内容正文:
西城区高三统一测试试卷
化学
本试卷共10页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。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 C-12 N-14 O-16 S-32 Ca-40 Pb-207
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 科学家模拟早期地球的陆地热泉环境,在80~120℃、紫外-可见光照射下,用FeS纳米材料催化剂成功将转化为等有机物,为探索生命起源提供了新方向。下列说法不正确的是
A. 不能用Fe和S直接化合制备FeS
B. 转化为的反应属于氧化还原反应
C. 陆地热泉中可能存在含氢元素的还原性物质
D. 上述过程中存在不同能量形式的转化
【答案】A
【解析】
【详解】A.Fe与S在加热条件下可直接化合生成,该说法错误,A符合题意;
B.中C为+4价,中C为-2价,反应前后C元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.转化为需要还原剂,且产物含H元素,因此陆地热泉中可能存在含氢元素的还原性物质,C不符合题意;
D.该反应在紫外-可见光照射、一定温度下进行,存在光能、热能转化为化学能的过程,有不同能量形式的转化,D不符合题意;
故答案选A。
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
B. 的空间结构模型:
C. 键的形成:
D. 顺式聚1,3-丁二烯的结构简式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.邻羟基苯甲醛中,羟基的的H可与醛基的O形成分子内氢键,氢键用虚线表示,图示表达正确,A不选;
B.中心S原子价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为平面正三角形,图示为三角锥形,表达错误,B选;
C.键是两个p轨道以肩并肩的方式侧面重叠形成,图示过程正确,C不选;
D.1,3-丁二烯加聚时以1,4-加成聚合,双键移到碳链中间;顺式结构中双键同侧连接相同基团,图示结构正确,D不选;
故选B。
3. 下列过程与水解反应无关的是
A. 淀粉在人体内转化为葡萄糖 B. 热的纯碱溶液去油污
C. 一定条件下蛋白质转化为氨基酸 D. 核苷酸转化为生物体的遗传物质核酸
【答案】D
【解析】
【详解】A.淀粉属于多糖,在人体内发生水解反应最终生成葡萄糖,与水解反应有关,A不符合题意;
B.纯碱为碳酸钠,热的纯碱溶液中水解程度更大,反应为,溶液碱性更强,油污在碱性条件下水解生成可溶于水的物质,从而达到去油污的效果,与水解反应有关,B不符合题意;
C.蛋白质在一定条件下发生水解反应,肽键断裂生成氨基酸,与水解反应有关,C不符合题意;
D.核苷酸通过缩聚反应(脱水聚合)生成核酸,是小分子聚合为大分子的过程,与水解反应无关,D符合题意;
故选D。
4. 下列物质的应用中,利用了氧化还原反应的是
A. 以S为原料制备 B. 用小苏打烘焙糕点
C. 用食醋去除水壶中的水垢 D. 用纤维素制取纤维素乙酸酯
【答案】A
【解析】
【详解】A.以S单质为原料制备的过程中,S元素化合价从0价升高到+6价,存在元素化合价升降,利用了氧化还原反应,A正确;
B.小苏打烘焙糕点利用的是受热分解的性质,反应中各元素化合价均无变化,属于非氧化还原反应,B错误;
C.食醋除水垢是醋酸与水垢中的、发生复分解反应,无元素化合价升降,不属于氧化还原反应,C错误;
D.用纤维素制取纤维素乙酸酯属于酯化(取代)反应,反应中无元素化合价升降,不属于氧化还原反应,D错误;
答案选A。
5. 下列性质的比较,不能用元素周期律解释的是
A. 酸性: B. 还原性:
C. 热稳定性: D. 电负性:
【答案】A
【解析】
【详解】A.元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,不是元素的最高价氧化物对应水化物,该酸性比较不能用元素周期律解释,A符合题意;
B.同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,非金属性,非金属性越强对应简单阴离子的还原性越弱,故还原性可用元素周期律解释,B不符合题意;
C.同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,非金属性,非金属性越强简单氢化物的热稳定性越强,故热稳定性可用元素周期律解释,C不符合题意;
D.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,故电负性可用元素周期律解释,D不符合题意;
故答案选A。
6. 下列方程式与所给事实不相符的是
A. 用NaOH溶液吸收:
B. 向苯酚钠溶液中通入:
C. 实验室制:
D. 去除废水中的:
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯气和NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,方程式书写正确,与事实相符,A不符合题意;
B.酸性顺序为,根据强酸制弱酸原理,苯酚钠溶液中通入,无论量多少,产物只能是苯酚和碳酸氢钠(),不会生成碳酸根,离子方程式:,B符合题意;
C.实验室加热氯化铵和氢氧化钙固体制备氨气,方程式书写正确,与事实相符,C不符合题意;
D.是极难溶的物质,可沉淀废水中的,离子方程式书写正确,与事实相符,D不符合题意;
故选B。
7. 下列实验的相应操作不正确的是
制备并检验
分液
A.终止反应时,向外拉铜丝,使铜丝与浓硫酸脱离接触
B.先将下层液体从下口放出,再将上层液体从上口倒出
从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体
比较和的热稳定性
C.为防止局部过热,用玻璃棒搅拌
D.实验结束时,先熄灭酒精灯,再把导管移出水面
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cu与浓硫酸加热反应制备,向外拉铜丝使铜丝与浓硫酸脱离,即可终止反应,浸有溶液的棉团可吸收尾气防止污染,操作正确,A不符合题意;
B.分液操作的规范就是先放出下层液体,再从上口倒出上层液体,避免液体交叉污染,操作正确,B不符合题意;
C.蒸发结晶获得NaCl晶体时,用玻璃棒搅拌可以防止局部温度过高造成液体飞溅,操作正确,C不符合题意;
D.该加热分解实验结束时,若先熄灭酒精灯,后移出导管,装置内温度降低、压强减小,会发生倒吸,使热的试管炸裂,正确操作是先移出导管,再熄灭酒精灯,操作错误,D符合题意;
故选D。
8. 利用空气、铜、稀硫酸制,工艺简单、生产成本低,但反应速率小。若加入,反应速率显著增大。反应过程中物质转化关系如下。
下列说法不正确的是
A. 反应①:
B. 反应制得,需投入
C. 酸性条件下氧化Cu的速率大于氧化Cu的速率
D. 制的总反应:
【答案】B
【解析】
【分析】首先分析转化流程:反应①是酸性条件下氧化Cu,自身被还原为NO;反应②是NO被氧化重新生成,在整个过程中循环,相当于催化剂。对各选项分析:
【详解】A.反应①中,Cu被氧化为,被还原为NO,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,离子方程式,A正确;
B.在过程中循环再生,不被消耗,仅作催化剂,因此理论上不需要投入,B错误;
C.题干明确说明原工艺(直接氧化)反应速率小,加入后速率显著增大,说明酸性条件下氧化的速率大于,C正确;
D.将两步反应加和消去、,得到总反应为,D正确;
故选B。
9. 依据下列事实进行的推测正确的是
事实
推测
A
用饱和NaCl溶液除去中混有的HCl
用饱和溶液除去中混有的HCl
B
向溶液中加入过量NaOH溶液制
向溶液中加入过量NaOH溶液制
C
溶液遇KSCN溶液变红
溶液遇KSCN溶液也变红
D
向NaClO溶液中通入提高其漂白性
向NaClO溶液中通入也可提高其漂白性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.HCl能与饱和反应生成,且饱和溶液中高浓度的碳酸氢根离子会抑制的溶解,可有效除去中混有的HCl,除杂原理与饱和NaCl溶液除中HCl一致,A正确;
B.是两性氢氧化物,会与过量NaOH溶液反应生成可溶性的四羟基合铝酸钠,无法得到沉淀,B错误;
C.溶液中存在游离的铁离子,可与结合为红色络合物,而中Fe元素以稳定络合态存在,无游离铁离子,遇KSCN溶液不变红,C错误;
D.与NaClO发生强酸制弱酸的复分解反应生成HClO,可提高漂白性,但具有强还原性,会与NaClO发生氧化还原反应,消耗NaClO,无法提高漂白性,D错误;
故选A。
10. FT是一种具有高紫外阻隔性的生物基呋喃聚酯,其合成路线如下。
下列说法不正确的是
A. 反应①发生了加成反应和取代反应
B. X与Y的化学计量比是1:2
C. Z为,Z与M互为同系物
D. 聚合物FT可利用碳碳双键进一步形成网状结构
【答案】C
【解析】
【分析】X为二元胺,Y含碳碳双键和两个酯基:反应①中,氨基的对Y的碳碳双键发生加成反应,同时氨基与酯基发生氨解反应(属于取代反应)生成酰胺键,同时得到小分子醇,得到Q为,M为,Q和Z发生缩聚反应生成FT,结合FT结构简式可知,Z为,据此解答。
【详解】A.由分析可知,反应①发生了加成反应和取代反应,A正确;
B.从最终产物FT的结构可知,1个X(二元胺,含2个氨基)可与2个Y发生反应,因此X与Y的化学计量比为,B正确;
C.M是甲醇(一元醇),Z为乙二醇(二元醇),二者官能团数目不同,结构不相似,不互为同系物,C错误;
D.聚合物FT中,呋喃环上存在碳碳双键,碳碳双键可以发生加成交联反应,进一步形成网状结构,D正确;
故选C。
11. 实验室可由工业级铬酸钠()为原料制取,流程如下。
下列说法不正确的是
A. Ⅰ中发生反应:
B. Ⅱ中的操作:加热浓缩,冷却结晶,过滤
C. 由Ⅲ可判断加热浓缩的温度下,溶解度:
D. 趁热过滤后,存在于母液中
【答案】B
【解析】
【分析】加入浓硫酸得到重铬酸钠,处理后得到重铬酸钠晶体,加入氯化铵固体、水,加热浓缩、趁热过滤后处理得到重铬酸铵;
【详解】A.Ⅰ中发生反应加入浓硫酸得到重铬酸钠,结合质量守恒,还生成硫酸钠和水,反应为:,A正确;
B.由溶解度曲线,在相同温度下,重铬酸钠的溶解度大于硫酸钠,且温度高于40℃时,硫酸钠溶解度减小,则Ⅱ中的操作:加热浓缩、蒸发结晶出硫酸钠、趁热过滤分离出滤液,降温至40℃结晶分离出重铬酸钠晶体,B错误;
C.Ⅲ操作中得到重铬酸铵,Ⅲ中发生复分解反应 ,加热浓缩时,溶解度较小的析出,使反应向正方向进行,因此可判断该温度下溶解度 ,C正确;
D.结合C分析,趁热过滤后,存在于母液中,D正确;
故选B。
12. 将物质的量之比为的和混合气以一定流速通过反应器合成,其他条件一定,测得流出气体中的体积分数随温度、流速的变化如图1、图2。
已知:流速是指单位时间流过反应器的和混合气的总物质的量。
下列说法不正确的是
A. 根据图1和图2,选择催化剂a更合适
B. 其他条件相同时,继续升高温度,图1中两条曲线在500℃后可能部分重合
C. 用催化剂b,450℃后的体积分数下降,原因是升温合成氨反应逆向移动
D. 用催化剂a,单位时间的产量:流速流速
【答案】C
【解析】
【分析】合成氨反应为 ,正反应放热,催化剂仅改变反应速率,不影响平衡状态。
【详解】A.由图1可知,相同温度下催化剂a的体积分数更大;由图2可知相同流速下催化剂a的体积分数更大,说明催化剂a催化效率更高,更适合工业生产,A正确;
B.平衡状态与催化剂无关,继续升高温度,500℃后,当使用两种催化剂均达平衡状态时,两条曲线可能部分重合,B正确;
C.催化剂不改变平衡状态,若反应已经达到平衡,相同温度下催化剂a、b对应的体积分数应该相等,但图1中相同温度下催化剂a的体积分数始终高于b,说明图1的温度范围内使用催化剂b时反应未达到平衡,因此450℃后体积分数下降不可能是合成氨反应逆向移动导致,实际原因更可能是温度过高导致催化剂b活性下降,反应速率减慢,C错误;
D.单位时间产量可以用流速 × 体积分数进行估算。结合图2数据估算:流速对应的产量约为 ,流速对应的产量约为,确实流速更大时单位时间产量更高,D正确;
故选C。
13. 酯在碱性条件下发生反应生成羰基酯。向反应器中加入和的乙醇溶液,连续进行如下多步反应制备羰基酯P,主要物质的转化如下。
已知:i.
与的接近
ⅱ.在上述反应温度下,反应②的平衡常数小
下列说法不正确的是
A. 碱性:
B. 由转化关系判断,平衡常数:反应③>反应①,反应③促进反应①和②正向进行
C. 后续处理中加入足量溶液后,所得液体中含有、等物质
D. 以酯制备羰基酯时,需用比碱性更强的物质
【答案】C
【解析】
【详解】A.已知:i. 、 ,酸的电离常数越小,酸性越弱,对应共轭碱的碱性越强,酸性:C2H5OH>CH3COOC2H5,则碱性:,A正确;
B.反应②得到的产物中,两个羰基吸电子使中间的酸性更强,更易解离生成碳负离子,因此平衡常数:反应③反应①;反应③不断消耗反应②的产物,拉动反应①、②平衡正向移动,B正确;
C.C2H5ONa是强碱弱酸盐,会与足量的弱酸CH3COOH发生反应C2H5ONa+CH3COOH=CH3COONa+C2H5OH,因此加入足量CH3COOH后,体系中不可能存在C2H5ONa,C错误;
D.与的接近,即酸性接近,与C2H5ONa的反应的平衡常数也很小,正向程度低,且其缩合产物的两个羰基之间没有酸性氢,无法像反应③一样发生酸碱反应来推动平衡正向移动,因此需要碱性更强的物质来促进第一步去质子化反应,D正确;
答案选C。
14. 研究小组探究不同条件对电池正极放电的影响,实验装置如下图。
已知:。
实验Ⅰ.打开,闭合,记录电压表示数如下。所用溶液的浓度均为。
序号
电极M
N溶液
电压/V
①
-石墨
溶液
a
②
-石墨
溶液
b
③
石墨
溶液
c
实验Ⅱ.按上图组装装置,电极M为石墨,N溶液为和的混合溶液,溶液的浓度为。打开,闭合,电解一段时间后,石墨附近溶液变为棕褐色。打开,闭合,测定电压为d V。以上数据关系:。
下列说法不正确的是
A. ①中电极M上发生反应:
B. Ⅰ中,原因之一是增强了的氧化性
C. Ⅱ中电解过程中,右侧烧杯中减小
D. ,是因为Ⅱ中电解使石墨上吸附的量更多
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验Ⅰ①中,电极M为I2-石墨,作正极,发生还原反应:,符合原电池正极反应规律,A正确;
B.①中N溶液为溶液,仅I2作为氧化剂,②中,正极反应生成的I⁻会与Cu2+反应生成CuI沉淀,降低了产物浓度,使正极电势升高,故电压b>a。B正确;
C.实验Ⅱ电解阶段,右侧Zn电极为阴极,发生:,导致c(Zn2+)减小。C正确;
D.实验II中,电解时石墨(阳极)发生,石墨表面吸附了I2,与实验②的电极基本相同,右边Zn电极上有Zn析出,溶液中的锌离子浓度减小,使得锌的还原能力增强,因此电压d>a。D错误;
故选D。
第二部分
本部分共5题,共58分。
15. 双极膜是一种新型离子交换复合膜。在直流电场作用下,在中间催化层可解离为和,为电化学反应提供理想的酸碱环境。
(1)水解离需要破坏的作用力类型是___________。
(2)一种双极膜的结构示意图如图所示。
①将S的基态原子最外层轨道表示式补充完整:___________。
②C、N、O的第一电离能由大到小的顺序是___________。
③键角:,原因是___________。
④中间催化层中弱碱性基团催化解离的过程如下。
ⅰ.___________(补全反应)
ⅱ.
(3)中间催化层还可选择金属化合物作催化剂,如或含铁化合物。
①的晶胞如图,形状为长方体,边长分别为a nm、a nm和b nm,的摩尔质量为,阿伏加德罗常数为。该晶体的密度是___________。()
②做催化剂,催化效率高,但因易溶于水而流失。可利用聚乙烯亚胺(PEI)与制备如下图所示的复合结构的高效催化剂。
该催化剂具有高亲水性且不易流失,从结构的角度解释原因:___________。
(4)推测双极膜中间催化层中促进解离的基团或粒子可能具有的性质是___________。
【答案】(1)极性共价键
(2) ①. ②. ③. 二者N均为杂化,中N上孤电子对数为0,中N上孤电子对数为1;孤电子对排斥力大,故前者键角大 ④.
(3) ①. ②. 复合结构的催化剂中含有氨基,与水形成氢键,使之具有亲水性;PEI与形成配位键,不易流失
(4)弱酸性或弱碱性
【解析】
【小问1详解】
解离为和,需要破坏水分子内部的O-H极性共价键。
【小问2详解】
① S基态最外层电子排布为,根据泡利原理和洪特规则,电子填充为:3s轨道填入2个自旋相反的电子,3p轨道一个轨道填2个电子,剩余两个轨道各填1个电子,最外层电子排布图为;
② 同周期第一电离能整体从左到右递增,但N的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于O,因此顺序为;
③二者N均采取杂化,为四面体形,无孤电子对,为三角锥形,有1个孤电子对,杂化相同的情况下,孤电子对越多,对成键电子的排斥力越大,键角越小,因此前者键角更大;
④ 总反应为水的解离,结合第二步反应,可推得第一步反应为结合水的氢离子,释放氢氧根,。
【小问3详解】
① 该晶胞含2个,晶胞质量为,体积转换单位后为,计算得密度为;
② 从结构可知,氨基是亲水基团,且N原子的孤对电子可以和形成配位键,形成较稳定结构,因此不易流失。
【小问4详解】
促进水的解离,需要结合水分解产生的或,使解离平衡正向移动,因此基团需要能结合或,即具有较弱的酸性或碱性。
16. 研究去除废水中的有机污染物。
Ⅰ.酸性条件下与反应产生强氧化性的,涉及如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
有机污染物如烃、烃的含氧衍生物被降解为和。
(1)的电子式是___________。
(2)氧化乙苯()的化学方程式是___________。
(3)氧化含苯胺的废水,其他条件不变时,起始分别投入少量且含相同物质的量的、的盐,苯胺的降解率如下图。
用时,0~40分钟,苯胺的降解率低,结合反应ⅰ、ⅱ解释原因:___________。
(4)在电解槽中加入含有机污染物的酸性废水和少量亚铁盐,向阴极通入空气进行电解,用电化学法实现的制备和的再生,解决的贮运风险和提高有机物的降解效率。阴极反应有___________、___________、。
Ⅱ.中国科学家研究金属有机框架(MOFs)材料作催化剂,利用高效电合成,部分反应过程的能量变化如下图。
已知:*代表吸附位点,MOFs对具有适宜的吸附作用,利于生成。
(5)结合图中信息,较低温度有利于制备,原因是___________。
(6)下列措施能增大产物中与物质的量之比的是___________(填序号)。
a.延长反应时间
b.采用适宜的电压
c.将MOFs材料改为对、具有强吸附作用的催化剂
【答案】(1) (2)
(3)用时,与反应的速率小,一定时间内生成的小,使与反应生成的速率小,小,苯胺的降解率低
(4) ①. ②.
(5)生成的活化能低于生成的活化能,较低温度更易生成;不稳定,较低温度下,不易分解
(6)b
【解析】
【小问1详解】
中O和H形成单键,O的价层还剩5个电子,的电子式为。
【小问2详解】
根据题干,乙苯被氧化为和,结合电子守恒配平:共失去42 mol电子,得到1 mol电子,配平后得到方程式。
【小问3详解】
降解苯胺需要,而由反应ⅰ生成,起始无,需要先反应生成,初期浓度低,生成少,降解率低。
【小问4详解】
题目说明阴极需要实现的制备和的再生:在阴极得电子,酸性条件下生成;在阴极得电子,再生为。
【小问5详解】
由能量图可知,先生成,若要生成需要继续反应,总活化能更高;低温下,生成的速率慢,不会大量转化为,因此有利于制备。
【小问6详解】
a.延长反应时间会使更多进一步转化为,比值减小,a错误;
b.采用适宜电压可以控制反应偏向生成,增大比值,b正确;
c.强吸附和会使进一步反应生成,比值减小,c错误;
答案选b。
17. 有机物M是重要的合成中间体,制备M的路线如下(部分试剂与反应条件略去)。
已知:ⅰ.
ⅱ.
(1)E中官能团的名称是羰基、酯基和___________。
(2)检验A中官能团所需的试剂是___________。
(3)D→E的反应类型是___________。
(4)D的结构简式是___________。
(5)E生成F的过程中依次发生了异构化、取代反应,F的结构简式是___________。
(6)G→I中步骤①反应的化学方程式是___________。
(7)物质L转化为M的过程如图所示。
中间体1的摩尔质量比中间体2大,中间体1、中间体2的结构简式分别是___________、___________。
【答案】(1)羟基、碳氯键
(2)溶液
(3)加成反应 (4)
(5) (6) (7) ①. ②.
【解析】
【分析】由A与B的分子式和反应条件可知,A与2分子乙醇酯化得到B,可知A为丙二酸HOOCCH2COOH,B为H5C2OOCCH2COOC2H5,对比B、D、E三者结构,结合D的分子式可知D为,E的分子式为C11H17O6Cl,结合G的结构,E生成F的过程中先发生异构化生成,再发生分子内取代反应生成,然后消去生成G,G水解生成I,I的结构为,I再与甲醇发生酯化反应生成J,J与SOCl2反应生成K,根据已知ⅱ,K的结构简式为,分子式为C8H7O4Cl,对比L的分子式,可知L为,据此回答;
【小问1详解】
由E的结构可知,E的官能团还有羟基、碳氯键;
【小问2详解】
A中官能团为羧基,检验羧基的试剂为碳酸氢钠溶液;
【小问3详解】
由D和E结构可知,D与ClCH2CHO发生加成反应;
【小问4详解】
由分析可知,D的结构为;
【小问5详解】
由分析可知,F的结构为;
【小问6详解】
由分析可知,G→I中步骤①反应的化学方程式为;
【小问7详解】
观察M的结构,结合L的分子式和中间体1的分子式,可知中间体1为,中间体1的摩尔质量比中间体2大26g/mol,中间体1与水加成后脱去CO2,生成中间体2的结构为,中间体2与中间体1反应生成M。
18. 某冶金过程产生的废渣有、CuO、、FeO、PbO、CaO等。利用该废渣生产的一种流程示意图如下。
已知:ⅰ.25℃,微溶于水,和黄钠铁矾均难溶于水。
ⅱ.冶金废渣中部分元素的质量分数如下表。
元素
Si
Cu
Fe
Pb
Ca
质量分数/%
15.34
14.75
4.66
14.31
2.16
Ⅰ.酸浸
(1)CuO与硫酸反应的离子方程式是___________。
(2)酸浸渣中除外,还含有___________。
Ⅱ.沉铁
(3)加入的目的有___________。
Ⅲ.还原沉铜
(4)开始沉铜后,若不继续调控沉铜过程中溶液的pH,的使用量将增加,结合与反应的离子方程式解释原因。___________
(5)酸浸时,若硫酸的浓度较低,则得到的中含有杂质,解释原因:___________。
Ⅳ.产品中含量的测定
(6)经提纯后,产品中只有和Cu,测定产品中含量的方法如下。
已知:
①样品溶解发生反应:、___________。
②步骤ⅲ中溶液的物质的量浓度和消耗的体积分别为c和V,计算样品中的质量分数还需要的实验数据是___________。
【答案】(1)
(2)、
(3)与反应,调节溶液的pH:提供,形成黄钠铁矾沉淀除铁
(4)与发生反应,生成的与反应生成,分解为受热逸出,使还原剂的量减少
(5)微溶,酸浸时低,酸浸液中有未完全沉淀。沉铜反应生成,增大,使,生成沉淀
(6) ①. ②. 溶液的物质的量浓度和体积、样品的质量
【解析】
【分析】冶金废渣加硫酸酸浸,不与硫酸反应,PbO与硫酸反应生成难溶于水的,CaO与硫酸反应生成微溶于水的CaSO4,、CaSO4和形成酸浸渣,氧化铜、氧化铁、氧化亚铁溶于硫酸转化成溶于水的硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁;溶液通入空气,加入Na2CO3调节pH=2.0,生成黄钠铁矾,溶液中加入调节pH=3.5,温度控制80℃,生成Cu2O。
【小问1详解】
CuO为碱性氧化物,离子方程式中不拆分,与强酸反应生成铜盐和水,离子方程式为:。
【小问2详解】
结合分析可知,不与硫酸反应,难溶于水;PbO与硫酸反应生成难溶于水的,二者均留在酸浸渣中。
【小问3详解】
酸浸后溶液酸性较强,碳酸钠中与反应,降低浓度,调节pH,使沉淀为黄钠铁矾除去,同时提供黄钠铁矾组成中需要的。
【小问4详解】
与反应的离子方程式为:,反应生成,若不调控pH,溶液中与反应生成H2SO3,分解为受热逸出,使还原剂的量减少。
【小问5详解】
微溶于水,硫酸浓度较低时,溶液中浓度小,不能在酸浸步骤完全沉淀,部分随滤液进入沉铜步骤,沉铜反应生成,c()增大,使Q()>Ksp(),生成沉淀最终随共沉淀析出,因此得到的中混有 杂质。
【小问6详解】
①酸性条件下,被氧化,+1价Cu转化为+2价Cu,被还原为,离子方程式为;
②样品用Fe2(SO4)3溶液溶解,生成,用过量的溶液将氧化成,再用(NH4)2Fe(SO4)2滴定剩余的,间接去测量的质量,因此还需要溶液的物质的量浓度和体积、样品的质量才能计算质量分数。
19. 实验小组探究、与HCHO反应溶液pH变化的原因。
已知:溶液的pH接近7。
(1)研究溶液、溶液分别与HCHO反应的pH变化。
序号
实验
试剂a
操作及现象
Ⅰ
溶液
测定溶液的pH为5.9,一段时间后,混合液的pH无明显变化
Ⅱ
溶液
测定溶液的pH为9.7,几秒后混合液的pH迅速升高至10.8
①用离子方程式解释溶液显碱性的原因:___________。
②Ⅰ和Ⅱ中HCHO均发生加成反应生成。
HCHO与发生反应ⅰ:。
根据Ⅱ中的实验现象,写出反应ⅱ:___________。
(2)探究和的混合液与HCHO反应溶液pH变化的原因。
混合后各物质的初始浓度和实验中pH的变化情况如下表。
序号
/
/
/
初始pH
实验现象
Ⅲ
0.10
0.115
0.025
6.6
420 s时溶液的pH上升至7.0,一段时间后,pH无明显变化
Ⅳ
0.10
0.100
a
6.8
270 s时溶液的pH突然上升至8.5,一段时间后,pH最终为9.5
Ⅴ
0.10
0.095
0.045
6.9
78 s时溶液的pH突然上升至8.6,一段时间后,pH最终为10.5
①___________。
②Ⅲ中反应过程中溶液___________[用含,和的电离常数的代数式表示]。
③分析实验数据,可以得出:甲醛的浓度为,___________,发生pH突变所需的时间越短。
④Ⅳ、Ⅴ在pH突变前的一段时间,溶液的pH变化不明显。结合反应解释原因:___________。
已知:反应ⅰ、ⅱ的速率分别为、,初始一段时间且、相差很大。
⑤导致Ⅳ、Ⅴ溶液的最终pH存在差异的主要反应是___________(填序号)。
a.的水解反应 b.反应ⅰ c.反应ⅱ
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 0.040 ②. ③. 越大 ④. ,开始一段时间内,主要发生反应ii,其产生的快速与发生反应:;反应过程消耗,下降不能使pH出现明显变化 ⑤. c
【解析】
【小问1详解】
会发生水解,水解产生,使得溶液显碱性,离子反应方程式为:;测定溶液的pH为9.7,几秒后混合液的pH迅速升高至10.8,说明HCHO与反应后,溶液中的浓度升高,故其反应方程式为:;
【小问2详解】
① 观察表中三组数据可得,混合溶液中S元素的浓度是固定的,即在III中,S元素的总浓度为:,故反应IV中S元素的总浓度也为0.14 mol/L,故;
② 在Ⅲ中反应体系中存在如下平衡:,,则,,则此时反应过程中溶液;
③ 由表中数据可知,III中,时,突变所需时间为420 s,IV中,时,突变所需时间为270 s,在V中,,突变所需时间为78 s,故可推出,当甲醛的浓度为,越大时,发生pH突变所需的时间越短。
④ Ⅳ、Ⅴ在pH突变前的一段时间,溶液的pH变化不明显,原因是:,开始一段时间内,主要发生反应ii,其产生的快速与发生反应:;反应过程消耗,下降不能使pH出现明显变化;
⑤ 导致Ⅳ、Ⅴ溶液的最终pH存在差异的主要是反应ii,因为突变后该反应进行的程度不同,产生的的量不同,故答案选c。
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西城区高三统一测试试卷
化学
本试卷共10页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。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 C-12 N-14 O-16 S-32 Ca-40 Pb-207
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 科学家模拟早期地球的陆地热泉环境,在80~120℃、紫外-可见光照射下,用FeS纳米材料催化剂成功将转化为等有机物,为探索生命起源提供了新方向。下列说法不正确的是
A. 不能用Fe和S直接化合制备FeS
B. 转化为的反应属于氧化还原反应
C. 陆地热泉中可能存在含氢元素的还原性物质
D. 上述过程中存在不同能量形式的转化
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
B. 的空间结构模型:
C. 键的形成:
D. 顺式聚1,3-丁二烯的结构简式:
3. 下列过程与水解反应无关的是
A. 淀粉在人体内转化为葡萄糖 B. 热的纯碱溶液去油污
C. 一定条件下蛋白质转化为氨基酸 D. 核苷酸转化为生物体的遗传物质核酸
4. 下列物质的应用中,利用了氧化还原反应的是
A. 以S为原料制备 B. 用小苏打烘焙糕点
C. 用食醋去除水壶中的水垢 D. 用纤维素制取纤维素乙酸酯
5. 下列性质的比较,不能用元素周期律解释的是
A. 酸性: B. 还原性:
C. 热稳定性: D. 电负性:
6. 下列方程式与所给事实不相符的是
A. 用NaOH溶液吸收:
B. 向苯酚钠溶液中通入:
C. 实验室制:
D. 去除废水中的:
7. 下列实验的相应操作不正确的是
制备并检验
分液
A.终止反应时,向外拉铜丝,使铜丝与浓硫酸脱离接触
B.先将下层液体从下口放出,再将上层液体从上口倒出
从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体
比较和的热稳定性
C.为防止局部过热,用玻璃棒搅拌
D.实验结束时,先熄灭酒精灯,再把导管移出水面
A. A B. B C. C D. D
8. 利用空气、铜、稀硫酸制,工艺简单、生产成本低,但反应速率小。若加入,反应速率显著增大。反应过程中物质转化关系如下。
下列说法不正确的是
A. 反应①:
B. 反应制得,需投入
C. 酸性条件下氧化Cu的速率大于氧化Cu的速率
D. 制的总反应:
9. 依据下列事实进行的推测正确的是
事实
推测
A
用饱和NaCl溶液除去中混有的HCl
用饱和溶液除去中混有的HCl
B
向溶液中加入过量NaOH溶液制
向溶液中加入过量NaOH溶液制
C
溶液遇KSCN溶液变红
溶液遇KSCN溶液也变红
D
向NaClO溶液中通入提高其漂白性
向NaClO溶液中通入也可提高其漂白性
A. A B. B C. C D. D
10. FT是一种具有高紫外阻隔性的生物基呋喃聚酯,其合成路线如下。
下列说法不正确的是
A. 反应①发生了加成反应和取代反应
B. X与Y的化学计量比是1:2
C. Z为,Z与M互为同系物
D. 聚合物FT可利用碳碳双键进一步形成网状结构
11. 实验室可由工业级铬酸钠()为原料制取,流程如下。
下列说法不正确的是
A. Ⅰ中发生反应:
B. Ⅱ中的操作:加热浓缩,冷却结晶,过滤
C. 由Ⅲ可判断加热浓缩的温度下,溶解度:
D. 趁热过滤后,存在于母液中
12. 将物质的量之比为的和混合气以一定流速通过反应器合成,其他条件一定,测得流出气体中的体积分数随温度、流速的变化如图1、图2。
已知:流速是指单位时间流过反应器的和混合气的总物质的量。
下列说法不正确的是
A. 根据图1和图2,选择催化剂a更合适
B. 其他条件相同时,继续升高温度,图1中两条曲线在500℃后可能部分重合
C. 用催化剂b,450℃后的体积分数下降,原因是升温合成氨反应逆向移动
D. 用催化剂a,单位时间的产量:流速流速
13. 酯在碱性条件下发生反应生成羰基酯。向反应器中加入和的乙醇溶液,连续进行如下多步反应制备羰基酯P,主要物质的转化如下。
已知:i.
与的接近
ⅱ.在上述反应温度下,反应②的平衡常数小
下列说法不正确的是
A. 碱性:
B. 由转化关系判断,平衡常数:反应③>反应①,反应③促进反应①和②正向进行
C. 后续处理中加入足量溶液后,所得液体中含有、等物质
D. 以酯制备羰基酯时,需用比碱性更强的物质
14. 研究小组探究不同条件对电池正极放电的影响,实验装置如下图。
已知:。
实验Ⅰ.打开,闭合,记录电压表示数如下。所用溶液的浓度均为。
序号
电极M
N溶液
电压/V
①
-石墨
溶液
a
②
-石墨
溶液
b
③
石墨
溶液
c
实验Ⅱ.按上图组装装置,电极M为石墨,N溶液为和的混合溶液,溶液的浓度为。打开,闭合,电解一段时间后,石墨附近溶液变为棕褐色。打开,闭合,测定电压为d V。以上数据关系:。
下列说法不正确的是
A. ①中电极M上发生反应:
B. Ⅰ中,原因之一是增强了的氧化性
C. Ⅱ中电解过程中,右侧烧杯中减小
D. ,是因为Ⅱ中电解使石墨上吸附的量更多
第二部分
本部分共5题,共58分。
15. 双极膜是一种新型离子交换复合膜。在直流电场作用下,在中间催化层可解离为和,为电化学反应提供理想的酸碱环境。
(1)水解离需要破坏的作用力类型是___________。
(2)一种双极膜的结构示意图如图所示。
①将S的基态原子最外层轨道表示式补充完整:___________。
②C、N、O的第一电离能由大到小的顺序是___________。
③键角:,原因是___________。
④中间催化层中弱碱性基团催化解离的过程如下。
ⅰ.___________(补全反应)
ⅱ.
(3)中间催化层还可选择金属化合物作催化剂,如或含铁化合物。
①的晶胞如图,形状为长方体,边长分别为a nm、a nm和b nm,的摩尔质量为,阿伏加德罗常数为。该晶体的密度是___________。()
②做催化剂,催化效率高,但因易溶于水而流失。可利用聚乙烯亚胺(PEI)与制备如下图所示的复合结构的高效催化剂。
该催化剂具有高亲水性且不易流失,从结构的角度解释原因:___________。
(4)推测双极膜中间催化层中促进解离的基团或粒子可能具有的性质是___________。
16. 研究去除废水中的有机污染物。
Ⅰ.酸性条件下与反应产生强氧化性的,涉及如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
有机污染物如烃、烃的含氧衍生物被降解为和。
(1)的电子式是___________。
(2)氧化乙苯()的化学方程式是___________。
(3)氧化含苯胺的废水,其他条件不变时,起始分别投入少量且含相同物质的量的、的盐,苯胺的降解率如下图。
用时,0~40分钟,苯胺的降解率低,结合反应ⅰ、ⅱ解释原因:___________。
(4)在电解槽中加入含有机污染物的酸性废水和少量亚铁盐,向阴极通入空气进行电解,用电化学法实现的制备和的再生,解决的贮运风险和提高有机物的降解效率。阴极反应有___________、___________、。
Ⅱ.中国科学家研究金属有机框架(MOFs)材料作催化剂,利用高效电合成,部分反应过程的能量变化如下图。
已知:*代表吸附位点,MOFs对具有适宜的吸附作用,利于生成。
(5)结合图中信息,较低温度有利于制备,原因是___________。
(6)下列措施能增大产物中与物质的量之比的是___________(填序号)。
a.延长反应时间
b.采用适宜的电压
c.将MOFs材料改为对、具有强吸附作用的催化剂
17. 有机物M是重要的合成中间体,制备M的路线如下(部分试剂与反应条件略去)。
已知:ⅰ.
ⅱ.
(1)E中官能团的名称是羰基、酯基和___________。
(2)检验A中官能团所需的试剂是___________。
(3)D→E的反应类型是___________。
(4)D的结构简式是___________。
(5)E生成F的过程中依次发生了异构化、取代反应,F的结构简式是___________。
(6)G→I中步骤①反应的化学方程式是___________。
(7)物质L转化为M的过程如图所示。
中间体1的摩尔质量比中间体2大,中间体1、中间体2的结构简式分别是___________、___________。
18. 某冶金过程产生的废渣有、CuO、、FeO、PbO、CaO等。利用该废渣生产的一种流程示意图如下。
已知:ⅰ.25℃,微溶于水,和黄钠铁矾均难溶于水。
ⅱ.冶金废渣中部分元素的质量分数如下表。
元素
Si
Cu
Fe
Pb
Ca
质量分数/%
15.34
14.75
4.66
14.31
2.16
Ⅰ.酸浸
(1)CuO与硫酸反应的离子方程式是___________。
(2)酸浸渣中除外,还含有___________。
Ⅱ.沉铁
(3)加入的目的有___________。
Ⅲ.还原沉铜
(4)开始沉铜后,若不继续调控沉铜过程中溶液的pH,的使用量将增加,结合与反应的离子方程式解释原因。___________
(5)酸浸时,若硫酸的浓度较低,则得到的中含有杂质,解释原因:___________。
Ⅳ.产品中含量的测定
(6)经提纯后,产品中只有和Cu,测定产品中含量的方法如下。
已知:
①样品溶解发生反应:、___________。
②步骤ⅲ中溶液的物质的量浓度和消耗的体积分别为c和V,计算样品中的质量分数还需要的实验数据是___________。
19. 实验小组探究、与HCHO反应溶液pH变化的原因。
已知:溶液的pH接近7。
(1)研究溶液、溶液分别与HCHO反应的pH变化。
序号
实验
试剂a
操作及现象
Ⅰ
溶液
测定溶液的pH为5.9,一段时间后,混合液的pH无明显变化
Ⅱ
溶液
测定溶液的pH为9.7,几秒后混合液的pH迅速升高至10.8
①用离子方程式解释溶液显碱性的原因:___________。
②Ⅰ和Ⅱ中HCHO均发生加成反应生成。
HCHO与发生反应ⅰ:。
根据Ⅱ中的实验现象,写出反应ⅱ:___________。
(2)探究和的混合液与HCHO反应溶液pH变化的原因。
混合后各物质的初始浓度和实验中pH的变化情况如下表。
序号
/
/
/
初始pH
实验现象
Ⅲ
0.10
0.115
0.025
6.6
420 s时溶液的pH上升至7.0,一段时间后,pH无明显变化
Ⅳ
0.10
0.100
a
6.8
270 s时溶液的pH突然上升至8.5,一段时间后,pH最终为9.5
Ⅴ
0.10
0.095
0.045
6.9
78 s时溶液的pH突然上升至8.6,一段时间后,pH最终为10.5
①___________。
②Ⅲ中反应过程中溶液___________[用含,和的电离常数的代数式表示]。
③分析实验数据,可以得出:甲醛的浓度为,___________,发生pH突变所需的时间越短。
④Ⅳ、Ⅴ在pH突变前的一段时间,溶液的pH变化不明显。结合反应解释原因:___________。
已知:反应ⅰ、ⅱ的速率分别为、,初始一段时间且、相差很大。
⑤导致Ⅳ、Ⅴ溶液的最终pH存在差异的主要反应是___________(填序号)。
a.的水解反应 b.反应ⅰ c.反应ⅱ
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