江苏省南通市海安市2022-2023高三上学期1月期末考试化学试题

江苏省南通市海安市2022-2023学年高三上学期1月期末考试化学试题
一、单选题
1.(2022高三上·海安期末)化学材料助推了体育运动的推广和发展。下列所涉及的物质属于有机高分子化合物的是
A.制作运动器材比重轻强度高的材料——钛合金
B.轻便吸汗的运动服使用主要的材料——聚酯纤维
C.足球比赛裁判标注点位泡沫的成分——植物油
D.向软组织受伤伤口喷射药品的成分——氯乙烷
2.(2022高三上·海安期末)和NaClO混合液作为复合吸收剂可脱除烟气中的、。下列说法正确的是
A.的空间构型为V形 B.中Cl元素的化合价为+5
C.NaClO电子式为 D.中子数为8的氮原子表示为
3.(2022高三上·海安期末)是重要的还原剂,合成方法:。下列说法正确的是
A.半径大小: B.电负性大小:
C.第一电离能: D.碱性强弱:
4.(2022高三上·海安期末)下列实验室制取、干燥、收集并进行尾气处理的装置能达到实验目的的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙干燥
C.用装置丙收集 D.用装置丁吸收
5.(2022高三上·海安期末)铜、银位于周期表中第ⅠB族。铜、硫酸铜、硝酸银、银氨溶液是实验室常用的含铜或银的化学试剂。从废定影液[主要含有、、、等微粒]中回收Ag和的主要步骤:向该废定影液中加入氢氧化钠调节pH在7.5~8.5之间,然后再加入稍过量溶液沉银,过滤、洗涤及干燥,灼烧制Ag;滤液中通入氧化,用苯萃取分液。下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.铜具有良好导热性,可用作印刷电路板
B.硫酸铜溶液显酸性,可用作泳池杀菌剂
C.溴化银呈淡黄色,可用于制作相机胶片
D.银氨溶液具有弱氧化性,可用于制作银镜
6.(2022高三上·海安期末)铜、银位于周期表中第ⅠB族。铜、硫酸铜、硝酸银、银氨溶液是实验室常用的含铜或银的化学试剂。从废定影液[主要含有、、、等微粒]中回收Ag和的主要步骤:向该废定影液中加入氢氧化钠调节pH在7.5~8.5之间,然后再加入稍过量溶液沉银,过滤、洗涤及干燥,灼烧制Ag;滤液中通入氧化,用苯萃取分液。下列有关从废定影液中回收Ag和的说法正确的是
A.过滤时,为加快滤液流下,可以用玻璃棒搅拌漏斗中的液体
B.配制溶液时,向其中加入少量NaOH溶液,的值增大
C.灼烧生成和,该反应每生成转移3mol电子
D.分液时,先放出水层,再从分液漏斗下口放出含有苯和溴的有机层
7.(2022高三上·海安期末)铜、银位于周期表中第ⅠB族。铜、硫酸铜、硝酸银、银氨溶液是实验室常用的含铜或银的化学试剂。从废定影液[主要含有、、、等微粒]中回收Ag和的主要步骤:向该废定影液中加入氢氧化钠调节pH在7.5~8.5之间,然后再加入稍过量溶液沉银,过滤、洗涤及干燥,灼烧制Ag;滤液中通入氧化,用苯萃取分液。下列化学反应表示正确的是
A.硫酸铜溶液中加入小粒金属钠:
B.用铜电极电解硫酸铜溶液:
C.稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管:
D.多余的用硝酸处理:
8.(2022高三上·海安期末)化学常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列与NH3有关的图像描述正确的是
A.图①表示在t1时刻扩大容器体积,v逆随时间变化的曲线
B.图②表示平衡时NH3体积分数随起始变化的曲线,则转化率:aA(H2)=aB(H2)
C.图③表示25℃时分别稀释pH=1的NaOH溶液和氨水时溶液pH的变化,曲线Ⅰ表示氨水
D.图④可表示CH3COOH溶液中通入NH3至过量的过程中溶液导电性的变化
9.(2022高三上·海安期末)科学家利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池,结构如图所示,隔膜只允许通过。电池反应为。下列说法错误的是
A.3D-Zn具有较高的表面积,有利于沉积ZnO
B.放电时每沉积,有通过隔膜
C.充电时3D-Zn电极应与外接直流电源的负极相连
D.充电时阳极反应为
10.(2022高三上·海安期末)化合物Z是合成平喘药沙丁胺醇的中间体,可通过下列路线制得:
已知:X→Y的过程中,X先与HCHO发生加成,再与HCl发生取代。下列说法正确的是
A.X分子中所有原子在同一平面上
B.X→Y的中间产物分子式为
C.Y可以发生氧化、取代和消去反应
D.1molZ最多能与2molNaOH反应
11.(2022高三上·海安期末)室温下,下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项 实验探究方案 探究目的
A 向溶液X中加入稀硫酸,并将产生的无色气体通入澄清石灰水中,观察是否有沉淀生成 溶液X中含有或HCO3
B 常温下,向10mL0.1mol/LNaCl溶液中滴加5滴0.1mol/LAgNO3溶液,充分反应后,再滴加5滴0.1mol/LKI溶液,观察沉淀颜色变化 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
C 向淀粉溶液中滴加少量稀硫酸,水浴加热一段时间后冷却,向溶液中滴加碘水,观察溶液颜色 淀粉未发生水解
D 将硫酸酸化的H2O2滴入Fe(NO3)2溶液,观察溶液颜色 氧化性:H2O2>Fe3+
A.A B.B C.C D.D
12.(2022高三上·海安期末)工业上以羟磷灰石精矿[主要成分是Ca5(PO4)3OH,还含有少量石英和氧化铁等杂质]为原料,生产磷酸二氢钾(KH2PO4)的流程如下:
已知:溶液中H3PO4、、、的分布分数随pH的变化如上图所示。下列说法正确的是
A.“制酸过滤”过程所得滤渣的主要成分为硅酸
B.三辛胺的结构简式为N(C8H17)3,与盐酸反应时,三辛胺提供空轨道
C.“反应”中为获得较纯净KH2PO4,当pH=10时,停止加入三辛胺
D.0.1 mol/L KH2PO4溶液中:
13.(2022高三上·海安期末)利用-丁内酯制备四氢呋喃,反应过程中伴有生成1-丁醇的副反应,涉及反应如下:
已知:反应Ⅰ为快速反应,反应Ⅱ、Ⅲ为慢速反应。在493K、的高压氛围下(压强近似等于总压),以-丁内酯为初始原料,x(-丁内酯)和x(1,4-丁二醇)随时间t变化关系如图所示[x(i)表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比]。下列说法正确的是
A.-丁内酯分子中键与键数目之比为6∶1
B.生成四氢呋喃的速率主要决定于反应Ⅰ
C.时刻
D.增大的压强一定有利于提高四氢呋喃产率
二、综合题
14.(2022高三上·海安期末)工业废渣中的综合利用。
(1)用工业钢渣处理酸性废水
工业钢渣主要含,还含有、、、等。工业钢渣加水后搅拌得钢渣浆液,向钢渣浆液中逐渐加入硫酸溶液(模拟酸性废水)酸化,浆液pH以及浸出液中金属离子的质量浓度随时间变化情况如图所示。
①pH=4时,浸出液中质量浓度最大的金属离子是   。
②随硫酸溶液逐渐加入,浓度先增大后减小,原因是   。
(2)以电石渣制备
电石渣主要成分为,制备的流程如下:
已知:氯化时存在与作用生成的反应,进一步转化为,少量热分解为和。
①生成的化学方程式为   。
②“分解比”是衡量氯化程度的标准,氯化后溶液中总质量与总质量的比值称为“分解比”,随氯化温度升高,分解比的实际值增大的原因可能是   。
③“转化”时向滤液中加入固体将转化为,可能的原因是   。
④该流程制得的样品中含少量杂质,为测定产品纯度进行如下实验:准确称取5.049g样品溶于水中,配成250mL溶液,从中取出25.00mL于锥形瓶中,加入适量葡萄糖,加热使全部转化为,加入少量溶液作指示剂,用溶液进行滴定至终点,消耗溶液体积。计算样品的纯度。(请写出计算过程)   
15.(2022高三上·海安期末)有机物F是一种新型大环芳酰胺的合成原料,可通过以下方法合成:
(1)有机物A中含氧官能团的名称为   。
(2)D→E的反应类型为   。
(3)若有机物B直接硝化,主要产物的结构简式为   。
(4)写出一种符合下列条件的有机物B的同分异构体的结构简式:   。
①能与溶液发生显色反应;
②分子中含有2个苯环,共有3种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:,写出以、和为原料制备的合成路线流程图    (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
16.(2022高三上·海安期末)钴及其化合物在工业生产中有着广阔的应用前景。
已知:不易被氧化,具有强氧化性;具有较强还原性,性质稳定。
(1)从锂钴废料(主要成分为)分离
①“酸溶”时不同浸出剂对应钴元素浸出率:a.HCl 98.4%;b. 98.0%。则“酸溶”时最佳的浸出剂应该选择   (填“a”或“b”),并说明理由:   。
②“净化”时,加NaF固体是将转化为沉淀,“净化”后溶液中。若“过滤1”后溶液中浓度为,则“净化”后   。[溶液体积变化忽略不计,不考虑其他离子影响。25℃时]
(2)由制备
实验过程:称取研细的和于烧杯中溶解,将溶液转入三颈烧瓶,分液漏斗中分别装有25mL浓氨水,的溶液,控制反应温度为60℃,打开分液漏斗,反应一段时间后,得溶液。实验装置如图所示。
①由制备溶液的离子方程式为   。
②分液漏斗中液体加入到三颈烧瓶中的顺序为   。
(3)热分解制备
有氧和无氧环境下,热解所得和CoO的百分含量与温度关系如图所示。请补充完整由制备较纯净的实验方案,取一定质量的于热解装置中,   ,干燥。(已知:、CoO均难溶于水。难溶于酸,CoO能溶于酸中。须使用的试剂和仪器有:,蒸馏水,溶液)
17.(2022高三上·海安期末)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。
(1)硫碘循环制氢
热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下所示:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
已知:。则反应Ⅱ的   。
(2)生物质制氢
电解—葡萄糖制氢实验的装置如图所示,电极两侧的电解液在泵的作用下在电解液储槽和电极间不断循环。
①该装置产生氢气速率明显高于不加入直接电解葡萄糖制氢。其原因是   。
②电解—葡萄糖制氢的反应过程可描述为   。
③电解一段时间后,需向储槽中补充的物质是   。
(3)氢气应用
最新研制出的由裂解气(、、)与煤粉在催化剂条件下制乙炔,该生产过程是目前清洁高效的煤化工过程。将乙烯和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),发生反应:。出口气体中测得含有乙烯、乙炔、氢气。下图为乙炔产率与进料气中的关系。
①当进料气中时,出口气体中乙炔的体积分数为   。
②图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是   。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】有机高分子化合物的结构和性质
【解析】【解答】A.金属和合金属于金属材料,A不符合题意;
B.聚酯纤维为有机合成高分子材料,B符合题意;
C.植物油成分中物质的相对分子质量较小,不是高分子化合物,C不符合题意;
D.氯乙烷相对分子质量较小,不是高分子化合物,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.金属和合金属于金属材料;
B.聚酯纤维为有机合成高分子材料;
C.油脂不是高分子化合物;
D.氯乙烷相对分子质量较小,不是高分子化合物。
2.【答案】A
【知识点】元素、核素;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.SO2中心S的价层电子数3,孤对电子数为1,所以其空间构型为V形,A符合题意;
B.NaClO2中Na为+1价,O为-2,故Cl的化合价为+3价,B不符合题意;
C.NaClO为离子型化合物,电子式为 ,C不符合题意;
D.氮原子的质子数为7,中子数为8,质量数为15,中子数为8的氮原子表示为,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;
B.依据化合物化合价代数和为0计算;
C.NaClO为离子型化合物;
D.原子符号表示中,左下角表示质子数,左上角表示质量数,质量数=中子数+质子数。
3.【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;半径大小:A不符合题意;
B.同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;电负性大小:,B不符合题意;
C.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;第一电离能:,C符合题意;
D.金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,碱性强弱:,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;
B.同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;
C.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;
D.金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强。
4.【答案】D
【知识点】气体发生装置;气体的收集;尾气处理装置
【解析】【解答】A.使用试管加热固体时,试管应稍向下倾斜,防止在试管口冷凝的水倒流使试管骤冷而炸裂;装置甲不能达到制取氨气的目的,A不符合题意;
B.氨气会与浓硫酸反应生成硫酸铵,因此氨气不能用浓硫酸干燥,可使用碱石灰;装置乙不能达到干燥氨气的目的,B不符合题意;
C.氨气的密度小于空气,应该短导管进,使空气从长导管出;装置丙不能达到收集氨气的目的,C不符合题意;
D.氨气极易溶于水,做尾气吸收时需要防倒吸,导管的末尾使用干燥管可以起到防倒吸的作用;装置丁可达到实验目的,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.使用试管加热固体时,试管应稍向下倾斜;
B.氨气会与浓硫酸反应生成硫酸铵;
C.氨气的密度小于空气,应向下排空气法;
D.氨气极易溶于水,做尾气吸收时需要防倒吸。
5.【答案】D
【知识点】铜及其化合物;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
【解析】【解答】A.铜可用作印刷电路板是因为铜可以与铁离子反应,与导热性无关,故A不符合题意;
B.硫酸铜溶液可用作泳池杀菌剂是因为硫酸铜具有杀菌消毒作用,与酸性无关,故B不符合题意;
C.溴化银可用于制作相机胶片是因为溴化银具有感光性,与颜色无关,故C不符合题意;
D.银氨溶液具有弱氧化性,可以和还原性的醛基发生氧化还原反应而被还原为银,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.因为铜可以与铁离子反应;
B.因为硫酸铜是重金属盐,使蛋白质变性;
C.因为溴化银具有感光性;
D.银氨溶液具有弱氧化性,可以和还原性的醛基发生氧化还原反应而被还原为银。
6.【答案】C
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.过滤时,不能用玻璃棒搅拌漏斗中的液体,防止滤纸破损,A不符合题意;
B.配制溶液时,向其中加入少量NaOH溶液,可抑制硫离子水解,但氢氧根浓度增大的更多,的值减小,B不符合题意;
C.灼烧生成和,S元素化合价从-2价升高到+4价,失去6个电子,所以该反应每生成,同时有0.5mol硫元素被氧化,转移3mol电子,C符合题意;
D.分液时,先放出水层,再从分液漏斗上口倒出含有苯和溴的有机层,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.过滤时,不能用玻璃棒搅拌;
B.依据水解平衡的影响因素分析;
C.依据化合价变化判断;
D.分液时下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。
7.【答案】D
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A Na与CuSO4溶液反应生成硫酸钠、氢气和氢氧化铜,不会置换出Cu:,A不符合题意;
B. 用惰性电极电解硫酸铜溶液:,用铜电极时阳极铜失去电子被氧化,B不符合题意;
C. 稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管,银与硝酸反应生成硝酸银、水和一氧化氮: ,C不符合题意;
D.与硝酸反应生成硝酸银、硝酸铵和水,则多余的用硝酸处理:,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A 依据钠的性质分析,与盐溶液反应时“先水后盐”;
B. 活性电极作阳极,电极本身失去电子,发生氧化反应;
C. 原子和得失电子不守恒;
D.与硝酸反应生成硝酸银、硝酸铵和水。
8.【答案】A
【知识点】化学平衡转化过程中的变化曲线;电解质溶液的导电性
【解析】【解答】A.的正反应是气体体积减小的反应,在t1时刻扩大容器体积,导致NH3气体的浓度降低,体系的压强减小,v逆减小,化学平衡向气体体积增大的逆反应方向移动,导致NH3的浓度进一步减小,v逆减小,后到t2时反应达到平衡状态,故可以表示v逆随时间变化的曲线,A符合题意;
B.A、B两点NH3的平衡含量相同,但反应体系中越大反应的H2的物质的量就越多, H2的转化率就越大,所以转化率:aA(H2)<aB(H2),B不符合题意;
C.开始时溶液pH相等,溶液中c(OH-)相等,但NaOH是强电解质完全电离,而氨水中存在电离平衡,所以开始时浓度c(NH3·H2O)>c(NaOH),当二者稀释相同倍数时,稀释使溶液中c(OH-)减小,氨水中电离平衡正向移动,最终达到平衡时氨水中c(OH-)比NaOH大,溶液pH更大,故曲线Ⅰ表示NaOH溶液,曲线Ⅱ表示氨水,C不符合题意;
D.CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,溶液中含有自由移动的离子,因此能够导电,向溶液中通入NH3,反应产生盐CH3COONH4,导致溶液中自由移动的离子浓度增大,溶液导电性增强,当二者恰好反应时离子浓度最大,溶液导电能力最强,后溶液中自由移动的离子浓度几乎不变,因此图示不能表示CH3COOH溶液中通入NH3至过量的过程中溶液导电性的变化,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.依据影响反应速率和化学平衡的因素分析;
B.增大一种反应物的量,可提高其它反应物的转化率,自身的转化率反应降低。
C.相同pH的弱碱和强碱,加水稀释,强碱的pH变化大;
D.导电能力强弱与离子浓度大小有关。
9.【答案】B
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A.三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)为多孔结构,具有较高的表面积,有利于沉积ZnO,故A不符合题意;
B.放电时由负极反应,可知每沉积,有通过隔膜,故B符合题意;
C.充电时3D-Zn电极做阴极,应与外接直流电源的负极相连,故C不符合题意;
D.由分析知 充电时阳极反应为,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.多孔结构,表面积大,吸附性强;
B.闭合电路中,转移离子所带电荷总数等于转移的电子总数;
C.充电时,阳极与电源正极相连,阴极与电源负极相连;
D.充电时,阳极失电子,发生氧化反应。
10.【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.X分子中含有,为四面体结构,不是所有原子都在一个平面上,A不符合题意;
B.X→Y的中间产物为,分子式为,B符合题意;
C.Y可以发生氧化、取代,但不能发生消去反应,C不符合题意;
D.有2mol酯基,其中还1mol酯基水解生成酚羟基,最多能与反应,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.分子中含有饱和碳原子,饱和碳原子的空间构型为四面体形;
B.根据结构简式确定分子式;
CD.依据官能团的性质分析;
11.【答案】B
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.溶液中含有亚硫酸根或者亚硫酸氢根离子,滴加稀硫酸会产生二氧化硫,也可以使澄清石灰水变浑浊,A不符合题意;
B.AgNO3溶液不足,先与NaCl反应生成AgCl沉淀,再加KI反应生成更难溶的AgI沉淀,由操作和现象可知,常温下,溶度积,B符合题意;
C.淀粉溶液加入稀硫酸,加热,冷却后滴入碘水,溶液变蓝色,淀粉可能部分水解,C不符合题意;
D.酸性溶液中硝酸根离子具有硝酸的强氧化性,能够氧化Fe2+为Fe3+,因此无法比较Fe3+和的氧化性,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.考虑亚硫酸根或者亚硫酸氢根离子的干扰;
B.实验设计合理;
C.淀粉可能部分水解;
D.酸性溶液中硝酸根离子具有硝酸的强氧化性。
12.【答案】D
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.“制酸过滤”过程所得滤渣的主要成分为二氧化硅,A不符合题意;
B.三辛胺的结构简式为N(C8H17)3,与盐酸反应时,三辛胺的N原子提供孤电子对,H+提供空轨道,B不符合题意;
C.曲线A表示H3PO4,曲线B表示,曲线C表示,曲线D表示的含量与溶液pH关系,根据图示可知“反应”中为获得较纯净KH2PO4,当溶液pH=4.5时,的含量最大,此时应该停止加入三辛胺,C不符合题意;
D.对于0.1 mol/L KH2PO4溶液,根据质子守恒可得:①c(H+)=c(OH-)+c()+2c()-c(H3PO4);根据物料守恒可得②c(K+)=c(H3PO4)+c()+c()+c(),将②-①整理可得c(K+)-c(H+)= 2c(H3PO4)+c()-c()-c(OH-),c(H+)-c(OH-)=c(K+)-2c(H3PO4)-c()-c(),水解大于电离,溶液显酸性,所以c(H+)-c(OH-)>0,根据溶液组成可知c(K+)=0.1 mol/L,所以2c(H3PO4)+ c()<0.1 mol/L+ c(),D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.依据流程图,利用反应物和产物的性质判断;
B.三辛胺的N原子提供孤电子对,H+提供空轨道;
C.根据图中曲线,当溶液pH=4.5时,的含量最大;
D.根据质子守恒和物料守恒。
13.【答案】C
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;活化能及其对化学反应速率的影响;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.根据以及有机物中碳成键特点可知,σ键和π键个数比为12∶1,故A不符合题意;
B.化学反应的决速步是由慢反应决定的,生成四氢呋喃决速步为反应Ⅱ,故B不符合题意;
C.以γ-丁内酯为原料,根据反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,体系总物质的量增加量正好是1,4-丁二醇参与反应Ⅱ、Ⅲ的量,也正好是H2O(g)的物质的量,设t1时γ-丁内酯消耗amol,1,4-丁二醇消耗为bmol,则体系总物质的量为(5.0×10-3+b)mol,根据图像可知,=0.48, =0.36,解得a=,b=,则t1时刻x(H2O)= =0.08,故C符合题意;
D.因反应在高压氢气氛围下进行,增大氢气压强,体系压强增大,平衡逆向进行,不利于四氢呋喃的生成,故D不符合题意;
答案为C。
【分析】A.依据单键是σ键,双键一个σ键和一个π键,三键是一个σ键和两个π键;
B.化学反应的决速步是由慢反应决定的;
C.根据反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,体系总物质的量增加量正好是1,4-丁二醇参与反应Ⅱ、Ⅲ的量,也正好是H2O(g)的物质的量;
D.根据影响化学平衡移动的因素分析。
14.【答案】(1);开始时加入的硫酸会促进溶解,溶液中浓度增加;随着硫酸加入量增加,浓度增大,与结合生成的沉淀逐渐增多,浸出液中浓度逐渐减小
(2);升高温度分解增多,使的量变多,的量变少;相同温度下,的溶解度比小;97.05%
【知识点】物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】(1)①由图示可知,pH=4时,浸出液中质量浓度最大的金属离子是;
②开始时加入的硫酸会促进溶解,溶液中浓度增加;随着硫酸加入量增加,浓度增大,与结合生成的沉淀逐渐增多,浸出液中浓度逐渐减小,故随硫酸溶液逐渐加入,浓度先增大后减小;
(2)①氯气和氢氧化钙生成生成氯化钙和,化学方程式为;
②已知,次氯酸钙受热会分解生成氯化钙,随着升高温度分解增多,使的量变多,的量变少,故随氯化温度升高,分解比的实际值增大的原因;
③相同温度下,的溶解度比小,“转化”时向滤液中加入固体,钾离子浓度增大,转化为达到饱和而结晶析出;
④在25.00mL溶液中:,,,,两式联立,解得,,样品的纯度。
【分析】(1)①依据图示分析;
②依据溶解平衡和物质的性质分析;
(2)①氯气和氢氧化钙生成生成氯化钙和;
②根据影响化学平衡移动的因素分析;
③依据溶解度大小判断;
④依据原子守恒。
15.【答案】(1)酯基、硝基
(2)取代
(3)
(4)或
(5)
【知识点】有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;酯的性质
【解析】【解答】(1)根据A的结构式可知,A中的含氧官能团为酯基、硝基;故答案为:酯基、硝基;
(2)根据分析,D到E发生硝化反应,也是取代反应;故答案为:取代反应;
(3)若有机物B直接硝化,则硝基取代间位的氢生成 ;故答案为: ;
(4)能与FeCl3溶液发生显色反应,则说明含有酚羟基,分子中含有2个苯环,共有3种不同化学环境的氢原子,则结构简式为 或 。故答案为: 或 ;
(5)根据分析,合成流程 ;
【分析】(1)根据结构简式确定官能团;
(2)根据官能团的变化确定反应类型;
(3)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定结构简式;
(4)利用题目的条件确定官能团,书写同分异构体;
(5)采用逆向合成法,根据题干路线的转化信息设计合成路线。
16.【答案】(1)b;两种浸出剂对钴的浸出率差别不大,但是HCl与LiCoO2会发生反应产生,污染环境;
(2)2Co2++2+H2O2+10NH3 H2O=2[Co(NH3)6]3++12H2O;先加浓氨水再加H2O2溶液
(3)在空气中加热固体(加热时鼓入氧气),温度在900~1000℃保持一段时间充分反应,取出固体,冷却;向固体中边搅拌、边加入1mol/LH2SO4至固体不再减少,过滤,用蒸馏水洗涤滤渣至最后一次洗涤液加BaCl2溶液无明显现象
【知识点】无机物的推断;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)①两种浸出剂对钴的浸出率差别不大,LiCoO2中Co为+3价,具有强氧化性,能将HCl中-1价的Cl氧化成Cl2,污染环境,且Na2S2O3中的S具有还原性能将三价Co还原为Co2+,因此选择b(H2SO4和Na2S2O3);
②沉淀后溶液中c(Li+)===0.05mol/L,溶液中c(F-)=0.04mol/L,加入的F-将原溶液中的Li+沉淀后还剩余0.04mol/L,因此c(F-)=1mol/L-0.05mol/L+0.04mol/L=0.99mol/L,加入的NaF中c(Na+)=c(F-)=0.99mol/L;
(2)①H2O2、CoCl2、NH4Cl在氨水中生成Co(NH3)6Cl3,由电子转移守恒和原子守恒可得总反应离子方程式为2Co2++2+H2O2+10NH3 H2O=2[Co(NH3)6]3++12H2O;
②将Co2+转化[Co(NH3)6]3+过程中,先加浓氨水,后加H2O2溶液,原因是将不易被氧化的Co2+转化为具有较强还原性的[Co(NH3)6]2+;
(3)目的是制取Co3O4,根据图中Co3O4最高时的温度为900~1000℃且为有氧条件下;用稀硫酸除去所得Co3O4中的CoO,然后过滤、洗涤,检验洗涤是否干净,实际上是检验硫酸根离子,用氯化钡溶液检验,所以操作方案为:取一定质量的Co3O4于热解装置中,在空气中加热固体(加热时鼓入氧气),温度在900~1000℃保持一段时间,取出固体,冷却;向固体中边搅拌、边加入1mol/LH2SO4至固体不再减少,过滤,用蒸馏水洗涤滤渣至最后一次洗涤液加BaCl2溶液无明显现象,干燥。
【分析】(1)①两种浸出剂对钴的浸出率差别不大,依据试剂的性质判断;
②利用Ksp计算;
(2)①根据反应物和产物的化学式,利用电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒书写;
②依据已知反应物和产物的性质判断;
(3)依据图中反应条件及制备的产物分析。
17.【答案】(1)
(2)葡萄糖为非电解质,水溶液不导电,直接电解不易产生氢气;氧化葡萄糖生成,含有的溶液在泵的作用下在阳极表面氧化生成,同时生成大量的,经过质子交换膜在阴极表面得电子生成氢气;葡萄糖
(3)11.76%;开始时充入氢气是为活化催化剂,故稍增大氢气的量能让乙炔产率增大,原料中过量会使反应③平衡逆向移动,所以乙炔产率下降
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)反应Ⅰ:,反应Ⅱ:,反应Ⅲ:,反应IV,由盖斯定律可知,-IV-Ⅰ2-Ⅲ2得到,所以△H2=-△H4-△H12-△H22=。
(2)由题干信息可知,右侧区电解产生H2,电极反应为:2H++2e-=H2↑,发生还原反应,故右侧区为阴极区,则电源中B为负极,A为正极,左侧区为阳极区,电极反应为:C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+,据此分析解题。
①因为葡萄糖为非电解质,水溶液不导电,直接电解不易产生氢气,故产生氢气速率明显高于不加入直接电解葡萄糖制氢。
②电解—葡萄糖时氧化葡萄糖生成,含有的溶液在泵的作用下在阳极表面氧化生成,同时生成大量的,经过质子交换膜在阴极表面得电子生成氢气。
③电解一段时间后,需向储槽中补充葡萄糖。
(3)①当进料气中时,设n(H2)=2mol,n(C2H4)=1mol,乙炔的产率为40%,故有
则乙炔的体积分数为=11.67%。
②乙烯分解产生乙炔和氢气,一开始充入氢气是为活化催化剂,故稍增大氢气的量能让乙炔产率增大,增大氢气的量会促使反应③平衡逆向移动,从而减少平衡体系中的乙炔的含量,使乙炔的产率降低。
【分析】(1)依据盖斯定律;
(2)①依据溶液中离子的浓度分析;
②依据放电顺序和化合价的变化分析;
③电解一段时间后,需向储槽中补充葡萄糖。
(3)①利用“三段式”法计算;
②根据影响化学平衡移动的因素分析。
江苏省南通市海安市2022-2023学年高三上学期1月期末考试化学试题
一、单选题
1.(2022高三上·海安期末)化学材料助推了体育运动的推广和发展。下列所涉及的物质属于有机高分子化合物的是
A.制作运动器材比重轻强度高的材料——钛合金
B.轻便吸汗的运动服使用主要的材料——聚酯纤维
C.足球比赛裁判标注点位泡沫的成分——植物油
D.向软组织受伤伤口喷射药品的成分——氯乙烷
【答案】B
【知识点】有机高分子化合物的结构和性质
【解析】【解答】A.金属和合金属于金属材料,A不符合题意;
B.聚酯纤维为有机合成高分子材料,B符合题意;
C.植物油成分中物质的相对分子质量较小,不是高分子化合物,C不符合题意;
D.氯乙烷相对分子质量较小,不是高分子化合物,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.金属和合金属于金属材料;
B.聚酯纤维为有机合成高分子材料;
C.油脂不是高分子化合物;
D.氯乙烷相对分子质量较小,不是高分子化合物。
2.(2022高三上·海安期末)和NaClO混合液作为复合吸收剂可脱除烟气中的、。下列说法正确的是
A.的空间构型为V形 B.中Cl元素的化合价为+5
C.NaClO电子式为 D.中子数为8的氮原子表示为
【答案】A
【知识点】元素、核素;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.SO2中心S的价层电子数3,孤对电子数为1,所以其空间构型为V形,A符合题意;
B.NaClO2中Na为+1价,O为-2,故Cl的化合价为+3价,B不符合题意;
C.NaClO为离子型化合物,电子式为 ,C不符合题意;
D.氮原子的质子数为7,中子数为8,质量数为15,中子数为8的氮原子表示为,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;
B.依据化合物化合价代数和为0计算;
C.NaClO为离子型化合物;
D.原子符号表示中,左下角表示质子数,左上角表示质量数,质量数=中子数+质子数。
3.(2022高三上·海安期末)是重要的还原剂,合成方法:。下列说法正确的是
A.半径大小: B.电负性大小:
C.第一电离能: D.碱性强弱:
【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;半径大小:A不符合题意;
B.同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;电负性大小:,B不符合题意;
C.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;第一电离能:,C符合题意;
D.金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,碱性强弱:,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;
B.同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;
C.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;
D.金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强。
4.(2022高三上·海安期末)下列实验室制取、干燥、收集并进行尾气处理的装置能达到实验目的的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙干燥
C.用装置丙收集 D.用装置丁吸收
【答案】D
【知识点】气体发生装置;气体的收集;尾气处理装置
【解析】【解答】A.使用试管加热固体时,试管应稍向下倾斜,防止在试管口冷凝的水倒流使试管骤冷而炸裂;装置甲不能达到制取氨气的目的,A不符合题意;
B.氨气会与浓硫酸反应生成硫酸铵,因此氨气不能用浓硫酸干燥,可使用碱石灰;装置乙不能达到干燥氨气的目的,B不符合题意;
C.氨气的密度小于空气,应该短导管进,使空气从长导管出;装置丙不能达到收集氨气的目的,C不符合题意;
D.氨气极易溶于水,做尾气吸收时需要防倒吸,导管的末尾使用干燥管可以起到防倒吸的作用;装置丁可达到实验目的,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.使用试管加热固体时,试管应稍向下倾斜;
B.氨气会与浓硫酸反应生成硫酸铵;
C.氨气的密度小于空气,应向下排空气法;
D.氨气极易溶于水,做尾气吸收时需要防倒吸。
5.(2022高三上·海安期末)铜、银位于周期表中第ⅠB族。铜、硫酸铜、硝酸银、银氨溶液是实验室常用的含铜或银的化学试剂。从废定影液[主要含有、、、等微粒]中回收Ag和的主要步骤:向该废定影液中加入氢氧化钠调节pH在7.5~8.5之间,然后再加入稍过量溶液沉银,过滤、洗涤及干燥,灼烧制Ag;滤液中通入氧化,用苯萃取分液。下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.铜具有良好导热性,可用作印刷电路板
B.硫酸铜溶液显酸性,可用作泳池杀菌剂
C.溴化银呈淡黄色,可用于制作相机胶片
D.银氨溶液具有弱氧化性,可用于制作银镜
【答案】D
【知识点】铜及其化合物;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
【解析】【解答】A.铜可用作印刷电路板是因为铜可以与铁离子反应,与导热性无关,故A不符合题意;
B.硫酸铜溶液可用作泳池杀菌剂是因为硫酸铜具有杀菌消毒作用,与酸性无关,故B不符合题意;
C.溴化银可用于制作相机胶片是因为溴化银具有感光性,与颜色无关,故C不符合题意;
D.银氨溶液具有弱氧化性,可以和还原性的醛基发生氧化还原反应而被还原为银,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.因为铜可以与铁离子反应;
B.因为硫酸铜是重金属盐,使蛋白质变性;
C.因为溴化银具有感光性;
D.银氨溶液具有弱氧化性,可以和还原性的醛基发生氧化还原反应而被还原为银。
6.(2022高三上·海安期末)铜、银位于周期表中第ⅠB族。铜、硫酸铜、硝酸银、银氨溶液是实验室常用的含铜或银的化学试剂。从废定影液[主要含有、、、等微粒]中回收Ag和的主要步骤:向该废定影液中加入氢氧化钠调节pH在7.5~8.5之间,然后再加入稍过量溶液沉银,过滤、洗涤及干燥,灼烧制Ag;滤液中通入氧化,用苯萃取分液。下列有关从废定影液中回收Ag和的说法正确的是
A.过滤时,为加快滤液流下,可以用玻璃棒搅拌漏斗中的液体
B.配制溶液时,向其中加入少量NaOH溶液,的值增大
C.灼烧生成和,该反应每生成转移3mol电子
D.分液时,先放出水层,再从分液漏斗下口放出含有苯和溴的有机层
【答案】C
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.过滤时,不能用玻璃棒搅拌漏斗中的液体,防止滤纸破损,A不符合题意;
B.配制溶液时,向其中加入少量NaOH溶液,可抑制硫离子水解,但氢氧根浓度增大的更多,的值减小,B不符合题意;
C.灼烧生成和,S元素化合价从-2价升高到+4价,失去6个电子,所以该反应每生成,同时有0.5mol硫元素被氧化,转移3mol电子,C符合题意;
D.分液时,先放出水层,再从分液漏斗上口倒出含有苯和溴的有机层,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.过滤时,不能用玻璃棒搅拌;
B.依据水解平衡的影响因素分析;
C.依据化合价变化判断;
D.分液时下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。
7.(2022高三上·海安期末)铜、银位于周期表中第ⅠB族。铜、硫酸铜、硝酸银、银氨溶液是实验室常用的含铜或银的化学试剂。从废定影液[主要含有、、、等微粒]中回收Ag和的主要步骤:向该废定影液中加入氢氧化钠调节pH在7.5~8.5之间,然后再加入稍过量溶液沉银,过滤、洗涤及干燥,灼烧制Ag;滤液中通入氧化,用苯萃取分液。下列化学反应表示正确的是
A.硫酸铜溶液中加入小粒金属钠:
B.用铜电极电解硫酸铜溶液:
C.稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管:
D.多余的用硝酸处理:
【答案】D
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A Na与CuSO4溶液反应生成硫酸钠、氢气和氢氧化铜,不会置换出Cu:,A不符合题意;
B. 用惰性电极电解硫酸铜溶液:,用铜电极时阳极铜失去电子被氧化,B不符合题意;
C. 稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管,银与硝酸反应生成硝酸银、水和一氧化氮: ,C不符合题意;
D.与硝酸反应生成硝酸银、硝酸铵和水,则多余的用硝酸处理:,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A 依据钠的性质分析,与盐溶液反应时“先水后盐”;
B. 活性电极作阳极,电极本身失去电子,发生氧化反应;
C. 原子和得失电子不守恒;
D.与硝酸反应生成硝酸银、硝酸铵和水。
8.(2022高三上·海安期末)化学常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列与NH3有关的图像描述正确的是
A.图①表示在t1时刻扩大容器体积,v逆随时间变化的曲线
B.图②表示平衡时NH3体积分数随起始变化的曲线,则转化率:aA(H2)=aB(H2)
C.图③表示25℃时分别稀释pH=1的NaOH溶液和氨水时溶液pH的变化,曲线Ⅰ表示氨水
D.图④可表示CH3COOH溶液中通入NH3至过量的过程中溶液导电性的变化
【答案】A
【知识点】化学平衡转化过程中的变化曲线;电解质溶液的导电性
【解析】【解答】A.的正反应是气体体积减小的反应,在t1时刻扩大容器体积,导致NH3气体的浓度降低,体系的压强减小,v逆减小,化学平衡向气体体积增大的逆反应方向移动,导致NH3的浓度进一步减小,v逆减小,后到t2时反应达到平衡状态,故可以表示v逆随时间变化的曲线,A符合题意;
B.A、B两点NH3的平衡含量相同,但反应体系中越大反应的H2的物质的量就越多, H2的转化率就越大,所以转化率:aA(H2)<aB(H2),B不符合题意;
C.开始时溶液pH相等,溶液中c(OH-)相等,但NaOH是强电解质完全电离,而氨水中存在电离平衡,所以开始时浓度c(NH3·H2O)>c(NaOH),当二者稀释相同倍数时,稀释使溶液中c(OH-)减小,氨水中电离平衡正向移动,最终达到平衡时氨水中c(OH-)比NaOH大,溶液pH更大,故曲线Ⅰ表示NaOH溶液,曲线Ⅱ表示氨水,C不符合题意;
D.CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,溶液中含有自由移动的离子,因此能够导电,向溶液中通入NH3,反应产生盐CH3COONH4,导致溶液中自由移动的离子浓度增大,溶液导电性增强,当二者恰好反应时离子浓度最大,溶液导电能力最强,后溶液中自由移动的离子浓度几乎不变,因此图示不能表示CH3COOH溶液中通入NH3至过量的过程中溶液导电性的变化,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.依据影响反应速率和化学平衡的因素分析;
B.增大一种反应物的量,可提高其它反应物的转化率,自身的转化率反应降低。
C.相同pH的弱碱和强碱,加水稀释,强碱的pH变化大;
D.导电能力强弱与离子浓度大小有关。
9.(2022高三上·海安期末)科学家利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池,结构如图所示,隔膜只允许通过。电池反应为。下列说法错误的是
A.3D-Zn具有较高的表面积,有利于沉积ZnO
B.放电时每沉积,有通过隔膜
C.充电时3D-Zn电极应与外接直流电源的负极相连
D.充电时阳极反应为
【答案】B
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A.三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)为多孔结构,具有较高的表面积,有利于沉积ZnO,故A不符合题意;
B.放电时由负极反应,可知每沉积,有通过隔膜,故B符合题意;
C.充电时3D-Zn电极做阴极,应与外接直流电源的负极相连,故C不符合题意;
D.由分析知 充电时阳极反应为,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.多孔结构,表面积大,吸附性强;
B.闭合电路中,转移离子所带电荷总数等于转移的电子总数;
C.充电时,阳极与电源正极相连,阴极与电源负极相连;
D.充电时,阳极失电子,发生氧化反应。
10.(2022高三上·海安期末)化合物Z是合成平喘药沙丁胺醇的中间体,可通过下列路线制得:
已知:X→Y的过程中,X先与HCHO发生加成,再与HCl发生取代。下列说法正确的是
A.X分子中所有原子在同一平面上
B.X→Y的中间产物分子式为
C.Y可以发生氧化、取代和消去反应
D.1molZ最多能与2molNaOH反应
【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.X分子中含有,为四面体结构,不是所有原子都在一个平面上,A不符合题意;
B.X→Y的中间产物为,分子式为,B符合题意;
C.Y可以发生氧化、取代,但不能发生消去反应,C不符合题意;
D.有2mol酯基,其中还1mol酯基水解生成酚羟基,最多能与反应,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.分子中含有饱和碳原子,饱和碳原子的空间构型为四面体形;
B.根据结构简式确定分子式;
CD.依据官能团的性质分析;
11.(2022高三上·海安期末)室温下,下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项 实验探究方案 探究目的
A 向溶液X中加入稀硫酸,并将产生的无色气体通入澄清石灰水中,观察是否有沉淀生成 溶液X中含有或HCO3
B 常温下,向10mL0.1mol/LNaCl溶液中滴加5滴0.1mol/LAgNO3溶液,充分反应后,再滴加5滴0.1mol/LKI溶液,观察沉淀颜色变化 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
C 向淀粉溶液中滴加少量稀硫酸,水浴加热一段时间后冷却,向溶液中滴加碘水,观察溶液颜色 淀粉未发生水解
D 将硫酸酸化的H2O2滴入Fe(NO3)2溶液,观察溶液颜色 氧化性:H2O2>Fe3+
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.溶液中含有亚硫酸根或者亚硫酸氢根离子,滴加稀硫酸会产生二氧化硫,也可以使澄清石灰水变浑浊,A不符合题意;
B.AgNO3溶液不足,先与NaCl反应生成AgCl沉淀,再加KI反应生成更难溶的AgI沉淀,由操作和现象可知,常温下,溶度积,B符合题意;
C.淀粉溶液加入稀硫酸,加热,冷却后滴入碘水,溶液变蓝色,淀粉可能部分水解,C不符合题意;
D.酸性溶液中硝酸根离子具有硝酸的强氧化性,能够氧化Fe2+为Fe3+,因此无法比较Fe3+和的氧化性,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.考虑亚硫酸根或者亚硫酸氢根离子的干扰;
B.实验设计合理;
C.淀粉可能部分水解;
D.酸性溶液中硝酸根离子具有硝酸的强氧化性。
12.(2022高三上·海安期末)工业上以羟磷灰石精矿[主要成分是Ca5(PO4)3OH,还含有少量石英和氧化铁等杂质]为原料,生产磷酸二氢钾(KH2PO4)的流程如下:
已知:溶液中H3PO4、、、的分布分数随pH的变化如上图所示。下列说法正确的是
A.“制酸过滤”过程所得滤渣的主要成分为硅酸
B.三辛胺的结构简式为N(C8H17)3,与盐酸反应时,三辛胺提供空轨道
C.“反应”中为获得较纯净KH2PO4,当pH=10时,停止加入三辛胺
D.0.1 mol/L KH2PO4溶液中:
【答案】D
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.“制酸过滤”过程所得滤渣的主要成分为二氧化硅,A不符合题意;
B.三辛胺的结构简式为N(C8H17)3,与盐酸反应时,三辛胺的N原子提供孤电子对,H+提供空轨道,B不符合题意;
C.曲线A表示H3PO4,曲线B表示,曲线C表示,曲线D表示的含量与溶液pH关系,根据图示可知“反应”中为获得较纯净KH2PO4,当溶液pH=4.5时,的含量最大,此时应该停止加入三辛胺,C不符合题意;
D.对于0.1 mol/L KH2PO4溶液,根据质子守恒可得:①c(H+)=c(OH-)+c()+2c()-c(H3PO4);根据物料守恒可得②c(K+)=c(H3PO4)+c()+c()+c(),将②-①整理可得c(K+)-c(H+)= 2c(H3PO4)+c()-c()-c(OH-),c(H+)-c(OH-)=c(K+)-2c(H3PO4)-c()-c(),水解大于电离,溶液显酸性,所以c(H+)-c(OH-)>0,根据溶液组成可知c(K+)=0.1 mol/L,所以2c(H3PO4)+ c()<0.1 mol/L+ c(),D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.依据流程图,利用反应物和产物的性质判断;
B.三辛胺的N原子提供孤电子对,H+提供空轨道;
C.根据图中曲线,当溶液pH=4.5时,的含量最大;
D.根据质子守恒和物料守恒。
13.(2022高三上·海安期末)利用-丁内酯制备四氢呋喃,反应过程中伴有生成1-丁醇的副反应,涉及反应如下:
已知:反应Ⅰ为快速反应,反应Ⅱ、Ⅲ为慢速反应。在493K、的高压氛围下(压强近似等于总压),以-丁内酯为初始原料,x(-丁内酯)和x(1,4-丁二醇)随时间t变化关系如图所示[x(i)表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比]。下列说法正确的是
A.-丁内酯分子中键与键数目之比为6∶1
B.生成四氢呋喃的速率主要决定于反应Ⅰ
C.时刻
D.增大的压强一定有利于提高四氢呋喃产率
【答案】C
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;活化能及其对化学反应速率的影响;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.根据以及有机物中碳成键特点可知,σ键和π键个数比为12∶1,故A不符合题意;
B.化学反应的决速步是由慢反应决定的,生成四氢呋喃决速步为反应Ⅱ,故B不符合题意;
C.以γ-丁内酯为原料,根据反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,体系总物质的量增加量正好是1,4-丁二醇参与反应Ⅱ、Ⅲ的量,也正好是H2O(g)的物质的量,设t1时γ-丁内酯消耗amol,1,4-丁二醇消耗为bmol,则体系总物质的量为(5.0×10-3+b)mol,根据图像可知,=0.48, =0.36,解得a=,b=,则t1时刻x(H2O)= =0.08,故C符合题意;
D.因反应在高压氢气氛围下进行,增大氢气压强,体系压强增大,平衡逆向进行,不利于四氢呋喃的生成,故D不符合题意;
答案为C。
【分析】A.依据单键是σ键,双键一个σ键和一个π键,三键是一个σ键和两个π键;
B.化学反应的决速步是由慢反应决定的;
C.根据反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,体系总物质的量增加量正好是1,4-丁二醇参与反应Ⅱ、Ⅲ的量,也正好是H2O(g)的物质的量;
D.根据影响化学平衡移动的因素分析。
二、综合题
14.(2022高三上·海安期末)工业废渣中的综合利用。
(1)用工业钢渣处理酸性废水
工业钢渣主要含,还含有、、、等。工业钢渣加水后搅拌得钢渣浆液,向钢渣浆液中逐渐加入硫酸溶液(模拟酸性废水)酸化,浆液pH以及浸出液中金属离子的质量浓度随时间变化情况如图所示。
①pH=4时,浸出液中质量浓度最大的金属离子是   。
②随硫酸溶液逐渐加入,浓度先增大后减小,原因是   。
(2)以电石渣制备
电石渣主要成分为,制备的流程如下:
已知:氯化时存在与作用生成的反应,进一步转化为,少量热分解为和。
①生成的化学方程式为   。
②“分解比”是衡量氯化程度的标准,氯化后溶液中总质量与总质量的比值称为“分解比”,随氯化温度升高,分解比的实际值增大的原因可能是   。
③“转化”时向滤液中加入固体将转化为,可能的原因是   。
④该流程制得的样品中含少量杂质,为测定产品纯度进行如下实验:准确称取5.049g样品溶于水中,配成250mL溶液,从中取出25.00mL于锥形瓶中,加入适量葡萄糖,加热使全部转化为,加入少量溶液作指示剂,用溶液进行滴定至终点,消耗溶液体积。计算样品的纯度。(请写出计算过程)   
【答案】(1);开始时加入的硫酸会促进溶解,溶液中浓度增加;随着硫酸加入量增加,浓度增大,与结合生成的沉淀逐渐增多,浸出液中浓度逐渐减小
(2);升高温度分解增多,使的量变多,的量变少;相同温度下,的溶解度比小;97.05%
【知识点】物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】(1)①由图示可知,pH=4时,浸出液中质量浓度最大的金属离子是;
②开始时加入的硫酸会促进溶解,溶液中浓度增加;随着硫酸加入量增加,浓度增大,与结合生成的沉淀逐渐增多,浸出液中浓度逐渐减小,故随硫酸溶液逐渐加入,浓度先增大后减小;
(2)①氯气和氢氧化钙生成生成氯化钙和,化学方程式为;
②已知,次氯酸钙受热会分解生成氯化钙,随着升高温度分解增多,使的量变多,的量变少,故随氯化温度升高,分解比的实际值增大的原因;
③相同温度下,的溶解度比小,“转化”时向滤液中加入固体,钾离子浓度增大,转化为达到饱和而结晶析出;
④在25.00mL溶液中:,,,,两式联立,解得,,样品的纯度。
【分析】(1)①依据图示分析;
②依据溶解平衡和物质的性质分析;
(2)①氯气和氢氧化钙生成生成氯化钙和;
②根据影响化学平衡移动的因素分析;
③依据溶解度大小判断;
④依据原子守恒。
15.(2022高三上·海安期末)有机物F是一种新型大环芳酰胺的合成原料,可通过以下方法合成:
(1)有机物A中含氧官能团的名称为   。
(2)D→E的反应类型为   。
(3)若有机物B直接硝化,主要产物的结构简式为   。
(4)写出一种符合下列条件的有机物B的同分异构体的结构简式:   。
①能与溶液发生显色反应;
②分子中含有2个苯环,共有3种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:,写出以、和为原料制备的合成路线流程图    (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)酯基、硝基
(2)取代
(3)
(4)或
(5)
【知识点】有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;酯的性质
【解析】【解答】(1)根据A的结构式可知,A中的含氧官能团为酯基、硝基;故答案为:酯基、硝基;
(2)根据分析,D到E发生硝化反应,也是取代反应;故答案为:取代反应;
(3)若有机物B直接硝化,则硝基取代间位的氢生成 ;故答案为: ;
(4)能与FeCl3溶液发生显色反应,则说明含有酚羟基,分子中含有2个苯环,共有3种不同化学环境的氢原子,则结构简式为 或 。故答案为: 或 ;
(5)根据分析,合成流程 ;
【分析】(1)根据结构简式确定官能团;
(2)根据官能团的变化确定反应类型;
(3)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定结构简式;
(4)利用题目的条件确定官能团,书写同分异构体;
(5)采用逆向合成法,根据题干路线的转化信息设计合成路线。
16.(2022高三上·海安期末)钴及其化合物在工业生产中有着广阔的应用前景。
已知:不易被氧化,具有强氧化性;具有较强还原性,性质稳定。
(1)从锂钴废料(主要成分为)分离
①“酸溶”时不同浸出剂对应钴元素浸出率:a.HCl 98.4%;b. 98.0%。则“酸溶”时最佳的浸出剂应该选择   (填“a”或“b”),并说明理由:   。
②“净化”时,加NaF固体是将转化为沉淀,“净化”后溶液中。若“过滤1”后溶液中浓度为,则“净化”后   。[溶液体积变化忽略不计,不考虑其他离子影响。25℃时]
(2)由制备
实验过程:称取研细的和于烧杯中溶解,将溶液转入三颈烧瓶,分液漏斗中分别装有25mL浓氨水,的溶液,控制反应温度为60℃,打开分液漏斗,反应一段时间后,得溶液。实验装置如图所示。
①由制备溶液的离子方程式为   。
②分液漏斗中液体加入到三颈烧瓶中的顺序为   。
(3)热分解制备
有氧和无氧环境下,热解所得和CoO的百分含量与温度关系如图所示。请补充完整由制备较纯净的实验方案,取一定质量的于热解装置中,   ,干燥。(已知:、CoO均难溶于水。难溶于酸,CoO能溶于酸中。须使用的试剂和仪器有:,蒸馏水,溶液)
【答案】(1)b;两种浸出剂对钴的浸出率差别不大,但是HCl与LiCoO2会发生反应产生,污染环境;
(2)2Co2++2+H2O2+10NH3 H2O=2[Co(NH3)6]3++12H2O;先加浓氨水再加H2O2溶液
(3)在空气中加热固体(加热时鼓入氧气),温度在900~1000℃保持一段时间充分反应,取出固体,冷却;向固体中边搅拌、边加入1mol/LH2SO4至固体不再减少,过滤,用蒸馏水洗涤滤渣至最后一次洗涤液加BaCl2溶液无明显现象
【知识点】无机物的推断;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)①两种浸出剂对钴的浸出率差别不大,LiCoO2中Co为+3价,具有强氧化性,能将HCl中-1价的Cl氧化成Cl2,污染环境,且Na2S2O3中的S具有还原性能将三价Co还原为Co2+,因此选择b(H2SO4和Na2S2O3);
②沉淀后溶液中c(Li+)===0.05mol/L,溶液中c(F-)=0.04mol/L,加入的F-将原溶液中的Li+沉淀后还剩余0.04mol/L,因此c(F-)=1mol/L-0.05mol/L+0.04mol/L=0.99mol/L,加入的NaF中c(Na+)=c(F-)=0.99mol/L;
(2)①H2O2、CoCl2、NH4Cl在氨水中生成Co(NH3)6Cl3,由电子转移守恒和原子守恒可得总反应离子方程式为2Co2++2+H2O2+10NH3 H2O=2[Co(NH3)6]3++12H2O;
②将Co2+转化[Co(NH3)6]3+过程中,先加浓氨水,后加H2O2溶液,原因是将不易被氧化的Co2+转化为具有较强还原性的[Co(NH3)6]2+;
(3)目的是制取Co3O4,根据图中Co3O4最高时的温度为900~1000℃且为有氧条件下;用稀硫酸除去所得Co3O4中的CoO,然后过滤、洗涤,检验洗涤是否干净,实际上是检验硫酸根离子,用氯化钡溶液检验,所以操作方案为:取一定质量的Co3O4于热解装置中,在空气中加热固体(加热时鼓入氧气),温度在900~1000℃保持一段时间,取出固体,冷却;向固体中边搅拌、边加入1mol/LH2SO4至固体不再减少,过滤,用蒸馏水洗涤滤渣至最后一次洗涤液加BaCl2溶液无明显现象,干燥。
【分析】(1)①两种浸出剂对钴的浸出率差别不大,依据试剂的性质判断;
②利用Ksp计算;
(2)①根据反应物和产物的化学式,利用电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒书写;
②依据已知反应物和产物的性质判断;
(3)依据图中反应条件及制备的产物分析。
17.(2022高三上·海安期末)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。
(1)硫碘循环制氢
热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下所示:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
已知:。则反应Ⅱ的   。
(2)生物质制氢
电解—葡萄糖制氢实验的装置如图所示,电极两侧的电解液在泵的作用下在电解液储槽和电极间不断循环。
①该装置产生氢气速率明显高于不加入直接电解葡萄糖制氢。其原因是   。
②电解—葡萄糖制氢的反应过程可描述为   。
③电解一段时间后,需向储槽中补充的物质是   。
(3)氢气应用
最新研制出的由裂解气(、、)与煤粉在催化剂条件下制乙炔,该生产过程是目前清洁高效的煤化工过程。将乙烯和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),发生反应:。出口气体中测得含有乙烯、乙炔、氢气。下图为乙炔产率与进料气中的关系。
①当进料气中时,出口气体中乙炔的体积分数为   。
②图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是   。
【答案】(1)
(2)葡萄糖为非电解质,水溶液不导电,直接电解不易产生氢气;氧化葡萄糖生成,含有的溶液在泵的作用下在阳极表面氧化生成,同时生成大量的,经过质子交换膜在阴极表面得电子生成氢气;葡萄糖
(3)11.76%;开始时充入氢气是为活化催化剂,故稍增大氢气的量能让乙炔产率增大,原料中过量会使反应③平衡逆向移动,所以乙炔产率下降
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)反应Ⅰ:,反应Ⅱ:,反应Ⅲ:,反应IV,由盖斯定律可知,-IV-Ⅰ2-Ⅲ2得到,所以△H2=-△H4-△H12-△H22=。
(2)由题干信息可知,右侧区电解产生H2,电极反应为:2H++2e-=H2↑,发生还原反应,故右侧区为阴极区,则电源中B为负极,A为正极,左侧区为阳极区,电极反应为:C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+,据此分析解题。
①因为葡萄糖为非电解质,水溶液不导电,直接电解不易产生氢气,故产生氢气速率明显高于不加入直接电解葡萄糖制氢。
②电解—葡萄糖时氧化葡萄糖生成,含有的溶液在泵的作用下在阳极表面氧化生成,同时生成大量的,经过质子交换膜在阴极表面得电子生成氢气。
③电解一段时间后,需向储槽中补充葡萄糖。
(3)①当进料气中时,设n(H2)=2mol,n(C2H4)=1mol,乙炔的产率为40%,故有
则乙炔的体积分数为=11.67%。
②乙烯分解产生乙炔和氢气,一开始充入氢气是为活化催化剂,故稍增大氢气的量能让乙炔产率增大,增大氢气的量会促使反应③平衡逆向移动,从而减少平衡体系中的乙炔的含量,使乙炔的产率降低。
【分析】(1)依据盖斯定律;
(2)①依据溶液中离子的浓度分析;
②依据放电顺序和化合价的变化分析;
③电解一段时间后,需向储槽中补充葡萄糖。
(3)①利用“三段式”法计算;
②根据影响化学平衡移动的因素分析。

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