2023年云南省曲靖市高考化学第一次质检试卷及答案解析
展开2023年云南省曲靖市高考化学第一次质检试卷
一、单选题(本大题共7小题,共42.0分)
1. 化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列有关说法正确的是( )
A. 燃煤脱硫有利于实现“碳达峰、碳中和”
B. 核酸检测是确认新冠病毒类型的有效手段,核酸不属于天然高分子化合物
C. 地沟油变废为宝是实现资源再利用的重要研究课题,地沟油和石蜡油的化学成分不相同
D. 在酿酒工艺中,可以将淀粉直接转化为乙醇
2. 白磷易自燃,国际上明令禁止使用白磷弹,工业上可用来生产磷酸。白磷制备反应为:。设NA为阿伏加德罗常数。下列有关说法正确的是( )
A. 62gP4()熔化时,断开P−P键数目为3 NA
B. 上述反应中,每生成标准状况下44.8LCO时,电子转移数目为4NA
C. 1mol⋅L−1Ca3(PO4)2溶液中含有PO43−数目小于2NA
D. 6gSiO2中含SiO2分子数目为0.1NA
3. 下列实验操作、现象及得出的结论均正确的是 ( )
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向滴有酚酞的NaOH溶液中通足入量的SO2
红色褪去
SO2具有漂白性
B
常温下,用pH计分别测定等体积1mol⋅L−1CH3COONH4溶液和0.1mol⋅L−1CH3COONH4溶液的pH
pH均为7
同温下,不同浓度的CH3COONH4溶液中水的电离程度相同
C
向两支盛有KI3溶液的试管中分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液
前者溶液变蓝,后者有黄色沉淀生成
KI3溶液中存在平衡:I3−⇌I2+I−
D
探究乙醇消去反应的产物
C2H5OH与浓硫酸(体积比约为1:3)的混合液,放入几块碎瓷片,170℃共热,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液中
若酸性KMnO4溶液褪色,则乙醇消去反应的产物为乙烯
A. A B. B C. C D. D
4. 2021年诺贝尔化学奖授予本杰明⋅李斯特⋅大卫⋅麦克米兰,以表彰他们在“不对称有机催化的发展”中的贡献,用脯氨酸催化合成酮醛反应如图:
下列说法错误的是( )
A. c的分子式为C10H10NO4 B. 理论上,该反应原子利用率为100%
C. 脯氨酸与互为同分异构体 D. b、c均可使酸性高锰酸钾溶液褪色
5. X、Y、Z、W是同周期主族元素,四种元素均是短周期元素,W元素形成的某种单质具有强氧化性,可用于杀菌消毒。四种元素与锂组成的盐是一种新型锂离子电池的电解质,结构如图所示,下列说法正确的是( )
A. 组成这种新型电解质的所有元素均处于元素周期表p区
B. Z元素的含氧酸不可能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 最简单氢化物的沸点:X>W
D. 同周期中第一电离能比W元素小的有4种元素
6. 研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源,还能对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO3的原理如图所示,下列说法正确的是( )
A. 右侧电池中K+通过阳离子交换膜从P极移向Q极
B. 光照强度大小不影响KIO3的制备速率
C. 电极Q处发生电极反应:I2+12OH−−l0e−=2IO3−+6H2O
D. 不考虑损耗,电路中每消耗11.2LO2 (标准状况下),理论上Q极可制得342.4gKIO3
7. NH4HCO3是我国除尿素外使用最广泛的一种氮肥产品,还用作缓冲剂、充气剂和分析试剂。常温下,0.1mol⋅L−1NH4HCO3溶液pH是7.8。已知含氮(或含碳)各微粒的分布分数(平衡时,各微粒浓度占总微粒浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. pH=6.5的上述溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液时,NH4+和HCO3−浓度逐渐减小
B. NH4HCO3溶液中:c(NH3⋅H2O)+c(CO32−)>c(H2CO3)
C. 分析可知,常温下水解平衡常数Kh(HCO3−)的数量级为10−7
D. 常温下,c(CO32−)⋅c2(H+)c(H2CO3)=10−16.8
二、简答题(本大题共4小题,共32.0分)
8. 某化学兴趣小组拟实验探究锡及其化合物的部分性质。经查阅资料知:Sn的熔点为231℃;SnCl2易被氧化,且易水解;Sn(OH)2常温下易分解;SnCl4常温下为无色液体,熔点为.−33°C,沸点为114℃,易水解。回答下列问题:
(1)该小组用以下流程制备SnSO4晶体:
①Sn为50号元素,请写出Sn在元素周期表的位置 ______ ;
②在上述流程中,加入锡粉的作用为 ______ ;
③反应Ⅰ的离子方程式为 ______ ;
④操作Ⅰ为沉淀的洗涤,请简述如何判断沉淀已洗涤干净? ______ ;操作Ⅱ中,实验操作包括 ______ 、过滤、洗涤、干燥等一系列操作。
(2)用熔融的锡与干燥的氯气制备SnCl4,实验装置如图:
①SnCl4是 ______ 分子(填“极性”或“非极性”);
②装置Ⅲ中盛装药品Sn的仪器名称是 ______ ;装置Ⅵ中碱石灰的作用为 ______ 。
(3)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度:取锡粉1.226g溶于稀硫酸中,加入过量的FeCl3溶液,再用0.1000mol⋅L−1的K2Cr2O7溶液滴定含有Fe2+的溶液,消耗K2Cr2O7溶液32.00mL。已知①Sn+H+→H2↑+Sn2+; ②Sn2++Fe3+→Sn4++Fe2+;③Cr2O72−+Fe2+→Cr3++Fe3+(方程式均未配平)。则锡粉的质量分数为(杂质不参与反应) ______ (结果保留三位有效数字)。
9. 氧化锌是一种有独特物理化学性能的功能材料,广泛地应用于塑料、合成橡胶、电池、药膏、阻燃剂等产品的制作中。此外,微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。工业上利用锌焙砂(主要成分为ZnO,含As2O3及铅、铜、镉的氧化物)生产高纯度氧化锌的工业流程如图所示:
已知:As2O3微溶于水而生成亚砷酸(H3AsO3),FeAsO4和ZnCO3难溶于水。
回答下列问题:
(1)Zn2+的简化电子排布式为 ______ 。
(2)操作X过程中,需用到的玻璃仪器有 ______ 、烧杯。
(3)“浸出”过程(NH4)2SO4和NH3⋅H2O按1:2参加反应生成了[Zn(NH3)4]2+,发生的离子反应方程式为 ______ 。
(4)“除砷”过程中,先加入过量的(NH4)2S2O8,然后再加入FeSO4⋅H2O,该过程中 (NH4)2S2O8过量的原因是 ______ 。
(5)已知三种硫化物的Ksp如表。当溶液中某离子物质的量浓度≤10−5mol⋅L−1时视为沉淀完全,则在加Na2S使Cu2+在溶液中的残留浓度为10−10mol⋅L−1时,Pb2+是否完全沉淀 ______ (填“是”或“否”),理由是 ______ (请列式计算说明)。
物质
CdS
CuS
PbS
Ksp
8.0×10−27
6.3×10−36
8.0×10−28
(6)流程中可循环利用的含氮物质有 ______ (填物质化学式)。
(7)已知“蒸氨”后锌元素以Zn(NH3)2SO4存在,写出CO2“沉锌”的化学方程式 ______ 。
10. 氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。同时,氮氧化物(NOx)是常见的大气污染物,能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。因此,研究氮氧化物(NOx)的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请按要求回答下列问题:
(1)“中国制造2025”是中国政府实施制造强国战略第一个十年行动纲领。氮化铬在现代工业中发挥着重要的作用。基态铬、氮原子的未成对电子数之比为 ______ 。
(2)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)也是氮的一种重要的化合物,是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨的第一步电离方程式为 ______ 。
(3)研究氮氧化物(NOx)的无害化处理
Ⅰ.CO还原NO2的反应原理如下:
已知:①NO2(g)+CO(g)⇌CO2(g)+NO(g)ΔH1=−234kJ⋅mol−1
②N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)ΔH2=+179.5kJ⋅mol−1
③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)ΔH3=−112.3kJ⋅mol−1
NO2与CO反应生成无污染气体的热化学方程式为 ______ 。
Ⅱ.用H2还原NO的反应为2H2(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2H2O(g)ΔH=−752kJ⋅mol−1。为研究H2和NO的起始投料比对NO平衡转化率的影响,分别在不同温度下,向三个体积均为aL的刚性密闭容器中加入一定量H2和NO发生反应,实验结果如图:
①反应温度T1、T2、T3从高到低的关系为 ______ ;
②T1温度下,充入H2、NO分别为3mol、3mol,容器内的压强为wPa,反应进行到10min时达平衡,0~10min内N2的平均反应速率为 ______ mol⋅L−1⋅s−1,该反应的平衡常数Kp= ______ (写出计算表达式,以分压表示的平衡常数为Kp,某气体分压=总压×某气体物质的量分数)。
Ⅲ.以铂为电极,饱和食盐水作电解液,对含有NO的烟气进行脱氮的原理如图所示,NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3−,尾气经NaOH溶液吸收后排入空气。NO被阳极产生的氧化性气体氧化的原理为 ______ (用电极反应和离子方程式表示)
11. 化合物G俗称依普黄酮,是一种抗骨质疏松药物的主要成分。以甲苯为原料合成该化合物的路线如图所示:
已知:Ⅰ.G的结构简式为
Ⅱ.
(1)反应①的反应条件为 ______ 。
(2)C的名称为 ______ ,C中碳原子的杂化类型为 ______ 。
(3)E中官能团的名称为 ______ ,反应F→G的反应类型为 ______ 。
(4)E与足量的H2完全加成后所生成的化合物中手性碳原子(碳原子上连接四个不同的原子或基团)的个数为 ______ 。
(5)已知N为催化剂,则E+HC(OC2H5)3→F的化学方程式为 ______ 。
(6)K是D的同系物,其相对分子质量比D多14,满足下列条件的K的同分异构体共有 ______ 种。
①苯环上只有两个取代基;
②能与Na反应生成H2;
③能与银氨溶液发生银镜反应。
(7)根据上述信息,设计以苯酚和为原料,制备的合成路线 ______ (无机试剂任选)。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A.燃煤脱硫可以减少SO2的排放,有利于减少酸雨的形成,但未减少CO2的排放,不有利于实现“碳达峰、碳中和”,故A错误;
B.核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物,属于天然高分子化合物,故B错误;
C.地沟油是油脂,石蜡油是烃类的化合物,地沟油和石蜡油的化学成分不相同,故C正确;
D.在酿酒工艺中,先将淀粉水解为葡萄糖,然后葡萄糖在酒化酶的催化作用下分解为酒精和CO2,故不可以将淀粉直接转化为乙醇,故D错误;
故选:C。
A.燃煤脱硫可以减少SO2的排放,但未减少CO2的排放;
B.核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物,属于天然高分子化合物;
C.地沟油是油脂,石蜡油是烃类的化合物;
D.在酿酒工艺中,先将淀粉水解为葡萄糖,然后葡萄糖在酒化酶的催化作用下分解为酒精和CO2。
本题考查物质的组成、结构与应用,注意化学与生活、科技、社会的关系,题目难度不大。
2.【答案】B
【解析】解:A.已知白磷是分子晶体,其熔化时只克服分子间作用力,而P−P键不会断开,故A错误;
B.依据,生成CO的物质的量n=V22.4L⋅mol−1=44.8L22.4L⋅mol−1=2mol,则电子转移数目为4NA,故B正确;
C.溶液体积未知,无法计算磷酸根离子的物质的量和数目,故C错误;
D.二氧化硅为共价晶体,不存在SiO2分子,故D错误;
故选:B。
A.已知白磷是分子晶体,其熔化时只克服分子间作用力;
B.依据计算;
C.溶液体积未知,无法计算磷酸根离子数目;
D.二氧化硅为共价晶体。
本题考查了物质的量和阿伏加德罗常数的有关计算,中等难度,掌握公式的运用和物质的结构是解题关键,注意氧化还原反应中的生成物的化合价、注意气体摩尔体积的使用条件等。
3.【答案】C
【解析】解:A.SO2不能漂白酸碱指示剂,酚酞褪色是由于SO2消耗了NaOH使溶液的碱性降低,而不是SO2漂白了酚酞,故A错误;
B.加入CH3COONH4中的CH3COO−和NH4+均水解,促使H2O的电离平衡正向移动,加入的CH3COONH4越多平衡正移的趋势越大,水的电离程度增大,但CH3COO−和NH4+结合的能力相同,导致溶液中H+和OH−的浓度相等溶液呈中性,故B错误;
C.I3−不能使Ag+沉淀也不能使淀粉变蓝,出现淀粉变蓝和黄色沉淀说明有I2和I−,其反应为:I3−⇌I2+I−,故C正确;
D.挥发的乙醇和生成的二氧化硫也能使KMnO4溶液褪色,所以无法确定产生了C2H4,故D错误;
故选:C。
A.SO2不能漂白酸碱指示剂;
B.加入CH3COONH4中的CH3COO−和NH4+均能水解,促使H2O的电离平衡正向移动,加入的CH3COONH4越多平衡正移的趋势越大;
C.I3−不能使Ag+沉淀也不能使淀粉变蓝,出现淀粉变蓝和黄色沉淀说明有I2和I−;
D.挥发的乙醇也能使KMnO4溶液褪色。
本题考查实验方案的设计,侧重考查学生基础实验的掌握情况,试题难度中等。
4.【答案】A
【解析】解:A.由c的结构简式可知,c的分子式为C10H11NO4,故A错误;
B.该转化属于加成反应,故理论上,该反应原子利用率为100%,故B正确;
C.分子式相同,结构不同的分子互为同分异构体,脯氨酸与的分子式相同均为C5H9NO2,结构不同,故互为同分异构体,故C正确;
D.由题干b、c的结构简式可知,b中含有醛基,c中含有醇羟基(与羟基相连的碳上有H),故均可使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D正确;
故选:A。
A.c的分子式为C10H11NO4;
B.该转化属于加成反应;
C.分子式相同,结构不同的分子互为同分异构体;
D.b中含有醛基,c中含有醇羟基(与羟基相连的碳上有H)。
本题考查有机物的结构与性质,侧重考查学生有机基础知识的掌握情况,试题难度中等。
5.【答案】D
【解析】解:A.组成这种新型电解质中的Li元素处于元素周期表s区,故A错误;
B.Z为C元素,其含氧酸H2C2O4可使酸性高锰酸钾褪色,故B错误;
C.简单气态氢化物的沸点H2O>HF,故W>X,故C错误;
D.与O同周期且第一电离能小于O的元素有Li,Be,B,C四种元素,故D正确;
故选:D。
根据W元素形成的某种单质具有强氧化性,可用于杀菌消毒,结合图中结构可知W为O,四种元素同周期,根据图中成键方式可知X为F,Z为C,Y为N,据此进行判断。
本题考查元素周期律,侧重考查学生元素推断和元素周期律的掌握情况,试题难度中等。
6.【答案】C
【解析】解:A.铂电极P为阴极,铂电极Q为阳极,阴极生成氢氧根离子,而阳极生成的IO3−比消耗的OH−少,溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极,故A错误;
B.光照强度大小影响单位时间内生成氧气的量,即影响电流强度,会影响KIO3的制备速率,故B错误;
C.铂电极Q为阳极,阳极反应式为I2+12OH−−10e−=2IO3−+6H2O,故C正确;
D.不考虑损耗,电路中每消耗11.2LO2 (标准状况下)即11.2L22.4L⋅mol−1=0.5molO2,转移电子为2mol,阳极反应式为I2+12OH−−10e−=2IO3−+6H2O,可知生成KIO3为2mol×15=0.4mol,理论上Q极可制得KIO3的质量为0.4mol×214g/mol=85.6g,故D错误;
故选:C。
石墨电极M处,CO2在光合菌、光照条件下转化为O2,O2在M极放电生成H2O,发生还原反应,M为正极,正极电极反应式为O2+4e−+4H+=2H2O,N极为负极,硫氧化菌将FeSx氧化为S,硫再放电生成SO42−,负极电极反应式为S−6e−+4H2O=SO42−+8H+,H+通过质子交换膜由右室移向左室;铂电极P为阴极,铂电极Q为阳极,阴极反应式为2H2O+2e−=H2↑+2OH−,阳极反应式为I2+12OH−−10e−=2IO3−+6H2O,阴极生成氢氧根离子,而阳极生成的IO3−比消耗的OH−少,溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极,据此分析解题。
本题考查电化学,侧重考查学生原电池和电解池的掌握情况,试题难度中等。
7.【答案】D
【解析】解:A.由图可知,当溶液pH增大时,c(NH3⋅H2O)逐渐增大,则c(NH4+)逐渐减小,而c(HCO3−)先增大后减小,故A错误;
B.物料守恒为c(NH4+)+c(NH3⋅H2O)=c(H2CO3)+c(HCO3−)+c(CO32−),电荷守恒为c(NH4+)+c(H+)=c(OH−)+c(HCO3−)+2c(CO32−),则c(NH3⋅H2O)+c(CO32−)=c(H2CO3)+c(H+)−c(OH−),0.1mol⋅L−1NH4HCO3溶液的pH=7.8,c(H+)
D.由图可知,常温下pH=6.5时,c(HCO3−)=c(H2CO3),此时Ka1(H2CO3)=c(HCO3−)c(H2CO3)×c(H+)=c(H+)=10−6.5,同理pH=10.3时c(HCO3−)=c(CO32−),Ka2(H2CO3)=10−10.3,则Ka1(H2CO3)⋅Ka2(H2CO3)=c(CO32−)⋅c2(H+)c(H2CO3)=10−6.5×10−10.3=10−16.8,故D正确;
故选:D。
A.由图可知,随着pH的增大,溶液中c(HCO3−)先增大后减小;
B.0.1mol⋅L−1NH4HCO3溶液的pH=7.8,c(H+)
D.常温下c(CO32−)⋅c2(H+)c(H2CO3)=Ka1(H2CO3)⋅Ka2(H2CO3),结合Ka1(H2CO3)、Ka2(H2CO3)进行计算。
本题考查弱电解质的电离、离子浓度大小比较等知识,明确弱电解质的电离特点、电离平衡常数的计算、盐类水解原理为解答关键,注意掌握电荷守恒、物料守恒关系的应用,题目难度中等。
8.【答案】第五周期第ⅣA族 防止SnCl2被氧化 Sn2++CO32−=SnO↓+CO2↑ 取最后一次洗涤液少许于试管中,滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,则证明沉淀已洗涤干净 蒸发浓缩,冷却结晶 非极性 蒸馏烧瓶 收多余的Cl2,防止环境污染;防止空气中的水蒸气进入到SnCl4收集装置中,使SnCl4水解 93.2%
【解析】解:(1)①Sn与C同主族,位于元素周期表第五周期ⅣA族,可采用0族定位法确定位置,原子序数50与Xe(54)接近,与Xe同周期往前进四,为ⅣA族,
故答案为:第五周期第ⅣA族;
②由题给信息可知SnCl2易氧化,加入锡粉可防止其氧化,
故答案为:防止SnCl2被氧化;
③由流程信息可知,SnCl2与碳酸钠反应,生成SnO与一种气体,可知气体为CO2,反应的离子方程式为Sn2++CO32−=SnO↓+CO2↑,
故答案为:Sn2++CO32−=SnO↓+CO2↑;
④沉淀洗涤主要洗去表面的NaCl,可通过检验洗涤液中是否含有Cl−来确定是否洗净,具体操作为取最后一次洗涤液少许于试管中,滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,则证明沉淀已洗涤干净;因为Sn2+易水解,为防止其水解,需在低温下结晶,因此结晶操作为:蒸发浓缩,冷却结晶,
故答案为:取最后一次洗涤液少许于试管中,滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,则证明沉淀已洗涤干净;蒸发浓缩,冷却结晶;
(2)①Sn位于ⅣA族,价电子数为4,SnCl4为sp3杂化,无孤电子对,空间构型为正四面体型,正负电中心重合,为非极性分子,
故答案为:非极性;
②装置Ⅲ中盛放Sn的仪器有支管,是蒸馏烧瓶;装置Ⅵ位于实验装置末尾,可以吸收未反应的氯气,防止环境污染,同时也可以防止空气中的水蒸气进入装置Ⅴ,引起SnCl4的水解,
故答案为:蒸馏烧瓶;吸收多余的Cl2,防止环境污染;防止空气中的水蒸气进入到SnCl4收集装置中,使SnCl4水解;
(3)根据题给反应,结合化合价变化可知,滴定过程中消耗离子的比例为1Cr2O72−:6Fe2+:3Sn2+,消耗重铬酸钾的物质的量为0.1mol/L×0.032L=0.0032mol,则Sn的物质的量为0.0096mol,质量为1.1424g,由此可知锡粉的质量分数为1.14241.226×100%≈93.2%,
故答案为:93.2%。
(1)①Sn与C同主族;
②由题给信息可知SnCl2易氧化,加入锡粉可防止其氧化;
③由流程信息可知,SnCl2与碳酸钠反应,生成SnO与一种气体,可知气体为CO2;
④沉淀洗涤主要洗去表面的NaCl,可通过检验洗涤液中是否含有Cl−来确定是否洗净;
(2)①Sn位于ⅣA族,价电子数为4,SnCl4为sp3杂化,无孤电子对,空间构型为正四面体型;
②装置Ⅵ位于实验装置末尾,可以吸收未反应的氯气,防止环境污染,同时也可以防止空气中的水蒸气进入装置Ⅴ,引起SnCl4的水解;
(3)根据题给反应,结合化合价变化可知,滴定过程中消耗离子的比例为1Cr2O72−:6Fe2+:3Sn2+,据此进行解答。
本题考查制备实验方案设计、对原理与装置的分析评价、物质检验方案设计等,注意阅读题目获取信息并迁移运用,难度中等。
9.【答案】[Ar]3d10 漏斗和玻璃棒 ZnO+2NH4++2NH3⋅H2O=[Zn(NH3)4]2++3H2O 加入(NH4)2S2O8氧化AsO33−,使其完全转化为AsO43−,过量的(NH4)2S2O8再将Fe2+氧化为Fe3+,最后生成难溶的FeAsO4,达到除砷目的 否 当Cu2+在溶液中的残留浓度为10−10mol⋅L−1时,c(S2−)=6.3×10−3610−10mol⋅L−1=6.3×10−26mol⋅L−1,此时c(Pb2+)=8.0×10−286.3×10−26mol⋅L−1≈1.27×10−2mol⋅L−1>10−5mol⋅L−1,所以Pb2+未沉淀完全 (NH4)2SO4、NH3⋅H2O Zn(NH3)2SO4+CO2+H2O=ZnCO3↓+(NH4)2SO4
【解析】解:(1)Zn是30号元素,Zn2+的简化电子排布式为[Ar]3d10,
故答案为:[Ar]3d10;
(2)操作X为分离固体和液体,故该操作为过滤,则需用到的玻璃仪器有漏斗和玻璃棒、烧杯,
故答案为:漏斗和玻璃棒;
(3)“浸出”过程(NH4)2SO4和NH3⋅H2O按1:2参加反应生成了[Zn(NH3)4]2+,发生的离子反应方程式为ZnO+2NH4++2NH3⋅H2O=[Zn(NH3)4]2++3H2O,
故答案为:ZnO+2NH4++2NH3⋅H2O=[Zn(NH3)4]2++3H2O;
(4)“除砷”过程中,先加入过量的(NH4)2S2O8,然后再加入FeSO4⋅H2O,该过程中 (NH4)2S2O8过量的原因是加入(NH4)2S2O8氧化AsO33−,使其完全转化为AsO43−,过量的(NH4)2S2O8再将Fe2+氧化为Fe3+,最后生成难溶的FeAsO4,达到除砷目的,
故答案为:加入(NH4)2S2O8氧化AsO33−,使其完全转化为AsO43−,过量的(NH4)2S2O8再将Fe2+氧化为Fe3+,最后生成难溶的FeAsO4,达到除砷目的;
(5)根据溶度积计算可知,当Cu2+在溶液中的残留浓度为10−10mol⋅L−1时,c(S2−)=6.3×10−3610−10mol⋅L−1=6.3×10−26mol⋅L−1,此时c(Pb2+)=8.0×10−286.3×10−26mol⋅L−1≈1.27×10−2mol⋅L−1>10−5mol⋅L−1,所以Pb2+未沉淀完全,
故答案为:否;当Cu2+在溶液中的残留浓度为10−10mol⋅L−1时,c(S2−)=6.3×10−3610−10mol⋅L−1=6.3×10−26mol⋅L−1,此时c(Pb2+)=8.0×10−286.3×10−26mol⋅L−1≈1.27×10−2mol⋅L−1>10−5mol⋅L−1,所以Pb2+未沉淀完全;
(6)流程图中溶液1为NH3⋅H2O,溶液2为(NH4)2SO4,气体1为二氧化碳,三种物质可循环至流程图中“浸出”、“沉锌”步骤中,
故答案为:(NH4)2SO4、NH3⋅H2O;
(7)沉锌化学反应为Zn(NH3)2SO4+CO2+H2O=ZnCO3↓+(NH4)2SO4,
故答案为:Zn(NH3)2SO4+CO2+H2O=ZnCO3↓+(NH4)2SO4。
锌焙砂(主要成分为ZnO,含As2O3及铅、铜、镉的氧化物)生产高纯氧化锌,锌焙砂利用硫酸铵和氨水浸出,氧化锌溶解生成[Zn(NH3)4]2+,As2O3转化为AsO33−,过滤,向滤液中加入过硫酸铵和硫酸亚铁除砷,继续过滤,向滤液中加入硫化钠除去溶液中的铜离子等金属离子,过滤,向滤液中加入单质锌继续除去重金属离子,过滤,然后蒸氨,产生的氨气用水吸收转化为氨水,通入二氧化碳沉锌,转化为碳酸锌,过滤后,烘干,煅烧得到氧化锌和二氧化碳气体,据此分析解答。
本题考查物质的制备和分离提纯,侧重考查学生物质之间的转化和分离提纯知识的掌握情况,试题难度中等。
10.【答案】2:1 N2H4+H2O⇌N2H5++OH− 2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g) ΔH=−1227.8kJ/mol T3>T2>Tl 0.001a 481w 2Cl−−2e−=Cl2↑;3Cl2+8OH−+2NO=2NO3−+6Cl−+4H2O
【解析】解:(1)基态铬原子的价电子排布式为:3d54s1,核外有6个未成对电子,基态氮原子的价电子排布式为:2s22p3,核外有3个未成对电子,因此基态铬、氮原子的未成对电子数之比为2:1,
故答案为:2:1;
(2)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨的第一步电离方程式为:N2H4+H2O⇌N2H5++OH−,
故答案为:N2H4+H2O⇌N2H5++OH−;
(3)I.①NO2(g)+CO(g)⇌CO2(g)+NO(g)ΔH1=−234kJ⋅mol−1,②N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)ΔH2=+179.5kJ⋅mol−1,③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)ΔH3=−112.3kJ⋅mol−1,NO2与CO反应生成无污染二氧化碳和氮气,根据盖斯定律,①×4−②+③得2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g)ΔH=−234kJ⋅mol−1×4−179.5kJ⋅mol−1−112.3kJ⋅mol−1=−1227.8kJ/mol,
故答案为:2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g) ΔH=−1227.8kJ/mol;
II.①正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,NO的平衡转化率降低,根据图示,反应温度T1、T2、T3从高到低的关系为:T3>T2>Tl,
故答案为:T3>T2>Tl;
②根据图示,T1温度下,H2和NO的起始投料比为1:1时,NO的平衡转化率为40%,充入H2、NO分别为3mol、3mol,容器内的压强为w Pa,反应进行到10min时达平衡,结合三段式列式计算,
2H2(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2H2O(g)
起始量(mol) 3 3 0 0
变化量(mol) 1.2 1.2 0.6 1.2
平衡量(mol) 1.8 1.8 0.6 1.2
0~10min内N2的平均反应速率v=0.6molaL600s=0.001amol⋅L−1⋅s−1,气体压强之比等于气体物质的量之比,平衡时的压强=5.46w=0.9wPa,该反应的平衡常数Kp=p(N2)×p2(H2O)p2(H2)×p2(NO)=(0.65.4×0.9w)×(1.25.4×0.9w)2(1.85.4×0.9w)2×(1.85.4×0.9w)2=481w,
故答案为:0.001a;481w;
III.阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气:2Cl−−2e−=Cl2↑,NO被氯气氧化为NO3−,氯气被还原为氯离子,根据得失电子守恒,反应的离子方程式为:3Cl2+8OH−+2NO=2NO3−+6Cl−+4H2O,
故答案为:2Cl−−2e−=Cl2↑;3Cl2+8OH−+2NO=2NO3−+6Cl−+4H2O。
(1)基态铬原子的价电子排布式为:3d54s1,基态氮原子的价电子排布式为:2s22p3,据此分析计算;
(2)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨的第一步电离生成N2H5+和OH−;
(3)I.①NO2(g)+CO(g)⇌CO2(g)+NO(g)ΔH1=−234kJ⋅mol−1,②N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)ΔH2=+179.5kJ⋅mol−1,③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)ΔH3=−112.3kJ⋅mol−1,NO2与CO反应生成无污染二氧化碳和氮气,根据盖斯定律,①×4−②+③得2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g) ΔH;
II.①正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,NO的平衡转化率降低;
②根据图示,T1温度下,H2和NO的起始投料比为1:1时,NO的平衡转化率为40%,消耗NO物质的量=40%×3mol=1.2mol,充入H2、NO分别为3mol、3mol,容器内的压强为w Pa,反应进行到10min时达平衡,结合三段式列式计算,
2H2(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2H2O(g)
起始量(mol) 3 3 0 0
变化量(mol) 1.2 1.2 0.6 1.2
平衡量(mol) 1.8 1.8 0.6 1.2
0~10min内N2的平均反应速率v=△c△t,气体压强之比等于气体物质的量之比,平衡时的压强=5.46w=0.9wPa,该反应的平衡常数Kp=p(N2)×p2(H2O)p2(H2)×p2(NO);
III.阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气,NO被氯气氧化为NO3−,氯气被还原为氯离子,根据得失电子守恒,书写反应的离子方程式。
本题考查了原子结构、热化学方程式计算、平衡常数计算和平衡影响因素的分析判断、电解池原理等只是第,注意知识的熟练掌握,题目难度中等。
11.【答案】光照 苯乙腈 sp、sp2、sp3 (酚)羟基和酮羰基 取代反应 4 18
【解析】解:(1)反应①是与氯气在光照条件下发生取代反应生成,
故答案为:光照;
(2)由题干合成流程图中,C的结构简式可知,C的名称为苯乙腈,C中碳原子的杂化类型有氰基上含有碳氮三键,碳原子采用sp杂化,苯环上碳原子采用sp2杂化,还有一个亚甲基上碳原子采用sp3杂化,
故答案为:苯乙腈;sp、sp2、sp3;
(3)由分析可知,E的结构简式为:,则E中官能团的名称为(酚)羟基和酮羰基,由题干合成流程图中F和G的结构简式和F到G的转化条件可知,反应F→G的反应类型为取代反应,
故答案为:(酚)羟基和酮羰基;取代反应;
(4)E与足量的H2完全加成后所生成,图中标有“*”为手性碳原子:,即含有4个手性碳原子,
故答案为:4;
(5)E+HC(OC2H5)3→F的化学方程式为,
故答案为:;
(6)D为,K是D的同系物,其相对分子质量比D多14,则K比D对1个CH2原子团,K能与Na反应生成H2、能与银氨溶液发生银镜反应,说明K含有羟基、醛基,其K的苯环上只有两个侧链,可以是间苯环插入HOCH2CH2CHO、中的碳碳键之间或是碳氧单键之间,均有3种位置,2个取代基有邻、间、对3种位置关系,故符合条件的同分异构体共有3×(3+3)=18种,
故答案为:18;
(7)由与反应生成,与HCl反应生成生成,与NaCN发生取代反应生成,在酸性条件下水解生成,合成路线为,
故答案为:。
与氯气在光照条件下发生取代反应生成,与NaCN发生取代反应生成,在酸性条件下水解生成,对比D、E的结构,可知D()与H发生已知中取代反应生成E(),可推知H为,与HC(OC2H5)3在作催化剂条件下生成,E在组成上去掉3个氢原子、加上1个CH原子团转化为F,可知E→F的转化中还有CH3CH2OH生成,与发生取代反应生成;
(7)由与反应生成,与HCl反应生成生成,与NaCN发生取代反应生成,在酸性条件下水解生成。
本题考查有机物推断和合成,侧重考查对比、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,利用反应物和目标产物结构差异性采用逆向思维、知识迁移方法进行合成路线设计,题目难度中等。
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