【小问4详解】
pH约为3.7时,铁离子沉淀完全,此时c(Fe3+)≈10-5ml/L,则Fe(OH)3的Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-5×10-10.3×3=10-35.9。
【小问5详解】
酸溶以后产生的部分单质铜不能与NaClO反应,铜进入滤渣,有损失,减少了硫酸铜的产率,同时NaClO也可能把Fe2+氧化为氢氧化铁并进一步反应生成高铁酸根离子从而影响产品纯度,应该改为加入硫酸酸溶后,加入H2O2,将铜转化为铜离子,充分反应后再过滤,再加入氧化铜调节pH沉铁。
15. 非奈利酮可用于用于糖尿病肾病治疗,其重要中间体F合成路线如下:
已知:①(、羟基或H);②氨基易被氧气氧化。
(1)A→B中生成分子式为的中间体H,则H的结构简式为_______。
(2)B→C的反应类型为_______。
(3)C→D中加入溶液是为了结合反应中产生的_______(填化学式)。
(4)H亦可由化合物Ⅰ()经一系列转化获得,写出同时满足下列条件的Ⅰ的一种同分异构体的结构简式:_______。
碱性条件下水解后酸化得到两种产物,使用现代分析仪器对其中一种的分子结构进行测定,相关结果如下:
(5)写出以、为原料制备合成路线流程图(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) (2)取代反应
(3)C4H5O2 (4)
(5)
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,催化剂作用下与NH2OH共热发生加成反应生成,则H为,共热发生消去反应生成B(),与发生取代反应生成,则C为;在硝酸银溶液中发生水解反应生成,催化剂作用下与先发生加成反应,后发生消去反应生成,催化剂作用下与反应生成。
小问1详解】
由分析可知,中间体H的结构简式为,故答案为:;
【小问2详解】
由分析可知,B→C的反应为与发生取代反应生成,故答案为:取代反应;
【小问3详解】
由分析可知,C→D的反应为在硝酸银溶液中发生水解反应生成和,则硝酸银溶液是为了结合,促进的生成,的化学式为C4H5O2,故答案为:C4H5O2;
【小问4详解】
由图可知,I的同分异构体的水解产物的相对分子质量为110,分子中含有苯环和羟基,分子中含有两类氢原子,则水解产物的结构简式为,由I的结构简式可知,同分异构体的结构简式为,故答案为:;
【小问5详解】
由有机物的转化关系可知,以、为原料制备的合成步骤为:催化剂作用下与NH2OH共热反应生成,铜做催化剂条件下与氧气共热发生催化氧化反应生成,催化剂作用下与反应生成,催化剂作用下与氢气发生加成反应生成,酸性条件下发生水解反应生成合成,路线为:。
16. 用废铁屑(含少量杂质FeS)为原料制备摩尔盐。实验装置如下(加热装置已略去):
已知:,,。
(1)A装置中的反应控制在50~60℃间进行的原因是_______;三颈烧瓶中液体试剂添加顺序为_______。(选填序号)
a.先滴加氨水,然后滴加稀硫酸,再水浴加热,反应一段时间后冷却
b.先滴加稀硫酸,然后水浴加热,再滴加氨水,反应一段时间后冷却
c.先滴加稀硫酸,然后水浴加热,反应一段时间后冷却,再滴加氨水
(2)反应一段时间后,C瓶中酸性溶液颜色变浅,底部有淡黄色固体生成,发生反应的离子方程式为_______。
(3)A中反应完成后过滤采用如下图b装置,相对于图a装置而言其优点有_______(写两点)。
(4)实验室利用溶液测定制得的中的n值。请补充完整实验方案:准确称取样品,加入足量稀硫酸溶解后配成250.00mL溶液。使用移液管准确移取25.00mL于锥形瓶中,_______。[已知:二苯胺磺酸钠指示液在还原性氛围下为无色,氧化性氛围下为紫红色。](可使用的试剂和仪器:溶液,二苯胺磺酸钠指示液,酸式滴定管,碱式滴定管)
将测定n值与实际值进对比,测定值偏大。下列说法正确的是_______。(选填序号)
a.测定值偏大可能由于晶体干燥时失去了部分结晶水
b.测定值偏大可能由于晶体中含有部分杂质
c.测定值偏大可能由于滴入指示剂过量
d.若通过溶液测定n值,应滴定至向上层清液中继续滴加数滴溶液后无明显现象,记录溶液的用量,测定n值
e.若通过溶液测定n值,应向其中加入过量溶液,将所得固体过滤洗涤烘干至恒重,记录沉淀的质量,测定n值
【答案】(1) ①. 使结晶水和铵盐不被破坏和流失 ②. c
(2)
(3)过滤速度快,固液分离比较安全,滤出的固体更易干燥
(4) ①. 滴入2滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用酸式滴定管盛装标准溶液,进行滴定,至终点(最后半滴标准溶液滴入后,锥形瓶内溶液由无色变为浅紫红色,30s内不变色),平行测定三次,记录平均消耗标准溶液体积 ②. b
【解析】
【分析】废铁屑(含少量杂质FeS)和稀硫酸反应生成FeSO4、H2、H2S,滴加氨水充分反应后得到浅绿色悬浊液,过滤,乙醇洗涤沉淀,低温干燥,得到摩尔盐晶体,部分氨水分解产生氨气,B是安全瓶,C中酸性高锰酸钾溶液吸收H2S、NH3,尾气为H2。
【小问1详解】
使摩尔盐中结晶水和铵盐不被破坏和流失,所以使用水浴;先向其中加入过量稀硫酸,置于50~60℃水浴加热充分反应,溶解废铁屑,由于氨易挥发且与酸后应,要后加同时需待冷却至室温后向其中滴加氨水,故选c;
【小问2详解】
尾气中含H2S具有还原性与酸性溶液发生氧化还原反应,酸性溶液颜色变浅,底部有淡黄色固体S生成,发生反应的离子方程式为:;
【小问3详解】
b装置为减压过滤,优点有过滤速度快,固液分离比较安全,滤出的固体更易干燥;
【小问4详解】
滴入2滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用酸式滴定管盛装标准溶液,进行滴定,至终点(最后半滴标准溶液滴入后,锥形瓶内溶液由无色变为浅紫红色,30s内不变色),平行测定三次,记录平均消耗标准溶液体积;
测定的n值:
a.晶体干燥时失去了部分结晶水使测定值偏小;
b.晶体中含有部分杂质,测定值偏大;
c.滴入指示剂过量会多消耗,测定值偏小;
d. 二苯胺磺酸钠与反应,若通过溶液测定n值,应滴定至向上层清液中继续滴加数滴溶液后无明显现象,记录溶液的用量偏大,则测定n值偏小;
e.加入过量溶液,烘干至恒重时有杂质,沉淀的质量偏大,测定n值偏小;
故选b。
17. 氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。可通过下列反应大规模制取氢气。
Ⅰ.水煤气变换反应(WGSR)
反应a:
(1)一定压强下,由最稳定单质生成1ml化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知、的摩尔生成焓分别为、。则的摩尔生成焓的热化学方程式为_______。
(2)实验发现,其他条件不变,在相同时间内,向上述体系中投入一定量的CaO可以增大H₂的体积分数。对比实验的结果如下图所示。投入CaO时,的体积分数增大的原因为_______。投入纳米CaO装置的氢气产率更高,其原因为_______。
(3)酸性溶液中电解副产物可用于生产,实现的资源化,其电极反应式为_______。生成的电极应连接电源的_______极(选填“正”或“负”)。
Ⅱ.甲烷干重整(DRM)
DRM的主要反应为:
反应b:
反应c:
该过程中会逐渐生成积碳覆盖在催化剂表面,使催化剂中毒。
(4)甲烷和二氧化碳的起始物质的量均为1ml,实验测得在0.1MPa下,平衡时各组分的量随温度变化如下图所示。已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数。625°C时反应c的压强平衡常数为_______。
(5)对催化剂载体改性,使其形成氧空位,可减少积碳。晶胞如下图所示。取干燥在Ar气条件下加热,热重分析显示样品一直处于质量损失状态;X射线衍射分析结果表明随着温度升高,该晶胞边长变长,但铈离子空间排列没有发生变化。加热后,当失重率(损失的质量/总质量)为2.32%时,每个晶胞拥有的的个数为_______。
【答案】(1)=
(2) ①. CaO可以吸收CO2,使CO2浓度减小,生成H2的反应正向移动,H2百分含量增大 ②. 纳米CaO表面积比微米CaO大,吸收CO2能力比微米CaO强
(3) ①. CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O ②. 负
(4)
(5)7
【解析】
【小问1详解】
已知:反应a:
一定压强下,由最稳定单质生成1ml化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知、的摩尔生成焓分别为、,则得:
b.
c.
d.
根据盖斯定律,由a+b+c得反应d.= = = ,因此的摩尔生成焓的热化学方程式为=;
【小问2详解】
催化重整后的化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g),向其中投入CaO时,CaO可吸收CO2,使c(CO2)减小,平衡正向移动,导致生成H2更多,H2百分含量增大,若投入纳米CaO时,由于纳米CaO颗粒小,表面积大,可使反应速率加快,c(CO2)减小,平衡正向移动加剧,所以H2百分含量增大,
故答案为:CaO可以吸收CO2,使CO2浓度减小,生成H2的反应正向移动,H2百分含量增大;纳米CaO表面积比微米CaO大,吸收CO2能力比微米CaO强;
【小问3详解】
CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,C元素化合价降低,被还原,应为电解池的阴极反应,连接电源的负极;电极方程式为CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O,
故答案为: CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O;负;
【小问4详解】
由图知,625℃达到平衡时,n(H2O)=n(CO2)=n(CO)=0.5ml,氢气是1.2ml,根据氢原子守恒,平衡时甲烷物质的量为ml=0.15 ml,根据碳原子守恒知,积碳的物质的量为(1+1-0.5-0.5-0.15)ml=0.85ml;反应Ⅱ的压强平衡常数;
【小问5详解】
一个晶胞中Ce4+个数为、O2-在体内,个数为8,即一个晶胞中4个Ce4+、8个O2-,1mlCeO2质量为172g,加热后当失重率为2.32%时,损失的质量为氧元素的质量,即172g×2.32%=4.0g,n(O)=0.25ml,因为铈离子空间排列没有发生变化,所以失去O2-的个数为0.25×4=1,每个晶胞拥有的O2-的个数为8-1=7。选项
探究目的
实验方案
A
溶液中是否含有
用洁净铁丝蘸取溶液在煤气灯上灼烧,观察火焰颜色
B
是否具有漂白性
向溶液中滴加2-3滴高锰酸钾溶液,观察溶液颜色变化
C
是否具有氧化性
向溶液中通入足量,观察实验现象
D
溶液中是否含有
向溶液中加入足量硝酸后滴加2~3滴溶液,观察实验现象
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