内容正文:
2024-2025学年上海市上海中学高三化学第三次
可能用到的原子量:H−1 O−16 S−32 K−39 Ti−48 Fe−56 I−127 Ba−137
一、工业脱硫
1. 敦煌壁画是我国灿烂的艺术瑰宝,也是颜料应用的重要科技史料。下列有关我国传统颜料主要成分的变化,发生氧化还原反应的是
A. 骨白遇氟盐转化为
B. 铅白遇得到黑色
C. 石绿受热分解得到黑色
D. 石黄(和)在地表逐渐转化为硫酸盐
【答案】D
【解析】
【详解】A.骨白遇氟盐转化为,元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,故A不符合题意;
B.铅白遇H2S得到黑色PbS,元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,故B不符合题意;
C.石绿受热分解得到黑色CuO,元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,故C不符合题意;
D.石黄(和)在地表逐渐转化为硫酸盐,S元素化合价发生变化,是氧化还原反应,故D符合题意;
故答案选D。
2. 下列离子方程式书写错误的是
A. FeCl2溶液中通入Cl2:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−
B. 澄清石灰水与少量小苏打溶液混合:Ca2++OH−+=CaCO3↓+H2O
C. 碳酸钙与醋酸反应:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO−+H2O+CO2↑
D. 过量的NaHSO4与Ba(OH)2溶液反应:Ba2++OH−+H++=BaSO4↓+H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.Fe2+与Cl₂反应的电荷和原子均守恒,方程式正确,故A不符合题意;
B.澄清石灰水与少量小苏打反应时,与OH⁻结合生成,再与Ca2+形成CaCO3沉淀,方程式正确,故B不符合题意;
C.醋酸为弱酸,不可拆分,碳酸钙与醋酸反应的离子方程式书写正确,故C不符合题意;
D.过量NaHSO4与Ba(OH)2反应时,H+与OH-的物质的量应为2:2,生成2H2O,而D中H+与OH-系数为1:1,Ba2++2OH−+2H++=BaSO4↓+2H2O,方程式错误,故D符合题意;
答案选D。
3. SO2的价层电子对空间结构为_______,的空间结构为_______。
A.平面三角形 B.角形 C.三角锥形 D.正四面体形
【答案】 ①. A ②. D
【解析】
【详解】SO2的中心原子价层电子对数为2+=3,价层电子对空间结构为平面三角形;的中心原子价层电子对数为4+=4,没有孤电子对,空间结构为正四面体;故答案为A;D。
4. 下列关于实验现象的解释或结论中,错误的是
选项
实验操作
试剂A
现象
结论
A
高锰酸钾的酸性溶液
紫色褪去
SO2有还原性
B
盐酸酸化的
BaCl2溶液
无明显变化,一段时间后出现白色沉淀
硫元素从+4价被氧化到+6价
C
新制氯水
黄绿色褪去
SO2有漂白性
D
硫化钠溶液
出现淡黄色浑浊
SO2有氧化性
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性高锰酸钾溶液可氧化二氧化硫,紫色褪色,可知二氧化硫具有还原性,故A正确;
B.二氧化硫与盐酸酸化的BaCl2溶液不反应,无明显变化,一段时间后产生白色沉淀为硫酸钡,可知硫元素从+4价被氧化到+6价,故B正确;
C.氯水可氧化二氧化硫,黄绿色褪去,可知二氧化硫具有还原性,与漂白性无关,故C错误;
D.二氧化硫可氧化硫化钠生成硫单质,出现淡黄色浑浊,可知二氧化硫具有氧化性,故D正确;
答案选C。
5. 在真空克劳斯法脱硫中,用K2CO3溶液吸收H2S。
电离平衡常数
H2CO3
H2S
Ka1
4.2×10−7
5.6×10−8
Ka2
5.6×10−11
1.2×10−15
(1)下列关于K2CO3溶液中微粒关系正确的是_______。
A. [OH−] > [] B. [H+] > []
C. [OH−] = [H+] + [] + 2[H2CO3] D. 2[K+] = [] + [] + [H2CO3]
(2)K2CO3溶液吸收少量H2S的离子方程式为_______。
【答案】(1)AC (2) + H2S = + HS−
【解析】
【小问1详解】
A.碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,水也会电离出氢氧根离子,故[OH−] > [],A正确;
B.碳酸根离子水解程度较大,使得溶液显碱性,存在[H+] ﹤ [],B错误;
C.由质子守恒可知,[OH−] = [H+] + [] + 2[H2CO3],C正确;
D.由物料守恒可知,[K+] = 2{[] + [] + [H2CO3]},D错误;
故选AC;
【小问2详解】
根据电离常数大小,K2CO3溶液吸收少量H2S生成和HS−,离子方程式为 + H2S = + HS−。
6. 我国科学家设计如图所示的光电催化体系,可以实现烟气脱SO2。若参与反应的O2为0.2 mol,实现烟气脱SO2的体积(标准状况)为_______L。
【答案】4.48
【解析】
【分析】根据图示,左侧电极上二氧化硫被氧化生成硫酸根离子,左侧电极为阳极,则A是电源正极;右侧电极上氧气被还原生成双氧水,右侧电极为阴极,则B是电源负极,总反应为:,据此解答。
【详解】电解池总反应为:,若参与反应的O2为0.2mol,则实现烟气消耗SO2的物质的量为0.2mol,标况下体积为4.48L。
二、钡及其化合物
7. 毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:
(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨,目的是_______。
(2)一系列操作是指将滤液经过_______、冷却结晶、_______、洗涤,最后获得氯化钡晶体。
(3)加入NH3·H2O调节pH = 8可除去_______(填离子符号),滤渣Ⅱ中含_______(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量,原因是_______。[已知:Ksp(BaC2O4) = 1.6×10−7,Ksp(CaC2O4) = 2.3×10−9]
Ca2+
Mg2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀时的pH
13.9
11.1
3.2
(4)常温下,0.2 mol/L的BaCl2·H2O与等浓度的氟化铵溶液反应,可得到氟化钡沉淀。已知Ksp(BaF2) = 1.84×10−7,当钡离子沉淀完全时,至少需要氟离子浓度为_______(结果保留三位有效数字)。
(5)已知由钡和钛等元素构成的化合物BTTO的晶胞结构如图所示,晶胞的边长为a nm。NA为阿伏加德罗常数的值。方程式BaCO3 + XBaTiO3 + CO2,X的化学式为_______,晶体中Ti4+周围距离最小且相等的Ba2+有_______个,BTTO的密度为_______ g·cm−3。
(6)写出Ti元素的基态原子价层电子轨道表示式_______,一定量Fe2+的存在有利于TiO2+水解工艺的进行,常用于二氧化钛的制备,因此在水解之前,先要测定Fe2+的含量。实验室常用高锰酸钾的酸性溶液进行滴定,滴定至终点的现象是_______。
【答案】(1)增大接触面积,从而提高反应速率
(2) ①. 加热浓缩或蒸发浓缩 ②. 过滤
(3) ①. Fe3+ ②. Mg(OH)2、Ca(OH)2 ③. BaC2O4与CaC2O4接近,H2C2O4过量可能会生成BaC2O4沉淀,导致产品量减少
(4)0.136 (5) ①. TiO2 ②. 8 ③.
(6) ①. ②. 当滴入最后半滴高锰酸钾的酸性溶液时,溶液恰好变为浅紫色,充分振荡,若半分钟内不返回原色(或不褪色),即为滴定终点
【解析】
【分析】毒重石用盐酸浸取后用调节pH=8,根据表格中数据可知Fe3+可完全转化为Fe(OH)3,故滤渣I为:Fe(OH)3,NaOH调节pH=12.5,Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,故滤渣II为:Mg(OH)2、Ca(OH)2,滤液中加入H2C2O4,可除去未沉淀完全的Ca2+,故滤渣III为CaC2O4,滤液中主要成分为BaCl2,经过加热浓缩或蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,最后获得氯化钡晶体。
【小问1详解】
毒重石用盐酸浸取前需充分研磨,目的是:增大接触面积,从而提高反应速率;
【小问2详解】
一系列操作是指将滤液经过:加热浓缩或蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,最后获得氯化钡晶体;
【小问3详解】
根据分析,加入NH3·H2O调节pH = 8可除去Fe3+,滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2。加入H2C2O4时应避免过量,原因是:BaC2O4与CaC2O4接近,H2C2O4过量可能会生成BaC2O4沉淀,导致产品量减少;
【小问4详解】
Ksp(BaF2) =c(Ba2+)c2(F-)= 1.84×10−7,Ba2+沉淀完全时浓度,故,故至少需要氟离子浓度为0.136mol/L;
【小问5详解】
根据原子守恒,X为TiO2;Ba2+位于晶胞的体心,Ti4+位于晶胞的顶点,晶体中Ti4+周围距离最小且相等的Ba2+有:8个;根据均摊法,Ba2+个数为1,Ti4+个数为:,O2-的个数为:,BTTO的密度为:;
【小问6详解】
基态Ti原子价层电子排布式为:3d24s2,价层电子轨道表示式为:;实验室常用高锰酸钾的酸性溶液进行滴定Fe2+,滴定至终点的现象:当滴入最后半滴高锰酸钾的酸性溶液时,溶液恰好变为浅紫色,充分振荡,若半分钟内不返回原色(或不褪色),即为滴定终点。
三、CO处理、回收利用
8. 化合物是一种高效、安全的氧化性消毒剂,所含的5种元素均位于短周期,其中X、Y、Z是同一周期相邻的三种元素,X、Z的基态原子价层p轨道均有两个未成对的电子,E元素的焰色为黄色,M原子的核外电子数是X和E的原子序数之和。下列说法正确的是
A. 第一电离能:X<Y<Z
B. 简单氢化物的沸点:Z>M
C. YM3的空间结构为平面三角形
D. Z和E形成的两种常见的二元化合物均为碱性氧化物
【答案】B
【解析】
【分析】由题干信息可知:X、Z的基态原子价层p轨道均有两个未成对电子,且X、Y、Z是同一周期相邻的三种元素,则X、Y、Z分别是第IVA、VA、VIA族元素。E元素的焰色为黄色,则E为Na;M原子的核外电子数是X和E的原子序数之和,因为M是短周期元素,所以X的原子序数不大于7,则X、Y、Z分别是C、N、O;M的原子序数是C和Na的原子序数之和,则M为Cl。该化合物为。
【详解】A.第一电离能变化规律是:同周期元素的第一电离能从左到右有增大的趋势。C、N、O处于同一周期且原子序数逐渐增大,N处于第VA族,由于VA族元素原子因价层p轨道半充满而较稳定,其第一电离能大于同周期VIA族元素的第一电离能,因此第一电离能最大,其次是O,最后是C,所以大小比较为:,即,A项不正确;
B.常温下,为液体,为气体,同时,水分子间存在氢键,故沸点:,B项正确;
C.的价电子对数是:,原子采用杂化,且原子上有一对孤电子对,故的空间构型为三角锥形,C项不正确;
D.Z是氧元素,E是钠元素,是碱性氧化物,但不是碱性氧化物,是过氧化物,D项不正确;
答案选B。
9. CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g) + N2O(g)⇌CO2(g) + N2(g)。在Zn*作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。
(1)总反应:CO(g) + N2O(g)⇌CO2(g) + N2(g) ΔH = _______;用单线桥表示该反应电子转移的方向和数目_______。
(2)CO(g) + N2O(g)⇌CO2(g) + N2(g),为提高该反应速率,采取的措施是_______。
A. 升温 B. 恒容再充入氨气 C. 恒容再充入N2O D. 恒压再充入N2
在总压为100 kPa的恒容密闭容器中,充入一定量的CO(g)和N2O(g)发生上述反应,在不同条件下达到平衡时,在T1 K时N2O的转化率与的变化曲线以及在时N2O的转化率与的变化曲线如图所示:
(3)N2O转化率随的变化曲线为_______曲线(填“I”或“II”);
(4)T1 _______ T2(填“>”或“<”),该判断的理由是_______。
(5)T4时,计算该反应的平衡常数K = _______(保留两位有效数字)。
(6)如图是CO−空气燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。a电极的电极反应式为_______。
【答案】(1) ①. -361.22kJ/mol ②. (2)AC
(3)Ⅱ (4) ①. > ②. 已知曲线I表示N2O的转化率随的变化,由于正反应方向放热,则温度越低(越大)N2O的转化率越大,故T1 > T2
(5)3.4 (6)CO+4OH--2e-=CO+2H2O
【解析】
【小问1详解】
CO(g)+N2O(g)⇌CO2(g)+N2(g) △H=生成物总能量-反应物总能量=-361.22kJ/mol;该反应中碳失去电子,化合价升高,氮得到电子,则用单线桥表示该反应电子转移的方向和数目为:;
【小问2详解】
A.升温,k增大,则v增大,A正确;
B.氨气不参加反应,恒容再充入氨气,反应物浓度不变,反应速率不变,B错误;
C.恒容时,再充入N2O,c(N2O)增大,则v增大,C正确;
D.恒压时,再充入N2,c(N2O)减小,则v减小,D错误;
故选AC;
【小问3详解】
越小,N2O的转化率越大,则表示N2O的转化率随的变化曲线为Ⅱ;
【小问4详解】
该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,N2O的转化率减小,由图中曲线I可知,越大,N2O的转化率越大,所以温度T1大于T2,故答案为:>;已知曲线I表示N2O的转化率随的变化,由于正反应方向放热,则温度越低(越大)N2O的转化率越大,故T1 > T2 ;
【小问5详解】
由图可知,该反应在T4时,,该反应的分压平衡常数;故答案为:3.4;
【小问6详解】
a是负极,a电极CO失电子发生氧化反应,a电极的电极反应式为CO+4OH--2e-=CO+2H2O。
四、化学与生活
10. 化学与生活联系紧密。下列说法正确的是
A. 医用消毒酒精中乙醇的浓度为95 %
B. 氨基酸和核酸都是构成生命物质的生物大分子
C. 二氧化氯和明矾用于水处理时的原理不同
D. 供糖尿病患者食用的“无糖食品”专指不含蔗糖的食品
【答案】C
【解析】
【详解】A.医用消毒酒精的浓度通常为75%,而非95%,高浓度酒精无法有效杀灭细菌,故A错误;
B.氨基酸是蛋白质的单体,属于小分子,而核酸是生物大分子,故B错误;
C.二氧化氯通过强氧化性消毒,明矾通过水解生成胶体吸附杂质,原理不同,故C正确;
D.无糖食品指不含葡萄糖、果糖等所有添加糖,并非仅不含蔗糖,故D错误;
答案选C。
11. 某种超分子的结构如图所示(已知:−Me为甲基)。下列说法正确的是
A. 电负性:F > O > N > H > C
B. 该超分子中涉及的元素均为元素周期表p区元素
C. 超分子具有分子识别和自组装的特征
D. 该超分子形成的B−N配位键中,N原子提供孤电子对
【答案】CD
【解析】
【详解】A.同周期主族元素,随着原子序数递增,电负性增大,C的非金属性比H大,电负性:F > O > N > C > H,A错误;
B.H元素均为元素周期表s区元素,B错误;
C.超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体,具有分子识别和自组装的特征,C正确;
D.该超分子形成的B−N配位键中,N原子提供孤电子对,B提供空轨道,D正确;
故选CD。
12. 碘番酸可用于X射线的口服造影液,其合成路线如图所示。
已知:R−COOH + R’−COOH+ H2O
(1)J中氮原子的杂化方式为_______。
(2)B无支链,B的名称为_______,B的一种同分异构体中只有一种环境的氢原子,则其结构简式为_______。
(3)A与新制氢氧化铜反应的方程式为_______。
(4)G中有乙基,则G的结构简式为_______。
(5)碘番酸中的碘在苯环不相邻的碳原子上,碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为193,J→碘番酸的反应类型为_______;碘番酸的结构简式为_______,其含有的官能团名称为_______。
(6)根据上述信息,写出以邻甲基苯甲醛和乙酸为主要原料制备的合成路线_______。
【答案】(1)sp3杂化
(2) ①. 丁酸 ②.
(3)CH3CH2CH2CHO + 2Cu(OH)2 + NaOHCH3CH2CH2COONa + Cu2O↓+ 3H2O
(4) (5) ①. 取代反应 ②. ③. 碳碘键、氨基、羧基
(6)
【解析】
【分析】A可与新制氢氧化铜反应,则A为醛类物质,其可能的结构简式为CH3CH2CH2CHO或CH3CH(CH3)CHO,醛被氧化成CH3CH2CH2COOH或CH3CH(CH3)COOH,因为B无支链,则B一定是CH3CH2CH2COOH,A是CH3CH2CH2CHO;CH3CH2CH2COOH发生信息反应生成CH3CH2CH2COOCOCH2CH2CH3,则D为CH3CH2CH2COOCOCH2CH2CH3;E不饱和度为5,最终转化为J,推测E的结构简式为;E在浓硫酸作用下,与发烟硝酸共热发生硝化反应生成F();在催化剂作用下,F与CH3CH2CH2COOCOCH2CH2CH3反应生成CH3CH2CH2COOH和G,可以判断硝基没有发生变化,只能是醛基发生了变化,结合G的分子式C11H11NO4,原来醛基所在的侧链的化学式为-C5H7O2,其不饱和度为2,已知G中有乙基,再结合J的结构简式中有羧基的存在,则该侧链上一定有1个碳碳双键,最可能是醛基上的氧原子与CH3CH2CH2COOH中的2个α氢原子结合成水进而形成碳碳双键,则G为;G在镍做催化剂条件下,与铝、氢氧化钠发生还原反应后,调节溶液pH生成J。因为碘番酸中的碘在苯环不相邻的碳原子上,则说明是碘原子取代了苯环上的氢原子,每取代1个氢原子,相对分了质量增加(127-1)=126,而实际相对分了质量增加了(571-193)=378,378÷126=3,即有3个碘原子取代了3个氢原子,所以碘番酸的结构简式为。
【小问1详解】
J中氮原子形成3个共价键,且存在1对孤电子对,杂化方式为sp3杂化;
【小问2详解】
由分析,B为CH3CH2CH2COOH,名称为丁酸,B含有4个碳,2个氧、不饱和度为1,它的一种同分异构体中只有一种环境的氢原子,则其结构对称且应该为成环结构,结构简式为;
【小问3详解】
A为CH3CH2CH2CHO,其含有醛基,与新制氢氧化铜反应生成羧酸盐和氧化亚铜沉淀,方程式为CH3CH2CH2CHO + 2Cu(OH)2 + NaOHCH3CH2CH2COONa + Cu2O↓+ 3H2O;
【小问4详解】
由分析,G为;
【小问5详解】
由分析,碘原子取代了苯环上的氢原子生成碘番酸,反应为取代反应,碘番酸的结构简式为,其含有的官能团名称为氨基、碳碘键、羧基;
【小问6详解】
乙酸可以催化发生已知反应原理转化为CH3COOCOCH3,邻甲基苯甲醛发生硝化反应在甲基邻位引入硝基,然后再和CH3COOCOCH3反应生成,然后发生G生成J的原理转化为产物,故流程为:。
五、高效消毒剂
13. 氯胺(NH2Cl)是一种长效缓释有机氯消毒剂,具有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4~5倍。下列有关氯胺的说法不正确的是
A. 氯胺的电子式为 B. 氯胺中氯的化合价为+1价
C. 氯胺的消毒原理与漂白粉相似 D. 氯胺与水反应后的产物为NH2OH(羟胺)和HCl
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.氮原子与氢原子、氯原子之间形成1对共用电子对,电子式为,故正确;
B.由于氯胺(NH2Cl)有强氧化性,说明氯元素化合价显正价,H为+1,N为-3价,根据化合价规则可知,NH2Cl中氯元素的化合价为+1价,B正确;
C.氯胺(NH2Cl)有强氧化性,漂白粉因为含有Ca(ClO)2而具有强氧化性能杀菌消毒,所以NH2Cl的消毒原理与漂白粉相似,C正确;
D.NH2Cl中氯元素的化合价为+1价,所以氯胺的水解可看作NH2-Cl和HO-H互相交换形成NH3和ClOH,D错误;
故选D。
14. 高铁酸钾(K2FeO4)具有高效的消毒作用,为一种新型非氯高效消毒剂。已知:K2FeO4易溶于水、微溶于浓碱溶液,不溶于乙醇,在0~5 ℃的强碱性溶液中较稳定。
I.湿法制备高铁酸钾:实验室中常用KClO在强碱性介质中与Fe(NO3)3溶液反应制备K2FeO4,装置如图所示(夹持装置略)。
(1)氯气的发生装置可以选择图中的_______(用图中的大写字母表示)。
(2)洗涤高铁酸钾粗品时选用乙醇的目的是_______。
(3)装置A中所用的浓盐酸浓度为11.6 mol/L,现欲用其配制90 ml、0.6 mol/L的稀溶液,则需要量取_______mL浓盐酸,量取所用的量筒的规格为_______(填“10 mL”、“25 mL”或“50 mL”),若所配制的稀溶液浓度偏大,则可能的原因是_______。
A.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
B.量取浓溶液时,仰视液面
C.未经冷却,立即转移至容量瓶定容
D.定容时,仰视液面
(4)制备高铁酸钾,将产生的氯气通入F→D→E顺序连接的装置中,则通入F中的目的是_______。
(5)写出KClO在强碱性介质中与Fe(NO3)3反应生成K2FeO4的离子方程式:_______。
Ⅱ.干法制备高铁酸钾分两步进行
(6)第一步反应为:2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2NaSO4+O2↑,该反应中被氧化的元素为_______,氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______;
第二步反应为:Na2FeO4+2KCl=K2FeO4+2NaCl
(7)实验室用100mL 2.00mol·L-1的FeSO4溶液发生上述反应,产品经干燥后得到纯品35.0g,则K2FeO4的产率为_______(保留一位小数)。
【答案】(1)A (2)高铁酸钾易溶于水,不溶于乙醇,选用乙醇洗涤高铁酸钾粗品时可以减少高铁酸钾的损失
(3) ①. 5.2 ②. 10mL ③. BC
(4)除去氯气中混有的HCl
(5)2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O
(6) ①. FeSO4中的+2价的Fe、NaO2O2中部分-1价的O ②. 5:3
(7)88.4%
【解析】
【分析】分析题给装置,A、B、C、D均为发生装置,浓盐酸与MnO2在加热条件下反应生成MnCl2、Cl2和H2O,将Cl2通入装置D中,Cl2与KOH反应生成KClO,KClO在强碱性介质中与Fe(NO3)3溶液反应制得K2FeO4。F为除杂装置,用于除去Cl2中混有的HCl气体,装置E为尾气吸收装置。据此分析。
【小问1详解】
实验室中通过浓盐酸与MnO2在加热条件下反应制取Cl2,装置A中有加热装置,装置B、C均没有加热装置,故选择图中的装置A作为氯气的发生装置,答案为:A;
【小问2详解】
由题给信息可知,高铁酸钾易溶于水,微溶于浓碱溶液,不溶于乙醇,因此为防止洗涤过程中高铁酸钾因溶解而产生损耗,选择乙醇洗涤高铁酸钾粗品。答案为:高铁酸钾易溶于水,不溶于乙醇,选用乙醇洗涤高铁酸钾粗品时可以减少高铁酸钾的损失;
【小问3详解】
没有规格为90mL的容量瓶,有规格为100mL的容量瓶,因此应选择配制100mL 0.6mol/L稀溶液。根据c浓V浓=c稀V稀,可计算出需要量取浓盐酸的体积V浓=。根据量筒选择“大而近”原则,应选择规格为10mL的量筒进行量取。
A.因为定容过程中需要加入蒸馏水,因此容量瓶中有少量蒸馏水不会影响配制溶液的浓度,A项错误;
B.量取浓溶液时,仰视液面,实际量取的浓盐酸体积大于5.2mL,最终导致所配制的稀盐酸浓度偏大,B项正确;
C.未经冷却,立即移液、定容,会因热胀冷缩导致定容时加入的蒸馏水少,最终导致配制的溶液浓度偏大,C项正确;
D.定容时,仰视液面,会导致加入的蒸馏水过多,从而导致配制的溶液浓度偏小。D项错误;
答案为:5.2;10mL;BC;
【小问4详解】
装置A中制得的Cl2混有挥发出的HCl,将产生的氯气通入装置F中,可以除去混有的HCl。答案为:除去氯气中混有的HCl;
【小问5详解】
根据得失电子守恒,可知ClO在强碱性介质中与Fe(NO3)3反应生成K2FeO4的离子方程式为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O;答案为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O;
【小问6详解】
反应中Fe元素化合价由+2价升至+6价,1个过氧根离子中的O元素化合价升高变为0价。5个过氧根离子中的O元素化合价由-1价降为-2价,因此该反应中被氧化的元素为FeSO4中的+2价的Fe、Na2O2中部分-1价的O;氧化剂为Na2O2,还原剂为FeSO4和Na2O2,二者的物质的量之比为5:3。答案为:FeSO4中的+2价的Fe、NaO2O2中部分-1价的O;5:3;
【小问7详解】
理论上FeSO4完全转化为K2FeO4,则生成K2FeO4质量=,则K2FeO4的产率=。答案为:88.4%。
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2024-2025学年上海市上海中学高三化学第三次
可能用到的原子量:H−1 O−16 S−32 K−39 Ti−48 Fe−56 I−127 Ba−137
一、工业脱硫
1. 敦煌壁画是我国灿烂的艺术瑰宝,也是颜料应用的重要科技史料。下列有关我国传统颜料主要成分的变化,发生氧化还原反应的是
A. 骨白遇氟盐转化为
B. 铅白遇得到黑色
C. 石绿受热分解得到黑色
D. 石黄(和)在地表逐渐转化为硫酸盐
2. 下列离子方程式书写错误的是
A. FeCl2溶液中通入Cl2:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−
B. 澄清石灰水与少量小苏打溶液混合:Ca2++OH−+=CaCO3↓+H2O
C. 碳酸钙与醋酸反应:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO−+H2O+CO2↑
D. 过量的NaHSO4与Ba(OH)2溶液反应:Ba2++OH−+H++=BaSO4↓+H2O
3. SO2的价层电子对空间结构为_______,的空间结构为_______。
A.平面三角形 B.角形 C.三角锥形 D.正四面体形
4. 下列关于实验现象的解释或结论中,错误的是
选项
实验操作
试剂A
现象
结论
A
高锰酸钾的酸性溶液
紫色褪去
SO2有还原性
B
盐酸酸化的
BaCl2溶液
无明显变化,一段时间后出现白色沉淀
硫元素从+4价被氧化到+6价
C
新制氯水
黄绿色褪去
SO2有漂白性
D
硫化钠溶液
出现淡黄色浑浊
SO2有氧化性
A. A B. B C. C D. D
5. 在真空克劳斯法脱硫中,用K2CO3溶液吸收H2S。
电离平衡常数
H2CO3
H2S
Ka1
4.2×10−7
5.6×10−8
Ka2
5.6×10−11
1.2×10−15
(1)下列关于K2CO3溶液中微粒关系正确的是_______。
A. [OH−] > [] B. [H+] > []
C. [OH−] = [H+] + [] + 2[H2CO3] D. 2[K+] = [] + [] + [H2CO3]
(2)K2CO3溶液吸收少量H2S的离子方程式为_______。
6. 我国科学家设计如图所示的光电催化体系,可以实现烟气脱SO2。若参与反应的O2为0.2 mol,实现烟气脱SO2的体积(标准状况)为_______L。
二、钡及其化合物
7. 毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:
(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨,目的是_______。
(2)一系列操作是指将滤液经过_______、冷却结晶、_______、洗涤,最后获得氯化钡晶体。
(3)加入NH3·H2O调节pH = 8可除去_______(填离子符号),滤渣Ⅱ中含_______(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量,原因是_______。[已知:Ksp(BaC2O4) = 1.6×10−7,Ksp(CaC2O4) = 2.3×10−9]
Ca2+
Mg2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀时的pH
13.9
11.1
3.2
(4)常温下,0.2 mol/L的BaCl2·H2O与等浓度的氟化铵溶液反应,可得到氟化钡沉淀。已知Ksp(BaF2) = 1.84×10−7,当钡离子沉淀完全时,至少需要氟离子浓度为_______(结果保留三位有效数字)。
(5)已知由钡和钛等元素构成的化合物BTTO的晶胞结构如图所示,晶胞的边长为a nm。NA为阿伏加德罗常数的值。方程式BaCO3 + XBaTiO3 + CO2,X的化学式为_______,晶体中Ti4+周围距离最小且相等的Ba2+有_______个,BTTO的密度为_______ g·cm−3。
(6)写出Ti元素的基态原子价层电子轨道表示式_______,一定量Fe2+的存在有利于TiO2+水解工艺的进行,常用于二氧化钛的制备,因此在水解之前,先要测定Fe2+的含量。实验室常用高锰酸钾的酸性溶液进行滴定,滴定至终点的现象是_______。
三、CO处理、回收利用
8. 化合物是一种高效、安全的氧化性消毒剂,所含的5种元素均位于短周期,其中X、Y、Z是同一周期相邻的三种元素,X、Z的基态原子价层p轨道均有两个未成对的电子,E元素的焰色为黄色,M原子的核外电子数是X和E的原子序数之和。下列说法正确的是
A. 第一电离能:X<Y<Z
B. 简单氢化物的沸点:Z>M
C. YM3的空间结构为平面三角形
D. Z和E形成的两种常见的二元化合物均为碱性氧化物
9. CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g) + N2O(g)⇌CO2(g) + N2(g)。在Zn*作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。
(1)总反应:CO(g) + N2O(g)⇌CO2(g) + N2(g) ΔH = _______;用单线桥表示该反应电子转移的方向和数目_______。
(2)CO(g) + N2O(g)⇌CO2(g) + N2(g),为提高该反应速率,采取的措施是_______。
A. 升温 B. 恒容再充入氨气 C. 恒容再充入N2O D. 恒压再充入N2
在总压为100 kPa的恒容密闭容器中,充入一定量的CO(g)和N2O(g)发生上述反应,在不同条件下达到平衡时,在T1 K时N2O的转化率与的变化曲线以及在时N2O的转化率与的变化曲线如图所示:
(3)N2O转化率随的变化曲线为_______曲线(填“I”或“II”);
(4)T1 _______ T2(填“>”或“<”),该判断的理由是_______。
(5)T4时,计算该反应的平衡常数K = _______(保留两位有效数字)。
(6)如图是CO−空气燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。a电极的电极反应式为_______。
四、化学与生活
10. 化学与生活联系紧密。下列说法正确的是
A. 医用消毒酒精中乙醇的浓度为95 %
B. 氨基酸和核酸都是构成生命物质的生物大分子
C. 二氧化氯和明矾用于水处理时的原理不同
D. 供糖尿病患者食用的“无糖食品”专指不含蔗糖的食品
11. 某种超分子的结构如图所示(已知:−Me为甲基)。下列说法正确的是
A. 电负性:F > O > N > H > C
B. 该超分子中涉及的元素均为元素周期表p区元素
C. 超分子具有分子识别和自组装的特征
D. 该超分子形成的B−N配位键中,N原子提供孤电子对
12. 碘番酸可用于X射线的口服造影液,其合成路线如图所示。
已知:R−COOH + R’−COOH+ H2O
(1)J中氮原子的杂化方式为_______。
(2)B无支链,B的名称为_______,B的一种同分异构体中只有一种环境的氢原子,则其结构简式为_______。
(3)A与新制氢氧化铜反应的方程式为_______。
(4)G中有乙基,则G的结构简式为_______。
(5)碘番酸中的碘在苯环不相邻的碳原子上,碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为193,J→碘番酸的反应类型为_______;碘番酸的结构简式为_______,其含有的官能团名称为_______。
(6)根据上述信息,写出以邻甲基苯甲醛和乙酸为主要原料制备的合成路线_______。
五、高效消毒剂
13. 氯胺(NH2Cl)是一种长效缓释有机氯消毒剂,具有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4~5倍。下列有关氯胺的说法不正确的是
A. 氯胺的电子式为 B. 氯胺中氯的化合价为+1价
C. 氯胺的消毒原理与漂白粉相似 D. 氯胺与水反应后的产物为NH2OH(羟胺)和HCl
14. 高铁酸钾(K2FeO4)具有高效的消毒作用,为一种新型非氯高效消毒剂。已知:K2FeO4易溶于水、微溶于浓碱溶液,不溶于乙醇,在0~5 ℃的强碱性溶液中较稳定。
I.湿法制备高铁酸钾:实验室中常用KClO在强碱性介质中与Fe(NO3)3溶液反应制备K2FeO4,装置如图所示(夹持装置略)。
(1)氯气的发生装置可以选择图中的_______(用图中的大写字母表示)。
(2)洗涤高铁酸钾粗品时选用乙醇的目的是_______。
(3)装置A中所用的浓盐酸浓度为11.6 mol/L,现欲用其配制90 ml、0.6 mol/L的稀溶液,则需要量取_______mL浓盐酸,量取所用的量筒的规格为_______(填“10 mL”、“25 mL”或“50 mL”),若所配制的稀溶液浓度偏大,则可能的原因是_______。
A.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
B.量取浓溶液时,仰视液面
C.未经冷却,立即转移至容量瓶定容
D.定容时,仰视液面
(4)制备高铁酸钾,将产生的氯气通入F→D→E顺序连接的装置中,则通入F中的目的是_______。
(5)写出KClO在强碱性介质中与Fe(NO3)3反应生成K2FeO4的离子方程式:_______。
Ⅱ.干法制备高铁酸钾分两步进行
(6)第一步反应为:2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2NaSO4+O2↑,该反应中被氧化的元素为_______,氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______;
第二步反应为:Na2FeO4+2KCl=K2FeO4+2NaCl
(7)实验室用100mL 2.00mol·L-1的FeSO4溶液发生上述反应,产品经干燥后得到纯品35.0g,则K2FeO4的产率为_______(保留一位小数)。
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