精品解析:福建省宁德市部分学校2026-2027学年高三上学期11月适应性练习 化学试题
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内容正文:
2026-2027学年第一学期适应性练习
高三化学
(满分:100分 练习时间:75分钟)
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 O 16 P 31 Cl 35.5 Fe 56
第Ⅰ卷 选择题(共40分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学知识在生产、生活中应用广泛,下列说法错误的是
A. 光束通过稀豆浆时可观察到丁达尔效应,涉及物理变化
B. 5G通讯传输光缆材料——光导纤维,其主要成分是单晶硅
C. 为避免葡萄酒中某些成分被氧化,可向其中添加适量的
D. 福建博物院收藏的宋代服饰(材质是蚕丝织品),属于天然高分子
2. 利用反应可处理。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 等物质的量的(重水)所含中子数比多
B. 向1L0.1溶液中通入氨气至中性,铵根离子数为
C. 11.2L与33.6L(均在标准状况下)在密闭容器中充分反应后的分子数为
D. 惰性电极电解溶液时,若两极产生气体的总质量为73g,则转移电子数为
3. 价类二维图是学习元素化合物的好方法,部分含Na或Fe或N或S元素的物质“价-类”二维关系如图所示。下列叙述错误的是
A. 若a是黑火药成分之一,则a→e→g的转化均可以通过一步反应实现
B. 若c在空气中迅速转化成e,则蘸有f的浓溶液和浓氨水的玻璃棒靠近时会产生白烟
C. 若d为红褐色固体,则1mola与水蒸气完全反应,生成的数目为
D. 若b是一种强电解质,则a与氧气反应的产物中阴阳离子个数比一定为1:2
4. 下列过程中,对应的反应方程式错误的是
A. 侯氏制碱法的主要反应:
B. 向硫酸铜溶液中加入过量的氨水:
C. 向苯酚钠溶液中通入少量:22
D. 将少量灼热的CuO加入中:
5. 实验室制备苯胺的反应原理为:,制备的苯胺粗品中含有少量硝基苯,提纯苯胺、回收硝基苯的流程如下。
已知:苯胺是一种微溶于水,易溶于乙醚的无色液体。
下列叙述正确的是
A. 为便于控制反应液的温度,可采用的加热方式为水浴加热
B. 试剂1、试剂2可分别为NaOH溶液、盐酸
C. 加入饱和NaCl溶液的目的是降低苯胺的溶解度,有利于分层
D. 操作Ⅰ、操作Ⅱ均为分液
6. 根据实验目的进行实验,下列实验示意图正确的是
实验目的
A.证明溴乙烷发生了消去反应
B.探究甲基使苯环活化
实验示意图
实验目的
C.制备并收集乙酸乙酯
D.除去中混有的少量HCl
实验示意图
A. A B. B C. C D. D
7. 我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,转化路线如下:
下列叙述正确的是
A. PLA分子中存在1个手性碳原子
B. MP的同分异构体中含羧基的有2种
C. HCHO与MP反应生成MMA的原子利用率为100%
D. MMA可通过缩聚反应生成高分子
8. 化学上常用标准电极电势(氧化型/还原型)比较物质氧化、还原能力的大小。值越高,氧化型的氧化能力越强,值越低,还原型的还原能力越强,值可能与体系的pH有关。根据表格信息,下列说法正确的是
氧化型/还原型
酸性介质
氧化型/还原型
碱性介质
0.77 V
0.17 V
1.36 V
a V
1.51 V
0.89 V
0.54 V
0.72 V
A. 若a<0.77,则常温下比更易被空气中的氧化
B. 强碱性条件下可发生反应:
C. 配制酸性高锰酸钾溶液时既可以用硫酸进行酸化也能用盐酸
D. 与100mL0.2溶液中的恰好完全反应,则转移0.02mole-
9. 钯催化剂(主要成分为Pd、,还含少量铁、铜等元素)在使用过程中,Pd易被氧化为难溶于酸的PdO而失活。一种从废钯催化剂中回收海绵钯的工艺流程如下图所示。
已知:Ⅰ.“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:(RCl为阴离子交换树脂)。
Ⅱ.“沉钯”过程钯元素主要发生如下转化:H2PdCl4(稀溶液)→[Pd(NH3)4]Cl2(稀溶液)→[Pd(NH3)2]Cl2(沉淀)。
下列说法错误的是
A. “酸浸”中,盐酸的作用是增强了过氧化氢的氧化性
B. “离子交换”流出液中阳离子主要有、、
C. 为了提高洗脱效率,“洗脱”过程中适当增大所用盐酸浓度有利于洗脱
D. “还原ⅱ”中生成海绵钯的化学方程式为
10. 某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体,设计如下实验探究其成分。已知:步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行;PbS是一种黑色固体。
下列说法错误的是
A. 黑色固体中可能存在
B. ①②中发生的反应均未涉及氧化还原反应
C. ③④中的实验现象能共同说明上层清液中存在
D. b中若使用溶液替代NaOH溶液,则无需使用醋酸铅试纸检验
第Ⅱ卷 非选择题(共60分)
二、非选择题(本题共4小题,共60分)
11. 新型功能材料在能源、信息领域有着重要应用,储氢材料与半导体材料是其中两类代表性物质,请回答下列问题:
(1)“嫦娥五号”配置砷化镓(GaAs)太阳能电池,GaAs中Ga的化合价为__________;写出As元素在元素周期表中的位置__________。
(2)砷化镓(GaAs)是重要的半导体材料,有“半导体贵族”之称,可用“气相生长法”制备,制备原理如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
反应ⅲ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
(3)硼氢化钠()是一种高效储氢材料,25℃时在掺杂了的纳米合金催化剂表面活性位点反应制氢的机理如图1所示:
写出参与反应生成和的化学方程式____________________。
(4)释氢也是储氢材料研究的重要课题,NH3在一定条件下也可以释氢,Li3FeN2作催化剂,使NH3释放H2的反应的原理如图2所示,在230℃完成反应I后,用X-射线衍射法判断残留固体M的组成,其衍射图如图3(a)所示,反应I的化学方程式为______________________________。在450℃完成反应Ⅱ后,残留固体的局部X-射线衍射图如图3(b)所示,单质Fe由M中的某物质分解生成,经该循环得到的气体中,__________3(填“>”、“<”或“=”)。
(5)GaN作为第三代半导体材料,具有耐高温、耐高电压等特性,随着5G技术的发展,GaN商用进入快车道。某学校化学兴趣小组用镓粉和氨气为原料在实验室利用如图装置模拟制备氮化镓:
装置A中利用锌粒和稀硫酸反应生成,将气体通入装置B中除杂,之后利用排净装置中的空气。排净空气后,将X中的液体滴入装置C,利用与CaO的反应制备,将通入装置D除杂后通入装置E中,与Ga反应生成GaN,最后将尾气经装置F通入装置G,利用稀硫酸吸收尾气中的,据此作答。
①仪器X中的试剂是__________。
②D中球形干燥管盛放的试剂是__________。
A.无水CaCl2 B.P2O5 C.无水CuSO4 D.碱石灰 E.浓硫酸
③F装置的作用有______________________________、______________________________。
12. LiFePO4电极材料是动力型锂离子电池的理想正极材料,利用如图所示装置(固定装置已略去)制取LiFePO4/C电极的过程如下:
已知:
①H3PO4溶液通常为无色透明的黏稠状液体,密度大于水,易溶于水并放热,具有腐蚀性
②LiFePO4在酸性较强的环境下不稳定
③Li3PO4常温下微溶于水。
步骤1:量取80mL物质的量浓度约为溶液;准确称量18.00gLiOH(n=0.75mol)和38.00gFeSO4(n=0.25mol)。
(1)关于配制物质的量浓度约为溶液的说法正确的是__________。
A. 配制时须使用100mL的容量瓶
B. 稀释浓磷酸的方法:将水缓慢加入浓磷酸中,并不断搅拌以防液体受热飞溅
C. 若用浓磷酸配制该溶液,量筒量取浓磷酸时仰视刻度线,会导致所配溶液浓度偏大
D. 磷酸不小心溅到皮肤上,应立即用大量清水冲洗,然后用低浓度氢氧化钠溶液进行中和处理,严重时应及时就医
(2)下列哪些仪器是步骤1需要用到的,请填写名称__________。
步骤2:将LiOH置于三颈烧瓶中,加入煮沸过的蒸馏水,搅拌使其溶解。从分液漏斗中滴加溶液,实验过程中不断通入氮气,直至滴加完毕。
(3)实验过程中不断通入N2的主要目的是____________________,该步骤为达到相同目的采取的措施还有____________________。
步骤3:将FeSO4固体溶于蒸馏水中,迅速倒入三颈烧瓶中,调控体系pH约为6.5,快速搅拌,充分反应后,过滤并洗涤、干燥沉淀得LiFePO4固体ag。
(4)步骤3发生反应的化学方程式为____________________。
(5)步骤3需调控体系pH约为6.5的原因是____________________。
(6)计算产率__________(用含a的代数式表示)。
步骤4:将LiFePO4与一定量葡萄糖混合,惰性气氛下加热,得到LiFePO4/C。
(7)葡萄糖的作用是____________________、____________________。
(8)考虑整个实验,下列安全图标不需要标注的是____________________(选填序号)。
13. 五氧化二钒(V2O5)是重要的催化剂和合金添加剂。用钒渣(主要化学成分为V2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO和SiO2)制备V2O5的工艺流程如图所示。
已知:
Ⅰ.酸性条件下,价、价V以、形式存在,
碱性条件下,价V以形式存在。
Ⅱ.HA(有机酸性萃取剂)的萃取原理如下:
,酸性溶液中,HA对、的萃取能力强,对、、、的萃取能力较弱。
回答下列问题:
(1)钒渣“焙烧”时采取“多层逆流焙烧”,其目的是_____________________,“焙烧”时V2O3转化为NaVO3,该反应的化学方程式为____________。
(2)滤渣的主要成分是__________(填化学式)。
(3)钒元素在溶液中的存在形式与电极电势和pH有关。已知能斯特方程E=1.00-0.0591lg,E表示电极电势。结合能斯特方程分析,“酸浸”时控制条件为E=0.6V、,而不选择E=0.6V、的原因是__________。
(4)该流程中可以循环利用的物质有__________(填化学式)。
(5)“氧化”时发生反应的离子方程式为____________________。
(6)测定产品中V2O5的纯度:称取a g产品,先用硫酸溶解,得到溶液,再加入溶液(),最后用溶液滴定过量的至终点,消耗溶液的体积为,已知被还原为,假设杂质不参与反应,则产品中V2O5的质量分数是__________。(V2O5的摩尔质量:)。
14. 一种治疗哮喘的药物G的合成路线如下图(反应条件及试剂已简化):
请回答以下问题:
(1)写出化合物G中含氧官能团的名称__________。
(2)写出A→B的化学方程式:__________________________________________。
(3)下列说法正确的是__________。
A.化合物A的水溶性比化合物B的小
B.化合物B的核磁共振氢谱有6组峰
C.C到D的过程有H2生成
D.1 mol E与足量NaOH溶液反应后有Na2CO3生成
E.C→D的反应中,NaH能将C转化为更易与反应的中间产物
(4)D→E过程中有副产物生成,写出一种与E互为同分异构体的副产物的结构简式__________。
(5)X的分子式为,则生成G的反应类型为__________。
(6)从整个过程看,A→B的目的是__________。
(7)Y是A的同分异构体,且满足下列条件。写出Y的结构简式____________________。
①含-CN、-OH ②有两个手性碳原子
(8)化合物的合成路线如下:
写出生成X所需要的反应条件__________。
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2026-2027学年第一学期适应性练习
高三化学
(满分:100分 练习时间:75分钟)
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 O 16 P 31 Cl 35.5 Fe 56
第Ⅰ卷 选择题(共40分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学知识在生产、生活中应用广泛,下列说法错误的是
A. 光束通过稀豆浆时可观察到丁达尔效应,涉及物理变化
B. 5G通讯传输光缆材料——光导纤维,其主要成分是单晶硅
C. 为避免葡萄酒中某些成分被氧化,可向其中添加适量的
D. 福建博物院收藏的宋代服饰(材质是蚕丝织品),属于天然高分子
【答案】B
【解析】
【详解】A.稀豆浆属于胶体分散系,光束通过时产生丁达尔效应是胶体粒子对光线的散射作用,过程中无新物质生成,属于物理变化,A正确;
B.光导纤维的主要成分为,单晶硅是制作半导体芯片、太阳能光伏电池的核心材料,并非光导纤维的主要成分,B错误;
C.具有还原性,可消耗葡萄酒体系内的氧气,避免其中的风味、营养成分被氧化,同时可抑制杂菌生长,食品生产中可按规范适量添加,C正确;
D.蚕丝织品的主要成分为蛋白质,蛋白质属于天然有机高分子化合物,D正确;
故答案选B。
2. 利用反应可处理。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 等物质的量的(重水)所含中子数比多
B. 向1L0.1溶液中通入氨气至中性,铵根离子数为
C. 11.2L与33.6L(均在标准状况下)在密闭容器中充分反应后的分子数为
D. 惰性电极电解溶液时,若两极产生气体的总质量为73g,则转移电子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.等物质的量的与,未指明具体物质的量,无法计算所含中子数,A错误;
B.向1 L0.1 溶液中通入氨气至中性,因为醋酸铵显中性,所以恰好生成醋酸铵,因为存在水解,所以铵根离子数小于,B错误;
C.标准状况下为,为,合成氨反应为可逆反应,不能进行到底,若完全反应生成,总分子数为,实际反应后总物质的量大于,分子数大于,C错误;
D.惰性电极电解溶液时,初始反应为,两极产生的气体为和,当气体总质量为时,对应生成(质量)和(质量),根据反应关系,转移电子数为,即,D正确;
故选D。
3. 价类二维图是学习元素化合物的好方法,部分含Na或Fe或N或S元素的物质“价-类”二维关系如图所示。下列叙述错误的是
A. 若a是黑火药成分之一,则a→e→g的转化均可以通过一步反应实现
B. 若c在空气中迅速转化成e,则蘸有f的浓溶液和浓氨水的玻璃棒靠近时会产生白烟
C. 若d为红褐色固体,则1mola与水蒸气完全反应,生成的数目为
D. 若b是一种强电解质,则a与氧气反应的产物中阴阳离子个数比一定为1:2
【答案】C
【解析】
【详解】A.若a为黑火药成分,即单质S,a→e为S与点燃一步生成,e→g为与等氧化剂反应一步生成,两步转化均可通过一步反应实现,A正确;
B.若c为+2价氧化物,其在空气中迅速与反应生成e(+4价氧化物),f为+5价酸,浓挥发的蒸气与浓氨水挥发的反应生成白色固体小颗粒,可观察到白烟,B正确;
C.若d为红褐色固体,则a为Fe单质,Fe与水蒸气反应的化学方程式为,1molFe完全反应生成,即分子数目为,并非,C错误;
D.若b为强电解质,则a为Na单质,Na与反应的产物常温下为,加热时为,二者阴阳离子个数比均为1:2,D正确;
故选C。
4. 下列过程中,对应的反应方程式错误的是
A. 侯氏制碱法的主要反应:
B. 向硫酸铜溶液中加入过量的氨水:
C. 向苯酚钠溶液中通入少量:22
D. 将少量灼热的CuO加入中:
【答案】C
【解析】
【分析】四个选项分别考查侯氏制碱法的反应原理、铜氨络离子的形成、苯酚与碳酸的酸性强弱、乙醇的催化氧化。判断关键在于:反应物是否按题意拆分、产物是否符合“强酸制弱酸”与氧化还原事实;苯酚钠溶液通入 CO2 时,因苯酚酸性弱于 H2CO3 而强于 ,产物只能是苯酚和 NaHCO3。
【详解】A.侯氏制碱法向饱和食盐水中先通入 NH3 再通入 CO2,利用 NaHCO3 溶解度较小使其析出,反应为 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,A正确。
B.向硫酸铜溶液中加入过量氨水,Cu2+ 先沉淀后被过量氨水溶解,形成稳定的四氨合铜离子,总反应为 Cu2+ + 4NH3⋅H2O = [Cu(NH3)4]2++ 4H2O,B正确。
C.酸性强弱顺序为 H2CO3>苯酚>,根据强酸制弱酸,向苯酚钠溶液中通入 CO2 时无论少量还是过量,产物都是苯酚和 NaHCO3,不会生成 Na2CO3,反应式如图:。题给方程式生成 Na2CO3 与事实不符,C错误。
D.少量灼热的 CuO 可将乙醇氧化为乙醛,自身被还原为铜,反应为 ,D正确。
故答案为C。
5. 实验室制备苯胺的反应原理为:,制备的苯胺粗品中含有少量硝基苯,提纯苯胺、回收硝基苯的流程如下。
已知:苯胺是一种微溶于水,易溶于乙醚的无色液体。
下列叙述正确的是
A. 为便于控制反应液的温度,可采用的加热方式为水浴加热
B. 试剂1、试剂2可分别为NaOH溶液、盐酸
C. 加入饱和NaCl溶液的目的是降低苯胺的溶解度,有利于分层
D. 操作Ⅰ、操作Ⅱ均为分液
【答案】C
【解析】
【分析】苯胺粗品与酸反应生成易溶于水的铵盐,硝基苯为中性有机物,不与酸反应,因此试剂1应为盐酸,使苯胺成盐进入水相、硝基苯留在有机相;水相中的苯胺盐需加入NaOH溶液等碱性试剂,反应重新生成游离苯胺,因此试剂2应为NaOH溶液;苯胺水溶液中加入饱和NaCl溶液,以降低苯胺在水中的溶解度,苯胺更容易和水分层,方便后续萃取;分液,分出有机层(粗苯胺)、水层,水层里面还有少量苯胺,用乙醚萃取,混合有机层和乙醚层,进行蒸馏区分苯胺和乙醚,据此分析:
【详解】A.水浴加热的最高温度约为100℃,无法达到反应所需的温度条件,不能采用水浴加热控制反应温度,A错误;
B.根据上述分析,试剂1应为盐酸,使苯胺成盐进入水相、硝基苯留在有机相实现初步分离;试剂2应为NaOH溶液,选项中两种试剂的顺序颠倒,无法实现粗品的分离,B错误;
C.加入饱和NaCl溶液可通过盐析作用降低苯胺在水中的溶解度,促使苯胺与水相分层,便于后续分离操作,C正确;
D.操作Ⅰ是向溶有少量苯胺的水层中加入乙醚萃取苯胺,后续通过分液分离出溶有苯胺的乙醚层,属于分液操作;操作Ⅱ是分离互溶的苯胺和乙醚,二者沸点差异较大,需通过蒸馏操作分离,并非分液,D错误;
故答案选C。
6. 根据实验目的进行实验,下列实验示意图正确的是
实验目的
A.证明溴乙烷发生了消去反应
B.探究甲基使苯环活化
实验示意图
实验目的
C.制备并收集乙酸乙酯
D.除去中混有的少量HCl
实验示意图
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热可发生消去反应:。加热时挥发出的乙醇也能使酸性溶液褪色,图中将产生的气体直接通入酸性溶液,未排除乙醇的干扰,因此不能证明生成了乙烯。应先将气体通过水以除去乙醇,再通入酸性溶液检验,A错误;
B.分别向苯和甲苯中滴加酸性溶液,苯不能使其褪色,甲苯能使其褪色,但甲苯中被氧化的是甲基,不能据此说明甲基使苯环活化。探究甲基对苯环的影响,应比较苯和甲苯在相同条件下发生苯环上取代反应的难易程度,B错误;
C.乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热可生成乙酸乙酯,饱和溶液能除去随产物蒸出的乙酸、吸收乙醇,并降低乙酸乙酯的溶解度,使乙酸乙酯分层浮在上层。图中导气管末端伸入饱和溶液中,乙醇和乙酸蒸气被迅速吸收时易引起倒吸,应将导气管末端置于液面上方,C错误;
D.混合气体从左侧长导管进入,与饱和溶液充分接触,HCl被吸收并发生反应:,不引入新的气体杂质;饱和溶液还能减少的溶解损失,净化后的气体从液面上方的右侧短导管导出,可达到除杂目的,D正确;
故选D。
7. 我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,转化路线如下:
下列叙述正确的是
A. PLA分子中存在1个手性碳原子
B. MP的同分异构体中含羧基的有2种
C. HCHO与MP反应生成MMA的原子利用率为100%
D. MMA可通过缩聚反应生成高分子
【答案】B
【解析】
【详解】A.连有四个不同原子或者基团的碳原子是手性碳,见红色标记处,,PLA分子中存在n个手性碳原子,A错误;
B.MP的同分异构体中,含有羧基的有2种,分别为CH3CH2CH2COOH和CH3CH(CH3)COOH,B正确;
C.HCHO与MP反应生成MMA的同时会生成副产物H2O,原子利用率小于100%,C错误;
D.MMA分子中含有碳碳双键,可通过加聚反应生成高分子,D错误;
故选B。
8. 化学上常用标准电极电势(氧化型/还原型)比较物质氧化、还原能力的大小。值越高,氧化型的氧化能力越强,值越低,还原型的还原能力越强,值可能与体系的pH有关。根据表格信息,下列说法正确的是
氧化型/还原型
酸性介质
氧化型/还原型
碱性介质
0.77 V
0.17 V
1.36 V
a V
1.51 V
0.89 V
0.54 V
0.72 V
A. 若a<0.77,则常温下比更易被空气中的氧化
B. 强碱性条件下可发生反应:
C. 配制酸性高锰酸钾溶液时既可以用硫酸进行酸化也能用盐酸
D. 与100mL0.2溶液中的恰好完全反应,则转移0.02mole-
【答案】B
【解析】
【详解】A.若,说明,根据电极电势规律,值越低对应还原型的还原能力越强,因此的还原性强于,即比更易被空气中的氧化,A错误;
B.该反应中,氧化剂为,对应电对;还原剂为,对应电对。由于,的氧化性强于,反应可自发进行,且方程式满足原子守恒、电荷守恒与电子守恒,B正确;
C.酸性介质中,,由于,的氧化性强于,可将氧化为,因此配制酸性高锰酸钾溶液时不能用盐酸酸化,C错误;
D.溶液中还原性顺序为(由可知),当与恰好完全反应时,已被完全氧化。,因此、,反应共转移,并非,D错误;
故答案选B。
9. 钯催化剂(主要成分为Pd、,还含少量铁、铜等元素)在使用过程中,Pd易被氧化为难溶于酸的PdO而失活。一种从废钯催化剂中回收海绵钯的工艺流程如下图所示。
已知:Ⅰ.“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:(RCl为阴离子交换树脂)。
Ⅱ.“沉钯”过程钯元素主要发生如下转化:H2PdCl4(稀溶液)→[Pd(NH3)4]Cl2(稀溶液)→[Pd(NH3)2]Cl2(沉淀)。
下列说法错误的是
A. “酸浸”中,盐酸的作用是增强了过氧化氢的氧化性
B. “离子交换”流出液中阳离子主要有、、
C. 为了提高洗脱效率,“洗脱”过程中适当增大所用盐酸浓度有利于洗脱
D. “还原ⅱ”中生成海绵钯的化学方程式为
【答案】A
【解析】
【分析】钯催化剂(主要成分为Pd、,还含少量铁、铜等元素)加入甲酸还原,然后通入H2O2、盐酸,铁、铜转化为氯化铁、氯化铜,同时过滤除去,并得到H2PdCl4浸出液,浸出液通过离子交换除去铁离子、铜离子等;然后加入盐酸进行洗脱使生成[PdCl4]2-溶液,“沉钯”过程钯元素主要发生如下转化:H2PdCl4(稀溶液)→[Pd(NH3)4]Cl2(稀溶液)→[Pd(NH3)2]Cl2(沉淀),得到的Pd(NH3)2Cl2用N2H4·H2O还原得到海绵钯。
【详解】A.酸浸过程中,盐酸一方面提供增强的氧化性,另一方面提供与形成稳定的配离子,促进的溶解,A错误;
B.离子交换为阴离子交换过程,仅吸附带负电的,溶液中的、、为阳离子,不会被阴离子交换树脂吸附,随流出液排出,B正确;
C.已知,适当增大盐酸浓度即增大浓度,平衡向洗脱方向移动,有利于提高洗脱效率,C正确;
D.还原ii过程中,中为+2价,被还原为单质,中为-2价,被氧化为无毒的,根据电子守恒、原子守恒配平的化学方程式为,D正确;
故选A。
10. 某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体,设计如下实验探究其成分。已知:步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行;PbS是一种黑色固体。
下列说法错误的是
A. 黑色固体中可能存在
B. ①②中发生的反应均未涉及氧化还原反应
C. ③④中的实验现象能共同说明上层清液中存在
D. b中若使用溶液替代NaOH溶液,则无需使用醋酸铅试纸检验
【答案】A
【解析】
【分析】氩气用于隔绝空气,稀硫酸预先煮沸可除去其中溶解的氧气,避免氧气干扰实验。铁与硫在加热条件下反应生成硫化亚铁,反应为。步骤Ⅰ中,硫化亚铁与稀硫酸反应:,所得溶液用于检验铁离子的存在形式,逸出的通入b中被NaOH溶液吸收。步骤Ⅱ抽取a中的气体,用湿润的醋酸铅试纸检验。步骤Ⅲ取a中的上层清液,分别加入KSCN溶液和溶液,通过显色或沉淀现象判断其中的铁离子。
【详解】A.铁粉与足量硫粉在氩气中加热,铁与硫反应生成FeS;氩气隔绝空气,反应物中没有可提供氧元素的物质,因此所得黑色固体中不存在,A错误;
B.①中发生的反应为,铁、硫元素的化合价均不变;b中NaOH溶液吸收属于酸碱反应,也没有元素化合价的变化。②中湿润的醋酸铅试纸变黑,是因为生成了黑色PbS,反应为,铅元素仍为+2价,硫元素仍为−2价,其他元素的化合价也不变。因此①②中发生的反应均未涉及氧化还原反应,B正确;
C.③中,加入KSCN溶液后起初无明显现象,说明此时未检出;④中,与反应可生成蓝色沉淀,反应为,因此④中的蓝色沉淀说明上层清液中存在。步骤Ⅲ未隔绝空气,溶液中的部分被氧气氧化,反应为,生成的与反应显红色,这与③中5 min后出现浅红色的现象相符。③④中的现象能共同说明上层清液中存在,C正确;
D.若b中改用溶液,通入的可与反应生成黑色CuS沉淀,反应为。通过b中出现黑色沉淀即可检验,无需再使用醋酸铅试纸检验,D正确;
故选A。
第Ⅱ卷 非选择题(共60分)
二、非选择题(本题共4小题,共60分)
11. 新型功能材料在能源、信息领域有着重要应用,储氢材料与半导体材料是其中两类代表性物质,请回答下列问题:
(1)“嫦娥五号”配置砷化镓(GaAs)太阳能电池,GaAs中Ga的化合价为__________;写出As元素在元素周期表中的位置__________。
(2)砷化镓(GaAs)是重要的半导体材料,有“半导体贵族”之称,可用“气相生长法”制备,制备原理如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
反应ⅲ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
(3)硼氢化钠()是一种高效储氢材料,25℃时在掺杂了的纳米合金催化剂表面活性位点反应制氢的机理如图1所示:
写出参与反应生成和的化学方程式____________________。
(4)释氢也是储氢材料研究的重要课题,NH3在一定条件下也可以释氢,Li3FeN2作催化剂,使NH3释放H2的反应的原理如图2所示,在230℃完成反应I后,用X-射线衍射法判断残留固体M的组成,其衍射图如图3(a)所示,反应I的化学方程式为______________________________。在450℃完成反应Ⅱ后,残留固体的局部X-射线衍射图如图3(b)所示,单质Fe由M中的某物质分解生成,经该循环得到的气体中,__________3(填“>”、“<”或“=”)。
(5)GaN作为第三代半导体材料,具有耐高温、耐高电压等特性,随着5G技术的发展,GaN商用进入快车道。某学校化学兴趣小组用镓粉和氨气为原料在实验室利用如图装置模拟制备氮化镓:
装置A中利用锌粒和稀硫酸反应生成,将气体通入装置B中除杂,之后利用排净装置中的空气。排净空气后,将X中的液体滴入装置C,利用与CaO的反应制备,将通入装置D除杂后通入装置E中,与Ga反应生成GaN,最后将尾气经装置F通入装置G,利用稀硫酸吸收尾气中的,据此作答。
①仪器X中的试剂是__________。
②D中球形干燥管盛放的试剂是__________。
A.无水CaCl2 B.P2O5 C.无水CuSO4 D.碱石灰 E.浓硫酸
③F装置的作用有______________________________、______________________________。
【答案】(1) ①. +3 ②. 第4周期ⅤA族
(2)1:6 (3)
(4) ①. ②. <
(5) ①. 浓氨水 ②. D ③. 防倒吸 ④. 暂时储存H2
【解析】
【小问1详解】
在中,Ga位于第四周期IIIA族,As位于第四周期VA族,Ga的电负性小于As,因此Ga显+3价,As显-3价。As的原子序数为33,位于元素周期表第四周期VA族;
【小问2详解】
反应ⅲ的化学方程式为。反应中As元素的化合价由0价降低到-3价,作氧化剂;Ga元素的化合价由+1价升高到+3价,H元素的化合价由0价升高到+1价,和作还原剂。根据化学方程式,1mol参与反应时,需要4mol和2mol,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为;
【小问3详解】
根据图1的反应机理可知,与在催化剂表面反应生成和。根据原子守恒配平,化学方程式为;
【小问4详解】
由图2和图3(a)可知,反应I的反应物为和,生成物包含以及固体M(和)。根据原子守恒配平可得化学方程式为;若催化剂完全循环,总反应相当于氨气的分解,此时。但题干指出:单质Fe由M中的某物质分解生成,即部分发生了分解(),这会导致额外生成,使得混合气体中的量增多,因此;
【小问5详解】
①装置C利用生石灰与浓氨水反应制备氨气,故仪器X(分液漏斗)中盛放的试剂是浓氨水。②
A.与无水CaCl2发生反应生成CaCl28,A错误;
B.是碱性气体,P2O5是酸性干燥剂,二者发生反应,B错误;
C.会和反应生成络合物,吸收,因此不能用无水干燥,C错误
D.碱石灰可以干燥,D正确;
E.球形干燥管不能放浓硫酸,E错误;
故选D;
③F装置采用短管进气、长管出气的设计。由于密度比空气小,该装置可用于向下排空气法收集氢气,即暂时储存H2;同时,长管连接后续的尾气吸收装置G,当G中发生倒吸时,液体会落入F瓶底部而不会进入反应管E中,起到防倒吸(安全瓶)的作用。
12. LiFePO4电极材料是动力型锂离子电池的理想正极材料,利用如图所示装置(固定装置已略去)制取LiFePO4/C电极的过程如下:
已知:
①H3PO4溶液通常为无色透明的黏稠状液体,密度大于水,易溶于水并放热,具有腐蚀性
②LiFePO4在酸性较强的环境下不稳定
③Li3PO4常温下微溶于水。
步骤1:量取80mL物质的量浓度约为溶液;准确称量18.00gLiOH(n=0.75mol)和38.00gFeSO4(n=0.25mol)。
(1)关于配制物质的量浓度约为溶液的说法正确的是__________。
A. 配制时须使用100mL的容量瓶
B. 稀释浓磷酸的方法:将水缓慢加入浓磷酸中,并不断搅拌以防液体受热飞溅
C. 若用浓磷酸配制该溶液,量筒量取浓磷酸时仰视刻度线,会导致所配溶液浓度偏大
D. 磷酸不小心溅到皮肤上,应立即用大量清水冲洗,然后用低浓度氢氧化钠溶液进行中和处理,严重时应及时就医
(2)下列哪些仪器是步骤1需要用到的,请填写名称__________。
步骤2:将LiOH置于三颈烧瓶中,加入煮沸过的蒸馏水,搅拌使其溶解。从分液漏斗中滴加溶液,实验过程中不断通入氮气,直至滴加完毕。
(3)实验过程中不断通入N2的主要目的是____________________,该步骤为达到相同目的采取的措施还有____________________。
步骤3:将FeSO4固体溶于蒸馏水中,迅速倒入三颈烧瓶中,调控体系pH约为6.5,快速搅拌,充分反应后,过滤并洗涤、干燥沉淀得LiFePO4固体ag。
(4)步骤3发生反应的化学方程式为____________________。
(5)步骤3需调控体系pH约为6.5的原因是____________________。
(6)计算产率__________(用含a的代数式表示)。
步骤4:将LiFePO4与一定量葡萄糖混合,惰性气氛下加热,得到LiFePO4/C。
(7)葡萄糖的作用是____________________、____________________。
(8)考虑整个实验,下列安全图标不需要标注的是____________________(选填序号)。
【答案】(1)C (2)胶头滴管,100mL量筒
(3) ①. 排除装置中的氧气,防止被氧化 ②. 加入煮沸过的蒸馏水
(4)
(5)pH太低,LiFePO4不稳定;pH太高,容易生成Fe(OH)2沉淀
(6)
(7) ①. 碳化生成导电碳层(或作碳源) ②. 防止Fe(Ⅱ)被氧化
(8)⑤
【解析】
【小问1详解】
A.本实验是粗略配制浓度约为3.3mol/L的H3PO4溶液,不需要使用容量瓶,且未知配制的体积为多少,A错误;
B.稀释浓磷酸的方法:将浓磷酸缓慢加入水中,并不断搅拌以防液体受热飞溅,B错误;
C.若用浓磷酸配制该溶液,量筒量取浓磷酸时仰视刻度线,则浓磷酸的体积偏大,会导致所配溶液浓度偏大,C正确;
D.磷酸不小心溅到皮肤上,应立即用大量清水冲洗,然后用3%至5%的碳酸氢钠溶液进行冲洗,严重时应及时就医,D错误;
故选C;
【小问2详解】
量取80mL物质的量浓度约为溶液需要100mL的量筒和胶头滴管;称量18.00gLiOH和38.00gFeSO4,不能用托盘天平,托盘天平无法准确到0.01g;
【小问3详解】
实验过程中不断通入N2的主要目的是排除装置中的氧气,防止被氧化,该步骤为达到相同目的采取的措施还有加入煮沸过的蒸馏水;
【小问4详解】
步骤3中Li3PO4与FeSO4发生反应生成LiFePO4和Li2SO4,化学方程式为;
【小问5详解】
已知LiFePO4在酸性较强的环境下不稳定,即pH太低,LiFePO4不稳定;pH太高,容易生成Fe(OH)2沉淀,所以需调控体系pH约为6.5;
【小问6详解】
物质的量为:,LiOH:0.75mol,FeSO4:0.25mol,根据3LiOH~H3PO4~Li3PO4,过量,理论上生成Li3PO4为0.25mol,根据Li3PO4~FeSO4~LiFePO4,理论上生成LiFePO4为0.25mol,即,产率:;
【小问7详解】
葡萄糖在惰性气氛下加热会碳化,生成碳,附着在LiFePO4表面,生成导电碳层,可以提高电极的导电性,增强电池性能;葡萄糖碳化生成的碳(或葡萄糖)有还原性,在有Fe(Ⅱ)的情境下,利用其还原性,可以防止Fe(Ⅱ)被氧化;
【小问8详解】
①该实验需要佩戴护目镜,防止液体飞溅,伤害眼睛,需要标注;
②该实验需要加热,要注意明火,需要标注;
③该实验需要加热,要注意热烫,需要标注;
④该实验可能产生有害气体,需要进行排风,需要标注;
⑤该实验不需要锐器,不需要标注;
⑥实验完后要及时洗手,需要标注;
故选⑤。
13. 五氧化二钒(V2O5)是重要的催化剂和合金添加剂。用钒渣(主要化学成分为V2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO和SiO2)制备V2O5的工艺流程如图所示。
已知:
Ⅰ.酸性条件下,价、价V以、形式存在,
碱性条件下,价V以形式存在。
Ⅱ.HA(有机酸性萃取剂)的萃取原理如下:
,酸性溶液中,HA对、的萃取能力强,对、、、的萃取能力较弱。
回答下列问题:
(1)钒渣“焙烧”时采取“多层逆流焙烧”,其目的是_____________________,“焙烧”时V2O3转化为NaVO3,该反应的化学方程式为____________。
(2)滤渣的主要成分是__________(填化学式)。
(3)钒元素在溶液中的存在形式与电极电势和pH有关。已知能斯特方程E=1.00-0.0591lg,E表示电极电势。结合能斯特方程分析,“酸浸”时控制条件为E=0.6V、,而不选择E=0.6V、的原因是__________。
(4)该流程中可以循环利用的物质有__________(填化学式)。
(5)“氧化”时发生反应的离子方程式为____________________。
(6)测定产品中V2O5的纯度:称取a g产品,先用硫酸溶解,得到溶液,再加入溶液(),最后用溶液滴定过量的至终点,消耗溶液的体积为,已知被还原为,假设杂质不参与反应,则产品中V2O5的质量分数是__________。(V2O5的摩尔质量:)。
【答案】(1) ①. 增大接触面积,加快反应速率;使焙烧更充分,提高原料利用率 ②.
(2)、
(3)时,氢离子浓度大,增大,钒更多以形式存在,更利于后续萃取操作
(4)、HA
(5)
(6)
【解析】
【分析】根据题目信息,钒渣加入碳酸钠在空气中焙烧后,转化为NaVO3,转变为,加入稀硫酸酸浸,生成、、、和,和进入滤渣,因HA对、的萃取能力强,对、、、的萃取能力较弱,为提高萃取率,加入铁粉将还原为,还原为,后经过萃取、反萃取后得到VO2+溶液,加入NaClO3氧化钒元素为,再加、沉钒得到,煅烧得到,据此回答;
【小问1详解】
钒渣“焙烧”时采取“多层逆流焙烧”,可以增大接触面积,加快反应速率,同时使焙烧更充分,提高原料利用率;
“焙烧”时V2O3被氧气氧化为NaVO3,钒元素化合价:+3→+5,氧元素化合价由0价降到-2价,结合电子守恒、原子守恒,可写出方程式;
【小问2详解】
由分析可知,滤渣的主要成分是、;
【小问3详解】
根据能斯特方程可知,当E=0.6 V,时,氢离子浓度较大,增大,钒更多以形式存在,更利于后续萃取操作。
【小问4详解】
反萃取后得到的有机层可返回萃取工序重复使用,分解产生的可以回收用于调pH步骤,故可以循环利用的物质有、;
【小问5详解】
氧化时,将VO2+氧化为,自身被还原为Cl-,钒元素化合价:+4→+5,氯元素化合价由+5价降到-1价,结合电子守恒、电荷守恒和原子守恒,可写出离子方程式为;
【小问6详解】
过量的和反应满足关系式:,因此与钒反应的总物质的量为,再结合题给信息可得,根据元素守恒可知,1 mol 与硫酸反应可生成2 mol ,因此,故 的质量分数为 。
14. 一种治疗哮喘的药物G的合成路线如下图(反应条件及试剂已简化):
请回答以下问题:
(1)写出化合物G中含氧官能团的名称__________。
(2)写出A→B的化学方程式:__________________________________________。
(3)下列说法正确的是__________。
A.化合物A的水溶性比化合物B的小
B.化合物B的核磁共振氢谱有6组峰
C.C到D的过程有H2生成
D.1 mol E与足量NaOH溶液反应后有Na2CO3生成
E.C→D的反应中,NaH能将C转化为更易与反应的中间产物
(4)D→E过程中有副产物生成,写出一种与E互为同分异构体的副产物的结构简式__________。
(5)X的分子式为,则生成G的反应类型为__________。
(6)从整个过程看,A→B的目的是__________。
(7)Y是A的同分异构体,且满足下列条件。写出Y的结构简式____________________。
①含-CN、-OH ②有两个手性碳原子
(8)化合物的合成路线如下:
写出生成X所需要的反应条件__________。
【答案】(1)酰胺基、醚键
(2) (3)C、D、E
(4) (5)取代反应
(6)保护氨基 (7)
(8)Cu/Ag、△
【解析】
【分析】对比A、B结构可知,A与ClCOOC2H5发生取代反应生成B,B与CaC2、水反应生成C,C在NaH存在下与发生反应生成D,D与发生加成反应生成E,E在碱性条件下发生水解生成F,F的结构为,F与X反应生成G,据此回答;
【小问1详解】
由G结构简式可知化合物G中含氧官能团的名称为酰胺基、醚键;
【小问2详解】
由分析可知,A与ClCOOC2H5发生取代反应生成B,故A→B的化学方程式为;
【小问3详解】
A.A可与水分子形成分子间氢键,故化合物A的水溶性比化合物B的大,A错误;
B.六元环左右对称,化合物B的核磁共振氢谱有4组峰,B错误;
C.NaH中的氢元素的化合价为-1,还原性很强,会与C中的氢原子发生归中反应生成氢气,对比C、D结构可知,C到D的过程有H2、NaBr生成,C正确;
D.1 mol E与足量NaOH溶液反应,酯基、酰胺基都断开,产生二氧化碳,二氧化碳与足量NaOH反应产生Na2CO3,D正确;
E.C→D的反应中,NaH中的氢元素的化合价为-1,还原性很强,会与C中的羟基上氢原子发生归中反应生成氢气,能将C转化为更易与反应的中间产物,羟基转化为亲核性更强的,更易与溴丙炔发生取代反应,E正确;
故选CDE;
【小问4详解】
D→E是碳碳三键的分子间加成反应成环的反应,存在区域选择性,可生成和E双键位置不同的互为同分异构体副产物,结构可能为;
【小问5详解】
X的分子式为,F分子式为,G分子式为,结合F与G结构简式,可知生成G的反应类型为取代反应,除生成G外,还有HCl产生;
【小问6详解】
从整个过程来看,A→B将氨基与ClCOOC2H5反应,E→F又产生氨基,防止氨基发生反应,故A→B的目的是保护氨基;
【小问7详解】
Y与A的分子式相同为,分子结构中含-CN、-OH,可以看作是丁烷被氰基、羟基取代的产物,有两个手性碳原子的结构为;
【小问8详解】
参考题目中合成路线,可知X的结构为,环己醇中的羟基被氧化生成酮羰基,故反应条件为Cu/Ag、△。
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