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    2021届高三高考化学模拟试卷十四

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    2021届高三高考化学模拟试卷十四

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    这是一份2021届高三高考化学模拟试卷十四,共7页。试卷主要包含了有机物M的结构简式为,用如图所示的装置进行实验,下列离子方程式正确的是等内容,欢迎下载使用。

    一.选择题(共7小题)
    1.《厉害了,我的国》展示了中国在航空、深海、交通、互联网等方面取得的举世瞩目的成就,它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是( )
    A.“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐
    B.港珠澳大桥使用高性能富锌底漆防腐,依据的是外加电流的阴极保护法
    C.我国提出网络强国战略,光缆线路总长超过三千万公里,光缆的主要成分是晶体硅
    D.化学材料在北京大兴机场的建设中发挥了巨大作用,其中高强度耐腐蚀钢筋属于无机材料
    2.有机物M的结构简式为:,下列关于M 的说法错误的是( )
    A.分子中含有3 种官能团
    B.1ml M 最多可与3ml NaOH 反应
    C.一定条件下可发生取代、加成、聚合反应
    D.能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色
    3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
    A.常温下1LpH=11的氨水中含有阳离子总数为0.001NA
    B.4gH2中所含的质子数为4NA
    C.1ml甲醇中含有C﹣H键的数目为4NA
    D.常温常压下,22.4L的NO2和CO2混合气体含有2NA个氧原子
    4.用如图所示的装置进行实验(夹持仪器略去,必要时可加热),其中a、b、c中分别盛有试剂1、2、3,能达到相应实验目的的是( )
    A.AB.BC.CD.D
    5.下列离子方程式正确的是( )
    A.钠和水反应:Na+H2O=Na++OH﹣+H2↑
    B.碳酸钙与盐酸反应:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
    C.碳酸氢铵溶液与过量浓氢氧化钠溶液反应:NH4++OH﹣=NH3↑+H2O
    D.碘化亚铁溶液中通入过量氯气:2Fe2++2I﹣+2Cl2=2Fe3++I2+4C1﹣
    6.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X元素原子的最外层电子数是内层电子的2倍,W元素的最高正化合价与最低负化合价代数和为4,Y、W同主族,Z为短周期主族元素中金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
    A.X的氢化物沸点一定低于Y的氢化物沸点
    B.X、Y、Z、W原子半径:Z>Y>X>W
    C.Y、Z、W可形成多种化合物
    D.X、Y形成的二元化合物一定是大气污染物
    7.在新型储能体系,可充电锂二氧化碳电池被称为“可呼吸电池2.0”,该电池的总反应式为:Li+CO2+O2Li2CO3(未配平)。其工作原理如图所示(放电时产生的碳酸锂固体储存于碳纳米管中,TEGDME是一种有机溶剂)。下列说法中正确的是( )
    A.放电时,CO2发生还原反应
    B.若有1.12LCO2参与反应,则有0.2ml电子发生转移
    C.放电时,Li+从右向左移动
    D.充电时,阳极反应为2Li2CO3﹣4e﹣=2CO2↑+O2↑+4Li+
    二.填空题(共1小题)
    8.实验室可以用乙醇和浓硫酸在170℃制乙烯,化学反应原理:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,由于浓硫酸具有强氧化性,其副产物有二氧化硫和二氧化碳等。某同学根据上述信息和实验目标选择下列实验装置设计实验探究(每种装置都有若干个):
    (1)验证用乙醇与浓硫酸混合反应副产物有二氧化硫和二氧化碳:
    ①选择必要装置连接顺序:a→ →f→g→e→d→b(填接口序号);
    ②确认混合气体中有二氧化碳存在的实验依据是 。
    (2)若制备1,2﹣二溴乙烷的装置为A→E→C→D,
    ①D中的反应现象为 。
    ②分离1,2﹣二溴乙烷的操作中使用的玻璃仪器有 。
    ③有同学建议在A、E之间增加G装置,其作用是 。
    (3)阅读资料知,“酸性高锰酸钾溶液能氧化乙烯生成二氧化碳”。请你设计方案验证资料真实性:
    ①装置的连接顺序:A→ (填装置序号)。
    ②能证明上述资料符合事实的实验现象是 。
    (4)为了探究乙烯与溴水的反应是取代反应还是加成反应,该同学进行如下实验:①测定D瓶中溴水的pH; ②将纯净的乙烯通入D至溶液完全褪色;③ 。
    三.解答题(共3小题)
    9.一种磁性材料的磨削废料的主要成分是铁镍合金(含镍质量分数约21%),还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备氢氧化镍,工艺流程如图所示。
    回答下列问题:
    (1)“酸溶”时,溶液中有Fe3+、Fe2+、Ni2+等生成,废渣的主要成分是 ;金属镍溶解的离子方程式为 。
    (2)“除铁”时H2O2的作用是 ,加入碳酸钠的目的是 。
    (3)“除铜”时,反应的离子方程式为 ,若用Na2S代替H2S除铜,优点是 。
    (4)已知除钙镁过程在陶瓷容器中进行,NaF的实际用量不能过多的理由为 。
    10.氨作为重要化工原料,被大量应用于工业生产。氨在不同催化剂条件下可发生下列两个反应:
    反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)△H=﹣905.0 kJ•ml﹣1
    反应Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)△H=﹣1266.6kJ•ml﹣1
    (1)写出NO分解生成N2与O2的热化学方程式: 。
    (2)反应Ⅰ在容积固定的密闭容器中进行,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:
    ①反应从开始到第2min时,v(H2O)= 。
    ②在第3 min时,改变的反应条件可能是 (填选项字母)。
    A.使用催化剂 B.减小压强 C.升高温度 D.增加O2的浓度
    ③该反应达到平衡状态的标志是 (填选项字母)。
    A.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度不再变化
    B.单位时间内消耗n ml NO的同时消耗n ml NH3
    C.百分含量w(NH3)=w(NO)
    D.反应速率v(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6
    (3)①若在容积为2L的密闭容器中充入8mlNH3(g)和6mlO2(g),发生反应Ⅱ.保持其他条件不变,在相同时间内测得c(N2)与温度的关系如图所示。则T1℃下,NH3的平衡转化率为 。
    ②图中a、c两点对应的容器内部压强Pa Pc(填“>”、“<”或“=”)。
    (4)氨气可用于生成硝酸铵化肥。25℃时,已知NH3•H2O的电离常数Kb=1.8×10﹣5,则硝酸铵在此温度下发生水解反应的平衡常数Kh= 。
    11.光刻胶是一种应用广泛的光敏材料,其合成路线如下(部分试剂和产物略去):
    已知:
    (1)A的化学名称是 ,E的核磁共振氢谱为三组峰,且峰面积之比为 3:2:1,E能发生水解反应,则 F 的结构简式为 。
    (2)G 分子中所含官能团名称为 ,羧酸 X 的实验式为 。
    (3)B→C 所需的试剂 Y 和反应条件分别为 ,由 F 到 G的反应类型为 。
    (4)D 和 G 反应生成光刻胶的化学方程式为 。
    (5)C 的一种同分异构体满足下列条件:①能发生银镜反应,其水解产物之一能与 FeCl3溶液发生显色反应;②苯环上的一氯取代产物只有两种,该同分异构体的结构简式为 。
    (6)根据已有知识并结合相关信息,写出以 CH3CHO 为原料制备 CH3COCOCOOH的合成路线流程图(无机试剂任选): 。
    14
    参考答案与试题解析
    一.选择题(共7小题)
    1.《厉害了,我的国》展示了中国在航空、深海、交通、互联网等方面取得的举世瞩目的成就,它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是( )
    A.“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐
    B.港珠澳大桥使用高性能富锌底漆防腐,依据的是外加电流的阴极保护法
    C.我国提出网络强国战略,光缆线路总长超过三千万公里,光缆的主要成分是晶体硅
    D.化学材料在北京大兴机场的建设中发挥了巨大作用,其中高强度耐腐蚀钢筋属于无机材料
    【分析】A.高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料,不属于传统的硅酸盐材料;
    B.港珠澳大桥使用高性能富锌底漆防腐,是构成原电池锌为负极;
    C.依据二氧化硅具有良好的光学特性解答;
    D.钢筋主要成分是铁;
    【解答】解:A、新型无机非金属材料在性能上比传统无机非金属材料有了很大的提高,可适用于不同的要求。如高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等都属于新型无机非金属材料,故A错误;
    B.港珠澳大桥使用高性能富锌底漆防腐,是构成原电池锌为负极,不是电解池,故B错误;
    C.二氧化硅具有良好的光学特性,是制造光缆的主要原料,故C错误;
    D.钢筋主要成分是铁,属于金属材料,属于无机材料,故D正确;
    故选:D。
    【点评】本题考查了物质的用途及性质等知识点,根据物质的性质、组成等知识点分析解答,重分析与应用能力的考查,注意化学与生活的联系,题目难度不大。
    2.有机物M的结构简式为:,下列关于M 的说法错误的是( )
    A.分子中含有3 种官能团
    B.1ml M 最多可与3ml NaOH 反应
    C.一定条件下可发生取代、加成、聚合反应
    D.能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色
    【分析】有机物含有碳碳双键,可发生加成、加聚和氧化反应,含有羧基,具有酸性,可发生酯化反应,含有羟基,可发生取代、消去和氧化反应,以此解答该题。
    【解答】解:A.有机物含有羟基、羧基和碳碳双键,故A正确;
    B.能与氢氧化钠反应的官能团只有羧基,则1ml M 最多可与1ml NaOH 反应,故B错误;
    C.羟基、羧基可发生取代反应,碳碳双键可发生加成、加聚反应,还可发生缩聚反应,故C正确;
    D.含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应,与酸性高锰酸钾发生氧化反应,故D正确。
    故选:B。
    【点评】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,把握官能团与性质的关系为解答的关键,注意把握烯烃、醇的性质,题目难度中等。
    3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
    A.常温下1LpH=11的氨水中含有阳离子总数为0.001NA
    B.4gH2中所含的质子数为4NA
    C.1ml甲醇中含有C﹣H键的数目为4NA
    D.常温常压下,22.4L的NO2和CO2混合气体含有2NA个氧原子
    【分析】A、pH=11的氨水中,氢氧根的浓度为0.001ml/L,根据电荷守恒来分析;
    B、求出重氢的物质的量,然后根据1ml重氢中含2ml质子来分析;
    C、甲醇中含3条C﹣H键;
    D、常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L/ml.
    【解答】解:A、pH=11的氨水中,氢氧根的浓度为0.001ml/L,根据电荷守恒可知:c(OH﹣)=c(H+)+c(NH4+),故溶液中的阳离子的浓度和为0.001ml/L,故溶液中的阳离子的个数和为0.001NA个,故A正确;
    B、4g重氢的物质的量为1ml,而1ml重氢中含2ml质子,故含2NA个,故B错误;
    C、甲醇中含3条C﹣H键,故1ml甲醇中含3NA个C﹣H键,故C错误;
    D、常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L/ml,故混合气体的物质的量小于1ml,则含有的氧原子的个数小于2NA个,故D错误。
    故选:A。
    【点评】本题考查了阿伏加德罗常数的有关计算,熟练掌握公式的使用和物质的结构是解题关键,难度不大.
    4.用如图所示的装置进行实验(夹持仪器略去,必要时可加热),其中a、b、c中分别盛有试剂1、2、3,能达到相应实验目的的是( )
    A.AB.BC.CD.D
    【分析】A.浓盐酸与二氧化锰反应需要加热;
    B.浓硝酸与Cu反应生成二氧化氮,挥发的硝酸与二氧化氮均可氧化KI生成碘;
    C.碳酸氢根离子与硫酸反应生成二氧化碳;
    D.生成的二氧化硫能被高锰酸钾氧化。
    【解答】解:A.浓盐酸与二氧化锰反应制备氯气需要加热,饱和食盐水可除去HCl,题中装置可完成实验,故A正确;
    B.浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,二氧化氮具有氧化性,挥发的硝酸与二氧化氮均可氧化KI生成碘,均使KI﹣淀粉溶液使溶液变蓝,不能实现实验目的,故B错误;
    C.若溶液X中含有碳酸氢根离子或亚硫酸氢根离子或亚硫酸根离子均能达到相同现象,故无法实现实验目的,故C错误;
    D.图中实验证明二氧化硫具有还原性而不是漂白性,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、物质的制备、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.下列离子方程式正确的是( )
    A.钠和水反应:Na+H2O=Na++OH﹣+H2↑
    B.碳酸钙与盐酸反应:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
    C.碳酸氢铵溶液与过量浓氢氧化钠溶液反应:NH4++OH﹣=NH3↑+H2O
    D.碘化亚铁溶液中通入过量氯气:2Fe2++2I﹣+2Cl2=2Fe3++I2+4C1﹣
    【分析】A.转移电子、电荷不守恒;
    B.碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水、二氧化碳;
    C.氢氧化钠溶液过量,碳酸氢根离子也参与反应;
    D.向碘化亚铁溶液中通入过量的氯气生成氯化铁、碘单质。
    【解答】解:A.转移电子和电荷不守恒,钠和水反应的离子反应为2Na+2H2O=2Na++2OH﹣+H2↑,故A错误;
    B.碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水、二氧化碳,离子方程式:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,故B正确;
    C.碳酸氢铵与足量NaOH溶液混合反应生成碳酸钠和一水合氨,反应的离子方程式为:2OH﹣+NH4++HCO3﹣=CO32﹣+NH3•H2O+H2O,故C错误;
    D.向碘化亚铁溶液中通入过量的氯气的离子反应为2Fe2++4I﹣+3Cl2=2Fe3++2I2+6Cl﹣,故D错误;
    故选:B。
    【点评】本题考查离子方程式正误判断,为高频考点,明确离子方程式书写规则、元素化合物性质是解本题关键,注意:单质、沉淀、气体、弱电解质、氧化物都写化学式,注意D中离子反应先后顺序,为解答易错点。
    6.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X元素原子的最外层电子数是内层电子的2倍,W元素的最高正化合价与最低负化合价代数和为4,Y、W同主族,Z为短周期主族元素中金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
    A.X的氢化物沸点一定低于Y的氢化物沸点
    B.X、Y、Z、W原子半径:Z>Y>X>W
    C.Y、Z、W可形成多种化合物
    D.X、Y形成的二元化合物一定是大气污染物
    【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X元素原子的最外层电子数是内层电子的2倍,则X为C元素;W元素的最高正化合价与最低负化合价代数和为4,W位于ⅥA族,O没有最高正价,则W为S;Y、W同主族,则Y为O;Z为短周期主族元素中金属性最强的元素,则Z为Na元素,据此解答。
    【解答】解:根据分析可知,X为C元素,Y为O,Z为Na,W为S元素。
    A.C的氢化物为烃,碳原子数较多的烃为固体,其沸点大于水,故C错误;
    B.同一周期从左向右原子半径逐渐减小,同一主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径:Z>W>X>Y,故B错误;
    C.O、Na、S可以形成硫酸钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠等多种化合物,故C正确;
    D.C、O形成的二氧化碳不属于大气污染物,故D错误;
    故选:C。
    【点评】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。
    7.在新型储能体系,可充电锂二氧化碳电池被称为“可呼吸电池2.0”,该电池的总反应式为:Li+CO2+O2Li2CO3(未配平)。其工作原理如图所示(放电时产生的碳酸锂固体储存于碳纳米管中,TEGDME是一种有机溶剂)。下列说法中正确的是( )
    A.放电时,CO2发生还原反应
    B.若有1.12LCO2参与反应,则有0.2ml电子发生转移
    C.放电时,Li+从右向左移动
    D.充电时,阳极反应为2Li2CO3﹣4e﹣=2CO2↑+O2↑+4Li+
    【分析】A、由4Li+2CO2+O22Li2CO3反应方程式可知,二氧化碳中各元素的化合价不变;
    B、状况不知,所以气体摩尔体积不知;
    C、放电时阳离子向正极移动;
    D、充电时阳极发生氧化反应生成氧气。
    【解答】解:A、由4Li+2CO2+O22Li2CO3反应方程式可知,二氧化碳中各元素的化合价不变,所以放电时,CO2既不是氧化剂也不是还原剂,故A错误;
    B、状况不知,所以气体摩尔体积不知,所以无法由体积求物质的量,故B错误;
    C、放电时阳离子向正极移动,所以Li+从左向左右移动,故C错误;
    D、充电时阳极发生氧化反应生成氧气,电极反应式为2Li2CO3﹣4e﹣=2CO2↑+O2↑+4Li+,故D正确;
    故选:D。
    【点评】本题考查原电池及电解池,为高频考点,把握电极判断、电极反应、工作原理为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意电化学知识的应用及钠的性质,题目难度不大。
    二.填空题(共1小题)
    8.实验室可以用乙醇和浓硫酸在170℃制乙烯,化学反应原理:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,由于浓硫酸具有强氧化性,其副产物有二氧化硫和二氧化碳等。某同学根据上述信息和实验目标选择下列实验装置设计实验探究(每种装置都有若干个):
    (1)验证用乙醇与浓硫酸混合反应副产物有二氧化硫和二氧化碳:
    ①选择必要装置连接顺序:a→ e→d →f→g→e→d→b(填接口序号);
    ②确认混合气体中有二氧化碳存在的实验依据是 后一个C瓶里品红溶液不褪色,B瓶溶液变浑浊 。
    (2)若制备1,2﹣二溴乙烷的装置为A→E→C→D,
    ①D中的反应现象为 溴水褪色,下层有油状 。
    ②分离1,2﹣二溴乙烷的操作中使用的玻璃仪器有 分液漏斗、烧杯 。
    ③有同学建议在A、E之间增加G装置,其作用是 防止倒吸 。
    (3)阅读资料知,“酸性高锰酸钾溶液能氧化乙烯生成二氧化碳”。请你设计方案验证资料真实性:
    ①装置的连接顺序:A→ E→B→F→B (填装置序号)。
    ②能证明上述资料符合事实的实验现象是 后一个C瓶里品红溶液不褪色,B瓶溶液变浑浊 。
    (4)为了探究乙烯与溴水的反应是取代反应还是加成反应,该同学进行如下实验:①测定D瓶中溴水的pH; ②将纯净的乙烯通入D至溶液完全褪色;③ 测定反应后D瓶溶液的pH 。
    【分析】(1)①浓硫酸具有脱水性,乙醇有少量碳化,碳和浓硫酸加热反应有二氧化硫和二氧化碳生成,验证SO2用品红溶液,红色褪去说明产物中有SO2,然后用溴水除去多余的SO2,用品红溶液证明SO2已经完全被除去,再用澄清石灰水证明CO2的存在,据此连接各装置;
    ②后一个C瓶中的品红溶液不褪色,证明二氧化硫已经除尽,而B中澄清石灰水变浑浊,则证明混合气体中含有二氧化碳;
    (2)制备1,2﹣二溴乙烷,先用NaOH除去二氧化硫和二氧化碳,再用品红证明SO2已被除尽,然后通入溴水反应制的产物,据此进行解答;
    (3)在验证酸性高锰酸钾溶液是否能氧化乙烯生成二氧化碳前,需要先先用NaOH除去乙烯气体中混有的二氧化硫和二氧化碳,再用澄清石灰水证明CO2已被除尽,然后通过酸性高锰酸钾溶液,再通过澄清石灰水,根据是否变浑浊就可以证明,据此进行解答;
    (4)乙烯若与溴水发生取代,则有HBr生成从而使溶液显酸性,若发生加成反应则生成CH2BrCH2Br,溴水酸性较弱,溶液的pH增大,据此进行设计方案。
    【解答】解:(1)①乙醇和浓硫酸反应,浓硫酸具有脱水性,乙醇有少量碳化,碳和浓硫酸加热反应有二氧化硫和二氧化碳生成,验证SO2用品红溶液,红色退去说明产物中有SO2,然后用溴水除去多余的SO2,用品红溶液证明SO2已经完全被除去,再用澄清石灰水证明CO2的存在,所以装置的连接顺序为:a→e→d→f→g→e→d→b,
    故答案为:e→d;
    ②当后一个C瓶里品红溶液不褪色,B瓶溶液变浑浊,则证明混合气体中有二氧化碳存在,
    故答案为:后一个C瓶里品红溶液不褪色,B瓶溶液变浑浊;
    (2)①乙烯与溴水发生加成反应生成1,2﹣二溴乙烷,生成的1,2﹣二溴乙烷不溶于水,密度大于水,则会观察到D中溴水褪色,下层有油状物质生成,
    故答案为:溴水褪色,下层有油状;
    ②1,2﹣二溴乙烷不溶于水,可以通过分液操作分离出1,2﹣二溴乙烷,用到的主要仪器为分液漏斗和烧杯,
    故答案为:分液漏斗、烧杯;
    ③二氧化硫和二氧化碳气体易与氢氧化钠溶液反应,导致发生倒吸现象,添加G装置可以防止倒吸,起到了安全瓶的作用,
    故答案为:防倒吸(或作安全瓶);
    (3)①验证酸性高锰酸钾溶液是否能氧化乙烯生成二氧化碳,需要先用NaOH除去二氧化硫和二氧化碳,再用澄清石灰水证明CO2已被除尽,然后通过酸性高锰酸钾溶液,再通过澄清石灰水,根据是否变浑浊就可以证明,所以装置的连接顺序为:A→E→B→F→B,
    故答案为:E→B→F→B;
    ②当第一个B瓶(前一个)溶液无浑浊,说明乙烯中混有的二氧化硫、二氧化碳已经除尽,而第二个B瓶(后一个)溶液变浑浊时,则证明酸性高锰酸钾溶液能氧化乙烯生成二氧化碳,
    故答案为:第一个B瓶(前一个)溶液无浑浊,第二个B瓶(后一个)溶液变浑浊;
    (4)乙烯与溴水的反应,如果是取代反应,反应会生成HBr,则溶液的pH会减小,如果发生加成反应,pH会增大,所以可通过测反应后D中溶液的pH进行判断,
    故答案为:测定反应后D瓶溶液的pH。
    【点评】本题考查了乙醇的消去反应、物质性质实验方案的设计与评价、乙烯的化学性质及检验方法等知识,题目难度中等,试题综合性较强,知识点较多,充分考查了学生对所学知识的掌握情况,试题考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。
    三.解答题(共3小题)
    9.一种磁性材料的磨削废料的主要成分是铁镍合金(含镍质量分数约21%),还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备氢氧化镍,工艺流程如图所示。
    回答下列问题:
    (1)“酸溶”时,溶液中有Fe3+、Fe2+、Ni2+等生成,废渣的主要成分是 SiO2 ;金属镍溶解的离子方程式为 5Ni+12H++2NO3﹣═5Ni2++N2↑+6H2O 。
    (2)“除铁”时H2O2的作用是 将Fe2+氧化为Fe3+ ,加入碳酸钠的目的是 调节溶液的pH,使Fe3+完全沉淀为黄钠铁矾渣 。
    (3)“除铜”时,反应的离子方程式为 H2S+Cu2+═CuS↓+2H+ ,若用Na2S代替H2S除铜,优点是 无易挥发的有毒气体H2S逸出,可保护环境 。
    (4)已知除钙镁过程在陶瓷容器中进行,NaF的实际用量不能过多的理由为 过量的F﹣生成氢氟酸会腐蚀陶瓷容器 。
    【分析】废料与稀硫酸、稀硝酸酸溶反应生成溶液中有Fe3+、Fe2+、Ni2+等,二氧化硅不溶,废渣的主要成分是SiO2,双氧水具有强氧化性,加入双氧水目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+,加入碳酸钠调节pH,除掉铁离子,通入硫化氢除掉铜离子,硫化氢可与铜离子反应生成硫化铜,则滤渣含CuS,加入氟化钠,可生成氟化钙、氟化镁沉淀,最后加NaOH生成氢氧化镍沉淀,以此解答该题。
    【解答】解:(1)“酸溶”时,硅的氧化物与硫酸和硝酸均不反应,故废渣的主要成分为SiO2,“酸溶”时加入的是混酸,金属镍溶解时,Ni与硝酸发生氧化还原反应,离子方程式为5Ni+12H++2NO3﹣═5Ni2++N2↑+6H2O,
    故答案为:SiO2;5Ni+12H++2NO3﹣═5Ni2++N2↑+6H2O;
    (2)“酸溶”后所得溶液中含有Fe3+、Fe2+,“除铁”时H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,加入碳酸钠的目的是调节溶液的pH,使Fe3+完全沉淀为黄钠铁矾渣,
    故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+;调节溶液的pH,使Fe3+完全沉淀为黄钠铁矾渣;
    (3)“除铜”时通入H2S,将Cu2+沉淀,反应的离子方程式为H2S+Cu2+═CuS↓+2H+,H2S为易挥发有毒气体,若用Na2S代替H2S除铜,可保护环境,
    故答案为:H2S+Cu2+═CuS↓+2H+;无易挥发的有毒气体H2S逸出,可保护环境;
    (4)“除铜”时生成了CuS和H+,溶液酸性增强,加入NaF除钙镁,若NaF的实际用量过多,则有HF生成,HF会腐蚀陶瓷容器,
    故答案为:过量的F﹣生成氢氟酸会腐蚀陶瓷容器。
    【点评】本题考查混合物分离提纯及物质的制备实验,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、混合物分离提纯、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识的应用,题目难度不大。
    10.氨作为重要化工原料,被大量应用于工业生产。氨在不同催化剂条件下可发生下列两个反应:
    反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)△H=﹣905.0 kJ•ml﹣1
    反应Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)△H=﹣1266.6kJ•ml﹣1
    (1)写出NO分解生成N2与O2的热化学方程式: 2NO(g)⇌N2(g)+O2(g)△H=﹣180.8kJ•ml﹣1 。
    (2)反应Ⅰ在容积固定的密闭容器中进行,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:
    ①反应从开始到第2min时,v(H2O)= 0.375ml/(L•min) 。
    ②在第3 min时,改变的反应条件可能是 C (填选项字母)。
    A.使用催化剂 B.减小压强 C.升高温度 D.增加O2的浓度
    ③该反应达到平衡状态的标志是 B (填选项字母)。
    A.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度不再变化
    B.单位时间内消耗n ml NO的同时消耗n ml NH3
    C.百分含量w(NH3)=w(NO)
    D.反应速率v(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6
    (3)①若在容积为2L的密闭容器中充入8mlNH3(g)和6mlO2(g),发生反应Ⅱ.保持其他条件不变,在相同时间内测得c(N2)与温度的关系如图所示。则T1℃下,NH3的平衡转化率为 60% 。
    ②图中a、c两点对应的容器内部压强Pa < Pc(填“>”、“<”或“=”)。
    (4)氨气可用于生成硝酸铵化肥。25℃时,已知NH3•H2O的电离常数Kb=1.8×10﹣5,则硝酸铵在此温度下发生水解反应的平衡常数Kh= 5.6×10﹣10 。
    【分析】(1)反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)△H=﹣905.0 kJ•ml﹣1
    反应Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)△H=﹣1266.6kJ•ml﹣1
    ,根据盖斯定律( II﹣I)计算2NO(g)=O2+N2(g)的焓变△H;
    (2)①反应从开始到第2min时,根据表中数据计算v(NO),结合4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)中物质计量关系得到v(H2O)=v(NO);
    ②在第3min后到4min,根据表中数据可知,反应按比例向逆方向移动,结合该反应正向为气体体积增大的放热反应特点分析解答;
    ③反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,且不等于0,各物质的浓度不再发生变化,由此衍生的一些物理量不发生变化,据此解答;
    (3)①T1℃时,c(N2)=1.2ml/L,则生成的氮气为1.2ml/L×2L=2.4ml,根据反应4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)计算消耗的氨气为4.8ml,结合转化率=×100%计算;
    ②a、c两点相比,气体组成相同,但c点温度较高,根据PV=nRT分析判断;
    (4)25℃时,已知NH3•H2O的电离常数Kb=1.8×10﹣5,则NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+的水解平衡常数Kh=,据此计算。
    【解答】解:(1)反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)△H=﹣905.0 kJ•ml﹣1
    反应Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)△H=﹣1266.6kJ•ml﹣1
    ,根据盖斯定律( II﹣I)计算2NO(g)=O2+N2(g)的焓变△H=[(﹣1266.6 kJ•ml﹣1)﹣(﹣905.0 kJ•ml﹣1)]=﹣180.8 kJ•ml﹣1,NO分解生成N2与O2的热化学方程式为2NO(g)⇌N2(g)+O2(g)△H=﹣180.8 kJ•ml﹣1,故答案为:2NO(g)⇌N2(g)+O2(g)△H=﹣180.8 kJ•ml﹣1;
    (2)①反应从开始到第2min时,v(H2O)=v(NO)=×=0.375ml/(L•min),故答案为:0.375ml/(L•min);
    ②在第3min后到4min,根据数据可知反应按比例向逆方向移动,因为该反应为气体体积增大的放热反应,
    A.使用催化剂不能使平衡移动,故A不选;
    B.臧小压强,平衡向气体体积增大的正反应方向移动,故B不选;
    C.升高温度,平衡向吸热反应的逆方向移动,符合实验结果,故C选;
    D.增加O2的浓度平衡向正反应方向移动,故D不选;
    故答案为:C;
    ③A、恒温恒容条件下,气体的总质量不变,则混合气体的密度始终不变,所以混合气体的密度不变不能作为达到平衡状态的标志,故A错误;
    B、单位时间内消耗nmlNO的同时消耗nmlNH3,符合同一物质的正逆反应速率相等,可作为达到平衡状态的标志,故B正确;
    C、用百分含量w(NH3)=w(NO) 不一定是平衡状态,所以不能作为达到平衡状态的标志,故C错误;
    D、用NH3、O2、NO、H2O的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为4:5:4:6的状态,不一定是平衡状态,不能作为达到平衡状态的标志,故D错误;
    故答案为:B;
    (3)①T1℃时,c(N2)=1.2ml/L,则生成的氮气为1.2ml/L×2L=2.4ml,根据反应4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)可知消耗的氨气为4.8ml,故转化率为×100%=60%,故答案为:60%;
    ②a、c两点相比,气体组成相同,但c点温度较高,c点温度较高、根据PV=nRT可知,c点压强大,故图中a、c两点对应的容器内部压强Pa<Pc,
    故答案为:<;
    (4)25℃时,已知NH3•H2O的电离常数Kb=1.8×10﹣5,则NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+,Kh===5.6×10﹣10,
    故答案为:5.6×10﹣10。
    【点评】本题以氨物质的反应为载体考查了盖斯定律的应用、化学反应速率的计算,化学平衡状态的判定、化学平衡影响因素,电离平衡常数的计算及应用等,侧重学生分析能力、计算能力、灵活运用能力的考查,掌握化学反应原理等基础是解题关键,题目难度中等。
    11.光刻胶是一种应用广泛的光敏材料,其合成路线如下(部分试剂和产物略去):
    已知:
    (1)A的化学名称是 苯甲醛 ,E的核磁共振氢谱为三组峰,且峰面积之比为 3:2:1,E能发生水解反应,则 F 的结构简式为 。
    (2)G 分子中所含官能团名称为 羟基 ,羧酸 X 的实验式为 CH2O 。
    (3)B→C 所需的试剂 Y 和反应条件分别为 银氨溶液、水浴加热或新制氢氧化铜悬浊液、加热 ,由 F 到 G的反应类型为 取代反应或水解反应 。
    (4)D 和 G 反应生成光刻胶的化学方程式为 。
    (5)C 的一种同分异构体满足下列条件:①能发生银镜反应,其水解产物之一能与 FeCl3溶液发生显色反应;②苯环上的一氯取代产物只有两种,该同分异构体的结构简式为 。
    (6)根据已有知识并结合相关信息,写出以 CH3CHO 为原料制备 CH3COCOCOOH的合成路线流程图(无机试剂任选): 。
    【分析】由D的结构可知,A中含有苯环,A与CH3CHO反应得到B,由物质B的分子式及信息Ⅰ,可推知A为,B为,B与银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液发生氧化反应、酸化得到C,则C为.C发生取代反应得到D.结合G的结构可知,乙炔和羧酸X加成生成E,E发生加聚反应得到F,则E分子中含有碳碳双键,结合分子式可知,X为CH3COOH,E为CH3COOCH=CH2,F为,G与D发生信息Ⅱ的反应得到光刻胶,则光刻胶的结构简式为:。
    (6)CH3CHO 在稀NaOH溶液、加热条件下反应生成CH3CH=CHCHO,CH3CH=CHCHO和银氨溶液发生氧化反应生成CH3CH=CHCOOH,CH3CH=CHCOOH和Br2发生加成反应生成CH3CHBrCHBrCOOH,CH3CHBrCHBrCOOH和NaOH水溶液在加热条件下发生取代反应生成CH3CH(OH)CH(OH)COOH,然后催化氧化生成CH3COCOCOOH。
    【解答】解:(1)A为,A的名称为:苯甲醛;F的结构简式为,
    故答案为:苯甲醛;;
    (2)G 分子中所含官能团名称为:羟基。羧酸 X为CH3COOH,其实验式为CH2O,
    故答案为:羟基;CH2O;
    (3)B→C 是醛基转化为羧基,所需的试剂 Y 和反应条件分别为:银氨溶液、水浴加热或新制氢氧化铜悬浊液、加热。由 F 到 G发生酯的水解反应,属于取代反应,
    故答案为:银氨溶液、水浴加热或新制氢氧化铜悬浊液、加热;取代反应会水解反应;
    (4)D 和 G 反应生成光刻胶的化学方程式为:,
    故答案为:;
    (5)C() 的一种同分异构体满足下列条件:①能发生银镜反应,其水解产物之一能与 FeCl3溶液发生显色反应,说明含有甲酸形成的酯基;②苯环上的一氯取代产物只有两种,可以是2个不同的取代基处于对位,该同分异构体的结构简式为:,
    故答案为:;
    (6)CH3CHO 在稀NaOH溶液、加热条件下反应生成CH3CH=CHCHO,CH3CH=CHCHO和银氨溶液发生氧化反应生成CH3CH=CHCOOH,CH3CH=CHCOOH和Br2发生加成反应生成CH3CHBrCHBrCOOH,CH3CHBrCHBrCOOH和NaOH水溶液在加热条件下发生取代反应生成CH3CH(OH)CH(OH)COOH,然后催化氧化生成CH3COCOCOOH.合成路线流程图为:,
    故答案为:。
    【点评】本题考查有机物的推断与合成,充分利用转化关系中物质的结构及分子式结合正、逆推法进行推断,较好的考查学生的分析、推理能力,注意掌握官能团的性质与转化,难度中等。
    声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布
    日期:2021/3/25 1:24:30;用户:18185977636;邮箱:18185977636;学号:25303007
    选项
    试剂1
    试剂2
    试剂3
    实验目的
    装置
    A
    浓盐酸
    MnO2
    饱和NaCl溶液
    除去Cl2中的HCl
    B
    浓HNO3
    Cu片
    KI﹣淀粉溶液
    验证NO2的氧化性
    C
    稀硫酸
    溶液X
    澄清石灰水
    验证X中是否有CO32﹣
    D
    70%硫酸
    Na2SO3
    酸性KMnO4溶液
    验证SO2具有漂白性
    时间 浓度
    c(NH3)/ml/L﹣1
    c((O2)/ml/L
    c(NO)/ml/L
    第 0 min
    0.8
    1.6
    0
    第 2 min
    0.3
    0.975
    0.5
    第 3 niin
    0.3
    0.975
    0.5
    第4 min
    0.7
    1.475
    0.1
    选项
    试剂1
    试剂2
    试剂3
    实验目的
    装置
    A
    浓盐酸
    MnO2
    饱和NaCl溶液
    除去Cl2中的HCl
    B
    浓HNO3
    Cu片
    KI﹣淀粉溶液
    验证NO2的氧化性
    C
    稀硫酸
    溶液X
    澄清石灰水
    验证X中是否有CO32﹣
    D
    70%硫酸
    Na2SO3
    酸性KMnO4溶液
    验证SO2具有漂白性
    时间 浓度
    c(NH3)/ml/L﹣1
    c((O2)/ml/L
    c(NO)/ml/L
    第 0 min
    0.8
    1.6
    0
    第 2 min
    0.3
    0.975
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    第 3 niin
    0.3
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