山东部分学校2023--2024学年高三上学期一轮复习化学试题仿真训练六
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考生注意:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分。考试时间90分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
3.本试卷主要考试内容:山东高考全部内容。
4.可能用到的相对原子质量:H 1 O 16 Na 23 P 31 S 32 C1 35.5
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、单项选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.我国历史悠久,文化灿烂,拥有众多的非遗技艺传承。下列说法正确的是( )
A.斑铜制作技艺在铜中掺杂金、银等金属,斑铜的熔点比纯铜低
B.蒸馏酒传统酿造技艺利用酒和水的密度不同,蒸馏提高酒精度
C.传统棉纺织、蚕丝制造技艺中的棉、丝主要成分相同
D.木版年画制作技艺使用的靛蓝、赭石等颜料均属于有机化合物
【答案】 A
【解析】 A.斑铜为铜的一种合金,熔点低于纯铜,A正确;
B.蒸馏是利用了酒和水的沸点不同,不是密度,B错误;
C.丝的主要成分为蛋白质,C错误;
D.赭石主要成分为Fe2O3,为无机物,D错误;
综上所述答案为A。
2.下列实验装置(部分夹持装置略)或现象错误的是( )
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】A.碳酸钠和碳酸氢钠都会因水解而使溶液显碱性,碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠,滴入酚酞溶液后,碳酸钠溶液呈现红色,碳酸氢钠的溶液呈现浅红色,A正确;
B.食盐水为中性,铁钉发生吸氧腐蚀,试管中的气体减少,导管口形成一段水柱,B正确;
C.钠燃烧温度在400℃以上,玻璃表面皿不耐高温,故钠燃烧通常载体为坩埚或者燃烧匙,C错误;
D.石蜡油发生热分解,产生不饱和烃,不饱和烃与溴发生加成反应,使试管中溴的四氯化碳溶液褪色,D正确;
故答案选C。
3.关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质,下列说法错误的是( )
A. CH3OH为极性分子B. N2H4空间结构为平面形
C. N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2D. CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同
【答案】B
【解析】
A.甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的,为四面体结构,是由极性键组成的极性分子,A正确;
B.N2H4中N原子的杂化方式为sp3,不是平面形,B错误;
C.N2H4分子中连接N原子的H原子数多,存在氢键的数目多,而偏二甲肼((CH3)2NNH2)只有一端可以形成氢键,另一端的两个甲基基团比较大,影响了分子的排列,沸点较N2H4的低,C正确;
D.CH3OH为四面体结构,-OH结构类似于水的结构,(CH3)2NNH2的结构简式为,两者分子中C、O、N杂化方式均为sp3,D正确;
故选B。
4.某学校实验探究小组利用碎铜屑和浓硫酸制备CuSO4·5H2O大晶体,实验步骤如下:
i.将过量铜屑加入一定量浓硫酸中,加热,生成的气体通入到浓碱液中;ii.在反应混合体系中加入稍过量的CuO,过滤,除去虑渣:
iii.将虑液蒸发至饱和溶液状态,冷却,在饱和溶液中悬挂晶种,静置24小时。
下列说法不正确的是( )
A.i中将气体通入浓碱液中的目的是防止尾气污染
B.反应混合体系中加入CuO的目的是除去剩余的硫酸
C.过滤后的滤渣中含有Cu、CuO等物质
D.该实验用到的仪器有酒精灯、漏斗、容量瓶、烧杯等
【答案】D
【解析】A.铜和浓硫酸反应生成的气体为二氧化硫,二氧化硫可以和氢氧化钠反应,A正确;B.氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜,同时可以除去过量的硫酸,B正确;C.随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应停止,则铜会剩余,在除去过量的硫酸的时候,加入的氧化铜是过量的,故过滤后的滤渣中含有Cu、CuO等物质,C正确;D.加热时需要酒精灯,过滤时需要漏斗,反应时需要烧杯,不需要容量瓶,D错误;故选D。
5.铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如图),其骨架的基本结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体,化学组成可表示为Ma[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O(M代表金属离子)。
下列推测不正确的是( )
A. 常采用水玻璃、偏铝酸钠在强酸溶液中反应后结晶制得分子筛
B. 若a=x/2,则M为二价阳离子
C. 调节y/x(硅铝比)的值,可以改变分子筛骨架的热稳定性
D. 分子筛中的笼状空穴和通道,可用于筛分分子
【答案】A
【解析】A.偏铝酸钠在强酸性溶液中不能稳定存在容易形成Al3+,不可以利用偏铝酸钠在强酸性溶液中制备分子筛,A错误;
B.设M的化合价为m,则根据正负化合价代数和为0计算,m×+x×(-1)=0,解得m=+2,B正确;
C.调节硅铝比可以改变分子筛的空间结构,从而改变分子筛的稳定性,C正确;
D.调节硅铝比可以调节分子筛的孔径,根据分子筛孔径的大小可以筛分不同大小的分子,D正确;
故答案选A。
6.下列说法不正确的是( )
A.通过X射线衍射可测定青蒿素晶体的结构
B.利用盐析的方法可将蛋白质从溶液中分离
C.苯酚与甲醛通过加聚反应得到酚醛树脂
D.可用新制氢氧化铜悬浊液鉴别苯、乙醛和醋酸溶液
【答案】C
【解析】A.X射线衍射实验可确定晶体的结构,则通过X射线衍射可测定青蒿素晶体的结构,故A正确;
B.蛋白质在盐溶液中可发生盐析生成沉淀,因此利用盐析的方法可将蛋白质从溶液中分离,故B正确;
C.苯酚与甲醛通过缩聚反应得到酚醛树脂,故C错误;
D.新制氢氧化铜悬浊液与乙醛加热反应条件得到砖红色沉淀,新制氢氧化铜悬浊液与醋酸溶液反应得到蓝色溶液,因此可用新制氢氧化铜悬浊液鉴别苯、乙醛和醋酸溶液,故D正确。
综上所述,答案为C。
7.中科院院士研究发现,纤维素可在低温下溶于NaOH溶液,恢复至室温后不稳定,加入尿素可得到室温下稳定的溶液,为纤维素绿色再生利用提供了新的解决方案。下列说法错误的是( )
A.纤维素是自然界分布广泛的一种多糖
B.纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键
C.NaOH提供破坏纤维素链之间的氢键
D.低温降低了纤维素在NaOH溶液中的溶解性
【答案】B
【解析】A.纤维素属于多糖,大量存在于我们吃的蔬菜水果中,在自然界广泛分布,A正确;
B.纤维素难溶于水,一是因为纤维素不能跟水形成氢键,二是因为碳骨架比较大,B错误;
C.纤维素在低温下可溶于氢氧化钠溶液,是因为碱性体系主要破坏的是纤维素分子内和分子间的氢键促进其溶解,C正确;
D.温度越低,物质的溶解度越低,所以低温下,降低了纤维素在氢氧化钠溶液中的溶解性,D正确;
故选B。
8.下列实验操作或实验仪器使用正确的是( )
A.将高锰酸钾溶液盛装在碱式滴定管中
B.容量瓶、滴定管使用前均需用蒸馏水洗净并烘干
C.用10 mL量筒量取2.5 mL浓硫酸用于配制一定浓度的稀硫酸
D.溶液蒸发浓缩时,用坩埚钳夹持蒸发皿直接加热
【答案】C
【解析】A项将高锰酸钾溶液应盛装在酸式滴定管中,故A错误;B项容量瓶使用前不需要烘干,滴定管使用前需用蒸馏水洗净然后再用标准液润洗,不需要烘干,故B错误;C项可用10 mL量筒量取2.5 mL浓硫酸用于配制一定浓度的稀硫酸,操作正确,故C正确;D项溶液蒸发浓缩时,蒸发皿应放置在泥三角上加热,不能直接用坩埚钳夹持加热,故D错误。
9.某FeC2O4﹒2H2O样品中可能含有的杂质为Fe2(C2O4)3、H2C2O4﹒2H2O,采用KMnO4滴定法测定该样品的组成,实验步骤如下:
Ⅰ.取mg样品于锥形瓶中,加入稀H2SO4溶解,水浴加热至75℃。用 c ml﹒L-1的KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,消耗KMnO4溶液V1mL。
Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3+完全还原为Fe2+,加入稀H2SO4酸化后,在75℃继续用KMnO4溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,又消耗KMnO4溶液V2mL。
样品中所含的质量分数表达式为( )
A.
B. 0.315(CV1−V2)m×100%
C. C(V2−V1)m×100%
D. C(V1−V2)m×100%
【答案】A
【解析】设FeC2O4·2H2O的物质的量为xml,Fe2(C2O4)3的物质的量为yml,H2C2O4·2H2O的物质的量为zml,步骤I中草酸根和Fe2+均被氧化,结合得失电子守恒有:2KMnO4~5H2C2O4(C2O42-),KMnO4~5Fe2+,所以,步骤II中Fe2+被氧化,由KMnO4~5Fe2+可知,,联立二个方程解得:z=2.5(cV1-3V2)×10-3,所以H2C2O4·2H2O的质量分数==
10.某FeC2O4﹒2H2O样品中可能含有的杂质为Fe2(C2O4)3、H2C2O4﹒2H2O,采用KMnO4滴定法测定该样品的组成,实验步骤如下:
Ⅰ.取mg样品于锥形瓶中,加入稀H2SO4溶解,水浴加热至75℃。用 c ml﹒L-1的KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,消耗KMnO4溶液V1mL。
Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3+完全还原为Fe2+,加入稀H2SO4酸化后,在75℃继续用KMnO4溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,又消耗KMnO4溶液V2mL。
下列关于样品组成分析的说法,正确的是( )
A.时,样品中一定不含杂质
B.越大,样品中含量一定越高
C.若步骤I中滴入KMnO4溶液不足,则测得样品中Fe元素含量偏低
D.若所用KMnO4溶液实际浓度偏低,则测得样品中Fe元素含量偏低
【答案】B
【解析】设FeC2O4·2H2O的物质的量为xml,Fe2(C2O4)3的物质的量为yml,H2C2O4·2H2O的物质的量为zml,步骤I中草酸根和Fe2+均被氧化,结合得失电子守恒有:2KMnO4~5H2C2O4(C2O42-),KMnO4~5Fe2+,所以,步骤II中Fe2+被氧化,由KMnO4~5Fe2+可知,,联立二个方程解得:z=2.5(cV1-3V2)×10-3,所以H2C2O4·2H2O的质量分数==。关于样品组成分析如下:
A.时,H2C2O4·2H2O的质量分数==0,样品中不含H2C2O4·2H2O,由和可知,y≠0,样品中含Fe2(C2O4)3杂质,A错误;
B.越大,由H2C2O4·2H2O的质量分数表达式可知,其含量一定越大,B正确;
C.Fe元素的物质的量=,若步骤I中KMnO4溶液不足,则步骤I中有一部分Fe2+没有被氧化,不影响V2的大小,则不变,则对于测得Fe元素的含量无影响,C错误;
D.结合C可知:若KMnO4溶液浓度偏低,则消耗KMnO4溶液的体积V1、V2均偏大,Fe元素的物质的量偏大,则测得样品中Fe元素含量偏高,D错误;
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是( )
A. 电极A为阴极,发生还原反应
B. 电极B的电极发应:
C. 电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D. 电解结束,可通过调节除去,再加入溶液以获得
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电解示意图可知,电极B上Mn2+转化为了MnO2,锰元素化合价升高,失电子,则电极B为阳极,电极A为阴极,得电子,发生还原反应,A正确;
B.由电解示意图可知,电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2,电极反应式为:2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+,B正确;
C.电极A为阴极, LiMn2O4得电子,电极反应式为:2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O,依据得失电子守恒,电解池总反应为:2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,反应生成了Mn2+,Mn2+浓度增大,C错误;
D.电解池总反应为:2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,电解结束后,可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去,然后再加入碳酸钠溶液,从而获得碳酸锂,D正确;
答案选C。
12.立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2—甲基—2—丁醇)存在如图转化关系,下列说法错误的是( )
A. N分子可能存顺反异构
B. L的任一同分异构体最多有1个手性碳原子
C. M的同分异构体中,能被氧化为酮的醇有4种
D. L的同分异构体中,含两种化学环境氢的只有1种
【答案】AC
【解析】
M()在浓硫酸作催化剂并加热条件下发生消去反应生成或,N与HCl发生加成反应生成L,L能发生水解反应生成M,则L的结构简式为。
A.顺反异构是指化合物分子中由于具有自由旋转的限制因素,使各个基团在空间的排列方式不同而出现的非对映异构现象,、都不存在顺反异构,故A错误;
B.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,L的同分异构体结构及手性碳原子(用*标记)为、、、、、、、,任一同分异构体中最多含有1个手性碳原子,故B正确;
C.当与羟基相连的碳原子上只有1个氢原子时,醇发生催化氧化反应生成酮,羟基取代戊烷同分异构体中含有2个氢原子的碳原子上1个氢原子即满足条件,满足条件的结构有:、、,共3种,故C错误;
D.连接在同一碳原子上的氢原子等效,连接在同一碳原子上的甲基等效,由B项解析可知,L的同分异构体中,含有2种化学环境的氢原子的结构为,故D正确;
综上所述,说法错误的是AC,故答案为:AC。
13.实验室利用反应合成洋茉莉醛的流程如下。下列说法错误的是( )
A.水洗的目的是除去KOH
B.试剂X应选用有机溶剂
C.加入Na2CO3溶液的目的是除去酸
D.进行蒸馏操作时可选用球形冷凝管
【答案】D
【解析】由流程图可知黄樟油素通过反应1生成异黄樟油素,异黄樟油素水洗过滤除去KOH,通过反应Ⅱ得到洋茉莉醛,利用有机溶剂将含洋茉莉醛的有机剂萃取出来,再加入Na2CO3除去酸,再通过蒸馏分离得到洋茉莉醛,以此分析。A项黄樟油素和异黄樟油素不溶于水,水洗的目的是除去KOH,故A正确;B项洋茉莉醛不溶于水溶液有机溶剂,则试剂X应选用有机溶剂,故B正确;C项加入Na2CO3溶液的目的是除去稀硫酸,故C正确;D项进行蒸馏操作时应选用直形冷凝管,故D错误。
14.近年,科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法:
2C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+2H2(g)
在常压下反应,冷凝收集,测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图3所示。关于该方法,下列推测合理的是( )
图3
A.反应温度不宜超过300 ℃
B.增大体系压强,有利于提高乙醇平衡转化率
C.在催化剂作用下,乙酸是反应历程中的中间产物
D.提高催化剂的活性和选择性,减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键
【答案】AD
【解析】A选项,由图可知,当温度超过300 ℃后,乙酸乙酯的质量分数减小,因此反应温度不宜超过300 ℃,所以正确;B选项,增大压强平衡向左移动,不利于提高乙醇平衡转化率,所以错误;C选项,由图示可知,乙酸的质量分数逐渐增大,由此可判断乙酸不是中间产物,所以C错误;D选项,提高催化剂的活性和选择性,可提高反应速率和减少副产物的生成,从速率和产率两个方面解决实际生产的问题,所以正确。
15.利用平衡移动原理,分析一定温度下在不同的体系中的可能产物。
已知:i.图1中曲线表示体系中各含碳粒子的物质的量分数与的关系。
ii.2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合;曲线Ⅱ的离子浓度关系符合[注:起始,不同下由图1得到]。
下列说法不正确的是
A. 由图1,
B. 由图2,初始状态,无沉淀生成
C. 由图2,初始状态,平衡后溶液中存在
D. 由图1和图2,初始状态、,发生反应:
【答案】C
【解析】A.水溶液中的离子平衡 从图1可以看出时,碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相同,A项正确;
B.从图2可以看出、时,该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ下方,不会产生碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀,B项正确;
C.从图2可以看出、时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,根据物料守恒,溶液中,C项错误;D.时,溶液中主要含碳微粒是,,时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子方程式为,D项正确;
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
三、非选择题(本题包括5小题,共60分)
16.我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“ 液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢,再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题:
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si 的价电子层的电子排布式为 ;单质硅的晶体类型为 。SiCl4是生产高纯硅的前驱体,其中Si采取的杂化类型为 。SiCl4可发生水解反应,机理如下:
含s、p、d轨道的杂化类型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为(填标号) 。
(2) CO2分子中存在 个σ键和 个π键?
(3)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6C)之间,其原因是 。
(4)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂,其组成ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如右图所示。Zr4+ 离子在晶胞中的配位数是 ,晶胞参数为apm、apm、cpm,该晶体密度为g·cm3 (写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂,化学式可表示为ZnxZr1-xOy,则y= (用x表达)。
【答案】 (1). 3s23p2 (2). 原子晶体(共价晶体) (3). sp3 (4). ② (5). 2 (6). 2 (7). 甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且水比甲醇的氢键多 (8). 8 (9). (10). 2-x
【解析】 (1)基态Si原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,因此Si的价电子层的电子排式为3s23p2;晶体硅中Si原子与Si原子之间通过共价键相互结合,整块晶体是一个三维的共价键网状结构,因此晶体硅为原子晶体;SiCl4中Si原子价层电子对数为4+=4,因此Si原子采取sp3杂化;由图可知,SiCl4(H2O)中Si原子的δ键数为5,说明Si原子的杂化轨道数为5,由此可知Si原子的杂化类型为sp3d,故答案为:3s23p2;原子晶体(共价晶体);sp3;②;
(2)CO2的结构式为O=C=O,1个双键中含有1个δ键和1个π键,因此1个CO2分子中含有2个δ键和2个π键,故答案为:2;2;
(3)甲醇分子之间和水分子之间都存在氢键,因此沸点高于不含分子间氢键的甲硫醇,甲醇分子之间氢键的总强度低于水分子之间氢键的总强度,因此甲醇的沸点介于水和甲硫醇之间,故答案为:甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且水比甲醇的氢键多;
(4)以晶胞中右侧面心的Zr4+为例,同一晶胞中与Zr4+连接最近且等距的O2-数为4,同理可知右侧晶胞中有4个O2-与Zr4+相连,因此Zr4+离子在晶胞中的配位数是4+4=8;1个晶胞中含有4个ZrO2微粒,1个晶胞的质量m=,1个晶胞的体积为(a×10-10cm)×(a×10-10cm)×(c×10-10cm)=a2c×10-30cm3,因此该晶体密度===g·cm-3;在ZrO2中掺杂少量ZrO后形成的催化剂,化学式可表示为ZnxZr1-xOy,其中Zn元素为+2价,Zr为+4价,O元素为-2价,根据化合物化合价为0可知2x+4×(1-x)=2y,解得y=2-x,故答案为:;2-x。
17.铵浸法由白云石[主要成分为,含,杂质]制备高纯度碳酸钙和氧化镁。其流程如下:
已知:
(1)煅烧白云石的化学方程式为___________。
(2)根据下表数据分析:
已知:i.对浸出率给出定义
ii.对给出定义
①“沉钙”反应的化学方程式为___________。
②浸出率远高于浸出率的原因为___________。
③不宜选用的“”数值为___________。
④实测值大于理论值的原因为___________。
⑤蒸馏时,随馏出液体积增大,浸出率可出增加至,结合化学反应原理解释浸出率提高的原因为___________。
(3)滤渣C为___________。
(4)可循环利用的物质为___________。
【答案】(1)CaMg(CO3)2CaO+MgO+2CO2↑
(2) ①. CaCl2+NH3·H2O+CO2=CaCO3↓+NH4Cl+H2O ②. Ca(OH)2的溶度积大于Mg(OH)2,溶液中Ca(OH)2能与NH4Cl反应,而Mg(OH)2不能 ③. 2.4:1 ④. 反应加入的CaO也转化为CaCO3 ⑤. Mg(OH)2+(NH4)2SO4MgSO4+2NH3↑+2H2O,蒸馏时,NH3逸出促进NH水解,溶液中H+浓度增大,有利于Mg(OH)2完全转化为MgSO4
(3)SiO2、Fe2O3
(4)NH4Cl、(NH4)2SO4
【解析】
【分析】由题给流程可知,白云石煅烧时,CaMg(CO3)2高温分解生成氧化钙和氧化镁,向煅烧后的固体中加入氯化铵溶液和氧化钙,氧化钙和氯化铵溶液反应生成氯化钙和一水合氨,氧化镁与水反应生成氢氧化镁,过滤得到含有氯化钙、一水合氨的滤液A和含有氢氧化镁、氧化铁、二氧化硅的滤渣B;向滤液A中通入二氧化碳,二氧化碳与滤液A反应、过滤得到碳酸钙沉淀和氯化铵溶液;向滤渣B中加入硫酸铵溶液蒸馏,将氢氧化镁转化为硫酸镁,氧化铁、二氧化硅与硫酸铵溶液不反应,过滤得到含有氧化铁、二氧化硅的滤渣C和含有硫酸镁的滤液D;向滤液D中加入碳酸铵溶液,碳酸铵溶液与滤液D反应、过滤得到碳酸镁沉淀和硫酸铵溶液,煅烧碳酸镁得到氧化镁,制备分离过程中氯化铵溶液和硫酸铵溶液可以循环利用。
【小问1详解】
由分析可知,白云石煅烧时,CaMg(CO3)2高温分解生成氧化钙、氧化镁和二氧化碳,反应的化学方程式为CaMg(CO3)2CaO+MgO+2CO2↑,故答案为:CaMg(CO3)2CaO+MgO+2CO2↑;
【小问2详解】
①由分析可知,“沉钙”时发生的反应为二氧化碳与氯化钙和一水合氨混合溶液反应生成碳酸钙沉淀、氯化铵和水,反应的化学方程式为CaCl2+NH3·H2O+CO2=CaCO3↓+NH4Cl+H2O,故答案为:CaCl2+NH3·H2O+CO2=CaCO3↓+NH4Cl+H2O;
②由题给溶度积数据可知,氢氧化钙的溶度积大于氢氧化镁,溶液中氢氧化钙的浓度大于氢氧化镁,能与氯化铵溶液反应生成氯化钙和一水合氨,而氢氧化镁不能反应,所以氧化钙的浸出率远高于氧化镁,故答案为:Ca(OH)2的溶度积大于Mg(OH)2,溶液中Ca(OH)2能与NH4Cl反应,而Mg(OH)2不能;
③由题给数据可知,氯化铵和氧化钙的物质的量比为2.4:1时,氧化镁的浸出率最高,而碳酸钙的质量分数无论是理论值还是实测值都最低,所以不宜选用的物质的量比为2.4:1,故答案为:2.4:1;
④硫酸铵是强酸弱碱盐,铵根离子在溶液中的水解反应为吸热反应,加热蒸馏时,氨气逸出促进铵根离子水解,溶液中氢离子浓度增大,有利于氢氧化镁完全溶解转化为硫酸铵,所以氧化镁浸出率提高,故答案为:Mg(OH)2+(NH4)2SO4MgSO4+2NH3↑+2H2O,蒸馏时,NH3逸出促进NH水解,溶液中H+浓度增大,有利于Mg(OH)2完全转化为MgSO4;
【小问3详解】
由分析可知,滤渣C为氧化铁、二氧化硅,故答案为:SiO2、Fe2O3;
【小问4详解】
由分析可知,制备分离过程中氯化铵溶液和硫酸铵溶液可以循环利用,故答案为:NH4Cl、(NH4)2SO4。
18. 10. 碳酸钠俗称纯碱,是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠,并测定产品中少量碳酸氢钠的含量,过程如下:
步骤I.的制备
步骤Ⅱ.产品中含量测定
①称取产品2.500g,用蒸馏水溶解,定容于250mL容量瓶中;
②移取25.00mL上述溶液于锥形瓶,加入2滴指示剂M,用盐酸标准溶液滴定,溶液由红色变至近无色(第一滴定终点),消耗盐酸;
③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点),又消耗盐酸;
④平行测定三次,平均值为22.45,平均值为23.51。
已知:(i)当温度超过35℃时,开始分解。
(ii)相关盐在不同温度下的溶解度表
回答下列问题:
(1)步骤I中晶体A的化学式为_______,晶体A能够析出的原因是_______;
(2)步骤I中“300℃加热”所选用的仪器是_______(填标号);
A. B. C. D.
(3)指示剂N为_______,描述第二滴定终点前后颜色变化_______;
(4)产品中的质量分数为_______(保留三位有效数字);
(5)第一滴定终点时,某同学俯视读数,其他操作均正确,则质量分数的计算结果_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】 (1). NaHCO3 (2). 在30-35C时NaHCO3的溶解度最小(意思合理即可) (3). D (4). 紫色石蕊试液 (5). 蓝色变为红色 (6). 3.56% (7). 偏大
【解析】
【分析】步骤I:制备Na2CO3的工艺流程中,先将NaCl加水溶解,制成溶液后加入NH4HCO3粉末,水浴加热,根据不同温度条件下各物质的溶解度不同,为了得到NaHCO3晶体,控制温度在30-35C发生反应,最终得到滤液为NH4Cl,晶体A为NaHCO3,再将其洗涤抽干,利用NaHCO3受热易分解的性质,在300C加热分解NaHCO3制备Na2CO3;
步骤II:利用酸碱中和滴定原理测定产品中碳酸氢钠的含量,第一次滴定发生的反应为:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,因为Na2CO3、NaHCO3溶于水显碱性,且碱性较强,所以可借助酚酞指示剂的变化来判断滴定终点,结合颜色变化可推出指示剂M为酚酞试剂;第二次滴定时溶液中的溶质为NaHCO3和NaCl,溶液呈现弱碱性,因为酚酞的变色范围为8-10,所以不适合利用酚酞指示剂检测判断滴定终点,可选择紫色石蕊试液,所以指示剂N为紫色石蕊试液,发生的反应为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,再根据关系式求出总的NaHCO3的物质的量,推导出产品中NaHCO3的,最终通过计算得出产品中NaHCO3的质量分数。
【详解】根据上述分析可知,
(1)根据题给信息中盐在不同温度下的溶解度不难看出,控制温度在30-35C,目的是为了时NH4HCO3不发生分解,同时析出NaHCO3固体,得到晶体A,因为在30-35C时,NaHCO3的溶解度最小,故答案为:NaHCO3;在30-35C时NaHCO3的溶解度最小;
(2)300C加热抽干后的NaHCO3固体,需用坩埚、泥三角、三脚架进行操作,所以符合题意的为D项,故答案为:D;
(3)根据上述分析可知,第二次滴定时,使用的指示剂N为紫色石蕊试液,滴定到终点前溶液的溶质为碳酸氢钠和氯化钠,溶液显蓝色,滴定达到终点后溶液的溶质为氯化钠,所以溶液的颜色变化为:蓝色变为红色;
(4) 第一次滴定发生的反应是:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,则n(Na2CO3)=n生成(NaHCO3)=n(HCl)=0.1000ml/L22.4510-3L=2.24510-3ml,第二次滴定消耗的盐酸的体积V2=23.51mL,则根据方程式NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知,消耗的NaHCO3的物质的量n总(NaHCO3)= 0.1000ml/L23.5110-3L=2.35110-3ml,则原溶液中的NaHCO3的物质的量n(NaHCO3)= n总(NaHCO3)- n生成(NaHCO3)= 2.35110-3ml-2.24510-3ml=1.0610-4ml,则原产品中NaHCO3的物质的量为=1.0610-3ml,故产品中NaHCO3的质量分数为,故答案为:3.56%;
(5)若该同学第一次滴定时,其他操作均正确的情况下,俯视读数,则会使标准液盐酸的体积偏小,即测得V1偏小,所以原产品中NaHCO3的物质的量会偏大,最终导致其质量分数会偏大,故答案为:偏大。
19. 3-氧代异紫杉二酮是从台湾杉中提取的具有抗痛活性的天然产物。最近科学家完成了该物质的全合成,其关键中间体(F)的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的含氧官能团有醛基和_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)Ⅳ的反应类型为_______;由D转化为E不能使用的原因是_______。
(4)反应Ⅴ的化学方程式为_______。
(5)化合物Y是A的同分异构体,同时满足下述条件:
①Y的核磁共振氢谱有4组峰,峰而积之比为。
②Y在稀硫酸条件下水解,其产物之一(分子式为)遇溶液显紫色。则Y的结构简式为_______。
A.滴入酚酞溶液
B.吸氧腐蚀
C.钠的燃烧
D.石蜡油的热分解
物质
浸出率/
浸出率/
理论值/
实测值/
98.4
1.1
99.7
-
98.8
1.5
99.2
99.5
98.9
1.8
98.8
99.5
99.1
6.0
95.6
97.6
温度/
0
10
20
30
40
50
60
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
11.9
15.8
21.0
27.0
6.9
8.2
9.6
11.1
12.7
14.5
16.4
29.4
33.3
37.2
41.4
45.8
50.4
55.2
【答案】
(1)醚键(或醚基)
(2)
(3) 取代反应 会与碳碳双键发生加成反应(或会使醚键水解)
(4)
(5)
【解析】
【分析】有机合成可从正向和逆向共同进行推断,根据已知信息由C可推出B为,根据C到D的结构变化可知此步酯基发生水解反应,根据D到E的结构可知此步Br取代了羟基,根据E到F的结构可知脱去LiBr,为取代反应,据此进行推断。
【详解】(1)A的含氧官能团有醛基和醚键。
(2)根据分析可知,B的结构简式为。
(3)反应Ⅳ中Br取代了羟基,为取代反应,此反应不用HBr的原因为会与碳碳双键发生加成反应(或会使醚键水解)。
(4)反应Ⅴ的化学方程式为。
(5)产物之一(分子式为)遇溶液显紫色,说明含有酚羟基,酚羟基是通过酯基水解得来的,又因为核磁共振氢谱有4组峰,峰而积之比为,说明Y有两个甲基,综合可知Y的结构简式为。
20.铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。
(1)催化剂可由加热分解制备,反应同时生成无污染气体。
①完成化学方程式:______________。
②催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图,过程的焓变为_______(列式表示)。
③可用于的催化氧化。设计从出发经过3步反应制备的路线_______(用“→”表示含氮物质间的转化);其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为_______。
(2)溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡:
(ⅰ)
(ⅱ)
①下列有关溶液的说法正确的有_______。
A.加入少量硫酸,溶液的pH不变
B.加入少量水稀释,溶液中离子总数增加
C.加入少量溶液,反应(ⅰ)的平衡逆向移动
D.加入少量固体,平衡时与的比值保持不变
②25℃时,溶液中随pH的变化关系如图。当时,设、与的平衡浓度分别为x、y、,则x、y、z之间的关系式为_______;计算溶液中的平衡浓度_____(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
③在稀溶液中,一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长()有关;在一定波长范围内,最大A对应的波长()取决于物质的结构特征;浓度越高,A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响,配制浓度相同、不同的稀溶液,测得其A随的变化曲线如图,波长、和中,与的最接近的是_______;溶液从a变到b的过程中,的值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. N2↑ ②. 4H2O ③. (E1-E2)+ΔH+(E3-E4) ④. ⑤. 2NO+O2=2NO2
(2) ①. BD ②. ③. 当溶液pH=9时,,因此可忽略溶液中
即=0.20
反应(ii)的平衡常数K2===3.3×10-7
联立两个方程可得=6.0×10-4ml/L ④. λ3 ⑤. 增大
【解析】
【小问1详解】
①分解过程中,生成Cr2O3和无污染气体,根据元素守恒可知,其余生成物为N2、H2O,根据原子守恒可知反应方程式为,故答案为:N2↑;4H2O。
②设反应过程中第一步的产物为M,第二步的产物为N,则X→M ΔH1=(E1-E2),M→N ΔH2=ΔH,N→Y ΔH3=(E3-E4)1,根据盖斯定律可知,X(g)→Y(g)的焓变为ΔH1+ΔH2+ΔH3=(E1-E2)+ΔH+(E3-E4),故答案为:(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)。
③NH3在Cr2O3作催化剂条件下,能与O2反应生成NO,NO与O2反应生成红棕色气体NO2,NO2与H2O反应生成HNO3和NO,若同时通入O2,可将氮元素全部氧化为HNO3,因此从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线为;其中NO反应生成NO2过程中,气体颜色发生变化,其反应方程式为2NO+O2=2NO2,故答案为:;2NO+O2=2NO2。
【小问2详解】
①K2Cr2O7溶液中存在平衡:(i)、(ii)。
A.向溶液中加入少量硫酸,溶液中c(H+)增大,(ii)平衡逆向移动,根据勒夏特列原理可知,平衡移动只是减弱改变量,平衡后,溶液中c(H+)依然增大,因此溶液的pH将减小,故A错误;
B.加水稀释过程中,根据“越稀越水解”、“越稀越电离”可知,(i)和(ii)的平衡都正向移动,两个平衡正向都是离子数增大的反应,因此稀释后,溶液中离子总数将增大,故B正确;
C.加入少量NaOH溶液,(ii)正向移动,溶液中将减小,(i)将正向移动,故C错误;
D.平衡(i)的平衡常数K1=,平衡常数只与温度和反应本身有关,因此加入少量K2Cr2O7溶液,不变,故D正确;
综上所述,答案为:BD。
②0.10ml/L K2Cr2O7溶液中,Cr原子的总浓度为0.20ml/L,当溶液pH=9.00时,溶液中Cr原子总浓度为=0.20ml/L,、与的平衡浓度分别为x、y、z ml/L,因此=0.10;由图8可知,当溶液pH=9时,,因此可忽略溶液中,即=0.20,反应(ii)的平衡常数K2===3.3×10-7,联立两个方程可得=6.0×10-4ml/L。
③根据反应(i)、(ii)是离子浓度增大的平衡可知,溶液pH越大,溶液中越大,混合溶液在某一波长的A越大,溶液的pH越大,溶液中越大,因此与的λmax最接近的是λ3;反应(i)的平衡常数K1= ,反应(ii)的平衡常数K2=,= = ,因此= ,由上述分析逆推可知,b>a,即溶液pH从a变到b的过程中,溶液中c(H+)减小,所以的值将增大
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