2023-2024学年湖北省武汉市高三(上)备考化学试卷(三)
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这是一份2023-2024学年湖北省武汉市高三(上)备考化学试卷(三),共25页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
1.(3分)新冠肺炎疫情出现以来,一系列举措体现了中国力量。在各种防护防控措施中,化学知识起到了重要作用。下列有关说法错误的是( )
A.使用84消毒液杀菌消毒是利用HClO或ClO﹣的强氧化性
B.使用医用酒精杀菌消毒的过程中只发生了物理变化
C.N95型口罩的核心材料是聚丙烯丝,属于有机高分子材料
D.医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,其单体四氟乙烯属于卤代烃
2.(3分)普通碳纳米管是由石墨烯片层卷曲而成的一种纳米材料。我国科学家率先利用富勒烯(C60)作为客体分子进行组装,构建出新型碳纳米管片段,该材料具有显著的光电效应。下面说法正确的是( )
A.石墨与C60互为同位素
B.C60、金刚石均为共价晶体
C.石墨导电的原因是其晶体中自由移动的电子构成金属键
D.普通碳纳米管和C60中的C的杂化方式有相似之处
3.(3分)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是( )
A.1 L 0.1 ml•L﹣1醋酸钠溶液含有的Na+数目为0.1NA
B.2.24 L N2和CO2的混合气体中含有键的数目为0.2NA
C.7 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的氢原子数目为NA
D.100 mL 12 ml•L﹣1的浓HNO3与过量Cu反应,转移的电子数大于0.6NA
4.(3分)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.Na2S2O3溶液与稀硫酸的反应:S2O32﹣+2H+═S↓+SO2↑+H2O
B.向NH4Fe(SO4)2溶液中加入少量NaOH溶液:NH4++OH﹣═NH3•H2O
C.向BaCl2溶液中通入SO2气体:Ba2++SO2+H2O═BaSO3+2H+
D.碳酸氢钠溶液和过量的澄清石灰水混合:2HCO3﹣+Ca2++2OH﹣═CaCO3↓+CO32﹣+2H2O
5.(3分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的原子核内只有一个质子,Y原子2p轨道上有2个未成对电子,Z的单质是空气中含量最高的气体,X、Z可以形成离子Z2X,且X、Z、W可以形成离子化合物Z2X5W。下列说法不正确的是( )
A.Z2X5W中阴、阳离子均含有18个电子
B.第一电离能:Y<Z
C.原子半径:X<Z<Y
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W
6.(3分)研究表明,采用零价铁(ZVI)活化过硫酸钠(Na2S2O8) 可去除废水中的正五价砷[As(V)],其反应机制模型如图所示,定义比表面积为单位质量的物质所具有的表面积。下列叙述正确的是( )
A.1ml Na2S2O8中含有2ml过氧键
B.若56gFe参加反应,共有1mlS2被还原
C.ZVI(Fe)的比表面积越大,净化速率越快
D.pH越小,越有利于去除废水中的正五价砷
7.(3分)化合物X是一种医药中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物X的说法正确的是( )
A.分子式为C16H14O4
B.分子中有三种官能团
C.该物质既可发生加成反应又可发生取代反应
D.1ml该物质与足量NaOH溶液反应时消耗2ml NaOH
8.(3分)用图示装置进行有关实验,能达到相应实验目的的是( )
A.用甲装置测定化学反应速率
B.用乙装置加热NH4Cl固体制少量氨气
C.用丙装置分离甲醇(沸点64.7℃)与水的混合物
D.用丁装置除去溶在CCl4中的Br2
9.(3分)下列说法正确的是( )
A.一定条件下,NH3与BF3可形成NH3⋅BF3与氢键有关
B.同一原子中,2p,3p、4p能级的轨道数依次增多
C.基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是N
D.碳碳三键的键能是碳碳单键键能的3倍
10.(3分)H2S是一种剧毒气体,如图为质子膜H2S燃料电池的示意图,可对H2S废气资源化利用。下列叙述错误的是( )
A.电极a是负极,电池工作时,电子的流动方向是电极a→负载→电极b→质子膜→电极a
B.电池工作时,化学能转化为电能和热能
C.电极b上发生的电极反应式为O2+4e﹣+4H+═2H2O
D.当电路中通过4ml电子时,有4mlH+经质子膜进入正极区
11.(3分)根据下列操作和现象所得到的结论正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
12.(3分)某金属有机多孔材料(MOFA)在常温常压下对CO2具有超高的吸附能力,并能高效催化CO2与环氧乙烷衍生物的反应,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该材料的吸附作用具有选择性
B.若R为H,分子为平面型结构
C.在生成的过程中,有极性共价键形成
D.CO2可用于有机物碳骨架的增长与构建
13.(3分)FeS2晶体的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.阴阳离子个数比为2:1
B.阳离子位于阴离子构成的正八面体空隙中
C.阳离子的配位数为12
D.若晶胞边长为a,则阳离子间的最短距离为
14.(3分)如图是工业利用菱镁矿(主要含MgCO3,还含有Al2O3、FeCO3杂质)制取氯化镁的工艺流程。下列说法不正确的是( )
A.酸浸池中加入的X酸是硝酸
B.氧化池中通入氯气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+
C.沉淀混合物为Fe(OH)3和Al(OH)3
D.在工业上常利用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁
15.(3分)TK时,现有25mL含KCl和KCN的溶液,用0.1000ml•L﹣1的硝酸银标准溶液对该混合液进行电位滴定(CN﹣与H+的反应可以忽略),获得电动势(E)和硝酸银标准溶液体积(V),曲线上的转折点即为化学计量点。已知:
Ⅰ.Ag+与CN﹣反应过程为:①Ag++2CN﹣═[Ag(CN)2]﹣
②[Ag(CN)2]﹣+Ag+═2AgCN。
Ⅱ.TK时,Ksp(AgCN)=2×10﹣16,Ksp(AgCl)=2×10﹣10。
下列说法不正确的是( )
A.V1=5.00,B点时生成AgCN
B.c(KCN)=0.02000ml•L﹣1,c(KCl)=0.03000ml•L﹣1
C.反应①的平衡常数为K1,反应②的平衡常数为K2,则K1+K2=2Ksp(AgCN)
D.C点时,溶液中=106
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(14分)某小组以CCl2•6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体A[Ca(NH3)bClc]。回答下列问题:
已知:(1)Ca(NH3)bClc在溶液中完全电离生成[Ca(NH3)b]c+和Cl﹣。
(2)Ksp[C(OH)2]=1.09×10﹣15Ksp[C(OH)3]=1.6×10﹣44
(一)A的制取:先向盛有混合物的三颈烧瓶中加入浓氨水,再加入双氧水,控制反应温度在50~60℃,再将反应后的混合物冷却、过滤,除去滤渣中的杂质即可得橙黄色晶体A。制备装置图如图1。
(1)滴加氨水时,氨水无法正常流下,其原因可能是 。
(2)采用水浴加热的优点是 。
(3)如果先向溶液中加入双氧水,易生成沉淀,该沉淀为 。(填化学式)
(二)A的提纯:提纯的主要过程如图所示。
(4)趁热过滤的目的是 ;沉淀B中主要的物质是 。(填名称)
(5)有两处操作中加入浓盐酸,其目的是 。
(6)如图2为操作Ⅱ中用到的抽滤装置,操作时将物质放在X装置(布氏漏斗)中,打开抽气泵,抽滤装置可以加快过滤速率,其工作原理是 。抽滤结束后,向X中加入乙醇,再抽滤 。
(三)组成测定:精确称取5.350g晶体A,配成溶液后,分为两等份,加热,所放出的气体能与60mL 1ml/L的盐酸恰好完全反应。向另一份溶液中加入足量硝酸银溶液
(7)A的分子式为 。
17.(14分)1﹣乙炔基环戊醇()是一种重要的医药中间体。下面是利用苯制备1﹣乙炔基环戊醇的一种合成路线。
已知:①CH3CH2CH=C(CH3)2CH3CH2COOH+CH3COCH3
②二元羧酸酯类能在氨基钠(NaNH2)等碱性缩合剂作用下发生分子内酯缩合反应,生成环状β﹣酮酸酯;
③
(其中X表示卤族元素原子;R1、R2表示烃基,两者可以相同)
回答下列问题:
(1)由A生成B,较为理想的三步反应的反应类型依次为 、 、消去反应。
(2)B物质的名称为 ;C物质的结构简式为 。
(3)反应⑤中需要的反应条件和试剂分别为 、 。
(4)反应⑦中有CO2生成,该反应的化学方程式为 。
(5)写出符合下列条件的F的同分异构体 。(填结构简式,不考虑立体异构)
①链状结构,且含有碳氧双键;
②能发生银镜反应;
③含有手性碳原子。
(6)参考题给合成路线,写出用和为原料制备化合物的合成路线: 。(其他试剂任选)
18.(14分)十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。绿色能源是实施可持续发展的重要途径,利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如图1所示。
(1)已知:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH1=﹣41kJ•ml﹣1
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)⇌2CO2(g)+6H2(g)ΔH2=+174.1kJ•ml﹣1
反应Ⅰ的热化学方程式为 。
(2)反应Ⅱ在进气比[n(CO):n(H2O)]不同时,测得相应的CO平衡转化率见图2(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同;各点对应的其他反应条件都相同)。
①图中A、E和G三点对应的反应温度TA、TE、TG的关系是 ,其原因是 。该温度下,要提高CO平衡转化率,除了改变进气比之外 。
②由图中可知CO的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是 。
③A、B两点对应的反应速率大小:vA vB(填“<”、“=”或“>”)。已知反应速率v=v正﹣v逆=k正x(CO)x(H2O)﹣k逆x(CO2)x(H2),k为反应速率常数,x为物质的量分数,当CO的转化率刚好达到20%时,= 。
(3)反应Ⅲ在饱和KHCO3电解液中,电解活化的CO2来制备乙醇,其原理如图3所示,则阴极的电极反应式为 。
19.(13分)利用废镍电池的金属电极芯(主要成分为C、Ni,还含少量Fe、Al等)生产醋酸钴晶体、硫酸镍晶体的工艺流程如图。
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表。
(1)用硫酸没取金属电极芯时,提高浸取率的方法有 。(写出一种合理方法即可)
(2)沉淀A的主要成分是Fe(OH)3、 “浸出液”调节pH的范围为 ,调节pH用的试剂可以是 。(选填序号)
a.铁
b.氨水
c.碳酸钠溶液
d.稀硫酸
(3)“母液1”中加入NaClO反应的离子方程式为 。
(4)向C(OH)3中加入H2SO4﹣H2O2混合液,H2O2 的作用是 。
(5)“母液3”中应控制Na2CO3用量使终点pH为8.5为宜,此时c(C2+)小于 ml•L﹣1;为防止生成C(OH)2沉淀,可用NH4HCO3代替Na2CO3制得CCO3,写出该反应的离子方程式 。 (已知:Ksp[C(OH)2]=2×10﹣15)
(6)由“母液4”获取NiSO4•7H2O的操作是 , ,过滤,洗涤。
参考答案与试题解析
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每题只有一个选项符合题目要求。
1.【分析】A.具有强氧化性物质能够使蛋白质变性;
B.有新物质生成的变化是化学变化;
C.聚丙烯是有机高分子化合物;
D.四氟乙烯是乙烯被氟原子取代产物。
【解答】解:A.用84消毒液杀菌消毒是利用HClO或ClO﹣的强氧化性,使蛋白质变性;
B.医用酒精能够使蛋白质变性,失去生理活性,故B错误;
C.聚丙烯是有机高分子化合物,故C正确;
D.医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,属于卤代烃;
故选:B。
【点评】本题考查了化学与生产、生活关系,熟悉蛋白质的性质是解题关键,题目难度不大。
2.【分析】A.同位素研究对象为核素;
B.由原子通过共价键结合而成晶体为共价晶体;
C.石墨每层中碳原子存在多个碳原子共用电子形成的π键;
D.普通碳纳米管是由石墨烯片层卷曲而成,具有六元环结构,C采取sp2杂化,C60中也有六元环,C原子采取sp2杂化。
【解答】解:A.石墨与C60都是单质,不是同位素,故A错误;
B.C60是分子间通过分子间作用力结合而成的晶体,属于分子晶体;
C.石墨每层中碳原子存在多个碳原子共用电子形成的π键,类似于金属键,不能构成金属键;
D.普通碳纳米管是由石墨烯片层卷曲而成,C采取sp2杂化,C60中也有六元环,C原子采取sp2杂化,所以二者碳原子杂化方式有相似之处。
故选:D。
【点评】本题考查了原子结构组成与化学键及晶体类型判断,明确相关物质的结构组成是解题关键,题目难度中等。
3.【分析】A、求出醋酸钠的物质的量,然后根据醋酸钠中含1个钠离子来计算;
B、氮气和二氧化碳所处的状态不明确;
C、乙烯和环丁烷的最简式均为CH2;
D、铜与浓硝酸反应,开始硝酸被还原为+4价,后来硝酸变稀,被还原为+2价。
【解答】解:A、溶液中醋酸钠的物质的量n=cV=0.1ml/L×4L=0.1ml,故6.1ml醋酸钠中含钠离子为0.5NA个,故A正确;
B、氮气和二氧化碳所处的状态不明确,故B错误;
C、乙烯和环丁烷的最简式均为CH2,故7g混合物中含有的CH8的物质的量为n==0.4mlA个,故C正确;
D、铜与浓硝酸反应,故100 12 ﹣1的浓硝酸即1.4ml浓硝酸转移0.6ml电子,但反应的实际是开始硝酸为浓硝酸,后来硝酸变稀,故转移的电子的物质的量多于4.6mlA个,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了物质的量和阿伏加德罗常数的有关计算,难度不大,掌握公式的运用和物质的结构是解题关键。
4.【分析】A.硫代硫酸根离子酸性环境下发生歧化反应生成硫单质和二氧化硫;
B.氢氧化钠少量,铁离子先与氢氧根离子反应;
C.氯化钡溶液与二氧化硫不反应;
D.石灰水过量反应生成碳酸钙和氢氧化钠和水。
【解答】解:A.Na2S2O2溶液与稀硫酸的反应,离子方程式:S2O32﹣+2H+═S↓+SO2↑+H7O,故A正确;
B.NH4Fe(SO4)3溶液中加入少量NaOH溶液,Fe3+先与OH﹣反应,其离子方程式为Fe3++4OH﹣=Fe(OH)3↓,故B错误;
C.向BaCl2溶液中通入SO2气体不发生反应,故C错误;
D.碳酸氢钠溶液和过量的澄清石灰水混合,发生反应的离子方程式为HCO3﹣+Ca2++OH﹣═CaCO4↓+H2O,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查离子反应方程式书写的正误判断,为高频考点,把握发生的反应及离子反应的书写方法为解答的关键,侧重复分解反应、与量有关的离子反应考查,题目难度不大。
5.【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,其中X的原子核内只有一个质子,则X为H元素;Z的单质是空气中含量最高的气体,则Z为N元素;Y原子2p轨道上有2个未成对电子,其外围电子排布式为2s22p2或2s22p4,而Y的原子序数小于氮,则Y为C元素;原子半径:W>Z,且W的原子序数大于Z(氮),可知W处于第三周期,X、Z形成离子Z2X是N2H,X、Z、W形成的离子化合物Z2X5W中W表现﹣1价,故W为Cl元素,该化合物为N2H5Cl。
【解答】解:由分析可知,X为H元素、Z为N元素;
A.Z2X5W中阴离子是Cl﹣、阳离子是N7H,均含有18个电子;
B.同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,故B正确;
C.同周期主族元素自左而右原子半径减小,则原子半径:H<N<C;
D.碳酸属于弱酸,酸性:H2CO6<HClO4,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查原子结构与元素周期律,推断元素是解题的关键,熟练掌握元素周期律,试题培养了学生分析能力、运用知识的能力,题目难度不大。
6.【分析】A.S2中S为+6价,O为﹣2价和﹣1价,其中﹣1价O有2个;
B.由电子守恒可知,1mlFe可以还原1mlS2,1mlFe转化为1mlFe2+,1mlFe2+可以还原0.5mlS2;
C.反应物接触面积越大,反应速率越快;
D.由图可知,碱性溶液中析出Fe(OH)3和正五价砷[As(V)]的共沉淀。
【解答】解:A.S2中S为+6价,O为﹣2价和﹣6价,所以1mlS2中含1mlO﹣O键,故A错误;
B.56g Fe物质的量=,由电子守恒可知6,7mlFe转化为1mlFe2+,8mlFe2+可以还原0.6mlS2,则1mlFe参加反应要消耗1.2mlS2,故B错误;
C.ZVI(Fe)的比表面积越大,反应速率越快,故C正确;
D.由图可知3和正五价砷[As(V)]的共沉淀,则pH越大,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了物质之间的转化、物质的量的有关计算等知识点,注意物质的量的计算和转化关系的理解应用,侧重于考查学生的分析能力和计算能力,题目难度不大。
7.【分析】有机物含有酯基、羧基,具有酯类、羧酸的性质,且可水解生成酚羟基,以此解答该题。
【解答】解:A.根据结构简式确定分子式为C16H12O4,故A错误;
B.有机物含有酯基、羧基两种官能团;
C.含有苯环,可发生加成反应,可发生取代反应;
D.能与氢氧化钠溶液反应的为羧基和酯基,可酯基可水解生成酚羟基 化合物X最多能与3ml ,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质、有机反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意官能团与性质的关系,题目难度不大。
8.【分析】A.生成气体易从长颈漏斗逸出;
B.氯化铵分解后,在试管口化合生成氯化铵;
C.二者互溶,但沸点不同,温度计测定馏分的温度;
D.溴与NaOH反应后,与四氯化碳分层。
【解答】解:A.生成气体易从长颈漏斗逸出,应选分液漏斗;
B.氯化铵分解后,在试管口化合生成氯化铵,故B错误;
C.二者互溶,但沸点不同,故C错误;
D.溴与NaOH反应后,与四氯化碳分层,故D正确;
故选:D。
【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、混合物分离提纯、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。
9.【分析】A.含有空轨道的原子和含有孤电子对的原子间易形成配位键;
B.2p、3p、4p能级的轨道数都是3;
C.基态K原子中,原子核外共19个电子,分4层排布;
D.单键只含有一个σ键,三键含有一个σ键和2个π,σ键的键能大于π键。
【解答】解:A.NH3•BF3中该化合物中,B原子提供空轨道的原子,B、N原子之间形成配位键,故A错误;
B.p能级的轨道数为5,2p、4p能级的轨道数相同;
C.基态K原子中,分7层排布,所以核外电子占据的最高能层的符号是N;
D.单键只含有一个σ键,σ键的键能大于π键,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了氢键、核外电子排布、轨道数、共价键的键能等知识,为高频考点,掌握原子结构及其基本概念即可解答,题目难度不大,侧重于考查学生的分析能力和应用能力。
10.【分析】由图可知H2S燃料电池的总反应为2H2S+O2═S2+2H2O,电极a上H2S发生失电子的氧化反应生成S2,则电极a为负极,电极b为正极,正极上O2发生得电子的还原反应生成水,正极反应式为O2+4e﹣+4H+═2H2O,负极反应式为2H2S﹣4e﹣=S2+4H+,电池工作时,电子由负极经过导线流向正极,阴离子移向负极、阳离子移向正极,据此分析解答。
【解答】解:A.该燃料电池中,电极b为正极,但不能进入溶液中;
B.该装置为原电池,少量转化为热能;
C.电极b为正极2发生得电子的还原反应生成水,电极反应式为O2+8e﹣+4H+═2H2O,故C正确;
D.正极反应为O2+4H++8e﹣=2H2O,所以当电路中通过5ml电子时+经质子膜进入正极区,故D正确;
故选:A。
【点评】本题侧重考查原电池原理,为高频考点,侧重考查学生的分析能力和运用能力,明确电极的判断、电极反应和原电池工作原理即可解答,题目难度不大。
11.【分析】A.发生强酸制取弱酸的反应,但盐酸为无氧酸;
B.氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝;
C.ZnS溶解而CuS不溶解,可知CuS更难溶;
D.不饱和烃可使高锰酸钾溶液褪色。
【解答】解:A.发生强酸制取弱酸的反应,不能比较非金属性;
B.氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,样品可能为硫酸氢铵;
C.ZnS溶解而CuS不溶解,则Ksp(CuS)<Ksp(ZnS),故C正确;
D.不饱和烃可使高锰酸钾溶液褪色,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、非金属性比较、沉淀溶解、物质检验、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。
12.【分析】A.某金属有机多孔材料(MOFA)在常温常压下对CO2有超强的吸附能力;
B.碳碳单键可以转动;
C.生成的反应为加成反应生成新的共价键;
D.根据图示CO2可用于有机物碳骨架的增长与构建。
【解答】解:A.某金属有机多孔材料(MOFA)在常温常压下对CO2有超强的吸附能力,该材料的吸附作用具有选择性;
B.碳碳单键可以转动H,两个平面可能不共面;
C.在生成化合物的过程中,发生了加成反应,故C正确;
D.根据题目信息2可用于有机物碳骨架的增长与构建,故D正确;
故选:B。
【点评】本题以反应历程为载体考查有机物结构和性质,侧重考查图象分析判断及知识综合运用能力,明确反应实质理解是解本题关键,题目难度中等。
13.【分析】A.根据均摊法进行计算;
B.由图可知,阳离子位于阴离子构成的正八面体空隙中;
C.由图可知,Fe2+周围由6个等距离的,周围由6个等距离的Fe2+;
D.两个Fe2+之间的距离为面对角线的一半。
【解答】解:A.由图可知2+离子个数为12×+1=4,+6×,故阴阳离子个数比为1:1;
B.由图可知,故B正确;
C.由图可知,阴离子的配位数也为2;
D.通过晶胞中阳离子的位置分析,则阳离子间的最短距离为;
故选:B。
【点评】本题主要考查离子晶体的结构,具体涉及均摊法计算,配位数的判断,离子间的距离的计算等,属于高频考点,书本知识,难度不大。
14.【分析】菱镁矿的主要成分是MgCO3,并含少量的Al2O3、FeCO3等,加入过量X酸溶解,加入氯气将二价铁氧化为三价铁,所以X酸是盐酸,再加MgO调节pH得到氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,过滤分离后,得到氯化镁溶液,将溶液在HCl气流中加热蒸干得到氯化镁,以此解答该题。
【解答】解:A、工业利用菱镁矿(主要含MgCO3,还含有Al2O8、FeCO3杂质)制取氯化镁,所以酸浸池中加入的X酸是盐酸;
B、加入氯气将二价铁氧化为三价铁,故B正确;
C、根据以上分析可知、氢氧化铝沉淀3和Al(OH)4,故C正确;
D、镁是活泼金属,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查物质的制备,为高频考点和常见题型,主要依据流程图中涉及的化学知识、化学原理来设计问题。能够将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决简单化学问题,主要是物质分离提纯的过程分析判断,题目难度中等,侧重于考查学生的分析能力。
15.【分析】A.溶度积常数表达式相同时,溶度积小的先生成沉淀,曲线上的转折点即为化学计量点,结合方程式知,B点生成AgCN;
B.A点生成Ag(CN)2,V(KCN)=10V(AgNO3),则c(KCN)=c(AgNO3),B点KCN完全和AgNO3反应生成AgCN,V1=5.00,则KCl和硝酸银完全反应消耗V(AgNO3)=(12.50﹣5.00)mL=7.50mL,和KCl反应10V(AgNO3)=3V(KCl),则0.3c(AgNO3)=c(KCl);
C.①的平衡常数为K1,反应②的平衡常数为K2,将方程式得Ag++CN﹣═AgCN,Ksp(AgCN)=;
D.C点溶液中=。
【解答】解:A.溶度积常数表达式相同时,曲线上的转折点即为化学计量点,B点生成AgCN,则V1=5.00,故A正确;
B.A点生成Ag(CN)2,V(KCN)=10V(AgNO3),则c(KCN)=3)=×0.1000ml/L=0.02000ml•L﹣7,B点KCN完全和AgNO3反应生成AgCN,V1=8.00,则KCl和硝酸银完全反应消耗V(AgNO3)=(12.50﹣5.00)mL=2.50mL,和KCl反应10V(AgNO3)=3V(KCl),则c(KCl)=4.3c(AgNO3)=2.3×0.1000ml•L﹣8=0.03000ml•L﹣1,故B正确;
C.①的平衡常数为K6,反应②的平衡常数为K2,将方程式得Ag++CN﹣═AgCN,Ksp(AgCN)=,故C错误;
D.C点溶液中==6,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查难溶物溶解平衡,侧重考查信息的获取和理解、图象分析判断及计算能力,明确题干信息含义、平衡常数计算方法是解本题关键,B中各物质浓度计算为解答易错点,题目难度不大。
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.【分析】(1)液体未下流,主要原因是随着液体的倒入,容器内压强过小,故需要打开塞子,平衡压强;
(2)反应需要恒温,水浴加热控温容易,受热均匀;
(3)结合沉淀溶解平衡可知,Ksp[C(OH)3]=1.6×10﹣15,更容易生成C(OH)3沉淀,故需要使用双氧水氧化;
(4)产品的溶解度与温度有关,温度越高,产品的溶解度越高,过滤造成的损失越少;
(5)从生成C(OH)3沉淀和增大氯离子浓度获得产品两个角度分析;
(6)抽滤相较于过滤,由抽滤机产生负压,加快速率,乙醇洗涤可以降低产品因洗涤造成的损失;
(7)根据操作可知,将产品平分后分别测定NH3和Cl﹣的物质的量,从两个反应的角度分别计算,需要注意由于产品分成两份,故将每次的测定结果加倍,最后确定钴原子物质的量,求得分子式。
【解答】解:(1)分液漏斗中液体无法正常流下,是由于漏斗内压强过小,
故答案为:未打开上口的瓶塞;
(2)该反应需要控制反应温度在50~60℃,水浴加热的优点是温度容易控制,
故答案为:温度容易控制,受热均匀;
(3)结合沉淀溶解平衡可知,Ksp[C(OH)3]=1.8×10﹣15,更容易生成C(OH)3沉淀,H2O2有氧化性,可以将溶液中的C2+氧化为C3+,
故答案为:C(OH)4;
(4)产品的溶解度与温度有关,温度越高,过滤造成的损失越少,结合流程可知沉淀B的主要成分是活性炭,
故答案为:减少A的损失;活性炭;
(5)结合沉淀溶解平衡可知,当溶液pH值升高3沉淀,浓HCl是为了降低溶液中OH﹣的浓度,提高溶液中氯离子浓度3,同时有利于形成A晶体,
故答案为:防止生成C(OH)2,同时有利于形成A晶体;
(6)抽滤过程中,瓶内气压降低,形成压力差;洗涤沉淀时选用乙醇而不能用水,
故答案为:通过抽气,使锥形瓶中的压强减小,从而达到加快过滤的目的;
(7)根据操作可知,将产品平分后分别测定NH3和Cl﹣的物质的量,其中一份加入NaOH后释放出NH3气体与HCl等量反应,n(HCl)=c•V=7.06ml=n(NH3),产品中NH3的总物质的量为7n(NH3)=0.12ml;另一份中Cl﹣全部转化为AgCl,且n(Cl﹣)=n(AgCl)==0.03ml,即7.06ml,n(C)=,则a:b:c=0.02:2.12:0.06=1:6:33)4Cl3,
故答案为:C (NH3)8Cl3。
【点评】本题以C (NH3)6Cl3制备为背景,考查了学生有关氧化还原反应,沉淀溶解平衡,物质分离提纯等内容,其中需要注意最后一问通过有关反应方程式,确定物质含量,进而求得分子式,整体难度适中。
17.【分析】A发生三步反应生成B,对比A、B结构简式及(1)题信息知,A先发生取代反应生成,和氢气发生加成反应生成,发生消去反应生成B,B发生氧化反应生成C,根据信息①得C为HOOC(CH2)4COOH,D发生信息②的反应生成E,根据E的结构简式知,D为CH3CH2OO(CH2)4COOCH2CH3,E发生水解反应然后酸化、脱CO2得到F,F发生加成反应、酸化得到1﹣乙炔基环戊醇;
(6)用和为原料制备化合物,根据信息③、E生成F类型的反应可知,和BrCH2CH2CH2CH2Br发生取代反应然后脱CO2得到,BrCH2CH2CH2CH2Br可由和HBr发生取代反应得到。
【解答】解:(1)A发生三步反应生成B,对比A,A先发生取代反应生成,和氢气发生加成反应生成,发生消去反应生成B,所以由A生成B、加成反应,
故答案为:取代反应;加成反应;
(2)B物质的名称为环己烯;C物质的结构简式为HOOC(CH2)4COOH,
故答案为:环己烯;HOOC(CH3)4COOH;
(3)C为HOOC(CH2)8COOH,D为CH3CH2OO(CH2)4COOCH2CH5,C和乙醇在浓硫酸作催化剂、加热条件下生成D、加热,
故答案为:浓硫酸、加热;
(4)反应⑦中有CO2生成,该反应的化学方程式为,
故答案为:;
(5)F的同分异构体同时符合下列条件:
①链状结构,且含有碳氧双键;
②能发生银镜反应,说明含有醛基,根据F的不饱和度知、1个醛基;
③含有手性碳原子,符合条件的结构简式为,
故答案为:;
(6)用和为原料制备化合物,根据信息③、E生成F类型的反应可知,和BrCH3CH2CH2CH2Br发生取代反应然后脱CO2得到,BrCH2CH5CH2CH2Br可由和HBr发生取代反应得到,其合成路线为,
故答案为:。
【点评】本题考查有机物推断和合成,侧重考查分析、推断及知识综合应用能力,利用某些结构简式、分子式及反应条件、题给信息正确推断各物质结构简式是解本题关键,采用对比、知识迁移、逆向思维方法进行合成路线设计,题目难度中等。
18.【分析】(1)反应I化学方程式为CH3CH2OH(g)+H2O(g)═4H2(g)+2CO(g),
①CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH1=﹣41kJ/ml
②CH3CH2OH(g)+3H2O(g)⇌2CO2(g)+6H2(g)ΔH2=+174.1 kJ/ml
根据盖斯定律②﹣①×2计算CH3CH2OH(g)+H2O(g)═4H2(g)+2CO(g)的ΔH;
(2)①反应II为CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH1=﹣41kJ/ml,正反应放热,可用A、E和G三点对应数值结合反应三段式计算平衡常数,根据平衡常数的变化分析判断;根据反应特点,结合温度、浓度对平衡移动的影响分析提高CO平衡转化率的措施;
②由图可知,当CO的转化率相同时,温度由低到高对应的进气比为0.5、1、1.5,由此可确定温度与进气比的关系;
③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH1=﹣41kJ/ml,反应为放热反应,升温平衡逆向进行,CO转化率减小;达到平衡状态为D点的反应过程中,平衡常数K=,则═K×,根据反应三段式计算D点时平衡常数K、计算CO转化率刚好达到20%时各物质的物质的量分数x,代入=K×中计算比值;
(3)阴极得电子发生还原反应,结合电子守恒、电荷守恒书写电极反应方程式。
【解答】解:(1)反应I化学方程式为CH3CH2OH(g)+H3O(g)═4H2(g)+5CO(g),①CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH1=﹣41kJ/ml
②CH3CH2OH(g)+3H2O(g)⇌3CO2(g)+6H4(g)ΔH2=+174.1kJ/ml
根据盖斯定律②﹣①×5计算CH3CH2OH(g)+H5O(g)═4H2(g)+2CO(g)的ΔH=+174.1kJ/ml﹣(﹣41kJ/ml)×2=+256.5kJ/ml,即热化学方程式为CH3CH2OH(g)+H2O(g)⇌4H2(g)+2CO(g)ΔH=+256.1kJ/ml,
故答案为:CH3CH8OH(g)+H2O(g)⇌4H3(g)+2CO(g)ΔH=+256.1kJ/ml;
(2)①图中A点数值为(3.5,66.7),即,CO的转化率为66.7%=
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H5(g)
起始(ml/L)3 6 4
变化(ml/L)2 2 3
平衡(ml/L)1 4 6
KA===1;
图中E点数值为(7,50)=1,根据关系列三段式:
CO(g)+H4O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
起始(ml/L)8 2 0
变化(ml/L)8.5 0.5 0.5
平衡(ml/L)3.5 0.6 0.5
平衡常数KE===1;
图中G点数值为(7.5,40)=8.5,根据关系列三段式:
CO(g)+H2O(g)⇌CO4(g)+H2(g)
起始(ml/L)3 7 0
变化(ml/L)1.3 1.2 6.2
平衡(ml/L)1.8 0.8 5.2
平衡常数KG===1;
根据以上计算可知,KA=KE=KG=1,平衡常数不变,温度不变,则可得TA=TE=TG;
CO(g)+H4O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH=﹣41kJ⋅ml﹣4,即正向为气体体积不变的放热反应,所以恒温条件下2O(g)的浓度或及时分离出CO2等产物均可提高CO的平衡转化率,
故答案为:TA=TE=TG;KA=KE=KG=4;及时移去产物;
②由图可知,温度相同,CO的平衡转化率越小,反应温度越高,
故答案为:温度相同,进气比越大;进气比相同,CO的平衡转化率越小;
③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H8(g)ΔH1=﹣41kJ/ml,反应为放热反应,CO转化率减小,反应速率快A<vB;D点数值为(1,60)
CO(g)+H7O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
起始(ml/L)5 1 0
变化(ml/L)7.6 0.4 0.6
平衡(ml/L)8.4 0.2 0.6
D点温度下的平衡常数KD===2.25正=v逆,即k正x(CO)x(H5O)=k逆x(CO2)x(H2),所以==,在达到平衡状态为D点的反应过程中,反应三段式为:
CO(g)+H4O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
起始(ml/L)3 1 0
变化(ml/L)5.2 0.3 0.2
平衡(ml/L)8.8 0.5 0.2
X(CO)=x(H3O)==0.44)=x(H2)==0.6==K×=36.2,
故答案为:<;36;
(3)阴极得电子发生还原反应,故电极反应方程式14CO2+12e﹣+9H5O═CH3CH2OH+12,
故答案为:14CO2+12e﹣+9H5O═CH3CH2OH+12。
【点评】本题考查了盖斯定律的应用、反平衡常数的有关计算、化学平衡的影响因素、电极反应式的书写等知识,是高考的常见题型和高频考点,侧重考查学生分析能力和计算能力,掌握平衡常数及其计算是解题的关键,注意平衡图象分析方法和技巧、题目难度中等。
19.【分析】废镍电池的金属电极芯(主要成分为C、Ni,还含少量Fe、Al等)加入硫酸溶解,C、Ni、Fe、Al分别转化为C2+、Ni2+、Fe2+、Al3+,其中Fe2+、Al3+是杂质离子,结合表格中所给的阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH可知,在浸出液中加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,然后调节pH使Fe3+、Al3+沉淀为Fe(OH)3和Al(OH)3,此时母液1中的阳离子即为C2+、Ni2+,加入NaClO的目的是将C2+氧化为C3+便于调节pH形成沉淀,实现与Ni2+的分离,故母液2中含Ni2+;向C(OH)3中加入H2SO4﹣H2O2,得到母液3,而向母液3中加入Na2CO3即得CCO3,故H2O2的作用是将C(OH)3还原为C2+,即母液中含C2+,加入碳酸钠沉钴,将C2+转化为CCO3沉淀,再经过一系列操作即得醋酸钴晶体;母液2中含Ni2+,通入氨气将其沉淀为Ni(OH)2,再加入硫酸溶解为NiSO4,即母液4为NiSO4溶液,再经加热浓缩、冷却结晶、过滤、干燥即得硫酸镍晶体,据此分析。
【解答】解:(1)用硫酸没取金属电极芯时,为了提高浸取率,或者适当提高硫酸的浓度,
故答案为:将金属电极芯粉碎(或者适当提高硫酸的浓度,或者升高温度等);
(2)根据表格中的数据可知,在浸出液中加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,然后调节pH使Fe3+、Al8+沉淀为Fe(OH)3和Al(OH)3,沉淀A的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3,“浸出液”需调节pH至Fe3+、Al2+沉淀完全而C(OH)2、Ni(OH)2不沉淀,故pH的范围为7.2≤pH<7.63+、Al3+、C8+、Ni2+无影响,
a.铁能将Fe3+反应为Fe6+,故a错误;
b.氨水可以调节溶液的pH3+、Al3+、C4+、Ni2+无影响,故b正确;
c.碳酸钠溶液可以使溶液的pH增大,故c正确;
d.稀硫酸的加入会使溶液的pH减小,
故答案为:Al(OH)3;5.2≤pH<7.3;bc;
(3)“母液1”中的金属阳离子为C2+、Ni2+,由于两者开始沉淀的pH相同,故若使两者分离2+氧化为C3+,ClO﹣被还原为Cl﹣,而由于此反应环境为酸性环境,故离子方程式为:6C2++ClO﹣+5H8O=Cl﹣+2C(OH)3↓+6H+,
故答案为:2C2++ClO﹣+5H2O=Cl﹣+2C(OH)7↓+4H+;
(4)向C(OH)3中加入H8SO4﹣H2O4,得到母液3,而向母液3中加入Na6CO3即得CCO3,故H4O2的作用是将C(OH)3还原为C2+,
故答案为:还原剂;
(5)“母液3”中应控制Na2CO8用量使终点pH为8.5为宜,即c(H+)=10﹣8.5ml/L,c(OH﹣)=10﹣5.3ml/L,根据Ksp[C(OH)2]=2×10﹣15可知c(C3+)•c2(OH﹣)=2×10﹣15,故c(C4+)=2×10﹣4ml/L;NH3HCO3代替Na2CO6制得CCO3,则与C2+反应生成CCO3沉淀和H+,生成的H+与过量的反应生成H4O和CO2,故离子方程式为:2+C2+=CCO3↓+H8O+CO2↑,
故答案为:2×10﹣4;2+C2+=CCO3↓+H2O+CO4↑;
(6)“母液4”为NiSO4溶液,获取NiSO7•7H2O的操作是蒸发浓缩,冷却结晶,洗涤,
故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶。
【点评】本题考查物质的分离、提纯和制备实验流程,为高考常见题型,明确实验原理为解答关键,注意把握物质性质以及对题目信息的获取与使用,试题侧重于考查学生的分析、理解能力及化学实验能力,题目难度中等。操作和现象
结论
A
向碳酸钙中加入盐酸,产生的气体经饱和碳酸氢钠
溶液洗气后,再通入硅酸钠溶液,出现白色沉淀
利用该实验可以证明非金属
性:Cl>C>Si
B
取少量某硫酸盐样品溶于氢氧化钠溶液,加热,产生
的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
样品为硫酸铵
C
向等体积等浓度稀硫酸中分别加入少许等物质的量
的ZnS和CuS固体,ZnS溶解而CuS不溶解
Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)
D
加入石油分馏得到的石蜡,将产生的气体通入酸性
高锰酸钾溶液中,溶液颜色逐渐褪去
石油中含有烯烃
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
C(OH)2
C(OH)
Al(OH)3
Ni(OH)2
开始沉淀
2.2
7.4
7.6
0.1
4.0
7.6
完全沉淀
3.2
8.9
9.2
1.1
5.2
9.2
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