内容正文:
绝密★启用前
辽宁省名校联盟2024年高三9月份联合考试
化学
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 化学与科技、社会、生产和生活密切相关,下列有关说法错误的是
A. 液态氯乙烷汽化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用,可用于快速镇痛
B. 用聚乳酸塑料代替传统塑料可以减少白色污染
C. 蚕丝和棉花组成元素相同,且一定条件下均能发生水解
D. 聚四氟乙烯化学性质稳定,通常可以用作不粘锅的涂层材料
2. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 将充分反应得到的胶体中所含胶体粒子数为
B. 标准状况下,与足量充分反应转移的电子数为
C. 氢氟酸中所含氢离子数为
D. 晶体中所含离子数
3. 下列叙述与胶体性质无关的是
A. 放电影时,放映机到银幕间形成光柱 B. 使用明矾对水进行净化
C. 鸡蛋清溶液中滴加溶液产生沉淀 D. 向豆浆中加入盐卤制作豆腐
4. 下列变化中,不涉及氧化还原反应的是
A. 霓虹灯发出红色的光 B. 绿色植物的光合作用
C. 溶液刻蚀覆铜电路板 D. “84”消毒液漂白衣物
5. 下列说法正确的是
A. 金属氧化物都是碱性氧化物
B. 与反应生成,故是酸性氧化物
C. 金刚石、石墨和是碳元素的同素异形体
D. 固体不导电,所以不是电解质
6. 下列离子方程式书写正确的是
A. 酸性溶液与溶液反应:
B. 向硫酸铜溶液中通入过量氨气:
C. 和的反应:
D 溶液与足量反应:
7. 下列说法错误的是
A. 2-氯丁烷可以在氢氧化钠水溶液中加热生成2-丁醇
B. 苯甲酸可以与乙二醇发生酯化反应生成苯甲酸乙二酯
C. 将葡萄糖和硝酸银溶液混合,在酒精灯上加热可以观察到均匀光亮的“银镜”
D. 以乙烯为原料,可以经过加成反应、水解反应、取代反应生成1,4-二氧杂环己烷()
8. 某粗苯甲酸样品中含有少量杂质(和泥沙),利用重结晶法提纯苯甲酸的流程如图所示。
下列操作对应装置正确的是
A. 完成操作①需要装置I B. 完成操作④需要装置II
C. 完成操作③需要装置III D. 完成操作②需要装置IV
9. 已知过二硫酸分子中含有一个过氧键(),过二硫酸钾()与反应的化学方程式为。下列说法错误的是
A. 反应中硫元素被还原
B. 氧化性:
C. 参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为
D. 过二硫酸为二元酸
10. 原子序数依次增大的四种元素W、X、Y、Z可形成蓝色难溶于水的化合物,W和X同周期,W为有机化合物骨架元素,基态X原子2p能级半充满,Y元素原子半径在第四周期最大(稀有气体元素除外),Z元素的合金是用量最大、用途最广的合金。下列说法错误的是
A. 原子半径:
B. 第一电离能:
C. Z位于元素周期表d区
D. 化合物为配合物,其中Z的配位数为6
11. 下列各组中的离子,能在指定溶液中大量共存的是
A. 溶液中:
B. 澄清透明的溶液中:
C. 的溶液中:
D. 溶液中:
12. 某种聚碳酸酯的透光性好,可用于制作挡风玻璃、镜片、光盘等,其常见合成方法如图所示。下列说法正确的是
A. I的结构中在同一平面的碳原子最多有6个
B. 高分子化合物II可发生取代反应降解为小分子,但不能发生氧化反应
C. 该合成方法为由I经加聚反应生成II
D. (碳酰氯)有毒,可换用和I反应得到聚碳酸酯类物质
13. 下列关于晶胞的说法错误的是
A. 图I可表示晶胞,白球可表示,黑球可表示(忽略离子半径大小)
B. 图Ⅱ可表示晶胞,熔点:
C. 在晶胞中,距离最近且等距的数目为8
D. 图Ⅲ可表示晶胞,若晶胞边长为,则与之间最近距离为
14. 氢能被誉为“21世纪终极能源”,也是在“碳达峰”“碳中和”的大背景下,加速开发利用的一种清洁能源。利用铁及其氧化物循环制氢原理如图所示。下列有关说法正确的是
A. 反应器I中化合价发生变化元素有2种
B. 反应器II中氧化产物与还原产物的物质的量之比为
C. 反应器III中生成时,转移电子
D. 含和各的混合气体通过该方法制氢,理论上可获得
15. 下列实验设计能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验设计
A
检验乙醇中是否含有水
向乙醇中加入一小粒金属钠,观察是否产生无色气体
B
制检验葡萄糖所用的新制氢氧化铜
向试管中加入溶液,滴加5滴溶液
C
检验乙酸乙酯中是否含乙酸
向试样中加足量饱和碳酸钠溶液,振荡观察是否有气泡
D
检验苯中是否含有甲苯
向试样中加入酸性溶液,振荡观察溶液是否褪色
A. A B. B C. C D. D
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 砷是对人体组织生长和细胞增殖有重要作用的微量元素。人体总含砷量为。砷的形态不同,其毒性差异很大。
(1)砒霜()有剧毒,法医常用“马氏试砷法”检测砒霜中毒,把锌、盐酸与被检验试样混合,再将生成的砷化氢()气体导入热玻璃管,在热玻璃管内分解,产生亮黑色砷镜,即可证明是砒霜中毒。请写出砒霜与锌、盐酸反应的化学方程式:_______。发生_______反应(填“氧化”或“还原”),还原产物为_______(填化学式)。若生成,则转移的电子数目为_______。
(2)“古氏试砷法”与“马氏试砷法”类似,都是将锌、盐酸与试样混合,但将生成的通入溶液中,生成和黑色的沉淀,请写出该反应的离子方程式:______。用古氏试砷法检测某试样中的砒霜含量,测得生成,则该试样中砒霜的含量为_____(保留两位有效数字)。
(3)高纯砷可用于制备半导体材料,其晶体结构与金刚石类似,晶胞如图所示,晶体中原子的杂化方式为_______,若晶体密度为,则晶胞的边长为_______。(设阿伏加德罗常数的值为,用含、的代数式表示)
17. 有效利用金属资源有利于资源可持续性发展。以闪锌矿为原料制备金属锌和的一种工业流程如图所示。
已知:该闪锌矿主要成分为,含少量等杂质。
(1)“滤渣1”的主要成分为_______(填化学式)。
(2)“氧化”时,发生反应的离子反应方程式为_______。
(3)“除杂”时试剂X可以选用_______,其作用为_______。
(4)“还原除杂”主要除镍镉,其中除的离子反应方程式为_______。
(5)锌在潮湿空气中可生成,其反应方程式为_______。
(6)“电解”时,假设电量损耗为,则电解得到时共消耗的电量为_______C(不考虑其他副反应,)。
(7)取加热至不同温度,剩余固体的质量变化如图所示。推断固体A的化学式为_______。
18. 过氧乙酸(简称PAA)是一种有机过氧化物,化学式为。它是一种无色液体,具有强烈的氧化性和杀菌能力,其氧化性比强,与酸性相近。实验室用的溶液与乙酸酐制备高浓度过氧乙酸并对其含量进行测定。制备反应为(放热反应且反应较剧烈)。
实验过程如下:
I.过氧化氢的浓缩:用减压蒸馏将溶液浓缩至。
(1)采用减压蒸馏原因是_______。
Ⅱ.过氧乙酸的制备:如图所示(部分加热及夹持装置已略去),在搅拌器不断搅拌下,向仪器a中加入乙酸酐,逐滴滴加溶液(过量),再加浓硫酸,将装置置于水浴搅拌4小时,室温静置15小时即得过氧乙酸溶液。
(2)仪器b的名称为_______,仪器c的作用为_______。
(3)仪器d中盛装的试剂为_______(填化学式)。
Ⅲ.过氧乙酸(含杂质)的含量测定:取适量样品按下图示步骤依次进行实验,测定过氧乙酸的含量。
(4)第3步过氧乙酸与反应,过氧乙酸被还原为乙酸时发生反应的离子方程式为______。
(5)若实验中所取样品体积为,第3步中加入溶液,第4步滴定中消耗溶液,则过氧乙酸的含量为_______。
(6)若在第3步操作时所用的溶液有少量被氧化,会使所得过氧乙酸含量的测定结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
19. 对孟烷(优良有机溶剂、有机过氧化物引发剂)、(耐热高分子功能材料)的合成路线如下:
已知:
i.(R为烷基,X为卤原子);
ii.与足量饱和溴水反应,消耗生成白色沉淀;
iii.E不能使的溶液褪色。
(1)的名称为_______。
(2)与A生成B的反应类型为_______。
(3)①F中官能团的名称为_______。
②C的结构简式是_______。
③反应I的化学方程式是_______。
(4)M属于D的同系物,相对分子质量比D小14,则M的结构共有_______种。
(5)G的核磁共振氢谱有3组峰,其峰面积之比为,G与反应放出,则的结构简式为_______。
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绝密★启用前
辽宁省名校联盟2024年高三9月份联合考试
化学
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 化学与科技、社会、生产和生活密切相关,下列有关说法错误的是
A. 液态氯乙烷汽化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用,可用于快速镇痛
B. 用聚乳酸塑料代替传统塑料可以减少白色污染
C. 蚕丝和棉花组成元素相同,且一定条件下均能发生水解
D. 聚四氟乙烯化学性质稳定,通常可以用作不粘锅的涂层材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.液态氯乙烷汽化时大量吸热事患处降温,具有冷冻麻醉作用,可用于快速镇痛,A正确;
B.聚乳酸塑料是可降解塑料,可以减少白色污染,B正确;
C.蚕丝主要成分是蛋白质,含C、H、O、N元素,而棉花主要成分是纤维素,含C、H、O元素,所以组成元素不完全相同,C错误;
D.聚四氟乙烯化学性质稳定,不与常见化学物质反应,通常可以用作不粘锅的涂层材料,D正确;
故选C。
2. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 将充分反应得到的胶体中所含胶体粒子数为
B. 标准状况下,与足量充分反应转移的电子数为
C. 氢氟酸中所含氢离子数为
D. 晶体中所含离子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.FeCl3水解生成胶体,因胶体粒子是多个的集合体,所以1 molFeCl3充分反应得到的胶体中所含胶体粒子数小于0.1NA,A错误;
B.标准状况下,4.48LCO2为0.2 mol,根据反应:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3 +O2,则0.2molCO2与足量Na2O2充分反应转移的电子数为0.2NA,B错误;
C.氢氟酸为弱酸,不能完全电离,所以氢氟酸中所含氢离子数小于0.01NA,C错误;
D.的物质的量为1mol, NaHSO4晶体中含有 Na+和,所以 晶体中含有的离子数为2NA,D正确;
故选D。
3. 下列叙述与胶体性质无关的是
A. 放电影时,放映机到银幕间形成光柱 B. 使用明矾对水进行净化
C. 鸡蛋清溶液中滴加溶液产生沉淀 D. 向豆浆中加入盐卤制作豆腐
【答案】C
【解析】
【详解】A.放电影时,放映室射到银幕上的光柱的形成是由于空气属于胶体,胶体具有丁达尔效应,故A不符合题意;
B. 明矾溶于水后电离出的Al3+与水作用,生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,可以吸附水中的小颗粒,故B不符合题意;
C.鸡蛋清溶液中滴加溶液产生沉淀是发生蛋白质的变性,与胶体性质无关,故C符合题意;
D.豆浆是胶体,加入卤盐胶体聚沉形成豆腐,利用胶体聚沉的性质,故D不符合题意;
故选C。
4. 下列变化中,不涉及氧化还原反应的是
A. 霓虹灯发出红色的光 B. 绿色植物的光合作用
C. 溶液刻蚀覆铜电路板 D. “84”消毒液漂白衣物
【答案】A
【解析】
【详解】A.霓虹灯发光是因为电子从激发态跃迁到基态或能量较低的激发态发射出光,与氧化还原反应无关,故A符合题意;
B.植物的光合作用是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程,涉及到氧化还原反应,故B不符合题意;
C. 利用溶液刻蚀铜电路板时发生反应,故C不符合题意;
D.“84”消毒液漂白衣物利用次氯酸的强氧化性,故D不符合题意;
故选A。
5. 下列说法正确的是
A. 金属氧化物都是碱性氧化物
B. 与反应生成,故是酸性氧化物
C. 金刚石、石墨和是碳元素的同素异形体
D. 固体不导电,所以不是电解质
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7是酸性氧化物,故A错误;
B.NO2与H2O反应生成HNO3和NO,故NO2不是酸性氧化物,故B错误;
C.金刚石、石墨和C60是碳元素的不同单质,互为同素异形体,故C正确;
D.MgCl2固体不导电,但MgCl2溶于水或熔融状态下能导电,所以MgCl2是电解质,故D错误;
答案选C。
6. 下列离子方程式书写正确的是
A. 酸性溶液与溶液反应:
B. 向硫酸铜溶液中通入过量氨气:
C. 和的反应:
D. 溶液与足量反应:
【答案】D
【解析】
【详解】A.是弱酸,不能拆,正确的离子方程式为,故A错误;
B.过量氨气会导致氢氧化铜溶解,正确的离子方程式为,故B错误;
C.Fe3+会氧化I-生成亚铁离子和碘单质,正确的离子方程式为,故C错误;
D.溶液与足量反应,则Fe2+、Br-均能被氧化,所给离子方程式正确,故D正确;
故选D。
7. 下列说法错误的是
A. 2-氯丁烷可以在氢氧化钠水溶液中加热生成2-丁醇
B. 苯甲酸可以与乙二醇发生酯化反应生成苯甲酸乙二酯
C. 将葡萄糖和硝酸银溶液混合,在酒精灯上加热可以观察到均匀光亮的“银镜”
D. 以乙烯为原料,可以经过加成反应、水解反应、取代反应生成1,4-二氧杂环己烷()
【答案】C
【解析】
【详解】A.卤代烃可以在氢氧化钠水溶液中在加热条件下水解生成醇,2-氯丁烷可以在氢氧化钠水溶液中加热生成2-丁醇,故A正确;
B.酸和醇能发生酯化反应生成酯,所以苯甲酸可以与乙二醇发生酯化反应生成苯甲酸乙二酯,故B正确;
C.葡萄糖中有醛基,能和银氨溶液反应产生银镜。硝酸银溶液和氨水反应才能得到银氨溶液,且要得到光亮的银镜,需要水浴加热,不能在酒精灯上加热,故C错误;
D.乙烯和溴水加成得到1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷水解为乙二醇,乙二醇在浓硫酸作用下发生分子间脱水可得到1,4-二氧杂环己烷,故D正确;
故选C。
8. 某粗苯甲酸样品中含有少量杂质(和泥沙),利用重结晶法提纯苯甲酸的流程如图所示。
下列操作对应装置正确的是
A. 完成操作①需要装置I B. 完成操作④需要装置II
C. 完成操作③需要装置III D. 完成操作②需要装置IV
【答案】B
【解析】
【详解】A.操作①为将1.0g粗苯甲酸放入100mL烧杯,加入50mL蒸馏水,加热、搅拌,使粗苯甲酸充分溶解,装置Ⅰ无加热装置,故A错误;
B.操作④为待滤液冷却后滤出晶体,除去氯化钠,并用少量蒸馏水洗涤苯甲酸晶体。需要装置Ⅱ,故B正确;
C.操作③为将滤液在烧杯中静置,使其缓慢冷却结晶,而装置Ⅲ为萃取分液装置,故C错误;
D.操作②为使用漏斗趁热将溶液过滤至另一烧杯中,除去泥沙,趁热过滤需要装置Ⅱ,故D错误;
故选:B。
9. 已知过二硫酸分子中含有一个过氧键(),过二硫酸钾()与反应的化学方程式为。下列说法错误的是
A. 反应中硫元素被还原
B. 氧化性:
C. 参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为
D. 过二硫酸为二元酸
【答案】A
【解析】
【分析】反应中过氧键中氧由-1价降为-2价被还原,作为氧化剂,中锰元素由+2价升为+7价,被氧化,作为还原剂;
【详解】A.反应中硫元素化合价均为+6价,没有发生变化,故A错误;
B.反应中过二硫酸钾为氧化剂,高锰酸钾为氧化产物,氧化性: K2S2O8> KMnO4,故B正确;
C.反应中过二硫酸钾为氧化剂,高锰酸钾为氧化产物,参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为5: 2,故C正确;
D.过二硫酸分子中含有一个过氧键(-O-O-),过二硫酸为二元酸,故D正确;
答案选A。
10. 原子序数依次增大的四种元素W、X、Y、Z可形成蓝色难溶于水的化合物,W和X同周期,W为有机化合物骨架元素,基态X原子2p能级半充满,Y元素原子半径在第四周期最大(稀有气体元素除外),Z元素的合金是用量最大、用途最广的合金。下列说法错误的是
A. 原子半径:
B. 第一电离能:
C. Z位于元素周期表d区
D. 化合物为配合物,其中Z的配位数为6
【答案】B
【解析】
【分析】W为有机化合物骨架元素,可知W为C;基态X原子2p能级半充满,且与C同周期,可知X为N;Y元素原子半径在第四周期最大,Y为K;铁元素的合金是用量最大、用途最广的合金,故Z为Fe;据此分析解答。
由题意可知,W为C,X为N,Y为K,Z为Fe。
【详解】A.同一周期从左往右,原子半径逐渐减小,所以原子半径:,A正确;
B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,但是N原子2p能级半充满,第一电离能大于相邻元素,因此第一电离能:,B错误;
C.Fe位于第四周期第VIII族,属于d区,C正确;
D.KFe[Fe(CN)6]为配合物,其中Fe为中心原子,CN-为配体,Fe的配位数为6,D正确;
故选:B。
11. 下列各组中的离子,能在指定溶液中大量共存的是
A. 溶液中:
B. 澄清透明的溶液中:
C. 的溶液中:
D. 溶液中:
【答案】B
【解析】
【详解】A.因氧化还原反应不能大量共存,A错误;
B.上述离子能大量共存,B正确;
C.因发生完全双水解反应不能大量共存,C错误;
D.反应而不能大量共存,D错误;
故选B。
12. 某种聚碳酸酯的透光性好,可用于制作挡风玻璃、镜片、光盘等,其常见合成方法如图所示。下列说法正确的是
A. I的结构中在同一平面的碳原子最多有6个
B. 高分子化合物II可发生取代反应降解为小分子,但不能发生氧化反应
C. 该合成方法为由I经加聚反应生成II
D. (碳酰氯)有毒,可换用和I反应得到聚碳酸酯类物质
【答案】D
【解析】
【详解】A.Ⅰ中通过单键旋转,两个苯环和中间碳原子能够共平面,最多13个碳原子共平面,故A错误;
B.有机物II可以燃烧,能发生氧化反应,故B错误;
C.该合成方法由I生成II会有小分子HCl生成,为缩聚反应,故C错误;
D.考虑到COCl2有毒,为贯彻绿色化学理念,可换用CH3OCOOCH3和I缩聚得到聚碳酸酯类物质,,故D正确;
故选D。
13. 下列关于晶胞的说法错误的是
A. 图I可表示晶胞,白球可表示,黑球可表示(忽略离子半径大小)
B. 图Ⅱ可表示晶胞,熔点:
C. 在晶胞中,距离最近且等距的数目为8
D. 图Ⅲ可表示晶胞,若晶胞边长,则与之间最近距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaCl晶胞中忽略离子半径大小,Na+和Cl-可以互换,白球可表示Na+黑球可表示Cl-,反之亦可,故A正确;
B.NaCl和CsCl均为离子晶体,Na+半径小于Cs+,NaCl的晶格能更大,所以熔点NaCl>CsCl,故B正确;
C.在CsCl晶胞中,Cl-位于顶点且被8个晶胞共用,Cs+位于体心,则距离Cl-最近且等距的Cs+数目为8,故C正确;
D.根据ZnS 的晶胞结构可知,Zn2+与S2-之间最近距离为体对角线的,若晶胞边长为a pm,则Zn2+与S2-之间最近距离为,故D错误;
故选D。
14. 氢能被誉为“21世纪终极能源”,也是在“碳达峰”“碳中和”的大背景下,加速开发利用的一种清洁能源。利用铁及其氧化物循环制氢原理如图所示。下列有关说法正确的是
A. 反应器I中化合价发生变化的元素有2种
B. 反应器II中氧化产物与还原产物的物质的量之比为
C. 反应器III中生成时,转移电子
D. 含和各的混合气体通过该方法制氢,理论上可获得
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应器I中 CO、H2、Fe2O3反应生成CO2、H2O和Fe,氢、碳、铁三种元素化合价发生变化,故A错误;
B.反应器Ⅱ中发生的反应 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,氧化产物为Fe3O4、还原产物为H2,物质的量之比为1:4,故B错误;
C.反应器Ⅲ中发生的反应力4Fe3O4 +O2=6Fe2O3,1 mol O2参加反应转移4 mol 电子生成 6 mol Fe2O3,则生成 160 g Fe2O3(1 mol)转移mol电子,故C错误;
D.CO、H2各1 mol参加反应,共转移4mol电子,生成mol Fe,mol Fe在反应器Ⅱ中发生反应生成,故D正确;
故选D。
15. 下列实验设计能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验设计
A
检验乙醇中是否含有水
向乙醇中加入一小粒金属钠,观察是否产生无色气体
B
制检验葡萄糖所用的新制氢氧化铜
向试管中加入溶液,滴加5滴溶液
C
检验乙酸乙酯中是否含乙酸
向试样中加足量饱和碳酸钠溶液,振荡观察是否有气泡
D
检验苯中是否含有甲苯
向试样中加入酸性溶液,振荡观察溶液是否褪色
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙醇、水均可与金属钠反应生成氢气,不能用钠检验乙醇中是否含有水,A不符合题意;
B.制备新制氢氧化铜,应使氢氧化钠溶液过量,应向过量的NaOH溶液滴加几滴硫酸铜溶液,B不符合题意;
C.乙酸乙酯中加入足量饱和碳酸钠溶液,碳酸钠溶液过量或所含乙酸少量时,可能无法观察到气泡,C不符合题意;
D.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而甲苯可以使其褪色,故可用酸性溶液检验苯中是否含有甲苯,D符合题意;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 砷是对人体组织生长和细胞增殖有重要作用的微量元素。人体总含砷量为。砷的形态不同,其毒性差异很大。
(1)砒霜()有剧毒,法医常用“马氏试砷法”检测砒霜中毒,把锌、盐酸与被检验试样混合,再将生成的砷化氢()气体导入热玻璃管,在热玻璃管内分解,产生亮黑色砷镜,即可证明是砒霜中毒。请写出砒霜与锌、盐酸反应的化学方程式:_______。发生_______反应(填“氧化”或“还原”),还原产物为_______(填化学式)。若生成,则转移的电子数目为_______。
(2)“古氏试砷法”与“马氏试砷法”类似,都是将锌、盐酸与试样混合,但将生成的通入溶液中,生成和黑色的沉淀,请写出该反应的离子方程式:______。用古氏试砷法检测某试样中的砒霜含量,测得生成,则该试样中砒霜的含量为_____(保留两位有效数字)。
(3)高纯砷可用于制备半导体材料,其晶体结构与金刚石类似,晶胞如图所示,晶体中原子的杂化方式为_______,若晶体密度为,则晶胞的边长为_______。(设阿伏加德罗常数的值为,用含、的代数式表示)
【答案】(1) ①. As2O3+ 6Zn+ 12HCl=2AsH3↑+6ZnCl2+3H2O ②. 氧化 ③. AsH3 ④. 1.2NA
(2) ①. AsH3 +6Ag++3H2O= H3AsO3+6H++6Ag↓ ②. 0.0083
(3) ①. sp3 ②.
【解析】
【小问1详解】
盐酸、锌粉、试样混合,发生反应生成的气体ZnCl2反应中Zn元素从0价升为+2价,As2O3中As元素从+3价降为-3价,1 mol As2O3参加反应转移 12 mol 电子,再结合元素守恒可得,化学方程式为As2O3+ 6Zn+ 12HCl=2AsH3↑+6ZnCl2+3H2O;该反应中Zn 作还原剂发生氧化反应,AsH3还原产物。生成2 mol AsH3转移12 mol 电子,所以生成 0.2 mol AsH3转移的电子数目为1.2NA;
【小问2详解】
AsH3和AgNO3生成 H3AsO3和Ag,反应中AsH3中As元素从-3价升为+3价,AgNO3中Ag元素从+1价降为0价,再结合元素守恒和电荷守恒可得 AsH3 +6Ag++3H2O= H3AsO3+6H++6Ag↓;存在转化关系As2O3~ 2AsH3~12Ag↓,则该试样中砒霜的含量为=0.0083mg;
【小问3详解】
GaAs晶胞中含有1个 As原子与4个Ga原子成键,As原子的价层电子对数4,所以As原子的杂化方式是sp3;根据均摊法一个 GaAs 晶胞中含4个 Ga 和4个 As,晶胞质量为g,晶体密度为,则体积为,则边长为pm。
17. 有效利用金属资源有利于资源的可持续性发展。以闪锌矿为原料制备金属锌和的一种工业流程如图所示。
已知:该闪锌矿主要成分为,含少量等杂质。
(1)“滤渣1”的主要成分为_______(填化学式)。
(2)“氧化”时,发生反应的离子反应方程式为_______。
(3)“除杂”时试剂X可以选用_______,其作用为_______。
(4)“还原除杂”主要除镍镉,其中除的离子反应方程式为_______。
(5)锌在潮湿空气中可生成,其反应方程式为_______。
(6)“电解”时,假设电量损耗为,则电解得到时共消耗的电量为_______C(不考虑其他副反应,)。
(7)取加热至不同温度,剩余固体的质量变化如图所示。推断固体A的化学式为_______。
【答案】(1)SiO2
(2)4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
(3) ①. ZnO或ZnCO3或Zn(OH)2 ②. 调节pH,使Fe3+水解,转化为Fe(OH)3沉淀过滤除掉
(4)
(5)
(6)482500 (7)
【解析】
【分析】工业上用闪锌矿为原料,通入空气进行灼烧,金属硫化物发生2ZnS+3O2 = 2ZnO + 2SO2等反应,得到ZnO等氧化物,向灼烧后的固体中加入硫酸,得到硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镉、硫酸镍等;滤渣1为SiO2,通入O2,氧化亚铁离子,加入试剂X,除去Fe3+,再加入锌发生置换反应除去镉和镍,滤液为ZnSO4,经过一系列操作得到ZnSO4·7H2O,或电解得到金属锌;
【小问1详解】
由分析可知,滤渣1为SiO2;
【小问2详解】
氧化的目的是氧化亚铁离子,离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
【小问3详解】
加入试剂X,目的是除去Fe3+,则不引入新杂质的情况下可以加入ZnO或ZnCO3或Zn(OH)2等调节pH,使Fe3+水解,转化为Fe(OH)3沉淀过滤除掉;
【小问4详解】
“还原除杂”加入锌发生置换反应除去镉和镍,除的离子反应方程式为;
【小问5详解】
锌在潮湿空气中可生成,其反应方程式为;
【小问6详解】
电解得到,转移电子为4mol,电量损耗为,则共消耗电量4mol×÷0.8=482500C;
【小问7详解】
n()=0.04mol,加热100℃时,失去水的质量=11.48g-7.160g=4.32g,n(H2O)= ,即0.04mol失水0.24mol,A的化学式为。
18. 过氧乙酸(简称PAA)是一种有机过氧化物,化学式为。它是一种无色液体,具有强烈的氧化性和杀菌能力,其氧化性比强,与酸性相近。实验室用的溶液与乙酸酐制备高浓度过氧乙酸并对其含量进行测定。制备反应为(放热反应且反应较剧烈)。
实验过程如下:
I.过氧化氢的浓缩:用减压蒸馏将溶液浓缩至。
(1)采用减压蒸馏的原因是_______。
Ⅱ.过氧乙酸的制备:如图所示(部分加热及夹持装置已略去),在搅拌器不断搅拌下,向仪器a中加入乙酸酐,逐滴滴加溶液(过量),再加浓硫酸,将装置置于水浴搅拌4小时,室温静置15小时即得过氧乙酸溶液。
(2)仪器b的名称为_______,仪器c的作用为_______。
(3)仪器d中盛装试剂为_______(填化学式)。
Ⅲ.过氧乙酸(含杂质)的含量测定:取适量样品按下图示步骤依次进行实验,测定过氧乙酸的含量。
(4)第3步过氧乙酸与反应,过氧乙酸被还原为乙酸时发生反应的离子方程式为______。
(5)若实验中所取样品体积为,第3步中加入溶液,第4步滴定中消耗溶液,则过氧乙酸的含量为_______。
(6)若在第3步操作时所用的溶液有少量被氧化,会使所得过氧乙酸含量的测定结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)压强减小,例液体(或水)沸点下降,防止蒸馏时温度过高过氧化氢分解
(2) ①. 恒压滴液漏斗 ②. 冷凝回流,提高产物产率
(3)NaOH (4)
(5)
(6)偏高
【解析】
【小问1详解】
过氧化氢加热时容易分解,因此采用减压蒸馏,使水的沸点下降,降低了蒸馏时所需的温度,防止过氧化氢分解;
【小问2详解】
制备反应放热,反应时间4小时,球形冷凝管的作用是使挥发组分冷凝回流,提高反应物的转化率及减少产物损失;
【小问3详解】
尾气主要为酸性气体,用NaOH溶液吸收;
【小问4详解】
第3步过氧乙酸与反应,过氧乙酸被还原为乙酸,亚铁离子被氧化为铁离子,故发生反应的离子方程式为;
【小问5详解】
由题意可知,滴定溶液中过量亚铁离子消耗酸性高锰酸钾溶液,由得失电子数目守恒可知,过氧乙酸的物质的量为,则过氧乙酸含量为,故答案为:;
【小问6详解】
若在第3步操作时所用的溶液有少量被氧化,滴定时消耗的高锰酸钾溶液偏少,会使所得过氧乙酸含量的测定结果偏高。
19. 对孟烷(优良有机溶剂、有机过氧化物引发剂)、(耐热高分子功能材料)的合成路线如下:
已知:
i.(R为烷基,X为卤原子);
ii.与足量饱和溴水反应,消耗生成白色沉淀;
iii.E不能使的溶液褪色。
(1)的名称为_______。
(2)与A生成B的反应类型为_______。
(3)①F中官能团的名称为_______。
②C的结构简式是_______。
③反应I的化学方程式是_______。
(4)M属于D的同系物,相对分子质量比D小14,则M的结构共有_______种。
(5)G的核磁共振氢谱有3组峰,其峰面积之比为,G与反应放出,则的结构简式为_______。
【答案】(1)2-氯丙烷
(2)取代反应 (3) ①. 碳碳双键 ②. ③.
(4)22 (5)
【解析】
【分析】由B芳香烃,且能与氢气发生加成反应生成对孟烷,则B为,再结合给出反应,可知A为甲苯。根据与足量饱和溴水反应,消耗生成白色沉淀,则C中有酚羟基,根据对孟烷的结构推出C的苯环上还含有一个甲基,从而得出C为,则D是,D发生反应Ⅰ生成E,E脱水生成F,F和氢气发生加成反应生成对孟烷,则E为,E脱水有两种产物,则F可能为或;;G的核磁共振氢谱有3组峰,其峰面积之比为,G与反应放出,说明其含有羧基,则G为CH2=C(CH3)COOH,G和E发生酯化反应生成H,则H为,H发生加聚反应生成。
【小问1详解】
的系统命名法为2-氯丙烷;
【小问2详解】
与甲苯发生反应生成,反应类型为取代反应;
【小问3详解】
①结合分析中F的结构简式,可知其官能团名称为碳碳双键;
②根据与足量饱和溴水反应,消耗生成白色沉淀,则C中有酚羟基,根据对孟烷的结构推出C的苯环上还含有一个甲基,从而得出C为;
③反应Ⅰ是与氢气加成反应,其方程式为;
【小问4详解】
D为,M属于D的同系物,相对分子质量比D小14,则M中含有酚羟基和3个饱和碳原子的烷基,苯环上的取代基可以是、、、,分别有3、3、10、6种结构,共计22种;
【小问5详解】
由分析可知,发生加聚反应生成,则结构简式为。
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