内容正文:
高三化学参考答案及评分意见
1.A 2.C 3.D 4.D 5.C 6.B 7.C 8.D 9.B 10.D 11.D 12.C 13.C 14.B
15.(14分)
Ⅰ.(1)恒压滴(分)液漏斗(2分)
(2)过量的会使溶液酸性增强,导致不稳定,损失产品(2分)
(3)(2分) 减少产品溶解损失,有利于产品快速干燥(2分)
Ⅱ.(1)制备二氧化硫,排出装置中的空气,防止生成的被氧化(2分)
(2)吸收尾气,防止空气进入装置乙(2分)
(3)(2分)
16.(15分)
(1)(2分)
(2)随着碳原子数的增加,的推电子能力强于,更难断裂(2分)
(3)将氧化为;提供配体,生成稳定的配离子,从而进入水层,便于分离出钛(2分)
(4)(2分)
(5)80%(2分)
(6)(2分)
(2分)
(7)3∶2(1分)
17.(14分)
(1)(2分) 低温(1分) 二(1分)
(2)①b(2分)
②126(2分)
(3)①与和共同反应生成和,溶液酸性增强,的溶解度减小;消耗尿素,使得与反应的尿素减少(2分)
②(2分)
(4)Bi端带负电,C的电负性小于O,故中的C显正电性,可吸附在带负电的Bi端(2分)
18.(15分)
(1)羰基(1分) (1分)
(2)(1分) 消去反应(1分)
(3)(1分)
(4)(2分)
吡啶显碱性,与生成的反应,促进反应正向进行,提高产率(2分)
(5)(或)(2分)
(6)(2分) (2分)
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$①
高三化学参考答案及评分意见
1.A【解析】硅太阳能电池将光能转化为电能过程中没有产生新物质,属于物理变化,A正确;人形机器人的制造
过程包含焊接、表面处理等化学变化,B错误;屠呦呦对青蒿素的提取过程中没有产生新物质,属于物理变化,C
错误;焰色试验是物理变化,不是化学变化,D错误。
H
2.C【解析】NH的电子式应为H:N:H
,A错误;金刚石和石墨是由碳元素形成的不同种单质,互为同素
异形体,B错误;NH,CI0,中NH时的中心氮原子的孤电子对数为号×(5-1-4X1)=0,价层电子对数为4;
CO?的中心氯原子的孤电子对数为2X(7十1一2X4)=0,价层电子对数为4:则二者的VSEPR模型名称均为
正四面体形,C正确;C1-的核电荷数是17,核外电子数为18,C1的结构示意图应
D错误。
3.D【解析】NaClO是由强碱(NaOH)和弱酸(HClO)形成的盐,NaClO水解生成OH,溶液显碱性,A正确;
H2O的空间结构为V形,B正确;Na2CO为离子化合物,CO?内部C、O以共价键连接,C正确;N2H4的中心氮
原子通过$p杂化形成3个单键,有孤电子对,不是所有价电子均参与成键,D错误。
4.D【解析】C02的结构式为O一C一0,1个CO2中含有2个。键,由于题中没有指明标准状况,因此22.4L
CO2不一定是1 mol CO2,o键的数目也不一定为2NA,A错误;KO2由K+和O2构成,71gKO2的物质的量为
1mol,1 mol KO2晶体中阴离子的数目为NA,B错误;KzCO3溶液中CO?会发生水解:CO?+H2O
HCO3+OH,故500mL2mol·L1K2CO3溶液中CO?的数目小于Na,C错误;该反应中氧元素的化合价
一部分由-令价升至0,一部分由-号价降至-2价,每4m0lK0,参加反应转移3m01电子,生成3m010,则
每转移1mol电子,生成O2的数目为NA,D正确
5.C【解析】该载体中含有磁性氧化铁(即FO,),在磁场作用下具有靶向性,A正确;PVA中含有亲水基(羟
基),具有较高的亲水性,能够吸附并保持水分,其水溶液可用作医用滴眼液,可以缓解眼干、眼涩、眼疲劳等症
状,B正确;反应②为加聚反应,C错误;与乙酸乙烯酯具有相同官能团(酯基、碳碳双键)的同分异构体有
HCOOCH=CHCH3、HCOOCH2CH=CH2、HCOOC(CH3)一CH2、CH2-CHCOOCH3,共4种,D正确。
6.B【解析】漂白粉溶液在空气中与二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸钙:2ClO+CO2十H2O+C2+一
2HClO+CaCO3¥,B错误.
7.C【解析】根据W元素基态原子核外3个能级上都有电子,且每个能级上的电子数相等,则核外电子排布式为
1s22s22p,故W为C;由题图可知Y形成1个双键,则其原子最外层有6个电子,结合原子序数关系知,Y为O,
则X为N;Z形成1个单键,则Z为F;M的成键总数为6,则M为S。C、N、O为同周期元素,同一周期主族元
素,从左到右第一电离能有逐渐增大的趋势,但是第VA族的第一电离能大于同周期相邻的两种元素,则第一电
离能:N>O>C,即X>Y>W,A错误;XH(NHt)中有N提供的孤电子对和H+提供的空轨道形成的
①高三化学答案第1页(共6页)
N→H配位键,B错误;1个该阴离子中。键的数目为14,π键的数目为4,该阴离子中。键和π键的数目比为
7:2,C正确;同周期主族元素,从左到右电负性逐渐增大;同主族元素,从上到下电负性逐渐减小,则元素的电
负性:F>O>S,即Z>Y>M,D错误。
8.D【解析】用已知浓度的盐酸来测定未知浓度的NOH溶液,用酸式滴定管来进行滴定,题图装置以及所用指
示剂可用于测定NaOH溶液的浓度,A不符合题意;稀硫酸与Naz CO3反应生成CO2,说明H2SO4的酸性强于
H2CO3的;CO2与Na2SiO3溶液反应生成白色的H2SiO3沉淀,说明H2CO3的酸性强于H2SiO3的;元素的最
高价氧化物对应水化物的酸性越强,该元素的非金属性越强,故非金属性强弱为S>C>Sⅰ,B不符合题意;实验
室用乙醇、乙酸在浓硫酸催化下加热反应制备乙酸乙酯,用饱和N2CO3溶液收集,能降低乙酸乙酯的溶解度,
吸收挥发的乙酸和乙醇,该装置可达到制备乙酸乙酯的目的,C不符合题意;直接加热FeCl,溶液会促进FCL3
水解,生成的HCl易挥发,得到Fe(OH)3,继续加热会使Fe(OH)3分解产生Fe2O3,得不到FeCl3固体,D符合
题意。
9.B【解析】观察CeO2晶胞,以上表面的面心Ce+为研究对象,其周围最近的O2-的个数为8,A正确;设CeO2-x
中Ce+的占比为b,则Ce3+的占比为1一b,根据化合物中各元素的化合价代数和等于0,则4b+3(1一b)=
2(2-x),b=1-2x,每个CeO2-x晶胞中共有4个Ce+或Ce3+,Ce+的个数为4(1-2x),Ce3+的个数为4一
4(1一2x)=8x,B错误;CeO2晶胞中Ce4+的个数为4,O2-的个数为8,CeO2晶胞为立方晶胞,其棱长为apm,
则CeO2晶体的密度为aX10-pXNg·cm=6.88X102
140×4+16×8
NAag·cm,C正确;若催化过程中产生n(CeO,):
n(Ce,0,)=2:1的晶体,n(Ce):n(O)=4:7则此晶体中0-的空缺率为8.7×100%=12.5%,D正确。
8
10.D【解析】X分子中与C1相连的碳原子为饱和碳原子,其所连的所有原子不可能共平面,A错误;Z分子中同
一个碳碳双键的碳原子上连接不同基团,存在顺反异构,B错误;Y水解生成的酚羟基也能与NOH反应,则
1molY最多能与5 mol NaOH反应,C错误;Z分子中含有碳碳双键,能与溴的CCl4溶液发生加成反应而使其
褪色,而X不能与溴的CCL4溶液发生反应,则可用溴的CCL4溶液鉴别X和Z,D正确。
11.D【解析】S2O?结构中含有一O一O一,具有强氧化性,氧元素化合价降低,硫元素化合价不变,A错误;试剂
X应为ZnO、ZnCO3或Zn(OH)2,不能使用金属Zn,因为Zn可能将铁离子还原为亚铁离子,增大除杂难度,B
错误;Zn2+开始沉淀时c(H+)=
Kw
10-14
1.2X10-7
mol/L=10-.5mol/L,pH=5.5,Fe3+完全
Ksp[Zn(OH)2]
Vc(Zn2)
1.2
Kw
10-14
沉淀时c(H+)=
K.p[Fe(OH)3]
2.7X10元mo/L≈号×1028 mol/L,pH≈-l
3
33
X10-2.3
=2.3+
c(Fe3+)
W1×105
lg3=2.8,则pH的调节范围约为2.8≤pH<5.5,C错误;沉锌时Zn+转化为ZnCO3沉淀,反应的离子方程式
为Zn++NH3·H2O+HCO?一NH对+ZnCO3↓+H2O,D正确。
12.C【解析】在X极,CN-转化为CO?和N2,碳元素的化合价由+2价升高到+4价,氮元素的化合价由一3价
升高到0,则CN失电子,X极为负极,Y极为正极。电池工作时,X极发生的反应为2CN一10e十
①高三化学答案第2页(共6页)
12OH-—2CO+N2↑+6H2O,Y极发生反应10H++10e一5H2个。由分析知,X极为负极,Y极为正
极,则电子由X极经导线流向Y极,A正确;阳离子应移向正极(Y极),故海水中的阳离子通过交换膜Ⅱ向右移
动,B正确;X极电极反应式为2CN+12OH一10e一2CO+N2+6H2O,C错误;由正极反应式可知,
每消耗2 mol CN,即消耗52gCN时转移10mol电子,根据电荷守恒,可同时处理10 mol NaCl,其质量为
585g,D正确。
080
1&.C【解析】N,0与8。。的反应过程中元素化合价没有发生变化,不误于氧化还原反应,A错误:在反应历程
0F0
OFeO
中oo先消耗,后生成,故0eO是该反应的催化剂,催化剂不能改变反应的焓变,只能降低反应的活化能,B
0
错误:根据题图可得到总反应的化学方程式为CH,十N,0催化剂CH,OH十N2,C正确;该反应中存在O-H
极性键的形成,没有非极性键的断裂,D错误。
14.B【解析】草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸,存在电离平衡:H2C2O4一HC2O:十H+,HC2O一C2O?十
H+,随着pH增大,c(H2CzO,)减小,c(HC2O,)先增大、后减小,c(C2O)增大,故曲线a表示8(H2C2O)随
pH的变化,曲线b表示6(HC2O,)随pH的变化,曲线c表示8(C2O?)随pH的变化,由曲线a和b的交点可
知K-c(H):c《HC,0=101,由曲线b和e的交点可知K=c(H)c(C:O好)-1042。由分析可
c (H2C2O)
c(HC2O)
知,曲线c表示6(C2O?)随pH的变化,A正确;B点处溶液中草酸和草酸根离子浓度相等,K1(H2C2O4)·
K(H,C0,)=c(C0):c(H)=c(H)=1054,则溶液中氢离子浓度为1027m0l/L,对应溶液的
c(H2C2O)
pH=2.7,B错误;0.1mol·L1NaHC2O4溶液中HC2O能电离和水解,但其电离和水解程度都较小,K2=
K10<Ka,故NaHC,0,溶液呈酸性,则存在c(Na+)>c(HC,O)>c(C,O)>c(HC,O),C正确;
Kw_10-14
c(H2C2O)
化学平衡常数K=
c(H2C2O4)·c(C2O?)·c(H+)
c(Ca2+)·c2(HC2Oa)
=c(Ca2*)·c2(HC,0)·c(C,0g).c(H*))=
K2
10-4.2
Kp(CaC0)·K-4×10-8X10-2=2.5×10,D正确。
15.(14分)
I.(1)恒压滴(分)液漏斗(2分)
(2)过量的SO2会使溶液酸性增强,导致S2O?不稳定,损失产品(2分)
(3)8.2≤pH<10.5(2分)减少产品溶解损失,有利于产品快速干燥(2分)
Ⅱ.(1)制备二氧化硫,排出装置中的空气,防止生成的N2S2O4被氧化(2分)
(2)吸收尾气,防止空气进入装置乙(2分)
(3)87%(2分)
【解析】I.(3)加入NaOH溶液目的是将ZnS2O,转化为NazS2O4,并使Zn+沉淀为Zn(OH)2,Zn+沉淀完全时
8.2pH<10.5,pH=10.5时Zn(OH)2开始溶獬,因此应满足8.2pH<10.5。Na2S2O4易溶于水,难溶于乙
①高三化学答案第3页(共6页)
醇,用乙醇洗涤可减少产品溶解损失,且乙醇易挥发,有利于产品快速干燥。
Ⅱ,利用亚硫酸钠与硫酸反应制备二氧化硫,二氧化硫与甲酸钠、NaOH共同反应生成Na2S2O4、CO2和H2O,
利用氢氧化钠溶液吸收尾气。
(3)由题干信息可知,21.25mL与其他三组数据偏差较大,应舍去,则每次平均消耗20.00mLK[Fe(CN)6]
溶液,根据2[Fe(CN)6]3-+S2O+4OH一2[Fe(CN)6]-+2SO+2H2O,20.00mL样品溶液中
nNa,S.0,)-2aK,[Fe(CN.]》=号×0.10mol/L×20.0×10L=0.010mol,则样品中NaS.0,的质
0.0010mol×
100mL×174g/mo
20.00mL
量分数为
1.0g
×100%=87%。
16.(15分)
(1)「Ar3d4s2(2分)
(2)随着碳原子数的增加,一CH2CH2CH3的推电子能力强于一CH2CH3,O一H更难断裂(2分)
(3)将Fe2+氧化为F3+;提供配体,生成稳定的配离子[TiO(H2O2)]+,从而进入水层,便于分离出钛(2分)
(4)Sc(OH)3+30H—[Sc(OH)6]3-(2分)
(5)80%(2分)
(6)[Ti0(H202)]2++S0号—Ti02++S0?+H20(2分)
Ti02++(n+1)H20-TiO2·nH20↓+2H+(2分)
(7)3:2(1分)
【解析】钛白酸性废水(含Sc3+、TiO2+、Fe2+、Fe3+等离子)中加入有机萃取剂,用稀硫酸和H2O2溶液洗涤,
TiO2+转化为[Ti0(H2O2)门]2+进入水层,[TiO(H2O2)]2+经Na2SO3转化为TiOSO4,TiOSO4水解得到
TiO2·nH2O,最终得到TiO2。有机层经过NaOH反萃取,过滤得到Fe(OH)3沉淀和Na[Sc(OH)。]溶液,
向溶液中加入10%盐酸,得到ScCl3。
(4)Sc(OH)3与A1(OH)3类似,具有两性。已知Sc3+的配位数为6,故Sc(OH)3在过量强碱溶液中溶解生成
Na[Sc(OH)6],离子方程式为Sc(OH)3+3OH一[Sc(OH)6]3。
(5)萃取率=”有机相(Sc)
D·V有机
n总(Sc)
100%=D,V车+XV家X10%.代人D=8,Vk=100L,V=500L,得茶取
率为80%。
(7)“热还原”过程中Mg是还原剂,ScCl3是氧化剂,根据得失电子守恒可知n(Mg):n(ScC3)=3:2。
17.(14分)
(1)(E1-E2十E3-E)k·mol1(2分)低温(1分)二(1分)
(2)①b(2分)
②126(2分)
(3)①CIO2与NO和H2O共同反应生成HCI和NO2,溶液酸性增强,SO2的溶解度减小;NO2消耗尿素,使得与
①高三化学答案第4页(共6页)
SO2反应的尿素减少(2分)
②C0(NH2)2+7H,0+16,S0:UVC0,++2NO,+16S0+18H+(2分)
(4)Bi端带负电,C的电负性小于O,故CO2中的C显正电性,可吸附在带负电的Bi端(2分)
【解析】(1)根据反应的△H=正反应的活化能一逆反应的活化能,则第一步反应的△H1=(E1一E2)kJ·mol-1,第
二步反应的△H2=(E3一E4)kJ·mol-1,因此总反应的△H=△H1十△H2=(E1一E2十E,-E4)kJ·mol1。
总反应的△H<0,△S<0,根据△G=△H一T△S<0时反应可自发进行,可知低温下该反应可自发进行。
(2)①520K之前,反应未平衡,随着温度升高或压强增大,反应速率增大,CO(NH2)2的体积分数增大;520K
之后达到平衡,升高温度,平衡逆向移动,尿素的体积分数减小,故曲线代表尿素的体积分数与温度的关系。
增大压强,平衡正向移动,尿素的体积分数增大,故曲线b代表尿素的体积分数与压强的关系。
②设二氧化碳变化的物质的量为x,列“三段式”:
2NH3 (g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)
n始/mol
2
0
0
△n/mol
2x
x
n平/mol
2-2x
1-x
x
66
7
3×1o0%=40%,则x=9,K=Lc0NH:cH0
×2
3-x
=126
c2(NH3)·c(CO2)
18.(15分)
(1)羰基(1分)1(1分)
(2)CH01分)消去反应1分)
(3)CH:C(NH2)=CHCOOCH3 (1)
NO,
NO,
(4)
CI +HN
+HC1(2分)
吡啶显碱性,与生成的HC1反应,促进反应正向进行,提高产率(2分)
NH
NH2
C-0
HO
OH
(5)
(或
)(2分)
HO
OH
①高三化学答案第5页(共6页)
CHs
CCH2CH;
CC-CH
(6)
(2分)
(2分)
【解析】由A、C的结构简式可知,甲苯氧化生成的B为
CHO,苯甲醛硝化得到间硝基苯甲醛(C),C与
人。入反应生成D,结合D的结构简式可知反应同时生成了水,乙醛在破性条件下反应生成F,结合
F的分子式可知,2分子乙醛转化为F,F为CHCH(OH)CH2CHO,CHCH(OH)CH2CHO经过一系列反应
生成CH COCH2 COOCH3,CH:COCH2 COOCH3与NH3发生已知信息的反应生成H,H为
CHC(NH2)一CHCOOCH3。I与J反应生成K,结合I、K的结构简式及J的分子式可推知J
为HN人○.
NO
(1)一个K分子中手性碳原子只有1个,手性碳原子位置如图所示:
¥表示手性
碳原子)。
(4)J的结构简式是
HN人O
,I→K反应的化学方程式为
NO
NO,
HN
①高三化学答案第6页(共6页)
高三化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间75分钟,满分100分
可能用到的相对原子质量:H—1 B—11 C—12 N—14 O—16 Na—23 Mg—24 S—32 Cl—35.5 K—39 Ca—40 Sc—45 Mn—55 Fe—56 Cu—64 Zn—65 I—127 Ce—140
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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.化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A.硅太阳能电池将光能转化为电能的过程不涉及化学变化
B.震撼全球的2026春晚舞台上人形机器人的制造过程不涉及化学变化
C.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,屠呦呦对青蒿素的提取属于化学变化
D.第十五届全国运动会开幕式上灿烂绽放的烟花利用了焰色试验的原理,焰色试验发生化学变化
2.已知是火箭固体燃料重要的氧载体,与某些易燃物作用可全部生成气态产物,如:。下列有关表述正确的是
A.的电子式为
B.金刚石与石墨互为同位素
C.中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型名称
D.的结构示意图为
3.强还原剂水合肼广泛应用于发泡剂、医药中间体、火箭燃料等领域。次氯酸钠与尿素在碱性条件下反应可生成水合肼:
。下列说法错误的是
A.的水溶液显碱性
B.的空间结构为V形
C.为含有共价键的离子化合物
D.的中心氮原子所有价电子均参与成键
4.超氧化钾可用作潜水或航天装置的吸收剂和供氧剂,反应的化学方程式为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中所含键的数目为
B.晶体中阴离子的数目为
C.溶液中的数目为
D.该反应中每转移电子,则生成的数目为
5.用包裹的是纳米级抗癌药物载体,具有良好的水溶性和靶向性。的结构为。一种的合成路线如图所示。
下列有关说法错误的是
A.该载体在磁场作用下具有靶向性
B.PVA在水中的溶解性很好,其水溶液可用作医用滴眼液
C.反应①为加成反应,反应②为缩聚反应,反应③为取代反应
D.与乙酸乙烯酯具有相同官能团的同分异构体(不考虑立体异构)有4种
6.化学最显著的思维特点之一是在分子、原子、离子等微观层面上建立对宏观事实或现象的描述与解释。下列有关反应的离子方程式书写不正确的是
A.泡沫灭火器灭火的原理:
B.漂白粉溶液在空气中反应:
C.海水提溴过程中将溴吹入吸收塔:
D.用溶液处理水垢中的:
7.某离子液体的阴离子的结构如图所示,其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族非金属元素,W元素基态原子核外3个能级上都有电子,且每个能级上的电子数相等。下列说法正确的是
A.第一电离能:Y>X>W B.中不存在配位键
C.该阴离子中键和键的数目比为7∶2 D.电负性:Z<Y<M
8.下列操作或实验,不能达到实验目的的是
A.用于测定NaOH溶液的浓度
B.验证非金属性强弱:S>C>Si
C.实验室制乙酸乙酯
D.由溶液抽取无水固体
9.氧化铈()可作为光催化材料,在光催化过程中晶胞的组成变化如图所示。
和的可逆转换会造成氧空位的生成和消除。已知:;的空缺率。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.晶胞中距最近的的个数为8
B.每个晶胞中的个数为
C.晶胞为立方晶胞,其棱长为,则晶体的密度为
D.催化过程中产生的晶体,则此晶体中的空缺率为12.5%
10.化合物Z是合成某种抗真菌药药物的中间体。下列说法正确的是
A.X分子中所有原子可能共平面 B.Z分子不存在顺反异构现象
C.1 mol Y最多能与3 mol NaOH反应 D.X、Z可用溴的溶液鉴别
11.常温下,实验室以含锌废液(主要成分为,还有少量的、,溶液)为原料制备的实验流程如图所示。
已知:①结构为,具有强氧化性,易被还原为;
②当溶液中离子浓度减小至时,可认为沉淀完全;
③常温下,,,。
下列说法正确的是
A.“氧化除锰”时反应中每消耗,则硫元素共得到4 mol电子
B.试剂X可以选用Zn、ZnO、或
C.若“氧化除锰”后溶液中,则pH调节范围约为
D.“沉锌”时反应的离子方程式为
12.某新型电池构造示意图如图所示,该新型电池可以处理含的碱性废水,同时还可以淡化海水。下列关于电池工作时的说法不正确的是
A.电子由X极经导线流向Y极
B.海水中的阳离子通过交换膜Ⅱ向右移动
C.X极的电极反应式为
D.若将含有的废水完全处理,理论上可除去NaCl的质量为585 g
13.近期中国科学家在低温转化研究方面取得新进展,利用Fe氧簇MOF低温催化甲烷反应的机理如图所示。
下列说法正确的是
A.该反应过程中的每一步转化均属于氧化还原反应
B.参与反应,降低了反应的焓变
C.总反应的化学方程式为
D.该反应中存在非极性键的断裂和极性键的形成
14.乙二酸()俗称草酸,为无色晶体,是二元弱酸,在实验研究和化学工业中应用广泛。室温下,草酸溶液中含碳粒子的分布分数随溶液pH变化如图所示。已知:
,X代表、或;室温下,。
下列说法错误的是
A.曲线c表示随pH的变化
B.图中B点所对应的
C.溶液中存在:
D.常温下,向足量溶液中加入少量固体,发生反应,该反应的化学平衡常数
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)连二亚硫酸钠()俗称保险粉,是一种强还原剂,常用作脱氧剂、保鲜防腐剂等,在造纸、印染等行业应用广泛。易溶于水,难溶于甲醇,在碱性介质中比较稳定,在空气中易被氧化。制取的方法很多,工业上常用的制备的方法有锌粉法和甲酸钠法。
Ⅰ.锌粉法(装置如图)
具体操作:向装有锌粉水悬浊液的仪器B中通入,于35~45℃下反应生成溶液,再加入适量溶液调节pH,然后抽滤,向滤液中加入固体,析出晶体,经过滤、无水乙醇洗涤、干燥,得到固体。
已知:①难溶于乙醇,在空气中易被氧化;在碱性溶液中较稳定,在pH<4的溶液中会快速发生歧化反应(自身氧化还原反应)。
②变化过程:pH=5.4时开始形成沉淀;pH=8.2时沉淀完全;pH=10.5时沉淀开始溶解;pH=13.0时溶解完全。
回答下列问题:
(1)仪器C的名称为____________________。
(2)与锌粉水悬浊液反应得到,此时需要控制通入的不能过量,其原因是____________________________。
(3)操作中加入溶液,调节pH的合适范围是____________;选用无水乙醇洗涤晶体的优点是____________________________________________________________________。
Ⅱ.甲酸钠法
甲酸钠法制备的原理为,装置如下图所示。
回答下列问题:
(1)实验开始时先打开活塞的原因是____________________________________________________。
(2)装置丙的作用除了防倒吸,还有___________________________________________。
(3)称取制得的产品溶于冷水配成溶液,取出该溶液于锥形瓶中,用碱性标准溶液滴定,亚甲基蓝作指示剂,达到滴定终点(恰好完全反应),读数,重复以上操作次,所消耗溶液的体积分别为、、、,则该样品中的质量分数为________(杂质不参与反应)。{已知滴定反应的离子方程式为}
16.(15分)稀土元素钪()广泛应用于航空航天、超导、激光、核能等领域。以钛白酸性废水(主要含、、、)为原料制备及的一种工艺流程如下所示。
已知:①时,,,;
②钪元素与铝元素的性质相似,易形成配位数为的配离子;
③常温下,两相平衡体系中,被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D),如,的萃取率。
回答下列问题:
(1)基态的简化电子排布式为________________________________________。
(2)“萃取”的目的是富集,通过制得有机磷萃取剂,其中代表烃基,不同,产率也不同。当为时,的产率大于为时,请从结构的角度分析原因:________________________________________________________________________________________________________。
(3)在“洗涤”过程中加入溶液的作用是________________________________________________。
(4)“反萃取”时,随着加入的溶液不断增多,沉淀质量是“先增大、后减少”,则沉淀质量减少的原因是________________________________________________________(用离子方程式表示)。
(5)某工厂取总浓度为的废酸,加入某萃取剂,若,则单次萃取率为________。
(6)“转化”过程中生成反应的离子方程式为________________________________________;“沉钛”过程中反应的离子方程式为________________________________。
(7)“热还原”过程中还原剂和氧化剂的物质的量之比为________。
17.(14分)随着我国“碳达峰”“碳中和”目标的进行,二氧化碳资源化利用风生水起。尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
Ⅰ.20世纪初,工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素
反应分两步进行:①和生成;②分解生成尿素,反应过程中能量变化如图1所示。
回答下列问题:
(1)总反应的________(用含、、、的代数式表示);该反应在________(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下可自发进行,其中第________步是反应的决速步骤。
(2)将和充入密闭容器中发生上述反应,图2所示是不同条件下的体积分数与压强、温度的关系(不考虑催化剂的活性变化)。
①代表的体积分数与压强关系的曲线是________(填“a”或“b”)。
②下该反应的平衡常数________。
(3)尿素溶液可吸收含、烟气中的,其反应的化学方程式为。若吸收烟气时通入少量,可同时实现脱硫、脱硝,脱硝反应分为以下两步。
第一步:。
第二步:。
将含、烟气以一定流速通过的溶液,其他条件相同,不通和通少量时的去除率如图3所示。
①通少量时的去除率较低的原因是________________________________________。
②处理后的废水含有尿素,可用过二硫酸钠结合紫外线(UV)辐照去除废水中的尿素,其过程ⅰ、ⅱ机理如图4所示,写出过程Ⅱ发生反应的离子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________。
Ⅱ.电催化法合成尿素
2021年,科学家设计出一种在催化剂表面合成尿素的方法,其可能的反应机理如图5所示。
(4)已知在制备和反应过程中,催化剂表面的电子能自发从端转移到端,能成功吸附在端的原因可能是________________________________________________________________。
18.(15分)某心血管疾病治疗中常用药的一种合成路线如下所示。
已知:。
回答下列问题:
(1)中含氧官能团的名称是酯基、硝基、________________________;一个分子中手性碳原子的数目为________。
(2)的过程包含氧化和硝化两步,的结构简式为________________________;的过程包含加成反应和________________(填反应类型)两步。
(3)的结构简式为________________________。
(4)反应的化学方程式为________________________________;与合成的过程中通常还会加入少量弱碱性物质吡啶(),主要目的是________________________________。
(5)写出同时符合下列条件的芳香族化合物的结构简式:________________(任写一种)。
①比()多2个氢原子,且与、与均不直接相连;
②苯环上有3个链状取代基;
③核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积之比为1∶2∶2∶2。
(6)以、为原料合成的路线流程图如下所示。
已知:
则和的结构简式分别为________________________、________________________。
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