精品解析:新疆昌吉回族自治州第一中学2027届高三上学期第三次月考 化学试题
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内容正文:
昌吉州一中2027届高三第三次月考化学试卷
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32
一、选择题:每题只有一项最符合题目要求。
1. 世界最长高速公路隧道——天山胜利隧道于2025年12月26日通车,实现了乌鲁木齐至库尔勒市车程由7小时缩短至小时。中国自主研制的超大直径盾构机“天山号”功不可没。下列有关盾构机的说法错误的是
A. 钻头刀刃的硬质钨合金属于金属材料
B. 控制系统芯片的主要成分为高纯硅
C. 电缆表面绝缘层属于有机高分子材料
D. 液压油缸提供前进推力,新加入的液压油属于纯净物
【答案】D
【解析】
【详解】A.金属材料包括纯金属和合金,钨合金属于合金,因此属于金属材料,A不符合题意;
B.硅是良好的半导体材料,芯片的主要成分就是高纯硅,B不符合题意;
C.电缆绝缘层一般为塑料、橡胶类材料,都属于合成有机高分子材料,C不符合题意;
D.液压油是石油分馏得到的产物,是多种烃类组成的混合物,不属于纯净物,D符合题意;
答案选D。
2. 下列关于试剂保存及事故处理的说法正确的是
A. 金属锂保存在盛有煤油的广口试剂瓶中
B. 液溴应保存在玻璃塞的棕色细口瓶中,并在液面上加少量水形成水封
C. 浓NaOH溶液不慎沾到皮肤上,立即用大量水冲洗,然后涂上小苏打溶液
D. 高锰酸钾能与苯酚等有机物存放在同一个药品柜中
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属锂的密度小于煤油,会浮在煤油表面,无法隔绝空气,不能保存在煤油中,通常密封保存在固体石蜡中,A错误;
B.液溴易挥发,且能腐蚀橡胶,因此需用带玻璃塞的棕色细口瓶盛放;液溴密度大于水,在液面上加少量水形成水封可有效减少溴的挥发,B正确;
C.浓溶液不慎沾到皮肤上,立即用大量水冲洗后,应涂上稀硼酸溶液中和残留碱液,C错误;
D.高锰酸钾()具有强氧化性,苯酚等有机物具有还原性,二者接触会发生氧化还原反应,易引发安全事故,不能存放在同一个药品柜中,D错误;
故选B。
3. 下列实验能达成预期目的的是
A.测定新制氯水的pH
B.实验室制乙烯
C.用于碳酸钠的熔融实验
D.利用该装置检验氯化铵受热分解产物
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.新制氯水中含有具有强氧化性的,会将试纸漂白,无法通过试纸准确测定其,A错误;
B.实验室制取乙烯时,需将反应温度控制在,温度计水银球应插入乙醇与浓硫酸的混合液面下以测量反应液温度,图示装置中温度计水银球位于液面上方,无法准确测定反应液温度,B错误;
C.瓷坩埚的主要成分含有,高温熔融状态下会与发生反应腐蚀瓷坩埚,不能用瓷坩埚完成碳酸钠的熔融实验,C错误;
D.受热分解生成和,左侧的为酸性干燥剂,可吸收碱性的,使向左侧扩散,接触湿润的蓝色石蕊试纸,试纸变红可检验;右侧的碱石灰为碱性干燥剂,可吸收酸性的,使向右侧扩散,接触湿润的酚酞试纸,试纸变红可检验,该装置可达成检验分解产物的目的,D正确;
故选D。
4. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L HF中含有HF分子数为个
B. 含的浓硫酸与足量Cu共热,转移的电子数为
C. 28 g乙烯与环丙烷组成的混合气体中含有个氢原子
D. 2 mol NO与在密闭容器中充分反应后的分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下HF的沸点约为19.5℃,此时HF为液态,无法用气体摩尔体积计算其物质的量,因此22.4 L HF中含有的HF分子数不等于,A错误;
B.浓硫酸与Cu共热反应时,随着反应进行硫酸浓度逐渐降低,稀硫酸与Cu不发生反应,因此参与反应的物质的量小于0.4 mol,转移电子数小于,B错误;
C.乙烯()与环丙烷()的最简式均为,28 g混合气体中含单元的总物质的量为,每个单元含2个H原子,因此总氢原子数为,C正确;
D.2 mol 与1 mol 恰好反应生成2 mol ,但体系中存在平衡,会使气体分子总数减少,因此充分反应后容器内分子数小于,D错误;
故答案为:C。
5. 下列各溶液中一定能大量共存的离子组是
A. 常温下溶液中:、、、
B. 使石蕊试纸呈红色的溶液中:、、、
C. 含有大量的溶液中:、、、
D. 75%的酒精溶液中:、、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.常温下,结合水的离子积,可计算得溶液中,pH=8,呈弱碱性;、、、在弱碱性环境中不发生反应,可大量共存,A正确;
B.使石蕊试纸呈红色的溶液为酸性溶液,存在大量,酸性条件下具有强氧化性,可与发生氧化还原反应生成和,二者不能大量共存,B错误;
C.含有大量的溶液中,与会发生双水解反应生成沉淀,不能大量共存,C错误;
D.75%的酒精溶液中,酸性条件下的具有强氧化性,可将乙醇氧化,自身被还原为,不能大量共存,D错误;
故选A。
6. 下列过程中,对应的离子方程式正确的是
A. 工业制漂白粉:
B. 泡沫灭火器灭火原理:
C. 向氢氧化铁中滴加氢碘酸溶液:
D. 向溶液中滴溶液至中性:
【答案】D
【解析】
【详解】A.工业制漂白粉是将通入石灰乳中反应,石灰乳中的不能拆写为离子形式,正确为,A错误;
B.泡沫灭火器的反应试剂为硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液,正确的离子方程式为,B错误;
C.HI是强酸,且具有强还原性,会与具有氧化性的发生氧化还原反应,离子方程式为:6H++2I-+2Fe(OH)3=2Fe2++I2+6H2O,C错误;
D.向溶液中滴加至溶液呈中性时,电离出的与电离出的恰好完全中和,对应离子方程式为,D正确;
故选D。
7. 以下几组物质,不能按照图示关系一步进行转化的是
选项
X
Y
Z
W
A
HClO
HCl
B
Si
C
S
FeS
D
Al
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.与石灰乳反应可一步生成,与、水反应可一步生成,光照分解可一步生成,浓与加热反应可一步生成,所有转化均可一步完成,A不符合题意;
B.与溶液反应可一步生成,与盐酸反应可一步生成,加热分解可一步生成,与碳在高温下反应可一步生成,所有转化均可一步完成,B不符合题意;
C.与加热反应可一步生成,与非氧化性酸反应可一步生成,在足量氧气中点燃可一步生成,与反应可一步生成,所有转化均可一步完成,C不符合题意;
D.与氧气反应可一步生成,但不与水直接反应,无法一步转化为,不能完成图示一步转化,D符合题意;
故选D。
8. 下列未知溶液中的离子的检验方法正确的是
A. :往未知溶液中滴加浓氨水,先产生蓝色絮状沉淀,后沉淀消失,得到深蓝色透明溶液
B. :往未知溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀
C. :往未知溶液中滴加少量NaOH溶液,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
D. :往未知溶液中滴加溶液,溶液变蓝
【答案】A
【解析】
【详解】A.往含的未知溶液中滴加浓氨水,首先生成蓝色絮状沉淀,当浓氨水过量时,与结合生成可溶性的深蓝色配离子,沉淀溶解得到深蓝色透明溶液,该现象为的特征检验现象,无其他常见离子产生同类干扰,A正确;
B.往未知溶液中直接滴加盐酸酸化的氯化钡溶液产生白色沉淀时,若溶液中存在,会与反应生成不溶于酸的白色沉淀,无法排除的干扰,不能证明溶液中存在,B错误;
C.检验时,若仅滴加少量溶液且不加热,反应生成的难以分解逸出,无法观察到使湿润红色石蕊试纸变蓝的现象,C错误;
D.与溶液反应会生成特征的蓝色沉淀,并非溶液变蓝,现象描述错误,D错误;
故选A。
9. 工业上制备相关物质,下列涉及的反应原理及部分流程较为合理的是
A. 制纯碱:饱和食盐水NaHCO3Na2CO3
B. 制溴:浓缩海水Br2HBr溶液Br2
C. 制取镁:海水MgMgCl2溶液Mg
D. 制碘:干海带浸出液碘水I2
【答案】B
【解析】
【详解】A.制纯碱时应先通NH3再通CO2,以形成碱性环境促进NaHCO3析出,选项A的顺序颠倒,不符合工业流程,A不合理;
B.浓缩海水中的Br-被Cl2氧化为Br2,热空气吹出后用SO2将Br2还原为HBr,再通Cl2氧化Br-得到Br2,流程与工业制溴一致,B合理;
C.电解MgCl2溶液不能得到金属Mg,需电解熔融无水MgCl2,C不合理;
D.干海带需先灼烧成灰再浸泡以释放I-,直接浸泡无法有效提取碘离子,流程不完整,D不合理;
答案选B。
10. 某有机物具有广谱抗菌活性,结构简式如图。下列有关该化合物说法错误的是
A. 既有顺反异构体又有对映异构体
B. 1 mol该有机物与浓溴水反应时,最多消耗3 mol Br2
C. 1 mol该有机物分别与足量Na、NaOH反应,最多消耗Na、NaOH的物质的量分别为3 mol、5 mol
D. 与足量H2加成后的产物分子中含有6个手性碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.该有机物中有两个碳碳双键,每个碳碳双键两端的碳原子上各自连接的两个基团均不相同,因此该有机物有顺反异构体;该有机物中含有手性碳原子如图所示:,因此该有机物有对映异构体(手性异构体);A正确;
B.一个有机物分子中有两个酚羟基,其中一个酚羟基的邻位碳如图“”号位置上的氢原子可被溴原子取代(),消耗一个溴分子;该有机物的两个碳碳双键均可与溴分子发生加成反应,消耗两个溴分子;因此1 mol该有机物与浓溴水反应时,最多消耗3 mol Br2,B正确;
C.该有机物结构中两个酚羟基、一个羧基均可与金属钠发生置换反应,因此1 mol该有机物消耗3 mol钠;
有机物结构中的羧基、酚羟基均可与氢氧化钠发生中和反应;有机物结构中的酰胺基可以在氢氧化钠溶液环境中发生水解,水解后产生的一个羧基可以与氢氧化钠发生中和反应;有机物结构中的酯基可以在氢氧化钠溶液环境中发生水解,水解后产生的一个羧基和一个酚羟基均可以与氢氧化钠发生中和反应;因此1 mol该有机物消耗6 mol氢氧化钠;C错误;
D. 该有机物的碳碳双键和苯环可以与氢气加成,加成产物的结构如图,其中手性碳原子已标记:,共6个手性碳,D正确;
故答案选C。
11. 某研究组对硅电池碎片中的Ag、Al、Si进行分离回收的流程如下,下列说法正确的是
A. 回收的Si可用于制作光电池与光导纤维
B. “操作Ⅰ”中,NH3·H2O不能加过量,否则得到的Al(OH)3会因溶解而损失
C. “氨浸”中的反应为
D. “操作Ⅱ”中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
【答案】D
【解析】
【分析】硅电池碎片中的,加入浸出剂,不反应,、转化为,加入盐酸进行“沉银”,得到,过滤,滤渣为,加入,转化为,再加入,将还原为;向滤液中加入,转化为沉淀,过滤得到,据此回答。
【详解】A.单质为半导体材料,可用于制作光电池,但光导纤维的主要成分为,并非单质,A错误;
B.为两性氢氧化物,仅可溶于强碱,是弱碱,即使过量也不能溶解,B错误;
C.氨浸步骤的反应物是沉银得到的滤渣,并非游离的,正确反应为,C错误;
D.操作Ⅱ中,氧化剂为,其中为价,被还原为单质(价),每个得到个电子;还原剂为,其中为价,被氧化为(价),每个分子共失去个电子。根据电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为,D正确;
故选D。
12. 实践是检验真理的唯一标准。下列实验操作中,正确的有________项。
a.通过饱和NaHCO3溶液除去CO2中的SO2
b.NaCl的熔点高,除去碘中的NaCl应采用加热升华的方法
c.H2S、NH3均可用浓硫酸进行干燥除水
d.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2
e.SO2中混有少量SO3,可以将混合气体通过浓硫酸除去
f.向MgCl2溶液中加入MgO粉末,充分搅拌后过滤可除去杂质FeCl3
g.除去Cu粉中混有CuO的实验操作是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥
h.提纯混有少量NaCl的KNO3的过程:加热溶解→降温结晶→过滤→洗涤→干燥
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【答案】B
【解析】
【详解】a.可与饱和溶液反应生成,且在饱和溶液中溶解度极低,可除去中混有的,a正确;
b.碘单质易升华,熔点高、热稳定性强,加热升华可分离碘与,b正确;
c.具有还原性、为碱性气体,均会与浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,c错误;
d.与的混合气体通过饱和食盐水可除去,但导出的混有水蒸气,无法得到纯净的,d错误;
e.可溶于浓硫酸生成发烟硫酸,在浓硫酸中溶解度很小,可通过浓硫酸除去中混有的,e正确;
f.在溶液中存在水解平衡,加入可消耗促进水解生成沉淀,且不引入新杂质,可除去溶液中混有的,f正确;
g.粉和均可与稀硝酸反应,会溶解目标产物,不能达到除杂目的,g错误;
h.溶解度随温度变化大,溶解度随温度变化小,通过加热溶解、降温结晶、过滤、洗涤、干燥可提纯混有少量的,h正确;
综上正确的操作有5项,选B。
13. 亚氯酸钠是一种重要的无机精细化工原料。实验室用制备的装置如图所示。已知:溶液温度高于60℃,发生分解;气体浓度超过时,易发生爆炸。
下列说法正确的是
A. 反应中鼓入的主要目的是排出装置中的空气
B. 将浓硫酸换成浓盐酸效果会更好
C. 可经蒸发结晶、过滤、洗涤制得晶体
D. 装置B中可能会混有杂质
【答案】D
【解析】
【分析】在装置A中加入和固体混合物,通过分液漏斗滴加浓硫酸,发生氧化还原反应制备气体,反应方程式为:;在冰水浴条件下与溶液和溶液反应生成目标产物,反应方程式为:;装置C为尾气处理装置,用于吸收未反应完的等有毒气体,防止污染环境,倒扣的漏斗可防止倒吸。
【详解】A.反应中鼓入的主要目的是稀释,防止其浓度超过10%发生爆炸,而非排出装置中的空气,A错误;
B.浓盐酸具有还原性,可与、发生氧化还原反应生成等杂质,且浓盐酸易挥发,会引入更多杂质,效果更差,B错误;
C.已知温度高于60℃时会发生分解,蒸发结晶需要加热,温度过高会导致分解,不能用蒸发结晶的方法制备晶体,C错误;
D.装置A中可能与浓硫酸反应生成,进入装置B后被氧化为,与结合生成,因此装置B中可能会混有杂质,D正确;
故选D。
14. 某元素的单质及其常见化合物X、Y、Z、M、N的转化关系如图所示(条件和部分产物略)。已知X与P的摩尔质量相同,且分子中均含有18个电子,Z是二元化合物且具有漂白性。下列说法错误的是
A. X、Z、M均能与NaOH溶液反应,生成正盐或酸式盐
B. 当N与Y生成1molZ时,转移电子
C. P既具有氧化性,又具有还原性
D. Z转化为M的反应中,中心原子的杂化类型不变
【答案】B
【解析】
【分析】具有漂白性的物质为二氧化硫或强氧化性的过氧化氢、氯气、过氧化钠等,已知X与P的摩尔质量相同,且分子中均含有18个电子,Z是二元化合物且具有漂白性,且X能和氧气反应,推测X为硫化氢、P为过氧化氢,硫化氢和氧气发生氧化还原反应生成Y硫单质,硫和氧气燃烧生成Z二氧化硫,二氧化硫和氧气生成M三氧化硫,硫化氢和二氧化硫发生归中反应生成硫单质Y,二氧化硫能被过氧化氢氧化为N硫酸,则W可以为水,三氧化硫和水生成硫酸N,浓硫酸可以氧化硫单质Y生成二氧化硫Z;
【详解】A. 、、均能与反应,少量时生成酸式盐:、、,过量时生成正盐: 、、,A正确;
B. 与 生成 的化学方程式为,反应中每生成3分子二氧化硫转移4个电子,则当生成时,转移电子,B错误;
C.中氧的化合价为-1价,处于氧元素的中间价态,故 既具有氧化性,又具有还原性,C正确;
D.中心S的价层电子对数为,中心S的价层电子对数为,中心硫原子的杂化类型均为,D正确;
故选B。
二、非选择题:
15. 硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)常用作棉织物漂白后的脱氯剂、定量分析中的还原剂。它又名“大苏打”,易溶于水,水溶液呈微弱的碱性,遇强酸发生剧烈反应。利用反应:和下列装置(夹持仪器已省略)可制备Na2S2O3。
(1)盛放70%硫酸的仪器名称为___________。
(2)装置B的作用是___________;装置D中试剂为___________,实验结束后,打开K2,从弹性气囊鼓入空气的目的是___________。
(3)打开K1,关闭K2,向三颈烧瓶中滴加70%硫酸,装置A中发生反应的化学方程式为___________;装置C中先出现浑浊,后又变澄清,此浑浊物是___________。
(4)制备过程中需要监测装置C中溶液的pH,当pH接近7时,应立即停止通入SO2,其原因是___________。
(5)实验结束后,装置C中的溶质主要为Na2S2O3,还可能含有Na2CO3和Na2SO3,为了证明含有Na2CO3,设计如下方案:
供选择的试剂:a.NaOH溶液 b.酸性高锰酸钾溶液 c.BaCl2溶液 d.澄清石灰水
①取适量装置C中溶液,滴加足量的稀硫酸;
②将①中产生的气体依次通过___________(填试剂序号),若观察到的现象对应为___________,则证明装置C中溶液含有Na2CO3。
(6)将制得的m g Na2S2O3样品溶于水,加入V mL c mol/L的碘水溶液时,二者恰好完全反应(反应原理为),则样品的纯度为___________(用含m、c、V的最简代数式表示)。
【答案】(1)分液漏斗
(2) ①. 充当安全瓶,防止装置C中倒吸的液体进入装置A ②. NaOH溶液 ③. 将装置中残余的二氧化硫气体全都赶入装置D中从而除去,防止污染
(3) ①. ②. S
(4)若继续通入SO2溶液呈酸性,Na2S2O3在酸性条件下会发生反应,导致产物产率和纯度下降
(5) ①. bd ②. 高锰酸钾溶液颜色变浅但未褪成无色,且澄清石灰水变浑浊
(6)
【解析】
【分析】本实验的目的是制备硫代硫酸钠()。装置A利用亚硫酸钠固体与70%硫酸反应制备气体。装置B的进气管和出气管均较短,作为安全瓶,防止后续装置中的液体倒吸入装置A中。装置C是制备的发生装置,反应原理为 。装置D是尾气处理装置,盛放NaOH溶液,用于吸收未反应完的有毒气体,防止污染环境。弹性气囊E用于在实验结束后鼓入空气,将残留在装置中的全部赶入D中吸收。
【小问1详解】
根据仪器结构特征可知,盛放70%硫酸的仪器名称为分液漏斗。
【小问2详解】
由分析,装置B中导气管“短进短出”,不能收集气体,其作用是充当安全瓶,防止装置C中的液体倒吸入装置A中。
装置D用于吸收多余的尾气,应选用NaOH溶液。
实验结束后,装置内会残留有毒的气体,打开,从弹性气囊鼓入空气可以将装置中残留的全部排入装置D中被吸收,防止拆卸装置时污染空气。
【小问3详解】
打开,关闭,向三颈烧瓶中滴加70%硫酸,装置A中亚硫酸钠与硫酸发生复分解反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,化学方程式为 。
装置C中通入后,首先与发生氧化还原反应生成不溶于水的硫单质,导致溶液变浑浊,随后硫单质参与后续反应生成,溶液又变澄清,因此该浑浊物是硫(或S)。
【小问4详解】
在酸性条件下不稳定,易发生歧化反应生成S和(具体离子方程式为)。当pH接近7时,若继续通入,溶液将呈酸性,导致生成的分解,从而使产物产率和纯度下降。
【小问5详解】
装置C中加入足量稀硫酸后,和均会反应产生气体,反应产生气体。要检验的存在,必须先排除的干扰。可先将混合气体通入酸性高锰酸钾溶液(b)中氧化除去,再通入澄清石灰水(d)中检验。
若观察到酸性高锰酸钾溶液颜色变浅但未褪尽(证明已被完全除尽且未干扰后续检验),且澄清石灰水变浑浊,则证明原溶液中含有。
【小问6详解】
根据滴定反应方程式 可知,样品中 的物质的量为 。的摩尔质量为 ,则样品中 的质量为 。因此,该样品的纯度为 。
16. 利用废钴渣(主要成分为CoO,含NiO、FeO、Fe2O3、MgO、CaO和SiO2)回收制备CoCO3和NiSO4·6H2O,其工艺流程如图所示。
已知:①“滤渣2”的成分为MgF2和CaF2
②“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理为(水相)(有机相)(有机相)(水相)
(1)基态Ni原子的价电子排布式为___________。
(2)为提高高压酸浸效率,可采取的措施有___________(写1种),“滤渣1”的主要成分为___________。
(3)“氧化”时反应的离子方程式为___________。
(4)“沉铁”生成黄钠铁矾沉淀时需控制溶液的pH为2.5左右。该过程中加入碳酸钠的目的是___________。
(5)“反萃取”步骤为了获得NiSO4溶液,加入的试剂是___________。
(6)“沉钴”步骤主要发生反应的离子方程式为___________。
(7)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系。
温度
低于30.8℃
30.8℃~53.8℃
53.8℃~280℃
高于280℃
晶体形态
NiSO4·7H2O
NiSO4·6H2O
多种结晶水合物
NiSO4
由NiSO4溶液获得稳定的NiSO4·6H2O晶体的操作依次是蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥。
【答案】(1)
(2) ①. 加热、搅拌、适当增大硫酸浓度、将钴渣粉碎(任写一种) ②. SiO2、CaSO4
(3)
(4)调节溶液pH,使Fe3+完全沉淀为黄钠铁矾
(5)H2SO4 (6)
(7)冷却至30.8℃~53.8℃之间结晶
【解析】
【分析】该工业流程以主要成分为,还含有、、、、和的废钴渣为原料,回收制备目标产物与:首先向废钴渣中加入进行高压酸浸,其中金属氧化物与硫酸反应转化为可溶性硫酸盐,不参与反应的以及作为滤渣1被分离除去;向酸浸后的滤液中加入进行氧化处理,将体系内的完全氧化为,便于后续除铁;之后向氧化后的溶液中加入进行沉铁,控制溶液pH约为2.5,使转化为黄钠铁矾沉淀除去;向除铁后得到的滤液1中加入,使溶液中的杂质和少量的分别转化为、沉淀,即已知的滤渣2;向除杂完成后的滤液2中加入萃取剂,利用萃取反应将萃取进入有机层,与水相中的分离;向分离出有机层后的水相含钴溶液中加入进行沉钴,反应得到固体产物;负载的有机层经加入溶液反萃取后,得到水溶液,最后将该溶液经蒸发浓缩后控制温度在区间冷却结晶,再经过滤、洗涤、干燥操作,最终获得稳定的晶体。
【小问1详解】
Ni是28号元素,属于第四周期第Ⅷ族,价电子为最外层电子加上次外层的d电子,价电子排布式为。
【小问2详解】
增大固液接触面积、提升反应温度、提高反应物浓度等常规手段均可加快浸出速率、提升浸出效率,故答案为加热、搅拌、适当增大硫酸浓度、将钴渣粉碎任写一种均可。
废钴渣中的SiO2不与硫酸发生反应,CaO可以与反应生成微溶的进入沉淀,其余金属氧化物均可与硫酸反应生成可溶性硫酸盐,因此酸浸后和以滤渣1的形式被分离。
【小问3详解】
氧化步骤的目的是将酸浸后体系中存在的氧化为,便于后续通过沉铁操作除去,该过程中ClO-在酸性环境下作为氧化剂,被还原为Cl-,结合电子守恒、电荷守恒与原子守恒配平即可得到该离子方程式。
【小问4详解】
沉铁反应需要控制pH在2.5左右,酸性过强时无法生成含羟基的黄钠铁矾沉淀,加入的可与溶液中的反应,逐步将体系pH调整至目标范围,为黄钠铁矾的生成提供所需的OH⁻环境,保证完全沉淀脱除。
【小问5详解】
根据萃取的可逆原理,反萃取需要增大水相中的浓度,使平衡向生成水相的方向移动;同时最终目标产物为,为避免引入其他杂质阴离子,选择加入硫酸调节体系酸性,即可将有机相中的重新转移至水相得到溶液。
【小问6详解】
与反应时,电离出的与结合生成沉淀,与另一部分结合生成和,具体方程式为。
【小问7详解】
根据表格信息,只有温度处于30.8℃~53.8℃区间内,硫酸镍才能以稳定的形态存在,因此蒸发浓缩后需要将溶液温度控制在该区间内结晶,再经过滤、洗涤、干燥即可得到目标结晶水合物。
17. 大豆苷元(D)具有治疗心脑血管疾病的作用。因其难溶于水,生物利用度低,某研究团队采用下列反应路线,合成了易溶于水的大豆苷元磺酸钠(D-SO3Na)。
已知:①D为白色粉末,难溶于水,可溶于浓硫酸,其磺化产物易溶于水;
②摩尔质量:D:254,D-SO3Na:356。
实验步骤如下:
Ⅰ.在50 mL圆底烧瓶中,加入20 mL浓硫酸和10.0 g D,60℃下搅拌反应30 min,冷却至室温。
Ⅱ.上述反应液与100 mL饱和NaCl溶液混合,析出沉淀,静置4 h;抽滤,沉淀用20% NaCl溶液洗涤至滤液呈中性,得到D-SO3Na粗产品。
Ⅲ.粗产品重结晶,105℃真空干燥,得到D-SO3Na产品11.0 g。
回答下列问题:
(1)Ⅰ中,加热方式为___________,浓硫酸的作用有___________(任写两种)。
(2)向盛有5 mL蒸馏水的试管中滴入2滴Ⅰ中的反应液,振荡,___________(填实验现象),表明反应不完全。
(3)Ⅱ中,反应液与饱和NaCl溶液混合的具体操作是___________。
(4)Ⅱ中抽滤装置如图。抽滤与普通过滤相比,优点是___________。沉淀不能用蒸馏水洗涤的原因是___________。
(5)Ⅲ中关于重结晶操作的描述错误的是___________。
a.加热溶解,制成D-SO3Na稀溶液 b.加入活性炭,吸附有色杂质
c.趁热过滤,除去活性炭及可溶性杂质 d.冷却结晶,使D-SO3Na从溶液中析出
(6)Ⅲ中产品纯度为99.5%,D-SO3Na的产率为___________(列计算式)。
【答案】(1) ①. 水浴加热 ②. 反应物(或磺化剂)、溶剂、吸水剂(任写两种即可)
(2)出现白色沉淀(或溶液变浑浊)
(3)将反应液沿烧杯内壁缓慢倒入盛有饱和NaCl溶液的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌
(4) ①. 过滤速度快,得到的固体较干燥 ②. D-SO3Na易溶于水,用蒸馏水洗涤会使其溶解导致产率降低
(5)ac (6)
【解析】
【分析】本实验旨在通过大豆苷元(D)的磺化反应制备易溶于水的大豆苷元磺酸钠。首先,大豆苷元在浓硫酸作用下发生取代反应引入磺酸基,浓硫酸在此过程中兼作反应物和溶剂;随后,将反应液加入饱和溶液中,利用盐析原理将大豆苷元磺酸转化为大豆苷元磺酸钠并降低其溶解度使其析出;最后,通过抽滤、洗涤、重结晶等分离提纯操作获得高纯度的目标产物。
【小问1详解】
反应温度为,低于水的沸点,为便于控温且受热均匀,应采用水浴加热。
浓硫酸在反应中提供磺酸基,作反应物(磺化剂),题干指出D可溶于浓硫酸,故浓硫酸作溶剂,同时浓硫酸具有吸水性,可吸收反应生成的水,促进反应正向进行。
【小问2详解】
根据已知信息,大豆苷元(D)难溶于水,而其磺化产物易溶于水。若反应不完全,反应液中会残留未反应的D,将其滴入蒸馏水中时,难溶的D会析出,导致出现白色沉淀或溶液变浑浊。
【小问3详解】
步骤Ⅰ反应结束后,反应液中含有大量剩余的浓硫酸。将其与饱和溶液混合的过程类似于浓硫酸的稀释,会放出大量热。为防止液体沸腾飞溅,必须将反应液沿烧杯内壁缓慢倒入盛有饱和溶液的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌以利于散热。
【小问4详解】
抽滤(减压过滤)利用抽气泵减小吸滤瓶内的压强,形成较大的压差,因此过滤速度快,且能使得到的固体更加干燥。
由于产物易溶于水,若用蒸馏水洗涤会造成产物大量溶解流失,改用溶液洗涤可利用同离子效应(浓度大)降低其溶解度,从而减少损失。
【小问5详解】
a.重结晶时应加热溶解制成热的饱和溶液或浓溶液,若制成稀溶液,冷却后可能无晶体析出,a错误;
b.活性炭具有吸附性,可用于脱色,吸附有色杂质,b正确;
c.趁热过滤的目的是防止目标产物提前结晶析出,该操作只能除去不溶性杂质(如活性炭),可溶性杂质会透过滤纸留在滤液中,c错误;
d.冷却结晶可使溶解度随温度降低而减小的目标产物从溶液中析出,d正确;
故选ac。
【小问6详解】
理论上大豆苷元(D)完全反应生成的的质量为,实际得到的纯净的质量为,故产率为。
18. 聚酯H是一种重要的化工原料,其一种制备流程如图所示(部分反应条件和产物已略去)。
已知:(R为烃基)。
回答下列问题:
(1)化合物A的名称为________,A分子中碳原子的杂化方式为______。
(2)B的结构简式为________,由的反应类型为________。
(3)F中所含官能团的名称为________,由的化学方程式为___________。
(4)设计由和由两步的目的是____________。
(5)F的同分异构体有多种,能同时满足下列条件的同分异构体有________种(不包含立体异构),其中核磁共振氢谱有6组峰,且峰面积之比为的结构简式为________。
①能与溶液发生显色反应;②能发生水解反应;③能与银氨溶液反应;④是苯的二取代物。
(6)参照上述合成路线,以乙醇为原料,设计制备丁烯酸的合成路线:________(无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. 苯甲醛 ②. 杂化
(2) ①. ②. 水解反应
(3) ①. 羟基和醛基 ②. +(n-1)H2O
(4)保护醛基,防止其在后续反应中被氧化或发生其他副反应
(5) ①. 6 ②.
(6)
【解析】
【分析】A与乙醛在NaOH溶液加热条件下发生羟醛缩合反应,生成B;B与HCl和乙醇发生加成反应,生成C;C与溴水发生加成反应,生成D;D在NaOH水溶液中加热发生水解反应,生成E;E经酸化水解得到F;F经银氨溶液氧化生成G;G在催化剂作用下发生缩聚反应,生成聚酯H,据此分析。
【小问1详解】
化合物A名称为苯甲醛;A分子中,苯环上的碳原子采取杂化,醛基中的碳原子也采取杂化;
【小问2详解】
B的结构简式为;D在NaOH水溶液中加热发生水解反应,生成E;
【小问3详解】
F中所含官能团的名称为羟基和醛基;G在催化剂作用下发生缩聚反应,生成聚酯H, 的化学方程式为+(n-1)H2O;
【小问4详解】
由B→C和由E→F两步的目的是保护醛基,防止其在后续反应中被氧化或发生其他副反应;
【小问5详解】
F分子式为C9H10O3,不饱和度为5,F的同分异构体需满足:能与溶液显色,含酚羟基、能发生水解反应,且能与银氨溶液反应,含甲酸酯基、是苯的二取代物,和,苯环上的二取代共有6种;核磁共振氢谱有6组峰,且峰面积之比为2:2:2:2:1:1的结构简式为;
【小问6详解】
以乙醇为原料制备2-丁烯酸的合成路线如下:乙醇催化氧化为,在NaOH溶液加热条件下发生羟醛缩合反应生成,与银氨溶液反应生成,酸化得到;故有。
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昌吉州一中2027届高三第三次月考化学试卷
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32
一、选择题:每题只有一项最符合题目要求。
1. 世界最长高速公路隧道——天山胜利隧道于2025年12月26日通车,实现了乌鲁木齐至库尔勒市车程由7小时缩短至小时。中国自主研制的超大直径盾构机“天山号”功不可没。下列有关盾构机的说法错误的是
A. 钻头刀刃的硬质钨合金属于金属材料
B. 控制系统芯片的主要成分为高纯硅
C. 电缆表面绝缘层属于有机高分子材料
D. 液压油缸提供前进推力,新加入的液压油属于纯净物
2. 下列关于试剂保存及事故处理的说法正确的是
A. 金属锂保存在盛有煤油的广口试剂瓶中
B. 液溴应保存在玻璃塞的棕色细口瓶中,并在液面上加少量水形成水封
C. 浓NaOH溶液不慎沾到皮肤上,立即用大量水冲洗,然后涂上小苏打溶液
D. 高锰酸钾能与苯酚等有机物存放在同一个药品柜中
3. 下列实验能达成预期目的的是
A.测定新制氯水的pH
B.实验室制乙烯
C.用于碳酸钠的熔融实验
D.利用该装置检验氯化铵受热分解产物
A. A B. B C. C D. D
4. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L HF中含有HF分子数为个
B. 含的浓硫酸与足量Cu共热,转移的电子数为
C. 28 g乙烯与环丙烷组成的混合气体中含有个氢原子
D. 2 mol NO与在密闭容器中充分反应后的分子数为
5. 下列各溶液中一定能大量共存的离子组是
A. 常温下溶液中:、、、
B. 使石蕊试纸呈红色的溶液中:、、、
C. 含有大量的溶液中:、、、
D. 75%的酒精溶液中:、、、
6. 下列过程中,对应的离子方程式正确的是
A. 工业制漂白粉:
B. 泡沫灭火器灭火原理:
C. 向氢氧化铁中滴加氢碘酸溶液:
D. 向溶液中滴溶液至中性:
7. 以下几组物质,不能按照图示关系一步进行转化的是
选项
X
Y
Z
W
A
HClO
HCl
B
Si
C
S
FeS
D
Al
A. A B. B C. C D. D
8. 下列未知溶液中的离子的检验方法正确的是
A. :往未知溶液中滴加浓氨水,先产生蓝色絮状沉淀,后沉淀消失,得到深蓝色透明溶液
B. :往未知溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀
C. :往未知溶液中滴加少量NaOH溶液,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
D. :往未知溶液中滴加溶液,溶液变蓝
9. 工业上制备相关物质,下列涉及的反应原理及部分流程较为合理的是
A. 制纯碱:饱和食盐水NaHCO3Na2CO3
B. 制溴:浓缩海水Br2HBr溶液Br2
C. 制取镁:海水MgMgCl2溶液Mg
D. 制碘:干海带浸出液碘水I2
10. 某有机物具有广谱抗菌活性,结构简式如图。下列有关该化合物说法错误的是
A. 既有顺反异构体又有对映异构体
B. 1 mol该有机物与浓溴水反应时,最多消耗3 mol Br2
C. 1 mol该有机物分别与足量Na、NaOH反应,最多消耗Na、NaOH的物质的量分别为3 mol、5 mol
D. 与足量H2加成后的产物分子中含有6个手性碳原子
11. 某研究组对硅电池碎片中的Ag、Al、Si进行分离回收的流程如下,下列说法正确的是
A. 回收的Si可用于制作光电池与光导纤维
B. “操作Ⅰ”中,NH3·H2O不能加过量,否则得到的Al(OH)3会因溶解而损失
C. “氨浸”中的反应为
D. “操作Ⅱ”中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
12. 实践是检验真理的唯一标准。下列实验操作中,正确的有________项。
a.通过饱和NaHCO3溶液除去CO2中的SO2
b.NaCl的熔点高,除去碘中的NaCl应采用加热升华的方法
c.H2S、NH3均可用浓硫酸进行干燥除水
d.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2
e.SO2中混有少量SO3,可以将混合气体通过浓硫酸除去
f.向MgCl2溶液中加入MgO粉末,充分搅拌后过滤可除去杂质FeCl3
g.除去Cu粉中混有CuO的实验操作是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥
h.提纯混有少量NaCl的KNO3的过程:加热溶解→降温结晶→过滤→洗涤→干燥
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
13. 亚氯酸钠是一种重要的无机精细化工原料。实验室用制备的装置如图所示。已知:溶液温度高于60℃,发生分解;气体浓度超过时,易发生爆炸。
下列说法正确的是
A. 反应中鼓入的主要目的是排出装置中的空气
B. 将浓硫酸换成浓盐酸效果会更好
C. 可经蒸发结晶、过滤、洗涤制得晶体
D. 装置B中可能会混有杂质
14. 某元素的单质及其常见化合物X、Y、Z、M、N的转化关系如图所示(条件和部分产物略)。已知X与P的摩尔质量相同,且分子中均含有18个电子,Z是二元化合物且具有漂白性。下列说法错误的是
A. X、Z、M均能与NaOH溶液反应,生成正盐或酸式盐
B. 当N与Y生成1molZ时,转移电子
C. P既具有氧化性,又具有还原性
D. Z转化为M的反应中,中心原子的杂化类型不变
二、非选择题:
15. 硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)常用作棉织物漂白后的脱氯剂、定量分析中的还原剂。它又名“大苏打”,易溶于水,水溶液呈微弱的碱性,遇强酸发生剧烈反应。利用反应:和下列装置(夹持仪器已省略)可制备Na2S2O3。
(1)盛放70%硫酸的仪器名称为___________。
(2)装置B的作用是___________;装置D中试剂为___________,实验结束后,打开K2,从弹性气囊鼓入空气的目的是___________。
(3)打开K1,关闭K2,向三颈烧瓶中滴加70%硫酸,装置A中发生反应的化学方程式为___________;装置C中先出现浑浊,后又变澄清,此浑浊物是___________。
(4)制备过程中需要监测装置C中溶液的pH,当pH接近7时,应立即停止通入SO2,其原因是___________。
(5)实验结束后,装置C中的溶质主要为Na2S2O3,还可能含有Na2CO3和Na2SO3,为了证明含有Na2CO3,设计如下方案:
供选择的试剂:a.NaOH溶液 b.酸性高锰酸钾溶液 c.BaCl2溶液 d.澄清石灰水
①取适量装置C中溶液,滴加足量的稀硫酸;
②将①中产生的气体依次通过___________(填试剂序号),若观察到的现象对应为___________,则证明装置C中溶液含有Na2CO3。
(6)将制得的m g Na2S2O3样品溶于水,加入V mL c mol/L的碘水溶液时,二者恰好完全反应(反应原理为),则样品的纯度为___________(用含m、c、V的最简代数式表示)。
16. 利用废钴渣(主要成分为CoO,含NiO、FeO、Fe2O3、MgO、CaO和SiO2)回收制备CoCO3和NiSO4·6H2O,其工艺流程如图所示。
已知:①“滤渣2”的成分为MgF2和CaF2
②“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理为(水相)(有机相)(有机相)(水相)
(1)基态Ni原子的价电子排布式为___________。
(2)为提高高压酸浸效率,可采取的措施有___________(写1种),“滤渣1”的主要成分为___________。
(3)“氧化”时反应的离子方程式为___________。
(4)“沉铁”生成黄钠铁矾沉淀时需控制溶液的pH为2.5左右。该过程中加入碳酸钠的目的是___________。
(5)“反萃取”步骤为了获得NiSO4溶液,加入的试剂是___________。
(6)“沉钴”步骤主要发生反应的离子方程式为___________。
(7)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系。
温度
低于30.8℃
30.8℃~53.8℃
53.8℃~280℃
高于280℃
晶体形态
NiSO4·7H2O
NiSO4·6H2O
多种结晶水合物
NiSO4
由NiSO4溶液获得稳定的NiSO4·6H2O晶体的操作依次是蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥。
17. 大豆苷元(D)具有治疗心脑血管疾病的作用。因其难溶于水,生物利用度低,某研究团队采用下列反应路线,合成了易溶于水的大豆苷元磺酸钠(D-SO3Na)。
已知:①D为白色粉末,难溶于水,可溶于浓硫酸,其磺化产物易溶于水;
②摩尔质量:D:254,D-SO3Na:356。
实验步骤如下:
Ⅰ.在50 mL圆底烧瓶中,加入20 mL浓硫酸和10.0 g D,60℃下搅拌反应30 min,冷却至室温。
Ⅱ.上述反应液与100 mL饱和NaCl溶液混合,析出沉淀,静置4 h;抽滤,沉淀用20% NaCl溶液洗涤至滤液呈中性,得到D-SO3Na粗产品。
Ⅲ.粗产品重结晶,105℃真空干燥,得到D-SO3Na产品11.0 g。
回答下列问题:
(1)Ⅰ中,加热方式为___________,浓硫酸的作用有___________(任写两种)。
(2)向盛有5 mL蒸馏水的试管中滴入2滴Ⅰ中的反应液,振荡,___________(填实验现象),表明反应不完全。
(3)Ⅱ中,反应液与饱和NaCl溶液混合的具体操作是___________。
(4)Ⅱ中抽滤装置如图。抽滤与普通过滤相比,优点是___________。沉淀不能用蒸馏水洗涤的原因是___________。
(5)Ⅲ中关于重结晶操作的描述错误的是___________。
a.加热溶解,制成D-SO3Na稀溶液 b.加入活性炭,吸附有色杂质
c.趁热过滤,除去活性炭及可溶性杂质 d.冷却结晶,使D-SO3Na从溶液中析出
(6)Ⅲ中产品纯度为99.5%,D-SO3Na的产率为___________(列计算式)。
18. 聚酯H是一种重要的化工原料,其一种制备流程如图所示(部分反应条件和产物已略去)。
已知:(R为烃基)。
回答下列问题:
(1)化合物A的名称为________,A分子中碳原子的杂化方式为______。
(2)B的结构简式为________,由的反应类型为________。
(3)F中所含官能团的名称为________,由的化学方程式为___________。
(4)设计由和由两步的目的是____________。
(5)F的同分异构体有多种,能同时满足下列条件的同分异构体有________种(不包含立体异构),其中核磁共振氢谱有6组峰,且峰面积之比为的结构简式为________。
①能与溶液发生显色反应;②能发生水解反应;③能与银氨溶液反应;④是苯的二取代物。
(6)参照上述合成路线,以乙醇为原料,设计制备丁烯酸的合成路线:________(无机试剂任选)。
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