内容正文:
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.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:O-16 Na-23 Si-28 Cu-64
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,只有一项是符合题目要求的。
1. “挖掘文物价值,讲好中国故事”。下列馆藏文物的主要成分与金属材料无关的是
A.太阳纹铜鼓
B.叶形银盘
C.兽首玛瑙杯
D.西汉金兽
A. A B. B C. C D. D
2. 下列危险化学品的贮存方式正确的是
A. 钠与乙醇共同密封保存于细口瓶 B. 白磷浸没在冷水中保存于广口瓶
C. 浓硝酸置于无色玻璃瓶保存 D. 氢氧化钠溶液用磨口玻璃塞密封保存
3. 高分子材料在生产、生活中广泛应用。下列关于高分子材料的说法正确的是
A. 聚乙烯因强度低仅用于食品包装袋
B. 聚碳酸酯因具有优异的抗冲击性和透明性,可用于制造防弹玻璃
C. 聚四氟乙烯因导电性好用于制作电路板
D. 聚丙烯酸钠因不含羧基,不可用于制作高吸水性树脂
4. 设是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 23 g Na在氧气中完全燃烧转移电子数为
B. 30 g 晶体中Si-O键数为
C. 1 mol 水解生成的胶体粒子数为
D. 标准状况下,22.4 L CO、混合气体中含有的分子数为
5. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的电子式: B. 的VSEPR模型:
C. 聚苯乙烯的结构简式: D. 的球棍模型:
6. 沙库巴曲是心衰治疗领域的突破性创新药物,其结构如图。下列关于沙库巴曲说法错误的是
A. 该分子中有2个手性碳原子
B. 1mol该分子能与3mol反应
C. 1mol该分子能与加成
D. 该分子中碳原子的杂化方式有
7. 用如图装置制备气体并除杂(干燥和尾气处理装置已省略),所选试剂能达到实验目的的是
选项
实验目的
a
b
c
A
制
浓硝酸
CuS
饱和NaHS溶液
B
制
稀硝酸
大理石
饱和溶液
C
制
饱和食盐水
电石
溴的四氯化碳溶液
D
制
浓盐酸
饱和溶液
A. A B. B C. C D. D
8. 宏观物质的某些特性与其微观结构存在对应关系。下列说法正确的是
选项
宏观现象
微观解释
A
冰的密度小于液态水
冰中水分子间最大限度形成氢键,水分子间形成的空穴造成冰晶体存在较大空隙,体积膨胀
B
HF的沸点高于HCl
F原子半径小于Cl原子,分子间作用力更强
C
浓硫酸使蔗糖变黑并膨胀
浓硫酸仅体现脱水性
D
加入使分解反应速率加快
降低了反应的焓变
A. A B. B C. C D. D
9. 短周期主族元素的原子序数依次增大,短周期元素中X的原子半径最大,基态Z原子中的单电子数与基态Y原子的价电子数相等,化合物可用作润滑剂添加剂,其分子结构如图。X、Y、Z、W四种元素最高价氧化物对应的水化物依次为a、b、c、d。
下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. c是三元酸、d是二元酸,且酸性:
C. 分子只含有极性键,为极性分子
D. 三种物质能两两发生反应
10. 可再生能源驱动的电催化硝酸还原反应是一种很有前途的去除地下水中硝酸盐的技术。某电催化硝酸还原反应的电氯化机理如图。下列说法错误的是
A. 电能属于二次能源
B. M极与电源的负极相连
C. 生成,理论上电路中转移6mol电子
D. N极的电极反应式为
11. 由Al、Mn、Cu三种金属组成的合金的晶胞结构如图,Al、Mn位于Cu形成的立方体的体心,晶胞参数为a pm。下列说法错误的是
A. 该晶体中存在金属键
B. 沿晶胞对角面切面图可能为
C. 基态的最外层电子排布式为
D. 该晶胞中距O点最近的Al原子的分数坐标可能为或
12. 在水相中,以MOF-253-Fe(II)为催化剂,高效转化为的可能反应机理如图。下列说法错误的是
A. 和含有的电子数相同
B. 转化为的反应中原子利用率为
C. 若以为原料,全部进入生成物
D. 在INT-13→INT-14过程中,铁元素的化合价降低
13. 由下列实验操作及现象不能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向等浓度KSCN和NaF的混合溶液中加入少量溶液,溶液为无色
与形成更稳定的配合物
B
向FeS和CuS的混合物中加入足量稀硫酸,FeS完全溶解,CuS未溶解
C
常温下,将晶体与晶体在烧杯中混合搅拌发生反应,烧杯壁变凉
该反应
D
向盛有酸性溶液的试管中滴加溶液,溶液紫红色褪去;再滴加溶液,产生白色沉淀
难溶于水
A. A B. B C. C D. D
14. 已知:为二元弱酸,常温下,。常温下,向溶液中滴加相同浓度的稀盐酸至过量。滴加过程中,含A的各物种()的分布分数(某含A物种的浓度占各含A物种浓度之和的分数)与盐酸体积的关系如图(假设滴加过程中含A物种无损失)。下列说法错误的是
A. X点溶液中水的电离程度大于纯水
B. 溶液中:
C. Y点溶液中
D. 当V(盐酸)时,溶液中
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 高铜酸钠为难溶于水的黑色固体,是一种高效的强氧化剂和功能材料前驱体,在中性或酸性环境中不稳定(生成和),制备原理为。回答下列问题:
(1)将分散到溶液中即可得到溶液。配制溶液的部分实验过程如图甲:
遗漏的操作a和操作b应依次放在上图的_______、_______(填序号)操作之后。
操作a: 操作b:
(2)设计如图乙装置制备NaClO溶液以及。已知:温度较高时,与NaOH溶液反应生成和。
①装置A制备的反应中,浓盐酸表现出的性质有_______。
②装置B中的试剂为_______;制备NaClO溶液时用冰水浴的目的主要是_______。
(3)当装置C中出现大量棕黑色固体,抽滤、用NaOH溶液洗涤、干燥得粗产品。与冰水洗涤相比,用NaOH溶液洗涤的优点是_______。
(4)测定粗产品纯度(装置如图丙):常温常压下称取mg粗产品置于锥形瓶中,通过恒压滴液漏斗加入足量稀硫酸,待固体全部溶解后,立即关闭旋塞。
①装置中导管a的作用除了平衡气体压强外,还有一个作用是_______。
②该装置中发生反应的离子方程式为_______。
③在常温常压下,反应前注射器读数为,反应完毕后恢复到常温常压,注射器读数为,则粗产品中的纯度为_______(用含的代数式表示,设常温常压下气体摩尔体积为)。
16. 以钛铁矿(主要成分为,含有少量)为主要原料制取TiN和水处理剂聚合氯化铁的工艺流程如图。
已知:i.“酸浸1”所得滤液中阳离子主要有。
ii.室温下,的化学平衡常数;该条件下,开始沉淀的pH分别为6.3、1.8。回答下列问题:
(1)提高钛铁矿的酸浸速率除适当升温和适当增大硫酸浓度外,还可以采取的措施有_______(写2条)。
(2)溶于稀硫酸的离子方程式为_______。
(3)室温下,当“沉钛”阶段上层清液中的时,上层清液的pH为_______;“氧化”时双氧水实际消耗量远大于理论消耗量,其原因为_______。
(4)“水解聚合”生成的化学方程式为_______。
(5)TiN具有高硬度、耐磨损、化学稳定性好等特性,在工具涂层、切削工具应用广泛。已知生成物气体X中有2种成分,其中一种是,则制备TiN的反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为_______;该流程中,能循环利用的物质是_______(填化学式)。
17. 氟化学在现代无机化学中占有相当重要的地位。回答下列问题:
(1)化合物可用作燃烧剂、推进剂中的氧化剂以及高温金属的切割油等。
已知: ;
。
计算的_______。
(2)六氟硅酸钠()是一种多功能无机化合物,广泛应用于建材、玻璃、金属处理等。在一定温度、一定体积的密闭容器中,受热分解,所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图甲。
①气相产物的化学式为_______。
②温度下,保持该容器体积不变,向容器中通入适量的惰性气体,气相产物的分压_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③已知温度下,平衡体系中气相产物的分压为。保持温度不变,将容器体积压缩至原来的(各物种状态不发生变化),气相产物的分压变化为_______(填选项字母)。
a.先增至后减小至 b.维持不变 c.增大至后维持不变
(3)可用于制备高纯度氟化物与功能材料。与稀有气体Xe能发生如下三个反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
恒压条件下,平衡时容器中、、的分布分数[如,代表在平衡体系中的分压]随温度的变化如图乙。
①保持其他条件不变,制备适宜的温度为_______。
②_______(填“<”或“>”)。
③已知时、,当平衡体系中时,_______kPa。
(4)也是稀有气体化合物,其合成反应为,与相比,后者相对容易发生,其原因为_______。
18. 药物苯巴比妥于1912年问世,是目前仍在使用的历史最久的抗惊厥剂。合成路线之一如图:
已知:。回答下列问题:
(1)苯巴比妥含有的官能团名称为_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)已知D结构对称,且C→D有乙二醇生成,则C→D的化学方程式为_______。
(4)F的化学名称为_______。
(5)指出反应类型:A→B_______;G→H_______。
(6)已知苯基为吸电子基团。室温下,下列三种酸的电离平衡常数由大到小的顺序为_______(填选项字母)。
a. b. c.
(7)M是H的同分异构体,且M在酸性条件下发生水解:
①M的结构有_______种(不考虑立体异构)。
②Y通过自身缩聚反应生成可降解塑料,则该可降解塑料的结构简式为_______。
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化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.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:O-16 Na-23 Si-28 Cu-64
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,只有一项是符合题目要求的。
1. “挖掘文物价值,讲好中国故事”。下列馆藏文物的主要成分与金属材料无关的是
A.太阳纹铜鼓
B.叶形银盘
C.兽首玛瑙杯
D.西汉金兽
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.太阳纹铜鼓的主要成分是铜,铜属于金属材料,A不符合题意;
B.叶形银盘的主要成分是银,银属于金属材料,B不符合题意;
C.兽首玛瑙杯的主要成分是玛瑙,玛瑙的主要成分是二氧化硅,属于无机非金属材料,与金属材料无关,C符合题意;
D.西汉金兽的主要成分是金,金属于金属材料,D不符合题意;
故选C。
2. 下列危险化学品的贮存方式正确的是
A. 钠与乙醇共同密封保存于细口瓶 B. 白磷浸没在冷水中保存于广口瓶
C. 浓硝酸置于无色玻璃瓶保存 D. 氢氧化钠溶液用磨口玻璃塞密封保存
【答案】B
【解析】
【详解】A.钠能与乙醇发生反应,Na与乙醇不能共同密封保存,且钠为固体试剂应存放于广口瓶,A错误;
B.白磷着火点极低易自燃,难溶于水且密度比水大,浸没在冷水中可隔绝空气防止自燃,固体试剂存于广口瓶符合要求,B正确;
C.浓硝酸见光易分解,反应为,应置于棕色玻璃瓶避光保存,C错误;
D.氢氧化钠会与玻璃中的反应: ,生成的硅酸钠具有黏性,会将磨口玻璃塞与瓶身粘牢,氢氧化钠溶液不能用磨口玻璃塞密封保存,需用橡胶塞密封,D错误;
故选择B。
3. 高分子材料在生产、生活中广泛应用。下列关于高分子材料的说法正确的是
A. 聚乙烯因强度低仅用于食品包装袋
B. 聚碳酸酯因具有优异的抗冲击性和透明性,可用于制造防弹玻璃
C. 聚四氟乙烯因导电性好用于制作电路板
D. 聚丙烯酸钠因不含羧基,不可用于制作高吸水性树脂
【答案】B
【解析】
【详解】A.聚乙烯分为高密度聚乙烯和低密度聚乙烯,高密度聚乙烯强度较高,用途广泛,可用于生产瓶、桶、板、管与棒材等,并非仅用于食品包装袋,A错误;
B.聚碳酸酯具有优异的抗冲击性和良好的透明性,可用于制造防弹玻璃、防护面罩等,B正确;
C.聚四氟乙烯属于绝缘材料,导电性很差,可利用其耐腐蚀性、绝缘性用于电路板相关制备,并非因导电性好,C错误;
D.聚丙烯酸钠结构中含有羧酸钠基团,属于羧基的盐形式,具有极强的吸水性,是常用的高吸水性树脂原料,D错误;
故选B。
4. 设是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 23 g Na在氧气中完全燃烧转移电子数为
B. 30 g 晶体中Si-O键数为
C. 1 mol 水解生成的胶体粒子数为
D. 标准状况下,22.4 L CO、混合气体中含有的分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.23g Na的物质的量为 mol,Na在氧气中燃烧时Na元素化合价从0价升高到+1价,1 mol Na反应转移1 mol电子,即转移电子数为,A正确;
B.30 g 的物质的量为,晶体中每个Si原子形成4个Si-O键,故0.5 mol 含有的Si-O键物质的量为,即键数为,B正确;
C.胶体粒子是多个分子的聚集体,故1 mol 水解生成的胶体粒子数小于,C错误;
D.标准状况下22.4 L CO和混合气体的物质的量为1 mol,含有的分子数为,D正确;
故答案选C。
5. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的电子式: B. 的VSEPR模型:
C. 聚苯乙烯的结构简式: D. 的球棍模型:
【答案】D
【解析】
【详解】A.H3O⁺的电子式未将O的全部电子画出(最下面少画一对孤电子),A错误;
B.SO3的VSEPR模型:中心S原子价层电子对数=6/2=3(无孤电子对),VSEPR模型应为平面三角形,B错误;
C.聚苯乙烯的结构简式:聚苯乙烯由苯乙烯(CH2=CH-C6H5)加聚而成,重复单元应为-CH2-CH(C6H5)-,C错误;
D.[Cu(H2O)4]2+配离子空间构型为平面正方形(课本中含有原图,高中阶段不要求掌握具体解释),图中球棍模型正确,D正确;
答案选D。
6. 沙库巴曲是心衰治疗领域的突破性创新药物,其结构如图。下列关于沙库巴曲说法错误的是
A. 该分子中有2个手性碳原子
B. 1mol该分子能与3mol反应
C. 1mol该分子能与加成
D. 该分子中碳原子的杂化方式有
【答案】C
【解析】
【详解】A.该分子中有2个手性碳原子,如图所示,A正确;
B.分子中含羧基、酯基、酰胺基各1个,三者均消耗1个,故1mol该分子能与3mol反应,B正确;
C.该分子中能与加成的基团只有2个苯环,1个苯环能与3个加成,故1mol该分子能与加成,C错误;
D.连接4个单键的碳原子为杂化,苯环及碳氧双键上的碳原子为杂化,该分子中碳原子的杂化方式有,D正确;
故答案选C。
7. 用如图装置制备气体并除杂(干燥和尾气处理装置已省略),所选试剂能达到实验目的的是
选项
实验目的
a
b
c
A
制
浓硝酸
CuS
饱和NaHS溶液
B
制
稀硝酸
大理石
饱和溶液
C
制
饱和食盐水
电石
溴的四氯化碳溶液
D
制
浓盐酸
饱和溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓硝酸具有强氧化性,可将中-2价硫元素氧化为S、SO2或H2SO4,无法制得,A错误;
B.稀硝酸与块状大理石常温下反应生成,符合启普发生器使用条件,生成的中混有挥发的,饱和溶液可与反应生成,且在饱和溶液中溶解度极小,可实现除杂,B正确;
C.电石与饱和食盐水反应剧烈且放出大量热,同时生成糊状,会堵塞启普发生器,且可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,目标气体被吸收,C错误;
D.可与饱和溶液反应生成,目标气体被除杂试剂吸收,D错误;
故选 B。
8. 宏观物质的某些特性与其微观结构存在对应关系。下列说法正确的是
选项
宏观现象
微观解释
A
冰的密度小于液态水
冰中水分子间最大限度形成氢键,水分子间形成的空穴造成冰晶体存在较大空隙,体积膨胀
B
HF的沸点高于HCl
F原子半径小于Cl原子,分子间作用力更强
C
浓硫酸使蔗糖变黑并膨胀
浓硫酸仅体现脱水性
D
加入使分解反应速率加快
降低了反应的焓变
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.冰中水分子间最大限度形成氢键,具有较多空隙,相同质量的冰体积大于液态水,因此冰的密度小于液态水,A正确;
B.HF分子间存在氢键,HCl不能形成氢键,使得HF沸点高于HCl,B错误;
C.浓硫酸使蔗糖变黑体现脱水性,膨胀是因为脱水生成的碳和浓硫酸发生氧化还原反应生成CO2、SO2气体,还体现了强氧化性,并非仅体现脱水性,C错误;
D.MnO2是H2O2分解反应的催化剂,催化剂只降低反应的活化能,不改变反应的焓变,D错误;
故答案选A。
9. 短周期主族元素的原子序数依次增大,短周期元素中X的原子半径最大,基态Z原子中的单电子数与基态Y原子的价电子数相等,化合物可用作润滑剂添加剂,其分子结构如图。X、Y、Z、W四种元素最高价氧化物对应的水化物依次为a、b、c、d。
下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. c是三元酸、d是二元酸,且酸性:
C. 分子只含有极性键,为极性分子
D. 三种物质能两两发生反应
【答案】D
【解析】
【分析】短周期主族元素的原子序数依次增大,短周期元素中X的原子半径最大,X为Na,基态Z原子中的单电子数与基态Y原子的价电子数相等,化合物可用作润滑剂添加剂,其分子结构如图,Z形成5个共价键,W形成两个共价键,Z为P,W为S,P的单电子数为3,则基态Y原子的价电子数为3,Y为Al。X、Y、Z、W四种元素最高价氧化物对应的水化物依次为a、b、c、d,a为NaOH、b为Al(OH)3、c为H3PO4、d为H2SO4。
【详解】A.W为S,Z为P,同周期第一电离能ⅤA族>ⅥA族,P的3p轨道半充满稳定,第一电离能P>S,即Z>W,A错误;
B.c为H3PO4(三元酸),d为H2SO4(二元酸),非金属性S>P,酸性H2SO4>H3PO4,即d>c,B错误;
C.Z4W10为P4S10,只含极性键P-S键,分子结构为正四面体对称结构,正负电荷中心重合,为非极性分子,C错误;
D.a为NaOH、b为Al(OH)3、d为H2SO4,NaOH与Al(OH)3反应生成Na[Al(OH)4]和水,NaOH与H2SO4反应生成Na2SO4和水,Al(OH)3与H2SO4反应生成Al2(SO4)3和水,三者两两能反应,D正确;
故选D。
10. 可再生能源驱动的电催化硝酸还原反应是一种很有前途的去除地下水中硝酸盐的技术。某电催化硝酸还原反应的电氯化机理如图。下列说法错误的是
A. 电能属于二次能源
B. M极与电源的负极相连
C. 生成,理论上电路中转移6mol电子
D. N极的电极反应式为
【答案】C
【解析】
【分析】电催化硝酸还原反应的电氯化机理如图所示,N电极上氯离子失电子发生氧化反应生成氯气,为电解池的阳极,电极反应:2Cl--2e-=Cl2↑;M极为电解池阴极,NO变为NH,铵根离子和次氯酸发生氧化还原反应生成氮气,据此分析判断。
【详解】A.二次能源是由一次能源经过加工转换以后得到的能源,电能需通过其他能源转化获得,属于二次能源,A正确;
B.M极发生NO转化为NH的还原反应,为阴极,阴极与电源负极相连,B正确;
C.NO中N为+5价,NH中N为-3价,生成1molN2时,2molN原子从+5价变为-3价,共得到2×8=16mol电子,理论上电路转移16mol电子,C错误;
D.N极发生Cl⁻转化为Cl2的氧化反应,为阳极,电极反应式为2Cl⁻-2e⁻=Cl2↑,D正确;
答案选C。
11. 由Al、Mn、Cu三种金属组成的合金的晶胞结构如图,Al、Mn位于Cu形成的立方体的体心,晶胞参数为a pm。下列说法错误的是
A. 该晶体中存在金属键
B. 沿晶胞对角面切面图可能为
C. 基态的最外层电子排布式为
D. 该晶胞中距O点最近的Al原子的分数坐标可能为或
【答案】B
【解析】
【详解】A.该晶体为合金,晶体中存在金属键,A正确;
B.,沿穿过A、C的对角面切开晶胞,刚好经过上面的2个Al和下面的2个Mn,得到切面图如图,沿穿过E、F的对角面切开晶胞,得到切面图如图,,B错误;
C.基态Mn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2,失去4个电子形成,基态的最外层电子排布式为,C正确;
D.该晶胞中距O点最近的Al原子为图中红圈中的Al原子:,其分数坐标为或,D正确;
故选B。
12. 在水相中,以MOF-253-Fe(II)为催化剂,高效转化为的可能反应机理如图。下列说法错误的是
A. 和含有的电子数相同
B. 转化为的反应中原子利用率为
C. 若以为原料,全部进入生成物
D. 在INT-13→INT-14过程中,铁元素的化合价降低
【答案】C
【解析】
【详解】A.一个中含6+1×3=9个电子,中的电子数为9NA,一个中含8+1=9个电子,中的电子数为9NA,A正确;
B.由反应机理图可知转化为的总反应为,产物只有,所有反应物原子均进入目标产物,原子利用率为100%,B正确;
C.由题图可知,若以为原料,则中间体INT-13有3个相同化学环境的羟基,其中有一个羟基中的氧原子是,在INT-13→INT-14过程中,3个羟基结合的概率理论上是相同的,故不一定全部进入生成物中,C错误;
D.INT-13中,铁元素的化合价为+3(Fe形成三个Fe-OH,其余为配位键),INT-14中,铁元素的化合价为+2(Fe形成两个Fe-OH,其余为配位键),所以INT-13→INT-14过程中,铁元素的化合价降低,D正确;
故答案选C。
13. 由下列实验操作及现象不能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向等浓度KSCN和NaF的混合溶液中加入少量溶液,溶液为无色
与形成更稳定的配合物
B
向FeS和CuS的混合物中加入足量稀硫酸,FeS完全溶解,CuS未溶解
C
常温下,将晶体与晶体在烧杯中混合搅拌发生反应,烧杯壁变凉
该反应
D
向盛有酸性溶液的试管中滴加溶液,溶液紫红色褪去;再滴加溶液,产生白色沉淀
难溶于水
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.Fe3+遇SCN-会生成红色配合物,混合溶液中加入少量FeCl3后溶液无色,说明F-与Fe3+结合能力更强,形成更稳定的无色配合物,A正确;
B.相同条件下,Ksp越大的难溶硫化物越易溶解在稀酸中,FeS溶于稀硫酸而CuS不溶,可证明Ksp(FeS)> Ksp(CuS),B正确;
C.该反应是吸热反应即ΔH>0,反应可自发进行,根据ΔG=ΔH-TΔS<0可知,该反应ΔS>0,C正确;
D.酸性条件下会将氧化为,加入BaCl2生成的白色沉淀是BaSO4,无法证明BaSO3难溶于水,D错误;
故答案选D。
14. 已知:为二元弱酸,常温下,。常温下,向溶液中滴加相同浓度的稀盐酸至过量。滴加过程中,含A的各物种()的分布分数(某含A物种的浓度占各含A物种浓度之和的分数)与盐酸体积的关系如图(假设滴加过程中含A物种无损失)。下列说法错误的是
A. X点溶液中水的电离程度大于纯水
B. 溶液中:
C. Y点溶液中
D. 当V(盐酸)时,溶液中
【答案】C
【解析】
【分析】常温下,向溶液中滴加相同浓度的稀盐酸至过量,含A物质的含量在未滴定时最多,发生反应:、随加入的HCl越多,逐渐减少,I为的分布分数;先逐渐增多后又减少,II为;一直减少的是III为。
【详解】A.X点为与分布分数相等的点,此时。由水解常数大于Ka2(H2A),也促进水的电离,水的电离程度大于纯水,A正确;
B.溶液中,水解方程式:,,水解程度极大。设水解浓度为,,解得,,,故>,B正确;
C.Y点为与分布分数相等的点,此时,由可得,即。
电荷守恒:,
物料守恒:,
联立得。因>0,故,C错误;
D.当V(盐酸)=20mL时,恰好反应生成等物质的量的和NaCl,
电荷守恒:,
物料守恒:,。联立得。因的,即水解程度大于电离,溶液呈碱性,,故,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 高铜酸钠为难溶于水的黑色固体,是一种高效的强氧化剂和功能材料前驱体,在中性或酸性环境中不稳定(生成和),制备原理为。回答下列问题:
(1)将分散到溶液中即可得到溶液。配制溶液的部分实验过程如图甲:
遗漏的操作a和操作b应依次放在上图的_______、_______(填序号)操作之后。
操作a: 操作b:
(2)设计如图乙装置制备NaClO溶液以及。已知:温度较高时,与NaOH溶液反应生成和。
①装置A制备的反应中,浓盐酸表现出的性质有_______。
②装置B中的试剂为_______;制备NaClO溶液时用冰水浴的目的主要是_______。
(3)当装置C中出现大量棕黑色固体,抽滤、用NaOH溶液洗涤、干燥得粗产品。与冰水洗涤相比,用NaOH溶液洗涤的优点是_______。
(4)测定粗产品纯度(装置如图丙):常温常压下称取mg粗产品置于锥形瓶中,通过恒压滴液漏斗加入足量稀硫酸,待固体全部溶解后,立即关闭旋塞。
①装置中导管a的作用除了平衡气体压强外,还有一个作用是_______。
②该装置中发生反应的离子方程式为_______。
③在常温常压下,反应前注射器读数为,反应完毕后恢复到常温常压,注射器读数为,则粗产品中的纯度为_______(用含的代数式表示,设常温常压下气体摩尔体积为)。
【答案】(1) ①. ③ ②. ④
(2) ①. 还原性、酸性 ②. 饱和食盐水 ③. 防止副反应发生
(3)在碱性条件下比较稳定,损失小
(4) ①. 消除由稀硫酸体积引起的氧气体积误差 ②. ③.
【解析】
【分析】(1)操作a是洗涤,应放在移液操作③之后;操作b是将蒸馏水注入容量瓶,应放在操作④之后。
(2)①装置A制备的反应为浓,浓盐酸生成盐和Cl2,体现酸性和还原性。
②装置B中的试剂为饱和食盐水,可除去氯气中的氯化氢;当温度较高时,氯气与氢氧化钠溶液发生副反应生成氯酸钠、氯化钠和水。
(3)高铜酸钠在中性或酸性环境中不稳定,在碱性条件下比较稳定,损失小。
(4)①装置中导管a的作用是保持恒压分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,还可以消除由稀硫酸体积引起的氧气体积误差。
②依题意,难溶于水以及在酸性条件下生成。
③依题意,生成的物质的量为,粗产品中的质量为,据此计算。
【小问1详解】
操作a是洗涤,应放在移液操作即操作③之后;操作b是将蒸馏水注入容量瓶,至液面离容量瓶颈部的刻度线处,应放在操作④之后。
【小问2详解】
①装置A制备的反应为浓,浓盐酸表现出的性质有还原性、酸性。
②装置B中的试剂为饱和食盐水,目的是除去氯气中的氯化氢;当温度较高时,氯气与氢氧化钠溶液发生副反应生成氯酸钠、氯化钠和水,制备NaClO溶液时用冰水浴的目的主要是防止副反应发生。
【小问3详解】
与冰水洗涤相比,用NaOH溶液洗涤的优点是在碱性条件下比较稳定,损失小。
【小问4详解】
①装置中导管a的作用是保持恒压分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开恒压分液漏斗旋塞时稀硫酸能顺利滴下,滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入恒压分液漏斗的气体体积,从而消除由稀硫酸体积引起的氧气体积误差。
②依题意,难溶于水以及在酸性条件下生成,故发生反应的离子方程式为。
③依题意,生成的物质的量为,粗产品中的质量为,则粗产品中的纯度为。
16. 以钛铁矿(主要成分为,含有少量)为主要原料制取TiN和水处理剂聚合氯化铁的工艺流程如图。
已知:i.“酸浸1”所得滤液中阳离子主要有。
ii.室温下,的化学平衡常数;该条件下,开始沉淀的pH分别为6.3、1.8。回答下列问题:
(1)提高钛铁矿的酸浸速率除适当升温和适当增大硫酸浓度外,还可以采取的措施有_______(写2条)。
(2)溶于稀硫酸的离子方程式为_______。
(3)室温下,当“沉钛”阶段上层清液中的时,上层清液的pH为_______;“氧化”时双氧水实际消耗量远大于理论消耗量,其原因为_______。
(4)“水解聚合”生成的化学方程式为_______。
(5)TiN具有高硬度、耐磨损、化学稳定性好等特性,在工具涂层、切削工具应用广泛。已知生成物气体X中有2种成分,其中一种是,则制备TiN的反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为_______;该流程中,能循环利用的物质是_______(填化学式)。
【答案】(1)粉碎、搅拌
(2)
(3) ①. 2 ②. 可催化过氧化氢分解,造成实际消耗量远大于理论消耗量
(4)
(5) ①. 3:1 ②. HCl
【解析】
【分析】钛铁矿(主要成分为,含有少量)用稀硫酸酸浸,所得滤液中阳离子主要有,加入适量铁粉“沉钛”,将转化为,转化为TiCl4后用氨气还原得到TiN,生成物气体X中有2种成分,其中一种是N2,由得失电子守恒可知,另外一种气体是HCl,过滤后滤液中加入酸性双氧水,将氧化为,然后通入氨气将转化为氢氧化铁沉淀,过滤后,氢氧化铁沉淀用盐酸浸取得到FeCl3溶液,“水解聚合”生成,
【小问1详解】
提高钛铁矿的酸浸速率除适当升温和适当增大硫酸浓度外,还可以采取的措施有粉碎、搅拌等。
【小问2详解】
根据“酸浸1”所得滤液中阳离子主要有,结合电荷守恒与元素守恒,溶于稀硫酸的离子方程式为。
【小问3详解】
室温下,的化学平衡常数,;“氧化”时生成,可催化过氧化氢分解,造成实际消耗量远大于理论消耗量。
【小问4详解】
“水解聚合”生成,根据元素守恒可写出化学方程式:。
【小问5详解】
依题意,用氨气还原四氯化钛的化学方程式为,该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3:1,该反应生成的氯化氢能返回“酸浸2”循环利用。
17. 氟化学在现代无机化学中占有相当重要的地位。回答下列问题:
(1)化合物可用作燃烧剂、推进剂中的氧化剂以及高温金属的切割油等。
已知: ;
。
计算的_______。
(2)六氟硅酸钠()是一种多功能无机化合物,广泛应用于建材、玻璃、金属处理等。在一定温度、一定体积的密闭容器中,受热分解,所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图甲。
①气相产物的化学式为_______。
②温度下,保持该容器体积不变,向容器中通入适量的惰性气体,气相产物的分压_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③已知温度下,平衡体系中气相产物的分压为。保持温度不变,将容器体积压缩至原来的(各物种状态不发生变化),气相产物的分压变化为_______(填选项字母)。
a.先增至后减小至 b.维持不变 c.增大至后维持不变
(3)可用于制备高纯度氟化物与功能材料。与稀有气体Xe能发生如下三个反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
恒压条件下,平衡时容器中、、的分布分数[如,代表在平衡体系中的分压]随温度的变化如图乙。
①保持其他条件不变,制备适宜的温度为_______。
②_______(填“<”或“>”)。
③已知时、,当平衡体系中时,_______kPa。
(4)也是稀有气体化合物,其合成反应为,与相比,后者相对容易发生,其原因为_______。
【答案】(1)+15 (2) ①. SiF4 ②. 不变 ③. a
(3) ①. 630 K ②. > ③. 125
(4)Xe原子半径大,电离能小,更容易失去电子
【解析】
【小问1详解】
已知反应: ,,目标反应可由②①得到,因此:。
【小问2详解】
①根据元素守恒和图中物质的量变化(时,反应物完全分解,生成物物质的量为和),配平分解反应:,因此气相产物为。
②温度不变,该反应的平衡常数,只随温度变化,因此不变;
③只要温度不变,该反应的平衡常数Kp就不变,当体积减半瞬间,分压变为2p0,此时Qp>Kp,平衡逆向移动生成固体,直至分压重新跌回p0,故答案选a;
【小问3详解】
①由图乙可知,温度约为630K时,的分布分数最大,是制备的适宜温度。
②反应ii反应i得:,;温度升高时减小,平衡逆向移动,说明该反应,即,故。
③由,,两式相除得:,代入数据,解得。
【小问4详解】
Xe在Kr下方,原子半径更大,原子核对外层电子吸引力更弱,电离能更小,更易失电子与F形成化学键,因此更易发生。
18. 药物苯巴比妥于1912年问世,是目前仍在使用的历史最久的抗惊厥剂。合成路线之一如图:
已知:。回答下列问题:
(1)苯巴比妥含有的官能团名称为_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)已知D结构对称,且C→D有乙二醇生成,则C→D的化学方程式为_______。
(4)F的化学名称为_______。
(5)指出反应类型:A→B_______;G→H_______。
(6)已知苯基为吸电子基团。室温下,下列三种酸的电离平衡常数由大到小的顺序为_______(填选项字母)。
a. b. c.
(7)M是H的同分异构体,且M在酸性条件下发生水解:
①M的结构有_______种(不考虑立体异构)。
②Y通过自身缩聚反应生成可降解塑料,则该可降解塑料的结构简式为_______。
【答案】(1)酰胺基 (2)
(3) (4)苯乙酸乙酯
(5) ①. 氧化反应 ②. 取代反应
(6)
(7) ①. 4 ②.
【解析】
【分析】A物质乙烯被氧气催化氧化生成B(环氧乙烷),环氧乙烷与反应生成C,C物质和乙醇发生开环反应,结合已知信息,生成D,。E物质和乙醇发生酯化反应,生成F,F和D反应生成G;G物质在作用下发生取代反应,生成H:,H在和乙醇钠作用下生成苯巴比妥。
【小问1详解】
苯巴比妥含有的官能团名称为酰胺基。
【小问2详解】
B的结构简式为。
【小问3详解】
根据分析,C物质和乙醇发生开环反应,方程式为:。
【小问4详解】
根据F的结构可知,其名称为:苯乙酸乙酯。
【小问5详解】
A物质乙烯被氧气催化氧化生成B,发生氧化反应。G物质在作用下发生取代反应。
【小问6详解】
苯基为吸电子基团,苯基越靠近羧基,吸电子作用越强,羧基越易电离,电离平衡常数越大。苯甲酸中苯基直接连羧基,酸性最强;苯乙酸中苯基隔一个,酸性弱于苯甲酸但强于乙酸(甲基为给电子基团,酸性最弱),故顺序:。
【小问7详解】
①M在酸性条件下水解得到三种产物,且三种产物的碳原子数之和为15,氢原子数之和比M多4,说明M属于二元酯。依据M的水解产物分子式和“Z遇溶液发生显色反应,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为”,则Z为或;根据Y含有手性碳原子,则Y为:;依据X的分子式,X含有羧基,则X为或,故M的结构有4种。
②Y是,自身发生缩聚反应的产物是:。
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