内容正文:
化学
(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
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,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Na23 Cl35.5 S32 Cu64
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,只有一项符合题目要求。
1. 科学技术是第一生产力,我国在诸多领域取得辉煌成就,下列说法错误的是
A. 我国实现了高性能纤维锂离子电池的规模化制备,锂离子电池放电时将化学能转化为电能
B. 北斗卫星搭载了精密计时的铷原子钟,铷(Rb)的熔点比钠(Na)的高
C. “福建舰”航空母舰防腐涂料中使用了石墨烯,石墨烯和石墨是碳元素的同素异形体
D. “天和核心舱”电推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
2. 下列化学用语正确的是
A. 用电子式表示的形成过程:
B. 的结构式:
C. 的名称:丙烯酸乙酯
D. 分子的空间填充模型:
3. 《本草纲目》对旋复花有如下记载:“旋复花性味咸,归肝胃肺经,具有利湿消痰、行气散结之功”。旋复花内酯是其活性成分,结构简式如图所示,下列有关旋复花内酯的说法错误的是
A. 分子中所有的碳原子不可能共平面
B. 旋复花内酯最多消耗
C. 能使酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色
D. 催化氧化后的产物能与银氨溶液反应生成银,在试管内壁形成光亮的银镜
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向草酸溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液:
B. 向氯化钙溶液中通入二氧化碳:
C. 将二氧化氮和一氧化氮混合通入水中:
D. 铵明矾溶液中加入过量溶液:
5. 设是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的溶液中的数目为
B. 0.1mol1,2-二(三氯甲硅基)乙烷()中含有的共价键数为
C. 标准状况下,溶于水,得到的新制氯水中、和的粒子数之和为
D. 通过粉末后,固体质量增重,反应中转移的电子数为
6. 下列实验能达到实验目的的是
A.探究KI与的反应为可逆反应
B.比较S、C、Si的非金属性强弱
C.分离铁粉和碘
D.制备氢氧化铁胶体
A. A B. B C. C D. D
7. 下列关于糖类、蛋白质、油脂的说法中,错误的是
A. 食物中的糖类不一定都能被人体吸收
B. 粮食酿酒经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程
C. 糖类、蛋白质、油脂都是高分子化合物,在一定条件下都能发生水解反应
D. 淀粉和纤维素不是同分异构体,蛋白质遇溶液变性失活
8. 25℃时,在恒容密闭容器中发生反应:A(g)⇌2B(g),反应过程中各气体浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线甲表示B浓度随时间的变化
B. a、b两点的正反应速率:va>vb
C. c点反应达到平衡
D. 0~60s,v(B)=0.001mol·L-1·s-1
9. 氨作为燃料电池具有很大的发展潜力。一种新型燃料电池如图所示,关于该电池的说法错误的是
A. 通入的电极a为电池的负极
B. 电极a的电极反应式为
C. 电流从电极a经导线流向电极b
D. 转移电子时消耗和的物质的量之比为4:3
10. 在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化不能一步实现的是
A.
B.
C.
D.
11. 根据下列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
向溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再滴加溶液,溶液变为红色
溶液已经变质
B
将相同大小的铜片和锌片插入苹果中,用导线在铜片和锌片之间串联一个电流表,发现电流表的指针发生偏转
水果电池产生了电流
C
室温下,向溶液中加入少量镁粉,产生大量气泡,测得溶液温度上升
镁与盐酸反应放热
D
向溶液中滴加溶液,有黄色浑浊产生
具有氧化性
A. A B. B C. C D. D
12. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W与X同族,Y的简单气态氢化物溶于水所得溶液显碱性,Z的原子半径在短周期中最大,W的最高价氧化物可用来生产光导纤维。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. 简单气态氢化物的热稳定性:
C. Y的简单氢化物可用浓硫酸干燥
D. Z的单质在氧气中燃烧,生成物只含离子键
13. 工业上常用“空气吹出法”进行海水提溴,其过程如下。
已知:
下列说法错误的是
A. 氧化→吹出→吸收→氧化、蒸馏的目的是为了富集溴元素
B. 每提取,理论上需消耗(标准状况)
C. 由上述过程中的反应可推导出氧化性:
D. 其他条件一定时,单位时间内若通入过量,会导致的吹出率下降
14. 足量的铜与一定量的浓硝酸充分反应,得到(标准状况)与的混合气体(不考虑与的转化),这些气体与一定体积的混合后通入水中,恰好被完全吸收生成硝酸。向所得硝酸铜溶液中加入溶液,恰好沉淀完全。下列说法错误的是
A. 参加反应的是
B. 铜与浓硝酸反应过程中转移了电子
C. 与的混合气体中,的体积分数为
D. 消耗氧气的体积为(标准状况)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 氯化亚铜()晶体呈白色,微溶于水,不溶于稀盐酸,广泛用于有机合成及催化剂等。粗品用无水乙醇洗涤,不会变质。一种制备的实验流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤I的目的是去除废铜丝表面的绝缘漆,不用有机溶剂且简单易行的化学方法是_______。
(2)步骤II的实验装置如图所示。
①装置A用于制备氧气,试剂a可以是_______(填化学式,下同),试剂b可以是_______。
②装置B适宜的加热方式是_______。
③装置烧瓶中铜先与稀硝酸反应生成,然后与、、反应生成,第二步反应的化学方程式为_______。停止通入依据的实验现象是_______。
④装置C烧杯中盛放的试剂可以是_______。
(3)由步骤II得到的溶液制备的实验方案为_______、真空干燥,得到产品{已知:。露置于潮湿空气中易转化为绿色的}。
(4)利用硫酸铈法氧化还原滴定可测定产品中的含量:取产品于碘量瓶中,加入足量溶液,摇匀至样品完全溶解后,稀释至;移取溶液于锥形瓶中,用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。
①溶液溶解,反应的离子方程式为_______。
②产品中的质量分数为_______(用含、的代数式表示)。
16. 近年来,河南锂电池产业发展迅猛,锂离子电池产量稳步增长。磷酸亚铁锂电池正极材料主要含、炭黑及铝箔等,处理该废旧电池的一种工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)磷酸亚铁锂电池放电时负极反应式为,废旧电池放电后会提高锂的回收率,原因是_______。
为避免在拆解过程中因局部短路起火,放电方式为电化学放电,可以将废旧电池浸泡在_______(填标号)中进行放电。
A.无水酒精 B.98%的浓硫酸 C.溶液
(2)保持“碱浸”液固比为5:1、浸出温度为不变,测量碱浓度对浸出率的影响如图,最终确定溶液最优浓度为,原因是_______。
(3)试剂X是绿色氧化剂,则试剂X是_______(填化学式)。加入试剂X的目的是_______。
(4)滤渣③为氢氧化物,则滤渣③为_______(填化学式)。
(5)实际生产过程中,“调节”生成沉淀时,溶液与金属元素的沉淀百分率()的关系如下表所示,则最佳的沉淀_______。
pH
3.5
5.0
6.5
8.0
10.0
12.0
66.5
79.2
88.5
97.2
97.4
98.1
0.9
1.3
1.9
2.4
4.5
8.0
(6)为研究投加量对结晶的影响,固定其他条件不变进行实验,结果如图所示。为了既保证碳酸锂有较高的产率和纯度,又能降低生产成本,选择碳酸钠投加量应为_______(填标号)。
A. 80% B. 100% C. 110% D. 120%
17. 是危害最为严重的大气污染物之一,可通过多种方法对工业烟气中的进行脱除并回收含硫产品,实现的资源化利用。回答下列问题:
(1)双碱脱硫法。工业双碱法脱除烟气中的过程如图所示。
物质A为_______(填化学式)。“再生”步骤的基本反应类型是_______。
(2)催化氧化脱硫法。使用活性炭作催化剂,与混合气体在活性炭表面吸附并发生反应实现脱除,反应原理如图所示。
①步骤Ⅰ中还原的化学方程式为_______。若生成,理论上需消耗_______(标准状况)。
②与混合气体按照一定的流速通过活性炭,不同流速对脱除率的影响如图所示,随着气体流速的增大,脱除率降低的原因是_______。
(3)利用氨水可以将和吸收,原理如图所示。
和被吸收的离子方程式分别是_______、_______。
(4)工、农业废水以及生活污水中浓度较高的会造成氮污染。工业上处理水体中的一种方法是零价铁化学还原法。某小组用废铁屑和硝酸盐溶液模拟此过程,实验如下:
先用稀硫酸洗去废铁屑表面的铁锈,然后用蒸馏水将铁屑洗净;将溶液的调至2.5,从氧化还原的角度分析调低溶液的的原因是_______;将上述处理过的足量铁屑投入的溶液中,反应过程中,体系内相关离子浓度、随时间变化的关系如图所示。时刻前该反应的离子方程式是_______。
18. 通过石油裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料,用于合成有机高分子材料等。回答下列问题:
(1)以丁烷为原料合成聚丙烯和有机溶剂氯仿()的流程如图所示。
①甲烷分子的空间结构为_______。
②丙烯→聚丙烯的反应类型是_______。
③光照条件下,甲烷与反应生成氯仿的总的化学方程式为_______。
④丙烯的二氯代物有_______种结构(不考虑立体异构)。
(2)以乙烯为原料合成乙二酸二乙酯的流程如图所示。
①上述转化过程中,原子利用率为的反应有i、_______(填序号)。
②下列关于乙醇的说法正确的是_______(填标号)。
a.是无色、有特殊香味的液体
b.和乙二醇互为同系物
c.医疗上常用75%(体积分数)的乙醇溶液作消毒剂
d.与二甲醚互为同分异构体
③分子中官能团的名称是_______。
④反应vi的化学方程式是_______。
(3)的反应过程如下:
反应过程中能量变化可用下图中的_______表示(填“图1”或“图2”)。
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化学
(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
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,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Na23 Cl35.5 S32 Cu64
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,只有一项符合题目要求。
1. 科学技术是第一生产力,我国在诸多领域取得辉煌成就,下列说法错误的是
A. 我国实现了高性能纤维锂离子电池的规模化制备,锂离子电池放电时将化学能转化为电能
B. 北斗卫星搭载了精密计时的铷原子钟,铷(Rb)的熔点比钠(Na)的高
C. “福建舰”航空母舰防腐涂料中使用了石墨烯,石墨烯和石墨是碳元素的同素异形体
D. “天和核心舱”电推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.锂离子电池放电时发生氧化还原反应,化学能转化为电能,A正确;
B.碱金属(如Li、Na、K、Rb)的熔点随原子半径增大而降低,铷(Rb)的熔点低于钠,B错误;
C.石墨烯(单层碳原子)与石墨(多层结构)均为碳的同素异形体,C正确;
D.氮化硼陶瓷具有耐高温、高稳定性等特性,属于新型无机非金属材料,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语正确的是
A. 用电子式表示的形成过程:
B. 的结构式:
C. 的名称:丙烯酸乙酯
D. 分子的空间填充模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.电子转移方向应为从Mg转移到Cl,A错误;
B.HClO的中心原子为O,结构式应为H-O-Cl,B错误;
C.该有机物为丙烯酸(CH2=CHCOOH)与乙醇(CH3CH2OH)酯化产物,名称为丙烯酸乙酯,C正确;
D.CCl4中Cl原子半径大于C原子,空间填充模型中中心C球应小于周围Cl球,D错误;
答案选C。
3. 《本草纲目》对旋复花有如下记载:“旋复花性味咸,归肝胃肺经,具有利湿消痰、行气散结之功”。旋复花内酯是其活性成分,结构简式如图所示,下列有关旋复花内酯的说法错误的是
A. 分子中所有的碳原子不可能共平面
B. 旋复花内酯最多消耗
C. 能使酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色
D. 催化氧化后的产物能与银氨溶液反应生成银,在试管内壁形成光亮的银镜
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子中存在多个sp3杂化碳原子(如连接-CH3的饱和碳),其四面体结构导致所有碳原子不可能共平面,A正确;
B.结构中含1个酯基(-OOCCH3)和1个内酯环(分子内酯基),酯基水解均消耗NaOH,1 mol该物质共消耗2 mol NaOH,B正确;
C.含碳碳双键,可与溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,可被酸性KMnO4溶液氧化使其褪色,C正确;
D.分子中羟基为仲醇羟基(-CHOH-),催化氧化后生成酮基(-CO-),酮基不能与银氨溶液发生银镜反应,D错误;
故选D。
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向草酸溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液:
B. 向氯化钙溶液中通入二氧化碳:
C. 将二氧化氮和一氧化氮混合通入水中:
D. 铵明矾溶液中加入过量溶液:
【答案】A
【解析】
【详解】A.草酸(H2C2O4)作为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留;酸性条件下,高锰酸根被还原为Mn2+,草酸被氧化为CO2,得失电子、电荷和原子均守恒,方程式正确,A正确;
B.氯化钙溶液中通入CO2不会发生反应,B错误;
C.NO2和NO混合通入水中,实际是NO2与水反应,实际反应为,C错误;
D.铵明矾溶液中加入过量Ba(OH)2,铵根离子应与OH-反应生成NH3·H2O,正确的离子方程式为:,D错误;
故选A。
5. 设是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的溶液中的数目为
B. 0.1mol1,2-二(三氯甲硅基)乙烷()中含有的共价键数为
C. 标准状况下,溶于水,得到的新制氯水中、和的粒子数之和为
D. 通过粉末后,固体质量增重,反应中转移的电子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.pH=2的H2SO4溶液中H+浓度为0.01mol/L,但未给出溶液体积,无法计算H+数目,A错误;
B.1,2-二(三氯甲硅基)乙烷结构为Cl3Si-CH2-CH2-SiCl3,每个分子含6个Si-Cl键、2个Si-C键、1个C-C键、4个C-H键,共13个共价键,0.1mol该物质含共价键1.3NA,B错误;
C.Cl2与水反应为可逆反应(Cl2+H2O⇌HCl+HClO),11.2L(0.5mol)Cl2溶于水后,大部分Cl2仍以分子形式存在,Cl-、ClO-和HClO粒子数之和小于NA,C错误;
D.反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2中,固体增重56g对应转移2mol电子,增重2.8g时转移电子0.1mol,即0.1NA,D正确;
故选D。
6. 下列实验能达到实验目的的是
A.探究KI与的反应为可逆反应
B.比较S、C、Si的非金属性强弱
C.分离铁粉和碘
D.制备氢氧化铁胶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.试管中的溶液过量,即过量,滴入KI溶液后的混合溶液中一定含有,无论该反应是不是可逆反应,加入KSCN溶液,溶液一定会变红,该实验不能达到实验目的,A项错误;
B.根据强酸制弱酸规律,稀硫酸与反应生成,与溶液反应生成沉淀,可知酸性强弱关系为,且这三种酸均为最高价含氧酸,根据元素非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强可得非金属性强弱关系为S>C>Si,该实验能达到实验目的,B项正确;
C.由于加热时铁粉和碘会发生反应生成碘化亚铁,故分离铁粉和碘不能用升华法,该实验不能达到实验目的, C项错误;
D.制备胶体须在沸水中滴加饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热;向NaOH溶液中滴加饱和溶液,会直接生成红褐色沉淀,不能制得胶体,该实验不能达到实验目的,D项错误;
故答案选B。
7. 下列关于糖类、蛋白质、油脂的说法中,错误的是
A. 食物中的糖类不一定都能被人体吸收
B. 粮食酿酒经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程
C. 糖类、蛋白质、油脂都是高分子化合物,在一定条件下都能发生水解反应
D. 淀粉和纤维素不是同分异构体,蛋白质遇溶液变性失活
【答案】C
【解析】
【详解】A.食物中的糖类如纤维素无法被人体消化吸收,A正确;
B.粮食酿酒过程为淀粉水解为葡萄糖,再发酵生成乙醇,B正确;
C.糖类中的单糖,如葡萄糖不能水解,且油脂不是高分子化合物,C错误;
D.淀粉与纤维素聚合度不同,分子式不同,不是同分异构体;CuSO4是重金属盐,能使蛋白质变性,D正确;
故选C。
8. 25℃时,在恒容密闭容器中发生反应:A(g)⇌2B(g),反应过程中各气体浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线甲表示B浓度随时间的变化
B. a、b两点的正反应速率:va>vb
C. c点反应达到平衡
D. 0~60s,v(B)=0.001mol·L-1·s-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据容器中的反应可知B的变化量是A的两倍,曲线甲表示A浓度随时间的变化,A错误;
B.对于一个化学反应,从开始反应到结束,反应物浓度越来越小,速率越来越慢,故,B正确;
C.c点所示A、B两物质的浓度相同,后面时刻A的浓度继续减小,B的浓度继续增大,反应正移,未达到平衡,C错误;
D.0~60s,,D错误。
故选B。
9. 氨作为燃料电池具有很大的发展潜力。一种新型燃料电池如图所示,关于该电池的说法错误的是
A. 通入的电极a为电池的负极
B. 电极a的电极反应式为
C. 电流从电极a经导线流向电极b
D. 转移电子时消耗和的物质的量之比为4:3
【答案】C
【解析】
【分析】电极a为负极,发生反应2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,电极b为正极,发生反应O2+4e-+2H2O=4OH-,据此解答。
【详解】A.在燃料电池中,燃料(NH3)在负极发生氧化反应,电极a通入NH3,故为负极,A正确;
B.电极a为负极,NH3失电子生成N2,N元素化合价从-3升至0,2mol NH3失去6mol电子,碱性环境中用OH-平衡电荷,电极反应式为2NH3 - 6e- + 6OH- = N2 + 6H2O,B正确;
C.电流方向与电子流向相反,电子从负极a流向正极b,故电流从正极b经导线流向负极a,C错误;
D.负极:2NH3~6e-,转移1mol电子消耗NH3为1/3 mol;正极:O2~4e-,转移1mol电子消耗O2为1/4 mol,物质的量之比为(1/3):(1/4)=4:3,D正确;
答案选C。
10. 在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化不能一步实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.饱和NaCl溶液通NH3和CO2应生成NaHCO3,NaHCO3受热分解生成,,流程正确,A正确;
B.黄铁矿煅烧生成SO2,催化氧化为SO3,浓硫酸吸收制H2SO4,流程正确,B正确;
C.高温分解生成CO2,CO2与NaClO溶液反应生成HClO(因H2CO3酸性强于HClO),转化能一步实现,C正确;
D.NH3催化氧化应生成NO而非NO2,直接生成NO2不符合实际,D错误;
故选D。
11. 根据下列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
向溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再滴加溶液,溶液变为红色
溶液已经变质
B
将相同大小的铜片和锌片插入苹果中,用导线在铜片和锌片之间串联一个电流表,发现电流表的指针发生偏转
水果电池产生了电流
C
室温下,向溶液中加入少量镁粉,产生大量气泡,测得溶液温度上升
镁与盐酸反应放热
D
向溶液中滴加溶液,有黄色浑浊产生
具有氧化性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯水会氧化Fe2+为Fe3+,即使FeSO4未变质也会显红色,无法证明变质,A错误;
B.铜和锌在酸性环境中形成原电池,电流表偏转直接证明电流产生,B正确;
C.镁与盐酸反应释放热量导致温度上升,符合放热反应特征,C正确;
D.H2SO3将氧化为S单质(黄色浑浊),体现其氧化性,D正确;
故选A。
12. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W与X同族,Y的简单气态氢化物溶于水所得溶液显碱性,Z的原子半径在短周期中最大,W的最高价氧化物可用来生产光导纤维。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. 简单气态氢化物的热稳定性:
C. Y的简单氢化物可用浓硫酸干燥
D. Z的单质在氧气中燃烧,生成物只含离子键
【答案】B
【解析】
【分析】由 “W的最高价氧化物可生产光导纤维”可知, W为Si,由“W 与 X 同族”,且短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大可知,X为C,由“Z 的原子半径短周期最大”可知,Z为Na,由 “Y 的简单气态氢化物水溶液显碱性”可知,Y 为N。
【详解】A.电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越小,原子半径越大,故原子半径顺序应为Y<X<W<Z,A错误;
B.元素的非金属性越强,元素简单氢化物越稳定。C的非金属性强于Si,CH4的热稳定性高于SiH4,故简单气态氢化物的热稳定性:,B正确;
C.NH3为碱性气体,会与浓硫酸反应,不能用其干燥,C错误;
D.Na在氧气中燃烧生成Na2O2,其中含有离子键和共价键,D错误;
故选B。
13. 工业上常用“空气吹出法”进行海水提溴,其过程如下。
已知:
下列说法错误的是
A. 氧化→吹出→吸收→氧化、蒸馏的目的是为了富集溴元素
B. 每提取,理论上需消耗(标准状况)
C. 由上述过程中的反应可推导出氧化性:
D. 其他条件一定时,单位时间内若通入过量,会导致的吹出率下降
【答案】C
【解析】
【分析】海水提溴的流程为:将浓缩酸化后含Br-的海水通入Cl2氧化:,用热空气吹出溴蒸气,再用SO2和H2O吸收溴蒸气,转化为Br-进行浓缩:,再次通入Cl2氧化,最后通过冷凝等操作得到产品液溴。
【详解】A.海水提溴中,海水中溴离子浓度低,通过氧化(Cl2将Br⁻氧化为Br2)、吹出(分离Br₂)、吸收(Br2与SO2反应生成Br⁻,富集溴元素)、再氧化蒸馏得到液溴,整个过程目的是富集溴元素,A正确;
B.提取1mol Br2需经过两次氧化:第一次Cl2将Br⁻氧化为Br2(1 mol Br2需1 mol Cl2),吸收后Br2转化为Br⁻;第二次Cl2再次氧化Br⁻为Br2(又需1 mol Cl2),理论上共消耗2 mol Cl2,标准状况下体积为,B正确;
C.氧化性判断依据:氧化剂氧化性>氧化产物。第一次氧化:Cl2是氧化剂,Br2是氧化产物,故氧化性;吸收反应:Br2是氧化剂,SO2是还原剂,氧化产物为H2SO4,氧化性,因此氧化性顺序为,C错误;
D.其他条件一定时,过量SO2随“吸收Br2后的空气”进入下一步,与新生成的Br2发生反应:,该反应消耗了原本应被吹出的Br2,导致其吹出率下降,D正确;
故选C。
14. 足量的铜与一定量的浓硝酸充分反应,得到(标准状况)与的混合气体(不考虑与的转化),这些气体与一定体积的混合后通入水中,恰好被完全吸收生成硝酸。向所得硝酸铜溶液中加入溶液,恰好沉淀完全。下列说法错误的是
A. 参加反应的是
B. 铜与浓硝酸反应过程中转移了电子
C. 与的混合气体中,的体积分数为
D. 消耗氧气的体积为(标准状况)
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据N元素守恒,参加反应的包含生成硝酸铜的()(酸性)和生成气体的(氧化性),共0.6 mol,A正确;
B.根据反应可知,所得硝酸铜溶液中的物质的量为,则铜失去电子,即铜与浓硝酸反应过程中转移电子数为0.4 mol,B正确;
C.设混合气体中NO为x mol、为y mol,根据得失电子守恒及元素守恒,,解得,的体积分数为,C正确;
D.气体、与通入中反应生成,气体、转化为失去的电子0.4 mol(与转化为失去的电子0.4 mol相等),与消耗的(由0价转化为-2价)得到的电子相等,则消耗的的物质的量为,标况下体积为2.24 L,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 氯化亚铜()晶体呈白色,微溶于水,不溶于稀盐酸,广泛用于有机合成及催化剂等。粗品用无水乙醇洗涤,不会变质。一种制备的实验流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤I的目的是去除废铜丝表面的绝缘漆,不用有机溶剂且简单易行的化学方法是_______。
(2)步骤II的实验装置如图所示。
①装置A用于制备氧气,试剂a可以是_______(填化学式,下同),试剂b可以是_______。
②装置B适宜的加热方式是_______。
③装置烧瓶中铜先与稀硝酸反应生成,然后与、、反应生成,第二步反应的化学方程式为_______。停止通入依据的实验现象是_______。
④装置C烧杯中盛放的试剂可以是_______。
(3)由步骤II得到的溶液制备的实验方案为_______、真空干燥,得到产品{已知:。露置于潮湿空气中易转化为绿色的}。
(4)利用硫酸铈法氧化还原滴定可测定产品中的含量:取产品于碘量瓶中,加入足量溶液,摇匀至样品完全溶解后,稀释至;移取溶液于锥形瓶中,用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。
①溶液溶解,反应的离子方程式为_______。
②产品中的质量分数为_______(用含、的代数式表示)。
【答案】(1)充分灼烧
(2) ①. ②. ③. 水浴加热 ④. ⑤. 烧瓶内液面上方气体变为无色 ⑥. 溶液
(3)向溶液中加水,过滤,用乙醇洗涤
(4) ①. ②.
【解析】
【分析】本题为制备类实验综合题,装置A为固液不加热型,需匹配与等无需加热的制氧试剂组合;装置B因反应温度需控制在50~85℃,采用受热均匀、控温精准的水浴加热,避免直接加热引发副反应;第二步反应配平需先标注(歧化)、的化合价变化,依据升降守恒配平氧化剂、还原剂及产物,再结合原子守恒补充;尾气为还原性气体,需用溶液或酸性溶液吸收,反应终点可通过装置B中溶液颜色不再变化判断。
【小问1详解】
充分灼烧可以去除废铁铜丝表面的绝缘层;
【小问2详解】
①二氧化锰可以催化过氧化氢生成氧气;
②烧瓶一般为水浴加热;
③方程式为:;当反应完,不再产生红棕色一氧化氮,即烧瓶内液面上方气体变为无色时,停止通入氧气;
④装置B中反应会生成,会污染空气,需要进行尾气处理。能与反应生成,等氮氧化物可用溶液吸收,所以装置C烧杯中盛放的试剂可以是溶液。
【小问3详解】
根据已知,且露置于潮湿空气中易转化,粗品用无水乙醇洗涤,不会变质,所以向溶液中加水,生成沉淀,过滤,用乙醇洗涤;
【小问4详解】
①根据氧化还原反应原理,具有氧化性,中为+1价,能将+1价铜氧化为+2价,自身被还原为,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式为:;
②由可知,,移取溶液,消耗标准溶液,,则溶液中,,又因为,所以,溶液中,,的摩尔质量为,,已知样品质量为,则产品中的质量分数。
16. 近年来,河南锂电池产业发展迅猛,锂离子电池产量稳步增长。磷酸亚铁锂电池正极材料主要含、炭黑及铝箔等,处理该废旧电池的一种工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)磷酸亚铁锂电池放电时负极反应式为,废旧电池放电后会提高锂的回收率,原因是_______。
为避免在拆解过程中因局部短路起火,放电方式为电化学放电,可以将废旧电池浸泡在_______(填标号)中进行放电。
A.无水酒精 B.98%的浓硫酸 C.溶液
(2)保持“碱浸”液固比为5:1、浸出温度为不变,测量碱浓度对浸出率的影响如图,最终确定溶液最优浓度为,原因是_______。
(3)试剂X是绿色氧化剂,则试剂X是_______(填化学式)。加入试剂X的目的是_______。
(4)滤渣③为氢氧化物,则滤渣③为_______(填化学式)。
(5)实际生产过程中,“调节”生成沉淀时,溶液与金属元素的沉淀百分率()的关系如下表所示,则最佳的沉淀_______。
pH
3.5
5.0
6.5
8.0
10.0
12.0
66.5
79.2
88.5
97.2
97.4
98.1
0.9
1.3
1.9
2.4
4.5
8.0
(6)为研究投加量对结晶的影响,固定其他条件不变进行实验,结果如图所示。为了既保证碳酸锂有较高的产率和纯度,又能降低生产成本,选择碳酸钠投加量应为_______(填标号)。
A. 80% B. 100% C. 110% D. 120%
【答案】(1) ①. 电池放电过程中,锂离子从负极脱嵌并进入正极材料中,放电后,使得在正极富集 ②. C
(2)低于时,随着浓度增大,Al的浸出率逐渐增大,浸出渣中Al的质量分数减少,高于时,Al的浸出率和浸出渣中Al的质量分数变化不大,反而对设备的要求更高,同时不利于经济效益
(3) ①. ②. 将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续沉淀除去
(4)
(5)8.0 (6)C
【解析】
【分析】废旧电池正极片为磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等,加氢氧化钠溶液后,铝箔溶解,通过过滤除去含铝的溶液,滤渣加入硫酸,溶解磷酸亚铁锂,炭黑不溶,再过滤除去炭黑,滤液中加入H2O2,氧化Fe2+生成Fe3+,再调节pH,使Fe3+变成Fe(OH)3沉淀,过滤除去沉淀后,滤液中加入饱和碳酸钠,使硫酸锂转化为碳酸锂沉淀,过滤、洗涤得到纯净的碳酸锂。
【小问1详解】
在电池放电过程中,锂离子从负极脱嵌并进入正极材料中,放电后,使得在正极富集,便于后续回收;
A.无水酒精是非电解质,不能导电,而且酒精易燃,容易起火造成危险,A不符合题意;
B.98%的浓硫酸几乎不能电离,不能导电,而且浓硫酸具有很强的腐蚀性和氧化性,容易造成危险和发生副反应,B不符合题意;
C.NaCl是电解质,氯化钠溶液能导电,而且能防止局部短路引起的着火,C符合题意;
故选C;
【小问2详解】
低于时,随着浓度增大,Al的浸出率逐渐增大,浸出渣中Al的质量分数减少,高于时,Al的浸出率和浸出渣中Al的质量分数变化不大,反而要求设备的耐腐蚀性提升,对设备的要求更高,同时会增加成本,造成浪费,不利于经济效益,故选择;
【小问3详解】
试剂X是绿色氧化剂,则试剂X是;加入溶液的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续沉淀除去;
【小问4详解】
滤渣③为氢氧化物,则滤渣③为;
【小问5详解】
由表可知,pH小于8.0时,的沉淀百分率较低,pH大于8.0时,的沉淀百分率变化不大,但的沉淀百分率在快速提高,因此最佳pH为8.0;
【小问6详解】
碳酸锂的纯度在图示范围内变化不大,但其产率在碳酸钠投加量为110%时已经达到了较高水平,为了既保证碳酸锂有较高的产率和纯度,又能降低生产成本,因此选择碳酸钠投加量应为110%,故选C。
17. 是危害最为严重的大气污染物之一,可通过多种方法对工业烟气中的进行脱除并回收含硫产品,实现的资源化利用。回答下列问题:
(1)双碱脱硫法。工业双碱法脱除烟气中的过程如图所示。
物质A为_______(填化学式)。“再生”步骤的基本反应类型是_______。
(2)催化氧化脱硫法。使用活性炭作催化剂,与混合气体在活性炭表面吸附并发生反应实现脱除,反应原理如图所示。
①步骤Ⅰ中还原的化学方程式为_______。若生成,理论上需消耗_______(标准状况)。
②与混合气体按照一定的流速通过活性炭,不同流速对脱除率的影响如图所示,随着气体流速的增大,脱除率降低的原因是_______。
(3)利用氨水可以将和吸收,原理如图所示。
和被吸收的离子方程式分别是_______、_______。
(4)工、农业废水以及生活污水中浓度较高的会造成氮污染。工业上处理水体中的一种方法是零价铁化学还原法。某小组用废铁屑和硝酸盐溶液模拟此过程,实验如下:
先用稀硫酸洗去废铁屑表面的铁锈,然后用蒸馏水将铁屑洗净;将溶液的调至2.5,从氧化还原的角度分析调低溶液的的原因是_______;将上述处理过的足量铁屑投入的溶液中,反应过程中,体系内相关离子浓度、随时间变化的关系如图所示。时刻前该反应的离子方程式是_______。
【答案】(1) ①. NaOH ②. 复分解反应
(2) ①. ②. 22.4 ③. 气体流速过大,使活性炭表面吸附的和减少,接触时间变短,导致脱除率降低(或气体流速过大,混合气体与催化剂不能充分接触发生反应)
(3) ①. ②.
(4) ①. 溶液中的越大,的氧化性越强,更容易被铁还原 ②.
【解析】
【分析】双碱脱硫法:在含SO2的烟气中加入NaOH溶液吸收(),然后加入进行再生(),生成的NaOH溶液循环到吸收步骤重复利用,产生的通入氧气氧化为达到脱硫效果;
催化氧化脱硫法:使用活性炭作催化剂,与混合气体在活性炭表面吸附并发生反应、来实现脱除;
零价铁化学还原法:利用Fe将还原为的方法,在pH较低时,氧化产物为();在pH升高后氧化产物为()。
【小问1详解】
根据分析,A的化学式为NaOH;再生时发生的反应为,属于基本反应类型中的复分解反应;
【小问2详解】
①根据分析及图示步骤Ⅰ可知还原的化学方程式为;由步骤Ⅰ+步骤Ⅱ得总反应方程式为,则生成16 g S(0.5 mol)理论上消耗的物质的量为1 mol,在标准状况下的体积为22.4 L;
②由于催化剂活性炭与混合气体接触时间越充足,催化效率越高,所以当气体流速过大,使活性炭表面吸附的和减少,接触时间变短,导致脱除率降低(或气体流速过大,混合气体与催化剂不能充分接触发生反应);
【小问3详解】
与氨水反应生成,将还原为,自身被氧化为硫酸氢铵,发生反应的离子方程式依次为、;
【小问4详解】
调低溶液的的原因是:溶液中的越大,的氧化性越强,更容易被铁还原;从图中能看出,t1时刻前,快速增大,同时增大,说明反应消耗大量,氧化产物为,因此反应的离子方程式为。
18. 通过石油裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料,用于合成有机高分子材料等。回答下列问题:
(1)以丁烷为原料合成聚丙烯和有机溶剂氯仿()的流程如图所示。
①甲烷分子的空间结构为_______。
②丙烯→聚丙烯的反应类型是_______。
③光照条件下,甲烷与反应生成氯仿的总的化学方程式为_______。
④丙烯的二氯代物有_______种结构(不考虑立体异构)。
(2)以乙烯为原料合成乙二酸二乙酯的流程如图所示。
①上述转化过程中,原子利用率为的反应有i、_______(填序号)。
②下列关于乙醇的说法正确的是_______(填标号)。
a.是无色、有特殊香味的液体
b.和乙二醇互为同系物
c.医疗上常用75%(体积分数)的乙醇溶液作消毒剂
d.与二甲醚互为同分异构体
③分子中官能团的名称是_______。
④反应vi的化学方程式是_______。
(3)的反应过程如下:
反应过程中能量变化可用下图中的_______表示(填“图1”或“图2”)。
【答案】(1) ①. 正四面体形 ②. 加聚反应 ③. ④. 5
(2) ①. ⅱ、ⅲ、ⅴ ②. acd ③. 醛基 ④.
(3)图2
【解析】
【分析】丁烷裂解为甲烷和丙烯,丙烯催化聚合生成聚丙烯,甲烷和氯气取代生成氯代物和HCl;
以乙烯为原料合成乙二酸二乙酯的过程中,i为乙烯和水加成生成乙醇,ⅱ为催化作用下乙烯被氧化为环氧乙烷,ⅲ为环氧乙烷和水的加成生成乙二醇,ⅳ为乙二醇的催化氧化生成M:乙二醛,ⅴ为乙二醛和氧气结合生成N:乙二酸,ⅵ为乙二酸和乙醇的酯化反应生成产物乙二酸二乙酯;
【小问1详解】
①甲烷中碳的价层电子对数为4,没有孤电子对,其空间结构为正四面体形;
②丙烯→聚丙烯的反应为丙烯的加聚反应,反应生成高聚物,故为加聚反应;
③光照条件下,甲烷与反应生成氯仿,同时生成HCl,总的化学方程式为。
④丙烯的二氯代物有1,1-二氯丙烯、1,2-二氯丙烯、1,3-二氯丙烯、2,3-二氯丙烯、3,3-二氯丙烯,共5种(不考虑立体异构);
【小问2详解】
①结合分析可知,上述转化过程中,原子利用率为100%的反应有ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅴ。
②a.乙醇是无色、有特殊香味的液体,正确;
b.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;乙醇和乙二醇不互为同系物,错误;
c.医疗上常用75%(体积分数)的乙醇溶液作消毒剂,其能杀菌消毒,正确;
d.同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物;乙醇与二甲醚互为同分异构体,正确;
故选acd;
③M为乙二醛,分子中官能团的名称是醛基。
④反应ⅵ为乙二酸和乙醇的酯化反应生成乙二酸二乙酯,化学方程式是:。
【小问3详解】
已知:
a:
b:
c:
由盖斯定律,a+b+c得反应:,则焓变为(1652-615-872) kJ/mol=+165kJ/mol,反应吸热,则生成物能量高于反应物能量,故选图2。
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