山东烟台部分学校2023届高三下学期适应性练习(二)化学试题(含解析)
展开山东烟台部分学校2023届高三下学期适应性练习(二)化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学与科技、生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A.医用酒精和含氯消毒液杀灭流行性病毒的原理相同
B.聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层
C.聚乳酸酯的降解和油脂的皂化都是高分子生成小分子的过程
D.“嫦娥五号”配置的砷化镓太阳能电池将化学能直接转化为电能
2.茶叶中铁元素的检验可经过以下四步完成:灼烧灰化→6mol•L⁻¹硝酸溶解→过滤→检测滤液中的铁元素。下列说法正确的是
A.“灼烧灰化”选用的玻璃仪器有①②③
B.④用于配制6mol•L⁻¹硝酸时需洗净并烘干
C.“过滤”时需沿②向⑤中转移液体并小心搅拌
D.检测铁元素时,⑥悬垂于⑦的上方滴加KSCN溶液
3.我国高分子科学家对聚乙烯进行胺化修饰,并进一步制备新材料,合成路线如图:
下列说法错误的是
A.a→c为加成反应 B.b的核磁共振氢谱有2组峰
C.c不存在立体异构 D.d能与水形成氢键
4.实验室中下列做法错误的是
A.用除去NO中混有的少量
B.苯酚的浓溶液不慎沾在皮肤上,立即用酒精清洗
C.用盐酸滴定未知浓度的溶液,选用甲基橙作指示剂
D.分液漏斗使用前加入少量水,观察到旋塞处不漏水即可使用
5.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.1 mol Cu和Na分别与足量硫粉反应时,转移的电子数均为
B.铅蓄电池放电时,正极质量增加9.6 g,电路中通过的电子数目为
C.标准状况下4.48 L 溶于水得到的溶液中,和的总数小于
D.金刚石晶体密度为,则晶体中碳原子的最小间距为 pm
6.X、Y、Z、W、P、Q为短周期元素,其中Y的原子序数最小,它们的最高正价与原子半径关系如图所示。下列说法正确的是
A.Y在元素周期表中位于p区 B.第一电离能:Z>P>Q>X
C.离子半径: D.氧化物对应水化物的酸性:Q>P>Z
7.阿莫西林是常用的抗生素,其结构如图。下列说法错误的是
A.分子式为 B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.分子中S、N原子的杂化方式相同 D.1 mol阿莫西林与足量NaOH溶液反应时消耗4 mol NaOH
8.一种从光盘金属层中回收Ag的流程图如下(其他微量金属对实验的影响可忽略)。
下列说法错误的是
A.“氧化”过程中,每生成0.1 mol AgCl,转移个电子
B.“氧化”后测定溶液的pH不可使用pH试纸
C.“转化”时的离子方程式为
D.“还原”过程中生成的气体可能是
9.3-氨基-1-金刚烷醇是一种重要的医药中间体,其分子结构如图。下列说法正确的是
A.分子中H、O之间形成s-pσ键
B.分子间存在4种氢键
C.该物质存在芳香族化合物的同分异构体
D.分子中带有*的碳原子均为手性碳原子
10.盐酸羟胺(NH2OH⋅HCl)可用作合成抗癌药,其化学性质类似NH4Cl。工业上制备盐酸羟胺的装置及含Fe的催化电极反应机理如图。下列说法正确的是
A.电子从含Fe的催化电极流出沿导线流入Pt电极
B.电池工作一段时间后,正极区溶液的pH减小
C.电池工作时,当有标准状况下3.36 L H2参与反应,左室溶液质量增加3.3 g
D.X为H+和e﹣,Y为NH3OH+
二、多选题
11.下列由实验操作和现象推出的结论错误的
实验操作和现象
结论
A
向含有ZnS和的白色悬浊液中滴加少量溶液,有黑色沉淀生成
B
向K2MnO4和KOH的绿色混合溶液中通入,溶液变为紫红色
碱性条件下,氧化性:
C
向铁粉与水蒸气高温反应后的固体中加入稀硫酸,溶解后加入KSCN溶液,溶液未变红
铁粉与水蒸气反应生成FeO
D
常温下,将50 mL苯与50 mL 混合,得到101 mL混合液
苯减弱了分子间的氢键
A.A B.B C.C D.D
12.二甲基砜是重要的有机合成中间体,可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中某电极区反应过程如图所示,其电解液显碱性。
下列说法正确的是
A.电极反应式为
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.反应前后不变
D.消耗1 mol氧气,理论上可得到1 mol二甲基砜
三、单选题
13.实验室对某铁的氧化物(FexO)进行如下实验。下列说法错误的是
A.
B.溶液A为和混合溶液
C.反应②生成标准状况下1.12 L
D.Zn至少参加了3个氧化还原反应
14.湿法炼锌的净化钴渣中含有Zn、Co、Cu和Fe的单质及,利用过硫酸钠氧化水解法制备,同时分别回收锌、铜和铁元素的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
7.7
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.2
9.2
下列说法错误的是
A.固体X主要成分是Cu,金属M为Zn
B.根据流程可知:的还原性弱于
C.调pH的范围为3.2~7.7
D.“沉钴”反应的离子方程式为
四、多选题
15.常温下,用0.1 mol⋅L NaOH溶液滴定10 mL 和HA混合溶液,滴定过程中HA和分布系数及pH随NaOH溶液体积变化如图。
已知,下列说法正确的是
A.起始 mol⋅L
B.时,
C.溶液显碱性[已知 mol⋅L]
D.可利用甲基紫(变色范围为2.0~3.0)确定第一滴定终点
五、结构与性质
16.金属锂溶于液氨可得到具有高反应活性的金属电子溶液,与其作用可制得超导体,进一步可制得超导材料。
回答下列问题:
(1)与Fe元素同周期,基态原子有2个未成对电子的金属元素有______种,下列状态的铁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是______(填标号)
A. B.C. D.
(2)液氨可以发生微弱的电离生成和,下列说法错误的是________
A.键角: B.结合质子能力:
C.热稳定性: D.与的分子构型及N的化合价均相同
(3)Fe2+可与邻二氮菲形成红色配合物,结构如图所示。元素的电负性从大到小的顺序为______(填元素符号)。配合物中N原子的VSEPR模型为____________;下列对Fe杂化方式推断合理的是______(填标号)。
A. B. C. D.
(4)晶体属四方晶系,其结构由铁硒层和锂铁氢氧层交替堆垛而成,晶胞中铁硒层在bc、ac和ab平面投影如图所示。铁硒层中Fe原子的配位数是______,铁硒层和锂铁氢氧层之间由极其微弱的氢键相连,该氢键可表示为______。已知锂铁氢氧层中锂铁个数之比为4∶1,阿伏加德罗常数的值为,则该晶体的密度为______g·cm。
六、工业流程题
17.以电解金属锰阳极渣(主要成分为,杂质为Pb、Fe、Ca、Mg元素的化合物)和黄铁矿(杂质为)为原料制备的工艺流程如下:
已知:,。
回答下列问题:
(1)为提高酸浸效果,可采取的措施有______(写出两项)。
(2)“酸浸”过程中没有S单质生成,滤渣①的主要成分为(填化学式)______;参与反应的离子方程式为________。
(3)向氧化过滤后的溶液中加入HF以除去溶液中钙元素和镁元素,除钙前滤液中(浓度为 mol⋅L,当溶液中 mol⋅L时,除钙率为______。
(4)将“碱化”步骤所得含少量的固体加去离子水打成浆,通空气氧化过程溶液pH随时间变化如图所示,pH先基本不变后迅速下降的原因为____________。
(5)向滤液④中加入氧化钙,可得到在上述流程中循环利用的物质是____________;“一系列操作”包括____________。
七、实验题
18.醋酸亚铬水合物是一种砖红色晶体,可作氧气吸收剂,微溶于乙醇,不溶于冷水和乙醚。实验室以Zn粉、盐酸、溶液、溶液为原料制备的装置如图。
实验操作:①检查装置气密性,向仪器中加入药品;②加入适量溶液,甲中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色;③关闭,打开、,向三颈烧瓶中滴加试剂a;④当丙中有均匀气泡冒出时,……;当乙中析出大量砖红色沉淀时,关闭;⑤将乙中混合物过滤、洗涤和干燥,得到。
回答下列问题:
(1)试剂b为____________;补充完整④中的操作____________;步骤③中滴加试剂a的作用是____________。
(2)装置乙中反应的化学方程式为__________________。
(3)丙中水的作用是____________。
(4)步骤⑤中的过滤用如图所示装置进行,与普通过滤相比,优点是__________________。
(5)为标定实验所用的溶液的浓度,进行如下实验:
取25.00 mL溶液于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,加入适量,充分反应后加入过量稀至溶液呈强酸性,此时铬元素以形式存在。再加入足量KI溶液,塞紧瓶塞,摇匀充分反应使完全转化为。滴加2~3滴淀粉溶液,用0.25mol⋅L溶液滴定,达终点时消耗溶液24.00 mL。(已知:)
①溶液的物质的量浓度为_____________。
②下列情况会导致浓度测定值偏低的是_______(填标号)。
A.溶液因久置水解产生少量浑浊[固体]
B.盛溶液的滴定管滴定前有气泡,滴定后无气泡
C.用滴定管量取溶液时,先俯视后仰视
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴外挂有一滴液珠未滴落
八、有机推断题
19.抗癌新药M的一种合成路线如下:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.,X=卤素原子
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)A的名称为__________;A→B的反应条件为________;写出符合下列条件的B的同分异构体的结构简式________________。
①仅含有苯环、和②含有4种化学环境的氢
(2)C中含氧官能团的名称为________;E→F反应的目的是________;F→G的反应类型为________。
(3)D+H→I的反应方程式为________________________。
(4)根据上述信息,写出以1,4-丁二醇、对硝基甲苯为主要原料制备的合成路线_____。
九、原理综合题
20.丙烯是重要的化工原料,丙烷直接脱氢制丙烯的相关反应及能量变化如图。
回答下列问题:
(1)主反应的焓变______0(填“>”或“<”);在600℃、1MPa条件下,丙烷脱氢制丙烯反应到达平衡,测得、的体积分数均为30%,则此时的体积分数为____________。
(2)向密闭容器中充入,发生主反应:(忽略副反应的发生)。
①测得反应速率方程为,k为反应速率常数。已知:(R、C为常数,T为温度,Ea为活化能)。实验测得其他条件相同,不同催化剂Cat1、Cat2对k的影响如图甲所示,则催化效能较高的是______(填“Catl”或“Cat2”)。
②在100 kPa、10 kPa不同起始压强下达到化学平衡时,测得丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图乙所示。起始压强为10 kPa,丙烷、丙烯随温度变化的物质的量分数曲线分别是______、______(填代号);A点对应的平衡常数______kPa(为以分压表示的平衡常数);B点丙烷的平衡转化率为______。
参考答案:
1.B
【详解】A.医用酒精没有强氧化性,而含氯消毒液具有强氧化性,是利用其强氧化性来使蛋白质变性而达到杀菌消毒的目的,所以医用酒精和含氯消毒液杀灭流行性病毒的原理不同,故A错误;
B.聚四氟乙烯是有机高分子材料,性质稳定,与酸、碱均不反应,可用作化工反应器的内壁涂层,故B正确;
C.聚乳酸酯是有机高分子,而油脂相对分子质量较小,不是高分子化合物,所以聚乳酸酯的降解是高分子生成小分子的过程,而油脂的皂化是油脂在碱性条件下的水解反应,不是高分子生成小分子的过程,故C错误;
D.砷化镓太阳能电池能将太阳能转化为电能,故D错误;
故选:B。
2.D
【详解】A.将茶叶灼烧灰化,应在坩埚中加热进行,不能在①烧杯中进行灼烧,用到的仪器有②和③,缺少必要的坩埚,需要时还可用到三脚架或铁架台等,故A错误;
B.④容量瓶用于配制溶液时,洗干净即可,不要求烘干,故B错误;
C.“过滤”时需沿②玻璃棒向⑤漏斗中转移液体,待液体自然流下进行过滤,不能进行搅拌,以防戳破滤纸导致过滤失败,故C错误;
D.经过硝酸溶解后,滤液中的铁元素主要以Fe3+形式存在,检验滤液中的Fe3+,可用胶头滴管取少量滤液于小试管中,滴加KSCN溶液检验,使用胶头滴管时,需垂直悬在仪器上方进行滴加,故D正确;
故选:D。
3.C
【详解】A.a生成c过程中,a聚乙烯中断开1个C-H单键,b中N=N键1个键断裂,1个N原子与H相连,1个氮原子与碳原子相连,发生加成反应生成高分子c,该反应类型为加成反应,故A正确;
B.b分子结构对称,含有2种化学环境不同的氢,其核磁共振氢谱有2组峰,故B正确;
C.立体异构是在有相同分子式的化合物分子中,原子或原子团互相连接的次序相同,但在空间的排列方式不同,c分子中主链上与N原子相连的碳原子是手性碳原子,存在空间立体异构,故C错误;
D.c含有酯基,c在碱性条件下水解生成d,d含有-OH、-NH-等能与水形成氢键,故D正确;
故选C。
4.D
【详解】A.能和水反应生成NO,NO不溶于水也不和水反应,可以用除去NO中混有的少量,故A正确;
B.苯酚易溶于酒精,苯酚浓溶液沾到皮肤上,可用酒精冲洗,故B正确;
C.由方程式NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2可知,滴定的终点是NaCl溶液,是中性的,但是生成的CO2会部分溶于溶液,而导致溶液会略显酸性,因此应当使用甲基橙作指示剂,故C正确;
D.分液漏斗使用前加入少量水,检查旋塞处,不漏水,再将旋塞旋转180°,不漏水,则可使用,故D错误;
故选D。
5.D
【详解】A.Cu和Na分别与足量硫粉反应时,均生成+1价的金属硫化物,A正确;
B.铅蓄电池放电时,正极发生的电极反应为:PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O,∆m=64,且转移2个电子,故当正极质量增加9.6g时,电子的物质的量为:×2=0.3mol,B正确;
C.NH₃溶于水得到的溶液中,含氮的微粒有和及NH3,C正确;
D.金刚石晶体为正六面体,每个晶胞含8个碳原子,设立方体的边长为a,则原子的最小间距为体对角线的四分之一,即,D错误;
故选D。
6.C
【分析】由题干图示信息可知,X为+1价,原子半径最大,故X为Na,Y为+2价,原子序数最小,Y为Be,Z为+4价,原子半径大于Y,故Z为Si,W为+5价,原子半径小于Y,W为N,P为+6价,则P为S,Q为+7价,则Q为Cl,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,Y为Be,故Y在元素周期表中位于s区,A错误;
B.由分析可知,X为Na、Z为Si、P为S、Q为Cl,为同一周期元素,从左往右第一电离能呈增大趋势,故第一电离能Cl>S>Si>Na即Q >P> Z>X,B错误;
C.由分析可知,W为N、P为S、Q为Cl,离子半径为S2->Cl->N3-即,C正确;
D.由分析可知,Q为Cl、P为S、Z为Si,其最高价氧化物对应水化物的酸性为HClO4>H2SO4>H2SiO3即Q>P>Z,但不是最高价氧化物对应水化物的酸性则无此规律,如H2SO4>HClO,D错误;
故答案为:C。
7.A
【详解】A.由题干有机物结构简式可知,其分子式为,A错误;
B.由题干有机物结构简式可知,分子中含有酚羟基,故能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C.由题干有机物结构简式可知,分子中S、N原子周围的价层电子对数均为4,故N、S的杂化方式相同,均为sp3杂化,C正确;
D.由题干有机物结构简式可知,分子中含有1个酚羟基、1个羧基和2个酰胺基,故1 mol阿莫西林与足量NaOH溶液反应时消耗4 mol NaOH,D正确;
故答案为:A。
8.A
【分析】光盘金属层中含有少量Ag,由流程可知,加入NaClO溶液进行氧化,发生4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O2↑,分离出AgCl,加入10%的氨水,AgCl可溶于氨水,发生AgCl+2NH3•H2O+Cl﹣+2H2O,在碱性条件下用N2H4•H2O还原得到Ag,以此解答该题。
【详解】A.根据分析可知,“氧化”过程中发生4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O2↑,1mol Ag~1mol NaClO~1mol AgCl~2mol e—,所以每生成0.1 mol AgCl,转移个电子,故A错误;
B.“氧化”后所得溶液中含有过量的NaClO溶液,NaClO溶液具有强氧化性,能起漂白作用,所以“氧化”后测定溶液的pH不可使用pH试纸,故B正确;
C.“转化”时,加入10%的氨水,AgCl可溶于氨水,发生AgCl+2NH3•H2O+Cl﹣+2H2O,故C正确;
D.“还原”过程中,银元素的化合价降低,则N2H4•H2O中必然有元素化合价升高,若N元素化合价升高,则生成的气体可能是N2,故D正确。
故选:A。
9.B
【详解】A.已知该有机物分子中O原子采用sp3杂化,故分子中H、O之间形成s-sp3σ键,A错误;
B.由题干信息可知,该分子中存在羟基和氨基,故分子间存在O-H…O、O-H…N、N-H…N、N-H…O等4种氢键,B正确;
C.该物质的分子式为C10H17N,其不饱和度为:=3,而苯环的不饱和度为4,故该物质不存在芳香族化合物的同分异构体,C错误;
D.同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,由题干该物质的结构简式可知,分子中带有*的碳原子均不是手性碳原子,D错误;
故答案为:B。
10.C
【分析】由图可知,氢气在Pt电极失电子,Pt电极为负极,电极反应式为H2﹣2e﹣=2H+,含Fe的催化电极上NO→NH2OH⋅HCl,N元素化合价降低,为正极,电极反应式为NO+3e﹣+4H++Cl﹣=NH2OH⋅HCl,据此作答。
【详解】A.由分析知,Pt电极为负极,含Fe的催化电极为正极,原电池中电子从负极流出,流入正极,即电子从Pt电极流出沿导线流入含Fe的催化电极,故A错误;
B.由分析知,含Fe的催化电极为正极,正极电极反应为:NO+3e﹣+4H++Cl﹣=NH2OH⋅HCl,正极区H+浓度减小,pH增大,故B错误;
C.由分析知,负极上H2~2e﹣,正极上NO~3e﹣,当有标准状况下3.36LH2(即0.15molH2)参与反应时,根据得失电子守恒可知,左室中含Fe的催化电极上参与反应的NO为0.1mol,电极反应式为NO+3e﹣+4H++Cl﹣=NH2OH⋅HCl,左室增加的质量为0.1molNO和从右室迁移过来的0.3mol H+的质量,即0.1mol×30g/mol+0.3mol×1g/mol=3.3g,故C正确;
D.由题意“盐酸羟胺(NH2OH⋅HCl)的化学性质类似NH4Cl”可知,NH2OH具有和氨气类似的弱碱性,可以和盐酸反应生成盐酸羟胺(NH2OH⋅HCl),所以图中缺少的一步反应为NH2OH+H+=NH3OH+,图2中则X为H+,Y为NH3OH+,故D错误;
故选:C。
11.AC
【详解】A.Na2S与CuSO4溶液反应生成CuS沉淀,为沉淀生成,不存在沉淀的转化,则不能证明溶度积大小,即不能证明证明Ksp(CuS)<Ksp(ZnS),故A错误;
B.氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物,向K2MnO4和KOH的绿色混合溶液中通入Cl2,溶液变为紫红色,说明氯气将K2MnO4氧化为KMnO4,证明碱性条件下氧化性:Cl2>KMnO4,故B正确;
C.溶液不变红,说明该溶液中无Fe3+;这是由于Fe与水蒸气在高温下反应产生Fe3O4和H2时,Fe反应不完全,反应产生的Fe3O4和稀H2SO4反应产生FeSO4、Fe2(SO4)3,其中过量的Fe又与Fe2(SO4)3发生反应:Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4,导致该溶液中只有Fe2+,而无Fe3+,因而加入KSCN溶液时不变红色,而不能说Fe与水蒸气在高温下反应生成的固体产物是FeO,故C错误;
D.苯中C的非金属性较弱,分子间只存在范德华力,而醋酸分子间存在氢键,常温下,将50mL苯与50mLCH3COOH混合体积为101mL,说明混合过程中削弱了CH3COOH分子间的氢键,且苯与CH3COOH分子间的作用力弱于氢键,导致分子间距离增大,从而使体积变大,故D正确;
故选:AC。
12.CD
【详解】A.其电解液显碱性,则电极反应式为,故A错误;
B.惰性电极为阴极,左边产生了氢氧根,阴离子浓度增大,为了使电荷守恒,则阳离子会向穿过离子交换膜进入,因此离子交换膜为阳离子交换膜,故B错误;
C.左边与反应生成和水,与二甲基亚砜反应生成二甲基砜和,因此反应前后不变,故C正确;
D.根据,消耗1 mol氧气,得到1mol,又根据左边与反应生成和水,与二甲基亚砜反应生成二甲基砜和,则理论上可得到1 mol二甲基砜,故D正确。
综上所述,答案为CD。
13.B
【分析】反应①为硫酸和铁的氧化物反应,根据硫酸的物质的量n(H2SO4)=0.15L×1mol/L=0.15mol结合O原子守恒可知,FexO的物质的量小于等于0.15mol,故有n(FexO)×(56x+16)=6.08g,解得n(FexO)=0.1mol时,x=0.8,设FexO中+2价的铁为a个,则+3价的铁为(0.8-a)个,根据化合价之和等于0可知,2a+3(0.8-a)=2,解得a=0.4,即含有Fe2+为0.4,Fe3+为0.4,故6.08gFexO中含有Fe2+为0.04mol,Fe3+为0.04mol,反应①后剩余H2SO4为0.15mol-0.1mol=0.05mol,故反应②为Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+、Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Fe2+=Zn2++Fe,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,,A正确;
B.由分析可知,反应②为Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+、Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Fe2+=Zn2++Fe,根据硫酸根守恒可知,若溶液A为ZnSO4溶液则溶解的Zn的质量为0.15mol×65g/mol=9.75g,即Zn过量,说明溶液A中不可能含有FeSO4,B错误;
C.由分析可知,反应①后剩余H2SO4为0.15mol-0.1mol=0.05mol,反应②中:,解得V=1.12L,即生成标准状况下1.12 L ,C正确;
D.由分析可知,反应②为Zn+Fe3+=Zn2++Fe2+、Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Fe2+=Zn2++Fe,Zn至少参加了3个氧化还原反应,D正确;
故答案为:B。
14.C
【分析】净化钴渣加入硫酸浸取,铜不反应成为固体X,锌、钴、铁、氢氧化锌转化为硫酸盐溶液,过滤滤液加入过氧化氢将二价铁转化为三价铁,加入氢氧化钠调节pH生成氢氧化铁沉淀,过滤滤液加入、氢氧化钠生成沉淀,过滤滤液中含锌离子,处理后得到锌单质M;
【详解】A.由分析可知,固体X主要成分是Cu,金属M为Zn,A正确;
B.根据流程可知:加入过氧化氢后亚铁离子被氧化为铁离子,而二价钴没有被氧化,说明的还原性弱于,B正确;
C.调pH将铁离子转化为氢氧化铁沉淀而锌、钴没有沉淀,结合图表可知,pH的范围为3.2~6.2,C错误;
D.“沉钴”反应中加入、氢氧化钠,反应中二价钴被氧化为三价钴生成沉淀、被还原为硫酸根离子,离子方程式为,D正确;
故选C。
15.BD
【分析】由题意和图示可知,V(NaOH)在0~10mL之间,NaOH和硝酸反应,第一滴定终点即NaOH和硝酸恰好完全反应的点,V(NaOH)在10~40mL之间,NaOH和HA反应,第二滴定终点即NaOH和HA恰好完全反应的点;图中,实线为pH的变化曲线,逐渐增大的虚线是A-的分布系数变化曲线,逐渐减小的虚线是HA的分布系数变化曲线,据此解答。
【详解】A.根据以上分析可知与HA反应消耗氢氧化钠的体积是30 mL,所以起始 mol⋅L,故A错误;
B.常温下,pH=7时,可知c(H+)=c(OH-),此时接近于第二滴定终点,消耗氢氧化钠溶液的体积接近于40mL,溶质主要为NaA和NaNO3,根据分析可知,初始硝酸和HA的混合溶液中:n(HA)=3n(HNO3),则pH=7时,c(A-)>c(NO),所以,故B正确;
C.由图中HA和A-分布系数变化曲线相交的点可知:c(HA)=c(A-),此时pH接近于5,Ka(HA)= =c(H+)=10-5,由于,这说明溶液中A-的水解程度等于铵根离子的水解程度,因此显中性,故C错误;
D.根据图像可知第一滴定终点时溶液pH介于2~3之间,所以可利用甲基紫(变色范围为2.0~3.0)确定第一滴定终点,故D正确;
故选BD。
16.(1) 3 C
(2)BD
(3) N>C>H>Fe 平面三角形 C
(4) 4 O—HSe
【详解】(1)与Fe元素同周期,基态原子有2个未成对电子的金属元素有Ti:[Ar]3d24s2、Ni:[Ar]3d84s2、Ge:[Ar]3d104s24p2;A.为基态Fe原子;B.为基态Fe2+,3d上在失去一个电子即可达到半充满稳定结构;C.为基态Fe3+失去的电子为3d上半充满的稳定结构电子;D.为激发态Fe原子;电离最外层一个电子所需能量最大的是Fe3+,C符合题意;故答案为:3;C;
(2)A.的价层电子对数分别为:4+=4、3+=4、2+=4,故它们的空间构型依次为正四面体形、三角锥形和V形,孤电子对数依次增多,故键角:,A正确;
B.已知NH3、PH3均为三角锥形结构,由于N的电负性强于P,故结合质子能力:,B错误;
C.已知N的非金属性强于P,故热稳定性:,C正确;
D.已知与的价层电子对数均为3+=4,故与的分子构型均为三角锥形,但由于电负性F>N>H,故N的化合价分别为-3和+3价,不相同,D错误;
故答案为:BD;
(3)由题干结构示意图可知,所含元素为H、C、N、Fe四种元素,在元素周期表中同一周期从左到右元素的电负性逐渐增强,同一主族从上到下元素的电负性逐渐减弱,Fe为金属电负性最小,可知电负性强弱顺序:N>C>H>Fe,N周围的键为3个σ和1π,故N的杂化为sp2,配合物中N原子的VSEPR模型为平面三角形,题干结构图可知,Fe周围的配位键数目为6,根据参与杂化的轨道总数等于杂化后形成的轨道数目,杂化轨道用于形成σ键和存放孤电子对,故下列对Fe杂化方式推断合理的是,故答案为:N>C>H>Fe;平面三角形;C;
(4)由平面投影图可知,位于面心的铁原子与位于棱上的硒原子的距离最近,所以铁原子的配位数为4,铁硒层和锂铁氢氧层之间由极其微弱的氢键相连,该氢键即O-H中的H与Se原子之间形成的,故可表示为O-H…Se, 由平面投影图可知,硒原子8个位于棱上,2个位于晶胞内部,其个数为8×+2=4,铁原子6个位于面心,4个在棱边,按均摊法其个数为4,结构由铁硒层和锂铁氢氧层交替堆垛而成,故一个晶胞中铁硒层含有2个Fe,已知锂铁氢氧层中锂铁个数之比为4∶1,故有:,解得x=0.2,故该物质的化学式为:(Li0.8Fe0.2OH)FeSe,该阿伏加德罗常数的值为,则一个晶胞的质量为:,一个晶胞的体积为:V=x2y×10-21cm3,则该晶体的密度为==g·cm,故答案为:4;O-H…Se;。
17.(1)适当增大稀硫酸浓度或升高温度或粉碎或搅拌
(2) 、、
(3)99.7%
(4)开始时被氧化生成水,溶液pH无明显变化;7h后被氧化,生成,溶液pH减小(或,故溶液pH无明显变化;,溶液pH减小
(5) 或氨水 过滤、洗涤、干燥
【分析】阳极渣(主要成分MnO2,杂质为Pb、Fe、Ca、Mg元素的化合物)和黄铁矿(FeS2),加入硫酸,MnO2将FeS2氧化,Pb元素转化成PbSO4沉淀,铁元素、铜元素、镁元素、钙元素分别转化成对应的硫酸盐,滤液中含有Mg2+、Fe3+、Fe2+、Mn2+、Cu2+等,加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,再加入CaO或CaCO3调节pH除去Fe3+、Cu2+,之后滤液中主要含有Mg2+、Ca2+、Mn2+,加入HF除去Mg2+、Ca2+,最终得到MnSO4溶液,加入氨水转化为Mn(OH)2,再加入空气氧化得到Mn3O4悬浊液,经一些列操作得到Mn3O4。据此分析回答问题。
【详解】(1)为提高酸浸效果,可以适当增大稀硫酸浓度或升高温度或粉碎或搅拌等;
(2)“酸浸”过程中没有S单质生成,MnO2将FeS2氧化生成,Pb元素转化成PbSO4沉淀,铁元素、铜元素、镁元素、钙元素分别转化成对应的硫酸盐,则滤渣①的主要成分为、、;参与反应的离子方程式为:;
(3)当溶液中 mol⋅L时,此时溶液中,,除钙率;
(4)开始时被氧化生成水,溶液pH无明显变化;7h后被氧化,生成,溶液pH减小(或,故溶液pH无明显变化;,溶液pH减小;
(5)加入氧化钙,溶液呈碱性,会转化为或氨水,可以循环利用;一系列操作是将Mn3O4悬浊液转化为Mn3O4,所以需要先过滤,然后洗涤沉淀,最后干燥
得到Mn3O4固体。
18.(1) 溶液 关闭,打开 与Zn粉反应产生氢气,排净装置中的空气,防止被氧化
(2)
(3)液封,防止产品被氧化
(4)快速过滤、产品易于干燥
(5) 0.08 mol·L AC
【分析】实验过程为:向三颈烧瓶中加入适量溶液,溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,发生反应为2CrCl3+Zn═2CrCl2+ZnCl2;关闭,打开、,向三颈烧瓶中滴加试剂a盐酸,和足量的锌粉反应产生氢气:Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑,利用氢气,排净装置中的空气,防止被氧化;当丙中有均匀气泡冒出时,说明装置中的空气已被排尽,此时关闭,打开,利用持续产生的H2增大三颈烧瓶中的压强,将CrCl2溶液压至乙中发生反应:,当乙中析出大量砖红色沉淀时,说明反应完成,关闭,将乙中混合物过滤、洗涤和干燥,得到。据此分析回答问题。
【详解】(1)根据分析可知,乙中发生反应生成,则试剂b为溶液;当丙中有均匀气泡冒出时,说明装置中的空气已被排尽,此时关闭,打开,利用持续产生的H2增大三颈烧瓶中的压强,将CrCl2溶液压至乙中发生反应,故补充的操作为:关闭,打开;步骤③中滴加盐酸的作用是与Zn粉反应产生氢气,排净装置中的空气,防止被氧化;
(2)根据分析可知,装置乙中析出大量砖红色沉淀,发生反应的化学方程式为;
(3)醋酸亚铬水合物易被氧化,装置丙中水的作用是液封,避免空气(或氧气)进入装置乙,防止产品被氧化。
(4)图示装置为减压过滤,与普通过滤相比,减压过滤的优点是快速过滤、产品易于干燥。
(5)根据原子守恒可知:2Cr3+~,后续发生的反应分别为:+6I—+14H+=2Cr3++3I2+7H2O、,则有关系式:2Cr3+~~3I2~6。
①设CrCl3溶液的物质的量浓度为amol/L,则2:6=(0.025L×amol/L):(0.024L×0.25mol/L),解得a=0.08,即CrCl3溶液的物质的量浓度为0.08mol/L;
②A.溶液因久置水解产生少量固体,固体不能与反应转化成,后续消耗硫代硫酸钠溶液的体积偏小,测定浓度偏小,故A正确;
B.盛硫代硫酸钠溶液的滴定管滴定前有气泡,滴定后无气泡,气泡体积计算在消耗硫代硫酸钠溶液体积之内,标准液的体积读数偏大,测定浓度偏大,故B不正确;
C.量取CrCl3溶液时先俯视,液面在读数下方,读数偏小,后仰视,液面在读数上方,读数偏大,则则量取的CrCl3溶液的体积偏小,消耗标准液体积偏小,测定其浓度偏小,故C正确;
D.滴定终点时,盛硫代硫酸钠溶液的滴定管尖嘴外挂有一滴液珠未滴落,该液珠的体积被计算在标准液的消耗中,读数偏大,测定浓度偏大,故D不正确。
故选:AC。
19.(1) 邻甲基苯甲酸(或2-甲基苯甲酸) 浓硫酸,加热 、
(2) 硝基、酯基 保护氨基 取代反应
(3)
(4)
【分析】由流程可知,A在浓硫酸催化作用下和浓硝酸发生硝化反应引入硝基生成B,B中羧基和甲醇发生酯化反应生成C,C中苯环上甲基和溴发生取代反应生成D;E发生已知Ⅰ原理生成F,F自身的氨基和羧基取代成环生成G,G发生已知Ⅰ反应生成H,DH发生已知Ⅱ反应生成I,I发生已知Ⅲ反应生成M;
【详解】(1)由分析可知,A结构为,名称为邻甲基苯甲酸(或2-甲基苯甲酸);A→B的反应条件为浓硫酸,加热;符合下列条件的B的同分异构体:①仅含有苯环、和②含有4种化学环境的氢,则结构对称,结构简式可以为:、;
(2)C:,其中含氧官能团的名称为硝基、酯基;E→F反应的目的是保护氨基,反应后又将其转化为氨基;F→G为氨基和羧基的取代反应生成酰胺基,反应类型为取代反应;
(3)由分析可知,D+H→I的反应生成I的同时生成甲醇和HBr,方程式为;
(4)1,4-丁二醇发生消去反应生成2个碳碳双键,和溴发生1,4加成生成;对硝基甲苯发生还原反应将硝基转化为氨基,再和发生已知Ⅱ原理生成产物,流程为:。
20.(1) > 5%
(2) Cat2 d b 12.5 66.7%
【详解】(1)主反应中生成物能量大于反应物能量,则反应吸热,焓变>0;在600℃、1MPa条件下,丙烷脱氢制丙烯反应到达平衡,测得、的体积分数均为30%,根据主反应可知,丙烯分数为30%、乙烯和甲烷体积分数共10%,结合副反应方程式可知,此时的体积分数为10%÷2=5%;
(2)①活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢;已知:,则,则斜率为绝对值为活化能,由图可知,其他条件相同,Cat2对应的活化能更小,催化效率更高;
②反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,丙烷含量减小、丙烯含量增大,则ad为丙烷变化曲线、bc为丙烯变化曲线;反应为其它分子数减小的反应,相同条件下,增大压强,平衡逆向移动,丙烷含量增大、丙烯含量减小;故起始压强为10 kPa,丙烷、丙烯随温度变化的物质的量分数曲线分别是d、b;起始压强为100 kPa,丙烷、丙烯随温度变化的物质的量分数曲线分别是a、c;A点时为100 kPa条件下平衡时丙烷含有为0.5,则丙烯、氢气含有分别为0.25,对应的平衡常数kPa(为以分压表示的平衡常数);B点平衡时丙烯含量为0.4,假设平衡是物质总量为1mol,则平衡时丙烯、氢气、丙烷分别为0.4mol、0.4mol、0.2mol,则反应丙烷0.4mol、初始丙烷为0.6mol,故丙烷的平衡转化率为。
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