2019年广东省汕头市高考化学二模试卷 (含答案)
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这是一份2019年广东省汕头市高考化学二模试卷 (含答案),共27页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
2019年广东省汕头市高考化学二模试卷
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(6分)华夏文明源远流长,以下说法从化学视角理解错误的是( )
A
日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈
诗中包含了丁达尔现象
B
“甘之如饴”
说明糖类均有甜味
C
“凡石灰,经火焚炼为用”
这段记载中,涉及分解反应
D
百宝都从海舶来,玻璃大镜比门排
制玻璃的某成分可用于制造光导纤维
A.A B.B C.C D.D
2.(6分)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L CHCl3中含有分子的数目为0.5NA
B.2 L 0.5 mol•L﹣1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA
C.1 mol的羟基与1 mol的氢氧根离子所含电子数均为9NA
D.46g NO2和N2O4混合气体含有原子数为3NA
3.(6分)维生素C具有抗衰老作用,但易被氧化成脱氢维生素C.某课外小组利用碘滴定法测某橙汁中维生素C的含量,其化学方程式如下:下列说法不正确的是( )
A.脱氢维生素C分子式为C6H6O6
B.维生素C中含有3种官能团
C.上述反应为取代反应
D.维生素C能使酸性高锰酸钾溶液褪色
4.(6分)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
向酸性KMnO4溶液中滴加H2O2
紫色褪去
KMnO4在酸性条件下具有氧化性
B
常温下将Al片置于浓硫酸中
无明显变化
Al与浓硫酸不反应
C
往未知液中先后滴入足量氯水和几滴KSCN溶液
溶液变血红色
未知液中含有Fe3+
D
将某溶液与盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中
溶液变浑浊
某溶液中一定含有CO32﹣
A.A B.B C.C D.D
5.(6分)已知元素X、Y、Z、W均为短周期主族元素,相关信息如下:
元素
信息
X
常见氢化物呈碱性,可用作制冷剂
Y
氧化物既能与盐酸反应,也能与NaOH溶液反应
Z
所在主族序数与周期数相差4,其单质在常温下呈黄绿色
W
单质存在多种同素异形体,其中一种在常温下会发生自燃
下列说法错误的是( )
A.原子半径大小为:Y>W>Z>X
B.元素Y与Z形成的盐在水溶液中呈碱性
C.最高价氧化物对应的水化物酸性:X>W
D.元素X与Z可以共存于同一离子化合物中
6.(6分)再生氢氧燃料电池(RFC)是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的新型氢能源发电装置,未来极有希望在空间探索、军事等领域替代传统二次电池技术。如图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是( )
A.当电路中有0.1mol电子转移时,a极产生2.24L H2(标准状况下)
B.a极上的电势比b极上的低
C.d极发生还原反应,H+通过隔膜从B管进入A管
D.气体Y为O2,在c极发生反应:O2 +4e﹣+2H2O=4OH﹣
7.(6分)25℃时,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定体积均为20mL、浓度0.1mol•L﹣1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断正确的是( )
A.三种酸的酸性强弱:HD>HB>HA
B.由Q点可知,HD的电离平衡常数Ka≈10﹣7.6
C.滴定至W点时,溶液中存在:c(B﹣)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH﹣)
D.当三种溶液完全反应后将其混合,溶液中存在:c(Na+)=c(A﹣)+c(B﹣)+c(D﹣)
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分.第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须作答.第33题~第38题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题(11题,共129分)
8.(14分)无水MgBr2广泛用作有机反应催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如图1,主要步骤如下:
步骤1 三颈瓶中装入10 g镁屑和150 mL无水乙醚;装置B中加入15 mL液溴。
步骤2 缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三口瓶中。
步骤3 反应完毕后恢复至室温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。
步骤4 常温下用苯溶解粗品,冷却至0℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160℃分解得无水MgBr2产品。
已知:①Mg和Br2反应剧烈放热;乙醚(C2H5OC2H5)极易挥发;
②MgBr2具有强吸水性。
③MgBr2 +3C2H5OC2H5 ⇌MgBr2•3C2H5OC2H5△H<0
请回答下列问题:
(1)仪器D的名称是 。冷凝水应该从 (填a或b)口通入;
(2)干燥的N2可将液溴吹出,是因为液溴具有 的性质实验中不能用干燥空气代替干燥N2,原因是 。
(3)将装置B改为装置C(图2),可能会导致的后果是 。
(4)步骤3中,第一次过滤除去的物质是 。
(5)试用平衡移动的原理说明得到三乙醚合溴化镁后,加热有利于其分解,得无水MgBr2产品的原因: 。
(6)为测定产品的纯度,可用EDTA标准溶液滴定,反应的离子方程式:Mg2++EDTA=EDTA﹣Mg2+;测定前,先称取0.2000g无水MgBr2产品,溶解后,用0.0500 mol•L﹣1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液20.00 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是 (以质量分数表示)。
9.(14分)亚氯酸钠是一种高效氧化剂漂白剂,主要用于纸浆漂白、水处理等;工业上生产NaClO2有多种方法,某工业生产的流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)合成塔中生成的物质是 (填化学式);
(2)电解槽中阳极上的电极反应式为 ;
(3)反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为 ;反应器Ⅱ中发生的反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 ;
(4)流程中①、②在工业生产中的现实意义是 ;
(5)从NaClO2溶液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的步骤为 、 ,过滤、洗涤干燥;
(6)为了测定NaClO2 •3H2O的纯度,取上述合成产品10 g溶于水配成500 mL溶液,取出10 mL溶液于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液,充分反应后加入2~3滴淀粉溶液,用0.264mol/L Na2S2O3标准液滴定,锥形瓶中溶液 (填颜色变化),且半分钟内不发生变化,说明滴定达终点,用去标准液20.00mL,试样纯度是否合格 (填“合格”或“不合格”,合格纯度在90%以上)。提示:2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI
10.(15分)环境保护、药物开发是我们一直关注的热点。氯化亚砜(SOCl2)是一种医药合成的中间体,工业上利用尾气SO2与SCl2、Cl2反应合成氯化亚砜:SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)⇌2SOCl2(g)。
请回答下列问题:
(1)SOCl2常用作脱水剂,能与水剧烈反应生成两种酸性气体,其化学反应方程式为 ;
(2)在373K时,向10L的密闭容器中通入SO2、SCl2与Cl2均为0.40mol,发生上述反应。测得其压强(p)随时间(t)的变化为表中数据Ⅰ(反应达到平衡时的温度与起始温度相同,p0为初始压强)。
t/min
0
1
2
3
4
5
Ⅰ
p
6.0p0
6.7p0
6.1p0
5.4p0
5.0p0
5.0p0
Ⅱ
p
6.0p0
7.0p0
5.3p0
5.0p0
5.0p0
5.0p0
①该反应的△H (填“>”“<”或“=”)0
②Ⅰ反应开始至达到平衡时,v(SOCl2)=
③若只改变某一条件,其他条件相同时,测得其压强随时间的变化为表中数据Ⅱ,则改变的条件是 ,原因是
(3)如图是某小组测定上述反应的平衡常数负对数值(﹣lgK)与温度的变化关系点。
①A点的数值为 (已知:lg2=0.3)
②当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,A点可能变化为 。
(4)常温下饱和亚硫酸溶液的物质的量浓度为1.25mol•L﹣1,电离常数Ka1=1.54×10﹣2,Ka2=1.02×10﹣7.向10mL饱和H2SO3溶液中滴加相同物质的量浓度的NaOH溶液VmL.当V=amL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(Na+)=2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣);当V=bmL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(Na+)=c(SO3﹣)+c(HSO3﹣)+c(H2SO3);则a (填“大于”“小于”或“等于”)b。
[化学--选修3:物质结构与性质]
11.(15分)微量元素硼对植物生长及人体健康有着十分重要的作用,其化合物在耐高温合金工业、催化剂制造、高能燃料等方面有广泛应用。
(1)硼基态原子的电子排布式为 。 硼和铝可分别形成[BF4]﹣和[AlF6]3﹣,[BF4]﹣中B原子的杂化轨道类型为 ,硼元素不可能形成[BF6]3﹣的原因是 。
(2)氨硼烷(H3N→BH3)和Ti(BH4)3均为新型储氢材料。
①B与N的电负性:B N(填“>”“<”或“=”)。
②Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反应制得。写出制备反应的化学方程式: 。
(3)以硼酸(H3BO3)为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂。BH4﹣的键角是 立体构型为 正四面体 。
(4)磷化硼(BP)可用做耐磨材料,作为金属表面的保护层,其结构与金刚石类似,晶胞结构如图所示。磷化硼晶胞沿z轴在平面的投影图中,B原子构成的几何形状是 ;已知晶胞边长为458 pm,则磷化硼晶体的密度是 g•cm﹣3(列式并计算,结果保留两位有效数字,已知4.583=96.07)。
[化学--选修5:有机化学基础]
12.咖啡酸苯乙酯是蜂胶主要活性组分之一,具有极强的抗炎和抗氧化活性,常用于抗肿瘤,在医学上具有广阔的应用前景。合成咖啡酸苯乙酯的路线设计如下:
已知:①A的核磁共振氢谱有三个波峰,红外光谱显示咖啡酸分子中存在碳碳双键。
②;
③
请回答下列问题:
(1)物质B的名称为 ;
(2)由D生成E、E生成F的反应类型为 、 ;
(2)检验A中官能团的实验操作是 ;
(4)D的结构简式为 ;
(5)咖啡酸生成咖啡酸苯乙酯的化学方程式为 ;
(6)芳香化合物X是G(C9H8O3)的同分异构体,X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,且与新制 Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀,其核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,峰面积比为2:2:2:1:1,写出两种符合要求的X的结构简式 ;
(7)参照上述合成路线,以 和丙醛为原料(其他试剂任选),设计制备 的合成路线。
2019年广东省汕头市高考化学二模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(6分)华夏文明源远流长,以下说法从化学视角理解错误的是( )
A
日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈
诗中包含了丁达尔现象
B
“甘之如饴”
说明糖类均有甜味
C
“凡石灰,经火焚炼为用”
这段记载中,涉及分解反应
D
百宝都从海舶来,玻璃大镜比门排
制玻璃的某成分可用于制造光导纤维
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.胶体具有丁达尔效应;
B.淀粉和纤维素没有甜味;
C.石灰石加热后能制得生石灰;
D.制玻璃原料有石灰石、碳酸钠和石英。
【解答】解:A.日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈(唐),雾为气溶胶,能发生丁达尔效应,故A正确;
B.淀粉和纤维素属于糖类,但没有甜味,故B错误;
C.石灰石加热后能制得生石灰,该反应为分解反应,故C正确;
D.制玻璃原料有石灰石、碳酸钠和石英,石英主要成分为二氧化硅,是制造光导纤维主要原料,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查了元素化合物知识,涉及胶体的性质、糖类和石灰石、硅及其化合物用途,熟悉相关物质的性质和用途是解题关键,题目难度不大。
2.(6分)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L CHCl3中含有分子的数目为0.5NA
B.2 L 0.5 mol•L﹣1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA
C.1 mol的羟基与1 mol的氢氧根离子所含电子数均为9NA
D.46g NO2和N2O4混合气体含有原子数为3NA
【分析】A.标况下三氯甲烷为液体;
B.硫酸钾溶液中,含有硫酸根离子、氢氧根离子阴离子;
C.1个羟基含有9个电子,1个氢氧根离子含有10个电子;
D.二氧化氮与四氧化二氮具有相同最简式NO2;
【解答】解:A.标况下三氯甲烷为液体,不能使用气体摩尔体积,故A错误;
B.硫酸钾溶液中,含有硫酸根离子、氢氧根离子阴离子,2 L 0.5 mol•L﹣1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数大于NA,故B错误;
C.1 mol的羟基含有电子数9NA,1 mol的氢氧根离子含电子数为10NA,故C错误;
D.二氧化氮与四氧化二氮具有相同最简式NO2,46g NO2和N2O4混合气体含有原子数为:×3×NA=3NA,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查阿伏加德罗常数的有关计算和判断,题目难度中等,注意明确标况下气体摩尔体积的使用条件,掌握好以物质的量为中心的各化学量与阿伏加德罗常数的关系,准确弄清分子、原子、原子核内质子中子及核外电子的构成关系。
3.(6分)维生素C具有抗衰老作用,但易被氧化成脱氢维生素C.某课外小组利用碘滴定法测某橙汁中维生素C的含量,其化学方程式如下:下列说法不正确的是( )
A.脱氢维生素C分子式为C6H6O6
B.维生素C中含有3种官能团
C.上述反应为取代反应
D.维生素C能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【分析】维生素C含有羟基、酯基和碳碳双键,可发生取代、氧化反应,维生素C生成脱氢维生素C的过程为氧化反应,结合有机物的结构简式判断元素种类和原子个数,可确定有机物分子式,以此解答该题。
【解答】解:A.维生素C分子中含有6个C、8个H、6个O原子,分子式为C6H8O6,故A正确;
B.维生素C中含有羟基、酯基和碳碳双键3种官能团,故B正确;
C.维生素C生成脱氢维生素C的过程为氧化反应,不符合取代反应的特点,故C错误;
D.含有碳碳双键、羟基,可与高锰酸钾发生氧化反应,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查有机物的结构和性质,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力的考查,注意把握有机物的结构和官能团的性质为解答该题的关键,侧重醇、烯烃、酯性质的考查,题目难度不大。
4.(6分)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
向酸性KMnO4溶液中滴加H2O2
紫色褪去
KMnO4在酸性条件下具有氧化性
B
常温下将Al片置于浓硫酸中
无明显变化
Al与浓硫酸不反应
C
往未知液中先后滴入足量氯水和几滴KSCN溶液
溶液变血红色
未知液中含有Fe3+
D
将某溶液与盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中
溶液变浑浊
某溶液中一定含有CO32﹣
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.KMnO4溶液中滴加H2O2,发生氧化还原反应;
B.常温下将Al片置于浓硫酸中,发生钝化;
C.先加氯水可氧化亚铁离子;
D.碳酸氢根离子、碳酸根离子均与盐酸反应生成二氧化碳。
【解答】解:A.KMnO4溶液中滴加H2O2,发生氧化还原反应,则紫色褪去,KMnO4在酸性条件下具有氧化性,故A正确;
B.常温下将Al片置于浓硫酸中,发生钝化,则无明显变化,故B错误;
C.先加氯水可氧化亚铁离子,应先加KSCN溶液无现象,后加氯水检验亚铁离子,故C错误;
D.碳酸氢根离子、碳酸根离子均与盐酸反应生成二氧化碳,则溶液中可能含有CO32﹣,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、反应与现象、离子检验、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
5.(6分)已知元素X、Y、Z、W均为短周期主族元素,相关信息如下:
元素
信息
X
常见氢化物呈碱性,可用作制冷剂
Y
氧化物既能与盐酸反应,也能与NaOH溶液反应
Z
所在主族序数与周期数相差4,其单质在常温下呈黄绿色
W
单质存在多种同素异形体,其中一种在常温下会发生自燃
下列说法错误的是( )
A.原子半径大小为:Y>W>Z>X
B.元素Y与Z形成的盐在水溶液中呈碱性
C.最高价氧化物对应的水化物酸性:X>W
D.元素X与Z可以共存于同一离子化合物中
【分析】元素X、Y、Z、W均为短周期主族元素,X的常见氢化物呈碱性,可用作制冷剂,则X为N元素;Y的氧化物既能与盐酸反应,也能与NaOH溶液反应,则Y为Al元素;Z所在主族序数与周期数相差4,其单质在常温下呈黄绿色,则Z为Cl元素;W单质存在多种同素异形体,其中一种在常温下会发生自燃,则W为P元素,据此解答。
【解答】解:根据分析可知:X为N,Y为Al,Z为Cl,W为P元素。
A.同一周期从左向右原子半径逐渐减小,电子层越多原子半径越大,则原子半径大小为:Y>W>Z>X,故A正确;
B.Al、Cl形成的化合物为氯化铝,氯化铝为强酸弱碱盐,其酸溶液呈酸性,故B错误;
C.非金属性N>P,则最高价氧化物对应的水化物酸性:X>W,故C正确;
D.N、Cl与H一起可以形成离子化合物氯化铵、氯酸铵等,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查原子结构与元素周期律的关系,题目难度不大,根据题干信息推断元素为解答关键,注意掌握元素周期律内容及常见元素化合物性质,试题培养了学生的综合应用能力。
6.(6分)再生氢氧燃料电池(RFC)是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的新型氢能源发电装置,未来极有希望在空间探索、军事等领域替代传统二次电池技术。如图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是( )
A.当电路中有0.1mol电子转移时,a极产生2.24L H2(标准状况下)
B.a极上的电势比b极上的低
C.d极发生还原反应,H+通过隔膜从B管进入A管
D.气体Y为O2,在c极发生反应:O2 +4e﹣+2H2O=4OH﹣
【分析】依据图示知左边装置是电解池,右边装置是原电池,a、b电极分别是电解池的阴极和阳极,电解时阴极a得到电子、发生还原反应:4H++4e﹣=2H2↑,气体X是氢气,b电极为阳极、失电子、发生氧化反应:4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑,气体Y是氧气;原电池中是酸性溶液,d为负极、失电子、发生氧化反应:2H2﹣4e﹣=4H+;c电极为正极、得到电子、发生还原反应:O2+4H++4e﹣=2H2O,据此解答。
【解答】解:A.当有0.1 mol电子转移时,a电极为原电池正极,电极反应为4H++4e﹣=2H2↑,产生0.05mol即1.12LH2,故A错误;
B.a、b电极分别是电解池的阴极和阳极,则b极上的电势比a极上的高,即a极上的电势比b极上的低,故B正确;
C.d为负极、失电子、发生氧化反应,右端装置B池中的H+可以通过隔膜进入A池,故C错误;
D.气体Y为O2,在c极发生得电子的还原反应,酸性条件下,电极反应式为O2+4H++4e﹣=2H2O,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了化学电源新型电池,主要考查原电池和电解池的工作原理、电极判断、电极反应,注意原电池中电解质溶液是酸而不是碱,选项D是易错点,题目难度不大。
7.(6分)25℃时,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定体积均为20mL、浓度0.1mol•L﹣1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断正确的是( )
A.三种酸的酸性强弱:HD>HB>HA
B.由Q点可知,HD的电离平衡常数Ka≈10﹣7.6
C.滴定至W点时,溶液中存在:c(B﹣)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH﹣)
D.当三种溶液完全反应后将其混合,溶液中存在:c(Na+)=c(A﹣)+c(B﹣)+c(D﹣)
【分析】A.相同浓度时,溶液的pH越大酸性越弱;
B.Q点溶液的pH=3.8,c(D﹣)≈c(H+)=10﹣3.8mol/L,c(HD)≈0.1mol/L,据此带入平衡常数表达式计算;
C.W点溶质为等浓度的HB、NaB,溶液呈酸性,说明HB的电离程度大于B﹣的水解程度,结合物料守恒分析;
D.根据图象可知,0.1mol•L﹣1的三种酸的pH都大于>1,三种酸(HA、HB和HD)都是弱酸,恰好反应后生成的都是强碱弱酸盐,混合液呈碱性,结合电荷守恒分析。
【解答】解:A.根据图象可知,0.1mol•L﹣1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,pH大小为:HD>HB>HA,溶液pH越大酸性越弱,则三种酸的酸性强弱:HD<HB<HA,故A错误;
B.Q点溶液的pH=3.8,c(D﹣)≈c(H+)=10﹣3.8mol/L,c(HD)≈0.1mol/L,则HD的电离平衡常数Ka≈=10﹣6.6,故B错误;
C.W点溶液的pH<7,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH﹣),此时溶质为等浓度的HB、NaB,说明HB的电离程度大于B﹣的水解程度,则c(B﹣)>c(HB),结合物料守恒c(B﹣)+c(HB)=2c(Na+)可知:c(B﹣)>c(Na+)>c(HB),溶液中离子浓度大小为:c(B﹣)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH﹣),故C正确;
D.0.1mol•L﹣1的三种酸的pH都大于>1,说明三种酸都是弱酸,则完全反应后生成的都是强碱弱酸盐,混合液呈碱性,则c(H+)<c(OH﹣),结合电荷守恒可知:c(Na+)>c(A﹣)+c(B﹣)+c(D﹣),故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查酸碱混合的定性判断、离子浓度大小比较,题目难度中等,明确图象曲线变化的意义为解答关键,注意掌握电荷守恒、物料守恒及盐的水解原理,试题培养了学生的灵活应用能力。
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分.第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须作答.第33题~第38题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题(11题,共129分)
8.(14分)无水MgBr2广泛用作有机反应催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如图1,主要步骤如下:
步骤1 三颈瓶中装入10 g镁屑和150 mL无水乙醚;装置B中加入15 mL液溴。
步骤2 缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三口瓶中。
步骤3 反应完毕后恢复至室温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。
步骤4 常温下用苯溶解粗品,冷却至0℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160℃分解得无水MgBr2产品。
已知:①Mg和Br2反应剧烈放热;乙醚(C2H5OC2H5)极易挥发;
②MgBr2具有强吸水性。
③MgBr2 +3C2H5OC2H5 ⇌MgBr2•3C2H5OC2H5△H<0
请回答下列问题:
(1)仪器D的名称是 球形冷凝管 。冷凝水应该从 a (填a或b)口通入;
(2)干燥的N2可将液溴吹出,是因为液溴具有 极易挥发 的性质实验中不能用干燥空气代替干燥N2,原因是 镁屑会与空气中的氧气反应,生成的MgO阻碍反应的继续进行 。
(3)将装置B改为装置C(图2),可能会导致的后果是 会将液溴挤压入三口瓶中,反应加剧大量放热存在安全隐患 。
(4)步骤3中,第一次过滤除去的物质是 镁屑 。
(5)试用平衡移动的原理说明得到三乙醚合溴化镁后,加热有利于其分解,得无水MgBr2产品的原因: 加热促使乙醚挥发,且逆反应是吸热反应,加热后平衡朝有利于三乙醚合溴化镁分解的方向移动 。
(6)为测定产品的纯度,可用EDTA标准溶液滴定,反应的离子方程式:Mg2++EDTA=EDTA﹣Mg2+;测定前,先称取0.2000g无水MgBr2产品,溶解后,用0.0500 mol•L﹣1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液20.00 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是 92.0% (以质量分数表示)。
【分析】(1)根据仪器构造和作用可知;
(2)溴易挥发,可以吹出;空气中的氧气与Mg反应;
(3)将装置B改为装置C,会将液溴挤压入三口瓶中,而Mg和Br2反应剧烈放热;
(4)反应完毕后恢复至常温,过滤除去固体为镁屑;
(5)已知:MgBr2 +3C2H5OC2H5 ⇌MgBr2•3C2H5OC2H5△H<0,加热有利于吸热方向,同时乙醚会挥发,据此分析;
(6)依据方程式Mg2++Y4﹣═MgY2﹣分析,溴化镁的物质的量=0.0500mol/L×0.02L=0.001mol,则溴化镁的质量为0.001mol×184g/mol=0.184g,据此计算。
【解答】解:(1)仪器D为球形冷凝管,作用是使挥发出的乙醚和溴蒸气冷却并回流至反应装置,冷凝水从a口通入;
故答案为:球形冷凝管;a;
(2)因为液溴极易挥发,故干燥的N2可将液溴吹出;镁屑会与空气中的氧气反应,生成的MgO阻碍反应的继续进行,故实验中不能用干燥空气代替干燥N2;
故答案为:极易挥发;镁屑会与空气中的氧气反应,生成的MgO阻碍反应的继续进行;
(3)已知:Mg和Br2反应剧烈放热,将装置B改为装置C,会将液溴挤压入三口瓶中,反应加剧大量放热存在安全隐患;
故答案为:会将液溴挤压入三口瓶中,反应加剧大量放热存在安全隐患;
(4)步骤3中,第一次过滤除去的物质是镁屑;
故答案为:镁屑;
(5)已知MgBr2 +3C2H5OC2H5 ⇌MgBr2•3C2H5OC2H5△H<0,加热促使乙醚挥发,且逆反应是吸热反应,加热后平衡朝有利于三乙醚合溴化镁分解的方向移动;
故答案为:加热促使乙醚挥发,且逆反应是吸热反应,加热后平衡朝有利于三乙醚合溴化镁分解的方向移动;
(6)依据方程式Mg2++Y4﹣═MgY2﹣分析,溴化镁的物质的量=0.0500mol/L×0.02L=0.001mol,则溴化镁的质量为0.001mol×184g/mol=0.184g,溴化镁的产品的纯度=92.0%;
故答案为:92.0%。
【点评】本题考查了物质制备实验方案的设计、物质分离提纯的综合应用,为高频考点,侧重考查学生的分析能力和实验能力,注意把握实验的原理和操作方法,题目难度中等。
9.(14分)亚氯酸钠是一种高效氧化剂漂白剂,主要用于纸浆漂白、水处理等;工业上生产NaClO2有多种方法,某工业生产的流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)合成塔中生成的物质是 HCl (填化学式);
(2)电解槽中阳极上的电极反应式为 Cl﹣+3H2O﹣6e﹣=ClO3﹣+6H+ ;
(3)反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为 2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O ;反应器Ⅱ中发生的反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 2:1 ;
(4)流程中①、②在工业生产中的现实意义是 循环利用,提高原料利用率,降低生产成本 ;
(5)从NaClO2溶液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的步骤为 蒸发浓缩 、 冷却结晶 ,过滤、洗涤干燥;
(6)为了测定NaClO2 •3H2O的纯度,取上述合成产品10 g溶于水配成500 mL溶液,取出10 mL溶液于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液,充分反应后加入2~3滴淀粉溶液,用0.264mol/L Na2S2O3标准液滴定,锥形瓶中溶液 蓝色变为无色 (填颜色变化),且半分钟内不发生变化,说明滴定达终点,用去标准液20.00mL,试样纯度是否合格 合格 (填“合格”或“不合格”,合格纯度在90%以上)。提示:2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI
【分析】根据流程:电解NaCl溶液,阴极反应为:2H++2e﹣=H2↑,阳极反应:Cl﹣+3H2O﹣6e﹣=ClO3﹣+6H+,将电解得到的氢气、氯气在合成塔中合成HCl,HCl与NaClO3溶液在反应器I中反应:2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O,得到的氯气和NaCl溶液可以循环利用,提高原料利用率,降低生产成本,将ClO2和NaOH、H2O2在反应器II发生反应:H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2,将得到的NaClO2溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得到NaClO2•3H2O粗晶体,据此分析作答。
【解答】解:(1)根据流程图可知,合成塔为氢气与氯气反应,生成HCl;
故答案为:HCl;
(2)根据题意电解NaCl溶液得到氢气和NaClO3溶液,阳极发生氧化反应,元素化合价升高,故阳极得到NaClO3溶液,电极反应式为:Cl﹣+3H2O﹣6e﹣=ClO3﹣+6H+;
故答案为:Cl﹣+3H2O﹣6e﹣=ClO3﹣+6H+;
(3)反应器I为HCl与NaClO3溶液反应得到氯气、ClO2和NaCl,故反应为:2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O;ClO2和NaOH、H2O2在反应器II发生反应:H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2,氯元素化合价降低被还原,ClO2为氧化剂,H2O2为还原剂,故氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1;
故答案为:2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O;2:1;
(4)流程中①、②是将得到的氯气和NaCl溶液循环利用,提高原料利用率,降低生产成本;
故答案为:循环利用,提高原料利用率,降低生产成本;
(5)从NaClO2溶液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;
(6)取上述合成产品10 g溶于水配成500 mL溶液,取出10 mL溶液于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液,NaClO2 将KI氧化为碘单质,反应为:ClO2﹣+4I﹣+4H+=Cl﹣+2I2+2H2O,充分反应后加入2~3滴淀粉溶液,溶液显蓝色,用0.264mol/L Na2S2O3标准液滴定,当碘反应完成,达到滴定终点,观察到溶液蓝色变为无色,且半分钟内不发生变化,
根据关系式:NaClO2 •3H2O~2I2~4Na2S2O3,又n(NaClO2 •3H2O)=n(Na2S2O3)=×0.264mol/L×0.02L=0.00132mol,
所以500ml溶液中含有:n(NaClO2•3H2O)=0.00132mol×50=0.066mol,
则10g合成产品中含有:m(NaClO2•3H2O)=0.066mol×144.5g/mol=9.537g,
则ω(NaClO2•3H2O)=9.527/10g×100%=95.27%>90%,所以产品合格;
故答案为:蓝色变为无色; 合格。
【点评】本题考查了物质制备流程和方案的分析判断,物质性质的应用,题干信息的分析理解,结合题目信息对流程的分析是本题的解题关键,需要学生有扎实的基础知识的同时,还要有处理信息应用的能力,综合性强,题目难度中等。
10.(15分)环境保护、药物开发是我们一直关注的热点。氯化亚砜(SOCl2)是一种医药合成的中间体,工业上利用尾气SO2与SCl2、Cl2反应合成氯化亚砜:SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)⇌2SOCl2(g)。
请回答下列问题:
(1)SOCl2常用作脱水剂,能与水剧烈反应生成两种酸性气体,其化学反应方程式为 SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑ ;
(2)在373K时,向10L的密闭容器中通入SO2、SCl2与Cl2均为0.40mol,发生上述反应。测得其压强(p)随时间(t)的变化为表中数据Ⅰ(反应达到平衡时的温度与起始温度相同,p0为初始压强)。
t/min
0
1
2
3
4
5
Ⅰ
p
6.0p0
6.7p0
6.1p0
5.4p0
5.0p0
5.0p0
Ⅱ
p
6.0p0
7.0p0
5.3p0
5.0p0
5.0p0
5.0p0
①该反应的△H < (填“>”“<”或“=”)0
②Ⅰ反应开始至达到平衡时,v(SOCl2)= 0.01 mol•L﹣1•min﹣1
③若只改变某一条件,其他条件相同时,测得其压强随时间的变化为表中数据Ⅱ,则改变的条件是 加入催化剂 ,原因是 由图可知,改变条件后达到平衡所需时间较原来短(或反应速率更大),且平衡时的压强与原平衡相等
(3)如图是某小组测定上述反应的平衡常数负对数值(﹣lgK)与温度的变化关系点。
①A点的数值为 ﹣2.3 (已知:lg2=0.3)
②当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,A点可能变化为 CD 。
(4)常温下饱和亚硫酸溶液的物质的量浓度为1.25mol•L﹣1,电离常数Ka1=1.54×10﹣2,Ka2=1.02×10﹣7.向10mL饱和H2SO3溶液中滴加相同物质的量浓度的NaOH溶液VmL.当V=amL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(Na+)=2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣);当V=bmL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(Na+)=c(SO3﹣)+c(HSO3﹣)+c(H2SO3);则a 大于 (填“大于”“小于”或“等于”)b。
【分析】(1)SOCl2常用作脱水剂,能与水剧烈反应生成两种酸性气体,根据元素守恒知,生成的气体是SO2和HCl;
(2)①升高温度,K值减小,平衡逆向移动;
②开始时混合气体总物质的量=3×0.40mol=1.20mol,开始时压强为p0,达到平衡状态时压强为5.0p0,压强之比等于物质的量之比,则平衡时混合气体总物质的量=×1.20mol=1.0mol,根据方程式知,反应前后气体物质的量减少的量2倍为SOCl2的物质的量,n(SOCl2)=2×(1.20﹣1.0)mol=0.4mol,v(SOCl2)=;
③若只改变某一条件,其他条件相同时,测得其压强随时间的变化为表中数据Ⅱ,根据表中数据知,反应达到平衡时间缩短且平衡时压强不变,说明改变条件只影响化学反应速率不影响平衡移动;
(3)①根据(1)可知,373K时:
SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)⇌2SOCl2(g)
c平:0.01 0.01 0.01 0.02
则化学平衡常数K==400;
②该反应为放热反应,升高温度,K值减小;
(4)当V=amL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(Na+)=2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣),结合溶液中存在的电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣)+c(OH﹣),则c(H+)=c(OH﹣),此时溶液显中性,溶质为Na2SO3和NaHSO3;
当V=b mL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(Na+)=c(SO32﹣)+c(HSO3﹣)+c(H2SO3),溶质为NaHSO3。
【解答】解:(1)SOCl2常用作脱水剂,能与水剧烈反应生成两种酸性气体,根据元素守恒知,生成的气体是SO2和HCl,反应方程式为SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑,
故答案为:SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑;
(2)①升高温度,K值减小,该反应为放热反应,该反应的△H<0,故答案为:<;
②开始时混合气体总物质的量=3×0.40mol=1.20mol,开始时压强为p0,达到平衡状态时压强为5.0p0,压强之比等于物质的量之比,则平衡时混合气体总物质的量=×1.20mol=1.0mol,根据方程式知,反应前后气体物质的量减少的量2倍为SOCl2的物质的量,n(SOCl2)=2×(1.20﹣1.0)mol=0.4mol,v(SOCl2)==mol•L﹣1•min﹣1=0.01 mol•L﹣1•min﹣1,
故答案为:0.01 mol•L﹣1•min﹣1;
③若只改变某一条件,其他条件相同时,测得其压强随时间的变化为表中数据Ⅱ,根据表中数据知,反应达到平衡时间缩短且平衡时压强不变,说明改变条件只影响化学反应速率不影响平衡移动,催化剂能改变化学反应速率但是不影响平衡移动,所以改变的条件是加入催化剂,
故答案为:加入催化剂;由图可知,改变条件后达到平衡所需时间较原来短(或反应速率更大),且平衡时的压强与原平衡相等;
(3)①根据(1)可知,373K时:
SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)⇌2SOCl2(g)
c平:0.02 0.02 0.02 0.04
则化学平衡常数K==200,则A点的数值为﹣lgK=﹣lg200=﹣2.3;
故答案为:﹣2.3;
②该反应为放热反应,升高温度,K值减小,lgK减小,﹣lgK增大,故A可能变化为CD两点;
故答案为:CD;
(4)当V=amL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(Na+)=2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣),结合溶液中存在的电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣)+c(OH﹣),则c(H+)=c(OH﹣),此时溶液显中性,应为Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,则20mL>a>10mL;当V=b mL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(Na+)=c(SO32﹣)+c(HSO3﹣)+c(H2SO3),符合NaHSO3溶液中存在的物料守恒式,则b=10mL,即a 大于b,
故答案为:大于。
【点评】本题考查了化学平衡计算、弱电解质的电离、化学平衡移动影响因素等知识点,明确外界条件对化学平衡影响原理、化学平衡常数计算方法、离子浓度大小比较方法是解本题关键,(4)为解答易错点,采用逆向思维方法分析,题目难度中等。
[化学--选修3:物质结构与性质]
11.(15分)微量元素硼对植物生长及人体健康有着十分重要的作用,其化合物在耐高温合金工业、催化剂制造、高能燃料等方面有广泛应用。
(1)硼基态原子的电子排布式为 1s22s22p1 。 硼和铝可分别形成[BF4]﹣和[AlF6]3﹣,[BF4]﹣中B原子的杂化轨道类型为 sp3 ,硼元素不可能形成[BF6]3﹣的原因是 硼原子的价电子层只有2s和2p四个原子轨道,没有d轨道,最多可以形成四个共价键 。
(2)氨硼烷(H3N→BH3)和Ti(BH4)3均为新型储氢材料。
①B与N的电负性:B < N(填“>”“<”或“=”)。
②Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反应制得。写出制备反应的化学方程式: TiCl3+3LiBH4═Ti(BH4)3+3LiCl 。
(3)以硼酸(H3BO3)为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂。BH4﹣的键角是 109°28' 立体构型为 正四面体 正四面体 。
(4)磷化硼(BP)可用做耐磨材料,作为金属表面的保护层,其结构与金刚石类似,晶胞结构如图所示。磷化硼晶胞沿z轴在平面的投影图中,B原子构成的几何形状是 正方形 ;已知晶胞边长为458 pm,则磷化硼晶体的密度是 2.9 g•cm﹣3(列式并计算,结果保留两位有效数字,已知4.583=96.07)。
【分析】(1)B是5号元素,处于周期表中第二周期IIIA族;[BF4]﹣中B原子孤电子对数==0,价层电子对数=4+0=4;硼原子的价电子层只有 2s和2p四个原子轨道,最多可以形成四个共价键;
(2)①同周期主族元素随原子序数增大电负性增大;
②TiCl3和LiBH4反应得到Ti(BH4)3,类似复分解反应,还得到LiCl,配平书写方程式;
(3)NaBH4为离子化合物,含离子键、共价键,BH4﹣中含四个共价键,B原子是sp3杂化;
(4)磷化硼晶胞中4个B原子分布正方体中心为中心的正四面体位置,其俯视图中4个B原子形成正方形,晶胞中含有4个B原子,P原子数=8×+6×=4,晶胞质量mg,晶胞体积V=(a×10﹣10)3cm3,根据晶体密度ρ=计算。
【解答】解:(1)B是5号元素,处于周期表中第二周期IIIA族,基态原子核外电子排布式为:1s22s22p1;[BF4]﹣中B原子孤电子对数==0,价层电子对数=4+0=4,B原子的杂化轨道类型为sp3;硼原子的价电子层只有 2s和2p四个原子轨道,最多可以形成四个共价键,则硼元素不可能形成[BF6]3﹣,
故答案为:1s22s22p1;sp3;硼原子的价电子层只有2s和2p四个原子轨道,没有d轨道,最多可以形成四个共价键;
(2)①同周期主族元素随原子序数增大电负性增大,故电负性B<N,
故答案为:<;
②TiCl3和LiBH4反应得到Ti(BH4)3,类似复分解反应,还得到LiCl,反应方程式为:TiCl3+3LiBH4═Ti(BH4)3+3LiCl,
故答案为:TiCl3+3LiBH4═Ti(BH4)3+3LiCl;
(3)NaBH4为离子化合物,含离子键、共价键,BH4﹣中含四个共价键,B原子是sp3杂化,其电子式为,其中BH4﹣立体构型为正四面体,键角为109°28',
故答案为:109°28';正四面体;
(4)磷化硼晶胞中4个B原子分布正方体中心为中心的正四面体位置,其俯视图中4个B原子形成正方形,晶胞中含有4个B原子,P原子数=8×+6×=4,晶胞质量mg,晶胞体积V=(458×10﹣10)3cm3,
则该磷化硼晶体的密度ρ==g/cm3≈2.9g/cm3,
故答案为:正方形;2.9。
【点评】本题考查晶胞计算及原子结构与元素性质的应用,题目难度中等,明确原子核外电子排布规律及杂化类型判断方法为解答关键,(4)为易错点,注意掌握均摊法在晶胞计算中的应用,试题知识点较多,充分考查了学生的分析能力及综合应用能力。
[化学--选修5:有机化学基础]
12.咖啡酸苯乙酯是蜂胶主要活性组分之一,具有极强的抗炎和抗氧化活性,常用于抗肿瘤,在医学上具有广阔的应用前景。合成咖啡酸苯乙酯的路线设计如下:
已知:①A的核磁共振氢谱有三个波峰,红外光谱显示咖啡酸分子中存在碳碳双键。
②;
③
请回答下列问题:
(1)物质B的名称为 对甲基苯酚或4﹣甲基苯酚 ;
(2)由D生成E、E生成F的反应类型为 水解反应或取代反应 、 氧化反应 ;
(2)检验A中官能团的实验操作是 取少量A于试管中,加NaOH溶液加热充分反应后,取上层清液于另一支试管中,加入稀HNO3酸化,再加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则A中含官能团﹣Cl ;
(4)D的结构简式为 ;
(5)咖啡酸生成咖啡酸苯乙酯的化学方程式为 ;
(6)芳香化合物X是G(C9H8O3)的同分异构体,X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,且与新制 Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀,其核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,峰面积比为2:2:2:1:1,写出两种符合要求的X的结构简式 或 ;
(7)参照上述合成路线,以 和丙醛为原料(其他试剂任选),设计制备 的合成路线。
【分析】A的核磁共振氢谱有三个波峰,结合F结构简式知,A为,A和氢氧化钠的水溶液发生水解反应然后酸化得到B为,B发生②的反应生成C为,C和氯气在光照条件下发生取代反应生成D,D发生水解反应然后酸化得到E,E发生氧化反应生成F,则E结构简式为,D为,F发生信息③的反应生成G,G结构简式为,G发生银镜反应然后酸化生成咖啡酸,红外光谱显示咖啡酸分子中存在碳碳双键,咖啡酸结构简式为,咖啡酸和3﹣溴乙基苯发生取代反应生成咖啡酸苯乙酯,咖啡酸苯乙酯结构简式为;
(7)以 和丙醛为原料(其他试剂任选)制备 ,发生信息②的反应,然后发生水解反应、催化氧化反应、③的反应得到目标产物。
【解答】解:(1)B为,物质B的名称为对甲基苯酚或4﹣甲基苯酚,
故答案为:对甲基苯酚或4﹣甲基苯酚;
(2)由D生成E、E生成F的反应类型为水解反应或取代反应、氧化反应,
故答案为:水解反应或取代反应、氧化反应;
(2)A中含有氯原子,检验A中官能团的实验操作是取少量A于试管中,加NaOH溶液加热充分反应后,取上层清液于另一支试管中,加入稀HNO3酸化,再加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则A中含官能团﹣Cl,
故答案为:取少量A于试管中,加NaOH溶液加热充分反应后,取上层清液于另一支试管中,加入稀HNO3酸化,再加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则A中含官能团﹣Cl;
(4)D的结构简式为,
故答案为:;
(5)和3﹣溴乙基苯发生取代反应生成,
该反应方程式为,
故答案为:;
(6)G结构简式为,芳香化合物X是G(C9H8O3)的同分异构体,X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,说明X中含有羧基,且与新制 Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀,说明含有醛基,其核磁共振氢谱显示有5 种不同化学环境的氢,峰面积比为2:2:2:1:1,其两种符合要求的X的结构简式分别为、,
故答案为:或;
(7)以 和丙醛为原料(其他试剂任选)制备 ,发生信息②的反应,然后发生水解反应、催化氧化反应、③的反应得到目标产物,其合成路线为,
答:。
【点评】本题考查有机物的合成及推断,为高频考点,把握合成流程中官能团变化、碳原子数变化、有机反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意有机物性质的应用及习题中信息的应用,题目难度不大。
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