2020年湖北省十堰市高考化学模拟试卷(1月份)_(带答案解析).docx
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2020年湖北省十堰市高考化学模拟试卷
试卷副标题
考试范围:xxx;考试时间:120分钟;命题人:xxx
题号
一
二
三
总分
得分
注意事项:
1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2、请将答案正确填写在答题卡上
评卷人
得分
一、 单选题(共7题)
1. “太阳能燃料”国际会议于2019年10月在我国武汉举行,旨在交流和探讨太阳能光催化分解水制氢、太阳能光催化二氧化碳转化为燃料等问题。下列说法错误的是( )
A.太阳能燃料属于一次能源
B.直接电催化CO2制取燃料时,燃料是阴极产物
C.用光催化分解水产生的H2是理想的绿色能源
D.研发和利用太阳能燃料,有利于经济的可持续发展
2. β一l,3一葡聚糖具有明显的抗肿瘤功效,受到日益广泛的关注。β-l,3一葡聚糖的结构简式如图,下列说法正确的是( )
A.分子式为(C6Hl2O6)n
B.与葡萄糖互为同系物
C.可以发生氧化反应
D.葡萄糖发生加聚反应可生成β-l,3一葡聚糖
3. 设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A.100g46%甘油水溶液中含-OH的数目为1.5NA
B.1.7g由NH3与13CH4组成的混合气体中含质子总数为NA
C.0.1mol•L-1的Al2(SO4)3溶液中含Al3+的数目小于0.2NA
D.反应CH4+2NO+O2═CO2+N2+2H2O,每消耗标准状况下22.4LNO,反应中转移的电子数目为2NA
4. 下列实验操作对应的现象不符合事实的是( )
选项
实验操作
现象
A
向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中滴入几滴稀盐酸,充分振荡后滴加KSCN溶液
溶液逐渐变为黄色,滴加KSCN后溶液变血红色
B
向盛有Br2的CCl4溶液的试管中通入乙烯
溶液逐渐褪色,静置后观察到溶液有分层现象
C
向AlCl3溶液中滴加氨水,充分反应后再加入过量的NaHSO4溶液
先产生白色沉淀,后沉淀消失
D
向盛有Na2S2O3溶液的试管中滴加稀硫酸
有刺激性气味气体产生,溶液变浑浊
A.A B.B C.C D.D
5. 化合物M(如图所示)可用于制备各种高性能防腐蚀涂料。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,且占据三个不同周期,W与Z的质子数之和是X的2倍。下列说法不正确的是( )
A.原子半径:Y>Z>X
B.X元素的族序数是Y元素的2倍
C.工业上电解熔融Y2X3化合物制备单质Y
D.W与X形成的所有化合物都只含极性共价键
6. 以PbO为原料回收铅的过程如下:
Ⅰ.将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbC14的溶液;
Ⅱ.电解Na2PbCl4溶液后生成Pb,原理如图所示。
下列判断不正确的是( )
A.阳极区的溶质主要是H2SO4
B.电极Ⅱ的电极反应式为PbCl42-+2e-═Pb+4Cl-
C.当有2.07gPb生成时,通过阳离子交换膜的阳离子为0.04mol
D.电解过程中为了实现物质的循环利用,可向阴极区补充PbO
7. 将浓度均为0.5mol•L-1氨水和KOH溶液分别滴入到体积均为20mL且浓度相同的AlCl3溶液中,测得溶液的导电率与加入碱的体积关系如图所示,下列说法中错误的是( )
A.AlCl3溶液的物质的量浓度为0.2mol•L-1
B.根据图象可以确定导电率与离子种类有关
C.cd段发生的反应是Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O
D.e点时溶液中的离子浓度:c(K+)═c(Cl-)+c(AlO2-)
评卷人
得分
二、 实验题(共1题)
8. 苯甲酰氯()是制备染料,香料药品和树脂的重要中间体,以光气法制备苯甲酰氯的原理如下(该反应为放热反应):
+COCl2→+CO2+HCl
已知物质性质如下:
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯甲酸
122.1
249
微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
碳酰氯(COCl2)
-188
8.2
较易溶于苯、甲苯等。遇水迅速水解,生成氯化氢,与氨很快反应,主要生成尿素[CO(NH2)2]和氯化铵等无毒物质
苯甲酰氯
-1
197
溶于乙醚、氯仿和苯。遇水或乙醇逐渐分解,生成苯甲酸或苯甲酸乙酯和氯化氢
三氯甲烷(CHCl3)
-63.5
63.1
不溶于水,溶于醇、苯。极易挥发,稳定性差,450℃以上发生热分解
Ⅰ.制备碳酰氯
反应原理:2 CHCl3+O22HCl+COCl2
(1)仪器M的名称是______
(2)按气流由左至右的顺序为______→c→d→______→______→______→______→______。
(3)试剂X是______(填名称)。
(4)装置乙中碱石灰的作用是______。
(5)装置戊中冰水混合物的作用是______;多孔球泡的作用是______。
Ⅱ.制备苯甲酰氯(部分夹持装置省略)
(6)碳酰氯也可以用浓氨水吸收,写出该反应的化学方程式:______。
若向三颈烧瓶中加入610g苯甲酸,先加热至140~150℃,再通入COCl2,充分反应后,最后产品经减压蒸馏得到562g苯甲酰氯,则苯甲酸的转化率为______。
评卷人
得分
三、 简答题(共4题)
9. 某研究小组在实验室以废铜屑(主要成分是Cu、CuO,含有少量的Fe、Fe2O3)为原料制备碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],具体流程如图:
已知:Cu2(OH)2CO3为绿色固体,难溶于冷水和乙醇,水温越高越易分解。
(1)为加快废铜屑在稀硫酸中的溶解速率,可采取的措施为______(任写一种)。
(2)“操作Ⅱ”中铜发生反应的离子方程式为______。
(3)“调节pH”操作中加入的试剂为______(填化学式)。
(4)洗涤Cu2(OH)2CO3沉淀的操作为______。
(5)“操作Ⅲ”中温度选择55~60℃的原因是______;该步骤生成Cu2(OH)2CO3的同时产生CO2,请写出该反应的化学方程式:______。
(6)某同学为测定制得的产品中Cu2(OH)2CO3的质量分数,进行了如下操作:称取m1g产品,灼烧至固体质量恒重时,得到黑色固体(假设杂质不参与反应),冷却后,称得该黑色固体质量为m2g,则样品中Cu2(OH)2CO3的纯度为______(用含m1、m2的代数式表示)。
10. H2S是存在于燃气中的一种有害气体,脱除H2S的方法有很多。
(1)国内有学者设计了“Cu2+一沉淀氧化”法脱除H2S.该法包括生成CuS沉淀,氧化CuS(Cu2++CuS+4Cl-═S+2CuCl2-)及空气氧化CuCl2-再生Cu2+。
①反应H2S(aq)+Cu2+(aq)⇌CuS(s)+2H+(aq)的K=______
②再生Cu2+反应的离子方程式为______。
(2)采用生物脱硫技术时,H2S与碱反应转化为HS-,在脱氮硫杆菌参与下,HS-被NO3-氧化为SO42-、NO3-被还原为N2.当33.6m3(标准状况)某燃气(H2S的含量为0.2%)脱硫时,消耗NO3-的物质的量为______mol。
(3)已知下列热化学方程式:
Ⅰ.H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H1=-285.8kJ•mol-1
Ⅱ.H2(g)+S(s)═H2S(g)△H2=-20.6kJ•mol-1
Ⅲ.S(s)+O2(g)═SO2(g)△H3=-296.8kJ•mol-1
则以Claus法脱除H2S的反应:2H2S(g)+SO2(g)═3S(s)+2H2O(1)△H=______kJ/mol。
(4)101kPa下,H2S分解:2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g)。保持压强不变,反应达到平衡时,气体的体积分数(φ)随温度的变化曲线如图:
①在密闭容器中,关于反应2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g)的说法正确的是______(填字母)。
A.Kp随温度的升高而增大
B.低压有利于提高HpS的平衡分解率
C.维持温度、气体总压强不变时,向平衡体系中通入氩气,则v(正)<v(逆)
D.在恒容密闭容器中进行反应,当气体密度不再变化时,反应达到平衡状态
②图中Q点:H2S的平衡转化率为______;S2(g)的分压为______kPa;1330℃时,反应2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g)的Kp=______(Kp为以分压表示的平衡常数)。
11. 【化学-物质结构与性质】
2019年诺贝尔化学奖由来自美、英、日的三人分获,以表彰他们在锂离子电池研究方面做出的贡献,他们最早发明用LiCoO2作离子电池的正极,用聚乙炔作负极。回答下列问题:
(1)基态Co原子价电子排布图为______(轨道表达式)。第四电离能I4(Co)比I4(Fe)小,是因为______。
(2)LiCl的熔点(605℃)比LiF的熔点(848℃)低,其原因是______。
(3)乙炔(C2H2)分子中σ键与π键的数目之比为______。
(4)锂离子电池的导电盐有LiBF4等,碳酸亚乙酯()是一种锂离子电池电解液的添加剂。
①LiBF4中阴离子的空间构型是______;与该阴离子互为等电子体的分子有______。(列一种)
②碳酸亚乙酯分子中碳原子的杂化方式有______。
(5)Li2S是目前正在开发的锂离子电池的新型固体电解质,其晶胞结构如图所示,已知晶胞参数a=588pm。
①S2-的配位数为______。
②设NA为阿伏加德罗常数的值,Li2S的晶胞密度为______(列出计算式)g•cm-3。
12. 【化学---有机化学基础】
环戊噻嗪是治疗水肿及高血压的药物,其中间体G的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是______。B中含有官能团的名称为______。
(2)反应②的反应类型是______。
(3)C的结构简式为______。
(4)G与新制Cu(OH)2反应的化学方程式为______。
(5)X与E互为同分异构体,X中含有六元碳环,且X能与NaOH溶液反应,则符合条件的X的结构简式为______。
(6)设计由1,3-丙二醇和丙二酸二乙酯制备的合成路线(其他试剂任选)。
参考答案及解析
一、 单选题
1. 【答案】A
【解析】解:A.太阳能光催化二氧化碳转化为燃料,涉及太阳能与化学能的转化,属于二次能源,故A错误;
B.直接电催化CO2制取燃料,应生成CO等,发生还原反应,为阴极产物,故B正确;
C.氢气的燃烧产物为水,不污染环境,故C正确;
D.研发和利用太阳能燃料,可重复利用燃料,避免环境污染,有利于经济的可持续发展,故D正确。
故选:A。
太阳能光催化分解水制氢、太阳能光催化二氧化碳转化为燃料,涉及太阳能与化学能的转化,生成的燃料为氢气、一氧化碳等,以此解答该题。
本题考查常见能量的转化,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,有利于培养学生良好的科学素养,注意把握能量的转化特点,题目难度不大。
2. 【答案】C
【解析】解:A.如图所示每个节点为一个碳原子,每个碳原子形成4个共价键,缺化学键的碳原子用氢原子补齐,则分子式为(C6Hl0O5)n,故A错误;
B.根据同系物的概念:结构相似,类别相同,在分子组成上相差一个或多个-CH2-原子团的有机物互称同系物,该有机物与葡萄糖,结构不相似,组成上差别的也不是CH2原子团,不是同系物,故B错误;
C.该有机物分子结构中含有醇羟基,具有醇的性质,可以发生氧化反应,故C正确;
D.β-l,3一葡聚糖的结构简式分析,葡萄糖发生分子间脱水的缩聚反应可生成β-l,3一葡聚糖,故D错误;
故选:C。
有机物含有羟基,具有醇类的性质,结合葡萄糖的结构和性质解答该题。
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,侧重醇类性质的考查,题目难度不大。
3. 【答案】B
【解析】解:A、100g46%甘油溶液中含有甘油46g,物质的量为n==0.5mol,故甘油中含1.5mol-OH;除了甘油外,水也含-OH,由于水的质量为54g,物质的量为3mol,则含-OH为6mol,故此溶液中共含-OH为7.5mol,个数为7.5NA个,故A错误;
B、NH3与13CH4的摩尔质量均为17g/mol,故1.7g两者的混合物的物质的量为0.1mol,且两者均含10个质子,故0.1mol混合物中含质子为NA个,故B正确;
C、溶液体积不明确,故溶液中铝离子的个数无法计算,故C错误;
D、反应CH4+2NO+O2═CO2+N2+2H2O转移8mol电子,消耗2molNO,故当消耗标况下22.4LNO即1molNO时,转移电子为4NA个,故D错误。
故选:B。
A、甘油溶液中除了甘油外,水也含-OH;
B、NH3与13CH4的摩尔质量均为17g/mol,且均含10个质子;
C、溶液体积不明确;
D、反应CH4+2NO+O2═CO2+N2+2H2O转移8mol电子,消耗2molNO。
本题考查了物质的量和阿伏伽德罗常数的有关计算,难度不大,掌握公式的运用和物质的结构是解题关键。
4. 【答案】B
【解析】解:A.向Fe(NO3)2溶液中滴入稀盐酸,溶液中的亚铁离子、氢离子、硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子,溶液变为黄色,再滴加KSCN溶液,溶液变血红色,故A不选;
B.乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,但生成1,2-二溴乙烷溶于四氯化碳,所以不会出现分层现象,故B选;
C.因氢氧化铝具有两性,向AlCl3溶液中滴加氨水,生成氢氧化铝,再加过量的NaHSO4溶液,沉淀溶解,故C不选;
D.Na2S2O3溶液与稀硫酸反应,生成产物中有硫和二氧化硫,所以有刺激性气味气体产生,溶液变浑浊,故D不选。
故选:B。
A.向Fe(NO3)2溶液中滴入稀盐酸,溶液中的亚铁离子、氢离子、硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子;
B.乙烯含碳碳双键;
C.向AlCl3溶液中滴加氨水,生成氢氧化铝,再加过量的NaHSO4溶液,沉淀溶解;
D.发生氧化还原反应生成S、二氧化硫。
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、实验技能为解答关键,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. 【答案】D
【解析】解:根据分析可知,W为H,X为O,Y为Al,Z为P元素。
A.X为O,第二周期元素,Y为Al,Z为P,Y、Z为第三周期元素,电子层数越多,半径越大,同周期元素,核电荷数越大,半径越小,则原子半径:Y>Z>X,故A正确;
B.X为O元素,第ⅥA族元素,Y为Al元素,第ⅢA族元素,X的族序数是Y元素的2倍,故B正确;
C.X为O,Y为Al,Y2X3为Al2O3,工业上制备单质Al的方法为电解熔融Al2O3,故C正确;
D.X为O,W为H,W与X形成的化合物有H2O和H2O2,H2O2中含有非极性共价键,故D错误;
故选:D。
W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,且占据三个不同周期,则W为第一周期主族元素,W为H;Z应为第三周期主族元素,根据化合物M的结构简式可知,Z可形成3个单键和1个双键,因此Z原子最外层有5个电子,Z为P;W与Z的质子数之和是X的2倍,X的质子数==8,则X为O;根据化合物M的结构简式,Y可形成+3价阳离子,则Y为Al,以此解答。
本题考查原子结构与元素周期律的应用,题目难度不大,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,试题侧重考查学生的分析能力及逻辑推理能力。
6. 【答案】C
【解析】解:A.根据分析,电极Ⅰ为阳极,根据阴离子放电顺序,阳极发生的电极反应:2H2O-4e-=4H++O2↑,阳极区的溶质主要是H2SO4,故A正确;
B.电极Ⅱ周围PbCl42-得电子转化为Pb,则电极Ⅱ为阴极,阴极的电极反应是发生还原反应,电极Ⅱ的电极反应式为PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-,故B正确;
C.当有2.07 gPb生成时,即生成Pb的物质的量为=0.01mol,根据电极反应式为PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-,转移电子的物质的量为0.02mol,电解液中的阳离子为氢离子,则通过阳离子交换膜的阳离子为0.02 mol,故C错误;
D.阴极电解一段时间后溶液为HCl和NaCl的混合溶液,根据题意“将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液”,继续向阴极区加PbO粗品可恢复其浓度且实现物质的循环利用,故D正确;
故选:C。
电解Na2PbCl4溶液后生成Pb,原理如图所示,电极Ⅱ周围PbCl42-得电子转化为Pb,则电极Ⅱ为阴极,阴极的电极反应是发生还原反应,电极反应方程式为PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-;电极Ⅰ为阳极,根据阴离子放电顺序,阳极发生的电极反应:2H2O-4e-=4H++O2↑,以此来解答。
本题考查内容涉及原电池与电解原理等知识点,掌握离子放电顺序是关键,题目难度中等。
7. 【答案】D
【解析】解:导电率与离子浓度成正比,向AlCl3溶液中分别加入氨水和KOH溶液,分别生成Al(OH)3和NH4Cl、Al(OH)3和KCl,当AlCl3完全反应时继续滴加碱,氢氧化铝和KOH反应生成可溶性的偏铝酸钾,一水合氨和氢氧化铝不反应,且一水合氨是弱电解质,则一水合氨溶液导电率较小,所以导电率变化较大的是氨水滴定曲线、变化较小的是KOH滴定曲线,则II为KOH滴定曲线;
A.当AlCl3和KOH恰好完全反应生成Al(OH)3和KCl时,溶液中离子浓度最小,导电率最低,则c点二者恰好完全反应,AlCl3+3KOH=Al(OH)3↓+3KCl,则n(AlCl3):n(KOH)=[c(AlCl3)×20mL]:(0.5mol/L×24mL)=1:3,c(AlCl3)=0.2mol/L,故A正确;
B.I、II滴定过程中离子种类不同,其导电率不同,所以导电率与离子种类有关,故B正确;
C.cd段为氢氧化铝和KOH的反应,离子方程式为Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O,故C正确;
D.a点n(AlCl3):n(KOH)=1:3,e点n(KOH)是a点的2倍,则e点n(AlCl3):n(KOH)=1:6,n(AlCl3):n(KOH)=1:4时二者恰好完全反应生成KAlO2和KCl,则e点有KOH剩余,溶液呈碱性,c(H+)<c(OH-),溶液中存在电荷守恒c(K+)+c(H+)═c(OH-)+c(Cl-)+c(AlO2-),则c(K+)>c(Cl-)+c(AlO2-),故D错误;
故选:D。
导电率与离子浓度成正比,向AlCl3溶液中分别加入氨水和KOH溶液,分别生成Al(OH)3和NH4Cl、Al(OH)3和KCl,当AlCl3完全反应时继续滴加碱,氢氧化铝和KOH反应生成可溶性的偏铝酸钾,一水合氨和氢氧化铝不反应,且一水合氨是弱电解质,则一水合氨溶液导电率较小,所以导电率变化较大的是氨水滴定曲线、变化较小的是KOH滴定曲线,则II为KOH滴定曲线;
A.当AlCl3和KOH恰好完全反应生成Al(OH)3和KCl时,溶液中离子浓度最小,导电率最低,则c点二者恰好完全反应,AlCl3+3KOH=Al(OH)3↓+3KCl,则n(AlCl3):n(KOH)=[c(AlCl3)×20mL]:(0.5mol/L×24mL)=1:3,c(AlCl3)=0.2mol/L;
B.I、II滴定过程中离子种类不同,其导电率不同;
C.cd段为氢氧化铝和KOH的反应;
D.a点n(AlCl3):n(KOH)=1:3,e点n(KOH)是a点的2倍,则e点n(AlCl3):n(KOH)=1:6,n(AlCl3):n(KOH)=1:4时二者恰好完全反应生成KAlO2和KCl,则e点有KOH剩余,溶液呈碱性,溶液中存在电荷守恒c(K+)+c(H+)═c(OH-)+c(Cl-)+c(AlO2-)。
本题考查酸碱混合溶液定性判断,侧重考查图象分析判断及计算能力,明确导电率影响因素、碱与曲线的关系、溶液中溶质成分及其性质是解本题关键,D为解答易错点,题目难度不大。
二、 实验题
8. 【答案】分液漏斗 e g h b a f 浓硫酸 干燥气体,防止水蒸气进入装置戊中 防止三氯甲烷挥发,使碳酰氯液化 增大反应物之间的接触面积,加快反应速率 COCl2+4NH3•H2O=CO(NH2)2+2NH4Cl+4H2O 79.3%
【解析】解:(1)仪器M的名称是分液漏斗,
故答案为:分液漏斗;
(2)根据已知,碳酰氯与水反应,因此要干燥氧气,且后面产物中要隔绝水蒸气,因此X要用浓硫酸干燥,按气流由左至右的顺序为e→c→d→g→h→b→a→f,
故答案为:e;g;h;b;a;f。
(3)根据上题得出试剂X是浓硫酸,
故答案为:浓硫酸。
(4)根据(2)中得到装置乙中碱石灰的作用是干燥气体,防止水蒸气进入装置戊中,
故答案为:干燥气体,防止水蒸气进入装置戊中。
(5)碳酰氯(COCl2)沸点低,三氯甲烷易挥发,因此装置戊中冰水混合物的作用是防止三氯甲烷挥发,使碳酰氯液化;多孔球泡的作用是增大反应物之间的接触面积,加快反应速率,
故答案为:防止三氯甲烷挥发,使碳酰氯液化;增大反应物之间的接触面积,加快反应速率。
(6)碳酰氯也可以用浓氨水吸收,生成尿素和氯化铵,反应的化学方程式:COCl2+4NH3•H2O=CO(NH2)2+2NH4Cl+4H2O,
~~~~~~~~~~~~~
121 140.5
xg 562g
121g:xg=140.5g:562g
解得x=484g
α=×100%=79.3%,
故答案为:COCl2+4NH3•H2O=CO(NH2)2+2NH4Cl+4H2O;79.3%。
(1)看图得出仪器M的名称。
(2)根据已知,碳酰氯与水反应,因此要干燥氧气,且后面产物中要隔绝水蒸气,再得出顺序。
(3)根据已知信息,碳酰氯不能见水,因此整个环境要干燥,故得到答案。
(4)根据(2)中得到装置乙中碱石灰的作用是干燥气体。
(5)根据碳酰氯(COCl2)沸点低,三氯甲烷易挥发,得出结论,多孔球泡的作用是增大反应物之间的接触面积,加快反应速率。
(6)碳酰氯也可以用浓氨水吸收,生成尿素和氯化铵,再写出反应方程式,先根据方程式计算实际消耗了苯甲酸的质量,再计算转化率。
本题主要考查了有机物质的制备,答题时要根据题中信息要灵活地与基础知识相结合并加以应用,能较好的考查考生的阅读、自学能力和思维能力,题目中等难度。
三、 简答题
9. 【答案】搅拌(或适当升温等) H2O2+2H++Cu=Cu2++2H2O CuO或Cu(OH)2或Cu(OH)2CO3等 加人洗涤剂至浸没沉淀且液面低于滤纸边缘,待液体自然流下后,重复2~3次 温度过低,反应速率太慢,温度过高,Cu2(OH)2CO3易分解 2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2↑ ×100%
【解析】解:(1)为加快废铜屑在稀硫酸中的溶解速率,可进行搅拌、加热、增大硫酸浓度等方法,故答案为:搅拌(或适当升温等);
(2)“操作Ⅱ”中,铜单质与双氧水在酸性条件下反应生成铜离子,离子方程式为H2O2+2H++Cu=Cu2++2H2O,
故答案为:H2O2+2H++Cu=Cu2++2H2O;
(3)“调节pH”操作目的是将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,由于废铜屑使用酸浸溶解,需要加入碱性物质中和多余的酸,在不引入新的杂质的情况下,可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2或Cu(OH) 2CO3等,故答案为:CuO或Cu(OH)2或Cu(OH) 2CO3等;
(4)洗涤Cu2(OH)2CO3沉淀的操作为过滤,合理操作为:加人洗涤剂至浸没沉淀且液面低于滤纸边缘,待液体自然流下后,重复2~3次,
故答案为:加人洗涤剂至浸没沉淀且液面低于滤纸边缘,待液体自然流下后,重复2~3次;
(5)根据题目已知:Cu2(OH)2CO3为难溶于冷水和乙醇,水温越高越易分解。“操作Ⅲ”中温度选择55~60℃的既可以加快反应速率同时也可防止制得的Cu2(OH)2CO3不被分解,该步骤中向含有硫酸铜的滤液中加入碳酸钠生成Cu2(OH)2CO3的同时产生CO2,该反应的化学方程式:2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2↑,
故答案为:温度过低,反应速率太慢,温度过高,Cu2(OH)2CO3易分解;2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2↑;
(6)m1g产品,灼烧至固体质量恒重时,得到黑色固体(假设杂质不参与反应),发生的反应为:Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O,灼烧至固体质量恒重时剩余固体为氧化铜和杂质,根据反应方程式计算:设样品中Cu2(OH)2CO3的质量为xg。
Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O△m
222 62
x m1-m2
=,解得:x=,
则样品中Cu2(OH)2CO3的纯度为×100%=×100%。
故答案为:×100%。
废铜屑(主要成分是Cu、CuO,含有少量的Fe、Fe2O3),加入稀硫酸浸取,CuO、Fe、Fe2O3与稀硫酸反应,形式含有Cu2+、Fe2+、Fe3+的溶液,铜单质不与硫酸反应,再加入双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,同时铜单质与双氧水在酸性条件下反应生成铜离子,再调节溶液pH值,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,过滤后得到主要含有硫酸铜的滤液,将溶液温度控制在55~60℃左右,加入碳酸钠,滤液中产生Cu2(OH)2CO3晶体,再经过过滤、冷水洗涤,干燥,最终得到Cu2(OH)2CO3,以此解答该题。
本题考查物质的制备实验,为高频考点,把握制备原理、流程中发生的反应、混合物分离提纯为解答的关键,侧重分析与实验、计算能力的考查,注意(6)为解答的难点,题目难度中等。
10. 【答案】 4CuCl2-+O2+4H+=4Cu2++2H2O+8Cl- 4.8 -233.6 AB 50% 20.2kPa 20.2kPa
【解析】解:(1)①根据平衡常数表达式,反应H2S(aq)+Cu2+(aq)⇌CuS(s)+2H+(aq)的平衡常数K=,故答案为:;
②空气中的氧气可氧化CuCl2-生成Cu2+,则离子反应为:4CuCl2-+O2+4H+=4Cu2++2H2O+8Cl-,故答案为:4CuCl2-+O2+4H+=4Cu2++2H2O+8Cl-;
(2)33.6 m3(标准状况)某燃气(H2S的含量为0.2%)中含有硫化氢的物质的量==3mol;H2S与碱反应转化为HS-,根据硫原子守恒:H2S~HS-;在脱氮硫杆菌参与下,HS-被NO3-氧化为SO42-、NO3-被还原为N2,发生的离子反应为5HS-+8NO3-+3H+=5SO42-+4N2+4H2O,则可得关系:5H2S~5HS-~8NO3-,则消耗NO3-的物质的量==4.8mol,故答案为:4.8;
(3)根据盖斯定律,Ⅰ×2-Ⅱ×2-Ⅲ即可得到目标反应的焓变,即△H=2△H1-2△H2-△H3=2×(-285.8kJ•mol-1)-2×(-20.6kJ•mol-1)-(-296.8kJ•mol-1)=-233.6kJ•mol-1,2H2S(g)+SO2 (g)=3S(s)+2H2O(1)△H=-233.6 kJ•mol-1,故答案为:-233.6;
(4)①A.平衡常数只受温度影响,根据图象,随着温度升高,H2S 的体积分数减少,硫化氢气的体积分数增大,反应向正向进行,则Kp随温度的升高而增大,故A正确;
B.反应2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g)正反应方向为气体体积增大的方向,根据勒夏特列原理,降低压强平衡向体积增大的方向移动,即平衡向正反应方向移动,H2S的平衡分解率增大,则降低压强低压有利于提高H2S的平衡分解率,故B正确;
C.维持温度、气体总压强不变时,向平衡体系中通入氩气,相当于增大容器体积,平衡向气体体积增大的方向移动,即向正向移动,则v(正)>v(逆),故C错误;
D.在恒容密闭容器中进行反应,容器体积不变,反应过程中气体总质量不变,气体密度始终保持不变,则密度不再变化不能判断作为判断反应达到平衡状态的依据,故D错误;
故答案为:AB;
②图中Q点时,硫化氢的体积分数与氢气的体积分数相等,设硫化氢转化率为x,硫化氢初始物质的量为1mol,则利用三段式:
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g) (单位:mol)
起始量:1 0 0
转化量:x x 0.5x
平衡量:1-x x 0.5x
图中Q点时,硫化氢的体积分数与氢气的体积分数相等,则=,则x=0.5mol,则H2S的平衡转化率为50%;S2(g)的分压为×101 kPa=20.2 kPa,1330℃时,反应2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)的Kp===20.2 kPa,故答案为:50%;20.2 kPa;20.2 kPa。
(1)①根据平衡常数表达式,K=;
②空气氧化CuCl2-再生Cu2+,根据元素、电荷守恒书写离子方程式;
(2)H2S与碱反应转化为HS-,根据硫原子守恒:H2S~HS-;在脱氮硫杆菌参与下,HS-被NO3-氧化为SO42-、NO3-被还原为N2,发生的离子反应为5HS-+8NO3-+3H+=5SO42-+4N2+4H2O,则可得关系:5H2S~5HS-~8NO3-,根据硫化氢的物质的量进行计算;
(3)根据盖斯定律,Ⅰ×2-Ⅱ×2-Ⅲ即可得到目标反应的焓变,即△H=2△H1-2△H2-△H3;
(4)①A.平衡常数只受温度影响,根据图象,随着温度升高,H2S 的体积分数减少,硫和氢气的体积分数增大,反应向正向进行,则Kp随温度的升高而增大;
B.反应2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g)正反应方向为气体体积增大的方向,根据勒夏特列原理,降低压强平衡向体积增大的方向移动,即平衡向正反应方向移动,H2S的平衡分解率增大,则降低压强低压有利于提高H2S的平衡分解率;
C.维持温度、气体总压强不变时,向平衡体系中通入氩气,相当于增大容器体积,平衡向气体体积增大的方向移动,即向正向移动,则v(正>v(逆);
D.在恒容密闭容器中进行反应,容器体积不变,反应过程中气体总质量不变,气体密度始终保持不变,则密度不再变化不能判断作为判断反应达到平衡状态的依据;
②图中Q点时,硫化氢的体积分数与氢气的体积分数相等,设硫化氢转化率为x,硫化氢初始物质的量为1mol,则利用三段式计算解答。
本题考查盖斯定律、化学平衡计算及外界条件对化学平衡移动影响原理,侧重考查分析判断及知识综合运用、计算能力,明确化学平衡常数计算方法、外界条件对化学平衡移动影响原理是解本题关键,注意(4)②中平衡常数KP计算时各物质分压强为解答易错点,题目难度不大。
11. 【答案】 Co失去的是3d6上的一个电子,而Fe失去的是半充满状态3d5上的一个电子,故Fe需要的能量较高 LiCl和LiF均为离子晶体,Cl-半径比F-大,LiCl的晶格能比LiF的小 3:2 正四面体 CF4 sp2、sp3 8
【解析】解:(1)Co是27号元素,原子价电子排布式为3d74s2,价电子轨道表达式为,
Co3+价电子排布为3d6变为较稳定的3d5,而Fe3+价电子排布由较稳定的3d5变为不稳定的3d4,需要更多的能量,故第四电离能:I4 (Co)<I4 (Fe),
故答案为:;Co失去的是3d6上的一个电子,而Fe失去的是半充满状态3d5上的一个电子,故Fe需要的能量较高;
(2)LiCl的熔点(605℃)比LiF的熔点(848℃)低,LiCl和LiF均为离子晶体,Cl-半径比F-大,LiCl的晶格能比LiF的小,
故答案为:LiCl和LiF均为离子晶体,Cl-半径比F-大,LiCl的晶格能比LiF的小;
(3)C-H键为σ键,C≡C键中一根为σ键,两根为π键,所以C2H2中σ键与π键的数目之比为3:2,
故答案为:3:2;
(4)①对于BF4-,根据VSEPR理论,VP=BP+LP=4+=4,则其空间构型为正四面体,
等电子体是指原子总数相同,价电子总数也相同的微粒,B-与C等电子,所以等电子体为CF4,
故答案为:正四面体;CF4;
②该分子C-O中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对,C原子为sp3杂化,C=O中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,C原子杂化方式为sp2,
故答案为:sp2、sp3;
(5)①从面心的S2-看,周围与之等距且最近的Li+有8个,所以S2-的配位数为8,
故答案为:8;
②1个晶胞中有S2-的数目为8×+6×=4个,含有Li+数目为8个,取1mol晶胞,则有NA个晶胞,1mol晶胞质量为m=4×46g,一个晶胞体积为V=a3pm3=5883×10-30cm3,所以晶体密度为=,
故答案为:。
(1)Co是27号元素,原子价电子排布式为3d74s2,具有全充满、半充满、全空电子层构型的微粒稳定性强,失去电子需要的能量更高,电子排列时3s能级没有排满就排列3p能级,说明3s能级上电子吸收能量跃迁到3p能级,原子轨道中电子处于全满、全空或半满时较稳定;
(2)离子晶体,根据晶格能大小比较熔点;
(3)C-H键为σ键,C≡C键中一根为σ键,两根为π键;
(4)①根据VSEPR理论判断BF4-的空间构型,等电子体是指原子总数相同,价电子总数也相同的微粒;
②该分子C-O中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对、C=O中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,根据VSEPR理论和杂化轨道理论判断C原子杂化方式;
(5)①从面心的S2-看,周围与之等距且最近的Li+有8个;
②根据ρ=计算晶体密度。
本题是对物质结构与性质的考查,涉及核外电子排布、化学键、分子结构与性质、晶胞结构与计算等,注意根据洪特规则特例理解电离能大小与微粒稳定性,是对学生综合能力的考查。
12. 【答案】氯乙酸乙酯 酯基 取代反应 +2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O 和
【解析】解:(1)A是氯乙酸与乙醇形成的酯,A的名称为氯乙酸乙酯;由结构可知B中含有官能团为酯基,
故答案为:氯乙酸乙酯;酯基;
(2)对比B、C的结构,结合C的分子式,可知丙二酸二乙酯与一溴环戊烷发生取代反应生成C,C发生酯的水解反应生成D,
故答案为:取代反应;
(3)B发生取代反应生成C,C发生酯的水解反应生成D,故C的结构简式为:,
故答案为:;
(4)G中醛基被氧化羧基,同时生成氧化铜与水,羧基又可以与NaOH发生中和反应,反应方程式为:+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O,
故答案为:+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O;
(5)X与E互为同分异构体,X中含有六元碳环,且X能与NaOH溶液反应,则X含有酯基或羧基,故X为甲酸环己酯或环己甲酸,X可能结构简式为:和,
故答案为:和;
(6)HOCH2CH2CH2OH与HBr发生取代反应生成BrCH2CH2CH2OH与Br,然后与丙二酸二乙酯在乙醇钠/乙醇条件下生成,进行条件下水后酸化生成,最后加热脱羧生成.合成路线流程图为:,
故答案为:。
(1)A是氯乙酸与乙醇形成的酯;由结构可知B中含有官能团为酯基;
(2)对比B、C的结构,结合C的分子式,可知丙二酸二乙酯与一溴环戊烷发生取代反应生成C,C发生酯的水解反应生成D;
(3)B发生取代反应生成C,C发生酯的水解反应生成D;
(4)G中醛基被氧化羧基,同时生成氧化铜与水,羧基又可以与NaOH发生中和反应;
(5)X与E互为同分异构体,X中含有六元碳环,且X能与NaOH溶液反应,则X含有酯基或羧基,故X为甲酸环己酯或环己甲酸;
(6)HOCH2CH2CH2OH与HBr发生取代反应生成BrCH2CH2CH2OH与Br,然后与丙二酸二乙酯在乙醇钠/乙醇条件下生成,进行条件下水后酸化生成,最后加热脱羧生成。
本题考查有机物的合成,涉及有机物命名、官能团识别、有机反应类型、有机反应方程式的书写、限制条件同分异构体书写、合成路线设计等,对比物质的结构明确发生的反应,熟练掌握官能团的性质与转化。
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