精品解析:北京市第五中学2026-2027学年高三上学期第一次阶段检测 化学试卷
2026-10-15
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内容正文:
2026—2027学年度第一学期第一次阶段检测试卷
高三化学
本试卷共10页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 I 127
第一部分
在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 我国科学家研制出全球首例全固态氢负离子()二次电池(如图所示),所用的新型复合氢化物材料可在室温下快速传导H-。下列说法不正确的是
A. 属于无机材料 B. 的结构示意图为
C. 电池工作时,向正极方向移动 D. 电池工作时,化学能转化为电能
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的分子模型:
B. 由Na和Cl形成离子键的过程:
C. 氢原子形成氢分子的过程:
D. 激发态H原子的轨道表示式:
3. 水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是
A. Na B. Cl2 C. NO2 D. Na2O
4. 下列关于甲酸和乙酸的说法中,不正确的是
A. 均能与水互溶 B. 均能与溶液反应
C. 乙酸的酸性大于甲酸的 D. 二者可用银氨溶液鉴别
5. 下列操作符合实验安全要求和实验操作规范的是
A. 金属钠不慎着火时,立即用泡沫灭火器灭火
B. 少量苯酚不慎沾到皮肤时,立即用NaOH溶液冲洗,再用水冲洗
C. 用制取实验结束时,先熄灭酒精灯,再把导管移出水面
D. 检验溶液中的时,生成的气体用湿润的红色石蕊试纸检验
6. 下列解释事实的方程式正确的是
A. 用溶液除去乙炔中的:
B. 用溶液做导电实验,灯泡发光:
C. 铁溶于稀硝酸,溶液变黄:
D. 电解精炼铜的阴极反应:
7. 关于粒子的结构与性质,下列说法不正确的是
A. 和的VSEPR模型相同 B. 和HCN中的碳原子都是sp杂化
C. 和的键角相等 D. 和都是非极性分子
8. 下列说法正确的是
A. 溶液显酸性,可推知的电离程度大于的水解程度
B. 由P和S在元素周期表中的位置,可推知P的第一电离能比S的小
C. F的电负性比Cl的大,可推知F-F键的键能比Cl-Cl键的键能大
D. 甲苯能使酸性溶液褪色而苯不能,可推知甲基使苯环活化
9. 下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
FeCl2溶液(FeCl3)
Fe粉
B
NaCl溶液(MgCl2)
NaOH溶液、稀HCl
C
Cl2(HCl)
H2O、浓H2SO4
D
NO(NO2)
H2O、无水CaCl2
A. A B. B C. C D. D
10. 可用于反应机理研究。
①将氯气通入双氧水中:
②用示踪技术研究①的反应历程是:、
下列说法不正确的是
A. 与可用质谱法区分 B. 分子中含极性键和非极性键
C. 由①可知,氧化性: D. 由②可知,中O-O键未断裂
11. 电化学捕获并生产的一种联合电解装置如图所示。下列叙述错误的是
A. 两个电解池阳极上的电极反应相同
B. 理论上电解池1中氧气的净增量为零
C. 电解池2的总反应为
D. 理论上该联合电解装置生产需转移电子
12. G是一种具有较高热稳定性的不饱和聚酯醚类高分子,其合成方法如图所示。
下列说法不正确的是
A. E和F中均含有手性碳原子
B. 合成G的反应属于加聚反应
C. G可以利用碳碳双键进一步交联形成网状结构
D. 1 mol G在碱性条件下水解可生成 mol E
13. 某同学设计以下实验,探究铁的化合物的性质(忽略②〜⑤试管中溶液体积变化)。
已知:在水溶液中由于水解与配位而显黄色;呈绿色。下列说法错误的是
A. ②到③说明加入稀硫酸能抑制的水解
B. ④与⑤中:④>⑤
C. ④与⑥中呈现红色均是由于与结合所致
D. 若向③中依次加入适量维生素C、溶液,会出现蓝色沉淀
14. 在两份相同的溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的、溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列分析不正确的是
A. ①代表滴加溶液的变化曲线
B. b→d的过程中,发生反应:
C. a点,溶液的导电能力不为零,说明水能发生微弱的电离
D. c点,两溶液的导电能力相同,说明相同条件下的导电能力:
第二部分
15. 金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含金、银、、、和MgO等)中提取金并综合利用部分物质的一种工艺如下。
已知:Au(Ⅲ)和Ag(Ⅰ)在一定条件下均可与形成可溶于水的配离子。
(1)浸取前,金精矿需研磨成粉。目的是___________。
(2)锑(Sb)位于元素周期表的第5周期第ⅤA族。
①基态+3价Sb的价层电子排布式是___________。
②AlSb与GaN中离子键成分的百分数较大的是___________。
③AlSb晶体的立方晶胞结构如图1,其原子占据A、B、C三种位置,每种位置上只有一种原子,则Al占据___________位置,Sb占据___________位置(填编号)。
(3)“电解”在电解池(图2)中实施,一定条件下实现“沉锑”试剂的回收利用。忽略生成气体的反应,则阴极反应式为___________。
(4)“X”包含多个步骤,需同时用到HCl和溶液。一定条件下,Au、Ag浸取率随溶液中的变化如图3。Au在滤液2中主要以存在。为尽可能提高金的提取率和纯度,“X”包括的步骤为___________。
(5)“沉金”通过NaOH的调控使反应在弱酸性条件下进行,生成Au的离子方程式为___________。
2[AuCl4]-+□HSO+□_______=2Au↓+□_______+8Cl-+□H+
(6)某杂冠醚可选择性地与含银废液中的形成如图4的超分子,其选择性识别的原因为该杂冠醚与有配位作用且___________。
16. 某研究小组在用萃取碘水中的时,发现萃取后的水溶液总是呈现淡黄色,对此开展探究。
(1)定性探究:利用如图装置进行实验。
Ⅰ.向饱和碘水中加入,充分振荡、静置、分液。取少量水溶液,向其中滴加淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.向饱和的的溶液中加入蒸馏水,充分振荡、静置、分液。取少量水溶液,向其中滴加淀粉溶液,溶液变蓝。
①仪器a的名称是___________。
②比较在水和中的溶解度并解释原因:___________。
③步骤Ⅰ中,证明从水中转移至中的现象是___________。
结论:在两溶剂间存在可逆的转移,即。
(2)定量验证:类比化学平衡建立过程,该小组猜测,经充分振荡、静置后,在两溶剂中的分配也存在平衡状态,此时在两溶剂中的浓度商应为一常数,并设计实验进行验证。
已知:,。
步骤
实验内容
Ⅲ
取Ⅱ中分液后的水溶液50.00 mL于锥形瓶中,加入5 mL 10% KI溶液。以淀粉溶液为指示剂,用 标准溶液滴定至终点,消耗溶液 mL。
Ⅳ
取Ⅱ中分液后的溶液5.00 mL于锥形瓶中,加入25 mL 10% KI溶液。以淀粉溶液为指示剂,用 标准溶液滴定至终点,消耗溶液 mL。
Ⅴ
改变Ⅱ中的溶液的浓度,重复步骤Ⅱ~Ⅳ(Ⅱ中不进行的检验),再开展三次实验。计算每次实验的浓度商。
结论:浓度商的值近似相等,平衡时浓度商可视为常数。
①步骤Ⅳ中,加入KI的目的是___________。
②通过步骤Ⅲ、Ⅳ测得的浓度商的值为___________。
③已知常温下,平衡时浓度商的值为85。向150 mL含 g 的水溶液中加入30 mL 进行萃取,平衡时在水中的残留质量约为___________g;若改为分两次萃取,每次用15 mL ,两次萃取后在水中的残留质量为 g。上述结果对做萃取实验的启发是___________。
17. M是合成某药物的中间产物,其合成路线如下:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)A分子无支链,只含有一种官能团,官能团的名称是___________。
(2)B→E的反应类型是___________。
(3)D的结构简式是___________。
(4)F→G的化学方程式是___________。
(5)已知J的分子式是,核磁共振氢谱有两个峰,峰面积比为2∶3,且1 mol J可与2 mol NaOH溶液发生水解反应,J的结构简式是___________。
(6)L的结构简式是___________。
(7)L→M时,L发生了___________(填“氧化”或“还原”)反应。
18. 工业用黄铜矿(主要成分CuFeS2,含少量锌、铅的硫化物)冶炼铜的一种方法如下:
(1)Ⅰ中发生下列反应。ⅰ.CuFeS2 + 3Cu2+ + 4Cl- = 4CuCl+ Fe2+ +2Sⅱ. CuCl + Cl-CuCl2-,I中盐酸的作用是________。
(2)Ⅱ中通入空气,将Fe2+转化FeOOH沉淀。
①Fe2+转化为FeOOH的离子方程式是__________。
②溶液A中含金属元素的离子有:Zn2+、Pb2+和________。
(3)Ⅲ中需控制NaOH溶液的用量,其原因是________。
(4)Ⅳ中加入Na2CO3溶液的目的是________。
(5)V中反应的离子方程式是________。
(6)从物质循环利用的角度分析,如何处理NaCl溶液才能更好地服务于该冶炼铜的工艺,并说明理由:__。
19. 某小组在验证反应“”的实验中检测到,发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的硝酸银溶液()中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
(1)检验产物
①取出少量黑色固体,洗涤后,___________(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有___________。
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有,乙认为铁粉过量时不可能有,乙依据的原理是___________(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:
①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号
取样时间/min
现象
ⅰ
3
产生大量白色沉淀;溶液呈红色
ⅱ
30
产生白色沉淀,较3min时量少;溶液红色较3min时加深
ⅲ
120
产生白色沉淀,较30min时量少;溶液红色较30min时变浅
(资料:与生成白色沉淀AgSCN)
②对产生的原因作出如下假设:
假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生;
假设b:空气中存在O2,由于___________(用离子方程式表示),可产生;
假设c:酸性溶液中的具有氧化性,可产生;
假设d:根据___________现象,判断溶液中存在,可产生。
③下述实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ:向硝酸酸化的___________溶液()中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ:装置如下图。其中甲溶液是___________,操作及现象是___________。
(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中浓度变化的原因:___________。
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2026—2027学年度第一学期第一次阶段检测试卷
高三化学
本试卷共10页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 I 127
第一部分
在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 我国科学家研制出全球首例全固态氢负离子()二次电池(如图所示),所用的新型复合氢化物材料可在室温下快速传导H-。下列说法不正确的是
A. 属于无机材料 B. 的结构示意图为
C. 电池工作时,向正极方向移动 D. 电池工作时,化学能转化为电能
【答案】C
【解析】
【详解】A.由化学式可知,是新型复合氢化物材料,属于无机材料,A正确;
B.的核电荷数为1,核外电子层数为1,最外层电子数为2,离子的结构示意图为:,B正确;
C.电池工作时,带负电荷的离子向负极方向移动,C错误;
D.原电池是化学能转化为电能的装置,所以电池工作时,能量的转化形式为化学能转化为电能,D正确;
故选C。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的分子模型:
B. 由Na和Cl形成离子键的过程:
C. 氢原子形成氢分子的过程:
D. 激发态H原子的轨道表示式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.的空间结构为二面角形,并非直线形或平面结构,图示模型不符合其真实空间结构,A错误;
B.Na原子失去最外层1个电子形成,Cl原子得到1个电子形成最外层8电子稳定结构的,二者通过静电作用形成离子键,图示的电子转移及成键过程表示正确,B正确;
C.两个氢原子的1s电子自旋方向相反时才能配对形成稳定共价键,且的σ键电子云为轴对称的椭球形,图示未体现自旋相反的要求,最终成键模型也不符合电子云特征,C错误;
D.氢原子仅有一个电子,基态为1s1;激发态应跃迁至2s或2p等高能级轨道。图示中出现“1p”轨道,违背能级规则(第一层无p轨道),D错误;
故选B。
3. 水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是
A. Na B. Cl2 C. NO2 D. Na2O
【答案】A
【解析】
【详解】A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,H2O中H元素化合价由+1降为0价,得电子被还原,做氧化剂,在反应中表现出氧化性,故A符合题意;
B.Cl2+H2OHCl+HClO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故B不符合题意;
C.3NO2+H2O=2HNO3+NO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故C不符合题意;
D.Na2O + H2O = 2NaOH,该反应没有元素化合价变化,不是氧化还原反应,水在反应中既不表现氧化性也不表现还原性,故D不符合题意;
答案选A。
4. 下列关于甲酸和乙酸的说法中,不正确的是
A. 均能与水互溶 B. 均能与溶液反应
C. 乙酸的酸性大于甲酸的 D. 二者可用银氨溶液鉴别
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲酸、乙酸分子均含亲水基团羧基,且碳原子数较少,因此均能与水互溶,A正确;
B.甲酸、乙酸酸性均强于碳酸,均能与溶液反应生成,B正确;
C.甲酸中与羧基相连的是氢原子,乙酸中与羧基相连的是给电子的甲基,甲酸羧基的羟基极性更强,更易电离出,故甲酸酸性强于乙酸,C错误;
D.甲酸结构中含有醛基,可与银氨溶液发生银镜反应,乙酸无醛基不发生该反应,可用银氨溶液鉴别二者,D正确;
故选C。
5. 下列操作符合实验安全要求和实验操作规范的是
A. 金属钠不慎着火时,立即用泡沫灭火器灭火
B. 少量苯酚不慎沾到皮肤时,立即用NaOH溶液冲洗,再用水冲洗
C. 用制取实验结束时,先熄灭酒精灯,再把导管移出水面
D. 检验溶液中的时,生成的气体用湿润的红色石蕊试纸检验
【答案】D
【解析】
【详解】A.金属钠着火生成的可与泡沫灭火器喷出的、反应生成,会加剧燃烧,应用干燥沙土盖灭,A错误;
B.溶液具有强腐蚀性,会腐蚀皮肤,少量苯酚沾到皮肤应立即用酒精冲洗,B错误;
C.先熄灭酒精灯会导致装置内压强减小,水倒吸入热的试管使试管炸裂,应先移出导管再熄灭酒精灯,C错误;
D.检验时加碱共热生成碱性气体,可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,操作符合规范,D正确;
故选D。
6. 下列解释事实的方程式正确的是
A. 用溶液除去乙炔中的:
B. 用溶液做导电实验,灯泡发光:
C. 铁溶于稀硝酸,溶液变黄:
D. 电解精炼铜的阴极反应:
【答案】D
【解析】
【详解】A.是弱电解质,离子方程式中不能拆写为,正确反应为,A错误;
B.溶液导电是因为在水溶液中自发电离,不需要电解条件,电离方程式为:,B错误;
C.溶液变黄说明生成黄色的,正确的离子方程式为:,C错误;
D.电解精炼铜时,阴极得电子生成单质,电极反应式为:,D正确;
故选D。
7. 关于粒子的结构与性质,下列说法不正确的是
A. 和的VSEPR模型相同 B. 和HCN中的碳原子都是sp杂化
C. 和的键角相等 D. 和都是非极性分子
【答案】D
【解析】
【详解】A.中心价层电子对数为4,无孤电子对;中心价层电子对数为4(2个键+2对孤电子对),二者VSEPR模型均为四面体形,A正确;
B.为直线形结构,中心价层电子对数为2,为杂化;结构为,中心价层电子对数为2,为杂化,B正确;
C.中心价层电子对数为3,无孤电子对,为平面三角形结构,键角;中心价层电子对数为3,无孤电子对,为平面三角形结构,键角,二者键角相等,C正确;
D.为平面三角形对称结构,正负电荷中心重合,是非极性分子;中心有1对孤电子对,为三角锥形结构,正负电荷中心不重合,是极性分子,D错误;
故选D。
8. 下列说法正确的是
A. 溶液显酸性,可推知的电离程度大于的水解程度
B. 由P和S在元素周期表中的位置,可推知P的第一电离能比S的小
C. F的电负性比Cl的大,可推知F-F键的键能比Cl-Cl键的键能大
D. 甲苯能使酸性溶液褪色而苯不能,可推知甲基使苯环活化
【答案】A
【解析】
【详解】A.既存在电离:使溶液显酸性,又存在水解:使溶液显碱性,溶液显酸性,说明的电离程度大于水解程度,A正确;
B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但P的价电子排布为,p轨道为半充满的稳定结构,第一电离能大于价电子排布为的S,故P的第一电离能比S大,B错误;
C.F原子半径小于Cl,F-F键的两个F原子间斥力更大,故F-F键键能(约)小于Cl-Cl键键能(约),与电负性无直接对应关系,C错误;
D.甲苯使酸性溶液褪色是因为甲基被氧化为羧基,该反应说明苯环使甲基活化,而非甲基活化苯环,D错误;
故选A。
9. 下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
FeCl2溶液(FeCl3)
Fe粉
B
NaCl溶液(MgCl2)
NaOH溶液、稀HCl
C
Cl2(HCl)
H2O、浓H2SO4
D
NO(NO2)
H2O、无水CaCl2
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【分析】发生的反应中,存在元素的化合价变化,与氧化还原反应有关;反之,不存在元素的化合价变化,则与氧化还原反应无关,以此解答该题。
【详解】A.FeCl3与Fe反应生成FeCl2,2FeCl3+Fe=3FeCl2,此过程中Fe的化合价发生变化,涉及到了氧化还原反应,故A不符合题意;
B.MgCl2与NaOH溶液发生复分解反应MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2 +2NaCl,过量的NaOH溶液可用HCl除去HCl+NaOH=NaCl+H2O ,此过程中没有元素化合价发生变化,未涉及氧化还原反应,故B符合题意;
C.部分氯气与H2O 发生反应生成氯化氢和次氯酸,应该用饱和食盐水除去HCl,除杂方法不正确,故C不符合题意;
D.NO2 与水反应生成硝酸和NO。反应过程中氮元素化合价发生变化,涉及到了氧化还原反应,故D不符合题意;
综上所述,本题应选B。
【点睛】本题考查氧化还原反应,为高考常见题型,侧重于氧化还原反应判断的考查,注意把握发生的反应及反应中元素的化合价变化,题目难度不大。
10. 可用于反应机理研究。
①将氯气通入双氧水中:
②用示踪技术研究①的反应历程是:、
下列说法不正确的是
A. 与可用质谱法区分 B. 分子中含极性键和非极性键
C. 由①可知,氧化性: D. 由②可知,中O-O键未断裂
【答案】C
【解析】
【详解】A.的相对分子质量为32,的相对分子质量为36,二者质荷比不同,可用质谱法区分,A正确;
B.的结构式为,其中键为极性键,键为非极性键,B正确;
C.反应①中为氧化剂,为还原剂,为氧化产物,只能得出氧化性,无法推出的氧化性强于,C错误;
D.由反应历程可知,中的两个始终以形式结合,最终生成,故中键未断裂,D正确;
故选C。
11. 电化学捕获并生产的一种联合电解装置如图所示。下列叙述错误的是
A. 两个电解池阳极上的电极反应相同
B. 理论上电解池1中氧气的净增量为零
C. 电解池2的总反应为
D. 理论上该联合电解装置生产需转移电子
【答案】D
【解析】
【分析】两个电解池中,b极和d极均生成,氧元素从-2价升高到0价,失电子发生氧化反应,因此b、d均为阳极,a、c均为阴极。
【详解】A.两个电解池的阳极(b、d)反应均为,电极反应相同,A正确;
B.电解池1阴极a消耗,电极反应:,阳极b生成,相同转移电子数下,消耗和生成的物质的量相等,故净增量为零,B正确;
C.电解池2阴极反应为,阳极反应为,阴阳极反应相加配平得到总反应,C正确;
D.中C为+4价,中C为+2价,生成1mol 时C得到2mol电子,故转移电子为2mol;如果考虑整个联合装置的电子转移总数:为了给电解池2提供这 1 mol CO2,电解池1中需要生成 1 mol 并与反应放出 1 mol CO2。根据电解池1的阴极反应,生成1 mol 同样需要转移 2 mol 电子。 因此,系统内外总共转移 4 mol 电子。无论采用何种计算方式,转移的电子数都不是 3 mol,D错误;
故选D。
12. G是一种具有较高热稳定性的不饱和聚酯醚类高分子,其合成方法如图所示。
下列说法不正确的是
A. E和F中均含有手性碳原子
B. 合成G的反应属于加聚反应
C. G可以利用碳碳双键进一步交联形成网状结构
D. 1 mol G在碱性条件下水解可生成 mol E
【答案】D
【解析】
【详解】A.E和F的环上存在多个连接4种不同基团的饱和碳原子,即手性碳原子,二者均含有手性碳原子,E中的手性碳原子有:,F中的手性碳原子有,A正确;
B.合成G的反应为E的羟基与F的碳碳三键发生加成聚合,无小分子副产物生成,属于加聚反应,B正确;
C.G的结构中含有碳碳双键,可发生加成反应进一步交联形成网状结构高分子,C正确;
D.G的一个重复链节内含有2个E的结构单元,两个E单元分别通过酯基和烯醚键连接;碱性条件下,只有酯基可以水解断裂,烯醚键在碱性环境稳定,不能水解断开,因此只能释放出1个E,碱性水解最终得到,而不是,D错误;
故选D。
13. 某同学设计以下实验,探究铁的化合物的性质(忽略②〜⑤试管中溶液体积变化)。
已知:在水溶液中由于水解与配位而显黄色;呈绿色。下列说法错误的是
A. ②到③说明加入稀硫酸能抑制的水解
B. ④与⑤中:④>⑤
C. ④与⑥中呈现红色均是由于与结合所致
D. 若向③中依次加入适量维生素C、溶液,会出现蓝色沉淀
【答案】B
【解析】
【分析】 黄色的水合硫酸铁溶于水形成黄色溶液②。根据题中信息,黄色是由于水解产生的。向②中加入稀硫酸,溶液变为浅黄色③,这是因为加入的 抑制了的水解( ),使平衡向左移动,水解产物减少,颜色变浅。向浅黄色溶液③中加入KSCN溶液,溶液变为红色④。这是与反应生成血红色络合物。向红色溶液④中加入草酸钾固体,溶液变为绿色⑤。这是因为与的配位能力比更强,生成了更稳定的绿色络合物。向绿色溶液⑤中加入稀硫酸,溶液又变回红色⑥。这是因为加入的与 结合生成弱酸草酸,降低了的浓度,导致绿色络合物 分解,释放出 。这些再与溶液中的反应,重新生成红色的络合物,以此解答。
【详解】A.水解使溶液显黄色,加入稀硫酸后增大,水解平衡逆向移动,抑制水解,溶液黄色变浅,A正确;
B.④中与结合生成红色配合物,游离浓度低;⑤中与结合生成更稳定的,释放出,故:⑤>④,B错误;
C.④中直接是与结合显红色;⑥中加入稀硫酸后,与结合,解离出,再与结合显红色,C正确;
D.维生素C具有还原性,可将③中的还原为,与反应生成蓝色沉淀,D正确;
故选B。
14. 在两份相同的溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的、溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列分析不正确的是
A. ①代表滴加溶液的变化曲线
B. b→d的过程中,发生反应:
C. a点,溶液的导电能力不为零,说明水能发生微弱的电离
D. c点,两溶液的导电能力相同,说明相同条件下的导电能力:
【答案】C
【解析】
【分析】溶液和溶液反应方程式为,溶液和溶液反应的方程式为、。
【详解】A.和恰好完全反应时生成沉淀和水,离子浓度极低,对应曲线①的a点导电能力接近最低,故①代表滴加溶液的变化曲线,A正确;
B.曲线②为滴加的曲线,b点与按物质的量反应,已完全沉淀,溶质为;b→d过程中与反应,离子方程式为,d点恰好完全反应生成,B正确;
C.a点为与恰好反应的点,溶液中除了水电离出的少量离子,还有极少量溶解的电离出的和,导电能力不为零不只是水的微弱电离导致,因此不能说明水能发生微弱电离,C错误;
D. 曲线①c点时对应的溶液是恰好中和后又滴加了少量的,体系中含有的离子为、;曲线②c点时对应的溶液是b点反应后继续滴加,体系中含有的离子为、,二者浓度相同,曲线②c点时浓度大于曲线①c点时的浓度,但导电能力相同,说明相同条件下单位数量的导电能力强于,D正确;
故选C。
第二部分
15. 金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含金、银、、、和MgO等)中提取金并综合利用部分物质的一种工艺如下。
已知:Au(Ⅲ)和Ag(Ⅰ)在一定条件下均可与形成可溶于水的配离子。
(1)浸取前,金精矿需研磨成粉。目的是___________。
(2)锑(Sb)位于元素周期表的第5周期第ⅤA族。
①基态+3价Sb的价层电子排布式是___________。
②AlSb与GaN中离子键成分的百分数较大的是___________。
③AlSb晶体的立方晶胞结构如图1,其原子占据A、B、C三种位置,每种位置上只有一种原子,则Al占据___________位置,Sb占据___________位置(填编号)。
(3)“电解”在电解池(图2)中实施,一定条件下实现“沉锑”试剂的回收利用。忽略生成气体的反应,则阴极反应式为___________。
(4)“X”包含多个步骤,需同时用到HCl和溶液。一定条件下,Au、Ag浸取率随溶液中的变化如图3。Au在滤液2中主要以存在。为尽可能提高金的提取率和纯度,“X”包括的步骤为___________。
(5)“沉金”通过NaOH的调控使反应在弱酸性条件下进行,生成Au的离子方程式为___________。
2[AuCl4]-+□HSO+□_______=2Au↓+□_______+8Cl-+□H+
(6)某杂冠醚可选择性地与含银废液中的形成如图4的超分子,其选择性识别的原因为该杂冠醚与有配位作用且___________。
【答案】(1)增大反应物接触面积,提高浸取速率
(2) ①. ②. ③. A、B(或C) ④. C(或A、B)
(3)
(4)先控制为,与HCl溶液浸出Ag后过滤除去;再控制为,与HCl溶液浸出Au
(5)
(6)杂冠醚的空腔大小与的直径相匹配
【解析】
【分析】先通过盐酸+氧化剂浸取,将硫化锑转化为可溶性配离子,过滤后滤泥含有Au、Ag、、S等;滤液主要含,还会存在、等,再用铁粉还原沉锑得到单质锑,同时也将还原为,滤液1含有、,通过电解实现沉锑试剂的回收循环,降低原料成本。滤泥除硫后得到含金银粉体,通过控制浓度在酸性条件下实现金、银的选择性浸出,最后用亚硫酸钠还原沉金得到单质金,回收的锑可进一步加工制备光电材料AlSb,实现副产物高值化利用。
【小问1详解】
将固体研磨粉碎是为了增大反应物接触面积,加快浸取反应速率;
【小问2详解】
①Sb位于第5周期ⅤA族,基态Sb原子的价层电子排布为,失去3个电子形成+3价Sb时,失去的是3个5p电子,因此+3价Sb的价层电子排布为;
②离子键成分百分数随元素电负性差增大而增大,同主族元素从上至下电负性依次减小,N电负性远大于Sb,Al和Ga电负性相近,因此GaN中电负性差更大,离子键成分更大;
③该晶胞为闪锌矿型结构,AlSb中Al和Sb的原子个数比为1:1:计算晶胞内原子数,A位置(顶点)共,B位置(面心)共,A+B总数为4;C位置为晶胞内部的4个原子,总数也为4,符合1:1的比例,由此可知,顶点和面心是一种原子,晶胞内部是另一种原子,因此Al和Sb分别占据顶点(A)+面心(B)和体内四面体空隙(C),二者可互换顺序;
【小问3详解】
电解回收沉锑试剂(铁粉),阴极得电子生成单质,故阴极反应为;
【小问4详解】
由图像可知:在时Ag浸取率接近100%,Au浸取率很低,先过滤除去Ag;再将调至,Au浸取率接近100%,可提高金的提取率和纯度;
【小问5详解】
Au从+3价降为0价,每个得3e⁻;S从+4价升为+6价,每个失2e⁻,根据得失电子守恒确定和的系数比为2:3,结合题干给出的系数为2,故系数为3,结合原子、电荷守恒,配平离子方程式为:;
【小问6详解】
超分子的选择性识别核心原因除了配位作用,还要求冠醚的空腔尺寸和目标离子的直径恰好匹配,从而可以包裹结合,实现选择性识别。
16. 某研究小组在用萃取碘水中的时,发现萃取后的水溶液总是呈现淡黄色,对此开展探究。
(1)定性探究:利用如图装置进行实验。
Ⅰ.向饱和碘水中加入,充分振荡、静置、分液。取少量水溶液,向其中滴加淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.向饱和的的溶液中加入蒸馏水,充分振荡、静置、分液。取少量水溶液,向其中滴加淀粉溶液,溶液变蓝。
①仪器a的名称是___________。
②比较在水和中的溶解度并解释原因:___________。
③步骤Ⅰ中,证明从水中转移至中的现象是___________。
结论:在两溶剂间存在可逆的转移,即。
(2)定量验证:类比化学平衡建立过程,该小组猜测,经充分振荡、静置后,在两溶剂中的分配也存在平衡状态,此时在两溶剂中的浓度商应为一常数,并设计实验进行验证。
已知:,。
步骤
实验内容
Ⅲ
取Ⅱ中分液后的水溶液50.00 mL于锥形瓶中,加入5 mL 10% KI溶液。以淀粉溶液为指示剂,用 标准溶液滴定至终点,消耗溶液 mL。
Ⅳ
取Ⅱ中分液后的溶液5.00 mL于锥形瓶中,加入25 mL 10% KI溶液。以淀粉溶液为指示剂,用 标准溶液滴定至终点,消耗溶液 mL。
Ⅴ
改变Ⅱ中的溶液的浓度,重复步骤Ⅱ~Ⅳ(Ⅱ中不进行的检验),再开展三次实验。计算每次实验的浓度商。
结论:浓度商的值近似相等,平衡时浓度商可视为常数。
①步骤Ⅳ中,加入KI的目的是___________。
②通过步骤Ⅲ、Ⅳ测得的浓度商的值为___________。
③已知常温下,平衡时浓度商的值为85。向150 mL含 g 的水溶液中加入30 mL 进行萃取,平衡时在水中的残留质量约为___________g;若改为分两次萃取,每次用15 mL ,两次萃取后在水中的残留质量为 g。上述结果对做萃取实验的启发是___________。
【答案】(1) ①.
分液漏斗 ②.
在中的溶解度大于在水中的溶解度;因为和都是非极性分子,而是极性分子,根据“相似相溶”原理,更易溶于非极性溶剂中 ③.
液体分层,下层液体变为紫红色,上层液体颜色明显变浅
(2) ①.
增大浓度,使平衡正向移动,将中的尽可能多地转移到水层中,以便后续用标准溶液滴定 ②.
③.
④.
分多次萃取比单次用大量萃取剂萃取效果更好(或萃取效率更高)
【解析】
【分析】本实验的核心目的是定量验证碘在互不相溶的两种溶剂中达到分配平衡时,其浓度商为常数。实验采用了氧化还原滴定法来间接测定。步骤 III中微溶于水,但在稀溶液中浓度可能较低,加入后发生络合反应: ,易溶于水,防止在滴定过程中挥发损失,同时也增加了水溶液中碘物种的稳定性,确保滴定的准确性。步骤 IV 加入大量水溶液并振荡,利用反应。高浓度的会促使平衡强烈向右移动,碘元素主要存在于水层(),滴定剂 也在水层,这样两者就能充分接触并发生氧化还原反应。 随着滴定进行,水层中的被消耗,促使中剩余的不断转移到水层,直到全部反应完毕。
【小问1详解】
①仪器a具有球形玻璃泡和旋塞,常用于萃取分液操作,其名称为分液漏斗。
②根据“相似相溶”原理,溶质往往更易溶于与其极性相似的溶剂中。为非极性分子,为非极性溶剂,而为极性溶剂,因此在中的溶解度远大于在水中的溶解度。
③步骤Ⅰ中,向碘水中加入,由于的密度比水大且与水不互溶,液体会分层,在下层。从水中转移至中,碘的溶液呈紫红色,故证明转移的现象为:液体分层,下层液体变为紫红色,上层液体颜色明显变浅。
【小问2详解】
①步骤Ⅳ中,需要测定层中的含量,但在中溶解度大,直接滴定难以充分反应。加入溶液后,增大了水层中的浓度,促使平衡正向移动,从而将中的转化为转移至水相中,便于后续用标准溶液进行滴定。
②步骤Ⅲ中,滴定水层溶液,消耗的物质的量为。根据反应方程式可知,,则水层中的浓度 。步骤Ⅳ中,滴定层溶液,消耗的物质的量为,同理可得层中的浓度 。因此,浓度商 。
③设平衡时在水中的残留质量为,则转移到中的质量为。由于浓度商 ,且浓度之比等于质量浓度之比,可得 ,解得 ,即 ,,解得 。对比单次萃取残留量()和分两次萃取残留量()可知,在萃取剂总量相同的情况下,分多次萃取比单次萃取的残留量更少,说明分多次萃取比单次用大量萃取剂萃取效果更好(或萃取效率更高)。
17. M是合成某药物的中间产物,其合成路线如下:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)A分子无支链,只含有一种官能团,官能团的名称是___________。
(2)B→E的反应类型是___________。
(3)D的结构简式是___________。
(4)F→G的化学方程式是___________。
(5)已知J的分子式是,核磁共振氢谱有两个峰,峰面积比为2∶3,且1 mol J可与2 mol NaOH溶液发生水解反应,J的结构简式是___________。
(6)L的结构简式是___________。
(7)L→M时,L发生了___________(填“氧化”或“还原”)反应。
【答案】(1)羧基 (2)加成反应
(3) (4)
(5) (6) (7)还原
【解析】
【分析】A分子无支链,只含有一种官能团,则A为;A和乙醇发生酯化反应得到B,B为;结合和反应Ⅱ可知E为,对比B、D结构,结合反应I可知D为;B和D发生加成反应得到E;由F的分子式及F→G的条件可知F为,G为,对比G和K分子式以及结合结合M的结构简式和信息Ⅲ可知K为,J为,L为;
【小问1详解】
由分析可知A为,则A中含有的官能团为羧基;
【小问2详解】
结合信息Ⅰ,和发生加成反应生成;
【小问3详解】
由分析可知D为;
【小问4详解】
F为和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,反应的化学方程式是:;
【小问5详解】
J的分子式是,核磁共振氢谱有两个峰,峰面积比为2:3,且1mol J可与2mol NaOH溶液发生水解反应,故J为;
【小问6详解】
K为,K进一步反应发生信息III中反应生成L,结合L的分子式、M的结构简式,可知L为;
【小问7详解】
对比L、M的结构可知,L组成上去氧加氢生成M,则L发生还原反应生成M。
18. 工业用黄铜矿(主要成分CuFeS2,含少量锌、铅的硫化物)冶炼铜的一种方法如下:
(1)Ⅰ中发生下列反应。ⅰ.CuFeS2 + 3Cu2+ + 4Cl- = 4CuCl+ Fe2+ +2Sⅱ. CuCl + Cl-CuCl2-,I中盐酸的作用是________。
(2)Ⅱ中通入空气,将Fe2+转化FeOOH沉淀。
①Fe2+转化为FeOOH的离子方程式是__________。
②溶液A中含金属元素的离子有:Zn2+、Pb2+和________。
(3)Ⅲ中需控制NaOH溶液的用量,其原因是________。
(4)Ⅳ中加入Na2CO3溶液的目的是________。
(5)V中反应的离子方程式是________。
(6)从物质循环利用的角度分析,如何处理NaCl溶液才能更好地服务于该冶炼铜的工艺,并说明理由:__。
【答案】 ①. 补充Cl-,促进I中反应,提高铜元素浸出率 ②. 4Fe2+ + O2 + 6H2O = 4FeOOH↓+ 8H+ ③. Cu2+、CuCl2- ④. 防止Zn2+、Pb2+沉淀,同时避免CuCl2-变成Cu2O沉淀 ⑤. 除去Zn2+和Pb2+ ⑥. 2CuCl2- + 2OH- = Cu2O↓+4Cl- +H2O ⑦. 电解氯化钠溶液产生H2、Cl2和NaOH,NaOH可用于Ⅲ、Ⅴ中作沉淀剂,H2可用于Ⅵ作还原剂,Cl2可用于Ⅷ作氧化剂
【解析】
【分析】(1)观察I中的两个反应,其中ii是可逆反应,故使用稀盐酸可以促使平衡正向移动,增大铜元素的浸出率;
(2)①Fe2+被O2氧化FeOOH,则反应物中还含有H2O,依此写出方程式;
②根据I中的反应及Cu(OH)3Cl,可以推出溶液A中还含有Cu2+、CuCl2-;
(3)在流程中,从溶液A中得到的Cu(OH)3Cl要经过盐酸的处理得到CuCl2,因此要求Cu(OH)3Cl的纯度要高,所以Ⅲ中控制NaOH的用量是为了防止Zn2+、Pb2+形成沉淀,同时也可避免CuCl2-变成Cu2O沉淀;
(4)通过V、Ⅵ可知,溶液C中没有杂质离子,故Ⅳ中加入Na2CO3溶液是为了除去Zn2+和Pb2+;
(5)溶液C中的主要离子为CuCl2-,根据图中可知,该离子和NaOH反应生成了Cu2O,据此写出离子方程式;
(6)观察流程图,可以发现电解饱和NaCl溶液所得的产物Cl2、H2、NaOH均有运用,故可以电解氯化钠溶液。
【详解】(1)使用稀盐酸,可以增加Cl-的浓度,使得反应ⅱ的平衡正向移动,增大铜元素的浸出率;
(2)①Fe2+转化为FeOOH的离子方程式为4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH↓+8H+;
②黄铜矿和CuCl2、稀盐酸反应后,再向所得溶液通入O2得到溶液A,可以推出溶液中有CuCl2-,再根据溶液A中加入NaOH溶液得到Cu(OH)3Cl,可以推出溶液A中还含有Cu2+;
(3)Ⅲ中控制NaOH的用量是为了防止Zn2+、Pb2+形成沉淀,同时也可避免CuCl2-变成Cu2O沉淀,以防止Cu(OH)3Cl中含有杂质;
(4)Ⅳ中加入Na2CO3溶液是为了除去Zn2+和Pb2+;
(5)溶液C中的主要离子为CuCl2-,根据图中可知,该离子和NaOH反应生成了Cu2O,则反应的离子方程式为:2CuCl2-+2OH-=Cu2O↓+4Cl- +H2O;
(6)如图所示,电解氯化钠溶液产生H2、Cl2和NaOH,NaOH可用于Ⅲ、Ⅴ中作沉淀剂,H2可用于Ⅵ作还原剂,Cl2可用于Ⅷ作氧化剂。
19. 某小组在验证反应“”的实验中检测到,发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的硝酸银溶液()中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
(1)检验产物
①取出少量黑色固体,洗涤后,___________(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有___________。
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有,乙认为铁粉过量时不可能有,乙依据的原理是___________(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:
①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号
取样时间/min
现象
ⅰ
3
产生大量白色沉淀;溶液呈红色
ⅱ
30
产生白色沉淀,较3min时量少;溶液红色较3min时加深
ⅲ
120
产生白色沉淀,较30min时量少;溶液红色较30min时变浅
(资料:与生成白色沉淀AgSCN)
②对产生的原因作出如下假设:
假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生;
假设b:空气中存在O2,由于___________(用离子方程式表示),可产生;
假设c:酸性溶液中的具有氧化性,可产生;
假设d:根据___________现象,判断溶液中存在,可产生。
③下述实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ:向硝酸酸化的___________溶液()中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ:装置如下图。其中甲溶液是___________,操作及现象是___________。
(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中浓度变化的原因:___________。
【答案】(1) ①. 加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀 ②.
(2) ①. ②. ③. 加入KSCN溶液后产生白色沉淀 ④. 0.05 mol/L NaNO3 ⑤. FeSO4溶液 ⑥. 分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深
(3)溶液中存在反应:①;②;③。反应开始时,大,以反应①②为主,增大;约30min后,小,以反应③为主,减小。
【解析】
【分析】验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下,向硝酸酸化的0.05 mol⋅L−1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色,探究黑色固体和黄色溶液的成分,实验Ⅰ:证明假设a、b、c错误,就是排除Ag+对实验的干扰;实验Ⅱ:原电池实验需要证明的是假设d的反应Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能够实现,据此回答。
【小问1详解】
①反应后烧杯底部的黑色固体主要是生成的银(Ag),可能混有过量的铁粉(Fe)。要证明含有Ag,可以利用Ag不溶于非氧化性酸,但能溶于氧化性酸的性质。操作是:取出少量黑色固体,洗涤后加入稀硝酸加热使其溶解,再滴加稀盐酸若产生白色沉淀(AgCl),则证明黑色固体中含有Ag;
②取上层清液,滴加(铁氰化钾)溶液,产生蓝色沉淀(滕氏蓝),这是检验 的特征反应,说明溶液中含有。
【小问2详解】
①乙认为铁粉过量时不可能有的原理: 铁粉具有还原性,具有氧化性,两者会发生反应生成。离子方程式为:;
②假设b: 空气中存在,在酸性条件下,可以将溶液中的氧化为,离子方程式为:;假设 d: 根据表格中的实验现象,滴加 KSCN 溶液时产生了白色沉淀。结合资料“与生成白色沉淀AgSCN”,可以判断溶液中存在。具有氧化性,可以将氧化为;
③实验 I:目的是证实假设a、b、c不是产生的主要原因。需要排除的干扰,同时保持溶液的酸性和浓度与原溶液相似。原溶液是硝酸酸化的硝酸银溶液,因此应选用等浓度的不含的硝酸盐溶液,即溶液(pH ≈ 2)。实验 II:目的是证实假设d成立,即证明能氧化产生 。利用原电池装置,右侧烧杯是溶液和Ag电极,左侧烧杯(甲溶液)应含有,并使用惰性电极(石墨)。因此甲溶液是溶液。操作及现象是:分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中的溶液,同时滴加KSCN溶液,观察到后者(工作一段时间后)溶液红色更深,说明有生成。
【小问3详解】
根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中浓度变化的原因是:溶液中存在反应:①;②;③。反应开始时,大,以反应①②为主,增大;约30min后,小,以反应③为主,减小。
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