内容正文:
绝密★启用前
高三年级巩固训练
化学
本卷满分100分,考试时间75分钟。
☆注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。考试结束后,将答题卡交回。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:O 16 Mg 24 Al 27 K 39 Fe 56
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 东北地区冬季严寒,运行在哈大高铁线上的高寒动车组大量使用了各种金属材料。下列说法错误的是
A. 车体采用铝合金可实现轻量化,其表面的致密氧化膜能有效防腐
B. 车轮使用的特种合金钢在极寒条件下仍具有良好韧性,可防止“冷脆”
C. 接触网导线采用高强度铜合金,其导电性比纯铜更强
D. 铺设高铁钢轨时,常利用铝热反应来焊接钢轨接头
2. 下列关于金属化合物用途的说法错误的是
A. 碳酸钡难溶于水,在医疗上可用作消化系统X射线检查的“钡餐”
B. 过氧化钠能与二氧化碳或水反应生成氧气,可用作潜水艇或呼吸面具的供氧剂
C. 氯化铁溶液具有氧化性,工业上常用于蚀刻覆铜电路板
D. 碳酸氢钠能与酸反应,在医药上常用于制作治疗胃酸过多的药剂
3. 下列化学用语或图示表述错误的是
A. 顺-2-丁烯的分子结构模型为
B. 的化学名称为2-甲基-3-乙基丁烷
C. 分子中有四个碳原子共直线
D. 分子中所有碳原子可能共平面
4. 下列关于实验安全和试剂保存的说法正确的是
A. 金属钠、钾性质十分活泼,均需密封保存在四氯化碳中
B. 盛放NaOH溶液的玻璃试剂瓶,必须使用磨口玻璃塞
C. 见光易分解,且其溶液能氧化橡胶,故应保存在配有玻璃塞的棕色细口瓶中
D. 实验时不慎将少量水银洒落在桌面上,应立即用大量水冲洗,或用湿抹布擦拭干净
5. 规范的实验操作是实验成功和人身安全的重要保证。下列化学实验基本操作错误的是
A. 稀释浓硫酸:将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌
B. 测定溶液pH:先用蒸馏水润湿pH试纸,再用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸上
C. 蒸发结晶:加热蒸发皿,当出现大量固体时即停止加热,利用余热将水分蒸干
D. 分液操作:静置分层后,将下层液体从分液漏斗下口放出,上层液体从上口倒出
6. 聚乳酸(结构简式如图1所示)是最具潜力的可降解高分子材料之一,对其进行修饰得到改性聚乳酸(结构简式如图2所示)。下列说法错误的是
A. 聚乳酸的链节为
B. 合成聚乳酸的反应类型为缩聚反应
C. 增大改性聚乳酸分子中的值,可增强其水溶性
D. 聚乳酸的单体在浓硫酸、加热条件下可发生消去反应,其产物能发生加聚反应
7. 下列实验装置或操作能达到相应实验目的的是
实验装置或操作
实验目的
A.比较铁、铜、银三种金属活动性强弱
B.检验溶液中是否含有钾元素
实验装置或操作
实验目的
C.配制 溶液
D.检验甲苯中苯环使甲基活化
A. A B. B C. C D. D
8. 钛(Ti)及其合金因具有密度小、强度高、耐腐蚀等优异性能,被广泛应用于航空航天领域。已知钛单质性质稳定,常温下不与稀盐酸反应,工业上以金红石(主要成分为)为原料制备金属钛的简化流程如图所示。下列说法错误的是
A. “氯化”工序生成和CO的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
B. “还原”工序通常需要在氩气(Ar)等稀有气体保护下进行,以防止金属在高温下被氧化
C. 流程中得到的“粗钛”中含有少量未反应的Mg,可用过量的稀盐酸浸泡后过滤来提纯金属钛
D. 工业上不能通过将活泼金属钠直接加入到的水溶液中来置换制备金属钛
9. 部分含Mg、Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法正确的是
A. a对应的金属在常温下均能溶于足量浓硝酸
B. 若e在潮湿空气中能转化为d,则对应的b常用作油漆和涂料的颜料
C. 向c的溶液中加入过量Mg粉,一定可以得到对应的金属单质a
D. 工业上制备金属单质a,均采用电解其对应熔融氯化物的方法
10. 甲、乙、丙、丁、戊为中学化学常见的化合物,R、T为单质,其中T呈紫红色。已知甲为无色且具有刺激性气味的气体,极易溶于水,乙为黑色粉末,丁是酿酒过程中葡萄糖在酒化酶作用下发生无氧呼吸生成的特征有机物,它们之间的转化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 反应(ⅰ)中甲表现还原性
B. 反应(ⅱ)在有机化学中属于氧化反应
C. 可用酸性溶液直接检验反应(ⅱ)结束后体系中是否有戊生成
D. 丁与戊均易溶于水
11. 下列反应的方程式书写正确的是
A. 溶于HI溶液,溶液变黄色:
B. 向(二元弱酸)溶液中滴加足量NaOH溶液:
C. 酸性条件下,制备酚醛树脂:
D. 向NaOH溶液中加入少量,加热后油层消失:
12. 实验室制备醋酸正丁酯的反应原理为。已知相关物质的物理性质如表所示:
物质
沸点/℃
密度/()
水溶性
正丁醇
117.7
0.81
微溶
冰醋酸
118.1
1.05
易溶
醋酸正丁酯
126.1
0.88
难溶
某实验小组设计的制备与提纯流程如下:
①反应:在圆底烧瓶中加入11.5 mL正丁醇、7.2 mL冰醋酸和3~4滴浓硫酸,加入沸石,安装带分水器的回流冷凝装置。加热回流,不断分离出生成的水。
②洗涤:反应结束后,冷却,将烧瓶中混合液倒入分液漏斗,依次用10 mL水、溶液、10 mL水洗涤,分液。
③干燥:向有机层中加入适量无水,静置后过滤。
④蒸馏:将滤液转入蒸馏烧瓶,加入沸石,加热蒸馏,收集125~127℃的馏分。
下列说法正确的是
A. 步骤①中,为了提高冷凝效率,回流冷凝管中的冷凝水应从上口进、下口出
B. 步骤①中,使用分水器不断分离出生成的水,可以促使酯化反应平衡正向移动,提高产率
C. 步骤②中,用溶液洗涤振荡时,应将分液漏斗倒置,并适时打开上口玻璃塞放气
D. 步骤④中,蒸馏时应将温度计的水银球插入蒸馏烧瓶中的液面以下,以准确测量液体的温度
13. 根据下列实验操作和现象,能得到对应实验结论的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将苯、液溴、铁粉混合物反应产生的气体通入到溶液中
生成淡黄色沉淀
苯与液溴在Fe催化下发生取代反应
B
向某有机物中加入2 mL 10% NaOH溶液和5~6滴溶液,加热
产生砖红色沉淀
该有机物为醛类物质
C
向溶液中先滴加KSCN溶液,再滴加几滴氯水
开始时溶液无明显变化,滴加氯水后变红
具有还原性
D
取4 mL乙醇,加入12 mL浓硫酸及少量沸石,逐渐升温至170℃,将产生的气体通入溴水中
溴水褪色
产物中有乙烯生成
A. A B. B C. C D. D
14. 实验小组探究在一定条件下的氧化产物,实验记录如表所示:
装置
试剂X
实验现象
Ⅰ.溶液
生成白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
Ⅱ.溶液和溶液
生成白色沉淀快速变成棕黑色沉淀,同时有气泡产生
Ⅲ.①溶液②(约)
①未见明显现象;②加入后溶液立即变为紫红色,固体消失,随后紫红色褪去,生成棕黑色沉淀
已知:ⅰ.(白色)和(棕黑色)均难溶于水;溶液接近无色;在酸性条件下缓慢分解产生。
ⅱ.在化合物中Pb元素的常见化合价为+2价和+4价。下列说法错误的是
A. 实验Ⅰ中白色沉淀变黑,说明在碱性条件下具有较强的还原性,易被空气中的氧化
B. 实验Ⅱ中产生大量气泡,是因为表现出还原性,被氧化生成了
C. 实验Ⅲ中溶液变紫红色,说明在酸性条件下的氧化性强于
D. 对比实验Ⅰ和Ⅲ可知,溶液的酸碱性及氧化剂的种类会显著影响被氧化后的产物
15. 香芹酚()可用作杀菌剂和消毒剂,香芹酚的同分异构体(不考虑立体异构)中同时满足以下条件的有
ⅰ.含苯环且苯环上只有一个取代基
ⅱ.红外光谱无醚键吸收峰
A. 8种 B. 11种 C. 12种 D. 14种
二、非选择题:本题包括4小题,共55分。
16. 金属及其化合物在航空航天、基础工业等领域发挥着举足轻重的作用。
回答下列问题:
(1)高铁酸钾()是一种高效、绿色的水处理剂。
①工业上可通过将固体加入到碱性KClO溶液中制得,制备的反应中被还原的元素为________(填元素符号);设为阿伏加德罗常数的值,每生成时转移电子的数目为________(用含的代数式表示)。
②投入水中不仅能杀菌消毒,还能净化水中的悬浮杂质。其能净化悬浮杂质的原因是:的还原产物在水中水解生成了________________,该物质具有较强的吸附性。
(2)工业上用铝土矿制备高纯铝的过程中,有一步关键操作:向含有中间产物的溶液中通入过量气体来获取沉淀,而不是滴加盐酸。
①发生该关键操作反应的离子方程式为________________________________________。
②工业上选择通入而不选择滴加盐酸的原因是:________________________________________。
(3)镁铝合金是重要的新能源汽车轻量化材料。某兴趣小组设计实验,通过测定产生气体的体积来计算某镁铝合金中铝的质量分数。
实验时,将镁铝合金样品加入到足量的NaOH溶液中,充分反应。发生反应的化学方程式为________________________________________________;反应结束测得生成气体的体积为(标准状况),则该镁铝合金中铝的质量分数为________________(用含w、a的代数式表示)。
17. 为无色结晶,有毒,在水中溶解度为35.7 g(20℃)、58.7 g(100℃)。实验室用毒重石(主要含,及少量、、等杂质)制备晶体,实验步骤如下:
Ⅰ:样品分解:称取毒重石矿粉于烧杯中,加入稍过量的溶液,90℃下加热搅拌2 h,充分反应后冷却,过滤。
Ⅱ:除:向滤液中加入一定量的BaS溶液,有黑色沉淀生成,过滤。
Ⅲ:结晶:步骤Ⅱ的滤液经蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,自然晾干。
Ⅳ:纯度测定:用的标准溶液滴定产品中的(反应:),滴定装置采用如图所示的侧边自动定零位滴定管。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ需在90℃下加热搅拌2 h,为精确控温并使受热均匀,宜采用的加热方式为________________。
(2)步骤Ⅱ需在通风橱中进行,其原因为________________________________________;含的废液不可直接排放,实验室可选用________(填离子符号)除去废液中的。
(3)步骤Ⅱ中加入BaS溶液除去的离子方程式为________________________。
(4)步骤Ⅲ“蒸发浓缩”时不能将溶液直接蒸干,且晶体采用自然晾干而不加热烘干,二者共同的目的是防止________________________________________。
(5)步骤Ⅳ中滴定装置采用侧边自动定零位滴定管,结合该装置的使用说明书分析其优点:________________________________;若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,则测得的纯度将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”);若贮液瓶密封性不好而漏气,则自动调零将________________(填“能”或“不能”)完成。
18. 氮化镓(GaN)是第三代半导体材料的典型代表。利用废弃的铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池材料(主要成分为,含少量等杂质)回收提纯制备GaN及其他副产物的工艺流程如图所示:
已知:ⅰ.烧渣的主要成分是、和;
ⅱ.是一种液态化合物,极易与水反应生成两种酸性气体;
ⅲ.元素周期表中,Ga和Se同周期,Ga和In同主族。
回答下列问题:
(1)①“焙烧”在沸腾炉中进行,常采用“逆流操作”,即在沸腾炉中上部填入固体原料,在下部通入空气,这样操作的目的是______________________。
②“焙烧”时,与反应生成、、和气体的化学方程式为________________________。
(2)①“酸浸氧化”中加入的主要目的是____________________。
②在一定条件下,单位时间内“酸浸氧化”的氧化率与温度的关系如图所示(氧化率等于被氧化的元素质量与该元素总质量之比)。30℃时达到峰值的原因是____________________。
(3)“调pH”时,加入过量氨水使、转化为沉淀;同时转化为________________(填离子符号)留在滤液Ⅰ中,从而实现固液分离。
(4)“回流”工序中作为氯化剂,与反应生成和两种酸性气体,该反应的化学方程式为____________________________________________________________________。
(5)“高温气相沉积”时,尾气中含有大量极易溶于水的气体,若采用盛有水和四氯化碳的双液装置吸收尾气以防倒吸,尾气导管口应伸入________(填“水”或“四氯化碳”)层中。
19. 扎来普隆为镇静催眠药,主要用于失眠的短期治疗,其一种合成流程如图所示:
已知:①苯环上的酰基(,R为H原子或烃基)是间位定位基,能使新引入的取代基主要进入其间位;
②氨基易被氧化,也易发生酰化反应。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为________________。
(2)D→E的反应过程中还有一种小分子有机物生成,写出该反应的化学方程式:______________________________________________________________________________________________________。
(3)E→F的反应类型为________________;扎来普隆中含氧官能团的名称为________________。
(4)写出一种符合下列条件的D的同分异构体的结构简式:________________。
①分子中含有苯环和一种含氧官能团,且能发生银镜反应
②核磁共振氢谱图中有4组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶6
(5)合成扎来普隆的另一条合成路线如图所示:
已知H的结构简式为,则G的结构简式为________________________;I的结构简式为____________________。
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本卷满分100分,考试时间75分钟。
☆注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。考试结束后,将答题卡交回。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:O 16 Mg 24 Al 27 K 39 Fe 56
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 东北地区冬季严寒,运行在哈大高铁线上的高寒动车组大量使用了各种金属材料。下列说法错误的是
A. 车体采用铝合金可实现轻量化,其表面的致密氧化膜能有效防腐
B. 车轮使用的特种合金钢在极寒条件下仍具有良好韧性,可防止“冷脆”
C. 接触网导线采用高强度铜合金,其导电性比纯铜更强
D. 铺设高铁钢轨时,常利用铝热反应来焊接钢轨接头
【答案】C
【解析】
【详解】A.铝合金密度较小,可实现车体轻量化,常温下铝易与氧气反应生成致密的氧化膜,能有效阻止内部金属被腐蚀,A正确;
B.特种合金钢通过优化成分与制备工艺,在极寒条件下仍具备良好韧性,可避免普通钢材的低温“冷脆”问题,B正确;
C.合金的导电性通常弱于其组成纯金属,高强度铜合金中添加了其他元素,导电性比纯铜弱,C错误;
D.铝热反应会释放大量热量,生成的熔融态铁可用于焊接钢轨接头,D正确;
故选C。
2. 下列关于金属化合物用途的说法错误的是
A. 碳酸钡难溶于水,在医疗上可用作消化系统X射线检查的“钡餐”
B. 过氧化钠能与二氧化碳或水反应生成氧气,可用作潜水艇或呼吸面具的供氧剂
C. 氯化铁溶液具有氧化性,工业上常用于蚀刻覆铜电路板
D. 碳酸氢钠能与酸反应,在医药上常用于制作治疗胃酸过多的药剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳酸钡虽难溶于水,但可与胃酸的主要成分反应生成可溶性的有毒重金属盐,不能用作钡餐,钡餐应选用难溶于酸的,A错误;
B.可与、反应生成,反应为、,因此可作潜水艇、呼吸面具的供氧剂,B正确;
C.具有氧化性,可与发生反应,能溶解铜,因此可用于蚀刻覆铜电路板,C正确;
D.碱性较弱,可与胃酸中的反应,对胃部刺激性小,可用于治疗胃酸过多,D正确;
故选A。
3. 下列化学用语或图示表述错误的是
A. 顺-2-丁烯的分子结构模型为
B. 的化学名称为2-甲基-3-乙基丁烷
C. 分子中有四个碳原子共直线
D. 分子中所有碳原子可能共平面
【答案】B
【解析】
【详解】A.顺-2-丁烯的双键两侧甲基位于双键同侧,图示球棍模型符合其结构特点,A正确;
B.该有机物最长碳链含有5个碳原子,3号碳原子上连有两个甲基,正确名称为3,3‑二甲基戊烷;题中命名错误选取主链,B错误;
C.碳碳三键为直线形结构,直接与三键相连的碳原子和三键碳原子共线,该分子中有四个碳原子共直线,C正确;
D.苯环、碳碳双键、酯基的羰基均为平面结构,单键可以旋转,分子中所有碳原子可能共平面,D正确;
故选B。
4. 下列关于实验安全和试剂保存的说法正确的是
A. 金属钠、钾性质十分活泼,均需密封保存在四氯化碳中
B. 盛放NaOH溶液的玻璃试剂瓶,必须使用磨口玻璃塞
C. 见光易分解,且其溶液能氧化橡胶,故应保存在配有玻璃塞的棕色细口瓶中
D. 实验时不慎将少量水银洒落在桌面上,应立即用大量水冲洗,或用湿抹布擦拭干净
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属钠、钾的密度小于四氯化碳,保存在四氯化碳中会浮在液面,无法隔绝空气和水,通常保存在煤油或石蜡油中,A错误;
B.会与玻璃中的反应生成粘性的,使用磨口玻璃塞会将瓶塞和试剂瓶粘在一起,应使用橡胶塞,B错误;
C.见光易分解,需棕色瓶避光保存,其为液体试剂用细口瓶盛放,且具有氧化性会腐蚀橡胶,故用玻璃塞,C正确;
D.水银()不溶于水,大量水冲洗或湿抹布擦拭会导致汞扩散挥发,有毒,应撒硫粉使其反应生成无毒的,D错误;
故选C。
5. 规范的实验操作是实验成功和人身安全的重要保证。下列化学实验基本操作错误的是
A. 稀释浓硫酸:将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌
B. 测定溶液pH:先用蒸馏水润湿pH试纸,再用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸上
C. 蒸发结晶:加热蒸发皿,当出现大量固体时即停止加热,利用余热将水分蒸干
D. 分液操作:静置分层后,将下层液体从分液漏斗下口放出,上层液体从上口倒出
【答案】B
【解析】
【详解】A.稀释浓硫酸时,浓硫酸密度大于水且稀释放出大量热,将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入水中并用玻璃棒不断搅拌,可防止酸液飞溅,操作规范,A正确;
B.测定溶液时,若先用蒸馏水润湿试纸,会稀释待测液,导致测定结果可能产生误差,正确操作应使用干燥的试纸测定,该操作错误,B错误;
C.蒸发结晶时,当出现大量固体时停止加热,利用余热蒸干剩余水分,可防止固体受热飞溅,操作规范,C正确;
D.分液操作时,静置分层后下层液体从分液漏斗下口放出、上层液体从上口倒出,可避免上下层液体交叉污染,操作规范,D正确;
故选B。
6. 聚乳酸(结构简式如图1所示)是最具潜力的可降解高分子材料之一,对其进行修饰得到改性聚乳酸(结构简式如图2所示)。下列说法错误的是
A. 聚乳酸的链节为
B. 合成聚乳酸的反应类型为缩聚反应
C. 增大改性聚乳酸分子中的值,可增强其水溶性
D. 聚乳酸的单体在浓硫酸、加热条件下可发生消去反应,其产物能发生加聚反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚乳酸为乳酸发生缩聚反应生成的聚酯,其重复结构单元(链节)与选项给出结构一致,A正确;
B.合成聚乳酸时,乳酸分子间脱去小分子水生成高分子,反应类型为缩聚反应,B正确;
C.改性聚乳酸中对应的链节含亲水基团,对应的链节疏水基团占比更高,增大的值,亲水基团占比降低,水溶性减弱,C错误;
D.聚乳酸的单体为,浓硫酸、加热条件下可发生消去反应生成,该产物含碳碳双键,能发生加聚反应,D正确;
故选C。
7. 下列实验装置或操作能达到相应实验目的的是
实验装置或操作
实验目的
A.比较铁、铜、银三种金属活动性强弱
B.检验溶液中是否含有钾元素
实验装置或操作
实验目的
C.配制 溶液
D.检验甲苯中苯环使甲基活化
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.将铁丝分别放入溶液和溶液,只能证明金属活动性、,无法比较和的活动性强弱,不能达到实验目的,A错误;
B.检验钾元素的焰色需要透过蓝色钴玻璃滤去钠元素的黄光干扰,图中操作缺少蓝色钴玻璃,无法检验钾元素,B错误;
C.容量瓶为定容仪器,不能用于溶解固体溶质,固体溶解会放热,应在烧杯中溶解、冷却后再转移至容量瓶,操作错误,C错误;
D.甲烷不能使酸性溶液褪色,说明烷烃中的甲基不能被酸性氧化;甲苯能使酸性溶液褪色,说明苯环使相连的甲基活性增强可被氧化,可达到实验目的,D正确;
故选D。
8. 钛(Ti)及其合金因具有密度小、强度高、耐腐蚀等优异性能,被广泛应用于航空航天领域。已知钛单质性质稳定,常温下不与稀盐酸反应,工业上以金红石(主要成分为)为原料制备金属钛的简化流程如图所示。下列说法错误的是
A. “氯化”工序生成和CO的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
B. “还原”工序通常需要在氩气(Ar)等稀有气体保护下进行,以防止金属在高温下被氧化
C. 流程中得到的“粗钛”中含有少量未反应的Mg,可用过量的稀盐酸浸泡后过滤来提纯金属钛
D. 工业上不能通过将活泼金属钠直接加入到的水溶液中来置换制备金属钛
【答案】A
【解析】
【分析】流程中,金红石()与在氯化工序反应生成和,再和在还原工序反应得到粗钛,据此解答。
【详解】A.“氯化”工序反应为,该反应中为氧化剂,为还原剂,二者物质的量之比为,不是,A错误;
B.高温下、均易被空气中的氧气氧化,氩气性质稳定,可作为保护气防止金属被氧化,B正确;
C.根据题干信息,常温下不与稀盐酸反应,可与稀盐酸反应生成可溶性的,经稀盐酸浸泡、过滤即可提纯金属钛,C正确;
D.钠性质极活泼,加入水溶液中会优先与水反应,无法置换出金属钛,D正确;
故选A。
9. 部分含Mg、Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法正确的是
A. a对应的金属在常温下均能溶于足量浓硝酸
B. 若e在潮湿空气中能转化为d,则对应的b常用作油漆和涂料的颜料
C. 向c的溶液中加入过量Mg粉,一定可以得到对应的金属单质a
D. 工业上制备金属单质a,均采用电解其对应熔融氯化物的方法
【答案】B
【解析】
【分析】根据题干可知,图示包含三种金属;横坐标类别依次为单质、氧化物、盐、碱,纵坐标代表化合价;为0价金属单质(),为+3价金属氧化物(、),为+2价金属氧化物(),、为盐(:+3价盐,如、;:+2价盐,如),、为碱(:+3价碱,如;:+2价碱,如),据此解答。
【详解】A.常温下、遇浓硝酸会发生钝化,不能溶于浓硝酸,仅可溶于浓硝酸,A错误;
B.若e在潮湿空气中转化为d,说明e为,发生反应,对应的b为,俗称铁红,常用作油漆和涂料的颜料,B正确;
C.若c为铝盐,水溶液中水解显酸性,过量粉优先与水解产生的反应,无法置换出单质,C错误;
D.是共价化合物,熔融状态不导电,工业上制备采用电解熔融的方法,D错误;
故选B。
10. 甲、乙、丙、丁、戊为中学化学常见的化合物,R、T为单质,其中T呈紫红色。已知甲为无色且具有刺激性气味的气体,极易溶于水,乙为黑色粉末,丁是酿酒过程中葡萄糖在酒化酶作用下发生无氧呼吸生成的特征有机物,它们之间的转化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 反应(ⅰ)中甲表现还原性
B. 反应(ⅱ)在有机化学中属于氧化反应
C. 可用酸性溶液直接检验反应(ⅱ)结束后体系中是否有戊生成
D. 丁与戊均易溶于水
【答案】C
【解析】
【分析】首先推断各物质:紫红色单质为,酿酒无氧呼吸产物丁为乙醇,黑色粉末乙为,乙醇与加热反应生成、水(丙)和乙醛(戊);甲为有刺激性气味、极易溶于水的气体,能还原生成、水和单质(),故甲为。
【详解】A.反应(ⅰ)中里元素化合价升高被氧化,甲表现还原性,A正确;
B.反应(ⅱ)中乙醇发生去氢反应生成乙醛,有机反应中去氢属于氧化反应,B正确;
C.反应后体系中残留的乙醇也能使酸性溶液褪色,会干扰乙醛的检验,不能直接用酸性检验戊的生成,C错误;
D.丁为乙醇、戊为乙醛,二者均可与水形成氢键,均易溶于水,D正确;
故选C。
11. 下列反应的方程式书写正确的是
A. 溶于HI溶液,溶液变黄色:
B. 向(二元弱酸)溶液中滴加足量NaOH溶液:
C. 酸性条件下,制备酚醛树脂:
D. 向NaOH溶液中加入少量,加热后油层消失:
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶于溶液时,氧化性的会与还原性的发生氧化还原反应生成和,该方程式漏写氧化还原反应,正确离子方程式为,A错误;
B.是二元弱酸,仅能电离出2个可中和的,与足量反应生成而非,正确离子方程式为,B错误;
C.酸性条件下制备酚醛树脂的缩聚反应有小分子生成,该方程式漏写产物,正确的方程式为,C错误;
D.中氯原子发生碱性水解、酯基发生碱性水解,1mol该物质消耗2mol,产物为易溶于水的、和,加热后油层消失,D正确;
故选D。
12. 实验室制备醋酸正丁酯的反应原理为。已知相关物质的物理性质如表所示:
物质
沸点/℃
密度/()
水溶性
正丁醇
117.7
0.81
微溶
冰醋酸
118.1
1.05
易溶
醋酸正丁酯
126.1
0.88
难溶
某实验小组设计的制备与提纯流程如下:
①反应:在圆底烧瓶中加入11.5 mL正丁醇、7.2 mL冰醋酸和3~4滴浓硫酸,加入沸石,安装带分水器的回流冷凝装置。加热回流,不断分离出生成的水。
②洗涤:反应结束后,冷却,将烧瓶中混合液倒入分液漏斗,依次用10 mL水、溶液、10 mL水洗涤,分液。
③干燥:向有机层中加入适量无水,静置后过滤。
④蒸馏:将滤液转入蒸馏烧瓶,加入沸石,加热蒸馏,收集125~127℃的馏分。
下列说法正确的是
A. 步骤①中,为了提高冷凝效率,回流冷凝管中的冷凝水应从上口进、下口出
B. 步骤①中,使用分水器不断分离出生成的水,可以促使酯化反应平衡正向移动,提高产率
C. 步骤②中,用溶液洗涤振荡时,应将分液漏斗倒置,并适时打开上口玻璃塞放气
D. 步骤④中,蒸馏时应将温度计的水银球插入蒸馏烧瓶中的液面以下,以准确测量液体的温度
【答案】B
【解析】
【详解】A.冷凝管中冷凝水应下口进、上口出,才能保证冷凝管内充满冷水,充分换热以提高冷凝效率,A错误;
B.该酯化反应为可逆反应,使用分水器分离出生成物水,根据勒夏特列原理,平衡正向移动,可提高反应物转化率和产物产率,B正确;
C.用溶液洗涤振荡分液漏斗时,需将漏斗倒置,适时打开活塞放气,振荡时上口玻璃塞处于下端,不能打开上口玻璃塞放气,C错误;
D.蒸馏时温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处,测量馏出蒸气的温度,插入液面下无法准确测定馏分沸点,D错误;
故选B。
13. 根据下列实验操作和现象,能得到对应实验结论的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将苯、液溴、铁粉混合物反应产生的气体通入到溶液中
生成淡黄色沉淀
苯与液溴在Fe催化下发生取代反应
B
向某有机物中加入2 mL 10% NaOH溶液和5~6滴溶液,加热
产生砖红色沉淀
该有机物为醛类物质
C
向溶液中先滴加KSCN溶液,再滴加几滴氯水
开始时溶液无明显变化,滴加氯水后变红
具有还原性
D
取4 mL乙醇,加入12 mL浓硫酸及少量沸石,逐渐升温至170℃,将产生的气体通入溴水中
溴水褪色
产物中有乙烯生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯与液溴反应时会有溴蒸气挥发,溴蒸气进入溶液也能反应生成淡黄色沉淀,无法证明取代反应生成了,A错误;
B.只要含有醛基的有机物(如甲酸、甲酸酯、葡萄糖等)都能与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀,不一定属于醛类物质,B错误;
C.滴加溶液无明显现象,说明原溶液中无,滴加氯水后溶液变红,说明将氧化为,化合价升高作还原剂,可证明具有还原性,C正确;
D.浓硫酸具有强氧化性,加热过程中会将乙醇碳化,会生成副产物,能使溴水褪色,无法证明产物中有乙烯生成,D错误;
故选C。
14. 实验小组探究在一定条件下的氧化产物,实验记录如表所示:
装置
试剂X
实验现象
Ⅰ.溶液
生成白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
Ⅱ.溶液和溶液
生成白色沉淀快速变成棕黑色沉淀,同时有气泡产生
Ⅲ.①溶液②(约)
①未见明显现象;②加入后溶液立即变为紫红色,固体消失,随后紫红色褪去,生成棕黑色沉淀
已知:ⅰ.(白色)和(棕黑色)均难溶于水;溶液接近无色;在酸性条件下缓慢分解产生。
ⅱ.在化合物中Pb元素的常见化合价为+2价和+4价。下列说法错误的是
A. 实验Ⅰ中白色沉淀变黑,说明在碱性条件下具有较强的还原性,易被空气中的氧化
B. 实验Ⅱ中产生大量气泡,是因为表现出还原性,被氧化生成了
C. 实验Ⅲ中溶液变紫红色,说明在酸性条件下的氧化性强于
D. 对比实验Ⅰ和Ⅲ可知,溶液的酸碱性及氧化剂的种类会显著影响被氧化后的产物
【答案】B
【解析】
【详解】A.实验Ⅰ中碱性条件下白色被空气中氧化为棕黑色,说明还原性较强,易被氧化,A正确;
B.实验Ⅱ中被氧化为,生成的作催化剂加速分解产生,并非被氧化,B错误;
C.实验Ⅲ酸性条件下将氧化为紫红色的,根据氧化剂氧化性大于氧化产物的规律,可知氧化性强于,C正确;
D.实验Ⅰ为碱性环境、氧化剂为,氧化产物为;实验Ⅲ为酸性环境、氧化剂为,中间氧化产物为,说明溶液酸碱性和氧化剂种类会显著影响的氧化产物,D正确;
故选B。
15. 香芹酚()可用作杀菌剂和消毒剂,香芹酚的同分异构体(不考虑立体异构)中同时满足以下条件的有
ⅰ.含苯环且苯环上只有一个取代基
ⅱ.红外光谱无醚键吸收峰
A. 8种 B. 11种 C. 12种 D. 14种
【答案】C
【解析】
【详解】香芹酚的不饱和度为4,其同分异构体需同时满足:i.含苯环且苯环上只有一个取代基;ii.红外光谱无醚键吸收峰。该同分异构体分子中含有苯环(含有4个不饱和度),则其余碳原子均为饱和碳原子;由红外光谱无醚键吸收峰,可知苯环的取代基中含有1个羟基;结合分子中苯环上只含有1个取代基,可得到四种碳链结构:(1、2、3、4均表示羟基连接的位置),因此满足条件的香芹酚的同分异构体共有种;故选C。
二、非选择题:本题包括4小题,共55分。
16. 金属及其化合物在航空航天、基础工业等领域发挥着举足轻重的作用。
回答下列问题:
(1)高铁酸钾()是一种高效、绿色的水处理剂。
①工业上可通过将固体加入到碱性KClO溶液中制得,制备的反应中被还原的元素为________(填元素符号);设为阿伏加德罗常数的值,每生成时转移电子的数目为________(用含的代数式表示)。
②投入水中不仅能杀菌消毒,还能净化水中的悬浮杂质。其能净化悬浮杂质的原因是:的还原产物在水中水解生成了________________,该物质具有较强的吸附性。
(2)工业上用铝土矿制备高纯铝的过程中,有一步关键操作:向含有中间产物的溶液中通入过量气体来获取沉淀,而不是滴加盐酸。
①发生该关键操作反应的离子方程式为________________________________________。
②工业上选择通入而不选择滴加盐酸的原因是:________________________________________。
(3)镁铝合金是重要的新能源汽车轻量化材料。某兴趣小组设计实验,通过测定产生气体的体积来计算某镁铝合金中铝的质量分数。
实验时,将镁铝合金样品加入到足量的NaOH溶液中,充分反应。发生反应的化学方程式为________________________________________________;反应结束测得生成气体的体积为(标准状况),则该镁铝合金中铝的质量分数为________________(用含w、a的代数式表示)。
【答案】(1) ①. ②. ③. 胶体(或氢氧化铁胶体)
(2) ①. ②. 是两性氢氧化物,能溶于强酸(盐酸),但不溶于弱酸(碳酸),通入过量不会导致沉淀溶解,而滴加盐酸过量会使沉淀溶解
(3) ①. ②. (或 )
【解析】
【小问1详解】
①反应中Fe(OH)3和碱性KClO反应生成K2FeO4,铁从+3价升高到+6价,铁元素被氧化,氯元素由ClO-中+1价→Cl-中-1价,化合价降低,被还原,所以被还原的元素是Cl;的摩尔质量:,,反应过程中铁从+3价升高到+6价,每生成1 mol K2FeO4转移3 mol电子,则生成0.1 mol时转移电子0.3 mol,电子数目为0.3NA;
②Fe3+在水中水解生成Fe(OH)3胶体,氢氧化铁胶体可以吸附水中悬浮杂质,达到净水效果;
【小问2详解】
①工业上用铝土矿制备高纯铝的过程中会生成中间产物Na[Al(OH)4],向含有中间产物的溶液中通入过量气体来获取沉淀和碳酸氢根离子,相应的离子方程式为:;
②AI(OH)3可溶于强酸盐酸,盐酸过量会使沉淀溶解;Al(OH)3不溶于碳酸,通入过量CO2沉淀不会溶解;
【小问3详解】
铝可以和氢氧化钠溶液反应,相应的方程式为:,生成氢气的物质的量为:,根据方程式可知,其中铝的物质的量为:,铝的质量:,合金中铝的质量分数。
17. 为无色结晶,有毒,在水中溶解度为35.7 g(20℃)、58.7 g(100℃)。实验室用毒重石(主要含,及少量、、等杂质)制备晶体,实验步骤如下:
Ⅰ:样品分解:称取毒重石矿粉于烧杯中,加入稍过量的溶液,90℃下加热搅拌2 h,充分反应后冷却,过滤。
Ⅱ:除:向滤液中加入一定量的BaS溶液,有黑色沉淀生成,过滤。
Ⅲ:结晶:步骤Ⅱ的滤液经蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,自然晾干。
Ⅳ:纯度测定:用的标准溶液滴定产品中的(反应:),滴定装置采用如图所示的侧边自动定零位滴定管。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ需在90℃下加热搅拌2 h,为精确控温并使受热均匀,宜采用的加热方式为________________。
(2)步骤Ⅱ需在通风橱中进行,其原因为________________________________________;含的废液不可直接排放,实验室可选用________(填离子符号)除去废液中的。
(3)步骤Ⅱ中加入BaS溶液除去的离子方程式为________________________。
(4)步骤Ⅲ“蒸发浓缩”时不能将溶液直接蒸干,且晶体采用自然晾干而不加热烘干,二者共同的目的是防止________________________________________。
(5)步骤Ⅳ中滴定装置采用侧边自动定零位滴定管,结合该装置的使用说明书分析其优点:________________________________;若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,则测得的纯度将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”);若贮液瓶密封性不好而漏气,则自动调零将________________(填“能”或“不能”)完成。
【答案】(1)
水浴加热 (2) ①.
反应过程中可能会产生有毒的气体 ②.
(3)
(4)
失去结晶水
(5) ①.
能够自动调零,操作简便(或避免了人工调零产生的误差) ②.
偏高 ③.
不能
【解析】
【小问1详解】
需要精确控温在90℃且受热均匀,温度低于100℃时,水浴加热的加热方式能满足受热均匀、温度易控的特点;
【小问2详解】
步骤Ⅰ中稍过量的水解使溶液呈酸性,加入BaS时,与结合生成剧毒的气体,为避免中毒、防止污染,必须在通风橱操作;除去需要生成难溶钡盐,溶解度极小,是实验室沉淀的典型选择;
【小问3详解】
BaS是可溶性强电解质,在溶液中电离出,与结合生成黑色难溶物PbS,离子方程式为;
【小问4详解】
二水合氯化钡是结晶水合物,直接蒸干溶液、加热烘干都会导致其受热失去结晶水,自然晾干、不蒸干的共同目的就是避免结晶水合物脱水;
【小问5详解】
根据装置说明书,该滴定管可以自动将零刻度以上的多余溶液回流到贮液瓶,自动完成调零,简化操作,也能避免手动装液调零带来的误差;滴定前尖嘴有气泡、滴定后气泡消失,读取的标准液体积会偏大,计算得到的物质的量偏高,最终测得的产品纯度偏高;若贮液瓶漏气,瓶内无法维持加压状态,不能将标准液压入滴定管完成自动调零。
18. 氮化镓(GaN)是第三代半导体材料的典型代表。利用废弃的铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池材料(主要成分为,含少量等杂质)回收提纯制备GaN及其他副产物的工艺流程如图所示:
已知:ⅰ.烧渣的主要成分是、和;
ⅱ.是一种液态化合物,极易与水反应生成两种酸性气体;
ⅲ.元素周期表中,Ga和Se同周期,Ga和In同主族。
回答下列问题:
(1)①“焙烧”在沸腾炉中进行,常采用“逆流操作”,即在沸腾炉中上部填入固体原料,在下部通入空气,这样操作的目的是______________________。
②“焙烧”时,与反应生成、、和气体的化学方程式为________________________。
(2)①“酸浸氧化”中加入的主要目的是____________________。
②在一定条件下,单位时间内“酸浸氧化”的氧化率与温度的关系如图所示(氧化率等于被氧化的元素质量与该元素总质量之比)。30℃时达到峰值的原因是____________________。
(3)“调pH”时,加入过量氨水使、转化为沉淀;同时转化为________________(填离子符号)留在滤液Ⅰ中,从而实现固液分离。
(4)“回流”工序中作为氯化剂,与反应生成和两种酸性气体,该反应的化学方程式为____________________________________________________________________。
(5)“高温气相沉积”时,尾气中含有大量极易溶于水的气体,若采用盛有水和四氯化碳的双液装置吸收尾气以防倒吸,尾气导管口应伸入________(填“水”或“四氯化碳”)层中。
【答案】(1) ①.
增大固体与气体的接触面积,加快反应速率,使焙烧更充分 ②.
(2) ①.
将 (或 )氧化为 ,使其完全溶解 ②.
温度低于30℃时,随温度升高反应速率加快,氧化率增大;温度高于30℃时, 受热分解加快,导致氧化剂浓度降低,氧化率下降
(3)
(4)
(5)
四氯化碳
【解析】
【分析】原料主要成分为,含少量等杂质。在空气中高温焙烧时,硒被氧化为 。由于易升华,通过“凝华”操作可将其分离回收。此时得到的烧渣主要含有、、以及不反应的等。烧渣用和混合溶液进行酸浸氧化, 、溶于硫酸分别生成、,被氧化溶解生成,不溶。浸出液中含有、、以及过量的酸。浸出液用氨水调节pH。可使、沉淀,而在过量氨水中会形成络离子留在溶液中。滤液I主要含有铜氨络合物。滤渣I主要为和的混合沉淀。 回流过滤。作为脱水剂和氯化剂,与滤渣I中的氢氧化物反应,将其转化为氯化物。由于和的溶解度或挥发性差异,通过回流过滤分离。以固体滤渣形式析出,实现分离。滤液II主要含有溶液。将滤液II浓缩结晶,得到纯净的固体。与在高温下进行高温气相沉积,发生反应生成。最终得到目标产物氮化镓,据此解答;
【小问1详解】
①逆流操作”的核心目的是使固体原料与空气充分接触,提高反应效率。具体来说,固体原料从上部落下,空气从下部通入,两者逆向流动,可以增加接触面积,使反应更充分,同时提高热量利用率。此外,这种操作还能加快反应速率,提高原料利用率。
②设CuIn0.5Ga0.5Se2的系数为2,则 2 CuIn0.5Ga0.5Se2 + O2 → Ga2O3 + In2O3 + Cu2O + 4SeO2。左边有2Cu、1In、1Ga、4Se,右边对应为1Ga2O3、1In2O3、1Cu2O、4SeO2。氧原子数:左边O2提供x个O,右边总O数 = 3 + 3 + 1 + 8 = 15。因此,2x = 15,x = 7.5,即O2系数为7.5。将方程式两边乘以2,得化学方程式为。
【小问2详解】
①根据烧渣成分及后续步骤,酸浸时需将Cu2O溶解并氧化为Cu2+,同时将可能存在的In3+、Ga3+等保留于溶液中。H2O2的作用是将Cu+(来自Cu2O与酸反应生成的Cu+)氧化为Cu2+,便于后续分离。
②根据图甲,30℃时氧化率最高,低于或高于此温度,氧化率均下降。可能原因如下:温度低于30℃时,反应速率较慢,单位时间内氧化率较低。温度高于30℃时,H2O2分解速率加快,导致其浓度降低,氧化能力减弱,同时可能加速了Cu2+的水解或其他副反应,导致氧化率下降。综上,30℃时H2O2的氧化效率最高,且分解速率适中,故氧化率达到峰值。
【小问3详解】
In3+、Ga3+与过量氨水反应生成Ga(OH)3和In(OH)3沉淀,而Cu2+与过量氨水形成络合物[Cu(NH3)4]2+,留在溶液中,而非Cu(OH)2沉淀。
【小问4详解】
根据题意,SOCl2与水反应生成SO2和HCl(SOCl2 + H2O = SO2↑ + 2HCl↑)。Ga(OH)3与SOCl2反应时,可视为Ga(OH)3先脱水生成Ga2O3,再与SOCl2反应,Ga(OH)₃中有3个OH-,每个OH-需要1个SOCl2提供Cl-,同时生成HCl和SO2。总反应方程式为Ga(OH)3 + 3SOCl2 = GaCl3 + 3SO2↑ + 3HCl↑。
【小问5详解】
尾气中主要含有HCl、NH3等极易溶于水的气体。若直接通入水层,易发生倒吸。而四氯化碳密度大于水,且不溶于水,可作为缓冲层。将导管伸入四氯化碳层,气体先通过四氯化碳再进入水层,可有效防止倒吸。
19. 扎来普隆为镇静催眠药,主要用于失眠的短期治疗,其一种合成流程如图所示:
已知:①苯环上的酰基(,R为H原子或烃基)是间位定位基,能使新引入的取代基主要进入其间位;
②氨基易被氧化,也易发生酰化反应。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为________________。
(2)D→E的反应过程中还有一种小分子有机物生成,写出该反应的化学方程式:______________________________________________________________________________________________________。
(3)E→F的反应类型为________________;扎来普隆中含氧官能团的名称为________________。
(4)写出一种符合下列条件的D的同分异构体的结构简式:________________。
①分子中含有苯环和一种含氧官能团,且能发生银镜反应
②核磁共振氢谱图中有4组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶6
(5)合成扎来普隆的另一条合成路线如图所示:
已知H的结构简式为,则G的结构简式为________________________;I的结构简式为____________________。
【答案】(1) (2)
(3) ①. 取代反应 ②. 酰胺基
(4)(或、、、、) (5) ①. ②.
【解析】
【分析】结合已知信息:①苯环上酰基(,R为H或烃基)是间位定位基,能使新引入的取代基主要进入其间位;②氨基易被氧化,也易发生酰化反应,本题采用逆向推导的思路,由D的结构简式可知,苯环上处于间位的两个基团分别为乙酰基()和乙酰氨基(),C发生酰化反应生成D,则C为间氨基苯乙酮,结构简式为;B在条件下发生还原反应生成C,则B为间硝基苯乙酮,结构简式为;A发生硝化反应生成B,且A的分子式为,可确定A为苯乙酮,结构简式为;D与发生反应,结合原子守恒推出生成E和;E在条件下,酰胺基上的氢原子被乙基取代得到F;F与发生反应得到扎来普隆,据此分析解答。
【小问1详解】
采用逆向推导,结合D、C、B的转化关系以及A的分子式,可确定A为苯乙酮,结构简式为。
【小问2详解】
的反应中,反应物为D和,结合题干信息与原子守恒可知,该反应除生成有机物E之外,还有小分子甲醇生成,且参与反应会生成,反应的化学方程式: 。
【小问3详解】
的过程中,E酰胺基氮上的氢原子被乙基取代,符合取代反应的特征,该反应类型为取代反应;观察扎来普隆的结构,其含氧官能团为酰胺基。
【小问4详解】
D的分子式为,其同分异构体要求:能发生银镜反应,说明分子含有醛基;只含一种含氧官能团;核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为,说明分子具有高度对称性,峰面积数值6代表两个化学环境完全相同的甲基,结合条件分析,符合题意的结构共有6种;、、、、、,根据题意任写其中一种即可。
【小问5详解】
已知H的结构简式,结合合成路线逆向推导,G的分子式为,G与、三乙胺在过氧化物、一定条件下发生反应生成H,对比H的结构简式,可推出G为间硝基苯甲醛,结构简式为;H转化为I分为两步,第一步在条件下,H结构中的硝基被还原为氨基,第二步还原生成的氨基与乙酸酐发生酰化反应,氨基转变为乙酰氨基,得到I,I的结构简式为;I再和在条件下发生取代反应生成扎来普隆。通过上述的分析,即可得出G的结构简式为,I的结构简式为。
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