可能用到的相对原子质量: H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5 K 39 Ca 40 Mn 55 Fe 56 Cu Zn 65 Ag 108
选 择 题
单项选择题:本题包括10小题,每小题2分,共计20分。每小题只有一个选项符合题意。
1.2017年世界地球日我国的主题为“节约集约利用资源,倡导绿色简约生活”。下列做法应提倡的是
A.夏天设定空调温度尽可能的低
B.推广使用一次性塑料袋和纸巾
C.少开私家车多乘公共交通工具
D.对商品进行豪华包装促进销售
2.下列有关化学用语表示正确的是
A.质量数为31的磷原子:
B.氟原子的结构示意图:
C.CaCl2的电子式:
D.明矾的化学式:Al2(SO4)3
3.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A.Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂
B.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒
C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维
D.NH3易溶于水,可用作制冷剂
4.下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是
A.制取SO2 B.验证漂白性 C.收集SO2 D.尾气处理
5.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,Z是地壳中含量最多的元素,W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是
A.原子半径:r(X) < r(Y) < r(Z) < r(W)
B.W的最高价氧化物的水化物是一种弱碱
C.Y的单质的氧化性比Z的强
D.X、Y、Z 三种元素可以组成共价化合物和离子化合物
6.下列指定反应的离子方程式正确的是
A.钠与水反应:Na +2H2ONa++2OH– + H2↑
B.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl–+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH–
C.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:Ba2++OH– + H+ + BaSO4↓+H2O
D.向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水:Ca2+++OH–CaCO3↓+H2O
7.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.FeFeCl2Fe(OH)2
B.SSO3H2SO4
C.CaCO3CaOCaSiO3
D.NH3NOHNO3
8.通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是
①C(s) + H2O(g)CO(g) + H2 (g) ΔH1 = a kJ·mol−1
②CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2 (g) ΔH 2 = b kJ·mol−1
③CO2 (g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 3 = c kJ·mol−1
④2CH3OH(g)CH3OCH3 (g) + H2O(g) ΔH 4 = d kJ·mol−1
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)CH3OCH3 (g) +H2O(l)的ΔH =kJ·mol−1
D.反应 2CO(g) + 4H2 (g) CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol−1
9.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN–、Cl–
B.=1×10 −12的溶液中:K+、Na +、、
C.c(Fe2+) =1 mol·L−1的溶液中:K+、、、
D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、、、
10.H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快
B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快
C.图丙表明,少量Mn 2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快
D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大
不定项选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分;若正确括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分。
11.萜类化合物广泛存在于动植物体内,关于下列萜类化合物的说法正确的是
A.a和b都属于芳香族化合物
B.a和c分子中所有碳原子均处于同一平面上
C.a、b和c均能使酸性KMnO4溶液褪色
D.b和c均能与新制的Cu(OH)2反应生成红色沉淀
12.下列说法正确的是
A.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH < 0,ΔS >0
B.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀
C.常温下,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10−12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+)≤5.6×10−4 mol·L−1
D.常温常压下,锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2,反应中转移的电子数为6.02×1023
13.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项 | 实验操作和现象 | 实验结论 |
A | 向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡,无白色沉淀 | 苯酚浓度小 |
B | 向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,出现白色沉淀;再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解 | 部分Na2SO3被氧化 |
C | 向20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4,加热;再加入银氨溶液;未出现银镜 | 蔗糖未水解 |
D | 向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液,溶液呈蓝色 | 溶液中含Br2 |
A.浓度均为0.1 mol·L−1的 HCOONa和NH4Cl 溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者
B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
C.0.2 mol·L−1 HCOOH与0.1 mol·L−1 NaOH等体积混合后的溶液中:c(HCOO−)+
c(OH−)=c(HCOOH)+c(H+)
D.0.2 mol·L−1 CH3COONa 与 0.1 mol·L−1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c(CH3COO−) > c(Cl− ) > c(CH3COOH) > c(H+)
15.温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反应吸热)。实验测得:v正= v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
A.达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5
B.达平衡时,容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大
C.达平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%
D.当温度改变为T2时,若k正=k逆,则 T2> T1
非 选 择 题
16.(12分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:
注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_____________________。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH_________ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是___________。
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。阳极的电极反应式为_____________________,阴极产生的物质A的化学式为____________。
(5)铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是_____________________。
17.(15分)化合物H是一种用于合成γ-分泌调节剂的药物中间体,其合成路线流程图如下:
(1)C中的含氧官能团名称为_______和__________。
(2)D→E的反应类型为__________________________。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:_____________________。
①含有苯环,且分子中有一个手性碳原子;②能发生水解反应,水解产物之一是α-氨基酸,另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢。
(4)G 的分子式为C12H14N2O2,经氧化得到H,写出G的结构简式:__________________。
(5)已知:(R代表烃基,R'代表烃基或H)
请写出以、和(CH3)2SO4为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
18.(12分)碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。
(1)碱式氯化铜有多种制备方法
①方法1: 45 ~ 50℃时,向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O,该反应的化学方程式为_________________________。
②方法2: 先制得CuCl2,再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2,Fe3+对该反应有催化作用,其催化原理如图所示。M'的化学式为______。
(2)碱式氯化铜有多种组成,可表示为Cua(OH)bClc·xH2O。为测定某碱式氯化铜的组成,进行下列实验:①称取样品1.1160 g,用少量稀HNO3溶解后配成100.00 mL溶液A;②取25.00 mL溶液A,加入足量AgNO3溶液,得AgCl 0.1722 g;③另取25.00 mL溶液A,调节pH 4 ~ 5,用浓度为0.08000 mol·L−1的EDTA(Na2H2Y·2H2O)标准溶液滴定Cu2+ (离子方程式为Cu2++ H2Y2−CuY2−+2H+),滴定至终点,消耗标准溶液30.00 mL。通过计算确定该样品的化学式(写出计算过程)。
19.(15分)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。
已知:①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解,如:3NaClO2NaCl+NaClO3
②AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3) 2++ Cl− +2H2O
③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)2+:
4Ag(NH3) 2++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4+4NH3↑+H2O
(1)“氧化”阶段需在80℃条件下进行,适宜的加热方式为__________________。
(2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为________________。 HNO3也能氧化Ag,从反应产物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺点是
__________________________________________。
(3)为提高Ag的回收率,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤,并_______________________。
(4)若省略“过滤Ⅰ”,直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因过量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应),还因为
____________________________________________________________。
(5)请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案:________________________(实验中须使用的试剂有:2 mol·L−1水合肼溶液,1 mol·L−1H2SO4)。
20.(14分)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(1)将硫酸锰、钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有,其原因是___________________________________。
(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如题20图- 1和题20图- 2所示。
①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0 ~ 10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为_____________________。
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4−+H+的电离常数为Ka1,则
pKa1=_________(pKa1=−lgKa1)。
(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH =7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH > 7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如题20图−3所示。
在pH7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是
____________________。
②在pH4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为___________。 提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是____________________________________。
21.(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
(1)Fe3+基态核外电子排布式为____________________。
(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________,1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为______________。
(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。
(4)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为____________________。
(5)某FexNy的晶胞如题21图−1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x−n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图−2 所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。
B.[实验化学]
1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体,沸点为71℃,密度为1.36 g·cm−3。实验室制备少量1−溴丙烷的主要步骤如下:
步骤1: 在仪器A中加入搅拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水,冰水冷却下缓慢加入28 mL浓H2 SO4 ;冷却至室温,搅拌下加入24 g NaBr。
步骤2: 如图所示搭建实验装置, 缓慢加热,直到无油状物馏出为止。
步骤3: 将馏出液转入分液漏斗,分出有机相。
步骤4: 将分出的有机相转入分液漏斗,依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤,分液,得粗产品,进一步提纯得1-溴丙烷。
(1)仪器A的名称是_____________;加入搅拌磁子的目的是搅拌和___________________。
(2)反应时生成的主要有机副产物有2-溴丙烷和__________________________________。
(3)步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是___________________。
(4)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行,目的是______________________________。
(5)步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作: 向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液,振荡,____________,静置,分液。
2018年高考江苏卷化学模拟试题
(答案解析)
选 择 题
单项选择题:本题包括10小题,每小题2分,共计20分。每小题只有一个选项符合题意。
1.2017年世界地球日我国的主题为“节约集约利用资源,倡导绿色简约生活”。下列做法应提倡的是
A.夏天设定空调温度尽可能的低
B.推广使用一次性塑料袋和纸巾
C.少开私家车多乘公共交通工具
D.对商品进行豪华包装促进销售
【答案】C
【解析】A.设定温度很低时,空调会一直工作,浪费电能,A错误;B.使用一次性塑料袋和纸巾是浪费资源的行为,B错误;少开私家车多乘公共交通工具,属于节约集约利用资源,应该提倡,C正确;D.对商品进行豪华包装浪费资源,D不正确。
2.下列有关化学用语表示正确的是
A.质量数为31的磷原子:
B.氟原子的结构示意图:
C.CaCl2的电子式:
D.明矾的化学式:Al2(SO4)3
【答案】A
3.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A.Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂
B.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒
C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维
D.NH3易溶于水,可用作制冷剂
【答案】A
【解析】A.过氧化钠可以和二氧化碳反应生成氧气,A正确;B.因二氧化氯具有氧化性才用于自来水的杀菌消毒,B错误;C.二氧化硅透光性好,用于制造光导纤维,C错误;D.液氨气化时吸收大量热,所以氨可用作制冷剂,D错误。
4.下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是
A.制取SO2 B.验证漂白性 C.收集SO2 D.尾气处理
【答案】B
【解析】A.铜和稀硫酸不反应,A错误;B.二氧化硫可使品红溶液褪色,B正确;C.二氧化硫密度比空气大,应将进气管伸到瓶底,用向上排空气法收集,C错误;D.二氧化硫在饱和亚硫酸氢钠溶液中溶解度很小,不可用于吸收尾气,D错误。
5.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,Z是地壳中含量最多的元素,W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是
A.原子半径:r(X) < r(Y) < r(Z) < r(W)
B.W的最高价氧化物的水化物是一种弱碱
C.Y的单质的氧化性比Z的强
D.X、Y、Z 三种元素可以组成共价化合物和离子化合物
【答案】D
6.下列指定反应的离子方程式正确的是
A.钠与水反应:Na +2H2ONa++2OH– + H2↑
B.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl–+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH–
C.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:Ba2++OH– + H+ + BaSO4↓+H2O
D.向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水:Ca2+++OH–CaCO3↓+H2O
【答案】B
【解析】A.电荷不守恒,A错误;B.正确;C.配比错误,OH−、H+、H2O的化学计量数都是2,C错误;D.漏了和OH−之间的反应,D错误。
7.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.FeFeCl2Fe(OH)2
B.SSO3H2SO4
C.CaCO3CaOCaSiO3
D.NH3NOHNO3
【答案】C
【解析】A.铁与氯气反应只能生成氯化铁,A错误;B.硫在空气或氧气中燃烧只能生成二氧化硫,B错误;C.两步均能实现,C正确;D.NO不与H2O反应,D错误。
8.通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是
①C(s) + H2O(g)CO(g) + H2 (g) ΔH1 = a kJ·mol−1
②CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2 (g) ΔH 2 = b kJ·mol−1
③CO2 (g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 3 = c kJ·mol−1
④2CH3OH(g)CH3OCH3 (g) + H2O(g) ΔH 4 = d kJ·mol−1
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)CH3OCH3 (g) +H2O(l)的ΔH =kJ·mol−1
D.反应 2CO(g) + 4H2 (g) CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol−1
【答案】C
9.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN–、Cl–
B.=1×10 −12的溶液中:K+、Na +、、
C.c(Fe2+) =1 mol·L−1的溶液中:K+、、、
D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、、、
【答案】B
【解析】A.Fe3+和SCN−会发生反应生成血红色的配合物,A错误;B.根据KW可以求出c(OH−)=0.1mol/L,溶液显碱性,这4种离子可以大量共存,B正确;C.Fe2+还原性较强,氧化性较强,两者因发生氧化还原反应而不能大量共存,C错误;D.使甲基橙变红的溶液显酸性,不能在酸性溶液中大量共存,D错误。
10.H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快
B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快
C.图丙表明,少量Mn 2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快
D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大
【答案】D
不定项选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分;若正确括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分。
11.萜类化合物广泛存在于动植物体内,关于下列萜类化合物的说法正确的是
A.a和b都属于芳香族化合物
B.a和c分子中所有碳原子均处于同一平面上
C.a、b和c均能使酸性KMnO4溶液褪色
D.b和c均能与新制的Cu(OH)2反应生成红色沉淀
【答案】C
【解析】A.a分子中没有苯环,所以a不属于芳香族化合物,A错误;B.a、c分子中分别有6个和9个sp3杂化的碳原子,所以这两个分子中所有碳原子不可能处于同一平面内,B错误;C.a分子中有2个碳碳双键,b分子中苯环上连接有甲基,c分子中有醛基,这三种物质都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以C正确;D.b分子中没有醛基,所以其不能与新制的氢氧化铜反应,D错误。
12.下列说法正确的是
A.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH < 0,ΔS >0
B.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀
C.常温下,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10−12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+)≤5.6×10−4 mol·L−1
D.常温常压下,锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2,反应中转移的电子数为6.02×1023
【答案】BC
13.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项 | 实验操作和现象 | 实验结论 |
A | 向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡,无白色沉淀 | 苯酚浓度小 |
B | 向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,出现白色沉淀;再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解 | 部分Na2SO3被氧化 |
C | 向20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4,加热;再加入银氨溶液;未出现银镜 | 蔗糖未水解 |
D | 向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液,溶液呈蓝色 | 溶液中含Br2 |
【解析】A.向苯酚溶液中加少量的浓溴水,生成的三溴苯酚可以溶解在过量的苯酚溶液中,所以无白色沉淀,A错误;B.沉淀部分溶解,说明还有一部分不溶解,不溶解的一定是硫酸钡,溶解的是亚硫酸钡,所以亚硫酸钠只有部分被氧化,B正确;C.银镜反应是在碱性条件下发生的,本实验中没有加入碱中和做催化剂的稀硫酸,所以无法发生银镜反应,从而无法证明蔗糖是否水解,C错误;D.溶液变蓝,说明有碘生成或本来就有碘分子。能把碘离子氧化为碘的黄色溶液除了可能是溴水外,还可能是含其他氧化剂(如Fe3+)的溶液;当然黄色溶液也可能是稀的碘水,所以D错误。
14.常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10−4,Ka(CH3COOH)=1.75×10−5,Kb(NH3·H2O) =1.76×10−5,下列说法正确的是
A.浓度均为0.1 mol·L−1的 HCOONa和NH4Cl 溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者
B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
C.0.2 mol·L−1 HCOOH与0.1 mol·L−1 NaOH等体积混合后的溶液中:c(HCOO−)+ c(OH−)=c(HCOOH)+c(H+)
D.0.2 mol·L−1 CH3COONa 与 0.1 mol·L−1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c(CH3COO−) > c(Cl− ) > c(CH3COOH) > c(H+)
【答案】AD
15.温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反应吸热)。实验测得:v正= v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
A.达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5
B.达平衡时,容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大
C.达平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%
D.当温度改变为T2时,若k正=k逆,则 T2> T1
【答案】CD
【解析】由容器I中反应2NO2 2NO+O2
起始量(mol/L) 0.6 0 0
变化量(mol/L) 0.4 0.4 0.2
平衡量(mol/L) 0.2 0.4 0.2
可以求出平衡常数K=,平衡时气体的总物质的量为0.8 mol,其中NO占0.4 mol,所以NO的体积分数为50%,。在平衡状态下,v正=v(NO2)消耗=v逆=v(NO)消耗,所以k正c2(NO2)=k逆c2(NO)•c(O2),进一步求出。
因为,,解之得x=,求出此时浓度商Qc=>K,所以容器II达平衡时,一定小于1,B错误;C.若容器III在某时刻,NO的体积分数为50%,
由反应2NO2 2NO + O2
起始量(mol/L) 0 0.5 0.35
变化量(mol/L) 2x 2x x
平衡量(mol/L) 2x 0.5−2x 0.35−x
由0.5−2x=2x+0.35−x,解之得,x=0.05,求出此时浓度商Qc=>,说明此时反应未达平衡,反应继续向逆反应方向进行,NO进一步减少,所以C正确;D.温度为T2时,>0.8,因为正反应是吸热反应,升高温度后化学平衡常数变大,所以T2>T1,D正确。
非 选 择 题
16.(12分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:
注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_____________________。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH_________ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是___________。
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。阳极的电极反应式为_____________________,阴极产生的物质A的化学式为____________。
(5)铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是_____________________。
【答案】(1)Al2O3+2OH−=2+H2O (2)减小
(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化 (4)4+2H2O−4e−=4+O2↑ H2
(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜
(2)为了提高铝土矿的浸取率,氢氧化钠溶液必须过量,所以过滤I所得滤液中含有氢氧化钠,加入碳酸氢钠溶液后,氢氧化钠与碳酸氢钠发生反应生成碳酸钠和水,所以溶液的pH减小。
(3)电解I过程中,石墨阳极上氧离子被氧化为氧气,在高温下,氧气与石墨发生反应生成气体,所以,石墨电极易消耗的原因是被阳极上产生的氧气氧化。学科网
(4)由图中信息可知,生成氧气的为阳极室,溶液中水电离的OH−放电生成氧气,破坏了水的电离平衡,碳酸根结合H+转化为,所以电极反应式为4+2H2O−4e−=4+O2↑,阴极室氢氧化钠溶液浓度变大,说明水电离的H+放电生成氢气而破坏水的电离平衡,所以阴极产生的物质A为H2。
(5)铝在常温下就容易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜。氯化铵受热分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜,所以加入少量的氯化铵有利于AlN的制备。
17.(15分)化合物H是一种用于合成γ-分泌调节剂的药物中间体,其合成路线流程图如下:
(1)C中的含氧官能团名称为_______和__________。
(2)D→E的反应类型为__________________________。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:_____________________。
①含有苯环,且分子中有一个手性碳原子;②能发生水解反应,水解产物之一是α-氨基酸,另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢。
(4)G 的分子式为C12H14N2O2,经氧化得到H,写出G的结构简式:__________________。
(5)已知:(R代表烃基,R'代表烃基或H)
请写出以、和(CH3)2SO4为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)醚键 酯基
(2)取代反应
(3)
(4)
(5)
【解析】(1)C中的含氧官能团名称为醚键和酯基 。
(2)由D→E的反应中,D分子中的亚氨基上的氢原子被溴丙酮中的丙酮基取代,所以反应类型为取代反应。
(3)分析C的结构特点,C分子中除苯环外,还有3个C、3个O、1个N和1个不饱和度。C的同分异构体能发生水解,由于其中一种水解产物分子中只有2种不同的H原子,所以该水解产物一定是对苯二酚;另一种水解产物是α-氨基酸,则该α-氨基酸一定是α-氨基丙酸,结合两种水解产物可以写出C的同分异构体为 。
(5)以和(CH3)2SO4为原料制备,首先分析合成对象与原料间的关系。结合上述合成路线中D到E的变化,可以逆推出合成该有机物所需要的两种反应物分别为和;结合B到C的反应,可以由逆推到,再结合A到B的反应,推到原料;结合学过的醇与氢卤酸反应,可以发现原料与氢溴酸反应即可得到。具体的合成路线流程图如下:
18.(12分)碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。
(1)碱式氯化铜有多种制备方法
①方法1: 45 ~ 50℃时,向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O,该反应的化学方程式为_________________________。
②方法2: 先制得CuCl2,再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2,Fe3+对该反应有催化作用,其催化原理如图所示。M'的化学式为______。
(2)碱式氯化铜有多种组成,可表示为Cua(OH)bClc·xH2O。为测定某碱式氯化铜的组成,进行下列实验:①称取样品1.1160 g,用少量稀HNO3溶解后配成100.00 mL溶液A;②取25.00 mL溶液A,加入足量AgNO3溶液,得AgCl 0.1722 g;③另取25.00 mL溶液A,调节pH 4 ~ 5,用浓度为0.08000 mol·L−1的EDTA(Na2H2Y·2H2O)标准溶液滴定Cu2+ (离子方程式为Cu2++ H2Y2−CuY2−+2H+),滴定至终点,消耗标准溶液30.00 mL。通过计算确定该样品的化学式(写出计算过程)。
【答案】(1)①4CuCl + O2+ 8H2O2Cu2(OH)2Cl2·3H2O ②Fe2+
(2)n(Cl−)=n(AgCl)×==4.800×10−3mol
n(Cu2+)=n(EDTA)×
=0.08000 mol·L−1×30.00 mL×10−3 L·mL−1×=9.600×10−3 mol
n(OH−)=2n(Cu2+)−n(Cl−)=2×9.600×10−3 mol-4.800×10−3 mol=1.440×10−2 mol
m(Cl−)=4.800×10−3 mol×35.5 g· mol −1 =0.1704 g
m(Cu2+)=9.600×10−3 mol× g· mol −1 =0.6144 g
m(OH−)=1.440×10−2 mol×17 g· mol −1 =0.2448 g
n(H2O)==4.800×10−3 mol
a∶b∶c∶x = n(Cu2+)∶n(OH−)∶n(Cl−)∶n(H2O)=2∶3∶1∶1
化学式为Cu2(OH)3Cl·H2O
(2)由实验②可以求出该样品中所含Cl−的物质的量,由氯离子守恒得:
n(Cl−)=n(AgCl)×==4.800×10−3mol
由实验③结合反应信息Cu2++ H2Y2−CuY2−+2H+,可以求出样品中所含Cu元素的物质的量:
n(Cu2+)=n(EDTA)×
=0.08000 mol·L−1×30.00 mL×10−3 L·mL−1×=9.600×10−3 mol
再由化合物中电荷守恒得:
n(OH−)=2n(Cu2+)−n(Cl−)=2×9.600×10−3 mol-4.800×10−3 mol=1.440×10−2 mol
分别求出这3种离子的质量,根据质量守恒,求出H2O的质量:
m(Cl−)=4.800×10−3 mol×35.5 g· mol −1 =0.1704 g
m(Cu2+)=9.600×10−3 mol× g· mol −1 =0.6144 g
m(OH−)=1.440×10−2 mol×17 g· mol −1 =0.2448 g
再求出结晶水的物质的量:
n(H2O)==4.800×10−3 mol
最后求出各粒子的个数之比,写出化学式:
因为a∶b∶c∶x = n(Cu2+)∶n(OH−)∶n(Cl−)∶n(H2O)=2∶3∶1∶1 ,所以该样品的化学式为
Cu2(OH)3Cl·H2O。
【名师点睛】本题重点考查学生对化学反应中物质间转化的计量关系、反应条件的定量控制及化学反应原理的理解和应用水平,考查学生运用实验数据和结果进行化学计算的能力,也考查了学生获取信息的能力和分析推理的能力。解题的关键有:①分析反应前后元素的化合价变化情况,明确反应中的定量关系。②体验从定量的角度控制反应的基本条件的方法。③理解溶液中的离子反应与实验滴定方法的定量计算,理清物质间的计量关系。④综合运用电荷守恒和质量守恒,理清思路,做到步骤清晰、细心运算。
19.(15分)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。
已知:①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解,如:3NaClO2NaCl+NaClO3
②AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3) 2++ Cl− +2H2O
③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)2+:
4Ag(NH3) 2++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4+4NH3↑+H2O
(1)“氧化”阶段需在80℃条件下进行,适宜的加热方式为__________________。
(2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为________________。 HNO3也能氧化Ag,从反应产物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺点是
__________________________________________。
(3)为提高Ag的回收率,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤,并_______________________。
(4)若省略“过滤Ⅰ”,直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因过量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应),还因为
____________________________________________________________。
(5)请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案:________________________(实验中须使用的试剂有:2 mol·L−1水合肼溶液,1 mol·L−1H2SO4)。
【答案】(1)水浴加热
(2)4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑
会释放出氮氧化物(或 NO、NO2 ),造成环境污染
(3)将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中
(4)未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的Cl−,不利于AgCl与氨水反应
(5)向滤液中滴加2 mol·L−1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1 mol·L−1 H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥。
(3)为提高Ag的回收率,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤,洗涤的目的是为了把滤渣表面残存的银氨配离子洗涤下来,并将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中。
(4)若省略“过滤Ⅰ”,直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因过量NaClO与NH3·H2O反应外,还因为未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,氨水的浓度变小,且其中含有一定浓度的Cl−,不利于AgCl与氨水发生AgCl+2NH3·H2OAg(NH3) 2++ Cl− +2H2O反应 ,使得银的回收率变小。
(5)“过滤Ⅱ”后的滤液含有银氨配离子,根据题中信息常温时 N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原 Ag(NH3) 2+ :4 Ag(NH3) 2++N2H4·H2O4Ag↓+ N2↑+ 4+ 4NH3↑+H2O ,所以首先向该滤液中加入水合肼把银氨配离子充分还原,由于该反应产生所气体中含有氨气,氨气有强烈的刺激性气味会污染空气,所以要设计尾气处理措施,可以用题中提供的、要求必须使用的硫酸作尾气吸收剂把氨气吸收。最后把反应混合物静置、过滤、洗涤、干燥即可得到回收的银。具体方案如下:向滤液中滴加2mol·L−1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1 mol·L−1 H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3 ,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥。
20.(14分)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(1)将硫酸锰、钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有,其原因是___________________________________。
(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如题20图- 1和题20图- 2所示。
①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0 ~ 10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为_____________________。
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4−+H+的电离常数为Ka1,则
pKa1=_________(pKa1=−lgKa1)。
(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH =7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH > 7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如题20图−3所示。
在pH7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是
____________________。
②在pH4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为___________。 提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是____________________________________。
【答案】
(1)碱性溶液吸收了空气中的CO2
(2)①OH− + H3AsO3H2AsO3− + H2O ②2.2
(3)①在pH7~9之间,随pH升高H2AsO4−转变为HAsO42−,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加
②在pH4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2AsO4−和HAsO42−阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小
加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷
21.(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
(1)Fe3+基态核外电子排布式为____________________。
(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________,1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为______________。
(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。
(4)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为____________________。
(5)某FexNy的晶胞如题21图−1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x−n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图−2 所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。
【答案】
(1)[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5
(2)sp2和sp3 9 mol
(3)H (5)Fe3CuN B.[实验化学] 1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体,沸点为71℃,密度为1.36 g·cm−3。实验室制备少量1−溴丙烷的主要步骤如下: 步骤1: 在仪器A中加入搅拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水,冰水冷却下缓慢加入28 mL浓H2 SO4 ;冷却至室温,搅拌下加入24 g NaBr。 步骤2: 如图所示搭建实验装置, 缓慢加热,直到无油状物馏出为止。 步骤3: 将馏出液转入分液漏斗,分出有机相。 步骤4: 将分出的有机相转入分液漏斗,依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤,分液,得粗产品,进一步提纯得1-溴丙烷。 (1)仪器A的名称是_____________;加入搅拌磁子的目的是搅拌和___________________。 (2)反应时生成的主要有机副产物有2-溴丙烷和__________________________________。 (3)步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是___________________。 (4)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行,目的是______________________________。 (5)步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作: 向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液,振荡,____________,静置,分液。 【答案】 (1)蒸馏烧瓶 防止暴沸 (2)丙烯、正丙醚 (3)减少1-溴丙烷的挥发 (4)减少HBr挥发 (5)将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体