新疆乌鲁木齐市第四十中学2023-2024学年高三上学期8月月考 化学试卷(人教版)含答案
展开这是一份新疆乌鲁木齐市第四十中学2023-2024学年高三上学期8月月考 化学试卷(人教版)含答案,共25页。试卷主要包含了单项选择题,综合题等内容,欢迎下载使用。
乌鲁木齐市四十中学 2023-2024学年
高三上学期8月月考 化学试题
总分100分 考试时间100分钟
一、单项选择题(15题每题3分共45分)
1.下列关于金属及其化合物说法不正确的是
A.氧化铝是冶炼金属铝的原料,也是一种耐火材料
B.硅酸干凝胶多孔吸水性强,常用作干燥剂,也可用作催化剂载体
C.目前用量最大、用途最广的合金是铝合金
D.SO2具有漂白性,常用于漂白纸浆、草帽辫等
2.下列有关化学用语正确的是
A.NH4Br的电子式:
B.S2-的结构示意图:
C.N2的结构式:N=N
D.原子核内有18个中子的氯原子: Cl
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.100 g质量分数17%的溶液中极性键数目为NA
B.一定条件下,足量与6 mol 充分反应,生成的分子数为4NA
C.标准状况下,11.2 L一氯甲烷中含有的氯原子数为0.5NA
D.常温下,1 L 0.2 mol/L 溶液中含数目为0.2NA
4.下列反应中,其有机产物的分子中含有三个官能团的是
A.乙炔与发生加成反应
B.甲苯硝化生成三硝基甲苯
C.苯乙烯与氯化氢发生加成反应
D.乙烯与水的加成反应
5.向含的废水中加入铁粉和可制备,发生反应:,下列说法错误的是
A.依据反应可知:;还原性:
B.基态碳原子和基态氮原子的未成对电子之比为2∶3
C.位于周期表中第VIII族;反应中失去电子
D.离子半径大小:
6.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.常温常压下,含有电子数为
B.环状()分子中含有的数为
C.质量分数为46%的酒精溶液含有氧原子数为
D.钢铁电化学腐蚀生成,则负极反应失电子数为
7.图为元素周期表的一部分,下列说法不正确的是
A.原子半径X>Y
B.X、 M的简单离子的电子层结构相同
C.M最高价氧化物的水化物酸性比N的强
D.W的简单价氢化物比Z的简单价氢化物稳定
8.AgCl悬浊液中存在平衡:.已知常温下,.下列叙述正确的是( )
A.常温下,AgCl 悬浊液中
B.温度不变时,向AgCl 悬浊液中加入少量NaCl 粉末,平衡向左移动,Ksp减小
C.向AgCl悬浊液中加入NaBr溶液,白色沉淀转化为淡黄色,说明Ksp(AgCl)<Ksp(AgBr)
D.常温下将0.001 溶液与 KCl溶液等体积混合,无沉淀析出
9.一种碳纳米管能够吸附氢气,可作二次电池(如图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6 mol·L-1的KOH溶液,下列说法中正确的是
A.放电时K+移向负极
B.放电时电池负极的电极反应为H2-2e-=2H+
C.放电时电池正极的电极反应为NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
D.该电池充电时将碳电极与外接电源的正极相连,发生氧化反应
10.下列与有机物的结构、性质有关的叙述中正确的是( )
A.葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,二者互为同分异构体
B.甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应
C.苯、油脂均不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.乙醇、乙酸均能与Na反应放出H2,二者分子中的官能团相同
11.我国科学家以二氧化碳和金属钠为原料,在470°C、80 MPa条件下,人工合成了金刚石。下列说法错误的是
A.该反应是氧化还原反应
B.该反应类型属于置换反应
C.该反应中二氧化碳完全被还原为金刚石
D.该反应中金属钠被氧化的最终产物为碳酸钠
12.氨是一种重要的化工原料,主要用于化肥、纯碱、硝酸等工业。用N2和H2在一定条件下可合成NH3; NH3催化氧化可转化为NO,再氧化为NO2;一定条件下,NO2与N2O4之间存在平衡:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。在恒温条件下,将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中,各组分浓度变化如图。下列说法正确的是
A.前10min内,用v(N2O4)表示的化学反应速率为0.04mol·L-1·min-1
B.图中曲线Y表示NO2浓度随时间的变化
C.25 min时,平衡发生移动的原因是增加压强将容器体积压缩为1L
D.a、b、c、d中,只有b、d点的化学反应处于平衡状态
13.下列实验误差分析错误的是( )
A.用湿润的pH试纸测稀碱溶液的pH,测定值偏小
B.用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小
C.容量瓶中含有少量蒸馏水对所配的溶液无影响
D.测定中和反应的中和热时,保温效果越好,测定误差越小
14.最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰。电池总反应为:Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)。下列说法正确的是
A.该电池Zn为负极,ZnO为正极,MnO2为催化剂
B.导电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向Zn
C.该电池的正极反应为:MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-
D.电池工作时正极发生氧化反应
15.常温下,向20mL 0.0lmol/LCH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol/L的NaOH溶液,溶液中水所电离出的c(H+)随加入NaOH溶液的体积变化示意图如图4, 下列说法正确的是
A.从a到c,对醋酸的电离既有促进作用也有抑制作用
B.b、d两点溶液的pH相同
C.e点所示溶液中,c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)=0.01mol/L
D.c点所示溶液中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
二、综合题(4题共55分,请根据答题卡题号及分值在各题目的答题区域内作答,超出答题区域的答案无效。)
16.过氧化尿素(CO(NH2)2·H2O2)是过氧化氢水溶液与尿素的加和物,兼有尿素和过氧化氢的性质,是一种新型漂白、消毒剂,广泛应用于农业、医药、日用化工等领域。某化学小组同学用低浓度的双氧水和饱和尿素[CO(NH2)2]溶液在30℃条件下用右图装置合成过氧化尿素。请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是______________;
(2)制备过氧化尿素的化学方程式为_______________________,反应时采取的受热方式为_____________;
(3)搅拌器不能选择铁质材料的原因是______________________
(4)过氧化尿素中活性氧含量的高低直接决定产品的质量,合格产品中活性氧的含量≥16%(相当于其中含H2O234%)。为了确定所得产品合格与否,质检员称取干燥样品8.000g,溶解于水,在250mL容量瓶中定容,准确量取其中25.00mL溶液于锥形瓶中,加入1mL6mol·L-1H2SO4,然后用0.2000mol·L-1KMnO4标准溶液滴定样品中的H2O2(KMnO4溶液与尿素不反应)。三次滴定平均消耗KMnO4溶液20.000mL:
①请完善滴定时反应的离子方程式:__MnO+___H2O2+______==_______________
②若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,会使测得的活性氧含量_______(填“偏高”、“偏低”或“不变”);
③根据滴定结果确定产品质量_______(填“合格”或“不合格”),活性氧的质量分数为_________。
17.I.含铬(+6价)废水严重危害人体健康,工业上常用还原法进行处理。其部分工艺流程如下:
(1)废水中,六价铬以或者的形式存在,写出其相互转化的离子方程式______。我国常用做还原剂,写出“还原池”中反应的离子方程式____(六价铬还原态为三价铬离子)。
(2)废水中残留六价铬的浓度随溶液pH变化如图所示。实际生产中需控制,原因可能
是________。
II.工业以软锰矿(主要成分是,含有、等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
已知:时,铁元素主要以氢氧化物形态存在。
“浸锰”过程中与反应的离子方程式为,该反应是经历以下两步反应实现的。
i.
ii.……
(3)“过滤I”所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为___________(填离子符号);
(4)“氧化”过程中被氧化的物质有___________(写化学式);
(5)“浸锰”反应中往往有副产物生成,温度对“浸锰”反应的影响如图所示:为减少的生成,“浸锰”的适宜温度是___________;
(6)加入溶液后,生成沉淀,同时还有气体生成,写出反应的离子方程式:_______,向过滤II所得的滤液中加入溶液时温度不宜太高的原因是_____。
18.按要求回答下列问题
(1)某蓄电池的正负极标志难以辨别,请设计实验方案,将蓄电池的正负极辨别出来____________________。
(2)解释下列化学反应的反应速率变化关系曲线
①将除去氧化膜的镁条投入盛有稀盐酸的试管中,产生氢气的速率随时间的变化关系如图A所示,试解释原因:_________________________________________________________。
②过氧化氢在酶的催化作用下的分解速率随温度的变化关系如图B所示,试解释原因:______________________。
(3)氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。
①制H2时,连接_______________。
②改变开关连接方式,可得O2,电极反应式为___________________________。
③结合①和②中电极3的电极反应式,说明电极3的作用:______________________________。
(4)甲醇燃料电池DMFC可作电脑、汽车的能量来源。在实验室完成一个实验,用DMFC电解NaClO3溶液可制取NaClO4溶液,装置如图所示(其中DMFC以KOH作电解质)。
①写出电源负极电极反应式:______________________________。
②写出电解的总反应化学方程式:__________________________。
19.化合物H具有类似龙涎香、琥珀香的气味,香气淡而持久,被广泛用作香精的稀释剂和定香剂。合成该化合物的某种途径如图所示。
已知以下信息:
①;
②A的苯环上有四种化学环境不同的氢原子,且取代基的位置相邻;
③在D中滴加几滴FeCl3溶液,发生反应显出颜色;
④芳香烃F的相对分子质量介于90~100之间,0.1molF充分燃烧可生成7.2g水;
⑤R1COOH+RCH2C1R1COOCH2R+HCl。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________,由C生成D的反应的化学方程式为_______________。
(2)由F生成G的反应的化学方程式为____________________,反应类型为________________。
(3)H的结构简式为__________________。
(4)苯环上有三个取代基且其中两个与A中所含的官能团相同,同时又能发生银镜反应的C的同分异构体有___________(不考虑立体异构)种,其分子中有5种化学环境不同的氢原子,且氢原子个数之比为1:2:2:2:1的同分异构体的结构简式是_____________(任写一种即可)。
(5)苯酚经下图所示步骤可合成化合物。
反应1所用的试剂为____________,K的结构简式为___________,反应3所用的试剂为_____________。
化学月考答案解析:
1.C
【解析】A.电解熔融的氧化铝可以冶炼金属铝,氧化铝的熔点很高,是一种耐火材料,故A正确;
B.硅酸干凝胶表面积大,多孔,吸水性强,常用作干燥剂,也可用作吸附剂和催化剂载体,故B正确;
C.目前用量最大、用途最广的合金是铁合金,故C错误;
D.SO2具有漂白性,常用于漂白纸浆、草帽辫等,故D正确;
故选C。
2.D
【解析】A、NH4Br的电子式,错误;B、硫离子核内质子数为16,核外电子数为18,其结构示意图:,错误;C、氮气中氮原子之间通过三键均达到了8电子稳定结构,电子式为 ,错误;D、18个中子的氯原子,由于氯原子的质子数为17,故其相对原子质量为17+18=35,所以原子核内有l8个中子的氯原子为 ,正确。故选D。
3.C
【解析】A.1个中含有2个极性键,100 g质量分数17%的溶液中极性键数目为,另外,溶液中还含有水,1个水分子中含有2个极性键,所以该溶液中极性键数目大于,故A错误;
B.该反应是可逆反应,一定条件下,足量与6 mol 充分反应,生成的分子数小于4 NA,故B错误;
C.标准状况下,一氯甲烷为气体,11.2 L一氯甲烷物质的量为0.5 mol,其含有氯原子数为0.5 NA,故C正确;
D.由于会发生水解,1 L 0.2 mol/L 溶液中含数目小于0.2 NA,故D错误;
故选C。
4.B
【解析】A.乙炔与发生加成反应生成1,1-二溴乙烷或者1,2-二溴乙烷,均只含有2个碳溴键,A不合题意;
B.甲苯硝化生成三硝基甲苯中含有3个官能团------硝基,B符合题意;
C.苯乙烯与氯化氢发生加成反应生成中只含有1个碳氯键,C不合题意;
D.乙烯与水的加成反应生成CH3CH2OH,只含有1个羟基官能团,D不合题意;
故答案为:B。
5.A
【解析】A.由方程式可知,该反应为有化合价变化的氧化还原反应,因此无法判断和的酸性强弱,即无法比较酸的电离常数的大小,故A项错误;
B.基态碳原子的电子排布式为,基态氮原子的电子排布式为,因此基态碳原子、氮原子的未成对电子数分别为2、3,故B项正确;
C.Fe是26号元素,在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族,的价层电子排布式为,在该反应中元素升两价,失两个电子,因此失去了电子,故C项正确;
D.离子半径大小比较,电子层数相同时,核电荷数越多,半径越小,故D项正确。
6.B
【解析】A.的电子数为10,的物质的量为1.0mol,则含有电子数为,A正确;
B.一个()分子中含有的键数为8个,但该物质的质量不确定,无法判断含有的键数,B错误;
C.质量分数为46%的酒精溶液中乙醇的质量是46g,物质的量是1mol,溶剂水的质量是54g,物质的量是3mol,含有氧原子的物质的量是1mol+3mol=4mol,氧原子数为,C正确;
D.钢铁电化学腐蚀生成,则负极反应的铁的物质的量是0.2mol,依据Fe-2e-=Fe2+可知失电子数为,D正确;
故选B。
7.C
【分析】根据元素周期表的位置知W是O元素,M是F元素,X是Na元素,Y是Mg元素,Z是S元素,N是Cl元素
【解析】A.Na和Mg都在第三周期,且Na在左侧,所以Na的半径大,即X>Y,A项不符合题意;
B.Na+的电子层结构是,F-的电子层结构是,两者的电子层结构相同,B项不符合题意;
C.M是F元素,只有0价和-1价,没有最高正价,C项符合题意;
D.O的非金属性比S的非金属性强,所以H2O更稳定,D项不符合题意;
故正确选项为C。
8.A
【解析】A. 常温下,AgCl 悬浊液中c (C1-)= c(Ag+)== =4×10-5.5mol/L,故A正确;B. 温度不变时,向AgCl 悬浊液中加入少量NaCl 粉末,c (C1-)增大,抑制氯化银的溶解,但温度不变,Ksp不变,故B错误;C. 向AgCl悬浊液中加入NaBr溶液,白色沉淀转化为淡黄色,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),故C错误;D. 常温下,将0.001 mol·L-1AgNO3溶液与0.001 mol·L-1的KCl 溶液等体积混合,Qc= c (C1-)×c(Ag+)=1×10-6 >Ksp (AgCl)=1.6×10-10 ,有沉淀析出,故D错误;故选A。
9.C
【解析】A.放电时,阳离子移向正极,A错误;
B.放电时,负极的电极反应式应为:H2-2e-+2OH-=2H2O,B错误;
C.放电时,正极上得到电子,发生还原反应,正极的电极反应式为:正极的电极反应为NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,C正确;
D.充电时,电池的负极应与外接电源的负极相连,即该电池的碳电极应与外接电源的负极相连,发生还原反应,D错误;
故合理选项是C。
10.A
【解析】A. 葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,但结构不同,所以二者互为同分异构体,故A正确;
B. 甲烷和Cl2的反应属于取代反应,乙烯和Br2的反应属于加成反应,反应类型不同,故B错误;
C.植物油中含有不饱和烃基,植物油能使酸性KMnO4溶液褪色,故C错误;
D. 乙醇中的官能团是羟基,乙酸中的官能团是羧基,二者分子中的官能团不同,故D错误;
答案选A。
11.C
【分析】二氧化碳和金属钠在470°C、80 MPa条件下,发生反应的化学方程式为3CO2+4Na 2Na2CO3+C(金刚石)。
【解析】A.该反应中,生成金刚石的碳元素、钠元素,化合价都发生了改变,是氧化还原反应,A正确;
B.该反应类型中,反应物为单质和化合物,生成物为单质和化合物,所以属于置换反应,B正确;
C.该反应中,生成Na2CO3的二氧化碳,碳元素化合价未改变,没有被还原,C错误;
D.由反应方程式可知,该反应中金属钠被氧化的最终产物为碳酸钠,D正确;
故选C。
12.D
【分析】由图可以知道10-25min平衡状态时,X表示的生成物的浓度变化量为(0.6-0.2)mol·L-1=0.4mol·L-1,Y表示的反应物的浓度变化量为(0.6-0.4)mol·L-1=0.2mol·L-1,X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍,所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线,据此分析解答。
【解析】A.由图象可以知道,10min内用N2O4的浓度变化量为(0.6-0.4)mol·L-1=0.2mol·L-1,故v(N2O4)==0.02mol·L-1·min-1,A错误;
B.由上述分析可以知道,X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线,B错误;
C.25 min时,X的浓度增大,Y的浓度不变,只能是增大X的浓度,所以曲线发生变化的原因是增加NO2浓度,C错误;
D.当各物质的浓度保持不变时反应达到化学平衡状态,由图可知b、d两点时浓度保持恒定为平衡状态,而a、c点反应未达平衡,D正确;
故选:D。
13.B
【解析】A.湿润的pH值试纸可以稀释碱液,溶液中氢氧根离子根据减小,测定的溶液碱性减弱,测定值偏小,故A正确;
B.定容时俯视刻度线,导致所配溶液的体积偏小,结合可知,所配溶液的浓度偏大,故B错误;
C.定容时,需要向容量瓶加水,故容量瓶中含有少量蒸馏水对所配的溶液无影响,故C正确;
D.测定中和反应的反应热时,保温效果越好,热量损失少,测定误差越小,故D正确;
故答案为B。
14.C
【解析】A.在电池总反应中,Zn失电子发生氧化反应生成ZnO,Zn为负极,MnO2得电子发生还原反应生成MnO(OH),MnO2为正极,A错误;
B.导电时外电路电子由Zn(负极)流向MnO2(正极),电子不流经内电路,内电路中依靠离子的定向移动形成闭合回路,B错误;
C.正极上MnO2得电子发生还原反应生成MnO(OH),电极反应式为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-,C正确;
D.电池工作时,正极发生得电子的还原反应,D错误;
答案选C。
15.D
【解析】A. 醋酸溶液在存在电离平衡,从a到c,加氢氧化钠溶液,对醋酸的电离是促进作用,A错误;B. b点酸过量、d点碱过量,所以,这两点溶液的pH不相同,B错误;C. e点所示溶液所含溶质为醋酸钠与氢氧化钠且为1:1,c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)≠0.01mol/L,C错误;D. c点所示溶液酸碱恰好完全反应,溶质为醋酸钠,强碱弱酸,溶液呈碱呈碱性,离子浓度为:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),D正确。
16. 球形冷凝管 CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2 水浴加热 H2O2水溶液呈弱酸性,故H2O2可与铁单质反应,进而氧化生成可催化H2O2分解的Fe3+ 2 5 6H+ 2Mn2++8H2O+5O2 偏高 合格 20%
【分析】本题从物质的制备入手,通过过氧化氢水溶液与尿素反应,可得到)CO(NH2)2·H2O2,在结合仪器的辨别,反应的方程式等知识点进行考查,重点是利用氧化还原反应的原理来测定过氧化尿素中活性氧含量。
【解析】(1)根据上图,可知仪器X是球形冷凝管,故答案为:球形冷凝管;
(2)CO(NH2)2·H2O2是过氧化氢水溶液与尿素的加和物,由双氧水和饱和尿素CO(NH2)2反应制备,化学方程式为:CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2,反应温度为30℃,可采取水浴加热的方式,故答案为:CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2;水浴加热;
(3)过氧化氢水溶液呈酸性,会与铁单质反应,生成的金属离子能加快过氧化氢的分解,所以搅拌器不能选择铁质材料,故答案为:H2O2水溶液呈弱酸性,故H2O2可与铁单质反应,进而氧化生成可催化H2O2分解的Fe3+;
(4)①反应中MnO4-是氧化剂,H2O2是还原剂,氧化产物是O2;依据元素化合价变化,锰元素化合价从+7价变化为+2价,过氧化氢中的氧元素化合价从-1价变化为0价,根据电子守恒配平写出离子方程式为:2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2,故答案为:2;5;6H+;2Mn2++8H2O+5O2;
②若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,依据反应的电离关系可知,5×c(标准)×V(标准)=c(待测)×V(待测)×2,测得标准液体积偏大,结果偏高,故答案为:偏高;
③称取干燥样品8.000g,溶解,在250mL容量瓶中定容.准确量取25.00mL于锥形瓶中,加入1mL 6mol/L的硫酸,然后用0.2000mol/L KMnO4 标准溶液滴定,至滴入最后一滴时,溶液显浅红色且半分钟内不褪色,三次滴定平均消耗KMnO4溶液20.00mL;依据反应2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2;
2MnO4-~~~~~5H2O2;
2 5
0.0200L×0.2000mol/L 0.01mol
250mL容量瓶中含过氧化氢0.1mol,过氧化氢质量=0.1mol×34g/mol=3.4g,过氧化氢质量分数=3.4g/8g×100%=42.5%,过氧化氢质量分数大于34%;活性氧16%,相当于H2O234%,则活性氧质量分数=16%×42.5%/34%=20%,该产品为合格产品,故答案为:合格;20%;
17.(1)
(2)pH太高,水中六价铬残留多或处理时间太长;pH太低,酸消耗大,增加碱的成本,腐蚀设备管道等
(3)、
(4)或(、)、或(Fe2+)
(5)90℃
(6) 防止受热分解,以提高原料利用率
【分析】“浸锰”过程中和都被还原,生成了Fe2+,Mn2+,过滤除去二氧化硅,所得滤液中加入氧化,或(、)、或(Fe2+)被氧化,Fe2+被氧化为Fe3+,在调溶液的pH后可形成Fe(OH)3沉淀而除去。过滤,含Mn2+的溶液加入溶液后,生成沉淀,据此回答;
(1)
在酸性溶液中会转化为,转化的离子方程式;在酸性溶液中,将还原态为三价铬离子,被氧化为,发生反应的离子方程式为:。
(2)
从图中可以看出,若pH太高,水中六价铬残留多或处理时间太长;pH太低,酸消耗大,增加碱的成本,腐蚀设备管道等,所以需控制溶液的。
(3)
“浸锰”过程中和都被还原,所以“过滤I”所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为、 。
(4)
“浸锰” 时通入的是过量的SO2,且在“浸锰”过程中生成了Fe2+,在“氧化”过程中被氧化的物质有或(、)、或(Fe2+),Fe2+被氧化为Fe3+,在调溶液的pH后可形成Fe(OH)3沉淀而除去。
(5)
从图中可以看出,在90℃时,锰的浸出率已经很大,且的生成率很低,温度再升高,锰的浸出率没有明显增大,MnS2O6的生成率也没有明显降低,而且会消耗更多的能量,所以“浸锰”的适宜温度是90℃。
(6)
含Mn2+的溶液加入溶液后,生成沉淀,同时还有CO2气体生成,反应的离子方程式为:。由于受热易分解,为提高原料利用率,加入溶液时温度不宜太高。
18. 用导线将两极分别与两根石墨棒相连,将两根石墨棒插入氯化铜溶液中,有黄绿色气体产生的一极是阳极,它所连的一极是蓄电池的正极,另一根石墨棒上有红色的铜析出,它所连的一极是蓄电池的负极 镁与酸反应放热加快反应速率,随着反应进行,氢离子浓度降低反应速率减慢 随着温度升高酶的活性增加,反应速率加快,温度过高导致酶失活反应速率降低 K1 4OH--4e-=O2↑+2H2O 连接K1或K2时,电极3分别作为阳极材料和阴极材料,并且NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O NaClO3+H2O NaClO4+ H2↑
【分析】(1)可利用电解原理,依据电解时两极发生的不同现象将两极区分出来,据此进行方案的设计;
(2)①根据温度、浓度对反应速率的影响进行分析;
②酶作催化剂时有一个最适宜温度,在此温度下,酶的催化活性最高,而在较高温度下,酶作为一种蛋白质发生变性,从而失去催化活性,据此分析;
(3)电解水生成氢气和氧气,氧气在阳极生成,氢气在阴极生成,电极3可分别连接K 1或K 2,分别发生氧化、还原反应,实现NiOOH⇌Ni(OH) 2的转化,且可循环使用,以此解答该题。
(4)甲醇燃料电池中(属于原电池),甲醇在负极发生氧化反应;根据题给信息可知,在电解池中,NaClO3在阳极发生氧化反应生成NaClO4,氢离子在阴极发生还原反应生成氢气,写出阴阳极极反应,即可写出电解的总反应。
【解析】(1)可利用电解原理,依据电解时两极发生的不同现象将两极区分出来;例如:用导线将两极分别与两根石墨棒相连,将两根石墨棒插入氯化铜溶液中,有黄绿色气体产生的一极是阳极,它所连的一极是蓄电池的正极,另一根石墨棒上有红色的铜析出,它所连的一极是蓄电池的负极。
故答案是:用导线将两极分别与两根石墨棒相连,将两根石墨棒插入氯化铜溶液中,有黄绿色气体产生的一极是阳极,它所连的一极是蓄电池的正极,另一根石墨棒上有红色的铜析出,它所连的一极是蓄电池的负极;
(2)①图A中前段随时间进行曲线逐渐上升,原因是镁与盐酸的反应是一个放热反应,随着反应的进行,溶液的温度逐渐升高,化学反应速率逐渐增大;后段随着反应的进行曲线逐渐下降,主要原因是随着反应的进行溶液中氢离子浓度减小,使化学反应速率逐渐减小;
故答案是:镁与酸反应放热加快反应速率,随着反应进行,氢离子浓度降低反应速率减慢;
②酶作催化剂时有一个最适宜温度,在此温度下,酶的催化活性最高,而在较高温度下,酶作为一种蛋白质发生变性,从而失去催化活性;图B中前段曲线表示随温度升高,酶的催化活性逐渐增大,化学反应速率也随着增大;曲线的最高点时对应的温度是酶催化时的最适宜温度;后段曲线表示随温度升高,酶发生变性,逐渐失去了催化活性,化学反应速率也随着减小;
故答案是:随着温度升高酶的活性增加,反应速率加快,温度过高导致酶失活反应速率降低;
(3)①根据题中信息,碱性电解液条件下,生成H2的电极方程式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,生成气体的电极得电子,为阴极,故应该连接K1;
故答案是:K1;
②改变开关连接方式,可得O2,氢氧根离子在阳极失电子生成氧气,电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O;
故答案是:4OH--4e-=O2↑+2H2O;
③当连接K1时,生成H2,此时电极1的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,电极3的电极反应为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O,可以消耗电极1产生的OH-;当连接K2时,生成O2,此时电极2的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,电极3的电极反应为NiOOH+H2O +e-= Ni(OH)2 + OH-,以补充电极2消耗的OH-;
故答案是:连接K1或K2时,电极3分别作为阳极材料和阴极材料,并且NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移;
(4)①甲醇燃料电池中,甲醇在负极发生氧化反应:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
故答案是:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
②根据题给信息可知,电解过程中,NaClO3在阳极发生氧化反应生成NaClO4,电极反应为:ClO3--2e-+2OH-= ClO4-+H2O;氢离子在阴极发生还原反应,电极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,电解的总反应化学方程式:NaClO3+H2O NaClO4+ H2↑;
故答案是:NaClO3+H2ONaClO4+ H2↑。
19. 2-甲基苯酚(或邻甲基苯酚) 取代反应 6 (或) (CH3)3CCl和AlCl3 HI
【分析】根据A的分子式及已知信息②可知A结构简式为,由已知信息①可知A→B的过程发生取代反应,B是,B→C是甲基被氧化为羧基的过程,C为,C→D的过程发生的是取代反应,D是;0.1mol F充分燃烧可生成7.2g水,即0.1mol F所含H为,结合G的分子式可知F是甲苯,E的分子式为C6H6,则E是苯,F→G的过程中F的甲基上的H被Cl取代,G为;根据已知信息⑤可推出H为;据此解答。
【解析】(1)由分析可知, A的结构简式为,化学名称为2-甲基苯酚(或邻甲基苯酚),C→D的过程发生的是取代反应,化学方程式为;
(2)由分析可知,F是甲苯,G为,F→G的过程中F的甲基上的H被Cl取代,化学方程式为;
(3)根据已知信息⑤可推出H为;
(4)苯环上有三个取代基且其中两个与A中所含的官能团相同,同时又能发生银镜反应的C的同分异构体,说明该同分异构体含有两个酚羟基,一个醛基,且为三取代苯,故其除酚羟基外的一个取代基是—CH2CHO,因此符合要求的同分异构体有6种;分子中有5种化学环境不同的氢原子,且氢原子个数之比为1:2:2:2:1的同分异构体的结构简式是或;
(5)在苯环上引入—NO2,发生的是硝化反应,引入—C(CH3)3的反应原理与E→F的反应原理相同,I→J的转化过程是为了保护酚羟基,即苯酚→I的过程引入了—C(CH3)3,故反应1所用的试剂为(CH3)3CCl和AlCl3,硝酸有强氧化性,可氧化酚羟基,故在得到酚羟基之前应先进行硝化反应,故反应2所用的试剂是浓硝酸和浓硫酸,并加热生成,反应3所用的试剂是HI。
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