2021届江苏省高考压轴卷之化学Word版含答案解析
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2021江苏省高考压轴卷
化 学
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32 C 35.5 K 39 Ca 40 Cr 52 Fe 56 Cu 64 I 127
一、单项选择题:共14题,每题3分,共42分.每题只有一个选项最符合题意.
1.我国力争在2060年前实现“碳中和”,体现了中国对解决气候问题的大国担当。下列措施对实现“碳中和”不具有直接贡献的是
A.推行生活垃圾分类 B.植树造林增加绿色植被
C.采取节能低碳生活方式 D.创新转化为碳燃料的技术
2.侯氏制碱法主要反应原理:NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。下列有关说法不正确的是
A.CO2空间构型为直线形 B.NaCl固体为离子晶体
C.Na的原子结构示意图为 D.NH4Cl的电子式为
3.氮及其化合物在生产、生活中有广泛应用。下列含氮物质的性质与用途具有对应关系的是
A.N2性质稳定,可用于制取氨气 B.NH4Cl溶液呈酸性,可用于除铁锈
C.NH3具有还原性,可用作制冷剂 D.HNO3具有强氧化性,可用于制备硝酸铵
4.通过反应Ⅰ:可将有机氯化工业的副产品转化为。在、反应物起始物质的量比条件下,不同温度时平衡转化率如题图所示。向反应体系中加入,能加快反应速率。
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
下列说法正确的是
A.反应Ⅰ的
B.升高温度和增大压强均能提高反应Ⅰ中的平衡转化率
C.保持其他条件不变,500℃时,使用,能使转化率从点的值升至点的值
5.硫及其化合物在生产生活中具有广泛应用。由自然界的硫磺和金属硫化物矿通过化学反应可得到,催化氧化生成,其热化学方程式为 。燃煤、金属冶炼和硫酸生产等产生的尾气中都含有,用等碱性溶液吸收尾气中的,可得到、等化工产品。是一种空气污染物,会导致硫酸型酸雨。下列选项所述措施均能减少工业排放尾气中含量的是
①以其他清洁能源代替燃煤②对煤炭进行固硫、脱硫处理
③用“石灰乳+氧气”吸收含的尾④将含的尾气向高空排放
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
6.水合肼(N2H4·H2O)是重要的氢能源稳定剂,其制备的反应原理为NaClO+2NH3=N2H4·H2O+NaCl。下列装置和操作不能达到实验目的的是
A.在装置甲的圆底烧瓶中加入碱石灰制取NH3
B.用装置乙作为反应过程的安全瓶
C.制备水合肼时从装置丙的b口通入NH3
D.用装置丁吸收反应中过量的NH3
7.、、、四种短周期元素的原子半径和最高正化合价见下表。
元素
原子半径/
0.117
0.110
0.102
0.077
最高正化合价
+4
+5
+6
+4
下列有关说法正确的是
A.元素在周期表中位于第2周期ⅣA族
B.元素最高价氧化物的水化物的酸性比的强
C.元素的简单气态氢化物的热稳定性比的强
D.四种元素中,元素形成的化合物的种类最多
8.下列指定反应的离子方程式正确的是
A.用惰性电极电解NaCl溶液:2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
B.AgNO3溶液中加入过量氨水:Ag++NH3·H2O=AgOH↓+
C.向NaClO溶液中通入足量SO2气体:ClO-+SO2+H2O=HClO+
D.铜与稀硝酸反应:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O
9.抗氧化剂香豆酰缬氨酸乙酯(Z)可由图中反应制得。
+
下列关于化合物X、Y、Z说法不正确的是
A.化合物X的分子式为C9H8O3
B.化合物Y中所含元素的电负性:O>N>C>H
C.化合物Z中的含氧官能团有酯基、酰胺基、羟基
D.1mol化合物Z最多能与含1mol Br2的溴水发生反应
10.甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种500℃时,在含氧离子()的熔融碳酸盐中电解甲院的方法,实现了无水、零排放的方式生产H2和C。反应原理如右图所示。下列说法正确的是
A.X为电源的负极
B.Ni电极上发生的电极反应方程式为
C.电解一段时间后熔融盐中的物质的量变多
D.该条件下,每产生22.4L H2,电路中转移2mol电子
11.科学家利用氨硼烷设计成原电池装置如下图所示,该电池在常温下即可工作,总反应为NH3·BH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O。下列说法错误的是
A.b室为该原电池的正极区
B.a室发生的电极反应式为NH3·BH3+2H2O-6e-=NH+BO+6H+
C.放电过程中,H+通过质子交换膜由b室移向a室
D.其他条件不变,向H2O2溶液中加入适量硫酸能增大电流强度
12.下列实验操作能达到实验目的的是
A.用装置甲检验该条件下铁发生了吸氧腐蚀
B.用装置乙制取并收集少量SO2气体
C.用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中的少量HCl
D.用湿润的pH试纸测量0.01mol·L-1Na2CO3溶液的pH
13.室温下,通过下列实验探究溶液的性质。
实验
实验操作和现象
1
用试纸测定溶液的,测得约为5
2
向溶液中滴加酸性溶液,溶液紫红色褪去
3
将浓度均为的和溶液等体积混合,产生白色沉淀
4
向溶液中滴加稀盐酸,有刺激性气体产生
下列有关说法正确的是
A.溶液中存在
B.实验2说明溶液具有漂白性
C.依据实验3的现象,不能得出的结论
D.实验4中生成的刺激性气体可能为
14.是一种重要的化工原料,主要用于生产三氧化硫、亚硫酸盐等,生产的反应为 。实验室用浓硫酸和固体反应制取少量。排放到大气中会形成酸雨。下列有关生产反应的说法正确的是
A.反应的
B.反应中每消耗转移的电子的物质的量为
C.升温、加压和使用催化剂能增大的生成速率
D.当时,说明该反应处于平衡状态
二、非选择题:共4题,共58分.
15.(16分)三氯化铬(CrCl3)是化学合成中的常见物质,工业上用铬酸钠(Na2CrO4)来制备。
Ⅰ.制备三氯化铬
某兴趣小组用实验室中的红矾钠(Na2Cr2O7)为原料来制备CrCl3.流程如下:
已知:a.CrCl3·6H2O不溶于乙醚,易溶于水、乙醇,易水解。
b.CrCl3·6H2O易升华,在高温下能被氧化。
(1)步骤Ⅰ中“加入40%NaOH”的作用是___________。步骤Ⅰ中“加CH3OH与10%HCl”中甲醇作为还原剂,反应后生成CO2,请写出反应的离子方程式:___________。
(2)步骤Ⅲ,请补充完整由步骤Ⅱ得到的固体Cr(OH)3经多步操作制备CrCl3·6H2O的实验操作:___________。(实验中须使用的:6.0mol/L盐酸、乙醚、减压干燥器)
Ⅱ.测定三氯化铬质量分数
称取样品0.3000g,加水溶解并定容于250mL容量瓶中。移取25.00mL于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,加热至沸腾后加入1g Na2O2,充分加热煮沸,适当稀释,然后加入过量2mol·L-1H2SO4至溶液呈强酸性,此时铬以Cr2O存在,再加入1.1g KI,加塞摇匀,充分反应后铬完全以Cr3+存在,于暗处静置5min后,加入1mL淀粉溶液指示剂,用0.0250mol·L-1标准Na2S2O3溶液滴定至终点,平行测定三次,平均消耗标准Na2S2O3溶液21.00mL。(已知:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)
(3)加入Na2O2后要加热煮沸,其主要原因是___________。
(4)若滴定时振荡不充分,刚看到局部变色就停止滴定,则会使样品中无水三氯化铬的质量分数的测量结果___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(5)计算样品中无水三氯化铬的质量分数为___________。(保留三位有效数字)
16.(14分)多奈哌齐是一种治疗阿尔茨海默病的药物,其合成路线如下:
(1)F→G的反应类型为_______。
(2)在答题纸上用“*”标出G中的手性碳原子_______。
(3)D→E中加入试剂X的分子式为C6H5NO,写出X的结构简式:_______。
(4)D的一种同分异构体Y同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:_______。
①Y能与FeCl3发生显色反应
②1 molY与足量溴水反应时最多能消耗4 mol Br2
③Y分子中不同化学环境的氢原子数目比为6:3:2:1
(5)设计以和HOOCCH2COOH为原料制备的合成路线_______ (无机试剂、有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
17.(15分)Fe3O4呈黑色,超细Fe304粉体可制成磁流体,应用广泛。
(l)检验Fe3O4中铁元素的价态:用盐酸溶解Fe3O4,取少量溶液滴加 ___,溶液变红;另取少量溶液滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生____。
(2)氧化一沉淀法制备Fe3O4
a.向稀硫酸中加入过量铁粉,得到FeS04溶液。
b.在N2保护下,向热NaOH溶液中加入FeSO4溶液,搅拌,得到Fe(OH)2浊液。将NaN03溶液滴入浊液中,充分反应得到Fe3O4同时还有NH3生成,则反应的离子方程式为____。
(3)超细Fe3O4粉体制备
步骤I:称取0. 9925gFeC13和1.194gFeCl2·4H2O溶于30ml蒸馏水中。
步骤Ⅱ:将溶液加入到三颈烧瓶中(如图所示),加热至60℃,强力搅拌。
步骤Ⅲ:30min后,不断搅拌下缓慢滴加1mol/LNaOH溶液至pH约 为11。
步骤Ⅳ:加入0. 25g柠檬酸三钠,升温至80℃恒温搅拌th,然后冷却至室温。
步骤V:从液体(胶体)中分离出超细Fe3O4粗品。
步骤Ⅵ:用少量蒸馏水和乙醇反复洗涤,60℃真空干燥2h。
①步骤Ⅱ中强力搅拌的目的是__________
②步骤Ⅲ中的混合液变黑,步骤I中Fe3+和Fe2+物质的量之比约为1:1而不是2:1的原因是_______
③胶体加热且搅拌条件下极容易发生聚沉,则步骤Ⅳ中加入柠檬酸三钠的作用可能为_____
④关于此实验,下列说法正确的是 ___。
A.用一束可见光照射步骤Ⅳ所得溶液会出现一条光亮的通路
B.步骤V能通过直接过滤得到超细Fe3 O4 C.步骤Ⅵ中乙醇作用为除水
18.(13分)氰化氢(HCN,易挥发,)主要应用于电镀、采矿、药物合成等工业生产。HCN、能抑制人体组织细胞内酶的活性,不能直接排放到环境中。
(1)Na2S2O3在临床上常用于氰化物的解毒剂。解毒的原理是将转化为和。验证该转化过程中生成的实验方法是:向NaCN溶液中加入过量的Na2S2O3的溶液,充分反应后,取少量反应后的溶液于试管中,加入足量稀盐酸酸化,_______。
(2)Cu2+可催化过氧化氢氧化废水中的。
①反应不能在酸性条件下进行,原因是_______
②在含氰废水总量、过氧化氢用量和溶液pH一定的情况下,反应相同时间,测得的氧化去除率随c(Cu2+)的变化与如图所示。c(Cu2+)超过时,的氧化去除率有所下降,原因是_______。
(3)通过电激发产生和可处理废水中的,其可能的反应机理如图所示。
①反应I的离子方程式为_______。
②虚线方框内的过程可描述为_______。
(4)在铜镍为催化剂(Cu、CuO为活性组分,Cu的催化活性效果更好)的条件下,可利用反应:
除去废气中的HCN。将含相同比例的HCN(g)、H2O(g)、CO(g)[或N2(g)]混合气体分别通过催化剂,反应相同的时间,测得HCN(g)的去除率随温度变化如图所示。200℃时含CO的混合气体中HCN(g)的去除率较高,而400℃时含CO的混合气体中HCN(g)的去除率较低。其原因是_______。
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化学
参考答案及解析
1.【答案】A
【解析】A.推行生活垃圾分类,有利于回收利用,防止污染,对实现“碳中和”不具有直接贡献,故A选;B.植树造林增加绿色植被对实现“碳中和”具有直接贡献,故B不选;C.采取节能低碳生活方式对实现“碳中和”具有直接贡献,故C不选;D.创新转化为碳燃料的技术对实现“碳中和”具有直接贡献,故D不选;答案选A。
2.【答案】D
【解析】A.CO2的结构式为O=C=O,为直线形分子,故A正确;B.NaCl由钠离子和氯离子通过离子键结合而成,属于离子化合物,固体为离子晶体,故B正确;C.钠的原子序数为11,核外电子排布为2,8,1,原子结构示意图为:,故C正确;D.NH4Cl的电子式为,故D错误;故选:D。
3.【答案】B
【解析】A.N2可以与氢气反应,用于制取氨气,不是因为性质稳定,A错误;B.NH4Cl溶液呈酸性,可与氧化铁反应,用于除铁锈,B正确;C.NH3易液化,用作制冷剂,和还原性无关,C错误;D.HNO3与NH3发生非氧化还原反应制备硝酸铵,与硝酸的强氧化性无关,D错误。
答案选B。
4.【答案】D
【解析】A.根据盖斯定律,由Ⅱ+Ⅲ2得,故A错误;B.反应Ⅰ为气体体积减小的放热反应,升高温度平衡逆向移动, 的平衡转化率降低,故B错误;C.使用作催化剂,只能加快反应速率,不能改变的平衡转化率,故C错误;D.在、500℃条件下,若起始,增加了O2的相对含量,能提高HCl的转化率,的转化率可能达到点的值,故D正确;答案选D。
5.【答案】A
【解析】以天燃气,太阳能,电能等其他清洁能源代替燃煤,可以减少二氧化硫的排放,①可以;
在煤炭中加入氧化钙,使之在燃烧的过程中转化为硫酸钙,进行固硫、脱硫处理,可以减少二氧化硫的排放,②可以;用“石灰乳+氧气”吸收含的尾气,二氧化硫被氧化生成硫酸钙,也能减少二氧化硫的排放,③可以;将含的尾气向高空排放,并不能减少二氧化硫对大气的污染,④不可以;故选A。故选A。
6.【答案】C
【解析】A.浓氨水遇碱放出氨气,在装置甲的圆底烧瓶中加入碱石灰制取NH3,故A正确;B.氨气易溶于水,为防止倒吸,装置乙作为反应过程的安全瓶,故B正确;C.氨气密度比空气小,为有利于氨气和NaClO溶液反应,制备水合肼时从装置丙的a口通入NH3,故C错误;D.氨气会污染环境,用装置丁吸收反应中过量的NH3,并能防倒吸,故D正确;答案选C。
7.【答案】D
【解析】X和W的最高价均是+4价,位于第ⅣA族,X的原子半径大于W的,则W是C,X是Si;Y和Z的最高价分别是+5和+6价,原子半径是X>Y>Z>W,则Y是P,Z是S。A.元素X是Si,在周期表中位于第三周期ⅣA族,A错误;B.元素Y是P,非金属性P<S,则最高价氧化物的水化物的酸性比S的弱,B错误;C.非金属性O>S,则元素S的简单气态氢化物的热稳定性比的弱,C错误;D.由于有机物均含有碳元素,则四种元素中,元素C形成的化合物的种类最多,D正确;答案选D。
8.【答案】D
【解析】A. 用惰性电极电解NaCl溶液,阳极氯离子放电,电极反应式为,阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气,电极反应式为,正确的离子方程式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,A错误;B. AgNO3溶液中加入过量氨水生成,正确的离子方程式为:Ag++3NH3·H2O=+OH-+ +2H2O,B错误;C. 向NaClO溶液中通入足量SO2气体,发生氧化还原反应,正确的离子方程式为:ClO-+SO2+H2O=Cl-++2H+,C错误;D. 铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,离子方程式正确,D正确;故选D。
9.【答案】D
【解析】A.由X的结构简式可知其分子式为C9H8O3,A项正确;B.Y中有C、N、O、H四种元素,元素的非金属性越强,电负性越强,其电负性大小顺序为:O>N>C>H,B项正确;C.Z中含氧官能团有酯基、酰胺基、羟基,C项正确;D.1molZ中的碳碳双键与Br2发生1:1加成反应,酚羟基邻位氢原子能与溴水发生取代反应,消耗2molBr2,故1molZ最多能与含3Br2的溴水反应,D项错误;答案选D。
10.【答案】B
【解析】A. 电解池电极Ni-YSZ中甲烷变成CO2, C元素的化合价升高,失电子,发生氧化反应,作阳极,因此X为电源的正极,故A错误;B. 阴极上发生还原反应,Ni电极上发生的电极反应方程式为,故B正确;C. 电解一段时间后熔融盐中的物质的量不会变多,生成的通过熔融盐转移到阳极参加反应,故C错误;D. 总反应为:CH4 C+2H2 ,反应条件为500℃,该条件下不是标准状况,故D错误;故选B。
11.【答案】C
【解析】A.根据总反应可知H2O2被还原,所以b室发生的是还原反应,为原电池的正极区,A正确;B.根据总反应可知电池放电时NH3·BH3被氧化得到NH和BO,结合电子守恒和元素守恒可得电极反应式为NH3·BH3+2H2O-6e-=NH+BO+6H+,B正确;C.原电池中阳离子由负极区流向正极区,即H+通过质子交换膜由a室移向b室,C错误;D.硫酸为强电解质,加入适量的硫酸,可以增加溶液中离子浓度,增强导电能力,增大电流强度,D正确;综上所述答案为C。
12. 【答案】A
【解析】A.装置甲中铁粉和碳粉与溶解了氧气的氯化钠溶液形成了原电池,铁是负极,碳是正极,负极铁失电子被腐蚀,正极氧气得电子被消耗,装置中压强减小,导管中红墨水的液注会上升,故能检验该条件下铁发生了吸氧腐蚀,故A正确;B.铜与浓硫酸反应制取二氧化硫需要加热,该装置没加热,故B错误;C.饱和NaHCO3溶液也能吸收Cl2,且HCl与NaHCO3溶液反应生成CO2,应该用饱和NaCl溶液除去Cl2中的少量HCl,故C错误;D.用pH试纸测量0.01mol·L-1Na2CO3溶液的pH,试纸不能湿润,否则相当于稀释溶液,使测得结果不准确,故D错误;答案选A。
13.【答案】A
【解析】A.溶液中存在电荷守恒:和物料守恒:,两式联立消去c(Na+)得,故A正确;B.酸性溶液具有强氧化性,溶液被氧化,说明溶液具有还原性,故B错误;C.等体积混合,混合后浓度减半,即混合后c()=,c()=,c()=,和反应后生成,c()=c()=,c()c()==,因此时有沉淀产生,故能得出结论,故C错误;D.和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化硫,故生成的刺激性气体为,故D错误;答案选A。
14.【答案】C
【解析】A.该反应气体系数之和减小,所以∆S<0,A错误;B.未指明温度和压强,22.4L氧气的物质的量不一定是1mol,B错误;C.升温可以增大活化分子百分数,加压可以增大单位体积内活化分子数,催化剂可以降低反应活化能,都可以加增大SO3的生成速率,C正确;D.平衡时各物质的浓度不再改变,但c(SO2)和c(SO3)不一定相等,这与初始投料和转化率有关,D错误;综上所述答案为C。
15.【答案】(16分)(1)将红矾钠充分转化为铬酸钠(或者将Na2Cr2O7转化为Na2CrO4) (2分) 10H++2CrO+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑ (2分)
(2)将过滤后所得固体溶解于过量的盐酸中,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,用乙醚洗涤2~3次,减压干燥得到CrCl3·6H2O (4分)
(3)除去其中溶解的氧气,防止氧气将I−氧化,产生偏高的误差 (2分)
(4)偏低 (2分) (5)92.5% (4分)
【解析】步骤Ⅰ中,加入40%NaOH溶液,发生反应Na2Cr2O7+2NaOH=2Na2CrO4+H2O;Na2CrO4在酸性条件下被CH3OH还原为CrCl3,发生反应的化学方程式为10HCl+2Na2CrO4+CH3OH=4NaCl+2CrCl3+7H2O+CO2↑;步骤II中,调节pH=7,此时CrCl3转化为Cr(OH)3沉淀,过滤,滤去溶液,得沉淀;往沉淀中加入过量的盐酸,Cr(OH)3溶解生成CrCl3;将溶液蒸发结晶,便可得到CrCl3·6H2O;由于CrCl3·6H2O不溶于乙醚,易溶于水、乙醇,易水解,易升华,在高温下能被氧化,所以在洗涤、干燥过程中,要注意选择溶剂、并控制干燥的温度。
Ⅰ.(1)步骤Ⅰ中,加入40%NaOH,可实现Na2Cr2O7向Na2CrO4的转化,所以作用是将红矾钠转化为铬酸钠(或者将Na2Cr2O7转化为Na2CrO4)。步骤Ⅰ中甲醇作为还原剂,反应后生成CO2,同时Na2CrO4被还原为CrCl3,反应的离子方程式为:10H++2CrO+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑;
(2)加入盐酸后,Cr(OH)3溶解生成CrCl3,若想获得CrCl3,需要从溶液中提取溶质,所以需进行的操作为蒸发浓缩、冷却结晶;由题给信息可知,CrCl3·6H2O不溶于乙醚,易溶于水、乙醇、易水解,所以需进行过滤,用乙醚洗涤2~3次的操作;由题给信息可知,CrCl3·6H2O易升华,在高温下能被氧化,所以还要进行低温干燥或减压干燥的操作;
Ⅱ.(3)在Na2O2氧化CrCl3的过程中,会有一定量的O2溶解在溶液中,也会将I−氧化为I2,从而干扰实验结果的测定,所以充分加热煮沸的原因是除去其中溶解的氧气,防止氧气将I−氧化,产生偏高的误差;
(4)滴入最后一滴时,如果溶液颜色在半分钟内不变色,则达到滴定终点;若滴定时振荡不充分,刚看到局部变色就停止滴定,则会使样品中无水三氯化铬反应不完全,所以导致它的质量分数的测量结果偏低;
(5)令25.00mL溶液中n(Cr3+),由Cr元素守恒及方程式可得关系式2Cr3+~ Cr2~3I2~6Na2S2O3,根据关系式计算。
故n(Cr3+)=0.0250mol/L0.021L,所以250mL溶液中含Cr3+的物质的量为0.0250mol/L0.021L=0.00175mol,根据Cr元素守恒可知n(CrCl3)=0.00175mol,所以样品中含CrCl3的质量为m(CrCl3)=0.00175mol158.5g/mol,故样品中无水三氯化铬的质量分数为100%=92.5%。
16.【答案】(14分)(1)取代反应(2分) (2) (2分)
(3) (2分) (4) (3分) (5) (5分)
【解析】根据题中合成路线,A与HOOCCH2COOH反应生成B,B与氢气加成生成C,C在PPA环境下发生分子内取代脱水生成D,D与X生成E,根据(3)中给出的X的化学式为C6H5NO和E的结构反推推得X为,E与氢气加成生成F,根据F的化学式为C17H23NO3和G的结构,反推得F结构为,通过G结构推得F与发生取代反应生成G。(1)F与发生取代反应生成G,故F→G的反应类型为取代反应(2)一个碳原子连接四个不同原子或者原子团,该碳原子叫“手性碳原子”,故G只有一个手性碳原子用*标注:(3)根据X分子式C6H5NO和E的结构反推X的结构简式为(4) Y为D的同分异构体,则分子式为C11H12O3,能与FeCl3发生显色反应,说明Y中含有酚羟基,有结构,1 molY与足量溴水反应时最多能消耗4 mol Br2,说明Y的苯环上的氢的个数和取代基上可以和溴发生加成的双键、三键数目之和为4,再根据Y分子中不同化学环境的氢原子数目比为6:3:2:1,符合条件的Y的结构为:(5) 聚合物的单体为,可由与发生酯化反应获得,根据题中流程的A B的反应可知,与HOOCCH2COOH反应生成,故合成路线为:。
17.【答案】(15分)(1)KSCN溶液(2分) 蓝色沉淀(2分)
(2)12Fe(OH)2+NO3-=4Fe3O4+NH3↑+OH-+10H2O(2分)
(3)使FeCl3溶液与FeCl2溶液充分混匀(2分)
因Fe2+易被氧化,2:1会导致Fe2+不足生成不了Fe3O4(2分)
使Fe3O4胶体颗粒不团聚(2分) AC (3分)
【解析】(1)Fe3O4中铁元素的价态为+2、+3价,加入KSCN溶液变红;加K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀;答案为:KSCN溶液;蓝色沉淀;
(2)Fe(OH)2浊液与NaN03溶液反应生成Fe3O4同时还有NH3生成,则反应的离子方程式为:12Fe(OH)2+NO3-=4Fe3O4+NH3↑+OH-+10H2O;
(3)① 取0.9925g FeCl3和1.194g FeCl2⋅4H2O溶于30mL蒸馏水中,强力搅拌为使其混合充分,为使FeCl3 与FeCl2溶液充分混匀,需强力搅拌;故答案为使FeCl3 与FeCl2溶液充分混匀;
②步骤I中Fe3+和Fe2+物质的量之比约为1:1,由于Fe2已被空气中的氧气氧化生成Fe3+,导致不能生成Fe3 O4,答案为:因Fe2+易被氧化,2:1会导致Fe2+不足生成不了Fe3O4;
③Fe3O4颗粒容易团聚为大颗粒形成沉淀,则不能得到超细Fe3O4粉体,故加入柠檬酸三钠防止其团聚;故答案为使Fe3O4颗粒不团聚;
④A.步骤Ⅳ所得溶液为超细Fe3 O4胶体,用一束可见光照射步骤Ⅳ所得溶液会出现丁达尔效应,A正确;B.由题信息可知超细Fe3O4粉体具有磁性,可采用磁铁放在瓶底使其聚集,静置,倾去上层清液即可,B错误;C.水易溶于乙醇,且乙醇易挥发,可除去粒子表面的水并使其快速干燥,C正确;答案为AC。
18.【答案】(13分)(1)向其中加入几滴FeCl3溶液,溶液变为红色,说明该转化生成了SCN- (2分) (2)酸性条件下溶液中的氰化物转变为HCN逸出,造成污染(2分)
c(Cu2+)超过90mg·L-1,会催化过氧化氢分解,与CN-反应的H2O2的量减少(2分)
(3)10▪OH+2OH-+2CN-=N2↑+6H2O+2 (2分)
O2在阴极表面得电子被还原成,结合H+生成O2H,O2H分解生成O2和H2O(2分)
(4)CO抑制了HCN(g)+H2O(g)⇌NH3(g)+CO(g)反应的正向进行,同时CO可将CuO还原为催化活性更好的Cu。400℃时前者为主要因素,200℃时后者为主要因素(3分)
【解析】(1)将转化为和,检验即可,充分反应后,取少量反应后的溶液于试管中,加入足量稀盐酸酸化,向其中加入几滴FeCl3溶液,溶液变为红色,说明该转化生成了SCN-,故答案为:向其中加入几滴FeCl3溶液,溶液变为红色,说明该转化生成了SCN-;
(2)①Cu2+可催化过氧化氢氧化废水中的,酸性条件下溶液中的氰化物转变为HCN逸出,造成污染,故答案为:酸性条件下溶液中的氰化物转变为HCN逸出,造成污染;
②c(Cu2+)超过90mg·L-1,会催化过氧化氢分解,与CN-反应的H2O2的量减少,的氧化去除率有所下降,故答案为:c(Cu2+)超过90mg·L-1,会催化过氧化氢分解,与CN-反应的H2O2的量减少;
(3)①由图可知,反应I中HO▪、CN-在碱性条件下反应,生成N2、H2O和CO,N元素由-5价上升到0价,O元素由-1价下降到-2价,根据得失电子守恒和质量守恒配平方程式为:10▪OH+2OH-+2CN-=N2↑+6H2O+2CO,故答案为:10▪OH+2OH-+2CN-=N2↑+6H2O+2CO;
②由图可知,虚线方框内的过程可描述为:O2在阴极表面得电子被还原成O,O结合H+生成O2H,O2H分解生成O2和H2O;故答案为:O2在阴极表面得电子被还原成O,O结合H+生成O2H,O2H分解生成O2和H2O;
(4) CO抑制了HCN(g)+H2O(g)NH3(g)+CO(g)反应的正向进行,同时CO可将CuO还原为催化活性更好的Cu。400℃时前者为主要因素,200℃时后者为主要因素;故答案为:CO抑制了HCN(g)+H2O(g)⇌NH3(g)+CO(g)反应的正向进行,同时CO可将CuO还原为催化活性更好的Cu。400℃时前者为主要因素,200℃时后者为主要因素。
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