高考化学真题重组卷04--山东专用(含解析)


高考化学真题重04-山东专用(解析版)
本卷满分100分,考试时间90分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 P 31 S 32
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2021·全国乙卷)我国提出争取在2030年前实现碳达峰,2060年实现碳中和,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。碳中和是指的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是
A.将重质油裂解为轻质油作为燃料 B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D.研发催化剂将还原为甲醇
【答案】D
【解析】A.将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量,达不到碳中和的目的,故A不符合题意;
B.大规模开采可燃冰做为新能源,会增大二氧化碳的排放量,不符合碳中和的要求,故B不符合题意;
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染,不能减少二氧化碳的排放量,达不到碳中和的目的,故C不符合题意;
D.研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇,可以减少二氧化碳的排放量,达到碳中和的目的,故D符合题意;
故选D。
2.(2021·河北卷)高分子材料在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是
A.芦苇可用于制造黏胶纤维,其主要成分为纤维素
B.聚氯乙烯通过加聚反应制得,可用于制作不粘锅的耐热涂层
C.淀粉是相对分子质量可达几十万的天然高分子物质
D.大豆蛋白纤维是一种可降解材料
【答案】B
【解析】A.芦苇中含有天然纤维素,可用于制造黏胶纤维,故A正确;
B.聚氯乙烯在高温条件下会分解生成有毒气体,因此不能用于制作不粘锅的耐热涂层,故B错误;
C.淀粉为多糖,属于天然高分子物质,其相对分子质量可达几十万,故C正确;
D.大豆蛋白纤维的主要成分为蛋白质,能够被微生物分解,因此大豆蛋白纤维是一种可降解材料,故D正确;
综上所述,说法错误的是B项,故答案为B。
3.(2022·湖南卷)化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作符合规范的是
A.碱式滴定管排气泡 B.溶液加热 C.试剂存放 D.溶液滴加
【答案】A
【解析】A.碱式滴定管排气泡时,把橡皮管向上弯曲,出口上斜,轻轻挤压玻璃珠附近的橡皮管可以使溶液从尖嘴涌出,气泡即可随之排出,A符合规范;
B.用试管加热溶液时,试管夹应夹在距离管口的处,B不符合规范;
C.实验室中,盐酸和NaOH要分开存放,有机物和无机物要分开存放,C不符合规范;
D.用滴管滴加溶液时,滴管不能伸入试管内部,应悬空滴加,D不符合规范;
故选A。
4.(2021·全国乙卷)在实验室采用如图装置制备气体,合理的是
化学试剂 制备的气体
A
B (浓)
C
D (浓)
【答案】C
【解析】由实验装置图可知,制备气体的装置为固固加热装置,收集气体的装置为向上排空气法,说明该气体的密度大于空气的密度;
A.氨气的密度比空气小,不能用向上排空法收集,故A错误;
B.二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,故B错误;
C.二氧化锰和氯酸钾共热制备氧气为固固加热的反应,能选用固固加热装置,氧气的密度大于空气,可选用向上排空气法收集,故C正确;
D.氯化钠与浓硫酸共热制备为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,故D错误;
故选C。
5.(2020·新课标Ⅱ卷)某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成,进行如下实验:① 混合物溶于水,得到澄清透明溶液;② 做焰色反应,通过钴玻璃可观察到紫色;③ 向溶液中加碱,产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为
A.KCl、NaCl B.KCl、MgSO4
C.KCl、CaCO3 D.MgSO4、NaCl
【答案】B
【解析】①混合物溶于水,得到澄清透明溶液,则不含CaCO3,排除C选项;②做焰色反应,通过钴玻璃可观察到紫色,可确定含有钾元素,即含有KCl;③向溶液中加碱,产生白色沉淀,则应含有MgSO4,综合以上分析,混合物由KCl和MgSO4两种物质组成,故选B。
6.(2021·全国甲卷)实验室制备下列气体的方法可行的是
气体 方法
A 氨气 加热氯化铵固体
B 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中
C 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸
D 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
【答案】D
【解析】A.氯化铵不稳定,加热易分解生成氨气和氯化氢,但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体,所以不能用于制备氨气,A不可行;
B.将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象,不能用于制备二氧化氮,B不可行;
C.硫化氢为还原性气体,浓硫酸具有强氧化性,不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体,因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应,C不可行;
D.实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物,生成氯化钾和氧气,二氧化锰作催化剂,可用此方法制备氧气,D可行;
故选D。
7.(2022·北京卷)高分子Y是一种人工合成的多肽,其合成路线如下。
下列说法不正确的是
A.F中含有2个酰胺基 B.高分子Y水解可得到E和G
C.高分子X中存在氢键 D.高分子Y的合成过程中进行了官能团保护
【答案】B
【解析】A.由结构简式可知,F中含有2个酰胺基,故A正确,
B.由结构简式可知,高分子Y一定条件下发生水解反应生成 和,故B错误;
C.由结构简式可知,高分子X中含有的酰胺基能形成氢键,故C正确;
D.由结构简式可知,E分子和高分子Y中都含有氨基,则高分子Y的合成过程中进行了官能团氨基的保护,故D正确;
故选B。
8.(2022·广东卷)以熔融盐为电解液,以含和等的铝合金废料为阳极进行电解,实现的再生。该过程中
A.阴极发生的反应为 B.阴极上被氧化
C.在电解槽底部产生含的阳极泥 D.阳极和阴极的质量变化相等
【答案】C
【解析】根据电解原理可知,电解池中阳极发生失电子的氧化反应,阴极发生得电子的还原反应,该题中以熔融盐为电解液,含和等的铝合金废料为阳极进行电解,通过控制一定的条件,从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应,分别生成Mg2+和Al3+,Cu和Si不参与反应,阴极区Al3+得电子生成Al单质,从而实现Al的再生,据此分析解答。
A.阴极应该发生得电子的还原反应,实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+,A错误;
B.Al在阳极上被氧化生成Al3+,B错误;
C.阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应,在电解槽底部可形成阳极泥,C正确;
D.因为阳极除了铝参与电子转移,镁也参与了电子转移,且还会形成阳极泥,而阴极只有铝离子得电子生成铝单质,根据电子转移数守恒及元素守恒可知,阳极与阴极的质量变化不相等,D错误;
故选C。
9.(2021·湖南卷)常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为。下列说法错误的是
A.产生22.4L(标准状况)时,反应中转移
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6
C.可用石灰乳吸收反应产生的制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中的存在
【答案】A
【解析】A.该反应中只有碘元素价态升高,由0价升高至KH(IO3)2中+5价,每个碘原子升高5价,即6I260e-,又因方程式中6I23Cl2,故3Cl260e-,即Cl220e-,所以产生22.4L (标准状况) Cl2即1mol Cl2时,反应中应转移20 mol e-,A错误;
B.该反应中KClO3中氯元素价态降低,KClO3作氧化剂,I2中碘元素价态升高,I2作还原剂,由该方程式的计量系数可知,11KClO36I2,故该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6,B正确;
C.漂白粉的有效成分是次氯酸钙,工业制漂白粉可用石灰乳与氯气反应,C正确;
D.食盐中可先与酸化的淀粉碘化钾溶液中的H+、I-发生归中反应生成I2,I2再与淀粉发生特征反应变为蓝色,故可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中的存在,D正确。
故选A。
10.锑白(Sb2O3)为白色粉末,不溶于水,溶于酸和强碱,主要用于制备白色颜料、油漆等。一种利用锑矿粉(主要成分为Sb2S3、SiO2)制取锑白的流程如下。
已知:浸出液中的阳离子主要为Sb3+、Fe3+、Fe2+。
下列说法错误的是
A.“浸出”时发生的反应为Sb2S3+6Fe3+=2Sb3++6Fe2++3S
B.可以用KSCN溶液检验“还原”反应是否完全
C.“滤液”中通入Cl2后可返回“浸出”工序循环使用
D.“中和”时可用过量的NaOH溶液代替氨水
【答案】D
【解析】A.根据题干流程图可知,浸出液中的阳离子主要为Sb3+、Fe3+、Fe2+ ,滤渣中有SiO2和S,故可推知“浸出”时发生的反应为Sb2S3+6Fe3+=2Sb3++6Fe2++3S,A正确;
B.根据题干流程图可知,“还原”过程主要是将Fe3+转化为Fe2+,Sb转化为Sb3+,故可以用KSCN溶液检验“还原”反应是否完全,B正确;
C.“滤液”中主要含有Fe2+,通入Cl2后可得到Fe3+,可返回“浸出”工序循环使用,C正确;
D.由题干信息可知,锑白(Sb2O3)为白色粉末,不溶于水,溶于酸和强碱,故“中和”时不可用过量的NaOH溶液代替氨水,否则将溶解部分锑白(Sb2O3)造成损失,D错误;
故答案为:D。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.(2021·湖南卷)1-丁醇、溴化钠和70%的硫酸共热反应,经过回流、蒸馏、萃取分液制得1-溴丁烷粗产品,装置如图所示:
已知:
下列说法正确的是
A.装置I中回流的目的是为了减少物质的挥发,提高产率
B.装置Ⅱ中a为进水口,b为出水口
C.用装置Ⅲ萃取分液时,将分层的液体依次从下放出
D.经装置Ⅲ得到的粗产品干燥后,使用装置Ⅱ再次蒸馏,可得到更纯的产品
【答案】AD
【解析】根据题意1-丁醇、溴化钠和70%的硫酸在装置I中共热发生得到含、、NaHSO4、NaBr、H2SO4的混合物,混合物在装置Ⅱ中蒸馏得到和的混合物,在装置Ⅲ中用合适的萃取剂萃取分液得粗产品。
A.浓硫酸和NaBr会产生HBr,1-丁醇以及浓硫酸和NaBr产生的HBr均易挥发,用装置I回流可减少反应物的挥发,提高产率,A正确;
B.冷凝水应下进上出,装置Ⅱ中b为进水口,a为出水口,B错误;
C.用装置Ⅲ萃取分液时,将下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出,C错误;
D.由题意可知经装置Ⅲ得到粗产品,由于粗产品中各物质沸点不同,再次进行蒸馏可得到更纯的产品,D正确;
选AD。
12.某实验小组设计如下实验探究的制备,下列有关分析不合理的是
实验 操作 现象
Ⅰ 将一块晶体浸入蒸馏水中 一分钟后,晶块表面仍为浅绿色,溶液呈更浅的绿色。
Ⅱ 将另一块晶体浸入溶液中 一分钟后,晶块表面变白;捞出晶块露置空气中,表面逐渐变为红褐色。
Ⅲ 将溶液与溶液混合 立即出现大量灰绿色浑浊,一分钟后,液面附近出现红褐色浑浊。
A.实验Ⅰ起对照作用,排除晶体自身在水中的颜色变化
B.实验Ⅱ晶块表面长时间保持白色,与难溶、未分散于水有关
C.捞出晶块后发生了反应:
D.实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ中
【答案】D
【解析】A.实验Ⅰ中,晶块表面为浅绿色,起对照作用,目的是排除实验Ⅱ中晶块表面变白,不是因为晶体自身在水中的颜色变化引起的,A符合题意;
B.具有较强的还原性,易被溶液中溶解的氧气氧化,因此实验Ⅱ晶块表面之所以能长时间保持白色,与难溶、未分散于水有关,B符合题意;
C.具有较强的还原性,易被氧气氧化,捞出晶块后发生的反应为,C符合题意;
D.根据控制单一变量的原则,实验Ⅱ和Ⅲ反应条件不一样(实验Ⅱ为晶体,而实验Ⅲ为溶液),单从实验结果,无法得出实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ的结论,D不符合题意;
故选D。
13.(2022·湖南卷)为探究的性质,进行了如下实验(和溶液浓度均为)。
实验 操作与现象
① 在水中滴加2滴溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色。
② 在溶液中滴加2滴溶液,变红褐色;再滴加溶液,产生蓝色沉淀。
③ 在溶液中滴加2滴溶液,变红褐色;将上述混合液分成两份,一份滴加溶液,无蓝色沉淀生;另一份煮沸,产生红褐色沉淀。
依据上述实验现象,结论不合理的是
A.实验①说明加热促进水解反应
B.实验②说明既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明对的水解反应无影响,但对还原反应有影响
【答案】D
【解析】铁离子水解显酸性,亚硫酸根离子水解显碱性,两者之间存在相互促进的水解反应,同时铁离子具有氧化性,亚硫酸根离子具有还原性,两者还会发生氧化还原反应,在同一反应体系中,铁离子的水解反应与还原反应共存并相互竞争,结合实验分析如下:实验①为对照实验,说明铁离子在水溶液中显棕黄色,存在水解反应Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,煮沸,促进水解平衡正向移动,得到红褐色的氢氧化铁胶体;实验②说明少量亚硫酸根离子加入铁离子后,两者发生水解反应得到红褐色的氢氧化铁胶体;根据铁氰化钾检测结果可知,同时发生氧化还原反应,使铁离子被还原为亚铁离子,而出现特征蓝色沉淀;实验③通过反滴操作,根据现象描述可知,溶液仍存在铁离子的水解反应,但由于铁离子少量,没检测出亚铁离子的存在,说明铁离子的水解反应速率快,铁离子的还原反应未来得及发生。
A.铁离子的水解反应为吸热反应,加热煮沸可促进水解平衡正向移动,使水解程度加深,生成较多的氢氧化铁,从而使溶液显红褐色,故A正确;
B.在5mLFeCl3溶液中滴加2滴同浓度的Na2SO3溶液,根据现象和分析可知,Fe3+既发生了水解反应,生成红褐色的氢氧化铁,又被亚硫酸根离子还原,得到亚铁离子,加入铁氰化钾溶液后,出现特征蓝色沉淀,故B正确;
C.实验③中在5mL Na2SO3溶液中滴加2滴同浓度少量FeCl3溶液,根据现象和分析可知,仍发生铁离子的水解反应,但未来得及发生铁离子的还原反应,即水解反应比氧化还原反应速率快,故C正确;
D.结合三组实验,说明铁离子与亚硫酸根离子混合时,铁离子的水解反应占主导作用,比氧化还原反应的速率快,因证据不足,不能说明亚硫酸离子对铁离子的水解作用无影响,事实上,亚硫酸根离子水解显碱性,可促进铁离子的水解反应,故D错误。
综上所述,答案为D。
14.(2022·全国甲卷)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH)存在)。电池放电时,下列叙述错误的是
A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移
C. MnO2电极反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D.电池总反应:Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O
【答案】A
【解析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知,Ⅲ区Zn为电池的负极,电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH),Ⅰ区MnO2为电池的正极,电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O;电池在工作过程中,由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜,故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子,因此可以得到Ⅰ区消耗H+,生成Mn2+,Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动,Ⅲ区消耗OH-,生成Zn(OH),Ⅱ区的SO向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。据此分析答题。
A.根据分析,Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动,A错误;
B.根据分析,Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动,B正确;
C.MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,C正确;
D.电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O,D正确;
故答案选A。
15.(2021·浙江卷)取两份 的溶液,一份滴加的盐酸,另一份滴加溶液,溶液的pH随加入酸(或碱)体积的变化如图。
下列说法不正确的是
A.由a点可知:溶液中的水解程度大于电离程度
B.过程中:逐渐减小
C.过程中:
D.令c点的,e点的,则
【答案】C
【解析】向溶液中滴加盐酸,溶液酸性增强,溶液pH将逐渐减小,向溶液中滴加NaOH溶液,溶液碱性增强,溶液pH将逐渐增大,因此abc曲线为向溶液中滴加NaOH溶液,ade曲线为向溶液中滴加盐酸。
A.a点溶质为,此时溶液呈碱性,在溶液中电离使溶液呈酸性,在溶液中水解使溶液呈碱性,由此可知,溶液中的水解程度大于电离程度,故A正确;
B.由电荷守恒可知,过程溶液中,滴加NaOH溶液的过程中保持不变,逐渐减小,因此逐渐减小,故B正确;
C.由物料守恒可知,a点溶液中,向溶液中滴加盐酸过程中有CO2逸出,因此过程中,故C错误;
D.c点溶液中=(0.05+10-11.3)mol/L,e点溶液体积增大1倍,此时溶液中=(0.025+10-4)mol/L,因此x>y,故D正确;
综上所述,说法不正确的是C项,故答案为C。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.(12分)(2022·广东卷)硒()是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光()效应以来,在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含的新型分子的合成路线如下:
(1)与S同族,基态硒原子价电子排布式为_______。
(2)的沸点低于,其原因是_______。
(3)关于I~III三种反应物,下列说法正确的有_______。
A.I中仅有键
B.I中的键为非极性共价键
C.II易溶于水
D.II中原子的杂化轨道类型只有与
E.I~III含有的元素中,O电负性最大
(4)IV中具有孤对电子的原子有_______。
(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为_______(填“>”或“<”)。研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠()可减轻重金属铊引起的中毒。的立体构型为_______。
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法,可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能,该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一,其晶胞结构如图1,沿x、y、z轴方向的投影均为图2。
①X的化学式为_______。
②设X的最简式的式量为,晶体密度为,则X中相邻K之间的最短距离为_______(列出计算式,为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)4s24p4
(2)两者都是分子晶体,由于水存在分子间氢键,沸点高
(3)BDE
(4)O、Se
(5)> 正四面体形
(6) K2SeBr6
【解析】(1)基态硫原子价电子排布式为3s23p4,与S同族,Se为第四周期元素,因此基态硒原子价电子排布式为4s24p4。
(2)的沸点低于,其原因是两者都是分子晶体,由于水存在分子间氢键,沸点高。
(3)A.I中有键,还有大π键,故A错误;B.Se Se是同种元素,因此I中的键为非极性共价键,故B正确;C.烃都是难溶于水,因此II难溶于水,故B错误;D.II中苯环上的碳原子和碳碳双键上的碳原子杂化类型为sp2,碳碳三键上的碳原子杂化类型为sp,故D正确;E.根据同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,因此I~III含有的元素中,O电负性最大,故E正确;综上所述,答案为:BDE。
(4)根据题中信息IV中O、Se都有孤对电子,碳、氢、硫都没有孤对电子。
(5)根据非羟基氧越多,酸性越强,因此硒的两种含氧酸的酸性强弱为>。中Se价层电子对数为,其立体构型为正四面体形。
(6)①根据晶胞结构得到K有8个,有,则X的化学式为K2SeBr6。
②设X的最简式的式量为,晶体密度为,设晶胞参数为anm,得到,解得,X中相邻K之间的最短距离为晶胞参数的一半即。
17.(12分)(2022·湖北卷)全球对锂资源的需求不断增长,“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后,得到浓缩卤水(含有和少量),并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。
时相关物质的参数如下:
的溶解度:
化合物
回答下列问题:
(1)“沉淀1”为___________。
(2)向“滤液1”中加入适量固体的目的是___________。
(3)为提高的析出量和纯度,“操作A”依次为___________、___________、洗涤。
(4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备。查阅资料后,发现文献对常温下的有不同的描述:①是白色固体;②尚未从溶液中分离出来。为探究的性质,将饱和溶液与饱和溶液等体积混合,起初无明显变化,随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出,最终生成白色沉淀。上述现象说明,在该实验条件下___________(填“稳定”或“不稳定”),有关反应的离子方程式为___________。
(5)他们结合(4)的探究结果,拟将原流程中向“滤液2”加入改为通入。这一改动能否达到相同的效果,作出你的判断并给出理由___________。
【答案】(1)Mg(OH)2
(2)将转化成CaCO3沉淀除去,同时不引入新杂质
(3)蒸发浓缩 趁热过滤
(4) 不稳定 Li+ + HCO = LiHCO3,2LiHCO3 = Li2CO3↓ + CO2↑+ H2O
(5)能达到相同效果,因为改为通入过量的,则LiOH转化为LiHCO3,结合(4)的探究结果,LiHCO3也会很快分解产生Li2CO3,所以这一改动能达到相同的效果
【解析】浓缩卤水(含有和少量)中加入石灰乳[Ca(OH)2]后得到含有和的滤液1,沉淀1为Mg(OH)2,向滤液1中加入Li2CO3后,得到滤液2,含有的离子为和OH-,沉淀2为CaCO3,向滤液2中加入Na2CO3,得到Li2CO3沉淀,再通过蒸发浓缩,趁热过滤,洗涤、干燥后得到产品Li2CO3。
(1)浓缩卤水中含有,当加入石灰乳后,转化为Mg(OH)2沉淀,所以沉淀1为Mg(OH)2;
(2)滤液1中含有和,结合已知条件:LiOH的溶解度和化合物的溶度积常数,可推测,加入Li2CO3的目的是将转化成CaCO3沉淀除去,同时不引入新杂质;
(3)由Li2CO3的溶解度曲线可知,温度升高,Li2CO3的溶解度降低,即在温度高时,溶解度小,有利于析出,所以为提高的析出量和纯度,需要在较高温度下析出并过滤得到沉淀,即依次蒸发浓缩,趁热过滤,洗涤。故答案为:蒸发浓缩,趁热过滤;
(4)饱和LiCl和饱和NaHCO3等体积混合后,产生了LiHCO3和NaCl,随后LiHCO3分解产生了CO2和Li2CO3。故答案为:不稳定,Li+ + HCO = LiHCO3,2LiHCO3 = Li2CO3↓ + CO2↑+ H2O;
(5)“滤液2”中含有LiOH,加入,目的是将LiOH转化为Li2CO3。若改为通入过量的,则LiOH转化为LiHCO3,结合(4)的探究结果,LiHCO3也会很快分解产生Li2CO3,所以这一改动能达到相同的效果。故答案为:能达到相同效果,因为改为通入过量的,则LiOH转化为LiHCO3,结合(4)的探究结果,LiHCO3也会很快分解产生Li2CO3,所以这一改动能达到相同的效果。
18.(12分)(2022·湖南卷)某实验小组以溶液为原料制备,并用重量法测定产品中的含量。设计了如下实验方案:
可选用试剂:晶体、溶液、浓、稀、溶液、蒸馏水
步骤1.的制备
按如图所示装置进行实验,得到溶液,经一系列步骤获得产品。
步骤2,产品中的含量测定
①称取产品,用水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的溶液,
③沉淀完全后,水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为。
回答下列问题:
(1)Ⅰ是制取_______气体的装置,在试剂a过量并微热时,发生主要反应的化学方程式为_______;
(2)Ⅰ中b仪器的作用是_______;Ⅲ中的试剂应选用_______;
(3)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的溶液后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已完全的方法是_______;
(4)沉淀过程中需加入过量的溶液,原因是_______;
(5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是_______(填名称);
(6)产品中的质量分数为_______(保留三位有效数字)。
【答案】(1) HCl H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑
(2)防止倒吸 CuSO4溶液
(3)静置,取上层清液于一洁净试管中,继续滴加硫酸溶液,无白色沉淀生成,则已沉淀完全
(4)使钡离子沉淀完全
(5)锥形瓶
(6)97.6%
【解析】装置I中浓硫酸和氯化钠共热制备HCl,装置II中氯化氢与BaS溶液反应制备BaCl2·2H2O,装置III中硫酸铜溶液用于吸收生成的H2S,防止污染空气。
(1)由分析可知,装置I为浓硫酸和氯化钠共热制取HCl气体的装置,在浓硫酸过量并微热时,浓硫酸与氯化钠反应生成硫酸氢钠和氯化氢,发生主要反应的化学方程式为:H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑。
(2)氯化氢极易溶于水,装置II中b仪器的作用是:防止倒吸;装置II中氯化氢与BaS溶液反应生成H2S,H2S有毒,对环境有污染,装置III中盛放CuSO4溶液,用于吸收H2S。
(3)硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,因此判断沉淀已完全的方法是静置,取上层清液于一洁净试管中,继续滴加硫酸溶液,无白色沉淀生成,则已沉淀完全。
(4)为了使钡离子沉淀完全,沉淀过程中需加入过量的硫酸溶液。
(5)过滤用到的仪器有:铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒,用不到锥形瓶。
(6)由题意可知,硫酸钡的物质的量为:=0.002mol,依据钡原子守恒,产品中BaCl2·2H2O的物质的量为0.002mol,质量为0.002mol244g/mol=0.488g,质量分数为:100%=97.6%。
19.(12分)(2022·广东卷)基于生物质资源开发常见的化工原料,是绿色化学的重要研究方向。以化合物I为原料,可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工产品,进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。
(1)化合物I的分子式为_______,其环上的取代基是_______(写名称)。
(2)已知化合物II也能以II′的形式存在。根据II′的结构特征,分析预测其可能的化学性质,参考①的示例,完成下表。
序号 结构特征 可反应的试剂 反应形成的新结构 反应类型
① 加成反应
② _______ _______ _______ 氧化反应
③ _______ _______ _______ _______
(3)化合物IV能溶于水,其原因是_______。
(4)化合物IV到化合物V的反应是原子利用率的反应,且与化合物a反应得到,则化合物a为_______。
(5)化合物VI有多种同分异构体,其中含结构的有_______种,核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为_______。
(6)选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料,参考上述信息,制备高分子化合物VIII的单体。
写出VIII的单体的合成路线_______(不用注明反应条件)。
【答案】(1) C5H4O2 醛基
(2) -CHO O2 -COOH -COOH CH3OH - COOCH3 酯化反应(取代反应)
(3)Ⅳ中羟基能与水分子形成分子间氢键
(4)乙烯
(5) 2
(6)
【解析】(1)根据化合物Ⅰ的结构简式可知,其分子式为C5H4O2;其环上的取代基为醛基;
(2)②化合物Ⅱ'中含有的-CHO可以被氧化为-COOH;
③化合物Ⅱ'中含有-COOH,可与含有羟基的物质(如甲醇)发生酯化反应生成酯;
(3)化合物Ⅳ中含有羟基,能与水分子形成分子间氢键,使其能溶于水;
(4)化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是原子利用率100%的反应,且1 molⅣ与1 mola反应得到2molV,则a的分子式为C2H4,为乙烯;
(5)化合物Ⅵ的分子式为C3H6O,其同分异构体中含有,则符合条件的同分异构体有和,共2种,其中核磁共振氢谱中只有一组峰的结构简式为;
(6)根据化合物Ⅷ的结构简式可知,其单体为,其原料中的含氧有机物只有一种含二个羧基的化合物,原料可以是,发生题干Ⅳ→V的反应得到,还原为,再加成得到,和发生酯化反应得到目标产物,则合成路线为
20.(12分)(2022·广东卷)铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。
(1)催化剂可由加热分解制备,反应同时生成无污染气体。
①完成化学方程式:______________。
②催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图,过程的焓变为_______(列式表示)。
③可用于的催化氧化。设计从出发经过3步反应制备的路线_______(用“→”表示含氮物质间的转化);其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为_______。
(2)溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡:
(ⅰ)
(ⅱ)
①下列有关溶液的说法正确的有_______。
A.加入少量硫酸,溶液的pH不变
B.加入少量水稀释,溶液中离子总数增加
C.加入少量溶液,反应(ⅰ)的平衡逆向移动
D.加入少量固体,平衡时与的比值保持不变
②25℃时,溶液中随pH的变化关系如图。当时,设、与的平衡浓度分别为x、y、,则x、y、z之间的关系式为_______;计算溶液中的平衡浓度_____(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
③在稀溶液中,一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长()有关;在一定波长范围内,最大A对应的波长()取决于物质的结构特征;浓度越高,A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响,配制浓度相同、不同的稀溶液,测得其A随的变化曲线如图,波长、和中,与的最接近的是_______;溶液从a变到b的过程中,的值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) N2↑ 4H2O (E1-E2)+ΔH+(E3-E4)
2NO+O2=2NO2
(2) BD 当溶液pH=9时,,因此可忽略溶液中
即=0.20
反应(ii)的平衡常数K2===3.3×10-7
联立两个方程可得=6.0×10-4mol/L λ3 增大
【解析】(1)①分解过程中,生成Cr2O3和无污染气体,根据元素守恒可知,其余生成物为N2、H2O,根据原子守恒可知反应方程式为。
②设反应过程中第一步的产物为M,第二步的产物为N,则X→M ΔH1=(E1-E2),M→N ΔH2=ΔH,N→Y ΔH3=(E3-E4)1,根据盖斯定律可知,X(g)→Y(g)的焓变为ΔH1+ΔH2+ΔH3=(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)。
③NH3在Cr2O3作催化剂条件下,能与O2反应生成NO,NO与O2反应生成红棕色气体NO2,NO2与H2O反应生成HNO3和NO,若同时通入O2,可将氮元素全部氧化为HNO3,因此从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线为;其中NO反应生成NO2过程中,气体颜色发生变化,其反应方程式为2NO+O2=2NO2。
(2)①K2Cr2O7溶液中存在平衡:(i)、(ii)。
A.向溶液中加入少量硫酸,溶液中c(H+)增大,(ii)平衡逆向移动,根据勒夏特列原理可知,平衡移动只是减弱改变量,平衡后,溶液中c(H+)依然增大,因此溶液的pH将减小,故A错误;
B.加水稀释过程中,根据“越稀越水解”、“越稀越电离”可知,(i)和(ii)的平衡都正向移动,两个平衡正向都是离子数增大的反应,因此稀释后,溶液中离子总数将增大,故B正确;
C.加入少量NaOH溶液,(ii)正向移动,溶液中将减小,(i)将正向移动,故C错误;
D.平衡(i)的平衡常数K1=,平衡常数只与温度和反应本身有关,因此加入少量K2Cr2O7溶液,不变,故D正确;
综上所述,答案为:BD。
②0.10mol/L K2Cr2O7溶液中,Cr原子的总浓度为0.20mol/L,当溶液pH=9.00时,溶液中Cr原子总浓度为=0.20mol/L,、与的平衡浓度分别为x、y、z mol/L,因此=0.10;由图8可知,当溶液pH=9时,,因此可忽略溶液中,即=0.20,反应(ii)的平衡常数K2===3.3×10-7,联立两个方程可得=6.0×10-4mol/L。
③根据反应(i)、(ii)是离子浓度增大的平衡可知,溶液pH越大,溶液中越大,混合溶液在某一波长的A越大,溶液的pH越大,溶液中越大,因此与的λmax最接近的是λ3;反应(i)的平衡常数K1= ,反应(ii)的平衡常数K2=,= = ,因此= ,由上述分析逆推可知,b>a,即溶液pH从a变到b的过程中,溶液中c(H+)减小,所以的值将增大。
精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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