江苏省普通高等学校招生考试2024届高三考前模拟测试卷(三)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(三)化学试题(含答案),共12页。试卷主要包含了5 Mn—55 Fe—56, 下列化学反应表示正确的是等内容,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 Mn—55 Fe—56
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. 化学实验需坚持安全第一、预防为主。下列实验操作错误的是( )
A. 先验纯再点燃H2 B. 用乙醇制乙烯时加入碎瓷片防暴沸
C. 制SO2时在通风橱中进行 D. 金属Na着火时立即用冷水扑灭
2. 胍()的盐是病毒核酸保存液的重要成分。下列说法正确的是( )
A. 胍分子间能够形成氢键 B. 胍中σ键与π键的数目之比为3∶1
C. 氨基(—NH2)的电子式为 D. 中子数为8的N原子可表示为 eq \\al(8,7) N
3. 铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是常用的食品添加剂。下列判断正确的是( )
A. 原子半径:r(Al)
阅读下列材料,完成5~7题。
含氰废水中氰化物的主要形态是HCN和CN-,CN-具有较强的配位能力,能与Cu+形成一种无限长链离子,其片段为;CN-结合H+能力弱于CO eq \\al(2-,3) 。氰化物浓度较低时,可在碱性条件下用H2O2或Cl2将其转化为N2;浓度较高时,可加入HCN、Fe和K2CO3溶液反应生成K4[Fe(CN)6]溶液。
5. 下列说法正确的是( )
A. 基态Fe2+核外电子排布式为[Ar]3d54s1
B. Cu+与CN-形成的离子的化学式为[Cu(CN)3]2-
C. K4[Fe(CN)6]中Fe2+的配位数为6
D. 某铁晶体(晶胞如右图所示)中与每个Fe紧邻的Fe数为6
6. 下列物质性质与用途具有对应关系的是( )
A. N2的化学性质稳定,可用于金属焊接保护
B. H2O2具有还原性,可用于处理含氰废水
C. FeCl3溶液显酸性,可用于刻蚀覆铜板
D. NaHCO3受热易分解,可用于治疗胃酸过多
7. 下列化学反应表示正确的是( )
A. NaCN溶液通入少量的CO2:CN-+CO2+H2O===HCN+HCO eq \\al(-,3)
B. Fe与HCN溶液反应:Fe+2HCN===Fe2++H2↑+2CN-
C. K2CO3水解:CO eq \\al(2-,3) +2H2O⇌2OH-+H2CO3
D. Cl2处理含氰废水:5Cl2+2CN-+4OH-===10Cl-+N2↑+4H++2CO2↑
8. 实验室以浓缩盐湖水(含Na+、Li+、Cl-和少量Mg2+、Ca2+)为原料制备高纯Li2CO3的实验流程如下:
Li2CO3溶解度曲线如右图所示,下列说法错误的是( )
A. “步骤Ⅰ”“步骤Ⅱ”中均需使用漏斗
B. “沉淀2”的主要成分为CaCO3
C. “操作X”依次为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥
D. “滤液3”经除杂后可用作氯碱工业的原料
9. 化合物Z是X和Br2反应的主产物,反应机理如下:
下列说法错误的是( )
A. X中所有碳原子共平面
B. X→Y过程中,X和Br2断开的都是σ键
C. Z存在顺反异构体
D. Z与足量H2加成后的产物分子中有2个手性碳原子
10. 某MOFs多孔超分子材料的空腔大小适配N2O4可将其“固定”得到R(如下图所示),实现从烟气中分离出N2O4并可制备HNO3。
已知反应2NO2(g)⇌N2O4(g);ΔH<0。下列说法正确的是( )
A. 图示过程属于氮的固定
B. 高温、高压下有利于从烟气中分离出N2O4
C. R在O2中水洗,可制得HNO3同时实现MOFs再生
D. 该MOFs材料也可用于储存H2
11. 室温下,下列实验探究方案能够达到探究目的的是( )
12. 室温下,某兴趣小组通过下列实验制备少量NaHCO3并探究其性质。
实验1:测得100 mL 14 ml·L-1氨水的pH约为12。
实验2:向上述氨水中加NaCl粉末至饱和,通入足量CO2后析出晶体。
实验3:将所得混合物静置后过滤、洗涤、干燥,得到NaHCO3。
实验4:配制100 mL一定浓度的NaHCO3溶液,测得pH为8.0。
下列说法正确的是( )
A. 依据实验1推测Kb(NH3·H2O)约为7×10-26
B. 依据实验2推测溶解度: NaHCO3>NaCl
C. 实验3所得滤液中:c(NH eq \\al(+,4) )+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
D. 实验4的溶液中:c(H2CO3)-c(CO eq \\al(2-,3) )=9.9×10-7 ml·L-1
13. CO2催化加氢可合成二甲醚,发生的主要反应如下:
反应Ⅰ: 2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g);ΔH1=-122.5 kJ·ml-1
反应Ⅱ: CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g);ΔH2=a kJ·ml-1
在恒压、n始(CO2)∶n始(H2)=1∶3时,若仅考虑上述反应,平衡时CH3OCH3和CO的选择性及CO2的转化率随温度的变化如图中实线所示。CH3OCH3的选择性= eq \f(2n生成(CH3OCH3),n反应(CO2)) ×100%,下列说法错误的是( )
A. 图中曲线③表示平衡时CO2转化率随温度的变化
B. a>0
C. 平衡时H2转化率随温度的变化可能如图中虚线所示
D. 200 ℃时, 使用对反应Ⅰ选择性高的作化剂可提高CH3OCH3的生产效率
三、 非选择题:共4小题,共计61分。
14. (16分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可与Cu2+、Ag+、Au+等离子形成配合物;也可被一定浓度的Cu2+氧化,反应为2Cu2++6S2O eq \\al(2-,3) ⇌2[Cu(S2O3)2]3-+S4O eq \\al(2-,6) 。
(1) Na2S2O3可与胶卷上未感光的AgBr配位使其溶解。
已知:Ag++2S2O eq \\al(2-,3) ⇌[Ag(S2O3)2]3- K=3.7×1013;Ksp(AgBr)=5.4×10-13。
反应AgBr+2S2O eq \\al(2-,3) ⇌[Ag(S2O3)2]3-+Br-的平衡常数K=________。
(2) Na2S2O3溶液可浸取金矿石(含FeAsS和FeS2)中的Au。Au的熔点为1 064 ℃,难被氧化。
① 矿石需在空气中焙烧使Au暴露,便于后继浸取,此时部分FeAsS分解生成As。700 ℃时Au部分焙化,原因是________;
焙烧时加入适量CaCO3的目的是________。
② 在空气中,Na2S2O3溶液与Au反应生成[Au(S2O3)2]3-,离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________。
③ Na2S2O3溶液中加入一定量的CuSO4溶液和氨水溶液,可使单位时间内的Au浸取率大幅提高,反应机理如图1所示,该过程可描述为________________________________________________________________________
________。
当其他条件相同时,Cu2+浓度对Au浸取率的影响如图2所示。随着c(Cu2+)增大,Au浸取率先增大后下降的可能原因是________________________________________________________________________
________。
④ Na2S2O3溶液的浓度对Au浸取率的影响如图3所示。c(S2O eq \\al(2-,3) )>0.4 ml·L-1时,加入CuSO4氨水的体系中Au浸出率下降,且溶液中c(S4O eq \\al(2-,6) )未明显增大,其可能原因是________________________________________________________________________
________。
15. (15分)化合物H是合成一种降血压药的中间体,其部分合成路线如下:
(1) B分子中采取sp2杂化的碳原子数目为________。
(2) D→E的反应类型为________。
(3) F的分子式是C10H14O4,其结构简式为________________。
(4) C的一种同分异构体同时满足下列条件,其结构简式为________。
① 属于芳香族化合物,苯环上有2个取代基;
② 酸性条件下水解,得到的2种产物中均含有3种不同化学环境的氢原子。
(5) 已知:写出以、CH3OH和C2H5ONa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. (16分)MnCl2极易吸水潮解,易溶于水和醋酸,不溶于苯;金属活泼性Mn>Fe。某科研小组由粗锰粉(含Mn及少量Fe、Ni、Pb等单质)为原料制备MnCl2,部分实验过程如下:
(1) “酸溶”时,盐酸要缓慢滴加的原因是________________________________________________________________________
________。
酸溶过程中溶液中Fe2+的浓度先增大后略有减少,减少的原因是________________________________________________________________________
________。
(2) “除铁”时,先加入H2O2,后加入MnCO3固体。加入MnCO3固体时有CO2生成,反应的离子方程式为________。
(3) MnCl2·4H2O经加热脱水可制得MnCl2,测得加热升温过程中固体的质量变化如图所示。
① 若要获得MnCl2·H2O,需控制的温度范围是__________(写出计算推理过程)。
② MnCl2·H2O继续脱去结晶水时易发生副反应,产生MnO2和碱式氯化锰杂质,为减少副反应的发生,可采取的实验操作是________。
(4) MnCl2·4H2O经加热脱水制得的MnCl2纯度不高,实验室可由固体四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和液体乙酰氯(CH3COCl)经过室温除水、加热回流等步骤制得高纯MnCl2,涉及的主要反应有CH3COCl+H2O―→CH3COOH+HCl、(CH3COO)2Mn+2CH3COCl eq \(――→,\s\up7(苯),\s\d5(△)) MnCl2↓+2(CH3CO)2O。为获得较高产率的高纯MnCl2,请补充实验方案:取四水醋酸锰24.5 g(0.1 ml)和50 mL苯置于烧瓶中,边搅拌边加入________,充分反应后过滤,__________________________________________________________________________________________,干燥,得到MnCl2。[供选择的试剂:CH3COCl(0.1 ml CH3COCl的体积约7 mL)、苯、水]
17. (14分)将CO2还原为HCOOH是实现“碳中和”的有效途径。
(1) 利用反应CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g);ΔH =+14.9 kJ·ml-1不能实现CO2直接加氢合成HCOOH,原因是________。
(2) CO2通过电解法转化为HCOO-的反应机理如图1。Pt电极上覆盖的Nafin膜是一种阳离子交换膜,对浓度不高的HCOO-有较好的阻拦作用,可让H2O自由通过。
① Sn电极上生成HCOO-的电极反应式为________。
② 电路中通过的电量与HCOO-产率的关系如图2所示。相同条件下,Pt电极有Nafin膜HCOO-产率明显提高,但电量>1 000 C后又显著下降,可能原因是________________________________________________________________________
________。
③ 若电解时将Nafin膜置于两个电极中间,保持电流恒定,20 h时向阳极区补充KHCO3,电压与时间关系如图3所示。0~20 h,电压增大的原因是________________________________________________________________________
________。
(3) CO2电还原可能的反应机理如图4所示。Sn、In、Bi的活性位点对O的连接能力较强,Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强,Cu对CO的吸附能力远大于Au,且Cu吸附CO后不易脱离。
图4
若还原产物主要为CH4时,应选择__________(填“Sn”“Au”或“Cu”)作催化剂,简述分析过程:________。
江苏省普通高等学校招生考试高三模拟测试卷(三)
1. D 解析:A项,点燃可燃性气体之前一定要检验气体的纯度,正确;B项,碎瓷片可防暴沸,正确;C项,SO2有毒,需要在通风橱中进行,正确;D项,钠与H2O会反应,应用沙土盖灭,错误。
2. A 解析:A项,氨基之间可以形成氢键,正确;B项,单键为σ键,双键中有一个σ键,一个π键,中σ键与π键的数目之比为8∶1,错误;C项,氨基(—NH2)的电子式为错误;D项,质量数=质子数+中子数=7+8=15,表示为 eq \\al(15, 7) N,错误。
3. C 解析:A项,Al、S的电子层数相同,S的核电荷数大,对核外电子的吸引力强,则S的半径比Al小,错误;B项,O的非金属性强于S,则电负性O强于S,错误;C项,同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,则F的第一电离能比N强,正确;D项,NH eq \\al(+,4) 为正四面体型,键角为109°28′,H2O为V形,键角为104.5°,NH eq \\al(+,4) 的键角比H2O的大,错误。
4. D 解析:A项,缺少加热装置,错误;B项,Cl2、HCl均可以被饱和NaHCO3溶液吸收,错误;C项,氯水具有漂白性,可以使pH试纸变白,无法读出试纸上的pH,错误;D项,Cl2可以被NaOH吸收,正确。
5. C 解析:A项,Fe为26号,价层电子数为26-18=8,Fe的基态电子排布式为[Ar]3d64s2,失去最外层的2个电子生成Fe2+,先从4s上面的电子开始失去,则Fe2+核外电子排布式为[Ar] 3d6,错误;B项,由片段知,1个Cu+与2个CN-给合,则化学式为[Cu(CN)2]-,错误;C项,配离子[Fe(CN)6]2+中配体为CN-,配位数为6,正确;D项,以顶点的Fe为分析对象,与顶点最近的Fe位于三个面的面心,顶点在空间被8个立方体所共用,在空间共有24上Fe,但是两个晶胞相连处的面心,被重复数两次,故与顶点的Fe最近的Fe共有12个,错误。
6. A 解析:A项,金属会被O2氧化,若周围有N2,则金属会被保护,因为N2性质稳定,一般不会和金属反应,故可作金属焊接的保护气,正确;B项,H2O2具有氧化性,会氧化CN-生成CO2和N2,错误;C项,FeCl3具有氧化性,会将Cu氧化,错误;D项,NaHCO3可以与胃酸(主要成分为HCl)反应,错误。
7. A 解析:A项,由信息知,CN-结合H+能力弱于CO eq \\al(2-,3) ,即CO eq \\al(2-,3) 更易结合H+生成HCO eq \\al(-,3) ,正确;B项,HCN的酸性比H2CO3弱,所以不能与Fe反应生成H2,错误;C项,CO eq \\al(2-,3) 分步水解:CO eq \\al(2-,3) +H2O⇌HCO eq \\al(-,3) +OH-,错误;D项,反应物中有OH-,生成物中有H+,碱性溶液中不可能生成H+,不符合反应事实,错误。
8. C 解析:A项,“步骤Ⅰ”“步骤Ⅱ”均过滤操作,需用使用漏斗,正确;B项,Li2CO3与Ca2+反应生成CaCO3,正确;C项,由Li2CO3溶解度曲线图知,蒸发浓缩时,Li2CO3会析出晶体,而不是用降温结晶的方法,错误;D项,“滤液3”为NaCl,可作氯碱工业的原料,“氯碱工业”即为电解饱和食盐水,正确。
9. B 解析:A项,苯环上的6个碳原子共平面,碳碳三键位于一条直线,该直线属于苯环平面,正确;B项,碳碳三键先断开一根π键,Br2断开Br与Br之间的σ键,错误;C项,Z中的碳碳双键两侧连有不同的原子或基团,故Z存在顺反异构,正确;D项,Z与H2加成所得产物中,与Br连的碳原子为手性碳原子,共有2个,正确。
10. C 解析:A项,“氮的固定”是指将N2变为化合态氮,图示为N2O4转化为化合物,错误;B项,该反应为气体体积减小的放热反应,在低温下,可将N2O4固定,并从烟气中分离,错误;C项,N2O4被O2氧化,在水中生成HNO3,MOFs中的N2O4被脱除后,可实现MOFs的再生,正确;D项,由题中信息知,MOFs多孔超分子材料的空腔大小适配N2O4可将其“固定”,H2体积较小,不适合被MOFs储存,错误。
11. B 解析:A项,Fe(NO3)2溶液中加入稀硫酸,NO eq \\al(-,3) 在酸性条件下有强氧化性,会氧化Fe2+生成Fe3+,而不是稀硫酸具有氧化性,错误;B项,SO2中S为+4价,具有还原性,可以与KMnO4溶液反应,SO2被氧化生成SO eq \\al(2-,4) ,正确;C项,没有给出NaCl和KI的起始浓度,故不能根据生成沉淀的颜色来判断两者Ksp的大小,错误;D项,没有将水解液调节至碱性,无法用Cu(OH)2与葡萄糖反应,错误。
12. D 解析:A项,NH3·H2O⇌NH eq \\al(+,4) +OH-,c(NH eq \\al(+,4) )=c(OH-),Kb= eq \f(c(NH eq \\al(+,4) )·c(OH-),c(NH3·H2O)) = eq \f(10-2×10-2,14-10-2) = eq \f(1,14) ×10-4,错误;B项,氨水的NaCl溶液中通入CO2,生成NaHCO3晶体,则NaHCO3的溶解度比NaCl小,错误;C项,滤液中除了NH4Cl外,还有少量的NaHCO3,由电荷守恒知,c(NH eq \\al(+,4) )+c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(HCO eq \\al(-,3) )+2c(CO eq \\al(2-,3) ),错误;D项,NaHCO3的质子守恒方程式:c(H2CO3)+c(H+)=c(CO eq \\al(2-,3) )+c(OH-),c(H2CO3)-c(CO eq \\al(2-,3) ) = c(OH-)-c(H+) =10-6 ml·L-1-10-8 ml·L-1= 9.9×10-7 ml·L-1,正确。
13. C 解析:A项,CH3OCH3的选择性和CO的选择性之和为1,图中曲线①、②的交叉点为50%, 所以曲线①、②为CH3OCH3、CO的选择性,曲线③表示平衡时CO2转化率随温度的变化,正确;B项,反应Ⅰ为放热反应,升温会使反应Ⅰ逆向移动,CH3OCH3(g)的选择性减小,对应曲线②,由题图知,在交叉点之后,升高温度,CO2的转化率增大,所以反应Ⅱ应正向移动,反应Ⅱ为吸热反应,正确;C项,n始(CO2)∶n始(H2) =1∶3,当仅发生反应Ⅰ时,CO2和H2以1∶3反应,则CO2和H2的转化率也为1∶3,在图中曲线①②的交叉点之后,继续升温,将以反应Ⅱ为主,CO2和H2以1∶1反应,则H2的转化率会下降,而图中①②交叉点之后,虚线的走势为上升,错误;D项,催化剂可以改变反应的选择性,提高产物的生产效率,正确。
14. (16分)
(1) 19.98(答3.7×5.4给分)(2分)
(2) ① 分解生成的As和Au形成合金,使熔点降低(2分)
吸收焙烧时生成的SO2,防止污染环境(2分)
② 8S2O eq \\al(2-,3) +O2+4Au+2H2O===4[Au(S2O3)2]3-+4OH-(2分)
③ Au失去电子后与S2O eq \\al(2-,3) 生成[Au(S2O3)2]3-,CuSO4和氨水反应生成的[Cu(NH3)4]2+得到电子生成[Cu(NH3)2]+,[Cu(NH3)2]+被O2氧化重新生成[Cu(NH3)4]2+,[Cu(NH3)4]2+在反应中起催化作用(3分)
c(Cu2+)<0.03 ml·L-1时,随着c(Cu2+)增大,[Cu(NH3)4]2+的浓度增大,浸金速率增大;c(Cu2+)>0.03 ml·L-1时,Cu2+消耗S2O eq \\al(2-,3) ,c(S2O eq \\al(2-,3) )减小,浸金速率减小(3分)
④ c(S2O eq \\al(2-,3) )增大,Cu2+与S2O eq \\al(2-,3) 络合,c(Cu)2+减小,Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+平衡逆向移动,[Cu(NH3)4]2+浓度减小,Au浸取率下降(2分)
解析:(1) 平衡常数K= eq \f(c[Ag(S2O3)2]3-·c(Br-),c2(S2O eq \\al(2-,3) )) = eq \f(c[Ag(S2O3)2]3-·c(Br-)·c(Ag+),c2(S2O eq \\al(2-,3) )·c(Ag+)) =K1·Ksp(AgBr)=3.7×1013×5.4×10-13=19.98。(2) ① 合金的熔点比各组分都要低。Au的熔点为1 064 ℃,比较高,由于部分FeAsS分解生成As,故As与Au熔成合金时,可促使Au熔化。焙烧FeAsS时,S元素可转化成SO2,加入CaCO3可以吸收SO2,防止SO2污染环境。② 在空气中,Na2S2O3溶液与Au 反应生成[Au(S2O3)2]3-,Au由0价升至+1价,1个Au失去1个电子,空气中的O2作氧化剂,1个O2得4个电子,根据得失电子守恒确定,O2前配1,Au前配4,由Au守恒,确定[Au(S2O3)2]3-前配4,由S2O eq \\al(2-,3) 守恒确定其系数8,再由电荷守恒,确定产物中有OH-生成,并确定系数为4,再由H、O守恒,确定反应物有H2O参加,且系数为2。③ 由题图可知,金属Au在表面失去电子生成Au+,Au+与S2O eq \\al(2-,3) 生成[Au(S2O3)2]3-。CuSO4溶液和氨水溶液生成的[Cu(NH3)4]2+,得到Au失去的电子,生成[Cu(NH3)2]+,[Cu(NH3)2]+又被O2氧化重新生成[Cu(NH3)4]2+,[Cu(NH3)4]2+在反应中不断循环,故起催化作用。c(Cu2+)在0.03 ml·L-1前后先增大,再减小。当c(Cu2+)小于0.03 ml·L-1时,随着Cu2+浓度增大,[Cu(NH3)4]2+的浓度也增大,将会氧化更多的Au。由信息知:“硫代硫酸钠(Na2S2O3)可被一定浓度的Cu2+氧化,反应为2Cu2++6S2O eq \\al(2-,3) ⇌2[Cu(S2O3)2]3-+S4O eq \\al(2-,6) 。”当c(Cu2+)超过0.03 ml·L-1时,会消耗S2O eq \\al(2-,3) ,则溶解Au的量变小。④ CuSO4 氨水的体系,存在平衡Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+,c(S2O eq \\al(2-,3) )>0.4 ml·L-1时,溶液中c(S4O eq \\al(2-,6) )未明显增大,说明S2O eq \\al(2-,3) 没有与Cu2+发生氧化还原反应。由信息知:“硫代硫酸钠(Na2S2O3)可与Cu2+形成配合物”,则因为c(S2O eq \\al(2-,3) )的增大,与Cu2+形成配合物,使得Cu2+浓度减小,使平衡Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+逆向移动,[Cu(NH3)4]2+的浓度减小,被氧化的Au减小。
15. (15分)
(1) 2(2分)
(2) 取代反应(2分)
解析:(1) 酮羰基和酯基上的C原子为sp2杂化。(2) D中有两个羧基,与2分子CH3OH发生酯化反应生成E,酯化反应也属于取代反应。(3) 沿虚线断开得F和,推知F的结构简式为(4) 中存在1个六元环,2个酯基,1个碳碳双键,1个,共有6个不饱和度。分子中含有苯环,1个苯环有4个不饱和度,故除此之外还有2个不饱和度。该分子可以水解,所以存在酯基,酯基有1个不饱和度,则还存在一个不饱和度。苯环上有2个取代基,则应为对位关系。除苯环外,4个O原子,其中2个O构成酯基,则另外两个O组成硝基,硝基的结构为其中含有一个不饱和度。要求水解得到的2种产物中均含有3种不同化学环境的氢原子,故剩余的6个碳原子以“对称”的形式排布,由此写出结构简式为或等。(5) 由已知分析,碳碳双键可以被酸性KMnO4溶液所氧化,而原料中存在碳碳双键,可以被酸性KMnO4氧化生成原料C2H5ONa与流程中的A至B相同,A中含有酯基,所以将与原料CH3OH先发生酯化反应生成在原料C2H5ONa,H+作用下,模仿A至B,生成,对比目标产物,可将酮羰基先与H2加成生成羟基,然后羟基发生消去反应生成碳碳双键,得目标产物。
16. (16分)
(1) 防止活泼金属Mn与盐酸剧烈反应;防止反应放出大量的热, 盐酸大量挥发;防止生成大量气体,使液体溢出(答对任一点即可)(2分)
一部分Fe2+被Mn置换出来,一部分Fe2+被O2氧化为Fe3+后再转化为Fe(OH)3沉淀出来(2分)
(2) 3MnCO3+2Fe3++3H2O===3Mn2++2Fe(OH)3+3CO2↑(3分)
(3) ① 130~180 ℃(在温度范围内均可,无计算推理过程不得分)
由锰元素守恒可得:MnCl2·4H2O~MnCl2·H2O
eq \f(Mr(MnCl2·4H2O)-Mr(MnCl2·H2O),Mr(MnCl2·4H2O)) = eq \f(54,198) ×100%=27.27%
故要获得MnCl2·H2O,需控制温度为130~180 ℃之间(3分)
② 将晶体置于HCl氛围中加热或将晶体置于真空状态下加热并及时抽出水汽(2分)
(4) 28 mL的CH3COCl(1分)
将所得固体、50 mL苯和14 mL的CH3COCl置于装有蒸馏装置中,加热回流至沉淀不再增加,过滤,用苯洗涤2~3次(3分)
解析:(1) 盐酸要缓慢滴加的目的是减缓反应速率。如果加入盐酸太快,金属与HCl反应会很剧烈,从而会使HCl挥发,产生过多的H2,会使反应液冲出。盐酸与Fe反应生成Fe2+,后略有减少。从原料知,酸溶后有Mn、Fe(OH)3,信息知,金属活泼性Mn>Fe,则Mn与Fe2+发生置换又生成Fe,同时Fe2+可能被O2氧化生成Fe3+,进而生成Fe(OH)3。(2) H2O2将Fe2+氧化成Fe3+。Fe3+水解:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,加入MnCO3可以与H+反应,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3,碳酸根与H+会生成CO2和H2O。(3) ① 由MnCl2·4H2O生成MnCl2·H2O,失去3份H2O,设取1 ml MnCl2·4H2O,质量为198 g,失去3 ml H2O,质量为3 ml×18 g·ml-1=54 g,加热失重为 eq \f(54 g,198 g) ×100%=27.27%,对应图中的130~180 ℃。② MnCl2·H2O在加热过程中Mn2+会水解,生成Mn(OH)2,加热会分解生成MnO2。水解过程中生成HCl,故在HCl氛围中加热,可以抑制Mn2+的水解。(4) 0.1 ml [(CH3COO)2Mn·4H2O]中含有0.4 ml H2O,由反应CH3COCl+H2O―→CH3COOH+HCl,需要0.4 ml CH3COCl吸水。0.1 ml CH3COCl的体积约7 mL,则0.4 ml CH3COCl的体积约28 mL。充分反应生成0.1 ml (CH3COO)2Mn固体,过滤,继续发生(CH3COO)2Mn+2CH3COCl eq \(――→,\s\up7(苯),\s\d5(△)) MnCl2↓+2(CH3CO)2O,则0.1 ml (CH3COO)2Mn与0.2 ml CH3COCl反应,故再加入14 mL的CH3COCl,MnCl2不溶于苯,故加入50 mL苯,在苯中反应得MnCl2沉淀,过滤,用苯洗涤MnCl2沉淀表面的离子。
17. (14分)
(1) 该反应的ΔH>0、ΔS<0,不能自发自行(2分)
(2) ① H++CO2+2e-===HCOO-或HCO eq \\al(-,3) +CO2+2e-===HCOO-+CO eq \\al(2-,3) (2分)
② Nafin膜可以阻止HCOO-在阳极放电(1分,答“防止HCOO-在阳极被氧化”给分);电量>1 000 ℃后,c(HCOO-)增大(1分),Nafin膜阻拦作用下降(1分)
③ 阳极区pH减小,HCO eq \\al(-,3) 浓度下降(1分),K+部分迁移至阴极区,阳极区离子浓度下降(1分),导电能力减弱
(3) Cu(2分)
回溯CH4生成机理,第1步是C与催化剂活性位点相连,排除Sn;Au对CO的吸附能力较小,易脱离;Cu对CO的吸附能力强,不易从催化剂表面脱离(3分)
解析:(1) 该反应为熵减少的吸热反应,所以CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)不能自发。(2) ① 由题图知,Sn极上为CO2、H+生成HCOOH,CO2中的C为+4价,HCOOH中C为+2价,C的化合价降低,得电子。② Sn电极上产生HCOO-,CO2转化HCOO-,得到电子,则Sn电极为阴极,Pt电极为阳极,HCOO-会迁移到阳极,但是Pt电极上覆盖的Nafin膜是一种阳离子交换膜,可以阻拦HCOO-在Pt电极上放电。但电量>1 000 C,放电速率加快,生成的HCOO-的浓度增大,由于Nafin膜只能阻拦浓度不高的HCOO-,则HCOO-会透过Nafin膜在Pt电极上放电,导到HCOO-的产率降低。③由题图知,在20 h时向阳极区补充KHCO3,可见电压直接下降,说明阳极处电解质的离子浓度越大,电压越小。在0~20 h,电压增大,说明阳极区电解质的离子浓度在减小。阳极区,H2O电离出的OH-放电生成O2和H+,H+消耗HCO eq \\al(-,3) ,HCO eq \\al(-,3) 浓度下降。阴极区生成HCOO-,为保持电荷守恒,K+透过阳膜从阳极区进入阴极区,由此可见,阳极区的阳离子和阴离子浓度均减小,所以电压增大。(3)CO2制CH4,为图中下面一条路线,CO2中的C吸附在催化剂表面,已知“Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强”,则催化剂排除“Sn”。已知“Cu对CO的吸附能力远大于Au,且Cu吸附CO后不易脱离”,若催化剂对CO的吸附能力弱,则不易将CO转化为CH4,所以应选用Cu来吸附CO。
选项
探究方案
探究目的
A
向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中滴加几滴稀硫酸,振荡,观察溶液颜色变化
SO eq \\al(2-,4) 具有氧化性
B
向盛有KMnO4溶液的试管中通入SO2,观察溶液颜色变化
SO2具有还原性
C
向盛有NaCl和KI混合溶液的试管中滴加几滴AgNO3溶液,振荡,观察沉淀颜色
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D
向试管中加入0.5 g淀粉和4 mL 2 ml·L-1 H2SO4溶液,加热。冷却后,向其中加入少量新制的Cu(OH)2,加热,观察现象
淀粉水解液中存在还原性糖
相关试卷
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(十一)化学试题(含答案),共13页。试卷主要包含了 单项选择题, 非选择题等内容,欢迎下载使用。
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(十五)化学试题(含答案),共13页。试卷主要包含了 单项选择题, 非选择题等内容,欢迎下载使用。
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(十四)化学试题(含答案),共11页。试卷主要包含了 单项选择题, 非选择题等内容,欢迎下载使用。