


云南省昆明市云南师范大学附属中学2024-2025学年高三上学期8月月考化学试题(解析版)
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这是一份云南省昆明市云南师范大学附属中学2024-2025学年高三上学期8月月考化学试题(解析版),共22页。试卷主要包含了5 Fe56 C59,00mL未知浓度的NaOH溶液等内容,欢迎下载使用。
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Cl35.5 Fe56 C59
一、选择题:本题共14小题,每小题3分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是
A. 肥皂水可作蚊虫叮咬处的清洗剂
B. 生石灰、硅胶都可以作食品干燥剂
C. 利用盐卤等物质使豆浆中的蛋白质聚沉制作豆腐
D. 小苏打可用于焙制糕点,而苏打不可用于食品加工
【答案】D
【解析】
【详解】A.肥皂水(弱碱性)可与蚊虫叮咬处酸性物质反应,可减轻痛痒症状,达到目的,A正确;
B.生石灰、硅胶具有吸水性,且都无毒,可用于食品干燥剂,B正确;
C.豆腐是我国具有悠久历史的传统美食,它是利用盐卤等物质能使豆浆中的蛋白质聚沉的原理制成的,C正确;
D.小苏打即NaHCO3受热分解产生无毒气体CO2,可用于焙制糕点,纯碱为碳酸钠,水解显碱性,可与酸反应或中和酸,可用于食品加工,D错误;
故答案为:D。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. HClO的电子式:
B. H2O分子的VSEPR模型:
C. CH3CH(CH2CH3)2的名称:3-甲基戊烷
D. 基态Be原子的价层电子排布图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.HClO的电子式是,A错误;
B.H2O分子中中心原子O周围的价层电子对数为4,故其VSEPR模型为四面体,如图所示:,B错误;
C.根据烷烃的系统命名法可知,CH3CH(CH2CH3)2的名称为:3-甲基戊烷,C正确;
D.Be为4号元素,核外电子排布式为:1s22s2,则基态Be原子的价层电子排布图为:,D错误;
故答案为:C。
3. 下列实验操作(如图)正确且能达到目的的是
A. 图甲:NaOH溶液中滴加FeCl3制备氢氧化铁
B. 图乙:对浓硫酸进行稀释操作
C. 图丙:加热NaHCO3验证其稳定性
D. 图丁:量取20.00mL未知浓度的NaOH溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲向NaOH溶液中滴加FeCl3制备氢氧化铁是胶头滴管不能插入试管里面,否则易造成试剂污染,A不合题意误;
B.对浓硫酸进行稀释是应该是将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒搅拌,B不合题意;
C.加热NaHCO3验证其稳定性是试管口应该向下倾斜,C不合题意;
D.量取20.00mL未知浓度的NaOH溶液应该使用如图所示的碱式滴定管,D符合题意;
故答案为:D。
4. 抗癌药物的分子结构如图所示,下列说法正确的是
A. 的分子式:
B. 分子存在对映异构体
C. 最多可以和加成
D. 属于芳香族化合物,含有4种不同官能团
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据该有机化合物的结构简式可知,其分子式为C11H7O6Br,A错误;
B.分子存在手性碳原子,则存在对映异构体,B正确;
C.酯基不和氢气加成,碳碳双键、苯环和氢气加成,则最多可以和4ml氢气加成,C错误;
D.分子中含有苯环,故该物质属于芳香族化合物,有机化合物含有5种官能团,分别是羧基、酯基、碳碳双键、酚羟基和溴原子,D错误;
故选B。
5. 关于第ⅢA族元素B和Al,下列说法错误的是
A. H3BO3为三元酸,Al(OH)3为三元碱
B. 冰晶石Na3AlF6中含有离子键、配位键
C. 晶体B为共价晶体,共价键的方向性使晶体B有脆性
D. (AlCl3)2双分子中Al的杂化方式为sp3
【答案】A
【解析】
【详解】A.H3BO3为一元弱酸,电离方程式为H3BO3 +H2O[B(OH)4]-+H+,Al(OH)3为两性氢氧化物,具有两性,A错误;
B.Na3AlF6中Na+、之间存在离子键,中Al3+提供空轨道、F-提供孤电子对而形成配位键,所以Na3AlF6中含有离子键和配位键,B正确;
C.晶体B为共价晶体,共价键的方向性使晶体B有脆性,C正确;
D.(AlCl3)2双分子即Al2Cl6中Al原子的σ键数为4,无孤电子对,其杂化方式为sp3杂化,D正确;
故答案为:A。
6. 分析如图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是
A. ①中Mg作负极,Al作正极
B. ②中Mg作正极,Al作负极
C. ③中Cu作负极,原因是铁在硝酸中钝化
D. ④中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-=H2↑
【答案】B
【解析】
【详解】A.①中无水乙醇为非电解质,不能构成原电池,则没有负极和正极,A错误;
B.②的条件下,Al易失电子作负极,Mg作正极,正极反应式为2H2O+2e-═2OH-+H2↑、负极反应式为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-,B正确;
C.③中Fe和稀硝酸不发生钝化现象,Fe和Cu均能与稀硝酸反应,且Fe比Cu活泼,Fe作负极,Cu作正极,C错误;
D.铁、铜、氯化钠构成原电池,金属铁为负极,金属铜为正极,铁发生的是吸氧腐蚀,正极上氧气得电子生成OH-,电极反应式为2H2O+O2+4e-═4OH-,D错误;
故答案为:B。
7. X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素,Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同,X与W同族,W焰色反应为黄色。某种化合物的结构如图所示,其中下列叙述错误的是
A. ZX3的水溶液呈碱性
B. 元素非金属性的顺序为Y<Z<Q
C. 该化合物中2个Q原子都满足8电子稳定结构
D. 由X、Y、Q、W四种元素形成的化合物的水溶液一定呈碱性
【答案】D
【解析】
【分析】由该化合物的结构图可知,Y形成4个共价键,为第ⅣA族元素,Q形成1个共价键,为ⅥA族元素,W形成+1价阳离子,为第IA族元素, W焰色反应为黄色,则W为Na,又X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期元素,X与W同族,则X为H,Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同,则Y为C元素,Q为O元素,W为Na元素,Z为N元素,以此解答该题。
【详解】A.由分析可知,Z为N、X为H,则ZX3即NH3的水溶液呈碱性,A正确;
B.由分析可知,Y为C、Z为N、Q为O,根据同一周期从左往右元素的非金属性依次增强可知,元素非金属性的顺序为C<N<O即Y<Z<Q,B正确;
C.由该化合物的结构图可知,该化合物中2个Q原子其中一个形成2个共价键,另一个形成一个共价键同时得到一个电子,故都满足8电子稳定结构,C正确;
D.由分析可知,X为H、Y为C、Q为O、W为Na,则由X、Y、Q、W四种元素形成的化合物的水溶液NaHCO3溶液呈碱性,而NaHC2O4呈酸性,D错误;
故答案为:D。
8. 下列各物质含少量杂质,除去这些杂质应选用的试剂或操作方法正确的是
A. ①②B. ②③C. ③④D. ①④
【答案】A
【解析】
【详解】①滴加稀HNO3溶液至,反应恰好生成硝酸钾,①正确;
②加入过量铁粉可以把铜置换出来,过滤除去铜和过量铁粉,得到硫酸亚铁溶液,②正确;
③二氧化碳和HCl都会和碳酸钠溶液反应,可以用饱和NaHCO3溶液除去HCl,③错误;
④乙酸、乙酸乙酯都会和氢氧化钠反应,可以用饱和Na2CO3溶液除去乙酸,④错误;
故选A。
9. N2在高压下转化为四面体的N4分子(如图)。下列说法错误的是
A. N2和N4互为同素异形体B. 1mlN4中含有6mlN-N键
C. N2转化为N4是熵增反应D. 常压、常温下N4不能稳定存在
【答案】C
【解析】
【详解】A.N2和N4均为氮元素形成的两种性质不同的单质,互为同素异形体,A正确;
B.由题干N4的结构式可知,1mlN4中含有6mlN-N键,B正确;
C.N2转化为N4即2N2(g)=N4(g),气体的体积减小,即是熵减反应,C错误;
D.由题干N4的结构式可知,单原子间均以单键连接,N-N的键能远小于N≡N的键能,故常压、常温下N4不能稳定存在,D正确;
故答案为:C。
10. 硼氢化钠吸湿性强,其中的氢带有部分负电荷(B的电负性比小),硼氢化钠对醛、酮的还原效果比较好。制备提纯的流程如图,下列有关说法错误的是
A. 合成反应中H2作氧化剂
B. 从流程看不溶于异丙胺
C. 操作③中要用到蒸馏烧瓶和直形冷凝管
D. 反应①为
【答案】D
【解析】
【分析】反应①为NaBO2+2SiO2+4Na+2H2=NaBH4+2Na2SiO3,NaBH4吸湿性强,将生成的NaBH4、Na2SiO3萃取分液,NaBH4溶解于(CH3)2CHNH2、Na2SiO3异丙胺不溶于,过滤分离出Na2SiO3,溶液NaBH4和异丙胺蒸馏分离得到异丙胺和NaBH4。
【详解】A.NaBH4中H元素化合价为-1,H2中H元素的化合价从0价降至-1,反应中H2作氧化剂,A正确;
B.NaBH4溶解于异丙胺,Na2SiO3不溶于异丙胺,过滤分离出Na2SiO3,B正确;
C.蒸馏分离得到异丙胺和NaBH4,则操作③中要用到蒸馏烧瓶和直形冷凝管,C正确;
D.由分析可知,发生反应①为NaBO2+2SiO2+4Na+2H2=NaBH4+2Na2SiO3,D错误;
故选D。
11. 含Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示。c和f均为氯化物,其中f晶体熔点为306℃,沸点为316℃,下列推断合理的是
A. a与Cl2可直接化合生成f,f为离子晶体
B. 钢铁大桥表面易形成致密的d,可保护桥体
C. f溶液中滴入氨水可反应得到e胶体
D. c溶液中滴加KOH溶液,存在c→b→e的转化
【答案】D
【解析】
【分析】由题干价类二维图可知,a为Fe、b为Fe(OH)2、c为亚铁盐、d为Fe2O3、e为Fe(OH)3、f为铁盐,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,a为Fe,a与Cl2可直接化合生成f即为FeCl3,FeCl3是共价化合物,形成分子晶体,A错误;
B.由分析可知,d为Fe2O3,Fe2O3不是致密的氧化物保护膜,故钢铁大桥表面易形成d,不可保护桥体,B错误;
C.由分析可知,f为铁盐,e为Fe(OH)3,制备Fe(OH)3胶体应该将f溶液通常为FeCl3溶液滴入沸水中继续加热至溶液呈红褐色,即可得到e胶体,C错误;
D.由分析可知,c为亚铁盐、c溶液中滴加KOH溶液即生成Fe(OH)2,Fe(OH)2具有较强的还原性,易被空气中的O2氧化生成Fe(OH)3,即存在c→b→e的转化,D正确;
故答案为:D。
12. 一种以天然气为燃料的固体氧化物燃料电池的原理如图所示,其中YSZ为6%~10%Y2O3掺杂的ZrO2固体电解质,下列有关叙述正确的是
A. 电流通过外电路从a极流向b极
B. a极上的电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O
C. 电路中每转移0.8ml电子,a电极生成22.4L的CO2
D. 固体电解质YSZ中O2-不能自由迁移,因为YSZ不是电解质
【答案】B
【解析】
【分析】由题干原电池装置图可知,a极通入CH4发生氧化反应,是负极,电极反应为:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,b极通入O2反应还原反应,是正极,电极反应为:O2+4e-=2O2-,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,a为负极,b为正极,电流方向为正极流向负极即b电极经导线流向a电极,A错误;
B.由分析可知,a极为负极,发生氧化反应,电极反应为:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,B正确;
C.温度和压强未知导致气体摩尔体积未知,所以无法计算CO2的体积,C错误;
D.由题干图示信息可知,O2-能自由地由正极通过固体电解质 YSZ 迁移到负极,D错误;
故答案为:B。
13. 常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01ml/L的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑的水解,表示阴离子)。下列叙述错误的是
A. Ksp(Ag2C2O4)=10-10.46
B. (4,-3.75)点表示Ag2C2O4的不饱和溶液
C. Ag2C2O4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+(aq)的平衡常数K=109.04
D. 向等浓度KCl、K2C2O4的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成Ag2C2O4沉淀
【答案】D
【解析】
【分析】根据Ksp(Ag2C2O4)=c2(Ag+)×c(),Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-),则-lgKsp(Ag2C2O4)=-2lg(Ag+)-lgc(),即-2lgc(Ag+)=lgc()-lgKsp(Ag2C2O4),lgc(Ag+)=lgc(Cl-)-lgKsp(AgCl),由图可知,4-2-5.75-(-7.75)=1,所以X曲线代表AgCl的关系,Y曲线代表Ag2C2O4的关系,根据点(-5.75,4)和(-2.46,4)计算Ksp(AgCl)=10-5.75×10-4=10-9.75,Ksp(Ag2C2O4)=10-2.46×(10-4)2=10-10.46,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,Y代表Ag2C2O4的关系图,Ksp(Ag2C2O4)=10-2.46×(10-4)2=10-10.46,A正确;
B.由分析可知,Ksp(Ag2C2O4)=10-10.46,(4,-3.75)点时Qc=c2(Ag+)c()=(10-4)210-3.75=10-11.75<Ksp[Ag2C2O4],即表示Ag2C2O4的不饱和溶液,B正确;
C.由分析可知,Ag2C2O4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+(aq)的平衡常数K=====109.04,C正确;
D.由图可知,向等浓度KCl、K2C2O4的混合液中即阴离子浓度c(Cl-)=c(C2O42-)时,滴入AgNO3溶液时,生成AgCl沉淀所需的c(Ag+)小,先生成AgCl沉淀,D错误;
故答案为:D。
14. C(OH)2在空气中加热时,固体残留率随温度的变化曲线如图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水,据图表分析,在350~400℃范围内,剩余固体成分为
A. COB. CO、C2O3C. C3O4D. C2O3、C3O4
【答案】D
【解析】
【详解】根据质量守恒定律,在变化过程中,C的质量没有变,假设原始固体质量为100g,则n(C)=ml,m(C)=100×g;在350-400℃时,固体的质量在89.25%-86.38%之间,可以通过极点进行分析,在290℃,n(C):n(O)=:[(89.25-100×)÷16]=2:3,其化学式为C2O3;在500℃n(C):n(O)=:[(86.38-100×)÷16]=3:4,其化学式为C3O4;所以可以确定在350-400℃时的化学式为C2O3和C3O4,故答案为:D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 草酸镍(NiC2O4)是一种不溶于水的浅绿色粉末,常用于制镍催化剂和镍粉等。以铜镍合金废料(主要成分为镍和铜,含有一定量的铁和硅)为原料生产草酸镍的工艺流程如图:
已知:①“浸出”液含有的离子主要有、、、、、;
②增大,被氧化的速率加快,同时生成的水解形成的胶体能吸附。
回答下列问题:
(1)Ni在元素周期表中的位置是_______。
(2)生产时为提高合金废料浸出率,可以适当延长浸出时间或分批加入混酸浸取并搅拌但不能高温加热,其原因是_______。
(3)“萃取”步骤中萃取除去的主要金属阳离子是_______。
(4)“氧化”过程中,控制、小于3的条件下进行。“氧化”过程的离子方程式为_______;若大于3,镍的回收率降低的原因是_______。
(5)“过滤”后的滤液中加入(NH4)2C2O4溶液反应得到草酸镍,过滤得到的草酸镍需要用蒸馏水洗涤,检验晶体是否洗涤干净的方法是_______。
(6)在空气中加热草酸镍得到NiO,该反应的化学方程式为_______。
(7)NiO的晶胞结构如图所示,其中原子坐标参数A为,B为,则D离子的原子坐标为_______。
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族
(2)温度太高将加速稀硝酸的挥发和分解
(3)Cu2+ (4) ①. 2Fe2++H2O2+2H2O2FeOOH↓+4H+ ②. pH过高,Fe3+生成氢氧化铁胶体吸附大量Ni2+,导致镍回收率降低
(5)取最后一次的洗涤液少许于试管中,先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液,若无沉淀生成,则证明洗涤干净
(6)2NiC2O4+O22NiO+4CO2
(7)(,,1)
【解析】
【分析】以铜镍合金废料(主要成分为镍和铜,含有一定量的铁和硅)为原料生产草酸镍,废料先加入稀硫酸、稀硝酸浸出,浸出液含有的离子主要有H+、Ni2+、Cu2+、Fe3+、、,铁、铜、镍溶解,过滤除去不溶的硅,加入萃取剂萃取铜离子,加入还原剂除去硝酸等氧化剂,然后加入H2O2氧化亚铁离子为铁离子,并生成FeOOH沉淀,过滤除去,然后加入草酸铵,经过系列操作得到草酸镍,据此分析解题。
【小问1详解】
已知Ni是28号元素,故Ni在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族,故答案为:第四周期第Ⅷ族;
【小问2详解】
由于温度太高将加速稀硝酸的挥发和分解,故生产时为提高合金废料浸出率,可以适当延长浸出时间或分批加入混酸浸取并搅拌但不能高温加热,故答案为:温度太高将加速稀硝酸的挥发和分解;
【小问3详解】
由流程分析可知,后续的操作不能除去Cu2+,“萃取”步骤中萃取除去的主要金属阳离子是Cu2+,故答案为:Cu2+;
【小问4详解】
“氧化”过程中,H2O2氧化亚铁离子为铁离子,并生成FeOOH沉淀,离子反应方程式为
2Fe2++H2O2+2H2O2FeOOH↓+4H+,pH过高,Fe3+生成氢氧化铁胶体吸附大量Ni2+,导致镍回收率降低,故答案为:2Fe2++H2O2+2H2O2FeOOH↓+4H+;pH过高,Fe3+生成氢氧化铁胶体吸附大量Ni2+,导致镍回收率降低;
【小问5详解】
由流程可知,草酸镍晶体表面附有可溶的硫酸铵等,检验晶体是否洗涤干净实际上就是检验洗涤液中是否存在硫酸根,则检验方法为取最后一次的洗涤液少许于试管中,先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液,若无沉淀生成,则证明洗涤干净,故答案为:取最后一次的洗涤液少许于试管中,先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液,若无沉淀生成,则证明洗涤干净;
【小问6详解】
在空气中加热草酸镍得到NiO和CO2,该反应的化学方程式为2NiC2O4+O22NiO+4CO2,故答案为:2NiC2O4+O22NiO+4CO2;
【小问7详解】
由题干NiO的晶胞结构图所示信息,根据原子坐标参数A为,B为,则D离子的原子坐标为(,,1),故答案为:(,,1)。
16. 甲酸是一种有机化工原料,广泛用于农药、皮革、医药和橡胶等工业。请回答:
(1)甲酸是一种一元弱酸,其在水溶液中的电离方程式为_______。若常温下,的甲酸溶液为2.3,则甲酸的_______。
(2)工业上将CO2转化为甲酸,为实现碳中和添砖加瓦。时,反应Ⅰ的平衡常数,实验测得,其他条件不变,升高温度至时,,则该反应正逆方向的活化能大小Ea正______________Ea逆 (填“大于”“等于”或“小于”),理由是_______。
(3)某研究小组发现水溶液在密封石英管中的分解反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
研究发现,在反应Ⅰ、Ⅱ中,仅对反应Ⅰ有催化加速作用;反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。下,在密封石英管内完全充满水溶液,分解产物均完全溶于水中。CO2、浓度与反应时间的变化关系如图所示。
①下列说法正确的是_______。
A.反应Ⅰ活化能小于反应Ⅱ
B.反应
C.混合体系达平衡后:
D.若在起始溶液中加入盐酸,则达浓度峰值时。的值与未加盐酸时相同
②反应过程中、CO2浓度随反应时间的变化关系如表所示,其中反应至时达到过程中的最大值。
计算该温度下反应Ⅰ的平衡常数_______。
(4)一种由CO2电化学法合成甲酸盐的工作原理如图所示。电极为_______极。电解一段时间后,若两侧电解液中的物质的量相差,则阳极产生的气体在标准状况下的总体积为_______(假设产生的气体全部逸出)。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 小于 ②. 平衡时正逆反应速率相等, 且,则,升高温度至时,K值减小,则平衡逆向移动,正反应为放热反应
(3) ①. AD ②. 5
(4) ①. 阴 ②. 1.12
【解析】
【小问1详解】
甲酸是一种一元弱酸,其在水溶液中部分电离,电离方程式为,常温下,的甲酸溶液为2.3,则甲酸的;
【小问2详解】
平衡时正逆反应速率相等, 且,则,升高温度至时,K值减小,则平衡逆向移动,正反应为放热反应,则该反应正逆方向的活化能大小Ea正小于Ea逆 ;
【小问3详解】
①A.活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,则反应Ⅰ活化能小于反应Ⅱ,正确;
B.由盖斯定律可知,Ⅱ-Ⅰ得反应,则,B错误;
C.根据碳元素守恒,混合体系达平衡后:,C错误;
D.对反应Ⅰ:,平衡常数只受温度影响,则在起始溶液中加入盐酸,CO达浓度峰值时值与未加盐酸时相同,D正确;
故选AD;
②反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态;从表中数据可看出,开始生成一氧化碳的速率比生成二氧化碳的速率快,反应时达到过程中的最大值,此时反应Ⅰ达到平衡状态,反应Ⅱ未达平衡,反应Ⅱ正向进行,二氧化碳浓度增大,使甲酸浓度减小,反应Ⅰ平衡逆移,一氧化碳浓度减小,故10min时,反应Ⅰ平衡,此时一氧化碳、二氧化碳、甲酸浓度分别为0.7ml/L、0.16ml/L、1.0ml/L-0.7ml/L-0.16ml/L=0.14ml/L,反应Ⅰ平衡常数;
【小问4详解】
由CO2电化学法合成甲酸盐,由图可知,b极二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲酸根离子,b为阴极;阳极水失去电子发生氧化反应生成氧气:,生成的氢离子又和碳酸氢根离子生成水和二氧化碳:,则每转移4ml电子会有4ml钾离子进入阴极区,若两侧电解液中的物质的量相差,则电路中转移电子0.04ml,此时阳极产生的气体0.05ml,在标准状况下的总体积为1.12L。
17. 某小组设计如图装置测定新装修居室内空气中甲醛含量(夹持装置略)。
已知:①测定原理为甲醛把还原成,产生的与定量反应生成与菲洛嗪形成有色配合物,通过测定吸光度计算出甲醛的含量;
②吸光度用表示,计算公式为,其中为吸光度系数,为光在样本中经过的距离,为溶液浓度。
测定操作如下:
Ⅰ.制备银氨溶液
(1)仪器A的名称是_______。
(2)仪器B中所盛装的溶液为_______。
Ⅱ.吸收室内空气中甲醛
(3)完成室内空气中甲醛含量的测定的步骤为:取下玻璃塞操作①加热仪器操作②打开,关闭操作③使可滑动隔板处于最右端操作④将可滑动隔板拉至最左端操作⑤打开,关闭将可滑动隔板缓慢推至最右端再将操作②至⑤重复4次。为保证数据样本的多样性,取样时应_______;实验中使用毛细管的作用为_______。
(4)甲醛中C原子的杂化方式为_______,写出甲醛与适量银氨溶液反应的化学方程式:_______。
Ⅲ.测定甲醛含量
(5)将仪器A中溶液的调至1,加入足量溶液,充分反应后加入菲洛嗪,通过测定吸光度确定生成,则空气中甲醛的含量为_______。
(6)能够与许多化合物形成配位化合物。邻二氮菲()与形成的红色配合物,该配合物的特征颜色可用于测定的浓度。红色配离子中不存在的作用力有_______(填序号)。
A.σ键 B.π键 C.离子键 D.氢键 E.配位键
【答案】(1)三颈烧瓶
(2)氨水 (3) ①. 在室内不同点位进行空气取样 ②. 减小气体的通入速率,使空气中的甲醛气体和溶液反应充分,使其被完全吸收
(4) ①. sp2; ②. HCHO+4Ag(NH3)2OH4Ag↓+2H2O+(NH4)2CO3+6NH3
(5)0.0375 (6)CD
【解析】
【分析】硝酸银溶液中滴加氨水生成AgOH白色沉淀,加入过量氨水沉淀溶解,得到银氨溶液;故在仪器A为硝酸银溶液、B为氨水,反应生成银氨溶液,然后通过C向A通入室内空气,空气中甲醛和银氨溶液水浴加热发生银镜反应产生单质Ag和CO2气体,产生的Ag与Fe3+定量反应生成Fe2+,Fe2+与菲洛嗪形成有色配合物,在562 nm处测定吸光度,测得生成Fe2+1.12 mg,可计算室内空气中甲醛含量。
小问1详解】
仪器A的名称是三颈烧瓶,故答案为:三颈烧瓶;
【小问2详解】
由分析可知,仪器B中放置的药品是氨水,故答案为:氨水;
【小问3详解】
为保证数据样本的多样性,取样时应在室内不同点位进行空气取样,以减少实验误差,保证数据的准确性,细管的作用是减小气体的通入速率,使空气中的甲醛气体和溶液反应充分,使其被完全吸收,故答案为:在室内不同点位进行空气取样;减小气体的通入速率,使空气中的甲醛气体和溶液反应充分,使其被完全吸收;
【小问4详解】
甲醛中C原子周围的价层电子对数为:3+=3,该碳原子的杂化方式为sp2,甲醛具有一定还原性,能还原一价银为银单质,与银氨溶液反应生成银单质和碳酸铵、水、氨气,化学方程式HCHO+4Ag(NH3)2OH4Ag↓+2H2O+(NH4)2CO3+6NH3,故答案为:sp2;HCHO+4Ag(NH3)2OH4Ag↓+2H2O+(NH4)2CO3+6NH3;
【小问5详解】
甲醛和银氨溶液加热反应生成银,银具有还原性,被Fe3+氧化,结合甲醛被氧化为CO2,甲醛中碳元素化合价0价变化为+4价,银氨溶液中元素化合价+1价变化为0价,生成的银又被铁离子氧化,铁离子被还原为亚铁离子,生成亚铁离子1.12 mg,物质的量n(Fe)==2×10-5ml,据电子守恒:HCHO~4e-~4Fe2+,消耗甲醛2×10-5ml×=5×10-6ml,因实验进行了4次操作,所以测得1L空气中甲醛的含量为5×10 -6 ml÷4=1.25×10 -6 ml,空气中甲醛的含量为1.25×10-6 ml×30 g/ml×10 3 mg/g=0.0375 mg/L,故答案为:0.0375;
【小问6详解】
已知单键均为σ键,双键为一个σ键和一个π键,故红色配离子中存在σ键和π键,Fe2+与邻二氮菲之间存在配位键,故该离子中不存在的作用力有离子键和氢键,故答案为:CD。
18. 食用含有黄酮类物质的食物可以增强人体抵抗力,降低感染细菌、病毒的概率。某种黄酮类物质H的合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。
(2)有机物C的结构简式为_______,这一步的作用是_______。
(3)写出的化学方程式:_______。
(4)有机物与足量的溶液反应,最多消耗的物质的量为_______。
(5)经过两步反应生成,第①步的反应类型为加成反应,第②步的反应类型为_______。
(6)X是F的同分异构体,可以发生银镜反应,且遇FeCl3溶液显紫色,核磁共振氢谱显示有五组峰且峰面积之比为2:2:2:1:1的有机物的结构简式为_______。
(7)结合流程中的信息,设计以对羟甲基苯酚()与甲苯为起始原料制备的合成路线_______(其他试剂任选)。
【答案】(1)2-乙基苯酚或邻乙基苯酚
(2) ①. ②. 保护酚羟基,防止被氧化
(3)++HCl
(4)2ml (5)消去反应
(6) (7)
【解析】
【分析】A→B形成了C=C为消去反应。B→C为C=C与水的加成反应,C为,C→D为酚羟基H被取代,该反应为取代反应;D→E为-OH氧化为酮;F→G产生了酯基,酰氯与羟基形成酯基, (7)本题采用逆向合成法:由题干D到E的转化信息可知,可由催化氧化制得,由题干C到D的转化信息可知,可由和发生取代反应制得,而则可由和Cl2在光照条件下制得,据此分析确定合成路线,由此分析解题。
【小问1详解】
以苯酚为母体,那么对苯环编号,该物质为2-乙基苯酚或邻乙基苯酚,故答案为:2-乙基苯酚或邻乙基苯酚;
【小问2详解】
由分析可知,C的结构简式为: ,C→D酚羟基被反应了,而E→F产生了酚羟基,所以保护酚羟基,防止被氧化,故答案为:;保护酚羟基,防止被氧化;
【小问3详解】
由题干流程图可知,F→G产生了酯基,根据F、G的结构简式和F到G的转化条件可知,F到G的化学方程式为:++HCl,故答案为:++HCl;
【小问4详解】
由题干流程图中G的结构简式可知,G分子中含有1个酚酯基,故有机物与足量的溶液反应,最多消耗的物质的量为2ml,故答案为:2ml;
小问5详解】
由题干流程图可知,经过两步反应生成,第①步的反应类型为加成反应即G分子酮羰基相连的甲基上H比较活泼,与酯基上的碳氧双键加成生成羟基,第②步即羟基发生消去反应生成碳碳双键,故答案为:消去反应;
【小问6详解】
由题干流程图可知,F的分子式为:C8H8O2,不饱和度为:=5,X是F的同分异构体,可以发生银镜反应即含有醛基,且遇FeCl3溶液显紫色即含有酚羟基,核磁共振氢谱显示有五组峰且峰面积之比为2:2:2:1:1的有机物的结构简式为:,故答案为:;
【小问7详解】
由题干D到E的转化信息可知,可由催化氧化制得,由题干C到D的转化信息可知,可由和发生取代反应制得,而则可由和Cl2在光照条件下制得,据此分析确定合成路线如下:,故答案为:。序号
物质
杂质
除杂应选用的试剂或操作方法
①
溶液
滴加稀HNO3溶液至
②
溶液
加入过量铁粉,并过滤
③
CO2
通过盛溶液的洗气瓶,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶
④
乙酸乙酯
乙酸
加入溶液,分液
浓度
时间
0
0
0
0.22
0.02
0.70
0.16
0.35
0.58
0.20
0.76
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