精品解析：2024届河南省信阳高级中学高三下学期模拟考试(十六)理科综合试题-高中化学

河南省信阳高级中学2023-2024学年高三下学期模拟考试(十六) 理科综合化学试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 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交回。 可能用到的相对原子质量：H：1 O：16 C：12 N：14 S：32 Zn：65 Ni：59 Li：7 Al：27 Mn：55 Cl：35.5 Ag：108 Fe：56 Co：59 一、选择题：本题共13小题，每小题6分，共78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. 下列有关生活中的化学知识叙述不正确的是 A. 硫酸铜可用于游泳池消毒，也可用于配制农业杀菌剂 B. 铁表面自然形成的铁锈比较疏松，不能阻止内层金属被空气氧化；钢制品往往要通过一定的发蓝(或发黑)处理，使其表面产生致密且极薄的氧化物膜起到保护作用 C. 乙二醇是一种无色、黏稠、有甜味的液体，主要用来生产聚酯纤维。乙二醇的水溶液凝固点很高，可作汽车发动机的抗冻剂 D. 热压氮化硅的强度很高，是世界上最坚硬的物质之一，具有高强度、低密度、耐高温等优点，Si3N4陶瓷能替代合金钢，用于制造汽车发动机的新型耐高温结构材料 2. 重氮羰基化合物聚合可获得主链由一个碳原子作为重复结构单元的聚合物，为制备多官能团聚合物提供了新方法。利用该方法合成聚合物P的反应路线如图。下列说法不正确的是 A. 反应①不属于加聚反应 B. 化合物E的结构简式为 C. 1mol反应①的产物在碱性条件下充分水解，最多消耗NaOH的物质的量为6nmol D. 反应②的高分子副产物是网状结构 3. X、Y、Z、Q、T、W为前36号元素，原子序数依次增大。其中仅X、Y、Z为短周期主族元素，且分占三个周期。基态Y元素原子价层p轨道上的电子数比s轨道多，且第一电离能小于同周期的相邻元素；在同周期元素中，Z的电负性最大；基态W元素原子的4p轨道半充满；Q和T既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。下列说法正确的是 A. 基态Y原子核外电子有8种空间运动状态 B. 为非极性分子 C. 与X形成的简单化合物沸点： D. 有2个未成对电子 4. 在催化剂表面选择性催化还原NO的反应机理如下图所示(如)吸附在催化剂表面可表示为，Ea表示活化能)。 下列有关说法正确的是 A. 该反应温度越高，反应速率越快 B. 比NO更易被催化剂吸附 C. 反应过程中有非极性键的断裂与极性键的形成 D. 决定总反应速率的基元反应可表示为： 5. 钴氧化物和按照适量的比例高温煅烧可得到钴蓝，钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体结构是由图1中Ⅰ型和Ⅱ型两种小立方体平移所得。图2是钴蓝的晶胞，已知钴原子位于晶胞的顶角和面心。下列说法中错误的是 A. 钴蓝晶胞中原子个数比为 B. Co原子间最短的距离为 C. 图2所示字母中，Ⅰ型小立方体分别是 D. 钴蓝晶体的密度为 6. 近年来国家大力扶持新能源项目建设。图1是太阳能电池工作示意图，可与图2Li—Se全固态二次电池联合使用。第一次充电时，固态电解质分解生成少量，并与形成参与了后续的可逆循环，电池构成和充放电时极的转化如图所示。下列说法错误的是 A. P电极是太阳能电池的正极 B. 全固态电池放电时向电极移动 C. 全固态电池放电时，电极质量每减少，理论上外电路转移电子数为 D. 电池充电时，电极与电极相连，其电极反应有 7. 分析含有少量NaOH的NaClO溶液与FeSO4溶液的反应。 已知：①图1表示将FeSO4溶液逐滴滴加到含少量NaOH的NaClO溶液中的pH变化；②图2表示NaClO溶液中含氯微粒的物质的量分数与pH的关系[注：饱和NaClO溶液的pH约为11； Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10−39]。 关于上述实验，下列分析正确的是 A. A点溶液的pH约为13，主要原因是ClO− + H2OHClO + OH− B. AB段pH显著下降的原因是5ClO-+2Fe2+ + 5H2O=Cl−+ 2Fe(OH)3↓+ 4HClO C. CD段较BC段pH下降快的主要原因是HClO+2Fe2+ +5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+ 5H+ D. 反应进行至400s时溶液中产生Cl2的原因是：ClO-+ Cl-+2H+=Cl2↑+ H2O 三、非选择题(共174分)(把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤) 8. 铁、镍及其化合物在工业上有广泛的应用。 Ⅰ．从某矿渣[成分为（铁酸镍）、等]中回收的工艺流程如下： 已知：在350℃分解生成和。回答下列问题： （1）用95℃热水浸泡的目的是________________； （2）矿渣中部分焙烧时与反应生成的化学方程式是________； （3）向“浸取液”中加入以除去溶液中（浓度为），除钙率为时应控制溶液中浓度至少是________； （4）从溶液中获得晶体的操作依次是________，过滤，洗涤，干燥； （5）“煅烧”时剩余固体质量分数与温度变化曲线如右图，该曲线中B段所表示的固体物质的化学式是________； Ⅱ．由Cu、N、B、Ni等元素组成的新型材料有着广泛用途。 （6）基态镍离子的核外最外层电子排布式是________； （7）晶体结构与晶体类似，其晶胞的棱长为，则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离是________（用含有的代数式表示）。在一定温度下，晶体可以自发地分散并形成“单分子层”（如图），可以认为氧离子作密致单层排列，镍离子填充其中，计算每平方米面积上分散的该晶体的质量是________（已知氧离子的半径为，阿伏加德罗常数的值为）。 9. 无水二氯化锰常用于铝合金冶炼、有机氯化物触媒制备等。某研究小组用四水醋酸锰和乙酰氯为原料制备无水氯化锰，按如图流程和装置进行实验(夹持仪器已省略)： 已知：①无水二氯化锰极易吸水潮解，易溶于水、乙醇和醋酸，不溶于苯，沸点1190℃。乙酰氯无色液体，沸点51℃，熔点-112℃，易水解。 ②制备无水二氧化锰的主要反应：回答下列问题： （1）图1装置中仪器a作用是___________，该装置存在缺陷，改进方法为___________。 （2）步骤Ⅰ反应化学方程式为___________；步骤Ⅰ设置室温下反应，而步骤Ⅱ设置在加热回流下反应，原因是___________。 （3）步骤Ⅳ：将装有粗产品圆底烧瓶接到纯化装置上(图2)，打开安全瓶上旋塞，打开抽气泵，关闭安全瓶上旋塞，开启加热器，进行纯化，纯化完成后的操作排序：纯化完成→关闭加热器，待烧瓶冷却至室温→___________→将产品转至干燥器中保存(填标号)。 A．打开安全瓶上旋塞 B．拔出圆底烧瓶的瓶塞 C．关闭抽气泵 装置中型管内固体的作用是___________(写一条即可)。 （4）可通过沉淀法测定产品纯度，甲同学通过滴入溶液测定生成的沉淀质量来计算纯度；乙同学通过滴入硝酸酸化的溶液测定生成的沉淀质量来计算纯度，方法更合理的是___________(填“甲同学”或“乙同学”)。若取产品，采用方法更合理的同学的测定产品纯度方法进行实验，最终获得干燥纯净沉淀，则产品的纯度为___________。 10. 甲醛释氢对氢能源和含甲醛污水处理有重要意义。 （1）HCHO电催化释氢 催化电解含较低浓度的HCHO、NaOH混合溶液，可获得与HCOONa（如图所示），其中电极b表面覆盖一种Mo与P形成的化合物（晶胞结构如图所示）作催化剂。 ①催化剂可由与混合物与高温灼烧制得（反应中N元素化合价不变），该反应的化学方程式为_________________。 ②电解时，电极b上同时产生与的物质的量之比为1∶2，则电极b上的电极反应式为_____________。 ③电解过程中每产生1 mol，通过阴离子交换膜的为______mol。 （2）HCHO水化释氢 45℃时，碱性条件下Ag作催化剂可将甲醛转化为，反应的机理如图所示。 使用时将纳米Ag颗粒负载在表面以防止纳米Ag团聚。其他条件不变，反应相同时间，NaOH浓度对氢气产生快慢的影响如图所示。 已知：甲醛在碱性条件下会发生副反应：。 ①若将甲醛中的氢用D原子标记为DCDO，得到的氢气产物为_______（填化学式）。 ②NaOH浓度低于1 mol⋅L时，NaOH浓度增大产生氢气会加快的原因是__________。 ③若NaOH浓度过大，的产生迅速减慢的原因可能是__________________。 （3）甲烷与水在催化剂作用下可产生氢气与碳氧化物，与甲烷水化法制氢气相比，甲醛制氢的优点有______________。 11. 一种能缓解各种功能性消化不良的药物依托比利[K：]的合成路线如图。 已知：-CH=N- 请回答下列问题： （1）化合物K中含氧官能团的名称是___________， （2）化合物A的结构简式是___________。 （3）反应中，生成了2种无机盐且无气体生成，写出该反应化学方程式：___________。 （4）写出的化学方程式：___________。 （5）在A的同分异构体中，同时满足下列条件的有___________种。(不考虑立体异构) ①能与溶液作用显紫色； ②含有手性碳。 其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积之比为的同分异构体的结构简式为___________。 （6）写出以为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)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 河南省信阳高级中学2023-2024学年高三下学期模拟考试(十六) 理科综合化学试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 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交回。 可能用到的相对原子质量：H：1 O：16 C：12 N：14 S：32 Zn：65 Ni：59 Li：7 Al：27 Mn：55 Cl：35.5 Ag：108 Fe：56 Co：59 一、选择题：本题共13小题，每小题6分，共78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. 下列有关生活中的化学知识叙述不正确的是 A. 硫酸铜可用于游泳池消毒，也可用于配制农业杀菌剂 B. 铁表面自然形成的铁锈比较疏松，不能阻止内层金属被空气氧化；钢制品往往要通过一定的发蓝(或发黑)处理，使其表面产生致密且极薄的氧化物膜起到保护作用 C. 乙二醇是一种无色、黏稠、有甜味的液体，主要用来生产聚酯纤维。乙二醇的水溶液凝固点很高，可作汽车发动机的抗冻剂 D. 热压氮化硅的强度很高，是世界上最坚硬的物质之一，具有高强度、低密度、耐高温等优点，Si3N4陶瓷能替代合金钢，用于制造汽车发动机的新型耐高温结构材料 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A． 铜离子能够使蛋白质变性，硫酸铜的Cu2+可用于游泳池消毒，也可用于配制农业杀菌剂，农业杀菌剂的主要成分为石灰水和硫酸铜，故A正确； B．铁表面自然形成疏松的铁锈薄膜起不到保护作用，钢制品发黑处理是人为形成氧化膜，有保护作用，故B正确； C．乙二醇的水溶液凝固点很低，可作汽车发动机的抗冻剂，故C不正确； D．Si3N4具有高强度，低密度，耐高温的优点，用于制造汽车发动机的新型耐高温结构材料，故D正确； 故选C。 2. 重氮羰基化合物聚合可获得主链由一个碳原子作为重复结构单元的聚合物，为制备多官能团聚合物提供了新方法。利用该方法合成聚合物P的反应路线如图。下列说法不正确的是 A. 反应①不属于加聚反应 B. 化合物E的结构简式为 C. 1mol反应①的产物在碱性条件下充分水解，最多消耗NaOH的物质的量为6nmol D. 反应②的高分子副产物是网状结构 【答案】B 【解析】 【分析】根据反应①前后两个物质的结构简式，结合质量守恒，可以推出反应①的反应方程式为：，根据反应②前后两个物质的结构简式，可以推出反应②的反应方程式为：。 【详解】A．根据分析可知，反应①不属于加聚反应，A正确； B．根据分析可知，化合物E的结构简式为，B错误 C．一个链节可水解出1个羧基和1个酚羟基，还有每个氟原子水解各消耗2分子NaOH，C正确； D．反应②的副产物是聚合物，是网状结构的高分子，D正确； 故选B。 3. X、Y、Z、Q、T、W为前36号元素，原子序数依次增大。其中仅X、Y、Z为短周期主族元素，且分占三个周期。基态Y元素原子价层p轨道上的电子数比s轨道多，且第一电离能小于同周期的相邻元素；在同周期元素中，Z的电负性最大；基态W元素原子的4p轨道半充满；Q和T既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。下列说法正确的是 A. 基态Y原子核外电子有8种空间运动状态 B. 为非极性分子 C. 与X形成的简单化合物沸点： D. 有2个未成对电子 【答案】D 【解析】 【分析】X、Y、Z原子序数依次增大，且为短周期主族元素，分占三个周期，则X是H，Y在第二周期，Z在第三周期。基态Y元素原子价层p轨道上的电子数比s轨道多，且第一电离能小于同周期的相邻元素，则Y在第ⅥA族，Y是O。Z是第三周期电负性最大的元素，Z是Cl；基态W元素原子的4p轨道半充满，W是As；Q和T既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2，则Q、T在第四周期Ⅷ族，是Fe和Ni。综上，X、Y、Z、Q、T、W分别为H、O、Cl、Fe、Ni、As。 【详解】A．基态O原子核外电子轨道表示式为，则氧原子的空间运动状态有5种，故A错误； B．WZ3为AsCl3，中心原子As有一个孤电子对，空间构型为三角锥形，为极性分子，故B错误； C．Y与X形成的简单化合物是H2O，W与X形成的简单化合物是AsH3，水分子间有氢键，沸点高于AsH3，故C错误； D．Ni2+价层电子轨道表示式为，有2个未成对电子，故D正确； 答案选D。 4. 在催化剂表面的选择性催化还原NO的反应机理如下图所示(如)吸附在催化剂表面可表示为，Ea表示活化能)。 下列有关说法正确的是 A. 该反应温度越高，反应速率越快 B. 比NO更易被催化剂吸附 C. 反应过程中有非极性键的断裂与极性键的形成 D. 决定总反应速率的基元反应可表示为： 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图，NH3、NO与催化剂CuMn2O4结合的过程是放热的，温度高不利于结合，总反应不会温度越高反应速率越快，A错误； B．NO与催化剂CuMn2O4结合的过程放热更多，即结合后更稳定，NO比NH3更易被催化剂CuMn2O4吸附，B错误； C．反应过程中有极性键的断裂与非极性键的形成，C错误； D．NH3更不易被催化剂CuMn2O4吸附并产生H，是较慢的一步，为决定总反应速率的基元反应，D正确； 本题选D。 5. 钴氧化物和按照适量的比例高温煅烧可得到钴蓝，钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体结构是由图1中Ⅰ型和Ⅱ型两种小立方体平移所得。图2是钴蓝的晶胞，已知钴原子位于晶胞的顶角和面心。下列说法中错误的是 A. 钴蓝晶胞中原子个数比为 B. Co原子间最短的距离为 C. 图2所示字母中，Ⅰ型小立方体分别是 D. 钴蓝晶体的密度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．Ⅰ型立体结构中Co位于顶点和体心，原子数是4×+1；O位于晶胞内，原子数是4；Ⅱ型小立方体中Co位于顶点，原子数是4×；O位于晶胞内，原子数是4；Al位于晶胞内，原子数是4；该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成，所以1个晶胞含有Co原子数是8、O原子数是32、Al原子数是16，钴蓝晶体中三种原子个数比N(Co)：N(Al)：N(O)=8：16：32= 1:2:4，故A正确； B．由图可知，原子间最短的距离为面对角线的一半，则该距离为：，故B正确； C．根据晶胞中Ⅰ型立体结构、Ⅱ型小立方体关系，图2中Ⅰ型小立方体位于图2中上层ac对角线的位置、下层f位置，故分别是a、c、f，故C正确； D．由A分析可知，图2所示晶胞质量为，晶胞体积为，所以密度为，故D错误； 故答案选D。 6. 近年来国家大力扶持新能源项目建设。图1是太阳能电池工作示意图，可与图2Li—Se全固态二次电池联合使用。第一次充电时，固态电解质分解生成少量，并与形成参与了后续的可逆循环，电池构成和充放电时极的转化如图所示。下列说法错误的是 A. P电极是太阳能电池的正极 B. 全固态电池放电时向电极移动 C. 全固态电池放电时，电极质量每减少，理论上外电路转移电子数为 D. 电池充电时，电极与电极相连，其电极反应有 【答案】D 【解析】 【分析】由图1可知，有太阳光时，电池处于充电状态，电子移向N极，即N为负极，P为正极，由图2可知，放电时，b极得到电子，为正极，电极反应式为：，充电时，电极反应式为：。 【详解】A．由图1可知，有太阳光时，电池处于充电状态，电子移向N极，即N为负极，P为正极，故A正确； B．全固态电池放电时b电极为正极，向电极移动，故B正确； C．全固态电池放电时，电极的电极反应式为：，质量每减少即有2molLi+产生，理论上外电路转移电子数为，故C正确； D．电池充电时，电极与P电极相连，其电极反应有：，故D错误； 故选D。 7. 分析含有少量NaOH的NaClO溶液与FeSO4溶液的反应。 已知：①图1表示将FeSO4溶液逐滴滴加到含少量NaOH的NaClO溶液中的pH变化；②图2表示NaClO溶液中含氯微粒的物质的量分数与pH的关系[注：饱和NaClO溶液的pH约为11； Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10−39]。 关于上述实验，下列分析正确的是 A. A点溶液的pH约为13，主要原因是ClO− + H2OHClO + OH− B. AB段pH显著下降的原因是5ClO-+2Fe2+ + 5H2O=Cl−+ 2Fe(OH)3↓+ 4HClO C. CD段较BC段pH下降快的主要原因是HClO+2Fe2+ +5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+ 5H+ D. 反应进行至400s时溶液中产生Cl2的原因是：ClO-+ Cl-+2H+=Cl2↑+ H2O 【答案】C 【解析】 【分析】刚开始滴入FeCl2溶液时，Fe2+被氧化生成Fe3+，Fe3+与溶液中本来存在OH-结合生成沉淀，使pH显著下降，当溶液中原本存在的OH-反应完全后，Fe3+和ClO-发生双水解生成弱酸HClO，溶液的pH缓慢下降，当溶液中溶质主要为HClO后，再滴入FeCl2溶液，HClO将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成强酸HCl，所以pH迅速下降，随着FeCl2的滴入，溶液中HCl的浓度越来越大，pH越来越小，小到一定程度后Fe(OH)3开始溶解消耗氢离子，所以pH变化缓慢，据此回答。 【详解】A．饱和NaClO溶液的pH约为11，A点溶液的pH约为13，说明主要原因不是次氯酸跟离子的水解，A错误； B．根据分析可知，AB段pH下降的原因为Fe2+被氧化生成Fe3+，Fe3+与溶液中本来存在OH-结合生成沉淀，，B错误； C．当溶液中原本存在的OH-反应完全后，Fe3+和ClO-发生双水解生成弱酸HClO，BC段pH缓慢下降，再滴入FeCl2溶液，HClO将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成强酸HCl，所以CD段pH迅速下降，CD段较BC段pH下降快的主要原因是HClO+2Fe2+ +5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+ 5H+，C正确； D．反应进行至400s时，生成的HClO氧化Cl-产生Cl2，离子方程式为HClO+ Cl-+H+=Cl2↑+ H2O，D错误； 故选C。 三、非选择题(共174分)(把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤) 8. 铁、镍及其化合物在工业上有广泛的应用。 Ⅰ．从某矿渣[成分为（铁酸镍）、等]中回收的工艺流程如下： 已知：350℃分解生成和。回答下列问题： （1）用95℃热水浸泡的目的是________________； （2）矿渣中部分焙烧时与反应生成的化学方程式是________； （3）向“浸取液”中加入以除去溶液中（浓度为），除钙率为时应控制溶液中浓度至少是________； （4）从溶液中获得晶体的操作依次是________，过滤，洗涤，干燥； （5）“煅烧”时剩余固体质量分数与温度变化曲线如右图，该曲线中B段所表示的固体物质的化学式是________； Ⅱ．由Cu、N、B、Ni等元素组成的新型材料有着广泛用途。 （6）基态镍离子的核外最外层电子排布式是________； （7）晶体结构与晶体类似，其晶胞的棱长为，则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离是________（用含有的代数式表示）。在一定温度下，晶体可以自发地分散并形成“单分子层”（如图），可以认为氧离子作密致单层排列，镍离子填充其中，计算每平方米面积上分散的该晶体的质量是________（已知氧离子的半径为，阿伏加德罗常数的值为）。 【答案】（1）促进水解，使转化成沉淀除去 （2） （3） （4）加热浓缩溶液至有晶膜出现（蒸发浓缩），冷却结晶 （5） （6） （7） ①. ②. 【解析】 【分析】在600℃焙烧时，(NH4)2SO4分解产生H2SO4，H2SO4与NiO、FeO、CaO反应生成NiSO4、Fe2(SO4)3（未隔绝空气，亚铁被氧化）、CaSO4，SiO2不与硫酸反应，接着进入浸泡环节，除铁元素，使铁转化为沉淀除去，SiO2不溶，故浸渣中还含有SiO2，经过此步骤，所得浸取液中含有CaSO4（微溶物），上一步未完全除去）、NiSO4、H2SO4，接着进入除钙步骤，CaSO4转化为难溶的CaF2被除去，之后溶液中主要含有NiSO4、H2SO4、硫酸钠，萃取实现分离，有机相经过几步处理最终得NiSO4。 【小问1详解】 浸泡目的是除铁元素，故用95℃热水浸泡的目的是促进水解，使转化成沉淀除去； 小问2详解】 矿渣中部分焙烧时与反应生成的化学方程式是； 【小问3详解】 除钙率为时，c（Ca2+）=，则 ； 【小问4详解】 从溶液中获得晶体的操作依次是加热浓缩溶液至有晶膜出现（蒸发浓缩），冷却结晶，过滤，洗涤，干燥； 【小问5详解】 由图B段固体质量不再改变，则为氧化物，煅烧过程中Ni会被空气氧化，发生的化学方程式为4+O2=2+4SO3+6H2O；设刚开始质量为263g，即1mol，由元素守恒，为0.5mol，即83g，根据图上信息B段剩余固体质量为263×0.3155=83g，即B段所表示的固体物质的化学式是； 【小问6详解】 基态镍离子的核外最外层电子排布式是； 【小问7详解】 晶体结构与晶体类似，离子分别位于顶点、面心，棱上、体心其晶胞的棱长为，则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为面对角线一半，是；“单分子层”最小重复单元为以四个氧离子作密致单层排列中间有一个镍离子，所占氧离子，镍离子个数都为1，则每平方米面积上分散的该晶体的质量是。 9. 无水二氯化锰常用于铝合金冶炼、有机氯化物触媒制备等。某研究小组用四水醋酸锰和乙酰氯为原料制备无水氯化锰，按如图流程和装置进行实验(夹持仪器已省略)： 已知：①无水二氯化锰极易吸水潮解，易溶于水、乙醇和醋酸，不溶于苯，沸点1190℃。乙酰氯是无色液体，沸点51℃，熔点-112℃，易水解。 ②制备无水二氧化锰的主要反应：回答下列问题： （1）图1装置中仪器a作用是___________，该装置存在缺陷，改进方法为___________。 （2）步骤Ⅰ反应化学方程式为___________；步骤Ⅰ设置室温下反应，而步骤Ⅱ设置在加热回流下反应，原因是___________。 （3）步骤Ⅳ：将装有粗产品的圆底烧瓶接到纯化装置上(图2)，打开安全瓶上旋塞，打开抽气泵，关闭安全瓶上旋塞，开启加热器，进行纯化，纯化完成后的操作排序：纯化完成→关闭加热器，待烧瓶冷却至室温→___________→将产品转至干燥器中保存(填标号)。 A．打开安全瓶上旋塞 B．拔出圆底烧瓶的瓶塞 C．关闭抽气泵 装置中型管内固体的作用是___________(写一条即可)。 （4）可通过沉淀法测定产品纯度，甲同学通过滴入溶液测定生成的沉淀质量来计算纯度；乙同学通过滴入硝酸酸化的溶液测定生成的沉淀质量来计算纯度，方法更合理的是___________(填“甲同学”或“乙同学”)。若取产品，采用方法更合理的同学的测定产品纯度方法进行实验，最终获得干燥纯净沉淀，则产品的纯度为___________。 【答案】（1） ①. 冷凝回流乙酰氯和苯，提高原料利用率 ②. 在a上方加上装有碱石灰的干燥管 （2） ①. (或) ②. 步骤Ⅰ常温下可防止反应生成，步骤Ⅱ加热回流能促进反应生成 （3） ①. ②. 吸收产生的酸性气体、防止外部水蒸气进入样品 （4） ①. 乙同学 ②. 84% 【解析】 【分析】分析流程可知，四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和乙酰氯(CH3COCl)溶解在苯中搅拌抽滤，获得产物(CH3COO)2Mn，固体加入苯和乙酰氯回流搅拌，发生反应(CH3COO)2Mn+2CH3COClMnCl2↓+2(CH3CO)2O ，抽滤洗涤，粗产品纯化后获得无水二氯化锰，以此解答。 【小问1详解】 图1装置中a仪器为球形冷凝管，球形冷凝管可以使气体冷却回流，让反应更为彻底，故其作用是：冷凝回流乙酰氯和苯，提高原料利用率，已知乙酰氯是无色液体，沸点51℃，熔点-112℃，易水解，水解产生的有刺激性气味的酸性气体可用碱石灰吸收，故该装置缺陷的改进方法为在a上方加上装有碱石灰的干燥管； 【小问2详解】 根据已知②制备无水二氯化锰的主要反应：(CH3COO)2Mn+2CH3COClMnCl2↓+2(CH3CO)2O，则步骤I的过程中得到(CH3COO)2Mn，故步骤I的反应化学方程式为4CH3COCl+(CH3COO)2Mn⋅4H2O=(CH3COO)2Mn+4CH3COOH+4HCl（或CH3COCl+H2O=CH3COOH+HCl），根据已知信息可知，CH3COCl沸点较低，容易挥发，步骤I为了使反应更加充分，防止CH3COCl挥发，应该在低温下进行，而步骤Ⅱ有回流装置，可防止挥发，加热可以加快反应速率，故步骤I常温下可防止生成MnCl2，步骤Ⅱ加热回流能促进反应生成MnCl2； 【小问3详解】 步骤Ⅳ：①将装有粗产品的圆底烧瓶接到纯化装置(图2)上，打开安全瓶上旋塞，打开抽气泵，关闭安全瓶上旋塞，开启加热器，进行纯化。纯化时装置内接近真空，纯化结束后要使装置内外气体压强相等，则纯化完成后的操作排序：纯化完成→关闭加热器，待烧瓶冷却至室温→打开安全瓶上旋塞→关闭抽气泵→拔出圆底烧瓶的瓶塞→将产品转至干燥器中保存，故答案为：acb，乙酰氯与水反应生成CH3COOH和HCl，则可能混有酸性气体，且无水二氯化锰极易吸水潮解，因此NaOH固体的作用是吸收产生的酸性气体或防止外部水气进入样品，故装置中U形管内NaOH固体的作用是吸收产生的酸性气体、防止外部水蒸气进入样品； 【小问4详解】 MnCl2易水解成Mn(OH)Cl或者Mn(OH)2沉淀混在MnCO3中，造成实验不准确，通过生成氯化银沉淀进行氯离子测定更为稳定，通过测定产品中氯元素的含量确定纯度更加合理，故方法更合理的是乙同学；n(AgCl)=，根据氯原子守恒，n(MnCl2)=0.1mol，m(MnCl2)=0.1mol×126g/mol=12.6g，产品的纯度为=84%。 10. 甲醛释氢对氢能源和含甲醛污水处理有重要意义。 （1）HCHO电催化释氢 催化电解含较低浓度的HCHO、NaOH混合溶液，可获得与HCOONa（如图所示），其中电极b表面覆盖一种Mo与P形成的化合物（晶胞结构如图所示）作催化剂。 ①催化剂可由与混合物与高温灼烧制得（反应中N元素化合价不变），该反应的化学方程式为_________________。 ②电解时，电极b上同时产生与物质的量之比为1∶2，则电极b上的电极反应式为_____________。 ③电解过程中每产生1 mol，通过阴离子交换膜的为______mol。 （2）HCHO水化释氢 45℃时，碱性条件下Ag作催化剂可将甲醛转化为，反应的机理如图所示。 使用时将纳米Ag颗粒负载在表面以防止纳米Ag团聚。其他条件不变，反应相同时间，NaOH浓度对氢气产生快慢的影响如图所示。 已知：甲醛在碱性条件下会发生副反应：。 ①若将甲醛中的氢用D原子标记为DCDO，得到的氢气产物为_______（填化学式）。 ②NaOH浓度低于1 mol⋅L时，NaOH浓度增大产生氢气会加快的原因是__________。 ③若NaOH浓度过大，的产生迅速减慢的原因可能是__________________。 （3）甲烷与水在催化剂作用下可产生氢气与碳氧化物，与甲烷水化法制氢气相比，甲醛制氢的优点有______________。 【答案】（1） ①. ②. ③. 1 （2） ①. HD ②. 随NaOH浓度增大，催化剂表面吸附的浓度增大，释氢反应的速率加快，副反应速率也加快，但释氢反应的速率加快更多 ③. NaOH溶解载体，使纳米Ag颗粒发生团聚，催化活性下降 （3）氢气纯度高、可处理有毒甲醛 【解析】 【小问1详解】 ①根据题意，该实验的催化剂是一种Mo与P形成的化合物，根据晶胞结构图，Mo原子个数是4，P原子个数是，因此催化剂的化学式为，可由MoO2与(NH4)2HPO4混合物与H2高温灼烧制得（反应中N元素化合价不变），该反应的化学方程式为。 ②电解时，电极b与电源正极相连，是电解池的阳极，HCHO失去电子同时产生H2与HCOO−的物质的量之比为1∶2，则电极b上的电极反应式为 ③电极a是阴极，电极反应式为，电解过程中每产生1 molH2，每个电极上各产生0.5 molH2，故通过阴离子交换膜的OH−为1mol。 【小问2详解】 ①根据反应的机理如图，氢分子中的两个氢原子一个来自水分子，一个来自甲醛分子，若将甲醛中的氢用D原子标记为DCDO，得到的氢气产物为HD。 ②NaOH浓度低于1 mol⋅L−1时，NaOH浓度增大产生氢气会加快的原因是随NaOH浓度增大，催化剂表面吸附的CH2(O−)2浓度增大，释氢反应的速率加快，副反应速率也加快，但释氢反应的速率加快更多。 ③若NaOH浓度过大，H2的产生迅速减慢的原因可能是NaOH溶解载体Al2O3，使纳米Ag颗粒发生团聚，催化活性下降。 【小问3详解】 甲烷与水在催化剂作用下可产生氢气与碳氧化物，与甲烷水化法制氢气相比，甲醛制氢的优点有氢气纯度高、可处理有毒甲醛。 11. 一种能缓解各种功能性消化不良的药物依托比利[K：]的合成路线如图。 已知：-CH=N- 请回答下列问题： （1）化合物K中含氧官能团的名称是___________， （2）化合物A的结构简式是___________。 （3）反应中，生成了2种无机盐且无气体生成，写出该反应的化学方程式：___________。 （4）写出的化学方程式：___________。 （5）在A的同分异构体中，同时满足下列条件的有___________种。(不考虑立体异构) ①能与溶液作用显紫色； ②含有手性碳。 其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积之比为的同分异构体的结构简式为___________。 （6）写出以为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）醚键、酰胺基 （2） （3）+ClCH2CH2N(CH3)2+K2CO3→+ KHCO3+KCl （4）+2H2H2O+ （5） ①. 22 ②. （6） 【解析】 【分析】A被酸性高锰酸钾氧化为B，结合B的结构简式可知A为：，B与SOCl2发生取代反应生成C；D经氧化转化为E，E与F发生取代反应生成G，结合G的结构简式可知F应为：ClCH2CH2N(CH3)2，对比C和K的结构简式可知I为；G中醛基与H2N-OH发生加成再发生已知中转化生成H，H的结构简式为：，H与氢气在一定条件下发生还原反应生成I，据此分析解答。 【小问1详解】 由K的结构简式可知K中含氧官能团为醚键和酰胺基； 【小问2详解】 由以上分析可知A：； 【小问3详解】 反应E+F→G中，生成了2种无机盐且无气体生成，结合反应物组成可知生成的两种盐为碳酸氢钾和氯化钾，反应方程式为：+ClCH2CH2N(CH3)2+K2CO3→+KHCO3+KCl； 【小问4详解】 H→I的化学方程式：+2H2 H2O+； 【小问5详解】 A的同分异构体满足①能与FeCl3溶液作用显紫色，说明含酚羟基；②含有手性碳，即与四个不同原子或原子团相连的碳原子。若苯环上只含两个取代基，除羟基外，另一取代基可以是：，分别存在邻、间、对三种位置，共12种；若苯环上有三个取代基，则分别为羟基、-CH3、，共10种结构如图：(数字代表甲基位置)，因此符合条件的同分异构体共22种；其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积之比为3∶3∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为； 【小问6详解】 经酸性高锰酸钾氧化生成，结合流程可知在二氯亚砜作用下生成；与H2N-OH发生流程中反应生成，与氢气在催化剂作用下反应生成，与发生取代反应生成，反应流程为：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$