内容正文:
青铜峡市第一中学第四次模拟考试卷
高三化学
可能用到的相对原子质量:B 11 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Mn 55 Ag 108
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。
1. 下列化学知识解释生活常识不合理的是
A. 常见冷敷袋能降温镇痛——溶于水吸热
B. 葡萄酒中添加适量二氧化硫——起杀菌抗氧化作用
C. 盐卤作凝固剂——盐卤中、使蛋白质变性
D. 用肥皂洗去衣物的油污——肥皂中的表面活性剂含有疏水基
2. 下列实验操作规范的是
A
B
C
D
蒸发溶液
量取溶液
加热固体
转移溶液
A. A B. B C. C D. D
3. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 乙醇的分子模型: B. 的模型:
C. S的原子结构示意图: D. 基态原子的价层电子排布式:
4. 实验室中,下列实验操作正确的是
A. 在通风橱中取用液溴时,需佩戴手套和护目镜
B. 滴定操作过程中,滴定管尖嘴始终不能与锥形瓶内壁接触
C. 用氢氟酸清洗做硅酸分解实验后的瓷坩埚
D. 蒸发结晶除去溶液中的NaCl
5. 结构决定性质,性质决定用途,下列有关“结构—性质—用途”匹配不正确的是
选项
结构
性质
用途
A
植物油含有碳碳双键
可与发生加成反应
生产人造奶油
B
与水形成分子间氢键
极易溶于水
作制冷剂
C
硅氧四面体的顶角相连形成螺旋上升的长链
低温石英具有手性
制作石英手表
D
大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子
具有良好的导电性和难挥发性
作原电池的电解质
A. A B. B C. C D. D
6. 下列关于物质性质或应用解释错误的是
A. 浓硫酸流动性差,主要是因为硫酸分子间形成较强的氢键
B. 苯胺()有碱性,是因为氨基氮原子有一个孤电子对能结合质子()
C. 常温下是气体而是液体,是因为中共价键键能大,共价键更稳定,沸点更高
D. 乙醇与钠的反应没有水与钠的反应剧烈,是因为乙基是推电子基团,使乙醇中的极性减弱
7. 化合物Z是合成山药素-1的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X分子中所有碳原子一定共平面
B. Z不能使Br2的CCl4 溶液褪色
C. X在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大
D. 1mol Z最多能与7mol H2发生加成反应
8. 化学与生产、生活密不可分。下列离子方程式书写正确的是
A. 铁在浓硝酸中钝化:Fe+6H++3NO3-=Fe3++3NO2↑+3H2O
B. 铅酸蓄电池放电时负极的电极反应:
C. 向溶液中加入过量稀氨水:
D. 绿矾()处理酸性工业废水中的:
9. 工业上可用锰酸钾()制取,其反应原理为。已知NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 溶液中氧原子数为0.4NA
B. 每消耗,反应中转移的电子数为2NA
C. 反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为
D. 常温下,为9的溶液中,由水电离出的数目为10-5NA
10. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,X的某种同位素可以用于测定文物年代,的氧化物可导致酸雨的形成,Z是同周期中常见离子半径最小的元素,四种元素的原子最外层电子数之和为19.下列叙述错误的是
A. 电负性和第一电离能:X<Y
B. 氢化物的沸点:X<W
C. 可由两种含Z的盐溶液反应制得含Z的沉淀
D. (x=2、3、4)中W均为sp3杂化
11. 在铜催化作用下甲醇无氧脱氢生成甲醛有两种可能路径,其反应机理如下图所示(*表示吸附在催化剂表面,TS表示过渡态)。下列说法错误的是
反应进程
A. 该历程中存在极性键的断裂和非极性键的形成
B. 由图可知键的键能为
C. 该历程中铜催化剂参与反应,降低反应的活化能
D. 路径1和路径2的决速步骤均为
12. 一种铌酸锂晶体具有优良的电光、光折变、非线性光学等性质,是优良的光电学材料。该铌酸锂晶体的立方晶胞的结构如图所示。已知:晶胞参数为a pm,铌酸锂的摩尔质量为,1号和2号原子的分数坐标分别为、。下列有关说法错误的是
A. 3号原子的分数坐标为
B. 该晶胞的化学式为
C. 晶胞中Li在体对角线方向的投影为
D. 该晶体的密度为
13. 基于PTO—PTS的水系有机液流电池具有较高的能量密度和长期运行稳定等优点。该电池的工作原理如下图。
下列说法不正确的是
A. 基团有利于PTO—PTS在水中的溶解
B. a为PTO—4H—PTS,b为PTO—PTS
C. 放电时,右侧溶液的pH增大
D. 充电时,左侧多孔碳电极接电源的正极
14. 苹果酸是二元弱酸,以H2A表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数随溶液pH变化如图。
例如:A2-的分布系数
该温度下,下列说法错误的是
A. 曲线①是H2A的分布系数曲线
B. H2A的
C. 反应的平衡常数
D. pH=6时,溶液中粒子浓度的大小关系为
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
15. 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___________。
16. 某实验小组制备二水合磷酸锌晶体并测定其纯度。
实验一:制备二水合磷酸锌结晶水合物。
步骤1:称取,置于仪器a中(图1),加入水,磁力搅拌,制成糊状物。
步骤2:在磁力搅拌下缓慢滴加溶液(体积比),加完后继续搅拌。
步骤3:抽滤(装置如图2所示),用少量水洗涤、抽干。
步骤4:烘干,得到白色,称量,记录产品质量。
实验二:测定产品的纯度。
步骤1:准确称取产品,置于烧杯中,用少量水润湿,加入盐酸,搅拌至溶解完全,转移至容量瓶中,加水混匀配制成溶液。
步骤2:准确移取步骤Ⅰ配制的溶液于锥形瓶中,加入水和滴二甲酚橙溶液,缓慢滴加六次甲基四胺溶液,直至溶液由黄色变为紫红色,再加入六次甲基四胺溶液,使溶液为。
步骤3:用标准溶液滴定至溶液恰好变为亮黄色,且不变色,记录滴定体积。
步骤4:平行测定三次,消耗溶液的平均体积为,计算产品的纯度。
已知:滴定反应中和以物质的量比反应;的。
回答下列问题:
(1)图1中仪器a的名称是________。
(2)步骤2中,采用“热水浴”加热,而不直接用酒精灯加热,“热水浴”加热的主要优点是________。写出步骤2中反应的化学方程式:________。
(3)步骤3中,图2抽滤装置中布氏漏斗的作用类似于下列仪器中的______(填标号)。
A. B. C. D.
(4)步骤4中,烘干温度不宜超过,其原因是________。
(5)实验二步骤Ⅰ中,需要选择容量瓶的规格是________(填标号)。
A. B. C. D.
(6)该产品的纯度为________%(用含w、V的代数式表示)。
17. 氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,是人类的战略能源发展方向,氢能的获取一直备受关注。
途径一:甲烷水蒸气重整制氢反应
(1)该反应能自发进行的条件是__________。(填标号)
A.低温 B.高温 C.任意温度
(2)下列措施中一定能提高平衡产率的是__________。(填标号)
A.选择合适的催化剂
B.移除部分
C.恒温恒压下通入气体
途径二:乙醇与水重整反应制氢,该重整过程涉及的反应如下。
反应I.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
恒压条件下,在密闭容器中通入、,发生上述反应,测得平衡时的转化率和、的选择性与温度的变化关系曲线如图所示。
已知:的选择性
(3)反应I的__________。
(4)图中表示选择性的曲线为__________(选填“甲”、“乙”或“丙”)。
(5)时,反应Ⅲ的平衡常数=__________(结果保留一位小数)。
(6)采用催化剂时,的不同质量分数对产品的选择性的影响如图所示。时,采用的催化剂中的质量分数最佳为__________。
途径三:用惰性电极电解尿素的碱性溶液制氢,装置如图所示,电解池中的隔膜仅阻止气体通过。
(7)b极连接电源的__________极(填“正”或“负”),写出a极的电极反应式__________。
18. 施立稳(H)是一种治疗哮喘和喘息型支气管炎的新型药物,其一种合成线路如图所示:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为______。
(2)D→E和E→F的反应类型依次为______、______。
(3)H中含氧官能团的名称为______。
(4)反应B→C中,产物除了C外,还有一种C的同分异构体:,该物质的名称为2-羟基苯乙酮,则可推出C的名称为______。
(5)化合物C的同分异构体中,符合下列条件的共有______种。
①能与溶液发生显色反应 ②能与新制氢氧化铜共热产生砖红色沉淀
(6)F→G的反应分两步进行,其中第二步反应为+H2O,则第一步反应的化学方程式为______。
(7)仿照图中合成H的路线信息以及所学知识,以、苯和苯胺()为原料,设计制备的合成路线:______(无机试剂和有机溶剂任选)。已知:。
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青铜峡市第一中学第四次模拟考试卷
高三化学
可能用到的相对原子质量:B 11 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Mn 55 Ag 108
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。
1. 下列化学知识解释生活常识不合理的是
A. 常见冷敷袋能降温镇痛——溶于水吸热
B. 葡萄酒中添加适量二氧化硫——起杀菌抗氧化作用
C. 盐卤作凝固剂——盐卤中、使蛋白质变性
D. 用肥皂洗去衣物的油污——肥皂中的表面活性剂含有疏水基
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶于水为吸热过程,可降低环境温度,对应冷敷袋降温镇痛的原理,解释合理,A不符合题意;
B.具有还原性,且可使微生物蛋白质变性,在葡萄酒中添加适量可起到杀菌、抗氧化的作用,解释合理,B不符合题意;
C.盐卤中的、属于电解质,可使豆浆中的蛋白质胶体发生聚沉从而制得豆腐,不是使蛋白质变性,解释不合理,C符合题意;
D.肥皂的表面活性剂同时含亲水基和疏水基,疏水基可结合油污,亲水基结合水,从而使油污乳化并随水洗去,解释合理,D不符合题意;
故选C。
2. 下列实验操作规范的是
A
B
C
D
蒸发溶液
量取溶液
加热固体
转移溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.蒸发NaCl溶液时,应使用蒸发皿,用酒精灯加热,并不断用玻璃棒搅拌以防止局部过热导致液滴飞溅,规范操作,A正确;
B.量取25.00mL NaOH溶液需精确到0.01mL,应使用碱式滴定管(因NaOH腐蚀玻璃活塞),图中为酸式滴定,B错误;
C.加热NaHCO3固体时,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水回流炸裂试管,若试管口向上则操作错误,C错误;
D.转移Na2CO3溶液至容量瓶时,需用玻璃棒引流,直接倾倒未引流则操作错误,D错误;
故选A。
3. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 乙醇的分子模型: B. 的模型:
C. S的原子结构示意图: D. 基态原子的价层电子排布式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇的结构简式为,分子模型为:,A正确;
B.BF3分子中B原子的价层电子对数为3+(3-1×3)=3,无孤电子对,其空间构型和VSEPR模型均为平面三角形,B正确;
C.S的原子有16个电子,结构示意图,C错误;
D.锌是30号元素,基态原子的电子排布式为[Ar] 3d104s2,价电子排布式为3d104s2,D正确;
故选C。
4. 实验室中,下列实验操作正确的是
A. 在通风橱中取用液溴时,需佩戴手套和护目镜
B. 滴定操作过程中,滴定管尖嘴始终不能与锥形瓶内壁接触
C. 用氢氟酸清洗做硅酸分解实验后的瓷坩埚
D. 蒸发结晶除去溶液中的NaCl
【答案】A
【解析】
【详解】A.液溴具有强腐蚀性、易挥发且有毒,在通风橱中取用并佩戴手套和护目镜,可避免液溴灼伤皮肤、溅入眼睛或溴蒸气中毒,A正确;
B.滴定操作滴加最后半滴溶液时,需要将滴定管尖嘴与锥形瓶内壁接触,使半滴溶液流入锥形瓶,并非始终不能接触,B错误;
C.瓷坩埚的主要成分含,氢氟酸会与发生反应,腐蚀瓷坩埚,C错误;
D.溶解度随温度变化大,NaCl溶解度随温度变化小,除去溶液中的NaCl应采用降温结晶,蒸发结晶会导致大量析出,无法实现分离,D错误;
故选A。
5. 结构决定性质,性质决定用途,下列有关“结构—性质—用途”匹配不正确的是
选项
结构
性质
用途
A
植物油含有碳碳双键
可与发生加成反应
生产人造奶油
B
与水形成分子间氢键
极易溶于水
作制冷剂
C
硅氧四面体的顶角相连形成螺旋上升的长链
低温石英具有手性
制作石英手表
D
大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子
具有良好的导电性和难挥发性
作原电池的电解质
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.植物油含有碳碳双键,可与发生加成反应,用于氢化生产人造奶油,结构—性质—用途匹配,A不符合题意;
B.与水形成分子间氢键导致其极易溶于水,但作制冷剂主要基于其高蒸发潜热和易挥发性,与易溶性无直接因果关系,匹配不正确,B符合题意;
C.硅氧四面体顶角相连形成螺旋长链,使低温石英具有手性(无对称中心),从而产生压电效应,用于石英手表的计时功能,匹配正确,C不符合题意;
D.离子液体的大体积阴、阳离子结构减弱离子间作用,使其具有高离子导电性和难挥发性,适合作为原电池电解质,匹配正确,D不符合题意;
故选B。
6. 下列关于物质性质或应用解释错误的是
A. 浓硫酸流动性差,主要是因为硫酸分子间形成较强的氢键
B. 苯胺()有碱性,是因为氨基氮原子有一个孤电子对能结合质子()
C. 常温下是气体而是液体,是因为中共价键键能大,共价键更稳定,沸点更高
D. 乙醇与钠的反应没有水与钠的反应剧烈,是因为乙基是推电子基团,使乙醇中的极性减弱
【答案】C
【解析】
【详解】A.结构中含有,浓硫酸分子间可形成大量氢键,分子间作用力显著增强,因此粘度大、流动性差,A正确;
B.苯胺中氨基的氮原子存在孤电子对,能够和质子的空轨道形成配位键,因此苯胺具有碱性,B正确;
C.和都属于分子晶体,熔沸点由范德华力决定,和分子内共价键键能无关;相对分子质量更大,分子间范德华力更强,因此沸点更高,常温下为液体,C错误;
D.乙基是推电子基团,会使乙醇中键的极性弱于水中的键,乙醇羟基中氢更难被置换,因此乙醇与钠反应不如水与钠反应剧烈,D正确;
故选C。
7. 化合物Z是合成山药素-1的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X分子中所有碳原子一定共平面
B. Z不能使Br2的CCl4 溶液褪色
C. X在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大
D. 1mol Z最多能与7mol H2发生加成反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.X中苯环为平面结构,与苯环直接相连的碳原子共平面,但甲氧基中甲基与氧原子以单键连接,单键可旋转,所有碳原子不一定共平面,A错误;
B.Z中含有碳碳双键,可与Br2发生加成反应,能使Br2的CCl4溶液褪色,B错误;
C.Y中含有亲水基团羧基,X中无亲水基团,Y在水中的溶解度大于X在水中的溶解度,C错误;
D.Z中含有2个苯环,1个碳碳双键,羧基与酯基中的碳氧双键不能与H2发生加成反应,1mol苯环最多消耗3mol H2,1mol碳碳双键最多消耗1mol H2,故1mol Z最多能与7mol H2发生加成反应,D正确;
故选 D。
8. 化学与生产、生活密不可分。下列离子方程式书写正确的是
A. 铁在浓硝酸中钝化:Fe+6H++3NO3-=Fe3++3NO2↑+3H2O
B. 铅酸蓄电池放电时负极的电极反应:
C. 向溶液中加入过量稀氨水:
D. 绿矾()处理酸性工业废水中的:
【答案】B
【解析】
【详解】A.铁在浓硝酸中钝化是常温下铁表面生成致密氧化膜,阻止反应持续进行,该离子方程式是铁与足量热浓硝酸的反应,A错误;
B.铅酸蓄电池放电时负极失电子,与结合生成难溶的,电极反应式书写正确,B正确;
C.氨水是弱碱,无法溶解,过量氨水与反应只能生成沉淀,不能生成,正确的离子方程式为:,C错误;
D.反应在酸性废水环境中进行,不会生成,正确的离子方程式为,D错误;
故选B。
9. 工业上可用锰酸钾()制取,其反应原理为。已知NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 溶液中氧原子数为0.4NA
B. 每消耗,反应中转移的电子数为2NA
C. 反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为
D. 常温下,为9的溶液中,由水电离出的数目为10-5NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液中氧原子既来自溶质,也来自溶剂,因此溶液中氧原子总数大于0.4,A错误;
B.题目未说明处于标准状况,无法计算44.8 L的物质的量,无法确定转移电子数,B错误;
C.反应中,是氧化产物,是还原产物,二者物质的量之比为2:1,不是1:2,C错误;
D.水解促进水的电离,水电离产生的OH⁻等于H+,H+部分被碳酸根结合,溶液中的OH⁻全部由水电离产生;常温下pH=9的溶液中,,,1 L该溶液中水电离出的数目为,D正确;
故选D。
10. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,X的某种同位素可以用于测定文物年代,的氧化物可导致酸雨的形成,Z是同周期中常见离子半径最小的元素,四种元素的原子最外层电子数之和为19.下列叙述错误的是
A. 电负性和第一电离能:X<Y
B. 氢化物的沸点:X<W
C. 可由两种含Z的盐溶液反应制得含Z的沉淀
D. (x=2、3、4)中W均为sp3杂化
【答案】B
【解析】
【分析】可用于测定文物年代,则X为C元素;Z是同周期中常见离子半径最小的元素,Z为Al元素;的氧化物可导致酸雨的形成,Y为元素;四种元素的原子最外层电子数之和为19,W最外层电子数为,所以W为元素。
【详解】A.同周期主族元素电负性从左到右递增,电负性;第二周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势,N的第一电离能大于C,第一电离能,故A正确;
B.X为C元素,其氢化物为烃类,常温下可能为气态、液态、固态,的简单氢化物,常温下为气态,沸点大小顺序不一定,故B错误;
C.铝盐和四羟基铝酸盐溶液可发生反应,制得沉淀,故C正确;
D.、、的中心原子的价层电子对数为、、,均为4,均采取杂化,故D正确;
选B。
11. 在铜催化作用下甲醇无氧脱氢生成甲醛有两种可能路径,其反应机理如下图所示(*表示吸附在催化剂表面,TS表示过渡态)。下列说法错误的是
反应进程
A. 该历程中存在极性键的断裂和非极性键的形成
B. 由图可知键的键能为
C. 该历程中铜催化剂参与反应,降低反应的活化能
D. 路径1和路径2的决速步骤均为
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应过程中会断裂甲醇中的O-H、C-H等极性键,生成时会形成H-H非极性键,因此该历程存在极性键的断裂和非极性键的形成,A正确;
B.是吸附态的和生成气态和的总反应焓变,不是H-H键的键能,B错误;
C.催化剂的作用原理是参与反应改变反应历程,降低反应的活化能,铜催化剂也符合该规律,C正确;
D.决速步骤是反应历程中活化能(能垒)最大的步骤,路径1和路径2的最大能垒都对应这一步,因此二者决速步骤相同,D正确;
故选B。
12. 一种铌酸锂晶体具有优良的电光、光折变、非线性光学等性质,是优良的光电学材料。该铌酸锂晶体的立方晶胞的结构如图所示。已知:晶胞参数为a pm,铌酸锂的摩尔质量为,1号和2号原子的分数坐标分别为、。下列有关说法错误的是
A. 3号原子的分数坐标为
B. 该晶胞的化学式为
C. 晶胞中Li在体对角线方向的投影为
D. 该晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.3号原子位于x轴和y轴的1处,z轴的处,故3号原子的分数坐标为,A正确;
B.该晶胞中Nb位于晶胞体内,有2个,O位于体内,有4个,Li位于8个顶点和4条棱上,故有个,Li、Nb和O的原子个数比为,晶胞的化学式为,B正确;
C.8个Li在顶点,4个Li在棱心,故晶胞中所有Li在体对角线方向的投影为,C错误;
D.晶胞的质量为,晶胞的体积为,故晶体的密度为,D正确;
故答案为C。
13. 基于PTO—PTS的水系有机液流电池具有较高的能量密度和长期运行稳定等优点。该电池的工作原理如下图。
下列说法不正确的是
A. 基团有利于PTO—PTS在水中的溶解
B. a为PTO—4H—PTS,b为PTO—PTS
C. 放电时,右侧溶液的pH增大
D. 充电时,左侧多孔碳电极接电源的正极
【答案】B
【解析】
【分析】由图中可知,电池右侧发生的电极反应为,发生氧化反应,则右侧为电池的负极。左侧电池发生还原反应,其电极反应为,左侧为电池的正极,即a为PTO-PTS,b为PTO-4H-PTS。
【详解】A.是强极性、亲水基团,可显著提高有机物在水中的溶解度,A正确;
B.放电时,左侧为正极,发生还原反应,其电极反应式为,因此流入电极的a为PTO-PTS,流出的b为PTO-4H-PTS,B错误;
C.放电时,右侧负极发生反应,同时通过质子交换膜从右侧迁移至左侧,使右侧的pH增大,C正确;
D.充电时,原电池的正极变为电解池的阳极,需接电源正极,D正确;
故答案选B。
14. 苹果酸是二元弱酸,以H2A表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数随溶液pH变化如图。
例如:A2-的分布系数
该温度下,下列说法错误的是
A. 曲线①是H2A的分布系数曲线
B. H2A的
C. 反应的平衡常数
D. pH=6时,溶液中粒子浓度的大小关系为
【答案】C
【解析】
【分析】存在电离平衡:,,随升高,的分布系数减小,为曲线①,的分布系数先增大后减小,为曲线②,的分布系数增大,为曲线③;根据图示,时,时,,同理:。
【详解】A.由分析可知,随着pH升高,的分布系数逐渐减小,故①为的分布系数曲线,A正确;
B.由分析可知,时,,即,,B正确;
C.反应的平衡常数,C错误;
D.pH=6时,由图像可知,分布系数大于,分布系数极小,故,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
15. 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。
16. 某实验小组制备二水合磷酸锌晶体并测定其纯度。
实验一:制备二水合磷酸锌结晶水合物。
步骤1:称取,置于仪器a中(图1),加入水,磁力搅拌,制成糊状物。
步骤2:在磁力搅拌下缓慢滴加溶液(体积比),加完后继续搅拌。
步骤3:抽滤(装置如图2所示),用少量水洗涤、抽干。
步骤4:烘干,得到白色,称量,记录产品质量。
实验二:测定产品的纯度。
步骤1:准确称取产品,置于烧杯中,用少量水润湿,加入盐酸,搅拌至溶解完全,转移至容量瓶中,加水混匀配制成溶液。
步骤2:准确移取步骤Ⅰ配制的溶液于锥形瓶中,加入水和滴二甲酚橙溶液,缓慢滴加六次甲基四胺溶液,直至溶液由黄色变为紫红色,再加入六次甲基四胺溶液,使溶液为。
步骤3:用标准溶液滴定至溶液恰好变为亮黄色,且不变色,记录滴定体积。
步骤4:平行测定三次,消耗溶液的平均体积为,计算产品的纯度。
已知:滴定反应中和以物质的量比反应;的。
回答下列问题:
(1)图1中仪器a的名称是________。
(2)步骤2中,采用“热水浴”加热,而不直接用酒精灯加热,“热水浴”加热的主要优点是________。写出步骤2中反应的化学方程式:________。
(3)步骤3中,图2抽滤装置中布氏漏斗的作用类似于下列仪器中的______(填标号)。
A. B. C. D.
(4)步骤4中,烘干温度不宜超过,其原因是________。
(5)实验二步骤Ⅰ中,需要选择容量瓶的规格是________(填标号)。
A. B. C. D.
(6)该产品的纯度为________%(用含w、V的代数式表示)。
【答案】(1)三颈烧瓶
(2) ①. 受热均匀,便于控制温度 ②. 或 (3)C
(4)避免产品失去结晶水或产品分解 (5)B
(6)
【解析】
【分析】通过ZnO和磷酸制备磷酸锌晶体,再用EDTA滴定检验晶体中Zn2+的含量。
【小问1详解】
仪器a为三颈烧瓶;
【小问2详解】
水浴加热便于控制温度、受热均匀等;向ZnO糊状物滴加合成,化学方程式为(或);
【小问3详解】
抽滤就是减压过滤,所以布氏漏斗与过滤使用的漏斗功能相同,故选C;
【小问4详解】
产品是结晶水合物,温度过高,会导致产品失去结晶水;
【小问5详解】
配制100 mL溶液,必须选择100 mL容量瓶,故选B;
【小问6详解】
消耗EDTA的物质的量为,滴定反应中和EDTA以物质的量比为1:1反应,故的物质的量为,产品配制成100 mL溶液,移取20.00 mL滴定,故100 mL溶液中的物质的量为,产品中Zn与的物质的量比为3:1,故的质量为,计算产品纯度为。
17. 氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,是人类的战略能源发展方向,氢能的获取一直备受关注。
途径一:甲烷水蒸气重整制氢反应
(1)该反应能自发进行的条件是__________。(填标号)
A.低温 B.高温 C.任意温度
(2)下列措施中一定能提高平衡产率的是__________。(填标号)
A.选择合适的催化剂
B.移除部分
C.恒温恒压下通入气体
途径二:乙醇与水重整反应制氢,该重整过程涉及的反应如下。
反应I.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
恒压条件下,在密闭容器中通入、,发生上述反应,测得平衡时的转化率和、的选择性与温度的变化关系曲线如图所示。
已知:的选择性
(3)反应I的__________。
(4)图中表示选择性的曲线为__________(选填“甲”、“乙”或“丙”)。
(5)时,反应Ⅲ的平衡常数=__________(结果保留一位小数)。
(6)采用催化剂时,的不同质量分数对产品的选择性的影响如图所示。时,采用的催化剂中的质量分数最佳为__________。
途径三:用惰性电极电解尿素的碱性溶液制氢,装置如图所示,电解池中的隔膜仅阻止气体通过。
(7)b极连接电源的__________极(填“正”或“负”),写出a极的电极反应式__________。
【答案】(1)B (2)BC
(3) (4)乙 (5)13.3 (6)15%
(7) ①. 负 ②.
【解析】
【小问1详解】
反应自发进行的判据为。该反应(吸热),反应后气体分子数增多,故,因此只有高温下才能满足,反应自发进行,选B。
【小问2详解】
A.催化剂只改变反应速率,不影响平衡,产率不变,A错误;
B.移除生成物,平衡正向移动,产率提高,B正确;
C.恒温恒压通入Ar,容器体积增大,反应物、生成物分压减小,该反应正向气体分子数增大,减压平衡正向移动,产率提高,C正确。
【小问3详解】
根据盖斯定律,反应反应Ⅱ−2×反应Ⅲ,因此,故。
【小问4详解】
反应Ⅲ为放热反应,温度升高,反应Ⅲ平衡逆向移动,CO的物质的量增大,因此CO的选择性随温度升高而增大;乙醇转化率随温度升高(反应I、Ⅱ均吸热)也增大,但、的选择性之和为1,因此表示CO选择性的是曲线乙;表示的选择性为曲线丙,表示的转化率曲线是甲。
【小问5详解】
时,乙醇转化率为,即转化,总转化碳原子:;选择性为,得,,剩余;
结合氧原子守恒计算得:;
结合氢原子守恒计算得:;
恒压下反应Ⅲ的平衡常数。
【小问6详解】
由图可知,时,质量分数为时选择性最高,因此最佳质量分数为15%。
【小问7详解】
电解池中,极生成,元素得电子发生还原反应,因此为阴极,连接电源的负极;为阳极,尿素在碱性条件下失电子生成和,电极反应式为:。
18. 施立稳(H)是一种治疗哮喘和喘息型支气管炎的新型药物,其一种合成线路如图所示:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为______。
(2)D→E和E→F的反应类型依次为______、______。
(3)H中含氧官能团的名称为______。
(4)反应B→C中,产物除了C外,还有一种C的同分异构体:,该物质的名称为2-羟基苯乙酮,则可推出C的名称为______。
(5)化合物C的同分异构体中,符合下列条件的共有______种。
①能与溶液发生显色反应 ②能与新制氢氧化铜共热产生砖红色沉淀
(6)F→G的反应分两步进行,其中第二步反应为+H2O,则第一步反应的化学方程式为______。
(7)仿照图中合成H的路线信息以及所学知识,以、苯和苯胺()为原料,设计制备的合成路线:______(无机试剂和有机溶剂任选)。已知:。
【答案】(1) (2) ①. 取代反应 ②. 还原反应
(3)羟基 (4)4-羟基苯乙酮
(5)13 (6)
(7) (或)
【解析】
【分析】根据A的分子式以及A→B的过程可以推断出A为,B→C发生傅-克酰基化反应,生成C,C→D发生曼尼希反应与酰化反应,生成D,D→E发生发生卤代反应,生成E,E→F发生羰基还原反应,生成F,F→G发生分子内亲核取代反应,G→H发生亲核加成反应。
【小问1详解】
由分析知,A为苯酚,结构为;
【小问2详解】
由分析知,D→E和E→F反应分别为取代反应和还原反应。
【小问3详解】
根据H的结构可知,含氧官能团为羟基。
【小问4详解】
由2-羟基苯乙酮可推出C的名称为4-羟基苯乙酮。
【小问5详解】
化合物B的同分异构体中,由①可知含有酚羟基,由②可知含有醛基,故可能情况为:苯环上含有一个-OH和一个,有3种,苯环上含有一个、一个和一个,有10种,故共有13种。
【小问6详解】
F→G的反应分两步进行,其中第二步反应为,故第一步反应为卤代烃的水解反应:。
【小问7详解】
以、苯和苯胺()为原料,设计合成,需要先制备,与苯反应生成,再发生卤代反应,然后将羰基还原成羟基,发生成环反应,再与苯胺反应生成目标产物,或先发生还原反应,再发生加成反应,然后发生成环反应,最后与苯胺反应生成目标产物。 或
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