吉林省白城市洮北区白城市第一中学2024-2025学年高三上学期开学化学试题(原卷版+解析版)
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一、单选题(共15小题)
1. 下列是从海藻灰和智利硝石矿层中提取碘的主要反应:①2NaI+MnO2+3H2SO4===2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2 ;②2NaIO3+5NaHSO3===2Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2下列说法正确的是( )
A. 氧化性:MnO2>SO>IO>I2
B. I2在反应①中是还原产物,在反应②中是氧化产物
C. 反应①②中生成等量的I2时转移电子数之比为1∶5
D. NaHSO3溶液呈酸性,NaHSO3溶液中c(HSO)>c(H2SO3)>c(SO)
【答案】C
【解析】
【分析】①中I被氧化,Mn被还原,MnO2为氧化剂,NaI为还原剂,②中I被还原,S被氧化,NaIO3为氧化剂,NaHSO3为还原剂,结合氧化剂氧化性大于氧化产物的氧化性分析。
【详解】A、氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,反应①中MnO2>I2;反应②中IO>SO,故A错误;
B、在反应①中,I元素化合价升高,被氧化,I2为氧化产物,在反应②中,I元素化合价降低,被还原,I2为还原产物,故B错误;
C、反应①、②中生成等量的I2时,假设都为1 ml,则反应①转移2 ml电子,反应②转移10 ml电子,则转移电子数之比为1∶5,故C正确;
D、NaHSO3溶液呈酸性,则HSO的电离程度大于水解程度,所以c(SO)>c(H2SO3),则c(HSO)>c(SO) >c(H2SO3),故D错误。
故选C。
2. 下列离子方程式能解释对应的实验事实的是
A. KI溶液滴入酸性溶液中:
B. 向溴化亚铁溶液中通入足量氯气:
C. 将过量通入NaClO溶液中:
D. 用稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管:
【答案】A
【解析】
【详解】A.碘化钾溶液滴入酸性碘酸钾溶液中发生的反应为酸性条件下溶液中的碘酸根离子与碘离子反应生成碘和水,反应的离子方程式为,故A正确;
B.溴化亚铁溶液与足量氯气反应生成氯化铁和溴,反应的离子方程式为,故B错误;
C.过量二氧化硫与次氯酸钠溶液反应生成氯化钠和硫酸钠,反应的离子方程式为,故C错误;
D.用稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管发生的反应为银与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水,反应的离子方程式为,故D错误;
故选A。
3. 类推思维是化学解题中常用的一种思维方法,下列有关离子方程式的类推正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A选项,钠与盐溶液反应先和盐溶液中的水反应,生成的氢氧化钠和硫酸铜反应,故A错误;
B选项,次氯酸根具有强氧化性,要将少量二氧化硫氧化成硫酸根,因此产物应该是硫酸钙、氯离子和次氯酸,故B错误;
C选项,惰性电极电解溴化镁溶液生成氢氧化镁沉淀、溴单质和氢气,故C错误;
D选项,两者都是生成水和易溶于水的盐,离子方程式相同,可以类比,故D正确;
综上所述,答案为D。
【点睛】次氯酸根在酸性、碱性、中性都具有强氧化性;
硝酸根、高锰酸根在酸性条件下才具有强氧化性。
4. 葡萄糖在生物体内会发生分子内反应形成葡萄糖的半缩醛(如图所示),物质A和B分别为两种葡萄糖半缩醛,下列说法正确的是
A. 形成半缩醛时发生了取代反应
B. 葡萄糖半缩醛A和B的分子式均为C6H10O6
C. 物质A分子不具有手性
D. 半缩醛的形成可看作羟基与醛基发生了加成反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.形成半缩醛时,羰基断裂一根键,发生了加成反应,故A错误;
B.葡萄糖和A、B分子式均为C6H12O6,三者互为同分异构体,故B错误;
C.物质A的1个分子中含有5个手性碳原子,具有手性,故C错误;
D.根据葡萄糖和半缩醛A、B的结构简式可知,半缩醛的形成可看作羟基与醛基发生了加成反应,故D正确;
选D。
5. 已知青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,易溶于有机溶剂如丙酮、氯仿,可溶于乙醇、乙醚等,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差。乙醚的沸点为35℃。如图是从黄花青蒿中提取青蒿素的工艺流程,下列有关实验操作的说法正确的是
A. 研碎时应该将黄花青蒿置于烧杯中
B. 操作Ⅰ是萃取,所用的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗
C. 操作Ⅱ是蒸馏,所用的主要玻璃仪器是蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、温度计、锥形瓶等
D. 操作Ⅲ是酒精灯加热,然后加水溶解、过滤
【答案】C
【解析】
【分析】根据乙醚浸取法的流程可知,对青蒿进行干燥破碎,可以增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率,用乙醚对青蒿素进行浸取后,过滤,可得滤液和滤渣,提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品,对粗品加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤可得精品,以此解答。
【详解】A.研碎时应该将黄花青蒿置于研钵中进行,选项A错误;
B.由上述分析可知,操作Ⅰ是将固体和液体分开,是过滤,选项B错误;
C.操作Ⅱ是将提取液中的乙醚分离出去,得到粗产品,蒸馏用到的主要玻璃仪器是蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、温度计、锥形瓶等,选项C正确;
D.操作Ⅲ是重结晶,具体为溶解、加热浓缩、冷却结晶、过滤,选项D错误。
答案选C。
6. 某溶液中可能含有 K+、Na+、Mg2+、Cl-、、中的几种,且所含离子浓度均相等。为进一步确定该溶液的组成,进行如下实验:
①取100 mL该溶液加入足量Ba(OH)2溶液,反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥,得沉淀4.88 g。
②向所得沉淀中加入过量的盐酸,还有2.33 g沉淀不溶解。
下列推测不正确的是
A. 4.88 g 沉淀中含有1.97g BaCO3
B. 第②步实验共消耗0.02 ml HCl
C. 原溶液一定存、、Mg2+
D. 在①所得滤液中加足量硝酸酸化的AgNO3溶液,可确定原溶液中是否同时含K+和Na+
【答案】B
【解析】
【分析】取100mL该溶液与足量Ba(OH)2溶液,生成的沉淀可能为BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2,共4.88g,加入盐酸后不溶解的沉淀即BaSO4,共2.33g,=0.01ml,故所得沉淀中BaCO3也是0.01ml,Mg(OH)2也是0.01ml。则消耗的盐酸应该为0.04ml。
【详解】A.由分析可知,BaCO3的物质的量是0.01ml,=1.971g,A正确;
B.由分析可知,消耗的盐酸为0.04ml,B错误;
C.由沉淀可推知,一定含有、、Mg2+,C正确;
D.K+和Na+至少含一种,可能含有Cl-,加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液,如原溶液中含Cl-,则同时含K+和Na+,否则只有其中一种,D正确。
故选B。
7. 在浓硫酸存在时加热,可得到分子式为C5H8O2的有机物,该有机物不可能是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在浓硫酸存在时加热,可能发生羟基的消去反应生成 或,可能发生分子内的酯化反应生成,不可能生成,故选C。
8. 某溶液A可能含有Na+、Fe3+、Ba2+、、Cl-、、、中的几种离子,溶液中阳离子浓度相同。为了确定其组成,进行如下实验(假设气体全部逸出,忽略H2O2分解)
下列说法不正确是
A. 溶液A中一定不存在Fe2+、
B. 气体1的成分可能是CO2或者SO2或两者混合物
C. 溶液A中一定存在Cl-,且n(Cl-)=0.01ml或0.02ml
D. 溶液A中肯定存在、、Ba2+、
【答案】B
【解析】
【分析】①H2O2具有强氧化性,溶液A中加入盐酸酸化的H2O2生成的沉淀为BaSO4,物质的量为,则原溶液中含有0.01ml Ba2+、0.01ml ,无Fe3+和;
②溶液A中加入足量的盐酸生成224mL标准状况下的气体为CO2,物质的量为,则原溶液中含有0.01ml;
③溶液1中加入过量Ba(OH)2溶液,加热生成0.17g气体2为NH3,物质的量为,则原溶液中含有0.01ml;
④溶液不显电性,则原溶液中含有Cl-,不能确定的离子为Na+,由于溶液中阳离子浓度相同,则n(Cl-)=0.01ml或0.02ml,
综上:原溶液中一定含有:0.01ml Ba2+、0.01ml、0.01ml、0.01ml、0.01ml或0.02ml Cl-;可能含有0.01ml Na+;一定无Fe3+、;
【详解】A.由以上分析可知,溶液A中含有0.01mlBa2+、0.01ml,根据离子共存推断:溶液A中一定不存在Fe3+、,故A正确;
B.溶液A中加入足量盐酸酸化的H2O2溶液,则气体1的成分是CO2,不含有SO2,故B错误;
C.原溶液中一定含有0.01mlBa2+、0.01ml、0.01ml、0.01ml和Cl-,可能含有0.01mlNa+:①若不含有Na+,则n(Cl-)=0.01ml;②含有0.01mlNa+,则n(Cl-)=0.02ml,即液A中一定存在Cl-,且n(Cl-)=0.01ml或0.02ml,故C正确;
D.由以上分析可知,溶液A中一定含有:0.01ml Ba2+、0.01ml、0.01ml、0.01ml、0.01ml或0.02ml Cl-,故D正确;
故选:B。
9. 如图为制取溴苯实验装置,有关现象的叙述和解释,其中不正确的是
A. 实验室制取的粗溴苯呈褐色,由于少量未反应的溴溶解于溴苯,可以用NaOH溶液除去溴苯中的溴单质
B. 冷凝管的作用是导气、冷凝、回流,此处用球形冷凝管冷凝效果更好
C. 锥形瓶E中CCl4的作用是吸收HBr,防止产生白雾
D. 粗溴苯经过水洗-碱洗-水洗,得到溴苯和苯的混合物,用蒸馏的方法将其分离
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.溴苯是无色液体,溴苯中溶有溴而呈褐色,溴可以和氢氧化钠溶液反应,而留在溶液中,溴苯不溶于水,而分层,A项正确;
B.冷凝管的作用是导气、冷凝、回流,球形冷凝管一般用于反应装置,即在反应时考虑到反应物的蒸发流失而用球形冷凝管冷凝回流,使反应更彻底,B项正确;
C.Br2有毒,锥形瓶E中CCl4的作用是吸收Br2,C项错误;
D.粗溴苯经过水洗-碱洗-水洗,得到溴苯和苯的混合物,用蒸馏的方法溴苯和苯分离,D项正确;
答案选C。
10. 实验室制备硝基苯的原理是在50~60 ℃下,苯与浓硝酸在浓硫酸作用下发生反应:+HNO3 +H2O,实验装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法不正确的是
A. 水浴加热的优点是使反应物受热均匀、容易控制温度
B. 反应完全后,可用仪器a、b蒸馏得到产品
C. 硝基苯有苦杏仁气味,密度比水的大
D. 将浓硫酸、浓硝酸和苯混合时,应向浓硝酸中加入浓硫酸,待冷却至室温后,将所得混合物加入苯中
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.水浴加热的优点为反应物受热均匀、容易控制温度,A正确;
B.反应完全后,溶液分层,应选分液漏斗分离,粗产品用蒸馏烧瓶(不用圆底烧瓶)和直形冷凝管(不用球形冷凝管)蒸馏得到硝基苯,B错误;
C.硝基苯有苦杏仁气味,密度比水的大,C正确;
D.混合时要使热量及时散失,防止苯挥发,由于浓硫酸的密度大于浓硝酸,为避免液体迸溅,应向浓硝酸中加入浓硫酸,待冷却后,将所得的混合物加入苯中,D正确;
故选B。
11. 是制备活性ZnO的中间体,以锌焙砂(主要成分为ZnO,含少量、等离子)为原料制备的工艺流程如图,下列说法不正确的是
A. 当,的混合溶液呈中性时,
B. “浸取”时为了提高锌的浸出率,可采取的措施是搅拌、适当加热
C. “浸取”时加入的过量,生成的离子方程式为:
D. “过滤Ⅲ”所得滤液可循环使用,其主要成分的化学式是
【答案】D
【解析】
【分析】制备2Zn(OH) 2•ZnCO 3流程为:锌焙砂(主要成分为ZnO,含少量Cu 2+、Mn 2+等离子)中加入硫酸铵、氨水、双氧水,双氧水将锰离子氧化成二氧化锰,过滤后在滤液中加硫化铵,再过滤,除去铜离子,蒸氨除去多余的氨气,加入碳酸氢铵得到2Zn(OH) 2•ZnCO 3和二氧化碳气体,过滤得2Zn(OH) 2•ZnCO 3,滤液为硫酸铵溶液。
【详解】A. 与的混合溶液中存在电荷守恒,,25℃时,pH=7溶液显中性,氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,所以,A正确;
B. 搅拌可增大接触面积,增大反应速率,适当加热,可增大反应速率,故B正确;
C. “浸取”时加入的过量,溶液呈碱性,双氧水将Mn元素氧化为二氧化锰,方程式为,C正确;
D. 过滤Ⅲ”所得滤液为硫酸铵溶液 , 可循环使用 , 其化学式为,D错误;
故答案选D。
12. 下图中“——”表示相连的物质间在一定条件下可以反应,“→”表示甲在一定条件下可以转化为戊,下面四组选项中符合如图要求的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.铜是不活泼金属,不能与稀盐酸和稀硫酸反应,稀硫酸与硝酸银溶液反应生成硫酸银沉淀,则硫酸不可能转化为硝酸银,故A不符合题意;
B.碳与氧化铜共热反应生成铜和二氧化碳或一氧化碳、碳与氧化铁共热反应生成铁和二氧化碳或一氧化碳、氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水、氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,故B符合题意;
C.碳酸钠、碳酸钙与水不反应,故C不符合题意;
D.锌不能转化为氢氧化钙,故D不符合题意;
故选B。
13. 下列有关反应14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4的说法中错误的是
A. FeS2既是氧化剂又是还原剂
B. CuSO4在反应中被还原
C. 被还原的S和被氧化的S的质量之比为7∶3
D. 14 ml CuSO4氧化了0.5 ml FeS2
【答案】D
【解析】
【分析】化学方程式中的化合价变化:CuSO4中+2价的Cu得电子,化合价降低为Cu2S中+1价的Cu;5个FeS2中10个-1价的S有7个化合价降低为Cu2S中-2价的S,有3个化合价升高为SO中+6价的S(生成物中有17个SO,其中有14个来自反应物CuSO4)。
【详解】A.反应中FeS2中S的化合价有升高有降低,因此FeS2既是氧化剂又是还原剂,故A正确;
B.硫酸铜中Cu元素的化合价都降低,S、O元素的化合价不变,所以硫酸铜是氧化剂,故B正确;
C.10个-1价的S有7个化合价降低,有3个化合价升高,所以被还原的S和被氧化的S的质量之比为7∶3,故C正确;
D.14 ml CuSO4在反应中得到14 ml电子,FeS2被氧化时,应该是-1价的S被氧化为+6价,所以1个FeS2会失去14个电子;根据得失电子守恒,14 ml CuSO4应该氧化1 ml FeS2,故D错误;
故选D
14. 下列化学反应对应的离子方程式表示正确的是
A. Fe(OH)2溶于稀硝酸Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
B. NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中:HCO+OH-=CO+H2O
C. KAl(SO4)2中滴加Ba(OH)2使SO恰好完全沉淀:2Al3++3SO+3Ba2++6OH-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
D. FeBr2溶液与等物质的量的Cl2反应:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++4Cl-+Br2
【答案】D
【解析】
【详解】A.硝酸具有氧化性,将氧化成,正确的离子方程式为,故A错误;
B.溶于水后,其电离出的、均能与反应,因此该离子反应方程式为,故B错误;
C.设溶液中溶质为,向溶液中滴加使恰好完全沉淀,则需要加入,所加入的的物质的量为,先与反应生成,后恰好与完全反应,因此该离子方程式为,故C错误;
D.因还原性:,因此先与反应,再与反应,设的物质的量为,则完全反应消耗,余下与反应,其离子方程式为,故D正确;
故本题选D。
15. 用“H2SO4浸出一萃取”法从铅烟灰(主要含有In2O3,还含有PbO和SiO2杂质)中回收单质铟(In)的生产工艺流程如图所示。
已知:I.“萃取”反应:In2(SO4)3+6(HA)2(有机液)2In(HA2)3(有机液)+3H2SO4
II.“反萃”反应:In(HA2)3(有机液)+4HCl3(HA)2(有机液)+HInCl4
下列说法正确的是
A. “高温酸浸”时,用浓盐酸代替稀硫酸可提高酸浸速率
B. “萃取”时,等量的萃取剂一次萃取和分多次萃取的效率相同
C. “反萃”时,适当增加盐酸的浓度可提高铟的反萃取率
D. “置换”时,得到海绵铟的化学方程式为:Zn+2HInCl4=ZnCl2+H2↑+2InCl3
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.二氧化锰与浓盐酸加热生成氯气,且高温会造成大量的HCl挥发造成损失,不能提高酸浸速率,A错误;
B.每一次萃取都是按照一定比例进行的溶质分配,所以多次萃取的效率更高,B错误;
C.“反萃”时,适当增加盐酸的浓度,平衡In(HA2)3(有机液)+4HCl⇌⇌3(HA)2(有机液)+HInCl4正向移动,可提高铟的反萃取率,C正确;
D.“置换”时锌与HInCl4反应产生In单质而不是氢气,发生反应的化学方程式为3Zn+2HInCl4=2In+3ZnCl2+2HCl,D错误;
综上所述答案为C。
二、实验题(共2小题)
16. 实验室用乙醇与浓硫酸共热制取乙烯,常因温度过高而含有 SO2气体,实验室中利用如图所示装置验证混合气体中是否含有乙烯和 SO2。
(1)仪器 a 的名称是___________,碎瓷片的作用是___________。
(2)向烧瓶中加入乙醇与浓硫酸的顺序是___________,生成乙烯的化学方程式为___________________。
(3)A、B、C、D 装置中盛放的试剂是(填序号)
A__________ , B__________ , C__________ , D___________。
供选试剂:①NaOH 溶液,②品红溶液,③酸性 KMnO4溶液
(4)能说明 SO2 气体存在的现象是___________。
(5)证明含有乙烯的现象是___________,说明乙烯具有___________性。
【答案】 ①. 蒸馏烧瓶 ②. 防止暴沸 ③. 先加乙醇后加浓硫酸 ④. ⑤. ② ⑥. ① ⑦. ② ⑧. ③ ⑨. A中品红溶液褪色 ⑩. 装置C中的品红溶液不褪色,D中的酸性高锰酸钾溶液褪色 ⑪. 还原性
【解析】
【分析】(1)根据仪器的形状结构性质用途进行解答;实验室制备乙烯所用的原料为乙醇,浓硫酸作催化剂、脱水剂,反应条件是加热到170℃,加热液体时易产生暴沸,所以加碎瓷片;
(2)浓硫酸溶解会释放大量的热,防止液体飞溅,先加乙醇后加浓硫酸;实验室利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯,以此写出化学方程式;
(3)多种产物需检验时,应考虑先后顺序,检验二氧化硫用品红溶液,检验乙烯用酸性高锰酸钾溶液,乙烯和二氧化硫都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以先检验二氧化硫并除尽SO2后检验乙烯;
(4)二氧化硫能使品红褪色;
(5)乙烯能使酸性 KMnO4 溶液褪色,表现为还原性,检验前需先除尽二氧化硫。
【详解】(1)装置中a仪器为蒸馏烧瓶;实验室制备乙烯所用的原料为乙醇,浓硫酸作催化剂、脱水剂,反应条件是加热到170℃,因液体加热时易暴沸,所以加碎瓷片防止暴沸,故答案为:蒸馏烧瓶;防止暴沸;
(2)浓硫酸溶解会释放大量的热,防止液体飞溅,故先加乙醇后加浓硫酸;实验室利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯,化学方程式为:,故答案为:先加乙醇后加浓硫酸; ;
(3)检验二氧化硫用品红溶液,检验乙烯用酸性高锰酸钾溶液,乙烯和二氧化硫都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以先检验二氧化硫,然后检验乙烯,同在检验乙烯之前用NaOH溶液除尽SO2,再通过品红溶液不褪色确认SO2已除干净,最后用酸性高锰酸钾溶液褪色检验乙烯,故装置A用来检验SO2,试管中品红溶液褪色,说明含有SO2,装置B试管装有NaOH溶液除去SO2,装置C试管通过品红溶液不褪色确认SO2已除干净,装置D 通过酸性高锰酸钾溶液褪色检验乙烯,故答案为:②;①;②;③;
(4)装置A用来检验SO2,试管中品红溶液褪色,说明含有SO2,故答案为:A中品红溶液褪色;
(5)因C中无二氧化硫,D中与酸性高锰酸钾溶液作用的为乙烯,乙烯表现为还原性,所以确证含有乙烯的现象是装置C中的品红溶液不褪色,D中的酸性高锰酸钾溶液褪色,故答案为:装置C中的品红溶液不褪色,D中的酸性高锰酸钾溶液褪色;还原性。
17. 溴苯是一种重要化工原料,实验室制备溴苯的反应装置如图所示,有关数据如下表:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_____。
(2)向a装置中加入15mL苯和少量铁屑,向b中小心加入液溴。由b向a中滴入液溴,发生有机反应的化学方程式为_____,该反应类型为_____。
(3)反应充分后,取a装置中的反应液,经过下列步骤分离提纯:
①向其中加入适量_____(填试剂名称),然后_____(填操作名称)除去FeBr3和部分HBr。
②用9%的NaOH溶液和水洗涤。NaOH溶液洗涤的目的是_____。
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入少量无水氯化钙的作用是_____。
(4)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有一定量的杂质,要进一步提纯,在该提纯步骤中用到的仪器有_____(填字母)。
(5)最终得到产品11mL,本实验的产率是_____(保留2位有效数字)。
【答案】(1)三颈烧瓶
(2) ①. +Br2+HBr↑ ②. 取代反应
(3) ①. 水 ②. 分液 ③. 除去未反应的Br2和剩余的HBr ④. 除去产品中残留的水
(4)bcf (5)62%
【解析】
【分析】苯与溴在FeBr3作催化剂的条件下发生取代反应生成溴苯和HBr,装置a为反应装置,溴单质、苯易挥发,因此利用装置c进行冷凝回流,使其充分反应,HBr为有毒气体,直接排放会污染空气,利用氢氧化钠溶液吸收,倒扣的漏斗可以用作放倒吸,a中未反应的Fe 可用过滤的方法除去,未反应的溴和未挥发的HBr用NaOH溶液吸收,然后用无水氯化钙除去水,最后蒸馏除去残留的苯,据此解答。
【小问1详解】
根据图中装置,仪器a的名称为三颈烧瓶,故答案为:三颈烧瓶;
【小问2详解】
向a装置中加入15mL苯和少量铁屑,向b中小心加入液溴,由b向a中滴入液溴,溴和苯发生取代反应的方程式为:+Br2+HBr↑;故答案为:+Br2+HBr↑;取代反应;
【小问3详解】
①反应液中有FeBr3和有机相,通过加水分液可除去FeBr3,故答案为:水;分液;②溴苯中含有Br2、HBr、苯等杂质,所以加入氢氧化钠溶液的作用是把Br2、HBr变成易溶于水而不易溶于有机物的盐,再经水洗可除去,故答案为:除去未反应的Br2和剩余的HBr;③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入少量无水氯化钙的作用是除去产品中残留的水,故答案为:除去产品中残留的水;
小问4详解】
溴苯与苯均属于有机物且互溶的液体,用蒸馏方法分离,故需用的仪器有蒸馏烧瓶、直形冷凝管、酒精灯,故答案为:bcf;
【小问5详解】
15mL苯的物质的量为,则理论上可以生成溴苯0.169ml,实际生成溴苯的物质的量为,则其产率为,故答案为:62%。
三、推断题(共3小题)
18. 制造牙膏的常用摩擦剂有①CaCO3、②CaHPO4、③SiO2、④Al(OH)3。某实验室设计两种工艺流程制取超细CaCO3,其原理如图所示。回答下列问题:
(1)上述摩擦剂属于盐的是___________(填化学式,下同),属于氧化物的是___________。
(2)气体A的化学式为___________,操作a的名称为___________。
(3)方案一“沉钙”时发生反应的化学方程式为___________,由NaOH溶液得到NaOH固体的操作为___________。
(4)方案二“酸浸”时发生反应的化学方程式为___________。若生成44 g气体B,则消耗___________g CaCO3。
【答案】(1) ①. CaCO3、CaHPO4 ②. SiO2
(2) ①. CO2 ②. 过滤
(3) ①. Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH ②. 蒸发结晶
(4) ①. CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O ②. 100
【解析】
【分析】方案一中,石灰石焙烧发生反应,水浸时,CaO转化为Ca(OH)2,沉钙时发生反应,过滤可得到CaCO3;方案二中,石灰石与盐酸反应为,Na2CO3在沉钙中与CaCl2发生复分解反应得到CaCO3。
【小问1详解】
上述摩擦剂属于盐的是CaCO3、CaHPO4,属于氧化物的是SiO2;
【小问2详解】
由分析可知,气体A的化学式为CO2;操作a的名称为过滤;
【小问3详解】
方案一“沉钙”时是氢氧化钙溶液中加入碳酸钠使其沉淀,生成的碳酸钙和氢氧化钠,化学方程式为:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;由NaOH溶液得到NaOH固体的操作为蒸发结晶;
【小问4详解】
方案二“酸浸”是石灰石与盐酸反应,生成氯化钙、水和CO2,化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O;气体B为CO2,若生成44 g CO2,则消耗CaCO3的质量100 g。
19. 天然产物H具有抗肿瘤、镇痉等生物活性,可通过以下路线合成。
已知: (Z= —COOR,—COOH等)
回答下列问题:
(1)A的链状同分异构体可发生银镜反应,写出这些同分异构体所有可能的结构:__________。
(2)在核磁共振氢谱中,化合物B有________组吸收峰。
(3)化合物X的结构简式为___________。
(4)D→E的反应类型为___________。
(5)F的分子式为_______,G所含官能团的名称为___________。
(6)化合物H含有手性碳原子的数目为_____,下列物质不能与H发生反应的是_______(填序号)。
a.CHCl3 b.NaOH溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.金属Na
(7)以 和 为原料,合成 ,写出路线流程图(无机试剂和不超过2个碳的有机试剂任选)_______________。
【答案】 ①. 、 、 、 ②. 4 ③. ④. 加成反应 ⑤. ⑥. 羰基、酯基 ⑦. 1 ⑧. a ⑨.
【解析】
【分析】根据所给信息分析同分异构体结构并写出可能同分异构体;根据有机物结构分析有机物中H原子的化学环境;根据反应前后有机物结构和分子式推断反应前反应的结构;根据已知条件判断有机反应类型;根据有机物结构判断有机物可能发生的反应;根据题目所给的合成流程和已知条件选择合适的反应路线制备目标物质。
【详解】(1) A的链状同分异构体可发生银镜反应说明该同分异构体中含有醛基,故可能的结构为 、 、 、 ;故答案为: 、 、 、 。
(2)根据B的结构,有机物B中含有4种不同化学环境的H原子,故在核磁共振氢谱中有4组峰;故答案为:4。
(3)根据有机物C和有机物D的结构,有机物C与有机物X发生酯化反应生成有机物D,则有机物D的结构简式为 ;故答案为: 。
(4) D→E为已知条件的反应,反应类型为加成反应;故答案为:加成反应。
(5)根据F的结构简式,有机物F的分子式为C13H12O3,有机物G中含有的官能团名称是酯基、羰基;故答案为:C13H12O3;酯基、羰基。
(6)根据有机物H的结构,有机物H中含有1个手性碳原子,为左下角与羟基相邻的碳原子;
有机物H中含有羟基,可以与金属Na发生反应;有机物H中含有羟基,并且与羟基相连的碳原子上有氢原子,同时苯环上有甲基,都可以与酸性高锰酸钾溶液反应;有机物H中含有酯基,可以被NaOH水解;有机物H中不含与CHCl3反应的基团,故不与CHCl3反应,故选择a;故答案为:1;a。
(7)利用 和 反应制得 ,可先将环己醇脱水得环己烯,将环己烯( )与溴发生加成反应再发生消去反应制得1,3-环己二烯( ),将1,3-环己二烯与 发生已知条件的反应制得 ,反应的具体流程为:;故答案为:。
20. 某有机物A含有C、H、O三种元素,其蒸气密度是相同条件下H2密度的29倍,把1.16g该有机物在O2中充分燃烧,将生成物通过足量碱石灰,碱石灰增重3.72g,又知生成的CO2和H2O的物质的量相等。
(1)有机物A的分子式___________。
(2)该有机物的红外光谱显示该分子是有一个羟基,无甲基的链状结构,请写出A的结构简式________。
(3)已知聚乳酸是一种很有前途的可降解高分子材料,可制成袋子替代日常生活中的大部分塑料袋。请完成以有机物A为原料合成聚乳酸的路线(填写各步所缺的条件和有机产物,无机试剂任选)。
有机物A__________ ___________ ___________
【答案】(1)C3H6O
(2)CH2=CHCH2OH
(3) ①. ②. ③.
【解析】
【分析】某有机物A含有C、H、O三种元素,其蒸气密度是相同条件下H2密度的29倍,则A的相对分子质量是M=29×2=58,1.16g该有机物的物质的量是n(A)= 1.16g÷58g/ml=0.02ml,该物质在O2中充分燃烧,将生成物通过足量碱石灰,碱石灰增重3.72g,又知生成的CO2和H2O的物质的量相等则n(CO2)=n(H2O)= 3.72g÷62g/ml=0.06ml。则有机物分子中含有的C原子个数是:C: =0.06ml÷0.02ml=3,含有的H原子个数是:H:(0.06ml÷0.02ml)×2=6,含有的氧原子个数是:O:(58-3×12-6×1)÷16=1,所以该有机物A的分子式是C3H6O 。
【小问1详解】
据分析,有机物A的分子式是C3H6O。
【小问2详解】
该有机物的红外光谱显示该分子是有一个羟基,无甲基的链状结构,结合物质的分子式可知A的结构简式是CH2=CHCH2OH ;
【小问3详解】
A与HBr发生加成反应产生,该物质被酸性高锰酸钾溶液氧化为,该物质分子中含有卤素原子,与NaOH的水溶液在加热时发生取代反应,羧基同时也发生酸碱中和反应形成。物质酸化得到乳酸,乳酸在浓硫酸存在时发生缩聚反应形成聚乳酸。则以有机物A为原料合成聚乳酸的路线是。已知
类推
A
将Fe加入CuSO4溶液中
Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
将Na加入CuSO4溶液中
2Na+Cu2+=Cu+2Na+
B
向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:
Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2:
Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
C
用惰性电极电解NaCl溶液
2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
用惰性电极电解MgBr2溶液
2Br-+2H2O2OH-+H2↑+Br2
D
稀盐酸与NaOH溶液反应至中性
H++OH-=H2O
稀HNO3与Ba(OH)2溶液反应至中性
H++OH-=H2O
甲
乙
丙
丁
戊
A
H2SO4
Fe
HCl
Cu
AgNO3
B
C
CuO
H2SO4
Fe2O3
CO
C
Na2CO3
HCl
CaCO3
H2O
CO2
D
Zn
H2SO4
NaOH
CuCl2
Ca(OH)2
苯
溴
溴苯
相对分子质量
78
160
157
密度/(g·cm-3)
0.88
3.12
1.50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解度
难溶
微溶
难溶
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