内容正文:
化学试题
试卷满分100分 考试时间60分钟
本试卷标注“不定项”的选择题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不得分;有2个正确选项的,漏选1个得一半分,错选不得分。未特别标注的选择题,每小题只有1个正确选项。
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Ag-108 Ba-137
一、用途广泛的铁元素
铁元素在人体健康、生产生活以及新材料研发中有着重要的应用。
Ⅰ.血红素是由中心Fe2+与配体卟啉衍生物结合成的大环配位化合物,其结构如图所示:
1. 基态Fe原子的价电子轨道表示式为_______________。
2. 元素C、N、O、Fe中,第一电离能最大的是_______________。
A. C B. N C. O D. Fe
3. 含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。1 mol血红素中通过螯合作用形成的配位键的数目为_______________。
Ⅱ.卟啉是含有平面共轭大环结构的有机分子,结构如图。
4. 该卟啉分子中,N(1)、N(2)的杂化方式分别为______。
A. sp2 sp2 B. sp sp2 C. sp2 sp3 D. sp sp3
5. 该卟啉分子在酸性环境中配位能力会减弱,原因是___________________________。
6. 由Fe原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:
① ② ③;
关于这些微粒的叙述,正确的是_______________。(不定项)
A. 微粒半径:③>②>①
B. 电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②
C. 电离一个电子所需最低能量:①>②>③
D. ③的核外电子有16种空间运动状态
7. 某晶体FexNy的晶胞如下图1所示,Cu可以完全取代该晶体中a位置Fe或b位置Fe,FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示。
其中相对不稳定的Cu替代型产物的化学式为_______________。
8. 图1是Fe3O4晶体结构的一个单元。Fe3O4晶胞可看作是由4个这种单元按图2堆积而成。则1个Fe3O4晶胞中有_______________个O2-,代表_______________(填微粒符号)。已知:Fe3O4晶胞棱长为apm,NA为阿伏加德罗常数的值,则该Fe3O4晶体的密度为____________g/cm3()。
二、一碳化学
利用太阳能等可再生能源制氢并与二氧化碳合成甲醇,具有减少碳排放、提供高效储氢等多重优点。利用CO2加氢制备CH3OH的步骤如下所示:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
9. 关于反应Ⅱ自发性说法正确的是_______________。
A. 低温自发 B. 高温自发 C. 任意温度自发 D. 任意温度不自发
10. 恒温恒压条件下,若将含等物质的量CO和H2的混合气体充入密闭容器中进行反应Ⅱ,下列事实不能说明此反应已达到平衡状态的是_______________。(不定项)
A. 容器内气体密度保持不变 B. 混合气体的平均相对分子质量不变
C. 平衡常数保持不变 D. CO与H2的物质的量之比保持不变
11. CO2和H2在光催化下发生反应Ⅲ,反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物质用“*”表示。写出虚线框中决速步的化学方程式_____________________。
向恒容密闭容器充入1molCO2和3mol H2,仅发生反应Ⅰ和反应Ⅲ,测得平衡时CO2的转化率、CO或CH3OH的选择性随温度变化如图。
已知:选择性
12. 表示CO选择性的曲线是_______________。
A.a B.b C.c
13. 230℃时,一定能同时提高CO2平衡转化率和CH3OH选择性的方法是_______________。
A. 通入CO2 B. 减小容器体积 C. 恒容通入氩气 D. 升高温度
14. 210-250℃过程中,CO2平衡转化率变化的原因是______________________________。
在体积为2 L的恒容容器中,4mol CO2和12molH2在催化剂作用下发生反应Ⅲ,相同时间内不同的温度下,测定CH3OH的产率与温度的关系如图。
15. Q点的反应速率_______________。
A.> B.< C.=
16. 520 K时,X点所对应甲醇产率为50%,计算此时反应Ⅲ化学平衡常数K=_______________。(结果保留两位有效数字)
三、中药活性成分合成
化合物L(化学式C12H17NO3)是某中药的活性成分,一种合成路线如下(略去部分试剂与反应条件,忽略立体结构)。
已知:在Ru(Ⅱ)催化下,端烯烃与发生烯烃复分解反应得到产物和CH2=CH2。
17. 化合物L中含有的不对称碳原子数为_______________。
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
18. 化合物A的系统名称为_______________。
19. 化合物G所含的含氧官能团有_______________。
20. 反应③除生成E外还有多种烯烃复分解反应副产物,其中一种副产物核磁共振氢谱如图,其结构简式为: _________________________。
21. 羰基具有较强极性,反应⑤经历了加成和消去过程,其中间体结构简式为_______________。
A. B. C. D.
22. 反应⑦的产物除L外,还有_______________(填名称)。
23. 合成L的流程中,原子利用率达到100%的反应有_______________。(不定项)
A. 反应① B. 反应② C. 反应④ D. 反应⑥
24. 写出一种满足下列条件的L的同分异构体的结构简式_______________(不考虑立体异构)
ⅰ.能与FeCl3发生显色反应,苯环上只有两个处于对位的取代基
ⅱ.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多消耗3 mol NaOH;
ⅲ.含有基团,不含结构。
25. 结合相关信息,设计以为原料合成的路线_______________ (其他无机试剂与有机溶剂任选)。
四、废渣提锶
26. 锶()与钙、钡等元素位于同一主族。某含锶废渣主要含有、、、和等,一种提取该废渣中锶的流程如下所示:
已知25℃时,,。
(1)锶的焰色反应呈特征的洋红色,这属于_______________。
A. 原子吸收光谱 B. 原子发射光谱 C. 红外光谱 D. 紫外-可见光光谱
(2)、、均为锶的核素,下列说法正确的是_______________。
A. 与互为同素异形体 B. 的中子数与质子数之差为51
C. 三种核素的性质几乎完全相同 D. 可用质谱法鉴别锶的三种核素
(3)下列有关Sr及其化合物性质推断正确的是_______________。(不定项)
A. 单质与冷水反应容易程度:Ba>Sr>Ca
B. 电负性:Ba>Sr>Ca
C. 最高价氧化物对应水化物碱性:Ca(OH)2>Sr(OH)2>Ba(OH)2
D. 硫酸盐熔点(晶体结构相似):BaSO4>SrSO4>CaSO4
(4)“浸出液1”中主要金属离子有Sr2+、_________(填离子符号),加入某冠醚a(结构如图),能选择性提取Sr2+,结合超分子理论解释理由。_______________________________________________。
(5)“盐浸”中SrSO4转化的离子方程式对应的平衡常数值K=_______________(精确到整数)。
(6)25℃时,向0.01molSrSO4粉末中加入100mL0.11mol/LBaCl2溶液,列式计算充分反应后溶液中SrSO4的离子积()的值_________。(忽略溶液体积变化)
(7)“浸出渣1”与“浸出渣2”中都含有的物质是_______________。
(8)由SrCl2·6H2O制备无水SrCl2,相对最优的方法是_______________。
A. 直接加热脱水 B. 在HCl氛围中加热 C. 常温加压 D. 加热加压
五、三氯化六氨合钴的制备
三氯化六氨合钴为橙黄色晶体,难溶于乙醇,微溶于冷水,易溶于热水。在和氯化铵、氨水的混合溶液中,加入活性炭(催化剂)和双氧水制备,制备装置如图所示。
I.制备产品,步骤如下:
①称取固体,加入水溶解,转移到三颈烧瓶中。
②依次加入、活性炭和一定体积的浓氨水后,再加入双氧水。
③加热至,反应,冷却,过滤。
④向滤渣中加入左右的热水,充分搅拌后,趁热过滤。
⑤向滤液加入少量浓盐酸,冷却结晶后过滤,洗涤2~3次,低温干燥得橙黄色晶体。
27. 图中仪器a的名称为___________,冷凝水的进口为___________。(填“1”或“2”)。
28. 晶体中不存在的化学键类型有___________。
A. 离子键 B. 非极性共价键 C. 极性共价键 D. 配位键
29. 水浴的温度控制在左右的原因是___________。
30. 洗涤时可用___________。(不定项)
A.热蒸馏水 B.冰水 C.无水乙醇
31. 实验中若不用活性炭作催化剂,会生成,向含该配合物的溶液中加入足量溶液,得到白色沉淀,该配合物中配离子的化学式为___________。
A. B. C.
II.测定产品纯度,实验如下:
①称取ag产品溶于足量稀硝酸中,并用蒸馏水稀释,置于锥形瓶中,加入过量溶液,并加的硝基苯用力振荡后静置。
②再向锥形瓶中滴入3滴溶液为指示剂,用溶液进行滴定,达到滴定终点时用去溶液。
已知:硝基苯比水重;,,、均为白色。
32. 步骤①加入硝基苯的目的是___________。
33. 判断滴定终点的实验现象是___________。
34. 产品的纯度为___________。(用含a、、、、的式子表示)
35. 下列操作中可能使所测产品的纯度偏低的是___________(不定项)。
A. 未用溶液润洗滴定管
B. 锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C. 刚开始滴定时,振荡锥形瓶时有溶液溅出
D. 滴定结束后,滴定管尖嘴处有气泡
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化学试题
试卷满分100分 考试时间60分钟
本试卷标注“不定项”的选择题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不得分;有2个正确选项的,漏选1个得一半分,错选不得分。未特别标注的选择题,每小题只有1个正确选项。
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Ag-108 Ba-137
一、用途广泛的铁元素
铁元素在人体健康、生产生活以及新材料研发中有着重要的应用。
Ⅰ.血红素是由中心Fe2+与配体卟啉衍生物结合成的大环配位化合物,其结构如图所示:
1. 基态Fe原子的价电子轨道表示式为_______________。
2. 元素C、N、O、Fe中,第一电离能最大的是_______________。
A. C B. N C. O D. Fe
3. 含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。1 mol血红素中通过螯合作用形成的配位键的数目为_______________。
Ⅱ.卟啉是含有平面共轭大环结构的有机分子,结构如图。
4. 该卟啉分子中,N(1)、N(2)的杂化方式分别为______。
A. sp2 sp2 B. sp sp2 C. sp2 sp3 D. sp sp3
5. 该卟啉分子在酸性环境中配位能力会减弱,原因是___________________________。
6. 由Fe原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:
① ② ③;
关于这些微粒的叙述,正确的是_______________。(不定项)
A. 微粒半径:③>②>①
B. 电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②
C. 电离一个电子所需最低能量:①>②>③
D. ③的核外电子有16种空间运动状态
7. 某晶体FexNy的晶胞如下图1所示,Cu可以完全取代该晶体中a位置Fe或b位置Fe,FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示。
其中相对不稳定的Cu替代型产物的化学式为_______________。
8. 图1是Fe3O4晶体结构的一个单元。Fe3O4晶胞可看作是由4个这种单元按图2堆积而成。则1个Fe3O4晶胞中有_______________个O2-,代表_______________(填微粒符号)。已知:Fe3O4晶胞棱长为apm,NA为阿伏加德罗常数的值,则该Fe3O4晶体的密度为____________g/cm3()。
【答案】1. 2. B
3. 4. A
5. 酸性环境中,卟啉中的N原子会与结合,导致N原子上可用于配位的孤电子对减少,因此配位能力减弱 6. BD
7.
8. ①. 32 ②. ③.
【解析】
【1题详解】
基态Fe原子价电子排布为,轨道表示式为:;
【2题详解】
同周期主族元素第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于O;Fe为金属元素,第一电离能远小于非金属元素,因此第一电离能N>O>C>Fe。
【3题详解】
由图示可知1个配体中有4个配位N原子和中心原子形成4个配位键,1 mol血红素中通过螯合作用形成的配位键的数目为;
【4题详解】
两种N原子均参与卟啉的平面共轭大π键结构,价层电子对数均为3,无孤电子对剩余参与杂化,杂化方式均为。
【5题详解】
配体的配位能力依赖配位原子的孤电子对,酸性条件下孤电子对被占据,无法再向中心离子配位。
【6题详解】
A.微粒③是激发态Fe原子,电子填入能量更高的4p轨道,半径大于基态Fe原子①;微粒②失去1个4s电子,半径小于①,因此半径顺序为③>①>②,A错误;
B.①是基态Fe原子的电子排布,②是Fe失去1个4s电子的基态离子的电子排布,③是激发态微粒,B正确;
C.基态微粒电离电子所需能量高于激发态,且阳离子电离电子比中性原子更难,因此电离能②>①>③,C错误;
D.空间运动状态指轨道数,③的电子排布对应16种空间运动状态,D正确;
故选BD。
【7题详解】
能量越高的物质越不稳定,图中Cu替代b位Fe的产物能量更高,更不稳定。先计算原晶胞:a位Fe为,b位Fe为,N为1,总Fe为4;Cu替代b位Fe后,Fe数目为1,Cu为3,N为1,化学式为。
【8题详解】
1个图1单元含8个,晶胞由4个该单元堆积而成,因此总数目为;可表示为,含1份和2份,晶胞总Fe为24个,其中共8个,对应图中标注的灰球,因此 代表;晶胞总质量为,晶胞体积为,代入密度公式。
二、一碳化学
利用太阳能等可再生能源制氢并与二氧化碳合成甲醇,具有减少碳排放、提供高效储氢等多重优点。利用CO2加氢制备CH3OH的步骤如下所示:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
9. 关于反应Ⅱ自发性说法正确的是_______________。
A. 低温自发 B. 高温自发 C. 任意温度自发 D. 任意温度不自发
10. 恒温恒压条件下,若将含等物质的量CO和H2的混合气体充入密闭容器中进行反应Ⅱ,下列事实不能说明此反应已达到平衡状态的是_______________。(不定项)
A. 容器内气体密度保持不变 B. 混合气体的平均相对分子质量不变
C. 平衡常数保持不变 D. CO与H2的物质的量之比保持不变
11. CO2和H2在光催化下发生反应Ⅲ,反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物质用“*”表示。写出虚线框中决速步的化学方程式_____________________。
向恒容密闭容器充入1molCO2和3mol H2,仅发生反应Ⅰ和反应Ⅲ,测得平衡时CO2的转化率、CO或CH3OH的选择性随温度变化如图。
已知:选择性
12. 表示CO选择性的曲线是_______________。
A.a B.b C.c
13. 230℃时,一定能同时提高CO2平衡转化率和CH3OH选择性的方法是_______________。
A. 通入CO2 B. 减小容器体积 C. 恒容通入氩气 D. 升高温度
14. 210-250℃过程中,CO2平衡转化率变化的原因是______________________________。
在体积为2 L的恒容容器中,4mol CO2和12molH2在催化剂作用下发生反应Ⅲ,相同时间内不同的温度下,测定CH3OH的产率与温度的关系如图。
15. Q点的反应速率_______________。
A.> B.< C.=
16. 520 K时,X点所对应甲醇产率为50%,计算此时反应Ⅲ化学平衡常数K=_______________。(结果保留两位有效数字)
【答案】9. A 10. C
11.
(或 ) 12. C 13. B
14.
反应Ⅰ为吸热反应,升温促进其正向移动,使转化率增大;反应Ⅲ为放热反应,升温使其逆向移动,使转化率减小;在210~250℃区间,升温对反应Ⅰ的促进作用大于对反应Ⅲ的抑制作用,因此总平衡转化率随温度升高而增大 15. C
16.
0.037
【解析】
【9题详解】
根据盖斯定律,反应Ⅲ = 反应Ⅰ + 反应Ⅱ,则 。反应Ⅱ正向是气体分子数减少的反应,。根据 时反应自发,可知该反应在低温下自发,故选A;
【10题详解】
A.恒压条件下,反应正向进行时气体总物质的量减小,体积减小,而气体总质量不变,因此密度增大,当密度不变时说明体积不再变化,反应达到平衡,A正确;
B.气体总质量不变,总物质的量变化,平均相对分子质量变化,当其不变时说明达到平衡,B正确;
C.平衡常数只与温度有关,恒温下始终保持不变,不能说明是否达到平衡,C错误;
D.初始充入等物质的量的 和 ,而反应消耗两者的比例为 ,因此反应过程中两者的物质的量之比不断变化,当比值不变时说明达到平衡,D正确;
故选C。
【11题详解】
决速步是反应历程中活化能(能垒)最大的步骤。由图可知,第二步 的能垒最大,为决速步;
【12题详解】
反应Ⅰ生成 ,是吸热反应,升高温度平衡正向移动, 的选择性增大;反应Ⅲ生成 ,是放热反应,升高温度平衡逆向移动, 的选择性减小。图中曲线c随温度升高而增大,因此表示 选择性的曲线是c,故选C;
【13题详解】
A.通入 会降低其自身的平衡转化率;
B.减小容器体积即增大压强,反应Ⅰ前后气体分子数不变,平衡不移动,反应Ⅲ正向气体分子数减少,增大压强平衡正向移动,因此能同时提高 转化率和 选择性;
C.恒容通入氩气,各反应组分浓度不变,平衡不移动;
D.升高温度,反应Ⅲ逆向移动, 选择性降低;
故选B。
【14题详解】
反应Ⅰ为吸热反应,升温促进其正向移动,使 转化率增大;反应Ⅲ为放热反应,升温使其逆向移动,使 转化率减小。在210~250℃区间内,升温对反应Ⅰ的促进作用大于对反应Ⅲ的抑制作用,因此 的总平衡转化率随温度升高而增大;
【15题详解】
在相同时间内,低温区反应未达到平衡,产率随温度升高而增大;达到最高点时,反应已达到平衡,故Q为平衡点,即 ,故选C;
【16题详解】
初始时 ,。甲醇产率为 ,则平衡时生成的 。根据反应Ⅲ的化学方程式:转化量:平衡量:容器体积 ,则平衡浓度分别为:,,,。此时反应Ⅲ的化学平衡常数 。
三、中药活性成分合成
化合物L(化学式C12H17NO3)是某中药的活性成分,一种合成路线如下(略去部分试剂与反应条件,忽略立体结构)。
已知:在Ru(Ⅱ)催化下,端烯烃与发生烯烃复分解反应得到产物和CH2=CH2。
17. 化合物L中含有的不对称碳原子数为_______________。
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
18. 化合物A的系统名称为_______________。
19. 化合物G所含的含氧官能团有_______________。
20. 反应③除生成E外还有多种烯烃复分解反应副产物,其中一种副产物核磁共振氢谱如图,其结构简式为: _________________________。
21. 羰基具有较强极性,反应⑤经历了加成和消去过程,其中间体结构简式为_______________。
A. B. C. D.
22. 反应⑦的产物除L外,还有_______________(填名称)。
23. 合成L的流程中,原子利用率达到100%的反应有_______________。(不定项)
A. 反应① B. 反应② C. 反应④ D. 反应⑥
24. 写出一种满足下列条件的L的同分异构体的结构简式_______________(不考虑立体异构)
ⅰ.能与FeCl3发生显色反应,苯环上只有两个处于对位的取代基
ⅱ.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多消耗3 mol NaOH;
ⅲ.含有基团,不含结构。
25. 结合相关信息,设计以为原料合成的路线_______________ (其他无机试剂与有机溶剂任选)。
【答案】17. D 18. 5-溴戊醛
19. 羰基、酯基 20. 21. C
22. 甲醇 23. BC
24. 25.
【解析】
【分析】A是含醛基、溴原子的直链有机物,通过碳链上的官能团转化,在碳链上引入了端位碳碳双键,得到B,B的醛基保留。B的醛基和丙酰氯发生取代反应,生成四元环内酯结构C,引入了含氧的内酯环。四元环内酯发生异构化,重排为更稳定的五元环内酯结构D。根据题干给出的烯烃复分解信息,D的端烯烃和丙烯酸甲酯在Ru(Ⅱ)催化下发生复分解,脱去乙烯,得到含双键和甲酯基的产物E();后续SeO2氧化双键邻位,得到F。F的碳碳双键和在Pd-C催化下发生加成,双键被还原为单键,得到;随后Br原子被取代、再经三苯基膦还原,Br转化为-NH2,得到G。G的氨基和分子内的羰基先发生加成得到羟基中间体,再消去一分子水,形成H,H的亚胺双键被NaBH3CN还原,得到J。J的分子内同时存在仲胺和甲酯基,发生分子内的酰胺化反应,脱去一分子甲醇,关环得到最终的内酰胺产物L。
【17题详解】
不对称碳原子是指连有4种不同基团的饱和碳原子。观察L的结构:五元内酯环上连甲基的碳、五元环和七元环共有的两个碳、氮原子邻位的碳,共4个符合定义的手性碳。
【18题详解】
A的主链为5个碳,醛基作为母体官能团编号为1,溴原子在5号碳上,系统名称为5-溴戊醛。
【19题详解】
G的结构中,含有的含氧官能团为羰基、酯基。
【20题详解】
因核磁共振氢谱有两种氢,为,结合已知条件,可推导出副产物的结构简式为。
【21题详解】
反应⑤为氨基和酮羰基的加成反应,形成七元环和羟基,得到的产物结构简式为,随后羟基发生消去反应,即可得到J,故选C。
【22题详解】
J发生取代反应生成L,同时会生成甲醇,故副产物为甲醇。
【23题详解】
反应①是取代反应,生成副产物HCl;反应②发生异构化,整体原子个数均未发生变化,利用率达到100%;反应④是碳碳双键与加成,利用率达到100%,反应⑥是双键加成,与反应④类似,但是会生成含B的无机盐副产物,原子利用率未达100%,故选BC。
【24题详解】
根据条件i,可知含酚羟基,且苯环对位两个取代基;根据条件ii,1 mol消耗3 mol NaOH:1 mol酚羟基消耗1 mol,故对位的酚酯基水解消耗2 mol NaOH,合计3 mol;根据条件iii,含基团,无酰胺结构;故满足条件的结构简式为。
【25题详解】
先消去生成烯丙醇,两分子烯丙醇在Ru(Ⅱ)催化下发生烯烃复分解反应,得到HOCH2CH=CHCH2OH和乙烯,双键加氢得到1,4-丁二醇后也可关环,最终分子内成醚得到产物,合成路线为。
四、废渣提锶
26. 锶()与钙、钡等元素位于同一主族。某含锶废渣主要含有、、、和等,一种提取该废渣中锶的流程如下所示:
已知25℃时,,。
(1)锶的焰色反应呈特征的洋红色,这属于_______________。
A. 原子吸收光谱 B. 原子发射光谱 C. 红外光谱 D. 紫外-可见光光谱
(2)、、均为锶的核素,下列说法正确的是_______________。
A. 与互为同素异形体 B. 的中子数与质子数之差为51
C. 三种核素的性质几乎完全相同 D. 可用质谱法鉴别锶的三种核素
(3)下列有关Sr及其化合物性质推断正确的是_______________。(不定项)
A. 单质与冷水反应容易程度:Ba>Sr>Ca
B. 电负性:Ba>Sr>Ca
C. 最高价氧化物对应水化物碱性:Ca(OH)2>Sr(OH)2>Ba(OH)2
D. 硫酸盐熔点(晶体结构相似):BaSO4>SrSO4>CaSO4
(4)“浸出液1”中主要金属离子有Sr2+、_________(填离子符号),加入某冠醚a(结构如图),能选择性提取Sr2+,结合超分子理论解释理由。_______________________________________________。
(5)“盐浸”中SrSO4转化的离子方程式对应的平衡常数值K=_______________(精确到整数)。
(6)25℃时,向0.01molSrSO4粉末中加入100mL0.11mol/LBaCl2溶液,列式计算充分反应后溶液中SrSO4的离子积()的值_________。(忽略溶液体积变化)
(7)“浸出渣1”与“浸出渣2”中都含有的物质是_______________。
(8)由SrCl2·6H2O制备无水SrCl2,相对最优的方法是_______________。
A. 直接加热脱水 B. 在HCl氛围中加热 C. 常温加压 D. 加热加压
【答案】(1)B (2)D (3)A
(4) ①. ②. 该冠醚的空腔大小与的直径匹配,可通过配位作用将包裹在空腔内,而其他金属离子直径与空腔不匹配,无法形成稳定的主客体超分子,因此能选择性提取 (5)3182
(6)
(7) (8)A
【解析】
【分析】含锶废渣主要含有、、、和等,加入稀盐酸酸浸,碳酸盐溶解进入滤液,浸出渣1中含有、,加入溶液,发生沉淀转化:,得到溶液,经过系列操作得到晶体,最终经脱水得到无水;据此解答。
【小问1详解】
A.原子吸收光谱是原子吸收特征光的过程,A错误;
B.焰色试验的本质是金属原子接受能量后,核外电子从基态跃迁到激发态,再从激发态回到低能态时释放出特征波长的光,属于原子的发射光谱过程,B正确;
C.红外光谱用于检测官能团/化学键振动,C错误;
D.紫外-可见光谱用于分析分子的电子跃迁,D错误;
故选B。
【小问2详解】
A.三种核素质子数相同、中子数不同,互为同位素,同素异形体是同种元素形成的不同单质,A错误;
B.Sr的质子数为38,的中子数为,中子数与质子数之差为,B错误;
C.三种核素的化学性质几乎完全相同,但物理性质(如质量、放射性)有差异,C错误;
D.质谱法可以测定不同核素的质量数,能够鉴别三种核素,D正确;
故选D。
【小问3详解】
A.同主族碱土金属从上到下金属性递增,金属性Ba>Sr>Ca,单质与冷水反应的活泼性随金属性增强而增大 ,A正确;
B.同主族从上到下电负性递减,应为Ca>Sr>Ba,B错误;
C.金属性越强,最高价氧化物对应水化物碱性越强,,C错误;
D.此题超出高中化学知识了:按提示:晶体结构相似,三种盐都是离子晶体,阳离子电荷相同(都是+2价)。按晶格能规律,离子半径越小、晶格能越大,熔点越高,则顺序为BaSO4<SrSO4<CaSO4,D说法错误,而对于阴离子为相同复杂阴离子的离子晶体,阳离子半径越小,极化能力越强,化学键共价性越强,熔点越低;阳离子半径,故硫酸盐实际熔点,D正确;
故根据高中知识选A,结合实际情况选AD。
【小问4详解】
酸浸时,废渣中的、、均和稀盐酸反应生成可溶性的、、,、不溶于稀盐酸进入浸出渣1;冠醚属于超分子,具有分子识别的特性,可选择性结合尺寸匹配的阳离子。
【小问5详解】
盐浸中转化的离子方程式为,平衡常数。
【小问6详解】
初始,,发生反应,过量,反应后,;由,得;生成的,;因此,。
【小问7详解】
酸浸时不与稀盐酸反应,属于浸出渣1;盐浸时也不与溶液反应,因此同时存在于浸出渣1和浸出渣2中。
【小问8详解】
为强酸强碱盐,几乎难以水解,故直接加热即可制取无水氯化锶,不需要在HCl氛围中加热;常温加压无法脱去结晶水,加热加压也无法抑制副反应,均不合理。故选A。
五、三氯化六氨合钴的制备
三氯化六氨合钴为橙黄色晶体,难溶于乙醇,微溶于冷水,易溶于热水。在和氯化铵、氨水的混合溶液中,加入活性炭(催化剂)和双氧水制备,制备装置如图所示。
I.制备产品,步骤如下:
①称取固体,加入水溶解,转移到三颈烧瓶中。
②依次加入、活性炭和一定体积的浓氨水后,再加入双氧水。
③加热至,反应,冷却,过滤。
④向滤渣中加入左右的热水,充分搅拌后,趁热过滤。
⑤向滤液加入少量浓盐酸,冷却结晶后过滤,洗涤2~3次,低温干燥得橙黄色晶体。
27. 图中仪器a的名称为___________,冷凝水的进口为___________。(填“1”或“2”)。
28. 晶体中不存在的化学键类型有___________。
A. 离子键 B. 非极性共价键 C. 极性共价键 D. 配位键
29. 水浴的温度控制在左右的原因是___________。
30. 洗涤时可用___________。(不定项)
A.热蒸馏水 B.冰水 C.无水乙醇
31. 实验中若不用活性炭作催化剂,会生成,向含该配合物的溶液中加入足量溶液,得到白色沉淀,该配合物中配离子的化学式为___________。
A. B. C.
II.测定产品纯度,实验如下:
①称取ag产品溶于足量稀硝酸中,并用蒸馏水稀释,置于锥形瓶中,加入过量溶液,并加的硝基苯用力振荡后静置。
②再向锥形瓶中滴入3滴溶液为指示剂,用溶液进行滴定,达到滴定终点时用去溶液。
已知:硝基苯比水重;,,、均为白色。
32. 步骤①加入硝基苯的目的是___________。
33. 判断滴定终点的实验现象是___________。
34. 产品的纯度为___________。(用含a、、、、的式子表示)
35. 下列操作中可能使所测产品的纯度偏低的是___________(不定项)。
A. 未用溶液润洗滴定管
B. 锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C. 刚开始滴定时,振荡锥形瓶时有溶液溅出
D. 滴定结束后,滴定管尖嘴处有气泡
【答案】27. ①. 球形冷凝管 ②. 2 28. B
29. 温度过低,反应速率太慢;温度过高,会导致浓氨水挥发、过氧化氢分解,降低反应物利用率,因此控制在55-60℃左右 30. BC 31. C
32. 覆盖沉淀,防止滴定过程中转化为溶解度更小的,产生实验误差
33. 当滴入最后半滴KSCN溶液时,溶液由橙黄色变为血红色且半分钟不褪色
34. (或其他合理形式) 35. A
【解析】
【27题详解】
仪器a为球形冷凝管,用于回流冷凝;冷凝水遵循"下进上出",因此下口2为进水口.
【28题详解】
该晶体由[Co(NH3)6]3+和Cl-离子构成,存在离子键,Co3+和NH3之间存在配位键,NH3中存在极性共价键,不存在非极性共价键,故选B。
【29题详解】
温度过低,反应速率太慢;温度过高,会导致浓氨水挥发、过氧化氢分解,降低反应物利用率,因此控制在55-60℃左右。
【30题详解】
由题干信息,[Co(NH3)6]Cl3难溶于乙醇,微溶于冷水,易溶于热水。用冰水或无水乙醇洗涤都可以减少产品溶解损失,且乙醇易干燥,故选BC。
【31题详解】
n(AgCl)=,说明0.05 mol配合物可电离出0.1 mol自由Cl-,则每个配合物外界有2个Cl-,内界含1个Cl-,因此配离子为[Co(NH3)5Cl]2+,故选C。
【32题详解】
该测定原理为将一定量的Ag+分为两部分反应:一部分与待测物生成的Cl-反应转化为AgCl沉淀,另一部分与滴定剂KSCN生成AgSCN沉淀,Ag+被消耗完时,滴定剂中SCN-与指示剂中Fe3+反应生成红色物质作为滴定终点,而滴定剂KSCN也会与AgCl发生沉淀转化反应,增大滴定剂的消耗量带来较大误差,所以硝基苯的目的为:覆盖沉淀,防止滴定过程中转化为溶解度更小的,产生实验误差。
【33题详解】
滴定终点为:当滴入最后半滴KSCN溶液时,溶液由橙黄色变为血红色且半分钟不褪色。
【34题详解】
过量的物质的量为,与反应的为;1 mol产品含3 mol,因此,纯度为。
【35题详解】
A.未用润洗滴定管,被稀释,消耗体积偏大,计算得偏小,纯度偏低,正确;
B.锥形瓶未干燥,不影响总物质的量,对结果无影响,错误;
C.振荡时溶液溅出,过量损失,消耗偏小,偏大,纯度偏高,错误;
D.滴定结束尖嘴有气泡,读取的偏小,偏大,纯度偏高,错误;
故选A。
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