内容正文:
菏泽市2025年高三年级第一次适应性检测
化学试题
一、单项选择题(每题2分,共20分)
1. 化学在材料领域发挥着举足轻重的作用。下列说法正确的是
A. 城市柏油路面使用到的沥青可以通过石油分馏得到
B. “歼-20”飞机上大量使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
C. 量子通信的光纤和超算“天河一号”的芯片的主要材料均为SiO2
D. 航天服壳体使用的铝合金材料因熔点比纯铝高而耐用
【答案】A
【解析】
【详解】A.沥青是石油分馏的产物之一,属于分馏残渣,常用于铺路,A符合题意;
B.碳纤维主要成分为碳,属于无机材料,而非有机高分子材料,B不符合题意;
C.光纤材料是SiO2,但芯片的主要材料是高纯度硅单质,而非SiO2,C不符合题意;
D.铝合金的熔点通常低于纯铝,其耐用性源于合金的硬度、强度等性能提升,而非熔点高,D不符合题意;
故选A。
2. 下列分子中,键角最小的是
A. CCl4 B. NH3 C. CS2 D. BF3
【答案】B
【解析】
【详解】A.CCl4正四面体结构,中心C原子为sp3杂化,键角≈109°;
B.NH3三角锥形结构,中心N原子为sp3杂化,但存在孤电子对,排斥作用使键角压缩至≈107°(最小);
C.CS2直线型结构,中心C原子为sp杂化,键角=180°(最大);
D.BF3平面三角形结构,中心B原子为sp2杂化,键角=120°;
故选B最小。
3. 下列图示或化学用语正确的是
A. NH3分子的VSEPR模型为
B. 的系统命名:1,3,4-三甲苯
C. CaC2的电子式
D. 基态Cr原子的价层电子轨道表示式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.NH3分子中N原子的价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,含一对孤电子对,分子的空间构型为三角锥,故A错误;
B.以苯环上其中一个具有甲基的碳原子为1号,三个甲基编号最小的位置为1、2、4,因此该化合物的系统命名:1,2,4-三甲苯,故B错误;
C.CaC2由Ca2+和组成,包括碳碳三键,两个碳原子之间共享3对电子,因此其电子式,故C正确;
D.基态Cr原子的价层电子排布为3d54s1,3d轨道有5个简并轨道排布5个电子,根据洪特规则,5个电子应以相同自旋方向排布在5个简并轨道上,即价层电子轨道表示式为,故D错误;
故答案为C。
4. 物质性质决定用途,下列两者对应关系正确的是
A. FeCl3具有强氧化性,可用于制造印刷电路板
B. 浓硫酸具有脱水性,可用于干燥Cl2
C. SO2具有漂白性,可用作葡萄酒的添加剂
D. Al2O3具有很高的熔点,可用于制造熔融烧碱的坩埚
【答案】A
【解析】
【详解】A.中的具有强氧化性,能与铜反应,因此可用于腐蚀覆铜板制造印刷电路板,性质与用途对应正确,A正确;
B.浓硫酸干燥是利用其吸水性,而非脱水性(脱水性指使有机物碳化),B错误;
C.在葡萄酒中作为抗氧化剂(防止氧化变质),并非利用其漂白性,C错误;
D.Al2O3虽熔点高,但高温下会与NaOH反应,无法用于熔融烧碱的坩埚,D错误;
故选A。
5. 常温下,高铜酸钠(NaCuO2)是一种黑色难溶于水的固体,有强氧化性,在中性或碱性溶液中稳定存在,在稀硫酸中溶解并产生无色气体,在NaOH溶液中可用NaClO氧化Cu(OH)2制得。下列说法错误的是
A. NaCuO2中Cu为+3价
B. 制备时,理论上消耗氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2
C. 可用浓氨水检验高铜酸钠中的Cu(OH)2
D. 高铜酸钠在稀硫酸中溶解的离子方程式为4CuO+12H+=4Cu2++O2↑+6H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaCuO2中,Na为+1价,每个O为-2价,总电荷平衡为,A正确;
B.制备反应为:,(氧化剂)与(还原剂)的物质的量之比为1:2,B正确;
C.高铜酸钠在碱性条件下稳定,而可与浓氨水反应生成深蓝色络合物,若存在未反应的,加入浓氨水会显蓝色,C正确;
D.高铜酸钠(NaCuO2)是一种黑色难溶于水的固体,有强氧化性,NaCuO2中铜的化合价为+3价,在稀硫酸中溶解并产生无色气体,离子方程式为:,故D错误;
故选D。
6. 下列实验操作对应的装置或试剂正确的是
A.配制一定物质的量浓度的KCl溶液
B.测定氯水的pH
C.用KMnO4(H+)标准液滴定Na2SO3溶液
D.铜与浓硫酸反应并检验气态产物
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.配制溶液定容时容量瓶液面离刻度约1cm时应改用胶头滴管滴加,故A错误;
B.氯水具有具有漂白性,会将pH试纸漂白,不能使用pH试纸测量其pH,应使用pH计,故B错误;
C.用KMnO4(H+)标准液滴定应使用酸性滴定管,故C错误;
D.铜与浓硫酸加热产生二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,同时二氧化硫有毒,应在试管口用浸有氢氧化钠溶液的湿棉花吸收,故D正确;
故答案为D。
7. 从牡丹中提取的丹皮酚可缓解骨关节引起的疼痛,其结构简式如图所示。下列关于丹皮酚的说法错误的是
A. 所有碳原子可能共平面 B. 可与溴水发生取代反应
C. 可与Na2CO3溶液反应产生CO2 D. 可形成分子内氢键和分子间氢键
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯环及其带有的酮基()均为平面结构,甲氧基()所带的那个碳尽管为 杂化,但在高中化学层面通常认为整个分子骨架的碳原子可以近似共平面,故 A 正确;
B.酚羟基使苯环邻、对位活化,能够与溴水发生取代反应,B正确;
C.从结构看,丹皮酚为酚类化合物,酚羟基虽有一定酸性,但一般“酚”并不足以将碳酸盐中的置换出来(只有酸性比 更强的酸才能与 反应放出 ),C错误;
D.丹皮酚分子中酚羟基与酮羰基在邻位,可形成分子内氢键,同时酚羟基还能与其它分子间形成氢键,D正确;
故选C
8. 关于下列三种常见高分子材料的说法正确的是
A. 通过红外光谱法测定酚醛树脂的平均相对分子质量,可得其链节数
B. 涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的
C. 顺丁橡胶的单体与反-2-丁烯互为同分异构体
D. 顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于天然高分子材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.红外光谱能够测定有机分子的化学键或官能团,红外光谱无法测定酚醛树脂的平均相对分子质量,故A错误;
B.由涤纶的结构可知,其单体为对苯二甲酸和乙二醇,两者通过酯化反应缩聚成涤纶,故B正确;
C.顺丁橡胶的单体为1,3-丁二烯,分子式为C4H6,反-2-丁烯分子式为C4H8,两者分子式不同,不是同分异构体,故C错误;
D.顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于人工合成高分子材料,故D错误;
故答案为B。
9. AlCl3、AlBr3水解均可得到Al(OH)3胶体,还可形成二聚体。Al2Br6()的四方晶胞如图所示(各棱长不相等,棱边夹角为90°,Al2Br6在棱心)。下列说法错误的是
A. AlCl3沸点低于AlBr3
B. AlBr3分子中存在配位键
C. Al(OH)3胶体粒子的平均直径可能是1x10-6m
D. 晶体中与Al2Br6最近且距离相等的Al2Br6有4个
【答案】C
【解析】
【详解】A.二者均为分子晶体,随相对分子质量增大(由Cl到Br),分子间作用力增强,故AlCl3的沸点低于AlBr3,A正确;
B.AlBr3常以二聚体Al2Br6形式存在,二聚体中Br原子以配位键桥联两个Al原子,B正确;
C.高中阶段通常将胶体粒径范围视为约1 nm~100 nm(即1×10-9 m~1×10-7 m),1×10-6 m(即1000 nm)已超出这一典型范围,故“可能是1×10-6 m”不符胶体粒径的常规定义,C错误;
D.由所给的晶胞示意图可知,每个Al2Br6单元在晶体中与其最近且距离相等的同类单元共有4个,D正确;
故选C。
10. 下列实验操作正确并能达到实验目的的是
实验目
实验操作
A
证明CH2=CHCH2OH含有碳碳双键
向CH2=CHCH2OH中加入酸性高锰酸钾溶液
B
检验Na2S2O3溶液中的
向Na2S2O3溶液中先加入过量稀硝酸,再加入BaCl2溶液
C
检验1-溴丁烷的消去产物
将1-溴丁烷加入NaOH的乙醇溶液中,微热;将产生的气体通入酸性KMnO4溶液中
D
比较水和乙醇中羟基氢的活泼性
分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.该分子中碳碳双键与羟基均与酸性高锰酸钾反应,故A错误;
B.硝酸会将Na2S2O3氧化为硫酸钠,不能确定原Na2S2O3溶液中是否含有,故B错误;
C.乙醇受热挥发,会使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰1-丁烯的检验,故C错误;
D.钠与水反应比与乙醇反应剧烈,则可比较水和乙醇中羟基氢的活泼性,故D正确;
故答案为D。
二、不定项选择题(每题4分,共20分)
11. 以氧化铋渣(Bi2O3、Sb2O3,含Ag2O和SiO2等杂质)为原料制备钼酸铋(Bi2MoO6,其中Mo为+6价)的主要流程如下。
已知:H2S的Ka1=1.0×10-7,Ka2=1.0×10-13;Ksp(Bi2S3)=2.0×10-99.
下列说法错误的是
A. “浸渣”的主要成分为AgCl和SiO2
B. 溶液X经处理后可循环用于“酸浸”过程
C. “酸溶”时产生NO,理论上消耗氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3
D. “沉铋”反应2Bi3+(aq)+3H2S(aq)=Bi2S3(s)+6H+(ag)的平衡常数K=5.0×1038
【答案】C
【解析】
【分析】由题干信息可知,氧化铋渣加入盐酸和氯化钠溶液,二氧化硅不与盐酸反应,氧化银和盐酸反应生成氯化银,其他物质和盐酸生成相应氯化物,过滤,向滤液中加水加热得到Sb2O3,过滤,向滤液中加入H2S,生成Bi2S3和HCl,再次过滤得到Bi2S3固体和溶液X,则X中含有HCl和NaCl,向Bi2S3中加入硝酸得到单质硫、NO和硝酸铋,向硝酸铋溶液中加入(NH4)6Mo7O24•4H2O得到Bi2MoO6,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,二氧化硅不与盐酸反应,氧化银和盐酸反应生成氯化银,即“浸渣”的主要成分为AgCl和SiO2,A正确;
B.由分析可知,X中含有HCl和NaCl,则溶液X经处理后可循环用于“酸浸”过程,B正确;
C.由分析可知,“酸溶”时产生NO即向Bi2S3中加入硝酸得到单质硫、NO和硝酸铋,反应方程式为:Bi2S3+8HNO3(稀)=2Bi(NO3)3+2NO↑+4H2O+3S↓,反应中Bi2S3为还原剂,HNO3部分为氧化剂,故理论上消耗氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1,C错误;
D.“沉铋”反应2Bi3+(aq)+3H2S(aq)=Bi2S3(s)+6H+(ag)的平衡常数K======5.0×1038,D正确;
故答案为:C。
12. 双阴极微生物燃料电池可进行硝化和反硝化脱氮,装置如图。下列说法错误的是
A. H+的迁移方向:厌氧阳极→缺氧阴极,厌氧阳极→好氧阴极
B. 装置工作时,“缺氧阴极”电极附近的溶液pH增大
C. “好氧阴极”电极反应式为:
D. 放电过程中若有1mol 完全转化为,“好氧阴极”区内理论上消耗O2(STP)44.8L
【答案】CD
【解析】
【分析】如图,“厌氧阳极”上,失去电子生成和,电极反应式为;“缺氧阴极”上,得到电子生成,再转化为,电极反应式分别为、。“好氧阴极”上,得到电子生成,电极反应式为,同时还能氧化生成,还可以被氧化为,离子方程式分别为、,据此回答。
【详解】A.在原电池中,阳离子向正极移动。该电池中厌氧阳极是负极,缺氧阴极和好氧阴极是正极,所以H+的迁移方向是厌氧阳极→缺氧阴极,厌氧阳极→好氧阴极,A正确;
B.由分析可知,电池工作时,“缺氧阴极”上消耗的H+多于从“厌氧阳极”迁移过来的H+,且反应生成水,其附近的溶液pH增大,B正确;
C.“好氧阴极” 应该发生得电子的还原反应,而是氧化反应,“好氧阴极” 正确的电极反应式为,C错误;
D.1mol 完全转化为,N元素的化合价从-3价升高到+5价,失去8mol电子,需要消耗的为2mol。根据 “好氧阴极” 的电极反应式,转移8mol电子时,消耗2mol,共消耗的为4mol,在标准状况(STP)下的体积为,D错误;
故选CD。
13. 为探究Ag2SO3能否溶于硝酸,某实验小组进行如下实验。下列说法错误的是
A. 由②③知少量的Ag2SO4能溶于稀硝酸
B. ④中白色沉淀为Ag2SO4
C. ⑥中沉淀溶解发生反应:Ag2SO3+2HNO3(浓)=Ag2SO4+2NO2↑+H2O
D. 上述实验表明Ag2SO3能否溶于硝酸与硝酸的浓度有关
【答案】B
【解析】
【详解】A.AgNO3溶液和Na2SO4溶液反应生成沉淀Ag2SO4,故②中观察到略有浑浊,由③现象可得少量的Ag2SO4能溶于稀硝酸,A正确;
B.Na2SO3溶液与AgNO3溶液反应生成的白色沉淀是Ag2SO3,故④中白色沉淀不是Ag2SO4,B错误;
C.实验⑥中加入浓硝酸时产生红棕色气体(NO2)并用 BaCl2溶液检出(得到BaSO4白色沉淀),说明浓硝酸将Ag2SO3氧化成了Ag2SO4,并放出 NO2,故⑥中沉淀溶解发生反应:Ag2SO3+2HNO3(浓)=Ag2SO4+2NO2↑+H2O,C正确;
D.⑤中现象说明Ag2SO3在时不溶解,⑥中现象说明Ag2SO3能溶于浓硝酸,因此Ag2SO3能否溶于硝酸与硝酸的浓度有关,D正确;
故选B。
14. 已知基元反应NO(g)+O3(g)⇌NO2(g)+O2(g)的速率方程为v正=k正c(NO)·c(O3)、v逆=k逆c(NO2)·c(O2)。向2L恒容密闭容器中充入0.4molNO(g)和0.6molO3(g)发生上述反应,T1,T2温度时NO的体积分数x(NO)随时间变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)<Ea(逆)
B. a点:k正/k逆<[c(NO2)·c(O2)]/[c(NO)·c(O3)]
C. T2温度下,O3的平衡转化率为50%
D. 温度不变,仅改变初始容器体积,x(NO)随时间的变化曲线不变
【答案】BD
【解析】
【分析】根据先拐先平数值大可知,,温度较高的时体积分数大,说明升高温度平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应。
【详解】A.根据先拐先平数值大可知,,温度较高的时体积分数大,说明升高温度平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,故正、逆反应活化能的大小关系为,A正确;
B.平衡时,,而点,反应未达平衡,还在正向移动,此时的,代入上式可知,,B错误;
C.温度下,平衡时,占总气体量的,由于是等体积反应,反应前后气体的总物质的量不变(均为),所以平衡时,剩余的为,反应的,根据方程式可知,反应了,所以的平衡转化率为,C正确;
D.温度不变,仅改变初始容器体积,此反应是气体等体积反应,平衡不移动,但是会导致气体浓度改变,化学反应速率变化,随时间的变化曲线会变,D错误;
故选BD。
15. 常温下,往足量草酸钙固体与水的混合体系中加盐酸或NaOH调节pH时,lgc(H2C2O4),lgc(HC2O),lgc(C2O)与pH变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线③表示C2O的变化情况
B. H2C2O4的Ka2=10-4.2
C. pH=7时,c(HC2O)+2c(C2O)=2c(Ca2+)
D. pH>12后,曲线①呈上升趋势的原因是部分CaC2O4转化为Ca(OH)2
【答案】AC
【解析】
【分析】CaC2O4体系中存在一系列平衡,、、,所以在CaC2O4溶液中,增大pH,后两个平衡逆向移动,草酸根浓度增大,其正对数增大,①表示;增大pH的过程中,后这个平衡均逆向移动,草酸氢根减小程度缓于草酸分子,②表示H2C2O4、③表示。
【详解】A.由分析可知,曲线③表示的变化情况,A错误;
B.,①③相交时,此时,可得Ka2=10-4.2,B正确;
C.溶液pH=7时c(H+)=c(OH-),溶液中电荷守恒,但是没有考虑到加入盐酸或者氢氧化钠以后提供的氯离子或钠离子,所以错误,C错误;
D.溶液中存在,pH>12后,增大,导致,生成导致减小,则上升,D正确;
故选AC。
三、非选择题(共5小题,共60分)
16. 钴和锂在电池材料、超级合金等高科技领域中发挥着关键作用。回答下列问题:
(1)Co在元素周期表中位于第___________周期___________族。下列状态的钴中,电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。
A.[Ar]3d74s2 B.[Ar]3d74s1 C.[Ar]3d74s14p1 D.[Ar]3d74p1
(2)某种离子液体可作为锂电池的电解液,其结构如图。N、F、P三种元素电负性由大到小的顺序为___________;PF的空间构型为___________;1mol该化合物中含有___________mol σ键;该化合物中含N的五元杂环具有类似苯环的结构特征,标*号N原子采取的轨道杂化方式为___________。
(3)CoO2的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,晶胞棱边夹角均为90°。A、B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(0.31,0.31,0),则C点原子的分数坐标为___________。则该晶体密度ρ=___________g/cm3(用含NA的代数式表示)。
【答案】(1) ①. 4 ②. VIII ③. B
(2) ①. F > N > P ②. 正八面体形 ③. 25 ④. sp2
(3) ①. (0.69, 0.69, 1) ②.
【解析】
【小问1详解】
钴在元素周期表中的位置:钴的原子序数为27,电子排布为[Ar]3d74s2,因此位于第4周期,VIII族。
电离能问题:钴元素的第二电离能大于第一电离能,由题给简化电子排布式可知,[Ar]3d74s2和[Ar]3d74s14p1电离最外层一个电子所需能量为第一电离能,[Ar]3d74s1和[Ar]3d74p1电离最外层一个电子所需能量为第二电离能,[Ar]3d74p1为离子的激发态,能量高,所以电离最外层一个电子所需能量最大的是[Ar]3d74s1,故选B;
【小问2详解】
电负性问题:非金属性越强,电负性越大, F、N、P的电负性依次减小,因此顺序为F > N > P。的空间构型: 的中心原子P周围有6个F原子,形成正八面体构型。σ键数量:中每个P-F键都是一个σ键,共6mol σ,复杂阳离子有19mol σ因此1mol该化合物中含有25mol σ键。N原子的杂化方式:N原子在五元杂环中通常采取sp2杂化,形成平面三角形结构。
【小问3详解】
C点原子的分数坐标:根据四方晶胞的对称性,C点原子的坐标应为(1 - 0.31, 1 - 0.31, 1),即(0.69, 0.69,1)。
晶体密度计算:四方晶胞的体积为,每个晶胞中含有2个CoO2单元(每个晶胞中),因此密度ρ = g/cm3。
17. 硫化镍(NiS)是一种重要的化学品,实验室利用H2S、NH3通入含NiCl2的溶液制备NiS,其装置如图所示(夹持装置略)。已知NiS溶于稀酸,有水存在时易被O2氧化成Ni(OH)S。回答下列问题:
(1)制备时进行操作:(i)检查装置气密性并加入药品。打开___________,关闭K2、K3,通入N2,其目的是___________;(ii)关闭K1,打开a的活塞,加入浓盐酸制备H2S气体,同时打开K2通入NH3,观察到Ⅲ中产生浑浊,继续反应一段时间。
装置Ⅱ的作用是___________。装置Ⅲ中发生反应的离子方程式为___________。图示装置存在的缺陷是___________。
(2)反应结束后关闭K4,在b、c处分别连接下图两个装置,打开K2、K3进行抽滤洗涤。装置Ⅳ接在___________ (填“b”或“c”)处。证明NiS洗涤干净的方法是___________。
(3)测定NiS样品的纯度。取2.5g产品完全溶于稀硝酸后,配成250mL溶液。取20mL溶液于锥形瓶,加入30mL 0.10mol/L EDTA(Na2H2Y)溶液。煮沸,滴入几滴PAN作指示剂,趁热用0.10mol/L CuSO4溶液滴定过量的EDTA(Ni2+与Cu2+与EDTA化学计量数之比均为1:1)。当滴定到达滴定终点时,消耗CuSO4溶液为10mL(滴定过程中杂质不参与反应)。样品中NiS质量分数为___________。
【答案】(1) ①. ②. 反应都处在氮气氛围下,防止NiS被氧气氧化为Ni(OH)S ③. 除去中H2S的HCl杂质气体 ④. ⑤. 没有的尾气处理装置
(2) ① b ②. 取最后一次抽滤洗涤液少许与试管中,先加入稀硝酸,再加入硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则证明洗涤干净 (3)91%
【解析】
【分析】由装置图可以知道,整个装置通入氮气使反应都处在氮气氛围下,防止产物被氧气氧化,装置Ⅰ是浓盐酸和FeS反应生成H2S气体和FeCl2,然后经过装置Ⅱ除去HCl杂质气体,最后H2S进入装置Ⅲ和反应生成NiS。
【小问1详解】
检查装置气密性并加入药品。打开,关闭,通入氮气使反应都处在氮气氛围下,防止NiS被氧气氧化为Ni(OH)S;
由分析可知,浓盐酸具有挥发性,装置Ⅱ除去中H2S的HCl杂质气体,Ⅲ中H2S、反应生成NiS沉淀,离子方程式为:;图示装置存在的缺陷是没有的尾气处理装置;
【小问2详解】
如图可知,装置Ⅳ是抽滤装置,装置Ⅴ是洗涤沉淀的装置,b口导管与装置Ⅲ中液体相连通,故b口接Ⅳ抽滤装置,c口接Ⅴ洗涤沉淀装置;NiS沉淀表面可能会附着氯离子,证明NiS洗涤干净即证明洗涤液不含有氯离子,故方法是:取最后一次抽滤洗涤液少许与试管中,先加入稀硝酸,再加入硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则证明洗涤干净;
【小问3详解】
由题可知,,,并且过量的可以被Cu2+滴定来计算用量,所以过量的==,,则该镍样品纯度为:。
18. 从银锌渣中(含有Bi、Pb、Ag、Zn、Au等金属),回收Bi、Ag、Au工艺流程如图:
已知:①氯化浸出Au单质比置换还原Au单质效率高;
②室温下Ksp(PbCl2)=1×10-4,Ksp(AgCl)=18×10-10;
③溶液中离子浓度<10-5mol/L时,即可认定该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)“氯化浸出”通入蒸汽的目的是___________;实际生产中KClO3溶液的浓度不宜过高的原因是___________。
(2)“置换1”可选用的试剂X为___________(填标号)。
A.Mg B.Zn C.Au D.Bi
“置换2”反应的离子方程式___________。
(3)“还原熔炼”中碳酸钠与AgCl反应生成两种无色气体,分别为___________(填化学式)。
(4)“沉银”中水合肼(N2H4·H2O)的作用是___________,将“沉银”生成的银粉制成电极板用作___________(填“阴极”或“阳极”)进行电解精炼。
(5)若“酸溶”过滤后的溶液中含有0.1mol Ag+、0.2mol Pb2+,加入NaCl溶液充分沉铅银后的溶液体积为100mL,理论上至少消耗___________mol NaCl。
【答案】(1) ①. 提高浸出温度和反应速率,提升银锌渣的浸出率 ②. 会使浸出液中溶解的Au增多,降低Au的回收率
(2) ①. D ②.
(3)和
(4) ①. 作还原剂(或还原) ②. 阳极
(5)0.82
【解析】
【分析】从银锌渣中(含有Bi、Pb、Ag、Zn、Au等金属),回收Bi、Ag、Au工艺流程为:将银锌渣加入、HCl、水蒸气氯化浸出,过滤得滤液、、,加入试剂X置换出Au,剩余溶液、,再加入金属Zn将Bi置换出来过滤,对滤液进行蒸发浓缩,冷却结晶,离心脱水后得;将氯化浸出过滤得的滤渣、、Au,加入纯碱进行还原熔炼得到银金铅合金,再进行酸溶剩余单质Au,在得到的酸性溶液中加入NaCl沉铅银转变为、,加氨水溶解为,过滤得固体,最后在中加入水合肼还原出单质银,据此分析解答。
【小问1详解】
在氯化浸出过程中,使用水蒸气一是提高浸出的温度,同时还能提升银锌渣的浸出速率,使银锌渣充分浸出;加入的目的是将Bi和Zn氧化成和进入浸出液,在和HCl的共同作用下还氧化部分Au转化为,如溶液的浓度过高,会使浸出液中溶解的Au增多,降低Au的回收率。
故答案为:提高浸出温度和反应速率,提升银锌渣的浸出率;会使浸出液中溶解的Au增多,降低Au的回收率。
【小问2详解】
在置换1中加入X后能将中的Au元素置换出来,再根据后面主要滤液主要含、,又不能置换出Bi,根据金属活动顺序,同时又不能带入新的杂质,则X可选用的金属为:
A.Mg:能将溶液中的Au、Bi、Zn都置换出来,A不符合题意;
B.Zn:将Au置换出来的同时也会将Bi置换出,B不符合题意;
C.Au:与溶液中的离子不发生反应,C不符合题意;
D.Bi:只置换出Au,不消耗、,D符合题意;
“置换2”是利用试剂Y将Bi置换出来,根据不能带入新的杂质的原理,则加入的Y为Zn,反应的离子方程式为:。
故答案为:D;。
【小问3详解】
“还原熔炼”中碳酸钠与AgCl反应生成两种无色气体,所以无产生,根据元素的特点,则产生的气体由C元素和O元素中的1种或2种组成,得到反应的方程式为:,则生成两种无色气体分别为:和。
故答案为:和。
【小问4详解】
“沉银”中水合肼(N2H4·H2O)的作用是将还原为单质Ag,反应的离子方程式为:;得到的粗银需要进行电解精炼,根据电解精炼的原理,需要精炼的粗银要作为电解的阳极,含的溶液作电解液,纯银作阴极,发生的电极反应为:阳极,阴极,从而实现银的精炼。
故答案为:作还原剂(或还原);阳极。
【小问5详解】
在含有0.1mol Ag+、0.2mol Pb2+的溶液中,要沉淀完全和,根据,,首先需要,根据室温下,,当浓度量,此时,而当溶液中浓度时,此时溶液的 为:大于中,所以当沉淀后的溶液中时,和都沉淀完全,则此时还需要加入,则理论上至少消耗NaCl的物质的量为
故答案为:0.82。
19. 匹莫范色林是一种治疗帕金森病的药物,在耐受性和安全性方面都表现良好,因而有很大的市场前景。匹莫范色林(H)的一种合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为___________;D中官能团的名称为___________。
(2)E→G反应经历了加成、消去和还原过程,写出加成过程的化学反应方程式___________。
(3)C的同分异构体含有5种不同化学环境的氢原子(个数比为6:4:2:2:1)、羧基和苯环结构,其结构简式为___________(任写两种)。
(4)上述合成路线涉及有毒性的光气(COCl2),不利于环境保护。以下为优化后的合成路线,操作简单,绿色环保,产品纯度高。
J中碳原子的轨道杂化方式有___________种。D→K的反应类型为___________。
【答案】(1) ①. ②. 氨基、醚键
(2)+
(3)、、 (4) ①. 3 ②. 取代反应
【解析】
【分析】结合反应条件中的碳酸钾可知,A与异丁基溴发生取代反应生成B,B发生信息中的反应生成C,则B的结构简式为 ,反推可知,A的结构简式为,C在一定条件下发生反应生成D,D与COCl2发生取代反应生成F,结合F的结构简式可知,C发生还原反应可以得到D物质,D的结构简式:, F和G一定条件发生反应生成H,E→G反应经历了加成、消去和还原过程,G的结构简式为 ,结合E的分子式可知,E的结构简式为,据此分析解题。
【小问1详解】
结合分析可知,A的结构简式为;D的结构简式为,官能团名称为氨基、醚键;
【小问2详解】
E→G反应经历了加成、消去和还原过程,则加成反应为酮羰基的加成,消去反应为羟基的消去反应形成双键,还原反应为双键加氢的反应,故加成反应的方程式为:+ ;
【小问3详解】
C除了苯环之外还有5个碳原子,1个不饱和度,羧基占了1个不饱和度,则剩余碳原子为饱和碳原子,结合氢原子个数比可知,其含有对称的两个乙基,则可能的结构简式是、、;
【小问4详解】
与异丁基溴发生类似A→B的反应,生成J的结构简式为,J在还原剂作用下发生还原反应生成D为,D与发生取代反应生成K,K和G一定条件生成H,结合J的结构简式可知,饱和碳原子采取杂化,苯环上碳原子采取杂化,氰基碳原子采取杂化,故杂化方式有3种;
结合分析可知,D→K的反应中会生成小分子的HCl,反应类型为取代反应。
20. TiCl4用于制备海绵钛和钛白粉。一定条件下,可利用金红石(TiO2)、C和Cl2反应制得,涉及主要反应如下:
Ⅰ.TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g) ΔH1=-49kJ/mol
Ⅱ.TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)TiCl4(g)+CO2(g) ΔH2=-222kJ/mol
Ⅲ.C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)ΔH3=___________kJ/mol。
(2)若在100kPa下,足量的TiO2、C和Cl2发生上述反应,达到平衡后,气相中TiCl4、CO和 CO2摩尔分数随温度的变化关系如图所示。
结合上图分析,实际生产中反应温度选择800-1000℃的原因是___________。200℃时,若向平衡体系中通入少量Cl2,TiO2氯化反应的化学平衡将___________(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”),Cl2的平衡转化率___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。1200℃时,反应Ⅰ的平衡常数Kp=___________kPa。
(3)一定条件下,若向15L恒容容器中加入5mol TiO2与15mol碳粉,通入10mol Cl2发生上述反应,不同时间测得混合体系内各物理量见下表:
t/min
10
20
30
40
n(Cl2)/mol
6
2.5
1
1
n(C)/mol
12
10
9
9
p(CO):p(CO2)
2:1
1:1
1:1
1:1
已知起始总压强为6MPa,10min时,体系总压强为___________;0-20min内,用TiCl4压强变化表示的化学反应速率v=___________MPa/min。
【答案】(1)+173
(2) ①. 温度低于800℃,反应速率慢,高于1000℃,TiCl4的摩尔分数显著降低 ②. 正向移动 ③. 不变 ④. 3600
(3) ①. 6.6MPa ②. 0.1125
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ,ΔH3=-49kJ/mol+222kJ/mol=+173 kJ/mol;
【小问2详解】
反应Ⅰ、Ⅱ均为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,反应Ⅲ吸热,升温,CO增多,CO2减少;实际生产中反应温度选择800-1000℃的原因是:其它条件不变时,温度低于800℃,反应速率慢,高于1000℃,TiCl4的摩尔分数显著降低;200℃时,CO的摩尔分数为0,说明只发生了反应Ⅱ,若向平衡体系中通入少量Cl2,TiO2氯化反应的反应物浓度增大,化学平衡将正向移动,通入少量Cl2,压强增大,由于反应Ⅱ为等体积反应,反应物中气体只有Cl2,Cl2自身的平衡转化率不变;根据图示,1200℃时,TiCl4的摩尔分数为0.36,CO的摩尔分数为0.40,CO2的摩尔分数为0.20,则Cl2的摩尔分数为0.04,反应Ⅰ的平衡常数Kp=;
【小问3详解】
根据碳原子守恒,10min时消耗3molC,生成CO和 CO2共3mol,消耗4mol Cl2,生成TiCl42mol,平衡时气体总的物质的量为6mol+3mol+2mol=11mol,恒温恒容,气体压强之比等于其物质的量之比,可知10min时,体系总压强为=6.6MPa;20min时消耗5molC,生成CO和 CO2共5mol,消耗7.5mol Cl2,生成TiCl43.75mol,平衡时气体总的物质的量为2.5mol+5mol+3.75mol=11.25mol,恒温恒容,气体压强之比等于其物质的量之比,可知20min时,体系总压强为=6.75MPa,TiCl4分压为=2.25MPa,用TiCl4压强变化表示的化学反应速率v=0.1125MPa/min。
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化学试题
一、单项选择题(每题2分,共20分)
1. 化学在材料领域发挥着举足轻重的作用。下列说法正确的是
A. 城市柏油路面使用到的沥青可以通过石油分馏得到
B. “歼-20”飞机上大量使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
C. 量子通信的光纤和超算“天河一号”的芯片的主要材料均为SiO2
D. 航天服壳体使用铝合金材料因熔点比纯铝高而耐用
2. 下列分子中,键角最小是
A. CCl4 B. NH3 C. CS2 D. BF3
3. 下列图示或化学用语正确的是
A. NH3分子的VSEPR模型为
B. 的系统命名:1,3,4-三甲苯
C. CaC2的电子式
D. 基态Cr原子的价层电子轨道表示式为
4. 物质性质决定用途,下列两者对应关系正确的是
A. FeCl3具有强氧化性,可用于制造印刷电路板
B. 浓硫酸具有脱水性,可用于干燥Cl2
C. SO2具有漂白性,可用作葡萄酒的添加剂
D. Al2O3具有很高的熔点,可用于制造熔融烧碱的坩埚
5. 常温下,高铜酸钠(NaCuO2)是一种黑色难溶于水的固体,有强氧化性,在中性或碱性溶液中稳定存在,在稀硫酸中溶解并产生无色气体,在NaOH溶液中可用NaClO氧化Cu(OH)2制得。下列说法错误的是
A. NaCuO2中Cu为+3价
B. 制备时,理论上消耗氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2
C. 可用浓氨水检验高铜酸钠中的Cu(OH)2
D. 高铜酸钠在稀硫酸中溶解的离子方程式为4CuO+12H+=4Cu2++O2↑+6H2O
6. 下列实验操作对应的装置或试剂正确的是
A.配制一定物质的量浓度的KCl溶液
B.测定氯水的pH
C.用KMnO4(H+)标准液滴定Na2SO3溶液
D.铜与浓硫酸反应并检验气态产物
A. A B. B C. C D. D
7. 从牡丹中提取的丹皮酚可缓解骨关节引起的疼痛,其结构简式如图所示。下列关于丹皮酚的说法错误的是
A. 所有碳原子可能共平面 B. 可与溴水发生取代反应
C. 可与Na2CO3溶液反应产生CO2 D. 可形成分子内氢键和分子间氢键
8. 关于下列三种常见高分子材料的说法正确的是
A. 通过红外光谱法测定酚醛树脂的平均相对分子质量,可得其链节数
B. 涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的
C. 顺丁橡胶的单体与反-2-丁烯互为同分异构体
D. 顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于天然高分子材料
9. AlCl3、AlBr3水解均可得到Al(OH)3胶体,还可形成二聚体。Al2Br6()的四方晶胞如图所示(各棱长不相等,棱边夹角为90°,Al2Br6在棱心)。下列说法错误的是
A. AlCl3沸点低于AlBr3
B. AlBr3分子中存在配位键
C. Al(OH)3胶体粒子的平均直径可能是1x10-6m
D. 晶体中与Al2Br6最近且距离相等的Al2Br6有4个
10. 下列实验操作正确并能达到实验目的的是
实验目的
实验操作
A
证明CH2=CHCH2OH含有碳碳双键
向CH2=CHCH2OH中加入酸性高锰酸钾溶液
B
检验Na2S2O3溶液中的
向Na2S2O3溶液中先加入过量稀硝酸,再加入BaCl2溶液
C
检验1-溴丁烷的消去产物
将1-溴丁烷加入NaOH的乙醇溶液中,微热;将产生的气体通入酸性KMnO4溶液中
D
比较水和乙醇中羟基氢的活泼性
分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中
A. A B. B C. C D. D
二、不定项选择题(每题4分,共20分)
11. 以氧化铋渣(Bi2O3、Sb2O3,含Ag2O和SiO2等杂质)为原料制备钼酸铋(Bi2MoO6,其中Mo为+6价)的主要流程如下。
已知:H2S的Ka1=1.0×10-7,Ka2=1.0×10-13;Ksp(Bi2S3)=2.0×10-99.
下列说法错误的是
A. “浸渣”的主要成分为AgCl和SiO2
B 溶液X经处理后可循环用于“酸浸”过程
C. “酸溶”时产生NO,理论上消耗氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3
D. “沉铋”反应2Bi3+(aq)+3H2S(aq)=Bi2S3(s)+6H+(ag)的平衡常数K=5.0×1038
12. 双阴极微生物燃料电池可进行硝化和反硝化脱氮,装置如图。下列说法错误的是
A. H+的迁移方向:厌氧阳极→缺氧阴极,厌氧阳极→好氧阴极
B. 装置工作时,“缺氧阴极”电极附近的溶液pH增大
C. “好氧阴极”电极反应式为:
D. 放电过程中若有1mol 完全转化为,“好氧阴极”区内理论上消耗O2(STP)44.8L
13. 为探究Ag2SO3能否溶于硝酸,某实验小组进行如下实验。下列说法错误的是
A. 由②③知少量Ag2SO4能溶于稀硝酸
B. ④中白色沉淀为Ag2SO4
C. ⑥中沉淀溶解发生反应:Ag2SO3+2HNO3(浓)=Ag2SO4+2NO2↑+H2O
D. 上述实验表明Ag2SO3能否溶于硝酸与硝酸的浓度有关
14. 已知基元反应NO(g)+O3(g)⇌NO2(g)+O2(g)的速率方程为v正=k正c(NO)·c(O3)、v逆=k逆c(NO2)·c(O2)。向2L恒容密闭容器中充入0.4molNO(g)和0.6molO3(g)发生上述反应,T1,T2温度时NO的体积分数x(NO)随时间变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)<Ea(逆)
B. a点:k正/k逆<[c(NO2)·c(O2)]/[c(NO)·c(O3)]
C. T2温度下,O3的平衡转化率为50%
D. 温度不变,仅改变初始容器体积,x(NO)随时间的变化曲线不变
15. 常温下,往足量草酸钙固体与水的混合体系中加盐酸或NaOH调节pH时,lgc(H2C2O4),lgc(HC2O),lgc(C2O)与pH变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线③表示C2O的变化情况
B. H2C2O4的Ka2=10-4.2
C. pH=7时,c(HC2O)+2c(C2O)=2c(Ca2+)
D. pH>12后,曲线①呈上升趋势的原因是部分CaC2O4转化为Ca(OH)2
三、非选择题(共5小题,共60分)
16. 钴和锂在电池材料、超级合金等高科技领域中发挥着关键作用。回答下列问题:
(1)Co在元素周期表中位于第___________周期___________族。下列状态钴中,电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。
A.[Ar]3d74s2 B.[Ar]3d74s1 C.[Ar]3d74s14p1 D.[Ar]3d74p1
(2)某种离子液体可作为锂电池的电解液,其结构如图。N、F、P三种元素电负性由大到小的顺序为___________;PF的空间构型为___________;1mol该化合物中含有___________mol σ键;该化合物中含N的五元杂环具有类似苯环的结构特征,标*号N原子采取的轨道杂化方式为___________。
(3)CoO2的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,晶胞棱边夹角均为90°。A、B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(0.31,0.31,0),则C点原子的分数坐标为___________。则该晶体密度ρ=___________g/cm3(用含NA的代数式表示)。
17. 硫化镍(NiS)是一种重要的化学品,实验室利用H2S、NH3通入含NiCl2的溶液制备NiS,其装置如图所示(夹持装置略)。已知NiS溶于稀酸,有水存在时易被O2氧化成Ni(OH)S。回答下列问题:
(1)制备时进行操作:(i)检查装置气密性并加入药品。打开___________,关闭K2、K3,通入N2,其目的是___________;(ii)关闭K1,打开a的活塞,加入浓盐酸制备H2S气体,同时打开K2通入NH3,观察到Ⅲ中产生浑浊,继续反应一段时间。
装置Ⅱ的作用是___________。装置Ⅲ中发生反应的离子方程式为___________。图示装置存在的缺陷是___________。
(2)反应结束后关闭K4,在b、c处分别连接下图两个装置,打开K2、K3进行抽滤洗涤。装置Ⅳ接在___________ (填“b”或“c”)处。证明NiS洗涤干净的方法是___________。
(3)测定NiS样品的纯度。取2.5g产品完全溶于稀硝酸后,配成250mL溶液。取20mL溶液于锥形瓶,加入30mL 0.10mol/L EDTA(Na2H2Y)溶液。煮沸,滴入几滴PAN作指示剂,趁热用0.10mol/L CuSO4溶液滴定过量的EDTA(Ni2+与Cu2+与EDTA化学计量数之比均为1:1)。当滴定到达滴定终点时,消耗CuSO4溶液为10mL(滴定过程中杂质不参与反应)。样品中NiS质量分数为___________。
18. 从银锌渣中(含有Bi、Pb、Ag、Zn、Au等金属),回收Bi、Ag、Au工艺流程如图:
已知:①氯化浸出Au单质比置换还原Au单质效率高;
②室温下Ksp(PbCl2)=1×10-4,Ksp(AgCl)=1.8×10-10;
③溶液中离子浓度<10-5mol/L时,即可认定该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)“氯化浸出”通入蒸汽的目的是___________;实际生产中KClO3溶液的浓度不宜过高的原因是___________。
(2)“置换1”可选用的试剂X为___________(填标号)。
A.Mg B.Zn C.Au D.Bi
“置换2”反应的离子方程式___________。
(3)“还原熔炼”中碳酸钠与AgCl反应生成两种无色气体,分别为___________(填化学式)。
(4)“沉银”中水合肼(N2H4·H2O)的作用是___________,将“沉银”生成的银粉制成电极板用作___________(填“阴极”或“阳极”)进行电解精炼。
(5)若“酸溶”过滤后的溶液中含有0.1mol Ag+、0.2mol Pb2+,加入NaCl溶液充分沉铅银后的溶液体积为100mL,理论上至少消耗___________mol NaCl。
19. 匹莫范色林是一种治疗帕金森病的药物,在耐受性和安全性方面都表现良好,因而有很大的市场前景。匹莫范色林(H)的一种合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为___________;D中官能团的名称为___________。
(2)E→G反应经历了加成、消去和还原过程,写出加成过程的化学反应方程式___________。
(3)C的同分异构体含有5种不同化学环境的氢原子(个数比为6:4:2:2:1)、羧基和苯环结构,其结构简式为___________(任写两种)。
(4)上述合成路线涉及有毒性的光气(COCl2),不利于环境保护。以下为优化后的合成路线,操作简单,绿色环保,产品纯度高。
J中碳原子的轨道杂化方式有___________种。D→K的反应类型为___________。
20. TiCl4用于制备海绵钛和钛白粉。一定条件下,可利用金红石(TiO2)、C和Cl2反应制得,涉及主要反应如下:
Ⅰ.TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g) ΔH1=-49kJ/mol
Ⅱ.TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)TiCl4(g)+CO2(g) ΔH2=-222kJ/mol
Ⅲ.C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)ΔH3=___________kJ/mol。
(2)若在100kPa下,足量的TiO2、C和Cl2发生上述反应,达到平衡后,气相中TiCl4、CO和 CO2摩尔分数随温度的变化关系如图所示。
结合上图分析,实际生产中反应温度选择800-1000℃的原因是___________。200℃时,若向平衡体系中通入少量Cl2,TiO2氯化反应的化学平衡将___________(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”),Cl2的平衡转化率___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。1200℃时,反应Ⅰ的平衡常数Kp=___________kPa。
(3)一定条件下,若向15L恒容容器中加入5mol TiO2与15mol碳粉,通入10mol Cl2发生上述反应,不同时间测得混合体系内各物理量见下表:
t/min
10
20
30
40
n(Cl2)/mol
6
2.5
1
1
n(C)/mol
12
10
9
9
p(CO):p(CO2)
2:1
1:1
1:1
1:1
已知起始总压强为6MPa,10min时,体系总压强为___________;0-20min内,用TiCl4压强变化表示的化学反应速率v=___________MPa/min。
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