山东省实验中学2024届高三下学期学业水平等级考试(模拟)化学试题(Word版附解析)
展开一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 化学与生产、生活和科技密切相关,下列说法错误的是
A. 烫发药水能使头发中的二硫键()发生断裂和重组,该过程涉及氧化还原反应
B. 味精是一种增味剂,主要以淀粉为原料通过发酵法生产
C. “天宫”空间站上使用的碳纤维和玻璃纤维均属于有机高分子材料
D. 超高分子量聚乙烯可用于制作防弹服,属于通用高分子材料
2. 化学是一门实验学科,必须高度重视实验安全。下列有关实验操作错误的是
A. 不可用明火加热易燃溶剂,应采用水浴或电加热套
B. 试剂瓶的磨口塞粘固打不开时,可将瓶塞在实验台边缘轻轻磕碰,使其松动
C. 浓硫酸沾到皮肤时,应立即用大量清水冲洗,再涂上的碳酸氢钠溶液
D. 用小刀切割白磷或金属钠时,要放在玻璃片上操作
3. 2024年5月3日,“嫦娥六号”探测器成功发射,开启了月球探索之旅。镍铼合金是制造探测器发动机燃烧室、涡轮叶片的重要材料。地壳中铼的含量极低,多伴生于铜、锌等矿物中。下列说法错误的是
A. 镍原子价层电子表示式为
B. 铼()在周期表中的位置是第六周期,第VIIB族
C. 铼易形成高配位化合物,(如图所示)中δ键与π键的数目比为
D. 碱式碳酸锌中非金属元素电负性大小顺序为
4. 下列实验所选择的玻璃仪器和试剂准确完整的是
A AB. BC. CD. D
5. 氯雷他定(如图)是第二代的抗组胺药物,常用于治疗过敏症状。用于过敏性鼻炎、急性或慢性荨麻疹、花粉症及其他过敏性皮肤病。下列关于氯雷他定的说法正确的是
A. 易溶于水B. 该物质最多可消耗
C. 与足量加成后有8个手性碳原子 D. 除H原子外,分子中所有原子可能共面
6. 2024年是元素周期表诞生的第155周年。已知短周期主族元素X、Y、Z、M、N,其原子序数与其对应的最高价氧化物的水化物溶液,在常温下的pH关系如图所示。下列说法中正确的是
A. X和Y元素均在p区
B. 元素电负性:
C. M的最高价含氧酸根离子的中心原子为杂化
D. 和的空间构型均为三角锥形
7. 利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化。下列说法错误的是
A. 乙室的Ag电极电势高于甲室
B. Cl电极的反应为
C. 膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜
D. 当乙室Ag电极的质量增加时,理论上NaCl溶液减少
8. 硼氢化钠为白色粉末,是有机合成中常用的还原剂,在潮湿空气中分解。偏硼酸钠()易溶于水,不溶于乙醇,易水解,但在碱性条件下可稳定存在。用硼精矿(含有一定量,及、、等杂质)制取的流程和分析样品纯度(杂质不参加反应)的步骤如下。
步骤Ⅰ:取样品配成溶液,取置于碘量瓶中,加入的溶液,发生反应:(化学方程式未配平)。
步骤Ⅱ:向步骤Ⅰ反应后的溶液中加入过量的溶液,调节,使转化为,冷却后于暗处放置数分钟。
步骤Ⅲ:将步骤Ⅱ所得混合液的调为弱酸性,加入几滴淀粉溶液,用标准溶液滴定至终点,发生反应:,消耗标准溶液。
下列说法正确的是
A. 滤渣的主要成分为
B. “除硅铝”步骤不加入而加入CaO的主要原因是:尽量不引入杂质离子并创造碱性环境防止水解
C. “操作2”是将滤液蒸发、结晶、洗涤,其中洗涤选用的试剂最好是冰水
D. “操作2”结束后若采用耐腐蚀电极材料,用电解的方法也可以制备,该过程中每转移电子,在阴极生成
9. 硼氢化钠为白色粉末,是有机合成中常用的还原剂,在潮湿空气中分解。偏硼酸钠()易溶于水,不溶于乙醇,易水解,但在碱性条件下可稳定存在。用硼精矿(含有一定量,及、、等杂质)制取的流程和分析样品纯度(杂质不参加反应)的步骤如下。
步骤Ⅰ:取样品配成溶液,取置于碘量瓶中,加入的溶液,发生反应:(化学方程式未配平)。
步骤Ⅱ:向步骤Ⅰ反应后的溶液中加入过量的溶液,调节,使转化为,冷却后于暗处放置数分钟。
步骤Ⅲ:将步骤Ⅱ所得混合液的调为弱酸性,加入几滴淀粉溶液,用标准溶液滴定至终点,发生反应:,消耗标准溶液。
样品的纯度计算正确的是
A. B.
C. D.
10. 硼氢化钠为白色粉末,是有机合成中常用的还原剂,在潮湿空气中分解。偏硼酸钠()易溶于水,不溶于乙醇,易水解,但在碱性条件下可稳定存在。用硼精矿(含有一定量,及、、等杂质)制取的流程和分析样品纯度(杂质不参加反应)的步骤如下。
步骤Ⅰ:取样品配成溶液,取置于碘量瓶中,加入的溶液,发生反应:(化学方程式未配平)。
步骤Ⅱ:向步骤Ⅰ反应后的溶液中加入过量的溶液,调节,使转化为,冷却后于暗处放置数分钟。
步骤Ⅲ:将步骤Ⅱ所得混合液的调为弱酸性,加入几滴淀粉溶液,用标准溶液滴定至终点,发生反应:,消耗标准溶液。
下列关于该实验相关操作正确的是
A. “步骤Ⅱ”中调节pH的试剂可以是适量KOH溶液
B. “步骤Ⅲ”的操作过程中不慎将混和液调至强酸性会导致测得的样品纯度偏大
C. 滴入最后半滴标准溶液,溶液蓝色退去,则到达滴定终点
D. 读数时,滴定前平视,滴定后俯视会导致测得的样品纯度偏大
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列有关实验操作、现象(或数据)和结论均正确的是
A. AB. BC. CD. D
12. 以红土镍镉矿(、,含、、、等杂质)为原料回收部分金属单质,其工艺流程如图所示:
已知:电极电位是表示某种离子或原子获得电子而被还原的趋势。在25℃下,部分电对的电极电位如表:
下列说法错误的是
A. “浆化”的目的是增大接触面积,加快酸浸反应速率,提高某些金属元素浸取率
B. “物质A”可以是,“调”后,经加热得沉淀
C. “金属A”是和混合物,“金属B”是
D. 该工艺流程中可以循环利用的物质有、、等
13. 一种能捕获和释放的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极,电解质溶液均为KCl溶液。当K连接时,b极区溶液能捕获通入的。
下列说法错误的是
A K连接时,b极发生反应:
B. K连接时,a连接电源的负极
C. K连接时,a极区的值增大
D. 该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH,捕获和释放
14. 叔丁醇与羧酸发生酯化反应的机理具有其特殊性,可用下图表示,已知:连在同一碳原子上的甲基之间存在排斥力。
下列说法正确的是
A. 用KOH溶液中和步骤④产生的,有利于提高叔丁酯的产率
B. 用标记醇羟基,可区别叔丁醇与乙醇在酯化反应时的机理差异
C. 中间体2的甲基间的排斥力比叔丁醇的甲基间的排斥力大
D. 相同外界条件下,中间体3比乙酸更易给出
15. 常温下,浓度相同的一元弱酸稀溶液和一元弱碱稀溶液互相滴定,溶液中与或的关系如图所示。已知和的电离常数为和,且b和b′点的纵坐标之和为14。下列说法错误的是
A. B. a和a′点的纵坐标之和为14
C. 水的电离程度:D. 溶液中的:c点大于c′点
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 一种比率光声探针M与配位,可用于小鼠脑内铜(Ⅱ)的高时空分辨率动态成像,反应如下所示:
(1)M中四种元素电负性由大到小的顺序为_______,基态的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为_______。
(2)均为平面结构的吡咯()和吡啶()是合成该探针的原料,吡咯和吡啶在盐酸中溶解度较小的为_______,原因是_______。
(3)是一种紫色晶体,其中DMSO为二甲基亚砜,化学式为。中键角_______中键角(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)()中比中的更_______(填“难”或“易”)断裂。其原因是_______。
元素周期表中,第四周期元素单质及其化合物在化工生产和研究中有重要的应用。
(5)在浓的盐酸溶液中加入乙醚,并通入HCl至饱和,可得到配位数为6,组成为的晶体,该晶体中两种配体的物质的量之比为,则由该配合离子组成的晶体化学式还可以写为_______。
(6)硒氧化铋是一类全新二维半导体芯片材料,为四方晶系晶胞结构(如图所示),可以看成带正电的层与带负电的层交替堆叠。据此推断硒氧化铋的化学式为_______。晶胞棱边夹角均为,则晶体密度的计算式为_______(为阿伏加德罗常数的值)。
17. 二氧化铈可用在化妆品中起到抗紫外线作用,工业上以氟碳铈矿(,含、、等杂质)为原料制备二氧化铈、硫酸铝铵晶体和硫酸亚铁铵晶体,其工艺流程如图所示:
已知:①易溶于强酸;不溶于硫酸,也不溶于溶液。
②;;;当离子浓度≤10-5ml/L,可认为沉淀完全。
回答下列问题:
(1)氟碳铈矿“氧化焙烧”化学方程式为___________,此时气体与矿料逆流而行进行投料,目的是___________。
(2)浓盐酸价格便宜,但是溶解“滤渣Ⅰ”的缺点是___________,可用稀硫酸和双氧水代替,则加入试剂的顺序是___________。
(3)“滤液Ⅱ”中加入量(图a)、最佳比例时沉淀反应的温度(图b)与铈的沉淀率关系如图所示:
根据图分析:沉铈时应选择最佳条件为___________。
(4)经充分焙烧质量减少5.8t,则获得的质量为___________t。
(5)“滤液Ⅰ”中加入物质X和物质Y分别是___________、___________(填序号),制备硫酸铝铵晶体时,理论上向“滤渣Ⅲ”中加入硫酸和硫酸铵的物质的量之比为___________。
a.铁粉 b.铝粉 c.浓氨水 d. e.
18. CuCl在工业生产中有着重要应用。利用以下装置制备CuCl并测定产品纯度。
已知:Ⅰ.CuCl是白色固体,不溶于水和乙醇,在潮湿空气中可被迅速氧化。
Ⅱ.Na2[CuCl3]为无色溶液,加水稀释即析出CuCl白色固体。
回答下列问题:
(1)制取Cl2:该实验条件下可以替代装置A中KMnO4的物质有___________(填标号,下同),
A.KClO3B.MnO2C.浓硫酸
为吸收Cl2尾气,装置C中不可选用试剂是___________。
A.Na2S溶液B.饱和食盐水C.FeCl2溶液D.饱和石灰水
(2)制备CuCl:打开分液漏斗旋塞与搅拌器,装置B中依次发生反应的离子方程式为:
①Cu+Cl2=Cu2++2Cl-
②___________
③CuCl+2Cl-[CuCl3]2-
观察到___________时停止反应。将B中溶液倾入盛有蒸馏水的烧杯中,立即得到白色CuCl沉淀,抽滤得CuCl粗品。下述有关抽滤的描述错误的是___________(填标号)。
A.过滤速率快,且得到的固体较为干燥
B.布氏漏斗的颈口斜面应与吸滤瓶支管口相对
C.结束时先关闭抽气系统再拔吸滤瓶的橡胶管
D.不宜过滤胶状沉淀或颗粒较小的沉淀
(3)洗涤CuCl:洗涤时最好用95%的乙醇洗涤滤饼3~4次,其目的是___________。
(4)CuCl纯度测定:称取所制备的氯化亚铜成品3.00g,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,配成250mL溶液。移取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.0200ml·L-1的K2Cr2O7溶液滴定至终点,再重复滴定2次,三次平均消耗K2Cr2O7溶液20.00mL(滴定过程中Cr2O转化为Cr3+,Cl-不反应),则成品中CuCl的纯度为___________%。滴定时盛装K2Cr2O7溶液的仪器名称是___________。
19. 氢能源具有广泛的应用前景,甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一,涉及反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1ml该物质的焓变。对于稳定相态单质,其为零。部分物质的标准摩尔生成焓如下表。
_______[已知: ]。
(2)某温度下,和按投料比加入容积2L的密闭容器中催化重整制取高纯氢,初始压强为,平衡时的转化率为,(S表示选择性,),则分压为_______,反Ⅱ的_______(保留小数点后两位);在该温度下的平衡体系升温,随着温度的升高,的转化率先减小后增大的原因可能是_______。
(3)用CaO可以去除。体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从时开始,体积分数显著降低,单位时间CaO消耗率降低。此时CaO消耗率约为,大部分已失效,原因是_______。
(4)在一定条件下,选择合适的催化剂发生反应Ⅱ:,调整CO和初始投料比,测得CO的平衡转化率如图。
已知:反应速率,、分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。A、B、D、E四点中温度最高的是_______,在C点所示投料比下,当CO转化率达到时,_______。
20. 某研究小组通过下列路线合成镇静药物氯硝西泮。
已知:
请回答:
(1)化合物E的含氧官能团的名称是_______。
(2)化合物C的结构简式是_______。
(3)下列说法不正确的是_______。
A. 化合物A→D的过程中,采用了保护氨基的方法
B. 化合物A的碱性比化合物D弱
C. 化合物B在氢氧化钠溶液加热的条件下可转化为化合物A
D. 化合物G→氯硝西泮反应类型为取代反应
(4)写出F→G的化学方程式_______。
(5)聚乳酸()是一种可降解高分子,可通过化合物X()开环聚合得到,设计以乙炔为原料合成X的路线_______(用流程图表示,无机试剂任选)。
(6)写出同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式_______。
①分子中含有二取代的苯环。
②谱和谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,无碳氧单键。实验目的
玻璃仪器
试剂
A
对比、对分解的催化效果
试管、胶头滴管
溶液、溶液、溶液
B
检测硫酸作用后的淀粉是否水解
试管、胶头滴管、酒精灯
硫酸作用后的淀粉溶液、溶液、氢氧化钠溶液
C
制备氢氧化铁胶体
胶头滴管、玻璃棒、烧杯
饱和溶液、蒸馏水
D
用电石制备乙炔
启普发生器、集气瓶、水槽、洗气瓶
电石、食盐水、硫酸铜溶液
选项
实验操作
实验现象或数据
结论
A
将变黑的银器放入装满食盐水的铝盆中,二者直接接触
银器恢复往日光泽
B
取一定量固体于试管中加入浓NaOH溶液,微热,用湿润的红色石蕊试纸检测
产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
该固体为铵盐
C
向溶液中滴加紫色石蕊试液
溶液变蓝
D
以酚酞为指示剂,用标准溶液滴定草酸溶液
到达滴定终点时消耗NaOH的体积为草酸的2倍
草酸为二元弱酸
电对
电极电位
+0.337
-0.126
-0.402
-0.442
-0.257
物质
2024年全省普通高中学业水平等级考试(模拟)
化学试题
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 化学与生产、生活和科技密切相关,下列说法错误的是
A. 烫发药水能使头发中的二硫键()发生断裂和重组,该过程涉及氧化还原反应
B. 味精是一种增味剂,主要以淀粉为原料通过发酵法生产
C. “天宫”空间站上使用的碳纤维和玻璃纤维均属于有机高分子材料
D. 超高分子量聚乙烯可用于制作防弹服,属于通用高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.二硫键()发生断裂和重组,硫元素化合价发生变化,该过程为氧化还原反应,A正确;
B.味精主要成分为谷氨酸钠,主要以淀粉为原料通过发酵法生产,B正确;
C.碳纤维成分为碳单质,属于无机物,玻璃纤维成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,均不属于有机高分子材料,C错误;
D.超高分子量聚乙烯可用于制作防弹服,属于通用高分子材料,D正确;
答案选C。
2. 化学是一门实验学科,必须高度重视实验安全。下列有关实验操作错误的是
A. 不可用明火加热易燃溶剂,应采用水浴或电加热套
B. 试剂瓶的磨口塞粘固打不开时,可将瓶塞在实验台边缘轻轻磕碰,使其松动
C. 浓硫酸沾到皮肤时,应立即用大量清水冲洗,再涂上的碳酸氢钠溶液
D. 用小刀切割白磷或金属钠时,要放在玻璃片上操作
【答案】D
【解析】
【详解】A.易燃溶剂遇明火易燃,因此不可用明火加热易燃溶剂,应采用水浴或电加热套,A正确;
B.试剂瓶的磨口塞因粘固打不开时,可将瓶塞在实验台边缘轻轻磕碰,使其松动,然后可打开,B正确;
C.浓硫酸具有腐蚀性,因此浓硫酸沾到皮肤时,应立即用大量清水冲洗,再涂上的碳酸氢钠溶液,C正确;
D.白磷易燃,用小刀切割白磷时,要在水中切割,D错误;
答案选D。
3. 2024年5月3日,“嫦娥六号”探测器成功发射,开启了月球探索之旅。镍铼合金是制造探测器发动机燃烧室、涡轮叶片的重要材料。地壳中铼的含量极低,多伴生于铜、锌等矿物中。下列说法错误的是
A. 镍原子价层电子表示式为
B. 铼()在周期表中的位置是第六周期,第VIIB族
C. 铼易形成高配位化合物,(如图所示)中δ键与π键的数目比为
D. 碱式碳酸锌中非金属元素电负性大小顺序为
【答案】C
【解析】
【详解】A.Ni原子序数为28,根据构造原理确定其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,过度金属的价电子是最外层加次外层最后填入的电子,即镍原子的价层电子表示式为3d84s2,故A正确;
B.铼()电子排布简化式为[Xe]4f145d56s2,最后一个电子填充在第六能层,最外层电子数为7,在周期表中的位置是第六周期,第VIIB族,故B正确;
C .Re和C形成的配位键属于σ键,含10ml配位键,CO分子结构式是C≡O,由1个σ键和2个π键形成,10mlCO含10mlσ键和20mlπ键,则σ键与π键的数目比为20:20=1:1,故C错误;
D.非金属性越强电负性越大,由非金属性:,则电负性大小顺序为,故D正确;
故选C。
4. 下列实验所选择的玻璃仪器和试剂准确完整的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.对比Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,需要采用单一控制变量法,则Fe3+、Cu2+的浓度应一样,故A错误;
B. 淀粉在稀硫酸作用下发生水解,水解液显酸性,需要加入氢氧化钠溶液,调至溶液呈碱性,再用过量氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液配制新制氢氧化铜悬浊液,滴加到呈碱性的水解液中,并加热,若观察到有砖红色沉淀生成,则证明有葡萄糖生成,说明淀粉已发生水解,故B正确;
C.沸水中滴加饱和氯化铁溶液制备胶体,不需要玻璃棒,且需用酒精灯加热,故C错误;
D.实验室用电石与饱和食盐水制备乙炔,①反应放出的大量热,易损坏启普发发生器(受热不均而炸裂),②反应后生成的石灰乳是糊状,可夹带少量( CaC2进入启普发生器底部,堵住球形漏斗和底部容器之间的空隙,使启音普发生器失去作用,故D错误;
故选B。
5. 氯雷他定(如图)是第二代的抗组胺药物,常用于治疗过敏症状。用于过敏性鼻炎、急性或慢性荨麻疹、花粉症及其他过敏性皮肤病。下列关于氯雷他定的说法正确的是
A. 易溶于水B. 该物质最多可消耗
C. 与足量加成后有8个手性碳原子 D. 除H原子外,分子中所有原子可能共面
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图知,分子中无亲水基,故难溶于水,A错误;
B.由图知,分子中酰胺键处消耗,氯原子水解,生成酚羟基,酚羟基显酸性,于氢氧化钠发生中和反应,故消耗,故该物质最多可消耗,B正确;
C.与足量加成后生成,共有6个手性碳原子,C错误;
D.分子中酰胺键中的N原子、非苯环饱和碳原子为sp3杂化,为立体结构,故分子中所有碳、氮原子不可能共面,D错误;
故选D。
6. 2024年是元素周期表诞生的第155周年。已知短周期主族元素X、Y、Z、M、N,其原子序数与其对应的最高价氧化物的水化物溶液,在常温下的pH关系如图所示。下列说法中正确的是
A. X和Y元素均在p区
B. 元素的电负性:
C. M的最高价含氧酸根离子的中心原子为杂化
D. 和的空间构型均为三角锥形
【答案】D
【解析】
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、M、N,由其原子序数与其对应的最高价氧化物的水化物溶液在常温下的pH关系图可知,X、N均对应一元强酸,图像显示X的原子序数小于N,所以X、N分别为N元素和Cl元素;Y对应一元强碱,Y的原子序数在N元素和Cl元素之间,Y为Na元素;Z对应的不是强酸,且原子序数大于11、小于17,M对应的是多元强酸,结合其原子序数可知,Z为P元素、M为S元素。
【详解】A.X和Y元素分别为N元素和钠元素,N元素在p区,钠元素在s区,故A错误;
B.Z、M、N元素分别为P、S、Cl元素,P、S、Cl位于同一周期,同周期主族元素从左至右电负性依次增强,所以电负性:,故B错误;
C.M为S元素,S的最高价含氧酸根离子为,的中心原子S的价层电子对数为4,采取杂化,故C错误;
D.和分别为NCl3、PCl3,其中心原子的价层电子对数均为3+×(5-3×1)=4,孤电子对数均为1,所以空间构型均为三角锥形,故D正确;
故答案为:D。
7. 利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化。下列说法错误的是
A. 乙室的Ag电极电势高于甲室
B. Cl电极的反应为
C. 膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜
D. 当乙室Ag电极的质量增加时,理论上NaCl溶液减少
【答案】C
【解析】
【分析】该装置左侧为浓差原电池,右侧为电解池,实现海水淡化装置,甲室电极发生,该电极为负极,乙室的电极发生,该电极为正极,故Cl电极为阳极,C2电极为阴极,溶液中阳离子移向阴极室,膜2为阳离子交换膜,阴离子移向阳极室,膜1为阴离子交换膜,从而模拟实现海水淡化。
【详解】A.由上述分析可知,乙室的电极为正极,故电势高于甲室,A正确;
B.Cl电极为阳极,电极反应为,B正确;
C.溶液中阳离子移向阴极室,膜2为阳离子交换膜,阴离子移向阳极室,膜1为阴离子交换膜,C错误;
D.乙室的电极发生,增加为生成的的质量,物质的量为,转移电子0.2ml,理论上NaCl溶液移向阳极室的为0.2ml,移向阴极室的为0.2ml,故质量减少,D正确;
答案选C。
8. 硼氢化钠为白色粉末,是有机合成中常用的还原剂,在潮湿空气中分解。偏硼酸钠()易溶于水,不溶于乙醇,易水解,但在碱性条件下可稳定存在。用硼精矿(含有一定量,及、、等杂质)制取的流程和分析样品纯度(杂质不参加反应)的步骤如下。
步骤Ⅰ:取样品配成溶液,取置于碘量瓶中,加入的溶液,发生反应:(化学方程式未配平)。
步骤Ⅱ:向步骤Ⅰ反应后的溶液中加入过量的溶液,调节,使转化为,冷却后于暗处放置数分钟。
步骤Ⅲ:将步骤Ⅱ所得混合液的调为弱酸性,加入几滴淀粉溶液,用标准溶液滴定至终点,发生反应:,消耗标准溶液。
下列说法正确的是
A. 滤渣的主要成分为
B. “除硅铝”步骤不加入而加入CaO的主要原因是:尽量不引入杂质离子并创造碱性环境防止水解
C. “操作2”是将滤液蒸发、结晶、洗涤,其中洗涤选用的试剂最好是冰水
D. “操作2”结束后若采用耐腐蚀电极材料,用电解的方法也可以制备,该过程中每转移电子,在阴极生成
【答案】B
【解析】
【分析】由流程知,硼精矿经氢氧化钠溶液溶解、过滤,得到的滤液含偏硼酸钠、偏铝酸钠(四羟基合铝酸钠)、硅酸钠和氧化铁,操作1为过滤,得到的滤渣为氧化铁;加入生石灰,除硅铝,过滤后,得到主要含偏硼酸钠的滤液,经操作2、反应1即制得。
【详解】A.氧化铁不与水、氢氧化钠溶液反应,滤渣的主要成分为,A错误;
B.已知偏硼酸钠()易溶于水,不溶于乙醇,易水解,但在碱性条件下可稳定存在,则“除硅铝”步骤不加入而加入CaO的主要原因是:尽量不引入杂质离子并创造碱性环境防止水解,B正确;
C.加入生石灰除硅铝,过滤后,得到主要含偏硼酸钠的滤液,故操作2为将滤液蒸发、结晶、过滤,由于偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水,不溶于醇,故用醇洗涤, C错误;
D. 若用电解的方法制备,若阴极上只有直接得电子放电转变为,电极反应式为,阳极为,若每转移电子,在阴极消耗1ml生成1ml,离子需要移动才能构成闭合回路,没有离子交换膜,钠离子发生移动,故不可能在阴极生成,更何况,阴极上水电离产生的氢离子也可能放电,D错误;
选B。
9. 硼氢化钠为白色粉末,是有机合成中常用的还原剂,在潮湿空气中分解。偏硼酸钠()易溶于水,不溶于乙醇,易水解,但在碱性条件下可稳定存在。用硼精矿(含有一定量,及、、等杂质)制取的流程和分析样品纯度(杂质不参加反应)的步骤如下。
步骤Ⅰ:取样品配成溶液,取置于碘量瓶中,加入的溶液,发生反应:(化学方程式未配平)。
步骤Ⅱ:向步骤Ⅰ反应后的溶液中加入过量的溶液,调节,使转化为,冷却后于暗处放置数分钟。
步骤Ⅲ:将步骤Ⅱ所得混合液的调为弱酸性,加入几滴淀粉溶液,用标准溶液滴定至终点,发生反应:,消耗标准溶液。
样品的纯度计算正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由流程知,硼精矿经氢氧化钠溶液溶解、过滤,得到的滤液含偏硼酸钠、偏铝酸钠(四羟基合铝酸钠)、硅酸钠和氧化铁,操作1为过滤,得到的滤渣为氧化铁;加入生石灰,除硅铝,过滤后,得到主要含偏硼酸钠的滤液,经操作2、反应1即制得。
【详解】根据题意,消耗该标准液的物质的量,由反应,根据I2~2NaS2O3,碘的物质的量为,根据KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,则与碘化钾反应的碘酸钾的物质的量为,根据3NaBH4+4KIO3=3NaBO2+4KI+6H2O,与NaBH4反应的碘酸钾的物质的量为,3NaBH4~4KIO3,则NaBH4的物质的量为,样品中NaBH4质量分数为。
选C。
10. 硼氢化钠为白色粉末,是有机合成中常用的还原剂,在潮湿空气中分解。偏硼酸钠()易溶于水,不溶于乙醇,易水解,但在碱性条件下可稳定存在。用硼精矿(含有一定量,及、、等杂质)制取的流程和分析样品纯度(杂质不参加反应)的步骤如下。
步骤Ⅰ:取样品配成溶液,取置于碘量瓶中,加入的溶液,发生反应:(化学方程式未配平)。
步骤Ⅱ:向步骤Ⅰ反应后的溶液中加入过量的溶液,调节,使转化为,冷却后于暗处放置数分钟。
步骤Ⅲ:将步骤Ⅱ所得混合液的调为弱酸性,加入几滴淀粉溶液,用标准溶液滴定至终点,发生反应:,消耗标准溶液。
下列关于该实验的相关操作正确的是
A. “步骤Ⅱ”中调节pH的试剂可以是适量KOH溶液
B. “步骤Ⅲ”的操作过程中不慎将混和液调至强酸性会导致测得的样品纯度偏大
C. 滴入最后半滴标准溶液,溶液蓝色退去,则到达滴定终点
D. 读数时,滴定前平视,滴定后俯视会导致测得的样品纯度偏大
【答案】D
【解析】
【分析】硼精矿(含有一定量,及、、等杂质)中加氢氧化钠溶解时,、、与氢氧化钠反应转化为对应的钠盐,不反应成为滤渣,过滤,往所得滤液中加生石灰除硅铝,过滤所得滤液蒸发、结晶、洗涤得,得到的与MgH2反应制得。
【详解】A.I2能和KOH溶液反应,所以“步骤Ⅱ”中调节pH的试剂不能是KOH溶液,故A错误;
B.“步骤Ⅲ”的操作过程中不慎将混和液调至强酸性,则会发生反应,消耗,据反应可知,测得的I2的物质的量偏大,而I2是转化而来,的总物质的量恒定,则测得的I2消耗的的物质的量偏大,据反应可知,会导致测得的与反应的的物质的量偏小,即测得的样品纯度偏小,故B错误;
C.滴入最后半滴标准溶液,溶液蓝色退去,且半分钟内不恢复原色,才能证明到达滴定终点,故C错误;
D.读数时,滴定前平视,滴定后俯视会导致本次读数偏小,偏小,据反应可知,测得的I2的物质的量偏小,而I2是转化而来,的总物质的量恒定,则测得的I2消耗的的物质的量偏小,的总物质的量恒定,据反应可知,会导致测得的与反应的的物质的量偏大,即测得的样品纯度偏大,故D正确;
故答案为:D。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列有关实验操作、现象(或数据)和结论均正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.将变黑的银器放入装满食盐水的铝盆中,铝和银在氯化钠溶液则构成原电池,铝作原电池的负极,铝失去电子发生氧化反应生成铝离子,银为正极,硫化银得到电子发生还原反应生成银与硫离子,生成的铝离子和硫离子双水解生成氢氧化铝和硫化氢,因此总反应方程式为2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S↑,故A正确;
B.氮化镁中加入浓NaOH溶液,微热,产生的气体也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故B错误;
C.溶液呈碱性,其中滴加紫色石蕊试液,溶液变蓝,说明碳酸氢根离子的水解程度大于其电离程度,即Kh2>Ka2,又,所以,故C错误;
D.以酚酞为指示剂,用标准溶液滴定草酸溶液,到达滴定终点时消耗NaOH的体积为草酸的2倍,但无法判断草酸是否为二元弱酸,故D错误;
故答案为:A。
12. 以红土镍镉矿(、,含、、、等杂质)为原料回收部分金属单质,其工艺流程如图所示:
已知:电极电位是表示某种离子或原子获得电子而被还原的趋势。在25℃下,部分电对的电极电位如表:
下列说法错误是
A. “浆化”的目的是增大接触面积,加快酸浸反应速率,提高某些金属元素浸取率
B. “物质A”可以是,“调”后,经加热得沉淀
C. “金属A”是和混合物,“金属B”是
D. 该工艺流程中可以循环利用的物质有、、等
【答案】C
【解析】
【分析】由题给流程可知,镍镉矿浆化后,在空气中加入稀硫酸酸浸,硫化镍和金属氧化物溶于稀硫酸得到硫酸盐,二氧化硅不与稀硫酸反应,过滤得到含有二氧化硅、硫酸铅的滤渣Ⅰ和滤液;向滤液中加入碳酸镍或氧化镍调节溶液pH,经加热将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有氢氧化铁的滤渣Ⅱ和滤液;向滤液中加入镍,将溶液中铜离子转化为铜,过滤得到含有铜、镍的金属A和硫酸镍、硫酸镉的滤液;滤液经电解、过滤得到含有镉和镍的固体和稀硫酸溶液;固体通入一氧化碳气化分离得到四羰基合镍和镉;四羰基合镍受热分解生成一氧化碳和镍,则该工艺流程中可以循环利用的物质为一氧化碳、硫酸和镍等。
【详解】A.由题意可知,浆化的目的是增大反应物的接触面积,加快酸浸反应速率,提高某些金属元素浸取率,故A正确;
B.由分析可知,向滤液中加入碳酸镍或氧化镍调节溶液pH,经加热将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀,则物质A可能为碳酸镍,故B正确;
C.由分析可知,金属A为铜、镍的混合物,故C错误;
D.由分析可知,该工艺流程中可以循环利用的物质为一氧化碳、硫酸和镍等,故D正确;
故选C。
13. 一种能捕获和释放的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极,电解质溶液均为KCl溶液。当K连接时,b极区溶液能捕获通入的。
下列说法错误的是
A. K连接时,b极发生反应:
B. K连接时,a连接电源的负极
C. K连接时,a极区的值增大
D. 该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH,捕获和释放
【答案】BC
【解析】
【分析】当K连接时,b极区溶液能捕获通入的,右侧为b极,充电时b为阴极,得电子发生还原反应,电极反应式为,a为阳极失电子发生氧化反应;放电时a为正极发生还原反应,得电子,b为负极发生氧化反应,失电子,据此分析解题。
【详解】A.K连接时,为电解池,阴极得电子,发生还原反应, b极发生反应,A正确;
B.K连接时,a为阳极,与连接电源正极相连,B错误;
C.K连接时,为原电池,a极为正极,发生还原反应,得电子,,a极区的值减小,C错误;
D.该装置通过“充电”和“放电”浓度调控b极区溶液pH,捕获和释放,D正确;
故选BC。
14. 叔丁醇与羧酸发生酯化反应的机理具有其特殊性,可用下图表示,已知:连在同一碳原子上的甲基之间存在排斥力。
下列说法正确的是
A. 用KOH溶液中和步骤④产生的,有利于提高叔丁酯的产率
B. 用标记醇羟基,可区别叔丁醇与乙醇在酯化反应时的机理差异
C. 中间体2的甲基间的排斥力比叔丁醇的甲基间的排斥力大
D. 相同外界条件下,中间体3比乙酸更易给出
【答案】BD
【解析】
【详解】A.KOH溶液会与羧酸、叔丁酯反应,不利于提高叔丁酯的产率,A项错误;
B.由叔丁醇与羧酸发生酯化反应的机理可知,叔丁醇与羧酸发生酯化反应时叔丁醇脱去羟基、羧酸脱去羧基中的H,若用18O标记醇羟基,则18O在生成物水中,而乙醇与羧酸发生酯化反应时羧酸脱去羧基中的羟基、乙醇脱去羟基中的H,若用18O标记醇羟基,则18O在生成物酯中,B项正确;
C.中间体2中与甲基相连的碳原子的价层电子对数为3、采取sp2杂化,而叔丁醇中与甲基相连的碳原子的价层电子对数为4、采取sp3杂化,故中间体2的甲基间的排斥力比叔丁醇的甲基间的排斥力小,C项错误;
D.R'COOH与中间体2结合后得到的中间体3的碳氧双键中氧原子的电子云密度减小,导致羧基中O—H的极性增大,更易电离出H+,即相同外界条件下,中间体3比乙酸更易给出H+,D项正确;
答案选BD。
15. 常温下,浓度相同的一元弱酸稀溶液和一元弱碱稀溶液互相滴定,溶液中与或的关系如图所示。已知和的电离常数为和,且b和b′点的纵坐标之和为14。下列说法错误的是
A. B. a和a′点的纵坐标之和为14
C. 水的电离程度:D. 溶液中的:c点大于c′点
【答案】AD
【解析】
【分析】BOH溶液中滴加HA溶液,发生酸碱中和,溶液的pH随着HA溶液的滴加,pH逐渐降低,即a′~d代表pH与lg关系图,同理a~d代表pH与lg关系图,据此分析作答。
【详解】A.d点两曲线pH相同,该点的pH=7,c(OH-)=10-7 ml/L,已知lg>2,则,该温度下,Kb=>10-5,,A项错误;
B.取lg=0,该温度下,Kb=c(OH-),同理Ka=c(H+),b和b′点的纵坐标之和为14,推出Ka=Kb,a′点:c(OH-)=10Kb,此时pHa′=-lg,同理,a点对应pHa=-lg10Ka,pHa′+ pHa=-lg+(-lg10Ka)=14,B项正确;
C.b和b′点的纵坐标之和为14,b点溶液中c(H+)等于b′点溶液中c(OH-),两点对水的电离影响程度相等,d点两曲线pH相同,该点的pH=7,因此a′~d水的电离程度逐渐增大,即水的电离程度:a′<b<c′<d,C项正确;
D.a′~d曲线是BOH溶液中滴加HA溶液,a~d曲线是HA溶液中滴加BOH溶液,根据B选项分析,BOH和HA的电离平衡常数相等,d点pH=7,此时两种溶液恰好完全反应,因此c′点c(B+)大于c点c(B+),D项错误;
答案选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 一种比率光声探针M与配位,可用于小鼠脑内铜(Ⅱ)的高时空分辨率动态成像,反应如下所示:
(1)M中四种元素电负性由大到小的顺序为_______,基态的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为_______。
(2)均为平面结构的吡咯()和吡啶()是合成该探针的原料,吡咯和吡啶在盐酸中溶解度较小的为_______,原因是_______。
(3)是一种紫色晶体,其中DMSO为二甲基亚砜,化学式为。中键角_______中键角(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)()中比中的更_______(填“难”或“易”)断裂。其原因是_______。
元素周期表中,第四周期元素单质及其化合物在化工生产和研究中有重要的应用。
(5)在浓的盐酸溶液中加入乙醚,并通入HCl至饱和,可得到配位数为6,组成为的晶体,该晶体中两种配体的物质的量之比为,则由该配合离子组成的晶体化学式还可以写为_______。
(6)硒氧化铋是一类全新二维半导体芯片材料,为四方晶系晶胞结构(如图所示),可以看成带正电的层与带负电的层交替堆叠。据此推断硒氧化铋的化学式为_______。晶胞棱边夹角均为,则晶体密度的计算式为_______(为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 吡咯 ②. 吡咯中,氮原子的孤对电子参与了环的芳香性,这使得氮原子上的电子云密度降低,从而减弱了其碱性,更难与盐酸反应,即降低其溶解性
(3)小于 (4) ①. 易 ②. 中的与S相连,S的电负性大于H,即S对中的电子对吸引力大于H,使中O原子的电子云密度降低,故中的O−O比中的更易断裂
(5)
(6) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐变大;同主族元素从上到下,元素的电负性逐渐变小,M含有C、B、N、F4种元素,需要注意H电负性为2.1,B电负性为2.0,故电负性由大到小为F>N>C>H>B;基态Cu2+的价电子排布式为3d9,则种自旋状态的电子数之比为5:4;
【小问2详解】
吡咯中,氮原子的孤对电子参与了环的芳香性,使得氮原子上的电子云密度降低,从而减弱了其碱性,更难与盐酸反应;而吡啶中的氮原子上的孤对电子没有参与环的芳香性,能够作为电子给予体接受质子,显示较强的碱性,在酸中的溶解度较大,故吡咯和吡啶在盐酸中溶解度较小的为吡咯;
【小问3详解】
SO(CH3)2中硫原子为sp3杂化,有一对未成键的孤电子,SO(CH3)2的空间构型为三角锥形,C−S−O键角约为107°;CH3COCH3的中心碳原子为sp2杂化,没有孤电子对,故CH3COCH3的空间构型为平面三角形,C−C−O键角约为120°,因此C−S−O键角小于C−C−O键角;
【小问4详解】
中O−O与S相连,S的电负性大于H,即S对O−O中的电子对吸引力大于H,使O−O中O原子的电子云密度降低,故中的O−O比H2O2中的更易断裂;
【小问5详解】
根据已知信息,可得到配位数为6,组成为TiCl3⋅6H2O的晶体,两种配体的物质的量之比为1:2可知,该配合物可以写为[TiCl2(H2O)4]Cl⋅2H2O;
【小问6详解】
根据电荷守恒知,该晶胞中与个数比为1:1,故该晶体的化学式为Bi2O2Se;该晶胞中含有Se个数,结合化学式知该晶胞中含2个Bi2O2Se,故该晶胞的质量,该晶胞体积V=a×10-10×a×10-10×c×10-10cm3=a2c×10-30 cm3,故该晶体的密度;
17. 二氧化铈可用在化妆品中起到抗紫外线作用,工业上以氟碳铈矿(,含、、等杂质)为原料制备二氧化铈、硫酸铝铵晶体和硫酸亚铁铵晶体,其工艺流程如图所示:
已知:①易溶于强酸;不溶于硫酸,也不溶于溶液。
②;;;当离子浓度≤10-5ml/L,可认为沉淀完全。
回答下列问题:
(1)氟碳铈矿“氧化焙烧”化学方程式为___________,此时气体与矿料逆流而行进行投料,目的是___________。
(2)浓盐酸价格便宜,但是溶解“滤渣Ⅰ”的缺点是___________,可用稀硫酸和双氧水代替,则加入试剂的顺序是___________。
(3)“滤液Ⅱ”中加入量(图a)、最佳比例时沉淀反应的温度(图b)与铈的沉淀率关系如图所示:
根据图分析:沉铈时应选择最佳条件___________。
(4)经充分焙烧质量减少5.8t,则获得的质量为___________t。
(5)“滤液Ⅰ”中加入物质X和物质Y分别是___________、___________(填序号),制备硫酸铝铵晶体时,理论上向“滤渣Ⅲ”中加入硫酸和硫酸铵的物质的量之比为___________。
a.铁粉 b.铝粉 c.浓氨水 d. e.
【答案】(1) ①. ②. 使气固反应物充分接触,加快反应速率,使反应充分进行
(2) ①. 浓盐酸反应生成氯气,同时易挥发出污染环境 ②. 先加稀硫酸,再加双氧水
(3)、46℃
(4)17.2 (5) ①. a ②. c ③.
【解析】
【分析】氟碳铈矿“氧化焙烧”中转化为CeO2,加入稀硫酸,二氧化硅、CeO2成为滤渣Ⅰ,滤渣Ⅰ加入浓盐酸,CeO2转化为盐酸盐得到滤液Ⅱ,加入碳酸氢铵得到,焙烧得到;滤液Ⅰ含有铁离子、铝离子,在不引入新杂质的情况下,加入铁将三价铁转化为二价铁,加入氨水将铝转化为氢氧化铝沉淀得到滤渣Ⅲ,滤渣Ⅲ中加入硫酸和硫酸铵得到硫酸铝铵晶体;滤液Ⅲ含有亚铁离子,加入硫酸铵得到硫酸亚铁铵晶体;
【小问1详解】
氟碳铈矿“氧化焙烧”中和水、空气中氧气高温生成CeO2、HF、CO2,反应中氧气中氧元素化合价由0变为-2、中Ce化合价由+3变为+4,根据电子守恒、质量守恒可知,反应化学方程式为,此时气体与矿料逆流而行进行投料,目的是使气固反应物充分接触,加快反应速率,使反应充分进行;
【小问2详解】
浓盐酸具有挥发性,且会和CeO2反应氧化还原反应生成有毒的氯气,故溶解“滤渣Ⅰ”的缺点是浓盐酸反应生成氯气,同时易挥发出污染环境,可用稀硫酸和双氧水代替,则加入试剂的顺序是首先加入稀硫酸酸化溶液,再加入双氧水;
【小问3详解】
据图分析:沉铈时应选择最佳条件为、46℃,此时铈沉淀率已经很高,若温度过高铈的沉淀率反而下降;
【小问4详解】
,经充分焙烧质量减少5.8t,根据化学方程式体现的关系可知,获得的质量为;
【小问5详解】
由分析可知,滤液Ⅰ”中加入物质X和物质Y分别是铁、浓氨水,故选a、c;“滤渣Ⅲ”为生成的氢氧化铝沉淀,加入硫酸和硫酸铵制备硫酸铝铵晶体,反应为,,则加入硫酸和硫酸铵的物质的量之比为3:1。
18. CuCl在工业生产中有着重要应用。利用以下装置制备CuCl并测定产品纯度。
已知:Ⅰ.CuCl是白色固体,不溶于水和乙醇,在潮湿空气中可被迅速氧化。
Ⅱ.Na2[CuCl3]为无色溶液,加水稀释即析出CuCl白色固体。
回答下列问题:
(1)制取Cl2:该实验条件下可以替代装置A中KMnO4的物质有___________(填标号,下同),
A.KClO3B.MnO2C.浓硫酸
为吸收Cl2尾气,装置C中不可选用试剂是___________。
A.Na2S溶液B.饱和食盐水C.FeCl2溶液D.饱和石灰水
(2)制备CuCl:打开分液漏斗旋塞与搅拌器,装置B中依次发生反应的离子方程式为:
①Cu+Cl2=Cu2++2Cl-
②___________
③CuCl+2Cl-[CuCl3]2-
观察到___________时停止反应。将B中溶液倾入盛有蒸馏水的烧杯中,立即得到白色CuCl沉淀,抽滤得CuCl粗品。下述有关抽滤的描述错误的是___________(填标号)。
A.过滤速率快,且得到的固体较为干燥
B.布氏漏斗的颈口斜面应与吸滤瓶支管口相对
C.结束时先关闭抽气系统再拔吸滤瓶的橡胶管
D.不宜过滤胶状沉淀或颗粒较小的沉淀
(3)洗涤CuCl:洗涤时最好用95%的乙醇洗涤滤饼3~4次,其目的是___________。
(4)CuCl纯度测定:称取所制备的氯化亚铜成品3.00g,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,配成250mL溶液。移取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.0200ml·L-1的K2Cr2O7溶液滴定至终点,再重复滴定2次,三次平均消耗K2Cr2O7溶液20.00mL(滴定过程中Cr2O转化为Cr3+,Cl-不反应),则成品中CuCl的纯度为___________%。滴定时盛装K2Cr2O7溶液的仪器名称是___________。
【答案】(1) ①. A ②. BD
(2) ①. Cu2++Cu+2Cl-=2CuCl ②. 当溶液中蓝色褪去变为无色 ③. C
(3)乙醇挥发可带走CuCl表面的水分防止其被氧化
(4) ①. 79.6 ②. 酸式滴定管
【解析】
【分析】浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,氯气进入B中与铜粉、NaCl反应生成Na2[CuCl3],C为尾气处理装置,用于吸收多余的氯气。
【小问1详解】
KClO3也可以氧化用盐酸生成氯气,二氧化锰氧化浓盐酸需要加热,故选A;
A.硫化钠可被氯气氧化从而吸收氯气,A正确;
B.氯气在饱和食盐水中溶解度小,无法用饱和食盐水吸收氯气,B错误;
C.氯化亚铁可被氯气氧化从而吸收氯气,C正确;
D.饱和石灰水与氯气反应,但是浓度较小,不用做尾气吸收,D错误;
故选BD。
【小问2详解】
铜离子、氯离子和铜可反应生成氯化亚铜,离子方程式为Cu2++Cu+2Cl-=2CuCl。Na2[CuCl3]为无色溶液,CuCl为白色固体,故当溶液中蓝色褪去变为无色时停止反应。
A.选择抽滤主要目的是加快过滤速度,得到较干燥的沉淀,故正确;
B.布氏漏斗的颈口斜面应与吸滤瓶支管口相对,故正确;
C.抽滤完毕后,应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管,再关水龙头,以防气压变化倒吸,故错误;
D.抽滤时不宜过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀,否则会导致过滤效果太差,故正确;
故答案为C;
【小问3详解】
CuCl不溶于水和乙醇,但是在潮湿的空气中可被迅速氧化,因此最好使用95%的乙醇洗涤,乙醇挥发可带走CuCl表面的水分防止其被氧化。
【小问4详解】
根据题意,依据得失电子守恒可得关系式为6CuClK2Cr2O7。25mL溶液中n(CuCl)=,样品中m(CuCl)=××99.5g=2.388g,故产品的纯度为=79.6%;K2Cr2O7溶液具有强氧化性,会氧化碱式滴定管下端的橡胶管,需用酸式滴定管。
19. 氢能源具有广泛的应用前景,甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一,涉及反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1ml该物质的焓变。对于稳定相态单质,其为零。部分物质的标准摩尔生成焓如下表。
_______[已知: ]。
(2)某温度下,和按投料比加入容积2L的密闭容器中催化重整制取高纯氢,初始压强为,平衡时的转化率为,(S表示选择性,),则分压为_______,反Ⅱ的_______(保留小数点后两位);在该温度下的平衡体系升温,随着温度的升高,的转化率先减小后增大的原因可能是_______。
(3)用CaO可以去除。体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从时开始,体积分数显著降低,单位时间CaO消耗率降低。此时CaO消耗率约为,大部分已失效,原因是_______。
(4)在一定条件下,选择合适的催化剂发生反应Ⅱ:,调整CO和初始投料比,测得CO的平衡转化率如图。
已知:反应速率,、分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。A、B、D、E四点中温度最高的是_______,在C点所示投料比下,当CO转化率达到时,_______。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 1.56 ③. 开始升温时,以Ⅱ为主,该反应是放热反应,升温平衡向逆反应方向移动,转化率降低;再升温,以反应Ⅰ和Ⅲ为主,两个反应都是吸热反应,升温向正反应方向移动,转化率升高
(3)CaO可以去除的反应为:,生成的覆盖在CaO的表面,减小了CaO与的接触面积,导致吸收效率降低甚至失效
(4) ①. B ②. 5.0625
【解析】
【小问1详解】
由题干表中数据可知, ,又知 ,故 ;
【小问2详解】
和按投料比加入容积2L的密闭容器中催化重整制取高纯氢,初始压强为,设,则,由平衡时的转化率为,(S表示选择性),得,平衡时,容器中的,,由O守恒得,由H守恒得,则平衡时压强,则分压为,同理分压为,的分压为,的分压为,反Ⅱ的,由于开始升温时,以Ⅱ为主,该反应是放热反应,升温平衡向逆反应方向移动,转化率降低;再升温,以反应Ⅰ和Ⅲ为主,两个反应都是吸热反应,升温向正反应方向移动,转化率升高,故在该温度下的平衡体系升温,随着温度的升高,的转化率先减小后增大;
【小问3详解】
由题干图象可知,从t1时刻开始CaO消耗曲线的斜率明显减小,故单位时间内CaO的消耗速率降低,由于CaO+CO2=CaCO3,生成的CaCO3覆盖在CaO的表面,减小了CaO与 CO2的接触面积,导致吸收效率降低甚至失效;
【小问4详解】
由题干信息可知,Ⅱ. 故升高温度,平衡逆向移动,CO的平衡转化率减小,故可知B点温度高于A点,而增大n(CO):n(H2O)的比值,CO的转化率减小,故可知B点温度高于D点高于E点,故最高为B点;C点数值为(1,60),由三段式分析:,C点温度下的平衡常数为,反应达到平衡时,即k正x(CO)·x(H2O)=k逆x(CO2)·x(H2),则,在达到平衡状态为C点的反应过程中,当CO转化率刚好达到40%时,三段式分析:,则,,
20. 某研究小组通过下列路线合成镇静药物氯硝西泮。
已知:
请回答:
(1)化合物E的含氧官能团的名称是_______。
(2)化合物C的结构简式是_______。
(3)下列说法不正确的是_______。
A. 化合物A→D过程中,采用了保护氨基的方法
B. 化合物A的碱性比化合物D弱
C. 化合物B在氢氧化钠溶液加热的条件下可转化为化合物A
D. 化合物G→氯硝西泮的反应类型为取代反应
(4)写出F→G的化学方程式_______。
(5)聚乳酸()是一种可降解高分子,可通过化合物X()开环聚合得到,设计以乙炔为原料合成X的路线_______(用流程图表示,无机试剂任选)。
(6)写出同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式_______。
①分子中含有二取代的苯环。
②谱和谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,无碳氧单键。
【答案】(1)硝基、羰基(或酮羰基、酮基)
(2) (3)BD
(4)+NH3+HBr或+2NH3+NH4Br
(5)CH≡CH CH3CHO。
(6)或或或或
【解析】
【分析】A发生取代反应生成B,B在硫酸作用下与硝酸发生对位取代生成C;C水解生成D,D取代生成E,E发生取代反应生成F,结合已知信息,根据其分子式,可推出F为:;F发生取代反应生成G:;
【小问1详解】
化合物E的结构简式为,分子结构中的含氧官能团有硝基、羰基(或酮羰基、酮基);故答案为:硝基、羰基(或酮羰基、酮基)。
【小问2详解】
根据分析可知,化合物C结构简式:;
【小问3详解】
A.氨基易被氧化,在进行硝化反应前,先将其转化为稳定的酰胺基,硝化反应后再水解出氨基,属于氨基的保护,A正确;
B.硝基为吸电子基团,硝基的存在会导致N原子结合质子能力减弱,所以碱性:A>D,B错误;
C.B为,在氢氧化钠溶液加热的条件下发生水解反应,可转化为化合物A,C正确;
D.化合物G()转化为氯硝西泮(),是羰基与氨基发生了加成反应后再发生消去反应,D错误;
故答案选BD;
【小问4详解】
F发生取代反应生成G:+NH3+HBr;由于HBr可与NH3反应生成NH4Cl,所以该反应也可写为+2NH3+NH4Cl。故答案为+NH3+HBr或+2NH3+NH4Br。
【小问5详解】
可由发生分子间酯化反应生成,可由酸化得到,乙醛与HCN发生加成反应生成,而乙炔与H2O发生加成反应生成乙醛(CH3CHO),故合成路线为 CH≡CH CH3CHO。
【小问6详解】
B为,其同分异构体分子中含有二取代的苯环;分子中共有4种不同化学环境的氢原子,无碳氧单键,则其结构简式可有、、、、等;
实验目的
玻璃仪器
试剂
A
对比、对分解的催化效果
试管、胶头滴管
溶液、溶液、溶液
B
检测硫酸作用后的淀粉是否水解
试管、胶头滴管、酒精灯
硫酸作用后的淀粉溶液、溶液、氢氧化钠溶液
C
制备氢氧化铁胶体
胶头滴管、玻璃棒、烧杯
饱和溶液、蒸馏水
D
用电石制备乙炔
启普发生器、集气瓶、水槽、洗气瓶
电石、食盐水、硫酸铜溶液
选项
实验操作
实验现象或数据
结论
A
将变黑的银器放入装满食盐水的铝盆中,二者直接接触
银器恢复往日光泽
B
取一定量固体于试管中加入浓NaOH溶液,微热,用湿润的红色石蕊试纸检测
产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
该固体为铵盐
C
向溶液中滴加紫色石蕊试液
溶液变蓝
D
以酚酞为指示剂,用标准溶液滴定草酸溶液
到达滴定终点时消耗NaOH的体积为草酸的2倍
草酸为二元弱酸
电对
电极电位
+0.337
-0.126
-0.402
-0.442
-0.257
物质
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