精品解析：江苏省泰州市泰兴市2023-2024学年高一下学期期末联考化学试题

2023~2024学年度第二学期期末考试 高一化学试题 (考试时间：75分钟；满分：100分) 注意事项：所有试题的答案均填写在答题卡上，答案写在试卷上的无效。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cu 64 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 碳纳米材料是指分散质尺寸至少有一维小于100nm的碳材料。碳纳米材料属于 A. 金属材料 B. 有机高分子材料 C. 新型无机非金属材料 D. 传统无机非金属材料 2. 下列化学用语表示正确的是 A. 乙炔的空间填充模型： B. 甲基的电子式： C. 聚氯乙烯的结构简式： D. 硝基苯的结构简式： 3. 实验室制取溴苯并验证其反应类型的实验装置如下图所示。下列说法不正确的是 A. b中试剂为苯和溴水 B. 温度计示数升高表明该反应放热 C. c中吸收a中挥发出的 D. d中出现浑浊证明a中发生了取代反应 4. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的单质在空气中含量最大，Y原子的最外层有2个未成对电子，Z的原子半径在同周期主族元素原子中最大，W和Y在同一主族。下列说法正确的是 A. 离子半径： B. 第一电离能： C. X的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强 D. Y和Z组成的化合物都只含离子键 在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素的某些性质是相似的。和均为两性氢氧化物，溶于强碱形成。BeO和都具有难溶于水、高熔点等性质。在气态时通常以二聚体的形式存在，的结构为。B和Si均能溶于NaOH溶液生成盐和。工业上用焦炭和石英砂(主要成分为)在高温条件下反应制得粗硅。硼酸()是一元弱酸，硼酸晶体具有类似于石墨的层状结构，层内硼酸的结构如下所示。 根据以上材料，完成下列小题。 5. 下列说法不正确的是 A. 中有配位键 B. 为平面正方形结构 C. 中键角为 D. 晶体中存在共价键、氢键和范德华力 6. 下列化学反应表示正确的是 A. 溶液中滴加过量NaOH溶液： B. Si与NaOH溶液反应： C. 焦炭与石英砂反应： D. 溶液NaOH溶液反应： 7. 下列物质性质与用途具有对应关系的是 A. BeO熔点高，可用作耐火材料 B. 金属Al质地柔软，可用于冶炼高熔点金属 C. 硬度高，可用于制造光导纤维 D 具有弱酸性，可用作润滑剂 8. 在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A. B. C. D. 9. 已知：[1，2-二苯乙烯(N)]。下列关于M、N两种有机物的说法正确的是 A. M能使酸性溶液褪色 B. N不存在顺反异构现象 C. M、N均可以用来萃取溴水中的溴 D. M、N分子中所有原子均可能处于同一平面 10. 离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由离子组成的物质，具有难挥发，良好的导电性等许多优异的性能。某种离子液体的结构如图所示： 下列有关说法正确的是 A. 中的元素都在周期表的p区 B. 离子中所有原子最外层都达到8电子稳定结构 C. 中碳原子有3种杂化方式 D. 与相比，离子体积大，具有较低的熔点 11. 分列实验方案设计能达到实验目的的是 实验目的 实验方案设计 A 证明具有还原性 将饱和食盐水和电石反应产生的气体直接通入酸性溶液中 B 除去气体中混有的 在作催化剂并加热的条件下通入 C 除去中气体 依次通过盛有饱和溶液和浓硫酸的洗气瓶 D 检验久置的粉末是否变质 取少量粉末配成溶液，加入足量盐酸酸化，再加溶液，观察现象 A. A B. B C. C D. D 12. 与砂糖混用为补血剂。某种由黄铁矿(主要成分为)制备的工业流程如下： 下列说法不正确的是 A. 晶胞中每个周围等距离且最近的的个数为6个 B. “焙烧”前将黄铁矿粉碎，可提高焙烧效率 C. “还原”反应中全部转化为，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 D. “沉铁”反应的离子方程式为： 13. 按下图实验装置(部分装置略)对有机样品进行元素分析。样品为2.36g，实验结束后，c管增重1.08g，d管增重3.52g。质谱法测得该有机物相对分子量为118。下列说法正确的是 A. 点燃煤气灯的先后顺序是先a后b B. c和d中的试剂分别是碱石灰、 C. 该有机物的分子式为 D. 若撤去CuO，则可能导致测量所得样品中值偏小 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 以软锰矿[主要成分为MnO2，还含有钙镁碳酸盐及少量的有机物(C12H22O11)]为原料制备硫酸锰，进而制备某种锰氧化物催化剂Mn12O19的工艺流程如下： 已知：①“酸洗”时，MnO2与有机物发生反应使锰元素产生损耗。使用相同浓度硝酸或磷酸进行“酸洗”时，锰元素损耗率：硝酸大于磷酸。 ②MnSO4的溶解度如图所示。 （1）Mn形成阳离子时首先失去的电子所在轨道的形状为___________。 （2）工业上常用硝酸酸洗而不用磷酸酸洗，主要原因是___________。 （3）“还原”过程中溶液的酸性增强，可能的原因是___________。 （4）由“还原”后溶液制得MnSO4·H2O的操作为___________。 （5）Mn12O19中氧元素化合价均为-2，锰元素化合价有两种，则其中Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)物质的量之比为___________。 （6）制备Mn12O19的反应中KMnO4、MnSO4按物质的量之比1∶5与K2S2O8反应，且反应后的溶液中只有K2SO4和H2SO4两种溶质。制备Mn12O19的离子方程式为___________。 15. 有机化合物A是一种重要的化工原料，在一定条件下可以发生下图所示反应： 已知：①； ② (X为卤素原子)。 （1）A的名称是___________(用系统命名法命名)。 （2）A与等物质的量的反应生成B，且B中无手性碳原子。B的结构简式为___________。 （3）写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：___________。 ①含有sp杂化的碳原子； ②有两种不同化学环境的氢原子，且个数比为。 （4）有机物D的分子式为，其结构简式为___________。 （5）根据上述信息，设计以和为原料制备的合成路线___________。(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例如下) 16. 硫酸四氨合铜晶体常用作杀虫剂、媒染剂，在工业上用途广泛。某课题小组用粗氧化铜(含少量FeO、)制备并测定其在产品中的质量分数。 已知：①本实验中金属离子开始沉淀为氢氧化物及沉淀完全时的pH如下表： 开始沉淀时的pH 1.9 4.7 5.8 完全沉淀时pH 3.2 6.7 9.0 ②含溶液中滴入几滴溶液出现蓝色沉淀。 I．制备晶体 （1）请补充完整部分制备实验方案：将粗氧化铜加入适量稀硫酸中，充分溶解后，向溶液中___________；然后边搅拌边___________，过滤(实验中须使用的试剂有：溶液、溶液、氨水)。 （2）将(1)所得滤液转移至如图所示三颈烧瓶中，先打开分液漏斗a，当观察到___________时停止滴加氨水。 （3）再打开分液漏斗b，向三颈烧瓶中加入无水乙醇，静置后过滤，得到晶体。无水乙醇的作用为___________。 II．测定产品中的质量分数称取产品0.492g，加入稀充分溶解后再加入足量溶液，振荡充分反应。滴入几滴淀粉，溶液变蓝。再加入溶液，蓝色刚好褪去且半分钟不变化。(已知：、、) （4）由以上实验数据，计算可得产品中的质量分数为___________。(直接写出结果) III．结构分析 （5）中含___________键。 （6）中键角比分子中键角___________(填“大、小”或“一样大”)。 17. “碳中和”是指通过某些方法或技术“抵消”空气中的量，实现相对“零排放”。其关键技术是的捕获和转化。 I．的排放 （1）液化石油气的主要成分为丁烷、丙烷、丙烯等，丙烷完全燃烧的化学方程式为___________。 （2）下列措施有利于实现“碳中和”的是___________。 a．燃煤中添加生石灰 b．大力植树造林 c．使用可燃冰作能源 II．的捕获 （3）高炉炼铁排放出的高炉气经过如下图处理可获得低热值燃气和高浓度。 ①高炉气进入吸收池前需经过热交换装置降温至90∼110℃，并对吸收池进行___________(“常压”“减压”“加压”)作业。 ②分解池中通入高温水蒸气的作用是___________。 （4）金属有机框架材料(MOFs)是一类新型的吸附材料，在捕集和分离方面体现出卓越的性能。下图是某种MOFs材料选择性吸附的示意图： 该材料能吸附而不吸附的原因是：___________。 III．的转化 （5）某种电化学还原法可将完全还原为和的混合物。将22.4L该和混合气通入如图所示装置充分完全反应后在出口处收集到气体8.96L(所有气体体积均在标况下测得)。的选择性为___________。(写出计算过程) 已知：的选择性 （6）和重整可制和，原理如下左图所示。反应①完成后，将恒定组成的和的混合气体，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随时间变化如下右图所示。反应过程始终未检测到，时间后检测到催化剂表面有积碳。 ①反应②的化学方程式为___________。 ②，比多，且生成的速率不变，可能的原因是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023~2024学年度第二学期期末考试 高一化学试题 (考试时间：75分钟；满分：100分) 注意事项：所有试题的答案均填写在答题卡上，答案写在试卷上的无效。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cu 64 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 碳纳米材料是指分散质尺寸至少有一维小于100nm的碳材料。碳纳米材料属于 A. 金属材料 B. 有机高分子材料 C 新型无机非金属材料 D. 传统无机非金属材料 【答案】C 【解析】 【详解】碳纳米材料是碳的一种单质，属于新型无机非金属材料，故答案为：C。 2. 下列化学用语表示正确的是 A. 乙炔的空间填充模型： B. 甲基的电子式： C. 聚氯乙烯的结构简式： D. 硝基苯的结构简式： 【答案】B 【解析】 【详解】A．乙炔的结构简式为CH≡CH，含有C≡C和C-H键，C原子半径大于H，其空间填充模型为，为乙炔的球棍模型，A错误； B．甲基为中性基团，甲基的电子式为：，B正确； C．聚氯乙烯的结构简式为：，C错误； D．硝基苯的结构简式为：，D错误； 故答案为：B。 3. 实验室制取溴苯并验证其反应类型的实验装置如下图所示。下列说法不正确的是 A. b中试剂为苯和溴水 B. 温度计示数升高表明该反应放热 C. c中吸收a中挥发出的 D. d中出现浑浊证明a中发生了取代反应 【答案】A 【解析】 【分析】A中苯和液溴在铁做催化剂的条件下发生取代反应生成溴苯和溴化氢，c中吸收a中挥发出的，d中溴化氢和硝酸银反应生成溴化银沉淀，证明a中有溴化氢生成，则苯和液溴发生取代反应。 【详解】A．苯和液溴在铁做催化剂的条件下发生取代反应生成溴苯，则b中试剂为苯和液溴，故A错误； B．温度计示数升高表明该反应放热，故B正确； C．溴易挥发，为防止溴干扰HBr的检验，c中吸收a中挥发出的，故C正确； D．d中出现浑浊，说明d中生成溴化银，则a中有溴化氢生成，证明a中发生了取代反应，故D正确； 选A。 4. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的单质在空气中含量最大，Y原子的最外层有2个未成对电子，Z的原子半径在同周期主族元素原子中最大，W和Y在同一主族。下列说法正确的是 A. 离子半径： B. 第一电离能： C. X的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强 D. Y和Z组成的化合物都只含离子键 【答案】A 【解析】 【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的单质在空气中含量最大，X是N，Y原子的最外层有2个未成对电子，Y是O，Z的原子半径在同周期主族元素原子中最大，Z是Na，W和Y在同一主族，W是S。 【详解】A．S2-核外电子排布有三个电子层，Na+、O2-只有两个电子层且核外电子排布相同，电子层数越大，离子半径越大，核外电子排布相同时，核电荷数大的离子半径小，所以，S2->O2->Na+，A正确； B．同周期元素第一电离能随着原子序数增大有增大的趋势，同主族从上到下第一电离能逐渐减小，所以第一电离能N>O>S，B错误； C．据分析，X、Y分别是N、O，O的非金属性比N强，其简单气态氢化物H2O的热稳定性比NH3强，C错误； D．据分析，Y和Z分别是O、Na，组成的化合物过氧化钠中既有离子键也有非极性共价键，D错误； 答案选A。 在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素的某些性质是相似的。和均为两性氢氧化物，溶于强碱形成。BeO和都具有难溶于水、高熔点等性质。在气态时通常以二聚体的形式存在，的结构为。B和Si均能溶于NaOH溶液生成盐和。工业上用焦炭和石英砂(主要成分为)在高温条件下反应制得粗硅。硼酸()是一元弱酸，硼酸晶体具有类似于石墨的层状结构，层内硼酸的结构如下所示。 根据以上材料，完成下列小题。 5. 下列说法不正确的是 A. 中有配位键 B. 为平面正方形结构 C. 中键角为 D. 晶体中存在共价键、氢键和范德华力 6. 下列化学反应表示正确的是 A. 溶液中滴加过量NaOH溶液： B. Si与NaOH溶液反应： C. 焦炭与石英砂反应： D. 溶液NaOH溶液反应： 7. 下列物质性质与用途具有对应关系的是 A. BeO熔点高，可用作耐火材料 B. 金属Al质地柔软，可用于冶炼高熔点金属 C. 硬度高，可用于制造光导纤维 D. 具有弱酸性，可用作润滑剂 【答案】5. B 6. B 7. A 【解析】 【分析】Be和Al具有相似性，Be(OH)2和Al(OH)3均为两性氢氧化物，BeO和Al2O3都具有难溶于水、高熔点等性质。AlCl3在气态时通常以二聚体的形式存在。 B和Si也具有相似性，均能溶于NaOH溶液生成盐和H2，硼酸(H3BO3)是一元弱酸，硼酸晶体具有类似于石墨的层状结构，是题目已知信息，结合元素周期律和物质结构进行解题。 【5题详解】 A．(AlCl3)2中Al原子提供空轨道、Cl原子提供孤电子对以此来形成配位键，A正确； B．中的中心原子Al杂化方式为sp3，孤电子对数为,分子空间构型正四面体形，B错误； C．SiO2为原子晶体，每个O原子被两个Si原子共用，每个Si原子分别与4个O原子相连，故Si原子采用sp3杂化，空间构型为正四面体形，键角为109°28′，C正确； D．H3BO3晶体具有类似于石墨的层状结构，其中存在的作用力有共价键、范德华力和氢键，D正确； 故选B。 【6题详解】 A．Be(OH)2为两性氢氧化物，可以与NaOH反应，BeCl2溶液中滴加过量NaOH溶液为： B．Si能溶于NaOH溶液生成盐和H2，反应方程式为： C．焦炭与石英砂反应生成硅单质和一氧化碳气体，反应方程式： D．硼酸(H3BO3)是一元弱酸，与NaOH溶液反应方程式： 故选B。 【7题详解】 A．BeO具有难溶于水、高熔点等性质，则其耐高温，因此可作耐火材料，故A符合题意； B．铝热反应常用于冶炼高熔点金属，其原理为铝与某些金属氧化物在高温条件下发生反应，铝热反应中铝失电子化合价升高，所以铝作还原剂，反应中体现出其还原性，故B不符合题意； C．二氧化硅具有良好的光学特性，可用于制造光导纤维，与其硬度高无关，故C不符合题意； D．硼酸可用作润滑剂是因为硼酸晶体有类似于石墨的片层状结构，层之间易滑动，故D不符合题意； 故选A。 8. 在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲苯与Br2在FeBr3催化下取代甲基邻对位上的H，在光照情况下才取代甲基上的H，A不合题意； B．烯烃与Br2加成，两个Br分别加在双键所在的碳原子上，即，B不合题意； C．nCH3CH=CH2，C不合题意； D．乙炔催化水化可以得到乙醛，即可以实现，D符合题意； 故答案为：D。 9. 已知：[1，2-二苯乙烯(N)]。下列关于M、N两种有机物的说法正确的是 A. M能使酸性溶液褪色 B. N不存在顺反异构现象 C. M、N均可以用来萃取溴水中的溴 D. M、N分子中所有原子均可能处于同一平面 【答案】A 【解析】 【详解】A．M即甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸，自身还原为Mn2+，即M能使酸性溶液褪色，A正确； B．由题干有机物N的结构简式可知，N中含有碳碳双键且两端的碳原子均连有互不相同的原子或原子团，故N存在顺反异构现象，B错误； C．由题干有机物M、N的结构简式可知，N中含有碳碳双键，能与溴单质发生加成反应，即N不可以用来萃取溴水中的溴，C错误； D．由题干有机物M、N的结构简式可知，M分子中含有甲基即sp3杂化的碳原子，不可能所有原子处于同一平面，而N中可能所有原子共平面，D错误； 故答案为：A。 10. 离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由离子组成的物质，具有难挥发，良好的导电性等许多优异的性能。某种离子液体的结构如图所示： 下列有关说法正确的是 A. 中的元素都在周期表的p区 B. 离子中所有原子最外层都达到8电子稳定结构 C. 中碳原子有3种杂化方式 D. 与相比，离子体积大，具有较低的熔点 【答案】D 【解析】 【详解】A．中的元素为H、C、N，其中C、N在周期表的p区，而H位于s区，A错误； B．离子中结构式为：，则F原子最外层达到8电子稳定结构，而P原子不满足8电子稳定结构，B错误； C．中碳原子有sp2、sp3两种杂化方式，C错误； D．NaPF6和均为离子晶体，由于与NaPF6相比，阳离子体积大，则NaPF6的晶格能比更大，故具有较低的熔点，D正确； 故答案为：D。 11. 分列实验方案设计能达到实验目的的是 实验目的 实验方案设计 A 证明具有还原性 将饱和食盐水和电石反应产生的气体直接通入酸性溶液中 B 除去气体中混有的 在作催化剂并加热的条件下通入 C 除去中的气体 依次通过盛有饱和溶液和浓硫酸的洗气瓶 D 检验久置的粉末是否变质 取少量粉末配成溶液，加入足量盐酸酸化，再加溶液，观察现象 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．饱和食盐水和电石反应产生的气体中混有H2S气体，H2S具有还原性，也能使酸性溶液褪色，该实验不能证明具有还原性，A错误； B．在催化剂存在的条件下与H2反应，但会使中混有氢气，不能达到除杂的目的，B错误； C．和都会和饱和溶液反应，不能通过盛有饱和溶液和浓硫酸的洗气瓶来除去中的气体，C错误； D．久置的粉末会氧化变质生成Na2SO4，取少量粉末配成溶液，加入足量盐酸酸化，再加溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中含有，说明粉末变质，若没有白色沉淀，说明粉末未变质，D正确； 故选D。 12. 与砂糖混用为补血剂。某种由黄铁矿(主要成分为)制备的工业流程如下： 下列说法不正确的是 A. 晶胞中每个周围等距离且最近的的个数为6个 B. “焙烧”前将黄铁矿粉碎，可提高焙烧效率 C. “还原”反应中全部转化为，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 D. “沉铁”反应的离子方程式为： 【答案】C 【解析】 【分析】焙烧生成氧化铁和二氧化硫，氧化铁用硫酸溶解得硫酸铁溶液，用还原Fe3+生成硫酸亚铁，硫酸亚铁和碳酸氢铵反应生成碳酸亚铁沉淀。 【详解】A．根据图示，晶胞中每个周围等距离且最近的的个数为6个，故A正确； B．“焙烧”前将黄铁矿粉碎，增大接触面积，可提高焙烧效率，故B正确； C．“还原”反应中被Fe3+全部氧化为，Fe3+是氧化剂、是还原剂，Fe元素化合价由+3降低为+2，S元素化合价由-1升高为+6，则氧化剂Fe3+与还原剂的物质的量之比为14:1，故C错误； D．“沉铁”反应中硫酸亚铁和碳酸氢铵反应生成碳酸亚铁、二氧化碳、硫酸铵，反应的离子方程式为：，故D正确； 选C。 13. 按下图实验装置(部分装置略)对有机样品进行元素分析。样品为2.36g，实验结束后，c管增重1.08g，d管增重3.52g。质谱法测得该有机物的相对分子量为118。下列说法正确的是 A. 点燃煤气灯的先后顺序是先a后b B. c和d中的试剂分别是碱石灰、 C. 该有机物的分子式为 D. 若撤去CuO，则可能导致测量所得样品中值偏小 【答案】D 【解析】 【分析】由实验装置可知，先通入氧气可排除装置中的空气，连接装置后检验装置的气密性，先点燃b处，CuO的作用是使有机物不完全燃烧产生的CO反应为CO2，保证有机物中C元素转化为二氧化碳，再点燃a处，有机物燃烧生成二氧化碳和水，c处无水氯化钙可吸收水，d处碱石灰水可吸收二氧化碳，c、d不能互换，否则碱石灰吸收的质量为混合物的质量，然后熄灭a，一段时间后再熄灭b，继续通入氧气至石英管冷却至室温，可保证水、二氧化碳被完全吸收，取下c和d管称重，c中为水的质量、d中为二氧化碳的质量，结合质量守恒及相对分子质量确定分子式。 详解】A．据上述分析，先点燃b处，再点燃a处，A错误； B．c处无水氯化钙可吸收水，d处碱石灰水可吸收二氧化碳，c、d不能互换，B错误； C．c管吸收水的质量为1.08g，n(H2O)=0.06mol，氢元素的质量为0.12g，d管吸收的二氧化碳的质量为3.52g，n(CO2)= 0.08mol，碳元素的质量为0.96g，氧元素的质量为2.36-0.96- 0.12=1.28g，n(O)= 0.08mol，C、H、O的原子个数比为0.08mol∶0.12mol∶0.08mol=2∶3∶2，最简式为C2H3O2，设分子式为(C2H3O2)n，质谱测得该有机物的相对分子量为118，59×n=118，解得n=2，可知其分子式为C4H6O4， C错误； D．若撤去CuO，则有机物中的碳元素不能完全转化为CO2被吸收，收集到的CO2质量偏小，导致测量所得样品中值偏小，D正确； 故选D。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 以软锰矿[主要成分为MnO2，还含有钙镁碳酸盐及少量的有机物(C12H22O11)]为原料制备硫酸锰，进而制备某种锰氧化物催化剂Mn12O19的工艺流程如下： 已知：①“酸洗”时，MnO2与有机物发生反应使锰元素产生损耗。使用相同浓度硝酸或磷酸进行“酸洗”时，锰元素损耗率：硝酸大于磷酸。 ②MnSO4的溶解度如图所示。 （1）Mn形成阳离子时首先失去的电子所在轨道的形状为___________。 （2）工业上常用硝酸酸洗而不用磷酸酸洗，主要原因是___________。 （3）“还原”过程中溶液的酸性增强，可能的原因是___________。 （4）由“还原”后溶液制得MnSO4·H2O的操作为___________。 （5）Mn12O19中氧元素化合价均为-2，锰元素的化合价有两种，则其中Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)物质的量之比为___________。 （6）制备Mn12O19的反应中KMnO4、MnSO4按物质的量之比1∶5与K2S2O8反应，且反应后的溶液中只有K2SO4和H2SO4两种溶质。制备Mn12O19的离子方程式为___________。 【答案】（1）球形 （2）与溶液中的Ca2+、Mg2+杂质离子会生成难溶性的Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2等物质，无关通过“酸洗”步骤除去 （3）SO2与水反应产生H2SO3，H2SO3具有强的还原性，与具有强氧化性MnO2反应变为H2SO4，弱酸变为强酸，因而溶液酸性增强 （4）温度控制在120℃左右进行蒸发浓缩获得晶体，当出现大量晶体时趁热过滤，洗涤干燥。 （5）5∶1 （6）2+10Mn2++2+11H2O=Mn12O19↓+4+22H+ 【解析】 【分析】软锰矿[主要成分为MnO2，还含有钙镁碳酸盐及少量的有机物(C12H22O11)]先用硝酸进行酸洗，可以使难溶性的钙镁碳酸盐变为可溶性的Ca(NO3)2、Mg(NO3)2，而除去钙镁碳酸盐，而MnO2不溶，仍以固体形式存在，过滤后向所得固体中加入水进行制浆，再向其中通入SO2气体，在溶液中发生氧化还原反应：MnO2+SO2 =MnSO4，经120℃左右蒸发浓缩、当出现大量晶体时，趁热过滤可获得MnSO4·H2O晶体，将KMnO4、MnSO4铵、按1：5混合，并加入K2S2O8，发生反应产生Mn12O19固体及可溶性K2SO4、H2SO4物质，过滤分离得到Mn12O19。 【小问1详解】 Mn是25号元素，根据构造原理，可知基态Mn原子价电子排布式是3d54s2，Mn形成阳离子时首先失去的电子是4s电子，其所在轨道的形状为球形； 【小问2详解】 工业上常用硝酸酸洗而不用磷酸酸洗，主要原因是磷酸电离产生的与溶液中的Ca2+、Mg2+杂质离子会生成难溶性的Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2等物质，也会随同MnO2一同进入制浆工序，无关通过“酸洗”步骤除去； 【小问3详解】 “还原”过程中溶液的酸性增强，可能的原因是SO2与溶液中的水反应产生H2SO3，H2SO3具有强的还原性，MnO2具有强氧化性，会将H2SO3氧化为H2SO4，H2SO3是弱酸，H2SO4是强酸，弱酸变为强酸，溶液中c(H+)增大，因而溶液酸性增强； 【小问4详解】 根据MnSO4的溶解度与溶液温度关系可知：若要由MnSO4溶液获得MnSO4·H2O，应该先控制温度在120℃将溶液蒸发浓缩，当出现大量晶体时趁热过滤、洗涤干燥就得到MnSO4·H2O。 【小问5详解】 在Mn12O19中氧元素化合价均为-2，锰元素的化合价有两种，假设+3价的Mn数目为x，+4价Mn数目是y，3x+4y=2×19，x+y=12，解得x=10，y=2，则其中Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)物质的量之比为10∶2=5∶1； 【小问6详解】 制备Mn12O19的反应中KMnO4、MnSO4按物质的量之比1：5与K2S2O8反应，且反应后的溶液中只有K2SO4和H2SO4两种溶质。根据电子守恒、原子守恒、电荷守恒及物质的拆分原则，可知制备Mn12O19的离子方程式为：2+10Mn2++2+11H2O=Mn12O19↓+4+22H+。 15. 有机化合物A是一种重要的化工原料，在一定条件下可以发生下图所示反应： 已知：①； ② (X为卤素原子)。 （1）A的名称是___________(用系统命名法命名)。 （2）A与等物质的量的反应生成B，且B中无手性碳原子。B的结构简式为___________。 （3）写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：___________。 ①含有sp杂化的碳原子； ②有两种不同化学环境的氢原子，且个数比为。 （4）有机物D的分子式为，其结构简式为___________。 （5）根据上述信息，设计以和为原料制备的合成路线___________。(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例如下) 【答案】（1）2-甲基-1，3-丁二烯 （2）BrCH2CH=C(CH3)CH2Br （3）(CH3)3CC≡CCH3 （4） （5） 【解析】 【分析】由题干转化关系图可知，A即和Br2的CCl4溶液发生加成反应生成B，结合小题信息，B中无手性碳原子，故B的结构简式为：BrCH2CH=C(CH3)CH2Br，和CH2=CH2发生加成反应生成C即，A发生已知信息①的反应转化为D和CO2，D的结构简式为：，(5) 本题采用逆向合成法，可由与H2加成反应制得，根据通过A到C的转化信息可知， 可由和发生加成反应制得，可由发生已知信息②的反应，和Br2的CCl4溶液即可获得，据此分析确定合成路线，据此分析解题。 【小问1详解】 根据烯烃的系统命名法可知，A即的名称是2-甲基-1，3-丁二烯，故答案为：2-甲基-1，3-丁二烯； 【小问2详解】 已知同时连有4个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，A与等物质的量的Br2反应生成B，且B中无手性碳原子，即A发生1，4-加成反应，由分析可知，B的结构简式为BrCH2CH=C(CH3)CH2Br，故答案为：BrCH2CH=C(CH3)CH2Br； 【小问3详解】 由题干信息可知，C的分子式为：C7H12，不饱和度为2，则同时满足下列条件①含有sp杂化的碳原子即含有碳碳三键，②有两种不同化学环境的氢原子，且个数比为3∶1即分子含有甲基，则C的一种同分异构体的结构简式为： (CH3)3CC≡CCH3，故答案为：(CH3)3CC≡CCH3； 【小问4详解】 由分析可知，A发生已知信息①的反应转化为D和CO2，结合有机物D的分子式为C3H4O3，D的结构简式为：，故答案为：； 【小问5详解】 本题采用逆向合成法，可由与H2加成反应制得，根据通过A到C的转化信息可知， 可由和发生加成反应制得，可由发生已知信息②的反应，和Br2的CCl4溶液即可获得，据此分析确定合成路线为： ，故答案为： 。 16. 硫酸四氨合铜晶体常用作杀虫剂、媒染剂，在工业上用途广泛。某课题小组用粗氧化铜(含少量FeO、)制备并测定其在产品中的质量分数。 已知：①本实验中金属离子开始沉淀为氢氧化物及沉淀完全时的pH如下表： 开始沉淀时的pH 1.9 4.7 5.8 完全沉淀时的pH 3.2 6.7 9.0 ②含溶液中滴入几滴溶液出现蓝色沉淀。 I．制备晶体 （1）请补充完整部分制备实验方案：将粗氧化铜加入适量稀硫酸中，充分溶解后，向溶液中___________；然后边搅拌边___________，过滤(实验中须使用的试剂有：溶液、溶液、氨水)。 （2）将(1)所得滤液转移至如图所示三颈烧瓶中，先打开分液漏斗a，当观察到___________时停止滴加氨水。 （3）再打开分液漏斗b，向三颈烧瓶中加入无水乙醇，静置后过滤，得到晶体。无水乙醇的作用为___________。 II．测定产品中的质量分数称取产品0.492g，加入稀充分溶解后再加入足量溶液，振荡充分反应。滴入几滴淀粉，溶液变蓝。再加入溶液，蓝色刚好褪去且半分钟不变化。(已知：、、) （4）由以上实验数据，计算可得产品中的质量分数为___________。(直接写出结果) III．结构分析 （5）中含___________键。 （6）中键角比分子中键角___________(填“大、小”或“一样大”)。 【答案】（1） ①. 滴加适量溶液充分反应后，取少许溶液于试管中，向其中滴加溶液，无蓝色沉淀生成 ②. 滴加氨水至pH大于3.2、小于4.7 （2）产生的蓝色沉淀恰好完全溶解 （3）减小溶液极性，降低溶解度 （4）96% （5）16 （6）大 【解析】 【分析】粗氧化铜(含少量FeO、)中加适量稀硫酸充分溶解，得硫酸铜、硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液，向其中加过氧化氢溶液将亚铁离子氧化为铁离子，用溶液检验亚铁离子是否完全氧化，待亚铁离子被完全氧化后往溶液中加氨水调pH大于3.2小于4.7，使铁离子完全沉淀，过滤，将所得滤液转移至三颈烧瓶，往其中滴加氨水至沉淀完全溶解得深蓝色溶液，然后向其中加无水乙醇，静置后过滤得。 【小问1详解】 将粗氧化铜加入适量稀硫酸中，充分溶解后向溶液中滴加适量溶液，取少许溶液于试管滴加溶液，无蓝色沉淀生成；然后边搅拌边滴加氨水至pH大于32、小于4.7，过滤； 【小问2详解】 将(1)所得滤液转移至三颈烧瓶中，先打开分液漏斗a，当观察到产生的蓝色沉淀恰好完全溶解时停止滴加氨水； 【小问3详解】 无水乙醇极性小，可以减小溶液极性，降低溶解度，使之结晶析出，所以无水乙醇的作用为减小溶液极性，降低溶解度； 【小问4详解】 据、、可知，，产品中的质量分数为； 【小问5详解】 中4molNH3含12mol氮氢σ键，4molNH3与Cu2+之间还有4mol配位键，所以共含4mol+12mol=16键； 【小问6详解】 NH3分子中N原子有一对孤电子对，中N原子没有孤电子对，由于孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对之间的斥力，所以∠H-N-H键角大小为：NH3<。 17. “碳中和”是指通过某些方法或技术“抵消”空气中的量，实现相对“零排放”。其关键技术是的捕获和转化。 I．的排放 （1）液化石油气的主要成分为丁烷、丙烷、丙烯等，丙烷完全燃烧的化学方程式为___________。 （2）下列措施有利于实现“碳中和”的是___________。 a．燃煤中添加生石灰 b．大力植树造林 c．使用可燃冰作能源 II．的捕获 （3）高炉炼铁排放出的高炉气经过如下图处理可获得低热值燃气和高浓度。 ①高炉气进入吸收池前需经过热交换装置降温至90∼110℃，并对吸收池进行___________(“常压”“减压”“加压”)作业。 ②分解池中通入高温水蒸气的作用是___________。 （4）金属有机框架材料(MOFs)是一类新型的吸附材料，在捕集和分离方面体现出卓越的性能。下图是某种MOFs材料选择性吸附的示意图： 该材料能吸附而不吸附的原因是：___________。 III．的转化 （5）某种电化学还原法可将完全还原为和的混合物。将22.4L该和混合气通入如图所示装置充分完全反应后在出口处收集到气体8.96L(所有气体体积均在标况下测得)。的选择性为___________。(写出计算过程) 已知：的选择性 （6）和重整可制和，原理如下左图所示。反应①完成后，将恒定组成的和的混合气体，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随时间变化如下右图所示。反应过程始终未检测到，时间后检测到催化剂表面有积碳。 ①反应②的化学方程式为___________。 ②，比多，且生成的速率不变，可能的原因是___________。 【答案】（1） （2）b （3） ①. 加压 ②. 使碳酸氢钾受热分解 （4）二氧化碳分子直径小于该材料孔径，N2分子直径大于该材料孔径 （5）75% （6） ①. ②. 有副反应CH4(g)C(s)+2H2(g)发生 【解析】 【小问1详解】 丙烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为。 【小问2详解】 a．燃煤中添加生石灰可以减少二氧化硫的排放，不能减少二氧化碳排放，故不选a； b．植物光合作用吸收二氧化碳，大力植树造林，有利于实现“碳中和”，故选b； c．使用可燃冰作能源，不能降低二氧化碳的排放，故不选c； 选b。 【小问3详解】 高炉气进入吸收池，二氧化碳和碳酸钾反应生成碳酸氢钾，碳酸氢钾溶液在分解池中通入高温水蒸气，碳酸氢钾受热分解为碳酸钾、二氧化碳、水，碳酸钾溶液循环到吸收池再利用。 ①二氧化碳和碳酸钾反应生成碳酸氢钾，K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3，增大压强，反应速率加快，所以对吸收池进行加压作业。 ②碳酸氢钾在加热条件下分解为碳酸钾、二氧化碳、水，分解池中通入高温水蒸气的作用是使碳酸氢钾受热分解。 【小问4详解】 二氧化碳分子直径小于该材料孔径，N2分子直径大于该材料孔径，所以该材料能吸附而不吸附。 【小问5详解】 22.4L该和混合气的物质的量为1mol，充分完全反应后在出口处收集到8.96L的甲烷，则原混合气体中甲烷的物质的量为0.4mol、乙烯的物质的量为0.6mol，根据碳元素守恒，反应消耗二氧化碳的总物质的量为0.4+0.6×2=1.6mol，生成乙烯消耗二氧化碳的物质的量为0.6×2=1.2mol，的选择性为1.2÷1.6×100%=75%。 【小问6详解】 ①.反应②碳酸钙和甲烷反应生成氧化钙、CO和H2，化学方程式为。 ②.由题干图2信息可知，t1～t3，n(H2)＞n(CO)，且生成H2速率不变，反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳，故可能有副反应CH4(g)C(s)+2H2(g)； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$