宿迁市2022-2023学年高一下学期期末考试
化学
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共6页。满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前,请您务必将自己的姓名、班级、考场等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上规定的位置。
3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人的是否相符。
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
5.如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Cr 52 Fe 56
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 材料是社会发展的基石,下列物品主要成分为金属的是
A. 青铜器 B. 丝绸 C. 陶瓷 D. 光导纤维
2. “氯碱工业”是目前化学工业的重要支柱之一,其反应原理为。下列说法不正确的是
A. NaCl的电离方程式为
B. H2O的结构式为
C. H2的摩尔质量为2g
D. NaOH中含有离子键和共价键
3. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,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)
C. 元素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或离子化合物
4. 下列说法不正确的是
A. SO2电解质 B. 斜方硫和单斜硫互为同素异形体
C. NH3空间填充模型为 D. 13N、14N和15N互为同位素
5. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. N2性质不活泼,可作为粮食保护气 B. NH3具有还原性,可用作致冷剂
C. NO能被还原,可用于制备HNO3 D. NH4Cl受热易分解,可用作铁的除锈剂
6. 下列化学反应表示不正确的是
A. 浓氨水与浓盐酸反应产生白烟:
B. 煅烧黄铁矿获得:
C. 铜与稀硝酸反应:
D. SO2与SeO2水溶液反应制备硒:
7. 下列关于的实验,能达到实验目的的是
A.制取 B.验证漂白性 C.收集 D.尾气处理
A. A B. B C. C D. D
8. 在指定条件下,下列有关铁单质的转化不能实现的是
A. B.
C. D.
9. 甲基丙烯酸羟乙酯是制造隐形眼镜的重要原料,其结构简式如图所示。下列有关甲基丙烯酸羟乙酯说法正确的是
A. 分子式为C6H8O3 B. 在一定条件下能发生加聚反应
C. 不能使溴的四氯化碳溶液褪色 D. 1mol该物质可消耗2molNaOH
10. 将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中,下列有关说法正确的是
A. 正极的电极反应式为
B. 金属M的活动性比Fe的活动性弱
C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
11. 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 结论
A 待测液加入稀盐酸产生无色气体。将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊 待测液中一定有
B 待测液滴加NaOH溶液,没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 待测液中仍可能存在
C 用洁净的铂丝蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,火焰为紫色 待测液中一定含有钾盐
D 待测液先滴加盐酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀 待测液中存在
A. A B. B C. C D. D
12. 以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3等物质)为原料制备的实验流程如图所示。下列说法正确的是
A. “酸溶”时发生反应的离子方程式为
B. “氧化”步骤中,Cl2的作用是将氧化成
C. “沉铁”后的溶液中大量存在的离子有、、、
D. 该流程中涉及化合反应、分解反应、复分解反应和氧化还原反应
13. 在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2,一定条件下发生反应:,测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法正确的是
A. 该反应中反应物的总键能大于生成物的总键能
B. 升温能增大正反应速率,减小逆反应速率
C. 反应开始到3min时,平均反应速率为
D. 当反应体系中时,反应一定达到平衡
二、非选择题:共4题,共61分。
14. NaClO2是重要漂白剂和消毒剂,可用于水、砂糖、油脂的漂白杀菌。工业上NaClO2可由ClO2、H2O2和NaOH溶液混合制得。
(1)制备ClO2的部分实验装置如图所示。
①仪器a的名称是___________。
②该装置的作用是制备ClO2气体,该反应的离子方程式为___________。
(2)制备NaClO2的实验流程如下。
①吸收塔内发生反应的化学方程式为___________。
②吸收塔内的温度不能过高的原因为___________。
(3)NaClO2的应用。NaClO2具有强氧化性,可除烟气中的NO。其他条件相同时,以NaClO2溶液为吸收剂,测得相同时间内NO的氧化率随NaClO2的起始浓度的变化情况如图。
①NaClO2溶液在酸性条件下除NO的反应如下,请完成该离子方程式。___________
②NO的氧化率随起始NaClO2浓度的增大而增大的原因是___________。
15. 乙酸甲酯(A)是一种重要的有机溶剂。可由化合物B、C、D在一定条件下,通过以下两条线路合成得到。
A:CH3COOCH3 B:CH3CH2OH C:CH3COOH D:CH3OH
线路一:BCA;线路二:BCA
(1)A分子中官能团的名称为___________。
(2)线路一中C→A的反应类型为___________。
(3)A的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:___________。
①与C互为同系物;②能与NaOH溶液反应。
(4)写出线路二中B→C的化学方程式___________。
(5)已知:,写出以乙烯为原料制备CH3COOCH3CH2OOCCH3的合成路线流程图(无机试剂任选,合成路线图示例见本题题干)。___________
16. 硫铁矿(主要成分为FeS2)在硫酸工业中应用广泛,以硫铁矿为原料制备硫酸亚铁晶体的实验流程如下。已知:硫铁矿在空气中焙烧会产生Fe3O4、Fe2O3。
(1)“焙烧”时,为提高反应速率,可采取的措施有___________。(任写一种方法)
(2)“酸浸”时,Fe3O4发生反应化学方程式为___________。
(3)“还原”时,发生的主要反应的离子方程式为___________;检验是否转化完全的实验方法是___________。
(4)固定其他条件不变,铁粉过量系数对酸浸后滤液中还原率影响如图所示。设计由100mL“滤液”[其中]制备实验方案:在80℃水浴条件下,向滤液中加入___________g铁粉,搅拌下反应2h,___________,滤液在真空蒸发仪中蒸发,在冰水浴中___________,过滤得晶体。
(5)测定产品的纯度:称取3.475g产品,溶于水,配成100.00mL溶液。移取10.00mL溶液于锥形瓶中,加水至约100mL,加4滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用重铬酸钾溶液滴定至恰好变为紫色,且半分钟内不变色,平行滴定三次,平均消耗20.00mL重铬酸钾溶液,计算产品的纯度___________(写出计算过程)。
已知:ⅰ.滴定过程中发生反应:
ⅱ.摩尔质量为
17. 肼(N2H4)是一种无色油状液体,沸点113.5℃,具有强还原性。能与NaClO剧烈反应生成N2。
(1)N2H4分子中N化合价为___________
(2)N2H4与O2的相对分子质量相近,但N2H4的熔点(2℃)、沸点(114℃)分别远高于O2的熔点(-218℃)、沸点(-183℃),原因是___________。
(3)由碱性NaClO溶液和尿素反应可获得,反应原理为:。实验中反应物的加料方式为___________(填序号)。
A.将尿素滴加到碱性NaClO溶液中 B.将碱性NaClO溶液滴加到尿素中
(4)发射火箭时,肼为燃料,双氧水为氧化剂,两者反应生成氮气与水蒸气。已知32g液态肼在上述反应中放出64.22kJ的热量,该反应的热化学方程式为___________。
(5)肼-空气燃料电池是一种新型环保电池,(用KOH溶液作电解液),该电池负极的电极反应式为___________。
(6)H2是一种理想的绿色清洁能源,N2H4催化分解制氢是能源利用领域的研究热点。在温和条件下,负载型双金属合金M催化N2H4迅速分解,并且制氢选择性可达100%,可能机理如图所示(图中“虚线”表示吸附在催化剂上)。请将N2H4催化分解制氢的机理补充完整:N2H4吸附在(催化剂)M表面,连续断裂___________键,形成N2H3、___________和N2H等中间产物,直至H原子全部脱去,最终生成___________。
宿迁市2022-2023学年高一下学期期末考试
化学 答案解析
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共6页。满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前,请您务必将自己的姓名、班级、考场等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上规定的位置。
3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人的是否相符。
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
5.如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Cr 52 Fe 56
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 材料是社会发展的基石,下列物品主要成分为金属的是
A. 青铜器 B. 丝绸 C. 陶瓷 D. 光导纤维
【答案】A
【解析】
【详解】A.青铜器是铜的合金,属于金属,A正确;
B.丝绸的主要成分是有机物,B错误;
C.陶瓷的主要成分是硅酸盐,C错误;
D.光导纤维的主要成分是二氧化硅,D错误;
故选A。
2. “氯碱工业”是目前化学工业的重要支柱之一,其反应原理为。下列说法不正确的是
A. NaCl的电离方程式为
B. H2O的结构式为
C. H2的摩尔质量为2g
D. NaOH中含有离子键和共价键
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化钠是强电解质,完全电离,电离方程式正确,故A正确;
B.H2O是V形结构,结构式正确,故B正确;
C.摩尔质量的单位是g/mol,故C错误;
D.NaOH是离子化合物,钠离子和氢氧根之间是离子键,氢和氧之间是共价键,故D正确;
答案选C。
3. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,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)
C. 元素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或离子化合物
【答案】D
【解析】
【分析】Z是地壳中含量最多的元素,故Z为O;W是短周期中金属性最强的元素,故W是Na;只有Y、Z处于同一周期且相邻,且Y的原子序数小于Z知Y为N;只有Y、Z处于同一周期可知X为H;
【详解】A.同一周期原子序数越大,半径越小,故r(Y)>r(Z),A错误;
B.非金属性越强,气态氢化物的稳定性,因为O的非金属性强于N,故元素Y的气态氢化物热稳定性比Z的弱,B错误;
C.氧气的氧化性强于氮气,故元素Y的单质的氧化性比Z的弱,C错误;
D.X、Y、Z三种元素可以组成硝酸和硝酸铵,分别是共价化合物和离子化合物,D正确;
故选D。
4. 下列说法不正确的是
A. SO2是电解质 B. 斜方硫和单斜硫互为同素异形体
C. NH3空间填充模型为 D. 13N、14N和15N互为同位素
【答案】A
【解析】
【详解】A.SO2的水溶液能导电,导电离子是亚硫酸电离的,二氧化硫本身不能电离,则SO2为非电解质,故A错误;
B.单斜硫和斜方硫是硫元素的不同单质,互为同素异形体,两者之间能相互转化,故B正确;
C.NH3的空间构型为三角锥形,且H原子半径小于N原子半径,空间填充模型为,故C正确;
D.13N、14N和15N质子数相同,中子数不同,互同位素,故D正确;
故选:A。
5. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. N2性质不活泼,可作为粮食保护气 B. NH3具有还原性,可用作致冷剂
C. NO能被还原,可用于制备HNO3 D. NH4Cl受热易分解,可用作铁的除锈剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.N2性质不活泼,可作为粮食保护气防止粮食被氧化,性质与用途有对应关系,故A正确;
B.氨气易液化,可用作制冷剂,性质与用途不对应,故B错误;
C.NO中N的化合价为+2价,硝酸的N为+5价,NO被氧化才能生成硝酸,故C错误;
D.氯化铵水解呈酸性,可用作除锈剂,故D错误;
答案选A。
6. 下列化学反应表示不正确的是
A. 浓氨水与浓盐酸反应产生白烟:
B. 煅烧黄铁矿获得:
C. 铜与稀硝酸反应:
D. SO2与SeO2的水溶液反应制备硒:
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓氨水与浓盐酸反应产生白烟即氯化铵,化学方程式为:,故A正确;
B.煅烧黄铁矿即硫化亚铁与氧气反应生成氧化铁和,化学方程式为:,故B正确;
C.铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和NO和水,化学方程式:3Cu+8HNO3═4H2O+3Cu(NO3)2+2NO↑,故C错误;
D.SO2与SeO2的水溶液反应制备硒,Se元素化合价降低则S元素化合价升高,生成硫酸,化学方程式为:,故D正确;
故选:C。
7. 下列关于的实验,能达到实验目的的是
A.制取 B.验证漂白性 C.收集 D.尾气处理
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.铜和浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫,和稀硫酸不反应,A错误;
B.二氧化硫通入品红溶液中,溶液褪色,说明二氧化硫具有漂白性,B正确;
C.二氧化硫密度大于空气,应该用向上排空气法收集,即长口进,短口出,C错误;
D.应该用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,亚硫酸氢钠溶液不能吸收二氧化硫,D错误;
答案选B。
8. 在指定条件下,下列有关铁单质的转化不能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.铁可以和硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁,A不符合题意;
B.稀硝酸氧化性很强,足量的稀硝酸可将铁单质氧化成硝酸铁,B不符合题意;
C.氯气有强氧化性,可将铁氧化成氯化铁,因该反应不是在溶液中进行的,故过量的铁也不会和氯化铁反应而生成二价铁,故C不符合题意;
D.铁和高温水蒸气生成四氧化三铁,D符合题意;
故选D。
9. 甲基丙烯酸羟乙酯是制造隐形眼镜的重要原料,其结构简式如图所示。下列有关甲基丙烯酸羟乙酯说法正确的是
A. 分子式为C6H8O3 B. 在一定条件下能发生加聚反应
C. 不能使溴的四氯化碳溶液褪色 D. 1mol该物质可消耗2molNaOH
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子式为C6H10O3,A错误;
B.分子中存在碳碳双键,可以发生加聚反应,B正确;
C. 分子中存在碳碳双键,可以发生加成反应,能使溴的四氯化碳溶液褪色;
D.该分子中,仅存在一个酯基可以与NaOH反应,1mol该物质消耗1molNaOH,D错误;
故选B。
10. 将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中,下列有关说法正确的是
A. 正极的电极反应式为
B. 金属M的活动性比Fe的活动性弱
C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【答案】C
【解析】
【分析】由图可看出,这是利用牺牲阳极法来保护钢铁设施,其中金属M做负极,钢铁设施做正极被保护;
详解】A.正极得电子发生还原反应,A错误;
B.金属M要做负极,故金属M的活动性比Fe的活动性强,B错误;
C.金属M失电子,电子经导线流入钢铁设施,使钢铁设施表面积累大量电子,自身金属不再失电子从而被保护,C正确;
D.海水中含有大量的氯化钠等电解质,而河水中电解质较少,故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢,D错误;
故选C。
11. 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 结论
A 待测液加入稀盐酸产生无色气体。将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊 待测液中一定有
B 待测液滴加NaOH溶液,没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 待测液中仍可能存在
C 用洁净的铂丝蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,火焰为紫色 待测液中一定含有钾盐
D 待测液先滴加盐酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀 待测液中存在
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.待测液中含有时也是这种现象,A错误;
B.氨气极易溶于水,没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体可能是生成得氨气溶在水中的缘故,B正确;
C.火焰为紫色只能说明一定含有钾元素,但不一定是钾盐,有可能是氢氧化钾等,C错误;
D.若溶液中原来含有,与盐酸产生得二氧化硫由于易溶于水可能并不会全部逸出溶液,故再加入硝酸钡时硝酸根在酸性条件下会将其氧化成硫酸根,也生成白色沉淀,D错误;
故选B。
12. 以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3等物质)为原料制备的实验流程如图所示。下列说法正确的是
A. “酸溶”时发生反应的离子方程式为
B. “氧化”步骤中,Cl2的作用是将氧化成
C. “沉铁”后的溶液中大量存在的离子有、、、
D. 该流程中涉及化合反应、分解反应、复分解反应和氧化还原反应
【答案】B
【解析】
【分析】菱镁矿首先用盐酸酸浸,将碳酸镁和碳酸亚铁等物质转化为离子进入溶液,通入氯气将二价铁氧化成三价铁,然后加入氨水将三价铁转化为氢氧化铁沉淀除去,再经过一系列分离提纯操作得到产品;
【详解】A.碳酸镁微溶写离子方程式不能拆开,A错误;
B.“氧化”步骤中,Cl2的作用是将氧化成便于后续除去,B正确;
C.镁离子和氢氧根离子不能大量共存,故“沉铁”后的溶液中大量存在的离子有、、,C错误;
D.该流程中不涉及分解反应,D错误;
故选B。
13. 在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2,一定条件下发生反应:,测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法正确的是
A. 该反应中反应物的总键能大于生成物的总键能
B. 升温能增大正反应速率,减小逆反应速率
C. 反应开始到3min时,平均反应速率为
D. 当反应体系中时,反应一定达到平衡
【答案】C
【解析】
【分析】由图-1可计算反应速率以及平衡时各组分的物质的量,由图-2可得出该反应为放热反应;
【详解】A.由图-2可知该反应为放热反应,故反应物的总键能小于生成物的总键能,A错误;
B升温能够增大反应物和生成物的活化分子的百分数,故升温不仅增大正反应速率,也增大逆反应速率,B错误;
C.反应开始到3min时,CO的物质的量的变化量为0.75mol,故H2的物质的量的变化量为1.5mol,,C正确;
D.由图-1可看出当平衡时,,D错误;
故选C。
二、非选择题:共4题,共61分。
14. NaClO2是重要漂白剂和消毒剂,可用于水、砂糖、油脂的漂白杀菌。工业上NaClO2可由ClO2、H2O2和NaOH溶液混合制得。
(1)制备ClO2的部分实验装置如图所示。
①仪器a的名称是___________。
②该装置的作用是制备ClO2气体,该反应的离子方程式为___________。
(2)制备NaClO2的实验流程如下。
①吸收塔内发生反应的化学方程式为___________。
②吸收塔内的温度不能过高的原因为___________。
(3)NaClO2的应用。NaClO2具有强氧化性,可除烟气中的NO。其他条件相同时,以NaClO2溶液为吸收剂,测得相同时间内NO的氧化率随NaClO2的起始浓度的变化情况如图。
①NaClO2溶液在酸性条件下除NO的反应如下,请完成该离子方程式。___________
②NO的氧化率随起始NaClO2浓度的增大而增大的原因是___________。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②.
(2) ① ②. 双氧水温度高时会分解
(3) ①. ②. NaClO2浓度越大,NaClO2氧化NO速率越快,NO氧化率增大;
【解析】
【分析】该实验的目的是制备NaClO2并研究其应用,首先用氯酸钠和双氧水在酸性条件下制备出ClO2气体,再将此气体通入装有双氧水和氢氧化钠的吸收塔内,发生氧化还原反应后生成NaClO2,接着探究了NaClO2溶液的浓度对NO的氧化率的影响。
【小问1详解】
①仪器a的名称是分液漏斗;
②由该装置的作用是制备ClO2气体可知氯酸钠是氧化剂,则双氧水就是还原剂,该反应的离子方程式为;
【小问2详解】
吸收塔内变成可知做氧化剂,则双氧水做还原剂生成氧气,化学方程式为;
吸收塔内的温度不能过高的原因为双氧水会受热分解;
【小问3详解】
利用得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒可配平此方程:;
NO的氧化率随起始NaClO2浓度的增大而增大的原因是NaClO2浓度越大,NaClO2氧化NO速率越快,NO氧化率增大;
15. 乙酸甲酯(A)是一种重要有机溶剂。可由化合物B、C、D在一定条件下,通过以下两条线路合成得到。
A:CH3COOCH3 B:CH3CH2OH C:CH3COOH D:CH3OH
线路一:BCA;线路二:BCA
(1)A分子中官能团的名称为___________。
(2)线路一中C→A的反应类型为___________。
(3)A的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:___________。
①与C互为同系物;②能与NaOH溶液反应。
(4)写出线路二中B→C的化学方程式___________。
(5)已知:,写出以乙烯为原料制备CH3COOCH3CH2OOCCH3的合成路线流程图(无机试剂任选,合成路线图示例见本题题干)。___________
【答案】(1)酯基 (2)取代反应或酯化反应
(3)CH3CH2COOH
(4)
(5)
【解析】
【分析】有机合成类推断问题,注意官能团性质。
第(2)问同系物指结构相似,分子式相差n个CH2的有机物,A的同分异构体为羧酸类物质。
第(5)问,构建CH3COOCH3CH2OOCCH3,需要构建CH3COOH和HOCH2CH2OH两种物质,乙烯经过加成和氧化可以得到这两种物质。
【小问1详解】
A中含有的基团为酯基;
【小问2详解】
乙酸反应生成乙酸甲酯为酯化反应,属于取代反应类型,故答案为酯化反应或取代反应;
【小问3详解】
与C互为同系物,故为羧酸类物质,能与NaOH反应,所以A的同分异构体为:CH3CH2COOH;
【小问4详解】
B:CH3CH2OH被高锰酸钾氧化为CH3COOH,方程为:;
【小问5详解】
构建CH3COOCH3CH2OOCCH3,需要构建CH3COOH和HOCH2CH2OH两种物质,乙烯经过加成和氧化可以得到这两种物质
【点睛】逆拆合成法的步骤:1.从目标分子出发,分析其结构,逐步化繁为简、反推路线,追溯最终所需原料。
2.分析:
16. 硫铁矿(主要成分为FeS2)在硫酸工业中应用广泛,以硫铁矿为原料制备硫酸亚铁晶体的实验流程如下。已知:硫铁矿在空气中焙烧会产生Fe3O4、Fe2O3。
(1)“焙烧”时,为提高反应速率,可采取的措施有___________。(任写一种方法)
(2)“酸浸”时,Fe3O4发生反应的化学方程式为___________。
(3)“还原”时,发生的主要反应的离子方程式为___________;检验是否转化完全的实验方法是___________。
(4)固定其他条件不变,铁粉过量系数对酸浸后滤液中还原率的影响如图所示。设计由100mL“滤液”[其中]制备实验方案:在80℃水浴条件下,向滤液中加入___________g铁粉,搅拌下反应2h,___________,滤液在真空蒸发仪中蒸发,在冰水浴中___________,过滤得晶体。
(5)测定产品的纯度:称取3.475g产品,溶于水,配成100.00mL溶液。移取10.00mL溶液于锥形瓶中,加水至约100mL,加4滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用重铬酸钾溶液滴定至恰好变为紫色,且半分钟内不变色,平行滴定三次,平均消耗20.00mL重铬酸钾溶液,计算产品的纯度___________(写出计算过程)。
已知:ⅰ.滴定过程中发生反应:
ⅱ.摩尔质量为
【答案】(1)粉碎、适当提升焙烧温度、适当增大空气的浓度;
(2)
(3) ①. ②. 取少量溶液于试管中,滴加少量的KSCN溶液,若溶液不出现红色即可说明转化完全;
(4) ①. ②. 过滤 ③. 冷却结晶
(5)
【解析】
【分析】本化工的目的是以硫铁矿为原料制备硫酸亚铁晶体,首先将硫铁矿在空气中焙烧转化为四氧化三铁和氧化铁,加入硫酸进行酸浸将四氧化三铁和氧化铁转化为离子,在浸出液中加入一定量的铁粉将三价铁还原为二价铁,再经过一系列分离提纯操作即可得到产品;
【小问1详解】
(1)“焙烧”时,为提高反应速率,可采取的措施有粉碎、适当提升焙烧温度、适当增大空气的浓度;
【小问2详解】
“酸浸”时,Fe3O4发生反应的化学方程式为;
【小问3详解】
“还原”时,发生的主要反应是铁单质和三价铁反应生成二价铁,其离子方程式为;检验是否转化完全的实验方法是取少量溶液于试管中,滴加少量的KSCN溶液,若溶液不出现红色即可说明转化完全;
【小问4详解】
由图可看出过量系数为1.2时还原率最高,也即加入的铁粉的量为三价铁消耗铁粉量的1.2倍;nFe3+=0.1mol,根据反应2Fe3+ + Fe = 3Fe2+知理论上需要铁的物质的量为0.05mol,故所需要加入的铁粉的物质的量为0.06mol,质量为,故具体的步骤为:在80℃水浴条件下,向滤液中加入3.36g铁粉,搅拌下反应2h,过滤,滤液在真空蒸发仪中蒸发,在冰水浴中冷却结晶,过滤得晶体;
【小问5详解】
由可求出10.00mL样品溶液中所含的n(Fe2+)=,则100.00mL样品溶液中所含的n(Fe2+)=,故,产品的纯度: 。
17. 肼(N2H4)是一种无色油状液体,沸点113.5℃,具有强还原性。能与NaClO剧烈反应生成N2。
(1)N2H4分子中N的化合价为___________
(2)N2H4与O2的相对分子质量相近,但N2H4的熔点(2℃)、沸点(114℃)分别远高于O2的熔点(-218℃)、沸点(-183℃),原因是___________。
(3)由碱性NaClO溶液和尿素反应可获得,反应原理为:。实验中反应物的加料方式为___________(填序号)。
A.将尿素滴加到碱性NaClO溶液中 B.将碱性NaClO溶液滴加到尿素中
(4)发射火箭时,肼为燃料,双氧水为氧化剂,两者反应生成氮气与水蒸气。已知32g液态肼在上述反应中放出64.22kJ的热量,该反应的热化学方程式为___________。
(5)肼-空气燃料电池是一种新型环保电池,(用KOH溶液作电解液),该电池负极的电极反应式为___________。
(6)H2是一种理想的绿色清洁能源,N2H4催化分解制氢是能源利用领域的研究热点。在温和条件下,负载型双金属合金M催化N2H4迅速分解,并且制氢选择性可达100%,可能机理如图所示(图中“虚线”表示吸附在催化剂上)。请将N2H4催化分解制氢的机理补充完整:N2H4吸附在(催化剂)M表面,连续断裂___________键,形成N2H3、___________和N2H等中间产物,直至H原子全部脱去,最终生成___________。
【答案】(1)-2 (2)N2H4分子间存在氢键;
(3)B (4)
(5)
(6) ①. 氮氢键 ②. N2H2 ③. N2
【解析】
【小问1详解】
N2H4分子中N的化合价为-2价;
【小问2详解】
N2H4存在分子间氢键,其作用力远大于范德华力,故其熔点(2℃)、沸点(114℃)分别远高于O2的熔点(-218℃)、沸点(-183℃);
【小问3详解】
根据题干信息知肼(N2H4)具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2,故此反应中NaClO不能过量,故加料方式为将碱性NaClO溶液滴加到尿素中;
【小问4详解】
肼和双氧水是反应物,氮气和水蒸气是产物,其热化学方程式为:
;
【小问5详解】
由肼-空气燃料电池是一种新型环保电池可知肼的氧化产物为氮气,故其负极的电极反应式为:;
【小问6详解】
由图可看出N2H4吸附在(催化剂)M表面,连续断裂氮氢键,形成N2H3、N2H2和N2H等中间产物,直至H原子全部脱去,最终生成N2。