内容正文:
2025~2026学年上学期高三期初考试
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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 O-16 K-39 Fe-56
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法不正确的是
A. 胶体区别于其它分散系本质是胶体的分散质粒子直径在之间
B. 只含有一种元素的物质,可能是纯净物也可能是混合物
C. 蛋白质水溶液能产生丁达尔现象
D. 难溶于水,其水溶液不导电,所以为非电解质
2. 下列说法正确的是
A.基态锂原子最高能级的电子云轮廓图
B.分子的空间填充模型
C.顺-2-丁烯的分子结构模型
D.基态氮原子的电子排布图
A. A B. B C. C D. D
3. 实验室用检验的离子方程式为。下列有关说法不正确的是
A. 在中,提供空轨道,给出孤对电子
B. 含键
C. 氮元素电负性强于碳元素
D. 的电子式为
4. 下列离子反应方程式书写错误的是
A. AgCl浊液中通入变黑:
B. 向硝酸银溶液中滴加过量稀氨水:
C. 向碳酸钠溶液中通入等物质的量的氯气:
D. 用亚硫酸钠溶液吸收过量氯气:
5. 下列装置能实现相应实验目的的是
A.测定中和反应反应热
B.用甲基橙作指示剂进行滴定
C.蒸干溶液制备无水
D.探究铁的析氢腐蚀
A. B. C. D.
6. 非洛地平具有降血压的作用,其结构简式如图所示,下列关于非洛地平的说法错误的是
A. 该分子的化学式为:
B. 该分子能与反应
C. 光照下与氯气反应,苯环上的键不增多
D. 该分子在催化剂存在下与足量的氢气反应,最多消耗
7. 短周期主族元素、、、原子序数依次增大,原子最外层电子数是其核外电子总数的,Y是地壳中含量最多的元素,同周期主族元素中原子半径最大,原子的核外电子数是原子与原子的核外电子数之和。下列叙述正确的是
A. 原子半径的大小顺序:
B. 元素非金属性由强到弱的顺序:
C. 简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序:
D. 与形成的两种化合物中的化学键和晶体类型均相同
8. 以含镓废料[主要成分为]制备半导体材料GaN的工艺流程如下。已知:Ga和Al的性质相似。下列说法错误的是
A. “操作X”需使用蒸发皿、玻璃棒、酒精灯
B. 可用溶液检验气体a中的
C. “加热脱水”可用HCl气体代替
D. “合成”产生的气体b可循环利用
9. NH3脱NO的一种MnO2催化机理示意图如图。下列说法错误的是
A. 催化过程中Mn的配位数和化合价没有改变
B. MnO2不能提高NH3脱NO的平衡转化率
C. 反应历程中有极性键和非极性键的断裂及生成
D. 过程总反应方程式:4NH3+4NO+O24N2+6H2O
10. 下列实验方案不能达到实验目的的是
实验目的
实验方案
A
探究气体压强增大对平衡的影响
向某容器中充入气体,达平衡后压缩容器体积为原来的一半,观察气体颜色变化
B
制备晶体
向溶液中加入乙醇
C
比较的电离程度与水解程度的大小
室温下,用计测量一定浓度某弱酸盐NaHX溶液的pH
D
氧化性:
向溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉溶液,先变橙色,后变蓝色
A. A B. B C. C D. D
11. 高分子M广泛用于牙科黏合剂等口腔护理产品,合成路线如下:
下列有关说法不正确的是
A. 试剂a是甲醇
B. 化合物B不存顺反异构
C. 有机物B和C合成M的反应是加聚反应
D. 1mol高分子M发生水解最多消耗NaOH 2mol
12. 由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池,浓度高的一极一般为正极。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可同时制得氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠,其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极)。(已知:溶液A为溶液;溶液B为溶液)
下列有关说法正确的是
A. 电池放电过程中a极产生氢气,b极产生氧气
B. c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
C. 电池从开始工作到停止放电,电解池理论上可制得60g氢氧化钠
D. a、b石墨电极均可用金属银电极代替
13. 二氧化铈可作脱硝催化剂,其立方晶胞如图甲所示。催化脱硝时,能在和之间改变氧化状态,将氧化为,并引起氧空位的形成,得到图乙。下列有关说法错误的是
A. 晶胞中,填充在形成的八面体空隙中
B. 晶体密度为为阿伏加德罗常数的值
C. 中
D. 每氧化标准状况下,生成
14. 室温时,用的标准溶液滴定15.00mL浓度相等的、和混合溶液,通过电位滴定法获得与的关系曲线如图所示(忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于时,认为该离子沉淀完全。(,,)。下列说法不正确的是
A. a点:有白色沉淀生成
B. 原溶液中的浓度为
C. 当沉淀完全时,已经有部分沉淀
D. b点:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铬系和非铬系铜镍电镀污泥均含有Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Al(Ⅲ)的氢氧化物,前者还含有Cr(Ⅲ)的氢氧化物,一种综合回收铜、镍的新工艺流程如下:
已知:
Ⅰ、FePO4、CrPO4、AlPO4、Ni3(PO4)2Ksp依次为1.3×10−22、2.4×10−23、5.8×10−19、5.0×10−31。
Ⅱ.Cr及其化合物的性质与铝类似。
回答下列问题:
(1)“电解Ⅰ”时,需严格控制电压,除了回收铜之外,第二个目是___________,可通过一种试剂证明第二个目的是否达成,该试剂为___________(填化学式)。
(2)“除杂”时,若镍离子浓度为0.05mol·L−1,则应调整溶液中PO浓度范围为________ mol·L−1 (溶液中离子浓度≤10-5mol·L−1时,认为该离子沉淀完全;=3.2)。
(3)“转溶”时,氢氧化钠加入量不宜过多,其原因为___________(用离子方程式表示)。
(4)“浸出Ⅱ”时,采取了多次浸取的方式,其目的为___________。
(5)“萃取Ⅱ”时,发生的反应为Cu(NH3)+2HR=CuR2+2NH+2NH3和Ni(NH3)+2HR=NiR2+2NH+4NH3和,则“反萃取Ⅱ”时含铜微粒发生反应的离子方程式为___________。
(6)“电解Ⅱ”时,若维持电流强度为0.5A,电流效率为90%,电解8min,理论上可获得铜___________g.(已知:电流效率是指电解时电极上实际沉积与理论沉积物质的量之比,F=96500C·mol-1)
(7)流程中除了有机相之外,可以循环利用的物质还有___________(填化学式)。
16. 某研究性学习小组请你参与“研究铁与水蒸气反应所得固体物质成分、性质及再利用”实验探究,并回答下列问题:
探究一:设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略) 。
(1)硬质玻璃管 B 中发生反应的化学方程式为:________________________________。
(2)装置 D的作用是_______________________。
探究二:设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B 中黑色固体的成分(已知酸性KMnO4溶液能与盐酸发生反应)。
(3)待硬质玻璃管 B 冷却后,取少许其中的固体物质继续进行如下实验:
①试剂A是________,现象2为___________________ 。
②若现象1中溶液未变血红色,请从硬质玻璃管B中固体物质的成分分析可能的原因:________________________________________________________________________。
探究三:某学习小组设计用硬质玻璃管B中固体制备Fe3O4纳米材料的流程示意图如下:
已知:①浊液B中铁元素以FeOOH形式存在;
②在操作I中,相同条件下测得Fe3O4的产率与的关系如下图所示。
(4)在滤液A转化为浊液B反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2,目的是_________。
(5)设浊液B中FeOOH的物质的量为amol,滤液A中的铁元素的物质的量为bmol。为使Fe3O4的产率最高,则=_________。(填数值,保留3位有效数字)
17. 我国科研团队将工业废气中的CO2在催化条件下还原,实现了CH3OH的绿色合成。主要反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)对反应Ⅰ:
①已知:,图中表示与T之间的关系正确的是___________(填字母)。
②相对能量及其部分反应历程关系如图(A1~A4,B1~B4表示过渡态)。反应更容易按路径___________(填A或B)发生,该路径中形成过渡态___________(填编号)的反应速率最慢。
③下列说法正确的是___________。
A.平衡时,v(CH3OH)=v(H2)
B.催化剂降低了反应的活化能,可以增大平衡转化率
C.恒温密闭的刚性容器中,CO2的分压不变时体系达到平衡状态
D.反应过程中催化剂可能会“中毒”,需对反应气进行净化处理
(2)在恒压密闭容器中,分别按投料比[n(H2)∶n(CO2)]为3∶1和4∶1通入气体,若只发生反应Ⅰ和Ⅱ,CO2的平衡转化率α及CH3OH的选择性S随温度的变化曲线如图所示。
①投料比为4∶1时,CO2的平衡转化率曲线为___________(填“e”或“f”)。
②温度升高,CH3OH选择性降低、CO2的平衡转化率升高的原因是___________。
③投料比为3∶1、温度为320℃时,反应Ⅱ的平衡常数Kx=___________(写出计算式即可,用物质的量分数代替平衡浓度)。
已知:
18. 化合物H是合成雌酮激素的中间体,科学家们采用如下合成路线:
已知:
回答下列问题:
(1)B的结构简式为_______。
(2)B→C,C→D的反应类型分别是_______,_______。
(3)F中官能团的名称为_______。
(4)D通过聚合反应可形成一种高分子,该反应的化学方程式为_______。
(5)E的同分异构体中符合下列条件的有_______种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应
②苯环上有三个取代基且其中两个为酚羟基
③分子中含有甲基
其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为6:2:2:1:1的有机物的结构简式为_______。
(6)写出以苯和为原料制备化合物的合成路线_______(参照以上合成路线,其他试剂任选)。
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2025~2026学年上学期高三期初考试
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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 O-16 K-39 Fe-56
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法不正确的是
A. 胶体区别于其它分散系的本质是胶体的分散质粒子直径在之间
B. 只含有一种元素的物质,可能是纯净物也可能是混合物
C. 蛋白质水溶液能产生丁达尔现象
D. 难溶于水,其水溶液不导电,所以为非电解质
【答案】D
【解析】
【详解】A.胶体的本质特征是其分散质粒子直径在1nm~100nm之间,A正确;
B.只含一种元素的物质可能为纯净物(如O2)或混合物(如O2和O3的混合),B正确;
C.蛋白质分子大小在胶体范围内,其水溶液属于胶体,能产生丁达尔现象,C正确;
D.CaCO3虽难溶,但溶于水的部分完全电离,属于强电解质,D错误;
故答案为D。
2. 下列说法正确的是
A.基态锂原子最高能级的电子云轮廓图
B.分子的空间填充模型
C.顺-2-丁烯的分子结构模型
D.基态氮原子的电子排布图
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态锂原子最高能级的排布式为2s1,电子云轮廓图,故A错误;
B.分子的空间填充模型 ,故B正确;
C.顺-2-丁烯的分子结构模型为:,故C错误;
D.基态氮原子的电子排布图为: ,故D错误。
答案为:B。
3. 实验室用检验的离子方程式为。下列有关说法不正确的是
A. 在中,提供空轨道,给出孤对电子
B. 含键
C. 氮元素电负性强于碳元素
D. 的电子式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.Fe3+提供空轨道,CN−给出孤对电子,形成配位键,A正确;
B.配位键也是σ键,所以1mol[Fe(CN)6]3−含12molσ键,B错误;
C.非金属性越强,电负性越大,所以氮元素电负性强于碳元素,C正确;
D.CN−与N2互为等电子体,CN−的电子式为,D正确;
故选B。
4. 下列离子反应方程式书写错误的是
A. AgCl浊液中通入变黑:
B. 向硝酸银溶液中滴加过量稀氨水:
C. 向碳酸钠溶液中通入等物质的量的氯气:
D. 用亚硫酸钠溶液吸收过量氯气:
【答案】D
【解析】
【详解】A.向AgCl浊液中通入。白色沉淀AgCl转化为更难溶的黑色,离子方程式为,A项正确;
B.氨水过量,银离子转化为银氨络合离子,离子方程式为:,B项正确;
C.碳酸钠与氯气反应生成氯化钠,碳酸氢钠和次氯酸,离子方程式为,C项正确;
D.氯气具有强氧化性,能将氧化,氯气过量将全部氧化为,离子方程式为,D项错误;
答案选D。
5. 下列装置能实现相应实验目的的是
A.测定中和反应反应热
B.用甲基橙作指示剂进行滴定
C.蒸干溶液制备无水
D.探究铁的析氢腐蚀
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.测定中和反应反应热的装置正确,中和反应为放热反应,温度计可测定反应前后溶液温度变化,进而根据参与反应的酸和碱的物质的量计算出反应热,该实验能达到实验目的,A正确;
B.甲基橙用做强酸滴定弱碱的指示剂,强碱滴定弱酸不能用甲基橙做指示剂,NaOH溶液应盛放在碱式滴定管中,而图中是酸式滴定管(有玻璃活塞),不能盛装NaOH溶液(会腐蚀玻璃活塞),B错误;
C.氯化铝溶液存在水解平衡,AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热蒸干时,HCl挥发,促进水解平衡正向移动,最终得到的是Al(OH)3,而不是无水AlCl3,该装置不能实现实验目的,C错误;
D.析氢腐蚀是在酸性条件下发生的,而图中是食盐水(中性环境),铁钉发生的是吸氧腐蚀,不是析氢腐蚀,该装置不能实现实验目的,D错误;
故答案为:A。
6. 非洛地平具有降血压的作用,其结构简式如图所示,下列关于非洛地平的说法错误的是
A. 该分子的化学式为:
B. 该分子能与反应
C. 光照下与氯气反应,苯环上的键不增多
D. 该分子在催化剂存在下与足量的氢气反应,最多消耗
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据结构可知,该分子的化学式为:,A正确;
B.该分子有2mol酯基和2mol碳氯键,1mol酯基与1molNaOH反应,苯环上1molC-Cl键可与2molNaOH反应,共可以与6molNaOH的水溶液反应,B正确;
C.光照条件下只有sp3杂化的碳与氯气反应,苯环不反应,苯环上的键不增多,C正确;
D.1 mol该分子含2mol碳碳双键和1mol苯环,在催化剂存在下与足量的氢气反应,最多消耗5molH2,D错误;
故答案为D。
7. 短周期主族元素、、、原子序数依次增大,原子最外层电子数是其核外电子总数的,Y是地壳中含量最多的元素,同周期主族元素中原子半径最大,原子的核外电子数是原子与原子的核外电子数之和。下列叙述正确的是
A. 原子半径的大小顺序:
B. 元素非金属性由强到弱的顺序:
C. 简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序:
D. 与形成的两种化合物中的化学键和晶体类型均相同
【答案】A
【解析】
【分析】、、、是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y是地壳中含量最多的元素,则Y为O元素;原子最外层电子数是其核外电子总数的,设其最外层电子数为a,则,解得a=4,故X为C元素;同周期主族元素中原子半径最大,则Z为第三周期的Na元素;原子的核外电子数是原子的核外电子数(6)与原子的核外电子数(11)之和,则R为17号元素Cl,综上,、、、依次为C、O、Na、Cl元素。
【详解】A.一般而言,电子层数越多,原子半径越大,当电子层数相同时,核电荷数越小,原子半径越大,则原子半径:Z(Na)> R(Cl)> X(C)> Y(O),A正确;
B.X和R分别为C和Cl元素,C元素的最高价氧化物对应水化物为弱酸碳酸,Cl元素的最高价氧化物对应水化物为强酸高氯酸 (HClO4),则非金属性:Cl>C,B错误;
C.X和Y对应的简单气态氢化物分别为,非金属性:O>C,则稳定性:,C错误;
D.Y(O)与Z(Na)形成的两种化合物为Na2O、Na2O2,二者均属于离子晶体,但Na2O仅含离子键(与之间),而Na2O2含离子键(与之间)和共价键(内部),化学键类型不同,D错误;
故选A。
8. 以含镓废料[主要成分为]制备半导体材料GaN的工艺流程如下。已知:Ga和Al的性质相似。下列说法错误的是
A. “操作X”需使用蒸发皿、玻璃棒、酒精灯
B. 可用溶液检验气体a中的
C. “加热脱水”可用HCl气体代替
D. “合成”产生的气体b可循环利用
【答案】B
【解析】
【分析】镓废料加盐酸酸溶后,生成GaCl3,蒸发浓缩、冷却结晶得GaCl3﹒nH2O,含结晶水,在SOCl2存在下进行加热脱水得无水GaCl3,无水GaCl3与氨气反应得GaN,据此回答。
【详解】A.“操作X”为蒸发浓缩、冷却结晶,需使用蒸发皿、玻璃棒、酒精灯,A正确;
B.由于气体不能与反应生成白色沉淀,故不可用溶液检验气体a中的,B错误;
C.“加热脱水”时的作用是与水反应,生成二氧化硫和氯化氢,从而抑制的水解,故可用HCl气体代替,C正确;
D.“合成”产生的气体b为HCl,溶于水后得到盐酸,可在酸溶处循环利用,D正确;
故选B
9. NH3脱NO的一种MnO2催化机理示意图如图。下列说法错误的是
A. 催化过程中Mn的配位数和化合价没有改变
B. MnO2不能提高NH3脱NO的平衡转化率
C. 反应历程中有极性键和非极性键的断裂及生成
D. 过程总反应方程式:4NH3+4NO+O24N2+6H2O
【答案】A
【解析】
【详解】A.从图中可以看出Mn 所形成的共价键数目变化了,说明其配位数和化合价都有变化,A错误;
B.MnO2作为反应的催化剂可以加快反应速率,但不该变平衡,不能提高平衡转化率,B正确;
C.从图中可以看出,有极性键的断裂(N-H键等)和生成(O-H键等),有单质参与(O2)也有单质生成(N2),所以也有非极性键的断裂和生成,C正确;
D.根据示意图可知,反应物有 NH3、NO、O2,产物有N2、H2O,故反应为4NH3+4NO+O24N2+6H2O,D正确;
故选A。
10. 下列实验方案不能达到实验目的的是
实验目的
实验方案
A
探究气体压强增大对平衡的影响
向某容器中充入气体,达平衡后压缩容器体积为原来的一半,观察气体颜色变化
B
制备晶体
向溶液中加入乙醇
C
比较的电离程度与水解程度的大小
室温下,用计测量一定浓度某弱酸盐NaHX溶液的pH
D
氧化性:
向溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉溶液,先变橙色,后变蓝色
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.NO2存在平衡:2NO2 ⇌ N2O4(红棕色 ⇌ 无色)。压缩容器体积时,压强增大,平衡向气体分子数减少(生成N2O4)的方向移动。观察到的颜色先变深(浓度增大),后变浅(平衡移动),但最终颜色仍比原平衡深。此实验可验证压强对平衡的影响,方案可行,A不符合题意;
B.制备[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体时,向溶液中加入乙醇可降低溶解度(盐析作用),促使晶体析出。该操作符合实验目的,方案可行,B不符合题意;
C.NaHX溶液的pH可反映HX⁻的电离与水解程度。若pH>7,说明HX⁻水解为主;若pH<7,说明电离为主。通过测量pH可直接比较两者强弱,方案可行,C不符合题意;
D.向NaBr溶液中加入过量氯水,Cl2将Br⁻氧化为Br2(溶液变橙)。但过量Cl2会直接与后续加入的KI反应,生成I2(溶液变蓝)。此过程中无法排除Cl2的干扰,因此无法证明Br2的氧化性强于I2,方案不可行,D符合题意;
故选D。
11. 高分子M广泛用于牙科黏合剂等口腔护理产品,合成路线如下:
下列有关说法不正确的是
A. 试剂a是甲醇
B. 化合物B不存在顺反异构
C. 有机物B和C合成M的反应是加聚反应
D. 1mol高分子M发生水解最多消耗NaOH 2mol
【答案】D
【解析】
【分析】由图中转化关系可知,HOOCCH=CHCOOH脱水生成的C为,C与B发生加聚反应生成高分子M,则B的结构简式为CH2=CHOCH3,的结构简式为HC≡CH,可知A与CH3OH发生加成反应生成B为CH2=CHOCH3,则试剂a为甲醇。
【详解】A. 由上述分析可知,试剂a为甲醇,故A正确;
B. 化合物B为CH2=CHOCH3,不满足双键碳上连接不同的原子或原子团,则不存在顺反异构,故B正确;
C. 有机物B和C合成M反应是加聚反应,C与B发生加聚反应生成M,故C正确;
D. 1mol高分子M发生水解最多消耗NaOH 2nmol,故D错误;
故选D。
12. 由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池,浓度高的一极一般为正极。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可同时制得氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠,其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极)。(已知:溶液A为溶液;溶液B为溶液)
下列有关说法正确的是
A. 电池放电过程中a极产生氢气,b极产生氧气
B. c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
C. 电池从开始工作到停止放电,电解池理论上可制得60g氢氧化钠
D. a、b石墨电极均可用金属银电极代替
【答案】C
【解析】
【分析】由题意可知左边装置为浓差电池,右边装置为电解池。电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠,因此a电极附近应该产生硫酸,则a电极附近应是水电离的氢氧根离子放电,因此a极为阳极,b极为阴极,Ag(1)为负极,Ag(2)为正极。Ag(2)为正极,电极反应为Ag++e-=Ag,Ag(1)为负极,电极反应为Ag-e-=Ag+,溶液B中的硝酸根离子由右池透过阴离子交换膜进入左池;a极与正极相连为阳极,发生氧化反应,电极反应式为2H2O-4e-═O2↑+4H+,硫酸根离子透过交换膜c进入阳极区,故c为阴离子交换膜,b极与负极相连为阴极,电极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-,钠离子透过交换膜进入阳极区,故d为阳离子交换膜,据此作答。
【详解】A.由分析可知,电池放电过程中a极产生氧气,b极产生氢气,A错误;
B.电解过程中,两个离子交换膜之间的硫酸钠溶液中,Na+通过阳离子交换膜d进入阴极(b极)区,SO通过阴离子交换膜c进入阳极(a极)区,因此c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜,B错误;
C.电池从开始工作到停止放电,正极区硝酸银溶液的浓度将由4mol/L降低到2.5mol/L,负极区硝酸银溶液的浓度同时由1mol/L升高到2.5mol/L,正极反应可还原Ag+的物质的量为1L×(4mol/L-2.5mol/L)=1.5mol,电路中转移1.5mol电子,电解池的阴极反应生成1.5molOH-,即阴极区可制得1.5mol氢氧化钠,其质量为60g,C正确;
D.a电极为阳极,活性电极优先放电,故a电极石墨电极用金属银电极代替时银会溶解,得不到氧气,b极为阴极,电极不放电,可用银电极代替,D错误;
答案选C。
13. 二氧化铈可作脱硝催化剂,其立方晶胞如图甲所示。催化脱硝时,能在和之间改变氧化状态,将氧化为,并引起氧空位的形成,得到图乙。下列有关说法错误的是
A. 晶胞中,填充在形成的八面体空隙中
B. 晶体密度为为阿伏加德罗常数的值
C. 中
D. 每氧化标准状况下,生成
【答案】A
【解析】
【详解】A.以上面心Ce原子为研究对象,与Ce距离相等且最近的O原子有4个,由于通过该平面的Ce原子可形成2个晶胞,因此与该Ce距离相等且最近的O原子有8个,这8个O原子形成的是立方体结构,Ce4+位于O2-形成的立方体(六面体)空隙中,A错误;
B.由图甲所示,晶胞中的个数为,的个数为8,晶胞参数为a pm,晶体密度,B正确;
C.氧元素的化合价为-2价,根据化合物中各元素化合价代数和为零可得:,解得 ,C正确;
D.由题意可得到化学方程式+=+,标准状况下的物质的量为1 mol,1 mol发生反应,生成1 mol ,D正确;
故答案选A。
14. 室温时,用的标准溶液滴定15.00mL浓度相等的、和混合溶液,通过电位滴定法获得与的关系曲线如图所示(忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于时,认为该离子沉淀完全。(,,)。下列说法不正确的是
A. a点:有白色沉淀生成
B. 原溶液中的浓度为
C. 当沉淀完全时,已经有部分沉淀
D. b点:
【答案】A
【解析】
【分析】阴阳离子相同类型的难溶物,溶度积越小,越难溶,根据溶度积相关数值,溶解性:AgI<AgBr<AgCl;向浓度相等的、和混合溶液中滴加溶液,先生成AgI沉淀,最后生成AgCl沉淀;
【详解】A.根据溶度积数值,AgI难溶,先生成AgI沉淀,a点有黄色沉淀生成,故A错误;
B.如图,当滴入4.5mL标准溶液时,三种离子完全沉淀,根据三种离子浓度相等,则每种离子完全沉淀消耗1.5mL的标准溶液,则碘离子浓度为,故B正确;
C.当完全沉淀时,的浓度为,此时溶液中的浓度为,若开始沉淀,则此时的浓度为,比原溶液中的浓度0.0100mol/L要少,说明已经开始沉淀,故C正确;
D.b点时,过量,浓度最大,此时、和完全沉淀,又因为,所以各离子浓度大小关系为:,故D正确;
故选A。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铬系和非铬系铜镍电镀污泥均含有Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Al(Ⅲ)的氢氧化物,前者还含有Cr(Ⅲ)的氢氧化物,一种综合回收铜、镍的新工艺流程如下:
已知:
Ⅰ、FePO4、CrPO4、AlPO4、Ni3(PO4)2的Ksp依次为1.3×10−22、2.4×10−23、5.8×10−19、5.0×10−31。
Ⅱ.Cr及其化合物的性质与铝类似。
回答下列问题:
(1)“电解Ⅰ”时,需严格控制电压,除了回收铜之外,第二个目的是___________,可通过一种试剂证明第二个目的是否达成,该试剂为___________(填化学式)。
(2)“除杂”时,若镍离子浓度为0.05mol·L−1,则应调整溶液中PO浓度范围为________ mol·L−1 (溶液中离子浓度≤10-5mol·L−1时,认为该离子沉淀完全;=3.2)。
(3)“转溶”时,氢氧化钠加入量不宜过多,其原因为___________(用离子方程式表示)。
(4)“浸出Ⅱ”时,采取了多次浸取的方式,其目的为___________。
(5)“萃取Ⅱ”时,发生的反应为Cu(NH3)+2HR=CuR2+2NH+2NH3和Ni(NH3)+2HR=NiR2+2NH+4NH3和,则“反萃取Ⅱ”时含铜微粒发生反应的离子方程式为___________。
(6)“电解Ⅱ”时,若维持电流强度为0.5A,电流效率为90%,电解8min,理论上可获得铜___________g.(已知:电流效率是指电解时电极上实际沉积与理论沉积物质的量之比,F=96500C·mol-1)
(7)流程中除了有机相之外,可以循环利用的物质还有___________(填化学式)。
【答案】(1) ①. 将二价铁转化为三价铁 ②. K3[Fe(CN)6]或KMnO4
(2)5.8×10-14 ~ 6.4×10-14
(3)Al(OH)3+OH−=Al(OH)、Cr(OH)3+OH−=Cr(OH)
(4)提高铜、镍元素的浸取率
(5)CuR2+2H+=Cu2++2HR
(6)0.07 (7)NH3·H2O或(NH4)2CO3;Na3PO4
【解析】
【分析】铬系铜镍电镀污泥加入硫酸浸出,得到含有Cu2+、Ni2+、Fe2+、Al3+、Cr3+的滤液,电解滤液得到铜单质,同时将Fe2+氧化为Fe3+,然后加入磷酸钠得到FePO4、CrPO4、AlPO4沉淀,过滤后向沉淀中加入NaOH溶液,将磷酸盐沉淀转化为氢氧化物沉淀;非铬系铜镍电镀污泥加入氨水、碳酸铵浸取,过滤得到含有Cu(NH3)和Ni(NH3)的滤液,向滤液中加入HR进行萃取,分液后取有机相,水洗分液后加入硫酸进行反萃取,分液得到含Cu2+和Ni2+的水相,电解水相得到铜,电解液与铬系铜镍电镀污泥处理流程中除杂的滤液混合,之后再进行萃取、反萃取,得到硫酸镍。
【小问1详解】
铬系铜镍电镀污泥中Fe为二价,后续流程中得到的铁是三价,可知电解过程中除了回收铜之外,还将二价铁转化为三价铁;证明第二个目的是否达成,即检验溶液中是否还有Fe2+,可以用K3[Fe(CN)6]或KMnO4检验,若有Fe2+,现象分别为出现蓝色沉淀或紫红色褪色;
【小问2详解】
除杂的目的是使Fe3+、Cr3+、Al3+沉淀,Ni2+不沉淀,需要沉淀的三种离子中,Ksp[AlPO4]最大,所以只要保证Al3+完全沉淀,则Fe3+、Cr3+也一定完全沉淀,此时溶液中c(PO)==mol/L=5.8×10-14mol/L;Ni2+开始沉淀时c(PO)==mol/L=6.4×10-14mol/L,所以PO浓度范围为5.8×10-14 ~ 6.4×10-14mol/L;
【小问3详解】
Cr及其化合物的性质与铝类似,所以Al(OH)3、Cr(OH)3都具有两性,若NaOH过量,氢氧化物沉淀会溶解,离子方程式为Al(OH)3+OH−=Al(OH)、Cr(OH)3+OH−=Cr(OH);
【小问4详解】
根据后续流程的处理可知“浸出Ⅱ”是为了得到Cu(NH3)和Ni(NH3),多次浸取可以提高铜、镍元素的浸取率;
【小问5详解】
根据流程可知,反萃取的过程中CuR2在硫酸的作用下转化为Cu2+,离子方程式为CuR2+2H+=Cu2++2HR;
【小问6详解】
若维持电流强度为0.5A,电流效率为90%,电解8min即480s,则理论上转移电子数为mol×90%,所以获得的铜为mol×90%÷2×64g/mol=0.07g;
【小问7详解】
根据“萃取Ⅱ”时的反应可知,水相1中主要溶质为NH3·H2O、(NH4)2CO3,可以循环使用;转溶时磷酸盐沉淀转化为氢氧化物,所得滤液Ⅰ中主要溶质为Na3PO4,可以循环使用。
16. 某研究性学习小组请你参与“研究铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究,并回答下列问题:
探究一:设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略) 。
(1)硬质玻璃管 B 中发生反应的化学方程式为:________________________________。
(2)装置 D的作用是_______________________。
探究二:设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B 中黑色固体的成分(已知酸性KMnO4溶液能与盐酸发生反应)。
(3)待硬质玻璃管 B 冷却后,取少许其中的固体物质继续进行如下实验:
①试剂A是________,现象2为___________________ 。
②若现象1中溶液未变血红色,请从硬质玻璃管B中固体物质的成分分析可能的原因:________________________________________________________________________。
探究三:某学习小组设计用硬质玻璃管B中固体制备Fe3O4纳米材料的流程示意图如下:
已知:①浊液B中铁元素以FeOOH形式存在;
②在操作I中,相同条件下测得Fe3O4的产率与的关系如下图所示。
(4)在滤液A转化为浊液B反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2,目的是_________。
(5)设浊液B中FeOOH的物质的量为amol,滤液A中的铁元素的物质的量为bmol。为使Fe3O4的产率最高,则=_________。(填数值,保留3位有效数字)
【答案】 ①. 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 ②. 除去H2中的水蒸气,防止E的玻璃管破裂 ③. 稀硫酸 ④. 酸性KMnO4溶液褪色 ⑤. B中固体可能有Fe3O4 和Fe,Fe将Fe3+全部还原为Fe2+ ⑥. 加热使其分解除去,防止其在步骤⑤中继续氧化+2价铁元素 ⑦. 63.6%
【解析】
【分析】探究一:A中制取水蒸气,B中Fe和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,C收集氢气、D用于干燥氢气,E中氢气还原CuO;
(1)高温条件下,Fe和水蒸气发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气;
(2) 装置 D有除去H2中的水蒸气,防止E的玻璃管破裂的作用。
探究二:(3)铁离子和KSCN反应生成络合物而使溶液呈血红色,亚铁离子和KSCN不反应;
亚铁离子具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
探究三:B中固体(主要成分为Fe3O4和少量Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸,加入铁粉还原铁离子:2Fe3++Fe=3Fe2+,过滤过量的铁,滤液B的溶质为氯化亚铁,加入氢氧化钠溶液,生成Fe(OH)2浑浊液,向浑浊液中加入双氧水氧化:2Fe(OH)2+H2O2=2FeOOH+2H2O,反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2,再与氯化亚铁加热搅拌发生反应:2FeOOH+Fe2++2OH-Fe3O4+2H2O,过滤、洗涤、干燥得产品Fe3O4,据此分析解答。
【详解】探究一、A中制取水蒸气、B中Fe和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,C收集氢气、D用于干燥氢气,E中氢气还原CuO;
(1)高温条件下,Fe和水蒸气发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气,反应方程式为3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2,
因此,本题正确答案是:3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2;
(2) 装置 D有除去H2中的水蒸气,防止E的玻璃管破裂的作用,
因此,本题正确答案是:除去H2中的水蒸气,防止E的玻璃管破裂。
探究二:(3)铁离子和KSCN反应生成络合物而使溶液呈血红色,亚铁离子和KSCN不反应,向溶液中加入KSCN溶液呈红色,说明含有四氧化三铁,可能含有Fe;铁离子和Fe反应生成亚铁离子,不变红色说明固体中含有四氧化三铁和Fe,
①根据实验流程试剂A应是稀硫酸,亚铁离子具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以可以用酸性高锰酸钾溶液检验亚铁离子,现象2为酸性KMnO4溶液褪色,
因此,本题正确答案是:稀硫酸;酸性KMnO4溶液褪色;
②若现象1中溶液未变血红色,说明B中固体可能有Fe3O4 和Fe,Fe将Fe3+全部还原为Fe2+,
因此,本题正确答案是:B中固体可能有Fe3O4 和Fe,Fe将Fe3+全部还原为Fe2+;
探究三:(4)步骤④中,浊液D中的氢氧化亚铁与过氧化氢反应生成FeOOH,反应为:2Fe(OH)2+H2O2=2FeOOH+2H2O;步骤④中,防止其在步骤⑤中继续氧化+2价铁元素,反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2;
因此,本题正确答案是:加热使其分解除去,防止其在步骤⑤中继续氧化+2价铁元素;
(5)设浊液B中FeOOH的物质的量为amol,滤液A中的铁元素的物质的量为bmol。
则滤液A中与FeOOH反应的亚铁离子物质的量为(b-a)mol,由图可知=1.75时,Fe3O4的产率最高,则=1.75,解得:=0.636;
因此,本题正确答案是:0.636。
【点睛】本题考查了物质的制备,涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解等,本题难点是(5),要注意题给信息,正确理解题意,分析图象。
17. 我国科研团队将工业废气中CO2在催化条件下还原,实现了CH3OH的绿色合成。主要反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)对反应Ⅰ:
①已知:,图中表示与T之间的关系正确的是___________(填字母)。
②相对能量及其部分反应历程关系如图(A1~A4,B1~B4表示过渡态)。反应更容易按路径___________(填A或B)发生,该路径中形成过渡态___________(填编号)的反应速率最慢。
③下列说法正确的是___________。
A.平衡时,v(CH3OH)=v(H2)
B.催化剂降低了反应的活化能,可以增大平衡转化率
C.恒温密闭的刚性容器中,CO2的分压不变时体系达到平衡状态
D.反应过程中催化剂可能会“中毒”,需对反应气进行净化处理
(2)在恒压密闭容器中,分别按投料比[n(H2)∶n(CO2)]为3∶1和4∶1通入气体,若只发生反应Ⅰ和Ⅱ,CO2的平衡转化率α及CH3OH的选择性S随温度的变化曲线如图所示。
①投料比为4∶1时,CO2的平衡转化率曲线为___________(填“e”或“f”)。
②温度升高,CH3OH选择性降低、CO2的平衡转化率升高的原因是___________。
③投料比为3∶1、温度为320℃时,反应Ⅱ的平衡常数Kx=___________(写出计算式即可,用物质的量分数代替平衡浓度)。
已知:
【答案】(1) ①. a ②. B ③. B1到B2(或填B2已可) ④. CD
(2) ①. e ②. 反应Ⅰ是放热反应,反应Ⅱ是吸热反应,当温度升高,反应Ⅰ逆向移动,反应Ⅱ正向移动,反应Ⅱ比反应Ⅰ影响更大,CH3OH选择性降低、CO2的平衡转化率升高 ③.
【解析】
【分析】根据盖斯定律,反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ,,据此数据解答。
【小问1详解】
①对于,因、,所以T越高,越大,故图中符合条件的是a;
②从A1~A4、B1~B4,路径B活动化能小,反应更容易按路径B发生;B1到B2的能量壁垒最大,反应速率最慢;
③A.未标注反应速率的正逆,平衡时,正逆反应速率相等,且不同物质表示化学反应速率与化学计量数成正比,A错误 ;
B.催化剂降低了反应的活化能,不能影响化学平衡移动,B错误;
C.恒温密闭的刚性容器中,的分压是变量,当的分压不变时,说明已达到了平衡状态,C正确;
D.反应过程中催化剂可能会“中毒”而失效,需对反应气进入到催化剂前进行净化处理,D正确;
故答案为:a;B;B1到B2(或填B2也可);CD。
【小问2详解】
①相同条件下,投料比为时与投料比为时相比较,相当于增大了氢气量,平衡正向移动,的转化率增加,的平衡转化率曲线为e;
②反应是放热反应,反应是吸热反应,当温度升高,反应逆向移动,反应正向移动,反应正向移动的程度大于反应逆向移动的程度,从而导致选择性降低、的平衡转化率升高;
③投料比为、温度为320℃时,反应,设反应前投料,,根据转化图可知转化的,由,可知,则反应消耗的,列式计算:反应、反应,反应最终达到平衡时,平衡体系中各物质的物质的量分别为:、、、、,,则反应的。
故答案为:e;反应是放热反应,反应是吸热反应,当温度升高,反应逆向移动,反应正向移动,反应正向移动的程度大于反应逆向移动的程度,从而导致选择性降低、的平衡转化率升高;。
18. 化合物H是合成雌酮激素的中间体,科学家们采用如下合成路线:
已知:
回答下列问题:
(1)B的结构简式为_______。
(2)B→C,C→D的反应类型分别是_______,_______。
(3)F中官能团的名称为_______。
(4)D通过聚合反应可形成一种高分子,该反应的化学方程式为_______。
(5)E的同分异构体中符合下列条件的有_______种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应
②苯环上有三个取代基且其中两个为酚羟基
③分子中含有甲基
其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为6:2:2:1:1的有机物的结构简式为_______。
(6)写出以苯和为原料制备化合物的合成路线_______(参照以上合成路线,其他试剂任选)。
【答案】(1) (2) ①. 取代反应 ②. 还原反应
(3)醚键、羧基 (4)
(5) ①. 24 ②. 、
(6)
【解析】
【分析】A为,由D的结构简式,采用逆推法,参照反应条件,可确定C为,B为;由E的结构简式,参照G的结构简式,可确定F的结构简式为。
【小问1详解】
由分析可知,B的结构简式为。答案为:;
【小问2详解】
B()→C()引入了硝基,发生硝化反应(也属于取代反应),C()→D(),-NO2还原为-NH2,则反应类型分别是取代反应,还原反应。答案为:取代反应;还原反应;
【小问3详解】
F为,官能团的名称为醚键、羧基。答案为:醚键、羧基;
【小问4详解】
D为,含有-NH2和-COOH两种官能团,能发生缩聚反应形成一种高分子,该反应的化学方程式为。答案为:;
【小问5详解】
E为,同分异构体中符合下列条件:“①能发生银镜反应,②苯环上有三个取代基且其中两个为酚羟基,③分子中含有甲基”的分子中含有苯环、2个酚羟基、另一个基团含有醛基和甲基等,此基团的可能结构为:-CH2CH(CH3)CHO、-CH(CH3)CH2CHO、-C(CH3)2CHO、-CH(CH2CH3)CHO,设此取代基为R,则其可能结构为:、、、、、,共有6×4=24种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为6:2:2:1:1的有机物的结构简式为、 。答案为:24;、;
【小问6详解】
以苯和为原料制备化合物,则需制得,逆推又需制得,从而得出合成路线为:。答案为:。
【点睛】合成有机物时,常采用逆推法。
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