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2025广东省三校“决胜高考,梦圆乙巳”高三上学期第一次联合模拟考试化学含解析
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第一次联合模拟考试
学校:_____ 姓名:_____ 班级:_____ 考号:_____
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,请2B用铅笔把答题卡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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题:本大题共16小题,共44分。
1. 下列物质的主要成分属于天然有机高分子的是
A. 水泥B. 木材C. 陶瓷D. 铝合金
【答案】B
【解析】
【详解】A、水泥是硅酸盐产品,不是高分子化合物,A错误;
B、木材的主要成分是纤维素,属于天然高分子化合物,B正确;
C、陶瓷是硅酸盐产品,不是高分子化合物,C错误;
D、铝合金是金属材料,不是高分子化合物,D错误;
答案选B。
2. 化学与社会生活密切相关,下列说法正确的是( )
A. 军舰船底镶嵌锌块作正极,以防船体被腐蚀
B. 汽车尾气中NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
C. 金属冶炼过程是金属离子得电子变成金属单质的氧化过程
D. PM2.5颗粒(微粒直径约为2.5×10-6m)分散在空气中形成气溶胶
【答案】B
【解析】
【详解】A.锌的活泼性强于铁,军舰船底镶嵌锌块作负极,以防船体被腐蚀,为牺牲阳极的阴极保护法,锌块不是作正极,故A错误;
B.减小压强,活化分子百分数不变,但是单位体积内的活化分子减少,反应速率减小,故B正确;
C.金属矿物中,金属为化合态,金属离子得到电子被还原可得到金属单质,是还原过程,故C错误;
D.PM2.5(微粒直径约为2.5×10-6m)微粒直径大于10-7m,不能形成气溶胶,故D错误;
故选B。
【点睛】本题的易错点为D,要注意胶体微粒直径在1~100nm,即10-9~10-7m之间。
3. 有A、B、C三种主族元素,已知A元素原子的价电子构型为nsn,B元素原子的M层上有两个未成对电子,C元素原子L层的p轨道上有一对成对电子,由这三种元素组成的化合物的化学式不可能是
A. A3BC4B. A2BC4C. A2BC3D. ABC4
【答案】A
【解析】
【分析】A元素原子的价电子构型为nsn,则n等于1或2,即是第IA族或第ⅡA族元素;B元素原子的M层上有两个未成对电子,则B一定是Si或S;C元素原子L层的p轨道上有一对成对电子,则C元素是氧元素。
【详解】根据元素的种类以及相应的化合价可知,可以形成碳酸、碳酸盐、硅酸盐等,选项BCD都是可能存在的;因为选项A中A3BC4,B元素的化合价是+5价或+2价,不可能存在,A不正确,
答案选A。
4. 下列冶炼方法中,可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是
A. 电解熔融B. 加热
C. 电解熔融NaClD. 氯化钠与铝粉高温共热
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为氯化铝是共价化合物熔融状态不导电,所以电解熔融不能得到金属铝,应用电解熔融的方法,故A错误;
B.加热不能得到金属钙,应用电解法得到金属钙,故B错误;
C.Na为活泼金属,应用电解熔融NaCl的方法冶炼钠,故C正确;
D.Na比Al活泼,氯化钠与铝不反应,故D错误;
故选C。
【点睛】根据金属的活泼性强弱冶炼金属,Ca、Na、Mg、Al等金属用电解法,Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等金属用热还原法、Hg、Ag等金属用热分解法冶炼。
5. 下列反应既是离子反应又是氧化还原反应的是
A. 溶液中滴加B. 盐酸和氧化铜反应
C. 铁片放入溶液中D. 氢气还原氧化铜
【答案】C
【解析】
【详解】A.发生复分解反应,无元素的化合价变化,为非氧化还原反应,故A不选;
B.发生复分解反应,无元素的化合价变化,为非氧化还原反应,故B不选;
C.铜离子与Fe发生置换反应,且Fe、Cu元素的化合价变化,既是离子反应又是氧化还原反应,故C选;
D.氢气还原氧化铜为气体与固体的反应,不属于离子反应,故D不选;
故选C。
6. 下列说法正确的是
A. 不粘锅的原料为烃类化合物
B. 分子组成相差1个或若干个“CH2”原子团的有机物,互称为同系物
C. 石油分馏是物理变化,煤的气化、液化是化学变化
D. 油脂在酸性或碱性条件下都能发生水解反应制取肥皂
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子中除碳元素外还含有F元素,不是烃类化合物,属于卤代烃,A错误;
B.必须满足结构相似,分子组成相差1个或若干个“CH2”原子团的有机物,互称为同系物,B错误;
C.石油分馏是物理变化,煤的气化、液化是化学变化,C正确;
D.油脂在碱性条件下能发生水解反应制取肥皂,D错误,
答案选C。
【点睛】该题的易错选项是同系物判断。解答时注意以下几点:结构相似指的是组成元素相同,官能团的类别、官能团的数目及连接方式均相同。结构相似不一定是完全相同,如CH3CH2CH3和(CH3)4C,前者无支链,后者有支链,但二者仍为同系物。通式相同,但通式相同不一定是同系物。例如:乙醇与乙醚它们的通式都是CnH2n+2O,但他们官能团类别不同,不是同系物。又如:乙烯与环丁烷,它们的通式都是CnH2n,但不是同系物。在分子组成上必须相差一个或若干个CH2原子团。但分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质却不一定是同系物,如CH3CH2Br和CH3CH2CH2Cl都是卤代烃,且组成相差一个CH2原子团,但二者不是同系物。
7. 下列说法正确的是
A. 甲烷,乙烷和丙烷的一氯取代物都只有一种
B. 十六烷催化裂化可生成8个碳原子的烷烃和烯烃
C. 等质量的苯乙烯和甘油完全燃烧时,生成水的质量相等
D 环己烷和环己烯两种液态有机物都可以使溴水层褪色,且褪色原理相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙烷有2种H,一氯代物数目为2种,故A错误;
B.碳原子是偶数的烷烃发生裂化反应生成烷烃和烯烃时,有可能生成碳原子数相同的烷烃和烯烃,故B正确;
C.甘油中氢元素的质量分数与苯乙烯的不同,因此,等质量的苯乙烯和甘油完全燃烧时,生成水的质量不相等,故C错误;
D.环己烯含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应,环己烷只是将溴水中的溴萃取到上层(有机层),原理不同,故D错误。
故选B。
8. 下列解释实验事实的反应方程式不正确的是
A. 盛放烧碱的试剂瓶不能用玻璃塞:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
B. 用烧碱溶液吸收氯气:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
C. 用KSCN溶液检验Fe3+:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
D 酸性KI淀粉溶液久置后变蓝:4I-+O2+2H2O=2I2+4OH-
【答案】D
【解析】
【详解】A.氢氧化钠溶液能和二氧化硅反应生成黏性较强的硅酸钠,所以盛放烧碱的试剂瓶不能用玻璃塞,A正确;
B.氯气能被氢氧化钠溶液吸收生成氯化钠、次氯酸钠和水,B正确;
C.铁离子能和KSCN溶液反应显红色,据此可以鉴别铁离子, C正确;
D.溶液显酸性,不可能生成OH-,应该是4I-+O2+4H+=2I2+2H2O ,D不正确;
答案选D。
9. X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等;Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是
A. X元素的氢化物的水溶液显碱性
B. Z元素的离子半径大于W元素的离子半径
C. Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应
D. Y元素的氧化物是含有极性键的非极性分子
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质,X可能为O,也可能为N元素;Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同,则Z元素的质子数为,故Z为Mg元素;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等,外围电子排布为,处于IVA族,且属于短周期元素,所以Y为C或Si元素;W元素原子的M层有1个未成对的p电子,外围电子排布为或,W为Al或Cl。
【详解】A.X可能为O或N,氢化物可以是、、等,水是中性,溶液显酸性,故A错误;
B.若W为Cl,镁离子与氯离子最外层电子数相同,电子层越多离子半径越大,镁离子半径小于氯离子半径,若W为Al,镁离子与铝离子电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,镁离子半径大于铝离子半径,故B错误;
C.Mg在氮气中燃烧生成,在氧气中燃烧生成MgO,故C正确;
D.若Y为Si,则其氧化物为二氧化硅,属于共价晶体,不属于分子,故D错误,
故选C
10. 镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,且镁电池放电时电压高而平稳,因而越来越成为人们研制绿色原电池所关注的焦点。其中一种镁电池的反应为,则镁电池放电时,下列说法错误的是
A. 向正极迁移
B. 正极的电极反应式为
C. 发生氧化反应
D. 负极的电极反应式为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.放电时,Mg化合价升高,为负极,根据原电池“同性相吸”得到向正极迁移,故A正确;
B.在反应中是氧化剂,得到电子,发生还原反应,电极反应式是,故B正确;
C.根据C分析得到发生还原反应,故C错误;
D.放电时,该电池作原电池,镁是还原剂,作原电池的负极,失去电子,电极反应式是,故D正确。
综上所述,答案为C。
11. 有起始体积相同的三个容器甲为固定容积,乙带有可移动的活塞,丙是固定容积的绝热容器。在起始温度相同时向其中分别充入1 ml A2和3 ml B2,发生如下反应A2(g)+3B2(g)2X2(g),一段时间后都达到平衡,三个容器中的A2的转化率大小为
A. 甲>乙>丙B. 乙>甲>丙C. 丙>甲>乙D. 甲>丙>乙
【答案】B
【解析】
【分析】在起始温度相同时向其中分别充入l ml A2和3 ml B2,气体的物质的量减小,而乙带有可移动的活塞,所以乙平衡时体积小于甲,则乙平衡相当在甲平衡的基础加压;反应A2(g)+3B2(g)2X2(g)的正反应是放热反应,所以丙平衡状态相当于在甲平衡的基础升高温度,由此分析解答。
【详解】在起始温度相同时,向甲、乙、丙三个起始体积相同的容器中分别充入1 ml A2和3 ml B2,发生反应:A2(g)+3B2(g)2X2(g),该反应的正反应是气体的物质的量减小的反应,甲为固定容积,而乙带有可移动的活塞,所以乙平衡时体积小于甲容器,则乙平衡相当在甲平衡的基础加压,增大压强,化学平衡向气体体积减小的正向移动,则A2的转化率:乙>甲;反应A2(g)+3B2(g)2X2(g)的正反应是放热反应,所以容器丙平衡状态相当于在甲容器平衡的基础升高温度。升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,最终达到平衡时,A2的转化率:甲>丙,故A2的转化率大小为:乙>甲>丙,故合理选项是B。
12. 下列选用的仪器和药品不能达到实验目的的是
A. 粗盐提纯时不溶物的分离B. 验证氨气极易溶于水
C. 制备乙酸乙酯D. 除去乙烷中混有的乙烯
【答案】D
【解析】
【详解】A.图示装置为过滤,粗盐提纯时不溶物可以通过过滤分离,故A正确;
B.将胶头滴管中的水挤入锥形瓶内,若氨气极易溶于水,锥形瓶内压强迅速减小,气球会鼓起来,可以验证氨气极易溶于水,故B正确;
C.试管中加热乙醇、乙酸和浓硫酸的混合物,干燥管可以防止倒吸,在盛有饱和碳酸钠的试管中收集乙酸乙酯,故C正确;
D.乙烯被酸性高锰酸钾氧化生成二氧化碳,引入新的杂质,故D错误;
综上所述答案为D。
13. 石墨烯可转化为富勒烯(C60),科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其立方晶胞结构如图所示,晶胞边长为a pm。下列说法不正确的是
A. C60和石墨烯互为同素异形体B. 该富勒烯化合物的化学式为K3C60
C. C60周围等距且距离最近的C60的数目为6D. 该晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.C60和石墨烯都是由C元素形成的结构不同的单质,互为同素异形体,A正确;
B.由晶胞结构图可知,C60位于顶点和体心,个数为8×+1=2,K位于面上,个数为12×=6,C60:K=2:6=1:3,化学式为K3C60,B正确;
C.距离顶点的C60最近的C60位于体心,顶点的C60为8个晶胞所有,故C60周围等距且距离最近的C60的数目为8,C错误;
D.晶胞质量为g=g,晶胞体积为(a×10-10)3cm3,晶体密度ρ==g⋅cm-3=,D正确;
故答案为:C。
14. 下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是
A. 图1可用于吸收多余的NO
B. 图2可用于检验SO2的漂白性
C. 图3可用于说明铜与浓硝酸反应的能量变化
D. 图4可用于测定CO2的生成速率
【答案】C
【解析】
【详解】A. NO不溶于水,所以不能用水吸收多余的NO气体,A错误;
B. SO2具有还原性,可以被酸性KMnO4溶液氧化,因此SO2使酸性KMnO4溶液褪色,体现了其还原性,B错误;
C. 铜与浓硝酸反应放出热量,使具支试管中空气受热体积膨胀,导致U型管中红墨水左侧液面下降,右侧液面上升,因此图示能够体现该反应的能量变化,C正确;
D. 长颈漏斗中加入稀盐酸后,反应产生的CO2气体会从长颈漏斗中逸出,因此不能用于测定CO2的生成速率,D错误;
故合理选项是C。
15. 下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是
A 中既含离子键,又含非极性键,阴阳离子个数比1:1
B. 第IA族又名碱金属族
C. 、、两种气体的化学性质相同,但物理性质可能不同
D. 由于还原性:,故硫元素的非金属性强于氯元素
【答案】C
【解析】
【详解】A.过氧化钠由钠离子与过氧根离子构成,钠离子与过氧根离子之间形成离子键,过氧根离子中氧原子之间形成非极性键,阴阳离子个数比1:2,故A错误;
B.第IA族包含碱金属与氢元素,故B错误;
C.、属于同种物质,化学性质相同,由于构成分子的原子含有的中子数不同,物理性质不同,故C正确;
D.还原性:,简单阴离子的还原性越强,其单质的氧化性越弱,故硫元素的非金属性弱于氯元素,故D错误;
故选C。
16. 对于下列实验,能正确描述其反应的离子方程式的是
A. 将SO2通入KMnO4溶液中:2MnO+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO+4H+
B. 将Fe(OH)2溶于过量稀硝酸中:Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
C. 向NaAlO2溶液中通入过量CO2:2AlO+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO
D. 向NH4Fe(SO4)2溶液中加入过量Ba(OH)2溶液:Fe3++2SO+2Ba2++3OH−=Fe(OH)3↓+2BaSO4↓
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.SO2通入KMnO4反应生成硫酸钾、硫酸锰和水,离子方程式为2MnO+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO+4H+,A正确;
B.过量的稀硝酸能将Fe2+氧化Fe3+,B错误;
C.CO2过量时,产物应是,C错误;
D.加入过量Ba(OH)2溶液时,转化为NH3∙H2O,D错误;
答案为A。
二、填空题:本大题共1小题,共14分。
17. 随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视。
⑴目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1ml CO2和3ml H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/ml,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_____ml/(L·min)。
②该反应的平衡常数表达式为K=_________。
③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________。
A.升高温度 B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离 D.再充入1ml CO2和3ml H2
⑵有人提出,可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g) 通过其自发进行来消除CO的污染。该方案_______(填“是”、“否”)可行,理由是:_______。
【答案】 ①. 0.225 ②. ③. CD ④. 否 ⑤. 该反应△H>0、△S<0,因而△G>0,不能自发进行
【解析】
【详解】(1)①利用三段式解题法计算
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),
开始(ml/L):1 3 0 0
变化(ml/L):0.75 2.25 0.75 0.75
平衡(ml/L):0.25 0.75 0.75 0.75
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)==0.225 ml•L-1•min-1;
②平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,则K=;
③要使n(CH3OH)/n(CO2)增大,应使平衡向正反应方向移动;A.因正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,则n(CH3OH)/n(CO2)减小,故A错误;B.充入He(g),使体系压强增大,但对反应物质来说,浓度没有变化,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,故B错误;C.将H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应方法移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故C正确;D.再充入1ml CO2和3ml H2,等效于在原来基础上缩小体积一半,压强增大,平衡向正反应方向移动,则n(CH3OH)/n(CO2)增大,故D正确;故答案为CD;
(2)已知反应2CO=2C+O2的△H>0、△S<0,则△G=△H-T•△S>0,反应是一个焓增、熵减的反应,任何情况下不能自发进行。
三、流程题:本大题共1小题,共16分。
18. 高锰酸钾是中学常用化学试剂,工业上常以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料进行制备,主要工艺流程如下图:
已知:3K2MnO4+2H3PO4═2KMnO4+MnO2↓+2K2HPO4+2H2O
(1)原料高温煅烧时选用铁坩埚和铁棒,理由是__________。
(2)①中每生成1mlK2MnO4时电子转移2ml,写出化学反应方程式_________。
(3)从反应机理和产物分离角度考虑,③可用磷酸,也可用下列________试剂。
A.醋酸 B.盐酸 C.硫酸 D.CO2
(4)下列描述不正确的是_________。
A.操作⑤中蒸发至大量晶体析出再冷却晶体,趁热过滤
B.抽滤时布氏漏斗中选用大小略小于漏斗内径且盖住全部小孔的滤纸
C.可用无水乙醇洗涤产品提高纯度
D.KMnO4晶体的烘干温度过高会降低产率
(5)粗产品的洗涤步骤可能需要用到以下操作:a.加入洗涤剂至浸没固体;b.洗涤剂缓慢通过;c.洗涤剂快速通过;d.关小水龙头;e.开大水龙头;f.重复2~3次。
请选出正确的操作并排序________。(操作可重复使用)
(6)高锰酸钾产品的纯度测定:准确称取0.7900g产品,配成250mL溶液,量取25.00mL于锥形瓶中,用0.1000ml•L﹣1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定,滴定终点的现象__________。滴定前和滴定后的液面见下图。计算出高锰酸钾的纯度为_______。
【答案】 ①. 高温下瓷坩埚和玻璃棒会与KOH等反应,与铁不反应 ②. 6KOH+KClO3+3MnO23K2MnO4 +KCl+3H2O ③. AD ④. ABC ⑤. dabef ⑥. 滴入最后一滴标准液,溶液紫红色恰好褪去,且半分钟内不变色 ⑦. 88.00%
【解析】
【分析】(1)高温下瓷坩埚和玻璃棒中的二氧化硅和KOH等反应,被腐蚀,而铁坩埚和铁棒不反应。
(2)①中每生成1mlK2MnO4时电子转移2ml,则生成3mlK2MnO4时电子转移6ml;每1mlKClO3参加反应转移电子6ml,得失电子守恒,则KClO3与K2MnO4物质的量比为1:3,则此反应的化学反应方程式为6KOH+KClO3+3MnO23K2MnO4 +KCl+3H2O。(3)根据表格中的数据CH3COOK和 K2CO3的溶解度比KMnO4大的多,蒸发浓缩基本上会留在母液中,其它的溶解度和KMnO4接近,会随KMnO4结晶析出。故BC不符合题意,AD符合题意。答案选AD。
(4)A.操作⑤中蒸发至大量晶体析出,趁热过滤,防止出现大量的副产品,故A错误;
B.抽滤时布氏漏斗中选用大小略小于漏斗内径且盖住全部小孔的滤纸,故B正确。
C.不能用无水乙醇洗涤产品提高纯度,无水乙醇会与高锰酸钾反应,被高锰酸钾氧化,故C错误;
D.KMnO4受热易分解,KMnO4晶体的烘干温度过高会降低产率,应低温烘干,故D正确。(5)粗产品的洗涤步骤应为dabef的顺序排列。(6)高锰酸钾会与(NH4)2Fe(SO4)2发生氧化还原反应,当恰好反应时,高锰酸钾紫色刚好褪去,则滴定终点的现象为滴入最后一滴标准液,溶液紫红色恰好褪去,且半分钟内不变色;由图滴定前和滴定后的液面可知,滴定过程中消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为22.00mL。滴定过程中高锰酸钾和(NH4)2Fe(SO4)2发生氧化还原反应,高锰酸钾中锰元素价态由+7价降低到+2价生成Mn2+,(NH4)2Fe(SO4)2中Fe2+由+2价升高到+3价生成Fe3+,根据化合价升降守恒,高锰酸钾和(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量比为1:5时恰好反应。过程中消耗n[(NH4)2Fe(SO4)2]=0.022L×0.1000ml•L﹣1=0.0022ml,则锥形瓶中25.00mL的高锰酸钾的物质的量为n(KMnO4)=0.0022ml÷5=0.00044ml,则250.00mL的高锰酸钾的物质的量0.0044ml,质量为m(KMnO4)=0.0044ml×158g/ml=0.6952g,则高锰酸钾的纯度为0.06952÷0.7900×100%=88.00%。
【详解】(1)高温下瓷坩埚和玻璃棒中的二氧化硅和KOH等反应,被腐蚀,而铁坩埚和铁棒不反应。本小题答案为:高温下瓷坩埚和玻璃棒会与KOH等反应,与铁不反应。
(2)①中每生成1mlK2MnO4时电子转移2ml,则生成3mlK2MnO4时电子转移6ml;每1mlKClO3参加反应转移电子6ml,根得失电子守恒,则KClO3与K2MnO4的物质的量比为1:3,则此反应的化学反应方程式为6KOH+KClO3+3MnO23K2MnO4 +KCl+3H2O。本小题答案为:6KOH+KClO3+3MnO23K2MnO4 +KCl+3H2O。
(3)根据表格中数据CH3COOK和 K2CO3的溶解度比KMnO4大的多,蒸发浓缩基本上会留在母液中,其它的溶解度和KMnO4接近,会随KMnO4结晶析出。故BC不符合题意,AD符合题意。答案选AD。
(4)A.操作⑤中蒸发至大量晶体析出,趁热过滤,防止出现大量的副产品,故A错误;
B.抽滤时布氏漏斗中选用大小略小于漏斗内径且盖住全部小孔的滤纸,故B正确。
C.不能用无水乙醇洗涤产品提高纯度,无水乙醇会与高锰酸钾反应,被高锰酸钾氧化,故C错误;
D.KMnO4受热易分解,KMnO4晶体的烘干温度过高会降低产率,应低温烘干,故D正确。答案选AC。
(5)洗涤剂不能快速通过,否则洗涤效果不好,所以粗产品的洗涤步骤应为dabef的顺序排列。本小题答案为:dabef。
(6)高锰酸钾会与(NH4)2Fe(SO4)2发生氧化还原反应,当恰好反应时,高锰酸钾紫色刚好褪去,则滴定终点的现象为滴入最后一滴标准液,溶液紫红色恰好褪去,且半分钟内不变色;由图滴定前和滴定后的液面可知,滴定过程中消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为22.00mL。滴定过程中高锰酸钾和(NH4)2Fe(SO4)2发生氧化还原反应,高锰酸钾中锰元素价态由+7价降低到+2价生成Mn2+,(NH4)2Fe(SO4)2中Fe2+由+2价升高到+3价生成Fe3+,根据化合价升降守恒,高锰酸钾和(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量比为1:5时恰好反应。过程中消耗n[(NH4)2Fe(SO4)2]=0.022L×0.1000ml•L﹣1=0.0022ml,则锥形瓶中25.00mL的高锰酸钾的物质的量为n(KMnO4)=0.0022ml÷5=0.00044ml,则250.00mL的高锰酸钾的物质的量0.0044ml,质量为m(KMnO4)=0.0044ml×158g/ml=0.6952g,则高锰酸钾的纯度为0.06952÷0.7900×100%=88.00%。本小题答案为:滴入最后一滴标准液,溶液紫红色恰好褪去,且半分钟内不变色;88.00%。
四、实验题:本大题共1小题,共16分。
19. 六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283℃,沸点为340℃,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)检查装置气密性并加入WO3。先通N2,其目的是___;一段时间后,加热管式炉,改通H2,对B处逸出的H2进行后续处理。仪器A的名称为___,证明WO3已被完全还原的现象是___。
(2)WO3完全还原后,进行的操作为:①冷却,停止通H2;②以干燥的接收装置替换E;③在B处加装盛有碱石灰的干燥管;④……;⑤加热,通Cl2;⑥……。碱石灰的作用是___;操作④是___,目的是___。
(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:
①称量:将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为m1g;开盖并计时1分钟,盖紧称重为m2g;再开盖加入待测样品并计时1分钟,盖紧称重为m3g,则样品质量为___g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
②滴定:先将WCl6转化为可溶的Na2WO4,通过IO离子交换柱发生反应:WO+Ba(IO3)2=BaWO4+2IO;交换结束后,向所得含IO的溶液中加入适量酸化的KI溶液,发生反应:IO+5I-+6H+=3I2+3H2O;反应完全后,用Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应:I2+2S2O=2I-+S4O。滴定达终点时消耗cml•L-1的Na2S2O3溶液VmL,则样品中WCl6(摩尔质量为Mg•ml-1)的质量分数为___。称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1分钟,则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将___(填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中WCl6质量分数的测定值将___(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. 排除装置中的空气 ②. 直形冷凝管 ③. 不再有水凝结 ④. 吸收多余氯气,防止污染空气;防止空气中的水蒸气进入E ⑤. 再次通入N2 ⑥. 排除装置中的H2 ⑦. ( m3+m1-2m2) ⑧. % ⑨. 不变 ⑩. 偏大
【解析】
【分析】(1) 将WO3在加热条件下用H2还原为W,为防止空气干扰,还原WO3之前要除去装置中的空气;
(2) 由信息可知WCl6极易水解,W与Cl2反应制取WCl6时,要在B处加装盛有碱石灰的干燥管,防止空气中的水蒸气进入E中;
(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度,称量时加入足量的CS2用于溶解样品,盖紧称重为m1g,由于CS2易挥发,开盖时要挥发出来,称量的质量要减少,开盖并计时1分钟,盖紧称重m2g,则挥发出的CS2的质量为(m1- m2)g,再开盖加入待测样品并计时1分钟,又挥发出(m1- m2)g的CS2,盖紧称重为m3g,则样品质量为:m3g+2(m1- m2)g-m1g=( m3+m1- 2m2)g;滴定时,利用关系式:WO~2IO~6I2~12 S2O计算样品中含WCl6的质量,进而计算样品中WCl6的质量分数;根据测定原理分析是否存在误差及误差是偏大还是偏小。
【详解】(1)用H2还原WO3制备W,装置中不能有空气,所以先通N2,其目的是排除装置中的空气;由仪器构造可知仪器A的名称为直形冷凝管;当WO3被完全还原后,不再有水生成,则可观察到的现象为锥形瓶中不再有液滴滴下,即不再有水凝结。故答案为:不再有水凝结;
(2) 由信息可知WCl6极易水解,W与Cl2反应制取WCl6时,要在B处加装盛有碱石灰的干燥管,防止空气中的水蒸气进入E中,所以碱石灰的作用其一是吸收多余氯气,防止污染空气;其二是防止空气中的水蒸气进入E;在操作⑤加热,通Cl2之前,装置中有多余的H2,需要除去,所以操作④是再次通入N2,目的是排除装置中的H2,故答案为:吸收多余氯气,防止污染空气;防止空气中的水蒸气进入E;再次通入N2;排除装置中的H2;
(3) ①根据分析,称量时加入足量的CS2,盖紧称重为m1g,由于CS2易挥发,开盖时要挥发出来,称量的质量要减少,开盖并计时1分钟,盖紧称重m2g,则挥发出的CS2的质量为(m1- m2)g,再开盖加入待测样品并计时1分钟,又挥发出(m1- m2)g的CS2,盖紧称重为m3g,则样品质量为:m3g-m1g+2(m1- m2)g=( m3+m1- 2m2)g,故答案为:( m3+m1- 2m2);
②滴定时,根据关系式:WO~2IO~6I2~12 S2O,样品中n(WCl6)=n(WO)=n(S2O)=cV10-3ml,m(WCl6)=cV10-3mlMg/ml=g,则样品中WCl6的质量分数为:100%=%;根据测定原理,称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1分钟,挥发的CS2的质量增大,m3偏小,但WCl6的质量不变,则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将不变,样品中WCl6质量分数的测定值将偏大,故答案为:%;不变;偏大。
五、推断题:本大题共1小题,共10分。
20. 有机物W是一种抗失眠药,W的一种合成路线如下图所示。
已知:(ⅰ)
(ⅱ)
回答下列问题:
(1)A具有的官能团名称是_____。
(2)B的化学名称是_____。
(3)反应②的反应类型为_____。
(4)反应④中,Y的结构简式为_____。
(5)写出反应⑤的化学方程式:_____。
(6)C的某同系物Z的分子式为,满足下列条件的化合物Z的同分异构体有_____种(不考虑空间异构)。
①核磁共振氢谱图显示有6种不同化学环境的氢原子
②能与溶液发生显色反应
③除苯环外不含其他环
(7)以甲苯为主要原料设计合成的合成路线有机溶剂和无机试剂任选_____。
【答案】(1)醛基、氟原子
(2)2-氟苯甲酸(邻氟苯甲酸)
(3)取代反应 (4)
(5) (6)26
(7)
【解析】
【分析】A被氧化为B,则B为邻氟苯甲酸,结构简式为,B中羧基的-OH被氯原子取代生成C,则C为,由C→D的第一步反应条件,可知C→D的第一步发生信息中反应,对比C、D的结构结合X的分子式可推知X为,D和Y发生取代反应生成HBr和E,根据D、E的结构简式知,Y为,E中溴原子被取代生成F,则F为,F发生已知ii的反应生成W。
【小问1详解】
A为,含有的官能团为醛基、氟原子;
【小问2详解】
A()被催化氧化成B(),其名称为2-氟苯甲酸(邻氟苯甲酸);
【小问3详解】
B()与反应生成C(),为B中被中Cl取代,为取代反应;
【小问4详解】
D与Y发生取代反应生成E(),通过DE的结构简式可知Y的结构简式为;
【小问5详解】
比较EF结构可知,反应⑤为E中与氨基相连的支链上的溴原子被取代的反应,反应为。
【小问6详解】
C的某同系物Z的分子式为C8H6ClFO,则比C多1个碳原子,满足下列条件:①核磁共振氢谱图显示有6种不同化学环境的氢原子,即有6种不同的氢原子;
②能与FeCl3溶液发生显色反应,则含酚羟基;
③除苯环外不含其他环,若苯环上有三个取代基有、两种组合形式,(三个取代基在苯环上有10种位置关系),则共有20种结构,若苯环上有两个取代基含有取代基一个-OH,另一个为-CH=CClF或-CCl=CHF或-CF=CHCl,有3种情况,每种情况存在邻、间2种情况(若在对位不符合6种不同化学环境的氢原子),故共6种情况,因此总共有26种。
【小问7详解】
甲苯被氧化为苯甲酸,根据题干中B→C的转化过程和已知i,确定合成路线为。物质
KMnO4
K2HPO4
K2SO4
CH3COOK
KCl
K2CO3
293K溶解度/g
6.4
150
11.1
217
34
111
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