内容正文:
(在此卷上答题无效)
福州市2026届高三毕业班适应性练习(五)
化学试题
(完卷时间75分钟;满分100分)
友情提示:请将所有答案填写到答题卡上!请不要错位、越界答题!
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Mg-24 Cl-35.5 Sb-122 Pb-233
第I卷 选择题(共40分)
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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. 2025年9月底,福建省智能机器人产业联盟在福州成立,科技赋能生产力发展,下列说法错误的是
A. 聚氨酯皮肤属可降解材料 B. 碳纤维机械臂属有机高分子材料
C. 主控芯片采用的单晶硅属半导体材料 D. 电机永磁材料中的钕(Nd)属镧系元素
2. 达菲是一种抗流感病毒的特效药,结构如图所示。下列说法错误的是
A. 该有机物中含有5种官能团
B. 1 mol该有机物最多能与2 mol NaOH反应
C. 该有机物中存在6个C-O σ键
D. 与足量加成后的产物分子中含有3个手性碳原子
3. 离子液体是一类应用价值很高的绿色溶剂,由五种短周期主族元素P、Q、X、Y、Z组成的某离子液体的结构如图所示。Q、X、Y、Z处于同一周期,基态P原子的电子层数与核外电子总数相等,基态X原子的p能级处于半充满状态。下列说法错误的是
A. Q、X分别与P形成的化合物的沸点:
B. 同周期元素中,第一电离能介于X、Y之间的有3种
C. 该离子液体的阴离子中存在配位键
D. 基态Z原子的核外电子占据的最高能层有4个原子轨道
4. 我国新一代载人飞船使用的绿色推进剂硝酸羟胺[NH3OH]+[NO3]-在催化剂作用下可完全分解为N2、H2O和O2。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 0.1 mol [NH3OH]+含有的质子数为1.5
B. 48 g固态硝酸羟胺含有的离子数为0.5
C. [NH3OH]+中H-N-H的夹角比中的夹角更大
D. 硝酸羟胺分解产生11.2 L (已折算为标准状况)的同时,生成O2分子数为
5. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
实验操作
现象
结论
A
以为指示剂,用标准溶液滴定溶液中的
先出现浅黄色沉淀,后出现砖红色沉淀
B
用玻璃棒蘸取2mL 溶液滴在干燥的广泛pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡比较
试纸呈微红色
发生水解
C
将Zn与Fe用导线相连,插入稀硫酸酸化的3% NaCl溶液,一段时间后,从Fe电极区取出少量溶液,滴入2滴溶液
无明显现象
Zn可以保护Fe不被腐蚀
D
将盐酸酸化的溶液加水稀释
溶液黄色变绿色,最终变为蓝色
溶液中减小,增大
A. A B. B C. C D. D
6. 某工厂利用黑铜泥浸出渣[含、和少量等其他杂质]制备粗BiOCl,流程如下。其中“浸铋”时控制温度为85℃,“浸铋”后的滤液中含。
下列说法错误的是
A. “沉铋”后的固体粗品可用盐酸溶液洗涤
B. 若“浸铋”时温度过高,会产生HCl酸雾
C. “水洗”的主要目的是除去可溶性含铜化合物
D. “沉铋”时发生反应:
7. 乙酸和乙醇在浓硫酸催化下的反应机理如下(部分转化未完整标注):
下列说法错误的是
A. ①使羧基质子化后,的吸电子能力增强,羰基碳更缺电子
B. ②中醇氧进攻羰基碳发生加成反应形成以该碳为中心原子的四面体中间体
C. ③发生质子转移,利于④消去反应脱去水
D. 反应过程中有极性键、非极性键的断裂和形成
8. 制备ZnS光学材料的过程如图所示,ZnS晶体中掺入少量CuCl后,会出现能量不同的“正电”区域与“负电”区域,光照下发出特定波长的光。已知:ZnS晶体中的半径为a pm,的半径为b pm,晶胞参数为c pm;空间利用率指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比。
下列说法错误的是
A. 区域A的中的离子为
B. 区域B带正电
C. ZnS晶体中填充在形成的四面体空隙中
D. ZnS晶体的空间利用率为
9. 一种光诱导耦合界面阳离子调控增强型热化学电池的工作原理如图。下列说法正确的是
A. 热端电极反应式为:
B. 图中箭头a均表示电子的移动方向、箭头b表示电流的方向
C. 离子交换膜为阳离子交换膜
D. 移除紫外光后电池电压不变
10. HA和分别为一元酸和二元酸,不发生水解。常温条件下,现有含的饱和溶液和含的MB饱和溶液。两份溶液中及含A粒子的微粒分布系数[如]的变化关系如下图所示。下列说法错误的是
A. 曲线②代表含MA2的溶液中的变化
B. 的平衡常数约为
C.
D. 饱和溶液中存在
第II卷 非选择题(共60分)
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 铟()是一种稀有贵金属,从高铟烟灰渣(主要含、以及少量、、)中回收铟的工艺流程如下:
已知:时,,。
(1)基态铟原子的未成对电子数有________个。
(2)“氧化酸浸”时不能用浓盐酸代替硫酸的原因是___________________________。
(3)“氧化酸浸”后,滤液含有的金属阳离子除Mn2+外还有_____________________。
(4)“还原铁”发生反应的离子方程式为______________________________________。
(5)“置换”中Zn与HInCl4溶液反应的化学方程式为__________________________。
(6)酸浸滤渣中铅含量测定。准确称取滤渣样品4.460g,投入20mL1.00的Na2CO3溶液浸泡,充分反应后抽滤。将所得滤饼投入30mL1.00HNO3充分溶解,过滤,蒸馏水洗涤沉淀,并将洗涤液和滤液都转移至100.00mL容量瓶中定容。取25mL溶液,加入指示剂后用0.100的EDTA标准溶液(Na2H2Y)滴定至终点(离子方程式为Pb2+ + H2Y2- = PbY2- + 2H+),消耗EDTA标准液15.00mL,则滤渣中铅的质量分数(以PbO计)为_________%。
(7)一种铜铟镓硒,其晶胞结构如图所示。
0①若该晶体中与的个数比为3∶2,则_____________。
②原子分数坐标为(0,0,0),则原子分数坐标为_________________。
12. 五氯化锑主要作为氟化工的催化剂,也用作纺织工业中织物的阻燃剂等。根据 ,利用如下装置(夹持仪器已略)制备。
已知:ⅰ.毛细管可以连通大气,减压蒸馏时可吸入极少量的空气,产生微气泡以代替沸石;
ⅱ.锑的两种氯化物的性质如下表。
物质
熔点
沸点
部分性质
73.4℃
223℃
极易水解
2.8℃
101 kPa
2.9 kPa
1.8 kPa
极易水解,露置在空气中发烟
140℃,同时开始分解
79℃
68℃
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是___________;仪器B中反应的离子方程式为___________。
(2)分离SbCl5时,采用减压蒸馏的原因_______。调节减压装置至压强为1.86kPa,收集_______℃左右的馏分。
(3)分离提纯时,应关闭活塞___________,打开活塞___________,开启“抽气”装置,对仪器D再次加热,毛细管的作用为___________。当装置中压强为2.0 kPa时,温度计示数范围可能为___________(填字母)。
a.80~82℃ b.74~76℃ c.62~65℃
(4)假设该产品只含一种杂质,经元素分析仪测得产品中元素Cl、Sb的质量之比为,则产品中与的物质的量之比为___________。
13. 普利类药物是常用的一线降压药,EHPB是合成众多普利类药物的重要中间体。EHPB的一种合成方法如下:
已知:
回答下列问题:
(1)Ⅰ在催化剂作用下发生加聚反应得到顺丁橡胶,其结构简式为___________________。Ⅱ中官能团有______________、_____________(填名称)。
(2)化合物Ⅱ和物质X反应合成化合物Ⅲ的原子利用率为100%,则物质X分子的空间结构名称为____________________。
(3)化合物Ⅵ到Ⅶ的转化反应是第一个以中国科学家命名的反应(选择性将羰基还原为亚甲基),该反应的部分机理如下:
其中①和②的反应类型分别为______________、_______________。
(4)关于流程图中的相关物质及转化,下列说法正确的有_________(填标号)。
a.化合物Ⅳ易溶于水,可能是因为其能与水形成分子间氢键
b.可以利用酸性高锰酸钾溶液鉴别化合物Ⅲ和Ⅳ
c.化合物Ⅴ转化为Ⅵ,存在键的断裂和键的形成
(5)化合物Ⅶ的某种芳香族同分异构体在核磁共振氢谱图上有5组峰,峰面积之比为,能发生银镜反应和水解反应,不含醚键,符合条件的有_______种(不考虑立体异构)。写出其中一种能与FeCl3溶液发生显色反应的结构简式______________________。
14. 利用镁基化合物耦合氢还原反应实现的资源化利用,涉及主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)的焓变______(用含,的代数式表示)。
(2)压力p下,向体系中投入一定量的和4 mol,发生上述反应。体系达平衡后,图示温度范围内已完全分解,中间产物转化率、产率及另外2种含氢气体的物质的量(n)随温度的变化如图所示。
反应Ⅲ的焓变______0(填“”“”或“”);②线表示的是______(填化学式)的物质的量;温度低于时,随温度升高④线对应数值逐渐降低,原因是______;温度下,反应Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数_____,开始时投入的物质的量为______mol。
(3)压力p下,维持温度不变,若向上述平衡体系中加入足量,重新达平衡后,分压将______(填“增大”“减小”或“不变”),继续压缩容器体积,与压缩前相比,重新达平衡时,与物质的量之比将_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
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(在此卷上答题无效)
福州市2026届高三毕业班适应性练习(五)
化学试题
(完卷时间75分钟;满分100分)
友情提示:请将所有答案填写到答题卡上!请不要错位、越界答题!
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Mg-24 Cl-35.5 Sb-122 Pb-233
第I卷 选择题(共40分)
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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. 2025年9月底,福建省智能机器人产业联盟在福州成立,科技赋能生产力发展,下列说法错误的是
A. 聚氨酯皮肤属可降解材料 B. 碳纤维机械臂属有机高分子材料
C. 主控芯片采用的单晶硅属半导体材料 D. 电机永磁材料中的钕(Nd)属镧系元素
【答案】B
【解析】
【详解】A.仿生皮肤的聚氨酯属于可降解环保高分子材料,A正确;
B.碳纤维主要成分为碳单质,属于无机非金属材料,不属于有机高分子材料,B错误;
C.单晶硅是典型的半导体材料,是制作芯片的核心原料,C正确;
D.钕(Nd)原子序数为60,属于镧系元素,是永磁材料的常见组成元素,D正确;
故答案选B。
2. 达菲是一种抗流感病毒的特效药,结构如图所示。下列说法错误的是
A. 该有机物中含有5种官能团
B. 1 mol该有机物最多能与2 mol NaOH反应
C. 该有机物中存在6个C-O σ键
D. 与足量加成后的产物分子中含有3个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题意可知,该有机物含:醚键、酰胺基、氨基、酯基、碳碳双键共5种官能团,A正确;
B.1 mol该有机物酯基水解消耗1mol NaOH、酰胺基水解消耗1mol NaOH,则其最多能与2 mol NaOH反应,B正确;
C.如图所示,该有机化合物中存在6个C-O σ键:,C正确;
D.如图所示,与足量加成后的产物分子中含有4个手性碳原子:,D错误;
故答案选D。
3. 离子液体是一类应用价值很高的绿色溶剂,由五种短周期主族元素P、Q、X、Y、Z组成的某离子液体的结构如图所示。Q、X、Y、Z处于同一周期,基态P原子的电子层数与核外电子总数相等,基态X原子的p能级处于半充满状态。下列说法错误的是
A. Q、X分别与P形成的化合物的沸点:
B. 同周期元素中,第一电离能介于X、Y之间的有3种
C. 该离子液体的阴离子中存在配位键
D. 基态Z原子的核外电子占据的最高能层有4个原子轨道
【答案】A
【解析】
【分析】基态P原子的电子层数与核外电子总数相等,则P为H元素,根据Q连接H原子数目,判断Q为C元素;Q、X、Y、Z处于同一周期,Z形成1个价键,说明Z为第ⅦA族元素,则Z为F元素,由阴离子带一个单位的负电荷可知,Y为第ⅢA族元素,则Y为B元素,基态X原子的p能级处于半充满状态,与Q、Y、Z处于同一周期,则X为N元素;
【详解】A.Q为C元素,X为N元素, P为H元素,碳氢形成的有机化合物有多种,沸点有的高有的低,无法比较其沸点,A错误;
B.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,X为N元素,Y为B元素,同周期元素中,第一电离能介于X、Y之间的有:Be、C、O共3种,B正确;
C.Y为B元素,中B提供空轨道、其中1个F提供孤电子对,存在1个B-F配位键,C正确;
D.Z为F元素,基态Z原子的核外电子占据的最高能层为L层,有4个原子轨道,D正确;
故选A。
4. 我国新一代载人飞船使用的绿色推进剂硝酸羟胺[NH3OH]+[NO3]-在催化剂作用下可完全分解为N2、H2O和O2。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 0.1 mol [NH3OH]+含有的质子数为1.5
B. 48 g固态硝酸羟胺含有的离子数为0.5
C. [NH3OH]+中H-N-H的夹角比中的夹角更大
D. 硝酸羟胺分解产生11.2 L (已折算为标准状况)的同时,生成O2分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.1个的质子数为7(N)+4×1(H)+8(O)=19,0.1 mol该离子含质子数为,A错误;
B.硝酸羟胺摩尔质量为96 g/mol,48 g的物质的量为,1 mol硝酸羟胺含1 mol阳离子和1 mol阴离子共2 mol离子,故48 g含离子数为,B错误;
C.中N原子有1对孤电子对,孤电子对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,使H-N-H键角较小;中N原子无孤电子对,均为成键电子对,H-N-H夹角更大,C正确;
D.分解反应方程式为,标况下11.2 L 物质的量为0.5 mol,对应生成物质的量为0.5 mol,分子数为,D错误;
5. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
实验操作
现象
结论
A
以为指示剂,用标准溶液滴定溶液中的
先出现浅黄色沉淀,后出现砖红色沉淀
B
用玻璃棒蘸取2mL 溶液滴在干燥的广泛pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡比较
试纸呈微红色
发生水解
C
将Zn与Fe用导线相连,插入稀硫酸酸化的3% NaCl溶液,一段时间后,从Fe电极区取出少量溶液,滴入2滴溶液
无明显现象
Zn可以保护Fe不被腐蚀
D
将盐酸酸化的溶液加水稀释
溶液黄色变绿色,最终变为蓝色
溶液中减小,增大
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.AgBr与的阴阳离子个数比不同,表达式类型不一致,不能仅通过沉淀先后顺序直接比较大小,结论错误,A错误;
B.溶液中也会水解使溶液显酸性,试纸变红无法确定是水解导致,结论错误,B错误;
C.Zn和Fe构成原电池,Zn作负极被氧化,Fe作正极被保护,滴入溶液无明显现象,说明Fe电极区没有生成,证明Zn可以保护Fe不被腐蚀,操作、现象和结论均正确,C正确;
D.盐酸酸化的溶液中存在平衡:,将盐酸酸化的CuCl2溶液加水稀释,平衡正向移动,溶液由黄色变绿色,最终变为蓝色,但溶液中含铜配离子和的浓度均减小,D错误;
故答案为:C。
6. 某工厂利用黑铜泥浸出渣[含、和少量等其他杂质]制备粗BiOCl,流程如下。其中“浸铋”时控制温度为85℃,“浸铋”后的滤液中含。
下列说法错误的是
A. “沉铋”后的固体粗品可用盐酸溶液洗涤
B. 若“浸铋”时温度过高,会产生HCl酸雾
C. “水洗”的主要目的是除去可溶性含铜化合物
D. “沉铋”时发生反应:
【答案】A
【解析】
【详解】A.粗BiOCl会与盐酸反应生成可溶性的,导致产品损失,不能用盐酸溶液洗涤,A错误;
B.“浸铋”时加入的浓硫酸和在较高温度下会反应生成易挥发的,形成酸雾,B正确;
C.杂质是可溶性含铜化合物,水洗可将其除去,保留难溶的和等,C正确;
D.该反应原子守恒、符合反应事实,“沉铋”时和确实发生该反应生成沉淀,D正确;
故选A。
7. 乙酸和乙醇在浓硫酸催化下的反应机理如下(部分转化未完整标注):
下列说法错误的是
A. ①使羧基质子化后,的吸电子能力增强,羰基碳更缺电子
B. ②中醇氧进攻羰基碳发生加成反应形成以该碳为中心原子的四面体中间体
C. ③发生质子转移,利于④消去反应脱去水
D. 反应过程中有极性键、非极性键的断裂和形成
【答案】D
【解析】
【详解】A.①使羧基质子化后,氧正离子的吸电子能力增强,羰基碳更缺电子,A正确;
B.②中含孤电子对的醇氧进攻缺电子的羰基碳发生加成反应(键断裂形成键),原来羰基碳原子的杂化方式由杂化转化为杂化,形成以该碳为中心原子的四面体中间体,B正确;
C.③发生质子转移,形成氧正离子,有利于④消去反应(键断裂形成键)脱去水,C正确;
D.反应过程中有极性键的断裂和形成,没有非极性键的断裂和形成,D错误;
故选D。
8. 制备ZnS光学材料的过程如图所示,ZnS晶体中掺入少量CuCl后,会出现能量不同的“正电”区域与“负电”区域,光照下发出特定波长的光。已知:ZnS晶体中的半径为a pm,的半径为b pm,晶胞参数为c pm;空间利用率指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比。
下列说法错误的是
A. 区域A的中的离子为
B. 区域B带正电
C. ZnS晶体中填充在形成的四面体空隙中
D. ZnS晶体的空间利用率为
【答案】B
【解析】
【详解】A.区域A中“◯”代表,晶胞掺杂过程中同种电荷进行替换,则区域A的中的离子为,A项正确;
B.区域B中“●”代表,其中一个“●”被CuCl中代替,整个晶胞中的正电荷减少,则区域B带负电,B项错误;
C.在ZnS晶体中,占据的位置是由形成的四面体空隙,C项正确;
D. 晶胞中个数为4个,个数为个,离子总体积为,晶胞体积为,则ZnS晶体的空间利用率为,D项正确;
故选B。
9. 一种光诱导耦合界面阳离子调控增强型热化学电池的工作原理如图。下列说法正确的是
A. 热端电极反应式为:
B. 图中箭头a均表示电子的移动方向、箭头b表示电流的方向
C. 离子交换膜为阳离子交换膜
D. 移除紫外光后电池电压不变
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,热端电极失电子,是负极,冷端电极得电子,是正极,电极反应。
【详解】A.热端电极上转化为,化合价从+2升高为+3,失电子,电极反应应为,A错误;
B.热端电极失电子发生氧化反应,电子在外电路中从热端流向冷端,故箭头a表示电子的移动方向,光阳极发生氧化反应,电子在外电路中从光阳极流向阴极,故箭头b也表示电子的移动方向,B错误;
C.由图可知,(阳离子)穿过离子交换膜,从冷端侧向光阳极侧移动,说明该膜允许阳离子通过,属于阳离子交换膜,C正确;
D.该电池是光诱导增强型热化学电池,紫外光是光阳极反应的能量来源,移除紫外光后,光阳极反应停止,阳离子调控效应消失,电池电压会发生改变,D错误;
故选C。
10. HA和分别为一元酸和二元酸,不发生水解。常温条件下,现有含的饱和溶液和含的MB饱和溶液。两份溶液中及含A粒子的微粒分布系数[如]的变化关系如下图所示。下列说法错误的是
A. 曲线②代表含MA2的溶液中的变化
B. 的平衡常数约为
C.
D. 饱和溶液中存在
【答案】D
【解析】
【分析】由题意可知,因为含A粒子的微粒分布系数随溶液pH的变化而变化,说明HA为弱酸,溶液中A-会水解,则曲线③代表的为A-的分布系数,曲线④代表的为HA的分布系数,随着溶液的pH增大,溶液中c(OH-)增大,使A-水解平衡逆向移动,c(A-)增大,根据Ksp(MA2)=c(M2+)c2(A-)为常数可知,此时该溶液体系中c(M2+)减小,则其pc(M2+)增大,,则曲线②代表的为含MA2的溶液中的变化,曲线①代表的为含MB的溶液中的变化。
【详解】A.由分析可知,曲线②代表含MA2的溶液中的变化,A正确;
B.由图可知,当pH=3时,溶液中c(A-)=c(HA),c(OH-)==10-11mol/L,的平衡常数为:K==,B正确;
C.由图可知,当pH=10时,MB(s)的饱和溶液中pc(M2+)=5,则c(M2+)=10-5mol/L,且其不随溶液pH的变化而变化,说明HB为强酸,在溶液中没有B2-的水解,则Ksp(MB)=c(M2+)c(B2-)=(10-5)2mol2/L2=10-10mol2/L2,C正确;
D.饱和溶液中存在物料守恒:2c(M2+)=c(A-)+c(HA),则c(M2+)=[c(A-)+c(HA)],由Ka(HA)=,Ksp(MA2)=c(M2+)c2(A-)=[c(A-)+c(HA)]c2(A-)=,等式两边同时除以c3(A-)可得,,代入Ka(HA)解得:,D错误;
故答案选D。
第II卷 非选择题(共60分)
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 铟()是一种稀有贵金属,从高铟烟灰渣(主要含、以及少量、、)中回收铟的工艺流程如下:
已知:时,,。
(1)基态铟原子的未成对电子数有________个。
(2)“氧化酸浸”时不能用浓盐酸代替硫酸的原因是___________________________。
(3)“氧化酸浸”后,滤液含有的金属阳离子除Mn2+外还有_____________________。
(4)“还原铁”发生反应的离子方程式为______________________________________。
(5)“置换”中Zn与HInCl4溶液反应的化学方程式为__________________________。
(6)酸浸滤渣中铅含量测定。准确称取滤渣样品4.460g,投入20mL1.00的Na2CO3溶液浸泡,充分反应后抽滤。将所得滤饼投入30mL1.00HNO3充分溶解,过滤,蒸馏水洗涤沉淀,并将洗涤液和滤液都转移至100.00mL容量瓶中定容。取25mL溶液,加入指示剂后用0.100的EDTA标准溶液(Na2H2Y)滴定至终点(离子方程式为Pb2+ + H2Y2- = PbY2- + 2H+),消耗EDTA标准液15.00mL,则滤渣中铅的质量分数(以PbO计)为_________%。
(7)一种铜铟镓硒,其晶胞结构如图所示。
0①若该晶体中与的个数比为3∶2,则_____________。
②原子分数坐标为(0,0,0),则原子分数坐标为_________________。
【答案】(1)1 (2)防止生成,污染环境
(3)、
(4)
(5)或
(6)30.00(或30)
(7) ①. 0.4 ②.
【解析】
【分析】该流程的目的,是从高铟烟灰中回收铟。高铟烟灰中主要含In2O3、In2S3,还含少量PbO、Fe2O3、SiO2。首先加入MnO2、H2SO4并加热进行“氧化酸浸”,In2O3、In2S3中的铟转化为In3+进入滤液,Fe2O3与酸反应生成Fe3+进入滤液,MnO2被还原为Mn2+;PbO与H2SO4反应生成难溶的PbSO4,SiO2不与酸反应,所以PbSO4和SiO2主要留在滤渣中。然后加入Na2SO3进行“还原铁”,将Fe3+还原为Fe2+,便于后续萃取分离。之后用萃取剂萃取铟,再用反萃取剂得到HInCl4溶液,最后用Zn置换出粗铟,再经电解精炼得到较纯的铟;
【小问1详解】
铟的原子序数为49,基态铟原子的核外电子排布可表示为[Kr]4d10 5s2 5p1,其中4d轨道已充满,5s轨道成对,只有5p轨道中有1个未成对电子,因此基态铟原子的未成对电子数为1个;
【小问2详解】
“氧化酸浸”中加入了MnO2,MnO2在酸性条件下具有强氧化性。如果用浓盐酸代替硫酸,浓盐酸中的Cl-会被MnO2氧化生成Cl2,反应为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。Cl2有毒,会污染环境,也会增加尾气处理负担,因此不能用浓盐酸代替硫酸;
【小问3详解】
“氧化酸浸”后,In2O3、In2S3中的铟被转化为In3+进入滤液,Fe2O3与酸反应生成Fe3+进入滤液,MnO2被还原为Mn2+进入滤液;而PbO与H2SO4反应生成难溶的PbSO4,SiO2不溶于酸,主要留在滤渣中。因此滤液中除Mn2+外,还含有的金属阳离子主要是Fe3+、In3+;
【小问4详解】
“还原铁”时加入Na2SO3,具有还原性,可以将Fe3+还原为Fe2+,自身被氧化为。根据氧化还原配平,Fe3+得到电子生成Fe2+,失去电子生成,酸性条件下用H2O和H+配平,离子方程式为:2Fe3+++H2O=2Fe2+++2H+;
【小问5详解】
HInCl4溶液中铟为+3价,Zn比In活泼,可将In3+还原为金属In,Zn自身被氧化为Zn2+。若只体现Zn置换In3+,可写为: 3Zn+2HInCl4=2In+3ZnCl2+2HCl。 若考虑酸性溶液中Zn还可与H+反应放出H2,也可写为: 4Zn+2HInCl4=2In+4ZnCl2+H2↑;
【小问6详解】
酸浸滤渣中的铅主要以PbSO4形式存在。加入Na2CO3溶液后,由于Ksp(PbCO3)=7.4×10-14小于Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,PbSO4可转化为更难溶的PbCO3:PbSO4(s)+=PbCO3(s)+。随后用HNO3溶解PbCO3,使Pb转化为Pb2+进入溶液,再用EDTA滴定。由反应Pb2++=+2H+可知,Pb2+与EDTA按1:1反应。取25.00mL溶液消耗0.100mol/L EDTA15.00mL,则25.00mL溶液中n(Pb2+)=0.100×15.00×10-3=1.500×10-3mol,100.00mL容量瓶中n(Pb2+)=1.500×10-3×=6.000×10-3mol。以PbO计,m(PbO)=6.000×10-3×223=1.338g,所以滤渣中铅的质量分数为×100%=30.00%;
【小问7详解】
①晶体化学式为CuIn1-yGaySe2,In和Ga占据同一类晶体位置,二者总量为1。若晶体中In与Ga的个数比为3:2,则(1-y):y=3:2,解得y==0.4;
②分数坐标是指某原子在x、y、z方向上的实际坐标分别除以晶胞在对应方向上的边长。以T原子为坐标原点(0,0,0),由图可知,R原子在x方向位于处,在y方向位于处,在z方向位于处,因此R原子的分数坐标为(,,)。
12. 五氯化锑主要作为氟化工的催化剂,也用作纺织工业中织物的阻燃剂等。根据 ,利用如下装置(夹持仪器已略)制备。
已知:ⅰ.毛细管可以连通大气,减压蒸馏时可吸入极少量的空气,产生微气泡以代替沸石;
ⅱ.锑的两种氯化物的性质如下表。
物质
熔点
沸点
部分性质
73.4℃
223℃
极易水解
2.8℃
101 kPa
2.9 kPa
1.8 kPa
极易水解,露置在空气中发烟
140℃,同时开始分解
79℃
68℃
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是___________;仪器B中反应的离子方程式为___________。
(2)分离SbCl5时,采用减压蒸馏的原因_______。调节减压装置至压强为1.86kPa,收集_______℃左右的馏分。
(3)分离提纯时,应关闭活塞___________,打开活塞___________,开启“抽气”装置,对仪器D再次加热,毛细管的作用为___________。当装置中压强为2.0 kPa时,温度计示数范围可能为___________(填字母)。
a.80~82℃ b.74~76℃ c.62~65℃
(4)假设该产品只含一种杂质,经元素分析仪测得产品中元素Cl、Sb的质量之比为,则产品中与的物质的量之比为___________。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②.
(2) ①. 降低沸点,防止SbCl5分解 ②. 68℃
(3) ①. k2 ②. k3 ③. 在减压蒸馏时防止暴沸 ④. b
(4)3:2
【解析】
【分析】本实验用于制备,仪器A和B组成的装置用于制备氯气,而由于和都极易水解,所以用仪器C中的试剂进行干燥气体;氯气溶于水生成酸,所以可用浓硫酸干燥。干燥后的氯气再通入仪器D中与反应生成,最后经过蒸馏装置蒸出。
【小问1详解】
仪器A为带平衡气压支管的恒压滴液漏斗;仪器B中氯酸钾和浓盐酸发生归中反应制氯气,离子方程式为。
【小问2详解】
由表格信息可知,常压下沸点为140℃,且140℃时会分解,减压蒸馏可降低沸点,避免分解;题目压强1.86kPa接近表格中1.8kPa,对应沸点为68℃,因此收集68℃左右的馏分。
【小问3详解】
减压提纯时,需要切断原氯气进气通路,因此关闭活塞k2,打开毛细管的活塞k3,保证体系减压;根据题干已知信息,毛细管吸入空气产生微气泡代替沸石,作用是防止暴沸;压强越低沸点越低:表格中2.9kPa对应沸点79℃,1.8kPa对应沸点68℃,2.0kPa介于1.8kPa和2.9kPa之间,因此沸点介于68℃~79℃,只有74∼76℃符合,故选b。
【小问4详解】
设,,,,根据质量比: ,化简得,解得x:y=3:2。
13. 普利类药物是常用的一线降压药,EHPB是合成众多普利类药物的重要中间体。EHPB的一种合成方法如下:
已知:
回答下列问题:
(1)Ⅰ在催化剂作用下发生加聚反应得到顺丁橡胶,其结构简式为___________________。Ⅱ中官能团有______________、_____________(填名称)。
(2)化合物Ⅱ和物质X反应合成化合物Ⅲ的原子利用率为100%,则物质X分子的空间结构名称为____________________。
(3)化合物Ⅵ到Ⅶ的转化反应是第一个以中国科学家命名的反应(选择性将羰基还原为亚甲基),该反应的部分机理如下:
其中①和②的反应类型分别为______________、_______________。
(4)关于流程图中的相关物质及转化,下列说法正确的有_________(填标号)。
a.化合物Ⅳ易溶于水,可能是因为其能与水形成分子间氢键
b.可以利用酸性高锰酸钾溶液鉴别化合物Ⅲ和Ⅳ
c.化合物Ⅴ转化为Ⅵ,存在键的断裂和键的形成
(5)化合物Ⅶ的某种芳香族同分异构体在核磁共振氢谱图上有5组峰,峰面积之比为,能发生银镜反应和水解反应,不含醚键,符合条件的有_______种(不考虑立体异构)。写出其中一种能与FeCl3溶液发生显色反应的结构简式______________________。
【答案】(1) ①. ②. 碳碳双键 ③. 酯基
(2)V形 (3) ①. 加成反应 ②. 消去反应
(4)ac (5) ①. 6 ②. 、、
【解析】
【分析】I与在催化剂、高温高压条件发生反应,生成化合物II,II与物质X反应合成化合物Ⅲ的原子利用率为100%,结合化合物Ⅱ、Ⅲ的结构简式可知,该反应为加成反应,X为;III在加温加压条件下与发生加成反应生成IV,IV与发生取代反应生成V;V与苯发生题中所给的已知反应,生成VI,化合物Ⅵ到Ⅶ的转化反应是选择性将羰基还原为亚甲基,VII与乙醇发生酯化反应生成EHPB。
【小问1详解】
化合物Ⅰ的名称为1,3-丁二烯,发生加聚反应生成顺丁橡胶的结构简式为。根据Ⅱ的结构可知,Ⅱ中官能团是碳碳双键、酯基。
【小问2详解】
结合分析可知,X为H2O,中心氧原子价层电子对数,采取杂化,有两对孤电子,则空间结构为Ⅴ形。
【小问3详解】
由反应机理可知,反应①为酮羰基的加成反应,反应②为羟基的消去反应,故①和②的反应类型分别为加成反应,消去反应。
【小问4详解】
a.化合物Ⅳ含有羧基和羟基,能够与水分子形成氢键,故易溶于水,a正确;
b.化合物Ⅲ含有碳碳双键,化合物Ⅳ中连接羟基的碳原子上有氢原子,二者均可被酸性高锰酸钾溶液氧化,不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别二者,b错误;
c.化合物Ⅴ转化为Ⅵ,存在键的断裂和键的形成,c正确;
故选ac。
【小问5详解】
化合物Ⅶ的结构简式为,不饱和度为5,化合物Ⅶ的某种芳香族同分异构体能发生银镜反应和水解反应,不含醚键,说明分子中含有甲酸某酯基,结合核磁共振氢谱图上有5组峰,峰面积之比为,可知其结构高度对称,可得出符合条件的同分异构体有、、、、、,共6种;第三步,能与FeCl3溶液发生显色反应,说明其中含有酚羟基,该物质结构为。
14. 利用镁基化合物耦合氢还原反应实现的资源化利用,涉及主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)的焓变______(用含,的代数式表示)。
(2)压力p下,向体系中投入一定量的和4 mol,发生上述反应。体系达平衡后,图示温度范围内已完全分解,中间产物转化率、产率及另外2种含氢气体的物质的量(n)随温度的变化如图所示。
反应Ⅲ的焓变______0(填“”“”或“”);②线表示的是______(填化学式)的物质的量;温度低于时,随温度升高④线对应数值逐渐降低,原因是______;温度下,反应Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数_____,开始时投入的物质的量为______mol。
(3)压力p下,维持温度不变,若向上述平衡体系中加入足量,重新达平衡后,分压将______(填“增大”“减小”或“不变”),继续压缩容器体积,与压缩前相比,重新达平衡时,与物质的量之比将_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2) ①. > ②. ③. 反应Ⅱ的焓变,随着温度升高,反应逆向移动 ④. ⑤. 1
(3) ①. 增大 ②. 增大
【解析】
【小问1详解】
已知:Ⅱ.
Ⅲ. ,目标反应:,根据盖斯定律,用反应Ⅱ-反应Ⅲ可得:。
【小问2详解】
在之前,曲线③和曲线④重合,说明的转化率和的产率相等,说明在这之前只发生反应Ⅱ,在之后,曲线④大于曲线③,说明曲线④代表的转化率,曲线③代表的产率,温度升高的转化率减小,说明<0,在之后,的转化率略有上升,说明反应Ⅲ的>0;
在之前,曲线③和曲线④重合,说明的转化率和的产率相等,说明在这之前只发生反应Ⅱ,温度升高时,反应Ⅱ逆向进行,的物质的量减少,所以曲线②为的物质的量;
在之前,曲线③和曲线④重合,说明的转化率和的产率相等,说明在这之前只发生反应Ⅱ,温度升高的转化率减小,说明<0,随着温度升高,反应逆向移动;
由以上分析可知曲线①为的物质的量,曲线②为的物质的量,曲线③为的产率,曲线④为的转化率。由图中可知,在时,=1.36 mol,的产率为0.64。设反应Ⅱ中消耗的物质的量为x mol,反应Ⅲ中消耗的物质的量为y mol,列三段式则,解得x=0.64,y=0.08。已知的产率为0.64,平衡时的物质的量为0.64 mol,则的理论产量为1 mol,且全部转化为,则的初始物质的量为1 mol,平衡时的物质的量为0.28 mol,由反应Ⅲ反应前后的气体的物质的量相等可得===;
由上述分析可知,的初始物质的量为1 mol,则投入的的物质的量也为1 mol。
【小问3详解】
向上述平衡体系中加入足量,会继续释放,等效于增加反应物CO2的浓度,则重新达平衡后,CO2转化率减小,分压将增大;压缩体积,压强增大。反应Ⅱ正反应是气体分子数减少的反应。增大压强,平衡正向移动,增大,减小,则增大。
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