内容正文:
湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年
高三上学期开学考试化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Na-23 V-51 Fe-56 Cu-64
一、单选题(每题 3 分,共 42 分)
1. 硅酸盐是地壳岩石的主要成分,在硅酸盐中,四面体(如图甲为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成六元环(图乙)、无限单链状(图丙)、无限双链状(图丁)等多种结构。石棉是由钙、镁离子以离子数的比例与单链状硅酸根离子形成的一种硅酸盐。
下列说法不正确的是
A. 大多数硅酸盐材料硬度高与硅氧四面体结构有关
B. 六元环的硅酸盐阴离子化学式
C. 石棉的化学式为
D. 双链状硅酸盐中硅氧原子数之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.硅氧四面体结构是指由一个硅原子和四个氧原子组成的四面体结构。这种结构因其内部化学键的结构和特性而具有稳定性。硅氧四面体结构中的硅原子与四个氧原子形成了共价键,共享电子对使每个原子都充满了电子。这种共价键结构使得硅氧四面体结构比单纯的硅或氧分子更加稳定,所以硅氧四面体结构决定了大多数硅酸盐材料硬度高,故A正确;
B.六元环的硅酸盐阴离子中Si元素显+4价,O元素显-2价,所以六元环的硅酸盐阴离子化学式为,故B正确;
C.石棉中钙、镁离子之比为1∶3,其中Mg元素、Ca元素显+2价,Si元素显+4,O元素显-2价,所以,该石棉的化学式可表示为,故C正确;
D.由图丁可知,双链硅酸盐中有两种硅氧四面体,且数目之比为1∶1,一种与单链硅酸盐中硅氧原子个数比相同,其中硅原子个数为1,氧原子个数为,个数比为1∶3;另一种,硅原子个数为1,O原子个数为,个数比为1∶2.5,所以双链状硅酸盐中硅氧原子数之比为2∶5.5,故D错误;
故选D。
2. 下列化学用语正确的是
A. 分子的电子式:
B. 氯离子的结构示意图:
C. 次氯酸分子的结构式:H-Cl-O
D. 电子式表示的形成过程:
【答案】D
【解析】
【详解】A.氮气分子中氮原子为8电子结构,电子式:,A错误;
B.氯离子的结构示意图:,B错误;
C.次氯酸中O原子分别与H、Cl原子形成共价键,其结构式为H-O-Cl,C错误;
D.电子式表示的形成过程:,D正确;
故选D。
3. 下列化学实验操作或事故处理方法不正确的是
A. 碱沾到皮肤上时,应立即用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液
B. 浓硫酸沾到皮肤上时,可立即用湿抹布擦,再用水冲洗,然后涂上3%~5%的NaHCO3溶液
C. 酒精灯不慎碰倒起火时,可用湿抹布或沙子盖灭,不能用水扑灭
D. 配制硫酸溶液时,可先在量筒中加入一定体积的水,再在搅拌条件下慢慢加入浓硫酸
【答案】D
【解析】
【详解】A.碱有腐蚀性,如果将碱沾到皮肤上时,应立即用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液,A正确;
B.浓硫酸具有强腐蚀性,如果浓硫酸溅到手上,要先立即用抹布擦去,然后用大量水冲洗,然后涂上碳酸氢钠溶液,B正确;
C.油或酒精的密度比水小,如果油或酒精着火时用水扑灭,油或酒精会浮上来,使燃烧更旺,所以如果酒精灯不慎碰倒起火时,可用湿抹布或沙子盖灭水扑灭,不能用水泼灭,C正确;
D.量筒只能用来量取浓硫酸不能在量筒中稀释浓硫酸,D错误;
故答案选D。
4. 下列有关物质结构与性质的说法正确的是
A. BF3和PCl3分子中所有原子的最外层电子都满足8电子稳定结构
B. 分子中无手性碳原子
C. 常温常压下,124gP4中所含P-P键数目为6NA
D. 冠醚可识别碱金属离子是因为冠醚与碱金属离子之间可以形成稳定的离子键
【答案】C
【解析】
【详解】A.B原子最外层3个电子,BF3分子中B原子的最外层电子只有6电子,A错误;
B.该分子中碳原子连接的4个基团各不相同,属于手性碳原子,B错误;
C.124g P4为1mol,1mol P4含有6molP—P,C正确;
D.冠醚可识别碱金属离子是因为冠醚与碱金属离子之间可以形成配位键,D错误;
故选C。
5. 海博麦布是我国首个自主研发的胆固醇吸收抑制剂,结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 该分子存在顺反异构体
B. 该分子中含有2个手性碳原子
C. 该物质能与反应产生无色气体
D. 1mol该物质与浓溴水反应,最多消耗3mol
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子中碳碳双键的每个不饱和碳原子均连接2个不同原子或原子团,存在顺反异构,故A正确;
B.四元环上的2个碳原子连接4个不同原子或原子团,分子中有2个手性碳原子,故B正确;
C.该物质不含能与反应产生无色气体的官能团,故C错误;
D.该物质含有酚羟基,且酚羟基有两个邻位可发生取代反应,且还有一个双键,所以1mol该物质与浓溴水反应,最多消耗3mol,故D正确;
故答案选C。
6. 图为实验室制取乙炔并验证其性质的装置图。下列说法不正确的是
A. 逐滴加入饱和食盐水可控制生成乙炔的速率
B. 酸性溶液褪色,说明乙炔具有还原性
C. 圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为:
D. 将纯净的乙炔点燃,有浓烈的黑烟,说明乙炔含碳量高
【答案】C
【解析】
【详解】A.电石与饱和食盐水反应制乙炔,因此可通过控制饱和食盐水的滴加速率可以控制乙炔的生成速率,故A正确;
B.用CuSO4溶液除去了乙炔中的H2S、PH3等杂质,酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙炔具有还原性,故B正确;
C.圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为:以及硫化钙、磷化钙生成H2S、PH3等的反应,故C错误;
D.氢含量越低,碳含量越高,烃的不饱和程度越高,燃烧时产生的黑烟越浓烈,故D正确;
答案选C。
7. 浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应,为检验反应的产物,某同学设计了如图所示的实验,请判断下列说法正确的是
A. 物质甲可以是碱石灰,用于检验生成的水
B. 装置乙中会生成淡黄色沉淀,体现了的还原性
C. 装置丙中溶液的紫色褪去,体现了的漂白性
D. 装置戊中溶液不褪色,装置己中出现浑浊,说明产物中含有
【答案】D
【解析】
【分析】浓硫酸与木炭在加热条件下发生化学反应生成、和水,检测顺序为水、、。
【详解】A.甲应该用无水硫酸铜检验生成的水,A项错误;
B.装置乙中会生成淡黄色S沉淀,体现了的氧化性,B项错误;
C.二氧化硫不能漂白酸碱指示剂,装置丙中紫色石蕊溶液变红但不褪色,体现了的水溶液有酸性,C项错误;
D.装置戊中品红溶液不褪色,说明已经除尽,装置己中澄清石灰水变浑浊,说明产物中含有,D项正确;
故选D。
8. 常温下,用0.100mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL同浓度的CH3COOH溶液,滴定曲线如图所示,下列说法错误的是
A. a点溶液中,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol/L
B. b点溶液中,一定存在c(CH3COO-)>c(Na+)
C. c点溶液中,V1<20.00mL
D. d点溶液中,共有5种微粒
【答案】D
【解析】
【详解】A.a点为溶液,存在电离平衡:,根据物料守恒,的溶液中,,A项正确;
B.b点溶液中存在电荷守恒:,由图可知b点溶液的pH<7,所以,所以一定存在,B项正确;
C.若,则NaOH溶液与溶液完全反应生成,溶液由于的水解而呈碱性,由图可知c点溶液中pH=7,所以若使溶液pH=7,,C项正确;
D.d点NaOH溶液过量,溶液中存在的微粒有、、、、、,共有6种微粒,D项错误;
故选D。
9. 酞菁钴被广泛应用于光电材料、光动力学光敏材料等方面。酞菁钴(II)结构如图所示(Co均形成单键,部分化学键未画明)。下列说法错误的是( )
A. 酞菁钴(II)中三种非金属元素的电负性大小顺序为N>C>H
B. 酞菁钴(II)中碳原子的杂化方式只有sp2杂化
C. 1号和3号N原子的VSEPR模型均为平面三角形
D. 2号和4号N原子与Co(Ⅱ)是通过配位键结合
【答案】C
【解析】
【详解】A. 同周期,从左到右,电负性增大;同主族,从上到下,电负性减小,则电负性大小顺序为:N>C>H,A正确;
B. 酞菁钴(II)中,碳原子均形成3个σ键,没有孤电子对,其杂化方式只有sp2杂化,B正确;
C. 1号和3号N原子均形成3个共价键,有一对孤电子对,其VSEPR模型均为四面体形,C错误;
D. N原子形成3个共价键即可达到8电子稳定结构,所以2号和4号N原子与Co离子是通过配位键结合,D正确;
答案为C。
10. 在电场作用下双极膜能够将解离成H+和OH-,工业上可利用双极膜电渗析法制备葡萄糖酸(一元弱酸),制备原理如下图所示。下列说法不正确的是
A. 电极a和电源正极相连
B. b极的电极反应式为
C. 电解结束后阴极室溶液碱性增强
D. 当b极生成标准状况下22.4L时,理论上可生成1mol葡萄糖酸
【答案】D
【解析】
【分析】产生氧气一极为阳极,产生阴极一极为阴极,故a为阳极,接正极,b为阴极接负极,据此回答。
【详解】A.电极a和电源正极相连,故A正确;
B.b极为阴极,产生氢气,的电极反应式为2H2O+2e−=H2↑+2OH−,故B正确;
C.根据电极反应式可知,产生氢气与氢氧根,阴极室溶液碱性增强,故C正确;
D.生成1molH2时转移2mol电子,故生成2mol葡萄糖酸,故D错误;
故选D。
11. 工业上处理低品位黄铜矿[二硫化亚铁铜()含量较低]常采用生物堆浸法。堆浸所得的溶液可用于制备绿矾()和胆矾()。相关流程如图所示。
已知:①生物堆浸使用的氧化亚铁硫杆菌(细菌)在为范围内可保持活性。
②常温下,金属离子沉淀(离子浓度小于时可认为沉淀完全)的如下表。
金属离子
开始沉淀时的
1.6
4.2
6.3
完全沉淀时的
3.1
6.2
8.3
下列说法错误的是
A. 研磨的目的是使反应快速而充分
B. 可用KSCN溶液检验溶液中是否含有
C. 生物堆浸过程中,应控制溶液的在
D. 常温下,
【答案】C
【解析】
【分析】低品位黄铜矿[二硫化亚铁铜(CuFeS2)含量较低]经过研磨后生物堆浸,可增大接触面积,加快反应速率,生物堆浸过滤后得到含Fe3+、Cu2+的溶液,过程I中,加入Na2S2O3固体会还原堆浸液中的Fe3+,得到硫酸亚铁溶液以及CuS沉淀,硫酸亚铁溶液进一步蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾,过程Ⅱ中,用H2O2和稀硫酸处理后,CuS完全溶解,得到CuSO4溶液,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到胆矾(CuSO4•5H2O),随着氧化过程的进行,溶液的酸性增强,pH减小,c(H+)增大,即生成了H+,H+的生成只能来源于H2O的参与,结合原子守恒推断黄色固体中还可能含有的离子。
【详解】A.将矿石进行研磨,可增大矿石与生物堆浸液的接触面积,加快反应速率,故A正确;
B.检验Fe3+可用KSCN试剂,若溶液变红,则说明溶液中含有Fe3+,故B正确;
C.堆浸过程中不能使、沉淀,要小于1.6,故生物堆浸过程中,应控制溶液的在1.0到1.6之间,故C错误;
D.离子浓度小于时可认为沉淀完全,此时pH=3.1,常温下,,故D正确;
故选:C。
12. 某无色澄清溶液中可能含有①、②、③、④、⑤、⑥、⑦中的若干种,依次进行下列实验,且步骤Ⅱ、Ⅲ所加试剂均过量,观察到的现象如表格所示。下列结论正确的是
步骤
操作
现象
Ⅰ
取样,滴加几滴紫色石蕊溶液,振荡
溶液变成红色
Ⅱ
取样,先滴加稀盐酸,再滴加溶液
生成白色沉淀
Ⅲ
过滤Ⅱ中所得混合物,向滤液中滴加和的混合液
生成白色沉淀
A. 一定含有的离子是②③⑥ B. 一定没有的离子是④⑤
C. 可能含有的离子是①③ D. 可能含有的离子是①②⑦
【答案】C
【解析】
【分析】Ⅰ、用紫色石蕊试液检验,溶液变红,说明溶液显酸性,溶液里含有,不含和。
Ⅱ、向溶液中滴加BaCl2和稀HCl,有白色沉淀生成,此沉淀为BaSO4;说明溶液里有。Ⅲ、将Ⅱ中所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3,此沉淀为AgCl,但无法说明溶液里有,因实验Ⅱ中滴加了稀盐酸和氯化钡溶液引入了,以此解答该题。
【详解】A.根据分析可知溶液一定含有和,一定含有的离子是②⑥,故A错误;
B.无色澄清溶液一定没有,根据三组实验可知没有和,一定没有的离子是④⑤⑦,故B错误;
C.和无法排除,可能含有离子是①③,故C正确;
D.无色澄清溶液一定没有,故一定没有⑦,故D错误;
故答案为C。
13. 25℃时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1,lgc(CH3COOH)、lgc(CH3COO-)、lgc(H+)和lgc(OH-)随pH变化的关系如图所示。Ka为CH3COOH的电离常数,下列说法正确的是
A. O点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
B. N点时,pOH=14-lgKa
C. 该体系,c(CH3COOH)=mol·L-1
D. pH由7到14的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终增大
【答案】C
【解析】
【分析】根据图象分析可知,随着pH的升高,氢氧根离子和醋酸根离子浓度增大,氢离子和醋酸分子浓度减小,又pH=7的时候,氢氧根离子浓度等于氢离子浓度,故可推知,图中各曲线代表的浓度分别是:曲线1为lgc(CH3COO-)随pH的变化曲线,曲线2为lgc(H+)随pH的变化曲线,曲线3为lgc(OH-)随pH的变化曲线,曲线4为lgc(CH3COOH)随pH的变化曲线。
【详解】A.根据上述分析可知,O点为曲线2和曲线3的交点,对应的pH=7,应该得出的结论为:c(H+)=c(OH-),故A错误;
B.N点为曲线1和曲线4的交点,lgc(CH3COO-)=lgc(CH3COOH),即c(CH3COO-)=c(CH3COOH),因Ka=,代入等量关系并变形可知pH=-lgKa,可得pOH=14-(-lgKa)=14+lgKa,故B错误;
C.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol·L-1,则c(CH3COO-)=0.1mol·L-1-c(CH3COOH),又Ka=,联立两式消去c(CH3COO-)并化简整理可得出,c(CH3COOH)=mol·L-1,故C正确;
D.醋酸根离子的水解平衡为:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,pH由7到14的变化过程中,碱性不断增强,c(OH-)不断增大,则不利于醋酸根离子的水解平衡,会使其水解程度减小,故D错误;
答案选C。
14. 在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2,发生反应 ,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,200℃时n(H2)随时间的变化如表所示:
t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
8.0
5.4
4.0
4.0
下列说法不正确的是
A. 该反应的反应热
B. 图中的压强
C. 200℃时,该反应的平衡常数K=6.25
D. 向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入1molCO、,再次达平衡后H2的转化率有所降低
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.根据CO的平衡转化率与温度的关系图,随温度升高,CO的平衡转化率降低,该反应的反应热,故A正确;
B.正反应气体物质的量减少,增大压强,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,图中的压强,故B正确;
C.200℃时,
该反应的平衡常数K=6.25,故C正确;
D.向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入1molCO、,相当于加压,再次达平衡后H2的转化率增大,故D错误;
选D。
二、非选择题(共 4 个大题,除标注外每空 2 分,共 58 分)
15. 化工产品亚硫酸亚铜铵(NH4CuSO3)是一种难溶于水的白色固体。某实验小组将通入深蓝色的溶液中,经一系列操作制备并探究其性质。
实验(一)制备。实验小组设计实验装置如下图所示。
(1)实验室常用固体粉末和70%硫酸反应制备,发生装置A宜选择下列中的____(填序号)。
对于c装置,检验其气密性良好的方法是_______。
(2)实验开始时,向三颈烧瓶中逐滴加入氨水至过量,可观察到主要现象有______。然后向三颈烧瓶中通入,生成产物的化学方程式为______。
(3)实验完毕后,分离的操作是______、用75%酒精洗涤、干燥。
(4)下列实验能够说明尾气中被完全吸收的方案是(填序号)_______。
序号
操作
实验现象
甲
取少量装置C中溶液于试管,滴加溶液
产生白色沉淀
乙
取少量装置C中溶液于试管,滴加溶液
产生白色沉淀
丙
取少量装置C中溶液于试管,滴加品红溶液
溶液由红色变为无色
丁
取少量装置C中溶液于试管,滴加酚酞溶液
溶液先变红后褪色
实验(二)探究中的铜元素性质。设计实验装置如下图所示。
实验现象:装置I中白色固体溶解,产生气泡,生成红色固体,溶液变蓝色;装置II中溶液褪色。
(5)装置I中发生反应的离子方程式为__。实验中,用硝酸替代稀硫酸,不能探究中铜元素的____(填“氧化”或“还原”)性。
【答案】(1) ①. ac ②. 关闭止水夹,向安全漏斗中加水至左侧导管中形成一段水柱,一段时间后,水柱保持不变
(2) ①. 先产生蓝色沉淀,后沉淀溶解得到蓝色溶液 ②.
(3)过滤 (4)丁
(5) ①. ②. 氧化
【解析】
【分析】由图可知,装置A可选择固液不加热制备气体的a或c,不能选用块状不溶于水的固体与溶液反应制备气体的b,为70%硫酸与亚硫酸钠粉末反应制备二氧化硫气体,装置B中二氧化硫与浓氨水和硫酸铜溶液反应生成的硫酸四氨合铜溶液反应制备亚硫酸亚铜铵,装置C中的次氯酸钠溶液用于吸收未反应的二氧化硫和挥发出的氨气,防止污染空气。
【小问1详解】
由分析可知,装置A可选择固液不加热制备气体的a或c,不能选用块状不溶于水的固体与溶液反应制备气体的b;装置c为恒压装置,可用液差法检验装置的气密性,具体操作为关闭止水夹,向安全漏斗中加水至左侧导管中形成一段水柱,一段时间后,水柱保持不变,故答案为:ac;关闭止水夹,向安全漏斗中加水至左侧导管中形成一段水柱,一段时间后,水柱保持不变;
【小问2详解】
向三颈烧瓶中逐滴加入氨水时,硫酸铜溶液先与氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸铵,当氨水过量后,氢氧化铜沉淀与氨水反应生成深蓝色的硫酸四氨合铜溶液,观察到的实验现象为先产生蓝色沉淀,后沉淀溶解得到蓝色溶液;向三颈烧瓶中通入二氧化硫发生的反应为二氧化硫与硫酸四氨合铜溶液反应生成亚硫酸亚铜铵沉淀和硫酸铵,反应的化学方程式为,故答案为:先产生蓝色沉淀,后沉淀溶解得到蓝色溶液;;
【小问3详解】
实验完毕后,分离亚硫酸亚铜铵沉淀的操作为过滤、用75%酒精洗涤、干燥,故答案为:过滤;
【小问4详解】
二氧化硫具有还原性,能与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应生成氯化钠和硫酸钠和次氯酸而被吸收,当次氯酸钠溶液过量时,二氧化硫被完全吸收,则向反应后的溶液中滴加酚酞溶液,溶液先变红后褪色说明次氯酸钠溶液过量,二氧化硫被完全吸收,故选丁;
【小问5详解】
装置I中白色固体溶解,产生气泡,生成红色固体,溶液变蓝色说明亚硫酸亚铜铵与稀硫酸反应生成硫酸铵、硫酸铜、铜、二氧化硫和水,反应的离子方程式为,反应中铜元素化合价即升高被氧化又降低被还原,亚铜离子既做氧化剂又做还原剂,若实验中用具有强氧化性的硝酸替代稀硫酸,具有强氧化性的稀硝酸将亚铜离子氧化为铜离子,无法探究铜元素化合价降低被还原,亚铜离子表现氧化性的性质,故答案为:;氧化。
16. 研究人员开发新型Cu-Pd催化剂实现CO还原制备: 。
(1)已知:①
②
③
上述反应中,_______(用、、的代数式表示)。
(2)一定温度下,在2L恒容密闭容器中充入4mol CO和,发生上述反应。测得物质的量(mol)与时间(min)的关系如下表所示。
时间/min
0
5
10
15
20
25
0.00
0.80
1.00
1.20
1.30
1.30
下列说法错误的是_______(填标号)。
A. 15~20min时混合气体的密度不随时间变化
B. CO消耗速率等于乙酸消耗速率的3倍时达到平衡状态
C. 0~10min内
D. 上述条件下CO的平衡转化率为65%
(3)在恒容密闭容器中充入一定量CO和发生上述反应,测得单位时间内CO的转化率与催化剂Cat1、Cat2以及温度的关系如图l所示。
在相同条件下,催化效率较高的是_______(填“Cat1”或“Cat2”)。
(4)在某温度下,向2L恒容密闭容器中充入2mol CO和,发生上述反应,测得混合气体总压强变化如图2所示。
0~5min内_______(填“大于”“小于”或“等于”)5~10min内。该温度下,上述反应的平衡常数K=_______。
(5)下列有关“Cu-Pd催化剂”的说法正确的是_______(填标号)。
A. 降低CO和制备乙酸反应的活化能 B. 能提高CO和的总能量
C. 能改变CO和反应历程 D. 能提高活化分子百分率
【答案】(1)2+2- (2)BC
(3)Cat2 (4) ①. 大于 ②. 4 (5)ACD
【解析】
【小问1详解】
①
②
③
根据盖斯定律①×2+②×2-③得 2+2-
【小问2详解】
A.反应前后气体总质量不变,容器体积不变,密度是恒量,15~20min时混合气体的密度不随时间变化,故A正确;
B.反应达到平衡,正逆反应速率比等于系数比,CO消耗速率等于乙酸消耗速率的2倍时达到平衡状态,故B错误;
C.0~10min内生成1mol,则反应消耗2molH2,,故C错误;
D.反应达到平衡,生成1.3mol,则反应消耗2.6molCO,CO的平衡转化率为65%,故D正确;
选BC。
【小问3详解】
在相同条件下,使用Cat2催化剂,CO转化率大,催化效率较高的是Cat2。
【小问4详解】
随反应进行,反应物浓度减小,速率减慢,0~5min内大于5~10min内。
反应达到平衡,压强由80KPa减小为50KPa, ,x=0.25,该温度下,上述反应的平衡常数K=。
小问5详解】
A.催化剂能降低反应活化能,Cu-Pd降低CO和制备乙酸反应的活化能,故A正确;
B.催化剂能降低反应活化能,反应物能量不变,故B错误;
C.催化剂参与化学反应,能改变CO和反应历程,加快反应速率,故C正确;
D.催化剂能降低反应活化能,提高活化分子百分率,故D正确;
选ACD。
17. 废钼催化剂中钼、钴、镍等有色金属作为二次资源可加以回收利用,一种从废钼催化剂(主要成分为、,含少量CoO、CoS、NiO、等)中回收有色金属一种工艺流程如图所示:
已知:①;
②部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀时溶液的pH如表所示:
金属阳离子
开始沉淀
7.0
2.3
7.1
沉淀完全
90
3.2
9.2
回答下列问题:
(1)基态Mo原子的价电子排布式为,则Mo在元素周期表中的位置为___________。
(2)“焙烧”时,采用“多层逆流焙烧”方法,即混合料与空气逆向而行,该方法的优点是___________。
(3)“焙烧”时转化为,写出“碱浸”时参与反应的离子方程式:___________。
(4)“除铁”时,控制pH的范围为___________。
(5)“除铁”后所得滤液中,“沉镍”后所得滤液中,则沉镍率=___________[沉镍率=,计算过程中不考虑溶液体积变化,保留三位有效数字]。
(6)在空气中加热18.3g ,其残留固体质量与温度的关系如图所示。图中,a、c两点对应固体的成分分别是___________、___________(填化学式,其中c为Co的氧化物)。
(7)由Co和Ni形成的立方晶胞中,Co处于顶点,Ni处于面心。若晶胞参数为a nm,阿伏加德罗常数用表示,则晶体的密度为___________。
【答案】(1)第五周期ⅥB族
(2)增大接触面积,提高反应速率
(3)
(4)3.2≤pH<7.0
(5)94.4% (6) ①. ②. CoO
(7)
【解析】
【分析】废钼催化剂(主要成分为、,含少量CoO、CoS、NiO、等),在空气焙烧生成气体为二氧化硫,烧渣加入NaOH溶液、H2O2碱浸,得到Na2MoO4溶液,向溶液中加入稀硫酸沉Mo得到H2MoO4,碱浸后得到的固体为CoO、NiO、Fe2O3,固体用稀盐酸酸浸,得到含有Co2+、Ni2+、Fe3+的溶液,加入NaOH将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,加入H2C2O4溶液沉Ni、Co得到CoC2O4、NiC2O4,以此解答。
【小问1详解】
基态Mo原子的价电子排布式为4d55s1,则Mo在元素周期表中的位置为第五周期ⅥB族。
【小问2详解】
“焙烧”时,采用“多层逆流焙烧”方法,即混合料与空气逆向而行,该方法的优点是增大接触面积,提高反应速率。
【小问3详解】
“焙烧”时转化为,“碱浸”时和OH-反应生成,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:。
【小问4详解】
“除铁”时,需要将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,而Ni2+和Co2+不能沉淀,由表格数据可知,控制pH的范围为3.2≤pH<7.0。
【小问5详解】
“除铁”后所得滤液中,“沉镍”后所得滤液中,溶液中c,则沉镍率= =94.4%。
【小问6详解】
18.3g 为=0.1mol,a点处,减少的质量为 18.3g-14.7g-3.6g,怡好为0.2mol H2O,故a点的化学式为 CoC2O4;c点,根据Co元素守恒,设Co的氧化物为 CoOx,其质量为 7.5g,则0.1×(59+16x)=7.5,解得x=-1, 故 c点处Co的氧化物为 CoO。
【小问7详解】
由Co和Ni形成的立方晶胞中,Co处于顶点,Ni处于面心,则Co的个数为=1,Ni的个数为=3,若晶胞参数为a nm,阿伏加德罗常数用表示,则晶体的密度为。
18. 化合物H是一种有机材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下:
已知:① RCHO+R'CHO
②RCHO+R'CH2CHO +H2O
③
请回答下列问题:
(1)芳香化合物B的名称为___________。
(2)H的分子式是___________,H含有的官能团的名称是___________。
(3)由G生成H的反应类型为___________。
(4)X的结构简式为___________。
(5)写出D生成E的第①步反应的化学方程式___________。
(6)G与乙醇发生酯化反应生成化合物Y,Y有多种同分异构体,写出符合下列条件的任意一种同分异构体的结构简式___________。
①分子中含有苯环,且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出;
②其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,且峰面积之比为6∶2∶1∶1。
(7)写出用为原料制备化合物的合成路线,其他无机试剂任选___________。
【答案】 ①. 苯甲醛 ②. C14H14O2 ③. 碳碳双键、羧基 ④. 加成反应 ⑤. ⑥. +2Cu(OH)2+NaOH +Cu2O+3H2O ⑦. 、(写出任意一种即可) ⑧.
【解析】
【分析】根据信息①可知反应生成和,根据信息②和反应生成,和新制氢氧化铜加热反应,在酸化得到,和溴单质发生加成反应生成,发生消去反应,再根据信息③和H的结构简式得到G为,根据信息③知和反应生成H。
【详解】(1)芳香化合物B()的名称为苯甲醛;故答案为:苯甲醛。
(2)根据H的结构简式得到H的分子式是C14H14O2,H含有的官能团的名称是碳碳双键、羧基;故答案为:C14H14O2;碳碳双键、羧基。
(3)根据G生成H的结构简式得到该反应类型为加成反应;故答案为:加成反应。
(4)根据前面分析得到X的结构简式为;故答案为:。
(5)D()在氢氧化钠溶液碱性环境下和新制氢氧化铜加热条件下反应生成羧酸钠、氧化亚铜和水,其生成E的第①步反应的化学方程式+2Cu(OH)2+NaOH +Cu2O+3H2O;故答案为:。
(6)G与乙醇发生酯化反应生成化合物Y,Y有多种同分异构体,①分子中含有苯环,且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出,说明含有羧基;②其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,且峰面积之比为6∶2∶1∶1,因此符合条件的同分异构体的结构简式、(写出任意一种即可);故答案为:、(写出任意一种即可)。
(7)和溴单质发生加成反应生成,发生消去反应生成,和发生反应生成,其合成路线为:;故答案为:。
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湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年
高三上学期开学考试化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Na-23 V-51 Fe-56 Cu-64
一、单选题(每题 3 分,共 42 分)
1. 硅酸盐是地壳岩石的主要成分,在硅酸盐中,四面体(如图甲为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成六元环(图乙)、无限单链状(图丙)、无限双链状(图丁)等多种结构。石棉是由钙、镁离子以离子数的比例与单链状硅酸根离子形成的一种硅酸盐。
下列说法不正确的是
A. 大多数硅酸盐材料硬度高与硅氧四面体结构有关
B. 六元环的硅酸盐阴离子化学式
C. 石棉的化学式为
D. 双链状硅酸盐中硅氧原子数之比为
2. 下列化学用语正确的是
A. 分子的电子式:
B. 氯离子的结构示意图:
C. 次氯酸分子的结构式:H-Cl-O
D. 电子式表示的形成过程:
3. 下列化学实验操作或事故处理方法不正确的是
A. 碱沾到皮肤上时,应立即用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液
B. 浓硫酸沾到皮肤上时,可立即用湿抹布擦,再用水冲洗,然后涂上3%~5%的NaHCO3溶液
C. 酒精灯不慎碰倒起火时,可用湿抹布或沙子盖灭,不能用水扑灭
D. 配制硫酸溶液时,可先在量筒中加入一定体积的水,再在搅拌条件下慢慢加入浓硫酸
4. 下列有关物质结构与性质的说法正确的是
A. BF3和PCl3分子中所有原子的最外层电子都满足8电子稳定结构
B. 分子中无手性碳原子
C. 常温常压下,124gP4中所含P-P键数目为6NA
D. 冠醚可识别碱金属离子是因为冠醚与碱金属离子之间可以形成稳定的离子键
5. 海博麦布是我国首个自主研发的胆固醇吸收抑制剂,结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 该分子存在顺反异构体
B. 该分子中含有2个手性碳原子
C. 该物质能与反应产生无色气体
D. 1mol该物质与浓溴水反应,最多消耗3mol
6. 图为实验室制取乙炔并验证其性质的装置图。下列说法不正确的是
A. 逐滴加入饱和食盐水可控制生成乙炔的速率
B. 酸性溶液褪色,说明乙炔具有还原性
C. 圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为:
D. 将纯净的乙炔点燃,有浓烈的黑烟,说明乙炔含碳量高
7. 浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应,为检验反应的产物,某同学设计了如图所示的实验,请判断下列说法正确的是
A. 物质甲可以是碱石灰,用于检验生成的水
B. 装置乙中会生成淡黄色沉淀,体现了的还原性
C. 装置丙中溶液的紫色褪去,体现了的漂白性
D. 装置戊中溶液不褪色,装置己中出现浑浊,说明产物中含有
8. 常温下,用0.100mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL同浓度的CH3COOH溶液,滴定曲线如图所示,下列说法错误的是
A. a点溶液中,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol/L
B. b点溶液中,一定存在c(CH3COO-)>c(Na+)
C. c点溶液中,V1<20.00mL
D. d点溶液中,共有5种微粒
9. 酞菁钴被广泛应用于光电材料、光动力学光敏材料等方面。酞菁钴(II)结构如图所示(Co均形成单键,部分化学键未画明)。下列说法错误的是( )
A. 酞菁钴(II)中三种非金属元素的电负性大小顺序为N>C>H
B. 酞菁钴(II)中碳原子的杂化方式只有sp2杂化
C. 1号和3号N原子的VSEPR模型均为平面三角形
D. 2号和4号N原子与Co(Ⅱ)是通过配位键结合
10. 在电场作用下双极膜能够将解离成H+和OH-,工业上可利用双极膜电渗析法制备葡萄糖酸(一元弱酸),制备原理如下图所示。下列说法不正确的是
A. 电极a和电源正极相连
B. b极的电极反应式为
C. 电解结束后阴极室溶液碱性增强
D. 当b极生成标准状况下22.4L时,理论上可生成1mol葡萄糖酸
11. 工业上处理低品位黄铜矿[二硫化亚铁铜()含量较低]常采用生物堆浸法。堆浸所得的溶液可用于制备绿矾()和胆矾()。相关流程如图所示。
已知:①生物堆浸使用的氧化亚铁硫杆菌(细菌)在为范围内可保持活性。
②常温下,金属离子沉淀(离子浓度小于时可认为沉淀完全)的如下表。
金属离子
开始沉淀时的
1.6
4.2
6.3
完全沉淀时的
3.1
6.2
83
下列说法错误的是
A. 研磨的目的是使反应快速而充分
B. 可用KSCN溶液检验溶液中是否含有
C. 生物堆浸过程中,应控制溶液的在
D. 常温下,
12. 某无色澄清溶液中可能含有①、②、③、④、⑤、⑥、⑦中的若干种,依次进行下列实验,且步骤Ⅱ、Ⅲ所加试剂均过量,观察到的现象如表格所示。下列结论正确的是
步骤
操作
现象
Ⅰ
取样,滴加几滴紫色石蕊溶液,振荡
溶液变成红色
Ⅱ
取样,先滴加稀盐酸,再滴加溶液
生成白色沉淀
Ⅲ
过滤Ⅱ中所得混合物,向滤液中滴加和的混合液
生成白色沉淀
A. 一定含有离子是②③⑥ B. 一定没有的离子是④⑤
C. 可能含有的离子是①③ D. 可能含有的离子是①②⑦
13. 25℃时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1,lgc(CH3COOH)、lgc(CH3COO-)、lgc(H+)和lgc(OH-)随pH变化的关系如图所示。Ka为CH3COOH的电离常数,下列说法正确的是
A. O点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
B. N点时,pOH=14-lgKa
C 该体系,c(CH3COOH)=mol·L-1
D. pH由7到14的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终增大
14. 在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2,发生反应 ,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,200℃时n(H2)随时间的变化如表所示:
t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
80
5.4
4.0
4.0
下列说法不正确的是
A. 该反应的反应热
B. 图中的压强
C. 200℃时,该反应的平衡常数K=6.25
D. 向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入1molCO、,再次达平衡后H2的转化率有所降低
二、非选择题(共 4 个大题,除标注外每空 2 分,共 58 分)
15. 化工产品亚硫酸亚铜铵(NH4CuSO3)是一种难溶于水的白色固体。某实验小组将通入深蓝色的溶液中,经一系列操作制备并探究其性质。
实验(一)制备。实验小组设计实验装置如下图所示。
(1)实验室常用固体粉末和70%硫酸反应制备,发生装置A宜选择下列中的____(填序号)。
对于c装置,检验其气密性良好的方法是_______。
(2)实验开始时,向三颈烧瓶中逐滴加入氨水至过量,可观察到主要现象有______。然后向三颈烧瓶中通入,生成产物的化学方程式为______。
(3)实验完毕后,分离的操作是______、用75%酒精洗涤、干燥。
(4)下列实验能够说明尾气中被完全吸收的方案是(填序号)_______。
序号
操作
实验现象
甲
取少量装置C中溶液于试管,滴加溶液
产生白色沉淀
乙
取少量装置C中溶液于试管,滴加溶液
产生白色沉淀
丙
取少量装置C中溶液于试管,滴加品红溶液
溶液由红色变为无色
丁
取少量装置C中溶液于试管,滴加酚酞溶液
溶液先变红后褪色
实验(二)探究中的铜元素性质。设计实验装置如下图所示。
实验现象:装置I中白色固体溶解,产生气泡,生成红色固体,溶液变蓝色;装置II中溶液褪色。
(5)装置I中发生反应的离子方程式为__。实验中,用硝酸替代稀硫酸,不能探究中铜元素的____(填“氧化”或“还原”)性。
16. 研究人员开发新型Cu-Pd催化剂实现CO还原制备: 。
(1)已知:①
②
③
上述反应中,_______(用、、的代数式表示)。
(2)一定温度下,在2L恒容密闭容器中充入4mol CO和,发生上述反应。测得的物质的量(mol)与时间(min)的关系如下表所示。
时间/min
0
5
10
15
20
25
0.00
0.80
1.00
1.20
1.30
1.30
下列说法错误的是_______(填标号)。
A. 15~20min时混合气体密度不随时间变化
B. CO消耗速率等于乙酸消耗速率的3倍时达到平衡状态
C. 0~10min内
D. 上述条件下CO的平衡转化率为65%
(3)在恒容密闭容器中充入一定量CO和发生上述反应,测得单位时间内CO的转化率与催化剂Cat1、Cat2以及温度的关系如图l所示。
在相同条件下,催化效率较高的是_______(填“Cat1”或“Cat2”)。
(4)在某温度下,向2L恒容密闭容器中充入2mol CO和,发生上述反应,测得混合气体总压强变化如图2所示。
0~5min内_______(填“大于”“小于”或“等于”)5~10min内。该温度下,上述反应的平衡常数K=_______。
(5)下列有关“Cu-Pd催化剂”的说法正确的是_______(填标号)。
A. 降低CO和制备乙酸反应的活化能 B. 能提高CO和的总能量
C. 能改变CO和反应历程 D. 能提高活化分子百分率
17. 废钼催化剂中钼、钴、镍等有色金属作为二次资源可加以回收利用,一种从废钼催化剂(主要成分为、,含少量CoO、CoS、NiO、等)中回收有色金属的一种工艺流程如图所示:
已知:①;
②部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀时溶液的pH如表所示:
金属阳离子
开始沉淀
7.0
2.3
7.1
沉淀完全
9.0
3.2
9.2
回答下列问题:
(1)基态Mo原子的价电子排布式为,则Mo在元素周期表中的位置为___________。
(2)“焙烧”时,采用“多层逆流焙烧”方法,即混合料与空气逆向而行,该方法的优点是___________。
(3)“焙烧”时转化为,写出“碱浸”时参与反应的离子方程式:___________。
(4)“除铁”时,控制pH的范围为___________。
(5)“除铁”后所得滤液中,“沉镍”后所得滤液中,则沉镍率=___________[沉镍率=,计算过程中不考虑溶液体积变化,保留三位有效数字]。
(6)在空气中加热18.3g ,其残留固体质量与温度的关系如图所示。图中,a、c两点对应固体的成分分别是___________、___________(填化学式,其中c为Co的氧化物)。
(7)由Co和Ni形成的立方晶胞中,Co处于顶点,Ni处于面心。若晶胞参数为a nm,阿伏加德罗常数用表示,则晶体的密度为___________。
18. 化合物H是一种有机材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下:
已知:① RCHO+R'CHO
②RCHO+R'CH2CHO +H2O
③
请回答下列问题:
(1)芳香化合物B的名称为___________。
(2)H的分子式是___________,H含有的官能团的名称是___________。
(3)由G生成H的反应类型为___________。
(4)X的结构简式为___________。
(5)写出D生成E的第①步反应的化学方程式___________。
(6)G与乙醇发生酯化反应生成化合物Y,Y有多种同分异构体,写出符合下列条件的任意一种同分异构体的结构简式___________。
①分子中含有苯环,且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出;
②其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,且峰面积之比为6∶2∶1∶1。
(7)写出用为原料制备化合物的合成路线,其他无机试剂任选___________。
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