精品解析:河北沧州市部分学校2026-2027学年高三上学期11月期中考试 化学试题
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内容正文:
化学
本试卷共8页,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.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 Cl-35.5 K-39 Cr-52 Br-80 I-127
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 成语是中华民族灿烂文化中的瑰宝,许多成语蕴含着丰富的化学原理。下列成语均涉及氧化还原反应的是
A. 炉火纯青、百炼成钢 B. 水滴石穿、沙里淘金
C. 木已成舟、聚沙成塔 D. 水乳交融、海市蜃楼
【答案】A
【解析】
【详解】A.炉火纯青涉及燃料的燃烧,燃烧属于氧化还原反应;百炼成钢是将生铁中过量的碳氧化除去的过程,碳、氧元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,二者均涉及氧化还原反应,A正确;
B.水滴石穿涉及的反应为,反应中所有元素化合价均未发生变化,不属于氧化还原反应;沙里淘金是利用金与沙的密度差异进行分离的物理过程,无化学反应发生,不涉及氧化还原反应,B错误;
C.木已成舟是木材形状改变的物理过程,聚沙成塔是沙子堆积成型的物理过程,二者均无新物质生成,不涉及氧化还原反应,C错误;
D.水乳交融是液体分散形成乳浊液的物理过程,海市蜃楼是光的折射与全反射形成的光学物理现象,二者均无化学反应发生,不涉及氧化还原反应,D错误;
故选A。
2. 下列实验操作正确且能达到实验目的的是
A.除去CO2中混有的HCl
B.演示喷泉实验
C.制备Fe(OH)3胶体
D.制备NH3
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.除去中混有的时,饱和溶液不仅会与杂质反应,还会与主体气体发生反应,吸收目标气体,应选用饱和溶液,A不符合题意;
B.圆底烧瓶内的可与胶头滴管、烧杯中的浓溶液快速反应,使烧瓶内压强迅速减小,形成足够的压强差,能够将烧杯中的溶液压入烧瓶形成喷泉,操作正确且能达到实验目的,B符合题意;
C.制备胶体的正确操作是将饱和溶液滴入沸水中,继续煮沸至液体呈红褐色,若将饱和溶液滴入加热的氨水中,会直接反应生成沉淀,无法得到胶体,不能达到实验目的,C不符合题意;
D.加热和固体制备时,试管口应略向下倾斜,防止加热产生的水蒸气冷凝后倒流,使热的试管炸裂;图示装置中试管口向上倾斜,操作错误,不能达到实验目的,D不符合题意;
故选B。
黑火药发生爆炸反应的化学方程式为。NA表示阿伏加德罗常数的值。据此完成下面小题。
3. 下列化学用语正确的是
A. 中子数为8的碳核素: B. 硫原子的结构示意图:
C. 的价层电子对互斥模型: D. CO2的分子模型:
4. 下列说法错误的是
A. 39 g K+(基态)中在球形轨道运动的电子数为6NA
B. 100 mL 1 mol·L-1 K2S溶液中S2-的数目小于0.1NA
C. 该反应中有12 mol电子转移时,形成的键的数目为8NA
D. 等质量的N2和CO所含的分子数均为NA
【答案】3. D 4. D
【解析】
【3题详解】
A.中子数为8的碳核素,质量数为,核素符号应表示为,A错误;
B.硫原子的结构示意图:,B错误;
C.中心N原子的价层电子对数为,无孤电子对,价层电子对互斥模型为平面三角形,题图所示为三角锥形的立体结构,C错误;
D.为直线形分子,C原子半径大于O原子半径,题图所示直线形、中间原子半径更大的空间填充模型符合的结构,D正确;
故选D;
【4题详解】
A.39 g 的物质的量为,基态的核外电子排布为,球形轨道为s轨道,s轨道上的电子总数为,即球形轨道运动的电子数为,A正确;
B.溶液中会发生水解反应,因此100 mL 1mol/L 溶液中的物质的量小于,数目小于,B正确;
C.反应中C从0价升至+4价,共转移12个电子,该反应转移12 mol电子,生成3 mol 和1 mol ,每个含2个π键,每个含2个π键,总π键物质的量为,即π键数目为,C正确;
D.和的摩尔质量均为28 g/mol,等质量的二者物质的量相等,但题目未给出具体质量,无法确定所含分子数为,D错误;
故选D。
5. 化学知识在生产、生活中应用广泛。下列反应方程式错误的是
A. 氯碱工业:
B. 氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃:
C. 浓硝酸溶解金属银:
D. 过氧化钠用作供氧剂:
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯碱工业为电解饱和食盐水制备烧碱、氢气与氯气,反应的离子方程式为,与选项给出的方程式一致,A正确;
B.玻璃的主要成分为,氢氟酸可与反应生成四氟化硅气体与水,反应方程式为,与选项给出的方程式一致,B正确;
C.浓硝酸溶解金属银时,被氧化为,每个失去1个电子,酸性条件下被还原为,每个得到1个电子,根据电子守恒、电荷守恒,正确的离子方程式应为,选项给出的方程式得失电子不守恒、电荷不守恒,方程式书写错误,C错误;
D.过氧化钠用作供氧剂时,可与二氧化碳反应生成碳酸钠与氧气,反应方程式为,与选项给出的方程式一致,D正确;
故选C。
6. 部分含Na或Fe或Cu或Al的物质“价—类”二维图如图所示。下列叙述正确的是
A. 若f为蓝色不溶物,则在g水溶液中加入氨水可得深蓝色溶液
B. 若a能与NaOH溶液反应生成盐,则常温下能实现j→i→h→a的转化
C. 若a通常保存在煤油中,则a可从g或j的水溶液中置换出相应金属单质
D. 若a与j的水溶液能发生化合反应,则a→h可以用铝热反应实现
【答案】A
【解析】
【详解】A.f为+2价的碱,蓝色不溶物,说明f是Cu(OH)2,对应同价态的g为+2价的铜盐(如CuSO4),向铜盐水溶液中加入氨水,首先生成Cu(OH)2沉淀,继续加入过量氨水,沉淀溶解生成深蓝色的,A正确;
B.a为0价单质,能与NaOH溶液反应生成盐,说明a是Al单质,对应同价态的j为+3价铝盐、i为Al(OH)3、h为Al2O3。j→i(铝盐与氨水反应生成Al(OH)3)常温可实现,但i→h(Al(OH)3受热分解为Al2O3)需要加热条件,h→a(电解熔融Al2O3生成Al单质)需要高温熔融电解,常温下无法实现上述转化,B错误;
C.a为0价单质,通常保存在煤油中,说明a是Na单质,Na是极活泼金属,投入g(+2价盐)或j(+3价盐)的水溶液中,会先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与盐发生复分解反应生成氢氧化物沉淀,无法置换出相应金属单质,C错误;
D.a为0价单质,与j(+3价盐)的水溶液能发生化合反应,说明a是Fe单质,j为Fe3+的盐,二者发生反应Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+,属于化合反应。此时同价态的h为+3价的Fe2O3,a→h是Fe单质转化为Fe2O3,而铝热反应是Al与Fe2O3在高温下反应生成Fe单质(即h→a的过程),无法实现a→h的转化,D错误;
故答案选A。
7. 粗盐溶液中含有Mg2+、Ca2+、杂质离子,从粗盐溶液中获得精制NaCl晶体的操作流程如图所示:
下列说法正确的是
A. 试剂X、Y、Z、M分别为稍过量的Ba(NO3)2、NaOH、Na2CO3、HCl溶液
B. 试剂Z除去的杂质阳离子为Ca2+和Ba2+
C. 固体N中只含有三种物质
D. 操作①、②均需用到普通漏斗
【答案】B
【解析】
【分析】该粗盐精制流程先向含杂质的粗盐溶液加试剂()除去,再加试剂Y(NaOH)除去,接着加试剂Z()除去和过量的前序引入的,之后通过操作①过滤分离出沉淀固体N(、、、),向滤液中加试剂M(HCl溶液)调pH除去过量的、,最后经操作②蒸发结晶得到精制NaCl晶体。
【详解】A.除硫步骤若使用,会引入无法通过后续操作除去的杂质,不符合粗盐提纯的除杂要求,A错误;
B.试剂Z为,可与原溶液中的、除硫步骤引入的过量反应生成碳酸盐沉淀,除去的杂质阳离子为和,B正确;
C.操作①为过滤,得到的固体N包含、、、共四种沉淀,并非只含三种物质,C错误;
D.操作①为过滤,需使用普通漏斗;操作②为蒸发结晶获得晶体,需使用蒸发皿、酒精灯、玻璃棒,不需要普通漏斗,D错误;
故选B。
8. H2O2被称为“绿色氧化剂”。一种用H2制备H2O2的原理如图所示。下列说法正确的是
A. HCl和Cl-是催化剂
B. 反应Ⅰ涉及非极性键的断裂和形成
C. 整个过程总反应的原子利用率是100%
D. 使用催化剂可以改变反应历程,从而改变总反应的
【答案】C
【解析】
【详解】A.HCl在反应I中生成、反应III中被消耗,在反应I中生成、反应II中被消耗,二者均为反应过程中先生成后消耗的中间产物,并非反应前加入、反应前后性质和质量不变的催化剂,A错误;
B.反应I中内的H-H非极性键发生断裂,反应产物为、和,过程中没有新的非极性键形成,B错误;
C.将三步反应相加消去中间产物和催化剂后,总反应为,反应物的所有原子全部转化为目标产物,无其他副产物生成,原子利用率为100%,C正确;
D.催化剂可以改变反应历程、降低反应活化能,但不改变反应物和生成物的总能量差,因此总反应的不变,D错误;
故选C。
9. 物质的微观结构决定宏观性质,下列结构特征不能解释相关性质的是
选项
性质
结构特征
A
氮气稳定存在于自然界中
氮氮三键键能大
B
熔点:
SnF4属于离子晶体,SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体
C
刚玉(Al2O3)的摩氏硬度接近金刚石
Al2O3中离子键成分的百分数大于50%
D
CCl4可从碘水中萃取碘
I2(非极性)在CCl4(非极性)中的溶解度大于在H2O(极性)中的溶解度,且CCl4与H2O不能互溶
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子内存在三键,键能大,分子化学性质稳定,因此可稳定存在于自然界中,A正确;
B.属于离子晶体,熔点远高于分子晶体;、、为组成与结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间范德华力越强,熔点越高,因此熔点顺序为,B正确;
C.中离子键成分百分数大于50%,仅能说明其属于离子晶体,但离子晶体的硬度差异较大(如的离子键成分远大于50%,但摩氏硬度仅为2.5),无法解释其摩氏硬度接近金刚石的性质,刚玉硬度高的本质原因是与电荷高、半径小,晶格能大,离子键强度高,C错误;
D.根据相似相溶原理,非极性的在非极性的中的溶解度大于在极性的中,且与不能互溶,因此可从碘水中萃取碘,D正确;
故答案选C。
10. X、Y、Z、R为原子半径依次增大的短周期主族元素,X原子的原子序数与周期数、族序数相同,基态Y原子s轨道上的电子数比p轨道上的电子数多1,基态Z原子核外有2个未成对电子,R的最高正价与最低负价的代数和为4。下列说法错误的是
A. 第一电离能:
B. 键角:
C. Y、R的最高价氧化物对应水化物均为强酸
D. 氢化物的沸点:
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、R为原子半径依次增大的短周期主族元素,X的原子序数、周期数、族序数均相同,短周期主族元素中只有H符合,故X为H。基态Y原子s轨道电子数比p轨道多1,电子排布为,总电子数7,Y为N,且原子半径大于H。R最高正价与最低负价代数和为4,说明R最外层6个电子,且为短周期主族元素、原子半径大于前三种元素,故R为S。Z原子半径介于N和S之间,基态核外有2个未成对电子,符合条件的短周期元素为C,电子排布,2p轨道有2个未成对电子,若为O则原子半径小于N,不符合“原子半径依次增大”的条件,故Z为C。
【详解】A.N的2p轨道为半充满稳定结构,且原子半径小于S,第一电离能大于S,即第一电离能:N>S,A正确;
B.、、中心原子价层电子对数分别为、、,孤电子对数分别为0、1、2,孤电子对数越多,键角越小,故键角顺序为,B正确;
C.由分析可知,Y为N元素,最高价氧化物对应水化物为,R的最高价氧化物对应水化物为,二者均为强酸,C正确;
D.由分析可知,Y为N元素,Z为C元素,C的氢化物为各类烃,随碳原子数增加沸点逐渐升高,如的沸点高于,因此不能笼统得出氢化物沸点的结论,D错误;
故选D。
11. 一些常见无机物的转化关系如图所示,下列说法错误的是
A. 反应①、②中,A、B均表现出酸性和强氧化性
B. 反应③中,H既是氧化剂,又是还原剂
C. 反应E+D+乙→A、E+F+乙→B均可以发生
D. 不能发生反应:甲+稀酸A+稀酸B→蓝色溶液C+气体F+液体E
【答案】D
【解析】
【分析】由转化关系可推断出甲为 Cu,铜单质与浓硫酸反应得到硫酸铜与二氧化硫、水,铜单质与稀硝酸反应得到硝酸铜、一氧化氮气体、水,过氧化钠与水反应得到氢氧化钠及氧气,所以乙为O2,A、B、C、D、E、F、G、H、I分别为H2SO4、HNO3、CuSO4、SO2、H2O、NO、Cu(NO3)2、Na2O2、NaOH。
【详解】A.反应①、②中分别是铜单质与浓硫酸反应得到硫酸铜与二氧化硫、水,铜单质与稀硝酸反应得到硝酸铜、一氧化氮气体、水A、B均表现出酸性和强氧化性,A正确;
B.反应③中是过氧化钠与水反应得到氢氧化钠及氧气,过氧化钠既是氧化剂,又是还原剂,B正确;
C.由分析知,反应E+D+乙→A、E+F+乙→B均可以发生,C正确;
D.铜可与硝酸、硫酸反应得到铜离子及一氧化氮,D错误;
故选D。
12. 实验室中利用固体KMnO4进行如图实验,下列说法错误的是
A. L与R均为氧化产物
B. 实验中KMnO4既作氧化剂、又作还原剂
C. Mn元素至少参与了2个氧化还原反应
D. L与R的物质的量之和可能为0.45 mol
【答案】C
【解析】
【分析】第一步:0.2 mol 受热分解,反应为,得到的气体单质L是,分解后的固体为生成的、,以及可能未完全分解的。第二步:向分解后的固体中加入足量浓盐酸并加热,最终得到,该过程中、和残留的都会和浓盐酸反应生成气体单质R,R是,以此解答。
【详解】A.加热时元素被氧化生成即,固体与浓盐酸反应时元素被氧化生成即,二者均为氧化产物,A正确;
B.加热的分解反应中,元素化合价降低、元素化合价升高,因此既是氧化剂又是还原剂,B正确;
C.加热发生氧化还原反应生成、、,生成的含固体为、,、与浓盐酸均可以发生氧化还原反应生成,另外固体可能含未分解的,也可以与浓盐酸发生氧化还原反应生成,因此至少参与了3个氧化还原反应,C错误;
D.根据电子守恒,最终全部转化为中价,中的总共得到电子。失电子过程包括生成和生成,因此失去电子的物质的量为,变形得。完全分解时生成的最多为,此时;由于第一步加热必然生成,因此,,即范围为,处于该范围内,是可能的,D正确;
故选C。
13. 1T-MoS2/石墨电极材料可在光照条件下产生电子(e-)和空穴(h+)制氧,其工作原理如图所示。在直流电场作用下,双极膜中的H2O解离成H+和OH-并分别向两极迁移。下列叙述错误的是
A. 放电时,电极电势高低:
B. 放电时,双极膜中OH-向a极迁移
C. 充电时,至少涉及3种能量之间的转化
D. 充电时,a极的电极反应为:
【答案】B
【解析】
【分析】首先根据装置图判断电极属性:放电时,b极Zn失电子发生氧化反应,为负极;a极发生得电子的还原反应,为正极。
【详解】A.由分析可知,放电时a为原电池正极,b为原电池负极,正极电极电势高于负极,即电极电势,A正确;
B.放电时为原电池,电解质中阴离子向负极(b极)迁移,双极膜解离出的为阴离子,应向b极迁移,而非a极,B错误;
C.充电时,1T-MoS₂材料吸收光能产生光生载流子,实现光能到电能的转化;随后光生载流子参与电极反应驱动电解过程,实现电能到化学能的转化,共涉及光能、电能、化学能3种能量形式的转化,C正确;
D.充电时a极为阳极,光照产生的空穴具有强氧化性,可将氧化为,酸性环境下的电极反应为,D正确;
故选B。
14. 下列实验操作对应的现象及所推出的结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
在盛有稀盐酸的试管中加入锌片,产生气泡;再将铜丝插入试管且接触锌片,产生气泡的速率增大
反应速率:电化学腐蚀>化学腐蚀
B
向两支试管中均加入2 mL 0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液,再分别加入2 mL 0.1 mol·L-1和0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液,其中加入0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液的褪色时间更短
其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越大
C
向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液,振荡,溶液颜色无明显变化
Fe3+与SCN-不反应
D
向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,生成白色沉淀;再加入足量稀硝酸,沉淀未溶解
Na2SO3全部变质
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.在盛有稀盐酸的试管中加入锌片时,Zn与直接发生反应,属于化学腐蚀,产生气泡;插入铜丝接触锌片后,Zn、Cu与稀盐酸形成原电池,发生电化学腐蚀,电子转移速率加快,产生气泡的速率增大,可说明相同条件下电化学腐蚀的反应速率大于化学腐蚀,A正确;
B.根据反应的计量关系:,2 mL 0.1 mol/L酸性溶液中,完全反应需要;而加入的2 mL 0.1 mol/L和0.2 mol/L 溶液中,分别为和,均小于反应所需的量,因此过量,两组溶液均不会完全褪色,实验现象描述错误,B错误;
C.和会发生显色反应,实验中无明显颜色变化是因为与的配位能力远强于,优先生成了无色的,并非和不反应,C错误;
D.久置的溶液中加入足量溶液生成的白色沉淀可能为、或二者的混合物,加入足量稀硝酸时,稀硝酸具有强氧化性,可将氧化为不溶于酸的,因此无论是否变质、是部分变质还是全部变质,沉淀均不会溶解,无法证明全部变质,D错误;
故选A。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 四水甲酸铜(Ⅱ)[Cu(HCOO)2·4H2O]为蓝色晶体,易溶于水,微溶于乙醇。常用作催化剂及电镀原料。实验室可以用碱式碳酸铜[Cu(OH)2·CuCO3]与甲酸反应来制备,步骤如下:
Ⅰ.称取一定量CuSO4·5H2O和略过量的NaHCO3,充分研细并混合均匀。
Ⅱ.将Ⅰ中所得混合物加入到100 mL接近沸腾的蒸馏水中,继续加热数分钟。
Ⅲ.静置,溶液澄清后,用倾析法分离沉淀,洗涤,干燥。
Ⅳ.将Ⅲ中所得沉淀放入图甲装置的三颈烧瓶中,加入约20 mL蒸馏水,加热搅拌。
Ⅴ.向三颈烧瓶中滴加甲酸,控制反应条件,待反应结束后趁热过滤。
Ⅵ.滤液经一系列操作后减压过滤、洗涤、干燥得到四水甲酸铜(Ⅱ)产品。
已知:NaHCO3在水溶液中比固态时更易分解。
回答下列问题:
(1)图甲中盛放甲酸的仪器名称为____________________。
(2)步骤Ⅱ发生反应的化学方程式为__________________________________。步骤Ⅰ加入略过量的NaHCO3,原因之一是保证反应溶液呈碱性,另一原因是___________________________。
(3)步骤Ⅲ倾析法分离操作如图乙所示,从下列分散系中分离出固体物质时适合利用倾析法的是_______(填选项序号)。
A.新制氢氧化铜悬浊液
B.制肥皂时经过皂化、盐析之后的分散系
C.向饱和碳酸钠溶液通入过量CO2气体后的分散系
(4)步骤Ⅲ中检验沉淀洗涤干净的方法是_____________________________________。步骤Ⅵ中“一系列操作”是__________________,步骤Ⅵ中用_________洗涤沉淀。
(5)获得纯净的四水甲酸铜需要控制条件。不同温度和时间下晶体X射线衍射图谱如图丙所示(X射线衍射可用于判断某晶体物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。制备四水甲酸铜的最佳反应条件为_______________。
(6)测定产品的质量分数(杂质离子不反应)
ⅰ.取a g四水甲酸铜(Ⅱ)()产品于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,用稀硫酸溶解,加入过量KI溶液,产生CuI沉淀,溶液呈棕黄色;
ⅱ.用c mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定ⅰ中的浊液至很浅的黄色时,加入几滴淀粉溶液;
ⅲ.向ⅱ所得浊液中加入KSCN溶液,充分摇动;
ⅳ.继续用Na2S2O3标准溶液滴定ⅲ中浊液至终点,共消耗标准溶液V mL。
已知:;;CuI易吸附I2,CuSCN难溶于水且不吸附I2;被吸附的I2不与淀粉显色。
①产品中四水甲酸铜(Ⅱ)的质量分数是__________(用含a、c、V的代数式表示)。
②下列操作可能导致测定结果偏高的是_______(填选项序号)。
A.用锥形瓶替代碘量瓶
B.未进行操作ⅲ
C.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
D.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
【答案】(1)
恒压滴液漏斗 (2) ①.
②.
补偿分解造成的损耗,确保沉淀完全 (3)
C (4) ①.
取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加稀盐酸和溶液,若无白色沉淀生成,则说明已洗涤干净 ②.
蒸发浓缩、冷却结晶 ③.
乙醇(或酒精) (5)
、10min
(6) ①.
②.
AD
【解析】
【分析】称取一定量 和略过量的,充分研细并混合均匀,将所得混合物加入到接近沸腾的蒸馏水中,继续加热数分钟,发生,倾析法分离固体和溶液,再将固体转入三颈烧瓶中,加入蒸馏水和甲酸,加热反应得到四水甲酸铜溶液,由于四水甲酸铜() 为蓝色晶体,易溶于水,微溶于乙醇,故滤液经蒸发浓缩,冷却结晶、减压过滤、洗涤、干燥得到四水甲酸铜()产品,据此回答。
【小问1详解】
图甲中盛放甲酸的仪器名称为恒压滴液漏斗。
【小问2详解】
步骤Ⅱ中硫酸铜和碳酸氢钠在近沸水中反应生成目标产物碱式碳酸铜,同时生成CO2、硫酸钠和水,化学方程式为:。由题给信息“在水溶液中比固态时更易分解”、“四水甲酸铜易溶于水,微溶于乙醇”可得步骤Ⅰ中过量的原因:补偿分解造成的损耗,确保沉淀完全。
【小问3详解】
A.倾析法适用于沉淀颗粒较大,静置后能很快沉降至烧杯底部,上层液体澄清,直接倾倒上层清液实现固液分离。新制 是沉淀颗粒小,呈胶状悬浮,沉降慢,不适合倾析,A不符合题意;
B.皂化反应后,高级脂肪酸钠(肥皂)固体颗粒大、密度小于上层液,不适合倾析,B不符合题意;
C.饱和碳酸钠溶液通入过量气体析出沉淀,适合倾析,C符合题意;
故选C。
【小问4详解】
沉淀表面附着有可溶性的,检验洗涤干净即检验洗涤液中是否含有。步骤Ⅵ从溶液中得到带结晶水的晶体,常规操作为蒸发浓缩、冷却结晶。由于四水甲酸铜易溶于水,微溶于乙醇,用乙醇洗涤既可减少晶体的溶解损失,又便于晶体快速干燥。
【小问5详解】
由图可知,、时反应产物只有四水甲酸铜,而另外两种条件下,反应产物中含无水甲酸铜,导致产品不纯。
【小问6详解】
①由反应的离子方程式可得关系式:, 样品中 , ,产品中 的质量分数为。
②A.用锥形瓶替代碘量瓶,空气中的将氧化为,消耗溶液体积偏大,测定结果偏高,A符合题意;
B.未进行操作ⅲ,吸附的未释放,消耗溶液体积偏小,测定结果偏低,B不符合题意;
C.滴定前仰视读数,读数偏大,滴定后俯视读数,读数偏小,导致计算出的消耗体积偏小,结果偏低,C不符合题意;
D.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,测得消耗溶液体积偏大,测定结果偏高,D符合题意;
故选AD。
16. 铬、钒具有广泛用途。从铬钒渣(主要含VO2、Cr2O3、Fe3O4及少量SiO2)中分离提取铬和钒的流程如下:
已知:①“酸浸”过程中,转化为;
②有机溶剂(用HA表示)对VO2+的萃取率高于;且只萃取Fe(Ⅲ)不萃取Fe(Ⅱ)。
(1)基态铬、钒原子核外未成对电子数之比为__________。
(2)“焙烧”中,生成Na2CrO4的化学方程式为_______________________________________。
(3)“酸浸”中,钒由Fe(VO3)3转化为,反应的离子方程式为______________________。
(4)“操作1”“操作2”中,添加的物质分别为__________(填选项序号)。
A.Fe;NaOH B.Fe;NaClO3 C.H2O2;Fe
(5)“除硅”中,使用H2SO4调节,滤渣的主要成分为__________(填化学式)。
(6)系列涂层具有良好的耐磨和耐腐蚀性。氮化铬晶体可描述为如下图所示的两个立方体交替出现的晶体结构。氮化铬晶胞中,Cr的位置为面心和顶点,N的位置为______。NA为阿伏加德罗常数的值,则氮化铬晶胞的密度为______g·cm-3。
【答案】(1)6:3或(2:1)
(2)
(3)
(4)B (5)
(6) ①. 体心和棱心 ②.
【解析】
【分析】铬钒渣(主要含及少量)在、作用下高温焙烧,钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐、,转化为,加水浸取熔渣,过滤,水浸渣中主要有,水浸液中含有、,加入稀硫酸、硫酸镁调节水浸液的pH使转化为沉淀,过滤后结晶得到,最终转化为Cr单质;水浸渣用硫酸酸浸,钒由转化为,操作1中只萃取三价铁,因此可以加入铁粉使其变成二价铁,但同时也把钒给还原成了+4价,操作2中把钒从+4价再氧化为+5价,达到一个反萃取的目的,让钒从有机溶剂中转移到水层中,再加入沉钒得到,据此分析;
【小问1详解】
基态Cr的价电子排布为,未成对电子数为6;基态V的价电子排布为,未成对电子数为3,因此未成对电子数之比为6:3=2:1;
【小问2详解】
焙烧过程中,在作用下被氧化,与反应生成,同时释放,根据氧化还原得失电子守恒和元素守恒配平得到方程式:;
【小问3详解】
在水浸渣中,说明难溶,“酸浸”中,在酸性条件下转化为,离子方程式为:;
【小问4详解】
“操作1”加入的试剂应实现转化为,Fe(Ⅲ)转化为Fe(Ⅱ),这样萃取时可实现铁、钒元素的分离,即加入还原剂,铁单质最合适;“操作2”加入的试剂应实现转化为(),使钒元素进入水相,实现反萃取,即加入氧化剂,根据选项信息,应为,故选B;
【小问5详解】
由分析可知,“除硅”时,溶液中硅元素的存在形式为,与MgSO4反应转化为沉淀;
【小问6详解】
氮化铬晶体可描述为如图所示的两个立方体交替出现的晶体结构,若Cr的位置为面心和顶点,则可以表示为:,则N的位置为体心和棱心。为阿伏加德罗常数,该晶胞中含有=4个Cr,=4个N,晶胞的边长为,体积为,则氮化铬晶胞的密度为。
17. 氢能是人类未来的理想能源之一。
Ⅰ.制取氢气
乙醇与水催化重整是当前制取清洁能源氢气的主要方法,其反应机理如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)在催化剂作用下,反应Ⅰ可通过如图所示的反应历程实现催化重整,则_______kJ·mol-1(用含字母a、b、c的代数式表示),该反应在__________(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)已知CO(g)、H2(g)的燃烧热分别为:,,又知: ,则__________kJ·mol-1。
(3)恒定压强为p kPa,1 mol C2H5OH(g)和3 mol H2O(g)发生上述反应,平衡时CO2和CO的选择性、C2H5OH的转化率随温度的变化曲线如图所示。(CO的选择性)
①表示平衡时CO2选择性的曲线是__________(填曲线标号)。
②573 K时,反应Ⅱ的__________(用不含p的计算式表示。Kp为用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ.储存氢气
镁基储氢材料如Mg(s)、Mg2Ni(s),具有储氢量高,成本低廉等优点,发展前景广阔。
已知:,。
请根据以上内容,回答下列问题:
(4)Mg2Ni(s)吸氢反应的活化能__________kJ·mol-1;图2为某温度下,两种材料吸氢量随时间变化关系,请结合图1解释5分钟内Mg2Ni(s)吸氢量更大的原因是____________________。
【答案】(1) ①. ②. 高温
(2)-41.2 (3) ①. a ②.
(4) ①. 72 ②. 吸氢反应活化能小,反应速率更快
【解析】
【小问1详解】
化学反应的能量变化与反应途径无关,只与反应的始态与终态有关。若反应Ⅰ经过了如图的变化过程,则根据盖斯定律可知;根据图示可知:对于反应Ⅰ,由于反应物总能量比生成物的总能量低,该反应发生需要从周围环境中吸收热量,因此该反应为吸热反应,反应热;根据热化学方程式可知:该反应的正反应是气体混乱程度增大的反应,熵变,要使反应自发进行,根据体系的自由能公式,反应可自发进行。由于其,,所以反应要自发进行,反应温度应该是在高温条件下可自发进行;
【小问2详解】
根据燃烧热定义写出热化学方程式: ① ② ③根据盖斯定律,用①−②+③即可得到反应Ⅱ,计算得。
【小问3详解】
①反应Ⅰ是吸热反应,反应Ⅱ是放热反应,根据盖斯定律可知:升高温度,化学平衡向吸热的方向移动,故反应Ⅰ的平衡正向移动,反应Ⅱ的平衡逆向移动,即平衡时CO的选择性随着温度升高而增大,的选择性随着温度升高而减小,且平衡时的选择性+CO的选择性=1,所以图中曲线b表示乙醇的转化率,曲线c表示CO的选择性,曲线a表示的选择性,故表示的选择性的曲线是a,故答案为:a;②由图可知:573K时乙醇的转化率为60%,消耗乙醇的物质的量为,平衡时乙醇的物质的量;的选择性为85%,平衡时的选择性+CO的选择性=1,则CO的选择性为15%,根据C原子守恒可知生成;消耗水,剩余水,反应生成氢气的物质的量为 ,平衡时混合气体总物质的量为,则反应Ⅱ的压强平衡常数。
【小问4详解】
根据图示可知吸氢反应的活化能;根据某温度下,两种材料吸氢量随时间变化关系图,可知在5分钟内吸氢量更大,原因是吸氢反应活化能小,反应更容易发生,因而其反应速率快,在相同时间内吸氢量更大。
18. 氨基酮类化合物在麻醉、镇痛、抗抑郁等方面都有广泛的应用。氨基酮类化合物Ⅰ的合成路线如下:
已知:①;
②。
回答下列问题:
(1)的名称为__________,E中含氧官能团的名称为_________。
(2)A→B的化学方程式为_________________________,该反应的反应类型为________。
(3)写出F的结构简式_____________________。
(4)设计步骤D→E和G→H的目的是_______________________。
(5)M为A的同分异构体,满足下列条件的M的结构有__________种(不考虑立体异构)。
①能使石蕊试液变红色;②红外光谱显示含甲基。
写出其中一种含手性碳原子的结构简式___________________________。
【答案】(1) ①. 乙二醇 ②. 醚键、酯基
(2) ①. + ②. 加成反应
(3) (4)保护(酮)羰基
(5) ①. 9 ②.
【解析】
【分析】合成氨基酮类化合物I的路线为:将A与在碱的作用下通过加成反应生成B:, 将B与在碱的作用下再次加成得到C,将C在碱的作用下脱水成环得到D,将D与乙二醇反应得到E,将E与进行取代反应生成F,再将F在作用下还原得到G,将G在作用下转化为H,最后H在碱作用下形成内环得到目标产物I,据此分析解答。
【小问1详解】
的名称为乙二醇,E的结构简式为,含氧官能团为醚键和酯基。
【小问2详解】
A与在碱的作用下通过加成反应生成B,化学方程式为+。
【小问3详解】
由分析可知,F的结构简式为。
【小问4详解】
是将的酮羰基结构与乙二醇反应得到E的环氧结构,而是将的环氧结构重新转化为的酮羰基结构,所以根据结构变化可知这两步转化的目的是:保护酮羰基。
【小问5详解】
M为A的同分异构体,满足下列条件的M的结构:①能使石蕊试液变红色:说明溶液显酸性,含羧基,剩余基团为,还有1个不饱和度;②红外光谱显示含甲基,则符合条件的形成的取代基有:、、、、、、及、,则得到符合条件的M的同分异构体有9种结构;其中含一种手性碳原子的M的结构简式为:。
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化学
本试卷共8页,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.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 Cl-35.5 K-39 Cr-52 Br-80 I-127
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 成语是中华民族灿烂文化中的瑰宝,许多成语蕴含着丰富的化学原理。下列成语均涉及氧化还原反应的是
A. 炉火纯青、百炼成钢 B. 水滴石穿、沙里淘金
C. 木已成舟、聚沙成塔 D. 水乳交融、海市蜃楼
2. 下列实验操作正确且能达到实验目的的是
A.除去CO2中混有的HCl
B.演示喷泉实验
C.制备Fe(OH)3胶体
D.制备NH3
A. A B. B C. C D. D
黑火药发生爆炸反应的化学方程式为。NA表示阿伏加德罗常数的值。据此完成下面小题。
3. 下列化学用语正确的是
A. 中子数为8的碳核素: B. 硫原子的结构示意图:
C. 的价层电子对互斥模型: D. CO2的分子模型:
4. 下列说法错误的是
A. 39 g K+(基态)中在球形轨道运动的电子数为6NA
B. 100 mL 1 mol·L-1 K2S溶液中S2-的数目小于0.1NA
C. 该反应中有12 mol电子转移时,形成的键的数目为8NA
D. 等质量的N2和CO所含的分子数均为NA
5. 化学知识在生产、生活中应用广泛。下列反应方程式错误的是
A. 氯碱工业:
B. 氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃:
C. 浓硝酸溶解金属银:
D. 过氧化钠用作供氧剂:
6. 部分含Na或Fe或Cu或Al的物质“价—类”二维图如图所示。下列叙述正确的是
A. 若f为蓝色不溶物,则在g水溶液中加入氨水可得深蓝色溶液
B. 若a能与NaOH溶液反应生成盐,则常温下能实现j→i→h→a的转化
C. 若a通常保存在煤油中,则a可从g或j的水溶液中置换出相应金属单质
D. 若a与j的水溶液能发生化合反应,则a→h可以用铝热反应实现
7. 粗盐溶液中含有Mg2+、Ca2+、杂质离子,从粗盐溶液中获得精制NaCl晶体的操作流程如图所示:
下列说法正确的是
A. 试剂X、Y、Z、M分别为稍过量的Ba(NO3)2、NaOH、Na2CO3、HCl溶液
B. 试剂Z除去的杂质阳离子为Ca2+和Ba2+
C. 固体N中只含有三种物质
D. 操作①、②均需用到普通漏斗
8. H2O2被称为“绿色氧化剂”。一种用H2制备H2O2的原理如图所示。下列说法正确的是
A. HCl和Cl-是催化剂
B. 反应Ⅰ涉及非极性键的断裂和形成
C. 整个过程总反应的原子利用率是100%
D. 使用催化剂可以改变反应历程,从而改变总反应的
9. 物质的微观结构决定宏观性质,下列结构特征不能解释相关性质的是
选项
性质
结构特征
A
氮气稳定存在于自然界中
氮氮三键键能大
B
熔点:
SnF4属于离子晶体,SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体
C
刚玉(Al2O3)的摩氏硬度接近金刚石
Al2O3中离子键成分的百分数大于50%
D
CCl4可从碘水中萃取碘
I2(非极性)在CCl4(非极性)中的溶解度大于在H2O(极性)中的溶解度,且CCl4与H2O不能互溶
A. A B. B C. C D. D
10. X、Y、Z、R为原子半径依次增大的短周期主族元素,X原子的原子序数与周期数、族序数相同,基态Y原子s轨道上的电子数比p轨道上的电子数多1,基态Z原子核外有2个未成对电子,R的最高正价与最低负价的代数和为4。下列说法错误的是
A. 第一电离能:
B. 键角:
C. Y、R的最高价氧化物对应水化物均为强酸
D. 氢化物的沸点:
11. 一些常见无机物的转化关系如图所示,下列说法错误的是
A. 反应①、②中,A、B均表现出酸性和强氧化性
B. 反应③中,H既是氧化剂,又是还原剂
C. 反应E+D+乙→A、E+F+乙→B均可以发生
D. 不能发生反应:甲+稀酸A+稀酸B→蓝色溶液C+气体F+液体E
12. 实验室中利用固体KMnO4进行如图实验,下列说法错误的是
A. L与R均为氧化产物
B. 实验中KMnO4既作氧化剂、又作还原剂
C. Mn元素至少参与了2个氧化还原反应
D. L与R的物质的量之和可能为0.45 mol
13. 1T-MoS2/石墨电极材料可在光照条件下产生电子(e-)和空穴(h+)制氧,其工作原理如图所示。在直流电场作用下,双极膜中的H2O解离成H+和OH-并分别向两极迁移。下列叙述错误的是
A. 放电时,电极电势高低:
B. 放电时,双极膜中OH-向a极迁移
C. 充电时,至少涉及3种能量之间的转化
D. 充电时,a极的电极反应为:
14. 下列实验操作对应的现象及所推出的结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
在盛有稀盐酸的试管中加入锌片,产生气泡;再将铜丝插入试管且接触锌片,产生气泡的速率增大
反应速率:电化学腐蚀>化学腐蚀
B
向两支试管中均加入2 mL 0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液,再分别加入2 mL 0.1 mol·L-1和0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液,其中加入0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液的褪色时间更短
其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越大
C
向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液,振荡,溶液颜色无明显变化
Fe3+与SCN-不反应
D
向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,生成白色沉淀;再加入足量稀硝酸,沉淀未溶解
Na2SO3全部变质
A. A B. B C. C D. D
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 四水甲酸铜(Ⅱ)[Cu(HCOO)2·4H2O]为蓝色晶体,易溶于水,微溶于乙醇。常用作催化剂及电镀原料。实验室可以用碱式碳酸铜[Cu(OH)2·CuCO3]与甲酸反应来制备,步骤如下:
Ⅰ.称取一定量CuSO4·5H2O和略过量的NaHCO3,充分研细并混合均匀。
Ⅱ.将Ⅰ中所得混合物加入到100 mL接近沸腾的蒸馏水中,继续加热数分钟。
Ⅲ.静置,溶液澄清后,用倾析法分离沉淀,洗涤,干燥。
Ⅳ.将Ⅲ中所得沉淀放入图甲装置的三颈烧瓶中,加入约20 mL蒸馏水,加热搅拌。
Ⅴ.向三颈烧瓶中滴加甲酸,控制反应条件,待反应结束后趁热过滤。
Ⅵ.滤液经一系列操作后减压过滤、洗涤、干燥得到四水甲酸铜(Ⅱ)产品。
已知:NaHCO3在水溶液中比固态时更易分解。
回答下列问题:
(1)图甲中盛放甲酸的仪器名称为____________________。
(2)步骤Ⅱ发生反应的化学方程式为__________________________________。步骤Ⅰ加入略过量的NaHCO3,原因之一是保证反应溶液呈碱性,另一原因是___________________________。
(3)步骤Ⅲ倾析法分离操作如图乙所示,从下列分散系中分离出固体物质时适合利用倾析法的是_______(填选项序号)。
A.新制氢氧化铜悬浊液
B.制肥皂时经过皂化、盐析之后的分散系
C.向饱和碳酸钠溶液通入过量CO2气体后的分散系
(4)步骤Ⅲ中检验沉淀洗涤干净的方法是_____________________________________。步骤Ⅵ中“一系列操作”是__________________,步骤Ⅵ中用_________洗涤沉淀。
(5)获得纯净的四水甲酸铜需要控制条件。不同温度和时间下晶体X射线衍射图谱如图丙所示(X射线衍射可用于判断某晶体物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。制备四水甲酸铜的最佳反应条件为_______________。
(6)测定产品的质量分数(杂质离子不反应)
ⅰ.取a g四水甲酸铜(Ⅱ)()产品于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,用稀硫酸溶解,加入过量KI溶液,产生CuI沉淀,溶液呈棕黄色;
ⅱ.用c mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定ⅰ中的浊液至很浅的黄色时,加入几滴淀粉溶液;
ⅲ.向ⅱ所得浊液中加入KSCN溶液,充分摇动;
ⅳ.继续用Na2S2O3标准溶液滴定ⅲ中浊液至终点,共消耗标准溶液V mL。
已知:;;CuI易吸附I2,CuSCN难溶于水且不吸附I2;被吸附的I2不与淀粉显色。
①产品中四水甲酸铜(Ⅱ)的质量分数是__________(用含a、c、V的代数式表示)。
②下列操作可能导致测定结果偏高的是_______(填选项序号)。
A.用锥形瓶替代碘量瓶
B.未进行操作ⅲ
C.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
D.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
16. 铬、钒具有广泛用途。从铬钒渣(主要含VO2、Cr2O3、Fe3O4及少量SiO2)中分离提取铬和钒的流程如下:
已知:①“酸浸”过程中,转化为;
②有机溶剂(用HA表示)对VO2+的萃取率高于;且只萃取Fe(Ⅲ)不萃取Fe(Ⅱ)。
(1)基态铬、钒原子核外未成对电子数之比为__________。
(2)“焙烧”中,生成Na2CrO4的化学方程式为_______________________________________。
(3)“酸浸”中,钒由Fe(VO3)3转化为,反应的离子方程式为______________________。
(4)“操作1”“操作2”中,添加的物质分别为__________(填选项序号)。
A.Fe;NaOH B.Fe;NaClO3 C.H2O2;Fe
(5)“除硅”中,使用H2SO4调节,滤渣的主要成分为__________(填化学式)。
(6)系列涂层具有良好的耐磨和耐腐蚀性。氮化铬晶体可描述为如下图所示的两个立方体交替出现的晶体结构。氮化铬晶胞中,Cr的位置为面心和顶点,N的位置为______。NA为阿伏加德罗常数的值,则氮化铬晶胞的密度为______g·cm-3。
17. 氢能是人类未来的理想能源之一。
Ⅰ.制取氢气
乙醇与水催化重整是当前制取清洁能源氢气的主要方法,其反应机理如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)在催化剂作用下,反应Ⅰ可通过如图所示的反应历程实现催化重整,则_______kJ·mol-1(用含字母a、b、c的代数式表示),该反应在__________(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)已知CO(g)、H2(g)的燃烧热分别为:,,又知: ,则__________kJ·mol-1。
(3)恒定压强为p kPa,1 mol C2H5OH(g)和3 mol H2O(g)发生上述反应,平衡时CO2和CO的选择性、C2H5OH的转化率随温度的变化曲线如图所示。(CO的选择性)
①表示平衡时CO2选择性的曲线是__________(填曲线标号)。
②573 K时,反应Ⅱ的__________(用不含p的计算式表示。Kp为用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ.储存氢气
镁基储氢材料如Mg(s)、Mg2Ni(s),具有储氢量高,成本低廉等优点,发展前景广阔。
已知:,。
请根据以上内容,回答下列问题:
(4)Mg2Ni(s)吸氢反应的活化能__________kJ·mol-1;图2为某温度下,两种材料吸氢量随时间变化关系,请结合图1解释5分钟内Mg2Ni(s)吸氢量更大的原因是____________________。
18. 氨基酮类化合物在麻醉、镇痛、抗抑郁等方面都有广泛的应用。氨基酮类化合物Ⅰ的合成路线如下:
已知:①;
②。
回答下列问题:
(1)的名称为__________,E中含氧官能团的名称为_________。
(2)A→B的化学方程式为_________________________,该反应的反应类型为________。
(3)写出F的结构简式_____________________。
(4)设计步骤D→E和G→H的目的是_______________________。
(5)M为A的同分异构体,满足下列条件的M的结构有__________种(不考虑立体异构)。
①能使石蕊试液变红色;②红外光谱显示含甲基。
写出其中一种含手性碳原子的结构简式___________________________。
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