


辽宁省名校联盟2022-2023学年高三上学期9月联合考试化学试题含解析
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这是一份辽宁省名校联盟2022-2023学年高三上学期9月联合考试化学试题含解析,共27页。试卷主要包含了单选题,工业流程题,实验题,有机推断题等内容,欢迎下载使用。
辽宁省名校联盟2022-2023学年高三上学期9月联合考试化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学与生活密切相关,下列叙述正确的是
A.漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果
B.尼龙由己胺和己酸经缩聚反应制备
C.棉花、麻和蚕丝均为碳水化合物
D.碳酸氢钠可作食品膨松剂
【答案】D
【详解】A.漂白粉与盐酸混合后漂白粉中的次氯酸钙与盐酸反应生成氯化钙、氯气和水,会使漂白粉的消毒效果降低,故A错误;
B.由结构简式可知,尼龙是由己二胺和己二酸一定条件下发生缩聚反应制备而得,故B错误;
C.蚕丝的主要成分为蛋白质,不属于碳水化合物,故C错误;
D.碳酸氢钠受热分解生成的二氧化碳使食品疏松多孔,常用做食品膨松剂,故D正确;
故选D。
2.下列符号表征或说法正确的是
A.电离: B.位于元素周期表p区
C.空间结构:平面三角形 D.电子式:
【答案】C
【详解】A.是二元弱酸,电离分步进行,其一级电离方程式为,A错误;
B.基态原子的价电子排布式是,最后一个电子填充在s能级,位于元素周期表s区,B错误;
C.中心碳原子的价层电子对数为,故其空间结构为平面三角形,C正确;
D.是离子化合物,电子式为,D错误;
故答案选C。
3.为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中含有的中子数为
B.乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为
C.的溶液中数为
D.和于密闭容器中充分反应后,分子总数为
【答案】A
【详解】A.18O的中子数为10,1.8g 18O中含有的中子数为×10×NAmol—1=NA,故A正确;
B.缺标准状况下条件,无法计算11.2L乙烷和丙烯混合气体中乙烷和丙烯的物质的量和所含碳氢键数目,故B错误;
C.重铬酸钾溶液中存在如下平衡,则1LpH为4的0.1mol/L的重铬酸钾溶液中重铬酸根离子的数目小于0.1mol/L×1L×NAmol—1=0.1NA,故C错误;
D.氢气和碘蒸气的反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以0.1mol氢气和0.1mol碘蒸气反应生成碘化氢的分子数小于0.1mol/L×2×NAmol—1=0.2NA,故D错误;
故选A。
4.下列反应的离子方程式不正确的是
A.乙醇与酸性溶液反应:
B.将少量通入NaClO溶液:
C.向烧碱溶液中加入一小段铝片:
D.向氯化铜溶液中通入硫化氢气体:
【答案】D
【详解】A.乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸铬、乙酸和水,反应的离子方程式为,故A正确;
B.少量二氧化硫与次氯酸钠溶液反应生成硫酸钠、氯化钠和次氯酸,反应的离子方程式为,故B正确;
C.铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为,故C正确;
D.氯化铜溶液与硫化氢气体反应生成硫化铜沉淀和盐酸,反应的离子方程式为,故D错误;
故选D。
5.为实现下列物质之间的转化,需要加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.氯酸钾在二氧化锰做催化剂的条件下受热分解生成氯化钾和氧气,不需要加入还原剂就能实现,故A不符合题意;
B.氧化铜转化为铜时,铜元素的化合价降低被还原,氧化铜为反应的氧化剂,转化时需要加入还原剂才能实现反应,故B符合题意;
C.铜转化为硝酸铜时,铜元素的化合价升高被氧化,转化时需要加入氧化剂才能实现反应,故C不符合题意;
D.碳酸氢根离子转化为二氧化碳时,没有元素发生化合价变化,不需要加入还原剂就能实现,故D不符合题意;
故选B。
6.下列有关物质的叙述正确的有:
①蛋白质的二级结构与肽键的形成有关
②核酸是由核苷酸单体形成的生物大分子,其单体水解可得到核苷和磷酸
③的名称是1,3,4-三甲苯
④中,所有碳原子不可能处于同一平面
⑤根据是否有丁达尔效应将分散系分为溶液、胶体和浊液
⑥酸性:
⑦向硫酸铜溶液中加人氨水,先形成难溶物,继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色溶液,向该溶液中加入乙醇,析出深蓝色晶体
⑧测定新制氯水的pH时,先用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,再与标准比色卡对照
⑨同温同压下,等体积的CO2与CO的密度之比是11∶7
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】C
【详解】①蛋白质分子中各种氨基酸单体的排列顺序是蛋白质的—级结构,多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构为蛋白质的二级结构,则—级结构中含有肽键,一级结构与肽键的形成有关,故错误;
②核酸是由核苷酸单体形成的生物大分子,单体水解可得到核苷和磷酸,故正确;
③由结构简式可知,芳香烃的名称为1,2,4—三甲苯,故错误;
④由结构简式可知,芳香烃分子中含有饱和碳原子,饱和碳原子的空间构型为四面体形,所以芳香烃分子中所有碳原子不可能处于同一平面,故正确;
⑤根据分散质颗粒直径的大小将分散系分为溶液、胶体和浊液,故错误;
⑥卤素原子为吸电子基团,会使羧酸分子中羧基的极性增强,更易电离出氢离子,酸性更强,氟元素的电负性大于氯元素,吸电子能力更强,烃基连有氟原子会使羧酸分子中羧基的极性强于烃基连有氯原子的羧酸,酸性强于烃基连有氯原子的羧酸,则三氟乙酸、三氯乙酸、乙酸的酸性依次减弱,故正确;
⑦向硫酸铜溶液中加人氨水,先形成氢氧化铜难溶物,继续滴加氨水,氢氧化铜难溶物溶解得到深蓝色溶液,向深蓝色溶液中加入乙醇,会析出深蓝色晶体,故错误;
⑧氯水中含有的具有强氧化性次氯酸会使有机色质漂白褪色,所以不能用pH试纸测定氯水的pH,故错误;
⑨同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,则同温同压下,等体积的二氧化碳与一氧化碳的密度之比是11∶7,故正确;
②④⑥⑨正确,故选C。
7.在一定条件下M可与N发生如图转化生成一种具有优良光学性能的树脂Q。下列说法正确的是
A.在酸性条件下的水解产物最多能消耗
B.N可以发生加成反应、取代反应、氧化反应、还原反应
C.最多可消耗
D.与M官能团种类和数目都相同的芳香族化合物还有4种
【答案】B
【详解】A.由结构简式可知,Q在酸性条件下发生水解反应生成和,不能与碳酸氢钠溶液反应,能与碳酸氢钠溶液反应,则1molQ在酸性条件下的水解产物最多能消耗1mol碳酸氢钠,故A错误;
B.由结构简式可知,分子中含有的碳碳双键能发生加成反应、氧化反应和还原反应,含有的羧基能发生取代反应,故B正确;
C.由结构简式可知,Q与氢氧化钠溶液反应反应生成和,则1molQ最多可消耗5mol氢氧化钠,故C错误;
D.由结构简式可知,与的官能团种类和数目都相同的芳香族化合物还有、、、、,共有5种,故D错误;
故选B。
8.为完成下列实验目的,对应的实验操作及现象正确的是
选项
实验目的
实验操作及现象
A
证明丙烯醛()中含有碳碳双键
取样,滴加溶液,溶液褪色
B
证明某溶液中含元素
在火焰上灼烧搅拌过该无色溶液的玻璃棒,火焰出现黄色
C
配制的溶液
称取4.0g固体于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至容量瓶中定容
D
验证溴乙烷发生了消去反应
将溴乙烷和氢氧化钠乙醇溶液共热后产生的气体通入溴水中,溶液褪色
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.丙烯醛分子中的碳碳双键和醛基都能与高锰酸钾溶液溶液发生氧化反应使溶液褪色,则高锰酸钾溶液褪色不能证明丙烯醛分子中含有碳碳双键,故A错误;
B.玻璃中含有钠元素,则在火焰上灼烧搅拌过该无色溶液的玻璃棒,火焰出现黄色不能证明溶液中含有钠离子,故B错误;
C.配制250mL0.400mol/L氢氧化钠溶液时,加入少量蒸馏水溶解氢氧化钠固体后,应待冷却后将溶液转移至容量瓶中,洗涤烧杯和玻璃棒2—3次,并将洗涤液转移至容量瓶中,否则出现实验误差,故C错误;
D.乙烯能与溴水发生加成反应使溶液褪色,乙醇与溴水不反应,则将溴乙烷和氢氧化钠乙醇溶液共热后产生的气体通入溴水中,溶液褪色能验证溴乙烷发生了消去反应,故D正确;
故选D。
9.溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.还原工序逸出的用溶液吸收,吸收液直接返回还原工序
B.除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离
C.中和工序中的化学反应为
D.参与反应的为1∶1∶1
【答案】A
【分析】由流程可知,氢溴酸中含有少量的溴,加入硫化钡将溴还原生成溴化钡和硫,再加入硫酸除杂,得到的滤渣为硫酸钡和硫;加入碳酸锂进行中和,得到的溴化锂溶液经浓缩等操作后得到产品溴化锂。
【详解】A.还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收,吸收液中含有溴化钠和次溴酸钠等物质,若直接返回还原工序,则产品中会有一定量的溴化钠,导致产品的纯度降低,A说法错误;
B.除杂工序中产生的滤渣为硫酸钡和硫,硫属于非极性分子形成的分子晶体,而硫酸钡属于离子晶体,根据相似相溶原理可知,硫可溶于煤油,而硫酸钡不溶于煤油,因此可用煤油进行组分分离,B说法正确;
C.中和工序中,碳酸锂和氢溴酸发生反应生成溴化锂、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为 Li2CO3+2HBr=CO2↑ +2LiBr +H2O,C说法正确;
D.根据电子转化守恒可知,溴和硫化钡反应时物质的量之比为1:1;根据硫酸钡的化学组成及钡元素守恒可知,n(BaS):n(H2SO4)为1:1,因此,参与反应的n(Br2): n(BaS):n(H2SO4)为1:1:1,D说法正确;
综上所述,本题选A。
10.科学家发现某些生物酶体系可以促进和的转移(如a、b和c),能将海洋中的转化为进入大气层,反应过程如图所示。
下列说法正确的是
A.过程中的粒子和,二者中心原子N的杂化方式相同
B.a和b中转移的数目相等
C.过程Ⅱ中参与反应的
D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为
【答案】C
【详解】A.铵根离子中氮原子的价层电子对数为4,氮原子的杂化方式为sp3杂化,亚硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3,氮原子的杂化方式为sp2杂化,两者中心原子N的杂化方式不相同,故A错误;
B.由图可知,a为在酶做催化条件下亚硝酸根离子在氢离子作用下得到电子发生还原反应转化为一氧化氮和水,转化方程式为NO+H++e—=NO↑+H2O,b为在酶做催化条件下一氧化氮、铵根离子在氢离子作用下得到电子发生还原反应转化为联氨和水,转化方程式为NO+NH+2H++3e—=N2H4+H2O,则a和b中转移的电子数目不相等,故B错误;
C.由图可知,过程Ⅱ中参与反应为在酶做催化条件下一氧化氮、铵根离子在氢离子作用下得到电子发生还原反应转化为联氨和水,转化方程式为NO+NH+2H++3e—=N2H4+H2O,则参与反应的一氧化氮和铵根离子的物质的量比1:1,故C正确;
D.由图可知,过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为酶做催化条件下,亚硝酸根离子与铵根离子反应生成氮气和水,反应的离子方程式为NO++NH= N2↑+2H2O,故D错误;
故选C。
11.部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.用电子式表示物质⑤的形成过程
B.管道工人通常用浓氨水检查输送②的管道是否漏气,反应方程式为
C.②和④都有漂白性,可使有色物质褪色
D.实验室用二氧化锰固体与浓盐酸制备物质②的离子方程式为
【答案】C
【分析】由图可知,①为氯化氢、②为氯气、③为二氧化氯、④为次氯酸、⑤为氯化钠、⑥为次氯酸钠。
【详解】A.氯化钠为离子化合物,用电子式表示氯化钠的形成过程为,故A正确;
B.氯气与氨气反应生成氯化铵和氮气,反应中会有大量的白烟生成,所以管道工人通常用浓氨水检查输送氯气的管道是否漏气,反应的化学方程式为,故B正确;
C.氯气没有漂白性,不能使干燥的有色物质褪色,故C错误;
D.实验室用二氧化锰固体与浓盐酸制备物质氯气的反应为,二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为,故D正确;
故选C。
12.下列关于有机化合物的叙述错误的是
A.某芳香化合物分子式为,与饱和溶液反应能放出气体,且与足量钠反应放出气体的有机物有17种(不含立体异构)
B.苯、苯酚、1,丁二烯、酒精只用一种试剂无法鉴别
C.甲苯和甘油以任意比例混合,总质量一定时,充分燃烧生成水的质量不变
D.若烷烃的分子中同时含有-CH3、-CH2-、、,则
【答案】B
【详解】A.某芳香化合物分子式为,与饱和溶液反应能放出气体,且与足量钠反应放出气体说明芳香化合物分子中含有羧基和羟基,苯环上的取代基可能为,共有1种;可能为—CH2OH和—COOH或—CH2COOH和—OH,两个取代基在苯环上都有邻间对三种结构,共有6种;可能为—CH3、—OH、—COOH,同分异构体的结构可以视作邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚的苯环上的氢原子被羧基取代所得结构,共有10中,则符合条件的同分异构体共有17种,故A正确;
B.苯与浓溴水不反应,但苯会萃取溴水中的溴,上层溶液为橙色的溴的苯溶液;苯酚与浓溴水反应生成三溴苯酚白色沉淀; 1,3—丁二烯与浓溴水发生加成反应使溴水褪色,乙醇与浓溴水不反应,但乙醇溶于水,溶液不会分层,所以用浓溴水能够鉴别苯、苯酚、1,3—丁二烯、酒精,故B错误;
C.甲苯和甘油的摩尔质量相同,都是92g/mol,含有的氢原子个数相同,所以甲苯和甘油以任意比例混合,总质量一定时,充分燃烧生成水的质量不变,故C正确;
D.由烷烃的结构特点可知,同时只含有1个伯、仲、叔、季碳原子的烷烃分子中的碳原子最少为8,故D正确;
故选B。
13.用下列装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.甲用于实验室制取少量 B.乙用于配制一定物质的量浓度的硫酸
C.丙用于比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性 D.丁用于分离单质碘和氯化钠固体
【答案】C
【详解】A.稀硫酸与石灰石反应生成的微溶的硫酸钙附着在石灰石表面阻碍反应的继续进行,则装置甲不能用于实验室制取少量二氧化碳,故A错误;
B.容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的精量器,不能用于稀释浓硫酸,则装置乙不能用于配制一定物质的量浓度的硫酸,故B错误;
C.碳酸氢钠受热易分解,碳酸钠受热不分解,则碳酸钠直接受热不发生分解反应,而碳酸氢钠间接受热分解说明碳酸氢钠的热稳定性小于碳酸钠,则装置丙能用于比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,故C正确;
D.单质碘受热升华转化为碘蒸气,氯化铵受热发生分解反应生成氨气和氯化氢,则装置丁不能用于分离单质碘和氯化钠固体,故D错误;
故选C。
14.已知:还原性,某溶液中含有等物质的量的、、、、、、、中的几种离子,为了确定其组成,某同学进行了如下实验:
①取少量溶液,滴入酸性高锰酸钾溶液,发现高锰酸钾溶液褪色
②取①中溶液,加入KSCN溶液,溶液呈红色;加入氢氧化钠固体并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
③取少量溶液,加入足量盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀
下列说法不正确的是
A.溶液中肯定存在、、
B.溶液中不可能同时存在、
C.溶液中可能同时存在、
D.溶液中可能存在、
【答案】D
【分析】①取少量溶液,滴入酸性高锰酸钾溶液,发现高锰酸钾溶液褪色,说明溶液中有还原性的离子,Fe2+、I-和都有还原性,三者至少含有一个;②取①中溶液,加入KSCN溶液,溶液呈红色,说明①溶液中含有Fe3+,Fe3+可能来源于原溶液中的Fe2+,也可能来源于原溶液中的Fe3+;和Fe2+、Fe3+都不能大量共存,所以不存在;加入氢氧化钠固体并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该气体为氨气,则原溶液中含有;③取少量溶液,加入足量盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀,说明原溶液中有。
【详解】A.若原溶液中含有Fe3+,由于、I-和Fe3+不能大量共存,所以和I-不存在,阴离子除了,只有和Fe3+能大量共存,溶液中的离子物质的量相等,根据电荷守恒,阳离子为和Fe3+,阴离子中一定有,即使存在,溶液仍然不是电中性,所以溶液中不存在Fe3+,则一定存在Fe2+,综上所述,溶液中肯定存在、、,故A正确;
B.溶液中存在Fe2+和,和Fe2+不共存,则溶液中不能同时存在、,故B正确;
C.溶液中阳离子一定有Fe2+和,阴离子一定有,各离子物质的量相等,根据电荷守恒,阴离子还应该有或I-,所以溶液中可能同时存在Fe2+、I-,故C正确;
D.由分析可知,溶液中不存在Fe3+,故D错误;
故选D。
15.某荧光材料由X2+与Y2-组成,其摩尔质量为Mg·mol-1,NA为阿伏加德罗常数的值。其晶胞结构如图所示。下列叙述错误的是
A.该晶体的化学式是XY
B.该晶胞参数为a pm,则其晶体密度为ρ=g·cm-3
C.X2+的配位数是8
D.若A点的原子坐标分别为(1,,),则B点的原子坐标为(,,)
【答案】C
【详解】A.晶胞中离子个数比1:1,化学式XY,故A正确;
B.一个晶胞中含4个XY,体积是a30,其晶体密度为ρ=g·cm-3,故B正确;
C.由晶胞结构可推出配位数是4,故C错误;
D.根据A点的坐标,则立方体圈为(0,0,0),B点坐标为(,,),故D正确;
故答案选C
二、工业流程题
16.化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。亚氯酸钠具有强氧化性,受热易分解,可作漂白剂、食品消毒剂等。
I.亚氯酸钠的制备:以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下。
回答下列问题:
(1)“反应1”中的氧化剂是______(填化学式,下同),母液中溶质的主要成分是______。
(2)每有参加反应,理论上可生成的物质的量为_______。
(3)如果将换为和稀,则“反应1”的离子方程式是______。
(4)请写出“反应2”发生反应的化学方程式并用单线桥表示电子转移方向和数目:______。
II.亚氯酸钠的应用。
(5)用亚氯酸钠作水处理剂,水中可能残留少量亚氯酸钠,可以加入硫酸亚铁除去残留的亚氯酸盐,硫酸亚铁除可与亚氯酸钠反应外,还可以起到的作用是________。
(6)也可用于杀菌消毒,其消毒能力是等物质的量的2.5倍。实验室可用亚氯酸钠和氯酸钠在酸性条件下反应制备气体。上述反应的离子方程式为________。
【答案】(1) NaClO3 Na2SO4
(2)2
(3)2ClO+SO+2H+=2ClO2↑+ SO+H2O
(4)
(5)Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体,胶体可以吸附水中悬浮杂质而净水
(6)ClO+ ClO+2H+=2ClO2↑+ H2O
【分析】由题给流程可知,反应1为二氧化硫与氯酸钠溶液反应生成二氧化氯和硫酸钠,反应2为二氧化氯与氢氧化钠、过氧化氢溶液反应生成亚氯酸钠、氧气和水,反应得到的亚氯酸钠溶液经减压蒸发、冷却结晶、过滤得到粗品亚氯酸钠。
(1)
由分析可知,反应1为二氧化硫与氯酸钠溶液反应生成二氧化氯气体和硫酸钠,反应中氯元素化合价降低被还原,氯酸钠是反应的氧化剂,则母液的主要成分为硫酸钠,故答案为:NaClO3;Na2SO4;
(2)
由分析可知,反应1为二氧化硫与氯酸钠溶液反应生成二氧化氯气体和硫酸钠,由得失电子数目守恒可知,1mol二氧化硫参与反应,反应生成二氧化氯的物质的量为1mol×2=2mol,故答案为:2;
(3)
如果将二氧化硫换为亚硫酸钠和稀硫酸,反应1为氯酸钠与亚硫酸钠、稀硫酸反应生成二氧化氯气体、硫酸钠和水,反应的离子方程式为2ClO+SO+2H+=2ClO2↑+ SO+H2O,故答案为:2ClO+SO+2H+=2ClO2↑+ SO+H2O;
(4)
由分析可知,反应2为二氧化氯与氢氧化钠、过氧化氢溶液反应生成亚氯酸钠、氧气和水,则表示电子转移方向和数目的单线桥为,故答案为:;
(5)
用亚氯酸钠作水处理剂,水中可能残留少量亚氯酸钠,可以加入硫酸亚铁除去残留的亚氯酸盐,硫酸亚铁除可与亚氯酸钠反应外,还可以起到的作用是亚铁离子被氧化为铁离子,铁离子在溶液中水解生成氢氧化铁胶体,胶体吸附水中悬浮杂质聚沉而达到净水的目的,故答案为:Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体,胶体可以吸附水中悬浮杂质而净水;
(6)
由题意可知亚氯酸根离子和氯酸根离子在酸性条件下反应生成二氧化氯和水,反应的离子方程式为ClO+ ClO+2H+=2ClO2↑+ H2O,故答案为:ClO+ ClO+2H+=2ClO2↑+ H2O。
17.我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,为世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如下图所示(部分物质已略去)。
(1)①~③所涉及的操作方法中,包含过滤的是________(填序号)。
(2)根据上图,请写出生成碳酸氢钠固体的化学方程式:_________。
(3)下列说法中,正确的是________(填字母)。
A.碳酸氢钠分解产生的可回收并循环使用
B.副产物可用作氮肥
C.溶液B中一定含有
D.饱和氯化钠溶液中应该先通二氧化碳再通入氨气
(4)某种市售食用碱是纯碱与小苏打的混合物,可大量应用于食品加工,如:面条、面包、馒头等,某校化学兴趣小组利用如图所示装置进行实验测定此种食用碱中纯碱的质量分数。
实验步骤:
①检查装置的气密性,称取样品(仅由纯碱与小苏打组成)10g,加到装置B中;
②连接装置,打开弹簧夹,先通一段时间空气后,关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞滴入稀硫酸至不再有气体生成;
③关闭分液漏斗的活塞,打开弹簧夹,继续通入一段时间空气。实验中记录的数据如表所示:
装置B
装置C
干燥管I
滴入硫酸前称得的质量/g
180.0
30.0
120.4
滴入硫酸后称得的质量/g
174.2
31.5
124.8
请回答下列问题:
①试剂X为________。
②实验开始前,先打开弹簧夹,通入一段时间空气,其目的为________,实验结束后,需要继续通入一段时间的空气,其目的是将装置内的赶到干燥管中被吸收。
③干燥管Ⅱ的作用是________。
④有同学认为,表格中三组数据都可以计算该样品中的质量分数,但也有同学认为不能用装置C前后的质量差来计算,其理由是吸收的水蒸气并不全部来自反应生成;通过实验数据计算,食用碱中的质量分数为________(保留三位有效数字)。
【答案】(1)①③
(2)++NaCl+H2O=+NH4Cl
(3)ABC
(4) NaOH溶液 除去装置内的 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入干燥管I 77.1%
【分析】侯氏制碱法的原理是往氨化的饱和食盐水中通入足量的二氧化碳,使溶解度小的碳酸氢钠从溶液中析出,过滤得到的碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,利用NH4Cl在低温下比NaCl溶解度小的原理往滤液中加入氯化钠固体,使氯化铵析出,过滤得到NH4Cl固体,滤液主要是氯化钠和氯化铵的混合液,据此分析解答。
(1)
过滤操作用于分离不溶性固体和液体,和通入饱和食盐水反应生成沉淀,因此①需要过滤;②为煅烧固体生成,不需要过滤;③通过加热浓缩得到固体,因此需要过滤,故包含过滤的是①、③,故答案为:①③;
(2)
由流程图可知,该反应是将和通入饱和食盐水中,因此反应物有、、NaCl,根据质量守恒定律,发现反应后生成,含有氢元素,因此反应物中还有水,根据反应前后原子守恒,可得到化学方程式为:++NaCl+H2O=+NH4Cl,故答案为:++NaCl+H2O=+NH4Cl;
(3)
A.煅烧生成,又可用来和饱和食盐水反应,因此可循环使用,故A正确;
B.含有氮元素,可用作氮肥,故B正确;
C.经分析,溶液B中的成分是氯化钠和氯化铵,则溶液中一定含有,故C正确;
D.相同条件下,比在水中的溶解度大,为了使溶液中有更多的碳酸氢根离子,应先往饱和氯化钠溶液中通入,再通入,这样吸收的就会更多,就能使食盐水中产生更多的碳酸氢根离子,从而使碳酸氢钠饱和析出,故D错误;
故答案为:ABC;
(4)
利用如图所示装置进行测定食用碱中纯碱的质量分数,装置B中发生的反应为、,为了准确测出反应中生成的二氧化碳的质量,要先把装置中空气含有的二氧化碳赶走,所以实验开始前,先打开弹簧夹,通入一段时间空气,使通入空气中的二氧化碳被试剂 X中的NaOH溶液吸收;实验结束后,需要继续通入一段时间的空气,将装置内的赶到干燥管中被吸收,干燥管I前后数据变化为反应中生成的质量,据此计算食用碱中纯碱的质量分数。
①实验中需要通入空气,由于空气本身就含有,会对后续实验造成干扰,需要除去,则试剂X为NaOH溶液,故答案为:NaOH溶液;
②为了准确测出反应中生成的二氧化碳的质量,要先把装置中空气含有的二氧化碳赶走,所以实验开始前,先打开弹簧夹,通入一段时间空气,其目的为使通入空气中的二氧化碳被试剂 X中的NaOH溶液吸收,然后用剩余的气体赶走装置中的空气,故答案为:除去装置内的;
③空气中含有水蒸气和二氧化碳,则干燥管Ⅱ的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入干燥管I,影响干燥管I中质量变化对反应中生成的质量的测定,故答案为:防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入干燥管I;
④经分析,装置B中减少的质量不仅有生成的二氧化碳的质量和生成水的质量,也有稀硫酸溶液中部分水的质量,所以装置B前后的数据也不能用于计算,所以只能根据干燥管I前后的数据计算,干燥管I前后数据变化说明反应中生成的质量为124.8g-120.4g=4.4g,其物质的量为0.1mol,设混合物中的物质的量为x,的物质的量为y,则由碳元素守恒得x+y=0.1,106x+84y=10,解得x=mol,所以()=100%77.1%,故答案为:77.1%。
三、实验题
18.锡(Sn)是第ⅣA族元素,其常见的氯化物有SnCl4和SnCl2。SnCl4常温下为液体,遇水极易发生水解反应;SnCl2常温下为固体,具有还原性,可被空气中的氧气氧化。某化学实验小组制备SnCl4的装置如图(加热与夹持装置省略)。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______;装置B中盛放的试剂是________。
(2)制取SnCl4的操作步骤为:
①连接好装置
②检查装置的气密性
③添加药品、滴加浓盐酸
④待装置D________后,加热装置C
⑤收集SnCl4
请补充上述实验步骤。已知装置A中反应的还原产物为Cr3+,写出该反应的离子方程式:________。
(3)经测定发现实验所得SnCl4样品中含有少量的SnCl2,测定样品纯度的方案如下:
取ag样品溶于足量稀盐酸中,加入淀粉溶液作指示剂,用0.0100mol/L碘酸钾标准溶液滴定至终点,消耗标准液VmL。滴定过程中先后发生的反应为:
ⅰ.
ⅱ.(均未配平)
则SnCl4样品的纯度为______%;若滴定时间过长,会使测量结果______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1) 蒸馏烧瓶 无水CaCl2
(2) 充满黄绿色气体 +6Cl-+14H+=2Cr3++3Cl2↑+7H2O
(3) 偏大
【分析】本实验的目的,是用氯气氧化Sn制取SnCl4,首先制取氯气,然后除杂、干燥;将纯净的Cl2与Sn在加热条件下反应,然后蒸馏出SnCl4。冷凝过程中还需吸收尾气,同时防止空气中的水蒸气进入。
(1)
仪器a是带有支管的烧瓶,名称是蒸馏烧瓶;装置B中固体用于干燥Cl2,盛放的试剂是:无水CaCl2。答案为:蒸馏烧瓶;无水CaCl2;
(2)
④因为SnCl4易水解,需先用Cl2排尽装置内的空气,所以待装置D充满黄绿色气体后,加热装置C。答案为:充满黄绿色气体;
装置A中,反应的还原产物为Cr3+、氧化产物为Cl2,该反应的离子方程式:+6Cl-+14H+=2Cr3++3Cl2↑+7H2O。答案为:+6Cl-+14H+=2Cr3++3Cl2↑+7H2O;
(3)
用KIO3测定样品中SnCl2的含量,发生反应为,当有少量I-被氧化后,生成的I2使淀粉变蓝色,由此可得出n(SnCl2)=3n(KIO3)=3×0.0100mol/L×V×10-3L=3×10-5Vmol,则SnCl4样品的纯度为=%;若滴定时间过长,则溶解的空气中的O2会将Sn2+氧化,从而减少碘酸钾的用量,最终使测量结果偏大。答案为:;偏大。
【点睛】氧气氧化Sn2+,减少碘酸钾的用量,从而减少SnCl2的含量,增大SnCl4的纯度。
四、有机推断题
19.用N-杂环卡其碱(NHC base)作为催化剂,可合成多环化合物。下面是一种多环化合物H的合成路线(无需考虑部分中间体的立体化学)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。写出反应①的化学方程式:________。
(2)反应②涉及两步反应,已知第一步反应类型为加成反应,第二步的反应类型为________。
(3)E的结构简式为_______。
(4)D中官能团的名称是_________。
(5)化合物X是C的同分异构体,可发生银镜反应,与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸,写出X的结构简式:________。
(6)如果要合成H的H'类似物H' (),参照上述合成路线,写出相应的D'和G'的结构简式:______。H'分子中有______个手性碳(碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳)。
【答案】(1) 苯甲醇
(2)消去反应
(3)
(4)醛基、碳碳双键和碳溴键
(5)
(6) 、 5
【分析】由合成路线,A的分子式为C7H8O,在Cu作催化剂的条件下发生催化氧化生成B,B的结构简式为,则A为,B与CH3CHO发生加成反应生成,再发生消去反应生成C,C的结构简式为,C与Br2/CCl4发生加成反应得到,再在碱性条件下发生消去反应生成D,D为,B与E在强碱的环境下还原得到F,E的分子式为C5H6O2,F的结构简式为,可推知E为,F与生成G,G与D反应生成H。
(1)
根据分析可知,A为,化学名称为苯甲醇。反应①为苯甲醇的催化氧化生成苯甲醛,化学方程式为。
(2)
由B、C的结构简式,结合反应条件,可知B先与CH3CHO发生碳氧双键的加成反应生成,再发生消去反应生成C,故第二步的反应类型为消去反应。
(3)
由分析可知,E的结构简式为。
(4)
根据D的结构简式可知,其中的官能团有醛基、碳碳双键和碳溴键。
(5)
C的结构简式为,分子式为C9H8O,其同分异构体X可发生银镜反应,说明含有醛基,又与酸性高锰酸钾反应后可得到对苯二甲酸,则X的取代基处于苯环的对位,满足条件的X的结构简式为:。
(6)
G与D反应生成H的反应中,D中碳碳双键断裂与G中HC-NO2和C=O成环,且C=O与-CHO成环,从而得到H,可推知,若要合成H′(),相应的D′为,G′为,手性碳原子为连有4个不同基团的饱和碳原子,则H′()的手性碳原子为,共5个。
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