江苏省南通市重点高中2024届高三上学期第一次月考化学试题
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化学试题
全卷满分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Au-197
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. 我国承诺在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。下列措施中对促进“碳中和”最直接有效的是
A. 将重质油裂解为轻质油作为燃料 B. 大规模开采可燃冰作为新能源
C. 通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D. 研究推广将二氧化碳转化为淀粉
2. 可通过制备甲烷。下列说法正确的是
A. Al3+的电子式为
B. H2O为非极性分子
C. 一个14C原子中含有7个中子
D. 基态氧原子的核外电子排布式为1s22s22p4
3. 漂白粉加水发生反应:。下列说法正确的是
A. 半径大小: B. 沸点高低:
C. 电离能大小: D. 酸性强弱:
4. 下列制取少量Na2CO3的实验原理和装置能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取CO2 B. 用装置乙除去CO2中HCl
C. 用装置丙制取NaHCO3 D. 用装置丁加热NaHCO3
5. 下列说法不正确是
A. 中O—S—O夹角比SO3中的大
B. lmolCS2分子中含有2mol键
C. SO2空间构型是V形
D. Br2在CS2中的溶解度大于在H2O的溶解度
6. 液态CS2是一种溶剂,其燃烧热为1077。含SeO2、SO2的烟气用水吸收后,硒元素全部变为单质硒。工业上制备碲用SO2还原TeCl4溶液或者以石墨为电极,电解强碱性Na2TeO3溶液。下列化学反应表示正确的是
A. 用SO2水溶液吸收溴蒸气的离子方程式:
B. CS2燃烧的热化学方程式:CS2(l)+3O2(g)=CO2(g)+2SO2(g)
C. SO2还原TeCl4反应方程式:2SO2+TeCl4+4H2O=Te+2H2SO4+4HCl
D. 电解法制备碲的阴极电极方程式:
7. 在给定条件下,下列物质间所示的转化可以实现的是
A. SSO3 B. SO2H2S2O5
C. HBrBr2 D. SO2BaSO3
8. 由铁及其化合物可制得、FeCl3、K2FeO4等化工产品,它们在生产、生活中具有广泛应用。下列关于铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是
A. FeCl3溶液呈酸性,可用于蚀刻电路板
B. K2FeO4具有强氧化性,可用于水的消毒
C. 常温下,铁遇浓硝酸发生钝化,可用铁制容器贮运浓硝酸
D. 具有还原性,可用作食品包装中的抗氧化剂
9. 用活性炭与NO2反应:为2C(s)+2NO2(g)⇌2CO2(g)+N2(g) 来消除氮氧化物产生的空气污染。下列说法正确的是
A. 该反应只在高温条件下能自发进行
B. 该反应平衡常数的表达式为
C. 该反应中消耗1molNO2,转移电子的数目为
D. 该反应到达平衡后,升高温度,正反应速率减慢,逆反应速率加快
10. 化合物X是一种药物中间体,下列说法不正确的是
A. 可与FeCl3溶液发生显色反应
B. X分子存在顺反异构
C. 1molX最多可消耗2molNaHCO3
D. 1molX与足量的溴水反应,最多可消耗3molBr2
11. 一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4纳米粒子的工艺流程如图。
下列有关说法不正确的是
A. “碱洗”主要目的是去除废旧镀锌铁皮表面的锌
B. “氧化”时发生反应的离子方程式为
C. “加热沉铁”时通入N2目的是排除O2对产品的影响
D. “分离”所得溶液中主要含有的离子有Na+、、、
12. 下列实验方案不能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向2mL1mol∙L-1NaHCO3溶液中滴加1mol∙L-1CH3COOH溶液,观察现象
比较Ka(CH3COOH)和Ka1(H2CO3)的大小
B
向NaCl固体中加入适量的酒精,充分振荡形成透明液体,用激光笔照射,观察现象
探究该分散系是否为胶体
C
将生锈铁片置于稀盐酸中,充分反应一段时间后,向溶液中滴加KSCN溶液,观察现象
生锈的铁片表面含有Fe2O3
D
取少量的Na2SO3粉末于试管中,先向其中滴加稍过量的盐酸,再向其中滴加BaCl2溶液,观察现象
Na2SO3粉末是否变质
A. A B. B C. C D. D
13. 室温下,通过下列实验探究0.0100Na2C2O4溶液的性质。
实验1:实验测得0.0100Na2C2O4溶液pH为8.6。
实验2:向溶液中滴加等体积0.0100HCl溶液,pH由8.6降为4.8。
实验3:向溶液中加入等体积0.0200CaCl2溶液,出现白色沉淀。
已知室温时,下列说法不正确的是
A. 0.0100Na2C2O4溶液中满足:
B. 实验2滴加盐酸过程中:
C. 实验2所得的溶液中:
D. 实验3所得上层清液中
14. 二甲醚催化制备乙醇主要涉及以下两个反应:
反应I:CO(g)+CH3OCH3(g)=CH3COOCH3(g)
反应II:CH3COOCH3(g)+2H2(g)=CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)
固定CO、CH3OCH3、H2的起始原料比为1∶1∶2、体系压强不变的条件下发生反应I、II,平衡时部分物质的物质的量分数随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应II为放热反应
B. 由图可知,600K以后随温度的升高,氢气物质的量减少
C. 曲线C也可以表示CH3OH的物质的量分数
D. 由500K上升至600K,温度对反应I的影响大于对反应II的影响
二、非选择题:共4题,共58分。
15. 金(Au)广泛应用于电子信息产业,一种从被FeS2包裹的含金矿物中提金的工艺流程如下:
(1)①“预处理”时,FeS2被氧化为Fe2(SO4)3,写出该反应的离子方程式_______。
②研究发现H2O2在Fe2+的催化作用下产生具有强氧化能力的中间体∙OH,∙OH将金表面的FeS2氧化溶出。FeS2溶出率与硫酸初始浓度的关系如图所示,随着硫酸初始浓度的增大,FeS2溶出率逐渐提高的主要原因是_______。
(2)①“浸取”时Au转化为配合物NH4[Au(SCN)4],该配合物中的配体为_______。
②“浸取”时可使用硫脲[SC(NH2)2]代替NH4SCN,硫脲可通过下列反应制备:
_______。
(3)“置换”时需维持无氧环境,其主要原因是_______。
(4)测定样品中Au的含量:准确称取0.1000g试样,加入王水,将Au转化成具有强氧化性的氯金酸(HAuCl4),在除去硝酸根后的溶液中,边不断搅拌,边向溶液中加入过量0.4000 mol·L-1FeSO4溶液30.00mL,将HAuCl4完全还原为Au;滴加二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.1000 mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液18.00mL。
已知:
计算样品中金的质量分数(写出计算过程)_______。
16. 化合物F是制备镇痛药物的中间体,其一种合成路线如下:
(1)物质A中碳原子的杂化方式为_______。
(2)B→C分两步进行,第一步反应类型为_______,第二步为取代反应。
(3)E→F转化过程中生成的中间产物M的分子式为C16H20O3,M的结构简式为_______。
(4)请写出同时符合下列条件的D的一种同分异构体的结构简式:_______。
①含有苯环且能发生银镜反应。 ②有3种化学环境不同的氢原子。
(5)设计以CH3CH2OH、原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
17. 某化学兴趣小组以含铜废料(Cu、CuO、Fe、Ag)制备,实验流程如下所示:
(1)“酸浸”时将一定量粉碎后的含铜废料加入到如图的装置中,后通过分液漏斗向废料中滴加混酸(稀硫酸+稀硝酸),在滴加混酸的间隙鼓入氧气,待含铜废料完全溶解后向装置中加入NaCl固体。
①Cu与混酸发生反应的离子方程式为_______。
②鼓入氧气的目的是_______。鼓入氧气时可观察到的实验现象为_______。
③加入NaCl固体的目的是_______。
(2)“调节pH=a”的步骤中,a的值必须满足的条件是_______。
(3)请补充完成利用“调节pH”后滤液制备较纯净的实验方案:_______,过滤、洗涤、干燥。实验中须选用试剂:3NaOH溶液、3H2SO4溶液、0.01AgNO3溶液。
18. 回收废旧铅蓄电池铅膏中的铅是当今环保领域的重点课题之一,某铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO及少量Fe2O3。一种利用铅膏制备Pb(OH)2的流程如下:
已知:①向一定浓度的Pb2+溶液中滴加氯化钠溶液,二价铅物种的分布分数与氯离子浓度的关系如图所示。
②常温下PbSO4、PbCO3、PbCl2均难溶于水,Pb(OH)2是两性氢氧化物。
(1)“还原”过程中发生氧化反应的物质是_______(填化学式)。
(2)“脱硫”时,间隔一段时间需进行机械搅拌,其主要目的是_______。
(3)“浸铅”时,通过增加NaCl的量来增加溶液中Cl-的浓度,HCl的用量不宜过多的原因除了环保、经济及影响后续沉铅时氢氧化钠用量外,另一主要原因是_______。
(4)“沉铅”时反应的离子方程式为_______。沉铅时,NaOH用量不易过多的原因_______(用化学方程式解释)。
江苏省南通市重点高中2024届高三第一次月考
化学试题
全卷满分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Au-197
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. 我国承诺在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。下列措施中对促进“碳中和”最直接有效的是
A. 将重质油裂解为轻质油作为燃料 B. 大规模开采可燃冰作为新能源
C. 通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D. 研究推广将二氧化碳转化为淀粉
【答案】D
【解析】
【详解】A.将重质油裂解为轻质油作为燃料,轻质油燃烧仍会产生CO2,无法有效促进碳中和,A错误;
B.可燃冰成分为甲烷等,甲烷燃烧产生CO2,无法有效促进碳中和,B错误;
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染,只是减小了SO2的排放,并没有减少CO2的排放,C错误;
D.将二氧化碳转化为淀粉,可减少二氧化碳的排放,对促进碳中和最直接有效,D正确;
故答案选D。
2. 可通过制备甲烷。下列说法正确的是
A. Al3+的电子式为
B. H2O为非极性分子
C. 一个14C原子中含有7个中子
D. 基态氧原子的核外电子排布式为1s22s22p4
【答案】D
【解析】
【详解】A.铝离子的电子式为Al3+,A错误;
B.H2O的杂化类型为sp3,空间构型为V型,正电中心和负电中心不重合,因此H2O是极性分子,B错误;
C.碳是6号元素,一个14C原子中有6个质子,8个中子,C错误;
D.基态氧原子8号元素,核外电子排布式为1s22s22p4,D正确;
故答案为:D。
【点睛】中A代表质量数,Z代表质子数,中子数N=A-Z。
3. 漂白粉加水发生反应:。下列说法正确的是
A. 半径大小: B. 沸点高低:
C. 电离能大小: D. 酸性强弱:
【答案】B
【解析】
【详解】A.、核外电子排布相同,核电荷数更多,对核外电子吸引能力较强,半径较小,A错误;
B.水分子间存在氢键,熔沸点高于氯化氢,B正确;
C.O的第一电离能比C的大,C错误;
D.碳酸酸性强于次氯酸的,D错误;
故选B。
4. 下列制取少量Na2CO3的实验原理和装置能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取CO2 B. 用装置乙除去CO2中HCl
C. 用装置丙制取NaHCO3 D. 用装置丁加热NaHCO3
【答案】A
【解析】
【详解】A.装置中试剂是稀盐酸和大理石反应生成二氧化碳气体,分液漏斗盛稀盐酸,该装置可以制备二氧化碳气体,故A正确;
B.除去CO2中HCl,可以把混合气体通入饱和碳酸氢钠溶液,导气管应长进短出,装置图中导气管通入气体是短进长出,不能达到除杂目的,故B错误;
C.装置图中向溶有足量氨气的饱和食盐水中通入二氧化碳,生成碳酸氢钠晶体和氯化铵,在冰水温度下发生反应更有利于NaHCO3析出,可以制备碳酸氢钠,故C错误;
D.碳酸氢钠固体受热分解过程中生成碳酸钠、二氧化碳和水,装置中生成的水会倒流炸裂试管,应试管口略向下倾斜,故D错误;
故答案为A。
5. 下列说法不正确是
A. 中O—S—O夹角比SO3中的大
B. lmolCS2分子中含有2mol键
C. SO2空间构型是V形
D. Br2在CS2中的溶解度大于在H2O的溶解度
【答案】A
【解析】
【详解】A.为sp3杂化,三角锥形,有一对孤电子对,键角小于109°28′,SO3为sp2杂化,呈三角形,键角为120°,中O—S—O夹角比SO3中的小,故A错误;
B. CS2分子结构为S=C=S,lmolCS2分子中含有2mol键,故B正确;
C.SO2价层电子对为3,有一对孤电子对,为sp2杂化,空间构型是V形,故C正确;
D.Br2是非极性分子,易溶于非极性溶剂CS2,H2O水时极性溶剂,根据相似相溶原理可知Br2在CS2中的溶解度大于在H2O的溶解度,故D正确;
故答案为A
6. 液态CS2是一种溶剂,其燃烧热为1077。含SeO2、SO2的烟气用水吸收后,硒元素全部变为单质硒。工业上制备碲用SO2还原TeCl4溶液或者以石墨为电极,电解强碱性Na2TeO3溶液。下列化学反应表示正确的是
A. 用SO2水溶液吸收溴蒸气的离子方程式:
B. CS2燃烧的热化学方程式:CS2(l)+3O2(g)=CO2(g)+2SO2(g)
C. SO2还原TeCl4反应方程式:2SO2+TeCl4+4H2O=Te+2H2SO4+4HCl
D. 电解法制备碲的阴极电极方程式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.SO2水溶液吸收溴蒸气生成溴化氢和硫酸,两者均为强酸,,A错误;
B.燃烧为放热反应,焓变小于零,燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;CS2燃烧的热化学方程式:CS2(l)+3O2(g)=CO2(g)+2SO2(g) ,B错误;
C.SO2还原TeCl4生成硫酸和Te、HCl:2SO2+TeCl4+4H2O=Te+2H2SO4+4HCl,C正确;
D.电解池阴极发生还原反应,应该是得到电子,D错误;
故选C。
7. 在给定条件下,下列物质间所示的转化可以实现的是
A. SSO3 B. SO2H2S2O5
C. HBrBr2 D. SO2BaSO3
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫单质和足量氧气反应生成二氧化硫,A错误;
B. SO2和水反应生成H2S2O5,B正确;
C. SO3不能氧化HBr,C错误;
D.亚硫酸的酸性小于HCl,故二氧化硫不能和氯化钙反应,D错误;
答案选B。
8. 由铁及其化合物可制得、FeCl3、K2FeO4等化工产品,它们在生产、生活中具有广泛应用。下列关于铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是
A. FeCl3溶液呈酸性,可用于蚀刻电路板
B. K2FeO4具有强氧化性,可用于水的消毒
C. 常温下,铁遇浓硝酸发生钝化,可用铁制容器贮运浓硝酸
D. 具有还原性,可用作食品包装中的抗氧化剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.铁离子具有氧化性,能氧化Cu,与FeCl3溶液呈酸性无关,故A错误;
B.K2FeO4具有强氧化性,能杀菌消毒,利用K2FeO4具有强氧化性,可用于水的消毒,故B正确;
C.常温下,铁遇浓硝酸发生钝化,在铁的表面形成致密的氧化膜,能保护内部金属不被腐蚀,所以可用铁制容器贮运浓硝酸,故C正确;
D.具有还原性,可以与氧气反应,减缓食物的氧化还原反应,可用作食品包装中的抗氧化剂,故D正确;
故答案为A。
9. 用活性炭与NO2反应:为2C(s)+2NO2(g)⇌2CO2(g)+N2(g) 来消除氮氧化物产生的空气污染。下列说法正确的是
A. 该反应只在高温条件下能自发进行
B. 该反应平衡常数的表达式为
C. 该反应中消耗1molNO2,转移电子的数目为
D. 该反应到达平衡后,升高温度,正反应速率减慢,逆反应速率加快
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应,,<0可以自发,根据反分析可知该反应在低温条件下能自发进行,故A错误;
B.反应平衡常数是产物系数次幂乘积除以反应物系数次幂乘积,但是纯固体和纯液体不写入平衡常数,该反应平衡常数的表达式为,故B错误;
C.该反应若2molNO2完全反应时转移8mol电子,该反应中消耗1molNO2,转移电子的数目为,故C正确;
D.升高温度,正反应速率和逆反应速率都加快,平衡逆向移动,逆反应速率加快的多,故D错误;
故答案为C
10. 化合物X是一种药物中间体,下列说法不正确的是
A. 可与FeCl3溶液发生显色反应
B. X分子存在顺反异构
C. 1molX最多可消耗2molNaHCO3
D. 1molX与足量的溴水反应,最多可消耗3molBr2
【答案】C
【解析】
【详解】A.该化合物有酚羟基,酚羟基可与FeCl3溶液发生显色反应,故A正确;
B.X分子存在碳碳双键,碳原子上链接四个不同原子和基团,X具有顺反异构,故B正确;
C.X分子含有一个羧基,羧基能与NaHCO3,酚羟基不能与NaHCO3反应,1molX最多可消耗1molNaHCO3,故C错误;
D.X中酚羟基的两个邻位能与溴水发生取代反应,碳碳双键能与溴水发生加成反应,故1molX与足量的溴水反应,最多可消耗3molBr2,故D正确;
故答案为C
11. 一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4纳米粒子的工艺流程如图。
下列有关说法不正确的是
A. “碱洗”主要目的是去除废旧镀锌铁皮表面的锌
B. “氧化”时发生反应的离子方程式为
C. “加热沉铁”时通入N2目的是排除O2对产品的影响
D. “分离”所得溶液中主要含有的离子有Na+、、、
【答案】D
【解析】
【分析】锌和氢氧化钠溶液反应,用氢氧化钠溶液清洗废旧镀锌铁皮,氢氧化钠除掉锌和表面的油污,再用稀硫酸反应生成硫酸亚铁,再用次氯酸钠溶液氧化亚铁离子,向溶液中加入氢氧化钠溶液生成氢氧化亚铁和氢氧化铁,加热反应生成磁性Fe3O4纳米粒子。
【详解】A.根据分析可知锌和氢氧化钠溶液反应,用氢氧化钠溶液清洗废旧镀锌铁皮,氢氧化钠除掉锌和表面的油污,故A正确;
B.“氧化”时次氯酸钠和亚铁离子反应生成铁离子和氯离子,因此发生反应的离子方程式为,故B正确;
C.Fe2+很容易被氧化,制备磁性Fe3O4纳米粒子,要求Fe2+不能完全被氧化,所以“加热沉铁”时通入N2目的是排除O2对产品的影响,故C正确;
D.“分离”所得溶液中不能含有,若含有 ,Fe2+会全部被氧化成Fe3+,产物是氧化铁,故主要含有的离子有Na+、、,故D错误;
故答案为D
12. 下列实验方案不能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向2mL1mol∙L-1NaHCO3溶液中滴加1mol∙L-1CH3COOH溶液,观察现象
比较Ka(CH3COOH)和Ka1(H2CO3)的大小
B
向NaCl固体中加入适量的酒精,充分振荡形成透明液体,用激光笔照射,观察现象
探究该分散系是否为胶体
C
将生锈铁片置于稀盐酸中,充分反应一段时间后,向溶液中滴加KSCN溶液,观察现象
生锈的铁片表面含有Fe2O3
D
取少量的Na2SO3粉末于试管中,先向其中滴加稍过量的盐酸,再向其中滴加BaCl2溶液,观察现象
Na2SO3粉末是否变质
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.向2mL1mol∙L-1NaHCO3溶液中滴加1mol∙L-1CH3COOH溶液,可以产生二氧化碳,可得出CH3COOH的酸性强于H2CO3,能比较出Ka(CH3COOH)和Ka1(H2CO3)的大小,故A正确;
B.胶体具有丁达尔效应,向NaCl固体中加入适量的酒精,充分振荡形成透明液体,用激光笔照射,如果有一道光亮的通路,该分散系具有丁达尔效应,该方法可以探究该分散系是否为胶体,故B正确;
C.锈铁片置于稀盐酸中,充分反应一段时间生成的Fe3+会与铁单质生成Fe2+,向溶液中滴加KSCN溶液,应该观察不到溶液变红的现象,不能得出生锈的铁片表面含有Fe2O3结论,故C错误;
D.取少量的Na2SO3粉末于试管中,先向其中滴加稍过量的盐酸,再向其中滴加BaCl2溶液,如果溶液变质会生成不溶于稀盐酸的白色沉淀,可以判断Na2SO3粉末是否变质,故D正确;
故答案为C。
13. 室温下,通过下列实验探究0.0100Na2C2O4溶液的性质。
实验1:实验测得0.0100Na2C2O4溶液pH为8.6。
实验2:向溶液中滴加等体积0.0100HCl溶液,pH由8.6降为4.8。
实验3:向溶液中加入等体积0.0200CaCl2溶液,出现白色沉淀。
已知室温时,下列说法不正确的是
A. 0.0100Na2C2O4溶液中满足:
B. 实验2滴加盐酸过程中:
C. 实验2所得的溶液中:
D. 实验3所得上层清液中
【答案】D
【解析】
【详解】A.0.0100Na2C2O4溶液中存在物料守恒:,则A项正确;
B.由题意知,往Na2C2O4溶液滴加等体积等浓度的HCl溶液恰好以1:1反应,Na2C2O4+HCl= NaHC2O4+NaCl,溶液中中的H2C2O4由其酸根离子水解得到,水解程度低,故实验2滴加盐酸过程中:,B项正确;
C.实验2两物质恰好反应,溶液中存在NaHC2O4和NaCl,物质量之比为1:1,溶液中存在电荷守恒:
c(OH-) +,可推知成立,
C项正确;
D.根据反应Na2C2O4+ CaCl2=CaC2O4↓+2NaCl,反应后剩余一份CaCl2溶液,体积增大一倍,可计算钙离子的浓度为0.005mol/L,则此时所得上层清液中,D项错误;
故答案选D。
14. 二甲醚催化制备乙醇主要涉及以下两个反应:
反应I:CO(g)+CH3OCH3(g)=CH3COOCH3(g)
反应II:CH3COOCH3(g)+2H2(g)=CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)
固定CO、CH3OCH3、H2的起始原料比为1∶1∶2、体系压强不变的条件下发生反应I、II,平衡时部分物质的物质的量分数随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应II为放热反应
B. 由图可知,600K以后随温度的升高,氢气物质的量减少
C. 曲线C也可以表示CH3OH的物质的量分数
D. 由500K上升至600K,温度对反应I的影响大于对反应II的影响
【答案】B
【解析】
【分析】固定CO、CH3OCH3、H2的起始原料比为1∶1∶2通入体系,先发生反应I,再逐渐发生反应II。由图像分析可知,曲线C代表CH3CH2OH,随着温度的升高,CH3CH2OH的平衡含量逐渐减少;CH3COOCH3的平衡含量先升高,500K后逐渐减少,可推知温度升高,两个反应都逆向移动,所以两个反应都是放热反应;再继续分析CH3COOCH3的平衡含量先升高,说明300-500K时,反应I较完全,反应II反应很少,这时CO反应较完全后,含量很低,氢气含量还较高,说明曲线A表示氢气的物质的量分数变化,曲线B表示CO的物质的量分数变化;
【详解】A.反应II生成CH3CH2OH,曲线C代表CH3CH2OH,温度升高,对应CH3CH2OH的曲线是逐渐下降的,说明随着温度升高,反应II逆向移动,说明正反应方向是放热反应,A项正确;
B.反应II可知,氢气作为反应物,CH3CH2OH 作为生成物,两者含量变化相反,已知CH3CH2OH随着温度的升高逐渐减小,那氢气的含量应逐渐升高,曲线A可表示氢气的物质的量分数,由图可知,600K以后随温度的升高,氢气物质的量分数减少,不是氢气的物质的量减少,B项错误;
C.反应II:CH3COOCH3(g)+2H2(g)=CH3CH2OH(g)+CH3OH(g),CH3CH2OH(g)和CH3OH(g)都是生成物,两者含量变化应一致,所以曲线C也可以表示CH3OH的物质的量分数,C项正确;
D.由500K上升至600K时,反应II中氢气的含量还在增加,但是同样作为生成物的CH3COOCH3开始减少,说明温度对反应I中CH3COOCH3影响较大,说明温度对反应I的影响大于对反应II的影响,D项正确;
故答案选B。
二、非选择题:共4题,共58分。
15. 金(Au)广泛应用于电子信息产业,一种从被FeS2包裹的含金矿物中提金的工艺流程如下:
(1)①“预处理”时,FeS2被氧化为Fe2(SO4)3,写出该反应的离子方程式_______。
②研究发现H2O2在Fe2+的催化作用下产生具有强氧化能力的中间体∙OH,∙OH将金表面的FeS2氧化溶出。FeS2溶出率与硫酸初始浓度的关系如图所示,随着硫酸初始浓度的增大,FeS2溶出率逐渐提高的主要原因是_______。
(2)①“浸取”时Au转化为配合物NH4[Au(SCN)4],该配合物中的配体为_______。
②“浸取”时可使用硫脲[SC(NH2)2]代替NH4SCN,硫脲可通过下列反应制备:
_______。
(3)“置换”时需维持无氧环境,其主要原因是_______。
(4)测定样品中Au的含量:准确称取0.1000g试样,加入王水,将Au转化成具有强氧化性的氯金酸(HAuCl4),在除去硝酸根后的溶液中,边不断搅拌,边向溶液中加入过量0.4000 mol·L-1FeSO4溶液30.00mL,将HAuCl4完全还原为Au;滴加二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.1000 mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液18.00mL。
已知:
计算样品中金的质量分数(写出计算过程)_______。
【答案】(1) ①. ②. 硫酸浓度增大,与FeS2反应生成的Fe2+增多,催化H2O2产生的∙OH增多,FeS2溶出率增大
(2) ①. SCN- ②. (2a-b) kJ∙mol-1
(3)有氧环境下铝会和氧气反应在表面生成氧化膜,阻碍置换的进行
(4)由关系式:6Fe2+——K2Cr2O7,可求出过量的Fe2+的物质的量为:0.1000 mol·L-1×0.01800L×6=0.0108mol,则与HAuCl4反应的Fe2+的物质的量为0.4000 mol·L-1×0.03000L-0.0108mol=0.0012mol;由关系式:3Fe2+——HAuCl4——Au,可得出n(Au)==0.0004mol,样品中金的质量分数=78.8%
【解析】
【分析】将被FeS2包裹的含金矿物加入H2SO4和H2O2预处理,将FeS2氧化为Fe2(SO4)3等;加入Fe2(SO4)3和NH4SCN,将Au转化为NH4[Au(SCN)4],再用Al将Au置换出来。
【小问1详解】
①“预处理”时,FeS2被H2O2氧化为Fe2(SO4)3等,该反应的离子方程式:。
②从信息中可以看出,H2O2在Fe2+的催化作用下产生具有强氧化能力的中间体∙OH,∙OH将金表面的FeS2氧化溶出,则Fe2+浓度越大,生成∙OH越多,FeS2溶出率越高,而硫酸浓度越大,溶解的FeS2越多,生成的Fe2+越多,所以随着硫酸初始浓度的增大,FeS2溶出率逐渐提高的主要原因是:硫酸浓度增大,与FeS2反应生成的Fe2+增多,催化H2O2产生的∙OH增多,FeS2溶出率增大。答案为:;硫酸浓度增大,与FeS2反应生成的Fe2+增多,催化H2O2产生的∙OH增多,FeS2溶出率增大;
【小问2详解】
①“浸取”时Au转化为配合物NH4[Au(SCN)4],该配合物中的配体为SCN-。
②ⅰ.
ⅱ.
利用盖斯定律,将反应①×2-②得:=(2a-b) kJ∙mol-1。答案为:SCN-;(2a-b) kJ∙mol-1;
【小问3详解】
Al是活泼金属,表面的Al能被O2氧化生成Al2O3,则“置换”时需维持无氧环境,其主要原因是:有氧环境下铝会和氧气反应在表面生成氧化膜,阻碍置换的进行。答案为:有氧环境下铝会和氧气反应在表面生成氧化膜,阻碍置换的进行;
【小问4详解】
由关系式:6Fe2+——K2Cr2O7,可求出过量的Fe2+的物质的量为:0.1000 mol·L-1×0.01800L×6=0.0108mol,则与HAuCl4反应的Fe2+的物质的量为0.4000 mol·L-1×0.03000L-0.0108mol=0.0012mol;由关系式:3Fe2+——HAuCl4——Au,可得出n(Au)==0.0004mol,样品中金的质量分数=78.8%。答案为:78.8%。
【点睛】多步计算时,可建立关系式求解。
16. 化合物F是制备镇痛药物的中间体,其一种合成路线如下:
(1)物质A中碳原子的杂化方式为_______。
(2)B→C分两步进行,第一步反应类型为_______,第二步为取代反应。
(3)E→F转化过程中生成的中间产物M的分子式为C16H20O3,M的结构简式为_______。
(4)请写出同时符合下列条件的D的一种同分异构体的结构简式:_______。
①含有苯环且能发生银镜反应。 ②有3种化学环境不同的氢原子。
(5)设计以CH3CH2OH、原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)sp、sp2、sp3
(2)加成反应 (3)
(4)、 (5)
【解析】
【分析】A在HCl作用下水解生成B,B与HCHO、HBr反应生成C,C在浓硫酸作用下与甲醇发生酯化反应生成D,D在碳酸钾作用下与反应生成E,E在HBr、HOAc作用下生成F。
【小问1详解】
中苯环上的碳为sp2杂化,甲基上的碳是sp3杂化,-CN中碳是sp杂化,物质A中碳原子的杂化方式为sp、sp2、sp3。故答案为:sp、sp2、sp3;
【小问2详解】
B→C分两步进行,第一步反应类型为加成反应生成,第二步为取代反应生成。故答案为:加成反应;
【小问3详解】
E→F转化过程中脱去-COOC2H5生成的中间产物M的分子式为C16H20O3,M的结构简式为。故答案为:;
【小问4详解】
同时符合①含有苯环且能发生银镜反应,含有醛基。 ②有3种化学环境不同的氢原子说明结构对称,两个条件的D的一种同分异构体的结构简式:、。故答案为:、;
【小问5详解】
CH3CH2OH与HBr发生取代反应制取CH3CH2-Br,在铜催化氧化生成,与CH3CH2OH发生酯化反应生成,与溴乙烷在碳酸钾作用下生成,在HBr、HOAc作用下生成。以CH3CH2OH、原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。故答案为:。
17. 某化学兴趣小组以含铜废料(Cu、CuO、Fe、Ag)制备,实验流程如下所示:
(1)“酸浸”时将一定量粉碎后的含铜废料加入到如图的装置中,后通过分液漏斗向废料中滴加混酸(稀硫酸+稀硝酸),在滴加混酸的间隙鼓入氧气,待含铜废料完全溶解后向装置中加入NaCl固体。
①Cu与混酸发生反应的离子方程式为_______。
②鼓入氧气的目的是_______。鼓入氧气时可观察到的实验现象为_______。
③加入NaCl固体的目的是_______。
(2)“调节pH=a”的步骤中,a的值必须满足的条件是_______。
(3)请补充完成利用“调节pH”后滤液制备较纯净的实验方案:_______,过滤、洗涤、干燥。实验中须选用试剂:3NaOH溶液、3H2SO4溶液、0.01AgNO3溶液。
【答案】(1) ①. 2NO+3Cu+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O ②. 将生成的氮的氧化物转化为硝酸继续溶解废料 ③. 液面上方的气体先变为红棕色,后又变浅 ④. 硫酸银转化为氯化银沉淀(将银离子转化为氯化银沉淀)
(2)比Fe3+完全转化为Fe(OH)3的pH大,比Cu2+开始沉淀的pH小
(3)向滤液中边搅拌边加入3NaOH溶液至沉淀完全,过滤,用蒸馏水多次洗涤滤渣至最后一次洗涤液中加入0.01AgNO3溶液不再产生沉淀,向滤渣中加入3H2SO4溶液至滤渣完全溶解,将溶液蒸发浓缩至少量晶膜出现,冷却结晶
【解析】
【分析】以含铜废料(Cu、CuO、Fe、Ag)加混酸酸浸,生成硝酸铜、硝酸银、硝酸铁,加入NaCl固体的目的是将硫酸银转化为氯化银沉淀,再加CuO调节pH促进铁离子水解生成氢氧化铁沉淀,过滤,将溶液蒸发浓缩至少量晶膜出现,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥,制备。
【小问1详解】
①Cu与混酸发生反应,相当于铜与稀硝酸反应生成一氧化氮、硝酸铜和水,离子方程式为2NO+3Cu+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O。故答案为:2NO+3Cu+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O;
②鼓入氧气的目的是将生成的氮的氧化物转化为硝酸继续溶解废料。鼓入氧气时可观察到的实验现象为液面上方的气体先变为红棕色,后又变浅。故答案为:将生成的氮的氧化物转化为硝酸继续溶解废料;液面上方的气体先变为红棕色,后又变浅;
③加入NaCl固体的目的是将硫酸银转化为氯化银沉淀(将银离子转化为氯化银沉淀)。故答案为:硫酸银转化为氯化银沉淀(将银离子转化为氯化银沉淀);
【小问2详解】
“调节pH=a”的步骤中,a的值必须满足的条件是比Fe3+完全转化为Fe(OH)3的pH大,比Cu2+开始沉淀的pH小。故答案为:比Fe3+完全转化为Fe(OH)3的pH大,比Cu2+开始沉淀的pH小;
【小问3详解】
利用“调节pH”后的滤液制备较纯净的实验方案:向滤液中边搅拌边加入3NaOH溶液至沉淀完全,过滤,用蒸馏水多次洗涤滤渣至最后一次洗涤液中加入0.01AgNO3溶液不再产生沉淀,向滤渣中加入3H2SO4溶液至滤渣完全溶解,将溶液蒸发浓缩至少量晶膜出现,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥。故答案为:向滤液中边搅拌边加入3NaOH溶液至沉淀完全,过滤,用蒸馏水多次洗涤滤渣至最后一次洗涤液中加入0.01AgNO3溶液不再产生沉淀,向滤渣中加入3H2SO4溶液至滤渣完全溶解,将溶液蒸发浓缩至少量晶膜出现,冷却结晶。
18. 回收废旧铅蓄电池铅膏中的铅是当今环保领域的重点课题之一,某铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO及少量Fe2O3。一种利用铅膏制备Pb(OH)2的流程如下:
已知:①向一定浓度的Pb2+溶液中滴加氯化钠溶液,二价铅物种的分布分数与氯离子浓度的关系如图所示。
②常温下PbSO4、PbCO3、PbCl2均难溶于水,Pb(OH)2是两性氢氧化物。
(1)“还原”过程中发生氧化反应的物质是_______(填化学式)。
(2)“脱硫”时,间隔一段时间需进行机械搅拌,其主要目的是_______。
(3)“浸铅”时,通过增加NaCl的量来增加溶液中Cl-的浓度,HCl的用量不宜过多的原因除了环保、经济及影响后续沉铅时氢氧化钠用量外,另一主要原因是_______。
(4)“沉铅”时反应的离子方程式为_______。沉铅时,NaOH用量不易过多的原因_______(用化学方程式解释)。
【答案】(1)H2O2
(2)增大接触面积,加快反应速率
(3)HCl的用量太大过低,Fe3+不能分离除去,使产物不纯
(4) ①. ②.
【解析】
【分析】某铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO及少量Fe2O3,加入H2O2和硫酸还原+4价铅生成硫酸铅沉淀,Fe2O3生成Fe2(SO4)3,加入饱和碳酸钠生成碳酸铅沉淀和氢氧化铁,加入盐酸和氯化钠,通过增加NaCl的量来增加溶液中Cl-的浓度,使Pb元素主要以存在,HCl的用量不宜过多,分离除去Fe3+,加入NaOH溶液生成沉淀。
【小问1详解】
“还原”过程中发生氧化反应的物质是H2O2;
【小问2详解】
“脱硫”时是固体与饱和碳酸钠溶液反应,间隔一段时间需进行机械搅拌,其主要目的是增大接触面积,加快反应速率;
【小问3详解】
“浸铅”时,通过增加NaCl的量来增加溶液中Cl-的浓度,HCl的用量不宜过多的原因除了环保、经济及影响后续沉铅时氢氧化钠用量外,固体中含有杂质离子Fe3+,如果HCl的用量太大过低,Fe3+不能分离除去,使产物不纯;
【小问4详解】
浸铅时加入NaCl溶液增大氯离子浓使Pb元素主要以存在,加入NaOH溶液生成沉淀,如果NaOH用量过多,由信息②可知Pb(OH)2是两性氢氧化物,会溶解,“沉铅”时反应的离子方程式为;NaOH用量不易过多的原因。
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