广东省实验中学2021届高三下学期考前热身训练化学试题(含解析)
展开广东省实验中学2021届高三下学期考前热身训练化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.“地球在流浪,学习不能忘”,学好化学让生活更美好,下列说法正确的是
A.草莓棚中使用的“吊袋式二氧化碳气肥”的主要成分可以是碳酸钙
B.青蒿素在超临界CO2中有很强的溶解性,可用超临界CO2作青蒿素萃取剂
C.节日燃放的烟花,是碱金属、锶、钡、铂、铁等金属元素焰色反应呈现的
D.防晒是为了防止高温引起皮肤蛋白质被灼伤而变性
2.中国诗词常蕴含着一些自然科学知识,针对下列一些诗词,从化学角度解读错误的是
A.“独忆飞絮鹅毛下,非复青丝马尾垂”中的“飞絮”与“马尾”化学成分不同
B.“月波成露露成霜,借与南枝作淡妆”属于物理变化
C.“残云收翠岭,夕雾结长空”,所指“雾”是一种由氮的氧化物造成的光化学烟雾
D.“何意百炼钢,化为绕指素”,“百炼钢”其实就是对生铁的不断除杂致纯的过程
3.下列有关说法正确的是
A.“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁,其属于黑色金属材料
B.天然橡胶是制作医用无菌橡胶手套的原料,它是异戊二烯发生缩聚反应的产物
C.水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙、分子筛、高温结构陶瓷都属于硅酸盐工业产品
D.纳米复合材料实现了水中微污染物铅(Ⅱ)的高灵敏、高选择性检测,但吸附的容量小
4.下列表示物质结构的化学用语正确的是
A.H、D、T表示同一种核素 B.BCl3的电子式:
C.石英的分子式:SiO2 D.CO2的立体结构模型:
5.依据反应2NaIO3+5SO2+4H2O=I2+3H2SO4+2NaHSO4,利用下列装置从含NaIO3的废液中制取单质碘的CCl4溶液并回收NaHSO4。其中装置正确且能达到相应实验目的是
A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.②④
6.据脑科医生介绍,市面上所谓的“聪明药”,主要成分是哌醋甲酯(结构如图),是一种中枢神经系统兴奋剂,由于哌醋甲酯的作用机制和冰毒的主要成分类似,因此没有经过医生的指导服用会很危险。下列关于哌醋甲酯的说法正确的是
A.分子式为C14H18NO2
B.能发生加成反应和取代反应品
C.分子中的所有碳原子均共面
D.该物质不可能和盐酸反应
7.化学与生活、生产密切相关。下列物质的应用和性质及对应关系均正确的是
选项
应用
性质
A.
为实现2060年“碳中和”目标
应禁用生物质能等化石能源
应用生物质能会释放大量二氧化碳
B.
苯酚和甲醛合成酚醛树脂
苯酚和甲醛可以发生加聚反应
C.
液态植物油制作人造脂肪
植物油可以和氢气发生加成反应
D.
热的纯碱溶液常用于洗涤金属表面的柴油
能使柴油水解生成溶于水的物质
A.A B.B C.C D.D
8.我国科研人员使用催化剂CoGa3实现了H2还原肉桂醛生成肉桂醇,反应机理的示意如下图,下列说法不正确的
A.肉桂醛分子中不存在顺反异构现象
B.苯丙醛分子中有6种不同化学环境的氢原子
C.还原反应过程发生了极性键和非极性键的断裂
D.该催化剂实现了选择性还原肉桂醛中的醛基
9.下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中
B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中增大
C.常温下,pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体,溶液pH增大
D.0.1molAgCl和0.1molAgI混合后加入1L水中,所得溶液中
10.氯元素的化合价与其形成的常见物质种类的关系如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.b只有还原性
B.c没有漂白性,d具有漂白性
C.一定条件下e和f均属于较强氧化剂
D.g的化学式为HClO4
11.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是
A.硝酸与铜反应得到NO2、N2O4共23g,则铜失去的电子数为0.5NA
B.3g甲酸与乙醛的混合物中含有共价键数为0.4NA
C.将标准状况下2.24LSO2通入水中完全溶解,溶液中H2SO3分子数为0.1NA
D.标准状况下,5.6LCO2与足量Na2O2反应转移电子数为0.5NA
12.根据下面实验或实验操作和现象,所得结论正确的是
选项
实验或实验操作
现象
实验结论
A
用大理石和稀盐酸反应制取CO2气体,立即通入一定浓度的苯酚钠溶液中
出现白色沉淀
H2CO3的酸性比苯酚的酸性强
B
某溶液先滴加硝酸酸化,再滴加BaCl2溶液
有白色沉淀生成
原溶液中含有中的一种或几种
C
向蔗糖溶液中加入稀硫酸并水浴加热,一段时间后再向混合液中加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热
无红色沉淀
蔗糖未水解
D
将石蜡油在碎瓷片上受热分解生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液
溶液褪色
石蜡油分解产物中含有不饱和烃
A.A B.B C.C D.D
13.已知某校回收的含银悬浊废水中含有AgCl、Ag(NH3)2NO3、AgNO3、CH3COONH4、NaCl等,设计从废水中回收硝酸银的具体流程如下:
下列说法不正确的是
A.步骤Ⅱ中发生的主要反应的离子方程:3AgCl+Al+4OH-=3Ag+AlO2-+3Cl-+2H2O
B.实验中用铝粉代替铝片可以加快反应速率并简化实验操作
C.步骤Ⅲ中若先将Ag氧化为Ag2O,再加入稀硝酸反应有利于环保
D.操作Ⅰ包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等
14.科研小组设计用电化学原理进行废水脱硫,放电时工作原理示意图如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,负极电极的反应
B.放电时,H2SO4溶液的浓度不断减小
C.充电时,阳极区需补充适量水以保持溶液浓度不变
D.充电时,导线中流过同时有通过交换膜
15.室温时,用稀盐酸滴定溶液,已知:溶液中水的电离程度随所加稀盐酸的体积变化如图所示,则下列有关说法正确的是
A.可选取酚酞作为滴定指示剂
B.M点溶液的pH>7
C.图中Q点水的电离程度最大
D.M点,
16.科学家研制出了一种漂白效率极高的新型漂白剂(结构如图所示),其中W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大。常温下,0.1mol/LZ的氢化物的水溶液pH=1,且Z与Y位于不同周期。下列叙述正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X>W
B.氢化物的沸点:Y>X>Z>W
C.X的氧化物的水化物是强酸
D.Y的某种单质具有杀菌消毒作用
二、实验题
17.碳酸亚铁(白色固体,难溶于水)是一种重要的工业原料,可用于制备补血剂乳酸亚铁。某研究小组通过下列实验,寻找利用复分解反应制备FeCO3的最佳方案:
实验
试剂
现象
滴管
试管
0.8mol/LFeSO4溶液(pH=4.5)
1mol/LNa2CO3溶液(pH=11.9)
实验Ⅰ:立即产生灰绿色沉淀,5min后出现明显的红褐色
0.8mol/LFeSO4溶液(pH=4.5)
1mol/LNaHCO3溶液(pH=8.6)
实验Ⅱ:产生白色沉淀及少量无色气泡,2min后出现明显的灰绿色。
0.8mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液(pH=4.0)
1mol/LNaHCO3溶液(pH=8.6)
实验Ⅲ:产生白色沉淀及无色气泡,较长时间保持白色
(1)实验Ⅰ中红褐色沉淀产生的原因可用如下反应表示,请补全反应: 。
。
(2)实验Ⅱ中产生FeCO3的离子方程式为 。
(3)为了探究实验Ⅲ中起的作用,甲同学设计了实验Ⅳ进行探究:
操作
现象
实验Ⅳ
向0.8mol/LFeSO4溶液中加入 ,再加入一定量Na2SO4固体配制成含的混合溶液(已知对实验无影响)。再取该溶液一滴管与2mL1mol/LNaHCO3溶液混合。
与实验Ⅲ现象相同
对比实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,甲同学得出结论:水解产生,降低溶液pH,减少了副产物Fe(OH)2的产生。
乙同学认为该实验方案不够严谨,应补充的对比实验操作是: ,再取该溶液一滴管,与2mL1mol/LNaHCO3溶液混合。
(4)小组同学进一步讨论认为,定性实验现象并不能直接证明实验Ⅲ中FeCO3的纯度最高,需要利用如图所示的装置进行定量测定。分别将实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的沉淀进行过滤、洗涤、干燥后称量,然后转移至A处的广口瓶中。
①A中分液漏斗中的试剂为 。
②为测定FeCO3的纯度,除样品总质量外,还需测定的物理量是 。
(5)实验反思:经测定,实验Ⅲ中的FeCO3纯度高于实验Ⅰ和实验Ⅱ.通过以上实验分析,制备FeCO3实验成功的关键因素是 。
三、工业流程题
18.CdS又称镉黄,可用作黄色颜料,也用于制备荧光粉等。以镉铁矿(成分为CdO2及少量的CuO、FeO和SiO2)为原料制备CdS的工艺流程如图。
已知:
金属离子
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
4.4
6.4
6.7
8.3
7.4
9.4
回答下列问题:
(1)“滤渣2”的主要成分为 。(写化学式)
(2)“还原镉”时,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,发生反应的离子方程式为 。
(3)氧化步骤中加入H2O2的量比理论上要多一些,其可能原因为 。
(4)通入H2S也可以“沉镉”,发生反应的离子方程式为 。
(5)实际工业生产中,有时采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中的含量,其原理是:,其中NaR为阳离子交换树脂。常温下,将沉镉后的溶液经过阳离子交换树脂后,测得溶液中的比交换前增加了。此时溶液pH=6,则该条件下Cd(OH)2的 。
(6)CdS不溶于稀盐酸,可溶于浓盐酸,并生成,反应的化学方程式为 。若向反应后的溶液中加水稀释,又出现黄色沉淀,用平衡移动原理解释 。(已知)
四、原理综合题
19.传统工艺采用酸催化水解苯乙腈(C6H5CH2CN)生产苯乙酸(C6H5CH2COOH),某科研工作者研究了近临界水(250℃~350℃之间的压缩液态水,可同时溶解有机物和无机物)中苯乙腈无外加催化剂水解生成苯乙酸的反应。反应原理为:
反应Ⅰ:(苯乙酰胺)
反应Ⅱ:
当反应釜维持压强为8Mpa,苯乙腈的进料浓度为时,获得如图1、图2所示实验结果。
请回答:
(1)反应Ⅱ的 0(填“>”、“<”或“=”)
(2)关于近临界水、不加催化剂条件的反应工艺说法正确的是_____。
A.苯乙腈、苯乙酰胺在近临界水中具有更大的溶解度,有利于加快反应速率
B.上述实验条件下,苯乙腈的转化率与温度有关,与反应时间无关
C.近临界水本身的pH<7,水电离的H+起催化作用
D.恒压通入N2有利于提高反应Ⅱ的平衡转化率
(3)对于物质状态不同的多相反应,其平衡常数表达式中气相物质可用[为平衡分压,为标准压强]表示。请写出苯乙腈水解生成苯乙酸总反应的平衡常数表达式K= :某温度下测得各物质的平衡浓度分别为,,忽略苯乙酸的电离及与氨气的作用,则反应Ⅰ的平衡常数的值为 。
(4)温度升高,对反应速率的影响更大的是 (填“反应Ⅰ”、“反应Ⅱ”)。说明判断依据,并从碰撞理论角度解释原因 。
(5)超临界水在有机废物处理过程中会产生二氧化碳、水、氮气以及盐类等无毒的小分子化合物。其中,以硫酸钠为研究对象,基于水合机理的溶解模型描述其溶解过程:,其中为溶解在超临界水中的硫酸钠,r为硫酸钠溶解所需的水分子数。对于这一反应,平衡常数可近似表示为:。在不同温度下,用硫酸钠溶解度的对数对水密度的对数作图,能得到一系列直线。由图3可以看出,温度变化使得水合分子数发生改变,且温度越来越高,溶解所需的水合分子数r的数值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
五、结构与性质
20.第四期某些过渡元素在工业生产中有着极其重要的作用。
(1)铬是最硬的金属单质,被称为“不锈钢的添加剂”。
写出Cr在周期表中的位置 ;其原子核外电子排布的最高能层符号 .
(2)在1 mol CrO5(其中Cr为+6价)中,含有过氧键的数目为 。
(3)钒(23V)是我国的丰产元素,被称之为“工业的味精”,广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题:
写出钒原子价电子排布图 ;V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO3的三聚体环状结构如图所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为 ;
(4)Ni是一种优良的有机反应催化剂,Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,其中配原子是 。
(5)钛称之为21世纪金属,具有一定的生物功能。钙钛矿(CaTiO3)晶体是工业获取钛的重要原料。CaTiO3晶胞如下图,边长为a=0.266m,晶胞中Ti、Ca、O分别处于顶角、体心、面心位置。Ti与O间的最短距离为 nm,与Ti紧邻的O个数为 。
(6)在CaTiO3晶胞结构的另一种表示中,Ca处于各顶角位置,则T处于 位置,O处于 位置。
六、有机推断题
21.米格列奈是一种非磺脲类胰岛素促分泌的药物,对于治疗糖尿病具备作用时间快、药效高、给药灵活和安全性能高等优点。它可由苯甲醛(A)为原料合成,部分合成路线如下:
请回答下列问题:
(1)化合物B中所含官能团除了羧基外还含有 、 (填名称)。
(2)由C→D的反应类型为 。
(3)D和E发生取代反应生成F的同时有HCl生成,则E的结构简式是 。
(4)X()为C的同系物。写出符合下列条件的X的一种同分异构体的结构简式 。
Ⅰ.核磁共振氢谱图中有4个吸收峰,且不能与NaHCO3溶液反应放出CO2;
Ⅱ.能发生银镜反应,与FeCl3不发生显色反应,但其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应。
(5)请写出(4)中X与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。
(6)已知:,根据已有知识并结合题干流程图中信息,写出以为原料制备化合物的合成路线流程图 (无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
参考答案:
1.B
【详解】A.碳酸钙需要在高温下煅烧分解得到二氧化碳,草莓棚中不能使用碳酸钙来产生二氧化碳,故A错误;
B.青蒿素为有机酯类物质,不溶于水,在超临界CO2中有很强的溶解性,则萃取青蒿素可用超临界CO2作萃取剂,故B正确;
C.节日燃放的烟花,是碱金属、锶、钡等金属元素焰色反应呈现的,但铁的焰色是无色的,故C错误;
D.强紫外线能使皮肤蛋白质变性,则防晒是为了防止强紫外线引起皮肤蛋白质被灼伤变性,故D错误;
故选B。
2.C
【详解】A.“飞絮”的主要成分为纤维素,“马尾”的主要成分为蛋白质,二者化学组成不同,A项正确;
B.“露成霜”的过程为水由液态凝固成固态,是物理变化,B项正确;
C.“雾”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小液滴,并非氮的氧化物,C项错误;
D. “百炼钢”的过程反复加热,捶打,能够去除生铁中的杂质,获得成分均匀,组织致密的钢,D项正确;
答案选C。
3.A
【详解】A.钢铁是铁碳合金,合金属于金属材料,铁属于黑色金属,A项正确;
B.异戊二烯的结构简式为,含碳碳双键,天然橡胶是异戊二烯发生加聚反应的产物,B项错误;
C.水泥、玻璃、青花瓷属于硅酸盐工业产品,水晶的成分为SiO2、SiO2属于氧化物、不属于硅酸盐,高温结构陶瓷一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物在高温下烧结而成,高温结构陶瓷不属于硅酸盐材料,C项错误;
D.纳米复合材料具有较大的表面积,对Pb(Ⅱ)具有较大的吸附容量,并显示出高灵敏、高选择性检测,D项错误;
答案选A。
4.B
【详解】A.H、D、T的质子数相同,中子数不同,故表示三种核素,A错误;
B.BCl3是共价化合物,其中B最外层上有3个电子,Cl最外层上有7个电子,故其电子式为:,B正确;
C.石英是共价晶体,故石英晶体中没有单个分子,则SiO2是二氧化硅的化学式而不是分子式,C错误;
D.已知CO2是一直线形分子,故CO2的立体结构模型为:,D错误;
故答案为:B。
5.B
【分析】依据实验步骤及操作的规范性、科学性分析作答。
【详解】①浓硫酸在加热条件下与铜反应制取SO2,装置正确且能达到相应实验目的;②气体和液体反应,有防倒吸装置,装置正确且能达到相应实验目的;③用四氯化碳从废液中萃取碘,静置后分液,装置正确且能达到相应实验目的;④蒸发溶液时用蒸发皿,而不应用坩埚,装置错误,不能达到实验目的;故B项正确。
答案选B。
6.B
【详解】A.根据哌醋甲酯的结构简式可知其分子式为C14H19NO2,故A错误;
B.该分子结构中含有苯环,可以发生加成反应和取代反应,故B正确;
C.该分子中存在饱和碳原子,所以其结构中的碳原子不能全部共面,故C错误;
D.分子中的亚氨基(NH=)可与盐酸反应生成=NCl,故D错误;
故选B。
7.C
【详解】A.煤和石油等化石能源是现实中重要的能源,不可能禁止使用,故A错误;
B.苯酚和甲醛发生缩聚反应生成酚醛树脂,故B错误;
C.液态植物油和氢气发生加成反应后制作人造脂肪,故C正确;
D.柴油属于脂肪烃,不能发生水解反应,故D错误;
故选C。
8.A
【详解】A.肉桂醛中的碳碳双键的位置处有顺反异构现象,故A错误;
B.苯丙醛分子中的等效氢有6种,苯环根据对称性由3种等效氢,在苯环的支链上有3种等效氢,共6种,故B正确;
C.该反应发生过程中,醛基变为羟基是极性键断裂,H2参加反应时断非极性键,故C正确;
D.肉桂醛有碳碳双键和醛基官能团,与H2加入催化剂反应时,碳碳双键容易发生加成反应,但碳碳双键没有反应,醛基变为羟基,该催化剂选择性还原醛基,故D正确;
故本题选A。
9.C
【详解】A.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中c(H+)=c(OH-),溶液中的电荷守恒为c(H+)+c()=c(OH-)+c(Cl-),则溶液中c()=c(Cl-),即=1,A项错误;
B.CH3COONa溶液中存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH- ΔH>0,该水解反应的水解平衡常数Kh=,温度从20℃升温到30℃,该水解平衡正向移动,Kh增大,增大,则减小,B项错误;
C.醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+,向其中加入醋酸钠固体,c(CH3COO-)增大,电离平衡逆向移动,c(H+)减小,溶液的pH增大,C项正确;
D.AgCl、AgI都难溶于水,0.1molAgCl和0.1molAgI混合后加入1L水中,AgCl和AgI都不能完全溶解,相同条件下AgCl的溶度积大于AgI的溶度积,所得溶液中c(Cl-)>c(I-),D项错误;
答案选C。
10.A
【详解】A. b为HCl,其中+1价的H化合价能降低,具有氧化性,A项错误;
B.c为Cl2没有漂白性,d为HClO具有漂白性,B项正确;
C.e为ClO2,f含ClO,一定条件下二者均属于较强氧化剂,C项正确;
D.氯元素化合价为+7价,g的化学式为HClO4,D项正确。
故选:A。
11.A
【详解】A.NO2、N2O4的最简式为“NO2”,N元素的化合价为+4价,则23g最简式的物质的量为 =0.5mol,则转移电子数为0.5NA,故A正确;
B.1个CH3CHO分子中含7个共价键,HCOOH分子中含有5个共价键,3gHCOOH中含有共价键,3gCH3CHO中含有共价键,3g甲酸与乙醛的混合物中含有共价键数0.326NA<N<0.477NA,故B错误;
C.SO2微溶于水,且与水反应生成亚硫酸的过程属于可逆反应,所以将标准状况下2.24L SO2通入水中完全溶解,溶液中H2SO3分子数小于0.1NA,故C错误;
D.,0.25molNa2O2则转移0.25mol电子,故D错误;
故选:A。
12.D
【详解】A.稀盐酸也可能是挥发出的HCl与苯酚钠反应,无法得出题中实验结论,故A错误;
B.原溶液中也可能含有Ag+,故B错误;
C.蔗糖在酸性条件下水解,水解液显酸性,加入Cu(OH)2悬浊液之前要中和稀硫酸使溶液呈碱性,所以操作错误无法得到结论,故C错误;
D.石蜡为多种烃的混合物,产生的气体能使酸性高锰酸钾褪色,说明含有能被酸性高锰酸钾氧化的不饱和烃,故D正确;
故答案为D。
13.B
【分析】含银悬浊废水中含有AgCl、Ag(NH3)2NO3、AgNO3、CH3COONH4、NaCl等,加入盐酸后生成氯化银沉淀,过滤后,滤渣的主要成分是氯化银,在氯化银中加入铝片、氢氧化钠溶液后置换出银,然后用硝酸溶解得到硝酸银溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到硝酸银晶体,据此分析解答。
【详解】A、步骤Ⅱ中主要发生铝、氢氧化钠溶液与氯化银的置换反应,发生的主要反应的离子方程式为:3AgCl+Al+4OH-=3Ag+AlO2-+3Cl-+2H2O,故A正确;
B、若实验中用铝粉代替铝片可以加快反应速率,但置换出的银中混入了铝粉,还需要分离提纯,没有简化实验操作,故B错误;
C、银与稀硝酸反应会生成NO,污染环境,若先将Ag氧化为Ag2O,再加入稀硝酸反应,可以防止NO的生成,有利于环保,故C正确;
D、操作Ⅰ是从硝酸银溶液中获得硝酸银晶体,需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等,故D正确;
故选B。
14.C
【分析】首先,放电时原电池原理,充电是电解池原理,放电时S2-化合价升高在负极发生氧化反应,那么Mn的化合价降低,应是Mn3+转化为Mn2+,发生还原反应,阳离子向正极移动;充电时,阳极区中的水参加反应。
【详解】A.放电时,由题图得,Mn2+离子被氧化,故A错误;
B.放电时,正极区中的氢离子被还原生成氢气,负极区中的氢离子会透过质子交换膜流向正极区,硫酸浓度不变,故B错误;
C.充电时,阳极区中的水被氧化,2H2O-4e-=O2↑+4H+,需补充适量水来维持浓度,故C正确;
D.充电时,根据C中方程式,导线中流过8mol电子时,应有8mol氢离子穿过质子穿透膜,故D错误;
故本题选C。
15.B
【分析】NaY是强碱弱酸盐溶液,故其水解显碱性,对水的电离有促进作用,由于当HCl溶液滴入10.00mL时即在M点时,所得溶液是HY和NaY的等浓度的混合溶液,根据HY的电离平衡常数和NaY的水解平衡常数来判断其溶液的酸碱性;当滴入盐酸溶液20.00mL时,两者恰好完全反应得到0.01mol/L的HY溶液,达到滴定终点,此时溶液显弱酸性;在Q点,HCl过量,对水的电离的抑制持续增强,据此分析。
【详解】A.当滴入盐酸溶液20.00mL时,两者恰好完全反应得到0.01mol/L的HY溶液,达到滴定终点,此时溶液显弱酸性,故需选取甲基橙做指示剂,而不能用酚酞,故A错误;
B.M所得溶液是HY和NaY的等浓度的混合溶液,由于HY的电离平衡常数Ka(HY)=5.0×10-11,而NaY的水解平衡常数=2×10-4mol/L,即HY的电离程度大于NaY的水解程度,故溶液显碱性,即pH大于7,故B正确;
C.NaY是强碱弱酸盐,水解能促进水的电离,在其溶液中加入盐酸,生成的HY能抑制水的电离,故随着盐酸的加入,水的电离程度逐渐减小,故Q点水的电离程度最小,而Kw只和温度有关,由于是室温,故Kw=10-14,故C错误;
D.所得溶液是HY、NaY和NaCl的等浓度的混合溶液,根据物料守恒可知c(Na+)=c(HY)+c(Y-),故D错误;
故选:B。
16.D
【分析】由新型漂白剂的结构可知,W形成的价键数为4,X形成的价键数为3,Y形成的价键数为2,Z形成的价键数为1;W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,常温下,0.1mol/LZ的氢化物的水溶液pH=1,则Z为Cl;Z与Y位于不同周期,则Y为O元素、W为C元素、X为N元素,据此分析解题。
【详解】由分析知:W为C元素、X为N元素、Y为O元素、Z为Cl元素;
A.C、N、O为同周期主族元素,核电荷数越大,原子半径越小,C、N、O、Cl四种元素的原子半径由大到小的顺序为Cl>C>N>O,即Z>W>X>Y,故A错误;
B.H2O常温下为液体,NH3和H2O分子间存在氢键,四种元素简单氢化物的沸点由高到低的顺序为H2O>NH3>HCl>CH4,但C的氢化物包括多碳的烃,常温下有固体,有液体,即碳的氢化物沸点也可能比H2O高,故B错误;
C.N的最高价氧化物的水化物HNO3是强酸,而+3价N的氧化物水化物HNO2是弱酸,故C错误;
D.O3具有强氧化性,具有杀菌消毒作用,故D正确;
故答案为D。
17.(1)
(2)
(3) 硫酸调节溶液pH为4.0 向0.8mol/LFeSO4溶液中加入Na2SO4固体至c()=1.6mol/L
(4) 稀硫酸 测定C中U形管的增重的量
(5)调节溶液pH
【分析】通过对比实验研究某一因素对实验的影响,应该要注意控制研究的变量以外,其它量要相同,以此进行对比;
装置A中碳酸亚铁和硫酸反应生成二氧化碳气体,气体通过装置B浓硫酸干燥后进入装置C中被吸收,后面碱石灰可以防止空气中二氧化碳、水对实验的干扰;
【详解】(1)因为水解生成氢氧根离子和碳酸氢根离子,溶液显碱性,遇到Fe2+产生Fe(OH)2的白色沉淀,Fe2+还原性很强,会被O2氧化变成Fe(OH)3红棕色沉淀,所以实验I中红褐色沉淀产生的原因:;
(2)因为FeSO4溶液水解生成氢离子,pH=4.5显酸性,碳酸氢根离子水解生成氢氧根离子,溶液显碱性,所以两者发生相互促进的双水解反应生成碳酸铁沉淀和二氧化碳、水,所以反应方程式:;
(3)实验Ⅲ中溶液pH=4.0,实验探究Ⅲ中起的作用,则需要控制变量,使得溶液pH相同,故加硫酸调节溶液pH=4.0抑制Fe2+的水解,操作中加入Na2SO4固体的目的是调节控制浓度,排除干扰;为了验证Na2SO4中浓度对实验的影响,应做对比实验:向0.8 mol/L FeSO4溶液中加入Na2SO4固体至c()=1.6 mol/L,再取该溶液一滴管,与2mL1mol/LNaHCO3溶液混合。
(4)①检验FeCO3的纯度的方法是通过FeCO3与酸反应产生CO2的量来计算样品中碳酸亚铁的纯度;故需要利用碳酸亚铁和硫酸反应生成二氧化碳气体进行实验,故A中分液漏斗中的试剂为稀硫酸;
②测定FeCO3的纯度的方法是通过测定FeCO3与酸反应产生CO2的量来确定,生成二氧化碳被装置C中碱石灰吸收,通过C中U形管的增重的量来确定CO2的量;所以除样品总质量外,还要测定C中U形管的增重的量;
(5)三个实验中Ⅲ的酸性强,所以调节溶液pH是提高FeCO3的纯度的方法。
18.(1)Cu(OH)2、CaSO4
(2)3Cd4++CH3OH+H2O=3Cd2++CO2↑+6H+
(3)Fe3+是H2O2分解的催化剂,因此消耗较多的H2O2
(4)Cd2++H2S=CdS↓+2H+
(5)1.0×10-19
(6) CdS+4HCl(浓)=H2[CdCl4]+H2S↑ 加水稀释时,c(Cl﹣)降低,使平衡Cd2++4Cl﹣⇌[CdCl4]2﹣向左移动,释放出的Cd2+与溶液中S2﹣结合生成CdS黄色沉淀
【分析】以镉铁矿(成分为CdO2、CuO、FeO和SiO2)为原料制备CdS,由流程可知,加硫酸溶解分离出滤渣为SiO2,加石灰乳沉淀出铜离子、硫酸根离子,加甲醇还原+4价Cd发生3Cd4++CH3OH+H2O=3Cd2++CO2↑+6H+,再加过氧化氢可氧化亚铁离子,发生2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,调节5.0≤pH<7.4,分离出滤渣为Fe(OH)3,再加硫化钠生成CdS,以此来解答。
【详解】(1)由分析知,“滤渣2”为Cu(OH)2、CaSO4,故答案为Cu(OH)2、CaSO4;
(2)加甲醇将+4价Cd还原成二价Cd,甲醇被氧化成二氧化碳,反应的离子方程式为:3Cd4++CH3OH+H2O=3Cd2++CO2↑+6H+,故答案为:3Cd4++CH3OH+H2O=3Cd2++CO2↑+6H+;
(3)加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+是H2O2分解的催化剂,能导致H2O2分解,因此消耗较多的H2O2,故答案为Fe3+是H2O2分解的催化剂,因此消耗较多的H2O2;
(4)H2S与Cd2+反应生成CdS和氢离子,反应的离子方程式为:Cd2++H2S=CdS↓+2H+,故答案为:Cd2++H2S=CdS↓+2H+;
(5)(5)将沉镉后的溶液经过阳离子交换树脂后,测得溶液中的Na+比交换前增加了,钠离子的浓度为,交换过程中应是等电荷的交换,则溶液中的Cd2+离子的浓度应为:,pH=6,则c(OH-)=10-8,Cd(OH)2的Ksp=c(Cd2+)∙c(OH-)2=×(10-8)2=1.0×10-19,故答案为:1.0×10-19;
(6)CdS溶于浓盐酸,生成H2[CdCl4],反应方程式为:CdS+4HCl(浓)=H2[CdCl4]+H2S↑,加水稀释时,c(Cl-)降低,使平衡Cd2++4Cl-⇌[ CdCl4]2-向左移动,释放出的Cd2+与溶液中S2-结合生成CdS黄色沉淀,故答案为:CdS+4HCl(浓)=H2[CdCl4]+H2S↑;加水稀释时,c(Cl-)降低,使平衡Cd2++4Cl-⇌[ CdCl4]2-向左移动,释放出的Cd2+与溶液中S2-结合生成CdS黄色沉淀。
19.(1)>
(2)ACD
(3) K= 4.0
(4) 反应Ⅱ 由图可知,温度升高,苯乙酰胺水解速率加快程度快于苯乙腈水解速率加快程度;苯乙酰胺水解反应的活化能大于苯乙腈水解反应的活化能,温度对活化能大的反应速率影响更为显著
(5)增大
【详解】(1)根据方程式可知:反应Ⅱ的正反应是气体体积增大的反应,所以△S>0;
(2)A.苯乙腈、苯乙酰胺在近临界水中具有更大的溶解度,能够使反应体系中物质的浓度增大,因而有利于加快反应速率,A正确;
B.在上述实验条件下,苯乙腈的转化率不仅与温度有关,也与反应时间有关,B错误;
C.在近临界水时由于温度升高,水电离程度增大,使溶液中的pH<7,水电离产生的H+对反应的发生起催化作用,C正确;
D.恒压通入N2,则体系的体积必然扩大,导致气体物质浓度减小,化学平衡正向移动,因而有利于提高反应Ⅱ的平衡转化率,D正确;
故合理选项为 ACD;
(3)根据盖斯定律,将反应Ⅰ+Ⅱ,整理可得C6H5CH2CN(aq)+2H2O(l)=C6H5CH2COOH+NH3(g),则该反应的化学平衡常数K=;
某温度下测得各物质的平衡浓度分别为c(C6H5CH2COOH)=5.0×10-3 mol/L,c(C6H5CH2CONH2)=8.0×10-4 mol/L,则C6H5CH2CN 的平衡浓度c(C6H5CH2CN)=6.0×10-3 mol/L-5.0×10-3 mol/L-8.0×10-4 mol/L=2.0×10-4 mol/L,所以反应Ⅰ的化学平衡常数K1=;
(4)由图可知:温度升高,苯乙酰胺水解速率加快程度快于苯乙腈水解速率加快程度,苯乙酰胺水解反应的活化能大于苯乙腈水解反应的活化能,温度对活化能大的反应速率影响更为显著,所以温度升高,对反应速率的影响更大的是反应Ⅱ;
(5)根据图示可知:温度越来越高,溶解所需的水合分子数r的数值越大,即溶解所需的水合分子数r随温度的升高而增大。
20. 第四周期第ⅥB族 N 2NA sp3 C 0.188 12 体心 棱心
【详解】(1)Cr为24号元素,在元素周期表中的位置为第四周期第ⅥB族,核外电子排布最高的能级层为第4层,为N层。答案为第四周期第ⅥB族N;
(2)过氧根中的氧的化合价为-1价,其他的氧为-2价,则可以设有x个过氧根,有y个氧离子,则根据化合物的化合价代数和为0以及原子守恒,过氧根中有2个O为-1价,则有2x×(-1)+ y×(-2)+5=0,2x+y=5,可以求得x=2,则1molCrO5中含有2mol过氧键,过氧键的数目为2NA;答案为2NA;
(3)V为23号元素,其价电子的排布为3d34s2,则其价电子排布图为;从示意图可以看出来,每个S原子与4个氧原子形成四面体结构,类似于CH4,故其S原子的杂化类型为sp3,答案为sp3;
(4) Ni(CO)4中,配位原子能够提供电子对,其配位原子是否有孤对电子和电负性有关,O的电负性太大,不易提供电子对,而O的孤对电子配位给C原子,使得C原子一端拥有的电子较多,而且C的电负性没有O大,易给出电子,因此配位原子是C。答案是C。
(5)晶胞中Ti、Ca、O分别处于顶角、体心、面心位置。Ti与O间的最短距离为面对角线的一半,为nm,与Ti紧邻的O,在Ti原子的上部有4个,在与Ti原子同平面的有4个O原子,在Ti原子的下面也有4个O原子,一共12个,答案为0.188nm 12;
(6) CaTiO3晶胞结构的另一种表示中,Ca处于各顶角位置,O与Ga在同一直线上,则O在棱上。Ti在Ga形成的六面体的中心,则Ti为体心。答案为体心棱心
21.(1) 酯基 碳碳双键
(2)取代反应
(3)
(4)或或
(5)
(6)
【分析】D和E发生取代反应生成F,结合D和F的结构简式可知,D中C-Cl键断裂,E中N-H键断裂,然后重新组合生成F和HCl,则E为,据此分析解答。
【详解】(1)根据B的结构简式可知,化合物B中所含官能团除了羧基外还含有酯基和碳碳双键。
(2)C分子中羧基上的羟基被氯原子取代生成有机物D,则C→D的反应类型为取代反应。
(3)D和E发生取代反应生成F的同时有HCl生成,结合D和F的结构简式可知,E为。
(4)X的同分异构体满足:不能与NaHCO3溶液反应放出CO2,说明结构中不含羧基;与FeCl3不发生显色反应,说明结构中不含酚羟基;该有机物能发生银镜反应,水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有甲酸酚酯的结构,结合该有机物核磁共振氢谱图中有4个吸收峰,可推知符合条件的同分异构体有:、和。
(5)X中含有酯基,能在碱性条件下水解,含有羧基,能和酸发生酸碱中和反应。则X与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为。
(6)在碱性环境下发生水解生成,发生催化生成,继续氧化生成,在SOCl2条件下发生取代生成,根据信息可推知,;具体流程如下:。
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