精品解析:宁夏吴忠市青铜峡市宁朔中学2026-2027学年高三上学期10月期中考试 化学试题
2026-10-28
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内容正文:
宁朔中学2026-2027学年第一学期高三期中考测试卷
测试时间:100分钟;满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 N-14 Cu-64 Mg-24 S-32 Fe-56
一、选择题,每题只有一项符合题意要求,每小题3分,共42分。
1. 2025年4月24日我国成功发射神舟二十号载人飞船,下列有关说法错误的是
A. 航天服头盔表面使用耐烧蚀树脂为合成有机高分子材料
B. 飞船外壳中的钛合金熔点比其成分金属高
C. 航天员可服用维生素C帮助身体将食物中的转变为易吸收的
D. 飞船传感器使用的碳纳米管材料比表面积大,有相当高的强度和优良的电学性能
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. NaOH的电子式: B. 乙醇的分子模型:
C. NH3的VSEPR模型: D. 反-2-丁烯的结构简式:
3. 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. 用Fe制取FeCl3:
B. 工业制取苯酚:NaClCl2(g)C6H5ClC6H5OH
C. HCl制备:NaCl溶液和
D. 硫酸工业:
4. 物质的性质决定物质的用途,下列叙述两者对应关系正确的是
A. 有还原性,可用于自来水消毒
B. 能使蛋白质变性,可用于环境消毒
C. 75%的乙醇具有强氧化性,可用于杀菌消毒
D. 制作豆腐时添加石膏,体现了的难溶性
5. 下列方程式与所给事实相符的是
A. 用食醋处理水垢中的:
B. 工业电解饱和食盐水制氯气:
C. 过量铁粉与稀硝酸反应:
D. 向溶液中滴加溶液:
6. 下列各组离子能在指定溶液中大量共存的是
A. 0.1mol/L的NH4SCN溶液中:Fe3+、Mg2+、、
B. 0.1mol/L的H2SO4溶液中:Na+、K+、ClO-、
C. 能使酚酞变红的溶液中:Na+、K+、、
D. 含大量NaHSO4的溶液中:K+、Fe2+、、
7. NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 2.24L(标准状况)乙醇与足量Na充分反应,生成的H2分子数为0.05NA
B. 2.4g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数为0.2NA
C. 在25℃时,1LpH为12的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.01NA
D. 8.0g由Cu2S和CuO组成的混合物中含有的铜原子数为0.1NA
8. 价类二维图是学习元素化合物的重要模型和工具,某元素在地壳中的含量居第四位,该元素的价类二维图如下所示,下列说法正确的是
A. a在高温下与水蒸气反应可生成c和
B. b、c是碱性氧化物,能与水反应生成e和d
C. f、g只能与强碱反应制备e、d
D. h既能杀菌消毒,还能净水
9. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声
H2O具有还原性
B
待测液中滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀
待测液含有
C
Mg(OH)2和Al(OH)3中均分别加入NaOH溶液和盐酸,Mg(OH)2只溶于盐酸,Al(OH)3都能溶
Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强
D
乙醇和浓硫酸加热,产生的气体使溴水褪色
该气体一定是乙烯
A. A B. B C. C D. D
10. 抗癌药物的结构如图。关于该药物的说法错误的是
A. 能发生水解反应 B. 含有2个手性碳原子
C. 能使的溶液褪色 D. 碳原子杂化方式有和
11. 实验室以生锈的铜屑[主要成分是Cu,含有少量的油污、CuO、、]为原料制备胆矾的流程如图。下列说法正确的是
A. 胆矾的化学式为 B. 步骤①的目的是除去油污
C. 步骤②中作还原剂 D. 步骤③的操作:蒸发结晶
12. 短周期元素、、的原子序数依次递增,它们的原子最外层电子数之和为和同主族,原子的最外层电子数等于原子的次外层电子数,下列叙述中正确的是
A. 原子半径:
B. 的最简单氢化物的稳定性大于的最简单氢化物的稳定性
C. 高温下,单质能置换出单质
D. 三种元素的最高价氧化物对应的水化物均可由化合反应得到
13. 碱式氯化铜[]制备需要,其中的制备原理如图所示。下列有关说法正确的是
A. 图中M、N分别为、 B. 上述转化过程中与个数比1:1
C. 图中M为催化剂 D. a、b、c之间的关系式为:
14. 氮化铬的晶胞结构如图所示,A点分数坐标为。氮化铬的晶体密度为d,摩尔质量为M,晶胞参数为anm,代表阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A. 距A点最近的N原子的分数坐标可能为
B. Cr原子位于N原子构成的八面体空隙中
C. 距离Cr原子最近的Cr原子有8个
D.
二、填空题:共58分。
15. FeOOH为一种不溶于水的黄色固体,在染料工业中有着重要的作用,某工厂以Fe2O3废料(含少量SiO2、FeO等)为原料制备FeOOH,流程如图所示:
(1)为提高“酸浸”的速率,可采取的措施有____________(任填两种)。
(2)“废渣”的主要成分为______(填化学式)。
(3)“试剂X”宜选择的是______(填序号)。
A. 双氧水 B. 铁粉 C. 氯水 D. 铜粉
(4)向“滤液2”中加入乙醇即可析出FeSO4·7H2O晶体,乙醇的作用是__________________。从“滤液2”中获得晶体后在实验室中进行洗涤沉淀的操作是__________________。
(5)由FeSO4·7H2O转化为FeOOH的离子方程式是________________________。
(6)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上可作补血剂。用酸性KMnO4溶液可测定补血剂药片中铁元素含量,其原理是(未配平,且药片中其他成分与KMnO4不反应)。实验测得10片补血剂药片共消耗amL 0.0200mol·L-1酸性KMnO4溶液,则每片补血剂药片中含有FeSO4·7H2O的质量为______(用a的代数式表示)。
16. 硫酰氯(SO2Cl2)常作氯化剂或氯磺化剂,用于制作药品、染料、表面活性剂等。
有关物质的部分性质如下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
其它性质
SO2Cl2
-54.1
69.1
①易水解,产生大量白雾
②易分解:SO2Cl2SO2↑+Cl2↑
H2SO4
10.4
338
吸水性且不易分解
实验室用干燥而纯净的二氧化硫和氯气合成硫酰氯,装置如图所示(夹持仪器已省略),请回答有关问题:
(1) 仪器A冷却水的进口为________(填“a”或“b”)。
(2) 仪器B中盛放的药品是________。
(3) 实验时,装置丁中发生反应的离子方程式为________。
(4) 装置丙的作用为______,若缺少装置乙硫酰氯会水解,该反应的化学方程式为_______。
(5) 少量硫酰氯也可用氯磺酸(ClSO3H)分解获得,该反应的化学方程式为:2ClSO3H===H2SO4+SO2Cl2,此方法得到的产品中会混有硫酸。从分解产物中分离出硫酰氯的方法是________。
17. 近年来,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇()技术取得重大突破,该项目研究的主要反应如下:
I.CO与H2反应合成甲醇:
Ⅱ.CO2与H2反应合成甲醇:。
请回答下列问题:
(1)上述反应符合原子经济性的是反应_____(填“I”或“Ⅱ”)
(2)采取下列措施,能使反应I的反应速率减小的是_____(填字母)
A.及时分离出甲醇 B.增大容器压强
C.升高温度 D.选择高效催化剂
E.恒温恒容,充入Ar F.恒温恒压,充入Ar
(3)一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,发生反应Ⅱ,充分反应5min达平衡。
①能说明该反应达到平衡状态的是_____(填字母)
A.CH3OH的体积分数不再发生变化
B.键断裂的同时断裂2molO-H键
C.容器中混合气体平均相对分子质量不再变化
D.容器中混合气体的密度不再变化
E.容器中混合气体的总压强不再变化
②测得平衡混合物中体积分数为30%,则内,_____,反应体系开始时的压强与平衡时的压强之比为_____。
(4)H2还原CO电化学法制备甲醇()的工作原理如图所示:
①通入H2的一端是电池的_____极(填“正”或“负”)。
②通入CO的一端发生的电极反应式为_____。
③当反应中生成0.5mol甲醇时,外电路中通过的电子的物质的量为_____。
18. 药物中间体二酮H的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。
已知:①C→D的转化中,无水乙醚仅做溶剂,反应物(丙酮)的结构简式为 。
②。
回答下列问题:
(1)H中含氧官能团的名称_______。
(2)E的系统命名为_______。
(3)G的结构简式为_______。
(4)D的同分异构体中,核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9:2:1的结构简式为_______。
(5)有人设计了一种以为指定有机原料合成的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用)如下图所示。请回答下列问题:
①J的结构简式为_______。
②由 生成I的反应方程式为_______(要写出具体反应条件)。
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宁朔中学2026-2027学年第一学期高三期中考测试卷
测试时间:100分钟;满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 N-14 Cu-64 Mg-24 S-32 Fe-56
一、选择题,每题只有一项符合题意要求,每小题3分,共42分。
1. 2025年4月24日我国成功发射神舟二十号载人飞船,下列有关说法错误的是
A. 航天服头盔表面使用耐烧蚀树脂为合成有机高分子材料
B. 飞船外壳中的钛合金熔点比其成分金属高
C. 航天员可服用维生素C帮助身体将食物中的转变为易吸收的
D. 飞船传感器使用的碳纳米管材料比表面积大,有相当高的强度和优良的电学性能
【答案】B
【解析】
【详解】A.耐烧蚀树脂是通过人工合成的高分子材料,属于合成有机高分子材料,A正确;
B.合金的熔点通常低于其成分金属的熔点,钛合金的熔点应比纯钛低,B错误;
C.维生素C具有还原性,能将Fe³⁺还原为Fe²⁺,促进铁元素的吸收,C正确;
D.碳纳米管具有高比表面积、高强度和优异电学性能,符合实际特性,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. NaOH的电子式: B. 乙醇的分子模型:
C. NH3的VSEPR模型: D. 反-2-丁烯的结构简式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.为离子化合物,由和构成,图示电子式书写正确,A正确;
B.乙醇结构简式为,图示比例模型符合原子相对大小和原子连接顺序,B正确;
C.中心原子价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形(含1对孤电子对),图示符合该模型,C正确;
D.反-2-丁烯的碳碳双键两端的甲基应位于双键异侧,图示中两个甲基在双键同侧,为顺-2-丁烯,D错误;
故答案选D。
3. 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. 用Fe制取FeCl3:
B. 工业制取苯酚:NaClCl2(g)C6H5ClC6H5OH
C. HCl制备:NaCl溶液和
D. 硫酸工业:
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe与盐酸反应只能生成,无法得到,且溶液蒸发过程中水解、挥发,加热最终得到,无法得到无水,转化不能实现,A错误;
B.氯苯水解制苯酚需要高温高压、水溶液条件,再酸化得到苯酚,浓硫酸加热条件无法实现该转化,B错误;
C.电解溶液生成和,在中点燃反应生成,所有转化均可实现,C正确;
D.与水反应生成,无法直接生成,需先将催化氧化为,再与水反应得到硫酸,转化不能实现,D错误;
故答案选C。
4. 物质的性质决定物质的用途,下列叙述两者对应关系正确的是
A. 有还原性,可用于自来水消毒
B. 能使蛋白质变性,可用于环境消毒
C. 75%的乙醇具有强氧化性,可用于杀菌消毒
D. 制作豆腐时添加石膏,体现了的难溶性
【答案】B
【解析】
【详解】A.具有强氧化性,能氧化微生物中的还原性物质而用于自来水消毒,不是利用还原性,A错误;
B.具有强氧化性,能使蛋白质变性,因而可用于环境消毒,性质与用途对应,B正确;
C.75%的乙醇能使蛋白质变性,可用于杀菌消毒,但乙醇不具有强氧化性,C错误;
D.制作豆腐时加入石膏,溶出的可促使豆浆中的蛋白质胶体聚沉,并非利用的难溶性,D错误;
故选B。
5. 下列方程式与所给事实相符的是
A. 用食醋处理水垢中的:
B. 工业电解饱和食盐水制氯气:
C. 过量铁粉与稀硝酸反应:
D. 向溶液中滴加溶液:
【答案】B
【解析】
【详解】A.用食醋处理水垢中的氢氧化镁发生的反应为氢氧化镁与醋酸溶液反应生成醋酸镁和水,反应的离子方程式为,A错误;
B.工业电解饱和食盐水制氯气发生的反应为饱和食盐水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应的离子方程式为,B正确;
C.过量铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水,反应的离子方程式为,C错误;
D.硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和一水合氨,反应的离子方程式为,D错误;
故选B。
6. 下列各组离子能在指定溶液中大量共存的是
A. 0.1mol/L的NH4SCN溶液中:Fe3+、Mg2+、、
B. 0.1mol/L的H2SO4溶液中:Na+、K+、ClO-、
C. 能使酚酞变红的溶液中:Na+、K+、、
D. 含大量NaHSO4的溶液中:K+、Fe2+、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.NH4SCN溶液中SCN⁻与Fe3+形成络合物,不能大量共存,A不符合题意;
B.H2SO4溶液中H+与ClO⁻生成弱酸HClO,且酸性下[Al(OH)4]⁻转化为Al3+,B不符合题意;
C.碱性溶液中Na⁺、K⁺、、均不反应,能共存,C符合题意;
D.酸性条件下Fe2+与发生氧化还原反应,不能共存,D不符合题意;
故选C。
7. NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 2.24L(标准状况)乙醇与足量Na充分反应,生成的H2分子数为0.05NA
B. 2.4g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数为0.2NA
C. 在25℃时,1LpH为12的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.01NA
D. 8.0g由Cu2S和CuO组成的混合物中含有的铜原子数为0.1NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下乙醇不是气体,不确定其物质的量,不能计算生成氢气的量,A错误;
B.镁为二价金属,2.4g镁条(物质的量为0.1mol)在空气中充分燃烧时转移0.2mol电子,即转移电子数为0.2NA,B正确;
C.在25℃时,1LpH为12的Ba(OH)2溶液中含有0.01mol/L×1L=0.01molOH-,数目为0.01NA,C正确;
D.Cu2S相对分子质量和Cu2O2相同,可改写为Cu2O2,则最简式为CuO,8.0g由Cu2S和CuO组成的混合物可看作0.1molCuO,含有的铜原子数为0.1NA,D正确;
故选A。
8. 价类二维图是学习元素化合物的重要模型和工具,某元素在地壳中的含量居第四位,该元素的价类二维图如下所示,下列说法正确的是
A. a在高温下与水蒸气反应可生成c和
B. b、c是碱性氧化物,能与水反应生成e和d
C. f、g只能与强碱反应制备e、d
D. h既能杀菌消毒,还能净水
【答案】D
【解析】
【分析】某元素在地壳中的含量居第四位,则该元素是铁元素;由图可知a铁、b为氧化亚铁、c为氧化铁、d为氢氧化铁、e为氢氧化亚铁、f为亚铁盐、g为铁盐、h为高铁酸盐。
【详解】A.铁高温下可与水发生置换反应生成四氧化三铁和氢气,故A错误;
B.氧化亚铁和氧化铁都不溶于水,都不能与水反应,故B错误;
C.溶液中的亚铁离子和铁离子能与氨水反应制备氢氧化亚铁和氢氧化铁,故C错误;
D.高铁酸根离子具有强氧化性,能起到杀菌消毒的作用,反应生成的铁离子能在溶液中水解生成氢氧化铁胶体,胶体能吸附水中悬浮杂质而聚沉,达到净水的作用,所以高铁酸盐既能杀菌消毒,还能净水,故D正确;
故选D。
9. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声
H2O具有还原性
B
待测液中滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀
待测液含有
C
Mg(OH)2和Al(OH)3中均分别加入NaOH溶液和盐酸,Mg(OH)2只溶于盐酸,Al(OH)3都能溶
Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强
D
乙醇和浓硫酸加热,产生的气体使溴水褪色
该气体一定是乙烯
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.还原铁粉与水蒸气反应生成,反应中中元素化合价从+1价降低到0价,得电子被还原,体现氧化性,A错误;
B.若待测液中含有,可与反应生成白色沉淀,若含有、,也可与反应生成白色沉淀,无法证明待测液一定含,B错误;
C.仅与盐酸反应,仅显碱性,既能与盐酸反应又能与溶液反应,属于两性氢氧化物,碱性弱于,可得出比碱性强的结论,C正确;
D.乙醇和浓硫酸加热时,浓硫酸具有强氧化性,可与乙醇发生副反应生成,也能使溴水褪色,因此不能证明气体一定是乙烯,D错误;
故答案选C。
10. 抗癌药物的结构如图。关于该药物的说法错误的是
A. 能发生水解反应 B. 含有2个手性碳原子
C. 能使的溶液褪色 D. 碳原子杂化方式有和
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中有肽键,因此在酸或碱存在并加热条件下可以水解,A正确;
B.标注*这4个碳原子各连有4个各不相同的原子或原子团,因此为手性碳原子,B错误;
C.分子中含有碳碳双键,因此能使能使的溶液褪色,C正确;
D.分子中双键碳原子为杂化,饱和碳原子为杂化,D正确;
故选B。
11. 实验室以生锈的铜屑[主要成分是Cu,含有少量的油污、CuO、、]为原料制备胆矾的流程如图。下列说法正确的是
A. 胆矾的化学式为 B. 步骤①的目的是除去油污
C. 步骤②中作还原剂 D. 步骤③的操作:蒸发结晶
【答案】B
【解析】
【分析】生锈的铜屑主要成分是Cu,含有少量的油污、CuO、、。用碳酸钠溶液洗去表面油污,用硫酸、双氧水溶解固体得硫酸铜溶液,硫酸铜溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得胆矾。
【详解】A.胆矾的化学式为,故A错误;
B. 碳酸钠溶液呈碱性,油脂在碱性条件下水解,步骤①的目的是除去油污,故B正确;
C. 步骤②中发生反应,作氧化剂,故C错误;
D. 步骤③是从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体,操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,故D错误;
选B。
12. 短周期元素、、的原子序数依次递增,它们的原子最外层电子数之和为和同主族,原子的最外层电子数等于原子的次外层电子数,下列叙述中正确的是
A. 原子半径:
B. 的最简单氢化物的稳定性大于的最简单氢化物的稳定性
C. 高温下,单质能置换出单质
D. 三种元素的最高价氧化物对应的水化物均可由化合反应得到
【答案】C
【解析】
【分析】短周期元素A、B、C的原子序数依次递增,B原子的最外层电子数等于A原子的次外层电子数,则A原子只能有2个电子层,故B原子最外层电子数为2,A和C同主族,设二者最外层电子数为x,三原子最外层电子数之和为10,则2x+2=10,故x=4,则A为碳元素、C为Si元素,结合原子序数可知,B为Mg。
【详解】A.同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径C<Si<Mg,A错误;
B.最简单氢化物的稳定性与非金属性一致,故氢化物稳定性CH4>SiH4,B错误;
C.高温下,碳与二氧化硅反应可以置换出Si,,C正确;
D. 二氧化硅不能与水反应,D错误;
故选C。
13. 碱式氯化铜[]制备需要,其中的制备原理如图所示。下列有关说法正确的是
A. 图中M、N分别为、 B. 上述转化过程中与个数比1:1
C. 图中M为催化剂 D. a、b、c之间的关系式为:
【答案】C
【解析】
【分析】中铜元素化合价升高,铜作还原剂,被氧化剂,M为氧化剂,N为还原产物;根据电子守恒可知, 与个数比2:1。
【详解】A.中铜元素化合价升高,铜作还原剂,被M氧化剂,M为氧化剂,N为还原产物; M、N分别为、,A错误;
B.根据电子守恒可知, 与个数比2:1,B错误;
C.M先参与反应后生成,M为催化剂,N先生成,后消耗,N为中间产物,C正确;
D.中铜元素为+2价,氯元素为-1价,氢元素为+1价,氧元素为-2价,根据化合物化合价规则可得即,D错误;
故答案为:C。
14. 氮化铬的晶胞结构如图所示,A点分数坐标为。氮化铬的晶体密度为d,摩尔质量为M,晶胞参数为anm,代表阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A. 距A点最近的N原子的分数坐标可能为
B. Cr原子位于N原子构成的八面体空隙中
C. 距离Cr原子最近的Cr原子有8个
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据晶胞图可知,距离A点最近N位于面心,其坐标为(,,0)、(,0,)、(0,,),故A说法正确;
B.根据晶胞可知,Cr原子位于N原子构成的八面体空隙中,故B说法正确;
C.以体心Cr为基准,距离体心Cr最近的Cr原子位于棱心,根据晶胞可知,共有12个,故C说法错误;
D.N原子位于顶点和面心,个数为=4,Cr原子位于棱心和体心,个数为=4,化学式为CrN,晶胞的质量为g,晶胞体积为(a×10-7)3cm3,则晶胞的密度为d=g/cm3,即,故D说法正确;
答案为C。
二、填空题:共58分。
15. FeOOH为一种不溶于水的黄色固体,在染料工业中有着重要的作用,某工厂以Fe2O3废料(含少量SiO2、FeO等)为原料制备FeOOH,流程如图所示:
(1)为提高“酸浸”的速率,可采取的措施有____________(任填两种)。
(2)“废渣”的主要成分为______(填化学式)。
(3)“试剂X”宜选择的是______(填序号)。
A. 双氧水 B. 铁粉 C. 氯水 D. 铜粉
(4)向“滤液2”中加入乙醇即可析出FeSO4·7H2O晶体,乙醇的作用是__________________。从“滤液2”中获得晶体后在实验室中进行洗涤沉淀的操作是__________________。
(5)由FeSO4·7H2O转化为FeOOH的离子方程式是________________________。
(6)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上可作补血剂。用酸性KMnO4溶液可测定补血剂药片中铁元素含量,其原理是(未配平,且药片中其他成分与KMnO4不反应)。实验测得10片补血剂药片共消耗amL 0.0200mol·L-1酸性KMnO4溶液,则每片补血剂药片中含有FeSO4·7H2O的质量为______(用a的代数式表示)。
【答案】(1)粉碎废料、适当升温或适当增加硫酸浓度或充分搅拌等
(2)SiO2 (3)B
(4) ①. 降低溶解度,利于其析出晶体 ②. 用玻璃棒引流向漏斗中加乙醇至浸没沉淀,待液体流下,重复操作2~3次
(5)4Fe2++O2+8OH-=4FeOOH↓+2H2O
(6)
【解析】
【分析】向废料中加入稀硫酸,废料中的、分别与硫酸反应生成、;杂质不与稀硫酸反应,作为废渣被分离,得到含、的滤液1。加入试剂X将滤液1中的还原为,得到仅含的滤液2。向滤液2中加入乙醇,降低的溶解度,促使绿矾晶体析出。将与溶液混合,在空气的氧化作用下,转化为最终产物。
【小问1详解】
据化学反应速率影响因素,提升固液酸浸速率的常用措施从接触面积、温度、浓度、操作辅助等角度选取。
【小问2详解】
废料中的、均可与稀硫酸反应生成可溶性铁盐/亚铁盐,杂质不与稀硫酸反应,因此酸浸后废渣的主要成分为。
【小问3详解】
流程最终要获得,酸浸后滤液1同时含有和,试剂X需要将还原为且不引入新杂质:双氧水、氯水是氧化剂不符合要求;铜粉会引入杂质;铁粉可发生反应,不引入新杂质,故选B。
【小问4详解】
FeSO4⋅7H2O在乙醇中的溶解度远小于在水中的溶解度,加入乙醇可以降低其溶解度,让晶体更易析出;用玻璃棒引流向漏斗中加乙醇至浸没沉淀,待液体流下,重复操作2~3次。
【小问5详解】
该过程中在碱性条件下被空气中的氧化为,根据氧化还原反应配平规则:Fe从+2价升至+3价,每个Fe失1e-,中O从0价降至-2价,1个得4e-,因此与的系数比为4:1,再结合电荷守恒和原子守恒补全和产物即可。
【小问6详解】
先配平氧化还原反应:,可得计量关系。10片药片消耗的,对应,的摩尔质量为,因此每片的质量为。
16. 硫酰氯(SO2Cl2)常作氯化剂或氯磺化剂,用于制作药品、染料、表面活性剂等。
有关物质的部分性质如下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
其它性质
SO2Cl2
-54.1
69.1
①易水解,产生大量白雾
②易分解:SO2Cl2SO2↑+Cl2↑
H2SO4
10.4
338
吸水性且不易分解
实验室用干燥而纯净的二氧化硫和氯气合成硫酰氯,装置如图所示(夹持仪器已省略),请回答有关问题:
(1) 仪器A冷却水的进口为________(填“a”或“b”)。
(2) 仪器B中盛放的药品是________。
(3) 实验时,装置丁中发生反应的离子方程式为________。
(4) 装置丙的作用为______,若缺少装置乙硫酰氯会水解,该反应的化学方程式为_______。
(5) 少量硫酰氯也可用氯磺酸(ClSO3H)分解获得,该反应的化学方程式为:2ClSO3H===H2SO4+SO2Cl2,此方法得到的产品中会混有硫酸。从分解产物中分离出硫酰氯的方法是________。
【答案】 ①. a ②. 碱石灰 ③. ClO+5Cl-+ 6H+===3Cl2↑+3H2O ④. 除去Cl2中的HCl ⑤. SO2Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl ⑥. 蒸馏
【解析】
【详解】(1) 仪器A冷却水为下进上出,故的进口为a。
(2) 硫酰氯易水解,为防止其水解,仪器B中盛放的药品是干燥剂碱石灰。
(3)装置丁中是制备氯气的装置,反应的离子方程式:ClO3-+5Cl-+ 6H+=3Cl2 ↑+3H2O。
(4)因实验中要用到干燥而纯净的氯气 ,故装置丙是除去Cl2中的HCl;装置乙是除去Cl2中的H2O,起干燥作用,缺少装置乙硫酰氯遇到水会发生水解:SO2Cl2 + 2H2O=H2SO4 + 2HCl;
(5)H2SO4高沸点为338℃,而SO2Cl2低沸点为69.1℃,可用蒸馏的方法从分解产物中分离出硫酰氯。
【点睛】本题考查的是实验仪器的使用,物质的制备,性质的应用。本题 中有效信息的提取和应用是关键,特别注意的是硫酰氯的水解,氯气的制备。难度中等。
17. 近年来,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇()技术取得重大突破,该项目研究的主要反应如下:
I.CO与H2反应合成甲醇:
Ⅱ.CO2与H2反应合成甲醇:。
请回答下列问题:
(1)上述反应符合原子经济性的是反应_____(填“I”或“Ⅱ”)
(2)采取下列措施,能使反应I的反应速率减小的是_____(填字母)
A.及时分离出甲醇 B.增大容器压强
C.升高温度 D.选择高效催化剂
E.恒温恒容,充入Ar F.恒温恒压,充入Ar
(3)一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,发生反应Ⅱ,充分反应5min达平衡。
①能说明该反应达到平衡状态的是_____(填字母)
A.CH3OH的体积分数不再发生变化
B.键断裂的同时断裂2molO-H键
C.容器中混合气体平均相对分子质量不再变化
D.容器中混合气体的密度不再变化
E.容器中混合气体的总压强不再变化
②测得平衡混合物中体积分数为30%,则内,_____,反应体系开始时的压强与平衡时的压强之比为_____。
(4)H2还原CO电化学法制备甲醇()的工作原理如图所示:
①通入H2的一端是电池的_____极(填“正”或“负”)。
②通入CO的一端发生的电极反应式为_____。
③当反应中生成0.5mol甲醇时,外电路中通过的电子的物质的量为_____。
【答案】(1)I (2)AF
(3) ①. ACE ②.
0.075 ③.
8:5 (4) ①.
负 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
反应I中反应物全部转化为目标产物甲醇,没有副产物生成,原子利用率为100%,符合原子经济性的要求。
【小问2详解】
A.及时分离出甲醇,生成物浓度减小,反应速率减小,正确;
B.增大容器压强,气体浓度增大,反应速率增大,错误;
C.升高温度,反应速率增大,错误;
D.使用高效催化剂,反应速率增大,错误;
E.恒温恒容充入,反应物浓度不变,反应速率不变,错误;
F.恒温恒压充入,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小,正确;
故选AF。
【小问3详解】
①A.甲醇的体积分数不再变化,说明各组分含量保持不变,达到平衡状态,正确;
B.断裂键代表正反应速率,而断裂键无法明确对应逆反应速率(逆反应消耗和共需断裂键),不能说明正逆反应速率相等,错误;
C.该反应前后气体总质量不变,但总物质的量改变,平均相对分子质量不再变化说明总物质的量不再变化,达到平衡状态,正确;
D.恒容容器中气体总质量不变,密度始终不变,不能说明达到平衡,错误;
E.恒容容器中,反应前后气体总物质的量改变,总压强不再变化说明达到平衡状态,正确;
故选ACE。
②设反应消耗了,则消耗,生成和。平衡时,为,为,为,为。混合气体总物质的量为。由甲醇体积分数为30%可得:,解得。则内,。反应体系开始时的总物质的量为,平衡时的总物质的量为。恒温恒容下,压强之比等于物质的量之比,即。
【小问4详解】
①在总反应中,中氢元素化合价升高,发生氧化反应,故通入的一端为原电池的负极。
②通入的一端为正极,发生还原反应,在酸性条件下得到电子生成甲醇,电极反应式为。
③由电极反应式可知,生成甲醇转移电子,故当反应中生成甲醇时,外电路中通过的电子的物质的量为。
18. 药物中间体二酮H的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。
已知:①C→D的转化中,无水乙醚仅做溶剂,反应物(丙酮)的结构简式为 。
②。
回答下列问题:
(1)H中含氧官能团的名称_______。
(2)E的系统命名为_______。
(3)G的结构简式为_______。
(4)D的同分异构体中,核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9:2:1的结构简式为_______。
(5)有人设计了一种以为指定有机原料合成的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用)如下图所示。请回答下列问题:
①J的结构简式为_______。
②由 生成I的反应方程式为_______(要写出具体反应条件)。
【答案】(1)酮羰基 (2)2-甲基-2-丁烯
(3)CH2=CHC(CH3)=CH2
(4)(CH3)3CCH2OH
(5) ①. ②. 2+O22+2H2O
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,A和溴化氢发生加成反应生成B;无水乙醚作用下B和镁反应生成C;C与丙酮先发生加成反应、后酸性条件下发生水解反应生成D;D发生消去反应生成E;低温条件下E在氢氧化钠溶液中与高锰酸钾发生氧化反应生成F;氧化铝作用下F共热发生消去反应生成CH2=CHC(CH3)=CH2,则G为CH2=CHC(CH3)=CH2;G与发生加成反应生成H。
【小问1详解】
由结构简式可知,H的含氧官能团为酮羰基;
【小问2详解】
由结构简式可知,E的名称为2-甲基-2-丁烯;
【小问3详解】
由分析可知,G的结构简式为CH2=CHC(CH3)=CH2;
【小问4详解】
D的同分异构体的核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9:2:1,说明含有3种类型氢原子,且分子中含有3个等效的甲基,则符合条件的结构简式为(CH3)3CCH2OH;
【小问5详解】
由有机物的转化关系可知,与溴化氢共热发生取代反应生成,无水乙醚作用下与镁反应生成;铜做催化剂条件下与氧气共热发生催化氧化反应生成,则I为;无水乙醚作用下与先发生加成反应、后酸性条件下发生水解反应生成 ,则J为 ;浓硫酸作用下 共热发生消去反应生成;
①由分析可知,J的结构简式为 ;
②由分析可知,生成I的反应为铜做催化剂条件下与氧气共热发生催化氧化反应生成和水,反应的化学方程式为:2+O22+2H2O。
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