辽宁省葫芦岛市2021年高考化学一模试卷含答案
展开 高考化学一模试卷
一、单选题
1.2021年我国取得让世界瞩目的科技成果,化学功不可没。下列说法错误的是( )
A. “嫦娥五号”运载火箭用液氧液氢推进剂,产物对环境无污染
B. “北斗系统”组网成功,北斗芯片中的半导体材料为二氧化硅
C. “天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
D. “奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金,钛合金耐高压、耐腐蚀
2.利用反应5NaCl+2CO2+2H2O 5NaClO+C2H4O(环氧乙烷)可实现低压高效电催化还原CO2。下列化学用语错误的是( )
A. Cl原子的原子结构示意图 B. NaClO的电子式:
C. CO2的球棍模型: D. 环氧乙烷的结构简式:
3.化合物 是一种高效消毒剂,其蒸汽和溶液都具有很强的杀菌能力,可用于目前新冠病毒疫情下的生活消毒。其中X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。下列叙述正确的是( )
A. 原子半径:Z>Y>X B. Z的第一电离能比同周期相邻元素都大
C. 1mol该化合物分子中含有的非极性键数目为2NA D. 该化合物中X、Y、Z都满足8电子稳定结构
4.下列装置所示的实验中,能达到实验目的的是( )
A. 除去Cl2中混有的HCl杂质
B. 比较碳酸与苯酚酸性强弱
C. 验证石蜡油分解的产物含有不饱和烃
D. 熔化Na2CO3固体
5.检验Ni2+反应的一种生成物为丁二酮肟镍,是一种鲜红色沉淀,其分子结构如图所示。下列说法正确的是( )
A. Ni2+核外有14种运动状态不同的电子
B. 该分子内微粒之间存在的作用力有共价键、配位键、离子键、氢键
C. 基态N原子的价电子排布图
D. H2O中有2个由s轨道与sp3杂化轨道形成的σ键
6.FeO晶胞结构如图所示,其摩尔质量为Mg/mol,阿伏加德罗常数为NA , 晶体的密度为dg/cm3 , 下列说法错误的是( )
A. Fe位于第四周期第ⅧB族,属于d区
B. Fe2+的电子排布简式为[Ar]3d6
C. 该晶体中,距Fe2+最近的O2-形成正八面体
D. 该晶体中两个距离最近的同种离子的核间距为 cm
7.一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),设起始 =Z,在恒压下,平衡时 (CH4)的体积分数与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该反应的焓变△H<0
B. 图中Z的大小为a>3>b
C. 图中X点对应的平衡混合物中 >3
D. 温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后 (CH4)减小
8.最新研究中发现“阿比朵尔”是抗击新型冠状病毒的潜在用药。 是合成“阿比朵尔”的一种中间体,下列有关该中间体的说法正确的是( )
A. 该物质分子中含有3种官能团
B. 1mol该物质最多能与3molH2发生完全加成反应
C. 1mol该物质只能与1molNaOH完全反应
D. 该物质分子中共面的碳原子最多有7个
9.《JournalofEnergyChemistry》报导我国科学家设计CO2熔盐捕获与转化装置如图。下列有关说法正确的是( )
A. 由图可知捕获CO2过程的初期发生了氧化还原反应
B. 熔盐可用CCl4代替
C. d极电极反应式为 -4e-=C+3O2-
D. 转移lmol电子该装置最终可捕获CO25.6L(标况下)
10.下列实验操作、现象及结论都正确的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
将Fe(NO3)2样品溶于足量的H2SO4溶液中,再滴加少量的KSCN溶液
溶液不变红
溶液中一定没有Fe3+
B
向滴加酚酞的氨水中加蒸馏水稀释
溶液红色变浅
溶液中所有离子浓度均减小
C
向Na2CO3稀溶液中逐滴滴入同浓度、同体积的水杨酸( )溶液,边滴加边振荡
无气体产生
电离常数:K1(碳酸)>K2(水杨酸)
D
取少许CH3CH2Br与NaOH溶液共热,冷却后滴加AgNO3溶液
无淡黄色沉淀
CH3CH2Br没有水解
A. A B. B C. C D. D
11.工业上为了除去锅炉中的水垢,要向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡一段时间,下列叙述正确的是( )
A. 若c(Na2CO3)=c[(NH4)2CO3],则两溶液中c(CO )也相等
B. 锅炉中加入Na2CO3溶液发生反应的离子方程式为CO (aq)+CaSO4(s) CaCO3(s)+SO (aq)
C. 盐酸溶液中,Ksp(CaCO3)增大,Ksp(CaSO4)减小
D. 向Na2CO3溶液中通入适量的CO2使溶液呈中性时,c(Na+)=c(CO )+c(HCO )
12.某废催化剂含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4。某实验小组以废催化剂为原料,进行回收利用。设计实验流程如图:
已知:CuS既不溶于稀硫酸,也不与稀硫酸反应。下列说法正确的是( )
A. 步骤①操作中,生成的气体可用碱液吸收
B. 滤液1中是否含有Fe2+ , 可以选用KSCN和新制的氯水检验
C. 滤渣1成分是SiO2和CuS,滤渣2成分一定是SiO2
D. 步骤④要滴加稀硫酸防止CuSO4水解
13.如图为拟通过甲装置除去污水中的乙酸钠和对氯苯酚,同时利用此装置产生的电能进行粗铜的精炼。下列说法错误的是( )
A. X极为阴极,发生还原反应
B. 当电路中有0.2mol电子通过时,Y极质量可能减少3.2g
C. A极的电极反应式: +e-= +Cl-
D. 工作时,B极附近液体pH值减小
14.通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷(POCl3)样品中Cl元素的含量,实验步骤如下:
Ⅰ.取mg样品于锥形瓶中,加入足量的NaOH溶液,待完全反应后加稀硝酸至溶液显酸性;
Ⅱ.向锥形瓶中加入0.1000mol·L-1的AgNO3溶液50.00mL,使Cl-完全沉淀;
Ⅲ.向其中加入2mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖;
Ⅳ.加入指示剂,用cmol·mol-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积为VmL。
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10 , Ksp(AgSCN)=2×10-12。
下列说法正确的是( )
A. 滴定选用的指示剂为甲基橙 B. 本次实验测得Cl元素的质量分数为 %
C. 硝基苯的作用为防止沉淀被氧化 D. 若取消步骤Ⅲ,测定结果偏大
15.常温下,用NaOH溶液滴定H2A溶液,混合溶液的pH与离子浓度的负对数pX的关系如图所示。pX代表-lg 或-lg ,下列说法正确的是( )
A. 曲线a表示pH与-lg 的变化关系
B. 当H2A被完全中和时,c(OH-)=c(HA-)+c(H2A)+c(H+)
C. 当NaOH与H2A等量反应后,溶液可能呈碱性
D. H2A的第一步电离常数为10-1.2
二、非选择题
16.NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛应用于化学镀镍、生产电池、医药工业、催化行业以及印染工业等行业中。由一种废料(主要成分是铁镍合金,还含有铜、镁、硅的氧化物)为原料制取NiSO4·6H2O步骤如图:
已知:①镍能溶于稀酸但溶解不完全,通常表现为+2价;
②常温下Ksp(MgF2)=6.4×10-9 , Ka(HF)=6.3×10-4;
(1)NiSO4中阴离子的空间构型为________。
(2)“溶解”时加入H2O2溶液的目的是________。
(3)“除铁”时生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,写出其离子方程式________。
(4)向“除铜”后的滤液中加入NaF溶液,使Mg2+转化为MgF2沉淀除去。若溶液的pH偏低,将会导致MgF2沉淀不完全,其原因是________。
(5)“沉镍”后所得滤液中,可循环使用的主要溶质为________(填化学式)。
(6)NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH。该反应的化学方程式为________。
(7)在制备NiSO4·6H2O晶体时,常用无水乙醇代替蒸馏水做洗涤剂,原因是________。
17.汽车尾气中的NO和CO会对环境造成很大影响,我国科学家在以H2为还原剂清除NO、CO的研究方面取得了显著成果。回答下列问题:
(1)以太阳能为热源分解Fe3O4 , 经热化学铁氧化合物循环分解水可以制H2。
已知:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H1=+571.0kJ•mol-1
2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g) △H2=+313.2kJ•mol-1
则3FeO(s)+H2O(1)=H2(g)+Fe3O4(s) △H3=________kJ•mol-1
(2)H2还原NO的化学方程式为2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g) △H<0。
①研究表明上述反应历程分两步:
Ⅰ.2NO(g)+H2(g) N2(g)+H2O2(1)(慢反应)
Ⅱ.H2O2(1)+H2(g) 2H2O(g)(快反应)
该总反应的速率由反应________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)决定,反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能________(填“高”或“低”)。
②该反应常伴有副产物N2O和NH3。以Pt作催化剂,用H2还原某废气中的NO(其他气体不反应),270℃时H2的体积分数对H2—NO反应的影响如图所示。随着H2体积分数的增大,N2的体积分数呈下降趋势,原因是________。
(3)一定温度下,在容积恒为1L的容器中通入一定量N2O4 , 发生反应N2O4 2NO2△H<0,体系中各组分浓度随(t)的变化如表。
t/s
0
20
40
60
80
c(N2O4)/(mol/L)
0.100
0.062
0.048
0.040
0.040
c(NO2)/(mol/L)
0
0.076
0.104
0.120
0.120
①0~40s,N2O4的平均反应速率为________。
②反应达到平衡后再充入N2O4________mol,才能使再次达到平衡时,NO2的浓度为0.24mol/L。
(4)H2还原CO的化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H<0,在密闭容器中,以浓度之比1:2通入CO和H2 , 反应经历相同时间,测得不同温度下CO的转化率如图所示,则160℃时,v正________v逆(填“>”或“<”)。若起始时c(CO)=amol•L-1 , 则380℃时该反应的化学平衡常数K=________(用含有a的式子表示)。
18.硫氰酸钾(KSCN),是一种用途广泛的化学药品,常用于合成树脂、杀虫杀菌剂等。某化学小组用下图实验装置模拟工业制备硫氰酸钾,并进行相关实验探究。
已知:① 不溶于 和 不溶于水且密度比水大;
②D中三颈烧瓶内盛放 、水和催化剂,发生反应 ,该反应比较缓慢且 在高于170℃时易分解, 在高于25℃时即分解。
回答下列问题:
(1)试剂a是________,装置D中盛装KOH溶液的仪器名称是________。
(2)制备KSCN溶液:将D中反应混合液加热至105℃,打开K1通入氨气。
①反应一段时间后,关闭K1 , 此时装置C中观察到的现象是保持三颈烧瓶内反应混合液温度为105℃一段时间,这样操作的目的是________。
②打开K2 , 缓缓滴入适量的KOH溶液,继续保持反应混合液温度为105℃。
(3)装置E中发生氧化还原反应的离子方程式是________。
(4)制备硫氰酸钾晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再经________(填操作名称)、减压蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到硫氰酸钾晶体。
(5)取少量所得KSCN晶体配成溶液,将装置E中混合液过滤得溶液x,进行如下实验:
①设计实验探究ⅱ中银镜产生的原因________。
②小组同学观察到ⅲ中实验现象后,用力振荡试管,又观察到红色褪去和沉淀增多,请用必要的文字和离子方程式解释:________。
19.西药盐酸沙格雷酯片为抗血小板药。用于改善慢性动脉闭塞症所引起的溃疡、疼痛以及冷感等缺血性诸症状。化合物G是合成药物盐酸沙格雷酯的重要中间体,其合成路线如图:
(1)G中官能团的名称是________。
(2)A与对羟基苯甲醛互为同分异构体。A的熔点比对羟基苯甲醛的低,其原因是________。
(3)B→C的反应类型为________。
(4)写出D到E的化学方程式________。
(5)上述合成路线中,F到G反应含有加成反应且还有另一种芳香化合物生成,F的结构简式为________。
(6)是A的同系物,其同分异构体有多种:
ⅰ.属于芳香化合物 ⅱ.能发生水解反应 ⅲ.能发生银镜反应
符合上述条件的同分异构体有________种,其中核磁共振氢谱峰面积之比为3:2:2:1的结构简式为________。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 B
【解析】【解答】A.液氧与液氢反应生成H2O,水对环境无污染,选项A不符合题意;
B.半导体材料是晶体硅,二氧化硅是制备光导纤维的原料,选项B符合题意;
C.新型无机非金属材料有高温结构陶瓷和光导纤维,其中如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷属于高温结构陶瓷,选项C不符合题意;
D.钛合金具有强度高、耐腐蚀性好、耐热性高的特点,因此钛合金耐高压、耐腐蚀,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】芯片以及太阳能电池的材料均是硅单质,而二氧化硅使制备光导纤维的材料,故B项错误,其他选项均正确
2.【答案】 C
【解析】【解答】A.Cl原子含有17个质子,原子核外有17个电子,则原子结构示意图 ,A不符合题意;
B.次氯酸钠的电子式: ,B不符合题意;
C.二氧化碳的球棍模型: ,C符合题意;
D.环氧乙烷的结构简式: ,D不符合题意;
故答案为C。
【分析】A.原子中,质子数等于核外电子数
B.NaClO是由钠离子和次氯酸根离子形成的离子化合物
C.CO2的空间构型为直线型
D.环氧乙烷的分子式为C2H4O,含有一个环
3.【答案】 C
【解析】【解答】A.原子半径C>O>H,即Y > Z >X,故A不符合题意;
B.同周期元素,从左向右第一电离能递增,但是第ⅡA族大于第ⅢA族,第ⅤA族大于第ⅥA族,Z为O位于第ⅥA族,第一电离能小于N,故B不符合题意;
C.成键元素相同的共价键为非极性键, 中的非极性键有C-C、O-O键,所以1mol该化合物分子中含有的非极性键数目为2NA , 故C符合题意;
D.氢原子最外层为2电子,所以不是都满足8电子稳定结构,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,结合 可知Y形成四条键,推知Y可能为C或者 ,Z与Y形成双键,且存在-Z-Z-的结构,可知Z为O,则Y为C,X形成一条键,结合原子序数可知X为H,据此分析答题。
4.【答案】 C
【解析】【解答】A.除去Cl2中混有的HCl杂质时,装置导管应长进短出,A不符合题意;
B.盐酸具有挥发性,挥发的盐酸可使苯酚钠生成苯酚,则不能通过此装置比较碳酸与苯酚酸性强弱,B不符合题意;
C.不饱和烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而烷烃无此性质,能通过此装置验证石蜡油分解的产物含有不饱和烃,C符合题意;
D.瓷坩埚中含有SiO2 , 在高温下会和Na2CO3反应,不能用瓷甘锅熔化Na2CO3固体,D不符合题意;
答案为C。
【分析】A.气体进入方向错误,应该是长管进入短管出
B.气体通入苯酚钠之前需要将氯化氢气体排除
C.高锰酸钾可以检验不饱和烃
D.熔化碳酸钠一般选择使用铁锅,陶瓷中含有二氧化硅可与碳酸钠反应
5.【答案】 D
【解析】【解答】A.Ni2+价电子排布式为3d8 , 能级、轨道中的电子运动状态不同,核外有26种运动状态不同的电子,A说法不符合题意;
B.该分子不是离子化合物,不含离子键,微粒之间存在的作用力有共价键、配位键、氢键,B说法不符合题意;
C.基态N原子的价电子排布式为2s22p3 , 价电子排布图为 ,C说法不符合题意;
D.H2O中心氧原子s能级与p能级3个轨道杂化,含有2个σ键,2个孤电子对,则有2个由s轨道与sp3杂化轨道形成的σ键,D说法符合题意;
答案为D。
【分析】A.找出Ni2+的核外电子数即可
B.根据结构式即可看出含有氢键、共价键、配位键
C.基态氮原子的价态电子数是5
D.根据水中氧原子的杂化方式即可判断
6.【答案】 A
【解析】【解答】A.Fe位于第四周期第Ⅷ族,铁不是副族元素,故A符合题意;
B.Fe是26号元素,Fe失去最外层2个电子生成Fe2+ , Fe2+的电子排布简式为[Ar]3d6 , 故B不符合题意;
C.该晶体中,距Fe2+最近的O2-有6个,形成正八面体,故C不符合题意;
D.设晶胞边长为a,根据均摊原则,每个晶胞含有4个FeO,则 ,a= ,该晶体中两个距离最近的同种离子的核间距为面对角线的一半,所以距离为 cm,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据Fe的核外电子能级排布即可判断位置和区域
B.写出铁原子的基态核外电子能级排布即可写出亚铁离子的排布
C.找出与亚铁离子最近的氧离子的个数即可
D.根据晶胞结构同种离子距离最近的是面对角线的一半即可计算
7.【答案】 C
【解析】【解答】A、由图可知,温度越高,φ (CH4)的体积分数越小,则升高温度,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,该反应的焓变△H>0,故A不符合题意;
B、起始 =Z,Z越大,即H2O促进CH4转化的程度越大,φ (CH4)的体积分数越小,则图中Z的大小为b>3>a,故B不符合题意;
C、起始 =Z,转化时CH4(g)、H2O(g)以等物质的量转化,则X点对应的平衡混合物中 >3,故C符合题意;
D、该反应为气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,则温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)增大,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、由图可知,温度越高,φ (CH4)的体积分数越小,则升高温度,平衡正向移动;
B、起始 =Z,Z越大,即H2O促进CH4转化的程度越大,φ (CH4)的体积分数越小;
C、起始 =Z,转化时CH4(g)、H2O(g)以等物质的量转化;
D、该反应为气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动
8.【答案】 B
【解析】【解答】A.该物质含有酯基、氨基两种官能团,故A不符合题意;
B.1mol该物质含有1mol苯环,最多能与3molH2发生完全加成反应,故B符合题意;
C.1mol该物质含有1mol酚酯基,能与2molNaOH完全反应,故C不符合题意;
D.该物质苯环上的碳原子共平面,则共平面的碳原子最多有6个,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据结构简式即可写出分子式即可找出含有酯基和氨基两种官能团,可以发生水解反应、加成反应等,根据结构简式即可判断1mol有机物与2mol氢氧化钠作用,可以与3mol氢气发生加成反应,苯环上的碳原子均共面,最多6个碳原子共面。
9.【答案】 D
【解析】【解答】A.由图可知捕获CO2过程的初期CO2与O2-反应生成 ,元素化合价不变,为非氧化还原反应,选项A不符合题意;
B.若熔盐用CCl4代替,不能导电,无法形成电解池,选项B不符合题意;
C.由图所示,d极电极得电子,反应式为 +4e-=C+3O2- , 选项C不符合题意;
D.碳元素化合价由+4变为0,则转移lmol电子可捕获CO25.6L(标况下),选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据初期的反应物和产物即可判断元素化合价是否改变
B.四氯化碳不导电
C.根据反应物和产物即可写出电极式
D.根据电极式即可计算出转移1mol电子捕获的二氧化碳体积
10.【答案】 C
【解析】【解答】A.将Fe(NO3)2样品溶于足量的H2SO4溶液中,发生反应 ,溶液中含有Fe3+ , 再滴加少量的KSCN溶液,溶液变红,故A不符合题意;
B.向滴加酚酞的氨水中加蒸馏水稀释,溶液红色变浅,碱性减弱,pH减小,氢离子浓度增大,故B不符合题意;
C.羧基的酸性大于酚羟基,向Na2CO3稀溶液中逐滴滴入同浓度、同体积的水杨酸( )溶液,边滴加边振荡,羧基先和碳酸钠反应生成 ,酚羟基和碳酸氢钠不反应,所以无气体产生,证明离常数:K1(碳酸)>K2(水杨酸),故C符合题意;
D.取少许CH3CH2Br与NaOH溶液共热,冷却后加入AgNO3溶液没有酸化,硝酸银与氢氧化钠反应,没有淡黄色AgBr沉淀生成,不能说明CH3CH2Br没有水解,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.硝酸根离子再氢离子作用下具有很强的氧化性,可将亚铁离子氧化为三价铁离子
B.结合水的离子积即可判断氢离子浓度变大
C.符合弱酸的酸性判断
D.水解后先加入硝酸酸化再进行检验
11.【答案】 B
【解析】【解答】A.Na2CO3为强碱弱酸盐,而(NH4)2CO3为弱碱弱酸盐,则铵根离子与碳酸根离子相互促进水解,若c(Na2CO3)=c[(NH4)2CO3],则两溶液中c(CO )不相等,A叙述不符合题意;
B.相同温度时,Ksp(CaSO4)大于Ksp(CaCO3),则锅炉中加入Na2CO3溶液发生反应的离子方程式为CO (aq)+CaSO4(s)⇌CaCO3(s)+SO (aq),B叙述符合题意;
C.Ksp(CaSO4)、Ksp(CaCO3)只与温度有关,则盐酸溶液中,Ksp(CaCO3)、Ksp(CaSO4)不变,C叙述不符合题意;
D.向Na2CO3溶液中通入适量的CO2使溶液呈中性时,c(H+)=c(OH-),根据溶液呈电中性,则c(Na+)+c(H+)=2c(CO )+c(HCO )+c(OH-),故c(Na+)=2c(CO )+c(HCO ),D叙述不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.铵根离子水解显酸性,而碳酸根离子水解显碱性,相互促进,因此碳酸铵中碳酸根离子浓度小
B.碳酸钙比硫酸钙更难溶
C.溶度积与温度有关,与其他条件无关,只要温度不变,溶度积不变
D.根据电荷守恒和中性即可判断
12.【答案】 A
【解析】【解答】A.步骤①操作中,硫化锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和硫化氢气体,硫化氢气体能与碱反应,可用碱液吸收,故A符合题意;
B.由分析可知,滤液1中含有铁离子,若选用硫氰化钾溶液和新制的氯水检验亚铁离子,铁离子会干扰亚铁离子检验,故B不符合题意;
C.由分析可知,滤渣1含有与稀硫酸不反应的二氧化硅和硫化铜,滤渣2为硫和二氧化硅,故C不符合题意;
D.硫酸是高沸点酸,则滤液2经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到粗胆矾时,不需要要滴加稀硫酸防止硫酸铜水解,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】由题给流程可知,向废催化剂中加入稀硫酸,硫化锌和四氧化三铁与稀硫酸反应得到硫酸锌、硫酸铁和硫酸亚铁的混合溶液,二氧化硅和硫化铜不与稀硫酸反应,过滤得到含有硫酸锌、硫酸铁和硫酸亚铁的滤液1和含有二氧化硅和硫化铜的滤渣1;滤液1经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到含有杂质的粗皓矾;向滤渣中加入稀硫酸和过氧化氢的混合溶液,酸性条件下,硫化铜与过氧化氢反应生成硫酸铜、硫沉淀和水,过滤得到含有硫酸铜的滤液2和含有硫和二氧化硅的滤渣2;滤液2经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到粗胆矾。
13.【答案】 C
【解析】【解答】A.分析可知,X极为阴极,得电子,化合价降低,发生还原反应,A说法不符合题意;
B.Y极为粗铜,含有Cu、Zn、Fe、Al、Ag、Au等,当电路中有0.2mol电子通过时,Y极为Al失电子时,质量可能减少3.2g,B说法不符合题意;
C.A极为正极, 得电子,与氢离子反应生成苯酚和氯离子,电极反应式: +2e-+H+= +Cl- , C说法符合题意;
D.工作时,B极为负极,乙酸根离子失电子,生成二氧化碳和氢离子,则附近液体氢离子浓度增大,pH值减小,D说法不符合题意;
故答案为C。
【分析】过甲装置除去污水中的乙酸钠和对氯苯酚,同时利用此装置产生的电能进行粗铜的精炼,则甲装置为原电池,乙为电解池,甲中,质子向A极移动,则A极为正极,与A极相连的Y极为阳极;B极为阴极,则X极为阴极。
14.【答案】 B
【解析】【解答】A.由Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ滴定过程溶液始终显酸性,无法用甲基橙作指示剂,A不符合题意;
B.Ag+总物质的量为0.1000mol·L-1×50.00mL=5.0×10-3mol,NH4SCN的物质的量为cmol·mol-1×VmL=cV×10-3mol,设三氯氧磷(POCl3)样品中Cl元素的物质的量为x,结合关系式POCl3~3Cl-~3AgNO3~3Ag+、Ag+~NH4SCN可知有x+cV×10-3=5.0×10-3mol,解得x=(5.0-cV)×10-3mol,因此三氯氧磷(POCl3)样品中Cl元素的质量为(5.0-cV)×10-3mol×35.5g/mol=3.55(5.0-cV)×10-2g,因此Cl元素的质量分数为 %,B符合题意;
C.由可知Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)=2×10-12 , 硝基苯的作用为防止AgCl转化为AgSCN,C不符合题意;
D.取消步骤Ⅲ,则AgCl转化为AgSCN,所需NH4SCN体积V偏大,由Cl%= %,可知Cl%偏小,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】分析实验步骤可知氯离子、SCN-分别和银离子反应,有关系式POCl3~3Cl-~3AgNO3~3Ag+、Ag+~NH4SCN。
15.【答案】 D
【解析】【解答】A.H2A为二元弱酸,以第一步电离为主,氢离子浓度相同时, < 则曲线b表示pH与-lg 的变化关系,故A不符合题意;
B.当H2A被完全中和时,溶液中存在物料守恒 ,电荷守恒 ,可得c(OH-)=c(HA-)+2c(H2A)+c(H+)
,故B不符合题意;
C.当NaOH与H2A等量反应后,生成NaHA,HA-发生电离,曲线b当pX=0时,c(HA-)=c(A2-),pH=4.2,溶液可能呈酸性,故C不符合题意;
D.根据图中曲线a计算,pX=-2时,pH=3.2, ,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据H2A是二元弱酸,是分步电离,且以第一步电离为主即可判断
B.当H2A被全部中和时,此时根据质子守恒即可写出等式
C.根据等量反应时,即可得出此时的溶液溶质结合凸显判断pH
D.根据a给出的数据进行计算即可
二、非选择题
16.【答案】 (1)正四面体
(2)使Fe2+氧化成Fe3+ , 使镍元素完全转化成Ni2+
(3)6Fe3++4SO +6H2O+2Na++6MgO=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6Mg2+
(4)pH偏低形成HF,导致溶液中F-浓度减小,MgF2沉淀不完全
(5)Na2SO4
(6)2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O
(7)减少晶体的损失,便于晶体的干燥
【解析】【解答】(1)NiSO4中硫酸根离子的S原子价层电子对数为4,为sp3杂化,则空间构型为正四面体构型;
(2)加入的硫酸具有酸性,可以把单质Fe、Cu、Mg的氧化物溶解,部分Ni溶解,转化得到的离子有Fe2+、Cu2+、Mg2+ , 加入的H2O2具有氧化性,可以促进Ni的溶解,使其全部转化为Ni2+ , 同时把存在的Fe2+氧化为Fe3+;
(3)“除铁”时加入Na2SO4溶液和MgO,根据元素守恒和电荷守恒,离子方程式为6Fe3++4SO +6H2O+2Na++6MgO=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6Mg2+;
(4)溶液的pH偏低说明H+浓度高,会与加入的NaF形成HF,导致溶液中F-浓度降低,使得Mg2+不能完全沉淀;
(5)“除镁”以后溶液中的离子为Ni2+和SO 、Na+ , 加入足量NaOH“沉镍”后,溶液中剩余离子为SO 、Na+和少量OH- , 根据前面的流程知可循环利用的是Na2SO4;
(6)NaClO具有强氧化性,Cl元素由+1价降低到-1价,则Ni元素由NiSO4中+2价升高到NiOOH中的+3价,根据得失电子守恒和元素守恒,化学方程式为2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O;
(7)NiSO4·6H2O晶体是无机物,能溶解于水但是难溶于酒精,酒精易挥发,在晶体表面残留的酒精可以迅速挥发,避免杂质的引入。
【分析】废料与硫酸、过氧化氢混合,硫酸把单质Fe、Cu、Mg的氧化物溶解,部分Ni溶解,转化得到的离子有Fe2+、Cu2+、Mg2+ , 加入的H2O2具有氧化性,可以促进Ni的溶解,使其全部转化为Ni2+ , 同时把存在的Fe2+氧化为Fe3+;二氧化硅不溶于酸,则滤渣为二氧化硅;加入MgO、硫酸钠生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀;加入硫化氢,生成不溶于硫酸的硫化铜沉淀;加入NaF溶液,使Mg2+转化为MgF2沉淀除去;加入NaOH使镍生成沉淀。
17.【答案】 (1)+128.9
(2)Ⅰ;高;N2被H2消耗,生成NH3
(3)1.3×10-3mol•L-1•min-1;0.18
(4)>;
【解析】【解答】(1)已知①2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H1=+571.0kJ•mol-1②2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g) △H2=+313.2kJ•mol-1 , 由盖斯定律可知 得到反应3FeO(s)+H2O(1)=H2(g)+Fe3O4(s)所以 ,故答案为+128.9;
(2)①化学反应速率取决于反应慢的一步,由题中信息可知反应Ⅰ为慢反应,所以总反应的速率取决于反应Ⅰ;反应的活化能越大,反应速率越慢,反应Ⅰ的反应速率比反应Ⅱ的反应速率慢,则反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能高,故答案为:Ⅰ;高;
②由图可知,当一氧化氮完全反应前,氮气的体积分数随氢气的体积分数增大而增大,当一氧化氮完全反应后,氮气的体积分数随氢气的体积分数增大而减小,说明在Pt的催化下,氮气和氢气反应生成氨气,导致氨气的体积分数随氢气的体积分数增大而减小,而氨气的体积分数随氢气的体积分数增大而增大,故答案为N2被H2消耗,生成NH3;
(3)①由表格数据计算可知 ,故答案为: ;
②设反应达到平衡后再充入N2O4 x mol,根据表格信息列出如下两个三段式: ,两次平衡在相同温度下建立,所以化学平衡常数相等,所以 ,所以列出如下等式: ,解得 ,故答案为 ;
(4)由图可知,160℃时,一氧化碳的转化率未达到最大,说明反应没有达到平衡,是平衡建立的过程,则此时正反应速率大于逆反应速率;380℃时该反应一氧化碳的转化率为50%,根据题意列出如下三段式: ,根据三段式数据可知,反应的化学平衡常数为 ,故答案为:>; 。
【分析】(1)根据盖斯定律即可计算
(2)①活化能越高速率越慢即可判断 ②根据题意即可判断,后期的产物主要是氨气,氮气与氢气作用得到氨气
(3)① 根据四氧化二氮的变化量即可计算出速率 ②根据平衡常数即可计算出加入的四氧化二氮的物质的量
(4)根据转化率的图像,在160℃还未达到平衡,因此平衡向正反应方向移动,根据给出的数据即可计算出平衡时各物质的浓度即可计算出常数
18.【答案】 (1)浓氨水或浓 ;恒压滴液漏斗或恒压漏斗
(2)瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,使 完全分解而除去,防止 受热分解
(3)
(4)分液
(5)取 的 溶液,加入几滴 溶液,若产生银镜,证明是 还原 得银镜或取 的 溶液,加入几滴 溶液,若无银镜生成证明是 还原 得银镜;红色溶液存在平衡 ,用力振荡,发生反应 ,沉淀增多,平衡逆向移动,红色褪去
【解析】【解答】(1)判断依据为,①给出的条件都提到了NH3和N元素,②反应中出现了NH3;由此可以判断A装置是制取氨气,故填浓 ;
(2) 关闭K1 , A装置依旧产生气泡,故可以看到此时装置C中有气泡,题中给出了关于温度的条件,故判断目的是防止 受热分解;
(3)氧化还原反应,故写出三价铁离子与硫化氢气体的离子方程式为 ;
(4)过滤除去固体催化剂后,应该除去未反应完的CS2 , 故操作为分液;
(5)①产生银镜反应的原因是溶液中银离子有氧化性,亚铁离子有还原性,两者发生反应,故可设计实验为:取 的 溶液,加入几滴 溶液,若产生银镜,证明是 还原 得银镜或取 的 溶液,加入几滴 溶液,若无银镜生成证明是 还原 得银镜;②用力振荡,发生反应 ,沉淀增多,使 平衡逆向移动,红色褪去。
【分析】将浓氨水与生石灰发生反应,利用球型干燥器除水干燥后,通入到四氯化碳中,产生的氨气,与D中的 、水和催化剂发生反应生成NH4SCN以及NH4HS,并且通过已给的条件得知,该反应比较缓慢且 在高于170℃时易分解, 在高于25℃时即分解,生成的产物与氢氧化钾发生反应,生成KSCN,未反应的氢氧化钾及氨气可以用过尾气处理与酸性的硫酸铁溶液进行反应。
19.【答案】 (1)羟基、醚键
(2)对羟基苯甲醛形成分子间氢键,化合物 形成分子内氢键
(3)还原反应
(4)+P(OC2H5)3 +C2H5Cl
(5)
(6)4;
【解析】【解答】(1)G为 ,官能团的名称是羟基、醚键;
(2)A与对羟基苯甲醛互为同分异构体。对羟基苯甲醛形成分子间氢键,化合物 形成分子内氢键,故A的熔点比对羟基苯甲醛的低;
(3)B→C是 在NaBH4作用下发生还原反应生成 ,反应类型为还原反应;
(4)D到E是 与P(OC2H5)3在加热条件下发生取代反应生成 和C2H5Cl,反应的化学方程式为 +P(OC2H5)3 +C2H5Cl;
(5)上述合成路线中,F到G反应含有加成反应且还有另一种芳香化合物生成,F的结构简式为 ;
(6) 是A的同系物,其同分异构体满足:ⅰ.属于芳香化合物,ⅱ.能发生水解反应,则应该含有酯基,ⅲ.能发生银镜反应,则应该含有甲酸酯的结构,若苯环上只有一个取代基,则为HCOOCH2-,结构只有1种;若苯环上有2个取代基,则为HCOO-和-CH3 , 有邻、间、对位3种结构;故符合条件的同分异构体共有4种;其中核磁共振氢谱峰面积之比为3:2:2:1的同分异构体应该有一个甲基且取代基有对位,符合条件的结构简式为 。
【分析】 在碳酸钾作用下与 发生取代反应生成 和氯化氢, 在NaBH4作用下发生还原反应生成 , 与SOCl2反应生成 , 与P(OC2H5)3在加热条件下反应生成 , 与 在NaH作用下发生反应生成F(C22H20O2),F到G反应含有加成反应且还有另一种芳香化合物生成,根据分子式可推F为 , 与氢气发生还原反应生成 。
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