精品解析：江苏省无锡市南菁高级中学、江南大学附属中学2024-2025学年高三上学期暑期自主学习检测化学试题

江苏省无锡市南菁高级中学、江南大学附属中学2024-2025学年 高三上学期暑期自主学习检测化学试题 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5 Fe-56 V-51 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. 化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是 A. 将地沟油回收加工成燃料，可提高资源的利用率 B. 推广使用聚碳酸酯等可降解塑料，可减少“白色污染” C. 煤的干馏与石油的分馏均属于化学变化 D. 苯酚皂用于环境消毒，医用酒精可用于皮肤消毒，其原因是它们都可以杀死细菌 2. 用NaCN溶液浸取矿粉中金的反应为4Au+2H2O+8NaCN+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH。下列说法正确的是 A. H2O的空间结构为直线形 B. NaCN中含有离子键和共价键 C. 1mol[Au(CN)2]-中含有2molσ键 D. NaOH的电子式为 3. 下列实验操作或装置正确的是 A. 蒸发除去苯甲酸中的乙醇 B. 除去水中的苯酚 C. 实验室纯化工业乙酸乙酯 D. 用氢氧化钠溶液滴定醋酸溶液 4. 在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A. Cu2S(s)Cu(s)CuCl2(aq) B. N2(g)NH3(g)NO(g) C. SiO2(s)H2SiO3(s)Na2SiO3(aq) D Al2O3(s)Al(OH)3(s)Al2(SO4)3(aq) 5. 4-溴甲基-1-环己烯的一种合成路线如下： 下列说法正确的是 A. 化合物X、Y、Z中均有一个手性碳原子 B. ①、②的反应类型依次为加成反应、取代反应 C. 由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液，加热 D. 化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化，再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X 阅读下列资料，完成下面小题。 废旧磷酸铁锂电池中电极片主要由、铝箔、少量铜及炭黑组成，回收Fe、Li的具体流程如下： 已知：溶于酸，不溶于碱；、在常温下的溶解度分别为34.2g、1.3g。 6. 下列关于Li、O、Al、S、Fe元素及其化合物的叙述错误的是 A. 中基态亚铁离子的电子排布式： B. 甲烷和三氧化硫都是极性键构成的非极性分子 C. 单质硫和金刚石晶体类型不同 D. 简单气态氢化物的热稳定性： 7. 上述流程中各步反应的离子方程式正确的是 A. 铝箔溶于过量碱液： B. 酸浸液中水解： C. 滤液中加入试剂X时发生的主要反应： D. 滤渣1中加入和可发生反应： 8. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A. 具有两性，可用作塑料制品的阻燃剂 B. 具有强氧化性，可用于杀菌消毒 C. 炭黑硬度大，可用于电极材料 D. 铜的金属活动性比铁弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀速率 9. 五倍子是一种常见的中草药，其有效成分为X，在一定条件下X可分别转化为Y、Z。 下列关于X、Y、Z的说法正确的是 A. Y分子中含有两种官能团 B. X分子能发生取代、氧化和消去反应 C. Z分子与NaOH溶液反应时最多可消耗7 mol NaOH D. Y分子与氢气发生加成反应的产物中含有两个手性碳原子 10. 抗氧化剂香豆酰缬氨酸乙酯(Z)可由图中反应制得。 下列关于化合物X、Y、Z说法不正确的是 A. 化合物X的分子式为C9H8O3 B. 化合物Y中所含元素的电负性：O>N>C>H C. 化合物Z中的含氧官能团有酯基、酰胺基、羟基 D. 1mol化合物Z最多能与含1mol Br2的溴水发生反应 11. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 向丙烯醛中加入足量新制氢氧化铜悬浊液，加热至不再生成红色沉淀，静置，向上层清液中滴加溴水。观察溴水是否褪色。 若溴水褪色证明丙烯醛中含有碳碳双键 B 将pH相同的溶液和溶液均稀释10倍后，用pH计测量，比较溶液pH大小 C 170℃下，加热乙醇与浓硫酸的混合溶液，将产生的气体通入酸性溶液，观察溶液颜色变化 乙醇脱水后生成乙烯 D 向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入过量NaOH溶液，振荡后静置分液 提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯 A. A B. B C. C D. D 12. 室温下，通过下列实验探究NaHCO3溶液的性质。 实验 实验操作和现象 1 用pH试纸测得0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pH约为8 2 向0.1mol·L-1NaHCO3溶液中加入过量0.1mol·L-1Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀 3 向0.1mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1mol·L-1NaOH溶液 4 向浓NaHCO3溶液中加入浓Al2(SO4)3溶液，有气体和沉淀生成 下列说法不正确的是 A. 实验1的溶液中存在c(H2CO3)>c(CO) B. 实验2所得上层清液中存在c(Ba2+)·c(CO)=Ksp(BaCO3) C. 实验3反应后的溶液中存在c(OH—)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3) D. 实验4中生成的气体是CO2 13. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是 A. 反应的焓变 B. 的平衡选择性随着温度的升高而增加 C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃ D. 450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 五氧化二钒(V2O5)是广泛用于冶金、化工等行业的催化剂。由富钒废渣制备V2O5的一种流程如下： 已知：i．NaVO3溶于水，NH4VO3难溶于水。 ii．部分含钒(五价)物质在水溶液中的主要存在形式： pH <1.0 10～4.0 4.0～6.0 6.0～8.5 8.5～13.0 >13.0 主要存在形式 V2O5 多钒酸根 多钒酸根 备注 多钒酸盐在水中溶解度较小 （1）“酸浸”时，MnO2将VO+转化为离子反应方程式为___________。 （2）通过“调pH、萃取、反萃取”等过程，可制得NaVO3溶液。 已知能被有机萃取剂(简称ROH)萃取，其萃取原理可表示为：。 ①萃取前，加盐酸调节溶液的pH为7的目的是___________。 ②反萃取中，反萃取率随着pH的升高呈现先增大后减小的趋势的原因是___________。 （3）“沉钒”时，向pH为8的NaVO3溶液中加入NH4Cl溶液，析出NH4VO3沉淀。沉钒温度需控制在70℃左右，温度不能过高的原因是___________。 （4）NH4VO3在空气中灼烧得V2O5。为测定回收所得V2O5样品的纯度，进行如下实验：称取1.000g灼烧后的样品，用稀硫酸溶解、定容得100mL(VO2)2SO4溶液。量取20.00mL溶液放入锥形瓶中，加入过量的5.00mL0.5000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液，再用0.01000mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液12.00mL。 已知：； 。 计算V2O5样品的纯度(写出计算过程)。___________。 （5）用活化后的V2O5作催化剂，NH3将NO还原为N2的一种反应历程如图所示。V2O5与H2O形成能提供质子的酸性位，NH3以“氢键”形式吸附在酸性位上生成“中间体X”；NO与X反应生成不稳定的“过渡态”物质，随后分解生成N2和H2O。“中间体X”的结构式可表示为：___________。 15. 化合物F是一种可以保护胃黏膜的新药，其一种合成路线如下： （1）A→B时可能生成一种分子式为的副产物，该副产物的结构简式为_______。 （2）B→C反应类型为_______。 （3）C→D的转化中，X的分子式为()，则X的结构简式为_______。 （4）D→E转化中有机物的溴原子被—OH取代可得到化合物Y，写出满足下列条件的Y的一种同分异构体的结构简式_______。 ①能使溴的四氯化碳溶液褪色； ②分子中含有硝基； ③苯环上一氯取代物只有一种，核磁共振氢谱中有3个峰。 （5）已知： ，请写出以A、和原料制备合成路线流程图_______(无机试剂及有机溶剂任选) 16. 利用某工厂废水(主要成分含有、、及少量、、)制备溶液实验流程如下： 已知：①溶液中金属离子的浓度小于时，可视为沉淀完全。 ②室温下，，，。 （1）①“氧化”后溶液中大量减少的阳离子有___________。(填离子符号) ②调节pH=4的目的是___________。 （2）流程中分两步除杂而不采用直接加溶液除杂，除了减少的使用量之外，还可能的原因是：___________。 （3）利用如图装置，采用溶液、溶液可制得沉淀，同时产生气体。该反应的离子方程式为___________。分液漏斗中盛装的溶液A为___________(填“”或“”)。 （4）设计以溶液为原料制备纯净的脱硫剂的实验方案：取一定体积溶液，按比例加入溶液充分混合，___________，将所得固体干燥。 (已知：实验中须使用的试剂：溶液、溶液) 17. 一种药物中间体有机物F的合成路线如下： （1）C →D的反应类型为 _______。 （2）原料A中混有杂质，则E中会混有与E互为同分异构体的副产物 X，X也含有1个含氮五元环。该副产物X的结构简式为 _______。 （3）D→E反应过程分两步进行，步骤①中D与正丁基锂反应产生化合物Y( )，步骤②中Y再通过加成、取代两步反应得到E．则步骤②中除E外的另一种产物的化学式为_______。 （4）A的一种同分异构体同时满足下列条件，写出其结构简式：_______。 ①含有手性碳原子，且能使溴的CCl4溶液褪色。 ②酸性条件下水解能生成两种芳香族化合物，其中一种产物分子中不同化学环境的氢原子个数比是1：2，且能与NaHCO3溶液反应。 （5）已知：格氏试剂(RMgBr，R为烃基)能与水、羟基、羧基、氨基等发生反应。写出以、CH3MgBr为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 江苏省无锡市南菁高级中学、江南大学附属中学2024-2025学年 高三上学期暑期自主学习检测化学试题 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5 Fe-56 V-51 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. 化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是 A. 将地沟油回收加工成燃料，可提高资源的利用率 B. 推广使用聚碳酸酯等可降解塑料，可减少“白色污染” C. 煤的干馏与石油的分馏均属于化学变化 D. 苯酚皂用于环境消毒，医用酒精可用于皮肤消毒，其原因是它们都可以杀死细菌 【答案】C 【解析】 【详解】A．地沟油对人体有害，将地沟油回收加工成燃料，可充分利用资源，A正确； B．聚碳酸酯可降解，可减少“白色污染”，B正确； C．煤的干馏是化学变化，但石油的分馏属于物理变化，C错误； D．苯酚和酒精都能使蛋白质变性，可用于杀菌消毒，D正确； 答案选C。 2. 用NaCN溶液浸取矿粉中金的反应为4Au+2H2O+8NaCN+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH。下列说法正确的是 A. H2O的空间结构为直线形 B. NaCN中含有离子键和共价键 C. 1mol[Au(CN)2]-中含有2molσ键 D. NaOH的电子式为 【答案】B 【解析】 【详解】A．H2O的空间结构为V形，A错误； B．NaCN中Na+与CN-间形成离子键，CN-中C和N之间形成共价键，B正确； C．[Au(CN)2]-中CN-内含有1个σ键，Au与CN-间形成配位键也是σ键，故1mol[Au(CN)2]-中含有4molσ键，C错误； D．NaOH的电子式为，D错误； 故选B。 3. 下列实验操作或装置正确的是 A. 蒸发除去苯甲酸中的乙醇 B. 除去水中的苯酚 C. 实验室纯化工业乙酸乙酯 D. 用氢氧化钠溶液滴定醋酸溶液 【答案】C 【解析】 【详解】A．除去苯甲酸中的乙醇应该使用蒸馏的方法，A错误； B．苯酚微溶于水，形成浊液，过滤不能分离，B错误； C．乙酸乙酯的沸点较低，可以蒸馏纯化，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。 故选C。 4. 在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A. Cu2S(s)Cu(s)CuCl2(aq) B. N2(g)NH3(g)NO(g) C. SiO2(s)H2SiO3(s)Na2SiO3(aq) D. Al2O3(s)Al(OH)3(s)Al2(SO4)3(aq) 【答案】B 【解析】 【详解】A．Cu2S与O2在高温下反应生成CuO和SO2，得不到Cu，且Cu与HCl溶液不反应，故A错误； B．氮气和氢气在高温高压催化剂作用下可得到氨气，氨气和氧气发生催化氧化可得一氧化氮，故B正确； C．SiO2不能与水反应生成H2SiO3，故C错误； D．Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2，故D错误； 故选B。 5. 4-溴甲基-1-环己烯的一种合成路线如下： 下列说法正确的是 A. 化合物X、Y、Z中均有一个手性碳原子 B. ①、②的反应类型依次为加成反应、取代反应 C. 由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液，加热 D. 化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化，再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X 【答案】A 【解析】 【详解】A．连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，X、Y、Z连接支链的碳原子为手性碳原子，A正确； B．由官能团的转化可知1，3-丁二烯与丙烯酸乙酯发生加成反应生成X，X发生还原反应生成Y，B错误； C．由化合物Z一步制备化合物Y，应发生水解反应，应在氢氧化钠的水溶液中并加热条件下进行，C错误； D．Y中含有碳碳双键，也可被酸性高锰酸钾溶液氧化，不会被氧化成环己甲酸，故不能再与乙醇在浓硫酸催化下酯化制得化合物X，D错误； 答案选A。 阅读下列资料，完成下面小题。 废旧磷酸铁锂电池中电极片主要由、铝箔、少量铜及炭黑组成，回收Fe、Li的具体流程如下： 已知：溶于酸，不溶于碱；、在常温下的溶解度分别为34.2g、1.3g。 6. 下列关于Li、O、Al、S、Fe元素及其化合物的叙述错误的是 A. 中基态亚铁离子的电子排布式： B. 甲烷和三氧化硫都是极性键构成的非极性分子 C. 单质硫和金刚石晶体类型不同 D. 简单气态氢化物的热稳定性： 7. 上述流程中各步反应的离子方程式正确的是 A. 铝箔溶于过量碱液： B. 酸浸液中水解： C. 滤液中加入试剂X时发生的主要反应： D. 滤渣1中加入和可发生反应： 8. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A. 具有两性，可用作塑料制品的阻燃剂 B. 具有强氧化性，可用于杀菌消毒 C. 炭黑硬度大，可用于电极材料 D. 铜的金属活动性比铁弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀速率 【答案】6. A 7. D 8. B 【解析】 【分析】废旧磷酸铁锂电池中电极片主要由、铝箔、少量铜及炭黑组成。加过量碱液溶解铝箔，过滤，得生成偏铝酸钠溶液和滤渣1，滤渣1加硫酸溶解，加双氧水把Fe2+氧化为Fe3+，双氧水把铜氧化为硫酸铜，过滤，滤渣2是炭黑，酸浸液调节pH生成红褐色氢氧化铁沉淀，过滤，滤液加碳酸铵生成碳酸锂沉淀。 【6题详解】 A. 中基态亚铁离子的电子排布式为，故A错误； B. 甲烷是正四面体结构，三氧化硫是平面三角形，结构对称，都是极性键构成的非极性分子，故B正确； C. 单质硫是分子晶体，金刚石是共价晶体，晶体类型不同，故C正确； D. O的非金属性大于S，简单气态氢化物的热稳定性：，故D正确； 选A； 【7题详解】 A. 铝箔溶于过量碱液生成偏铝酸盐和氢气，反应的离子方程式为，故A错误； B. 酸浸液中是多元弱酸根离子，分步水解，水解的离子方程式为，故B错误； C. 的溶解度较小，在滤液中加入试剂X时生成碳酸锂沉淀，发生的主要反应为，故C错误； D. 滤渣1中加入和，酸性条件下，铜被双氧水氧化为铜离子，可发生反应：，故D正确； 选D； 【8题详解】 A．可用作塑料制品的阻燃剂，是因为氢氧化铝受热分解吸热，且分解生成水，故不选A； B．具有强氧化性，可用于杀菌消毒，故B正确； C．炭黑可用于电极材料，是因为炭黑能导电，故不选C； D．铁比铜活泼，在海轮外壳上装若干铜块，铁为负极，可加快钢铁的腐蚀，应该在海轮外壳上装若干活泼性大于铁的金属锌以减缓其腐蚀速率，故不选D； 选B。 9. 五倍子是一种常见的中草药，其有效成分为X，在一定条件下X可分别转化为Y、Z。 下列关于X、Y、Z的说法正确的是 A. Y分子中含有两种官能团 B. X分子能发生取代、氧化和消去反应 C. Z分子与NaOH溶液反应时最多可消耗7 mol NaOH D. Y分子与氢气发生加成反应的产物中含有两个手性碳原子 【答案】D 【解析】 【详解】A．Y分子中含有羧基、羟基、碳碳双键三种官能团，A不正确； B．X分子中的羧基、羟基能发生取代反应，羟基能发生氧化反应，但不能发生消去反应，B不正确； C．Z分子与NaOH溶液反应，1mol-COOH、-OH各消耗1molNaOH，1mol-COO-可消耗2molNaOH，最多可消耗8 mol NaOH，C不正确； D．Y分子与氢气发生加成反应的产物中，“∗”处的碳原子为手性碳原子，共含有两个手性碳原子，D正确； 故选D。 10. 抗氧化剂香豆酰缬氨酸乙酯(Z)可由图中反应制得。 下列关于化合物X、Y、Z说法不正确的是 A. 化合物X的分子式为C9H8O3 B. 化合物Y中所含元素电负性：O>N>C>H C. 化合物Z中的含氧官能团有酯基、酰胺基、羟基 D. 1mol化合物Z最多能与含1mol Br2的溴水发生反应 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由X的结构简式可知其分子式为C9H8O3，A项正确； B．Y中有C、N、O、H四种元素，元素的非金属性越强，电负性越强，其电负性大小顺序为：O>N>C>H，B项正确； C．Z中含氧官能团有酯基、酰胺基、羟基，C项正确； D．1molZ中的碳碳双键与Br2发生1:1加成反应，酚羟基邻位氢原子能与溴水发生取代反应，消耗2molBr2，故1molZ最多能与含3Br2的溴水反应，D项错误； 答案选D。 11. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 向丙烯醛中加入足量新制氢氧化铜悬浊液，加热至不再生成红色沉淀，静置，向上层清液中滴加溴水。观察溴水是否褪色。 若溴水褪色证明丙烯醛中含有碳碳双键 B 将pH相同的溶液和溶液均稀释10倍后，用pH计测量，比较溶液pH大小 C 170℃下，加热乙醇与浓硫酸的混合溶液，将产生的气体通入酸性溶液，观察溶液颜色变化 乙醇脱水后生成乙烯 D 向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入过量NaOH溶液，振荡后静置分液 提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．向丙烯醛中加入过量新制氢氧化铜悬浊液，加热至不再生成砖红色沉淀，此时丙烯醛转化为丙烯酸盐，但此时溶液呈碱性，能与Br2反应，从而使溴水褪色，不能说明丙烯醛中含有碳碳双键，A错误； B．pH相同的HNO2溶液和CH3COOH溶液均稀释10倍后，酸性强的pH变化大，可证明Ka(HNO2) > Ka(CH3COOH)，故B正确； C．乙烯、挥发的乙醇、反应中产生的二氧化硫等可使酸性高锰酸钾溶液褪色，紫色褪去，不能证明乙醇脱水后生成乙烯，故C错误； D．乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中会发生水解反应，不能提纯乙酸乙酯，故D错误； 答案选B。 12. 室温下，通过下列实验探究NaHCO3溶液的性质。 实验 实验操作和现象 1 用pH试纸测得0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pH约为8 2 向0.1mol·L-1NaHCO3溶液中加入过量0.1mol·L-1Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀 3 向0.1mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1mol·L-1NaOH溶液 4 向浓NaHCO3溶液中加入浓Al2(SO4)3溶液，有气体和沉淀生成 下列说法不正确的是 A. 实验1的溶液中存在c(H2CO3)>c(CO) B. 实验2所得上层清液中存在c(Ba2+)·c(CO)=Ksp(BaCO3) C. 实验3反应后的溶液中存在c(OH—)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3) D. 实验4中生成的气体是CO2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．用pH试纸测得0.1mol/L碳酸氢钠溶液的pH约为8说明碳酸氢根离子在溶液中的水解程度大于电离程度，则溶液中碳酸的浓度大于碳酸根离子，故A正确； B．0.1mol/L碳酸氢钠溶液碳与过量0.1mol/L氢氧化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀、氢氧化钠和水，则实验2所得上层清液中存在着碳酸钡的溶解平衡，碳酸钡的溶度积Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)·c(CO)，故B正确； C．0.1mol/L碳酸氢钠溶液与等体积0.1mol/L氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，碳酸钠溶液中存在质子守恒关系c(OH—)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)，故C错误； D．浓碳酸氢钠溶液与浓硫酸铝溶液发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，故D正确； 故选C。 13. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是 A. 反应的焓变 B. 的平衡选择性随着温度的升高而增加 C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃ D. 450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值 【答案】D 【解析】 【详解】A．由盖斯定律可知反应的焓变，A错误； B．为放热反应，升高温度平衡逆向移动，的含量降低，故的平衡选择性随着温度的升高而降低，B错误； C．由图可知温度范围约为350~400℃时二氧化碳实际转化率最高，为最佳温度范围，C错误； D．450℃时，提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强反应I平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，均能使平衡转化率达到X点的值，D正确。 故选D。 点睛】 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 五氧化二钒(V2O5)是广泛用于冶金、化工等行业的催化剂。由富钒废渣制备V2O5的一种流程如下： 已知：i．NaVO3溶于水，NH4VO3难溶于水。 ii．部分含钒(五价)物质在水溶液中的主要存在形式： pH <1.0 1.0～4.0 4.0～6.0 6.0～8.5 8.5～13.0 >13.0 主要存在形式 V2O5 多钒酸根 多钒酸根 备注 多钒酸盐在水中溶解度较小 （1）“酸浸”时，MnO2将VO+转化为的离子反应方程式为___________。 （2）通过“调pH、萃取、反萃取”等过程，可制得NaVO3溶液。 已知能被有机萃取剂(简称ROH)萃取，其萃取原理可表示为：。 ①萃取前，加盐酸调节溶液的pH为7的目的是___________。 ②反萃取中，反萃取率随着pH的升高呈现先增大后减小的趋势的原因是___________。 （3）“沉钒”时，向pH为8的NaVO3溶液中加入NH4Cl溶液，析出NH4VO3沉淀。沉钒温度需控制在70℃左右，温度不能过高的原因是___________。 （4）NH4VO3在空气中灼烧得V2O5。为测定回收所得V2O5样品的纯度，进行如下实验：称取1.000g灼烧后的样品，用稀硫酸溶解、定容得100mL(VO2)2SO4溶液。量取20.00mL溶液放入锥形瓶中，加入过量的5.00mL0.5000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液，再用0.01000mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液12.00mL。 已知：； 。 计算V2O5样品的纯度(写出计算过程)。___________。 （5）用活化后的V2O5作催化剂，NH3将NO还原为N2的一种反应历程如图所示。V2O5与H2O形成能提供质子的酸性位，NH3以“氢键”形式吸附在酸性位上生成“中间体X”；NO与X反应生成不稳定的“过渡态”物质，随后分解生成N2和H2O。“中间体X”的结构式可表示为：___________。 【答案】（1）VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2O （2） ①. 使溶液中的钒微粒以形式存在；减小c(OH-)，有利于向萃取方向进行，提高的萃取率 ②. pH升高，c(OH-)增大，有利于反应向反萃取方向进行，的反萃取率增大；但c(OH-)过大，+5价钒主要以或多钒酸根的形式存在，的反萃取率减小 （3）温度过高，NH3∙H2O受热分解，溶液中c()减小，不利于NH4VO3的析出 （4）n(Fe2+)总=05000mol/L×5.00×10-3L=2.500×10-3mol 由~5Fe2+知过量的n(Fe2+)=5n()=5×0.01000mol/L×12.00×10-3L=6.000×10-4mol 与反应的n(Fe2+)=2.500×10-3mol-6.000×10-4mol=1.900×10-3mol 由V2O5~2~2Fe2+知n(V2O5)=×1.900×10-3mol=9.500×10-4mol V2O5样品的纯度为×100%=86.45% （5） 【解析】 【分析】钒渣用硫酸、MnO2“酸浸”将VO+转化为；“酸浸”后的溶液通过“调pH、萃取、反萃取”等过程，可制得NaVO3溶液；NaVO3溶液中加入NH4Cl溶液得到NH4VO3沉淀，NH4VO3在空气中灼烧得V2O5。 【小问1详解】 “酸浸”时，MnO2将VO+转化为，V元素的化合价由+3价升至+5价，MnO2被还原成Mn2+，Mn元素的化合价由+4价降至+2价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2O； 【小问2详解】 ①根据部分含钒(五价)物质在水溶液中的主要存在形式知，萃取前，加盐酸调节溶液的pH为7的目的是：使溶液中的钒微粒以形式存在；同时H+与OH-结合成H2O，c(OH-)减小，有利于向萃取方向进行，提高的萃取率； ②反萃取中，反萃取率随着pH的升高呈现先增大后减小的趋势的原因是：pH升高，c(OH-)增大，有利于反应向反萃取方向进行，的反萃取率增大；但c(OH-)过大，+5价钒主要以或多钒酸根的形式存在，的反萃取率减小； 【小问3详解】 “沉钒”时，向pH为8的NaVO3溶液中加入NH4Cl溶液，析出NH4VO3沉淀，由于溶液呈碱性故有NH3∙H2O生成；沉钒温度需控制在70℃左右，温度不能过高的原因是：温度过高，NH3∙H2O受热分解，溶液中c()减小，不利于NH4VO3的析出； 【小问4详解】 由反应+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，过量的Fe2+物质的量为5×0.01000mol/L×12.00×10-3L=6.000×10-4mol；加入的Fe2+的总物质的量为0.5000mol/L×5.00×10-3L=2.500×10-3mol，则与反应的Fe2+物质的量为2.500×10-3mol-6.000×10-4mol=1.900×10-3mol，根据反应+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O知，的物质的量为1.900×10-3mol，根据V守恒，20.00mL溶液中溶解的V2O5物质的量为9.500×10-4mol，V2O5样品的纯度为×100%=86.45%； 【小问5详解】 V2O5与H2O形成能提供质子的酸性位，NH3以“氢键”形式吸附在酸性位上生成“中间体X”，NO与X反应生成不稳定的“过渡态”物质，结合反应历程的图示可知，“中间体X”的结构式为 。 15. 化合物F是一种可以保护胃黏膜的新药，其一种合成路线如下： （1）A→B时可能生成一种分子式为的副产物，该副产物的结构简式为_______。 （2）B→C的反应类型为_______。 （3）C→D的转化中，X的分子式为()，则X的结构简式为_______。 （4）D→E转化中有机物的溴原子被—OH取代可得到化合物Y，写出满足下列条件的Y的一种同分异构体的结构简式_______。 ①能使溴的四氯化碳溶液褪色； ②分子中含有硝基； ③苯环上一氯取代物只有一种，核磁共振氢谱中有3个峰。 （5）已知： ，请写出以A、和为原料制备合成路线流程图_______(无机试剂及有机溶剂任选) 【答案】（1） （2）还原反应 （3） （4）或 （5）CH3COCH2CH2COCH3 CH3CH(OH)CH2CH2CH(OH)CH3CH3CHBrCH2CH2CHBrCH3； 【解析】 【分析】A中氢原子被硝基取代生成B，B中硝基发生还原反应生成C中氨基，X的分子式为C8H7O2Cl，C中氨基上的1个氢原子被取代生成D，根据D的结构简式知，X为，D中氢原子被取代生成E，E中酯基发生水解反应然后脱酸生成F； (5) 以CH2(COOC2H5)2，，CH3CH2ONa为原料制备，发生信息中的反应生成CH3COCH2CH2COCH3，CH3COCH2CH2COCH3和氢气发生加成生成CH3CH(OH)CH2CH2CH(OH)CH3，CH3CH(OH)CH2CH2CH(OH)CH3和HBr发生取代反应生成CH3CHBrCH2CH2CHBrCH3，CH3CHBrCH2CH2CHBrCH3和CH2(COOC2H5)2发生D生成E类型的取代反应生成，再发生E生成F类型的反应得到目标产物。 【小问1详解】 时可能生成一种分子式为C7H10N2O8副产物，根据分子式知，亚甲基上的两个氢原子都被硝基取代，则该副产物的结构简式为； 故答案为； 【小问2详解】 B中硝基发生还原反应生成C中氨基，则的反应类型为还原反应； 故答案为还原反应； 【小问3详解】 据分析可知，X的结构简式为； 故答案为； 【小问4详解】 转化中有机物的溴原子被—OH取代可得到化合物Y，Y的同分异构体满足①能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明含有碳碳双键或碳碳三键；②分子中含有硝基；③苯环上一氯取代物只有一种，说明苯环上只有一种氢原子；核磁共振氢谱中有3个峰，说明该有机物中有3中氢原子，符合条件的结构简式为或； 故答案为或； 【小问5详解】 据分析可知，合成路线为CH3COCH2CH2COCH3 CH3CH(OH)CH2CH2CH(OH)CH3CH3CHBrCH2CH2CHBrCH3； 故答案为CH3COCH2CH2COCH3 CH3CH(OH)CH2CH2CH(OH)CH3CH3CHBrCH2CH2CHBrCH3。 【点睛】本题考查有机物推断和合成，正确推断各物质的结构简式是解题关键，采用知识迁移，逆向思维方法进行合成路线的涉及，题目难度中等。 16. 利用某工厂废水(主要成分含有、、及少量、、)制备溶液实验流程如下： 已知：①溶液中金属离子的浓度小于时，可视为沉淀完全。 ②室温下，，，。 （1）①“氧化”后溶液中大量减少阳离子有___________。(填离子符号) ②调节pH=4的目的是___________。 （2）流程中分两步除杂而不采用直接加溶液除杂，除了减少的使用量之外，还可能的原因是：___________。 （3）利用如图装置，采用溶液、溶液可制得沉淀，同时产生气体。该反应的离子方程式为___________。分液漏斗中盛装的溶液A为___________(填“”或“”)。 （4）设计以溶液为原料制备纯净的脱硫剂的实验方案：取一定体积溶液，按比例加入溶液充分混合，___________，将所得固体干燥。 (已知：实验中须使用的试剂：溶液、溶液) 【答案】（1） ①. H+、Fe2+ ②. 除去Fe3+且防止Cu2+、Zn2+、Pb2+沉淀 （2）直接向酸性溶液中加入Na2S溶液会产生H2S气体，污染环境 （3） ①. ②. （4）向所得混合溶液中边搅拌边滴加NaHCO3溶液，直至不再有气泡产生，静置，过滤，将所得沉淀洗涤2~3次，取最后一次洗涤液少许，向其中加入BaCl2溶液，无白色沉淀生成 【解析】 【分析】废水主要成分含有、、及少量、、。废水中加双氧水，将Fe2+氧化为Fe3+，调节pH=4将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀除去，再在溶液中加足量Zn将Cu2+和Pb2+还原为对应的单质，再在溶液中加硫化钠深度沉淀Cu2+和Pb2+而除去，过滤得到ZnSO4溶液，据此解答。 【小问1详解】 ①“氧化”过程中，Fe2+被双氧水氧化为Fe3+，发生反应：H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O，则溶液中大量减少的阳离子有H+、Fe2+； ②根据室温下、、，，Pb2+完全沉淀时，即pH为9，同理可得：Fe3+完全沉淀的pH为2.7，Cu2+完全沉淀的pH为6.5，Zn2+完全沉淀的pH为8，所以调节pH=4的目的是：除去Fe3+且防止Cu2+、Zn2+、Pb2+沉淀； 【小问2详解】 由题意可知，废水溶液中含一定量氢离子，溶液显酸性，若直接加入Na2S溶液会产生H2S气体，污染环境，所以流程中分两步除杂而不采用直接加Na2S溶液除杂，除了减少Na2S的使用量之外，还可能的原因是：直接向酸性溶液中加入Na2S溶液会产生H2S气体，污染环境； 【小问3详解】 利用如图装置，采用溶液、溶液可制得沉淀，同时产生气体。根据电荷守恒，该反应的离子方程式为： 。若将ZnSO4溶液滴入Na2CO3溶液中，因 Na2CO3溶液碱性较强，可能会导致生成Zn(OH)2沉淀，因此应将Na2CO3溶液滴入ZnSO4溶液中，则分液漏斗中盛装的溶液A为Na2CO3溶液； 【小问4详解】 设计以溶液为原料制备纯净的脱硫剂的实验方案：取一定体积溶液，按比例加入溶液充分混合，向所得混合溶液中边搅拌边滴加NaHCO3溶液，直至不再有气泡产生，静置，过滤，将所得沉淀洗涤2~3次，取最后一次洗涤液少许，向其中加入BaCl2溶液，无白色沉淀生成，将所得固体干燥。 17. 一种药物中间体有机物F的合成路线如下： （1）C →D的反应类型为 _______。 （2）原料A中混有杂质，则E中会混有与E互为同分异构体的副产物 X，X也含有1个含氮五元环。该副产物X的结构简式为 _______。 （3）D→E反应过程分两步进行，步骤①中D与正丁基锂反应产生化合物Y( )，步骤②中Y再通过加成、取代两步反应得到E．则步骤②中除E外的另一种产物的化学式为_______。 （4）A的一种同分异构体同时满足下列条件，写出其结构简式：_______。 ①含有手性碳原子，且能使溴的CCl4溶液褪色。 ②酸性条件下水解能生成两种芳香族化合物，其中一种产物分子中不同化学环境的氢原子个数比是1：2，且能与NaHCO3溶液反应。 （5）已知：格氏试剂(RMgBr，R为烃基)能与水、羟基、羧基、氨基等发生反应。写出以、CH3MgBr为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)_______。 【答案】（1）还原反应 （2） （3）LiOH （4） （5） 【解析】 【分析】对比C和D的结构简式的区别可知C→D是还原反应，对比和A结构上的区别，再结合X也含有1个含氮五元环可以推出该副产物X的结构简式为，步骤②中Y和二氧化碳加成，根据Y的结构简式，二氧化碳的分子式再结合E结构简式对比可知除E外的另一种产物的化学式为LiOH，以此解题。 【小问1详解】 对比C和D的结构简式的区别可知C→D是还原反应； 【小问2详解】 由分析可知，该副产物X的结构简式为； 【小问3详解】 由分析可知，另一种产物的化学式为LiOH； 【小问4详解】 酸性条件下水解能生成两种芳香族化合物，其中一种产物分子中不同化学环境的氢原子个数比是1：2，说明含有酯基，且含有2个苯环，能与NaHCO3溶液反应，说明结构中含有羧基，A中含有4个氧原子，其同分异构体含有羧基和酯基，则结构中不含有羟基，其同分异构体能使溴的CCl4溶液褪色，则含有碳碳双键，其同分异构体中含有2个苯环，1个酯基，1个羧基，1个碳碳双键，共有11个不饱和度，根据A的结构简式可知A中含有11个不饱和度；其同分异构体含有手性碳原子，且则满足要求的同分异构为：； 【小问5详解】 首先利用格氏试剂和反应并酸化制备之后用高锰酸钾将支链上的甲基氧化为羧基，再浓硫酸的作用下消去反应生成碳碳双键，，再利用A→B反应将羧基变成氨基，，具体流程为：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$