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2023年高考化學(xué)考前信息必刷卷01
廣東卷專用
廣東地區(qū)考試題型預(yù)測為16(單選題)+4(填空題),其中結(jié)構(gòu)首次以必考題的形式出現(xiàn),有可能會在選擇題中考查,也有可能在化工或原理綜合題中考查原子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)的內(nèi)容,在有機(jī)綜合題中考查分子結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。
由于是第一次以必考的形式出現(xiàn),結(jié)構(gòu)的難度未知,可以往年結(jié)構(gòu)選考題為依據(jù)進(jìn)行備考。
2022年廣東地區(qū)的結(jié)構(gòu)題還是以選考的形式出現(xiàn),2023年首次以必考的形式出現(xiàn)??紤]到考試時間的因素,題量不會發(fā)生改變。在題量不變的情況下,結(jié)構(gòu)大概率會被拆開放進(jìn)各種板塊中。
因為廣東地區(qū)使用的是人教2019版的教材,這個教材選擇性必修三有機(jī)化合物與選擇性必修二物質(zhì)結(jié)構(gòu)的聯(lián)系緊密,所以可以在有機(jī)綜合題中考查雜化和分子空間構(gòu)型的知識。而原子結(jié)構(gòu)的考查可以模仿山東新高考在選擇題中出現(xiàn),也可以模仿遼寧新高考在原理大題出現(xiàn)。廣東卷一向注重創(chuàng)新,所以晶體結(jié)構(gòu)可以結(jié)合化工流程考查。此外,還可以在化學(xué)用語的考查中考查原子結(jié)構(gòu)的內(nèi)容,在元素周期表和周期律的內(nèi)容中考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識。
基于以上猜測,本卷出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)方面的題目稍微偏多,便于大家參考。
可能用到的相對原子質(zhì)量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Fe 56
一、選擇題:本題共16個小題,共44分。第1~10小題,每小題2分;第11~16小題,每小題4分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。
1.中國文物具有鮮明的時代特征。下列文物的主要成分不屬于硅酸鹽的是
A.新石器時代·紅陶獸形器
B.北燕·鴨形玻璃柱
C.明·象牙雕佛坐像
D.清·五彩花卉瓷蓋碗
【答案】C
【詳解】A.紅陶即陶瓷,屬于傳統(tǒng)硅酸鹽材料,A不合題意;
B.玻璃柱主要成分是玻璃,屬于傳統(tǒng)硅酸鹽材料,B不合題意;
C.象牙不屬于有機(jī)高分子材料,其主要成分應(yīng)是礦物質(zhì)化的碳酸鈣、磷酸鈣鹽等,不屬于天然高分子化合物,C符合題意;
D.五彩花卉瓷蓋碗是陶瓷,屬于傳統(tǒng)硅酸鹽材料,D不合題意;
故答案為:C。
2.化學(xué)與生活息息相關(guān)。下列敘述錯誤的是
A.熱的碳酸鈉溶液可用于去除餐具的油污
B.明礬和二氧化氯均可作凈水劑,且凈水原理相同
C.硫酸鋇可用于胃腸X射線造影檢查
D.電熱水器用鎂棒防止內(nèi)膽腐蝕,采用的是犧牲陽極保護(hù)法
【答案】B
【詳解】A. 碳酸鈉溶液呈堿性,油脂在堿性條件下水解,熱的碳酸鈉溶液水解后堿性增強(qiáng),去油污效果好,A正確;
B.明礬凈水原理是硫酸鋁鉀溶液中含有鋁離子,鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體,氫氧化鋁膠體具有吸附性凈水,能吸附水中的固體懸浮物并使之沉降;二氧化氯因具有強(qiáng)氧化性能殺菌消毒,故在進(jìn)行水處理時,二者的原理不同,B錯誤;
C.硫酸鋇不溶于酸,故可用于胃腸X射線造影檢查,C正確;
D.鎂比鐵活潑作負(fù)極,鐵作正極被保護(hù),電熱水器用鎂棒防止內(nèi)膽腐蝕,采用的是犧牲陽極保護(hù)法,D正確;
故選B。
3.四氯化鍺()是光導(dǎo)纖維的常用摻雜劑,鍺與硅同族。下列說法不正確的是
A.基態(tài)原子價層電子排布式為 B.的熔點(diǎn)比低
C.的空間構(gòu)型為正四面體 D.第一電離能大?。?br />
【答案】B
【詳解】A.鍺是32號元素,基態(tài)原子價層電子排布式為,A正確;
B.與晶體都屬于分子晶體,的相對分子質(zhì)量大,晶體內(nèi)的分子間作用力大,則的熔點(diǎn)比高,B錯誤;
C.分子中原子形成了4個鍵,孤電子對數(shù)=,價層電子對數(shù)為4,中心原子的雜化類型為sp3,分子的空間構(gòu)型為正四面體,C正確;
D.元素非金屬性越強(qiáng),其第一電離能越大,非金屬性大小為,則第一電離能大小:,D正確;
故選B。
4.勞動創(chuàng)造世界,造福人類美好生活。下列勞動項目與所涉及的化學(xué)知識不相符的是
選項
勞動項目
化學(xué)知識
A
學(xué)農(nóng)活動:撒石灰改良酸性土壤
石灰能與土壤中的碳酸鹽反應(yīng)
B
家務(wù)勞動:蛋糕加少量小蘇打會更松軟
碳酸氫鈉受熱分解
C
家庭小實(shí)驗:用醋制軟殼雞蛋
醋酸和蛋殼反應(yīng)
D
社區(qū)服務(wù):向社區(qū)科普喝高度白酒不能殺滅新冠病毒
醫(yī)用酒精用于體外殺菌消毒
【答案】A
【詳解】A.土壤酸性過強(qiáng),可施加石灰和農(nóng)家肥進(jìn)行改良,石灰與酸性物質(zhì)反應(yīng),選項A符合題意;
B.碳酸氫鈉受熱分解產(chǎn)生氣體,在發(fā)酵和烘焙過程中蛋糕會變蓬松,選項B不符合題意;
C.蛋殼主要成分是碳酸鈣,能與醋酸反應(yīng),選項C不符合題意;
D.75%的酒精能使菌體蛋白質(zhì)脫水、變性、沉淀,從而殺滅細(xì)菌,因此醫(yī)用酒精用
于體外殺菌消毒,選項D不符合題意;
答案選A。
5.常溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是
A.溶液中:、、、
B.滴加KSCN溶液后顯紅色的溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.使pH試紙顯藍(lán)色的溶液中:、、、
【答案】A
【詳解】A.各種離子之間互不反應(yīng),都不與NaHCO3?反應(yīng),在溶液中能夠大量共存,故A正確;
B.滴加?KSCN?溶液顯紅色的溶液中存在鐵離子,F(xiàn)e3+、I-之間發(fā)生氧化還原反應(yīng),在溶液中不能大量共存,故B錯誤;
C.溶液呈酸性,S2-、在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng),在溶液中不能大量共存,故C錯誤;
D.使pH試紙顯藍(lán)色的溶液中存在大量OH-,Mg2+與OH-、ClO-、反應(yīng),ClO-、之間發(fā)生氧化還原反應(yīng),與OH-反應(yīng),在溶液中不能大量共存,故D錯誤;
故選:A。
6.關(guān)于下列儀器使用的說法錯誤的是( )
A.①、④不可加熱 B.②、④不可用作反應(yīng)容器
C.③、⑤可用于物質(zhì)分離 D.②、④、⑤使用前需檢漏
【答案】 A
【解析】錐形瓶可以加熱,但需要加石棉網(wǎng),容量瓶不能加熱,A項符合題意;酸式滴定管用于量取一定體積的溶液,容量瓶只能用于配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,都不能用作反應(yīng)容器,B項不符合題意;蒸餾燒瓶用于蒸餾操作,分離相互溶解的液體,分液漏斗用于分液操作,分離相互不溶解的液體,兩者均可用于物質(zhì)分離,C項不符合題意;酸式滴定管帶有旋塞、容量瓶帶有瓶塞、分液漏斗帶有瓶塞和旋塞,使用前均需檢查是否漏水,D項不符合題意。
7.某小組同學(xué)用下圖裝置驗證的性質(zhì),培養(yǎng)皿中①、②、③三個塑料瓶蓋內(nèi)盛有不同物質(zhì)。向固體上滴加適量稀,迅速用玻璃片將培養(yǎng)皿蓋嚴(yán),實(shí)驗記錄如下。下列說法不正確的是
實(shí)驗裝置
瓶蓋
物質(zhì)
實(shí)驗現(xiàn)象
①
酸性溶液
紫色褪去
②
蘸有品紅溶液的棉花
紅色褪去
③
蒸餾水
無明顯變化
A.產(chǎn)生的離子方程式:
B.瓶蓋①中的實(shí)驗現(xiàn)象證明具有還原性
C.瓶蓋②中的實(shí)驗現(xiàn)象證明具有漂白性
D.瓶蓋③中的實(shí)驗現(xiàn)象證明和水不反應(yīng)
【答案】D
【詳解】A.H2SO3的酸性比H2SO4弱、H2SO3易分解,則 Na2SO3和H2SO4能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),化學(xué)方程式:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,A正確;
B. 瓶蓋①中二氧化硫使酸性高錳酸鉀褪色,則高錳酸鉀中錳元素化合價降低、發(fā)生還原反應(yīng)、能證明SO2具有還原性,B正確;
C. 品紅是有機(jī)色質(zhì)、瓶蓋②中二氧化硫使品紅褪色,證明SO2具有漂白性,C正確;
D. 有些反應(yīng)無明顯現(xiàn)象,瓶蓋③中蒸餾水沒有明顯變化,不能證明SO2和水不反應(yīng),D錯誤;
答案選D。
8.肼()又稱聯(lián)氨,為二元弱堿,與硫酸反應(yīng)可生成、。下列說法正確的是
A.室溫下0.01mol/L水溶液
B.稀釋0.01mol/L水溶液,升高
C.的水溶液中存在:
D.水溶液中的電離方程式為
【答案】D
【詳解】A.肼()為二元弱堿,故室溫下0.01mol/L水溶液中氫氧根濃度小于0.02mol/L,,A錯誤;
B.稀釋0.01mol/L水溶液,雖促進(jìn)了肼的電離,但溶液被稀釋,氫氧根濃度減小,故降低,B錯誤;
C.的水溶液中存在質(zhì)子守恒,即,C錯誤;
D.屬于鹽且是強(qiáng)電解質(zhì),所以水溶液中的電離方程式為,D正確;
故選D。
9.維生素C的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)維生素C的說法不正確的是
A.維生素C的分子式為C6H8O6
B.維生素C可以使高錳酸鉀溶液褪色
C.維生素C可發(fā)生加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)與取代反應(yīng)
D.酸性條件下,維生素C水解可以得到2種產(chǎn)物
【答案】D
【詳解】A.根據(jù)維生素C的結(jié)構(gòu)簡式,分子式為,A正確;
B.維生素C分子中含有碳碳雙鍵和羥基,能使高錳酸鉀溶液褪色,B正確;
C.維生素C分子中含有碳碳雙鍵和羥基,可發(fā)生加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)與取代反應(yīng),C正確;
D.維生素C分子含有酯基呈環(huán)狀,酸性條件下水解只能得到一種物質(zhì),D錯誤;
故選D。
10.設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是
A.3.36LO2和4.8g臭氧中含有的氧原子數(shù)均為0.3NA
B.0.1mol/L的溶液中,所含的Al3+數(shù)目小于0.1NA
C.1 mol Fe溶于過量稀硝酸,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA
D.1L1mol/L氨水中含有的NH3·H2O分子數(shù)為NA
【答案】C
【詳解】A.未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況,無法計算3.36LO2的物質(zhì)的量,A項錯誤;
B.沒有給出溶液體積,無法計算,B項錯誤;
C.鐵與硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵,1molFe失去3mol電子,轉(zhuǎn)移電子數(shù)3NA,故C項正確;
D.1L 1mol/L氨水中含有的NH3·H2O分子、NH3分子、數(shù)目之和為NA,D項錯誤;
故選:C。
11.下列指定反應(yīng)的離子方程式錯誤的是
A.明礬溶液中加入少量的:
B.向氯化鐵中加入少量的:
C.四氯化鈦的濃溶液制備水合二氧化鈦:
D.次氯酸鈉溶液中通入少量:(已知酸性)
【答案】D
【詳解】A.明礬溶液中加入少量的,鋇離子、氫氧根離子完全反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氫氧化鋁,,A正確;
B.鐵離子具有氧化性,和硫化氫生成硫單質(zhì)和亞鐵離子,,B正確;
C.四氯化鈦的濃溶液水解生成水合二氧化鈦:,C正確;
D.已知酸性,則次氯酸鈉溶液中通入少量生成次氯酸和碳酸氫鈉,,D錯誤;
故選D。
12.一款低成本高能效的新型無隔膜鈰鉛單液流電池裝置如圖所示,該電池用石墨氈做電極,可溶性鈰鹽和鉛鹽的混合酸性溶液作電解液。已知電池反應(yīng)為:。下列相關(guān)說法正確的是
A.放電時,在b電極發(fā)生還原反應(yīng)
B.該電池可用稀硫酸酸化電解質(zhì)溶液
C.充電過程中,a電極發(fā)生的反應(yīng)為
D.放電過程中,電解質(zhì)溶液中的向a電極移動
【答案】D
【詳解】A.由題中方程式可知放電過程是,發(fā)生在a電極氧化反應(yīng) ,A錯誤;
B.硫酸根離子會與鉛離子反應(yīng)生成硫酸鉛沉淀,所以不能用稀硫酸酸化電解質(zhì)溶液,B錯誤;
C.充電過程中,a電極發(fā)生的反應(yīng)為,C錯誤;
D.放電過程中,內(nèi)電路電流的方向是a-b,所以電解質(zhì)溶液中的向a電極移動,D正確;
故選D。
13.如圖中展示的是乙烯催化氧化的過程(部分配平相關(guān)離子未畫出),下列描述錯誤的是
A.過程II的反應(yīng)為
B.為配合物,其中的配體為
C.該轉(zhuǎn)化過程中,涉及反應(yīng)
D.和在反應(yīng)中都起到催化劑的作用
【答案】B
【分析】過程Ⅰ反應(yīng)為,過程Ⅱ反應(yīng)為 ,過程Ⅲ反應(yīng)為 ,過程Ⅳ反應(yīng)為,過程V反應(yīng)為,據(jù)此分析解題。
【詳解】A.由分析可知,過程II的反應(yīng)為,A正確;
B.由圖中可知配合物[三氯-乙烯合鈀(Ⅱ)]的配體為、,B錯誤;
C.該轉(zhuǎn)化過程中,過程V反應(yīng)為,C正確;
D.從反應(yīng)過程可見,和是循環(huán)使用的,可認(rèn)為是催化劑,D正確;
答案選B。
14.由實(shí)驗操作和現(xiàn)象,可得出相應(yīng)正確結(jié)論的是( )
實(shí)驗操作
現(xiàn)象
結(jié)論
A
向NaBr溶液中滴加過量氯水,再加入淀粉-KI溶液
先變橙色,后變藍(lán)色
氧化性:Cl2>Br2>I2
B
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加熱,加入新制的Cu(OH)2懸濁液
無磚紅色沉淀
蔗糖未發(fā)生水解
C
石蠟油加強(qiáng)熱,將產(chǎn)生的氣體通入Br2的CCl4溶液
溶液紅棕色變無色
氣體中含有不飽和烴
D
加熱試管中的聚氯乙烯薄膜碎片
試管口濕潤的藍(lán)色石蕊試紙變紅
氯乙烯加聚是可逆反應(yīng)
【答案】 C
【解析】向NaBr溶液中滴加過量氯水,溴離子被氧化為溴單質(zhì),但氯水過量,再加入淀粉-KI溶液,過量的氯水可以將碘離子氧化為碘單質(zhì),無法證明溴單質(zhì)的氧化性強(qiáng)于碘單質(zhì),A錯誤;向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加熱后,應(yīng)加入氫氧化鈉溶液使體系呈堿性,若不加氫氧化鈉,未反應(yīng)的稀硫酸會和新制的氫氧化銅反應(yīng),則不會產(chǎn)生磚紅色沉淀,不能說明蔗糖沒有發(fā)生水解,B錯誤;石蠟油加強(qiáng)熱,產(chǎn)生的氣體能使溴的四氯化碳溶液褪色,說明氣體中含有不飽和烴,與溴發(fā)生加成反應(yīng)使溴的四氯化碳溶液褪色,C正確;聚氯乙烯加強(qiáng)熱產(chǎn)生能使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅的氣體,說明產(chǎn)生了氯化氫,可逆反應(yīng)是指在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng),而氯乙烯加聚和聚氯乙烯加強(qiáng)熱分解條件不同,不能說明氯乙烯加聚是可逆反應(yīng),D錯誤。
15.W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,Z的最外層電子數(shù)是W和X的最外層電子數(shù)之和,也是Y的最外層電子數(shù)的2倍,Y是地殼中含量最多的金屬元素。W和X的單質(zhì)常溫下均為氣體。下列敘述正確的是
A.原子半徑: B.電負(fù)性:
C.W、X形成的化合物只含有極性共價鍵 D.Y的氧化物屬于堿性氧化物
【答案】B
【分析】Y為地殼中含量最多的金屬元素,則Y為Al。Z的最外層電子數(shù)為Y的最外層的2倍,則Z的最外層電子數(shù)為6,Z為S。Z的最外層電子數(shù)為W和X的最外層電子數(shù)之和,同時W和X的單質(zhì)常溫下為氣體,則W為H而X為N。由此推出W、X、Y、Z分別為H、N、Al、S。
【詳解】A.原子半徑大小判斷:電子層多半徑大;若電子層相同,則核電荷數(shù)大半徑小,原子半徑:Y>X>N,A項錯誤;
B.電負(fù)性為N>H>Al,B項正確;
C.W與X形成的化合物有NH3和N2H4,N2H4中存在N-N非極性鍵和N-H的極性鍵,C項錯誤;
D.Y的氧化物為Al2O3為兩性氧化物,D項錯誤;
故選B。
16.取兩份10 mL 0.05 mol·L-1的NaHCO3溶液,一份滴加0.05 mol·L-1的鹽酸,另一份滴加0.05 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH隨加入酸(或堿)體積的變化如圖,下列說法不正確的是( )
A.由a點(diǎn)可知:NaHCO3溶液中HCO的水解程度大于電離程度
B.a(chǎn)→b→c過程中:c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)逐漸減小
C.a(chǎn)→d→e過程中:c(Na+)y
【答案】 C
【解析】a點(diǎn)溶質(zhì)為NaHCO3,此時溶液呈堿性,HCO在溶液中電離使溶液呈酸性,HCO在溶液中水解使溶液呈堿性,由此可知,NaHCO3溶液中HCO的水解程度大于電離程度,故A正確;由電荷守恒可知,a→b→c過程溶液中c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),滴加NaOH溶液的過程中c(Na+)保持不變,c(H+)逐漸減小,因此c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)逐漸減小,故B正確;由元素質(zhì)量守恒可知,a點(diǎn)溶液中c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),向NaHCO3溶液中滴加鹽酸過程中有CO2逸出,因此a→d→e過程中c(Na+)> c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),故C錯誤;c點(diǎn)溶液中c(H+)+c(Na+)=(0.05+10-11.3)mol·L-1,e點(diǎn)溶液體積增大1倍,此時溶液中c(H+)+c(Na+)=(0.025+10-4.3)mol·L-1,因此x>y,故D正確。
二、非選擇題:本題共4個小題,共56分。
17.(14分)某實(shí)驗小組金屬的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗探究
(1)完成下列問題。
實(shí)驗序號
實(shí)驗裝置
實(shí)驗方案
實(shí)驗現(xiàn)象
實(shí)驗一
1.將瓊脂加入燒杯中,再加入飽和食鹽水和水。攪拌、加熱煮沸,使瓊脂溶解,轉(zhuǎn)入培養(yǎng)皿中。滴入5~6滴酚酞溶液和溶液
2.將一個鐵釘用砂紙打磨光滑,一端纏有銅絲,放入培養(yǎng)皿中一段時間。
銅絲的區(qū)域溶液變紅色;鐵釘區(qū)域出現(xiàn)藍(lán)色沉淀。
①請解釋銅絲區(qū)域溶液變紅的原因是_______。
②寫出生成藍(lán)色沉淀的離子方程式_______。
(2)完成下列問題。
實(shí)驗序號
實(shí)驗方案
實(shí)驗現(xiàn)象
實(shí)驗二
取飽和溶液于試管中,滴加幾滴淀粉,振蕩。繼續(xù)滴加5~6滴溶液,振蕩。
滴入溶液后,溶液變藍(lán)色。
根據(jù)實(shí)驗二的現(xiàn)象,推測可能具有_______“填氧化性或還原性”。
(3)依據(jù)實(shí)驗二的現(xiàn)象,甲同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗一不一定能說明發(fā)生了電化學(xué)腐蝕,設(shè)計如下實(shí)驗證明其結(jié)論。
實(shí)驗序號
實(shí)驗裝置
實(shí)驗方案
實(shí)驗現(xiàn)象
實(shí)驗三
1.取煮沸過的的溶液于試管中,向試管中加入一小段鐵片,再加入煤油液封。
溶液無明顯變化
2.繼續(xù)向試管中加入少許固體。
一段時間后,鐵片表面產(chǎn)生大量的藍(lán)
根據(jù)實(shí)驗現(xiàn)象推出實(shí)驗三的結(jié)論是:在溶液中情況下,_______。
(4)結(jié)合實(shí)驗一~實(shí)驗三,乙同學(xué)設(shè)計如下裝置進(jìn)行實(shí)驗四,證明金屬可以發(fā)生電化學(xué)腐蝕,當(dāng)電極X為時,實(shí)驗四的兩個實(shí)驗方案均可以證明發(fā)生電化學(xué)腐蝕
①補(bǔ)全實(shí)驗方案2中的空格部分
實(shí)驗序號
實(shí)驗裝置
實(shí)驗方案
實(shí)驗現(xiàn)象
實(shí)驗四
1.按圖連接好裝置,準(zhǔn)確讀取電流表讀數(shù)。
電流表指針偏轉(zhuǎn),讀數(shù)為I
2.取_______于試管中,加入_______溶液,振蕩。
產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。
②思考:若電極X為時,電流表讀數(shù)為,推測電極X為時電流表讀數(shù)的范圍是_____。
【答案】(1)???? 銅絲發(fā)生電極反應(yīng):,反應(yīng)生成,溶液顯堿性,遇酚酞變紅色????
(2)氧化性
(3)可將Fe氧化為
(4)???? 少量燒杯中溶液???? ????
【詳解】(1)鐵與銅絲連接,在氯化鈉溶液中形成原電池裝置,其中銅作正極,銅絲發(fā)生電極反應(yīng):,反應(yīng)生成,使銅絲附近溶液顯堿性,遇酚酞變紅色;鐵作負(fù)極,失電子生成,與反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,故答案為:銅絲發(fā)生電極反應(yīng):,反應(yīng)生成,溶液顯堿性,遇酚酞變紅色;;
(2)加入溶液后出現(xiàn)溶液變藍(lán),可知KI被氧化生成碘單質(zhì),由此判斷具有氧化性,故答案為:氧化性;
(3)由實(shí)驗現(xiàn)象可知,未加氯化鈉時,沒有明顯現(xiàn)象,加入氯化鈉后鐵片與發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成,與反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,故答案為:可將Fe氧化為;
(4)①驗證產(chǎn)物是否有,應(yīng)取反應(yīng)后燒杯中的溶液少量于試管中,滴加溶液,觀察是否生成藍(lán)色沉淀;故答案為:少量燒杯中溶液;;
②該裝置中鐵作負(fù)極時電流強(qiáng)度為I,換成比鐵活潑的鎂時電流強(qiáng)度增大到1.5I,由此判斷隨金屬的活潑性增強(qiáng)電流強(qiáng)度增大,則Zn的活潑性介于Fe和Mg之間,其作負(fù)極時電流強(qiáng)度應(yīng)介于I和1.5I之間,故答案為:。
18.(14分)鎳鈷錳酸鋰材料是近年來開發(fā)的一類新型鋰離子電池正極材料,具有容量高、循環(huán)穩(wěn)定性好、成本適中等優(yōu)點(diǎn),這類材料可以同時有效克服鈷酸鋰材料成本過高、磷酸鐵鋰容量低等問題,工業(yè)上可由廢舊的鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰電池正極材料(還含有鋁箔、炭黑、有機(jī)黏合劑等),經(jīng)過一系列工藝流程制備鎳鈷錳酸鋰材料,該材料可用于三元鋰電池的制備,實(shí)現(xiàn)電池的回收再利用,工藝流程如下圖所示:
已知:①粉碎灼燒后主要成分是、、、MnO、Fe2O3、;
②萃取劑對選擇性很高,且生成的物質(zhì)很穩(wěn)定,有機(jī)相中的很難被反萃取
請回答下列問題:
(1)正極材料在“灼燒”前先粉碎的目的是___________。
(2)“堿浸”的目的是___________,涉及的化學(xué)方程式是___________。
(3)“酸浸”時加入的作用是___________。
(4)上述工藝流程中采用萃取法凈化除去了,若采用沉淀法除去鐵元素,結(jié)合下表,最佳的pH范圍是___________。
開始沉淀時pH
1.5
3.4
6.3
6.6
6.7
7.8
完全沉淀時pH
3.5
4.7
8.3
9.2
9.5
10.4
(5)鎳鈷錳酸鋰材料中根據(jù)鎳鈷錳的比例不同,可有不同的結(jié)構(gòu),其中一種底面為正六邊形結(jié)構(gòu)的晶胞如圖所示。
①該物質(zhì)的化學(xué)式為___________,寫出基態(tài)Mn原子價層電子的軌道表示式___________。
②已知晶胞底面邊長是anm,高是bnm,一個晶胞的質(zhì)量為M g,計算該晶胞的密度___________(用計算式表示)。
【答案】(1)增大固體與相應(yīng)反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)更充分
(2)???? 除去氧化物中的????
(3)把+3價鈷還原為+2價
(4)3.5≤pH<6.6
(5)???? ???? ????
【分析】廢舊電池正極材料灼燒,得到、、、MnO、Fe2O3、,加入氫氧化鈉堿浸除去鋁,固體加入過氧化氫、稀硫酸酸浸后溶液加入萃取劑,萃取除去鐵,水相加入CoSO4、NiSO4、MnSO4調(diào)節(jié)鎳、鈷、錳離子物質(zhì)的量之比后加入氨水得到鈷錳鎳氫氧化物沉淀,濾液加入碳酸鈉得到碳酸鋰沉淀,鈷錳鎳氫氧化物沉淀與碳酸鋰沉淀燒結(jié)得到產(chǎn)品;
【詳解】(1)粉碎的目的是增大固體與相應(yīng)反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)更充分。
(2)根據(jù)流程可知粉碎灼燒后含有能和堿反應(yīng)的,所以“堿浸”的目的是除去氧化物中的,對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是
(3)結(jié)合流程可知鈷元素價態(tài)在氧化物中是價,而最后得到價,中間不涉及其他還原反應(yīng),故此過程中的作用應(yīng)該是把價鈷還原為價。
(4)根據(jù)流程信息,需要保證完全沉淀,而、、均未開始沉淀,故的最佳范圍是。
(5)①根據(jù)晶胞的均攤規(guī)則可知:數(shù)目,和數(shù)目都是3,數(shù)目,數(shù)目,其化學(xué)式應(yīng)為。為25號元素,其價層電子軌道表示為;
(2)1個晶胞的質(zhì)量為Mg,底面積nm2,故晶胞的密度。
19.(14分)研究CO2的綜合利用、實(shí)現(xiàn)CO2資源化,是能源領(lǐng)域的重要發(fā)展方向,也是力爭2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的方向之一。
已知:
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ:2CO(g)+4H2(g)===C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-332 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅲ:2CO2(g)+6H2(g)===C2H4(g)+4H2O(g) ΔH3
(1)反應(yīng)Ⅲ中,ΔH3=________kJ·mol-1。
(2)在體積為2 L的剛性密閉容器中,充入1 mol CO和2 mol H2,發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填字母)。
a.2v(H2)=v(H2O)
b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c.保持不變
d.C2H4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變
(3)在體積為2 L的恒壓密閉容器中,起始充入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g),發(fā)生反應(yīng)Ⅲ,該反應(yīng)在不同溫度下達(dá)到平衡時,各組分的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖所示。
①表示H2和C2H4的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線分別是________(填字母)。
②A、B、C三點(diǎn)對應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)KA、KB、KC從大到小的順序為________。
③240 ℃時,反應(yīng)達(dá)到平衡后,容器中氣體的總物質(zhì)的量為______mol,H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為______。若平衡時總壓為p,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=____________________(列出計算式。用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
【答案】 (1)-249.6 (2)bd (3)①a、d?、贙A>KB>KC?、?.1 60%
【解析】(1)由蓋斯定律可知,2Ⅰ+Ⅱ即可得到反應(yīng)Ⅲ,ΔH3=2ΔH1+ΔH2=2×(+41.2 kJ·mol-1)+(-332 kJ·mol-1)=-249.6 kJ·mol-1。
(2)化學(xué)平衡的特征之一為正、逆反應(yīng)速率相等,2v(H2)=v(H2O)未告知正、逆反應(yīng)方向,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),a不合題意;已知反應(yīng)Ⅱ是一個正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),即反應(yīng)過程中容器內(nèi)壓強(qiáng)始終在改變,故容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),b符合題意;由于反應(yīng)Ⅱ中CO和H2的化學(xué)計量數(shù)比為1∶2,題干中CO和H2的投料比也是1∶2,故反應(yīng)過程中始終保持1∶2不變,故保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),c不合題意;化學(xué)平衡的特征之一就是反應(yīng)體系各組分的百分含量保持不變,故C2H4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變,說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),d符合題意。(3)①結(jié)合(1)的分析可知,反應(yīng)Ⅲ:2CO2(g)+6H2(g)===C2H4(g)+4H2O(g) ΔH3=-249.6 kJ·mol-1,該反應(yīng)正反應(yīng)是一個放熱反應(yīng),故升高溫度,平衡逆向移動,則H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大,C2H4的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而減小,且起始充入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g),反應(yīng)中CO2和H2的轉(zhuǎn)化量之比為1∶3,故過程中CO2和H2的體積分?jǐn)?shù)之比也為1∶3,C2H4和H2O的體積分?jǐn)?shù)之比為1∶4,結(jié)合圖示可知表示H2和C2H4的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線分別為a、d。
②由上述分析可知,升高溫度平衡逆向移動,則化學(xué)平衡常數(shù)減小,則A、B、C三點(diǎn)對應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)KA、KB、KC從大到小的順序為KA>KB>KC。
③根據(jù)三段式分析可知:
2CO2(g)+6H2(g)===C2H4(g)+4H2O(g)
起始量/mol 1 3 0 0
轉(zhuǎn)化量/mol 2x 6x x 4x
平衡量/mol 1-2x 3-6x x 4x
240 ℃時,反應(yīng)達(dá)到平衡后,H2和H2O的體積分?jǐn)?shù)相等,故有3-6x=4x,解得x=0.3,故容器中氣體的總物質(zhì)的量為(1-2x+3-6x+x+4x)mol=(4-3x)mol=(4-3×0.3)mol=3.1 mol,H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=×100%=60%,平衡時總壓為p,則p(CO2)=p=p,p(H2)=p=p,p(C2H4)=p=p,p(H2O)=p=p,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp==。
20.(14分)化合物H是一種新型抗癌藥物的中間體,其一種合成路線如下:
回答下列問題:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為________,寫出H中除醚鍵(—O—)外的另外兩種官能團(tuán)的名稱:______。
(2)④的反應(yīng)類型為________,G的結(jié)構(gòu)簡式為________。
(3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為________,反應(yīng)⑤可能生成與E互為同分異構(gòu)體的副產(chǎn)物,其結(jié)構(gòu)簡式為________。
(4)芳香族化合物M是H的同分異構(gòu)體。已知M的苯環(huán)上只有3個取代基且分子結(jié)構(gòu)中不含—OH,M中僅含四種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,則M的結(jié)構(gòu)簡式為________(任寫一種)。
(5)參照上述合成路線,設(shè)計由合成的路線(乙醇、乙酸及無機(jī)試劑任選。合成路線常用的表達(dá)方式為AB目標(biāo)產(chǎn)物)。
【答案】 (1) 羥基、碳碳三鍵
(2)消去反應(yīng)
(3)+NaOH+NaBr+H2O
(4)、、、(任意寫一種即可)
(5)
【解析】A的分子式為C6H12O,A→B用了重鉻酸鈉,為氧化反應(yīng),B經(jīng)過反應(yīng)②得到,為取代反應(yīng),對比A和的結(jié)構(gòu),可知A為,B為;經(jīng)過反應(yīng)③得到C,由條件可知發(fā)生了消去反應(yīng),C為;D經(jīng)過反應(yīng)④得到,根據(jù)D的分子式知D的不飽和度為0,故D為;C和經(jīng)過反應(yīng)⑤得到E,發(fā)生了加成反應(yīng);E和F反應(yīng)生成G,G到H過程中酮羰基被還原成羥基,同時發(fā)生了取代反應(yīng),由此E和F發(fā)生取代反應(yīng)生成G,G為。(3)反應(yīng)③為消去反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為+NaOH+NaBr+H2O;與發(fā)生加成反應(yīng)時,可能得到或兩種產(chǎn)物。(4)H的不飽和度為4,其同分異構(gòu)體含苯環(huán),苯環(huán)的不飽和度為4,因此M中不含其他的不飽和鍵,M中苯環(huán)上有3個取代基,且只有四種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,其結(jié)構(gòu)應(yīng)該高度對稱。(5)產(chǎn)物中存在四元環(huán),參照題中反應(yīng)⑤,可知上一步原料為,其可由消去反應(yīng)得到,與題中反應(yīng)③方法一致。從原料開始分析,原料通過與溴單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)得到,再發(fā)生消去反應(yīng)得到,兩分子該有機(jī)物發(fā)生加成反應(yīng)可得到目標(biāo)產(chǎn)物。
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