陕西省榆林市2026年高三第三次模拟考试化学试卷(含答案解析)
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一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)
1、用除去表面氧化膜的细铝条紧紧缠绕在温度计上(如图),将少许硝酸汞溶液滴到铝条表面,置于空气中,很快铝条表面产生“白毛”,且温度明显上升。下列分析错误的是
A.Al和O2化合放出热量B.硝酸汞是催化剂
C.涉及了:2Al+3Hg2+→2Al3++3HgD.“白毛”是氧化铝
2、水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。某化学兴趣小组用某浓度的Na2CO3溶液处理一定量的CaSO4固体,测得所加Na2CO3溶液体积与溶液中-lgc(CO32-)的关系如下。
已知Ksp(CaSO4)=9×10-6,Ksp(CaCO3)=3×10-9,lg3=0.5,下列说法不正确的是( )
A.曲线上各点的溶液满足关系式:c(Ca2+)·c(SO42-)=Ksp(CaSO4)
B.CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq) K=3×103
C.该Na2CO3溶液的浓度为1ml/L
D.相同实验条件下,若将Na2CO3溶液的浓度改为原浓度的2倍,则上图曲线整体向上平移1个单位即可
3、NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.—1的H2SO4水溶液中含有的氧原子数为4NA
B.273K、101kPa下,22.4L甲烷和氧气的混合气体燃烧后,产物的分子总数一定为NA
C.25℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH—的数目为0.1NA
D.1 ml Na与氧气完全反应得到Na2O与Na2O2的混合物时失去的电子数一定为NA
4、科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如左下图所示,用Cu—Si合金作硅源,在950℃下利用三层液熔盐进行电解精炼,并利用某CH4燃料电池(如下图所示)作为电源。下列有关说法不正确的是
A.电极c与b相连,d与a相连
B.左侧电解槽中;Si优先于Cu被氧化
C.a极的电极反应为CH4-8e—+4O2— ===CO2+2H2O
D.相同时间下,通入CH4、O2的体积不同,会影响硅的提纯速率
5、用类推的方法可能会得出错误结论,因此推出的结论要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列推论中正确的是( )
A.Na失火不能用灭火,K失火也不能用灭火
B.工业上电解熔融制取金属镁,也可以用电解熔融的方法制取金属铝
C.Al与S直接化合可以得到与S直接化合也可以得到
D.可以写成也可写成
6、短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X位于ⅦA族,Y的原子核外最外层与次外层电子数之和为9,Z是地壳中含量最多的金属元素,W与X同主族。下列说法错误的是( )
A.原子半径:r(Y)>r(Z)>r(W)>r(X)
B.由X、Y组成的化合物是离子化合物
C.X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
D.Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比Z的弱
7、25℃时,关于某酸(用H2A表示)下列说法中,不正确的是( )
A.pH=a的Na2A溶液中,由水电离产生的c(OH-)=10a-14
B.将pH=a的H2A稀释为pH=a+l的过程中,c(H2A)/c(H+)减小,则H2A为弱酸
C.测NaHA溶液的pH,若pH>7,则H2A是弱酸;若pH Y
B.Y的气态氢化物与W的气态氢化物相遇有白烟产生
C.X、Y、Z三种元素形成的化合物只含共价键
D.含氧酸的酸性:W的一定强于Z的
12、高温下,超氧化钾晶体(KO2)呈立方体结构。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列有关说法正确的是( )
A.KO2中只存在离子键
B.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有1个K+和1个O2-
C.晶体中与每个K+距离最近的O2-有6个
D.晶体中,所有原子之间都以离子键相结合
13、下列反应的离子方程式正确的是( )
A.向溶液中滴加氨水至过量:
B.向悬浊液中滴加溶液:3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+
C.向溶液中加入足量稀硫酸:2S2O32-+4H+=SO42-+3S↓+2H2O
D.向苯酚钠溶液中通入少量气体:2C6H5O-+CO2+H2O=2C6H5OH+CO32-
14、 “NaCl+CO2+NH3+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl”是侯氏制碱法的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。错误的是
A.甲同学说:该条件下NaHCO3的溶解度较小
B.乙同学说: NaHCO3不是纯碱
C.丙同学说:析出 NaHCO3固体后的溶液中只含氯化铵
D.丁同学说:该反应是在饱和食盐水中先通入氨气,再通入二氧化碳
15、亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图,有关说法不正确的是( )
A.NaOH的电子式为
B.加入的H2O2起氧化作用
C.ClO2发生器中发生反应的离子方程式为2ClO3﹣+SO2 ═2ClO2+SO42﹣
D.操作②实验方法是重结晶
16、雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子:Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、SO42-、NO3-、Cl-。某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预处理后试样溶液,设计并完成了如下的实验:
已知:3NO3-+ 8Al + 5OH-+ 2H2O3NH3+ 8AlO2-
根据以上的实验操作与现象,该同学得出的结论不正确的是
A.试样中肯定存在NH4+、Mg2+、SO42-和NO3-
B.试样中一定不含Al3+
C.试样中可能存在Na+、Cl-
D.该雾霾中可能存在NaNO3、NH4Cl和MgSO4
17、下列物质中含有非极性键的共价化合物是
A.CCl4B.Na2O2C.C2H4D.CS2
18、下列说法不正确的是( )
A.银氨溶液不能留存,久置后容易爆炸
B.白磷暴露在空气中易自燃,可保存在水中
C.易燃的有机溶剂使用时必须远离明火和热源
D.钠着火不能用水扑灭,可以用泡沫灭火器来灭火
19、下列物质中导电能力最差的是( )
A.熔融态KHSO4B.铜片C.0.1ml/L H2SO4D.固态KCl
20、图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。下列说法错误的是
A.A2B的化学式为Mg2Si
B.该流程中可以循环使用的物质是NH3和NH4Cl
C.利用MgCl2·6NH3制取镁的过程中发生了化合反应、分解反应
D.分别将MgCl2溶液和Mg(OH)2悬浊液加热、灼烧,最终得到的固体相同
21、下表中对应关系正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
22、混合物M中可能含有A12O3、Fe2O3、Al、Cu,为确定其组成,某同学设计如图所示分析方案。下列分析正确的是
A.已知m1>m2,则混合物M中一定含有A12O3
B.生成蓝绿色溶液的离子方程式为Cu+Fe3+=Cu2+ +Fe2+
C.固体P既可能是纯净物,又可能是混合物
D.要确定混合物M中是否含有A1,可取M加入过量NaOH溶液
二、非选择题(共84分)
23、(14分)化合物I是一种抗脑缺血药物,合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)按照系统命名法,A的名称是_____;写出A发生加聚反应的化学方程式:__________。
(2)反应H→I的化学方程式为________;反应E→F的反应类型是______。
(3)写出符合下列条件的G的所有同分异构体的结构简式:________
①遇FeCl3溶液发生显色反应 ②核磁共振氢谱有4组峰
(4)α,α-二甲基苄醇()是合成医药、农药的中间体,以苯和2-氯丙烷为起始原料制备α,α-二甲基苄醇的合成路线如下:
该合成路线中X的结构简式为____,Y的结构简式为________;试剂与条件2为______。
24、(12分)某抗结肠炎药物有效成分的合成路线如图(部分反应略去试剂和条件):
已知:a.
b.
根据以上信息回答下列问题:
(1)烃A的结构简式是__________。
(2)①的反应条件是__________;②的反应类型是____________。
(3)下列对抗结肠炎药物有效成分可能具有的性质推测正确的是__________。
A.水溶性比苯酚好,密度比苯酚的大 B.能发生消去反应
C.能发生聚合反应 D.既有酸性又有碱性
(4)E与足量NaOH溶液反应的化学方程式是________________________________.
(5)符合下列条件的E的同分异构体有________________种,其中核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比3∶1∶1∶1的异构体的结构简式为___________________。
a.与E具有相同的官能团
b.苯环上的一硝基取代产物有两种
(6)已知易被氧化,苯环上连有烷基时再引入一个取代基,常取代在烷基的邻对位,而当苯环上连有羧基时则取代在间位。据此设计以A为原料制备高分子化合物的合成路线______。(无机试剂任选)
25、(12分)Na2O2具有强氧化性,H2具有还原性,某同学根据氧化还原反应的知识推测Na2O2与H2能发生反应。为了验证此推测结果,该同学设计并进行如下实验。
I.实验探究
步骤1:按如图所示的装置组装仪器(图中夹持仪器已省略)并检查装置的气密性,然后装入药品。
步骤2:打开K1、K2,在产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管的过程中,未观察到明显现象。
步骤3:进行必要的实验操作,淡黄色的粉末慢慢变成白色固体,无水硫酸铜未变蓝色。
(1)组装好仪器后,要检查装置的气密性。简述检查虚线框内装置气密性的方法:________。
(2)B装置中所盛放的试剂是_____,其作用是_______。
(3)步骤3中的必要操作为打开K1、K2,_______(请按正确的顺序填入下列步骤的字母)。
A.加热至Na2O2逐渐熔化,反应一段时间
B.用小试管收集气体并检验其纯度
C.关闭K1
D.停止加热,充分冷却
(4)由上述实验可推出Na2O2与H2反应的化学方程式为__________。
II.数据处理
(5)实验结束后,该同学欲测定C装置硬质玻璃管内白色固体中未反应完的Na2O2含量。
其操作流程如下:
①测定过程中需要的仪器除固定、夹持仪器外,还有电子天平、烧杯、酒精灯、蒸发皿和____。
②在转移溶液时,若溶液转移不完全,则测得的Na2O2质量分数_____(填“偏大”“偏小”或“不变”)
26、(10分)某小组以亚硝酸钠(NaNO2)溶液为研究对象,探究NO2-的性质。
资料:[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
(1)结合化学用语解释实验I“微热后红色加深”的原因 ______
(2)实验II证明NO2-具有_____性, 从原子结构角度分析原因_________
(3)探究实验IV中的棕色溶液
①为确定棕色物质是NO与Fe2+,而非Fe3+发生络合反应的产物,设计如下实验,请补齐实验方案。
②加热实验IV中的棕色溶液,有气体逸出,该气体在接近试管口处变为红棕色,溶液中有红褐色沉淀生成。解释上述现象产生的原因_________。
(4)络合反应导致反应物浓度下降,干扰实验IV中氧化还原反应发生及产物检验。小组同学设计实验V:将K闭合后电流表指针发生偏转,向左侧滴加醋酸后偏转幅度增大。
①盐桥的作用是____________________________
②电池总反应式为______________________
实验结论:NO2-在一定条件下体现氧化性或还原性,氧还性强弱与溶液酸碱性等因素有关。
27、(12分)水中的溶解氧(DO)的多少是衡量水体水质的重要指标。某化学小组测定某河流中氧的含量,经查阅有关资料了解到溶解氧测定可用“碘量法”,
Ⅰ.用已准确称量的硫代硫酸钠(Na2S2O3)固体配制一定体积的cml/L标准溶液;
Ⅱ.用水样瓶取河流中水样v1mL并立即依次序注入1.0mLMnCl2溶液和1.0mL碱性KI溶液,塞紧瓶塞(瓶内不准有气泡),反复震荡后静置约1小时;
Ⅲ.向水样瓶中加入1.0mL硫酸溶液,塞紧瓶塞,振荡水样瓶至沉淀全部溶解,此时溶液变为黄色; Ⅳ.将水样瓶内溶液全量倒入锥形瓶中,用硫代硫酸钠标准溶液滴定;
V.待试液呈淡黄色后,加1mL淀粉溶液,继续滴定到终点并记录消耗的硫代硫酸钠溶液体积为v2。
已知:I2 +2Na2S2O3 =2NaI+Na2S4O6
(1)在滴定环节中使用的仪器有滴定管夹、铁架台、烧杯、锥形瓶和________________________。
(2)在步骤Ⅱ中,水样中出现了MnMnO3沉淀,离子方程式为4Mn2++O2+8OH-2MnMnO3↓+4H2O。
(3)步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式为 _______________________________________________________________。
(4)滴定时,溶液由__________色到______________色,且半分钟内颜色不再变化即达到滴定终点。
(5)河水中的溶解氧为_____________________________mg/L。
(6)当河水中含有较多NO3-时,测定结果会比实际值________(填偏高、偏低或不变)
28、(14分)化合物H的分子中含有醛基和酯基。H可以用C和F在一定条件下合成(如图):
已知以下信息:
①A的核磁共振氢谱中有三组峰;且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2。
②RCH2COOH。
③化合物D苯环上的一氯代物只有两种。
④通常同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。
(1)A的名称为___。
(2)D的官能团名称为___。
(3)反应②的化学方程式为__,⑦的反应类型为___。
(4)F的结构简式为__。
(5)H在一定条件下反应生成高聚物的化学方程式为___。
(6)F的同系物G比F相对分子质量大14,G的同分异构体中能同时满足如下条件:
①苯环上只有两个取代基;②不能使FeCl3溶液显色,共有__种(不考虑立体异构)。其中能与碳酸氢钠溶液反应且核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积比为3:2:2:1,写出G的这种同分异构体的结构简式__。
29、(10分)工业生产中产生的SO2、NO直接排放将对大气造成严重污染。利用电化学原理吸收 SO2和NO,同时获得Na2S2O4和NH4NO3产品的工艺流程图如下(Ce为铈元素)。
请回答下列问题:
(1)装置 I 中生成 HSO3-的离子方程式为_______。
(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和 SO32-)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如图所示:
①下列说法正确的是_______(填标号)。
A. pH=7 时,溶液中 c( Na+)<c(HSO3-)+c(SO32-)
B. 由图中数据,可以估算出 H2SO3 的第二级电离平衡常数 K2≈10-7
C. 为获得尽可能纯的 NaHSO3,应将溶液的 pH 控制在 4~5 为宜
D. pH=9时溶液中 c(OH-)=c (H+)+c(HSO3-)+2c(H2SO3)
②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,其pH降为 2,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因_______。
(3)装置Ⅱ中的反应在酸性条件下进行,写出NO被氧化为NO2-离子方程式_______。
(4)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如图所示。
图中A为电源的_______(填“正”或“负”)极。右侧反应室中发生的主要电极反应为_______。
(5)已知进入装置Ⅳ的溶液中NO2-的浓度为0.75ml/L,要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2的体积为_______L
参考答案
一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)
1、B
【解析】
铝与硝酸汞溶液发生置换反应生成汞,形成铝汞合金(铝汞齐)。合金中的铝失去氧化膜的保护,不断被氧化成氧化铝(白毛)。
【详解】
A. 实验中,温度计示数上升,说明Al和O2化合放出热量,A项正确;
B. 硝酸汞与铝反应生成汞,进而形成铝汞齐,B项错误;
C. 硝酸汞与铝反应的离子方程式为2Al+3Hg2+→2Al3++3Hg,C项正确;
D. 铝汞齐中的铝失去氧化膜保护,与氧气反应生成氧化铝(白毛),D项正确。
本题选B。
2、D
【解析】
A. CaSO4的溶度积表达式Ksp(CaSO4)= c(Ca2+)·c(SO42-),A项正确;
B. CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)的化学平衡常数,B项正确;
C. 依据上述B项分析可知,CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq) K=3×103,每消耗1ml CO32-会生成1ml SO42-,在CaSO4完全溶解前溶液中的c(SO42-)等于Na2CO3溶液的浓度,设Na2CO3溶液的浓度为1ml/L,则c(SO42-)=1ml/L,根据可得溶液中c(CO32-)=,-lg c(CO32-)=3.5,与图像相符,C项正确;
D. 依据题意可知,起始CaSO4的物质的量为0.02ml,相同实验条件下,若将Na2CO3溶液的浓度改为原浓度的2倍,则消耗碳酸钠的体积为10mL,在CaSO4完全溶解前溶液中的c(SO42-)=2ml/L,根据可得溶液中c(CO32-)=,-lg c(CO32-)=3.2,图像中的横纵坐标都要改变,D项错误;
答案选D。
3、D
【解析】
A. 的H2SO4水溶液中含有水,氧原子数大于4NA,A错误;
B. 273K、101kPa下,22.4L甲烷和氧气的混合气体燃烧后,产物二氧化碳和水,分子总数大于NA,B错误;
C. 25℃时pH=13的NaOH溶液中没有体积,无法计算OH—的数目,C错误;
D. 1 ml Na与氧气完全反应得到Na2O与Na2O2的混合物时,钠单质变为钠离子,转移1 ml电子,失去的电子数一定为NA,D正确;
答案选D。
4、A
【解析】
甲烷燃料电池中,通入甲烷的a电极为负极,甲烷在负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳,通入氧气的电极b为正极,氧气在正极上得电子发生还原反应生成阳离子,根据电解池中电子的移动方向可知,c为阴极,与a相连,Si4+在阴极上得电子发生还原反应生成Si,d为阳极,与b相连,Si在阳极上失电子发生氧化反应生成Si4+。
【详解】
A项、甲烷燃料电池中,通入甲烷的a电极为负极,通入氧气的电极b为正极,根据电解池中电子的移动方向可知,c为阴极,与a相连,d为阳极,与b相连,故A错误;
B项、由图可知,d为阳极,Si在阳极上失去电子被氧化生成Si4+,而铜没被氧化,说明硅优先于钢被氧化,故B正确;
C项、甲烷燃料电池中,通入甲烷的a电极为负极,甲烷在负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳,电极反应式为CH4-8e—+4O2— =CO2+2H2O,故C正确;
D项、相同时间下,通入CH4、O2的的体积不同,反应转移电子的物质的量不同,会造成电流强度不同,影响硅的提纯速率,故D正确。
故选A。
本题考查原电池和电解池原理的应用,注意原电池、电解池反应的原理和电子移动的方向,明确离子放电的先后顺序是解题的关键。
5、A
【解析】A、K性质比Na更活泼,还原性更强,与氧气反应生成过氧化钾和超氧化钾,能与CO2反应生成氧气助燃,所以K失火不能用CO2灭火,故A正确;B、AlCl3属于共价化合物熔融不导电,工业上是用电解熔解Al2O3的方法制取金属铝,故B错误;C、S的氧化性较弱,与Fe反应生成FeS,故C错误;D、Pb的化合价为+2价、+4价,不存在+3价,Pb3O4可表示为2PbO•PbO2,故D错误;故选A。
点睛:本题考查无机物的性质。本题虽然考查类比规律,但把握物质的性质是解答该题的关键。本题的易错点是D,注意铁和铅元素的常见化合价的不同。
6、D
【解析】
短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X位于ⅦA族,X为氟元素,Y的原子核外最外层与次外层电子数之和为9,Y为钠元素,Z是地壳中含量最多的金属元素,Z为铝元素,W与X同主族,W为氯元素。
【详解】
X为氟元素,Y为钠元素,Z为铝元素,W为氯元素。
A. 电子层越多原子半径越大,电子层相同时,核电荷数越大原子半径越小,则原子半径:r(Y)>r(Z)>r(W)>r(X),故A正确;
B. 由X、Y组成的化合物是NaF,由金属离子和酸根离子构成,属于离子化合物,故B正确;
C. 非金属性越强,对应氢化物越稳定,X的简单气态氢化物HF的热稳定性比W的简单气态氢化物HCl强,故C正确;
D.元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强, Y的最高价氧化物对应水化物是NaOH,碱性比Al(OH)3强,故D错误;
故选D,
本题考查原子结构与元素周期律的应用,推断元素为解答关键,注意熟练掌握元素周期律内容、元素周期表结构,提高分析能力及综合应用能力,易错点A,注意比较原子半径的方法。
7、C
【解析】A.若H2A为强酸,则Na2A为中性,pH=7,水电离产生的c(OH-)=10-7,若H2A为弱酸,则Na2A为碱性,pH=a的Na2A溶液中因A2-的水解促进水的电离,溶液中的OH-来源于水的电离,则由水电离产生的c(OH-)=10a-14,故A正确;B.若H2A为强酸,c(H2A)/c(H+)=0,若H2A为弱酸将pH=a的H2A稀释为pH=a+l的过程中,c(H2A)/c(H+)减小,故B正确;C.测NaHA溶液的pH,若pH>7,说明HA-在溶液中水解,则H2A是弱酸;若pHm2,则混合物M中可能含有Al2O3或Al或者是两者均有,不一定含有Al2O3,A错误;
B.离子方程式电荷不守恒,故B错误;
C.由于加了过量的盐酸,因此固体P只能是铜,不可能是混合物,故C错误;
D.要确定混合物M中是否含有Al,可取M加入过量NaOH溶液,若产生气体,则一定含铝,否则不含铝,故D正确。
故选D。
二、非选择题(共84分)
23、2-甲基丙烯 氧化反应 (CH3 )2 CHOH O2、Cu 和加热
【解析】
D发生取代反应生成E,E发生氧化反应生成F,由F结构简式知,D为甲苯、E为邻甲基溴苯;G发生信息中的反应生成H,H中应该含有一个-COOH,根据I结构简式知,H发生酯化反应生成I,则H为、G为;C、F发生信息中的反应生成G,则C为(CH3)3CBrMg,B为(CH3)3CBr,A中C、H原子个数之比为1:2,根据A、B分子式知,A和HBr发生加成反应生成B,A中含有一个碳碳双键,根据B知A为CH2=C(CH3)2据此分析。
【详解】
D发生取代反应生成E,E发生氧化反应生成F,由F结构简式知,D为甲苯、E为邻甲基溴苯;G发生信息中的反应生成H,H中应该含有一个-COOH,根据I结构简式知,H发生酯化反应生成I,则H为、G为;C、F发生信息中的反应生成G,则C为(CH3)3CBrMg,B为(CH3)3CBr,A中C、H原子个数之比为1:2,根据A、B分子式知,A和HBr发生加成反应生成B,A中含有一个碳碳双键,根据B知A为CH2=C(CH3)2。
(1)A为CH2=C(CH3)2,A的系统命名法命名的名称为2-甲基丙烯;A发生加聚反应生成2-甲基聚丙烯,反应的化学方程式为:;
(2)H为,H发生酯化反应生成J,则H→I的反应方程为;E→F是邻甲基溴苯发生氧化反应生成,反应类型是氧化反应;
(3)G为,G的同分异构体符合下列条件:①遇FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;②核磁共振氢谱有4组峰,说明分子中含有4种不同位置的氢原子,则符合条件的同分异构体有;
(4)以苯和2-氯丙烷为起始原料制备a,a二甲基苄醇,苯和溴在催化条件下发生取代反应生成溴苯,溴苯发生信息中的反应生成X,2-氯丙烷发生水解反应生成2-丙醇,2-丙醇发生催化氧化生成丙酮,X和丙酮发生信息中的反应生成a,a二甲基苄醇。根据合成路线可知试剂与条件1为液溴、Fe作催化剂;X的结构简式为;Y的结构简式为(CH3)2CHOH;试剂与条件2为O2、Cu和加热。
本题考查有机推断和合成,推出各物质的结构简式是解题的关键。易错点是合成路线的设计,以苯和2-氯丙烷为起始原料制备a,a二甲基苄醇,苯和溴在催化条件下发生取代反应生成溴苯,溴苯发生信息中的反应生成X,2-氯丙烷发生水解反应生成2-丙醇,2-丙醇发生催化氧化生成丙酮,X和丙酮发生信息中的反应生成a,a二甲基苄醇。
24、 Fe或FeCl3 取代反应或硝化反应 ACD 4 或
【解析】
E的结构简式中含有1个-COOH和1个酯基,结合已知a,C到D为C中的酚羟基上的氢,被-OCCH3替代,生成酯,则D到E是为了引入羧基,根据C的分子式,C中含有酚羟基和苯环,结合E的结构简式,则C为,D为。A为烃,与Cl2发生反应生成B,B为氯代烃,B与氢氧化钠发生反应,再酸化,可知B为氯代烃的水解,引入羟基,则A的结构为,B为。E在NaOH溶液中反应酯的水解反应,再酸化得到F,F的结构简式为,根据已知b,则G中含有硝基,F到G是为了引入硝基,则G的结构简式为。
【详解】
(1)根据分析A的结构简式为;
(2)反应①为在苯环上引入一个氯原子,为苯环上的取代反应,反应条件为FeCl3或Fe作催化剂;反应②F到G是为了引入硝基,反应类型为取代反应或硝化反应;
(3)抗结肠炎药物有效成分中含有氨基、羧基和酚羟基,具有氨基酸和酚的性质;
A.三个官能团都是亲水基,相对分子质量比苯酚大,所以水溶性比苯酚好,密度比苯酚的大,A正确;
B.与苯环相连的羟基不能发生消去反应,可以发生氧化反应;该物质含有氨基(或羟基)和羧基,可以发生缩聚反应;该物质含有羧基和羟基酯化反应等,B错误;
C.含有氨基和羧基及酚羟基,所以能发生聚合反应,C正确;
D.氨基具有碱性、羧基具有酸性,所以既有酸性又有碱性,D正确;
答案为:ACD;
(4)E中的羧基可以与NaOH反应,酯基也可以与NaOH反应,酯基水解得到的酚羟基也能与NaOH反应,化学方程式为;
(5)符合下列条件:a.与E具有相同的官能团,b.苯环上的一硝基取代产物有两种;则苯环上有两个取代基处,且处于对位:如果取代基为-COOH、-OOCCH3,处于对位,有1种;如果取代基为-COOH、-COOCH3,处于对位,有1种;如果取代基为-COOH、-CH2OOCH,处于对位,有1种;如果取代基为HCOO-、-CH2COOH,处于对位,有1种;所以符合条件的有4种;若核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比3:1:1:1的异构体的结构简式为或;
(6)目标产物为对氨基苯甲酸,—NH2可由硝基还原得到,-COOH可由-CH3氧化得到。由于-NH2容易被氧化,因此在-NO2还原成氨基前甲基需要先被氧化成-COOH。而两个取代基处于对位,但苯环上连有烷基时再引入一个取代基,常取代在烷基的邻对位,而当苯环上连有羧基时则取代在间位,因此-CH3被氧化成-COOH前,需要先引入-NO2,则合成路线为。
25、 关闭K1,向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面,并形成一段水柱,一段时间后水柱稳定不降,说明虚线框内的装置气密性良好 碱石灰 吸收氢气中的水和氯化氢 BADC Na2O2+H22NaOH 玻璃棒 偏小
【解析】I.(1)关闭K1,向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面,并形成一段水柱,一段时间后水柱稳定不降,说明启普发生器的气密性良好;
(2)A中生成的H2中混有水蒸气和挥发出的HCl,应利用B装置中所盛放的碱石灰吸收吸收氢气中的水和氯化氢;
(3)步骤3中的必要操作为打开K1、K2,应先通一会儿氢气并用小试管收集气体并检验其纯度,当装置内空气完全除去后,加热C中至Na2O2逐渐熔化,反应一段时间,然后停止加热,充分冷却,最后关闭K1,故操作顺序为BADC;
(4)Na2O2与H2反应无水生成,说明产物为NaOH,发生反应的化学方程式为Na2O2+H22NaOH;
II.①NaCl溶液蒸发操作进需要用玻璃棒搅拌,则操作过程中需要的仪器除固定、夹持仪器外,还有电子天平、烧杯、酒精灯、蒸发皿和玻璃棒;
②在转移溶液时,若溶液转移不完全,则得到NaCl的固体质量偏低,固体增重量偏低,导致NaOH的含量偏高,则测得的Na2O2质量分数偏小。
点睛:解答综合性实验设计与评价题的基本流程:原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分析为:①实验是根据什么性质和原理设计的?实验的目的是什么?②所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理,进行全面的分析比较和推理,并合理选择)。③有关装置:性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。④有关操作:技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。⑤实验现象:自下而上,自左而右全面观察。⑥实验结论:直接结论或导出结论。
26、NO2-发生水解反应NO2-+H2OHNO2+OH-,温度升高水解平衡正向移动,碱性增强,溶液红色加深 还原性 N原子最外层5个电子(可用原子结构示意图表示),+3价不稳定,易失电子,体现还原性 浅绿色 棕色 0.5ml·L−1Fe2(SO4)3溶液(pH=3) 棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成NO和Fe2+,NO被空气氧化为NO2,加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+,促进Fe3+水解,产生Fe(OH)3沉淀 阻碍Fe2+与NO接触,避免络合反应发生 Fe2+ +NO2-+2H+= Fe3+ +NO↑+H2O
【解析】
(1)根据实验I的现象说明NaNO2为强碱弱酸盐,NO2-发生水解反应NO2-+H2OHNO2+OH-,温度升高水解平衡正向移动,碱性增强,溶液红色加深;
(2)N原子最外层5个电子,NO2-中N为+3价不稳定,易失电子,体现还原性;
(3)①若要证明棕色物质是NO与Fe2+,而非Fe3+发生络合反应的产物,需要作对照实验,即向pH均为3,含Fe2+和Fe3+浓度均为1ml/L的FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液中通入NO,若通入FeSO4溶液出现溶液由浅绿色迅速变为棕色,而通入Fe2(SO4)3溶液无现象,则可证明;
②加热实验IV中的棕色溶液,有气体逸出,该气体在接近试管口处变为红棕色,说明加热后生成了NO气体;溶液中有红褐色沉淀生成,说明生成了Fe(OH)3,据此解答;
(4)①将K闭合后电流表指针发生偏转,向左侧滴加醋酸后偏转幅度增大,由图可知,该装置构成了原电池,两电极分别产生NO和Fe3+,U形管中间盐桥的作用是阻碍Fe2+与NO接触,避免络合反应发生;
②两电极反应式相加得总反应式。
【详解】
(1)根据实验I的现象说明NaNO2为强碱弱酸盐,NO2-发生水解反应NO2-+H2OHNO2+OH-,温度升高水解平衡正向移动,碱性增强,溶液红色加深,所以在2mL1 ml·L-1 NaNO2溶液中滴加酚酞溶液出现溶液变为浅红色,微热后红色加深,
故答案为NO2-发生水解反应NO2-+H2OHNO2+OH-,温度升高水解平衡正向移动,碱性增强,溶液红色加深;
(2)根据实验II说明NaNO2溶液与KMnO4 溶液在酸性条件下发生氧化还原反应而使KMnO4 溶液的紫色褪去,即KMnO4被还原,说明NO2-具有还原性。NO2-具有还原性的原因是:N原子最外层5个电子(可用原子结构示意图表示),+3价不稳定,易失电子,体现还原性,
故答案为还原性;N原子最外层5个电子(可用原子结构示意图表示),+3价不稳定,易失电子,体现还原性;
(3)①实验IV在FeSO4 溶液(pH=3)中滴加NaNO2溶液,溶液先变黄,后迅速变为棕色,滴加KSCN溶液变红,说明有Fe3+生成,NO2-被还原为NO。若要证明棕色物质是是NO与Fe2+,而非Fe3+发生络合反应的产物,需要作对照实验,即向pH均为3,含Fe2+和Fe3+浓度均为1ml/L的FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液中通入NO,若通入FeSO4溶液出现溶液由浅绿色迅速变为棕色,而通入Fe2(SO4)3溶液无现象,则可证明;
故答案为浅绿色;棕色;0.5ml·L−1Fe2(SO4)3溶液(pH=3);
②加热实验IV中的棕色溶液,有气体逸出,该气体在接近试管口处变为红棕色,说明加热后生成了NO气体;溶液中有红褐色沉淀生成,说明生成了Fe(OH)3,原因是棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成NO和Fe2+,NO被空气氧化为NO2,加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+,促进Fe3+水解,产生Fe(OH)3沉淀,
故答案为棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成NO和Fe2+,NO被空气氧化为NO2,加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+,促进Fe3+水解,产生Fe(OH)3沉淀;
(4)①将K闭合后电流表指针发生偏转,向左侧滴加醋酸后偏转幅度增大,由图可知,该装置构成了原电池,两电极分别产生NO和Fe3+,U形管中间盐桥的作用是阻碍Fe2+与NO接触,避免络合反应发生;
故答案为阻碍Fe2+与NO接触,避免络合反应发生;
②该原电池负极反应为:Fe2+-e-= Fe3+,正极反应为NO2-+e-+2H+=NO↑+H2O,所以电池总反应式为Fe2+ +NO2-+2H+= Fe3+ +NO↑+H2O;
故答案为Fe2+ +NO2-+2H+= Fe3+ +NO↑+H2O。
27、碱式滴定管 MnMnO3+2I-+6H+I2+2Mn2++3H2O 蓝 无 偏高
【解析】
(1)滴定环节中使用的仪器有滴定管夹、铁架台、烧杯、锥形瓶和滴定管,滴定管装Na2S2O3溶液,Na2S2O3显碱性;
(3)Ⅱ中有MnMnO3沉淀生成同时有碘离子剩余,加入1.0mL硫酸溶液,塞紧瓶塞,振荡水样瓶,沉淀全部溶解,此时溶液变为黄色,说明产生I2,根据氧化还原反应方程式分析;
(4)待测液中有I2,用淀粉溶液做指示剂,溶液为蓝色,终点时为无色;
(5)根据关系式,进行定量分析;
(6)含有较多NO3-时,在酸性条件下,形成硝酸,具有强氧化性,会氧化Na2S2O3。
【详解】
(1)滴定环节中使用的仪器有滴定管夹、铁架台、烧杯、锥形瓶和滴定管,滴定管装Na2S2O3溶液,Na2S2O3显碱性,用碱式滴定管,故答案为:碱式滴定管;
(3)Ⅱ中有MnMnO3沉淀生成同时有碘离子剩余,加入1.0mL硫酸溶液,塞紧瓶塞,振荡水样瓶,沉淀全部溶解,此时溶液变为黄色,说明产生I2,即碘化合价升高,Mn的化合价会降低,离子方程式为MnMnO3+2I-+6H+I2+2Mn2++3H2O,故答案为:MnMnO3+2I-+6H+I2+2Mn2++3H2O;
(4)待测液中有I2,用淀粉溶液做指示剂,溶液为蓝色,终点时为无色,故答案为:蓝;无;
(5)由4Mn2++O2+8OH-2MnMnO3↓+4H2O,MnMnO3+2I-+6H+I2+2Mn2++3H2O,I2 +2Na2S2O3 =2NaI+Na2S4O6,可知关系式,即,则氧气的物质的量x=,v1mL水样中溶解氧=,故答案为:;
(6)含有较多NO3-时,在酸性条件下,形成硝酸,具有强氧化性,会氧化Na2S2O3,即Na2S2O3用量增加,结果偏高,故答案为:偏高。
本题难点(3),信息型氧化还原反应方程式的书写,要注意对反应物和生成物进行分析,在根据得失电子守恒配平;易错点(5),硝酸根存在时,要注意与氢离子在一起会有强氧化性。
28、2-甲基丙酸羟基(酚羟基)+2NaOH+NaBr+2H2O取代反应n12
【解析】
A的核磁共振氢谱中有三组峰;且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,说明A中含有羧基,为一元羧酸,其结构简式为(CH3)2CHCOOH,A与溴发生取代反应生成B,则B的结构简式为(CH3)2CBrCOOH,B与氢氧化钠的醇溶液发生消去反应再酸化后得到C,C为CH2=C(CH3)COOH,C与F反应生成的H中有酯基和醛基,可知C与F发生发反应是酯化反应,则F中含有醛基,也有羟基能与C酯化,结合F的分子式为C7H6O2,可知F中有一个苯环和一个醛基、一个酚羟基;因此D中也有一个苯环和一个酚羟基,结合D分子式C7H8O,可知D中还有一个甲基,另外化合物D苯环上的一氯代物只有两种,可知苯环上的取代基为对位,则D的结构为。
【详解】
(1)根据题中信息,A的核磁共振氢谱中有三组峰;且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,说明A中含有羧基,为一元羧酸,其结构简式为(CH3)2CHCOOH,则A的名称为2-甲基丙酸,故答案为:2-甲基丙酸;
(2)由以上分析知D的结构为,则D的官能团名称为羟基(酚羟基),故答案为:羟基(酚羟基);
(3)在NaOH的醇溶液里发生消去反应得到C为CH2=C(CH3)COOH,则反应②的化学方程式为
+2NaOH +NaBr+2H2O,该反应类型为取代反应,故答案为:. +2NaOH+NaBr+2H2O ;取代反应;
(4)由在NaOH的水溶液里水解并酸化得到的F为,故答案为:;
(5)和CH2=C(CH3)COOH发生酯化反应得到的H为,一定条件下发生加聚反应生成高分子化合物的反应方程式为
;
(6)F的同系物G比F相对分子质量大14,则G的分子式为C8H8O2,其同分异构体中能同时满足如下条件:①苯环上只有两个取代基;②不能使FeCl3溶液显色,说明没有酚羟基,则存在下列几种情况:①苯环上有一个醛基和一个—CH2OH,存在邻、对、间三个位置共3种;②苯环上有一个醛基和一个—OCH3,存在邻、对、间三个位置共3种;③存在一个甲基和一个HCOO—基,存在邻、对、间三个位置共3种;④存在一个甲基和一个—COOH基,存在邻、对、间三个位置共3种;故满足条件的同分异构体共有12种;G的一个同分异构体被酸性高锰酸钾溶液氧化后核磁共振氢谱为两组峰,且峰面积比为2:1,写出G的这种同分异构体的结构简式为,
故答案为: 12 ;;
解这类题目的关键是看懂信息,明确各类有机物的基本反应类型和相互转化关系。解题的关键是要熟悉烃的各种衍生物间的转化关系,不仅要注意物质官能团的衍变,还要注意同时伴随的分子中碳、氢、氧、卤素原子数目以及有机物相对分子质量的衍变,这种数量、质量的改变往往成为解题的突破口。通常可以由原料结合反应条件正向推导产物,也可以从产物结合条件逆向推导原料,也可以从中间产物出发向两侧推导,审题时要抓住基础知识,结合新信息进行分析、联想、对照、迁移应用、参照反应条件推出结论。
29、SO2+OH-=HSO3-BCDHSO3-在溶液中存在电离平衡:HSO3-SO32-+H+,加入CaCl2溶液后,Ca2+与SO32-结合形成CaSO3白色沉淀,消耗溶液中SO32-,使电离平衡正向移动,使溶液中c(H+)增大NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+正2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O8400
【解析】
装置Ⅰ中酸性氧化物SO2和强碱氢氧化钠之间发生反应产生HSO3-,NO和氢氧化钠之间不会反应;装置Ⅱ中NO在酸性条件下,NO和Ce4+之间会发生氧化还原反应产生NO2-、NO3-;装置Ⅲ中,在电解槽的阳极2Ce3+-2e-=2Ce4+,阴极电极反应式为:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;装置Ⅳ中通入氨气、氧气,NO2-与氨气、氧气反应产生NH4NO2。然后结合化学反应原理逐一分析解答。
【详解】
(1)装置Ⅰ中二氧化硫是酸性氧化物,能和强碱氢氧化钠发生反应产生NaHSO3,反应的离子方程式为:SO2+OH-=HSO3-,
(2)①A.pH=7时,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-),故溶液中c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-),所以c(Na+)>c(HSO3-)+c(SO32-),A错误;
B.HSO3-在溶液中存在电离平衡:HSO3-SO32-+H+,由图中数据,pH=7时,c(HSO3-)=c(SO32-),由Ka的表达式可知,H2SO3的第二级电离平衡常数K2≈c(H+)=10-7,B正确;
C.溶液的pH控制在4~5时,c(HSO3-)最大,则为获得尽可能纯的NaHSO3,可将溶液的pH控制在4~5左右,C正确;
D.由图可知,pH=9时溶液为亚硫酸钠溶液,根据质子守恒可得:c(OH-)=c (H+)+c(HSO3-)+2c(H2SO3),D正确;
故合理选项是BCD;
②NaHSO3溶液pH=5,说明HSO3-电离程度大于其水解程度,HSO3-在溶液中存在电离平衡:HSO3-SO32-+H+,向该溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,Ca2+与SO32-结合形成CaSO3白色沉淀,消耗溶液中SO32-,电离平衡正向移动,使溶液中c(H+)增大,最终导致溶液的pH由5降为2;
(3)在装置Ⅱ中NO在酸性条件下,NO和Ce4+之间会发生氧化还原反应:NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+,NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+,反应产生NO2-的离子方程式为:NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+;
(4)由装置图可知:在左侧Ce3+失去电子变为Ce4+,所以左侧电极为阳极,与电源A连接,A电极为电源的正极;右侧电极为阴极,与电源B电极连接,B电极为负极;在装置Ⅲ中,在电解槽的阳极发生反应:2Ce3+-2e-=2Ce4+,左侧正电荷数目增加,使溶液中H+不断通过质子交换膜由左侧进入右侧,在右侧的阴极发生的电极反应式为:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;
(5)装置Ⅳ中通入氨气、氧气,发生反应2NO2-+O2+2H++2NH3=2NH4++2NO3-,NO2-的浓度为0.75ml/L,要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,n(NO2-)=cV=0.75ml/L×1000L=750ml,根据反应方程式中物质反应关系可知消耗氧气的物质的量n(O2)=n(NO2-)=375ml,则消耗氧气在标准状况下的体积V=375ml×22.4L/ml=8400L。
本题考查以工业生产中化学原理吸收SO2和NO的工艺为线索,考查氧化还原反应、离子反应、弱电解质的电离及盐的水解、物质的量的有关计算等知识。掌握反应原理是本题解答的关键,在比较离子浓度大小时,要结合图象中微粒种类、浓度大小和溶液pH关系分析判断。
选项
操作
现象
结论
A
①将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口
试纸不变色
受热不分解
B
②中振荡后静置
下层液体颜色变浅
溶液可除去溶在溴苯中的
C
③旋开活塞
观察到红色喷泉
极易溶于水,氨水显碱性
D
④闭合开关K,形成原电池
Zn极上有红色固体析出
锌的金属性比铜强
A
CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl
均为取代反应
B
由油脂得到甘油;由卤代烃制醇
均发生了水解反应
C
Cl2+2Br‾→2Cl‾+Br2;Zn+Cu2+→Zn2++Cu
均为单质被还原的置换反应
D
2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑;
2F2+2H2O→4HF+ O2
均为水作还原剂的氧化还原反应
实验
试剂
编号及现象
滴管
试管
2mL
1%酚酞溶液
1 ml·L-1 NaNO2溶液
实验I:溶液变为浅红色,微热后红色加深
1 ml·L-1 NaNO2溶液
0.1 ml·L-1 KMnO4 溶液
实验II:开始无明显变化,向溶液中滴加稀硫酸后紫色褪去
KSCN溶液
1 ml·L-1 FeSO4
溶液(pH=3)
实验III:无明显变化
1 ml·L-1 NaNO2溶液
1 ml·L-1 FeSO4
溶液(pH=3)
实验IV:溶液先变黄,后迅速变为棕色,滴加KSCN溶液变红
实验
溶液a
编号及现象
1 ml·L-1FeSO4溶液(pH=3)
i.溶液由___色迅速变为___色
____________________
ii.无明显变化
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