内容正文:
集美中学2025-2026学年第二学期高二年级期中质量检测
化 学 试 题
本卷可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Fe-56 Cl-35.5
一、单选题(共12小题,每题4分,共48分)
1. 化学与生产、生活、环境等密切相关。下列有关说法正确的是
A. 海洋深处贮存的可燃冰()中与存在分子间氢键
B. T-碳是中科院预言的一种三维碳结构晶体,其与互为同素异形体
C. 口罩的主要材料聚丙烯的结构简式为
D. 大力开发利用化石能源有利于实现“碳中和”
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 醛基的电子式 B. 乙醇的球棍模型
C. 的系统命名为:3-甲基-4-氯戊烷 D. 二氯乙烷的实验式为
3. 阻燃剂FR是由W、X、Y、Z、T五种短周期主族元素组成,原子序数依次增大,X、Y、Z属于同一周期,Y、T属于同一主族,分子结构如图。下列说法正确的是
A. X为sp杂化 B. 第一电离能:
C. 沸点: D. 最高价含氧酸酸性:
4. 根据物质结构知识,下列说法错误的是
A. 分子极性: B. 第四电离能:
C. 酸性:> D. 沸点:>
5. 气相条件下,立方烷能自发地发生热重排反应生成一系列化合物,已知物质g中碳碳键有两种不同的键长。下列说法中错误的是
A. 化合物中碳原子均存在2种杂化方式
B. 化合物e具有4个手性碳原子
C. 化合物f的核磁共振氢谱有4组峰
D. 化合物d和g均不能使酸性溶液褪色
6. 观察下列模型,判断下列说法错误的是
金刚石
碳化硅
石墨烯
气态团簇分子
A. 原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为
B. 石墨烯中碳原子和六元环个数比为
C. 石墨烯中含有π键,金刚石中没有π键
D. 气态团簇分子的分子式为或
7. 丙烯与发生离子型加成反应,生成物中有1-溴丙烷()和2-溴丙烷()。
已知:①反应机理:i)
ii)或
iii)分别与结合
②相对能量大小:
下列叙述正确的是
A. 丙烯存在顺反异构体
B. 与互为同分异构体,两者沸点相同
C. 分子中含一个手性碳原子
D. 产物中的含量比高
8. 天然小分子白皮杉醇在胃癌治疗中有重要应用价值。其结构如图所示,下列有关白皮杉醇的说法正确的是
A. 白皮杉醇的分子式为 B. 苯环上氢原子的一氯代物有4种
C. 该分子不存在顺反异构体 D. 该分子中的所有碳原子可能共平面
9. 实验室用如下装置制备溴苯并进行相关问题探究,下列相关实验操作或叙述正确的是
A. 制备过程中可将液溴换为溴水,从而减少溴的挥发
B. 移除装置乙也可检验出反应过程中有生成
C. 甲装置中三颈烧瓶内的苯和溴苯混合物可以通过分液分离
D. 根据丙装置实验现象可以判断制备反应是加成反应还是取代反应
10. 结构决定性质是化学学科的核心观念。下列解释错误的是
选项
事实
解释
A
键角:
N的电负性比P的大,的成键电子对更偏向N,成键电子对间排斥力更大,键角更大
B
离子化合物常温下为液态
阴、阳离子半径大,所带电荷数少,形成的离子键弱,晶格能小,熔点低
C
沸点:
后者形成了分子内氢键,使其沸点低于前者
D
烯烃中溶入冠醚时,水溶液与烯烃反应的氧化效果明显增强
冠醚能氧化烯烃
A. A B. B C. C D. D
11. 已知呈粉红色,呈蓝色,为无色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡:,用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
以下结论和解释正确的是
A. 等物质的量的和中σ键数之比为3:2
B. 由实验①可推知△H<0
C. 实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
D. 由实验③可知配离子的稳定性:
12. “肼合成酶”以其中的配合物为催化中心,可将与转化为肼(),其反应历程如下所示。
下列说法错误的是
A. 、和均为极性分子
B. 反应涉及、键断裂和键生成
C. 催化中心的被氧化为,后又被还原为
D. 将替换为,反应可得
二、填空题(共4题,52分)
13. 回答下列有关问题:
(1)基态N原子的价层电子排布式为___________,N位于元素周期表的___________区。
(2)基态O原子的核外有___________个未成对电子,占据最高能级的原子轨道的形状是___________形。
(3)电负性:N___________O,第一电离能:N___________O(填“<”或“>”)。
(4)绿矾()是常用的工业原料,其结构示意图如图。
的空间结构为___________。绿矾晶体中的配位数为___________,该晶体中不存在的化学键为___________(填字母)。
A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.氢键 E.金属键
(5)组氨酸()的咪唑基能与形成配合物,促进铁的吸收,可用于防治贫血。
①羧基中C-O和C=O之间的键角___________(填“大于”或“小于”)氨基中N-H之间的键角,原因为___________。
②已知苯环中的大键可用表示,则组氨酸中咪唑基(圈中的部分)的大键为___________。
14. 镍、铬、铜及其化合物在工业上有广泛的应用,从电镀污泥[含有、、、和等]中回收制备和其它金属及其化合物的工艺流程如图所示。
已知:“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理如下:。
回答下列问题:
(1)与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有___________(填元素符号)。
(2)已知NiO与MgO的晶体结构相同,其中和的离子半径分别为66pm和69pm。则熔点:NiO___________MgO(填“>”“<”或“=”),理由是___________。
(3)滤渣1的主要成分为___________(填化学式)。
(4)电解之后加入碳酸钠调节pH的目的是___________。
(5)反萃取剂A为___________。
(6)“反萃取”得到的溶液,在碱性条件下可被NaClO氧化生成NiOOH沉淀,该反应的离子方程式为___________。
(7)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系:
温度
低于30.8℃
30.8℃~53.8℃
53.8℃~280℃
高于280℃
晶体形态
多种结晶水合物
由溶液获得晶体的操作依次是蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥。
(8)铁能形成多种氧化物,其中一种氧化物的晶胞结构如图所示:
①与铁紧邻且等距离的铁微粒数目为___________,该氧化物的化学式为___________。
②设表示阿伏加德罗常数的值,若该晶胞的参数为anm,则该晶体的密度为___________(用含a、的代数式表示)。
15. 某化学小组的同学利用电石(含和少量CaS)在实验室制备乙炔并探究乙炔的性质。已知:块状的电石不溶于50%酒精。
(1)制备乙炔:该小组同学准备了如下气体发生装置(夹持装置省略)
①乙装置中仪器a的名称为_______。甲装置中用饱和食盐水替代水的目的是_______。
②常用净化乙炔,除去的杂质是_______(填化学式),发生反应的离子方程式是_______。
(2)丙烯腈是合成纤维、合成橡胶和合成树脂的重要单体。时,用下图所示装置(含试剂和催化剂)制备丙烯腈。
①HCN的电子式:_______。
②写出仪器A发生的化学方程式:_______。
③HCN属于弱酸,但其酸性明显大于乙炔,其原因是_______。
④装置B中应盛放的溶液_______(填选项)。
A.高锰酸钾溶液 B.NaOH溶液 C.饱和食盐水 D.盐酸
16. Ⅰ.回答下列问题:
(1)对进行系统命名:_______。
(2)将有机物的结构简式改写为键线式:_______。
(3)分子式为的同分异构体共有_______(不考虑立体异构)。
A. 6种 B. 7种 C. 8种 D. 9种
Ⅱ、有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品,其沸点为148℃。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化,蒸馏装置如图所示
(4)图中虚线框内应选用右侧的仪器_______(填“x”或“y”)。
步骤二:确定M的实验式和分子式
(5)利用李比希法测得4.4g有机物M完全燃烧后产生和。已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的分子式为_______。
步骤三:确定M的结构简式
(6)M核磁共振氢谱如图1所示,图中峰面积之比为1:3:1:3;M红外光谱如图2所示。
M中官能团的名称为_______。
(7)M的结构简式为_______。
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集美中学2025-2026学年第二学期高二年级期中质量检测
化 学 试 题
本卷可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Fe-56 Cl-35.5
一、单选题(共12小题,每题4分,共48分)
1. 化学与生产、生活、环境等密切相关。下列有关说法正确的是
A. 海洋深处贮存的可燃冰()中与存在分子间氢键
B. T-碳是中科院预言的一种三维碳结构晶体,其与互为同素异形体
C. 口罩的主要材料聚丙烯的结构简式为
D. 大力开发利用化石能源有利于实现“碳中和”
【答案】B
【解析】
【详解】A.可燃冰中的CH4与水分子之间不存在氢键,氢键存在于水分子之间,A错误;
B.T-碳和C60均为碳元素组成的不同晶体结构,互为同素异形体,B正确;
C.聚丙烯由丙烯(CH2=CHCH3)加聚形成,正确结构简式为,题目中结构式未正确表示甲基位置,C错误;
D.化石能源使用会增加CO2排放,与“碳中和”目标相悖,D错误;
故答案为:B。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 醛基的电子式 B. 乙醇的球棍模型
C. 的系统命名为:3-甲基-4-氯戊烷 D. 二氯乙烷的实验式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.醛基电子式为,故A正确;
B.乙醇球棍模型中,氧原子应比碳原子半径小,故B错误;
C.该有机物的系统命名应为3-甲基-2-氯戊烷,故C错误;
D.二氯乙烷的实验式为,故D错误;
故选A。
3. 阻燃剂FR是由W、X、Y、Z、T五种短周期主族元素组成,原子序数依次增大,X、Y、Z属于同一周期,Y、T属于同一主族,分子结构如图。下列说法正确的是
A. X为sp杂化 B. 第一电离能:
C. 沸点: D. 最高价含氧酸酸性:
【答案】D
【解析】
【分析】根据成键情况可知,W是H,X是C,Y是N,Z为O,T是P,据此回答。
【详解】A.由图可知,C的杂化类型为sp2杂化,A错误;
B.同周期从左往右第一电离能在增大,但是N的价电子排布为2s22p3,2p能级半满,能量低,比同周期相邻元素高,所以顺序为N>O>C,B错误;
C.YW3为NH3,TW3为PH3,由于NH3分子间存在氢键,熔沸点比同主族简单氢化物高,所以NH3>PH3,C错误;
D.根据非金属性越强,最高价含氧酸性越强,非金属性为C<P<N,最高价含氧酸性也是C<P<N,D正确;
故选D。
4. 根据物质结构知识,下列说法错误的是
A. 分子极性: B. 第四电离能:
C. 酸性:> D. 沸点:>
【答案】B
【解析】
【详解】A. 和均为三角锥形,成键原子键电负性相差越大,键的极性越强,分子极性越强,电负性N>P,所以分子极性: ,A正确;
B. Fe失去3个电子后的价电子排布为3d5,3d轨道处于半满,能量较低较稳定,Co失去3个价电子后,价电子排布为3d6,第四电离能:,B错误;
C. F电负性大,是吸电子基团,会使磺酸基中羟基极性变大,所以酸性:>,C正确;
D. 能形成分子间氢键,沸点变高,能形成分子内氢键,会使沸点变低,所以沸点:>,D 正确;
故答案选B。
5. 气相条件下,立方烷能自发地发生热重排反应生成一系列化合物,已知物质g中碳碳键有两种不同的键长。下列说法中错误的是
A. 化合物中碳原子均存在2种杂化方式
B. 化合物e具有4个手性碳原子
C. 化合物f的核磁共振氢谱有4组峰
D. 化合物d和g均不能使酸性溶液褪色
【答案】D
【解析】
【详解】A.在化合物a、b中单键碳的杂化方式为sp3,双键碳的杂化方式为sp2,均存在两种杂化方式,A正确;
B.手性碳原子是连接4个不同的原子或基团的碳原子,由e的结构简式可知,其中存在4个手性碳,如图,B正确;
C.根据化合物f的结构简式可知,其中有4种等效氢,其核磁共振氢谱有4组峰,C正确;
D.化合物g中含有碳碳双键,能被高锰酸钾氧化,能使酸性溶液褪色,D错误;
故选D。
6. 观察下列模型,判断下列说法错误的是
金刚石
碳化硅
石墨烯
气态团簇分子
A. 原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为
B. 石墨烯中碳原子和六元环个数比为
C. 石墨烯中含有π键,金刚石中没有π键
D. 气态团簇分子的分子式为或
【答案】A
【解析】
【详解】A.金刚石和碳化硅都是共价晶体,在晶体中每个C原子或Si原子与相邻的4个原子形成共价键,每个共价键为相邻的2个原子所共有,因此原子数相同的金刚石和碳化硅所含共价键的总数是原子数的2 倍,故原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为1∶1,A错误;
B.在石墨烯中,每个C原子与相邻的3个C原子形成共价键。每个六元环由6个碳原子组成,每个C原子被3个六元环所共有,则每个六元环平均拥有的C原子数为,因此石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1,B正确;
C.石墨烯中C原子采取杂化,所有未参与σ键的p轨道电子共同构成覆盖整个平面的大π键,石墨烯中含有π键,金刚石中碳原子采取杂化,没有π键,C正确;
D.E原子和F原子构成的气态团簇分子,分子式为E4F4或F4E4,D正确;
故选A。
7. 丙烯与发生离子型加成反应,生成物中有1-溴丙烷()和2-溴丙烷()。
已知:①反应机理:i)
ii)或
iii)分别与结合
②相对能量大小:
下列叙述正确的是
A. 丙烯存在顺反异构体
B. 与互为同分异构体,两者沸点相同
C. 分子中含一个手性碳原子
D. 产物中的含量比高
【答案】D
【解析】
【详解】A.丙烯分子中有1个双键碳连接2个H原子,不存在顺反异构体,故A错误;
B.与分子式相同、结构不同,互为同分异构体,两者沸点不相同,故B错误;
C.连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,分子中不含手性碳原子,故C错误;
D.相对能量大小:,第二步反应更易生成,所以产物中的含量比高,故D正确;
选D。
8. 天然小分子白皮杉醇在胃癌治疗中有重要应用价值。其结构如图所示,下列有关白皮杉醇的说法正确的是
A. 白皮杉醇的分子式为 B. 苯环上氢原子的一氯代物有4种
C. 该分子不存在顺反异构体 D. 该分子中的所有碳原子可能共平面
【答案】D
【解析】
【详解】A.白皮杉醇分子中含14个C、12个H、4个O,分子式应为,A错误;
B.左边苯环上的H有两种,右边苯环上的H有3种,该分子苯环上共有5种不同环境的H,则苯环上氢原子的一氯代物有5种,B错误;
C.该分子中存在碳碳双键,且碳碳双键两端碳原子各连接了两个不同的原子或原子团,该分子存在顺反异构,C错误;
D.分子中的苯环为平面结构(12原子共面),碳碳双键形成的烯平面也为平面结构(6原子共面),由于单键可以旋转,分子中所有原子均可能共平面,D正确;
故选D。
9. 实验室用如下装置制备溴苯并进行相关问题探究,下列相关实验操作或叙述正确的是
A. 制备过程中可将液溴换为溴水,从而减少溴的挥发
B. 移除装置乙也可检验出反应过程中有生成
C. 甲装置中三颈烧瓶内的苯和溴苯混合物可以通过分液分离
D. 根据丙装置实验现象可以判断制备反应是加成反应还是取代反应
【答案】D
【解析】
【分析】由实验装置可知,甲中苯与液溴发生取代反应生成溴苯和HBr,溴化铁作催化剂,乙中四氯化碳可除去挥发的溴,丙中AgNO3溶液可吸收HBr,且倒扣的漏斗可防止倒吸,反应结束后,甲中混合物经水洗涤分液、稀碱溶液洗涤分液、再水洗涤分液、干燥、蒸馏,即可得到溴苯,以此来解答。
【详解】A.苯与溴水发生萃取,而不发生化学反应,故制备过程中不可将液溴换为溴水,A错误;
B.由分析可知,乙中四氯化碳可除去挥发的溴,移除装置乙后则生成的HBr中混有挥发出来的Br2,而Br2能与H2O反应生成HBr和HBrO,故不可检验出反应过程中有HBr生成,B错误;
C.苯和溴苯互溶,不能通过分液的方法进行分离,故甲装置中三颈烧瓶内的苯和溴苯混合物可以通过蒸馏分离,C错误;
D.若发生加成反应则冰装置中没有明显现象,若发生取代反应则生成的HBr能与AgNO3反应生成淡黄色沉淀AgBr,故根据丙装置实验现象可以判断制备反应是加成反应还是取代反应,D正确;
故答案为:D。
10. 结构决定性质是化学学科的核心观念。下列解释错误的是
选项
事实
解释
A
键角:
N的电负性比P的大,的成键电子对更偏向N,成键电子对间排斥力更大,键角更大
B
离子化合物常温下为液态
阴、阳离子半径大,所带电荷数少,形成的离子键弱,晶格能小,熔点低
C
沸点:
后者形成了分子内氢键,使其沸点低于前者
D
烯烃中溶入冠醚时,水溶液与烯烃反应的氧化效果明显增强
冠醚能氧化烯烃
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH3和PH3中心原子杂化方式相同,均为sp3杂化,中心原子的孤电子对数目相同,均为1对,但由于N的电负性比P的大,NH3的成键电子对更偏向N,成键电子对间排斥力更大,键角更大,键角:,A正确;
B.离子化合物的熔沸点和离子键的强弱有关,阴、阳离子半径越大,所带电荷数越少,形成的离子键弱,晶格能较低,熔点低,由于离子化合物的阴阳离子半径相对较大,带电荷数少,因此离子键弱,晶格能低,熔点低,其在常温下为液态,B正确;
C.对羟基苯甲酸形成的是分子间氢键,其熔沸点较高,邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键,其熔沸点较低,因此对羟基苯甲酸沸点更高,C正确;
D.冠醚空腔大小与钾离子匹配,冠醚与钾离子通过弱配位键作用,增大高锰酸钾在冠醚中的溶解度,使与烯烃接触较充分,不是冠醚氧化烯烃,解释错误,D错误;
故答案选D。
11. 已知呈粉红色,呈蓝色,为无色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡:,用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
以下结论和解释正确的是
A. 等物质的量的和中σ键数之比为3:2
B. 由实验①可推知△H<0
C. 实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
D. 由实验③可知配离子的稳定性:
【答案】D
【解析】
【详解】A.1个[Co(H2O)6]2+中含有18个σ键,1个[CoCl4]2-中含有4个σ键,等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-所含σ键数之比为18:4=9:2,A错误;
B. 实验①将蓝色溶液置于冰水浴中,溶液变为粉红色,说明降低温度平衡逆向移动,则逆反应为放热反应,正反应为吸热反应,∆H>0,B错误;
C. 实验②加水稀释,溶液变为粉红色,加水稀释,溶液的体积增大,[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2-、Cl-浓度都减小,[Co(H2O)6]2+、Cl-的化学计量数之和大于[CoCl4]2-的化学计量数,则瞬时浓度商>化学平衡常数,平衡逆向移动,C错误;
D. 实验③加入少量ZnCl2固体,溶液变为粉红色,说明Zn2+与Cl-结合成更稳定的[ZnCl4]2-,导致溶液中c(Cl-)减小,平衡逆向移动,则由此说明稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-,D正确;
答案选D。
【点睛】本题有两个易错点:A项中[Co(H2O)6]2+中不仅有Co2+与H2O分子间的配位键,而且每个H2O分子中还有两个O—Hσ键;C项中H2O为溶剂,视为纯液体,加水稀释,溶液体积增大,相当于利用“对气体参与的反应,增大体积、减小压强,平衡向气体系数之和增大的方向移动”来理解。
12. “肼合成酶”以其中的配合物为催化中心,可将与转化为肼(),其反应历程如下所示。
下列说法错误的是
A. 、和均为极性分子
B. 反应涉及、键断裂和键生成
C. 催化中心的被氧化为,后又被还原为
D. 将替换为,反应可得
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH2OH,NH3,H2O的电荷分布都不均匀,不对称,为极性分子,A正确;
B.由反应历程可知,有N-H,N-O键断裂,还有N-N键的生成,B正确;
C.由反应历程可知,反应过程中,Fe2+先失去电子发生氧化反应生成Fe3+,后面又得到电子生成Fe2+,C正确;
D.由反应历程可知,反应过程中,生成的NH2NH2有两个氢来源于NH3,所以将NH2OH替换为ND2OD,不可能得到ND2ND2,得到ND2NH2和HDO,D错误;
故选D。
二、填空题(共4题,52分)
13. 回答下列有关问题:
(1)基态N原子的价层电子排布式为___________,N位于元素周期表的___________区。
(2)基态O原子的核外有___________个未成对电子,占据最高能级的原子轨道的形状是___________形。
(3)电负性:N___________O,第一电离能:N___________O(填“<”或“>”)。
(4)绿矾()是常用的工业原料,其结构示意图如图。
的空间结构为___________。绿矾晶体中的配位数为___________,该晶体中不存在的化学键为___________(填字母)。
A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.氢键 E.金属键
(5)组氨酸()的咪唑基能与形成配合物,促进铁的吸收,可用于防治贫血。
①羧基中C-O和C=O之间的键角___________(填“大于”或“小于”)氨基中N-H之间的键角,原因为___________。
②已知苯环中的大键可用表示,则组氨酸中咪唑基(圈中的部分)的大键为___________。
【答案】(1) ①. 2s22p3 ②. p
(2) ①. 2 ②. 哑铃形
(3) ①. < ②. >
(4) ①. 正四面体 ②. 6 ③. E
(5) ①. 大于 ②. 羧基中碳原子为sp2杂化,氨基中原子为sp3杂化 ③.
【解析】
【小问1详解】
N原子序数为7,基态N原子的价层电子排布式为2s22p3,N位于元素周期表的p区。
【小问2详解】
基态O原子的电子排布式为1s22s22p4,基态O原子的核外有2个未成对电子,最高能级为2p,形状为哑铃形。
【小问3详解】
非金属性越强,电负性越大,非金属性:N<O,则电负性:N<O,因为N的2p轨道是半充满稳定结构,故第一电离能比邻位元素原子电离能大,故第一电离能:N>O。
【小问4详解】
的价层电子对为4,无孤电子对,空间结构为正四面体。由图可知,直接与Fe2+形成配位作用的O原子共6个,因此配位数为6。该晶体中,Fe2+与的之间存在离子键,水分子、硫酸根内部存在共价键,Fe2+与配位水分子之间存在配位键,氢键不属于化学键,不存在金属键,故答案为E。
【小问5详解】
①羧基中碳原子为sp2杂化,键角约120°;氨基中N原子为sp3杂化(含1对孤电子对),键角约107°,故羧基中C-O和C=O之间的键角大于氨基中N-H之间的键角。
②咪唑基(五元环)中,5个原子均参与大π键形成,共6个π电子,故大π键表示为。
14. 镍、铬、铜及其化合物在工业上有广泛的应用,从电镀污泥[含有、、、和等]中回收制备和其它金属及其化合物的工艺流程如图所示。
已知:“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理如下:。
回答下列问题:
(1)与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有___________(填元素符号)。
(2)已知NiO与MgO的晶体结构相同,其中和的离子半径分别为66pm和69pm。则熔点:NiO___________MgO(填“>”“<”或“=”),理由是___________。
(3)滤渣1的主要成分为___________(填化学式)。
(4)电解之后加入碳酸钠调节pH的目的是___________。
(5)反萃取剂A为___________。
(6)“反萃取”得到的溶液,在碱性条件下可被NaClO氧化生成NiOOH沉淀,该反应的离子方程式为___________。
(7)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系:
温度
低于30.8℃
30.8℃~53.8℃
53.8℃~280℃
高于280℃
晶体形态
多种结晶水合物
由溶液获得晶体的操作依次是蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥。
(8)铁能形成多种氧化物,其中一种氧化物的晶胞结构如图所示:
①与铁紧邻且等距离的铁微粒数目为___________,该氧化物的化学式为___________。
②设表示阿伏加德罗常数的值,若该晶胞的参数为anm,则该晶体的密度为___________(用含a、的代数式表示)。
【答案】(1)K、Cu
(2) ①. < ②. MgO、NiO均为离子晶体,半径比小,MgO离子键比NiO强
(3)
(4)使转化为除去
(5)
(6)
(7)冷却至30.8℃以下结晶
(8) ①. 12 ②. FeO ③.
【解析】
【分析】电镀污泥加入稀硫酸酸浸,、、、生成相应的金属阳离子,不反应,则滤渣1的主要成分为,电解得到金属铜,加入碳酸钠调节pH除去铁元素,得到,再加入磷酸钠除去铬元素,经过萃取和反萃取富集镍元素,经过一系列操作得到。
【小问1详解】
铬元素得基态原子中最外层电子数是1,同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数是1的元素有K、Cu;
【小问2详解】
因NiO与MgO都是离子晶体,的半径小于,则MgO的离子键比NiO强,则熔点:NiO < MgO;
故答案为:<;MgO、NiO均为离子晶体,半径比小,MgO离子键比NiO强;
【小问3详解】
根据分析可知,滤渣1的主要成分为;
【小问4详解】
根据分析可知,电解之后加入碳酸钠调节pH的目的是使转化为除去;
【小问5详解】
根据,反萃取要增大氢离子的浓度,并不引入新杂质,所以A为;
【小问6详解】
根据得失电子守恒、原子守恒可得:;
【小问7详解】
根据信息可知:低于30.8℃,晶体形态为,由溶液获得晶体的操作依次是蒸发浓缩、冷却至30.8℃以下结晶、过滤、洗涤、干燥;
【小问8详解】
①由晶胞图可知,铁微粒位于顶点和面心,与铁紧邻且等距离的铁微粒数目为12;用均摊法可得晶胞中Fe的数目为,O原子的数目为;故该氧化物的化学式为:FeO;
②1个晶胞中有4个FeO,该晶胞的质量为,该晶胞的体积为,故该晶体密度为;
故答案为:①12,FeO;②;
15. 某化学小组的同学利用电石(含和少量CaS)在实验室制备乙炔并探究乙炔的性质。已知:块状的电石不溶于50%酒精。
(1)制备乙炔:该小组同学准备了如下气体发生装置(夹持装置省略)
①乙装置中仪器a的名称为_______。甲装置中用饱和食盐水替代水的目的是_______。
②常用净化乙炔,除去的杂质是_______(填化学式),发生反应的离子方程式是_______。
(2)丙烯腈是合成纤维、合成橡胶和合成树脂的重要单体。时,用下图所示装置(含试剂和催化剂)制备丙烯腈。
①HCN的电子式:_______。
②写出仪器A发生的化学方程式:_______。
③HCN属于弱酸,但其酸性明显大于乙炔,其原因是_______。
④装置B中应盛放的溶液_______(填选项)。
A.高锰酸钾溶液 B.NaOH溶液 C.饱和食盐水 D.盐酸
【答案】(1) ①. 长颈漏斗 ②. 减缓反应速率 ③. ④.
(2) ①. ②. ③. N原子的电负性大,-CN具有吸电子效应,使HCN中H-C的极性更大,更容易断裂,因而更容易电离产生,酸性更强 ④. A
【解析】
【分析】本题以电石制备乙炔及乙炔制备丙烯腈为背景,考查了化学实验仪器的识别、实验装置的原理分析、除杂原理、电子式及化学方程式的书写、物质结构与性质的关系以及尾气处理等。
【小问1详解】
①观察乙装置可知,仪器a的名称为长颈漏斗。电石与水反应非常剧烈,用饱和食盐水代替水,可以降低溶液中水的比例,从而减缓反应速率,得到平稳的气流。 ②电石中含有少量CaS,与水反应会生成气体杂质。能与溶液反应生成黑色的CuS沉淀,从而被除去。发生反应的离子方程式为。
【小问2详解】
① HCN分子中,H与C形成一对共用电子对,C与N形成三对共用电子对,N原子上还有一对孤对电子。其电子式为;
② 仪器A中,乙炔与HCN在催化和水浴加热条件下发生加成反应生成丙烯腈,化学方程式为 。
③HCN中N原子的电负性较大,-CN具有较强的吸电子效应,使得HCN分子中H-C键的电子对更偏向碳原子,导致H-C键的极性更强,更容易断裂电离出,因此酸性比乙炔强。
④ HCN易挥发且有剧毒,需要进行尾气处理。
A.高锰酸钾溶液具有强氧化性,能将HCN氧化除去,处理效果好,A正确;
B.HCN与NaOH溶液反应生成的NaCN仍有毒且易水解,吸收处理不如高锰酸钾彻底,B错误;
C.饱和食盐水不能吸收HCN,C错误;
D.盐酸不能吸收HCN,D错误;
故选A。
16. Ⅰ.回答下列问题:
(1)对进行系统命名:_______。
(2)将有机物的结构简式改写为键线式:_______。
(3)分子式为的同分异构体共有_______(不考虑立体异构)。
A. 6种 B. 7种 C. 8种 D. 9种
Ⅱ、有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品,其沸点为148℃。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化,蒸馏装置如图所示
(4)图中虚线框内应选用右侧的仪器_______(填“x”或“y”)。
步骤二:确定M的实验式和分子式
(5)利用李比希法测得4.4g有机物M完全燃烧后产生和。已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的分子式为_______。
步骤三:确定M的结构简式
(6)M核磁共振氢谱如图1所示,图中峰面积之比为1:3:1:3;M红外光谱如图2所示。
M中官能团的名称为_______。
(7)M的结构简式为_______。
【答案】(1)2,4,4-三甲基-2-戊烯
(2) (3)C
(4)y (5)
(6)羟基、羰基 (7)
【解析】
【小问1详解】
烯烃命名选择含碳碳双键的最长碳链为主链,该物质主链含5个碳原子,属于戊烯;从靠近双键的一端编号,双键位于2、3号碳原子之间,2号碳连1个甲基,4号碳连2个甲基,因此系统命名为2,4,4-三甲基-2-戊烯;
【小问2详解】
键线式规则为省略碳、与碳直接相连的氢原子(羟基的氢保留),用拐点和端点表示碳原子,短线表示共价键。该有机物为3-甲基-1-丁醇,羟基在1号碳,3号碳连1个甲基,键线式为:;
【小问3详解】
可看作戊烷的一氯代物,戊烷有3种同分异构体:正戊烷()含3种等效氢,异戊烷()含4种等效氢,新戊烷()含1种等效氢,等效氢总共有种,因此一氯代物共8种,选C;
【小问4详解】
蒸馏操作使用直形冷凝管冷凝馏分,球形冷凝管(x)内部有球泡,易残留液体,仅适合回流操作,因此选择直形冷凝管y;
【小问5详解】
先计算元素物质的量:,则,;,则,;,,因此,实验式为。同温同压下气体密度之比等于摩尔质量之比,M的相对分子质量为,设分子式为,则,解得,分子式为;
【小问6详解】
由红外光谱可知,M中存在键和键,对应官能团为羟基和羰基;
【小问7详解】
核磁共振氢谱峰面积比为,说明M有4种等效氢,氢原子数分别为1、3、1、3,即含2个甲基(各3个氢)、1个连氧的次甲基(1个氢)、1个羟基氢(1个氢),结合官能团信息,推得结构简式为。
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