内容正文:
2025-2026学年(上)厦门大学附属科技中学高三12月阶段测试
化学试题
(考试日期:12.20 考试时长:75分钟 满分:100分)
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。第I卷1至4页,第II卷5至8页。
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,在试卷上作答无效。
可能用到的相对原子质量:O 16 Cl 35.5 V 51 Co 59
第I卷(选择题共40分)
选择题(每一小题只有一个选项符合题意。每题4分,满分40分)
一、单选题
1. 下列叙述正确的是
A. “朱雀二号”运载火箭所用燃料液氧-甲烷属于纯净物
B. “中国天眼”的防腐膜所用聚苯乙烯的单体是苯乙烯
C. 食用油在空气中被氧化而产生异味,主要与其分子中含有酯基有关
D. 合成涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯)的反应为加聚反应
2. 化学用语可以表达化学过程,下列化学用语表达正确的是
A. 分子中键的形成:
B. 的电子式:
C. 系统命名:2-甲基丁烷
D. 制备芳纶纤维凯芙拉:
3. 配合物三草酸合铁酸钾{}常用作蓝晒感光剂,阴离子的结构如图所示。为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 离子中提供孤电子对形成配位键
B. 离子中的配位数为3
C. 离子含键数为
D. 离子中和的杂化方式均为
4. 某化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z、Q组成(结构如图)。X的最外层电子数等于内层电子数,Y是有机物分子骨架元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物。下列说法错误的是
A. Y、X、Q的氢化物中Q的沸点最高
B. 该化合物中Q和W之间可形成氢键
C. 简单离子半径
D. W、Z、Q三种元素可形成离子化合物
5. 化合物发生Fries重排机理如下:
中间体→中间体时,因反应位点的不同,还会生成。
下列说法错误的是
A. 有机物最多可以与反应
B. L中所有碳原子可能共平面
C. 等量的和以及中间体与足量的溴水反应消耗的的物质的量相等
D. 发生Fries重排的主要产物为
6. 工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下:
已知:①富集液中两种金属离子浓度相当;②常温下,金属化合物的如下表,下列说法错误的是
金属化合物
CdS
MnS
A. 粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B. 试剂X可以是溶液
C. “沉镉”和“沉锰”的顺序可以对换
D. “沉锰”时,发生反应的离子方程式为
7. 下列实验探究方案能达到实验目的的是
选项
探究方案
实验目的
A
导线连接和并插入经酸化的溶液中,一段时间后,取电极附近溶液,滴加铁氰化钾溶液,观察颜色变化
验证牺牲阳极法保护铁电极
B
分别向新制氯水中滴加溶液和淀粉溶液,前者生成白色沉淀,后者溶液变为蓝色
氯气与水的反应存在限度
C
向溶液中先滴2滴溶液,再滴2滴溶液,观察沉淀颜色变化
验证溶度积:>
D
淀粉溶液中加入稀,加热。待溶液冷却后,加入少量新制,观察现象
探究淀粉是否水解
A. A B. B C. C D. D
8. 2020年科学报道科研人员研发了一种将乙烯高效转化为环氧乙烷的电化学合成方法,反应在KCl电解液的流动池中进行,工作原理如图,电解结束后,将明阳极电解液输出混合,便可生成环氧乙烷。下列说法错误的是
A. 电源负极与铂箔电极相连,其电极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B. 离子交换膜为阴离子交换膜,整个过程中,电解前后溶液中氯离子浓度不变
C. 甲室中乙烯发生了加成反应
D. 反应I中生成环氧乙烷的离子方程式:+OH-→+Cl-+H2O
9. 探究对银镜反应的影响,实验步骤如下:
下列说法错误的是
A. 棕黑色悬浊液中固体主要为 B. “试剂X”为1.0 mL蒸馏水
C. 黑色悬浊液1与2中固体的主要成分不同 D. 实验后可用稀硝酸洗去银镜
10. 常温下,假设水溶液中和初始物质的量浓度均为。平衡条件下,体系中全部四种含碳物种的摩尔分数随的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。已知:体系中含钴物种的存在形式为和;,。下列说法正确的是
A. 甲线所示物种为
B. 的电离平衡常数
C. 时,物质的量浓度为
D. 时,物质的量浓度:
第II卷(非选择题共60分)
11. 钴氨配合物在电镀及环境科学研究中有着重要的应用价值。某科研小组对其研究过程如下:
I.配制CoCl2溶液
(1)配制100mL0.1mol·L-1CoCl2溶液,需要CoCl2的质量为_______g。
(2)溶液配制过程中,下列仪器需要用到的有_______(填标号)。
A. B. C. D.
Ⅱ.制备[Co(NH3)6]2+配合物
实验操作
实验现象
在试管内混合CoCl2溶液和适量6mol·L-1NH3·H2O溶液。
得到浅青色沉淀的浑浊液,沉淀未见明显溶解。
在试管内混合CoCl2溶液和适量14mol·L-1NH3·H2O溶液。
得到浅青色沉淀的浑浊液,沉淀未见明显溶解。
资料:Co(OH)2为浅青色沉淀,[Co(NH3)6]2+溶液为红色。
(3)实验①中生成浅青色沉淀的离子方程式为_______。
(4)实验①和②现象可知,Co(OH)2与NH3·H2O难以生成[Co(NH3)6]2+配合物。学习小组预测对生成[Co(NH3)6]2+生成有一定促进作用。设计实验如下:取等体积实验①的浊液于1、2两支试管中,分别加入不同试剂,实验现象证实了预测。
①x的化学式是_______,c = _______。
②实验现象是_______。
③从平衡移动角度,结合化学用语,解释对[Co(NH3)6]2+生成有一定促进作用原理_______。
Ⅲ.制备[Co(NH3)6]3+配合物
往CoCl2溶液中加入浓氨水、H2O2、NH4Cl溶液,在活性炭催化下转化为橙黄色的[Co(NH3)6]3+溶液。为探究反应过程,小组成员提出了不同的猜想。
提出猜想 猜想1:Co2+先失电子生成Co(OH)3后与氨水形成配合物;
猜想2:Co2+先被H2O2氧化成Co3+后与氨水形成配合物;
猜想3:Co2+先与氨水形成[Co(NH3)6]2+后被H2O2氧化成[Co(NH3)6]3+。
(5)科研小组取少量Co(OH)3固体于试管中,逐滴加入浓氨水,观察到_______,证明猜想1不成立。
教师指导 氧化剂电对的电极电势大于还原剂电对的电极电势时,反应可以自发进行。
验证猜想 按照连接装置,分别往两烧杯中加入药品,关闭K,观察到_______,猜想2不成立。往左边烧杯中滴加_______,观察到_______,猜想3成立。
12. 钒(V)是一种重要的战略金属元素,利用硫酸化—水浸工艺从石煤(含有V2O3、SiO2、CaO、Al2O3)中制得VO2+的工艺流程如下:
已知:①氧化中和后,溶液的pH为8;
②树脂吸附原理:+M-+Cl-。
(1)在其他条件相同时,熟化温度对钒浸出率的影响如下图,最佳的熟化温度为_______。
(2)“氧化中和”后钒的化合价为_______,滤渣2的主要成分为_______。
(3)含钒离子在不同pH溶液中的存在形式如下:
“树脂吸附”的化学方程式为_______,流出液的主要成分为_______。
(4)“解吸”时可以用饱和NaCl溶液洗脱,请结合平衡移动原理解释原因_______。
(5)向解吸后的洗脱液中加入MgCl2溶液,当溶液中c(Mg2+)=1.8×10-6mol/L时,求溶液中的c()_______ (已知:Ksp[NH4VO3]=1.8×10-11,Ksp[Mg(VO3)2]=1.8×10-12)
(6)“还原”过程的离子方程式为_______。
(7)一种含钒的氧化物晶胞结构如图,此氧化物的化学式为_______;已知NA表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算式即可)。
13. 化合物是脯氨醇酶抑制剂,其合成路线如下:
(1)化合物A的分子式为___________,化合物B的官能团名称为___________。
(2)的分子式为,的结构简式为___________。
(3)化合物是化合物的同分异构体,能与反应,核磁共振氢谱峰面积之比为,的结构简式为___________(写一种)。
(4)关于上述合成路线的相关物质及转化,下列说法不正确的有___________。
A. 到反应中有键的断裂和键的形成
B. 化合物比化合物更易溶于水
C. 化合物分子中含有1个手性碳原子
D. 化合物中原子的杂化方式为
(5)以、和乙烯为主要原料,利用反应的原理制备,基于你的设计路线,回答下列问题:
①第一步为碱性水解反应,化学方程式为___________。
②最后一步反应的化学方程式为___________。
14. 硫氰化物是重要的分析试剂和合成中间体。
(1)基态的价电子轨道表示式为___________。
(2)配制溶液时,常将晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需浓度,其目的是___________。
(3)向10mL 0.005 溶液中加入10mL 0.015KSCN溶液,反应达平衡后,得到红色溶液M。
①取红色溶液M,分别对其进行如下操作,相关描述正确的有___________(填标号)。
A.加入少量铁粉,溶液红色变浅
B.加入少量水,溶液中离子总数减小
C.加入几滴1KSCN溶液,溶液红色变深
D.加入几滴0.05 溶液,的值减小
②取红色溶液M,向其中滴加饱和溶液,体系中主要存在以下平衡:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
平衡总浓度随滴入饱和溶液滴数的变化曲线如图(忽略溶液体积变化)。
ⅰ.M点前,___________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)的平衡移动,是导致曲线上升的主要原因。
ⅱ.运用平衡移动原理,分析M点后曲线下降的主要原因:___________。
(4)某浸金废水中含0.5,在相同条件下研究催化剂a、b对该废水中氧化处理过程的影响(氧化处理过程中溶液体积保持不变),的残留率随时间t的变化曲线如图:
①使用___________(填“催化剂a”或“催化剂b”)时,的氧化反应活化能更低。
②使用催化剂a时,0~100 min内,的平均反应速率___________。
(5)TBP(磷酸三丁酯)难溶于水,对水溶液中HSCN有萃取作用,主要存在的萃取平衡为(o代表有机相)。分别向pH不同的的水溶液中,加入等体积0.2TBP的有机溶液进行萃取(有机溶剂不参与平衡)。、随平衡体系pH的变化如图(分配比D为萃取达平衡时,被萃物在有机相和水相的浓度之比;分析该体系时,需考虑被萃物在水相中的所有存在形式)。
计算上述萃取平衡的平衡常数K=_________(写出计算过程,保留三位有效数字)。
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2025-2026学年(上)厦门大学附属科技中学高三12月阶段测试
化学试题
(考试日期:12.20 考试时长:75分钟 满分:100分)
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。第I卷1至4页,第II卷5至8页。
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,在试卷上作答无效。
可能用到的相对原子质量:O 16 Cl 35.5 V 51 Co 59
第I卷(选择题共40分)
选择题(每一小题只有一个选项符合题意。每题4分,满分40分)
一、单选题
1. 下列叙述正确的是
A. “朱雀二号”运载火箭所用燃料液氧-甲烷属于纯净物
B. “中国天眼”的防腐膜所用聚苯乙烯的单体是苯乙烯
C. 食用油在空气中被氧化而产生异味,主要与其分子中含有酯基有关
D. 合成涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯)的反应为加聚反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.液氧与甲烷是两种不同物质,混合后属于混合物,而非纯净物,A错误;
B.聚苯乙烯由苯乙烯通过加聚反应制得,其单体确为苯乙烯,B正确;
C.食用油产生异味是因不饱和脂肪酸中的碳碳双键被氧化,与酯基无关,C错误;
D.涤纶由对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应形成,非加聚反应,D错误;
故选B。
2. 化学用语可以表达化学过程,下列化学用语表达正确的是
A. 分子中键的形成:
B. 的电子式:
C. 系统命名:2-甲基丁烷
D. 制备芳纶纤维凯芙拉:
【答案】C
【解析】
【详解】A.Cl2分子中σ键的成键方式是由2个Cl原子的3p轨道头碰头重叠形成,,A错误;
B.是共价化合物,电子式:,B错误;
C.最长碳链含4个碳原子,从靠近支链端编号,甲基在2号碳,系统命名为2-甲基丁烷,C正确;
D. 对苯二胺和对苯二甲酸缩聚时,每形成1个酰胺键脱去1分子水,n mol对苯二胺和 mol对苯二甲酸反应,共生成,方程式:,D错误;
故选C。
3. 配合物三草酸合铁酸钾{}常用作蓝晒感光剂,阴离子的结构如图所示。为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 离子中提供孤电子对形成配位键
B. 离子中的配位数为3
C. 离子含键数为
D. 离子中和的杂化方式均为
【答案】C
【解析】
【详解】A.配合物中,中心离子提供空轨道,配体提供孤电子对,A错误;
B.是双齿配体,每个配体通过两个O原子配位,中含有3个,配位原子为6个,B错误;
C.在的一个共振结构中,含有2个,每个中含有一个键,故每个中含有2个键,因此离子含键数为,C正确;
D.中C原子的杂化方式为杂化,O原子为杂化,D错误;
故答案选C。
4. 某化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z、Q组成(结构如图)。X的最外层电子数等于内层电子数,Y是有机物分子骨架元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物。下列说法错误的是
A. Y、X、Q的氢化物中Q的沸点最高
B. 该化合物中Q和W之间可形成氢键
C. 简单离子半径
D. W、Z、Q三种元素可形成离子化合物
【答案】A
【解析】
【分析】X的最外层电子数等于内层电子数,则X的核外电子排布式为1s22s2,X为Be元素,W只能形成一条共价键,结合W的位置可知W为H元素,Y是有机物分子骨架元素,则Y为C元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物,则Q为O元素,则Z为N元素,据此解答。
【详解】A.Y(C)的氢化物是烃类;X(Be)的氢化物是BeH2 ;Q(O)的氢化物是H2O(含氢键,沸点较高),但烃类中存在沸点高于H2O的物质(如长链烷烃),A 错误;
B.该化合物中O的电负性较大,可以和H之间形成氢键,B正确;
C.电子层结构相同时,核电荷数越大半径越小,故简单离子半径N3->O2-,C正确;
D.H、N、O可以形成离子化合物,如NH4NO3,D正确;
故选A。
5. 化合物发生Fries重排机理如下:
中间体→中间体时,因反应位点的不同,还会生成。
下列说法错误的是
A. 有机物最多可以与反应
B. L中所有碳原子可能共平面
C. 等量的和以及中间体与足量的溴水反应消耗的的物质的量相等
D. 发生Fries重排的主要产物为
【答案】D
【解析】
【详解】A.有机物K为乙酸苯酯,其分子中仅苯环可与发生加成反应,酯基中的双键不能与加成。苯环与的加成比例为,因此有机物最多可以与发生加成反应,A正确;
B.有机物分子中苯环为平面结构,所有苯环碳原子共平面;与苯环直接相连的羰基为平面结构,可通过单键旋转使羰基平面与苯环平面重合;与羰基相连的甲基的碳原子,也可通过单键旋转处于苯环与羰基构成的平面内,因此中所有碳原子可能共平面,B正确;
C.M和L中酚羟基邻对位与水取代,1molM或L消耗2mol,消耗的量相同;中间体Ⅲ中碳碳双键与加成,1mol中间体III消耗2mol,因此与足量的溴水反应消耗的的物质的量相等,C正确;
D.中酯基的对位被占用,发生Fries 重排反应能得到题示羟基的邻位取代产物,即,D错误;
故答案选D。
6. 工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下:
已知:①富集液中两种金属离子浓度相当;②常温下,金属化合物的如下表,下列说法错误的是
金属化合物
CdS
MnS
A. 粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B. 试剂X可以是溶液
C. “沉镉”和“沉锰”的顺序可以对换
D. “沉锰”时,发生反应的离子方程式为
【答案】C
【解析】
【分析】富集液中含有两种金属离子,其浓度相当,加入试剂X沉镉,由金属化合物的可知,CdCO3、MnCO3的接近,不易分离,则试剂X选择含S2-的试剂,得到CdS滤饼,加入NaHCO3溶液沉锰,发生反应:,据此解答。
【详解】A.粉碎工业废料能增大废料与浸出液的接触面积,有利于提高金属元素的浸出率,A正确;
B.由分析可知,试剂X可以是溶液,B正确;
C.若先加入NaHCO3溶液进行“沉锰”,由题中信息以及数据可知,金属离子浓度相当,则也会沉淀,后续流程中无法分离Cd和Mn,所以“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换,C错误;
D.“沉锰”时,发生反应的离子方程式是,D正确;
故选C。
7. 下列实验探究方案能达到实验目的的是
选项
探究方案
实验目的
A
导线连接和并插入经酸化的溶液中,一段时间后,取电极附近溶液,滴加铁氰化钾溶液,观察颜色变化
验证牺牲阳极法保护铁电极
B
分别向新制氯水中滴加溶液和淀粉溶液,前者生成白色沉淀,后者溶液变为蓝色
氯气与水的反应存在限度
C
向溶液中先滴2滴溶液,再滴2滴溶液,观察沉淀颜色变化
验证溶度积:>
D
淀粉溶液中加入稀,加热。待溶液冷却后,加入少量新制,观察现象
探究淀粉是否水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.导线连接Zn和Fe插入酸化的NaCl溶液中,Zn作为负极被腐蚀,Fe作为正极被保护,Fe电极附近无生成,滴加铁氰化钾溶液无蓝色沉淀,证明牺牲阳极法保护铁电极有效,A能达到实验目的;
B.滴加AgNO3生成白色沉淀证明Cl⁻存在,滴加淀粉KI溶液变蓝证明有氧化剂,该氧化剂可能是Cl2或HClO,即无论氯气与水的反应是否有限度(可逆),新制氯水中均含Cl⁻(HCl)和氧化性物质(如HClO),现象无法区分反应是否可逆,故不能证明反应存在限度,B不能达到实验目的;
C.先加ZnSO4生成ZnS沉淀,反应后Na2S溶液过量,再加CuSO4时,过量直接生成CuS沉淀,并非ZnS转化为CuS,无法验证Ksp(ZnS) > Ksp(CuS),C不能达到实验目的;
D.淀粉水解后溶液呈酸性,检验水解产物葡萄糖时,需要先加中和稀硫酸,使环境呈碱性,否则酸会与反应,无法观察到砖红色沉淀,实验失败,D不能达到实验目的;
故选A。
8. 2020年科学报道科研人员研发了一种将乙烯高效转化为环氧乙烷的电化学合成方法,反应在KCl电解液的流动池中进行,工作原理如图,电解结束后,将明阳极电解液输出混合,便可生成环氧乙烷。下列说法错误的是
A. 电源负极与铂箔电极相连,其电极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B. 离子交换膜为阴离子交换膜,整个过程中,电解前后溶液中氯离子浓度不变
C. 甲室中乙烯发生了加成反应
D. 反应I中生成环氧乙烷的离子方程式:+OH-→+Cl-+H2O
【答案】B
【解析】
【分析】泡沫镍电极上氯离子失电子生成氯气,为阳极,铂箔电极为阴极;阳极消耗Cl−,Cl−从阴极向阳极定向移动,电解过程中消耗水;甲室中次氯酸与乙烯发生加成反应;反应Ⅰ中和KOH反应生成、KCl和H2O,据此分析解题。
【详解】A.泡沫镍电极上氯离子失电子生成氯气,为阳极,铂箔电极为阴极,与电源的负极相连,其电极反应:2H2O+2e−=H2↑+2OH−,故A正确;
B.阳极消耗Cl−,为维持溶液电中性,需Cl−从阴极向阳极定向移动,故离子交换膜应为阴离子交换膜,电解过程中消耗水,则电解前后溶液中氯离子浓度发生改变,故B错误;
C.甲室生成的氯气与水反应生成次氯酸,次氯酸与乙烯发生加成反应,故C正确;
D.反应Ⅰ中和KOH反应生成、KCl和H2O,其反应的离子方程式为:+OH-→+Cl-+H2O,故D正确;
故答案选B。
【点睛】本题考查电解池,侧重考查学生电解原理的掌握情况,试题难度中等。
9. 探究对银镜反应的影响,实验步骤如下:
下列说法错误的是
A. 棕黑色悬浊液中固体主要为 B. “试剂X”为1.0 mL蒸馏水
C. 黑色悬浊液1与2中固体的主要成分不同 D. 实验后可用稀硝酸洗去银镜
【答案】C
【解析】
【分析】向溶液滴加2%氨水反应生成的白色的不稳定分解生成黑色,形成棕黑色悬浊液,继续滴加2%氨水生成氢氧化二氨合银,均分两份,探究对银镜反应的影响,需要作对比实验,为控制单一变量,使后续溶液体积相同,则试剂X为1.0 mL蒸馏水,一份加入蒸馏水后加入乙醛溶液,加热发生银镜反应生成银单质,黑色悬浊液1主要成分为银;另一份加入碳酸钠溶液后加入乙醛溶液发生银镜反应生成银单质,黑色悬浊液2主要成分为银单质。
【详解】A.经分析可知不稳定分解生成黑色,形成棕黑色悬浊液,棕黑色悬浊液中固体主要为,A正确;
B.探究对银镜反应的影响,需要作对比实验,一份加入蒸馏水后加入乙醛溶液,另一份加入碳酸钠溶液后加入乙醛溶液,“试剂X”为1.0 mL蒸馏水,B正确;
C.两份溶液均发生银镜反应生成银单质,黑色悬浊液1、2主要成分均为银单质,C错误;
D.实验后生成的银单质附着在试管壁上,利用银与稀硝酸反应可用稀硝酸洗去银镜,D正确;
故选C。
10. 常温下,假设水溶液中和初始物质的量浓度均为。平衡条件下,体系中全部四种含碳物种的摩尔分数随的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。已知:体系中含钴物种的存在形式为和;,。下列说法正确的是
A. 甲线所示物种为
B. 的电离平衡常数
C. 时,物质的量浓度为
D. 时,物质的量浓度:
【答案】CD
【解析】
【分析】由题中信息可知,可以形成4物种,分别为、、和,随着增大,的摩尔分数逐渐减小,会转化为溶解度更小的,的摩尔分数先增大后减小,因此, 的摩尔分数逐渐增大。综合以上分析可知,甲线所示物种为,丁线所示物种为,根据曲线的走势结合电离平衡的过程可知,乙线所示物种为,丙线所示物种为。由甲、丁两线的交点可知,在该点和的摩尔分数相等,均为0.5,由于水溶液中和初始物质的量浓度均为,则此时溶液中的浓度为,由可以求出此时溶液中的浓度为,再由可以求出此时溶液中,,即,根据图像中的位置可以估算出。由乙和丙两线的交点可知, 和的摩尔分数相等,均为0.08,则由C元素守恒可知,此时的摩尔分数为0.84。
【详解】A.由分析可知,甲线所示物种为,A不正确;
B.由分析可知,乙、丙两线的交点时和的摩尔分数相等,均为0.08,此时pH=a,故的电离平衡常数,故不可能为,故B不正确;
C.时, 的摩尔分数为0.84,的物质的量为,由水于溶液中初始物质的量浓度为,以Co2+极限最大浓度估算形成Co(OH)2时所要最小c(OH-)=,此时溶液呈碱性,应有较多草酸根,则a点无Co(OH)2,此时Co元素只有两种存在形式:Co2+和CoC2O4,由Co元素守恒可得, 的物质的量浓度=0.01mol/L-0.01mol/L×84%=,C正确;
D.由分析可知时,的浓度为,, ,D正确;
综上所述,本题选CD。
第II卷(非选择题共60分)
11. 钴氨配合物在电镀及环境科学研究中有着重要的应用价值。某科研小组对其研究过程如下:
I.配制CoCl2溶液
(1)配制100mL0.1mol·L-1CoCl2溶液,需要CoCl2的质量为_______g。
(2)溶液配制过程中,下列仪器需要用到的有_______(填标号)。
A. B. C. D.
Ⅱ.制备[Co(NH3)6]2+配合物
实验操作
实验现象
在试管内混合CoCl2溶液和适量6mol·L-1NH3·H2O溶液。
得到浅青色沉淀的浑浊液,沉淀未见明显溶解。
在试管内混合CoCl2溶液和适量14mol·L-1NH3·H2O溶液。
得到浅青色沉淀的浑浊液,沉淀未见明显溶解。
资料:Co(OH)2为浅青色沉淀,[Co(NH3)6]2+溶液为红色。
(3)实验①中生成浅青色沉淀的离子方程式为_______。
(4)实验①和②现象可知,Co(OH)2与NH3·H2O难以生成[Co(NH3)6]2+配合物。学习小组预测对生成[Co(NH3)6]2+生成有一定促进作用。设计实验如下:取等体积实验①的浊液于1、2两支试管中,分别加入不同试剂,实验现象证实了预测。
①x的化学式是_______,c = _______。
②实验现象是_______。
③从平衡移动角度,结合化学用语,解释对[Co(NH3)6]2+生成有一定促进作用原理_______。
Ⅲ.制备[Co(NH3)6]3+配合物
往CoCl2溶液中加入浓氨水、H2O2、NH4Cl溶液,在活性炭催化下转化为橙黄色的[Co(NH3)6]3+溶液。为探究反应过程,小组成员提出了不同的猜想。
提出猜想 猜想1:Co2+先失电子生成Co(OH)3后与氨水形成配合物;
猜想2:Co2+先被H2O2氧化成Co3+后与氨水形成配合物;
猜想3:Co2+先与氨水形成[Co(NH3)6]2+后被H2O2氧化成[Co(NH3)6]3+。
(5)科研小组取少量Co(OH)3固体于试管中,逐滴加入浓氨水,观察到_______,证明猜想1不成立。
教师指导 氧化剂电对的电极电势大于还原剂电对的电极电势时,反应可以自发进行。
验证猜想 按照连接装置,分别往两烧杯中加入药品,关闭K,观察到_______,猜想2不成立。往左边烧杯中滴加_______,观察到_______,猜想3成立。
【答案】(1)1.3 (2)BD
(3)
(4) ①. Na2SO4 ②. 1 ③. 试管1中沉淀溶解,溶液颜色变为红色,试管2中无明显现象 ④. 增大时,与OH-反应生成,使沉淀平衡正向移动,导致与c(NH3•H2O)增加,有利于生成
(5) ①. 沉淀未溶解,溶液颜色无明显变化 ②. 电流表指针不偏转 ③. 浓氨水 ④. 电流表指针发生偏转,左烧杯溶液变为橙黄色
【解析】
【小问1详解】
配制100mL 0.1mol/L的CoCl2溶液,需要固体CoCl2的质量为;
【小问2详解】
实验室用配制100mL 0.1mol/L的CoCl2溶液需要用到烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、100mL容量瓶等玻璃仪器,故选BD;
【小问3详解】
已知浅青色沉淀为,故实验①中生成浅青色沉淀的离子方程式为;
【小问4详解】
①依题意,实验2为实验1的对照组,目的是排除的干扰,故x可为溶液,浓度为1mol/L;
②学习小组预测对生成[Co(NH3)6]2+生成有一定促进作用。设计实验如下:取等体积实验①的浊液于1、2两支试管中,分别加入不同试剂,实验现象证实了预测,则实验现象为试管1中沉淀溶解,溶液颜色变为红色,试管2中无明显现象;
③从平衡移动的角度分析,加入10滴1mol/L硫酸铵溶液,增大时,与OH-反应生成,使沉淀平衡正向移动,导致与c(NH3•H2O)增加,进而促进正向移动,有利于生成;
【小问5详解】
若猜想1成立,则能观察到试管内沉淀溶解、溶液颜色变为橙黄色,若观察到沉淀未溶解,溶液颜色无明显变化,猜想1不成立;依题意,若猜想2成立,H2O2会将二价钴氧化成三价钴,则关闭K后,形成原电池,电流表指针会发生偏转,若观察到电流表指针不偏转,猜想2不成立;若猜想3成立,也就是说Co2+先与氨水形成[Co(NH3)6]2+后被H2O2氧化成[Co(NH3)6]3+ ,则只需向左边烧杯中加入浓氨水,先形成配合物[Co(NH3)6]2+,观察到电流表指针偏转,左烧杯溶液变为橙黄色即可证明猜想3成立。
12. 钒(V)是一种重要的战略金属元素,利用硫酸化—水浸工艺从石煤(含有V2O3、SiO2、CaO、Al2O3)中制得VO2+的工艺流程如下:
已知:①氧化中和后,溶液的pH为8;
②树脂吸附原理:+M-+Cl-。
(1)在其他条件相同时,熟化温度对钒浸出率的影响如下图,最佳的熟化温度为_______。
(2)“氧化中和”后钒的化合价为_______,滤渣2的主要成分为_______。
(3)含钒离子在不同pH溶液中的存在形式如下:
“树脂吸附”的化学方程式为_______,流出液的主要成分为_______。
(4)“解吸”时可以用饱和NaCl溶液洗脱,请结合平衡移动原理解释原因_______。
(5)向解吸后的洗脱液中加入MgCl2溶液,当溶液中c(Mg2+)=1.8×10-6mol/L时,求溶液中的c()_______ (已知:Ksp[NH4VO3]=1.8×10-11,Ksp[Mg(VO3)2]=1.8×10-12)
(6)“还原”过程的离子方程式为_______。
(7)一种含钒的氧化物晶胞结构如图,此氧化物的化学式为_______;已知NA表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算式即可)。
【答案】(1)100℃
(2) ①. +5 ②. Al(OH)3
(3) ①. ②. NaCl
(4)树脂吸附存在平衡:,加入饱和NaCl溶液,使得体系中的Cl-浓度升高,进而导致吸附平衡逆向移动,有助于从树脂上脱附
(5)
(6)
(7) ①. VO2 ②.
【解析】
【分析】“熟化”过程中,SiO2不反应,其余物质均转化成对应价态的硫酸盐;经“水浸”后,得到含SiO2、CaSO4的滤渣1和含钒、铝盐的滤液;滤液经“氧化中和”得到含Al(OH)3的滤渣2以及含Na2HVO4、NaCl的滤液;滤液经“树脂吸附”“解吸”“沉钒”后得到NH4VO3;NH4VO3经煅烧得到V2O5;V2O5与硫酸反应生成;最终被HCOOH还原成VO2+。
【小问1详解】
由图可知,当熟化温度为100℃时,钒的浸出率达到最大;
【小问2详解】
根据后期含钒物质的价态可知,“氧化中和”后,钒的价态为+5;由上述分析可知“滤渣2”主要成分为Al(OH)3;
【小问3详解】
“氧化中和”后溶液的pH为8,此时含钒离子为,根据树脂吸附原理可知,吸附的化学方程式为;流出液主要是“氧化中和”后除的其他物质,主要包括NaCl;
【小问4详解】
树脂吸附存在平衡:,加入饱和NaCl溶液,使得体系中的Cl-浓度升高,进而导致吸附平衡逆向移动,有助于从树脂上脱附;
【小问5详解】
依题Mg(VO3)2的溶度积小于NH4VO3的溶度积,故当体系生成NH4VO3晶体后,Mg(VO3)2也达到溶解平衡,此时,;
【小问6详解】
“还原”过程中,被HCOOH还原成VO2+,故反应的离子方程式为;
【小问7详解】
V在顶点和体心,O在面心和体内,根据均摊法可知晶胞中V的数目为,O的数目为,故化学式为VO2;晶胞密度为=g·cm-3。
13. 化合物是脯氨醇酶抑制剂,其合成路线如下:
(1)化合物A的分子式为___________,化合物B的官能团名称为___________。
(2)的分子式为,的结构简式为___________。
(3)化合物是化合物的同分异构体,能与反应,核磁共振氢谱峰面积之比为,的结构简式为___________(写一种)。
(4)关于上述合成路线的相关物质及转化,下列说法不正确的有___________。
A. 到反应中有键的断裂和键的形成
B. 化合物比化合物更易溶于水
C. 化合物分子中含有1个手性碳原子
D. 化合物中原子的杂化方式为
(5)以、和乙烯为主要原料,利用反应的原理制备,基于你的设计路线,回答下列问题:
①第一步为碱性水解反应,化学方程式为___________。
②最后一步反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. ②. 酯基
(2) (3)或 (4)CD
(5) ①. ②. 或或
【解析】
【分析】对比A、B的结构,结合X的分子式可推知X的结构简式为;A( )与X()反应取代生成B,B在作用下发生取代反应生成C,C与发生取代反应生成D,D先在碱性条件下水解再酸化生成的E,E与发生取代反应生成F,最后F与G通过取代反应生成H。
【小问1详解】
通过A的结构可知其分子式为;化合物B的官能团名称为酯基;
【小问2详解】
对比A、B的结构,结合X的分子式可推知X的结构简式为;
【小问3详解】
化合物Y是化合物B的同分异构体,能与反应,说明Y中含有羧基,核磁共振氢谱有4组峰,说明有4种氢原子,峰面积之比为6:3:2:1,说明4种氢所含氢原子的个数为6、3、2、1,可推出 Y的结构简式为或;
【小问4详解】
A.对比C、D的结构简式,C与发生取代反应生成D,有C—Br键的断裂和C—S键的形成,A正确;
B.化合物E中含有羟基,能与水分子形成氢键,而F中没有羟基,所以化合物E比化合物F更易溶于水,B正确;
C.化合物F分子中没有手性碳原子,C错误;
D.化合物H中N形成3个单键,含有1个孤电子对,杂化方式为,D错误;
【小问5详解】
①第一步为碱性水解反应,化学方程式为;
②利用反应E→F→H的原理可知,最后一步反应为取代反应,通过产物以及原料逆推可知,最后一步的反应物可以为或、 或、 或、 、BrCH2CH2Br,所以化学方程式为
或或
。
14. 硫氰化物是重要的分析试剂和合成中间体。
(1)基态的价电子轨道表示式为___________。
(2)配制溶液时,常将晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需浓度,其目的是___________。
(3)向10mL 0.005 溶液中加入10mL 0.015KSCN溶液,反应达平衡后,得到红色溶液M。
①取红色溶液M,分别对其进行如下操作,相关描述正确的有___________(填标号)。
A.加入少量铁粉,溶液红色变浅
B.加入少量水,溶液中离子总数减小
C.加入几滴1KSCN溶液,溶液红色变深
D.加入几滴0.05 溶液,的值减小
②取红色溶液M,向其中滴加饱和溶液,体系中主要存在以下平衡:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
平衡总浓度随滴入饱和溶液滴数的变化曲线如图(忽略溶液体积变化)。
ⅰ.M点前,___________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)的平衡移动,是导致曲线上升的主要原因。
ⅱ.运用平衡移动原理,分析M点后曲线下降的主要原因:___________。
(4)某浸金废水中含0.5,在相同条件下研究催化剂a、b对该废水中氧化处理过程的影响(氧化处理过程中溶液体积保持不变),的残留率随时间t的变化曲线如图:
①使用___________(填“催化剂a”或“催化剂b”)时,的氧化反应活化能更低。
②使用催化剂a时,0~100 min内,的平均反应速率___________。
(5)TBP(磷酸三丁酯)难溶于水,对水溶液中HSCN有萃取作用,主要存在的萃取平衡为(o代表有机相)。分别向pH不同的的水溶液中,加入等体积0.2TBP的有机溶液进行萃取(有机溶剂不参与平衡)。、随平衡体系pH的变化如图(分配比D为萃取达平衡时,被萃物在有机相和水相的浓度之比;分析该体系时,需考虑被萃物在水相中的所有存在形式)。
计算上述萃取平衡的平衡常数K=_________(写出计算过程,保留三位有效数字)。
【答案】(1) (2)抑制水解
(3) ①. AC ②. Ⅰ ③. 溶液显酸性,使Ⅲ:平衡正向移动,减小,进而导致Ⅰ平衡逆向移动
(4) ①. 催化剂a ②. 0.004(或)
(5)22.2
【解析】
【小问1详解】
铁原子的电子排布式为,Fe3+失去3个电子,价电子为,根据洪特规则,3d轨道中5个电子分占不同轨道且自旋平行,其轨道表示式为:
【小问2详解】
易水解:
将晶体溶于较浓的盐酸中,可增大H+浓度,抑制的水解,防止溶液变浑浊。
【小问3详解】
①A.加入铁粉,
浓度减小,平衡左移,红色变浅,A正确;
B.加水稀释,平衡向离子总数增多的方向,平衡左移离子数总数增大,B错误;
C.加入几滴1KSCN溶液,浓度增大,平衡右移,红色变深,C正确;
D.加入几滴0.05 溶液,浓度增大,平衡右移,浓度的减小,根据,推出,由于K不变,浓度的减小,增大,D错误;
②M 点前,滴加饱和溶液,浓度增大,平衡Ⅰ正向移动,导致平衡总浓度上升。
溶液显酸性,H+增大,使Ⅲ:平衡正向移动,减小,使Ⅰ:平衡逆向移动,平衡总浓度减少。
【小问4详解】
①催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率。在相同时间内,反应速率越快,说明反应的活化能越低。从图像来看,在相同时间内,使用催化剂a时SCN−残留率比使用催化剂b时下降得更快,即使用催化剂a时反应速率更快,反应的活化能越低。
②已知废水中SCN−初始浓度为0.5mol⋅L−1 ,由图可知,使用催化剂a时,100min时SCN−残留率为20%,则此时SCN−的浓度c=0.5mol⋅L−1×20%=0.1mol⋅L−1 ,那么0−100min内SCN−浓度变化量Δc=0.5mol⋅L−1−0.1mol⋅L−1=0.4mol⋅L−1。根据化学反应速率公式
【小问5详解】
根据题意,,,
,,
,
,带入K的表达式得
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