内容正文:
吉林一中2025—2026学年下学期期末考试
高二化学试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Ni 59
一、选择题:每小题3分,共45分,每小题只有一个最佳答案。
1. 化学助力人工智能的发展,下列说法正确的是
A. 锂离子电池可将化学能转化为电能
B. 光导纤维纤芯的主要成分是单晶硅
C. 火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料
D. 数据中心冷却系统冷却液的汽化涉及化学键断裂
2. 下列化学用语正确的是
A. 的电子式:
B. NaCl溶液中的水合离子:
C. 丙烷分子的球棍模型:
D. 顺-2-丁烯的结构简式:
3. 下列过程对应的方程式正确的是
A. 氯气通入冷的石灰乳中制漂白粉:
B. 侯氏制碱法:
C. 将少量灼热的CuO加入中:
D. 工业废水中的用FeS去除:
4. 化学是一门实验与理论并重的学科。下列实验方案合理的是
A.实验室制备
B.制取氨气
C.除去乙烷中的乙烯
D.实验室铁钉镀铜
A. A B. B C. C D. D
5. 生活细微处,亦有化学回响。下列“生活小妙招”不合理的是
选项
目的
生活小妙招
A
用明矾净化自来水
明矾水解生成氢氧化铝胶体,能吸附水中悬浮的杂质
B
使次氯酸浓度增大
加“洁厕灵”增强“84消毒液”消毒效果
C
蚊虫叮咬涂抹肥皂水减轻瘙痒等症状
肥皂水显碱性,可以中和蚊虫叮咬时注入的酸性物质
D
用活性炭除去冰箱中的异味
活性炭具有疏松多孔的结构,因而有吸附性
A. A B. B C. C D. D
6. 氯及其化合物部分转化关系如图所示,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①中足量与反应转移电子数目为
B. 溶液中含有离子数目为
C. 分子中含有中子数目为
D. 反应④生成标准状况下需要数目为
7. 苦水玫瑰是中国国家地理标志产品,可从中提取高品质的玫瑰精油。玫瑰精油成分之一的结构简式如图,下列说法错误的是
A. 该分子含1个手性碳原子 B. 该分子所有碳原子共平面
C. 该物质可发生消去反应 D. 该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
8. 在给定条件下,下列制备原理正确,过程涉及的物质转化均可实现的是
A. 工业制备硝酸:
B. 制镁工业:
C. 高纯硅制备:
D. 工业制银镜:
9. 亚氯酸钠是一种高效的漂白剂和氧化剂,一种制备亚氯酸钠的流程如图。下列说法错误的是
A. 若通过原电池反应实现①,正极的电极反应为:
B. 反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1
C. 反应②中的可用代替
D. 反应②温度不宜过高,否则会导致产率下降
10. 下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向某溶液中先滴加H2O2溶液,再滴加KSCN溶液
溶液变成血红色
原溶液中一定含有Fe2+
B
向H2S溶液中通入O2
溶液变浑浊
氧化性:O2>S
C
向等浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中分别滴加2滴酚酞溶液
前者红色更深
水解程度:NaHCO3>Na2CO3
D
取少量某溶液于试管中,向其中加入NaOH溶液,用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,观察试纸颜色变化
试纸不变蓝
原溶液中不含NH4+
A. A B. B C. C D. D
11. 化合物C是合成治疗迟发性运动障碍药物的中间体,其合成路线如下,下列说法正确的是
A. A是苯酚的同系物
B. 1mol C最多与2mol NaOH反应
C. B与足量氢气发生反应后生成的物质中含有2个手性碳原子
D. B→C“经两步”反应分别是还原反应和取代反应
12. 某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是
A. 放电时负极质量减小
B. 储能过程中电能转变为化学能
C. 放电时右侧通过质子交换膜移向左侧
D. 充电总反应:
13. 具有还原性,易水解。一种制备纯净的的装置示意图如下:
下列说法错误的是
A. 导气管a需接一个装有碱石灰的干燥管
B. 实验过程中应先通入,再开启管式炉加热
C. 若通入气体更换为,也可制备纯净的
D. 配制溶液需加盐酸和金属
14. 某含锶(Sr)废渣主要含有,还有少量、、等杂质,一种提取该废渣中锶的流程如下图所示。
下列说法不正确的是
A. “浸出液”中主要的金属离子有、
B. 盐浸环节存在沉淀的转化,说明相同条件下溶解度:
C. 由制备无水应在HCl的气流中加热
D. 在过饱和溶液中加入晶种可以促使晶体析出,结晶速度越慢越易得到大颗粒晶体
15. 一种有机多孔电极材料电催化还原的装置如图1所示。控制其他条件相同,将一定量的通入该电催化装置中,b极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。
已知:法拉第效率(FE)表示为。
下列说法正确的是
A. b极电势高于a极电势
B. b极生成HCOOH的电极反应为
C. 控制电压为0.9 V,则
D. 控制电压为0.8 V,电解时阳极生成
二、解答题:共55分
16. 用化学知识回答下列问题。
(1)科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关,转化关系如图所示:(已知:为NO和混合物)
从物质分类的角度看,图中的物质属于酸性氧化物的有__________________(填化学式)。
(2)在溶液中加入溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,过一会又变为棕黄色,又变为棕黄色的原因是(用离子方程式解释)__________________________________________________。
(3)有一种橘红色的硫化锑()胶体,装入U型管,插入电极后通直流电,发现阳极附近橘红色加深,这叫_______现象,证明胶粒带_______电荷。
(4)和都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如下图:
①阴极上的反应式为______。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为,则消耗的和体积比为______。
17. 利用油脂厂废弃的镍(Ni)催化剂(主要含有Ni、Al、Fe和吸附的有机物,还有少量NiO、、)制备七水合硫酸镍()的工艺流程如下,回答下列问题:
已知NiO属于碱性氧化物
(1)为加快“碱浸”的速率可采取的措施是______________________________(任写一条)。
(2)废镍催化剂“碱浸”前需要用无水乙醇或石油醚洗涤,其目的是______________________________。
(3)“滤液2”中主要含有的金属阳离子有____________(填离子符号)。
(4)“转化”中的作用是________________________(用离子方程式表示)。但实际用量约为理论用量的3倍,除了受热分解损耗外,还可能的原因是____________________________________。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式____________________________________________。
(6)煅烧()晶体时,剩余固体的质量分数随温度的变化曲线如图所示,则280℃时固体的化学式为____________。
18. 我国有丰富的资源,2020年10月,中科院工程研究所公布了利用制备重要工业用碱()及盐()的闭路循环绿色工艺流程,某校化学兴趣小组根据该流程在实验室中进行实验。回答下列问题:
(1)用以下实验装置图进行流程中的“一次反应”:
①装置A中盛装浓氨水的仪器名称为_______________橡皮管a的作用是__________________________。
②装置B中加入的目的是______。
③装置B中发生反应的化学方程式是____________________________________。
④装置C中的试剂b是______。
(2)在“二次反应”中,生成溶解度比较小的复盐,分离该复盐与溶液的方法为________。
(3)①依据该流程的闭路循环绿色特点“一次反应”与“煅烧(350℃)的实验中均采用如图所示装置处理尾气,则烧杯中的X溶液最好选用______溶液。
②测定产品硫酸氢钠的纯度:称取12.5 g所得产品,配成1000 mL溶液,每次取出配制的溶液20 mL,用0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定,实验数据如下表:所得产品硫酸氢钠的纯度为_________(以百分数表示,保留三位有效数字)。
序号
1
2
3
标准溶液体积/mL
20.05
18.40
19.95
19. 布洛芬除具有降温功效外,还有抑制肺部炎症的作用。一种转位重排法生产布洛芬的合成路线如下:
已知:
(1)A的化学名称为____________。
(2)B的结构简式为____________。
(3)G中官能团名称为____________。
(4)D→E的反应类型为____________。
(5)下列转化过程中存在邻二醇的重排。M的结构简式为____________;
(6)H→布洛芬的第一步反应的化学方程式为________________________________________________。
(7)布洛芬的同分异构体中,含苯环(不含其他环)且不同化学环境的氢原子个数比为的同分异构体的数目有__________种。
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吉林一中2025—2026学年下学期期末考试
高二化学试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Ni 59
一、选择题:每小题3分,共45分,每小题只有一个最佳答案。
1. 化学助力人工智能的发展,下列说法正确的是
A. 锂离子电池可将化学能转化为电能
B. 光导纤维纤芯的主要成分是单晶硅
C. 火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料
D. 数据中心冷却系统冷却液的汽化涉及化学键断裂
【答案】A
【解析】
【详解】A.锂离子电池属于原电池装置,工作时可将化学能转化为电能,A正确;
B.光导纤维纤芯的主要成分是,单晶硅是半导体芯片的主要原料,B错误;
C.碳纤维的主要成分为碳单质,属于无机非金属材料,不属于有机高分子材料,C错误;
D.冷却液汽化属于物理变化,仅克服分子间作用力,不涉及化学键断裂,D错误;
故选A。
2. 下列化学用语正确的是
A. 的电子式:
B. NaCl溶液中的水合离子:
C. 丙烷分子的球棍模型:
D. 顺-2-丁烯的结构简式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.是共价化合物,不存在离子键,电子式不能写成离子形式(不应出现方括号和离子电荷),A错误;
B.带正电,应结合水分子中带负电性的端(朝向),带负电,应结合水分子中带正电性的端(朝向),图中的水合层朝向,B错误;
C.丙烷分子式为,分子中碳原子均为杂化,该球棍模型的原子连接方式、键角、原子个数均符合丙烷的结构特点,C正确;
D.顺-2-丁烯的两个甲基应在碳碳双键的同侧,图中两个甲基在双键异侧,为反-2-丁烯,D错误;
因此答案选C。
3. 下列过程对应的方程式正确的是
A. 氯气通入冷的石灰乳中制漂白粉:
B. 侯氏制碱法:
C. 将少量灼热的CuO加入中:
D. 工业废水中的用FeS去除:
【答案】C
【解析】
【详解】A.石灰乳为悬浊液,不能拆写为,反应物应写化学式,正确应为,A错误;
B.侯氏制碱法中析出的是溶解度更小的沉淀,不是,正确应为,B错误;
C.灼热将乙醇氧化为乙醛,自身被还原为,方程式符合反应事实,C正确;
D.为难溶物,不能拆写为,正确离子方程式为,D错误;
因此答案选C。
4. 化学是一门实验与理论并重的学科。下列实验方案合理的是
A.实验室制备
B.制取氨气
C.除去乙烷中的乙烯
D.实验室铁钉镀铜
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.与浓硫酸反应制取需要加热,该装置没有加热仪器,常温下二者不反应,无法制备,A错误;
B.加热氯化铵分解生成的和在试管口遇冷会重新化合生成,不能制得氨气,B错误;
C.乙烯会被酸性溶液氧化为,会向乙烷中引入新的气体杂质,无法达到除杂目的,C错误;
D.铁钉镀铜时,镀层金属铜片作阳极接电源正极,待镀铁钉作阴极接电源负极,电解液为硫酸铜溶液,该装置符合电镀要求,D正确;
因此答案选D。
5. 生活细微处,亦有化学回响。下列“生活小妙招”不合理的是
选项
目的
生活小妙招
A
用明矾净化自来水
明矾水解生成氢氧化铝胶体,能吸附水中悬浮的杂质
B
使次氯酸浓度增大
加“洁厕灵”增强“84消毒液”消毒效果
C
蚊虫叮咬涂抹肥皂水减轻瘙痒等症状
肥皂水显碱性,可以中和蚊虫叮咬时注入的酸性物质
D
用活性炭除去冰箱中的异味
活性炭具有疏松多孔的结构,因而有吸附性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.明矾中的水解生成胶体,胶体具有吸附性,可吸附水中悬浮杂质实现净水,A正确;
B.“84消毒液”有效成分为,洁厕灵主要成分为,二者混合会发生反应,生成有毒的,且无法增大浓度,该做法不合理,B错误;
C.蚊虫叮咬时会注入酸性物质,肥皂水显碱性,可发生酸碱中和反应减轻瘙痒症状,C正确;
D.活性炭具有疏松多孔的结构,吸附性强,可吸附冰箱中的异味,D正确;
因此答案选B。
6. 氯及其化合物部分转化关系如图所示,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①中足量与反应转移电子数目为
B. 溶液中含有离子数目为
C. 分子中含有中子数目为
D. 反应④生成标准状况下需要数目为
【答案】C
【解析】
【分析】铁和氯气反应生成氯化铁,氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠、氯化钠和水,氯气和氢气反应生成氯化氢,氯气和甲烷发生取代反应能生成一氯甲烷;
【详解】A.铁和氯气反应生成氯化铁,氯化合价由0变为-1,则足量与反应转移2mol电子,电子数目为2,A错误;
B.溶液中次氯酸根离子水解导致溶液中含有离子小于0.01mol,数目小于,B错误;
C.1分子中含有20个中子,分子中含有中子数目为,C正确;
D.甲烷和氯气发生一步取代生成一氯甲烷和HCl,反应④生成标准状况下(为0.1mol)则至少需要0.1mol,氯气分子数目不是,D错误;
故选C。
7. 苦水玫瑰是中国国家地理标志产品,可从中提取高品质的玫瑰精油。玫瑰精油成分之一的结构简式如图,下列说法错误的是
A. 该分子含1个手性碳原子 B. 该分子所有碳原子共平面
C. 该物质可发生消去反应 D. 该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.该分子含1个手性碳原子,如图所示 ,A项正确;
B.该分子中存在多个sp3杂化的碳原子,故该分子所在的碳原子不全部共平面,B项错误;
C.该物质含有醇羟基,且与羟基的β-碳原子上有氢原子,故该物质可以发生消去反应,C项正确;
D.该物质含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,D项正确;
故选B。
8. 在给定条件下,下列制备原理正确,过程涉及的物质转化均可实现的是
A. 工业制备硝酸:
B. 制镁工业:
C. 高纯硅制备:
D. 工业制银镜:
【答案】C
【解析】
【详解】A.工业制备硝酸采用氨气催化氧化法制备NO(),氮气放电条件成本极高,工业不采用该工艺,转化不能实现,A错误;
B.工业制镁有两处错误:①海水沉淀镁离子用廉价石灰乳,不用成本高的NaOH;②电解熔融氯化镁制镁,MgO熔点极高,电解MgO耗能过大,无法工业生产,转化不能实现,B错误;
C.粗硅与在高温下反应生成,再用还原得到高纯硅,转化可实现,C正确;
D.蔗糖是非还原糖,分子中无醛基,不能和银氨溶液发生银镜反应,最终无法得到Ag,转化不能实现,D错误;
故选C。
9. 亚氯酸钠是一种高效的漂白剂和氧化剂,一种制备亚氯酸钠的流程如图。下列说法错误的是
A. 若通过原电池反应实现①,正极的电极反应为:
B. 反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1
C. 反应②中的可用代替
D. 反应②温度不宜过高,否则会导致产率下降
【答案】C
【解析】
【分析】NaClO3、H2SO4、SO2发生反应①制得ClO2气体,ClO2和H2O2、NaOH发生氧化还原反应得NaClO2。
【详解】A.若通过原电池反应实现①,则在正极得到电子发生还原反应生成ClO2,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:,A正确;
B.在反应①中,NaClO3、H2SO4、SO2发生反应①制得ClO2气体,是氧化剂,SO2是还原剂,根据反应方程式:,氧化剂和还原剂的物质的量之比是2:1,B正确;
C.在反应②中作为还原剂,将还原为,是一种强氧化剂,不能代替作为还原剂,C错误;
D.反应②温度不宜过高,因为高温会导致分解,从而降低产率,D正确;
故选C。
10. 下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向某溶液中先滴加H2O2溶液,再滴加KSCN溶液
溶液变成血红色
原溶液中一定含有Fe2+
B
向H2S溶液中通入O2
溶液变浑浊
氧化性:O2>S
C
向等浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中分别滴加2滴酚酞溶液
前者红色更深
水解程度:NaHCO3>Na2CO3
D
取少量某溶液于试管中,向其中加入NaOH溶液,用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,观察试纸颜色变化
试纸不变蓝
原溶液中不含NH4+
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.原溶液中可能含铁离子,应先加KSCN、后加过氧化氢检验亚铁离子,故A错误;
B.H2S溶液中通入O2溶液变浑浊,发生氧化还原反应:2H2S+O2=2S↓+2H2O,则氧化性:O2>S,故B正确;
C.等浓度的 NaHCO3溶液和Na2CO3溶液,后者水解程度大,碱性强,水解程度NaHCO3<Na2CO3,故C错误;
D.检验溶液中是否含有NH4+时,滴加浓NaOH溶液,同时需要加热,再用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,观察试纸颜色变化,故D错误;
故答案为B。
11. 化合物C是合成治疗迟发性运动障碍药物的中间体,其合成路线如下,下列说法正确的是
A. A是苯酚的同系物
B. 1mol C最多与2mol NaOH反应
C. B与足量氢气发生反应后生成的物质中含有2个手性碳原子
D. B→C“经两步”反应分别是还原反应和取代反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.A中含有羟基、醛基,A不是苯酚的同系物,故A错误;
B.酚羟基、肽键都能与氢氧化钠反应,1mol C最多与3mol NaOH反应,故B错误;
C.B与足量氢气发生反应后生成的物质中含有3个手性碳原子(*标出),故C错误;
D.B→C“经两步”,反应分别是还原反应和取代反应,故D正确;
选D。
12. 某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是
A. 放电时负极质量减小
B. 储能过程中电能转变为化学能
C. 放电时右侧通过质子交换膜移向左侧
D. 充电总反应:
【答案】B
【解析】
【分析】该储能电池放电时,Pb为负极,失电子结合硫酸根离子生成PbSO4,则多孔碳电极为正极,正极上Fe3+得电子转化为Fe2+,充电时,多孔碳电极为阳极,Fe2+失电子生成Fe3+,PbSO4电极为阴极,PbSO4得电子生成Pb和硫酸。
【详解】A.放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上,负极质量增大,A错误;
B.储能过程中,该装置为电解池,将电能转化为化学能,B正确;
C.放电时,右侧为正极,电解质溶液中的阳离子向正极移动,左侧的H+通过质子交换膜移向右侧,C错误;
D.充电时,总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb++2Fe3+,D错误;
故答案选B。
13. 具有还原性,易水解。一种制备纯净的的装置示意图如下:
下列说法错误的是
A. 导气管a需接一个装有碱石灰的干燥管
B. 实验过程中应先通入,再开启管式炉加热
C. 若通入气体更换为,也可制备纯净的
D. 配制溶液需加盐酸和金属
【答案】C
【解析】
【分析】先通入,排净装置的空气,Sn与HCl在管式炉中发生反应制取,冷却剂用于冷凝,盛接器收集,据此解答。
【详解】A.已知易水解,则导气管a需接一个装有碱石灰的干燥管,防止水蒸气进入使得水解,同时可以吸收尾气,A正确;
B.具有还原性,应先通入,排除装置中的,防止被氧化,B正确;
C.若通入气体更换为,具有还原性,可能被氧化为更高价态,如,无法制备纯净的,C错误;
D.配制溶液时,加入盐酸,抑制水解,加入金属Sn,防止被氧化,D正确;
故选C。
14. 某含锶(Sr)废渣主要含有,还有少量、、等杂质,一种提取该废渣中锶的流程如下图所示。
下列说法不正确的是
A. “浸出液”中主要的金属离子有、
B. 盐浸环节存在沉淀的转化,说明相同条件下溶解度:
C. 由制备无水应在HCl的气流中加热
D. 在过饱和溶液中加入晶种可以促使晶体析出,结晶速度越慢越易得到大颗粒晶体
【答案】C
【解析】
【分析】含锶(Sr)废渣主要含有,还有少量、、等杂质, 加入稀盐酸酸浸,碳酸盐溶解进入浸出液,浸出渣1中含有SrSO4、SiO2,加入BaCl2溶液,发生沉淀转化,,得到溶液,经过系列操作得到晶体。
【详解】A.由分析知,酸浸时,、与稀盐酸反应生成CaCl2、MgCl2,进入浸出液;SrSO4、不溶于稀盐酸,留在浸出渣1中,故浸出液主要金属离子为、,A正确;
B.盐浸中与BaCl2发生反应,属于沉淀转化,原理是溶解度大的沉淀转化为溶解度小的沉淀,故溶解度:,B正确;
C.为强酸强碱盐,其结晶水合物加热时不会发生水解,直接失去结晶水即可得到无水,无需在HCl气流中加热,C错误;
D.过饱和溶液中加入晶种可提供结晶核心,促进晶体析出;结晶速度越慢,晶体生长时间越长,越易形成大颗粒晶体,D正确;
故答案选C。
15. 一种有机多孔电极材料电催化还原的装置如图1所示。控制其他条件相同,将一定量的通入该电催化装置中,b极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。
已知:法拉第效率(FE)表示为。
下列说法正确的是
A. b极电势高于a极电势
B. b极生成HCOOH的电极反应为
C. 控制电压为0.9 V,则
D. 控制电压为0.8 V,电解时阳极生成
【答案】C
【解析】
【分析】从图1可以看出,在a电极,被氧化为,a电极为阳极,与外接电源正极连接。则b电极为阴极,与外接电源负极连接。由此解题。
【详解】A.由分析可知a电极为阳极,与外接电源正极连接,b电极为阴极,与外接电源负极连接,则a电极电势高于b电极,A错误;
B.b电极为阴极,二氧化碳得到电子在酸性环境下发生还原反应生成HCOOH,电极反应式为,B错误;
C.控制电压为0.9 V,从图2读取各产物的物质的量:为0.2 mol,HCOOH为0.3 mol。生成HCOOH:,每生成0.3 molHCOOH转移0.6 mol电子,生成:,每生成0.2 mol转移2.4 mol电子,则总的电子的物质的量为0.6 mol+2.4 mol=3 mol;,C正确;
D.由图2可知,控制电压为0.8 V,电解时生成0.2 mol乙醇和0.2 mol氢气,电极反应为、,则转移电子的物质的量为0.2 mol×12+0.2 mol×2=2.8 mol。结合阳极反应方程式为可知,当反应转移2.8 mol电子时,阳极生成的物质的量为0.7 mol,D错误;
故答案选C。
二、解答题:共55分
16. 用化学知识回答下列问题。
(1)科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关,转化关系如图所示:(已知:为NO和混合物)
从物质分类的角度看,图中的物质属于酸性氧化物的有__________________(填化学式)。
(2)在溶液中加入溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,过一会又变为棕黄色,又变为棕黄色的原因是(用离子方程式解释)__________________________________________________。
(3)有一种橘红色的硫化锑()胶体,装入U型管,插入电极后通直流电,发现阳极附近橘红色加深,这叫_______现象,证明胶粒带_______电荷。
(4)和都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如下图:
①阴极上的反应式为______。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为,则消耗的和体积比为______。
【答案】(1)
、、
(2)
(3) ①.
电泳 ②.
负 (4) ①.
②.
【解析】
【小问1详解】
酸性氧化物的定义是能与碱反应生成盐和水的氧化物,且反应为非氧化还原反应。图中符合该定义的物质为(对应亚硫酸的酸酐)、(对应硫酸的酸酐)、(对应硝酸的酸酐);
【小问2详解】
溶液先变浅绿色是因为被还原为;之后溶液变回棕黄色,是因为溶液中原本存在的在酸性环境下(盐水解使溶液呈弱酸性)表现出强氧化性,将生成的重新氧化为,用离子方程式解释:;
【小问3详解】
通直流电时,胶体粒子在电场作用下向电极定向移动的现象称为电泳;
阳极附近橘红色加深,说明胶粒向阳极移动,因此胶粒带负电荷;
【小问4详解】
①阴极连接电源负极,发生还原反应;该装置的固体电解质传导,在阴极得到电子生成,同时释放出,配平得到电极反应式:;
②设生成为2 mol,为1 mol:生成烃类的反应物均为,根据C原子守恒,消耗的物质的量为;转化为时每个C失2e⁻,转化为时每个C失1e⁻,总失电子数为;阴极转化为,每个得2e⁻,根据得失电子守恒,消耗的物质的量为。 相同条件下气体体积比等于物质的量之比,因此和体积比为。
17. 利用油脂厂废弃的镍(Ni)催化剂(主要含有Ni、Al、Fe和吸附的有机物,还有少量NiO、、)制备七水合硫酸镍()的工艺流程如下,回答下列问题:
已知NiO属于碱性氧化物
(1)为加快“碱浸”的速率可采取的措施是______________________________(任写一条)。
(2)废镍催化剂“碱浸”前需要用无水乙醇或石油醚洗涤,其目的是______________________________。
(3)“滤液2”中主要含有的金属阳离子有____________(填离子符号)。
(4)“转化”中的作用是________________________(用离子方程式表示)。但实际用量约为理论用量的3倍,除了受热分解损耗外,还可能的原因是____________________________________。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式____________________________________________。
(6)煅烧()晶体时,剩余固体的质量分数随温度的变化曲线如图所示,则280℃时固体的化学式为____________。
【答案】(1)
适当升高温度(或搅拌、将废催化剂粉碎、适当增大NaOH溶液的浓度等)
(2)
洗去废镍催化剂表面吸附的有机物(或油脂)
(3)
、、
(4) ①.
②.
溶液中的金属离子(如等)催化了的分解
(5)
(6)
【解析】
【分析】废弃的镍(Ni)催化剂用氢氧化钠溶解Al和Al2O3,滤液1中含有四羟基合铝酸钠;滤饼加硫酸溶解得到镍、铁的盐溶液,加双氧水把Fe2+氧化为Fe3+,加氢氧化钠调节pH生成氢氧化铁沉淀除铁,所得滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得NiSO4·7H2O;
【小问1详解】
根据影响反应速率的因素,为加快“碱浸”的速率可采取的措施是粉碎废镍催化剂、适当提高温度、适当提高NaOH溶液浓度等;
【小问2详解】
油脂厂废弃的镍(Ni)催化剂上吸附着有机物,有机物能溶于有机溶剂,“碱浸”前需要用无水乙醇或石油醚洗涤,其目的是:洗去废镍催化剂表面吸附的有机物(或油脂);
【小问3详解】
滤饼加硫酸溶解得到镍、铁的盐溶液,则“滤液2”中主要含有的金属阳离子有Ni2+、Fe2+、Fe3+;
【小问4详解】
“转化”中的作用是使得亚铁离子被氧化为铁离子,便于后续除铁:;过氧化氢不稳定,受热易分解,且铁离子等会催化过氧化氢分解,实际用量约为理论用量的3倍,除了受热分解损耗外,还可能的原因溶液中的金属离子(如等)催化了的分解;
【小问5详解】
硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化生成NiOOH,反应中氯化合价由+1变为-1、镍化合价由+2变为+3,结合电子守恒,反应为:;
【小问6详解】
假设煅烧1mol,质量为263g,加热过程晶体会首先失去结晶水,280℃时固体质量为263g×58.9%=155g,失去263g-155g=108g,相当于失去水,此时恰好失去全部结晶水,得到固体化学式为:。
18. 我国有丰富的资源,2020年10月,中科院工程研究所公布了利用制备重要工业用碱()及盐()的闭路循环绿色工艺流程,某校化学兴趣小组根据该流程在实验室中进行实验。回答下列问题:
(1)用以下实验装置图进行流程中的“一次反应”:
①装置A中盛装浓氨水的仪器名称为_______________橡皮管a的作用是__________________________。
②装置B中加入的目的是______。
③装置B中发生反应的化学方程式是____________________________________。
④装置C中的试剂b是______。
(2)在“二次反应”中,生成溶解度比较小的复盐,分离该复盐与溶液的方法为________。
(3)①依据该流程的闭路循环绿色特点“一次反应”与“煅烧(350℃)的实验中均采用如图所示装置处理尾气,则烧杯中的X溶液最好选用______溶液。
②测定产品硫酸氢钠的纯度:称取12.5 g所得产品,配成1000 mL溶液,每次取出配制的溶液20 mL,用0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定,实验数据如下表:所得产品硫酸氢钠的纯度为_________(以百分数表示,保留三位有效数字)。
序号
1
2
3
标准溶液体积/mL
20.05
18.40
19.95
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. 平衡气压,使氨水能顺利滴下 ③. 防止溶液倒吸 ④. ⑤. 饱和 溶液
(2)过滤 (3) ①. ②.
【解析】
【分析】由实验装置可知“一次反应”中A装置是用浓氨水和碱石灰作用制备氨气,通入B装置中导管插入到CCl4溶液中可以防倒吸,装置D为实验制备CO2的装置,反应为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,装置C则是装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,用于除去CO2中的HCl,装置B为反应装置,反应方程式为:Na2SO4+2NH3+2H2O+2CO2=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4,然后过滤分离出硫酸铵溶液,进入“二次反应”室,硫酸铵溶液与过量的硫酸钠反应生成溶解度比较小的复盐Na2SO4⋅(NH4)2SO4⋅2H2O,然后对复盐进行煅烧,反应为:Na2SO4⋅(NH4)2SO4⋅2H2O 2NaHSO4+2NH3+2H2O,“一次反应”和“煅烧”均产生含有NH3的尾气,该流程的闭路循环绿色特点可知,应用硫酸钠溶液吸收,计算中多次测量求平均值时,应将明显误差的第二组数据舍去再进行计算。
【小问1详解】
①装置A中盛装浓氨水的仪器名称为分液漏斗;橡皮管a的作用是平衡气压,使氨水能顺利滴加;
②NH3和CO2不溶于CCl4,装置B中加入CCl4的目的是防止溶液倒吸;
③装置B中、二氧化碳、氨气反应生成碳酸氢钠沉淀、硫酸铵,即;
④装置C是装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,用于除去CO2中的HCl;
【小问2详解】
分离该复盐(沉淀)与溶液的操作是过滤;
【小问3详解】
①依据该流程的闭路循环绿色特点可知,使用Na2SO4溶液吸收尾气;
②舍去偏差较大的第2次数据,平均使用NaOH标准溶液20 mL,所得产品硫酸氢钠的纯度=×100%=96.0%。
19. 布洛芬除具有降温功效外,还有抑制肺部炎症的作用。一种转位重排法生产布洛芬的合成路线如下:
已知:
(1)A的化学名称为____________。
(2)B的结构简式为____________。
(3)G中官能团名称为____________。
(4)D→E的反应类型为____________。
(5)下列转化过程中存在邻二醇的重排。M的结构简式为____________;
(6)H→布洛芬的第一步反应的化学方程式为________________________________________________。
(7)布洛芬的同分异构体中,含苯环(不含其他环)且不同化学环境的氢原子个数比为的同分异构体的数目有__________种。
【答案】(1)甲苯 (2)
(3)碳氯键、醚键 (4)加成反应
(5) (6) (7)6
【解析】
【分析】已知A的分子式为,符合苯的同系物通式,依据C的结构简式可知因此A为芳香烃,是甲苯,A与丙烯反应生成B根据C的结构,苯环上有一个异丁基,所以B为异丁基苯。
【小问1详解】
根据分析A为甲苯;
【小问2详解】
B为异丁基苯所以其结构简式为;
【小问3详解】
观察G的结构式可判断出G中含有醚键和碳氯键;
【小问4详解】
D 是异丁醛,在稀 NaOH 中与甲醛反应生成 E,甲醛中双键断裂与D发生加成反应;
【小问5详解】
根据合成路线分析,M由与反应生成,还原酮羰基得到醇羟基,所以M的结构简式为;
【小问6详解】
H 在足量 NaOH 加热条件下,酯基水解,氯原子水解(生成醇),然后酸化得到布洛芬,第一步是碱性水解:;
【小问7详解】
布洛芬分子式,比例 12:2:2:1:1 意味着高度对称,明确符合条件的同分异构体包含两种取代基组合:①苯环连接两个异丙基和1个含2个氧的单基团(-COOH或-OOCH),共4种结构;②苯环连接两个异丙基、1个羟基和1个醛基,共2种结构,合计6种,满足条件的结构式:为。
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