锡东高级中学2023-2024学年高三下学期4月月考
化学试卷
考试时间:75分钟 分值:100分
注意事项:
1.本试卷分为选择题和非选择题两部分,共100分,考试时间75分钟.
2.请把选择题和非选择题的答案均填写在答题卷的指定栏目内.
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32 C1-35.5 K-39 Ni-59 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. C919是我国首款具有自主知识产权的干线飞机,其使用的材料中属于无机非金属材料的是
A. 铝合金机身 B. 芳纶纤维舱门 C. 玻璃纤维雷达罩 D. 合成橡胶轮胎
2. 利用反应可制备化工试剂.下列说法正确的是
A. 的电子式为
B. 基态N原子的价电子排布图为
C. 为共价化合物
D. 的VSEPR模型为平面三角形
3. 实验是化学的最高法庭,下列所示装置或操作能达到实验目的的是
A B C D
实验室制取乙酸乙酯 配制 溶液 钠的燃烧 验证铁钉的吸氧腐蚀
A. A B. B C. C D. D
4. CrSi、Ge-GaAs、ZnGeAs2和SiC都是重要的半导体化合物,下列说法错误的是
A. 原子半径:r(Ga)>r(Ge)>r(As)
B. 碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体
C. 可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
D. 第一电离能:I1(C)>I1 (Si)>I1 (Ge)
5. 在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。和均为两性氢氧化物,溶于强碱形成。BeO和都具有难溶于水、高熔点等性质。和在气态时通常以二聚体的形式存在,的结构如图所示。B和Si均能溶于NaOH溶液生成盐和氢气。工业上用焦炭和石英砂(主要成分为)在高温条件下反应制得粗硅。硼酸()和硅酸都是弱酸,硼酸晶体有类似于石墨的片层状结构,常用作医用消毒剂、润滑剂等。下列说法正确的是
A. 中含有配位键 B. 的空间结构为平面正方形
C. 中的O-Si-O键角为120° D. 晶体中存在的作用力只有共价键
6. 在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。和均为两性氢氧化物,溶于强碱形成。BeO和都具有难溶于水、高熔点等性质。和在气态时通常以二聚体的形式存在。B和Si均能溶于NaOH溶液生成盐和氢气。工业上用焦炭和石英砂(主要成分为)在高温条件下反应制得粗硅。硼酸()和硅酸都是弱酸,硼酸晶体有类似于石墨的片层状结构,常用作医用消毒剂、润滑剂等。下列化学反应表示不正确的是
A. 氢氧化铍溶于强碱:
B. 可溶性铝盐净水原理:
C. 硅与氢氧化钠溶液反应:
D. 焦炭与石英砂反应:
7. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A. 氧化铍熔点较高,可用作耐火材料 B. 硼酸具有弱酸性,可用作润滑剂
C 金属铝质地柔软,可用于冶炼高熔点金属 D. 二氧化硅硬度高,可用于制造光导纤维
8. 在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.
B.
C.
D.
9. 己烷雌酚的一种合成路线如图:
A. 在水溶液中加热,化合物X可发生消去反应
B. 在一定条件,化合物Y可与发生缩聚反应
C. 用酸化的硝酸银溶液可鉴别化合物X和Y
D. 化合物Y中不含有手性碳原子
10. 三氯化铁浸出硫化锑()精矿提取锑的工艺流程如下,已知:I.氧化性:;Ⅱ.电解过程中无气体放出。
下列说法不正确的是
A. “矿渣”中含有硫单质
B. “浸出”过程中加稀盐酸的目的是防止和水解
C. “试剂X”最好选择CO
D. “电解”得到的溶液A可循环利用
11. 室温下,下列实验探究方案能够边到探究目的是
选项 探究方案 探究目的
A 将溴丁烷与的乙醇溶液混合后加热,生成的气体通入的溶液中,观察现象 溴丁烷能否发生消去反应生成烯烃
B 将气体通入紫色石蕊溶液中,观察溶液颜色变化 是否具有漂白性
C 向饱和溶液中通入足量气体,观察现象 比较与在水中溶解度的大小
D 向溶液中滴加淀粉,再通入气体,观察现象 比较与氧化性的强弱
A. A B. B C. C D. D
12. 室温下,由二氧化锰与硫化锰矿(含等杂质)制备的流程如下.
已知:,
,下列说法不正确的是
A. “酸溶”时的主要离子方程式:
B. 氨水中离子浓度:
C. “沉锰”后上层清液中:
D. 溶液中:
13. 异丁烯()是重要的化工原料,可由异丁醇()脱水制得.异丁醇催化脱水时发生如下反应:
反应1(主反应):
反应2(副反应):
保持压强为不变,向一定体积的密闭容器中充入的混合气体(不参与反应),平衡时所得异丁醇的转化率、异丁烯的产率与温度的关系如图所示.下列说法错误的是
A. 反应1消去反应,反应2为加成反应
B. 保持其他条件不变,升高温度,反应1和反应2平衡均向正反应方向移动
C. 时,起始比值越小,平衡时异丁烯的产率越高
D. 时,若起始时将改为,平衡时异丁烯的产率降低
二、非选择题:共4题,共61分.
14. 用镍铂合金废料(主要成分为Ni、Pt,含少量Al和难溶于硫酸的重金属)回收镍和铂的一种工艺流程如下:
(1)“酸浸”后分离出的溶液中,c(Ni2+)=0.2mol/L,c(Al3+)=0.01mol/L,溶液中离子浓度小于1×10-5 mol/L时可认为沉淀完全,则“调pH”应控制pH的范围是________。(设“调pH”时溶液体积不变) {已知:Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,Ksp[Al(OH)3]=1×10-33}
(2)“控温氧化”时控制其他条件一定,Ni2O3的产率与温度和时间的关系如图所示。20℃、40℃时反应后所得滤液主要为NaCl、NaOH和,60℃时反应后所得滤液主要为NaCl、,反应相同时间,60℃时Ni2O3的产率低于40℃时,原因可能是_______。
(3)“含Pt滤渣”中的Pt可以用王水(体积比3∶1的浓盐酸和浓硝酸的混合液)浸出。浸出时有H2PtCl6和NO生成。向(NH4)2PtCl6溶液中加入NH4Cl会生成(NH4)2PtCl6沉淀。
①写出浸出时Pt所发生反应的化学方程式:________。
②(NH4)2PtCl6在一定温度下可以分解生成Pt(NH3)2Cl2,Pt(NH3)2Cl2在顺式和反式两种结构。请在如图的两个结构中,选择其中一个,填入相应的基团表示Pt(NH3)2Cl2的顺式结构________。
(4)另外一种镍催化剂废渣(主要成分是Ni,含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等杂质)为原料可制备锂离子材料镍酸锂。在制备过程中有人认为“除钙”可以用HF,则“除钙”的反应为:Ca2+(aq)+2HF(l) = CaF2(s)+ 2H+(aq)反应的平衡常数K=1.0×103,则Ksp[CaF2]=________。(已知:室温下,HF的电离平衡常数Ka=4×10-4)。
(5)Ni2O3产品中可能含少量NiO,为测定Ni2O3的纯度,进行如下实验:称取5.000g样品,加入足量硫酸后,再加入100mL,1.000 mol/L Fe2+标准溶液,充分反应,加水定容至200mL取出20.00mL,用0.1 mol/L KMnO4标准溶液滴定,到达滴定终点时消耗KMnO4标准溶液10.00mL。实验过程中发生反应如下:
Ni2O3 + Fe2++ H+= Ni2++ Fe3++H2O(未配平)
Fe2+ + + H+= Mn2++ Fe3++H2O(未配平)
试通过计算确定Ni2O3质量分数,并写出计算过程________。
15. 维生素B6一种合成路线如下图所示:
已知: + R2-NH2·HCl→ +NH4Cl
(1)A中官能团的名称为_______,A分子中sp3杂化的原子数目为_______。
(2)D→E的反应类型为_______。
(3)C的分子式为C6H11O3N,写出C的结构简式:_______。
(4)F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能与FeCl3溶液发生显色反应;
②碱性水解后酸化,一种产物为ɑ-氨基酸,另一含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶2∶2∶3。
(5)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. 以方铅矿(主要成分,含少量)和软锰矿(主要成分)为原料制备电池材料和,过程可表示为
已知:①
②
(1)时,“协同浸取”生成和的离子方程式为___________;“协同浸取”时加入可避免生成沉积在矿石表面,其原因是___________。
(2)“沉降分铅”的目的是将滤液中的沉降为沉淀。沉降反应的平衡常数___________。
(3)络合萃取剂全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺通过氮原子与形成配位键的方式萃取铅。已知氮原子的电子云密度越大配位能力越强,全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺中氮原子和含氟基团相连使得配位能力下降,若在氮原子和含氟基团间引入基团配位能力会增强,其原因分别是________。
(4)制备。(难溶于水的黑色晶体)可通过空气氧化制得,制备时溶液的温度和对的产率影响如图所示。请补充完整由净化后的含的滤液制备较纯净的的实验方案:取一定量的含的滤液于三颈烧瓶中,___________,真空40干燥得产品。(必须使用的试剂:空气、蒸馏水、氨水、稀硝酸、溶液。)
17. 空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。
(1)利用高炉炼铁尾气中的制取有机物的过程如下:
相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率随电解电压的变化如下图1所示:
,选择性.
“电解”在质子交换膜电解池中进行,生成的电极反应式为____________,当电解电压为时,生成和的选择性之比为____________.
(2)利用铟氧化物催化制取的可能机理如下图2所示,无催化活性,形成氧空位后具有较强催化活性,将固定比例的混合气体以不同流速通过装有催化剂的反应管,选择性、转化率随气体流速变化曲线如下图3所示,
①图2中的反应每生成和放出的热量,其热化学方程式为____________.
②若原料气中比例过低、过高均会减弱催化剂活性,原因是____________.
③制取时,同时发生反应,气体流速分别为和,相同时间内生成的质量,前者____________后者(选填“>”、“=”或“<”);保持气体流速不变,反应管内温度从升高到,测得出口处和的物质的量均减小,可能的原因是____________.锡东高级中学2023-2024学年高三下学期4月月考
化学试卷
考试时间:75分钟 分值:100分
注意事项:
1.本试卷分为选择题和非选择题两部分,共100分,考试时间75分钟.
2.请把选择题和非选择题的答案均填写在答题卷的指定栏目内.
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32 C1-35.5 K-39 Ni-59 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. C919是我国首款具有自主知识产权的干线飞机,其使用的材料中属于无机非金属材料的是
A. 铝合金机身 B. 芳纶纤维舱门 C. 玻璃纤维雷达罩 D. 合成橡胶轮胎
【答案】C
【解析】
【详解】A.铝合金机身属于金属材料,故A不符合题意;
B.芳纶纤维舱门属于合成有机物,故B不符合题意;
C.玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差,故C符合题意;
D.合成橡胶轮胎属于合成有机高分子,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
2. 利用反应可制备化工试剂.下列说法正确的是
A. 的电子式为
B. 基态N原子的价电子排布图为
C. 为共价化合物
D. 的VSEPR模型为平面三角形
【答案】B
【解析】
【详解】A.H-的核外只有两个电子,的电子式:,A错误;
B.基态氮原子的价电子排布式2s22p3,价电子排布图为,B正确;
C.为单质,不是化合物,C错误;
D.中心N原子价层电子对数:,VSEPR模型为四面体形,D错误;
答案选B。
3. 实验是化学的最高法庭,下列所示装置或操作能达到实验目的的是
A B C D
实验室制取乙酸乙酯 配制 溶液 钠的燃烧 验证铁钉的吸氧腐蚀
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙酸乙酯能与氢氧化钠溶液反应,所以不能用氢氧化钠溶液收集生成的乙酸乙酯,A错误;
B.容量瓶是精量器,不能用于溶解氯化铁固体,B错误;
C.钠燃烧时会放出大量的热,会使玻璃表面皿炸裂,C错误;
D.铁钉在食盐水中发生吸氧腐蚀时会消耗氧气,会使试管内的气体压强减小,则通过压强传感器测定试管内的压强可以验证铁钉的吸氧腐蚀,D正确;
故选D。
4. CrSi、Ge-GaAs、ZnGeAs2和SiC都是重要的半导体化合物,下列说法错误的是
A. 原子半径:r(Ga)>r(Ge)>r(As)
B. 碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体
C. 可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
D. 第一电离能:I1(C)>I1 (Si)>I1 (Ge)
【答案】B
【解析】
【详解】A. 同周期从左到右,原子半径逐渐减小,原子半径:r(Ga)>r(Ge)>r(As),故A正确;
B. 碳单质中金刚石、晶体硅、SiC均为共价晶体,碳单质中C60则为分子晶体,故B错误;
C. 可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料,如Ga等,故C正确;
D. 周期表中同主族从上到下,第一电离能变小,第一电离能:I1(C)>I1 (Si)>I1 (Ge),故D正确;
故选B。
5. 在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。和均为两性氢氧化物,溶于强碱形成。BeO和都具有难溶于水、高熔点等性质。和在气态时通常以二聚体的形式存在,的结构如图所示。B和Si均能溶于NaOH溶液生成盐和氢气。工业上用焦炭和石英砂(主要成分为)在高温条件下反应制得粗硅。硼酸()和硅酸都是弱酸,硼酸晶体有类似于石墨的片层状结构,常用作医用消毒剂、润滑剂等。下列说法正确的是
A. 中含有配位键 B. 的空间结构为平面正方形
C. 中的O-Si-O键角为120° D. 晶体中存在的作用力只有共价键
【答案】A
【解析】
【详解】A.中Al原子提供空轨道、Cl原子提供孤电子对以此来形成配位键,所以中含有配位键,A正确;
B.中的中心原子为Be,Be原子和四个OH-形成共价键,Be原子采用sp3杂化,空间构型应为正四面体结构,B错误;
C.SiO2为原子晶体,每个O原子被两个Si原子共用,每个Si原子分别与4个O原子相连,故Si原子采用sp3杂化,形成的应为正四面体结构,键角不为120°,C错误;
D.晶体中存在的作用力除了共价键还存在分子间作用力,D错误;
故选A。
6. 在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。和均为两性氢氧化物,溶于强碱形成。BeO和都具有难溶于水、高熔点等性质。和在气态时通常以二聚体的形式存在。B和Si均能溶于NaOH溶液生成盐和氢气。工业上用焦炭和石英砂(主要成分为)在高温条件下反应制得粗硅。硼酸()和硅酸都是弱酸,硼酸晶体有类似于石墨的片层状结构,常用作医用消毒剂、润滑剂等。下列化学反应表示不正确的是
A. 氢氧化铍溶于强碱:
B. 可溶性铝盐净水原理:
C. 硅与氢氧化钠溶液反应:
D. 焦炭与石英砂反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题给信息可知,氢氧化铍是两性氢氧化物,能与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铍离子,电极反应式为,故A正确;
B.可溶性铝盐净水原理为铝离子在溶液中水解生成氢氧化铝,氢氧化铝吸附水中悬浮杂质而达到净水的作用,反应的离子方程式为,故B错误;
C.硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气,反应的化学方程式为,故C正确;
D.焦炭与石英砂高温条件下反应生成硅和一氧化碳,反应的化学方程式为,故D正确;
故选B。
7. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A. 氧化铍熔点较高,可用作耐火材料 B. 硼酸具有弱酸性,可用作润滑剂
C. 金属铝质地柔软,可用于冶炼高熔点金属 D. 二氧化硅硬度高,可用于制造光导纤维
【答案】A
【解析】
【详解】A.氧化铍是离子化合物,熔点较高,可用作耐火材料,故选A;
B.硼酸晶体呈片状,有滑腻感,可做润滑剂,与硼酸具有弱酸性无关,故不选B;
C.金属铝用于冶炼高熔点金属,利用其还原性,与质地柔软无关,故不选C;
D.二氧化硅用于制造光导纤维,利用其优良的光学特性,与硬度高无关,故不选D;
选A。
8. 在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳酸钠与CF3COOH反应生成CF3COONa、CO2和H2O,CO2、H2O和苯酚钠反应生成苯酚和碳酸氢钠,故A符合题意;
B.与反应生成氧化铁和二氧化硫,二氧化硫和硫酸不反应,故B不符合题意;
C.氨气催化氧化生成NO,NO和浓硫酸不能反应硝酸,故C不符合题意;
D.由于硝酸是易挥发性酸,铜离子发生水解,因此硝酸铜蒸干得到氢氧化铜,故D不符合题意。
综上所述,答案为A。
9. 己烷雌酚的一种合成路线如图:
A. 在水溶液中加热,化合物X可发生消去反应
B. 在一定条件,化合物Y可与发生缩聚反应
C. 用酸化的硝酸银溶液可鉴别化合物X和Y
D. 化合物Y中不含有手性碳原子
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由题干结构简式可知,X中含有Br原子具有卤代烃的性质,在水溶液中加热,化合物X可发生水解反应,发生消去反应的反应条件为NaOH醇溶液加热,A错误;
B.由题干结构简式可知,Y中含有酚羟基,且酚羟基的邻位碳原子上还有H原子,故在一定条件,化合物Y可与发生缩聚反应生成酚醛树脂,B正确;
C.由于X不能电离出Br-,故不能用酸化的硝酸银溶液可鉴别化合物X和Y,C错误;
D.连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故化合物Y中含有手性碳原子,即中间两个与乙基相连的碳原子为手性碳原子,D错误;
故答案为:B。
10. 三氯化铁浸出硫化锑()精矿提取锑的工艺流程如下,已知:I.氧化性:;Ⅱ.电解过程中无气体放出。
下列说法不正确的是
A. “矿渣”中含有硫单质
B. “浸出”过程中加稀盐酸的目的是防止和水解
C. “试剂X”最好选择CO
D. “电解”得到的溶液A可循环利用
【答案】C
【解析】
【分析】FeCl3具有氧化性,浸出锑,-2价硫易被氧化生成单质硫,生成FeCl2,Sb3+,加入试剂X,为了不生成新的杂质,故试剂X可以为Fe,将Sb从溶液中置换,电解FeCl2溶液,选Fe作阳极,石墨作阴极,得到FeCl2溶液,以此分析;
【详解】A.本流程利用FeCl3溶液氧化性浸出锑,-2价硫易被氧化生成单质硫,A正确;
B.Fe2+、Sb3+,水解生成H+,加入盐酸抑制水解,B正确;
C.CO还原固体使用,根据分析,试剂X为Fe,C错误;
D.过滤母液中主要含有FeCl2溶液,推断电解FeCl2溶液为了氯化铁循环使用,因此电解FeCl2溶液得到FeCl3溶液,可选做阴极:,石墨做阳极,,(或),在阳极回收FeCl3溶液,,流程中氯化铁溶液可循环使用,D正确;
故答案为:C。
11. 室温下,下列实验探究方案能够边到探究目的是
选项 探究方案 探究目的
A 将溴丁烷与的乙醇溶液混合后加热,生成的气体通入的溶液中,观察现象 溴丁烷能否发生消去反应生成烯烃
B 将气体通入紫色石蕊溶液中,观察溶液颜色变化 是否具有漂白性
C 向饱和溶液中通入足量气体,观察现象 比较与在水中溶解度的大小
D 向溶液中滴加淀粉,再通入气体,观察现象 比较与氧化性的强弱
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.气体通入的溶液中,溶液褪色,说明生成了烯烃,则证明发生了消去反应,故A符合题意;
B.将气体通入紫色石蕊溶液中,溶液变红,不能证明二氧化硫有漂白性,故B不符合题意;
C.向饱和溶液中通入足量气体,有晶体析出,根据分析得到,106g碳酸钠反应得到168g碳酸氢钠,生成的碳酸氢钠增多,假设溶解度相同时也会有晶体析出,因此不能通过现象来比较与在水中溶解度的大小,故C不符合题意;
D.向溶液中滴加淀粉,再通入气体,溶液变蓝,由于硝酸的氧化性大于铁离子,可能硝酸氧化了碘离子,因此不能比较与氧化性的强弱,故D不符合题意。
综上所述,答案为A。
12. 室温下,由二氧化锰与硫化锰矿(含等杂质)制备的流程如下.
已知:,
,下列说法不正确的是
A. “酸溶”时的主要离子方程式:
B. 氨水中离子浓度:
C. “沉锰”后上层清液中:
D. 溶液中:
【答案】D
【解析】
【详解】A.“酸溶”时离子方程式:,A正确;
B.根据电荷守恒,氨水中存在:,B正确;
C.“沉锰”后上层清液中:,C正确;
D.溶液中存在电荷守恒:,,水解程度小于水解程度,溶液呈碱性,,所以,D错误;
答案选C。
13. 异丁烯()是重要的化工原料,可由异丁醇()脱水制得.异丁醇催化脱水时发生如下反应:
反应1(主反应):
反应2(副反应):
保持压强为不变,向一定体积的密闭容器中充入的混合气体(不参与反应),平衡时所得异丁醇的转化率、异丁烯的产率与温度的关系如图所示.下列说法错误的是
A. 反应1为消去反应,反应2为加成反应
B. 保持其他条件不变,升高温度,反应1和反应2平衡均向正反应方向移动
C. 时,起始比值越小,平衡时异丁烯的产率越高
D. 时,若起始时将改为,平衡时异丁烯的产率降低
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应1为醇的消去反应,反应2为烯的加成反应,A正确;
B.随着温度的升高,异丁烯产率增大,说明反应1正向移动,为吸热反应,焓变1大于零;由于随着温度的升高,异丁烯产率增加幅度远大于异丁醇的转化率增大的幅度,说明反应2发生了逆向移动,为放热反应,焓变2小于零,则升高温度反应2逆向移动,B错误;
C.反应1为气体分子数增大的反应、反应2为气体分子数减小的反应;压强不变,一定体积的密闭容器中,200℃时,V(异丁醇):V(N2)起始比值越小,相当于减小异丁醇投料使得反应物分压减小,则相当于在原有平衡基础上有利于反应1的正向进行而不利于反应2的正向进行,导致平衡时异丁烯的产率增大,C正确;
D.100MPa,200℃时,若将起始时N2换成H2O(g),则增加水的浓度导致反应1逆向移动,使得平衡时异丁烯的产率减小,D正确;
故选B。
二、非选择题:共4题,共61分.
14. 用镍铂合金废料(主要成分为Ni、Pt,含少量Al和难溶于硫酸的重金属)回收镍和铂的一种工艺流程如下:
(1)“酸浸”后分离出的溶液中,c(Ni2+)=0.2mol/L,c(Al3+)=0.01mol/L,溶液中离子浓度小于1×10-5 mol/L时可认为沉淀完全,则“调pH”应控制pH的范围是________。(设“调pH”时溶液体积不变) {已知:Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,Ksp[Al(OH)3]=1×10-33}
(2)“控温氧化”时控制其他条件一定,Ni2O3的产率与温度和时间的关系如图所示。20℃、40℃时反应后所得滤液主要为NaCl、NaOH和,60℃时反应后所得滤液主要为NaCl、,反应相同时间,60℃时Ni2O3的产率低于40℃时,原因可能是_______。
(3)“含Pt滤渣”中的Pt可以用王水(体积比3∶1的浓盐酸和浓硝酸的混合液)浸出。浸出时有H2PtCl6和NO生成。向(NH4)2PtCl6溶液中加入NH4Cl会生成(NH4)2PtCl6沉淀。
①写出浸出时Pt所发生反应的化学方程式:________。
②(NH4)2PtCl6在一定温度下可以分解生成Pt(NH3)2Cl2,Pt(NH3)2Cl2在顺式和反式两种结构。请在如图的两个结构中,选择其中一个,填入相应的基团表示Pt(NH3)2Cl2的顺式结构________。
(4)另外一种镍催化剂废渣(主要成分是Ni,含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等杂质)为原料可制备锂离子材料镍酸锂。在制备过程中有人认为“除钙”可以用HF,则“除钙”的反应为:Ca2+(aq)+2HF(l) = CaF2(s)+ 2H+(aq)反应的平衡常数K=1.0×103,则Ksp[CaF2]=________。(已知:室温下,HF的电离平衡常数Ka=4×10-4)。
(5)Ni2O3产品中可能含少量NiO,为测定Ni2O3的纯度,进行如下实验:称取5.000g样品,加入足量硫酸后,再加入100mL,1.000 mol/L Fe2+标准溶液,充分反应,加水定容至200mL取出20.00mL,用0.1 mol/L KMnO4标准溶液滴定,到达滴定终点时消耗KMnO4标准溶液10.00mL。实验过程中发生反应如下:
Ni2O3 + Fe2++ H+= Ni2++ Fe3++H2O(未配平)
Fe2+ + + H+= Mn2++ Fe3++H2O(未配平)
试通过计算确定Ni2O3的质量分数,并写出计算过程________。
【答案】(1)
(2)60℃,部分分解生成和,浓度减小,反应速率减慢
(3) ①. ②.
(4)1.6×10-10
(5)83%
【解析】
【分析】酸浸时生成的离子为Ni2+、Al3+,Al3+用NaOH溶液调节pH变为沉淀,碱性条件下加入氧化性的NaClO与Ni2+反应生成Ni2O3,高温还原生成Ni,以此分析;
【小问1详解】
调pH的目的是为了让Al3+完全沉淀,根据,当溶液中的c(Al3+)<10-5时,,,溶液的pH=4.7,此时溶液中的Ni2+不能沉淀,,当Ni2+开始沉淀时,溶液pH=7,故pH<7时不会影响Ni2+,所以调节溶液PH的范围应为:4.7
产率即为实际产量除以理论产量,单位时间的产量受速率影响,当20℃、40℃时反应后所得滤液主要为NaCl、NaClO、Na2SO4,60℃,部分NaClO分解生成NaCl和NaClO3,NaClO浓度减小,反应速率减慢,反应相同时间,60℃时Ni2O3的产率低于40℃时;
故答案为:60℃,部分NaClO分解生成NaCl和NaClO3,NaClO浓度减小,反应速率减慢;
【小问3详解】
①用王水浸出Pt时有H2PtCl6和NO生成,据此推断出反应的反应物为:Pt、HCl和HNO3;生成物为:H2PtCl6和NO,根据元素守恒、得失电子守恒进行方程式的书写配平,并确定另一产物为H2O,;
故答案为:;
②顺、反式结构的研究对象一般为有机物,通常把两个相同原子或基团在双键同一侧的为顺式异构体,在两侧的为反式结构;
故答案为:;
【小问4详解】
根据反应平衡常数,,,;
故答案为:1.6×10-10;
【小问5详解】
,,与KMnO4标准溶液反应的,与Ni2O3反应的,,,则Ni2O3的质量分数=;
故答案为:83%。
15. 维生素B6的一种合成路线如下图所示:
已知: + R2-NH2·HCl→ +NH4Cl
(1)A中官能团的名称为_______,A分子中sp3杂化的原子数目为_______。
(2)D→E的反应类型为_______。
(3)C的分子式为C6H11O3N,写出C的结构简式:_______。
(4)F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能与FeCl3溶液发生显色反应;
②碱性水解后酸化,一种产物为ɑ-氨基酸,另一含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶2∶2∶3。
(5)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) ①. 氨基、羧基 ②. 4
(2)加成反应 (3)
(4) 或 (5)
【解析】
【分析】B和HCONH2发生已知反应生成C,结合B和D的结构简式以及C的分子式可知,其结构简式为 ,以此解题。
【小问1详解】
由A的结构简式可知,A中含有的官能团为氨基和羧基;根据A的结构可知,其中有两个饱和碳原子,1个氮原子以及羟基上的氧原子的杂化方式为sp3杂化,一共4个;
【小问2详解】
根据合成流程可知,D与 反应生成E,结合E的结构简式可知,双键变成了单键,则D→E的反应类型为加成反应;
【小问3详解】
由分析可知,C的结构简式为 ;
【小问4详解】
F的一种同分异构体同时满足①能与FeCl3溶液发生显色反应,说明分子中含有酚羟基;②碱性水解后酸化,一种产物为ɑ-氨基酸,说明该有机物中含有“ ”,另一含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶2∶2∶3,则含苯环的产物为 或 ,则符合条件的结构简式为 或 ;
【小问5详解】
参照D→E的合成过程可知, 可由 加成得到, 可由 与 发生与D→E类似的反应合成,观察反应物中含有 ,其在浓硫酸的作用下可生成,然后在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应生成双键可制得 ,因此合成路线为 。
16. 以方铅矿(主要成分,含少量)和软锰矿(主要成分)为原料制备电池材料和,过程可表示为
已知:①
②
(1)时,“协同浸取”生成和的离子方程式为___________;“协同浸取”时加入可避免生成沉积在矿石表面,其原因是___________。
(2)“沉降分铅”的目的是将滤液中的沉降为沉淀。沉降反应的平衡常数___________。
(3)络合萃取剂全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺通过氮原子与形成配位键的方式萃取铅。已知氮原子的电子云密度越大配位能力越强,全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺中氮原子和含氟基团相连使得配位能力下降,若在氮原子和含氟基团间引入基团配位能力会增强,其原因分别是________。
(4)制备。(难溶于水的黑色晶体)可通过空气氧化制得,制备时溶液的温度和对的产率影响如图所示。请补充完整由净化后的含的滤液制备较纯净的的实验方案:取一定量的含的滤液于三颈烧瓶中,___________,真空40干燥得产品。(必须使用的试剂:空气、蒸馏水、氨水、稀硝酸、溶液。)
【答案】(1) ①. ②. 增大氯离子浓度,有利于平衡正向移动,将溶解
(2)2000 (3)氟电负性大,将氮原子的孤对电子对吸引,使得氮原子的电子云密度减小,因此氮与形成配位键能力减弱;氮原子远离氟原子,氟对氮的电子对吸引力小,氮原子的电子云密度增大,氮与形成配位键能力增强
(4)加热维持在温度50℃,不断搅拌下边通空气边加氨水调节溶液的pH值并维持在8.5左右,直至有大量黑色沉淀生成时,静置,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀至取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀生成
【解析】
【分析】方铅矿(主要成分,含少量)和软锰矿(主要成分)在盐酸和氯化钠作用下反应生成S和,过滤,向滤液中加入碳酸锰除掉铁,过滤,沉降分铅,将含铅物质加入硫酸得到硫酸铅,再将含Mn2+的滤液经过一系列过程得到。
小问1详解】
时,方铅矿(主要成分,含少量)和软锰矿(主要成分)在氯化钠、盐酸作用下反应生成和,则“协同浸取”生成和的离子方程式为;根据已知信息得到,因此“协同浸取”时加入可避免生成沉积在矿石表面,其原因是增大氯离子浓度,有利于平衡正向移动,将溶解;故答案为:;增大氯离子浓度,有利于平衡正向移动,将溶解。
【小问2详解】
利用盖斯定律,将①+②得到 ,则沉降反应的平衡常数;故答案为:2000。
【小问3详解】
氮原子的电子云密度越大配位能力越强,全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺中氮原子和含氟基团相连使得配位能力下降,氟的电负性大,将氮原子的孤对电子对吸引,使得氮原子的电子云密度减小,因此氮与形成配位键能力减弱;若在氮原子和含氟基团间引入基团配位能力会增强,氮原子远离氟原子,氟对氮的电子对吸引力小,氮原子的电子云密度增大,氮与形成配位键能力增强;故答案为:氟的电负性大,将氮原子的孤对电子对吸引,使得氮原子的电子云密度减小,因此氮与形成配位键能力减弱;氮原子远离氟原子,氟对氮的电子对吸引力小,氮原子的电子云密度增大,氮与形成配位键能力增强。
【小问4详解】
根据图中信息,由净化后的含的滤液制备较纯净的的实验方案:取一定量的含的滤液于三颈烧瓶中,加热维持在温度50℃,不断搅拌下边通空气边加氨水调节溶液的pH值并维持在8.5左右,直至有大量黑色沉淀生成时,静置,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀至取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀生成,再真空40℃干燥得产品;故答案为:加热维持在温度50℃,不断搅拌下边通空气边加氨水调节溶液的pH值并维持在8.5左右,直至有大量黑色沉淀生成时,静置,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀至取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀生成。
17. 空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。
(1)利用高炉炼铁尾气中的制取有机物的过程如下:
相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率随电解电压的变化如下图1所示:
,选择性.
“电解”在质子交换膜电解池中进行,生成的电极反应式为____________,当电解电压为时,生成和的选择性之比为____________.
(2)利用铟氧化物催化制取的可能机理如下图2所示,无催化活性,形成氧空位后具有较强催化活性,将固定比例的混合气体以不同流速通过装有催化剂的反应管,选择性、转化率随气体流速变化曲线如下图3所示,
①图2中反应每生成和放出的热量,其热化学方程式为____________.
②若原料气中比例过低、过高均会减弱催化剂活性,原因是____________.
③制取时,同时发生反应,气体流速分别为和,相同时间内生成的质量,前者____________后者(选填“>”、“=”或“<”);保持气体流速不变,反应管内温度从升高到,测得出口处和的物质的量均减小,可能的原因是____________.
【答案】(1) ①. CO2+2e-+2H+=HCOOH ②. 1:3
(2) ①. △H= -49kJ/mol ②. 比例过低,不利于催化剂形成氧空位,导致催化剂失活;比例过高,反应①生成过多的水会积累在具有活性的催化剂表面,导致催化剂失活 ③. < ④. 升高温度,生成甲醇的反应左移,生成一氧化碳的反应右移,且反应以生成一氧化碳的反应为主
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,电解时,通入二氧化碳的电极为阴极,生成甲酸的电极反应为酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸,电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH;由图可知,电解电压为U1时,生成甲酸和乙醇的法拉第效率相等,则由题给信息可知,生成乙醇和甲酸的选择性之比为: =1:3。
【小问2详解】
①由图可知,催化剂作用下,二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水,反应的方程式为,由反应生成1mol甲醇放出49kJ的热量可知,反应的焓变△H= -49kJ/mol,则反应的热化学方程式为 △H= -49kJ/mol;
②由图可知,若原料气中氢气的比例过低不利于催化剂形成氧空位,导致催化剂失活,若氢气的比例过高,反应①生成过多的水积累在具有活性的催化剂表面,导致催化剂失活;
③设混合气体中二氧化碳的比例分数为x,由图可知,气体流速由和时,二氧化碳的转化率分别为5%和4%,则转化的二氧化碳分别为、,而甲醇选择性增大,所以相同时间内生成流速为时生成甲醇的质量小于;二氧化碳与氢气反应生成甲醇的反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成甲醇的物质的量减小,二氧化碳与氢气反应生成甲醇的反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,消耗二氧化碳的物质的量增大,反应管内温度从300℃升高到320℃时,出口处甲醇和二氧化碳的物质的量均减小说明反应以生成一氧化碳的反应为主。