浙江省衢州、丽水、湖州三地市2023-2024学年高三上学期11月教学质量检测化学试题(Word版附解析)
展开考生须知:
1.本卷满分100分,考试时间90分钟;
2.答题前,在答题卷指定区域填写学校、班级、姓名、试场号、座位号及准考证号;
3.所有答案必须写在答题卷上,写在试卷上无效;
4.考试结束后,只需上交答题卷。
可能用到的相对原子质量:H-l C-12 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Ni-59
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每个小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物质属于电解质,且在熔融状态下能导电的是
A. 水银B. 生石灰C. 硝酸D. 二氧化硅
【答案】B
【解析】
【详解】在水溶液或者熔融状态能导电的化合物叫电解质,水银属于单质,硝酸属于电解质但是在熔融状态不导电,二氧化硅属于非电解质,生石灰故属于电解质,且在熔融状态下能电离出钙离子和氧离子,能导电,故答案为B。
2. 物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A. ClO2具有强氧化性,可用作消毒剂
B. FeCl3溶液显酸性,可用作印刷电路板的腐蚀液
C. 维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
D. 液氨汽化需要吸收大量的热,可用作制冷剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.ClO2具有强氧化性,可用作消毒剂,故A正确;
B.Fe3+能氧化Cu,可用作印刷电路板的腐蚀液,故B错误;
C.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂,故C正确;
D.NH3 易液化,液氨汽化需要吸收大量的热,可用作制冷剂,故D正确;
故答案为B。
3. 下列化学用语表示正确的是
A. MgCl2的形成过程:
B. 反式聚异戊二烯的结构简式:
C. 水分子的VSEPR模型:
D. 氮的基态原子轨道表示式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.MgCl2是离子化合物,氯原子得电子形成Cl-,,故A错误;
B.反式结构应该是大基团在不同侧,或者小基团在不同侧,反式聚异戊二烯的结构简式为:,故B错误;
C.H2O分子中O原子的σ键电子对数为2,孤电子对数为2,价层电子对数为2+2=4,O原子采取sp3杂化,故H2O的VSEPR模型为四面体,故C正确;
D.氮的基态原子轨道表示式为:,故D错误;
故答案为C。
4. 下列关于元素及其化合物的性质说法正确的是
A. 工业上利用水和NO2反应制备硝酸
B. 工业上用焦炭和金刚砂反应制备粗硅
C. 用铁与浓硫酸常温下反应制备SO2
D. La-Ni储氢合金在加热条件下可与氢气反应生成稳定的金属氢化物
【答案】A
【解析】
【详解】A.二氧化氮和水反应生成硝酸和NO,A正确;
B.工业上用焦炭还原石英砂制备粗硅,B错误;
C.常温下铁在浓硫酸的条件下钝化,反应生成一种致密的氧化物膜阻止进一步的反应,不能制备SO2,C错误;
D.La-Ni储氢合金是一种新型合金材料,能吸收大量氢气,并与氢气结合成金属氢化物,但在加热条件下该金属氢化物不稳定可分解出氢气,D错误;
故选A。
5. 砒霜(As2O3)有毒,由于古代技术落后,制成的砒霜中含有大量硫化物。“银针验毒”的原理是,从而使银针表面变黑。下列说法不正确的是
A. X的化学式为Ag2SB. 纯净的砒霜也能使银针表面变黑
C. 反应中Ag是还原剂D. 每生成1mlX,反应转移电子数为2NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据元素守恒可知,X的化学式为Ag2S,故A正确;
B.硫化银为黑色固体,纯净的砒霜(As2O3)不含有硫元素,不能使银针表面变黑,故B错误;
C.反应时,Ag元素化合价升高,所以Ag是还原剂,故C正确;
D.根据Ag元素的化合价变化,每生成1mlAg2S,转移电子数为2NA,故D正确;
故答案选B。
6. 下列说法不正确的是
A. 图①:进行化学实验时,需要佩戴护目镜,以保护眼睛
B. 图②:可用于分离植物油和水的混合液
C. 图③:可用于硫酸钠的焰色试验
D. 图④:牺牲阳极法保护钢铁设备的示意图
【答案】D
【解析】
【详解】A.是护目镜,进行化学实验时,需要佩戴护目镜,以保护眼睛,故A正确;
B.植物油和水不互溶,可以利用分液分离。故B正确;
C.光洁的无锈铁丝焰色无色,可以用于硫酸钠的焰色试验,故C正确;
D.将闸门与电源的负极相连,属于外加电源阴极保护法,故D错误;
故答案为D。
7. 下列方程式与所给事实不相符的是
A. 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀:
B. 向银氨溶液中滴加乙醛溶液并水浴加热:
C. 乙炔制丙烯腈:
D. 用硫化亚铁除去废水中的汞离子:
【答案】A
【解析】
【详解】A.硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀是因为硫酸亚铁和氧气、水反应生成硫酸铁和氢氧化铁,化学方程式为:12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓,故A错误;
B.向银氨溶液中滴加乙醛溶液并水浴加热,生成醋酸铵、银单质、氨气和水,离子方程式为:;故B正确;
C.乙炔与HCN发生加成反应制丙烯腈,化学方程式为:;故C正确;
D.HgS比FeS更难溶于水,所以在含有Hg2+的溶液中加入FeS,能够将Hg2+除掉,离子方程式为:;故D正确。
答案选A。
8. 下列说法正确的是
A. 油脂在酸性溶液中的水解反应可称为皂化反应
B. 苯中含少量苯酚,可加入浓溴水,充分反应后过滤除去
C. 氨基酸既能与HCl反应,也能与NaOH反应,产物均为盐和水
D. 乙醛和氢气混合气体通过热的镍催化剂,乙醛发生还原反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.油脂在碱性溶液中的水解反应可称为皂化反应,A错误;
B.苯中混有苯酚不能用溴水除杂,原因:多余的溴会在苯中溶解,生成的三溴苯酚也会在苯中溶解,无法通过过滤方法进行分离,B错误;
C.氨基酸既能与HCl反应又能与NaOH反应,但不能生成水,C错误;
D.乙醛和氢气混合气体通过热的镍催化剂,乙醛发生还原反应生成乙醇,D正确;
故选D。
9. 某有机物在抗真菌和抑制组胺活性物质释放等方面有广泛应用,其结构如图。下列说法不正确的是
A. 该物质能与FeCl3发生显色反应
B. 该分子中共平面的碳原子最多有15个
C. 该物质与H2完全加成后的产物中含5个手性碳原子
D. 1ml该物质与足量溴水反应,最多可消耗3mlBr2
【答案】C
【解析】
【详解】A.该有机物结构中存在酚羟基,能与FeCl3发生显色反应,故A正确;
B.如图所示,两个苯环各确定一个平面,一个碳碳双键确定一个平面,可以通过旋转碳碳单键使其共面,所以该分子中共平面的碳原子最多有15个,故B正确;
C.该物质与H2完全加成后的产物是,含有4个手性碳原子,故C错误;
D.1ml该物质与足量溴水反应,酚羟基的邻位和对位可以发生取代反应,碳碳双键可以发生加成反应,所以最多可消耗3mlBr2,故D正确;
故选C。
10. W、X、Y、Z、M五种短周期元素,原子序数依次增大。W最外层电子数是次外层的3倍,X的s能级与p能级电子数相等,Z的单质可做半导体材料,M原子核外有9种不同空间运动状态的电子且只有一个不成对电子。下列说法正确的是
A. X、Y、M简单离子的半径:
B. 第一电离能:
C. ZW2的熔点比ZM4的熔点低
D. 工业上用电解熔融氯化物的方法制取X、Y单质
【答案】A
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、M五种短周期元素,原子序数依次增大。W最外层电子数是次外层的3倍,W为O;X的s能级与p能级电子数相等,X为Mg;Z的单质可做半导体材料,Z为Si;根据原子序数依次增大,Y为Al;M原子核外有9种不同空间运动状态的电子且只有一个不成对电子,M为Cl。
【详解】A.X、Y、M简单离子为Mg2+、Al3+、Cl-,离子的半径:,故A正确;
B.Mg的3s能级全充满,第一电离能大于Al,故第一电离能:,故B错误;
C.ZW2为SiO2,属于共价晶体,ZM4为SiCl4属于分子晶体,共价晶体的熔点比分子晶体高,故C错误;
D.氯化铝是共价化合物,工业上用电解熔融氧化铝的方法制取Al单质,故D错误;
故答案为A。
11. 一种检测空气中甲醛含量的电化学传感器的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 工作时,电能转化为化学能
B. 工作时,工作电极电势低,发生还原反应
C. 工作时,电子由工作电极通过导线转移到对电极,再经过电解质溶液回到工作电极
D. 工作时,对电极区的电极反应为
【答案】D
【解析】
【分析】该装置为化学电源,通氧气一极为正极,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,通甲醛一极为负极,其电极反应式为HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+,据此分析;
【详解】A.该装置为原电池,电源工作时将化学能转化为电能,故A错误;
B.工作电极为负极,对电极为正极,工作电极电势高,故B错误;
C.电子从负极经外电路流向正极,即工作时,电子从工作电极经导线流向对电极,但电子不经过电解质溶液,故C错误;
D.电解质为酸性,对电极区氧气得电子生成水,电极反应为,故D正确;
答案为D。
12. 加热煮沸的浓NaOH溶液和白磷反应可制PH3,该过程同时可获得P2H4.其中一个反应为。下列说法不正确的是
A. 稳定性:P2H4大于N2H4
B. 反应过程中有极性键、非极性键的断裂,也有极性键、离子键的形成
C. P4、PH3与P2H4的晶体类型相同
D. PH3分子中键角∠HPH小于NH3分子中∠HNH
【答案】A
【解析】
【详解】A.非金属性:N>P,故对应氢化物的稳定性:P2H4小于N2H4,A错误;
B.反应过程中有O-H极性键、P-P非极性键的断裂,也有极性键P-H、钠离子和形成的离子键的形成,B正确;
C.P4、PH3与P2H4的晶体类型相同,均为分子晶体,C正确;
D.NH3、PH3均为三角锥形分子,但电负性:N>P,NH3中共用电子对离中心原子更近,排斥力增大,键角增大,故PH3分子中键角∠HPH小于NH3分子中∠HNH,D正确。
故选A。
13. 苯酚是重要的化工原料,将废水中的苯酚富集并加入Na2CO3;转化为苯酚钠,再通入CO2,可进一步分离回收。已知:,,。下列说法正确的是
A. Na2CO3;也可用NaOH或NaHCO3替代
B. 的平衡常数K约为9.57×103
C. 转化反应中若,此时溶液中
D. 当通入CO2至溶液pH=10时,溶液中的C6H5ONa完全转化为C6H5OH
【答案】C
【解析】
【详解】A.电离常数越大电离程度越大,弱酸的酸性越强,根据已知可得酸性:碳酸>苯酚>,则苯酚不能与NaHCO3反应,故A错误;
B.的平衡常数,故B错误;
C.转化反应中若存在物料守恒:,即溶质为等物质的量的NaHCO3和C6H5ONa,由于酸性:碳酸>苯酚,则C6H5O-水解程度大于,此时溶液中,故C正确;
D.苯酚C6H5OH具有弱酸性,若溶液pH=10时为碱性,则C6H5ONa不可能完全转化为C6H5OH,故D错误;
故选C。
14. 乙苯与氯气在光照条件下反应生成两种一氯取代物,反应过程中的能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A. 反应生成相同物质的量的比吸收的热量更多
B. 反应刚开始时产物中取代物2所占的比例大于取代物1
C. 升温可以提高产物中取代物2所占的比例
D 稳定性:>
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙苯与氯气在光照条件下反应为放热反应,A错误;
B.反应①的活化能更低,所以产物中取代物1所占的比例大于取代物2,B错误;
C.反应②的活化能大,所以升温可以提高产物中取代物2所占的比例,C正确;
D.的能量高,所以其稳定性差,D错误;
故选C。
15. 用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含有少量MgO、SiO2等杂质)制备LiFePO4的工艺流程如图所示:
已知:钛铁矿经盐酸浸取后钛主要以形式存在,,。下列说法不正确的是
A. 滤液①中含有Fe2+、Mg2+
B. 相同温度下溶解度:
C. 煅烧的主要反应为
D. 为保证水解过滤时能完全除钛,需调pH至溶液呈碱性
【答案】D
【解析】
【分析】向钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含有少量MgO、SiO2等杂质)中加入盐酸,SiO2与盐酸不反应,FeTiO3、MgO分别转化为、Fe2+、Mg2+,过滤后将滤液①控制pH使水解生成TiO2·xH2O,将其过滤后向滤液②中加入双氧水将Fe2+氧化生成Fe3+,加入H3PO4将Fe3+沉淀生成FePO4,FePO4与Li2CO3、草酸在高温条件下煅烧得到LiFePO4。
【详解】A.FeTiO3、MgO都能与盐酸反应,滤液①中含有Fe2+、Mg2+,故A正确;
B.的溶解度为s=ml/L,,的溶解度为s=,则相同温度下溶解度:,故B正确;
C.“高温煅烧”过程中Fe元素化合价由+3降低至+2被还原,因此草酸被氧化生成CO2,C元素化合价由+3升高至+4,根据氧化还原反应化合价升降守恒以及原子守恒可知反应方程式为,故C正确;
D.若调pH至溶液呈碱性,Fe2+也会形成氢氧化亚铁沉淀,故D错误;
故选D。
16. 对NaHCO3溶液进行一系列实验,结论或解释与实验方案、现象不相符的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.不能通过盐酸酸性的强弱,来证明氯的非金属性的强弱,A错误;
B.二价铁结合碳酸根离子的能力较大,从而促进碳酸氢根离子的电离,导致溶液显酸性,则氢离子和碳酸氢根离子反应生成水和二氧化碳,B正确;
C.水解使溶液显碱性,少量水稀释后溶液的碱性增强,说明少量的水破坏了之间的氢键,使得增大,C正确;
D.溶液中共存在三个平衡过程:的电离平衡、水的电离平衡和的水解平衡,且的电离程度大于其水解程度,加热后三个平衡均正向移动,溶液pH先减小,说明加热促进了和的电离,使增大;后pH增大则是分解生成,水解能力较强,故溶液pH增大,D正确;
故选A。
二、非选择题(本大题共5小题,共52分)
17. 锌是动物必需的微量元素之一,参与机体的各种代谢活动。请回答:
(1)Zn位于元素周期表的___________区。
(2)第二电离能:Cu___________Zn(填“>”、“<”或“=”),判断依据是___________。
(3)含有多个配位原子的配体与同一个中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物称为螯合物,一种Zn2+配合物的结构如图所示(-OTs为含氧、硫的有机基团):
①1ml该配合物通过螯合作用形成的配位键有___________ml,该螯合物中N原子的杂化类型为___________。
②该配合物所涉及非金属元素电负性最小的是___________(填元素符号)。
(4)硫化锌精矿是冶炼金属锌的主要原料,六方硫化锌的平行六面体晶胞如图所示,晶体中锌离子的配位数为___________。
【答案】(1)ds (2) ①. > ②. Cu和Zn失去一个电子后价层电子排布分别为3d10、3d104s1,前者属于全充满状态,再失去一个电子更难
(3) ①. 4 ②. sp2sp3 ③. H
(4)4
【解析】
【小问1详解】
Zn为30号元素,位于元素周期表的ds区;
【小问2详解】
基态Cu+核外价电子为3d10,3d轨道为全满较稳定状态,不容易再失去一个电子;基态Zn+核外价电子为3d104s1,4s轨道有1个电子,容易失去1个电子形成锌离子;故第二电离能:Cu>Zn;
【小问3详解】
①由螯合物定义和结构示意图可知,1ml该配合物中通过螯合作用形成的配位键有4ml,该螯合物中环上N所在的环为平面结构,其杂化类型为sp2杂化,-NH-中氮原子形成3个共价键且存在1对孤电子对,为sp3杂化;
②同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;该配合物所涉及非金属元素电负性最小的是氢元素H;
【小问4详解】
据“均摊法”,晶胞中含个S、个Zn,则化学式为ZnS,以B点硫为例,其最近且相邻的锌为4个,晶体中锌离子的配位数为4。
18. 硝基乙烷可用作硝化纤维、染料等的溶剂和火箭的燃料,也可用于合成农药、医药等。硫酸二乙酯硝化法是合成硝基乙烷的重要方法,工艺流程示意图如下:
已知:硫酸结构简式为
请回答:
(1)步骤①的化学方程式___________。
(2)下列有关说法不正确的是___________。
A. 硫酸氢乙酯具有酸性
B. 相同温度下,硫酸二乙酯在水中的溶解性大于硫酸
C. NaNO2具有一定毒性,不能作为食品添加剂使用
D. 若③中硫酸二乙酯和NaNO2等物质的量反应,则A化学式为CH3CH2OSO2ONa
(3)硫酸氢乙酯沸点为280℃,硫酸二乙酯的沸点为208℃,试从结构角度分析硫酸氢乙酯沸点高于硫酸二乙酯的原因___________。
(4)设计实验验证固体NaNO2有还原性(可供选择的试剂有:酸性KMnO4溶液、KI溶液、H2O2溶液、FeSO4溶液)___________;写出实验过程中涉及的离子反应方程式___________。
【答案】(1) (2)BC
(3)硫酸氢乙酯可形成分子间氢键
(4) ①. 取NaNO2固体于试管中,加适量水溶解,逐滴加入少量酸性KMnO4溶液,溶液不出现紫红色,则NaNO2有还原性 ②.
【解析】
【分析】硫酸与乙醇发生取代反应生成硫酸氢乙酯和水,真空条件2ml硫酸氢乙酯生成硫酸二乙酯和硫酸,硫酸二乙酯与NaNO2反应生成硝基乙烷和硫酸钠;
【小问1详解】
步骤①的化学方程式为:;
【小问2详解】
A. 生成硫酸氢乙酯只取代了硫酸中一个羟基,还剩下一个羟基可以电离出H+,故硫酸氢乙酯具有酸性,故A正确;
B. 相同温度下,硫酸中有羟基可以与水形成氢键,故硫酸在水中的溶解性大于硫酸二乙酯,故B错误;
C. NaNO2具有一定毒性,不能作为食品添加剂使用,故C正确;
D.若③中硫酸二乙酯和NaNO2等物质的量反应,硝基只能与1ml乙基结合,则A化学式为CH3CH2OSO2ONa,故D正确;
故答案为BC。
【小问3详解】
硫酸氢乙酯中含有羟基,可以形成分子间氢键,故硫酸氢乙酯沸点高于硫酸二乙酯;
【小问4详解】
固体NaNO2有还原性,选择有颜色的氧化剂试验现象明显,故可以选取KMnO4溶液试验,取NaNO2固体于试管中,加适量水溶解,逐滴加入少量酸性KMnO4溶液,溶液不出现紫红色,则NaNO2有还原性。
19. 合成氨是人工固氮最重要的途径。合成氨反应为:。
请回答:
(1)该反应能自发进行的条件是___________。
(2)现代常用工艺条件以Fe作催化剂,一定压强下,控制温度500℃,反应历程为(*表示吸附态)
化学吸附:(速率慢);(速率快)
表面反应:;;(速率快)
脱附:(速率快)
关于合成氨工艺的下列理解,正确的是___________。
A. 控制温度远高于室温,是为了提高平衡转化率
B. 原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生
C. 不断将液氨移去,利于反应正向进行同时提高正反应速率
D. 实际生产中,N2适度过量有利于提高H2的转化率同时有利于提高整体反应速率
(3)为降低合成氨的能耗,我国科学家提出使用M-LiH复合催化剂,催化效果如图1所示。若一定压强下,以相同的投料,500℃用Fe作催化剂和350℃用Fe-LiH作催化剂,氨气的产率随时间变化如图2。请在图2中画出相同压强下350℃用Cr-LiH作催化剂氨气的产率随时间变化的曲线___________。
(4)压强为20MPa下,以、(x代表物质的量分数)进料,反应达平衡时氮气的转化率与温度的结果如下图3中曲线b所示。
①若保持压强不变,以、、进料,则平衡时氮气的转化率与温度的结果是曲线___________(填“a”或“c”)。判断的依据是___________。
②若保持压强不变,当平衡时,则该温度下,反应平衡常数___________(化为最简式)。[对于气相反应,用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作,如,p为平衡总压强,为平衡系统中B的物质的量分数]。
【答案】19. 低温 20. BD
21. 22. ①. a ②. 相同温度下,恒压充入稀有气体反应物分压减小,平衡逆向移动 ③.
【解析】
【小问1详解】
当时自发,已知该反应时气体分子数减小的反应,,,故低温时自发;
【小问2详解】
A. 合成氨是放热反应,控制温度远高于室温,是为了提高反应速率,故A错误;
B. 合成氨需要氢气,防止氢气爆炸,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生,故B正确;
C. 不断将液氨移去,利于反应正向进行,但是移除产物反应速率降低,故C错误;
D. 实际生产中,N2适度过量有利于提高H2转化率,N2适度过量反应物浓度大,同时有利于提高整体反应速率,故D正确;
故答案为BD。
【小问3详解】
由图1可以看出同压强下350℃用Cr-LiH作催化剂的催化速率介于Fe作催化剂和Fe-LiH作催化剂,合成氨是放热反应,在350℃用Fe-LiH和作Cr-LiH催化剂时温度相同,氨气的产率相同,比500℃用Fe作催化剂时产率高,故相同压强下350℃用Cr-LiH作催化剂氨气的产率随时间变化的曲线为;
【小问4详解】
①若保持压强不变,以、、进料,充入惰性气体,相当于减压,合成氨的平衡逆向移动,反应达平衡时氮气的转化率降低,故a曲线表示平衡时氮气的转化率与温度的结果;
②设充入反应物总量为1ml,物质的量分数、,根据三段式得
平衡时总物质的量为:
N2、H2、NH3的物质的量分数分别为:、、,故平衡常数;
20. 废镍催化剂主要含Ni,还有少量Cu、Fe、Al及其氧化物、SiO2.某研究小组设计如图所示工艺流程制备硫酸镍晶体。
查阅资料:
①镍的化学性质与铁相似,能与酸缓慢反应。
②一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
(1)“滤渣2”的成分是___________(用化学式表示)。溶液中加入H2O2的目的是___________(用离子方程式表示)。
(2)“调pH”可选用的物质___________(填序号)。
A.Na2CO3 B.NiCO3 C.H2SO4 D.NiSO4
“调pH”的范围为___________。
(3)下列有关说法不正确的是___________。
A. 酸浸步骤可用水浴加热,以加速反应
B. 操作A中的有机溶剂可选用乙醇
C. 调pH后过滤,需用玻璃棒对漏斗中的混合物充分搅拌
D. 操作B中包含“结晶、过滤、洗涤、煅烧”等操作
(4)测定产品的纯度。
计算产品的纯度为___________。
【答案】(1) ①. 、 ②.
(2) ① B ②. 5.6≤pH<7.2) (3)BCD
(4)90.0%
【解析】
【分析】根据流程图可以知道,废镍催化剂粉碎后进入稀硫酸酸浸,将金属元素转化为可溶的硫酸盐,二氧化硅与稀硫酸不反应,过滤得到含有二氧化硅的滤渣和含有可溶硫酸盐额滤液;向滤液中加入有机溶剂萃取、分液得到含有铜离子的有机层和溶液;向溶液中加入过氧化氢溶液,将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,加入碳酸镍调节溶液pH在5.6≤pH<7.2的范围内,将溶液中铁离子、铝离子转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,过滤得到氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣和含有硫酸镍的滤液;硫酸镍溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到七水硫酸镍晶体。
【小问1详解】
由分析可知,滤渣2的主要成分为氢氧化铁、氢氧化铝;加入过氧化氢溶液,将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,离子方程式为:;
【小问2详解】
为了将溶液中铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,根据金属氢氧化物沉淀时的pH,要调节溶液的pH在5.6≤pH<7.2的范围内;为防止中和溶液中氢离子时引入新杂质,调节溶液的pH时可以加入碳酸镍固体;选B;
【小问3详解】
A.酸浸步骤适当升温可以加快反应速率,故A正确;
B.乙醇与水互溶,不能作为萃取剂,故B错误;
C.过滤后,漏斗内的沉淀不能用玻璃棒搅拌,故C错误;
D.操作B中包含“加热浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤”等操作,故D错误;
答案为BCD;
【小问4详解】
根据,n(Zn2+)=0.025ml/L0.02L=0.0005ml,则在25mL的反应后的溶液中剩余的H2Y2-的物质的量为0.0005ml,与Ni2+反应的H2Y2-的物质的量为-0.0005ml=0.0045ml=n(Ni2+),原样品中的n(Ni2+)=0.0045ml4=0.018ml,样品的纯度为=90.0%。
21. 某研究小组按下列路线合成降压药尼卡地平。
已知:
(1)化合物C中含氧官能团的名称为硝基、___________。
(2)写出B→C的化学方程式___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A. A→B的反应类型为取代反应
B. 1mlE与足量H2反应,最多可消耗2mlH2
C. 1mlF与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3mlNaOH
D. 尼卡地平的分子式为C26H27N3O6
(4)化合物G的结构简式为___________。
(5)设计以CH3OH、CH3CHO为原料合成E()的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)___________。
(6)写出同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式___________。
①分子中含(结构与苯相似),无其他环;
②能发生银镜反应;
③1H-NMR谱检测表明:分子中有3种不同化学环境的氢原子。
【答案】21. (酮)羰基、酯基
22. +→+H2O 23. AC
24 25.
26.
【解析】
【分析】苯甲醛发生间位上的硝化反应生成B(),B与发生反应生成C()和H2O。C与E()反应生成F,F再与G()发生取代反应生成目标产物。
【小问1详解】
化合物C()中含氧官能团的名称为硝基、(酮)羰基、酯基;
【小问2详解】
B与发生反应生成C()和H2O:+→+H2O;
【小问3详解】
A.苯甲醛发生间位上的硝化反应生成B(),故A→B的反应类型为取代反应,A正确;
B.1ml E()与足量H2反应,最多可消耗1mlH2,酯基中的碳氧双键不能与氢气加成,B错误;
C.1mlF含有2ml酯基和1ml碳氯键,与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3mlNaOH,2ml发生酯的水解反应,1ml发生氯代烃的水解反应,C正确;
D.尼卡地平的分子式为C26H29N3O6,D错误;
故选AC;
【小问4详解】
由上述分析知化合物G的结构简式为;
【小问5详解】
乙醛在催化剂作用下发生反应,后继续氧化生成,再在浓硫酸加热条件下与甲醇发生酯化反应后发生已知反应与氨气生成目标产物:;
【小问6详解】实验方案
现象
结论或解释
A
往溶液中加入盐酸,将产生的气体通入Na2SiO3水溶液中
Na2SiO3溶液中有沉淀
非金属性强弱顺序为:氯>碳>硅
B
溶液与溶液混合
产生沉淀并有气泡冒出
电离产生的与Fe2+结合促进平衡正移,使增大,产生CO2气体
C
将溶液加少量水稀释
溶液的碱性增强
稀释可以破坏之间的氢键,使得增大,碱性增强
D
将溶液加热
溶液pH先减小后增大
加热促进和H2O的电离,使增大,pH减小,后由于分解生成,溶液pH增大
金属离子
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀的pH
7.2
4.0
2.2
7.5
沉淀完全的pH
9.0
5.6
3.2
9.0
操作步骤
涉及反应
①准确称取制备的硫酸镍样品5.620g,加入含0.0200mlEDTA的二钠盐溶液(用H2Y2-表示),充分反应后定容成100mL。
②取25.00mL上述溶液于锥形瓶中,加二甲酚橙作指示剂,用标准液滴定到终点,平行实验三次,平均消耗20.00mLZn2+标准液。
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