内容正文:
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Ni-59 Cu-64
一、选择题:本大题共14小题,每小题3分,共42分。
1. 食品、药品与农药都关系着人的生存和健康。下列说法不正确的是
A. 因为会与食物作用生成致癌物,所以不可用作食品添加剂
B. 酱油中加入铁强化剂可以减少缺铁性贫血问题的发生
C. 阿司匹林的主要成分乙酰水杨酸(结构简式)可以发生水解反应
D. 有机含氯杀虫剂DDT等给环境带来了负面作用,已被大多数国家禁止生产和使用
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 的球棍模型:
B. 反应不属于化学变化
C. 基态溴原子的简化电子排布式:
D. 的电子式:
3. 下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A.
B. 溶液
C. 铝土矿
D. 盐卤(含)溶液无水
4. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列判断正确的是
A. 水蒸气含有的氢键数为2NA
B. 1L1mol/L的NaF溶液中阳离子总数为NA
C. 室温下,的溶液中,由水电离出的数目为0.01NA
D. 标准状况下,和按任意体积比组成气体,则氢、氧原子总数为0.1NA
5. 下列实验方案中,可以达成实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
除去粗盐中、、
试剂加入顺序:NaOH溶液、BaCl2溶液、溶液、盐酸
B
检验中是否含有
将气体通入酸化的溶液中
C
检验溶液中是否含有
向待测液中滴加几滴铁氰化钾溶液
D
除去苯中混有的苯酚
加入NaOH溶液充分反应后过滤
A. A B. B C. C D. D
6. 一种制备光致抗蚀剂P的合成方法如图。下列说法正确的是
A. B. 该反应为加聚反应
C. 中所有原子可以共平面 D. 最多与反应
7. 下列用于解释事实的方程式书写正确的是
A. 向红色溶液中加入过量铁粉:
B. 向饱和纯碱溶液中通入过量二氧化碳气体:
C. 向中投入固体:
D. 向溶液中滴加少量:
8. 某化学兴趣小组设计了如下实验装置(夹持装置略去)证明乙醇与Na反应产生氢气。装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ中试剂均足量。已知:能与无水反应生成配合物。下列有关说法不正确的是
A. 装置Ⅰ中a的作用是平衡气压
B. 若将装置Ⅱ中无水氯化钙换成碱石灰,Ⅲ中固体质量的变化值会偏低
C. 若装置Ⅲ中固体变红,装置Ⅳ中固体变蓝,则可证明一定有产生
D. 装置Ⅴ的主要作用是防止空气中水蒸气进入装置Ⅳ中
9. 卤化铵的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B. ,
C. 相同条件下,
D. 相同条件下,
10. 固态电池有望成为更安全、持久的电池,特别是钠离子化学电池。一种可用于固态钠电池的电解质结构式如图所示,已知X、Y、Z、M、R为短周期主族元素,原子的最外层电子数是电子层数的两倍,的简单氢化物可用作制冷剂,X、Y、Z与同周期,M与X同主族。下列说法正确的是
A. 第一电离能: B. 分子的键角:
C. 的单质一定为非极性分子 D. 的单质能置换出的单质
11. 将(晶胞如图)在空气中加热,部分被氧化为,得到(x<1),晶体结构出现缺陷,有的被取代,有的空缺形成空位,填充率下降,但晶体仍保持电中性。现有晶胞的质量为,下列说法正确的是
A. 与相比,导电性大幅度增大,这和晶体中的空位有关
B. 晶胞中、和空位的个数比为
C. 晶胞中的配位数为4
D. 中x为0.8
12. 利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生,同时利用该电池电解溶液制取溶液和溶液,装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的电镀废液,向甲室通入足量氨气后电池开始工作。下列说法错误的是
A. 电解装置中离子交换膜为阳离子交换膜
B. A、B、C对应的物质分别是、浓溶液、溶液
C. 电池总反应:
D. 其他条件不变,若扩散到乙室将减小电流强度
13. 以甲烷和二氧化碳经催化重整制备和,可实现的捕集和资源转化,涉及的主要反应如下:
①
②
③
恒容条件下,起始投入和各,不同温度下平衡时各气体的物质的量随温度变化如图所示下列说法正确的是
A. 曲线甲表示的物质为
B. 由图可知温度高于900℃时主要发生反应①和反应②
C. 一定温度下,若向平衡体系中通入少量,重新达平衡后,将增大
D. 620℃时,若起始投入、、、和均为,此时反应②的
14. 常温下,在溶液中滴加溶液,铬元素以、、、形式存在,各组分的(代表含铬微粒)随变化如图,(忽略体积变化)总浓度始终为。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅰ代表的微粒是
B. 电离常数为
C. 点:
D. 常温下,调节该溶液,则存在:
二、填空题:本大题包含4小题,共58分。
15. 工业上以软锰矿(主要成分为,还含有少量)和辉钼矿(主要成分为,还含有少量、的氧化物)为原料,联合制备四钼酸铵晶体和硫酸锰晶体的工艺流程如下:
已知:①流程中“萃取”的原理为(叔胺)。
②,常温下,NiS和MnS的p分别为19.4和12.6。
(1)已知基态的价层电子排布式为,则在元素周期表的位置为___________;是一种典型的过渡金属二硫化物,具有类似石墨烯的二维层状结构(如图),说明链与链之间是靠___________维系的。
(2)“高温焙烧”过程中、转化为、,且不考虑产生其他物质,写出该反应的化学方程式___________。
(3)“酸浸”时加入稀硫酸的作用,除溶解焙烧产物、提供外,还能___________。(任答1点)
(4)“反萃取”中的试剂X最适宜选用___________(填标号);
a.稀硫酸 b.氨水 c.NaOH溶液 d.溶液
从“母液”中回收的副产品在农业上可用于___________。
(5)四钼酸铵可以生产试剂级钼酸钠,已知钼酸钠的溶解度曲线如图所示,由钼酸钠溶液获得晶体的操作为___________、过滤、洗涤、烘干。
(6)若“调除镍”前溶液中,则“除镍”应控制溶液的范围是___________。(该溶液中,忽略溶液体积变化,)
16. 废铜回收利用率,大体上反映了一个国家铜的再生水平,用废铜屑制备甲酸铜是回收铜的一个重要途径。
已知:甲酸铜常温常压下稳定,可溶于水,难溶于乙醇。
(一)甲酸铜的制备
(1)制取硫酸铜晶体:废铜屑经处理后加入一定的试剂可得到硫酸铜晶体。请从下列给出的试剂中选择最佳的反应试剂或试剂组合___________(填序号)。
①浓硫酸 ②浓硝酸 ③双氧水 ④稀硫酸
(2)制取碱式碳酸铜:称取和在研钵中磨细混匀后加入近沸腾的蒸馏水中。
①为了防止暴沸,搅拌下加入混合物的方式为:___________(“一次加入”或“分批加入”);写出反应的离子方程式___________;
②需略过量的原因一方面是为了提高硫酸铜的利用率,另一方面是因为___________。
(3)在接近沸腾下加热搅拌几分钟并静置后,用倾析法(如图)分离、洗涤沉淀。倾析法适用于分离出沉淀颗粒密度___________(填“较大”或“较小”)的物质。
(4)将碱式碳酸铜加入蒸馏水,搅拌加热至约50℃,逐滴加入适量甲酸至沉淀刚好完全溶解,再将溶液蒸发,冷却,减压过滤,用少量___________洗涤晶体两次,抽干称重。
(二)甲酸铜晶体组分测定(已知:杂质不含铜元素)
(5)结晶水的测定:称取产物放入称量瓶,置于烘箱内在110℃加热,再放于仪器a(见图)中冷却至室温后称量。重复上述操作直到恒重得固体质量为0.8900g。仪器a的名称是___________。
(6)铜含量的测定:已知有色溶液所呈现的颜色是由于溶质对光的选择性吸收所致。利用物质对一定波长光的吸收程度(吸光度)来测定物质含量(定量分析)的方法,称为分光光度法。称取产物加入蒸馏水,使其完全溶解。取配制的溶液于100ml容量瓶中,加入少量氨水,用蒸馏水稀释至刻度并摇匀。在波长610nm下测定溶液的吸光度。已知吸光度与标准溶液的浓度关系如下表:
编号
不同浓度的标准溶液
样品
1
2
3
4
5
6
浓度
0.0008
0.0016
0.0024
0.0032
0.0040
吸光度
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.25
①不用标准溶液而用标准溶液进行分光光度计测定的原因为___________。
②根据(5)(6)的数据可求得甲酸铜晶体的化学式为___________。
17. 生物质能是可再生能源的重要组成部分。
Ⅰ.以生物质为原料可实现乙醇水蒸气重整制氢,有关反应如下:
ⅰ.(主反应)
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
(1)反应ⅳ的___________。
(2)在刚性容器中,充入和若干,平衡时产生物质的量与温度、水-乙醇比(水与乙醇物质的量比)的关系如图1所示(曲线上标注的数字为物质的量)。时,与的关系如图2所示。
①温度一定,乙醇的转化率随水-乙醇比的增大而___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。水-乙醇比时,产生氢气的量随温度升高的变化趋势是___________。
②900K时反应ⅱ平衡常数___________;降低温度,图2中Q点不可能变为___________点(填“A”或“B”)。
③900K,在刚性容器中,充入一定量和,40min达到平衡,平衡时测得,且在含碳产物中的体积分数为,用表示的反应速率为___________(用含a、b的最简式表示)。
(3)某种“生物质电池”工作原理如图所示,该电池充电时产生。充电时,阴极的电极反应式为___________,放电时,每生成1mol,理论上外电路中通过___________电子。
18. 脱落酸(K)是一种重要的植物激素,它的一种合成方法如下:
已知:①;
②RCOOR',;
(1)A的名称为___________。
(2)D中含氧官能团的名称为___________,E→F的第二步反应类型为___________。
(3)G的结构简式为___________。
(4)H→K分两步进行,第一步的离子方程式为___________;第二步发生消去生成的产物K,同时可能生成的副产物的结构简式为___________。
(5)写出符合下列条件的C的同分异构体:___________。
a.含苯环 b.核磁共振氢谱显示只有两组峰
(6)已知:(代表烃基或,代表烃基)。B→C所需的,其结构简式为,请以乙醇为原料利用已知信息设计合成的路线__________(无机试剂任选)。
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化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Ni-59 Cu-64
一、选择题:本大题共14小题,每小题3分,共42分。
1. 食品、药品与农药都关系着人的生存和健康。下列说法不正确的是
A. 因为会与食物作用生成致癌物,所以不可用作食品添加剂
B. 酱油中加入铁强化剂可以减少缺铁性贫血问题的发生
C. 阿司匹林的主要成分乙酰水杨酸(结构简式)可以发生水解反应
D. 有机含氯杀虫剂DDT等给环境带来了负面作用,已被大多数国家禁止生产和使用
【答案】A
【解析】
【详解】A.虽然在一定条件下能生成致癌物亚硝胺,但在国家规定的安全剂量内,它可以作为食品添加剂,起到防腐、护色的作用,因此 “不可用作食品添加剂” 的说法是错误的,A不正确;
B.酱油中加入铁强化剂可以补充人体所需的铁元素,有效减少缺铁性贫血的发生,B正确;
C.乙酰水杨酸中含有酯基,酯基在酸或碱存在条件下可以发生水解反应,C正确;
D.DDT 等有机含氯杀虫剂难以降解,会在环境中残留并富集,带来严重的生态危害,已被大多数国家禁止生产和使用,D正确;
故选A。
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 的球棍模型:
B. 反应不属于化学变化
C. 基态溴原子的简化电子排布式:
D. 的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据的结构,其分子式为B(OH)3,中心B与三个羟基(-OH)相连,每个氧原子连接一个氢原子,且B-O-H键夹角不是180°,故A错误;
B.化学变化涉及原子间化学键的断裂与形成,而核变化涉及原子核内质子数或中子数变化,该反应中和的原子核发生变化,形成了新的元素,并释放中子,这属于核变化,而非化学变化,故B正确;
C.溴的原子序数为35,其基态电子排布式应为,故C错误;
D.CaF2是离子化合物,由Ca2+和F-构成,正确的电子式为,故D错误;
故答案选B。
3. 下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A.
B. 溶液
C. 铝土矿
D. 盐卤(含)溶液无水
【答案】B
【解析】
【详解】A.在催化剂、加热条件下与反应的产物为,无法直接生成,第一步转化不能实现,A错误;
B.是酸性氧化物,可与溶液反应生成;碳酸酸性强于硅酸,向溶液中通入可析出沉淀,两步转化均能实现,B正确;
C.与足量盐酸反应生成,可溶于强酸,因此得不到,第二步转化不能实现,C错误;
D.溶液中存在水解平衡:,蒸发结晶时挥发会促进水解平衡正向移动,最终得到,无法得到无水,第三步转化不能实现,D错误;
故答案选B。
4. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列判断正确的是
A. 水蒸气含有的氢键数为2NA
B. 1L1mol/L的NaF溶液中阳离子总数为NA
C. 室温下,的溶液中,由水电离出的数目为0.01NA
D. 标准状况下,和按任意体积比组成气体,则氢、氧原子总数为0.1NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.水蒸气中水分子间距大,几乎不存在氢键,无法计算氢键数目,A错误;
B.1L 1mol/L NaF溶液中n(Na+)=1mol,溶液中阳离子还包含水电离出的,根据电荷守恒可知阳离子总数大于,B错误;
C.题目未给出溶液的体积,无法计算水电离出的的物质的量及数目,C错误;
D.标准状况下1.12L混合气体总物质的量为=0.05mol,每个分子含2个H原子,每个分子含2个O原子,故氢、氧原子总物质的量为0.05mol×2=0.1mol,数目为,D正确;
故选D。
5. 下列实验方案中,可以达成实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
除去粗盐中、、
试剂加入顺序:NaOH溶液、BaCl2溶液、溶液、盐酸
B
检验中是否含有
将气体通入酸化的溶液中
C
检验溶液中是否含有
向待测液中滴加几滴铁氰化钾溶液
D
除去苯中混有的苯酚
加入NaOH溶液充分反应后过滤
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.先加NaOH溶液可除去,再加溶液除去,随后加溶液可同时除去和过量的,最后加盐酸除去过量的和,除杂顺序合理,A正确;
B.具有强氧化性,会将氧化为,与反应生成微溶的白色沉淀,无法区分是否有生成,不能检验,B错误;
C.铁氰化钾溶液是检验的特征试剂,遇无明显特征现象,检验应选用KSCN溶液,C错误;
D.苯酚与反应生成易溶于水的苯酚钠,苯与水溶液不互溶,二者为液态混合物,会分层,应采用分液操作分离,过滤无法分离液态混合物,D错误;
故答案选择A。
6. 一种制备光致抗蚀剂P的合成方法如图。下列说法正确的是
A. B. 该反应为加聚反应
C. 中所有原子可以共平面 D. 最多与反应
【答案】C
【解析】
【分析】该反应为M上的羟基与N上的羧基发生的酯化反应。
【详解】A.M上的每个重复单元都有一个羟基,每份M与n份N发生酯化反应,生成n份水,x = n,A错误;
B.该反应是酯化反应,不是加聚反应,B错误;
C.N中含有苯环、碳碳双键和羧基,苯环的所有原子共平面,碳碳双键的所有原子也共平面,羧基中的与也可以旋转到同一平面,因此所有原子可以共平面,C正确;
D.P中含有苯环和碳碳双键,1 mol P的重复单元中的苯环能与3 mol 发生加成反应,1 mol P的重复单元中的碳碳双键能与1 mol 发生加成反应,P是聚合物,所以1 mol P最多与4n mol 反应,D错误;
故选C。
7. 下列用于解释事实的方程式书写正确的是
A. 向红色溶液中加入过量铁粉:
B. 向饱和纯碱溶液中通入过量二氧化碳气体:
C. 向中投入固体:
D. 向溶液中滴加少量:
【答案】C
【解析】
【详解】A.是难电离的络合物,离子方程式中不能拆分为,反应物应写化学式,正确的离子方程式为:2+Fe=3Fe2++6SCN-,A错误;
B.饱和纯碱溶液中通入过量,生成溶解度更小的,会析出沉淀,离子方程式应体现沉淀,正确的离子方程式为:+2Na++H2O+CO2=2NaHCO3↓,B错误;
C.与水反应时,中的氧全部来自, 中的全部进入,离子方程式符合反应机理,C正确;
D.滴加少量时,优先与反应,不会与反应,产物中不会有,正确的离子方程式为:2Fe3++3+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Fe(OH)3↓,D错误;
故选C。
8. 某化学兴趣小组设计了如下实验装置(夹持装置略去)证明乙醇与Na反应产生氢气。装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ中试剂均足量。已知:能与无水反应生成配合物。下列有关说法不正确的是
A. 装置Ⅰ中a的作用是平衡气压
B. 若将装置Ⅱ中无水氯化钙换成碱石灰,Ⅲ中固体质量的变化值会偏低
C. 若装置Ⅲ中固体变红,装置Ⅳ中固体变蓝,则可证明一定有产生
D. 装置Ⅴ的主要作用是防止空气中水蒸气进入装置Ⅳ中
【答案】B
【解析】
【分析】该实验目的是检验乙醇和钠反应生成的氢气,原理是:反应产生的气体中混有挥发的乙醇和水蒸气,先被装置Ⅱ吸收,纯净的氢气再还原氧化铜,通过检验产物水证明氢气的存在。
【详解】A.导管连通分液漏斗上口和圆底烧瓶,平衡分液漏斗和烧瓶内的气压,使乙醇可以顺利流下,A正确;
B.无水氯化钙吸收了乙醇和水蒸气,只有还原;若换成碱石灰,碱石灰不能吸收乙醇,乙醇进入Ⅲ也能还原,固体质量减少更多,固体质量的变化值偏高,B错误;
C.中混有的乙醇经装置Ⅱ被吸收,所以装置Ⅲ中固体变红,Ⅳ中无水硫酸铜变蓝,说明只有还原CuO生成水,则证明一定有产生,C正确;
D.装置Ⅴ的碱石灰作用是防止空气中的水蒸气进入装置Ⅳ,避免干扰产物水的检验,D正确;
故答案选B。
9. 卤化铵的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B. ,
C. 相同条件下,
D. 相同条件下,
【答案】C
【解析】
【详解】A.由盖斯定律可知,Δ��1+Δ��2+Δ��3+Δ��4=Δ��5,即Δ��1+Δ��2+Δ��3+Δ��4-Δ��5=0,A错误;
B.ΔH1:NH4X(s) 分解为气体,需要吸热,ΔH1 > 0;ΔH2:断裂 H-X 键吸热,即ΔH2 > 0,B错误;
C.同主族元素从上到下,元素非金属性减弱,简单气态氢化物稳定性减弱,则从上到下H-X共价键更易断裂,即键能:H-Cl > H-I,故,C正确;
D.ΔH4表示 NH3(g) + H⁺(aq) → (aq),与阴离子X⁻无关,因此,D 错误;
故选C。
10. 固态电池有望成为更安全、持久的电池,特别是钠离子化学电池。一种可用于固态钠电池的电解质结构式如图所示,已知X、Y、Z、M、R为短周期主族元素,原子的最外层电子数是电子层数的两倍,的简单氢化物可用作制冷剂,X、Y、Z与同周期,M与X同主族。下列说法正确的是
A. 第一电离能: B. 分子的键角:
C. 的单质一定为非极性分子 D. 的单质能置换出的单质
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、M、R为短周期主族元素,R的简单氢化物可用作制冷剂,则R为N元素;由图可知,阴离子中X、Y、Z、M形成共价键的数目为2、4、1、6,M原子的最外层电子数是电子层数的两倍,X、Y、Z与R同周期,M与X同主族,则X为O元素、Y为C元素、Z为F元素、M为S元素。
【详解】A.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为半充满的稳定结构,第一电离能大于相邻元素,则第一电离能的大小顺序为:C<O<N,即Y <X<R,A错误;
B.三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为:3+(6-2×3)×=3,孤对电子对数为0,则分子的空间构型为平面正三角形,三氟化氮分子中氮原子的价层电子对数为:3+(5-1×3)×=4,孤对电子对数为1,则分子的空间构型为三角锥形,所以三氧化硫分子的键角大于三氟化氮,B错误;
C.臭氧和二氧化硫分子的原子个数相同,都为3,价电子数都为18,互为等电子体,等电子体具有相同的空间构型;二氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为:2+(6-2×2)×=3,孤对电子对数为1,则二氧化硫分子的空间构型为V形,所以臭氧分子也是结构不对称的V形,属于极性分子,C错误;
D.氟元素的氧化性强于氧元素,则氟气能与水反应生成氧气和氟化氢,所以氟气可以发生置换反应生成氧气,D正确;
故选D。
11. 将(晶胞如图)在空气中加热,部分被氧化为,得到(x<1),晶体结构出现缺陷,有的被取代,有的空缺形成空位,填充率下降,但晶体仍保持电中性。现有晶胞的质量为,下列说法正确的是
A. 与相比,导电性大幅度增大,这和晶体中的空位有关
B. 晶胞中、和空位的个数比为
C. 晶胞中的配位数为4
D. 中x为0.8
【答案】A
【解析】
【分析】NiO晶胞是NaCl型结构,O2-构成面心立方堆积,占据晶胞的顶点和面心,则晶胞中O2-的个数为 8×+6×=4个。晶胞质量m=4×10-22 g,晶胞中含4个O2-,则,解得x≈0.75 。
【详解】A.与NiO相比,NixO晶体存在空位,电子可以通过空位移动,因此导电性大幅度增大,和晶体中的空位有关,A正确;
B.若NixO晶胞中Ni2+、Ni3+、空位个数比为2:1:1,它们的个数分别是分别为2、1、1,O原子个数为4,O原子带负电荷为4,正电荷为2×2+1×3=7,正负电荷数不相等,B错误;
C.NiO是NaCl型结构,Ni2+的配位数为6(上下左右前后各1个O2-),不是4,C错误;
D.由分析可得,x≈0.75,D错误;
故选A。
12. 利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生,同时利用该电池电解溶液制取溶液和溶液,装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的电镀废液,向甲室通入足量氨气后电池开始工作。下列说法错误的是
A. 电解装置中离子交换膜为阳离子交换膜
B. A、B、C对应的物质分别是、浓溶液、溶液
C. 电池总反应:
D. 其他条件不变,若扩散到乙室将减小电流强度
【答案】B
【解析】
【分析】分析装置结构:左侧是热再生氨电池,右侧是电解池。甲室通入足量氨气后,Cu2+与NH3形成[Cu(NH3)4]2+,导致甲室Cu2+浓度降低,乙室相对较高。根据原电池原理,甲室为负极(Cu失电子),乙室为正极(Cu2+得电子析出)。右侧电解池中,丙室连正极(阳极),丁室连负极(阴极)。电解池反应:丙室(阳极):2H2O - 4e⁻+ 4 = O2↑+ 4,得NaHCO3溶液(C溶液)。丁室(阴极):2H2O + 2e⁻ = H2↑+ 2OH⁻,需Na⁺从丙室迁移至丁室以维持电荷平衡,最终得浓NaOH溶液(B溶液)。
【详解】A.Na⁺需从丙室迁移到丁室,说明膜允许阳离子通过,是阳离子交换膜,A正确;
B.丁室(阴极)反应生成OH−,同时Na+迁移过来,因此 B 为浓 NaOH 溶液;丙室(阳极)反应生成,因此 C 为 NaHCO₃溶液;丁室通入的H2O中含少量 A,阴极反应生成H2,A 应为NaOH(补充Na+,增强导电性),而非 NaCl,B 错误;
C.负极(甲室):Cu - 2e⁻ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+,正极(乙室):Cu2+ + 2e⁻ = Cu,相加得总反应:Cu2+ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+,C正确;
D.若NH3扩散到乙室,会与Cu2+结合生成[Cu(NH3)4]2+,使乙室Cu2+浓度降低,正极反应速率下降,同时甲室Cu2+浓度降低,负极反应速率也下降,整体电流强度减小,D正确;
故选B。
13. 以甲烷和二氧化碳经催化重整制备和,可实现的捕集和资源转化,涉及的主要反应如下:
①
②
③
恒容条件下,起始投入和各,不同温度下平衡时各气体的物质的量随温度变化如图所示下列说法正确的是
A. 曲线甲表示的物质为
B. 由图可知温度高于900℃时主要发生反应①和反应②
C. 一定温度下,若向平衡体系中通入少量,重新达平衡后,将增大
D. 620℃时,若起始投入、、、和均为,此时反应②的
【答案】D
【解析】
【分析】由图分析可知,随着温度升高,减少,说明反应②为放热反应,;、随温度升高而增加,可知反应①为吸热反应,;反应③是甲烷的分解反应,是吸热反应,故;随温度升高反应①和③正向进行,一直消耗,反应②逆向进行,生成;曲线甲随温度升高有先升高再降低的趋势,而曲线乙随温度升高一直下降,故乙代表,甲代表,据此分析作答。
【详解】A.由分析可知,曲线甲代表,故A错误;
B.由图可知,温度高于900℃,生成的、的物质的量相等(接近2mol),且生成物中的物质的量几乎为零,故此时主要发生反应①,故B错误;
C.由盖斯定律可知:反应①-反应③得:,该反应的平衡常数,平衡常数K只与温度有关,故一定温度下,若向平衡体系中通入少量,重新达平衡后,K不变,即不变,故C错误;
D.620℃时,、、的曲线交点代表物质的量均为,此时反应②的平衡常数,,由图可知620℃平衡时,故;若起始投入、、、和均为,则此时反应②的,,故平衡逆向移动,即,故D正确;
故选D。
14. 常温下,在溶液中滴加溶液,铬元素以、、、形式存在,各组分的(代表含铬微粒)随变化如图,(忽略体积变化)总浓度始终为。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅰ代表的微粒是
B. 电离常数为
C. 点:
D. 常温下,调节该溶液,则存在:
【答案】D
【解析】
【分析】常温下,在溶液中滴加,存在平衡a:,平衡b:。随着溶液的pH逐渐增大,则a平衡正向移动,b平衡逆向移动,溶液中浓度增大、浓度减小,则曲线I代表的微粒是,曲线II代表的微粒是。
【详解】A.pH升高(碱性增强)时,含铬微粒的变化规律:浓度随pH增大显著降低,浓度随pH增大升高,浓度随pH增大缓慢降低。图中曲线Ⅰ随pH增大浓度下降最快,代表,A正确;
B.对于电离平衡,电离常数。由图可知时,,因此,B正确;
C.根据电荷守恒: 已知总浓度为: ,即,代入电荷守恒式化简可得: ,C正确;
D.pH=7.4时,,代入,得。 结合铬元素守恒:,代入得: ,整理得: ,与选项给出的式子不符,D错误;
故答案选D。
二、填空题:本大题包含4小题,共58分。
15. 工业上以软锰矿(主要成分为,还含有少量)和辉钼矿(主要成分为,还含有少量、的氧化物)为原料,联合制备四钼酸铵晶体和硫酸锰晶体的工艺流程如下:
已知:①流程中“萃取”的原理为(叔胺)。
②,常温下,NiS和MnS的p分别为19.4和12.6。
(1)已知基态的价层电子排布式为,则在元素周期表的位置为___________;是一种典型的过渡金属二硫化物,具有类似石墨烯的二维层状结构(如图),说明链与链之间是靠___________维系的。
(2)“高温焙烧”过程中、转化为、,且不考虑产生其他物质,写出该反应的化学方程式___________。
(3)“酸浸”时加入稀硫酸的作用,除溶解焙烧产物、提供外,还能___________。(任答1点)
(4)“反萃取”中的试剂X最适宜选用___________(填标号);
a.稀硫酸 b.氨水 c.NaOH溶液 d.溶液
从“母液”中回收的副产品在农业上可用于___________。
(5)四钼酸铵可以生产试剂级钼酸钠,已知钼酸钠的溶解度曲线如图所示,由钼酸钠溶液获得晶体的操作为___________、过滤、洗涤、烘干。
(6)若“调除镍”前溶液中,则“除镍”应控制溶液的范围是___________。(该溶液中,忽略溶液体积变化,)
【答案】(1) ①. 第五周期第ⅥB族 ②. 范德华力
(2)
(3)抑制水解;便于分离出;提供酸性环境,便于后续萃取(任答1点)
(4) ①. b ②. 作氮肥
(5)蒸发浓缩、冷却至10℃以下结晶
(6)
【解析】
【分析】由流程可知,软锰矿和辉钼矿在空气中高温焙烧时,二氧化锰、二硫化钼与氧气在高温条件下反应生成钼酸锰和硫酸锰,向焙烧渣中加入硫酸酸浸,将氧化铁、氧化镍溶解得到可溶性硫酸盐,二氧化硅与硫酸不反应,过滤得到含有二氧化硅的浸出渣和浸出液;向浸出液中加入叔胺萃取溶液中的钼元素,分液得到水相和有机相;向水相中加入碳酸钠溶液,将铁离子转化为黄钠铁矾,过滤得到黄钠铁矾和滤液;向滤液中加入硫化钠调节溶液pH,将镍离子转化为硫化镍沉淀,过滤得到含有硫化镍的滤渣和含有硫酸锰的滤液;滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作制得四水硫酸锰晶体;向有机相中加入氨水反萃取、分液得到叔胺和四钼酸铵溶液;向溶液中加入硫酸,中和过量的氨水,使四钼酸铵转化为沉淀,过滤得到含有硫酸铵的母液和四钼酸铵晶体。
【小问1详解】
①基态的价层电子排布式为,则在元素周期表的位置为第五周期第ⅥB族;
②是一种典型的过渡金属二硫化物,具有类似石墨烯的二维层状结构(如图),说明链与链之间是靠范德华力维系的。
【小问2详解】
高温焙烧时发生的反应为二氧化锰、二硫化钼与氧气在高温条件下反应生成钼酸锰和硫酸锰,反应的化学方程式为
【小问3详解】
“酸浸”时加入稀硫酸的作用,除溶解焙烧产物、提供外,抑制水解;便于分离出;提供酸性环境,便于后续萃取;
【小问4详解】
①流程中“萃取”的原理为(叔胺),加入氨水能中和溶液中的氢离子,使平衡向逆反应方向移动,有利于四钼酸铵的生成,且不引入新杂质,故选b;
②由分析可知,母液的主要成分为硫酸铵,则回收的副产品为硫酸铵,可以作氮肥;
【小问5详解】
温度高于10℃,便不再析出晶体,获得晶体的操作为溶解、蒸发浓缩、冷却至10℃以下结晶、过滤、洗涤、烘干;
【小问6详解】
由硫化锰的溶度积可知,溶液中锰离子浓度为0.5 mol/L时,溶液中,则,由硫化镍的溶度积可知,溶液中镍离子完全沉淀时,溶液中,则,则溶液中pH的范围为;
16. 废铜回收利用率,大体上反映了一个国家铜的再生水平,用废铜屑制备甲酸铜是回收铜的一个重要途径。
已知:甲酸铜常温常压下稳定,可溶于水,难溶于乙醇。
(一)甲酸铜的制备
(1)制取硫酸铜晶体:废铜屑经处理后加入一定的试剂可得到硫酸铜晶体。请从下列给出的试剂中选择最佳的反应试剂或试剂组合___________(填序号)。
①浓硫酸 ②浓硝酸 ③双氧水 ④稀硫酸
(2)制取碱式碳酸铜:称取和在研钵中磨细混匀后加入近沸腾的蒸馏水中。
①为了防止暴沸,搅拌下加入混合物的方式为:___________(“一次加入”或“分批加入”);写出反应的离子方程式___________;
②需略过量的原因一方面是为了提高硫酸铜的利用率,另一方面是因为___________。
(3)在接近沸腾下加热搅拌几分钟并静置后,用倾析法(如图)分离、洗涤沉淀。倾析法适用于分离出沉淀颗粒密度___________(填“较大”或“较小”)的物质。
(4)将碱式碳酸铜加入蒸馏水,搅拌加热至约50℃,逐滴加入适量甲酸至沉淀刚好完全溶解,再将溶液蒸发,冷却,减压过滤,用少量___________洗涤晶体两次,抽干称重。
(二)甲酸铜晶体组分测定(已知:杂质不含铜元素)
(5)结晶水的测定:称取产物放入称量瓶,置于烘箱内在110℃加热,再放于仪器a(见图)中冷却至室温后称量。重复上述操作直到恒重得固体质量为0.8900g。仪器a的名称是___________。
(6)铜含量的测定:已知有色溶液所呈现的颜色是由于溶质对光的选择性吸收所致。利用物质对一定波长光的吸收程度(吸光度)来测定物质含量(定量分析)的方法,称为分光光度法。称取产物加入蒸馏水,使其完全溶解。取配制的溶液于100ml容量瓶中,加入少量氨水,用蒸馏水稀释至刻度并摇匀。在波长610nm下测定溶液的吸光度。已知吸光度与标准溶液的浓度关系如下表:
编号
不同浓度的标准溶液
样品
1
2
3
4
5
6
浓度
0.0008
0.0016
0.0024
0.0032
0.0040
吸光度
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.25
①不用标准溶液而用标准溶液进行分光光度计测定的原因为___________。
②根据(5)(6)的数据可求得甲酸铜晶体的化学式为___________。
【答案】(1)③④ (2) ①. 分批加入 ②. ③. 受热易分解且需保持碱性环境生成碱式碳酸铜
(3)较大 (4)乙醇
(5)干燥器 (6) ①. 控制,避免水解生成沉淀;把转化为深蓝色、性质稳定的铜氨配离子,提高测定灵敏度与准确性(答到颜色/稳定性/避免生成任两点即可) ②.
【解析】
【小问1详解】
Cu和稀硫酸不反应,和浓硫酸、浓硝酸反应会生成有毒气体SO2、NO2,不环保,H2O2具有氧化性,在稀硫酸存在时,可发生反应:,产物无污染,所以最佳组合是③④;
【小问2详解】
①为防止暴沸,应分批加入混合物;CuSO4和NaHCO3反应生成碱式碳酸铜、CO2和水,反应式为:
②NaHCO3略过量,除了提高CuSO4 利用率,还因为NaHCO3受热易分解且需保持碱性环境生成碱式碳酸铜;
【小问3详解】
倾析法适用于分离沉淀颗粒较大的物质,这类沉淀容易沉降在容器底部,便于倾出上层清液;
【小问4详解】
已知甲酸铜可溶于水,难溶于乙醇,所以用少量乙醇洗涤晶体,可减少晶体的溶解损失;
【小问5详解】
仪器是干燥器,用于在加热后冷却样品,防止样品吸收空气中的水蒸气,保证恒重结果准确;
【小问6详解】
①在水溶液中颜色较浅,吸光度低,测定误差大;而是深蓝色络离子,颜色深,吸光度高,测定灵敏度高,误差小,同时控制,避免水解生成沉淀;
②根据(5)的数据,结晶水的质量为1.25g-0.89g=0.36g,n(H2O)=0.02mol;根据(6)表格数据,可知吸光度与浓度成正比,样品吸光度为0.25,可得,得 c=0.0050 mol/L,即100mL容量瓶中浓度为0.0050 mol/L,则100mL原液中Cu2+的浓度为,则n(Cu2+)=;假设甲酸铜为,则=4,甲酸铜为:。
17. 生物质能是可再生能源的重要组成部分。
Ⅰ.以生物质为原料可实现乙醇水蒸气重整制氢,有关反应如下:
ⅰ.(主反应)
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
(1)反应ⅳ的___________。
(2)在刚性容器中,充入和若干,平衡时产生物质的量与温度、水-乙醇比(水与乙醇物质的量比)的关系如图1所示(曲线上标注的数字为物质的量)。时,与的关系如图2所示。
①温度一定,乙醇的转化率随水-乙醇比的增大而___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。水-乙醇比时,产生氢气的量随温度升高的变化趋势是___________。
②900K时反应ⅱ平衡常数___________;降低温度,图2中Q点不可能变为___________点(填“A”或“B”)。
③900K,在刚性容器中,充入一定量和,40min达到平衡,平衡时测得,且在含碳产物中的体积分数为,用表示的反应速率为___________(用含a、b的最简式表示)。
(3)某种“生物质电池”工作原理如图所示,该电池充电时产生。充电时,阴极的电极反应式为___________,放电时,每生成1mol,理论上外电路中通过___________电子。
【答案】(1)-48 (2) ①. 增大 ②. 先变大后变小 ③. 109.6 ④. B ⑤.
(3) ①. +2e-+2H2O=+2OH- ②. 2
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应iv=反应ⅰ-反应ⅱ-反应ⅲ,ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3=171 kJ·mol-1-54 kJ·mol-1- 165 kJ·mol-1=-48 kJ·mol-1
【小问2详解】
①根据图1,当温度一定,水-乙醇比增大,H2得物质的量增大,则表明乙醇的转化率增大;水-乙醇比=7:1时,产生氢气的量随温度升高,反应ⅰ正向移动,CO2与H2量增大,随着继续温度升高,反应iv逆向进行,H2量变小,因此答案为先变大后变小;
②,则,则900K时根据图2,当时,,则,;降低温度,反应ⅱ的K减小,则减小,因此Q点不可能变为B点;
③c(CO)=amol·L-1,在含碳产物中的体积分数为,则含碳产物物质的量浓度为,折算成消耗的的物质的量浓度为,用表示的反应速率为;
【小问3详解】
充电时阴极得电子,则阴极的电极反应式为:+2e-+2H2O=+2OH-;
每生成1mol,-2e-+K+=+H+,则理论上外电路中通过2电子。
18. 脱落酸(K)是一种重要的植物激素,它的一种合成方法如下:
已知:①;
②RCOOR',;
(1)A的名称为___________。
(2)D中含氧官能团的名称为___________,E→F的第二步反应类型为___________。
(3)G的结构简式为___________。
(4)H→K分两步进行,第一步的离子方程式为___________;第二步发生消去生成的产物K,同时可能生成的副产物的结构简式为___________。
(5)写出符合下列条件的C的同分异构体:___________。
a.含苯环 b.核磁共振氢谱显示只有两组峰
(6)已知:(代表烃基或,代表烃基)。B→C所需的,其结构简式为,请以乙醇为原料利用已知信息设计合成的路线__________(无机试剂任选)。
【答案】(1)丙酮 (2) ①. 酮羰基、酯基 ②. 氧化反应
(3) (4) ①. +H2O+OH- ②. 或或或
(5) (6)
【解析】
【分析】两分子丙酮(A)在碱性条件下发生取代反应生成B和水,B与X反应生成C,根据C的结构和X的分子式可知X的结构简式为:,C发生异构化生成D,D与乙二醇反应生成E,E依次与LiAlH4、MnO2反应生成F,F与反应生成G,G与m—CPBA发生环氧化反应生成H,根据H的结构、G的分子式和已知①可推导出G的结构式为,H在碱性条件下反应后再酸化转化为K,据此解答。
【小问1详解】
由题干合成流程图中A的结构简式可知,A的名称为丙酮;
【小问2详解】
由题干合成流程图中D的结构简式可知,D中含氧官能团的名称为酮羰基和酯基,由题干已知信息②可知,E→F的第一步反应为将E中的酯基还原为醇羟基,结合F的结构简式可知,E→F的第二步反应为将第一步还原生成的醇羟基氧化为醛基,即第二步反应类型为氧化反应;
【小问3详解】
由分析可知,G的结构简式为;
【小问4详解】
H→K分两步进行,第一步反应为已知①的第二步反应(环醚的水解),故有机产物为,故第一步反应的离子方程式为:+H2O+OH-,第二步反应是羟基的消去生成K即发生消去反应生成K,根据醇羟基的位置结合碳碳双键上连接的羟基不稳定已转化为碳氧双键可知,同时可能生成的副产物的结构简式为:或或或;
【小问5详解】
由题干流程图可知,C的分子式为:C12H18O3,不饱和度为4,则符合下列条件a.含苯环、b.核磁共振氢谱显示只有两组峰即分子中只有两种不同环境的氢原子即分子结构高度对称,该C的同分异构体为: ;
【小问6详解】
根据X的结构式推导其发生的反应为本小题题干已知信息,从而逆推出X的反应物为乙酸乙酯,即需要用乙醇合成乙酸乙酯,可先将乙醇氧化生成乙酸,再用乙酸和乙醇发生酯化反应得乙酸乙酯,后经发生本小题题干已知信息反应可得X,即合成路线为CH3CH2OHCH3COOHCH3COOCH2CH3。
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