?成都市2019級(jí)高中畢業(yè)班第一次診斷性檢測(cè)
理科綜合
注意事項(xiàng):
1.答題前,務(wù)必將自己的姓名、考籍號(hào)填寫在答題卡規(guī)定的位置上。
2.答選擇題時(shí),必須使用2B鉛筆將答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑,如需改動(dòng),用橡皮擦擦干凈后,再選涂其它答案標(biāo)號(hào)。
3.答非選擇題時(shí),必須使用0.5毫米黑色簽字筆,將答案書寫在答題卡規(guī)定的位置上。
4.所有題目必須在答題卡上作答,在試題卷上答題無(wú)效。
5.考試結(jié)束后,只將答題卡交回。
可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:Li-7 C-12 N-14 O-16 Fe-56
第I卷(選擇題,共126分)
一、選擇題:本題共13個(gè)小題,每小題6分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 化學(xué)與生產(chǎn)、生活息息相關(guān)。下列敘述錯(cuò)誤的是
A. 櫥窗所用有機(jī)玻璃為高分子化合物
B. 家庭裝修用水性涂料代替油性涂料有利于健康
C. 應(yīng)用光伏發(fā)電可緩解溫室效應(yīng)及減少酸雨發(fā)生
D. 用已烷萃取玉米胚芽中的油脂時(shí)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)
【答案】D
【解析】
【詳解】A.有機(jī)玻璃主要成分為聚甲基丙烯酸甲酯,屬于高聚物,為有機(jī)高分子化合物,A正確;
B.油性涂料由于不溶于水易溶于有機(jī)溶劑中,故油性涂料中含有有毒有害的有機(jī)溶劑如丙酮、苯等,故家庭裝修用水性涂料代替油性涂料有利于健康,B正確;
C.光伏發(fā)電是通過太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能,應(yīng)用光伏發(fā)電能夠減少化石燃料的燃燒,故可緩解溫室效應(yīng)及減少酸雨發(fā)生,C正確;
D.萃取是利用物質(zhì)在互不相容的兩種溶劑中溶解度的不同進(jìn)行分離提純的一種方法,故用已烷萃取玉米胚芽中的油脂時(shí)沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),僅僅是物理變化,D錯(cuò)誤;
故答案為:D。
2. 某科學(xué)小組構(gòu)想用鋰元素的轉(zhuǎn)化過程來(lái)持續(xù)合成氨,原理如圖。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是

A. 2g14N2和16O2的混合氣體中含有質(zhì)子數(shù)目為NA
B. 22.4LN2與過量鋰反應(yīng)斷裂的N≡N鍵的數(shù)目為NA
C. 1molLi3N與過量水反應(yīng),收集的氣態(tài)氨分子數(shù)目為NA
D. 0.1mol?L-1LiOH溶液中含有陰、陽(yáng)離子總數(shù)為0.2NA
【答案】A
【解析】
【詳解】A.14N2的摩爾質(zhì)量為28g/mol,1個(gè)分子中含有14個(gè)質(zhì)子,16O2的摩爾質(zhì)量為32g/mol,1個(gè)分子中含16個(gè)質(zhì)子,設(shè)混合氣體中14N2為xg,16O2為(2-x)g,則2g14N2和16O2的混合氣體含有質(zhì)子數(shù)目為=NA,A正確;
B.未告知N2所處的狀態(tài),無(wú)法計(jì)算22.4LN2的物質(zhì)的量,也就無(wú)法計(jì)算與過量鋰反應(yīng)斷裂的N≡N鍵的數(shù)目,B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)反應(yīng)Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑可知1molLi3N與過量水反應(yīng),生成NH3的物質(zhì)的量為1mol,但由于NH3極易溶于水,故收集的氣態(tài)氨分子數(shù)目小于NA,C錯(cuò)誤;
D.未告知溶液的體積,無(wú)法計(jì)算0.1mol?L-1LiOH溶液中含有陰、陽(yáng)離子總數(shù),D錯(cuò)誤;
故答案為:A。
3. 某有機(jī)合成中間體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。下列對(duì)該有機(jī)物的相關(guān)分析正確的是

A. 該有機(jī)物與互為同系物
B. 該有機(jī)物苯環(huán)上的一氯代物為8種
C. 該有機(jī)物分子中所有碳原子可能共面
D. 1mol該有機(jī)物最多與2molNaHCO3反應(yīng)
【答案】C
【解析】
【詳解】A.同系物是指結(jié)構(gòu)相似(官能團(tuán)的種類和數(shù)量分別相等)在組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì),故該有機(jī)物與不互為同系物,A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)等效氫原理可知,該有機(jī)物苯環(huán)上的一氯代物為6種,如圖所示:,B錯(cuò)誤;
C.由圖可知,該有機(jī)物分子中含有兩個(gè)苯環(huán)所在的平面結(jié)構(gòu),中間單鍵連接可以任意旋轉(zhuǎn),故分子中所有碳原子可能共面,C正確;
D.該分子中只有一個(gè)羧基,故1mol該有機(jī)物最多與1molNaHCO3反應(yīng),D錯(cuò)誤;
故答案為:C。
4. X、Y、Z、W為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素。X的一種核素?zé)o中子;X與W的最外層電子數(shù)相同;Y、Z元素的單質(zhì)均為空氣的主要成分。下列說法錯(cuò)誤的是
A. Y的簡(jiǎn)單離子半徑較W的大
B. 化合物W2Z與W2Z2的化學(xué)鍵類型完全相同
C. Z的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物較Y的穩(wěn)定
D. X、Y、Z三種元素形成化合物的水溶液可能呈酸性或堿性
【答案】B
【解析】
【分析】由題干信息可知,X的一種核素?zé)o中子故X為H,X與W的最外層電子數(shù)相同;Y、Z元素的單質(zhì)均為空氣的主要成分,故Y、Z為N、O,結(jié)合X、Y、Z、W為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,可知W為Na,據(jù)此分析解題。
【詳解】A.由分析可知,Y為N,W為Na,二者簡(jiǎn)單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),核電荷數(shù)越大半徑越小,故Y的簡(jiǎn)單離子半徑較W的大,A正確;
B.由分析可知,化合物W2Z即Na2O只含離子鍵,W2Z2為Na2O2含有離子鍵和非極性共價(jià)鍵,二者化學(xué)鍵類型不完全相同,B錯(cuò)誤;
C.非金屬的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性與其非金屬性一致,故Z的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物即H2O較Y即NH3的穩(wěn)定,C正確;
D.由分析可知可知,X、Y、Z三種元素分別為H、N、O,形成化合物的水溶液如NH4NO3呈酸性,如NH3?H2O呈堿性,D正確;
故答案為:B。
5. 下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正確的是

A. 裝置甲鋁熱反應(yīng) B. 裝置乙隨關(guān)隨停制氨
C. 裝置丙形成噴泉且充滿燒瓶 D. 裝置丁比較醋酸與硼酸酸性
【答案】D
【解析】
【詳解】A.裝置甲鋁熱反應(yīng)中還缺少氯酸鉀,A錯(cuò)誤;
B.堿石灰為粉末狀固體,其成分中含有氧化鈣,氫氧化鈉等,在圖示裝置中利用堿石灰和濃氨水制備氨氣時(shí),多孔塑料板上的堿石灰會(huì)落到塑料板下,使堿石灰浸泡在濃氨水中,不能達(dá)到隨關(guān)隨停制氨的目的,B錯(cuò)誤;
C.二氧化氮溶于水生成硝酸和NO,因此裝置丁形成噴泉但不能充滿燒瓶,C錯(cuò)誤;
D.醋酸與碳酸氫鈉反應(yīng)生成氣體,而硼酸不能,由強(qiáng)酸制取弱酸的原理可知醋酸和硼酸的酸性強(qiáng)弱,D正確;
答案選D。
6. 某化學(xué)小組為了探究原電池和電解池的基本原理,設(shè)計(jì)裝置如圖。下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是

A. 電池I工作時(shí),石墨電極發(fā)生反應(yīng):Ag++e-=Ag
B. 電池I中Cu塊取出前后燈泡亮度沒有變化
C 電解池II工作時(shí),電子從b端流向a端
D. 電解池II工作一段時(shí)間后,b與石墨C2電極之間會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
【答案】B
【解析】
【分析】由題干裝置圖可知,電池I工作時(shí),Zn為負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為:Zn-2e-=Zn2+,石墨為正極,發(fā)生的電極反應(yīng)為:Ag++e-=Ag,中央銅塊的左側(cè)為正極,電極反應(yīng)為:Ag++e-=Ag,中央銅塊的右側(cè)為負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)為:Cu-2e-=Cu2+,電解池II工作時(shí),石墨C1為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為:2Cl--2e-=Cl2↑,C2為陰極,電極反應(yīng)為:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,中央銅塊a端為陰極,電極反應(yīng)為:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,b端為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為:Cu-2e-=Cu2+,據(jù)此分析解題。
【詳解】A.由分析可知,電池I工作時(shí),石墨電極發(fā)生反應(yīng):Ag++e-=Ag,A正確;
B.由分析可知,電池I中Cu塊取出前是兩個(gè)原電池串聯(lián)供電,取出后只有一個(gè)電池供電,故燈泡亮度將發(fā)生明顯的變化,B錯(cuò)誤;
C.由分析可知,電解池II工作時(shí),中央銅塊a端為陰極,電極反應(yīng)為:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,b端為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為:Cu-2e-=Cu2+,故電子從b端流向a端,C正確;
D.由分析可知,電解池II工作一段時(shí)間后,b端為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為:Cu-2e-=Cu2+,C2為陰極,電極反應(yīng)為:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,b與石墨C2電極之間會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,D正確;
故答案為:B。
7. X為一元弱酸,YOH為一元強(qiáng)堿。常溫下,向難溶強(qiáng)電解質(zhì)(YX)的懸濁液中加入某酸,測(cè)得c(Y+)與c(H+)的變化關(guān)系如圖實(shí)線所示。下列說法錯(cuò)誤的是


A. M點(diǎn)時(shí),c(X-)<c(Y+)
B. 水的電離程度:N>P
C. 實(shí)驗(yàn)時(shí)可加入的酸為鹽酸
D. 難溶物XY的溶度積K為a22
【答案】C
【解析】
【詳解】A.M點(diǎn)溶液呈堿性c(OH-)>c(H+),又有電荷守恒有c(OH-)+c(X-)=c(H+)+c(Y+),因此該點(diǎn)溶液中c(X-)<c(Y+),A正確;
B.在難溶性鹽YX的懸濁液中存在水的電離平衡:H2OH++OH-,向其中加入酸,增大了其中c(H+),對(duì)水電離平衡其抑制作用,使水電離程度減小。c(H+)越大,水的電離程度就越小。由于c(H+):P>N,所以水的電離程度:N>P,B正確;
C.如果加入某酸為HCl,則與X-反應(yīng)產(chǎn)生弱酸HX,c(X-)減小,c(Y+)增大,與圖像不符,因此實(shí)驗(yàn)時(shí)可加入的酸不為鹽酸,應(yīng)為HX,C錯(cuò)誤;
D.在一定溫度下,難溶物XY的溶度積K=c(Y+)?c(X-),但由于在N點(diǎn)時(shí)c(H+)=10-7mol/L,根據(jù)電荷守恒,c(Y+)=c(X-),所以K為a22,D正確;
故合理選項(xiàng)是C。
8. 亞硫酰氯(SOCl2)是一種重要化工試劑,被廣泛應(yīng)用于結(jié)晶水合物的脫水和有機(jī)合成。工業(yè)上合成方法之一是:PCl5(s)+SO2(g)=POCl3(1)+SOCl2(1) ΔH=-101.4kJ·mol-1。已知相關(guān)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)及水解性如表:
物質(zhì)
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
水解性
POCl3
1.2
105.5
易水解
SOCl2
-1045
76
易水解
PCl5
160(升華)
167
易水解
某小組在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)制亞硫酰氯設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)。

試回答下列問題:
(1)A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。
(2)B裝置中盛裝的a試劑為______;C裝置中X儀器的名稱是______。
(3)①反應(yīng)過程中C裝置的燒瓶要放在冰水浴中,原因是______。
②判斷PCl5已與SO2完全反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______。
(4)反應(yīng)結(jié)束后,從雙頸燒瓶中的液體得到較純凈的亞硫酰氯需進(jìn)行的操作是______。
(5)①用SOCl2與MgCl2?6H2O混合加熱可得無(wú)水MgCl2,其反應(yīng)方程式為______。
②因常發(fā)生副反應(yīng),SOCl2不宜用于FeCl3?6H2O的脫水反應(yīng)制取無(wú)水FeCl3。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明兩者混合加熱時(shí)發(fā)生了副反應(yīng)______。
【答案】(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2) ①. 濃硫酸 ②. 球形冷凝管
(3) ①. 該反應(yīng)放熱,SOCl2沸點(diǎn)低(76℃),保持低溫防止SOCl2氣化揮發(fā) ②. 固體完全消失(或B、C裝置導(dǎo)管口冒出氣泡速率近似相等)
(4)對(duì)C裝置雙頸瓶中的液體進(jìn)行蒸餾(或取出C裝置雙頸瓶中的液體進(jìn)行蒸餾)
(5) ①. 6SOCl2+MgCl2?6H2OMgCl2+6SO2↑+12HCl↑ ②. 取少量反應(yīng)后的混合物溶于水,滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液,若出現(xiàn)白色沉淀,則證明發(fā)生副反應(yīng)生成SO(或取少量反應(yīng)后的混合物溶于水,滴加鐵氰化鉀溶液,若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,則證明發(fā)生副反應(yīng)生成Fe2+)
【解析】
【分析】本實(shí)驗(yàn)裝置A為SO2的制備發(fā)生裝置,反應(yīng)原理為:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,由題干信息可知,SOCl2易水解,故裝置B為干燥SO2的裝置,所裝溶液為濃硫酸,裝置C為發(fā)生裝置,反應(yīng)原理為:PCl5(s)+SO2(g)=POCl3(1)+SOCl2(1) ΔH=-101.4kJ·mol-1,由于SOCl2易揮發(fā),裝置C需進(jìn)行冰水浴,并通過球形冷凝管X來(lái)冷凝回流,最后堿石灰來(lái)吸收多余的SO2,防止污染環(huán)境,據(jù)此分析解題。
【小問1詳解】
由分析可知,裝置A為制備SO2的發(fā)生裝置,A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,故答案為:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;
【小問2詳解】
由分析可知,裝置B的作用為干燥SO2,則B裝置中盛裝的a試劑為濃硫酸,由實(shí)驗(yàn)裝置圖可知C裝置中X儀器的名稱是球形冷凝管,故答案為:濃硫酸;球形冷凝管;
【小問3詳解】
①由題干信息可知,該反應(yīng)放熱,SOCl2沸點(diǎn)低(76℃),需保持低溫防止SOCl2氣化揮發(fā),故反應(yīng)過程中C裝置的燒瓶要放在冰水浴中,,故答案為:該反應(yīng)放熱,SOCl2沸點(diǎn)低(76℃),保持低溫防止SOCl2氣化揮發(fā);
②由題干信息可知,PCl5為固體,SO2為氣體,POCl3和SOCl2均為液體,則判斷PCl5已與SO2完全反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是固體完全消失(或B、C裝置導(dǎo)管口冒出氣泡速率近似相等),故答案為:固體完全消失(或B、C裝置導(dǎo)管口冒出氣泡速率近似相等);
【小問4詳解】
利用POCl3和SOCl2二者沸點(diǎn)相差較大的特點(diǎn),則反應(yīng)結(jié)束后,從雙頸燒瓶中的液體得到較純凈的亞硫酰氯需進(jìn)行的操作是對(duì)C裝置雙頸瓶中的液體進(jìn)行蒸餾(或取出C裝置雙頸瓶中的液體進(jìn)行蒸餾),故答案為:對(duì)C裝置雙頸瓶中的液體進(jìn)行蒸餾(或取出C裝置雙頸瓶中的液體進(jìn)行蒸餾);
【小問5詳解】
①由于SOCl2易水解,生成SO2和HCl,從而已知Mg2+的水解,故用SOCl2與MgCl2?6H2O混合加熱可得無(wú)水MgCl2,其反應(yīng)方程式為:6SOCl2+MgCl2?6H2OMgCl2+6SO2↑+12HCl↑,故答案為:6SOCl2+MgCl2?6H2OMgCl2+6SO2↑+12HCl↑;
②因常發(fā)生副反應(yīng),SOCl2不宜用于FeCl3?6H2O的脫水反應(yīng)制取無(wú)水FeCl3,由于SOCl2水解生成的SO2會(huì)被Fe3+氧化成,副反應(yīng)方程式為:SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2+++4H+,則想要證明兩者混合加熱時(shí)發(fā)生了副反應(yīng),只需檢驗(yàn)產(chǎn)物中含有或者Fe2+即可,實(shí)驗(yàn)方案可為:取少量反應(yīng)后的混合物溶于水,滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液,若出現(xiàn)白色沉淀,則證明發(fā)生副反應(yīng)生成SO(或取少量反應(yīng)后的混合物溶于水,滴加鐵氰化鉀溶液,若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,則證明發(fā)生副反應(yīng)生成Fe2+),故答案為:取少量反應(yīng)后的混合物溶于水,滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液,若出現(xiàn)白色沉淀,則證明發(fā)生副反應(yīng)生成SO(或取少量反應(yīng)后的混合物溶于水,滴加鐵氰化鉀溶液,若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,則證明發(fā)生副反應(yīng)生成Fe2+)。
9. 黃鈉鐵礬[Na3Fe3(SO4)3(OH)6]被用于作凈水劑。以高品質(zhì)的硫鐵礦(主要成分為FeS2,含少量SiO2)為原料制取黃鈉鐵礬,工藝流程如圖:

(1)“鹽浸”時(shí)的反應(yīng)為FeS2+Fe2(SO4)3→FeSO4+S↓(未配平),其中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_______;濾渣的主要成分為SiO2和_______。
(2)“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______;用空氣代替NaClO進(jìn)行該反應(yīng)具有成本低等優(yōu)點(diǎn),但存在_______的缺點(diǎn)。
(3)“沉鐵”過程,控制不同條件可以得到不同的沉淀,所得沉淀與溫度、pH的關(guān)系如圖所示(圖中陰影部分表示黃鈉鐵礬穩(wěn)定產(chǎn)生的區(qū)域)。

①80℃時(shí),加入碳酸鈉偏多時(shí)得到的黃鈉鐵礬中含有的雜質(zhì)是_______。
②生成黃鈉鐵礬的離子反應(yīng)方程式_______。
③由圖在pH=2時(shí),溫度過高或過低,不易制得黃鈉鐵礬。試解釋其原因_______。
(4)測(cè)定黃鈉鐵礬樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù):稱取樣品2.000g置于錐形瓶中,加入足量稀H2SO4溶解,滴入稍過量的KI溶液,待充分反應(yīng)后,調(diào)節(jié)溶液近中性,滴入幾滴淀粉溶液,用0.1500mol?L-1Na2S2O3溶液平行滴定,平均消耗20.00mL。(已知:I2+2S2O=2I-+S4O)
①滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______。
②樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。
【答案】(1) ①. 1:1 ②. S
(2) ①. 2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O ②. 空氣氧化速率小
(3) ①. FeOOH ②. 3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑ ③. 溫度過高,F(xiàn)e3+水解程度增大并分解為Fe2O3導(dǎo)致產(chǎn)率低;溫度過低,F(xiàn)e3+水解程度小,不易生成黃鈉鐵礬
(4) ①. 滴入最后一滴Na2S2O3溶液,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色,且30s內(nèi)顏色不復(fù)原 ②. 8.400%
【解析】
【分析】由題干工藝流程圖可知,“鹽浸”是FeS2和Fe2(SO4)3反應(yīng)生成FeSO4和S,進(jìn)行氧化還原反應(yīng)配平可得反應(yīng)原理為:FeS2+Fe2(SO4)3=3FeSO4+2S,過濾I得到濾渣成分為SiO2和S,向?yàn)V液中加入NaClO和H2SO4,將Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)原理為:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,“沉鐵”中是將Fe2(SO4)3與Na2CO3、Na2SO4反應(yīng)生成黃鈉鐵礬沉淀,反應(yīng)離子方程式為:3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑,過濾、洗滌、干燥得到純凈的黃鈉鐵礬[Na3Fe3(SO4)3(OH)6],據(jù)此分析解題。
【小問1詳解】
由分析可知,“鹽浸”時(shí)的反應(yīng)為:FeS2+Fe2(SO4)3→3FeSO4+2S↓,其中FeS2還原劑,F(xiàn)e2(SO4)3是氧化劑,則氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為:1:1,濾渣的主要成分為SiO2和S,故答案為:1:1;S;
【小問2詳解】
由分析可知,“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,由于空氣中氧氣含量低,O2本身氧化Fe2+的速率較慢,則用空氣代替NaClO進(jìn)行該反應(yīng)具有成本低等優(yōu)點(diǎn),但存在空氣氧化速率小的缺點(diǎn),故答案為:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;空氣氧化速率小;
【小問3詳解】
①80℃時(shí),加入碳酸鈉偏多時(shí)則溶液中的堿性較強(qiáng),由題干信息圖中可知,此條件下得到的黃鈉鐵礬中含有的雜質(zhì)是FeOOH,故答案為:FeOOH;
②由分析可知,生成黃鈉鐵礬的離子反應(yīng)方程式為:3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑,故答案為:3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑;
③由圖在pH=2時(shí),溫度過高或過低,不易制得黃鈉鐵礬,這是由于Fe3+水解是一個(gè)吸熱反應(yīng),溫度過高,F(xiàn)e3+的水解程度增大,生成的Fe(OH)3易分解為Fe2O3導(dǎo)致產(chǎn)率低;溫度過低,F(xiàn)e3+水解程度小,不易生成黃鈉鐵礬,故答案為:溫度過高,F(xiàn)e3+水解程度增大并分解為Fe2O3導(dǎo)致產(chǎn)率低;溫度過低,F(xiàn)e3+水解程度小,不易生成黃鈉鐵礬;
【小問4詳解】
①本實(shí)驗(yàn)使用淀粉溶液作指示劑,I2遇到淀粉溶液顯藍(lán)色,原溶液中含有I2,反應(yīng)后沒有I2,故滴定終點(diǎn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是滴入最后一滴Na2S2O3溶液,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色,且30s內(nèi)顏色不復(fù)原,故答案為:滴入最后一滴Na2S2O3溶液,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色,且30s內(nèi)顏色不復(fù)原;
②已知黃鈉鐵礬[Na3Fe3(SO4)3(OH)6]中鐵為+3價(jià),則有:2I-+2Fe3+=2Fe2++I2,I2+2S2O=2I-+S4O,可知:2Fe3+~~I2~~2 S2O,則有:n(Fe3+)=n(S2O)=0.1500mol?L-1 ×20.00×10-3L=3×10-3mol,則黃鈉鐵礬中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:=8.400%,故答案為:8.400%。
10. 為了達(dá)到碳中和,研發(fā)二氧化碳的利用技術(shù)成為熱點(diǎn)。
(1)用二氧化碳氧化乙烷制乙烯,其反應(yīng)步驟如下:
IC2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH=+136kJ·mol-1
IICO2(g)=CO(g)+O2(g) ΔH=+283kJ·mol-1
III.H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285kJ·mol-1
該工藝總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______。
(2)用二氧化碳和甲烷反應(yīng)可以制工業(yè)合成氣(CO、H2)。T℃,在1L的密閉容器中分別投入0.2molCO2和0.2molCH4,發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g),經(jīng)5min達(dá)到平衡,測(cè)得生成CO為0.2mol,則:
①0~5min內(nèi)用H2表示的反應(yīng)速率為______。
②平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為______。
③保持體積不變,其他條件相同時(shí),開始投入0.4molCO2和0.4molCH4,反應(yīng)達(dá)到平衡后生成CO的物質(zhì)的量______0.4mol(填“>”、“<”或“=”)。
(3)用二氧化碳與氫氣催化加氫制乙醇,其反應(yīng)原理為:2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔHx2>x1 ②. 升高溫度到一定范圍,溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響占主要因素 ③.
(4) ①. 2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O ②. 不變
【解析】
【小問1詳解】
I.C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH=+136kJ·mol-1
II .CO2(g)=CO(g)+O2(g) ΔH=+283kJ·mol-1
III .H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律I+ II+ III得總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C2H6(g)+CO(g)=C2H4(g)+CO(g)+H2O(l) △H=+134kJ?mol-1;
【小問2詳解】

①0~5min內(nèi)用H2表示的反應(yīng)速率為。
②平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為;
③保持體積不變,其他條件相同時(shí),開投始入0.4molCO2和0.4molCH4,相當(dāng)于加壓,反應(yīng)達(dá)到平衡后生成CO的物質(zhì)的量x2>x1;
②升高溫度到一定范圍,溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響占主要因素,所以隨溫度升高,不同投料比時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近;
③在x=,溫度為T,體積恒定的密閉容器中投入1molCO2時(shí),初始?jí)簭?qiáng)為po,經(jīng)一段時(shí)間反應(yīng)達(dá)到平衡,CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,

平衡后總壓強(qiáng)為,該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=;
【小問4詳解】
根據(jù)圖示,CO2在銅電極得電子生成C2H4,電極反應(yīng)式為2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O;總反應(yīng)為 、,電解后硫酸物質(zhì)的量不變,溶液pH不變。
11. 推廣磷酸亞鐵鋰電池的新能源汽車對(duì)減少二氧化碳排放和大氣污染具有重要意義。工業(yè)上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺()為原料制磷酸亞鐵鋰材料。
回答下列問題:
(1)基態(tài)鐵原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有______種;基態(tài)Fe3+較基態(tài)Fe2+穩(wěn)定的原因是______。
(2)在NH4H2PO4中的N、P、O三種元素的電負(fù)性由大到小的順序是______;NH的空間構(gòu)型為______;H2PO中P原子的雜化軌道類型為______。
(3)1mol中含有______molσ鍵;苯胺水溶性大于苯的主要原因是______。
(4)構(gòu)想某鋰電池的負(fù)極材料晶體是鋰原子嵌入石墨烯層間,晶體結(jié)構(gòu)如圖。

①石墨的硬度小、熔沸點(diǎn)高的原因分別是______。
②如圖晶體的化學(xué)式為______;該晶體中最近的兩個(gè)碳原子核間距離為142pm,石墨烯層間距離為335pm,則該晶體的密度為______g?cm-3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù),列式即可)。
【答案】(1) ①. 26 ②. 基態(tài)Fe3+價(jià)層電子式為3d5,處于半滿較穩(wěn)定狀態(tài)
(2) ①. O>N>P ②. 正四面體形 ③. sp3雜化
(3) ①. 14 ②. 苯胺與水能形成分子間氫鍵而苯不能
(4) ①. 石墨晶體為層狀結(jié)構(gòu),層間作用力為范德華力,硬度小,層內(nèi)碳原子間以共價(jià)鍵結(jié)合,熔沸點(diǎn)高 ②. LiC6 ③.
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)鮑利原理可知,原子核外沒有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同的電子,鐵是26號(hào)原子,核外有26個(gè)電子,則基態(tài)鐵原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有26種,根據(jù)洪特規(guī)則及特例可知,由于基態(tài)Fe3+價(jià)層電子式為3d5,處于半滿較穩(wěn)定狀態(tài),導(dǎo)致基態(tài)Fe3+較基態(tài)Fe2+更穩(wěn)定,故答案為:26;基態(tài)Fe3+價(jià)層電子式為3d5,處于半滿較穩(wěn)定狀態(tài);
【小問2詳解】
根據(jù)同一周期從左往右元素的電負(fù)性依次增強(qiáng),同一主族從上往下元素的電負(fù)性依次減弱,故在NH4H2PO4中的N、P、O三種元素的電負(fù)性由大到小的順序是O>N>P,NH的中心原子N周圍的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為:4+=4,則其空間構(gòu)型為正四面體, 已知中中心原子P原子周圍的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為:4+=4,則P的雜化方式為sp3,H2PO與的雜化方式相同,則H2PO中P原子的雜化軌道類型為sp3,故答案為:O>N>P;正四面體;sp3;
【小問3詳解】
已知單鍵均為σ鍵,苯環(huán)上6個(gè)碳碳鍵均為介于單鍵和雙鍵之間獨(dú)特的鍵,則1mol中含有14molσ鍵;由于苯胺與水能形成分子間氫鍵而苯不能,導(dǎo)致苯胺水溶性大于苯,故答案為:14;苯胺與水能形成分子間氫鍵而苯不能;
【小問4詳解】
①由于石墨晶體為層狀結(jié)構(gòu),層間作用力為范德華力,導(dǎo)致其硬度小,但層內(nèi)碳原子間以共價(jià)鍵結(jié)合,導(dǎo)致其熔沸點(diǎn)又很高,故答案為:石墨晶體為層狀結(jié)構(gòu),層間作用力為范德華力,硬度小,層內(nèi)碳原子間以共價(jià)鍵結(jié)合,熔沸點(diǎn)高;
②由題干晶胞圖可知,Li位于8個(gè)頂點(diǎn),C由8個(gè)位于側(cè)面上,2個(gè)位于體內(nèi),故一個(gè)晶胞含有的Li+為:=1,C原子個(gè)數(shù)為:,則晶體的化學(xué)式為L(zhǎng)iC6,該晶體中最近的兩個(gè)碳原子核間距離為142pm,則底邊邊長(zhǎng)為3×142pm,石墨烯層間距離為335pm,又底邊為平行四邊形,頂角為60°,設(shè)晶胞的密度為dg/cm3,晶胞質(zhì)量為g,晶胞體積為(3×142)2×335×10-30cm3,結(jié)合密度公式ρ=,解得d=g/cm3,故答案為:LiC6;。
12. 有機(jī)物M()是一種合成鎮(zhèn)痛藥的主要成分。某小組設(shè)計(jì)如圖的合成路線:

已知:①RCNR—COOH
②RX++HX
(1)B的化學(xué)名稱______;A→B的原子利用率為______;M中含氧官能團(tuán)的名稱為______。
(2)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______。
(3)F→M化學(xué)反應(yīng)方程式為______。
(4)的同分異構(gòu)體有多種,其中同時(shí)含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)和碳碳三鍵的結(jié)構(gòu)有______種,寫出其同分異構(gòu)體中滿足核磁共振氫譜有四組峰,峰面積之比為1:2:2:2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式______。(寫出一種即可)
(5)參照上述合成路線,設(shè)計(jì)以、CH3—CN、CH3CH2NH2為原料制備的合成路線(無(wú)機(jī)試劑任選)______。
【答案】(1) ① 環(huán)氧乙烷 ②. 100% ③. 酯基
(2) (3)+C2H5OH+H2O
(4) ①. 5 ②. 或
(5)
【解析】
【分析】由題干合成流程圖可知,由C和E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式結(jié)合D的分子式、C到D、D到E的轉(zhuǎn)化條件可推知,E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:,由E和M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式結(jié)合E到F、F到M的轉(zhuǎn)化條件可推知,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:,(5)本題采用逆向合成法,根據(jù)題干流程圖中D到E的信息可知,可由和CH3NH2轉(zhuǎn)化而來(lái),由C到D的轉(zhuǎn)化信息可知,可由和SOCl2轉(zhuǎn)化而來(lái),由B到C的轉(zhuǎn)化信息可知,可由和CH3CH2NH2轉(zhuǎn)化而來(lái),據(jù)此分析解題。
【小問1詳解】
由題干流程圖可知,B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:,則B的化學(xué)名稱為環(huán)氧乙烷,A→B的反應(yīng)方程式為:2CH2=CH2+O22,則其原子利用率為100%,由M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知M中含氧官能團(tuán)的名稱為:酯基,故答案為:環(huán)氧乙烷;100%;酯基;
【小問2詳解】
由分析可知,D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:,故答案為:;
【小問3詳解】
由分析可知,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:,則F→M的化學(xué)反應(yīng)方程式為:+C2H5OH+H2O,故答案為:+C2H5OH+H2O;
【小問4詳解】
的同分異構(gòu)體有多種,其中同時(shí)含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)和碳碳三鍵的結(jié)構(gòu),若只含一個(gè)取代基有:-C≡C-NH2,-NH-C≡C-H兩種,若有兩個(gè)取代基即-C≡CH、-NH2則有鄰、間、對(duì)三種,故共有5種,其同分異構(gòu)體中滿足核磁共振氫譜有四組峰,峰面積之比為1:2:2:2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:或,故答案為:5;或;
【小問5詳解】
本題采用逆向合成法,根據(jù)題干流程圖中D到E的信息可知,可由和CH3NH2轉(zhuǎn)化而來(lái),由C到D的轉(zhuǎn)化信息可知,可由和SOCl2轉(zhuǎn)化而來(lái),由B到C的轉(zhuǎn)化信息可知,可由和CH3CH2NH2轉(zhuǎn)化而來(lái),故確定合成路線如下:

,故答案為:。




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