内容正文:
广东中山市2026届高三模拟测试(二)化学试题
本卷共8页,分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,满分100分。考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的学校、班级、姓名、考场号、座位号和准考证号填写在答题卡上,将条形码横贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 O 16 Na 23 Mg 24 S 32 Cl 35.5
第I卷(选择题,共44分)
一、选择题(本大题共16小题,共44分。第1-10题,每小题2分;第11-16小题,每小题4分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 岭南传统工艺中蕴含着丰富的化学知识,下列工艺所涉及材料的主要成分属于硅酸盐的是
A.石湾陶塑
B.广东刺绣
C.阳江铜鼓
D.大涌红木
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.陶瓷是典型的传统无机非金属材料,其主要成分是硅酸盐,如高岭土(Al2Si2O5(OH)4)等,经过高温烧制形成致密的硅酸盐结构,因此石湾陶塑的主要成分属于硅酸盐,A正确;
B.刺绣所用的线材多为蚕丝或棉、麻等天然纤维,其主要成分是蛋白质(蚕丝)或纤维素(棉麻),均属于有机高分子化合物,B错误;
C.铜鼓是青铜器,主要成分为铜合金(如铜锡合金),属于金属材料,与硅酸盐无关,C错误;
D.红木是植物木材,主要成分为纤维素、半纤维素和木质素,属于天然有机高分子材料,不属于硅酸盐,D错误;
故选A。
2. 科技兴国,化学赋能。下列说法正确的是
A. 高纯硅是应用最广泛的半导体材料,Si属于d区元素
B. 光刻胶助力芯片制造,其成分酚醛树脂属于天然高分子材料
C. 我国的尾气生物发酵技术可将CO转化成,该过程CO发生还原反应
D. 我国首创的电催化技术能分解硫化氢制取氢气和硫黄,该过程将化学能转化为电能
【答案】C
【解析】
【详解】A.Si的价电子排布为3s23p2,属于p区元素,并非d区元素,A错误;
B.酚醛树脂是人工合成的有机高分子材料,不属于天然高分子材料,B错误;
C.CO中C为+2价,CH3CH2OH中C的平均价态为-2价,反应中C化合价降低、得电子,CO发生还原反应,C正确;
D.电催化分解硫化氢属于电解过程,是将电能转化为化学能,并非化学能转化为电能,D错误;
故答案选C。
3. 下列劳动项目涉及的相关化学知识表述错误的是
选项
劳动项目
化学知识
A
农场劳动:大豆玉米带状复合种植
豆科植物可以进行自然固氮
B
家务劳动:纯碱清洗厨房油污
水解显碱性,促进油污水解
C
医务急救:双氧水擦拭伤口
双氧水不稳定,容易分解
D
创意实验:用柠檬、铜片和铁钉等制作电池
铁钉作负极,发生氧化反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.豆科植物的根瘤菌可将空气中游离态的氮转化为含氮化合物,属于自然固氮,表述正确,故A项正确;
B.为强碱弱酸盐,碳酸根离子水解使溶液显碱性,油污属于酯类物质,在碱性条件下可发生水解反应被除去,表述正确,故B项正确;
C.双氧水擦拭伤口消毒是利用的强氧化性使细菌蛋白质变性,而非利用其不稳定易分解的性质,表述错误,故C项错误;
D.柠檬电池中铁的活泼性强于铜,铁钉作负极,失电子发生氧化反应,表述正确,故D项正确;
故答案为C。
4. 红曲素是一种从红曲米中提取的天然色素,其结构简式如图。下列关于红曲素说法正确的是
A. 分子式为 B. 含有三种含氧官能团
C. 所有碳原子可能共平面 D. 能与4倍物质的量的发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据分子结构可知,该分子的分子式应为,A错误;
B.根据分子结构可知,该分子含有的含氧官能团为酯基、酮羰基、醚键,共三种,B正确;
C.该分子中存在多个饱和杂化碳原子,所有碳原子不可能共平面,C错误;
D.该分子中只有碳碳双键能与发生加成反应,该分子含3个碳碳双键,能与3倍物质的量的发生加成反应,D错误;
故答案为B。
5. 重结晶法提纯苯甲酸粗品(含少量泥沙和氯化钠)过程中,下列操作无法达到实验目的的是
A. 趁热过滤 B. 冷却结晶
C. 过滤洗涤 D. 离子检验
【答案】D
【解析】
【分析】重结晶提纯苯甲酸(含泥沙、氯化钠杂质)的原理是苯甲酸溶解度随温度升高显著增大,氯化钠溶解度随温度变化小,泥沙不溶于水。
【详解】A.加热溶解后趁热过滤,目的是除去不溶性泥沙,同时防止温度降低导致苯甲酸提前析出,图示为保温式(热水浴保温)趁热过滤装置,操作正确,可达到实验目的,A不符合题意;
B.趁热过滤得到苯甲酸的热饱和溶液,冷却后苯甲酸溶解度急剧降低,结晶析出,图示为冷却结晶操作,可达到实验目的,B不符合题意;
C.苯甲酸结晶后,需要过滤分离出晶体并洗涤,图示过滤操作符合规范,可达到实验目的,C不符合题意;
D.提纯后需要检验晶体是否洗净,即检验最后一次洗涤液中是否存在氯化钠杂质:若检验钠离子,普通玻璃棒本身含钠元素,燃烧会产生黄色火焰,干扰检验;若检验氯离子,该操作无法完成氯离子检验,无法达到实验目的,D符合题意;
故选D。
6. 甲~辛均为短周期主族元素,在周期表的相对位置如图。戊的基态原子2p轨道半充满,下列说法正确的是
A. 原子半径:庚>丁>丙
B. 基态原子第一电离能:己>戊>庚
C. 戊的简单氢化物VSEPR模型为四面体形
D. 氧化物的水化物的酸性:辛>庚
【答案】C
【解析】
【分析】已知戊的基态原子2p轨道半充满,说明戊的电子排布为,故戊为(氮元素),结合周期表位置可推出所有元素: 甲:、乙:、丙:、丁:、戊:、己:、庚:、辛:。
【详解】A.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,电子层数越多原子半径越大,因此原子半径:,A错误;
B.同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势,但的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻的;同主族从上到下第一电离能减小,因此第一电离能:,B错误;
C.戊的简单氢化物为,中心的价层电子对数,因此的VSEPR模型为四面体形(实际空间构型为三角锥形),C正确;
D.比较酸性必须指明是最高价氧化物对应水化物,题干未说明最高价,无法比较,如亚磷酸()的酸性强于亚硫酸(),D错误;
故选C。
7. 实验小组按如图装置进行实验(加热装置省略),下列说法正确的是
A. 为检验装置a中是否生成,可将水注入a中
B. 装置b中品红溶液褪色,体现的还原性
C. 装置c中溴水吸收后,溶液酸性增强
D. 装置d用于尾气吸收,物质X可为澄清石灰水
【答案】C
【解析】
【分析】铜丝与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,装置b中的品红溶液可验证二氧化硫的漂白性,装置c中的溴水具有一定的氧化性,可与二氧化硫发生氧化还原反应,可验证二氧化硫的还原性,装置d为尾气吸收装置,据此分析解答。
【详解】A.因反应后有浓硫酸剩余,所以为检验装置a中是否生成,应将剩余溶液缓慢导入盛水的试管中,若将水注入a中,可能会使液体飞溅,A错误;
B.装置b中品红溶液褪色,体现的漂白性,B错误;
C.装置c中溴水吸收发生的离子反应方程式为:SO2+Br2+2H2O=4H++SO+2Br-,则溶液酸性增强,C正确;
D.澄清石灰水的溶解度小,不适合作为酸性氧化物的吸收试剂,所以装置d用于尾气吸收,物质X可为氢氧化钠溶液等,D错误;
故选C。
8. 设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 在含的水溶液中,数目为
B. 24 g Mg在空气中完全燃烧,转移电子数为
C. 溶液中含有的数目为
D. 标准状况下,与足量的NO充分反应后,的分子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.是弱碱阳离子,在水溶液中会发生水解反应:,溶液中实际存在的数目会小于加入的的物质的量。因此,数目小于,故A项错误;
B.,镁在空气中燃烧,无论是与氧气反应生成,还是与氮气反应生成,镁原子都会失去最外层的两个电子变成,即转移电子数为,故B项正确;
C.题目未给出溶液体积,无法计算溶液中醋酸的总物质的量,即使假设溶液体积为,由于醋酸是弱电解质,在水溶液中只能部分电离,电离出的的物质的量也远小于0.1 mol,故C项错误;
D.的与NO反应的化学方程式为:,由于存在平衡:,生成的在常温下会部分转化为四氧化二氮,混合气体中的分子数会小于理论生成的2mol,即小于,故D项错误;
故答案为B。
9. (氧化高银)电池如图,具有能量密度高的优点,可用作水下潜航器的动力电源。下列说法正确的是
A. 放电时,电极II质量会增加
B. 放电时,负极区pH会升高
C. 电极I反应为:
D. 将AgO替换成等质量的,电池能量密度不变
【答案】C
【解析】
【分析】该原电池中,转化为失电子作负极(电极I),电极反应为:,作正极(电极Ⅱ),据此分析解题。
【详解】A.放电时电极Ⅱ(正极)的反应为:,(质量)反应生成(质量),固体质量减小,A错误;
B.负极(电极I)消耗,负极区浓度降低,减小,B错误;
C.电极I为负极,失电子后在溶液中生成配离子,C正确;
D.能量密度为单位质量电极材料所能提供的电量:等质量的转移电子的物质的量大于(转移电子,转移电子),能量密度不同,D错误;
故答案选C。
10. 下列陈述I与陈述II均正确,且两者间具有因果关系的是
选项
陈述I
陈述II
A
灼烧后的铜丝伸入乙醇后,铜丝变红
乙醇具有还原性
B
盐卤使豆浆中的蛋白质凝固析出
重金属盐能使蛋白质变性
C
工业合成氨用铁触媒作催化剂
催化剂可以提高平衡转化率
D
向漂白粉溶液中通入足量的,产生白色沉淀
酸性强于HClO
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.灼烧后的铜丝表面生成CuO,伸入乙醇后发生反应,CuO被还原为Cu使铜丝变红,乙醇作还原剂体现还原性,陈述I、II均正确且存在因果关系,A正确;
B.盐卤主要成分为等轻金属盐,使豆浆中蛋白质析出属于胶体聚沉(盐析),与重金属盐使蛋白质变性无关,二者无因果关系,B错误;
C.催化剂只能改变化学反应速率,不影响化学平衡,无法提高平衡转化率,陈述II错误,C错误;
D.漂白粉中的具有强氧化性,会将氧化为,最终生成的白色沉淀为,反应与、的酸性强弱无关,二者无因果关系,D错误;
故答案选A。
11. 利用如图的装置进行实验,步骤:①打开,关闭,向a中滴加浓盐酸,加热;②当c中充满黄绿色气体后关闭,打开;③待装置e的活塞移动到50 mL时,停止加热,关闭,打开;④光照装置e一段时间。下列说法正确的是
A. a中发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:4
B. 装置b盛装饱和溶液,装置c盛装碱石灰
C. 步骤④光照后e内气体颜色逐渐变浅,且e的活塞可能会向左移动
D. 向e中注入浓氨水,若产生白烟,证明与发生取代反应生成HCl
【答案】C
【解析】
【分析】装置a中MnO2和浓盐酸加热制备氯气,装置b中用饱和食盐水除去氯气中混有的HCl杂质,装置c中干燥氯气,装置e中甲烷和氯气混合发生光照取代反应。
【详解】A.a中反应为,氧化剂为,4 mol HCl中只有2 mol HCl被氧化作还原剂,另外2 mol HCl表现酸性,因此氧化剂和还原剂物质的量之比为1:2,A错误;
B.制得的中混有HCl和水蒸气,除去HCl应该用饱和食盐水,若用饱和溶液,HCl与反应会引入杂质,且也会与该溶液反应,装置c用于干燥,碱石灰为碱性干燥剂,会吸收,B错误;
C.为黄绿色气体,光照下与发生取代反应,被消耗,因此气体颜色逐渐变浅,取代产物中,均为液体,只有为气体,反应后装置内气体总物质的量减少,压强减小,因此活塞会向左移动,C正确;
D.若e中剩余未反应的,也可和浓氨水反应生成白烟(),因此无法证明白烟是HCl与氨气反应生成的,不能证明取代反应生成了HCl,D错误;
故选C。
12. 下列化学反应符合如图关系且离子方程式书写正确的是
A. a区,刻蚀电路板:
B. b区,在空气中转化为硫酸型酸雨:
C. d区,漂白液久置失效:
D. f区,用饱和溶液浸泡锅炉水垢:
【答案】D
【解析】
【详解】A.不属于置换反应,不属于a区,故A错误;
B.硫酸要拆成离子形式,正确的离子方程式为,故B错误;
C.次氯酸见光分解的离子方程式为,故C错误;
D.该反应利用溶度积差异使CaSO4转化为CaCO3,方程式正确,故D正确;
答案选D。
13. 由结构不能推导出对应性质的是
选项
结构
性质
A
水为V形结构分子,且存在分子间氢键
水结冰体积变大
B
石墨晶体、铜晶体中均存在可自由移动的电子
石墨、铜均具有一定导电性
C
基态钠原子的最外层电子数为1
钠的电离能():远大于
D
聚乙烯可形成线型结构或网状结构
聚乙烯无毒性
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.水分子存在分子间氢键,结冰时氢键会形成规整的空间排列,分子间空隙增大导致体积变大,可由结构推导性质,A不符合题意;
B.物质存在可自由移动的电子是具有导电性的原因之一,石墨和铜中的自由电子可使二者导电,可由结构推导性质,B不符合题意;
C.基态钠原子最外层只有1个电子,失去该电子后达到稀有气体稳定结构,再失电子需要更高能量,因此远大于,可由结构推导性质,C不符合题意;
D.聚乙烯是否有毒性与其是否残留有害单体、加工助剂等有关,和其是线型还是网状结构无对应关系,不能由结构推导对应性质,D符合题意;
故选D。
14. 能满足如图的物质间直接转化关系,且推理成立的是
A. E、F可分别为,氧化性:
B. E、F可分别为浓氨水、为酸性氧化物
C. E、F可分别为,L的空间结构为三角锥形
D. E、F可分别为水溶液,J能发生银镜反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.Li投入NaCl溶液中,优先和水反应生成LiOH和H2,无法置换出Na,转化不能直接实现,A错误;
B.浓氨水遇CaO放出氨气,氨气与氧气反应生成NO,NO与氧气反应生成NO2,L为NO2,NO2和碱反应发生歧化,生成两种盐,不属于酸性氧化物,B错误;
C.Na2S和Cl2反应生成S和NaCl,S与氧气反应生成SO2,SO2与氧气反应生成SO3,L为SO3,中心S夹层电子对数是,无孤电子对,空间结构为平面正三角形,C错误;
D.溴乙烷在NaOH水溶液中水解生成乙醇和NaBr,乙醇可发生连续氧化,依次转化为乙醛、乙酸,J为乙醛,含有醛基,能发生银镜反应,转化成立,D正确;
故选D。
15. 已知与的反应是可逆的分步配位反应:,HSCN为强酸。向溶液中加入溶液,关于该混合溶液,下列说法正确的是
A. 加水稀释后,溶液颜色变浅,一定存在
B. 若向溶液中加入铁粉,溶液红色变浅,离子总数变小
C. 若向溶液中加入少量固体,则减小
D. 溶液中,
【答案】A
【解析】
【详解】A.加水稀释时,配位平衡逆向移动,有色配离子浓度降低,溶液颜色变浅;和均不参与反应,初始,同一溶液体积相同,故恒成立,A正确;
B.加入铁粉发生反应,浓度降低,平衡逆移,红色变浅;该反应中2 mol 生成3 mol ,离子总数增加,且平衡逆移时配离子解离为和也使离子数增加,故离子总数变大,B错误;
C.对于的配位平衡,平衡常数,故,加入固体,增大,温度不变不变,故该比值增大,C错误;
D.该等式不符合电荷守恒,电荷守恒还需考虑等离子,等式不成立,D错误;
故选A。
16. 传统氯碱工业的阳极产物除外,还有。现有一种新型电解装置如图a,可将的选择性提高至,电极Ⅱ上所发生反应的催化机理如图b所示。下列说法错误的是
A. 图a装置应使用阳离子交换膜
B. 是生成的中间体,也是生成的催化剂
C. 理论上,该装置每生成,可制得
D. 电解一段时间后,图a左室可能会发生少量的酸碱中和反应
【答案】C
【解析】
【分析】图a中,电极I连接电源负极,为阴极,阴极进入含少量NaOH的水,电极反应为:,生成H2,同时Na+从右室移向左室,左室得到浓度更高的NaOH,电极Ⅱ连接电源正极,为阳极,通入饱和食盐水,Cl−放电生成Cl2,同时存在副反应生成少量O2。
【详解】A.该电解目的是阴极制NaOH,阳极制Cl2,需要阳极的Na+迁移到阴极,同时阻止Cl-进入阴极,因此应使用阳离子交换膜,A正确;
B.根据图b机理,生成O2的过程中,Pt−O*是反应过程中生成、后续又被消耗的物质,属于生成O2的中间体;生成Cl2的循环中,Pt−O*参与反应,反应结束后重新生成,反应前后性质和质量不变,属于生成Cl2的催化剂,B正确;
C.生成10 mol H2阴极转移总电子为20 mol,阳极除了生成Cl2,仍有2%的O2生成,每生成1 mol O2转移4 mol电子,因此总电子守恒为,可得,无法制得10 mol Cl2,C错误;
D.阳极生成O2时会产生H+,少量H+可通过阳离子交换膜进入左室(阴极室),与阴极生成的OH−发生酸碱中和反应,D正确;
故选C。
第II卷(共4个大题,共56分)
17. 铬的配合物种类繁多,结构多样。某小组对的结构展开探究。
(1)配制溶液:用固体配制的溶液,配制过程中下列操作正确的有_______(填编号)
A. 溶解 B. 转移 C. 定容 D. 摇匀
(2)定性探究:甲同学依据常规盐类的电离规律,猜想其电离方程式为,小组设计如下实验方案,进行验证。
序号
操作
现象
i
取少量(1)中所配制的溶液于试管中,加入_______
有白色沉淀生成
ii
另取少量(1)中所配制的溶液,用pH计测定溶液的pH值
查阅资料:及其配位阳离子均可水解。
初步分析:乙同学认为实验i说明在水溶液中能电离出;实验ii说明在水溶液中难电离出,甲同学的猜想不成立。
但甲同学提出异议,认为实验ii溶液显酸性的原因可能是_______。
(3)定量探究:小组为进一步探究的结构
①取10 mL(1)中所配制的溶液于烧杯中,用溶液进行滴定,利用数字化实验设备测得-电导率滴定曲线如性OA图。
实验小结:中内界与外界的个数比为_______。
②为明确的存在形态,小组运用型阳离子交换树脂进行交换实验,并检验流出液中释放的浓度。
已知:与HX的交换等效)。
序号
试剂|
流出液
iii
溶液
0.02
iv
_______溶液
0.05
v
0.03
根据实验目的,补充iv中试剂为_______溶液。由表中数据可知内界有_______个。
实验结论:综合上述实验证据,在水中的电离方程式为_______。
(4)拓展延伸:取图中30 mL处滤液,加入稀硝酸酸化,并加热,可生成白色沉淀,说明一定条件下配体也会解离。胆矾()是一种常见的配位化合物,已知胆矾中内界水比外界水更易脱出。为测定胆矾中内界水与外界水的物质的量之比,设计并简述实验方案_______(包括数据处理思路,所用仪器不做要求)。
【答案】(1)BC (2) ①. 先加入稀硝酸酸化,再加入溶液 ②. 形成的配位阳离子水解产生,使溶液显酸性,氨水电离显碱性,溶液显酸性的原因可能是因为前者大于后者
(3) ①. 1:2 ②. ③. 5 ④.
(4)称取一定质量的胆矾晶体,低温加热至固体质量不再改变,冷却后称量得固体质量,脱出的水为内界水,物质的量为 ;再升高温度加热至固体质量不再改变,冷却后称量得固体质量,再次脱出的水为外界水,物质的量为,计算,即为内界水与外界水的物质的量之比。
【解析】
【小问1详解】
A.配制一定物质的量浓度溶液时,溶解需在烧杯中进行,不能在容量瓶中进行,故A错误;
B.转移溶液洗涤液时需玻璃棒引流,操作正确,B正确;
C.定容时胶头滴管应悬空于容量瓶瓶口上方,不能伸入瓶内,C正确;
D.摇匀需将容量瓶塞好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手托住瓶底,反复上下颠倒,使溶液混合均匀,D操作错误;
故选BC。
【小问2详解】
实验i检验自由移动的,先加入稀硝酸酸化,再加入溶液,若产生白色沉淀即可证明有;题目已知及其配位阳离子均可水解,而氨水电离显碱性,及其配位阳离子水解程度大于氨水电离程度,。
【小问3详解】
① ,滴定曲线拐点在,,说明配合物电离出外界,总共有,故内界为,内界:外界个数比为。
② 根据题意, 交换出,实验iv流出液,对应总浓度为,故iv试剂为;结合数据:由实验①知外界有2个Cl⁻,由实验iii知配离子带+2价电荷,结合总化学式,可推得配离子为,因此内界有5个,配合物电离为。
【小问4详解】
题目已知内界水更易脱出,低温下先脱出内界水,高温下再脱出外界水,通过分步加热恒重称量即可计算二者比值。
18. 以海底富钴壳(主要含和,及少量等杂质)为原料,采用两段硫酸铵焙烧-水浸法分离提纯并回收钴、镍、铜、锰的工艺如下。
已知:①当离子浓度时,视为沉淀完全;
②时,。
(1)富钴壳矿研磨至直径后,与晶体混合进行焙烧,研磨的目的是_______。
(2)“低温焙烧”时,锰、钴元素被还原为。
①完成转化的化学方程式:_______。
____________________________
②“回收液”经处理可循环利用的物质是_______。
(3)“高温焙烧”后经“水浸”能除去以上的铁。已知几种金属硫酸盐分解反应的自由能随温度变化的关系如图1,写出高温焙烧时发生反应的化学方程式_______。
(4)“调pH”时,铝和残余的铁被除去。溶液pH值对各金属沉淀率的影响如图2,最佳的沉淀pH值为_______。
(5)“沉钴镍”时,钴、镍都完全沉淀,此时溶液中不低于_______。
(6)常用于制备电池正极材料锰酸锂()。中锰的价态为Ⅲ、Ⅳ,其晶胞可看成由图3中a、b单元相互交错方式构成。
①图中“○”表示,则“●”表示的微粒是_______(填离子符号)。
②晶体中“”微粒占据形成的_______空隙。
③锰酸锂电池的充放电总反应为:,当电池充电至其理论电量的时,电池正极材料中_______。
【答案】(1)增大反应物接触面积,加快反应速率,提高转化效率
(2) ①. ②.
(3)
(4)5.0 (5)
(6) ①. ②. 八面体 ③. 1:4
【解析】
【分析】富钴壳主要含和,还含有少量、、NiO、CuO等杂质。工艺流程包括低温焙烧、高温焙烧、水浸、萃取、调pH、沉钴镍等步骤。最终目标是回收钴、镍、铜、锰,并将部分物质循环利用。
【小问1详解】
研磨富钴壳矿至直径<80μm,能增大反应物接触面积,从而加快反应速率,使反应更充分。
【小问2详解】
①根据氧化还原反应中得失电子守恒和原子守恒来配平化学方程式:。
②由流程图可知,“回收液”中含有,所以经处理可循环利用的物质是。
【小问3详解】
根据几种金属硫酸盐分解反应的自由能随温度变化的关系图,在650°C时,发生分解反应,生成和,化学方程式为:
【小问4详解】
由溶液pH值对各金属沉淀率的影响图可知,当为5.0时,铝和残余的铁沉淀率较高,其他金属沉淀率较低,所以最佳的沉淀pH值为5.0。
【小问5详解】
因为钴、镍都完全沉淀时,离子浓度,根据,,则;同理,对于NiS,,,,所以此时溶液中不低于。
【小问6详解】
①根据的化学式及晶胞结构,若“○”表示,则“”表示的微粒是。
②晶体中“△”微粒周围的有6个,分别位于上下、前后、左右,则占据由形成的八面体空隙。
③充电时,电池正极材料为,设锰(Mn)的平均化合价为a,根据化合物化合价代数和为零的原则:
解得 a = +3.5,这意味着在中,Mn(Ⅲ) 和 Mn(Ⅳ)的物质的量之比为,为了方便计算,假设正极材料中有 1 mol 的 中,则含有 2 mol的 Mn 原子。
初始状态下,n[Mn(Ⅲ)] = 1 mol,n[Mn(Ⅳ)] = 1 mol。“理论电量”对应于 x=1 时的完全充电状态(即 完全脱出 Li,变成 )。
当充电至理论电量的60% 时,相当于 x = 0.6。
此时正极材料变为,即。 计算中 Mn 的价态分布:
在即中,Li 的化合价为+1,O的化合价为-2。
设其中 Mn(Ⅲ)的物质的量为 m mol,Mn(Ⅳ)的物质的量为n mol。
由于我们假设初始有 1 mol 的 (含 2 mol Mn),锰原子的总物质的量守恒,因此:
m + n = 2 (方程1)根据化合物中化合价代数和为零的原则:
, , (方程2),由方程1得:n = 2 - m
代入方程 2:
解得m = 0.4
, n = 1.6所以,n[Mn(Ⅲ)] = 0.4 mol,n[Mn(Ⅳ)] = 1.6 mol。 所以。
19. 以液氨和液态二氧化碳合成尿素,在反应器中发生如下反应,其中反应I是快反应,反应Ⅱ是慢反应。
反应I:
反应Ⅱ:
(1)基态O原子价层电子轨道表示式为_______。
(2)活化能大小:反应I_______反应Ⅱ(填“>”、“=”或“<”)。
(3)合成尿素总反应:,该反应自发进行的条件是_______(填“低温”、“高温”或“任意温度”)。若完全转化为尿素,理论上最多可以产生_______kJ热量。
(4)起始投料,物料在反应器中停留20 min时含碳或氮物种的物质的量随温度的变化关系如图1。
①下列说法正确的有_______。
A.
B.曲线i对应的物质为
C.300 K条件下,反应I未达到平衡状态
D.总反应平衡常数:
②时,的转化率为_______。
(5)合成尿素时还会发生副反应:,起始氨碳的投料比影响反应的选择性。条件下测得平衡时或随变化如图2。
①曲线iv纵坐标对应的是_______,其趋向于1说明,随增大,_______。
②求时合成尿素总反应:的平衡常数_______(写出计算过程,列算式即可,用物质的量分数代替浓度计算)。
【答案】(1) (2)<
(3) ①. 低温 ②. 10100
(4) ①. AC ②.
(5) ①. ②. 副反应进行程度减小(或副反应被抑制),整个反应主要发生生成尿素的反应,接近1 ③.
【解析】
【小问1详解】
O原子原子序数为8,基态价电子排布为,价层电子轨道表示式为: ;
【小问2详解】
反应速率越快,活化能越小,反应I是快反应,反应Ⅱ是慢反应,因此活化能:反应Ⅰ反应Ⅱ;
【小问3详解】
根据盖斯定律,总反应,已知,根据自发判据,可知该反应低温下自发;1mol 完全转化为尿素放热101kJ,100mol 完全转化理论放热;
【小问4详解】
① 由图中的物质的量变化趋势:先减小后增加,说明450K之前,反应I在正向移动,对应也是相同的变化趋势,则曲线iii表示的物质的量;反应Ⅰ是快反应,反应Ⅱ是慢反应,开始的物质的量比多,所以曲线ii表示的物质的量,曲线i表示的物质的量,据此分析:
A.根据碳守恒:;氮守恒:,代入300K数据、,得,A正确;
B.反应Ⅰ是快反应,反应Ⅱ是慢反应,低温下因反应Ⅱ慢而积累,温度较低时的物质的量比多,所以曲线ii表示的物质的量,曲线i表示的物质的量,B错误;
C.反应I的,反应I是放热反应,若300K已达到平衡,升温平衡向吸热的方向移动,即逆向移动,的物质的量应增加,但是图中300K450K范围内的物质的量一直减小,说明反应在正向移动,300K时并没有达到平衡,C正确;
D.总反应,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,故,D错误;
故选AC;
② 已知起始,由图可知,结合碳守恒,时,,的转化率为;
【小问5详解】
①根据主反应方程式,若只发生主反应,,且氨碳比越大,越多,越利于主反应,副反应被抑制,消耗水越少,故越接近1,符合iv的变化;趋向于1说明,随增大,副反应进行程度减小(或副反应被抑制);② 设,则:由图得平衡时,,根据碳原子守恒:,氮原子守恒:,得,,,,总物质的量,。
20. 具有独特拓扑结构的多环聚-氨基酯(vii)因其在基因递送领域中的应用而备受关注,以下为我国科学家设计的一种合成路线(部分反应条件略)。
(1)i中所含官能团的名称为_______,ii中碳原子杂化方式为_______。
(2)①理论上,i转化为ii的反应,消耗i与HCHO的物质的量之比为_______。
②利用红外光谱图_______(填“能”或“不能”)区分ii和iii,理由是_______。
(3)下列说法正确的有_______。
A. i、ii和iii均可使酸性高锰酸钾溶液褪色
B. 由ii到iii的转化中,原子利用率为
C. 物质iii的核磁共振氢谱图中只有1组峰
D. 由iv到vi的转化中,有键和键的形成
(4)化合物v的某同分异构体,同时满足下列条件,其结构简式为_______(任写一种)。
a.与化合物v所含官能团相同,但官能团不能连在同一个碳上; b.没有手性碳。
(5)已知:中两个羰基之间的与化合物v中氨基的H相似,可发生类似于化合物iv到vi的反应。根据上述信息,以和碳原子数不大于2的有机物为原料,合成。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步反应中,有机反应物为_______(写结构简式)。
②相关步骤中涉及有水分子生成的取代反应,其反应的化学方程式为_______(注明反应条件)。
【答案】(1) ①. 醛基 ②. 、
(2) ①. 1:3 ②. 能 ③. ii含有醛基,有的吸收峰,iii只含羟基,二者红外光谱的特征吸收峰不同 (3)AB
(4)、、 (5) ①. 和 ②.
【解析】
【分析】起始物为乙醛,乙醛甲基的3个α-H均和甲醛发生羟醛加成,1mol乙醛消耗3mol甲醛得到:结构为(醛基+三个羟甲基取代的中心碳)。的醛基和发生加成还原,醛基转化为羟甲基,得到:季戊四醇。的四个羟基全部和丙烯酸发生酯化反应,得到:四丙烯酸季戊四醇酯(四个侧链均带碳碳双键)。和()发生迈克尔加成,氨基的活泼氢加成到碳碳双键上得到中间体,最终聚合得到目标聚合物聚β-氨基酯。
【小问1详解】
i为乙醛(),官能团为醛基;ii结构为,饱和碳原子(所有烷基碳)均为杂化,醛基的羰基碳为双键碳,是杂化。
【小问2详解】
1分子乙醛甲基上有3个α-H,可与3分子HCHO发生羟醛加成得到ii,因此消耗i和HCHO的物质的量之比为;ii是,含醛基,iii是(季戊四醇),二者官能团不同,红外光谱可以区分。
【小问3详解】
A:i含醛基、ii含醛基和伯醇羟基、iii含四个伯醇羟基,均可被酸性高锰酸钾氧化,使溶液褪色,A正确;
B:ii到iii是醛基与加成还原,只有季戊四醇一种产物,原子利用率为100%,B正确;
C:iii为,氢分为两类:亚甲基氢和羟基氢,核磁共振氢谱有2组峰,C错误;
D:iv到vi的转化是活泼氢对碳碳双键的加成,整个过程只有σ键生成和π键的断裂,没有新的π键形成,D错误
故选AB。
【小问4详解】
v是,分子式,要求官能团同为1个羟基1个氨基,无手性碳,满足条件的结构为、、 。
【小问5详解】
根据题意,二羰基化合物的α-H和氨基H性质类似,可发生迈克尔加成得到目标产物,需要先以碳数不大于2的原料合成丙烯酸乙酯,丙烯酸和乙醇的酯化是生成水的取代反应,最后一步是二酮与丙烯酸乙酯的加成反应,故合成路线设计为:目标产物;
①最后一步反应中,有机反应物为和;
②涉及有水分子生成的取代反应是丙烯酸和乙醇的酯化反应,方程式:。
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广东中山市2026届高三模拟测试(二)化学试题
本卷共8页,分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,满分100分。考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的学校、班级、姓名、考场号、座位号和准考证号填写在答题卡上,将条形码横贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 O 16 Na 23 Mg 24 S 32 Cl 35.5
第I卷(选择题,共44分)
一、选择题(本大题共16小题,共44分。第1-10题,每小题2分;第11-16小题,每小题4分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 岭南传统工艺中蕴含着丰富的化学知识,下列工艺所涉及材料的主要成分属于硅酸盐的是
A.石湾陶塑
B.广东刺绣
C.阳江铜鼓
D.大涌红木
A. A B. B C. C D. D
2. 科技兴国,化学赋能。下列说法正确的是
A. 高纯硅是应用最广泛的半导体材料,Si属于d区元素
B. 光刻胶助力芯片制造,其成分酚醛树脂属于天然高分子材料
C. 我国的尾气生物发酵技术可将CO转化成,该过程CO发生还原反应
D. 我国首创的电催化技术能分解硫化氢制取氢气和硫黄,该过程将化学能转化为电能
3. 下列劳动项目涉及的相关化学知识表述错误的是
选项
劳动项目
化学知识
A
农场劳动:大豆玉米带状复合种植
豆科植物可以进行自然固氮
B
家务劳动:纯碱清洗厨房油污
水解显碱性,促进油污水解
C
医务急救:双氧水擦拭伤口
双氧水不稳定,容易分解
D
创意实验:用柠檬、铜片和铁钉等制作电池
铁钉作负极,发生氧化反应
A. A B. B C. C D. D
4. 红曲素是一种从红曲米中提取的天然色素,其结构简式如图。下列关于红曲素说法正确的是
A. 分子式为 B. 含有三种含氧官能团
C. 所有碳原子可能共平面 D. 能与4倍物质的量的发生加成反应
5. 重结晶法提纯苯甲酸粗品(含少量泥沙和氯化钠)过程中,下列操作无法达到实验目的的是
A. 趁热过滤 B. 冷却结晶
C. 过滤洗涤 D. 离子检验
6. 甲~辛均为短周期主族元素,在周期表的相对位置如图。戊的基态原子2p轨道半充满,下列说法正确的是
A. 原子半径:庚>丁>丙
B. 基态原子第一电离能:己>戊>庚
C. 戊的简单氢化物VSEPR模型为四面体形
D. 氧化物的水化物的酸性:辛>庚
7. 实验小组按如图装置进行实验(加热装置省略),下列说法正确的是
A. 为检验装置a中是否生成,可将水注入a中
B. 装置b中品红溶液褪色,体现的还原性
C. 装置c中溴水吸收后,溶液酸性增强
D. 装置d用于尾气吸收,物质X可为澄清石灰水
8. 设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 在含的水溶液中,数目为
B. 24 g Mg在空气中完全燃烧,转移电子数为
C. 溶液中含有的数目为
D. 标准状况下,与足量的NO充分反应后,的分子数为
9. (氧化高银)电池如图,具有能量密度高的优点,可用作水下潜航器的动力电源。下列说法正确的是
A. 放电时,电极II质量会增加
B. 放电时,负极区pH会升高
C. 电极I反应为:
D. 将AgO替换成等质量的,电池能量密度不变
10. 下列陈述I与陈述II均正确,且两者间具有因果关系的是
选项
陈述I
陈述II
A
灼烧后的铜丝伸入乙醇后,铜丝变红
乙醇具有还原性
B
盐卤使豆浆中的蛋白质凝固析出
重金属盐能使蛋白质变性
C
工业合成氨用铁触媒作催化剂
催化剂可以提高平衡转化率
D
向漂白粉溶液中通入足量的,产生白色沉淀
酸性强于HClO
A. A B. B C. C D. D
11. 利用如图的装置进行实验,步骤:①打开,关闭,向a中滴加浓盐酸,加热;②当c中充满黄绿色气体后关闭,打开;③待装置e的活塞移动到50 mL时,停止加热,关闭,打开;④光照装置e一段时间。下列说法正确的是
A. a中发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:4
B. 装置b盛装饱和溶液,装置c盛装碱石灰
C. 步骤④光照后e内气体颜色逐渐变浅,且e的活塞可能会向左移动
D. 向e中注入浓氨水,若产生白烟,证明与发生取代反应生成HCl
12. 下列化学反应符合如图关系且离子方程式书写正确的是
A. a区,刻蚀电路板:
B. b区,在空气中转化为硫酸型酸雨:
C. d区,漂白液久置失效:
D. f区,用饱和溶液浸泡锅炉水垢:
13. 由结构不能推导出对应性质的是
选项
结构
性质
A
水为V形结构分子,且存在分子间氢键
水结冰体积变大
B
石墨晶体、铜晶体中均存在可自由移动的电子
石墨、铜均具有一定导电性
C
基态钠原子的最外层电子数为1
钠的电离能():远大于
D
聚乙烯可形成线型结构或网状结构
聚乙烯无毒性
A. A B. B C. C D. D
14. 能满足如图的物质间直接转化关系,且推理成立的是
A. E、F可分别为,氧化性:
B. E、F可分别为浓氨水、为酸性氧化物
C. E、F可分别为,L的空间结构为三角锥形
D. E、F可分别为水溶液,J能发生银镜反应
15. 已知与的反应是可逆的分步配位反应:,HSCN为强酸。向溶液中加入溶液,关于该混合溶液,下列说法正确的是
A. 加水稀释后,溶液颜色变浅,一定存在
B. 若向溶液中加入铁粉,溶液红色变浅,离子总数变小
C. 若向溶液中加入少量固体,则减小
D. 溶液中,
16. 传统氯碱工业的阳极产物除外,还有。现有一种新型电解装置如图a,可将的选择性提高至,电极Ⅱ上所发生反应的催化机理如图b所示。下列说法错误的是
A. 图a装置应使用阳离子交换膜
B. 是生成的中间体,也是生成的催化剂
C. 理论上,该装置每生成,可制得
D. 电解一段时间后,图a左室可能会发生少量的酸碱中和反应
第II卷(共4个大题,共56分)
17. 铬的配合物种类繁多,结构多样。某小组对的结构展开探究。
(1)配制溶液:用固体配制的溶液,配制过程中下列操作正确的有_______(填编号)
A. 溶解 B. 转移 C. 定容 D. 摇匀
(2)定性探究:甲同学依据常规盐类的电离规律,猜想其电离方程式为,小组设计如下实验方案,进行验证。
序号
操作
现象
i
取少量(1)中所配制的溶液于试管中,加入_______
有白色沉淀生成
ii
另取少量(1)中所配制的溶液,用pH计测定溶液的pH值
查阅资料:及其配位阳离子均可水解。
初步分析:乙同学认为实验i说明在水溶液中能电离出;实验ii说明在水溶液中难电离出,甲同学的猜想不成立。
但甲同学提出异议,认为实验ii溶液显酸性的原因可能是_______。
(3)定量探究:小组为进一步探究的结构
①取10 mL(1)中所配制的溶液于烧杯中,用溶液进行滴定,利用数字化实验设备测得-电导率滴定曲线如性OA图。
实验小结:中内界与外界的个数比为_______。
②为明确的存在形态,小组运用型阳离子交换树脂进行交换实验,并检验流出液中释放的浓度。
已知:与HX的交换等效)。
序号
试剂|
流出液
iii
溶液
0.02
iv
_______溶液
0.05
v
0.03
根据实验目的,补充iv中试剂为_______溶液。由表中数据可知内界有_______个。
实验结论:综合上述实验证据,在水中的电离方程式为_______。
(4)拓展延伸:取图中30 mL处滤液,加入稀硝酸酸化,并加热,可生成白色沉淀,说明一定条件下配体也会解离。胆矾()是一种常见的配位化合物,已知胆矾中内界水比外界水更易脱出。为测定胆矾中内界水与外界水的物质的量之比,设计并简述实验方案_______(包括数据处理思路,所用仪器不做要求)。
18. 以海底富钴壳(主要含和,及少量等杂质)为原料,采用两段硫酸铵焙烧-水浸法分离提纯并回收钴、镍、铜、锰的工艺如下。
已知:①当离子浓度时,视为沉淀完全;
②时,。
(1)富钴壳矿研磨至直径后,与晶体混合进行焙烧,研磨的目的是_______。
(2)“低温焙烧”时,锰、钴元素被还原为。
①完成转化的化学方程式:_______。
____________________________
②“回收液”经处理可循环利用的物质是_______。
(3)“高温焙烧”后经“水浸”能除去以上的铁。已知几种金属硫酸盐分解反应的自由能随温度变化的关系如图1,写出高温焙烧时发生反应的化学方程式_______。
(4)“调pH”时,铝和残余的铁被除去。溶液pH值对各金属沉淀率的影响如图2,最佳的沉淀pH值为_______。
(5)“沉钴镍”时,钴、镍都完全沉淀,此时溶液中不低于_______。
(6)常用于制备电池正极材料锰酸锂()。中锰的价态为Ⅲ、Ⅳ,其晶胞可看成由图3中a、b单元相互交错方式构成。
①图中“○”表示,则“●”表示的微粒是_______(填离子符号)。
②晶体中“”微粒占据形成的_______空隙。
③锰酸锂电池的充放电总反应为:,当电池充电至其理论电量的时,电池正极材料中_______。
19. 以液氨和液态二氧化碳合成尿素,在反应器中发生如下反应,其中反应I是快反应,反应Ⅱ是慢反应。
反应I:
反应Ⅱ:
(1)基态O原子价层电子轨道表示式为_______。
(2)活化能大小:反应I_______反应Ⅱ(填“>”、“=”或“<”)。
(3)合成尿素总反应:,该反应自发进行的条件是_______(填“低温”、“高温”或“任意温度”)。若完全转化为尿素,理论上最多可以产生_______kJ热量。
(4)起始投料,物料在反应器中停留20 min时含碳或氮物种的物质的量随温度的变化关系如图1。
①下列说法正确的有_______。
A.
B.曲线i对应的物质为
C.300 K条件下,反应I未达到平衡状态
D.总反应平衡常数:
②时,的转化率为_______。
(5)合成尿素时还会发生副反应:,起始氨碳的投料比影响反应的选择性。条件下测得平衡时或随变化如图2。
①曲线iv纵坐标对应的是_______,其趋向于1说明,随增大,_______。
②求时合成尿素总反应:的平衡常数_______(写出计算过程,列算式即可,用物质的量分数代替浓度计算)。
20. 具有独特拓扑结构的多环聚-氨基酯(vii)因其在基因递送领域中的应用而备受关注,以下为我国科学家设计的一种合成路线(部分反应条件略)。
(1)i中所含官能团的名称为_______,ii中碳原子杂化方式为_______。
(2)①理论上,i转化为ii的反应,消耗i与HCHO的物质的量之比为_______。
②利用红外光谱图_______(填“能”或“不能”)区分ii和iii,理由是_______。
(3)下列说法正确的有_______。
A. i、ii和iii均可使酸性高锰酸钾溶液褪色
B. 由ii到iii的转化中,原子利用率为
C. 物质iii的核磁共振氢谱图中只有1组峰
D. 由iv到vi的转化中,有键和键的形成
(4)化合物v的某同分异构体,同时满足下列条件,其结构简式为_______(任写一种)。
a.与化合物v所含官能团相同,但官能团不能连在同一个碳上; b.没有手性碳。
(5)已知:中两个羰基之间的与化合物v中氨基的H相似,可发生类似于化合物iv到vi的反应。根据上述信息,以和碳原子数不大于2的有机物为原料,合成。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步反应中,有机反应物为_______(写结构简式)。
②相关步骤中涉及有水分子生成的取代反应,其反应的化学方程式为_______(注明反应条件)。
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