?安徽省淮北市第一中學(xué)2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期第二次月考
化學(xué)試題
可能用到的相對原子質(zhì)量:C-12 H-1 O-16 K-39
一、選擇題(本題包括15小題,每小題只有一個正確選項,每小題3分,共45分)
1. 下列有關(guān)烴的性質(zhì)的描述中正確的是
A. 光照乙烷與氯氣的混合氣體時,氣體顏色會慢慢變淺并可得到正四面體形分子
B. 己烯、己烷、苯均可使溴水褪色,且褪色原理相同
C. 甲烷、苯均不能使酸性KMnO4溶液褪色,但二者仍具有還原性
D. 實(shí)驗(yàn)室中可用H2除去乙烷中的乙烯
【答案】C
【解析】
【詳解】A.乙烷能與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng),氯氣被消耗,氣體顏色會慢慢變淺,所得有機(jī)產(chǎn)物分子中肯定含有8個原子,HCl為直線形分子,故不可能得到正四面體形分子,A項錯誤;
B.己烯與溴水發(fā)生加成反應(yīng)而使其褪色,己烷與苯因萃取而使溴水褪色,B項錯誤;
C.甲烷、苯均可在氧氣中燃燒,表現(xiàn)出還原性,C項正確;
D.H2與乙烯需要在催化劑存在下加熱才可反應(yīng),且用H2作除雜試劑時又易引入H2這種新雜質(zhì),不能用H2除去乙烷中的乙烯,應(yīng)用溴水除去乙烷中的乙烯,D項錯誤;
答案選C。
2. BaCl2可用作脫水劑。以BaSO4為原料制備BaCl2的反應(yīng)有BaSO4 + 4CBaS+ 4CO↑,BaS + 2HCl = BaCl2 + H2S↑。下列說法正確的是
A. BaSO4中含有離子鍵和共價鍵 B. HCl的電子式是
C. H2S是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子 D. SO的空間構(gòu)型是平面正方形
【答案】A
【解析】
【詳解】A.BaSO4中含有鋇離子和硫酸根,因此含有離子鍵,硫酸根中存在共價鍵,故A正確;
B.HCl是共價化合物,其電子式是 ,故B錯誤;
C.H2S分子中心原子價層電子對數(shù)為,分子結(jié)構(gòu)是“V”形結(jié)構(gòu),則H2S是由極性鍵構(gòu)成的極性分子,故C錯誤;
D.SO中心原子價層電子對數(shù)為,其空間構(gòu)型是正四面體形,故D錯誤。
綜上所述,答案為A。
3. 為了提純下表所列物質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì)),有關(guān)除雜試劑和分離方法的選擇均正確的是
編號
被提純的物質(zhì)
除雜試劑
分離方法
A
己烷(己烯)
溴水
分液
B
CO2(SO2)
Na2CO3溶液
洗氣
C
CH3CH2OH(CH3COOH)
CaO
蒸餾
D
淀粉溶液(NaCl)

過濾

A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【詳解】A.向試樣中加入溴水,己烯與溴水反應(yīng)的產(chǎn)物與己烷仍互溶,用分液法不能將己烷提純,A項錯誤;
B.除雜試劑碳酸鈉既可與雜質(zhì)二氧化硫反應(yīng),又可吸收被提純的氣體二氧化碳,所以不可用碳酸鈉試劑,B項錯誤;
C.乙酸與CaO反應(yīng)生成醋酸鈣,蒸餾可以得到純凈的乙醇,C項正確;
D.淀粉形成膠體,應(yīng)該利用滲析法把NaCl除去,D項錯誤;
答案選C。
4. 有機(jī)化合物性質(zhì)多樣,下列說法正確的是
A. 用飽和碳酸鈉溶液可以鑒別乙醇和乙酸乙酯
B. 和互為同系物
C. 分子式為C4H4的有機(jī)物只有和CH≡C-CH=CH2兩種
D. 按系統(tǒng)命名法,化合物的名稱是2,3,4-三甲基-2-乙基戊烷
【答案】A
【解析】
【詳解】A.乙醇溶于碳酸鈉溶液中,乙酸乙酯不溶于碳酸鈉且由于乙酸乙酯密度比水小,分層,上層為乙酸乙酯,因此用飽和碳酸鈉溶液可以鑒別乙醇和乙酸乙酯,故A正確;
B.前者為酚,后者為醇,兩者結(jié)構(gòu)不相似,故不互為同系物,故B錯誤;
C.分子式為C4H4的有機(jī)物結(jié)構(gòu)有、CH≡CCH=CH2、等,故C錯誤;
D.有機(jī)物最長的碳鏈?zhǔn)菑挠彝笤谙蛳?,編號從右邊開始標(biāo)號,因此按系統(tǒng)命名法,該化合物的名稱是2,3,4,4?四甲基己烷,故D錯誤。
綜上所述,答案為A。
5. 對下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)的理論解釋不正確的
選項
實(shí)驗(yàn)事實(shí)
理論解釋
A
環(huán)狀S8分子結(jié)構(gòu)如圖

S原子采取的雜化方式為sp3
B
HF的沸點(diǎn)比HCl的高
鍵能:H—F>H—Cl
C
SO2易溶于水而難溶于CCl4
SO2和水都是極性分子而CCl4為非極性分子
D
Fe2+比Fe3+穩(wěn)定性小
Fe2+和Fe3+的價電子排布式分別為3d6、3d5,F(xiàn)e3+的3d能級為半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【詳解】A.由圖可知,S8分子中飽和硫原子的雜化方式為sp3雜化,故A正確;
B.氟化氫能形成分子間氫鍵,而氯化氫不能形成分子間氫鍵,則氟化氫分子間的作用力強(qiáng)于氯化氫,沸點(diǎn)高于氯化氫,則氟化氫的沸點(diǎn)高于氯化氫與鍵能的大小無關(guān),故B錯誤;
C.二氧化硫和水都是極性分子,四氯化碳是非極性分子,由相似相溶原理可知,二氧化硫易溶于水而難溶于四氯化碳,故C正確;
D.鐵元素的原子序數(shù)為26,基態(tài)Fe2+和Fe3+的價電子排布式分別為3d6、3d5,F(xiàn)e3+的3d能級為半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以Fe2+比Fe3+的穩(wěn)定性小,故D正確;
故選B。
6. 關(guān)于有機(jī)化合物的下列敘述正確的是
A. 它的系統(tǒng)名稱是2,4?二甲基?4?戊烯
B. 它的分子中最多有5個碳原子在同一平面上
C. 該有機(jī)物與氫氣完全加成后的產(chǎn)物的一氯代物共有4種
D. 它與甲基環(huán)己烷互為同分異構(gòu)體
【答案】D
【解析】
【詳解】A.最長的碳鏈?zhǔn)?個碳原子,里官能團(tuán)最近的一端開始編號,因此它的系統(tǒng)名稱是2,4?二甲基?2?戊烯,故A錯誤;
B.根據(jù)乙烯中6個原子共平面,碳碳單鍵可以旋轉(zhuǎn),因此分子中最多有6個碳原子在同一平面上,故B錯誤;
C.該有機(jī)物與氫氣完全加成后的產(chǎn)物為(CH3)2CHCH(CH3)2,(CH3)2CHCH(CH3)2有兩種位置的氫,其一氯代物共有2種,故C錯誤;
D.它與甲基環(huán)己烷分子式相同,結(jié)構(gòu)式不同,兩者互為同分異構(gòu)體,故D正確。
綜上所述,答案為D。
7. 常溫下,下列各組離子在給定溶液中能大量共存的是
A. pH=1的溶液:Fe2+、Mg2+、、
B. pH=12的溶液:K+、Na+、、
C. pH=7的溶液:Na+、Cu2+、S2-、Cl-
D. pH=7的溶液:Al3+、K+、Cl-、
【答案】B
【解析】
【分析】
【詳解】A.pH=1的溶液中,在酸性條件下與Fe2+會發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能大量共存,故A錯誤;
B.pH=12的溶液中,K+、Na+、、均不能發(fā)生反應(yīng),能大量共存,故B正確;
C.pH=7的溶液中,Cu2+、S2-會發(fā)生反應(yīng)生成沉淀,不能大量共存,故C錯誤;
D.pH=7的溶液中,Al3+、會發(fā)生雙水解,不能大量共存,故D錯誤;
故選B。
8. 精細(xì)化學(xué)品Z是X與反應(yīng)的主產(chǎn)物,X→Z的反應(yīng)機(jī)理如下:

下列說法不正確的是
A. X與互為順反異構(gòu)體
B. X能使溴的溶液褪色
C. X與HBr反應(yīng)有副產(chǎn)物生成
D. Z分子中含有2個手性碳原子
【答案】D
【解析】
【詳解】A.X與互為順反異構(gòu)體,故A正確;
B.X中含有碳碳雙鍵,故能使溴的溶液褪色,故B正確;
C.X是不對稱烯烴,與HBr發(fā)生加成反應(yīng)還可以生成,故C正確;
D.Z分子中含有的手性碳原子如圖:,含有1個手性碳原子,故D錯誤;
故選D。

9. NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A. 1 mol乙烷和1 mol乙烯中,化學(xué)鍵數(shù)目相同
B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氫原子數(shù)目為2NA
C. 2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)苯在O2中完全燃燒,得到0.6NA個CO2分子
D. 1.0 mol CH4與Cl2在光照下反應(yīng)生成的CH3Cl分子數(shù)為1.0NA
【答案】B
【解析】
【詳解】A.乙烷、乙烯分子中的共價鍵的數(shù)目分別為7、6,則1 mol乙烷和1 mol乙烯中的化學(xué)鍵數(shù)目不同,故A錯誤;
B.甲烷和乙烯分子中的氫原子數(shù)目都為4,則標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氫原子數(shù)目為×4×NAmol—1=2NA,故B正確;
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,苯為液態(tài),無法計算22.4L苯的物質(zhì)的量和完全燃燒得到二氧化碳的數(shù)目,故C錯誤;
D.甲烷和氯氣光照條件下發(fā)生取代反應(yīng),生成氯代甲烷混合物和氯化氫,則無法計算1mol甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)生成的一氯甲烷的數(shù)目,故D錯誤;
故選B。
10. 常溫下,下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的敘述正確的是
A. 在溶液中
B. 在溶液中
C. 在溶液中
D. 氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】A.由于磷酸為多元酸,第一步電離大于第二步電離大于第三步電離,所以在溶液中,離子濃度大小為:,故A正確;
B.在溶液中,根據(jù)電荷守恒得到,故B錯誤;
C.在溶液中,根據(jù)物料守恒得到,故C錯誤;
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液,則,根據(jù)電荷守恒,則,故D錯誤;
故選A。
11. 光氣(COC12熔點(diǎn)為-118℃,沸點(diǎn)為8.2℃,微溶于水,易溶于甲苯等有機(jī)溶劑)可作為化學(xué)武器的成分,其制備實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持裝置已省略)。
已知:3CCl4+2H2SO4(濃)3COCl2↑+4HCl+S2O5Cl2。下列說法正確的是

A. 裝置組裝連接后,第一步操作通入冷凝水,然后才能加熱
B. 自來水從冷凝管的X口通入,且被冷凝的物質(zhì)是CCl4
C. 裝置乙中可收集到光氣的甲苯溶液,裝置丙、丁均可收集到液態(tài)光氣
D. 可將裝置丁的尾氣通過導(dǎo)管直接通入NaOH溶液中進(jìn)行尾氣處理
【答案】C
【解析】
【詳解】A、根據(jù)反應(yīng)方程式,有氣體生成,因此第一步操作是檢驗(yàn)裝置的氣密性,故A錯誤;
B、冷凝水應(yīng)從下口通入,上口出水,即從Y口進(jìn)水,X口出水,被冷凝物質(zhì)是COCl2,故B錯誤;
C、光氣易溶于甲苯,因此揮發(fā)出的光氣被甲苯吸收,得到光氣的甲苯溶液,根據(jù)光氣的物理性質(zhì),裝置丙、丁均可收集到液態(tài)光氣,故C正確;
D、尾氣中含有HCl,導(dǎo)管直接通入NaOH溶液,引起倒吸,應(yīng)用倒扣的漏斗,故D錯誤。
12. 某烴有兩種或兩種以上的同分異構(gòu)體,其某一種同分異構(gòu)體的一氯代物只有一種,則這種烴可能是( )
①分子中含有7個碳原子的芳香烴 
②分子中含有4個碳原子的烷烴
③分子中含有12個氫原子的烷烴 
④分子中含有8個碳原子的烷烴
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④
【答案】C
【解析】
【分析】
【詳解】①就是甲苯,沒有屬于芳香烴的同分異構(gòu)體,其一氯代物有4種。②是丁烷,有2種同分異構(gòu)體,正丁烷和異丁烷,其一氯代物各有2種。③分子中含有12個氫原子的烷烴是戊烷有3種結(jié)構(gòu),正戊烷、異戊烷和新戊烷,其中新戊烷只有一種一氯代物;④是辛烷,其同分異構(gòu)體有多種,其中2,2,3,3-四甲基-丁烷的一氯代物是1種,③④正確,答案選C。
13. 含鈰(Ce)催化劑催化CO2與甲醇反應(yīng)是CO2資源化利用的有效途徑,該反應(yīng)的催化循環(huán)原理如圖所示。下列說法錯誤的是

A. 物質(zhì)A易溶于水的主要原因是與水分子間形成氫鍵
B. 反應(yīng)過程涉及的物質(zhì)中碳原子的雜化方式有3種
C. 反應(yīng)過程中斷裂的化學(xué)鍵既有極性鍵又有非極性鍵
D. 反應(yīng)的總方程式為+H2O
【答案】C
【解析】
【分析】結(jié)合反應(yīng)過程推測,物質(zhì)A為CH3OH,物質(zhì)B為CO2。
【詳解】A.物質(zhì)A為CH3OH,甲醇易溶于水的主要原因是與水分子間形成氫鍵,A項正確;
B.CO2中C為sp雜化,中C為sp2雜化,甲醇中C為sp3雜化,有3種雜化方式,B項正確;
C.反應(yīng)過程中斷裂的化學(xué)鍵只有極性鍵,沒有非極性鍵,C項錯誤;
D.由題圖分析可知,反應(yīng)物為和,生成物為和H2O,則反應(yīng)總化學(xué)方程式為+H2O,D項正確;
答案選C。
14. 如下所示電解裝置中,通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成,F(xiàn)e2O3逐漸溶解,下列判斷錯誤的是

A. a是電源的負(fù)極
B. 通電一段時間后,向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液,出現(xiàn)紅色
C. 隨著電解的進(jìn)行,CuCl2溶液濃度變大
D. 當(dāng)完全溶解時,至少產(chǎn)生氣體336mL (折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)
【答案】C
【解析】
【分析】通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成,F(xiàn)e2O3逐漸溶解,說明石墨電極Ⅱ?yàn)殛枠O,則電源b為正極,a為負(fù)極,石墨電極Ⅰ為陰極,據(jù)此解答。
【詳解】A.由分析可知,a是電源的負(fù)極,故A正確;
B.石墨電極Ⅱ?yàn)殛枠O,通電一段時間后,產(chǎn)生氧氣和氫離子,所以向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液,出現(xiàn)紅色,故B正確;
C.隨著電解的進(jìn)行,銅離子在陰極得電子生成銅單質(zhì),所以CuCl2溶液濃度變小,故C錯誤;
D.當(dāng)完全溶解時,消耗氫離子為0.06mol,根據(jù)陽極電極反應(yīng)式,產(chǎn)生氧氣為0.015mol,體積為336mL (折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下),故D正確;
故選C。
15. 已知:,常溫下向溶液中滴加溶液的滴定曲線如圖所示。已知:。下列說法正確的是

A. 、、三點(diǎn)的從大到小的順序?yàn)?br /> B. 在點(diǎn)的溶液中存在
C. 常溫下,為
D. 其他條件相同,若將溶液換為同濃度、同體積的溶液,B點(diǎn)會平行向右移動
【答案】C
【解析】
【詳解】A.只受溫度影響,、、三點(diǎn)溫度不變,則三點(diǎn)的相等,故A錯誤;
B.當(dāng)向溶液中滴加10mL溶液時,,此時pCu=18.3,A點(diǎn)V[Na2S(aq)]小于10mL,則,故B錯誤;
C.當(dāng)向溶液中滴加10mL溶液時,,此時pCu=18.3,c(Cu2+)=10-18.3mol/L= c(S2-),= c(Cu2+) c(S2-)=,故C正確;
D.其他條件相同,若將溶液換為同濃度、同體積的溶液,滴加10mL溶液時,,由于,則pFe會向左移動,故D錯誤;
故選C。
二、解答題(本題包括4小題,共55分)
16. 已知:①RNO2→RNH2;
②苯環(huán)上原有的取代基對新導(dǎo)入的取代基與苯環(huán)相連的位置有顯著影響。
以下是用苯作原料制備某些化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖:

(1)A的名稱是___________;C中官能團(tuán)的名稱是___________。
(2)在“苯CD”的所有反應(yīng)中屬于取代反應(yīng)的是___________(填字母),屬于加成反應(yīng)的是___________(填字母);用核磁共振氫譜可以證明化合物D中有___________種處于不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。
(3)B在苯環(huán)上的二氯代物有___________種同分異構(gòu)體;寫出F的結(jié)構(gòu)簡式___________。
(4)寫出A轉(zhuǎn)化為B的化學(xué)方程式是___________。
【答案】(1) ①. 硝基苯 ②. 碳溴鍵
(2) ①. ab ②. c ③. 3
(3) ①. 6 ②.
(4)+CH3Cl+HCl
【解析】
【分析】苯與濃硝酸在濃硫酸作用下發(fā)生硝化反應(yīng),生成硝基苯,即A的結(jié)構(gòu)簡式為,根據(jù)反應(yīng)后的結(jié)構(gòu)簡式,A→B在硝基的間位引入甲基,即B的結(jié)構(gòu)簡式為,B發(fā)生還原反應(yīng),得到產(chǎn)物;苯與溴在催化劑下發(fā)生取代反應(yīng),得到溴苯,溴苯與濃硫酸發(fā)生取代反應(yīng),在對位上引入-SO3H,然后發(fā)生加成反應(yīng),得到產(chǎn)物;根據(jù)乙苯的結(jié)構(gòu)簡式,苯與乙烯發(fā)生加成反應(yīng),根據(jù)聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)簡式,乙苯在催化劑和加熱下生成苯乙烯,據(jù)此分析;
【小問1詳解】
苯與濃硝酸在濃硫酸作用下發(fā)生硝化反應(yīng),生成硝基苯,即A的結(jié)構(gòu)簡式為;C的結(jié)構(gòu)簡式為,官能團(tuán)是碳溴鍵;故答案為硝基苯;碳溴鍵;
【小問2詳解】
根據(jù)上述分析,發(fā)生的反應(yīng)類型分別為取代反應(yīng)、取代反應(yīng)、加成反應(yīng),因此屬于取代反應(yīng)的是ab,屬于加成反應(yīng)的是c;D的結(jié)構(gòu)簡式為,有3種等效氫;故答案為ab;c;3;
【小問3詳解】
B的結(jié)構(gòu)簡式為,-Cl固定在①上,另一個-Cl可以在②③④位置上,-Cl固定在②上,另一個-Cl可以在③④位置上,-Cl固定在③上,另一個-Cl可以在④位置上,共有6種;F生成聚苯乙烯發(fā)生加聚反應(yīng),即F為苯乙烯,其結(jié)構(gòu)簡式為;故答案為6;;
【小問4詳解】
A轉(zhuǎn)化成B發(fā)生取代反應(yīng),在硝基間位上引入甲基,其反應(yīng)方程式為+CH3Cl+HCl,故答案為+CH3Cl+HCl。
17. 祖母綠被稱為綠寶石之王,是四大名貴寶石之一,其主要成分為Be3Al2Si6O18,因含有微量的Cr、Ni、Fe元素而呈現(xiàn)各種顏色。回答下列問題:
(1)祖母綠寶石屬于晶體,鑒別晶體最可靠的科學(xué)方法是___________。
(2)基態(tài)Cr原子的價層電子排布式為___________。
(3)BeCl2分子的空間構(gòu)型是___________;它的二聚體Be2Cl4結(jié)構(gòu)如圖所示,其中Be原子的雜化方式是___________。

(4)六羰基鉻[Cr(CO)6]用于制高純度鉻粉,它的沸點(diǎn)為220℃。Cr(CO)6的晶體類型是___________,1 mol Cr(CO)6中含σ鍵的數(shù)目為___________。
(5)BeO的立方晶胞如圖所示,在該晶胞中與一個O2-距離最近且相等的O2-有___________個。若該晶體的密度為d g·cm-3,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶胞邊長a=___________nm。(列出計算表達(dá)式)

(6)多數(shù)配離子顯示顏色與d軌道的分裂能有關(guān)。分裂能是指配離子的中心原子(離子)的一個電子從較低能量的d軌道躍遷到較高能量的d軌道所需的能量(用△表示),它與中心離子的結(jié)構(gòu)、電荷、配體有關(guān)。試判斷分裂能△[Fe(H2O)6]3+___________△[Fe(H2O)6]2+(填“>”、“=”或“ ②. Fe3+的3d軌道達(dá)半充滿穩(wěn)定狀態(tài),而Fe2+的3d軌道未達(dá)半充滿穩(wěn)定狀態(tài),且Fe3+所帶的電荷數(shù)比Fe2+所帶的電荷數(shù)多
【解析】
【小問1詳解】
利用X-射線衍射法鑒別晶體,是最可靠的科學(xué)方法;
【小問2詳解】
Cr原子的原子序數(shù)為24,其價層電子排布式為3d54s1;
【小問3詳解】
BeCl2分子中Be原子的價電子對數(shù)是2,中心原子Be采用sp雜化,故BeCl2分子的空間結(jié)構(gòu)是直線形;二聚體Be2Cl4中Be原子形成3個共價鍵,其中Be原子上含有空軌道,Cl原子含有孤電子對,二者形成配位鍵,故二聚體Be2Cl4中Be原子的雜化類型是sp2雜化;
【小問4詳解】
六羰基合鉻[Cr(CO)6]的沸點(diǎn)為220℃,沸點(diǎn)比較低,說明其晶體為分子晶體;1個配體CO中含1個σ鍵和2個π鍵,中心原子Cr與配體CO之間形成配位鍵,配位鍵也屬于σ鍵,1個Cr(CO)6中含有12個σ鍵,故1 mol Cr(CO)6中含σ鍵的數(shù)目為12NA;
【小問5詳解】
根據(jù)晶胞圖,8個O2-位于晶胞的頂點(diǎn),6個O2-位于晶胞的面心,故在該晶胞中與一個O2-距離最近且相等的O2-有=12個;在1個晶胞中含有Be2+的個數(shù)為4,含有O2-的個數(shù)為,,;
【小問6詳解】
基態(tài)Fe3+的核外電子排布式為[Ar]3d5,3d軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),而基態(tài)Fe2+的核外電子排布式為[Ar]3d6,3d軌道未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),且Fe3+所帶的電荷數(shù)比Fe2+所帶的電荷數(shù)多,對電子的吸引能力更大,故分裂能:>。
18. 苯甲酸可用作食品防腐劑。實(shí)驗(yàn)室可通過甲苯氧化制苯甲酸,其反應(yīng)原理簡示如下:
+KMnO4→+ MnO2; + HCl →+ KCl。
名稱
相對分子質(zhì)量
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
密度/(g·mL)
溶解性
甲苯
92
?95
110.6
0.867
不溶于水,易溶于乙醇
苯甲酸
122
122.4(100℃左右開始升華)
248

微溶于冷水,易溶于乙醇、熱水
實(shí)驗(yàn)步驟:

①在裝有溫度計、冷凝管和攪拌器的三頸燒瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(約0.03 mol)高錳酸鉀,慢慢開啟攪拌器,并加熱回流至回流液不再出現(xiàn)油珠。
②停止加熱,繼續(xù)攪拌,冷卻片刻后,從冷凝管上口慢慢加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液,并將反應(yīng)混合物趁熱過濾,用少量熱水洗滌濾渣。合并濾液和洗滌液,于冰水浴中冷卻,然后用濃鹽酸酸化至苯甲酸析出完全。將析出的苯甲酸過濾,用少量冷水洗滌,放在沸水浴上干燥。稱量,粗產(chǎn)品為1.0 g。
③純度測定:稱取0. 122 g粗產(chǎn)品,配成乙醇溶液,于100 mL容量瓶中定容。每次移取25. 00 mL溶液,用0.01000 mol·L的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,三次滴定平均消耗21. 50 mL的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。
回答下列問題:
(1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)藥品的用量,三頸燒瓶的最適宜規(guī)格為___________(填標(biāo)號)。
A 100 mL B. 250 mL C. 500 mL D. 1000 mL
(2)當(dāng)回流液不再出現(xiàn)油珠即可判斷反應(yīng)已完成,其判斷理由是___________。
(3)加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液的目的是___________。
(4)“用少量熱水洗滌濾渣”一步中濾渣的主要成分是___________。
(5)干燥苯甲酸晶體時,若溫度過高,可能出現(xiàn)的結(jié)果是___________。
(6)本實(shí)驗(yàn)制備的苯甲酸的純度為___________;據(jù)此估算本實(shí)驗(yàn)中苯甲酸的產(chǎn)率最接近于___________(填標(biāo)號)。
A.70% B.60% C.50% D.40%
(7)若要得到純度更高苯甲酸,可通過在水中___________的方法提純。
【答案】(1)B (2)無油珠說明不溶于水的甲苯已經(jīng)被完全氧化
(3)除去過量的高錳酸鉀,避免在用鹽酸酸化時,產(chǎn)生氯氣
(4)MnO2 (5)苯甲酸因升華而損失
(6) ①. 86.0% ②. C
(7)重結(jié)晶
【解析】
【分析】甲苯用高錳酸鉀氧化時生成苯甲酸鉀和二氧化錳,為增加冷凝效果,在反應(yīng)裝置中選用球形冷凝管,加熱回流,當(dāng)回流液中不再出現(xiàn)油珠時,說明反應(yīng)已經(jīng)完成,加入適量的飽和亞硫酸氫鈉溶液除去過量的高錳酸鉀,用鹽酸酸化得苯甲酸,過濾、干燥、洗滌得粗產(chǎn)品;用KOH溶液滴定,測定粗產(chǎn)品的純度。
【小問1詳解】
加熱液體,所盛液體的體積不超過三頸燒瓶的一半,三頸燒瓶中已經(jīng)加入100m的水,1.5mL甲苯,4.8g高錳酸鉀,應(yīng)選用250mL的三頸燒瓶,答案為:B;
【小問2詳解】
當(dāng)回流液中不再出現(xiàn)油珠時,說明不溶于水的甲苯已經(jīng)完全被氧化,反應(yīng)已經(jīng)完成;
【小問3詳解】
高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性,能將Cl-氧化,加入適量的飽和亞硫酸氫鈉溶液是為了除去過量的高錳酸鉀,避免在用鹽酸酸化時,產(chǎn)生氯氣;
【小問4詳解】
由信息甲苯用高錳酸鉀氧化時生成苯甲酸鉀和二氧化錳,“用少量熱水洗滌濾渣”一步中濾渣的主要成分是MnO2;
【小問5詳解】
根據(jù)表中數(shù)據(jù),苯甲酸100℃時易升華,干燥苯甲酸時,若溫度過高,苯甲酸升華而損失;
【小問6詳解】
由關(guān)系式C6H5COOH~KOH得,苯甲酸的純度為:=86.0%;1.5mL甲苯理論上可得到苯甲酸的質(zhì)量:×122g?mol-1?=1.72g,產(chǎn)品的產(chǎn)率為×100%=50%,答案為C;
【小問7詳解】
提純苯甲酸可用重結(jié)晶的方法。
19. 鎳、鉻等屬于寶貴的金屬資源。一種回收電化學(xué)廢渣中鉻鎳的工藝流程如下:

已知:
①鉻鎳渣中含有、、、、等;
②25℃時,部分物質(zhì)的溶度積表:
物質(zhì)










回答下列問題:
(1)“氧化焙燒”時,發(fā)生的化學(xué)方程式_______。
(2)“酸浸”使用強(qiáng)力攪拌器攪拌的目的是_______,濾渣A主要是_______(填化學(xué)式)。
(3)“調(diào)”時,若至少為_______時,沉淀完全。()
(4)“沉鎳”后,“煅燒”的化學(xué)方程式為_______。
(5)已知“電解”操作中的裝置如下圖所示。

①a接電源的_______(填“正”或“負(fù)”)極。
②電極N上的電極反應(yīng)式為_______。
【答案】(1)
(2) ①. 加快反應(yīng)速率,提高“酸浸”的浸出率 ②. 或
(3)3.3 (4)
(5) ①. 負(fù) ②. 或
【解析】
【分析】鉻鎳渣中含有、、、、,被氧化為,與和反應(yīng)生成,與反應(yīng)生成,加入硫酸浸取,得到濾液中含有、、,濾渣A為或,向?yàn)V液中加入溶液調(diào)節(jié),除去,濾渣B為,第二次加入溶液調(diào)節(jié),除去,電解溶液生成,最后得到。
【小問1詳解】
“氧化焙燒”時,與和反應(yīng)生成,化學(xué)方程式:;
【小問2詳解】
“酸浸”使用強(qiáng)力攪拌器攪拌的目的是:加快反應(yīng)速率,提高“酸浸”的浸出率;濾渣A為或;
【小問3詳解】
加入溶液調(diào)節(jié),除去,,沉淀完全時,,,,,;
【小問4詳解】
“沉鎳”后,“煅燒”的化學(xué)方程式為: ;
【小問5詳解】
電解溶液生成,發(fā)生反應(yīng):,所以N電極電解產(chǎn)生,發(fā)生反應(yīng):或者,為陽極,所以M電極為陰極,接電源負(fù)極。

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