内容正文:
【赢在高考·仿真10卷】备战2025年高考化学模拟卷
仿真卷06 (江苏专用)
注意事项:考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
5.如需作图,必须用2B铅笔绘写清楚,线条符号等须加黑加粗。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 F 19 Na 23 S 32 Cl 35.5
第Ⅰ卷
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.氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素。下列过程属于氮的固定的是
A.将转化成硝酸盐 B.将转化成硝酸
C.将转化成铵盐 D.将转化成氮气
2.反应可制备媒染剂铁氰化钾。下列说法正确的是
A.的电子式为
B.中铁元素化合价为价
C.的结构示意图为
D.中既含离子键又含非极性共价键
3.常用作杀虫剂、媒染剂。下列说法正确的是
A.原子半径: B.沸点:
C.第一电离能: D.电负性:
4.实验室由FeO、SiO2混合物制取FeCl3溶液的实验原理和装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲配制一定浓度的稀盐酸 B.用装置乙浸出Fe2+
C.用装置丙除去SiO2 D.用装置丁获得FeCl3溶液
阅读下列材料,完成下面小题。
元素周期表中ⅡA族元素及其化合物应用广泛。铍的化合物的性质与铝相似,BeO的熔点为2575℃,熔融时能导电,而不能导电;Mg的燃烧热为610kJ/mol,实验室中常用的水解反应制备乙炔,某些金属碳化物也类似于能发生水解反应。铍镍合金可用于制造弹簧秤的弹簧,可用作隔音材料,CaO可用作工业废气脱硫剂。
5.下列有关说法正确的是
A.和均为离子化合物
B.BeO的晶胞如图所示,晶胞中的配位数为4
C.ⅡA族元素形成的氧化物均能与冷水直接化合生成强碱
D.在空气中加热蒸发和溶液都能得到和固体
6.下列化学反应表示正确的是
A.BeO与NaOH溶液反应:
B.镁的燃烧:
C.向溶液中滴加足量NaOH溶液:
D.的水解反应:
7.下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.难溶于水,可用作隔音材料
B.CaO能与水反应,可作工业废气脱硫剂
C.的半径比小,MgO的熔点比CaO高
D.铍镍合金具有导电性,可以用于制造弹簧秤的弹簧
8.某无隔膜流动海水电解法制的装置如图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制产生。下列说法正确的是
A.b端电势高于a端电势
B.阳极发生:
C.理论上转移生成
D.电解后海水pH下降
9.生物体内以L—酪氨酸为原料可合成多巴胺,其合成路线如下。
下列说法正确的是
A.X中存在酰胺基
B.Y与足量加成后的产物中含有手性碳原子
C.最多能与发生加成反应
D.X、Y、Z可用溶液进行鉴别
10.在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能实现的是
A.由FeS2制备BaSO3:
B.由MgO制备MgCl2:
C.由CuSO4生成Cu2O:CuSO4溶液
D.SiO2制Na2SiO3:
11.室温下,下列实验探究方案能达到实验目的的是
选项
探究方案
实验目的
A
向溶液中滴入硫酸酸化的溶液,观察溶液颜色变化
验证氧化性:
B
将铁锈溶于足量浓盐酸,再向溶液中滴入几滴溶液,观察溶液颜色变化
检验铁锈中是否含有二价铁
C
把铁钉放在半杯食盐水中,密闭装置,用气压传感器检测
验证铁钉发生了吸氧腐蚀
D
用pH计分别测定等体积的溶液和溶液的pH
探究键的极性对羧酸酸性的影响
A.A B.B C.C D.D
12.以废锌催化剂(主要含ZnO及少量、CuO)为原料制备锌的工艺流程如图所示
已知:ZnO、CuO可以溶于氨水生成和。
下列说法正确的是
A.“浸取”时ZnO发生反应:
B.0.1mol/L的溶液中存在:
C.“除铜”所得上层清液中存在:)
D.ZnS、CuS均不能溶于氨水生成和
13.一定条件下合成乙烯;已知温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法正确的是
A.平衡常数
B.若投料比则图中M点时,的体积分数约为15.4%
C.为了提高乙烯单位时间内的产率应尽可能选择低温
D.250℃,催化剂对平衡转化率的影响最大
第Ⅱ卷
二、非选择题:共4题,共61分。
14.(18分)二氧化铈()是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含、、等)为原料制备,其工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,通入空气的主要目的是 。
(2)滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(3)“还原、脱氟”时,先加入硫脲(),目的是将溶液中的还原为,写出该反应的离子方程式: [被氧化为,生成物还有HF和]。
(4)“沉铈”时反应的离子方程式为 。若用溶液代替溶液,产生的后果是 。
(5)若常温下,,,恰好沉淀完全,此时测得溶液的,则溶液中 。
(6)二氧化铈作为一种SCR脱硝催化剂,能在和之间改变氧化状态,将氧化为,并引起氧空位的形成,得到新的铈氧化物。铈氧化物发生的可能变化如图所示。当氧化标准状况下NO后,生成新的铈氧化物中x、y、z的最简整数比为 。
15.(15分)化合物G是制备一种生物碱的中间体,其合成路线如下:
(1)反应分为两步,第二步是消去反应.X的结构简式为 ;
(2)C的分子式为的结构简式为 ;
(3)须在无水环境中使用,不能与水或酸接触,原因是 ;
(4)时会生成一种与G互为同分异构体的副产物,该副产物的结构简式为 ;
(5)写出一种符合下列条件的B的同分异构体的结构简式: ;
I.与溶液显紫色;
Ⅱ.发生水解反应后所得有机产物有三种,酸化后一种为氨基丙酸,另两种均含有2种化学环境不同的氢.
(6)已知:①苯环上发生取代反应时,若原有基团为(卤素原子),则新进入基团在其邻、对位;若原有基团为,则新进入基团则在其间位.
②
③可将羰基或酯基还原为醇
写出以、为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
16. (13分)ZnO是重要的化工原料。实验室以粗氧化锌(主要成分为ZnO,还含有少量Fe2O3、CuO等杂质)为原料制备碱式碳酸锌,进而热分解制备活性氧化锌。实验流程如下:
(1)“浸出”:称取一定量的粗氧化锌放入反应器中,加入适量碳酸氢铵和15%的氨水,40℃水浴加热并充分搅拌后,过滤。
①浸出后溶液中主要含有的离子为、和,写出生成[Zn(NH3)4]CO3的化学方程式: 。1 mol [Zn(NH3)4]2+中的σ键数为 。
②其他条件一定,当水浴温度高于42℃时,测得锌的浸出率随温度升高而降低,其可能原因是 。
(2)“置换铜”:向“浸出”所得滤液中加入稍过量的锌粉,过滤, ,过滤、洗涤并烘干滤渣,得到较纯净的铜。
(3)“蒸氨”。反应原理为。已知:的产率随蒸氨时间的变化如图-1所示:加热Zn4(OH)6CO330 min后,固体质量残留率随温度变化如图-2所示。
请补充完整制备ZnO的实验方案:将[Zn(NH3)4]CO3溶液置于如图-3所示三颈瓶中, 。(实验中须使用的试剂:100℃水蒸气、蒸馏水)
17. (15分)氯化铵是一种重要的化工产品,氯化铵的转化与利用是目前化工研究的热点。
(1)1943年,侯德榜团队成功研发了联合制碱法,提高了食盐利用率。其主要流程如下:
①25℃时,;,;反应的平衡常数K= 。
②将“母液Ⅱ”循环进入“沉淀池”,是联合制碱法的关键。向“母液Ⅰ”中通入氨气可提高的循环利用率,其原理是 。
(2)以氧化镁为载体,化学链方法分解氯化铵工艺的示意图如图1所示。“释氯”过程中可能发生反应的焓变如图2所示。
①已知 。温度越高,越有利于分解。a (填“>0”“<0”或“=0”)。
②“释氨”主反应为,该反应 。
③有研究表明,“释氨”反应分两步进行:;。控制其他条件不变,分别改变或MgO固体粒径大小,“释氨”速率随固体粒径的影响如图3所示。粒径大小对“释氨”反应速率的影响明显小于MgO粒径大小的影响,其原因是 。
④“释氯”装置中含有少量可提高“释氯”时HCl的平衡产率,主要原因是 。
⑤已知 ,燃烧的热量用于该化学链分解反应。每分解,需要(已折算为标况)。忽略温度对化学反应焓变的影响,该化学链的热量利用率为 。
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第Ⅰ卷
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.A
2.A
3.C
4.A
5.B
6.C
7.C
8.B
9.B
10.C
11.C
12.C
13.B
第Ⅱ卷
二、非选择题:共4题,共61分。
14.(18分)
(1)提供氧气,将矿石中的价转化为价(叙述合理即可)(2分)
(2)、(2分)
(3)(3分)
(4) (3分) 中含有其他杂质离子或水解使溶液碱性较强,可能生成,降低最终产品纯度(3分)
(5)0.2(2分)
(6)(3分)
15.(15分)
(1)(2分)
(2)(2分)
(3)中H为价,具有强还原性,会与水或酸反应生成(2分)
(4)(2分)
(5)或(3分)
(6)(4分)
16. (13分)
(1)(3分) (2分) 温度升高,NH3挥发,NH4HCO3分解,和减小,反应速率减慢(2分)
(2)向稀盐酸中分批加入滤渣,搅拌,至不再产生气泡(2分)
(3)打开活塞,通入100℃水蒸气持续25 min,同时将产生的气体通入蒸馏水中;待三颈瓶冷却后,将其中混合物过滤,用蒸馏水洗涤滤渣并干燥,将干燥后的固体在600 K下加热30 min(4分)
17. (15分)
(1)0.09(2分) 增大,促进析出;使转化为,增大钠盐溶解度,有利于循环(2分)
(2)>0 (2分) (2分) 对总反应速率的影响更大 (2分) 释氯时可能发生副反应:,少量会抑制反应发生(2分) (或)(3分)
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【赢在高考·仿真10卷】备战2025年高考化学模拟卷
仿真卷06 (江苏专用)
注意事项:考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
5.如需作图,必须用2B铅笔绘写清楚,线条符号等须加黑加粗。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 F 19 Na 23 S 32 Cl 35.5
第Ⅰ卷
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.氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素。下列过程属于氮的固定的是
A.将转化成硝酸盐 B.将转化成硝酸
C.将转化成铵盐 D.将转化成氮气
【答案】A
【详解】A.该过程是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程,故A符合;
B.该过程是将化合态的氮转化为化合态的氮的过程,故B不符合;
C.该过程是将化合态的氮转化为化合态的氮的过程,故C不符合;
D.该过程是将化合态的氮转化为游离态的氮的过程,故D不符合;
故选A。
2.反应可制备媒染剂铁氰化钾。下列说法正确的是
A.的电子式为
B.中铁元素化合价为价
C.的结构示意图为
D.中既含离子键又含非极性共价键
【答案】A
【详解】A.中C与N共用三对电子,电子式为,A正确;
B.中K为+1价,CN-为-1价,根据正负化合价代数和为0,Fe为+2价,B错误;
C.是Cl原子得到一个电子,最外层达到8个电子稳定结构,结构示意图为,C错误;
D.中含有离子键、极性共价键和配位键,D错误;
答案选A。
3.常用作杀虫剂、媒染剂。下列说法正确的是
A.原子半径: B.沸点:
C.第一电离能: D.电负性:
【答案】C
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,原子半径:,故A错误;
B.三种物质均是由分子构成的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高,但是水分子间可形成氢键,因此水的沸点最高,故沸点:,故B错误;
C.同主族从上到下,第一电离能逐渐减小,同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,但ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常,故第一电离能:,故C正确;
D.非金属性越强,电负性越大,同周期元素,从左到右元素的非金属性依次增强,电负性依次增大,故电负性:,故D错误;
故选C。
4.实验室由FeO、SiO2混合物制取FeCl3溶液的实验原理和装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲配制一定浓度的稀盐酸 B.用装置乙浸出Fe2+
C.用装置丙除去SiO2 D.用装置丁获得FeCl3溶液
【答案】A
【详解】A.装置甲为容量瓶,不可以用作稀释浓盐酸,故A错误;
B.用装置乙浸出,在烧杯中加入盐酸可以与氧化亚铁可以发生反应得到,故B正确;
C.过滤可分离不溶性杂质与溶液,不与反应,图中过滤可分离出固体,故C正确;
D.用装置丁将氯气通入含有的溶液可以发生氧化还原反应得到溶液,故D正确;
故答案选A。
阅读下列材料,完成下面小题。
元素周期表中ⅡA族元素及其化合物应用广泛。铍的化合物的性质与铝相似,BeO的熔点为2575℃,熔融时能导电,而不能导电;Mg的燃烧热为610kJ/mol,实验室中常用的水解反应制备乙炔,某些金属碳化物也类似于能发生水解反应。铍镍合金可用于制造弹簧秤的弹簧,可用作隔音材料,CaO可用作工业废气脱硫剂。
5.下列有关说法正确的是
A.和均为离子化合物
B.BeO的晶胞如图所示,晶胞中的配位数为4
C.ⅡA族元素形成的氧化物均能与冷水直接化合生成强碱
D.在空气中加热蒸发和溶液都能得到和固体
【答案】B
【解析】A.熔融时能导电,为离子化合物,而不能导电,为共价化合物,A错误;
B.O2-在顶点和面心,Ba2+在体内,的配位数为4,B正确;
C.MgO不溶于水,不与水反应,C错误;
D.加热蒸发和溶液,需要在HCl气流中,抑制水解,D错误;
故答案为:B;
6.下列化学反应表示正确的是
A.BeO与NaOH溶液反应:
B.镁的燃烧:
C.向溶液中滴加足量NaOH溶液:
D.的水解反应:
【答案】C
【解析】A.铍的化合物性质与铝相似,,A错误;
B.燃烧热是指1mol纯物质燃烧所放出的热量,镁的燃烧,B错误;
C.向溶液中滴加足量NaOH溶液:Mg(HCO3)2+4NaOH=Mg(OH)2↓+2Na2CO3+2H2O,离子方程式为,C正确;
D.的水解反应,Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4↑,D错误;
故答案为:C;
7.下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.难溶于水,可用作隔音材料
B.CaO能与水反应,可作工业废气脱硫剂
C.的半径比小,MgO的熔点比CaO高
D.铍镍合金具有导电性,可以用于制造弹簧秤的弹簧
【答案】C
【解析】A.BaSO4具有高吸音性能,可用作隔音材料,与BaSO4难溶于水无关,A错误;
B.氧化钙和二氧化硫反应得到亚硫酸钙,亚硫酸钙被氧化得到硫酸钙,避免生成污染气体,可以用作脱硫剂,B错误;
C.离子晶体的熔点取决于离子的半径和所带电荷,通常半径小、所带电荷多的熔点高,Mg2+和Ca2+所带的电荷数一样,Mg2+的半径比Ca2+小,MgO的晶格能比CaO大,所以MgO的熔点比CaO高,C正确;
D.铍镍合金具有延展性,可以用于制造弹簧秤的弹簧,D错误;
故答案为:C。
8.某无隔膜流动海水电解法制的装置如图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制产生。下列说法正确的是
A.b端电势高于a端电势
B.阳极发生:
C.理论上转移生成
D.电解后海水pH下降
【答案】B
【详解】根据图示,钛网上海水中Cl-、H2O发生失电子的氧化反应生成HClO、O2,左侧钛网为阳极,电极反应式为,a为正极;右侧钛箔上生成H2,为阴极,电极反应为2H++2e-=H2↑,b为负极。高选择性催化剂PRT可抑制O2产生,电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-。
A.由分析可知,a为正极,b电极为负极,则a端电势高于b端电势,A错误;
B.根据分析,阳极的电极式为:,B正确;
C.产生氢气的电极方程式为:2H++2e-=H2↑,则理论上转移2mole-生成1molH2,质量为2g,C错误;
D.根据总反应方程式,电解后氢氧根浓度增大,pH上升,D错误;
故选B。
9.生物体内以L—酪氨酸为原料可合成多巴胺,其合成路线如下。
下列说法正确的是
A.X中存在酰胺基
B.Y与足量加成后的产物中含有手性碳原子
C.最多能与发生加成反应
D.X、Y、Z可用溶液进行鉴别
【答案】B
【详解】A.由X的结构简式可知,其中含有羟基、氨基和羧基,没有酰胺基,A错误;
B.Y与足量加成后的产物为,连接4个不同基团的碳原子为手性碳原子,其中含有4个手性碳原子,位置为,B正确;
C.Z中不含碳碳双键,不能和Br2发生加成反应,C错误;
D.X、Y、Z中都有酚羟基,所以不能用溶液进行鉴别,D错误;
故选B。
10.在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能实现的是
A.由FeS2制备BaSO3:
B.由MgO制备MgCl2:
C.由CuSO4生成Cu2O:CuSO4溶液
D.SiO2制Na2SiO3:
【答案】C
【详解】A.二氧化硫和氯化钡不反应,A错误;
B.镁离子水解,氯化镁溶液蒸干不能得到氯化镁,B错误;
C.硫酸铜和氢氧化钠生成氢氧化铜沉淀,新制氢氧化铜和葡萄糖发生氧化还原反应生成氧化亚铜沉淀,C正确;
D.二氧化硅和水不反应,D错误;
故选C。
11.室温下,下列实验探究方案能达到实验目的的是
选项
探究方案
实验目的
A
向溶液中滴入硫酸酸化的溶液,观察溶液颜色变化
验证氧化性:
B
将铁锈溶于足量浓盐酸,再向溶液中滴入几滴溶液,观察溶液颜色变化
检验铁锈中是否含有二价铁
C
把铁钉放在半杯食盐水中,密闭装置,用气压传感器检测
验证铁钉发生了吸氧腐蚀
D
用pH计分别测定等体积的溶液和溶液的pH
探究键的极性对羧酸酸性的影响
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.在酸性条件下,硝酸根能把Fe2+氧化为Fe3+,所以无法判断H2O2与Fe3+氧化性强弱,A错误;
B.浓盐酸中的氯离子也能和高锰酸钾发生氧化还原反应,该实验无法确定二价铁的存在,B错误;
C.食盐水为中性,如铁钉发生吸氧腐蚀,装置中的氧气减少,气压降低,C正确;
D.没有明确两者的浓度是否相等,则用pH计分别测定等体积的溶液和溶液的pH不能探究键的极性对羧酸酸性的影响,D错误;
故选C。
12.以废锌催化剂(主要含ZnO及少量、CuO)为原料制备锌的工艺流程如图所示
已知:ZnO、CuO可以溶于氨水生成和。
下列说法正确的是
A.“浸取”时ZnO发生反应:
B.0.1mol/L的溶液中存在:
C.“除铜”所得上层清液中存在:)
D.ZnS、CuS均不能溶于氨水生成和
【答案】C
【详解】A.根据已知,“浸取”时发生反应:,A错误;
B.的溶液中存在物料守恒:、电荷守恒:,两式联立得:,B错误;
C.”除铜”所得上层清液中锌离子没有沉淀,溶液中存在,C正确;
D.除铜步骤中,说明CuS不能溶于氨水生成配离子四氨合铜离子,但没有生成ZnS沉淀,则ZnS能溶于氨水生成,D错误;
故选C。
13.一定条件下合成乙烯;已知温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法正确的是
A.平衡常数
B.若投料比则图中M点时,的体积分数约为15.4%
C.为了提高乙烯单位时间内的产率应尽可能选择低温
D.250℃,催化剂对平衡转化率的影响最大
【答案】B
【详解】A.由图可知,升高温度,CO2的平衡转化率减小,说明正反应放热,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,所以平衡常数,A错误;
B.若投料比,假设投料的H2物质的量为3mol,则CO2的物质的量为1mol,图中M点时,CO2的平衡转化率为50%,所以转化的CO2为0.5mol,同时转化的H2为1.5mol,生成的乙烯为0.25mol,水蒸气为1mol,所以平衡时,CO2的物质的量为1mol-0.5mol=0.5mol,H2的物质的量为3mol-1.5mol,乙烯为0.25mol,水蒸气为1mol,所以的体积分数为, B正确;
C.虽然温度降低,平衡正向移动,CO2平衡转化率增大,但低温催化效率较低,反应速率较慢,不利于提高乙烯单位时间内的产率,C错误;
D.催化剂只能影响反应速率,不能使平衡发生移动,则催化剂不影响CO2平衡转化率, D错误;
故选B。
第Ⅱ卷
二、非选择题:共4题,共61分。
14.(18分)二氧化铈()是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含、、等)为原料制备,其工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,通入空气的主要目的是 。
(2)滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(3)“还原、脱氟”时,先加入硫脲(),目的是将溶液中的还原为,写出该反应的离子方程式: [被氧化为,生成物还有HF和]。
(4)“沉铈”时反应的离子方程式为 。若用溶液代替溶液,产生的后果是 。
(5)若常温下,,,恰好沉淀完全,此时测得溶液的,则溶液中 。
(6)二氧化铈作为一种SCR脱硝催化剂,能在和之间改变氧化状态,将氧化为,并引起氧空位的形成,得到新的铈氧化物。铈氧化物发生的可能变化如图所示。当氧化标准状况下NO后,生成新的铈氧化物中x、y、z的最简整数比为 。
【答案】
(1)提供氧气,将矿石中的价转化为价(叙述合理即可)(2分)
(2)、(2分)
(3)(3分)
(4) (3分) 中含有其他杂质离子或水解使溶液碱性较强,可能生成,降低最终产品纯度(3分)
(5)0.2(2分)
(6)(3分)
【详解】氟碳铈矿(含、、等)通入空气焙烧,烧渣加入稀硫酸酸浸得到滤渣和滤液,氧化钡与硫酸反应生成难溶于酸的硫酸钡、二氧化硅不与硫酸反应,故滤渣的主要成分是、,滤液加入硫脲、亚硫酸钠还原、脱氟得到含有F-溶液和,一系列处理得到含Ce3+溶液,加入碳酸氢铵沉铈得到,灼烧得到;
(1)“焙烧”时,通入空气的主要目的是提供氧气,将矿石中的价转化为价;
(2)根据分析可知,滤渣的主要成分是、;
(3)“还原、脱氟”时,先加入硫脲(),目的是将溶液中的还原为,同是生成(SCN2H3)2和HF等,反应的离子方程式:;
(4)“沉铈”时含Ce3+溶液加入碳酸氢铵沉铈得到,同进生成二氧化碳,反应的离子方程式为;若用溶液代替溶液,产生的后果是中含有其他杂质离子或水解使溶液碱性较强,可能生成,降低最终产品纯度;
(5)Ce3+恰好沉淀完全时,c(Ce3+)=1.010-5mol/L,Ksp[Ce2(CO3)3]= 1.010-28= c2(Ce3+)﹒c3()=(1.010-5)2c3(),解得c()=1.010-6mol/L,测得溶液的pH=5,则c(H+)=10-5mol/L,根据Ka2[H2CO3]=5.010-11==,解得c()=0.2mol/L;
(6)当1molCeO2氧化标准状况下2.24LNO后,转移电子数为,根据得失电子守恒可知有0.2mol+4价铈降到+3价,令x=0.2mol,得y=1mol-0.2mol=0.8mol,由化合价代数和为0,可得2z=0.2mol,z=1.9mol,生成新的铈氧化物中x、y、z的最简整数比为0.2:0.8:1.9=2:8:19。
15.(15分)化合物G是制备一种生物碱的中间体,其合成路线如下:
(1)反应分为两步,第二步是消去反应.X的结构简式为 ;
(2)C的分子式为的结构简式为 ;
(3)须在无水环境中使用,不能与水或酸接触,原因是 ;
(4)时会生成一种与G互为同分异构体的副产物,该副产物的结构简式为 ;
(5)写出一种符合下列条件的B的同分异构体的结构简式: ;
I.与溶液显紫色;
Ⅱ.发生水解反应后所得有机产物有三种,酸化后一种为氨基丙酸,另两种均含有2种化学环境不同的氢.
(6)已知:①苯环上发生取代反应时,若原有基团为(卤素原子),则新进入基团在其邻、对位;若原有基团为,则新进入基团则在其间位.
②
③可将羰基或酯基还原为醇
写出以、为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】
(1)(2分)
(2)(2分)
(3)中H为价,具有强还原性,会与水或酸反应生成(2分)
(4)(2分)
(5)或(3分)
(6)(4分)
【详解】分两步,A的醛基与CH3NO2发生加成反应生成,再发生消去反应得到B, 结合D的结构简式可知,B被还原得到C,碳碳双键转化为单键、硝基转化为氨基,则C为;C经过取代反应得到D,D→E:先羰基上发生加成反应转变为羟基并形成含氮六元环、后醇羟基消去引入碳碳双键,E→F为取代反应,F→G本质为Diels-Alder反应或双烯合成,含共轭二烯结构的含硅反应物与F五元环中的碳碳双键进行1,4-加成,生成六元环状化合物,即G;
(1)反应分为两步,第二步是消去反应.X的结构简式为;
(2)C的分子式为,结合分析可知C的结构简式为;
(3)中H为价,具有强还原性,能与+1价H发生氧化还原反应产生氢气,则须在无水环境中使用、不能与水或酸接触的原因是: 中H为价,具有强还原性,会与水或酸反应生成;
(4)F和含共轭二烯结构的含硅反应物发生1,4-加成反应生成G,由于该含硅反应物中碳碳双键不对称,则时会生成一种与G互为同分异构体的副产物,该副产物的结构简式为;
(5)B的同分异构体符合下列条件;
I.与溶液显紫色;则含有酚羟基;
Ⅱ.发生水解反应后所得有机产物有三种,酸化后一种为氨基丙酸,另两种均含有2种化学环境不同的氢,即分别为和乙酸。
综上,满足条件的B的同分异构体为:或。
(6)要以、为原料制备,结合信息①,应首先在甲基对位引入硝基、再在甲基邻位硝基间位引入卤素原子,结合信息③,为防止LiAlH4还原羰基,接着把硝基还原为氨基,再利用信息②与含卤素有机物发生取代去除卤原子,最后仿照E→F通过取代反应形成目标产物,则合成路线为:。
16. (13分)ZnO是重要的化工原料。实验室以粗氧化锌(主要成分为ZnO,还含有少量Fe2O3、CuO等杂质)为原料制备碱式碳酸锌,进而热分解制备活性氧化锌。实验流程如下:
(1)“浸出”:称取一定量的粗氧化锌放入反应器中,加入适量碳酸氢铵和15%的氨水,40℃水浴加热并充分搅拌后,过滤。
①浸出后溶液中主要含有的离子为、和,写出生成[Zn(NH3)4]CO3的化学方程式: 。1 mol [Zn(NH3)4]2+中的σ键数为 。
②其他条件一定,当水浴温度高于42℃时,测得锌的浸出率随温度升高而降低,其可能原因是 。
(2)“置换铜”:向“浸出”所得滤液中加入稍过量的锌粉,过滤, ,过滤、洗涤并烘干滤渣,得到较纯净的铜。
(3)“蒸氨”。反应原理为。已知:的产率随蒸氨时间的变化如图-1所示:加热Zn4(OH)6CO330 min后,固体质量残留率随温度变化如图-2所示。
请补充完整制备ZnO的实验方案:将[Zn(NH3)4]CO3溶液置于如图-3所示三颈瓶中, 。(实验中须使用的试剂:100℃水蒸气、蒸馏水)
【答案】
(1)(3分) (2分) 温度升高,NH3挥发,NH4HCO3分解,和减小,反应速率减慢(2分)
(2)向稀盐酸中分批加入滤渣,搅拌,至不再产生气泡(2分)
(3)打开活塞,通入100℃水蒸气持续25 min,同时将产生的气体通入蒸馏水中;待三颈瓶冷却后,将其中混合物过滤,用蒸馏水洗涤滤渣并干燥,将干燥后的固体在600 K下加热30 min(4分)
【详解】粗氧化锌(主要成分为ZnO,还含有少量Fe2O3、CuO等杂质),向其中加入适量NH4HCO3和15%的氨水,40℃水浴加热并充分搅拌,反应产生、和,而Fe2O3不发生反应,经过滤分离除去,然后向其中加入Zn与发生置换反应,将Cu置换出来,经加热将过量氨蒸出,锌氨配合物最终以沉淀出来,再经过加热分解产生ZnO。
(1)ZnO与氨水及NH4HCO3发生反应产生Zn(NH3)4CO3、H2O,该反应的化学方程式为:;
在[Zn(NH3)4]2+中,配位体NH3中存在3个N-H共价键,单键属于σ键,中心Cu2+与4个NH3通过4个配位键结合,配位键属于σ键,1个[Zn(NH3)4]2+中存在σ键数目是3×4+4=16个,则1 mol[Zn(NH3)4]2+中含有16 molσ键,其数目是16NA=;
②其他条件一定时,当水浴温度高于42℃时,测得锌的浸出率随温度升高而降低,可能原因是温度升高,NH3挥发,NH4HCO3分解,和减小,反应速率减慢;
(2)“置换铜”:向“浸出”所得含有[Cu(NH3)4]2+中滤液中加入稍过量的锌粉,发生置换反应:Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2++Cu,然后过滤,分离得到的固体中含有过量的Zn及置换出的Cu,根据Zn是比较活泼金属,能够与酸发生反应,而Cu不能反应的性质,向稀盐酸中分批加入滤渣,搅拌,至不再产生气泡,除去Zn,然后经过滤、洗涤、干燥,就得到较纯净的铜。
(3)根据图象可知:在蒸氨时间为25min时碱式碳酸锌产率达到最大值,在温度为600 K时加热30min固体残留率达到最低,温度升高,固体残留率不再发生变化,故在“蒸氨”制备ZnO时操作为:将[Zn(NH3)4]CO3溶液置于如图-3所示三颈瓶中,打开活塞,通入100℃水蒸气持续25 min,同时将产生的气体通入蒸馏水中;待三颈瓶冷却后,将其中混合物过滤,用蒸馏水洗涤滤渣并干燥,将干燥后的固体在600 K下加热30 min。
17. (15分)氯化铵是一种重要的化工产品,氯化铵的转化与利用是目前化工研究的热点。
(1)1943年,侯德榜团队成功研发了联合制碱法,提高了食盐利用率。其主要流程如下:
①25℃时,;,;反应的平衡常数K= 。
②将“母液Ⅱ”循环进入“沉淀池”,是联合制碱法的关键。向“母液Ⅰ”中通入氨气可提高的循环利用率,其原理是 。
(2)以氧化镁为载体,化学链方法分解氯化铵工艺的示意图如图1所示。“释氯”过程中可能发生反应的焓变如图2所示。
①已知 。温度越高,越有利于分解。a (填“>0”“<0”或“=0”)。
②“释氨”主反应为,该反应 。
③有研究表明,“释氨”反应分两步进行:;。控制其他条件不变,分别改变或MgO固体粒径大小,“释氨”速率随固体粒径的影响如图3所示。粒径大小对“释氨”反应速率的影响明显小于MgO粒径大小的影响,其原因是 。
④“释氯”装置中含有少量可提高“释氯”时HCl的平衡产率,主要原因是 。
⑤已知 ,燃烧的热量用于该化学链分解反应。每分解,需要(已折算为标况)。忽略温度对化学反应焓变的影响,该化学链的热量利用率为 。
【答案】
(1)0.09(2分) 增大,促进析出;使转化为,增大钠盐溶解度,有利于循环(2分)
(2)>0 (2分) (2分) 对总反应速率的影响更大 (2分) 释氯时可能发生副反应:,少量会抑制反应发生(2分) (或)(3分)
【详解】(1)①反应的平衡常数K===0.09;
②向“母液Ⅰ”中通入氨气可提高的循环利用率,其原理是增大,促进析出;使转化为,增大钠盐溶解度,有利于循环;
(2)①温度越高,越有利于分解说明该分解反应是吸热反应,∆H>0,则a>0;
②根据图2可得反应I:,已知反应Ⅱ: ,由盖斯定律,反应I+Ⅱ可得“释氨”主反应为,该反应;
③粒径大小对“释氨”反应速率的影响明显小于MgO粒径大小的影响,其原因是:对总反应速率的影响更大;
④“释氯”装置中含有少量可提高“释氯”时HCl的平衡产率,主要原因:释氯时可能发生副反应:,少量会抑制反应发生;
⑤分解反应为 ,分解需要吸收20×akJ能量,需要标况下即物质的量为,已知 ,则燃烧放出热量为,热量利用率为。
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