
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
湖南省九校联盟2023届高三上学期第一次联考化学试题及答案
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这是一份湖南省九校联盟2023届高三上学期第一次联考化学试题及答案,共27页。试卷主要包含了单选题,多选题,实验题,工业流程题,原理综合题,有机推断题等内容,欢迎下载使用。
湖南省九校联盟2023届高三上学期第一次联考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学与生活密切相关,下列说法不正确的是。
A.阿司匹林化学名称为乙酰水杨酸,具有解热镇痛作用
B.碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液均显碱性,可用作食用碱
C.水泥以黏土和石灰石为主要原料经高温煅烧而成,加入适量石膏可调节水泥硬化速率
D.“蛟龙”号载人潜水器最关键的部件——耐压球壳是用稀土金属钛(IVB族)制造而成
2.2022年诺贝尔化学奖授予美国化学家卡罗琳·贝尔托西、丹麦化学家摩顿·梅尔达尔和美国化学家卡尔·巴里·夏普莱斯,以表彰他们在点击化学和生物正交化学研究方面的贡献。如图是某点击反应的示意图,下列说法正确的是
A.和的水溶液都显碱性
B.是该反应的催化剂,的价层电子排布式为
C.2-丁炔的键线式为
D.该点击反应的产物为,反应类型为取代反应
3.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是。
A.标准状况下,新戊烷中非极性键数目为
B.16.8g Fe与足量水蒸气充分反应,转移电子数为
C.将盐酸与足量共热,转移的电子数为
D.溶液中含有数目小于
4.下列离子方程式正确的是。
A.向硫代硫酸钠溶液中滴加浓盐酸:
B.氢氧化镁固体溶解于氯化铵溶液:
C.酸性KMnO4溶液滴定双氧水:
D.将少量溴水滴入过量Na2SO3溶液中:
5.化学是实验的科学,下列有关实验设计不能达到目的的是。
A
B
C
D
制备胶体
配制溶液时移液
探究与的取代反应
进行喷泉实验
A.A B.B C.C D.D
6.有机化合物X的结构简式如图所示,下列说法正确的是。
A.X的分子式为,1个分子中采取杂化的原子数为4
B.化合物X最多能与2mol NaOH反应
C.在酸性条件下水解,水解产物含有2个手性碳原子
D.分子中所有碳原子可能共平面
7.大力推广锂电池新能源汽车对实现“碳达峰”和“碳中和”具有重要意义。与都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为,还有少量MgO、等杂质)来制备,工艺流程如下:
已知:“酸浸”后,钛主要以形式存在,。下列说法不正确的是。
A.在制备时需要加入水,同时加热,促使水解反应趋于完全
B.在制备的过程中会生成(Ti为价),则中过氧键的数目为8
C.滤液②中的阳离子有、、
D.高温煅烧反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1
8.2-甲基-2-氯丙烷是重要的化工原料,实验室中可由叔丁醇与浓盐酸反应制备,路线如下:
下列说法不正确的是。
A.已知浓盐酸密度为,质量分数为36.5%,计算得其物质的量浓度为
B.用5%溶液洗涤分液时,有机相在分液漏斗的上层
C.无水的作用是除去有机相中残存的少量水
D.蒸馏除去残余反应物叔丁醇时,叔丁醇先蒸馏出体系
9.碱性锌铁液流电池具有电压高、成本低的优点。该电池的总反应为,下列叙述不正确的是
A.中含有键与键的数目之比为1∶1
B.放电时,N极电势低于M极,N极电极反应为
C.若离子交换膜只有通过,反应时,有通过离子交换膜
D.维持电流强度0.5A,电池工作5分钟,理论上消耗锌约0.5g(已知)
10.是离子晶体,其晶胞如下图1所示(已知氟化钙晶胞参数为a pm,表示阿伏加德罗常数的值),难溶于水、可溶于酸。常温下,用盐酸调节浊液的pH,测得在不同pH条件下,体系中与(X为或)的关系如图2所示。下列说法错误的是。
A.每个氟化钙晶胞中含有的数目为4个
B.氟化钙的晶体密度为
C.表示与的变化曲线
D.的数量级为
11.探究甲醛(沸点:℃)与新制的的反应:
i.向溶液中滴加8滴2%,溶液,振荡,加入 15%甲醛溶液,混合均匀,水浴加热,迅速产生红色沉淀,其周围剧烈产生无色气体。
ii.反应停止后分离出沉淀,将所得沉淀洗净后加入浓盐酸,不溶解。
iii.相同条件下,甲酸钠溶液与新制的反应,未观察到明显现象。
已知:,甲醛具有强还原性。下列说法正确的是。
A.含有-CHO的有机物都可以被新制氧化
B.红色沉淀的主要成分不是,可能是Cu
C.实验中得到的无色气体一定含有
D.将产生的无色气体通过灼热的CuO后得到红色固体,气体中一定含有CO
二、多选题
12.氢气作为一种很有发展前途的绿色能源,得到了日益广泛的重视。我国科学家构建的双组分催化剂(NiO的晶胞与NaCl相似),可实现氨硼烷与高效产的目的,发生反应的化学方程式为。下列说法正确的是。
A.NiO晶胞中与等距最近的为8
B.第一电离能:H<B<O<N,电负性:O>N>B>H>Al
C.氮硼键键能:
D.根据VSEPR模型计算,、、的中心原子上的价层电子对数都是4
13.《本草备要》记载了化合物具有治喉痹、咳逆、敛疮毒等功效。W、X、Y、Z是元素周期表中前四周期元素,其中X、Z、W为短周期元素,原子序数依次增加,Y、X最外层电子数相同且质子数均为奇数,W、Z位于同一主族,Z的成对电子数与未成对电子数之比为3∶1,和生命活动密切相关。热重曲线如图所示。下列说法正确的是。
A.W、Y、Z、X的单质熔点最高的是W
B.210℃时固体物质的化学式为
C.将258℃的固体产物用稀硫酸溶解,经浓缩、冷却,会析出
D.的溶液中通入过量的,会产生沉淀
14.常温下,用的NaOH溶液滴定20.00mL浓度分别为、的一元酸(HA)、二元酸溶液,得到如图滴定曲线,其中c、d为两种酸恰好完全中和的化学计量点。忽略溶液混合时体积变化。下列叙述正确的是。
A.X曲线代表,Y曲线代表HA,
B.两种酸恰好完全中和时,均可用酚酞或甲基橙作指示剂
C.若,对于HA而言,滴定过程中有
D.若a点,则a点
三、实验题
15.钴及其化合物在化工生产中有重要的用途。三氯化六氨合钴(Ⅲ)是黄色或橙黄色晶体,实验室以为原料经催化制备,步骤如下:
I.的制备
可以通过钴和氯气反应制得,实验室制备纯净可用如图实验装置(已知:易潮解)。
(1)B装置用于制备氯气,其反应的化学方程式为_______。A装置中洗气瓶内所装试剂的名称为_______。
(2)组装好仪器进行实验时,要先加入浓盐酸,使B装置中开始生成氯气,待A装置内充满黄绿色气体,再加热A装置中的钴粉,目的是_______。
II.三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备。其原理为:
已知:三氯化六氨合钴不溶于乙醇,常温水中溶解度较小。
(3)水浴温度不超过60℃的原因是_______。
(4)下列说法不正确的是_______(填标号)。
A.除作为反应物外,还有调节溶液的pH、增强的氧化性的作用
B.活性炭是脱色剂、固体2是活性炭
C.加入浓盐酸,析出产品的反应方程式为
D.可用乙醇水溶液洗涤产品
III.晶体结构测定与钴含量分析。
(5)测定晶体结构最常见的仪器是_______,从而获取晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间的有序排列。中心离子采取杂化,其空间结构为_______。
(6)利用将KI氧化成,被还原后的产物为。然后用标准溶液滴定生成的,所得产物为。若称取样品的质量为0.295g,滴定时,达到终点消耗标准溶液的平均体积为54.00mL。该样品中钴元素的质量分数为_______%。
四、工业流程题
16.化学创造美好生活。磷酸锌是一种绿色环保涂料,实验室用锌灰(含ZnO、PbO、CuO、FeO、、等)为原料制备(难溶于水)的流程如下,回答下列问题:
已知:①。
②本实验条件下高锰酸钾的还原产物为。
(1)滤渣I的主要成分为_______。
(2)步骤I中,需先将溶液的pH调至5.0,再滴加溶液,滴加时的离子方程式为_____。
(3)步骤II发生反应的类型为_______。
(4)步骤III在加热条件下生成,其化学方程式为_______。
(5)步骤IV反应结束后,得到的操作包括_______和干燥。
(6)一种氧化锌晶体具有ZnS型结构,边长为。
晶胞内部原子为Zn,顶点和面心原子为O
①Zn和O之间最短的距离为_______nm(保留到小数点后三位)。
②沿晶胞面对角线投影,图中能正确描述投影结果的是_______(填标号)。
A. B. C. D.
五、原理综合题
17.从衣食住行到探索浩瀚宇宙,都有氮及其化合物的参与,但同时有毒含氮化合物的排放,也对环境产生污染。如何实现环境保护与资源利用的和谐统一,已成为我们的重要研究课题。
(1)工业上利用和可以合成,又可以进一步制备火箭燃料肼。已知:
①
②
③
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:_______。
(2)的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数,则的水溶液pH等于_______(忽略的二级电离和的电离,)。
(3)利用测压法在刚性密闭容器中研究℃时的分解反应,现将一定量的NO充入该密闭容器中,测得体系的总压强随时间的变化如下表所示:
反应时间/min
0
10
20
30
40
压强/MPa
15.00
14.02
13.20
12.50
12.50
①0~20min时,_______。
②℃时反应的平衡常数_______(为以物质的量分数表示的平衡常数)。若升高温度,的物质的量分数将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)将等物质的量的NO和CO分别充入盛有催化剂①和②的体积相同的刚性容器,进行反应 ,经过相同时间测得NO的转化率如图所示,图中cd段转化率下降的可能原因是_______。
(5)电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染,电化学降解中性溶液的原理如图所示:
Ag-Pt电极上的电极反应为_______。
六、有机推断题
18.有机合成帮助人们发现和制备一系列药物、香料、染料、催化剂等,有力地推动了材料科学和生命科学的发展。有机化合物H可用于疾病治疗,其合成路线如下:
已知:①(X代表卤素原子)。
②Diels-Alder反应:。
(1)化合物A的系统命名为_______。
(2)为检验G中的官能团—Br,所用试剂包括NaOH水溶液及_______。
(3)G→H先后进行的反应类型有两种,加入的原因是_______。
(4)写出C→D反应的化学方程式:_______。
(5)化合物D的同分异构体中,同时满足下列条件的有_______种(不考虑立体异构)。
①苯环上有两个取代基,其中一个为氨基;
②能发生银镜反应和水解反应;
③苯环上有两种化学环境的氢原子。
写出其中一种核磁共振氢谱中峰面积比为1∶1∶2∶2∶2∶3的结构简式:_______。
(6)根据上述信息,写出以和为原料合成的路线________(其他无机试剂任选)。
参考答案:
1.D
【详解】A.阿司匹林化学名称为乙酰水杨酸,具有解热镇痛作用,A正确;
B.有弱就水解,碳酸根和碳酸氢根水解使得碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液均显碱性,可用作食用碱,B正确;
C.水泥以黏土和石灰石为主要原料经高温煅烧而成,加入适量石膏可调节水泥硬化速率,C正确;
D.“蛟龙”号载人潜水器最关键的部件——耐压球壳是用金属钛(IVB族)的合金制造而成,钛不是稀土金属,D错误;
故选D。
2.C
【详解】A.的水溶液都显碱性,但的水溶液显酸性:,A错误;
B.的价层电子排布式为,B错误;
C.2-丁炔的键线式为 ,C正确;
D.该点击反应的产物为,反应类型为加成反应,D错误;
故选C。
3.B
【详解】A.标准状况下,新戊烷非气态,A错误;
B.16.8g 即0.3mol,Fe与足量水蒸气充分反应生成四氧化三铁,转移电子数为,B正确;
C.浓盐酸变稀后不与二氧化锰反应,不能准确计算转移电子数,C错误;
D.溶液未告知体积,不能计算所含粒子数目,D错误;
故选B。
4.A
【详解】A.Na2S2O3与盐酸反应生成SO2和S,离子方程式为:+2H+=SO2↑+S↓+H2O,A正确;
B.Mg(OH)2在水溶液中存在溶解平衡Mg(OH)2Mg2+(aq)+2OH-(aq),可与OH-结合生成NH3·H2O,促进Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动,使得Mg(OH)2溶解,离子方程式为:Mg(OH)2+2=Mg2++2NH3·H2O,B错误;
C.酸性KMnO4溶液滴定双氧水,H2O2被氧化为O2,离子方程式为:2+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,C错误;
D.将少量溴水滴入过量Na2SO3溶液中,会生成H+,溶液中过量的与会H+结合生成,离子方程式:Br2+H2O+3=2Br-++2,D错误;
答案选A。
5.C
【详解】A.向沸水中滴加几滴饱和的硝酸铁溶液,继续加热煮沸至液体呈红褐色,停止加热,可以制得Fe(OH)3胶体,故A不符合题意;
B.该图示操作可以配制100mL,一定物质的量浓度的溶液,故B不符合题意;
C.CH4和Cl2发生取代反应,应该用漫射光照射混合气体,不能用强光照射,以免发生爆炸,故C符合题意;
D.将胶头滴管中的NaOH溶液挤入圆底烧瓶,SO2和NaOH溶液反应,烧瓶中压强减小,和外界大气之间产生压强差,能够形成喷泉,故D不符合题意;
故选C。
6.A
【详解】A.X的分子式为,1个分子中采取杂化原子数为4,A项正确;
B.X中与NaOH反应的官能团有羧基,酯基水解生成酚羟基和羧基,一共消耗3mol NaOH,B项错误;
C.含-COOC-,酸性条件下水解,水解产物有一种,C项错误;
D.苯环之间的C为四面体结构,则两个苯环不一定处于同一平面,D项错误;
答案选A。
7.B
【分析】、MgO、加入硫酸,与盐酸反应生成、MgCl2,和硫酸不反应,滤渣是,滤液① 中含有、MgCl2,滤液① 水解过滤生成沉淀,滤液② 中含有FeCl2、MgCl2,滤液② 加入过氧化氢把Fe2+氧化为Fe3+,加入磷酸生成FePO4沉淀,FePO4、Li2CO3、H2C2O4灼烧生成。
【详解】A.在制备时需要加入水,同时加热,促使水解反应趋于完全,A正确;
B.在制备的过程中会生成(Ti为价),根据化学式中各元素化合价之和为0可知15个氧原子化合价总和为21+54=22,设-1价氧原子数为x,-2价氧原子数为y,x+y=15且x+2y=22,故x=8,y=7,则中过氧键的数目为4,B错误;
C.由分析可知滤液②中的阳离子有、、,C正确;
D.FePO4、Li2CO3、H2C2O4灼烧生成、二氧化碳、水,由制备的化学方程式,故高温煅烧反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1,D正确;
故选B。
8.D
【分析】结合图示可知,叔丁醇与浓盐酸常温搅拌反应15min,可得2-甲基-2-氯丙烷与H2O,分液后向有机相中加入水进行洗涤分液,继续向有机相中加入5%Na2CO3溶液洗涤,由于有机物2-甲基-2-氯丙烷的密度小于水,分液后获得上层有机相,有机相中加入少量无水CaCl2干燥,蒸馏即得有机物2-甲基-2-氯丙烷;
【详解】A.该浓盐酸的物质的量浓度为,故A正确;
B.用5% Na2CO3溶液洗涤分液时,由于有机物2-甲基-2-氯丙烷的密度小于水,则有机相在分液漏斗的上层,故B正确;
C.无水CaCl2为干燥剂,作用是除去有机相中残存的少量水,故C正确;
D.2-甲基-2-氯丙烷比叔丁醇的沸点低,蒸馏先得产物2-甲基-2-氯丙烷,再收集,而不是沸点高的反应物叔丁醇先蒸馏出体系,故D错误;
故选:D。
9.D
【分析】由图可知:碱性锌铁液流电池放电时,右侧N极为负极,Zn发生失电子的氧化反应生成Zn(OH),负极发生电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH);左侧M为正极,正极上发生得电子的还原反应,正极电极反应为Fe(CN)+e-=Fe(CN)。充电时和放电时刚好相反,电池正极与电源正极相连,据此分析解答。
【详解】A.共价单键和配位键都是键,共价三键中有一个是键两个是键,中有6个配位键和6个碳氮三键,故中含有键与键的数目之比为(6+6)∶62=1∶1,A正确;
B.放电时该装置为原电池,N极为原电池的负极,M为原电池的正极,正极的电势比负极高,因此M极电势高于N极,N极电极反应为,B正确;
C.在放电时,M为正极,发生反应为:Fe(CN)+e-=Fe(CN)。当左侧M电极有1 mol Fe(CN)发生时,左侧负电荷数目会增加1 mol,为维持电荷守恒,就会1 mol即NA个OH-通过离子交换膜移向负极N极,C正确;
D.电池工作5分钟,通过的电量Q=0.5A×5min×60s/min=150C,因此通过电子的物质的量n(e-)=Q/F=150C/96500C/mol=1.554×10-3mol,则理论消耗Zn的质量是m(Zn)=1.554×10-3mol2×65g/mol=0.05g,D错误;
故选D。
10.C
【分析】已知HF的,则有,即有 越大,c(F-)越大,lgc(F-)越大,-lgc(F-)越小,c(F-)越大,c(Ca2+)越小,则-lgc(Ca2+)越大,故可知L1代表-lgc(Ca2+)的变化曲线,L2代表-lgc(F-)的变化曲线,据此分析解题。
【详解】A.每个氟化钙晶胞中含有Ca2+的数目为8×+6×=4,故A正确;
B.晶胞体积V=(a×10-10cm)3,该晶胞中相当于含有4个“CaF2”,晶胞质量为m=g,则氟化钙的密度=,故B正确;
C.由分析可知,L1表示-lgc(Ca2+)与的变化曲线,故C错误;
D.由a点坐标可知,═10-1.2,c(F-)=10-2,则Ka=10-1.2×10-2=10-3.2,由b点坐标可知,c(Ca2+)=10-2mol/L,此时=10-0.7,故可求出此时溶液中c(F-)=10-0.7×10-3.2=10-3.9,故Ksp(CaF2 )=c(Ca2+)c2(F-)=10-2×(10-3.9)2=10-9.8,故其数量级为10-10,故D正确;
故选:C。
11.B
【分析】向6 mL 6 mol·L−1 NaOH溶液中滴加8滴2%CuSO4溶液,配制成新制的Cu(OH)2,加入0.5 mL15%甲醛溶液,混合均匀,水浴加热,甲醛具有强还原性,与新制的Cu(OH)2发生氧化还原反应,迅速产生红色沉淀,产生无色气体。将所得沉淀洗净后加入浓盐酸,不溶解,根据已知信息:Cu2O [CuCl2]−,可知,红色沉淀不是Cu2O,可能是Cu。甲醛被氧化,根据甲醛中碳元素的化合价为+2价,可知氧化产物不可能为CO,可能是碳酸盐,由于水浴加热,甲醛具有挥发性,生成的无色气体中混有甲醛气体,据此分析解答。
【详解】A.根据实验操作iii,甲酸钠中也含有醛基,与新制的Cu(OH)2反应,未观察到明显现象,含有-CHO的甲酸钠没有被新制Cu(OH)2氧化,故A错误;
B.根据已知信息,Cu2O [CuCl2]−,实验操作ii中,红色沉淀洗净后加入浓盐酸,不溶解,则可以确定红色沉淀的主要成分不是Cu2O,可能是Cu,故B正确;
C.配制新制氢氧化铜悬浊液时,NaOH是过量的,在碱性溶液中不可能产生二氧化碳,故C错误;
D.甲醛是具有强还原性的气体,甲醛具有挥发性,生成的无色气体中混有甲醛气体,可将灼热的CuO还原为铜单质,得到红色固体,所以不能证明气体中含有CO,故D错误;
故选B。
12.CD
【详解】A.因为NiO的晶胞与NaCl相似,在NaCl晶胞中,Na+的配位数是6,因此NiO晶胞中与等距最近的也为6,A项错误;
B.同一周期元素从左向右,第一电离能呈增大的趋势,即第一电离能:B<N<O,B项错误;
C.NH2BH2中除了存在键还存在键,因此氮硼键键能:,C正确;
D.根据VSEPR模型计算,、、的中心原子上的价层电子对数都是4,D正确。
因此,本题选CD。
13.BD
【分析】W、X、Y、Z是元素周期表中前四周期元素,其中X、Z、W为短周期元素,原子序数依次增加,Y、X最外层电子数相同且质子数均为奇数,W、Z位于同一主族,Z的成对电子数与未成对电子数之比为3∶1,和生命活动密切相关,因此X是H,Z是O,则W是S。根据化学式可知Y可能是Cu,0.8g胆矾的物质的量是0.0032mol,其中结晶水的质量是0.0032mol×5×18g/mol=0.288g,根据图像可知加热到102℃时质量减少0.8g-0.68g=0.12g,即剩余结晶水的质量是0.288g-0.12g=0.168g,物质的量是0.168g÷18g/mol≈0.0093mol,所以化学式为CuSO4·3H2O。加热到113℃时质量减少0.8g-0.57g=0.23g,即剩余结晶水的质量是0.288g-0.23g=0.058g,物质的量是0.058g÷18g/mol≈0.0032mol,所以化学式为CuSO4·H2O。加热到258℃时质量减少0.8g-0.51g=0.29g,说明此时结晶水完全失去,所以化学式为CuSO4,据此解答。
【详解】A.S、Cu、O、H的单质熔点最高的是金属单质铜,A错误;
B.根据以上分析可知210℃时固体物质的化学式为CuSO4·H2O,B正确;
C.将258℃的固体产物用稀硫酸溶解,经浓缩、冷却,会析出带有结晶水的硫酸铜,得不到无水硫酸铜,C错误;
D.的硫酸铜溶液中通入过量的硫化氢,会产生硫化铜沉淀,同时生成硫酸,D正确;
答案选BD。
14.AC
【分析】二元弱酸,有两次滴定突变,一元酸有一次滴定突变,故X曲线代表,Y曲线代表HA,据此分析。
【详解】A.HA消耗的V (NaOH)小于消耗V (NaOH)的二倍,则,A正确;
B.、HA恰好完全中和时,产物为强碱弱酸盐,均呈碱性,可使用酚酞做指示剂,不可使用甲基橙做指示剂,B错误;
C.溶液中的质子守恒:①,物料守恒:②②,②2-①得:,C正确;
D.完全中和时消耗V (NaOH) = 10.60mL, a点V (NaOH) = 7.95mL时,占消耗氢氧化钠总体积的四分之三,则溶质为NaHB与Na2B,且二者的浓度比为:1 : 1形成的溶液,则a点物料守恒和电荷守恒有关系式:①,②,用②-①,
得由于酸性环境,,故,D错误;
故本题选AC。
15.(1) (浓) 浓硫酸
(2)排尽装置中的空气,防止加热时钻被氧气氧化
(3)防止过氧化氢分解、氨气逸出
(4)B
(5) X射线衍射仪 正八面体
(6)16.2
【详解】(1)的制备中B装置中KMnO4与浓盐酸在常温下反应产生Cl2,然后将气体进入装置C,先通入盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶除去Cl2中的杂质HCl,然后气体通入盛有浓硫酸的洗气瓶干燥Cl2后,在硬质玻璃管中Cl2与Co反应产生CoCl2,气体被收集在广口瓶中,装置A洗气瓶中盛有浓硫酸,防止氢氧化钠中水蒸气进入收集瓶中,导致CoCl2发生水解反应,强氧化钠是尾气处理装置,吸收多余Cl2。由上述分析可知B装置用于制备氯气,其反应的化学方程式为(浓);A装置中洗气瓶内所装试剂的名称为浓硫酸;
(2)使B装置中开始生成氯气,待A装置内充满黄绿色气体,再加热A装置中的钴粉,目的是排尽装置中的空气,防止加热时钻被氧气氧化;
(3)三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备中向CoCl2溶液中加入NH4Cl溶液、浓氨水,然后再加入H2O2溶液,在活性炭的催化作用、经水浴加热下反应:。溶液中Co(II)被氧化为Co(III),生成[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的浊液,冰水冷却后抽滤得固体1,向固体1中加入热的稀盐酸溶解,趁热过滤,得固体2为活性炭,冷却后向滤液中加入少量浓盐酸,边加边搅拌,充分静置后过滤,用无水乙醇洗涤2~3次,低温干燥得到产品。水浴温度不超过60℃的原因是
由于温度过高会导致氨气的挥发(或H2O2的分解),而温度较低时反应速率又太慢,不利于反应的发生,保持温度为60℃时,能够保证较快的反应速率,同时也可以减少氨气的挥发(或H2O2的分解);
(4)由上述分析可知:
A. 已知反应,则氯化铵为反应物,同时氯化铵为强酸弱碱盐,加入NH4Cl溶液影响氨水的电离平衡、可以调节溶液的,以增加的氧化性和稳定性,A正确;
B. 据分析,活性炭是催化剂,固体2是活性碳,B错误;
C. [Co(NH3)6]Cl3溶液中加入浓HCl,Cl-浓度增大,根据沉淀溶解平衡理论,平衡向生成[Co(NH3)6]Cl3晶体的方向移动,所以加入浓HCl的目的是为了有利于[Co(NH3)6]Cl3析出,提高产率加入浓盐酸,则析出产品的反应方程式为,C正确
D. 已知:三氯化六氨合钴不溶于乙醇,常温水中溶解度较小,则可用乙醇水溶液洗涤产品,D正确;
故选B。
(5)测定晶体结构最常见的仪器是X射线衍射仪,从而获取晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间的有序排列。中心离子采取杂化,其空间结构为正八面体;
(6)发生的反应2Co3++2I-═I2+2Co2+,I2+2S2O═2I-+S4O,关系式,由此进行计算,关系式为2Co3+~I2~2S2O,n(Co3+)=n(S2O)=c×V×10-3mol,m(Co3+)=0.015×54.00×10-3mol×59g/mol=0.04779g,该产品中钴元素的质量分数为 =16.2%。
16.(1)、
(2)
(3)置换(反应)
(4)
(5)过滤、洗涤
(6) 0.192 B
【分析】根据以锌灰(含ZnO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2等)为原料制备Zn3(PO4)2•4H2O的流程可知,在锌灰中加入稀硫酸,将锌灰中的ZnO、CuO、FeO、Fe2O3溶解,SiO2不溶,形成滤渣I;在滤得的溶液中加入高锰酸钾溶液,将亚铁离子氧化生成铁离子,并调节pH至5.1 除去铁离子,因此滤渣Ⅱ为氢氧化铁沉淀,然后再加入锌置换出溶液中的铜离子,过滤得滤渣Ⅲ,滤渣Ⅲ为铜;在滤液中加入碳酸氢铵,发生,得到的沉淀中再加入磷酸,将ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O转化为四水合磷酸锌[Zn3(PO4)2•4H2O],据此分析回答问题。
【详解】(1)结合分析可知,滤渣I为SiO2、PbSO4;
(2)“除铁”操作时,需先将溶液调至接近中性,然后再滴加KMnO4溶液,使溶液中的铁元素转化为Fe(OH)3,该反应的离子方程式为;
(3)步骤II加入锌置换出溶液中的铜离子,过滤得滤渣Ⅲ为铜,发生反应的类型为置换(反应);
(4)步骤III在滤液中加入碳酸氢铵在加热条件下生成,化学方程式为;
(5)结合分析可知,“转化”结束后,从混合液中分离得到Zn3(PO4)2•4H2O的操作包括过滤、洗涤、干燥,故答案为:过滤、洗涤;
(6)①Zn和O之间最短的距离为晶胞体对角线的,该晶胞棱长为a,则晶胞体对角线长度=a=×0.446nm,Zn和O之间最短的距离为晶胞体对角线的=××0.446nm=0.192nm;
②由晶胞结构可知每个O周围有四个Zn与其相连,配位数为4,由晶胞的结构可知沿面对角线投影应为图B。
17.(1)
(2)10.3
(3) 0.18 1.25(或) 减小
(4)该反应为放热反应。升温平衡逆向移动,转化率降低;温度升高,催化剂活性降低,反应速率减慢,转化率降低
(5)
【详解】(1)由② ×2-①-③可得 ;
(2)N2H4+H2O+OH-,N2H4水解程度较小,因此c(N2H4)=0.01mol/L,其电离常数K1=,c()=c(OH-),则c2(OH-)=4×10-8mol/L,则pH约等于10.3;
(3)在等温等容条件下,压强之比等于物质的量之比,因此可以直接用压强代替物质的量计算:
时,15-4x+x+2x=13.2,x=1.8,故0~20min时,=0.18;平衡时,的分压分别为5、2.5、5,为以物质的量分数表示的平衡常数,且在等温等容条件下,压强之比等于物质的量之比,因此可以直接用压强代替物质的量计算,代入公式;若升高温度,的物质的量分数将减小;
(4)该反应为放热反应。升温平衡逆向移动,转化率降低;温度升高,催化剂活性降低,反应速率减慢,转化率降低;
(5)由图示知在Ag-Pt电极上NO发生还原反应,因此Ag-Pt电极为阴极,则B为负极,A为电源正极;在阴极反应是NO3-得电子发生还原反应生成N2,利用电荷守恒与原子守恒知有氢离子参与反应且有水生成,所以阴极上发生的电极反应式为:2NO+6H2O+10e-=N2↑+12OH-。
18.(1)3—硝基-1,2—二甲苯
(2)溶液、溶液
(3)中和HBr,有利于提高G的转化率
(4)++2 Cl3COH
(5) 10 或或
(6)
【分析】由有机物的转化关系可知,催化剂作用下与甲醇发生取代反应生成,一定条件下与Pd发生还原反应生成,催化剂作用下与反应生成,一定条件下转化为,催化剂作用下与(CH3)2SO4发生取代反应生成与溴化氢发生取代反应生成,碳酸钾作用下与反应得到。
【详解】(1)由结构简式可知,化合物A的名称为3—硝基-1,2—二甲苯,故答案为:3—硝基-1,2—二甲苯;
(2)为检验G中的官能团溴原子的操作为G在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应后,向溶液中加入过量稀硝酸中和溶液中的氢氧化钠,加入硝酸银溶液观察是否有淡黄色沉淀生成,则检验溴原子的所用试剂为氢氧化钠溶液、稀硝酸和硝酸银溶液,故答案为:溶液、溶液;
(3)由分析可知,G→H的反应为碳酸钾作用下与反应得到和溴化氢,反应中碳酸钾的作用是反应生成的溴化氢与碳酸钾作用,生成物的浓度减小使平衡向正反应方向移动,提高G的转化率,故答案为:中和HBr,有利于提高G的转化率;
(4)由分析可知,C→D的反应为催化剂作用下与反应生成和Cl3COH,反应的化学方程式++2 Cl3COH,故答案为:++2 Cl3COH;
(5)化合物D的同分异构体苯环上有两个取代基,其中一个为氨基,能发生银镜反应和水解反应,苯环上有两种化学环境的氢原子说明同分异构体分子中的官能团为甲酸酯基和氨基,两个取代基在苯环上处于对位的位置,可以视作丙烯分子和环丙烷分子中的氢原子被和甲酸酯基取代所得结构,其中丙烯分子中的氢原子被和甲酸酯基取代所得结构有8种,环丙烷分子中的氢原子被和甲酸酯基取代所得结构有2种,共有10种,其中核磁共振氢谱中峰面积比为1:1:2:2:2:3的结构简式为、、,故答案为:10;或或;
(6)由题给信息可知,以和为原料合成的合成步骤为和发生加成反应生成,在催化剂作用下与氢气共热发生加成反应生成,与NaOX发生信息反应生成,一定条件下转化为,则路线路线为,故答案为:。
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