2025届高三高考化学二轮复习
“17-21”非选择题标准卷(二)
非选择题(本题包括5小题,共52分)
17.(10分)P可形成许多结构和性质特殊的化合物。请回答下列问题:
(1)(3分)P元素位于周期表的第15列。
①基态P原子的价电子轨道表示式为
(1分)。
②下列说法不正确的是 (2分)。
A.非金属性:As
①气态PCl5分子结构如图所示,O位于等边三角形ABC的中心,DOE垂直于ABC的平面,黑球为P,白球为Cl,比较键长大小:键长OD (1分)OA(填“>”“<”或“=”)。
②五氯化磷熔融时,电离出的离子分别含sp3和sp3d2杂化态,写出阴离子化学式 (2分)。
③PCl5不能与金属Ni反应,而PCl3能与金属Ni反应,解释PCl3能与金属Ni反应的原因
(2分)。
(3)(2分)Ga与P形成的某化合物晶体的结构如图。该化合物的化学式为 ,P的配位数为
。
18.(10分)Fe3S4固体是一种重要的磁性材料,以它为原料实现如下化合物的转化:
已知:在较高浓度Cl-的溶液中,Fe3+以FeC的形式存在,溶液呈亮黄色。
请回答:
(1)(2分)依据B→C→D的现象,判断Cl-、SCN-、CN-与Fe3+的配位能力由强到弱依次为 ,无色酸性溶液F中的含硫阴离子有 。
(2)(2分)Fe3S4能与稀硫酸反应,生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标准状况下的密度为1.518 g·L-1),写出该反应的离子方程式
。
(3)(2分)下列说法正确的是 。
A.固体A中可能含有FeO
B.无色气体E能完全溶于水
C.溶液C呈酸性,是由于Fe3+水解
D.溶液B可溶解铜
(4)(4分)写出F→G反应的化学方程式
。
请设计实验方案确定溶液G中的阴离子
。
19.(10分)Ⅰ.电解法可处理氯化钙废液同时吸收CO2,装置如图所示。
(1)(2分)阴极室发生的变化可视为两步,电极反应式:
和Ca2++CCaCO3↓。
Ⅱ.工业含硫烟气污染大气,研究烟气脱硫具有重要意义。
方法一、H2还原脱硫:
(2)(1分)300 ℃,发生反应:
①SO2(g)+2H2(g)S(g)+2H2O(g) ΔH1
②S(g)+H2(g)H2S(g) ΔH2
③2H2S(g)+SO2(g)3S(g)+2H2O(g) ΔH3
请用一个等式来表示三个反应的ΔH之间的关系
。
(3)(2分)反应③,在恒温、恒容的密闭容器中,充入H2S和SO2,平衡常数K=3.375,测得平衡时SO2和H2O的浓度均为1.0 mol·L-1,则平衡时的值为 。
方法二、O2氧化脱硫:
(4)(3分)某同学探究活性炭吸附催化氧化SO2,以N2作稀释剂,一定温度下,通入SO2、O2和H2O反应生成H2SO4,其中不同温度下,SO2在活性炭上的吸附情况如图,下列说法正确的是 。
A.温度越低,SO2的吸附量越高,SO2氧化反应速率越快
B.已知:SO2的物理吸附过程能自发进行,可推断该过程是熵减、放热的过程,温度过高不利于SO2吸附
C.原料中水蒸气的含量越大,脱硫速率一定越快
D.随着时间的推移,SO2吸附速率降低,可能是由于生成的H2SO4占据了吸附位点没及时脱出导致
(5)(2分)在SO2与O2反应过程中掺入少量CH4有利于提高SO2转化成SO3,其中一种解释是甲烷参与氧化反应过程中存在如图机理。原料以一定流速通过反应容器,出口处测SO3的含量,结合机理说明甲烷体积分数增大,SO3体积分数也增大的理由 。
甲烷参与的SO2氧化机理:
①CH4+2O2HCO+HO2+H2O
②HCO+O2O+OH+CO
③SO2+OSO3
④SO2+OH+O2SO3+HO2
20.(10分)某课题组以锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2,还含有铁、钙、镁等元素)为原料,按下列流程制备LiOH·H2O,并制备锂离子电池正极材料LiFePO4。
已知:①LiFePO4不溶于水,能溶于强酸;
②Na2SO4晶体和LiOH晶体的溶解度随温度变化的曲线如图所示:
回答下列问题:
(1)(2分)下列操作或描述不正确的是 。
A.步骤Ⅰ矿石研磨,可提高酸化焙烧效率,促进Li+的溶解
B.步骤Ⅱ若减少浓硫酸用量,会导致Fe3+在步骤Ⅲ水解产生胶体吸附Li+,降低Li+的浸出率
C.模拟上述流程,步骤Ⅰ、Ⅲ所用的仪器有蒸发皿、烧杯、玻璃棒、耐酸过滤器及热源
D.步骤Ⅳ中加入的X可以是先加入CaCO3调节pH以除去Fe3+,再加入LiOH除尽Mg2+和Ca2+
(2)(2分)步骤Ⅴ通过两次结晶,可得到LiOH·H2O溶液和Na2SO4·10H2O。需要用到下列操作:
a.过滤;b.趁热过滤;c.冷却至0 ℃;d.用烧杯承接滤液;e.在40 ℃时蒸发溶剂至溶液出现少量固体,停止加热;f.在100 ℃时蒸发溶剂至溶液体积减小约原来一半,有固体析出,停止加热。
写出“两次结晶”的正确操作顺序: → →d→ → → 。
(3)(2分)在步骤Ⅶ,若将FeSO4和H3PO4的混合液滴加到LiOH溶液中,获得的产品纯度较低,请给出可能的原因:
。
(4)(2分)HCl标准溶液浓度的测定:准确称取一定质量的硼砂(Na2B4O7·10H2O)溶于水配成溶液,以如图装置测定HCl溶液的浓度。已知硼砂与HCl发生反应:Na2B4O7+2HCl+5H2O4H3BO3+2NaCl,则锥形瓶内装入的溶液为 ;若已知滴定终点pH为5.27,采用甲基橙作指示剂会导致HCl溶液浓度测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(5)(2分)产品分析:为测定样品中LiOH·H2O的质量分数(杂质主要为Li2CO3,其他杂质不参与反应),取a g样品溶解,以酚酞为指示剂,用浓度为c mol·L-1的标准HCl溶液滴定至溶液刚好褪色,消耗V1 mL,再加入甲基橙,继续用以上标准HCl溶液滴定至溶液刚好变色,又消耗V2 mL。则样品中LiOH·H2O的质量分数为 。
(已知:LiHCO3溶液pH在8左右,且溶液的pH随浓度变化不大)
21.(12分)抗肿瘤药物他莫昔芬的一种合成路线如下图所示:
已知:
(1)(1分)化合物B官能团名称 。
(2)(2分)下列说法正确的是 。
A.反应C→D可能得到副产物
B.由化合物A和B生成C的反应属于加成反应
C.化合物F具有碱性,能和盐酸反应生成盐和水
D.他莫昔芬存在顺反异构现象
(3)(1分)化合物G的结构简式是 。
(4)(2分)写出E→F的化学方程式
。
(5)(3分)参照以上合成路线,设计用和CH3I为原料制备的合成路线(无机试剂任选,限四步)。
(6)(3分)写出同时符合下列条件的化合物C的3种同分异构体的结构简式 。
①IR谱检测表明分子中含有1个—COOH和1个—CH3;
②分子中含有2个苯环,且苯环上共有4种不同化学环境的氢原子。
参考答案
“17-21”非选择题标准卷(二)
17.(1)① ②CD (2)①> ②[PCl6]- ③PCl3中P具有孤对电子,能与Ni形成配位键 (3)GaP 4
18.(1)CN->SCN->Cl- HS
(2)Fe3S4+6H+3H2S↑+3Fe2++S (3)D
(4)H2SO3+I2+H2OH2SO4+2HI 取溶液G,加入过量BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则有S;取上层清液,滴加AgNO3溶液,若产生黄色沉淀,则有I-
解析 Fe3S4固体通入足量空气充分煅烧,得到Fe2O3固体和无色气体E。固体A(Fe2O3)中加入足量盐酸,发生反应生成FeC等,加入KSCN溶液,得到红色的Fe(SCN)3溶液,再加入NaCN溶液,又转化为黄色的Fe(CN溶液。无色气体E为SO2与空气的混合气,通入H2O中,SO2与H2O反应生成H2SO3,有少部分H2SO3被O2氧化生成H2SO4;加入足量碘水,H2SO3被I2氧化为H2SO4,同时生成HI。(1)依据B(FeC)→C[Fe(SCN)3]→D[Fe(CN]的现象可以判断,反应的产物都比反应物稳定性强,则Cl-、SCN-、CN-与Fe3+的配位能力由强到弱依次为CN->SCN->Cl-。由分析可知,无色酸性溶液F中含有H2SO3和H2SO4,则含硫阴离子有HS。(2)Fe3S4能与稀硫酸反应,生成的淡黄色不溶物为硫,标准状况下的密度为1.518 g·L-1的气体,摩尔质量为1.518 g·L-1×22.4 L·mol-1=34 g·mol-1,其为H2S,S来自H2S与Fe3+的反应,则该反应的离子方程式为Fe3S4+6H+3H2S↑+3Fe2++S。(3)A.因为通入的空气足量,所以固体A中不可能含有FeO,A不正确;B.无色气体E中除含有SO2外,还含有空气,所以E不可能完全溶于水,B不正确;C.因为固体A中加入足量的盐酸,所以溶液C呈酸性,不是因Fe3+水解产生,C不正确;D.溶液B为FeC,可电离产生Fe3+,所以可溶解铜,D正确;(4)F(H2SO3)与I2反应,生成G(H2SO4、HI)等,反应的化学方程式为H2SO3+I2+H2OH2SO4+2HI。设计实验方案确定溶液G中的阴离子,也就是检验S和I-的存在,S用BaCl2检验,I-用AgNO3检验。方案为取溶液G,加入过量BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则有S;取上层清液,滴加AgNO3溶液,若产生黄色沉淀,则有I-。
19.(1)H2O+2e-+CO2H2↑+C
(2)ΔH3=ΔH1-2ΔH2 (3) (4)BD
(5)该反应未达平衡,CH4在氧化过程中会生成大量O、OH自由基,有利于SO2氧化速率加快
解析 (1)电解CaCl2溶液,阴极H2O得到电子生成C,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为H2O+2e-+CO2H2↑+C,然后发生反应:Ca2++CCaCO3↓。(2)由盖斯定律可知,①-2×②可得反应③,则三个反应的ΔH之间的关系为ΔH3=ΔH1-2ΔH2。(3)根据已知条件列出“三段式”
K==3.375,解得x=1,则平衡时。(4)A.由图可知,温度越低,SO2的吸附量越高,但SO2氧化反应速率越慢,A错误;B.该反应是气体体积减小的反应,熵减,已知:SO2的物理吸附过程能自发进行,则该反应为放热反应,温度过高不利于反应正向进行,B正确;C.原料中水蒸气的含量越大,SO2和O2的浓度减小,脱硫速率不一定越快,C错误;D.随着时间的推移,SO2吸附速率降低,可能是由于生成的H2SO4占据了吸附位点没及时脱出导致,D正确;(5)原料以一定流速通过反应容器,出口处测SO3的含量,结合机理说明甲烷体积分数增大,SO3体积分数也增大的理由为该反应未达平衡,CH4在氧化过程中会生成大量O、OH自由基,有利于SO2氧化速率加快。
20.(1)CD (2)fbdeca (3)刚开始滴加时,溶液LiOH较多,Fe2+会转变为Fe(OH)2进而被氧化为Fe(OH)3导致产品纯度下降 (4)硼砂溶液(写化学式也可以) 偏低 (5)%
解析 锂辉石主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2,还含有铁、钙、镁等元素;首先研磨煅烧,再加入浓硫酸后再次焙烧,过滤除Al2O3·4SiO2·H2O,对浸出液再次除杂后得到硫酸锂浓溶液,再加入氢氧化钠,结晶除去硫酸钠,重结晶得到LiOH·H2O,继续处理得到产品。(1)A.步骤Ⅰ矿石研磨,增大接触面积,可提高酸化焙烧效率,促进Li+的溶解,故A正确;B.步骤Ⅱ若减少浓硫酸用量,会导致Fe3+在步骤Ⅲ水解产生胶体吸附Li+,降低Li+的浸出率,故B正确;C.模拟上述流程,步骤Ⅰ、Ⅲ所用的仪器有研钵、烧杯、玻璃棒、耐酸过滤器,故C错误;D.Ca2+无法通过调节pH的方法除去,故D错误;(2)根据硫酸钠、氢氧化锂的溶解度曲线。在100 ℃时蒸发溶剂至溶液体积减小约原来一半,有固体析出,停止加热;趁热过滤得到LiOH·H2O;用烧杯承接滤液;在40 ℃时蒸发溶剂至溶液出现少量固体,停止加热;冷却至0 ℃;过滤得Na2SO4·10H2O,“两次结晶”的正确操作顺序:f→b→d→e→c→a。(3)将FeSO4和H3PO4的混合液滴加到LiOH溶液中,刚开始滴加时,溶液LiOH较多,Fe2+会转变为Fe(OH)2进而被氧化为Fe(OH)3导致产品纯度下降。(4)滴定管为酸式滴定管,硼砂溶液呈碱性,则锥形瓶内装入的溶液为硼砂溶液;若已知滴定终点pH为5.27,甲基橙的变色范围是3.1~4.4,采用甲基橙作指示剂,需加盐酸的体积偏大,会导致HCl溶液浓度测定结果偏低。(5)取a g样品溶解,以酚酞为指示剂,用浓度为c mol·L-1的标准HCl溶液滴定至溶液刚好褪色,LiHCO3溶液pH在8左右,所以氢氧化锂转化为氯化锂、碳酸锂转化为LiHCO3共消耗盐酸V1 mL,再加入甲基橙,继续用以上标准HCl溶液滴定至溶液刚好变色,即LiHCO3和盐酸转化为氯化锂消耗V2 mL盐酸。则LiOH消耗盐酸的体积为(V1-V2) mL,则样品中LiOH·H2O的物质的量为(V1-V2)×10-3 L×c mol·L-1=c(V1-V2)×10-3 mol,LiOH·H2O的质量分数为
%。
21.(1)醚键 (2)AD
(3)
(4)+ClCH2CH2N(CH3)2+HCl
(5)
(6)、、
解析 根据F的结构以及E与反应物的组成可知E与ClCH2CH2N(CH3)2发生取代反应生成F,E为,D与HBr发生已知中反应生成E,结合E的结构可知D为,结合C、D的组成差异可知C为,F发生已知信息中反应生成G,G的结构简式为;G加热脱水生成H,H的结构简式为;(1)由B的结构简式可知其所含官能团为醚键;(2)A.反应C→D发生羰基邻位碳上的氢的取代反应,其邻位碳上有2个H,可发生两次取代反应,可能得到副产物,故A正确;B.由化合物A和B生成C的反应属于取代反应,故B错误;C.化合物F具有碱性,但不能和盐酸反应生成盐和水,故C错误;D.他莫昔芬中含碳碳双键,且双键碳原子连接两个不同的原子团,因此存在顺反异构现象,故D正确;(3)化合物G的结构简式是;(4)E与ClCH2CH2N(CH3)2发生取代反应生成F,反应方程式为+ClCH2CH2N(CH3)2+HCl;(5)发生流程中C到D的转化生成,与氢气发生加成反应生成,发生消去反应生成,发生加聚反应得,故合成路线为;(6)C为,其同分异构体含有1个—COOH和1个—CH3;分子中含有2个苯环,且苯环上共有4种不同化学环境的氢原子。符合结构的简式有:
、、。
