广东省广州市2021-2022学年高三下学期一模考试化学试题(含解析)
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这是一份广东省广州市2021-2022学年高三下学期一模考试化学试题(含解析),共22页。试卷主要包含了单选题,实验题,工业流程题,原理综合题,结构与性质,有机推断题等内容,欢迎下载使用。
广东省广州市2021-2022学年高三下学期一模考试化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.中国空间站天和核心舱的主要能量来源是砷化镓(GaAs)太阳电池阵,其中Ga与Al同主族,化学性质相似。下列说法错误的是
A.砷化镓属于金属材料
B.GaAs中As的化合价是-3
C.镓既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
D.砷化镓电池能将光能转化为电能
2.北京2022年冬奥会体现了绿色奥运、科技奥运。下列说法错误的是
A.飞扬火炬使用纯氢作燃料,实现碳排放为零
B.火炬燃料出口处有钠盐涂层,火焰呈明亮黄色
C.可降解餐具用聚乳酸制造,聚乳酸是天然高分子材料
D.速滑馆使用CO2制冰,比用氟利昂制冰更环保
3.绢本宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色,历经千年色彩依然,其中绿色来自孔雀石[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3],红色来自赭石(赤铁矿),黑色来自炭黑。下列说法错误的是
A.蚕丝制品绢的主要成分是蛋白质 B.孔雀石受热易分解
C.赭石的主要成分是Fe3O4 D.炭黑由松枝烧制,该过程是化学变化
4.某学生设计了一种家用消毒液发生器,装置如图如示。下列说法错误的是
A.通电时发生氧化反应 B.通电时电子从阳极经食盐溶液流向阴极
C.该消毒液的有效成分是NaClO D.该装置的优点是随制随用
5.下列生活应用或生产活动,没有运用相应化学知识的是
选项
生活应用或生产活动
化学知识
A
用SO2漂白纸张
SO2具有氧化性
B
用铝槽车运输浓硝酸
Al在冷的浓硝酸中发生钝化
C
用生石灰作食品干燥剂
CaO易与水反应
D
用Si制作芯片
Si是良好的半导体材料
A.A B.B C.C D.D
6.一种合成玫瑰香油的主要原料的结构简式如图所示,关于该有机物说法正确的是
A.分子式为C10H18O,属于烯烃 B.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.能发生水解反应 D.能发生加成反应和取代反应
7.溴甲基蓝(用HBb表示)指示剂是一元弱酸,HBb为黄色,Bb-为蓝色。下列叙述正确的是
A.0.01mol·L-1HBb溶液的pH=2
B.HBb溶液的pH随温度升高而减小
C.向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,溶液显黄色
D.0.01mol·L-1NaBb溶液中,c(H+)+c(Na+)=c(Bb-)+c(HBb)
8.部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a既可被氧化,也可被还原 B.c溶于水可得d和b
C.将铜丝插入d的浓溶液可产生b D.自然界可存在a→b→c→d→e的转化
9.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.32g甲醇中含有C-H键的数目为4NA
B.1molFe溶于过量稀硝酸,转移的电子数目为3NA
C.0.1mol·L-1HClO,溶液中含有阳离子总数为0.1NA
D.标准状况下,22.4LN2和H2混合气中含有的原子数为4NA
10.炼铁工业中高炉煤气的一种新的处理过程如图所示,有关该过程的叙述错误的是
A.可减少CO2的排放
B.Fe3O4和CaO均可循环利用
C.过程①和④的转化均为氧化还原反应
D.过程①的反应中有非极性键的断裂和生成
11.某化合物可用于制造激光器,其结构如图所示。已知元素X、Y、Z、W原子序数依次递增,且均不大于20,X与W同族,元素W的原子比Z原子多4个电子。下列说法正确的是
A.非金属性:Z>Y
B.单质的沸点:Z>X>Y
C.该化合物中Z满足8电子稳定结构
D.X、Y和W可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
12.一定温度下向容器中加入A发生反应如下:①A→B,②A→C,③B⇌C。反应体系中A、B、C的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.反应①的活化能大于反应② B.该温度下,反应③的平衡常数大于1
C.t1时,B的消耗速率大于生成速率 D.t2时,c(C)=c0-c(B)
13.下列实验操作或实验方案,不能达到目的的是
选项
实验操作或实验方案
目的
A
向KMnO4固体中加入浓盐酸,产生的气体依次通过饱和食盐水和浓硫酸
制取并纯化氯气
B
取少量待测样品溶于蒸馏水,加入足量稀盐酸,再加入足量BaCl2溶液
检验Na2SO3固体是否变质
C
用Na2S2O3溶液分别与0.05mol·L-1、0.1mol·L-1的H2SO4反应,记录出现浑浊的时间
探究浓度对反应速率的影响
D
向AgNO3与AgCl的混合浊液中加入少量KBr溶液,沉淀颜色变为浅黄色
证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)
A.A B.B C.C D.D
14.下列物质性质实验对应的离子方程式书写正确的是
A.Na2O2溶于水:Na2O2+H2O=2Na++2OH-+O2↑
B.Fe(OH)3溶于氢碘酸:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
C.同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合:+OH-=NH3·H2O
D.Na2S2O3溶液中通入足量氯气:+4Cl2+5H2O=2+8Cl-+10H+
15.我国科学家研发了一种室温下可充电的Na-CO2电池,示意图如下。放电时,Na2CO3与C均沉积在碳纳米管中,下列说法错误的是
A.充电时,阴极反应为:Na++e-=Na
B.充电时,电源b极为正极,Na+向钠箔电极移动
C.放电时,转移0.4mol电子,碳纳米管电极增重21.2g
D.放电时,电池的总反应为3CO2+4Na=2Na2CO3+C
16.25℃时,用HCl和KOH固体改变0.1mol·L-1的邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1=1.1×10-3、Ka2=3.9×10-6)溶液的pH,lgc(H2A)、lgc(HA-)和Igc(A2-)随pH变化的关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线①代表lgc(H2A),曲线③代表lgc(A2-)
B.P点时,c(K+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)
C.0.1mol·L-1KHA溶液中,c(K+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
D.用KOH固体改变KHA溶液pH至14过程中,c(A2-)一直增大
二、实验题
17.碘在科研与生活中有重要作用。
I.实验室按如下实验流程提取海带中的碘。
海带→灼烧→过滤→氧化→萃取、分液→I2的CCl4溶液
(1)上述实验流程中不需要用到的仪器是_______(从下列图中选择,写出名称)。
(2)“氧化”时加入3mol·L-1H2SO4和3%H2O2溶液,发生反应的离子方程式为_______。
(3)海带灰中含有的其他可溶性无机盐。是在________(从以上流程中选填实验操作名称)中实现与碘分离。
II.定量探究+2I-=2+I2的反应速率与反应物浓度的关系。
查阅资料:该反应速率与c(S2O82-)和c(I-)的关系v=kcm()cn(I-),k为常数。
实验任务:测定不同浓度下的反应速率确定所m、n的值。
实验方法:按下表体积用量V将各溶液混合,(NH4)2S2O8溶液最后加入,记录开始反应至溶液出现蓝色所用的时间t。实验过程中发生如下反应:+2I-=2+I2(慢)I2+2=2I-+(快)
实验记录表:
实验编号
A
B
C
D
E
0.2mol·L-1(NH4)2S2O8溶液/mL
10
5
2.5
10
10
0.2mol·L-1KI溶液/mL
10
10
10
5
2.5
0.05mol·L-1Na2S2O3溶液/mL
3
3
3
3
3
0.2mol·L-1KNO3溶液/mL
0
V1
V2
V3
V4
0.2mol·L-1(NH4)2SO4溶液/mL
0
V5
V6
V7
V8
0.2%淀粉溶液/mL
1
1
1
1
1
t/s
t1
t2
t3
t4
t5
(4)加入KNO3、(NH4)2SO4溶液的目的是控制实验条件,其中V1_______,V4_______,V5________。
(5)当溶液中_____(填化学式)耗尽后溶液出现蓝色。根据实验A的数据,反应速率v(-)=______mol·L-1·s-1(列出算式)。
(6)根据实验数据可确定m、n的值。n=1的判断依据是_____(用t的关系式来表示)。
三、工业流程题
18.锑(Sb)可用作阻燃剂、电极材料、催化剂等物质的原材料。一种以辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2等)为原料提取锑的工艺如下:
已知:溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
Fe3+
Al3+
Fe2+
Mg2+
开始沉淀时(c=0.01mol·L-1)的pH
2.2
3.7
7.5
9.6
完全沉淀时(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH
3.2
4.7
9.0
11.1
回答下列问题:
(1)“溶浸”时氧化产物是S,Sb2S3被氧化的化学方程式为___________。
(2)“还原”时加入Sb的目的是将___________还原,提高产物的纯度。
(3)“水解”时需控制溶液pH=2.5。
①Sb3+发生水解的离子方程式为___________。
②下列能促进该水解反应的措施有___________(填字母)。
A.升高温度 B.增大c(H+) C.增大c(Cl-) D.加入Na2CO3粉末
③为避免水解产物中混入Fe(OH)3,Fe3+浓度应小于___________mol·L-1。
(4)“滤液”中含有的金属阳离子有___________。向“滤液”中通入足量___________(填化学式)气体,再将滤液pH调至3.5,可析出Fe(OH)3沉淀。将沉淀溶于浓盐酸后,产物可返回___________工序循环使用。
(5)Sb可由SbCl电解制得,阴极的电极反应式为___________。
四、原理综合题
19.以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:
I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ·mol-1
III.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)Kp为分压平衡常数,各反应的lnKp随的变化如图所示。
计算反应III的ΔH3=___________kJ·mol-1,其对应的曲线为___________(填“a”或“c”)
(2)在5MPa下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图:
①图中代表CH3OH的曲线为___________(填“m”或“n”)。
②解释150~250℃范围内CO2转化率随温度升高而降低的原因___________。
③下列说法错误的是___________(填字母)。
A.H2的平衡转化率始终低于CO2的
B.温度越低,越有利于工业生产CH3OH
C.加入选择性高的催化剂,可提高CH3OH的平衡转化率
D.150-400℃范围内,温度升高,H2O的平衡产量先减小后增大
④270℃时CO的分压为___________,反应II的平衡常数为___________(列出算式)。
五、结构与性质
20.铝离子电池能量密度高、成本低且安全性高,是有前景的下一代储能电池。铝离子电池一般采用离子液体作为电解质,几种离子液体的结构如下。
回答下列问题:
(1)基态铝原子的核外电子排布式为___________。
(2)基态氮原子的价层电子排布图为___________(填编号)。
A. B. C. D.
(3)化合物I中碳原子的杂化轨道类型为___________,化合物II中阳离子的空间构型为___________。
(4)化合物III中O、F、S电负性由大到小的顺序为___________。
(5)传统的有机溶剂大多易挥发,而离子液体有相对难挥发的优点,原因是___________。
(6)铝离子电池的其中一种正极材料为AlMn2O4,其晶胞中铝原子的骨架如图所示。
①晶体中与Al距离最近的Al的个数为___________。
②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,如图中原子1的坐标为(,,),原子2的坐标为(,,),则原子3的坐标为_____。
③已知该晶体属于立方晶系,晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为______g·cm-3(列出计算式)。
六、有机推断题
21.化合物G是合成某强效镇痛药的关键中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________。
(2)A生成B的方程式可表示为:A+I=B+Z+H2O,化合物Z的化学式为___________。
(3)D生成E的反应类型为___________。
(4)F生成G的离子反应方程式依次是:___________,___________。
(5)化合物B的芳香族同分异构体中,同时满足以下条件的有___________种。
条件:a.能够发生银镜反应; b.可与FeCl3溶液发生显色反应。
写出其中核磁共振氢谱在苯环上有两组峰,且峰面积为1:1的同分异构体的结构简式______。
(6)根据以上信息,写出以及BrCH2COOC2H5为原料合成的路线______(其他试剂任选)。
参考答案:
1.A
【详解】A.砷化镓是一种半导体材料,不是金属材料,A错误;
B.Ga与Al同主族,GaAs中Ga为+3价,As的化合价是-3,B正确;
C.Ga与Al同主族,化学性质相似,因为铝既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应,故镓既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应,C正确;
D.砷化镓电池能将光能转化为电能,D正确;
答案选A。
2.C
【详解】A.使用纯氢作燃料产物为水,没有碳排放,A正确;
B.火炬燃料出口处有钠盐涂层,火焰呈明亮黄色,因为钠离子的焰色反应为黄色,B正确;
C.可降解餐具用聚乳酸制造,聚乳酸不是天然高分子材料,是人工合成的高分子材料,C错误;
D.速滑馆使用CO2制冰,比用氟利昂制冰更环保,降低了对臭氧层的损害,D正确;
答案选C。
3.C
【详解】A.蚕丝的主要成分是蛋白质,故A正确;
B.孔雀石主要成分为Cu(OH)2·CuCO3,受热分解为氧化铜、二氧化碳、水,故B正确;
C.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,故C错误;
D.炭黑由松枝烧制,有新物质炭生成,该过程是化学变化,故D正确;
选C。
4.B
【详解】A.通电时Cl-的化合价由-1变为0,Cl-发生氧化反应生成氯气,A正确;
B.溶液中只有阴阳离子没有电子,电子不能经过电解质溶液,B错误;
C.电解食盐溶液会生成氯气、氢气和氢氧化钠,氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠,故有效成分为是次氯酸钠,C正确;
D.该装置的优点是随制随用,以防旧制的次氯酸钠分解失效,D正确;
答案选B。
5.A
【详解】A.SO2可用于漂白纸浆,是因为二氧化硫具有漂白性,与氧化性无关,故A错误;
B.常温下铝与浓硝酸发生了钝化,在金属的表面生成一层致密的金属氧化物,阻止了金属和酸继续反应,所以可用铝槽车运输浓硝酸,故B正确;
C.生石灰作食品干燥剂是因为氧化钙易与水反应生成氢氧化钙,故C正确;
D.硅位于金属与非金属的交界处,具有金属与非金属的性质,硅是一种良好的半导体材料,可用Si作计算机芯片,故D正确;
故选:A。
6.D
【详解】A.根据结构简式知,分子式为C10H18O,含有O原子,不属于烃类,故A错误;
B.含有碳碳双键,能发生氧化反应,则可使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B错误;
C.含有羟基,不能发生水解反应,故C错误;
D.含有碳碳双键和醇羟基,所以能发生加成反应、取代反应,故D正确;
故选:D。
7.B
【详解】A.由于HBb为弱酸,0.01mol·L-1HBb溶液中氢离子浓度小于0.01,故溶液的pH>2,A错误;
B.升温促进电离,HBb溶液的pH随温度升高而减小,B正确;
C.向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,溶液含有Bb-为蓝色,C错误;
D.0.01mol·L-1NaBb溶液中,存在物料守恒c(Na+)=c(Bb-)+c(HBb),D错误;
答案选B。
8.C
【详解】A. 氮气中的氮元素是中间价态可以被氧化与还原,既有氧化性又有还原性,活泼金属镁可以再氮气中燃烧生成氮化镁,A正确;
B.c为NO2溶于水可得d(HNO3)和b(NO),B正确;
C.将铜丝插入浓硝酸可产生NO2,C错误;
D.自然界可存在a→b→c→d→e的转化,自然界的雷雨固氮由氮气与氧气生成NO,NO与氧气生成NO2,NO2溶于水生成硝酸和NO,硝酸与矿物质生成硝酸盐,D正确;
答案选C。
9.B
【详解】A.32g甲醇的物质的量为1mol,中含有C-H键的数目为3NA,A错误;
B.1molFe溶于过量稀硝酸,生成硝酸铁,Fe的化合价由0变为+3,转移的电子数目为3NA,B正确;
C. 溶液体积未知,无法计算溶液中HClO的物质的量,同时HClO为弱酸不能完全电离,故无法计算阳离子总数,C错误;
D.标准状况下,22.4L N2和H2混合气为1mol,其中含有的原子数为2NA,D错误;
答案选B。
10.D
【详解】A.反应②利用二氧化碳、和氧化钙反应生成碳酸钙,第④步中二氧化碳与铁生成四氧化三铁和CO,可减少CO2的排放, A正确;
B.根据反应过程可知Fe3O4和CaO均可循环利用,①中消耗Fe3O4,④中生成Fe3O4,②中消耗CaO,③中生成CaO,B正确;
C.过程①中CO转化为CO2,④中CO2转化为CO,均有化合价的变化,故转化均为氧化还原反应,C正确;
D.过程①的反应为CO与Fe3O4反应,生成CO2,是极性键断裂和生成,H2与Fe3O4反应是非极性键断裂和极性键生成,D错误;
答案选D。
11.D
【分析】X、Y、Z、W原子序数依次递增,且均不大于20,由结构可知W+为+1价,X与W同族,X形成1个共价键,X与W为ⅠA族,Y形成2个共价键,Y为ⅥA族,Z形成5个共价键,元素W的原子比Z原子多4个电子,X、Y、Z、W分别为H、O、P、K,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,非金属性:Y > Z,A错误;
B.单质的沸点:Z> Y >X(P>O2>H2),B错误;
C.Z为P形成3个共价键为8电子稳定结构,但是该化合物中形成5个共价键,则不是8电子稳定结构,C错误;
D.X、Y和W可形成既含有离子键又含有共价键的化合物例如KOH,D正确;
答案选D。
12.A
【详解】A.由图可知,生成物中B多C少,说明反应①容易发生,活化能较反应②的低,故A错误;
B.反应③的平衡常数,由图知,平衡时,C的浓度大于B的浓度,故K>1,故B正确;
C.t1时,B在减少,C在增加,则B的消耗速率大于生成速率,故C正确;
D.由A→B,A→C可知其转化均为1:1,t2时,体系中没有A剩余,故c(C)+ c(B)= c(A)起始=c0,则c(C)=c0-c(B),故D正确;
故选:A。
13.D
【详解】A.KMnO4固体中加入浓盐酸,产生的气体有氯气,还会挥发出HCl,依次通过饱和食盐水可除去HCl,再通过浓硫酸可除去水蒸气,故可以制取并纯化氯气,A正确;
B.加入稀盐酸将亚硫酸根转化为二氧化硫,同时排除银离子的干扰,再加氯化钡溶液若产生褐色沉淀则证明含有硫酸根,即证明亚硫酸钠氧化为硫酸钠,B正确;
C.控制其他条件均相同,改变氢离子浓度,探究浓度对反应速率的影响,C正确;
D.加入的溴离子直接与溶液中的银离子反应生成溴化银沉淀,不能比较Ksp(AgCl)与Ksp(AgBr)的大小,D错误;
答案选D。
14.D
【详解】A.Na2O2溶于水生成氢氧化钠和氢气:2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,A错误;
B.Fe(OH)3溶于氢碘酸:2I-+2Fe(OH)3+6H+=2Fe2++6H2O+I2,B错误;
C.同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合只发生氢离子和氢氧根离子的反应:H+ +OH-= H2O,C错误;
D.Na2S2O3溶液中通入足量氯气生成硫酸钠、硫酸、HCl和水:+4C12+5H2O=2+8Cl-+10H+,D正确;
答案选D。
15.C
【分析】根据图中实线箭头变化可知,充电时,钠离子转化为钠单质,钠箔做阴极,阴极反应为:Na++e-=Na,碳纳米管做阳极,电极反应式为2Na2CO3+C-4e-=3CO2+4Na+;
【详解】A.充电时,根据图中变化可知,钠离子转化为钠单质,化合价降低,钠箔做阴极,阴极反应为:Na++e-=Na,故A正确;
B.充电时,碳纳米管做阳极,与之相连的电极b为正极,钠离子向钠箔电极移动,故B正确;
C.放电时,碳纳米管发生反应:3CO2+4e-+4Na+=2Na2CO3+C,转移0.4mol电子时,在碳纳米管电极会生成0.2mol的Na2CO3和0.1mol的C,增重m=nM=0.2mol×106g/mol+0.1mol×12g/mol =22.4g,故C错误;
D.放电时,根据图中实线箭头变化可知,电池的总反应为3CO2+4Na=2Na2CO3+C,故D正确;
故选:C。
16.B
【详解】A.H2A+OH-= HA-+H+,HA-+OH-=H2O+ A2-,随pH增大c(H2A)一直下降,c(HA-)先增大后减小,c(A2-)一直增大,故曲线①代表lgc(H2A),曲线③代表lgc(A2-),A正确;
B.P点时,P处有K2A、KHA,(lgc(H2A)≈-5,即c(H2A) ≈10-5mol/L),若溶质为KHA,则由物料守恒c(K+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-),但是P处有K2A、KHA 两种溶质c(K+)不等于c(H2A)+c(HA-)+c(A2-),B错误;
C.HA-,Ka2=3.9×10-6,,,,故HA-的电离程度更大,故c(A2-)>c(H2A),整体而言电离程度仍较小,c(K+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),C正确;
D.HA-+OH-=H2O+ A2-,c(A2-)一直增大,D正确;
答案选B。
17.(1)蒸发皿、酸式滴定管
(2)H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O
(3)萃取、分液
(4) 0 7.5 5
(5) Na2S2O3
(6)t5=2t4=4t1
【详解】(1)灼烧需要坩埚,过滤需要漏斗,萃取需要分液漏斗,没有用到的是蒸发皿、酸式滴定管;
(2)海带中的碘以I-的形式存在,故离子反应方程式为:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O;
(3)海带灰中含有的其他可溶性无机盐。以萃取、分液实现与碘分离
(4)对照实验探究浓度对反应速率的影响,须保证其他条件完全一致,为保证溶液总体积不变且仅改变或I-的浓度而其他物质浓度不变,即每组铵根离子浓度要与碘离子浓度相等,故V1=0mL,V4= 7.5mL,V5=5mL,
(5)当Na2S2O3耗尽后,会出现蓝色,根据+2I-=2+I2(慢)I2+2=2I-+(快)可得计量关系~ I2~2,则反应速率v():v()=1:2,v()=v()=
(6)n=1表示速率与c(I-)成正比,编号C、D、A中c(I-)的比值为10:5:2.5,则t3:t4:t5=4:2:1,关系表达式为:t5=2t4=4t1。
18.(1)Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2
(2)Fe3+
(3) Sb3++Cl-+H2O=SbOCl↓+2H+ ACD 10-2.9
(4) Al3+、Fe2+、Mg2+ Cl2 溶浸
(5)SbCl+3e-=Sb+4Cl-
【分析】“溶浸”时反应的化学方程式为Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2,含有Fe2O3、Al2O3、MgO与盐酸反应生成对应的氯化物,SiO2不反应形成浸出渣,加入Sb将Fe3+还原为Fe2+,Sb3+发生水解的离子方程式为Sb3++Cl-+H2OSbOCl+2H+,加入HCl酸溶生成SbCl,最后电解得到Sb;
【详解】(1)“溶浸”时氧化产物是S,则S元素化合价升高,Fe元素化合价降低,Sb2S3被氧化的化学方程式为Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2;
(2)“还原”时加入Sb的目的是将Fe3+还原,防止其发生水解反应,提高产物的纯度;
(3)①“水解”生成SbOCl,Sb3+发生水解的离子方程式为Sb3++Cl-+H2O=SbOCl↓+2H+;
②A.该水解反应是吸热反应,升高温度可促进反应进行,A选;
B.水解反应为Sb3++Cl-+H2OSbOCl↓+2H+,增大c(H+)即增大生成物浓度,平衡逆向移动,B不选;
C.水解反应为Sb3++Cl-+H2OSbOCl↓+2H+,增大c(Cl-) 即增大反应物浓度,平衡正向移动,可促进水解,C选;
D.加入Na2CO3粉末可消耗H+,c(H+)减小使平衡正向移动,可促进水解,D选;
故选:ACD;
③Fe3+完全沉淀时的pH为3.2,,c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1,则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)∙ c(OH-)3=1.0×10-5×(10-10.8)3=1.0×10-,37.4,“水解”时需控制溶液pH=2.5,,;
(4)Fe2O3、Al2O3、MgO与盐酸反应生成FeCl3、AlCl3、MgCl2,加入Sb将Fe3+还原为Fe2+,“滤液”中含有的金属阳离子有Al3+、Fe2+、Mg2+;向“滤液”中通入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,即通入足量Cl2,再将滤液pH调至3.5,可析出Fe(OH)3沉淀,将沉淀溶于浓盐酸后,反应生成FeCl3,产物FeCl3可返回溶浸工序循环使用;
(5)Sb可由SbCl电解制得,Sb得电子发生还原反应,则阴极的电极反应式为SbCl+3e-=Sb+4Cl-。
19.(1) -90 a
(2) m 反应I是放热反应,反应II是吸热反应,温度升高使CO2平衡转化率减小的程度大于反应II使CO2平衡转化率增大的程度 BC 0.16MPa
【详解】(1)I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ·mol-1
根据盖斯定律I - II 可得CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH3=-49kJ·mol-1-41kJ·mol-1=-90kJ·mol-1;反应III的ΔH3<0,T降低平衡右移,Kp增大,lnKp增大,增大,故对应的曲线为a;
(2)①根据反应Ⅰ和Ⅲ可知,其反应的产物都有CH3OH生成,且ΔH1和ΔH3都小于零,也就是说,温度升高,它们的平衡都会逆向移动,从而使CH3OH的产量变少,则甲醇在含碳产物的物质的量分数减小,故符合这个规律的是曲线m。
②反应I是放热反应,温度升高,逆反应程度增大,CO2转化率降低,反应Ⅱ是吸热反应,温度升高,正反应程度增大,CO2转化率升高,在150~250℃范围内,温度升高,整体上CO2转化率降低,说明反应Ⅰ逆向移动的程度大于反应II正向移动的程度,导致CO2转化率随温度升高而降低。
③A.起始n(CO2):n(H2)=1:3投料,只发生反应I时,CO2、H2转化率相同,发生反应II时, H2的平衡转化率小于CO2的转化率,当I、II都发生时,则H2的平衡转化率小于CO2的转化率,故A正确;
B.由图可知,温度在150℃时有利于反应Ⅰ进行,CH3OH的含量高,有利于工业生产CH3OH,但并不是温度越低越好,因为反应需要一定温度才能发生,故B错误;
C.加入选择性高的催化剂,可提高CH3OH的平衡转化速率,并不能提高平衡转化率,故C错误;
D.150-400℃范围内,根据CO2的转化率变化曲线可知H2O的平衡产量先减小后增大,故D正确;
答案BC;
④270℃时CO2的转化率为24%,CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数相同,则根据题意设起始量n(CO2)=1mol,n(H2)=3mol,平衡时反应I生成CH3OH物质的量为 xmol,反应II中生成CO 的物质的量也为xmol,可得:
反应后总的物质的量为剩余的CO2和H2和生成的CH3OH、H2O、CO的物质的量之和,则反应后混合物总的物质的量为1+3-6x+4x=(4-2x)mol。 CO2的转化率为24%,根据题意可得2x=1mol,得到x=0.12mol,则反应后总物质的量为3.76mol,在5MPa条件下,为恒压反应,则,平衡时,n(CO)=0.12mol、n(H2O)=0.24mol、n(CO2)=0.76mol、n(H2)=2.52mol,则反应II的平衡常数为:。
20.(1)1s22s22p63s23p1
(2)C
(3) sp3、sp2 四面体
(4)F>O>S
(5)离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成,形成稳定的离子键
(6) 4 (,,) ×1030
【详解】(1)Al为第13号元素,基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1;
(2)基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p3,基态氮原子的价层电子排布图为,故选C;
(3)化合物I中碳原子存在单键也存在双键,杂化轨道类型为sp3、sp2杂化;化合物II中可认为(-CH3)代替了NH中的3个H,则阳离子的空间构型为四面体构型;
(4)化合物III中O、F、S,同周期电负性从左到右逐渐增大,同周期从上到下逐渐减弱,则电负性大小为:F>O>S;
(5)离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成,形成稳定的离子键;
(6)①以左下角定点铝为例,最近的Al为1号铝,故晶体中与Al距离最近的Al的个数为4;
②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,如图中原子1的坐标为(,,),原子2的坐标为(,,),则原子3的坐标为(,,),1与3同高z坐标相同,2与3x坐标相同。
③已知该晶体属于立方晶系,晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,其中Al的占有数为8×,则晶胞中共有8个AlMn2O4,则晶体的密度为×1030g·cm-3
21.(1)2-氯乙醛
(2)HCl
(3)消去反应
(4) +OH-+C2H5OH +H+=
(5) 13
(6)
【分析】A生成B可以看成先加成后消去的过程,ClCH2CHO+→+HCl;B到C发生加成反应,C到D发生取代反应,D到E发生消去反应,F生成G的离子反应方程式依次是:酯的水解+OH-+C2H5OH;酸化+H+=;据此分析解题。
【详解】(1)根据A的分子式可知,化学名称是:2-氯乙醛;
(2)A生成B的方程式可表示为:A+I=B+Z+H2O,化合物Z的化学式为HCl,可以看成先加成后消去的过程;ClCH2CHO+→+HCl;
(3)D生成E的反应类型为消去反应,-OH与相邻的C上的H形成H2O,原来分子中形成C=C;
(4)F生成G的离子反应方程式依次是:酯的水解+OH-+C2H5OH;酸化+H+=;
(5),
化合物B的芳香族同分异构体中a.能够发生银镜反应,说明含有醛基;b.可与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;以苯环为母体,取代基有两种情况①-OH、-CH2CHO,这两个取代基在苯环上有邻、间、对三种位置,此时满足条件的同分异构体有3种;②-OH、-CH3、-CHO,对于-CHO有4种位置,对于-CHO有4种位置,对于-CHO有2种位置,故同分异构体共有13种,其中核磁共振氢谱在苯环上有两组峰,且峰面积为1:1的同分异构体的结构简式为:;
(6)根据以上信息,写出以及BrCH2COOC2H5为原料合成的路线:。
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