内容正文:
2025年上海市普通高中学业水平等级性考试(回忆版)
化学试卷
(考试时间60分钟,满分100分)
一、碳酸丙烯酯的合成
1. 碳酸丙烯酯()简称PC,是一种重要的有机化合物,具有多种工业通途。
(1)中电负性最大的元素是_______。
A.C B.H C.O
(2)1mol PC分子中键的数目为_______。
A. 7 B. 12 C. 13 D. 14
环氧丙烷与二氧化碳催化合成法是目前最常用的生产方法。
已知:
反应①:(g)+CO2(g) (l)
反应②:C(s)+O2(g)=CO2(g)
反应③:
反应④:
(3)反应④的=_______
A. -613.2 B. 613.2 C. 395.2 D. -395.2
(4)下列关于反应①的随温度T的变化趋势正确的是_______。
一定条件下,在25mL恒容密闭容器中,环氧丙烷气体和过量的CO2发生反应①,制得碳酸丙烯酯液体。
(5)下列措施可以增加反应物分子中活化分子百分数的是_______。
A. 通入惰性气体 B. 增加CO2浓度 C. 缩小容器体积 D. 升高温度
(6)能说明上述反应达到化学平衡标志的是_______。
A. v正=v正 B. 物质总质量保持不变
C. 压强保持不变 D. 气体平均摩尔质量保持不变
(7)反应4h后,液体体积为10mL,碳酸丙烯酯的选择性为95%,则环氧丙烷的化学反应速率v(环氧丙烷)=_______mol·L-1·h-1(精确到小数点后2位)
环氧丙烷生成的过程中可能会发生副反应。
已知:
①碳酸丙烯酯的选择性=
②M(碳酸丙烯酯);ρ(碳酸丙烯酯)。
(8)碳酸丙烯酯相同时间内随温度变化如图所示,请解释产率随温度先变大后下降的原因_______。
(9)制备碳酸丙烯酯还有一种光气法,其原理为利用丙二醇与光气生成碳酸丙烯酯。
与光气法相比,请从绿色化学角度写出3点环氧丙烷与二氧化碳合成法的优势_______。
二、“重石头”——钨
2. 钨(W)为银白色有光泽的金属,常温下不受空气侵蚀,化学性质比较稳定,主要用来制造灯丝和制作耐磨工具。
(1)用金属钨作灯丝与钨的_______特性有关。
A. 延展性 B. 导电性 C. 高熔点 D. 硬度大
(2)从微观角度解释钨有金属光泽的原因_______。
白钨矿的主要成分的钨酸钙(CaWO4),CaWO4的晶胞结构如下图:
(3)CaWO4晶胞中,Ca2+处于_______。
A. 顶角 B. 面上 C. 棱上 D. 体心
(4)钨元素的信息如图所示,可推测其在元素周期表中的位置是_______。
A. 第五周期第IIB族 B. 第五周期第IVB族 C. 第六周期第IIB族 D. 第六周期第VIB族
(5)根据价层电子对斥理论,可知中W的价层电子对数为_______。
(6)下图晶胞中只有一个完整的,其包含的四个O2-的编号是_______。(选填编号①~⑧)
(7)白钨矿常伴生方解石、石膏、萤石、磷灰石等钙矿石。这些钙矿石的密度见下表:
伴生钙矿石
方解石
石膏
萤石
磷灰石
密度/g·cm-3
2.71
2.32
3.18
3.20
已知:V(CaWO4晶胞)=3.12×10-22cm3;M(CaWO4)=288g·mol-1;NA=6.02×1023mol-1
计算CaWO4的密度_______ (写出计算过程,结果精确到小数点后2位),并与伴生钙矿石作比较,说明钨得名“重石头”的原因_______。
CaWO4具有良好的光学活性,被广泛用于光电陶瓷材料中。工业上可以用电解法制备CaWO4,其装置如图所示:
已知
(8)写出该装置的阳极方程式_______。
(9)为获取高纯的CaWO4,在电解时需要不断通入,说明其原因_______。
三、福辛普利中间体的合成
3. 化合物G是合成降血压药物福辛普利的中间体。其一种合成路线如下:
已知:
(1)化合物A中含氧官能团的结构简式为_______、_______。
(2)设计反应1的作用是_______。
(3)反应2的反应类型是_______。
A. 消去反应 B. 加成反应 C. 氧化反应 D. 还原反应
(4)化合物D中含有_______个手性碳原子。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
(5)反应4在生成E的同时会生成其同分异构体H,H的结构简式为_______。
(6)下列关于化合物E的说法中正确的是_______。
A. 碳的杂化方式有和两种 B. 能与茚三酮发生显色反应
C. 能与反应产生 D. 能形成分子间氢键
(7)化合物I是F的同分异构体,I水解后生成J和K,J和K满足一下条件:
i.J是一种含有3个碳原子的α-氨基酸;
ii.K遇溶液显紫色;
iii.核磁共振氢谱显示分子K中苯环上含有2种化学环境不同的氢原子
写出一种满足上述条件的I的结构简式_______。
(8)反应6的试剂和条件是_______。
(9)结合题目中的信息,写出与为有机原料合成的路线_______。
(无机试剂任选,合成路线表示为:MN……目标产物)
四、锗的工业提取
4. 工业从低品位锗矿中提取精锗,使用分步升温的方法:
(1)验证锗矿石中含有锗元素可使用的方法为_______。
A.原子发射光谱法 B.红外光谱法 C.X射线衍射
(2)既能与强酸反应,也能与强碱反应,由此推测是_______氧化物。
锗矿石中含有、煤焦油、等杂质,相关物质的熔、沸点如下表所示:
煤焦油
熔点
升华
沸点
——
——
(3)分析提取精锗时采用分步升温的原因_______。
(4)真空还原阶段用除,产物还有等生成,写出该阶段的化学方程式_______。
(5)在不同温度下,使用不同浓度的真空还原时,元素的萃出率如下图所示。由此判断,真空还原采用的最佳温度及浓度分别为_______。
A. ,2.5% B. ,5.0% C. ,2.5% D. ,2.5%
测定单质锗样品纯度的方法和相关装置如下(杂质不参与反应):
a.称取m g单质锗样品,置于锥形瓶I中:向锥形瓶Ⅱ中加入过量的NaH2PO2溶液。
b.向锥形瓶I中加入足量FeCl3溶液和盐酸,加热充分反应。
c.反应结束后,用盐酸冲洗连接管和仪器A,冲洗液并入锥形瓶II中。
d.向锥形瓶Ⅱ中加一定量磷酸和盐酸,隔绝空气加热至微沸。充分反应后,用橡皮塞塞紧锥形瓶Ⅱ,并冷却到10℃以下(防止在步骤e中过量的NaH2PO2与KIO3发生反应)
e.向锥形瓶Ⅱ的无色溶液中加入淀粉溶液,用c mol·L-1 KIO3标准溶液滴定,终点时消耗 V mL标准溶液。
测定单质锗样品纯度的方法和相关装置如下(杂质不参与反应):
①
②
③
④
(6)装置图中仪器A的名称为_______。
A. 滴定管 B. 恒压滴液漏斗 C. 冷凝管 D. 干燥管
(7)到达滴定终点时,溶液颜色由_______变成_______,且半分钟不褪色。
(8)步骤d中,在滴定前要用橡胶塞密封锥形瓶,请解释其原因。_______
(9)已知,求m g锗矿石样品中锗元素的质量分数为_______(用c、V、m的代数式表示)。
(10)若滴定测得的锗元素含量偏大,可能的原因是_______。
A. 未用标准溶液润洗滴定管
B. 未用稀盐酸洗涤仪器A并将洗涤液并入锥形瓶
C. 滴定结束后,在滴定管尖嘴处出现气泡
D. 未保持在以下滴定
五、铁及其化合物
5. 铁红是一种常见的铁的化合物。最早,史前人类利用赭石沉淀物获得浅黄色和红色绘画颜料,其主要成分便是伴有少量硫化物的铁红
(1)在我国古代,赭红是一种重要的红色颜料,其主要成分为铁的化合物。该化合物可能是_______。
A. B. C. D.
(2)如图所示,加热试管中的铁粉和硫粉,下列说法正确的是_______。
A. 移开酒精灯后,固体保持红色 B. 反应中S只做还原剂
C. 反应中主要产生的气体副产物为SO3 D. 最终得到黑色的Fe2S3固体
(3)基态铁原子中,_______。
A. 有4个不同能级的电子 B. 有5个未成对电子
C. 核外电子共占据15个原子轨道 D. 有26种能量不同的电子
在FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,产生[Fe(SCN)(H2O)5]Cl2,溶液变为血红色。
(4)下列关于饱和FeCl3溶液的说法正确的是_______。
A. 常温下显中性 B. 加入铁粉后溶液变为红褐色
C. 遇沸水时产生胶体 D. 加入氨水后产生白色沉淀
(5)在配合物中,内界为_______,配体有_______种
工业盐酸常混有少量Fe3+,会使溶液呈黄色,是因为形成了一系列含铁配合物,这些配合物可简写为[FeClx]3-x(x=1,2,3,4)。
室温下,在溶液中Fe3+与Cl-存在平衡:Fe3+(aq)+xCl-(aq)[FeClx]3-x(aq)
(6)现加水稀释FeCl3溶液至体积为原来的两倍,则溶液中Fe3+的物质的量_______。
A.增大B.不变C.减小
并用离子积Q与平衡常数K的大小关系解释变化的原因_______。
(7)室温下,x取不同值时,对应的平衡常数见下表:
x
1
2
3
4
K
30.20
134.90
97.72
1.02
某工业盐酸中c(Cl-)=12.00mol·L-1,则c(FeCl3)的摩尔分数为_______。(用小数表示,精确到小数点后2位)
已知:c[(FeClx)3-x]的摩尔分数==
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2025年上海市普通高中学业水平等级性考试(回忆版)
化学试卷
(考试时间60分钟,满分100分)
一、碳酸丙烯酯的合成
1. 碳酸丙烯酯()简称PC,是一种重要的有机化合物,具有多种工业通途。
(1)中电负性最大的元素是_______。
A.C B.H C.O
(2)1mol PC分子中键的数目为_______。
A. 7 B. 12 C. 13 D. 14
环氧丙烷与二氧化碳催化合成法是目前最常用的生产方法。
已知:
反应①:(g)+CO2(g) (l)
反应②:C(s)+O2(g)=CO2(g)
反应③:
反应④:
(3)反应④的=_______
A. -613.2 B. 613.2 C. 395.2 D. -395.2
(4)下列关于反应①的随温度T的变化趋势正确的是_______。
一定条件下,在25mL恒容密闭容器中,环氧丙烷气体和过量的CO2发生反应①,制得碳酸丙烯酯液体。
(5)下列措施可以增加反应物分子中活化分子百分数的是_______。
A. 通入惰性气体 B. 增加CO2浓度 C. 缩小容器体积 D. 升高温度
(6)能说明上述反应达到化学平衡标志的是_______。
A. v正=v正 B. 物质总质量保持不变
C. 压强保持不变 D. 气体平均摩尔质量保持不变
(7)反应4h后,液体体积为10mL,碳酸丙烯酯的选择性为95%,则环氧丙烷的化学反应速率v(环氧丙烷)=_______mol·L-1·h-1(精确到小数点后2位)
环氧丙烷生成的过程中可能会发生副反应。
已知:
①碳酸丙烯酯的选择性=
②M(碳酸丙烯酯);ρ(碳酸丙烯酯)。
(8)碳酸丙烯酯相同时间内随温度变化如图所示,请解释产率随温度先变大后下降的原因_______。
(9)制备碳酸丙烯酯还有一种光气法,其原理为利用丙二醇与光气生成碳酸丙烯酯。
与光气法相比,请从绿色化学角度写出3点环氧丙烷与二氧化碳合成法的优势_______。
【答案】(1)C (2)C (3)A
(4)C (5)D (6)CD
(7)1.24 (8)在140℃之前,温度升高,反应速率加快,相同时间内产生的碳酸丙烯酯更多,且平衡正向移动产率升高;超过140℃,温度升高,平衡向吸热反应的逆向移动故产率下降
(9)不使用有毒气体光气;不产生HCl;可吸收CO2,变废为宝
【解析】
【小问1详解】
中含有C、H、O元素,电负性是元素的原子在化合物中吸引电子的能力的标度,同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,电负性,电负性最大的是O,故答案选C;
【小问2详解】
单键都是键,双键中含1个键和1个键,分子中含有13个键,则1 mol分子中含有个键;
【小问3详解】
根据盖斯定律,反应Ⅰ+反应II+反应III=反应IV,则,故选A;
【小问4详解】
反应Ⅰ中,,()随温度T/(K)的变化是一次函数的变化,斜率,与y轴的截距,故答案选C;
【小问5详解】
A.通入惰性气体,体系的温度未变,反应物分子中活化分子百分数未变,A错误;
B.增加CO2浓度,反应浓度增大,活化分子浓度增大,但由于温度未变,分子能量未变,活化分子百分数未变,B错误;
C.缩小容器体积,反应浓度增大,活化分子浓度增大,但由于温度未变,分子能量未变,活化分子百分数未变,C错误;
D.升高温度,分子能量增大,活化分子百分数增大,D正确;
故选D。
【小问6详解】
A.都表示正反应速率,故不能表示反应达到平衡状态,A错误;
B.根据质量守恒定律,物质总质量不变,故不能说明反应达到平衡状态,B错误;
C.该反应前后气体分子总数不同,故气体体积不变时,各物质的量浓度不变,可以说明反应达到平衡状态,C正确;
D.该反应前后气体分子总数不同,混合气体平均摩尔质量不变时,则说明各物质的量不再变化,可以说明反应达到平衡状态,D正确;
故答案选CD;
【小问7详解】
反应4h后,液体体积为10 mL,即得到碳酸丙烯酯的体积为10 mL,其物质的量为,即转化为碳酸丙烯酯的环氧丙烷的物质的量为0.118 mol,碳酸丙烯酯的选择性,即参加反应的环氧丙烷的物质的量为0.124 mol,根据反应速率;
【小问8详解】
碳酸丙烯酯在单位时间内的产率随温度变化先变大后减小是因为反应未达平衡,温度越高反应速率越快,产率越高,,正反应放热,温度升高,平衡逆向移动,产率降低;
【小问9详解】
用光气与丙二醇反应也可以用于制备碳酸丙烯酯,光气有毒,传统方法更安全;
用光气与丙二醇反应还有副产物 产生,原子利用率低;
环氧丙烷与催化合成原子利用率达到百分之百,传统方法用二氧化碳做原料,可以帮助完成碳中和,减缓温室效应。
二、“重石头”——钨
2. 钨(W)为银白色有光泽的金属,常温下不受空气侵蚀,化学性质比较稳定,主要用来制造灯丝和制作耐磨工具。
(1)用金属钨作灯丝与钨的_______特性有关。
A. 延展性 B. 导电性 C. 高熔点 D. 硬度大
(2)从微观角度解释钨有金属光泽的原因_______。
白钨矿的主要成分的钨酸钙(CaWO4),CaWO4的晶胞结构如下图:
(3)CaWO4晶胞中,Ca2+处于_______。
A. 顶角 B. 面上 C. 棱上 D. 体心
(4)钨元素的信息如图所示,可推测其在元素周期表中的位置是_______。
A. 第五周期第IIB族 B. 第五周期第IVB族 C. 第六周期第IIB族 D. 第六周期第VIB族
(5)根据价层电子对斥理论,可知中W的价层电子对数为_______。
(6)下图晶胞中只有一个完整的,其包含的四个O2-的编号是_______。(选填编号①~⑧)
(7)白钨矿常伴生方解石、石膏、萤石、磷灰石等钙矿石。这些钙矿石的密度见下表:
伴生钙矿石
方解石
石膏
萤石
磷灰石
密度/g·cm-3
2.71
2.32
3.18
3.20
已知:V(CaWO4晶胞)=3.12×10-22cm3;M(CaWO4)=288g·mol-1;NA=6.02×1023mol-1
计算CaWO4的密度_______ (写出计算过程,结果精确到小数点后2位),并与伴生钙矿石作比较,说明钨得名“重石头”的原因_______。
CaWO4具有良好的光学活性,被广泛用于光电陶瓷材料中。工业上可以用电解法制备CaWO4,其装置如图所示:
已知
(8)写出该装置的阳极方程式_______。
(9)为获取高纯的CaWO4,在电解时需要不断通入,说明其原因_______。
【答案】(1)BC (2)当可见光照射金属表面时,金属中的自由电子吸收光能,形成不稳定的较高能量状态。当电子跃迁回较低能量状态时,会将能量以可见光的形式辐射出来,而具有金属光泽 (3)BC (4)D
(5)4 (6)⑤⑥⑦⑧
(7) ①. ②. CaWO4的密度较大
(8)
(9)减少CO2,避免生成CaCO3
【解析】
【小问1详解】
因为W丝具有导电性高熔点的性质,所以可以用来做灯丝,故答案为:BC;
【小问2详解】
钨有金属光泽的原因是:金属晶体中有自由电子,所以当可见光照射到金属晶体表面时,晶体中的自由电子可以吸收光能而呈现能量较高的状态。但是这种状态不稳定,电子跃迁回到低能量状态时会将吸收的各种波长的光辐射出来,使得金属不透明并具有金属光泽;
故答案为:金属晶体中有自由电子,所以当可见光照射到金属晶体表面时,晶体中的自由电子可以吸收光能而呈现能量较高的状态。但是这种状态不稳定,电子跃迁回到低能量状态时会将吸收的各种波长的光辐射出来,使得金属不透明并具有金属光泽;
【小问3详解】
由图可知,位于面心和棱上,故答案为:BC;
【小问4详解】
由题给图片信息可知,74号W元素的价电子排布为,在56号Xe元素和86号Rn元素之间,所以W在第六周期第ⅥB族,故答案为D;
【小问5详解】
中心原子价层电子对数为4,孤对电子数为,故答案为4;
【小问6详解】
四面体是由1个W原子和4个O原子构成的,其中W原子位于四面体的中心,4个O原子位于四面体的4个顶点。从图1-8中可以看到晶胞的结构,当W原子与5、6、7、8号O原子相邻时,能组成一个四面体,故答案为:5、6、7、8;
【小问7详解】
由CaWO4的晶胞结构图知,位于面心和棱上,由均摊法计算,晶胞中含个数为,故1个晶胞中含4个CaWO4,V(CaWO4晶胞)=3.12×10-22 cm3, CaWO4的密度比伴生钙矿石的密度大,所以被称为“重石头”;故答案为;CaWO4的密度较大;
【小问8详解】
W与电源正极相连,所以是电解池的阳极,故电极反应式为:,故答案为:;
【小问9详解】
制备时需要不断通入的原因是:减少CO2,避免生成CaCO3;故答案为:减少CO2,避免生成CaCO3;
三、福辛普利中间体的合成
3. 化合物G是合成降血压药物福辛普利的中间体。其一种合成路线如下:
已知:
(1)化合物A中含氧官能团的结构简式为_______、_______。
(2)设计反应1的作用是_______。
(3)反应2的反应类型是_______。
A. 消去反应 B. 加成反应 C. 氧化反应 D. 还原反应
(4)化合物D中含有_______个手性碳原子。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
(5)反应4在生成E的同时会生成其同分异构体H,H的结构简式为_______。
(6)下列关于化合物E的说法中正确的是_______。
A. 碳的杂化方式有和两种 B. 能与茚三酮发生显色反应
C. 能与反应产生 D. 能形成分子间氢键
(7)化合物I是F的同分异构体,I水解后生成J和K,J和K满足一下条件:
i.J是一种含有3个碳原子的α-氨基酸;
ii.K遇溶液显紫色;
iii.核磁共振氢谱显示分子K中苯环上含有2种化学环境不同的氢原子
写出一种满足上述条件的I的结构简式_______。
(8)反应6的试剂和条件是_______。
(9)结合题目中的信息,写出与为有机原料合成的路线_______。
(无机试剂任选,合成路线表示为:MN……目标产物)
【答案】(1) ①. ②.
(2)保护官能团,防止氨基被氧化 (3)C (4)B
(5) (6)CD
(7) (8),氢气,加热
(9)。
【解析】
【分析】A中氨基反应引入支链得到B,B中羟基被氧化为羰基得到C,结合C化学式,C为,C中羰基加成得到D,D中羟基发生消去反应生成E,E转化为F,F和氢气加成生成G;
【小问1详解】
由结构,A中含氧官能团的结构简式为:、;
【小问2详解】
反应1中氨基被反应,在后续反应5中又被转化为氨基,其作用为:保护氨基,防止被氧化;
【小问3详解】
由分析,B中羟基被氧化为羰基,为氧化反应;
【小问4详解】
手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;中含有2个手性碳原子,故选B;
【小问5详解】
生成E为羟基的消去反应,同时会生成其同分异构体H,则为羟基消去,在临近氮原子的碳上形成碳碳双键,得到H的结构简式为:;
【小问6详解】
A.苯环碳、羰基碳为杂化,饱和碳为sp3杂化,错误;
B.茚三酮反应是一种化学反应,是指在加热条件及弱酸环境下,氨基酸或肽与茚三酮作用生成有特殊颜色的化合物及相应的醛和二氧化碳的反应。由E结构可知其不能与茚三酮反应,错误;
C.分子中含羧基,能与反应产生,正确;
D.当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子(例如氟、氧、氮)上时,可以形成氢键;分子中含有N、羧基,则能形成分子间氢键,正确;
故选CD;
【小问7详解】
F除苯环外,含有5个碳、1个氮、2个氧、3个不饱和度,F的同分异构体I水解后生成J、K,i. J是有3个碳原子的α-氨基酸,则为J为,且K除苯环外含2个碳、1个氧、2个不饱和度;ii. K遇溶液溶液能显色,含有酚羟基,iii.由核磁共振氢谱分析,K的苯环上有2种氢,个数比为,则结构对称,K为;故I可以为;
【小问8详解】
反应为苯环和碳碳双键与氢气催化加成的反应,反应条件是:,加热;
【小问9详解】
和甲醛发生已知反应生成,羟基发生消去反应生成,再发生加聚反应生成产物,故流程为:。
四、锗的工业提取
4. 工业从低品位锗矿中提取精锗,使用分步升温的方法:
(1)验证锗矿石中含有锗元素可使用的方法为_______。
A.原子发射光谱法 B.红外光谱法 C.X射线衍射
(2)既能与强酸反应,也能与强碱反应,由此推测是_______氧化物。
锗矿石中含有、煤焦油、等杂质,相关物质的熔、沸点如下表所示:
煤焦油
熔点
升华
沸点
——
——
(3)分析提取精锗时采用分步升温的原因_______。
(4)真空还原阶段用除,产物还有等生成,写出该阶段的化学方程式_______。
(5)在不同温度下,使用不同浓度的真空还原时,元素的萃出率如下图所示。由此判断,真空还原采用的最佳温度及浓度分别为_______。
A. ,2.5% B. ,5.0% C. ,2.5% D. ,2.5%
测定单质锗样品纯度的方法和相关装置如下(杂质不参与反应):
a.称取m g单质锗样品,置于锥形瓶I中:向锥形瓶Ⅱ中加入过量的NaH2PO2溶液。
b.向锥形瓶I中加入足量FeCl3溶液和盐酸,加热充分反应。
c.反应结束后,用盐酸冲洗连接管和仪器A,冲洗液并入锥形瓶II中。
d.向锥形瓶Ⅱ中加一定量磷酸和盐酸,隔绝空气加热至微沸。充分反应后,用橡皮塞塞紧锥形瓶Ⅱ,并冷却到10℃以下(防止在步骤e中过量的NaH2PO2与KIO3发生反应)
e.向锥形瓶Ⅱ的无色溶液中加入淀粉溶液,用c mol·L-1 KIO3标准溶液滴定,终点时消耗 V mL标准溶液。
测定单质锗样品纯度的方法和相关装置如下(杂质不参与反应):
①
②
③
④
(6)装置图中仪器A的名称为_______。
A. 滴定管 B. 恒压滴液漏斗 C. 冷凝管 D. 干燥管
(7)到达滴定终点时,溶液颜色由_______变成_______,且半分钟不褪色。
(8)步骤d中,在滴定前要用橡胶塞密封锥形瓶,请解释其原因。_______
(9)已知,求m g锗矿石样品中锗元素的质量分数为_______(用c、V、m的代数式表示)。
(10)若滴定测得的锗元素含量偏大,可能的原因是_______。
A. 未用标准溶液润洗滴定管
B. 未用稀盐酸洗涤仪器A并将洗涤液并入锥形瓶
C. 滴定结束后,在滴定管尖嘴处出现气泡
D. 未保持在以下滴定
【答案】(1)A (2)两性
(3)在焙烧可除去矿石中的、煤焦油、等杂质,将元素氧化为;真空还原阶段,升温到,升华蒸出
(4) (5)C (6)C
(7) ①. 无色 ②. 浅蓝色
(8)隔绝氧气,避免被氧化为导致滴定结果偏低
(9) (10)AD
【解析】
【分析】低品位锗矿焙烧得到,然后加入真空还原为,经过多步反应得到Ge;
滴定实验的步骤是:滴定前的准备:滴定管;查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录;锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算;
【小问1详解】
可以通过原子发射光谱法可检验物质中所含元素,故选A;
【小问2详解】
既能和酸又能和碱反应生成盐和水的氧化物属于两性氧化物;既能和强酸反应,也能与强碱反应,由此推测是两性氧化物;
【小问3详解】
①在焙烧可除去矿石中的、煤焦油、等杂质,将元素氧化为;②真空还原阶段,升温到,升华蒸出;使用分段升温,可以除去杂质,能得到较纯的;
【小问4详解】
真空还原阶段用除,产物还有、、等生成,反应中Ge化合价由+4变为+2、P化合价由+1变为+5,结合电子守恒,该阶段的化学方程式:;
【小问5详解】
由图,,使用2.5%的真空还原时,元素的萃出率几乎为100%,此时能节约能源和原料,选C;
【小问6详解】
由图,装置a名称为球形冷凝管,故选C;
【小问7详解】
根据已知,碘酸根离子和Ge2+反应生成碘离子,当Ge2+反应完,碘酸根就会和生成的I-反应得到碘单质遇溶液中淀粉变蓝,则实验滴定终点时,颜色由无色变为浅蓝色,半分钟不褪色。
【小问8详解】
空气中氧气具有氧化性,实验盖紧塞子防止被氧化(或绝氧气,避免被氧化为,否则导致滴定结果偏低),从而产生滴定误差。
【小问9详解】
由题干反应结合Ge元素守恒,存在,则样品(固体)中元素的质量分数;
【小问10详解】
A.未用标准溶液润洗滴定管,导致标准液浓度偏低,用量增大,使得测得结果偏大,A正确;
B.未用将样品从冷凝管中洗入锥形瓶(仪器a),导致Ge元素损失,使得测得结果偏低,B错误;
C.滴定结束后,在滴定管尖嘴处出现气泡,导致标准液用量读数减小,使得测得结果偏小,C错误;
D.在常温下滴定(未保持在以下滴定),可能被标准液氧化,使得标准液用量增大,测得结果偏大,D正确;
故答案选AD。
五、铁及其化合物
5. 铁红是一种常见的铁的化合物。最早,史前人类利用赭石沉淀物获得浅黄色和红色绘画颜料,其主要成分便是伴有少量硫化物的铁红
(1)在我国古代,赭红是一种重要的红色颜料,其主要成分为铁的化合物。该化合物可能是_______。
A. B. C. D.
(2)如图所示,加热试管中的铁粉和硫粉,下列说法正确的是_______。
A. 移开酒精灯后,固体保持红色 B. 反应中S只做还原剂
C. 反应中主要产生的气体副产物为SO3 D. 最终得到黑色的Fe2S3固体
(3)基态铁原子中,_______。
A. 有4个不同能级的电子 B. 有5个未成对电子
C. 核外电子共占据15个原子轨道 D. 有26种能量不同的电子
在FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,产生[Fe(SCN)(H2O)5]Cl2,溶液变为血红色。
(4)下列关于饱和FeCl3溶液的说法正确的是_______。
A. 常温下显中性 B. 加入铁粉后溶液变为红褐色
C. 遇沸水时产生胶体 D. 加入氨水后产生白色沉淀
(5)在配合物中,内界为_______,配体有_______种
工业盐酸常混有少量Fe3+,会使溶液呈黄色,是因为形成了一系列含铁配合物,这些配合物可简写为[FeClx]3-x(x=1,2,3,4)。
室温下,在溶液中Fe3+与Cl-存在平衡:Fe3+(aq)+xCl-(aq)[FeClx]3-x(aq)
(6)现加水稀释FeCl3溶液至体积为原来的两倍,则溶液中Fe3+的物质的量_______。
A.增大B.不变C.减小
并用离子积Q与平衡常数K的大小关系解释变化的原因_______。
(7)室温下,x取不同值时,对应的平衡常数见下表:
x
1
2
3
4
K
30.20
134.90
97.72
1.02
某工业盐酸中c(Cl-)=12.00mol·L-1,则c(FeCl3)的摩尔分数为_______。(用小数表示,精确到小数点后2位)
已知:c[(FeClx)3-x]的摩尔分数==
【答案】(1)A (2)A (3)C (4)C
(5) ①. ②. 2
(6) ①. A ②. 所有离子浓度变为原来,,平衡逆移
(7)0.80
【解析】
【小问1详解】
、、均为黑色,赭红的主要成分是,故选A;
【小问2详解】
A.铁粉和硫粉的反应为放热反应,移开酒精灯后固体保持红热,A正确;
B.硫在反应中化合价从0价降至-2价(FeS),硫只作氧化剂,而不是还原剂,B错误;
C.该反应在加热条件下主要生成FeS,基本不产生SO3气体;若有少量气体产生,是硫和氧气反应生成的二氧化硫,而不是SO3,C错误;
D.该反应在加热条件下主要生成FeS,D错误;
故选A;
【小问3详解】
铁为26号元素原子,基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2;
A.有7个不同能级的电子,A错误;
B.结合Fe的电子排布式可知,有4个未成对电子,B错误;
C.结合Fe的电子排布式可知,核外电子共占据1+1+3+1+3+5+1=15个原子轨道,C正确;
D.同一能级能量相同,结合Fe的电子排布式可知,有7种能量不同的电子,D错误;
故选C;
【小问4详解】
A.氯化铁溶液中三价铁离子水解,导致溶液显酸性,A错误;
B.加入铁粉后,三价铁和单质铁反应生成氯化亚铁,溶液变为浅绿色,B错误;
C.饱和氯化铁溶液滴加到沸水中,三价铁水解可以产生氢氧化铁胶体,C正确;
D.加入氨水后产生红褐色氢氧化铁沉淀,D错误;
故选C;
【小问5详解】
结合配合物的结构可知,其内界为,配体有SCN-、H2O两种;
【小问6详解】
所有离子浓度变为原来,,平衡逆移,使得溶液中铁离子的物质的量增大,故选A;
【小问7详解】
、、、,=。
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