湖北省武汉市圆创联考2023届高三3月质检化学试题
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一、单选题
1.自然界与人类活动均对氮的循环产生影响。下列说法正确的是
A.大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质转化为氨基酸
B.汽车尾气中的NO主要来源于汽油的不充分燃烧
C.氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料,可用于制造汽车发动机
D.亚硝酸钠可用于肉制品的生产,不仅可以防腐还可以保护其颜色
2.材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥着巨大作用。下列有关材料的说法正确的是
A.不锈钢中含有铬、镍等元素,具有很强的抗腐蚀能力
B.用来生产电闸、灯口等产品的酚醛树脂属于聚酯类化合物
C.汽车机盖上使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
D.在钢中加入某些稀土元素,可降低钢的韧性、塑性等
3.利用如图所示装置及药品完成实验,能达到实验目的的是
A.用装置甲制取O2 B.用装置乙制备金属镁
C.用装置丙作为蒸馏的接收装置 D.用装置丁除去Cl2中混有的HCl并干燥
4.甲酸甲酯常用作杀菌剂、熏蒸剂和烟草处理剂,可由甲酸和甲醇反应制得。NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是
A.pH=3的甲酸溶液中氢离子数目为1×10-3NA
B.0.5 mol甲酸甲酯中含有sp3杂化的原子数目为NA
C.50g质量分数为64%的甲醇水溶液中含有σ键数目为5NA
D.甲醇燃料电池中,每消耗22.4L(标准状况)甲醇,转移电子数目为6NA
5.能正确表示下列反应的离子方程式为
A.向酸性KMnO4溶液中滴加双氧水:2MnO+H2O2+6H+=2Mn2++3O2↑+4H2O
B.向硝酸铁溶液中通入少量的SO2:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++2H++SO
C.向次氯酸钠溶液中通入少量CO2:ClO-+CO2+H2O=HC1O+HCO
D.侯氏制碱法的反应原理:NH3+CO2+H2O=HCO+NH
6.中药连翘具有清热解毒、疏散风热的功效,常用于治疗肺炎等疾病。化合物X是从连翘中提取出来的一种成分,其结构如图所示。下列有关化合物X的说法错误的是
A.可以发生加聚反应、缩聚反应、还原反应
B.与浓溴水反应时,1molX最多消耗3 mol Br2
C.1 mol X最多与1 mol Na2CO3反应
D.X与 互为顺反异构体
7.无水FeCl3是芳香烃取代反应常用的催化剂,它具有易水解、易升华的性质。某同学用5.60g干燥铁粉制得13.00g无水FeCl3样品,实验装置如图所示。下列说法正确的是
A.该实验中FeCl3的产率为60%
B.装置C、H中的药品可以都为P2O5
C.装置B用于干燥氯气,装置E和G用于收集产物
D.可用K4[Fe(CN)6]溶液检验FeCl3产品中是否存在FeCl2
8.TFMT因具有成本低廉及反应性质多样等优点被用作有机合成的缩合试剂,其结构如图所示,其中W、X、Y、Z为原子半径依次增大的短周期非金属元素,W位于元素周期表的p区。下列说法正确的是
A.氢化物沸点:Y
D.基态原子未成对电子数:Y
A.结合H+能力:NH3>N2H4 B.H-N-H键角:NH3>[Cu(NH3)4]2+
C.第一电离能:O>N>Cu D.中心离子半径:[Cu(NH3)4]2+>[Cu(NH3)2]+
10.下列操作能达到实验目的的是
选项
目的
实验操作
A
探究温度对化学平衡的影响
加热0.5mol·L-1CuCl2溶液
B
证明干燥的氯气不具有漂白性
将干燥的氯气通人盛有红色鲜花的集气瓶中
C
比较AgBr和AgCl的Ksp大小
向NaCl和NaBr的混合溶液中逐滴加入少量AgNO3溶液
D
探究浓度对反应速率的影响
向2支分别盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中,同时加入2mL5%H2O2溶液
A.A B.B C.C D.D
11.在恒温恒容条件下,向某容器中充入一定量的N2O5气体发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0。温度T时,部分实验数据如表所示:
t/s
0
50
100
150
c(N2O5)/mol·L-1
4.00
2.5
2.00
2.00
下列有关说法错误的是A.温度T时,该反应平衡常数K=64
B.150s后再充入一定量N2O5,再次达到平衡N2O5的转化率将增大
C.达平衡后升高温度,该容器内混合气体的密度不会改变
D.其他条件不变,若将恒容改为恒压,则平衡时N2O5的转化率增大
12.硼氢化锂(LiBH4)是一种潜在的高效储能材料,在高压下呈现出多晶型的转变过程。图a是不同压强下LiBH4的两种晶胞,图b是晶胞I沿x、y、z轴的投影图,下列有关说法错误的是
A.电负性:H>B>Li
B.晶胞II为较大压强下的晶型
C.LiBH4中存在配位键,B提供空轨道
D.晶胞I中Li+周围距离最近的BH有4个
13.2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是一种重要的化工原料,可用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是
A.a为电源正极
B.双极膜中间层中的OH-在外电场的作用下移向铅电极
C.制得1mol FDCA,理论上消耗2 mol
D.负极区的电极反应为:-6e-+2H2O=+6H+
14.据文献报道,在铁双聚体催化作用下,制备化合物Y的一种反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.该总反应原子利用率为100%
B.物质X和Y分别为H2O和CH3OH
C.铁双聚体可降低该反应的活化能和焓变
D.反应过程中有非极性键的断裂和生成
15.H3PO3是制造塑料稳定剂的原料。常温下,向100mL0.5mol·L-1H3PO3溶液中滴加等浓度的NaOH溶液,混合溶液中所有含磷微粒的物质的量分数(δ)与溶液pOH[pOH=-lgc(OH-)]的关系如图所示。下列说法错误的是
A.H3PO3的结构简式为
B.a点水电离出的c(OH-)=1×10-7.4mol·L-1
C.当pH=4时,c(HPO)=c(H3PO3)
D.b点时加入NaOH溶液的体积为50mL
二、实验题
16.Mg与水反应时,Mg表面会覆盖致密的导致反应较缓慢。某兴趣小组为了验证部分离子对Mg与水反应的影响,进行了如下实验。
I.验证和对Mg与水反应的促进作用
实验序号
a
b
c
d
0.1 mol·L盐溶液
NaCl
30 min内产生气体的体积/mL
1.5
0.7
<0.1
1.4
气体的主要成分
30 min时镁条表面情况
大量固体附着(固体可溶于盐酸)
(1)某同学认为根据上表能够说明对Mg与水的反应起促进作用,他的理由是__________。
(2)实验b、d镁条表面附着固体中还检验出碱式碳酸镁,写出Mg与溶液反应生成该固体的离子方程式:________________。
(3)综合实验a~d可以得出结论:和都能与作用而加快Mg与水的反应,________________________________(补充两点)。
II.室温下,探究对Mg与水反应的影响
该小组用Mg与NaCl溶液反应,实验发现当浓度过低或过高时,反应速率没有变化,当浓度为2 mol·L时,Mg与水反应较快,产生大量的气泡,同时生成白色固体,最终溶液pH约为10.98。
(4)经检验该白色固体含有碱式氯化镁。碱式氯化镁受热(>100℃)易分解生成氧化镁和两种气体,写出其分解的化学方程式:__________________________。实验室检验镁条表面生成的白色固体含有碱式氯化镁的操作是__________________。
(5)常温下,饱和溶液的______,试从化学平衡角度分析实验得到最终溶液的pH大于该值的原因:___________(已知,)。
三、有机推断题
17.帕克替尼是一种口服JAK激酶抑制剂,用于治疗原发性或继发性成人骨髓纤维化,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)D的化学名称为___________
(2)F的结构简式为___________
(3)⑤的反应类型为___________,反应___________的反应类型与该反应相同(填反应序号)。
(4)G中含氧官能团的名称为___________
(5)反应⑦生成帕克替尼和另一种物质,写出该物质的结构简式___________
(6)化合物A的同分异构体中满足下列条件的有___________种;
i.含有苯环 ii.能与NaOH溶液反应
其中核磁共振氢谱峰面积比为2:2:1的结构简式为___________
四、工业流程题
18.钨精矿分解渣具有较高的回收利用价值,以钨精矿分解渣为二次资源综合回收锰、铁的工艺流程如下:
已知:钨精矿分解渣的主要化学成分及含量
名称
MnO2
Fe2O3
CaO
SiO2
WO3
ZnO
其它
含量
34.8%
26.1%
7.6%
8.8%
0.75%
0.66%
-
①WO3不溶于水、不与除氢氟酸外的无机酸反应。
②Ksp(ZnS)=3×10-25、Ksp(MnS)=2.4×10-13
(1)将钨精矿分解渣预先粉碎的目的是___________。
(2)“浸渣”的主要成分为___________。
(3)“除杂”时加入(NH4)2SO4的目的是___________;相较于H2SO4,该步选择(NH4)2SO4的优点是___________。
(4)“沉铁”时需要在不断搅拌下缓慢加入氨水,其目的是___________。
(5)用沉淀溶解平衡原理解释“净化”时选择MnS的原因___________。
(6)“沉锰”时发生反应的离子方程式为___________。
(7)取2kg钨精矿分解渣按图中流程进行操作,最终得到880g含锰元素质量分数为45%的MnCO3,则整个过程中锰元素的回收率为___________。
五、原理综合题
19.我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
I.CO2在Pb催化剂作用下,通过电催化还原为CO、HCOOH等物质被认为是一种具有前景的利用CO2的方式。
(1)Pb催化剂中引入Bi能够提高它的选择性。Bi的价电子排布式为6s26p3,其在元素周期表中的位置为___________。
(2)在Pb催化剂表面,CO2转化为CO和HCOOH是通过两种平行的反应途径进行的。CO2还原生成CO、HCOOH的关键中间体分别为*COOH、HCOO*。Pb催化剂催化CO2转化为CO和HCOOH的反应历程如图所示。(*表示吸附在催化剂表面)
①写出CO2在酸性介质中电催化还原为HCOOH的电极反应式___________。
②产物的选择性是由催化剂对两种关键中间体的结合强度决定的。在Pb催化剂表面更利于生成___________
II.CH4与CO2重整是CO2再利用的研究热点之一,该重整反应体系主要涉及以下反应:
反应①:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1
反应②:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
反应③:2CO(g) CO2(g)+C(s) ΔH3=-172.5kJ·mol-1
(3)已知25℃时,CH4、CO和H2的燃烧热分别为890 kJ·mol-1、283kJ·mol-1和285.8kJ·mol-1则ΔH1=___________。
(4)1.01×105 Pa下,将n(CO2):n(CH4)=1:1的混合气体置于密闭容器中,不同温度下重整体系中CH4和CO2的平衡转化率如图所示。
①800℃时CO2的平衡转化率远大于600℃时CO2的平衡转化率,其原因是___________。
②CH4的还原能力(R)可用于衡量CO2的转化效率,R= (平衡时CO2与CH4的物质的量变化量之比)。600℃时,R=___________;随温度的升高,R变化趋势为___________(填“增大”、“减小”、“先减小后增大”)。
参考答案:
1.D
【详解】A.豆浆主要是蛋白质,煮沸后变性,不是水解生成氨基酸,选项A错误;
B.汽油中无氮元素,氮氧化物产生的原因是内燃机的高温环境使空气中的N2与O2化合形成NO,选项B错误;
C.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料,选项C错误;
D.亚硝酸钠是一种防腐剂和护色剂,生产加工腊肉、香肠等肉制品时添加亚硝酸钠,可以增加肉类的鲜度,并有抑制微生物的作用,能防止肉类变质并保持鲜红色,但亚硝酸钠有毒,作为食品添加剂使用时必须按规定添加,选项D正确;
答案选D。
2.A
【详解】A.不锈钢中含有铬、镍元素,能改变金属的内部结构,使铁合金具有很强的抗腐蚀能力,A项正确;
B.酚醛树脂是由酚类和醛类聚合而成的,不属于聚酯,B项错误;
C.碳纤维属于碳单质,不是新型有机高分子材料,C项错误;
D.在钢中加入某些稀土元素形成的合金,可增强钢的韧性、塑性等,D项错误;
故选A。
3.D
【详解】A.Na2O2与H2O剧烈反应生成NaOH和O2,同时放出大量的热,Na2O2不是块状且难溶于水的固体,不能用启普发生器制备,故A错误;
B.Mg的金属活动顺序强于Al,不能通过铝热反应制备,故B错误;
C.蒸馏时,锥形瓶不能用瓶塞,故C错误;
D.稀硫酸中含有大量氢离子,可以抑制氯气的溶解,而稀硫酸中的水可以吸收HCl,洗气后再用浓硫酸干燥,可制得干燥的氯气,故D正确;
选D。
4.B
【详解】A.该甲酸溶液体积未知,无法计算氢离子数目,A项错误;
B.甲酸甲酯中1个碳原子和1个氧原子采用sp3杂化,0.5mol甲酸甲酯中采用sp3的原子数目为NA,B项正确;
C.50g质量分数为64%的甲醇水溶液中,m(CH3OH)=32g,m(H2O)=18g,各为1mol,1 mol CH3OH中σ键数目为5NA,1mol H2O中σ键数目为2NA,因此50g该溶液中σ键数目为7NA,C项错误;
D.标准状况下,甲醇为液体,D项错误;
故选B。
5.C
【详解】A.向酸性KMnO4溶液中滴加双氧水,双氧水被氧化成氧气,其反应的离子方程式为2MnO+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,A项错误;
B.硝酸的氧化性大于铁离子,因此向硝酸铁中加入少量SO2时,硝酸与SO2发生氧化还原反应,B项错误;
C.由于酸性:H2CO3>HClO>HCO,则向次氯酸钠溶液中通入少量的CO2生产次氯酸和碳酸氢钠:ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO,C项正确;
D.侯氏制碱法中发生反应:NH3+NaCl+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl,由于NaHCO3的溶解度比碳酸钠小,能够从溶液中析出,故书写离子方程式时NaHCO3应写化学式,D项错误。
故选C。
6.C
【详解】A.该有机物有碳碳双键、羟基和羧基3种官能团,因此可以发生加聚反应、缩聚反应、还原反应,A项正确;
B.1mol该化合物可以与1molBr2发生加成反应,酚羟基的两个邻位氢还可以与2molBr2发生取代反应,B项正确;
C.该有机物中含有酚羟基和羧基,1mol该化合物最多与2molmol Na2CO3反应,C项错误;
D.由碳碳双键两端的基团可知,X与互为顺反异构体,D项正确;
故选C。
7.B
【分析】A、B装置均为浓硫酸干燥Cl2,而C、H均为干燥且防止FeCl3水解。E、F、G收集FeCl3,I吸收尾气。
【详解】A.根据反应2Fe+3Cl2=2FeCl3,5.6g铁粉理论上制得氯化铁的质量xg,解得 x=16.25g,× 100%=80%,A项错误;
B.装置C和H起干燥作用,可以选择P2O5,B项正确;
C.装置A的目的是干燥氯气,装置B是检查后续装置是否堵塞,C项错误;
D.检验Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液,D项错误;
故选B。
8.C
【分析】根据物质结构以及成键方式,Z成了6个共价键,X成了2个共价键,可以推出X、Z分别为氧元素和硫元素;Y成了4个共价键,且半径小于Z,因此Y为C元素;W成了1个共价键,且位于元素周期表的p区,半径小于X,因此W为氟元素;
【详解】A.碳元素形成的氢化物有多种烃类物质,沸点不一定小于氧形成的氢化物,选项A错误;
B.S的原子半径比O大,故C=S键长比C=O键长长,键能小,故CS2的热稳定性比CO2的低,选项B错误;
C.OF2中F为-1价,O为+2价,选项C正确;
D.C、O、S三种基态原子未成对电子数均为2,基态原子未成对电子数:Y=X=Z,选项D错误;
答案选C。
【命题意图】考查元素推断、元素周期律等知识,意在考查学生的分析与推测的关键能力。
9.A
【详解】A.NH3共用电子对更偏向N元素,N元素上的电子云密度大,更易结合质子(H+),A正确;
B.[Cu(NH3)4]2+中N原子的孤对电子形成配位键,NH3中N原子有1对孤对电子,孤对电子与成键电子对间的斥力大,键角小,H-N-H键角:NH3<[Cu(NH3)4]2+,B错误;
C.根据非金属性越强,第一电离能越大分析,但氮原子属于半充满结构,第一电离能大于相邻元素,故第一电离能N>O>Cu,C错误;
D.Cu2+和Cu+核电荷数相同,Cu+核外电子数多,半径大,D错误;
故选A。
10.A
【详解】A.氯化铜稀溶液中存在[Cu(H2O)]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH>0,加热溶液变为蓝绿色(蓝色和黄色的混合色),说明升高温度平衡向吸热的方向移动,A项正确;
B.将过量干燥的氯气通入盛有红色鲜花的集气瓶中,因为鲜花中有水,则红色鲜花颜色褪去,B项错误;
C.NaCl和NaBr的浓度大小未知,产生的淡黄色沉淀也可能是溴离子浓度较大所导致,因此该实验现象不能说明Ksp(AgBr)
故选A。
11.B
【详解】A.
K= ,故A正确;
B.恒容条件下,再充入一定量N2O5,相当于加压,再次达到平衡N2O5的转化率将降低,故B错误;
C.升高温度,混合气体的总质量、容器的体积都不变,因此气体的密度不变,故C正确;
D.该反应的正反应是气体分子数增大的反应,其他条件不变时,改为在恒压密闭容器中反应,相当于减压,平衡正向移动,平衡时N2O5的转化率增大,故D正确;
选B。
12.D
【详解】A.根据BH中B显+3价,氢显-1价可以判断电负性H>B,A正确;
B.由晶胞结构可知,晶胞II的密度大于晶胞I,压强越大,晶体中离子间的距离越小,密度越大,则在较大压强下的晶型是晶胞II,B正确;
C.BH中存在配位键,B提供空轨道,C正确;
D.晶胞I为长方体,不是正方体,Li+与周围的4个BH的距离不相等,D错误;
故选D。
13.C
【详解】A.铅电极附近醛基被还原为羟基,发生还原反应,为阴极,因此a为电源的负极,A项错误;
B.双极膜中间层中的OH-在外电场的作用下移向阳极(催化电极),B项错误;
C.制得1mol FDCA,阳极消耗,转移6mole,阴极转移6mole时,消耗1 mol,共消耗2 mol,C项正确;
D.电解池中负极区即为阴极,阴极发生还原反应,D项错误。
故答案选C。
14.B
【分析】比较②③物质结构可知,生成X为水;比较⑤①物质结构可知,生成Y为甲醇;
【详解】A.由图可知,该反应的总反应为过氧化氢和甲烷生成水和甲醇,H2O2+CH4=H2O+CH3OH,原子利用率小于100%,A错误;
B.由反应机理图可以推出物质X和Y分别为H2O和CH3OH,目标产物为CH3OH,B正确;
C.铁双聚体为该反应的催化剂,可降低该反应的活化能,不改变反应的焓变,C错误;
D.反应过程中有非极性键(O-O键)的断裂,没有非极性键的生成,D错误;
故选B。
15.D
【详解】A.图像中只含有3种含磷微粒,因此H3PO3为二元酸有两个羟基氧,结构,A项正确;
B.随着c(OH-)逐渐增大,pOH减小,根据H3PO3+OH-=H2PO3-+H2O,H2PO3-+OH-=HPO32-+H2O知,c(H3PO3)逐渐减小,c()先增大后减小,c()逐渐增大,故曲线I、II、II分别表示、、H3PO3的变化曲线,a点溶质为Na2HPO3和NaH2PO3,溶液pH为6.6,显酸性,H2PO3-电离出H+,该溶液对水的电离起抑制作用,C水(OH-)=C溶液(OH-)=1×10-7.4 mol·L-1,B项正确;
C.b点时,c(H3PO3)=c()此时Ka1=c(H+)=10-1.4,a点时,c()=c(),Ka2=c(H+)=10-6.6, Ka1·Ka2= 10-8,当c(H+)=10-4时,c()=c(H3PO3),C项正确;
D.当加入NaOH溶液的体积为50mL,反应生成的NaH2PO3和剩余的H3PO3物质的量相同,但需要考虑H3PO3的电离和的电离,此时c(H3PO3)≠c(),D项错误;
故选D。
16.(1)30 min内实验a产生气体的体积远大于实验c(或30 min内实验d产生气体的体积远大于实验b)
(2)
(3)相同浓度时,对Mg与水反应的促进作用大于;和共同存在且浓度相同时,二者对Mg与水反应的促进作用并未叠加
(4) 取适量白色固体,灼烧,若产生的气体可以使玻璃棒表面蘸有的溶液变浑浊,则证明白色固体含有碱式氯化镁
(5) 10.48 反应过程中存在平衡,促使该平衡正向移动,溶液中浓度增大,pH增大
【分析】研究外界条件变化对实验结果产生的影响要注意控制变量,通过对比实验得出实验结论;
【详解】(1)实验a中所用盐溶液为溶液,实验c中所用盐溶液为NaCl溶液,实验a、c所用盐溶液中的阴离子相同,30 min内,实验a产生气体的体积远大于实验c,可说明对Mg与水的反应起促进作用。
(2)Mg与溶液反应生成碱式碳酸镁,反应中镁元素化合价升高,则氢元素化合价降低生成氢气,根据质量守恒可知,还会生成碳酸根离子,离子方程式为
;
(3)对比实验a、c和实验b、c,30 min内,实验a中产生气体的体积较大,说明相同浓度时,对Mg与水反应的促进作用大于;对比实验a、d,30 min内,实验d中产生气体的体积略小于实验a,说明和共同存在且浓度相同时,二者对Mg与水反应的促进作用并未叠加;
(4)碱式氯化镁受热易分解生成氧化镁和两种气体,根据质量守恒可知生成气体为水和HCl,化学方程式为。实验中镁条表面生成的白色固体为氢氧化镁和碱式氯化镁的混合物,可以通过检验的存在检验碱式氯化镁:取适量上述白色固体,灼烧,若产生的气体可以使玻璃棒表面蘸有的溶液变浑浊,则证明白色固体含有碱式氯化镁;
(5)设饱和溶液中 mol·L,则 mol·L,,可得 mol·L,则。反应过程中存在平衡,促使该平衡正向移动,溶液中浓度增大,pH增大。
17.(1)3-溴丙烯或3-溴-1-丙烯
(2)
(3) 还原反应 ②
(4)硝基、醚键
(5)CH2=CH2
(6) 15 、
【分析】根据B与NaBH4发生还原反应生成C,结合C的分子式可知,C比B多2个H,则可推知C为,在一定条件下与D反应生成E,结合E的结构简式及D的分子式可推知D为,E与F在DMA作用下反应生成G,结合G的结构简式及F的分子式可推知F为,结合其他有机物的结构简式及反应条件进行分析解答;
【详解】(1)反应②中NaBH4为常见的还原剂,将B中的-CHO还原为羟基,即变为-CH2OH,然后D再取代C中的羟基得到E,故D(C3H5Br)的结构简式为,化学名称为3-溴丙烯或3-溴-1-丙烯;
(2)观察E和G的结构异同可看出,F取代E中的-Cl后生成G,故F的结构简式为;
(3)-NO2→-NH2为还原反应,②也是还原反应,故⑤的反应类型为还原反应,反应②的反应类型与该反应相同;
(4)G中含氧基团为-NO2和R-O-R’,对应的名称分别为硝基和醚基;
(5)对比I、J结构可知,I中左侧与氧相连的C和右侧双键的C直接连接后得到J,剩下的部分为“=”故反应⑦生成的另一种物质的结构简式为CH2=CH2;
(6)化合物A为,其同分异构体中满足条件:i.含有苯环; ii.能与NaOH溶液反应,则含有酚羟基或羧基或酯基,若含有酚羟基,则以A中官能团相同,定二动三,则有4+4+2=10种,除去本身只剩下9种;若含有羧基则硝基与羧基在邻、间、对位上有3种;若含有酯基则硝基与酯基有邻、间、对位上有3种;故总共有9+3+3=15种;
其中核磁共振氢谱峰面积比为2:2:1的结构简式为、。
18.(1)增大接触面积,提高酸浸速率
(2)SiO2、WO3
(3) 将Ca2+转化为CaSO4沉淀除去 除钙时溶液的pH变化较小,避免“沉铁”时会消耗更多的氨水
(4)防止局部溶液pH过大而引起锰的沉淀
(5)MnS(s)+Zn2+(aq)ZnS(s)+Mn2+(aq)的平衡常数K= = 8×1011>105,Zn2+可完全的转化为ZnS沉淀
(6)Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O
(7)90%
【分析】钨精矿分解渣的主要化学成分为MnO2;Fe2O3;CaO;SiO2;WO3;ZnO;加入盐酸溶解,其中SiO2和WO3不与盐酸反应;其余金属以离子形式存在在溶液中;加入(NH4)2SO4将Ca2+转化为CaSO4沉淀除去;然后加入氨水沉铁,再加入MnS除去Zn;最后加入NH4HCO3得到MnCO3;据此分析解题。
【详解】(1)为了提高酸浸速率,将钨精矿分解渣预先粉碎以增大接触面积;所以将钨精矿分解渣预先粉碎的目的是增大接触面积,提高酸浸速率;故答案为增大接触面积,提高酸浸速率。
(2)据分析可知,“浸渣”的主要成分为SiO2、WO3;故答案为SiO2、WO3。
(3)据分析可知,加入(NH4)2SO4将Ca2+转化为CaSO4沉淀除去;相较于H2SO4,选择(NH4)2SO4的优点是除钙时溶液的pH变化较小,避免“沉铁”时会消耗更多的氨水;故答案为将Ca2+转化为CaSO4沉淀除去;除钙时溶液的pH变化较小,避免“沉铁”时会消耗更多的氨水。
(4)“沉铁”时需要在不断搅拌下缓慢加入氨水,防止局部溶液pH过大而引起锰的沉淀;故答案为防止局部溶液pH过大而引起锰的沉淀。
(5)已知Ksp(ZnS)=3×10-25、Ksp(MnS)=2.4×10-13; MnS(s)+Zn2+(aq)ZnS(s)+Mn2+(aq)的平衡常数K==8×1011>105,Zn2+可完全的转化为ZnS沉淀;故答案为MnS(s)+Zn2+(aq)ZnS(s)+Mn2+(aq)的平衡常数K= = 8×1011>105,Zn2+可完全的转化为ZnS沉淀。
(6)加入NH4HCO3“沉锰”得到MnCO3;发生反应的离子方程式为Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O;故答案为Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O。
(7)取2kg钨精矿分解渣按图中流程进行操作,钨精矿中MnO2的含量为34.8%;所以锰元素的质量为;最终得到880g含锰元素质量分数为45%的MnCO3,所以锰元素的质量为,则整个过程中锰元素的回收率为;故答案为90%。
19.(1)第六周期第VA族
(2) CO2+2e-+2H+=HCOOH CO
(3)+247.6 kJ/mol
(4) 反应①和反应②的ΔH>0,高温下反应正向进行程度大,CO2的消耗量大,反应③的ΔH<0,高温下反应正向进行程度小,CO2的生成量小 增大
【详解】(1)Bi的电子排布为6s26p3,最高能层为P,最外层电子数为5个,则该元素位于第6周期第VA族。答案为第6周期第VA族;
(2)CO2在酸性介质中电催化还原为HCOOH即CO2得电子变为HCOOH,反应为CO2+2e-+2H+=HCOOH。转化为中间体HCOO*的活化能高,该反应难;而*COOH能量低反应易发生,所以Pb催化剂有利于CO生成。所以答案为CO2+2e-+2H+=HCOOH;CO;
(3)由CH4、CO和H2的燃烧热分别为890 kJ·mol-1、283kJ·mol-1和285.8kJ·mol-1得出反应④CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1、⑤2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1、⑥2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1。反应①=④-⑤-⑥,得到ΔH1=-890+566+571.6=+247.6 kJ·mol-1。答案为+247.6 kJ·mol-1;
(4)温度变化结合平衡移动分析。反应①和反应②的ΔH>0,高温下反应正向进行程度大,CO2的消耗量大,反应③的ΔH<0,高温下反应正向进行程度小,CO2的生成量小。已知n(CO2):n(CH4)=1:1,设各物质物质的量为1mol、1mol。同时600℃时CO2和CH4的转化率分别为65%、80%,则两者的变化量分别为0.65mol、0.8mol,所以R= 。从图分析,随着温度的升高,CO2的转化率越来越靠近CH4的转化率,所以R增大。答案为反应①和反应②的ΔH>0,高温下反应正向进行程度大,CO2的消耗量大,反应③的ΔH<0,高温下反应正向进行程度小,CO2的生成量小;;增大。
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