内容正文:
石嘴山市第一中学2025-2026学年第二学期高三年级3月月考
化学试题
一、单选题:本题共42分。
1. 下列叙述正确的是
A. 碳或钠与氧气在点燃条件下与不同量的氧气反应时都可生成不同的产物
B. 下列转化关系均可通过一步反应实现:Mg→MgO→Mg(OH)2→MgCl2
C. 泡沫灭火器反应原理为Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
D. FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板是由于铁比铜的金属性强
2. 已知,的酸性比强。下列有关说法正确的是
A. HCl的电子式为
B. 键的键能大于键的键能
C. 分子中只有σ键
D. 的酸性比强
3. 在给定条件下,下列过程涉及物质的转化均可实现的是
A. 生成氢氧化钠:
B. 生成氢氧化铝:
C. 制备纯碱:
D. 制备漂白液:
4. 六氟化硫(SF6)分子为正八面体构型(分子结构如图所示),难溶于水,在高温下仍有良好的绝缘性,在电器工业方面具有广泛用途。下列推测正确的是( )
A. SF6各原子均达到最外层8电子稳定结构
B. SF6易燃烧生成SO2
C. SF6分子是含有极性键的非极性分子
D. SF6是原子晶体
5. 下图为制取并检验性质的实验装置图:
下列说法正确的是
A. a中反应温度可以控制在140℃
B. b中溶液颜色逐渐褪去说明产生了
C. c中溶液颜色逐渐褪去说明产生了
D. d口导出的气体均具有可燃性
6. 下列各组离子中,能大量共存且加入(或通入)X试剂后发生反应的离子方程式对应正确的是
选项
离子组
试剂X
离子方程式
A
Fe3+、Al3+、SiO、NO
过量的盐酸
SiO+2H+=H2SiO3↓
B
透明溶液中:Fe3+、NH、SO、 Cl-、
过量的铜粉
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
C
Na+、Ba2+、HCO、Cl-
NaHSO4溶液
H++HCO=CO2↑+H2O
D
pH=1的溶液中:Mg2+ 、Fe2+ 、NO、SO
双氧水
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
A. A B. B C. C D. D
7. 科学家利用如下反应合成一种有机催化剂。下列说法错误的是
A. Y中所有原子共平面 B. Y的熔点高于X
C. X和Y中均无手性碳原子 D. 该反应为缩聚反应
8. 下列实验的操作、现象和结论均正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
NaHCO3溶液与 NaAlO2溶液混合
生成白色沉淀
结合H+的能力:CO<AlO
B
常温下,相同的铝片分别投入足量的稀、浓硫中
浓硫酸中铝片先溶解完
反应物浓度越大,反应速率越快
C
对装在针筒内的NO2气体推动活塞加压
气体颜色加深
平衡加压逆向移动
D
2 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液中滴加2滴0.1 mol/L的MgCl2溶液,再滴加2滴0.1 mol/L的FeCl3溶液
白色沉淀转化为红褐色沉淀
溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3
A. A B. B C. C D. D
9. 已知:
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)△H1
H2O(1)=H2O(g)△H2
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g)△H3
则三反应热之间的关系正确的是
A. △H3=△H1+4△H2
B. △H3=△H1+△H2
C. △H3=△H1-4△H2
D. △H3=△H1-△H2
10. 下表列出了某短周期元素的各级电离能数据(用∙∙∙∙∙∙表示,单位为)。
∙∙∙∙∙∙
740
1500
7700
10500
下列关于元素R的判断中一定正确的是
A. R的最高正价为价 B. R元素位于元素周期表中第ⅡB族
C. R元素第一电离能大于同周期相邻元素 D. R元素基态原子的电子排布式为
11. 二氯化二硫(S2Cl2)常用作杀虫剂、萃取剂及橡胶的低温硫化剂等。S2Cl2沸点为138℃,遇水会生成两种酸性气体。在熔融的硫中通入氯气即可生成S2Cl2。下列说法错误的是
A. S2Cl2晶体为分子晶体
B. S2Cl2中含有σ键和π键
C. 根据元素性质的递变性,可以推出S2Cl2中Cl呈-1价
D. S2Cl2与水反应的化学方程式为2S2Cl2+2H2O=4HCl+SO2↑+3S↓
12. 采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性的合成,装置如图所示。下列说法错误的是
A. a应与电源的正极相连
B. 阴极的电极反应式为
C. 理论上,电解池左室产生的
D. 反应器中发生反应,
13. 下列实验方案能达到实验目的的是
A. 用装置甲验证的漂白性
B. 用装置乙检验蔗糖水解产物具有还原性
C. 用装置丙滴定未知浓度的醋酸溶液
D. 用装置丁制取
14. ,恒温密闭容器中,充入物质的量均为的和,发生反应:,测得三种气体的物质的量浓度随时间变化如图。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ表示的浓度随时间的变化曲线
B.
C. 平衡时,和的转化率相等
D. 平衡后,充入和,此时
二、非选择题:本题共58分。
15. 完成下列问题。
(1)基态Cu原子有______种不同能级的电子。的价电子轨道表示式为________。
(2)在溶液中FeCl2稳定性小于FeCl3,从电子排布的角度分析,其主要原因是________。
(3)图甲是一种将废水中的氯乙烯()转换成对环境无害的微生物电池装置,同时利用此装置在铁上镀铜。
①M为_____(填写“正极、负极、阴极、阳极”),镀铜时,______(填写X或Y)与铁电极相连,工作过程中,N极电极反应式________,当N极有3.2g O2完全反应时,通过质子交换膜的H+的数目为_______。
②若M极消耗0.1mol氯乙烯,则铁电极增重_____g,硫酸铜溶液的浓度将_______(填写“增大、减小、不变”)
16. Co2O3主要用作颜料、釉料及磁性材料,利用一种钴矿石(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、SiO2及铝、镁、钙等金属元素的氧化物)制取Co2O3的工艺流程如图所示。
已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
完全沉淀的pH
3.7
9.6
9.2
5.2
回答下列问题:
(1)溶浸过程中,可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是___(写出1种即可);加入Na2SO3溶液的主要作用是____。
(2)氧化除杂过程中金属离子与NaClO3反应的离子方程式为___,加入Na2CO3的主要目的是___。
(3)已知某温度下Ksp(CaF2)=3.4×10−11,Ksp(MgF2)=7.1×10−11。该温度下,沉淀除杂时加入足量的NaF溶液可将Ca2+、Mg2+沉淀除去,若所得滤液中c(Mg2+)=1.0×10−5mol·L−1,则滤液中c(Ca2+)=_______(保留2位有效数字)。
(4)①取CoC2O4·2H2O固体在空气中加热至400℃~600℃充分煅烧得到产品,反应中CoC2O4·2H2O与O2的化学计量数之比为_______。
②若取CoC2O4·2H2O固体5.49g在空气中加热至300℃,得到钴的某种氧化物2.41g,则该反应的化学方程式为_______。
17. 某有机物的合成路线如下:
已知:RCH2CH=CH2
(1)A的名称是___________。
(2)B中含有的官能团是___________。
(3)反应①、③的有机反应类型分别___________、___________。
(4)下列说法正确的是___________(填字母编号)。
a.1 mol E与足量的新制溶液反应能生成2 mol
b.F的核磁共振氢谱有4个峰,且峰面积比为
c.可以用鉴别E和F
d.B分子不存在顺反异构
(5)写出反应③的化学方程式___________。
(6)写出反应⑤的化学方程式___________。
(7)的同分异构体中同时符合下列条件的芳香族化合物共有___________种,其中苯环上一氯代物有两种的结构简式为___________。
a.能发生消去反应 b.能与过量浓溴水反应生成白色沉淀
18. 匹拉韦(有机物Ⅰ)是一种广谱抗病毒仿制药,其含有的环状结构与苯的共辄结构类似。一种合成法匹拉韦的路线如图所示:
已知:①;
②;
③化合物F、G不易分离,萃取剂的极性过大则常得到黑色糊状物,过小则萃取率不高。
回答下列问题:
(1)化合物B中含氧官能团的名称为________。
(2)C的结构简式为________________,其分子中杂化的C原子个数是________;F到G的反应类型为________________。
(3)D的同分异构体J满足下列条件:
①J能发生水解反应且可以发生银镜反应;
②J的谱峰面积之比为;
③J含有两种含氧官能团,不存在两个氧原子相连或氧原子与溴原子相连的情况;
④J含有环状结构。
请写出J的结构简式:________________。(写出其中一种)
(4)请写出G到H的化学方程式________________,本工艺与传统工艺相比,不同之处即在G到H这一步:进行此步骤前将萃取剂由正己烷/乙酸乙酯换为甲苯,反应时将或换为,请从产率与经济性的角度分析本工艺的优点:________________;________________。
(5)根据已有知识并结合相关信息,将以A为原料制备的部分合成路线如下:
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步反应中,有机反应物的结构简式为________________。
②从起始原料出发,第三步反应的反应条件为________________。
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石嘴山市第一中学2025-2026学年第二学期高三年级3月月考
化学试题
一、单选题:本题共42分。
1. 下列叙述正确的是
A. 碳或钠与氧气在点燃条件下与不同量的氧气反应时都可生成不同的产物
B. 下列转化关系均可通过一步反应实现:Mg→MgO→Mg(OH)2→MgCl2
C. 泡沫灭火器反应原理为Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
D. FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板是由于铁比铜的金属性强
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳与氧气在点燃条件下与不同量的氧气反应时生成不同的产物CO、CO2,钠与氧气在点燃条件下与不同量的氧气反应时都生成Na2O2,故A错误;
B.Mg→MgO→Mg(OH)2 →MgCl2中MgO不溶于水,与水不反应,不能一步实现MgO →Mg(OH)2,故B错误;
C.泡沫灭火器反应原理是硫酸铝与碳酸氢钠的双水解:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,故C正确;
D.FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板是由于Fe3+比Cu2+的氧化性强或Cu比Fe2+的还原性强,反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故D错误;
故答案为C。
2. 已知,的酸性比强。下列有关说法正确的是
A. HCl的电子式为
B. 键的键能大于键的键能
C. 分子中只有σ键
D. 的酸性比强
【答案】D
【解析】
【详解】A.HCl为共价化合物,H原子和Cl原子间形成共用电子对,其电子式为,A错误;
B.氟原子的半径很小,因而F-F键键长比Cl-Cl键键长短,两个氟原子在形成共价键时,原子核之间的距离就小,排斥力大,因此键能比Cl-Cl键键能小,B错误;
C.分子中羧基中的C=O为双键,含有σ键和π键,C错误;
D.由于Cl的电负性比I大,-Cl的吸电子效应强于-I,导致的羧基中羟基的极性更大,更加容易电离出氢离子,因此ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH更强,D正确;
故选D。
3. 在给定条件下,下列过程涉及物质的转化均可实现的是
A. 生成氢氧化钠:
B. 生成氢氧化铝:
C. 制备纯碱:
D. 制备漂白液:
【答案】D
【解析】
【详解】A.Na在点燃的条件下与氧气反应产生的是Na2O2,故A不符合题意;
B.NaOH与铝反应是产生NaAl(OH)4和氢气,故B不符合题意;
C.向饱和NaCl溶液中通无法生成,正确的侯氏制碱法需先向饱和NaCl溶液中通使溶液呈碱性,再通才能析出沉淀,加热分解产生,故C符合题意;
D.电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气,氯气和NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,该反应为:2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,制得漂白液,故D符合题意;
故答案选D。
4. 六氟化硫(SF6)分子为正八面体构型(分子结构如图所示),难溶于水,在高温下仍有良好的绝缘性,在电器工业方面具有广泛用途。下列推测正确的是( )
A. SF6各原子均达到最外层8电子稳定结构
B. SF6易燃烧生成SO2
C. SF6分子是含有极性键的非极性分子
D. SF6是原子晶体
【答案】C
【解析】
【分析】由六氟化硫(SF6)分子为正八面体构型(分子结构如图所示)可知六氟化硫(SF6)为分子晶体,S形成6个共价键,分子中正负电荷重心重合,以此分析。
【详解】A.S原子最外层有6个电子,在SF6分子中,S形成6个共价键,不满足最外层8电子稳定结构,故A错误;
B.SF6中S元素为+6价,无法被氧气氧化,所以SF6不易燃烧,故B错误;
C.SF6分子中含有S—F极性键,且分子中正负电荷重心重合,SF6分子是含有极性键的非极性分子,故C正确;
D.SF6形成的是分子晶体,故D错误;
故答案选:C。
【点睛】非极性分子分子中正负电荷重心重合。
5. 下图为制取并检验性质的实验装置图:
下列说法正确的是
A. a中反应温度可以控制在140℃
B. b中溶液颜色逐渐褪去说明产生了
C. c中溶液颜色逐渐褪去说明产生了
D. d口导出的气体均具有可燃性
【答案】B
【解析】
【分析】实验室通过乙醇在浓硫酸、170°C制取乙烯,由于乙醇挥发和副反应,乙烯中含有乙醇蒸气、CO2和SO2,SO2不能使溴的四氯化碳溶液褪色,乙醇可溶于溴的四氯化碳溶液,乙烯通过加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色, 乙烯和SO2均能使KMnO4溶液褪色,逸出的气体中还含有二氧化碳。
【详解】A. a中反应温度可以控制在170℃,A错误;
B. 据分析,b中溶液颜色逐渐褪去说明产生了,B正确;
C. 据分析,c中溶液颜色逐渐褪去不能说明产生了,C错误;
D. d口导出的气体中含有的二氧化碳不具有可燃性,D错误;
选B。
6. 下列各组离子中,能大量共存且加入(或通入)X试剂后发生反应的离子方程式对应正确的是
选项
离子组
试剂X
离子方程式
A
Fe3+、Al3+、SiO、NO
过量的盐酸
SiO+2H+=H2SiO3↓
B
透明溶液中:Fe3+、NH、SO、 Cl-、
过量的铜粉
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
C
Na+、Ba2+、HCO、Cl-
NaHSO4溶液
H++HCO=CO2↑+H2O
D
pH=1的溶液中:Mg2+ 、Fe2+ 、NO、SO
双氧水
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.Fe3+、Al3+与SiO因发生彻底双水解而不能大量共存,故A错误;
B.透明溶液中:Fe3+、NH、SO、 Cl-能大量共存,且Fe3+能将铜氧化,故B正确;
C.Ba2++2HCO+2H++SO=BaSO4↓+2H2O+2CO2↑,由于量的比例问题,还可能有其它形式的离子方程式,但一定有Ba2++SO=BaSO4↓,故C错误;
D.Fe2+ 、NO在pH=1的酸性条件发生氧化还原反应而不能大量共存,故D错误;
故选B。
7. 科学家利用如下反应合成一种有机催化剂。下列说法错误的是
A. Y中所有原子共平面 B. Y的熔点高于X
C. X和Y中均无手性碳原子 D. 该反应为缩聚反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.Y分子中N和饱和C均为sp3杂化,所有原子一定不共平面,A错误;
B.Y是高分子化合物,相对分子质量远远大于X,分子间作用力远远大于X,故Y的熔点高于X,B正确;
C.与4个不相同的原子或原子团相连的C为手性碳,由结构可知X和Y中均无手性碳原子,C正确;
D. 该反应按-COOH脱-OH,-NH2脱-H的形式聚合为高分子,属于缩聚反应,D正确;
故选A。
8. 下列实验的操作、现象和结论均正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
NaHCO3溶液与 NaAlO2溶液混合
生成白色沉淀
结合H+的能力:CO<AlO
B
常温下,相同的铝片分别投入足量的稀、浓硫中
浓硫酸中铝片先溶解完
反应物浓度越大,反应速率越快
C
对装在针筒内的NO2气体推动活塞加压
气体颜色加深
平衡加压逆向移动
D
2 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液中滴加2滴0.1 mol/L的MgCl2溶液,再滴加2滴0.1 mol/L的FeCl3溶液
白色沉淀转化为红褐色沉淀
溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A. NaHCO3溶液中存在HCO3-H++CO32-,AlO2-+H++H2O =Al(OH)3↓,所以若生成白色沉淀,则能说明结合H+的能力:CO32-<AlO2-,故A正确;
B. 铝片在浓硫酸中能发生钝化,在铝的表面生成一层致密的Al2O3保护膜,阻止反应的继续进行,所以浓硫酸中铝片无法反应完,故B错误;
C. 压强增大,平衡向正反应方向移动,气体颜色变浅,故C错误;
D. 氢氧化钠与氯化镁反应后氢氧化钠是过量的,因此再滴加氯化铁溶液一定生成红褐色氢氧化铁沉淀,不能得出氢氧化镁和氢氧化铁的溶解度相对大小,故D错误;
故选A。
9. 已知:
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)△H1
H2O(1)=H2O(g)△H2
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g)△H3
则三反应热之间的关系正确的是
A. △H3=△H1+4△H2
B. △H3=△H1+△H2
C. △H3=△H1-4△H2
D. △H3=△H1-△H2
【答案】A
【解析】
【详解】已知反应: ① ,② ; 目标反应 ③ ()=反应① + 反应② ,依据盖斯定律可得,故选A。
10. 下表列出了某短周期元素的各级电离能数据(用∙∙∙∙∙∙表示,单位为)。
∙∙∙∙∙∙
740
1500
7700
10500
下列关于元素R的判断中一定正确的是
A. R的最高正价为价 B. R元素位于元素周期表中第ⅡB族
C. R元素第一电离能大于同周期相邻元素 D. R元素基态原子的电子排布式为
【答案】C
【解析】
【分析】从表中所给短周期元素R原子的第一至第四电离能可以看出,元素的第一、第二电离能都较小,第三电离能比第二电离能大幅增大,可失去2个电子,最高化合价为+2价,即最外层应有2个电子,应为第IIA族元素;
【详解】A.R最外层应有2个电子,所以R的最高正价为+2价,故A错误;
B.R最外层应有2个电子,所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族,故B错误;
C.同周期第ⅡA族核外电子排布式为ns2,达稳定结构,所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素,故C正确;
D.R元素可能是Be或Mg,基态原子的电子排布式为或,故D错误;
故答案为:C。
11. 二氯化二硫(S2Cl2)常用作杀虫剂、萃取剂及橡胶的低温硫化剂等。S2Cl2沸点为138℃,遇水会生成两种酸性气体。在熔融的硫中通入氯气即可生成S2Cl2。下列说法错误的是
A. S2Cl2晶体为分子晶体
B. S2Cl2中含有σ键和π键
C. 根据元素性质的递变性,可以推出S2Cl2中Cl呈-1价
D. S2Cl2与水反应的化学方程式为2S2Cl2+2H2O=4HCl+SO2↑+3S↓
【答案】B
【解析】
【详解】A.S2Cl2沸点为138℃,沸点低,为分子晶体,A项正确;
B. S2Cl2的结构式为Cl-S-S-Cl只有单键,含有σ键不含π键,B项错误;
C.根据元素电负性的递变性,同周期从左往右,电负性逐渐增强,电负性强弱:Cl>S,电负性强的呈负电性,故Cl呈-1价,C项正确;
D.S2Cl2与水反应生成两种酸性气体,则S2Cl2与水反应的化学方程式为:,D项正确;
答案选B。
12. 采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性的合成,装置如图所示。下列说法错误的是
A. a应与电源的正极相连
B. 阴极的电极反应式为
C. 理论上,电解池左室产生的
D. 反应器中发生反应,
【答案】C
【解析】
【分析】该装置为电解池,在b极被还原为,因此b是阴极,a是阳极,据此分析选项:
【详解】A.电解池中阳极连接电源正极,a为阳极,因此a应与电源正极相连,A正确;
B.阴极得电子生成,配平后电极反应,电荷、原子均守恒,B正确;
C.左室(阳极a)中,放电生成,生成的与反应放出,总阳极反应为:,因此,不是,C错误;
D.反应器通入和,出口产物为、,对应题给两步反应,D正确;
答案选C。
13. 下列实验方案能达到实验目的的是
A. 用装置甲验证的漂白性
B. 用装置乙检验蔗糖水解产物具有还原性
C. 用装置丙滴定未知浓度的醋酸溶液
D. 用装置丁制取
【答案】B
【解析】
【详解】A.装置甲中与盐酸反应生成,使溴水褪色是因为发生氧化还原反应,体现的还原性,A不符合题意;
B.装置乙中蔗糖在稀硫酸、加热条件下水解生成葡萄糖和果糖,水解后加溶液中和过量硫酸至碱性,再加入银氨溶液水浴加热,可检验水解产物的还原性,B符合题意;
C.装置丙中溶液应盛装于碱式滴定管,且甲基橙的变色范围为3.1~4.4,醋酸与恰好反应时溶液呈碱性,应选用酚酞作指示剂,C不符合题意;
D.装置丁中受热分解生成、和,应在坩埚中进行,D不符合题意;
故选B。
14. ,恒温密闭容器中,充入物质的量均为的和,发生反应:,测得三种气体的物质的量浓度随时间变化如图。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ表示的浓度随时间的变化曲线
B.
C. 平衡时,和的转化率相等
D. 平衡后,充入和,此时
【答案】D
【解析】
【分析】曲线Ⅰ:初始浓度最高,消耗速率较慢,对应,曲线Ⅱ:消耗速率较快,对应,曲线Ⅲ:初始浓度为 0,对应,反应开始时有,,平衡有,,,,据此分析。
【详解】A.曲线Ⅱ表示的浓度随时间的变化曲线,A不符合题意;
B.曲线Ⅰ的起点可知此时,,B不符合题意;
C.平衡时,的转化率为和的转化率为,C不符合题意;
D.平衡后,充入和 ,平衡不移动,D符合题意;
故选D。
二、非选择题:本题共58分。
15. 完成下列问题。
(1)基态Cu原子有______种不同能级的电子。的价电子轨道表示式为________。
(2)在溶液中FeCl2稳定性小于FeCl3,从电子排布的角度分析,其主要原因是________。
(3)图甲是一种将废水中的氯乙烯()转换成对环境无害的微生物电池装置,同时利用此装置在铁上镀铜。
①M为_____(填写“正极、负极、阴极、阳极”),镀铜时,______(填写X或Y)与铁电极相连,工作过程中,N极电极反应式________,当N极有3.2g O2完全反应时,通过质子交换膜的H+的数目为_______。
②若M极消耗0.1mol氯乙烯,则铁电极增重_____g,硫酸铜溶液的浓度将_______(填写“增大、减小、不变”)
【答案】(1) ①. 7 ②.
(2)Fe2+价电子排布式为3d6,而Fe3+的价电子排布式为3d5,为半充满稳定结构,故FeCl2稳定性小于FeCl3
(3) ①. 负极 ②. X ③. O2+4H+ +4e-=2H2O ④. 0.4NA ⑤. 32 ⑥. 不变
【解析】
【小问1详解】
Cu铜为29号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,共有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s七个能级;的价电子轨道表示式为;
【小问2详解】
在溶液中FeCl2稳定性小于FeCl3其主要原因是Fe2+价电子排布式为3d6,而Fe3+的价电子排布式为3d5,为半充满稳定结构,故FeCl2稳定性小于FeCl3;
【小问3详解】
①O2在N电极附近得到电子,O元素化合价降低,则N电极为正极,M电极是负极,丙为电镀装置,镀件Fe作阴极,与电源的负极相连,即与X极相连,氧气在N电极得到电子,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,当N极有3.2g O2完全反应时,根据电极反应式,通过质子交换膜的H+的物质的量为,则数目为0.4NA,故答案为:负极;X;O2+4H+ +4e-=2H2O;0.4NA;
②M为负极,电极反应式为CH2=CHCl+4H2O-10e-=2CO2↑+Cl-+11H+,消耗0.1mol氯乙烯时,转移电子0.1mol×10=1mol,Fe作阴极,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,生成0.5molCu,增重0.5mol×64g/mol=32g,乙装置在通电过程中Fe连接电池负极,电解液中Cu2+在阴极附近得电子生成Cu单质,Cu连接电池正极,Cu失电子生成Cu2+补充到电解液中,Cu2+的浓度不变,故答案为:32;不变。
16. Co2O3主要用作颜料、釉料及磁性材料,利用一种钴矿石(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、SiO2及铝、镁、钙等金属元素的氧化物)制取Co2O3的工艺流程如图所示。
已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
完全沉淀的pH
3.7
9.6
9.2
5.2
回答下列问题:
(1)溶浸过程中,可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是___(写出1种即可);加入Na2SO3溶液的主要作用是____。
(2)氧化除杂过程中金属离子与NaClO3反应的离子方程式为___,加入Na2CO3的主要目的是___。
(3)已知某温度下Ksp(CaF2)=3.4×10−11,Ksp(MgF2)=7.1×10−11。该温度下,沉淀除杂时加入足量的NaF溶液可将Ca2+、Mg2+沉淀除去,若所得滤液中c(Mg2+)=1.0×10−5mol·L−1,则滤液中c(Ca2+)=_______(保留2位有效数字)。
(4)①取CoC2O4·2H2O固体在空气中加热至400℃~600℃充分煅烧得到产品,反应中CoC2O4·2H2O与O2的化学计量数之比为_______。
②若取CoC2O4·2H2O固体5.49g在空气中加热至300℃,得到钴的某种氧化物2.41g,则该反应的化学方程式为_______。
【答案】 ①. 适当升温、粉碎矿石、适当增加稀硫酸的浓度等 ②. 将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+ ③. 6Fe2+++6H+=6Fe3++Cl−+3H2O ④. 使Fe3+和Al3+全部转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀 ⑤. 4.8×10−6 mol·L−1 ⑥. 4∶3 ⑦. 3CoC2O4·2H2O+2O2Co3O4+6CO2+6H2O
【解析】
【分析】含钴废料中加入过量稀硫酸和Na2SO3,可得Co2+、Cu2+、Fe2+、Mg2+、Ca2+,加入的Na2SO3主要是将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+,后像滤液中加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,加入Na2CO3调pH,可以使Fe3+沉淀,过滤后所得滤液主要含有Co2+、Mg2+、Ca2+,滤渣2为氢氧化铁,再用NaF溶液除去钙、镁,过滤后,向滤液中加入草酸铵溶液得到二水合草酸钴,煅烧后制得Co2O3,据此分析解答。
【详解】(1)溶浸过程中,适当升温、粉碎矿石、适当增加稀硫酸的浓度等均可以加快反应速率和提高原料利用率;Na2SO3是还原剂,主要是将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+,故答案为:适当升温、粉碎矿石、适当增加稀硫酸的浓度等;将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+;
(2)氧化除杂过程中加入NaClO3可将Fe2+氧化为Fe3+,其离子方程式为:6Fe2+++6H+=6Fe3++Cl−+3H2O;用Na2CO3调节溶液pH,使Fe3+和Al3+全部转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,达到除去Fe3+和Al3+的目的,故答案为:6Fe2+++6H+=6Fe3++Cl−+3H2O;使Fe3+和Al3+全部转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀;
(3)c(Ca2+)/c(Mg2+)=c(Ca2+)·c2(F−)/[c(Mg2+)·c2(F−)]=Ksp(CaF2)/Ksp(MgF2)=34/71,所以c(Ca2+)=1.0×10−5mol·L−1×34/71≈4.8×10−6 mol·L−1;
(4)①400~600 ℃煅烧时发生反应:4CoC2O4·2H2O+3O2 2Co2O3+8CO2+8H2O,CoC2O4·2H2O与O2的化学计量数之比为4∶3;
②300 ℃煅烧时,钴的氧化物中,n(Co)==0.03 mol,则n(O)==0.04 mol,故钴的氧化物的化学式为Co3O4。钴元素的化合价部分升高,则空气中的O2参与反应,产物还有CO2、H2O,故其化学方程式为:3CoC2O4·2H2O+2O2Co3O4+6CO2+6H2O。
17. 某有机物的合成路线如下:
已知:RCH2CH=CH2
(1)A的名称是___________。
(2)B中含有的官能团是___________。
(3)反应①、③的有机反应类型分别___________、___________。
(4)下列说法正确的是___________(填字母编号)。
a.1 mol E与足量的新制溶液反应能生成2 mol
b.F的核磁共振氢谱有4个峰,且峰面积比为
c.可以用鉴别E和F
d.B分子不存在顺反异构
(5)写出反应③的化学方程式___________。
(6)写出反应⑤的化学方程式___________。
(7)的同分异构体中同时符合下列条件的芳香族化合物共有___________种,其中苯环上一氯代物有两种的结构简式为___________。
a.能发生消去反应 b.能与过量浓溴水反应生成白色沉淀
【答案】(1)丙烯 (2)碳碳双键、溴原子
(3) ①. 消去反应 ②. 取代反应或水解反应
(4)acd (5)+3NaOH+3NaBr
(6) (7) ①. 6 ②. 、
【解析】
【分析】在NaOH乙醇溶液中发生消去反应生成A,A为;在NBS作用下发生取代反应生成B,B为;与发生加成反应生成C,C为;在NaOH水溶液条件下发生水解反应生成D,D为;结合反应⑤中高聚物的结构可知,发生催化氧化反应生成E,E为;与新制氢氧化铜发生氧化反应后酸化生成F,F为。据此分析。
【小问1详解】
A为,其名称为丙烯。
【小问2详解】
B为,故B中含有的官能团是碳碳双键和碳溴键。
【小问3详解】
由分析可知,反应①、③的有机反应类型分别为消去反应、取代反应或水解反应。
【小问4详解】
a.E为,1个E含有2个醛基,则1 mol E与足量的新制溶液反应能生成2 mol ,a正确;
b.F为,只有3种等效氢,即核磁共振氢谱有3个峰,且峰面积比为,b错误;
c.E为,F为,醛基和不反应,羧基和反应,所以可以用鉴别E和F,c正确;
d.B为,其中1个不饱和碳原子上连接2个氢原子,则B分子不存在顺反异构,d正确;
故答案选acd。
【小问5详解】
反应③为的碱性水解,反应的化学方程式为+3NaOH+3NaBr。
【小问6详解】
反应⑤发生缩聚反应的化学方程式为。
【小问7详解】
的同分异构体中同时符合既能发生消去反应且能与过量浓溴水反应生成白色沉淀,则其取代基为、时,同分异构体有、、,其取代基为、时,同分异构体有、、,故符合条件的共有6种;其中苯环上一氯代物有两种的结构简式为、。
18. 匹拉韦(有机物Ⅰ)是一种广谱抗病毒仿制药,其含有的环状结构与苯的共辄结构类似。一种合成法匹拉韦的路线如图所示:
已知:①;
②;
③化合物F、G不易分离,萃取剂的极性过大则常得到黑色糊状物,过小则萃取率不高。
回答下列问题:
(1)化合物B中含氧官能团的名称为________。
(2)C的结构简式为________________,其分子中杂化的C原子个数是________;F到G的反应类型为________________。
(3)D的同分异构体J满足下列条件:
①J能发生水解反应且可以发生银镜反应;
②J的谱峰面积之比为;
③J含有两种含氧官能团,不存在两个氧原子相连或氧原子与溴原子相连的情况;
④J含有环状结构。
请写出J的结构简式:________________。(写出其中一种)
(4)请写出G到H的化学方程式________________,本工艺与传统工艺相比,不同之处即在G到H这一步:进行此步骤前将萃取剂由正己烷/乙酸乙酯换为甲苯,反应时将或换为,请从产率与经济性的角度分析本工艺的优点:________________;________________。
(5)根据已有知识并结合相关信息,将以A为原料制备的部分合成路线如下:
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步反应中,有机反应物的结构简式为________________。
②从起始原料出发,第三步反应的反应条件为________________。
【答案】(1)酯基 (2) ①. ②. 5 ③. 取代反应
(3)、 (4) ①.
+2NaOH→+NaF+H2O ②. 甲苯的极性介于乙酸乙酯与正己烷之间,分离效果好 ③. NaOH更为廉价,使此工艺更适合工业化
(5) ①. ②. NaNO2溶液、H2SO4
【解析】
【分析】A在浓硫酸加热条件下与CH3OH发生酯化反应生成B,在NBS、CH3CN、N2条件下反应生成的C,C发生取代反应生成D,根据B、D的结构简式可知C的结构简式为,D与一水合氨反应生成E,E转化为F,F发生卤代反应生成G,G发生卤代物水解生成H,H在1)H2O2、2)HCl作用下生成I。
【小问1详解】
由B的结构简式可知,化合物B中含氧官能团的名称为酯基。
【小问2详解】
由分析知,C的结构简式为,其分子中sp2杂化的C原子为环中的4个碳原子和酯基中的一个碳原子,共5个;F中Cl原子被F原子取代,故F到G的反应类型为取代反应。
【小问3详解】
由限定条件①可知,J为甲酸某酯,含氧官能团之一为酯基,由谱图可知,J有三种等效氢,且个数比为2:2:1,因为酯基中只有一个氢原子,由此可推测另外两种等效氢为-CH2-和环状对称结构上的等效氢,根据限定条件③④可知,另一种含氧官能团为醚键,此时与D的不饱和度匹配,因此符合条件的J的结构简式为、。
【小问4详解】
G到H的反应为卤代物的水解反应,其化学方程式为+2NaOH→+NaF+H2O;由已知信息③可知更换萃取剂是为了更好的分离F与G的混合物,甲苯的极性介于乙酸乙酯与正己烷之间,因此从产率的角度出发,本工艺的好处为分离效果好,而G→H的反应中将反应物由或换为更廉价的氢氧化钠,因此从经济的角度出发,本工艺的好处为NaOH更为廉价,使此工艺更适合工业化。
【小问5详解】
对比原料与目标产物的结构,目标产物分子中碳原子数比原料A分子中多一个,故由原料A制备目标产物的关键在于延长A的碳链,可用试剂NaCN来实现;第三步,将氨基进行官能团的转化,氨基转化成羟基;第四步,分析反应的先后顺序,先催化氧化再关环,若催化氧化置于酯化之后,则会产生副产物,所以合成路线为;,①最后一步反应中,有机反应物的结构简式为;②从起始原料出发,第三步反应的反应条件为NaNO2溶液、H2SO4。
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