精品解析:江苏省苏州市吴江区震泽中学2026-2027学年高三上学期10月月考化学试卷
2026-10-22
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内容正文:
2024级高三年级十月份学情调研
化学试卷
本卷满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.本试卷分为单项选择题和非选择题两部分,试卷满分100分。考试时间75分钟。
2.将选择题答案填涂在答题卡的对应位置上,非选择题的答案写在答题卡的指定栏目内。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cu-64 In-115 Ga-70 Se-79
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 高分子是生产生活中的常见物质。下列物质中不属于高分子的是
A. 油脂 B. 淀粉 C. 蛋白质 D. 合成橡胶
2. 用NaCN溶液浸取矿粉中金的反应为4Au+2H2O+8NaCN+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH。下列说法正确的是
A. H2O的空间结构为直线形 B. NaCN中含有离子键和共价键
C. 1mol[Au(CN)2]-中含有2molσ键 D. NaOH的电子式为
3. 实验室制备铜氨溶液并进行铁钉镀铜实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A.除油污
B.除铁锈
C.制铜氨溶液
D.镀铜
A. A B. B C. C D. D
4. 在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A. 制备漂白粉:溶液和
B. 配制银氨溶液:溶液
C. 纯碱工业:溶液
D. 硫酸工业:
阅读下列资料,完成下面3个小题。
废旧磷酸铁锂电池中电极片主要由、铝箔、少量铜及炭黑组成,回收、的具体流程如下:
已知:溶于酸,不溶于碱;、在常温下的溶解度分别为、。
5. 下列关于、O、、S、元素及其化合物的叙述错误的是
A. 中基态亚铁离子的电子排布式:
B. 甲烷和三氧化硫都是极性键构成的非极性分子
C. 单质硫和金刚石晶体类型不同
D. 简单气态氢化物的热稳定性:
6. 上述流程中各步反应的离子方程式正确的是
A. 氯化铝溶液中加过量氨水:
B. 酸浸液中水解:
C. 滤液中加入试剂X时发生的主要反应:
D. 滤渣1中加入和可发生反应:
7. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A. 具有两性,可用作塑料制品的阻燃剂
B. 具有还原性,可用作葡萄酒的添加剂
C. 炭黑硬度大,可用于电极材料
D. 铜的金属活动性比铁弱,可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀速率
8. 化合物W是一种胃肠促动剂的重要中间体,其部分合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 由X→Y可推知醛基的还原性强于酯基
B. Y分子中采取sp3杂化方式的碳原子数为5
C. Z→W中有(C2H5)3N·HOSO2CH3生成
D. 用NaHCO3溶液可检验W中是否含有Z
9. 化合物Z是合成抗多发性骨髓瘤药物帕比司他的重要中间体,可由下列反应制得。
下列有关X、Y、Z的说法不正确的是
A. 1 mol X中含有2mol碳氧σ键
B. Y在水中的溶解度比Z在水中的溶解度大
C. Z存在顺反异构,且与足量 HBr 反应生成的有机化合物分子中存在1个手性碳原子
D. 分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物,Y和Z相同,和X不同
10. 一种光电催化脱除的工作原理如题图所示。工作时,光催化电极产生电子和空穴,双极膜中解离的和分别向两极迁移。下列说法不正确的是
A. 空穴和电子的产生驱动了脱除与制备的发生
B. 双极膜中解离的向GDE电极移动
C. 左室发生的电极反应式:
D. 工作一段时间,当电路中转移1 mol ,右室增重17 g
11. Fe/Ag金属复合材料去除酸性废水中的硝酸盐污染物。可能的反应历程如下:
下列说法正确的是
A. 过程Ⅰ中Ag失去
B. 过程Ⅱ的反应方程式:
C. 过程Ⅲ中每消耗1 mol转移6 mol
D. 复合材料中Fe的质量分数越大,去除效果越好
12. 为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A. ①中浓盐酸促进平衡正向移动
B. 由①到②,生成并消耗
C. ②、③对比,说明:②>③
D. 由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
13. 催化还原生成和可以同时实现两种有害气体的有效脱除,因而成为治理烟气的最理想方案之一。将组成一定的与混合气体通入恒容密闭容器中,含氮物质反应为:
反应1:
反应2:
反应3:
不同温度下,反应相同时间,反应体系中各气体的物质的量浓度随温度的变化如图。
已知:
下列说法正确的是
A.
B. 时,
C. 时,的脱除率约为80%
D. 其他条件不变,升高温度有利于提高NO平衡转化率
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 铟、镓、铝同为ⅢA族元素。从镓精矿中提取镓可制备铜铟镓硒太阳能电池材料。
(1)一种从某镓精矿(主要含K、Na、Fe、Al、Ga的氧化物)中提取镓的流程如下:
①加料完成后,为提高镓精矿中镓元素的浸取速率,可采取的措施有___________(填两条)。
②利用___________(填“阴”或“阳”)离子交换树脂可富集碱浸后滤液中的镓元素。该交换树脂除具有成本低、无污染、交换时吸附速率快的优点外,还具有的优点为___________。
③向酸解后的溶液中加入NaOH调节溶液pH至弱碱性,得到含的溶液。写出电解沉积时生成Ga的电极反应方程式:___________。
④电解沉积时,电极上析出n(Ga)及阴极收集的气体体积随通电时长的变化如题图-1所示。通电30 min后,电极上析出n(Ga)不升反降的原因是___________。
(2)铜铟镓硒(CIGS)是一种理想的太阳能电池材料。为准确分析其中各元素,需要先分离出其中的Se元素:将CIGS样品充分溶于足量热的HNO3―HCl混合液,使Se完全氧化为H2SeO3,向溶液中加入某还原剂X充分反应后,再加入H2SO3将H2SeO3还原为单质Se沉淀(其他元素未沉淀)。
①还原剂X的还原性需满足的条件为___________。
②一种CIGS晶体的晶胞结构如图-2a所示(图-2b为该晶胞沿y轴方向的投影)。该晶体中In与Ga的物质的量之比为2:3,准确称取m1 g该晶体,利用上述方法处理后得到Se沉淀质量为m2 g。该操作中Se元素沉淀率为___________。(写出计算过程,计算结果用含m1、m2的关系式表示)
15. 化合物G是某化工生产中的重要中间体,其合成路线如下:
(1)有机物B中所含碳氧键的数目为______。
(2)设计步骤的目的是______。
(3)的反应类型为加成反应,则F的结构简式为______。
(4)G的一种同分异构体同时满足下列条件,该同分异构体的结构简式:______。
①能与溶液发生显色反应; ②有5种不同化学环境的氢原子。
(5)已知。写出以、和为原料制备的合成路线流程图______。(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
16. 某兴趣小组对铜、银的配合物进行探究实验。
Ⅰ.铜配合物的形成与应用
(1)向溶液中逐滴加入浓氨水,生成,观察到反应现象为________。
(2)向硫酸铜溶液中加入酒石酸钠()溶液,加入溶液调节为11~13,再加入溶液,水浴加热,可在物质表面镀铜
已知:酒石酸()为弱酸;
在碱性环境下具有强还原性,中性和酸性还原性弱。
①可与形成配离子,酸性条件下解离。结构式为与形成配位键的氧原子为________(填序号)
②镀铜时需要形成配离子的原因是________。
③在铜的量足够的情况下,镀铜时需要及时添加的试剂是________。
④镀铜时相对用浓氨水形成铜氨配合物,用酒石酸盐形成配合物而不用氨水的原因是________。
已知:
Ⅱ.银配合物形成与应用
(3)在盐酸存在下,用过量铁粉还原回收并测定的回收率。
①溶于氨水,反应的平衡常数的数值为________。
已知:,反应 ,
②请补充完整实验方案:取一定量反应后固体,水洗干燥后称重,________,称量质量计算得到的回收率。
(已知:必须使用的试剂、用品和仪器有:氨水、溶液、稀硝酸、稀盐酸)
17. “碳中和”是指通过某些方法或技术“抵消”空气中的量,实现相对“零排放”。其关键技术是的捕获和转化。
I.的排放
(1)液化石油气的主要成分为丁烷、丙烷、丙烯等,丙烷完全燃烧的化学方程式为___________。
(2)下列措施有利于实现“碳中和”的是___________。
a.燃煤中添加生石灰 b.大力植树造林 c.使用可燃冰作能源
II.的捕获
(3)高炉炼铁排放出的高炉气经过如下图处理可获得低热值燃气和高浓度。
①高炉气进入吸收池前需经过热交换装置降温至90∼110℃,并对吸收池进行___________(“常压”“减压”“加压”)作业。
②分解池中通入高温水蒸气的作用是___________。
(4)金属有机框架材料(MOFs)是一类新型的吸附材料,在捕集和分离方面体现出卓越的性能。下图是某种MOFs材料选择性吸附的示意图:
该材料能吸附而不吸附的原因是:___________。
III.的转化
(5)某种电化学还原法可将完全还原为和的混合物。将22.4L该和混合气通入如图所示装置充分完全反应后在出口处收集到气体8.96L(所有气体体积均在标况下测得)。的选择性为___________。(写出计算过程)
已知:的选择性
(6)和重整可制和,原理如下左图所示。反应①完成后,将恒定组成的和的混合气体,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随时间变化如下右图所示。反应过程始终未检测到,时间后检测到催化剂表面有积碳。
①反应②的化学方程式为___________。
②,比多,且生成的速率不变,可能的原因是___________。
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2024级高三年级十月份学情调研
化学试卷
本卷满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.本试卷分为单项选择题和非选择题两部分,试卷满分100分。考试时间75分钟。
2.将选择题答案填涂在答题卡的对应位置上,非选择题的答案写在答题卡的指定栏目内。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cu-64 In-115 Ga-70 Se-79
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 高分子是生产生活中的常见物质。下列物质中不属于高分子的是
A. 油脂 B. 淀粉 C. 蛋白质 D. 合成橡胶
【答案】A
【解析】
【分析】高分子化合物一般是指有机物分子的相对分子质量超过几万甚至几十万的物质,一般为混合物。
【详解】A.油脂的相对分子质量可以达到几百,相对较小,不属于高分子化合物,A符合题意;
B.淀粉属于天然有机高分子化合物,相对分子质量较大,从几万到几十万,一个淀粉分子中含有数百到数千个单糖单元,B不符合题意;
C.蛋白质是一类非常重要的含氨生物高分子化合物,其相对分子质量从几万到几千万,C不符合题意;
D.合成橡胶是人工合成的高分子化合物,橡胶的相对分子质量比塑料、合成纤维都要高,一般在105~106范围内,D不符合题意;
故选A。
2. 用NaCN溶液浸取矿粉中金的反应为4Au+2H2O+8NaCN+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH。下列说法正确的是
A. H2O的空间结构为直线形 B. NaCN中含有离子键和共价键
C. 1mol[Au(CN)2]-中含有2molσ键 D. NaOH的电子式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.H2O的空间结构为V形,A错误;
B.NaCN中Na+与CN-间形成离子键,CN-中C和N之间形成共价键,B正确;
C.[Au(CN)2]-中CN-内含有1个σ键,Au与CN-间形成配位键也是σ键,故1mol[Au(CN)2]-中含有4molσ键,C错误;
D.NaOH的电子式为,D错误;
故选B。
3. 实验室制备铜氨溶液并进行铁钉镀铜实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A.除油污
B.除铁锈
C.制铜氨溶液
D.镀铜
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.给溶液加热,促进水解,溶液碱性增强,更利于除油污,A正确;
B.铁锈主要成分为,加入稀盐酸发生反应,B正确;
C.溶液中加足量氨水,生成铜氨溶液,C正确;
D.铁钉镀铜需用电解池,铜片作阳极,铁钉作阴极,铜氨溶液为电解质溶液,D错误;
故答案选D。
4. 在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A. 制备漂白粉:溶液和
B. 配制银氨溶液:溶液
C. 纯碱工业:溶液
D. 硫酸工业:
【答案】B
【解析】
【详解】A.电解NaCl溶液生成Cl2,Cl2与石灰水反应生成Ca(ClO)2和CaCl2。但工业制漂白粉需用石灰乳(浓Ca(OH)2),石灰水浓度低,反应不完全,无法有效生成漂白粉,A不能实现;
B.AgNO3溶液加氨水先生成AgOH沉淀,继续加氨水沉淀溶解生成[Ag(NH3)2]OH,两步转化均符合银氨溶液的配制过程,B可以实现;
C.纯碱工业需先向饱和食盐水中通NH3(增强溶液碱性),再通CO2析出NaHCO3,直接通CO2无法有效生成NaHCO3,C不能实现;
D.FeS2高温下与O2反应生成SO2而非SO3,SO2需催化氧化为SO3后才能与水生成H2SO4,D不能实现;
故选B。
阅读下列资料,完成下面3个小题。
废旧磷酸铁锂电池中电极片主要由、铝箔、少量铜及炭黑组成,回收、的具体流程如下:
已知:溶于酸,不溶于碱;、在常温下的溶解度分别为、。
5. 下列关于、O、、S、元素及其化合物的叙述错误的是
A. 中基态亚铁离子的电子排布式:
B. 甲烷和三氧化硫都是极性键构成的非极性分子
C. 单质硫和金刚石晶体类型不同
D. 简单气态氢化物的热稳定性:
6. 上述流程中各步反应的离子方程式正确的是
A. 氯化铝溶液中加过量氨水:
B. 酸浸液中水解:
C. 滤液中加入试剂X时发生的主要反应:
D. 滤渣1中加入和可发生反应:
7. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A. 具有两性,可用作塑料制品的阻燃剂
B. 具有还原性,可用作葡萄酒的添加剂
C. 炭黑硬度大,可用于电极材料
D. 铜的金属活动性比铁弱,可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀速率
【答案】5. A 6. D 7. B
【解析】
【分析】电极片主要有、、和,加入过量的碱溶液后,转化为,、和不溶于碱溶液成为滤渣1;将滤渣1中加入和将和氧化为和,不溶于硫酸成为滤渣2;调节滤液使转化为沉淀,加入将转化为沉淀,由此解答;
【5题详解】
A.基态原子电子排布式为,失去轨道2个电子得到,电子排布式为,不是,A错误;
B.为正四面体结构、为平面正三角形结构,二者均含极性键,正负电中心重合,属于非极性分子,B正确;
C.单质硫属于分子晶体,金刚石属于共价晶体,晶体类型不同,C正确;
D.同一主族元素从上到下非金属性减弱,非金属性:,非金属性越强简单气态氢化物热稳定性越强,故热稳定性,D正确;
故选A;
【6题详解】
A.氨水为弱碱,不能溶解,反应生成沉淀,离子方程式应为,A错误;
B.为多元弱酸根,水解分步进行,不能一步生成,离子方程式为、、,B错误;
C.由已知信息可知溶解度大、溶解度小,沉锂生成沉淀,离子方程式为,C错误;
D.酸性条件下可氧化,离子方程式符合电荷、原子守恒规则,D正确;
故选D;
【7题详解】
A.用作塑料制品阻燃剂是因为其受热分解吸热、分解产物可隔绝可燃物与氧气接触,与两性无关,A错误;
B.具有还原性,可作抗氧化剂防止葡萄酒被氧化,可用作葡萄酒添加剂,性质与用途对应,B正确;
C.炭黑用作电极材料是因为其具有导电性,与硬度大无关,C错误;
D.铜活动性弱于铁,海轮外壳装铜块时铁作原电池负极,会加快铁的腐蚀速率,D错误;
故选B。
8. 化合物W是一种胃肠促动剂的重要中间体,其部分合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 由X→Y可推知醛基的还原性强于酯基
B. Y分子中采取sp3杂化方式的碳原子数为5
C. Z→W中有(C2H5)3N·HOSO2CH3生成
D. 用NaHCO3溶液可检验W中是否含有Z
【答案】C
【解析】
【详解】A.在的作用下,醛基被还原而酯基未发生变化,说明醛基的氧化性强于酯基,A错误;
B.Y分子中有两个甲基和两个亚甲基,共4个碳原子采取的杂化方式,B错误;
C.中,有机物Z成环后生成(甲磺酸),该物质为有机强酸;(三乙胺)是一种常见的有机强碱,可结合生成盐,促进的转化,所以Z→W中有生成,C正确;
D.Z中的酸性基团只有酚羟基,而酚羟基不能与溶液发生反应,故不能用溶液检验W中是否含有Z,D错误;
故选C。
9. 化合物Z是合成抗多发性骨髓瘤药物帕比司他的重要中间体,可由下列反应制得。
下列有关X、Y、Z的说法不正确的是
A. 1 mol X中含有2mol碳氧σ键
B. Y在水中的溶解度比Z在水中的溶解度大
C. Z存在顺反异构,且与足量 HBr 反应生成的有机化合物分子中存在1个手性碳原子
D. 分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物,Y和Z相同,和X不同
【答案】D
【解析】
【详解】A.1 mol X中醛基和羟基中各含有1mol碳氧σ键,1 mol X含有2mol碳氧σ键,故A正确;
B.Y中含有羟基和羧基,都可以与水形成分子间氢键,Z中只有羟基能与水形成分子间氢键,故Y在水中的溶解度比Z在水中的溶解度大,故B正确;
C.Z存在顺反异构,足量 HBr 与双键加成,与溴原子相连的碳原子具有手性,故反应生成的有机化合物分子中存在1个手性碳原子,故C正确;
D.分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物,X、Y和Z产物均是对苯二甲酸,故D错误;
故答案为D。
10. 一种光电催化脱除的工作原理如题图所示。工作时,光催化电极产生电子和空穴,双极膜中解离的和分别向两极迁移。下列说法不正确的是
A. 空穴和电子的产生驱动了脱除与制备的发生
B. 双极膜中解离的向GDE电极移动
C. 左室发生的电极反应式:
D. 工作一段时间,当电路中转移1 mol ,右室增重17 g
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,电池工作时,光催化Fe2O3电极产生电子和空穴,故Fe2O3电极为负极,电极反应为:+2OH--2e-=+H2O,GDF电极为正极,电极反应为:O2+2H++2e-=H2O2,电解质溶液中阴离子移向负极,阳离子移向正极,故双极膜中,靠近Fe2O3电极的一侧为阴膜,OH-通过阴离子交换膜移向负极,H+通过阳离子交换膜移向正极,据此分析作答。
【详解】A.原电池能够加快反应速率,空穴和电子的产生促使形成原电池反应,故驱动了脱硫与H2O2制备反应的发生,故A正确;
B.结合分析可知,双极膜中水解离的氢氧根移向Fe2O3电极,故B错误;
C.根据分析可知,左室发生反应:SO2+2OH-=+H2O,+2OH--2e-=+H2O,故C正确;
D.工作一段时间,当电路中转移1mole-,O2+2H++2e-=H2O2,右室增重为氢离子和氧气质量,增重=1mol×1g/mol+0.5mol×32g/mol=17g,故D正确;
故选:B。
11. Fe/Ag金属复合材料去除酸性废水中的硝酸盐污染物。可能的反应历程如下:
下列说法正确的是
A. 过程Ⅰ中Ag失去
B. 过程Ⅱ的反应方程式:
C. 过程Ⅲ中每消耗1 mol转移6 mol
D. 复合材料中Fe的质量分数越大,去除效果越好
【答案】B
【解析】
【详解】A.过程Ⅰ中,Fe是更活泼的金属,作为负极失去电子,电子传递到Ag表面,使在Ag上被还原。因此,失去电子的是Fe,不是Ag,A错误;
B.从反应历程图可以看出,过程Ⅱ的反应物是吸附在催化剂表面的H和,生成物是和,即可得反应,B正确;
C.过程Ⅲ中,被还原为和,以生成为例,N元素从+3价降低到-3价,每个N原子得到6个电子;以生成为例,每个N原子从+3价降低到0价,得到3个电子,若1 mol全部转化为,则转移6 mol电子,若1 mol全部转化为,则转移3 mol电子,若同时生成和,则转移电子在3-6 mol之间,C错误;
D.复合材料中Fe的质量分数并非越大越好。如果Fe含量过高,可能会覆盖Ag的活性位点,反而降低催化效率,影响的去除效果。因此,存在一个最佳的Fe/Ag比例,D错误;
故答案选B。
12. 为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A. ①中浓盐酸促进平衡正向移动
B. 由①到②,生成并消耗
C. ②、③对比,说明:②>③
D. 由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
【答案】D
【解析】
【分析】的FeCl3溶液滴加数滴浓盐酸,生成更多的,溶液黄色加深;继续滴加1滴KSCN溶液,转化为,溶液变为红色;再加入NaF固体,转化为,溶液红色褪去,变为无色;再滴加KI溶液、淀粉溶液,无色溶液未见明显变化,说明I-未被氧化。
【详解】A.①中滴加数滴浓盐酸,试管溶液黄色加深,生成更多的,说明浓盐酸促进平衡正向移动,A正确;
B.由①到②,溶液变为红色,说明转化为,即生成并消耗,B正确;
C.②溶液中均存在平衡,加入NaF固体,Fe3+与F-结合成无色的[FeF6]3-,使平衡逆向移动,使得溶液红色褪去变为无色,说明与Fe3+的配位能力:F->SCN-,故能说明:②>③,C正确;
D.类似C选项分析,由①→④推断,溶液中的是越来越小的,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,无法确定①中溶液中的的含量是否能够氧化I-,D错误;
故选D。
13. 催化还原生成和可以同时实现两种有害气体的有效脱除,因而成为治理烟气的最理想方案之一。将组成一定的与混合气体通入恒容密闭容器中,含氮物质反应为:
反应1:
反应2:
反应3:
不同温度下,反应相同时间,反应体系中各气体的物质的量浓度随温度的变化如图。
已知:
下列说法正确的是
A.
B. 时,
C. 时,的脱除率约为80%
D. 其他条件不变,升高温度有利于提高NO平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律,反应3=反应1 + 反应2 ,则 , A错误;
B.CO、NO是反应物,浓度随温度升高(反应速率加快,消耗增多)逐渐降低,和是生成物,浓度随温度升高逐渐增大,总反应中计量数为2,计量数为1,因此相同温度下浓度大于,故曲线x为、曲线y为,曲线e为,450℃时,、,恒容密闭容器中各成分的物质的量之比等于浓度之比,故,B错误;
C.根据N原子守恒:初始NO浓度,根据B选项可知,曲线x为、曲线y为,则曲线e为,如图可知,450℃时,、、,代入得: ,根据脱除率定义可知:,C正确;
D.三个反应均为放热反应(ΔH均小于0),其他条件不变升高温度,平衡逆向移动,NO平衡转化率降低,D错误;
故选C。
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 铟、镓、铝同为ⅢA族元素。从镓精矿中提取镓可制备铜铟镓硒太阳能电池材料。
(1)一种从某镓精矿(主要含K、Na、Fe、Al、Ga的氧化物)中提取镓的流程如下:
①加料完成后,为提高镓精矿中镓元素的浸取速率,可采取的措施有___________(填两条)。
②利用___________(填“阴”或“阳”)离子交换树脂可富集碱浸后滤液中的镓元素。该交换树脂除具有成本低、无污染、交换时吸附速率快的优点外,还具有的优点为___________。
③向酸解后的溶液中加入NaOH调节溶液pH至弱碱性,得到含的溶液。写出电解沉积时生成Ga的电极反应方程式:___________。
④电解沉积时,电极上析出n(Ga)及阴极收集的气体体积随通电时长的变化如题图-1所示。通电30 min后,电极上析出n(Ga)不升反降的原因是___________。
(2)铜铟镓硒(CIGS)是一种理想的太阳能电池材料。为准确分析其中各元素,需要先分离出其中的Se元素:将CIGS样品充分溶于足量热的HNO3―HCl混合液,使Se完全氧化为H2SeO3,向溶液中加入某还原剂X充分反应后,再加入H2SO3将H2SeO3还原为单质Se沉淀(其他元素未沉淀)。
①还原剂X的还原性需满足的条件为___________。
②一种CIGS晶体的晶胞结构如图-2a所示(图-2b为该晶胞沿y轴方向的投影)。该晶体中In与Ga的物质的量之比为2:3,准确称取m1 g该晶体,利用上述方法处理后得到Se沉淀质量为m2 g。该操作中Se元素沉淀率为___________。(写出计算过程,计算结果用含m1、m2的关系式表示)
【答案】(1) ①. 适当升高温度、加快搅拌速率 ②. 阴 ③. 吸附镓元素的选择性高、交换树脂再生(酸解时解附)效率高 ④. 。 ⑤. 电解一段时间后,阴极析氢反应加剧,镓表面c(OH)增大,部分金属镓溶解
(2) ①. 能还原HNO3但不能还原。 ②.
【解析】
【分析】Al、Ga的氧化物均为两性氧化物,通过碱浸和浓NaOH反应生成可溶性含氧酸盐进入滤液,碱浸后Ga以阴离子形式存在于滤液中,利用阴离子交换树脂吸附含Ga的阴离子,用酸处理吸附了Ga的树脂,Ga解吸附进入酸性溶液,调节pH使 与反应,重新转化为,同时可沉淀除去少量未除尽的等杂质,最后通过电解沉积将还原为Ga单质。
【小问1详解】
① 影响浸取速率的因素包括接触面积、温度、反应物浓度、搅拌等。
② Ga与Al同主族,碱浸后镓以阴离子形式存在,因此用阴离子交换树脂吸附;离子交换树脂的常见优点除题干所述外,还有选择性强、吸附容量大、可重复使用等。
③电解时在阴极得电子生成Ga,碱性条件下配平得到电极反应 。
④ 由图可知30min后阴极气体体积快速增加,溶液中浓度降低,析氢反应成为主反应,阴极区浓度增大,Ga为两性金属,与反应溶解,因此下降 。
【小问2详解】
① 该步骤需要X还原溶解后过量的氧化性酸HNO3,但不能还原。
② 根据均摊法,晶胞中Cu个数为,Se位于晶胞内个数为8,In和Ga总个数为,结合为,可得该晶体的最简式为,计算摩尔质量: 晶体中,Se的总质量为: 沉淀率
15. 化合物G是某化工生产中的重要中间体,其合成路线如下:
(1)有机物B中所含碳氧键的数目为______。
(2)设计步骤的目的是______。
(3)的反应类型为加成反应,则F的结构简式为______。
(4)G的一种同分异构体同时满足下列条件,该同分异构体的结构简式:______。
①能与溶液发生显色反应; ②有5种不同化学环境的氢原子。
(5)已知。写出以、和为原料制备的合成路线流程图______。(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)4 (2)保护B中羰基,防止羰基与后续EtMgBr反应
(3) (4) (5)
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,碳酸钾作用下A与CH2=CHCOOMe发生加成反应生成B,B在PPTS作用下与乙二醇发生加成反应生成C;C与EtMgBr发生取代反应生成D;D在PPTS、水、丙酮作用下转化为E;E在MeONa和MeOH作用下发生分子内加成反应生成F();F在CH3SO2Cl和Et3N作用下发生消去反应生成G。
【小问1详解】
B是,结构中有1个羰基、1个酯基,因此则1molB所含碳氧σ键的数目为4mol。
【小问2详解】
是B中羰基发生反应,根据流程图,D→E又形成羰基,所以步骤的目的是保护B中羰基,防止羰基与后续EtMgBr反应。
【小问3详解】
的反应类型为加成反应,F→G发生消去反应,由G逆推,可知F的结构简式是 。
【小问4详解】
①能与溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;②有5种不同化学环境的氢原子,说明结构对称;符合条件的G的同分异构体的结构简式为,
【小问5详解】
发生消去反应生成,被酸性高锰酸钾氧化为,与甲醇发生酯化反应生成,与反应生成,在甲醇钠、甲醇作用下生成,合成路线为。
16. 某兴趣小组对铜、银的配合物进行探究实验。
Ⅰ.铜配合物的形成与应用
(1)向溶液中逐滴加入浓氨水,生成,观察到反应现象为________。
(2)向硫酸铜溶液中加入酒石酸钠()溶液,加入溶液调节为11~13,再加入溶液,水浴加热,可在物质表面镀铜
已知:酒石酸()为弱酸;
在碱性环境下具有强还原性,中性和酸性还原性弱。
①可与形成配离子,酸性条件下解离。结构式为与形成配位键的氧原子为________(填序号)
②镀铜时需要形成配离子的原因是________。
③在铜的量足够的情况下,镀铜时需要及时添加的试剂是________。
④镀铜时相对用浓氨水形成铜氨配合物,用酒石酸盐形成配合物而不用氨水的原因是________。
已知:
Ⅱ.银配合物形成与应用
(3)在盐酸存在下,用过量铁粉还原回收并测定的回收率。
①溶于氨水,反应的平衡常数的数值为________。
已知:,反应 ,
②请补充完整实验方案:取一定量反应后固体,水洗干燥后称重,________,称量质量计算得到的回收率。
(已知:必须使用的试剂、用品和仪器有:氨水、溶液、稀硝酸、稀盐酸)
【答案】(1)先生成蓝色沉淀,后沉淀消失,生成深蓝色溶液
(2) ①. 1 ②. 反应需要碱性环境,会生成沉淀;提供一定浓度的 ③. 、 ④. 氨水易挥发,且铜氨配合物过于稳定导致游离浓度过低,无法满足镀铜反应速率要求
(3) ①. ②. 向固体中加入足量稀盐酸,充分反应后过滤、水洗至滤液中加稀硝酸酸化的溶液无白色沉淀生成,再将滤渣用足量2mol/L氨水充分浸取、过滤,剩余固体洗涤干燥后,得到纯净的Ag。
【解析】
【小问1详解】
向硫酸铜溶液中逐滴加浓氨水时,首先氨水作为弱碱提供,与反应生成蓝色的沉淀;过量的氨水作为配体,与反应生成深蓝色的溶液。
【小问2详解】
①配位键的形成需要配体提供孤电子对,中带负电的羧基氧(编号1)有孤电子对,可作为配位原子与成键。
②避免强碱性条件下生成沉淀;控制游离浓度,防止其被快速还原生成铜粉,保证平缓还原速率得到平整镀层。
③HCHO在碱性条件下被氧化为甲酸类物质,反应过程中会不断消耗,导致体系pH下降,既会让铜配离子解离,也会降低HCHO的还原性,因此需要及时补充NaOH维持强碱性环境,HCHO作为还原剂也随反应消耗需要补充。
④对比给出的两个平衡常数,铜氨配合物K更大,对的束缚能力过强,游离浓度太低还原速率难以满足镀铜需求,且氨水易挥发,体系配体浓度不稳定,酒石酸盐配合物更适配镀铜的速率要求。
【小问3详解】
①目标反应的平衡常数可拆解为两个反应的平衡常数乘积:。
②还原后固体混有过量铁粉,先加稀盐酸将Fe完全溶解除去,水洗除去、(用稀硝酸和检验无证明洗净),再加氨水浸取可能残留的AgCl杂质,最终得到纯净的Ag单质称重,即可计算回收率。
17. “碳中和”是指通过某些方法或技术“抵消”空气中的量,实现相对“零排放”。其关键技术是的捕获和转化。
I.的排放
(1)液化石油气的主要成分为丁烷、丙烷、丙烯等,丙烷完全燃烧的化学方程式为___________。
(2)下列措施有利于实现“碳中和”的是___________。
a.燃煤中添加生石灰 b.大力植树造林 c.使用可燃冰作能源
II.的捕获
(3)高炉炼铁排放出的高炉气经过如下图处理可获得低热值燃气和高浓度。
①高炉气进入吸收池前需经过热交换装置降温至90∼110℃,并对吸收池进行___________(“常压”“减压”“加压”)作业。
②分解池中通入高温水蒸气的作用是___________。
(4)金属有机框架材料(MOFs)是一类新型的吸附材料,在捕集和分离方面体现出卓越的性能。下图是某种MOFs材料选择性吸附的示意图:
该材料能吸附而不吸附的原因是:___________。
III.的转化
(5)某种电化学还原法可将完全还原为和的混合物。将22.4L该和混合气通入如图所示装置充分完全反应后在出口处收集到气体8.96L(所有气体体积均在标况下测得)。的选择性为___________。(写出计算过程)
已知:的选择性
(6)和重整可制和,原理如下左图所示。反应①完成后,将恒定组成的和的混合气体,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随时间变化如下右图所示。反应过程始终未检测到,时间后检测到催化剂表面有积碳。
①反应②的化学方程式为___________。
②,比多,且生成的速率不变,可能的原因是___________。
【答案】(1)
(2)b (3) ①. 加压 ②. 使碳酸氢钾受热分解
(4)二氧化碳分子直径小于该材料孔径,N2分子直径大于该材料孔径
(5)75% (6) ①. ②. 有副反应CH4(g)C(s)+2H2(g)发生
【解析】
【小问1详解】
丙烷完全燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为。
【小问2详解】
a.燃煤中添加生石灰可以减少二氧化硫的排放,不能减少二氧化碳排放,故不选a;
b.植物光合作用吸收二氧化碳,大力植树造林,有利于实现“碳中和”,故选b;
c.使用可燃冰作能源,不能降低二氧化碳的排放,故不选c;
选b。
【小问3详解】
高炉气进入吸收池,二氧化碳和碳酸钾反应生成碳酸氢钾,碳酸氢钾溶液在分解池中通入高温水蒸气,碳酸氢钾受热分解为碳酸钾、二氧化碳、水,碳酸钾溶液循环到吸收池再利用。
①二氧化碳和碳酸钾反应生成碳酸氢钾,K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3,增大压强,反应速率加快,所以对吸收池进行加压作业。
②碳酸氢钾在加热条件下分解为碳酸钾、二氧化碳、水,分解池中通入高温水蒸气的作用是使碳酸氢钾受热分解。
【小问4详解】
二氧化碳分子直径小于该材料孔径,N2分子直径大于该材料孔径,所以该材料能吸附而不吸附。
【小问5详解】
22.4L该和混合气的物质的量为1mol,充分完全反应后在出口处收集到8.96L的甲烷,则原混合气体中甲烷的物质的量为0.4mol、乙烯的物质的量为0.6mol,根据碳元素守恒,反应消耗二氧化碳的总物质的量为0.4+0.6×2=1.6mol,生成乙烯消耗二氧化碳的物质的量为0.6×2=1.2mol,的选择性为1.2÷1.6×100%=75%。
【小问6详解】
①.反应②碳酸钙和甲烷反应生成氧化钙、CO和H2,化学方程式为。
②.由题干图2信息可知,t1~t3,n(H2)>n(CO),且生成H2速率不变,反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上有积碳,故可能有副反应CH4(g)C(s)+2H2(g);
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