
?江蘇省常熟中學(xué)2022-2023學(xué)年高三上學(xué)期1月份學(xué)業(yè)質(zhì)量校內(nèi)調(diào)研化學(xué)試題
學(xué)校:___________姓名:___________班級(jí):___________考號(hào):___________
一、單選題
1.2020年我國(guó)取得讓世界矚目的科技成果,化學(xué)功不可沒(méi)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.“北斗”系統(tǒng)組網(wǎng)成功,北斗芯片中的半導(dǎo)體材料為二氧化硅
B.“嫦娥”五號(hào)運(yùn)載火箭用液氧液氫推進(jìn)劑,產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染
C.“硅石墨烯鍺晶體管”為我國(guó)首創(chuàng),石墨烯能發(fā)生加成反應(yīng)
D.“奮斗者”號(hào)潛水器外殼材料為鈦合金,鈦合金耐高壓、耐腐蝕
【答案】A
【詳解】A.“北斗”系統(tǒng)組網(wǎng)成功,北斗芯片中的半導(dǎo)體材料為晶體硅,而二氧化硅則是光導(dǎo)纖維的主要成分,A錯(cuò)誤;
B.“嫦娥”五號(hào)運(yùn)載火箭用液氧液氫推進(jìn)劑,H2燃燒產(chǎn)物是水,水是空氣的成分,因此對(duì)環(huán)境無(wú)污染,B正確;
C.“硅石墨烯鍺晶體管”為我國(guó)首創(chuàng),石墨烯結(jié)構(gòu)中含有不飽和的碳碳雙鍵,因此能發(fā)生加成反應(yīng),C正確;
D.“奮斗者”號(hào)潛水器外殼材料為鈦合金,鈦合金是合金,具有耐高壓、耐腐蝕的性能,D正確;
故合理選項(xiàng)是A。
2.制取肼的反應(yīng)為,下列相關(guān)微粒的化學(xué)用語(yǔ)錯(cuò)誤的是
A.分子空間構(gòu)型:三角錐形 B.的電子式:
C.的結(jié)構(gòu)式: D.的結(jié)構(gòu)示意圖:
【答案】C
【詳解】A.NH3 分子中N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,采用sp3雜化,含有1個(gè)孤電子對(duì),分子的空間構(gòu)型是三角錐形,選項(xiàng)A正確;
B.次氯酸鈉為離子化合物,是NaClO的電子式,選項(xiàng)B正確;
C.N2H4的結(jié)構(gòu)式為,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.是Cl-的結(jié)構(gòu)示意圖,選項(xiàng)D正確;
答案選C。
3.下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是
A.SO2具有還原性,可用于漂白紙漿
B.HNO3具有揮發(fā)性,可用于溶解銀鏡
C.液氨汽化時(shí)吸熱,可用作制冷劑
D.Na2S具有還原性,可作廢水中Hg2+的沉淀劑
【答案】C
【詳解】A.二氧化硫能漂白紙漿是利用其漂白性,不是還原性,故A錯(cuò)誤;
B.硝酸溶解銀鏡是利用其強(qiáng)氧化性,與揮發(fā)性無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤;
C.氨氣易液化成液氨,液氨在汽化過(guò)程中吸收熱量使溫度降低,可做制冷劑,故C正確;
D.Na2S作廢水中Hg2+的沉淀劑,是因?yàn)榉磻?yīng)生成難溶的HgS,反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng),與硫化鈉的還原性無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤;
故選:C。
4.對(duì)下列粒子組在溶液中能否大量共存的判斷和分析均正確的是
粒子組
判斷和分析
A
、、、
不能大量共存,因發(fā)生反應(yīng):
B
、、、
不能大量共存,因發(fā)生反應(yīng):
C
、、、
能大量共存,粒子間不反應(yīng)
D
、、、
能大量共存,粒子間不反應(yīng)
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【詳解】A.Al3+和NH3H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成Al,故A錯(cuò)誤;
B.S2和H+反應(yīng)生成單質(zhì)硫、二氧化硫和水,離子方程式為:2H++ S2=S↓+SO2↑+H2O,故B正確;
C.Fe3+做催化劑促進(jìn)H2O2分解,不能大量共存,故C錯(cuò)誤;
D.在酸性條件下Mn能將Cl-氧化為Cl2,不能大量共存,故D錯(cuò)誤;
答案選B。
5.CuCl可作有機(jī)合成的催化劑,可由廢銅屑經(jīng)如下轉(zhuǎn)化流程制得。已知“沉淀”時(shí)的反應(yīng)為[CuCl2]-?CuCl↓+Cl-,Ksp(CuCl)=1×10-6,CuCl的晶胞如圖 。
某同學(xué)根據(jù)轉(zhuǎn)化方案,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn),其中不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br />
A.用裝置甲除去廢銅屑表面的油污 B.用裝置乙溶解廢銅屑
C.用裝置丙過(guò)濾得到CuCl沉淀 D.用裝置丁洗滌CuCl沉淀
【答案】D
【詳解】A.碳酸鈉溶液呈堿性能使油脂水解,可用熱的純堿除去金屬表面的油污,故A正確;
B.雙氧水能將銅單質(zhì)氧化,最終在鹽酸溶液中轉(zhuǎn)化為氯化銅,故B正確;
C.氯化亞銅不溶于水,用過(guò)濾的方法分離,故C正確;
D.濃鹽酸能將CuCl轉(zhuǎn)化成[CuCl2]-,使CuCl溶解損失,因此不能用濃鹽酸洗滌,故D錯(cuò)誤;
故選:D。
6.CuCl可作有機(jī)合成的催化劑,可由廢銅屑經(jīng)如下轉(zhuǎn)化流程制得。已知“沉淀”時(shí)的反應(yīng)為[CuCl2]-?CuCl↓+Cl-,Ksp(CuCl)=1×10-6,CuCl的晶胞如下圖。
關(guān)于轉(zhuǎn)化流程,下列說(shuō)法正確的是
A.“氧化”時(shí)每消耗1 mol H2O2,同時(shí)生成0.5 mol O2
B.“還原”時(shí)的離子方程式為Cu2++2Cl-+SO+2OH-=[CuCl2]-+SO+2H2O
C.“濾液”中c(Cu+)=1×10-3 mol·L-1
D.1個(gè)CuCl晶胞中含有4個(gè)Cu+和4個(gè)Cl-
【答案】D
【詳解】A.氧化時(shí)作氧化劑,其還原產(chǎn)物為水,故A錯(cuò)誤;
B.“還原”時(shí)亞硫酸鈉作還原劑被氧化成硫酸鈉,1mol亞硫酸鈉反應(yīng)失2mol電子,銅離子做氧化劑被還原成+1價(jià),1mol銅離子得1mol電子,根據(jù)得失電子守恒可得此時(shí)的離子反應(yīng)為:,故B錯(cuò)誤;
C.“沉淀”時(shí)的反應(yīng)為[CuCl2]-?CuCl↓+Cl-,可知溶液中含大量的氯離子,結(jié)合Ksp(CuCl)=1×10-6可知,CuCl飽和溶液中c(Cu+)=1×10-3 mol·L-1,氯離子濃度越大時(shí)c(Cu+)越小,“濾液”中c(Cu+)小于1×10-3 mol·L-1,故C錯(cuò)誤;
D.由晶胞結(jié)構(gòu)可知黑球位于8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心,其個(gè)數(shù)為,白球?yàn)轶w內(nèi),其個(gè)數(shù)為4,故1個(gè)CuCl晶胞中含有4個(gè)Cu+和4個(gè)Cl-,故D正確;
故選:D。
7.短周期元素、、、原子序數(shù)依次增大,且原子序數(shù),的單質(zhì)為空氣的主要成分且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,的一種鹽常用作凈水劑,單質(zhì)及其多種化合物可用作消毒劑。下列說(shuō)法正確的是
A.第一電離能:
B.簡(jiǎn)單離子半徑:
C.單質(zhì)及其某些化合物具有漂白性
D.的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是易溶于水的強(qiáng)堿
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素,X的單質(zhì)為空氣的主要成分且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,則X為N元素,Y的一種鹽常用作凈水劑,則Y為Al元素,Z單質(zhì)及其多種化合物可用作消毒劑,則Z為Cl元素,原子序數(shù),則W的原子序數(shù)為3,則W為L(zhǎng)i元素。
【詳解】A.原子半徑越小,第一電離能越大,則第一電離能:N>Cl>Al,選項(xiàng)A正確;
B.電子層數(shù)越多,離子半徑越大,電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,Li+有1個(gè)電子層,N3-、Al3+有2個(gè)電子層,Cl-有3個(gè)電子層,則離子半徑:Cl->N3->Al3+>Li+,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.Z為Cl元素,Cl2不具有漂白性,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.W為L(zhǎng)i元素,其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為L(zhǎng)iOH,為弱堿,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;
答案選A。
8.已知反應(yīng);可用于粗硅的提純。下列關(guān)于該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是
A.該反應(yīng)在任何條件下均能自發(fā)進(jìn)行
B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
C.升高溫度可以提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率
D.反應(yīng)每放出熱量,需斷裂鍵
【答案】B
【詳解】A.該反應(yīng)是一個(gè)熵減的反應(yīng),需滿足才能自發(fā)進(jìn)行,故A錯(cuò)誤;
B.因?yàn)镾i為固體,不計(jì)入平衡常數(shù)計(jì)算,因此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=,故B正確;
C.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡向吸熱方向進(jìn)行,即逆向進(jìn)行,將降低反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率,故C錯(cuò)誤;
D.晶體硅是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),每個(gè)硅原子連接周圍4個(gè)硅原子,所以每個(gè)Si—Si鍵由兩個(gè)Si原子共同構(gòu)成,故1單位硅單質(zhì)有2單位Si—Si鍵,則每反應(yīng)1 mol Si需斷裂2 mol Si—Si鍵,故D錯(cuò)誤;
故答案選:B。
9.下圖所示電池裝置可將轉(zhuǎn)化為。下列說(shuō)法正確的是
A.物質(zhì)為
B.放電時(shí),由正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)
C.負(fù)極電極反應(yīng)式為
D.每消耗,可將轉(zhuǎn)化為
【答案】C
【分析】要在右側(cè)產(chǎn)生硫酸鉀,鉀離子由左側(cè)移向右側(cè),需要不斷補(bǔ)充硫酸根離子,故放電過(guò)程中需補(bǔ)充的物質(zhì)X為H2SO4,HCOOH燃料電池中,通入氧氣的一極是正極,左側(cè)投入KOH,右側(cè)產(chǎn)生硫酸鉀;
【詳解】A.要在右側(cè)產(chǎn)生硫酸鉀,鉀離子由左側(cè)移向右側(cè),需要不斷補(bǔ)充硫酸根離子,故放電過(guò)程中需補(bǔ)充的物質(zhì)X為H2SO4,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.HCOOH燃料電池中,通入氧氣的一極是正極,左側(cè)投入KOH,右側(cè)產(chǎn)生硫酸鉀,則鉀離子由左側(cè)移向右側(cè),即K+通過(guò)離子交換膜向右遷移,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.負(fù)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為,選項(xiàng)C正確;
D.每消耗,轉(zhuǎn)移電子4mol,可將轉(zhuǎn)化為,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;
答案選C。
10.乙酸甲酯在NaOH溶液中發(fā)生水解時(shí)物質(zhì)和能量的變化如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A.總反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B.決定總反應(yīng)速率快慢的是反應(yīng)物→中間產(chǎn)物1的反應(yīng)
C.反應(yīng)過(guò)程中碳原子的軌道雜化方式不發(fā)生變化
D.如反應(yīng)物使用 ,則產(chǎn)物中存在
【答案】B
【詳解】A.由圖可知該反應(yīng)反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故A錯(cuò)誤;
B.反應(yīng)物到中間產(chǎn)物1的活化能大于中間產(chǎn)物1到中間產(chǎn)物2的活化能,活化能越大反應(yīng)速率越慢,滿反應(yīng)決定總反應(yīng)速率的快慢,故B正確;
C.反應(yīng)物中存在酯基,C原子采用sp2雜化,中間產(chǎn)物1中酯基中碳氧雙鍵轉(zhuǎn)化成單鍵,碳原子雜化方式為sp3雜化,碳原子的雜化方式發(fā)生變化,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)圖示信息可知酯中的C-O斷裂,該氧原子最終進(jìn)入醇中,反應(yīng)物使用 則進(jìn)入甲醇中,故D錯(cuò)誤;
故選:B。
11.藥物H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示,下列有關(guān)藥物H的說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.分子中含有兩種官能團(tuán)
B.分子中碳原子有兩種雜化類型
C.該物質(zhì)苯環(huán)上的一溴代物有5種
D.一定條件下完全水解產(chǎn)物經(jīng)酸化后都能與Na2CO3溶液反應(yīng)
【答案】C
【詳解】A.根據(jù)圖示可知該物質(zhì)分子中含有Cl、羰基兩種官能團(tuán),A正確;
B.在該物質(zhì)分子中飽和C原子采用sp3雜化;苯環(huán)的上的C原子及羰基C原子采用sp2雜化,故分子中碳原子有兩種雜化類型,B正確;
C.C-N單鍵可以旋轉(zhuǎn),則根據(jù)物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)可知:該物質(zhì)苯環(huán)上的一溴代物有6種,C錯(cuò)誤;
D.該物質(zhì)分子中含與苯環(huán)連接的Cl原子,水解產(chǎn)物酸化可得HCl及酚羥基,它們都可以與Na2CO3溶液反應(yīng),D正確;
故合理選項(xiàng)是C。
12.室溫下,下列實(shí)驗(yàn)探究方案能達(dá)到探究目的的是
選項(xiàng)
探究方案
探究目的
A
向裝有Na2O2的試管中滴加少量水,觀察是否有氣泡產(chǎn)生
檢驗(yàn)Na2O2是否變質(zhì)
B
向MnO2固體中滴加稀鹽酸,加熱,觀察是否有黃綠色氣體產(chǎn)生
MnO2的氧化性比Cl2強(qiáng)
C
用pH計(jì)測(cè)量相同濃度CH3COONa和Na2CO3溶液的pH
比較CH3COOH和H2CO3的酸性
D
向乙醇中滴加少量酸性KMnO4溶液,振蕩,觀察溶液顏色變化
乙醇具有還原性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【詳解】A.Na2O2部分變質(zhì)生成碳酸鈉,但還有部分Na2O2時(shí),均會(huì)產(chǎn)生氣泡,因此通過(guò)加入觀察是否有氣泡產(chǎn)生是無(wú)法判斷的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.MnO2固體與稀鹽酸不反應(yīng),無(wú)法產(chǎn)生氯氣,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.測(cè)定相同濃度的CH3COONa溶液和NaHCO3溶液的pH,后者大,可知,CH3COOH的酸性大于H2CO3的酸性,通過(guò)比較同濃度CH3COONa和Na2CO3溶液的pH只能比較CH3COOH和的酸性,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性,乙醇能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色,該實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)乙醇還原性,選項(xiàng)D正確;
答案選D。
13.常溫下,用200 mL 0.1 mol·L -1NaOH溶液吸收SO2與N2混合氣體,所得溶液pH與吸收氣體體積的關(guān)系如圖所示,已知Ka1(H2SO3)=1.2×10-2,Ka2(H2SO3)=5.6×10-8。下列說(shuō)法正確的是
A.吸收3 L氣體時(shí)溶液中主要溶質(zhì)為NaHSO3
B.溶液pH=7時(shí)2c(SO)>c(HSO)
C.X點(diǎn)呈酸性的原因是HSO水解程度大于其電離程度
D.曲線上任意點(diǎn)均存在:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HSO)+c(SO)
【答案】B
【分析】0.1 mol·L -1NaOH溶液吸收SO2,先后發(fā)生兩個(gè)反應(yīng),即2NaOH+SO2= Na2SO3+H2O和Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3。由圖中信息可知,當(dāng)吸收3 L氣體時(shí),得到Na2SO3溶液;當(dāng)吸收6L氣體時(shí),得到NaHSO3溶液。
【詳解】A.由分析可知,當(dāng)吸收3 L氣體時(shí)得到Na2SO3溶液,溶液中主要溶質(zhì)為Na2SO3,A錯(cuò)誤;
B.pH=7時(shí),溶液呈中性,則c(H+)=1′10-7mol/L,Ka2(H2SO3)==5.6×10-8,則,因此,,則2c(SO)>c(HSO),B正確;
C.由圖中信息可知,X點(diǎn)為NaHSO3溶液,HSO電離方程式為HSO H++ SO,水解的離子方程式為HSO+H2OH2SO3+OH-,<Ka2(H2SO3)=5.6×10-8,即HSO的電離程度大于其水解程度,因此,X點(diǎn)呈酸性,C錯(cuò)誤;
D.由電荷守恒,曲線上除其起點(diǎn)外,其他任意點(diǎn)均存在c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO),D錯(cuò)誤;
故選:B。
二、多選題
14.甲醇脫氫法制HCOOCH3工藝過(guò)程涉及如下反應(yīng):
反應(yīng)I:2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g);ΔH1=+135.4 kJ·mol-1
反應(yīng)II: CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g);ΔH2=+106.0 kJ·mol-1
向容積為10 L的恒容密閉容器中通入1.0 mol CH3OH氣體發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時(shí)間,測(cè)得CH3OH的轉(zhuǎn)化率和HCOOCH3的選擇性隨溫度變化如圖所示。
(已知:HCOOCH3的選擇性= ×100%)
下列說(shuō)法正確的是
A.HCOOCH3(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH=+76.6 kJ·mol-1
B.虛線代表的是CH3OH的轉(zhuǎn)化率
C.553 K時(shí),HCOOCH3的產(chǎn)量為0.1 mol
D.低于553 K時(shí),溫度越高,生成的HCOOCH3越多。高于553 K時(shí),溫度越高,生成的CO越多
【答案】AD
【詳解】A.根據(jù)蓋斯定律可知該反應(yīng)可由2×反應(yīng)II-反應(yīng)I得到,,故A正確;
B.反應(yīng)I和反應(yīng)II均為吸熱反應(yīng),隨溫度的升高平衡均正向移動(dòng),甲醇的轉(zhuǎn)化率增大,虛線不符合,應(yīng)該為實(shí)線,故B錯(cuò)誤;
C.553 K時(shí),甲醇的轉(zhuǎn)化率為20%,HCOOCH3的選擇性為50%,1.0 mol CH3OH中消耗0.2mol,其中0.1mol轉(zhuǎn)化為甲酸甲酯,甲酸甲酯的物質(zhì)的量為0.05mol,故C錯(cuò)誤;
D.由圖可知,低于553 K時(shí),甲醇的轉(zhuǎn)化率和甲酸甲酯的選擇性都隨溫度的升高而增大所以溫度越高,生成的HCOOCH3越多。而高于553 K時(shí),甲酸甲酯的選擇性明顯降低,反應(yīng)以反應(yīng)II為主,因此溫度越高,生成的CO越多,故D正確;
故選:AD。
三、工業(yè)流程題
15.以鈷銅礦[主要成分為、、,另含少量及含砷化合物]制備鋰電池正極原料,生產(chǎn)流程如圖所示。
已知:①銅萃取原理為:,有機(jī)溶劑密度比水?。?br />
②沉鈷所得固體為;
③也稱鈷酸亞鈷,化學(xué)式也可為。
(1)中鈷離子的電子排布式為:_______。
(2)“酸浸”液中鈷以形式存在,則“酸浸”液中的金屬陽(yáng)離子還有_______。適當(dāng)升高溫度可加快酸浸速率,但溫度過(guò)高時(shí)鈷的浸出率明顯降低,其可能的原因是_______。
(3)實(shí)驗(yàn)室用分液漏斗模擬萃取除銅,加入萃取劑后充分振蕩?kù)o置后,分離出含銅有機(jī)溶劑的具體實(shí)驗(yàn)操作為:_______。
(4)“除鐵”過(guò)程中,溶液中的及部分轉(zhuǎn)化為沉淀,寫出該反應(yīng)的離子方程式:_______。
(5)“焙燒”過(guò)程中,若氧氣不足會(huì)產(chǎn)生而污染空氣,其原因?yàn)開______(用方程式表示)。
(6)的一種晶胞結(jié)構(gòu)屬于立方晶胞,晶胞中分別占據(jù)形成的兩種不同空隙(均末占滿),兩個(gè)中有一個(gè)占據(jù)如圖所示的位置,請(qǐng)?jiān)趫D中用“”符號(hào)標(biāo)出另一個(gè)的位置_______。
【答案】(1)
(2)???? 、???? 溫度過(guò)高,的溶解度降低
(3)先打開分液漏斗上口玻璃塞,再打開活塞從下口放出水層,待水層完全放出后再將含銅有機(jī)溶液從上口倒出
(4)
(5)
(6)
【分析】鈷銅礦[主要成分為、、,另含少量及含砷化合物]粉碎后加入稀硫酸、通入二氧化硫進(jìn)行酸浸后,除去廢渣主要含有,所得溶液加入有機(jī)溶劑RH進(jìn)行萃取除銅,得到R2Cu,水相中加入氯酸鈉除鐵,除去氫氧化鐵、FeAsO4,加入草酸銨沉鈷,焙燒制備鋰電池正極原料;
【詳解】(1)中鈷為+3價(jià),Co是27號(hào)元素,基態(tài)Co原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2;形成Co3+時(shí),失去4s上的2個(gè)電子和次外層的3d上的1個(gè)電子,所以Co3+鈷離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6或;
(2)鈷銅礦[主要成分為、、,另含少量及含砷化合物] 酸浸且通入二氧化硫還原,則“酸浸”液中鈷以形式存在,則“酸浸”液中的金屬陽(yáng)離子還有、;溫度過(guò)高,的溶解度降低,所以鈷的浸出率降低;
(3)實(shí)驗(yàn)室用分液漏斗模擬萃取除銅,加入萃取劑后充分振蕩?kù)o置后,分離出含銅有機(jī)溶劑的具體實(shí)驗(yàn)操作為:先打開分液漏斗上口玻璃塞,再打開活塞從下口放出水層,待水層完全放出后再將含銅有機(jī)溶液從上口倒出;
(4)“除鐵”過(guò)程中,溶液中的及部分轉(zhuǎn)化為沉淀,反應(yīng)的離子方程式為:;
(5)“焙燒”過(guò)程中,若氧氣不足會(huì)產(chǎn)生而污染空氣,發(fā)生的反應(yīng)為;
(6)由題意,晶胞中分別占據(jù)形成的兩種不同空隙,可知兩個(gè)中,一個(gè)占據(jù)形成的體心位置,另一個(gè)占據(jù)由4個(gè)形成的四面體空隙,如圖所示: 。
四、有機(jī)推斷題
16.有機(jī)物F對(duì)新型冠狀肺炎有一定治療作用。F的合成路線如下圖所示(Ar表示芳香烴基):
(1)對(duì)苯二酚在水中的溶解性大于苯酚,原因?yàn)開______。
(2)對(duì)苯二酚轉(zhuǎn)化為A的目的是_______。
(3)寫出與C互為同分異構(gòu)體,且符合下列條件的某芳香族化合物可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。
①與FeCl3不發(fā)生顯色反應(yīng);②可發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng);③核磁共振氫譜有4組峰。(已知結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的氧化性,與還原性原子團(tuán)不能共存)
(4)D→E的轉(zhuǎn)化率大約為78.6%,主要原因是生成副產(chǎn)物H(分子中含有一個(gè)七元環(huán)),則H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。
(5)請(qǐng)以和為原料,利用題中所給信息設(shè)計(jì)合成的路線______ (題中有機(jī)試劑可選用)
【答案】(1)對(duì)苯二酚分子中羥基比苯酚多一個(gè),與水分子形成的分子間氫鍵更多
(2)保護(hù)酚羥基,防止其與乙酰氯反應(yīng)
(3)
(4)
(5)
【分析】對(duì)苯二酚與(CH3CO)2發(fā)生取代反應(yīng)產(chǎn)生A,A與CH3COCl發(fā)生取代反應(yīng)產(chǎn)生B是,B與NaOH水溶液共熱發(fā)生酯基的水解反應(yīng),然后酸化可得C,C與ArCOCl、K2CO3發(fā)生取代反應(yīng)產(chǎn)生D,D中酚羥基與羰基之間先發(fā)生加成,再發(fā)生醇的消去反應(yīng)生成E,E分子中的碳碳雙鍵與H2在一定條件下發(fā)生加成反應(yīng)(或還原反應(yīng))產(chǎn)生F。
【詳解】(1)對(duì)苯二酚在水中的溶解性大于苯酚,這是由于羥基是親水基,對(duì)苯二酚分子中羥基比苯酚多一個(gè),與水分子形成的分子間氫鍵更多,因此水溶性更大;
(2)根據(jù)圖示可知對(duì)苯二酚顯轉(zhuǎn)化為A,A發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生,然后在堿性條件下水解,經(jīng)酸化產(chǎn)生C時(shí)又轉(zhuǎn)化為羥基,這是為了保護(hù)酚羥基,防止其與乙酰氯反應(yīng);
(3)C是,C的同分異構(gòu)體滿足條件:①與FeCl3不發(fā)生顯色反應(yīng),說(shuō)明分子結(jié)構(gòu)中無(wú)酚羥基;②可發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng),說(shuō)明含有—OOCH;③核磁共振氫譜有4組峰,說(shuō)明物質(zhì)分子中含有4種不同位置的H原子,則C的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是;
(4)D→E的轉(zhuǎn)化率大約為78.6%,主要原因是生成副產(chǎn)物H(分子中含有一個(gè)七元環(huán)),則H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;
(5)與O2在Cu催化下加熱,發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生,該物質(zhì)與K2CO3、發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生,與CH3COONa、CH3COOH發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生,該物質(zhì)與Br2發(fā)生加成反應(yīng)產(chǎn)生,故以和為原料合成的路線為:。
五、實(shí)驗(yàn)題
17.二氯異氰尿酸鈉(,簡(jiǎn)稱是一種高效、安全的消毒劑,常溫下性質(zhì)穩(wěn)定,受熱易分解,難溶于冰水。實(shí)驗(yàn)室通過(guò)以下原理和裝置(夾持儀器已略去)可以制取DCCNa。
已知:(氰尿酸)+2NaClO+2NaOH+H2O
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
I、制備高濃度溶液:從進(jìn)料口加入溶液,在10℃左右水浴,攪拌條件下通入至溶液約為8;再加入溶液,繼續(xù)通入至溶液約為8。
(1)若無(wú)水浴降溫可生成較多副產(chǎn)物,該副反應(yīng)的離子方程式為_______。
(2)為提高中的利用率,需對(duì)該裝置進(jìn)行改進(jìn)的可行方法是_______(一種即可)。
II、制備DCCNa晶體:待步驟I結(jié)束后,從進(jìn)料口加入一定量氰尿酸,______,低溫晾干得到較高產(chǎn)量的DCCNa晶體。
(3)請(qǐng)根據(jù)題給信息,設(shè)計(jì)完成上述實(shí)驗(yàn)步驟:_______
III、DCCNa有效氯含量測(cè)定:稱取樣品,用蒸餾水于硔量瓶中溶解后,依次加入醋酸溶液和過(guò)量的溶液。用溶液滴定至溶液呈淺黃色時(shí),滴加2滴淀粉溶液,繼續(xù)滴定至終點(diǎn),共消耗溶液。
已知:+CH3COOH+2H2O+2HClO+ CH3COONa
;(樣品有效氯)
(4)①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為_______;
②計(jì)算樣品有效氯_______。(寫出必要的計(jì)算過(guò)程)
【答案】(1)
(2)在裝置A與B之間連接盛有飽和食鹽水的洗氣瓶
(3)保持10℃左右水浴下,邊攪拌邊繼續(xù)通入,反應(yīng)至三頸瓶?jī)?nèi)有較多白色晶體析出,停止反應(yīng);冰水浴冷卻三頸燒瓶,過(guò)濾,用少量冰水洗滌2~3次
(4)???? 當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲稳芤?,錐形瓶中溶液由藍(lán)色褪為無(wú)色,且不恢復(fù)????
【分析】由圖中裝置和實(shí)驗(yàn)藥品可知,A裝置為氯氣發(fā)生裝置,反應(yīng)方程式為:2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,B裝置發(fā)生氯化反應(yīng)生成DCCNa,C裝置用于尾氣處理,吸收多余的氯氣;
【詳解】(1)溫度高時(shí)Cl2與NaOH反應(yīng)將生成NaClO3和NaCl,故水浴降溫可以減少NaClO3副產(chǎn)物的生成,該副反應(yīng)的離子方程式為:;
(2)由于濃鹽酸具有很強(qiáng)的揮發(fā)性,揮發(fā)出的HCl與NaOH反應(yīng),從而降低NaOH的利用率,故通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置吸收氯化氫氣體,可以提高B中NaOH的利用率,可行的方法是在裝置A與B之間連接盛有飽和食鹽水的洗氣瓶;
(3)根據(jù)題給信息,制備DCCNa晶體:待步驟I結(jié)束后,從進(jìn)料口加入一定量氰尿酸,保持10℃左右水浴下,邊攪拌邊繼續(xù)通入,反應(yīng)至三頸瓶?jī)?nèi)有較多白色晶體析出,停止反應(yīng);冰水浴冷卻三頸燒瓶,過(guò)濾,用少量冰水洗滌2~3次,低溫晾干得到較高產(chǎn)量的DCCNa晶體;
(4)①反應(yīng)中用淀粉溶液作指示劑,碘單質(zhì)遇到淀粉溶液顯藍(lán)色,故滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為溶液由藍(lán)色退為無(wú)色,且30s不恢復(fù),故答案為:溶液由藍(lán)色褪為無(wú)色,且30s不恢復(fù);
②根據(jù)電子守恒可知,HClO~~I2~~2Na2S2O3,故有:n(HClO)=n(I2)=n(Na2S2O3)=×16.00×10-3L×0.1000 mol·L-1=8×10-4mol,故樣品有效氯= =56.8%,故答案為:56.8% 。
六、原理綜合題
18.空氣中過(guò)量的二氧化硫會(huì)形成酸雨,易引起呼吸道疾病,因此,二氧化硫的污染治理是化學(xué)研究的重要課題。
(1)石灰石—石膏法是一種常見的“鈣基固硫”方法。其中,石灰石的溶解率與脫硫效果有著密切的關(guān)系??蓪⒋呋瘲l件下吸收宏觀反應(yīng)分為三步:
i.由固相溶解進(jìn)入液相,溶解速率為;
ii.由氣相擴(kuò)散進(jìn)入液相,擴(kuò)散速率為;
iii.在催化劑作用下,溶解的和發(fā)生化學(xué)反應(yīng),且反應(yīng)在液相中進(jìn)行,反應(yīng)速率為。
若溫度變化對(duì)總反應(yīng)速率的影響如圖1所示,則:
①溫度在25~45℃時(shí),總反應(yīng)速率受_______(填“”、“”或“”)控制。
②45~55℃(催化劑活性不變)曲線呈下降趨勢(shì)的原因:一是由于的溶解度隨溫度升高而降低;二是_______。
(2)利用與反應(yīng)既可消除污染又可以制備,將含有尾氣和一定比例的空氣通入懸濁液中,保持溫度不變的情況下,測(cè)得溶液中和隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖2所示。
①請(qǐng)寫出與反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______。
②導(dǎo)致溶液中和的變化產(chǎn)生明顯差異的原因是:_______。
(3)一種研究酸雨中水催化促進(jìn)硫酸鹽形成的化學(xué)新機(jī)制如圖3所示:
①請(qǐng)寫出與反應(yīng)的離子方程式為:_______。
②請(qǐng)描述水催化促進(jìn)硫酸鹽形成的化學(xué)機(jī)制:通過(guò)“水分子橋”,處于納米液滴中的或可以將電子快速轉(zhuǎn)移給周圍的氣相分子,_______。
【答案】(1)???? ???? 二氧化硫溶解度隨溫度升高而降低
(2)???? ???? 部分與、反應(yīng)生成,且催化該反應(yīng)
(3)???? ???? 反應(yīng)生成和,再與分子反應(yīng)形成;與水分子反應(yīng)形成和
【詳解】(1)①三步中,i、 ii 為物理變化,i為溶解,ii 為擴(kuò)散,只有iii才為化學(xué)變化,只有iii中SO2和Ca2+發(fā)生了反應(yīng),才能說(shuō)明總反應(yīng)已經(jīng)開始,所以RC決定總反應(yīng)速率;
②45°C以后,升高溫度,反應(yīng)速率變慢,曲線呈下降趨勢(shì)的原因一是由于CaCO3的溶解度隨溫度升高而降低,二是SO2的溶解度隨溫度升高而減??;
(2)①利用與反應(yīng)既可消除污染又可以制備,與反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;
②若反應(yīng)體系只發(fā)生MnO2+SO2=MnSO4,Mn2+與變化應(yīng)一致,即c(Mn2+)=c(),而圖示信息表明,c()>c(Mn2+),說(shuō)明還發(fā)生了其它生成的反應(yīng),由于溫度不變,反應(yīng)中還通入空氣,所以可能是空氣中的O2將SO2氧化生,從圖像看,生成的速率較快,而Mn2+在后期是不變的,所以Mn2+可能是SO2催化氧化成的催化劑;答案為部分與、反應(yīng)生成,且催化該反應(yīng);
(3)①由圖知,NO2將氧化生成HNO2和,根據(jù)S、N得失電子守恒配平反應(yīng),HNO2為弱酸,在離子方程式中不可拆開,離子方程式為H+ + +NO2 = + HNO2;
②題目要求描述滴液外的物質(zhì)轉(zhuǎn)化??磮D描述,液滴中的或與外圍的NO2反應(yīng)生成和HNO2,繼續(xù)與NO2反應(yīng)生成NO2,繼續(xù)與水反應(yīng)生成 和HNO2。
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