精品解析：重庆市西南大学附属中学校2023-2024学年高二下学期期中考试化学试卷

西南大学附中2023—2024学年度下期期中考试 高二化学试题 (满分：100分；考试时间：75分钟) 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号、准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，必须使用2B铅笔填涂；答非选择题时，必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写；必须在题号对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效；保持答卷清洁、完整。 3.考试结束后，将答题卡交回(试题卷学生保存，以备评讲)。 可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Cl35.5 S32 Ca40 一、选择题：本题共14道小题，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. 人类生活离不开材料科学，下列有关说法不正确的是 A. 聚氯乙烯可用于食品、药物、日常用品等的包装材料 B. 制造“蛟龙号”潜水器载人球舱的钛合金比纯金属钛的强度更大，但熔点更低 C. 航空材料中用到的聚乙炔高分子材料能像金属一样具有导电性 D. 光纤、石墨烯和玻璃都属于无机非金属材料 2. 下列说法正确的是 A. 属于苯的同系物 B. 丙烷分子的球棍模型： C. 一氯甲烷的电子式： D. 丙烯分子的结构式：CH3-CH=CH2 3. 下列实验和结论都正确的是 选项 实验 结论 A 将乙醇与浓硫酸混合液加热到170℃，产生的气体能使溴水褪色 证明有乙烯生成 B 将电石与水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液，溶液紫红色褪去 证明有乙炔生成 C 用pH试纸测量相同浓度和NaClO溶液的pH，前者大于后者 酸性： D 向澄清的苯酚钠溶液中通入，溶液变浑浊 酸性：苯酚<碳酸 A. A B. B C. C D. D 4. 硫的氟化物通常是无色、无臭、无毒的气体，性质稳定且有优良绝缘性能，常用作高压发电机的绝缘气体。制备的反应为：，若生成11.2L 气体(标准状况下)，则下列说法正确的是(已知阿伏加德罗常数的值为) A. 反应中转移电子的数目为1.5 B. 还原产物的质量为67.5克 C. 分子中的σ键与π键的数目之比为2∶1 D. 加入能降低该反应的反应热 5. 是一种典型的配合物，下列有关说法中正确的是 A. 基态N原子的轨道表示式为 B. 第一电离能大小顺序：N>S>O C. 1mol 中含有12mol共价键 D. N原子和S原子的杂化方式都为杂化 6. 下列实验操作或装置正确的是 A．模拟工业上在镀件上镀银 B．煤的干馏 C．实验室分离苯与甲苯 D．用氢氧化钠溶液滴定醋酸溶液 A. A B. B C. C D. D 7. 我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷同时处理酸性含铬废水，其工作原理示意图如图所示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层H2O解离为和，并分别向两极迁移。下列说法正确的是 A. 电极b为电源负极 B. 膜q为阳离子交换膜 C. N极的电极反应式为 D. 工作时，NaOH溶液浓度保持不变 8. 下列关于有机化合物的说法正确的是 A. 的一氯代物有4种 B. 的名称为：2-乙基-1，3-二丁烯 C. 分子中所有原子不可能共平面 D. 分子式为且属于芳香族化合物的同分异构体共有10种 9. 下列反应的离子方程式错误的是 A 用惰性电极电解氯化镁溶液： B. 硫酸铵溶液显酸性： C. 二元弱酸亚磷酸()溶液与足量的NaOH溶液： D. Al与NaOH溶液： 10. X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中W的最外层电子数是次外层电子数的3倍，由X、Y、Z、W四种元素形成的离子化合物G结构如下，下列有关说法不正确的是 A. X与Y、Z、W均能形成10电子化合物 B. 上述阳离子里没有配位键 C. 简单氢化物的沸点：Y<Z<W D. X与Y形成的化合物可能是非极性分子 11. 碱金属氯化物是典型的离子化合物，NaCl和CsCl的晶胞结构如图所示。其中的碱金属离子能够与冠醚形成超分子。 下列说法不正确的是 A. NaCl晶胞中a为 B CsCl晶体中周围紧邻8个 C. 熔点：NaCl<CsCl D. 不同空穴尺寸的冠醚可以对不同碱金属离子进行识别 12. 秦俑彩绘中含有铅白和黄色的。常温下，和在不同的溶液中分别达到沉淀溶解平衡时pM(阳离子浓度的负对数)与pR(阴离子浓度的负对数)的关系如下图所示。下列说法正确的是 A. 为达到沉淀溶解平衡时pM与pR的关系曲线 B. 的数量级为 C. ，正反应比逆反应更难 D. X点时溶液中不能产生沉淀 13. 化合物Z是一种抗骨质疏松药的一种重要中间体，可由下列反应制得。下列有关X、Y、Z的说法正确的是 A. Z与足量的氢气加成后产物中有4个手性碳原子(分子中能与发生加成反应) B. Z可发生取代、氧化、加成和消去反应 C. 可用溶液鉴别和Z D. 与足量浓溴水反应，有机产物主要为 14. 某实验小组将足量置于温度为T℃、体积为V的密闭容器中，发生反应，测出总压p随时间的变化如下图中A曲线所示。下列有关说法正确的是 A. 在T℃时，该反应压强平衡常数为 B. 若在时刻减小体积为，则容器内压强变化为曲线B C. 若减少适量，平衡向逆反应方向移动 D. 若充入少量，发生反应，T℃达平衡时，与原平衡相比，分压减小，的分压增大 二、填空题：本题共4个大题，共58分。 15. 废旧三元锂离子电池正极材料主要成分为(含有铝箔、炭黑、有机物等杂质)，回收钴、锰、镍、锂等金属的工艺流程如图所示： 已知：“碱浸”后的滤渣中主要含有、CoO、MnO、、NiO，回答下列问题： （1）粉碎后“灼烧”的目的是_______。 （2）“酸浸”时加入的目的是_______，该反应的离子方程式_______。 （3）“沉锰”后要测定过滤后溶液中的浓度，某同学进行了如下操作：取溶液10.00mL，稀释至100mL，取25.00mL稀释后的溶液于锥形瓶中，用浓度为0.1000mol/L的溶液进行滴定，滴定终点时，用去的溶液体积平均值为12.50mL。 ①发生反应离子方程式为_______； ②达到滴定终点时现象是_______； ③经计算，过滤后溶液中的浓度为_______； （4）沉锂后“热水洗涤”滤渣时，判断滤渣是否洗净的方法是_______。 16. 亚硝酸钙是白色粉末，易潮解，易溶于水，微溶于乙醇、乙醚。实验室用NO和(淡黄色固体)制备无水亚硝酸钙的装置(夹持装置略)如图所示。 回答下列问题： （1）实验开始先通，一段时间后，向三颈烧瓶中滴加稀硝酸制取NO，B中产生大量气泡时，D处开始加热。仪器a的名称为_______，A中主要反应的化学方程式为_______。 （2）为了除去NO中可能混有的杂质和，B中盛放的试剂是_______。 （3）D装置中与NO发生反应，氧化剂与还原剂的物质的量之比是_______。 （4）装置E中，酸性可将剩余的NO氧化为，溶液逐渐由橙色变为绿色()，该反应的离子方程式为_______。 （5）上述装置存在一处缺陷，会导致亚硝酸钙产率降低，改进的方法是_______。 （6）过氧化钙晶体的晶胞结构如下图所示，已知晶胞参数为a pm，键的键长为b pm。 则晶体的密度为_______(表示阿伏加德罗常数的值)，若A原子的分数坐标为，则B原子的分数坐标为_______。 17. 在“碳达峰、碳中和”的大背景下，的综合应用越来越受到重视。 （1）通过查阅资料，计算的反应热。 ⅰ．查阅、和_______的燃烧热数据(填化学式) ⅱ．查阅水的汽化热： （2）催化加氢制CH3OH，发生的主要反应有： 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： ①反应Ⅱ自发进行的条件是_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)。 ②反应Ⅲ在热力学上趋势大于反应I，其原因是_______。 （3）在5MPa下，和按物质的量之比1∶4进行投料，只发生上述(2)的反应I和反应Ⅲ，平衡时CO和在含碳产物中的物质的量分数及转化率随温度的变化如图所示。 ①图中a代表的物质是_______。 ②q曲线在250℃之后随温度升高而增大的原因是_______。 ③250℃时，反应I的浓度平衡常数_______。 （4）科学家利用电化学装置实现两种分子和的耦合转化，其原理如图所示，阳极的电极反应式为_______，理论上参加反应的和的物质的量之比为_______。 18. 下图是某些有机化合物的转换关系： 已知：，请回答下列问题： （1）A的系统命名为_______。 （2）B中官能团的名称为_______。 （3）反应①、④的反应类型分别是_______、_______。 （4）写出由B生成的化学方程式：_______。 （5）E在一定条件下可以生成高聚物，化学方程式为_______。 （6）经过两步反应：，已知在该条件下，碳碳双键不能与发生反应，则有机物X的结构简式为______； （7）G的三聚体的分子式为，氢原子化学环境相同，则三聚体的结构简式为______； （8）H的同分异构体中，能同时满足下列条件的结构共有______种（不考虑立体异构体）。 ①能与钠反应产生 ②在催化剂并加热条件下，能被氧化生成醛类物质 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 西南大学附中2023—2024学年度下期期中考试 高二化学试题 (满分：100分；考试时间：75分钟) 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号、准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，必须使用2B铅笔填涂；答非选择题时，必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写；必须在题号对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效；保持答卷清洁、完整。 3.考试结束后，将答题卡交回(试题卷学生保存，以备评讲)。 可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Cl35.5 S32 Ca40 一、选择题：本题共14道小题，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. 人类生活离不开材料科学，下列有关说法不正确的是 A. 聚氯乙烯可用于食品、药物、日常用品等的包装材料 B. 制造“蛟龙号”潜水器载人球舱的钛合金比纯金属钛的强度更大，但熔点更低 C. 航空材料中用到的聚乙炔高分子材料能像金属一样具有导电性 D. 光纤、石墨烯和玻璃都属于无机非金属材料 【答案】A 【解析】 【详解】A．聚乙烯可用于食品、药物、日常用品等的包装材料，聚氯乙烯有毒，不可用于食品、药物、日常用品等的包装材料，A错误；   B．钛合金与纯金属钛相比，具有较低的熔点、更高的硬度，B正确； C．聚乙炔高分子材料能像金属一样能传递电子，具有导电性，C正确；   D．光纤主要成分二氧化硅，石墨烯主要成分为C、玻璃主要成分为硅酸盐，都属于无机非金属材料，D正确； 故选A。 2. 下列说法正确的是 A. 属于苯的同系物 B. 丙烷分子的球棍模型： C. 一氯甲烷的电子式： D. 丙烯分子的结构式：CH3-CH=CH2 【答案】B 【解析】 【详解】A．该有机物含有两个苯环，与苯结构不相似，不属于苯的同系物，A错误； B．球棍模型是用小球和小棍来表示原子和共价键的模型，故丙烷的球棍模型为，B正确； C．氯原子的最外层有7个电子，故一氯甲烷的电子式为，C错误； D．丙烯分子的结构式为，D错误； 答案选B。 3. 下列实验和结论都正确的是 选项 实验 结论 A 将乙醇与浓硫酸混合液加热到170℃，产生的气体能使溴水褪色 证明有乙烯生成 B 将电石与水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液，溶液紫红色褪去 证明有乙炔生成 C 用pH试纸测量相同浓度和NaClO溶液的pH，前者大于后者 酸性： D 向澄清的苯酚钠溶液中通入，溶液变浑浊 酸性：苯酚<碳酸 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．乙醇与浓硫酸加热过程中可能会生成乙烯和二氧化硫，二者均能使溴水褪色，不能确定生成了乙烯，故A错误； B．生成的乙炔气体中含有硫化氢等杂质，硫化氢具有还原性，也能够使酸性高锰酸钾溶液褪色，干扰了检验结果，故B错误； C．NaClO具有强氧化性，能够漂白试纸，不能用pH试纸测定NaClO溶液的pH，可选用pH计，用pH计测定相同浓度的CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH，前者的pH小于后者的，说明CH3COONa的水解程度小，说明HClO的酸性弱于CH3COOH，故C错误； D．向澄清的苯酚钠溶液中通入CO2，生成苯酚，溶液变浑浊，苯酚的酸性小于碳酸，故D正确； 故答案为：D。 4. 硫的氟化物通常是无色、无臭、无毒的气体，性质稳定且有优良绝缘性能，常用作高压发电机的绝缘气体。制备的反应为：，若生成11.2L 气体(标准状况下)，则下列说法正确的是(已知阿伏加德罗常数的值为) A. 反应中转移电子的数目为1.5 B. 还原产物的质量为67.5克 C. 分子中的σ键与π键的数目之比为2∶1 D. 加入能降低该反应的反应热 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应中，SCl2中S的化合价由+2价变为+1价和+4价，既是氧化剂又是还原剂，生成1mol气体，转移2mol电子，若生成11.2L（0.5mol） 气体，转移电子的数目为，A错误；   B．结合化合价变化，为还原产物，若生成11.2L（0.5mol） 气体，生成的物质的量为0.5mol，质量为0.5mol×135g/mol=67.5克，B正确； C．单键形成σ键，双键形成一个σ键和一个π键，三键形成一个σ键和2个π键，（结构简式CH3-C≡N）分子中的σ键与π键的数目之比为5∶2，C错误；   D．为反应的催化剂，加入能降低该反应的活化能，但是不能改变反应热，D错误； 故选B。 5. 是一种典型的配合物，下列有关说法中正确的是 A. 基态N原子的轨道表示式为 B. 第一电离能大小顺序：N>S>O C. 1mol 中含有12mol共价键 D. N原子和S原子的杂化方式都为杂化 【答案】D 【解析】 【详解】A．基态N原子的轨道表示式为，A错误； B．由于N的2p轨道为半满结构，则第一电离能大小顺序：N>O，同族元素由上到下第一电离能减小，则第一电离能大小顺序： O>S，故第一电离能大小顺序：N>O>S，B错误； C．1mol中的4molNH3含有12mol共价键，同时含有4mol配位键，则共含有16mol共价键，C错误； D．NH3中N原子杂化方式为，中心S原子价层电子对数为，故S原子的杂化方式为，所以N原子和S原子的杂化方式都为sp3杂化，D正确； 故选D。 6. 下列实验操作或装置正确的是 A．模拟工业上在镀件上镀银 B．煤的干馏 C．实验室分离苯与甲苯 D．用氢氧化钠溶液滴定醋酸溶液 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．电镀时，镀层金属作阳极，待渡金属作阴极，镀层金属的盐溶液作电解质溶液，故需要用金属银作阳极，A错误； B．煤的干馏是将煤隔绝空气加强热，使煤分解为焦炭、煤焦油和煤气等物质，B错误； C．苯与甲苯互溶，沸点不同，用蒸馏法分离苯和甲苯，分馏时温度计的水银球在支管口处，冷却水下进上出，则图中蒸馏实验装置合理，C正确； D．用氢氧化钠溶液滴定醋酸溶液，氢氧化钠应该放在碱式滴定管中，D错误； 答案选C。 7. 我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷同时处理酸性含铬废水，其工作原理示意图如图所示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层H2O解离为和，并分别向两极迁移。下列说法正确的是 A. 电极b为电源负极 B. 膜q为阳离子交换膜 C. N极的电极反应式为 D. 工作时，NaOH溶液浓度保持不变 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，电极M上乙烯被氧化为环氧乙烷，电极N上被还原为，则电极M为阳极，电极N为阴极，电极a为负极，电极b为正极。 【详解】A．由分析知电极M为阳极，它与b相连，b为正极，A错误； B．双极膜中水解离出来的氢氧根离子带负电，向阳极区移动，膜q适合选用阴离子交换膜，B错误； C．电极N上被还原为，Cr元素由+6价变为+3价，再结合电荷守恒、原子守恒可得N极的反应方程式为，C正确； D．工作时阳极区消耗氢氧根离子的同时生成了水，经膜q补充到阳极区的氢氧根离子与阳极区消耗的等量，则阳极区NaOH溶液浓度减小，D错误； 故选C。 8. 下列关于有机化合物的说法正确的是 A. 的一氯代物有4种 B. 的名称为：2-乙基-1，3-二丁烯 C. 分子中所有原子不可能共平面 D. 分子式为且属于芳香族化合物的同分异构体共有10种 【答案】D 【解析】 【详解】A．有5种类型的氢原子，一氯代物有5种，共A错误； B．的名称为：2-乙基-1，3-丁二烯，故B错误； C．分子的苯环和碳碳双键连接的原子均共平面，单键可以旋转，分子中所有原子可能共平面，故C错误； D．分子式为C7H6Cl2的芳香族化合物是甲苯的二氯取代物，其结构可分为三类：第一类2个氯原子取代甲基上的两个氢原子（1种结构），第二类在甲基上取代一个氢原子、在苯环上取代一个氢原子（邻、间、对3种结构），第三类是两个氯原子全部在苯环上取代氢原子（6种结构），三类合起来共有10种结构，图示如下：，故D正确； 故选D。 9. 下列反应的离子方程式错误的是 A. 用惰性电极电解氯化镁溶液： B. 硫酸铵溶液显酸性： C. 二元弱酸亚磷酸()溶液与足量的NaOH溶液： D. Al与NaOH溶液： 【答案】A 【解析】 【详解】A．镁离子与氢氧根不共存，会生成氢氧化镁沉淀，离子反应方程式，A错误； B．硫酸铵溶液中铵根离子水解显酸性：，B正确； C．二元弱酸亚磷酸()溶液与足量的NaOH溶液反应的离子反应方程式：，C正确； D．Al与NaOH溶液反应的离子反应方程式：，D正确； 故选A。 10. X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中W的最外层电子数是次外层电子数的3倍，由X、Y、Z、W四种元素形成的离子化合物G结构如下，下列有关说法不正确的是 A. X与Y、Z、W均能形成10电子化合物 B. 上述阳离子里没有配位键 C. 简单氢化物的沸点：Y<Z<W D. X与Y形成的化合物可能是非极性分子 【答案】B 【解析】 【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中W的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则W为O元素，由X、Y、Z、W四种元素形成的离子化合物G，结合价键可推知X为H，Y为C，Z为N。 【详解】A．X与Y、Z、W均能形成10电子化合物，如CH4、NH3、H2O，选项A正确； B．该阳离子为铵根离子，存在配位键，铵根中一个氮氢键是由氨分子的氮提供未成键的孤对电子，质子提供空轨道而形成，根据配位键的定义可知这个键为配位键，选项B错误； C．Y为C，Z为N，W为O，Z、W的氢化物可以形成分子间氢键，沸点大于CH4，氨气为气体、水为液体，沸点H2O>NH3，简单氢化物的沸点：Y<Z<W，选项C正确； D．X为H，Y为C，X与Y形成的化合物CH4，是非极性分子，选项D正确； 答案选B。 11. 碱金属氯化物是典型的离子化合物，NaCl和CsCl的晶胞结构如图所示。其中的碱金属离子能够与冠醚形成超分子。 下列说法不正确的是 A. NaCl晶胞中a为 B. CsCl晶体中周围紧邻8个 C. 熔点：NaCl<CsCl D. 不同空穴尺寸的冠醚可以对不同碱金属离子进行识别 【答案】C 【解析】 【详解】A．钠离子的离子半径小于氯离子，所以氯化钠晶胞中a为离子半径较小的钠离子，故A正确； B．由晶胞结构可知，氯化铯晶体中铯离子周围紧邻8个氯离子，故B正确； C．Cs+离子半径大于Na+，离子键NaCl>CsCl，熔点：NaCl>CsCl，故C错误； D．冠醚与金属阳离子通过配位作用相结合，不同大小的冠醚可以识别不同大小的碱金属离子，故D正确； 故选C。 12. 秦俑彩绘中含有铅白和黄色的。常温下，和在不同的溶液中分别达到沉淀溶解平衡时pM(阳离子浓度的负对数)与pR(阴离子浓度的负对数)的关系如下图所示。下列说法正确的是 A. 为达到沉淀溶解平衡时pM与pR的关系曲线 B. 的数量级为 C. ，正反应比逆反应更难 D. X点时溶液中不能产生沉淀 【答案】C 【解析】 【分析】由和可知，中pM受pR的影响更大，故为达到沉淀溶解平衡时pM与pR的关系曲线，为达到沉淀溶解平衡时pM与pR的关系曲线。 【详解】A．由分析可知，为达到沉淀溶解平衡时pM与pR的关系曲线，A错误； B．由点可知，[或由点可知，]，B错误； C．由点[或点]可知，，则反应的平衡常数，(s)转化为(s)的反应趋势很小，正反应比逆反应更难，C正确； D．结合前面选项分析，为达到沉淀溶解平衡时pM与pR的关系曲线，其中X点Pb2+离子浓度比饱和溶液中的浓度大，则X点时溶液中QKsp，即会产生沉淀，D错误； 故选C。 13. 化合物Z是一种抗骨质疏松药的一种重要中间体，可由下列反应制得。下列有关X、Y、Z的说法正确的是 A. Z与足量的氢气加成后产物中有4个手性碳原子(分子中能与发生加成反应) B. Z可发生取代、氧化、加成和消去反应 C. 可用溶液鉴别和Z D. 与足量浓溴水反应，有机产物主要为 【答案】A 【解析】 【详解】A．Z()与足量的氢气加成后产物中，原右边苯环上连接取代基的3个碳原子转化为手性碳原子，酮羰基的碳也转化成手性碳原子，则共有4个手性碳原子，A正确； B．Z的结构简式为，分子中含有酚羟基，可发生取代、氧化反应，苯环、羰基可发生加成反应，B错误； C．和Z()分子中都含有酚羟基，遇FeCl3都生成紫色溶液，则不可用FeCl3溶液鉴别和Z，C错误； D．与足量浓溴水反应，有机产物主要为，D错误； 故选A。 14. 某实验小组将足量置于温度为T℃、体积为V的密闭容器中，发生反应，测出总压p随时间的变化如下图中A曲线所示。下列有关说法正确的是 A. 在T℃时，该反应压强平衡常数为 B. 若在时刻减小体积为，则容器内压强变化为曲线B C. 若减少适量，平衡向逆反应方向移动 D. 若充入少量，发生反应，T℃达平衡时，与原平衡相比，的分压减小，的分压增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应达到平衡时，容器内总压为p0，因此平衡时物质分压为，，则在T℃时，该反应压强平衡常数，故A项错误； B．若在时刻减小体积为，则压强瞬间增大至2p0，平衡将逆向移动，设达到新平衡时总压为p1，则，，根据温度不变，反应压强平衡常数不变可知p1=p0，故B项错误； C．若减少适量，由于为固体，平衡不移动，故C项错误； D．若充入少量，NO2和O2将会被消耗，分解生成NO2和O2的物质的量之比为2：1，生成HNO3所消耗NO2和O2的物质的量之比为4：1，因此反应达到平衡时，NO2的分压将减小，而根据温度不变时，平衡常数不变可知，O2的平衡分压将增大，故D项正确； 综上所述，正确的是D项。 二、填空题：本题共4个大题，共58分。 15. 废旧三元锂离子电池正极材料主要成分为(含有铝箔、炭黑、有机物等杂质)，回收钴、锰、镍、锂等金属的工艺流程如图所示： 已知：“碱浸”后的滤渣中主要含有、CoO、MnO、、NiO，回答下列问题： （1）粉碎后“灼烧”的目的是_______。 （2）“酸浸”时加入的目的是_______，该反应的离子方程式_______。 （3）“沉锰”后要测定过滤后溶液中的浓度，某同学进行了如下操作：取溶液10.00mL，稀释至100mL，取25.00mL稀释后的溶液于锥形瓶中，用浓度为0.1000mol/L的溶液进行滴定，滴定终点时，用去的溶液体积平均值为12.50mL。 ①发生反应的离子方程式为_______； ②达到滴定终点时的现象是_______； ③经计算，过滤后溶液中的浓度为_______； （4）沉锂后“热水洗涤”滤渣时，判断滤渣是否洗净的方法是_______。 【答案】（1）除去正极材料中的炭黑和有机物杂质，并使转化为多种金属氧化物 （2） ①. 将还原为 ②. （3） ①. ②. 滴入最后半滴KMnO4溶液，锥形瓶中溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色 ③. 0.7500 mol/L （4）取适量最后一次洗涤液于试管，加入BaCl2溶液和稀盐酸，若最终为澄清溶液，则已洗净。 【解析】 【分析】废旧三元锂电池正极材料主要成分为（含有铝箔、炭黑、有机物等杂质），经粉碎、灼烧除去正极材料中的炭黑及有机黏合剂，并使转化为多种金属氧化物，向灼烧渣中加入氢氧化钠溶液碱浸将铝转化为偏铝酸钠，过滤得到滤渣（主要含有、、，、）和含有偏铝酸钠的滤液；向滤渣中加入过氧化氢和稀硫酸的混合溶液酸浸，将金属氧化物转化为可溶的硫酸盐，其中酸性条件下与过氧化氢溶液反应生成Co2+，向酸浸液中加入草酸铵，将溶液中Co2+转化为沉淀，过滤得到和滤液；向滤液中加入高锰酸钾，将溶液中的Mn2+转化为MnO2，过滤得MnO2和滤液；向滤液中加入NaCO3和NaOH的混合溶液，将溶液中Ni2+转化为NiCO3⋅2Ni(OH)2⋅4H2O沉淀，过滤得到为NiCO3⋅2Ni(OH)2⋅4H2O和滤液；向滤液中加入NaCO3溶液，将溶液中的Li+转化为Li2CO3沉淀，过滤得到碳酸锂。 【小问1详解】 粉碎后灼烧的目的：除去正极材料中的炭黑和有机物杂质，并使转化为多种金属氧化物； 【小问2详解】 “酸浸”时加入H2O2，使酸性条件下与过氧化氢溶液反应生成Co2+，则加入H2O2的目的是将还原为，离子方程式为； 【小问3详解】 ①“沉锰”时，高锰酸钾将溶液中的Mn2+转化为MnO2，反应离子方程式为：； ②滴定终点时的现象是：滴入最后半滴KMnO4溶液，锥形瓶中溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色； ③由方程式可得关系式：，，； 【小问4详解】 滤渣可能含有的杂质离子为硫酸根离子，沉锂后“热水洗涤”滤渣时，判断滤渣是否洗净的方法是取适量最后一次洗涤液于试管，加入BaCl2溶液和稀盐酸，若最终为澄清溶液，则已洗净。 16. 亚硝酸钙是白色粉末，易潮解，易溶于水，微溶于乙醇、乙醚。实验室用NO和(淡黄色固体)制备无水亚硝酸钙的装置(夹持装置略)如图所示。 回答下列问题： （1）实验开始先通，一段时间后，向三颈烧瓶中滴加稀硝酸制取NO，B中产生大量气泡时，D处开始加热。仪器a的名称为_______，A中主要反应的化学方程式为_______。 （2）为了除去NO中可能混有的杂质和，B中盛放的试剂是_______。 （3）D装置中与NO发生反应，氧化剂与还原剂的物质的量之比是_______。 （4）装置E中，酸性可将剩余的NO氧化为，溶液逐渐由橙色变为绿色()，该反应的离子方程式为_______。 （5）上述装置存在一处缺陷，会导致亚硝酸钙产率降低，改进的方法是_______。 （6）过氧化钙晶体的晶胞结构如下图所示，已知晶胞参数为a pm，键的键长为b pm。 则晶体的密度为_______(表示阿伏加德罗常数的值)，若A原子的分数坐标为，则B原子的分数坐标为_______。 【答案】（1） ① 恒压滴液漏斗 ②. （2）蒸馏水 （3）1:2 （4） （5）在装置D、E之间加装盛有浓硫酸的洗气瓶(答案合理即可) （6） ①. ②. 【解析】 【分析】实验开始前先通氮气是为了排除装置内的空气，为了使仪器a中的液体能顺利流下，仪器a为恒压滴液漏斗，在装置A中发生反应的化学方程式为，产生的气体中混有少量的NO2，可用B装置进行除杂，则B装置中盛放的试剂为蒸馏水，发生反应的化学方程式为：，装置C为干燥装置，装置E为尾气吸收装置，则发生反应的离子方程式为，由于亚硝酸钙是白色粉末，易潮解，装置E中的水蒸气回流导致亚硝酸钙的产率较低，改进方法为在装置D、E之间加装盛有浓硫酸的洗气瓶，据此答题。 【小问1详解】 装置A三颈烧瓶中制备NO，反应的方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，由于压强的作用要使仪器a中的液体能顺利流下，则仪器a为恒压滴液漏斗； 【小问2详解】 装置A在制备过程中会产生少量的NO2气体，装置B为除杂所盛放的液体为蒸馏水，吸收NO2气体的化学方程式为； 【小问3详解】 D装置中与NO发生反应生成Ca(NO2)2，氧化剂为CaO2，O元素化合价由-1降低为-2，还原剂为NO，N化合价由+2升高为+3，由得失电子守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比是1:2； 【小问4详解】 装置E中，酸性可将剩余的NO氧化为，溶液逐渐由橙色变为绿色()，结合化合价变化和得失电子守恒，该反应的离子方程式为； 【小问5详解】 由于装置E盛放的为溶液，装置D生成的亚硝酸钙极易潮解，E中会有水蒸气回流导致产率降低，改进的方法为在装置D、E之间加装盛有浓硫酸的洗气瓶(答案合理即可)； 【小问6详解】 该晶胞含Ca2+个数为，为，则该晶胞含有4个CaO2，则晶体的密度为=，若A原子的分数坐标为，则B原子的x轴对应分数坐标为0，y轴对应的分数坐标为，z轴对应的分数坐标为，则B原子的分数坐标为。 17. 在“碳达峰、碳中和”的大背景下，的综合应用越来越受到重视。 （1）通过查阅资料，计算反应热。 ⅰ．查阅、和_______的燃烧热数据(填化学式) ⅱ．查阅水的汽化热： （2）催化加氢制CH3OH，发生的主要反应有： 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： ①反应Ⅱ自发进行的条件是_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)。 ②反应Ⅲ在热力学上趋势大于反应I，其原因是_______。 （3）在5MPa下，和按物质的量之比1∶4进行投料，只发生上述(2)的反应I和反应Ⅲ，平衡时CO和在含碳产物中的物质的量分数及转化率随温度的变化如图所示。 ①图中a代表的物质是_______。 ②q曲线在250℃之后随温度升高而增大原因是_______。 ③250℃时，反应I的浓度平衡常数_______。 （4）科学家利用电化学装置实现两种分子和的耦合转化，其原理如图所示，阳极的电极反应式为_______，理论上参加反应的和的物质的量之比为_______。 【答案】（1）CO （2） ①. 低温 ②. 反应Ⅲ是放热反应，反应I是吸热反应 （3） ①. 甲醇或CH3OH ②. 250℃之后反应I为主反应，正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动 ③. （4） ①. ②. 1:1 【解析】 小问1详解】 结合参与反应的物质，需要查阅、和CO的燃烧热数据。 【小问2详解】 ①反应Ⅱ的，根据反应自发进行，故自发进行的条件是低温。 ②结合温度对化学平衡的影响，反应Ⅲ在热力学上趋势大于反应I，其原因是反应Ⅲ是放热反应，反应I是吸热反应。 【小问3详解】 ①根据盖斯定律反应Ⅲ=反应I+反应Ⅱ， ΔH3=-49kJ⋅mol-1，反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅲ为放热反应，平衡后升高温度，甲醇的物质的量减少，CO的物质的量增加，a曲线代表甲醇，b曲线代表CO，q曲线代表CO2的转化率随温度的变化； ②250°C之前以反应Ⅲ为主，升高温度，反应Ⅲ逆向移动，CO2的转化率降低，250°C之后以反应Ⅰ为主，升高温度，平衡正向移动，CO2的转化率增大，故原因为：250℃之后反应Ⅰ为主反应，正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动； ③250°C时，二氧化碳的转化率为20%，CO和CH3OH的物质的量分数相等，设生成的CO、CH3OH均为xmol，体积为1L，发生反应Ⅰ和Ⅲ： 由二氧化碳的转化率为20%得出，解得，平衡后各物质的物质的量为：，，，，，， ； 【小问4详解】 电极B上失去电子转化为CH2=CH2，故B电极为阳极，阳极的电极反应式为，A电极上CO2得到电子生成CO，故总反应为，故和的物质的量之比为2:1。 18. 下图是某些有机化合物的转换关系： 已知：，请回答下列问题： （1）A的系统命名为_______。 （2）B中官能团的名称为_______。 （3）反应①、④的反应类型分别是_______、_______。 （4）写出由B生成的化学方程式：_______。 （5）E在一定条件下可以生成高聚物，化学方程式为_______。 （6）经过两步反应：，已知在该条件下，碳碳双键不能与发生反应，则有机物X的结构简式为______； （7）G的三聚体的分子式为，氢原子化学环境相同，则三聚体的结构简式为______； （8）H的同分异构体中，能同时满足下列条件的结构共有______种（不考虑立体异构体）。 ①能与钠反应产生 ②在催化剂并加热条件下，能被氧化生成醛类物质 【答案】（1）2，3-二甲基丁烷 （2）碳氯键 （3） ①. 取代反应 ②. 消去反应(消除反应) （4） （5） （6） （7） （8）8 【解析】 【分析】A→B为烷烃在光照条件下与氯气的取代反应，B在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应，反应的产物有两种，分别为：和，由E可以发生1，4-加成和1，2-加成，结构简式为，E由C 依次发生加成、消去反应而来，无法通过该过程形成成共轭双烯，因此C1为，C2为，D为，E发生1，4-加成的产物F1为，E发生1，2-加成的产物F2为，C2为在O3、Zn、H2O作用下生成G（HCHO）、H（）。 【小问1详解】 A主链有4个碳，2号碳和3号碳上都连有一个甲基，因此其系统命名为2，3-二甲基丁烷，故答案为：2，3-二甲基丁烷； 【小问2详解】 B的结构式为：，官能团为碳氯键，故答案为：碳氯键； 【小问3详解】 反应①条件是氯气、光照，发生的是取代反应，反应⑤的条件为NaOH醇溶液、加热，发生的是消去反应，故答案为：取代反应、消去反应； 【小问4详解】 由B生成C1的化学方程式为：，故答案为： 【小问5详解】 E在一定条件下可以生成高聚物，化学方程式为：，故答案为：； 【小问6详解】 F2（）在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生取代反应，溴原子被羟基取代，生成醇()，再被氧化成醛，即有机物X()，故有机物X的结构式为：。 经过两步反应：，已知在该条件下，碳碳双键不能与发生反应，则有机物X的结构简式为； 【小问7详解】 HCHO的三聚体的分子式为，氢原子化学环境相同，则三聚体的结构简式为：； 【小问8详解】 H（）的同分异构体中，①能与钠反应产生则说明含羟基，②在催化剂并加热条件下，能被氧化生成醛类物质则说明含有-CH2OH，由此分析得，结构中含-CH2OH，及碳碳双键，将-CH2OH视为取代基， 能同时满足下列条件的结构共有8种（不考虑立体异构体）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $