信息必刷卷02(北京专用)-2025年高考化学考前信息必刷卷
2025-02-04
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内容正文:
绝密★启用前
2025年高考考前信息必刷卷02(北京专用)
化 学
考情速递
高考·新动向:近年来高考化学试卷总体呈现回归教材、回归课标的特点,2025年可能会继续延续这一趋势。这意味着每一道题在考纲上都会有相应的考点对应,不管题型、考法、侧重点如何变化,都会基于教材本身展开。
高考·新考法:对中学化学基础知识能正确复述、再现、识别,并能融会贯通;将实际问题分解,通过运用有关知识,采用分析、综合的方法,处理简单化学问题;对常规考点的新设问或知识融合,对非常规考点的创新糅合等。
高考·新情境:继续考查高中化学主干内容,强调化学与科技、生产、生活的亲密联系。高考化学学科的改革旨在贴近社会与生活,强调课程标准的教育理念。改革后,试题将更加紧密地结合生活生产环境,体现教育与实践的融合。命题会精选试题情境,发挥学科育人价值。情境素材可能来源于生活实际、科研成果、社会热点等
命题·大预测:化学试题将继续体现综合性,即一道试题可能涉及多个知识点的综合考查。例如,在一道工业流程题中,可能同时考查化学反应原理、元素化合物知识、化学实验操作等多个方面的内容,要求考生能够将所学的化学知识融会贯通。题目的呈现方式可能会有创新,例如采用图表、数据等多种形式呈现信息,增加信息的密度,测试考生在阅读理解、知识提炼、信息整合及书面表达等方面的综合能力。考生需要能够快速捕捉关键信息、精准分析并有效传达信息,像根据图表中的数据变化趋势分析化学平衡的移动方向等。
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,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。回答非选择题时,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:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Mg-24 Al-27 Si-28 S-32 Cl-35.5 K-39 Mn-55 Fe-56 Co-59 Cu-64 I-127 Ag-108
第一部分
一、选择题(本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。)
1.38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是( )
A.Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族
B.可用质谱法区分87Sr和86Sr
C.87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48
D.同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同
2.下列说法不正确的是( )
A.基态Cr原子的价层电子轨道式:
B.N2、N3-、N4、N5+互为同素异形体
C.N,N-二甲基甲酰胺:
D.共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,其结构式:
3.将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中,下列有关说法正确的是( )
A.阴极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
B.金属M的活动性比Fe的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
4.下列有关说法正确的是( )
A.用溴的四氯化碳溶液,可以鉴别丙醛与丙酮
B.丁苯橡胶、聚酯纤维、聚乙烯都是通过加聚反应获得的高聚物
C.DNA分子中两条链上的碱基通过氢键作用互补配对
D.淀粉与稀硫酸共热,冷却后加入过量NaOH溶液,再加入碘水可判断淀粉是否完全水解
5.下列离子方程式书写正确的是( )
A.硝酸钡溶液中通入少量SO2:Ba2++NO3-+SO2+H2O=BaSO4↓+NO+H+
B.用过量的碳酸钠溶液吸收氯气:CO32-+Cl2 =CO2+ClO-+Cl-
C.氯乙酸乙酯在足量NaOH溶液中加热:ClCH2COOC2H5+OH-ClCH2COO-+C2H5OH
D.铝片投入过量的NaOH溶液中发生反应:2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2↑
6.下列实验的对应操作中,不合理的是( )
A.用标准溶液滴定溶液
B.配制一定物质的量浓度的溶液
C.从提纯后的溶液获得晶体
D.稀释浓硫酸
7.某工业废水中存在大量的Na+、Cl-、Cu2+、SO42-,欲除去其中的Cu2+、SO42-,设计工艺流程如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.流程图中,操作x为过滤
B.NaOH的作用是除去Cu2+
C.试剂a为BaCl2,试剂b为Na2CO3,二者顺序可以互换
D.试剂c为盐酸
8.草酸(H2C2O4)是生物体的一种代谢产物,在工业中有重要作用,下列说法不正确的是( )
A.草酸具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.草酸中两个羟基所处环境相同,两步电离的程度也相同
C.草酸中C原子的杂化方式为sp2
D.草酸可使澄清的石灰水变浑浊
9.工业上由FeCl2与环戊二烯钠(C5H5Na)合成二茂铁[Fe(C5H5)2],二茂铁的熔点是173℃(在100℃以上能升华),沸点是249℃,不溶于水,易溶于苯、乙醛等有机溶剂。下列说法不正确的是( )
A.FeCl2中铁元素属于第四周期第Ⅷ族,位于周期表区
B.二茂铁的衍生物可和H3O+等微粒产生静电作用,H、O和C的电负性由大到小的顺序为:O>C>H
C.已知环戊二烯的结构式为,则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化
D.在二茂铁中C5H5与Fe2+之间形成的化学键类型是离子键
10.研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储,转化关系如下图所示。a、c代表S或SO2中的一种。
下列说法正确的是( )
A.a、b分别是SO2、H2SO3
B.反应①可以存储太阳能,反应③释放出能量
C.降低压强可以提高反应②中a的平衡转化率
D.②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
11.可降解塑料聚羟基丁酸酯()可由以下线路合成,下列说法正确的是( )
A.A分子最多有6个原子共平面
B.反应①的条件为浓硫酸作催化剂并加热
C.由D生成PHB的反应为加聚反应
D.1molC与足量Na完全反应可生成标准状况下11.2LH2
12.已知:25℃,Ksp(AgCl)= 1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12,Ksp(AgBr)= 5.0×10-13。下列“类比”结果正确的是( )
A.溶液中Fe3+与HCO3-会发生双水解反应,Fe3+与HS-主要也发生双水解反应
B.NCl3水解生成NH3与HClO,则NF3水解同样生成NH3
C.Cl-的浓度用硝酸银溶液滴定时,可选择K2CrO4作指示剂,同样也可以
D.乙醇与足量的K2Cr2O7反应被氧化成乙酸,异丙醇被氧化丙酸
13.常温下,Na2A溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数与pH的关系如下图。
已知:A2-的物质的量分数 =
下列表述不正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 H2A溶液中,c(H2A) + c(HA-) + c(A2-) = 0.1 mol·L-1
B.在 0.1 mol·L-1 NaHA溶液中, c(HA-) > c(A2-) > c(H2A)
C.将等物质的量的NaHA、Na2A溶于水中,所得溶液的pH为4.2
D.M点对应的pH为2.7
14.某小组欲制备配离子[Cu(NH3)4]2+,实验如下。
序号
步骤
Ⅰ
向2mL0.2mol·L-1 CuSO4溶液中滴加0.5mL1mol·L-1氨水,产生蓝色沉淀;继续滴加约1.5mL氨水,沉淀完全溶解,得到深蓝色溶液
Ⅱ
分别向0.1mol·L-1 CuSO4溶液和实验Ⅰ所得深蓝色溶液中加入光亮的铁钉;1min后,前者铁钉表面有红色物质析出,后者铁钉无现象
Ⅲ
取0.1g氢氧化铜固体于试管中,加入5mL1mol·L-1氨水,溶液略变为蓝色,固体未见明显溶解;滴加2滴饱和氯化铵溶液,固体完全溶解,得到深蓝色溶液
已知:Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+ K=2.0×1013
Cu(OH)2(s) Cu2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=2.2×10-20
下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ中产生蓝色沉淀的离子方程式为Cu2++2NH3·H2O =Cu(OH)2↓+2NH4+
B.加热蒸干Ⅰ中的深蓝色溶液,不能得到纯净的[Cu(NH3)4]SO4固体
C.Ⅱ中现象证明了CuSO4溶液和实验Ⅰ所得深蓝色溶液中,+2价铜的存在形式不同
D.Ⅲ中固体完全溶解的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-
第二部分
二、非选择题(本部分共5题,共58分。)
15.(10分)含硅和硫元素的化合物种类繁多,应用广泛。请回答:
Ⅰ.SiCl4 是生产多晶硅的副产物。
(1)基态硅原子的价层电子排布式为 。
(2)已知SiCl4 比CCl4 更易水解,导致SiCl4 更易水解的因素有 (填标号)。
a.Si-Cl键极性更大 b.Si的原子半径更大
c.Si-Cl键键能更大 d.Si有更多的价层轨道
Ⅱ.硫代硫酸盐可用在银盐照相中做定影液。
已知硫代硫酸根(S2O32-)可看作是SO42-中的一个原子被原子取代的产物。
(3)基态原子的价层电子排布式不能表示为,因为违背了
(4)能确定晶体中各原子的位置(坐标),从而得出分子空间结构的一种方法是 。
a.质谱法 b.射线衍射 c.核磁共振氢谱 d.红外光谱
(5)S2O32-作为配体可提供孤电子对与 Ag+形成[ Ag(S2O3)2]3-。分析判断S2O32-中的中心原子和端基原子能否做配位原子并说明理由: 。
(6) MgS2O3·6H2O的晶胞如图,该晶胞中S2O32-个数为 。假设晶胞边长分别为,其摩尔质量为,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为 g ·c m-3(用相应字母表示)。
16.(10分)烟气脱硝技术是环境科学研究的热点。实验室模拟将烟气中的NO深度氧化为N2O5,并进一步将N2O5转化获得含氮产品,流程示意图如下。
深度氧化器中发生的反应:
ⅰ.NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH1=- akJ·mol−1
ⅱ.NO2(g)+O3(g)=NO3(g)+O2(g) ΔH2=- bkJ·mol−1
ⅲ.NO2(g)+NO3(g)=N2O5(g) ΔH3=- ckJ·mol−1(a、b、c>0)
(1)NO被深度氧化,补全热化学方程式:
2NO(g)+3O3(g)=N2O5(g)+3O2(g) ΔH=____________kJ·mol−1
(2)一定条件下,不同温度时,N2O5的浓度随时间的变化如图所示。
①T1 T2(填“>”或“<”)。
②8s时,N2O5的浓度不同的原因是 。
(3)一定条件下,NO的初始浓度为200ppm时,不同反应时间,深度氧化器中NO2的浓度随n(O3):n(NO)的变化如图所示。反应过程中NO3的浓度极低。
①n(O3):n(NO)<1.0时,深度氧化器中发生的反应主要是 (填“ⅰ”“ⅱ”或“ⅲ”)。
②0.9s、n(O3):n(NO)>1.0时,NO2的浓度随n(O3):n(NO)变化的原因是 。
(4)80℃、n(O3):n(NO)=1.5且恒压的条件下进行烟气处理,烟气达到排放标准所需深度氧化的时间仍较长。结合(3),保持上述条件不变,解决这一问题可采取的措施及目的分别是 。
(5)深度氧化后的烟气通过吸收器完全转化为硝酸盐产品,产品浓度的测定方法如下。
已知NO3-、MnO4-的还原产物分别是NO、Mn2+。产品中NO3的物质的量浓度为 mol/L。
17.(12分)一种环状高分子P3的合成路线如下:
已知:①P2的结构为
②(表示取代基)
③RClRN3
(1)A是一种常用的化工原料,其中包含的官能团是 。
(2)B→C的反应类型是 。
(3)D生成CH≡CCH2OH的反应条件是 。
(4)上述流程中生成F的反应为酯化反应,则该反应的化学方程式是 。
(5)单体Ⅱ的结构简式是 。
(6)下列说法正确的是 (填字母)
a.F→P1的反应类型为缩聚反应
b.P3可能的结构如上图所示
c.P2→P3的过程中有可能得到线型高分子
d.碱性条件下,P3可能彻底水解成小分子物质
(7)已知:;;Q(C6H11NO)是用于合成单体I的中间体。下图是以苯酚为原料合成Q的流程,M→N的化学方程式是 。
18.(12分)我国科学家用粗氢氧化高钴[Co(OH)3]制备硫酸钴晶体(CoSO4·7H2O),其工艺流程如下。
已知:
ⅰ.还原浸出液中的阳离子有:Co2+、、和等
ⅱ.部分物质的溶度积常数如下(25℃):Ksp[Fe(OH)3])=2.8×10-39,Ksp(CaF2)=4.0×10-11
ⅲ. CoSO4·7H2O溶解度随温度升高而明显增大
(1)氢氧化高钴溶于硫酸的化学方程式是 。
(2)浸出Co2+时,理论上氧化性离子和还原性离子物质的量之比为 。
(3)写出“氧化沉铁”的离子方程式 ;25℃时,浊液中铁离子浓度为 mol/L(此时pH为4)。
(4)P507萃取后,经反萃取得到硫酸钴溶液,将硫酸钴溶液经 操作,得到硫酸钴晶体。
(5)用滴定法测定硫酸钴晶体中的钴含量,其原理和操作如下。
在溶液中,用铁氰化钾将Co(II)氧化为Co(III),过量的铁氰化钾以Co(II)标准液返滴定。反应的方程式为:Co2++[ Fe(CN)6]3-=Co3++[ Fe(CN)6]4。
已知:铁氰化钾标准液浓度为c1mol/L,Co(II)标准液浓度为c2mol/L。
取mg硫酸钴晶体,加水配成200mL溶液,取20mL待测液进行滴定,消耗V1mL铁氰化钾标准液、V2mL Co(II)标准液。
计算样品中钴含量 (以钴的质量分数计)。
19.(14分)某小组同学根据Fe3+、Fe2+和Zn2+的氧化性推出溶液中Zn与Fe3+可能先后发生两个反应:Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+,Zn+Fe2+=Zn2++Fe,进行如下实验。
实验
试剂
现象
Ⅰ
2mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液、过量锌粉
黄色溶液很快变浅,接着有无色气泡产生,固体中未检出铁
Ⅱ
2mLpH≈0.70的1 mol·L-1FeCl3溶液、过量锌粉
片刻后有大量气体产生,出现红褐色浑浊,约半小时后,产生红褐色沉淀,溶液颜色变浅,产生少量铁
(1)取实验Ⅰ反应后的少量溶液,滴加几滴K3[ Fe(CN)6]溶液,生成 ,证明有。
(2)结合化学用语解释实验Ⅱ中产生红褐色浑浊的原因: 。
(3)实验Ⅲ,用Fe2(SO4)3溶液和Fe(NO3)3溶液替代实验Ⅱ中的FeCl3溶液:
实验
试剂
现象
Ⅰ
2mLpH≈0.70的1mol·L-1 Fe(NO3)3溶液、过量锌粉
约半小时后,溶液变为深棕色且浑浊,无铁产生
Ⅱ
2mLpH≈0.70的amol·L-1Fe2(SO4)3溶液、过量锌粉
约半小时后,溶液呈浅绿色且浑浊,有少量铁产生
资料:Fe2++NOFe(NO)]2+,Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
①a= 。
②有人认为Ⅰ中深棕色溶液中存在Fe(NO)]2+,设计实验证明。实验的操作和现象是 。
③对照实验Ⅱ和Ⅲ,Fe(NO3)3溶液与过量锌粉反应没有生成铁的原因是 。
(4)实验Ⅳ:将实验Ⅱ中FeCl3水溶液换成FeCl3无水乙醇溶液,加入足量锌粉,刻后,反应放热,有大量铁产生。由实验Ⅰ~Ⅳ可知:锌能否与Fe3+反应得到单质铁,与Zn和Fe3+的物质的量、Fe3+的浓度、 、 等有关。
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2025年高考考前信息必刷卷02(北京专用)
化 学·参考答案
第一部分
一、选择题(本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A
B
C
C
D
B
C
B
D
B
D
C
C
D
第二部分
二、非选择题(本部分共5题,共58分。)
15.(10分)
(1)3s23p2(1分) (2)abd(2分) (3)洪特规则(1分) (4)b(1分)
(5)S2O32-中的中心原子S的价层电子对数为4,无孤电子对,不能做配位原子;端基 S原子含有孤电子对,能做配位原子(2分)
(6) 4(1分) (2分)
16.(10分
(1) -(2a+b+c) (1分)
(2)<(1分) 8s时反应已达到平衡状态,O3将NO深度氧化为N2O5是放热反应,温度越高,越不利于反应正向进行,生成N2O5的浓度越低(2分)
(3)ⅰ(1分) 0.9s、n(O3):n(NO)>1.0时,n(O3):n(NO)增大,使增大,增大,从而使NO2的浓度减小(2分)
(4)使用适宜的催化剂,以增大ⅱ的反应速率(1分)
(5) (2分)
17.(12分)
(1)碳碳双键(1分)
(2)取代反应(1分)
(3)氢氧化钠醇溶液,加热(2分)
(4)CH≡CCH2OH+CH3CHClCOOCH2C≡CH+H2O(2分)
(5) (2分)
(6)bc(2分)
(7)2+O2+2H2O(2分)
18.(12分)
(1)2Co(OH)3+3H2SO4=Co2(SO4)3+6H2O(2分)
(2)2:1(2分)
(3) 6Fe2++15H2O+ ClO3-=6Fe(OH)3↓+Cl -+12H+(2分) (2分)
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(2分)
(5) (2分)
19.(14分)
(1)蓝色沉淀(2分)
(2)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,H+被消耗,促进Fe3+的水解,产生氢氧化铁沉淀(2分)
(3)①0.5(2分)
②过滤,取少量深棕色溶液,加热,溶液棕色变浅,液面上方产生红棕色气体(2分)
③Fe2+与NO结合生成Fe(NO)]2+,溶液中Fe2+的浓度下降,使得Fe2+与Zn反应的化学反应速率变慢(2分)
(4)阴离子种类(2分) 溶剂(2分)
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2025年高考考前信息必刷卷02(北京专用)
化 学
考情速递
高考·新动向:近年来高考化学试卷总体呈现回归教材、回归课标的特点,2025年可能会继续延续这一趋势。这意味着每一道题在考纲上都会有相应的考点对应,不管题型、考法、侧重点如何变化,都会基于教材本身展开。
高考·新考法:对中学化学基础知识能正确复述、再现、识别,并能融会贯通;将实际问题分解,通过运用有关知识,采用分析、综合的方法,处理简单化学问题;对常规考点的新设问或知识融合,对非常规考点的创新糅合等。
高考·新情境:继续考查高中化学主干内容,强调化学与科技、生产、生活的亲密联系。高考化学学科的改革旨在贴近社会与生活,强调课程标准的教育理念。改革后,试题将更加紧密地结合生活生产环境,体现教育与实践的融合。命题会精选试题情境,发挥学科育人价值。情境素材可能来源于生活实际、科研成果、社会热点等
命题·大预测:化学试题将继续体现综合性,即一道试题可能涉及多个知识点的综合考查。例如,在一道工业流程题中,可能同时考查化学反应原理、元素化合物知识、化学实验操作等多个方面的内容,要求考生能够将所学的化学知识融会贯通。题目的呈现方式可能会有创新,例如采用图表、数据等多种形式呈现信息,增加信息的密度,测试考生在阅读理解、知识提炼、信息整合及书面表达等方面的综合能力。考生需要能够快速捕捉关键信息、精准分析并有效传达信息,像根据图表中的数据变化趋势分析化学平衡的移动方向等。
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,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。回答非选择题时,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:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Mg-24 Al-27 Si-28 S-32 Cl-35.5 K-39 Mn-55 Fe-56 Co-59 Cu-64 I-127 Ag-108
第一部分
一、选择题(本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。)
1.38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是( )
A.Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族
B.可用质谱法区分87Sr和86Sr
C.87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48
D.同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同
【答案】A
【解析】A项,Sr位于元素周期表中第五周期、第ⅡA族,故A错误;B项,质谱法可以测定原子的相对原子质量,87Sr和86Sr的相对原子质量不同,可以用质谱法区分,故B正确;C项,87Sr的中子数为87-38=49,86Sr的中子数为86-38=48,故C正确;D项,由题意可知,38Sr (锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变,故D正确;故选A。
2.下列说法不正确的是( )
A.基态Cr原子的价层电子轨道式:
B.N2、N3-、N4、N5+互为同素异形体
C.N,N-二甲基甲酰胺:
D.共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,其结构式:
【答案】B
【解析】A项,根据洪特规则,电子总是先单独占有空轨道,并且自旋方向相同,但3d与4s并不是同一能级轨道,自旋方向可以相反,基态Cr原子的价层电子轨道式:,A正确;B项,同种元素形成的不同单质互为同素异形体,阴、阳离子不能互称同素异形体,B错误;C项,的名称为N,N-二甲基甲酰胺,C正确;D项,共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,铝和氯之间存在配位键,结构式为,D正确;故选B。
3.将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中,下列有关说法正确的是( )
A.阴极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
B.金属M的活动性比Fe的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【答案】C
【解析】A项,阴极的钢铁设施实际作原电池的正极,正极金属被保护不失电子,故A错误;B项,阳极金属M实际为原电池装置的负极,电子流出,原电池中负极金属比正极活泼,因此M活动性比Fe的活动性强,故B错误;C项,金属M失电子,电子经导线流入钢铁设备,从而使钢铁设施表面积累大量电子,自身金属不再失电子从而被保护,故C正确;D项,海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度,离子浓度越大,溶液的导电性越强,因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快,故D错误;故选C。
4.下列有关说法正确的是( )
A.用溴的四氯化碳溶液,可以鉴别丙醛与丙酮
B.丁苯橡胶、聚酯纤维、聚乙烯都是通过加聚反应获得的高聚物
C.DNA分子中两条链上的碱基通过氢键作用互补配对
D.淀粉与稀硫酸共热,冷却后加入过量NaOH溶液,再加入碘水可判断淀粉是否完全水解
【答案】C
【解析】A项,丙醛和丙酮均不能与溴的四氯化碳溶液反应,故不能用溴的四氯化碳溶液鉴别丙醛与丙酮,A错误;B项,聚乙烯、丁苯橡胶是通过加聚反应制得的高分子化合物,聚酯纤维是通过缩聚反应制得的高分子化合物,B错误;C项,DNA分子中两条链上的碱基通过氢键作用实现碱基互补配对,C正确;D项,将适量淀粉与稀硫酸共热充分反应,加入过量氢氧化钠溶液后加入碘水,碘与氢氧化钠溶液反应生成碘化钠、次碘酸钠和水,无明显现象不能确定淀粉是否水解完全,D错误;故选C。
5.下列离子方程式书写正确的是( )
A.硝酸钡溶液中通入少量SO2:Ba2++NO3-+SO2+H2O=BaSO4↓+NO+H+
B.用过量的碳酸钠溶液吸收氯气:CO32-+Cl2 =CO2+ClO-+Cl-
C.氯乙酸乙酯在足量NaOH溶液中加热:ClCH2COOC2H5+OH-ClCH2COO-+C2H5OH
D.铝片投入过量的NaOH溶液中发生反应:2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2↑
【答案】D
【解析】A项,硝酸钡溶液中通入少量SO2,离子方程式为3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+,A错误;B项,碳酸钠过量时,产物为HCO3-,离子方程式为2CO32-+Cl2+H2O=2 HCO3-+ClO-+Cl-,B错误;C项,氯原子也会水解,离子方程式为ClCH2COOC2H5+2OH-HOCH2COO-+C2H5OH+Cl-,C错误;D项,铝能与氢氧化钠溶液反应,生成Al(OH)4-和氢气,D正确;故选D。
6.下列实验的对应操作中,不合理的是( )
A.用标准溶液滴定溶液
B.配制一定物质的量浓度的溶液
C.从提纯后的溶液获得晶体
D.稀释浓硫酸
【答案】B
【解析】A项,用HCl标准溶液滴定NaOH溶液时,眼睛应注视锥形瓶中溶液,以便观察溶液颜色的变化从而判断滴定终点,A项合理;B项,配制一定物质的量浓度的溶液时,玻璃棒引流低端应该在容量瓶刻度线以下;定容阶段,当液面在刻度线以下约1~2cm时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水,B项不合理;C项,NaCl的溶解度随温度升高变化不明显,从NaCl溶液中获得NaCl晶体采用蒸发结晶的方法,C项合理;D项,浓硫酸的密度比水的密度大,浓硫酸溶于水放热,故稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入盛水的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,D项合理;故选B。
7.某工业废水中存在大量的Na+、Cl-、Cu2+、SO42-,欲除去其中的Cu2+、SO42-,设计工艺流程如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.流程图中,操作x为过滤
B.NaOH的作用是除去Cu2+
C.试剂a为BaCl2,试剂b为Na2CO3,二者顺序可以互换
D.试剂c为盐酸
【答案】C
【解析】根据题意通过加入NaOH、BaCl2的目的依次是除去Cu2+和SO42-,试剂a是Na2CO3,除去过量的BaCl2,试剂c是稀盐酸,除去过量的NaOH和Na2CO3。A项,操作x为过滤,除去生成的Cu(OH)2和BaCO3沉淀, A正确;B项,NaOH可以与Cu2+反应生成Cu(OH)2沉淀,除去Cu2+,B正确; C项,试剂a是Na2CO3,与BaCl2 反应生成BaCO3沉淀,除去Ba2+,Na2CO3若与BaCl2互换,无法除去过量的Ba2+ ,C不正确;D项,试剂c是稀盐酸,除去过量的NaOH和Na2CO3,D正确;故选C。
8.草酸(H2C2O4)是生物体的一种代谢产物,在工业中有重要作用,下列说法不正确的是( )
A.草酸具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.草酸中两个羟基所处环境相同,两步电离的程度也相同
C.草酸中C原子的杂化方式为sp2
D.草酸可使澄清的石灰水变浑浊
【答案】B
【解析】A项,草酸中碳元素化合价为+3价,具有还原性,能被酸性高锰酸钾氧化,故能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;B项,草酸中两个羟基所处环境相同,但草酸为二元弱酸,第一步电离的氢离子对第二步电离具有抑制作用,两步电离的程度不同,B错误;C项,草酸中C原子的价层电子对数为3,杂化方式为sp2,C正确;D项,草酸能与氢氧化钙反应生成草酸钙沉淀,可使澄清的石灰水变浑浊,D正确;故选B。
9.工业上由FeCl2与环戊二烯钠(C5H5Na)合成二茂铁[Fe(C5H5)2],二茂铁的熔点是173℃(在100℃以上能升华),沸点是249℃,不溶于水,易溶于苯、乙醛等有机溶剂。下列说法不正确的是( )
A.FeCl2中铁元素属于第四周期第Ⅷ族,位于周期表区
B.二茂铁的衍生物可和H3O+等微粒产生静电作用,H、O和C的电负性由大到小的顺序为:O>C>H
C.已知环戊二烯的结构式为,则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化
D.在二茂铁中C5H5与Fe2+之间形成的化学键类型是离子键
【答案】D
【解析】A项,已知Fe是26号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,故FeCl2中铁元素属于第四周期第Ⅷ族,最后进入电子的能级为d能级,故位于周期表d区,A正确;B项,二茂铁的衍生物可和H3O+等微粒产生静电作用,同一周期从左到右电负性逐渐增大,同一主族从上到下电负性逐渐减小,H、O和C的电负性由大到小的顺序为:O>C>H,B正确; C项,已知环戊二烯的结构式为,则其中仅有1个碳原子周围均采用单键连接,该碳原子采取sp3杂化,其余形成双键的碳原子则采用sp2杂化,C正确;D项,在二茂铁中C5H5与Fe2+之间形成的化学键为C5H5提供孤电子对,Fe2+提供空轨而形成的配位键, D错误;故选D。
10.研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储,转化关系如下图所示。a、c代表S或SO2中的一种。
下列说法正确的是( )
A.a、b分别是SO2、H2SO3
B.反应①可以存储太阳能,反应③释放出能量
C.降低压强可以提高反应②中a的平衡转化率
D.②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
【答案】B
【解析】a、c代表S或SO2中的一种,c和氧气反应生成a,则c是S、a是SO2。A项,b分解生成氧气、SO2、H2O,氧元素化合价升高,则S元素化合价降低,所以a、b分别是SO2、H2SO3,故A错误;B项,反应①是硫酸分解,分解反应吸热,反应①可以存储太阳能;反应③是S和氧气反应生成二氧化硫,化合反应放热,反应③释放出能量,故B正确;C项,反应②是3SO2+2H2O=2H2SO4+S,正反应气体物质的量减小的反应,温度一定时,减小压强使反应逆向移动,二氧化硫的转化率减小,故C错误;D项,反应②是二氧化硫、水发生歧化反应生成硫酸和S,反应方程式为3SO2+2H2O=2H2SO4+S,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,故D错误;故选B。
11.可降解塑料聚羟基丁酸酯()可由以下线路合成,下列说法正确的是( )
A.A分子最多有6个原子共平面
B.反应①的条件为浓硫酸作催化剂并加热
C.由D生成PHB的反应为加聚反应
D.1molC与足量Na完全反应可生成标准状况下11.2LH2
【答案】D
【解析】根据合成流程,A与H2C=CH-CH=CH2生成,可以推断A为H3C-C≡CH,反应①是B发生消去反应生成H2C=CH-CH=CH2。结合PHB的结构可以推断出D的结构是,因此C的结构为。A项,A为H3C-C≡CH,甲基中只有一个氢原子与碳原子及后面的碳碳三键部分共面,所以最多有5个原子共平面,A错误;B项,反应①是B发生消去反应生成H2C=CH-CH=CH2,B是卤代烃,反应条件是氢氧化钠醇溶液加热,B错误;C项,由D生成PHB的反应为缩聚反应,C错误;D项,C的结构为,C中含有羧基可以与钠反应,1molC与足量Na完全反应可生成0.5mol氢气,在标准状况下的体积是11.2L,D正确;故选D。
12.已知:25℃,Ksp(AgCl)= 1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12,Ksp(AgBr)= 5.0×10-13。下列“类比”结果正确的是( )
A.溶液中Fe3+与HCO3-会发生双水解反应,Fe3+与HS-主要也发生双水解反应
B.NCl3水解生成NH3与HClO,则NF3水解同样生成NH3
C.Cl-的浓度用硝酸银溶液滴定时,可选择K2CrO4作指示剂,同样也可以
D.乙醇与足量的K2Cr2O7反应被氧化成乙酸,异丙醇被氧化丙酸
【答案】C
【解析】A项,溶液中Fe3+与HCO3-会发生双水解反应,而Fe3+有较强的氧化性,HS-有较强的还原性,二者主要发生氧化还原反应反应,故A不符合题意;B项,NCl3水解生成NH3与HClO,但F没有正价,NF3与水会发生氧化还原反应2NF3+5H2O=2NO+3HNO3+6HF,故B不符合题意;C项,由Ksp可知沉淀等浓度的CrO42-所需Ag+比沉淀等浓度的Cl-和Br-需要的Ag+浓度都大,而且AgCl是白色沉淀,AgBr是淡黄色沉淀,Ag2CrO4是黑色沉淀,所以Cl-的浓度用硝酸银溶液滴定时,可选择K2CrO4作指示剂,Br-同样也可以,故C符合题意;D项,乙醇与足量的K2Cr2O7反应被氧化成乙酸,而异丙醇会被氧化丙酮,故D不符合题意;故选C。
13.常温下,Na2A溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数与pH的关系如下图。
已知:A2-的物质的量分数 =
下列表述不正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 H2A溶液中,c(H2A) + c(HA-) + c(A2-) = 0.1 mol·L-1
B.在 0.1 mol·L-1 NaHA溶液中, c(HA-) > c(A2-) > c(H2A)
C.将等物质的量的NaHA、Na2A溶于水中,所得溶液的pH为4.2
D.M点对应的pH为2.7
【答案】C
【解析】由点(1.2,0.5)可知,,由(4.2,0.5)可知,。A项,0.1 mol·L-1 H2A溶液中由物料守恒可知:c(H2A) + c(HA-) + c(A2-) = 0.1 mol·L-1,A正确;B项,在 0.1 mol·L-1 NaHA溶液中其水解常数为,则其电离大于水解,故存在c(HA-) > c(A2-) > c(H2A),B正确;C项,将等物质的量的NaHA、Na2A溶于水中,若HA-和A2-浓度相等,则,c(H+)=10-4.2,pH=4.2,由于HA-的电离程度大于水解程度,则溶液中c(A2-)>c(HA-),所得溶液pH不等于4.2,C错误;D项,M点对应溶液中,,c(H+)=10-2.7,pH=2.7,D正确;故选C。
14.某小组欲制备配离子[Cu(NH3)4]2+,实验如下。
序号
步骤
Ⅰ
向2mL0.2mol·L-1 CuSO4溶液中滴加0.5mL1mol·L-1氨水,产生蓝色沉淀;继续滴加约1.5mL氨水,沉淀完全溶解,得到深蓝色溶液
Ⅱ
分别向0.1mol·L-1 CuSO4溶液和实验Ⅰ所得深蓝色溶液中加入光亮的铁钉;1min后,前者铁钉表面有红色物质析出,后者铁钉无现象
Ⅲ
取0.1g氢氧化铜固体于试管中,加入5mL1mol·L-1氨水,溶液略变为蓝色,固体未见明显溶解;滴加2滴饱和氯化铵溶液,固体完全溶解,得到深蓝色溶液
已知:Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+ K=2.0×1013
Cu(OH)2(s) Cu2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=2.2×10-20
下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ中产生蓝色沉淀的离子方程式为Cu2++2NH3·H2O =Cu(OH)2↓+2NH4+
B.加热蒸干Ⅰ中的深蓝色溶液,不能得到纯净的[Cu(NH3)4]SO4固体
C.Ⅱ中现象证明了CuSO4溶液和实验Ⅰ所得深蓝色溶液中,+2价铜的存在形式不同
D.Ⅲ中固体完全溶解的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-
【答案】D
【解析】A项,向硫酸铜溶液中滴加氨水生成氢氧化铜沉淀和硫酸铵,一水合氨是弱碱,因此离子方程式为Cu2++2NH3·H2O =Cu(OH)2↓+2NH4+,A正确;B项,加热蒸干Ⅰ中的深蓝色溶液可能发生,因此不能得到纯净的[Cu(NH3)4]SO4固体,B正确;C项,分别向0.1mol·L-1 CuSO4溶液和实验Ⅰ所得深蓝色溶液中加入光亮的铁钉;1min后,前者铁钉表面有红色物质析出,后者铁钉无现象则说明两种溶液中+2价铜的存在形式不同否则现象会有相似,C正确;D项,①Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+ K=2.0×1013;②Cu(OH)2(s) Cu2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=2.2×10-20;③Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-,③=①+②,则反应③的平衡常数反应③不可能是氢氧化铜完全溶解的离子方程式,D错误;故选D。
第二部分
二、非选择题(本部分共5题,共58分。)
15.(10分)含硅和硫元素的化合物种类繁多,应用广泛。请回答:
Ⅰ.SiCl4 是生产多晶硅的副产物。
(1)基态硅原子的价层电子排布式为 。
(2)已知SiCl4 比CCl4 更易水解,导致SiCl4 更易水解的因素有 (填标号)。
a.Si-Cl键极性更大 b.Si的原子半径更大
c.Si-Cl键键能更大 d.Si有更多的价层轨道
Ⅱ.硫代硫酸盐可用在银盐照相中做定影液。
已知硫代硫酸根(S2O32-)可看作是SO42-中的一个原子被原子取代的产物。
(3)基态原子的价层电子排布式不能表示为,因为违背了
(4)能确定晶体中各原子的位置(坐标),从而得出分子空间结构的一种方法是 。
a.质谱法 b.射线衍射 c.核磁共振氢谱 d.红外光谱
(5)S2O32-作为配体可提供孤电子对与 Ag+形成[ Ag(S2O3)2]3-。分析判断S2O32-中的中心原子和端基原子能否做配位原子并说明理由: 。
(6) MgS2O3·6H2O的晶胞如图,该晶胞中S2O32-个数为 。假设晶胞边长分别为,其摩尔质量为,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为 g ·c m-3(用相应字母表示)。
【答案】(1)3s23p2(1分) (2)abd(2分) (3)洪特规则(1分) (4)b(1分)
(5)S2O32-中的中心原子S的价层电子对数为4,无孤电子对,不能做配位原子;端基 S原子含有孤电子对,能做配位原子(2分)
(6) 4(1分) (2分)
【解析】(1)Si是14号元素,基态硅原子的价层电子排布式为3s23p2;(2)a项,Si-Cl键极性更大,则Si-Cl键更易断裂,因此,SiCl4 比CCl4易水解,故a正确;b项,Si的原子半径更大,因此,SiCl4 中的共用电子对更加偏向于Cl,从而导致Si-Cl键极性更大,且Si原子更易受到水电离的OH-的进攻,因此,SiCl4 比CCl4易水解,故b正确;c项,常键能越大化学键越稳定且不易断裂,因此,Si-Cl键键能更大不能说明Si-Cl更易断裂,故不能说明SiCl4 比CCl4易水解,故c错误;d项,Si有更多的价层轨道,因此更易与水电离的OH-形成化学键,从而导致SiCl4 比CCl4易水解,故d正确;故选abd;(3)洪特规则指出:基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行。因此,违反洪特规则。(4)a项,质谱法是确定分子的相对分子质量的,故a错误; b项,X射线衍射能确定晶体中各原子的位置(坐标),故b正确; c项,核磁共振氢谱是确定等效氢种类的,故c错误; d项,红外光谱是确定官能团和化学键的,故d错误;故选b。(5)S2O32-中的中心原子S的价层电子对数为4,无孤电子对,不能做配位原子;端基S原子含有孤电子对,能做配位原子。(6)S2O32-在晶胞的体内共4个;该晶胞按均摊法计算得4个MgS2O3·6H2O,晶胞体积为,晶胞的质量为,得该晶胞的密度为。
16.(10分)烟气脱硝技术是环境科学研究的热点。实验室模拟将烟气中的NO深度氧化为N2O5,并进一步将N2O5转化获得含氮产品,流程示意图如下。
深度氧化器中发生的反应:
ⅰ.NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH1=- akJ·mol−1
ⅱ.NO2(g)+O3(g)=NO3(g)+O2(g) ΔH2=- bkJ·mol−1
ⅲ.NO2(g)+NO3(g)=N2O5(g) ΔH3=- ckJ·mol−1(a、b、c>0)
(1)NO被深度氧化,补全热化学方程式:
2NO(g)+3O3(g)=N2O5(g)+3O2(g) ΔH=____________kJ·mol−1
(2)一定条件下,不同温度时,N2O5的浓度随时间的变化如图所示。
①T1 T2(填“>”或“<”)。
②8s时,N2O5的浓度不同的原因是 。
(3)一定条件下,NO的初始浓度为200ppm时,不同反应时间,深度氧化器中NO2的浓度随n(O3):n(NO)的变化如图所示。反应过程中NO3的浓度极低。
①n(O3):n(NO)<1.0时,深度氧化器中发生的反应主要是 (填“ⅰ”“ⅱ”或“ⅲ”)。
②0.9s、n(O3):n(NO)>1.0时,NO2的浓度随n(O3):n(NO)变化的原因是 。
(4)80℃、n(O3):n(NO)=1.5且恒压的条件下进行烟气处理,烟气达到排放标准所需深度氧化的时间仍较长。结合(3),保持上述条件不变,解决这一问题可采取的措施及目的分别是 。
(5)深度氧化后的烟气通过吸收器完全转化为硝酸盐产品,产品浓度的测定方法如下。
已知NO3-、MnO4-的还原产物分别是NO、Mn2+。产品中NO3的物质的量浓度为 mol/L。
【答案】(1) -(2a+b+c) (1分)
(2)<(1分) 8s时反应已达到平衡状态,O3将NO深度氧化为N2O5是放热反应,温度越高,越不利于反应正向进行,生成N2O5的浓度越低(2分)
(3)ⅰ(1分) 0.9s、n(O3):n(NO)>1.0时,n(O3):n(NO)增大,使增大,增大,从而使NO2的浓度减小(2分)
(4)使用适宜的催化剂,以增大ⅱ的反应速率(1分)
(5) (2分)
【解析】(1)根据盖斯定律知:i×2+ii+iii可得2NO(g)+3O3(g)=N2O5(g)+3O2(g),ΔH =-(2a+b+c)kJ/mol;(2)由图知,T2温度下,反应速率快,首先到达平衡,因此T1<T2;由图知,8s时反应已达到平衡状态,O3将NO深度氧化为N2O5是放热反应,温度越高,平衡逆向移动,越不利于反应正向进行,生成N2O5的浓度越低;(3)①当n(O3):n(NO)<1.0时,NO主要转化为NO2,所以深度氧化器中发生的反应主要是i;②由图知,0.9s、n(O3):n(NO)>1.0时,NO2的浓度随着n(O3):n(NO)增大而减小的原因是:n(O3)∶n(NO)增大,使vⅱ增大、vⅲ增大,从而使NO2的浓度减小;(4)由(3)知反应过程中NO3的浓度极低,说明反应ⅲ比反应ⅱ快,因为烟气达到排放标准所需深度氧化的时间仍较长,所以为了加快反应速率,采取的措施及目的分别是:使用适宜的催化剂,以增大ⅱ的反应速率;(5)溶液X中的NO3-与亚铁离子发生氧化还原反应后,剩余的亚铁离子与MnO4-发生氧化还原反应,,则与MnO4-发生氧化还原反应的Fe2+为n2= ,则与NO3-反应的Fe2+为n1=,,则NO3-物质的量n=,则NO3-的物质的量浓度为。
17.(12分)一种环状高分子P3的合成路线如下:
已知:①P2的结构为
②(表示取代基)
③RClRN3
(1)A是一种常用的化工原料,其中包含的官能团是 。
(2)B→C的反应类型是 。
(3)D生成CH≡CCH2OH的反应条件是 。
(4)上述流程中生成F的反应为酯化反应,则该反应的化学方程式是 。
(5)单体Ⅱ的结构简式是 。
(6)下列说法正确的是 (填字母)
a.F→P1的反应类型为缩聚反应
b.P3可能的结构如上图所示
c.P2→P3的过程中有可能得到线型高分子
d.碱性条件下,P3可能彻底水解成小分子物质
(7)已知:;;Q(C6H11NO)是用于合成单体I的中间体。下图是以苯酚为原料合成Q的流程,M→N的化学方程式是 。
【答案】(1)碳碳双键(1分)
(2)取代反应(1分)
(3)氢氧化钠醇溶液,加热(2分)
(4)CH≡CCH2OH+CH3CHClCOOCH2C≡CH+H2O(2分)
(5) (2分)
(6)bc(2分)
(7)2+O2+2H2O(2分)
【解析】由框图可知A的结构简式为CH2=CHCH3,在高温下和氯气发生取代反应生成B,所以B的结构简式为CH2=CHCH2Cl,由D的分子式C3H6OBr2可知:B到C发生取代反应生成CH2=CHCH2OH,C到D发生加成反应生成CH2BrCHBrCH2OH,再发生消去反应生成CH≡CCH2OH,再和E发生酯化反应生成FCH3CHClCOOCH2C≡CH,最后经过几步反应得到P3。(1)A的结构简式为CH2=CHCH3,其中包括的官能团是碳碳双键;(2)根据上述分析可知B的结构简式为CH2=CHCH2Cl,C的结构简式为CH2=CHCH2OH,所以B→C的反应类型是取代反应;(3)根据上述分析可知D的结构简式为CH2BrCHBrCH2OH,D生成CH≡CCH2OH的反应是卤代烃的消去反应,所以反应条件为氢氧化钠醇溶液,加热,(4)根据上述分析可知CH≡CCH2OH,和E反应生成C6H7O2Cl,发生的是酯化反应,结合已知信息可知该反应的化学方程式是:CH≡CCH2OH+CH3CHClCOOCH2C≡CH+H2O;(5)根据已知:P2的结构为,逆推知单体Ⅱ的结构简式是;(6)a项,F→P1的反应类型为加聚反应,故a错误;b项,由P2的结构为,再和NaN3在一定条件下反应得到,所以P3的结构如图所示,故b正确;c项,P2→P3的过程中发生加聚反应,所以可能得到线型高分子,故c正确;d项,碱性条件下,P3含有酯基的部分可以水解,非酯基的部分不能水解,所以不可能彻底水解成小分子物质,故d错误;故选bc;(7)根据已知:;Q(C6H11NO),以苯酚为原料合成Q的流程图如下;所以,M→N的化学方程式是2+O2+2H2O。
18.(12分)我国科学家用粗氢氧化高钴[Co(OH)3]制备硫酸钴晶体(CoSO4·7H2O),其工艺流程如下。
已知:
ⅰ.还原浸出液中的阳离子有:Co2+、、和等
ⅱ.部分物质的溶度积常数如下(25℃):Ksp[Fe(OH)3])=2.8×10-39,Ksp(CaF2)=4.0×10-11
ⅲ. CoSO4·7H2O溶解度随温度升高而明显增大
(1)氢氧化高钴溶于硫酸的化学方程式是 。
(2)浸出Co2+时,理论上氧化性离子和还原性离子物质的量之比为 。
(3)写出“氧化沉铁”的离子方程式 ;25℃时,浊液中铁离子浓度为 mol/L(此时pH为4)。
(4)P507萃取后,经反萃取得到硫酸钴溶液,将硫酸钴溶液经 操作,得到硫酸钴晶体。
(5)用滴定法测定硫酸钴晶体中的钴含量,其原理和操作如下。
在溶液中,用铁氰化钾将Co(II)氧化为Co(III),过量的铁氰化钾以Co(II)标准液返滴定。反应的方程式为:Co2++[ Fe(CN)6]3-=Co3++[ Fe(CN)6]4。
已知:铁氰化钾标准液浓度为c1mol/L,Co(II)标准液浓度为c2mol/L。
取mg硫酸钴晶体,加水配成200mL溶液,取20mL待测液进行滴定,消耗V1mL铁氰化钾标准液、V2mL Co(II)标准液。
计算样品中钴含量 (以钴的质量分数计)。
【答案】(1)2Co(OH)3+3H2SO4=Co2(SO4)3+6H2O(2分)
(2)2:1(2分)
(3) 6Fe2++15H2O+ ClO3-=6Fe(OH)3↓+Cl -+12H+(2分) (2分)
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(2分)
(5) (2分)
【解析】用粗氢氧化高钴[Co(OH)3]制备硫酸钴晶体(CoSO4·7H2O),首先粗氢氧化高钴加入稀硫酸溶解,然后加入过量Na2SO3进行还原浸出,还原浸出液中的阳离子有Co2+、H+、Fe2+和Ca2+等,加入过量NaC1O3氧化沉铁,使亚铁离子氧化为三价铁离子并转化为Fe(OH)3沉淀,加入过量NaF得到氟化钙沉钙,过滤除去沉淀,加入P2O4进行萃取,加入P5O7分离后,经反萃取得到硫酸钻溶液;将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,便可得到硫酸钴晶体。(1)氢氧化高钴溶于硫酸的化学方程式为2Co(OH)3+3H2SO4=Co2(SO4)3+6H2O;(2)用过量亚硫酸钠还原浸出Co2+发生的离子反应为2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-2H+,则理论上氧化剂与还原剂物质的量之比2:1;(3)“氧化沉铁”时,亚铁离子被氧化后转化为氢氧化铁沉淀,氯酸根被还原为氯离子,离子方程式为6Fe2++15H2O+ ClO3-=6Fe(OH)3↓+Cl -+12H+;25℃时,pH=4,c(OH-)=10-10mol·L-1,浊液中;(4)从硫酸钴溶液中提取硫酸钴晶体,由于硫酸钴晶体的溶解度随温度升高而明显增大,所以将硫酸钴溶液经加热浓缩、冷却结晶、过滤操作,得到硫酸钴晶体;(5)根据方程式可知Co2+~[ Fe(CN)6]3-,20mL待测液中二价钴离子的物质的量=,则200mL溶液中二价钴离子的物质的量=,则样品中钴的含量为。
19.(14分)某小组同学根据Fe3+、Fe2+和Zn2+的氧化性推出溶液中Zn与Fe3+可能先后发生两个反应:Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+,Zn+Fe2+=Zn2++Fe,进行如下实验。
实验
试剂
现象
Ⅰ
2mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液、过量锌粉
黄色溶液很快变浅,接着有无色气泡产生,固体中未检出铁
Ⅱ
2mLpH≈0.70的1 mol·L-1FeCl3溶液、过量锌粉
片刻后有大量气体产生,出现红褐色浑浊,约半小时后,产生红褐色沉淀,溶液颜色变浅,产生少量铁
(1)取实验Ⅰ反应后的少量溶液,滴加几滴K3[ Fe(CN)6]溶液,生成 ,证明有。
(2)结合化学用语解释实验Ⅱ中产生红褐色浑浊的原因: 。
(3)实验Ⅲ,用Fe2(SO4)3溶液和Fe(NO3)3溶液替代实验Ⅱ中的FeCl3溶液:
实验
试剂
现象
Ⅰ
2mLpH≈0.70的1mol·L-1 Fe(NO3)3溶液、过量锌粉
约半小时后,溶液变为深棕色且浑浊,无铁产生
Ⅱ
2mLpH≈0.70的amol·L-1Fe2(SO4)3溶液、过量锌粉
约半小时后,溶液呈浅绿色且浑浊,有少量铁产生
资料:Fe2++NOFe(NO)]2+,Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
①a= 。
②有人认为Ⅰ中深棕色溶液中存在Fe(NO)]2+,设计实验证明。实验的操作和现象是 。
③对照实验Ⅱ和Ⅲ,Fe(NO3)3溶液与过量锌粉反应没有生成铁的原因是 。
(4)实验Ⅳ:将实验Ⅱ中FeCl3水溶液换成FeCl3无水乙醇溶液,加入足量锌粉,刻后,反应放热,有大量铁产生。由实验Ⅰ~Ⅳ可知:锌能否与Fe3+反应得到单质铁,与Zn和Fe3+的物质的量、Fe3+的浓度、 、 等有关。
【答案】(1)蓝色沉淀(2分)
(2)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,H+被消耗,促进Fe3+的水解,产生氢氧化铁沉淀(2分)
(3)①0.5(2分)
②过滤,取少量深棕色溶液,加热,溶液棕色变浅,液面上方产生红棕色气体(2分)
③Fe2+与NO结合生成Fe(NO)]2+,溶液中Fe2+的浓度下降,使得Fe2+与Zn反应的化学反应速率变慢(2分)
(4)阴离子种类(2分) 溶剂(2分)
【解析】(1) Fe2+和K3[ Fe(CN)6]溶液反应产生蓝色沉淀;(2)FeCl3溶液中存在水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入锌粉,H+被消耗,促进Fe3+的水解,产生氢氧化铁沉淀;(3) ①该对比实验是为了探究阴离子的影响,则Fe3+的物质的量应是定量,则n(Fe3+)=c1V1=c2V2,即1mol/L×2mL=amol/L×2×2mL,解得a=0.5;②由可逆反应Fe2++NO Fe(NO)]2+,若Ⅰ中存在Fe(NO)]2+,可加热溶液,会产生NO,NO再被空气中的O2氧化成NO2,则会观察到红棕色气体生成,则设计实验的操作和现象是:过滤,取少量深棕色溶液,加热,溶液棕色变浅,液面上方产生红棕色气体;③Fe3+和H+、NO3-反应产生Fe2+和NO,NO再与Fe2+结生成Fe(NO)]2+,而Fe3+和H+、SO42不反应,过量Zn与Fe3+反应得到Fe2+,Zn再置换出Fe单质,则Fe(NO3)3溶液与过量锌粉反应没有生成铁的原因是:Fe2+与NO结合生成[Fe(NO)]2+,溶液中Fe2+的浓度下降,使得Fe2+与Zn反应的化学反应速率变慢;(4) 由实验Ⅳ可知,溶剂从水换成无水乙醇溶液,有铁单质生成,则锌能否与Fe3+反应得到单质铁与溶剂有关,实验Ⅱ和Ⅲ将SO42-换成SO42,无铁单质生成,则锌能否与Fe3+反应得到单质铁与阴离子种类有关。
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