江苏省南通市海安高级中学2022-2023学年高三上学期第二次月考化学试题(含答案)
展开2023届高三化学阶段测试(二)
化 学
注意:本试卷分第一部分选择题和第二部分非选择题,共100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 K 39 Zr 91
一、单项选择题:本题包括13小题,每小题3分,共计39分。每小题只有一个选项符合题意。
1.下列物质不能用作食品添加剂的是
A.氯化镁 B.亚硝酸钠 C.山梨酸钾 D.三聚氰胺
2.少量H2S通入CuSO4溶液生成CuS 沉淀和 H2SO4。下列说法正确的是
A.H2S的电子式: B.SO42-的空间构型为正四面体
C.CuS中S元素的化合价为-1 D.CuSO4仅含离子键
3.向Na2SiO3溶液通CO2后可生成胶状沉淀H2SiO3,进而可制得干燥剂硅胶。下列说法正确的是
A.半径大小:r(Na+) < r(O2-) B.电负性大小:χ(N) > χ(O)
C.电离能大小:I1(Na) > I2(H) D.酸性强弱: H2CO3 < H2SiO3
4. 实验室进行二氧化硫气体制取和性质实验装置如图所示。下列说法正确是
A. 如果铜丝过量,浓硫酸可以全部消耗
B. 把品红溶液换成高锰酸钾溶液,可以验证SO2的相同性质
C. 用石蕊试液检验SO2水溶液的酸性
D. 浸NaOH溶液的棉团的作用是防止空气中CO2的影响
阅读下列材料,完成5~7题:
周期表中VIIA族元素及其化合物应用广泛。Cl2是一种重要的化工原料,大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、燃料和药品等;ClO2用作自来水消毒剂;NaClO、Ca(ClO)2既可用作漂白棉麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂;氯可形成多种含氧酸HClO、HClO2、HClO3、HClO4;AgBr可用作感光材料;AgI可用于人工降雨;KIO3常用作食盐中的补碘剂。
5. 下列说法正确的是
A.ClO3-中O-Cl-O夹角大于ClO4-中O-Cl-O夹角
B.ClO2是由极性键构成的非极性分子
C.碘原子(53I)基态核外电子排布式为5s25p5
D.前五周期的VIIA族元素单质的晶体类型相同
6. 已知下列离子反应自发进行:
①CO2 + Ca2++ 2ClO-+ H2O == CaCO3↓ + 2HClO
②CO32- + HClO == HCO3-+ ClO-
下列说法正确的是
A. 由反应①可推断:Ka2(H2CO3)>Ka(HClO)
B. 向新制饱和氯水中加入少量碳酸钙,固体不会溶解
C. 向等物质的量浓度NaHCO3和NaClO混合液中加入CaCl2(s),可生成HClO
D. 将CO2通入NaClO溶液中,发生反应:CO2 + 2NaClO + H2O ==Na2CO3 + HClO
7.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.AgBr呈淡黄色,可用作感光材料
B.Cl2易液化,可用作生产漂白液
C.ClO2具有强氧化性,可用作自来水消毒
D.KIO3易溶于水,可用作食盐中加碘
8.硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.自然界中硫化物在地表附近受氧气和水的长期作用会转化为硫酸盐
B.石膏(CaSO4·2H2O)被加热到150℃时转化为熟石膏(2CaSO4·H2O)
C.工业上以黄铁矿为原料经煅烧、催化氧化、吸收等反应生成H2SO4
D.火山口附近的硫单质会被大气中氧气氧化为三氧化硫
9. 化合物Z是合成用于降低体重、缩小腰围药物利莫那班的重要中间体。
下列有关X、Y、Z的说法不正确的是
A.X→Y、Y→Z都是取代反应
B.X分子中所有碳原子可能在同一平面上
C.Y在浓硫酸催化下加热可发生消去反应
D.1mol Z与足量NaOH溶液加热反应最多消耗3mol NaOH
10.2021年我国科学家以CO2为原料人工合成淀粉,其效率约为传统农业生产淀粉的8.5倍,其部分合成路线如下图所示,下列有关说法正确的是
A. 反应① ΔH < 0
B.消耗1mol CH3OH 转移电子数目为4×6.02×1023
C.化合物a能与NaOH发生反应
D.实际应用中,加入氧气的量越多,淀粉的产率越高
11.下列实验设计能达到实验目的的是
选项 | 实验目的 | 实验的设计或操作 |
A | 比较Cl与S元素的非金属性强弱 | 相同条件下,测定相同浓度的NaCl溶液和Na2S溶液的pH |
B | 比较Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小 | 向AgCl浊液中滴入少量的KI溶液,振荡 |
C | 欲除去苯中混有的苯酚 | 向混合液中加入浓溴水,充分反应后,过滤 |
D | 证明氧化性H2O2比Fe3+强 | 将硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中 |
12.联氨(N2H4)可溶于水,在水中的电离方式与氨(NH3)相似。室温下,向0.1mol/L联氨溶液中通入HCl,若通入HCl所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略。下列说法不正确的是
已知:N2H4电离平衡常数分别为Kb1 ≈ 1×10-6 Kb2 ≈ 1×10-15。
A.N2H4吸收等物质的量HCl所得溶液中:c(N2H62+) < c(N2H4)
B.N2H4完全转化为N2H6Cl2时。溶液中:c(OH-) + c(Cl-) = c(H+) + c(N2H5+) + 2c(N2H62+)
C.2N2H5+ N2H4 + N2H62+ 的平衡常数为K,则K= 1×10-9
D.常温下,N2H6Cl2与N2H5Cl的混合溶液可能呈中性
13.CH4—CO2重整反应能够有效去除大气中 CO2,是实现“碳中和”的重要途径之一,发生的反应如下:
重整反应: CH4(g)+CO2(g) == 2CO(g)+2H2(g) ΔH
积炭反应Ⅰ: 2CO(g) == CO2(g)+C(s) ΔH1 = -172 kJ·mol-1
积炭反应Ⅱ: CH4(g) == C(s)+2H2(g) ΔH2 = +75kJ·mol-1
在恒压、起始投料比=1条件下,体系中含碳组分平衡时的物质的量随温度变化关系曲线如图所示。下列说法正确的是
A.重整反应的反应热ΔH=-247 kJ·mol-1
B.曲线B表示CH4平衡时物质的量随温度的变化
C.积炭会导致催化剂失活,降低CH4的平衡转化率
D.低于600℃时,降低温度有利于减少积炭的量并去除CO2气体
二、非选择题:共4题,共61分
14.(15分)门捷列夫在研究周期表时预言了“类铝”元素镓,镓(Ga)位于元素周期表第IIIA族,高纯镓广泛用于半导体材料、光电材料、光学材料等领域。
(1)一种利用炼锌渣(主要含Pb、Zn、Cu、Fe的氧化物和一定量GaCl3 )为原料制备高纯镓的流程如图所示:
已知:(i)电解步骤制取镓时两极均采用惰性电极;
(ii)Cu + Cu2+ + 2Cl- ==2CuCl↓,CuCl难溶于水和稀酸;ZnS、Ga2S3均难溶于水。
(iii)20°C ,Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5,Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35。
回答下列问题:
①试剂a(Cu)的主要作用是 ▲ 。
②滤渣4的主要成份为 ▲ 。
③已知:Ga3+ + 4OH-[Ga(OH)4]- K≈1.0×1034。为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解,计算反应Ga(OH)3 + NH3·H2O[Ga(OH)4]- + NH的平衡常数K= ▲ 。
④电解步骤中,阴极的电极反应式为 ▲ 。
(2)砷化镓(GaAs)太阳能电池为我国“玉兔二号”月球车提供充足能量。GaAs的晶胞结构如图甲所示,将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示。
①GaAs中Ga的化合价为 ▲ 。
②在Mn掺杂到GaAs的晶体中每个Mn最近且等距离的As的数目为 ▲ 。
15.(15分)奧希替尼(osimertinib)是一种重要而昂贵的肺癌靶向药,纳入我国医保后,大大减轻了患者的经济负担。其合成路线如下图所示:
已知信息:①R’-C≡NR’-COOH (其中R’为烃基)。
② 难以直接与羧基反应。
(1)F分子中碳原子的杂化轨道类型为 ▲ 。
(2)J→奧希替尼的反应类型为 ▲ 。
(3)B→C中有一种分子式为C7H9ON2F的副产物生成,该副产物的结构简式为: ▲ 。
(4)G与苯甲醇发生酯化反应生成的酯()的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式: ▲ 。
①能发生银镜反应;②苯环上有两个取代基;③分子中有四种化学环境不同的氢
(5)参照上述合成路线,以 和CH3CH(OH)CH3为原料,设计合成 的路线(其他无机试剂任选): ▲ 。
16.(15分)ZrO2是重要的耐高温材料,可用作陶瓷遮光剂和良好的催化剂。天然锆石的主要成分是ZrSiO4,另外还常含有Fe、Al、Cu的氧化物等杂质。工业上以天然锆石为原料制备ZrO2的工艺流程如下:
已知:(i)加热氯化过程中ZrSiO4生成ZrCl4、SiCl4等;ZrCl4易溶于水,400℃时升华;
(ii)常用的铜抑制剂为NaCN,它可与重金属离子生成沉淀,如Cu(CN)2。
(iii)“配合”生成的Fe(SCN)3难溶于MIBK(甲基异丁基酮,密度小于水),Zr(SCN)4在水中的溶解度小于在MIBK中的溶解度。
(1)“氯化”过程中,ZrSiO4发生反应的化学方程式为 ▲ ,若“氯化”温度过高会导致ZrCl4产率降低,原因是 ▲ 。
(2)溶解时,加入盐酸量不宜过多的原因为 ▲ 。
(3)流程中“萃取”与“反萃取”可以分离铁、富集锆,简述“萃取”的原理: ▲ 。
(4)为提高反萃取率,本实验分三次反萃取。请简述反萃取的操作过程:取一定体积萃取后的MIBK溶液加入分液漏斗中 ▲ 得到Zr(SO4)2溶液。
(可选择试剂:约100mL1mol/L H2SO4溶液、约100mL3mol/L H2SO4溶液)
(5)用EDTA可快速测定反萃取液中锆的含量,其操作步骤如下:
①用移液管吸取10.00 mL酸浸液于250 mL锥形瓶中,加入约100 mL水;
②以6 mol·L-1的盐酸调节溶液pH在0~0.3,加入0.2 g盐酸羟胺,加热煮沸;
③加入2滴二甲酚橙指示剂,趁热用0.02000 mol·L-1 EDTA标准溶液进行滴定,EDTA与ZrO2+
按1︰1的比例进行螯合消耗EDTA 14.30 mL;
④至溶液由紫红色突变为亮黄色且30 s保持不变色,即为终点。
根据相关数据,计算酸浸液中锆的含量(以ZrO2计)为 ▲ mg·mL-1(保留两位小数)。
17.(16分)炼油、石化等工业会产生含硫(-2价)废水,处理的方法有沉淀法、氧化法。
(1)沉淀法。用如图1装置可以将废水中的硫转化为FeS沉淀。控制其他条件一定,测得出口处硫转化为FeS的沉淀率与溶液pH的关系如图2所示。
①该装置沉淀废水中的硫的原理可描述为 ▲ 。
②pH>10时,pH越大,硫的沉淀率越低,原因是 ▲ 。
(2)氧化法。H2O2氧化法、催化氧化法等可以将含硫废水中硫元素氧化。
①H2O2氧化法:向含S2-的废水中,加入H2O2溶液,其他条件一定,测得硫(-2价)的去除率、S(单质)的生成率与所加H2O2溶液体积的关系如图3所示。当所加H2O2溶液体积大于9mL时,所加H2O2溶液越多,S的生成率越低,用离子方程式表示其原因 ▲ 。
②催化氧化法:MnO2—聚苯胺(MnO2为催化剂、聚苯胺为催化剂载体)可用作空气氧化含硫(-2价)废水的催化剂。碱性条件下,催化氧化废水的机理如图-4所示。
a.转化Ⅰ中化合价发生变化的元素有 ▲ 。
b.催化剂使用一段时间后催化效率会下降,处理的方法是用物质A浸取催化剂,再将催化剂干燥即可。催化剂使用一段时间后催化效率降低的原因是 ▲ ;物质A可选用 ▲ (填序号)。
A.水 B.乙醇 C. CS2 D. 浓盐酸
c.从物质转化与资源综合利用角度分析,催化氧化法的优点是 ▲ 。
高三化学参考答案及评分标准
1.D 2.B 3.A 4.C 5.D 6.C 7.C 8.D 9.C 10.A
11.B 12.D 13.B
14.(14分)
(1)①除去Cl-(1分),防止对电解时产生Cl2污染环境(1分)(写除去Cu2+不得分)(2分)
②Cu (多写Zn不扣分) (2分)
③2× 10-6 (3分)
④[Ga(OH)4]-+3e-=Ga+4OH- (3分)
(2)①+3 (2分)
② 4 (2分)
15.(15分)
(1) sp,sp2,sp3 (写全得2分,写两个得1分) (共2分)
(2) 取代反应 ( 2分)
(3) (3分)(4) (3分)
(5)
16.(16分)
(1);(2分)
温度过高ZrCl4升华,导致产率降低(2分)
(2)HCl与NaCN转化为HCN,使CN浓度降低,Cu2+沉淀率降低。(2分)
(3)加入NH4SCN后,Fe3+与Zr4+分别形成配合物,Fe(SCN)3难溶于MIBK,而Zr(SCN)4易溶于MIBK进入有机层富集 (2分)
(4)加入约33mL3mol/L H2SO4溶液,(体积错误,硫酸浓度选择错误,熔断。1分)
盖上玻璃塞,倒转振荡,(无倒转振荡,扣1分;后面步骤继续给分)
静置后分液,将下层液体通过下口放入烧杯中,(1分)
在上层有机层中,再分两次各加入33mL3mol/L H2SO4溶液,(1分)
萃取后放出水层,将三次放出的水层合并,(1分) (共5分)
(5)3.52 (3分)
17.(16分)
(1) 电解时阳极Fe失去电子生成Fe2+,Fe2+可与废水中S2-反应生成FeS沉淀 (2分)
Ph>10时,pH越大,Fe2+转化为Fe(OH)2沉淀,生成FeS沉淀的硫的量越少 (2分)
(2) ① S2- + 4H2O2 == SO42- + 4H2O (2分)
② a.S、O、Mn (写2个得1分,有错不得分)(2分)
b.生成的S覆盖在催化剂表面或进入催化剂内空隙处,减少了催化剂与废水反应的接触面积(2分) C (2分)
c. 催化氧化速率更快,除硫效率更高;以空气做氧化剂比H2O2更经济 (2分)
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