上海杨浦区2021届-2023届高考化学三年模拟(二模)按题型分类汇编-02非选择题
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一、原理综合题
1.(2021·上海杨浦·统考二模)2020年9月科学家发现金星上有磷化氢(),实验室制备的常用方法有两种:
①
②
完成下列填空:
(1)P核外能量最高的电子具有相同的___________(填写序号)。
A.轨道B.自旋方向C.电子云形状D.电子云伸展反应
(2)已知与的结构相似,的空间结构是___________。的分解温度比___________(填“高”、“低”),判断的依据是___________。
(3)已知为三元酸,其结构式为:。
①次磷酸(中的P的成键情况与中的相同,则的结构式是___________。
②利用反应②制备时,即使KOH过量,仍只生成,说明是___________元酸。
(4)常温下,在不同pH的溶液中,各种含磷微粒的质量分数如图所示。
①电离平衡常数与化学平衡常数意义相同,写出第二步电离平衡常数表达式___________。
(2)图中可推断溶液呈___________(填“酸”、“碱”、“中”)性,可能的原因是___________。溶液中各含磷微粒以及按浓度由大到小的顺序排列___________。
2.(2022·上海杨浦·复旦附中校考二模)NaNO2广泛应用于工业和建筑业,也允许在安全范围内作为肉制品发色剂成防腐剂。
(1)氮原子核外共有_______种能量不同的电子,能量最高的电子有_______种伸展方向。
(2)亚硝酰氯(NOCl)是一种红褐色液体,每个原子最外层都达到8e-结构,则其电子式为_______,其水解生成两种不同的酸,请写出其水解的方程式:_______。
(3)NaNO2具有毒性,含NaNO2的废水直接排放会引起严重的水体污染,通常采用还原法将其转化为对环境无污染的气体排放,如工业上采用KI或NH4Cl处理,请写出NH4Cl与NaNO2反应的离子方程式:_______。已知:酸性 H2SO3>HNO2>CH3COOH
(4)往冷NaNO2溶液中加入下列某种物质可得HNO2稀溶液。该物质是_______(填序号)。
a.稀硫酸 b.二氧化碳 c.二氧化硫 d.醋酸
(5)NaNO2其有咸味,不法商家会用其制作假食盐,请写出一种简单的方法检验NaCl中是否含有NaNO2:_______。
(6)某课外兴趣小组通过如图所示的流程来制取少量NaNO2晶体。
已知:Na2CO3+NO+NO2→2NaNO2+CO2; Na2CO3+2NO2→NaNO2+NaNO3+CO2
①“还原”步骤 SO2从底部通入,硝酸从顶部以雾状喷下,其目的是_______。
②若使“吸收”步骤中NO、NO2完全转化为NaNO2,则理论上“还原”步骤中 SO2与HNO3的物质的量之比为_______。
3.(2022·上海杨浦·复旦附中校考二模)我国高含硫天然气资源丰富,天然气脱硫和甲烷与硫化氢重整制氢具有重要的现实意义。
(1)天然气脱硫工艺涉及如下反应:
① 2H2S(g)+3O2(g)→2SO2(g)+2H2O(g)∆H =+ a kJ/mol
② 4H2S(g)+2SO2(g)→3S2(g)+4H2O(g)∆H= + b kJ/mol
③ 2H2S(g)+O2(g)→2S(g)+2H2O(g)∆H=+ c kJ/mol
若 2S(g)→S2(g)∆H=+Q/mol.。
为了研究甲烷对H2S制氢的影响,原料初始组成n(CH4):n(H2S)=1:2。保持体系压强为0.1MPa,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示:
图中表示H2S、H2变化的曲线分别是:_______、_______
(2)反应达平衡的标志是_______(填标号)。
A.2v正(H2S)=4v逆(H2)
B.CH4的体积分数不再变化
C.c(CH4)/c(H2S)不再变化
D.混合气体的密度不再改变
(3)由图可知该反应的∆H_______0(填”>”、”<”或“=”),判断的理由是_______。
(4)M点对应温度下,CH4的转化率为_______。
(5)H2S燃料电池的原理如图所示,则电池的正极是_______极(填a或b),负极的电极反应式为_______。
二、工业流程题
4.(2021·上海杨浦·统考二模)Ba是第六周期ⅡA族的元素,常见的矿物重品石(主要成分是含少量、CaO、MgO等)中,以下是某工业制取流程示意图:
完成下列填空:
(1)重晶石和煤磨成粉能加快反应速率,原因是___________。
(2)焙烧时主要反应为:,不同温度下反应达到平衡时,各成分的物质的量如图所示。
①依图判断生成BaS的反应是___________反应(填“放热”或“吸热”),焙烧温度至少应控制在___________℃上。某次焙烧在真空容器中进行,1.5h时,测得容器中气体的密度为26.88g/L,该反应的化学反应速率为___________。
②已知:90℃时BaS的溶解度为50g/100g水,浸取液中还存在三种碱、、,其中碱性最弱的是___________(填化学式)。浸取液中产生的原因是___________。(用离子方程式表示)
(3)向BaS溶液中加入生成,过量会析出晶体,利用平衡移动原理,解释析出晶体的原因___________。
(4)工业上用制备高纯,其流程图是:
①碳化时,先向溶液中通入___________(写化学式),写出碳化时发生反应的化学方程式___________。
②写出检验母液中主要阳离子的实验方案___________。
5.(2022·上海杨浦·复旦附中校考二模)二氧化氯(ClO2)气体是一种高效消毒灭菌剂,但其稳定性较差,可转化为 NaClO2保存。分别利用吸收法和电解法两种方法得到较稳定的NaClO2。其工艺流程示意图如图所示:
已知:①纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下。
②长期放置或高于60℃时NaClO2易分解生成 NaClO3和 NaCl。
(1)通入空气的作用是_______
(2)方法1中,反应的离子方程式是_______。利用方法1制NaClO2时,温度不能超过20℃,可能的原因是_______。
(3)NaClO2的溶解度曲线如图所示,步骤3中从NaClO2溶液中获得NaClO2的操作是_______。
(4)为测定制得的晶体中NaClO2的含量,做如下操作:
①称取a克样品于烧杯中,加入适量蒸馏水溶解后加过量的KI晶体,再滴入适量的稀 H2SO4,充分反应。将所得混合液配成100mL待测溶液。
②移取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中,用bmol·L-1Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点。重复2次,测得消耗标准溶液的体积的平均值为c mL(已知:I2+2S2O→2I-+S4O)。样品中NaClO2的质量分数为_______(用含a、b、c的代数式表示)。在滴定操作正确无误的情况下,测得结果偏高,可能的原因是_______。
(5)NaClO2使用时,加入稀盐酸即可速得到ClO2。但若加入盐酸浓度过大,则气体产物中Cl2的含量会增大,原因是_______。
6.(2023·上海杨浦·统考二模)实验小组模拟工业上回收“分银渣”中的银,过程如下:
I中反应:(杂质不反应)
(1)过程I中,向溶液中加入分银渣,10分钟后,固体质量减少了28.7g,则反应速率_______。(忽略溶液体积变化)
(2)溶液中离子浓度的关系是:_______。
(3)其他条件不变,反应I在敞口容器中进行,若反应时间过长反而银的产率降低,银产率降低的可能原因是_______(用离子方程式解释)。
不同时,浸出液中的浓度与含硫化合物总浓度的关系如下图所示(注:含硫化合物总浓度即亚硫酸钠溶液中含硫微粒总浓度)。
(4)时,解释浓度度随含硫化合物总浓度变化趋势的原因_______。
(5)时,浓度随含硫化合物总浓度的变化与时不同,可能的原因是_______。
(6)将II中反应的离子方程式补充完整: (中的化合价可看做0价)
++ _______= _______+_______+ ______________
(7)III中回收液可直接循环使用,但循环多次后,银浸出率降低。从回收液离子浓度变化和平衡移动的角度分析原因:_______。
三、有机推断题
7.(2021·上海杨浦·统考二模)格式试剂即烃基卤化镁(R—MgX)是一类有机金属化合物,在有机合成中有着重要的作用。利用格式试剂设计了有机化合物J的合成路线:
已知:RXR-MgX(R、、代表烃基或氢)
完成下列填空:
(1)D中的官能团名称是:___________。
(2)写出反应类型:A→B是___________反应;B→D是___________反应。
(3)D能发生聚合反应,聚合产物为___________或___________。
(4)K是J的同分异构体,属于芳香族化合物,且分子中无甲基也无,任写出一种K的结构简式:___________。
(5)写出H→I的化学方程式___________。
(6)利用格式试剂,写出以A、HCHO、乙醚为有机原料制备的合成路线。(其他无机试剂任选)。___________。
8.(2022·上海杨浦·复旦附中校考二模)由化合物A制备可降解保型料PHB和一种医药合成中间体J的合成路线如图:
已知:
i. (-R1、-R2、-R3均为烃基)
ii.
回答下列问题:
(1)B中官能团的名称是_______。
(2)A的结构简式是_______。
(3)D→E的反应方程式是_______。
(4)H的结构简式是_______。
(5)X是J的同分异构体,满足下列条件的有_______种(不考虑顺反异构)。
①链状结构: ②既能发生银镜反应,又能发生水解反应
其中分子中有3种氢原子,且个数比为6:1:1的结构简式是_______。
(6)请设计一条以为原料制备HOCH2CH=CHCH2OH的合成路线_______。(合成路线常用的表示方式为:AB……目标产物)
9.(2023·上海杨浦·统考二模)3-四氢呋喃甲醇是合成农药呋虫胺的中间体,其一种合成路线如下:
已知:i. R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH
ii. R1COOR2R1CH2OH+R2OH
iii. R1OH+R2OHR1OR2+H2O
(1)和互为_______。的反应类型是_______反应。
(2)的分子式_______。
(3)不宜选用银氨溶液或新制氢氧化铜的原因是:_______。
(4)的结构简式为:_______。
(5)3-四氢呋喃甲醇有多种同分异构体,写出1种符合下列条件的有机物的结构简式:_______。
①不能与金属钠反应 ②分子中有3种不同化学环境的氢原子
(6)时会生成分子式为的副产物,该副产物的结构简式是_______。
(7)已知具有极强还原性,除了还原酯基外(信息ii),还可还原醛基等。请以为原料,利用题中信息及所学知识,选用必要的无机试剂合成。______
(合成路线的表示方式为:甲乙……目标产物)
四、实验题
10.(2021·上海杨浦·统考二模)打印机墨粉中的含量是衡量墨粉质量优劣的重要指标之一、已知:墨粉中除了晶体粉粒外,其余成分均不溶于水且不与酸反应。
为测定墨粉中的含量,进行了如下实验:
完成下列填空:
(1)检验
第一份取少许,选用___________(填试剂名称),现象是___________。
(2)测定含量方法一
已知:
①试剂①是,加入足量反应后,还需要充分加热,充分加热的目的是___________。
②试剂②是___________(填名称),其作用是___________。
(3)测定含量方法二
已知:
①试剂③是Zn粉,向第三份溶液中缓慢加入Zn粉末,当观察到较多气泡产生时,即停止加入Zn粉,写出该过程中发生的离子方程式___________,这样操作的原因是___________。
②用第三份实验数据计算墨粉中的的含量___________。(只列计算式,不计算)
③试剂③不能用铁粉,可能的原因是___________。
11.(2023·上海杨浦·统考二模)环己烯()是重要的化工原料,实验室环己醇()可在催化下制备环已烯。
I.环已烯的制备
如图所示,将环己醇加入试管中,再加入固体,缓慢加热,在试管内收集到环己烯粗品。
密度
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
环己醇
0.96
25
161
能溶于水
环己烯
0.81
83
难溶于水
(1)浓硫酸也可作该反应的催化剂,但此实验中,选用,而不用选浓硫酸的可能原因是_______(写2点)。
(2)实验时水浴温度应高于_______℃,原因是_______。
(3)环己烯粗品中含少量环己醇和等物质。产生的原因是_______(用化学方程式表示)。加入饱和食盐水除去,经振荡、静置、分层后,产品在_______层(填“上”或“下”),再蒸馏得到纯环己烯。
II.环己烯含量测定
向环已烯样品中加入,充分反应后,剩余的与足量溶液反应,用标准溶液滴定,终点时消耗。 (已知:)
(4)滴定所用指示剂为_______,滴定终点现象为_______。
(5)样品中环己烯的质量分数为_______(用字母表示)。标准溶液部分被氧化,会导致测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
五、结构与性质
12.(2023·上海杨浦·统考二模)离子型金属氢化物、、、等,具有强还原性,也可作生氢剂。
(1)核外不同能量的电子数之比为:_______(按能量由低至高的顺序)。
(2)将、、、按半径由小到大的排列顺序为_______。
(3)1个中含_______电子,补写一个与电子数相同且带一个单位负电荷的离子的电子式:、_______。
(4)两种硼化物的熔点如表所示:
硼氢化物
熔点/℃
400
两物质熔点差异的原因是_______。
(5)工业上常用“有效氢”含量衡量含氢还原剂的还原能力,有效氢指单位质量(克)的含氢还原剂的还原能力相当于多少克氢气的还原能力。的有效氢含量约为_______(2位小数)。
工业上可利用下述工艺得到氢气。
(6)其中的平衡常数的表达式_______,上述反应达到平衡时,容器内气体的平均摩尔质量为,若保持恒温恒容,向该容器中加入少量,再次达平衡后,气体的平均摩尔质量为,比较、的大小,并说明理由_______。
(7)该工艺的总反应方程式为:_______。
参考答案:
1. BC 三角锥形 低 r(N)小于r(P),N—H的键长更短,键能更大 一 酸 溶液中电离程度大于水解程度 c()>c(H+)>c()>c(H3PO4) >c()
【详解】(1)P原子的核电荷数为15,基态核外电子排布为:1s22s22p63s23p3,3p亚层上上的电子能量相同,电子云形状相同,自旋方向相同,电子云伸展方向不同,故选BC;
(2)分子属于共价化合物,电子式为:,氮原子为sp3杂化,含有1对孤电子对,分子构型为三角锥形,与的结构相似,为三角锥形;氮和磷为同一主族元素,氮原子半径小于磷原子半径,N—H键的键长更短,键能更大,氨气分解需要的温度高,故的分解温度比的低;
(3)①为三元酸,其结构式为:,次磷酸()分子中,P的成键情况与中的相同,根据成键规律可知,的结构式是;
②利用反应制备时,即使KOH过量,仍只生成,说明只能电离出1个氢离子,其为一元酸;
(4)①H3PO4H++,H++,第二步电离平衡常数表达式;
(2)根据图表信息分析可知,当物质的量分数较大时,溶液的pH小于7,即溶液显酸性,原因是在水溶液中电离程度大于水解程度;由于溶液中的电离程度大于水解程度,溶液显酸性,所以c()>c(H3PO4),由于溶液中存在水的电离平衡,所以c(H+)>c();溶液中,c()为最小;因此溶液中各离子浓度由大到小的顺序排列为:c()>c(H+)>c()>c(H3PO4) >c()。
2.(1) 3 3
(2)
(3)
(4)a
(5)可测定亚硝酸钠和氯化钠溶液的酸碱性(方法简单合理即可)
(6) 气液逆向吸收,使硝酸与SO2充分反应,增大接触面积 1:1
【详解】(1)N元素的原子序数为7,其核外电子排布为1s22s22p3,可知其核外共有1+1+1=3种能量不同的电子,能量最高的电子占据p能级,其伸展方向分别为px、py和pz共3种,故答案为:3;3;
(2)N原子有三个未成对电子,O原子有两个未成对电子,Cl原子有一个未成对电子,原子之间形成共价键后每个原子均是8电子稳定结构,故应是N原子在中间,O、N之间是两对共用电子对,N、Cl之间是一对共用电子对,;NOCl中各元素的化合价分别为+3,-2和-1价,所以NOCl发生水解生成两种不同的酸分别应该为HNO2和HCl,其水解的方程式为:;
(3)由题意可知,亚硝酸钠溶液与氯化铵溶液反应生成氮气和氯化钠,反应中具有还原性,作还原剂,NO2具有氧化性,作氧化剂,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得离子方程式为:;
(4)往冷NaNO2溶液中加入或通入某种物质可得HNO2稀溶液,则说明加入物质应能提供H+,且酸性比HNO2强,同时还需考虑到加入试剂不能将NaNO2还原。虽然亚硫酸的酸性也比亚硝酸强,但稀溶液中氧化性:,所以不能选择通入SO2,由酸性强弱规律可知,只有稀硫酸可实现此转化,故选a。答案为:a;
(5)因为亚硝酸为弱酸,所以亚硝酸钠可发生水解反应,使溶液显碱性,而氯化钠溶液显中性,所以可通过测定亚硝酸钠和氯化钠溶液的酸碱性来检测NaCl中是否含有NaNO2,据此操作如下:取少许固体加入蒸馏水溶解后,使用pH试纸检测其溶液的酸碱性,若溶液显碱性的,则推知NaCl中含有NaNO2,若溶液呈中性,则NaCl中不含有NaNO2;
(6)①生产过程中,SO2从底部通入,硝酸从顶部以雾状喷下,气液逆向吸收,使硝酸与SO2充分反应,增大接触面积,提高原料利用率;硝酸和二氧化硫反应生成硫酸、NO2,根据得失电子守恒,“还原”步骤中生成 NO2反应的离子方程式是SO2+ 2NO= SO+ 2NO2;
②根据反应方程式Na2CO3+ NO + NO2= 2NaNO2+ CO2,若使“吸收”步骤中 NO、NO2 完全转化为 NaNO2,则理论上“还原”步骤中生成NO 、NO2物质的量之比为1:1,根据得失电子守恒,SO2 与 HNO3 反应的方程式是2SO2 + 2HNO3+H2O=2H2SO4+ NO+NO2,SO2 与 HNO3的物质的量之比为1:1。
3.(1) c a
(2)BD
(3) > 温度升高,反应物物质的量分数不断减小,生成物物质的量分数不断增大,反应不断朝正向进行
(4)33.3%
(5) b 2H2S-4e-=4H++S2↑
【分析】甲烷与硫化氢重整制氢的反应方程式:。
【详解】(1)原料初始组成n(CH4):n(H2S)=1:2,从图象分析,d曲线是CH4,c曲线是H2S;随反应进行,产物H2的增大量大幅大于另一产物,则a曲线是H2,b曲线是CS2,故图中表示H2S、H2变化的曲线分别是:c、a。
(2)当反应过程中发生改变的量不变时,该可逆反应即达到平衡状态。据分析,A.H2S与H2化学计量数之比是1:2,则2v正(H2S)=4v逆(H2)时,这两种物质表达的速率之比不等于化学计量数之比, A项不是该反应达到平衡的标志;
B.随反应正向进行,CH4的体积分数减小,其不再变化时,反应达到平衡;
C.c(CH4)与c(H2S)初始组成比值与系数比值一致,则c(CH4)/c(H2S)始终不变化,C项不是该反应达到平衡的标志;
D.该体系压强保持不变,气体分子数发生改变则体系体积发生改变,而反应过程气体物质总质量不变,说明混合气体的密度随反应改变,其不再改变时,反应达到平衡;
故选BD。
(3)由图可知,随着温度的升高,反应物物质的量分数不断减小,生成物物质的量分数不断增大,即反应不断朝正向进行,没有出现达到峰值后逆向移动的情况,故该反应是正向吸热过程,则∆H>0。
(4)M点时H2与H2S的物质的量分数相等,设此时CH4转化了xmol,有:
则4x=2-2x,解得x=,该应温度下CH4的转化率为33.3%。
(5)燃料电池的燃料投入负极发生氧化反应,从H2S燃料电池的原理图可知,H2S进入电极a生成S2,O2进入电极b生成H2O,则电池的正极是b极,负极的电极反应式为:2H2S-4e-=4H++S2↑。
4. 增加接触面积,提高反应速率 吸热 500 0.64mol/(L·h) 溶解平衡,加入过量的,平衡逆向移动 取样,加入足量NaOH,加热,在试管口放置湿润的红色湿润试纸变蓝
【分析】重晶石主要成分为BaSO4 ,含少量的SiO2、CaO和MgO杂质,加入煤粉,高温煅烧,发生BaSO4+4C BaS+4CO,除此以外还可能有BaCO3等副产物生成,然后用90℃的热水浸取,趁热过滤,除去杂质,加入硝酸,可与BaS反应生成硝酸钡,以此解答该题。
【详解】(1)重晶石和煤磨成粉能增加接触面积,提高反应速率。
(2) ①由图可知,随着温度升高,一氧化碳的物质的量增大,说明升温平衡正向移动,正反应为吸热反应,为减少副反应的发生,温度控制在500℃以上。某次焙烧在真空容器中进行,1.5h时,测得容器中气体的密度为26.88g/L,一氧化碳的浓度为,该反应的化学反应速率为=0.64mol/(L·h)。
②已知:90℃时BaS的溶解度为50g/100g水,浸取液中还存在三种碱、、,根据元素周期律分析,镁、钙、钡为同主族元素,原子序数递增,金属性增强,所以镁的金属性最弱,所以氢氧化镁碱性最弱。浸取液中硫离子能水解生成氢氧根离子,即产生,离子方程式为;
(3)向BaS溶液中加入生成,溶液中存在溶解平衡,加入过量的,平衡逆向移动,有利于硝酸钡的析出。
(4)二氧化碳和硝酸钡不反应,所以碳化过程中先通入氨气,形成碱性环境,才能吸收二氧化碳气体,再通入二氧化碳。
①碳化时,先向溶液中通入氨气,写出碳化时发生反应的化学方程式。
②写出检验母液中主要成分为硝酸铵,主要阳离子为铵根离子,检验的实验方案为取样,加入足量NaOH,加热,在试管口放置湿润的红色湿润试纸变蓝。
5.(1)将生成的ClO2稀释到10%以下,防止分解爆炸
(2) 2ClO2+H2O2+2OH-=2+O2↑+2H2O NaClO2易分解生成NaClO3和NaCl
(3)加热温度至略低于60℃,浓缩、冷却至略高于38℃结晶,洗涤
(4) ×100% 碘离子被氧气氧化,发生反应4H++4I-+O2=I2+2H2O,生成更多的碘单质,消耗Na2S2O3增多
(5)亚氯酸钠与较浓盐酸混合,氧化性、还原性增强,发生氧化还原反应,生成氯气
【分析】由题中制备流程可知,NaClO3在酸性条件下与二氧化硫发生氧化还原反应生成ClO2,同时得到NaHSO4,ClO2发生器中发生反应为H2SO4+2NaClO3+SO2=2ClO2↑+2NaHSO4,纯ClO2易分解爆炸,通入足量空气稀释ClO2以防止爆炸;方法1中发生2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑,根据题中信息可知,高于38℃时析出NaClO2晶体,且控制温度低于60℃,减压蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到NaClO2产品;方法2中电解时阳极上发生2Cl--2e-=Cl2↑,阴极上发生ClO2+e-=,阴极上析出NaClO2,结晶、干燥得到NaClO2产品;据此解答。
【详解】(1)根据题给信息可知,由于纯ClO2易分解爆炸,因此步骤1中,通入空气的作用是将生成的ClO2稀释到10%以下,防止分解爆炸;故答案为:将生成的ClO2稀释到10%以下,防止分解爆炸。
(2)方法1中,反应的离子方程式是2ClO2+H2O2+2OH-=2+O2↑+2H2O;利用方法1制NaClO2时,根据信息高于60℃时NaClO2易分解生成NaClO3和NaCl,温度不能超过20℃,可能的原因是NaClO2易分解生成NaClO3和NaCl;故答案为:2ClO2+H2O2+2OH-=2+O2↑+2H2O;NaClO2易分解生成NaClO3和NaCl;
(3)根据图中NaClO2的溶解度曲线,低于38℃析出的是NaClO2∙3H2O,高于60℃时NaClO2易分解生成NaClO3和NaCl,因此步骤3中从NaClO2溶液中获得NaClO2晶体的操作是加热温度至略低于60℃,浓缩、冷却至略高于38℃结晶,洗涤;故答案为:加热温度至略低于60℃,浓缩、冷却至略高于38℃结晶,洗涤;
(4)由ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-可得关系式为:NaClO2~2I2~4S2O32-,n(NaClO2)=n(S2O32-)=,则样品中NaC1O2的质量分数为:;在滴定操作正确的情况下,测得结果偏高,可能为碘离子被氧气氧化,生成更多的碘单质,消耗更多的Na2S2O3,结果偏高,故答案为:×100%;碘离子被氧气氧化,发生反应4H++4I-+O2=I2+2H2O,生成更多的碘单质,消耗Na2S2O3增多;
(5)在酸性增强的情况下,NaClO2使用时的氧化性增强,盐酸的还原性也增强,两者反应会生成氯气,故答案为:亚氯酸钠与较浓盐酸混合,氧化性、还原性增强,发生氧化还原反应,生成氯气。
6.(1)0.008mol/(L·min)
(2)
(3)
(4)增大,使反应I中的平衡正向移动
(5)pH较小时候,与H+结合HSO或H2SO3,尽管含硫化合物总浓度增大,但是浓度增大不明显
(6)4++6OH-=4Ag+8+4H2O+
(7)随循环次数的增加,浸出液中c(Cl-)增大,减小,两者共同促进浸出反应平衡逆移
【分析】分银渣中主要成分是氯化银,I中用溶液作为浸出剂,主要反应为;浸出液与甲醛反应,II中反应为4++6OH-=4Ag+8+4H2O+,生成Ag回收,同时又生成,可循环使用。
【详解】(1)固体质量减少了28.7g,即反应溶解了28.7gAgCl,其物质的量为=0.02mol,由反应方程式可知,参加反应的的物质的量为0.02mol2=0.04mol,则反应速率=0.008mol/(L·min),故答案为:0.008mol/(L·min)。
(2)溶液中存在物料守恒关系,,故答案为:。
(3)反应I在敞口容器中进行,很容易被空气中的氧气氧化,而使银的产率降低,反应的离子方程式为,故答案为:。
(4)由图像可知,时,浓度随含硫化合物总浓度增大而增大,变化趋势的原因是增大,使反应I中的平衡正向移动,导致浓度增大,故答案为:增大,使反应I中的平衡正向移动。
(5)由图像可知,相比于pH=10时,pH=6时候,随含硫化合物总浓度增大,浓度增大不明显,可能的原因是pH较小时候,与H+结合HSO或H2SO3,尽管含硫化合物总浓度增大,但是浓度增大不明显,故答案为:pH较小时候,与H+结合HSO或H2SO3,尽管含硫化合物总浓度增大,但是浓度增大不明显。
(6)HCHO中C元素化合价由0价升高到+4价,中Ag元素化合价由+1价降低到0价,反应产物有碳酸根离子,则可判断溶液为碱性,生成物有水,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平反应方程式为
4++6OH-=4Ag+8+4H2O+,故答案为:4++6OH-=4Ag+8+4H2O+。
(7)由步骤II中反应方程式可知,反应消耗了,生成了Cl-,而反应I中为反应物,Cl-为生成物,平衡逆向移动,导致循环多次后,银浸出率降低,故答案为:随循环次数的增加,浸出液中c(Cl-)增大,减小,两者共同促进浸出反应平衡逆移。
7. 碳碳双键、溴原子 消除(消去) 取代 +3NaOH+3H2O+2NaBr
【分析】
在浓硫酸催化作用下加热发生消去反应生成的B为,再在一定条件下与Br2发生取代反应生成的D为;E到F为E与HBr发生取代反应生成F;与Br2/CCl4发生加成反应生成的H为,H再在NaOH的醇溶液中加热发生消去反应生成的I为,I最终酸化生成J。
【详解】
(1)D为,含有的官能团有碳碳双键、溴原子;
(2)A→B是在浓硫酸催化作用下加热发生消去反应生成;B→D是再在一定条件下与Br2发生取代反应生成;。
(3)D为,含有碳碳双键,能发生聚合反应,则发生聚合反应的聚合产物为或;
(4)J为,K是J的同分异构体,属于芳香族化合物,说明分子结构中含有苯环,且分子中无甲基也无,则满足条件的K的结构简式为;
(5)H→I是在NaOH的醇溶液中加热发生消去反应生成的反应,发生反应的化学方程式+3NaOH+3H2O+2NaBr;
(6)以、HCHO、乙醚为有机原料制备,可利用先与HBr在一定条件下发生取代反应生成,再与Mg/乙醚生成格系试剂,再与HCHO在乙醚溶剂中发生加成反应,后酸化后水解生成,再催化氧化即可得到目标产物,具体合成路线。
8.(1)羰基、羧基
(2)
(3)
(4)
(5) 8
(6)
【分析】A发生信息i中的反应生成B、D,根据PHB的结构简式可知,C发生缩聚反应生成PHB,则C结构简式为,由于B是由A与高锰酸钾氧化得到,B应为CH3COCH2COOH,B与氢气发生加成反应生成C,根据D和E的化学式及转化的条件可知,D与乙醇发生酯化反应生成E,所以D应为HOOCCH2COOH,E为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,结合B、D结构简式,结合A分子式知,A为,根据F的化学式可知,F应为HOCH2CH2CH2OH,则G应为BrCH2CH2CH2Br,E和G发生信息ii中的反应生成H为,H水解得I为,I脱去一个羧基得J。
【详解】(1)B为CH3COCH2COOH,B中官能团的名称是 羰基、羧基,故答案为:羰基、羧基。
(2)分析可知,A的结构简式是,故答案为:。
(3)D与乙醇发生酯化反应生成E,D→E的反应方程式是;故答案为:。
(4)E和G发生信息ii中的反应生成H为;故答案为:。
(5)X是J的同分异构体,根据条件①链状结构;②既能发生银镜反应,又能发生水解反应,说明有甲酸某酯的结构,则符合条件的结构为HCOOCH2CH2CH=CH2、HCOOCH2CH=CHCH3、HCOOCH=CHCH2CH3、HCOOCH=C(CH3)2、HCOOCH2C(CH3)=CH2、HCOOCH(CH3)CH=CH2、HCOOCH2C(CH3)=CH2、HCOOC(C2H5)=CH2,共有8 种,其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为6:1:1的结构简式是,故答案为:8;。
(6)以为原料先制备1,3-丁二烯,1,3-丁二烯和溴发生1,4-加成反应生成1,4-二溴-2丁烯,然后发生水解反应,制备HOCH2CH=CHCH2OH的合成路线:;故答案为: 。
9.(1) 同系物 取代反应
(2)C9H16O5
(3)银氨溶液或新制氢氧化铜都呈碱性,氧化醛基时会使酯基水解
(4)
(5)
(6)
(7)
【分析】A在碱性加热条件下与发生取代反应生成B,B在催化剂、加热条件下将醛基氧化成羧基,生成D,D中羧基与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成E,E与环氧乙醚发生加成反应生成F,F在一定条件下反应生成G,的结构简式为:,G按信息ii. R1COOR2R1CH2OH+R2OH模式反应生H,
【详解】(1)为乙酸乙酯和互为同系物。的反应类型是取代反应反应。故答案为:同系物;取代反应;
(2)的分子式C9H16O5。故答案为:C9H16O5;
(3)不宜选用银氨溶液或新制氢氧化铜的原因是:银氨溶液或新制氢氧化铜都呈碱性,氧化醛基时会使酯基水解。故答案为:银氨溶液或新制氢氧化铜都呈碱性,氧化醛基时会使酯基水解;
(4)根据信息i. R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH,发生反应生成G和乙醇,的结构简式为:。故答案为:;
(5)3-四氢呋喃甲醇,分子式为C5H10O2 ,不饱和度为1,3-四氢呋喃甲醇有多种同分异构体,符合①不能与金属钠反应,分子中没有羧基和羟基, ②分子中有3种不同化学环境的氢原子,符合条件的有机物的结构简式如:。故答案为:;
(6)E分子的中间碳原子上有2个H原子,均可与环氧乙醚反应,时会生成分子式为的副产物,该副产物的结构简式是。故答案为:;
(7)以为原料,先用将其还原为,在一定条件下脱水得,在铜催化加热条件下将羟基氧化为醛基,得到产物,合成路径为。故答案为:。
10. 酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去 除去 淀粉溶液 指示剂 、 防止被置换 防止测定结果偏大
【分析】墨粉中加入稀硫酸,四氧化三铁和硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水,结合铁离子和亚铁离子的性质分析解答。
【详解】(1)具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以检验亚铁离子的试剂是酸性高锰酸钾溶液,现象是紫色褪去;
(2)①由于双氧水能氧化碘化钾,影响铁离子测定,所以加入足量反应后,还需要充分加热的目的是除去。
②碘遇淀粉显蓝色,所以试剂②是淀粉溶液,其作用是作指示剂。
(3)①锌是活泼的金属,溶液中的铁离子和氢离子均能与锌反应,所以该过程中发生的离子方程式为、,又因为亚铁离子也能被锌置换出来,所以为防止被置换,当观察到较多气泡产生时,即停止加入Zn粉。
②消耗高锰酸钾的物质的量是0.001cVmol,锰元素化合价降低5价,亚铁离子被氧化为铁离子,根据电子得失守恒可知溶液中亚铁离子的物质的量是0.005cVmol,所以墨粉中的的含量为。
③铁离子能和铁反应生成亚铁离子,从而多引入亚铁离子,所以为防止测定结果偏大,试剂③不能用铁粉。
11.(1)FeCl3∙6H2O污染小、可循环使用,符合绿色化学理念;浓硫酸易使原料碳化并生成SO2。
(2) 83 环己烯的沸点是83℃
(3) Fe(OH)3+3HCl 上
(4) 淀粉溶液 当加入最后半滴标准溶液时,溶液蓝色褪去,且半分钟不恢复原色
(5) 偏小
【分析】可在 催化下发生消去反应生成环已烯。由于生成环己烯的沸点为83℃,水浴温度要高于83℃,使其蒸出,要得到液态环己烯,导管B除有导气外还有冷凝作用,便于环己烯冷凝,C中冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化。环己烯粗品中含少量环己醇和 等物质,加入饱和食盐水除去 ,经振荡、静置、分层后,环己烯密度比水小,所以产品在上层,再蒸馏得到较纯的环己烯。用氧化还原滴定法测定产品纯度。
【详解】(1)浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择FeCl3∙6H2O而不用浓硫酸,因为浓硫酸具有强脱水性,能使有机物脱水炭化,该过程中放出大量的热,又可以使生成的炭与浓硫酸发生反应并产生SO2,FeCl3∙6H2O污染小、可循环使用,符合绿色化学理念。答案:FeCl3∙6H2O污染小、可循环使用,符合绿色化学理念;浓硫酸易使原料碳化并生成SO2
(2)环己烯沸点为83℃,反应过程中,环己烯要蒸出,进入C装置收集,答案:83;环己烯的沸点是83℃;
(3)FeCl3加热促进水解产生HCl,环己烯密度比水小,在上层,答案: Fe(OH)3+3HCl;上;
(4)根据反应原理可知,可用淀粉溶液作指示剂,当12被Na2S2O3消耗完时,达到滴定终点,现象是蓝色变为无色,且半分钟内不恢复时达到终点。答案:淀粉溶液;当加入最后半滴标准溶液时,溶液蓝色褪去,且半分钟不恢复原色;
(5)由Br2+2KI=I2+KBr,可知,n(I2)=,则和环己烯反应的Br2为(b-)mol,根据反应关系式~Br2,环己烯质量为82(b-)g,环己烯的质量分数为, 当 Na2S2O3部分被氧化时,所用Na2S2O3溶液的体积偏大测得环已烯质量分数偏小。答案:;偏小。
12.(1)2:2:6:1
(2)H+<Li+<H—<O2—
(3) 10
(4)为离子晶体,为分子晶体
(5)0.21
(6) M1等于M2,向恒温恒容的容器中加入少量一氧化碳,平衡向正反应方向移动,温度不变,反应的平衡常数不变,容器中不变
(7)H2O+CCO+ H2
【详解】(1)钠元素的原子序数为11,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1,由能量最低原理可知,核外不同能量的电子数之比为2:2:6:1,故答案为:2:2:6:1;
(2)离子的电子层数越大,离子半径越小,则氧离子的离子半径最大、氢离子的离子半径最小,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则H—离子的离子半径大于锂离子,所以四种离子的离子半径由小到大的顺序为H+<Li+<H—<O2—,故答案为:H+<Li+<H—<O2—;
(3)四氢合硼酸根离子含有的电子数为10,氟离子和氢氧根离子与四氢合硼酸根离子的电子数都为10和都带带一个单位负电荷,氢氧根离子的电子式为,故答案为:;
(4)四氢合硼酸钠为离子晶体,四氢合硼酸铝为分子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体,所以四氢合硼酸钠的熔点高于四氢合硼酸铝,故答案为:为离子晶体,为分子晶体;
(5)反应时,1mol四氢合铝酸锂能提供8mol电子,相当于4mol氢气,则四氢合铝酸锂的有效氢含量为≈0.21,故答案为:0.21;
(6)由方程式可知,反应的平衡常数的表达式K=,反应达到平衡时,向恒温恒容的容器中加入少量一氧化碳,平衡向正反应方向移动,温度不变,反应的平衡常数不变,容器中不变,所以平均摩尔质量为M1等于M2,故答案为:;M1等于M2,向恒温恒容的容器中加入少量一氧化碳,平衡向正反应方向移动,温度不变,反应的平衡常数不变,容器中不变;
(7)由图可知,反应物为水和碳,生成物为一氧化碳和氢气,氧化亚铁为反应的催化剂,总反应为氧化亚铁做催化剂条件下,水与碳反应生成一氧化碳和氢气,反应的化学方程式为H2O+CCO+ H2,故答案为:H2O+CCO+ H2。
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