精品解析:黑龙江省大庆市实验中学2025-2026学年高三上学期期中化学试卷
2025-11-03
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内容正文:
大庆实验中学实验一部2023级高三上学期
10月份阶段性质量检测
化学学科试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64 I-127 Sn-119 In-115
说明:1.请将答案填涂在答题卡的指定区域内。
2.满分100分,考试时间75分钟。
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分)
1. “高擎文明圣火,穿越世纪风云”。下列文物主要由硅酸盐材料制成的是
A.五祀卫鼎
B.唐人楷书写四分律卷
C.《编年纪》竹简
D.三彩载乐骆驼俑
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语或表述正确的是
A. 基态硒的简化电子排布式:
B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键:
C. 的电子式:
D. HClO的球棍模型:
3. 下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是
A. 键的键能小于键的键能
B. 三氟乙酸的大于三氯乙酸的
C. 氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D. 气态氟化氢中存在,而气态氯化氢中是分子
4. 设NA为阿伏加 德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 25℃时,pH=2的H2SO4溶液中,含有H+的数目为2×10-2NA
B. 一定条件下,1molN2与3molH2混合充分反应,转移电子数目为6NA
C. 常温下,1.0L0.1mol·L-1FeCl3溶液中,Fe3+的数目为0.1NA
D. 用石墨电极电解足量CuSO4溶液,当阴极析出6.4gCu时,转移电子数目为0.2NA
5. 对于下列过程中的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液:
B. 用溶液除去乙炔中的:
C. 向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液:
D. Al放入NaOH溶液中:
6. 下列实验能达到实验目的的是
A.制作简单的燃料电池
B.实验室配制银氨溶液
C.制备并收集
D.检验溴乙烷的水解产物
A. A B. B C. C D. D
7. 光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法不正确的是
A. 该高分子材料可降解 B. 聚碳酸异山梨醇酯分子中有2种官能团
C. 反应式中化合物为甲醇 D. 该聚合反应为缩聚反应
8. 合成氨工业中,除去原料气中气体杂质的反应原理为,其中、、、、为元素周期表中前四周期元素,且原子序数依次递增,五种元素原子的核外电子总数为51,原子核内无中子,基态原子核外电子占据3个能级,且每个能级的电子数相等,的单质是空气的一种主要成分。下列说法正确的是
A. 与形成的化合物在常温下为气体
B. 基态原子中电子的空间运动状态数目相等
C. 第一电离能:
D. 中含有配位键、离子键、共价键
9. 根据实验操作和现象,所得到的结论错误的是
选项
实验操作和现象
结论
A
溶液中滴加KSCN溶液未出现红色
配离子稳定性强
B
取两份新制氯水,分别滴加溶液和淀粉-KI溶液,前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色
氯气与水的反应存在限度
C
将缺角的明矾晶体放入明矾饱和溶液中,得到有规则几何外形的完整晶体
晶体具有自范性
D
将与晶体在小烧杯中混合并搅拌,杯壁变凉
正反应的活化能大于逆反应的活化能
A. A B. B C. C D. D
10. 有机物M的合成路线如下,下列有关说法正确的是
A. X中所有原子一定共面
B. 利用溴水可以鉴别物质Z与M
C. M分子中有4个手性碳原子
D. 依据Y→Z的反应机理,可由丙酮与甲醛反应制取
11. 通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是
A. 电极A为阴极,发生还原反应
B. 电极B的电极反应:
C. 电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D. 该装置将电能转化为化学能
12. 亚氯酸钠(NaClO2,受热易分解)是一种重要的含氯消毒剂,一种制备NaClO2的工艺流程如图所示,下列说法错误的是
A. “滤渣”的主要成分为CaCO3 B. 流程中两处盐酸的作用相同
C. 操作a为“减压蒸发” D. 理论上,该流程中n(Cl2):n(O2)=1:l
13. 是一种铁电材料,掺杂La可提高其光电转化性能,La取代部分Bi后的晶胞结构示意图(氧原子未画出)如下。下列说法错误的是
A. La填充在Ti形成的六面体空隙中
B. 该晶体的化学式为
C. 该晶胞在xy平面的投影为
D. 若p点La平移至晶胞体心,则Ti位于晶胞顶点
14. 某工厂利用废液制备后,测定产品含量方法如下:称取m g产品溶解于大量较浓盐酸中,在氛围下用适量还原剂恰好将还原为,用c mol·L-1的标准液滴定,终点时消耗标准液VmL。已知:氧化性,根据上述产品含量测定的实验原理,下列说法错误的是
A. 实验室配制溶液时需加入盐酸和锡粉
B. 若加入的还原剂不足,则测定结果偏小
C. 滴定时选用淀粉作指示剂,产生的离子方程:
D. 则产品中Sn的质量分数为
15. 化学研究所报道了化合物1催化氢化机理。由单个化合物1(固体)→化合物2(固体)过程的机理和相对能量曲线如图(假设1eV=QkJ)。说法正确的是
A. 化合物是该过程的催化剂
B. 图中化合物1和的总能量小于化合物2的总能量
C. 化合物2中,CO作为配体,由C原子提供孤电子对
D. 过程①的热化学方程式为:
二、非选择题(本大题共4小题,共55分)
16. 黄铜矿(主要成分为)可用于冶炼,主要物质转化过程如下:
过程中产生的可用金属有机框架(MOFs)收集,三维多孔金属有机骨架材料MOFs,其晶体结构如下图所示。对苯二甲酸(BDC)作为有机配体,与无机基团连接,化学式为。
请回答下列问题:
(1)中O原子的杂化轨道类型为___________。
(2)MOFs的孔道尺寸可通过选择不同长度的有机配体进行调控。若将对苯二甲酸替换为联苯-4,4-二甲酸(结构简式如图),则孔道尺寸会___________(填“增大”或“减小”),原因是___________。
(3)下图中,表示晶胞的是___________(填“图2”或“图3”)。
(4)的晶胞如图4所示。
①图5所示结构单元___________(填“能”或“不能”)作为晶胞,原因是___________。
②已知:晶体的密度是4.30 ,阿伏加德罗常数的值为,晶胞中底边边长___________pm(用计算式表示;的摩尔质量为 ; )。
17. 铟是一种银白色的金属,它在合金制造、液晶显示器和太阳能电池等领域有若广泛而重要的应用。含铟化合物是一种重要的半导体材料。利用铟烟灰渣(主要成分为,还含有、PbO、等杂质)为原料生产金属铟的工艺流程如下:
已知:①常温下,,。
②“热熔解”时浓硫酸作氧化剂,将转化为。
③难溶于水,但可溶于硫酸。
请回答下列问题:
(1)In在元素周期表的位置为___________。
(2)“热熔解”时生成与的物质的量之比为___________。
(3)“浸渣”的主要成分为___________(写化学式)。
(4)“还原除砷”时,可将溶液中的转化为,写出反应的离子方程式___________。
(5)已知“滤液1”中含有,和,其中的浓度为0.1 ,经氧化后调节pH使沉淀完全,则应调节___________。
(6)工业上常用电解法精炼粗铟。已知粗铟中含有少量Zn、Fe、Ag等杂质(活动性)。电解过程中,保持电流恒定。下列说法错误的是___________(填标号)。
A. 粗铟为阳极,纯铟为阴极
B. 电解过程中,电解液的质量在增加
C. 电解过程中需补加
D. 电解一段时间后,阴极析出铟的速率下降,可能是因为电解液中浓度降低
(7)含铟化合物是一种重要的半导体材料。半导体材料的导电能力与晶体中化学键的共价性(在材料中,共价键可以被认为是电子的传导路径)密切相关,将铜铟硒()中的In替换为Al(电负性),得到另一种半导体材料铜铝硒(),两种半导体具有相同的黄铜矿型结构,但的导电能力更弱,请从化学键角度解释原因:___________。
18. 配合物( g/mol)是实验室中的常用试剂,其制备步骤及部分装置示意图(夹持装置省略)如下。
制备步骤:
①向仪器X中加入4.0 g 固体,再加入8.4 mL蒸馏水溶解,加热至沸腾,停止加热,再加入6.0 g ,混合均匀。
②将①中所得的混合液加入三颈烧瓶中,加入0.4 g活性炭,保持混合液温度在0℃左右,通过分液漏斗向三颈烧瓶中加入13.5 mL浓氨水,冷却后,再通过分液漏斗向三颈烧瓶中逐滴加入13.5 mL 5%的溶液,然后使反应液温度保持在50~60℃,反应一段时间后,冷却。
③将②中冷却后的混合物过滤(ⅰ),将沉淀溶解于50 mL沸热的稀盐酸中,趁热过滤(ⅱ):再向滤液中加入6.7 mL浓盐酸,可观察到有大量橙黄色晶体析出,冷却至0℃。过滤(ⅲ),分别用两种试剂先后洗涤晶体,干燥,即得目标产物。
已知:为橙黄色晶体,可溶于水,难溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)步骤①中,仪器X可选用___________(填选项字母)。
A. B. C. D.
(2)步骤②中加入后反应液温度需保持在50~60℃的目的是___________。
(3)制备的总反应的化学方程式为___________。
(4)趁热过滤(ⅱ)的作用是___________;步骤③向滤液中加入6.7 mL浓盐酸的作用是___________。步骤③中第二次洗涤晶体应选用___________(填“蒸馏水”“盐酸”或“乙醇”)。
(5)称取0.2 g样品溶于氢氧化钠溶液中,煮沸蒸出全部后将溶液用酸酸化,加入25 mL 0.05000 mol/L的KI溶液(过量)和淀粉指示剂,然后用0.02000 mol/L的标准溶液滴定,至终点时恰好消耗标准溶液20.00 mL,则样品中的纯度为___________%。(已知:,,的摩尔质量为267.5 g/mol)
19. 图卡替尼是一种与其他药物联合用于治疗晚期乳腺癌的重要物质。制备图卡替尼的中间体P()的一种合成路线如下(部分试剂及条件略)。
回答下列问题:
(1)A中含有的官能团名称为氰基、___________。
(2)D的结构简式为___________。
(3)D+E+F→G的反应类型为___________。
(4)J→K的化学方程式为___________。
(5)与M相比,N的沸点更高,原因是___________。
(6)Y与I互为同分异构体,同时满足下列条件的Y共有___________种(不考虑立体异构)。
a.能发生银镜反应;b.能发生水解反应;c.遇溶液显色;d.含有,且直接与苯环相连。
其中,Y的水解产物的核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为,则Y的结构简式为___________(写出一种即可)。
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大庆实验中学实验一部2023级高三上学期
10月份阶段性质量检测
化学学科试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64 I-127 Sn-119 In-115
说明:1.请将答案填涂在答题卡的指定区域内。
2.满分100分,考试时间75分钟。
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分)
1. “高擎文明圣火,穿越世纪风云”。下列文物主要由硅酸盐材料制成的是
A.五祀卫鼎
B.唐人楷书写四分律卷
C.《编年纪》竹简
D.三彩载乐骆驼俑
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.五祀卫鼎为青铜器,主要成分为铜锡合金,属于金属材料,故不选A;
B.唐人楷书写四分律卷为纸张,主要成分为纤维素,属于有机高分子材料,故不选B;
C.《编年纪》竹简为竹子制成,主要成分为纤维素等有机物,属于天然有机材料,故不选C;
D.三彩载乐骆驼俑为唐三彩,属于陶器,陶器主要成分为硅酸盐,故选D;
选D。
2. 下列化学用语或表述正确的是
A. 基态硒的简化电子排布式:
B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键:
C. 的电子式:
D. HClO的球棍模型:
【答案】D
【解析】
【详解】A.硒为34号元素,基态硒原子简化电子排布式: ,A错误;
B.邻羟基苯甲醛的分子内氢键应是羟基中的H与羰基的氧形成,即,B错误;
C.碳化钙由钙离子和构成,电子式应为,C错误;
D.HClO的球棍模型原子相对大小和连接方式正确,D正确;
故答案选D。
3. 下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是
A. 键的键能小于键的键能
B. 三氟乙酸的大于三氯乙酸的
C. 氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D. 气态氟化氢中存在,而气态氯化氢中是分子
【答案】A
【解析】
【详解】A.F原子半径小,电子云密度大,两个原子间的斥力较强,键不稳定,因此键的键能小于键的键能,与电负性无关,A符合题意;
B.氟的电负性大于氯的电负性。键的极性大于键的极性,使—的极性大于—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大,更容易电离出氢离子,酸性更强,B不符合题意;
C.氟的电负性大于氯的电负性,键的极性大于键的极性,导致分子极性强于,C不符合题意;
D.氟的电负性大于氯的电负性,与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键,因此气态氟化氢中存在,D不符合题意;
故选A。
4. 设NA为阿伏加 德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 25℃时,pH=2的H2SO4溶液中,含有H+的数目为2×10-2NA
B. 一定条件下,1molN2与3molH2混合充分反应,转移电子数目为6NA
C. 常温下,1.0L0.1mol·L-1FeCl3溶液中,Fe3+的数目为0.1NA
D. 用石墨电极电解足量CuSO4溶液,当阴极析出6.4gCu时,转移电子数目为0.2NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液体积不明确,故溶液中的氢离子的个数无法计算,故A错误;
B.氮气和氢气的反应为可逆反应,故不能进行彻底,则转移的电子数小于6NA个,故B错误;
C.Fe3+是弱碱阳离子,在溶液中会水解,故溶液中的Fe3+小于0.1NA个,故C错误;
D.6.4g铜的物质的量为0.1mol,而阴极的电极方程式为Cu2++2e-=Cu,故当生成0.1mol铜时转移0.2NA个电子,故D正确;
故答案为D。
5. 对于下列过程中的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液:
B. 用溶液除去乙炔中的:
C. 向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液:
D. Al放入NaOH溶液中:
【答案】D
【解析】
【详解】A.次氯酸钠与碘化氢发生氧化还原反应,ClO−将I−氧化为I2,而非简单结合为HClO,正确离子方程式为,A错误;
B.H2S在酸性CuSO4溶液中以分子形式存在,正确离子方程式为,B错误;
C.硫酸氢钠与少量碳酸氢钡反应时,碳酸氢钡完全反应,正确离子方程式为,C错误;
D.Al与NaOH溶液反应生成[Al(OH)4]-和H2,离子方程式书写正确,D正确;
故选D。
6. 下列实验能达到实验目的的是
A.制作简单的燃料电池
B.实验室配制银氨溶液
C.制备并收集
D.检验溴乙烷的水解产物
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.关闭一段时间生成氢气与氧气,打开关闭氢气与氧气分别在两极反应,产生电流,A正确;
B.银氨溶液制备过程:向试管中加入2% AgNO3溶液,滴加2%氨水至沉淀恰好溶解为止,B错误;
C.NO2和水反应生成硝酸和NO,不能用排水法收集,C错误;
D.溴乙烷水解后溶液含过量NaOH,直接加溶液会生成AgOH(或)沉淀干扰检验,需先加硝酸酸化中和NaOH,D错误;
故选A。
7. 光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法不正确的是
A. 该高分子材料可降解 B. 聚碳酸异山梨醇酯分子中有2种官能团
C. 反应式中化合物为甲醇 D. 该聚合反应为缩聚反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据高分子结构可知,含酯基可以降解,A正确;
B.聚碳酸异山梨醇酯分子中有醚键,酯基,羟基3种官能团,B错误;
C.反应式中异山梨醇释放出一个氢原子与碳酸二甲酯释放出的甲氧基结合生成甲醇,故反应式中X为甲醇,C正确;
D.该反应在生产高聚物的同时还有小分子物质生成,属于缩聚反应,D正确;
故选B;
8. 合成氨工业中,除去原料气中气体杂质的反应原理为,其中、、、、为元素周期表中前四周期元素,且原子序数依次递增,五种元素原子的核外电子总数为51,原子核内无中子,基态原子核外电子占据3个能级,且每个能级的电子数相等,的单质是空气的一种主要成分。下列说法正确的是
A. 与形成的化合物在常温下为气体
B. 基态原子中电子的空间运动状态数目相等
C. 第一电离能:
D. 中含有配位键、离子键、共价键
【答案】B
【解析】
【分析】由“原子核内无中子”可知为;根据“基态原子核外电子占据3个能级,且每个能级的电子数相等”可知为;结合“原子序数依次递增”及“的单质是空气的一种主要成分”可知,为、为;由“五种元素原子的核外电子总数为51”可推知为。
【详解】A.、可形成多种烃类物质,包括气态、液态及固态物质,故A错误;
B.基态、原子均有、、、、,5种电子空间运动状态,故B正确;
C.金属元素第一电离能较小,同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,为第族元素,2p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,故,故C错误;
D.中含有配位键、共价键,不含离子键,故D错误;
选B。
9. 根据实验操作和现象,所得到的结论错误的是
选项
实验操作和现象
结论
A
溶液中滴加KSCN溶液未出现红色
配离子稳定性强
B
取两份新制氯水,分别滴加溶液和淀粉-KI溶液,前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色
氯气与水的反应存在限度
C
将缺角的明矾晶体放入明矾饱和溶液中,得到有规则几何外形的完整晶体
晶体具有自范性
D
将与晶体在小烧杯中混合并搅拌,杯壁变凉
正反应的活化能大于逆反应的活化能
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.向与混合溶液中滴加KSCN未显红色,说明与形成了更稳定的配离子,阻止了与的显色反应,A正确;
B.新制氯水中加入生成白色沉淀只能证明的存在,加入淀粉-KI溶液变蓝的可能原因为HClO氧化碘离子生成,也可能是未反应完全的氧化了碘离子,仅通过该现象无法判断与水的反应是否存在限度,B错误;
C.缺角明矾晶体在饱和溶液中恢复完整,体现了晶体自范性,C正确;
D.杯壁变凉说明该反应吸热,因此该反应的,故正反应活化能大于逆反应活化能,D正确;
故答案选B。
10. 有机物M的合成路线如下,下列有关说法正确的是
A. X中所有原子一定共面
B. 利用溴水可以鉴别物质Z与M
C. M分子中有4个手性碳原子
D. 依据Y→Z的反应机理,可由丙酮与甲醛反应制取
【答案】D
【解析】
【分析】X与通过加成反应生成Y,Y通过先加成、后消去反应生成Z,Z与CH3MgI反应,再酸化生成M。
【详解】A.X中含有sp3杂化的碳原子,不可能所有原子共面,A错误;
B.Z和M均有碳碳双键,均与溴水发生加成反应、使溴水褪色,不能鉴别两者,B错误;
C.M分子中有3个手性碳原子:(“*”标示的碳原子),C错误;
D.丙酮与甲醛下发生加成反应生成CH3COCH2CH2OH,再加热发生消去反应得到,D正确;
故选D。
11. 通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是
A. 电极A为阴极,发生还原反应
B. 电极B的电极反应:
C. 电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D. 该装置将电能转化为化学能
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,该装置为电解池,电极A上转化为和,发生还原反应,为阴极,电极反应式为,电极B上转化为,发生氧化反应,为阳极,电极反应式为,则电解的总反应方程式为,据此回答问题
【详解】A.由分析可知,电极A为阴极,发生还原反应,A正确;
B.由分析可知,电极B为阳极,电极反应式为,B正确;
C.由分析可知,电解的总反应方程式为,反应生成了,溶液中浓度增大,C错误;
D.该装置为电解池,将电能转化为化学能,D正确;
故答案选C。
12. 亚氯酸钠(NaClO2,受热易分解)是一种重要的含氯消毒剂,一种制备NaClO2的工艺流程如图所示,下列说法错误的是
A. “滤渣”的主要成分为CaCO3 B. 流程中两处盐酸的作用相同
C. 操作a为“减压蒸发” D. 理论上,该流程中n(Cl2):n(O2)=1:l
【答案】B
【解析】
【分析】粗食盐水中含有杂质Ca2+,加入过量碳酸钠可将所有钙离子完全沉淀,故滤渣为CaCO3;进入“电解”的溶液中含有Na+、Cl-、及过量的Na2CO3,加入适量的盐酸,可将转化为CO2,电解生成H2和NaClO3;反应II中,化学方程式为,;ClO2吸收塔中氧化还原反应方程式为,;由于NaClO2受热易分解,因此减压蒸发、冷却结晶后可到NaClO2晶体。
【详解】A.粗食盐水中含有杂质Ca2+,加入过量碳酸钠可将所有Ca2+完全沉淀CaCO3,故滤渣为CaCO3,A项正确;
B.流程中两处盐酸,第一次用盐酸是除碳酸钠,第二次用盐酸是还原氯酸钠生成二氧化氯,两处HCl的作用不相同,B项错误;
C.由于NaClO2受热易分解,因此利用减压蒸发,C项正确;
D.反应Ⅱ中产生Cl2的化学方程式为,吸收塔中产生O2的化学方程式为,故理论上,产生Cl2、O2的物质的量之比为1:1,D项正确;
故选B。
13. 是一种铁电材料,掺杂La可提高其光电转化性能,La取代部分Bi后的晶胞结构示意图(氧原子未画出)如下。下列说法错误的是
A. La填充在Ti形成的六面体空隙中
B. 该晶体的化学式为
C. 该晶胞在xy平面的投影为
D. 若p点La平移至晶胞体心,则Ti位于晶胞顶点
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,最左/右侧两端,La填充在Ti原子形成的正方体体心,是六面体结构的空隙中,A正确;
B.由均摊法可知,Ti的数目为,Bi的数目为,La的数目为,该晶体的化学式为,B正确;
C.该晶胞在xy平面的投影,棱上为Ti、Bi、La,投在四个角,La、Bi、Ti,投在面心,,C正确;
D.若p点平移至晶胞体心,平移后Ti位于晶胞棱上和体内,D错误;
答案选D。
14. 某工厂利用废液制备后,测定产品含量方法如下:称取m g产品溶解于大量较浓盐酸中,在氛围下用适量还原剂恰好将还原为,用c mol·L-1的标准液滴定,终点时消耗标准液VmL。已知:氧化性,根据上述产品含量测定的实验原理,下列说法错误的是
A. 实验室配制溶液时需加入盐酸和锡粉
B. 若加入的还原剂不足,则测定结果偏小
C. 滴定时选用淀粉作指示剂,产生的离子方程:
D. 则产品中Sn的质量分数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为Sn2+容易被空气氧化,所以要加入锡粒,而Sn2+也容易水解,所以氯化亚锡中必须含有盐酸,故A正确;
B.若加入的还原剂不足,Sn4+不能完全还原为Sn2+,则消耗碘酸钾的量减少,使测定结果偏小,故B正确;
C.滴定时碘酸钾先与Sn2+反应生成I-,然后过量的碘酸钾与I-在酸性条件下生成I2,所以反应生成I2的离子方程式为,故C错误;
D.由得失电子守恒得到关系式为3Sn2+~KIO3计算n(KIO3)= c mol·L-1×(V×10-3)L=cV×10-3mol,则n(Sn2+)= 3cV×10-3mol,锡的质量分数为=,故D正确;
故选C
15. 化学研究所报道了化合物1催化氢化机理。由单个化合物1(固体)→化合物2(固体)过程的机理和相对能量曲线如图(假设1eV=QkJ)。说法正确的是
A. 化合物是该过程的催化剂
B. 图中化合物1和的总能量小于化合物2的总能量
C. 化合物2中,CO作为配体,由C原子提供孤电子对
D. 过程①的热化学方程式为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图示,化合物是该过程的中间产物,A错误;
B.由相对能量曲线可知,总反应是放热反应,所以图中化合物1和的总能量大于化合物2的总能量,B错误;
C.化合物2中,CO作为配体,O的电负性大于C,C易提供孤电子对,C正确;
D.由图知,单个化合物1(固体)→化合物2(固体)所吸收的热量为1.3Q kJ,则1mol 1(固体) →化合物2(固体) 所吸收的热量约为6.02×1023×1.3Q kJ,过程①的热化学方程式为: ,D错误;
故选C。
二、非选择题(本大题共4小题,共55分)
16. 黄铜矿(主要成分为)可用于冶炼,主要物质转化过程如下:
过程中产生的可用金属有机框架(MOFs)收集,三维多孔金属有机骨架材料MOFs,其晶体结构如下图所示。对苯二甲酸(BDC)作为有机配体,与无机基团连接,化学式为。
请回答下列问题:
(1)中O原子的杂化轨道类型为___________。
(2)MOFs的孔道尺寸可通过选择不同长度的有机配体进行调控。若将对苯二甲酸替换为联苯-4,4-二甲酸(结构简式如图),则孔道尺寸会___________(填“增大”或“减小”),原因是___________。
(3)下图中,表示晶胞的是___________(填“图2”或“图3”)。
(4)的晶胞如图4所示。
①图5所示结构单元___________(填“能”或“不能”)作为晶胞,原因是___________。
②已知:晶体的密度是4.30 ,阿伏加德罗常数的值为,晶胞中底边边长___________pm(用计算式表示;的摩尔质量为 ; )。
【答案】(1)sp3 (2) ①. 增大 ②. 联苯-4,4-二甲酸的刚性骨架更长,扩大了金属节点间的距离
(3)图2 (4) ①. 不能 ②. 图4所示结构单元并不能采用“无隙并置”地方式在晶体中重复出现(或上面面心是黑球,下面面心是白球,合理即可) ③.
【解析】
【小问1详解】
由图可知氧原子与四个Zn连接,因此O原子的杂化轨道类型为sp3杂化;
【小问2详解】
由于联苯-4,4-二甲酸的刚性骨架更长,扩大了金属节点间的距离,因此,将对苯二甲酸替换为联苯-4,4-二甲酸,孔道尺寸会增大;
【小问3详解】
根据晶胞中均摊法可知,图2所示晶胞中含有Cu个数为:4个,O原子个数为:,故其化学式为:Cu2O,图3所示晶胞中含有Cu个数为: 个,O原子个数为:,故其化学式为:CuO;综上,答案为图2;
【小问4详解】
①图4所示结构单元并不能采用“无隙并置”地方式在晶体中重复出现(或上面面心是黑球,下面面心是白球),故图5所示结构单元不能作为晶胞;
②由题干图4所示晶胞可知,一个晶胞中含有:Cu原子个数为,Fe个数为: ,含有S个数为8,故一个晶胞的质量为:,CuFeS2晶体的密度是4.30 g/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,故有2(a×10-10)3×4.30 g/cm3=,故CuFeS2晶胞中底边边长a=×1010 pm。
17. 铟是一种银白色的金属,它在合金制造、液晶显示器和太阳能电池等领域有若广泛而重要的应用。含铟化合物是一种重要的半导体材料。利用铟烟灰渣(主要成分为,还含有、PbO、等杂质)为原料生产金属铟的工艺流程如下:
已知:①常温下,,。
②“热熔解”时浓硫酸作氧化剂,将转化为。
③难溶于水,但可溶于硫酸。
请回答下列问题:
(1)In在元素周期表的位置为___________。
(2)“热熔解”时生成与的物质的量之比为___________。
(3)“浸渣”的主要成分为___________(写化学式)。
(4)“还原除砷”时,可将溶液中的转化为,写出反应的离子方程式___________。
(5)已知“滤液1”中含有,和,其中的浓度为0.1 ,经氧化后调节pH使沉淀完全,则应调节___________。
(6)工业上常用电解法精炼粗铟。已知粗铟中含有少量Zn、Fe、Ag等杂质(活动性)。电解过程中,保持电流恒定。下列说法错误的是___________(填标号)。
A. 粗铟为阳极,纯铟为阴极
B. 电解过程中,电解液的质量在增加
C. 电解过程中需补加
D. 电解一段时间后,阴极析出铟的速率下降,可能是因为电解液中浓度降低
(7)含铟化合物是一种重要的半导体材料。半导体材料的导电能力与晶体中化学键的共价性(在材料中,共价键可以被认为是电子的传导路径)密切相关,将铜铟硒()中的In替换为Al(电负性),得到另一种半导体材料铜铝硒(),两种半导体具有相同的黄铜矿型结构,但的导电能力更弱,请从化学键角度解释原因:___________。
【答案】(1)第五周期第IIIA族
(2)1:6 (3)SiO2、PbSO4
(4)
(5)3.4 (6)B
(7)Al与Se形成的化学键中共价键成分更少,电子在晶体中的传导相对较困难,形成的半导体导电性较弱
【解析】
【分析】由题给流程可知,向含铟烟灰渣加入浓硫酸热熔解,金属元素转化为硫酸盐,砷元素转化为砷酸,硫元素和部分硫酸转化为SO2;向熔渣中加水水浸,过滤得到含有SiO2、PbSO4的浸渣和浸出液;向浸出液中通入SO2,将溶液中的转化为As2O3沉淀,Fe3+转化为Fe2+,过滤得到As2O3和滤液1;向滤液1中先加入H2O2溶液,将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,再加入NaOH溶液调节溶液pH,将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,过滤得到Fe(OH)3和硫酸铟溶液;向溶液中加入锌粉,置换出铟,过滤得到粗铟和滤液2。
【小问1详解】
铟元素与铝元素同主族,则铟元素位于元素周期表第五周期ⅢA族;
【小问2详解】
“热熔解”时硫化铟发生的反应为反应硫化铟与浓硫酸共热反应生成、SO2和H2O,反应的化学方程式为,由方程式可知,反应生成和SO2的物质的量为2:12=1:6;
【小问3详解】
由分析可知,“浸渣”的主要成分为SiO2、PbSO4;
【小问4详解】
由分析可知,转化为As2O3沉淀的反应为SO2与反应生成As2O3、H2SO4和H2O,反应的离子方程式为;
【小问5详解】
由题意可知,加入氢氧化钠溶液调节pH的目的是将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,而溶液中铟离子不转化为氢氧化铟沉淀,由溶度积可知,铟离子开始沉淀时,溶液中氢氧根离子浓度为==10-10.6mol/L,则应调节溶液的pH<3.4;
【小问6详解】
A.电解精炼铟时,应使粗铟连接电源正极做精炼池的阳极,纯铟做阴极,A正确;
B.在电解过程中阳极上铟失去电子变为铟离子进入溶液,活动性比铟强的金属锌、铁也会变为金属阳离子进入溶液,活动性比铟弱的银不溶解,形成阳极泥沉淀在阳极底部,阴极上只有铟离子得到电子被还原为铟单质附着在阴极上,锌、铁、铟的摩尔电子质量分别是32.5 g/mol、28 g/mol、38 g/mol,所以随着电解反应的进行,电解液的质量会不断减少,B错误;
C.溶液中铟离子放电会使溶液中铟离子浓度减小,导致电解一段时间后,阴极析出铟的速率下降,所以电解过程中需补加硫酸铟保证铟不断被精炼析出,C正确;
D.溶液中离子浓度越小,反应速率就会越慢,所以在电解一段时间后,阴极析出铟的速率下降,可能是由于电解液中铟离子不断被还原消耗,使浓度降低所致,D正确;
故选B。
【小问7详解】
含铟化合物CuInSe2与CuAlSe2两种半导体具有相同的黄铜矿型结构,但CuAlSe2的导电能力更弱,从化学键角度解释,其原因是Al与Se形成的化学键中共价键成分更少,电子在晶体中的传导相对较困难,形成的半导体导电性较弱。
18. 配合物( g/mol)是实验室中的常用试剂,其制备步骤及部分装置示意图(夹持装置省略)如下。
制备步骤:
①向仪器X中加入4.0 g 固体,再加入8.4 mL蒸馏水溶解,加热至沸腾,停止加热,再加入6.0 g ,混合均匀。
②将①中所得的混合液加入三颈烧瓶中,加入0.4 g活性炭,保持混合液温度在0℃左右,通过分液漏斗向三颈烧瓶中加入13.5 mL浓氨水,冷却后,再通过分液漏斗向三颈烧瓶中逐滴加入13.5 mL 5%的溶液,然后使反应液温度保持在50~60℃,反应一段时间后,冷却。
③将②中冷却后的混合物过滤(ⅰ),将沉淀溶解于50 mL沸热的稀盐酸中,趁热过滤(ⅱ):再向滤液中加入6.7 mL浓盐酸,可观察到有大量橙黄色晶体析出,冷却至0℃。过滤(ⅲ),分别用两种试剂先后洗涤晶体,干燥,即得目标产物。
已知:为橙黄色晶体,可溶于水,难溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)步骤①中,仪器X可选用___________(填选项字母)。
A. B. C. D.
(2)步骤②中加入后反应液温度需保持在50~60℃的目的是___________。
(3)制备的总反应的化学方程式为___________。
(4)趁热过滤(ⅱ)的作用是___________;步骤③向滤液中加入6.7 mL浓盐酸的作用是___________。步骤③中第二次洗涤晶体应选用___________(填“蒸馏水”“盐酸”或“乙醇”)。
(5)称取0.2 g样品溶于氢氧化钠溶液中,煮沸蒸出全部后将溶液用酸酸化,加入25 mL 0.05000 mol/L的KI溶液(过量)和淀粉指示剂,然后用0.02000 mol/L的标准溶液滴定,至终点时恰好消耗标准溶液20.00 mL,则样品中的纯度为___________%。(已知:,,的摩尔质量为267.5 g/mol)
【答案】(1)C (2)提高反应速率、减少H2O2分解(合理即可)
(3)2CoCl2+2NH4Cl+10NH3·H2O+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+12H2O或2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O
(4) ①. 除去活性炭及其他不溶性杂质,避免产品析出 ②. c(Cl-)增大,促使[Co(NH3)6]Cl3结晶析出 ③. 乙醇
(5)53.5
【解析】
【分析】钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水,在冷水中微溶,难溶于乙醇,可通过如下反应制备:2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O,称取4.0 g NH4Cl于三颈烧瓶中溶解后加入CoCl2•6H2O和氧化剂H2O2,完全反应后冷却过滤除去活性炭,得到的滤液趁热过滤,用酒精洗涤后得到[Co(NH3)6]Cl3。
【小问1详解】
由步骤①可知,仪器X的作用是溶解固体,故仪器X可选用烧杯,故答案为C;
【小问2详解】
H2O2受热易分解,温度越低反应速率越慢,则滴入H2O2溶液后,使反应液温度保持在50~60℃的目的是提高反应速率、减少H2O2分解;
【小问3详解】
由分析可知,制备[Co(NH3)6]Cl3的总反应的化学方程式为2CoCl2+2NH4Cl+10NH3·H2O+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+12H2O或2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O;
【小问4详解】
由分析可知,趁热过滤(ii)的作用是除去活性炭及其他不溶性杂质,并避免产品析出;步骤③向滤液中加入6.7 mL浓盐酸的目的是使c(Cl-)增大,利用同离子效应促使[Co(NH3)6]Cl3结晶析出;根据已知信息,[Co(NH3)6]Cl3难溶于乙醇,则可选用乙醇洗涤所得晶体;
【小问5详解】
由已知化学方程式,可得关系式2[Co(NH3)6]Cl3~2Co3+~I2~2,则样品中[Co(NH3)6]Cl3的物质的量为0.02000 mol/L×20.00×10-3 L=0.0004 mol,故样品中[Co(NH3)6]Cl3的纯度为,故答案为:53.5。
19. 图卡替尼是一种与其他药物联合用于治疗晚期乳腺癌的重要物质。制备图卡替尼的中间体P()的一种合成路线如下(部分试剂及条件略)。
回答下列问题:
(1)A中含有的官能团名称为氰基、___________。
(2)D的结构简式为___________。
(3)D+E+F→G的反应类型为___________。
(4)J→K的化学方程式为___________。
(5)与M相比,N的沸点更高,原因是___________。
(6)Y与I互为同分异构体,同时满足下列条件的Y共有___________种(不考虑立体异构)。
a.能发生银镜反应;b.能发生水解反应;c.遇溶液显色;d.含有,且直接与苯环相连。
其中,Y的水解产物的核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为,则Y的结构简式为___________(写出一种即可)。
【答案】(1)氨基、硝基
(2) (3)取代反应
(4)++H2O
(5)N含有氨基,存在分子间氢键,沸点更高(合理即可)
(6) ①. 10 ②. 或
【解析】
【分析】A与B在DMA作用下反应产生C,C与H2在Pd/C作用下,C分子中-NO2发生还原反应转化为-NH2,反应产生D:,D与E、F发生取代反应产生G;H与I发生取代反应产生J:,J与B在DMA作用下反应产生K,K经一系列反应产生M,M与H2在Pd/C作用下发生还原反应产生N,G与N反应产生P。
【小问1详解】
A分子中含有的官能团名称为氰基、氨基、硝基;
【小问2详解】
根据上述分析可知,D结构简式为;
【小问3详解】
由D、E、F、G的结构简式可知,D+E+F→G的反应类型为取代反应;
【小问4详解】
J→K的化学方程式为++H2O;
【小问5详解】
根据化合物N分子结构简式,可知该物质分子中含有氨基,N物质的分子间能形成氢键,增加了分子之间的吸引作用,导致其沸点更高,而化合物M分子之间只存在范德华力,不存在分子间氢键,因此,物质的沸点:N>M,故答案为:N含有氨基,存在分子间氢键,沸点更高;
【小问6详解】
化合物I结构简式是,化合物Y与I互为同分异构体,同时满足条件:a.能发生银镜反应,说明Y含-CHO或HCOO-;条件b.能发生水解反应,说明Y分子中含有HCOO-; c.遇FeCl3溶液显色,说明Y分子中含有酚羟基(-OH);d.Y物质分子中含有-NH2,且-NH2直接与苯环相连。故Y为苯环上有三个取代基-OH、-NH2、 HCOO-的有机物。两个取代基分别有邻、间、对3种位置,第三个取代基插入上述结构分别有4种、4种、2种结构,则满足条件的Y的结构有10种;其中Y的水解产物的核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为2:2:2:1,则Y的结构简式为或。
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