精品解析:2024届甘肃省白银市靖远县第一中学高三下学期模拟预测化学试题
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内容正文:
2024年高考名师预测
化学
一、选择题
1. 化学与社会、生活、科技密切相关。下列说法错误的是
A. 我国稀土资源储量丰富,稀土元素是指镧系元素以及钪和钇的统称
B. 生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金,一般生铁的含碳量高于钢
C. 铝制餐具表面虽然有一层致密的氧化膜保护,但也不能用来长时间存放酸性或碱性食物
D. 烟花的绚丽颜色来自于其中添加的钠、钾、钡、铁、铜等金属元素的焰色试验现象
2. 依据提供的仪器,因缺少硅酸盐质仪器(不包括导管)而不能完成的实验是
①配制一定物质的量浓度的NaCl溶液
②将乙酸乙酯从饱和碳酸钠溶液中分离出来
③从含KCl和MnO2的制氧渣中分离出KCl固体
④分离苯(沸点:80.1°C)与溴苯(沸点:156.2°C)
A. 只有① B. ①② C. 只有③ D. ③④
3. 我国科学家利用CO2合成淀粉的核心反应如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①消耗2.2g CO2时,转移电子数为0.6NA
B. 标准状况下22.4L H2O2所含的非极性键数为NA
C. 30 g HCHO与DHA的混合物中含氧原子数为2NA
D. 16.2 g淀粉在氧气中燃烧可生成CO2分子数为0.6NA
4. 一次性纸电池加水就可以激活,可用来驱动低功率电子器件,其基本结构如图所示,下列说法错误的是
A. 用乙醇代替水也可以激活该电池
B. “油墨混有锌粉”为电池的负极
C. 正极电极反应式:
D. 激活时水用量过多浸没电池,可能造成电源无法正常工作
5. 甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体,可用如下方法合成:
下列说法正确的是
A. 试剂a是酸性溶液 B. 有机物X不易溶于水
C. 有机物Z是 D. 催化剂反应前后质量不变
6. 硫酸盐(含、)气溶胶是PM2.5的成分之一、近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如图:
下列说法不正确的是
A. 该过程有S—O、H—O极性键的断裂和生成
B. 该过程有H2O参与
C. 和的中心原子的杂化轨道数不同
D. 硫酸盐气溶胶呈酸性
7. NiS因为具有热胀冷缩的特性,在精密测量仪器中可掺杂NiS以抵消仪器的热胀冷缩。NiS在有水存在时能被氧气氧化成Ni(OH)S。将H2S通入稀硫酸酸化的NiSO4溶液中,过滤,制得NiS沉淀,装置如图所示:
下列对实验的叙述错误的是
A. 装置A在滴加浓盐酸前通入N2的目的是排除装置中的空气
B. 装置B中盛放饱和食盐水以除去氯化氢
C. 装置D中的洗涤液应用煮沸过的蒸馏水
D. 装置D连接抽气泵可将装置C中的浑浊液吸入装置D中进行过滤
8. X、Y、Z、Q、R是位于同一短周期的元素,且原子序数递增,它们组成的化合物结构如图所示,X、R的最外层电子数之和等于Q的核电荷数。下列叙述中正确的是
A. 简单离子半径:
B. 上图化合物中Y的杂化方式与化合物中Y的杂化方式相同
C. 四氟肼电子式:,水在结冰时体积膨胀,是由于水分子间存在氢键
D. 该化合物的阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构
9. 以羰基化合物为载体运用化学平衡分离、提纯某纳米级活性铁粉,反应原理为装置如下:
已知温度:.对于该过程理解不正确的是
A. 为放热反应
B. 是以为中心原子,为配体的配合物
C. 工作时,区域和区域发生反应的平衡常数互为倒数关系
D. ,温度升高,反应增大
10. 利用硼烷独特温和的化学选择性可还原羧酸﹐其机理如下:
下列说法错误的是
A. 过程①的进行与硼原子的缺电子有关
B. 整个过程中硼的杂化方式不发生改变
C. 过程⑥的反应类型属于取代反应
D. 根据上述机理猜测硼烷还可还原酯基
11. 从高砷烟尘(主要成分为As2O3、As2O5和Pb5O8,其中Pb5O8中的Pb均为+2价或+4价,As2O3、As2O5均为酸性氧化物)中回收制备砷酸钠晶体的工艺流程如下,下列说法正确的是
A. “碱浸”时,Pb5O8发生的反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1
B. 为加快“氧化”时的反应速率,可将溶液加热至沸腾
C. 浸出液“氧化”过程中,溶液的碱性逐渐增强
D. 系列操作中的洗涤步骤为向漏斗中加水并用玻璃棒搅拌,待水流下重复2~3次
12. 硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料,具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图:
下列说法不正确的是
A. 当完全转化为时,和转化为(合金相),每转移生成
B. 晶体中沿晶胞体对角线方向的一维空间上会出现“”的排布规律
C. 4种晶胞中,原子的空间利用率最低,中所构成的四面体空隙全部被填充
D. 若的晶胞参数为,则EF间的距离为
13. 将分别通入无氧、有氧且浓度均为的溶液和溶液中,保证通入流速一致,实验记录如下:
实验
a
b
c
d
所加试剂
无氧的溶液
无氧的溶液
有氧的溶液
有氧的溶液
实验现象
无白色沉淀生成
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
下列说法错误的是
A. 实验a,如果在溶液中同时通入,也可产生白色沉淀
B. 实验c发生的反应:
C. 由曲线b、d可得出的结论:有氧气参与能显著提高硝酸根氧化的速率
D. 推测无氧的的溶液不可能氧化
14. 分析化学中将“滴定分数”定义为:所加滴定剂与被滴定组分的物质的量之比。常温下,以 NaOH溶液为滴定液滴定一元酸HA溶液,滴定曲线如图所示。下列叙述正确的是
A.
B. a点:
C. b点:
D. c点:
二、非选择题
15. 亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、医疗领域。实验室用如图装置(略去部分夹持装置)制备少量亚硝酰硫酸,并测定产品的纯度。
已知:i.NOSO4H是白色固体,遇水易分解为H2SO4、HNO3和NO,溶于浓硫酸不发生分解;
ii.实验室用浓硫酸、浓硝酸的混合液与SO2反应制备亚硝酰硫酸,原理为。
(1)仪器M的名称为____________。
(2)用Na2SO3和70%H2SO4在装置A中制取SO2气体时,发生反应的化学方程式为___________。
(3)按气流从左到右的顺序,上述仪器的连接顺序为a→___________→f。(填仪器接口字母,部分仪器可以重复使用)
(4)为了控制通入B中的SO2的速率,可以采取的措施是__________。
(5)反应过程中,NOSO4H的物质的量和HNO3的物质的量随时间的变化关系如图所示。
试分析n(HNO3消耗):n(NOSO4H生成)>1的原因:__________。
(6)测定NOSO4H产品的纯度。
准确称取2.5g产品放入锥形瓶中,加入50mL0.20mol·L-1KMnO4标准溶液和足量稀硫酸,摇匀,待充分反应后将反应后的溶液加热,使生成的硝酸全部挥发逸出(不考虑硝酸的分解),冷却至室温,用0.5mol·L-1Na2C2O4标准溶液滴定至终点,消耗Na2C2O4标准溶液的体积为18.00mL。
已知:高锰酸钾可将亚硝酰硫酸氧化为HNO3,自身被还原为Mn2+。
①滴定终点的现象为__________。
②亚硝酰硫酸的纯度为__________%。
16. 从铜阳极泥(含有、、及少量等)中分批提取硒、银、铜、金的过程如下:
已知:I.;
Ⅱ.可与络合:。
(1)写出“酸浸”时溶解的离子方程式:______________。
(2)“沉银”所得固体可使用溶浸,其原理为,请列式计算解释该反应能实现的原因:______________。
(3)酸浸时若用盐酸和溶液代替和稀硫酸,可使、转化成、,写出转化成的离子方程式:______________。
(4)①“沉银”后溶液中含有亚硒酸(),“还原”工序氧化剂与还原剂的物质的量之比为______________,“还原”得到的可用于制备锂硒电池,其具有优异的循环稳定性。
②一种锂硒电池放电时的工作原理如图1所示,正极的电极反应式为________________。
③与正极碳基体结合时的能量变化如图2所示,3种与碳基体的结合能力由大到小的顺序是____________。
(5)测定某粗硒样品中硒的含量:准确称量0.2000g粗硒样品,用浓将样品中的氧化得到;将生成的加入硫酸酸化的溶液中充分反应。用的标准溶液滴定至终点,消耗溶液20.00mL。则粗硒样品中硒的质量分数为____________[已知实验测定原理为,(未配平)]。
17. 我国向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。回答下列问题:
Ⅰ、CO2加氢可以合成甲醇,该过程主要发生如下反应:
反应①: ;
反应②: ;
反应③: 。
(1)反应②的活化能_____(填“>”“<”或“=”)。相关键能数据如表,则_____。若、、分别表示反应①、反应②、反应③的平衡常数,则_____(用含、的代数式表示)。
化学键
键能
436
1071
464
803
(2)某温度下,容积为2L的恒容密闭容器中充入2molCO2、3molH2,只发生反应①、②,平衡时CO2的转化率为50%,体系内剩余1molH2,从反应开始到平衡H2与CO2反应的速率之比为_____,反应②的平衡常数_____。
Ⅱ、清洁能源的开发利用是实现“碳中和”的途径,乙醇—水催化重整可获得H2.其主要反应如下:
反应ⅰ: ;
反应ⅱ: 。
在、时,若仅考虑上述反应,平衡时CO2和CO的生成选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。CO的选择性。
(3)图中表示平衡时CO2的选择性及H2的产率随温度的变化的曲线分别是曲线_____、曲线_____(填“①”“②”或“③”)。
(4)光催化甲烷重整技术也是研究热点。以Rh/SrTiO3为光催化剂,光照时,价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性),CO2在导带获得电子生成CO和,价带上CH4直接转化为CO和H2,反应机理如图所示。
当价带产生1mol空穴()时,在Rh表面生成的CO数目为_____;价带上空穴()参与的电极反应式为_____。
18. 芳香化合物A()在一定条件下可以发生如图所示的转化(其他产物和水已略去)。回答下列问题:
(1)B的名称为___________,A中官能团的名称为___________,的反应类型为___________。
(2)写出A与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式:___________。
(3)写出由C生成D的化学方程式:___________。
(4)某有机物M与足量酸性高锰酸钾溶液反应,可以得到和,M的结构简式为___________,其___________(填“是”或“否”)存在顺反异构。
(5)写出由乳酸()经四步反应制备有机物C的合成路线(其他试剂任选):___________。
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2024年高考名师预测
化学
一、选择题
1. 化学与社会、生活、科技密切相关。下列说法错误的是
A. 我国稀土资源储量丰富,稀土元素是指镧系元素以及钪和钇的统称
B. 生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金,一般生铁的含碳量高于钢
C. 铝制餐具表面虽然有一层致密的氧化膜保护,但也不能用来长时间存放酸性或碱性食物
D. 烟花的绚丽颜色来自于其中添加的钠、钾、钡、铁、铜等金属元素的焰色试验现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.我国稀土资源储量丰富,稀土元素是指镧系元素以及钪和钇的统称,故A正确;
B.生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金,一般生铁的含碳量高于钢,故B正确;
C.铝制餐具表面虽然有一层致密的氧化膜保护,但长时间存放酸性或碱性食物,氧化膜也会被反应,故C正确;
D.烟花的绚丽颜色来自于其中添加的钠、钾、钡、铜等金属元素的焰色试验现象,铁焰色反应显无色,故D错误;
故选D。
2. 依据提供的仪器,因缺少硅酸盐质仪器(不包括导管)而不能完成的实验是
①配制一定物质的量浓度的NaCl溶液
②将乙酸乙酯从饱和碳酸钠溶液中分离出来
③从含KCl和MnO2的制氧渣中分离出KCl固体
④分离苯(沸点:80.1°C)与溴苯(沸点:156.2°C)
A. 只有① B. ①② C. 只有③ D. ③④
【答案】D
【解析】
【详解】①配制一定物质的量浓度的NaCl溶液,涉及称量、溶解、转移、洗涤、定容等操作,用到的仪器有:托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,其中属于硅酸盐质仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,能完成实验,故①不选;
②乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,溶液分层,所以将乙酸乙酯从饱和碳酸钠溶液中分离出来需要分液操作,用到的仪器有:带铁圈的铁架台、分液漏斗、烧杯等,其中属于硅酸盐质仪器为分液漏斗、烧杯,能完成实验,故②不选;
③KCl可溶于水,MnO2难溶于水,从含KCl和MnO2的制氧渣中分离KCl固体,可先加入适量水,并充分搅拌,过滤,将滤液蒸发结晶可得到KCl晶体,用到的仪器有:烧杯、玻璃棒、漏斗、带铁圈的铁架台、蒸发皿、酒精灯,其中属于硅酸盐质仪器为烧杯、玻璃棒、漏斗、蒸发皿、酒精灯,上述仪器中缺少蒸发皿,不能完成实验,故③选;
④苯和溴苯的沸点不同,需要用蒸馏的方法分离,蒸馏需要的仪器有:蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、带铁圈的铁架台、石棉网、直形冷凝管、牛角管、锥形瓶等,其中属于硅酸盐质仪器为蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、直形冷凝管、牛角管、锥形瓶,上述仪器中缺少直形冷凝管,不能完成实验,故④选;
综上所述,③④符合题意,故选D。
3. 我国科学家利用CO2合成淀粉的核心反应如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①消耗2.2g CO2时,转移电子数为0.6NA
B. 标准状况下22.4L H2O2所含的非极性键数为NA
C. 30 g HCHO与DHA的混合物中含氧原子数为2NA
D. 16.2 g淀粉在氧气中燃烧可生成CO2分子数为0.6NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.由反应机理可知,反应①发生的反应为CO2+3H2=H2O+CH3OH,该反应中1个CO2得到6个电子转化为1个甲醇,则消耗2.2 g二氧化碳,反应转移电子数为0.3NA,A错误;
B.标准状况下,过氧化氢为液态,22.4L过氧化氢的物质的量大于1mol,B错误;
C.甲醛和DHA的最简式相同,都为CH2O,则30 g甲醛与DHA的混合物中含氧原子数为NA,C错误;
D.淀粉的分子式为(C6H10O5)n,16.2 g淀粉含C6H10O5这一结构0.1mol,含有C0.6mol,根据碳原子守恒,16.2g淀粉在氧气中燃烧可生成0.6molCO2,分子数为0.6NA,D正确;
故答案选D。
4. 一次性纸电池加水就可以激活,可用来驱动低功率电子器件,其基本结构如图所示,下列说法错误的是
A. 用乙醇代替水也可以激活该电池
B. “油墨混有锌粉”为电池的负极
C. 正极电极反应式:
D. 激活时水用量过多浸没电池,可能造成电源无法正常工作
【答案】A
【解析】
【详解】A.加入乙醇后无法形成电解质溶液,不满足原电池构成条件,A错误;
B.“油墨混有锌粉”为电池的负极,发生氧化反应,B正确;
C.“油墨混有石墨”为电池的负极,发生还原反应,电极反应式:,C正确;
D.激活时水用量过多浸没电池,空气中氧气无法在正极发生还原反应,可能造成电源无法正常工作,D正确;
答案选A。
5. 甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体,可用如下方法合成:
下列说法正确的是
A. 试剂a是酸性溶液 B. 有机物X不易溶于水
C. 有机物Z是 D. 催化剂反应前后质量不变
【答案】C
【解析】
【分析】和试剂a在催化剂作用下转化为(X)CH3COCH3,CH3COCH3与HCN发生加成反应生成(Y),水解生成羧基,然后与甲醇发生酯化反应引入酯基,其中的羟基发生消去反应引入碳碳双键。
【详解】A.分子中有碳碳双键,且双键碳原子上连了2个氢原子,能被酸性氧化生成CO2,即与酸性溶液反应不能生成C3H6O,所以试剂a不是酸性溶液,故A错误;
B.X与HCN发生加成反应生成(Y),所以有机物X为丙酮,丙酮能与水互溶,故B错误;
C.在作用下先水解生成羧基,羧基再发生酯化反应,对比与的结构简式可知,Z是,故C正确;
D.水解时会生成,能与反应,所以反应前后质量会变化,故D错误;
故答案为:C。
6. 硫酸盐(含、)气溶胶是PM2.5的成分之一、近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如图:
下列说法不正确的是
A. 该过程有S—O、H—O极性键的断裂和生成
B. 该过程有H2O参与
C. 和的中心原子的杂化轨道数不同
D. 硫酸盐气溶胶呈酸性
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据图示转化过程中,由转化为,根据图示对照,有硫氧键生成,没有硫氧键的断裂,故A错误;
B.根据图示中各微粒的构造可知,该过程有H2O参与,故B正确;
C.的杂化轨道为4,的杂化轨道为3,中心原子的杂化轨道数不同,故C正确;
D.硫酸盐(含、)气溶胶中含有,转化过程有水参与,则在水中可电离生成H+和,则硫酸盐气溶胶呈酸性,故D正确;
故选:A。
7. NiS因为具有热胀冷缩的特性,在精密测量仪器中可掺杂NiS以抵消仪器的热胀冷缩。NiS在有水存在时能被氧气氧化成Ni(OH)S。将H2S通入稀硫酸酸化的NiSO4溶液中,过滤,制得NiS沉淀,装置如图所示:
下列对实验的叙述错误的是
A. 装置A在滴加浓盐酸前通入N2的目的是排除装置中的空气
B. 装置B中盛放饱和食盐水以除去氯化氢
C. 装置D中的洗涤液应用煮沸过的蒸馏水
D. 装置D连接抽气泵可将装置C中的浑浊液吸入装置D中进行过滤
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.装置A在滴加浓盐酸前通入N2的目的是排除装置中的空气,防止生成的硫化镍被氧化,A正确;
B.装置B中应盛放饱和硫氢化钠溶液以除去氯化氢,B错误;
C.装置D中的洗涤液应用煮沸过的蒸馏水,除去水中溶解的氧气,防止硫化镍被氧化,C正确;
D.装置D连接抽气泵可将装置C中的浑浊液吸入装置D中进行过滤,以得到硫化镍,D正确;
故选B。
8. X、Y、Z、Q、R是位于同一短周期的元素,且原子序数递增,它们组成的化合物结构如图所示,X、R的最外层电子数之和等于Q的核电荷数。下列叙述中正确的是
A. 简单离子半径:
B. 上图化合物中Y的杂化方式与化合物中Y的杂化方式相同
C. 四氟肼电子式:,水在结冰时体积膨胀,是由于水分子间存在氢键
D. 该化合物的阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、R是位于同一短周期的元素,由化合物可知,X为碱金属元素,R只能形成1个共价键,R不可能为H,R的最外层电子数之和等于Q的核电荷数,则Q为O、R为F,X为Li、Z为C;Y形成4个共价键、且得到1个电子形成阴离子,Y为B,据此分析解答。
【详解】A.一般电子层数越少,离子半径越小,当核外电子层结构相同时,核电荷数越大,离子半径越小,故简单离子半径:,A项错误;
B.上图化合物中B的价层电子对数为4,杂化方式为sp3,化合物中B的价层电子对数为3,杂化方式为sp2, B项错误;
C.四氟肼N2F4电子式:,氢键具有方向性,氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,所以水结成冰时,体积增大,当冰刚刚融化为液态水时,热运动使冰的结构部分解体,水分子间的间隙减小,密度反而增大,C项错误;
D.该化合物的阴离子中O连接2个共价键、B连接4个共价键、C连接4个共价键、F连接1个共价键,均满足8电子稳定结构,D项正确;
故选D。
9. 以羰基化合物为载体运用化学平衡分离、提纯某纳米级活性铁粉,反应原理为装置如下:
已知温度:.对于该过程理解不正确的是
A. 为放热反应
B. 是以为中心原子,为配体的配合物
C. 工作时,区域和区域发生反应的平衡常数互为倒数关系
D. ,温度升高,反应增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.已知T1<T2,当羰基合铁挥发到较高温度区域T2时,五羰基合铁分解,纯铁粉残留在右端,一氧化碳循环利用,铁粉和一氧化碳化合成五羰基合铁时放出热量,反应△H<0,为放热反应,故A正确;
B.配合物中心原子为Fe提供空轨道,CO提供电子作为配体,故B正确;
C.区域,区域发生反应,两者温度不同,则平衡常数不是互为倒数关系,故C错误;
D.该反应为放热反应,熵变小于0,根据反应=∆H-T∆S,升高温度不利于反应自发进行,反应增大,故D正确;
故选C。
10. 利用硼烷独特温和的化学选择性可还原羧酸﹐其机理如下:
下列说法错误的是
A. 过程①的进行与硼原子的缺电子有关
B. 整个过程中硼的杂化方式不发生改变
C. 过程⑥的反应类型属于取代反应
D. 根据上述机理猜测硼烷还可还原酯基
【答案】B
【解析】
【详解】A.过程①的进行与硼原子的缺电子有关,B提供空轨道,O提供孤电子对,形成配位键,A正确;
B.反应①得到的产物中硼原子为sp3杂化,而BH3中硼原子属于sp2杂化,则整个过程中的杂化方式发生改变,B错误;
C.过程⑥是R-CH2OBH2与H2O发生取代反应生成RCH2OH和BH2(OH),反应类型属于取代反应,C正确;
D.根据上述机理,硼烷作用于碳氧双键,则猜测硼烷还可还原酯基,D正确;
答案选B。
11. 从高砷烟尘(主要成分为As2O3、As2O5和Pb5O8,其中Pb5O8中的Pb均为+2价或+4价,As2O3、As2O5均为酸性氧化物)中回收制备砷酸钠晶体的工艺流程如下,下列说法正确的是
A. “碱浸”时,Pb5O8发生的反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1
B. 为加快“氧化”时的反应速率,可将溶液加热至沸腾
C. 浸出液“氧化”过程中,溶液的碱性逐渐增强
D. 系列操作中的洗涤步骤为向漏斗中加水并用玻璃棒搅拌,待水流下重复2~3次
【答案】A
【解析】
【分析】高砷烟尘(主要成分为As2O3、As2O5和Pb5O8,As2O3、As2O5均为酸性氧化物),加入氢氧化钠和硫化钠进行碱浸,反应后经抽滤所得滤渣为PbS和S,浸出液主要成分为Na3AsO4和NaAsO2,加入过氧化氢进行氧化,发生反应:H2O2+AsO+2OH-= AsO+2H2O,得到Na3AsO4溶液,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到砷酸钠晶体。
【详解】A.“碱浸”时,Pb5O8与硫化钠发生氧化还原反应生成PbS、S和氢氧化钠,反应的化学方程式为:Pb5O8+8Na2S+8H2O=5PbS+16NaOH+3S,其中PbS是还原产物,S是氧化产物,依据正负化合价代数和为0的原则,可知Pb5O8中Pb2+和Pb4+的数目之比为2:3,结合方程式可知,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1,A正确;
B.“氧化”时用的氧化剂为过氧化氢,过氧化氢受热分解速率加快,因此不能将溶液加热至沸腾,B错误;
C.浸出液“氧化”过程中,发生反应:H2O2+AsO+2OH-= AsO+2H2O,消耗了氢氧根离子,溶液的碱性逐渐减弱,C错误;
D.洗涤过程中,不能用玻璃棒搅拌,易戳破滤纸,应使水刚好浸没固体,待水自然流下,重复2~3次,D错误;
故选A。
12. 硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料,具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图:
下列说法不正确的是
A. 当完全转化为时,和转化为(合金相),每转移生成
B. 晶体中沿晶胞体对角线方向的一维空间上会出现“”的排布规律
C. 4种晶胞中,原子的空间利用率最低,中所构成的四面体空隙全部被填充
D. 若的晶胞参数为,则EF间的距离为
【答案】A
【解析】
【详解】A.ZnmS晶胞中,均摊的Zn2+和S2-均为4个,m=1,化学式为ZnS,当完全转化为时,Li+、Zn2+转化为LiZn合金,生成1molLiZn转移3mol电子,每转移6 mol电子,生成,A错误;
B.根据的晶胞结构,体对角线的一维空间上会出现“”的排布规律,B正确;
C.和晶胞中的原子个数多于立方晶胞,而六方晶胞的体积比立方晶胞小,则4种晶胞中,原子的空间利用率最低,由晶胞结构可知,中所构成的四面体空隙全部被填充,C正确;
D.若的晶胞参数为a nm,将晶胞切三刀分为8个小立方体,则E在左后上立方体体心,则EF间的距离为nm=,D正确;
故选A。
13. 将分别通入无氧、有氧且浓度均为的溶液和溶液中,保证通入流速一致,实验记录如下:
实验
a
b
c
d
所加试剂
无氧的溶液
无氧的溶液
有氧的溶液
有氧的溶液
实验现象
无白色沉淀生成
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
下列说法错误的是
A. 实验a,如果在溶液中同时通入,也可产生白色沉淀
B. 实验c发生的反应:
C. 由曲线b、d可得出的结论:有氧气参与能显著提高硝酸根氧化的速率
D. 推测无氧的的溶液不可能氧化
【答案】D
【解析】
【详解】A.如果在溶液中同时通入,也可产生白色沉淀,故A正确;
B.曲线c所示溶液中,溶于水后先被溶解的氧化为硫酸,再与反应生成,发生反应的离子方程式为,故B正确;
C.比较b、d两条曲线,的存在,使溶液的pH减小更多,并且pH变化也更快,可得出的结论:有氧气参与能显著提高硝酸根氧化的速率,故C正确;
D.有氧气参与能显著提高硝酸根氧化的速率;曲线b中溶液中通入后,溶液显酸性,在存在下能将氧化为,与反应生成,可推测无氧的的溶液可能氧化,故D错误;
答案选D。
14. 分析化学中将“滴定分数”定义为:所加滴定剂与被滴定组分的物质的量之比。常温下,以 NaOH溶液为滴定液滴定一元酸HA溶液,滴定曲线如图所示。下列叙述正确的是
A.
B. a点:
C. b点:
D. c点:
【答案】A
【解析】
【详解】A.同浓度的一元碱NaOH与一元酸HA反应,恰好反应时是1:1,体积相同,所以当反应处于y点时,可认为是NaOH加入0.95mol,未反应的HA是0.05mol,此时溶液体积为V,则,A正确;
B.a点滴定分数为0.50,此时溶液中成分为NaA和HA,且二者浓度相等,,说明HA的电离程度大于NaA的水解程度,所以,B错误;
C.b点滴定分数为1.00,二者恰好完全反应,但是体积变成原来的二倍,则浓度降为原来的一倍,所以,C错误;
D.c点氢氧化钠过量,溶液溶质为NaOH和NaA,由电荷守恒可知:,c点溶液为碱性:,则,D错误;
故选A。
二、非选择题
15. 亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、医疗领域。实验室用如图装置(略去部分夹持装置)制备少量亚硝酰硫酸,并测定产品的纯度。
已知:i.NOSO4H是白色固体,遇水易分解为H2SO4、HNO3和NO,溶于浓硫酸不发生分解;
ii.实验室用浓硫酸、浓硝酸的混合液与SO2反应制备亚硝酰硫酸,原理为。
(1)仪器M的名称为____________。
(2)用Na2SO3和70%H2SO4在装置A中制取SO2气体时,发生反应的化学方程式为___________。
(3)按气流从左到右的顺序,上述仪器的连接顺序为a→___________→f。(填仪器接口字母,部分仪器可以重复使用)
(4)为了控制通入B中的SO2的速率,可以采取的措施是__________。
(5)反应过程中,NOSO4H的物质的量和HNO3的物质的量随时间的变化关系如图所示。
试分析n(HNO3消耗):n(NOSO4H生成)>1的原因:__________。
(6)测定NOSO4H产品的纯度。
准确称取2.5g产品放入锥形瓶中,加入50mL0.20mol·L-1KMnO4标准溶液和足量稀硫酸,摇匀,待充分反应后将反应后的溶液加热,使生成的硝酸全部挥发逸出(不考虑硝酸的分解),冷却至室温,用0.5mol·L-1Na2C2O4标准溶液滴定至终点,消耗Na2C2O4标准溶液的体积为18.00mL。
已知:高锰酸钾可将亚硝酰硫酸氧化为HNO3,自身被还原为Mn2+。
①滴定终点的现象为__________。
②亚硝酰硫酸的纯度为__________%。
【答案】(1)圆底烧瓶
(2)
(3)d e c b d e
(4)控制A中滴加浓硫酸的速率
(5)浓硝酸易挥发,易分解
(6) ①. 当最后半滴Na2C2O4标准溶液滴入时,溶液褪色且半分钟内不恢复原色 ②. 81.28
【解析】
【分析】装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O制取SO2,制取的SO2通入到B装置中,HNO3与SO2在浓H2SO4作用下在冰水浴中反应制得NOSO4H,由于亚硝酰硫酸(NOSO4H)遇水分解,且装置A中制得的SO2属于大气污染物,不能直接排放到大气中,则装置C中的无水氯化钙的作用是防止空气中的水蒸气进入装置B中,装置D中的氢氧化钠溶液吸收SO2及挥发的硝酸,据此分析解答;
【小问1详解】
由图可知,M仪器为蒸馏烧瓶;
【小问2详解】
用Na2SO3和70%H2SO4在装置A中制取SO2气体时,发生反应的化学方程式为;
【小问3详解】
在装置A中制取SO2气体,在装置C中干燥SO2,然后使SO2气体由c通入B装置中,在装置B中发生反应制取NOSO4H,为防止NOSO4H水解变质,再连接C装置,挥发的硝酸蒸气及未反应的SO2气体用D装置的NaOH溶液进行吸收,故按气流从左到右的顺序,上述仪器接口的连接顺序为:a→de→cb→de→f,故答案为d e c b d e;
【小问4详解】
为了控制通入B中的SO2的速率,可通过调节A中滴加浓硫酸的速率;
【小问5详解】
从反应的方程式看:参加反应的硝酸和生成的NOSO4H比例为1:1,消耗的硝酸多,可能是有一部分挥发和分解了,故答案为:硝酸易挥发、易分解;
【小问6详解】
①在氧化还原滴定操作中,高锰酸钾自身为紫红色,发生氧化还原反应时紫色褪去,自身可做滴定操作的指示剂,溶液颜色变化是紫红色变为无色且半分钟内不变色,说明反应达到终点;
②一部分KMnO4标准溶液和NOSO4H反应,剩余的KMnO4标准溶液用Na2C2O4反滴定,KMnO4和Na2C2O4,KMnO4中Mn元素化合价从+7降低到+2,降低5,作氧化剂,Na2C2O4中C元素化合价从+3升高到+4升高了1,2个C升高了2,作还原剂,根据得失电子守恒,氧化剂和还原剂的物质的量之比=2:5,所以解得:和Na2C2O4反应的KMnO4的物质的量n1=3.6×10-3mol,KMnO4总的物质的量=50.00×10-3L×0.2000mol·L-1=1×10-2mol,所以和NOSO4H反应的KMnO4的物质的量=1×10-2mol-3.6×10-3mol=6.4×10-3mol,高锰酸钾与亚硝酰硫酸反应为2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4,所以,解得NOSO4H的质量m=2.032g,所以样品中NOSO4H的纯度=%,故答案为81.28。
16. 从铜阳极泥(含有、、及少量等)中分批提取硒、银、铜、金的过程如下:
已知:I.;
Ⅱ.可与络合:。
(1)写出“酸浸”时溶解的离子方程式:______________。
(2)“沉银”所得固体可使用溶浸,其原理为,请列式计算解释该反应能实现的原因:______________。
(3)酸浸时若用盐酸和溶液代替和稀硫酸,可使、转化成、,写出转化成的离子方程式:______________。
(4)①“沉银”后溶液中含有亚硒酸(),“还原”工序氧化剂与还原剂的物质的量之比为______________,“还原”得到的可用于制备锂硒电池,其具有优异的循环稳定性。
②一种锂硒电池放电时的工作原理如图1所示,正极的电极反应式为________________。
③与正极碳基体结合时的能量变化如图2所示,3种与碳基体的结合能力由大到小的顺序是____________。
(5)测定某粗硒样品中硒的含量:准确称量0.2000g粗硒样品,用浓将样品中的氧化得到;将生成的加入硫酸酸化的溶液中充分反应。用的标准溶液滴定至终点,消耗溶液20.00mL。则粗硒样品中硒的质量分数为____________[已知实验测定原理为,(未配平)]。
【答案】(1)
(2),平衡常数大,说明反应正向进行程度很大
(3)
(4) ①. 1:2 ②. ③.
(5)79.00%
【解析】
【分析】铜阳极泥(含有Se、Cu2S、Ag2Se及少量Au等),加入H2SO4和MnO2,发生反应 ,同时Se元素变为,Ag元素变为Ag+,过滤出滤渣主要成分为Au即不溶杂质,向滤液中加入NaCl,将Ag+转化为AgCl沉淀后将AgCl过滤出来(经处理后可得到Ag单质),加入Na2SO3作为还原剂,将还原为Se,溶液中的Cu2+用NaOH沉淀,生成的Cu(OH)2经过一系列操作得到Cu。
【小问1详解】
根据分析,酸浸时Cu2S溶解的离子方程式为;
【小问2详解】
反应的平衡常数,平衡常数大,说明反应正向进行程度很大;
【小问3详解】
酸浸时用溶液代替和稀硫酸,可使转化成,则转化成的离子方程式;
【小问4详解】
①“沉银”后溶液中含有亚硒酸(),“还原”工序发生的反应为,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2;②由电池工作原理可知,Li为电池负极,Se为电池的正极,电池放电时锂离子迁移到正极附件与Se结合生成Li2Sex,故正极电极反应式为;③由图可知,Li2Sex与正极碳基体结合时会释放能量,释放的能量越大,结合之后越稳定,因此三种与碳基体结合能力的强弱为;
【小问5详解】
由于样品质量为0.2000g,由,,有关系式,则,,质量分数为。
17. 我国向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。回答下列问题:
Ⅰ、CO2加氢可以合成甲醇,该过程主要发生如下反应:
反应①: ;
反应②: ;
反应③: 。
(1)反应②的活化能_____(填“>”“<”或“=”)。相关键能数据如表,则_____。若、、分别表示反应①、反应②、反应③的平衡常数,则_____(用含、的代数式表示)。
化学键
键能
436
1071
464
803
(2)某温度下,容积为2L的恒容密闭容器中充入2molCO2、3molH2,只发生反应①、②,平衡时CO2的转化率为50%,体系内剩余1molH2,从反应开始到平衡H2与CO2反应的速率之比为_____,反应②的平衡常数_____。
Ⅱ、清洁能源的开发利用是实现“碳中和”的途径,乙醇—水催化重整可获得H2.其主要反应如下:
反应ⅰ: ;
反应ⅱ: 。
在、时,若仅考虑上述反应,平衡时CO2和CO的生成选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。CO的选择性。
(3)图中表示平衡时CO2的选择性及H2的产率随温度的变化的曲线分别是曲线_____、曲线_____(填“①”“②”或“③”)。
(4)光催化甲烷重整技术也是研究热点。以Rh/SrTiO3为光催化剂,光照时,价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性),CO2在导带获得电子生成CO和,价带上CH4直接转化为CO和H2,反应机理如图所示。
当价带产生1mol空穴()时,在Rh表面生成的CO数目为_____;价带上空穴()参与的电极反应式为_____。
【答案】(1) ①. < ②. ③.
(2) ①. 2:1 ②. 2
(3) ①. ① ②. ②
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
反应②是放热反应,正反应的活化能小于逆反应的活化能,<;根据△H=反应物键能总和-生成物键能总和,△H1=(2×803+436)-(1071+2×464)= ;根据反应③=反应②-反应①,得出K3=;
【小问2详解】
容积为2L的恒容密闭容器中充入2molCO2、3molH2,只发生反应①、②,平衡时CO2的转化率为50%,体系内剩余1molH2,CO2反应了1mol,H2余下1mol,H2反应了2mol,反应速率之比等于相同时间内的浓度改变量之比,等于同一体积内的物质的量改变量之比,从反应开始到平衡H2与CO2反应的速率之比为2:1;
设反应①中,生成CO为amol,消耗CO2和H2都是amol,反应②中消耗CO2为(1-a)mol,消耗氢气3(1-a)mol,生成甲醇和H₂O都是(1-a)mol,根据H2总共消耗2mol得出关系式为:a+3(1-a)=2,得出a=0.5mol,平衡后n(CO2)=1mol,n(H2)=1mol,n(CH3OH)=0.5mol,n(H2O)=1mol,物质的量浓度分别是c(CO2)=0.5mol/L,c(H2)=0.5mol/L,c(CH3OH)=0.25mol/L,c(H2O)=0.5mol/L,反应②的平衡常数=2;
【小问3详解】
根据题意,按照,发生反应i,和反应ii,再根据已知反应i的、反应ii的,可知反应i的热效应更大,故温度升高的时候,对反应i的影响更大一些,即CO2的选择性减小,同时CO的选择性增大,根据CO的选择性可知,③代表CO的选择性曲线,①代表CO2的选择性曲线,②代表氢气的产率;
【小问4详解】
当价带产生1mol空穴()时,电子转移为1mol,在Rh表面生成的CO数目为0.5NA;价带上空穴()参与的电极反应式为。
18. 芳香化合物A()在一定条件下可以发生如图所示的转化(其他产物和水已略去)。回答下列问题:
(1)B的名称为___________,A中官能团的名称为___________,的反应类型为___________。
(2)写出A与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式:___________。
(3)写出由C生成D的化学方程式:___________。
(4)某有机物M与足量酸性高锰酸钾溶液反应,可以得到和,M的结构简式为___________,其___________(填“是”或“否”)存在顺反异构。
(5)写出由乳酸()经四步反应制备有机物C的合成路线(其他试剂任选):___________。
【答案】(1) ①. 邻羟基苯甲酸(或水杨酸) ②. 酯基、碳氯键 ③. 缩聚反应
(2)
(3)
(4) ①. ②. 否
(5)(氢氧化钠溶液可简写成,硫酸或盐酸可简写成)
【解析】
【分析】A()在碱性条件下两个酯基和碳氯键都发生水解反应,然后酸化得到B和C,根据其分子式可推出B为,C为,C催化氧化得到D,则D为,然后和新制得的氢氧化铜溶液反应再酸化得到E,E为,E与乙二醇在浓硫酸加热条件下发生缩聚反应得到F ,据此答题。
【小问1详解】
B的名称为邻羟基苯甲酸(或水杨酸);A中官能团的名称为酯基、碳氯键;的反应类型为缩聚反应;
【小问2详解】
A与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:;
【小问3详解】
由C生成D的化学方程式为:;
【小问4详解】
E为,被高锰酸钾溶液氧化得到羧基和酮羰基,说明原来的结构为双键结构,得到,说明原来是结构,组合起来M的结构简式为;此结构中双键碳原子都连接两个氢原子,所以不存在顺反异构;
【小问5详解】
由乳酸()经四步反应制备有机物C需要引入一个羟基,可以用消去反应得到双键结构,然后和卤素单质发生加成反应,再水解得到,所以其合成路线为。
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