(考試時間:90分鐘 試卷滿分:100分)
注意事項:
1.答卷前,考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。
2.回答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標號?;卮鸱沁x擇題時,將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3.考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。
可能用到的相對原子質(zhì)量:H-1 C-12 N-14 Mg-24 Ni-59 Mn-55
1.中國科學家對量子材料的研究處于國際領先水平,近年來對石墨烯、硅烯、鍺烯等低維量子材料的研究發(fā)展迅速。下列說法不正確的是
A.碳、硅、鍺屬于同主族元素
B.第一電離能:
C.紅外光譜法可直接確定石墨烯的晶體結(jié)構(gòu)
D.硅和鍺常用作半導體材料
【答案】C
【詳解】A.碳、硅、鍺均為第IVA元素,A正確;
B.同主族從上到下第一電離能減小,故第一電離能:,B正確;
C.紅外光譜能測定化學鍵、官能團等,不能直接測定石墨烯的結(jié)構(gòu),C錯誤;
D.硅、鍺在元素周期表中位于金屬和非金屬的交界線處,可用作半導體材料,D正確;
答案選C。
2.下列有關(guān)化學用語或圖示表達正確的是
A.HCl分子中σ鍵的形成為
B.HClO的電子式為
C.三氧化硫的VSEPR模型:
D.基態(tài)銅原子的價層電子軌道表示式為
【答案】A
【詳解】A .HCl分子中H原子的1s、Cl原子的3p軌道上有未成對電子,s和p軌道通過‘頭碰頭’方式重疊形成s-pσ鍵,形成過程為,故A正確;
B.HClO分子中,O原子為中心原子,O、H原子間共用1對電子對,O、Cl原子間共用1對電子對,其電子式為,故B錯誤;
C.SO3分子中S原子的價層電子對數(shù)為3+=3,無孤對電子,VSEPR模型為平面三角形,即,故C錯誤;
D.基態(tài)Cu原子的價層電子中,3d能級上10個電子、4s能級上1個電子,基態(tài)銅原子的價層電子軌道表示式:,故D錯誤;
故選:A。
3.氮氧化物是大氣污染物之一,如圖為科研人員探究消除氮氧化物的反應機理,下列說法不正確的是
A.過程I中NO既作氧化劑又作還原劑
B.過程Ⅱ中每生成1mlO2時,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為4×6.02×1023
C.過程中涉及的反應均為氧化還原反應
D.整個過程中Ni2+作催化劑
【答案】B
【分析】由圖可知,過程I發(fā)生的反應為2Ni2++2NO=2Ni3++2O—+N2,過程Ⅱ發(fā)生的反應為2Ni3++2O—=2Ni2++O2↑,總反應為2NOO2+N2。
【詳解】A.由分析可知,過程I發(fā)生的反應為2Ni2++2NO=2Ni3++2O—+N2,反應中氮元素的化合價降低被還原,氧元素的化合價升高被氧化,則一氧化氮既作反應的氧化劑又作反應的還原劑,故A正確;
B.由分析可知,過程Ⅱ發(fā)生的反應為2Ni3++2O—=2Ni2++O2↑,則過程Ⅱ中每生成1mlO2時,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為2×6.02×1023,故B錯誤;
C.由分析可知,過程I和過程Ⅱ涉及的反應均有元素發(fā)生化合價變化,均為氧化還原反應,故C正確;
D.由分析可知,消除氮氧化物的總反應為2NOO2+N2,整個過程中鎳離子作反應的催化劑,故D正確;
故選B。
4.下列反應的離子方程式書寫正確的是
A.溶液與醋酸溶液反應:
B.溶液與溶液反應:
C.電解飽和食鹽水:
D.向溶液中通入過量的:
【答案】B
【詳解】A.醋酸為弱酸,不能拆,正確離子方程式為:,A錯誤 ;
B.溶液與溶液反應生成硫酸鋇沉淀和氫氧化銅沉淀,B正確;
C.電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉和氫氣、氯氣,水不能拆,正確離子方程式為:,C錯誤;
D.向溶液中通入過量的,反應生成氯化鐵、碘單質(zhì),正確離子方程式為:,D錯誤;
故選B。
5.苯與液溴反應生成溴苯,其反應過程的能量變化如圖所示。
下列關(guān)于苯與反應的說法不正確的是
A.可作該反應的催化劑
B.將反應后的氣體依次通入和溶液以檢驗產(chǎn)物
C.過程②的活化能最大,決定總反應速率的大小
D.總反應的,且
【答案】D
【詳解】A.苯與液溴反應生成溴苯和溴化氫,可作該反應的催化劑,故A正確;
B.反應后的氣體中含溴化氫和溴蒸汽,通入除去溴蒸汽,HBr和溶液反應生成淺黃色AgBr沉淀,可知反應有生成,故B正確;
C.根據(jù)圖示,過程②的活化能最大,反應速率最慢,慢反應決定總反應速率的大小,故C正確;
D.根據(jù)圖示,總反應放熱,總反應的,只知道正反應活化能,不能計算反應的焓變,故D錯誤;
選D。
6.下列有關(guān)比較,不能用電負性解釋的是
A.鍵角:
B.沸點:
C.共價鍵極性:
D.酸性:
【答案】B
【詳解】A.中性原子的電負性:Se<S<O,即電負性越大對鍵合電子的吸引能力越大,鍵合電子之間的排斥力越大,鍵角越大,可用電負性解釋,A不符合題意;
B.CH4、SiH4、GeH4相對分子質(zhì)量逐漸增大,范德華力逐漸增大,沸點逐漸升高,不能用電負性介紹,B符合題意;
C.電負性:Cl>S>P,電負性越大對鍵合電子的吸引能力越大,即H-Cl、H-S、H-P鍵的極性逐漸減弱,可用電負性解釋,C不符合題意;
D.電負性F>Cl>H,電負性越強,其羥基中的O-H鍵極性越強,越容易電離出H+,酸性越強,可用電負性解釋,D不符合題意;
故選B。
7.鼠尾草酮可治療神經(jīng)系統(tǒng)方面的疾病,其結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法不正確的是
A.分子中含有手性碳原子
B.該物質(zhì)含有3種官能團
C.分子中的碳原子有和兩種雜化方式
D.該物質(zhì)最多可與發(fā)生還原反應
【答案】A
【詳解】A.分子中無碳原子連接四個不同原子或原子團,無手性碳原子,A錯誤;
B.該物質(zhì)含有羥基、碳碳雙鍵、酮羰基3種官能團,B正確;
C.分子中的碳原子有雙鍵和單鍵,有和兩種雜化方式,C正確;
D.該物質(zhì)有苯環(huán),雙鍵,羰基最多可與5mlH2發(fā)生還原反應,D正確;
故選A。
8.下列實驗方案能達到實驗目的的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【詳解】A.碘化鉀和溴反應生成溴化鉀和碘單質(zhì),碘溶于水和溴水的顏色不同,故能通過與溴水對比顏色證明該反應發(fā)生,進而證明溴的氧化性大于碘,A正確;
B.檢驗鹵代烴中的鹵素原子時,加入氫氧化鈉水解后需要假如硝酸酸化,防止氫氧化鈉干擾,B錯誤;
C.蔗糖和濃硫酸反應生成的氣體有二氧化硫和二氧化碳,都能使澄清的石灰水變混合,C錯誤;
D.配制溶液需要使用一定容積的容量瓶,D錯誤;
故選A。
9.下列事實能用平衡移動原理解釋的是
A.用熱的純堿溶液更易去除油脂B.保存FeSO4溶液時,加入適量鐵粉
C.船底鑲嵌鋅塊,以防船體被腐蝕D.工業(yè)合成氨(放熱反應),選擇高溫
【答案】A
【詳解】A.用純堿溶液洗滌油污的實質(zhì)是純堿水解提供OH-,使油污在堿性條件下水解,加熱使純堿水解平衡向正反應方向移動,堿性增強,促進油污水解,所以效果更好,能從平衡移動角度來解釋,故A正確;
B.加入鐵還原三價鐵發(fā)生氧化還原反應,不存在平衡的問題,不能用平衡移動原理解釋,故B錯誤;
C.船底鑲嵌鋅塊是應用原電池原理,活潑金屬鋅作負極被氧化,鐵作正極得到保護,不能從平衡移動角度來解釋,故C錯誤;
D.合成氨氣的正反應是放熱反應,若選擇高溫則平衡逆向移動,不利于氨的合成,不能用勒夏特列原理解釋,故D錯誤;
答案選A。
10.還原鐵粉與水蒸氣的反應裝置如圖所示。取少量反應后的固體加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a;另取少量反應后的固體加入稀硝酸使其完全溶解,得溶液b.下列說法正確的是
A.鐵與水蒸氣反應:
B.肥皂液中產(chǎn)生氣泡,不能證明鐵與水蒸氣反應生成
C.向溶液a中滴加溶液,出現(xiàn)藍色沉淀,說明鐵粉未完全反應
D.向溶液b中滴加溶液,溶液變紅,證實了固體中含有
【答案】B
【詳解】A.Fe與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣,化學方程式為:,故A錯誤;
B.肥皂液中產(chǎn)生氣泡,只能說明有氣體,還不能說明是氫氣,故B正確;
C.若滴加鐵氰化鉀溶液后出現(xiàn)藍色沉淀,說明含有二價鐵離子,不能確定二價鐵離子來自鐵粉還是Fe3O4,故C錯誤;
D.若滴加KSCN溶液后變紅色,說明含三價鐵離子,黑色固體有Fe3O4也能產(chǎn)生三價鐵離子,故D錯誤。
答案選B。
11.羥甲香豆素(丙)是一種治療膽結(jié)石的藥物,部分合成路線如圖所示,下列說法不正確的是
A.甲中的官能團為羥基、酯基B.1ml乙最多消耗4mlNaOH
C.丙能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D.上述轉(zhuǎn)化涉及的反應類型有取代反應、消去反應
【答案】B
【詳解】A.由結(jié)構(gòu)簡式可知,甲分子的官能團為羥基、酯基,故A正確;
B.由結(jié)構(gòu)簡式可知,乙分子含有的酚羥基和酚酯基能與氫氧化鈉溶液反應,則1ml乙最多消耗3ml氫氧化鈉,故B錯誤;
C.由結(jié)構(gòu)簡式可知,丙分子中含有的碳碳雙鍵,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,故C正確;
D.由有機物的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,甲轉(zhuǎn)化為乙的反應為取代反應,乙轉(zhuǎn)化為丙的反應為取代反應,故D正確;
故選B。
12.CH4聯(lián)合H2O和CO2制取H2時,發(fā)生的主要反應如下:
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ·ml-1
②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H2=+247kJ·ml-1
將CH4、H2O和CO2按一定比例通入填充有催化劑的恒容反應器,在不同溫度下,反應相同時間內(nèi)(反應均未達到化學平衡狀態(tài))測得的值如圖所示。
下列說法正確的是
A.由①②可知,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=+41kJ·ml-1
B.反應條件不變,若反應足夠長時間,①比②先達到化學平衡狀態(tài)
C.其他條件不變時,增大原料中H2O的濃度可以提高產(chǎn)物中的值
D.其他條件不變時,升高溫度,①的化學反應速率減小,②的化學反應速率增大
【答案】C
【分析】由圖可得,在不同溫度下,反應相同時間內(nèi)(反應均未達到化學平衡狀態(tài))測得的值,隨溫度升高而減小。
【詳解】A. ①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ·ml-1,②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H2=+247kJ·ml-1,由①-②可知,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=206kJ·ml-1-247kJ·ml-1= -41kJ·ml-1,故A錯誤;
B. 反應條件不變,若反應足夠長時間,無法確定2個反應的速率,無法確定誰先達到化學平衡狀態(tài),故B錯誤;
C. 其他條件不變時,增大原料中H2O的濃度,①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)平衡正向移動,氫氣增大的幅度大于CO,可以提高產(chǎn)物中的值,故C正確;
D. 其他條件不變時,升高溫度,增大活化分子百分數(shù),化學反應速率增大,①的化學反應速率增大,②的化學反應速率增大,故D錯誤;
故選C。
13.用電解法從含MnSO4廢水中提取Mn和H2SO4的原理如下圖所示,陰極室中會加入適量(NH4)2SO4。
已知:i.電解時,適當減慢反應速率,有利于得到致密的金屬錳。
ii.電解效率?(B)= ?100%。
下列說法不正確的是
A.陽極反應式為2H2O–4e-=O2↑+4H+
B.離子交換膜為陰離子交換膜
C.陰極室產(chǎn)生的NH3可與Mn2+形成配合物,c(Mn2+)降低,利于形成致密的金屬錳
D.若?(Mn)= 80 %,當析出1 ml Mn時,產(chǎn)生O2的體積為8.96 L(標準狀況)
【答案】D
【詳解】A.根據(jù)圖示,陽極放出氧氣,陽極反應式為2H2O–4e-=O2↑+4H+,故A正確;
B.電解過程中,陰極室硫酸根離子移向陽極室生成硫酸,所以離子交換膜為陰離子交換膜,故B正確;
C.電解時,適當減慢反應速率,有利于得到致密的金屬錳,陰極室產(chǎn)生的NH3可與Mn2+形成配合物,c(Mn2+)降低,利于形成致密的金屬錳,故C正確;
D.若?(Mn)= 80 %,當析出1 ml Mn時,轉(zhuǎn)移電子 陽極發(fā)生反應2H2O–4e-=O2↑+4H+,產(chǎn)生O2的體積為,故D錯誤;
選D。
14.下圖為和在水中達沉淀溶解平衡時的關(guān)系圖。[;c(Mn+)≤10-5ml/L可認為沉淀完全]。
下列說法不正確的是
A.由a點可求得
B.時還未開始沉淀
C.和混合溶液中,時二者不會同時沉淀
D.濃度均為的和可通過分步沉淀進行分離
【答案】C
【分析】因為是和在水中達沉淀溶解平衡時的關(guān)系圖,所以線上的任一點都達到沉淀溶解平衡,可以根據(jù)任意一點求出。
【詳解】A.a(chǎn)點,則,a點,則,,,A正確;
B.由圖知,時,,則,,,,時中,因為,所以還未開始沉淀,B正確;
C.當恰好沉淀完全時,由圖像知,,,,即恰好沉淀完全時,。由圖像知,時,,,,的開始沉淀時,,,,此時,因此二者可以同時沉淀,C錯誤;
D.由圖像知,優(yōu)先沉淀,當恰好沉淀完全時,,此時,則還未開始沉淀,所以的和可通過分步沉淀進行分離,D正確;
故選C。
15.(10分) 鐵(Fe)、鈷(C)、鎳(Ni)是第四周期第Ⅶ族的元素,其化合物在生產(chǎn)生活中應用廣泛。
(1)基態(tài)Fe的價層電子排布式為 。
(2)以甲醇為溶劑,C2+可與色胺酮分子配位結(jié)合,形成對DNA具有切割作用的色胺酮鈷配合物(合成過程如圖所示)。
①色胺酮分子中所含元素(H、C、N、O)電負性由大到小的順序為 。
②色胺酮分子中N原子的雜化類型為 。
③X射線衍射分析顯示色胺酮鈷配合物晶胞中還含有一個CH3OH分子,CH3OH是通過 作用與色胺酮鈷配合物相結(jié)合。
(3)超導材料在電力、交通、醫(yī)學等方面有著廣泛的應用,某含Ni、Mg和C三種元素的晶體具有超導性,該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:
①距離Mg原子最近的Ni原子有 個。
②已知該晶胞的邊長為anm,阿伏加德羅常數(shù)為NA,該晶體的密度為 g?cm-3。(列出計算式即可)
【答案】(1)3d64s2 (1分)
(2) O>N>C>H (2分) sp2、sp3雜化 (2分) 氫鍵 (1分)
(3) 12 (2分) (2分)
【分析】(1)知道鐵的原子序數(shù)為26,易得價層電子排布式。
(2)①元素電負性大小直接影響其非金屬性,同周期從左到右依次增大,氫最小。
②先計算出N原子的價層電子對數(shù),再根據(jù)雜化軌道理論推出結(jié)論。
③在配合物之外的作用力一般先考慮氫鍵。
(3)①需要一定的空間想象能力即原子位置與占據(jù)情況。
②先求出其化學式,再根據(jù)ρ==進行計算。
【詳解】(1)鐵為26號元素,價層電子排布式為:3d64s2。故答案為:3d64s2;
(2)①同周期元素的電負性從左到右依次增大,有O>N>C,而H的最小,故有:O>N>C>H。故答案為:O>N>C>H;
②由色胺酮的結(jié)構(gòu)可知中心N原子采取sp2、sp3雜化。故答案為:sp2、sp3雜化;
③據(jù)圖色胺酮鈷配合物中O及N原子均有孤對電子,而CH3OH中羥基上的氫原子上的電子偏向O導致幾乎氫核裸露,故兩者易形成氫鍵。故答案為:氫鍵;
(3)依圖所示的立方體晶胞中,Mg原子位于頂點,Ni原子位于面心,而C位于體心。
①每個立方體晶胞中,Mg原子最近的Ni原子個數(shù)為3,而每個Mg原子被8個立方體占據(jù),故Mg原子最近的Ni原子個數(shù)為:×3×8=12個。故答案為:12;
②每個立方體晶胞中,各原子的數(shù)目為:N(Mg)=×8=1,N(Ni)=6×=3,N(C)=1×1=1,故化學式應為:MgNi3C。ρ===g?cm-3。故答案為: 。
16.(12分)我國科學家研發(fā)的“液態(tài)陽光”計劃通過太陽能發(fā)電電解水制氫,再采用高選擇性催化劑將二氧化碳加氫制備甲醇。
(1)制備甲醇的主反應:。該過程中還存在一個生成的副反應,結(jié)合下列反應:
寫出該副反應的熱化學方程式: 。
(2)將和按物質(zhì)的量比1∶3混合,以固定流速通過盛放催化劑的反應器,在相同時間內(nèi),不同溫度下的實驗數(shù)據(jù)如圖所示。
已知:產(chǎn)率
①催化劑活性最好的溫度為 (填字母序號)。
a. b. c. d.
②溫度由升到,的平衡轉(zhuǎn)化率和的實驗產(chǎn)率均降低,解釋原因: 。
(3)使用薄膜電極作陰極,通過電催化法將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇。
①將銅箔放入煮沸的飽和硫酸銅溶液中,制得薄膜電極。反應的離子方程式為 。
②用薄膜電極作陰極,溶液作電解液,采用電沉積法制備薄膜電極,制備完成后電解液中檢測到了。制備薄膜的電極反應式為 。
③電催化法制備甲醇如圖所示。若忽略電解液體積變化,電解過程中陰極室溶液的基本不變,結(jié)合電極反應解釋原因: 。
【答案】(1) (2分)
(2)c (2分) 當溫度升高,主反應逆移程度大于副反應正移程度,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低;穩(wěn)定升高,催化劑的活性降低,使主反應速率降低,故CH3OH實驗產(chǎn)率降低 (2分)
(3) ①Cu+Cu2++H2OCu2O+2H+ (2分) ②Zn2+++2e-=ZnO+ (2分) ③陰極發(fā)生7CO2+6e-+5H2O=CH3OH+6,每轉(zhuǎn)移6ml電子,必定有6mlH+通過質(zhì)子交換膜進入陰極室,發(fā)生+H+=CO2↑+H2O,所以電解過程中陰極室溶液的基本不變 (2分)
【詳解】(1)根據(jù)兩個反應的化學計量數(shù),可知該副反應的熱化學方程式為 。
(2)①當溫度為523 K時,CO2的實驗轉(zhuǎn)化率和CH3OH的實驗產(chǎn)率最高,說明此溫度下催化劑活性最好,選c。②主反應為放熱反應,副反應為吸熱反應,當溫度升高,主反應逆移程度大于副反應正移程度,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低;溫度升高,催化劑的活性降低,使主反應速率降低,故CH3OH實驗產(chǎn)率降低。
(3)①Cu和Cu2+反應生成Cu2O,離子方程式為Cu+Cu2++H2OCu2O+2H+。②Zn2+和反應得到了ZnO和,對應的電極反應式為Zn2+++2e-=ZnO+。③陰極發(fā)生7CO2+6e-+5H2O=CH3OH+6,每轉(zhuǎn)移6ml電子,必定有6mlH+通過質(zhì)子交換膜進入陰極室,發(fā)生+H+=CO2↑+H2O反應,所以電解過程中陰極室溶液的基本不變。
17.(12分) Isflucypram(化合物J)是一種新型殺菌劑,主要用于防治小麥條銹病、葉枯病等,可提高谷物產(chǎn)量和品質(zhì)。以下為其合成路線之一(部分反應條件已簡化)。
回答下列問題:
(1)A的化學名稱是 。
(2)A轉(zhuǎn)變?yōu)锽的化學方程式為 。
(3)C的結(jié)構(gòu)簡式為 ,其所含官能團的名稱為 。
(4)G的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(5)H與I反應生成J的反應類型為 。
(6)在F的同分異構(gòu)體中,同時滿足下列條件的共有 種;
①含有手性碳原子;②含有酮羰基;③含苯環(huán)且苯環(huán)上只有一個取代基。
其中,核磁共振氫譜顯示為5組峰,且峰面積比為2:2:1:3:3的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為 。
【答案】(1)對硝基異丙基苯(1分)
(2)+Br2+HBr(2分)
(3) (1分) 碳溴鍵、氨基(2分)
(4)(1分)
(5)取代反應(1分)
(6) 7(2分) (2分)
【分析】(A)與Br2在FeBr3作催化劑、40℃條件下發(fā)生取代反應生成B,結(jié)合D的結(jié)構(gòu)簡式可知,B中的溴原子處于異丙基的鄰位,即B的結(jié)構(gòu)簡式為,B的分子式為C9H10BrNO2、C的分子式為C9H12BrN,對比B和C的分子式及B轉(zhuǎn)化為C的反應條件可知,B轉(zhuǎn)換為C是硝基被還原為氨基,所以C的結(jié)構(gòu)簡式為,F(xiàn)的分子式為C10H11ClO,G的分子式為C13H16ClN,F(xiàn)和生成G,結(jié)合H的結(jié)構(gòu)簡式 可知,G的結(jié)構(gòu)簡式為,(H) 與(I)反應生成(J)。
【詳解】(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為,其化學名稱是對硝基異丙基苯;
(2)(A) 與Br2在FeBr3作催化劑、40℃條件下發(fā)生取代反應生成B,結(jié)合D的結(jié)構(gòu)簡式可知,B中的溴原子處于異丙基的鄰位,即B的結(jié)構(gòu)簡式為,A轉(zhuǎn)變?yōu)锽的化學方程式為+Br2+HBr;
(3)B的結(jié)構(gòu)簡式為,B的分子式為C9H10BrNO2、C的分子式為C9H12BrN,對比B和C的分子式及B轉(zhuǎn)化為C的反應條件可知,B轉(zhuǎn)化為C是硝基被還原為氨基,所以C的結(jié)構(gòu)簡式為,其所含官能團的名稱為碳溴鍵、氨基;
(4)G的分子式為C13H16ClN,F(xiàn)和生成G,結(jié)合H的結(jié)構(gòu)簡式 可知,G的結(jié)構(gòu)簡式為;
(5)H的結(jié)構(gòu)簡式為、I的結(jié)構(gòu)簡式為、J的結(jié)構(gòu)簡式為,H與I反應生成J的化學方程式為++HCl,所以其反應類型為取代反應;
(6)在F的同分異構(gòu)體中,同時滿足題目條件的有、、、、、、,共7種;其中,核磁共振氫譜顯示為5組峰,且峰面積比為2:2:1:3:3的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為。
18.(12分) 一種高硫錳礦的主要成分,含有等雜質(zhì),其中含量較大。以該高硫錳礦為原料制備硫酸錳,流程示意圖如圖所示。
已知:①金屬硫化物的溶度積常數(shù)如下表。
②金屬離子的與溶液的關(guān)系如圖所示。
(1)在預處理階段,將高硫錳礦粉碎的目的是 。
(2)若未經(jīng)脫硫直接酸浸,會產(chǎn)生的污染物是 。
(3)酸浸時主要含錳組分發(fā)生反應的離子方程式為 ;加入的作用是 (用離子方程式表示)。
(4)調(diào)溶液到5左右,濾渣2的主要成分是 。
(5)由圖像可知,從“操作”所得溶液中得到晶體需進行的操作是 、洗滌、干燥。
(6)錳含量測定:
?。Q取晶體,加水溶解,將濾液定容于容量瓶中。
ⅱ.取溶液于錐形瓶中,加少量催化劑和過量溶液,加熱、充分反應,產(chǎn)生和,煮沸溶液使過量的分解。
ⅲ.加入指示劑,用溶液滴定。滴定至終點時消耗溶液的體積為重新變成。廢渣中錳元素的質(zhì)量分數(shù)為 。
【答案】(1)增大反應物之間的接觸面積,提高反應速率,使反應更加充分(1分)
(2)H2S(1分)
(3) (2分)
(2分)
(4)Fe(OH)3 (2分)
(5)蒸發(fā)結(jié)晶,保存溫度在40℃以上趁熱過濾(2分)
(6)(2分)
【分析】高硫錳礦的主要成分,含有等雜質(zhì),其中含量較大,堿性溶液中,在催化劑存在下通空氣氧化脫硫,硫化物中的硫元素被氧化為單質(zhì),二氧化硅與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉,硫化亞鐵被氧氣氧化生成硫單質(zhì)和氫氧化鐵,過濾得到的脫硫礦粉中含S、Fe(OH)3、碳酸鹽和金屬氧化物,加入硫酸酸浸,并加入MnO2氧化Fe2+,生成的濾液中含F(xiàn)e3+、Mn2+、Cu2+、Ni2+,單質(zhì)S以濾渣1的形式除去,加入一水合氨調(diào)pH,進而除去鐵元素,過濾得到的濾液中含Mn2+、Cu2+、Ni2+,再加入硫化鈉可除去銅元素與鎳元素,最后過濾得到的MnSO4溶液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶,保存溫度在40℃以上趁熱過濾、洗滌、干燥后得到。
【詳解】(1)在預處理階段,將高硫錳礦粉碎的目的是:增大反應物之間的接觸面積,提高反應速率,使反應更加充分;
(2)未經(jīng)脫硫直接酸浸,金屬硫化物會與酸發(fā)生反應產(chǎn)生有毒的硫化氫;
(3)酸浸時含硫礦粉中的碳酸錳會與硫酸發(fā)生反應生成MnSO4、水和二氧化碳,反應的離子方程式為:;加入MnO2目的是為了氧化亞鐵離子,生成便于除去的鐵離子,涉及的離子方程式為:;
(4)根據(jù)金屬離子的與溶液的關(guān)系圖可知,調(diào)節(jié)pH為5左右,目的是為了除去鐵元素,所以過濾得到的濾渣2主要成分是Fe(OH)3;
(5)由圖像可知,溫度在40℃以下,溶液析出的晶體為,因此從“操作”所得溶液中得到晶體需進行的操作是:蒸發(fā)結(jié)晶,保存溫度在40℃以上趁熱過濾、洗滌、干燥;
(6)過程中存在反應:、,存在關(guān)系式,,質(zhì)量為2bc×10-4ml×55g/ml=0.011bcg,質(zhì)量分數(shù)為:。
19.(12分)工業(yè)上用鐵粉還原AgCl制取銀,某小組探究其過程和影響因素。
【實驗A】在試管中加入NaCl溶液,然后滴入溶液,產(chǎn)生白色沉淀。濾出白色沉淀,繼續(xù)實驗如下:
【資料】①

(1)檢驗ⅱ中產(chǎn)物
①?、⒅猩蠈忧逡?,滴加 溶液,產(chǎn)生藍色沉淀,說明溶液中含有。
②?、⒅猩倭炕液谏腆w,洗滌后將固體等分兩份。取其中一份,加入稀硝酸溶解,再加入NaCl溶液生
成 (填實驗現(xiàn)象),證明灰黑色固體中含有Ag。向另一份加入KI溶液,無明顯現(xiàn)象。
(2)檢驗ⅲ中產(chǎn)物。
①?、V谢野咨腆w,洗滌。進行如下實驗,確認灰白色固體中含AgCl:
濾液加鹽酸未產(chǎn)生沉淀,但加入硫酸后產(chǎn)生了白色沉淀,請寫出濾液加鹽酸的離子方程式: 。
②?、V猩蠈尤芤?,加幾滴KSCN溶液。取樣時間與溶液顏色如下表。
用離子方程式表示溶液變紅的原因 ,。
(3)小組同學認為可以直接氧化Ag繼而生成AgCl,對此設計實驗驗證: 。結(jié)果發(fā)現(xiàn),該實驗產(chǎn)生AgCl所需的時間更長。說明AgCl的產(chǎn)生主要與有關(guān)。
(4)實驗A中的ⅰ~ⅲ中,ⅰ中AgCl溶解,ⅲ中又生成AgCl的原因是: 。
實驗反思:鐵粉還原AgCl制取銀時應控制鐵粉、鹽酸的濃度和浸泡時間等因素。
【答案】(1) 鐵氰化鉀 (2分) 白色沉淀(2分)
(2) (2分) (2分)
(3)取少量銀粉于試管中,加入鹽酸,靜置一段時間,觀察現(xiàn)象(2分)
(4)ⅱ中靜置過程中生成的逐漸增大,將Ag氧化為,同時正向移動,逐漸減小,逆向移動,AgCl沉淀析出(2分)
【分析】AgCl白色沉淀中加入濃鹽酸,發(fā)生,沉淀溶解,加入足量鐵粉,鐵粉能置換出Ag,靜置過程中被氧化為,逐漸增大,將Ag氧化為,正向移動,逆向移動,析出AgCl。
【詳解】(1)①實驗室通常用鐵氰化鉀檢驗亞鐵離子,則?、⒅猩蠈忧逡海渭覭3[Fe(CN)6]溶液,發(fā)生反應,有產(chǎn)生藍色沉淀,說明溶液中含有Fe2+,故答案為:鐵氰化鉀;
②銀能溶于稀硝酸生成硝酸銀,銀離子與氯離子結(jié)合生成AgCl白色沉淀,因此取其中一份,加入稀硝酸溶解,再加入NaCl溶液生成白色沉淀,證明灰黑色固體中含有Ag,故答案為:白色沉淀;
(2)①灰白色固體中含AgCl,加入氨水生成Ag(NH3)2Cl絡合物,過濾,則濾渣為AgCl,濾液中含有Ag(NH3)2Cl,濾液加鹽酸未產(chǎn)生沉淀,發(fā)生的反應為,故答案為:;
②根據(jù)可知,應生成Fe3+,則Fe2+被氧化為Fe3+,反應的離子方程式為,故答案為:;
(3)要排除O2直接氧化Ag繼而生成AgCl,可設計實驗:取少量銀粉于試管中,加入鹽酸,靜置一段時間,觀察現(xiàn)象,結(jié)果發(fā)現(xiàn),該實驗產(chǎn)生AgCl所需的時間更長,說明AgCl的產(chǎn)生主要與Fe3+有關(guān),可排除氧氣的影響,故答案為:取少量銀粉于試管中,加入鹽酸,靜置一段時間,觀察現(xiàn)象;
(4)ⅰ中AgCl發(fā)生反應溶解,ⅱ中靜置過程中被氧化為, 逐漸增大,將Ag氧化為,同時正向移動,逐漸減小,逆向移動,AgCl沉淀析出,因此ⅲ中又生成AgCl,故答案為:ⅱ中靜置過程中生成的逐漸增大,將Ag氧化為,同時正向移動,逐漸減小,逆向移動,AgCl沉淀析出。
評卷人
得分
一、選擇題:本題共14小題,每小題3分,共42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。
選項
實驗目的
實驗方案
A
證明氧化性:
向溶液中加入溴水,振蕩,觀察溶液顏色變化,并與溴水的顏色進行比較
B
檢驗中的溴元素
將與溶液混合加熱,靜置,向上層清液加入溶液,觀察是否生成淺黃色沉淀
C
證明蔗糖與濃硫酸反應產(chǎn)生的氣體中含
將氣體通入澄清石灰水中,觀察是否生成白色沉淀
D
用固體配制溶液
將固體放在燒杯中,加入蒸餾水,攪拌
評卷人
得分
二、非選擇題:本題共5小題,共58分。
金屬硫化物









取樣時間
10分鐘
12小時
24小時
溶液顏色
淺紅色
紅色
深紅色

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