江苏省普通高等学校招生考试2024届高三考前模拟测试卷(十)化学试题(含答案)
展开这是一份江苏省普通高等学校招生考试2024届高三考前模拟测试卷(十)化学试题(含答案),共13页。试卷主要包含了5 Ti—48 V—51, 下列说法正确的是等内容,欢迎下载使用。
(满分100分,考试时间75分钟)
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Cl—35.5 Ti—48 V—51
一、 单项选择题:共13小题,每小题3分,共计39分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 党的二十大报告指出“推动绿色发展,促进人与自然和谐共生”。下列做法不合理的是( )
A. 研制可降解塑料,控制白色污染产生 B. 研发新能源汽车,降低汽油柴油消耗
C. 开发利用天然纤维,停止使用合成材料 D. 研究开发生物农药,减少作物农药残留
2. 工业制取SO2的主要反应为4FeS2+11O2 eq \(=====,\s\up7(煅烧)) 2Fe2O3+8SO2。下列说法正确的是( )
A. 中子数为10的氧原子: eq \\al(18, 8) O B. Fe2+价层电子排布式为3d54s1
C. SO2分子空间构型为直线形 D. 硫原子结构示意图:
3. 下列物质性质与用途具有对应关系的是( )
A. Na2O2呈淡黄色,可用作供氧剂 B. NaCl熔点较高,可用于制取NaOH
C. Na2CO3溶液呈碱性,可用于除油污 D. NaHCO3易分解,可用于治疗胃酸过多
4. X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大且不超过20的主族元素。X是地壳中含量最多的元素,Y基态原子核外s能级和p能级电子数相等,Z与X同主族,Q的焰色试验呈紫色。下列说法正确的是( )
A. 简单离子半径:Z>X>Y
B. X的第一电离能比同周期的相邻元素的大
C. Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
D. Q最高价氧化物对应水化物的碱性比Y的弱
5. 一种将CO2催化转化为C2H4的电化学装置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该装置工作过程中化学能转化为电能
B. 铂电极发生的反应为2CO2+12H+-12e-===C2H4+4H2O
C. 工作过程中玻碳电极区溶液的pH增大
D. 每产生标准状况下11.2 L O2时,理论上有2 ml H+通过质子交换膜
阅读下列材料,完成6~8题。
NH3易液化,能与多种物质发生反应。将金属钠投入液氨中有H2产生,NH3能与CaCl2结合生成CaCl2·8NH3,加热条件下NH3能将CuO还原成Cu。NH3可用于制取肼(N2H4)和尿素[CO(NH2)2]等,工业上常用浓氨水检验输送氯气的管道是否泄漏,泄漏处有白烟生成。工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ·ml-1。
6. 实验室制取NH3并探究其性质,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A. 用装置甲制取NH3 B. 用装置乙干燥NH3
C. 用装置丙收集NH3 D. 用装置丁探究NH3的还原性
7. 下列说法正确的是( )
A. N2H4分子中的H—N—H键角为120°
B. NH3与Cl2反应生成的白烟成分为NH4Cl
C. 金属钠与液氨反应体现了NH3的还原性
D. NH3易液化是由于NH3与H2O分子间形成氢键
8. 对于工业合成氨的反应,下列说法正确的是( )
A. 使用高效催化剂可减小ΔH
B. 适当降温或加压,反应的平衡常数都增大
C. 及时将体系中的NH3液化分离有利于平衡正向移动
D. 用E表示键能,则E(NN)+3E(H—H)-6E(N—H)=92.4 kJ·ml-1
9. 首例有机小分子催化剂催化的不对称Aldl反应如下:
下列说法正确的是( )
A. X分子中σ键和π键数目之比为3∶1
B. Y的名称为3氨基苯甲醛
C. Z不能发生消去反应
D. 存在对映异构现象
10. 无水FeCl3常用作芳烃氯代反应的催化剂。以废铁屑(主要成分Fe,还有少量Fe2O3、C和SiO2)制取无水FeCl3的流程如下。下列说法正确的是( )
A. “过滤”所得滤液中大量存在的离子有Fe3+、Fe2+、H+、Cl-
B. “氧化”时可使用新制氯水作氧化剂
C. 将“氧化”后的溶液蒸干可获得FeCl3·6H2O
D. “脱水”时加入SOCl2能抑制FeCl3的水解,原因是SOCl2与水反应生成H2SO4和HCl
11. 室温下,取四根打磨后形状大小相同的镁条,通过下列实验探究镁在溶液中的反应。
实验1 将镁条放入滴有酚酞的蒸馏水中,无明显现象。加热溶液,镁条表面产生气泡,溶液逐渐变红。
实验2 将镁条放入滴有酚酞的1 ml·L-1 NH4Cl溶液中,产生气泡,溶液逐渐变红。
实验3 将镁条放入滴有酚酞的1 ml·L-1 CH3COONH4溶液(pH≈7)中,产生气泡,溶液逐渐变红。
实验4 将镁条放入滴有酚酞的1 ml·L-1 NaCl溶液中,产生气泡,溶液逐渐变红。
下列基于相应实验现象得出的结论不正确的是( )
A. 实验1加热时发生反应的化学方程式为Mg+2H2O eq \(=====,\s\up7(△)) Mg(OH)2+H2↑
B. 实验2反应后的溶液中存在:c(Cl-)<2c(Mg2+)+c(NH eq \\al(+,4) )
C. 实验3产生的气体中可能含NH3
D. 实验1和实验4表明Cl-对Mg与H2O反应有催化作用
12. 常温下,将FeSO4溶液与NH4HCO3溶液混合,可制得FeCO3,混合过程中有气体产生。已知:Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Ksp(FeCO3)=3.13×10-11。下列说法不正确的是( )
A. 向100 mL pH=10的氨水中通入少量CO2,反应后溶液中存在:c(CO eq \\al(2-,3) )>c(HCO eq \\al(-,3) )
B. 0.1 ml·L-1 NH4HCO3溶液中:c(H2CO3)>c(CO eq \\al(2-,3) )+c(NH3·H2O)
C. 生成FeCO3的离子方程式为Fe2++2HCO eq \\al(-,3) ===FeCO3↓+CO2↑+H2O
D. 生成FeCO3沉淀后的上层清液中:c(Fe2+)·c(CO eq \\al(2-,3) )=Ksp(FeCO3)
13. 用CO2和H2可以合成甲醇。其主要反应如下:
反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g);ΔH1=-58 kJ·ml-1
反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g);ΔH2=+41 kJ·ml-1
在恒容密闭容器内,充入1 ml CO2和3 ml H2,测得平衡时CO2转化率、CO和CH3OH选择性随温度变化如图所示[选择性= eq \f(n(CO)或n(CH3OH),n(CH3OH)+n(CO)) ×100%]。下列说法正确的是( )
A. 270 ℃时主要发生反应Ⅱ
B. 230 ℃下缩小容器的体积,n(CO)不变
C. 250 ℃下达平衡时,n(H2O) =0.12 ml
D. 其他条件不变,210 ℃比230 ℃平衡时生成的CH3OH更多
二、 非选择题:共4题,共61分。
14. (16分)从废脱硝催化剂(主要成分为TiO2、V2O5)中回收TiO2和V2O5具有重要意义。
(1) 碳氯化—氧化法提取TiO2。将粉碎后的催化剂渣料与过量焦炭混合投入高温氯化炉充分反应,将生成的TiCl4与其他气体分离,并将其氧化得TiO2。该过程主要涉及以下反应:
反应Ⅰ TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(g)+2CO(g);ΔH1
反应Ⅱ TiCl4(g)+O2(g)===TiO2(s)+2Cl2(g);ΔH2=-172 kJ·ml-1
已知常压下TiCl4的沸点为136.4 ℃,C的燃烧热ΔH=-393.5 kJ·ml-1,CO的燃烧热ΔH=-283 kJ·ml-1。
① 反应Ⅰ的ΔH1= kJ·ml-1。
② 从反应Ⅰ的混合体系中分离出TiCl4的措施是 。
③ 氯化炉中生成CO比生成CO2更有利于TiO2转化为TiCl4,其原因是________________________________________________________________________
。
(2) 碱溶法回收TiO2和V2O5。部分工艺流程如下:
“酸洗”时Na2Ti3O7转化为TiOCl2或TiOSO4; “水解”后得到H2TiO3。
① 写出“热碱浸取”时TiO2发生反应的离子方程式: 。
② 锐钛型和金红石型是TiO2最常见的两种晶体类型。煅烧H2TiO3过程中,TiO2会发生“锐钛型→金红石型”转化,固体质量残留率和晶型转化率随温度变化如图1所示,晶型转化过程中的能量变化如图2所示。设计用“过滤”所得Na2Ti3O7制备金红石型TiO2的操作方案: 。
金红石型TiO2的晶胞结构如图3所示,在图3中用“”圈出所有位于晶胞体内的原子。
③ 为测定回收所得V2O5样品的纯度,进行如下实验:称取2.000 g样品,用稀硫酸溶解、定容得100 mL(VO2)2SO4溶液。量取20.00 mL溶液放入锥形瓶中,加入10.00 mL 0.500 0 ml·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液(过量),再用0.010 00 ml·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液24.00 mL。滴定过程中发生如下反应(均未配平):VO eq \\al(+,2) +Fe2++H+―→VO2++Fe3++H2O; MnO eq \\al(-,4) +Fe2++H+―→Mn2++Fe3++H2O。
计算V2O5样品的纯度(写出计算过程)。
15. (14分)一种pH荧光探针的合成路线如下:
(1) B→C过程中发生反应的类型依次是加成反应、 (填反应类型)。
(2) B分子中碳原子的杂化轨道类型是 。
(3) C→D需经历C→X→D的过程。中间体X与C互为同分异构体,X的结构简式为 。
(4) D的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式: 。
① 能发生银镜反应,分子中有4种不同化学环境的氢;
② 水解后的产物才能与FeCl3溶液发生显色反应。
(5) 已知:RCHO eq \(――→,\s\up7(NH3),\s\d5(兰尼NiH2)) RCH2NH2 eq \(――→,\s\up7(R′CH2Cl),\s\d5(NaOH)) RCH2NHCH2R′。
写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
16. (17分)KIO3是重要的食品添加剂。实验室模拟工业制备KIO3的部分实验流程如下:
(1) “氧化”反应在图1所示装置中进行。先将KClO3与I2混合后放入气密性良好的三颈烧瓶中,加水充分溶解,在90 ℃下边搅拌边滴加20 mL 1 ml·L-1盐酸引发反应,停止滴加盐酸后持续搅拌40 min以上,得到热的KH(IO3)2溶液。
已知:KH(IO3)2不溶于有机溶剂。几种物质的溶解度随温度的变化如图2所示。
① 用12 ml·L-1盐酸配制100 mL 1.00 ml·L-1盐酸须使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、酸式滴定管、 。
② 检查图1所示装置气密性的操作为________________________________________________________________________
。
③ “氧化”过程中有少量黄绿色的气态副产物产生。用热的KOH溶液可吸收该气体并实现原料的循环利用。写出该吸收过程中发生反应的化学方程式: 。
④ 能说明反应已经进行完全的标志是 。
⑤ 实际工业进行“氧化”反应时,需要在反应设备上连接冷凝回流装置,其目的是________________________________________________________________________
。
(2) 除去KH(IO3)2溶液中稍过量I2的实验方法是 。
(3) 利用提纯得到的KH(IO3)2粗品(含少量KCl)制备纯净KIO3的实验方案为________________________________________________________________________
。
(须使用的实验药品:KOH溶液、稀硝酸、AgNO3溶液、冰水)
17. (14分)化学需氧量(COD)是指用强氧化剂将1 L废水中的还原性物质氧化为二氧化碳和水所消耗的氧化剂的量,并换算成以O2为氧化剂时所消耗O2的质量。水体COD值常作为水体中有机污染物相对含量的综合指标之一。Fentn(Fe2+/H2O2)法能产生Fe3+和具有强氧化性的羟基自由基(·OH)并引发一系列链式反应,被广泛应用于有机废水的治理。
(1) 羟基自由基(·OH)的电子式为 。
(2) 分别取初始pH=4、COD=80的废水200 mL,加入2 mL H2O2,改变起始投加FeSO4·7H2O的量,反应相同时间,测得反应后水样COD随Fe2+投加量的关系如图1所示。当Fe2+投加量超过1 g·L-1时,反应后水样COD不降反升的原因可能是
________________________________________________________________________
。
(3) 已知·OH更容易进攻有机物分子中电子云密度较大的基团。1丁醇比正戊烷更容易受到·OH进攻的原因是________________________________________________________________________
。
(4) 在Fentn法的基础上改进的基于硫酸根自由基(SO eq \\al(·-,4) )的氧化技术引起关注。研究发现,一种Mn3O4—石墨烯纳米复合材料对催化活化S2O eq \\al(2-,8) 产生SO eq \\al(·-,4) 具有很好的效果。S2O eq \\al(2-,8) 结构为
① 与Fe2+/H2O2试剂相比,Mn3O4—石墨烯/S2O eq \\al(2-,8) 的使用范围更广。SO eq \\al(·-,4) 在强碱性条件下反应生成·OH,写出该反应的离子方程式: 。
② 一种制取Mn3O4—石墨烯纳米复合材料的物种转化关系可表示如下(GO表示石墨烯):
在石墨烯表面制得1 ml Mn3O4,理论上需要消耗NaBH4的物质的量为 ml。
③ 利用该复合材料催化活化S2O eq \\al(2-,8) 并去除废水中有机污染物的可能反应机理如图2所示,该机理可描述为________________________________________________________________________ 。
江苏省普通高等学校招生考试高三模拟测试卷(十)
1. C 解析:A项,“白色污染”是指不可降解的塑料,若采用可降解塑料,会减少大量的“白色污染”,正确;B项,新能源汽车如电动汽车、氢能汽车,可以减少汽油柴油的使用,正确;C项,有些合成材料是必需品,不可能停止使用,错误;D项,生物农药对人体的伤害少,正确。
2. A 解析:A项, eq \\al(18, 8) O的质量数为18,质子数为8,中子数=质量数-质子数=18-8=10,正确;B项,Fe的价层电子排布式为3d64s2,Fe先失去4s上面的电子,则Fe2+价层电子排布式为3d6,错误;C项,SO2中S的孤电子对为 eq \f(6-2×2,2) =1,价层电子对为1+2=3,则S为sp2杂化,空间构型为V形,错误;D项,S原子的最外层电子数为6,错误。
3. C 解析:A项,Na2O2可以与人呼出的CO2反应生成O2,与其颜色无关,错误;B项,电解饱和食盐水生成NaOH,与NaCl导电性有关,与其熔点无关,错误;C项,油脂在碱性条件下可以发生水解,Na2CO3溶液显碱性,可以使油脂水解而除去,正确;D项,NaHCO3可以与胃酸(HCl)反应,与其稳定性无关,错误。
4. A 解析:X是地壳中含量最多的元素,为O元素;Y基态原子核外s能级和p能级电子数相等,且原子序数比X大,则Y的核外电子排布式为1s22s22p63s2,为Mg元素,Z与X同主族,则Z为S元素,Q的焰色试验呈紫色,则Q为K元素,S与K之间的主族元素只有Cl,则W为Cl元素。A项,S2-为三个电子层,半径最大,O2-和Mg2+具有相同的电子层,Mg的核电荷数越大,半径越小,则有半径:S2->O2->Mg2+,正确;B项,O的电离能比N、F均小,错误;C项,Cl的非金属性强于S,则热稳定性:HCl>H2S,错误;D项,K的金属性强于Mg,则碱性:KOH>Mg(OH)2,错误。
5. D 解析:A项,CO2转化为C2H4,H2O转化为O2,均需要外界吸收能量,在电解时发生转化,故该装置为电能转化为化学能,错误;B项,CO2转化为C2H4,C的化合价由+4转化为-2,得到电子,错误;C项,H2O转化为O2,O的化合价升高,失去电子,电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+,pH减小,错误;D项,n(O2)=11.2 L/22.4 L·ml-1=0.5 ml,转移电子数为0.5 ml×4=2 ml,电路中转移的电子数与溶液中H+的迁移数相等,则有2 ml H+通过质子交换膜,正确。
6. B 解析:A项,NH4Cl和Ca(OH)2加热条件制NH3,正确;B项,NH3与CaCl2可生成CaCl2·8NH3,故不可用CaCl2干燥NH3,错误;C项,NH3的密度比空气小,应从短管进气,将丙中的空气排出,正确;D项,NH3与CuO反应生成Cu和N2,方程式为2NH3+3CuO eq \(=====,\s\up7(△)) 3Cu+N2+3H2O,NH3表现为还原性,正确。
7. B 解析:A项,N2H4的结构为,N上面存在一个孤电子对,N为sp3杂化,不是平面型结构,则H—N—H键角不是120°,错误;B项,NH3与Cl2反应生成HCl和N2,HCl与NH3反应生成白烟为NH4Cl,正确;C项,NH3中H为+1价,与钠反应生成H2,H的化合价降低,则NH3表现为氧化性,错误;D项,NH3液化是NH3与NH3分子间形成氢键,液化时并没有水参与,错误。
8. C 解析:A项,催化剂不可改变焓变,错误;B项,平衡常数仅与温度有关,错误;C项,将生成物移走,可以促使平衡正向移动,正确;D项,ΔH=E(反应物键能之和)-E(生成物键能之和)=E(NN)+3E(H—H)-6E(N—H)=-92.4 kJ·ml-1,错误。
9. D 解析:A项,X分子的结构式为,单键均为σ键,双键中有1个σ键和1个π键,则X中σ键和π键数目之比为9∶1,错误;B项,醛基的对位为硝基,不是氨基,编号为与醛基相连的苯环上的碳为1号,则硝基为4号,故命名为4硝基苯甲醛,错误;C项,醇羟基相邻的碳上存在βH,可以发生消去,错误;D项,与羧基相连的碳原子为手性碳(标*号),则 存在对映异构现象,正确。
10. B 解析:A项,废铁屑主要成分Fe,Fe2O3的量很少,与HCl反应生成的Fe3+,会被过量的Fe反应生成Fe2+,故不存在大量的Fe3+,错误;B项,氯水氧化Fe2+生成Fe3+,不会引入新杂质,错误;C项,将FeCl3溶液在HCl的氛围中蒸发可得FeCl3·6H2O晶体,不可将溶液蒸干,会失去结晶水,错误;D项,SOCl2中S为+4价,水解时,元素的化合价不发生变化,则应生成H2SO3,错误。
11. D 解析:A项,Mg与H2O反应产生的气泡为H2,生成的Mg(OH)2显碱性,可以使酚酞变红,正确;B项,NH eq \\al(+,4) 水解显酸性,NH eq \\al(+,4) +H2O⇌NH3·H2O+H+,Mg与H+反应生成Mg2+和H2,促进NH eq \\al(+,4) 的水解,生成更多的NH3·H2O,溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),由电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(NH eq \\al(+,4) )+2c(Mg2+),则有c(Cl-)<2c(Mg2+)+c(NH eq \\al(+,4) ),正确;C项,由实验2的现象推知,Mg与NH eq \\al(+,4) 反应生成H2和NH3,正确;D项,对比实验1和4,加入NaCl可以促进Mg与水的反应,可能是Cl-也可能是Na+起催化作用,错误。
12. A 解析:A项,Ka2(H2CO3)= eq \f(c(CO eq \\al(2-,3) )·c(H+),c(HCO eq \\al(-,3) )) =4.7×10-11,pH=10,得 eq \f(c(CO eq \\al(2-,3) ),c(HCO eq \\al(-,3) )) =0.47,通入CO2后,使pH减小,c(H+)增大,而Ka2(H2CO3)不变,则 eq \f(c(CO eq \\al(2-,3) ),c(HCO eq \\al(-,3) )) 减小,即 eq \f(c(CO eq \\al(2-,3) ),c(HCO eq \\al(-,3) )) <0.47<1,则c(CO eq \\al(2-,3) )<c(HCO eq \\al(-,3) ),错误;B项,NH4HCO3溶液中NH eq \\al(+,4) 水解显酸性,NH eq \\al(+,4) +H2O⇌NH3·H2O+H+,Kh(NH eq \\al(+,4) )= eq \f(c(NH3·H2O)·c(H+),c(NH eq \\al(+,4) )) = eq \f(c(NH3·H2O)·c(H+)·c(OH-),c(NH eq \\al(+,4) )·c(OH-)) = eq \f(Kw,Kb) = eq \f(10-14,1.8×10-5) =5.55×10-10,HCO eq \\al(-,3) 水解显碱性,HCO eq \\al(-,3) +H2O⇌H2CO3+OH-,Kh(HCO eq \\al(-,3) )= eq \f(c(H2CO3)·c(OH-),c(HCO eq \\al(-,3) )) = eq \f(c(H2CO3)·c(OH-)·c(H+),c(HCO eq \\al(-,3) )·c(H+)) = eq \f(Kw,Ka1) = eq \f(10-14,4.5×10-7) =2.22×10-8,Kh(HCO eq \\al(-,3) )>Kh(NH eq \\al(+,4) ),则溶液显碱性,由NH4HCO3的质子守恒方程式知c(NH3·H2O)+c(CO eq \\al(2-,3) )+c(OH-)=c(H2CO3)+c(H+),c(OH-)>c(H+),则c(NH3·H2O)+c(CO eq \\al(2-,3) )<c(H2CO3),正确;C项, HCO eq \\al(-,3) 电离出H+和CO eq \\al(2-,3) ,CO eq \\al(2-,3) 与Fe2+反应生成FeCO3沉淀,电离出的H+与另一个HCO eq \\al(-,3) 反应生成CO2和H2O,正确;D项,生成FeCO3沉淀后的上层清液中,上层清液中Fe2+与CO eq \\al(2-,3) 达到沉淀溶解平衡,则有c(Fe2+)·c(CO eq \\al(2-,3) )=Ksp(FeCO3),正确。
13. C 解析:A项,随着温度的升高,反应Ⅰ的选择性减小,对应题图中下降的曲线,另CH3OH的选择性与CO的选择性之和为1,则题图中最下面的曲线为CO的选择性,另一曲线对应CO2的转化率,270 ℃时,图中CH3OH的选择性大于CO的选择性,则以反应Ⅰ为主,错误;B项,加压时,反应Ⅰ正向移动,n(CO2)、n(H2)减小,则导致反应Ⅱ逆向移动,n(CO)减小,错误;C项,250 ℃下达平衡时,CO2的转化率为12%,由反应Ⅰ和Ⅱ方程式知,反应1 ml CO2均生成1 ml H2O,则转化的CO2为1 ml×12%=0.12 ml,则生成的n(H2O)=0.12 ml,正确;D项,210 ℃时,CO2的平衡转化率为5.6%,CH3OH的选择性为82%,则n(CH3OH)=1 ml×5.6%×82%≈0.046 ml,230 ℃时,CO2的平衡转化率为8.4%,CH3OH的选择性为79%,则n(CH3OH)=1 ml×8.4%×79%≈0.066 ml,则230 ℃平衡时生成的CH3OH更多,错误。
14. (16分)
(1) ① -49(2分)
② 将含有TiCl4、CO、Cl2的气体混合物通过热交换器降温冷凝(2分)
③ 与生成CO2相比,生成CO使反应Ⅰ的ΔS更大,更有利于反应正向进行(2分)
(2) ① 3TiO2+2Na++2OH- eq \(=====,\s\up7(△)) Na2Ti3O7+H2O(2分)
② 用HCl酸洗Na2Ti3O7,将生成的TiOCl2充分水解后,过滤、洗涤得到H2TiO3,在950 ℃下煅烧H2TiO3至恒重(3分)
(2分)
③ 根据得失电子守恒可得:n(Fe2+)=2n(V2O5)+5n(MnO eq \\al(-,4) )
n(V2O5)= eq \f(n(Fe2+)-5n(MnO eq \\al(-,4) ),2)
= eq \f(0.500 0 ml·L-1×0.010 00 L-5×0.010 00 ml·L-1×0.024 00 L,2) × eq \f(100 mL,20 mL) =0.009 500 ml
m(V2O5)=182 g·ml-1×0.009 500 ml=1.729 g
w= eq \f(m(V2O5),m(样品)) ×100%= eq \f(1.729 g,2.000 g) ×100%=86.45%(3分)
解析:(1) ① 由C的燃烧热ΔH=-393.5 kJ·ml-1,CO的燃烧热ΔH=-283 kJ·ml-1,可以写出热化学方程式为C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-393.5 kJ·ml-1①,CO(g)+ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g);ΔH=-283 kJ·ml-1 ②,依据盖斯定律,用“反应①×2-反应Ⅱ-反应②×2”,得ΔH1=-393.5 kJ·ml-1×2-(-172 kJ·ml-1)-(-283 kJ·ml-1)×2=-49 kJ·ml-1。② 反应Ⅰ的混合体系中有Cl2(g)、CO(g)和TiCl4(g),常压下TiCl4的沸点为136.4 ℃,比Cl2(g)和CO(g)高得多,通过降温冷凝,使TiCl4变为液态,与Cl2和CO得以分离。③ 生成CO2时,反应方程式为TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)===TiCl4(g)+CO2(g),生成CO时,反应方程式为TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(g)+2CO(g),由两个反应方程式中反应前后气体的物质的量变化相比知,生成CO时,气体物质的量增大更多,即熵增较大,所以生成CO时,反应更容易转化。(2) ① TiO2和V2O5通过“热碱浸取”时,TiO2与NaOH反应,生成一种含Ti的沉淀和NaVO3溶液。由已知“酸洗”时Na2Ti3O7转化为TiOCl2或TiOSO4,推知,含Ti的沉淀为Na2Ti3O7。若生成1 ml Na2Ti3O7,则需要2 ml NaOH、3 ml TiO2参加反应,由H、O原子守恒知,产生H2O为1 ml。② 由题图2知,含有SO eq \\al(2-,4) 的TiO2的活化能较高,所以选用HCl洗涤Na2Ti3O7转化为TiOCl2,再水解得H2TiO3。由题图1知,温度在950 ℃时,H2TiO3分解生成TiO2,得“锐钛型→金红石型”晶型转化达100%。由金红石型的TiO2的晶胞图知,小黑球为8× eq \f(1,8) +1=2,由TiO2的化学式推知,属于晶胞的白球应有4个,由题图3知,白球有4个位于面上,属于晶胞的白球为4× eq \f(1,2) =2,故还有两个白球应位于晶胞内,这样白球共有为4个。由此晶胞内有1个黑球和2个白球,即中画圈的原子在晶胞内。③ V2O5与(VO2)2SO4中V均为+5价,所以计算中两者可以等量代换。(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2+与(VO2)2SO4溶液以及KMnO4溶液均会发生氧化还原反应。根据得失电子守恒,列出反应关系为n(Fe2+)=2n(V2O5)+5n(MnO eq \\al(-,4) ),由(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量以及消耗的KMnO4的物质的量,可以计算出n(V2O5),进而得出m(V2O5)以及V2O5的质量分数。
15. (14分)
(1) 消去反应(2分)
(2) sp2、sp3(2分)
(3) (2分)
解析:(1) 对比B、以及C的结构简式知,B中两个酯基中间的碳原子上的H原子先与中的醛基先发生加成反应生成,接着羟基发生消去反应生成C。(2) B中酯基上的碳原子为sp2杂化,其余碳原子为sp3杂化。(3) C→X→D的过程,中间体X与C互为同分异构体,则X是对C的结构简式进行重排,由D的结构简式推知,将 沿虚线处断开,再重新连接,得X的结构简式为。(4) D除苯环外,还有4个不饱和度,4个碳原子,5个氧原子。水解后的产物才能与FeCl3溶液发生显色反应,则含有酚酯,则还有3个碳原子、3个氧原子、3个不饱和度。分子能发生银镜反应,则说明含有醛基,由对称性知,含有3个醛基,则结构简式为(5) 由已知信息知,醛基可以与NH3反应生成氨基,氨基与卤代烃反应生成含氮化合物,所以合成中需要得到氨基化合物和含卤化合物。乙二醇先与O2催化氧化生成乙二醛,在NH3作用下生成H2NCH2CH2NH2。对比目标产物,六元环上有4个碳原子,所以另一条线,乙二醇先发生分子间脱水生成含有4个碳原子的醚,醇与卤化氢加热生成。在NaOH条件下,H2NCH2CH2NH2和反应,两个氯原子与H2NCH2CH2NH2中一个氨基生成HCl,得产物。
16. (17分)
(1) ① 100 mL容量瓶、胶头滴管(2分)
② 连接好装置,关闭分液漏斗活塞,将导管用乳胶管连接后插入水中,微热烧瓶,在导管口有气泡产生(2分)
③ 3Cl2+6KOH eq \(=====,\s\up7(△)) 5KCl+KClO3+3H2O(2分)
④ 溶液的pH不再变化(2分)
⑤ 冷凝回流I2和盐酸,提高原料利用率并防止污染空气(2分)
(2) 用CCl4萃取后分液 (2分)
(3) 将KH(IO3)2溶于水,向其中滴加KOH溶液至溶液pH>7,加热浓缩,冷却结晶,过滤,用冰水洗涤,直至最后一次洗涤滤液中加入稀硝酸和硝酸银无沉淀产生(5分)
解析:(1) ① 配制一定物质的量浓度的溶液,需要用到一定规格(100 mL)的容量瓶,在定容时,需要用到胶头滴管。② 将装置右侧导管插入水中,关闭分液漏斗活塞,微热烧瓶,若装置不漏气时,则会使烧瓶内的气压增大,导管口有气泡产生。③“氧化”过程中有少量黄绿色的气态物质产生,即为Cl2,热的KOH溶液吸收Cl2可实现原料的循环利用,该循环物质为KClO3,Cl元素的化合价升高,由氧化还原反应规律知,必有元素的化合价降低,则应有KCl生成,Cl2发生歧化反应,根据氯元素的升降总值相等,配平反应。④ 三颈烧瓶中反应物有I2、KClO3和HCl。溶液呈酸性,三颈烧瓶上插有pH计,通过观察溶液的pH不再变化时,即可说明三颈烧瓶内的反应已完成。⑤ 冷凝回流装置,可以将易挥发的盐酸、易升华的I2单质,冷凝回流至三颈烧瓶内,可继续反应,从而提高元素的利用率,也可以减少HCl对空气的污染。(2) KH(IO3)2不溶于有机溶剂,而I2可以溶于有机溶剂,故可以通过萃取法分离出I2。(3) KH(IO3)2制备KIO3,可以用KH(IO3)2与KOH反应即可,KIO3溶液为弱碱性,可以通过溶液pH略大7判断反应已完成。由KIO3溶解度曲线知,随着温度升高,其溶解度增大,则可通过蒸发浓缩,冷却结晶得到KIO3晶体,而少量的KCl析出的量较少,通过重结晶除去KCl。析出KIO3晶体后,过滤,再用冰水洗涤表面的KCl,通过判断洗涤滤液中是否含有Cl-,得出KIO3晶体是否洗干净。
17. (14分)
(1) H eq \\al(·,·) eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··)) eq \a\vs4\al(·) (2分)
(2) 溶液中c(Fe2+)过大,被还原的H2O2增多,生成的Fe3+催化H2O2分解生成O2速率加快,溶液中c(·OH)减小,氧化去除还原性有机物的速率减慢;过量Fe2+残留,会增加测量水样COD时强氧化剂的用量,造成水样COD测量值偏高(3分)
(3) 由于O的电负性比C大,1丁醇中羟基(—OH)的电子云密度比正戊烷中甲基(—CH3)、亚甲基(—CH2—)的电子云密度大,更易受到·OH的进攻(2分)
(4) ① SO eq \\al(·-,4) +OH-===·OH+SO eq \\al(2-,4) (2分)
② 3.75(2分)
③ S2O eq \\al(2-,8) 得到Mn3O4中Mn(Ⅱ)和石墨烯失去的电子,生成SO eq \\al(·-,4) 和SO eq \\al(2-,4) ;SO eq \\al(2-,4) 和Mn3O4中的Mn(Ⅲ)反应生成SO eq \\al(·-,4) 和Mn(Ⅱ);水体中的还原性有机污染物被SO eq \\al(·-,4) 氧化生成CO2和H2O(3分)
解析:(1) O的最外层有6个电子,H的最外层有1个电子,两个原子共用一个共用电子对,则O原子最外层变为7个电子,即羟基的电子式为H eq \\al(·,·) eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··)) eq \a\vs4\al(·) 。(2) ① H2O2的结构式为H—O—O—H,将过氧键断开,得2个HO·,其中1个HO·可以氧化Fe2+生成Fe3+,HO·生成H2O。由题图1知,Fe2+投加量小于1 g·L-1时,反应后的COD减小,原因是加入的Fe2+可以使H2O2生成更多的HO·,HO·氧化废水中的还原性物质速率快,废水中的还原性物质减少得多,则反应后COD的量减少。但是当Fe2+投加量超过1 g·L-1时,溶液中Fe2+浓度升高,被H2O2氧化生成Fe3+增多,Fe3+会催化H2O2分解,导致溶液中的c(·OH)减小,则HO·氧化还原性有机物的速率减慢,残留的还原性物质变多,则反应后COD的量增大。另外,Fe2+具有还原性,当Fe2+的量增多,使得水样中还原性的物质增多,则会导致处理水样时的氧化剂的量增多,即反应后COD的量增大。(3) 已知·OH更容易进攻有机物分子中电子云密度较大的基团。1丁醇与正戊烷相比,具有相同的丁基,相比较前者的羟基上的O比后者的甲基上的C的电负性大,所以羟基的电子云密度比甲基要大,所以醇更易被·OH进攻。(4) ① SO eq \\al(·-,4) 中S为+7价,在OH-作用下,生成HO·,OH-转化为HO·,O由-2价升至-1价,由氧化还原反应规律知,必有元素的化合价降低,则SO eq \\al(·-,4) 转化为SO eq \\al(2-,4) ,S由+7价降至+6价。根据S、O得失电子守恒配平反应,得SO eq \\al(·-,4) +OH-===·OH+SO eq \\al(2-,4) 。② NaBH4中B为+3价,H为-1价,NaBO2中B为+3价,NaBH4转化为H2,H的化合价由-1价升至0价,1 ml NaBH4参加反应生成H2时,转移的电子数为[0-(-1)]×4=4 ml。MnO eq \\al(-,4) 先转化为Mn2+,Mn2+再被空气中的O2氧化生成Mn3O4。由Mn守恒知,生成1 ml Mn3O4,则参加的MnO eq \\al(-,4) 为3 ml,MnO eq \\al(-,4) 转化为Mn2+,Mn的化合价变化5,转移的电子数为3 ml×5 = 15 ml,根据得失电子守恒有n(NaBH4)×4=15 ml,n(NaBH4)=3.75 ml。③ 1 ml由中间的过氧根断开,可生成2 ml SO eq \\al(·-,4) 。由题图2知,Mn(Ⅱ)失去电子生成Mn(Ⅲ),1 ml S2O eq \\al(2-,8) 得1 ml e-生成1 ml SO eq \\al(·-,4) 和1 ml X,1 ml SO eq \\al(·-,4) 得1 ml e-生成1 ml SO eq \\al(2-,4) ,即X为SO eq \\al(2-,4) 。由题图2知,Mn(Ⅱ)和石墨烯失去电子,S2O eq \\al(2-,8) 得电子生成SO eq \\al(·-,4) 和SO eq \\al(2-,4) ,SO eq \\al(2-,4) 失电子生成SO eq \\al(·-,4) ,Mn(Ⅲ)得电子生成Mn(Ⅱ),生成的SO eq \\al(·-,4) 将有机污染物氧化生成CO2和H2O。
相关试卷
这是一份2023年普通高等学校招生全国统一考试仿真模拟试卷(二)化学试题(4月),共14页。试卷主要包含了考生必须保持答题卡的整洁等内容,欢迎下载使用。
这是一份2023年山东省普通高等学校招生全国统一考试全真模拟化学试题,共11页。试卷主要包含了2kJ•ml-1等内容,欢迎下载使用。
这是一份2020山东省高三普通高等学校招生全国统一考试模拟卷化学试题含答案