广东梅县2022-2023学年高二下学期期末模拟考试化学试卷(含解析)
展开梅县2022-2023学年高二下学期期末模拟考试
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并收回。
可能用到的相对原子质量:H:1 Li:7 C:12 N:14 O:16 Na:23 P:31 K:39 Fe:56 B:11 Ca:40 Ni:59 Zn:65 Si:28 Cl:35.5
一、 选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.配离子的球棍模型如图所示。下列关于该配离子的说法中错误的是
A. 有4个配位原子
B. 中的铜采用杂化
C. 为配离子的配体,的VSEPR模型为四面体形
D. 若用两个代替两个,可以得到两种不同结构的配离子
2.如图是三种含铂元素抗癌药物的结构(按药物开发的时间排序)。顺铂进入人体细胞发生水解的产物之一Pt(NH3)2(OH)Cl会与DNA结合,破坏DNA结构,从而防止癌细胞增殖。下列说法正确的是
A. 顺铂中Cl-的配位能力强于NH3
B. 顺铂和碳铂完全水解的含铂产物相同
C. 碳铂中含有的化学键为离子键、共价键、配位键和氢键
D. 1 mol奥沙利铂中含配体4 mol
3.乙烯与溴分子的加成反应机理,可用如下过程表示。
下列说法不正确的是
A. 可以用溴水除去甲烷中少量的乙烯
B. 乙烯中的碳碳双键使溴分子中的共价键极性发生了变化
C. 乙烯通入溴水中有BrCH2CH2OH生成,则水溶液酸性增强
D. 乙烯分别通入溴水、溴的四氯化碳溶液中,反应现象相同
4.关于分子结构和性质的说法不正确的是
A. 干冰和AlCl3升华,所克服的作用力相同
B. 邻羟基苯甲酸的沸点比对羟基苯甲酸的沸点低
C. 碘易溶于浓碘化钾溶液、甲烷难溶于水,都可用“相似相溶”规律解释
D. 氟的电负性大于氯,导致三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸
5.单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料,其晶胞如图。下列说法正确的是
A. 该物质的分子式为H3S
B. H3S和H2S互为同素异形体
C. 图中M原子的原子分数坐标为(0,0,0),则N原子的原子分数坐标为(1,1,)
D. 与S原子最近且等距离S原子数为12
6.有关晶体的结构如图所示,下列说法中错误的是
A. 在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成为正四面体形
B. 在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+
C. 在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数的比为1:2
D. 该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4
7.下列说法中正确的是
A. 价层电子排布为的原子位于第四周期第ⅠA族,属于s区元素
B. 为极性分子,为非极性分子
C. 分子中含有2个手性碳原子
D. 和的中心原子均为杂化,分子呈正四面体形,呈三角锥形
8.下列“类比”结果正确的是
A. 第二周期元素氢化物的稳定性:HF>H2O>NH3,则第三周期元素氢化物的稳定性:HCl>H2S>PH3
B. ⅣA族氢化物沸点:GeH4>SiH4>CH4,则VA族元素氢化物沸点:AsH3>PH3>NH3
C. N≡N键能大,N2性质稳定;则C≡C键能大,CH≡CH性质也稳定
D. 和P4都为正四面体形,中键角为109°28′;则P4中键角也为109°28′
9.为提纯含少量正丁醛杂质的1-丁醇粗品,某研究小组设计如下路线:
已知:①R-CHO + NaHSO3(饱和)→ RCH(OH)SO3Na↓
②乙醚沸点为34 ℃,密度为0.714 g/cm3;1-丁醇沸点为118 ℃
下列说法正确的是
A. 操作1用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
B. 操作2中,乙醚可以用乙醇代替
C. 操作2分液时,有机层从分液漏斗下口放出
D. 操作3是蒸馏,蒸馏温度要求略高于118 ℃
10. Zn(CN)在碱溶液中可与HCHO发生反应,生成Zn(OH)和HOCH2CN。设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为4NA
B. Zn(CN)中Zn2+与CN-中的C原子形成配位键,其结构可表示为
C. HOCH2CN分子中碳原子的杂化轨道类型均为杂化
D. 氰根离子(CN-)与氰基(—CN)所含的电子总数相同
二、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
11.裂化汽油精制处理过程中,常使用Ni/ZnO作脱硫吸附剂脱除噻吩()中硫原子,其反应过程如图所示。下列说法正确的是
A. ①中生成与一定量Br2发生加成反应,可能有4种产物(不考虑立体异构)
B. ③中参与反应的O2和ZnS的物质的量之比大于3∶2
C. 中σ键和π键数目之比为5∶2
D. 该脱硫过程的总反应为:+3H2+O2+SO2+2H2O
12. 我国科学家在世界上首次实现人工合成淀粉,如图是中间产物GAP的结构式,其中X、Y、Z、W均为短周期且原子序数依次增大的主族元素,且W的原子序数为其最外层电子数的3倍。下列说法正确的是
A. 对应氢化物的沸点:Y<Z
B. X2Z2是由极性键和非极性键组成的非极性分子
C. W所在周期中,第一电离能比其小的元素有5种
D. 1mol的该物质可以和足量的Na反应转移4mol的电子
13.某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2和H2O的历程,该历程示意图如图(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法正确的是
A. HCHO的空间结构为平面三角形
B. 在反应过程中,碳原子由sp3杂化变为sp杂化
C. 根据图示信息,CO2分子中的氧原子全部来自O2
D. 在反应过程中,既有非极性键的断裂,也有非极性键的形成
14. 一种钴的氧化物在纳米储能领域研究广泛,其晶胞结构如图所示(白球为Co,黑球为O),已知该晶胞参数为,阿伏加德罗常数为。下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为CoO
B. 基态Co原子有3个未成对电子
C. 与O原子最近且等距离的O原子有12个
D. 氧化物的摩尔体积
15.立方烷的衍生物具有高致密性、高张力能及高稳定性等特点。一种立方烷衍生物的部分合成路线如下,下列说法错误的是
A. 甲→乙为加成反应
B. 乙分子中有4个手性碳原子
C. 丙分子中σ键与π键数目之比为9∶1
D. 甲的同分异构体中,能被氧化生成醛基的链状溴代醇只有1种
16.下列说法中正确的是
A. 在某有机物分子中含a个,n个,m个,其余为羟基,则含羟基的个数最多为
B. 存在顺反异构,与氢气完全加成后的产物不含手性碳原子
C. 在有机物分子中处于同一平面内的碳原子数至少有8个
D. 与等物质的量的溴发生加成反应,理论上最多有3种产物(不考虑顺反异构)
三、非选择题:共4道题,每题14分,共56分。
17. Mn2O3是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含有少量Fe3O4、FeO、CoO、Al2O3)为原料制备Mn2O3的工艺流程如图。
25℃时,相关物质的Ksp见表。
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
Co(OH)2
Ksp
1×10-16.3
1×10-38.6
1×10-32.3
1×10-12.7
1.09×10-15
已知:氢氧化氧锰(MnOOH)难溶于水和碱性溶液。
(1)MnOOH中Mn的化合价为______价。
(2)向“沉淀池I”中加入MnO2,MnO2的作用是______,在“沉淀池I”中,滴加氨水调节溶液的pH,使溶液中铝、铁元素完全沉淀,则理论上pH的最小值为______(当溶液中某离子浓度c≤1.0×10-5mol•L-1时,可认为该离子沉淀完全)。
(3)MnSO4转化为MnOOH的离子方程式为_______。
(4)MnSO4转化为MnOOH中“III实验操作”包含过滤、洗涤、干燥。检验MnOOH是否洗涤干净,具体操作为______。
(5)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型,MnS晶胞结构如图所示。
①以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。在MnS晶胞坐标系中,1号S原子坐标为(0,0,0),3号S原子坐标为(1,1,1),则2号S原子坐标为______。
②已知:MnS晶体的密度为ρg•cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值。则MnS晶胞中阴、阳离子最近距离为______pm(列出计算式即可)。
18. 中国药学家屠呦呦发现了青蒿素,开创了疟疾治疗新方法,她因此荣获2015年诺贝尔生理学或医学奖。已知:
①青蒿素由C、H、O元素组成,是无色针状晶体,可溶于乙醇、乙醚,在水中几乎不溶,熔点为156℃~157℃。
②乙醚沸点为34.5℃。③从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。
Ⅰ.实验室用乙醚提取青蒿素流程如图1所示。
(1)实验前要对青蒿进行粉碎,其目的是_______。
(2)操作Ⅱ的名称为_______。
(3)操作Ⅲ的主要过程可能是_______(填字母)。
A.加入乙醚进行萃取、分液
B.加入95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶,过滤
Ⅱ.用如图2所示实验装置测定青蒿素实验式方法如下:将14.1g青蒿素样品放装置C硬质玻璃管中,缓缓通入空气数分钟后再充分燃烧,精确测定装置E和F实验前后质量,根据所测数据计算。
(4)装置A中盛放物质的作用是_______;装置F中盛放的物质是_______。
(5)该实验装置可能会产生误差,改进方法是_______。
(6)用合理改进后的装置进行实验,测得的数据如表所示,通过质谱仪测得青蒿素的相对分子质量是282,结合以上数据,得出青蒿素的分子式为_______。
装置
实验前/g
实验后/g
E
11.3
21.2
F
40.1
73.1
19. 氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,下列物质都是具有广阔应用前景的储氢材料。回答下列问题:
(1)氢化钠 (NaH)是一种常用的储氢剂,遇水后放出氢气并生成一种碱,该反应的还原产物为___________。
(2)Ti-Fe合金室温下吸、放氢的速率快,基态Ti原子核外有___________个未成对电子。
(3)(氨硼烷)具有很高的储氢容量及相对低的放氢温度(<350℃),是颇具潜力的化学储氢材料之一,它可通过环硼氮烷、与进行合成。
①中涉及的元素H、B、N电负性最大的是___________。
②键角:___________(填“>”、“<”或“=”),原因是___________。
(4)Fe-Mg合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。
①距离Fe原子最近的Mg原子个数是___________。
②若该晶胞的棱长为anm,阿伏加德罗常数的值为,则该合金的密度为___________。
③若该晶体储氢时,分子在晶胞的体心和棱心位置,则含的该储氢合金可储存标准状况下的体积约为___________L。
20.有机物A是一种医药中间体。
Ⅰ.为测定其结构,进行如下实验:取3.9gA置于氧气流中充分燃烧,实验测得只生成0.18molCO2和0.15molH2O。
(1)A的实验式是______。
(2)如图是A的质谱图,则A的分子式是______。
Ⅱ.A可发生如图所示的转化,其中D的分子式为C4H6O2,两分子F反应可生成含甲基的六元环状酯类化合物。
已知:+CO2
请回答:
(3)A中含氧官能团的名称为_______;B与C的相对分子质量之差为4,则B→C的化学方程式是______。
(4)与D具有相同官能团的D的同分异构体有______种(考虑立体异构),其中核磁共振氢谱上有四个峰,峰面积之比为1∶1∶2∶2的结构简式为______。
(5)F可发生多种类型的反应。
①两分子F反应生成的六元环状酯类化合物的结构简式是______。
②由F可生成使Br2的CCl4溶液褪色的有机物H,F→H的化学方程式是______。
模拟卷答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【详解】A.氮原子是配位原子,有4个氨气提供4个配位原子,A正确;
B.若铜采用杂化,四个氮原子不应在同一平面,B错误;
C.的VSEPR模型为四面体形,空间构型为三角锥形,C正确;
D.若用两个代替两个,中的O原子做配位原子,此时O、N配位原子在同一平面内,O、N配位原子的位置有两种位置关系,D正确;
故答案为:B。
2.【答案】B
【解析】
【详解】A.由题干信息:顺铂进入人体细胞发生水解的产物之一Pt(NH3)2(OH)Cl可知,Pt-Cl键比Pt-N键更容易断裂,则顺铂中Cl-的配位能力弱于NH3,A错误;
B.由题干信息:顺铂进入人体细胞发生水解的产物之一Pt(NH3)2(OH)Cl可知,顺铂和碳铂完全水解的含铂产物相同均为Pt(OH)2(NH3)2,B正确;
C.由题干碳铂的结构示意图可知,碳铂中含有的化学键为共价键、配位键,不含离子键,氢键不是化学键属于分子间作用力,C错误;
D.由题干奥沙利铂的结构示意图可知,1 mol奥沙利铂中含配体2 mol即1mol乙二酸根离子和1mol1,2-环己二胺,D错误;
故答案为:B。
3.【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯和溴水中的溴发生加成反应生成液态的1,2-二溴乙烷,可以除去甲烷中少量的乙烯,A正确;
B.结合图示信息,溴原子形成了带不同电荷的粒子,乙烯中的碳碳双键使溴分子中的共价键极性发生了变化,B正确;
C.乙烯通入溴水中有BrCH2CH2OH生成,生成的BrCH2CH2OH中羟基的极性增强,则水溶液酸性增强,C正确;
D.乙烯通入溴水中与溴发生加成反应,使溴水褪色,但产生的有机物与水互不相容,因此会看到液体分层,两层液体均无色;而乙烯通入到溴的四氯化碳溶液中,发生加成反应产生的1,2-二溴乙烷能够溶解在四氯化碳中,因此看到的现象是褪色,但液体不分层,所以反应现象不完全相同,D错误;
答案选D。
4.【答案】C
【解析】
【详解】A.干冰和AlCl3都属于分子晶体,它们升华时破坏的是分子间作用力,A正确;
B.分子内氢键使物质熔沸点降低,分子间氢键使物质熔沸点升高,邻羟基苯甲酸存在分子内氢键,对羟基苯甲酸存在分子间氢键,则邻羟基苯甲酸沸点比对羟基苯甲酸沸点低,B正确;
C.甲烷为非极性分子,水为极性分子,甲烷难溶于水可用“相似相溶”原理解释,碘是非极性分子,碘易溶于浓碘化钾溶液与发生反应有关,不可用“相似相溶”原理解释,C错误;
D.氟的电负性大于氯的电负性,使得F3C-的极性大于Cl3C-的极性,三氟乙酸中的-COOH比三氯乙酸中的-COOH更容易电离出氢离子,三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性,D正确;
故选C。
5.【答案】C
【解析】
【详解】A.根据该晶胞的结构得到该物质含有氢个数为,硫个数为,其分子式为H4S,故A错误;
B.同素异形体是同种元素形成的不同单质,则H3S和H2S不互为同素异形体,故B错误;
C.图中M原子的原子分数坐标为(0,0,0),则N原子在右后侧面的棱心上,其原子分数坐标为(1,1,),故C正确;
D.以顶点硫原子分析,与S原子最近且等距离的S原子数在体心,则有8个,故D错误。
综上所述,答案为C。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.据图可知距Na+最近的Cl-位于棱心和体心,共6个,形成正八面体,A错误;
B.Ca2+位于晶胞的顶点和面心,根据均摊法,个数为=4,B正确;
C.金刚石中每个C原子形成4个共价键,每个共价键被两个碳原子共用,所以每个碳原子具有2个共价键,即碳原子与碳碳键个数的比为1:2,C正确;
D.该物质由分子构成,据图可知每个分子含有4个F原子,4个E原子,所以分子式为E4F4或F4E4,D正确;
综上所述答案为A。
7.【答案】D
【解析】
【详解】A.价电子排布为3d104s1的元素属于副族元素,位于第四周期第ⅠB族,是ds区元素,故A错误;
B.O3和SO2是等电子体,SO2分子为V型分子,正、负电荷中心不重合,是极性分子,等电子体的结构相似,O3是极性分子,故B错误;
C.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子,该分子中只有连接甲基的碳为手性碳,即只有1个,故C错误;
D.SiF4中Si原子价层电子对数=4+=4且Si原子不含孤电子对,中S原子价层电子对数=3+=4且S原子含有一个孤电子对,Si、S原子都采用sp3杂化,前者为正四面体形,后者为三角锥形,故D正确;
故选:D。
8.【答案】A
【解析】
【详解】A.同周期从左到右元素非金属性递增,非金属性越强,简单氢化物越稳定,则第二周期元素简单氢化物的稳定性顺序是:HF>H2O>NH3;第三周期元素简单氢化物的稳定性顺序也是:HCl>H2S>PH3,A正确;
B.组成与结构相似的共价分子构成的晶体熔沸点规律:分子间有氢键的>没有氢键的,没有氢键时,若相对分子质量越大,熔沸点越高。氨分子间有氢键,则VA族元素的简单氢化物沸点由高到低的顺序是:NH3>AsH3>PH3,B错误;
C.N≡N键能大,N2性质稳定;C≡C键能大,但CH≡CH可以发生加成、氧化、聚合等反应,性质不稳定,C错误;
D.和P4都为正四面体形,但中键角为109°28′;P4中键角为60°,D错误;
答案选A。
9.【答案】A
【解析】
【分析】粗品中含有正丁醛,根据所给的信息利用饱和NaHSO3溶液形成沉淀,然后通过过滤即可除去,由于饱和NaHSO3溶液是过量的,所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇;因为1-丁醇和乙醚的沸点相差很大,因此可以利用蒸馏将其分离开;
【详解】A.根据分析可知,操作1是将CH3CH2CH2CH(OH)SO3Na沉淀和1-丁醇通过过滤除去沉淀,过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒,选项A正确;
B.加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇,乙醇不能用于萃取1-丁醇,选项B错误;
C.乙醚的密度小于水,操作2分液时,有机层乙醚层在上层,故从分液漏斗上口倒出,选项C错误;
D.因为1-丁醇和乙醚的沸点相差很大,因此可以利用蒸馏将其分离开,故操作3是蒸馏,但可先蒸出乙醚,温度要求略高于34 ℃以上,选项D错误;
答案选A。
10.【答案】B
【解析】
【详解】A.共价单键是σ键,共价双键中有一个是σ键,故一个甲醛分子有3个σ键,1mol甲醛(HCHO)中所含σ键总数为3NA,A错误;
B.Zn2+提供空轨道,CN-的C原子提供电子对形成配位键,它们结合形成络离子[Zn(CN)4]2-,结构可表示为,B正确;
C.HOCH2CN分子的结构式为,碳原子均不含有孤电子对,其中两个碳原子分别含有4个和两个σ键,杂化轨道类型是sp3和sp杂化,C错误;
D.物质的量未知,无法计算,D错误;
故选B。
二、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。
11.【答案】B
【解析】
【详解】A.①中生成的与一定量Br2发生加成反应,可能有3种产物,故A错误;
B.由图可知,③中反应为,参与反应的O2和ZnS的物质的量之比为2:1,大于3∶2,故B正确;
C.单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,还含有碳氢键,其中σ键和π键数目之比为9∶2,故C错误;
D.由图可知,该脱硫过程的总反应为和氢气、氧气在催化剂作用下生成和水、二氧化硫:+3H2+2O2+SO2+2H2O,故D错误;
故选B。
12.【答案】C
【解析】
【分析】GAP是人工合成淀粉的中间产物,根据其结构可推知,X为H元素,Y为C元素,Z为O元素,因为X、Y、Z、W为原子序数依次增大的主族元素,且W的原子序数为其最外层电子数的3倍,所以为P元素。
【详解】A.有分析可知,Y、Z分别为C、O元素,C对应的简单氢化物为CH4,O对应的简单氢化物为H2O时,因为CH4、H2O都是形成分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,且H2O分子中存在氢键,所以沸点大小为H2O>CH4;当C对应的氢化物为复杂氢化物时,随着碳原子个数的增加沸点逐渐增大,会逐渐大于O的氢化物的沸点,故A错误;
B.由分析可知,X2Z2是H2O2,其结构为,所以H2O2是由极性键和非极性键组成的极性分子,故B错误;
C.W元素是P,电子结构排布为半充满结构,所以所在周期中,第一电离能比其小的元素有5种,故C正确;
D.GAP结构为,1mol该物质有3mol –OH,所以1mol的该物质可以和足量的Na反应转移3mol的电子,故D错误;
故选C。
13.【答案】A
【解析】
【详解】A.HCHO中C原子杂化方式为sp2杂化,孤电子对数为0,空间构型为平面三角形,故A正确;
B.HCHO中C原子杂化方式为sp2杂化,CO2中C原子为sp杂化,故B错误;
C.根据图示信息,CO2分子中的氧原子来自O2和HCHO,故C错误;
D.在反应过程中,有O2中O-O非极性键的断裂,没有非极性键的形成,故D错误;
故选A。
14.【答案】D
【解析】
【详解】A.根据均摊法,晶胞中有4个Co,4个O,化学式为CoO,A正确;
B.基态Co原子的价电子排布式为,其价电子排布图为 ,有3个未成对电子,B正确;
C.根据图示结构结合几何关系可知,与O原子最近且等距离的O原子有12个,且距离为,C正确;
D.1mol晶胞中含有4molCoO,该氧化物的摩尔体积为,D错误;
故答案选D。
15.【答案】C
【解析】
【详解】A.两个甲分子中碳碳双键发生加成反应生成一个乙分子,A正确;
B.连接四种不同基团的碳原子为手性碳原子,乙分子中有4个手性碳原子,B正确;
C.单键由1个σ键组成,双键由1个σ键与1个π键组成,丙分子中σ键与π键数目之比为24∶2=12∶1,C错误;
D.甲的不饱和度为4,能被氧化生成醛基说明含有-CH2OH结构,是链状溴代醇只有共1种,D正确;
故选:C。
16.【答案】A
【解析】
【详解】A.饱和醇的通式为CnH2n+2Ox,氢原子总数为2(a+n+m)+2,羟基的个数等于羟基中氢原子个数,即羟基个数为[2(a+n+m)+2-3a-2n-m]=m+2-a,故A正确;
B.根据烯烃顺反异构的定义,该有机物存在顺反异构,该有机物加氢以后,生成物的结构简式为,含有手性碳原子,故B错误;
C.苯的空间构型为平面正六边形,碳碳单键可以旋转,因此共面的碳原子为,圈内的碳原子一定共面,即有9个,故C错误;
D.该有机物与等物质的量Br2发生加成反应,得到4种产物,分别为、、、,故D错误;
答案为A。
三、非选择题:共4道题,每题14分,共56分。
17.【答案】(1)+3 (2) ①. 将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续除杂 ②. 4.9
(3)2Mn2++H2O2+4NH3•H2O=2MnOOH↓+4NH+2H2O
(4)取最后一次洗涤液少量于试管中,向其中滴加BaCl2溶液,若不出现白色浑浊,说明MnOOH已洗涤干净,反之则未洗涤干净
(5) ① (,1,) ②.
【解析】
【分析】菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含有少量Fe3O4、FeO、CoO、Al2O3),所以加入硫酸进行酸浸,酸浸后得到的溶液中含Mn2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Al3+等;结合已知中Ksp[Fe(OH)3]、Ksp[Fe(OH)2]和Ksp[Mn(OH)2]的相对大小知,Fe3+更容易除去,故在酸性环境中加入MnO2,可将Fe2+氧化成Fe3+,便于后续除杂,而MnO2自身被还原成Mn2+,再用氨水调pH,促使Al3+、Fe3+形成沉淀除去;沉淀池I后得到的滤液中含Mn2+、Co2+,沉淀池I加含S2-沉淀剂得到的沉淀2是CoS,得到含MnSO4的溶液[含杂质(NH4)2SO4],通过蒸发浓缩、趁热过滤可以提取MnSO4晶体;再加双氧水氧化、氨水生成MnOOH,再加热得到Mn2O3。
【小问1详解】
根据化合物中元素化合价代数和为0,设的化合价为x,,解得。
【小问2详解】
分析可知,加入将氧化为,便于后续除杂;根据已知,当铝元素完全沉淀时铁元素已完全沉淀,此时,,,所以滴加氨水调节溶液的,使溶液中铝、铁元素完全沉淀,则理论上的最小值为4.9。
【小问3详解】
溶液加入双氧水、氨水转化为,Mn的化合价由+2价升高到+3价,中的化合价由-1价降低到-2价,根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒可得反应的离子方程式为。
【小问4详解】
中混有,检验是否洗涤干净,就是检验,具体操作为取少量最后一次洗涤液,向其中滴加溶液,若不出现白色浑浊,说明已洗涤干净,反之则未洗涤干净。
【小问5详解】
①2号位于正方体后面的面心位置,因此坐标为;
②阴阳离子最近的距离是棱长的一半,位于棱上、体心,个数为,位于顶点和面心,个数为,晶胞的质量为,令晶胞参数为a cm,晶胞的体积为,根据密度的定义,,因此阴阳离子最近距离是。
18.
【答案】(1)增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出速率和浸取率
(2)蒸馏 (3)B
(4) ①. 除去空气中的,以防干扰实验 ②. 碱石灰或生石灰或NaOH固体
(5)装置F后连接一个盛有碱石灰的干燥管或U形管
(6)
【解析】
【分析】青蒿素用乙醚浸取,过滤得到残渣和提取液,再将提取液进行蒸馏得到乙醚和粗品,再向粗品中加入95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤,将空气通入到装置A中吸收二氧化碳,装置B吸收水蒸气,在C中青蒿素燃烧生成二氧化碳和水,D中没有充分燃烧的CO转化为二氧化碳,E处吸收生成的水蒸气,F吸收空气中二氧化碳。
【小问1详解】
实验前要对青蒿进行粉碎,其目的是增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出速率和浸取率;故答案为:增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出速率和浸取率。
【小问2详解】
青蒿素是无色针状晶体,可溶于乙醇、乙醚,将提取液进行操作Ⅱ得到乙醚,则操作Ⅱ的名称为蒸馏;故答案为:蒸馏。
【小问3详解】
操作Ⅲ是粗品得到青蒿素精品,青蒿素溶于乙醇、乙醚,在水中几乎不溶,故向粗品中加入95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤,从而得到精品;故答案为:B。
【小问4详解】
为了能准确测定青蒿素燃烧生成的二氧化碳和水的质量,实验前应通入除去二氧化碳和水蒸气的空气,排除装置内的二氧化碳和水蒸气,防止干扰实验,所以实验装置A中盛放氢氧化钠溶液,吸收空气中的二氧化碳;青蒿素与氧气反应生成二氧化碳和水,装置E吸收水蒸气,装置F吸收二氧化碳,因此装置F中盛放的物质是碱石灰或生石灰或NaOH固体;故答案为:除去空气中的,以防干扰实验;碱石灰或生石灰或NaOH固体。
【小问5详解】
该实验装置可能会产生误差,主要是空气中二氧化碳和水蒸气会进入装置F中,因此改进方法是装置F后连接一个盛有碱石灰的干燥管或U形管;故答案为:装置F后连接一个盛有碱石灰的干燥管或U形管。
【小问6详解】
质谱仪测得青蒿素的相对分子质量是282,14.1g青蒿素物质的量为0.05mol,得到水的质量为9.9g(物质的量为0.55mol),二氧化碳的质量为33g(物质的量为0.75mol),根据关系式得到分子式为,根据相对分子质量得到青蒿素的分子式为。
19.【答案】(1)H2 (2)2
(3) ①. N ②. > ③. 分子中没有孤电子对,有2对孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,排斥力越大,键角越小,所以小于的键角
(4) ①. 8 ②. ③. 22.4
【解析】
【小问1详解】
NaH遇水反应的方程式为:,NaH中-2价H与中+1价H结合生成氢气,可知氢气既是氧化产物也是还原产物,故答案为:H2;
【小问2详解】
Ti的原子序数为22,基态原子核外电子排布式为[Ar]3d24s2,有2个未成对电子,故答案为:2;
【小问3详解】
①根据H、B、N在周期表中的位置可知电负性:N>B>H,电负性最大的是N,故答案为:N;
②与价电子对数均为4,但分子中没有孤电子对,有2对孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,排斥力越大,键角越小,所以小于的键角,故答案为:>;分子中没有孤电子对,有2对孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,排斥力越大,键角越小,所以小于的键角;
【小问4详解】
①以顶点面心的Fe为例,Fe原子最近的Mg原子个数为8,故答案为:8;
②在晶胞中,Fe原子位于顶点和面心,个数为,Mg原子位于体内有8个, 则晶胞的质量为:,该合金的密度,故答案为:;
③分子在晶胞的体心和棱心位置,则1个晶胞中储存氢气的个数为:,晶胞中Mg原子与氢气的关系:;含Mg48g即2molMg吸收1mol氢气,标准状况下体积为22.4L,故答案为:22.4。
20.【答案】(1)C6H10O3
(2)C6H10O3 (3) ①. 酯基、羟基 ②. HOCH2-CH2OH+O2OHC-CHO+2H2O
(4) ①. 3 ②. CH2=CHCH2COOH
(5) ①. ②. CH2=CH-COOH+H2O
【解析】
【分析】的分子式是;水解得到、,则含有酯基,因的分子式为,则的分子式为,能发生催化氧化生成,则中含有羟基,由与的相对分子质量之差为4,则为二元醇,即为,的结构简式为;为羧酸,不饱和度为2,能被高锰酸钾氧化,故分子中还含有1个碳碳双键,氧化生成,能与氢气发生加成反应生成,则中含有羟基,由两分子反应可生成含甲基的六元环状酯类化合物,则中与连接在同一碳原子上,可知F的结构简式为,的结构简式为,的结构简式为,由和的结构简式,可知的结构简式为;
【小问1详解】
中,即,故,则A的实验式是。
【小问2详解】
由质谱图可知的相对分子质量为130,故的分子式是。
【小问3详解】
由分析可知,A为;A中含氧官能团的名称为酯基、羟基;为,的结构简式为,B→C的化学方程式是;
【小问4详解】
的结构简式为,含有碳碳双键和羧基;与D具有相同官能团的D的同分异构体有、、这3种(考虑立体异构),其中核磁共振氢谱上有四个峰,峰面积之比为1∶1∶2∶2的结构简式为CH2=CHCH2COOH;
【小问5详解】
①F的结构简式为,分子中含有羟基、羧基,两分子F反应可以发生酯化反应生成的六元环状酯类化合物,结构简式是;
②由F可生成使Br2的CCl4溶液褪色的有机物H,则F→H的反应为羟基发生消去反应生成碳碳双键,化学方程式是CH2=CH-COOH+H2O。
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