江苏省普通高等学校招生考试2024届高三考前模拟测试卷(十二)化学试题(含解析)

江苏省普通高等学校招生考试2024届高三考前模拟测试卷(十二)
化  学
(满分100分,考试时间75分钟)
  可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 V—51 Cu—64
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 Ni—59
一、 单项选择题:共13小题,每小题3分,共计39分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 高分子是生产生活中的常见物质。下列物质中不属于高分子的是(  )
A. 淀粉   B. 蛋白质  C. 合成纤维  D. 氯乙烯
2. 氢氟酸是芯片加工中的重要试剂,可通过反应CaF2+2H3PO4Ca(H2PO4)2+2HF↑制取。下列说法正确的是(  )
A. 基态Ca原子的电子排布式为[Ar]4s2  B. CaF2的电子式为Ca
C. 中子数为15的P可以表示为P  D. HF的电离方程式为HF===H++F-
3. 下列关于氮的单质或化合物的性质与用途具有对应关系的是(  )
A. N2性质稳定,可用于合成氨
B. NH4Cl易溶于水,可用于除铁锈
C. NH3·H2O易分解,可用于除去烟气中的SO2
D. HNO3具有氧化性,可用于溶解单质银
4. 短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的基态原子所含3个能级中的电子数均相等,Y的基态原子的未成对电子数与X相等,Z是同周期第一电离能最小的元素,W是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是(  )
A. 简单离子半径:Y>Z>W  B. 最高价氧化物对应水化物的碱性:Z<W
C. X的晶体都具有很大的硬度  D. 电负性:X>Y>Z
阅读下列材料,完成5~7题。
氯及其化合物应用广泛,Cl2可用于制次氯酸、消毒液、漂白粉,在碱性条件下与Fe(OH)3反应可制取水处理剂高铁酸钾(K2FeO4),K2FeO4能与水反应生成气体和Fe(OH)3胶体;硫酰氯(SO2Cl2)是生产医药、农药的重要原料,在催化剂作用下合成反应为SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(g);ΔH=a kJ·mol-1(a<0)。NH4ClO4可用作火箭推进剂。
5. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是(  )
A. MnO2Cl2 B. FeCl3(aq)FeCl3(s)
C. K2FeO4O2 D. HClOCl2
6. 下列说法正确的是(  )
A. SO2分子的键角为120°
B. HClO与H2O能形成分子间氢键
C. NH与ClO的空间构型不同
D. SO2Cl2分子中S原子的轨道杂化方式为 sp2杂化
7. 对于反应SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(g);ΔH=a kJ·mol-1(a<0),下列说法正确的是(  )
A. 该反应在任意条件下均能自发进行
B. 反应SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(l)的焓变ΔH<a kJ·mol-1
C. 其他条件一定,增加压强,反应平衡常数增大
D. 恒容条件下,当容器内气体密度不变时反应达到平衡
8. 我国科学家在苯炔不对称芳基化反应方面取得重要进展,一定条件下该反应转化如下:
下列说法正确的是(  )
A. 箭头a所示C—H键比箭头b所示C—H键活泼
B. 1 mol苯炔中所含σ键的数目为10 NA
C. 1 mol有机物Y最多可与3 mol H2发生加成反应
D. 有机物Y可能易溶于水
9. 双极膜是一种离子交换膜,在电场作用下能将中间层的水分子解离成H+和OH-,并分别向两极移动。一种用双极膜电解法制取NaBrO3和丁二酸的装置如图所示。
下列说法正确的是(  )
A. b极应与直流电源的负极相连
B. a极上的电极反应为HOOCCH===CHCOOH+2H+-2e-===HOOCCH2CH2COOH
C. 外电路中每转移1 mol电子,双极膜中有1 mol水解离
D. 电解一段时间后,若溶液中Br-不足,则b极处可能有H2产生
10. 工业上以锌渣(主要成分为ZnO,含有少量FeO、Fe2O3、CuO)为主要原料制备硫酸锌的工艺流程如下。下列说法正确的是(  )
A. “沉铜”后的滤液中含有的阳离子为Zn2+、Fe2+、H+
B. “氧化”时的离子方程式为2H2O2+2Fe2+===2Fe3++2H2O+O2↑
C. “滤渣2”的成分为Fe2O3
D. “操作”为蒸发结晶
11. 下列实验探究方案能达到探究目的的是(  )
选项 探究方案 探究目的
A 将甲烷通入酸性KMnO4溶液中 甲烷具有还原性
B 向有机物A中加入银氨溶液,水浴加热 有机物A是否属于醛类
C 向 10 mL 0.1 mol·L-1 FeBr2溶液中滴加2滴新制氯水,再滴加2滴KSCN溶液 Fe2+还原性大于Br-
D 室温下,分别测定浓度均为0.1 mol·L-1Na2CO3溶液和0.1 mol·L-1 Na3PO4溶液的pH 比较H3PO4和H2CO3的酸性
12. 水体中的重金属离子如Cu2+、Sn2+等可以通过转化为CuS、SnS沉淀除去。已知:室温下Ka1(H2S)=9×10-8,Ka2(H2S)=1×10-12。下列说法正确的是(  )
A. 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中:c(OH-)=c(H2S)+c(HS-)+c(H+)
B. 0.1 mol·L-1 NaHS溶液中:c(Na+)<c(HS-) +2c(S2-)
C. 向10 mL 0.001 mol·L-1 CuSO4溶液中加入10 mL 0.001 mol·L-1 Na2S溶液,有沉淀析出。忽略混合时溶液体积的变化,说明Ksp(CuS)>2.5×10-7
D. 室温时,向 0.001 mol SnS 粉末中加入10 mL 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,充分浸出后所得溶液中c(Cu2+)<c(Sn2+),则Ksp(CuS)<Ksp(SnS)
13. 以CO2为原料制取CH3OH是CO2资源化利用的重要途径。在催化剂作用下,以CO2、H2为原料制取CH3OH 主要发生如下反应。
反应1:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g);ΔH1。
反应 2:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g);ΔH2。
向装有催化剂的1 L恒容密闭容器中充入1 mol CO2和1.12 mol H2,测得平衡时CO2的转化率和CH3OH的选择性与温度的关系如右图所示。
已知CH3OH的选择性=×100%。下列说法不正确的是(  )
A. ΔH1<0、ΔH2>0
B. 240 ℃平衡时容器中c(H2O)=0.4 mol·L-1
C. 240~320 ℃,温度越高,平衡时CH3OH 的物质的量越小
D. 由图可知200~280 ℃时温度越高催化剂的活性越弱
二、 非选择题:共4题,共61分。
14. (16分)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+)=0.2 mol·L-1,c(Al3+)=0.01 mol·L-1,当溶液中离子浓度<10-5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1所示。20 ℃、40 ℃时反应后所得滤液主要为 NaCl、 NaOH 和 Na2SO4,60 ℃时反应后所得滤液主要为 NaCl、NaClO3、NaOH和Na2SO4。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H2PtCl6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存在顺式和反式两种结构。请在图2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) 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5.000 g样品,加入足量硫酸后,再加入100 mL 1.000 mol·L-1 Fe2+标准溶液,充分反应,加水定容至200 mL。 取出 20.00 mL, 用 0.1 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定, 到达滴定终点时消耗KMnO4标准溶液10.00 mL。实验过程中发生反应如下:
Ni2O3+Fe2++H+——Ni2++Fe3++H2O(未配平);
Fe2++MnO+H+——Fe3++Mn2++H2O(未配平)。
试通过计算确定 Ni2O3的质量分数, 并写出计算过程。
15. (13 分)化合物 G 可通过如下路线合成:
(1) E→F 的反应类型为    。
(2) A→B 的反应会经历 A→X→B 的过程, 其中 X 与 B 互为同分异构体且苯环上只有一个取代基。 则 X 的结构简式为        。
(3) G 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 含苯环,1 mol该物质与足量溴水反应最多消耗2 mol Br2;
② 分子含不同环境的氢原子数目之比为3∶3∶2∶2。
(4) 已知: ① (R、 R′表示烃基或 H);
② CH3CH2MgBr与醇会转化为CH3CH3。
写出以、 CH3MgBr、CH3OH、PhI(OAc)2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. (19分)一种以磷铁渣(主要含 FeP,以及少量Fe2O3、SiO2等杂质)、KMnO4为原料制备磷酸锰[Mn3(PO4)2]的实验过程如下:
(1) 溶解。将一定量的磷铁渣加入如图1装置所示的三颈烧瓶中,维持温度60 ℃,边搅拌边向三颈烧瓶中加入一定量的稀硫酸和 KMnO4溶液, 反应后有 Fe3+、Mn2+和H3PO4生成。 反应后过滤。
① 写出FeP反应的离子方程式:    。
② 实验中当观察到某种现象时可不再加入KMnO4溶液, 该现象是________________________________________________________________________    。
③ FePO4难溶于水,反应 Fe3++H3PO4 FePO4+3H+的平衡常数为    。
[已知Ksp(FePO4)=1×10-22,H3PO4的电离平衡常数Ka1=8×10-3、Ka2=6×10-8、Ka3=4×10-13]
④ 实验中需不断补充稀硫酸控制溶液的pH。 pH过大会降低Fe的浸出率和消耗过多的KMnO4, 原因是________________________________________________________________________
    。
(2) 除铁。向所得滤液中加入萃取剂(由磷酸酯和煤油混合而成,磷酸酯易溶于煤油,难溶于水)萃取溶液中的Fe3+。萃取结束后取有机层,经过反萃取操作,可回收萃取剂重复使用。已知萃取剂中磷酸酯(用HA 表示) 萃取溶液中Fe3+时发生如下反应:Fe3++3(HA)2(有机层) Fe(HA2)3(有机层)+3H+反萃取回收萃取剂的方法是________________________________________________________________________    。
(3) 制 Mn3(PO4)2。请补充完整由萃取后所得水层中 Mn2+、H3PO4制纯净Mn3(PO4)2固体的实验方案:取萃取后所得水层溶液 100 mL[其中c(Mn2+)=1.2 mol·L-1],
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
                       , 干燥沉淀,得Mn3(PO4)2 固体。
(已知溶液的pH对所得沉淀中锰磷比[]和Mn的沉淀率影响如图2所示。实验中需使用的实验试剂有0.1 mol·L-1 H3PO4溶液、NaOH 溶液、盐酸、BaCl2 溶液)
17. (13分)研究去除水体中的 NO 污染是环境保护的重要课题。
(1) 一种活性炭载纳米铁粉吸附剂去除废水中NO的可能反应机理如图1所示。 图中“*”表示微粒处于吸附状态。
① 相同条件下, 将活性炭载纳米铁粉和纳米铁粉分别加入含NO 废水中, 反应相同时间, 采用活性炭载纳米铁粉去除NO的效率更高, 原因是________________________________________________________________________    。
② 实验测得反应相同时间,初始pH对NO 去除率影响如图2所示。pH<4.0时,pH越小,NO去除率越低的原因是    。
③ 图1所示反应机理可描述为________________________________________________________________________    。
(2) 以石墨为阳极、铁为阴极电解含NO废水可用于去除NO。电解时各种含氮微粒的浓度、溶液的pH与时间的关系如图3所示。
① 0~1 min时,阴极发生的主要电极反应方程式为    。
② 若向废水中加入一定量的 NaCl,则电解后废水中的NO几乎完全转化为N2,原因是________________________________________________________________________    。
江苏省普通高等学校招生考试高三模拟测试卷(十二)
1. D 解析:氯乙烯属于小分子,聚氯乙烯为有机高分子,故选D。
2. A 解析:A项,Ca为20号元素,最外层4s上面有2个电子,基态Ca原子的电子排布式为[Ar]4s2,正确;B项,CaF2为离子化合物,电子式为[]-Ca2+[]-,错误;C项,质量数=质子数+中子数=15+15=30,表示为P,错误;D项,HF为弱酸,部分电离,电离方程式为HF H++F-,错误。
3. D 解析:A项,N2与H2反应生成NH3,与N2的稳定性无关,错误;B项,NH4Cl水解显酸性,H+可以除去Fe2O3,错误;C项,NH3·H2O显碱性,可以与SO2反应,从而将SO2除去,错误;D项,HNO3具有氧化性,可以将Ag氧化为Ag+,正确。
4. A 解析:X的基态原子所含3个能级中的电子数均相等,X的电子排布式为1s22s22p2,则X为碳元素,X中2p轨道中的未成对电子数为2,Y中也为2个,则Y的电子排布式为1s22s22p4,Y为氧元素,Z是同周期第一电离能最小的元素,则Z为Na元素;W是地壳中含量最高的金属元素,则W为Al元素。A项,O2-、Na+和Al3+的核外电子排布相同,核电荷数大的半径反而小,则简单离子半径:O2->Na+>Al3+,正确;B项,Na的金属性强于Al,则NaOH的碱性强于Al(OH)3,错误;C项,碳形成的石墨很软,错误;D项,电负性:O>C>Na,错误。
5. C 解析:A项,缺少加热条件,错误;B项,加热会促进Fe3+水解,生成的HCl挥发,故生成Fe(OH)3沉淀,错误;C项,由题给信息知,K2FeO4能与水反应生成气体和Fe(OH)3,Fe的化合价降低,则必有元素化合价升高,则为O元素升高至0价,即有O2生成,正确;D项,光照HClO生成O2,错误。
6. B 解析:A项,SO2中S的孤电子对数为=1,价层电子对数为1+2=3,S为sp2杂化,SO2为V形,键角略小于120°,错误;B项,H2O中的O有孤电子对,可以吸引HClO中的H原子,两者之间有氢键,正确;C项,NH中N的孤电子对数为=0,价层电子对数为0+4=4,N为sp3杂化,NH为正四面体形,ClO中Cl的孤电子对数为=0,价层电子对数为0+4=4,Cl为sp3杂化,ClO为正四面体形,错误;D项,SO2Cl2分子中S为中心原子,孤电子对数为=0,价层电子对数为0+4=4,S为sp3杂化,错误。
7. B 解析:A项,该反应为熵减小的放热反应,熵减可能会导致反应不自发,错误;B项,反应过程用能量图表示为,SO2Cl2(g)的能量比SO2Cl2(l)高,则生成SO2Cl2(l)时,放出的能量大,其ΔH的数值小,正确;C项,平衡常数仅与温度有关,错误;D项,由质量守恒定律知,反应前后的气体的总质量不变,恒容条件,则体积不变,所以混合气体的密度始终不变,故密度不变,不能作为平衡的标志,错误。
8. B 解析:A项,对比X与Y的结构简式知,箭头b处C上的H与苯炔发生了加成反应,所以箭头b处的C—H键比箭头a处的活泼,错误;B项,1个苯炔中有6个碳碳键,4个碳氢键,则1 mol苯炔中所含σ键的数目为10 NA,正确;C项,Y中苯环和酮羰基均可以与H2发生加成反应,酯基不可以与H2发生加成反,1 mol有机物Y最多可与4 mol H2发生加成反应,错误;D项,Y中苯环、酯基、环烃等均难溶于水,错误。
9. C 解析:A项,b极Br-转化为BrO时,Br的化合价升高,失去电子,作阳极,对应的b极为正极,正确;B项,a极为阴极,得到电子,错误;C项,H2O H++OH-,H+和OH-均带1个单位电荷,则转移1 mol e-时,转移1 mol H+和OH-,即双极膜中有1 mol水解离,正确;D项,Br-不足时,OH-放电生成O2,错误。
10. A 解析:A项,“酸溶”为H2SO4与ZnO、FeO、Fe2O3和CuO反应,生成Zn2+、Fe2+、Fe3+和Cu2+,氧化性Fe3+>Cu2+>H+,加入Zn“沉铜”,Zn先将Fe3+还原为Fe2+,再将Cu2+还原为Cu,故“沉铜”后的滤液中含有的阳离子为Zn2+、Fe2+、H+,正确;B项,“氧化”时,H2O2在酸性条件下,氧化Fe2+生成Fe3+:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,错误;C项,Fe3+水解:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,加入ZnO,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀,错误;D项,滤液为FeSO4溶液,蒸发浓缩、冷却结晶得ZnSO4·7H2O晶体,错误。
11. C 解析:A项,甲烷与酸性KMnO4溶液不反应,所以不能验证CH4有还原性,错误;B项,A还可能是甲酸酯类,错误;C项,FeBr2电离出Fe2+和Br-,两者均可以被氯水氧化,只滴入少量的氯水,则只有Fe2+或Br-参与反应,若加入KSCN后见到血红色,则说明Fe2+在Br-之前先被氧化,即可说明Fe2+的还原性强于Br-,正确;D项,根据“越弱越水解”判断,同浓度的盐溶液碱性越强,对应的酸越弱,Na2CO3对应的酸为HCO,Na3PO4对应的酸为H2PO,所以通过测定0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液和0.1 mol·L-1 Na3PO4溶液的pH,只能得出HCO和H2PO的酸性强弱,不能判断H3PO4和H2CO3的酸性强弱,错误。
12. D 解析:A项,Na2S溶液中存在质子守恒:c(OH-)=2c(H2S)+c(HS-) + c(H+),错误;B项,NaHS溶液中,Kh(HS-)==≈10-6,Kh>Ka2(H2S),即HS-的水解程度大于其电离,溶液显碱性,NaHS溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-),c(H+)<c(OH-),则c(Na+)>c(HS-) + 2c(S2-),错误;C项,n(CuSO4) = 0.001 mol·L-1×10×10-3 L=10-5 mol,混合后溶液的总体积为20 mL,混合后溶液中,c(CuSO4) ===5×10-3 mol·L-1,同理,c(Na2S)=5×10-3 mol·L-1,出现白色溶液,说明Qc(CuS)>Ksp(CuS),Qc(CuS)=5×10-3 mol·L-1×5×10-3 mol·L-1 = 2.5×10-7,即Ksp(CuS)<2.5×10-7,错误;D项,n(SnS)=0.001 mol,n(CuSO4)=0.1 mol·L-1×10×10-3L=0.001 mol,n(Sn2+)=n(Cu2+),充分反应后,c(Cu2+)<c(Sn2+),说明Cu2+沉淀得更多,即Ksp(CuS)<Ksp(SnS),正确。
13. D 解析:A项,由题图知,随着温度的升高,CH3OH的选择性减小,说明升温,使反应Ⅰ逆向移动,则反应Ⅰ为放热反应,ΔH1<0,在320 ℃之后,CH3OH的选择性仍减小,但是CO2的转化率却增大,说明升温使反应2正向移动,则反应Ⅱ为吸热反应,ΔH2>0,正确;B项,240 ℃,1 mol CO2平衡时的转化率为40%,参加反应的CO2的物质的量为0.4 mol,CH3OH的选择性=×100%=0.8,则生成的n(CH3OH)=0.32 mol,由反应1知,同时生成H2O的物质的量为0.32 mol,反应Ⅰ中消耗CO2的物质的量为0.32 mol,则反应Ⅱ中消耗CO2的物质的量为0.08 mol,反应2中生成H2O的物质的量为0.08 mol,一共生成的H2O的物质的量为0.04mol,c(H2O)=0.04 mol ÷ 1 L = 0.04 mol·L-1,正确;C项,平衡时的n(CH3OH)=n(CO2)反应×CH3OH的选择性,240~320 ℃,温度越高,CO2的转化率越小,CH3OH的选择性也减小,故n(CH3OH)减小,正确;D项,题图中CO2的转化率即平衡时CO2的转化率,而催化剂不影响CO2的平衡转化率,所以随着温度的升高,CO2的转化率减小,不是因为催化剂的活性变弱,而是平衡发生移动,错误。
14. (16分)
(1) (2) 60 ℃,部分NaClO分解生成NaCl和NaClO3,NaClO浓度减小,反应速率减慢(3分)
(3) ① 3Pt+18HCl+4HNO3===3H2PtCl6+4NO↑+8H2O(3分)
② (3分)
(4) n(KMnO4)=0.100 0 mol·L-1×0.010 0 L=1×10-3 mol(1分)
n(Fe2+)=1.000 mol·L-1×0.100 L=0.1 mol
与KMnO4标准溶液反应的n(Fe2+)=5×1×10-3 mol =5×10-3 mol
与Ni2O3反应的n(Fe2+)=0.1 mol-×5×10-3 mol=0.05 mol(1分)
n(Ni2O3)=×0.05 mol=0.025 mol(1分)
m(Ni2O3)=0.025 mol×166 g·mol-1=4.15 g
Ni2O3的质量分数=×100%=83%(1分)
解析:(1) 欲将Ni2+与Al3+分离,Ni2+不能生成沉淀,则Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+)·c2(OH-),c2(OH-) =2×10-15/ 0.2=10-14,c(OH-)=10-7 mol·L-1,得pH<7。Al3+要完全转化为沉淀,即c(Al3+)<10-5,则Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,c3(OH-)=10-33/10-5=1×10-28,c(OH-) =(10-1)×10-9 mol·L-1,c(H+)=10×10-5 mol·L-1,pH=5-=,控制pH的范围是< pH < 7。(2) 对比20 ℃、40 ℃、60 ℃时的产物可知,60 ℃的产物中多了NaClO3,说明有部分NaClO转化为NaClO3,使得NaClO的浓度减小,反应速率变慢,则反应相同时间,60 ℃时Ni2O3的产率变低。(3) ① Pt被HNO3氧化,形成配合物H2PtCl6,HNO3还原产物为NO,根据N和Pt的得失电子守恒,确定Pt、HNO3、H2PtCl6和NO前的计量系数,根据Cl守恒,确定HCl前的计量系数,再由H、O守恒,确定H2O前的计量系数。② Pt(NH3)2Cl2存在顺式和反式两种结构,则应为平面结构,后者类似于CH4的结构,Pt位于四面体的中心,另外四个顶点是完全等价的,故不存在两种结构。(4) Ni2O3先与Fe2+反应,然后过量的Fe2+再用KMnO4进行滴定,根据KMnO4的消耗量可以计算出过量的Fe2+的量,用总的Fe2+的量减去过量的Fe2+的量,即为与Ni2O3反应的Fe2+的量,根据Ni2O3和Fe2+的反应关系,可以计算出Ni2O3的物质的量,进而得出Ni2O3的质量分数。
15. (13分)
(1) 加成(2分)
解析:(1) E→F为E中的碳碳双键变为碳碳单键,则应为碳碳双键的还原反应(或与H2的加成反应)。(2) X与B互为同分异构体且苯环上只有一个取代基,则为A中的酚羟基上的H与中Cl结合生成HCl以及,再通过重排生成B。(3) G有5个不饱和度,苯环的不饱和度为4,则除苯环外还有1个不饱和度,3个碳原子,3个氧原子,能与溴水反应,则含有酚羟基。由不同环境的氢原子数目之比为3∶3∶2∶2,得分子中含有两个甲基,由三个氧原子,推知有2个对称的酚羟基,还有一个碳氧双键,则结构简式为或。(4) 原料有PhI(OAc)2,对应流程中的D→E,将酚转化为和CH3OH通过PhI(OAc)2,反应可生成与CH3MgBr反应生成,与对比,需要将—OCH3转化为酮羰基,可将先用H2将2个碳碳双键加成,然后再模仿C→D的转化,用HI将—OCH3转化为醇羟基,再将醇羟基氧化即可得酮。
16. (19分)
(1) ① 5FeP+8MnO+39H+===5Fe3++8Mn2++5H3PO4+12H2O(3分)
② 三颈烧瓶中加入KMnO4溶液后红色不消失(2分)
③ 1.92(3分)
④ pH过大,Fe3+水解生成Fe(OH)3或转化为FePO4沉淀造成Fe的浸出率低,KMnO4转化为MnO2,氧化等量的FeP消耗的KMnO4更多(3分)
(2) 向萃取后所得有机层中(分批次)加入一定量的稀硫酸,充分振荡后静置分液,取有机层(3分)
(3) 向其中滴加50 mL 0.1 mol·L-1 H3PO4溶液,再滴加NaOH溶液,至溶液pH=7,过滤,洗涤沉淀至最后一次洗涤滤液中加入盐酸和BaCl2溶液无沉淀生成(5分)
解析:(1) ① FeP与稀硫酸和KMnO4溶液反应,有Fe3+、Mn2+和H3PO4生成。FeP中Fe为+3价,P为-3价,反应后生成H3PO4,得P为+5价,P的化合价升高8,MnO转化为Mn2+,Mn的化合价降低5,根据P和Mn得失电子守恒确定出FeP、MnO、Fe3+、Mn2+和H3PO4前的计量系数,由电荷守恒确定H+前的计量系数为39,再由H、O原子守恒,得H2O前的计量系数为12。② 当加入的KMnO4将P元素完全氧化成H3PO4后,再滴入一滴KMnO4,溶液颜色将会出现浅红色,通过此现象可以判断三颈烧瓶内的反应已完全。③ 磷酸有三级电离:H3PO4 H++H2PO,H2PO H++HPO,HPO H++PO,Ka1= eq \f(c(H+)·c(H2PO),c(H3PO4)) ,Ka2= eq \f(c(H+)·c(HPO),c(H2PO)) ,Ka3= eq \f(c(H+)·c(PO),c(HPO)) ,则c3(H+)·c(PO)=Ka1·Ka1·Ka1,反应Fe3++H3PO4 FePO4+3H+的平衡常数K== eq \f(c3(H+)·c(PO),c(Fe3+)·c(PO)) ===1.92。④ pH过大,c(OH-)变大,Fe3+与OH-会生成Fe(OH)3沉淀,从而使Fe的浸出率降低。碱性条件下,KMnO4会转化为MnO2,Mn的化合价降低3,酸性条件下,KMnO4会转化为Mn2+,Mn的化合价降低5,根据得失电子守恒知,当生成MnO2时,消耗的KMnO4会更多。(2) 根据反应:Fe3++3(HA)2(有机层) Fe(HA2)3(有机层)+3H+知,加入酸可使该反应逆向移动,释放出有机层。通过充分振荡、多次萃取,可以将有机层中的Fe3+分离出有机层。(3) 100 mL水层溶液中c(Mn2+)=1.2 mol·L-1,n(Mn2+)=0.12 mol,当生成Mn3(PO4)2固体时,需要n(H3PO4)=×n(Mn2+) = ×0.12 mol=0.08 mol,依据反应①中生成物知,8Mn2+~5H3PO4,生成n(Mn2+)=0.12 mol时,同时生成n(H3PO4)=0.12 mol×=0.075 mol,故还需要n(H3PO4)=0.08 mol-0.075 mol=0.005 mol,V(H3PO4)==0.005 mol÷0.1 mol·L-1=0.05 L=50 mL。先向水层溶液加入50 mL 0.1 mol·L-1H3PO4溶液,使MnSO4沉淀完全。由题图2知,pH=7时,Mn的沉淀率达到最大,故加入NaOH调节溶液的pH=7,过滤出Mn3(PO4)2沉淀,沉淀表面会吸附SO,洗涤沉淀,通过确定洗涤滤液中不含SO,判断沉淀已洗干净。
17. (13分)
(1) ① 活性炭具有吸附性,能吸附NO;活性炭载纳米铁粉能形成铁碳原电池,加快反应速率(3分)
② pH低于4.0,纳米铁粉易与H+反应放出氢气,被还原的NO数目减少(2分)
③ Fe失去电子转化为Fe2+,Fe2+失去电子转化为Fe3+或FeOOH,吸附于活性炭表面的NO得到电子转化为NH进入溶液(或离开活性炭表面)(3分)
(2) ① NO+6H2O+8e-===NH3+9OH-(3分)
② 电解时阳极产生Cl2,Cl2将溶液中的NH3氧化为N2(2分)
解析:(1) ① 活性炭载纳米铁粉和纳米铁粉相比较,加入活性炭可以吸附NO,使得NO更易被还原;活性炭与Fe可以构成原电池,也可以加快NO被还原。②在酸性条件下,Fe与H+反应,则用于还原NO的Fe的量减少,则NO去除率越低。③ 由机理图知,Fe失去电子生成Fe2+,Fe2+失去电子生成Fe3+和FeOOH,NO得到电子生成NH。(2) ① 阴极得到电子,有元素化合价降低,从题图3可见,0~1 min时,NO减少,NH3和N2增多,NH3增加得更多,则电极反应为NO转化为NH3,由pH右侧坐标图知,在1 min时,溶液的pH约为10,即为碱性条件,故用OH-平衡电荷。② 加入NaCl,电解时在阳极Cl-放电生成Cl2,Cl2可将溶液中的NH3生成N2,即NO最终转化为N2。

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