内容正文:
云南省普洱市景谷县2025-2026学年高三年级上学期期末考试
化学试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。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。
H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56 Na 23 S 32 K39 P31
第Ⅰ卷 (选择题,共42分)
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. 下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A. 溶液与NaOH溶液反应:
B. 高温下Fe与反应:
C. 与冷的石灰乳反应:
D. 铜丝与热的浓硫酸反应:
2. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 硫酸四氨合铜溶液:、、、
B. 碱性高锰酸钾溶液:、、、
C. 溶液:、、、
D. 溶液:、、、
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 22.4L乙炔中含有σ键的数目为3
B. 1L 1.5 溶液中的数目为1.5
C. 46g 和的混合气体含有的原子数目为3
D. 溶液与溶液反应生成1mol S,转移电子数目为2
4. 下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验方案
实验目的
A
常温下,用pH计测定浓度均为0.1 、NaClO溶液的pH,并比较大小
比较、HClO的的大小
B
向1mL 0.2 溶液中加入3mL 0.2 KOH溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥
制备
C
向PbS黑色悬浊液中加入,观察沉淀颜色变化
比较(PbS)、()的大小
D
将电石与水反应生成的气体直接通入溴水中,观察溴水是否褪色
验证乙炔的还原性
A. A B. B C. C D. D
5. 氧化铈()是应用广泛的稀土氧化物。一种用氟碳铈矿(,含BaO、等杂质)为原料制备的工艺如下图。
下列说法不正确的是
A. 滤渣A的主要成分为和
B. 步骤①、②中均有过滤操作
C. 该过程中,铈元素的化合价变化了两次
D. 步骤②反应的离子方程式为
6. 一种制备粗产品的工艺流程如图。已知:纯易分解爆炸,一般用空气稀释到体积分数为10%以下。
下列说法正确的是
A. 溶解过程中可以用盐酸代替稀硫酸
B. 流程中做还原剂
C. 发生器中鼓入空气的主要目的是提供氧化剂
D. 吸收塔中温度不宜过低,否则会导致产率下降
7. 物质W常用作漂白剂和氧化剂,其构成元素均为短周期主族元素,各元素原子半径与原子序数的关系如图所示,实验室中常用CS2洗涤残留在试管壁上的N单质。下列说法正确的是
A. X、Z形成的化合物与M、N形成的化合物之间的反应一定是氧化还原反应
B. 实验室洗涤残留在试管壁上的N单质常常用,利用了N单质的还原性
C. Z的氢化物的沸点一定大于Y的氢化物的沸点
D. 化合物W常用作氧化剂,不宜在高温下使用
8. 物质微观结构决定宏观性质。下列解释正确的是
选项
事实
解释
A
的沸点高于HF
键能:O-H…O高于F-H…F
B
熔点低于
的体积比大
C
在中溶解度高于在中的溶解度
是非极性分子
D
纳米铅晶体无固定熔点
纳米铅晶体是混合物
A. A B. B C. C D. D
9. 储氢材料的晶胞结构如图所示,的摩尔质量为,阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A. 的配位数为2 B. 晶胞中含有2个
C. 晶体密度的计算式为 D. (i)和(ii)之间的距离为
10. 萃取剂P204对钒(V)有强萃取力,萃取平衡:。常温下,溶液中的随时间的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. min时,萃取反应已停止
B. min时,正反应速率大于逆反应速率
C. min时,若增大,平衡向左移动,平衡常数减小
D. min内平均速率
11. 室温下,向含有足量CaA固体的悬浊液中通入HCl气体来调节体系的pH,平衡时随pH的变化如图所示(M表示、、和)。已知:物质的溶解度以物质的量浓度表示,,。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ表示随pH的变化
B. 的
C. pH=4.27时,CaA的溶解度约为
D. Q点时,溶液中
12. 化合物Z可由X、Y反应制得。下列有关说法错误的是
A. 分子中的碳原子可能处于同一平面
B. 上述反应的另一种产物为乙醇
C. 和三种分子均不存在顺反异构
D. 苯环上的二氯代物有13种(不考虑空间异构)
13. 中国科学院上海有机化学研究所人工合成青蒿素,其部分合成路线如图:
下列说法不正确的是
A. “乙→丙”发生了消去反应 B. 香茅醛不存在顺反异构现象
C. 甲分子有4个手性碳 D. 香茅醛能与氢气发生加成反应
14. 叔丁醇与羧酸发生酯化反应的机理具有其特殊性,可用下图表示,已知:连在同一碳原子上的甲基之间存在排斥力。
下列说法错误的是
A. 相同条件下,中间体3比酸性强
B. 中间体2中键角大于叔丁醇中键角
C. 用溶液中和步骤④产生的,有利于提高羧酸叔丁酯的产率
D. 用标记醇羟基,可区别叔丁醇、乙醇与羧酸在酯化反应时的机理差异
第Ⅱ卷 (非选择题,共58分)
二、非选择题(本题共4个大题,共58分)
15. 锑白( )工业上主要用作颜料、阻燃剂、煤染剂和催化剂。以辉锑矿(主要成分为 ,含少量 、 、 、 )为原料制备锑白( )的工艺流程如图所示。
已知: ①浸出液中除含过量盐酸和 之外,还含有 。
② 。
③ 与 具有相似的化学性质。
回答下列问题:
(1)基态 Sb 原子的价层电子轨道表达式为_______。
(2)加快酸浸速率的措施有_______(写两种)。
(3)滤渣 1 的成分为硫和_______。
(4)“沉铜、铅”步骤中, 、 起始浓度均为 。当铜、铅沉淀完全时,溶液中 _______ 。(当离子浓度 时认为沉淀完全)
(5)“除砷”时有 生成,则该反应的化学方程式为_______。
(6)水解步骤中生成白色沉淀的离子方程式为_______。“中和”的碱性物质选用氨水而不用 NaOH 溶液的原因是_______。
(7) 在空气中充分加热,固体增重率约为 8.22%,则生成的氧化物化学式为_______。
16. 海带中含有丰富的碘元素。某研究性学习小组设计并进行以下实验从海带中提取碘:
提示:苯是有机萃取剂,其密度小于水。
(1)步骤①和步骤⑤分别需用到以下装置中的______、______(填标号)。步骤③的实验操作名称是______。
(2)步骤④中反应的离子方程式是______。
(3)步骤⑤中,______(填“能”或“不能”)用酒精来萃取碘,理由是______。
(4)请设计一种检验步骤⑤提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法:______。
(5)海带提碘实验中,得到碘的苯溶液后也可用“反萃取法”萃取、富集碘单质,实验步骤如下:
上述过程②中,发生反应的离子方程式为______。
(6)实验室常用碘量法测定溶液中的含量。取样品,加入溶液,发生反应,充分反应后,消耗溶液。则该样品中的含量是______。
17. 三氯氧磷(POCl3)可用作半导体掺杂剂。工业上采用直接氧化法由PCl3制备POCl3,反应原理为:P4(白磷)+6Cl2 4PCl3,2PCl3+O2 2POCl3。
已知:PCl3、POCl3的部分性质如下:
熔点/℃
沸点/℃
其它
PCl3
−112
75.5
遇水极易水解
POCl3
2
105.3
遇水极易水解
某实验小组模拟该工艺设计实验装置如图(部分加热和夹持装置已略去):
请回答下列问题:
(1)装置戊中发生反应的离子方程式为:___________________。
(2)装置乙的主要作用为:①干燥气体,②_________, ③_________________。
(3)装置丙的温度需控制在60~65 ℃的原因是____________。
(4)实验制得的POCl3中常含有PCl3杂质,该实验小组采用下列方法测定产品中的氯元素含量,继而通过计算确定三氯氧磷的纯度:
I.取m g产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待水解完全后滴加稀硝酸至酸性
II.向锥形瓶中加入V1 mL c1 mol∙L−1 AgNO3溶液至完全沉淀
Ⅲ.向其中加入少量硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖
Ⅳ.加入指示剂,用c2 mol∙L−1 KSCN溶液进行滴定,至终点时消耗KSCN溶液V2 mL
(已知:Ksp(AgCl)=3.2×10−10,Ksp(AgSCN)=2×10−12)
① 步骤IV中选用的指示剂为 ______________。
② 在接近滴定终点时,使用“半滴操作”可提高测量的准确度。其方法是:将滴定管的旋塞稍稍转动,使半滴KSCN溶液悬于管口,_________________,继续摇动锥形瓶,观察颜色变化。
③ 产品中氯元素含量的表达式为:______________。
④ 下列操作会使测得的氯元素含量偏小的是____________。
a.配制AgNO3标准溶液时仰视容量瓶刻度线 b.实验过程中未加入硝基苯
c.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡 d.滴定时锥形瓶未干燥
(5)如需进一步提纯产品,可采用的提纯方法为___________。
18. NaClO在生产、生活中有广泛应用,84消毒液主要成分为NaClO。某小组设计实验制备NaClO并探究其性质。回答下列问题:
实验(一)制备NaClO。 实验装置如图所示:
(1)装置B中试剂是_______。
(2)写出装置C三颈烧瓶中发生反应的离子方程式_______。
实验(二)探究外界因素对NaClO水解程度的影响(在本题设定温度范围内NaClO只发生水解反应,不考虑其他副反应)。
【查阅资料】NaClO水解程度,次氯酸溶液浓度可以通过荧光探针方法准确测定。
【提出猜想】
猜想1:其他条件相同,pH越大,NaClO水解程度越小;
猜想2:其他条件相同,NaClO浓度越小,NaClO水解程度越大;
猜想3:其他条件相同,适当升温,NaClO水解程度增大。
【设计实验】
实验方案如下(各溶液浓度均为0.10mol/L,每支试管各滴加3滴相同浓度的紫色石蕊溶液):
序
号
温度
/℃
V(NaClO
溶液)/mL
V(NaOH
溶液)/mL
V(HCl溶
液)/mL
V(H2O)
/mL
褪色
时间/s
1
20
10.0
0
0
5.0
t1
2
20
5.0
0
0
10.0
t2
3
20
10.0
2.0
0
V1
t3
4
20
10.0
0
2.0
3.0
t4
5
30
10.0
0
0
5.0
t5
(3)在实验中,补充数据V1 =_______。
(4)实验1、3、4测得结果:t3>t1>t4 ,能证明猜想1成立,请用平衡移动原理解释实验结果:_______。实验1、2不能验证猜想2,其原因是c(NaClO)浓度越小,c(HClO)越小。请你提出改进方案:_______。
(5)实验结果;t5<t1,但是,不能证明猜想3成立,其原因是_______。
经过小组讨论,大家认为可以通过测定不同温度下NaClO水解平衡常数Kh,确定温度对NaClO水解程度的影响。
【查阅资料】,为溶液起始浓度。
【试剂与仪器】一定浓度的NaClO溶液、0.1000mol/L的盐酸、蒸馏水、pH计等。
【设计实验】测定30℃下NaClO水解平衡常数,完成表中实验。
序号
实验内容
记录数据
6
取20.00mLNaClO溶液,用0.1000mol/L盐酸滴定至终点,测NaClO溶液的浓度
消耗盐酸体积为VmL
7
测得30℃纯水的pH
a
8
_______
b
(6)分别在35℃、40℃下重复上述实验。
①实验8的实验内容是_______。
②数据处理:30℃,_______(用含a、b、V的代数式表示)。
③实验结论:,升高温度能促进NaClO水解。
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云南省普洱市景谷县2025-2026学年高三年级上学期期末考试
化学试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。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。
H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56 Na 23 S 32 K39 P31
第Ⅰ卷 (选择题,共42分)
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. 下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A. 溶液与NaOH溶液反应:
B. 高温下Fe与反应:
C. 与冷的石灰乳反应:
D. 铜丝与热的浓硫酸反应:
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液与NaOH溶液反应生成碳酸钠和水,A正确;
B.高温下Fe与反应生成四氧化三铁和氢气,,B错误;
C.石灰乳为氢氧化钙的悬浊液,应写化学式,,C错误;
D.铜丝与热的浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,,D错误;
故选A。
2. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 硫酸四氨合铜溶液:、、、
B. 碱性高锰酸钾溶液:、、、
C. 溶液:、、、
D. 溶液:、、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫酸四氨合铜在碱性溶液中比较稳定;在酸性条件下不稳定,硫酸四氨合铜溶液显碱性,在为3.2左右沉淀完全,硫酸四氨合铜溶液H+、Fe3+均不能大量存在,A错误;
B.碱性高锰酸钾溶液中:、、、均能存在,B正确;
C.溶液中,与和均能反应,不能大量共存,C错误;
D.溶液中,与发生双水解反应生成沉淀和,不能大量共存,与反应生成沉淀和,不能大量共存,D错误;
故选B。
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 22.4L乙炔中含有σ键的数目为3
B. 1L 1.5 溶液中的数目为1.5
C. 46g 和的混合气体含有的原子数目为3
D. 溶液与溶液反应生成1mol S,转移电子数目为2
【答案】C
【解析】
【详解】A.没有标况,不确定乙炔的物质的量,不能确定σ键的数目,A错误;
B.碳酸根离子水解,使得1L 1.5 溶液中的数目小于1.5,B错误;
C.二氧化氮和四氧化二氮的最简式均符合(NO2),46g此混合气体含有(NO2)的物质的量为1mol,含有原子的数目为3,C正确;
D.,生成1mol S,转移电子数目为,D错误;
故选C。
4. 下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验方案
实验目的
A
常温下,用pH计测定浓度均为0.1 、NaClO溶液的pH,并比较大小
比较、HClO的的大小
B
向1mL 0.2 溶液中加入3mL 0.2 KOH溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥
制备
C
向PbS黑色悬浊液中加入,观察沉淀颜色变化
比较(PbS)、()的大小
D
将电石与水反应生成的气体直接通入溴水中,观察溴水是否褪色
验证乙炔的还原性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.常温下,用pH计测定浓度均为0.1 、NaClO溶液的pH,根据“越弱越水解”,pH越大说明越易水解,可以比较、HClO的的大小,故A正确;
B.溶液和KOH溶液不反应,故B错误;
C.向PbS黑色悬浊液中加入,PbS被氧化为白色沉淀PbSO4,不能比较溶度积大小,故C错误;
D.电石与水反应生成的气体中含有乙炔、H2S等气体,乙炔、H2S都能使溴水褪色,直接通入溴水中,溴水褪色,不能证明乙炔的还原性,故D错误;
选A。
5. 氧化铈()是应用广泛的稀土氧化物。一种用氟碳铈矿(,含BaO、等杂质)为原料制备的工艺如下图。
下列说法不正确的是
A. 滤渣A的主要成分为和
B. 步骤①、②中均有过滤操作
C. 该过程中,铈元素的化合价变化了两次
D. 步骤②反应的离子方程式为
【答案】C
【解析】
【分析】由流程可知,氟碳铈矿在空气中焙烧主要将转化为和,被氧化为,然后再用稀硫酸浸取,进入溶液中,不反应,BaO与硫酸反应生成沉淀,过滤分离、即滤渣A为、,滤液中加还原剂将还原,再加入使转化为,最后灼烧生成。
【详解】A.根据分析可知,由流程可知滤渣A的主要成分为和,故A正确;
B.步骤①是分离滤渣A和溶液,需要过滤,步骤②是分离沉淀,需要过滤操作,故B正确;
C.焙烧、滤液还原、灼烧时铈元素的化合价均变化,所以共三次,故C错误;
D.步骤②加入碳酸氢铵使Ce3+转化为,反应的离子方程式为:,故D正确;
故答案为C。
6. 一种制备粗产品的工艺流程如图。已知:纯易分解爆炸,一般用空气稀释到体积分数为10%以下。
下列说法正确的是
A. 溶解过程中可以用盐酸代替稀硫酸
B. 流程中做还原剂
C. 发生器中鼓入空气的主要目的是提供氧化剂
D. 吸收塔中温度不宜过低,否则会导致产率下降
【答案】B
【解析】
【详解】分析:在稀硫酸中溶解,通入在发生器中发生氧化还原反应,生成和,通过鼓入空气,防止浓度过高,还可以将其吹进吸收塔,根据氧化还原反应规律可知,在吸收塔中与双氧水、氢氧化钠反应生成和氧气,再经过一系列操作得到粗产品。
A.具有强氧化性,可以氧化,则溶解过程中不可以用盐酸代替稀硫酸,错误;
B.与双氧水、氢氧化钠反应生成和氧气,流程中做还原剂,正确;
C.发生器中鼓入空气的主要目的是防止浓度过高,因为纯易分解爆炸,错误:
D.在吸收塔中与双氧水、氢氧化钠反应生成和氧气,温度过低反应速率慢,但是不一定会导致产率下降,错误;
故选B。
7. 物质W常用作漂白剂和氧化剂,其构成元素均为短周期主族元素,各元素原子半径与原子序数的关系如图所示,实验室中常用CS2洗涤残留在试管壁上的N单质。下列说法正确的是
A. X、Z形成的化合物与M、N形成的化合物之间的反应一定是氧化还原反应
B. 实验室洗涤残留在试管壁上的N单质常常用,利用了N单质的还原性
C. Z的氢化物的沸点一定大于Y的氢化物的沸点
D. 化合物W常用作氧化剂,不宜在高温下使用
【答案】D
【解析】
【分析】物质W常用作漂白剂和氧化剂,其构成元素均为短周期主族元素,各元素原子半径与原子序数的关系如题图所示,X位于第一周期,为H元素,Y、Z位于第二周期,M、N位于第三周期;实验室中常用CS2洗涤残留在试管壁上的N单质,则N为S元素;Y形成4个共价键,Z形成2个共价键,M形成的+1价阳离子,则Y为C元素,Z为O元素,M为Na元素;
【详解】A.X、Z形成的化合物为水和过氧化氢,M、N形成的化合物为硫化钠,水与硫化钠的反应为非氧化还原反应,A错误;
B.N的单质为硫,硫单质为非极性分子,CS2为非极性溶剂,根据“相似相溶”原理,硫单质易溶于CS2,与S单质的还原性无关,B错误;
C.Y的氢化物为烃,Z的氢化物为水、过氧化氢,碳原子数较多的烃常温下为固态,其沸点大于水和过氧化氢,C错误;
D.W分子中含有H−O−O−H结构,结合过氧化氢的性质可知,化合物W具有强氧化性,可用作氧化剂,但过氧化氢不稳定,故该物质不宜在高温下使用,D正确;
故答案为:D。
8. 物质微观结构决定宏观性质。下列解释正确的是
选项
事实
解释
A
的沸点高于HF
键能:O-H…O高于F-H…F
B
熔点低于
的体积比大
C
在中溶解度高于在中的溶解度
是非极性分子
D
纳米铅晶体无固定熔点
纳米铅晶体是混合物
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.水的沸点高于HF是因为水分子间形成的氢键多,故A错误;
B.C2H5NH3NO3和NH4NO3均为离子晶体,C2H5NH的体积比NH大,导致C2H5NH3NO3中离子键比NH4NO3弱,C2H5NH3NO3熔点比NH4NO3低,故B正确;
C.臭氧的极性微弱,水为极性分子,四氯化碳为非极性分子,根据“相似相溶”,臭氧在四氯化碳中的溶解度大于在水中溶解度,故C错误;
D.纳米铅晶体没有固定熔点的主要原因是其极高的表面原子比例和表面能,导致熔化过程在一个温度区间内逐渐完成而非瞬间转变,故D错误;
答案为B。
9. 储氢材料的晶胞结构如图所示,的摩尔质量为,阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A. 的配位数为2 B. 晶胞中含有2个
C. 晶体密度的计算式为 D. (i)和(ii)之间的距离为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,与距离最近且等距离的的个数是3,则的配位数为3,A项错误;
B.位于晶胞的顶点和体心上,该晶胞中的个数为,B项正确;
C.该晶胞体积为,该晶胞中的个数为,的个数为,相当于晶胞中含有2个,晶体密度为,C项错误;
D.(i)和(ii)之间的距离等于晶胞体对角线长度的一半,为,D项错误;
答案选B。
10. 萃取剂P204对钒(V)有强萃取力,萃取平衡:。常温下,溶液中的随时间的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. min时,萃取反应已停止
B. min时,正反应速率大于逆反应速率
C. min时,若增大,平衡向左移动,平衡常数减小
D. min内平均速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.min时,反应达到平衡状态,正、逆反应仍在进行,只是速率相等,故A错误;
B.min时刻反应未达到平衡状态,且向正反应方向进行,即正反应速率大于逆反应速率,故B正确;
C.平衡常数只与温度有关,与浓度无关,故C错误;
D.从反应式看出,物质的量浓度的变化量:,min内平均速率,故D错误;
故选B。
11. 室温下,向含有足量CaA固体的悬浊液中通入HCl气体来调节体系的pH,平衡时随pH的变化如图所示(M表示、、和)。已知:物质的溶解度以物质的量浓度表示,,。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ表示随pH的变化
B. 的
C. pH=4.27时,CaA的溶解度约为
D. Q点时,溶液中
【答案】C
【解析】
【分析】向CaA悬浊液中加入盐酸,CaA溶液与盐酸反应使得溶液中钙离子浓度增大,A2-离子浓度减小,HA-、H2A的浓度增大,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示、、、随pH的变化;由图可知,溶液中H2A和HA—浓度相等时,溶液pH为1.27,由电离常数Ka1(H2A)= 可知,Ka1(H2A)= c(H+)= 1×10-1.27,同理可知,Ka2(H2A)= 1×10-4.27。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅰ表示随pH的变化,故A错误;
B.由方程式可知,反应的平衡常数K=====10,5.6,故B错误;
C.由图可知,溶液pH为4.27时,溶液中A2-和HA-浓度相等,由Ka1(H2A)= 1×10-1.27可知 ,溶液中c(H2A)= 10—3 c(HA—),由物料守恒c(Ca2+)= c(H2A)+ c(HA-)+ c(A2—)可知,溶液中c(Ca2+)≈2 c(A2-),由溶度积可知,溶液中钙离子浓度约为×mol/L=,则 CaA的溶解度为,故C正确;
D.Q点时曲线II和曲线III相交,则c(H2A)=c(A2-),由电荷守恒可知2c(Ca2+)+c(H+)= c(Cl-)+ c(HA-)+2 c(A2-) +c(OH-),由元素守恒可知c(Ca2+)= c(H2A)+ c(HA-)+c(A2-) ,联立上述三个等式可得 c(Cl-)+c(OH-)=c(HA-)+2 c(A2-) +c(H+),由于Q点时溶液呈酸性,则 c(H+)>c(OH-),所以c(Cl-)>c(HA-)+2 c(A2-) ,故D错误;
故选C。
12. 化合物Z可由X、Y反应制得。下列有关说法错误的是
A. 分子中的碳原子可能处于同一平面
B. 上述反应的另一种产物为乙醇
C. 和三种分子均不存在顺反异构
D. 苯环上的二氯代物有13种(不考虑空间异构)
【答案】C
【解析】
【详解】A.X中苯环与其直接相连的原子共面,碳碳双键为平面结构,两平面结构单键相连,可能重合,则X分子中所有碳原子可能共面,故A正确;
B.对比组成,可知上述反应的另一种产物为乙醇,故B正确;
C.X、Y分子中碳碳双键的碳连有相同的甲基,没有顺反异构体,Z分子中两端碳碳双键连有相同的甲基,但中间的碳碳双键的两个碳原子连有不同的原子团,故Z有顺反异构体,C错误;
D.如图所示,,若两个氯都在苯环①上,两个氯的位置有1-2、1-3、1-4、2-4四种情况,若都在苯环②上,两个氯的位置有5-6、5-7、6-7三种情况,若两个苯环各有一个氯,则有1-5、1-6、1-7、2-5、2-6、2-7六种情况,共13种同分异构体,D正确;
故选:C。
13. 中国科学院上海有机化学研究所人工合成青蒿素,其部分合成路线如图:
下列说法不正确的是
A. “乙→丙”发生了消去反应 B. 香茅醛不存在顺反异构现象
C. 甲分子有4个手性碳 D. 香茅醛能与氢气发生加成反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.“乙→丙”羟基氧化成了羰基,发生了氧化反应,A错误;
B.香茅醛碳碳双键的同一个碳上连了两个甲基,不存在顺反异构现象,B正确;
C.甲分子有个手性碳位置如图:,C正确;
D.香茅醛含有一个和一个,可以和氢气发生加成反应,D正确;
故选A。
14. 叔丁醇与羧酸发生酯化反应的机理具有其特殊性,可用下图表示,已知:连在同一碳原子上的甲基之间存在排斥力。
下列说法错误的是
A. 相同条件下,中间体3比酸性强
B. 中间体2中键角大于叔丁醇中键角
C. 用溶液中和步骤④产生的,有利于提高羧酸叔丁酯的产率
D. 用标记醇羟基,可区别叔丁醇、乙醇与羧酸在酯化反应时的机理差异
【答案】C
【解析】
【详解】A.中间体2和形成中间体3时,碳氧双键中氧原子的电子云密度减小,导致O-H键的极性增大,易电离出氢离子,则中间体3比酸性强,故A正确;
B.叔丁醇中连接3个甲基的碳原子采取的是sp3杂化,中间体2中连接3个甲基的碳原子采取的是sp2杂化,则中间体2中键角大于叔丁醇中键角,故B正确;
C.溶液能使羧酸叔丁酯水解,则溶液中和步骤④产生的,并不利于提高羧酸叔丁酯的产率,故C错误;
D.用标记醇羟基,乙醇与羧酸在酯化时,存在于生成酯中,而叔丁醇与羧酸在酯化时,根据中间体1到中间体2,生成的酯中没有,故D正确;
答案C。
第Ⅱ卷 (非选择题,共58分)
二、非选择题(本题共4个大题,共58分)
15. 锑白( )工业上主要用作颜料、阻燃剂、煤染剂和催化剂。以辉锑矿(主要成分为 ,含少量 、 、 、 )为原料制备锑白( )的工艺流程如图所示。
已知: ①浸出液中除含过量盐酸和 之外,还含有 。
② 。
③ 与 具有相似的化学性质。
回答下列问题:
(1)基态 Sb 原子的价层电子轨道表达式为_______。
(2)加快酸浸速率的措施有_______(写两种)。
(3)滤渣 1 的成分为硫和_______。
(4)“沉铜、铅”步骤中, 、 起始浓度均为 。当铜、铅沉淀完全时,溶液中 _______ 。(当离子浓度 时认为沉淀完全)
(5)“除砷”时有 生成,则该反应的化学方程式为_______。
(6)水解步骤中生成白色沉淀的离子方程式为_______。“中和”的碱性物质选用氨水而不用 NaOH 溶液的原因是_______。
(7) 在空气中充分加热,固体增重率约为 8.22%,则生成的氧化物化学式为_______。
【答案】(1) (2)适当升温、搅拌、适当增加盐酸浓度等
(3)
(4)
(5)
(6) ①. ②. 是一种两性氧化物,溶于氢氧化钠溶液,造成产率降低
(7)
【解析】
【分析】辉锑矿加入盐酸“浸出”得“浸出液”,“浸出液”中除含过量盐酸和SbCl5之外,还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等,“滤渣1”中除了生成的S之外,还有未溶解的二氧化硅,“浸出液”中加入Sb还原SbCl5,生成SbCl3,加入Na2S时保证Cu2+和Pb2+均沉淀完全,过滤得到的“滤渣2”为CuS、PbS,滤液中加入NaH2PO2除砷,反应生成亚磷酸、NaCl和砷单质,过滤得到含SbCl3溶液,水解得到,加入碱性物质得到;
【小问1详解】
Sb为51号元素,基态 Sb 原子的价层电子轨道表达式为;
【小问2详解】
适当升温、搅拌、适当增加盐酸浓度等能够加快酸浸速率;
【小问3详解】
由分析,二氧化硅和盐酸不反应,则滤渣 1 的成分为硫和;
【小问4详解】
由数据可知,PbS较CuS溶解度大,则铅沉淀完全时,需要溶液中;
【小问5详解】
由分析,“除砷”时反应生成亚磷酸、NaCl和砷单质、 ,则该反应中As化合价由+3变为0、P化合价由+1变为+3,结合电子守恒和质量守恒,化学方程式为;
【小问6详解】
水解步骤中,水解生成白色沉淀,结合质量守恒,氯离子、水也会参与反应,同时还生成氢离子,离子方程式为。已知, 与 具有相似的化学性质,故“中和”的碱性物质选用氨水而不用 NaOH 溶液的原因是 是一种两性氧化物,溶于氢氧化钠溶液,造成产率降低;
【小问7详解】
假设有1mol(为292g),则含有2molSb、3molO,在空气中充分加热被氧气氧化,固体增重率约为 8.22%,则增加质量292g×8.22%=24g为氧元素质量,则生成的氧化物中Sb、O物质的量之比为,故为。
16. 海带中含有丰富的碘元素。某研究性学习小组设计并进行以下实验从海带中提取碘:
提示:苯是有机萃取剂,其密度小于水。
(1)步骤①和步骤⑤分别需用到以下装置中的______、______(填标号)。步骤③的实验操作名称是______。
(2)步骤④中反应的离子方程式是______。
(3)步骤⑤中,______(填“能”或“不能”)用酒精来萃取碘,理由是______。
(4)请设计一种检验步骤⑤提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法:______。
(5)海带提碘实验中,得到碘的苯溶液后也可用“反萃取法”萃取、富集碘单质,实验步骤如下:
上述过程②中,发生反应的离子方程式为______。
(6)实验室常用碘量法测定溶液中的含量。取样品,加入溶液,发生反应,充分反应后,消耗溶液。则该样品中的含量是______。
【答案】(1) ①. D ②. C ③. 过滤
(2)
(3) ①. 不能 ②. 酒精能与水以任意比互溶
(4)取步骤⑤提取碘后的水溶液少许于试管中,滴加几滴淀粉溶液,若溶液变为蓝色,说明含有,反之则不含
(5)
(6)
【解析】
【分析】海带在坩埚中灼烧成海带灰,在水中浸泡形成海带灰悬浊液,用玻璃棒不断搅拌后过滤得到含碘离子的溶液,向溶液中加入过氧化氢和稀硫酸与碘离子反应生成单质碘,用苯萃取后分液,得到含碘苯溶液,再蒸馏即可得到单质碘。也可向含碘苯溶液中加入浓NaOH溶液,反应生成NaI、和水,再加入稀硫酸反应生成单质碘,过滤后得到固态单质碘。
【小问1详解】
步骤①是灼烧,需要在坩埚中进行,选D;步骤⑤是萃取分液,需要用到装置C;
【小问2详解】
步骤④中,将I-氧化为I2,自身被还原为,反应的离子方程式为;
【小问3详解】
不能用酒精来萃取碘,因为酒精与水能够任意比混溶;
【小问4详解】
已知I2遇到淀粉溶液显特殊的蓝色,故取步骤⑤提取碘后的水溶液少许于试管中,向其中滴加几滴淀粉溶液,若溶液变为蓝色,说明含有I2,反之则不含;
【小问5详解】
上述过程②中,与在酸性条件下发生归中反应,生成,化学方程式为:;
【小问6详解】
实验室常用碘量法测定溶液中的含量,取样品,加入溶液,发生反应,充分反应后,消耗溶液,则,该样品中的含量是。
17. 三氯氧磷(POCl3)可用作半导体掺杂剂。工业上采用直接氧化法由PCl3制备POCl3,反应原理为:P4(白磷)+6Cl2 4PCl3,2PCl3+O2 2POCl3。
已知:PCl3、POCl3的部分性质如下:
熔点/℃
沸点/℃
其它
PCl3
−112
75.5
遇水极易水解
POCl3
2
105.3
遇水极易水解
某实验小组模拟该工艺设计实验装置如图(部分加热和夹持装置已略去):
请回答下列问题:
(1)装置戊中发生反应的离子方程式为:___________________。
(2)装置乙的主要作用为:①干燥气体,②_________, ③_________________。
(3)装置丙的温度需控制在60~65 ℃的原因是____________。
(4)实验制得的POCl3中常含有PCl3杂质,该实验小组采用下列方法测定产品中的氯元素含量,继而通过计算确定三氯氧磷的纯度:
I.取m g产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待水解完全后滴加稀硝酸至酸性
II.向锥形瓶中加入V1 mL c1 mol∙L−1 AgNO3溶液至完全沉淀
Ⅲ.向其中加入少量硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖
Ⅳ.加入指示剂,用c2 mol∙L−1 KSCN溶液进行滴定,至终点时消耗KSCN溶液V2 mL
(已知:Ksp(AgCl)=3.2×10−10,Ksp(AgSCN)=2×10−12)
① 步骤IV中选用的指示剂为 ______________。
② 在接近滴定终点时,使用“半滴操作”可提高测量的准确度。其方法是:将滴定管的旋塞稍稍转动,使半滴KSCN溶液悬于管口,_________________,继续摇动锥形瓶,观察颜色变化。
③ 产品中氯元素含量的表达式为:______________。
④ 下列操作会使测得的氯元素含量偏小的是____________。
a.配制AgNO3标准溶液时仰视容量瓶刻度线 b.实验过程中未加入硝基苯
c.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡 d.滴定时锥形瓶未干燥
(5)如需进一步提纯产品,可采用的提纯方法为___________。
【答案】(1)MnO2 + 4H+ +2Cl- Mn2+ + Cl2↑+ 2H2O
(2) ①. 观察O2流速进而调节PCl3与O2的反应速率 ②. 平衡气压
(3)温度过低反应速率慢,温度过高会造成PCl3挥发,利用率降低
(4) ①. 硫酸铁溶液 ②. 用锥形瓶内壁将半滴KSCN溶液沾落,再用洗瓶以少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁 ③. ④. bc
(5)蒸馏
【解析】
【分析】根据工业上采用直接氧化法由PCl3制备POCl3,反应原理为:P4(白磷)+6Cl2 4PCl3,2PCl3+O2 2POCl3,则甲装置是制备氧气的装置,乙装置是干燥氧气的装置,戊装置是制备氯气的发生装置,丁装置是干燥氯气的装置,丙装置发生P4(白磷)与Cl2反应、PCl3与O2反应。
【小问1详解】
装置戊是制备氯气的发生装置,因此发生反应的离子方程式为:MnO2+ 4H+ +2Cl- Mn2++ Cl2↑+ 2H2O;故答案为:MnO2+ 4H+ +2Cl- Mn2++ Cl2↑+ 2H2O。
【小问2详解】
甲装置是制备氧气的装置,由于PCl3、POCl3遇水极易水解,因此装置乙的主要作用为:①干燥气体,②观察O2流速进而调节PCl3与O2的反应速率, ③平衡气压;故答案为:观察O2流速进而调节PCl3与O2的反应速率;平衡气压。
【小问3详解】
PCl3的沸点是75.5℃,为了加快反应速率,因此装置丙的温度需控制在60~65 ℃,其主要的原因是温度过低反应速率慢,温度过高会造成PCl3挥发,利用率降低;故答案为:温度过低反应速率慢,温度过高会造成PCl3挥发,利用率降低。
【小问4详解】
① 铁离子与KSCN呈红色,因此步骤IV中选用的指示剂为硫酸铁溶液;故答案为:硫酸铁溶液。
②根据题意,其方法是:将滴定管的旋塞稍稍转动,使半滴KSCN溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴KSCN溶液沾落,再用洗瓶以少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁,继续摇动锥形瓶,观察颜色变化;故答案为:用锥形瓶内壁将半滴KSCN溶液沾落,再用洗瓶以少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁。
③氯离子的物质的量为,则产品中氯元素含量的表达式为:;故答案为:。
④a.配制AgNO3标准溶液时仰视容量瓶刻度线,所配浓度偏低,取出相同体积的溶液,物质的量偏小,则消耗KSCN的量减小,则消耗的硝酸银物质的量偏大,测定氯离子结果偏大,故a错误;
b.实验过程中未加入硝基苯,部分沉淀溶解,导致结果偏小,故b正确;
c.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡,消耗KSCN体积偏大,则消耗的硝酸银物质的量偏小,测定氯离子结果偏小,故c正确;
d.滴定时锥形瓶未干燥,对结果无影响,故d错误;
综上所述,答案为:bc。
【小问5详解】
如需进一步提纯产品,根据PCl3、POCl3的沸点不同,则可采用的提纯方法为蒸馏;故答案为:蒸馏。
18. NaClO在生产、生活中有广泛应用,84消毒液主要成分为NaClO。某小组设计实验制备NaClO并探究其性质。回答下列问题:
实验(一)制备NaClO。 实验装置如图所示:
(1)装置B中试剂是_______。
(2)写出装置C三颈烧瓶中发生反应的离子方程式_______。
实验(二)探究外界因素对NaClO水解程度的影响(在本题设定温度范围内NaClO只发生水解反应,不考虑其他副反应)。
【查阅资料】NaClO水解程度,次氯酸溶液浓度可以通过荧光探针方法准确测定。
【提出猜想】
猜想1:其他条件相同,pH越大,NaClO水解程度越小;
猜想2:其他条件相同,NaClO浓度越小,NaClO水解程度越大;
猜想3:其他条件相同,适当升温,NaClO水解程度增大。
【设计实验】
实验方案如下(各溶液浓度均为0.10mol/L,每支试管各滴加3滴相同浓度的紫色石蕊溶液):
序
号
温度
/℃
V(NaClO
溶液)/mL
V(NaOH
溶液)/mL
V(HCl溶
液)/mL
V(H2O)
/mL
褪色
时间/s
1
20
10.0
0
0
5.0
t1
2
20
5.0
0
0
10.0
t2
3
20
10.0
2.0
0
V1
t3
4
20
10.0
0
2.0
3.0
t4
5
30
10.0
0
0
5.0
t5
(3)在实验中,补充数据V1 =_______。
(4)实验1、3、4测得结果:t3>t1>t4 ,能证明猜想1成立,请用平衡移动原理解释实验结果:_______。实验1、2不能验证猜想2,其原因是c(NaClO)浓度越小,c(HClO)越小。请你提出改进方案:_______。
(5)实验结果;t5<t1,但是,不能证明猜想3成立,其原因是_______。
经过小组讨论,大家认为可以通过测定不同温度下NaClO水解平衡常数Kh,确定温度对NaClO水解程度的影响。
【查阅资料】,为溶液起始浓度。
【试剂与仪器】一定浓度的NaClO溶液、0.1000mol/L的盐酸、蒸馏水、pH计等。
【设计实验】测定30℃下NaClO水解平衡常数,完成表中实验。
序号
实验内容
记录数据
6
取20.00mLNaClO溶液,用0.1000mol/L盐酸滴定至终点,测NaClO溶液的浓度
消耗盐酸体积为VmL
7
测得30℃纯水的pH
a
8
_______
b
(6)分别在35℃、40℃下重复上述实验。
①实验8的实验内容是_______。
②数据处理:30℃,_______(用含a、b、V的代数式表示)。
③实验结论:,升高温度能促进NaClO水解。
【答案】(1)饱和食盐水
(2)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(3)3.0 (4) ①. ClO-+H2OHClO+OH-,实验4中pH减小,促进平衡向右移动,c(HClO)增大,实验3中pH增大,平衡左移,c(HClO)减小 ②. 测定不同浓度NaClO溶液中c(HClO),计算NaClO水解程度
(5)浓度不变时,升温,褪色反应速率本身也增大
(6) ①. 测定30℃该浓度NaClO溶液的pH ②.
【解析】
【分析】实验(一):装置A中发生反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,制备氯气;装置B中装有饱和NaCl溶液,目的为除去氯气中的氯化氢杂质;装置C中发生反应Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,制取NaClO,为避免温度过高发生副反应3Cl2+6OH-=5Cl-++3H2O影响产物纯度,实验采用冰水浴冷却并搅拌;安全瓶的作用是防倒吸,氢氧化钠溶液的作用是处理尾气避免污染环境。
实验(二):该探究外界因素(pH、温度、浓度)对NaClO水解程度的影响,设计实验时通过调整加入水的体积保证各组实验的最终体积均相同,利用次氯酸的漂白性通过石蕊的褪色时间来判断NaClO水解程度的大小,水解程度越大,HClO浓度越大,褪色时间越短;实验1、2,可得NaClO浓度存在差异,去验证猜想2,但由于NaClO浓度越小,水解产生的HClO浓度越小,褪色时间较慢,无法判断水解程度,可以采用荧光探针方法准确测定HClO浓度进行定量计算;实验1、2、4可得pH存在差异,去验证猜想1;实验1、5可得温度存在差异,去验证猜想3,但由于温度越高,漂白能力越强,褪色反应的速率越快,无法证明HClO浓度一定增大,可以采用荧光探针方法准确测定HClO浓度进行定量计算。
【小问1详解】
二氧化锰与浓盐酸反应,由于浓盐酸易挥发,故生成的氯气中混有氯化氢气体,B装置用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体;
【小问2详解】
A中氯气与NaOH制取NaClO,离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
【小问3详解】
通过调整加入水的体积保证各组实验的最终体积均相同,因此需要补充V1 =3.0mL的水;
【小问4详解】
石蕊先变蓝后褪色,褪色与c(HClO)有关,根据次氯酸钠水解方程式ClO-+H2OHClO+OH-,实验4中pH减小,促进平衡向右移动,c(HClO)增大,实验3中pH增大,平衡左移,c(HClO)减小;浓度对水解程度影响是两个方面:一是平衡移动,二是改变体积,因此可以测定不同浓度NaClO溶液中c(HClO),根据计算NaClO水解程度,最终判断浓度对水解程度的影响;
【小问5详解】
升温,对褪色有两个方面影响:一是升温,水解程度增大,c(HClO)增大,褪色速率增大;二是升温,褪色反应速率本身也要增大;
【小问6详解】
水解平衡常数表达式起提示作用,计算水解平衡常数需要3个物理量:对应温度下水的离子积常数;起始NaClO溶液浓度、30℃时,该浓度NaClO溶液的pH、NaClO溶液中c(NaClO)+c(NaOH)等于起始NaClO溶液浓度,分别求出3个量,代入水解平衡常数表达式中计算
则①实验8的实验内容是测定30℃该浓度NaClO溶液的pH;
②,,,。
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