2021届新高考化学适应性练习试卷(江苏省)2
展开2021年新高考化学适应性试卷(江苏)
一.选择题(共13小题,满分57分)
1.(3分)目前垃圾分类处理已被国人高度重视。下列有关说法不正确的是( )
A.废弃的聚乙烯塑料属于白色垃圾,不能使溴水褪色
B.含棉、麻、丝、毛的旧衣物燃烧时都只生成CO2和H2O
C.废旧电池中含有镍、镉等重金属,不能用填埋法处理
D.可回收的易拉罐中含金属铝,可通过电解熔融氧化铝制取
2.(3分)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制各多晶硅的简易过程,下列有关叙述正确的是( )
A.SiHCl3的电子式为
B.SiCl4用于制备光纤
C.由粗硅制各多晶硅过程中循环使用的物质有HCl、H2等
D.多晶硅性质稳定,不溶于酸,也不溶于碱
3.(3分)盐在生产、生活中有广泛应用。下列盐的性质与用途具有对应关系的是( )
A.NaClO有氧化性,可用于消毒杀菌
B.NaHSO3有还原性,可用于漂白纸浆
C.NaCl易溶于水,可用于工业电解制备钠
D.NaHCO3受热易分解,可用于制抗酸药物
4.(9分)下列关于氨气的说法正确的是( )
A.氨气可以用浓硫酸干燥也可用碱石灰干燥
B.用如图装置吸收NH3可防止倒吸
C.氨水能导电,所以NH3是电解质
D.氨气可以使湿润的蓝色石蕊试纸变红,依此可检验氨气
5.(9分)对于合成氨反应N2+3H2⇌2NH3,下列说法错误的是( )
A.升高温度可加快反应速率
B.使用合适的催化剂可加快反应速率
C.压缩气体体积可加快反应速率
D.增大N2浓度可使H2转化率达到100%
6.(9分)下列实验操作可以达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
配制0.100mol•L﹣1的Na2CO3溶液
称取5.3g固体Na2CO3于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,冷却后,转移至500mL容
量瓶中定容
B
探究温度对化学平衡的影响
将适量NO2充入一支试管中,用塞子密封,然后用酒精灯微热试管,观察实验现象
C
探究固体表面积对反应速率
的影响
称取相同质量的大理石和纯碱,加入到盛有浓度、体积均相同的盐酸的小烧杯中,观察实验现象
D
探究浓度对反应速率的影响
向2支各盛有5mL不同浓度的NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL 5% H2O2溶
液,观察实验现象
A.A B.B C.C D.D
7.(3分)下列说法正确的是( )
A.原子最外层电子数等于或大于4的元素一定是非金属元素
B.原子最外层只有2个电子的元素一定是金属元素
C.最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期
D.某元素的离子最外层电子数与次外层电子数相同,该元素一定位于第三周期
8.(3分)由制铝工业废渣(主要含Fe、Ca、Si、Al等的氧化物)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如图。下列有关说法不正确的是( )
A.控制适当反应温度并不断搅拌,有利于提高铁、铝浸取率
B.Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式:Al2O3+6H+═2Al3++3H2O
C.滤液中主要存在的阳离子有:H+、Fe2+、Ca2+、Al3+
D.聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用
9.(3分)利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移
B.电极b上反应为CO2+8HCO3﹣﹣8e﹣═CH4+8CO32﹣+2H2O
C.电解过程中化学能转化为电能
D.电解时Na2SO4溶液浓度保持不变
10.(3分)葡萄糖的银镜反应实验如下:
步骤1:向试管中加入1mL 2% AgNO3溶液,边振荡边滴加2%氨水,观察到有白色沉淀产生并迅速转化为灰褐色。
步骤2:向试管中继续滴加2%氨水,观察到沉淀完全溶解。
步骤3:再向试管中加入1mL 10%葡萄糖溶液,振荡,在60~70℃水浴中加热,观察到试管内壁形成了光亮银镜。
下列说法不正确的是( )
A.步骤1中观察到的白色沉淀为AgOH
B.步骤2中沉淀溶解是因为生成了银氨配合物
C.步骤3中产生银镜说明葡萄糖具有还原性
D.如图所示银的晶胞中有14个银原子
11.(3分)辣椒素是辣椒的辣味来源,其结构简式如图,
下列有关辣椒素的说法错误的是( )
A.分子中含有18个碳原子
B.分子中苯环上的一溴代物有3种
C.能使溴水褪色
D.分子中含有3种官能团
12.(3分)室温下,通过下列实验探究Na2CO3溶液的性质。下列有关说法正确的是( )
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定0.1mol•L﹣1Na2CO3F溶液的pH,测得pH约为12
2
向0.1mol•L﹣1Na2CO3溶液中加入过量0.2mol•L﹣1 CaCl2溶液,产生白色沉淀
3
向0.1mol•L﹣1Na2CO3溶液中通入过量CO2,测得溶液pH约为8
4
向0.1mol•L﹣1Na2CO3溶液中滴加几滴0.05mol•L﹣1HCl,观察不到实验现象
A.0.1mol•L﹣1Na2CO3溶液中存在c(OH﹣)=c(H+)+2c(H2CO3)+c(HCO3﹣)
B.实验2反应静置后的上层清液中有c(Ca2+)•c(CO32﹣)<Ksp(CaCO3)
C.实验3得到的溶液中有c(HCO3﹣)<c(CO32﹣)
D.实验4中反应的化学方程式为H++OH﹣═H2O
13.(3分)下列有关反应M(g)+2N(g)⇌3G(g)+H(s)的说法正确的是( )
A.在体积可变的密闭容器中,该反应达到平衡后,若加压,则平衡不移动、混合气体平均相对分子质量变大、混合气体密度变大
B.若T℃时该反应的平衡常数K=1.0,则在T℃时在使用催化剂后该反应的K值将大于1.0
C.某温度下,若向已达平衡的该反应体系中加入1mol M(g)和2mol N(g),则平衡不移动
D.如果该反应在容积不变的密闭容器中进行,当反应达到平衡时v正(N):v逆(G)=2:3
二.解答题(共4小题,满分61分)
14.(15分)氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3•H2O的形式存在某工厂处理氨氮废水的流程如图:
(1)Ⅰ中加入NaOH溶液,调pH=11并鼓入大量空气用离子方程式表示加NaOH溶液的作用式是 ;鼓入大量空气的目的是 。
(2)Ⅱ中加入适量NaClO溶液,控制pH在6~7,将氨氮转化为无毒物质,过程Ⅱ发生3个反应:
ⅰ.ClO﹣+H+═HClO
ⅱ.NH4++HClO═NH2Cl+H++H2O(NH2Cl中Cl元素为+1价)
ⅲ.……
已知:水体中以+1价形式存在的氯元素有消毒杀菌的作用,被称为“余氯”。如图2为NaClO加入量与“余氯”含量的关系示意图。其中氨氮含量最低的点是c点。
b点表示的溶液中氮元素的主要存在形式是(用化学式表示) ;
反应ⅲ的化学方程式是 。
(3)Ⅲ中用Na2SO3溶液处理含余氯废水,要求达标废水中剩余Na2SO3的含量小于5mg•L﹣1.若含余氯废水中NaClO的含量是7.45mg•L﹣1,则处理10m3含余氯废水,至多添加10%Na2SO3溶液 kg(溶液体积变化忽略不计)。
15.(14分)化合物G是一种抗骨质疏松药,俗称依普黄酮。以甲苯为原料合成该化合物的路线如图。
已知:RCOOH++H2O
回答下列问题:
(1)反应①的反应条件为 ,反应②的反应类型是 。
(2)F中含氧官能团的名称: , , 。
(3)D+H→E的化学方程式: 。
(4)已知N为催化剂,E和M反应生成F和另一种有机物X,X的结构简式为 。
(5)D有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有 种.
a.含苯环的单环化合物;
b.核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为3:2:2:1。
(6)根据上述信息,设计由和为原料,制备的合成路线 。(无机试剂任选)
16.(16分)以印刷线路板的碱性蚀刻废液(主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2)或焙烧过的铜精炼炉渣(主要成分为CuO、SiO2少量Fe2O3)为原料均能制备CuSO4•5H2O晶体。
(1)取一定量蚀刻废液和稍过量的NaOH溶液加入到如图所示实验装置的三颈瓶中,在搅拌下加热反应并通入空气,待产生大量的黑色沉淀时停止反应,趁热过滤、洗涤,得到CuO固体;所得固体经酸溶、结晶、过滤等操作,得到CuSO4•5H2O晶体。
①写出用蚀刻废液制备CuO反应的化学方程式: 。
②检验CuO固体是否洗净的实验操作是 。
③装置图中装置X的作用是 。
(2)以焙烧过的铜精炼炉渣为原料制备CuSO4•5H2O晶体时,请补充完整相应的实验方案:取一定量焙烧过的铜精炼炉渣, ,加热浓缩、冷却结晶、过滤、晾干,得到CuSO4•5H2O晶体。
已知该实验中pH=3.2时,Fe3+完全沉淀;pH=4.7时,Cu2+开始沉淀。
实验中可选用的试剂:1.0mol•L﹣1H2SO4、1.0mol•L﹣1HCl、1.0mol•L﹣1NaOH。
(3)通过下列方法测定产品纯度:准确称取0.5000g CuSO4•5H2O样品,加适量水溶解,转移至碘量瓶中,加过量KI溶液并用稀H2SO4酸化,以淀粉溶液为指示剂,用0.1000mol•L﹣1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3的溶液19.80mL。
测定过程中发生下列反应:2Cu2++4I﹣═2CuI↓+I2;2S2O32﹣+I2═S4O62﹣+2I﹣
计算CuSO4•5H2O样品的纯度(写出计算过程): 。
17.(16分)铬是水体的主要的污染物之一,可以导致水生生物死亡.化学实验中,如使某步中的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,就可不再向环境排放该有害物质.例如处理铬的实验循环示意图如下:
(1)在如图所示的编号步骤中,其中反应①所用的试剂是硫酸酸化的H2O2,请写出该反应的离子方程式 .
(2)现有含Cr3+和Fe3+的溶液,使用NaOH溶液和盐酸,可将这两种离子相互分离,根据上图信息分析,在涉及的过滤操作中,上述两种离子的存在形态分别是 、 . (写化学式)
(3)铬的化合价除了示意图中涉及的+3和+6外,还有0、+2、+4和+5等.
现有24mL浓度为0.05mol•L﹣1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol•L﹣1的Na2Cr2O7溶液完全反应.已知Na2SO3被Na2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为 .
(4)步骤⑤应该加入 剂(填“还原”或“氧化”).
2021年新高考化学适应性试卷4
参考答案与试题解析
一.选择题(共13小题,满分57分)
1.(3分)目前垃圾分类处理已被国人高度重视。下列有关说法不正确的是( )
A.废弃的聚乙烯塑料属于白色垃圾,不能使溴水褪色
B.含棉、麻、丝、毛的旧衣物燃烧时都只生成CO2和H2O
C.废旧电池中含有镍、镉等重金属,不能用填埋法处理
D.可回收的易拉罐中含金属铝,可通过电解熔融氧化铝制取
【分析】A.聚乙烯塑料难易降解,不含碳碳双键;
B.丝成分为蛋白质,含有C、H、O、N等元素;
C.废旧电池中含有镍、镉等重金属,填埋处理能造成土壤和水体污染;
D.铝性质活泼,通常用电解法冶炼。
【解答】解:A.聚乙烯塑料难易降解,能引起白色污染,不含碳碳双键,不能使溴水褪色,故A正确;
B.丝成分为蛋白质,含有C、H、O、N等元素,燃烧产物除了生成水和二氧化碳还有含氮物质,故B错误;
C.废旧电池中含有镍、镉等重金属,填埋处理能造成土壤和水体污染,所以不能填埋,应集中处理,故C正确;
D.可回收的易拉罐中含金属铝,铝性质活泼,通常用电解法冶炼,可通过电解熔融氧化铝制取,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了化学与生产生活关系,侧重考查生活中常见的环境污染与治理,明确相关物质的成分及性质是解题关键,注意金属冶炼方法的选择,题目难度不大。
2.(3分)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制各多晶硅的简易过程,下列有关叙述正确的是( )
A.SiHCl3的电子式为
B.SiCl4用于制备光纤
C.由粗硅制各多晶硅过程中循环使用的物质有HCl、H2等
D.多晶硅性质稳定,不溶于酸,也不溶于碱
【分析】A.SiHCl3分子中或氯原子能形成一个共价键达到稳定结构,未写全最外层电子;
B.制备光纤通讯的主要原料是二氧化硅;
C.根据图知,粗硅和干燥HCl反应生成混合物,SiHCl3和氢气反应生成HCl;混合物分离得到氢气,SiHCl3和氢气反应生成HCl需要氢气;
D.硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气。
【解答】解:A.SiHCl3分子中硅原子最外层有4个电子,能形成4个共价键达到稳定结构,每个氢原子或氯原子能形成一个共价键达到稳定结构,电子式:,故A错误;
B.二氧化硅是制备光纤通讯的主要原料,不是SiCl4,故B错误;
C.根据图知,粗硅和干燥HCl反应生成混合物,SiHCl3和氢气反应生成HCl;混合物分离得到氢气,SiHCl3和氢气反应生成HCl需要氢气,所以由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质有SiCl4、SiHCl3、Si、HCl、H2,故C正确;
D.硅与氢氧化钠溶液反应的离子反应为Si+2OH﹣+H2O═SiO32﹣+2H2↑,故D错误;
故选:C。
【点评】本题涉及关硅和二氧化硅性质的综合题,考查学生分析和解决问题的能力,掌握硅及其化合物的性质是解答关键,题目难度中等。
3.(3分)盐在生产、生活中有广泛应用。下列盐的性质与用途具有对应关系的是( )
A.NaClO有氧化性,可用于消毒杀菌
B.NaHSO3有还原性,可用于漂白纸浆
C.NaCl易溶于水,可用于工业电解制备钠
D.NaHCO3受热易分解,可用于制抗酸药物
【分析】A.次氯酸根离子具有强的氧化性,能够使蛋白质变性;
B.亚硫酸氢钠不具有漂白性;
C.电解熔融氯化钠得到钠和氯气;
D.碳酸氢钠与盐酸反应,消耗盐酸。
【解答】解:A.次氯酸根离子具有强的氧化性,能够使蛋白质变性,可以用于消毒杀菌,故A正确;
B.NaHSO3有还原性,但是不具有漂白性,故B错误;
C.电解熔融氯化钠得到钠和氯气,电解氯化氨溶液得不到钠,故C错误;
D.碳酸氢钠与盐酸反应,消耗盐酸,所以可以用作抗酸药物,与碳酸氢钠受热分解性质无关,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了元素化合物知识,侧重考查物质的性质与用途,熟悉相关物质的性质是解题关键,题目难度中等。
4.(9分)下列关于氨气的说法正确的是( )
A.氨气可以用浓硫酸干燥也可用碱石灰干燥
B.用如图装置吸收NH3可防止倒吸
C.氨水能导电,所以NH3是电解质
D.氨气可以使湿润的蓝色石蕊试纸变红,依此可检验氨气
【分析】A.浓硫酸具有酸性,不能干燥碱性气体;
B.氨气极易溶于水,难溶于四氯化碳;
C.氨气本身不能电离;
D.氨气能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝.
【解答】解:A.氨气为碱性气体,不能用浓硫酸干燥,故A错误;
B.氨气极易溶于水,难溶于四氯化碳,用此装置可以防止氨气被水吸收时发生倒吸,故B正确;
C.氨水能导电是因为氨气与水生成能够电离的电解质一水合氨,但是氨气本身不能电离,所以NH3是非电解质,故C错误;
D.氨气能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝,依此可检验氨气,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了氨气的性质,明确氨气为碱性气体、本身不能电离的性质是解题关键,题目难度不大.
5.(9分)对于合成氨反应N2+3H2⇌2NH3,下列说法错误的是( )
A.升高温度可加快反应速率
B.使用合适的催化剂可加快反应速率
C.压缩气体体积可加快反应速率
D.增大N2浓度可使H2转化率达到100%
【分析】对于反应N2+3H2⇌2NH3来说,增大压强、浓度以及升高温度、加入催化剂都可增大反应速率,以此结合可逆反应的特点解答该题。
【解答】解:A.升高温度,可增大活化分子百分数,反应速率加快,故A正确;
B.使用催化剂,可增大活化分子百分数,反应速率加快,故B正确;
C.压缩气体,体积缩小体积,反应物的浓度增大,则υ正增大,υ逆也增大,故C正确;
D.该反应是可能反应,反应物不能全部转化为生成物,所以无论如何增大N2浓度,都不能使H2转化率达到100%,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查影响化学反应速率的因素,明确温度、浓度、压强、催化剂对反应速率的影响即可解答,题目难度不大。
6.(9分)下列实验操作可以达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
配制0.100mol•L﹣1的Na2CO3溶液
称取5.3g固体Na2CO3于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,冷却后,转移至500mL容
量瓶中定容
B
探究温度对化学平衡的影响
将适量NO2充入一支试管中,用塞子密封,然后用酒精灯微热试管,观察实验现象
C
探究固体表面积对反应速率
的影响
称取相同质量的大理石和纯碱,加入到盛有浓度、体积均相同的盐酸的小烧杯中,观察实验现象
D
探究浓度对反应速率的影响
向2支各盛有5mL不同浓度的NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL 5% H2O2溶
液,观察实验现象
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.碳酸钠的物质的量为0.05mol,配制0.100mol•L﹣1的Na2CO3溶液,需要500mL容量瓶,保证固体在烧杯中溶解;
B.只有温度一个变量;
C.大理石和纯碱与酸反应,与物质本身的性质有关;
D.发生氧化还原反应生成硫酸钠和水,现象不明显。
【解答】解:A.碳酸钠的物质的量为0.05mol,配制0.100mol•L﹣1的Na2CO3溶液,需要500mL容量瓶,应加适量水溶解,蒸馏水太少时固体不能完全溶解,故A错误;
B.只有温度一个变量,可探究温度对平衡的影响,故B正确;
C.大理石和纯碱与酸反应,与物质本身的性质有关,不能探究固体表面积对反应速率的影响,故C错误;
D.发生氧化还原反应生成硫酸钠和水,现象不明显,不能说明浓度对反应速率的影响,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、化学平衡、反应速率、溶液配制、实验技能为解答关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
7.(3分)下列说法正确的是( )
A.原子最外层电子数等于或大于4的元素一定是非金属元素
B.原子最外层只有2个电子的元素一定是金属元素
C.最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期
D.某元素的离子最外层电子数与次外层电子数相同,该元素一定位于第三周期
【分析】A.非金属元素的最外层电子数一般大于4;
B.原子最外层只有2个电子的氦元素;
C.最外层电子数比次外层电子数多的元素原子核外只有2个电子层;
D.如是阳离子,则位于第四周期,阴离子位于第三周期.
【解答】解:A.非金属元素的最外层电子数一般大于4,在反应中易得到电子,则原子最外层电子数大于4的元素一定是非金属元素,但某些金属元素的最外层电子数大于4,如锑和铋等,故A错误;
B.原子最外层只有2个电子的氦元素,故B错误;
C.根据原子核外电子排布规律,可知最外层电子不超过8个,则次外层电子也少于8,则次外层为K层,最外层为L层,元素原子核外共两个电子层,位于第2周期,故C正确;
D.K+,最外层与次外层电子数相等,但K元素位于第四周期,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查原子结构与元素在周期表中位置的关系,题目难度不大,本题注意把握元素周期表的结构以及原子核外电子排布特点.
8.(3分)由制铝工业废渣(主要含Fe、Ca、Si、Al等的氧化物)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如图。下列有关说法不正确的是( )
A.控制适当反应温度并不断搅拌,有利于提高铁、铝浸取率
B.Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式:Al2O3+6H+═2Al3++3H2O
C.滤液中主要存在的阳离子有:H+、Fe2+、Ca2+、Al3+
D.聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用
【分析】废渣加入稀硫酸和双氧水得到硫酸铁、硫酸铝和硫酸钙,过滤除去SiO2及硫酸钙,滤液加热聚合,进一步得到聚合硫酸铁铝,据此分析解答;
A.控制适当反应温度并不断搅拌,可以加快反应速率,充分反应,有利于提高铁、铝浸取率;
B.Al2O3与稀硫酸反应生成硫酸铝和水,根据质量守恒写出离子方程式;
C.双氧水具有强氧化性会将亚铁离子氧化;
D.聚合硫酸铁铝水解可以生成氢氧化铝和氢氧化铁胶体。
【解答】解:A.控制适当反应温度并不断搅拌,可使反应充分进行,能够提高铁、铝浸取率,故A正确;
B.Al2O3与稀硫酸反应生成硫酸铝和水,离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,故B正确;
C.双氧水氧化性强于铁离子,所以它会将亚铁离子氧化为铁离子,滤液中主要存在的阳离子是Fe3+,故C错误;
D.聚合硫酸铁铝水解生成氢氧化铝和氢氧化铁,氢氧化铁为胶体,胶体有吸附作用,故D正确;
故选:C。
【点评】本题是对工艺流程的相关知识的考查,为高频考点,侧重于学生的分析、理解能力的考查,题目涉及离子方程式的书写、流程分析、分离和除杂等,是对学生综合能力的考查,难度中等。
9.(3分)利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移
B.电极b上反应为CO2+8HCO3﹣﹣8e﹣═CH4+8CO32﹣+2H2O
C.电解过程中化学能转化为电能
D.电解时Na2SO4溶液浓度保持不变
【分析】题干中利用电解法,可知为电解池;由a电极生成O2可知a为阳极,b为阴极;阳离子向阴极移动,a电极上的反应为4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑,b电极上的反应为CO2+8e﹣+8HCO3﹣=CH4↑+8CO32﹣+2H2O;电解时OH﹣比SO42﹣更容易失电子在阳极生成O2,所以电解Na2SO4溶液实质是电解水,溶液中的水消耗,所以Na2SO4溶液的浓度是增大的,据此分析解答。
【解答】解:A.由a极生成O2,失去电子,所以可以判断出a为阳极,b为阴极,阳离子向阴极移动;所以H+由a极区向b极区迁移,故A正确;
B.b电极为阴极,得到电子,所以b电极应为:CO2+8e﹣+8HCO3﹣=CH4↑+8CO32﹣+2H2O,故B错误;
C.电解池是电能转化为化学能的装置,故C错误;
D.根据a极的反应方程式:2H2O﹣4e﹣O2↑+4H+可知,发生反应的是OH﹣,而不是SO42﹣,所以电解Na2SO4溶液实质是电解水,溶液中的水消耗,所以Na2SO4溶液的浓度是增大的,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查了电解池原理、电极反应书写、离子移动方向等,掌握理解电解原理是解题关键,注意结合题给予信息判断电解池的阴阳极和电子守恒的应用,题目难度中等。
10.(3分)葡萄糖的银镜反应实验如下:
步骤1:向试管中加入1mL 2% AgNO3溶液,边振荡边滴加2%氨水,观察到有白色沉淀产生并迅速转化为灰褐色。
步骤2:向试管中继续滴加2%氨水,观察到沉淀完全溶解。
步骤3:再向试管中加入1mL 10%葡萄糖溶液,振荡,在60~70℃水浴中加热,观察到试管内壁形成了光亮银镜。
下列说法不正确的是( )
A.步骤1中观察到的白色沉淀为AgOH
B.步骤2中沉淀溶解是因为生成了银氨配合物
C.步骤3中产生银镜说明葡萄糖具有还原性
D.如图所示银的晶胞中有14个银原子
【分析】A.AgNO3溶液中滴加2%的氨水,反应生成了AgOH白色沉淀;
B.AgOH白色沉淀可以和氨水反应生成配合物;
C.Ag(NH3)2OH反应生成Ag,发生还原反应;
D.用均摊法计算。
【解答】解:A.AgNO3溶液和少量氨水反应,生成AgOH白色沉淀,故A正确;
B.AgNO3溶液和少量氨水反应,先生成AgOH白色沉淀,再滴加氨水,AgOH又和NH3•H2O反应生成配合物Ag(NH3)2OH而溶解,故B正确;
C.Ag(NH3)2OH和葡萄糖发生银镜反应生成Ag,银元素化合价降低,被还原,说明葡萄糖具有还原性,故C正确;
D.用均摊法计算可知,银的晶胞中有864个银原子,故D错误;
故选:D。
【点评】本题以葡萄糖的银镜反应为载体,侧重考查学生分析问题、总结归纳能力,明确实验原理是解本题关键,会根据不同的现象进行分析,题目难度不大。
11.(3分)辣椒素是辣椒的辣味来源,其结构简式如图,
下列有关辣椒素的说法错误的是( )
A.分子中含有18个碳原子
B.分子中苯环上的一溴代物有3种
C.能使溴水褪色
D.分子中含有3种官能团
【分析】A.交点、端点为碳原子;
B.苯环上有3种化学环境不同的氢;
C.含有碳碳双键,酚羟基,具有它们的性质;
D.含有的官能团有醚键、酚羟基、酰胺键和碳碳双键。
【解答】解:A.交点、端点为碳原子,分子中含有18个碳原子,故A正确;
B.苯环上有3种化学环境不同的氢,故苯环上的一溴代物有3种,故B正确;
C.含有的碳碳双键能与溴发生加成反应,酚羟基的邻位有氢原子,可以与溴发生取代反应,能使溴水褪色,故C正确;
D.有机物含有醚键、酚羟基、酰胺键和碳碳双键共四种官能团,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查有机物的结构与性质,侧重考查学生的分析能力,注意把握有机物的结构和官能团的性质,题目难度不大。
12.(3分)室温下,通过下列实验探究Na2CO3溶液的性质。下列有关说法正确的是( )
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定0.1mol•L﹣1Na2CO3F溶液的pH,测得pH约为12
2
向0.1mol•L﹣1Na2CO3溶液中加入过量0.2mol•L﹣1 CaCl2溶液,产生白色沉淀
3
向0.1mol•L﹣1Na2CO3溶液中通入过量CO2,测得溶液pH约为8
4
向0.1mol•L﹣1Na2CO3溶液中滴加几滴0.05mol•L﹣1HCl,观察不到实验现象
A.0.1mol•L﹣1Na2CO3溶液中存在c(OH﹣)=c(H+)+2c(H2CO3)+c(HCO3﹣)
B.实验2反应静置后的上层清液中有c(Ca2+)•c(CO32﹣)<Ksp(CaCO3)
C.实验3得到的溶液中有c(HCO3﹣)<c(CO32﹣)
D.实验4中反应的化学方程式为H++OH﹣═H2O
【分析】A.溶液中质子守恒;
B.静置后的上层清液为饱和溶液;
C.向0.1mol•L﹣1Na2CO3溶液中通入过量CO2,发生反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,HCO3﹣水解水解程度大于电离程度;
D.少量酸和碳酸钠反应生成碳酸氢钠,不放出二氧化碳。
【解答】解:A.Na2CO3是强碱弱酸盐,存在CO32﹣水解平衡,水解平衡主要为CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣,水的电离:H2O⇌H++OH﹣,所以溶液中有质子守恒:c(OH﹣)=c(H+)+2c(H2CO3)+c(HCO3﹣),故A正确;
B.静置后的上层清液为饱和溶液,此时达到沉淀溶解平衡,所以有:c(Ca2+)•c(CO32﹣)=Ksp(CaCO3),故B错误;
C.向0.1mol•L﹣1Na2CO3溶液中通入过量CO2,发生反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,HCO3﹣水解水解程度大于电离程度,溶液显碱性,所以c(HCO3﹣)>c(CO32﹣),故C错误;
D.向0.1mol•L﹣1Na2CO3溶液中滴加几滴0.05mol•L﹣1HCl,酸不足,碳酸盐生成酸式盐,反应为:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查碳酸钠、碳酸氢钠性质的探究,为高频考点,题目难度中等,注意掌握碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质,正确把握碳酸钠与酸反应的原理为解答的关键。
13.(3分)下列有关反应M(g)+2N(g)⇌3G(g)+H(s)的说法正确的是( )
A.在体积可变的密闭容器中,该反应达到平衡后,若加压,则平衡不移动、混合气体平均相对分子质量变大、混合气体密度变大
B.若T℃时该反应的平衡常数K=1.0,则在T℃时在使用催化剂后该反应的K值将大于1.0
C.某温度下,若向已达平衡的该反应体系中加入1mol M(g)和2mol N(g),则平衡不移动
D.如果该反应在容积不变的密闭容器中进行,当反应达到平衡时v正(N):v逆(G)=2:3
【分析】A.反应前后气体的体积不变,则增大压强,平衡不移动;
B.催化剂不改变平衡移动;
C.若向已达平衡的该反应体系中加入1mol M(g)和2mol N(g),反应物浓度增大;
D.达到平衡时,正逆反应速率相等。
【解答】解:A.反应前后气体的体积不变,则增大压强,平衡不移动,为相同的平衡状态,混合气体平均相对分子质量不变,故A错误;
B.催化剂不改变平衡移动,相同温度下,平衡常数相同,故B错误;
C.若向已达平衡的该反应体系中加入1mol M(g)和2mol N(g),反应物浓度增大,则平衡正向移动,最终达到相同的平衡状态,故C错误;
D.达到平衡时,正逆反应速率相等,则v正(N):v逆(G)=2:3,满足反应速率之比等于化学计量数之比,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查化学平衡移动影响因素,为高考常见题型和高频考点,侧重考查分析判断能力,明确温度、压强、浓度对化学反应平衡移动影响原理是解本题关键,注意平衡状态的判断,题目难度不大。
二.解答题(共4小题,满分61分)
14.(15分)氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3•H2O的形式存在某工厂处理氨氮废水的流程如图:
(1)Ⅰ中加入NaOH溶液,调pH=11并鼓入大量空气用离子方程式表示加NaOH溶液的作用式是 NH4++OH﹣=NH3•H2O ;鼓入大量空气的目的是 将NH3吹出 。
(2)Ⅱ中加入适量NaClO溶液,控制pH在6~7,将氨氮转化为无毒物质,过程Ⅱ发生3个反应:
ⅰ.ClO﹣+H+═HClO
ⅱ.NH4++HClO═NH2Cl+H++H2O(NH2Cl中Cl元素为+1价)
ⅲ.……
已知:水体中以+1价形式存在的氯元素有消毒杀菌的作用,被称为“余氯”。如图2为NaClO加入量与“余氯”含量的关系示意图。其中氨氮含量最低的点是c点。
b点表示的溶液中氮元素的主要存在形式是(用化学式表示) NH2Cl ;
反应ⅲ的化学方程式是 2NH2Cl+HClO=N2+3HCl+H2O 。
(3)Ⅲ中用Na2SO3溶液处理含余氯废水,要求达标废水中剩余Na2SO3的含量小于5mg•L﹣1.若含余氯废水中NaClO的含量是7.45mg•L﹣1,则处理10m3含余氯废水,至多添加10%Na2SO3溶液 1.31 kg(溶液体积变化忽略不计)。
【分析】(1)铵根能和强碱反应生成一水合氨;减少生成物,可以使化学平衡向正反应方向移动;
(2)ab段,发生的反应为i。ClO﹣+H+═HClO、ii.NH4++HClO═NH2Cl+H++H2O (NH2Cl中Cl元素为+1价),bc段反应是次氯酸钠和NH2Cl发生氧化还原反应生成氮气,结合电荷守恒和原子守恒写出离子方程式;
(3)处理10m3废水中NaClO的含量,根据反应NaClO+Na2SO3═NaCl+Na2SO4可知,与NaClO完全反应消耗的Na2SO3为1mol,结合m=nM和Na2SO3的含量小于5mg•L﹣1计算Na2SO3溶液的质量。
【解答】解:(1)加入NaOH溶液后,能与废水中的NH4+反应形成NH3•H2O,该反应的离子方程式为:NH4++OH﹣=NH3•H2O;鼓入大量的空气后,能将溶液中溶解度的NH3吹出;
故答案为:NH4++OH﹣=NH3•H2O;NH3;
(2)ab段中主要发生反应ⅰ和反应ⅱ,生成NH2Cl,因此b点溶液中氮元素的主要存在形态为NH2Cl;
bc段主要发生反应ⅲ,溶液中NH2Cl与HClO反应生成N2,结合得失电子守恒、原子守恒可得该反应的化学方程式为:2NH2Cl+HClO=N2+3HCl+H2O;
故答案为:NH2Cl;2NH2Cl+HClO=N2+3HCl+H2O;
(3)10m3废水中NaClO的含量,Na2SO3与NaClO反应的化学方程式为:Na2SO3+NaClO=NaCl+Na2SO4,因此反应消耗Na2SO3的物质的量也为1mol,其质量为:1mol×126g/mol=126g;
设最多添加Na2SO3溶液的质量为x,则可得,解得x=1310g=1.31kg,
故答案为:1.31。
【点评】本题考查了废水处理的方法和过程分析判断、氧化还原反应概念及方程式书写、化学方程式的计算应用等知识,把握题干信息、分析反应过程、熟练运用氧化还原反应规律是解题关键,试题侧重学生分析能力和迁移运用能力的考查,注意掌握图象信息给予题型的解题方法,题目难度中等。
15.(14分)化合物G是一种抗骨质疏松药,俗称依普黄酮。以甲苯为原料合成该化合物的路线如图。
已知:RCOOH++H2O
回答下列问题:
(1)反应①的反应条件为 光照 ,反应②的反应类型是 取代反应 。
(2)F中含氧官能团的名称: 羟基 , 羰基 , 醚键 。
(3)D+H→E的化学方程式: 。
(4)已知N为催化剂,E和M反应生成F和另一种有机物X,X的结构简式为 CH3CH2OH 。
(5)D有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有 6 种.
a.含苯环的单环化合物;
b.核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为3:2:2:1。
(6)根据上述信息,设计由和为原料,制备的合成路线 。(无机试剂任选)
【分析】与氯气在光照条件下发生取代反应生成,与NaCN发生取代反应生成,在酸性条件下水解生成,对比D、E的结构,可知D()与H发生已知中取代反应生成E(),可推知H为,与HC(OC2H5)3在作催化剂条件下生成,E在组成上去掉3个氢原子、加上1个CH原子团转化为F,可知E→F的转化中还有CH3CH2OH生成,与发生取代反应生成;
(6)由与反应生成,与氯气在光照条件下生成,与NaCN发生取代反应生成,在酸性条件下水解生成。
【解答】解:(1)反应①是与氯气在光照条件下发生取代反应生成,反应②是与NaCN发生取代反应生成,
故答案为:光照;取代反应;
(2)F的结构简式为,F中含氧官能团的名称:羟基、羰基、醚键,
故答案为:羟基、羰基、醚键;
(3)D+H→E是与发生取代反应生成,同时有水生成,反应方程式为:,
故答案为:;
(4)与HC(OC2H5)3在作催化剂条件下生成,E在组成上去掉3个氢原子、加上1个CH原子团转化为F,可知E→F的转化中还有CH3CH2OH生成,即X的结构简式为CH3CH2OH,
故答案为:CH3CH2OH;
(5)D为,D的同分异构体同时满足下列条件:a.含苯环的单环化合物,b.核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为3:2:2:1,符合条件的同分异构体为:、、、、、,共6种,
故答案为:6;
(6)由与反应生成,与氯气在光照条件下生成,与NaCN发生取代反应生成,在酸性条件下水解生成,合成路线为:,
故答案为:。
【点评】本题考查有机物的合成,涉及有机反应条件确定、有机反应类型、官能团识别、有机反应方程式的书写、限制条件同分异构体的书写、合成路线设计等,对比有机物的结构明确发生的反应,(5)中注意从官能团异构分析,(6)中注意利用转化中信息进行设计。
16.(16分)以印刷线路板的碱性蚀刻废液(主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2)或焙烧过的铜精炼炉渣(主要成分为CuO、SiO2少量Fe2O3)为原料均能制备CuSO4•5H2O晶体。
(1)取一定量蚀刻废液和稍过量的NaOH溶液加入到如图所示实验装置的三颈瓶中,在搅拌下加热反应并通入空气,待产生大量的黑色沉淀时停止反应,趁热过滤、洗涤,得到CuO固体;所得固体经酸溶、结晶、过滤等操作,得到CuSO4•5H2O晶体。
①写出用蚀刻废液制备CuO反应的化学方程式: [Cu(NH3)4]Cl2+2NaOHCuO↓+2NaCl+4NH3↑+H2O 。
②检验CuO固体是否洗净的实验操作是 取最后一次洗液少量于试管中,向试管中加稀硝酸和硝酸银,若没有沉淀生成则洗涤干净,若没有沉淀生成则未洗净 。
③装置图中装置X的作用是 防止倒吸 。
(2)以焙烧过的铜精炼炉渣为原料制备CuSO4•5H2O晶体时,请补充完整相应的实验方案:取一定量焙烧过的铜精炼炉渣, 加入适量1.0mol•L﹣1H2SO4溶解,然后逐滴加入1.0mol•L﹣1NaOH调解pH在3.2~4.7,然后过滤 ,加热浓缩、冷却结晶、过滤、晾干,得到CuSO4•5H2O晶体。
已知该实验中pH=3.2时,Fe3+完全沉淀;pH=4.7时,Cu2+开始沉淀。
实验中可选用的试剂:1.0mol•L﹣1H2SO4、1.0mol•L﹣1HCl、1.0mol•L﹣1NaOH。
(3)通过下列方法测定产品纯度:准确称取0.5000g CuSO4•5H2O样品,加适量水溶解,转移至碘量瓶中,加过量KI溶液并用稀H2SO4酸化,以淀粉溶液为指示剂,用0.1000mol•L﹣1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3的溶液19.80mL。
测定过程中发生下列反应:2Cu2++4I﹣═2CuI↓+I2;2S2O32﹣+I2═S4O62﹣+2I﹣
计算CuSO4•5H2O样品的纯度(写出计算过程): 100%=99% 。
【分析】一定量蚀刻废液和稍过量的NaOH溶液加入到三颈瓶中,搅拌、加热生成氨气、氧化铜、氯化钠,过滤、洗涤,得到CuO固体,再加入一定量的稀硫酸,经过蒸发、结晶、过滤等操作,得到CuSO4•5H2O晶体;也可以取一定量焙烧过的铜精炼炉渣,加入一定量的稀硫酸反应,再调解pH,过滤,将滤液加热浓缩、冷却结晶,最终得到CuSO4•5H2O晶体;
(1)①[Cu(NH3)4]Cl2与NaOH加热反应生成CuO、NaCl、NH3和水;
②溶液中含有NaCl,则氯离子会附着在沉淀上,因此检验洗涤液中是否存在氯离子即可;
③氨气极易溶于水,易产生倒吸;
(2)铜精炼炉渣,先加稀硫酸溶解,然后调解pH;
(3)由2Cu2++4I﹣═2CuI↓+I2;2S2O32﹣+I2═S4O62﹣+2I﹣可知,2CuSO4•5H2O~I2~2Na2S2O3,根据Na2S2O3的浓度和体积计算物质的量,然后由关系式计算CuSO4•5H2O的物质的量和质量,然后计算质量分数。
【解答】解:(1)①[Cu(NH3)4]Cl2与NaOH加热反应生成CuO、NaCl、NH3和水,反应的方程式为:[Cu(NH3)4]Cl2+2NaOHCuO↓+2NaCl+4NH3↑+H2O,
故答案为:[Cu(NH3)4]Cl2+2NaOHCuO↓+2NaCl+4NH3↑+H2O;
②溶液中含有NaCl,则氯离子会附着在沉淀上,因此检验洗涤液中是否存在氯离子即可,检验CuO固体是否洗净的实验操作是:取最后一次洗液少量于试管中,向试管中加稀硝酸和硝酸银,若没有沉淀生成则洗涤干净,若没有沉淀生成则未洗净,
故答案为:取最后一次洗液少量于试管中,向试管中加稀硝酸和硝酸银,若没有沉淀生成则洗涤干净,若没有沉淀生成则未洗净;
③实验中有氨气生成,氨气极易溶于水,易产生倒吸,所以装置图中装置X的作用是防止倒吸,
故答案为:防止倒吸;
(2)取一定量焙烧过的铜精炼炉渣,先加入适量1.0mol•L﹣1H2SO4溶解,然后逐滴加入1.0mol•L﹣1NaOH调解pH在3.2~4.7,然后过滤,将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤、晾干,得到CuSO4•5H2O晶体,
故答案为:加入适量1.0mol•L﹣1H2SO4溶解,然后逐滴加入1.0mol•L﹣1NaOH调解pH在3.2~4.7,然后过滤;
(3)n(Na2S2O3)=cV=0.1000mol•L﹣1×0.0198L=0.00198mol,由2Cu2++4I﹣═2CuI↓+I2;2S2O32﹣+I2═S4O62﹣+2I﹣可知,2CuSO4•5H2O~I2~2Na2S2O3,则CuSO4•5H2O的物质的量为0.00198mol,所以CuSO4•5H2O样品的纯度为100%=99%,
故答案为:100%=99%。
【点评】本题考查物质的制备实验方案的设计,为高频考点,把握物质的性质、混合物分离、离子的检验、实验操作为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意把握实验原理,题目难度中等。
17.(16分)铬是水体的主要的污染物之一,可以导致水生生物死亡.化学实验中,如使某步中的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,就可不再向环境排放该有害物质.例如处理铬的实验循环示意图如下:
(1)在如图所示的编号步骤中,其中反应①所用的试剂是硫酸酸化的H2O2,请写出该反应的离子方程式 Cr2O72﹣+8H++3H2O2═2Cr3++3O2↑+7H2O .
(2)现有含Cr3+和Fe3+的溶液,使用NaOH溶液和盐酸,可将这两种离子相互分离,根据上图信息分析,在涉及的过滤操作中,上述两种离子的存在形态分别是 CrO2﹣(或NaCrO2) 、 Fe(OH)3 . (写化学式)
(3)铬的化合价除了示意图中涉及的+3和+6外,还有0、+2、+4和+5等.
现有24mL浓度为0.05mol•L﹣1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol•L﹣1的Na2Cr2O7溶液完全反应.已知Na2SO3被Na2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为 +3 .
(4)步骤⑤应该加入 氧化 剂(填“还原”或“氧化”).
【分析】(1)反应①所用的试剂是硫酸酸化的H2O2,Cr元素的化合价由+6价降低为+3价,则过氧化氢作还原剂;
(2)含Cr3+和Fe3+的溶液,使用NaOH溶液和盐酸,可将这两种离子相互分离,由图中转化可知Cr(OH)3具有两性,则加足量碱;
(3)Na2SO3被Na2Cr2O7氧化为Na2SO4,S元素的化合价升高,Cr元素的化合价降低,结合电子守恒计算;
(4)步骤⑤中Cr元素的化合价由+3价升高为+6价,以此来解答.
【解答】解:(1)过氧化氢既具有氧化性又有还原性,重铬酸根具有强氧化性,能将过氧化氢氧化为氧气,反应中+6价的铬元素被还原为+3价,离子方程式为;Cr2O72﹣+8H++3H2O2═2Cr3++3O2↑+7H2O,故答案为:Cr2O72﹣+8H++3H2O2═2Cr3++3O2↑+7H2O;
(2)从反应③可以看出,氢氧化铬可以和氢氧化钠反应生成NaCrO2,所以除去铁离子中的铬离子时可以加入过量的氢氧化钠,是铬离子转化为CrO2﹣(或NaCrO2),铁离子变成Fe(OH)3沉淀,在过滤得到氢氧化铁沉淀中加入盐酸即得到氯化铁溶液,
故答案为:CrO2﹣(或NaCrO2);Fe(OH)3;
(3)Na2SO3被Na2Cr2O7氧化为Na2SO4,S元素的化合价升高,Cr元素的化合价降低,设铬元素在产物中的化合价为a价,由电子转移守恒可知,则24×10﹣3L×0.05mol/L×(6﹣4)=20×10﹣3L×0.02mol/L×2×(6﹣a),解得a=+3,
故答案为:+3;
(4)步骤⑤中铬元素的化合价从+3升高到+6,所以需要加入氧化剂,故答案为:氧化.
【点评】本题考查氧化还原反应及计算,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应及反应中元素的化合价变化为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意(3)中电子守恒的应用,题目难度中等.
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