北京市顺义区第一中学2024-2025学年高三上学期10月月考化学试卷(Word版附解析)
展开本部分共21题,每题2分。共42分。选出最符合题目要求的一项。
1. 下列有关放射性核素氘的表述不正确的是
A. 原子核外电子数为1B. 原子核内中子数为3
C. 与化学性质基本相同D. 具有放射性
【答案】B
【解析】
【详解】A.左上角为质量数,左下角为质子数,而原子的质子数=核外电子数,因此原子核外电子数为1,A正确;
B.原子核内中子数=质量数-质子数=3-1=2,B错误;
C.与均是由氢元素组成的氢气,化学性质基本相同,C正确;
D.中有放射性核素氘,因此具有放射性,D正确;
答案选B。
2. 我国科研人员发现中药成分黄芩素能明显抑制新冠病毒的活性。下列有关黄芩素的说法不正确的是
A. 分子中有4种官能团B. 能与溶液反应
C. 在空气中不能发生氧化反应D. 能与发生取代反应和加成反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.黄芩素分子中含有酚羟基、醚键、酮羰基、碳碳双键共4种官能团,A正确;
B.黄芩素分子中含有酚羟基,具有酸性,能与溶液反应,B正确;
C.酚羟基在空气中不稳定,易被氧气氧化,能发生氧化反应,C不正确;
D.黄芩素分子中含有酚羟基,且苯环上羟基碳原子的邻位碳原子上连有氢原子,能与发生取代反应,苯环、碳碳双键、酮羰基都能发生加成反应,D正确;
故选C。
3. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. N2的结构式:N≡NB. Na+的结构示意图:
C. 溴乙烷的分子模型:D. CO2的电子式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.N2分子中N原子间是三键,结构式:N≡N,正确;
B.Na+的结构示意图:,正确;
C.溴乙烷的分子模型: ,正确;
D.CO2的电子式:,错误;
故选D。
4. 实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.KMnO4是固体物质,加热分解产生O2,由于O2难溶于水,因此可以用排水方法或向上排空气的方法收集,故不可以使用a、d装置制取和收集O2,A错误;
B.Zn与H2SO4发生置换反应产生H2,块状固体与液体反应制取气体,产生的H2难溶于水,因此可以用排水方法收集,故可以使用装置b、e制取H2,B正确;
C.Cu与稀HNO3反应产生NO气体,NO能够与O2发生反应产生NO2气体,因此不能使用排空气的方法收集,C错误;
D.CaCO3与稀硫酸反应产生的CaSO4、CO2气体,CaSO4微溶于水,使制取CO2气体不能持续发生,因此不能使用该方法制取CO2气体,D错误;
故合理选项是B。
5. 使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.Ba(OH)2与CuSO4发生离子反应:Ba2++2OH-+Cu2++=BaSO4↓+Cu(OH)2↓,随着反应的进行,溶液中自由移动的离子浓度减小,灯泡变暗,当二者恰好反应时,溶液中几乎不存在自由移动的微粒,灯泡完全熄灭。当CuSO4溶液过量时,其电离产生的Cu2+、导电,使灯泡逐渐又变亮,A不符合题意;
B.Ca(OH)2与NH4HCO3发生离子反应:Ca2++2OH-++=CaCO3↓+H2O+NH3·H2O,随着反应的进行,溶液中自由移动离子浓度减小,灯泡逐渐变暗,当二者恰好反应时,溶液中自由移动的微粒浓度很小,灯泡很暗。当 NH4HCO3溶液过量时,其电离产生的、 导电,使灯泡逐渐又变亮,B不符合题意;
C.Ba(OH)2与H2SO4发生离子反应:Ba2++2OH-+2H++=BaSO4↓+2H2O,随着反应的进行,溶液中自由移动的离子浓度减小,灯泡变暗,当二者恰好反应时,溶液中几乎不存在自由移动的微粒,灯泡完全熄灭。当H2SO4溶液过量时,其电离产生的H+、导电,使灯泡逐渐又变亮,C不符合题意;
D.CH3COOH与氨水发生离子反应:CH3COOH+NH3·H2O=CH3COO-++H2O,反应后自由移动的离子浓度增大,溶液导电能力增强,灯泡更明亮,不出现亮—灭(或暗)—亮的变化,D符合题意;
故合理选项是D。
6. 下列比较正确的是
A. 离子半径:S2->Cl->K+B. 键角:CH4
【解析】
【详解】A.三种离子具有相同的核外电子排布,核电荷数越大,半径越小,所以离子半径:S2->Cl->K+,A正确;
B.CH4、NH3、H2O价层电子对数均为4,CH4没有孤电子对,NH3有1个孤电子对,H2O有2个孤电子对,孤电子对数越多,排斥力越大,键角越小,所以键角:CH4>NH3>H2O,B错误;
C.非金属性越强,简单氢化物越稳定,同周期从左往右非金属性增强,同主族从上往下非金属性减弱,所以热稳定性:HF>NH3>PH3,C错误;
D.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,同周期从左往右非金属性增强,同主族从上往下非金属性减弱,则酸性:HNO3>H3PO4>H2SiO3,D错误;
故选A。
7. NH4Cl的晶胞为立方体,其结构如下。下列说法不正确的是
A. NH4Cl晶体属于离子晶体
B. NH4Cl晶胞中H-N-H键角为90°
C. NH4Cl晶体中既有离子键又有共价键
D. 每个Cl-周围与它最近且等距离的的数目为8
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯化铵由铵根离子和氯离子构成,为离子晶体,A正确;
B.铵根离子中N原子杂化方式为sp3杂化,键角为109。28',B错误;
C.NH4Cl晶体中铵根和氯离子之间为离子键,氮原子和氢原子之间为共价键,C正确;
D.根据晶胞结构可知每个Cl-周围与它最近且等距离的铵根离子的数目为8,在周围八个立方体体心位置,D正确;
故选B。
8. 下列离子方程式与所给事实不相符合的是
A. 制备84消毒液(主要成分是NaClO):
B. 食醋去除水垢中的:
C. 0.1ml/L醋酸溶液pH>1:
D. 向中逐滴加入溶液使恰好沉淀完全:
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cl2和NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O,书写离子方程式时,除了Cl2和H2O不能拆写,其余均可拆写为离子,A正确;
B.食醋为弱酸不能拆写为离子,反应的离子方程式为2CH3COOH+CaCO3=Ca2++2CH3COO-+CO2+H2O,B错误;
C.醋酸为弱电解质,在水中部分电离,电离方程式为,所以0.1ml/L醋酸溶液pH>1,C正确;
D.向中逐滴加入溶液使恰好沉淀完全,两者应该按照物质的量之比1:1反应,离子方程式为:,D正确;
故选B。
9. 取一定量的两种试剂或药品相互反应,产物一定相同的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸性:H2CO3>苯酚>,不论加入的量与先后,产物都是碳酸氢钠,A符合题意;
B.Fe粉少量生成三价铁,过量生成二价铁,产物不同,B不符合题意;
C.将溶液加入HCl溶液中,发生反应,产生无色气体;将HCl溶液加入溶液中,先发生反应,无明显现象,后发生反应,产生无色气体,现象不同,C不符合题意;
D.氨水滴入硝酸银中先产生白色沉淀,继续滴加沉淀溶解,将硝酸银滴入氨水中没有沉淀产生,D不符合题意;
答案选A。
10. 向含HCN的废水中加入铁粉和K2CO3可制备K4[Fe(CN)6],反应如下:6HCN+Fe+2K2CO3=K4[Fe(CN)6]+H2↑+2CO2↑+2H2O。下列说法不正确的是
A. 依据反应可知:Ka(HCN)>Ka1(H2CO3)
B. HCN的结构式是H—C≡N
C. 反应中每1mlFe转移2ml电子
D. [Fe(CN)6]4-中Fe2+的配位数是6
【答案】A
【解析】
【详解】A.由方程式可知,该反应为有化合价变化的氧化还原反应,与溶液的酸碱性无关,无法判断氢氰酸和碳酸的酸性强弱和酸的电离常数的大小,故A错误;
B.氢氰酸分子中含有碳氮三键,结构式为H—C≡N,故B正确;
C.由方程式可知,反应中1ml铁参与反应,反应转移2ml电子,故C正确;
D.[Fe(CN)6]4-中中心离子为Fe2+,氢氰酸根离子为配位体,配位数为6,故D正确;
故选A。
11. 下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液pH增大的是
A. 向酸性KMnO4溶液中加入FeSO4溶液,紫色褪去
B. 向NaHSO3溶液中加入Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀
C. 向BaCl2溶液中先通入SO2,后通入O2,产生白色沉淀
D. 向饱和NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,产生白色沉淀
【答案】A
【解析】
【详解】A.向酸性KMnO4溶液中加入FeSO4溶液,紫色褪去,说明发生氧化还原反应,离子方程式:,pH增大,故A正确;
B.向NaHSO3溶液中加入Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀,发生复分解反应,不属于氧化还原反应,故B错误;
C.向BaCl2溶液中先通入SO2,后通入O2,产生白色沉淀,反应过程中H+增多,pH减小,故C错误;
D.向饱和NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,产生白色沉淀,无元素化合价变化,不属于氧化还原反应,故D错误;
答案选A。
12. 刺槐素是一种黄酮化合物,有抗氧化、抗炎、抗癌的作用,其结构简式如下图所示。下列关于刺槐素的说法正确的是
A. 分子式为C15H12O5
B. 分子中碳原子的杂化方式均为sp2
C. 1ml该化合物最多可以和7mlH2反应
D. 能与甲醛发生聚合反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据结构简式可知,该有机物的分子式为C16H12O5,选项A错误;
B.分子中苯环上的碳原子及杂环上的碳原子的杂化方式均为sp2,右上角的甲基上的碳为sp3杂化,选项B错误;
C.该有机物含有2个苯环、一个碳碳双键和一个酮羰基,1ml该化合物最多可以和8mlH2反应,选项C错误;
D.该有机物含有酚羟基,能与甲醛发生聚合反应,选项D正确;
答案选D。
13. 将一定量的SO2通入FeCl3溶液中,取混合溶液,分别进行下列实验,能证明SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【分析】要证明SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应,则要检验溶液中含Fe2+或硫酸根离子。
【详解】A.加入NaOH溶液生成的红褐色沉淀为氢氧化铁沉淀,说明溶液中有Fe3+,故A不符题意;
B.溶液中含Cl-,加入AgNO3溶液一定有白色沉淀,不能证明SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应,故B不符题意;
C.酸性KMnO4溶液和溶液中的Cl-也能发生氧化还原反应,加入酸性KMnO4溶液,紫色褪去,不能证明SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应,故C不符题意;
D.加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液产生蓝色沉淀,则可证明溶液中存在Fe2+离子,说明SO2与FeCl3溶液发生了氧化还原反应,故D符合题意;
故选D。
14. 富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如下图所示,下列说法不正确的是
A. 铁位于元素周期表第四周期、第VIII族
B. 富马酸分子中σ键与π键的数目比为11∶2
C. 富马酸中各元素的电负性由大到小的顺序为O>C>H
D. 1 ml富马酸与足量NaHCO3溶液反应可生成2 ml CO2
【答案】B
【解析】
【分析】由元素周期表中原子半径的变化规律,结合结构模型可推测出灰色的点是C,黑色的点是O,白色的点是H,根据有机化学中C原子的成键特点可知,从左至右的顺序,第一个和第四个C原子上存在C=O键,在第二个C原子与第三个C原子之间存在碳碳双键,其余的都是单键相连,富马酸中存在碳碳双键和羧基官能团,则富马酸结构简式为HOOC-CH=CH-COOH。
【详解】A.铁是26号元素,位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族,故A正确;
B.1ml富马酸分子中存在11ml的σ键和3ml的π键,数目比为11:3,故B错误;
C.组成富马酸的各元素中,电负性最大的是O,最小的是H,则电负性由大到小的顺序为O>C>H,故C正确;
D.1 ml富马酸中存在2ml羧基,与足量NaHCO3溶液反应可生成2ml CO2,故D正确;
故本题选B
15. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1mlCu与足量的S反应转移电子数为2NA
B. 46g有机物中含有共价键的数目为7NA
C. 10g和的混合物中含有的中子数为5NA
D. 在0.5L2ml/L的溶液中含的数目为NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.Cu与S反应生成Cu2S,1mlCu与足量的S反应转移电子数为NA,A不正确;
B.可能为CH3CH2OH、CH3OCH3,二者的分子中都含有8个共价键,46g有机物的物质的量为1ml,则含有共价键的数目为8NA,B不正确;
C.10g含中子的物质的量为=5ml,10g含中子的物质的量为=5ml,则混合物中含有的中子数为5NA,C正确;
D.在0.5L2ml/L的溶液中,、、H2CO3的物质的量为1ml,含的数目小于NA,D不正确;
故选C。
16. 关于纯碱和小苏打的下列说法中,不正确的是
A. 室温下,二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
B. 利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去
C. 两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
D. 可用NaOH溶液使转化为
【答案】A
【解析】
【详解】A.室温下Na2CO3和NaHCO3饱和溶液pH相差较大的主要原因是:的水解程度远大于,与溶解度无关,A错误;
B.受热易分解,可转化为,而热稳定性较强,利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3,B正确;
C.和的溶液中均存在H2O、H2CO3、、、H+、OH-、Na+,所含微粒的种类相同,C正确;
D.加入NaOH溶液中会发生反应:NaOH+=+H2O,可用NaOH溶液使转化为,D正确;
故选A。
17. FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是
A. 溶液中一定含Cu2+
B. 溶液中一定含Fe2+
C. 加入KSCN溶液一定不变红色
D. 剩余固体中一定含Cu
【答案】A
【解析】
【分析】加入铁粉后,因为Fe3+氧化性强于Cu2+,铁粉先与FeCl3反应,然后与CuCl2反应,充分反应后仍存在的固体一定含有Cu,可能含有Fe。
【详解】A.由分析知,若加入的铁粉与CuCl2恰好完全反应或者铁粉过量,溶液中都不会含Cu2+,A符合题意;
B.由于铁粉先与FeCl3反应,溶液中一定含Fe2+,B不符合题意;
C.由分析知,所得溶液中一定不含Fe3+,一定含有Fe2+,可能含Cu2+,故加入KSCN一定不变红色,C不符合题意;
D.剩余固体一定含有Cu,可能含有Fe,D不符合题意;
故选A。
18. A、B、C、X为中学化学常见物质,A、B、C含有相同元素甲,可以发生如下转化(水参与的反应,水未标出)。
下列说法不正确的是
A. 若A、B、C的焰色反应呈黄色、水溶液均呈碱性,则X可以是CO2
B. 若C为红棕色气体,则A一定为空气中含量最高的气体
C. 若B为FeCl3,则X一定是Fe
D. A可以是碳单质,也可以是O2
【答案】B
【解析】
【详解】A. 若A、B、C的焰色反应呈黄色,说明A、B、C中含有钠元素,水溶液均呈碱性,则A为氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠,B为碳酸钠,碳酸钠溶液显碱性;碳酸钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠,C为碳酸氢钠,碳酸氢钠为碱性,故A正确;
B. 若A为氨气、X为氧气,则B为一氧化氮,C为红棕色气体二氧化氮,则A不一定为空气中含量最高的氮气,故B错误;
C. 若B为FeCl3,则A为氯气,与铁反应生成氯化铁,氯化铁与铁反应生成氯化亚铁,故C正确;
D. 若A为碳、X为氧气,则B为一氧化碳,C为二氧化碳;若A为氧气、X为碳,则B为二氧化碳,C为一氧化碳,故D正确;
答案为B。
【点睛】元素的性质的推断题,要熟练掌握各种物质间的相互转化,并能找到各物质间相互转化方案,熟记物质的性质,综合运用。
19. 科学家用铜的氧化物做催化剂,成功实现选择性还原,用于回收和利用工业排放的低浓度二氧化碳。的晶胞、铜的氧化物的晶胞如图。下列说法正确的是
A. 干冰晶体熔化时需要克服共价键
B. 一个干冰晶胞中含有8个分子
C. 铜的氧化物晶胞中距离氧离子最近且等距离的氧离子为6个
D. 由铜的氧化物的晶胞可知其化学式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.干冰晶体为分子晶体,熔化时需要克服分子间作用力,A错误;
B.根据“均摊法”,晶胞中含个,B错误;
C.由体心氧离子为例可知,铜的氧化物晶胞中距离氧离子最近且等距离的氧离子为8个,C错误;
D.根据“均摊法”,晶胞中含个O、4个Cu,化学式为,D正确;
故选D。
20. 将溶液分别滴入溶液和溶液中,均产生沉淀和气泡。取①中沉淀洗涤后,加入足量盐酸,无气泡产生;取②中沉淀洗涤后,加入足量盐酸,产生少量气泡。
下列分析不正确的是
A. 、溶液中均存在
B. 能促进、的水解
C. ①中发生的反应:
D. 对比①②沉淀加入足量盐酸后的现象,说明溶液中的和均对沉淀成分有影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液和溶也中均存在物料守恒,根据物料守恒得,A正确;
B.溶液中存在,溶液显酸性,能促进、的水解,B正确;
C.取①中沉淀洗涤后,加入足量盐酸,无气泡产生,故沉淀为,①中发生的反应:,C错误;
D.①中沉淀洗涤后,加入足量盐酸,无气泡产生,说明溶液中的对沉淀成分有影响,②中沉淀洗涤后,加入足量盐酸,产生少量气泡,说明溶液中的对沉淀成分有影响,D正确;
故选C。
21. 研究碘在不同溶剂中的溶解度。进行实验:
①向试管里放入一小粒碘晶体,再加入蒸馏水,充分溶解后,得到黄色溶液和少量不溶的碘;
②取5mL溶液,再加入1mL四氯化碳,振荡,静置,液体分层,下层呈紫色,上层无色;
③将②所得下层溶液全部取出,加入1mL溶液,振荡,静置,下层溶液紫色变浅,上层溶液呈黄色(颜色比溶液深)。
已知:i.;ii.。
下列说法不正确的是
A. 是极性溶剂,是非极性溶剂,非极性更易溶于
B. ②中的下层溶液为碘的四氯化碳溶液
C. 溶液中<溶液中
D. 向①所得浊液中加入,使增大,反应i平衡逆向移动,析出I2
【答案】D
【解析】
【分析】操作①中得到的黄色溶液含有I−、HIO和少量碘单质;操作②静置分层后,下层紫色为碘的CCl4溶液,上层无色为含I−、HIO溶液;操作③发生的反应为I2+I−=,下层溶液中碘单质减少,故紫色变浅,上层溶液中增加,故溶液为黄色。
【详解】A.根据相似相溶原理,H2O是极性溶剂,CCl4是非极性溶剂,非极性I2更易溶于CCl4,故A正确;
B.CCl4密度大于水,②中的下层溶液为碘的四氯化碳溶液,故B正确;
C.加入KI溶液,发生反应I2+I−=,I2转化为,溶液b中c(I2)<溶液a中c(I2),故C正确;
D.向①所得浊液中加入KI,使c(I−)增大,I2+I−=,反应生成溶解性更大的,不会析出I2,故D错误;
答案选D。
本部分共5题,共58分。
22. 由氧元素形成的常见物质有、、和等。
(1)基态氧原子的电子排布式是_______,其占据的最高能层的符号是_______。
(2)分子的VSEPR模型是_______形。
(3)在某种催化剂表面与反应的释氢机理如下图。
①若用和做反应物,生成的氢气是_______(填序号)。
a. b. c.HD
②写出理论上与完全反应的总反应的离子方程式:_______。
(4)对分子结构的研究,曾有以下推测:
①根据测定分子中_______(填字母序号),确定其结构一定不是甲。
a.H-O键长 b.O-O键能 c.H-O-O键角
②由于不稳定,很难得到晶体。20世纪40年代初,卢嘉锡等化学家用尿素()与形成较稳定尿素过氧化氢复合物晶体,进而测得结构为乙。上述晶体中尿素与分子交替排列且二者中的O均与另外分子的H之间形成氢键。
a.为_______(填“极性”或“非极性”)分子。
b.用“X—H…Y”表示出上述晶体中形成的氢键:_______。
(5)的晶胞为立方体,结构如下。
根据图中信息,可计算晶体密度是_______。
【答案】(1) ①. 1s22s22p4 ②. L
(2)四面体 (3) ①. c ②.
(4) ① c ②. 极性 ③. O—H…O、N—H…O
(5)
【解析】
【小问1详解】
①氧元素为8号元素,原子核外有8个电子,基态氧原子的电子排布式是1s22s22p4,故答案为:1s22s22p4;
②氧元素占据的最高能层第二层,是L层,故答案为:L;
【小问2详解】
H2O分子中,O原子的价电子对数为4,发生sp3杂化,所以VSEPR模型是四面体,故答案为:四面体;
【小问3详解】
①从机理上可以看出,-BH3提供一个H,D2O提供一个D原子,从而构成氢气HD,故答案为:c;
②NH3BH3与H2O反应,生成、和H2,其方程式为,故答案为:;
【小问4详解】
①键长和键能不能决定分子结构,所以根据测定H2O2分子中H-O-O键角,确定其结构一定不是甲,故答案为:c;
②由图乙可知,H2O2中的4个原子不在同一条直线上,所以H2O2为极性分子,故答案为:极性;
③因为“晶体中尿素与H2O2分子交替排列且二者中的O均与另外分子的H之间形成氢键”,所以用“X—H…Y”表示出上述晶体中形成的氢键:O—H…O、N—H…O,故答案为:O—H…O、N—H…O;
【小问5详解】
根据图中信息,可计算出晶胞中所含O2的个数为,所以O2晶体密度是g·cm-3,故答案为:。
23. As2O3在医药、电子等领域有重要应用。某含砷元素(As)的工业废水经如下流程转化为粗As2O3。
(1)基态砷原子的价层电子排布式:_______。
(2)“碱浸”的目的是将废水中的H3AsO3和H3AsO4转化为盐。H3AsO4转化为Na3AsO4反应的化学方程式是_______。
(3)“氧化”时,1ml转化为至少需要O2_______ml。
(4)“沉砷”是将砷元素转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀,发生的主要反应有:
a. △H<0。
b. △H>0。
研究表明:“沉砷”的最佳温度是85℃,用化学平衡原理解释温度高于85℃后,随温度升高沉淀率下降的原因是_______。
(5)“还原”过程中H3AsO4转化为H3AsO3,反应的化学方程式是_______。
(6)“还原”后加热溶液,H3AsO3分解为As2O3,同时结晶得到粗As2O3,As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度(S)曲线如下图所示。为了提高粗As2O3的沉淀率,“结晶”过程进行的操作是_______。
(7)下列说法中,正确的是_______(填字母)。
a.粗As2O3中含有CaSO4
b.工业生产中,滤液2可循环使用,提高砷的回收率
c.通过先“沉砷”后“酸化”的顺序,可以达到富集砷元素的目的
【答案】(1)4s24p3
(2)H3AsO4+3NaOH=Na3AsO4+3H2O
(3)0.5 (4)温度升高,反应a平衡逆向移动,c(Ca2+)下降,反应b平衡逆向移动,Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降
(5)H3AsO4+H2O+SO2=H3AsO3+H2SO4
(6)调节硫酸浓度约为7 ml∙L-1,冷却至25℃,过滤
(7)abc
【解析】
【分析】含H3AsO3和H3AsO4的废水加入NaOH碱浸,生成Na3AsO3和Na3AsO4;通O2进行氧化,将Na3AsO3氧化为Na3AsO4;加入石灰乳沉砷后过滤,滤渣为Ca5(AsO4)3OH沉淀;加入H2SO4酸化,生成CaSO4沉淀和H3AsO4;通入SO2还原,H3AsO4转化为H3AsO3,加热H3AsO3分解转化为As2O3,结晶得到粗As2O3。
【小问1详解】
砷为33号元素,基态砷原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,则其价层电子排布式:4s24p3。
【小问2详解】
“碱浸”的目的是将废水中的H3AsO3和H3AsO4转化为盐。H3AsO4与NaOH反应,转化为Na3AsO4等,反应的化学方程式是H3AsO4+3NaOH=Na3AsO4+3H2O。
【小问3详解】
“氧化”时,转化为,As元素由+3价升高到+5价,用O2氧化时,可建立关系式2——O2,则1ml转化为至少需要O20.5ml。
【小问4详解】
研究表明:“沉砷”的最佳温度是85℃,用化学平衡原理解释温度高于85℃后,随温度升高,反应a平衡逆向移动,使c(Ca2+)减小,从而引起反应b平衡逆向移动,从而使沉淀率下降,原因是:温度升高,反应a平衡逆向移动,c(Ca2+)下降,反应b平衡逆向移动,Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降。
【小问5详解】
“还原”过程中H3AsO4被SO2还原,转化为H3AsO3等,反应的化学方程式是H3AsO4+H2O+SO2=H3AsO3+H2SO4。
【小问6详解】
从曲线中可以看出,硫酸浓度为7 ml∙L-1、温度为25℃时,As2O3的溶解度最小。为了提高粗As2O3的沉淀率,“结晶”过程进行的操作是:调节硫酸浓度约为7 ml∙L-1,冷却至25℃,过滤。
【小问7详解】
a.溶液中的Ca2+未完全除去,SO2还原时,又生成了CaSO4,致使粗As2O3中含有CaSO4,a正确;
b.滤液2为硫酸,可循环使用,以提高砷的回收率,b正确;
c.通过先“沉砷”后“酸化”的顺序,可使溶液中的砷转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀,酸化后又转化为H3AsO4,可以达到富集砷元素的目的,c正确;
故选abc。
【点睛】利用溶液从固体中提取某种成本时,可通过粉碎、搅拌等措施,以增大固体与溶液的接触面积,提高浸取率。
24. 经一系列反应可以得到,如下图所示。
(1)Ⅰ中,和在催化剂作用下反应,其化学方程式是_______。
(2)Ⅱ中,。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强()下温度变化的曲线(如图)。
①比较的大小关系:_______。
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是_______。
(3)Ⅲ中,降低温度,将转化为,再制备浓硝酸。与化合的化学方程式是_______。
(4)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的排放。SCR(选择性催化还原)工作原理:
①尿素水溶液热分解为和,该反应的化学方程式:_______。
②当燃油中含硫量较高时,尾气中在作用下会形成,使催化剂中毒。用化学方程式表示的形成:_______。
③尿素溶液浓度影响的转化,测定溶液中尿素()含量的方法如下:
取ag尿素溶液,将所含氮完全转化为,所得用过量的溶液吸收完全,剩余用溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是_______。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 减小
(3)
(4) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
Ⅰ中,和在催化剂作用下反应生成NO和H2O,反应的化学方程式为;
【小问2详解】
①该反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡向正向移动,NO的转化率增大,则压强:;
②由图可知,升高温度,NO的平衡转化率减小,说明平衡向逆向移动,则该反应的平衡常数减小;
【小问3详解】
将转化为,再制备浓硝酸,则与化合生成HNO3,化学方程式为;
【小问4详解】
①尿素水溶液热分解为和,该反应化学方程式为;
②尾气中在作用下会形成,化学方程式为;
③所得用过量的溶液吸收完全,剩余用溶液恰好中和,则吸收消耗的物质的量为=,和水反应得到,和反应,得到比例关系:2~,则的物质的量为=,根据N元素守恒,则ag尿素溶液中的物质的量为,则尿素溶液中溶质的质量分数是==。
25. M印染、制药等领域有广泛应用,一种合成路线如下。
已知:①;
②;
③。
(1)A→B的反应类型是_______。
(2)B中含羧基,E的结构简式是_______。
(3)F中所含官能团的名称是_______。
(4)写出J→K的化学方程式_______。
(5)下列说法中正确的是_______。
a. A、E均能与碳酸氢钠溶液反应
b.F中有3种化学环境不同的H原子
c.G为非极性分子
d.L与甲醇是同系物
(6)G的同分异构体乙醛与F反应得到J的一种同分异构体,的结构简式是_______。
【答案】(1)取代反应
(2)HOOCCH2COOH
(3)酯基 (4) +C2H5OH
(5)ab (6)
【解析】
【分析】由A的分子式知A的不饱和度为1,与氯气发生取代反应,B中含羧基,则A为CH3COOH,B为ClCH2COOH,根据信息反应①知,D为 NC—CH2—COONa,根据信息反应①和羧基的性质知,E为HOOCCH2COOH,E与乙醇发生酯化反应生成F,结合K的结构简式知,F的结构简式为H5C2OOCCH2COOC2H5;结合信息反应②及G的分子式,可确定G为,J为,根据信息反应③可推知,L的结构简式为HOCH2CH2CH(CH2OH)2,L脱水生成M为五元环结构,M的结构简式为,据此分析解答。
【小问1详解】
由分析知,A→B的反应类型是取代反应,故答案为:取代反应;
【小问2详解】
由分析可知,B中含羧基,E的结构简式是HOOCCH2COOH,故答案为:HOOCCH2COOH;
【小问3详解】
F为H5C2OOCCH2COOC2H5,所含官能团的名称是酯基,故答案为:酯基;
【小问4详解】
由分析可知,J为,根据J和K的结构简式以及信息反应②可知,J→K的化学方程式 +C2H5OH,故答案为: +C2H5OH;
【小问5详解】
a.A、E均含有羧基,均能与碳酸氢钠溶液反应,a正确;
b.F为H5C2OOCCH2COOC2H5,F中有3种化学环境不同的H原子,b正确;
c.G为,正负电中心不重合,G为极性分子,c错误;
d.L与甲醇的结构不同,所含官能团羟基的个数不同,不互为同系物,d错误;
故答案为:ab;
【小问6详解】
G的同分异构体乙醛与F反应得到J的一种同分异构体J',J'的结构简式是,故答案为:。
26. 某小组同学以不同方案探究Cu粉与FeCl3溶液的反应。
(1)甲同学向FeCl3溶液中加入Cu粉,观察到溶液的颜色变为浅蓝色,由此证明发生了反应,其离子方程式是__。
(2)乙同学通过反应物的消耗证明了上述反应的发生:将Cu粉加入到滴有少量KSCN的FeCl3溶液中,观察到溶液红色褪色,有白色沉淀A产生。
针对白色沉淀A,查阅资料:A可能为CuCl和CuSCN(其中硫元素化合价为-2价)中的一种或两种。实验过程如下:
请回答:
①根据白色沉淀B是__(填化学式),判断沉淀A中一定存在CuSCN。
②仅根据白色沉淀A与过量浓HNO3反应产生的实验现象,不能判断白色沉淀A中一定存在CuSCN,从氧化还原角度说明理由:__。
③向滤液中加入a溶液后无明显现象,说明A不含CuCl,则a是__(填化学式)。
根据以上实验,证明A仅为CuSCN。
④进一步查阅资料并实验验证了CuSCN的成因,将该反应的方程式补充完整:
_Cu2++_SCN-=_CuSCN↓+_(SCN)2
⑤结合上述过程以及Fe(SCN)3Fe3++3SCN-的平衡,分析(2)中溶液红色褪去的原因:__。
(3)已知(SCN)2称为拟卤素,其氧化性与Br2相近。将KSCN溶液滴入(1)所得的溶液中,观察到溶液变红色,则溶液变红的可能原因是__或__。
【答案】 ①. 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ②. BaSO4 ③. +1价铜也可以将浓硝酸还原 ④. AgNO3 ⑤. 2 ⑥. 4 ⑦. 2 ⑧. 1 ⑨. Cu和Fe3+反应生成Cu2+使c(Fe3+)减少;Cu2+和SCN-反应生成CuSCN沉淀使c(SCN-)减少,均使平衡Fe(SCN)3Fe3++3SCN-正向移动,导致Fe(SCN)3浓度减小,溶液红色褪去 ⑩. Fe3+有剩余 ⑪. (SCN)2将Fe2+氧化;空气中的氧气将Fe2+氧化
【解析】
【分析】此题一方面考查了Fe2+和Fe3+的性质,一方面也通过物质组成探究实验的形式考查了一些基本离子的检验方法。在确定物质组成时,务必要注意排除其他物质对检验过程中产生的实验现象的干扰。
【详解】(1)Fe3+的氧化性强于Cu2+,因此发生的反应的离子方程式是:;
(2)①通过分析实验流程可知,若沉淀A中含有CuSCN,在经过过量的浓硝酸处理后,S元素会转化为,因此,若在加入过量硝酸钡溶液后出现BaSO4白色沉淀,则能证明沉淀A中含有CuSCN;
②若沉淀A组成仅为CuCl,那么用过量浓硝酸处理时,CuCl中+1价的Cu也可以将浓硝酸还原,产生红棕色的还原产物NO2,所以仅通过红棕色气体生成无法说明A中一定有CuSCN;
③若要证明A中不含CuCl,只能设计实验验证白色沉淀A溶解后的溶液中不含Cl-;因此,a溶液即AgNO3溶液;
④题干中指出SCN-中的S为-2价,所以方程式中S反应后价态上升,Cu反应后价态下降,所以该反应的方程式为:;
⑤分析(2)中溶液红色褪去的原因时:一方面要考虑Fe3+被还原导致的浓度下降,另一方面也要考虑由于生成了CuSCN白色沉淀,所以也发生了SCN-被氧化而导致的浓度下降;因此红色褪去的原因为:Cu和Fe3+反应生成Cu2+使c(Fe3+)减少;Cu2+和SCN-反应生成CuSCN沉淀使c(SCN-)减少,均使平衡正向移动,导致Fe(SCN)3浓度减小,溶液红色褪去;
(3)题干中指出拟卤素(SCN)2氧化性与Br2接近,因此拟卤素(SCN)2也可以将Fe2+氧化,此外Fe2+还原性较强,也容易被氧气氧化;因此溶液变红色的原因可能是:(SCN)2将Fe2+氧化或空气中的氧气将Fe2+氧化。
【点睛】对物质组成进行分析时,一定要注意分析可能存在的,在实验检验过程中会对检验现象产生干扰的物质。气体
试剂
制备装置
收集方法
A
O2
KMnO4
a
d
B
H2
Zn+稀H2SO4
b
e
C
NO
Cu+稀HNO3
b
c
D
CO2
CaCO3+稀H2SO4
b
c
选项
A
B
C
D
试剂a
CuSO4
NH4HCO3
H2SO4
CH3COOH
试剂b
Ba(OH)2
Ca(OH)2
Ba(OH)2
NH3·H2O
选项
A
B
C
D
试剂①
苯酚
粉
溶液
氨水
试剂②
溶液
稀HNO3
盐酸溶液
溶液
操作
现象
A
加入NaOH溶液
有红褐色沉淀
B
加入AgNO3溶液
有白色沉淀
C
加入酸性KMnO4溶液
紫色褪去
D
加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液
有蓝色沉淀
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