高三化学2024-2025第一学期期中考试
(考前冲刺模拟练习)
一单选题
1.氮化硅(Si3N4)可通过反应制备。下列说法正确的是
A.1mol SiO2中含有2molSi—O键 B.的电子式为
C.CO是极性分子 D.Si3N4晶体属于分子晶体
2.2024年政府工作报告中的新质生产力涉及新材料产业。下列材料不属于新型无机非金属材料的是
A.重组蛋白 B.碳纳米材料 C.单晶硅 D.石英光导纤维
3.我国力争在2060年实现“碳中和”。下列措施对实现“碳中和”不具有直接贡献的是
A.进行生活垃圾分类 B.增加绿色植被
C.采取低碳生活方式 D.创新合成含碳能源的技术
4.2024年政府工作报告中的新质生产力涉及新材料产业。下列材料不属于新型无机非金属材料的是
A.碳纳米材料 B.石墨烯 C.石英光导纤维 D.聚碳酸酯
5.在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能实现的是
A.由FeS2制备BaSO3:
B.由MgO制备MgCl2:
C.由CuSO4生成Cu2O:CuSO4溶液
D.SiO2制Na2SiO3:
6.卤代烃广泛用于药物合成、化工生产中。溴乙烷是向有机化合物分子中引入乙基的重要试剂,以邻二氯苯为原料经硝化、氟代、还原、缩合、水解等一系列反应,可合成治疗敏感菌引起的各类感染的“诺氟沙星”。
下列关于“诺氟沙星”说法错误的是
A.该物质的分子式为C16H18FN3O3
B.该化合物中含氧官能团为羰基和羧基
C.1mol该化合物中含有4mol碳碳双键
D.该化合物能与酸性高锰酸钾、溴水、碳酸氢钠溶液反应
7.“绿色化学”的主要内容之一是指从技术,经济上设计可行的化学反应,使原子充分利用,不产生污染物,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”。以下反应不符合绿色化学原子经济性要求的是
A.CHCH+HCl→CH2=CHCl
B.2CH2=CH2+O22
C.CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl
D.+Br2+HBr
8.化合物Z是一种有机合成中的重要中间体,其部分合成路线如下:
下列说法正确的是
A.Y与Z分子均存在顺反异构体 B.用酸性高锰酸钾溶液鉴别X和Y
C.用FeCl3溶液可以鉴别X、Y D.Y与足量H2加成后的产物中含有手性碳原子
9.化合物Z是蜂胶的主要活性成分,可由X、Y制得。下列说法正确的是
A.Y与邻甲基苯酚互为同系物
B.1molX在常温下与NaOH溶液反应,最多消耗2molNaOH
C.Z与足量H2反应后的产物中存在4个手性碳原子
D.与Y互为同分异构体,且能与FeCl3溶液发生显色反应的有机物共9种
阅读以下列材料,完成下面小题。
的综合利用具有重要意义。可以催化转化为、等有机物。完全燃烧生成时放出的热量。是生产阿司匹林()的重要原料。俗称草酸,。和在镓锌催化剂作用下可制得。
10.下列有关物质的结构与性质或性质与用途之间具有对应关系的是
A.分子结构为直线形,可与反应生成
B.具有还原性,可与反应制取
C.与水分子间能形成氢键,熔点高于丙醛
D.具有还原性,可与乙醇反应制取草酸二乙酯
11.下列说法正确的是
A.阿司匹林分子中不含手性碳原子 B.与互为同素异形体
C.基态原子核外电子排布式为 D.中3个原子处于同一直线
12.下列化学反应表示正确的是
A.燃烧的热化学方程式:
B.与酸性溶液反应:
C.电解阴极生成的反应:
D.阿司匹林与足量溶液反应:
13.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 向溶液X中滴加几滴新制氯水,再滴加KSCN溶液,观察溶液颜色变化 溶液X中是否含有Fe2+
B 向盛有少量酸性KMnO4溶液的两支试管中分别滴加足量乙醇、乙酸,充分振荡,观察溶液颜色变化 乙醇与乙酸还原性强弱
C 向乙醇中加入一小粒金属钠,观察是否有气体产生 乙醇中是否含有水
D 将卤代经Y与NaOH的水溶液共热,冷却后加入少量AgNO3溶液,观察是否有淡黄色沉淀产生 卤代烃Y中是否含有溴原子
A.A B.B C.C D.D
14.下列有关乙烯的制备、净化、收集、性质验证的装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲制备乙烯 B.用装置乙除去乙烯中混有的SO2等气体
C.用装置丙收集乙烯 D.用装置丁验证乙烯与Br2发生反应
A.A B.B C.C D.D
15.下列有实验原理与装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲制备Cl2 B.用装置乙除去CH4中Cl2
C.用装置丙在光照条件下进行甲烷与氯气的反应 D.用装置丁验证非金属性Cl>I
A.A B.B C.C D.D
16.硫酸工业尾气(主要含SO2、N2和O2),用Na2SO3溶液吸收尾气中的SO2可将其转化为NaHSO3,当c(HSO):c(SO)≈10时,吸收能力下降,需要加热再生为Na2SO3溶液。已知Ka1(H2SO3)=,Ka2(H2SO3)=,下列说法不正确的是
A.NaHSO3溶液中存在:2c(SO) + c(HSO)> c(Na+)
B.Na2SO3溶液吸收SO2的离子方程式为:SO+SO2+H2O=2HS
C.当c(HSO):c(SO)=10时,此时吸收液的pH=6.2
D.与原Na2SO3溶液相比,吸收液充分分解放出SO2再生后吸收SO2能力几乎不变
17.下列关于化学发展的重大事件或者里程碑中,我国科学家做出贡献的是()
A.1869年元素周期律的发现,使化学变得有规律可循
B.1965年,世界上首次合成结晶牛胰岛素
C.1774年,提出燃烧的氧化学说,使近代化学取得了革命性的进展
D.1811年,分子学说使人们对物质结构的发展到了一个新的阶段
18.室温下,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 向溶液中滴加少量溶液,再滴加少量淀粉溶液,观察溶液颜色变化 的氧化性比的强
B 将少量气体通入溶液中,观察实验现象 难溶于水
C 向溶液中滴加溶液,观察溶液颜色变化 具有氧化性
D 向、混合溶液中滴加少量溶液,观察沉淀的颜色
A.A B.B C.C D.D
阅读以下材料,完成下列小题。
铁及其化合物有重要应用。有多种氧化物,氧化亚铁晶体中。可表示为。难溶于水,可用于制备电极材料。
19.下列说法正确的是
A.在常温下锈蚀或在纯氧中燃烧,均生成
B.加热条件下,与浓硝酸反应能生成致密的氧化物保护膜
C.氧化亚铁晶体中,是因为其晶体中混有零价
D.铁元素的两种离子与的结合能力:
20.由表面被氧化的废铁屑制备产品的流程如下。下列说法不正确的是
A.“碱洗”的目的是除去废铁屑表面的油污
B.“酸浸”时发生的反应有,
C.“氧化”时为检验氧化是否完全,可以选用溶液
D.“制备”时若改为向溶液中滴加溶液,会降低产品的纯度
21.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 Al与结合H+ 能力大小 分别测量浓度均为0.1mol·L-1Na2CO3溶液和Na[Al(OH)4]溶液的pH,比较pH的大小
B H2S与H2SO4的酸性强弱 向CuSO4溶液中通入H2S气体,观察现象
C 检验Fe2+对H2O2分解是否有催化作用 向H2O2溶液中滴入FeCl2溶液,观察产生气泡的速率
D 检验Fe3O4中含有Fe(II) 将Fe3O4溶于盐酸所得溶液浓缩后,滴入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色的变化
A.A B.B C.C D.D
22.下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 取5mL溶液和1mL溶液充分反应后,加2mL振荡、静置后取上层清液滴加少量溶液 溶液变为红色 与的化学反应存在一定限度
B 向某钾盐中滴加浓盐酸 产生的气体可以使品红溶液褪色 该钾盐一定为或或二者的混合物
C 相同温度下分别测定和溶液的 后者比前者大 的酸性弱于
D 向无水乙醇中加入浓硫酸,加热,将产生的气体通入酸性溶液 酸性溶液褪色 乙醇发生了消去反应
A.A B.B C.C D.D
23.工业上常用氨水吸收SO2,实现尾气资源化利用。模拟工业过程如图所示。室温下,用0.1mol/L氨水溶液吸收SO2,若通入SO2所引起的溶液体积变化和NH3及H2O挥发可忽略,溶液中含硫物种的浓度。H2SO3的电离平衡常数分别为,。下列说法一定正确的是
A.吸收液pH=7时,溶液中
B.吸收液pH=5时测得,溶液中
C.向吸收液中滴加溶液生成白色沉淀,上层清液中
D.向吸收液中滴加溶液,可能发生反应的离子方程式为:
二、解答题
24.钼(Mo)是一种过渡金属元素,是人体和动植物必须的微量元素。二硫化钼(MoS2)难溶于水,具有良好的光、电性能,可以由钼精矿(主要含MoS2,还含NiS、CaMoO4等)为原料经过如下过程制得。
(1)“浸取”。向钼精矿中加入NaOH溶液,再加入NaClO溶液,充分反应后的溶液中含有Na2MoO4、Na2SO4、NiSO4、NaCl。
①写出浸取时MoS2发生反应的离子方程式: 。
②浸取后的滤渣中含CaMoO4。若浸取时向溶液中加入Na2CO3溶液,可提高浸出液中Mo元素的含量,原因是 。
③浸取时,Mo元素的浸出率与时间的变化如图所示。已知生成物对反应无影响,则反应3~4min时,Mo元素的浸出率迅速上升的原因是 。
(2)“制硫代钼酸铵[(NH4)2MoS4,摩尔质量260g mol-1]”。向浸出液中加入NH4NO3和HNO3,析出(NH4)2Mo4O13,将(NH4)2Mo4O13溶于水,向其中加入(NH4)2S溶液,可得(NH4)2MoS4,写出生成(NH4)2MoS4反应的化学方程式: 。
(3)“制MoS2”。(NH4)2MoS4可通过如下两种方法制取MoS2:
方法一:将(NH4)2MoS4在一定条件下加热,可分解得到MoS2、NH3、H2S和硫单质。其中NH3、H2S和硫单质的物质的量之比为8︰4︰1。
方法二:将(NH4)2MoS4在空气中加热可得MoS2,加热时所得剩余固体的质量与原始固体质量的比值与温度的关系如图所示。
①方法一中,所得硫单质的分子式为 。
②方法二中,500℃可得到Mo的一种氧化物,该氧化物的化学式为 。(写出计算过程)
25.氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一、
(1)写出实验室制氨气的化学方程式: 。
(2)某工厂用氨制硝酸的流程如下图:
①上述转化中,属于氮的固定的是 (填“ⅰ”、“ⅱ”或“ⅲ”)。
②已知断裂1mol相应的化学键需要的能量如下表:
化学键
能量/kJ 436 391 946
上述“合成塔”中发生反应生成2mol ,可放出 kJ热量。
③“吸收塔”排出的尾气中含有NO、等氮氧化物,可用将其催化还原成不污染环境的气体,写出与反应的化学方程式: 。
(3)以和为原料直接合成的反应能耗高,科研人员选用固体进行转化。合成氨的过程如图所示。
①实验研究:查阅资料,同位素示踪法可以证实中的氮元素在“转氨”过程中能转变为氨中的氮元素。
实验:将 (填化学式)两种物质混合,充分反应。
检测结果:经探测仪器检测,所得氨气中存在。
②测量的转化率:取固体、的混合物m g[],充分反应。生成的与V mL 恰好完全反应生成正盐。的转化率为 %(用含m、V、c的代数式表示)。
26.氮氧化物是大气污染物。回答下列问题:
(1)以上污染物造成的环境问题有 (写一种即可)。
(2)某化学兴趣小组利用下列装置测定空气中的含量。
①通空气样品的导管末端是带许多小孔的玻璃球泡,其主要作用是 ,该装置中发生的离子方程式为: 。若空气流速为,当观察到装置内 (填实验现象)时,结束计时,测定耗时。假定空气中的可被溶液充分吸收,该空气样品中的含量是 。
②该小组同学发现随着持续通入,装置内溶液逐渐变浑浊。查阅资料后得知,在催化剂的作用下,在水中会发生歧化反应。于是又设计以下实验进行探究。
【实验装置】
【实验现象】一段时间后,中无明显现象,D中比B中的溶液先变浑浊。
【实验结论】在水中,歧化的化学方程式为 。该反应中的催化剂是 。
A. B. C. D.
(3)石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术的原理是:烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及空气反应生成石膏()。某电厂用煤500t(煤中含硫的质量分数为),若燃烧时煤中的硫全部转化为二氧化硫,用该方法脱硫时有96%的硫转化为石膏,则理论上可得到 吨石膏。
27.以废干电池[主要含MnO2、MnOOH、Zn、Zn(OH)2、Fe、KOH]和钛白厂废酸(主要含H2SO4,还有少量Ti3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等)为原料,制备锰锌铁氧体[MnxZn1-xFe2O4]的流程如下:
已知: ① 25℃时,Ksp(MgF2)=7.5×10-11,Ksp(CaF2)=1.5×10-10;酸性较弱时,MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配离子(M代表金属元素);
② (NH4)2S2O8在煮沸时易分解
(1)酸浸过程中含锰物质被溶液中的FeSO4还原为Mn2+,其中MnO2参与反应的离子方程式为 。
(2)氧化时加入H2O2将Ti3+、Fe2+氧化,再加入Na2CO3调节溶液pH为1~2,生成偏钛酸(H2TiO3)和黄钾铁矾[K2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,使得钛、钾得以脱除。
① 加入Na2CO3生成黄钾铁矾的离子方程式为 。
② 若加入Na2CO3过多,将导致产品的产率下降,其原因是 。
(3)①氟化过程中溶液pH与钙镁去除率关系如图1所示。当2.5 < pH < 4.0时,溶液pH过高或过低,Ca2+、Mg2+去除率都会下降,其原因是 。
②氟化后,溶液中为 。
③CaF2晶胞结构如图2所示,其中Ca2+的配位数为 。
(4)共沉淀前,需测定溶液中锰元素含量。先准确量取1.00 mL氟化后溶液于锥形瓶中,加入少量硫酸、磷酸和硝酸银(Ag+是催化剂)溶液振荡;将溶液加热至80℃,加入3 g (NH4)2S2O8充分反应后,再将溶液煮沸,冷却后,再用0.0700 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准液滴定至溶液由浅红色变为无色。请写出Mn2+与S2反应的离子方程式 。
28.顺式甘氨酸铜水合物是一种有机补铜剂,可通过新制与甘氨酸溶液反应制备,其原理为。
已知:①甘氨酸易溶于以上热水;
②甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,顺式甘氨酸铜难溶于乙醇;
③以上制备反应的主要产物为反式甘氨酸铜。
(1)顺式甘氨酸铜易溶于水,反式难溶于水。从分子对称性角度解释其原因: 。
(2)制备顺式甘氨酸铜
步骤Ⅰ制备。向一定量溶液中边搅拌边滴加氨水,至生成的沉淀恰好完全溶解,再加入一定量溶液,过滤,洗涤,干燥。
①加入溶液时发生反应的离子方程式为 。
②若直接用溶液与溶液反应制备,反应速率较快,生成的包裹较多。用步骤Ⅰ方案反应速率较慢,原因是 。
步骤Ⅱ制备顺式甘氨酸铜晶体,并除去表面少量可溶于水的杂质。
③补充完整实验方案:取一定量甘氨酸晶体, ,干燥,得顺式甘氨酸铜产品。(须使用的试剂:乙醇、乙醇)
(3)测定顺式甘氨酸铜产品中含量
步骤Ⅰ标定溶液浓度。准确量取一定体积已知浓度的溶液,加入适量稀硫酸和过量溶液,反应生成和;再加入少量淀粉溶液,用未知浓度溶液滴定至终点。测得。
①碘量瓶的瓶口呈喇叭形(如下图所示),使用时盖紧磨口瓶塞,并在瓶塞上加适量水密封。步骤Ⅰ中与的反应须在碘量瓶中进行,原因是 。
步骤Ⅱ测定含量。准确称取产品,用容量瓶配成溶液;取上述溶液,加入适量稀硫酸和过量溶液;再加入少量淀粉溶液,用的溶液滴定至终点,消耗溶液。发生的反应有,。
②产品中的质量分数为 (写出计算过程)。
29.以粗溶液(含、等杂质)为原料制备的过程。
回答下列问题:
(1)“沉铜”时,溶液的 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)、均能与反应:,,、存在于有机相中。“萃取”时用一定量的HR充分萃取,能实现与的分离,原因是 。HR用量不宜过大,原因是 。
(3)“反萃取”时,向有机相中加入一定量的稀,可以获得浓度较大的水溶液。适当增加浓度,所得水溶液中浓度增大,原因是 。
(4)锌镍二次电池放电时的工作原理如下图所示。
①放电时,锌片作 (填“正极”或“负极”)。
②在电极材料充足条件下,使用储液罐并让一定量电解质溶液进入电池循环的优点是 (填序号)。
A.使电池内电解质浓度较为稳定
B.加快电池充、放电的速率
C.获得较为稳定的电流
D.有利于与直接反应
30.CO2资源化利用具有重要意义。
(1)CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
I.CH4(g) + CO2(g)=2CO(g) + 2H2(g)
II.CH4(g) + 3CO2(g)=4CO(g) + 2H2O (g)
反应CO2(g) + H2(g)=CO(g) + H2O (g) 。
(2)燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
①吸收剂X的结构简式是 。
②X具有很好的水溶性的原因是 。
(3)CO2与环氧化合物反应可以转化为有价值的有机物。转化过程如图所示。Y为五元环状化合物,Y的结构简式为 ;N原子上的孤电子对主要进攻甲基环氧乙烷中“CH2”上的碳原子,而不是“CH”上的碳原子,原因是 。
(4)利用电化学可以将CO2转化为有机物
多晶Cu是目前唯一被实验证实能高效催化CO2还原为烃类(如C2H4)的金属。如图,电解装置中分别以多晶Cu和Pt为电极材料,用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室,反应前后KHCO3浓度基本保持不变,温度控制在10℃左右。阴极生成C2H4的电极反应式为 。
(5)装置工作时,阴极主要生成C2H4,还可能生成副产物降低电解效率。标准状况下,当阳极生成O2的体积为224mL时,测得阴极区生成C2H4 56mL,则电解效率为 。(忽略电解前后溶液体积的变化)已知:电解效率
31.F是一种有机工业制备的重要中间体,其一种合成工艺流程如下图:
(1)E中含氧官能团的名称为 。
(2)A→B时发生取代反应,所得产物为化合物B和CH3OH。则X的结构简式为 。
(3)Y的结构简式为 。
(4)E→F的反应实际上经历了两步反应,两步反应类型依次是 、 。
(5)写出一种符合下列条件的化合物C的同分异构体 。
①结构中含有苯环,无其他环状结构;苯环上的一元取代物只有一种;
②红外光谱显示结构中含“-C≡N”和“C=S”结构;
③核磁共振氢谱显示结构中有3种化学环境的氢原子,个数比为1:6:6。
(6)设计以化合物CH2=CH2、n-BuLi、 、为原料,合成化合物
的路线图 (无机试剂及有机溶剂任用)。
32.化合物G是合成治疗过敏性疾病药物的中间体,其合成路线如下:
(1)C→D的反应类型为 。
(2)A→B历经:AXB,X的结构简式为 。
(3)F的分子式为C12H8N2O3,写出F的结构简式: 。
(4)A的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: 。
N原子与苯环直接相连,不能与FeCl3溶液发生显色反应,核磁共振氢谱中有3组峰。
(5)写出以、C2H5OH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)。
33.碳元素构建了生命的骨架,也是人类研发新材料的宝藏。
(1)已知A是甲烷的一种同系物,且同时满足下列条件,写出A的结构简式: 。
①0.1molA完全燃烧消耗标准状况下17.92LO2;
②A的沸点与其同分异构体相比,A的最低。
(2)草酸(结构如下图)是一种具有还原性的二元弱酸,可将酸性KMnO4中的Mn元素还原为Mn2+。写出草酸与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式 。
(3)工业常利用CH4与CO2为原料重整制备CO和H2,但实际过程中催化剂表面易产生积碳导致活性降低。研究表明,在催化剂Ni/CeO2中掺入MnOx可产生更多的氧空位,生成更多的可流动O*,能有效减少积碳生成,其路径如下图所示。
①路径甲、乙中生成的相同中间产物是 (填化学式)。
②试推理并写出减少催化剂积碳的反应方程式 。
(4)CO2参与的乙苯()脱氢机理如下图所示(、表示乙苯分子中C或H原子的位置;A、B为催化剂的活性位点)。
①CO2吸附到催化剂表面时,选择B位点的原因是 。
②图中步骤Ⅱ的过程可描述为 。
34.化合物H是合成药物的中间体,一种合成路线如图:
已知:①Bn为
②(R1为烃基,R2、R3为烃基或H)
(1)化合物A的酸性比化合物B的 (填“强”或“弱”或“无差别”)。
(2)写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式: 。
碱性条件水解后酸化生成两种产物,产物之一能与银氨溶液发生银镜反应;另一产物中只有两种含氧官能团且有4种化学环境不同的氢原子。
(3)F的结构简式为 。
(4)H→I的反应类型为 。
(5)写出以、CH3NH2为原料制备的合成路线流图 (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)。
35.研制净化水的材料对解决水资源问题具有重大意义。
(1)ClO2气体是一种绿色消毒剂,可由NaClO3与双氧水在稀H2SO4条件下反应制得。
①的空间结构为 。
②写出上述制备ClO2的化学方程式 。
(2)FeCl3水解得到Fe(OH)3胶体可用于吸附悬浮颗粒。FeCl3间可通过配位键聚合成二聚物,其结构如下图所示。用“→”表示出其中的配位键 。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附和絮凝于一体的多功能净水剂。当K2FeO4与水反应生成标准状况下8.96LO2时,反应中转移电子的物质的量为 。
(4)由铝工业废渣(主要含Fe、Si、Al的氧化物)制取聚合硫酸铁铝[AlaFeb(OH)c(SO4)d·xH2O]。净水剂的流程如下:
①“浸取”中加入H2O2的主要目的是 。
②某种铁的合金晶胞结构如下图所示,则化学式为 。
③为测定聚合硫酸铁铝的组成,其中部分实验如下:
称取一定质量的聚合硫酸铁铝样品溶于稀盐酸中,完全溶解后,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤,洗涤,干燥至恒重,得到白色固体9.320g;另称取相同质量的聚合硫酸铁铝样品溶于过量的HI中,充分反应后,用0.500mol·L—1的标准Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准液32.00mL。
已知:(未配平):。
则聚合硫酸铁铝中 (写出计算过程)。
36.硼酸(H3BO3)是一种重要的无机化合物。
(1)H3BO3的制备
由天然硼砂( 主要含Na2B4O7·10H2O及少量NaCl等)制备H3BO3的工艺流程如下:
硼酸盐中硼原子与氧原子分别形成[BO3]3-(三角形)、[BO4]5- (四面体)两种结构单元,它们通过角顶氧原子组成环状或链状结构。
①“浸溶”前先将天然硼砂水洗的目的是 。
②[BO3]3-、[BO4]5-中硼原子的杂化类型分别是 、 。
③写出Na2B4O7·10H2O与硝酸反应生成H3BO3的化学方程式: 。
(2)H3BO3的测定
H3BO3溶液的酸性很弱,不能直接用NaOH溶液测定,必须先用物质A强化生成酸性相对较强的配合酸B(反应如下),然后再用NaOH溶液进行测定。
为测定上述流程所制得的H3BO3纯度,实验方案如下:称取4.000 g H3BO3样品,用热水完全溶解后,加水定容至250 mL。取25.00 mL溶液,加入适量A,再用0.2500 mol /LNaOH进行测定,完全反应时消耗NaOH 20.00 mL。
①画出B中阴离子X-的结构: 。
②根据实验数据,样品中H3BO3的纯度为 (写出计算过程)。
(3)硼的运用
某选择性吸附材料的化学式为[C(NH2)3]4(B(OCH3)]3Cl,其中阴离子有Cl-和两种,部分晶体结构如图所示。
①表示出该晶体中氢键的形成方式: (表示成形式)。
②推测其中阳离子[C(NH2)3]+的空间结构为 (填平面或四面体)型。
37.废旧锂电池正极材料(含LiCoO2及少量Al、Fe等)为原料制备CoSO4溶液,再以CoSO4溶液、NaOH溶液、氨水和水合肼为原料制得微米级Co(OH)2。
已知:
① Co2+、Co3+易与NH3形成配合物;
② 水合肼(N2H4·H2O)为无色油状液体,具有强还原性,氧化产物为N2;
③ 沉淀的生成速率越快,颗粒越小,呈凝乳状胶体,不易过滤。
(1)写出钴基态原子的价层电子排布式 。
(2)制备CoSO4溶液。
取一定量废旧锂电池正极材料,粉碎后与Na2SO3溶液混合配成悬浊液,边搅拌边加入1 mol/LH2SO4溶液充分反应。LiCoO2转化为CoSO4、Li2SO4的化学方程式为 。从分液漏斗中滴入1 mol/LH2SO4时,滴加速率不能太快且需要快速搅拌的原因是 。
(3)制备微米级Co(OH)2
60℃时在搅拌下向500mL 1mol/LCoSO4溶液中加入氨水,调节pH至6后,再加入NaOH溶液,调节pH至9.5左右,一段时间后,过滤、洗涤,真空烘干得微米级Co(OH)2。制备时,在加入NaOH溶液前必须先加氨水的原因是 。
(4)经仪器分析,测得按题(3)步骤制得的Co(OH)2晶体结构中含有Co(Ⅲ),进一步用碘量法测得Co(Ⅱ)的氧化程度为8%。因此制备时必须加入一定量的还原剂。为确保制得的Co(OH)2产品中不含Co(Ⅲ),制备时至少需加入水合肼的质量为 g。(写出计算过程)
(5)利用含钴废料(主要成分为Co3O4,还含有少量的石墨、LiCoO2等杂质)制备碳酸钴CoCO3。
已知:①CoCO3几乎不溶于水,Li2CO3微溶于水;
②钴、锂在有机磷萃取剂(HR)中的萃取率与pH的关系如图所示;
③酸性条件下的氧化性强弱顺序为:Co3+>H2O2。
请补充完整实验方案:取一定量含钴废料,粉碎后 ,充分反应后,静置后过滤,洗涤、干燥得到CoCO3。【实验中必须使用的试剂:2 mol/L H2SO4溶液、2 mol/LNaOH溶液、有机磷(HR)、0.5 mol/LNa2CO3溶液、30%H2O2溶液。】
38.有效去除大气中的NOx和水体中的氮是环境保护的重要课题。
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=-566.0kJ·mol-1;
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH2=+64kJ·mol-1。
反应2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g);ΔH3= 。
(2)NH3-SCR技术可用于脱除大气中的NO2
①Cu基催化剂是NH3-SCR技术脱除NO中性能较为优异的新型催化剂,但烟气中的SO2会造成Cu基催化剂的催化性能下降。加入CeO2(基态Ce原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2)可抑制SO2对Cu基催化剂的影响,其作用机理如下图所示(含Ce化合物的比例系数均未标定)。
(a)从整个反应机理来看,总反应中起还原作用的物质是 (填化学式)。
(b)在上述反应机理图中,CemOn的化学式为 。
②将3%NO、6%NH3、21%O2和70%N2的混合气体(N2为平衡气)以一定流速通过装有Cu基催化剂的反应器,NO去除率随反应温度的变化曲线如下图所示。
(a)在150-225°C范围内,NO去除率随温度的升高而迅速上升的原因是 。
(b)燃煤烟气中伴有一定浓度的HCl气体,它会造成NO去除率下降,其原因可能是 。
(3)电极生物膜法能有效去除水体中的,进行生物的反硝化反应。其可能反应机理如下图所示。H2O在阴极得电子生成氢气2H2O+2e—=H2↑+2OH—,则生物膜中发生脱硝反应的离子方程式为 。
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A A D C C D C D B
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 A C B C A D B A D C
题号 21 22 23
答案 A A A
24.(1) MoS2+6OH-+9ClO-=MoO+2SO+9Cl-+3H2O CaMoO4(s)Ca2+(aq)+MoO(aq),加入Na2CO3溶液,生成CaCO3沉淀,促进溶解平衡向离子化方向进行,使浸出液MoO浓度增大,从而提高Mo元素浸出率 该反应为放热反应,随着反应进行,溶液温度升高,反应速率加快
(2)(NH4)2Mo4O13+16(NH4)2S+13H2O=4(NH4)2MoS4+26NH3 H2O或(NH4)2Mo4O13+16(NH4)2S=4(NH4)2MoS4+13H2O+26NH3↑
(3) S4 MoO3设(NH4)2MoS4的物质的量为1mol,m[(NH4)2MoS4]=260g,其中m(Mo)=96由图知,500℃可得到Mo的一种氧化物,其质量为144g,则n(O)=(144-96)g/16g mol-1=3mol,则该氧化物化学式为MoO3
25.(1)
(2) ⅰ 92
(3) 、
26.(1)光化学烟雾、酸雨等
(2) 增大接触面积,使充分反应 溶液蓝色消失 B
(3)64.5
27.(1)2Fe2++MnO2+4H+ = Mn2++2Fe3++2H2O
(2) 2K++6Fe3++4SO+6CO+6H2O = K2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑ 加入Na2CO3过多,pH过大,生成Fe(OH)3沉淀
(3) pH过低,溶液酸性较强,F-转化为弱酸HF,溶液中F-浓度减小,Ca2+、Mg2+去除率减小;pH过高,MgF2、CaF2沉淀转化为[MFn]2-n配离子,沉淀重新溶解,Ca2+、Mg2+的去除率降低 0.5 8
(4)2Mn2++5S2O+8H2O 2MnO+10SO+16H+
28.(1)顺式甘氨酸铜分子对称性弱,极性强,易溶于水;反式甘氨酸铜分子对称性强,极性弱,难溶于水
(2) 形成[Cu(NH3)4]2+,使得溶液中Cu2+浓度较低 溶于适量65℃热水(或60~70℃之间某一温度),加入足量新制Cu(OH)2,搅拌,保持65℃充分反应,过滤,滤液冷却后加入适量95%乙醇,过滤,用25%乙醇洗涤沉淀2~3次
(3) 防止瓶中生成的I2升华(或防止剩余的I-被空气中的O2氧化) 25.6%
29.(1)减小
(2) Ca2+与HR结合的能力小于Ni2+与HR结合的能力 过量的HR萃取出Ca2+
(3)cH+增大,平衡逆向移动,有利于Ni2+进入水溶液
(4) 负极 ABC
30.(1)
(2) HOCH2CH2NH2 X(含有氨基和羟基)能够与水分子形成分子间氢键
(3) 甲基是推电子基团,“CH”中碳带正电荷较少 ,因此孤电子对更容易进攻“CH2”中的碳原子
(4)
(5)75%
31.(1)(酮)羰基
(2)
(3)
(4) 加成反应 消去反应
(5)或或
(6)
32.(1)取代反应
(2)
(3)
(4)或
(5)
33.(1)C(CH3)4
(2)
(3) CHx
(4) B位点带部分负电荷,吸引CO2中带正电荷的C原子 B1位点上的H+与B2位点上CO2中带部分负电荷的O作用生成,带部分正电荷的C吸附在带部分负电荷的B2位点上
34.(1)弱
(2)或
(3)
(4)取代反应
(5)
35.(1) 正四面体形
(2)
(3)1.6
(4) 将Fe2+氧化为Fe3+ FeNi2 n()=n(BaSO4)= ,已知,,则,n(Fe3+)=n(Na2S2O3)= 0.500mol·L-1×32×10-3L=1.6×10-2mol,则
36.(1) 除去NaCl sp2 sp3 Na2B4O7·10H2O+2HNO3=2NaNO3+4H3BO3+5H2O
(2) 77.25%
(3) N—H…O 平面
37.(1)
(2) 2LiCoO2+Na2SO3+3H2SO4=2CoSO4+Li2SO4+Na2SO4+3H2O 使硫酸与悬浊液充分接触反应,防止局部酸性过强产生二氧化硫逸出(或提高钴的还原率)
(3)Co2+与NH3形成配离子,降低溶液中Co2+的浓度,使Co2+与OH-形成Co(OH)2的速率降低,从而得到较大颗粒的Co(OH)2,防止形成凝乳状沉淀或胶体,便于过滤分离提纯
(4)0.5
(5)向其中加入2 mol/L稀硫酸和10%H2O2溶液,充分反应后过滤,向溶液中加入有机磷(HR),用2 mol/L NaOH溶液调节pH为5.4左右(5.2-5.8之间) ,(充分振荡后静置)分液,向有机层中滴加2 mol/L H2SO4溶液,调节pH约为2,分液,边搅拌边向水层中滴加0.5 mol/LNa2CO3溶液
38.(1)-1196kJ·mol-1
(2) NH3 Ce2O3 随着温度的升高,催化剂的活性增大,与温度升高共同作用,使NO的去除反应速率迅速上升 烟气中的HCl与NH3反应生成NH4Cl,使得还原剂NH3的量减少,NH4C1固体覆盖在Cu基催化剂表面,使催化剂失去活性
(3)