2024年江苏高考化学 综合大题标准练(五)
1．二氧化锰是电池工业的一种非常重要的原料。
(1)电解含纳米Al2O3颗粒的酸性MnSO4溶液可以制备掺铝二氧化锰。悬浮纳米Al2O3颗粒会在电场作用下向电极移动，与生成的MnO2共沉淀。
①写出生成MnO2的电极反应式：________________________________________________。
②电解液中纳米Al2O3颗粒表面所带电荷的电性为____________。
(2)MnSO4溶液(含Fe2＋、Fe3＋等杂质)经除铁、沉锰得到MnCO3固体，煅烧MnCO3可得到较纯MnO2。
①除铁时加入软锰矿(主要成分是MnO2)能除铁，原因是_______________________________。
②已知Mn(OH)2沉淀是一种白色胶状固体，在空气中受热也可转化为MnO2。沉锰时将MnSO4转化为MnCO3而不转化为Mn(OH)2的原因是_______________________________________。
③如图是MnO2的一种晶型的晶胞，该晶胞中O2－所围成的空间构型是______________。
(3)测定软锰矿中MnO2含量的方法如下：
步骤一：称取0.150 0 g软锰矿样品于碘量瓶中，加适量硫酸及足量碘化钾溶液充分反应。
步骤二：待反应完全后加入少量淀粉溶液，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液22.00 mL。
计算软锰矿中MnO2的质量分数(写出计算过程)。
已知：I2＋S2O―→I－＋S4O(未配平)。
2．褪黑素是由松果体产生的一种胺类激素，在调节昼夜节律及睡眠－觉醒方面发挥重要作用。某研究小组以乙炔为原料，设计合成路线如下(部分反应条件已省略)：
已知：无水乙酸钠在碱石灰作用下发生反应：
CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3。
回答下列问题：
(1)C中所含官能团的名称为氰基和________。
(2)已知：，通常用酯基和氨基生成酰胺基，不用羧基和氨基直接反应，结合电负性解释原因：_________________________。
元素 H C O
电负性 2.1 2.5 3.5
(3)E的结构简式为________________________________________。
(4)写出符合下列条件的H的一种同分异构体的结构简式：______________________。
ⅰ.含有3个六元环，其中1个是苯环；
ⅱ.含有结构，不含N—H键；
ⅲ.含有4种不同化学环境的氢原子。
(5)已知：R—CNR—COOH，综合上述信息，写出由二氯甲烷和乙醇制备的合成路线(无机试剂、有机溶剂任选)。
3．以Pd(NH3)2Cl2固体为原料制备纯PdCl2，其部分实验过程如下：
已知：①Pd(NH3)2Cl2＋2HCl===(NH4)2[PdCl4]；
②H2PdCl4＋4NaOH===Pd(OH)2↓＋4NaCl＋2H2O，Pd(OH)2有两性，Ksp[Pd(OH)2]＝10－31；
③Pd2＋＋4NH3·H2O===[Pd(NH3)4]2＋＋4H2O K＝1032.8。
(1)“酸溶”后再“氧化”可提高氧化速率，理由是___________________________________。
(2)“氧化”时产生气体中还有一定量Cl2。Cl－转化为Cl2反应的离子方程式为___________________________________________________________。
(3)若“氧化”不充分，“沉钯”时所得Pd(OH)2的产率降低，其原因是___________________；氧化液中Pd的浓度一定，为提高Pd(OH)2的产率，“沉钯”时需控制的条件有反应的温度、______________。
(4)已知：PdCl2受热易水解，能与盐酸反应生成H2PdCl4溶液；H2PdCl4固体受热至175 ℃会分解为PdCl2。请补充完整制备PdCl2的实验方案：取沉钯后过滤所得Pd(OH)2，_________________________________________________________________________________________，得到干燥的PdCl2粉末。实验中须使用的试剂：热蒸馏水、浓盐酸、AgNO3溶液、稀HNO3。
4．研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)减少碳排放的方法有很多，CO2转化成有机化合物可有效实现碳循环，可通过如下反应进行：
a．6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2
b．CO2＋3H2CH3OH＋H2O
c．2CO2＋6H2CH2==CH2＋4H2O
上述反应中原子利用率最高的是________(填字母)。
(2)CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－156.9 kJ·mol－1①
副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.1 kJ·mol－1②
已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－395.6 kJ·mol－1③，则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝________________________。
(3)利用电化学方法通过微生物电催化将CO2有效地转化为H2C2O4，装置如图1所示。阴极区电极反应式为__________________________________________________________；当体系的温度升高到一定程度，电极反应的速率反而迅速下降，其主要原因是______________________________________________________________________________。
(4)研究脱除烟气中的NO是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。有氧条件下，在Fe基催化剂表面，NH3还原NO的反应机理如图2所示，该过程可描述为_______________________________________________________________________________________________。
(5)近年来，低温等离子体技术是在高压放电下，O2产生O*自由基，O*自由基将NO氧化为NO2后，再用Na2CO3溶液吸收，达到消除NO的目的。实验室将模拟气(N2、O2、NO)以一定流速通入低温等离子体装置，实验装置如图3所示。
①等离子体技术在低温条件下可提高NO的转化率，原因是_______________________________________________________________________________________________________。
②其他条件相同，等离子体的电功率与NO的转化率关系如图4所示，当电功率大于30 W时，NO转化率下降的原因可能是________________________________________________。
综合大题标准练(五)
1．(1)①Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋ ②负
(2)①将Fe2＋氧化成Fe3＋，消耗H＋使溶液pH增大，形成Fe(OH)3沉淀除去 ②Mn(OH)2沉淀的过滤速率较慢；Mn(OH)2沉淀易吸附杂质离子，所制得的MnO2纯度较低
③八面体 (3)二氧化锰与KI的反应为MnO2＋4H＋＋2I－===Mn2＋＋I2＋2H2O，且Na2S2O3与I2的反应为I2＋2S2O===2I－＋S4O，由关系式可知MnO2～I2～2S2O，n(MnO2)＝0.100 0×22.00×10－3× mol＝1.1×10－3mol，故软锰矿中MnO2的质量分数为×100%＝63.80%
解析 (1)②二氧化锰在阳极产生，电解池中阴离子移向阳极，悬浮纳米Al2O3颗粒会在电场作用下向电极移动，与生成的MnO2共沉淀，故电解液中纳米Al2O3颗粒表面所带电荷为负电荷。
②Mn(OH)2沉淀是一种白色胶状固体，沉锰时将MnSO4转化为Mn(OH)2会导致Mn(OH)2沉淀的过滤速率较慢；Mn(OH)2沉淀易吸附杂质离子，所制得的MnO2纯度较低。③MnO2晶胞中灰球为Mn4＋，白球为O2－，每个Mn4＋的配位数为6，故该晶胞中O2－所围成的空间构型是八面体。
2．(1)酯基 (2)酯基中碳氧元素电负性差值最大，最容易断裂，形成酰胺基比较容易；羧基中氧氢元素电负性差值最大，比碳氧键更容易断裂，羧基与氨基难生成酰胺基
(3)
(4)(或)
(5)
解析 HC≡CH和HCl在HgCl2作用下生成A，结合A的分子式可知，A为CH2==CHCl，A和NaCN发生取代反应生成B，结合B的分子式可知，B为CH2==CHCN，B和M发生加成反应生成C，根据C的结构简式及M的分子式知，M为OOOO，C和氢气发生加成反应生成D，D比C多4个氢原子，则C中—C≡N和氢气发生完全加成反应，则D为，D发生取代反应生成E，E发生水解反应然后酸化得到F，根据F的结构简式及E的分子式知，E为，H发生水解反应生成I，根据I的化学式知，I为，I和碱石灰发生已知反应生成J，J发生取代反应生成褪黑素，则J为，据此分析解题。
(4)H的同分异构体符合下列条件：ⅰ.含有3个六元环，其中1个是苯环；ⅱ.含有结构，不含N—H键；ⅲ.含有4种不同化学环境的氢原子，结构对称，符合条件的
结构简式有、。
(5)以二氯甲烷和乙醇为原料合成有机物，二氯甲烷和NaCN发生取代反应生成NCCH2CN，NCCH2CN和氢气发生加成反应生成H2NCH2CH2CH2NH2，NCCH2CN发生水解反应生成HOOCCH2COOH，CH3CH2OH和HOOCCH2COOH发生酯化反应得到CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3，CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3和H2NCH2CH2CH2NH2发生取代反应得到目标产物。
3．(1)将配合物内界的NH3转化为外界的NH，酸溶后的c(NH)远大于酸溶前的c(NH3)
(2)ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O
(3)未被氧化的NH在碱性条件下转化为NH3·H2O，能将Pd(OH)2转化为可溶性的[Pd(NH3)4]Cl2 NaOH的用量(或反应时溶液的pH) (4)用热蒸馏水洗涤2～3次，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加稀HNO3与AgNO3溶液，无白色沉淀生成，停止洗涤操作。向所得Pd(OH)2中加入足量浓盐酸，搅拌使其充分反应，蒸发溶液至有大量晶体析出，利用余热蒸干，在175 ℃加热固体至恒重，研磨
解析 用热浓盐酸酸溶Pd(NH3)2Cl2，发生已知信息中反应生成H2PdCl4和NH4Cl，反应后溶液中加入NaClO3溶液将NH氧化为氮气，再加NaOH溶液发生已知②中反应，生成Pd(OH)2沉淀，过滤，将Pd(OH)2溶于盐酸得到PdCl2。
(3)因Pd(OH)2有两性，能溶于强碱，“沉钯”时需控制溶液的pH，防止碱性太强导致Pd(OH)2溶解。
4．(1)b (2)－634.3 kJ·mol－1 (3)2CO2＋2e－＋2H＋===H2C2O4 温度过高微生物催化能力降低(或催化剂失活) (4)在Fe基催化剂表面，NH3吸附在酸性配位点上形成NH，NO与O2吸附在Fe3＋配位点上形成NO2，然后NH与NO2结合生成NO2(NH)2，最后NO2(NH)2与NO反应生成N2、H2O，并从催化剂表面逸出 (5)①NO与O2反应生成NO2是放热反应，低温时有利于反应正向进行 ②功率增大时，会产生更多的O*自由基，NO更易被氧化为NO2；功率增大，N2和O2在放电时会生成NO；相比而言，后者产生的NO更多
解析 (1)由反应可知，a、b、c原子利用率分别为×100%≈48.4%、×100%＝64%、×100%＝28%，则反应中原子利用率最高的是b。
(2)根据盖斯定律可知，③×2－①得：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－634.3 kJ·mol－1。
(3)由图可知，阴极区二氧化碳得到电子发生还原反应生成草酸，电极反应式为2CO2＋2e－＋2H＋===H2C2O4；温度过高微生物催化能力降低或催化剂失活，使得电极反应的速率反而迅速下降。
