2022-2023学年山西省太原市高三上学期期中质量监测化学试卷含解析
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这是一份2022-2023学年山西省太原市高三上学期期中质量监测化学试卷含解析,共27页。试卷主要包含了单选题,填空题,实验题,工业流程题,有机推断题等内容,欢迎下载使用。
山西省太原市2022-2023学年高三上学期期中质量监测化学试卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.生活中处处有化学,下列叙述不正确的是
A.硝酸铵是一种高效氮肥,但过量施用会造成水体富营养化
B.抗酸药能中和胃里过多的胃酸,缓解胃部不适
C.味精是一种常用的增味剂,其化学名称为谷氨酸钠
D.在食盐中添加的碘酸钾是防腐剂
【答案】D
【详解】A.水体中氮磷元素过多会导致水华现象,从而造成水体富营养化,A正确;
B.胃酸的主要成分为HCl,抗酸药如碳酸氢钠等可中和过量的胃酸,从而可缓解胃部不适,B正确;
C.味精是谷氨酸的钠盐,一种常用的安全调味剂,其化学名称为谷氨酸钠,C正确;
D.在食盐中添加的碘酸钾可补充碘元素,属于营养强化剂,D错误;
故选D。
2.下列物质的化学式和分类均正确的是
选项
物质
化学式
分类
A
过氧化锂
碱性氧化物
B
重铬酸钾
强氧化剂
C
氢化钙
共价晶体
D
亚氯酸钠
强电解质
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.过氧化锂是特殊氧化物,A项错误;
B.重铬酸钾中铬元素是+6,易降到+3,表现氧化性,B项正确;
C.活泼金属与非金属易形成离子化合物,氢化钙是离子化合物,C项错误;
D.名称为次氯酸钠,亚氯酸钠是NaClO2,D项错误;
故答案选B。
3.下列化学用语表示正确的是
A.乙醛的结构简式: B.甲烷的空间填充模型:
C.的结构示意图: D.过氧化钠的电子式:
【答案】D
【详解】A.乙醛的结构简式:CH3CHO,A项错误;
B.是甲烷的球棍模型,不是空间填充模型,B项错误;
C.的结构示意图最外层电子数是8,C项错误;
D.过氧化钠是离子化合物,其电子式:,D项正确;
故答案选D。
4.下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A.在氨水中:
B.在氯化钠溶液中:
C.在醋酸溶液中:
D.在硝酸银溶液中:
【答案】C
【详解】A.会与氨水反应生成Mg(OH)2、Cu(OH)2沉淀,则不能大量共存,A错误;
B.会与反应生成Fe2+和I2,会与发生完全双水解生成Fe(OH)3沉淀和CO2气体,则不能大量共存,B错误;
C.在醋酸溶液中,之间不会发生任何反应,则能大量共存,C正确;
D.会与硝酸银溶液反应生成AgBr、AgI沉淀,则不能大量共存,D错误;
故选C。
5.古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为
A.金(Au):“虽被火亦未熟"
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.石硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳():“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
【答案】C
【详解】A.金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,反应金的化学性质很稳定,与其氧化性无关,A不合题意;
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”是指CaO+H2O=Ca(OH)2,反应放热,产生大量的水汽,而CaO由块状变为粉末状,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,B不合题意;
C.石硫黄即S:“能化……银、铜、铁,奇物”是指2Ag+SAg2S、Fe+SFeS、2Cu+SCu2S,反应中S作氧化剂,与其氧化性有关,C符合题意;
D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”是指CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,D不合题意;
故答案为:C。
6.化学是材料科学的基础,下列说法不正确的是
A.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于制造光导纤维
B.制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料
C.氧化铝熔点高,常用于制造耐高温材料
D.制造5G芯片的氮化铝属于无机非金属材料
【答案】A
【详解】A.晶体硅常用于制造芯片或者太阳电池,故A错误;
B.芳纶纤维属于有机高分子材料,故B正确;
C.氧化铝熔点高,常用于制造耐高温材料,故C正确;
D.氮化铝为共价化合物,属于无机非金属材料,故D正确;
故选A。
7.下列除去杂质的操作中,所用试剂、方法能达到目的的是
选项
物质(括号内为杂质)
除杂试剂、方法
A
粉
加入稀硝酸,溶解、过滤、洗涤、干燥
B
依次通入饱和溶液、浓硫酸
C
溶液
加入过量粉,过滤
D
乙醇蒸气
依次通入酸性高锰酸钾溶液、无水
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.硝酸是氧化性酸,可与Cu发生反应,应把硝酸改成盐酸或者硫酸,A项错误;
B.能与CO2反应,应通入饱和碳酸氢钠溶液中,B项错误;
C.铁粉与FeCl3溶液反应生成,过滤除去过量Fe粉,C项正确;
D.乙醇具有一定的还原性,也能被高锰酸钾溶液氧化,且乙烯被氧化生成的CO2,产生新的杂质,D项错误;
故答案选C。
8.下列物质的转化在给定条件下均能一步完成的一组是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.氯化钠溶液通电电解可以制得氯气,氯气与石灰乳反应可以制得含有氯化钙和次氯酸钙的漂白粉,物质的转化在给定条件下均能一步完成,故A正确;
B.氯化铝溶液通电电解制得氢氧化铝,不可能制得金属铝,物质的转化在给定条件下不能一步完成,故B错误;
C.氮气和氧气在高温条件下反应只能生成一氧化氮,不可能生成二氧化氮,物质的转化在给定条件下均能一步完成,故C错误;
D.硫在高温条件下与氧气反应只能生成二氧化硫,不可能生成三氧化硫,物质的转化在给定条件下均能一步完成,故D错误;
故选A。
9.下列实验装置能达到相应实验目的的是
A.装置甲稀释浓硫酸
B.装置乙制备并检验SO2气体的性质
C.装置丙检查装置的气密性
D.装置丁收集NO
【答案】B
【详解】A.稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时的扩散,不能把水注入浓硫酸中,图中所示操作错误,A错误;
B.Cu与浓硫酸加热生成二氧化硫,二氧化硫可使品红褪色,NaOH溶液吸收尾气,图中装置可制备并检验SO2气体,B正确;
C.图为长颈漏斗,瓶内空气受热从漏斗逸出,不能检查装置的气密性,C错误;
D.NO不溶于水,气体从导管短进长出可排水收集,D错误;
故选:B。
10.对下列现象或事实的解释错误的是
选项
现象或事实
解释
A
明矾可用于生活用水的净化
胶体具有杀菌消毒的作用
B
用铁罐贮存浓硝酸
常温下铁在浓硝酸中钝化
C
用氯化铁溶液蚀刻覆铜线路板
的氧化性比的强
D
漂白粉在空气中久置变质
与、反应,生成的分解
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.氢氧化铝胶体不具有强氧化性,不能使蛋白质变性,不具有杀菌消毒的作用,故A错误;
B.常温下铁在浓硝酸中钝化,阻碍反应的继续进行,所以可以用铁罐贮存浓硝酸,故B正确;
C.铁离子的氧化性强于铜离子,能与铜反应生成亚铁离子和铜离子,所以可以用氯化铁溶液蚀刻覆铜线路板,故C正确;
D.次氯酸的酸性弱于碳酸,漂白粉中的次氯酸钙能空气中的二氧化碳和水蒸气反应生成次氯酸,次氯酸不稳定,遇光易分解生成盐酸和氧气,所以漂白粉在空气中久置易变质,故D正确;
关系A。
11.下列说法不正确的是
A.福尔马林能使蛋白质变性,可用于制作动物浸制标本
B.油脂属于天然有机高分子,可用于制造肥皂和人造奶油
C.因误服船、汞等重金属盐中毒的忠者在急救时可口服牛奶、蛋清或豆浆
D.中国科学家在世界上首次人工合成了具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
【答案】B
【详解】A.福尔马林是常见的防腐剂,四甲醛的水溶液,能使蛋白质变性,可用于制作动物浸制标本,A项正确;
B.油脂相对分子质量较小,不是属于天然有机高分子化合物,B项错误;
C.因误服船、汞等重金属盐中毒的忠者在急救时可口服牛奶、蛋清或豆浆,C项正确;
D.1965年中国科学家在世界上首次人工合成了具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素,D项正确;
故答案选B。
12.崖柏素具有天然活性,有酚的通性,结构如图。下列关于崖柏素的说法错误的是
A.可使酸性溶液褪色 B.可与溶液反应
C.分子中无手性碳原子 D.分子中的碳原子可能全部共平面
【答案】D
【详解】A.崖柏素中含有双键,可以使酸性溶液褪色,A正确;
B.崖柏素中含有酚羟基,可与碳酸钠溶液反应,B正确;
C.与四个各不相同原子或基团相连的碳原子为手性碳原子,故分子中无手性碳原子,C正确;
D.由于该分子左侧含有两个甲基,甲基为四面体空间构型,该分子中的碳原子不可能全部共平面,D错误;
答案选D。
13.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.5.6g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
B.标准状况下,1.12L苯含有C-H键的数目为0.3NA
C.1L 0.1mol·L-1 K2Cr2O7酸性溶液(pH=4)中,Cr2O的数目为0.1NA
D.11.2L CH4和22.4L Cl2(均为标准状况)在光照条件下充分反应后,分子总数为1.5NA
【答案】D
【详解】A.5.6g Fe的物质的量为0.1mol,S的氧化性较弱,产物为FeS,所以转移的电子为0.2NA,A错误;
B.标况下苯不是气体,不能用Vm=22.4L/mol计算其物质的量,B错误;
C.经计算,溶液中K2Cr2O7的物质的量为0.1mol,但溶液中存在反应Cr2O+H2O2CrO+2H+,所以Cr2O的数目小于0.1NA,C错误;
D.标准状况下,11.2L CH4的物质的量为0.5mol,22.4L Cl2为1mol,CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应时,反应前后分子数目不变,所以充分反应后,分子总数为1.5NA,D正确;
综上所述,答案为D。
14.下列实验对应的离子方程式不正确的是
A.将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合: +Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
B.将少量NO2通入NaOH溶液:2NO2+2OH-= + +H2O
C.将少量SO2通入NaClO溶液:SO2+H2O+2ClO-= +2HClO
D.向氨水中滴入少量硝酸银溶液:Ag++2NH3·H2O= +2H2O
【答案】C
【详解】A. 将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合,反应生成碳酸钙和水,反应的离子方程式为: +Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O,选项A正确;
B. 将少量NO2通入NaOH溶液,反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,反应的离子方程式为:2NO2+2OH-= + +H2O,选项B正确;
C. 将少量SO2通入NaClO溶液,反应生成硫酸钠和盐酸,反应的离子方程式为:SO2+H2O+3ClO-= +2HClO+Cl-,选项C不正确;
D. 向氨水中滴入少量硝酸银溶液,反应生成氢氧化二氨合银,反应的离子方程式为:Ag++2NH3·H2O= +2H2O,选项D正确;
答案选C。
15.中科院通过调控N-carbon的孔道结构和表而活性位构型,成功实现了电催化二氧化碳生成乙醇和,合成过程如图所示。用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,中所含质子的数目为
B.端发生的电极反应可能为:
C.能溶于水,其分子的空间结构为V形
D.电催化过程中,若只生成,转移电子的数目为
【答案】B
【详解】A.二氧化碳分子中含有的质子数为22,则标准状况下,5.6L二氧化碳分子中含有的质子数为×22×NAmol—1=5.5NA,故A错误;
B.由图可知,酸性条件下二氧化碳在c—NC端得到电子发生还原反应生成甲醇,电极反应式为,故B正确;
C.二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2,孤对电子对数为0,分子的空间构型为直线形,故C错误;
D.电催化过程中,若二氧化碳放电只生成1mol一氧化碳,由化合价的变化可知,放电转移电子的数目为1mol×2×NAmol—1=2NA,故D错误;
故选B。
16.已知短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,其中W和X原子的最外层电子数之差等于Z与Y原子的最外层电子数之差。它们形成的单质和化合物之间转化的关系如图,常温下d是无色液体,液态f可用作制冷剂。下列说法不正确的是
A.简单离子半径:
B.第一电离能:
C.电负性:
D.X、Z形成的化合物中可能含有非极性键和极性键
【答案】B
【分析】找出解题突破口,常温下d是无色液体,液态f是氢化物,可用作制冷剂,则f是NH3,d是H2O。短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,其中W和X原子的最外层电子数之差等于Z与Y原子的最外层电子数之差,可推知另一元素是Mg,则元素X、Y、Z、W分别是H、N、O、Mg。
【详解】A.微粒半径大小判断:电子层越多,半径越大,电子层一样,核电荷数越小,半径越大;则简单离子半径:N3->O2->Mg2+,A项正确;
B.氮原子的价电子层排布式是2s22p5,p层处于半充满状态,较稳定,所以第一电离能:N>O,B项错误;
C.同一周期,从左往后,元素电负性逐渐增大,所以负性:O>N>H,C项正确;
D.X、Z形成的化合物可以是H2O、H2O2等,H2O2既有非极性键,也有极性键,D项正确;
故答案选B。
17.科学家合成出一种用于分离镧系金属的化合物A(如下图所示),在化合物A中,X、Y、Z原子的最外层都达到8电子稳定结构。X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大,其中Z位于第三周期,Z的单质是一种淡黄色固体。下列关于X、Y、乙的叙述中,正确的是
A.简单氢化物的热稳定性:
B.简单氢化物的还原性:
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:
D.化合物,分子中所有原子均达到8电子稳定结构
【答案】B
【分析】根据题意,Z位于第三周期,Z的单质是一种淡黄色固体,并且在结构图中的阳离子中,形成三个共价键,失去一个个电子给阴离子,又能满足8电子结构,则Z是硫;根据化合物A的结构图分析,Y形成一个共价键,推知Y是氟元素,X形成四个共价键,并且整个阴离子得到一个电子,则X是硼元素。综上,X、Y、Z分别为B、F、S。
【详解】A.非金属性越强,元素形成简单氢化物的热稳定性越好。非金属Y>X,所以简单氢化物热稳定性:Y>X,A项错误;
B.F2的氧化性比S大,则S2-的还原性大于F-,所以简单氢化物的还原性:,B项正确;
C.非金属性越强,元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强。氟元素没有正价,所以没有最高价氧化物的水化物,C项错误;
D.化合物,即SF4,硫原子最外层电子数是6,氟原子最外层电子数是1,所以SF4不能形成分子中所有原子均达到8电子稳定结构,D项错误;
故答案选B。
18.在碱性条件下,硫砷铁矿主要采取氧压浸出的方法脱砷,有关反应的离子方程式为(未配平,中、S的化合价与中相同)。下列说法错误的是
A.该反应中氧化剂是被氧化
B.中的杂化轨道类型为的空间结构为正四面体形
C.参加反应的
D.基态原子核外未成对电子数为3,属于周期表的副族元素
【答案】C
【详解】A.由未配平的方程式可知,反应中氧元素的化合价降低被还原,氧气是反应的氧化剂,铁元素、砷元素、硫元素的化合价均升高被氧化,FeAsS是反应的还原剂被氧化,故A正确;
B.砷酸根离子中砷原子的价层电子对数为4,砷原子的杂化轨道类型为sp3杂化,硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,离子的空间结构为正四面体形,故B正确;
C.由升降法可得配平的化学方程式为,则,故C错误;
D.砷元素的原子序数33,价电子排布式为4s24p3,原子核外未成对电子数为3,铁元素的原子序数为26,位于元素周期表Ⅷ族,属于周期表的副族元素,故D正确;
故选C。
二、填空题
19.利用下图,可以从不同角度研究含氯物质的性质及其转化关系,图中物质甲~辛中均含有氯元素。回答下列问题:
(1)物质戊、己、庚、辛中,属于弱电解质的是_______(填化学名称),其电子式为_______。
(2)气体丙是国际上公认的绿色消毒剂。在工业上可由辛和甲的浓溶液制取,同时生成乙,有关反应的离子方程式为_______,该方法的缺点是_______。
(3)在实验室由二氧化锰和甲的浓溶液为原料制取乙,写出该反应的化学方程式:_______。
实验操作
试剂B
产物
I
取固液混合物A于试管中,加入试剂B,加热
较浓
有氯气
II
a
有氯气
III
无氯气
①当气体乙不再逸出时,固液混合物A中仍存在甲和二氧化锰的原因可能是:
i.随降低或升高,氧化性减弱。
ii.随降低,_______。
②经补充实验证实了①中的分析,则b是_______。
(4)①已知卤化物受热发生非氧化还原反应,生成无色品体X和红棕色被体Y,则X为___(填化学式)。
②实验证实与的氢碘酸混合,可以发生置换反应,该反应的离子方程式为_______。
【答案】(1) 次氯酸
(2) 生成氯气,污染环境
(3) 的还原性减弱 固体或浓溶液
(4)
【分析】根据价类二维图分析各含氯物质,甲是HCl,乙是氯气,丙是二氧化氯ClO2,丁是Cl2O7,戊是次氯酸HClO,属于弱酸,已是高氯酸HClO4,属于强酸,庚是NaClO,辛是NaClO3,
【详解】(1)不能全部电离的电解质是弱电解质。物质戊、己、庚、辛中,属于弱电解质的是次氯酸;其电子式为;故答案是次氯酸;;
(2)气体丙是ClO2,在工业上可由NaClO3和HCl的浓溶液制取,同时生成氯气,根据氧化还原反应的特点,有关反应的离子方程式为;该反应中同时生成氯气,污染环境,故答案是;生成氯气,污染环境;
(3)在实验室由二氧化锰和盐酸的浓溶液为原料制取氯气,写出该反应的化学方程式;
当气体乙不再逸出时,固液混合物A中仍存在甲和二氧化锰的原因可能是还原剂的还原性减弱,故答案是氯离子还原性减弱;
实验I中加入较浓的硫酸提供氢离子,氢离子浓度增加,反应继续进行,由氯气生成;实验II有氯气生成,根据上一问的原因解析,试剂a可以是含氯离子的盐,如NaCl、KCl等的浓溶液或固体,以增加氯离子的浓度,反应继续进行由氯气生成;实验III加了a和b试剂后,没有氯气生成,由实验II可知,加入试剂a可以有氯气生成的,说明实际b的加入影响了反应的发生,根据猜想i可知锰离子浓度升高,会影响实验,则试剂b可以是MnSO4的固体或者浓溶液;
故以上答案是;氯离子还原性减弱;MnSO4的固体或者浓溶液;
(4)由题意知,卤化物受热发生非氧化还原反应,根据元素守恒和元素价态分析,生成无色晶体CsCl和红棕色I2,故答案是CsCl;
实验证实与的氢碘酸混合,可以发生置换反应,注意氢碘酸HI是强酸,所以该反应的离子方程式为;故答案是;
20.二草酸根合铜(II)酸钾可用于无机合成、功能材料制备。回答下列有关问题:
(1)基态氧原子的电子排布式为_______,以下氧原子的激发态中能量最高的是_______(填字母)。
a. b. c.
(2)二草酸根合铜(II)酸钾是一种配合物。
①其中配位体的化学式是_______,配位原子是氧而不是碳的原因是_______。
②草酸分子的结构为,其中碳原子的杂化轨道类型为_______,草酸分子中含有的键数目为_______(阿伏加德罗常数的值为),键能大于键能的判断依据是_______。
【答案】(1)
(2) 氧原子可以提供弧电子对,碳原子没有弧电子对 键长小于键长(或中共用电子对数多等)
【详解】(1)O元素为8号元素,其基态氧原子的电子排布式为,电子占据的能级越高,电子的能量越高,能级按照1s、2s、2p、3s、3p、3d,能量依次升高,故氧原子的激发态中能量最高的是。
(2)①中配位体的化学式是,配位原子是氧而不是碳的原因是氧原子可以提供弧电子对,碳原子没有弧电子对。
②草酸分子的结构为,其中碳原子形成3个σ键,没有孤电子对,价层电子对数为3,故碳原子的杂化轨道类型为,单键为σ键,双键中有且只有一个σ键,故草酸分子中含有的键数目为,键能大于键能的判断依据是键长小于键长或中共用电子对数多等。
三、实验题
21.过二硫酸钠(,其中S的化合价为)是白色品状粉末,易溶于水,加热至较高温度时发生分解,常用作漂白剂、金属表面处理剂等。某化学小组在实验室对过二硫酸钠的制备和成品含量测定进行探究。已知:。
回答下列问题:
(1)中含有的过氧键(键)数目为_______。
(2)①在下,以过二硫酸铵溶液和溶液为原料采用“复分解法”制备过二硫酸钠,装置如图所示(部分夹持仪器已略去)。
有关反应的化学方程式为_______,装置A的适宜加热方式为_______。
②装置B的作用是_______,反应过程中需要持续通入的主要原因是_______。
(3)由过二硫酸钠溶液经过减压蒸发浓缩、冷却结品、干燥等操作即可得到过二硫酸纳晶体,采用“减压蒸发浓缩”的原因是_______。
(4)过二硫酸钠成品的含量可用“碘量法”测得。称取试样,置于碘量瓶中,移取足量的溶液于其中,并加入少量乙酸溶液,密闭,在暗处放置,生成的用硫代硫酸钠标准溶液滴定,有关反应为。达到滴定终点时平均消耗标准溶液的体积为,则滴定中选用的指示剂为_______,成品中过二硫酸钠的含量为_______(用含m、V的代数式表示,需化简)。
【答案】(1)
(2) 水浴加热 吸收生成的氨气 将氨气及时排出,防止其与过二硫酸钠反应
(3)使水的沸点降低,能防止或减少过二硫酸钠分解
(4) 淀粉溶液
【分析】由实验装置图可知,在氮气气氛中,装置A中过二硫酸铵与氢氧化钠溶液在55℃的水浴加热条件下反应生成过二硫酸钠、氨气和水,装置B中盛有的四氯化碳用于防止倒吸的发生,盛有的稀硫酸用于吸收氨气。
【详解】(1)设过二硫酸钠中—1价氧原子个数为a,由化合价代数和为0可得:(+1)×2+(+6)×2+(—1)×a+(—2)×+(8—a)=0,解得a=2,则1mol过二硫酸钠中含有的过氧键数目为1mol×1×NAmol—1=NA,故答案为:NA;
(2)①由分析可知,装置A中发生的反应为过二硫酸铵与氢氧化钠溶液在55℃的水浴加热条件下反应生成过二硫酸钠、氨气和水,反应的化学方程式为,故答案为:;水浴加热;
②由分析可知,装置B中盛有的四氯化碳用于防止倒吸的发生,盛有的稀硫酸用于吸收氨气,由题给信息可知,碱性条件下,氨气与过二硫酸钠在共热条件下能发生氧化还原反应,所以反应过程中需要持续通入氮气将氨气及时排出,防止其与过二硫酸钠反应,故答案为:吸收生成的氨气;将氨气及时排出,防止其与过二硫酸钠反应;
(3)由题给信息可知,过二硫酸钠加热至较高温度时发生分解,所以制备过二硫酸纳晶体时,应采用减压蒸发浓缩的方法使水的沸点降低,防止或减少过二硫酸钠分解,故答案为:使水的沸点降低,能防止或减少过二硫酸钠分解;
(4)由题意可知,用硫代硫酸钠标准溶液滴定时应选用淀粉溶液做指示剂,当溶液由蓝色变为无色说明反应生成的碘完全反应,达到滴定终点;由得失电子数目守恒和题给方程式可得如下转化关系:Na₂S₂O₈—I₂—2Na₂S₂O3,滴定消耗VmL 0.1000mol/L硫代硫酸钠溶液,则成品中过二硫酸钠的含量为×100%=%,故答案为:。
四、工业流程题
22.金属锂有“白色石油”之称,是新时代重要的资源,“盐湖提锂”越来越受到重视。
(1)与具有相同的电子构型,小于,原因是_______。是有机合成中常用的还原剂,离子的空间结构是_______,其中心原子的杂化轨道类型为_______。
(2)晶胞如图所示,已知晶胞参数为,阿伏加德罗常数的值为,则晶体的密度为_______(列出计算式)。
(3)某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后,得到浓缩卤水(含有和少量),并设计了以下列程通过制备碳酸锂来提取锂。
时相关物质的参数如下:①的溶解度:
②:
化合物
回答下列问题:
①“沉淀1”为_______。
②向“滤液1”中加入适量固体发生反应:。通过计算解释可用于转化的原因:_______。
③为提高,的析出量和纯度,“操作A”依次为_______、_______、洗涤。
④有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备。查阅资料后,发现文献对常温下的有不同的描述:i.是白色固体:ii.尚未从溶液中分离出来。为探究的性质,将饱和溶液与饱和溶液等体积混合,起初无明显变化,随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出,最终生成白色沉淀。上述现象说明,在该实验条件下_______(填“稳定”或“不稳定”),有关反应的离子方程式为_______。
【答案】(1) 当具有相同的电子层结构时,核电荷数较大,对核外电子的吸引能力大 正四面体
(2)
(3) 反应的平衡常数,可以使溶液中的比较彻底的转化为,同时不引入其他杂质 蒸发浓缩 趁热过滤 不稳定
【分析】浓缩卤水(含有Na+、Li+、Cl-和少量Mg2+、Ca2+)中加入石灰乳[Ca(OH)2]后得到含有Na+、Li+、Cl-和Ca2+的滤液1,沉淀1为Mg(OH)2,向滤液1中加入Li2CO3后,得到滤液2,含有的离子为Na+、Li+、Cl-和OH-,沉淀2为CaCO3,向滤液2中加入Na2CO3,得到Li2CO3沉淀,再通过蒸发浓缩,趁热过滤,洗涤、干燥后得到产品Li2CO3。
【详解】(1)Li+中所含电子数为2,质子数(核电荷数)为3,而H-中所含电子数为2,质子数(核电荷数)为1,Li+中质子对核外电子的吸引能力大于H-,因此H-的半径更大;中所含σ键数为4,中心原子孤电子对数为=0,因此离子的空间构型为正四面体;中心原子杂化轨道数=价层电子对数=4,因此中心原子采用sp3杂化。
(2)Li+半径小于O2-,由图可知,Li2O晶胞内所含Li+数为8,O2-数为8×+6×=4,因此晶胞密度ρ==g/cm3。
(3)①浓缩卤水中含有Mg2+,Mg2+和石灰乳[主要成分为Ca(OH)2]反应生成Mg(OH)2沉淀,所以沉淀1为Mg(OH)2和少量Ca(OH)2。
②反应的平衡常数K===,反应极易发生,且不会引入新杂质,因此可以通过加入适量Li2CO3除去溶液中Ca2+。
③由Li2CO3的溶解度曲线可知,Li2CO3的溶解度随着温度的升高而减小,为提高Li2CO3的析出量和纯度,需要在较高温度下析出并过滤得到沉淀,即依次蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤。
④饱和LiCl和饱和NaHCO3等体积混合后,起初无明显变化,随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出,最终生成白色沉淀,说明开始时生成LiHCO3和NaCl,随后LiHCO3分解产生了CO2和Li2CO3,所以Li2CO3不稳定,发生的反应为Li++= LiHCO3、2LiHCO3=Li2CO3↓+CO2↑+H2O,则总离子方程式为。
五、有机推断题
23.2022年2月4日,第24届“冬奥会”在北京鸟巢盛大开幕。由于胡椒属于食源性兴奋剂,所以不会出现在冬奥会运动员的菜单上。胡椒的风味主要来源于其所含有的胡椒碱,胡椒碱的结构为,科学家经研究后对其进行分子结构修饰,得到一种治疗癬痫病的药物一抗癫灵,其在医药工业中的一种合成方法如下:
已知:
i.
ii.
iii.
回答以下问题:
(1)A的化学名称是_______,胡椒碱的分子式是_______,新泽茉莉醛中含有的官能团是_______(填名称)。
(2)X的结构简式为_______。
(3)反应②的反应类型为_______,写出反应④的化学方程式:_______。
(4)新泽茉莉醛有多种同分异构体,其中符合下列条件的是__(写出两种即可,要求写结构简式)。
①属于芳香族化合物,分子内除了苯环,不含其他环状结构;
②1H核磁共振显示有4组吸收峰;
③能发生醛基;
【答案】(1) 氯乙烯 醛基、醚键
(2)
(3) 消去反应 2+O22+2H2O
(4)(任写两种即可)
【分析】I和X发生取代反应可生成目标产物,根据给定信息ii可知,则X为,I为,H为。F为被氧化为G,G又被氧化为H,则逆合成分析法推知G为,F为。A反应生成B,根据题给信息知,A为卤代烃,B和茉莉醛反应然后水化生成C,根据给定信息知,C中含碳碳双键,C和HBr发生加成反应生成D,D发生消去反应生成E,E发生水解反应生成F,根据逆合成分析法可知,E的结构简式为:,则C为,D为,A为CH2=CHCl,B为CH2=CHMgCl,据此分析解答。
【详解】(1)根据上述分析可知,A为CH2=CHCl,其化学名称是氯乙烯;根据胡椒碱的结构简式可知,其分子式为:;结合上述新泽茉莉醛的结构简式可看出,分子中含醛基和醚键;
(2)根据上述分析可知,X的结构简式为;
(3)反应②的反应条件为浓硫酸加热条件,D为,发生消去反应可生成,故反应类型为消去反应;反应④为F被催化氧化转化为G的过程,其化学方程式为:2+O22+2H2O;
(4)①属于芳香族化合物,分子内除了苯环,不含其他环状结构,说明含有苯环;
②1H核磁共振显示有4组吸收峰,说明有4种不同环境的氢原子;
③能发生银镜反应,说明含有醛基或甲酸酯基等;
则符合上述条件的新泽茉莉醛的同分异构体可以为:(任写两种即可)。
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