内容正文:
厦门一中2025届高三年化学科试卷
说明:1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 Na-23 O-16 Cl-35.5 Ti-48 Fe-56
一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1. 《天工开物》记载:凡煎卤未即凝结,将皂角椎碎,和粟米糠二味,卤沸之时,投入其中搅和,盐即顷刻结成,盖皂角“结盐”,犹石膏之结腐也。文中的“结盐”相当于下列化学实验操作中的
A. 过滤 B. 升华 C. 结晶 D. 萃取
2. 冬春季是病毒性感冒高发期,药物奥司他韦能有效治疗甲型和乙型流感,其分子结构如下图所示,下列说法错误的是
A. 分子式为
B 1 mol奥司他韦最多能与2 mol NaOH反应
C. 1 mol奥司他韦最多能与1 mol氢气发生加成反应
D 奥司他韦分子中含有4个手性碳原子
3. 用FeCl2和NaBH4制备纳米零价铁的反应为FeCl2+2NaBH4+6H2O=Fe+2B(OH)3+2NaCl+7H2↑。NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法错误的是
A. 每生成28gFe,转移的电子数为1NA
B. 0.5molNaBH4晶体中键的数目为2NA
C. 0.5molB(OH)3中sp3杂化的原子数为1.5NA
D. 1L0.1mol/LFeCl2溶液中Fe2+的数目小于0.1NA
4. 现有下列实验探究摩尔盐的化学性质。
装置
实验
试剂a
现象
①
紫色石蕊溶液
溶液变红色
②
过量NaOH溶液
产生白色沉淀
③
酸性KMnO4溶液
KMnO4溶液褪色
④
溶液
产生蓝色沉淀
下列解释相应实验现象的离子方程式错误的是
A. ①中溶液变红:;
B. ②中产生白色沉淀:
C. ③中溶液褪色:
D. ④中产生蓝色沉淀:
5. 一种由短周期四种元素W、X、Y、Z组成的化合物Q有广泛应用,其结构示意图如图。其中X和Y位于同一主族,W和Z可形成一种常见的碱性气体。下列有关说法正确的是
A. Q中X与Y的杂化方式完全相同 B. Q分子间可形成较强的氢键作用
C. Q中第一电离能最大的是Z原子 D. Q可用于制作阻燃剂和防火材料
6. 从炼钢粉尘(主要含和)中提取锌流程如下:
“盐浸”过程转化为,并有少量和浸出。下列说法错误的是
A. “盐浸”过程若浸液下降,需补充
B. “滤渣”的主要成分为
C “沉锌”过程发生反应
D. 应合理控制用量,以便滤液循环使用
7. 环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是
A. 环六糊精属于低聚糖
B. 可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
C. 图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D. 非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
8. 科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池可作储能设备如图所示,关闭开关b,CCl4中Cl2的含量降低。
下列说法正确的是
A. 放电时,钛电极的反应:
B. 放电时,Cl-透过多孔碳电极向NaCl溶液中迁移
C. 放电时NaCl溶液的浓度和pH均增大
D. 充电过程中,CCl4吸收0.25molCl2,钛电极质量理论上增加23g
9. 磺酰氯(SO2Cl2)是极易水解的无色发烟液体,沸点为69.1°C。实验室可通过反应SO2(g) + Cl2(g) SO2Cl2(l) ΔH< 0制备,实验装置如图所示,下列说法正确的是
A. 冷凝管中的活性炭的主要作用为吸附
B. 装置①中圆底烧瓶中的固体药品可能为KMnO4、KClO3或MnO2
C. 依据装置②、④中单位时间内的气泡数可调节Cl2和SO2的流量
D. 装置②中盛放饱和食盐水,除去HCl气体,装置③应置于冰水中
10. 一甲胺(CH3NH2)在医药,农药、染料,炸药等工业领域应用广泛。25℃时,向20mL0.1CH3NH2溶液中滴加0.1盐酸,混合溶液中CH3NH2、的分布系数δ[如]、水电离出的负对数[]与所加盐酸体积的关系如图所示。(CH3NH2相当于NH3·H2O)下列叙述错误的是
A. 曲线II代表的变化
B. 25℃时,的平衡常数为10-3.4
C. a>10
D. 0.1CH3NH2与0.1CH3NH3Cl等体积混合后的溶液:
二、填空题
11. 利用酸碱滴定法测定镍硼铝合金中硼元素含量的实验流程如下。
已知:①甲基红的变色范围为;②25℃时,;
③“络合”过程涉及的反应为
(1)在实验室中进行“碱熔”操作,盛放样品的仪器名称为___________。
(2)“溶浸”过程涉及反应有。若省略“还原”步骤,将会影响后续甲基红的用量,体现的___________(填“氧化性”“还原性”或“酸性”)。
(3)“除铝”过程:以甲基红为指示剂,滴加盐酸至溶液呈红色,并过量2 mL,再加入碳酸钙煮沸至溶液呈淡黄色。加入盐酸过程中,含硼微粒发生的反应为;反应发生转化的离子方程式为___________。
(4)25℃时,用(溶液分别滴定:硼酸溶液和甘油硼酸溶液,滴定终点附近溶液pH变化如下表。
①的电离方程式为:___________。
②从平衡移动的视角解释加入甘油能增大硼酸的解离度的原因:___________。
③“络合”后才进行“滴定”的原因是___________。
④___________。
(5)“滴定”过程:
①准备NaOH标准溶液,需进行的操作依次为___________、读数。(填标号)
A.调液面 B.洗涤 C.润洗 D.检漏 E.排气泡
②下述“排气泡”动作正确的是___________(填标号)。
A. B. C. D.
③达到滴定终点的现象是___________。
④样品中硼元素的质量分数为___________。(列出计算式)
⑤下列操作会导致测定结果偏高的是___________(填标号)。
A.甘油加入的量不足 B.未用标准溶液润洗滴定管
C.终点读数时仰视滴定管刻度线 D.改用甲基橙作指示剂
12. 光引发剂的关键在于分子要在LED发射波长处有良好的吸收,且含易断裂产生自由基的化学键。O-BSCF是一种优异的光引发剂,O-BSCF的光引发机制如下图所示:
(1)O-BSCF中含氧官能团为醚键、羰基、___________。
(2)从结构角度分析O-BSCF光解过程中,不易发生C-C键断裂,而易发生S-S键断裂的原因是___________。O-BSCF的合成路线如下:
(3)A的名称为___________,B的结构简式为___________。
(4)B→C的反应类型为___________。
(5)证明C→D的转化中C已经反应完全的实验方法为___________。
(6)利用浓溴水鉴定物质A中官能团,化学方程式为___________。
(7)由E生成O-BSCF的反应,通过增加强碱性物质[三乙胺:]促进反应发生的原因可能是___________。
(8)写出一种符合下列条件的D的同分异构体的结构简式___________。
i)该物质能水解,且1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH
ii)苯环上有三个取代基
iii)核磁共振氢谱有六组峰,峰面积之比为
13. 纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。的反应机理和能量变化如下:
回答下列问题:
(1)已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为和,H-H键能为。估算的_______。
(2)图示历程包含_______个基元反应,其中速率最慢的是第_______个。
(3)纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为_______、_______。
(4)1200K时,假定体系内只有反应发生,反应过程中压强恒定为(即的初始压强),平衡转化率为α,该反应的平衡常数为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)及反应的(为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下,(R为理想气体常数,c为截距)。图中两条线几乎平行,从结构的角度分析其原因是_______。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成的反应速率的是_______(填标号)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂
14. 铝土矿生产氧化铝的过程中产生的废渣(赤泥)中含有、、和少量。可以通过下列流程将各金属元素回收利用。
已知:①萃取剂HA是一种有机弱酸,酸性大小顺序为,易溶于有机溶剂。
②A可以与钛、铁和Sc等离子络合,形成易溶于有机溶剂配合物,溶液C中钛以存在。
③已知:
(1)Sc在周期表中的位置为___________,的空间构型为___________。
(2)滤液I中Al元素的存在形式为___________(用离子符号表示)。
(3)HA对钛和铁的萃取率(进入有机相的离子占投料离子的质量分数)随pH变化如图所示。
①结合图中信息,写出通入发生的离子方程式:___________。
②pH<1时,钛的提取率明显降低,请结合萃取反应平衡解释原因___________。
(4)写出煤油相E中的与足量转化成水相中沉淀的化学方程式:___________。
(5)常温下,“沉淀分离”时加入NaOH溶液,使,滤液中的pH为___________。
(6)最终获得的沉淀经提纯后可以用于制备,其常用方法为先溶于盐酸,然后再加入草酸发生反应生成沉淀,最后再将固体置于空气中灼烧得,则该过程的氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。
(7)一种由Sc、Sn、V组成的晶体晶胞如图1所示(晶胞底边边长为a nm,高为c nm,)。
注:图2显示的是三种原子在xz面、yz面上的位置,图3显示的是Sc、Sn原子在xy面上的位置
①与Sc距离最近的Sc原子数为___________。
②该合金的化学式为___________。
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厦门一中2025届高三年化学科试卷
说明:1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 Na-23 O-16 Cl-35.5 Ti-48 Fe-56
一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1. 《天工开物》记载:凡煎卤未即凝结,将皂角椎碎,和粟米糠二味,卤沸之时,投入其中搅和,盐即顷刻结成,盖皂角“结盐”,犹石膏之结腐也。文中的“结盐”相当于下列化学实验操作中的
A. 过滤 B. 升华 C. 结晶 D. 萃取
【答案】C
【解析】
【详解】文中提到 “凡煎卤未即凝结,将皂角椎碎,和粟米糠二味,卤沸之时,投入其中搅和,盐即顷刻结成”,意思是在煎卤过程中,原本未凝结的卤通过加入皂角和粟米糠搅和后,盐很快就结成了,这与化学实验操作中的结晶过程相似,是使溶液中的溶质以晶体的形式析出,所以 “结盐” 相当于结晶操作, C 正确,故选C 。
2. 冬春季是病毒性感冒高发期,药物奥司他韦能有效治疗甲型和乙型流感,其分子结构如下图所示,下列说法错误的是
A. 分子式为
B. 1 mol奥司他韦最多能与2 mol NaOH反应
C. 1 mol奥司他韦最多能与1 mol氢气发生加成反应
D. 奥司他韦分子中含有4个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据奥司他韦的结构简式可得分子式为,A正确;
B.奥司他韦中的酰胺基、酯基都能与NaOH反应,1 mol奥司他韦最多能与2 mol NaOH反应,B正确;
C.奥司他韦中的碳碳双键可与氢气发生加成反应,1 mol奥司他韦最多能与1 mol氢气发生加成反应,C正确;
D.奥司他韦中六元环中连接N、O的碳原子连有4个不同的原子或原子团,共3个手性碳原子,D错误;
故选D。
3. 用FeCl2和NaBH4制备纳米零价铁反应为FeCl2+2NaBH4+6H2O=Fe+2B(OH)3+2NaCl+7H2↑。NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法错误的是
A. 每生成28gFe,转移的电子数为1NA
B. 0.5molNaBH4晶体中键的数目为2NA
C. 0.5molB(OH)3中sp3杂化的原子数为1.5NA
D. 1L0.1mol/LFeCl2溶液中Fe2+的数目小于0.1NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.28gFe物质的量为0.5mol,中Fe由+2价降低为0价,水中有6个H由+1价降低为0价,NaBH4中H的化合价由-1价升至0价,生成转移8mol电子,故生成0.5molFe转移电子数为,A错误;
B.中存在与,为离子键构成的离子化合物,而1个中有4个键,固体中键数为,B正确;
C.分子中,原子采取杂化,原子采取杂化,0.5molB(OH)3中sp3杂化的原子数为1.5NA,C正确;
D.会发生水解,导致亚铁离子浓度减小,溶液中数小于,D正确;
答案选A。
4. 现有下列实验探究摩尔盐的化学性质。
装置
实验
试剂a
现象
①
紫色石蕊溶液
溶液变红色
②
过量NaOH溶液
产生白色沉淀
③
酸性KMnO4溶液
KMnO4溶液褪色
④
溶液
产生蓝色沉淀
下列解释相应实验现象的离子方程式错误的是
A. ①中溶液变红:;
B. ②中产生白色沉淀:
C. ③中溶液褪色:
D. ④中产生蓝色沉淀:
【答案】B
【解析】
【详解】A.铵根离子、亚铁离子水解使得溶液显酸性,酸性溶液使紫色石蕊试液变红色,A正确;
B.少量摩尔盐与过量的NaOH溶液反应的离子方程式为,B错误;
C.+2价的铁被氧化为+3价,被还原为,反应的离子方程式为,C正确;
D.用来鉴别生成蓝色沉淀,反应的离子方程式为,D正确;
故答案选B。
5. 一种由短周期四种元素W、X、Y、Z组成的化合物Q有广泛应用,其结构示意图如图。其中X和Y位于同一主族,W和Z可形成一种常见的碱性气体。下列有关说法正确的是
A. Q中X与Y的杂化方式完全相同 B. Q分子间可形成较强的氢键作用
C. Q中第一电离能最大的是Z原子 D. Q可用于制作阻燃剂和防火材料
【答案】C
【解析】
【分析】W和Z可形成一种常见的碱性气体,则为NH3,根据结构示意图,W为H,Z为N;X和Y均能形成4个化学键,且位于同一主族、Y能与H成键,则X为Si,Y为C。据此解答:
【详解】A.Q中Si为正四面体结构,为sp3杂化,C有正四面体和直线型两种结构,为sp3和sp两种杂化方式,故A错误;
B.Q中没有正电性强的H原子,故无法形成较强的氢键作用,故B错误;
C.同周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,四种元素中第一电离能最大的是N原子,故C正确;
D.Q中包含大量键,以及键,均可以燃烧,不可用于防火,故D错误;
故答案为C。
6. 从炼钢粉尘(主要含和)中提取锌的流程如下:
“盐浸”过程转化为,并有少量和浸出。下列说法错误的是
A “盐浸”过程若浸液下降,需补充
B. “滤渣”的主要成分为
C. “沉锌”过程发生反应
D. 应合理控制用量,以便滤液循环使用
【答案】B
【解析】
【分析】“盐浸”过程转化为,发生反应,根据题中信息可知,Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解,通入空气氧化后Fe2+和Fe3+转化为Fe(OH)3;“沉锌”过程发生反应为:,经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液。
【详解】A.“盐浸”过程中消耗氨气,浸液下降,需补充,A正确;
B.由分析可知,“滤渣”的主要成分为Fe3O4和Fe2O3,只含少量的Fe(OH)3,B错误;
C.“沉锌”过程发生反应,C正确;
D.应合理控制用量,以便滤液循环使用,D正确;
故选B。
7. 环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是
A. 环六糊精属于低聚糖
B. 可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
C. 图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D. 非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
【答案】D
【解析】
【详解】A.1 mol糖水解后能产生2-10 mol单糖的称为寡糖(低聚糖),由图1环六糊精的结构可知,1 mol环六糊精水解产生6 molD-吡喃葡萄糖,所以环六糊精属于低聚糖,A正确;
B.环六糊精腔外极性较大,腔内极性较小,由“相似相溶”及环六糊精含较多羟基,可与水形成氢键而易溶于水可知,可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚,B正确;
C.由图3加入环六糊精后生成96%的对氯苯甲醚可知,图2中甲氧基对位暴露在反应环境中,C正确;
D.只有分子尺寸大小适配环六糊精的空腔大小时才能被环六糊精包合形成超分子,D错误;
故答案选D。
8. 科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池可作储能设备如图所示,关闭开关b,CCl4中Cl2的含量降低。
下列说法正确的是
A. 放电时,钛电极的反应:
B. 放电时,Cl-透过多孔碳电极向NaCl溶液中迁移
C. 放电时NaCl溶液的浓度和pH均增大
D. 充电过程中,CCl4吸收0.25molCl2,钛电极质量理论上增加23g
【答案】B
【解析】
【分析】关闭开关b,形成原电池,CCl4中Cl2的含量降低,则多孔碳电极为正极,钛电极为负极。在碳电极,Cl2得电子生成Cl-,电极反应式为Cl2+2e-=2Cl-;在钛电极,Na3Ti2(PO4)3失电子,电极反应式为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+。
【详解】A.由分析可知,放电时,钛电极为负极,Na3Ti2(PO4)3失电子生成NaTi2(PO4)3和Na+,电极反应式为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+,A不正确;
B.多孔碳电极为正极,钛电极为负极,放电时,阴离子向负极移动,则Cl-透过多孔碳电极向NaCl溶液中迁移,B正确;
C.放电时,Cl-向钛电极移动,Na+向多孔碳电极移动,使得NaCl溶液的浓度增大,NaCl为强酸强碱盐,虽然浓度增大,但pH不变,C不正确;
D.充电过程中,多孔碳电极(阳极)Cl-失电子生成Cl2,若CCl4吸收0.25molCl2,则电路中转移电子0.5mol,有0.5molNa+移向钛电极(阴极),则钛电极质量理论上增加0.5mol×23g/mol=11.5g,D不正确;
故选B。
9. 磺酰氯(SO2Cl2)是极易水解的无色发烟液体,沸点为69.1°C。实验室可通过反应SO2(g) + Cl2(g) SO2Cl2(l) ΔH< 0制备,实验装置如图所示,下列说法正确的是
A. 冷凝管中的活性炭的主要作用为吸附
B. 装置①中圆底烧瓶中的固体药品可能为KMnO4、KClO3或MnO2
C. 依据装置②、④中单位时间内的气泡数可调节Cl2和SO2的流量
D. 装置②中盛放饱和食盐水,除去HCl气体,装置③应置于冰水中
【答案】C
【解析】
【分析】磺酰氯(SO2Cl2)的制备:SO2+Cl2SO2Cl2,氯气和SO2在木炭作催化剂的作用下合成SO2Cl2,因SO2Cl2是一种无色液体,极易水解生成硫酸和盐酸,遇潮湿空气会产生白雾,因此要保证参加反应的氯气和SO2是干燥的,同时要防止空气中的水汽进入③中,为了减小生成物的损失需要使用冷凝管冷凝回流,同时要利用碱石灰吸收SO2和氯气的尾气防污染,反应后的液体混合物可利用蒸馏进行分离,①装置用于制备氯气,②装置:干燥装置氯气,防止SO2Cl2的水解,③装置:制备磺酰氯,碱石灰可防止外界空气中的水蒸气进入,并吸收未反应的氯气和二氧化硫,④装置:干燥二氧化硫,⑤装置:浓盐酸和亚硫酸钠固体制备二氧化硫,以此解答该题。
【详解】A.冷凝管中活性炭的主要作用为催化作用,故A错误;
B.二氧化锰与浓盐酸需在加热条件下反应制备氯气,故B错误;
C.由方程式可知二氧化硫和氯气的化学计量数为1:1,气体流量可通过观察②、④中单位时间内的气泡数来调节,故C正确;
D.氯化氢对物质的制备无影响,应用浓硫酸,用于除去水,故D错误;
综上所述,说法正确的是C项,故答案为C。
10. 一甲胺(CH3NH2)在医药,农药、染料,炸药等工业领域应用广泛。25℃时,向20mL0.1CH3NH2溶液中滴加0.1盐酸,混合溶液中CH3NH2、的分布系数δ[如]、水电离出的负对数[]与所加盐酸体积的关系如图所示。(CH3NH2相当于NH3·H2O)下列叙述错误的是
A. 曲线II代表的变化
B. 25℃时,的平衡常数为10-3.4
C. a>10
D. 0.1CH3NH2与0.1CH3NH3Cl等体积混合后的溶液:
【答案】C
【解析】
【分析】在CH3NH2的水溶液中滴加盐酸,发生反应:CH3NH2+HCl= CH3NH3Cl,随着盐酸的增加,CH3NH2逐渐减少,逐渐增多,图中曲线Ⅰ代表CH3NH2,曲线Ⅱ代表,另一曲线代表水电离出的的负对数,CH3NH2电离产生OH-,HCl电离产生H+,均抑制水的电离,因此当CH3NH2与HCl恰好完全反应时,水的电离程度最大,此时为Q点;
【详解】A.根据分析可知,曲线II代表的变化,A正确;
B.a点,,水电离出,CH3NH2未完全反应,此时溶液中,,可得CH3NH2的电离常数为,B正确;
C.若a=10,根据CH3NH2+HCl= CH3NH3Cl,溶液中,由于CH3NH2的电离程度大于的水解程度,溶液中,,故若要,则盐酸的量应少些,则a<10,C错误;
D.0.1CH3NH2与0.1CH3NH3Cl等体积混合后得到CH3NH3Cl溶液,根据电荷守恒有①,根据物料守恒有②,①2-②得,D正确;
答案选C。
二、填空题
11. 利用酸碱滴定法测定镍硼铝合金中硼元素含量的实验流程如下。
已知:①甲基红的变色范围为;②25℃时,;
③“络合”过程涉及的反应为
(1)在实验室中进行“碱熔”操作,盛放样品的仪器名称为___________。
(2)“溶浸”过程涉及反应有。若省略“还原”步骤,将会影响后续甲基红的用量,体现的___________(填“氧化性”“还原性”或“酸性”)。
(3)“除铝”过程:以甲基红为指示剂,滴加盐酸至溶液呈红色,并过量2 mL,再加入碳酸钙煮沸至溶液呈淡黄色。加入盐酸过程中,含硼微粒发生的反应为;反应发生转化的离子方程式为___________。
(4)25℃时,用(溶液分别滴定:硼酸溶液和甘油硼酸溶液,滴定终点附近溶液pH变化如下表。
①的电离方程式为:___________。
②从平衡移动的视角解释加入甘油能增大硼酸的解离度的原因:___________。
③“络合”后才进行“滴定”的原因是___________。
④___________。
(5)“滴定”过程:
①准备NaOH标准溶液,需进行的操作依次为___________、读数。(填标号)
A.调液面 B.洗涤 C.润洗 D.检漏 E.排气泡
②下述“排气泡”动作正确的是___________(填标号)。
A. B. C. D.
③达到滴定终点的现象是___________。
④样品中硼元素的质量分数为___________。(列出计算式)
⑤下列操作会导致测定结果偏高的是___________(填标号)。
A.甘油加入的量不足 B.未用标准溶液润洗滴定管
C.终点读数时仰视滴定管刻度线 D.改用甲基橙作指示剂
【答案】(1)铁坩埚 (2)氧化性
(3)
(4) ①. ②. 甘油与结合生成甘油硼酸,使得浓度下降,促进了的电离 ③. 滴定硼酸时没有在突跃范围,且不在指示剂变色范围内 ④. 11.15
(5) ①. DBCEA ②. C ③. 滴入最后半滴NaOH标准液,溶液由无色变为浅红色且半分钟内不褪色 ④. ⑤. BC
【解析】
【分析】首先将镍硼铝合金样品与NaOH、Na2O2进行碱熔,经热水溶浸得到含镍物质,加入Na2SO3还原后定容为250mL。接着取25.00 mL溶液,用盐酸、CaCO₃除铝,再加入甘油络合生成甘油硼酸,最后以酚酞为指示剂,用0.1 mol・L⁻¹ NaOH溶液滴定,通过平均消耗的 NaOH溶液体积来测定硼元素含量。
【小问1详解】
碱熔操作中,由于NaOH等碱性物质会与陶瓷、玻璃等材质中的二氧化硅反应,所以盛放样品的仪器是铁坩埚;
小问2详解】
若省略 “还原” 步骤,溶液中的会影响后续甲基红的用量,说明能氧化甲基红,体现了的氧化性;
【小问3详解】
与H+反应,生成Al3+和H2O,配平后离子方程式为;
【小问4详解】
①硼酸是一元弱酸,它在水溶液中不是直接电离出H+,而是结合水分子中的OH−生成,使水分子电离出H+,电离方程式为;
②甘油与结合生成甘油硼酸,使得浓度下降,使硼酸的电离平衡正向移动,促进了的电离;
③硼酸本身酸性很弱,直接滴定突跃不明显,且不在指示剂变色范围内,络合后生成的甘油硼酸酸性增强,滴定突跃明显,便于准确滴定;
④当V(NaOH)=20.00mL时,硼酸与NaOH恰好完全反应,生成Na[B(OH)4]。Ka(H3BO3)=10−9.3,则Kh([B(OH)4]−)==10−4.7,反应后c(Na[B(OH)4])=,设Na[B(OH)4]溶液中OH−浓度为a,;Kh([B(OH)4]−)=,解得a=10-2.85mol·L-1,pOH=2.85,pH=14-pOH=11.15,故x=11.15;
【小问5详解】
①准备NaOH标准溶液操作步骤:首先进行检漏(D),检查滴定管是否漏水;然后洗涤(B),用蒸馏水洗涤滴定管;接着润洗(C),用待装的NaOH溶液润洗滴定管,避免稀释标准溶液;之后排气泡(E),将滴定管尖嘴处的气泡排出;最后调液面(A),使液面处于 “0” 刻度或 “0” 刻度以下某一位置,再读数;
②排气泡时,对于碱式滴定管,应将橡胶管向上弯曲,挤压玻璃珠,使溶液从尖嘴喷出,从而排出气泡,选项C的操作正确;
③滴定用酚酞作指示剂,酚酞在酸性溶液中无色,在碱性溶液中显浅红色。达到滴定终点时,溶液呈碱性,所以现象为滴入最后半滴NaOH溶液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色;
④根据反应关系,n(B)=n(NaOH)(取 25.00 mL溶液进行滴定,定容为250 mL,所以要乘以 10)。n(NaOH)=0.1mol⋅L−1×V×10−3L,则n(B)=0.1×V×10−3×10=10-3Vmol,样品质量为xg,所以质量分数为;
⑤A .甘油加入量不足,硼酸络合不完全,酸性弱,消耗NaOH体积偏小,结果偏低,A错误;
B .未用标准溶液润洗滴定管,滴定管内壁残留水,稀释NaOH溶液,导致消耗NaOH体积偏大,结果偏高,B 正确;
C .终点读数时仰视滴定管刻度线,读取的NaOH体积偏大,结果偏高,C正确;
D .改用甲基橙作指示剂,甲基橙变色范围在酸性区域,滴定终点提前,消耗NaOH体积偏小,结果偏低,D错误;
故选BC。
12. 光引发剂的关键在于分子要在LED发射波长处有良好的吸收,且含易断裂产生自由基的化学键。O-BSCF是一种优异的光引发剂,O-BSCF的光引发机制如下图所示:
(1)O-BSCF中含氧官能团为醚键、羰基、___________。
(2)从结构角度分析O-BSCF光解过程中,不易发生C-C键断裂,而易发生S-S键断裂的原因是___________。O-BSCF的合成路线如下:
(3)A的名称为___________,B的结构简式为___________。
(4)B→C的反应类型为___________。
(5)证明C→D的转化中C已经反应完全的实验方法为___________。
(6)利用浓溴水鉴定物质A中官能团,化学方程式为___________。
(7)由E生成O-BSCF的反应,通过增加强碱性物质[三乙胺:]促进反应发生的原因可能是___________。
(8)写出一种符合下列条件的D的同分异构体的结构简式___________。
i)该物质能水解,且1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH
ii)苯环上有三个取代基
iii)核磁共振氢谱有六组峰,峰面积之比为
【答案】(1)酰胺基 (2)原子半径C<S,键长C-C<S-S,键能C-C>S-S,所以S-S共价键易断裂
(3) ①. 对甲基苯酚(或4-甲基苯酚) ②.
(4)氧化反应 (5)取少量待测液于试管中,加足量的NaOH溶液,再加新制氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾,若没有砖红色沉淀生成,则C已经反应完全
(6) (7)E生成O-BSCF的反应中另一种产物是HCl,三乙胺消耗HCl,促进反应正向进行
(8)或()
【解析】
【分析】A与反应生成B,B的分子式为,不饱和度为4,则B的结构简式为,B中与苯环连接的甲基被二氧化锰氧化为醛基生成C,C与CH3COCOOH发生羟醛缩合反应后,羧基再与乙醇发生酯化反应生成D,D与发生取代反应生成E,E与发生取代反应生成O-BSCF,据此分析解题。
【小问1详解】
O-BSCF中含氧官能团为醚键、羰基、酰胺基。
【小问2详解】
硫原子半径大于碳原子,故硫硫键键长较长,键能较小,稳定性差先反应。
【小问3详解】
A属于酚类,名称为对甲基苯酚(或4-甲基苯酚)。根据分析B结构简式为。
【小问4详解】
B中与苯环连接的甲基被二氧化锰氧化为醛基,B→C的反应类型为氧化反应。
【小问5详解】
C中含有醛基,与CH3COCOOH发生羟醛缩合反应醛基消失,故证明C→D的转化中C已经反应完全需要检验醛基,实验方法为取少量待测液于试管中,加足量的NaOH溶液,再加新制氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾,若没有砖红色沉淀生成,则C已经反应完全。
【小问6详解】
A中含有酚羟基,可与溴水发生取代反应,利用浓溴水鉴定物质A中官能团的化学方程式为。
【小问7详解】
由E生成O-BSCF的反应是取代反应,同时会产生HCl小分子,加强碱性物质,消耗HCl,促进反应正向进行。
【小问8详解】
D的不饱和度为7,除了苯环外还余3个不饱和度;
ⅰ)该物质能水解,且1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH,则分子中含有酯基、酚羟基等官能团;
ⅱ)苯环上有三个取代基;
ⅲ)核磁共振氢谱有五组峰,峰面积之比为3∶2∶2∶1∶1∶1,说明其结构高度对称,则应含有两个对称的酚羟基形成的酯基,刚好满足1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH,还剩余一个不饱和度,则另外的取代基是CH3CH=CH-,满足条件的结构简式为或。
13. 纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。的反应机理和能量变化如下:
回答下列问题:
(1)已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为和,H-H键能为。估算的_______。
(2)图示历程包含_______个基元反应,其中速率最慢的是第_______个。
(3)纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为_______、_______。
(4)1200K时,假定体系内只有反应发生,反应过程中压强恒定为(即的初始压强),平衡转化率为α,该反应的平衡常数为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)及反应的(为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下,(R为理想气体常数,c为截距)。图中两条线几乎平行,从结构的角度分析其原因是_______。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成的反应速率的是_______(填标号)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂
【答案】(1)128 (2) ①. 3 ②. 3
(3) ①. 6 ②. 10
(4)
(5)因这两个反应化学键变化相同,使得焓变数值相近,Lnk的斜率取决于焓变,所以两条线几乎平行。
(6)a
【解析】
【小问1详解】
由和的结构式和反应历程可以看出,中断裂了2根碳氢键,形成了1根碳碳键,所以的=,故答案为:128;
【小问2详解】
由反应历程可知,包含3个基元反应,分别为:,,,其中第三个的活化能最大,反应速率最慢,故答案为:3;3;
【小问3详解】
由的结构分析,可知其中含有1个五元环,10个六元环,每脱两个氢形成一个五元环,则总共含有6个五元环,10个六元环,故答案为:6;10;
【小问4详解】
1200K时,假定体系内只有反应发生,反应过程中压强恒定为(即的初始压强),平衡转化率为α,设起始量为1mol,则根据信息列出三段式为:
则,,,该反应的平衡常数=,故答案为:;
【小问5详解】
及反应的(为平衡常数)随温度倒数的关系如图。图中两条线几乎平行,说明斜率几乎相等,根据(R为理想气体常数,c为截距)可知,斜率相等,则说明焓变相等,因为在反应过程中,断裂和形成的化学键相同,故答案为:因这两个反应化学键变化相同,使得焓变数值相近,Lnk的斜率取决于焓变,所以两条线几乎平行。
【小问6详解】
a.由反应历程可知,该反应为吸热反应,升温,反应正向进行,提高了平衡转化率反应速率也加快,a符合题意;
b.由化学方程式可知,该反应为正向体积增大的反应,加压,反应逆向进行,降低了平衡转化率,b不符合题意;
c.加入催化剂,平衡不移动,不能提高平衡转化率,c不符合题意;
故答案为:a。
14. 铝土矿生产氧化铝的过程中产生的废渣(赤泥)中含有、、和少量。可以通过下列流程将各金属元素回收利用。
已知:①萃取剂HA是一种有机弱酸,酸性大小顺序为,易溶于有机溶剂。
②A可以与钛、铁和Sc等离子络合,形成易溶于有机溶剂的配合物,溶液C中钛以存在。
③已知:
(1)Sc在周期表中的位置为___________,的空间构型为___________。
(2)滤液I中Al元素的存在形式为___________(用离子符号表示)。
(3)HA对钛和铁的萃取率(进入有机相的离子占投料离子的质量分数)随pH变化如图所示。
①结合图中信息,写出通入发生的离子方程式:___________。
②pH<1时,钛的提取率明显降低,请结合萃取反应平衡解释原因___________。
(4)写出煤油相E中的与足量转化成水相中沉淀的化学方程式:___________。
(5)常温下,“沉淀分离”时加入NaOH溶液,使,滤液中的pH为___________。
(6)最终获得的沉淀经提纯后可以用于制备,其常用方法为先溶于盐酸,然后再加入草酸发生反应生成沉淀,最后再将固体置于空气中灼烧得,则该过程的氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。
(7)一种由Sc、Sn、V组成的晶体晶胞如图1所示(晶胞底边边长为a nm,高为c nm,)。
注:图2显示的是三种原子在xz面、yz面上的位置,图3显示的是Sc、Sn原子在xy面上的位置
①与Sc距离最近的Sc原子数为___________。
②该合金的化学式为___________。
【答案】(1) ①. 第四周期ⅢB族 ②. V形
(2)
(3) ①. ②. 时,逆向移动,提取率降低
(4)
(5)6 (6)
(7) ①. 4 ②.
【解析】
【分析】废渣(赤泥)中含有、、和少量,加焦炭和碳酸钠经煅烧、冷却、淋洗,残渣A为Fe、TiO2,Al2O3与碳酸钠反应,得到的滤液中溶质的主要成分,残渣A通过磁选,将Fe和TiO2分离,残渣B为TiO2和极少量的Fe, TiO2与硫酸反应得到主要含有的溶液C,通入SO2,将溶液C中的Fe3+还原为Fe2+,而后加入煤油和萃取剂HA,经萃取、分液后得到水相D和煤油相E,煤油相E中再加碳酸钠溶液得到煤油相F和水相,水相经过滤分离得到TiO(OH)2,煤油相F中的三价钪在加入NaOH溶液后得到Sc(OH)3沉淀。
【小问1详解】
Sc在周期表中的位置为第四周期ⅢB族;的中心原子S的价电子对数=2+1=3,因有一对孤电子对导致其空间构型为V形。
【小问2详解】
赤泥中加入的碳酸钠是滤液显碱性,此条件下滤液I中Al元素的存在形式为。
【小问3详解】
①溶液C中加入HA萃取,结合图中信息,通入将溶液C中的Fe3+还原为Fe2+,发生的离子方程式;
②pH<1时,氢离子浓度较大,逆向移动,提取率降低。
【小问4详解】
与足量转化成水相中沉淀的化学方程式:。
【小问5详解】
根据,可求出,常温下,,pH=6。
【小问6详解】
最终获得的沉淀经提纯后可以用于制备,该过程无氧化还原反应发生;其常用方法为先溶于盐酸,然后再加入草酸发生反应生成沉淀,该过程无氧化还原反应发生;最后再将固体置于空气中灼烧得,该过程是氧化还原反应,,故该过程的氧化剂和还原剂的物质的量之比为。
【小问7详解】
①由题干晶胞示意图可知,Sc位于晶胞的八个顶点,晶胞底边边长为a nm,高为c nm,,故与Sc距离最近的Sc原子数为4;
②由题干晶胞示意图可知,一个晶胞中含有Sc的个数=,Sn的个数=,V的个数=,该合金的化学式为。
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