精品解析：甘肃省兰州第一中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试化学试题

兰州一中2023—2024—2学期期中考试试题 高二化学 说明：本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分。考试时间75分钟。答案涂写在答题卡上，交卷时只交答题卡 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 K-39 Ca-40 Cr-52 Bi-209 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42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. 三星堆出土的文物中，主要由硅酸盐材料制成的是 A．青铜纵目面具 B．金箔虎形饰 C．陶鸟头勺把 D．云雷纹牙雕 A. A B. B C. C D. D 2. 下列说法中，正确的是 A. s区元素全部是金属元素 B. p能级电子能量一定高于s能级电子能量 C. 属于p区主族元素 D. 第VIIA族元素从上到下，非金属性依次增强 3. 下列有关离子键和金属键的叙述错误的是 A. 离子键和金属键都没有饱和性和方向性 B. 金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子 C. 物质中可能只存在阳离子，而不存在阴离子 D. 在以离子键为主的化学键中常含有共价键成分，例如Mg与O形成的离子键中共价键的成分大于Na与F形成的离子键 4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 1mol过氧化氢所含的共价键数目为 B. 等物质的量的和中含有π键的数目均为 C. 1mol白磷含个键，1mol二氧化硅中含个 D. 金刚石晶体中1mol碳原子含有个键 5. 下列说法错误的是 A. 测定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行实验 B. 在沸水中配制明矾饱和溶液，然后快速冷却，可得到较大颗粒明矾晶体 C. 人体细胞和细胞器的双分子膜是由大量的两性分子自组装的超分子 D. C60晶体和石英晶体中都含有共价键，但熔化时需克服微粒间的作用力类型不同 6. 可用作白色颜料和阻燃剂，在实验室中可利用的水解反应制取，总反应可表示为。下列化学用语表示正确的是 A. Sb(51号元素)。位于第四周期VA族 B. 基态O原子价层电子排布图： C. 基态的电子排布式： D. 的VSEPR模型： 7. 下列各组实验操作规范，且能达到实验目的是 A．灼烧海带，使之变成海带灰 B．用乙醇萃取碘水中的碘单质 C．配制的硫酸溶液 D．分离二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的混合物 A. A B. B C. C D. D 8. 药物阿兹夫定的有效成分的结构简式如图，下列说法中正确的是 A. 含有3个手性碳原子 B. 阿兹夫定的分子式为 C. 五元环环上的原子共平面 D. 晶体的熔点高于 9. 短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系不正确的是 W X Y Z A. 最简单氢化物的沸点： B. 氧化物对应水化物的酸性： C. 简单离子的半径： D. Y与Z形成的化合物为共价化合物 10. 我国科学家合成了一种具有巨磁电阻效应的特殊导电性物质，其立方晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为anm，表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 基态Cr的价层电子排布式为 B. 该晶体密度为 C. 晶体中Ca原子周围等距离且最近的O原子数为8 D. 若用放射性的O替换图中的O，对其化学性质影响较大 11. 和均可发生水解反应，其中和水解机理示意图如图： （1） （2） 下列说法正确的是 A. 和均为非极性分子，和中的N均为杂化 B. 水解过程中Si原子的杂化方式保持不变 C. 和的水解反应机理相同 D. 水解过程中只存在极性键的断裂和生成 12. 化合物是一种新型超分子晶体材料，以为溶剂，由X、Y、反应制得(如图)。下列叙述正确的是 A. M所含三种元素H、N、O形成的化合物均为共价化合物 B. 分子中所有原子可能共平面 C. M中阳离子通过形成氢键体现了超分子的自组装 D. M中碳、氮、氯原子的轨道杂化类型均为 13. W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的最外层电子数等于X核外电子总数，五种主族元素组成的化合物Q的结构如图所示。下列说法正确的是 A. 简单离子半径： B. 和的空间结构不相同 C. 简单氢化物沸点： D. 第一电离能： 14. 以炼铁厂锌灰(主要成分为ZnO，含少量的CuO、SiO2、Fe2O3)为原料制备ZnO的流程如图所示。下列说法正确的是 已知：“浸取”工序中ZnO、CuO分别转化为[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+。 A. H-N-H键角：[Cu(NH3)4]2+<NH3 B. “滤渣②”的主要成分为Fe、Cu和Zn C. 所含金属元素的质量“滤液①”<“滤液②” D. “煅烧”时需要在隔绝空气条件下进行 二、非选择题：共58分。 15. 苯甲酸是一种重要原料。实验室可以用甲苯和高锰酸钾反应制得，反应装置图和有关数据如下： 熔点/ 沸点/ 水中溶解度/g(25) 相对分子质量 密度/(g∙cm3) 甲苯 -94.9 110.6 难溶 92 0.85 苯甲酸 122.13 249 0.344 122 1.27 合成步骤如下： ①在三颈烧瓶中加入5.4 mL甲苯和30 mL稀硫酸，放入素烧瓷片后，加热至沸腾，迅速加入12.8 g高锰酸钾固体，继续加热到甲苯层消失，过滤； ②反应后的溶液仍呈紫色，在容器中加入适量亚硫酸氢钠溶液，振荡，直到溶液变为无色，搅拌下加入足量浓盐酸，待反应完全后，将反应容器放在冰水浴中冷却，析出晶体，过滤、洗涤、干燥、称量。 回答下列问题： (1)仪器A的名称是___________，它的作用是___________。 (2)加入素烧瓷片的作用是___________。 (3)加入亚硫酸氢钠溶液使紫色褪去的离子方程式为___________。 (4)过滤需要用到的玻璃仪器有___________(填标号)。 A．分液漏斗 B．玻璃棒 C．烧杯 D．漏斗 E．蒸馏烧瓶 F．直形冷凝管 (5)若得到的苯甲酸晶体产品不纯，应采用___________方法可得到纯度更高的产品。 (6)若最后得到纯净的苯甲酸质量为4.0 g，则该反应的产率是___________(保留小数点后一位)。 16. 主要用作颜料、釉料及磁性材料，一种利用含钴催化剂废料(主要含、，还含有少量的、，、、)制备氧化钴的工艺流程如图所示。 已知：①黄钠铁矾的化学式为；②金属钴与铁具有相似的化学性质；③氧化性。 回答下列问题： （1）钴元素基态原子的电子排布式为___________。 （2）“酸浸”时滤渣的主要成分为___________(填化学式)。 （3）“除铁”时加入溶液，的电子式为___________。 （4）在空气中加热煅烧得到的化学方程式为___________。 （5）①钴被称为无机配合物之王，配合物的中心离子的配位数为___________，溶液中加入足量溶液，生成___________。 ②钴的一种化合物的晶胞结构如图所示。 晶体中一个周围与其最近的的个数为___________。 17. 近日，济南大学原长洲教授制备了一种高性能的钾离子电池负极材料()，反应可简单表示为。回答下列问题： （1）铋(Bi)位于元素周期表中第6周期ⅤA族，基态Bi原子的价层电子排布式为___________。中阴离子的立体构型为___________。基态O原子核外成对电子数与未成对电子数之比为___________。 （2）BTC分子中组成元素C、N、O的电负性由大到小排序为___________。的沸点高于，原因是___________。 （3）冠醚是皇冠状的分子，可用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。18-冠-6(18指C、O原子总数为18，6指氧原子数)与钾离子形成的超分子结构如图所示。已知：超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 ①冠醚分子中原子的杂化类型为___________。 ②下列叙述正确的是___________(填字母)。 A．含该超分子的物质属于分子晶体 B．冠醚可用于分离不同的碱金属离子 C．中心碱金属离子的配位数固定不变 D．冠醚与碱金属离子之间形成氢键 （4）该电池负极材料()充电时，会形成钾铋合金，其晶胞结构如图，已知该晶胞底边长为，高为，为阿伏伽德罗常数的值。该晶体密度___________(只列计算式)。 18. 有机化合物可由葡萄糖发酵得到，在医药和食品领域中有广泛应用，研究化合物的分子结构，性质如下： （1）确定的分子式 经元素分析得到化合物的实验式为，通过___________法(填仪器分析方法)可以测得的相对分子质量为90，则A的分子式为___________。 （2）确定的分子结构 使用现代分析仪器对的分子结构进行测定，结果如表： 谱图 数据分析结果 红外光谱 含有：、 核磁共振氢谱 峰面积比为 通过以上分析的结构简式为___________。 （3）研究的结构和性质的关系 ①A的分子存在两种空间结构，它们具有完全相同的组成和原子排列，却互为镜像，具有不同的光学性质，两种分子的关系为___________(填字母，下同)。 A．碳架异构 B．位置异构 C．手性异构 D．官能闭异构 ②已知的酸性强于丙酸的，请从共价键极性和基团间相互影响的角度解释原因___________。 （4）除了葡萄糖发酵可以制得A，和等在一定条件下也可以合成A，一种合成路线如图： 资料：。 ①写出和反应生成的化学方程式___________。 ②的结构简式为___________。 （5）A在浓硫酸、加热条件下反应生成含有六元环的有机化合物，写出的结构简式___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 兰州一中2023—2024—2学期期中考试试题 高二化学 说明：本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分。考试时间75分钟。答案涂写在答题卡上，交卷时只交答题卡 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 K-39 Ca-40 Cr-52 Bi-209 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42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. 三星堆出土的文物中，主要由硅酸盐材料制成的是 A．青铜纵目面具 B．金箔虎形饰 C．陶鸟头勺把 D．云雷纹牙雕 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．青铜纵目面具的主要成分是铜合金，则青铜纵目面具主要由金属材料制成，故A不符合题意； B．金箔虎形饰的主要成分是金，则金箔虎形饰主要由金属材料制成，故B不符合题意； C．陶鸟头勺把的主要成分是硅酸盐，则陶鸟头勺把主要由硅酸盐材料制成，故C符合题意； D．云雷纹牙雕的主要成分是象牙，象牙主要由羟基磷灰石组成，则云雷纹牙雕不是由硅酸盐材料制成，故D不符合题意； 故选C。 2. 下列说法中，正确的是 A. s区元素全部是金属元素 B. p能级电子能量一定高于s能级电子能量 C. 属于p区主族元素 D. 第VIIA族元素从上到下，非金属性依次增强 【答案】C 【解析】 【详解】A．s区元素不一定是金属元素，还有非金属氢，故A错误； B．p能级电子能量不一定高于s能级电子能量，如2p能级电子的能量小于3s能级的能量，故B错误； C．是第ⅥA族元素，属于p区主族元素，故C正确； D．同主族元素从上到下，原子半径递增，核对最外层电子吸引能力逐渐减弱，则金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱，故D错误； 故选C。 3. 下列有关离子键和金属键的叙述错误的是 A. 离子键和金属键都没有饱和性和方向性 B. 金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子 C. 物质中可能只存在阳离子，而不存在阴离子 D. 在以离子键为主的化学键中常含有共价键成分，例如Mg与O形成的离子键中共价键的成分大于Na与F形成的离子键 【答案】B 【解析】 【详解】A．离子键和金属键都没有饱和性和方向性，A项正确； B．金属导电是因为在外加电场作用下，自由电子发生定向移动，B项错误； C．金属晶体中只存在阳离子，无阴离子，C项正确； D．成键原子所属元素的电负性差值越大，原子之间越容易得失电子而形成离子键，离子键成分越大，D项正确； 故选B。 4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 1mol过氧化氢所含的共价键数目为 B. 等物质的量的和中含有π键的数目均为 C. 1mol白磷含个键，1mol二氧化硅中含个 D. 金刚石晶体中1mol碳原子含有个键 【答案】C 【解析】 【详解】A．过氧化氢结构式为H―O―O―H，1mol过氧化氢所含的共价键数目为3NA，A错误； B．1个CO2和N2均含有2个π键，但等物质的量并不一定是1mol，B错误； C．白磷(P4)为正四面体结构，含有6个P−P共价键，所以1mol白磷(P4)中含有6NA个P−P键，二氧化硅中1个Si原子含4 Si−O，1mol二氧化硅中含4NA个Si−O键，C正确； D．金刚石中与一个碳原子相连的共价键有4个，但每个键只有属于这个碳原子，所以一个碳原子有2个C―C键，1mol金刚石中有2NA个C―C键，D错误； 故答案为：C。 5. 下列说法错误的是 A. 测定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行实验 B. 在沸水中配制明矾饱和溶液，然后快速冷却，可得到较大颗粒明矾晶体 C. 人体细胞和细胞器的双分子膜是由大量的两性分子自组装的超分子 D. C60晶体和石英晶体中都含有共价键，但熔化时需克服微粒间的作用力类型不同 【答案】B 【解析】 【详解】A．通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息，X射线衍射可以测定某一固体是否是晶体， A正确； B．温度降低的时候，饱和度也会降低，明矾会吸附在小晶核上，所以要得到较大颗粒的明矾晶体，配制比室温高10～20℃明矾饱和溶液然后浸入悬挂的明矾小晶核，静置过夜；急速冷却，可得到较小颗粒明矾晶体，故B错误； C．超分子具有分子识别和自组装的特征，人体细胞和细胞器的双分子膜是由大量的两性分子自组装的超分子，故C正确； D．C60晶体和石英晶体中的化学键类型相同，但前者是分子晶体、后者为共价晶体，故熔化时前者克服分子间作用力、后者克服共价键，故需克服微粒间的作用力类型不同，故D正确； 答案选B。 6. 可用作白色颜料和阻燃剂，在实验室中可利用的水解反应制取，总反应可表示为。下列化学用语表示正确的是 A. Sb(51号元素)。位于第四周期VA族 B. 基态O原子价层电子排布图： C. 基态的电子排布式： D. 的VSEPR模型： 【答案】C 【解析】 【详解】A． Sb(51号元素)。位于第五周期VA族，故A错误； B． 基态O原子价层电子排布图：，故B错误； C． Cl为17号元素，基态的电子排布式：，故C正确； D． 水分子中O为sp3杂化，含有2对孤电子对，的VSEPR模型：，故D错误； 故选C。 7. 下列各组实验操作规范，且能达到实验目的是 A．灼烧海带，使之变成海带灰 B．用乙醇萃取碘水中的碘单质 C．配制的硫酸溶液 D．分离二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的混合物 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．图中是灼烧的装置，可以用来灼烧海带，使之变成海带灰，A正确； B．乙醇能与水任意比互溶，不能作为碘水的萃取剂，B错误； C．用98%浓硫酸配制的硫酸溶液时，应先在烧杯中稀释浓硫酸，待冷却至室温，再注入至容量瓶中，不能直接将浓硫酸注入至盛有水的容量瓶中，C错误； D．采用蒸馏方法分离互溶的沸点不同的液体混合物时，应该使用温度计测量馏分的温度，不能达到实验目的，D错误； 故选A。 8. 药物阿兹夫定的有效成分的结构简式如图，下列说法中正确的是 A. 含有3个手性碳原子 B. 阿兹夫定的分子式为 C. 五元环环上的原子共平面 D. 晶体的熔点高于 【答案】B 【解析】 【详解】A．手性碳原子是指与4个不同的原子或原子团相连的碳原子，则结构()中旁边标有“*”的碳原子均属于手性碳原子，所以该分子中含有4个手性碳原子，A错误； B．阿兹夫定的分子式为，B正确； C．五元环环上的碳原子和氧原子均采用sp3杂化，则五元环环上的原子不可能共平面，C错误； D．该晶体属于分子晶体，NaCl晶体属于离子晶体，则该晶体的熔点低于NaCl，D错误； 故选B。 9. 短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系不正确的是 W X Y Z A. 最简单氢化物的沸点： B. 氧化物对应水化物的酸性： C. 简单离子的半径： D. Y与Z形成的化合物为共价化合物 【答案】B 【解析】 【分析】根据元素在元素周期表中的相对位置，设W的最外层电子数为x，则X、Y、Z的最外层电子数分别为x+1、x-2、x+2，根据条件可得x=5，故可推断W为N，X为O，Y为Al，Z为Cl；据此分析解题。 【详解】A．常温下水为液态，氨气为气态，则沸点：H2O>NH3，A正确； B．W的氧化物对应水化物分别是HNO2、HNO3，均显酸性，Z氧化物对应的水化物有HClO、HClO3、HClO4等多种，W的氧化物对应水化物的酸性不一定小于Z的氧化物对应水化物的酸性，B错误； C．具有相同电子层结构的离子中原子序数大的离子半径小，则简单离子的半径：Y＜X，C正确； D．AlCl3是分子，属于共价化合物，D正确； 故选：B。 10. 我国科学家合成了一种具有巨磁电阻效应的特殊导电性物质，其立方晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为anm，表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 基态Cr的价层电子排布式为 B. 该晶体密度为 C. 晶体中Ca原子周围等距离且最近的O原子数为8 D. 若用放射性的O替换图中的O，对其化学性质影响较大 【答案】B 【解析】 【详解】A．基态Cr的价层电子排布式为3d54s1，A错误； B．从晶胞图中可看到Ca在晶胞的顶点，数目为，Cr在体心，数目是1个，O原子在晶胞的面心，数目为，故密度为，B正确； C．与Ca配位的O位于晶胞面对角线的中点，距离Ca相等的共有12个，C错误； D．18O和16O互为同位素，形成的化合物在化学性质上无差异，D错误； 故选B。 11. 和均可发生水解反应，其中和水解机理示意图如图： （1） （2） 下列说法正确的是 A. 和均为非极性分子，和中的N均为杂化 B. 水解过程中Si原子的杂化方式保持不变 C. 和的水解反应机理相同 D. 水解过程中只存在极性键的断裂和生成 【答案】D 【解析】 【详解】A．分子构型是三角锥型，是极性分子，是正四面体型，是非极性分子，和中N原子价电子对数都是4，N均为杂化，故A错误； B．水解过程中，硅原子与周围原子形成了5个共价键，那么硅原子的杂化方式改变了，故B错误； C．从图示过程可知，NCl3和SiCl4的水解反应机理并不相同，故C错误； D．水解过程中，存在硅氯和氧氢共价键断裂，硅氧共价键形成，都是极性键，故D正确； 答案选D。 12. 化合物是一种新型超分子晶体材料，以为溶剂，由X、Y、反应制得(如图)。下列叙述正确的是 A. M所含三种元素H、N、O形成的化合物均为共价化合物 B. 分子中所有原子可能共平面 C. M中阳离子通过形成氢键体现了超分子的自组装 D. M中碳、氮、氯原子的轨道杂化类型均为 【答案】C 【解析】 【详解】A．H、N、O形成的化合物NH4NO3，为离子化合物，A错误； B．Y中存在多个饱和碳原子，所有原子不可能共面，B错误； C．M中阳离子通过形成氢键N-H···O体现了超分子的自组装，C正确； D．M中苯环上的碳原子的轨道杂化类型为sp2杂化，D错误； 故选C。 13. W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的最外层电子数等于X核外电子总数，五种主族元素组成的化合物Q的结构如图所示。下列说法正确的是 A. 简单离子半径： B. 和的空间结构不相同 C. 简单氢化物沸点： D. 第一电离能： 【答案】D 【解析】 【分析】W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素，根据化合物Q的结构图，X最外层有4个电子，则X是C元素，结合Y的最外层电子数等于X核外电子总数，可知Y是O元素，M离子带1个正电荷，可知M是Na元素，W是得到1个电子后形成的四个共价键，则W是B元素，Z形成了1个共价键，则Z是F元素，据此分析解答。 【详解】A．经分析，M是Na元素，Y是O元素，Z是F元素，则三种离子半径大小为，故A错误； B．是BF3，其空间构型是平面三角形，是离子，其空间构型是平面三角形，两者结构相同，故B错误； C．分别是F、O、C三种元素，其中F和O两种元素的氢化物，分子间有氢键，水常温下是液态，氟化氢是气体，则三种氢化物的沸点是，故C错误； D．分别是F、O、C三种元素，其第一电离能顺序是，故D正确； 答案D。 14. 以炼铁厂锌灰(主要成分为ZnO，含少量的CuO、SiO2、Fe2O3)为原料制备ZnO的流程如图所示。下列说法正确的是 已知：“浸取”工序中ZnO、CuO分别转化为[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+。 A. H-N-H键角：[Cu(NH3)4]2+<NH3 B. “滤渣②”的主要成分为Fe、Cu和Zn C. 所含金属元素的质量“滤液①”<“滤液②” D. “煅烧”时需要在隔绝空气条件下进行 【答案】C 【解析】 【分析】浸取时，ZnO、CuO转化为[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4] 2+，SiO2、Fe2O3不反应，滤液①中含有[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、NH4HCO3、NH3•H2O，滤渣①的主要成分为Fe2O3和SiO2；加入Zn粉时，发生反应Zn+[Cu(NH3)4] 2+＝Cu+[Zn(NH3)4] 2+，从而实现去除杂质[Cu(NH3)4]2+，滤渣②的主要成分为Cu和过量的Zn，滤液②中主要含[Zn(NH3)4] 2+、NH4HCO3、NH3•H2O，经过蒸氨沉锌操作获得沉淀，最后煅烧获得ZnO。 【详解】A．NH3提供孤电子对与Cu2+形成配位键后，孤电子对转化为成键电子对，对N—H成键电子对受到的排斥力减小，则H-N-H键角变大，即[Cu(NH3)4]2+>NH3，故A错误； B．由分析可知，滤渣②的主要成分为Cu和过量的Zn，故B错误； C．由分析可知，滤液①中含有金属元素的离子为[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+，加入锌粉发生反应Zn+[Cu(NH3)4] 2+＝Cu+[Zn(NH3)4] 2+，因此滤液①中[Cu(NH3)4]2+转化为[Zn(NH3)4]2+，因此滤液②中含有金属元素的离子为[Zn(NH3)4] 2+，Zn的相对原子质量大于Cu，金属元素的质量增加，即“滤液①”< “滤液②”，故C正确； D．煅烧时会分解，Zn为+2价，不会被氧气氧化，因此不需要隔绝空气，故D错误； 故答案选C。 二、非选择题：共58分。 15. 苯甲酸是一种重要原料。实验室可以用甲苯和高锰酸钾反应制得，反应装置图和有关数据如下： 熔点/ 沸点/ 水中溶解度/g(25) 相对分子质量 密度/(g∙cm3) 甲苯 -94.9 110.6 难溶 92 0.85 苯甲酸 122.13 249 0.344 122 1.27 合成步骤如下： ①在三颈烧瓶中加入5.4 mL甲苯和30 mL稀硫酸，放入素烧瓷片后，加热至沸腾，迅速加入12.8 g高锰酸钾固体，继续加热到甲苯层消失，过滤； ②反应后的溶液仍呈紫色，在容器中加入适量亚硫酸氢钠溶液，振荡，直到溶液变为无色，搅拌下加入足量浓盐酸，待反应完全后，将反应容器放在冰水浴中冷却，析出晶体，过滤、洗涤、干燥、称量。 回答下列问题： (1)仪器A的名称是___________，它的作用是___________。 (2)加入素烧瓷片的作用是___________。 (3)加入亚硫酸氢钠溶液使紫色褪去的离子方程式为___________。 (4)过滤需要用到的玻璃仪器有___________(填标号)。 A．分液漏斗 B．玻璃棒 C．烧杯 D．漏斗 E．蒸馏烧瓶 F．直形冷凝管 (5)若得到的苯甲酸晶体产品不纯，应采用___________方法可得到纯度更高的产品。 (6)若最后得到纯净的苯甲酸质量为4.0 g，则该反应的产率是___________(保留小数点后一位)。 【答案】 ①. (球形)冷凝管 ②. 冷凝回流反应物，提高原料利用率 ③. 防止暴沸 ④. ⑤. BCD ⑥. 重结晶 ⑦. 65.7% 【解析】 【分析】本实验用甲苯和高锰酸钾为原料制备苯甲酸，反应的原理为：，结合实验基础知识分析仪器作用，根据计算反应的产率。 【详解】(1)根据仪器结构可知，仪器A是球形冷凝管，其作用可冷凝回流反应物甲苯，从而提高甲苯的利用率； (2)素烧瓷片微孔中的气体受热膨胀后呈细小的气泡状逸出，可防止液体暴沸； (3)紫色物质为剩余的高锰酸钾，可以利用亚硫酸氢钠的还原性将其反应掉，反应的离子方程式为； (4)过滤需要用到烧杯、玻璃棒(作用为引流)、漏斗等玻璃仪器，故答案选BCD； (5)若得到的苯甲酸晶体产品不纯，苯甲酸在水中溶解，而甲苯难溶，因此可采用重结晶的方法得到纯度更高的产品； (6)由实验数据可知，高锰酸钾溶液过量，根据反应，理论上产生苯甲酸的质量为(5.4mL×0.85g/cm3×)g，则产品的。 16. 主要用作颜料、釉料及磁性材料，一种利用含钴催化剂废料(主要含、，还含有少量的、，、、)制备氧化钴的工艺流程如图所示。 已知：①黄钠铁矾的化学式为；②金属钴与铁具有相似的化学性质；③氧化性。 回答下列问题： （1）钴元素基态原子的电子排布式为___________。 （2）“酸浸”时滤渣的主要成分为___________(填化学式)。 （3）“除铁”时加入溶液，的电子式为___________。 （4）在空气中加热煅烧得到的化学方程式为___________。 （5）①钴被称为无机配合物之王，配合物的中心离子的配位数为___________，溶液中加入足量溶液，生成___________。 ②钴的一种化合物的晶胞结构如图所示。 晶体中一个周围与其最近的的个数为___________。 【答案】（1）[Ar]3d74s2 （2）SiO2、CaSO4 （3） （4）4CoC2O4•2H2O+3O22Co2O3+8CO2+8H2O （5） ①. 6 ②. 0.02 ③. 12 【解析】 【分析】以含钴催化剂废料(主要含Co、Fe，还含有少量的CoO、FeO、Fe2O3、CaO、SiO2)制备氧化钴(Co2O3)，含钴催化剂废料用硫酸酸浸过滤后，滤液中含Co2+、Fe2+、Fe3+、Ca2+，SiO2不溶，硫酸钙微溶于水，过滤，滤液再用次氯酸钠氧化亚铁离子后和碳酸钠溶液反应得到黄钠铁矾沉淀，从体系中除铁后再加入碳酸钠溶液生成CoCO3，加入盐酸溶解CoCO3富集Co2+，再加入草酸铵，生成草酸钴沉淀，最终灼烧得到氧化钴，据此分析解答； 【小问1详解】 Co为27号元素，位于周期表中第四周期第Ⅷ族，基态Co原子的核外电子排布式为[Ar]3d74s2，故答案为：[Ar]3d74s2； 【小问2详解】 由分析可知，含钴催化剂废料用硫酸酸浸过滤后，SiO2不溶，硫酸钙微溶于水，故酸浸之后的“滤渣”的主要成分有SiO2和CaSO4，故答案为：SiO2、CaSO4； 【小问3详解】 的电子式为：； 【小问4详解】 由题中可知在空气中高温煅烧得到，CoC2O4中Co的化合价为+2价，生成 (Co的化合价为+3价)，化合价升高，说明空气中的O2作为氧化剂参与了反应，而具有一定还原性也被O2氧化成CO2，故产物分别为Co2O3和CO2，根据元素守恒，可推测出产物中还有H2O生成。在根据电子守恒和原子守恒法，最终可得知反应方程式为4CoC2O4•2H2O+3O22Co2O3+8CO2+8H2O； 【小问5详解】 ①配合物的中心离子的配体为1个Cl-和5个NH3，每个配体均与Co3+形成1个配位键，故其配位数为6；溶液中，n(Cl-)=，加入足量溶液，生成0.02； ②由题干晶胞示意图可知，O位于晶胞的6个面心上，Ti位于晶胞的8个顶点上，故晶体中一个Ti周围与其最近的O的个数为12； 17. 近日，济南大学原长洲教授制备了一种高性能的钾离子电池负极材料()，反应可简单表示为。回答下列问题： （1）铋(Bi)位于元素周期表中第6周期ⅤA族，基态Bi原子的价层电子排布式为___________。中阴离子的立体构型为___________。基态O原子核外成对电子数与未成对电子数之比为___________。 （2）BTC分子中组成元素C、N、O的电负性由大到小排序为___________。的沸点高于，原因是___________。 （3）冠醚是皇冠状的分子，可用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。18-冠-6(18指C、O原子总数为18，6指氧原子数)与钾离子形成的超分子结构如图所示。已知：超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 ①冠醚分子中原子的杂化类型为___________。 ②下列叙述正确的是___________(填字母)。 A．含该超分子的物质属于分子晶体 B．冠醚可用于分离不同的碱金属离子 C．中心碱金属离子的配位数固定不变 D．冠醚与碱金属离子之间形成氢键 （4）该电池负极材料()充电时，会形成钾铋合金，其晶胞结构如图，已知该晶胞底边长为，高为，为阿伏伽德罗常数的值。该晶体密度___________(只列计算式)。 【答案】（1） ①. 6s26p3 ②. 平面三角形 ③. 3∶1 （2） ①. O>N>C ②. CH3CH2OH 中存在分子间氢键 （3） ①. sp3 ②. B （4） 【解析】 【小问1详解】 类比N的价层电子排布式可得基态Bi原子的价层电子排布式为6s26p3；中N原子的杂化方式为sp2，空间构型为平面三角形；基态O原子核外成对电子数为6与未成对电子数为2故比值为3：1； 【小问2详解】 元素非金属性越强，电负性越大，电负性：O>N>C；由于CH3CH2OH 中存在分子间氢键，其沸点高于； 【小问3详解】 ① C除了与两个O形成σ键之外还与两个H形成σ键，故杂化类型为sp3； ② A．含有该超分子的物质为离子晶体，A错误； B．冠醚可以分离不同的碱金属离子，B正确； C．中心碱金属离子的配位数随着冠醚分子的结构变化而变化，C错误； D．冠醚和碱金属离子之间为共价键，D错误； 【小问4详解】 根据均摊法计算，该晶胞中含有6个K和2个Bi，则晶胞密度：。 18. 有机化合物可由葡萄糖发酵得到，在医药和食品领域中有广泛应用，研究化合物的分子结构，性质如下： （1）确定的分子式 经元素分析得到化合物的实验式为，通过___________法(填仪器分析方法)可以测得的相对分子质量为90，则A的分子式为___________。 （2）确定的分子结构 使用现代分析仪器对的分子结构进行测定，结果如表： 谱图 数据分析结果 红外光谱 含有：、 核磁共振氢谱 峰面积比为 通过以上分析的结构简式为___________。 （3）研究的结构和性质的关系 ①A的分子存在两种空间结构，它们具有完全相同的组成和原子排列，却互为镜像，具有不同的光学性质，两种分子的关系为___________(填字母，下同)。 A．碳架异构 B．位置异构 C．手性异构 D．官能闭异构 ②已知的酸性强于丙酸的，请从共价键极性和基团间相互影响的角度解释原因___________。 （4）除了葡萄糖发酵可以制得A，和等在一定条件下也可以合成A，一种合成路线如图： 资料：。 ①写出和反应生成的化学方程式___________。 ②的结构简式为___________。 （5）A在浓硫酸、加热条件下反应生成含有六元环的有机化合物，写出的结构简式___________。 【答案】（1） ①. 质谱 ②. C3H6O3 （2）CH3CHOHCOOH （3） ①. C ②. 烷基(R—)是推电子基团，其推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱；而A中羟基氧电负性较大，具有吸电子效应，使得羧基中的羟基的极性增大，羧酸的酸性增强；故A的酸性强于丙酸 （4） ①. +HCNCH2=CHCN ②. CH3CHClCN （5） 【解析】 【小问1详解】 已知化合物的实验式为，还需通过质谱法测定相对分子质量；测得的相对分子质量为90，则A的分子式：C3H6O3； 【小问2详解】 根据红外光谱及核磁共振氢谱可知，含有：、，且有4种等效氢，比值为，其结构简式：CH3CHOHCOOH； 【小问3详解】 ①A的分子存在两种空间结构，它们具有完全相同的组成和原子排列，却互为镜像，具有不同的光学性质，两种分子的关系为手性异构； ②烷基(R—)是推电子基团，其推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱；而A中羟基氧电负性较大，具有吸电子效应，使得羧基中的羟基的极性增大，羧酸的酸性增强；故A的酸性强于丙酸； 【小问4详解】 ①和发生加成反应生成，化学方程式：+HCNCH2=CHCN； ②与HCl进一步加成生成CH3CHClCN； 【小问5详解】 CH3CHClCN在氢氧化钠水溶液条件下水解丙酸化后生成CH3CH（OH）COOH，在浓硫酸、加热条件下反应生成含有六元环的有机化合物，B结构简式：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $