福建省宁德第一中学2024-2025学年高三上学期期中考试 化学试卷
2024-10-30
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第 1页,共 7 页
宁德一中 2024-2025 学年第一学期高三期中考试
高三化学试题
(考试时间:75 分钟 满 分:100 分)
注意事项:1.答卷前,考生务必将班级、姓名、座号填写清楚。
2. 每小题选出答案后,填入答案卷中。
3.考试结束,考生只将答题卡交回,试卷自己保留。
可能用到的相对原子质量:H-1 C -12 N -14 O -16 P -31 C l-35.5 C a-40 S c-45 Fe-56
第Ⅰ卷(选择题,共 40 分)
选择题(10 小题,每小题 4 分,共 40 分。每小题只有一个选项符合题意)
1.化学与科学、技术、社会、环境密切相关,下列说法错误的是
A.氢氧化铁胶体、淀粉溶液均具有丁达尔效应
B.化学是一门具有创造性的科学,化学变化的特征是制造新的分子和原子
C.煤的气化、煤的液化、石油的裂化和重整均属于化学变化
D.“榆荚只能随柳絮,等闲撩乱走空园”中“柳絮”的主要成分是纤维素
2.下列实验原理、装置及操作能达到实验目的的是
A.用装置①分离 Fe(OH)3胶体中的 NaCl
B.用装置②除去 SO2中的 SO3
C.用装置③制取 Cl2
D.用操作④检验化合物中是否含钾元素
3.钪元素在国防、冶金、化工、宇航等领域有重要的应用。由草酸钪制取钪单质的工艺流程如图所
示。下列说法错误的是
4 2
3 00 900~1650
2 2 4 2 3 2 3 3 3 /NH HF C a Ar
Sc C O Sc O Sc O ScF
灼烧 提纯 ℃ ℃
粗 纯 钪单质
A.在空气中灼烧草酸钪,反应的化学方程式为 2 2 4 2 2 3 22Sc C O +3O 2Sc O +12CO
高温
B. 4 2 NH HF 为离子化合物, 4 NH
的电子式为
④
3
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C.理论上,生产1mol钪单质,需要40g金属钙
D.假设各步转化均完全,由150g 粗氧化钪可制得90g 钪单质,则粗氧化钪的纯度为 92%
4.某科学小组构想用锂元素的转化过程来持续合成氨,原理如图。
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2 g 14N2和16O2的混合气体中含有质子数目为 NA
B.22.4L N2与过量锂反应断裂的N≡N键的数目为NA
C.1 mol Li3N与过量水反应,收集的气态氨分子数目为NA
D.0.1 mol•L-1 LiOH溶液中含有阴、阳离子总数为0.2NA
5.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列关于离子共存或离子反应的说法正确的是
A.常温下,pH=7 的溶液中能大量存在:Cl、 24SO
、 Na、 3Fe
B.0.1mol/L 3AlCl 溶液中能大量存在: Na、 3NO
、 4NH
、
2
3CO
C.氧化亚铁溶于稀硝酸: 2 2FeO 2H Fe H O
D.向 2Ba OH 溶液中滴加 4NaHSO 溶液至溶液显中性:
2 2
4 4 2Ba 2OH 2H SO BaSO 2H O
6.下列反应的离子方程式正确的是
A.碳酸氢铵溶液中滴加过量澄清石灰水:Ca(OH)2+2 -3HCO =CaCO3↓+2H2O+
2-
3CO
B.向 BaCl2溶液中通入 CO2:Ba2++H2O+CO2=BaCO3↓+2H+
C.印刷电路板反应原理:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
D.用稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管:3Ag+4H++ -3NO =3Ag++2H2O+NO↑
7.利用如图所示装置(夹持装置略)进行试验,b 中现象不能..证明 a 中产物生成的是
a 中反应 b 中检测试剂及现象 装置
A 2-氯丙烷与 KOH 乙醇溶液生成丙烯 溴的四氯化碳溶液褪色
B 铜和浓硫酸生成 SO2 品红溶液褪色
C 浓硝酸分解生成 NO2 硫化钠溶液变浑浊
D 浓氢氧化钠与氯化铵溶液生成 NH3 酚酞溶液变红
A.A B.B C.C D.D
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8.下列选项中的物质按图示路径不能一步转化的是
选项 A B C D
X CO2 Cu2O Al2O3 Fe
Y Na2CO3 Cu(NO3)2 Na[Al(OH)4] Fe2O3
Z NaHCO3 Cu(OH)2 Al(OH)3 Fe(OH)3
A.A B.B C.C D.D
9.增塑剂 DCHP 可由邻苯二甲酸酐与环己醇反应制得。下列说法错误的是
A.该反应属于取代反应
B.1mol 环己醇与足量钠反应,可生成 211.2LH (标准状况)
C.邻苯二甲酸酐与增塑剂 DCHP 的苯环上的二氯代物均有 4 种
D.邻苯二甲酸酐与苯甲酸( )互为同系物
10.常压下,研究 2Cl 在盐酸中的溶解度(用溶解 2Cl 的物质的量浓度表示)。随盐酸浓度的变化,不
同温度下 2Cl 的溶解度见图 1,溶液中含氯微粒的浓度变化见图 2,下列说法正确的是
A.由图 1 可知,温度升高,在一定浓度的盐酸中 2Cl 溶解度增大
B.由图 2 可知,随盐酸浓度增大,与水反应的 2Cl 逐渐增多
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C.盐酸浓度小于 10.5mol L 时,主要发生的反应为 2 2Cl H O HCl HClO
D.盐酸浓度大于 10.5mol L 时,随盐酸浓度增大 HClO 浓度减小的主要原因是 HClO 分解
第Ⅱ卷(非选择题,共 60 分)
11.高铁酸钾(K2FeO4)可作为水处理剂和高容量电池材料。实验室模拟湿法制备高铁酸钾的流程如
下:
已知:“转化”过程发生复分解反应。
(1)用 NaOH 固体配制上述 NaOH 溶液,下列操作错误的有_______(填序号)。
A.图 1 溶解 NaOH 固体 B.图 2 用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒
C.图 3 上下颠倒摇匀 D.图 4 定容
(2)配制上述 NaOH 溶液,下列操作可能导致溶液浓度偏大的是_______(填序号)。
A.容量瓶洗净之后未干燥 B.NaOH 在烧杯中溶解后,烧杯未洗涤
C.定容时俯视刻度线 D.上下颠倒摇匀后发现液面低于刻度线,再加水至刻度线
(3)NaOH 溶液应置于冰水浴中,否则温度升高将发生副反应。
主反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
副反应: 2 3 2Cl NaOH NaCl NaClO H O (未配平)
①配平上述副反应:
_______Cl2+_______NaOH=_______NaCl+_______NaClO3+_______H2O
②若有 20.15mol Cl 发生上述副反应,该副反应转移电子的物质的量为 mol;
(4)“氧化”过程中溶液保持强碱性,写出反应的离子方程式: 。
(5)写出“转化”的化学方程式 。
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(6)高铁酸钾是一种新型的自来水处理剂,它的性质和作用是_______(填序号)。
A.有强还原性,可消毒杀菌,氧化产物水解后能吸附水中杂质
B.有强氧化性,可消毒杀菌,还原产物水解后能吸附水中杂质
C.有强还原性,能吸附水中杂质,氧化产物能消毒杀菌
D.有强氧化性,能吸附水中杂质,还原产物能消毒杀菌
(7)工业干法制备高铁酸钾的第一步反应为: 4 2 2 2 4 2 2 4 2
Δ
2FeSO 6Na O 2Na FeO 2Na O 2Na SO O ,
该反应中氧化产物为 、 。
12.三氯氧磷(POCl3)广泛应用于有机合成,是一种重要的化工原料。工业有多种制备方案。氯化水
解法、氧气氧化法是具有代表性的两种。
方案一:氯化水解法,操作步骤如下:
Ⅰ.将 10.0 g PCl3加入反应器中
Ⅱ.通入氯气,同时滴加水,控制氯、水比[m(Cl2):m(H2O)=4:1]
Ⅲ.使用夹套蒸汽加热至 105℃~110℃,使反应物汽化
Ⅳ.经冷凝,再回流入反应器中
Ⅴ.二次通入氯气,继续氯化残留的 PCl3,得到粗产品
Ⅵ.将粗产品分离提纯,得到 POCl3 9.6 g。
已知:
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他
PCl3 -112.0 76.0
均易水解
POCl3 2.0 105.0
H3PO4 40.0 260.0
回答下列问题:
(1)POCl3中 P 的化合价为 ,仪器 A 的名称为 。
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(2)Ⅰ中反应器内发生的主要反应化学方程式为 ,Ⅱ中氯、水比越小,产品产率越低,原
因是 。
(3)Ⅳ中提纯粗产品的方法为 ,产品的产率为 (结果保留 1 位小数)。
方案二:氧气氧化法,原理:2PCl3+O2=2POCl3
(4)装置 B 的作用是 。
(5)方案二优于方案一,请说出两点理由: 、 。
13.GaN凭借其出色的功率性能、频率性能以及散热性能,应用于5.5G技术。工业上由赤泥(含
2 3 2 3 2 3Fe O Al O Ga O、 、 ,还有少量 2SiO 等杂质)提取镓 (Ga)制备氮化镓流程如下:
已知:①镓性质与铝相似,金属活动性介于锌和铁之间。
②萃取镓的原理为: 3 3Ga 3HR GaR 3H 水相 有机相 有机相 水相 。
回答下列问题:
(1)为提高酸浸效率可采取的措施是 (任写一条)。
(2)“浸渣”主要成分是(写化学式) 。
(3)已知:一定温度下,溶质在平衡共存的两液相中的分配系数为
c( )k k
c( )
有机相中溶质
水相中溶质
。分别用与
原溶液等体积的萃取剂依次萃取两次后,水相中Ga 元素的残留率为 (用含 k 的代数式表示)。
(4)水相 2 与足量 NaOH 溶液反应的离子方程式为 、 。
(5)“合成”步骤中, 3CH Br 促进了金属Ga 在 3NH 和高温环境中的转化,其化学方程式为 。
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(6)一种镍催化法生产GaN的工艺如图。
“酸浸”操作的目的是 。
14.有机物 N 是治疗胃溃疡的一种药物中间体,其合成路线如图所示。
已知:① 3AlCl
② 的某些性质和 相似,都能与 R-NH2发生加成
③同一个碳上连着一个羟基和一个氨基(或取代的氨基)时不稳定,易脱水生成亚胺
回答下列问题:
(1)E 的名称为 。
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(2)下列反应不属于取代反应的是 (填标号)。
a.A→B b.D→E c.G→J d.L→M
(3)符合下列条件的 G 的同分异构体有 种。
a.一定条件下可以发生银镜反应
b.遇 FeCl3溶液显紫色
c.苯环上只有 2 个取代基
(4)J 的结构简式为 ,试剂 a 是 。
(5)K 与 NaOH 反应得到 L 的化学方程式是 。
(6)M 反应形成 N 时条件为 KOH 溶液,若改为“强酸性”条件下进行,会导致 N 的产率大大降低,原
因是 。
1
高三化学参考答案
选择题(10 小题,每小题 4 分,共 40 分。)
1-5:BBCAD 6 -10:DCDAC
填空题标记为 1 分,其余每空 2 分,。
11.(16 分)
(1)AC
(2)C
(3) 3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O 0 .25
(4) 3 24 2 3ClO 2Fe 10OH 2FeO 3Cl 5H O
(5) 2 4 2 4Na FeO 2KOH K FeO 2NaOH
(6)B
(7)O2 (1 分) 2 4N a FeO (1 分)
12.(16 分)
(1) + 5(1 分) 恒压滴液漏斗(1 分)
(2) P Cl3+Cl2+H2O
Δ
P OCl3+2HCl 水过量越多,PCl3水解就越多,导致其产率越低
(3) 蒸 馏 8 6.0%
(4)干燥 O2、控制氧气流速、平衡气压
(5) 干 燥 O2,还可以平衡气压,通过观察气泡来控制氧气流速 原料利用率高,产品纯度高
13.(14 分)
(1)搅拌、适当升高温度、适当提高硫酸浓度(任填其一)
(2)SiO2
(3) 2
1
(1 k)
(4) 2H OH H O
3 4Ga 4OH Ga(OH)
(5) 3 3 42Ga 3CH Br 2NH 2GaN 3CH 3HBr
高温
(6)除去 GaN 中混有的少量 Ni
14.(14 分)
(1)乙酸苯酚酯(或乙酸苯酯)
(2)d
2
(3)12
(4) 浓硝酸和浓硫酸
(5) +NaOH +CH3COONa
(6)强酸性条件下,H+会和氨基反应,生成不活泼的铵离子,使 R-NH2失去加成能力
1【答案】B
【详解】A.氢氧化铁胶体、淀粉溶液都是胶体,都有丁达尔效应,故 A 正确;
B. 化学是一门具有创造性的科学,可以利用先进的技术和设备制造出新的分子,而原子是化学变化的最小微粒,
通过化学变化不能产生新的原子,故 B 错误;
C. 煤的气化、煤的液化、石油的裂化和重整都有新物质生成,均属于化学变化,故 C 正确;
D. “柳絮”的主要成分是纤维素,故 D 正确。
故选 B。
2【答案】B
【详解】A.Fe(OH)3胶体中胶粒和电解质溶液中的离子都可以通过滤纸,因此不能采用过滤的方法分离除去 Fe(OH)3
胶体中的 NaCl,应该采用渗析的方法提纯 Fe(OH)3胶体,A 错误;
B.SO3与溶液中的水反应产生 H2SO4,而 SO2不能溶解,也不能发生反应,因此可以用装置②的饱和 NaHSO3 溶液
除去 SO2 中的 SO3,B 正确;
C.装置中无加热仪器——酒精灯,因此不能用于实验室中制取 Cl2,C 错误;
故合理选项是 B。
3【答案】C
【分析】草酸钪在空气中灼烧生成粗 2 3Sc O 和 2CO ,粗 2 3Sc O 经提纯得到纯 2 3Sc O ,纯 2 3Sc O 与 4 2NH HF 反应生成 3ScF ,
3ScF 与钙在高温条件下反应生成钪和氧化钙。
【详解】A.草酸钪在空气中灼烧时,与空气中的 2O 发生反应生成 2 3Sc O 和 2CO ,反应的化学方程式为:
2 2 4 2 2 3 232Sc C O 3O 2Sc O 12CO
高温
,故 A 项正确;
B. 4 2NH HF 中含有 4NH
,是离子化合物, 4NH
的电子式为 ,故 B 项正确;
C.根据
2 3Sc O 3Ca 2Sc 3CaO
高温
可知,生成1mol钪单质需要1.5mol金属钙,其质量为60g ,故 C 项错误;
3
D.由质量守恒可知,138g 氧化钪可制得90g 钪单质,则粗氧化钪的纯度为:
138g 100
150g
%=92%,故 D 项正确;
故本题选 C。
4【答案】A
5【答案】D
【详解】A.铁离子在溶液中水解使溶液呈酸性,则中性溶液中不可能含有铁离子,故 A 错误;
B.氯化铝溶液中铝离子能与碳酸根离子发生双水解反应,不能大量共存,故 B 错误;
C.氧化亚铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,反应的离子方程式为 - + 3+3 23FeO+NO +10H =3Fe +NO +5H O ,
故 C 错误;
D.向氢氧化钡溶液中滴加硫酸氢钠溶液至溶液显中性发生的反应为氢氧化钡溶液与硫酸氢钠溶液反应生成硫酸钠、
硫酸钡沉淀和水,反应的离子方程式为
2 2
4 4 2Ba 2OH 2H SO BaSO 2H O
,故 D 正确;
故选 D。
6【答案】D
【详解】A.碳酸氢铵溶液中滴加过量澄清石灰水,反应生成碳酸钙沉淀、一水合氨和水,反应的离子方程式为
Ca2++2OH-+ +4NH +
-
3HCO =CaCO3↓+H2O+ NH3 H2O,A 错误;
B.盐酸的酸性强于碳酸,向 BaCl2溶液中通入 CO2,不发生反应,B 错误;
C.印刷电路板反应原理,反应的离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,C 错误;
D.用稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管,生成硝酸银、一氧化氮和水,反应的离子方程式为:
3Ag+4H++ -3NO =3Ag++2H2O+NO↑,D 正确;
答案选 D。
7【答案】C
【详解】A.2−氯丙烷与氢氧化钾乙醇溶液共热发生消去反应生成能使溴的四氯化碳溶液褪色的丙烯,则溴的四氯
化碳溶液褪色能说明 2−氯丙烷与氢氧化钾乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯,故 A 不符合题意;
B.铜与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,则品红溶液褪色能说明铜与浓硫酸共热
反应生成二氧化硫,故 B 不符合题意;
C.浓硝酸具有挥发性,挥发出的硝酸也能与硫化钠溶液反应生成黄色 S 沉淀,则溶液变浑浊不能说明浓硝酸分解
生成二氧化氮,故 C 符合题意;
D.浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成能使酚酞溶液变红的氨气,则酚酞溶液变红能说明浓氢氧化钠溶液
与氯化铵溶液共热反应生成氨气,故 D 不符合题意;
故选 C。
8【答案】D
【详解】A.二氧化碳和氢氧化钠生成碳酸钠,碳酸钠和过量二氧化碳生成碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解为碳酸钠,
4
碳酸钠和盐酸生成二氧化碳,故 A 不符合题意;
B.氧化亚铜和被硝酸氧化为硝酸铜,硝酸铜和氢氧化钠生成氢氧化铜,氢氧化铜和硝酸生成硝酸铜、和乙醛生成
氧化亚铜,故 B 不符合题意;
C.氧化铝和氢氧化钠生成 Na[Al(OH)4],Na[Al(OH)4]和二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝和氢氧化钠生成
Na[Al(OH)4]、加热生成氧化铝,故 C 不符合题意;
D.铁生锈得到氧化铁,氧化铁不能一步转化为氢氧化铁沉淀,故 D 符合题意;
故选 D。
9【答案】A
【详解】A.邻苯二甲酸酐与苯甲酸所含官能团不同,因此两者不是同系物,A 错误;
B.1mol 环己醇与足量钠反应,可生成 0.5mol 氢气,即 211.2LH (标准状况),B 正确;
C.邻苯二甲酸酐与增塑剂 DCHP 的分子结构均对称,两者的苯环上均有两种位置的氢原子,则两者苯环上的邻位
二氯代物均有 2 种、间位二氯代物均只有 1 种、对位二氯代物均只有 1 种,故邻苯二甲酸酐与增塑剂 DCHP 的苯环
上的二氯代物均有 4 种,C 正确;
D.该反应酸酐中的碳氧单键断裂,与环己烷发生取代反应生成 DCHP 和水,反应类型属于取代反应,D 正确。
10【答案】C
【详解】A.由图 1 可知,相同条件下,温度越高,氯气溶解度越小,故温度升高,在一定浓度的盐酸中 2Cl 溶解度
减小,A 错误;
B.氯气和水生成盐酸和次氯酸;由图 2 可知,随盐酸浓度增大,次氯酸浓度减小,则与水反应的 2Cl 逐渐减少,B
错误;
C.盐酸浓度小于 10.5mol L 时,溶液中除去氢离子、氯离子外主要存在次氯酸分子,故主要发生的反应为
2 2Cl H O HCl HClO ,C 正确;
D.盐酸浓度大于 10.5mol L 时,随盐酸浓度增大 HClO 浓度减小的主要原因是 2 2Cl H O HCl HClO 平衡逆向
移动,D 错误;
故选 C。
11.【分析】根据流程图可知,氯气与氢氧化钠反应,生成次氯酸钠,次氯酸钠具有强氧化性,会将硝酸铁氧化为高
铁酸钠;在溶液中加入稀氢氧化钾,可以除去过量的铁离子;高铁酸钠与浓氢氧化钾发生复分解反应,生成高铁酸
钾;再经过系列操作,可以得到产品。
【详解】(1)A.不能在容量瓶中溶解 NaOH固体配制溶液,应该在烧杯中溶解,A 错误;
B.为避免造成溶质损失带来误差,转移溶液后的烧杯和玻璃棒应该要用蒸馏水洗涤,并且将洗涤液全部转移至容
量瓶中,B 正确;
C.图 3 为初步摇匀过程,不能将容量瓶倒转振荡摇匀,C 错误;
5
D.定容时,用胶头滴管滴加水,视线与刻度线持平,D 正确;
答案选 AC。
(2)A.容量瓶洗净之后未干燥对溶液浓度无影响,因为定容时,也需要加入水,所以不影响溶液浓度,A 不符合
题意;
B. NaOH在烧杯中溶解后,烧杯未洗涤,导致溶质损失,溶液浓度偏小,B 不符合题意;
C.定容时俯视刻度线,会导致定容时加水量减少,浓度偏大,C 符合题意;
D.摇匀后发现液面低于刻度线,再加水至刻度线,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏小,D 不符合题意;
答案选 C。
(3)①在 2 3 2Cl NaOH NaCl NaClO H O 的反应中,发生氧化还原反应,化合价变化的元素均是氯元素。氯气
生成产物 3NaClO ,氯元素化合价从0价升高到 5 价,失去5e;同时氯气生成产物NaCl,氯元素化合价从0价降
低到 1 价,得到1e,根据电子转移守恒规律,则 NaCl的计量系数为5, 3NaClO 的计量系数为1,最后通过观察法
配平。故答案为: 2 3 23 6 5 3H OCl NaOH NaCl NaClO 。
②根据 23 ~ 5molCl mole
,根据比例,即可求出 20.15mol Cl 发生上述副反应,该副反应转移电子的物质的量为
0.25mole,答案为:0.25。
(4) 2 4K FeO 中 Fe元素为 6 价,氧化过程 Fe元素化合价升高,由 3 价升高到 6 价,被氧化,Cl元素化合价由 1
价降低到 1 价,被还原,反应的离子方程式为: 3 24 23 2 10 2 3 5H OClO Fe OH FeO Cl
。
(5)“转化”是往 2 4Na FeO 中加入KOH,可以制得 2 4K FeO ,故答案为: 2 4 2 42 K 2Na FeO KOH FeO NaOH 。
(6)A.高铁酸钾作氧化剂使用,体现了氧化性,铁元素化合价降到 3 价,形成 3Fe ,铁元素被还原。利用其水
解产生的氢氧化亚铁胶体的吸附作用,除去杂质,不是利用其氧化产物除杂,A 错误;
B.在高铁酸钾的使用过程中,铁元素被还原产生 3Fe ,利用其水解产生的氢氧化亚铁胶体的吸附作用,除去杂质,
B 正确;
C.高铁酸钾具有强氧化性,还原产物水解后能吸附水中杂质,C 错误;
D.高铁酸钾有强氧化性,不能直接吸附水中杂质,其还原产物不能消毒杀菌,D 错误;
答案选 B。
(7)根据化合价变化规律,此反应中,化合价升高所对应的产物是 2 4Na FeO 和 2O ,故答案为: 2O 、 2 4Na FeO 。
12.【分析】方案一:氯化水解法,将 10.0 gPCl3放入三颈烧瓶中,然后通入氯气,并按质量比 m(Cl2):m(H2O)=4:
1 滴入水,通过使用夹套蒸汽加热至 105℃~110℃,使反应物汽化,发生反应 PCl3+Cl2+H2O
Δ
POCl3+2HCl,为提
高原料利用率,需经冷凝再回流到反应装置,二次通入氯气,继续氯化残留的 PCl3,得到粗产品,将粗产品分离提
纯,得到 POCl3 的质量是 9.6 g;
6
方法二:氧气氧化法,在装置 A 中制取 O2,可以是发生反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑或 2H2O2
2MnO
2H2O+ O2↑,
在装置 B 中盛有浓硫酸,其作用是干燥 O2、控制氧气流速、平衡气压;在装置 C 中控制温度在 60~65℃,发生反
应:2PCl3+O2
60-65℃
2POCl3,冷凝回流装置可以防止 PCl3 挥发,提高反应物的利用率装置,装置 C 的干燥管可以
防止空气中 H2O 蒸气进入,便于制取得到更多更纯的产品。
【详解】(1)在 POCl3中 O 为-2 价,Cl 为-1 价,根据化合物中元素化合价代数和为 0,可知 P 的化合价为+5 价;
根据装置图可知仪器 A 的名称为恒压滴液漏斗;
(2)在Ⅰ中反应器内 PCl3与 H2O 发生的主要反应化学方程式为:PCl3+Cl2+H2O
Δ
POCl3+2HCl;
根据上述反应方程式可知:水是一种反应物,而且根据题意可知 PCl3、POCl3 都会发生水解反应,因此若水过量越
多,PCl3 水解就越多,导致其不能反应转化为 POCl3,这些都会导致 POCl3 的产率随 m(Cl2):m(H2O)=4:1 的比的
减小而越低;
(3)PCl3、POCl3都是由分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体,二者是互溶的的沸点不同的液态物质,可通
过蒸馏方法分离提纯;
根据反应方程式:PCl3+Cl2+H2O
Δ
POCl3+2HCl 可知:137.5 份 PCl3 反应产生 153.5 份 POCl3,则 10.0 g PCl3完全发
生上述反应,产生 POCl3 的质量为 m(POCl3)=
153.5g
137.5g ×10.0 g=11.16 g,实际产量是 9.6 g,则 POCl3 的产率是
9.6g
11.16g ×100%=86.0%;
(4)在装置 A 中制取 O2,经装置 B 浓硫酸的干燥作用进入装置 C 中,发生反应:2PCl3+O2
60-65℃
2POCl3,温度
计用于测量反应温度,为提高 PCl3的利用率,使用仪器 b 的球形冷凝回流装置,来提高反应物的利用率装置;仪器
B 的作用是:既可以干燥 O2,还可以平衡气压,并通过观察气泡来控制氧气流速;
(5)方案二中是将干燥的 O2 通入三颈烧瓶的反应装置,出气口采用冷凝回流装置,为防止空气中的水蒸气进入到
反应装置,通过一个盛有碱石灰的干燥管,反应采用的是干燥环境,可以避免反应物 PCl3水解,从而可以使更多
PCl3 转化为目标产物 POCl3,且产物纯度更高,提高了原料的利用率;同时加热温度较方法一较低,消耗的能量少,
因此高方法的反应更节能。
13.【分析】赤泥中加入稀硫酸,SiO2不溶于稀硫酸,浸出渣为 SiO2,加入氨水中和除去过量的硫酸,加入萃取剂
萃取使得 Ga 进入有机相,然后加入硫酸反萃取使得使得 Ga 进入水相,随后加入 NaOH 沉镓生成 Ga(OH)3,电解后
合成流程中得到 GaN;
【详解】(1)搅拌、适当升高温度、适当提高硫酸浓度(任填其一)均可以加快反应速率,提高酸浸效率;
(3)由公式可知,第一次萃取后,
c( 1 )k=
c( 1)
有机
水
、则 c( ) c( 1 )+c( 1) c( 1) k+1 总 有机 水 水 ;第二萃取后,
c( 2 )k=
c( 2)
有机
水
,且 c( 2 )+c( 2) c( 2) k+1 c( 1) 有机 水 水 水 ,则 2c( ) c( 2) k+1 总 水 ;则分别用与原溶液等体积
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的萃取剂依次萃取两次后,水相中Ga 元素的残留率为 2 2
c( 2) c( 2) 1
c( ) c( 2) k+1 k+1
水 水
总 水
;
(4)水相 2 含硫酸和 3Ga ,则与足量 NaOH 溶液反应的离子方程式为 2H OH H O
、 3 4Ga 4OH Ga(OH)
;
“电解”过程中镓元素发生还原反应转化为镓单质,则可在阴极获得金属镓。
(5)由流程可知,“合成”步骤中, 3CH Br 和Ga 在 3NH 中反应生成甲烷气体、溴化氢气体逸出,促进了反应的转化,
其化学方程式为 3 3 42Ga 3CH Br 2NH 2GaN 3CH 3HBr
高温
;
14【详解】(1)
由分析可知 D 为苯酚( ),可与乙酸酐( )发生酯化反应,生成乙酸苯酚酯和乙酸,
结合 F 的结构简式,可知 E 为乙酸苯酚酯;
(2)a.A→B 为苯环上的氢原子被 Cl 原子取代生成氯苯的过程,属于取代反应,a 项错误;
b.D→E 是苯酚( )与乙酸酐( )发生酯化反应的过程,属于取代反应,b 项错误;
c.由 J 的分子式以及 G 的结构简式,可知 G 中—OH 转化为—OCH3,发生了取代反应,c 项错误;
d.结合 L 的分子式以及 L→M 的反应条件,可知该过程为苯环上的—NO2被还原成—NH2的过程,不属于取代反
应,d 项正确;
(3)
由限定条件可知,同分异构体应含苯环、酚羟基、醛基等特殊结构,取代基可为—OH 和 2NH CH CHO 、
2CH NH CHO 、 、 等共四种组合,四种组合各有邻、间、对三种结构,所以符合条
件的 G 的同分异构体共有 4 3 12 种结构;
(4)
根据 J 的分子式以及 G 的结构简式,可知 G 中—OH 转化为—OCH3,故 J 的结构简式为
;对比 J 和 K 的结构简式,可知 J→K 的过程中,J 中—OCH3间位上的氢原子被—NO2
取代,即发生了硝化反应,硝化反应试剂需要浓硫酸和浓硝酸,故试剂 a 是浓硫酸和浓硝酸;
(5)
根据 K 和 L 的结构简式以及反应条件,可知该过程为苯环上的酰胺键水解形成—NH2的过程,故反应方程式为:
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+NaOH +CH3COONa;
(6)
如果溶液酸性太强,氨基和 H+反应,生成不活泼的铵离子,导致 N-H 难以断裂,难和 发生加成反应。
【点睛】本题中 L→M 的过程中,—NO2 中的 O 原子被 H 原子代替,形成—NH2,而连在 C 原子上的 N 原子没有
发生变化,所以这是一个还原过程,而不是取代反应。注意这里与取代反应进行区分。
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