精品解析:新疆乌鲁木齐市第一中学2026-2027学年高三上学期第二次月考 化学试卷
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内容正文:
乌鲁木齐市第一中学2026—2027学年第一学期
2027届高三年级第二次月考化学试卷
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 N:14 Fe:56 Cu:64 I:127
一、单项选择题(每道题有且仅有一个正确选项,每题3分,共42分)
1. 纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会受阅装备均为国产现役主战装备。“东风—5C”液体洲际战略核导弹是我国战略反击体系重要组成,具备全球打击能力,全时戒备、有效威慑,肩负以武止戈使命。下列有关说法错误的是
A. 核弹头中铀是一种重要的核燃料,发生的反应为:,该反应不是化学反应
B. “东风—5C”的推进剂贮箱采用了高性能铝合金,是利用铝表面易形成致密的氧化膜,该氧化膜具有良好的防腐性能。
C. 导弹弹头进入大气层时,头锥部温度可达数千摄氏度。弹头采用多维编织碳-碳复合材料,主要利用该材料高温强度好、抗热震性优异的特性
D. “东风—5C”采用液体推进剂,燃料之一的偏二甲肼,该物质属于烃类物质
【答案】D
【解析】
【详解】A.化学反应的特征是反应前后元素种类不变,本质是旧化学键断裂和新化学键形成,该反应为原子核发生变化的核反应,不属于化学反应,A正确;
B.铝化学性质活泼,常温下表面极易形成致密的氧化膜,可阻止内部铝继续被腐蚀,具有良好防腐性能,B正确;
C.多维编织碳-碳复合材料具备高温强度好、抗热震性优异的特性,可耐受弹头进入大气层时的数千摄氏度高温,C正确;
D.烃是仅由碳、氢两种元素组成的有机化合物,偏二甲肼中含有氮元素,不属于烃类物质,D错误;
故答案选D。
2. 下列化学用语表示错误的是
A. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
B. CaC2的电子式:
C. 甲醛中π键的电子云轮廓图:
D. 用电子式表示MgBr2的形成过程:
【答案】A
【解析】
【详解】A.邻羟基苯甲醛,羟基氢与醛基上的氧原子形成分子内氢键:,氢键用虚线表示,A错误;
B.为离子化合物,由和构成,与为等电子体,两个C原子间形成三键,每个C原子外侧有一对孤对电子,电子式书写符合规范,B正确;
C.甲醛为平面形分子,中心C原子为杂化,甲醛中存在C=O,其中一个键一个σ键,键的电子云轮廓图为:,与图中轮廓一致,C正确;
D.为离子化合物,形成过程中Mg原子失去最外层的2个电子,分别转移给2个Br原子,每个Br原子得到1个电子形成8电子稳定结构的,电子式表示的形成过程符合规范,D正确;
故选A。
3. NaH可在野外用作生氢剂,其原理为NaH+H2O= NaOH+H2↑,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. H2O的空间填充模型为
B. 2g H2中含有的中子数为2NA
C. 标准状况下,产生11.2L H2时转移电子的数目为0.5 NA
D. H2O中的氢元素全部被还原
【答案】C
【解析】
【详解】A.为V形分子,且氧原子半径大于氢原子,其空间填充模型应为1个较大的氧原子连接2个较小的氢原子,呈V形结构,应该为,A错误;
B.普通氢原子为氕,原子核内不含中子,2g的物质的量为1mol,含有的中子数为0,并非,B错误;
C.标准状况下,11.2L的物质的量为0.5mol,该反应为归中反应,生成1mol时转移1mol电子,因此生成0.5mol时转移电子数目为,C正确;
D.反应中里的氢元素,只有部分化合价从+1价降低为中的0价,另一部分仍为+1价存在于NaOH中,并非全部被还原,D错误;
故选C。
4. 类比推理是化学中常用的思维方法。下列说法正确的是
A. 实验室用H2SO4(浓)与NaCl(s)反应制备HCl(g),则制备HBr(g)可选用H2SO4(浓)与NaBr(s)作为原料
B. 氧化铝是两性氧化物,则氧化铍也是两性氧化物
C. 氯水具有较强的漂白性,则碘水也具有较强的漂白性
D. SiH4的熔、沸点比CH4高,则PH3的熔、沸点比NH3高
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓硫酸具有强氧化性,还原性强于,浓硫酸可将氧化为,无法制得,因此不能用浓硫酸与反应制备,A错误;
B.铍与铝在元素周期表中处于对角线位置,性质相似,氧化铝为两性氧化物,因此氧化铍也既能与强酸反应又能与强碱反应,属于两性氧化物,B正确;
C.氯水的较强漂白性来自于与水反应生成的强氧化性,而与水反应程度远小于,生成的浓度低、氧化性弱,因此碘水不具有较强的漂白性,C错误;
D.与均为无分子间氢键的分子晶体,相对分子质量越大分子间范德华力越强,因此熔、沸点高于;但分子间存在氢键,氢键作用力强于范德华力,因此熔、沸点高于,D错误;
故选B。
5. 下列各组离子在溶液中能大量共存的是
A. 、、、
B. 、、、
C. 、、、
D. 、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.与反应生成沉淀,离子间发生反应,不能大量共存,A错误;
B.与发生络合反应生成血红色络合物,不能大量共存,B错误;
C.、、、之间不发生反应,可大量共存,C正确;
D.存在时具有强氧化性,会和还原性的发生氧化还原反应,不能大量共存,D错误;
故选C。
6. 如图为含氮或含硫常见物质间的转化关系,下列说法一定正确的是
A. 常温下发生的转化,X均可为单质Fe B. d和c可在一定条件下反应生成a
C. 的转化均在点燃条件下发生 D. 图示中的所有转化过程均为氧化还原反应
【答案】B
【解析】
【分析】如果是含硫常见物质的转化,a为S单质,d为H2S,c为SO2,b为SO3,e为H2SO4;如果是含氮常见物质的转化,a为N2,d为NH3,c为NO,b为NO2,e为HNO3。
【详解】A.若为硫元素体系,e为H2SO4(浓),Fe与浓硫酸会钝化,无法生成SO2,若为氮元素体系,浓HNO3常温下也会使Fe钝化,故X不可均为单质Fe,A错误;
B.硫体系中d(H2S)和c(SO2)反应2H2S+SO2=3S↓+2H2O生成S,氮体系中d(NH3)和c(NO)反应4NH3+6NO5N2+6H2O生成a(N2),两种体系中d和c均能生成a,B正确;
C.氮体系中a→c(N2+O2=2NO)需放电或高温条件,不需点燃,硫元素体系中a→c(S+O2=SO2)需点燃,C错误;
D.所有含硫化合物中硫的化合价除b(SO3)和e(H2SO4)相同外其他均不同,所有含氮化合物的化合价均不同,故b→e转化反应SO3+H2O=H2SO4为非氧化还原反应,其他各物质的转化均为氧化还原反应,D错误;
故答案为B。
7. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向饱和溶液中通入过量的:
B. 向溶液中通入过量的:
C. 向溶液中逐滴加入氨水至过量:
D. 向溶液中滴入少量的溶液:
【答案】A
【解析】
【详解】A.向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2,生成NaHCO3沉淀。由于NaHCO3的溶解度较低,在饱和Na2CO3溶液中会析出。离子方程式应包含溶液中的Na+参与反应,正确书写为:+ CO2 + H2O + 2Na+ = 2NaHCO3↓,A正确;
B.向Ba(NO3) 2溶液中通入过量SO2,全部被还原为NO,故正确的离子方程式为,B错误;
C.向AgNO3溶液中逐滴加入过量氨水,先生成AgOH沉淀,随后溶解生成[Ag(NH3)2]+。正确的离子方程式为,C错误;
D.HNO3的氧化性大于Fe3+,向Fe(NO3) 3溶液中滴入少量HI溶液,在酸性条件下形成强氧化性体系,优先氧化I⁻为I2,D错误;
故答案选A。
8. 中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔单质,是碳材料科学的一大进步。下列关于金刚石、石墨、石墨炔、富勒烯()的说法正确的是
金刚石
石墨
石墨炔
富勒烯()
A. 四种物质互为同素异形体
B. 1个富勒烯()分子中六边形的个数为12个
C. 四种物质中均有大π键,均能导电
D. 四种物质中的碳原子都是杂化
【答案】A
【解析】
【详解】A.金刚石、石墨、石墨炔和富勒烯均由碳元素组成,但结构不同,是同一种元素形成的不同单质,互为同素异形体,A正确;
B.富勒烯的笼状结构由五边形和六边形组成,每个碳原子与3个碳原子相连。把碳原子看作顶点,把相邻碳原子间的连接看作一条棱,设顶点数、棱数和面数分别为、和,则,每条棱由两个顶点共用,故。由多面体的欧拉公式,可得。设五边形和六边形的个数分别为和,由于每条棱由两个面共用,则有,解得、,所以1个分子中有25个六边形,B错误;
C.金刚石中每个碳原子与周围4个碳原子形成σ键,不存在大π键,也没有可自由移动的电子,通常不导电,C错误;
D.金刚石中每个碳原子形成4个σ键,采用杂化;石墨和富勒烯中每个碳原子均形成3个σ键,采用杂化;石墨炔中苯环上的碳原子采用杂化,碳碳三键中的碳原子采用sp杂化。因此,四种物质中的碳原子并非都采用杂化,D错误;
故选A。
9. 下列有关物质性质对应的结构解释错误的是
选项
性质
结构解释
A
洗涤剂可洗去油污
洗涤剂在水中会形成亲水基团向外、疏水基团向内的胶束,可将油污包裹在胶束内腔
B
缓释阿司匹林胶囊长效、平稳且副作用小
阿司匹林与聚甲基丙烯酸连接起来形成的高分子药物可以缓慢释放阿司匹林
C
酸性:CF3COOH>CCl3COOH
F的电负性大于Cl,F-C的极性大于Cl-C
D
SiO2的熔点高于干冰
SiO2的分子间作用力高于干冰的分子间作用力
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.洗涤剂属于表面活性剂,在水中会形成亲水基团向外、疏水基团向内的胶束,可将油污包裹在胶束内腔,随水流被去除,A正确;
B.缓释阿司匹林是将小分子阿司匹林通过化学键连接到聚甲基丙烯酸的高分子骨架上,进入人体后化学键逐步断裂、缓慢释放出阿司匹林,因此能实现长效平稳、降低副作用,B正确;
C.的电负性大于,键的极性大于键,使得三氟甲基对羧基的吸电子诱导效应强于三氯甲基,羧基更易电离出,因此酸性,C正确;
D.属于共价晶体,晶体中不存在独立小分子,熔化时破坏的是共价键,不存在分子间作用力;干冰属于分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,二者熔点差异源于晶体类型不同,并非的分子间作用力高于干冰,D错误;
故选D。
10. 锂离子电池中,一种电解质添加剂的阴离子结构如下图所示。Y、Z、M和R是原子序数依次增大的短周期元素。下列说法正确的是
A. 最高价含氧酸的酸性:M>Y B. 键角: >
C. 第一电离能:M>Z>Y D. 简单离子半径:R>Y>Z
【答案】D
【解析】
【分析】根据化合物的结构可知,Y、Z、M和R是原子序数依次增大的短周期元素,Z形成两个共价键,R形成六个共价键,则R为S,Z为O;M形成一个共价键,则M为F;Y形成两个共价键且使形成的阴离子带一个单位负电荷,则Y为N,则Y、Z、M和R分别是N、O、F和S;
【详解】A.M为F,F是元素周期表中非金属性最强的元素,无正价,不存在最高价含氧酸,无法与N的最高价含氧酸比较酸性,A错误;
B.为,中心原子价层电子对数为,含1对孤电子对,空间结构为V形,键角约为;为,中心原子价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为平面正三角形,键角为,因此键角,B错误;
C.同周期元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势,但第ⅤA族元素的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻第ⅥA族元素,因此第一电离能顺序为,C错误;
D.简单离子半径比较:的简单离子为,核外有3个电子层;的简单离子为、的简单离子为,二者核外均为2个电子层,电子层结构相同时,核电荷数越小离子半径越大,因此离子半径顺序为,即,D正确;
故选D。
11. 用下列装置或操作进行相应实验,能达到实验目的的是
装置或操作
目的
A.制备H2S
B.验证非金属性:Cl>C>Si
装置或操作
目的
C.探究氧化性:KMnO4>Cl2>I2
D.制取NO
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.启普发生器适用于块状固体与液体常温下的反应,·反应原理:硫化亚铁()固体和稀硫酸()反应,化学方程式为,硫化亚铁是块状固体,稀硫酸是液体,反应不需要加热,硫化氢可溶于水但溶解度不大,可使用启普发生器制取,但是没有气体收集装置,也没有尾气处理装置,不能达到实验目的,A不符合题意;
B.验证非金属性强弱需要通过元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断,是无氧酸,并非的最高价含氧酸,无法通过与的反应证明的非金属性强于;且浓盐酸易挥发,挥发出的会进入溶液生成沉淀,无法证明与溶液的反应,不能达到实验目的,B不符合题意;
C.常温下与浓盐酸发生反应,为氧化剂,为氧化产物,可得氧化性;生成的通入淀粉溶液中发生反应,淀粉遇变蓝,为氧化剂,为氧化产物,可得氧化性;挥发的不具有氧化性,无法氧化,不会干扰实验,能达到探究氧化性顺序的实验目的,C符合题意;
D.易与空气中的反应生成,不能用排空气法收集,图中收集装置为排空气法,无法收集到纯净的,不能达到实验目的,D不符合题意;
故选C。
12. 实验室中制备(熔点:,沸点:136.4℃,高温时能与氧气反应,极易水解)的装置如图所示(加热及夹持装置省略),下列说法错误的是
A. 实验过程中先打开,后打开
B. C装置的作用为观察装置是否堵塞,并可以平衡气压
C. D中发生反应的化学方程式为
D. 碱石灰的作用为吸收过量、CO等有毒尾气,并防止外界水蒸气进入锥形瓶使水解
【答案】D
【解析】
【分析】装置 A为氯气发生装置,制备实验所需的氯气,同时可通入氮气排尽装置内空气,装置 B用于干燥氯气,防止水蒸气进入后续装置,装置 C为U 形水柱安全装置,用于检查装置气密性、监测装置是否堵塞,同时平衡装置内气压,起到安全防护作用,装置 D为管式炉反应装置,发生反应制备四氯化钛,装置 E为控温除杂装置,可使目标产物四氯化钛以气态形式进入收集装置,装置F用于冷凝收集粗产品,碱石灰可吸收尾气氯气并防止空气中水蒸气进入导致产物水解,据此解答。
【详解】A.先打开通入氮气,排尽装置内空气,防止高温下与氧气反应、以及水解,再打开制备氯气,A正确;
B.若后续装置堵塞,C中U形管水柱会出现液面差,同时该装置可以平衡气压,B正确;
C.D中、足量与在加热条件下反应,足量时生成,给出的方程式电子守恒、原子守恒,书写正确,C正确;
D.碱石灰可以吸收过量、防止外界水蒸气进入使水解,但与碱石灰不反应,无法被碱石灰吸收,D错误;
答案选D。
13. 某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示已知硝酸只被还原为NO气体。下列分析或结果错误的是
A. 原混合酸中的物质的量为
B. OA段产生的是NO,AB段发生的反应为,BC段产生氢气
C. 第二份溶液中最终溶质为
D. 浓度为
【答案】A
【解析】
【分析】由图象可知,由于铁过量,OA段发生反应为:,AB段发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段发生反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑。
A、OA段发生反应为:,硝酸全部起氧化剂作用,根据铁的物质的量结合离子方程式计算;
B、铁先与硝酸反应生成一氧化氮与铁离子,之后铁与铁离子反应生产亚铁离子,最后是铁和硫酸反应;
C、铁先与硝酸反应,之后铁与铁离子反应生产亚铁离子,最后是铁和硫酸反应,铁单质全部转化为亚铁离子,硝酸全部起氧化剂作用,没有显酸性的硝酸;
D、根据铁和硫酸的反应中铁的质量来确定所需硫酸的量,进而确定硫酸的浓度。
【详解】A、根据题图可知,OA段发生的反应为:,硝酸全部起氧化剂作用,所以每份混合酸中,所以原混合酸中的物质的量为,A符合题意;
B、OA段发生的反应为:,产生NO,AB段发生的反应为,BC段发生的反应为,产生氢气,B不符合题意;
C、第二份溶液中硝酸全部被还原,因为溶液中有,并且Fe全部转化为,所以最终溶液中溶质为,C不符合题意;
D、反应最终消耗,其物质的量为,所有的铁都以硫酸亚铁的形式存在于溶液中,根据守恒可知,每份溶液中含硫酸,所以硫酸的浓度是,D不符合题意;
故答案为:A。
【点睛】硝酸与铁的反应中需注意,若只有硝酸与铁发生反应,则硝酸体现氧化性、酸性,若硝酸和其它酸组成的混酸与金属单质发生反应,则硝酸有可能只是体现出氧化性,是否体现出酸性,取决于溶液中氢离子的量,因此在硝酸与其它酸组成的混酸溶液与金属单质反应的相关计算时,需利用离子反应方程式计算。
14. 将两种化合物溶于水,混合后得到澄清透明溶液,该溶液可能含有下列离子中的某些离子:、、、、、、和,且各种离子浓度均相等。将所得溶液分为三等份,进行如下实验:
①向第一份溶液中滴加石蕊试液,溶液呈蓝色;
②向第二份溶液中滴加溶液,无明显现象;再滴加硝酸酸化的溶液,产生白色沉淀;
③向第三份溶液中滴加少量稀,产生白色沉淀。
根据以上实验操作和现象,得出的结论错误的是
A. 由实验①可知混合液中一定不存在、
B. 由实验②不能确定混合液中是否存在
C. 无法确定混合液中是否存在
D. 两种化合物可能为HCl和
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验①向第一份溶液中滴加石蕊试液,溶液呈蓝色,说明溶液显碱性,溶液中含有OH-,、在碱性环境下会生成沉淀,所以混合液中一定不存在、。A正确;
B.实验②向第二份溶液中滴加溶液,溶液自带Cl-,后面产生AgCl沉淀不能说明原溶液中含有Cl-,B正确;
C.实验③向第三份溶液中滴加少量稀产生白色沉淀,是,说明溶液中含有。溶液中含有说明溶液中一定没有和(会生成沉淀和)。结合选项A的分析,可知溶液中一定不存在、、和,一定存在,OH-。可能存在Cl-,K+。由于各种离子浓度均相等,根据电荷守恒,可知溶液中一定要存在Cl-,K+一定不存在。C错误;
D.反应后,溶液中溶质离子为,。三者在溶液中浓度相等,D正确;
故答案选C。
15. 海洋是一个巨大的化学资源宝库,下面是海水资源综合利用的部分流程图:
I. 海水的综合利用
(1)反应④由无水 MgCl2制取金属镁的常用工业方法是_______________(用化学方程式表示)。
(2)步骤⑤已经获得 Br2,步骤⑥又将 Br2还原为Br-,其目的是________________________。写出步骤⑥反应的离子方程式 ______________________________。
(3)工业上也可以用 Na2CO3溶液吸收吹出的 Br2,生成溴化钠和溴酸钠,同时放出 CO2,写出反应的离子方程式______________________________。最后再用H2SO4处理所得溶液重新得到Br2,其反应的离子方程式为 _____________________________。
Ⅱ. 海带灰中富含以 I- 形式存在的碘元素
实验室提取 I2的途径如图所示:
(4)灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是_______________。
(5)过程②中,若a试剂为CCl4,经操作后可以观察到 CCl4层呈__________色;过程③将“含I2的有机溶液”经反应得到“含I-和IO的水溶液”操作的名称为_____________。
(6)测定海带灰浸取液中I-含量(假设其他成分不参与反应)。量取25.00 mL浸取液于250 mL锥形瓶中,分别加入少量稀H2SO4和稍过量的NH4Fe(SO4)2·12H2O的水溶液,摇匀,除去溶液中的I2,锥形瓶冷却后,用c mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定至终点,重复3次,平均消耗酸性KMnO4标准溶液V mL。根据滴定有关数据,该海带灰浸取液中I-含量是______g·L-1 (用含c、V的代数式表示)。
Ⅲ. 将生产得到的精盐配制成饱和溶液用于制备纯碱
我国著名的科学家侯德榜改进了“索尔维制碱法”,确定了新的工艺流程——侯氏制碱法,部分工艺流程对比如下图所示:
(7)“侯氏制碱法”中向母液中继续“通氨”的作用是_______________________________,“索尔维制碱法”中可以循环利用的物质为___________。
【答案】(1)
(2) ①.
富集溴元素 ②.
(3) ①.
②.
(4)
坩埚 (5) ①.
紫红(或紫) ②.
分液 (6)
(7) ①.
增大浓度,有利于结晶析出 ②.
、
【解析】
【分析】Ⅰ.海水先分离得到粗盐、淡水和母液:粗盐经提纯得到精盐;母液加石灰乳沉淀出,再经盐酸溶解、结晶、脱水得到无水,电解熔融制镁;母液中的先通氯气氧化得到,用水溶液吸收实现溴的富集,再次通氯气氧化得到溴水,最后分离得到液溴。
Ⅱ.海带灼烧后得到海带灰,浸取得到含的浸取液;在酸性条件下将氧化为;加入四氯化碳萃取,进入有机层;再加入NaOH溶液反萃取,发生歧化反应生成和进入水相;水相加硫酸酸化,和发生归中反应重新得到碘单质,最后分离得到碘固体。
Ⅲ.侯氏制碱法:饱和食盐水先吸氨再吸收,析出,过滤后母液通氨气、降温析出副产品;索尔维制碱法同样先制,母液加石灰乳回收,两种方法煅烧碳酸氢钠都得到纯碱和可循环的。
【小问1详解】
工业上制备金属镁是电解熔融的无水氯化镁,生成和,反应的化学方程式为:。
【小问2详解】
海水中溴元素含量低、浓度小,步骤⑤得到的浓度低,不利于直接提取。用水溶液将还原为,再后续通入重新氧化出,可以富集溴元素,降低提取成本。、和发生氧化还原反应,作氧化剂被还原为,作还原剂被氧化为,反应的离子方程式为:。
【小问3详解】
和溶液反应,发生歧化反应:一部分化合价降低生成,一部分化合价升高生成,同时生成,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平可得方程式:。加硫酸酸化后,(为-1价)和(为+5价)发生归中反应,生成,反应的离子方程式为:。
【小问4详解】
灼烧海带是高温灼烧固体,给固体加热的主要仪器是坩埚。
【小问5详解】
根据相似相溶规律,在中的溶解度更大,过程②中溶于后,层呈紫红(或紫)色。过程③将“含的有机溶液”经反应得到“含和的水溶液”需分离和水,操作名称为分液。
【小问6详解】
根据化合价升降守恒,反应的定量关系为:,,则,,取样体积为25.00mL,则的含量为。
【小问7详解】
“侯氏制碱法”中向母液中继续“通氨”,能增大浓度,降低的溶解度,有利于结晶析出。“索尔维制碱法”中煅烧放出,母液里和反应放出,二者都可以回到前面工序重复使用。
16. Ⅰ.铁元素形成的物质应用广泛。
(1)基态铁原子的电子空间运动状态有_______种。基态离子未成对电子数为_______。
(2)尿素铁的化学式为,下列说法正确的是_______。
a.尿素中,σ键与π键的个数比为6:1
b.中碳氮键都等长且配位数为6,则尿素铁中的N原子能与氢离子形成配位键
c.NO为平面三角形
(3)草酸合铁酸钾晶体为翠绿色的晶体,是一种有机催化剂。该物质中的配离子结构中含有三个相同的五元环,从结构上解释能形成该配离子的原因是_____________________。
(4)下图为补铁剂绿矾的结构示意图。图中展示的微粒间的作用力有_______________。
Ⅱ.二氟氧铵阳离子,化学式,是一种高能、强氧化性的氮氧氟阳离子。
制备方法:以三氟氧化氮()为前体,无水HF作溶剂,脱去的一个F并生成盐: 。
(5)用化学反应方程式解释该反应不能使用玻璃材质的容器的原因_________________________。
(6)写出的结构式__________。
(7)氧化性:________(填“大于”或“小于”),原因为______________________。
【答案】(1) ①. 15 ②. 5
(2)bc (3)有可接受孤电子对的空轨道,草酸根离子中的O原子有孤电子对;每个草酸根离子用分别连接两个C原子的两个O原子与同一个形成配位键,构成含1个Fe、2个O和2个C的五元环,三个草酸根离子形成三个相同的五元环
(4)离子键、共价键(含配位键)、氢键
(5)
(6)或 (7) ①. 大于 ②. F的电负性比Cl大,对成键电子的吸引作用更强,使中N原子周围的电子云密度更小,更容易得到电子,氧化性更强
【解析】
【小问1详解】
铁的原子序数为26,基态铁原子的电子排布式为。一种电子空间运动状态对应一个原子轨道,上述各能级中有电子占据的轨道数依次为1、1、3、1、3、5、1,故电子空间运动状态共有种。铁原子形成时,先失去能级的2个电子,再失去能级的1个电子,基态的电子排布式为。根据洪特规则,5个电子分别占据5个轨道,故未成对电子数为5;
【小问2详解】
a.尿素分子中有4个N—H键、2个C—N键和1个C=O键。单键均为σ键,双键中含1个σ键和1个π键,因此一个尿素分子中有7个σ键和1个π键,σ键与π键的个数比为7:1,a错误;
b.配离子中有6个尿素分子,的配位数为6,因此每个尿素分子提供一个配位原子。若由尿素分子中的一个N原子配位,则同一尿素分子中的两个碳氮键不再等价;题给碳氮键都等长,说明尿素通过O原子与配位。N原子仍有孤电子对,可接受孤电子对,因此尿素铁中的N原子能与氢离子形成配位键,b正确;
c.中,中心N原子与3个O原子形成3个σ键,N原子的孤电子对数为,价层电子对数为3,因此的空间结构为平面三角形,c正确;
故选bc;
【小问3详解】
题给配离子含有三个相同的五元环。具有可接受孤电子对的空轨道,草酸根离子中的O原子具有孤电子对,二者能够形成配位键。草酸根离子的两个C原子直接相连,分别与这两个C原子相连的两个O原子可同时与同一个配位,从而形成由1个Fe、2个O和2个C组成的五元环;三个草酸根离子分别以这种方式配位,就形成三个相同的五元环;
【小问4详解】
图中Fe与周围6个水分子的O相连,水分子中的O原子提供孤电子对,接受孤电子对,形成配位键。水分子内的O—H键和硫酸根离子内的S—O键属于共价键;图中连接水分子中的H与另一O原子的虚线表示氢键。与之间通过静电作用形成离子键。因此,所含作用力有离子键、共价键(含配位键)和氢键;
【小问5详解】
制备过程用无水HF作溶剂,玻璃中的能与HF反应,使玻璃受到腐蚀,因此不能使用玻璃容器。相应的化学方程式为;
【小问6详解】
的价电子总数为。以N原子为中心,N与两个F原子分别形成一个单键,与O原子形成一个双键,再将其余电子分配为O和F上的孤电子对,各原子均满足8电子稳定结构,正电荷可标在N原子处,也可用方括号标明整个离子的电荷。因此,其结构式为或。
【小问7详解】
F与Cl位于同一主族,F的原子半径较小,电负性较大,对成键电子的吸引作用更强。因此,与相比,中成键电子更偏向F,N原子周围的电子云密度更小,更容易得到电子,故的氧化性大于。
17. 废旧三元锂电池正极材料主要成分为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2,可看作由LiNiO2(氧化镍锂)、LiCoO2(氧化钴锂)、LiMnO2(氧化锰锂)固溶组成,含有少量铝单质、炭黑、有机粘结剂等杂质。利用废旧三元锂电池正极材料制备高纯CoSO4·7H2O晶体的工艺如下:
【已知】①相关金属离子沉淀pH如下(离子浓度10-5mol·L-1认为完全沉淀):
氢氧化物
Al(OH)3
Ni (OH)3
Co(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀pH
3.0
6.8
6.5
7.6
完全沉淀pH
4.7
9.2
8.8
9.8
②萃取原理:2HR(有机相)+Co2+(水相) CoR2(有机相)+2H+(水相)
(1)基态Mn原子的价层电子的轨道表达式为___________;Ni、Co、Mn三种元素位于元素周期表中的_________区。
(2)高温焙烧预处理可除去___________,还能疏松破碎固体物料,有效提高后续酸浸速率与浸出率。
(3)“酸浸还原”过程中,氧化钴锂 (LiCoO2)与H2SO4、H2O2反应的化学方程式为__________________________________。“酸浸”时保持其他条件相同,测得不同温度下钴的浸出率如下图所示。60℃时浸出率达到最大,可能的原因是_______________________。
(4)“调pH值”除铝工序需控制pH范围为___________;为不引入杂质,“调pH值”最适宜的试剂是___________(填标号)。
a.NaOH b.氨水 c. Co(OH)2 d.稀硫酸
(5)“反萃取”加入的试剂是___________;有新工艺提到可采用超分子萃取选择性分离金属离子,这体现了超分子___________的特征;相比于传统有机萃取,超分子萃取的突出优点是_________________(写一点即可)。
(6)由高纯CoSO4·7H2O制备无水CoSO4的操作为:_______________________。
【答案】(1) ①. ②. d
(2)炭黑、有机粘结剂
(3) ①. ②. 温度低于60℃时,随温度升高反应速率加快,浸出率增大;温度高于60℃时,H2O2受热分解,导致浸出率下降
(4) ①. 4.7≤pH<6.5 ②. c
(5) ①. 稀硫酸(或H2SO4溶液) ②. 分子识别 ③. 选择性高(或绿色无污染、分离精度高等)
(6)加热脱水(或加热烘干)
【解析】
【分析】废旧三元锂电池正极材料先焙烧除去炭黑、有机粘结剂并使物料疏松;用硫酸和过氧化氢酸浸还原,钴酸锂中的钴由+3价被还原为+2价进入溶液,铝同时溶解为铝离子;调pH至4.7≤pH<6.5,使铝离子完全沉淀为氢氧化铝而钴离子不沉淀;用有机萃取剂HR萃取,钴离子进入有机相,镍、锰、锂离子留在水相;加稀硫酸反萃取使钴离子回到水相,最后结晶精制得CoSO4⋅7H2O。六个小问依次考查价层电子排布与元素分区、焙烧的作用、酸浸还原的方程式与温度影响、调pH范围与试剂选择、反萃取与超分子识别、结晶水合物的脱水。
【小问1详解】
Mn为25号元素,价层电子排布为3d5 4s2。按洪特规则,3d的5个轨道各容纳1个自旋平行的电子,4s轨道容纳1对电子,故价层电子的轨道表达式为:
Ni、Co、Mn的价电子都填入3d轨道,最后填入电子的轨道为d轨道,故三种元素都位于周期表的d区。
【小问2详解】
正极材料中的炭黑、有机粘结剂在高温焙烧时与空气中的氧气反应(燃烧)而被除去;焙烧放出气体还可使固体疏松破碎、增大接触面积,从而提高后续酸浸的反应速率与浸出率。
【小问3详解】
钴酸锂中钴为+3价,过氧化氢作还原剂把钴还原为+2价:钴由+3价降至+2价,过氧化氢中氧由−1价升至0价并放出氧气,按得失电子守恒配平得。
温度低于60℃时,升高温度使酸浸反应速率加快,相同时间内钴的浸出率增大;温度高于60℃后,过氧化氢受热分解明显加快,体系中还原剂减少,钴的浸出率下降,故60℃时浸出率最大。
【小问4详解】
由表可知Al(OH)3完全沉淀的pH为4.7,Co(OH)2开始沉淀的pH为6.5,故控制4.7≤pH<6.5,既使Al3+完全沉淀又保证Co2+不损失。调节pH需消耗溶液中的H+且不能引入新杂质:Co(OH)2与H+反应生成Co2+和水,不引入其他金属离子,最适宜;NaOH、氨水会分别引入钠离子、铵根离子,稀硫酸会使pH降低,均不合适。
【小问5详解】
萃取时Co2+与HR生成CoR2进入有机相,反萃取需使2HR(有机相)+Co2+(水相) CoR2(有机相)+2H+(水相)平衡逆向移动:加入稀硫酸增大水相中H+浓度,Co2+重新进入水相,有机相得以循环使用,故反萃取剂为稀硫酸。
超分子萃取依靠分子识别(空腔大小、作用位点与特定金属离子相匹配)实现选择性结合,故体现超分子的分子识别特征;与传统有机萃取相比,其突出优点是选择性高(分离精度高、绿色无污染)。
【小问6详解】
CoSO4⋅7H2O受热易失去结晶水,由高纯CoSO4⋅7H2O制备无水CoSO4只需加热脱水(加热烘干),温度不宜过高,防止硫酸钴分解。
18. 咪唑()是一种化工产品。某实验小组用、、按物质的量之比为1∶1∶1反应制备咪唑,装置如图和步骤如下:
①投料:在250 mL三口烧瓶中加入适量硫酸铵和50 mL蒸馏水,搅拌溶解;在滴液漏斗中加入乙二醛与甲醛的混合液(含5.8 g 和6.0 g ),滴加时三口烧瓶中溶液的温度低于40℃,滴毕升温至85~88℃,保温4 h,反应液逐渐变浑浊。
②排氨:冷却至50~60℃,分批加入氢氧化钙固体至;升温至85~90℃,保温1 h排尽氨气。
③浓缩:趁热过滤,用热水洗涤滤饼2~3次;合并滤液与洗液,常压浓缩至有大量晶体析出,再减压浓缩至黏稠状。
④提纯:减压蒸馏,油泵减压(0.133~0.267 kPa),收集馏分,得淡黄色粗咪唑。
⑤精制:用苯加热溶解,趁热过滤,冷却后析出白色针状晶体;抽滤、真空干燥,得到咪唑3.06 g。
【已知】乙二醛的沸点为51℃,咪唑的沸点为267℃且咪唑在水中的溶解度随温度升高而显著增加。
(1)在图1装置中,仪器A的作用是______________________________。下列图标与本实验安全注意事项无关的为________(填标号)。
a. b. c. d.
(2)步骤②中,“分批加入氢氧化钙固体”的目的是_________________________,证明氨气已排尽的方法是_______________________。
(3)步骤③中,“趁热过滤”的目的是______________________,“用热水洗涤滤饼”的目的是____________________________。
(4)利用图2装置完成步骤④,减压蒸馏的优点是__________________________________。
(5)步骤⑤中,利用图3装置抽滤,其主要优点是__________________________________。
(6)本实验中,咪唑的产率为_____________%。
(7)咪唑(,分子为平面结构)中大π键表示为_____________,它的碱性主要是由_________(填“1”或“2”)号N体现的,判断依据是_________________________。
【答案】(1) ①. 冷凝回流,使挥发出的乙二醛等冷凝后流回烧瓶,减少原料损失 ②. b
(2) ①. 控制反应和氨气逸出的速率,防止反应过于剧烈而使反应液飞溅 ②. 继续加热,将湿润的红色石蕊试纸置于逸出气体处,试纸不变蓝,说明氨气已排尽
(3) ①. 防止咪唑因降温析出而混入滤饼,减少产品损失 ②. 洗出滤饼上附着的咪唑,减少产品损失,提高产率
(4)降低咪唑的沸点,使其在较低温度下蒸出,减少高温引起的分解或变质
(5)加快过滤,使晶体与母液分离得更充分,所得晶体较干燥
(6)45 (7) ①. ②. 1 ③. 1号N的孤电子对未参与形成大π键,较易与结合;2号N的孤电子对参与形成大π键,较难与结合
【解析】
【分析】乙二醛、甲醛和硫酸铵在加热条件下反应生成咪唑。反应后加入氢氧化钙,使剩余的铵根离子转化为氨气并通过加热排出,同时使硫酸根离子与钙离子结合形成硫酸钙沉淀。过滤后,咪唑主要留在滤液中,洗液中也含有从滤饼上洗出的咪唑,因此合并滤液与洗液后浓缩。随后通过减压蒸馏,使咪唑蒸出并冷凝收集,得到粗产品;再用苯加热溶解,趁热过滤除去不溶性杂质,冷却使咪唑结晶,通过抽滤分离晶体与母液,最后真空干燥得到产品。
【小问1详解】
图1中的仪器A连接在三口烧瓶上,冷凝后的液体能够流回烧瓶。乙二醛的沸点为51℃,而反应需要在85~88℃下保温,乙二醛易随加热挥发,因此仪器A用于冷凝回流,使挥发出的乙二醛等返回反应液,减少原料损失。各安全图标判断如下:
a.图标表示佩戴护目镜。本实验涉及试剂滴加、碱性溶液和加热操作,需防止液体飞溅伤及眼睛,与本实验安全注意事项有关,a不符合题意;
b.图标表示注意锐器割伤。本实验没有使用刀具等锐器的操作,与本实验安全注意事项无关,b符合题意;
c.图标表示注意高温烫伤。本实验多次进行加热、热过滤和蒸馏,需防止高温液体及仪器造成烫伤,与本实验安全注意事项有关,c不符合题意;
d.图标表示洗手。本实验使用甲醛、苯等试剂,实验后应及时洗手,防止残留试剂造成伤害,与本实验安全注意事项有关,d不符合题意;
故选b;
【小问2详解】
加入氢氧化钙后,铵根离子在碱性条件下受热生成氨气,反应为。若一次加入过多氢氧化钙,短时间内生成、逸出的氨气较多,易使反应液飞溅,因此应分批加入,以控制反应和氨气逸出的速率。氨溶于水后使溶液呈碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,因此继续加热,将湿润的红色石蕊试纸置于逸出气体处,若试纸不变蓝,说明氨气已排尽;
【小问3详解】
咪唑在水中的溶解度随温度升高而显著增加,若过滤时溶液冷却,咪唑可能析出并与硫酸钙等固体一起留在滤饼中,造成产品损失,因此需趁热过滤,使咪唑尽量留在滤液中。滤饼上附着的溶液含有咪唑,用热水洗涤可将这部分咪唑洗入洗液中,热水又有利于咪唑溶解,合并滤液与洗液后可减少产品损失、提高产率;
【小问4详解】
咪唑的常压沸点为267℃,常压蒸馏需要较高温度。液体的沸点随外界压强降低而降低,采用图2装置减压蒸馏,可降低咪唑的沸点,使其在较低温度下蒸出,从而减少高温引起的分解或变质;
【小问5详解】
图3中,抽气泵经安全瓶抽走吸滤瓶中的气体,使吸滤瓶内的压强低于外界大气压,增大滤纸两侧的压强差,液体更快通过滤纸。继续抽气还可减少晶体间残留的母液,因此抽滤能够加快过滤,使晶体与母液分离得更充分,所得晶体较干燥;
【小问6详解】
由咪唑的结构可知,其分子式为,摩尔质量为。乙二醛的物质的量为,甲醛的物质的量为。按题给反应关系,乙二醛与甲醛以物质的量之比1∶1反应,故甲醛过量,应以乙二醛计算理论产量。每1 mol乙二醛与1 mol甲醛共提供3 mol碳原子,可形成1 mol含3个碳原子的咪唑,故咪唑的理论物质的量为0.10 mol,理论质量为。实际得到咪唑3.06 g,因此产率为,填45;
【小问7详解】
题给咪唑的结构为,其中1号N与相邻碳原子形成双键,2号N与两个碳原子和一个氢原子形成单键。分子为平面结构,环上5个原子均采用杂化,各保留一个垂直于环平面的p轨道;3个碳原子和1号N各提供1个电子,2号N提供一对孤电子,5个p轨道形成含6个电子的大π键,因此表示为。1号N的孤电子对位于杂化轨道中,未参与形成大π键,较易与结合;2号N的孤电子对参与形成大π键,较难与结合,因此咪唑的碱性主要由1号N体现。
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乌鲁木齐市第一中学2026—2027学年第一学期
2027届高三年级第二次月考化学试卷
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 N:14 Fe:56 Cu:64 I:127
一、单项选择题(每道题有且仅有一个正确选项,每题3分,共42分)
1. 纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会受阅装备均为国产现役主战装备。“东风—5C”液体洲际战略核导弹是我国战略反击体系重要组成,具备全球打击能力,全时戒备、有效威慑,肩负以武止戈使命。下列有关说法错误的是
A. 核弹头中铀是一种重要的核燃料,发生的反应为:,该反应不是化学反应
B. “东风—5C”的推进剂贮箱采用了高性能铝合金,是利用铝表面易形成致密的氧化膜,该氧化膜具有良好的防腐性能。
C. 导弹弹头进入大气层时,头锥部温度可达数千摄氏度。弹头采用多维编织碳-碳复合材料,主要利用该材料高温强度好、抗热震性优异的特性
D. “东风—5C”采用液体推进剂,燃料之一的偏二甲肼,该物质属于烃类物质
2. 下列化学用语表示错误的是
A. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
B. CaC2的电子式:
C. 甲醛中π键的电子云轮廓图:
D. 用电子式表示MgBr2的形成过程:
3. NaH可在野外用作生氢剂,其原理为NaH+H2O= NaOH+H2↑,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. H2O的空间填充模型为
B. 2g H2中含有的中子数为2NA
C. 标准状况下,产生11.2L H2时转移电子的数目为0.5 NA
D. H2O中的氢元素全部被还原
4. 类比推理是化学中常用的思维方法。下列说法正确的是
A. 实验室用H2SO4(浓)与NaCl(s)反应制备HCl(g),则制备HBr(g)可选用H2SO4(浓)与NaBr(s)作为原料
B. 氧化铝是两性氧化物,则氧化铍也是两性氧化物
C. 氯水具有较强的漂白性,则碘水也具有较强的漂白性
D. SiH4的熔、沸点比CH4高,则PH3的熔、沸点比NH3高
5. 下列各组离子在溶液中能大量共存的是
A. 、、、
B. 、、、
C. 、、、
D. 、、、
6. 如图为含氮或含硫常见物质间的转化关系,下列说法一定正确的是
A. 常温下发生的转化,X均可为单质Fe B. d和c可在一定条件下反应生成a
C. 的转化均在点燃条件下发生 D. 图示中的所有转化过程均为氧化还原反应
7. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向饱和溶液中通入过量的:
B. 向溶液中通入过量的:
C. 向溶液中逐滴加入氨水至过量:
D. 向溶液中滴入少量的溶液:
8. 中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔单质,是碳材料科学的一大进步。下列关于金刚石、石墨、石墨炔、富勒烯()的说法正确的是
金刚石
石墨
石墨炔
富勒烯()
A. 四种物质互为同素异形体
B. 1个富勒烯()分子中六边形的个数为12个
C. 四种物质中均有大π键,均能导电
D. 四种物质中的碳原子都是杂化
9. 下列有关物质性质对应的结构解释错误的是
选项
性质
结构解释
A
洗涤剂可洗去油污
洗涤剂在水中会形成亲水基团向外、疏水基团向内的胶束,可将油污包裹在胶束内腔
B
缓释阿司匹林胶囊长效、平稳且副作用小
阿司匹林与聚甲基丙烯酸连接起来形成的高分子药物可以缓慢释放阿司匹林
C
酸性:CF3COOH>CCl3COOH
F的电负性大于Cl,F-C的极性大于Cl-C
D
SiO2的熔点高于干冰
SiO2的分子间作用力高于干冰的分子间作用力
A. A B. B C. C D. D
10. 锂离子电池中,一种电解质添加剂的阴离子结构如下图所示。Y、Z、M和R是原子序数依次增大的短周期元素。下列说法正确的是
A. 最高价含氧酸的酸性:M>Y B. 键角: >
C. 第一电离能:M>Z>Y D. 简单离子半径:R>Y>Z
11. 用下列装置或操作进行相应实验,能达到实验目的的是
装置或操作
目的
A.制备H2S
B.验证非金属性:Cl>C>Si
装置或操作
目的
C.探究氧化性:KMnO4>Cl2>I2
D.制取NO
A. A B. B C. C D. D
12. 实验室中制备(熔点:,沸点:136.4℃,高温时能与氧气反应,极易水解)的装置如图所示(加热及夹持装置省略),下列说法错误的是
A. 实验过程中先打开,后打开
B. C装置的作用为观察装置是否堵塞,并可以平衡气压
C. D中发生反应的化学方程式为
D. 碱石灰的作用为吸收过量、CO等有毒尾气,并防止外界水蒸气进入锥形瓶使水解
13. 某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示已知硝酸只被还原为NO气体。下列分析或结果错误的是
A. 原混合酸中的物质的量为
B. OA段产生的是NO,AB段发生的反应为,BC段产生氢气
C. 第二份溶液中最终溶质为
D. 浓度为
14. 将两种化合物溶于水,混合后得到澄清透明溶液,该溶液可能含有下列离子中的某些离子:、、、、、、和,且各种离子浓度均相等。将所得溶液分为三等份,进行如下实验:
①向第一份溶液中滴加石蕊试液,溶液呈蓝色;
②向第二份溶液中滴加溶液,无明显现象;再滴加硝酸酸化的溶液,产生白色沉淀;
③向第三份溶液中滴加少量稀,产生白色沉淀。
根据以上实验操作和现象,得出的结论错误的是
A. 由实验①可知混合液中一定不存在、
B. 由实验②不能确定混合液中是否存在
C. 无法确定混合液中是否存在
D. 两种化合物可能为HCl和
15. 海洋是一个巨大的化学资源宝库,下面是海水资源综合利用的部分流程图:
I. 海水的综合利用
(1)反应④由无水 MgCl2制取金属镁的常用工业方法是_______________(用化学方程式表示)。
(2)步骤⑤已经获得 Br2,步骤⑥又将 Br2还原为Br-,其目的是________________________。写出步骤⑥反应的离子方程式 ______________________________。
(3)工业上也可以用 Na2CO3溶液吸收吹出的 Br2,生成溴化钠和溴酸钠,同时放出 CO2,写出反应的离子方程式______________________________。最后再用H2SO4处理所得溶液重新得到Br2,其反应的离子方程式为 _____________________________。
Ⅱ. 海带灰中富含以 I- 形式存在的碘元素
实验室提取 I2的途径如图所示:
(4)灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是_______________。
(5)过程②中,若a试剂为CCl4,经操作后可以观察到 CCl4层呈__________色;过程③将“含I2的有机溶液”经反应得到“含I-和IO的水溶液”操作的名称为_____________。
(6)测定海带灰浸取液中I-含量(假设其他成分不参与反应)。量取25.00 mL浸取液于250 mL锥形瓶中,分别加入少量稀H2SO4和稍过量的NH4Fe(SO4)2·12H2O的水溶液,摇匀,除去溶液中的I2,锥形瓶冷却后,用c mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定至终点,重复3次,平均消耗酸性KMnO4标准溶液V mL。根据滴定有关数据,该海带灰浸取液中I-含量是______g·L-1 (用含c、V的代数式表示)。
Ⅲ. 将生产得到的精盐配制成饱和溶液用于制备纯碱
我国著名的科学家侯德榜改进了“索尔维制碱法”,确定了新的工艺流程——侯氏制碱法,部分工艺流程对比如下图所示:
(7)“侯氏制碱法”中向母液中继续“通氨”的作用是_______________________________,“索尔维制碱法”中可以循环利用的物质为___________。
16. Ⅰ.铁元素形成的物质应用广泛。
(1)基态铁原子的电子空间运动状态有_______种。基态离子未成对电子数为_______。
(2)尿素铁的化学式为,下列说法正确的是_______。
a.尿素中,σ键与π键的个数比为6:1
b.中碳氮键都等长且配位数为6,则尿素铁中的N原子能与氢离子形成配位键
c.NO为平面三角形
(3)草酸合铁酸钾晶体为翠绿色的晶体,是一种有机催化剂。该物质中的配离子结构中含有三个相同的五元环,从结构上解释能形成该配离子的原因是_____________________。
(4)下图为补铁剂绿矾的结构示意图。图中展示的微粒间的作用力有_______________。
Ⅱ.二氟氧铵阳离子,化学式,是一种高能、强氧化性的氮氧氟阳离子。
制备方法:以三氟氧化氮()为前体,无水HF作溶剂,脱去的一个F并生成盐: 。
(5)用化学反应方程式解释该反应不能使用玻璃材质的容器的原因_________________________。
(6)写出的结构式__________。
(7)氧化性:________(填“大于”或“小于”),原因为______________________。
17. 废旧三元锂电池正极材料主要成分为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2,可看作由LiNiO2(氧化镍锂)、LiCoO2(氧化钴锂)、LiMnO2(氧化锰锂)固溶组成,含有少量铝单质、炭黑、有机粘结剂等杂质。利用废旧三元锂电池正极材料制备高纯CoSO4·7H2O晶体的工艺如下:
【已知】①相关金属离子沉淀pH如下(离子浓度10-5mol·L-1认为完全沉淀):
氢氧化物
Al(OH)3
Ni (OH)3
Co(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀pH
3.0
6.8
6.5
7.6
完全沉淀pH
4.7
9.2
8.8
9.8
②萃取原理:2HR(有机相)+Co2+(水相) CoR2(有机相)+2H+(水相)
(1)基态Mn原子的价层电子的轨道表达式为___________;Ni、Co、Mn三种元素位于元素周期表中的_________区。
(2)高温焙烧预处理可除去___________,还能疏松破碎固体物料,有效提高后续酸浸速率与浸出率。
(3)“酸浸还原”过程中,氧化钴锂 (LiCoO2)与H2SO4、H2O2反应的化学方程式为__________________________________。“酸浸”时保持其他条件相同,测得不同温度下钴的浸出率如下图所示。60℃时浸出率达到最大,可能的原因是_______________________。
(4)“调pH值”除铝工序需控制pH范围为___________;为不引入杂质,“调pH值”最适宜的试剂是___________(填标号)。
a.NaOH b.氨水 c. Co(OH)2 d.稀硫酸
(5)“反萃取”加入的试剂是___________;有新工艺提到可采用超分子萃取选择性分离金属离子,这体现了超分子___________的特征;相比于传统有机萃取,超分子萃取的突出优点是_________________(写一点即可)。
(6)由高纯CoSO4·7H2O制备无水CoSO4的操作为:_______________________。
18. 咪唑()是一种化工产品。某实验小组用、、按物质的量之比为1∶1∶1反应制备咪唑,装置如图和步骤如下:
①投料:在250 mL三口烧瓶中加入适量硫酸铵和50 mL蒸馏水,搅拌溶解;在滴液漏斗中加入乙二醛与甲醛的混合液(含5.8 g 和6.0 g ),滴加时三口烧瓶中溶液的温度低于40℃,滴毕升温至85~88℃,保温4 h,反应液逐渐变浑浊。
②排氨:冷却至50~60℃,分批加入氢氧化钙固体至;升温至85~90℃,保温1 h排尽氨气。
③浓缩:趁热过滤,用热水洗涤滤饼2~3次;合并滤液与洗液,常压浓缩至有大量晶体析出,再减压浓缩至黏稠状。
④提纯:减压蒸馏,油泵减压(0.133~0.267 kPa),收集馏分,得淡黄色粗咪唑。
⑤精制:用苯加热溶解,趁热过滤,冷却后析出白色针状晶体;抽滤、真空干燥,得到咪唑3.06 g。
【已知】乙二醛的沸点为51℃,咪唑的沸点为267℃且咪唑在水中的溶解度随温度升高而显著增加。
(1)在图1装置中,仪器A的作用是______________________________。下列图标与本实验安全注意事项无关的为________(填标号)。
a. b. c. d.
(2)步骤②中,“分批加入氢氧化钙固体”的目的是_________________________,证明氨气已排尽的方法是_______________________。
(3)步骤③中,“趁热过滤”的目的是______________________,“用热水洗涤滤饼”的目的是____________________________。
(4)利用图2装置完成步骤④,减压蒸馏的优点是__________________________________。
(5)步骤⑤中,利用图3装置抽滤,其主要优点是__________________________________。
(6)本实验中,咪唑的产率为_____________%。
(7)咪唑(,分子为平面结构)中大π键表示为_____________,它的碱性主要是由_________(填“1”或“2”)号N体现的,判断依据是_________________________。
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