内容正文:
高二学业水平阶段性检测(四)
化学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必先将姓名、班级、准考证号填涂清楚。
2.选择题答案必须使用2B铅笔将对应题目的答案标号涂黑。
3.非选择题答案必须使用0.5毫米的黑色字迹签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
4.保持卡面清洁,严禁折叠,严禁在答题卡上做任何标记。
5.若不按上述事项要求填写、答题,影响评分,后果自负。
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 0-16 Na-23 A1-27 Si-28 S-32
Cl-35.5 Ca-40 Fe-56 Cu-64
一、本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 化学与生活密切相关,下列说法错误的是
A. 印制货币文字、号码等处使用的油墨含四氧化三铁,是利用了其磁性
B. 冬奥会“同心”金属奖牌属于合金材料
C. 亚硝酸钠可使肉制品较长时间地保持鲜红色,是食品加工过程中常用的保鲜剂
D. 月球探测器使用的硅太阳能电池板,其主要成分是
2. 下列物质的生产流程合理的是:
A. 工业制硝酸:%浓
B. 制取镁:浓缩海水溶液金属Mg
C. 提纯硅:粗硅硅
D. 制溴:浓缩海水
3. 物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。如图为硫及其部分化合物的价态-类别图。下列说法不正确的是
A. a和c可以反应生成b B. 附着有b的试管,可以用清洗
C. c具有氧化性,可漂白纸浆 D. f的浓溶液和Cu在加热条件下反应时体现了其氧化性和酸性
4. 下列由废铁屑制取的实验装置与操作能达到实验目的的是
A. 用装置甲称取一定质量的固体
B. 用装置乙除去废铁屑表面的油污
C. 用装置丙将废铁屑充分溶解
D. 用装置丁蒸干溶液得到晶体
5. 某溶液中可能含有:Na+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、I-、Cl-、NO、CO、SO中的几种(不考虑水的电离和离子的水解因素),各离子浓度均0.1mol·L-1。往该溶液中加入过量稀盐酸,溶液颜色变深且阴离子种类不变,下列说法不正确的是
A. 溶液颜色变深是Fe2+或I-被氧化
B. 原溶液中肯定含有Fe2+、Cl-、NO,肯定不含有Fe3+、I-、CO
C. 不需进行焰色反应,就可以确定该溶液中不存在Na+
D. 取少量原溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则原溶液中含有Mg2+
6. 按照下图进行铜与浓硫酸反应的探究实验,下列说法正确的是
A. 蘸有品红溶液的滤纸褪色,说明具有强氧化性
B. N形管溶液变为红色,说明有酸性气体进入N形管
C. 反应后,从c口抽取反应液加到足量的氨水中最终产生蓝色沉淀
D. 实验结束后从b口注入足量NaOH溶液,会有2种物质与NaOH反应
7. 高铜酸钾是一种难溶于水的黑色粉末状固体,与高铁酸钾性质相似。可以由四羟基合铜酸钾和次溴酸在冰水浴中合成:①(未配平)。高铜酸钾在酸性条件下不稳定:②(未配平)。下列说法不正确的是
A. ①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2
B. ②若有标况下5.6L生成,转移电子
C. ②中既表现氧化性,又表现还原性
D. 由①②可知氧化性强弱顺序为:
8. 一种制备的改进装置如图所示,下列说法错误的是
A. 配制溶液时需加入硫酸
B. 实验时先注入稀硫酸,再注入NaOH溶液和溶液
C. 装置N的作用是液封,并判断装置M中的空气是否排尽
D. 用铁粉代替粉末,也能排尽空气
9. 连二亚硫酸钠()俗称保险粉,有强还原性,在空气中极易被氧化。用还原法制备保险粉的流程如下。
下列说法错误的是
A. 反应1说明酸性:
B. 反应1结束后,可用硝酸酸化的溶液检验是否被氧化
C. 反应2中消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1
D. 反应2最好在无氧条件下进行
10. 实验室用等原料制取少量的实验流程如下。下列说法正确的是
A. “熔融”时,应先将和混合加热一段时间后再加入KOH
B. 流程中可以循环使用的物质是和
C. “过滤”时,为加快分离速率可采用减压过滤
D. 制得的粗品可能会含有,可以向粗品中滴加盐酸观察是否有气泡来检验是否含有
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,漏选得2分,多选错选不得分)
11. 某化学学习小组探究FeSO4与“84消毒液的反应过程,向酸化的FeSO4溶液中逐滴滴入“84消毒液,780s时停止滴入;滴加过程中bc、cd段产生刺激性气味的气体。采用pH传感器测得溶液的pH随时间t(s)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A ab段中有部分Fe2+变成了Fe3+
B. bc段的主要反应为
C. cd段产生刺激性气味气体的反应为ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O
D. de段pH减小的原因是氯气溶于水反应产生酸性物质
12. 某溶液X中可能含有Na+、、Ba2+、Fe2+、Mg2+、Cl-、、、中的一种或几种。取该溶液进行连续实验,实验过程如图所示,下列有关推理错误的是
A. 溶液X中一定不存在阴离子为和
B. 生成气体A的离子方程式为3Fe2+++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
C. 气体D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
D. 溶液G中一定含有的阳离子为H+、Mg2+、Fe3+、Fe2+
13. 为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)
实验目的
玻璃仪器
试剂
A
模拟喷泉实验
圆底烧瓶、导气管、烧杯、铁架台、胶头滴管、止水夹
干燥的二氧化碳气体、蒸馏水
B
制备胶体
烧杯、酒精灯、胶头滴管
1 mol/L氢氧化钠溶液、1mol/L氯化铁溶液
C
检验某补铁口服液中铁元素的价态
试管、胶头滴管
某补铁口服液、氯水、KSCN溶液
D
利用反萃取原理从碘的四氯化碳溶液中获取碘单质
漏斗、烧杯、玻璃棒、分液漏斗
稀硫酸、氢氧化钠溶液
A. A B. B C. C D. D
14. 某混合物X由、、Cu、中的一种或几种物质组成,某校课外兴趣小组设计如图实验方案进行探究:
途径a:
途径b:
下列对混合物×成分的分析错误的是
A. Cu的质量为3.2g B. 的质量为3g
C. 的质量为0g D. 的质量为3g
15. 在Pt-BaO催化下,NO的“储存-还原”过程如图1所示。其中“还原”过程依次发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,各气体的物质的量变化如图2所示。
下列说法错误的是
A. 与BaO的反应中,既是氧化剂,又是还原剂
B. 反应Ⅰ为
C. 反应Ⅱ中,最终生成的物质的量为0.15a mol
D. 反应Ⅰ和Ⅱ中消耗的的质量比是3∶5
三、非选择题(本题包括5小题,共60分)
16. 含氮化合物种类繁多,与我们的生产、生活都有着密切的联系。
Ⅰ.硝酸铵()既是一种重要的化工产品,又是一种常见的氮肥。某小组以粗氮(主要含氮气,还含(、CO、)为原料制备硝酸铵,其简易流程如图所示:
已知:(醋酸二氨合亚铜)溶液能吸收CO,但易被氧化,失去吸收CO的能力;连苯三酚碱性溶液能定量吸收。回答下列问题:
(1)粗氮“净化”时,需要通过足量的下列试剂,按气流从左至右,试剂的正确排序为___________(填序号)。
①碱石灰 ②连苯三酚碱性溶液 ③醋酸二氨合亚铜溶液
(2)“合成氨”中,分离出氨气,剩余气体循环利用,其目的是___________。“催化氧化1”的化学方程式为___________。
(3)“合成池”中氨气从下部进入,硝酸从上向下喷洒,其目的是___________。
Ⅱ.氮化硼(BN)是一种性能优异的新型材料,为白色难溶于水的粉末状固体,高温下易被氧化。实验室以硼粉(黑色)为原料制备氮化硼的装置如图。
(4)写出制备氮化硼的化学方程式___________。
(5)装置图中活塞作用是___________。判断反应完全的实验现象是___________。
(6)为测定制得的氮化硼样品纯度,设计以下实验:
称取0.0625 g氮化硼样品,加入浓硫酸和催化剂,微热,使样品中的N元素全部转化为铵盐;向铵盐中加入足量NaOH溶液并加热,蒸出的氮用20.00 mL 0.1008 mol⋅L稀硫酸吸收;用0.1000 mol⋅LNaOH溶液滴定剩余硫酸,消耗NaOH溶液的平均体积为20.32 mL。则氮化硼样品的纯度为___________。
17. 三氯化铬是常用的媒染剂和催化剂,易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化。实验室用和(沸点76.8℃)在高温下制备无水,同时生成气体。可利用下面装置模拟制取三氯化铬(、为气流控制开关)
已知:①气体有毒,遇水发生水解产生两种酸性气体。
②碱性条件下,可将氧化为(黄色):酸性条件下,将(橙色)还原为(绿色)。
(1)实验装置合理的连接顺序为a-h-i___________(填仪器接口字母标号)。
(2)步骤如下:
ⅰ.连接装置,检查装置气密性,装入药品并通;
ⅱ.加热反应管至400℃;
ⅲ.控制开关,加热,温度保持在50℃∼60℃之间;
ⅳ.加热石英管继续升温至650℃,直到E中反应基本完成,切断管式炉的电源;
ⅴ.停止A装置水浴加热,继续通入一段时间;
ⅵ.装置冷却后,结束制备实验
①步骤ⅰ中,开关、的状态分别为___________。
②步骤ⅴ目的是___________。
(3)从安全的角度考虑,整套装置的不足是___________。
(4)装置D中反应的离子方程式为___________。
(5)测定产品中质量分数的实验步骤如下:
Ⅰ.取5 g产品,在强碱性条件下,加入过量的30%溶液,小火加热使完全转化为,继续加热一段时间:
Ⅱ.冷却后,滴入适量的稀硫酸和浓磷酸(浓磷酸的作用是防止指示剂提前变色),使转化为,再加适量的蒸馏水将溶液稀释至100mL;
Ⅲ.取25.00 mL溶液,加入适量浓硫酸混合均匀,滴入3滴试亚铁灵作指示剂,用新配制的1.000 mol/L的标准溶液滴定,溶液由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点,重复2~3次,平均消耗标准溶液21.00 mL。
①该样品中的质量分数为___________%(保留小数点后两位,)
②下列操作将导致产品中质量分数测定值偏低的是___________(填标号)。
A.步骤I中未继续加热一段时间
B.步骤Ⅲ中所用溶液已变质
C.步骤Ⅱ中未加浓磷酸
D.步骤Ⅲ中读数时,滴定前俯视,滴定后平视
18. 硫酸镍常用于制作电池电极材料及催化剂。从富镍精矿渣制备硫酸镍晶体的一种流程如图:
已知:ⅰ.富镍精矿渣中含有镍、铁、铜、钙、镁等元素,其中镍主要以和的形式存在,和均难溶于水;铁主要以形式存在。
ⅱ.镍浸出液中含有阳离子主要有等。
(1)富镍精矿渣在溶解前,需经破碎,目的是_______。溶渣时,需向富镍精矿渣中加入硫酸并加热,同时加入氧化剂。
(2)沉铁
①已知:在硫酸盐溶液中,当有足量,控制溶液的为时,生成溶度积极小的黄钠铁矾。该反应的离子方程式是_______。向镍浸出液中不断加入,利用黄钠铁矾法除铁。不断加入的作用是_______。
②当浓度降到较低后,继续采用针铁矿法除铁。控制溶液的为,在温度的条件下,缓慢沉淀形成针铁矿。结合平衡移动原理,解释生成的原因_______。
(3)沉铜。向滤液1中加入活性固体,使转化为渣。在硫化镍用量为理论用量的1.6倍、反应温度的条件下,不同反应时间对硫化镍除铜效果的影响如图。30分钟后,渣中铜镍比大幅度降低的可能原因是_______。已知:一定条件下,可以部分转化为,同时释放出部分。
(4)向滤液2中加入溶液,经过滤得到较纯净的溶液。沉淀的主要成分是_______。
(5)溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤可获得晶体。采用法测定晶体中结晶水的含量。[法测定金属阳离子含量的方程式为:]。
步骤一:标定取的标准溶液于锥形瓶中,用溶液滴定至终点,消耗溶液的体积为。
步骤二:称取样品,配制溶液,取进行滴定,消耗溶液的体积为。_______。[列出表达式,已知]
19. 化合物(H)主要用于治疗炎症反应及自身免疫性疾病的小分子药物,其合成路线如下图所示:
已知:。
回答下列问题:
(1)物质A的化学名称为___________(用系统命名法),物质D核磁共振氢谱会显示___________组峰。
(2)物质E的结构简式为___________,G→H的反应类型为___________,区分物质G和H所用的试剂是___________。
(3)物质F还可以与苯乙酸反应合成物质I
Ⅰ进一步反应生成物质G,则物质F合成物质Ⅰ的方程式为___________。
(4)M的分子式比物质C少一个,则满足下列条件的M的同分异构体有___________种。
①能发生银镜反应,但不能发生水解反应②1 mol同分异构体最多能与3 mol NaOH反应
(5)参照上述信息,写出以对苯二甲醇和对苯二乙酸为原料制备的合成路线(其他试剂任选)___________。
20. 化合物1是一种用于合成缓解肌肉痉挛药物的中间体,其合成路线如下:
已知:①
②
(1)有机物Ⅰ与L生成M的反应类型为___________。有机物H中手性碳原子的个数为___________。
(2)设计步骤A到B的原因是___________。
(3)①过量下列物质的水溶液与有机物D反应生成,该物质是___________。
A. NaCl B. NaOH C. D.
②试从氢键的角度解释D在冷水中溶解度小而加热时溶解度增大的原因___________。
(4)乙醛在强碱溶液中加热反应完毕后,对该反应产物叙述正确的是___________。
A. 存在顺反结构 B. 能使溴水或酸性溶液褪色
C. 与乙醛互为同系物 D. 1 mol该物质只能与1 mol加成
(5)已知K是一种二元醛,请写出K与新制氢氧化铜悬浊液(NaOH过量)反应的化学方程式___________。
(6)参考上述信息,写出以甲苯和为原料制备的合成路线(其他试剂任选)___________。
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高二学业水平阶段性检测(四)
化学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必先将姓名、班级、准考证号填涂清楚。
2.选择题答案必须使用2B铅笔将对应题目的答案标号涂黑。
3.非选择题答案必须使用0.5毫米的黑色字迹签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
4.保持卡面清洁,严禁折叠,严禁在答题卡上做任何标记。
5.若不按上述事项要求填写、答题,影响评分,后果自负。
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 0-16 Na-23 A1-27 Si-28 S-32
Cl-35.5 Ca-40 Fe-56 Cu-64
一、本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 化学与生活密切相关,下列说法错误的是
A. 印制货币文字、号码等处使用的油墨含四氧化三铁,是利用了其磁性
B. 冬奥会“同心”金属奖牌属于合金材料
C. 亚硝酸钠可使肉制品较长时间地保持鲜红色,是食品加工过程中常用的保鲜剂
D. 月球探测器使用的硅太阳能电池板,其主要成分是
【答案】D
【解析】
【详解】A.印制货币文字、号码等处使用的油墨含四氧化三铁,它在磁码识读器上有磁性信号反应,利用了其磁性,A正确;
B.冬奥会“同心”金属奖牌不是纯金属,属于合金材料,B正确;
C.亚硝酸钠是肉制品生产中常用的保鲜剂,C正确;
D.硅太阳能电池板的主要成分是Si,D错误;
故选D。
2. 下列物质的生产流程合理的是:
A. 工业制硝酸:%浓
B. 制取镁:浓缩海水溶液金属Mg
C. 提纯硅:粗硅硅
D. 制溴:浓缩海水
【答案】D
【解析】
【详解】A.制备硝酸需要用氨气催化氧化生成NO,NO和氧气反应生成NO2,NO2和水反应生成硝酸,A错误;
B.氧化镁熔点很高,工业电解氯化镁生成镁单质;镁离子和氢氧化钙生成氢氧化镁沉淀,氢氧化镁和稀盐酸生成氯化镁,电解熔融氯化镁生成镁单质,B错误;
C.SiO2与C反应生成CO,不是CO2;粗硅和氯气生成氯化硅,氯化硅和氢气生成硅单质,C错误;
D.海水浓缩后加入氧化剂氯气氧化溴离子为溴单质,吹出后被二氧化硫吸收富集,再通入氯气氧化溴化氢得到溴单质,步骤和实验过程正确,D正确;
答案选D。
3. 物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。如图为硫及其部分化合物的价态-类别图。下列说法不正确的是
A. a和c可以反应生成b B. 附着有b的试管,可以用清洗
C. c具有氧化性,可漂白纸浆 D. f的浓溶液和Cu在加热条件下反应时体现了其氧化性和酸性
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,a为硫化氢、b为硫、c为二氧化硫、d为三氧化硫、e为亚硫酸、f为硫酸、g为亚硫酸盐、h为硫酸盐。
【详解】A.硫化氢气体能与二氧化硫气体反应生成硫和水,故A正确;
B.硫不溶于水,易溶于二硫化碳,则附着有硫的试管,可用二硫化碳清洗除去硫,故B正确;
C.二氧化硫具有漂白性,可用于漂白纸浆,故C错误;
D.铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应中浓硫酸表现强氧化性和酸性,故D正确;
故选C。
4. 下列由废铁屑制取的实验装置与操作能达到实验目的的是
A. 用装置甲称取一定质量的固体
B. 用装置乙除去废铁屑表面的油污
C. 用装置丙将废铁屑充分溶解
D. 用装置丁蒸干溶液得到晶体
【答案】B
【解析】
【详解】A.用托盘天平称取一定质量的固体,应该“左物右码”,故A错误;
B.加热能促进纯碱水解,溶液碱性增强,油污更容易因水解而被除去,因此可用热的纯碱溶液洗涤铁屑表面的油污,故B正确;
C.铁在浓硫酸中钝化,用稀硫酸溶解废铁屑生成硫酸亚铁和氢气,故C错误;
D.受热易失去结晶水,不能用蒸干溶液的方法制取,应该用加热浓缩、冷却结晶的方法得到晶体,故D错误;
答案选B。
5. 某溶液中可能含有:Na+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、I-、Cl-、NO、CO、SO中的几种(不考虑水的电离和离子的水解因素),各离子浓度均0.1mol·L-1。往该溶液中加入过量稀盐酸,溶液颜色变深且阴离子种类不变,下列说法不正确的是
A. 溶液颜色变深是Fe2+或I-被氧化
B. 原溶液中肯定含有Fe2+、Cl-、NO,肯定不含有Fe3+、I-、CO
C. 不需进行焰色反应,就可以确定该溶液中不存在Na+
D. 取少量原溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则原溶液中含有Mg2+
【答案】A
【解析】
【分析】往可能含有:Na+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、I-、Cl-、NO、CO、SO中几种的溶液加入过量稀盐酸,溶液颜色变深则是Fe2+被HNO3氧化成Fe3+,从浅绿色变为黄色溶液;阴离子种类不变,则不含能被氧化生成单质的I-、与过量H+生成气体的CO,故原溶液肯定含有Fe2+、Cl-、NO,肯定不含有Fe3+、I-、CO。从各离子浓度均0.1mol·L-1,溶液中电荷守恒分析,溶液可能还同时有Mg2+和SO,肯定没有Na+,据此答题。
【详解】A.溶液颜色变深是Fe2+被氧化,不可能是I-被氧化,A错误;
B.原溶液中肯定含有Fe2+、Cl-、NO,可能还同时有Mg2+和SO,肯定不含有Fe3+、I-、CO,B正确;
C.据分析,可以确定该溶液中不存在Na+,不需进行焰色反应,C正确;
D.取少量原溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则原溶液中含有SO,据分析,Mg2+和SO必需同时存在,故原溶液中含有Mg2+,D正确;
故选A。
6. 按照下图进行铜与浓硫酸反应的探究实验,下列说法正确的是
A. 蘸有品红溶液的滤纸褪色,说明具有强氧化性
B. N形管溶液变为红色,说明有酸性气体进入N形管
C. 反应后,从c口抽取反应液加到足量的氨水中最终产生蓝色沉淀
D. 实验结束后从b口注入足量NaOH溶液,会有2种物质与NaOH反应
【答案】B
【解析】
【分析】铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。
【详解】A.蘸有品红溶液的滤纸褪色,说明二氧化硫具有漂白性,故A错误;
B.滴有石蕊的氢氧化钠溶液呈蓝色,则N形管溶液变为红色,说明溶液中氢氧化钠与通入的二氧化硫完全反应,过量的二氧化硫使溶液呈酸性,故B正确;
C.反应后,从c口抽取反应液加到足量的氨水中发生的反应为硫酸铜溶液与足量氨水反应得到深蓝色的硫酸四氨合铜溶液,不可能得到氢氧化铜蓝色沉淀,故C错误;
D.浓硫酸与铜共热反应时硫酸浓度会减小变为稀硫酸,稀硫酸与铜共热不反应,则反应中浓硫酸不可能完全反应,所以实验结束后从b口注入足量氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液能与反应生成的硫酸铜、二氧化硫反应,也能与未反应的稀硫酸反应,所以会有3种物质与氢氧化钠反应,故D错误;
故选B。
7. 高铜酸钾是一种难溶于水的黑色粉末状固体,与高铁酸钾性质相似。可以由四羟基合铜酸钾和次溴酸在冰水浴中合成:①(未配平)。高铜酸钾在酸性条件下不稳定:②(未配平)。下列说法不正确的是
A. ①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2
B. ②若有标况下5.6L生成,转移电子
C. ②中既表现氧化性,又表现还原性
D. 由①②可知氧化性强弱顺序为:
【答案】B
【解析】
【分析】配平两个反应为、;
【详解】A.反应①中HBrO→KBr中Br元素化合价降低,HbrO做氧化剂,中Cu元素化合价升高,做还原剂,反应方程式为,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2,A正确;
B.反应②反应方程式为,生成1mol转移4mol电子,标况下生成5.6L即物质的量为,转移电子0.25mol×4×NAmol-1=,B错误;
C.反应②反应方程式为,Cu元素化合价升高,O元素化合价降低,既做氧化剂也做还原剂,既表现氧化性,又表现还原性,C正确;
D.由氧化剂的氧化性强于氧化产物,由①可得氧化性:,由②可得氧化性:,则氧化性强弱顺序为:,D正确;
故选:B。
8. 一种制备的改进装置如图所示,下列说法错误的是
A. 配制溶液时需加入硫酸
B. 实验时先注入稀硫酸,再注入NaOH溶液和溶液
C. 装置N作用是液封,并判断装置M中的空气是否排尽
D 用铁粉代替粉末,也能排尽空气
【答案】D
【解析】
【分析】实验时先注入稀硫酸,碳酸钠和硫酸反应放出二氧化碳,等烧杯内紫色石蕊试液变红,再注入NaOH溶液和溶液生成氢氧化亚铁。
【详解】A.易水解,为防止水解,配制溶液时需加入硫酸,故A正确;
B.实验时先注入稀硫酸,等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和溶液生成氢氧化亚铁,故B正确;
C.烧杯内紫色石蕊试液变红,说明锥形瓶内空气完全排出,同时装置N可以防止空气进入锥形瓶,故C正确;
D.氢气的密度比空气小,用铁粉代替粉末,不能排尽空气,故D错误;
选D。
9. 连二亚硫酸钠()俗称保险粉,有强还原性,在空气中极易被氧化。用还原法制备保险粉的流程如下。
下列说法错误的是
A. 反应1说明酸性:
B. 反应1结束后,可用硝酸酸化的溶液检验是否被氧化
C. 反应2中消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1
D. 反应2最好在无氧条件下进行
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应1为二氧化硫通入碳酸钠溶液生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,则说明酸性:H2SO3>H2CO3,A正确;
B.反应1结束后,溶液中为亚硫酸氢钠溶液,不与氯化钡反应,若加入可用盐酸酸化的 BaCl2溶液,出现白色沉淀,则沉淀为硫酸钡,可证明NaHSO3被氧化,B错误;
C.反应2为 ,亚硫酸氢钠中硫化合价从+4下降到+3,还原剂是锌,化合价从0升高到+2价,消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1,,C正确;
D.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,有强还原性,在空气中极易被氧化,反应2最好在无氧条件下进行,D正确;
故选B;
10. 实验室用等原料制取少量的实验流程如下。下列说法正确的是
A. “熔融”时,应先将和混合加热一段时间后再加入KOH
B. 流程中可以循环使用的物质是和
C. “过滤”时,为加快分离速率可采用减压过滤
D. 制得的粗品可能会含有,可以向粗品中滴加盐酸观察是否有气泡来检验是否含有
【答案】C
【解析】
【分析】利用二氧化锰、氯酸钾、氢氧化钾熔融反应得到K2MnO4,溶解后的溶液中通入CO2发生歧化反应:3K2MnO4+2CO2 = 2KMnO4+ MnO2+2K2CO3,过滤后结晶,得到粗品,其中可能会含有。
【详解】A.“熔融”时,先将和混合加热一段时间会反应产生氧气和氯化钾,再加入的KOH与氯化钾不反应,无法进行后续步骤,A错误;
B.从整个流程看,MnO2可循环使用,CO2不能循环使用,B错误;
C.减压过滤可增加压强差,过滤时可加快分离速率,C正确;
D.根据分析,通入CO2“歧化”后得到的粗品会含有,向粗品中滴加盐酸,能将盐酸氧化为Cl2,即使没有也会产生气体,无法确定是否含,D错误;
故选C。
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,漏选得2分,多选错选不得分)
11. 某化学学习小组探究FeSO4与“84消毒液的反应过程,向酸化的FeSO4溶液中逐滴滴入“84消毒液,780s时停止滴入;滴加过程中bc、cd段产生刺激性气味的气体。采用pH传感器测得溶液的pH随时间t(s)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. ab段中有部分Fe2+变成了Fe3+
B. bc段的主要反应为
C. cd段产生刺激性气味气体的反应为ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O
D. de段pH减小的原因是氯气溶于水反应产生酸性物质
【答案】B
【解析】
【详解】A.ab段,溶液由浅绿色变为黄色,则表明有部分Fe2+变成了Fe3+,A正确;
B.bc段,有红褐色沉淀生成,并产生刺激性气味的气体,则生成Fe(OH)3沉淀和Cl2,溶液呈酸性,方程式中不能出现OH-,则主要反应为ClO-+2Fe2++5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+,同时发生反应ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,B错误;
C.cd段产生刺激性气味气体为Cl2,依据B选项的分析,反应为ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,C正确;
D.de段pH减小,可能是氯气溶于水后,与水发生反应Cl2+H2OHCl+HClO,产生了酸性物质,D正确;
故选B。
12. 某溶液X中可能含有Na+、、Ba2+、Fe2+、Mg2+、Cl-、、、中的一种或几种。取该溶液进行连续实验,实验过程如图所示,下列有关推理错误的是
A. 溶液X中一定不存在的阴离子为和
B. 生成气体A的离子方程式为3Fe2+++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
C. 气体D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
D. 溶液G中一定含有的阳离子为H+、Mg2+、Fe3+、Fe2+
【答案】D
【解析】
【分析】溶液X加入过量稀硫酸生成沉淀C为硫酸钡,说明X中存在Ba2+,则一定不存在和,故气体A为被还原生成NO气体,还原剂是Fe2+,一定含有、Fe2+,溶液B加入过量NaOH溶液生成气体D为氨气,一定含有,沉淀F一定含有Fe(OH)3,可能含有Mg(OH)2和Fe(OH)2;
【详解】A.溶液X加入过量稀硫酸生成沉淀C为硫酸钡,说明X中存在Ba2+,则一定不存在和,故A正确;
B.气体A为NO,生成NO的离子方程式为3Fe2+++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,故B正确;
C.气体D为氨气,氨气是碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故C正确;
D.沉淀F一定含有Fe(OH)3,可能含有Mg(OH)2和Fe(OH)2,则溶液G中一定含有的阳离子为H+、Fe3+,可能含有Mg2+和Fe2+,故D错误;
故选D。
13. 为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)
实验目的
玻璃仪器
试剂
A
模拟喷泉实验
圆底烧瓶、导气管、烧杯、铁架台、胶头滴管、止水夹
干燥的二氧化碳气体、蒸馏水
B
制备胶体
烧杯、酒精灯、胶头滴管
1 mol/L氢氧化钠溶液、1mol/L氯化铁溶液
C
检验某补铁口服液中铁元素的价态
试管、胶头滴管
某补铁口服液、氯水、KSCN溶液
D
利用反萃取原理从碘的四氯化碳溶液中获取碘单质
漏斗、烧杯、玻璃棒、分液漏斗
稀硫酸、氢氧化钠溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】CD
【解析】
【详解】A.二氧化碳在水中的溶解度不大,不能用来作喷泉实验,所选试剂不对,A错误;
B.向沸水中滴加饱和氯化铁溶液制备氢氧化铁胶体,所选试剂不对,B错误;
C.取某补铁口服液于小试管中,先加KSCN溶液,变色则含Fe3+;若不变色,再加氯水变色,则含Fe2+,可确定某补铁口服液中铁元素的价态,C正确;
D.碘的四氯化碳溶液中加入氢氧化钠浓溶液,碘发生歧化反应生成碘化钠和次碘酸钠,用分液漏斗分液回收四氯化碳,水相中加入硫酸,酸性条件下碘化钠和次碘酸钠发生归中反应生成碘沉淀,过滤获取碘单质,D正确;
故选CD。
14. 某混合物X由、、Cu、中的一种或几种物质组成,某校课外兴趣小组设计如图实验方案进行探究:
途径a:
途径b:
下列对混合物×成分的分析错误的是
A. Cu的质量为3.2g B. 的质量为3g
C. 的质量为0g D. 的质量为3g
【答案】B
【解析】
【分析】途径Ⅰ得到的4.92g固体部分溶于NaOH溶液,说明X中含有二氧化硅,且m(SiO2)=4.92g-1.92g=3g,剩余的1.92g固体为单质铜;又途径Ⅰ加入过量盐酸时得到蓝色溶液,则发生反应、,铜有剩余,说明Fe3+全部转化为Fe2+,则加入过量盐酸时发生的反应可写成。途径Ⅲ溶于NaOH溶液的固体质量为9.4g-6.4g=3g,恰好为SiO2的质量,说明X中不含Al2O3;6.4g固体为Fe2O3、Cu的混合物,加入过量盐酸发生反应,剩余1.92gCu,故Fe2O3的质量为,Cu的质量为6.4g-3.2g=3.2g。
【详解】A.由分析可知Cu的质量为3.2g,A正确;
B.由分析可知Fe2O3的质量为3.2g,B错误;
C.由分析可知X中不含Al2O3,C正确;
D.由分析可知SiO2的质量为3g,D正确;
故选B。
15. 在Pt-BaO催化下,NO的“储存-还原”过程如图1所示。其中“还原”过程依次发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,各气体的物质的量变化如图2所示。
下列说法错误的是
A. 与BaO的反应中,既是氧化剂,又是还原剂
B. 反应Ⅰ为
C. 反应Ⅱ中,最终生成的物质的量为0.15a mol
D. 反应Ⅰ和Ⅱ中消耗的的质量比是3∶5
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图可知NO和O2在Pt表面发生反应生成NO2,NO2和BaO反应生成Ba(NO3)2,与还原性气体氢气反应放出N2,则NO2中N由+4价变为+5价和0价,则NO2既是氧化剂,又是还原剂,A正确;
B.由图可知,第一步反应氢气与Ba(NO3)2作用生成NH3,方程式为,B正确;
C.由图可知,反应分两步进行,第二步反应为NH3还原Ba(NO3)2生成BaO和N2等,则可知,相应的关系式为:5NH3~4N2,图中氨气最大量为0.25mol,则最终生成N2的物质的量为0.2a mol,C错误;
D.第二步反应为NH3还原Ba(NO3)2生成BaO和N2等,根据得式电子守恒可知,5NH3~3Ba(NO3)2,再结合第一步反应Ba(NO3)2~2NH3,可知第一步为5Ba(NO3)2~10NH3,第二步为10NH3~3Ba(NO3)2,则反应Ⅰ和Ⅱ中消耗的Ba(NO3)2的质量比是5∶3,D错误;
故选CD。
三、非选择题(本题包括5小题,共60分)
16. 含氮化合物种类繁多,与我们的生产、生活都有着密切的联系。
Ⅰ.硝酸铵()既是一种重要的化工产品,又是一种常见的氮肥。某小组以粗氮(主要含氮气,还含(、CO、)为原料制备硝酸铵,其简易流程如图所示:
已知:(醋酸二氨合亚铜)溶液能吸收CO,但易被氧化,失去吸收CO的能力;连苯三酚碱性溶液能定量吸收。回答下列问题:
(1)粗氮“净化”时,需要通过足量的下列试剂,按气流从左至右,试剂的正确排序为___________(填序号)。
①碱石灰 ②连苯三酚碱性溶液 ③醋酸二氨合亚铜溶液
(2)“合成氨”中,分离出氨气,剩余气体循环利用,其目的是___________。“催化氧化1”的化学方程式为___________。
(3)“合成池”中氨气从下部进入,硝酸从上向下喷洒,其目的是___________。
Ⅱ.氮化硼(BN)是一种性能优异的新型材料,为白色难溶于水的粉末状固体,高温下易被氧化。实验室以硼粉(黑色)为原料制备氮化硼的装置如图。
(4)写出制备氮化硼的化学方程式___________。
(5)装置图中活塞的作用是___________。判断反应完全的实验现象是___________。
(6)为测定制得的氮化硼样品纯度,设计以下实验:
称取0.0625 g氮化硼样品,加入浓硫酸和催化剂,微热,使样品中的N元素全部转化为铵盐;向铵盐中加入足量NaOH溶液并加热,蒸出的氮用20.00 mL 0.1008 mol⋅L稀硫酸吸收;用0.1000 mol⋅LNaOH溶液滴定剩余硫酸,消耗NaOH溶液的平均体积为20.32 mL。则氮化硼样品的纯度为___________。
【答案】(1)②③① (2) ①. 提高原料利用率 ②.
(3)增大气体和液体的接触面积,提高反应速率
(4)
(5) ①. 调节气体流速,进而调整NH3和氧气通入比例 ②. 黑色粉末完全变成白色
(6)80%
【解析】
【分析】I:粗氮净化后得到纯净氮气,氮气与氢气再合成氨气,分离出液氨,剩余的氢气和氮气重复利用,氨气被氧气催化氧化得到NO,NO再被氧化得到NO2,之后NO2、O2和水反应得到硝酸,硝酸再和氨气反应得到硝酸铵。
Ⅱ:用NH3、硼粉为原料制备BN晶体,根据装置图可知,调节气体流速,进而调整NH3和氧气通入比例后,氨气在三井烧瓶中生成BN,反应中有尾气要注意处理。在三颈烧瓶中制备BN反应为:。
【小问1详解】
粗氮中的杂质有CO2、CO、O2及水蒸气,CH3COO[Cu(NH3)2]溶液能吸收CO,但易被O2氧化,失去吸收CO的能力;连苯三酚碱性溶液能定量吸收O2,所以需先用连苯三酚碱性溶液吸收氧气,再用CH3COO[Cu(NH3)2]溶液吸收CO,之后用碱石灰吸收CO2和水蒸气,所以顺序为②③①;
【小问2详解】
合成氨是可逆反应,未反应的N2、H2再循环利用,可提高原料利用率;NH3被催化氧化生成NO,化学方程式为:;
【小问3详解】
采用逆流操作的目的是:增大气体和液体的接触面积,提高反应速率;
【小问4详解】
根据分析,制备氮化硼的化学方程式:;
【小问5详解】
装置图中活塞的作用是:调节气体流速,进而调整NH3和氧气通入比例;根据氮化硼是白色难溶于水的粉末状固体,硼粉是黑色的,氮化硼高温下易被氧化,当三颈烧瓶中出现黑色粉末完全变成白色现象时反应结束;
【小问6详解】
根据题意可找出关系式:。氨气、氢氧化钠与硫酸反应的方程式为:、。氨气先与硫酸反应,氢氧化钠中和过量的硫酸,故与氨气反应的硫酸为:,根据关系式,BN样品的纯度为:。
17. 三氯化铬是常用的媒染剂和催化剂,易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化。实验室用和(沸点76.8℃)在高温下制备无水,同时生成气体。可利用下面装置模拟制取三氯化铬(、为气流控制开关)
已知:①气体有毒,遇水发生水解产生两种酸性气体。
②碱性条件下,可将氧化为(黄色):酸性条件下,将(橙色)还原为(绿色)。
(1)实验装置合理的连接顺序为a-h-i___________(填仪器接口字母标号)。
(2)步骤如下:
ⅰ.连接装置,检查装置气密性,装入药品并通;
ⅱ.加热反应管至400℃;
ⅲ.控制开关,加热,温度保持在50℃∼60℃之间;
ⅳ.加热石英管继续升温至650℃,直到E中反应基本完成,切断管式炉的电源;
ⅴ.停止A装置水浴加热,继续通入一段时间;
ⅵ.装置冷却后,结束制备实验。
①步骤ⅰ中,开关、的状态分别为___________。
②步骤ⅴ目的是___________。
(3)从安全的角度考虑,整套装置的不足是___________。
(4)装置D中反应的离子方程式为___________。
(5)测定产品中质量分数的实验步骤如下:
Ⅰ.取5 g产品,在强碱性条件下,加入过量的30%溶液,小火加热使完全转化为,继续加热一段时间:
Ⅱ.冷却后,滴入适量的稀硫酸和浓磷酸(浓磷酸的作用是防止指示剂提前变色),使转化为,再加适量的蒸馏水将溶液稀释至100mL;
Ⅲ.取25.00 mL溶液,加入适量浓硫酸混合均匀,滴入3滴试亚铁灵作指示剂,用新配制的1.000 mol/L的标准溶液滴定,溶液由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点,重复2~3次,平均消耗标准溶液21.00 mL。
①该样品中的质量分数为___________%(保留小数点后两位,)
②下列操作将导致产品中质量分数测定值偏低的是___________(填标号)。
A.步骤I中未继续加热一段时间
B.步骤Ⅲ中所用溶液已变质
C.步骤Ⅱ中未加浓磷酸
D.步骤Ⅲ中读数时,滴定前俯视,滴定后平视
【答案】(1)debcfg
(2) ①. K1开,K2关 ②. 将COCl2完全排入装置D被充分吸收,并将生成的CrCl3全部吹入C中充分吸收
(3)升华的三氯化铬易凝华,堵塞导管
(4)
(5) ①. 88.76 ②. AC
【解析】
【分析】三氯化铬易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化,所以实验过程中要确保装置内不能存在氧气和水蒸气,A装置的作用是用N2将CCl4导入装置参与反应,B装置作用是防止水蒸气进入反应装置,C装置作用是收集气体,D装置是处理COCl2尾气,E装置是发生装置。整个反应流程先用干燥的N2排除装置内空气,然后再通入N2将CCl4气体带入装置,与E中的CrO2反应,生成的COCl2有毒气体用C装置收集,与D装置中NaOH溶液反应从而进行吸收处理,为防止D装置中水蒸气进入反应装置,还有在C和D装置中间加一个干燥装置C,据此分析解题。
【小问1详解】
根据分析,装置的排序是AECBD,首先用干燥的N2排除装置空气,则反应前C装置内应该充满N2,要收集的气体为COCl2,其密度大于N2,所以COCl2从d进入,因此,实验装置合理的连接顺序为ahi(或ih)debcf(g),故答案为:debcfg;
【小问2详解】
①K1开,K2关,使得N2能进入装置排尽空气而不会带入CCl4;
②反应结束后还需要持续通入N2一段时间,目的是:将COCl2完全排入装置D被充分吸收,并将生成的CrCl3全部吹入C中充分吸收;
【小问3详解】
三氯化铬容易受热升华,温度降低后容易在导管内凝华,从而堵塞导管,故答案为:升华的三氯化铬易凝华,堵塞导管;
【小问4详解】
根据元素分析,COCl2水解生成的两种酸性气体是HCl和CO2,COCl2和NaOH溶液反应的离子方程式为:;
【小问5详解】
①和Fe2+的反应为,根据原子守恒可得关系式为,则样品中n(CrCl3)=, m(CrCl3)=nM=2.8×10-2mol×158.5g/mol=4.438g,则样品中CrCl3的质量分数为;
②A.步骤Ⅰ中未继续加热一段时间,由于过量的H2O2的存在,在步骤Ⅱ中会还原为Cr3+,则滴定时消耗标准溶液硫酸亚铁铵体积减小,测定的CrCl3质量分数偏低,A符合题意;
B.若步骤Ⅲ中所用(NH4)2Fe(SO4)2溶液已变质,则消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积将偏大,n(CrCl3)和m(CrCl3)都将偏大,使CrCl3质量分数的测定值偏高,B不合题意;
C.若步骤Ⅱ中未加浓磷酸,将导致滴定终点提前,即导致消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积将偏小,n(CrCl3)和m(CrCl3)都将偏小,使CrCl3质量分数的测定值偏低,C符合题意;
D.若步骤Ⅲ中读数时,滴定前俯视,滴定后平视,将导致消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积将偏大,n(CrCl3)和m(CrCl3)都将偏大,使CrCl3质量分数的测定值偏高,D不合题意;
故选AC。
18. 硫酸镍常用于制作电池电极材料及催化剂。从富镍精矿渣制备硫酸镍晶体的一种流程如图:
已知:ⅰ.富镍精矿渣中含有镍、铁、铜、钙、镁等元素,其中镍主要以和形式存在,和均难溶于水;铁主要以形式存在。
ⅱ.镍浸出液中含有的阳离子主要有等。
(1)富镍精矿渣在溶解前,需经破碎,目的是_______。溶渣时,需向富镍精矿渣中加入硫酸并加热,同时加入氧化剂。
(2)沉铁
①已知:在硫酸盐溶液中,当有足量,控制溶液的为时,生成溶度积极小的黄钠铁矾。该反应的离子方程式是_______。向镍浸出液中不断加入,利用黄钠铁矾法除铁。不断加入的作用是_______。
②当浓度降到较低后,继续采用针铁矿法除铁。控制溶液的为,在温度的条件下,缓慢沉淀形成针铁矿。结合平衡移动原理,解释生成的原因_______。
(3)沉铜。向滤液1中加入活性固体,使转化为渣。在硫化镍用量为理论用量的1.6倍、反应温度的条件下,不同反应时间对硫化镍除铜效果的影响如图。30分钟后,渣中铜镍比大幅度降低的可能原因是_______。已知:一定条件下,可以部分转化为,同时释放出部分。
(4)向滤液2中加入溶液,经过滤得到较纯净的溶液。沉淀的主要成分是_______。
(5)溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤可获得晶体。采用法测定晶体中结晶水的含量。[法测定金属阳离子含量的方程式为:]。
步骤一:标定取的标准溶液于锥形瓶中,用溶液滴定至终点,消耗溶液的体积为。
步骤二:称取样品,配制溶液,取进行滴定,消耗溶液的体积为。_______。[列出表达式,已知]
【答案】(1)增大接触面积,增大化学反应速率,提高镍浸出率
(2) ①. ②. 中和反应生成的酸,调节溶液;提供足够的 ③. ,控制溶液为,升温,都有利于平衡正移,生成。
(3)部分转化为,使释放出的与反应生成进入渣中,使而铜镍比降低
(4)CaF2、MgF2
(5)
【解析】
【分析】富镍精矿渣中含有镍、铁、铜、钙、镁等元素,其中镍主要以和的形式存在,和均难溶于水;铁主要以形式存在,溶渣时,向富镍精矿渣中加入硫酸并加热,各物质转化为对应的硫酸盐,同时加入氧化剂,氧化亚铁离子为铁离子,在硫酸盐溶液中,加入足量Na+,控制溶液的pH为1.6~1.8时,生成溶度积极小的黄钠铁矾,当Fe3+浓度降到较低后,继续采用针铁矿法除铁,控制溶液的pH为4.2~4.5,在温度80℃的条件下,Fe3+缓慢沉淀形成针铁矿(FeOOH),向滤液1中加入活性NiS固体,使Cu2+转化为CuS渣,向滤液2中加入NaF溶液生成氟化钙、氟化镁沉淀,过滤除去钙离子,得到较纯净的NiSO4溶液,NiSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤可获得NiSO4·nH2O晶体,据此解答。
【小问1详解】
富镍精矿渣在溶解前,需经破碎,目的是增大接触面积,加快反应速率,提高镍浸出率;
【小问2详解】
①在硫酸盐溶液中,当有足量Na+,控制溶液的pH为1.6~1.8时,生成溶度积极小的黄钠铁矾,反应的离子方程式为,向镍浸出液中不断加入Na2CO3,消耗氢离子,增大钠离子浓度,使反应正向进行,提高产率,不断加入Na2CO3的作用是消耗氢离子,增大钠离子浓度,使反应正向进行,提高产率;
②控制溶液的pH为4.2~4.5,在温度80℃的条件下,Fe3+缓慢沉淀形成针铁矿(FeOOH),反应为2Fe3++4H2O2FeOOH+6H+,pH增大,氢离子浓度减小,升高温度,均导致平衡正向移动,从而生成FeOOH;
【小问3详解】
由于CuS部分转化CuO,同时释放出部分S2-,使Ni2+生成NiS,因此30分钟后,渣中铜镍比大幅度降低。
【小问4详解】
根据分析,沉淀的主要成分是CaF2、MgF2;
【小问5详解】
根据EDTA~ZnCl2可知EDTA溶液的浓度为mol/L,根据EDTA~NiSO4·nH2O可知mgNiSO4·nH2O的物质的量是mol=mol,因此,解得n=。
19. 化合物(H)主要用于治疗炎症反应及自身免疫性疾病的小分子药物,其合成路线如下图所示:
已知:。
回答下列问题:
(1)物质A的化学名称为___________(用系统命名法),物质D核磁共振氢谱会显示___________组峰。
(2)物质E的结构简式为___________,G→H的反应类型为___________,区分物质G和H所用的试剂是___________。
(3)物质F还可以与苯乙酸反应合成物质I
Ⅰ进一步反应生成物质G,则物质F合成物质Ⅰ的方程式为___________。
(4)M的分子式比物质C少一个,则满足下列条件的M的同分异构体有___________种。
①能发生银镜反应,但不能发生水解反应②1 mol同分异构体最多能与3 mol NaOH反应
(5)参照上述信息,写出以对苯二甲醇和对苯二乙酸为原料制备的合成路线(其他试剂任选)___________。
【答案】(1) ①. 5-甲基-1,3-苯二酚 ②. 5
(2) ①. ②. 取代反应 ③. FeCl3溶液
(3) (4)16
(5)
【解析】
【分析】根据F的结构简式,可知A中含苯环,结合A的分子式,可推出A为:,结合B的分子式和F的结构简式,B为:,B发生氧化反应得到C:,根据分子式可得D为:,D到E发生还原反应,E为:,根据第3小问信息,结合G的分子式,G为:,G到H发生取代反应。
【小问1详解】
A为:,系统命名法命名为:5-甲基-1,3-苯二酚;D为:,数字代表不同化学环境的氢原子,核磁共振氢谱中有5组峰;
【小问2详解】
物质E的结构简式为:;G→H的反应类型为取代反应,物质G含有酚羟基,遇FeCl3溶液显紫色,H没有酚羟基,所以区分物质G和H所用的试剂是FeCl3溶液;
【小问3详解】
根据题中信息,物质F还可以与苯乙酸反应合成物质I,化学方程式为:;
【小问4详解】
M的分子式比物质C少一个CH2,则分子式为C8H8O4,①能发生银镜反应,但不能发生水解反应,说明有醛基,没有酯基;②1mol同分异构体最多能与3molNaOH反应,说明有三个酚羟基。如果有三个酚羟基和一个-CH2CHO:、、(数字代表-CH2CHO的位置),共有六种结构,如果有三个酚羟基和一个-CHO、一个-CH3:、、、、、(数字代表-CH3位置),共10种,综上共16种;
【小问5详解】
参照题中E到F的反应,反应生成,与发生聚合反应得到,根据已知信息:,加热得到产物,故合成路线为:。
20. 化合物1是一种用于合成缓解肌肉痉挛药物的中间体,其合成路线如下:
已知:①
②
(1)有机物Ⅰ与L生成M的反应类型为___________。有机物H中手性碳原子的个数为___________。
(2)设计步骤A到B的原因是___________。
(3)①过量下列物质的水溶液与有机物D反应生成,该物质是___________。
A. NaCl B. NaOH C. D.
②试从氢键的角度解释D在冷水中溶解度小而加热时溶解度增大的原因___________。
(4)乙醛在强碱溶液中加热反应完毕后,对该反应产物叙述正确的是___________。
A. 存在顺反结构 B. 能使溴水或酸性溶液褪色
C. 与乙醛互为同系物 D. 1 mol该物质只能与1 mol加成
(5)已知K是一种二元醛,请写出K与新制氢氧化铜悬浊液(NaOH过量)反应的化学方程式___________。
(6)参考上述信息,写出以甲苯和为原料制备的合成路线(其他试剂任选)___________。
【答案】(1) ①. 缩聚反应 ②. 1
(2)保护羟基,防止被高锰酸钾溶液氧化
(3) ①. D ②. D分子间通过氢键相结合,加热时氢键被破坏,有利于D的溶解 (4)AB
(5) (6)
【解析】
【分析】根据流程可以知道A和CH3I发生取代反应生成B,B在高锰酸钾作用下生成C,C和溴化氢发生反应生成D,D和SOCl2发生取代反应生成E,E和生成F,F发生已知信息第一个反应,生成G,H的结构式为:,I的结构式为,J的产物不唯一,K的结构简式为,L的结构简式为;
【小问1详解】
①L是二元羧酸,I是二元醇,二者发生酯化反应生成聚酯,属于缩聚反应故答案为:缩聚反应;
②H分子中手性碳原子只有一种,如图所示:
【小问2详解】
A到B步骤的原因是保护羟基,防止被高锰酸钾溶液氧化,故答案是:保护羟基,防止被高锰酸钾溶液氧化;
【小问3详解】
①根据分析知道,D的分子式为C7H6O3,经过变化得到C7H5O3Na,说明参加反应的物质只和羧基反应,不和酚羟基反应;
A.羧基和羟基都不和NaCl反应;
B.羧基和羟基都和NaOH反应;
C.羧基和羟基都不和Na2CO3反应;
D.羧基和碳酸氢钠反应而和羟基不反应;
故答案为:D;
②D分子间通过氢键相结合,加热时氢键被破坏,有利于D的溶解;故答案为:D分子间通过氢键相结合,加热时氢键被破坏,有利于D的溶解;
【小问4详解】
根据已知信息第二条,乙醛在强碱性加热条件下的反应为2CH3CHO
A.根据结构分析,就是存在顺反异构体,A正确;
B.既有碳碳双键又有醛基,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色也可以使溴水褪色,B正确;
C.该分子的不饱和度是2,而乙醛不饱和度是1,不是同系物,C错误;
D.1mol该分子最多可以和2mol H2发生加成反应,D错误;故答案选:AB;
【小问5详解】
根据分析可知,K是,其和新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为:,故答案为:;
【小问6详解】
①甲苯和氯气在光照的条件下生成一氯甲苯;
②一氯甲苯在氢氧化钠水溶液中加热条件下发生水解反应,生成苯甲醇;
③苯甲醇发生催化氧化,生成苯甲醛;
④苯甲醛和Ph3PCH=COOC2H5在加热条件下,利用已知信息1,生成;
⑤和K3Fe(CN)6和OsO4的共同作用下,模仿流程中G→H,得到目标产物,具体流程如下:。
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