浙江省高三上学期第一次模拟考试化学试卷(含解析)
展开浙江省高三上学期第一次模拟考试化学试卷
一、单选题
1.下列说法不正确的是 ( )
A.工业上将氯气通入热的澄清石灰水制漂白粉
B.工业上可用食盐、氨、二氧化碳为原料制取纯碱
C.工业上在碳素钢里适当地加入一种或几种合金元素从而制得特种钢
D.工业上可以利用氢气在氯气中燃烧制取氯化氢
2.下列化学用语或表述正确的是( )
A.的结构式: B.分子的空间填充模型
C.与均是10电子粒子 D.硫离子的核外电子排布式
3.下列反应中,属于氧化还原反应,但水既不作氧化剂又不作还原剂的是( )
A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ B.Cl2+H2O=HCl+HClO
C.SO2+H2O=H2SO3 D.C+H2OCO↑+H2↑
4.NA为阿伏伽德罗常数的值。我国科学家突破CO2人工合成淀粉技术,其主要流程如图:
下列说法正确的是( )
A.2molH2与足量CO2完全反应生成NA个CH3OH
B.生成22.4LO2时,2NA个H2O2被还原
C.合成90gC3H6O3,至少需要3NA个CO2
D.1mol淀粉[C6(H2O)5]n中,含有的H2O分子数为5nNA
5.用括号内的试剂和方法除去下列各物质中的少量杂质,不正确的是( )
A.苯中含有苯酚(浓溴水,过滤)
B.丁烷中含有2-丁烯(酸性高锰酸钾,洗气)
C.乙酸乙酯中含有乙酸(饱和碳酸钠溶液,分液)
D.溴苯中含有液溴(溶液,分液)
6.x、y、z是含有同一元素的三种物质,它们之间的转化关系如图(转化中其它物质未列出)。x的化学式为( )
A.CaCO3 B.CO2 C.CO D.C
7.下列实验操作或装置正确的是( )
A.图甲装置可用于完成过滤操作
B.图乙装置可完成“喷泉”实验
C.图丙装置可实现制备并观察其颜色
D.图丁表示为配制一定物质的量浓度溶液时称量溶质的操作
8.如表所示的五种元素中,W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是( )
X
Y
W
Z
T
A.原子半径:Z>W>Y>X
B.氧化物对应的水化物酸性:Z>X
C.由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键
D.T元素的单质具有半导体的特性,T与Z元素可形成化合物
9.向含和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1溶液至过量,加入溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图,下列说法不正确的是
A.图中C点铝元素存在形式是
B.向D点溶液中通入CO2气体,立即产生白色沉淀
C.原混合溶液中
D.OA段反应的离子方程式为
10.NaOH标准溶液的配制和标定,需经过NaOH溶液配制、基准物质的称量以及用NaOH溶液滴定等操作。下列有关说法中正确的是( )
A.用图1所示操作转移NaOH溶液到容量瓶中
B.用图2所示装置准确称得固体
C.用图3所示操作排出碱式滴定管中的气泡
D.用图4所示装置以NaOH待测液滴定
11.下列说法中,不正确的是( )
A.水凝结成冰的过程中,
B.热稳定性:
C.已知 , ,则
D.元素Cu和Fe均位于周期表d区
12.在氧化还原反应中,氧化剂得到的电子总数等于还原剂失的去电子总数,这个规律称为电子得失守恒。在一定条件下,发生了以下反应:+Cl2+2OH-=+2Cl-+H2O下列说法错误的是( )
A.n=2 B.中R的价态为+6价
C.中R的价态为+5价 D.是氧化产物
13.太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池,其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料,隔膜只允许Li+通过,电池反应式为LixC6+Li1- xFePO4 LiFePO4+C6,下列说法正确的是( )
A.放电时Li+从左边移向右边,从右边移向左边
B.放电时,正极反应式为 Li1-xFePO4+xLi++xe- =LiFePO4
C.充电时M极连接电源的负板,电极反应式为C6+xe-=
D.充电时电路中通过2.0 mol电子,产生28 gLi
14.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,10s达到平衡。下列描述不正确的是( )
A.t1时,Z和X的浓度相等,v正(X)>v逆(X)
B.t0=10s,开始到t0用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s)
C.该反应容器内的压强始终保持不变
D.反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)⇌2Z(g)
15.关于化合物结构如图所示,下列说法不正确的是( )
A.分子中至少有11个碳原子共平面
B.分子中含有2个手性碳原子
C.能与盐酸或氢氧化钠溶液反应生成盐
D.能发生取代反应、氧化反应、还原反应
16.25℃时, 按下表配制两份溶液。
一元弱酸溶液
加入的NaOH溶液
混合后所得溶液
HA 10. 0mL 0.20 mol/L
5. 0mL 0. 20 mol/L
溶液I pH=5. 0
HB 10. 0mL 0. 20 mol/L
5.0mL 0.20 mol/L
溶液Ⅱ pH=4.0
下列说法不正确的是( )
A.溶液Ⅰ中: c(A-)>c(Na+ )>c(H+)>c(OH-)
B.将溶液Ⅰ和Ⅱ混合,混合后的溶液中: c(Na+ )=c(A- )+c(HA)=c(B- )+c(HB)
C.Ⅰ和Ⅱ的pH相差1.0, 说明
D.将溶液Ⅰ和Ⅱ混合,混合后的溶液中: c(HA)>c(HB)
二、工业流程题
17.常温下,某澄清透明溶液中可能存在:Na+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、Br-、SO32-、SO42-中的一种或多种(不考虑水的电离和离子的水解),各离子的物质的量浓度均为0.1 mol·L-1。现进行如下实验,(流程中所加试剂均为过量),下列说法正确的是
A.沉淀B中肯定含有氢氧化铁,可能含有氢氧化镁
B.样品溶液中肯定不存在Cu2+和SO32-,可能含有Na+
C.样品溶液中肯定存在Na+、Fe2+、Br-、SO42-
D.1 L黄色溶液D能恰好溶解铁2.8克
18.锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域。以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO2,其工艺流程图如下。
已知:GeO2是两性氧化物;GeCl4易水解,沸点86.6℃
(1)第①步滤渣主要成分有_________(填化学式),实验室萃取操作用到的玻璃仪器有__________。
(2)第③步萃取时,锗的萃取率与V水相/V有机相(水相和有机相的体积比)的关系如下图所示,
从生产成本角度考虑,较适宜的V水相/V有机相的值为______________。
(3)第④步加入盐酸作用________________(答两点即可)。
(4)检验GeO2·nH2O是否洗涤干净的操作是_____________。
(5)GeO2产品中通常混有少量SiO2。取样品5.4g,测得其中氧原子的物质的量为0.105mol,则该样品中GeO2的物质的量为_____ mol。
19.某工业废水中含有大量的Cu2+、Fe3+、Fe2+和,拟从该废水中回收金属铜并制得绿矾(FeSO4·7H2O),工艺流程如下图:
(1)下列叙述正确的是___________。
A.滤渣A为Fe和Cu的混合物
B.试剂b为盐酸
C.步骤Ⅱ可以分离出Cu,并能得到FeSO4溶液
D.步骤Ⅲ为蒸发溶液
(2)步骤Ⅰ发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu和___________。
(3)取2mL溶液A于试管中,滴加少量NaOH溶液,观察到的实验现象是___________。
(4)获得的绿矾晶体(FeSO4·7H2O)可能有部分被氧化,请设计检验方案验证(操作、现象、结论)___________。
(5)已知:3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)。虚线框处宜选择的装置是___________(填“甲”或“乙”)。
20.某研究小组拟合成化痰药盐酸氨溴索和葡萄味香精X。
已知信息:①R1CHO+R2NH2R1CH=N-R2
②(易被氧化)
请回答:
(1)下列说法不正确的是______。
A.化合物X有弱碱性
B.化合物B能发生银镜反应
C.化合物E遇FeCl3溶液会发生显色反应
D.盐酸氨溴索的分子式是C13H17ClBr2N2O
(2)化合物F的结构简式是______。
(3)写出B+C→D的化学方程式_________。
(4)写出化合物C同时符合下列条件的同分异构体的结构简式______。
①分子中有一个含氮六元环;
②核磁共振氢谱显示分子中有5种氢原子,红外光谱显示分子中有甲基。
(5)设计以甲苯和甲醇为原料制备化合物X的合成路线(无机试剂任选,用流程图表示)_________。
三、元素或物质推断题
21.A、B、C、D、E、F都是短周期元素,原子序数依次增大。
元素
有关信息
A
原子最外层电子数与电子层数相等
B
其氢化物溶于水呈碱性
C
元素主要化合价为-2
D
与A同主族,最高价氧化物对应的水化物易溶于水
E
所在主族序数与所在周期序数之差为3
F
该元素的最高正化合价与最低负价的代数和为6
(1)请指出元素E在周期表中的位置:___________。
(2)沸点:A2C___________A2E(填“>”或“<”或“=”)。
(3)C、D、E、F形成的简单离子半径从大到小的顺序是___________。
(4)C的非金属性比E___________(填“强”或“弱”),并用化学事实加以说明(用化学方程式表示)___________。
(5)B的最高价氧化物对应水化物的浓溶液常呈现黄色,其原因是(用化学方程式表示)___________。
22.化合物A由四种常见元素组成,是一种重要的化工原料。某实验小组按如图所示流程进行相关实验:
已知化合物A含有两种阴离子和一种阳离子,向溶液A滴加溶液产生蓝色沉淀。
请回答:
(1)组成A的四种元素为_______;A的化学式为_______。
(2)滤液C加稀硝酸酸化时产生了无色气体,该反应的离子方程式为_______。
(3)①溶液A中加入稍过量的溶液,生成沉淀的同时有一种气体产生,写出反应的化学方程式:_______。
②D可以溶解在的浓溶液中,沉淀消失变为无色溶液,该反应的离子方程式为_______。
(4)设计实验检验化合物A是否变质,在下表中填写检验出化合物A没有变质的方案。
实验操作
实验现象
实验结论
_______
_______
_______
四、原理综合题
23.氮及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)在一定温度下,氨气溶于水的过程及其平衡常数为:
其中P为的平衡压强,为在水溶液中的平衡浓度。设氮气在水中的溶解度,则用P、和表示S的代数式为_______。
(2)氨在催化氧化反应时发生如下反应:
I.
II.
III.
①反应I在常压下自发进行的条件是_______。
②将一定比例的和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,的转化率、生成的选择率与温度的关系如图所示。
下列说法正确的是_______。
A.其他条件不变,升高温度,的平衡转化率增大
B.其他条件不变,在175~300℃范围,随温度的升高,出口处的物质的量先增大后减小
C.催化氧化除去尾气中的应选择反应温度高于250℃
D.随温度的升高,选择性下降的原因可能为催化剂对生成的反应活性下降,副反应的速率变大
(3)的氧化反应:,分两步进行。
I.
II.
已知:i.决定氧化反应速率的是步骤“II”
ii.,反应I的活化能为,反应II的活化能为
①请在图中画出氧化反应的过程能量示意图(必要的地方请标注)_______。
②某工业制硝酸流程中,进入反应塔的混合气体中和发生化学反应:,在其他条件相同时,测得实验数据如下表:
压强
温度/℃
达到所列转化率需要时间/s
50%
90%
98%
1.0
30
12
250
2830
90
25
510
5760
氧化生成反应的反应速率随温度的升高而_______(填升高、降低或不变),试分析其原因_______。
参考答案
1.A
【详解】A.氢氧化钙在水中溶解度很小,应将氯气通入石灰乳中制漂白粉,A错误;
B.工业上可用食盐、氨、二氧化碳为原料,使用氨碱法制取纯碱,B正确;
C.在碳素钢里适当地加入一种或几种合金元素,可以改变合金的性能,从而制得特种钢,C正确;
D.氯气化学性质活泼,工业上可以利用氢气在氯气中燃烧制取氯化氢,D正确;
故选A。
2.A
【详解】A.的中心原子为氧原子,结构式:,A正确;
B.二氧化碳为直线形分子,B错误;
C.羟基为9电子粒子,C错误;
D.硫离子是硫原子得到2个电子后形成的,核外电子排布式,D错误;
故选A。
3.B
【分析】元素化合价升高,失去电子,物质作还原剂;元素化合价降低,得到电子,物质作氧化剂,据此分析解答。
【详解】A.在反应中2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,Na失去电子,元素化合价升高,作还原剂,H2O中的H得到电子变为H2,元素化合价降低,H2O作氧化剂,A不符合题意;
B.在反应中Cl2+H2O=HCl+HClO,只有Cl2中的Cl元素化合价升高、降低,因此Cl2既作氧化剂,又作还原剂,水既不是氧化剂,也不是还原剂,B符合题意;
C.在反应SO2+H2O=H2SO3中,所有元素的化合价都不变,不属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.在该反应中H2O中的H元素化合价降低获得电子,H2O作氧化剂,D不符合题意;
故合理选项是B。
4.C
【详解】A.H2与足量CO2完全反应的方程式为,2molH2完全反应生成个CH3OH,A项错误;
B.适用条件为标准状况,无法计算,B项错误;
C.根据反应前后质量守恒定律,反应前后碳元素守恒,合成90gC3H6O3,,至少需要3NA个CO2,C项正确;
D.淀粉为碳、氢、氧元素的化合物,其分子中不存在水分子,故1mol淀粉[C6(H2O)5]n中,不存在水分子,D项错误;
答案选C。
5.A
【详解】A.苯酚和溴水反应生成三溴苯酚,能溶解在苯中,不能分离,选项A不正确;
B.2-丁烯能被酸性高锰酸钾氧化生成乙酸而丁烷不会,通过洗气后得到纯净的丁烷,选项B正确;
C.乙酸和碳酸钠反应生成乙酸钠,乙酸钠溶于水中,乙酸乙酯不溶于水,分液分离,选项C正确;
D.溴能与氢氧化钠溶液反应,溴苯常温下与氢氧化钠溶液不反应也不溶于水,分液分离,选项D正确;
答案选A。
6.D
【详解】A. 碳酸钙高温会分解,但是点燃的条件下不会反应,故A错误;
B. 二氧化碳在高温的条件下会反应,但是点燃的条件下不会反应,故B错误;
C. 一氧化碳高温会点燃后生成了二氧化碳,但是二氧化碳和一氧化碳不会反应,故C错误;
D. 碳在高温的条件下和点燃的条件下都会生成二氧化碳,二氧化碳和碳又会生成一氧化碳,满足转化关系,故D正确;
故选D。
【点睛】在解此类题时,首先分析选项中各物质的性质,然后将各物质代入转化关系中验证即可。
7.C
【详解】A.过滤时需要用玻璃棒引流,不能直接倾倒,图甲装置中过滤时没有用玻璃棒引流,A错误;
B.氯气在水中溶解度较小,不能完成“喷泉”实验,B错误;
C.因为氢氧化亚铁极易被氧化,故制取氢氧化亚铁时应隔绝空气进行,煤油起到隔绝空气的作用,C正确;
D.称量NaOH时,应将NaOH固体放入小烧杯中,以防止NaOH受潮附在纸上或仪器上,D错误;
故选C。
8.D
【分析】设W的最外层电子数为a,则根据这几种元素在周期表中的相对位置可知,X、Y、Z的最外层电子数分别为:a+1、a+2、a+3,依题意有a+(a+1)+(a+2)+(a+3)=22,解得a=4,且该四种元素为短周期元素,则W、X、Y、Z、T分别为:Si、N、O、Cl、Ge。
【详解】A.原子半径:W>Z>X>Y,A错误;
B.Z和X的氧化物的水化物均有多种,无法比较,B错误;
C.NH4NO3中既含有离子键也含有共价键,C错误;
D.Ge单质具有半导体性质,其与C同族,化学性质相似,可形成化合物GeCl4,D正确;
答案选D。
9.D
【分析】加入3L氢氧化钡时生成5mol沉淀,其中3mol硫酸钡沉淀、2mol氢氧化铝沉淀,再加入3L氢氧化钡得到2mol氢氧化铝沉淀,再加入2mol氢氧化钡,溶解了4mol氢氧化铝沉淀。
【详解】A.根据图中信息B点到C点沉淀溶解,是氢氧化铝沉淀全部溶解,因此C点铝元素存在形式是,故A正确;
B.D点含有氢氧化钡和,向D点溶液中通入CO2气体,立即产生白色沉淀,故B正确;
C.根据图中信息B点到C点氢氧化铝沉淀全部溶解,则铝离子物质的量为4mol,C中沉淀有3mol硫酸钡沉淀,因此硫酸铝为1mol,氯化铝为3mol,溶液体积相同,则原混合溶液中,故C正确;
D.OA段反应是生成3mol硫酸钡和2mol氢氧化铝沉淀,其反应的离子方程式为,故D错误;
综上所述,答案为D。
10.C
【详解】A.配置一定物质的量浓度溶液时,将氢氧化钠溶液转移至容量瓶中时需玻璃棒引流,故A错误;
B.托盘天平是粗量器,精度为±0.1g,所以不能用托盘天平称取0.1575g二水草酸固体,且砝码和药品放置不符合“左物右码”的原则,故B错误;
C.排出排出碱式滴定管中的气泡时,应将橡胶管向上弯曲,挤压橡胶管中的玻璃小球,快速放液,故C正确;
D.氢氧化钠溶液会与玻璃中的二氧化硅反应,所以氢氧化钠溶液应装在碱式滴定管中,不能装在酸式滴定管中,故D错误;
故选C。
11.D
【详解】A. 水凝结成冰的过程放出热量,则,混乱度减小,则,故A正确;
B. 两者均是离子化合物,氟对电子的“束缚”能力最强,氟离子半径比氯离子半径小,所以氟离子与铵根成的离子键(即相互作用力是静电力)更强,更稳定,,故B正确;
C. 得电子的过程释放能量,,失电子的过程吸收能量,,则,故C正确;
D. 元素Cu位于周期表ds区,故D错误;
故选D。
12.C
【分析】1molCl2得2mole-,化合价降低生成氯离子,氯气是氧化剂;根据电子得失守恒知1mol失去2mole-生成,故中R元素为+4价,n=2;
【详解】A.由分析知n=2,A正确;
B.中R的价态为+6价,B正确;
C.中R的价态为+4价,C错误;
D.失去电子化合价升高发生氧化反应生成,是氧化产物,D正确;
故选C。
13.B
【分析】电池反应式为,由图可知,M极为负极,电极反应式为LixC6−xe−═xLi++6C,N极为正极,电极反应式为Li1−xFePO4+xLi++xe−═LiFePO4,充电时,M极为阴极,电极反应式为xLi++6C+xe−═LixC6,N极为阳极,电极反应式为LiFePO4−xe−═Li1−xFePO4+xLi+,据此作答。
【详解】A.放电时,负极生成锂离子,正极消耗锂离子,故Li+从左边移向右边,隔膜为阳离子交换膜,磷酸根离子不能透过,故A错误;
B.放电时,N极为正极,电极反应式为Li1−xFePO4+xLi++xe−═LiFePO4,故B正确;
C.充电时,M极为阴极,连接电源的负极,电极反应式为xLi++6C+xe−═LixC6,故C错误;
D.充电时电路中通过2.0mol电子,阴极生成Li的质量为2mol×7g/mol=14g,故D错误;
故答案选B。
【点睛】本题考查可充电电池,题目难度中等,能依据图像和信息准确判断正负极和阴阳极是解题的关键,难点是电极反应式的书写。
14.B
【详解】A.由曲线图可知,t1时,Z和X的曲线相交,所以浓度相等,此时反应正向进行,所以v正(X)>v逆(X),故A正确;
B.t0=10s时,用Z表示开始到t0时间内的反应速率为,故B错误;
C.由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减少,为反应物,Z的物质的量增多,为生成物,当反应进行到10s时,△n(X)=0.79mol,△n(Y)=0.79mol,△n(Z)=1.58mol,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,反应的方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g),所以反应容器内的压强始终保持不变,故C正确;
D.由图象可知,X、Y的物质的量减少,为反应物,Z的物质的量增多,为生成物,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,所以反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)⇌2Z(g);
故答案选B。
15.A
【详解】A.与苯环直接相连的原子与苯环共面,碳碳叁键两端的原子共线,碳氧双键两端的原子共面,碳碳单键可以旋转,故该分子中至少有10个碳原子共平面,A错误;
B.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;分子中含有2个手性碳原子,B正确;
C.分子中含有氨基和酯基,氨基能与盐酸反应,酯基能和氢氧化钠溶液发生水解反应,都能生成盐,C正确;
D.碳原子上氢能发生取代反应,碳碳叁键能发生氧化反应、还原反应,D正确;
故选A。
16.C
【详解】A.溶液Ⅰ的pH=5.0,呈酸性,c(H+)>c(OH-),电荷关系为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),所以c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),A正确;
B.根据物料守恒可知,将溶液Ⅰ和Ⅱ混合,混合后的溶液中: c(Na+ )=c(A- )+c(HA)=c(B- )+c(HB),B正确;
C.溶液Ⅰ为物质的量浓度相等的HA和NaA的混合溶液,HA的电离微弱,则c(A-)≈c(HA),此时Ka(HA)==c(H+)=10-pH=10-5.0,同理Ka(HB)=10-4.0,所以Ⅰ和Ⅱ的pH相差1.0时,=10-1.0=0.1,C错误;
D.由选项C的分析可知,Ka(HA)=10-5.0,Ka(HB)=10-4.0,则酸性:HB>HA,混合Ⅰ和Ⅱ时HA、NaA、HB和NaB的物质的量浓度相等,混合溶液呈酸性,所以HA的电离小于HB,即c(HA)>c(HB),D正确;
故答案为:C。
17.C
【分析】先推断离子,加氯气和氯化钡生成白色沉淀,故A为硫酸钡沉淀,所以原溶液可能含亚硫酸根离子或硫酸根离子;由分层后的液体颜色说明原溶液含溴离子,加氢氧化钠得到沉淀B,再加盐酸溶解后出现黄色溶液,说明原溶液含亚铁离子,由于SO32-与Fe2+、Cu2+、Mg2+会发生反应生成沉淀,所以原溶液不含亚硫酸根离子,故一定含硫酸根离子;以上推断可看出,一定含Fe2+、Br-、SO42-。根据已知条件,各离子的浓度均为0.1 mol·L-1,结合溶液为电中性,溶液中还应含有0.1 mol·L-1的正电荷,结合题中提供的离子可得,一定含有Na+,一定不含有Mg2+、Cu2+;
【详解】A. 由以上分析可知一定含亚铁离子,镁离子一定不存在,故A错误;
B. 根据上述分析,一定含有Na+,故B错误,
C. 根据分析,一定含有的离子为Na+、Fe2+、Br-、SO42-,故C正确;
D. 黄色溶液中含有Fe3+,1 L黄色溶液中含有0.1mol Fe3+,Fe3+可与Fe反应生成Fe2+,离子方程式为2Fe3++ Fe=3 Fe2+,0.1mol Fe3+可使0.05mol Fe溶解,质量为2.8g。除0.1mol Fe3+外,溶液中还含有过量的盐酸,也可使铁溶解,故1LD溶液溶解铁的质量大于2.8g,故D错误;
答案选C。
18. SiO2、PbSO4 分液漏斗、烧杯 8 中和NaOH,作反应物,抑制GeCl4水解 取最后一次洗涤液于试管中,加入稍过量稀HNO3酸化,再加入1~2滴 AgNO3溶液,若不产生白色沉淀,则说明洗涤干净,若产生白色沉淀,则说明未洗涤干净 0.05
【分析】GeO2、ZnO能够与硫酸发生反应,变为可溶性硫酸盐,PbO与H2SO4反应生成PbSO4,而SiO2不能溶于酸,过滤后得到滤液中主要是ZnSO4、Ge(SO4)2,用有机溶剂萃取锗,萃取后的有机层加入足量NaOH溶液,将锗反应生成锗酸钠,分液,水层加入盐酸中和过量的氢氧化钠和抑制GeCl4水解,蒸馏得到GeCl4,加水水解、过滤,最终得到GeO2。
【详解】(1)GeO2、ZnO能够与硫酸发生反应,变为可溶性硫酸盐,PbO与H2SO4反应生成PbSO4,而SiO2不能溶于酸,所以第①步中不溶于稀硫酸的滤渣主要成分有SiO2、PbSO4。实验室萃取操作用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯;故答案为:SiO2、PbSO4;分液漏斗、烧杯。
(2)根据图象可知,在第③步萃取时,从生产成本角度考虑,由图可知有机萃取剂的用量在V水相/V有机相的值为8时比V水相/V有机相的值为4时少,此时萃取率处于较高水平,而有机萃取剂较贵,故V水相/V有机相的值为8时较适宜;故答案为:8。
(3)在第③步萃取时加入了NaOH,第④步加入盐酸作用一是为作反应物,中和NaOH,二是GeCl4是强酸弱碱盐,在溶碱性溶液中易水解,为了抑制GeCl4水解,也要加入适量的盐酸;故答案为:中和NaOH,作反应物,抑制GeCl4水解。
(4)第⑤步加水,GeCl4发生水解反应,产生GeO2∙nH2O,反应的化学方程式GeCl4 + (n+2)H2O =GeO2∙nH2O + 4HCl;
(5)GeO2·nH2O是从含有HCl的溶液中过滤出来的,所以要检验GeO2·nH2O是否洗涤干净只要检验没有Cl-即可。操作是取最后一次洗涤液于试管中,往其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,若不产生白色沉淀,则说明洗涤干净,若产生白色沉淀,则说明未洗涤干净;故答案为:取最后一次洗涤液于试管中,加入稍过量稀HNO3酸化,再加入1~2滴 AgNO3溶液,若不产生白色沉淀,则说明洗涤干净,若产生白色沉淀,则说明未洗涤干净。
(6)设GeO2的物质的量为xmol,SiO2的物质的量为ymol,2(x+y)=0.105,105x+ 60y=5.4,解得x=0.050,故该样品中GeO2的物质的量为0.05mol;故答案为:0.05。
【点睛】化工流程是常考题型,主要对元素化合物、化学反应原理、化学实验综合考查,对基本操作是考查,要注意从细节和答题模板中规范答题。
19.(1)AC
(2)2Fe3++Fe=3Fe2+
(3)产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
(4)取适量晶体溶于水于洁净试管中,滴加KSCN溶液,若溶液变血红色,则有部分被氧化,反之则无
(5)乙
【分析】由题给流程可知,向工业废水中加入加入足量的铁,铁与铁离子反应生成亚铁离子,与铜离子反应生成铜和亚铁离子,过滤得到含有铁和铜的滤渣A和硫酸亚铁溶液A;向滤渣A中稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,与铁反应生成硫酸亚铁和氢气,过滤得到铜和硫酸亚铁溶液B;硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到七水硫酸亚铁晶体。
(1)
A.由分析可知,滤渣A为Fe和Cu的混合物,故正确;
B.由分析可知,试剂b为稀硫酸,若为盐酸,所得产品中会混有氯化亚铁,故错误;
C.由分析可知,步骤II为过滤操作,过滤可以分离出Cu,并能得到FeSO4,故正确;
D.由分析可知,步骤III为蒸发结晶、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,目的是得到七水硫酸亚铁晶体,故错误;
AC正确,故答案为:AC;
(2)
步骤I发生的反应为铁与铁离子反应生成亚铁离子,与铜离子反应生成铜和亚铁离子,反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu和Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(3)
氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁,硫酸亚铁溶液与氢氧化钠溶液反应立即生成氢氧化亚铁白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色,所以现象为产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变成红褐色;
(4)
若绿矾晶体被氧化,绿矾晶体中会混有硫酸铁,检验硫酸铁的方法是取少量绿矾晶体(FeSO4·7H2O)于试管中,加水溶解,再滴加KSCN溶液,若溶液变为血红色,则绿矾晶体有被氧化取少量绿矾晶体于试管中,加水溶解,再滴加KSCN溶液,若溶液变为血红色,则绿矾晶体有被氧化;
(5)
铁粉与水蒸气反应生成氢气,氢气的密度比空气小,所以应向下排空气收集,所以选乙。
20. CD
【详解】(1) A.化合物X中有氨基,氨基具有弱碱性,故A正确;
B.根据合成路线和题中已知信息,甲苯中的甲基被氧化为醛基,得到物质A,A在硫酸和二氧化锰的催化作用下,发生硝化反应得到化合物B,B分子式为C7H5NO3,结构中应含有苯环、醛基和硝基,结构式为有醛基故能发生银镜反应,故B正确;
C.化合物E中的羟基为醇羟基,酚羟基遇FeCl3溶液会发生显色反应,故C错误;
D.盐酸氨溴索的分子式是C13H19ClBr2N2O,故D错误;
答案为CD。
(2)根据已知信息②,有机物苯环上的硝基,在铁和氯化氢作用下,硝基转变为氨基。故有机物D在铁和氯化氢作用下,苯环上的硝基转变为氨基得到化合物E,E在NaBH4作用下氮氧双键发生加成变单键得到化合物F,因此F的结构式为,
答案为:;
(3) 根据已知信息①R1CHO+R2NH2R1CH=N-R2,B+C→D的化学方程式为;
答案为:;
(4)化合物C同时符合分子中有一个含氮六元环;核磁共振氢谱显示分子中有5种氢原子,红外光谱显示分子中有甲基。符合条件的结构有:4种结构;
答案为:;
(5)甲苯在浓硫酸和浓硝酸的作用下进行硝化反应,再用酸性高锰酸钾将甲基氧化为羧基,再和甲醇发生酯化反应,最后在铁和氯化氢作用下,苯环上的硝基转变为氨基得到化合物X;合成路线为,
答案为:。
21.(1)第三周期第ⅥA族
(2)>
(3)S2->Cl->O2->Na+
(4) 强 O2+2H2S=S+2H2O
(5)4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
【分析】短周期元素A、B、C、D、E、F,原子序数依次增大。A元素的原子最外层电子数与电子层数相等,则A是H元素;B的氢化物溶于水呈碱性,则B是N元素;C元素主要化合价为-2价,则C为O元素;D元素与A同主族,最高价氧化物对应的水化物易溶于水,则D是Na元素;E元素所在主族序数与所在周期序数之差为3,则E是S元素;F元素的最高正化合价与最低负价的代数和为6,则F是Cl元素,然后根据物质性质及元素周期律分析解答。
【详解】(1)根据上述分析可知:A是H,B是N,C是O,D是Na,E是S,F是Cl元素。根据上述分析可知:元素E是S元素,原子核外电子排布是2、8、6,根据原子结构与元素位置关系可知S元素在周期表中的位置是位于第三周期第ⅥA族;
(2)A2C是H2O,A2E是H2S,二者都是由分子通过分子间作用力结合形成的化合物,由于H2O分子之间还存在氢键,导致其熔沸点比同族元素的化合物H2S的高,所以沸点H2O>H2S;
(3)C是O,D是Na,E是S,F是Cl元素,它们形成的简单离子是O2-、Na+、S2-、Cl-,其中O2-、Na+核外有2个电子层,S2-、Cl-核外有3个电子层,对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径就越小;对于电子层结构不同的离子,离子核外电子层数越多,离子半径就越大,所以O2-、Na+、S2-、Cl-的半径大小关系为:S2->Cl->O2->Na+;
(4)C是O,E是S,二者是同一主族元素,原子序数S>O,所以元素的非金属性:O>S,元素的非金属性越强,其单质的氧化性就越强,活动性强的可以将活动性弱的从化合物中置换出来,所以可以根据反应O2+2H2S=S+2H2O判断元素的非金属性:O>S;
(5)B是N,其最高价氧化物对应的水化物是HNO3,浓硝酸是无色液体,其不稳定,受热或光照会分解产生NO2,产生的NO2气体溶解在硝酸中使硝酸显黄色,该反应的化学方程式为:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。
22.(1) Fe、Cl、S、O(或铁、氯、硫、氧)
(2)
(3)
(4) 将化合物A溶于水,取少量溶液于试管,加入几滴KSCN溶液,观察现象 加入硫氰化钾溶液后,溶液颜色无变化 化合物A中不含,没有变质
【分析】化合物A由四种元素组成,化合物A溶于水后配制成溶液A,加入可溶性钡盐后产生不溶于稀硝酸的白色沉淀B 23.3g,则B是,物质的量为0.1mol,则化合物A中含;为了避免实验过程中引入氯离子,可溶性钡盐应该选择,滤液C加入溶液后产生不溶于稀硝酸的白色沉淀D,D为AgCl,物质的量为0.2mol,则化合物A中含;向溶液A滴加溶液产生蓝色沉淀,表明化合物A所含阳离子是,的质量为,物质的量为0.2mol,所以、、的物质的量之比为2∶2∶l,化合物A的化学式为;
【详解】(1)根据上述分析,组成A的四种元素为Fe、Cl、S、O(或铁、氯、硫、氧);化合物A的化学式为,故填Fe、Cl、S、O(或铁、氯、硫、氧);;
(2)滤液C中含有阳离子,加稀硝酸发生氧化还原反应,生成和NO,该反应的离子方程式为,故填;
(3)①溶液A是溶液,加入稍过量的溶液发生复分解反应,生成的沉淀是,同时产生的气体是,其化学方程式为;故填;
②AgCl与的浓溶液反应的离子方程式为,故填;
(4)变质会生成,则只需检验化合物A溶解所得溶液中是否含有,可利用KSCN和反应溶液显红色进行检验,方案为:将化合物A溶于水,取少量溶液于试管,加入几滴KSCN溶液,观察现象,加入硫氰化钾溶液后,溶液颜色无变化,化合物A中不含,没有变质;
故填将化合物A溶于水,取少量溶液于试管,加入几滴KSCN溶液,观察现象;加入硫氰化钾溶液后,溶液颜色无变化;化合物A中不含,没有变质。
23.(1)
(2) 任意温度 BD
(3) 降低 ,温度升高,反应I平衡逆移,减小,浓度降低的影响大于温度对反应II速率的影响
【详解】(1)由K1的表达式可知,由反应式可知,因为溶液中的与几乎相等,故可得,因此,因此可得S=。
(2)①一个反应能自发进行的条件是,在该反应中,,且该反应为熵增的反应,即,因此该反应在任意温度下,都满足,即反应I在常压下自发进行的条件是任意温度;
②A.因为各反应的,因此其他条件不变,升高温度,的平衡转化率减小,A错误;B.其他条件不变,在175~300℃范围,随温度的升高,NH3的转化率有明显升高,N2的选择性略降,因此出口处的物质的量先增大后减小,B正确;C.催化氧化除去尾气中的若选择反应温度高于250℃,则N2的选择性下降,尾气中氮的氧化物含量上升,不利于尾气处理,C错误;D.随温度的升高,选择性下降的原因可能为催化剂对生成的反应活性下降,副反应的速率变大,D正确。因此选BD。
(3)①由已知i可知,反应I的活化能为小于反应II的活化能为,因此氧化反应的过程能量示意图可表示为:;
②由实验数据可知,温度较高时,NO达到所需转化率的时间增多,即氧化生成反应的反应速率随温度的升高而降低。造成这一结果的原因是,,温度升高,反应I平衡逆移,减小,浓度降低的影响大于温度对反应II速率的影响。
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