摘要:
**基本信息**
高三开学化学试卷,通过元素推断、有机合成、工业流程等多样化情境,融合化学观念与科学探究,实现基础巩固与能力衔接。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|14/42|元素周期律、实验现象、有机结构|以短周期元素推断(题2)、实验现象分析(题3)考查物质结构与性质关系|
|实验题|1/14|1,2-二溴乙烷制备|通过装置作用分析、产率计算,体现科学探究与实践素养|
|简答题|1/14|反应热、化学平衡|结合盖斯定律(题16(2))、平衡常数计算(题16(3))考查科学思维|
|推断题|1/15|有机合成|以兰地洛尔合成(题17)考查官能团转化与同分异构体|
|工艺流程题|1/15|镍矿提取|通过氧压氨浸、还原步骤分析,体现化学与工业生产联系|
内容正文:
2027届高三8月考试
化学
一、单选题(共14小题,共42分)
1.(3分)只用一种试剂,将Na2SO4、CO3、AlCl3、KNO3四种物质的溶液区分开,这种试剂是 ( )
A.NaOH溶液 B.AgNO3溶液
C.H2SO4溶液 D.Ba(OH)2溶液
2.(3分)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y的原子序数等于W与X的原子序数之和,Z的最外层电子数为K层的一半,W与X可形成原子个数比为2∶1的18e-分子。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子半径:Z>X>Y
B.W与Y能形成含有非极性键的化合物
C.X和Y的最简单氢化物的沸点:X>Y
D.由W、X、Y三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性
3.(3分)化学实验充满着五颜六色的变化。下列描述错误的是 ( )
A.溶液褪色
B.产生红色沉淀
C.溶液呈紫色
D.试纸变为蓝色
A.选项A B.选项B C.选项C D.选项D
4.(3分)从柑橘中可提炼得1,8-萜二烯()。下列有关它的说法中正确的是( )
A.该物质的分子式为C10H14
B.该物质属于烃,难溶于水,可用某些有机溶剂提取1,8-萜二烯
C.该物质与酸性高锰酸钾溶液、氧气、溴水等均可发生加成反应
D.该物质的一种同分异构体的结构中可能含有苯环
5.(3分)化学知识在生产、生活中应用广泛。下列反应方程式错误的是( )
A.氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃:4HF+SiO2SiF4↑+2H2O
B.侯氏制碱法的主要反应:NH3+NaCl+CO2+H2ONH4Cl+NaHCO3↓
C.酸性高锰酸钾溶液测定空气中的SO2含量:5SO2+2Mn+2H2O5S+2Mn2++4H+
D.醋酸除去水垢中的CaCO3:2H++CaCO3Ca2++CO2↑+H2O
6.(3分)元素a~h为短周期主族元素,其原子半径与核电荷数的关系如图所示。下列说法正确的是
A.b和g同族 B.电负性:c>g
C.第一电离能:f>e>d D.最简单氢化物的沸点:h>a
7.(3分)将8.34 g FeSO4·7H2O样品隔绝空气加热,升温过程中固体的质量变化如图。下列说法正确的是( )
A.FeSO4·7H2O晶体中有4种不同结合力的水分子 B.在100 ℃时,M的化学式为FeSO4·6H2O
C.在200 ℃时,N的化学式为FeSO4·3H2O D.380 ℃的P加热至650 ℃的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑
8.(3分)如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图,下列有关说法不正确的是( )
A.装置中出口①处的物质是氯气,出口②处的物质是氢气
B.该离子交换膜只能让阳离子通过,不能让阴离子通过
C.装置中发生反应的离子方程式为Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
D.该装置是将电能转化为化学能
9.(3分)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.P为非极性分子,Q为极性分子
B.第一电离能:B<C<N
C.1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等
D. P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化
10.(3分)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为2LiH+C+N2Li2CN2+H2,晶胞如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.合成反应中,还原剂是LiH和C
B.晶胞中含有的Li+个数为4
C.每个周围与它最近且距离相等的Li+有8个
D.为V型结构
11.(3分)常温下Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20 mL 0.10 mol·L-1 NaOH溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.水的电离程度:M<N
B.M点:2c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
C.当V(HCOOH)=10 mL时,c(OH-)=c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-)
D.N点:c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)>c(HCOOH)
12.(3分)某化学课外活动小组为探究溶液与溶液反应的产物,设计了如下实验,并得到相应的实验现象如表所示:
已知FeS和均黑色沉淀。下列说法错误的是( )
A.实验①和实验②中均不生成沉淀 B.实验①和实验②中黑色沉淀成分不同,气体成分相同
C.实验②中,黑色沉淀溶解时溶液的pH增大 D.由实验可知,溶液与溶液的反应产物与溶液酸碱性有关
13.(3分)常温下,将1.00mol/LNaOH溶液加入(二元弱酸)中,随NaOH溶液的不断加入,含A的相关微粒的物质的量浓度及pH变化如图所示,下列说法正确的是
A.该溶液中的数量级为
B.时,
C.调pH至12的过程中,水的电离程度先减小后增大
D.时,
14.(3分)我国科学家以乙腈为反应溶剂,在可见光下用催化芳香醚制得苯酚,其反应原理如图所示。
下列说法错误的是
A.过程②中铜元素的化合价升高
B.过程中发生了消去反应和水解反应
C.总反应方程式为
D.若以为原料,反应⑧的产物可得到
二、实验题(共1小题,共14分)
15.(14分)1,2-二溴乙烷的制备原理是;某课题小组用如图所示的装置制备1,2-二溴乙烷(加热和夹持装置省略)。
回答下列问题:
(1) 仪器F与分液漏斗比较,优点是 ;装置C的作用是 。
(2)加热三颈烧瓶前,先将C与D连接处断开,再将三颈烧瓶在陶土网上加热,待温度升到约时,连接C与D,并迅速将A反应温度升温到,从F中慢慢滴加乙醇-浓硫酸混合液,保持乙烯气体均匀地通入装有4.00mL液溴()和3ml水的D试管,直至反应结束。(1,2-二溴乙烷的相对分子质量为188)。判断反应结束的现象是 。
(3) 将粗产品通过以下操作提纯得到1,2-二溴乙烷。
a.水洗涤 b.氢氧化钠溶液洗涤 c.水洗涤 d.用无水氯化钙干燥 e.过滤 f.蒸馏收集馏分,最后得到7.05g产品(1,2-二溴乙烷)
① 第二次水洗涤的目的是 。
② 为更好的控制蒸馏时的温度,蒸馏操作时,温度计水银球应位于 。(填序号)
A.蒸馏烧瓶混合液中 B.蒸馏烧瓶支管口
(4) 1,2-二溴乙烷沸点高于乙烷的原因是 。
(5) 依据实验数据计算该实验的产率为 %。
三、简答题(共1小题,共14分)
16.(14分)环氧乙烷(C2H4O)具有杀菌、环氧化、羟乙基化等特性,在化工、医药、食品、纺织等多个领域具有广泛应用。
(1) 以乙烯为原料生产环氧乙烷,过去主要使用的是氯代乙醇法,其原理为:C2H4(g) + Cl2 + Ca(OH)2→ C2H4O + CaCl2 + H2O。这种生产工艺的原子利用率为 (结果保留三位有效数字)。
已知:原子利用率 =(期望产物的总质量÷生成物的总质量)×100%
(2) 现代工业常利用氧化乙烯制备环氧乙烷。发生的主要反应有:
I.2C2H4(g) + O2(g)2C2H4O(g) ΔH1= -210 kJ·mol−1
Ⅱ.C2H4(g) +3O2(g)2CO2(g) + 2H2O(g) ΔH2= -1239 kJ·mol−1
利用盖斯定律可以间接计算化学反应的反应热,根据下图所示的循环过程,
ΔH4 =___________________________________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
(3)反应I的正、逆反应速率可分别表示为=(C2H4)·p(O2)、=(C2H4O)(、分别为正、逆反应的速率常数,p为物质的分压,单位为kPa)。T℃时,。T ℃时,反应I的分压平衡常数Kp= (kPa)-1;仅升高温度, ,Kp (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4) 以Ag为催化剂合成C2H4O的反应机理如下:
Ⅲ:Ag(s) + O2(g) → Ag+(s) 慢
Ⅳ:C2H4(g) + Ag+(s)→C2H4O(g) + Ag+O-(s) 快
Ⅴ:C2H4(g) + 6Ag+O-(s) → 2CO2(g) + 6Ag(s) + 2H2O(g) 快
① 结合反应机理,能够提高主反应速率的措施有 (填标号)。
A.恒容条件下,通入惰性气体 B.适当升高温度
C.减小压强 D.增大O2浓度
② 加入1,2-二氯乙烷会发生反应:2Cl(g) + 2 Ag+O-(s) → 2AgCl(s) + O2(g)。一定条件下,反应一定时间后,C2H4O产率及选择性与1,2-二氯乙烷浓度关系如图。
1,2-二氯乙烷浓度增大使C2H4O产率先升高后降低的原因为 。
四、推断题(共1小题,共15分)
17.(15分)兰地洛尔(化合物J)能改善快速性心律失常,具有高选择性,可应用于医学临床手术。J的一条合成路线如下(略去部分条件和试剂):
已知:
①BPO为过氧化物,NBS为溴化试剂;
②
回答以下问题:
(1) A的名称为 。
(2) 合成路线中设计A→B这一步的目的是 。
(3) D→E中,第一步反应的化学方程式为 。
(4) G中所含有的官能团是羟基和 、 。
(5) 物质J的高选择性与其结构相关,其所含手性碳数目为 个。
(6) F的同分异构体同时满足下列条件的有 种。
①含有酚羟基;②含有酯基;③苯环上只有2个取代基
(7) 制备化合物I,分为两步:
写出M和I的结构简式 、 。
五、工艺流程题(共1小题,共15分)
18.(15分)某工厂利用镍矿(主要成分为NiS,含少量Fe2O3和CuS)制备超细镍粉,物质转化流程如下(部分反应条件已略去):
已知:①滤液1中镍以[Ni(NH3)6]2+形式存在,硫以S和少量S2形式存在;
②“部分蒸氨”时c(NH3)减小,[Ni(NH3)6]2+转化为[Ni(NH3)x]2+,x=1~5。
回答下列问题:
(1)依据核外电子排布,Ni元素位于周期表 区。
(2)“氧压氨浸”时,加压的目的是 ,NiS转化为[Ni(NH3)6]SO4的化学方程式为 。
(3)滤液1中铜的主要存在形式为 (填离子符号)。气体a为 (填化学式)。
(4)“转化”步骤通入足量氧气充分氧化滤液2中剩余的S2,该步骤无沉淀产生,则理论上每转化1molS2消耗O2的物质的量为 mol。
(5)滤液3浓缩结晶得到的 (填化学式)可用于生成化肥。
(6)近似条件下,不同[Ni(NH3)x]SO4溶液中二价镍[Ni(Ⅱ)]浓度随“还原”步骤时间的变化如图。为提高Ni(Ⅱ)的还原速率和转化率,x应选择 (填“2”或“≥3”)。已知酸性条件不利于“还原”步骤,解释[Ni(NH3)]2+还原程度较低而[Ni(NH3)2]2+还原程度较高的原因: (结合离子方程式作答)。
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2027届高三8月考试
化学
一、单选题
1.D【解析】NaOH溶液与AlCl3反应生成白色沉淀,过量时溶解,与(NH4)2CO3加热会释放NH3,Na2SO4和KNO3与NaOH均不反应,均无现象,无法区分,A错误;AgNO3溶液与Na2SO4生成微溶Ag2SO4,与(NH4)2CO3生成Ag2CO3沉淀,与AlCl3生成AgCl沉淀,与KNO3不反应无现象,但三种沉淀均为白色,无法区分,B错误;H2SO4溶液仅与(NH4)2CO3反应产生CO2气体,其余三者无现象,无法区分,C错误;Ba(OH)2溶液与Na2SO4生成BaSO4白色沉淀(不溶解),与(NH4)2CO3生成BaCO3白色沉淀并释放NH3气体,与AlCl3先生成Al(OH)3沉淀,过量时溶解,与KNO3不反应无现象,现象不同,可区分,D正确。
2.B【解析】由题意分析可知,W为H,X为N,Y为O,Z为Na。离子的电子层数相同时,原子序数越小,半径越大,即离子半径大小为N3->O2->Na+,即简单离子半径:X>Y>Z,故A错误;W为H,Y为O,能形成H2O2,含有极性共价键和非极性共价键,故B正确;X的最简单氢化物为氨气,Y的最简单氢化物为水,水的沸点高于氨气,即最简单氢化物的沸点:Y>X,故C错误;由W、X、Y三种元素形成的化合物有硝酸、硝酸铵、一水合氨等,硝酸、硝酸铵溶液显酸性,氨水显碱性,故D错误。
3.B【解析】乙烯中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;KOH溶液与CuSO4溶液发生复分解反应,生成Cu(OH)2蓝色沉淀,B错误;苯酚与FeCl3溶液发生显色反应,溶液呈紫色,C正确;浓氨水挥发出的氨气遇到湿润的红色石蕊试纸,发生反应:NH3+H2ONH3·H2O+OH-,试纸变为蓝色,D正确。
4.B【解析】根据结构简式可确定该物质的分子式为C10H16,A错误;该物质中只含C、H元素,所以属于烃,难溶于水,易溶于有机溶剂,因此可用某些有机溶剂提取1,8-萜二烯,B正确;该物质中含有碳碳双键,所以能与酸性高锰酸钾溶液、氧气发生氧化反应,C错误;该物质的不饱和度是3,苯的不饱和度是4,所以该物质的同分异构体的结构中不可能含有苯环,D错误。
5.D【解析】侯氏制碱法的主要工艺流程:向饱和食盐水中先通NH3至饱和再通CO2至饱和,生成溶解度较小的NaHCO3沉淀,同时得到NH4Cl,B正确;酸性条件下Mn将SO2氧化为S,自身被还原为Mn2+,C正确;醋酸为弱酸,书写离子方程式时不能拆分,正确离子方程式为CaCO3+2CH3COOHCa2++2CH3COO-+H2O+CO2↑,D错误。
6.B【解析】a、b、c为第二周期主族元素,d→h为第三周期主族元素,d是第三周期原子半径最大的Na,则a为N,b为O,c为F,d为Na,e为Mg,f为Al,g为Si,h为P。b为O,ⅥA族,g为Si,ⅣA族,二者不同族,A错误;同周期从左到右,元素的电负性增大、同主族从上到下,元素的电负性减小,电负性F>Si,即c>g,B正确;同周期从左到右,元素的电离能呈增大趋势,Mg的3s轨道为全充满稳定结构,第一电离能Mg>Al,故第一电离能顺序为Mg>Al>Na,即e>f>d,C错误;分子间存在氢键,分子间不存在氢键,则沸点a(NH3)>h(PH3),D错误。故选B。
7.D【解析】从图中可以看出,FeSO4·7H2O晶体受热后发生4次分解反应,通常情况下,晶体先分多次失去结晶水,然后所得无水盐再分解。FeSO4·7H2O晶体中,水分子的结合力都是相同的,A不正确;n(FeSO4·7H2O)==0.03 mol,则100 ℃时,M的摩尔质量为=224 g·mol-1,化学式为FeSO4·4H2O,B不正确;在200 ℃时,N的摩尔质量为=170 g·mol-1,化学式为FeSO4·H2O,C不正确;380 ℃的P加热至650 ℃时,产物Q中n(Fe)∶n(O)=0.03 mol∶=2∶3,即产物为Fe2O3,所以反应的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑,D正确。
8.C【解析】由图看出①处为电解池阳极Cl-发生氧化反应产生氯气,②处为电解池阴极H+发生还原反应产生氢气,A对;该离子交换膜为阳离子交换膜,只能让阳离子通过,不能让阴离子通过,能防止氯气与碱反应,且在阴极区得到浓度较高的烧碱溶液,B对;电解饱和食盐水有烧碱生成且H2O应写化学式,2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,C错;电解装置是将电能转化为化学能的装置,D对。
9.A【解析】由题给分子结构图,P和Q分子都满足对称,正、负电中心均重合,都是非极性分子,A错误;同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由小到大的顺序为B<C<N,故B正确;P的分子式为C24H12,Q的分子式为B12N12H12,P、Q分子都含156个电子,1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等,C正确;P和Q分子中C、B和N均与其他三个原子成键,P和Q分子呈平面结构,故P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化,D正确。
10.D【解析】反应2LiH+C+N2Li2CN2+H2中,LiH中H元素由-1价升高到0价,C元素由0价升高到+4价,N元素由0价降低到-3价,还原剂是LiH和C,A正确;Li+位于晶胞中的面上,晶胞中含有的Li+个数为8×=4,B正确;以位于体心的为标准,与它最近且距离相等的Li+有8个,C正确;的中心原子C原子的价层电子对数为2+×(4+2-3×2)=2,C原子为sp杂化,或与CO2互为等电子体,可知为直线型分子,D错误。
11.D【解析】向20 mL 0.10 mol·L-1NaOH溶液中滴入相同浓度的HCOOH溶液,Na+、OH-逐渐下降,HCOO-浓度上升,当V(HCOOH)=20 mL时,c(Na+)=0.05 mol·L-1,由图可知,经过M点在下降的曲线表示的是OH-浓度变化的曲线,经过M点、N点的上升曲线表示的是HCOO-浓度变化的曲线。M点时,V(HCOOH)=10 mL,溶液中的溶质为等物质的量的NaOH和HCOONa,NaOH抑制水的电离,N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,只存在HCOONa水解,水的电离程度最大,故A正确;M点时,V(HCOOH)=10 mL,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-),又因M点c(HCOO-)=c(OH-),联立可得2c(OH-)=c(Na+)+c(H+),根据元素守恒有c(Na+)=2c(HCOO-)+2c(HCOOH),联立电荷守恒可得c(OH-)=c(H+)+2c(HCOOH)+c(HCOO-),故C正确;N点是HCOONa溶液,甲酸根离子发生水解,因此c(Na+)>c(HCOO-)、c(OH-)>c(H+),由图中N点可知,c(HCOO-)≈0.05 mol·L-1,根据Ka(HCOOH)==1.8×10-4,可知c(HCOOH)>c(H+),故D错误。
12.C【解析】A.氢氧化铁沉淀为红褐色,根据现象实验①和实验②中均不生成沉淀,故A正确;
B.向溶液中滴加溶液,发生反应:,由于溶液呈酸性,,生成气体为硫化氢,硫化钠过量时还发生反应,生成FeS黑色沉淀,实验①的沉淀是FeS;
向溶液中滴加溶液,开始S2-过量,发生反应,生成黑色沉淀,氯化铁过量溶液显酸性,+6H+=2Fe3++3H2S,使得黑色沉淀溶解,同时发生氧化还原反应,生成硫单质沉淀,反应使得溶液酸性增强,实验②中黑色沉淀是,气体都是H2S,故B正确;
C.实验②中,黑色沉淀溶解时,发生反应,使得溶液pH减小,故C错误;
D.溶液水解显酸性、溶液水解显碱性;由实验可知,溶液与溶液的反应产物与溶液酸碱性有关,故D正确;
选C。
13.D【解析】由图像可知,溶液加NaOH溶液前pH在2与3之间,则数量级为10-3,A错误;二元弱酸溶液中,随NaOH溶液的加入,逐渐减小,先增大后减小,逐渐增大,进而可判断各曲线所表示的微粒。时,,溶液中存在电荷守恒,此时溶液呈碱性,则,即存在,因,故,B错误;向溶液中加入NaOH溶液调pH至12的过程中,先生成易水解的盐,促进了水的电离,NaOH过量后抑制水电离,故水的电离程度先增大后减小,C错误;由图像可知,当时,,;时,,。,时,,则,故D正确。故选D。
14.A【解析】甲整体带1个单位负电荷,含1个n+、3个,为中性,则化合价为;乙整体带1个单位负电荷,含1个n+、2个,为中性,则化合价为。过程②是甲转化为乙,化合价从降低为,A错误;过程⑦中,脱去1分子生成,形成碳氧双键,属于消去反应;过程⑧是甲酸苯酚酯在酸性条件下水解生成苯酚和甲酸,属于水解反应,B正确;由循环图可知,反应物是和,产物是和H,催化剂是、,条件为可见光、CH3CN,总反应方程式为
,C正确;参与反应后,最终进入甲酸苯酚酯的羰基中,酯水解时断键不影响羰基的氧,故产物甲酸为,D正确。故选A。
二、实验题
15.
(1) 平衡气压,使液体顺利滴下;吸收反应产生的SO2、CO2等酸性气体
(2) D中试管内混合溶液变成无色
(3) ① 洗去过量的NaOH和生成的NaBr等钠盐
② B
(4) 二者结构相似,1,2-二溴乙烷相对分子质量大,分子间作用力大
(5) 50
三、简答题
16.
(1) 25.4%
(2)-ΔH1+ΔH2+ΔH3
(3) 4;增大;减小
(4) BD 浓度低时,增大1,2—二氯乙烷的浓度,会提高氧气浓度,加快慢反应(反应Ⅲ)的速率,降低 Ag+O-浓度,抑制副反应(反应Ⅴ),增加主反应(反应Ⅳ或环氧乙烷) 浓度较高时会使催化剂的量减少,降低催化效果,或生成的 AgCl 覆盖在 Ag表面,降低催化效果。选择性浓度较高时会使催化剂的量减少,降低催化效果,或生成的 AgCl 覆盖在 Ag表面,降低催化效果。
【解析】(1)原子利用率,反应物总摩尔质量,产物环氧乙烷摩尔质量为,原子利用率为;
(2)根据盖斯定律得,,则;
(3)平衡时,即,;升高温度,正逆反应速率都增大,速率常数增大;反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,故减小;
(4)①总反应速率由慢反应决定,恒容通入惰性气体,反应物浓度不变,反应速率不变,A错误;适当升高温度,反应速率加快,B正确;减小压强,反应速率减慢,C错误;增大浓度,加快决速步反应速率,D正确。故选BD;
② 浓度低时,增大1,2—二氯乙烷的浓度,氧气浓度增大,加快慢反应(反应Ⅲ)的速率,降低 Ag+O-浓度,抑制副反应(反应Ⅴ),增加主反应(反应Ⅳ或环氧乙烷) 浓度较高时会使催化剂的量减少,降低催化效果,或生成的 AgCl 覆盖在 Ag表面,降低催化效果。
四、推断题
17.
(1) 对甲基苯酚或4-甲基苯酚
(2) 保护酚羟基
(3)
(4) 酯基;醚键
(5) 2
(6) 18
(7) ;
【解析】A()与、CH3COOH发生取代反应生成B,由C的结构简式式可知,B为,B发生取代反应生成C,C与在一定条件下发生取代反应生成D(),D依次发生酯基水解反应、酸化生成E(),E在加热条件下脱去CO2生成F(),F与发生取代反应生成G(),G与发生取代反应生成H() ,H与I反应生成J,由J的结构简式
可知,I的结构为。
(1) A的名称为对甲基苯酚或4-甲基苯酚;
(2) 酚羟基易被氧化,设计A→B这一步的目的是保护酚羟基,防止酚羟基在B转化成C的过程被氧化;
(3) D→E中,第一步反应是酯基发生水解反应,化学方程式为;
(4)由G的结构可知,其官能团有羟基、酯基、醚键;
(5) 手性碳原子是指与四个不同原子或基团的碳原子相连接的碳原子,如图2个标有*的碳原子为手性碳,
;
(6)满足条件的F的同分异构体结构中,含有酯基的一个取代基结构有、、、、、,有6种,与酚羟基的位置可以是邻、间、对,3种,共有种;
(7) 与M反应生成,结合M的分子式可知M为,与发生取代反应生成。
五、工艺流程题
18.
(1)d
(2)增大氧气的溶解度(或浓度),加快反应速率 NiS+2O2+6NH3·H2O[Ni(NH3)6]SO4+6H2O (3)[Cu(NH3)4]2+ NH3
(4)2
(5)(NH4)2SO4
(6)2 [Ni(NH3)]2+被还原时发生反应:[Ni(NH3)]2++H2Ni+N+H+,溶液呈酸性,不利于“还原”步骤;而[Ni(NH3)2]2+被还原时发生反应:[Ni(NH3)2]2++H2Ni+2N,不会生成游离的H+,因此还原程度较高
【解析】镍矿的主要成分为NiS,含少量Fe2O3和CuS,在“氧压氨浸”操作中通入空气、加入氨水,生成[Ni(NH3)6]2+、[Cu(NH3)4]2+,浸渣为Fe2O3;“部分蒸氨沉铜”时逸出的气体为NH3,c(NH3)减小,[Ni(NH3)6]2+转化为[Ni(NH3)x]2+,[Cu(NH3)4]2+转化为CuS沉淀;向滤液2中通入足量O2,将滤液2中剩余的S2充分氧化为S,最后通过H2还原得到Ni粉,滤液3中的主要成分为硫酸铵。
(2)加压可增大氧气的溶解度,提高O2浓度,加快浸出速率,提升镍的浸出率;NiS与氧气、氨水反应生成[Ni(NH3)6]SO4,根据得失电子守恒、原子守恒可知配平的化学方程式为NiS+2O2+6NH3·H2O[Ni(NH3)6]SO4+6H2O。
(3)氨浸过程中,铜离子与氨水形成稳定的[Cu(NH3)4]2+;“部分蒸氨沉铜”时,溶液中挥发出来的气体a是氨气,蒸发氨气会导致溶液中c(NH3)减小,促使络合物解离进而使铜沉淀。
(4)“转化”步骤中S2被氧化为S,S2中S的平均化合价为+2价,S中S的化合价为+6价,1molS2反应总共失去2×(6-2)mol=8mol电子,1molO2反应得到4 mol电子,根据得失电子守恒,消耗O2的物质的量为2 mol。
(5)在“还原”步骤中,[Ni(NH3)x]SO4被H2还原生成Ni粉,溶液中主要留下的阳离子是生成的N,阴离子是一直未参与后续反应的S,因此滤液3浓缩结晶得到的副产品是(NH4)2SO4,硫酸铵是常用氮肥,可作化肥。
(6)分析题给图像可知,当x=2时,Ni(Ⅱ)浓度随时间下降最快,且最终能降至0(完全转化);而x=1时反应提前停滞(转化率低);x≥3时反应速率过慢,因此为提高Ni(Ⅱ)的还原速率和转化率,x应选2。当x=1时,发生反应:[Ni(NH3)]2++H2Ni+N+H+,游离的H+会使溶液呈酸性,而题目已知“酸性条件不利于还原”,因此反应受到抑制,转化率低;当x=2时,发生反应:[Ni(NH3)2]2++H2Ni+2N,体系不会生成游离的H+,反应能顺利进行到底。
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