2024年上海市浦东新区高三上学期高考一模化学试卷含详解
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这是一份2024年上海市浦东新区高三上学期高考一模化学试卷含详解,共22页。试卷主要包含了神奇的金属——钛,资源化利用二氧化硫,合成氨及其工业应用,石油和煤为原料的有机合成,认识氧化铁黄等内容,欢迎下载使用。
一、神奇的金属——钛
1. 钛被誉为太空金属和亲生物金属,拥有卓越的金属特性。它在特定温度下能与多种物质发生反应,在生产和日常生活中都能找到它的踪影。
(1)原子的价电子排布式为,它在元素周期表中的位置是___________。
(2)钠合金材料可用于制造超音速飞机,下列钛合金的性质与该用途无关的是___________。
A. 密度小B. 硬度大C. 熔点高D. 无磁性
(3)合金常用于牙科领域。在基态的原子和原子中,它们的核外电子具有不同的___________。
A. 能层数B. 能级数C. 占据轨道数D. 单电子数
(4)钛能与卤素单质发生反应,生成用途多样的卤化钛。
①卤族元素(、、、)随着原子序数的递增,相关性质逐渐增强或变大的是___________。
A.元素电负性 B.简单离子的还原性
C.气态氢化物的热稳定性 D.最高价氧化物对应水化物的酸性
②的不同四卤化物熔点如图所示,利用晶体知识解释它们熔点变化的原因___________。
③易与形成。下列关于分子说法错误的是___________。
A.键角为 B.是极性分子 C.含有键 D.中心原子采取杂化
(5)钛溶于盐酸制得的三氯化钛(),可作为聚丙烯生产过程中的催化剂。晶体有两种异构体:(绿色)、(紫色),两者配位数___________(选填“相同”或“不同”),绿色晶体中配体是___________。
(6)利用钛粉和碳粉反应可生成硬度接近金刚石的碳化钛,它在刀具制造领域有重要应用。碳化钠晶胞如图所示,其化学式为___________。设为阿伏加德罗常数的值,若晶胞边长为,则晶体的密度为___________。(写出表达式)
二、资源化利用二氧化硫
2. 资源化利用二氧化硫,一方面能保护环境,另一方面能提高经济效益,具有深远意义。
(1)下列生产、生活活动中,不易产生的是___________。
A 燃放鞭炮B. 火力发电C. 火山爆发D. 海水晒盐
(2)工业中可用含的冶炼烟气为原料生产硫酸,在如图装置中完成“转化”工序。使用该装置实现了___________。
A. 充分利用热能B. 防止形成酸雾C. 加速转化D. 获取纯净
(3)研究的性质有利于探索其资源化利用。下列实验方案设计正确的是___________。
钠碱法的启动吸收剂为溶液,捕捉后生成和的混合液。
(4)常温下进行“钠碱法”的模拟实验。用固体配成一定浓度的溶液,这些理论上最多可吸收的体积约为___________L(折算成标准状况)。若实验时只吸收了,则反应后的吸收液中,所含阴离子的浓度由大到小的顺序为___________。
(5)当钠碱法的吸收液达到4~6时,混合液中含较多量。加热该溶液可回收得到较高纯度的,剩余溶液可循环使用,进一步吸收,剩余溶液的主要溶质是________(填写化学式)。
(6)将通入溶液时,得到一组的混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随的关系曲线如下图所示。
若溶液的,溶液中___________,此时溶液中___________。(选填“”“”或“”)
(7)上述混合液中存在多个水解平衡,与化学平衡一样,水解平衡也有自己的平衡常数()。以醋酸钠()为例,其水解平衡常数存在以下定量关系:(为水的离子积常数,为的电离常数)亚硫酸为二元弱酸,时,其电离常数,。请结合相关数据说明溶液呈酸性的理由。___________
(8)“钙碱法”的工作原理与“钠碱法”相似,一般选择消石灰的悬浊液为吸收剂。请对照“钠碱法”,尝试通过比较反应物和生成物的不同性质,从生产成本和设备维护两方面对“钙碱法”做出评价_____。
三、合成氨及其工业应用
3. 与氨气相关的化学变化是氮循环和转化的重要一环,对生产、生活有重要的价值。
(1)下图转化途径中属于“固氮”的是___________。
A. ④⑤⑥B. ①③④C. ①⑤⑦D. ②⑧⑨
(2)合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法,其反应历程和能量变化的简图如下:(图中表示物质吸附在催化剂表面时的状态)
①由图可知合成氨反应的___________,对总反应速率影响较大的是步骤___________。(填写编号)
②若改变某一条件,使合成氨的化学反应速率加快,下列解释正确的是___________。
A.升高温度,使单位体积内活化分子百分数增加
B.增加反应物的浓度,使单位体积内活化分子百分数增加
C.使用催化剂,能降低反应活化能,使单位体积内活化分子数增加
D.增大压强,能降低反应的活化能,使单位体积内活化分子数增加
(3)氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料,利用的燃烧反应()能设计成燃料电池,其工作原理如图所示。电极为___________(选填“正”或“负”)极;电极的电极反应式为___________;当正负极共消耗(标准状况)气体时,通过负载的电子数为___________个。
合成氨厂可用于合成重要化工原料,主要反应为:,向两个容积固定为的密闭容器中分别充入比例相同,但总量不同的和气体,的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如下图所示。
(4)①若时,向容器中充入气体(和),反应至时达到平衡,则内的平均反应速率___________。
②由上图可判断该反应是___________(选填“吸热”或“放热”)反应,在___________(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
③判断图中、相对大小,并说明理由。___________。
四、石油和煤为原料的有机合成
4. 以石油和煤为原料可以合成各种用途广泛的有机产品。合成3-苯基-2-丁烯醛D()和苯丙氨酸H()的路线如下:
已知:①(、、均可以是烃基或氢原子)
②同一个碳原子不能同时连两个轻基,不稳定,会自动脱水:
(1)煤加工获得煤焦油的方法是___________。
A. 分馏B. 干馏C. 裂化D. 裂解
(2)反应①~④中,属于加成反应的是___________。
A. 反应①B. 反应②C. 反应③D. 反应④
(3)B中官能团的名称为___________。
(4)写出反应⑥的化学反应方程式___________。
(5)检验D中的碳碳双键可使用的试剂是___________。
(6)D的同分异构体有多种,写出一种满足下列条件的结构简式。___________
①会使氯化铁溶液发生颜色变化,②核磁共振氢谱图如下:
(7)下列有关H(苯丙氨酸)的描述正确的是___________。
A. 能溶于水B. 与甘氨酸()互为同系物
C. 不存在立体异构D. 能自身反应形成高分子化合物
(8)反应⑧需要控制pH的理由是___________。
(9)参照上述信息和流程,设计以为原料合成的合成路线___________。
(合成路线常用的表示方式为:甲乙……目标产物)
五、认识氧化铁黄
5. 氧化铁黄(化学式为)是一种黄色颜料,具有非常好的耐光性和耐碱性,是氧化铁的一水合物。工业上常以绿矾为原料制备。
(1)下列关于铁元素的认识正确的是___________。
A. 能存在于人体的血红蛋白中B. 是地壳中含量最多的金属元素
C. 单质是人类最早使用的金属D. 铁的氧化物都具有致密的结构
(2)制备氧化铁黄的关键步骤是溶液的氧化。为探究影响氧化溶液快慢的因素,现利用、蒸馏水和稀配制四组溶液进行实验,实验结果如下表:
①对比实验Ⅰ和Ⅱ可知,实验中影响氧化快慢的因素是___________;
②综合对比分析四组实验,简述影响氧化溶液快慢的决定因素。___________。
制备的工艺流程包含如下环节
(3)若在实验室完成上述制备,一定不需要的仪器是___________。
A. 烧杯B. 漏斗C. 玻璃棒D. 蒸发血
(4)模拟氧化时,相关变化记录如图。
时段,逐渐减小的原因是反应生成了,配平下列化学方程式:___________。
______________________=____________
时段,经历的反应为:,该过程继续平缓下降的原因可能是:___________。(任写一条)
(5)判断流程中产品是否洗涤干净方法是:___________。
氧化铁黄()纯度可以通过产品的耗酸量确定,如下图所示。
已知:(配合离子),不与稀碱液反应。
(6)①在溶液中滴加标准溶液时,发生反应的离子方程式为___________;
②若实验时加入了,消耗,设氧化铁黄的式量为,则氧化铁黄样品纯度为___________;(用含、、、的代数式表示)
③测定时,若滴入不足量,会使实验结果___________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
2023-2024年浦东新区高三一模化学试卷
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Ti-48 Fe-56
一、神奇的金属——钛
1. 钛被誉为太空金属和亲生物金属,拥有卓越的金属特性。它在特定温度下能与多种物质发生反应,在生产和日常生活中都能找到它的踪影。
(1)原子的价电子排布式为,它在元素周期表中的位置是___________。
(2)钠合金材料可用于制造超音速飞机,下列钛合金的性质与该用途无关的是___________。
A. 密度小B. 硬度大C. 熔点高D. 无磁性
(3)合金常用于牙科领域。在基态的原子和原子中,它们的核外电子具有不同的___________。
A. 能层数B. 能级数C. 占据轨道数D. 单电子数
(4)钛能与卤素单质发生反应,生成用途多样的卤化钛。
①卤族元素(、、、)随着原子序数的递增,相关性质逐渐增强或变大的是___________。
A.元素的电负性 B.简单离子的还原性
C.气态氢化物的热稳定性 D.最高价氧化物对应水化物的酸性
②的不同四卤化物熔点如图所示,利用晶体知识解释它们熔点变化的原因___________。
③易与形成。下列关于分子说法错误的是___________。
A.键角为 B.是极性分子 C.含有键 D.中心原子采取杂化
(5)钛溶于盐酸制得的三氯化钛(),可作为聚丙烯生产过程中的催化剂。晶体有两种异构体:(绿色)、(紫色),两者配位数___________(选填“相同”或“不同”),绿色晶体中配体是___________。
(6)利用钛粉和碳粉反应可生成硬度接近金刚石的碳化钛,它在刀具制造领域有重要应用。碳化钠晶胞如图所示,其化学式为___________。设为阿伏加德罗常数的值,若晶胞边长为,则晶体的密度为___________。(写出表达式)
【答案】(1)第4周期第IVB族(或第4周期第4族) (2)D (3)C
(4) ①. B ②. TiF4为离子晶体,其余为分子晶体,离子晶体熔点一般高于分子晶体。后三者组成和结构相似,随着相对分子质量的增大,范德华力增大,熔点升高 ③. A
(5) ①. 相同 ②. H2O、Cl-
(6) ①. TiC ②.
【小问1详解】
原子的价电子排布式为,它在元素周期表中的位置是第4周期第IVB族(或第4周期第4族)。
【小问2详解】
钛合金材料可用于制造超音速飞机,这是因为其密度小、硬度大、熔点高,和无磁性无关,故选D。
【小问3详解】
基态Ti核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2,镍为28号元素,其核外电子排布为[Ar]3d84s2,具有相同的能层数、能级数、单电子数,它们的核外电子具有不同的占据轨道数,故选C。
【小问4详解】
①卤族元素(、、、)随着原子序数的递增,非金属性逐渐减弱;
A.元素电负性逐渐减弱,A不选;
B.简单离子的还原性逐渐增强,B选;
C.气态氢化物的热稳定性逐渐减弱,C不选;
D.最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,D不选;
故选B。
②的不同四卤化物熔点变化的原因TiF4为离子晶体,其余为分子晶体,离子晶体熔点一般高于分子晶体。后三者组成和结构相似,随着相对分子质量的增大,范德华力增大,熔点升高。
③PCl3分子中心原子是P原子,σ键电子对数为3,孤电子对数为=1,PCl3分子中每个原子的最外层都达到8电子稳定结构,PCl3分子的空间构型是三角锥形,键角约为109°28′,PCl3分子是极性分子,PCl3分子中的价层电子对数为3+=4,P原子的杂化类型为sp3杂化,故选A。
【小问5详解】
(绿色)、(紫色),两者配位数均为6,故填相同,绿色晶体中配体是H2O、Cl-,紫色的为H2O。
【小问6详解】
根据均摊法,该晶胞含C为,含Ti为,其化学式为TiC。设为阿伏加德罗常数的值,若晶胞边长为,则晶体的密度为 =。
二、资源化利用二氧化硫
2. 资源化利用二氧化硫,一方面能保护环境,另一方面能提高经济效益,具有深远意义。
(1)下列生产、生活活动中,不易产生的是___________。
A. 燃放鞭炮B. 火力发电C. 火山爆发D. 海水晒盐
(2)工业中可用含的冶炼烟气为原料生产硫酸,在如图装置中完成“转化”工序。使用该装置实现了___________。
A. 充分利用热能B. 防止形成酸雾C. 加速转化D. 获取纯净
(3)研究的性质有利于探索其资源化利用。下列实验方案设计正确的是___________。
钠碱法的启动吸收剂为溶液,捕捉后生成和的混合液。
(4)常温下进行“钠碱法”的模拟实验。用固体配成一定浓度的溶液,这些理论上最多可吸收的体积约为___________L(折算成标准状况)。若实验时只吸收了,则反应后的吸收液中,所含阴离子的浓度由大到小的顺序为___________。
(5)当钠碱法的吸收液达到4~6时,混合液中含较多量。加热该溶液可回收得到较高纯度的,剩余溶液可循环使用,进一步吸收,剩余溶液的主要溶质是________(填写化学式)。
(6)将通入溶液时,得到一组的混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随的关系曲线如下图所示。
若溶液的,溶液中___________,此时溶液中___________。(选填“”“”或“”)
(7)上述混合液中存在多个水解平衡,与化学平衡一样,水解平衡也有自己的平衡常数()。以醋酸钠()为例,其水解平衡常数存在以下定量关系:(为水的离子积常数,为的电离常数)亚硫酸为二元弱酸,时,其电离常数,。请结合相关数据说明溶液呈酸性的理由。___________
(8)“钙碱法”的工作原理与“钠碱法”相似,一般选择消石灰的悬浊液为吸收剂。请对照“钠碱法”,尝试通过比较反应物和生成物的不同性质,从生产成本和设备维护两方面对“钙碱法”做出评价_____。
【答案】(1)D (2)AC
(3)C (4) ①. 6.72 ②.
(5)
(6) ①. ②. >
(7)的水解常数,小于的电离解常数,所以溶液显酸性
(8)原料消石灰价格低于烧碱,所以成本更低,但产物难溶于水,可能堵塞管道
【小问1详解】
鞭炮中含有S,因此鞭炮燃烧会产生二氧化硫;火力发电一般使用化石燃料,化石燃料燃烧会产生二氧化硫;火山爆发会有二氧化硫、硫化氢等有害气体随着岩浆喷发出来;海水晒盐是蒸发过程,没有二氧化硫产生;
【小问2详解】
该过程是二氧化硫转化为三氧化硫,气体逆流操作,充分利用了热能;该过程不涉及三氧化硫吸收,没有防止酸雾的操作;使用催化剂和较高温度加速了二氧化硫的转化;该反应是可逆反应,不可能获得纯净三氧化硫;
【小问3详解】
实验室一般使用亚硫酸固体和浓硫酸制取二氧化硫,A不正确;二氧化硫密度比空气大,因此应该长进短出,B错误;二氧化硫溶于水生成亚硫酸能使石蕊溶液变红,C正确;二氧化硫和硫氢酸反应时,二氧化硫中S化合价降低,体现了氧化性,D错误;
【小问4详解】
当生成亚硫酸氢钠时吸收的二氧化硫最多,因此NaOH,最多吸收0.3ml×22.4L/ml=6.72L二氧化硫;当只吸收0.1ml二氧化硫时,溶质包括0.1mlNaOH、0.1mlNa2SO3,亚硫酸为弱酸,微弱的水解出亚硫酸氢根离子、亚硫酸和氢氧根离子,因此阴离子浓度从大到小顺序为:;
【小问5详解】
加热时,因此剩余溶液主要溶质为;
【小问6详解】
根据电荷守恒:,pH=7时溶液中氢离子和氢氧根离子浓度相等,则;,此时,从图中可以读出,则;
【小问7详解】
,,则,因此亚硫酸氢根离子的电离程度大于其水解程度,因此,溶液呈酸性;
【小问8详解】
消石灰为氢氧化钙,相比氢氧化钠更加便宜易得,而使用消石灰时生成的亚硫酸钙难溶,亚硫酸钠易溶,因此使用钙碱法时需要定期除垢。
三、合成氨及其工业应用
3. 与氨气相关的化学变化是氮循环和转化的重要一环,对生产、生活有重要的价值。
(1)下图转化途径中属于“固氮”的是___________。
A. ④⑤⑥B. ①③④C. ①⑤⑦D. ②⑧⑨
(2)合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法,其反应历程和能量变化的简图如下:(图中表示物质吸附在催化剂表面时的状态)
①由图可知合成氨反应的___________,对总反应速率影响较大的是步骤___________。(填写编号)
②若改变某一条件,使合成氨的化学反应速率加快,下列解释正确的是___________。
A.升高温度,使单位体积内活化分子百分数增加
B.增加反应物的浓度,使单位体积内活化分子百分数增加
C.使用催化剂,能降低反应活化能,使单位体积内活化分子数增加
D.增大压强,能降低反应的活化能,使单位体积内活化分子数增加
(3)氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料,利用的燃烧反应()能设计成燃料电池,其工作原理如图所示。电极为___________(选填“正”或“负”)极;电极的电极反应式为___________;当正负极共消耗(标准状况)气体时,通过负载的电子数为___________个。
合成氨厂的可用于合成重要化工原料,主要反应为:,向两个容积固定为的密闭容器中分别充入比例相同,但总量不同的和气体,的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如下图所示。
(4)①若时,向容器中充入气体(和),反应至时达到平衡,则内的平均反应速率___________。
②由上图可判断该反应是___________(选填“吸热”或“放热”)反应,在___________(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
③判断图中、相对大小,并说明理由。___________。
【答案】(1)B (2) ①. -92.2 ②. ③ ③. AC
(3) ①. 正 ②. ③.
(4) ①. ②. 放热 ③. 较低 ④. 在恒容、恒温条件下,增大反应物总量(原料比例相同),相当于加压,平衡向正反应方向进行,的平衡转化率增大。读图可知,同在时,曲线对应的平衡转化率比曲线高,所以初始充入物质的量多,即
【小问1详解】
氮固定指的是将游离态的氮转化为化合物,符合要求的是①③④;
【小问2详解】
由图中可知,氮气和氢气反应生成氨气焓变为-(500-100-307.8)kJ/ml=-92.2kJ/ml;活化能越大,对化学反应速率影响越大,故对总反应影响最大的是步骤③;升高温度,使分子的能量增大,活化分子百分数增大,A正确;增大反应物浓度,单位体积内分子总数增多,但活化分子百分数不变,单位体积内活化分子总数增多,B错误;催化剂降低活化能,增大活化分子百分数,C正确;增大压强,不能改变活化能,D错误;
【小问3详解】
电极b氧气得电子被还原,是正极,则电极a为负极,氨气失电子被氧化为氮气,电极反应方程为:;4NH3~12e-~3O2,当正负极总共消耗气体时,转移电子数为;
【小问4详解】
根据化学反应速率之比等于对应化学计量数之比有:;升高温度平衡氢气的转化率降低,平衡逆向移动,则反应正向放热,反应正向体积减小,,当时,T较小,该反应低温自发;反应正向体积减小,在恒容、恒温条件下,增大反应物总量(原料比例相同),相当于加压,平衡向正反应方向进行,的平衡转化率增大。读图可知,同在时,曲线对应的平衡转化率比曲线高,所以初始充入物质的量多,即。
四、石油和煤为原料的有机合成
4. 以石油和煤为原料可以合成各种用途广泛的有机产品。合成3-苯基-2-丁烯醛D()和苯丙氨酸H()的路线如下:
已知:①(、、均可以是烃基或氢原子)
②同一个碳原子不能同时连两个轻基,不稳定,会自动脱水:
(1)煤加工获得煤焦油的方法是___________。
A 分馏B. 干馏C. 裂化D. 裂解
(2)反应①~④中,属于加成反应的是___________。
A. 反应①B. 反应②C. 反应③D. 反应④
(3)B中官能团的名称为___________。
(4)写出反应⑥的化学反应方程式___________。
(5)检验D中碳碳双键可使用的试剂是___________。
(6)D的同分异构体有多种,写出一种满足下列条件的结构简式。___________
①会使氯化铁溶液发生颜色变化,②核磁共振氢谱图如下:
(7)下列有关H(苯丙氨酸)的描述正确的是___________。
A. 能溶于水B. 与甘氨酸()互为同系物
C. 不存在立体异构D. 能自身反应形成高分子化合物
(8)反应⑧需要控制pH的理由是___________。
(9)参照上述信息和流程,设计以为原料合成的合成路线___________。
(合成路线常用的表示方式为:甲乙……目标产物)
【答案】(1)B (2)AC
(3)醛基 (4)
(5)溴的四氯化碳溶液
(6)或 (7)AD
(8)pH偏小时,苯丙氨酸中氨基会发生反应,pH偏大时,丙氨酸中羧基会发生反应所以若要得到该产品,必须控制pH在合理范围
(9)
【分析】乙烯和水发生加成生成乙醇,催化氧化为乙醛;乙苯和氯气在光照条件下取代得到或,为E', E'在氢氧化钠溶液中水解得到为F', 和HCN加成得到,和氨气发生取代反应生成,再水解得到苯丙氨酸;E为水解生成,和乙醛发生反应得到在加热条件下生成。
【小问1详解】
分馏、裂化、裂解都是石油工业,从煤中获取煤焦油利用煤的干馏;
【小问2详解】
据分析,应①~④中加成反应有①③;
【小问3详解】
B为乙醛,其官能团为醛基;
【小问4详解】
⑥为在氢氧化钠溶液中共热水解,再发生脱水的反应:;
【小问5详解】
因为D中有碳碳双键和醛基,为了防止醛基影响利用溴的四氯化碳溶液检验碳碳双键;
【小问6详解】
D的同分异构体中会使氯化铁溶液颜色发生变化,则含有粉羟基,核磁共振氢谱有4个峰,面积之比为6:2:1:1,则有或满足条件;
【小问7详解】
苯丙氨酸H()有羧基和氨基都是亲水基团,能溶于水;有苯环和甘氨酸不是同系物;有一个手性碳存在对映异构;有氨基和羧基因此能滋生反应形成高分子化合物,故选AD;
【小问8详解】
生成物苯丙氨酸中有氨基和羧基,pH偏小时,苯丙氨酸中氨基会发生反应,pH偏大时,丙氨酸中羧基会发生反应所以若要得到该产品,必须控制pH在合理范围
【小问9详解】
乙醛和HCN发生加成反应生成,再和氨气发生取代生成,水解生成,合成路线为:。
五、认识氧化铁黄
5. 氧化铁黄(化学式为)是一种黄色颜料,具有非常好的耐光性和耐碱性,是氧化铁的一水合物。工业上常以绿矾为原料制备。
(1)下列关于铁元素的认识正确的是___________。
A. 能存在于人体的血红蛋白中B. 是地壳中含量最多的金属元素
C. 单质是人类最早使用的金属D. 铁的氧化物都具有致密的结构
(2)制备氧化铁黄的关键步骤是溶液的氧化。为探究影响氧化溶液快慢的因素,现利用、蒸馏水和稀配制四组溶液进行实验,实验结果如下表:
①对比实验Ⅰ和Ⅱ可知,实验中影响氧化快慢的因素是___________;
②综合对比分析四组实验,简述影响氧化溶液快慢的决定因素。___________。
制备的工艺流程包含如下环节
(3)若在实验室完成上述制备,一定不需要的仪器是___________。
A. 烧杯B. 漏斗C. 玻璃棒D. 蒸发血
(4)模拟氧化时,相关变化记录如图。
时段,逐渐减小的原因是反应生成了,配平下列化学方程式:___________。
______________________=____________
时段,经历的反应为:,该过程继续平缓下降的原因可能是:___________。(任写一条)
(5)判断流程中产品是否洗涤干净的方法是:___________。
氧化铁黄()纯度可以通过产品的耗酸量确定,如下图所示。
已知:(配合离子),不与稀碱液反应。
(6)①在溶液中滴加标准溶液时,发生反应的离子方程式为___________;
②若实验时加入了的,消耗,设氧化铁黄的式量为,则氧化铁黄样品纯度为___________;(用含、、、的代数式表示)
③测定时,若滴入不足量,会使实验结果___________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)A (2) ①. FeSO4溶液的浓度; ②. 分析四组实验可知,增大FeSO4溶液的浓度和提高溶液pH,都能加快氧化速率,对比实验Ⅲ和Ⅳ可知,实验Ⅲ,FeSO4溶液的浓度小而pH大,反应速率更快,说明溶液pH是影响氧化快慢的决定因素 (3)D
(4) ①. 4FeSO4+1O2+6H2O=4FeOOH+4H2SO4 ②. 随着水的消耗,硫酸浓度增大,导致pH平缓下降(合理即给分;如:12份Fe2+生成8份Fe3+,但pH平缓下降,所以可能的原因是Fe3+水解程度大于Fe2+的水解程度。)
(5)取最后一次洗涤液,加入BaCl2溶液,若出现白色沉淀,则洗涤不完全,若未出现浑浊,则洗涤干净
(6) ①. ②. ③. 偏小
【小问1详解】
A. 铁是血红蛋白的组成成分,A正确;
B. 铝是地壳中含量最多的金属元素,B错误;
C. Cu单质是人类最早使用的金属,C错误;
D. 三氧化二铁不具有致密的结构,D错误;
故选A。
【小问2详解】
①对比实验Ⅰ和Ⅱ可知,FeSO4溶液的浓度不同,实验中影响氧化快慢的因素是FeSO4溶液的浓度;
②综合对比分析四组实验,增大FeSO4溶液的浓度和提高溶液pH,都能加快氧化速率,对比实验Ⅲ和Ⅳ可知,实验Ⅲ,FeSO4溶液的浓度小而pH大,反应速率更快,说明溶液pH是影响氧化快慢的决定因素。
【小问3详解】
过滤、洗涤需要用到烧杯、漏斗、玻璃棒,一定不需要的仪器是蒸发血,
故选D。
【小问4详解】
时段,逐渐减小的原因是反应生成了,反应中,Fe2+由+2价升高为+3价,O2由0价降低为-2价,由得失电子守恒,配平为4FeSO4+1O2+6H2O=4FeOOH+4H2SO4。时段,经历的反应为:,该过程继续平缓下降的原因可能是:随着水的消耗,硫酸浓度增大,导致pH平缓下降(合理即给分;如:12份Fe2+生成8份Fe3+,但pH平缓下降,所以可能的原因是Fe3+水解程度大于Fe2+的水解程度。)。
【小问5详解】
制备过程含有杂质硫酸根离子,则判断流程中产品是否洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤液,加入BaCl2溶液,若出现白色沉淀,则洗涤不完全,若未出现浑浊,则洗涤干净。
【小问6详解】
①在溶液中滴加标准溶液时,多余的硫酸和氢氧化钠发生酸碱中和反应,离子方程式为;
②由信息知滴定时是剩余的氢离子和氢氧根发生反应,结合关系可算出每份溶液中剩余的氢离子物质的量为n2ml,所以铁黄溶解后溶液中剩余的总氢离子物质的量为n2ml,又氢离子总物质的量为2n1ml,即铁黄消耗氢离子物质的量为2n1ml-n2ml,结合FeOOH+3H+=Fe3++2H2O可算出样品中铁黄的物质的量为,即铁黄产品的纯度为×100%;
③测定时,若滴入不足量,铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化铁,消耗的氢氧化钠偏多,会使实验结果偏小。A.制取
B.收集
C.验证水溶液的酸性
D.验证的还原性
实验编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
0.5
0.25
0.25
0.5
溶液pH
2.9
2.9
3.5
3.3
初始颜色
浅绿色
浅绿色,较Ⅰ浅
浅绿色,同Ⅱ
浅绿色,同Ⅰ
后颜色
浅绿色
浅绿色
黄绿色
浅绿色
后颜色
黄绿色
浅绿色
黄色
黄绿色
后颜色
浅黄色
浅黄色,较I浅
黄色,较Ⅳ浅
黄色
A.制取
B.收集
C.验证水溶液的酸性
D.验证的还原性
实验编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
0.5
0.25
0.25
0.5
溶液pH
2.9
2.9
3.5
3.3
初始颜色
浅绿色
浅绿色,较Ⅰ浅
浅绿色,同Ⅱ
浅绿色,同Ⅰ
后颜色
浅绿色
浅绿色
黄绿色
浅绿色
后颜色
黄绿色
浅绿色
黄色
黄绿色
后颜色
浅黄色
浅黄色,较I浅
黄色,较Ⅳ浅
黄色
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