内容正文:
峨山县第一中学 2024-2025 学年高三下学期2月份考试
高三年级化学
本试卷共2个大题,满分 100 分,考试时间 75 分钟
一、选择题:本颗共 14小题,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 氟氧酸是较新颖的氧化剂。应用性极强,可用被氮气稀释的氟气在细冰上缓慢通过制得,其反应原理如下:F2+H2O=HOF+HF。该反应与下列反应中水的作用相同的是
A. 炭与水蒸气反应制氢气 B. 过氧化钠与水反应制氧气
C. 氟单质与水反应制氧气 D. 氯气与水反应制次氯酸
2. 关于卤代烃的下列说法不正确的是
A. 卤代烃不属于烃
B. 卤代烃难溶于水,易溶于有机溶剂
C. 有的卤代烃可用作有机溶剂
D. 所有的卤代烃都可以发生消去反应生成相应的烯烃
3. 298 K、101 kPa时,合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H=-92.38kJ/mol在该温度下,取0.5 molN2(g)和3 molH2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在的情况下进行反应,最后反应放出的热量为
A. 等于46.19kJ B. 大于46.19 kJ C. 小于46.19 kJ D. 无法确定
4. 下列表示不正确的是
A. 羟基的电子式: B. 乙烯的结构简式:CH2CH2
C. 氯原子的结构示意图: D. NH3分子的球棍模型:
5. 某混合物X由A12O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成,某校课外兴趣小组设计如图实验方案进行探究:
途径a:
途径b:
下列对混合物X成分分析正确的是
A. Cu的质量为1.92g B. Fe2O3的质量为3g
C. A12O3质量为0g D. SiO2的质量为4.92g
6. 当豆油被加热到油炸温度(185℃)时,会产生如图所示高毒性物质,许多疾病和这种有毒物质有关,如帕金森症。下列关于这种有毒物质的判断正确的是( )
A 该物质分子中含有两种官能团
B. 该物质的分子式为C9H15O2
C. 1mol该物质最多可以和2molH2发生加成反应
D. 该物质不能发生银镜反应
7. 短周期元素甲、乙、丙、丁原子序数依次增大,其中甲、丙同主族,乙、丙、丁同周期。常温下,含甲的化合物r(r由不同短周期元素组成)浓度为0.1 mol·L-1时溶液pH=13,p和q分别是元素丙和丁的单质,其中p为淡黄色固体。上述物质的转化关系如图所示(产物水已略去)。下列说法正确的是
A 简单离子半径:甲<乙<丙<丁
B. 甲与丙能形成使紫色石蕊试液先变红后褪色的物质
C. 工业上常利用反应②制取漂白粉
D. m、n的阴离子在酸性溶液中不能大量共存
8. 硫酰氯 (SO2Cl2)是一种重要的化工试剂。实验室合成硫酰氯的部分实验装置如图所示(部分夹持装置未画出):
已知:①;
②硫酰氯熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,易水解,100℃以上分解生成二氧化硫和氯气。
下列说法错误的是
A. 装置甲中装有饱和亚硫酸氢钠溶液
B. 装置乙中球形冷凝管的作用是冷凝、SO2回流
C. 可根据观察甲、丙导管口产生气泡的速度控制反应物比例
D. 若反应过程中三颈瓶发烫,可用湿毛巾适当降温
9. 已知AgCl在水中的溶解是吸热过程。不同温度下,AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知T1温度下Ksp(AgCl)=1.6×10-9,下列说法正确的是
A. T1>T2
B. a =4.0×10-5
C. M点溶液温度变为T1时,溶液中Cl-的浓度不变
D. T2时饱和AgCl溶液中,c(Ag+)、c(Cl-)可能分别为2.0×10-5mol/L、4.0×10-5mol/L
10. 以物质a为原料,制备物质金刚烷的合成路线如图所示: 。关于以上有机物说法中错误的是
A. 物质a最多有10个原子共平面 B. 物质d的二氯代物有6种
C. 物质c与物质d互为同分异构体 D. 物质b的分子式为
11. 下列说法不正确的是
A. 相同条件下等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧,放出的热量依次增加
B. 油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分
C. 根据纤维在火焰上燃烧产生的气味,可以鉴别蚕丝与棉花
D. 淀粉、纤维素、蛋白质都属于高分子化合物
12. 关于反应,下列说法正确的是
A. 生成,转移电子 B. 是还原产物
C. 既是氧化剂又是还原剂 D. 若设计成原电池,为负极产物
13. 下列说法正确的是
A. 油脂水解可得到乙醇和高级脂肪酸
B. 油脂在酸性条件下的水解反应都是皂化反应
C. 植物油和动物脂肪都不能使溴水褪色
D. 糖类和油脂都是碳、氢和氧组成的化合物
14. 与作用分别生成、NO、的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为除去。将一定比例、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,的转化率、的选择性与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
(的选择性)
A. 其他条件不变,升高温度,的平衡转化率增大
B. 其他条件不变,在175~300℃范围,随着温度的升高,出口处氮气、氮氧化物的量均不断增大
C. 催化氧化除去尾气中的应选择反应温度高于:250℃
D. 高效除去尾气中的,需研发低温下转化率高和选择性高的催化剂
二、非选择题:本题共4大题,共58分
15. 钛用途广泛,焦磷酸镁(Mg2P2O7)不溶于水,是牙膏、牙粉的稳定剂。一种以含钛废料(主要成分为TiO2,含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3)为原料,分离提纯TiO2并制取少量焦磷酸镁的工艺流程如下:
已知:TiO2不与碱反应,与酸反应后以TiO2+的形式存在。回答下列问题:
(1)“碱浸”和“酸浸”操作的目的是___________。
(2)适当升高温度可有效提高钛的浸出率,工业上“酸浸”时,温度选择40℃而不选择更高温度的原因是_______。
(3)“反应”步骤中加入适量铁粉,加入铁粉的目的为______;滤渣2的主要成分为_____填化学式)。
(4)“氧化”时S2O转化为SO的离子方程式为___________。
(5)离子浓度≤1.0x10-5mol·L-1时表示该离子沉淀完全。常温下,为了使Fe3+沉淀完全,调节pH的最小值为___________。(已知:Ksp[Fe(OH)3]=8.0x10-38,1g 2=0.3)。
(6)滤液III中加入Na4P2O7溶液生成焦磷酸镁(Mg2P2O7)的化学方程式为___________。
16. 叠氮化钠(NaN3)固体易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚,是汽车安全气囊中的主要成分,能在发生碰撞的瞬间分解产生大量气体将气囊鼓起。工业级NaN3的制备分两步进行,反应的化学方程式如下:
ⅰ.2Na+2NH32NaNH2+H2
ⅱ.NaNH2+N2ONaN3+H2O
实验室利用如下装置模拟工业级NaN3的制备。
(1)装置A用于制取NH3,如图装置Ⅰ和Ⅱ为气体发生装置。若选用装置Ⅰ,则发生反应的化学方程式为___________;若选用装置Ⅱ,则试剂X是___________(填试剂名称),仪器a的名称是___________。
(2)装置B的作用是___________。
(3)加热前需要先往装置C中通一段时间NH3的目的是___________。
(4)当观察到装置C中熔融钠单质的银白色光泽全部消失时,停止通氨气,开始通入N2O。装置C中的Y为___________(填字母)。
A.冷水浴 B.热水浴 C.油浴
(5)该实验装置的缺陷是___________(任写一点)。
(6)反应完全结束后,取出装置C中的混合物先后经加水、加乙醇、过滤、洗涤、干燥等操作得到NaN3固体,其中洗涤操作可用乙醚洗涤NaN3固体的原因___________。
17. 碘番酸是一种口服造影剂,用于胆部X—射线检查。其合成路线如下:
已知:R1COOH+R2COOH+H2O
(1)A可发生银镜反应,A分子含有的官能团是___________。
(2)B无支链,B的名称是___________。B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,结构简式是___________。
(3)E为芳香族化合物,E→F的化学方程式是___________。
(4)G中含有乙基,G的结构简式是___________。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为193,碘番酸的结构简式是___________。
(6)口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定,步骤如下。
步骤一:称取amg口服造影剂,加入Zn粉、NaOH溶液,加热回流,将碘番酸中碘完全转化为I-,冷却、洗涤、过滤,收集滤液。
步骤二:调节滤液pH,用bmol∙L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液的体积为cmL。
已知口服造影剂中不含其它含碘物质。计算口服造影剂中碘番酸的质量分数___________。
18. 贝诺酯()具有解热、镇痛及抗炎作用。用阿司匹林()与扑热息痛()合成贝诺酯的路线如图:
已知:
根据所学知识回答下列问题:
(1)写出阿司匹林中所有官能团的名称:___________。
(2)写出化合物A的结构简式:___________。
(3)写出步骤Ⅱ的化学方程式:___________。
(4)化合物Q是阿司匹林的同分异构体,满足下列要求的Q的结构有___________种。
①含苯环,不含其他环 ②只含有1种官能团,且能与Na反应放出气体
(5)在催化剂(浓)作用下,将阿司匹林与聚乙烯醇()熔融酯化可以制得抗炎性和解热止痛性更长久的高分子药物M,请写出M的结构简式:___________。
(6)设计由和制备的合成路线。______
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$$
峨山县第一中学 2024-2025 学年高三下学期2月份考试
高三年级化学
本试卷共2个大题,满分 100 分,考试时间 75 分钟
一、选择题:本颗共 14小题,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 氟氧酸是较新颖的氧化剂。应用性极强,可用被氮气稀释的氟气在细冰上缓慢通过制得,其反应原理如下:F2+H2O=HOF+HF。该反应与下列反应中水的作用相同的是
A. 炭与水蒸气反应制氢气 B. 过氧化钠与水反应制氧气
C. 氟单质与水反应制氧气 D. 氯气与水反应制次氯酸
【答案】C
【解析】
【详解】反应F2+H2O=HOF+HF中,水中O元素的化合价从-2价升高到0价,水是还原剂,则A.水中H元素的化合价降低,水为氧化剂,A不选;B.只有过氧化钠中O元素的化合价变化,水既不是氧化剂也不是还原剂,B不选;C.水中O元素的化合价升高,水为还原剂,C选;D.只有Cl元素的化合价变化,水既不是氧化剂也不是还原剂,D不选;答案选C。
点睛:本题考查氧化还原反应,为高频考点,把握发生的反应及元素的化合价变化为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,HOF中氧元素的化合价判断是解答的易错点。
2. 关于卤代烃的下列说法不正确的是
A. 卤代烃不属于烃
B. 卤代烃难溶于水,易溶于有机溶剂
C. 有的卤代烃可用作有机溶剂
D. 所有的卤代烃都可以发生消去反应生成相应的烯烃
【答案】D
【解析】
【详解】A.卤代烃分子中含有卤素原子,属于烃的衍生物,不属于烃,故A正确;
B.卤代烃具有有机物的通性,难溶于水,易溶于有机溶剂,故B正确;
C.有的卤代烃可用作有机溶剂,如四氯化碳、氯仿都是良好的有机溶剂,故C正确;
D.并不是所有的卤代烃都可以发生消去反应生成相应的烯烃,如一氯甲烷没有邻碳原子,不能发生消去反应,故D错误;
故选D。
3. 298 K、101 kPa时,合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H=-92.38kJ/mol在该温度下,取0.5 molN2(g)和3 molH2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在的情况下进行反应,最后反应放出的热量为
A. 等于46.19kJ B. 大于46.19 kJ C. 小于46.19 kJ D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】由反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.38kJ/mol可知,生成2mol氨气时放出92.38kJ热量;0.5 molN2和3molH2放在密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,由于可逆反应不可能完全转化,所以生成氨气的物质的量小于1mol,放出的热量小于46.19 kJ。综上所述,故选C。
4. 下列表示不正确的是
A. 羟基的电子式: B. 乙烯的结构简式:CH2CH2
C. 氯原子的结构示意图: D. NH3分子的球棍模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A项、羟基中氧原子还有一个未成对的单电子,电子式为,故A正确;
B项、乙烯的官能团为碳碳双键,结构简式为CH2=CH2,故B错误;
C项、氯原子的核外有3个电子层,最外层有7个电子,原子的结构示意图为,故C正确;
D项、氨气为三角锥形的极性分子,球棍模型为,故D正确;
故选B。
【点睛】乙烯属于烯烃,官能团为碳碳双键,书写结构简式时官能团不能省写或略写是易错点。
5. 某混合物X由A12O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成,某校课外兴趣小组设计如图实验方案进行探究:
途径a:
途径b:
下列对混合物X成分的分析正确的是
A. Cu的质量为1.92g B. Fe2O3的质量为3g
C. A12O3的质量为0g D. SiO2的质量为4.92g
【答案】C
【解析】
【分析】途径Ⅰ得到的4.92 g固体部分溶于NaOH溶液,说明X中含有二氧化硅,且m(SiO2)=4.92 g-1.92 g=3 g,剩余的1.92 g固体为单质铜;又途径Ⅰ加入过量盐酸时得到蓝色溶液,则发生反应Fe2O3+6H+ =2Fe3+ +3H2O、Cu十2Fe3+=2Fe2+ +Cu2+,铜有剩余,说明Fe3+全部转化为Fe2+,则加入过量盐酸时发生的反应可写成Fe2O3+6H+ +Cu=2Fe2++Cu2++3H2O。途径Ⅲ溶于NaOH溶液的固体质量为9.4 g-6.4 g=3 g,说明X中不含Al2O3;6.4 g固体为Fe2O3、Cu 的混合物,加入过量盐酸发生反应Fe2O3+6H++Cu=2Fe2++Cu2++3H2O,剩余1.92 g Cu,故Fe2O3的质量为,Cu的质量为6.4 g-3.2 g=3.2 g,以此解题。
【详解】A.由分析可知Cu的质量为3.2g,选项A错误;
B.由分析可知Fe2O3的质量为3.2g,选项B错误;
C.由分析可知X中不含Al2O3,选项C正确;
D.由分析可知SiO2的质量为3g,选项D错误;
答案选C。
6. 当豆油被加热到油炸温度(185℃)时,会产生如图所示高毒性物质,许多疾病和这种有毒物质有关,如帕金森症。下列关于这种有毒物质的判断正确的是( )
A. 该物质分子中含有两种官能团
B. 该物质的分子式为C9H15O2
C. 1mol该物质最多可以和2molH2发生加成反应
D. 该物质不能发生银镜反应
【答案】C
【解析】
【详解】A. 含碳碳双键、−CHO、−OH三种官能团,故A错误;
B. 该物质的分子式为C9H16O2,故B错误;
C −CHO与碳碳双键与氢气发生加成反应,则1mol该物质最多可以和2molH2发生加成反应,故C正确;
D. 该物质含−CHO,能发生银镜反应,故D错误;
答案选C。
7. 短周期元素甲、乙、丙、丁原子序数依次增大,其中甲、丙同主族,乙、丙、丁同周期。常温下,含甲的化合物r(r由不同短周期元素组成)浓度为0.1 mol·L-1时溶液pH=13,p和q分别是元素丙和丁的单质,其中p为淡黄色固体。上述物质的转化关系如图所示(产物水已略去)。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:甲<乙<丙<丁
B. 甲与丙能形成使紫色石蕊试液先变红后褪色的物质
C. 工业上常利用反应②制取漂白粉
D. m、n的阴离子在酸性溶液中不能大量共存
【答案】D
【解析】
【分析】常温下,含甲的化合物r浓度为0.1mol•L-1时溶液pH=13,为一元强碱,则r为NaOH,p和q分别是元素丙和丁的单质,p为浅黄色固体,则p为S单质,丙为S元素;丁的原子序数大于S,则丁为Cl元素,q为Cl2;甲、丙同主族,则甲为O;乙、丙、丁同周期,乙为第三周期元素;结合转化关系可知,m、n为Na2S、Na2SO3,s、t为NaCl、NaClO等物质,以此解答该题。
【详解】A.电子层结构相同时,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径:丙>丁,故A错误;
B.甲为O,丙为S,二者形成的二氧化硫具有漂白性,但不能漂白酸碱指示剂,故B错误;
C.工业上用石灰乳与氯气反应制备漂白粉,不能用NaOH溶液,故C错误;
D.m、n为Na2S、Na2SO3,酸性条件下硫离子、亚硫酸根离子反应生成S单质,不能大量共存,故D正确;
故选:D。
8. 硫酰氯 (SO2Cl2)是一种重要的化工试剂。实验室合成硫酰氯的部分实验装置如图所示(部分夹持装置未画出):
已知:①;
②硫酰氯熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,易水解,100℃以上分解生成二氧化硫和氯气。
下列说法错误的是
A. 装置甲中装有饱和亚硫酸氢钠溶液
B. 装置乙中球形冷凝管的作用是冷凝、SO2回流
C. 可根据观察甲、丙导管口产生气泡的速度控制反应物比例
D. 若反应过程中三颈瓶发烫,可用湿毛巾适当降温
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.SOCl2易水解,应该在里面放浓硫酸,吸收水蒸气,A项错误;
B.球形冷凝管的作用是冷凝、回流,B项正确;
C.可以通过氯气和二氧化硫产生气泡的速度来控制反应物比例,C项正确;
D.三颈瓶可以适当降温,D项正确;
答案选A。
9. 已知AgCl在水中的溶解是吸热过程。不同温度下,AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知T1温度下Ksp(AgCl)=1.6×10-9,下列说法正确的是
A. T1>T2
B. a =4.0×10-5
C. M点溶液温度变为T1时,溶液中Cl-的浓度不变
D. T2时饱和AgCl溶液中,c(Ag+)、c(Cl-)可能分别为2.0×10-5mol/L、4.0×10-5mol/L
【答案】B
【解析】
【详解】A、氯化银在水中溶解时吸收热量,温度越高,Ksp越大,在T2时氯化银的Ksp大,故T2>T1,A错误;
B、氯化银溶液中存在着溶解平衡,根据氯化银的溶度积常数可知a= =4.0×10-5,B正确;
C、氯化银的溶度积常数随温度减小而减小,则M点溶液温度变为T1时,溶液中Cl-的浓度减小,C错误;
D、T2时氯化银的溶度积常数大于1.6×10-9,所以T2时饱和AgCl溶液中,c(Ag+)、c(Cl-)不可能为2.0×10-5mol/L、4.0×10-5mol/L,D错误;
答案选B。
10. 以物质a为原料,制备物质金刚烷的合成路线如图所示: 。关于以上有机物说法中错误的是
A. 物质a最多有10个原子共平面 B. 物质d的二氯代物有6种
C. 物质c与物质d互为同分异构体 D. 物质b的分子式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.物质a含碳碳双键,为平面结构,则5个C可能共面,亚甲基为四面体结构,则亚甲基上2个H肯定与其它原子不共面,则a中最多(5+4)=9个原子共面,故A错误;
B.物质d只有次甲基、亚甲基上两种H,其二氯代物一共6种,故B正确;
C.物质c与物质d的分子式均为C10H16,结构不同,互为同分异构体,故C正确;
D.由结构可知b分子式为C10H12,故D正确;
故选A。
【点睛】本题的易错点为B,要注意学会定一移二的方法判断同分异构体数目,本题中的六种为 、 。
11. 下列说法不正确的是
A. 相同条件下等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧,放出的热量依次增加
B. 油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分
C. 根据纤维在火焰上燃烧产生的气味,可以鉴别蚕丝与棉花
D. 淀粉、纤维素、蛋白质都属于高分子化合物
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于等质量的物质燃烧放出的热量主要取决于其含氢量的大小,而甲烷、汽油、氢气中H的百分含量大小顺序为:汽油<甲烷<氢气,故等质量的它们放出热量的多少顺序为:汽油<甲烷<氢气,故A错误;
B.油脂在碱性条件下发生水解反应生成甘油和高级脂肪酸盐,高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分,故B正确;
C.蚕丝主要成分是蛋白质,灼烧时有烧焦羽毛的气味,而棉花则属于纤维素,灼烧时则基本没有气味,故C正确;
D.高分子通常是指相对分子质量在几千甚至上万的分子,淀粉、纤维素和蛋白质均属于天然高分子化合物,故D正确。
故答案为:A。
12. 关于反应,下列说法正确的是
A. 生成,转移电子 B. 是还原产物
C. 既是氧化剂又是还原剂 D. 若设计成原电池,为负极产物
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应中,N元素从-1价升高到+1价,生成,转移电子,A正确;
B.反应中H、O元素的化合价没有变化,因此不是还原产物,也不是氧化产物,B错误;
C.中只有N元素化合价升高,被氧化,是还原剂,C错误;
D.若设计成原电池,得到电子生成,为正极反应物,为正极产物,D错误;
故选A。
13. 下列说法正确的是
A. 油脂水解可得到乙醇和高级脂肪酸
B. 油脂在酸性条件下的水解反应都是皂化反应
C. 植物油和动物脂肪都不能使溴水褪色
D. 糖类和油脂都是碳、氢和氧组成的化合物
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.油脂水解可得到甘油和高级脂肪酸,故A错误;
B.油脂在碱性条件下的水解反应才称为皂化反应,故B错误;
C.植物油是不饱和高级脂肪酸甘油酯,其所含碳碳双键能与Br2发生加成反应,故C错误;
D.糖类和油脂都是碳、氢和氧组成的化合物,故D正确。
综上所述,答案为D。
14. 与作用分别生成、NO、的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为除去。将一定比例、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,的转化率、的选择性与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
(的选择性)
A. 其他条件不变,升高温度,的平衡转化率增大
B. 其他条件不变,在175~300℃范围,随着温度的升高,出口处氮气、氮氧化物的量均不断增大
C. 催化氧化除去尾气中的应选择反应温度高于:250℃
D. 高效除去尾气中的,需研发低温下转化率高和选择性高的催化剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.与作用分别生成、NO、的反应均为放热反应,其他条件不变,升高温度,的平衡转化率降低,故A错误;
B.其他条件不变,在225~300℃范围,氮气的转化率增大不明显,但氮气的选择性明显降低,所以随着温度的升高,出口处氮气的量降低,故B错误;
C.温度高于250℃,氮气的选择性明显降低,温度低于225℃,氮气的转化率明显降低,所以催化氧化除去尾气中的应选择反应温度为225~250℃,故C错误;
D.根据图示,高效除去尾气中的,需研发低温下转化率高和选择性高的催化剂,故D正确;
选D。
二、非选择题:本题共4大题,共58分
15. 钛用途广泛,焦磷酸镁(Mg2P2O7)不溶于水,是牙膏、牙粉的稳定剂。一种以含钛废料(主要成分为TiO2,含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3)为原料,分离提纯TiO2并制取少量焦磷酸镁的工艺流程如下:
已知:TiO2不与碱反应,与酸反应后以TiO2+的形式存在。回答下列问题:
(1)“碱浸”和“酸浸”操作的目的是___________。
(2)适当升高温度可有效提高钛的浸出率,工业上“酸浸”时,温度选择40℃而不选择更高温度的原因是_______。
(3)“反应”步骤中加入适量铁粉,加入铁粉的目的为______;滤渣2的主要成分为_____填化学式)。
(4)“氧化”时S2O转化为SO的离子方程式为___________。
(5)离子浓度≤1.0x10-5mol·L-1时表示该离子沉淀完全。常温下,为了使Fe3+沉淀完全,调节pH的最小值为___________。(已知:Ksp[Fe(OH)3]=8.0x10-38,1g 2=0.3)。
(6)滤液III中加入Na4P2O7溶液生成焦磷酸镁(Mg2P2O7)的化学方程式为___________。
【答案】 ①. 碱浸的目的是除去能与碱反应的Al2O3, 酸浸的目的是除去Cu,使TiO2生成 TiO2+ ②. 防止水解,减少损失; ③. 将还原成 ④. ⑤. ⑥. 3.3 ⑦.
【解析】
【分析】以含钛废料(主要成分为TiO2,含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3)为原料,分离提纯TiO2并制取少量焦磷酸镁。由于原料中除主要含有TiO2外还含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3,所以碱浸时是为了出去能与碱反应的Al2O3,然后过滤,向滤液中加入过量的硫酸出去不与酸反应的Cu,再次过滤,向滤液中加铁粉,将铁离子还原成亚铁离子。然后冷却结晶时亚铁离子生成七水硫酸铁晶体析出从而出去大部分亚铁离子;然后过滤,向滤液中加热水解生成,过滤的到固体和主要含硫酸镁以及少量硫酸亚铁的溶液;煅烧得;将滤液氧化后调pH是铁离子生成氢氧化铁而除去铁离子,然后过滤,向滤液中加焦硫酸钠得到焦硫酸镁,据此分析可得:
【详解】(1)“碱浸”的目的是为了除去能与碱反应的Al2O3,“酸浸”的目的是为了让TiO2以形式存在,同时产生,由于Cu不与硫酸反应,所以可以除去,故答案为:碱浸的目的是除去能与碱反应的Al2O3, 酸浸的目的是除去Cu,使TiO2生成 TiO2+;
(2)温度过高,易导致水解程度增大,造成Ti的损失,故答案为:防止水解,减少损失;
(3)“酸浸”后溶液中存在的离子有,所以加Fe时是将还原成便于在冷却结晶生成晶体而析出,所以滤渣2的主要成分为,故答案为:将还原成;;
(4) “氧化”时,S2O与发生氧化还原反应生成,则,故答案为:;
(5)当离子浓度≤1.0x10-5mol·L-1时表示该离子沉淀完全。由Ksp[Fe(OH)3]=8.0x10-38,可知完全沉淀时氢氧根离子浓度,则pOH≈1.7,则pH=3.3,故答案为:3.3;
(6)滤液III中加入Na4P2O7溶液生成焦磷酸镁(Mg2P2O7),则其化学方程式为:,故答案为:。
16. 叠氮化钠(NaN3)固体易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚,是汽车安全气囊中的主要成分,能在发生碰撞的瞬间分解产生大量气体将气囊鼓起。工业级NaN3的制备分两步进行,反应的化学方程式如下:
ⅰ.2Na+2NH32NaNH2+H2
ⅱ.NaNH2+N2ONaN3+H2O
实验室利用如下装置模拟工业级NaN3的制备。
(1)装置A用于制取NH3,如图装置Ⅰ和Ⅱ为气体发生装置。若选用装置Ⅰ,则发生反应的化学方程式为___________;若选用装置Ⅱ,则试剂X是___________(填试剂名称),仪器a的名称是___________。
(2)装置B的作用是___________。
(3)加热前需要先往装置C中通一段时间NH3的目的是___________。
(4)当观察到装置C中熔融钠单质的银白色光泽全部消失时,停止通氨气,开始通入N2O。装置C中的Y为___________(填字母)。
A.冷水浴 B.热水浴 C.油浴
(5)该实验装置的缺陷是___________(任写一点)。
(6)反应完全结束后,取出装置C中的混合物先后经加水、加乙醇、过滤、洗涤、干燥等操作得到NaN3固体,其中洗涤操作可用乙醚洗涤NaN3固体的原因___________。
【答案】(1) ①. 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑ ②. 浓氨水 ③. 蒸馏烧瓶
(2)干燥氨气 (3)排除装置内的空气,防止Na与空气中的氧气发生反应而影响产率
(4)C (5)缺少尾气处理装置
(6)NaN3不溶于乙醚
【解析】
【分析】A装置为制取氨气装置,Ⅰ装置是氯化铵与氢氧化钙加热制取氨气,Ⅱ装置为浓氨水与生石灰制取氨气;B装置为干燥氨气,因为叠氮化钠(NaN3)固体易溶于水,所以必须保证干燥环境;C装置为制取叠氮化钠(NaN3)的装置。反应之前应该排出装置内的空气,防止Na与空气中的氧气发生反应而影响产率,同时应该有尾气处理装置;根据得失电子数相等列等式进行计算。
【小问1详解】
装置A用于制取NH3,若选用装置Ⅰ,则发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑,选用装置Ⅱ用浓氨水与生石灰制取氨气,仪器a的名称是蒸馏烧瓶。
【小问2详解】
A中产生的氨气中混有水蒸气,为防止Na与水蒸气反应,B中碱石灰的作用是干燥氨气。
【小问3详解】
因为Na会与空气中的氧气反应,造成产品不纯影响产率,所以加热前需要先往装置C中通一段时间NH3排出装置内的空气。
【小问4详解】
根据已知i. 2Na +2NH32NaNH2+ H2 ;ii. NaNH2+ N2ONaN3+H2O可知反应温度210℃-220℃,所以只能选择油浴加热,故选C。
【小问5详解】
该实验装置的缺陷是没有尾气处理装置会造成环境污染。
小问6详解】
根据题干可知叠氮化钠(NaN3)固体易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚,乙醚洗涤叠氮化钠可减少叠氮化钠的损失。
17. 碘番酸是一种口服造影剂,用于胆部X—射线检查。其合成路线如下:
已知:R1COOH+R2COOH+H2O
(1)A可发生银镜反应,A分子含有的官能团是___________。
(2)B无支链,B的名称是___________。B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,结构简式是___________。
(3)E为芳香族化合物,E→F的化学方程式是___________。
(4)G中含有乙基,G的结构简式是___________。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为193,碘番酸的结构简式是___________。
(6)口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定,步骤如下。
步骤一:称取amg口服造影剂,加入Zn粉、NaOH溶液,加热回流,将碘番酸中的碘完全转化为I-,冷却、洗涤、过滤,收集滤液。
步骤二:调节滤液pH,用bmol∙L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液的体积为cmL。
已知口服造影剂中不含其它含碘物质。计算口服造影剂中碘番酸的质量分数___________。
【答案】(1)醛基 (2) ①. 正丁酸 ②.
(3) (4) (5)
(6)
【解析】
【分析】本流程的目的,以A为原料制取碘番酸。由A可发生银镜反应,可确定A为醛,由B无支链,可确定B为CH3CH2CH2COOH,则A为CH3CH2CHO;依据题干信息,可确定D为 ;E为芳香族化合物,则E为;由J的结构简式,可确定F为。由题给信息,要确定G为。
【小问1详解】
由A的分子式C4H8O及可发生银镜反应,可确定A分子含有的官能团是醛基。答案为:醛基;
【小问2详解】
B的分子式为C4H8O2、无支链,由醛氧化生成,则B为CH3CH2CH2COOH,名称是正丁酸。B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,则表明分子中8个H原子全部构成-CH2-,B的不饱和度为1,则其同分异构体应具有对称的环状结构,从而得出其结构简式是。答案为:正丁酸;;
【小问3详解】
由分析知,E为,F为,则E→F的化学方程式是。答案为:;
【小问4详解】
由分析可知,G的结构简式是。答案为:;
【小问5详解】
碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为193,由相对分子质量差可确定,J生成碘番酸时,分子中引入3个I原子,而碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上,则碘番酸的结构简式是。答案为:;
【小问6详解】
——3AgNO3,n(AgNO3)= bmol∙L-1×c×10-3L=bc×10-3mol,则口服造影剂中碘番酸的质量分数为=。答案为:。
【点睛】推断有机物时,官能团可由反应条件确定,结构可依据转化前后对应物质的结构简式确定。
18. 贝诺酯()具有解热、镇痛及抗炎作用。用阿司匹林()与扑热息痛()合成贝诺酯的路线如图:
已知:
根据所学知识回答下列问题:
(1)写出阿司匹林中所有官能团的名称:___________。
(2)写出化合物A的结构简式:___________。
(3)写出步骤Ⅱ的化学方程式:___________。
(4)化合物Q是阿司匹林的同分异构体,满足下列要求的Q的结构有___________种。
①含苯环,不含其他环 ②只含有1种官能团,且能与Na反应放出气体
(5)在催化剂(浓)作用下,将阿司匹林与聚乙烯醇()熔融酯化可以制得抗炎性和解热止痛性更长久的高分子药物M,请写出M的结构简式:___________。
(6)设计由和制备的合成路线。______
【答案】(1)酯基、羧基
(2) (3)++NaCl
(4)10 (5)
(6)
【解析】
【分析】由流程可知,中的羧基发生已知反应原理的取代反应引入氯原子得到A:;A与发生取代反应生成贝诺酯;
【小问1详解】
由图可知,阿司匹林中所有官能团为酯基、羧基;
【小问2详解】
由分析可知,A结构简式为:;
【小问3详解】
步骤Ⅱ反应为A与发生取代反应生成贝诺酯:++NaCl;
【小问4详解】
阿司匹林中除苯环外含有3个碳、4个氧、不饱和度为2;化合物Q是阿司匹林的同分异构体,满足下列要求:
①含苯环,不含其他环;②只含有1种官能团,且能与Na反应放出气体,则只能含有2个羧基;含有1个取代基:-CH(COOH)2,有1种情况;含有2个取代基:-COOH、-CH2COOH,有邻间对3种情况;含有3个取代基:-COOH、-COOH、-CH3,3个取代基中2个相同,则存6种情况,故共10种;
【小问5详解】
阿司匹林含有羧基,聚乙烯醇()含有羟基,则能发生酯化反应,故得到M为:;
【小问6详解】
苯酚和氢氧化钠转化为苯酚钠,中醛基氧化为羧基,再发生已知反应原理在支链上引入氯原子,再和苯酚钠发生步骤Ⅱ的反应原理得到产物,故流程为:。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$$