2024年高考化学押题预测卷(江苏卷03)(含答案解析)

2024年高考押题预测卷03【江苏卷】
化 学
(考试时间:75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、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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: C-12 N-14 O-16 Ag-108
评卷人得分
一、选择题:本题共13小题,每小题3分,共39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。
1.二十大报告提出,科技创新是赢得未来发展主动权的必然选择。下列有关科技知识的说法错误的是( )
A.“天和号”推进器上的氮化硼陶瓷属于有机高分子材料
B.量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯互为同素异形体
C.“天宫”空间站中太空机械臂的主要成分为铝合金,其强度大于纯铝
D.中国研制的先进微纳米光刻机,其材料之一四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH可溶于水
2.氰(CN)2的化学性质与卤素单质(X2)很相似,与NaOH溶液反应的化学方程式为(CN)2+2NaOH==NaCN+NaCNO+H2O。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( )
A.中子数为8的碳原子: B.(CN)2的结构式:N≡C—C≡N
C.Na+的结构示意图: D.OH-的电子式:
3.下列有关制取、分离和提纯乙酸乙酯实验装置能达到实验目的的是( )
A.向甲试管中依次加入物质的先后顺序为②①③
B.用装置乙制备乙酸乙酯
C.用装置丙分离乙酸乙酯粗品
D.用装置丁提纯乙酸乙酯
4.元素N、P、As位于周期表中ⅤA族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(N)>r(P)>r(As)
B.第一电离能:I1(N)<I1(P)<I1(As)
C.NH3、PH3、AsH3的键角逐渐增大
D.HNO3、H3PO4、H3AsO4的酸性逐渐减弱
阅读下列材料,完成5~7题:
硫元素在自然界中通常以硫化物、硫酸盐或单质的形式存在。斜方硫、单斜硫是常见的两种单质。常见的含硫矿物有硫磺矿、黄铁矿(FeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)等。黄铁矿遇酸会生成H2S气体。工业利用黄铁矿与空气高温反应得到Fe2O3、SO2,SO2与O2在400~500℃、V2O5催化作用下反应生成SO3,每生成1mol SO3释放出98.3kJ的热量,生成的SO3用98%的浓硫酸吸收。利用酸性KMnO4溶液可测定工业尾气中SO2的含量。
5.下列说法正确的是( )
A.富氧地表附近含硫化合物中硫为正价、氧为负价是因为硫电负性小于氧
B.斜方硫、单斜硫是硫的两种同位素
C.SO3和H2O的中心原子的杂化轨道类型相同
D.CaSO4·2H2O中既有离子键又有非极性共价键
6.下列化学反应表示不正确的是( )
A.FeS2与足量稀盐酸反应:FeS2+4H+=Fe2++2H2S↑
B.黄铁矿与空气高温反应:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
C.SO2催化氧化:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH =-196.6 kJ·mol-1
D.用酸性KMnO4溶液吸收SO2:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
7.下列物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.Fe2O3能与盐酸反应,可作红色涂料
B.S是淡黄色晶体,可用于配制黑火药
C.SO3具有氧化性,可用于制取硫酸
D.浓H2SO4具有吸水性,可用于除去H2中混有的H2O(g)
8.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.
B.
C.
D.
9.化合物Z是合成连翘酯苷类似物的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法不正确的是( )
A.X在催化剂作用下可与甲醛发生缩聚反应
B.Y与足量氢气加成的产物中含有3个手性碳原子
C.Z分子存在顺反异构
D.X、Z可用饱和NaHCO3溶液鉴别
10.反应2C2H4(g)+6NO(g)+3O2(g)=4CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g)可用于去除氮氧化物。Cu+催化该反应的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应过程中,Cu+参与反应,降低了反应的焓变
B.该反应的平衡常数
C.其他条件不变时,增大,NO的平衡转化率下降
D.步骤Ⅲ中每消耗1mol Cu+(NO2),转移电子数目为4×6.02×1023
11.室温下,设计实验探究1.0mol·L-1 Na2SO3溶液的性质,下列实验方案能达到探究目的的是( )
选项 探究目的 实验方案
A 溶液中是否含有SO42- 向Na2SO3溶液中先滴加足量的稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,观察是否有沉淀产生
B Na2SO3溶液呈碱性的原因 向Na2SO3溶液中先滴加酚酞,再滴加BaCl2溶液至过量,观察溶液颜色变化
C SO32-是否具有漂白性 向溴水中滴加足量Na2SO3溶液,观察溶液颜色
D SO32-是否具有还原性 向Na2SO3溶液中先滴加几滴Na2S溶液,无明显现象,再滴加适量稀盐酸,观察是否有沉淀产生
12.室温下,用含少量ZnSO4杂质的1mol·L-1 MnSO4溶液制备MnCO3的过程如下图所示。下列说法正确的是( )
已知:Ksp(MnS)= 2×10-10、Ksp(ZnS)= 2×10-24、Kb(NH3·H2O)= 2×10-5、
Ka1(H2CO3)= 4×10-7、Ka2(H2CO3)= 5×10-11。
A.“除锌”后所得上层清液中,c(Zn2+)一定小于1×10-5 mol·L-1
B.0.1mol·L-1 NH4HCO3溶液中存在:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO32-)
C.氨水、NH4HCO3溶液中存在:c(NH4+)<2c(CO32-)+ c(HCO3-)
D.“沉锰”后的滤液中存在:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(SO42-)
13.在密闭容器中充入体积比为3∶1的H2(g)和CO2(g),二者在一定条件下反应可以合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2==CH2(g)+4H2(g) ΔH<0。已知温度对CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率的影响如图所示。
除温度外的其他反应条件相同时,下列有关说法正确的是( )
A.M点的反应速率比N点的大
B.N点催化剂的催化效率比M点的高
C.化学平衡常数M点比N点小
D.M点产物乙烯的体积分数为7.7%
评卷人得分
二、非选择题:本题共4小题,共61分。
14.(15分)硼化钛(结构式为B=Ti=B)常用于制备导电陶瓷材料和PTC材料。工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、SiO2、Al2O3和CaO,另有少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如图:
已知:①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚组成的高温加热装置;
②B2O3高温下蒸气压大、易挥发:
③TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(2)“水解”需在沸水中进行,离子方程式为 ,该工艺中,经处理可循环利用的物质为 (填化学式)。
(3)“热还原”中发生反应的化学方程式为TiO2+B2O3+5CTiB2+5CO↑,B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量,原因是 。仅增大配料中B2O3的用量,产品中的杂质含量变化如图所示。杂质TiC含量随w%增大而降低的原因是 (用化学方程式解释)。
(4)硼可与多种金属形成化合物,其中与Ca组成的金属都化物可做新型半导体材料,晶胞结构如图所示:
该晶胞中B原子数为 个,晶体中Ca原子的配位数为 ;晶胞在z轴方向的投影图为下图中的 (填标号)。
15.(15分)化合物F是合成药物盐酸环丙沙星的重要中间体,其合成路线如下:
已知:Et表示-CH2CH3。
(1)A分子中处于同一平面上的原子最多有 个。
(2)为提高B的产率,试剂X可选用 (填序号)。
A.CH3CH2ONa    B.CH3OH     C.HCl
(3)C→D发生反应:C+(EtO)3CH→D+2Y,Y的结构简式为 。
(4)C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: 。
a.卤素原子均直接连在苯环上;b.在酸性条件下水解,得到2种产物,2种产物分子中均含有2种不同化学环境的氢原子,其中一种水解产物能与FeCl3溶液发生显色反应,另一水解产物能与NaHCO3溶液反应生成CO2。
(5)已知:R-NO2R-NH2。写出以苯和乙烯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.(15分)学习小组利用废银催化剂制备乙炔银(Ag2C2)和酸性乙炔银(Ag2C2·nAgNO3)。已知乙炔银和酸性乙炔银在受热时均易发生分解。
(1)制取乙炔。利用如图装置制取纯净的乙炔。
①电石与水反应剧烈,为减缓反应速率,在不改变电石用量和大小的情况下,可采取的措施有 (写两点)。
②电石主要含CaC2,还含有CaS等杂质。洗气瓶中CuSO4溶液的作用是 。
(2)制备乙炔银。向含有Ag(NH3)2OH的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀。写出生成乙炔银的化学方程式: 。
(3)制备酸性乙炔银并测定其组成。将乙炔通入硝酸银溶液中可制得酸性乙炔银。反应原理为C2H2+(n+2)AgNO3= Ag2C2·nAgNO3↓+2HNO3。
①将过滤所得滤渣置于小烧杯中,利用丙酮反复多次冲洗沉淀。检验滤渣已经洗净的实验方案是 。
②准确称取1.260g样品,用浓硝酸完全溶解后,定容得200mL溶液,取20.00mL于锥形瓶中,以NH4Fe(SO4)2作指示剂,用0.05000mol·L-1 NH4SCN标准溶液进行滴定(Ag+ + SCN-=AgSCN↓),终点时消耗标准溶液的体积为16.00mL。滴定终点的现象为 。通过计算确定n的数值 (写出计算过程)。
17.(16分)脱除沼气中的H2S具有重要意义,脱除H2S有多种方法。
(1)受热分解法。将H2S和CH4混合气导入热解器,反应分两步进行。
反应Ⅰ:2H2S(g)=2H2(g)+S2(g) ΔH1 =169.8kJ·mol-1
反应Ⅱ:CH4(g)+S2(g)=CS2(g)+2H2(g) ΔH2 =63.7kJ·mol-1
现将H2S和CH4按照2:1体积比投料,并用N2稀释。在常压和不同温度下,反应相同时间后,H2、S2和CS2的体积分数随温度的变化关系如图所示。
①2H2S(g)+CH4(g) =CS2(g)+4H2(g) ΔH3 = 。
②1050℃时,H2的体积分数为 。
③在950℃~1150℃范围内,其他条件不变,随着温度的升高,S2(g)的体积分数先增大而后减小,其原因可能是 。
(2)光电催化法。某光电催化法脱除H2S的原理如图所示。
①光电催化法脱除H2S的离子方程式为 。
②与受热分解法相比,光电催化法的优点是 。
(3)催化重整法。Fe2O3可以用作脱除H2S催化剂,脱除过程如图所示。
①Fe2O3脱除H2S时需先进行吸附。利用如图乙进行吸附,比如图甲吸附能力强的原因是 。
②脱除一段时间后,催化剂的活性降低,原因是 。2024年高考押题预测卷03【江苏卷】
化学·参考答案
一、选择题:本题共13小题,每小题3分,共39分。每小题只有一个选项符合题意。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
A B B D A A D D D D B A D
二、非选择题:本题共4小题,共61分。
14.(15分)(除标注的以外,其余每空2分)
(1)SiO2(1分)
(2)TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O+2H+ H2SO4
(3)B2O3高温下蒸气压大、易挥发,只有部分参加了反应
TiC+ B2O3+COTiB2+2CO2
(4)6 24 C
15.(15分)
(1)14(2分) (2)A(3分) (3)CH3CH2OH(2分)
(4)或(3分)
(5)(5分)
16.(15分)(除标注的以外,其余每空2分)
(1)①使用饱和食盐水代替水;减缓分液漏斗中液体的滴加速率(4分)
②除去H2S气体
(2)C2H2+2Ag(NH3)2OH+2H2O=Ag2C2↓+4NH3·H2O
(3)①将最后一次洗涤液倒入少量的蒸馏水中,用pH试纸检测溶液pH,若溶液呈中性,则沉淀已洗涤干净
②加入最后半滴标准液,锥形瓶内液体出现红色,且半分钟内不褪色 ③ 6(3分)
17.(16分)(除标注的以外,其余每空2分)
(1)①233.5 kJ·mol-1 ②3.6% ③在950℃~1100℃之间,以反应I为主,随温度升高,反应I速率增大的幅度大于反应II,S2(g)的体积分数增大;在1100~1150℃之间,反应II速率增大的幅度大于反应I,S2 (g)的体积分数减小(3分)
(2)①2H2S+2I3-=S2↓+6I-+4H+ ②光电催化法脱除H2S,耗能低,还能持续发电;溶液中I-可循环利用,生成的副产物双氧水可回收利用
(3)①H2S中的H带正电、S带负电,Fe2O3中的Fe带正电,O带负电;甲吸附方式为同种电性微粒靠近,乙吸附方式中为不同电性微粒靠近时,吸附能力强(3分) ②反应生成的硫单质附着在催化剂表面2024年高考押题预测卷03【江苏卷】
化学·全解全析
(考试时间:75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、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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: C-12 N-14 O-16 Ag-108
评卷人得分
一、选择题:本题共13小题,每小题3分,共39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。
1.二十大报告提出,科技创新是赢得未来发展主动权的必然选择。下列有关科技知识的说法错误的是( )
A.“天和号”推进器上的氮化硼陶瓷属于有机高分子材料
B.量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯互为同素异形体
C.“天宫”空间站中太空机械臂的主要成分为铝合金,其强度大于纯铝
D.中国研制的先进微纳米光刻机,其材料之一四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH可溶于水
【答案】A
【解析】氮化硼陶瓷耐高温,是新型无机非金属材料,A错误;同素异形体指由同种元素组成的具有不同性质的单质,螺旋纳米管与石墨互为同素异形体,B正确;合金的硬度大于其成分金属,C正确;四甲基氢氧化铵属于一元碱,易溶于水,D正确。
2.氰(CN)2的化学性质与卤素单质(X2)很相似,与NaOH溶液反应的化学方程式为(CN)2+2NaOH==NaCN+NaCNO+H2O。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( )
A.中子数为8的碳原子: B.(CN)2的结构式:N≡C—C≡N
C.Na+的结构示意图: D.OH-的电子式:
【答案】B
【解析】中子数为8的碳原子应表示为,A错误;根据价键规律(氮三碳四),可知B正确;钠元素的核电荷数为11,C错误;OH-带一个单位的负电荷,氧原子最外层有8个电子,电子式为[]-,D错误。
3.下列有关制取、分离和提纯乙酸乙酯实验装置能达到实验目的的是( )
A.向甲试管中依次加入物质的先后顺序为②①③
B.用装置乙制备乙酸乙酯
C.用装置丙分离乙酸乙酯粗品
D.用装置丁提纯乙酸乙酯
【答案】B
【解析】由于浓硫酸稀释时放热,所以浓硫酸不能先加,而醋酸的价格较高,为减少醋酸的挥发,需冷却液体后加入冰醋酸,添加试剂的顺序为:乙醇、浓硫酸、乙酸,A错误;乙醇、乙酸在浓硫酸、加热的条件下可以反应生成乙酸乙酯,饱和Na2CO3溶液可以吸收挥发出来的乙醇和乙酸,同时降低乙酸乙酯的溶解度,用装置乙可以制备乙酸乙酯且能防止倒吸,B正确;乙酸乙酯不溶于饱和Na2CO3溶液,液体分层,应该用分液操作而不是过滤操作分离出乙酸乙酯粗品,C错误;提纯乙酸乙酯应该用分液操作而不是蒸馏操作,D错误。
4.元素N、P、As位于周期表中ⅤA族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(N)>r(P)>r(As)
B.第一电离能:I1(N)<I1(P)<I1(As)
C.NH3、PH3、AsH3的键角逐渐增大
D.HNO3、H3PO4、H3AsO4的酸性逐渐减弱
【答案】D
【解析】同主族元素,从上到下原子半径依次增大,A错误;同主族元素,从上到下第一电离能依次减小,B错误;N、P、As位于周期表中ⅤA族,元素的非金属性大于H,从上到下原子半径依次增大,它们与H形成共价键的极性逐渐减弱,因此极性键间的排斥力逐渐减小,NH3、PH3、AsH3的键角逐渐减小,C错误;同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱,则硝酸、磷酸、砷酸的酸性依次减弱, D正确。
阅读下列材料,完成5~7题:
硫元素在自然界中通常以硫化物、硫酸盐或单质的形式存在。斜方硫、单斜硫是常见的两种单质。常见的含硫矿物有硫磺矿、黄铁矿(FeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)等。黄铁矿遇酸会生成H2S气体。工业利用黄铁矿与空气高温反应得到Fe2O3、SO2,SO2与O2在400~500℃、V2O5催化作用下反应生成SO3,每生成1mol SO3释放出98.3kJ的热量,生成的SO3用98%的浓硫酸吸收。利用酸性KMnO4溶液可测定工业尾气中SO2的含量。
5.下列说法正确的是( )
A.富氧地表附近含硫化合物中硫为正价、氧为负价是因为硫电负性小于氧
B.斜方硫、单斜硫是硫的两种同位素
C.SO3和H2O的中心原子的杂化轨道类型相同
D.CaSO4·2H2O中既有离子键又有非极性共价键
【答案】A
【解析】富氧地表附近含硫化合物中硫为正价、氧为负价是因为硫的电负性小于氧,A正确;斜方硫、单斜硫是硫的两种同素异形体,二者不是同位素,B错误;SO3中心原子的孤电子对数为0,成键电子对数为3,是sp2杂化,H2O中心原子的孤电子对数为,成键电子对数为2,是sp3杂化,C错误;CaSO4·2H2O中的SO42-和水中含有极性共价键,Ca2+和SO42-之间为离子键,该物质中既有离子键又有极性共价键,D错误。
6.下列化学反应表示不正确的是( )
A.FeS2与足量稀盐酸反应:FeS2+4H+=Fe2++2H2S↑
B.黄铁矿与空气高温反应:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
C.SO2催化氧化:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH =-196.6 kJ·mol-1
D.用酸性KMnO4溶液吸收SO2:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
【答案】A
【解析】FeS2与足量稀盐酸反应由H2S生成,氧化还原反应中化合价有升必有降,A反应中只有降没有升,正确的方程式为:FeS2+2H+=Fe2++H2S↑+S↓,A错误;在空气中高温煅烧黄铁矿生成Fe2O3和SO2,B正确;根据每生成1mol SO3释放出98.3kJ的热量,可写出SO2催化氧化的热化学方程式,C正确;酸性KMnO4溶液吸收SO2时,SO2被氧化为硫酸,D正确。
7.下列物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.Fe2O3能与盐酸反应,可作红色涂料
B.S是淡黄色晶体,可用于配制黑火药
C.SO3具有氧化性,可用于制取硫酸
D.浓H2SO4具有吸水性,可用于除去H2中混有的H2O(g)
【答案】D
【解析】Fe2O3为红色固体,常作红色涂料,A错误;S具有还原性,能和木炭、硝酸钾等发生反应,可用于配制黑火药,B错误;SO3为酸性氧化物,能和水生成硫酸,可用于制取硫酸,C错误;浓H2SO4具有吸水性,能做干燥剂,D正确。
8.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】在NaCl溶液中先通入NH3再通入过量CO2气体可生成NaHCO3晶体,而NaCl溶液中只通入CO2不反应,A错误;浓硫酸与Na2SO3反应生成SO2气体,SO2与BaCl2溶液不反应,B错误;NH3催化氧化生成NO,NO与NaOH溶液不能直接反应,C错误;淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶作用下可生成乙醇,D正确。
9.化合物Z是合成连翘酯苷类似物的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法不正确的是( )
A.X在催化剂作用下可与甲醛发生缩聚反应
B.Y与足量氢气加成的产物中含有3个手性碳原子
C.Z分子存在顺反异构
D.X、Z可用饱和NaHCO3溶液鉴别
【答案】D
【解析】X分子中含酚羟基,能与甲醛发生缩聚反应,A正确;Y分子与足量H2发生加成反应生成的物质含有3个手性碳,分别是三个取代基相连的碳原子,B正确;Z分子每个双键碳原子均连不同的原子或原子团,故其存在顺反异构,C正确;X和Z中均没有羧基,均无法和饱和NaHCO3溶液反应,故无法实现鉴别,D错误。
10.反应2C2H4(g)+6NO(g)+3O2(g)=4CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g)可用于去除氮氧化物。Cu+催化该反应的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应过程中,Cu+参与反应,降低了反应的焓变
B.该反应的平衡常数
C.其他条件不变时,增大,NO的平衡转化率下降
D.步骤Ⅲ中每消耗1mol Cu+(NO2),转移电子数目为4×6.02×1023
【答案】D
【解析】反应过程中,Cu+为催化剂,催化剂可降低反应活化能但不改变焓变,A错误;该反应的平衡常数,B错误;增大一种反应物的量,可以提高另一种反应物的转化率,增大,则NO的转化率增大,C错误;由反应Ⅰ可知,1mol Cu+结合1mol O2,转移4mol电子,D正确。
11.室温下,设计实验探究1.0mol·L-1 Na2SO3溶液的性质,下列实验方案能达到探究目的的是( )
选项 探究目的 实验方案
A 溶液中是否含有SO42- 向Na2SO3溶液中先滴加足量的稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,观察是否有沉淀产生
B Na2SO3溶液呈碱性的原因 向Na2SO3溶液中先滴加酚酞,再滴加BaCl2溶液至过量,观察溶液颜色变化
C SO32-是否具有漂白性 向溴水中滴加足量Na2SO3溶液,观察溶液颜色
D SO32-是否具有还原性 向Na2SO3溶液中先滴加几滴Na2S溶液,无明显现象,再滴加适量稀盐酸,观察是否有沉淀产生
【答案】B
【解析】硝酸具有氧化性,能氧化SO32-生成SO42-,SO42-和Ba2+反应生成BaSO4沉淀,不能检验溶液中是否含有SO32-,A错误;SO32-水解生成OH-,使溶液显碱性,滴加酚酞溶液变红色,再滴加BaCl2溶液至过量,Ba2+和SO32-反应生成沉淀,导致SO32-浓度减小,其水解平衡逆向移动,OH-浓度减小,红色变浅,能达到实验目的,B正确;溴水具有强氧化性,向溴水中滴加足量Na2SO3溶液,两者发生氧化还原反应使得溴水褪色,不体现SO32-的漂白性,C错误;向Na2SO3溶液中先滴加几滴Na2S溶液,加入盐酸,两者在酸性条件下,发生氧化还原反应生成硫单质黄色沉淀,SO32-发生还原反应,体现氧化性,D错误。
12.室温下,用含少量ZnSO4杂质的1mol·L-1 MnSO4溶液制备MnCO3的过程如下图所示。下列说法正确的是( )
已知:Ksp(MnS)= 2×10-10、Ksp(ZnS)= 2×10-24、Kb(NH3·H2O)= 2×10-5、
Ka1(H2CO3)= 4×10-7、Ka2(H2CO3)= 5×10-11。
A.“除锌”后所得上层清液中,c(Zn2+)一定小于1×10-5 mol·L-1
B.0.1mol·L-1 NH4HCO3溶液中存在:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO32-)
C.氨水、NH4HCO3溶液中存在:c(NH4+)<2c(CO32-)+ c(HCO3-)
D.“沉锰”后的滤液中存在:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(SO42-)
【答案】A
【解析】“除锌”步骤中,由于Ksp(MnS)= 2×10-10远大于Ksp(ZnS)= 2×10-24,因此当加入过量MnS时,产生ZnS沉淀,过滤后除掉过量的MnS和产生的ZnS沉淀,再用NH4HCO3将Mn2+沉淀为MnCO3。MnS过量,“除锌”步骤完成时,生成ZnS沉淀,则上层清液c(Zn2+)一定小于1×10-5 mol·L-1,A正确;0.1mol·L-1NH4HCO3溶液中存在质子守恒,质子守恒式为c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO32-)+c(NH3·H2O),B错误;氨水、NH4HCO3溶液中存在电荷守恒,c(NH4+)+c(H+)= c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-),混合溶液的pH>7,说明c(H+)<c(OH-),则c(NH4+)>2c(CO32-)+ c(HCO3-),C错误;沉锰后滤液成分是(NH4)2SO4、NH3·H2O、NH4HCO3,则c(NH4+)+c(NH3·H2O)>2c(SO42-),D错误。
13.在密闭容器中充入体积比为3∶1的H2(g)和CO2(g),二者在一定条件下反应可以合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2==CH2(g)+4H2(g) ΔH<0。已知温度对CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率的影响如图所示。
除温度外的其他反应条件相同时,下列有关说法正确的是( )
A.M点的反应速率比N点的大
B.N点催化剂的催化效率比M点的高
C.化学平衡常数M点比N点小
D.M点产物乙烯的体积分数为7.7%
【答案】D
【解析】温度越高,反应速率越快,其他条件相同时, N点的反应速率比M点的大,A错误;由图像可知,M点催化剂的催化效率最高,B错误;该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,故M点的平衡常数比N点大,C错误;设H2、CO2的起始浓度分别为6mol·L-1、2mol·L-1,则M点时,CO2的平衡转化率为50%,根据三段式可知H2、CO2、CH2==CH2、H2O(g)的平衡浓度(mol·L-1)依次为3mol·L-1、1mol·L-1、0.5mol·L-1、2mol·L-1,故乙烯的体积分数为0.5/(3+1+0.5+2)× 100%=7.7%,D正确。
评卷人得分
二、非选择题:本题共4小题,共61分。
14.(15分)硼化钛(结构式为B=Ti=B)常用于制备导电陶瓷材料和PTC材料。工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、SiO2、Al2O3和CaO,另有少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如图:
已知:①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚组成的高温加热装置;
②B2O3高温下蒸气压大、易挥发:
③TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(2)“水解”需在沸水中进行,离子方程式为 ,该工艺中,经处理可循环利用的物质为 (填化学式)。
(3)“热还原”中发生反应的化学方程式为TiO2+B2O3+5CTiB2+5CO↑,B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量,原因是 。仅增大配料中B2O3的用量,产品中的杂质含量变化如图所示。杂质TiC含量随w%增大而降低的原因是 (用化学方程式解释)。
(4)硼可与多种金属形成化合物,其中与Ca组成的金属都化物可做新型半导体材料,晶胞结构如图所示:
该晶胞中B原子数为 个,晶体中Ca原子的配位数为 ;晶胞在z轴方向的投影图为下图中的 (填标号)。
【答案】(15分)(除标注的以外,其余每空2分)(1)SiO2(1分)
(2)TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O+2H+ H2SO4
(3)B2O3高温下蒸气压大、易挥发,只有部分参加了反应
TiC+ B2O3+COTiB2+2CO2
(4)6 24 C
【解析】(1)在高钛渣中加入稀盐酸,只有SiO2不会溶解,滤渣的主要成分为SiO2。
(2)TiO2+在沸水中水解生成TiO2·xH2O,同时生成H+。该工艺中,经处理可循环利用的物质为硫酸。
(3) “热还原”中发生反应的化学方程式为TiO2+B2O3+5CTiB2+5CO↑,B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量,原因是B2O3高温下蒸气压大,易挥发,只有部分参加了反应;仅增大配料中B2O3的用量,杂质TiC含量随w%增大而降低的原因是发生了下列反应:TiC+ B2O3+COTiB2+2CO2。
(4)由晶胞结构可知Ca位于以8个B6形成的立方晶胞的体心位置,B6的个数为:8×=1,则B原子个数为6,该晶胞的化学式为CaB6;位于晶胞顶点的每个B6中只有3个B原子距离Ca原子最近,即Ca的配位数为24。由晶胞结构可知B6围成正八面体构型,沿z轴方向的上下顶点投影为正方形的顶点,其余原子投影在棱上,则符合的投影图为C。
15.(15分)化合物F是合成药物盐酸环丙沙星的重要中间体,其合成路线如下:
已知:Et表示-CH2CH3。
(1)A分子中处于同一平面上的原子最多有 个。
(2)为提高B的产率,试剂X可选用 (填序号)。
A.CH3CH2ONa    B.CH3OH     C.HCl
(3)C→D发生反应:C+(EtO)3CH→D+2Y,Y的结构简式为 。
(4)C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: 。
a.卤素原子均直接连在苯环上;b.在酸性条件下水解,得到2种产物,2种产物分子中均含有2种不同化学环境的氢原子,其中一种水解产物能与FeCl3溶液发生显色反应,另一水解产物能与NaHCO3溶液反应生成CO2。
(5)已知:R-NO2R-NH2。写出以苯和乙烯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】(15分)(1)14(2分) (2)A(3分) (3)CH3CH2OH(2分)
(4)或(3分)
(5)(5分)
【解析】(1)由苯是平面正六边形,12个原子共面,再结合单键可以旋转可知分子中处于同一平面上的原子最多有14个。
(2)由可知A生成B发生的反应是取代反应,同时生成HCl,CH3CH2ONa可以和HCl发生反应,使平衡正向移动,提高B的产率。
(3)根据流程图及信息Et表示-CH2CH3,再结合题干C→D发生反应:C+(EtO)3CH→D+2Y,可知Y的结构简式为CH3CH2OH。
(4)的同分异构体满足以下条件:卤素原子均直接连在苯环上;在酸性条件下水解,得到2种产物,2种产物分子中均含有2种不同化学环境的氢原子,其中一种水解产物能与FeCl3溶液发生显色反应(有酚羟基),另一水解产物能与NaHCO3溶液反应生成CO2(有羧基),则该有机物有酯基中单键的氧直接连在苯环上,且结构非常对称,其结构可以是或。
(5)由可知C-X+H-N→C-N+HX,再结合信息R-NO2R-NH2及所学知识可以确定合成路线。
16.(15分)学习小组利用废银催化剂制备乙炔银(Ag2C2)和酸性乙炔银(Ag2C2·nAgNO3)。已知乙炔银和酸性乙炔银在受热时均易发生分解。
(1)制取乙炔。利用如图装置制取纯净的乙炔。
①电石与水反应剧烈,为减缓反应速率,在不改变电石用量和大小的情况下,可采取的措施有 (写两点)。
②电石主要含CaC2,还含有CaS等杂质。洗气瓶中CuSO4溶液的作用是 。
(2)制备乙炔银。向含有Ag(NH3)2OH的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀。写出生成乙炔银的化学方程式: 。
(3)制备酸性乙炔银并测定其组成。将乙炔通入硝酸银溶液中可制得酸性乙炔银。反应原理为C2H2+(n+2)AgNO3= Ag2C2·nAgNO3↓+2HNO3。
①将过滤所得滤渣置于小烧杯中,利用丙酮反复多次冲洗沉淀。检验滤渣已经洗净的实验方案是 。
②准确称取1.260g样品,用浓硝酸完全溶解后,定容得200mL溶液,取20.00mL于锥形瓶中,以NH4Fe(SO4)2作指示剂,用0.05000mol·L-1 NH4SCN标准溶液进行滴定(Ag+ + SCN-=AgSCN↓),终点时消耗标准溶液的体积为16.00mL。滴定终点的现象为 。通过计算确定n的数值 (写出计算过程)。
【答案】(15分)(除标注的以外,其余每空2分)
(1)①使用饱和食盐水代替水;减缓分液漏斗中液体的滴加速率(4分) ②除去H2S气体
(2)C2H2+2Ag(NH3)2OH+2H2O=Ag2C2↓+4NH3·H2O
(3)①将最后一次洗涤液倒入少量的蒸馏水中,用pH试纸检测溶液pH,若溶液呈中性,则沉淀已洗涤干净 ②加入最后半滴标准液,锥形瓶内液体出现红色,且半分钟内不褪色 ③ 6(3分)
【解析】(1)①为减缓反应速率,在不改变电石用量和大小的情况下,可以使用饱和食盐水代替水或者减缓分液漏斗中液体的滴加速率。②洗气瓶中的CuSO4溶液可与H2S反应生成CuS沉淀,其作用是除H2S。
(2)向含有Ag(NH3)2OH的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀,同时还有一水合氨生成。
(3)①当沉淀中不再含有硝酸时,沉淀则洗净,所以可以通过检查洗涤液中是否含有氢离子来判断,方法是:将最后一次洗涤液倒入少量的蒸馏水中,用pH试纸检测溶液pH,若溶液呈中性,则沉淀已洗涤干净。②Fe3+结合SCN-,溶液显红色,所以加入最后半滴标准液,锥形瓶内液体出现红色,且半分钟内不褪色,则到滴定终点。③根据方程式可知,20mL溶液中,n(Ag+)=n(SCN-)=0.810-3mol,则200mL溶液中总的Ag+的物质的量为8×10-3mol,,解得n=6。
17.(16分)脱除沼气中的H2S具有重要意义,脱除H2S有多种方法。
(1)受热分解法。将H2S和CH4混合气导入热解器,反应分两步进行。
反应Ⅰ:2H2S(g)=2H2(g)+S2(g) ΔH1 =169.8kJ·mol-1
反应Ⅱ:CH4(g)+S2(g)=CS2(g)+2H2(g) ΔH2 =63.7kJ·mol-1
现将H2S和CH4按照2:1体积比投料,并用N2稀释。在常压和不同温度下,反应相同时间后,H2、S2和CS2的体积分数随温度的变化关系如图所示。
①2H2S(g)+CH4(g) =CS2(g)+4H2(g) ΔH3 = 。
②1050℃时,H2的体积分数为 。
③在950℃~1150℃范围内,其他条件不变,随着温度的升高,S2(g)的体积分数先增大而后减小,其原因可能是 。
(2)光电催化法。某光电催化法脱除H2S的原理如图所示。
①光电催化法脱除H2S的离子方程式为 。
②与受热分解法相比,光电催化法的优点是 。
(3)催化重整法。Fe2O3可以用作脱除H2S催化剂,脱除过程如图所示。
①Fe2O3脱除H2S时需先进行吸附。利用如图乙进行吸附,比如图甲吸附能力强的原因是 。
②脱除一段时间后,催化剂的活性降低,原因是 。
【答案】(16分)(除标注的以外,其余每空2分)
(1)①233.5 kJ·mol-1 ②3.6% ③在950℃~1100℃之间,以反应I为主,随温度升高,反应I速率增大的幅度大于反应II,S2(g)的体积分数增大;在1100~1150℃之间,反应II速率增大的幅度大于反应I,S2 (g)的体积分数减小(3分)
(2)①2H2S+2I3-=S2↓+6I-+4H+ ②光电催化法脱除H2S,耗能低,还能持续发电;溶液中I-可循环利用,生成的副产物双氧水可回收利用
(3)①H2S中的H带正电、S带负电,Fe2O3中的Fe带正电,O带负电;甲吸附方式为同种电性微粒靠近,乙吸附方式中为不同电性微粒靠近时,吸附能力强(3分) ②反应生成的硫单质附着在催化剂表面
【解析】(1)①根据盖斯定律,将反应Ⅰ+Ⅱ得:2H2S(g)+CH4(g) =CS2(g)+4H2(g) ΔH3 =ΔH1+ΔH2=233.5 kJ·mol-1。②1050℃时,S2和CS2的体积分数分别为1.6%、0.1%,由化学方程式体现的关系可知,反应Ⅱ生成H2、消耗S2的体积分数分别为0.1%×2=0.2%、0.1%,反应Ⅰ生成S2的体积分数为(0.1%+1.6%)=1.7%,则反应Ⅰ生成H2的体积分数为1.7%×2= 3.4%,故H2的体积分数为3.4%+0.2%=3.6%。③在950℃~1100℃之间,以反应Ⅰ为主,随温度升高,反应Ⅰ速率增大的幅度大于反应Ⅱ,S2(g)的体积分数增大;在1100~1150℃之间,反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ,S2(g)的体积分数减小;故在950℃~1150℃范围内,其他条件不变,随着温度的升高,S2(g)的体积分数先增大而后减小。
(2)①光电催化法脱除H2S的反应为H2S和I3-发生氧化还原反应生成S2、I-及H+,离子方程式为2H2S+2I3-=S2↓+6I-+4H+。②与受热分解法相比,光电催化法优点是光电催化法脱除H2S耗能低,还能持续发电;溶液中I-可循环利用,正极生成的副产物双氧水可回收利用。
(3)①Fe2O3脱除H2S时需先进行吸附,利用图乙进行吸附,比图甲吸附能力强的原因是H2S中的H带正电、S带负电,Fe2O3中的Fe带正电,O带负电;甲吸附方式为同种电性微粒靠近,乙吸附方式中为不同电性微粒靠近时,故乙方式吸附能力强。②脱除一段时间后,催化剂的活性降低,原因是反应生成的硫附着在催化剂表面,降低了催化剂的表面积。

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