山东省春季高考《化工与环境类全真模拟卷》(五)(原卷版+解析版)
2026-09-18
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内容正文:
山东省《化工与环境类全真模拟卷》 第5卷
考试时间120分钟 满分200分
班级 姓名 学号 成绩
卷一(选择题,共100分)
一、选择题(本大题50个小题,每小题2分,共100分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求,请将符合题目要求的选项字母代号选出,并填涂在答题卡上)
1. 下列说法正确的是(NA表示阿伏伽德罗常数的值)( )
A. 28g氮气所含有的原子数目为NA
B. 4g金属钙变成钙离子时失去的电子数目为0.1NA
C. 1mol甲烷的质量与NA个甲烷分子的质量之和不相等
D. 标准状况下,22.4L甲烷和乙炔混合物所含的分子数为NA
2. 下列物质中,既能与盐酸反应,又能跟NaOH溶液反应的是 ( )
①NaHCO₃ ②Al ③Al₂O₃ ④Al(OH)₃ ⑤Na₂CO₃
A. ①②③④⑤
B. ②③④
C. ①③④
D. ①②③④
3. 反应 A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D(g) 在不同情况下测反应速率,其中反应速率最快的是( )
A. V(A) = 0.4 mol·L⁻¹·s⁻¹
B. V(B) = 0.5 mol·L⁻¹·s⁻¹
C. V(C) = 36 mol·L⁻¹·min⁻¹
D. V(D) = 9 mol·L⁻¹·min⁻¹
4. 下列各组离子在溶液中能大量共存的一组是( )
A. PO₄³⁻、K⁺、CO₃²⁻、H₂PO₄⁻
B. Fe²⁺、Fe³⁺、NO₃⁻、H+
C. Ba²⁺、Na⁺、NO₃⁻、OH⁻
D. NH₄⁺、CO₃²⁻、Mg²⁺、Fe³⁺
5. 某原子的原子核外有三个电子层,最外层电子数是4,该原子核内的质子数是( )
A.14
B.15
C.16
D.17
6. NO与NO₂的混合气体60ml,通入水中,最后收集到的气体体积为40ml(气体体积均在相同条件下测定),则原混合气体中NO与NO₂的体积比为( )
A.1:2
B.2:3
C.3:2
D.1:1
7. 下列物质中,硫元素既有氧化性又有还原性的是( )
A. SO₂
B. SO₃
C. H₂S
D. H₂SO₄
8. 同样的锌粒分别与等浓度的下列酸的溶液反应,化学反应速率最慢的是( )
A. HAC(KHAC = 1.8×10⁻⁵)
B. HCOOH(KHCOOH = 1.77×10⁻⁴)
C. H₂SO₄
D. HCl
9. 能导致化学平衡常数发生变化的是( )
A. 增大反应物浓度
B. 增大压强
C. 使用催化剂
D. 改变温度
10. 对配合物 [CoCl₂(NH₃)₃(H₂O)]Cl 的正确命名是( )
A. 氯化二氯·三氨·一水合钴(Ⅲ)
B. 氯化三氯·二氨·一水合钴(Ⅲ)
C. 氯化二氯·一水·三氨合钴(Ⅲ)
D. 氯化二氯·三氨·一水合钴
11. 能使Br₂-CCl₄溶液褪色的物质是( )
A. 乙烷
B. 乙烯
C. 乙苯
D. 乙醇
12. 2-甲基-2-丁烯与HBr在冰醋酸作用下反应的主要产物是( )
A. 2-甲基-2-溴丁烷
B. 2-甲基-1-溴丁烷
C. 3-甲基-1-溴丁烷
D. 3-甲基-2-溴丁烷
13. 下列物质分别与氯化亚铜的氨溶液作用时,能产生红棕色沉淀的是( )
A. 2-丁炔
B. CH₃CH=CH₂
C. CH₂=CHCHO
D. 3-甲基-1-丁炔
14. 下列各醇,与卢卡斯试剂反应产生浑浊最快的是( )
A. 1-丁醇
B. 2-丁醇
C. 2-甲基-1-丙醇
D. 2-甲基-2-丙醇
15. 丙烯醇( CH₂=CH-CH₂OH )可发生的化学反应有 ( )
①加成 ②氧化 ③酯化 ④聚合 ⑤取代
A. 只有①②③
B. 只有①②③④
C. ①②③④⑤
D. 只有①③④
16. 下列化合物中,发生硝化反应速率最快的是( )
A. 甲苯
B. 苯酚
C. 溴苯
D. 苯
17. 乙苯与氯气在光照条件下,反应生成的一氯代物主要是( )
A. 邻氯乙苯
B. α—氯乙苯
C. 对氯乙苯
D. β—氯乙苯
18. 不能区分甲醛和乙醛的试剂是( )
A. 品红醛试剂、浓硫酸
B. 托伦试剂
C. 菲林试剂
D. 碘仿试剂
19. 下列各组反应中,主要产物为2-甲基-2-丁醇的是( )
A. 甲醛与正丁基溴化镁反应后加水
B. 乙醛与正丙基溴化镁反应后加水
C. 乙醛与异丙基溴化镁反应后加水
D. 丙酮与乙基溴化镁反应后加水
20. 1mol某气态烃完全燃烧生成2mol CO₂和2mol H₂O,则此烃为( )
A. CH₄
B. C₂H₆
C. C₂H₄
D. C₃H₈
21. 符合C₄H₈O₂的羧酸和酯的构造异构体数为( )
A.3
B.4
C.5
D.6
22. 下列关于烷烃和烯烃的说法中,错误的是( )
A. 它们所含元素的种类数目同,但通式不同
B. 均能与氧气发生反应
C. 烷烃和烯烃互为同系物
D. 烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而烯烃能
23. 下列误差属于偶然误差的是( )
A. 试剂不纯
B. 分析方法不妥
C. 测量仪器不准
D. 仪器性能微小变化
24. 用甲醛法测定铵盐中的含氮量,属于( )
A. 酸碱滴定法
B. 沉淀滴定法
C. 氧化还原滴定法
D. 配位滴定法
25. 对滴定反应: 2MnO₄⁻ + 5H₂O₂ + 6H⁺ ⟶ 2Mn²⁺ + 5O₂↑ + 8H₂O ,若用0.01000mol·L⁻¹ KMnO₄标准溶液滴定双氧水,其滴定度为 [M(H₂O₂) = 34.02]( )
A. 0.0003402g·mL⁻¹
B. 0.0008505g·mL⁻¹
C. 0.001710g·mL⁻¹
D. 0.0001710g·mL⁻¹
26. 作为基准物质的无水碳酸钠吸水后,则所标定的HCl浓度将( )
A. 偏低
B. 偏高
C. 产生随机误差
D. 没有影响
27. 间接碘量法要求在中性或弱酸性介质中进行测定,若酸度太高,将会( )
A. 反应不定量
B. I₂易挥发
C. 终点不明显
D. I⁻被氧化, Na₂S₂O₃被分解
28. 配位滴定中,下列反应不影响滴定准确度的是( )
A. EDTA酸效应
B. 共存离子效应
C. 组分离子羟基化效应
D. 组分离子混合配位效应
29. 下列滴定适宜用酚酞指示终点的是( )
A. 用NaOH溶液滴定硫酸试液
B. 返滴定法测定氨水含量
C. 用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液
D. 用基准碳酸钠标定盐酸
30. 用K₂Cr₂O₇法测定Fe²⁺时,加NH₄F消除Sn²⁺干扰的方法是( )
A. 控制酸度法
B. 配位掩蔽法
C. 氧化还原掩蔽法
D. 沉淀掩蔽法
31. 某学生用量筒量取液体,将量筒平放且面对刻度平视测量。初次视线与量筒内凹液面的最低处保持水平,读数为20毫升。倒出部分液体后,俯视凹液面的最低处,读数为5毫升,则该学生实际倒出液体的体积( )
A. 大于15毫升
B. 小于15毫升
C. 等于15毫升
D. 无法确定
32. 用法扬司法测定Cl⁻含量,为了增大沉淀的表面积常加入( )
A. 硝基苯
B. 荧光黄
C. 淀粉
D. 铁铵矾
33. 某有色溶液在1.00cm吸收池中测得吸光度为0.400,若吸收池厚度改为2.00cm,则其吸光度变为原来的( )
A. 0.200
B. 0.400
C. 0.600
D. 0.800
34. 下列叙述中,哪项不是称量分析对称量形式的要求( )
A. 称量形式必须有确定的化学组成
B. 称量形式必须稳定
C. 称量形式颗粒要大
D. 称量形式的摩尔质量要大
35. 碘量法测定胆矾中的铜时,加入硫氰酸盐的主要作用是( )
A. 作还原剂
B. 作配位剂
C. 防止Fe³⁺的干扰
D. 减少CuI沉淀对I₂的吸附
36. 有一台离心泵,当转速为n₁时,所消耗的轴功率为1.5kW,排液量为20m³/h,当转速调到n₂时,排液量降为18m³/h。若泵的效率不改变,此时泵所消耗的功率为( )
A. 1.35kW
B. 1.22kW
C. 1.15kW
D. 1.09kW
37. 过滤操作中滤液流动遇到阻力是( )
A. 过滤介质阻力
B. 滤饼阻力
C. 过滤介质和滤饼阻力之和
D. 无法确定
38. 下列说法正确的是( )
A. 降低离心泵的安装高度可有效防止气缚现象发生
B. 根据伯努利方程可知:流体在流动过程中损失的能量转化为了动能、位能或静压能
C. 离心泵在真空环境中一样能工作
D. 泵壳不能使流体增加机械能,相反损失机械能
39. 流体在静止时,作用于内部某一点上的压力下列说法正确的是( )
A. 各个方向上的压力相等
B. 各个方向上的压力都不等
C. 下方向上的压力相等,左右不等
D. 左右方向上的压力相等,上下不等
40. 当两流体进、出口温度相同时,换热的逆流操作和并流操作的平均推动力相比( )
A. 并流大于逆流
B. 逆流小于并流
C. 并流等于逆流
D. 逆流大于并流
41. 已知原料液F = 100kmol/h, xF = 0.4, xD = 0.95(均为摩尔分率),则塔顶产品的最大产量为( )
A. 40kmol/h
B. 42.1kmol/h
C. 60kmol/h
D. 无法确定
42. 离心泵最常用的调节流量的方法是( )
A. 设置回流支路,改变循环量大小
B. 改变离心泵的转速
C. 改变吸入管路中阀门的开启度
D. 改变压出管路中阀门的开启度
43. 增加吸收剂用量时,下述说法错误的是( )
A. 平衡线不动
B. 操作线斜率增加
C. 操作线靠近平衡线
D. 吸收推动力加大
44. 在列管式换热器中两端的管板,有一块不与壳体相连,可以沿管长方向自由浮动,这种换热器的热补偿属于( )
A. 补偿圈补偿
B. U型管补偿
C. 浮头补偿
D. 综合补偿
45. 萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于( )
A. 溶解度曲线之上方区
B. 溶解度曲线上
C. 溶解度曲线之下方区
D. 坐标线上
46. 某二元混合物其中A为易挥发组分,液相组成 x = 0.6,相应的泡点为 tx,与之相平衡的气相组成 y = 0.7,相应的泡点为 ty,则 tx( )ty
A. =
B. <
C. >
D. 不确定
47. 对于不饱和的湿空气,干球温度 t、湿球温度 tw 和露点 td,这三者的关系是( )
A. t < tw < td
B. t > tw > td
C. td < t < tw
D. td > t > tw
48. 固体废物污染环境影响评价制度及其防治设施的"三同时"制度不包括( )
A. 同时设计
B. 同时施工
C. 同时投入使用
D. 同时拆迁
49. 下列不属于固体废弃物处理目标的是( )
A. 减量化
B. 无害化
C. 资源化
D. 异地化
50. 污染事故检测属于( )
A. 研究性检测
B. 监视性监测
C. 特定性检测
D. 大气污染监测
卷二(非选择题, 共100分)
二、简答题(本大题6个小题, 每小题5分, 共30分)
1. 如何鉴别NaCl、NH₄Cl、Na₂SO₄、Na₂CO₃四种无色溶液?
2. 已知某有机物的相对分子质量为58,根据下列条件回答:
(1)若该有机物仅由碳、氢组成,可能的结构简式为______。
(2)若为烃的含氧衍生物,且分子中有一CH₃,则可能的结构简式为______。
(3)若分子中无—CH₃,又无—OH,但能发生银镜反应,则结构简式为______。
3. 某芳香族化合物经分析含有 C、H、O 的质量分数分别为 78.7%、8.2%、13.1%。如果该有机物只含一个氧原子,则该化合物的化学式为:______。
(1)若该有机物具有两个甲基,如果它遇到 FeCl₃ 溶液会变为紫色,这样的结构共有______种;如果它遇到 FeCl₃ 溶液不会变色,这样的结构共有______种。
(2)若该有机物分子只有一个甲基,如果它遇到 FeCl₃ 溶液会变为紫色,这样的结构共有______种;如果它遇到 FeCl₃ 溶液不会变色,这样的结构共有______种。
4. 用莫尔法测定物质含量时,为什么要求在中性或弱碱性溶液中进行?
5. 简述双膜理论中的传质过程并说明传质的阻力在哪里?
6. 水污染的控制措施有哪些?
三、计算题(本大题3个小题, 每小题10分, 共30分)
1. 称取(NH₄)₂SO₄试样1.8250g,溶解后转移至250mL容量瓶中并稀释至刻度,摇匀。吸取25.00mL试液于蒸馏装置中,加入过量NaOH溶液进行蒸馏,蒸出的氨气用50.00mL浓度 c(H₂SO₄) = 0.05100mol·L⁻¹ 的H₂SO₄溶液吸收,剩余的H₂SO₄以 c(NaOH) = 0.09600mol·L⁻¹ 的NaOH标准溶液返滴定,消耗NaOH溶液27.90mL。计算试样中(NH₄)₂SO₄及NH₃的质量分数。
[M(NH₄)₂SO₄ = 132.13g·mol⁻¹, M(NH₃) = 17.03g·mol⁻¹]
2. 某换热器用水回收热油的热量。已知油入口120°C,出口70°C,流量2kg/s,Cp = 5.9kJ/(kg·°C);水进口为20°C,出口80°C,Cp = 4.2kJ/(kg·°C)。忽略热量损失,求水的流量。
3. 在逆流操作的填料吸收塔中,用清水吸收含丙酮5%(体积分数)的混合气体,处理量2000m³/h,操作温度为25°C,压强为101.3kPa,吸收率为95%,每kg塔底出口溶液中含丙酮61.2g(丙酮的摩尔质量为58kg/kmol)。试计算每小时吸收剂的用量为多少?
四、综合分析题(本大题4个小题,每小题10分,共40分)
1. A、B、C、D 是原子序数依次增大的第三周期元素,A、B 是金属元素,C、D 是非金属元素。试分析回答下列问题:
(1)A、B 各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水,写出该反应的离子方程式。
(2)A 与 C 可形成化合物 A₂C,写出其化学式,并指出化学键类型。
(3)B 的氢化物水溶液显______性,用离子方程式解释原因。
(4)C 的低价氧化物通入 D 单质的水溶液中,写出发生反应的化学方程式。
(5)比较 C、D 气态氢化物的稳定性的强弱(用化学式表示)。
2. 化合物 A:C₅H₁₂O 经氧化后生成 B:C₅H₁₀O,B 能与苯肼发生反应,也能与碘的氢氧化钠反应。B 不能与斐林试剂反应,A 经浓硫酸脱水后生成无顺反异构体的烯烃 C: C₅H₁₀,试推断 A、B、C 的构造式并加以命名,并写出 A→B、A→C 发生反应的方程式。
3. 在标定硫代硫酸钠溶液时进行了如下操作:
称取基准重铬酸钾置于碘量瓶中,加适量蒸馏水使其溶解。加入碘化钾及硫酸溶液,盖上瓶塞轻轻摇匀,以少量水封住瓶口,于暗处放置 10min。取出用洗瓶冲洗瓶塞及瓶内壁,加入适量水,用配制的 Na₂S₂O₃ 溶液滴定,合适的时候,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点。
请回答下列问题:
(1)用 Na₂S₂O₃ 溶液进行滴定前为何要加适量水?
(2)什么时候加指示剂?为什么?
(3)滴定终点溶液颜色如何变化?为什么滴定终点溶液颜色由蓝色变为亮绿色,而不是蓝色消失?
(4)写出实验中的反应方程式。
4. 硬水会使锅炉及换热器产生水垢而影响热效率,严重时还会引起锅炉爆炸。回答以下问题:
(1)测定水的总硬度时,pH 选择多少?选用什么指示剂?
(2)为了消除 Fe³⁺、Al³⁺ 的干扰应加入什么试剂?
(3)测钙硬度时,pH 调为多少?调节酸度应加入什么试剂?其作用是什么?
(4)滴定钙硬度所用指示剂为______,终点时颜色变化为______。
(5)测定钙硬度时能否用铬黑 T 为指示剂?为什么?
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山东省《化工与环境类全真模拟卷》 第5卷
考试时间120分钟 满分200分
班级 姓名 学号 成绩
卷一(选择题,共100分)
一、选择题(本大题50个小题,每小题2分,共100分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求,请将符合题目要求的选项字母代号选出,并填涂在答题卡上)
1. 下列说法正确的是(NA表示阿伏伽德罗常数的值)( )
A. 28g氮气所含有的原子数目为NA
B. 4g金属钙变成钙离子时失去的电子数目为0.1NA
C. 1mol甲烷的质量与NA个甲烷分子的质量之和不相等
D. 标准状况下,22.4L甲烷和乙炔混合物所含的分子数为NA
【答案】D
【解析】 A错,28g N₂为1mol,含2mol原子,数目为2NA;B错,4g Ca为0.1mol,变成Ca²⁺失去0.2NA电子;C错,1mol甲烷质量等于NA个分子质量;D对,标准状况下22.4L任何气体混合物均为1mol,分子数为NA。
2. 下列物质中,既能与盐酸反应,又能跟NaOH溶液反应的是 ( )
①NaHCO₃ ②Al ③Al₂O₃ ④Al(OH)₃ ⑤Na₂CO₃
A. ①②③④⑤
B. ②③④
C. ①③④
D. ①②③④
【答案】D
【解析】 NaHCO₃、Al、Al₂O₃、Al(OH)₃均能与酸和碱反应;Na₂CO₃只能与酸反应,不能与碱反应。故选D。
3. 反应 A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D(g) 在不同情况下测反应速率,其中反应速率最快的是( )
A. V(A) = 0.4 mol·L⁻¹·s⁻¹
B. V(B) = 0.5 mol·L⁻¹·s⁻¹
C. V(C) = 36 mol·L⁻¹·min⁻¹
D. V(D) = 9 mol·L⁻¹·min⁻¹
【答案】A
【解析】 统一换算为用A表示的速率:B选项ν(A)=ν(B)/3=0.5/3≈0.167;C选项ν(C)=36/60=0.6 mol·L⁻¹·s⁻¹,则ν(A)=ν(C)/2=0.3;D选项ν(D)=9/60=0.15,ν(A)=ν(D)/2=0.075。比较得A最大。
4. 下列各组离子在溶液中能大量共存的一组是( )
A. PO₄³⁻、K⁺、CO₃²⁻、H₂PO₄⁻
B. Fe²⁺、Fe³⁺、NO₃⁻、H+
C. Ba²⁺、Na⁺、NO₃⁻、OH⁻
D. NH₄⁺、CO₃²⁻、Mg²⁺、Fe³⁺
【答案】C
【解析】 A 项:PO₄³⁻ 与 H₂PO₄⁻ 会发生反应(结合生成 HPO₄²⁻ 等),不能大量共存。
B 项:NO₃⁻ 在 H⁺ 存在下具有强氧化性,会将 Fe²⁺ 氧化为 Fe³⁺,不能大量共存。
C 项:Ba²⁺、Na⁺、NO₃⁻、OH⁻ 之间不发生任何反应(Ba(OH)₂ 是可溶的),可以大量共存。(正确)
D 项:Mg²⁺、Fe³⁺ 均会与 CO₃²⁻ 生成沉淀(或发生双水解),不能大量共存。
5. 某原子的原子核外有三个电子层,最外层电子数是4,该原子核内的质子数是( )
A.14
B.15
C.16
D.17
【答案】A
【解析】 三个电子层,最外层4个,则电子排布为2、8、4,共14个电子,质子数=14,为硅。
6. NO与NO₂的混合气体60ml,通入水中,最后收集到的气体体积为40ml(气体体积均在相同条件下测定),则原混合气体中NO与NO₂的体积比为( )
A.1:2
B.2:3
C.3:2
D.1:1
【答案】D
【解析】 反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO,体积减少来源于NO₂转化为NO,每3体积NO₂生成1体积NO,体积减少2体积。设NO₂为x ml,NO为y ml,则x+y=60,最后气体为原来NO加上生成的NO,即 y + x/3 = 40,解得x=30,y=30,体积比1:1。
7. 下列物质中,硫元素既有氧化性又有还原性的是( )
A. SO₂
B. SO₃
C. H₂S
D. H₂SO₄
【答案】A
【解析】 硫元素化合价处于中间价态(+4)时既有氧化性又有还原性。SO₂中S为+4价,可升可降;SO₃中+6价只有氧化性;H₂S中-2价只有还原性;H₂SO₄中+6价只有氧化性。
8. 同样的锌粒分别与等浓度的下列酸的溶液反应,化学反应速率最慢的是( )
A. HAC(KHAC = 1.8×10⁻⁵)
B. HCOOH(KHCOOH = 1.77×10⁻⁴)
C. H₂SO₄
D. HCl
【答案】A
【解析】 速率取决于溶液中c(H⁺)。等浓度下,强酸完全电离,弱酸部分电离,且Ka越小电离度越小,c(H⁺)越小。HAC的Ka最小,故最慢。
9. 能导致化学平衡常数发生变化的是( )
A. 增大反应物浓度
B. 增大压强
C. 使用催化剂
D. 改变温度
【答案】D
【解析】 平衡常数只与温度有关,改变温度会使K变化;浓度、压强、催化剂不改变K。
10. 对配合物 [CoCl₂(NH₃)₃(H₂O)]Cl 的正确命名是( )
A. 氯化二氯·三氨·一水合钴(Ⅲ)
B. 氯化三氯·二氨·一水合钴(Ⅲ)
C. 氯化二氯·一水·三氨合钴(Ⅲ)
D. 氯化二氯·三氨·一水合钴
【答案】C
【解析】 内界配体顺序按命名规则,先阴离子后中性分子,且配体数用数字表示。正确名称为“氯化二氯·一水·三氨合钴(Ⅲ)”,按规则应选C(配体顺序为二氯、一水、三氨)。
11. 能使Br₂-CCl₄溶液褪色的物质是( )
A. 乙烷
B. 乙烯
C. 乙苯
D. 乙醇
【答案】B
【解析】 Br₂-CCl₄溶液用于检验不饱和键(烯烃、炔烃),选B。
12. 2-甲基-2-丁烯与HBr在冰醋酸作用下反应的主要产物是( )
A. 2-甲基-2-溴丁烷
B. 2-甲基-1-溴丁烷
C. 3-甲基-1-溴丁烷
D. 3-甲基-2-溴丁烷
【答案】A
【解析】 马氏规则,H加在含氢较多的双键碳上,主要得到叔溴代物,即2-甲基-2-溴丁烷。
13. 下列物质分别与氯化亚铜的氨溶液作用时,能产生红棕色沉淀的是( )
A. 2-丁炔
B. CH₃CH=CH₂
C. CH₂=CHCHO
D. 3-甲基-1-丁炔
【答案】D
【解析】 末端炔烃(R-C≡CH)与氯化亚铜氨溶液生成红棕色炔化亚铜沉淀。只有D为末端炔烃。
14. 下列各醇,与卢卡斯试剂反应产生浑浊最快的是( )
A. 1-丁醇
B. 2-丁醇
C. 2-甲基-1-丙醇
D. 2-甲基-2-丙醇
【答案】D
【解析】 卢卡斯试剂鉴别醇,反应活性:叔醇 > 仲醇 > 伯醇。D为叔醇,最快。
15. 丙烯醇( CH₂=CH-CH₂OH )可发生的化学反应有 ( )
①加成 ②氧化 ③酯化 ④聚合 ⑤取代
A. 只有①②③
B. 只有①②③④
C. ①②③④⑤
D. 只有①③④
【答案】C
【解析】 含有C=C和羟基,C=C可加成、氧化、聚合;羟基可酯化、取代(卤代等),故五种反应均可。
16. 下列化合物中,发生硝化反应速率最快的是( )
A. 甲苯
B. 苯酚
C. 溴苯
D. 苯
【答案】B
【解析】 苯环上给电子基团(-OH、-CH₃)活化,硝化速率加快,-OH给电子能力大于-CH₃,故苯酚最快;溴苯因-Br是吸电子基,速率减慢。
17. 乙苯与氯气在光照条件下,反应生成的一氯代物主要是( )
A. 邻氯乙苯
B. α—氯乙苯
C. 对氯乙苯
D. β—氯乙苯
【答案】B
【解析】 光照条件下,氯代发生在烷基侧链的α-H(苄基位),主要产物为1-氯-1-苯乙烷(α-氯乙苯)。
18. 不能区分甲醛和乙醛的试剂是( )
A. 品红醛试剂、浓硫酸
B. 托伦试剂
C. 菲林试剂
D. 碘仿试剂
【答案】B
【解析】 甲醛和乙醛均能发生银镜(托伦)反应,无法区分;甲醛和斐林生成铜镜,乙醛和斐林生成砖红色沉淀,可区分;而碘仿试剂乙醛有正反应,甲醛无,可区分;品红醛试剂(Schiff试剂)与两者显色不同或可区分。19. 下列各组反应中,主要产物为2-甲基-2-丁醇的是( )
A. 甲醛与正丁基溴化镁反应后加水
B. 乙醛与正丙基溴化镁反应后加水
C. 乙醛与异丙基溴化镁反应后加水
D. 丙酮与乙基溴化镁反应后加水
【答案】D
【解析】 2-甲基-2-丁醇结构为 (CH₃)₂C(OH)CH₂CH₃,可由丙酮与乙基溴化镁加成后水解得到。
20. 1mol某气态烃完全燃烧生成2mol CO₂和2mol H₂O,则此烃为( )
A. CH₄
B. C₂H₆
C. C₂H₄
D. C₃H₈
【答案】C
【解析】 1mol烃生成2mol CO₂和2mol H₂O,则碳原子数=2,氢原子数=4,分子式C₂H₄。
21. 符合C₄H₈O₂的羧酸和酯的构造异构体数为( )
A.3
B.4
C.5
D.6
【答案】D
【解析】 羧酸:丁酸和2-甲基丙酸(2种);酯:甲酸丙酯、甲酸异丙酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯(4种),共6种。
22. 下列关于烷烃和烯烃的说法中,错误的是( )
A. 它们所含元素的种类数目同,但通式不同
B. 均能与氧气发生反应
C. 烷烃和烯烃互为同系物
D. 烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而烯烃能
【答案】C
【解析】 同系物要求结构相似且组成相差一个或多个CH₂,烷烃和烯烃结构不同,不是同系物。
23. 下列误差属于偶然误差的是( )
A. 试剂不纯
B. 分析方法不妥
C. 测量仪器不准
D. 仪器性能微小变化
【答案】D
【解析】 偶然误差由随机因素引起,仪器性能微小波动属偶然误差;A、B、C属系统误差。
24. 用甲醛法测定铵盐中的含氮量,属于( )
A. 酸碱滴定法
B. 沉淀滴定法
C. 氧化还原滴定法
D. 配位滴定法
【答案】A
【解析】 甲醛与NH₄⁺反应生成H⁺,用NaOH标准溶液滴定,属酸碱滴定。
25. 对滴定反应: 2MnO₄⁻ + 5H₂O₂ + 6H⁺ ⟶ 2Mn²⁺ + 5O₂↑ + 8H₂O ,若用0.01000mol·L⁻¹ KMnO₄标准溶液滴定双氧水,其滴定度为 [M(H₂O₂) = 34.02]( )
A. 0.0003402g·mL⁻¹
B. 0.0008505g·mL⁻¹
C. 0.001710g·mL⁻¹
D. 0.0001710g·mL⁻¹
【答案】B
【解析】 每mL KMnO₄含0.00001mol,对应H₂O₂的物质的量为0.00001×(5/2)=0.000025mol,质量=0.000025×34.02=0.0008505g。
26. 作为基准物质的无水碳酸钠吸水后,则所标定的HCl浓度将( )
A. 偏低
B. 偏高
C. 产生随机误差
D. 没有影响
【答案】B
【解析】 吸水后实际Na₂CO₃质量减少,标定时消耗HCl体积偏小,计算得到的HCl浓度(根据称样量和消耗体积)偏大。
27. 间接碘量法要求在中性或弱酸性介质中进行测定,若酸度太高,将会( )
A. 反应不定量
B. I₂易挥发
C. 终点不明显
D. I⁻被氧化, Na₂S₂O₃被分解
【答案】D
【解析】 强酸性下I⁻易被空气中的氧氧化,且Na₂S₂O₃分解产生SO₂等,影响结果。
28. 配位滴定中,下列反应不影响滴定准确度的是( )
A. EDTA酸效应
B. 共存离子效应
C. 组分离子羟基化效应
D. 组分离子混合配位效应
【答案】D
【解析】 酸效应、共存离子干扰、羟基化(水解)均影响,混合配位效应通常可通过掩蔽消除或影响较小,但实际也会影响。
29. 下列滴定适宜用酚酞指示终点的是( )
A. 用NaOH溶液滴定硫酸试液
B. 返滴定法测定氨水含量
C. 用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液
D. 用基准碳酸钠标定盐酸
【答案】C
【解析】 邻苯二甲酸氢钾与NaOH反应生成弱碱性盐,终点在碱性范围,用酚酞;A、D终点酸性,用甲基橙;B测氨水常用甲基橙。
30. 用K₂Cr₂O₇法测定Fe²⁺时,加NH₄F消除Sn²⁺干扰的方法是( )
A. 控制酸度法
B. 配位掩蔽法
C. 氧化还原掩蔽法
D. 沉淀掩蔽法
【答案】B
【解析】 NH₄F与Sn²⁺形成稳定的配离子[SnF₆]²⁻,属于配位掩蔽。
31. 某学生用量筒量取液体,将量筒平放且面对刻度平视测量。初次视线与量筒内凹液面的最低处保持水平,读数为20毫升。倒出部分液体后,俯视凹液面的最低处,读数为5毫升,则该学生实际倒出液体的体积( )
A. 大于15毫升
B. 小于15毫升
C. 等于15毫升
D. 无法确定
【答案】A
【解析】 俯视读数偏大(实际液面低于读数),剩余液体实际少于5mL,故倒出体积大于20-5=15mL。
32. 用法扬司法测定Cl⁻含量,为了增大沉淀的表面积常加入( )
A. 硝基苯
B. 荧光黄
C. 淀粉
D. 铁铵矾
【答案】C
【解析】 加入糊精或淀粉作保护胶体,防止沉淀凝聚,增大吸附表面积。
33. 某有色溶液在1.00cm吸收池中测得吸光度为0.400,若吸收池厚度改为2.00cm,则其吸光度变为原来的( )
A. 0.200
B. 0.400
C. 0.600
D. 0.800
【答案】D
【解析】 A=εbc,与厚度成正比,厚度加倍,A变为0.800。
34. 下列叙述中,哪项不是称量分析对称量形式的要求( )
A. 称量形式必须有确定的化学组成
B. 称量形式必须稳定
C. 称量形式颗粒要大
D. 称量形式的摩尔质量要大
【答案】C
【解析】 称量形式要求组成确定、稳定、摩尔质量大(减少称量误差),颗粒大小不是要求。
35. 碘量法测定胆矾中的铜时,加入硫氰酸盐的主要作用是( )
A. 作还原剂
B. 作配位剂
C. 防止Fe³⁺的干扰
D. 减少CuI沉淀对I₂的吸附
【答案】D
【解析】 加入KSCN使CuI转化为CuSCN,释放吸附的I₂,使终点清晰,同时减少I₂吸附。
36. 有一台离心泵,当转速为n₁时,所消耗的轴功率为1.5kW,排液量为20m³/h,当转速调到n₂时,排液量降为18m³/h。若泵的效率不改变,此时泵所消耗的功率为( )
A. 1.35kW
B. 1.22kW
C. 1.15kW
D. 1.09kW
【答案】D
【解析】 比例定律:P∝n³,Q∝n,故P₂ = P₁×(Q₂/Q₁)³ = 1.5×(18/20)³ = 1.5×0.729 = 1.0935 kW。
37. 过滤操作中滤液流动遇到阻力是( )
A. 过滤介质阻力
B. 滤饼阻力
C. 过滤介质和滤饼阻力之和
D. 无法确定
【答案】C
【解析】 过滤总阻力为滤饼阻力与过滤介质阻力之和。
38. 下列说法正确的是( )
A. 降低离心泵的安装高度可有效防止气缚现象发生
B. 根据伯努利方程可知:流体在流动过程中损失的能量转化为了动能、位能或静压能
C. 离心泵在真空环境中一样能工作
D. 泵壳不能使流体增加机械能,相反损失机械能
【答案】D
【解析】 A错,气缚与安装高度无关,需灌泵;B错,损失能量转化为热能;C错,真空环境无液体无法工作;D 项泵壳(蜗壳)属于静止部件,本身不能主动对流体做功以增加总机械能;流体在流过泵壳时因流道摩擦、涡流等会产生水力损失,反而会损失部分机械能(转化为热能)。其作用是将叶轮出口的动能转化为静压能,但转化过程中伴有能量损失,故“不能增加机械能,相反损失机械能”表述正确。
39. 流体在静止时,作用于内部某一点上的压力下列说法正确的是( )
A. 各个方向上的压力相等
B. 各个方向上的压力都不等
C. 下方向上的压力相等,左右不等
D. 左右方向上的压力相等,上下不等
【答案】A
【解析】 静止流体中,同一点处各方向静压力大小相等。
40. 当两流体进、出口温度相同时,换热的逆流操作和并流操作的平均推动力相比( )
A. 并流大于逆流
B. 逆流小于并流
C. 并流等于逆流
D. 逆流大于并流
【答案】D
【解析】当两流体的进出口温度(热流体的T1、T2和冷流体的t1、t2)各自相同时,逆流操作的对数平均温差大于并流操作。
并流时,两流体温差在入口处最大,随后沿程逐渐减小,推动力衰减较快;逆流时,冷热流体反向流动,在换热器两端均能保持较大的温差,温度分布更均匀,平均推动力更大。
因此,逆流平均推动力大于并流,正确选项为D。
41. 已知原料液F = 100kmol/h, xF = 0.4, xD = 0.95(均为摩尔分率),则塔顶产品的最大产量为( )
A. 40kmol/h
B. 42.1kmol/h
C. 60kmol/h
D. 无法确定
【答案】B
【解析】 最大产量时釜液无产品,由物料衡算 F·xF = D·xD,得 D = 100×0.4/0.95 ≈ 42.1 kmol/h。
42. 离心泵最常用的调节流量的方法是( )
A. 设置回流支路,改变循环量大小
B. 改变离心泵的转速
C. 改变吸入管路中阀门的开启度
D. 改变压出管路中阀门的开启度
【答案】D
【解析】 工业上最常用出口阀调节流量,即改变压出管路阀门开度。
43. 增加吸收剂用量时,下述说法错误的是( )
A. 平衡线不动
B. 操作线斜率增加
C. 操作线靠近平衡线
D. 吸收推动力加大
【答案】C
【解析】 增加L/G,操作线斜率增大,操作线远离平衡线,推动力加大,故C错误。
44. 在列管式换热器中两端的管板,有一块不与壳体相连,可以沿管长方向自由浮动,这种换热器的热补偿属于( )
A. 补偿圈补偿
B. U型管补偿
C. 浮头补偿
D. 综合补偿
【答案】C
【解析】 管板一端自由浮动为浮头式换热器,属浮头补偿。
45. 萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于( )
A. 溶解度曲线之上方区
B. 溶解度曲线上
C. 溶解度曲线之下方区
D. 坐标线上
【答案】C
【解析】 要使两相发生萃取分离,混合点M必须位于溶解度曲线下方(两相区)内。
46. 某二元混合物其中A为易挥发组分,液相组成 x = 0.6,相应的泡点为 tx,与之相平衡的气相组成 y = 0.7,相应的泡点为 ty,则 tx( )ty
A. =
B. <
C. >
D. 不确定
【答案】A
【解析】 平衡的气液相具有相同温度,故泡点相等。
47. 对于不饱和的湿空气,干球温度 t、湿球温度 tw 和露点 td,这三者的关系是( )
A. t < tw < td
B. t > tw > td
C. td < t < tw
D. td > t > tw
【答案】B
【解析】 不饱和湿空气:干球温度 > 湿球温度 > 露点温度。
48. 固体废物污染环境影响评价制度及其防治设施的"三同时"制度不包括( )
A. 同时设计
B. 同时施工
C. 同时投入使用
D. 同时拆迁
【答案】D
【解析】 “三同时”指同时设计、同时施工、同时投产使用,不包括拆迁。
49. 下列不属于固体废弃物处理目标的是( )
A. 减量化
B. 无害化
C. 资源化
D. 异地化
【答案】D
【解析】 固体废物处理目标是减量化、无害化、资源化,异地化不是目标。
50. 污染事故检测属于( )
A. 研究性检测
B. 监视性监测
C. 特定性检测
D. 大气污染监测
【答案】C
【解析】 污染事故属于突发性事件,对应特定性(应急)监测。
卷二(非选择题, 共100分)
二、简答题(本大题6个小题, 每小题5分, 共30分)
1. 如何鉴别NaCl、NH₄Cl、Na₂SO₄、Na₂CO₃四种无色溶液?
【答案】
分别取四种溶液各少量于试管中,进行以下操作:
(1)分别用pH试纸测试,显碱性的是Na₂CO₃溶液;
(2)向剩余三种溶液中分别滴加BaCl₂溶液,产生白色沉淀的是Na₂SO₄溶液;
(3)向剩余两种溶液中分别滴加浓NaOH溶液并加热,产生有刺激性气味气体(能使湿润红色石蕊试纸变蓝)的是NH₄Cl溶液;
(4)剩余一种为NaCl溶液。
【解析】
Na₂CO₃水解显碱性,可用pH试纸鉴别;Na₂SO₄与BaCl₂生成BaSO₄白色沉淀;NH₄Cl与NaOH加热反应放出NH₃;NaCl无明显现象。
2. 已知某有机物的相对分子质量为58,根据下列条件回答:
(1)若该有机物仅由碳、氢组成,可能的结构简式为______。
(2)若为烃的含氧衍生物,且分子中有一CH₃,则可能的结构简式为______。
(3)若分子中无—CH₃,又无—OH,但能发生银镜反应,则结构简式为______。
【答案】
(1)CH₃CH₂CH₂CH₃、CH₃CH(CH₃)CH₃(C₄H₁₀,丁烷和异丁烷)
(2)CH₃CH₂CHO(丙醛)、CH₃COCH₃(丙酮)、CH₃CH₂CH₂OH(1-丙醇)、CH₃CH(OH)CH₃(2-丙醇)、CH₃OCH₂CH₃(甲乙醚)等(合理即可,常见为丙醛或丙酮)
(3)OHC\—CHO(乙二醛)
【解析】
(1)Mr=58,仅由C、H组成,可为C₄H₁₀(烷烃),丁烷和异丁烷。
(2)含氧衍生物Mr=58,分子式可为C₃H₆O(丙醛、丙酮、丙烯醇等),但“有一CH₃”限制,常见为丙醛或丙酮。
(3)无—CH₃、无—OH,能发生银镜反应说明有醛基,且无甲基,则结构为OHC—CHO(乙二醛)。
3. 某芳香族化合物经分析含有 C、H、O 的质量分数分别为 78.7%、8.2%、13.1%。如果该有机物只含一个氧原子,则该化合物的化学式为:______。
(1)若该有机物具有两个甲基,如果它遇到 FeCl₃ 溶液会变为紫色,这样的结构共有______种;如果它遇到 FeCl₃ 溶液不会变色,这样的结构共有______种。
(2)若该有机物分子只有一个甲基,如果它遇到 FeCl₃ 溶液会变为紫色,这样的结构共有______种;如果它遇到 FeCl₃ 溶液不会变色,这样的结构共有______种。
【答案】
化学式:C₈H₁₀O
(1)6种;3种
(2)0种;3种
【解析】
由质量分数求最简比:C:H:O = (78.7/12):(8.2/1):(13.1/16) ≈ 6.56:8.2:0.819 ≈ 8:10:1,即分子式为C₈H₁₀O。
(1)遇FeCl₃变紫色说明含酚羟基,具有两个甲基:
含酚羟基且两个甲基:可为二甲基苯酚,6种异构体。
遇FeCl₃不变色,则不含酚羟基,为甲基苯甲醚,共有3种。
(2)只有一个甲基:
- 含酚羟基:无。
- 不含酚羟基:甲基苯甲醇共3种。
4. 用莫尔法测定物质含量时,为什么要求在中性或弱碱性溶液中进行?
【答案】
(1)若溶液酸性太强,CrO₄²⁻会转化为Cr₂O₇²⁻,导致Ag₂CrO₄沉淀出现延迟或不能生成,终点滞后,误差增大;
(2)若溶液碱性太强,Ag⁺会与OH⁻反应生成AgOH或Ag₂O沉淀,干扰滴定,影响结果准确度。
【解析】
莫尔法以K₂CrO₄为指示剂,Ag⁺与CrO₄²⁻生成砖红色Ag₂CrO₄沉淀指示终点。酸性条件下CrO₄²⁻向Cr₂O₇²⁻转化,使CrO₄²⁻浓度降低;碱性条件下Ag⁺生成氧化物沉淀。故需控制pH在6.5~10.5之间,即中性或弱碱性。
5. 简述双膜理论中的传质过程并说明传质的阻力在哪里?
【答案】
双膜理论认为,在两相(气-液或液-液)接触界面两侧各存在一层稳定的薄膜(气膜和液膜),传质过程分为三步:
(1)组分从气相主体扩散到气膜界面;
(2)在界面处由气膜进入液膜(相界面处瞬间达到平衡);
(3)组分从液膜界面扩散到液相主体。
传质阻力主要集中在这两层膜中(气膜和液膜),即传质阻力由气膜阻力和液膜阻力共同构成,而主体相和界面处无阻力。
【解析】
双膜理论的核心是认为界面处无阻力,阻力全部在膜内,且膜内为分子扩散。对于难溶气体,液膜阻力占主导;对于易溶气体,气膜阻力占主导。
6. 水污染的控制措施有哪些?
【答案】
(1)减少污染源排放:推行清洁生产,减少工业废水中的污染物排放量;
(2)废水处理:采用物理法(沉淀、过滤)、化学法(中和、氧化还原、絮凝)、生物法(活性污泥法、生物膜法)对废水进行处理达标后排放;
(3)循环利用:提高水的重复利用率,推行中水回用;
(4)加强管理:制定水质标准,加强监测监管,实行排污许可证制度;
(5)农业面源控制:合理使用化肥农药,减少农业径流污染。
【解析】
水污染控制应从“源头削减、过程控制、末端治理”三方面综合考虑,同时辅以法律法规和经济手段,实现水环境的持续改善。
三、计算题(本大题3个小题, 每小题10分, 共30分)
1. 称取(NH₄)₂SO₄试样1.8250g,溶解后转移至250mL容量瓶中并稀释至刻度,摇匀。吸取25.00mL试液于蒸馏装置中,加入过量NaOH溶液进行蒸馏,蒸出的氨气用50.00mL浓度 c(H₂SO₄) = 0.05100mol·L⁻¹ 的H₂SO₄溶液吸收,剩余的H₂SO₄以 c(NaOH) = 0.09600mol·L⁻¹ 的NaOH标准溶液返滴定,消耗NaOH溶液27.90mL。计算试样中(NH₄)₂SO₄及NH₃的质量分数。
[M(NH₄)₂SO₄ = 132.13g·mol⁻¹, M(NH₃) = 17.03g·mol⁻¹]
【答案】
ω[(NH₄)₂SO₄] = 94.76%
ω(NH₃) = 24.43%
【解析】
(1)H₂SO₄总物质的量:
n(H₂SO₄)总 = 0.05100 × 0.05000 = 2.550 × 10⁻³ mol
(2)返滴定消耗NaOH的物质的量:
n(NaOH) = 0.09600 × 0.02790 = 2.6784 × 10⁻³ mol
(3)与NH₃反应的H₂SO₄物质的量:
H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O,故剩余H₂SO₄ = n(NaOH)/2 = 1.3392 × 10⁻³ mol
与NH₃反应的H₂SO₄ = 2.550 × 10⁻³ − 1.3392 × 10⁻³ = 1.2108 × 10⁻³ mol
(4)25.00mL试液中NH₃的物质的量:
2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄,故n(NH₃) = 2 × 1.2108 × 10⁻³ = 2.4216 × 10⁻³ mol
(5)250mL总溶液中NH₃的物质的量:
n(NH₃)总 = 2.4216 × 10⁻³ × (250/25) = 0.024216 mol
(6)NH₃的质量分数:
m(NH₃) = 0.024216 × 17.03 = 0.4124g
ω(NH₃) = 0.4124 / 1.8250 × 100% = 24.43%
(7)(NH₄)₂SO₄的质量分数:
n[(NH₄)₂SO₄] = n(NH₃)/2 = 0.012108 mol
m[(NH₄)₂SO₄] = 0.012108 × 132.13 = 1.5998g
ω[(NH₄)₂SO₄] = 1.5998 / 1.8250 × 100% = 94.76%
2. 某换热器用水回收热油的热量。已知油入口120°C,出口70°C,流量2kg/s,Cp = 5.9kJ/(kg·°C);水进口为20°C,出口80°C,Cp = 4.2kJ/(kg·°C)。忽略热量损失,求水的流量。
【答案】
水的流量为 2.34 kg/s
【解析】
(1)热油放热量:
Q放 = m油 × Cp油 × (T入 − T出) = 2 × 5.9 × (120 − 70) = 590 kJ/s
(2)水吸收热量(无热损,Q吸 = Q放):
Q吸 = m水 × Cp水 × (t出 − t入) = m水 × 4.2 × (80 − 20) = m水 × 252
(3)求水的流量:
m水 × 252 = 590
m水 = 590 / 252 = 2.34 kg/s
3. 在逆流操作的填料吸收塔中,用清水吸收含丙酮5%(体积分数)的混合气体,处理量2000m³/h,操作温度为25°C,压强为101.3kPa,吸收率为95%,每kg塔底出口溶液中含丙酮61.2g(丙酮的摩尔质量为58kg/kmol)。试计算每小时吸收剂的用量为多少?
【答案】
吸收剂(清水)用量约为3773.6 kg/h
【解析】
(1)将气体处理量换算为标准状况(25°C,101.3kPa近似为标况,实际可忽略修正,或按理想气体):
V = 2000 m³/h,标准状况下1 kmol气体体积为22.4 m³(25°C下为24.5 m³,此处按题设条件常用22.4,若需精确可按PV=nRT换算)。本题按常规处理,取22.4 L/mol即22.4 m³/kmol。
n(气) = 2000 / 22.4 = 89.29 kmol/h
(2)丙酮进塔量:
进塔气体中丙酮体积分数 = 5%,即摩尔分数 y₁ = 0.05
n(丙酮进) = 89.29 × 0.05 = 4.4645 kmol/h
(3)丙酮被吸收量:
吸收率 η = 95%,n(丙酮吸) = 4.4645 × 0.95 = 4.2413 kmol/h
(4)塔底出口溶液中丙酮质量分数:
每kg溶液中含丙酮61.2g,即质量分数 w = 0.0612 kg丙酮/kg溶液
(5)求吸收剂(清水)用量:
设清水用量为 L kg/h,塔底溶液总量 = L + m(丙酮吸)
m(丙酮吸) = 4.2413 × 58 = 246.0 kg/h
塔底溶液质量 = L + 246.0
其中丙酮含量 = 0.0612 × (L + 246.0) = 246.0
解得:0.0612L + 15.055 = 246.0 → 0.0612L = 230.945 → L = 3773.6 kg/h
四、综合分析题(本大题4个小题,每小题10分,共40分)
1. A、B、C、D 是原子序数依次增大的第三周期元素,A、B 是金属元素,C、D 是非金属元素。试分析回答下列问题:
(1)A、B 各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水,写出该反应的离子方程式。
(2)A 与 C 可形成化合物 A₂C,写出其化学式,并指出化学键类型。
(3)B 的氢化物水溶液显______性,用离子方程式解释原因。
(4)C 的低价氧化物通入 D 单质的水溶液中,写出发生反应的化学方程式。
(5)比较 C、D 气态氢化物的稳定性的强弱(用化学式表示)。
【答案】
(1)Al(OH)₃ + OH⁻ = AlO₂⁻ + 2H₂O
(2)Na₂S,离子键
(3)碱;AlO₂⁻ + 2H₂O ⇌ Al(OH)₃ + OH⁻
(4)SO₂ + Cl₂ + 2H₂O = H₂SO₄ + 2HCl
(5)HCl > H₂S
【解析】
第三周期元素:Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl。A、B为金属且原子序数依次增大,则A为Na,B为Al;C、D为非金属且原子序数大于Al,则C为S,D为Cl。
(1)Na的最高价氧化物水化物为NaOH,Al的为Al(OH)₃,二者反应生成NaAlO₂和水。
(2)Na₂S由Na⁺和S²⁻构成,属于离子化合物。
(3)NaAlO₂(偏铝酸钠)水解使溶液显碱性。
(4)SO₂具有还原性,Cl₂具有氧化性,二者在水中反应生成H₂SO₄和HCl。
(5)非金属性Cl > S,故HCl比H₂S更稳定。
2. 化合物 A:C₅H₁₂O 经氧化后生成 B:C₅H₁₀O,B 能与苯肼发生反应,也能与碘的氢氧化钠反应。B 不能与斐林试剂反应,A 经浓硫酸脱水后生成无顺反异构体的烯烃 C: C₅H₁₀,试推断 A、B、C 的构造式并加以命名,并写出 A→B、A→C 发生反应的方程式。
【答案】
A:3-甲基-2-丁醇,结构简式 (CH₃)₂CH—CH(OH)—CH₃
B:3-甲基-2-丁酮,结构简式 (CH₃)₂CH—CO—CH₃
C:2-甲基-2-丁烯,结构简式 (CH₃)₂C=CH—CH₃
反应方程式:
A→B:
(CH₃)₂CH—CH(OH)—CH₃ + O₂ —Cu/△→ (CH₃)₂CH—CO—CH₃ + H₂O
(或写 (CH₃)₂CH—CH(OH)—CH₃ —[O]→ (CH₃)₂CH—CO—CH₃)
A→C:
(CH₃)₂CH—CH(OH)—CH₃ —浓H₂SO₄/△→ (CH₃)₂C=CH—CH₃ + H₂O
【解析】
B能与苯肼反应(含羰基),能与碘的氢氧化钠反应(碘仿反应,含—COCH₃结构),但不与斐林试剂反应(非醛,为酮),故B为甲基酮。B的分子式为C₅H₁₀O,符合酮的结构,可推断为3-甲基-2-丁酮或2-戊酮,但结合A脱水生成无顺反异构的烯烃,验证为3-甲基-2-丁酮(其对应的醇脱水生成2-甲基-2-丁烯,该烯烃无双键顺反异构,因为一个双键碳上连两个甲基)。A为对应的仲醇,即3-甲基-2-丁醇。
3. 在标定硫代硫酸钠溶液时进行了如下操作:
称取基准重铬酸钾置于碘量瓶中,加适量蒸馏水使其溶解。加入碘化钾及硫酸溶液,盖上瓶塞轻轻摇匀,以少量水封住瓶口,于暗处放置 10min。取出用洗瓶冲洗瓶塞及瓶内壁,加入适量水,用配制的 Na₂S₂O₃ 溶液滴定,合适的时候,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点。
请回答下列问题:
(1)用 Na₂S₂O₃ 溶液进行滴定前为何要加适量水?
(2)什么时候加指示剂?为什么?
(3)滴定终点溶液颜色如何变化?为什么滴定终点溶液颜色由蓝色变为亮绿色,而不是蓝色消失?
(4)写出实验中的反应方程式。
【答案】
(1)降低溶液的酸度和浓度,减少I₂的挥发,同时使滴定终点颜色变化更清晰。
(2)在近终点(溶液呈浅黄色)时加入淀粉指示剂。若过早加入,淀粉会吸附I₂形成蓝色胶体,导致终点滞后,使滴定结果偏高。
(3)终点时溶液由蓝色变为亮绿色。因为Cr³⁺本身显绿色,滴定结束后I₂被完全还原为I⁻,蓝色消失,剩余Cr³⁺的绿色显现,故终点为亮绿色而非无色。
(4)反应方程式:
Cr₂O₇²⁻ + 6I⁻ + 14H⁺ = 2Cr³⁺ + 3I₂ + 7H₂O
I₂ + 2S₂O₃²⁻ = 2I⁻ + S₄O₆²⁻
【解析】
(1)加水是为了稀释溶液,提高观察终点的灵敏度,同时防止碘挥发损失。
(2)淀粉指示剂应在近终点加入,否则淀粉与碘结合后不易释放,造成终点延迟。
(3)重铬酸钾被还原后生成Cr³⁺,其水溶液呈绿色,故终点时蓝色消失并显出Cr³⁺的绿色。
(4)第一步为氧化还原反应,第二步为碘与硫代硫酸钠的反应。
4. 硬水会使锅炉及换热器产生水垢而影响热效率,严重时还会引起锅炉爆炸。回答以下问题:
(1)测定水的总硬度时,pH 选择多少?选用什么指示剂?
(2)为了消除 Fe³⁺、Al³⁺ 的干扰应加入什么试剂?
(3)测钙硬度时,pH 调为多少?调节酸度应加入什么试剂?其作用是什么?
(4)滴定钙硬度所用指示剂为______,终点时颜色变化为______。
(5)测定钙硬度时能否用铬黑 T 为指示剂?为什么?
【答案】
(1)pH ≈ 10;铬黑 T(EBT)指示剂
(2)加入三乙醇胺(或氰化钾,但常用三乙醇胺)进行掩蔽
(3)pH ≈ 12~13;加入 NaOH 溶液;作用是调节 pH 使 Mg²⁺ 生成 Mg(OH)₂ 沉淀而被掩蔽,同时保证 Ca²⁺ 与 EDTA 定量配位
(4)钙指示剂(如钙红指示剂);酒红色变为纯蓝色
(5)不能。因为铬黑 T 与 Ca²⁺ 的显色灵敏度较差,终点变色不明显,且 Mg²⁺ 会干扰测定。
【解析】
(1)总硬度测定用 EDTA 配位滴定法,在 pH≈10 的氨性缓冲溶液中进行,铬黑 T 为指示剂,终点由酒红色变为蓝色。
(2)Fe³⁺、Al³⁺ 在碱性条件下易水解且能与 EDTA 配位,需加入三乙醇胺掩蔽。
(3)测钙硬度时,调至强碱性(pH≈12~13),使 Mg²⁺ 生成 Mg(OH)₂ 沉淀,消除干扰。
(4)钙指示剂在 pH≈12~13 时与 Ca²⁺ 显酒红色,终点生成 Ca-EDTA 后变为蓝色。
(5)铬黑 T 主要用于总硬度(Ca²⁺ 和 Mg²⁺ 合量)测定,单独测钙时不能用,因其与 Ca²⁺ 的显色反应不灵敏,终点难以判断。
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