精品解析:辽宁沈阳市回民中学2026-2027学年高三上学期10月阶段检测 化学试题
2026-10-18
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内容正文:
沈阳市回民中学2024级高三10月份月考
化学
试卷满分:100分 时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:O-16 Cu-64 Fe-56 Ce-140 Ga-70 As-75 Mn-55
一、选择题:共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求
1. 化学与社会、生活、科技密切相关。下列说法错误的是
A. 我国稀土资源储量丰富,稀土元素位于IIIB族
B. 维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
C. 用明矾、ClO2等可以对生活用水进行杀菌消毒
D. 单晶硅可用作新型光伏电池的核心半导体材料
2. 下列化学用语表达正确的是
A. HClO的电子式: B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
C. 基态Cr的价层电子排布式: D. 的电子式:
3. 根据下列实验操作和现象,能得出相应结论的是
实验操作
现象
结论
A
分别测Na2SO3溶液在室温和加热并冷却至室温的pH
pH变小
证明的水解过程为吸热过程
B
向K2CrO4溶液中缓慢滴加硫酸
溶液由黄色变为橙色
转化平衡向生成的方向移动
C
K2S固体溶于水,进行导电实验
K2S溶液可导电
K2S中含有离子键
D
向苯酚浊液中加Na2CO3溶液
溶液变澄清
酸性:苯酚>碳酸
A. A B. B C. C D. D
4. NA代表阿伏加德罗常数的值,以下说法正确的是
A. 1 mol·L-1 MgCl2溶液中,Cl- 数目为2NA
B. 32 g Cu将过量浓、稀硝酸分别还原为NO2和NO,浓、稀硝酸得电子数均为NA
C. 标准状况下,22.4 LCl2溶于水,转移的电子数目为1NA
D. 50 mL 12 mol/L浓盐酸与足量MnO2反应,生成的Cl2分子数为0.15NA
5. 下列实验产生的废液中,可能大量存在的粒子组是
选项
实验
粒子组
A
浓磷酸与过量制
、、、
B
加入溶液
、、、
C
浓硝酸与铜片制
、、、
D
浓盐酸与制
、、、
A. A B. B C. C D. D
6. 下列由实验现象所得结论错误的是
A. 向溶液中滴加足量的稀盐酸,无明显现象,再滴加溶液,产生白色沉淀,证明溶液中存在
B. 向酸性溶液中加入粉末,紫色褪去,证明中含Fe(II)
C. 向浓中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓反应生成
D. 向NaClO溶液中滴加酚酞试剂,先变红后褪色,证明NaClO在溶液中发生了水解反应
7. 下列反应对应的离子方程式正确的是
A. 向Na2S2O3溶液中滴入稀硝酸:S2O+2H+=H2O+SO2↑+S↓
B. 向硫化钠溶液中通入过量SO2:2S2-+5SO2+2H2O=3S↓+4HSO
C. C6H5ONa溶液中通入少量CO2:2C6H5O-+CO2+H2O=2C6H5OH+CO
D. 向NH4HCO3溶液中加入过量NaOH溶液加热:NH+OH-=NH3•H2O
8. 一种香豆素衍生物Z具有抗肿瘤作用,可以通过如下反应制取。
下列说法正确的是
A. X不能使溴水褪色 B. 可以与反应
C. 可以与反应 D. X、Z可用溶液鉴别
9. 下列图示实验中,操作正确且能达到实验目的的是
A. 图1用于观察金属钠在空气中加热的变化
B. 图2用于探究和的热稳定性
C. 图3用于转移溶液
D. 图4用于证明乙醇消去产物中含乙烯
10. 工业上,以某阳极泥(主要含 )为原料,回收贵金属,流程如下:
已知:滤液1中含;滤液2中含。下列说法错误的是
A. “浸取1”发生反应的离子方程式有
B. 滤渣1主要为AgCl和
C. “浸取2”的离子方程式为
D. 若“还原”反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1,则滤液3可循环利用
11. 下列说法中不正确的是
①原子光谱的特征谱线用于鉴定元素,从跃迁至释放能量
②第二周期元素中,第一电离能介于B、N之间的有1种元素
③三种分子的键角依次减小
④萘()和碘易溶于四氯化碳,难溶于水,因为萘、碘、四氯化碳都是非极性分子
⑤晶体中存在离子,离子的几何构型为V形
⑥的沸点高于是因为其范德华力更大
⑦分子中键的键角小于中键的键角
⑧配合物内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则
A. ①②③⑥ B. ②④⑤⑥ C. ③⑤⑦⑧ D. ②③⑥⑧
12. 将固体溶于水并加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,体系中存在平衡: 。取该蓝色溶液分别进行如下实验:
已知:呈粉红色,呈蓝色,为无色。
下列说法错误的是
A. 的配位原子是O
B. 基态Co原子核外电子空间运动状态为14种
C. 稳定性:
D. 中键角小于中键角
13. 碲(Te)被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素,创造人间奇迹的桥梁”。一种从碲化铜渣(主要含,还含Pb、Bi、Sb等杂质)中提取粗碲的工艺流程如下(图中给出的是各步骤中Te元素的主要存在形式,“碱性浸出”后重金属离子以硫化物的形式沉淀)。下列说法错误的是
A. 上述流程中,处于化合态的Te元素呈现出三种化合价
B. “碱性浸出”过程中只作催化剂,加快碱浸的速率
C. 通过调节的用量和的浓度,提高Te在“酸性氧化浸出”时的浸出率
D. “氧化沉碲”后分离的操作涉及过滤
14. CuO和Fe2O3组成的混合物m g,向其中加入100mL0.5mol•L﹣1的H2SO4液恰好完全反应,若将2m g该混合物用足量CO还原,充分反应后剩余固体的质量为( )
A. (2m﹣1.6)g B. (m﹣0.8)g C. (m﹣1.6)g D. (2m﹣0.8)g
15. 二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物,因其独特的氧储存与释放能力,在多个工业和前沿科技领域发挥着关键作用。CeO2晶胞在催化过程中转变成晶胞的组成结构变化如图所示,已知:CeO2晶胞参数为,表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 晶胞中位于构成的立方体空隙中
B. 若M的坐标为,则N的坐标为
C. 晶胞中和个数比为
D. 用含的代数式表示晶胞密度为
二、解答题
16. 锰及其化合物在材料、化工生产和生活中均占有重要地位。回答下列问题:
(1)具有高能量密度的是锂电池的正极材料。基态Mn原子的核外电子排布式是________
(2)一种锰化合物甲在不同条件下能高效催化还原为CO或HCOOH,反应如下:
①甲中N原子的杂化方式是________,甲中第二周期元素的第一电离能从小到大的顺序为________。
②酸碱电子理论认为:凡能接受电子对的物质(分子、离子等)都称为酸,凡能给出电子对的物质(分子、离子等)都称为碱。的碱性强于的原因为________________________。
(3)能形成配离子为八面体的配合物,在该配合物的配离子中,位于八面体的中心。若含1 mol该配合物的溶液与足量溶液作用可生成1 mol AgCl沉淀,则该配离子化学式为________。
(4)(见图)是晶型转变的诱导剂,该物质熔点较低,原因可能是________。
(5)GaAs的晶胞结构如图甲(类金刚石晶胞),将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料(图乙)。
①GaAs晶体中Ga原子配位数为________。
②乙单元为立方体,边长为a nm,阿伏加德罗常数为,则该掺杂晶体的密度为________(列出表达式)。
17. 锂电池的正极材料中含有LiFeO4、Al、导电剂(乙炔黑、碳纳米管)等。工业上利用废旧磷酸铁锂电池的正极材料回收锂的工艺流程如下:
已知:①LiFePO4不溶于碱,可溶于稀酸。酸浸后溶液中的阴离子主要有、Cl⁻。
②相关物质溶解度如下:
0
20
40
60
80
100
LiOH
11.9
12.4
13.2
14.6
16.6
19.1
Li₂CO₃
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
回答下列问题:
(1)电池粉碎前应先放电,放电的目的是___________。
(2)LiFePO4中铁元素的价态为___________,其在周期表中的位置为___________。
(3)“酸浸”步骤发生的主要反应的离子方程式为___________。
(4)“沉铁沉磷”步骤中当碳酸钠浓度大于30%后,铁沉淀率仍然升高,磷沉淀率明显降低,其可能原因是___________。
(5)为了充分沉淀,“沉锂”时所用的X和适宜温度是___________(填标号)。
A. NaOH 0-40℃ B. NaOH 80-100℃
C. Na₂CO₃ 20-40℃ D. Na₂CO₃ 60-80℃
(6)放电时,可将废旧锂离子电池(外壳为铁,电芯含铝)分别置于不同浓度的Na₂S和NaCl溶液中使电池充分放电。电池在不同溶液中放电的残余电压随时间的变化如图1所示。对浸泡液中沉淀物热处理后,得到X射线衍射图谱如图2所示。
①电池在5% Na₂S溶液中比在5% NaCl溶液中放电速率更大,其原因是___________。
②与5% Na₂S溶液相比,NaCl溶液的质量分数由5%增大至10%时,电池残余电压降低速率更快。依据图2,分析其主要原因是___________。
18. 氧化亚铜()是一种重要的无机化工原料,在酸性条件下自身发生氧化还原反应。一种制备的实验装置如图所示(夹持装置略)。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______。
(2)装置A中生成的离子方程式为_______;判断反应完全的现象是装置A、C中无气泡产生或A中的溶液由_______色消失。
(3)产品纯度测定(杂质不反应),实验如下:
已知:,;沉淀强烈的吸附;
Ⅰ.取产品,加适量稀硫酸溶解,过滤、洗涤,将滤液与洗涤液一并转移至碘量瓶中,加入过量溶液充分反应()。
Ⅱ.向碘量瓶中滴入几滴淀粉溶液,控制溶液的为,用标准溶液滴定到呈浅蓝色,再加入过量溶液,摇匀后,溶液蓝色转深,继续用标准溶液滴定至蓝色刚好消失,消耗标准溶液()。
①步骤Ⅱ中控制溶液的为的原因是_______。
②步骤Ⅱ若不加入,会导致测定结果_______(填偏大、偏小、无影响),若在加入溶液之前就加入过量的溶液,会使测定结果_______(填偏大、偏小、无影响)。
③的纯度为_______%(填代数式)。
19. 兰地洛尔(化合物J)能改善快速性心律失常,具有高选择性,可应用于医学临床手术。J的一条合成路线如下(略去部分条件和试剂):
已知:
①BPO为过氧化物,NBS为溴化试剂;
②。
回答以下问题:
(1)A的名称为___________。
(2)D→E中,第一步反应的化学方程式为___________。
(3)H中含有的官能团名称是___________。
(4)物质J中手性碳数目为___________个。
(5)C的同分异构体同时满足下列条件的有___________种。
①芳香化合物;②与C具有相同的官能团;③苯环上只有2个取代基;④能发生银镜反应。
(6)制备化合物I,分为两步:
写出M和I的结构简式___________、___________。
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沈阳市回民中学2024级高三10月份月考
化学
试卷满分:100分 时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:O-16 Cu-64 Fe-56 Ce-140 Ga-70 As-75 Mn-55
一、选择题:共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求
1. 化学与社会、生活、科技密切相关。下列说法错误的是
A. 我国稀土资源储量丰富,稀土元素位于IIIB族
B. 维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
C. 用明矾、ClO2等可以对生活用水进行杀菌消毒
D. 单晶硅可用作新型光伏电池的核心半导体材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.稀土元素包含钪、钇及镧系元素,均位于元素周期表IIIB族,A正确;
B.维生素C具有还原性,可消耗食品储存环境中的氧气,避免食品被氧化变质,所以维生素C可用作食品抗氧化剂,B正确;
C.明矾不具有强氧化性,不能起到杀菌消毒的作用,C错误;
D.单晶硅是典型的半导体材料,是新型光伏电池的核心原料,D正确;
故选C。
2. 下列化学用语表达正确的是
A. HClO的电子式: B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
C. 基态Cr的价层电子排布式: D. 的电子式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.HClO为共价化合物,分子结构为H-O-Cl,电子式中O分别与H、Cl形成共价键,电子式为:,A错误;
B.邻羟基苯甲醛分子中羰基上的氧原子和羟基上的氢原子构成氢键,示意图,B错误;
C.Cr是24号元素,核外含有24个电子,基态Cr原子的价层电子排布式:,C正确;
D.是离子化合物,其电子式:,D错误;
故选C。
3. 根据下列实验操作和现象,能得出相应结论的是
实验操作
现象
结论
A
分别测Na2SO3溶液在室温和加热并冷却至室温的pH
pH变小
证明的水解过程为吸热过程
B
向K2CrO4溶液中缓慢滴加硫酸
溶液由黄色变为橙色
转化平衡向生成的方向移动
C
K2S固体溶于水,进行导电实验
K2S溶液可导电
K2S中含有离子键
D
向苯酚浊液中加Na2CO3溶液
溶液变澄清
酸性:苯酚>碳酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.已知Na2SO3溶液由于亚硫酸根离子水解使溶液显碱性,则分别测Na2SO3溶液在室温和加热并冷却至室温的pH,两次测量温度相同, pH变小,不能证明若的水解过程为吸热过程,A不合题意;
B.缓慢滴加少量浓硫酸,氢离子浓度增大,使(橙色)+H2O⇌2(黄色)+2H+逆向移动,溶液由黄色变为橙色,B符合题意;
C.K2S固体溶于水,发生电离,溶液可导电,不能证明K2S为离子化合物,共价化合物溶于水也可导电如HCl、H2SO4等共价化合物溶液均能导电,C不合题意;
D.向苯酚浊液中加Na2CO3溶液,溶液变澄清,苯酚和Na2CO3反应生成苯酚钠溶液和NaHCO3,而不是生成H2CO3,所以酸性为苯酚大于碳酸氢根离子,而不能说明大于碳酸,D不合题意;
故答案为:B。
4. NA代表阿伏加德罗常数的值,以下说法正确的是
A. 1 mol·L-1 MgCl2溶液中,Cl- 数目为2NA
B. 32 g Cu将过量浓、稀硝酸分别还原为NO2和NO,浓、稀硝酸得电子数均为NA
C. 标准状况下,22.4 LCl2溶于水,转移的电子数目为1NA
D. 50 mL 12 mol/L浓盐酸与足量MnO2反应,生成的Cl2分子数为0.15NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.仅给出溶液的浓度,未给出溶液体积,无法计算的物质的量和数目,A错误;
B.32 g的物质的量为,与过量硝酸反应均生成,每个失去2个电子,0.5 mol共失去电子,根据得失电子守恒,浓、稀硝酸得电子数均为,B正确;
C.标准状况下的物质的量为1 mol,与水的反应为可逆反应,反应物不能完全转化,转移电子数目小于,C错误;
D.仅与浓盐酸反应,随着反应进行浓盐酸变为稀盐酸,反应停止,HCl无法完全消耗,50 mL 12 mol/L浓盐酸的物质的量为,生成的分子数小于,D错误;
故选B
5. 下列实验产生的废液中,可能大量存在的粒子组是
选项
实验
粒子组
A
浓磷酸与过量制
、、、
B
加入溶液
、、、
C
浓硝酸与铜片制
、、、
D
浓盐酸与制
、、、
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓磷酸为中强酸,溶液中与会反应生成,不能大量共存,A错误;
B.与水反应生成,与反应生成氢氧化铜沉淀,不能大量共存,B错误;
C.浓硝酸与铜反应生成和,硝酸过量时溶液中存在、,部分溶解在废液中,各粒子间不发生反应,可大量共存,C正确;
D.酸性条件下,、、发生归中反应生成,不能大量共存,D错误;
故答案为C。
6. 下列由实验现象所得结论错误的是
A. 向溶液中滴加足量的稀盐酸,无明显现象,再滴加溶液,产生白色沉淀,证明溶液中存在
B. 向酸性溶液中加入粉末,紫色褪去,证明中含Fe(II)
C. 向浓中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓反应生成
D. 向NaClO溶液中滴加酚酞试剂,先变红后褪色,证明NaClO在溶液中发生了水解反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.向溶液中滴加足量稀盐酸,无明显现象,可排除、、等干扰离子,再滴加溶液产生白色沉淀,该沉淀为,可证明溶液中存在,A正确;
B.具有还原性,可使酸性溶液褪色。向酸性溶液中加入粉末,紫色褪去,证明中含有,B正确;
C.浓具有强氧化性和不稳定性,红热的炭插入浓中,产生的红棕色气体,可能是炭与浓反应生成,也可能是浓受热分解产生,因此不能直接证明炭与浓反应生成了,C错误;
D.向溶液中滴加酚酞试剂,先变红是因为水解使溶液呈碱性(),后褪色是因为生成的具有漂白性,可证明在溶液中发生了水解反应,D正确;
故答案选C。
7. 下列反应对应的离子方程式正确的是
A. 向Na2S2O3溶液中滴入稀硝酸:S2O+2H+=H2O+SO2↑+S↓
B. 向硫化钠溶液中通入过量SO2:2S2-+5SO2+2H2O=3S↓+4HSO
C. C6H5ONa溶液中通入少量CO2:2C6H5O-+CO2+H2O=2C6H5OH+CO
D. 向NH4HCO3溶液中加入过量NaOH溶液加热:NH+OH-=NH3•H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.Na2S2O3溶液中滴加稀硝酸,硫代硫酸根被硝酸氧化为硫酸根:3S2O+8+2H+ = 6 +8NO↑+H2O,故A错误;
B.向硫化钠溶液中通入过量SO2发生归中反应生成单质硫,离子方程式为:2S2-+5SO2+2H2O=3S↓+4HSO,故B正确;
C.酸性:H2CO3>苯酚>HCO,C6H5ONa溶液中通入少量CO2,生成苯酚钠和NaHCO3,离子方程式为C6H5O-+CO2+H2O=C6H5OH+HCO,故C错误;
D.向NH4HCO3溶液中滴入过量NaOH溶液,离子方程式为:++2OH-=NH3↑+H2O++H2O,故D错误;
故选B。
8. 一种香豆素衍生物Z具有抗肿瘤作用,可以通过如下反应制取。
下列说法正确的是
A. X不能使溴水褪色 B. 可以与反应
C. 可以与反应 D. X、Z可用溶液鉴别
【答案】D
【解析】
【详解】A.X中含有酚羟基,可与溴水发生苯环上的取代反应,能使溴水褪色,A错误;
B.Y中的碳氧双键均为酯基的羰基,不能与发生加成反应,无法与反应,B错误;
C.含有羧基,可消耗;酚酯基,水解后生成酚羟基和羧基,共消耗,总共消耗,C错误;
D.X含有酚羟基,遇溶液显紫色,Z不含游离酚羟基,无明显显色现象,二者可用溶液鉴别,D正确;
故选D。
9. 下列图示实验中,操作正确且能达到实验目的的是
A. 图1用于观察金属钠在空气中加热的变化
B. 图2用于探究和的热稳定性
C. 图3用于转移溶液
D. 图4用于证明乙醇消去产物中含乙烯
【答案】A
【解析】
【详解】A.金属钠在空气中加热时,应放在坩埚中进行,图1的操作正确,可以观察到钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,生成淡黄色固体(),能达到实验目的,A符合题意;
B.探究和的热稳定性时,应将放在小试管(受热温度低),放在大试管(受热温度高),若小试管中的分解产生使澄清石灰水变浑浊的气体,而大试管中的不分解,才能证明的热稳定性更差,B不符合题意;
C.转移溶液时,玻璃棒下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上,图中玻璃棒下端在刻度线以上,可能导致液体飞溅至刻度线上方,或有液滴附着在刻度线上方的瓶壁,造成溶质损失,使所配溶液浓度不准确,C不符合题意;
D.乙醇消去反应的产物乙烯中混有乙醇蒸气,乙醇也能使酸性溶液褪色,会干扰乙烯的检验。应先通过水除去乙醇,再通入酸性溶液,D不符合题意;
故答案选A。
10. 工业上,以某阳极泥(主要含 )为原料,回收贵金属,流程如下:
已知:滤液1中含;滤液2中含。下列说法错误的是
A. “浸取1”发生反应的离子方程式有
B. 滤渣1主要为AgCl和
C. “浸取2”的离子方程式为
D. 若“还原”反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1,则滤液3可循环利用
【答案】C
【解析】
【分析】阳极泥(含 )加入、、NaCl进行“浸取1”,由题中信息可知,滤液1中含,故滤渣中含有AgCl、;在滤渣1中加入,将AgCl转化为溶解,过滤除去滤渣2(),滤液中加入,将Ag元素还原为Ag单质,转化为,滤液3中溶质主要为,可继续进行银转化过程。
【详解】A.“浸取1”中作氧化剂,将Au氧化,最终转化为,离子方程式为 ,A正确;
B.“浸取1”中Ag和Pb均被氧化,分别转化为AgCl和,滤渣1主要为AgCl和,B正确;
C.“浸取2”的反应物AgCl为固体,写离子方程式时不可拆,正确的离子方程式为,C错误;
D.根据电子转移守恒可知,若氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1,则滤液3主要成分为,因此滤液3可循环利用于“浸取2”,D正确;
故答案选C。
11. 下列说法中不正确的是
①原子光谱的特征谱线用于鉴定元素,从跃迁至释放能量
②第二周期元素中,第一电离能介于B、N之间的有1种元素
③三种分子的键角依次减小
④萘()和碘易溶于四氯化碳,难溶于水,因为萘、碘、四氯化碳都是非极性分子
⑤晶体中存在离子,离子的几何构型为V形
⑥的沸点高于是因为其范德华力更大
⑦分子中键的键角小于中键的键角
⑧配合物内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则
A. ①②③⑥ B. ②④⑤⑥ C. ③⑤⑦⑧ D. ②③⑥⑧
【答案】D
【解析】
【详解】①电子排布:1s22s22p33s1,3s有1个电子,属于激发态;跃迁到1s22s22p4,电子从高能级3s回到低能级2p,高能→低能,释放能量;原子光谱特征谱线用来鉴定元素,①正确;
②第二周期第一电离能:Li<B<Be<C<O<N<F<Ne,介于B、N之间:Be、C、O,一共3种,不是1种,②错误;
③键角:NH3:三角锥形,键角≈107°; H2S:V形,2对孤电子对,键角≈92°; SO2:V 形,1对孤电子对,键角≈119.5°,大小顺序:SO2(119.5°) > NH3(107°) > H2S(92°) 题目写NH3、H2S、SO2依次减小,明显错误,③错误;
④相似相溶:萘、I2、CCl4均为非极性分子,水是极性分子;非极性溶质易溶于非极性溶剂,难溶于极性溶剂水,④正确;
⑤ ,中心I价层电子对数:中心I:价电子7,失去1个正电荷,2个σ键,孤电子对数,价层电子对数=2+2=4,2对σ键,2对孤电子对,空间构型V形,⑤正确;
⑥对羟基苯甲醛(对位),形成分子间氢键;邻羟基苯甲醛(邻位)形成分子内氢键。 对位沸点更高,原因是分子间氢键的作用,不是范德华力的作用,⑥错误;
⑦AsH3与NH3,均1对孤电子;As电负性小于N,成键电子离中心原子更远,成键电子对排斥力更小,键角:AsH3<NH3,⑦正确;
⑧18电子规则:Fe价电子:3d64s2,共8个价电子;每个CO提供2个电子,8 + 2n =18 则n= 5,不是n=4,⑧错误;
②③⑥⑧错误,故选D。
12. 将固体溶于水并加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,体系中存在平衡: 。取该蓝色溶液分别进行如下实验:
已知:呈粉红色,呈蓝色,为无色。
下列说法错误的是
A. 的配位原子是O
B. 基态Co原子核外电子空间运动状态为14种
C. 稳定性:
D. 中键角小于中键角
【答案】B
【解析】
【详解】A.在 中,中心离子为,配体为。水分子中氧原子提供孤对电子与金属离子形成配位键,氢原子无孤对电子,不能作为配位原子。配位原子为 O,A正确;
B.基态为27号元素,核外电子排布式为,电子空间运动状态数等于原子轨道总数,共种,不是14种,B错误;
C.加入少量固体后溶液变为粉红色,说明平衡逆向移动,结合生成更稳定的,因此稳定性,C正确;
D.游离中有2对孤电子对,形成配合物时的1对孤电子对用于形成配位键,孤电子对减少,对键的斥力减小,键角增大,因此中键角小于中键角,D正确;
故选B。
13. 碲(Te)被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素,创造人间奇迹的桥梁”。一种从碲化铜渣(主要含,还含Pb、Bi、Sb等杂质)中提取粗碲的工艺流程如下(图中给出的是各步骤中Te元素的主要存在形式,“碱性浸出”后重金属离子以硫化物的形式沉淀)。下列说法错误的是
A. 上述流程中,处于化合态的Te元素呈现出三种化合价
B. “碱性浸出”过程中只作催化剂,加快碱浸的速率
C. 通过调节的用量和的浓度,提高Te在“酸性氧化浸出”时的浸出率
D. “氧化沉碲”后分离的操作涉及过滤
【答案】B
【解析】
【分析】碲化铜渣主要含,还含Pb、Bi、Sb等杂质,加入稀硫酸和氯酸钠氧化浸出,将氧化、过滤后得到,得到的中加入氢氧化钠溶液碱浸得到,再加入双氧水氧化得到,最后在盐酸的作用下被还原为Te单质。
【详解】A.根据化合物中元素化合价代数和为零可知,中Te为-2价,和中Te为+4价,中Te为+6价,体现Te元素的三种价态,A正确;
B.“碱性浸出”过程中作为反应物,将重金属离子以硫化物形式沉淀而除去,B错误;
C.“酸性氧化浸出”中是氧化剂,调节其用量可保证Te被充分氧化,调节浓度可优化反应的酸性环境,从而提高Te的浸出率,C正确;
D.“氧化沉碲”后分离出固体,涉及过滤操作,D正确;
故选B。
14. CuO和Fe2O3组成的混合物m g,向其中加入100mL0.5mol•L﹣1的H2SO4液恰好完全反应,若将2m g该混合物用足量CO还原,充分反应后剩余固体的质量为( )
A. (2m﹣1.6)g B. (m﹣0.8)g C. (m﹣1.6)g D. (2m﹣0.8)g
【答案】A
【解析】
【详解】试题分析:加入100mL 0.5mol·L﹣1的H2SO4液恰好完全反应,n(H2SO4)=0.1L×0.5mol/L=0.05mol,CuO和Fe2O3与硫酸反应生成硫酸盐和水,可知金属氧化物中n(O)=n(H2SO4)=0.05mol,含氧元素的质量为0.05mol×16g/mol=0.8g,若等量的混合物用足量CO还原,充分反应后剩余固体为金属单质,其质量为m g﹣0.8g=(m﹣0.8)g,则将2 m g该混合物用足量CO还原,充分反应后剩余固体的质量为(2m﹣1.6)g,故选A。
15. 二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物,因其独特的氧储存与释放能力,在多个工业和前沿科技领域发挥着关键作用。CeO2晶胞在催化过程中转变成晶胞的组成结构变化如图所示,已知:CeO2晶胞参数为,表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 晶胞中位于构成的立方体空隙中
B. 若M的坐标为,则N的坐标为
C. 晶胞中和个数比为
D. 用含的代数式表示晶胞密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.晶胞中周围等距且最近的有8个,构成立方体,A正确;
B.根据M的坐标为,则N的坐标为,B正确;
C.设中的和的个数分别为和,则,由化合物中各元素正、负化合价代数和为0可得,解得,故一个晶胞中和个数比为,C正确;
D.利用均摊法计算,晶胞中,有4个,用含的代数式表示晶胞密度为,D错误;
答案选D。
二、解答题
16. 锰及其化合物在材料、化工生产和生活中均占有重要地位。回答下列问题:
(1)具有高能量密度的是锂电池的正极材料。基态Mn原子的核外电子排布式是________
(2)一种锰化合物甲在不同条件下能高效催化还原为CO或HCOOH,反应如下:
①甲中N原子的杂化方式是________,甲中第二周期元素的第一电离能从小到大的顺序为________。
②酸碱电子理论认为:凡能接受电子对的物质(分子、离子等)都称为酸,凡能给出电子对的物质(分子、离子等)都称为碱。的碱性强于的原因为________________________。
(3)能形成配离子为八面体的配合物,在该配合物的配离子中,位于八面体的中心。若含1 mol该配合物的溶液与足量溶液作用可生成1 mol AgCl沉淀,则该配离子化学式为________。
(4)(见图)是晶型转变的诱导剂,该物质熔点较低,原因可能是________。
(5)GaAs的晶胞结构如图甲(类金刚石晶胞),将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料(图乙)。
①GaAs晶体中Ga原子配位数为________。
②乙单元为立方体,边长为a nm,阿伏加德罗常数为,则该掺杂晶体的密度为________(列出表达式)。
【答案】(1)或
(2) ①. ②. ③. 分子中乙基是推电子基团,使得N上电子云密度更大,更容易给出电子对,更易结合
(3)
(4)离子体积较大,离子之间作用力弱,熔点低
(5) ①. 4 ②.
【解析】
【小问1详解】
Mn是25号元素,基态Mn原子核外共有25个电子,按照核外电子排布规则,电子排布式可以写成,也可以简写为;
【小问2详解】
①甲中杂环上的氮原子,形成3个σ键,不存在孤电子对参与杂化,杂化方式为;甲中第二周期元素包含C、N、O,同周期主族元素第一电离能总体呈递增趋势,氮原子2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻氧元素,所以第一电离能从小到大顺序为;
②根据酸碱电子理论,碱是能够给出电子对的物质。分子中的乙基属于推电子基团,会让氮原子上的电子云密度增大,氮原子更容易向外给出电子对,也更容易结合氢离子,因此碱性强于;
【小问3详解】
1mol该配合物溶液和足量硝酸银反应生成1mol氯化银沉淀,说明外界含有1个氯离子,内界没有可电离的氯离子。配离子为八面体结构,在八面体中心,八面体配位数为6,根据电荷守恒,应存在2个,除去1个氯离子在外界,还有1个、5个作为配体,配离子化学式为;
【小问4详解】
属于离子化合物,其阳离子与阴离子的体积都比较大,使得阴阳离子之间的静电作用力较弱,破坏离子键所需要的能量更低,因此该物质熔点较低;
【小问5详解】
①GaAs晶体为类金刚石晶胞结构,金刚石结构里每个原子周围紧邻的异种原子数目是4,因此Ga原子的配位数为4;
②GaAs原本晶胞内Ga原子数目为4,As原子数目为4;乙晶胞中,Mn取代部分Ga的位置,晶胞内Ga剩余个,As为4个,Mn为个。晶胞边长为,晶胞体积为。晶胞总质量为,密度。
17. 锂电池的正极材料中含有LiFeO4、Al、导电剂(乙炔黑、碳纳米管)等。工业上利用废旧磷酸铁锂电池的正极材料回收锂的工艺流程如下:
已知:①LiFePO4不溶于碱,可溶于稀酸。酸浸后溶液中的阴离子主要有、Cl⁻。
②相关物质溶解度如下:
0
20
40
60
80
100
LiOH
11.9
12.4
13.2
14.6
16.6
19.1
Li₂CO₃
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
回答下列问题:
(1)电池粉碎前应先放电,放电的目的是___________。
(2)LiFePO4中铁元素的价态为___________,其在周期表中的位置为___________。
(3)“酸浸”步骤发生的主要反应的离子方程式为___________。
(4)“沉铁沉磷”步骤中当碳酸钠浓度大于30%后,铁沉淀率仍然升高,磷沉淀率明显降低,其可能原因是___________。
(5)为了充分沉淀,“沉锂”时所用的X和适宜温度是___________(填标号)。
A. NaOH 0-40℃ B. NaOH 80-100℃
C. Na₂CO₃ 20-40℃ D. Na₂CO₃ 60-80℃
(6)放电时,可将废旧锂离子电池(外壳为铁,电芯含铝)分别置于不同浓度的Na₂S和NaCl溶液中使电池充分放电。电池在不同溶液中放电的残余电压随时间的变化如图1所示。对浸泡液中沉淀物热处理后,得到X射线衍射图谱如图2所示。
①电池在5% Na₂S溶液中比在5% NaCl溶液中放电速率更大,其原因是___________。
②与5% Na₂S溶液相比,NaCl溶液的质量分数由5%增大至10%时,电池残余电压降低速率更快。依据图2,分析其主要原因是___________。
【答案】(1)释放残余的能量,避免造成安全隐患,或使锂元素充分嵌入到正极材料,利于回收
(2) ①. +2 ②. 第四周期第VIII族
(3)
(4)当碳酸钠浓度大于30%后,增大生成沉淀增多则磷沉淀率明显降低 (5)D
(6) ①. 等质量分数的溶液中离子浓度更大、离子所带电荷更多,且、还原性比强,更容易与正极材料发生氧化还原反应,加快了电子在电极与溶液之间的转移速率 ②. 质量分数由增大为时,对电池外壳和电芯的腐蚀速率加快
【解析】
【分析】废旧电池进行粉碎、放电处理后,用氢氧化钠溶液进行碱浸,发生反应,除去其中的铝;过滤后滤渣用盐酸、过氧化氢溶液进行酸浸,酸浸时,中的铁元素被氧化为,过滤后除去不溶于酸碱的导电剂;滤液中加入的溶液,进行沉铁沉磷处理,得到等,过滤,滤液中加入饱和沉锂试剂,进行沉锂操作,过滤后得到粗品,提纯得到高纯锂化合物,据此分析解答;
【小问1详解】
电池粉碎前应先放电,目的是释放残余的能量,避免造成安全隐患,或使锂元素充分嵌入到正极材料,利于回收;
【小问2详解】
根据化合物化合价代数和为,为价,为价,得为价;为26号元素,处于元素周期表第四周期第VIII族;
【小问3详解】
酸浸时,中的铁元素被氧化为,发生的主要反应的离子方程式为;
【小问4详解】
碳酸钠浓度过高导致溶液碱性增强,增大,主要与反应生成沉淀,与磷酸根的沉淀反应形成竞争,导致磷沉淀率下降;
【小问5详解】
由溶解度表可知,溶解度随温度升高而减小,温度越高,越有利于沉淀析出,因此选用,因此温度选60-80℃,即选D;
【小问6详解】
①等质量分数的溶液中离子浓度更大、离子所带电荷更多,且、还原性比强,更容易参与氧化还原反应,加快了电子在电极和溶液之间的转移速率;
②结合图2可知,体系中铁铝最终转化为氧化物,浓度升高加快反应速率;质量分数增大,溶液导电性增强,加快了铁、铝的吸氧腐蚀,对电池外壳和电芯的腐蚀速率加快,因此电池残余电压降低速率更快。
18. 氧化亚铜()是一种重要的无机化工原料,在酸性条件下自身发生氧化还原反应。一种制备的实验装置如图所示(夹持装置略)。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______。
(2)装置A中生成的离子方程式为_______;判断反应完全的现象是装置A、C中无气泡产生或A中的溶液由_______色消失。
(3)产品纯度测定(杂质不反应),实验如下:
已知:,;沉淀强烈的吸附;
Ⅰ.取产品,加适量稀硫酸溶解,过滤、洗涤,将滤液与洗涤液一并转移至碘量瓶中,加入过量溶液充分反应()。
Ⅱ.向碘量瓶中滴入几滴淀粉溶液,控制溶液的为,用标准溶液滴定到呈浅蓝色,再加入过量溶液,摇匀后,溶液蓝色转深,继续用标准溶液滴定至蓝色刚好消失,消耗标准溶液()。
①步骤Ⅱ中控制溶液的为的原因是_______。
②步骤Ⅱ若不加入,会导致测定结果_______(填偏大、偏小、无影响),若在加入溶液之前就加入过量的溶液,会使测定结果_______(填偏大、偏小、无影响)。
③的纯度为_______%(填代数式)。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2) ①. ②. 深蓝色或绛蓝
(3) ①. pH过低,与反应;pH过高,与反应,影响测定结果 ②. 偏小 ③. 偏小 ④. 或
【解析】
【分析】装置A中利用恒压滴液漏斗向盛有的三颈烧瓶中滴加NaOH溶液,水浴加热反应生成Cu2O,并伴有NH3、N2产生,装置B作安全瓶,防止尾气吸收时发生倒吸,装置C用稀硫酸来吸收生成的氨气。
【小问1详解】
从图中可知,仪器a的名称是恒压滴液漏斗;
【小问2详解】
装置A中与NaOH在水浴加热条件下生成Cu2O、并产生NH3、N2和H2O,离子方程式为;反应进行完全后,不再有NH3和N2生成,且深蓝色的完全转化为Cu2O砖红色沉淀,即现象为装置A、C中无气泡产生且装置A中溶液由深蓝色变为无色;
【小问3详解】
①步骤Ⅱ中控制溶液的为的原因是pH过低,与反应;pH过高,与反应,影响测定结果;
②沉淀强烈的吸附,步骤Ⅱ若不加入,吸附的不能释放,滴定时消耗标准溶液减少,导致测定结果偏小;若在加入溶液之前就加入过量的溶液,生成减少,滴定时消耗标准溶液减少,导致测定结果偏小;
③消耗的标准液体积为,Cu2O溶于稀硫酸时发生反应为,可得到关系式,则反应的Cu2O的物质的量为,因此样品的纯度为。
19. 兰地洛尔(化合物J)能改善快速性心律失常,具有高选择性,可应用于医学临床手术。J的一条合成路线如下(略去部分条件和试剂):
已知:
①BPO为过氧化物,NBS为溴化试剂;
②。
回答以下问题:
(1)A的名称为___________。
(2)D→E中,第一步反应的化学方程式为___________。
(3)H中含有的官能团名称是___________。
(4)物质J中手性碳数目为___________个。
(5)C的同分异构体同时满足下列条件的有___________种。
①芳香化合物;②与C具有相同的官能团;③苯环上只有2个取代基;④能发生银镜反应。
(6)制备化合物I,分为两步:
写出M和I的结构简式___________、___________。
【答案】(1)对甲基苯酚或4-甲基苯酚
(2) (3)酯基、醚键
(4)2 (5)18
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】对比结构可知,与发生取代反应生成B为,同时生成CH3COOH,B中甲基发生溴代反应生成,与发生取代反应生成和HBr,对比D()、G()结构,结合反应条件可知,D→E的过程中酯基水解、酸化转化为—OH、—COOH,E→F的过程发生信息②中脱羧反应,F再与发生取代反应形成酯基生成G,故E为、F为,与发生取代反应生成,对比、结构,结合(6)中与反应生成I,可推知I为,以此解答。
【小问1详解】
A的结构简式为,苯酚为母体,其名称为对甲基苯酚或4-甲基苯酚。
【小问2详解】
D→E中,第一步反应发生酯基碱性条件下水解,第一步的化学方程式为: +4NaOH+CH3COONa+2CH3CH2OH+H2O。
【小问3详解】
H的结构简式为,含有的官能团有醚键、酯基。
【小问4详解】
连接4个不同原子或基团的碳原子是手性碳原子,如图所示J分子中标“*”的2个碳原子是手性碳原子:。
【小问5详解】
C的结构简式为,C的同分异构体同时满足下列条件:①是芳香化合物,说明含有苯环;②与C具有相同的官能团;③苯环上只有2个取代基;④能发生银镜反应,说明含有-OOCH,苯环上的取代基分类为:-Br、-CH2CH2OOCH或-Br、-CH(CH3)OOCH或-CH2Br、-CH2OOCH或-CH2CH2Br、-OOCH或-CHBrCH3、-OOCH或-CH3、-CHBrOOCH共6种组合,每种组合都有邻、间、对3种位置关系,故符合条件的同分异构体共有6×3=18种。
【小问6详解】
制备化合物Ⅰ,分为两步:,对比M前、后有机物结构简式,结合M的分子式,可知反应同时脱去1分子HCl,推知M为,与反应生成I,对比H、J的结构简式,可推知I为。
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