广东省广州市2022-2023高三下学期化学模拟试题1(含解析)

广东省广州市2022-2023学年高三下学期化学模拟试题1
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 P31 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 Co 59
选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.中华文明源远流长,在世界文明中独树一帜。下列器物主要由硅酸盐材料制成的是
器物
选项 A.元景德镇窑青花碗 B.北宋木雕罗汉像 C.青铜雁鱼灯 D.丝绸
A.A B.B C.C D.D
2.下列化学用语正确的是
A.的结构示意图:
B.磷原子核外电子有9种运动状态
C.电子式
D.基态铬原子的价层电子排布式:3d5s1
3.某有机物小分子结构如图所示,下列有关该物质说法正确的是
A.分子式为C14H13O4 B.具有五种官能团
C.能发生加成反应 D.含有2个手性碳原子
4.下列关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是
A.用上图装置可以制备沉淀Fe(OH)2
B.配制FeCl3溶液时,先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度
C.FeCl3溶液中滴加KSCN溶液会生成红色沉淀
D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化
5.化学在生产和生活中有着广泛的应用。下列对应关系错误的是
选项 化学性质 实际应用
A 镁铝合金导热性能好 镁铝合金常用于制窗框
B FeCl3的氧化性大于CuCl2 FeCl3溶液用于蚀刻铜制线路板
C SO2具有还原性 海水制溴工业中用SO2的水溶液吸收Br2
D 铝易与氧结合且该反应放热 铝用于冶炼Cr、Mn等难熔金属
A.A B.B C.C D.D
6.下列关于反应(未配平)的说法中正确的是
A.氧化产物仅是
B.还原性的强弱关系是:
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶8
D.生成(标况下),转移电子的物质的量是
7.下列说法错误的是
A.鸡蛋清和淀粉可以用浓硝酸鉴别
B.用甘氨酸和丙氨酸缩合最多可形成4种二肽
C.分子式为C5H8O2,既与碳酸钠溶液反应又与溴的四氯化碳溶液反应的有机物有8种
D.乳酸薄荷醇酯()仅能发生水解、氧化、消去反应
8.下列生活或工业中的物质与其成分、性质和用途的对应关系中,不正确的是
选项 物质及成分 性质 用途
A 小苏打() 与酸反应产生二氧化碳 作发酵粉
B 磁性氧化铁() 可与还原剂CO反应 可用于炼铁
C 蓝矾() 蓝色 检验水蒸气
D 过氧化钠() 强氧化性 做漂白剂
A.A B.B C.C D.D
9.下列说法正确的是
A.反应1由于要断裂氮氮键和氧氧键,所以是吸热反应
B.反应2发生电子的转移
C.催化剂a表面而只发生了非极性共价键的断裂和形成
D.在催化剂b表面形成氮氧键的过程是吸热过程
10.二氧化氯(ClO2黄绿色易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备ClO2的原理如图所示。下列说法不正确的是
A.a为阳极,在b极区流出的Y溶液中HCl物质的量浓度增大
B.电解池a极上发生的电极反应为:NH-6e-+3Cl-=NCl3+4H+
C.二氧化氯发生器内,发生的氧化还原反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6
D.反应后,二氧化氯发生器中溶液的pH增大
11.下列反应的离子方程式一定正确的是
A.金属钠与水反应:
B.溶液与溶液混合:
C.溶液中通入气体:
D.乙醇与酸性溶液反应:
12.下列实验操作,不能达到实验目的是
选项 实验操作 实验目的
A 向少许蔗糖中滴入浓硫酸,并不断用玻璃棒搅拌 验证浓硫酸的脱水性
B 向苯中滴加浓溴水,并加入FeBr3作催化剂 验证苯的溴代反应
C 向Na2SO3粉末中滴入足量浓盐酸,并加入BaCl2溶液 检验Na2SO3粉末是否变质
D 浸透了石蜡油的石棉中加入碎瓷片,加热,并将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中 检验石蜡的分解产物中含有烯烃
A.A B.B C.C D.D
13.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。元素W与Z形成的化合物具有还原性,且溶于水后其水溶液显酸性。W所在周期数和族数相同,且W与Y同族、X与Z同族。下列叙述正确的是
A.最简单气态氢化物的稳定性:XB.Y与Z的简单离子具有相同的电子层结构
C.X与Y形成的离子化合物中阴阳离子的数目之比为1∶2
D.W与Z形成的化合物的水溶液为强酸
14.向体积为2L的恒容密闭容器中通入CH4(g)和H2O(g)各1.5mol,发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。在不同温度下测得n(CO)随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应是放热反应
B.a、b两点平衡常数:K(a)C.T2时,CH4的平衡转化率是40%
D.化学反应速率:v逆(b)>v正(c)
15.无膜氯液流电池是一种先进的低成本高储能电池,可广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等,工作原理如图所示,M为多孔碳电极,N为Na3Ti2( PO4)3和NaTi2(PO4)3电极。下列说法正确的是
A.放电时,M极电势低于N极
B.放电时,N极的电极反应式为 NaTi2(PO4)3+2Na+ +2e- =Na3Ti2(PO4)3
C.充电时,左侧储液器中Cl2的浓度减小
D.充电时,电路中每转移1mole-,两电极质量变化的差值为23g
16.电解质溶液的电导率越大,导电能力越强。用0.100 mol·L-1的NaOH溶液滴定10.00 mL浓度均为0.100 mol·L-1 的盐酸和CH3COOH溶液。利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是(  )
A.曲线①代表滴定HCl溶液的曲线
B.A点溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=0.1 mol·L-1
C.在相同温度下,A、B、C三点溶液中水的电离程度:C<B<A
D.D点溶液中:c(Cl-)=2c(OH-)-2c(H+)
二、非选择题:共56分。
17.化学小组探究Cu与Fe2(SO4)3溶液的反应,实验如下:
序号 实验方案 实验现象
实验i 振荡试管,观察到溶液变为蓝色,待反应充分后,试管底部有Cu粉剩余
实验ii 取实验i中的上层清液,向其中滴加0.1mol·L-1KSCN溶液 溶液局部变红,同时产生白色沉淀,振荡试管,红色消失
已知:经检验白色沉淀为CuSCN。
(1)实验ⅰ中发生反应的离子方程式为_______。
(2)实验ⅱ中检测到Fe3+,依据的实验现象是_______。
(3)对实验ⅱ中Fe3+产生的原因作如下假设:
假设1:Cu与Fe2(SO4)3的反应是一个可逆反应
假设2:溶液中的Fe2+被_______氧化
假设3:在实验ⅱ的条件下,Fe2+被Cu2+氧化
①将假设2补充完整_______。
②通过查找_______数据,可定量判断Cu与Fe2(SO4)3的反应是否为可逆反应。
(4)设计实验验证假设。
序号 实验iii 实验iv
方案
现象 放置较长时间,溶液颜色不变红 闭合开关K,电流计指针不动,向右侧CuSO4溶液中滴加0.1mol·L-1KSCN,指针向右大幅度偏转,溶液中有白色浑浊物产生。取出左侧溶液,滴加0.1mol·L-1KSCN,溶液变红
①假设1不成立的实验证据是_______。
②实验iii的目的是_______。
③溶液a是_______。电极材料b、c分别是_______、_______。
④结合电极反应,从化学平衡的角度解释实验ii中Fe3+产生的原因_______。
18.无水氯化钴可用作彩色水泥的添加剂、催化剂、饲料等,以钴渣(主要成分是CoO,含少量NiO、CuO、FeO和等)为原料制备无水氯化钴的流程如图所示:
已知几种金属氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
金属离子
开始沉淀时pH 7.6 4.4 6.8 1.9 7.5
完全沉淀时pH 9.2 6.4 8.4 3.2 9.5
请回答下列问题:
(1)已知CoP的晶胞类型与ZnS相似,结构如图-1所示。P原子所连Co原子构成正四面体,P原子处于正四面体的体心。如图-2为如图-1的俯视图,请在如图-2中用○画出P原子的位置_______。
(2)若氧化剂M为氧气,则其反应的离子方程式为_______;调节的目的是_______。
(3)“萃取”目的是除去镍离子;M代表被萃取的离子,萃取金属离子的原理简化如下: (水层) (有机层)((有机层) (水层),影响萃取率的因素有很多,在其他条件相同时,根据如图-3分析分离镍、钴的最佳条件:相比(油相O∶水相A)=_______;根据如图-4分析,在一定范围内随着pH升高,金属离子萃取率升高的原因是_______。
(4)“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为_______。
(5)为测定粗产品中的含量,称取10 g粗产品配成100 mL溶液,从中取出25 mL先加入含0.03 mol的溶液(杂质不与其反应),再用0.5 mol L的KSCN溶液滴定过量的,若消耗20.00 mL KSCN溶液,则该粗产品中的质量分数为_______。(写出计算过程,已知:)
19.苯乙烯是一种重要的有机化工原料,可利用乙苯催化脱氢法制备,实际生产中常在体系中充入一定量的CO2,主要反应如下:
I.C8H10(g)=C8H8(g)+H2(g) ΔH1=+117.6kJ·mol-1;
II.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1。
回答下列问题:
(1)相比于乙苯直接脱氢制苯乙烯,工业实际生产中充入一定量CO2的优点为___________(任写一点);二氧化碳与乙苯气体反应生成苯乙烯气体、一氧化碳和水蒸气的热化学方程式为___________。
(2)一定温度下,起始向10L盛放催化剂的恒容密闭容器中充入2 mol C8H10(g)和1 molCO2(g)发生反应I和反应II.20min末达到平衡时,C8H8(g)、H2O(g)的体积分数分别为25%和5%。
①0~20 min内,用C8H10的物质的量浓度变化表示的平均反应速率v(C8H10)=___________。
②反应II的平衡常数Kc=___________。
③起始投料量不变,在不同温度、压强下重复实验,测得H2的平衡体积分数与温度和压强的关系如图所示。
由图可知,温度低于T0℃时,以反应___________(填“I”或“II”)为主,理由为___________;T1℃时,三条曲线几乎相交的原因为___________,P1、P2、P3由大到小的顺序为___________。
(3)若乙苯催化脱氢过程中发生积碳反应(g)=8C(s)+4H2(g) ΔH3=-126 kJ·mol-1.积碳反应可能导致的后果为___________(任写一点)。
20.G是合成某药物的中间体,一种合成路线如下:
已知:①M遇溶液发生显色反应;
②。
请回答下列问题:
(1)M的名称为_______,A中含有的官能团的名称为_______。
(2)D→E的反应类型是_______,C的分子式为_______。
(3)E→F的化学方程式为_______。
(4)B的同分异构体中,同时符合下列条件的结构有_______种(不考虑立体异构)。
①能与发生反应
②苯环上有且只有2个对位取代基且苯环与碳原子直接相连
写出在核磁共振氢谱上有5组峰且峰的面积比为1∶1∶1∶2∶2的结构简式:_______(任写一种)。
(5)参考题中给的已知信息和合成路线,设计以和为原料制备的合成路线(无机试剂任选) _______。
参考答案:
1.A
【详解】A.元景德镇窑青花碗,陶瓷的主要成分是硅酸盐材料制成,A正确;
B.木雕主要成分是纤维素,B错误;
C.青铜雁鱼灯主要成分是青铜,C错误;
D.丝绸的主要成分是蚕丝或合成纤维、人造纤维等,D错误;
故选A。
2.D
【详解】A.的结构示意图:,A错误;
B.磷为15号元素,有15个电子,原子核外电子有15种运动状态,B错误;
C.是由铵根离子离子和氯离子构成的化合物,电子式,C错误;
D.铬为24号元素,基态铬原子的价层电子排布式:3d5s1,D正确;
故选D。
3.C
【详解】A.根据物质结构简式可知该有机物的分子式为C14H14O4(或该有机物只含有C、H、O,其中H不可能为奇数),故A错误;
B.根据物质结构简式可知该有机物有羟基、醚键、酯基、碳碳双键四种官能团,故B错误;
C.该有机物具有的双键和苯环均能发生加成反应,故C正确;
D.如下图所示用*标出的碳原子为手性碳,该有机物含有1个手性碳原子,故D错误。
则答案为C。
4.C
【详解】A.反应前,先关闭C;反应开始时生成的氢气进入B中,可排出氧气,防止生成的氢氧化亚铁被氧化;一段时间后关闭止水夹C,A中气压增大,将硫酸亚铁溶液压入B中可生成Fe(OH)2 ,A正确;
B.FeCl3 易水解,配制溶液时应防止溶液因水解而生成氢氧化铁沉淀,可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度,B正确;
C.FeCl3 溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色,无沉淀,C错误;
D.Fe3+ 与铁反应可生成Fe2+ ,则向FeCl2 溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+ 被氧化,D正确;
故选C。
【点睛】①FeCl3、FeCl2都是强酸弱碱盐,在溶液中Fe3+、Fe2+会发生水解反应形成Fe(OH)2、Fe(OH)3胶体使溶液变浑浊,为防止金属阳离子水解,要先把盐溶解在适量的水解产生的相同种类的浓酸中,然后再加水稀释至相应需要的浓度。
②由于Fe2+具有强的还原性,容易被溶解在溶液中的空气氧化变为Fe3+,导致变质,可根据铁离子的氧化性,向盐溶液中加入适量的还原铁粉,利用反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,进行预防处理。
③若要制取Fe(OH)2,就要充分考虑Fe2+的还原性,在惰性环境中进行,同时亚铁盐溶液是新配制的。将制取亚铁盐和氢氧化亚铁两个实验进行综合,使Fe与稀盐酸或稀硫酸反应产生盐和氢气,利用氢气把装置及NaOH溶液中的空气赶出,当逸出的气体完全时氢气后,关闭止水夹,产生的亚铁盐在氢气压强的作用下进入NaOH溶液,从而可观察沉淀的产生及颜色。
④Fe3+检验可以可以Fe(SCN)3是血红色可溶性的物质进行;也可以根据Fe(OH)3是红褐色难溶性的物质或Fe3+的水溶液呈黄色检验;Fe2+检验可以根据加入NaOH产生白色沉淀,该物质不稳定,会发生反应:4Fe(OH)2+O2+ 2H2O=4Fe(OH)3,沉淀由白色迅速变为灰绿色,最后变为红褐色检验;或向溶液中加入KSCN溶液无现象,再滴加几滴新制氯水或双氧水,Fe2+被氧化变为Fe3+,使溶液变为血红色检验。
5.A
【详解】A、镁铝合金导热性能好是指其物理性质,且是利用合金材料的硬度一般比各成分金属的大的性质,选项A错误;B、FeCl3的氧化性大于CuCl2,故FeCl3溶液用于蚀刻铜制线路板,选项B正确;C、海水制溴工业中用SO2的水溶液吸收Br2,利用SO2的还原性,选项C正确;D、铝用于冶炼Cr、Mn等难熔金属是因为铝易与氧结合且该反应放热,选项D正确。答案选A。
6.D
【详解】A.反应中,铜元素的化合价由+1价升到+2价,硫元素的化合价由-2价升到+4价,则氧化产物为和Cu2+,A错误;
B.根据元素化合价变化可知,Cu2S为还原剂,而Mn2+为还原产物,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,则还原性的强弱关系是:,B错误;
C.根据元素化合价变化可知,为氧化剂,Cu2S为还原剂,设参加反应的的物质的量为xmol,Cu2S的物质的量为ymol,根据得失电子守恒可得,解得x:y=8:5,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为8:5,C错误;
D.生成(标况下),即SO2的物质的量为0.1mol,根据S元素守恒可知需要消耗Cu2S的物质的量为0.1mol,则转移电子的物质的量是,D正确;
故选D。
7.D
【详解】试题分析:A.鸡蛋清遇浓硝酸显黄色,淀粉和浓硝酸不反应,可以鉴别,A正确;B.用甘氨酸和丙氨酸缩合最多可形成4种二肽,即甘氨酸与甘氨酸之间,丙氨酸与丙氨酸之间,甘氨酸和丙氨酸之间又可以得到2种二肽,B正确;C.能与Na2CO3溶液反应生成CO2,说明此分子中含有羧基,能与溴的四氯化碳溶液反应说明此分子含有碳碳双键,根据碳链异构和双键、羧基官能团异构可得有8种同分异构体,分别为:、、、、、、、,C正确;D.含-COOC-可发生水解,含-OH可发生氧化、消去反应,且含-OH能与Na反应等,则除水解、氧化、消去反应外,还可发生置换反应,D错误,答案选D。
考点:考查有机物鉴别、同分异构体及有机物结构与性质判断
8.C
【详解】A.小苏打的成分是NaHCO3,与酸反应产生二氧化碳,可作发酵粉,故A正确;
B.磁性氧化铁的成分是Fe3O4,可与还原剂CO反应,可用于炼铁,性质与用途有关系,故B正确;
C.蓝矾的成分是CuSO4·5H2O,固体呈蓝色,通常用CuSO4检验水蒸气,CuSO4遇水蒸气生成CuSO4·5H2O,现象是白色固体变蓝色,故C错误;
D.过氧化钠的成分是Na2O2,具有强氧化性、漂白性,可以用来漂白织物、麦秆、羽毛等,故D正确;
故选C。
9.B
【详解】A.反应1是氮气和氢气反应生成氨气的过程,该反应属于放热反应,故A错误;
B.反应2是氨的催化氧化,即氨气和氧气反应生成一氧化氮和水的过程,该反应属于氧化还原反应,发生电子的转移,故B正确;
C.催化剂a表面发生的是合成氨的反应,反应过程中氮气和氢气中的非极性共价键断裂,形成氨气中的N-H极性共价键,故C错误;
D.形成化学键放出热量,因此在催化剂b表面形成氮氧键的过程是放热过程,故D错误;
答案选B。
10.A
【分析】右侧装置为电解池,b电极产生氢气,电极上氢离子得电子被还原,所以b为阴极,与电源负极的相连,阴极反应式为2H++2e-=H2↑,则a为阳极,与电源正极相连,阳极反应式为-6e-+3Cl-=NCl3+4H+,Cl-经过阴离子交换膜由右室移向左室,NCl3进入左侧的二氧化氯发生器中与NaClO2发生氧化还原反应3H2O+NCl3+6NaClO2=6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,右侧装置为电解池,b电极产生氢气,电极上氢离子得电子被还原,所以b为阴极,则a为阳极,与电源正极相连,b极反应式为2H++2e-=H2↑,Cl-经过阴离子交换膜由右室移向左室,在b极区流出的Y溶液中HCl物质的量浓度减小,A错误;
B.a为电解池阳极,电极附近NH4Cl中的失去电子生成NCl3,电极反应式为-6e-+3Cl-=NCl3+4H+,B正确;
C.二氧化氯发生器中发生反应3H2O+NCl3+6NaClO2=6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH,其中NCl3作氧化剂,NaClO2作还原剂,氧化剂与还原剂之比为1:6,C正确;
D.由C项分析可知,二氧化氯发生器中有NaOH生成,溶液的pH增大,D正确;
故答案为:A。
11.C
【详解】A.没有配平,应该为,故A错误;
B.溶液与溶液混合时的相对用量不确定,不能得出离子方程式,故B错误;
C.与气体反应生成CuS沉淀和盐酸,其反应的离子方程式为:,故C正确;
D.乙醇与酸性溶液反应只能氧化至乙酸,不会产生,故D错误。
综上所述,答案为C。
12.B
【详解】A.向少许蔗糖中滴入浓硫酸,并不断用玻璃棒搅拌,蔗糖变黑,证明浓硫酸有脱水性,故A正确,不符合题意;
B.苯的溴代反应生成溴苯,应该向苯中滴加液溴,并加入溴化铁或铁粉作催化剂,故B错误,符合题意。
C.亚硫酸钠若变质有硫酸钠生成,只需要检验样品中是否有硫酸根即可,故检验方法为:向亚硫酸钠粉末中滴入足量浓盐酸,并加入氯化钡溶液,若有白色沉淀生成,说明样品变质,若无沉淀生成,证明样品没变质,故C正确,不符合题意;
D.烯经可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,故浸透了石蜡油的石棉中加入碎瓷片,加热,并将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,可检验石蜡的分解产物中是否含有烯烃,故D正确,不符合题意;
故选B。
13.C
【详解】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。元素W与Z形成的化合物具有还原性,且溶于水后其水溶液显酸性,W所在周期数和主族序数相同,则W为H元素,Z为S元素,且W与Y同族、X与Z同族,则Y为Na元素,X为O元素。A. 非金属性越强,最简单气态氢化物的稳定性越强,则氢化物的稳定性X>Z,故A错误;B. 钠离子含有2个电子层,硫离子含有3个电子层,电子层结构不同,故B错误;C. X与Y形成的离子化合物为氧化钠或过氧化钠,二者中阴阳离子的数目之比均为1∶2,故C正确;D. 氢硫酸为弱酸,故D错误;故选C。
14.C
【详解】A.由图象可知,“先拐先平数值大”,即先达到平衡的温度高,说明温度T1> T2,T1时n(CO)较大,说明升高温度平衡正向移动,则正反应是吸热反应,故A错误;
B.根据A项分析,该反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,所以a、b两点平衡常数:K(a)>K(b),故B错误;
C.转化率是参与反应的物质的量与总物质的量的比值,因此CH4的平衡转化率是100%=40%,故C正确;
D.由图可知,b点和c点温度相同,b点达到平衡状态,v正(b)=v逆(b),而c点还没达到平衡状态,v正(c)>v逆(c),由于由c到b,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,即v正(c)> v正(b)=v逆(b)>v逆(c),所以v逆(b)答案选C。
15.D
【分析】无膜氯液流电池工作原理如图所示,Cl2在M极参加反应,Cl2得到电子生成Cl-,发生还原反应,则M极为正极,电极反应为Cl2+2e-=2Cl-,N极为负极,电极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+。
【详解】A.由分析可知,放电时,M极为正极,N极为负极,则M极电势高于N极,A错误;
B.由分析可知,放电时,N极为负极,电极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+,B错误;
C.充电时,M极为阳极,电极反应为2Cl--2e-=Cl2,左侧储液器中Cl2的浓度增大,C错误;
D.充电时,M极的质量不变,N极上的电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3,则电路中每转移1mol e-,N极上有1mol Na+参与反应,N极的质量增加23g,故两电极质量变化的差值为23g,D正确;
故选D。
16.D
【分析】溶液导电能力与离子浓度成正比,CH3COOH是弱电解质,溶液中离子浓度较小,加入NaOH后,溶液中离子浓度增大,溶液导电性增强;HCl是强电解质,随着NaOH溶液加入,溶液体积增大,导致溶液中离子浓度减小,溶液导电能力减弱,当完全反应后离子浓度最小,继续加入NaOH溶液,离子浓度增大,溶液导电能力增强,根据图知,曲线②代表0.1 mol/L NaOH溶液滴定HCl溶液的滴定曲线,曲线①代表0.1 mol/LNaOH溶液滴定CH3COOH溶液的滴定曲线,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,曲线①代表滴定CH3COOH溶液的曲线,A错误;
B.A点溶液中c(Na+)=0.05mol/L,电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=c(Na+)=0.05mol/L,B错误;
C.酸或碱抑制水电离,含有弱离子的盐促进水电离,C点溶质为NaCl,A点溶质为醋酸钠,促进水电离,B点为等物质的量浓度的醋酸钠和NaOH,NaOH会抑制水的电离,所以在相同温度下,水的电离程度:B<C<A,C错误;
D.定量分析可知,D点溶液中,c(Na+)=1.5c(Cl-),根据电荷守恒得c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),则c(Cl-)=2c(OH-)-2c(H+),D正确;
答案选D。
17.(1)2Fe3++Cu= 2Fe2++Cu2+
(2)溶液局部变红
(3) O2 化学平衡常数
(4) 电流计指针不动 验证假设2是否成立 0.1mol/L FeSO4 石墨 石墨 Cu2+ + e—Cu+,SCN—与Cu+结合生成CuSCN沉淀,导致c(Cu+)降低,有利于电极反应正向移动,Cu2+得电子能力增强(大于Fe3+),使得Fe2+被氧化
【分析】该实验的目的是探究铜与硫酸铁溶液的反应是否为可逆反应,由探究实验所得实验现象可知,铜与硫酸铁溶液的反应不是可逆反应。
【详解】(1)由实验现象可知,实验ⅰ中发生的反应为铜与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁和硫酸铜,反应的离子方程式为2Fe3++Cu= 2Fe2++Cu2+,故答案为:2Fe3++Cu= 2Fe2++Cu2+;
(2)由实验ⅱ的上层清液滴加硫氰化钾溶液后,溶液局部变红可知,溶液中存在铁离子,故答案为:溶液局部变红;
(3)①亚铁离子具有还原性,可能被空气中氧气氧化生成铁离子使硫氰化钾溶液变红色,则假设2被空气中氧气氧化,故答案为:O2;
②若铜与硫酸铁溶液的反应为可逆反应,可以通过资料查找该反应的化学平衡常数是否大于105定量判断确定,故答案为:化学平衡常数;
(4)①由实验iv中闭合开关K,电流计指针不动可知,铜与硫酸铁溶液的反应不是可逆反应,证明假设1不成立,故答案为:电流计指针不动;
②由实验iii中硫酸亚铁溶液放置较长时间,溶液颜色不变红,说明铁离子的存在与空气中氧气无关,证明假设2不成立,则实验iii的目的是验证假设2是否成立,故答案为:验证假设2是否成立;
③铜与2mL0.05mol/L硫酸铁溶液反应生成0.1mol/L硫酸亚铁和0.05mol/L硫酸铜,由探究实验变量唯一化原则可知,溶液a应选择0.1mol/L硫酸亚铁溶液;若验证在实验ⅱ的条件下,铜离子将亚铁离子氧化,实验iv设计原电池时,应选择不参与铜离子和亚铁离子反应的惰性材料做电极,则b、c电极可以选择石墨电极,故答案为:0.1mol/L FeSO4;石墨;石墨;
④由验证在实验ⅱ的条件下,铜离子将亚铁离子氧化可知,铜离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铜离子,在溶液中存在如下平衡Cu2+ + e—Cu+,向硫酸铜溶液中滴加硫氰化钾溶液,硫氰酸根离子与亚铜离子结合生成硫氰化亚铜沉淀,导致亚铜离子浓度降低,有利于电极反应正向移动,促使亚铁离子在负极被氧化,故答案为:Cu2+ + e—Cu+,SCN—与Cu+结合生成CuSCN沉淀,导致c(Cu+)降低,有利于电极反应正向移动,Cu2+得电子能力增强(大于Fe3+),使得Fe2+被氧化。
18.(1)
(2) 将、全部转化为、而除去
(3) 1∶1 萃取产生,随pH的升高被消耗,促进萃取金属离子的平衡正向移动
(4)
(5)消耗20.00 mL KSCN溶液,硫氰化钾的物质的量为0.5 mol L×20.00×10-3L=0.01mol,则与氯化钴反应的硝酸银的物质的量为0.03-0.01=0.02mol,则25mL溶液中氯化钴的物质的量为0.01mol,氯化钴的质量为1.3g,则100mL溶液中氯化钴的质量为,该粗产品中的质量分数为。
【分析】“酸浸”中金属氧化物与硫酸反应得到对应的盐,溶液中离子有Co2+、Ni2+、Cu2+、 Fe2+,SiO2与硫酸不反应,固体1为SiO2,加入氧化剂可氧化Fe2+为Fe3+,调节pH=6.5可将Cu2+、Fe3+ 转为沉淀除去,‘萃取步骤中将Co2+转到有机层,Ni2+在水层,有机层加入稀硫酸得到溶液含Co2+,加入纯碱生成CoCO3沉淀,过滤得滤渣再加盐酸酸溶得到CoCl2溶液,经系列操作后得到结晶,加入SOCl2灼烧得到CoCl2。
【详解】(1)钴原子位于立方体的顶点和面心和体心,磷原子在小四面体的体心,即磷在立方体的体对角线的四分之一位置,故P原子的位置为。
(2)氧化剂为氧气,将亚铁离子氧化为铁离子,离子方程式为:;结合氢氧化物沉淀的pH分析,调节的目的是将铁离子和铜离子转化为氢氧化物沉淀而除去。
(3)油相和水相1:1时钴离子和镍离子萃取比例差距最大,根据萃取方程式分析, (水层) (有机层)((有机层) (水层),萃取产生,随pH的升高被消耗,促进萃取金属离子的平衡正向移动,所以pH升高,金属离子萃取率升高。
(4)加入SOCl2灼烧得到CoCl2,SOCl2与水反应生成二氧化硫和氯化氢,反应方程式为:。
(5)为测定粗产品中的含量,称取10 g粗产品配成100 mL溶液,从中取出25 mL先加入含0.03 mol的溶液(杂质不与其反应),再用0.5 mol L的KSCN溶液滴定过量的,消耗20.00 mL KSCN溶液,硫氰化钾的物质的量为0.5mol L×20.00×10-3L=0.01mol,则与氯化钴反应的硝酸银的物质的量为0.03-0.01=0.02mol,则25mL溶液中氯化钴的物质的量为0.01mol,氯化钴的质量为1.3g,则100mL溶液中氯化钴的质量为,该粗产品中的质量分数为。
19. 消耗氢气,有利于反应Ⅰ平衡正移,增大反应物转化率或产品产率 CO2(g)+ C8H10(g) = C8H8(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH= +158.8 kJ·mol-1 0.0625 Ⅰ 升高温度,温度低于T1℃时,氢气的平衡体积分数增大 T1℃时,以反应Ⅱ为主,该反应气体分子总数不变,压强改变对平衡不影响,故氢气的平衡体积分数几乎不变 生成的碳单质覆盖在催化剂的表面,缩短催化剂的使用寿命(或影响催化剂的活性或者消耗苯乙烯,生成氢气减小苯乙烯产率)
【详解】(1)对比只发生反应Ⅰ,若同时发生反应Ⅱ,充入一定量的二氧化碳消耗氢气,有利于反应Ⅰ平衡正移,增大反应物转化率或产品产率。按盖斯定律,反应Ⅰ+Ⅱ得:二氧化碳与乙苯气体反应生成苯乙烯气体、一氧化碳和水蒸气的热化学方程式为:CO2(g)+ C8H10(g) = C8H8(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH=ΔH1 + ΔH2=+158.8 kJ·mol-1。
(2)一定温度下,起始向10L盛放催化剂的恒容密闭容器中充入2 mol C8H10(g)和1 molCO2(g)发生反应I和反应II.反应I为气体分子总数增大的反应,反应II为气体分子总数不变的反应,则气体总物质的量增大值等于生成的苯乙烯的物质的量,设反应I生成的苯乙烯的物质的量为x,已知20min末达到平衡时,C8H8(g)的体积分数为25%,则,得x=1mol,则反应Ⅰ消耗1molC8H10(g)、1molH2(g)。设反应Ⅱ生成H2O (g)的物质的量为y,已知20min末达到平衡时,H2O(g)的体积分数为5%,则,得y=0.2mol,则反应Ⅱ消耗CO2(g)、H2(g)的物质的量均为0.2mol,综上,平衡时C8H10(g)、C8H8(g)、H2(g)、CO2(g)、CO(g)和H2O(g)的物质的量分别为1mol、0.8mol、0.8mol、0.2mol、0.2mol;则:
①0~20 min内,用C8H10的物质的量浓度变化表示的平均反应速率。
②反应II的平衡常数。
③氢气是反应Ⅰ的产物、反应Ⅱ中则消耗氢气,由图可知,温度低于T0℃时,以反应I为主,理由为:升高温度,氢气的平衡体积分数增大,若反应II 为主,升高温度,氢气的平衡体积分数减小;T1℃时,三条曲线几乎相交的原因为:T1℃时,以反应Ⅱ为主,该反应气体分子总数不变,压强改变对平衡不影响,故氢气的平衡体积分数几乎不变。压强增大,反应I中氢气的平衡体积分数减小、反应Ⅱ中氢气的平衡体积分数不变,则P1、P2、P3由大到小的顺序为。
(3)若乙苯催化脱氢过程中发生积碳反应(g)=8C(s)+4H2(g) 则消耗苯乙烯,生成氢气减小苯乙烯产率、积碳反应还可能导致生成的碳单质覆盖在催化剂的表面,缩短催化剂的使用寿命或影响催化剂的活性或者。
20.(1) 对甲基苯酚 碳氟键、羟基
(2) 加成反应 C9H7F3O2
(3)+H2O
(4) 6 、
(5)
【分析】已知M遇溶液发生显色反应说明含有酚羟基,结合M的分子式可知M为,M发生取代反应生成A,D中碳碳双键和氢气发生加成反应生成E,E发生醇的消去反应生成F为,F中碳碳双键和氢气发生加成反应生成G;
(1)M为,M的名称为对甲基苯酚;A中含有的官能团的名称为碳氟键、羟基;
(2)D中碳碳双键和氢气发生加成反应生成E ,D→E的反应类型是加成反应;C的分子式为C9H7F3O2;
(3)E发生醇的消去反应生成F为,E→F的化学方程式为+H2O;
(4)①能与发生反应说明含有羧基,②苯环上有且只有2个对位取代基且苯环与碳原子直接相连,结构有:、、、、、共6种;在核磁共振氢谱上有5组峰且峰的面积比为1∶1∶1∶2∶2的结构简式、;
(5)由逆推法可由中醛基和氢气发生加成反应,由已知信息②的反应可知由与CH3CHO反应得到,由在AlCl3作用下反应得到,则合成路线为:。

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