2023年高考化学模拟预测卷(一)
(云南,安徽,黑龙江,山西,吉林五省通用)
化 学
(考试时间:50分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O16 S32 Mn55 Fe56 Cu64 Ga 70 As 75
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42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。
7.党的二十大报告中提出:“我们要推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展”。下列做法不符合这一理念的是
A.使用纤维素作为具有强吸湿性的可再生材料
B.积极推动大型风电、光伏、制氢等可再生能源基地建设
C.使用聚乙烯制作的塑料包装袋、塑料胶带、一次性塑料编织袋等
D.采用高比表面积和小粒径的制备的作为吸收材料
8.超细铜粉在导电材料、催化剂等领域中应用广泛。一种制备超细铜粉的方法如下:
下列说法正确的是
A.SO2的VSEPR模型为V形
B.[Cu(NH3)4]SO4中的配体是
C.NH3、、的中心原子的杂化方式不相同
D.铜的晶胞结构如图所示。铜晶体中,与铜距离最近的铜原子数为12
9.头孢克洛是内酰胺类抗生素,主要适用于敏感菌所致的急性感染。其结构如图所示,有关头孢克洛的说法正确的是
A.头孢克洛是一种复杂的烃类物质
B.既能与盐酸反应,也能与氢氧化钠反应
C.1mol头孢克洛最多能与7mol发生加成反应
D.头孢克洛分子能发生水解反应,水解产物能催化氧化生成醛基
10.下列有关物质结构与性质的比较正确的是
A. 基态原子未成对电子数:Cr> Mn> As
B. 酸性:CH3COOH>CH2ClCOOH>CH2FCOOH
C. 键角:SeO3<<
D. 沸点:AsH3> PH3>NH3
11.已知A、B、C、D、E是五种短周期主族元素,其原子半径与原子序数的关系如图1,且A、B、C、D可形成化合物X如图2,C与E同主族。下列说法错误的是
A.A、B、D均可与C形成常见的两种二元化合物
B.简单离子的半径: E>D>C
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:E>B
D.化合物X在低温更加稳定
12.双盐Mg-CoS2电池因具有高比容量与高安全性而日益受到关注,其充放电过程如图所示:
下列说法错误的是
A.放电时X电极电势低于Y电极
B.充电时X电极接电源正极,发生还原反应
C.放电时Y极上电极反应:CoS2+4e-+4Li+=Co+2Li2S
D.充电电压是2.75 V
13.图1为和在25℃时的沉淀溶解平衡曲线,图2为向两份等体积等浓度的溶液中分别滴加等浓度的NaOH溶液和溶液滴定关系图(图1中横坐标为阴离子浓度的负对数,为浓度的负对数)。下列说法正确的是
A.X为对应直线,
B.M为向溶液中滴加NaOH溶液对应的曲线
C.图1中a点对应的溶液为的不饱和溶液
D.图2中c点、b点对应取值分别为,
二、非选择题:化学部分为第27-30题,共58分。
27.SO2是形成酸雨的主要气体,减少SO2的排放和研究SO2综合利用意义重大。回答下列问题:
(1)已知25℃时:xSO2(g)+2xCO(g)2xCO2(g)+Sx(s) ΔH=a kJ·mol-1;2xCOS(g)+xSO2(g)2xCO2(g)+3Sx(s) ΔH=bkJ·mol-1。则25℃时,CO与Sx(s)反应生成COS(g)的热化学方程式为_______。
(2)焦炭催化还原SO2既可削除SO2,同时还可得到硫(S2),化学方程式为2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)。一定压强下,向1L密闭容器中充入足量的焦炭和1molSO2发生反应,测得SO2(g)的生成速率与S2(g)的生成速率随温度(T)变化的关系如图1所示。图中A、B、C、D四点中,处于平衡状态的是_______点。
(3)某科研小组研究臭氧氧化脱除SO2和NO的工艺,反应原理及反应热活化能数据如下:
反应Ⅰ:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.9kJ·mol-1,E1=3.2kJ·mol-1;
反应Ⅱ:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g) ΔH2=-241.6kJ·mol-1,E2=58kJ·mol-1;
已知该体系中臭氧还发生分解反应:2O3(g)3O2(g)。保持其他条件不变,每次向容积为2L的反应器中充入含2.0molNO、2.0molSO2的模拟烟气和4.0molO3,改变温度,反应相同时间t0min后,体系中NO和SO2的转化率如图2所示:
①Q点时反应开始至t0min内v(SO2)=_______。
②由图可知相同温度下(温度小于300℃)NO的转化率远高于SO2,其原因可能是_______。
③若反应达到平衡后,缩小容器的体积,则NO和SO2转化率_______(填“增大”“减少”或“不变”)。
④假设100℃时,P、Q均为平衡点,此时发生分解反应的O3占充入O3总量的10%,体系中O3的物质的量是_______mol,反应I的平衡常数Kc=_______。
(4)在一定条件下,CO可以去除烟气中的SO2,其反应原理为2CO+SO2=2CO2+S。其他条件相同,以γ-Al2O3(一种多孔性物质,每克的内表面积高达数百平方米,具有良好的吸附性能)作为催化剂,研究表明,γ-Al2O3在240℃以上发挥催化作用。反应相同的时间,SO2的去除率随反应温度的变化如图3所示。240℃以后,随着温度的升高,SO2去除率迅速增大的主要原因是_______。
28.菱锰矿又称红纹石,其主要成分为,还含有等杂质。工业上用菱锰矿制取的流程如图甲所示:
已知:常温下,①;
②部分阳离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表所示:
金属离子
开始沉淀时的pH 6.3 1.5 7.6 9.6 11.5
完全沉淀时的pH 8.3 3.2 10.4 11.6 13.8
(1)酸浸时是否可用盐酸代替硫酸___________(填“是”或“否”),原因是___________(答出两点即可)。
(2)写出沉淀池1中加入时发生反应的离子方程式:___________。
(3)沉淀2的主要成分是___________,沉淀率与pH的关系如图乙,加入氨水的目的是___________,此时,溶液的pH为___________,当沉淀2完全沉淀时=___________。
(4)操作a为___________。
29.H是合成某药物的中间体,一种合成H的路线如下(部分条件和产物省略):
已知:①RCHO
②A能发生银镜反应,遇FeCl3溶液发生显色反应。
请回答下列问题:
(1)A所含官能团的名称是___________。1个H分子含___________个手性碳原子。
(2)D→E的反应条件和试剂为___________。G→H的反应类型是___________。
(3)设计A→B、E→F步骤的目的是__________。
(4)写出B→C的化学方程式:______。
(5)在B的同分异构体中,能发生水解反应的结构有___________种(不考虑立体异构)。其中,在核磁共振氢谱上有4组峰且峰的面积比为1:2:2:3的结构简式可能为____________。
(6)参照上述流程,以乙醇为有机物原料合成2-丁醇(其他试剂自选),设计合成路线:________。
30.胡粉在中国古代曾用于药物和化妆品等行业,主要成分为2PbCO3·Pb(OH)2,常含有铁、银、铜、锡等金属的氧化物杂质。某同学设计了如下三个实验方案测定胡粉的纯度:
方案Ⅰ.称取一定质量样品,加入足量的稀硫酸,测定实验前后装置丙的增重来确定胡粉的纯度。
(1)写出装置乙中2PbCO3·Pb(OH)2发生反应的离子方程式(已知生成白色沉淀):_______。
(2)仪器接口的连接顺序为(装置可以重复使用)a→_______,装置丁的作用是_______。
(3)实验前后均需要打开止水夹,通入一段时间空气,实验结束时通入空气的目的是_______。
方案Ⅱ.实验原理:
实验步骤:①称取胡粉样品a g;②将样品充分煅烧,冷却后称量;③重复操作②,测得剩余固体质量为b g。
(4)下列仪器,方案Ⅱ不需要使用的是_______(用对应仪器的字母填空)。
(5)如何确定样品已完全分解?_______
方案Ⅲ.实验步骤为:
①如图所示,连接好装置并检查气密性;
②向量气管中注入饱和NaHCO3溶液,并调节两侧液面相平,称取胡粉样品m g于锥形瓶中,打开分液漏斗活塞,将稀硫酸滴入锥形瓶中;
③待反应完全后,_______,调节B与C中液面相平,平视读数,测得气体体积为VmL。
(6)③中所留空的操作为_______,导管A的作用为_______。2023年高考化学模拟预测卷(一)
(云南,安徽,黑龙江,山西,吉林五省通用)
化 学
(考试时间:50分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O16 S32 Mn55 Fe56 Cu64 Ga 70 As 75
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42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。
7.党的二十大报告中提出:“我们要推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展”。下列做法不符合这一理念的是
A.使用纤维素作为具有强吸湿性的可再生材料
B.积极推动大型风电、光伏、制氢等可再生能源基地建设
C.使用聚乙烯制作的塑料包装袋、塑料胶带、一次性塑料编织袋等
D.采用高比表面积和小粒径的制备的作为吸收材料
【答案】C
【详解】A.纤维素具有强吸湿性的可再生材料,符合绿色能源的环保理念,A正确;
B.积极推动大型风电、光伏、制氢等可再生能源基地建设,符合绿色能源的环保理念,B正确;
C.使用聚乙烯制作的塑料包装袋、塑料胶带、一次性塑料编织袋,白色污染,不符合环保理念,C错误;
D.采用高比表面积和小粒径的SiO2制备的Li4SiO4作为CO2吸收材料,具有更高的捕获能力,符合节约集约的环保理念,D正确;
故答案为:C。
8.超细铜粉在导电材料、催化剂等领域中应用广泛。一种制备超细铜粉的方法如下:
下列说法正确的是
A.SO2的VSEPR模型为V形
B.[Cu(NH3)4]SO4中的配体是
C.NH3、、的中心原子的杂化方式不相同
D.铜的晶胞结构如图所示。铜晶体中,与铜距离最近的铜原子数为12
【答案】D
【详解】A.中心S原子的价层电子对数为:, VSEPR模型为平面三角形,故A错误;
B.[Cu(NH3)4]SO4中的配体是NH3,为外界离子,故B错误;
C.NH3、、的中心原子的价层电子对数均为4,中心原子的杂化方式均为sp3杂化,故C错误;
D.由晶胞结构可知Cu位于顶点和面心,距离铜原子最近的铜有12个,故D正确;
故选:D。
9.头孢克洛是内酰胺类抗生素,主要适用于敏感菌所致的急性感染。其结构如图所示,有关头孢克洛的说法正确的是
A.头孢克洛是一种复杂的烃类物质
B.既能与盐酸反应,也能与氢氧化钠反应
C.1mol头孢克洛最多能与7mol发生加成反应
D.头孢克洛分子能发生水解反应,水解产物能催化氧化生成醛基
【答案】B
【详解】A.烃是只含C、H两种元素的化合物,头孢克洛不属于烃类,A错误;
B.头孢克洛中氨基显碱性能与盐酸反应、羧基显酸性能与氢氧化钠反应,B正确;
C.羧基、酰胺键中的碳氧双键不能与氢气发生加成反应,1mol头孢克洛最多能与4mol发生加成反应,C错误;
D.头孢克洛分子中氯原子水解后得到的醇羟基不能被催化氧化为醛基,D错误;
故选B。
10.下列有关物质结构与性质的比较正确的是
A. 基态原子未成对电子数:Cr> Mn> As
B. 酸性:CH3COOH>CH2ClCOOH>CH2FCOOH
C. 键角:SeO3<<
D. 沸点:AsH3> PH3>NH3
【答案】A
【详解】A.Cr基态原子的价电子排布是3d54s1,未成对电子有6个;Mn基态原子的价电子排布是3d54s2,未成对电子有5个;As基态原子的价电子排布是4s24p3,未成对电子有3个;基态原子未成对电子数:Cr>Mn>As,故A正确;
B.饱和一元羧酸烃基上的氢原子被卤素取代后,因为卤素原子有吸引电子作用,降低了羧基碳原子上的电子云密度,使氢容易电离,卤代乙酸中卤素原子个数越多、卤素原子的非金属性越强, 酸性越强,则酸性:CH3COOH
D.一般情况下,对于结构相似的化合物而言,相对分子质量越大其沸点越高,但是NH3分子间存在氢键,沸点增高,出现了反常的现象,即沸点NH3>AsH3>PH3,故D错误;
故选A。
11.已知A、B、C、D、E是五种短周期主族元素,其原子半径与原子序数的关系如图1,且A、B、C、D可形成化合物X如图2,C与E同主族。下列说法错误的是
A.A、B、D均可与C形成常见的两种二元化合物
B.简单离子的半径: E>D>C
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:E>B
D.化合物X在低温更加稳定
【答案】B
【分析】根据原子半径与原子序数的关系图,A是第一周期元素,B、C是第二周期元素,C、D是第三周期元素,A是H元素;根据A、B、C、D形成化合物X的结构图,B能形成4个共价键,B是C元素;C能形成2个共价键,C是O元素;D能形成+1价阳离子,D是Na元素,O与E同主族,E是S元素,以此来解析;
【详解】A.H与O能形成化合物H2O、H2O2,Na与O能形成化合物Na2O、Na2O2,C与O能形成化合物CO、CO2,A正确;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,简单离子的半径:S2->O2->Na+,B错误;
C.非金属性越强对应的最高价氧化物的水化物酸性越强,非金属性S>C,最高价氧化物的水化物酸性H2SO4>H2CO3,C正确;
D.X为Na2CO3·H2O2,H2O2受热易分解,Na2CO3易与酸反应,化合物X在低温的碱性溶液中更加稳定,D正确;
故选B。
12.双盐Mg-CoS2电池因具有高比容量与高安全性而日益受到关注,其充放电过程如图所示:
下列说法错误的是
A.放电时X电极电势低于Y电极
B.充电时X电极接电源正极,发生还原反应
C.放电时Y极上电极反应:CoS2+4e-+4Li+=Co+2Li2S
D.充电电压是2.75 V
【答案】B
【详解】A.根据图示可知:放电时Mg失去电子变为Mg2+,所以Mg所在电极X为负极,Y电极为正极,负极电势比正极的电势低,A正确;
B.放电时Mg所在电极为负极,则充电时X电极接电源负极,得到电子发生还原反应,B错误;
C.根据图示可知:放电时Y极上CoS2得到电子被还原产生Co,图示产生Li2S,则Y电极的电极电极反应为:CoS2+4e-+4Li+=Co+2Li2S,C正确;
D.根据图示可知充电时充电电压为2.75 V,D正确;
故合理选项是B。
13.图1为和在25℃时的沉淀溶解平衡曲线,图2为向两份等体积等浓度的溶液中分别滴加等浓度的NaOH溶液和溶液滴定关系图(图1中横坐标为阴离子浓度的负对数,为浓度的负对数)。下列说法正确的是
A.X为对应直线,
B.M为向溶液中滴加NaOH溶液对应的曲线
C.图1中a点对应的溶液为的不饱和溶液
D.图2中c点、b点对应取值分别为,
【答案】A
【分析】,是定值,图1中横坐标为阴离子浓度的负对数,pCd2+为Cd2+浓度的负对数,则对应CdCO3的曲线斜率应该为-1,故直线Y是,X为。根据滴定终点可知沉淀完全时所需的氢氧化钠的体积要多一些,故M应该为溶液中滴加溶液对应的曲线,N为溶液中滴加溶液对应的曲线。
【详解】A.,是定值,图1中横坐标为阴离子浓度的负对数,pCd2+为Cd2+浓度的负对数,则对应CdCO3的曲线斜率应该为-1,故直线Y是,X为,利用曲线上点可算出,A正确;
B.根据滴定终点可知沉淀完全时所需的氢氧化钠的体积要多一些,故M应该为溶液中滴加溶液对应的曲线,B错误;
C.a点溶液,故a点对应的溶液为的过饱和溶液,C错误;
D.c点有,,则;设b点,,,则b<5,D错误;
故答案选A。
二、非选择题:化学部分为第27-30题,共58分。
27.SO2是形成酸雨的主要气体,减少SO2的排放和研究SO2综合利用意义重大。回答下列问题:
(1)已知25℃时:xSO2(g)+2xCO(g)2xCO2(g)+Sx(s) ΔH=a kJ·mol-1;2xCOS(g)+xSO2(g)2xCO2(g)+3Sx(s) ΔH=bkJ·mol-1。则25℃时,CO与Sx(s)反应生成COS(g)的热化学方程式为_______。
(2)焦炭催化还原SO2既可削除SO2,同时还可得到硫(S2),化学方程式为2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)。一定压强下,向1L密闭容器中充入足量的焦炭和1molSO2发生反应,测得SO2(g)的生成速率与S2(g)的生成速率随温度(T)变化的关系如图1所示。图中A、B、C、D四点中,处于平衡状态的是_______点。
(3)某科研小组研究臭氧氧化脱除SO2和NO的工艺,反应原理及反应热活化能数据如下:
反应Ⅰ:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.9kJ·mol-1,E1=3.2kJ·mol-1;
反应Ⅱ:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g) ΔH2=-241.6kJ·mol-1,E2=58kJ·mol-1;
已知该体系中臭氧还发生分解反应:2O3(g)3O2(g)。保持其他条件不变,每次向容积为2L的反应器中充入含2.0molNO、2.0molSO2的模拟烟气和4.0molO3,改变温度,反应相同时间t0min后,体系中NO和SO2的转化率如图2所示:
①Q点时反应开始至t0min内v(SO2)=_______。
②由图可知相同温度下(温度小于300℃)NO的转化率远高于SO2,其原因可能是_______。
③若反应达到平衡后,缩小容器的体积,则NO和SO2转化率_______(填“增大”“减少”或“不变”)。
④假设100℃时,P、Q均为平衡点,此时发生分解反应的O3占充入O3总量的10%,体系中O3的物质的量是_______mol,反应I的平衡常数Kc=_______。
(4)在一定条件下,CO可以去除烟气中的SO2,其反应原理为2CO+SO2=2CO2+S。其他条件相同,以γ-Al2O3(一种多孔性物质,每克的内表面积高达数百平方米,具有良好的吸附性能)作为催化剂,研究表明,γ-Al2O3在240℃以上发挥催化作用。反应相同的时间,SO2的去除率随反应温度的变化如图3所示。240℃以后,随着温度的升高,SO2去除率迅速增大的主要原因是_______。
【答案】(1)xCO(g)+Sx (s) xCOS(g) ΔH=kJ·mol-1
(2)C
(3) mol·L-1·min-1 反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ ,相同条件下反应更快 增大 1.4 8
(4)温度升高,催化剂活性增强,反应速率加快
【详解】(1)CO与Sx反应方程式为xCO+SxxCOS,xSO2(g)+2xCO(g)2xCO2(g)+Sx(s)……①,2xCOS(g)+xSO2(g)2xCO2(g)+3Sx(s)……②,利用盖斯定律可知,(①-②)得出目标反应方程式,因此CO与Sx反应热化学方程式为xCO(g)+Sx (s)xCOS(g) ΔH=kJ·mol-1;故答案为xCO(g)+Sx (s)xCOS(g) ΔH=kJ·mol-1;
(2)利用不同物质的反应速率表示达到平衡,要求反应方向是一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,根据图像可知,C点时SO2(g)生成速率与S2(g)的生成速率之比等于2∶1,因此处于平衡状态的是C点;故答案为C;
(3)①根据图像可知,Q点时SO2的转化率为30%,根据化学反应速率的数学表达式为v(SO2)==mol·L-1·min-1;故答案为mol·L-1·min-1;
②反应Ⅰ的活化能为3.2kJ/mol,远小于反应Ⅱ的活化能58kJ/mol,活化能越小,反应Ⅰ的速率更快,因此温度小于300℃,NO的转化率远高于SO2,故答案为反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ ,相同条件下反应更快;
③缩小容器体积,压强增大,反应2O3(g)3O2(g)逆向进行,O3浓度增大,反应Ⅰ、反应Ⅱ向正反应方向进行,NO、SO2转化率增大;故答案为增大;
④假设100℃时,P、Q均为平衡点,此时发生分解反应的O3占充入O3总量的10%,即分解反应中消耗O3的物质的量为4.0mol×10%=0.4mol,此时生成O2物质的量为0.6mol,P点NO的转化率为80%,反应Ⅰ中消耗NO、O3的物质的量均为2.0mol×80%=1.6mol,则生成NO2、O2物质的量均为1.6mol,Q点SO2转化率为30%,反应Ⅱ中消耗SO2、O3的物质的量均为2.0mol×30%=0.6mol,则生成SO3、O2物质的量均为0.6mol,体系中O3的物质的量为(4.0mol―0.4mol―1.6mol―0.6mol)=1.4mol,反应Ⅰ中气体系数均为1,此时平衡常数Kc==8;故答案为1.4;8;
(4)根据题意“研究表明,γ-Al2O3在240℃以上发挥催化作用”,因此240℃以后,催化剂的活性增大,反应速率加快,SO2去除率迅速增大;故答案为温度升高,催化剂活性增强,反应速率加快。
28.菱锰矿又称红纹石,其主要成分为,还含有等杂质。工业上用菱锰矿制取的流程如图甲所示:
已知:常温下,①;
②部分阳离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表所示:
金属离子
开始沉淀时的pH 6.3 1.5 7.6 9.6 11.5
完全沉淀时的pH 8.3 3.2 10.4 11.6 13.8
(1)酸浸时是否可用盐酸代替硫酸___________(填“是”或“否”),原因是___________(答出两点即可)。
(2)写出沉淀池1中加入时发生反应的离子方程式:___________。
(3)沉淀2的主要成分是___________,沉淀率与pH的关系如图乙,加入氨水的目的是___________,此时,溶液的pH为___________,当沉淀2完全沉淀时=___________。
(4)操作a为___________。
【答案】(1) 否 会引入杂质,在沉淀池1中氯离子会被氧化生成氯气,污染环境(或硫酸可以为产物提供硫酸根离子)(合理即可)
(2)
(3) 调节溶液的pH,使完全沉淀而被除去,同时让钙、镁离子在沉淀池2中沉淀更加完全 6.5<pH<7.6(pH下限为6.3-~6.7均对) 2
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、重结晶(合理即可)
【分析】菱锰矿,其主要成分为,还含有,加入硫酸反应生成硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镁、硫酸钙,过滤,向滤液中加入二氧化锰氧化亚铁离子,再加入氨水沉淀铁离子,过滤,向滤液中加入氟化铵沉淀镁离子和钙离子,过滤,将滤液经过一系列过程得到。
【详解】(1)酸浸时不可以用盐酸代替硫酸,因为会引入氯离子,且使用盐酸代替硫酸,在沉淀池1中加入时,会把氯离子氧化成氯气,污染环境;故答案为:会引入杂质,在沉淀池1中氯离子会被氧化生成氯气,污染环境(或硫酸可以为产物提供硫酸根离子)(合理即可)。
(2)沉淀池1中加入时将亚铁离子氧化为铁离子,而二氧化锰被还原为锰离子,其发生反应的离子方程式为;故答案为:。
(3)根据前面加入氨水和金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH值分析,沉淀1是沉淀铁离子,因此沉淀2主要沉淀钙离子和镁离子,则沉淀2的主要成分是,加入氨水的目的是调节溶液的pH,使完全沉淀而被除去,为了使沉淀完全而不沉淀,根据金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH值分析得到溶液的pH应为,结合图乙知,pH为6.3~6.7时,完全沉淀,故溶液的pH为6.5<pH<7.6;当沉淀2沉淀完全时,有;故答案为:;调节溶液的pH,使完全沉淀而被除去,同时让钙、镁离子在沉淀池2中沉淀更加完全;6.5<pH<7.6;2。
(4)从溶液中得到晶体,其操作过程可通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、重结晶得到;故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、重结晶得到。
29.H是合成某药物的中间体,一种合成H的路线如下(部分条件和产物省略):
已知:①RCHO
②A能发生银镜反应,遇FeCl3溶液发生显色反应。
请回答下列问题:
(1)A所含官能团的名称是___________。1个H分子含___________个手性碳原子。
(2)D→E的反应条件和试剂为___________。G→H的反应类型是___________。
(3)设计A→B、E→F步骤的目的是__________。
(4)写出B→C的化学方程式:______。
(5)在B的同分异构体中,能发生水解反应的结构有___________种(不考虑立体异构)。其中,在核磁共振氢谱上有4组峰且峰的面积比为1:2:2:3的结构简式可能为____________。
(6)参照上述流程,以乙醇为有机物原料合成2-丁醇(其他试剂自选),设计合成路线:________。
【答案】 羟基、醛基 1 O2/Cu 加热 加成反应 保护酚羟基 6 (写出任意一种即可)
【分析】根据A的特征实验现象,A含醛基、酚羟基,故A为,E与HI反应生成F,F能与碱反应,说明F有活泼氢,F为,据此解答。
【详解】(1)有机物A中含有羟基、醛基;1个H含有1个手性碳原子,用星号标出,如图所示;
(2) D中醇羟基催化氧化生成E,条件和试剂是氧气在铜催化下并加热;G转化成H,断裂三元环,形成2个单键,类似断裂双键形成单键,增大饱和度,属于加成反应;
(3) A中酚羟基能与镁、氧化剂等反应,故先保护羟基;
(4)参照C的结构简式和已知信息,RCl为,故B→C的化学方程式为;
(5)B的同分异构体中可以发生水解,说明含有酯基,含有酯基的同分异构体有6种,分别为、(邻、间、对三种);其中核磁共振氢谱的结构有4组峰且峰的面积比为1:2:2:3的有3种,分别为;
(6)以乙醇为合成路线制备2-丁醇,首先将乙醇氧化为乙醛,再将乙醇与HCl反应生成CH3CH2Cl,乙醛和CH3CH2Cl在Mg/乙醚的条件下发生已知条件的反应,后经过水解生成目标产物,具体的路线为。
30.胡粉在中国古代曾用于药物和化妆品等行业,主要成分为2PbCO3·Pb(OH)2,常含有铁、银、铜、锡等金属的氧化物杂质。某同学设计了如下三个实验方案测定胡粉的纯度:
方案Ⅰ.称取一定质量样品,加入足量的稀硫酸,测定实验前后装置丙的增重来确定胡粉的纯度。
(1)写出装置乙中2PbCO3·Pb(OH)2发生反应的离子方程式(已知生成白色沉淀):_______。
(2)仪器接口的连接顺序为(装置可以重复使用)a→_______,装置丁的作用是_______。
(3)实验前后均需要打开止水夹,通入一段时间空气,实验结束时通入空气的目的是_______。
方案Ⅱ.实验原理:
实验步骤:①称取胡粉样品a g;②将样品充分煅烧,冷却后称量;③重复操作②,测得剩余固体质量为b g。
(4)下列仪器,方案Ⅱ不需要使用的是_______(用对应仪器的字母填空)。
(5)如何确定样品已完全分解?_______
方案Ⅲ.实验步骤为:
①如图所示,连接好装置并检查气密性;
②向量气管中注入饱和NaHCO3溶液,并调节两侧液面相平,称取胡粉样品m g于锥形瓶中,打开分液漏斗活塞,将稀硫酸滴入锥形瓶中;
③待反应完全后,_______,调节B与C中液面相平,平视读数,测得气体体积为VmL。
(6)③中所留空的操作为_______,导管A的作用为_______。
【答案】(1)2PbCO3·Pb(OH)2+6H++3=3PbSO4+2CO2↑+4H2O
(2) d→e→b(或c)c(或b)b(或c)c(或b) 除去CO2中的水蒸气,以免影响碱石灰吸收CO2的测定
(3)将生成的CO2气体全部赶入干燥管中吸收,避免对后续实验测定造成影响
(4)E
(5)将样品连续两次高温煅烧,冷却后称量剩余固体的质量相差在0.1 g以内
(6) 冷却至室温 使分液漏斗上下气体压强相同,便于硫酸顺利滴下,防止滴入硫酸的体积滴入影响后面气体体积测定
【分析】方案Ⅰ:2PbCO3·Pb(OH)2是盐,能够与硫酸发生反应产生PbSO4、CO2、H2O。该实验通过测定一定质量的胡椒与硫酸反应产生CO2的质量计算其纯度,为使测定值更接近真实值,需要先将反应产生的气体经浓硫酸干燥后再被碱石灰吸收,同时要避免装置中残留反应产生的CO2气体及NaOH溶液中水分被碱石灰吸收;
在方案Ⅱ.通过煅烧固体药品,根据反应前后质量差确定PbO的质量,进而可得2PbCO3·Pb(OH)2的质量,关键是确定样品完全分解,方法是样品连续两次高温煅烧,冷却后称量剩余固体的质量小于0.1 g;
方案Ⅲ中通过测定一定质量样品与硫酸反应CO2气体的体积确定其纯度,为避免因CO2在水中溶解,在量气管中要注入饱和NaHCO3溶液;为防止硫酸滴入时不容易滴下,使用了导气管A,使分液漏斗上下气体压强一致。最后读数时要等溶液恢复至室温,且量气管的左右液面相平,视线与凹液面最低处相切。
【详解】(1)在装置乙中2PbCO3·Pb(OH)2与稀硫酸发生反应产生PbSO4、H2O、CO2,发生反应的离子方程式为:2PbCO3·Pb(OH)2+6H++3=3PbSO4+2CO2↑+4H2O;
(2)取一定质量的样品,与硫酸充分反应,通过测定CO2的质量计算纯度,打开止水夹,利用装置甲是通入空气,通过氢氧化钠溶液吸收空气中的CO2防止干扰CO2测定;干净装置内空气,关闭止水夹,通过装置乙分液漏斗滴入稀硫酸发生反应生成二氧化碳、水和硫酸铅,通过装置丁吸收气体中的水蒸气,通过装置丙吸收生成的二氧化碳测定质量,为避免空气中二氧化碳、水蒸气进入干燥管,可以再连接干燥管,仪器接口的连接顺序为:a→d→e→b→c→b→c,或a→d→e→c→b→c→b;丁的作用是除去二氧化碳气体中的水蒸气,以免影响碱石灰吸收CO2的测定;
(3)实验前后均需要打开止水夹,通入通过甲装置通入一段时间空气,实验结束时通入空气的目的是将生成的CO2气体全部赶入干燥管中吸收,避免对后续实验测定造成影响;
(4)①称取胡粉样品a g,②将样品充分高温煅烧,冷却后称量;③重复操作②;测得剩余固体质量为b g (用托盘天平称量);煅烧固体选择坩埚内加热灼烧,需要三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒等,干燥应在干燥器中进行,不需要的是蒸发皿,故合理选项为E;
(5)若样品分解完全,则样品连续两次高温煅烧,冷却称量质量相差0.1 g以内,故判断样品完全分解的方法是样品连续两次高温煅烧,冷却称量质量相差0.1 g以内;
(6)①如图所示,连接好装置并检查气密性;②向量气管中注入饱和NaHCO3溶液,并调节两侧液面相平,称取胡椒样品m g于锥形瓶中,打开分液漏斗活塞,将稀硫酸滴入锥形瓶中;③冷却至室温,调节B与C中液面相平,平视读数,测得气体体积为V mL,其中导气管a的作用是使分液漏斗上下气体压强相同,便于硫酸溶液可以顺利滴下,防止滴入硫酸的体积滴入影响后面气体体积测定。