广东省广州市天河区2023届高三下学期三模化学试题(含解析)
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这是一份广东省广州市天河区2023届高三下学期三模化学试题(含解析),共22页。试卷主要包含了单选题,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。
广东省广州市天河区2023届高三下学期三模化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.文物的腐蚀是指出土前由于自然的侵蚀、损坏而破坏文物的原貌,电化学腐蚀也是重要因素之一。三星堆是中华文明的重要组成部分,下列出土文物可能涉及电化学腐蚀的是
A
B
C
D
青铜神树
玉璋
陶瓷马头
黄金面罩
A.A B.B C.C D.D
2.近年来,我国的航天技术发展迅速,天宫、天和、天问、神舟等体现了中国的强大科技力量。下列说法不正确的是
A.“天宫二号”部分零部件使用钛合金,钛合金中存在金属键
B.“天和号”使用砷化镓(GaAs)太阳能电池,供电时砷化镓发生氧化还原反应
C.“天问一号”隔热材料使用SiO2纳米气凝胶,SiO2属于酸性氧化物
D."神州十三号”耐高温材料使用酚醛树脂,酚醛树脂属于合成高分子
3.菠菜是一道平民小菜,价格便宜却营养丰富,菠菜中铁元素的检验可经过“研磨→溶解→过滤→检验”等步骤。下列操作方法不正确的是
A.研磨
B.溶解
C.过滤
D.检验
A.A B.B C.C D.D
4.今年五一假期,红树林湿地公园游持续成为热点。红树林沉积物中微生物驱动的硫循环过程原理如图所示。下列说法不正确的是
A.反应①中硫单质既是氧化剂又是还原剂
B.反应②属于复分解反应
C.SO空间结构为正四面体结构
D.海洋中硫元素的主要存在形式为SO
5.劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
科学家利用硅制作各种芯片
硅是半导体
B
工人在火药中添加金属的化合物制作烟花
部分金属元素有特殊焰色
C
面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包
NaHCO3溶液显碱性
D
工程师用绿矾处理工业废水中有毒的Cr2O
Fe2+有很强的还原性
A.A B.B C.C D.D
6.某溶液的主要成分为NaClO(含有一定量的NaOH),既能杀菌消毒又能漂白。下列用来解释事实的离子方程式不正确的是
A.该溶液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
B.该溶液与洁厕灵(主要成分为HCl)混合产生Cl2:2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O
C.该溶液与过氧化氢溶液混合产生O2:2ClO-+H2O2=2Cl-+O2↑+2OH-
D.该溶液加白醋可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-=HClO+CH3COO-
7.镁及其合金广泛应用于航空、航天、运输、化工等工业部门。目前,世界上金属镁的主要生产方法有以下两种:
方法1:皮江法
CaCO3•MgCO3CaO•MgO+2CO2↑
2MgO(s)+Si(s)SiO2(s)+2Mg(g)
CaO(s)+SiO2(s)CaO•SiO2(s)
方法2:无水氯化镁熔盐电解法
MgCl2Mg+Cl2↑
下列说法不正确的是
A.CaO•SiO2属于盐
B.24Mg、25Mg、26Mg互为同位素
C.可用Al代替Si还原MgO(沸点:Mg-1090℃,Al-2467℃)
D.直接加热MgCl2•6H2O可获得无水MgCl2
8.实验室用NH4Cl和熟石灰反应生成NH3,按照制备、净化、性质检验、收集及尾气处理的顺序进行试验。下列装置不能达到实验目的的是
A. B.
C. D.
9.反应X→2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.a为c(Y)随t的变化曲线
B.t1时,反应体系达到平衡状态
C.0~t1时,体系中X的消耗速率等于Y的生成速率
D.反应体系中始终存在:c0=c(X)+c(Y)+c(Z)
10.研究者利用冷冻透射电子显微镜,在石墨烯膜上直接观察到了自然环境下生成的二维晶体,其结构如图所示。下列说法正确的是
A.石墨烯属于烯烃,可发生加成反应
B.石墨烯中碳原子的杂化轨道类型为sp2
C.二维晶体的化学式为CaCl2
D.二维晶体中Ca和Cl的配位数均为6
11.化合物T是一种用于合成药物的重要试剂,其结构简式如图所示。已知X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的前四周期主族元素,Z、M位于同一主族,X、Y、N的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数。下列有关说法不正确的是
A.Y的基态原子的电子轨道表示式:
B.简单离子半径:M>N
C.简单气态氢化物稳定性:Z>M
D.化合物YM2分子中含有σ键和π键
12.2021年9月24日,中科院天津工业生物技术研究所成果“无细胞化学酶系统催化CO2合成淀粉”在国际学术期刊《自然》上发表。其核心反应如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.反应①中消耗44gCO2,转移电子数为6NA
B.反应③中cat为催化剂,实验室常用MnO2催化该反应
C.30gHCHO与DHA的混合物中所含氧原子数为2NA
D.淀粉与纤维素的分子式不同,不能互称为同分异构体
13.为研究Ce(SO4)2•4H2O (相对分子质量:404)的热分解性质,进行如下实验:准确称取4.04g样品,在空气中进行加热,残留固体的质量随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.a点残留固体的主要成分为Ce(SO4)2•2H2O
B.b点的反应为2Ce(SO4)2CeO2•CeOSO4+3SO3
C.c点固体的主要成分为CeO2
D.800℃时,固体失重57.43%
14.化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选项
操作或做法
目的
A
将铜丝插入浓硫酸中
制备SO2
B
向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成
证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
C
取少量试液于试管中,加入NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体
检验溶液中是否含有
D
向CuSO4溶液中逐滴加入氨水,得到蓝色沉淀,再继续加入乙醇
制配合物[Cu(NH3)4]SO4•H2O
A.A B.B C.C D.D
15.全钒液流电池具有响应速度快、操作安全、使用寿命长等优点,被广泛应用于各领域,原理如图所示。下列有关说法正确的是
A.放电时,A极为负极,发生还原反应
B.放电时,B极反应式为VO+2H++e-=VO2++H2O
C.充电时,电子移动方向为A极→隔膜→B极
D.充电时,A极反应式为V2+-e-=V3+
16.天然溶洞的形成与水体中含碳物种的浓度有密切关系。已知Ksp(CaCO3)=10-8.7,某溶洞水体中lgc(X)(X为HCO、CO或Ca2+)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线②代表HCO
B.Ka2(H2CO3)的数量级为10-10
C.a=-4.35,b=-2.75
D.pH=10.3时,c(Ca2+)=10-7.6mol•L-1
二、实验题
17.某化学研究小组对Na2SO3溶液与FeCl3溶液的反应做了大量的研究。
(1)配制FeCl3溶液时,需先把氯化铁晶体溶解在______中,再加水稀释,这样操作的目的是______。配制100mL0.1mol•L-1FeCl3溶液,需用托盘天平称取FeCl3•6H2O晶体______g,用到的玻璃仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒、______。
(2)该小组进行如下实验:向盛有5mL0.1mol•L-1FeCl3溶液的烧杯中加入2mL0.1mol•L-1Na2SO3溶液,无沉淀、气体产生,溶液变为红褐色。用红色激光笔照射烧杯中的液体,观察到一条光亮通路。反应的离子方程式为______。
(3)该小组同学提出疑问:Fe3+有较强氧化性,SO有较强还原性,二者能否发生氧化还原反应?
①从电极反应的角度,进行理论分析:还原反应为:Fe3++e-=Fe2+,氧化反应为:______。
②从科学探究的角度,进行实验论证:通过检验上述红褐色混合溶液中存在______(填一种离子符号)可以说明发生了氧化还原反应。具体操作与现象:取少量上述红褐色溶液于试管中,加入过量稀盐酸,振荡,再滴加______。
(4)一段时间后,该小组同学发现红褐色混合溶液褪色。该反应过程可能为:Na2SO3溶液与FeCl3溶液混合发生双水解和氧化还原两个竞争反应,反应前阶段,______。
三、工业流程题
18.某厂利用富锗ZnO烟尘(还含有CuO、CaO、PbO2、FeO、MnO2等)生产锗精矿和碱式碳酸锌[Zn(OH)2CO3]。其流程如图:
已知:Ⅰ.酸浸时,锰与铅元素被还原为+2价,锗以Ge4+存在。
Ⅱ.25℃:Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38、Ksp[Zn(OH)3]=1.2×10-17。
请回答下列问题:
(1)基态Zn2+的价层电子排布式______。
(2)浸渣①主要含有______;酸浸中PbO2与98%H2SO4反应的化学方程式为______。
(3)流程中,“Ⅰ”加入Zn粉主要是为了置换______(填离子符号);常温下,“Ⅱ”控制pH最高为______(溶液中金属离子浓度均按0.12mol•L-1计算)。
(4)沉锌的离子方程式为______。
(5)若ZnS晶胞沿体对角线方向投影,所得的原子投影外围图形为正六边形,如图乙所示,请用“”在图乙中标出晶胞中4个Zn原子的投影位置______;设晶胞中S离子与其最近的Zn离子的距离为dnm,其密度为ρg•cm-3,阿伏加德罗常数NA为______(用含d、ρ的式子表示)。
四、原理综合题
19.我国向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。
Ⅰ.CO2加氢可以合成甲醇,该过程主要发生如下反应:
反应①:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1
反应②:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-41.1kJ•mol-1
反应③:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3
(1)反应②的活化能Ea(正)______Ea(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。相关键能数据如表,则△H1=______ kJ•mol-1。若K1、K2、K3分别表示反应①、反应②、反应③的平衡常数,则K3=______(用含K1、K2的代数式表示)。
化学键
H-H
C≡O
O-H
C=O
键能/(kJ•mol-1)
436
1071
464
803
(2)某温度下,初始压强为p,容积为2L的恒容密闭容器中充入2mol CO2、3mol H2,只发生反应①、②,平衡时CO2的转化率为50%,体系内剩余1mol H2,反应②的平衡常数K=______。
Ⅱ.清洁能源的开发利用是实现“碳中和”的途径,乙醇—水催化重整可获得H2。其主要反应为:
反应①:C2H5OH(g)+3H2O=2CO2(g)+6H2(g) △H=+173.3kJ•mol-1
反应②:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41.2kJ•mol-1
在1.0×105Pa、n始(C2H5OH):n始(H2O)=1:3时,若仅考虑上述反应,平衡时CO2和CO的生成选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。CO的选择性=×100%
(3)图中表示平衡时CO2的选择性及H2的产率随温度的变化的曲线分别是曲线______、曲线______(填“①”、“②”或“③”)。400℃以后,H2的产率随温度变化的原因是______。
(4)光催化甲烷重整技术也是研究热点。以Rh/SrTiO3为光催化剂,光照时,价带失去电子并产生空穴(h+,具有强氧化性),CO2在导带获得电子生成CO和O2-,价带上CH4直接转化为CO和H2,反应机理如图所示:
当价带产生1mol空穴(h+)时,在Rh表面生成的CO数目为______NA;价带上的电极反应式可表示为______。
五、有机推断题
20.某天然有机物F()具有抗肿瘤等生物活性,可通过如图路线合成。
已知:+
(1)B中含氧官能团的名称为______,E→F的反应类型为______。
(2)同一个碳原子连有四个不同的原子或原子团时,称之为手性碳,物质C中含有手性碳原子的个数是______,反应A→B的化学方程式为______。
(3)根据C的结构特征,分析预测其可能的化学性质,参考①的示例,完成表格。
序号
结构特征
可反应的试剂
反应形成的新结构
①
-CH=CH-
H2
-CH2-CH2-
②
______
______
______
③
______
______
______
(4)有机物A的同分异构体有多种,同时满足下列条件的有______种;其中核磁共振氢谱中有4组峰且峰面积之比为9:2:2:1的结构简式为______(写出一种)。
①能与FeCl3溶液发生显色反应
②1mol该同分异构体可与2molNaOH完全中和反应
③苯环上只有三个取代基
(5)写出以和为原料制备的合成路线______(无机试剂和有机溶剂任用)。
参考答案:
1.A
【分析】电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极,所以需含有两种金属,据此分析解题。
【详解】A.青铜神树中含有Sn和Cu,可能涉及电化学腐蚀,故A符合题意;
B.玉璋属于玉器,主要成分为无机物,不涉及电化学腐蚀,故B不符合题意;
C.陶瓷马头以粘土为主要原料制成,不涉及电化学腐蚀,故C不符合题意;
D.黄金面罩由黄金制成,只含有金,不涉及电化学腐蚀,故D不符合题意;
故答案选A。
2.B
【详解】A.钛合金是由钛及其他金属元素组成的合金,其中的钛原子与其他金属原子之间形成金属键,故A正确;
B.砷化镓太阳能电池的工作原理是通过太阳能将光子转换为电子,进而产生电流,砷化镓没有发生氧化还原反应,故B错误;
C.SiO2能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水,属于酸性氧化物,故C正确;
D.酚醛树脂属于合成有机高分子材料,故D正确;
故选B。
3.A
【详解】A.将菠菜剪碎后,需要在研钵中用研磨棒研磨,故A错误;
B.研磨后的物质要在烧杯中溶解,并用玻璃棒搅拌,故B正确;
C.将溶解后的固体与溶液分离开,需要过滤操作,所需的仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒,故C正确;
D.检验菠菜中的铁元素,可以用稀硝酸将Fe2+转化为Fe3+,再加入KSCN溶液检验Fe3+,故D正确;
故选A。
4.B
【详解】A.由图可知,反应①中硫单质部分转化为HS-或S2-,部分转化为SO,S元素化合价既升高,又降低,所以S既是氧化剂又是还原剂,故A正确;
B.由图可知,反应②中,铁元素化合价由+3价降低为+2价,S元素化合价由-2价升高为-1,属于氧化还原反应,不属于复分解反应,故B错误;
C.SO中,S的价层电子对数=4+ =4,中心原子为sp3杂化,且没有孤电子对,所以SO的空间构型为正四面体形,故C正确;
D.由图可知,海洋中硫元素的主要存在形式为SO,以SO形式被植物吸收,故D正确;
故选:B。
5.C
【详解】A.硅是半导体,科学家利用硅制作各种芯片,劳动项目与所述的化学知识有关联,故A不选;
B.部分金属元素有特殊焰色,工人在火药中添加金属的化合物制作烟花,劳动项目与所述的化学知识有关联,故B不选;
C.NaHCO3受热分解产生CO2气体和Na2CO3,面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包,与NaHCO3溶液显碱性无关,故C选;
D.Fe2+有很强的还原性,Cr2O具有强氧化性,工程师用绿矾处理工业废水中有毒的Cr2O,劳动项目与所述的化学知识有关联,故D不选;
故选C。
6.C
【详解】A.该溶液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:,A正确;
B.次氯酸钠和盐酸反应生成氯化钠和氯气和水,离子方程式为:2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O,B正确;
C.该溶液与过氧化氢溶液混合产生O2: ClO-+H2O2=Cl-+O2↑+ H2O,C错误;
D.该溶液加白醋可生成次氯酸,增强漂白作用:CH3COOH+ClO-=HClO+CH3COO-,D正确;
故选C。
7.D
【详解】A.CaO⋅SiO2为CaSiO3氧化物书写形式,属于盐,故A正确;
B.24Mg、25Mg、26Mg三者质子数相同中子数不同,互为同位素,故B正确;
C.铝沸点高于镁,所以可用Al代替Si还原MgO,故C正确;
D.在干燥的HCl气流中加热MgCl2•6H2O晶体,才可以获得纯的无水MgCl2固体,直接加热会发生水解无法得到氯化镁,故D错误;
故选:D。
8.D
【详解】A.实验室可以加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物来制备氨气,故A能达到实验目的;
B.实验室常用碱石灰来干燥氨气,故B能达到实验目的;
C.氨气具有还原性,在加热条件下和CuO发生氧化还原反应生成Cu和N2,故C能达到实验目的;
D.氨气极易溶于水,D中氨气通入水中后会发生倒吸,水进入安全瓶后仍然后倒吸入实验装置中,故D不能达到实验目的;
故选D。
9.D
【分析】由题中信息可知,反应X=2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z,因此,图中呈不断减小趋势的a线为X的浓度c随时间t的变化曲线,呈不断增加趋势的线为Z的浓度c随时间t的变化曲线,先增加后减小的线为Y的浓度c随时间t的变化曲线。
【详解】A.由分析可知,a线为X的浓度c随时间t的变化曲线,故A错误;
B.由图可知,分别代表3种不同物质的曲线相交于t1时刻,因此,t时c(X)=c(Y)= c(Z),但之后X、Y、Z的物质的量还在变化,说明反应没有达到平衡状态,故B错误;
C.由图中信息可知,0~t1时,Y的浓度在不断增大,说明体系中Y的生成速率大于Y的消耗速率,此时反应没有达到平衡,故X的消耗速率大于Y的生成速率,故C错误;
D.反应X→2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z,反应刚开始时c(X)=c0mol/L,c(Z)=c(Y)=0mol/L,由反应的系数关系可知,X的消耗量等于Y的生产量,Y的消耗量等于Z生成量的一半,则反应体系中始终存在:c0=c(X)+c(Y)+c(Z),故D正确;
故选D。
10.B
【详解】A.石墨烯属于碳单质,不含有H元素,不属于烯烃,不能发生加成反应,故A错误;
B.石墨烯为平面结构,C的价层电子对数为3,故碳原子的杂化轨道类型为sp2,故B正确;
C.每个Ca周围距离最近的Cl有3个,每个Cl周围距离最近的Ca有3个,故二维晶体的化学式为CaCl,故C错误;
D.由C分析知,二维晶体中Ca和Cl的配位数均为3,故D错误;
故选B。
11.A
【分析】由化合物T的结构简式和X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的前四周期主族元素可知,N形成的阳离子N+可知,N为K元素,X可形成1个共价键,且其原子序数最小,X为H元素,Y可形成4个共价键,可推断出Y为C元素,X、Y、N的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,且Z可形成2个共价键,可推断出Z最外层电子数为6,Z与M为同主族元素,即Z、M分别为O元素、S元素。
【详解】A.Y的基态原子核外电子数为6,最外层电子数为4,电子排布时遵循洪特规则,电子将尽可能分占不同轨道,且自旋方向相同,原子的电子轨道表示式应为:,故A错误;
B.由分析知M为S,N为K,简单离子的核外电子排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,则有r(S2-)>r(K+),故B正确;
C.由分析知Z为O,M为S,O、S同主族,且非金属性O>S,元素非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,则有H2O>H2S,故C正确;
D.化合物YM2分子为CS2,分子结构为S=C=S,分子中含有σ键2个,π键2个,故D正确;
故选A。
12.C
【详解】A..反应①的化学方程式为CO2+3H2 CH3OH+H2O,此反应转移6mol电子消耗lmol二氧化碳,故当消耗44g二氧化碳即lmol二氧化碳时,转移电子数为6NA,A正确;
B.反应③为在cat作用下,过氧化氢生成水和氧气, cat为催化剂,实验室常用MnO2催化该反应,B正确;
C.HCHO与DHA的最简式均为CH2O,30g混合物即30gCH2O,含有n (O) =n (CH2O) == lmol,C错误;
D.淀粉与纤维素的分子式可写为( C6H10O5) n,n不同,组成不相差n个CH2原子团,不能互称为同分异构体,D正确;
故选C。
13.B
【详解】A.n[Ce(SO4)2•4H2O]= =0.01mol,则n(Ce)=0.01mol,m(Ce)=1.40g;a点时,残留固体的质量为3.68 g,质量减少了(4.04-3.68)g=0.36g,为0.02mol H2O的质量,所以a点对应残留固体的主要成分为Ce(SO4)2•2H2O,A项正确;
B.残留固体质量为3.32g时,质量减少了(4.04-3.32)g=0.72g,为0.04mol H2O的质量,所以该点对应残留固体的主要成分为Ce(SO4)2,b点与该点相比,对应残留固体的质量减少了(3.32-2.84)g=0.48g,b点若发生2Ce(SO4)2CeO2•CeOSO4+3SO3,则固体质量应减少1.2g,B项错误;
C.2.84g残留固体中m(Ce)=1.40g,则(2.84-1.40)g=1.44g为SO的质量,则n(SO)=0.015mol,所以b点对应残留固体的主要成分为Ce2(SO4)3,c点对应残留固体的质量为1.72g,m(Ce)=1.40g,则(1.72-1.40)g=0.32g为O元素的质量,其物质的量为0.002mol,此时残留固体的主要成分为CeO2,C项正确;
D.c点时,结合4.04g和1.72g这两个数据,可知固体质量减小了2.32g,失重≈57.43%,D项正确;
故选B。
14.C
【详解】A.用铜丝插入浓硫酸中制备制备SO2时,需要加热才反应,A错误;
B.应确保混合稀溶液中NaCl、NaI的浓度一样,Ksp更大的沉淀若对应的离子浓度很高也有可能产生沉淀,B错误;
C.取少量试液于试管中,加入NaOH溶液并加热,产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明该气体为氨气,故溶液中含有,C正确;
D.向CuSO4溶液中逐滴加入氨水,得到蓝色沉淀,该沉淀为Cu(OH)2,继续滴加至蓝色沉淀溶解,溶液变为深蓝色,再继续加入乙醇,,可以得到配合物[Cu(NH3)4]SO4•H2O ,D错误。
故选C。
15.B
【分析】由图可知,放电时,H+由A极进入B极,则A为负极,B为正极,充电时,H+由B极进入A极,则A为阴极,B为阳极,以此解答。
【详解】A.由分析可知,放电时,A为负极,发生氧化反应,故A错误;
B.由分析可知,放电时,B为正极,VO得到电子生成VO2+,电极方程式为:VO+2H++e-=VO2++H2O,故B正确;
C.由分析可知,充电时,A为阴极,B为阳极,电子移动方向为B极→电源→A极,故C错误;
D.由分析可知,充电时,A为阴极,V3+得电子生成V2+,电极方程式为:V3++e-=V2+,故D错误;
故选B。
16.D
【分析】随着pH的增大,溶液的酸性逐渐减弱,c()、c()都增大,c(Ca2+)减小,则lg c()、lgc()逐渐增大,lg c(Ca2+)减小,并且弱酸性环境下c()>c(),所以曲线①表示与pH的关系,曲线②表示与pH的关系,曲线③表示钙离子与的关系。(10.3,-1.1)点为c()=c(),Ka2=,结构碳酸钙的溶度积常数进行计算。
【详解】A.曲线①表示与pH的关系,曲线②表示与pH的关系,曲线③表示钙离子与的关系,A错误;
B.(10.3,-1.1)点为c()=c(),Ka2=,数量级为10-11,B错误;
C.由上述分析可知,曲线②表示与pH的关系,曲线③表示钙离子与的关系,两线交点时碳酸根离子的浓度与钙离子浓度相等,c()=,即a=-4.35,Ka2=10-10.3,则c()=,即b=-2.65,C错误;
D.pH=10.3时,c()=10-1.1mol/L,根据溶度积常数计算c(Ca2+)==10-7.6mol•L-1,D正确;
故选D。
17.(1) 浓盐酸 抑制Fe3+水解 2.7 100mL容量瓶、胶头滴管
(2)3SO+Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3HSO
(3) SO-2e-+H2O=SO+2H+ SO BaCl2溶液,若出现白色沉淀,说明存在SO
(4)SO和Fe3+发生双水解反应生成Fe(OH)3胶体,反应后阶段,SO和Fe3+发生氧化还原反应生成Fe2+,红褐色混合溶液褪色
【详解】(1)氯化铁在水溶液中易发生水解,因此配制氯化铁溶液时,需先把氯化铁晶体溶于浓盐酸
中,再加水稀释,这样操作的目的是抑制Fe3+水解。配制100mL0.1mol•L-1FeCl3溶液,需用托盘天平称取FeCl3•6H2O晶体的质量为0.1L×0.1mol•L-1×270.5g/mol=2.7g。用到的玻璃仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管。
(2)用红色激光笔照射烧杯中的液体,观察到一条光亮通路,说明该反应过程中生成了氢氧化铁胶体,反应的离子方程式为3SO+Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3HSO。
(3)①Fe3+有较强氧化性,SO有较强还原性,还原反应为:Fe3++e-=Fe2+,则氧化反应为:SO-2e-+H2O=SO+2H+;
②SO有较强还原性,会被Fe3+氧化为SO,通过检验上述红褐色混合溶液中存在SO可以说明发生了氧化还原反应。具体操作与现象:取少量上述红褐色溶液于试管中,加入过量稀盐酸,振荡,再滴加BaCl2溶液,若出现白色沉淀,说明存在SO。
(4)该反应过程可能为:Na2SO3溶液与FeCl3溶液混合发生双水解和氧化还原两个竞争反应,反应前阶段,SO和Fe3+发生双水解反应生成Fe(OH)3胶体,反应后阶段,SO和Fe3+发生氧化还原反应生成Fe2+,红褐色混合溶液褪色。
18.(1)3d10
(2) 3d10
(3) 6
(4)
(5)
【分析】富锗ZnO烟尘(还含有等)加入98%的硫酸进行酸浸,难溶,故浸渣①为;酸浸液加入单宁酸进行沉锗,得到单宁锗渣,灼烧得到锗精矿;沉锗后的滤液加入锌粉置换出铜,过滤除去滤渣,滤液加入高锰酸钾将亚铁离子、锰离子氧化,除铁、锰,转化为氢氧化铁、二氧化锰,所得滤液加入碳酸氢铵进行沉锌,得到碱式碳酸锌。
【详解】(1)Zn 是30 号元素, Zn2+的价层电子排布为 3d10;
(2)根据分析可知,浸渣①主要含有, 酸浸中Pb元素发生变化的化学反应方程式;
(3)流程中,“I”加入Zn粉主要是为了置换,达到除铜的作用;流程中,“II”控制pH让铁、锰沉淀但锌不沉淀,根据,解得c(OH-)=10-8mol/L,故控制pH最高为6;
(4)沉锌是硫酸锌与碳酸氢铵反应生成碱式碳酸锌、硫酸铵、二氧化碳和水,反应的化学方程式为,离子方程式为:;
(5)晶胞中含四个锌离子,分别连接顶角和三个面心形成正四面体结构,在图乙中标出晶胞中4个Zn原子的投影位置画图为,晶胞中含Zn2+为4个,S2-离子数,晶胞中含4个ZnS,设晶胞中S离子与其最近的Zn离子的距离为dnm,其密度为ρg•cm-3,阿伏加德罗常数NA,设晶胞参数为anm,,其中硫离子和硫离子间距离,三角形的高,则得到,,,晶胞密度,。
19.(1) < 43
(2)8
(3) ① ② 400℃以后,更有利于反应②的进行,生成CO,消耗H2
(4) 0.5 CH4+2h++O2-= CO+2H2
【详解】(1)反应②为放热反应,则活化能Ea(正)<Ea(逆);△H=反应物总键能-生成物总键能,则△H1=(2803 kJ•mol-1+436 kJ•mol-1)-(1071 kJ•mol-1+2464 kJ•mol-1)=43 kJ•mol-1;反应③=反应②-反应①,则K3=;
(2)初始时,CO2的物质的量浓度为1 mol/L,H2的物质的量浓度为1.5 mol/L,平衡时CO2的转化率为50%,体系内剩余1mol H2,则平衡时CO2的物质的量浓度为0.5 mol/L,H2的物质的量浓度为0.5 mol/L,设反应①中转化的CO2的物质的量浓度为x mol/L,反应②中转化的CO2的物质的量浓度为y mol/L,列出三段式:
则,解得x=0.25,y=0.25,则反应②的平衡常数K==8;
(3)生成的碳化合物只有CO2和CO,两者选择性之和为100%,且两者选择性变化曲线应对称,故曲线②代表氢气的产率;曲线②中300℃以后氢气的产率随温度升高降低,说明平衡主要发生反应②生成CO,故曲线③代表CO的平衡选择性,曲线①代表CO2的选择性;400℃以后,更有利于反应②的进行,生成CO,消耗氢气,导致氢气的产率降低;
(4)在Rh表面上,CO2→CO,每生成1mol CO,需要得到2mol电子,价带产生2mol空穴(h+),则当价带产生1mol空穴(h+)时,在Rh表面生成的CO数目为0.5NA;价带上,CH4转化为CO和H2,则价带上的电极反应式可表示为CH4+2h++O2-= CO+2H2。
20.(1) 酯基 还原反应
(2) 2 +HC≡CCOOH +H2O
(3) H NaOH −COONa、−CH2OH
(4) 24
(5)
【分析】A和发生酯化反应生成B,B加热得到C,C在空气中加热得到D,D和CH3I、NaH发生取代反应生成E,E发生还原反应得到F。
【详解】(1)根据B中结构简式得到B中含氧官能团的名称为酯基,E中羰基变为羟基,则E→F的反应类型为还原反应;故答案为:酯基;还原反应。
(2)同一个碳原子连有四个不同的原子或原子团时,称之为手性碳,物质C中含有手性碳原子的个数是2,标记“*”为手性碳原子,反应A→B的化学方程式为+HC≡CCOOH +H2O;故答案为:2;+HC≡CCOOH +H2O。
(3)根据C()的结构特征,分析预测其可能的化学性质,含有,能与氢气反应,生成;含有,能与氢氧化钠溶液发生水解反应生成−COONa,−CH2OH;故答案为:;H2;;;NaOH;−COONa、−CH2OH。
(4)有机物A()的同分异构体有多种,同时满足①能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含酚羟基,含有苯环,②1mol该同分异构体可与2mol NaOH完全中和反应,说明含有两个酚羟基,③苯环上只有三个取代基,则含有两个酚羟基,还含有丁基,丁烷有两种结构,每种结构中有两种位置的氢,因此可以由4种连接,又由于两个酚羟基有邻、间、对三种结构,邻位苯环上有两种位置的氢,间为苯环上有三种位置的氢,对位苯环上有一种位置的氢,因此同分异构体有6×4=24种;其中核磁共振氢谱中有4组峰且峰面积之比为9:2:2:1,则含有三个甲基,两个羟基在间位,其结构简式为;故答案为:24;。
(5)和溴单质发生加成反应生成,发生水解反应生成得到,与发生加成反应生成,与甲醇发生酯化反应生成,其合成路线为:;故答案为:。
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