资源描述
2025年四省八校化学高三上期末检测模拟试题
考生须知:
1.全卷分选择题和非选择题两部分,全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、选择题(每题只有一个选项符合题意)
1、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.密闭容器中,1molN2和3molH2催化反应后分子总数为2NA
B.100g98%的浓H2 SO4与过量的Cu反应后,电子转移数为NA
C.标准状况下,11.2L氧气和二氧化碳混合物中含氧原子数目为NA
D.1L1mol/LNa2CO3溶液中所含阴离子数目小于NA
2、2017年5月9日,我国科学技术名词审定委员会等单位正式发布115号等4种人工合成的新元素的名称、元素符号,115号元素名称为“镆”,符号为Mc。下列有关说法正确的是
A.Mc的最低负化合价为-3 B.Mc的最高价氧化物的化式为Mc2O 5
C.的中子数为115 D.通过化学反应可使转化为
3、常温下,HNO2的电离平衡常数为K=4.6×10-4(已知=2.14),向20 mL 0.01 mol·L-1HNO2溶液中逐滴加入相同浓度的NaOH溶液,测得混合液的pH随NaOH溶液体积的变化如图所示,下列判断正确的是
A.X=20
B.a点溶液中c(H+)=2.14×10-3 mol·L-1
C.a、b、c、d四点对应的溶液中水的电离程度逐渐减小
D.b点溶液中微粒浓度的大小关系为c(HNO2)>c(Na+)>c()
4、下列说法中正确的是( )
A.H2O2属于共价化合物,分子中只含有共价键
B.Na2O2属于离子化合物,该物质中只含有离子键
C.分子间作用力CH4<SiH4,所以CH4沸点高
D.CO2中碳原子与氧原子间存在共价键,所以干冰为原子晶体
5、已知:C(s)+ H2O(g)== CO(g) + H2(g) △H = a kJ·mol-1
2 C(s)+ O2(g)== 2CO(g) △H = -220 kJ·mol-1
H-H 、O=O和O-H键的键能(kJ·mol-1)分别为436、496和462,则a为( )
A.-332 B.-118 C.+350 D.+130
6、依据反应2NaIO3+5SO2+4H2O=I2+3H2SO4+2NaHSO4,利用下列装置从含NaIO3的废液中制取单质碘的CCl4溶液并回收NaHSO4。其中装置正确且能达到相应实验目的是
A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.②④
7、如图表示1~18号元素原子的结构或性质随核电荷数递增的变化。图中纵坐标表示
A.电子层数 B.原子半径 C.最高化合价 D.最外层电子数
8、甲醇低压羰基合成法(CH3OH+CO→CH3COOH)是当今世界醋酸生产的主要方法,国标优等品乙酸含量99.8%。为检验得到的乙酸中是否含有甲醇,可用的方法是
A.观察放入金属Na是否产生气泡
B.观察滴入的紫色石蕊溶液是否变红
C.观察滴入的酸性KMnO4溶液是否褪色
D.观察插入的表面发黑的灼热铜丝是否变红
9、海水是巨大的资源宝库:从海水中提取食盐和溴的过程如下:
下列说法错误的是
A.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
B.电解熔融的氯化钠是一个将电能转化为化学能的过程
C.步骤Ⅱ中将Br2还原为Br-的目的是富集溴元素
D.向母液中加入石灰乳可得到Mg(OH)2,工业上常用电解熔融的Mg(OH)2来制取镁
10、下列说法不正确的是
A.某些生活垃圾可用于焚烧发电
B.地沟油禁止食用,但可以用来制肥皂或生物柴油
C.石油裂解主要是为了获得气态不饱和短链烃
D.煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物,其中含有焦炭、苯、甲苯等
11、下列说法正确的是( )
A.H2与D2是氢元素的两种核素,互为同位素
B.甲酸(HCOOH)和乙酸互为同系物,化学性质不完全相似
C.C4H10的两种同分异构体都有三种二氯代物
D.石墨烯(单层石墨)和石墨烷(可看成石墨烯与H2加成的产物)都是碳元素的同素异形体,都具有良好的导电性能
12、短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大,a和b的最外电子数之和等于c和d的最外层电子数之和,这四种元素组成两种盐b2da3和bca2。在含该两种盐的混合溶液中滴加盐酸,产生白色沉淀的物质的量与盐酸体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A.1mol d的氧化物含2mol 化学键
B.工业上电解c的氧化物冶炼单质c
C.原子半径:a < b < c < d
D.简单氢化物的沸点:a < d
13、将一小块钠投入足量水中充分反应,在此过程中没有发生的是( )
A.破坏了金属键 B.破坏了共价键 C.破坏了离子键 D.形成了共价键
14、密度为0.910g/cm3氨水,质量分数为25.0%,该氨水用等体积的水稀释后,所得溶液的质量分数为
A.等于13.5% B.大于12.5% C.小于12.5% D.无法确定
15、水果、蔬菜中含有的维生素C具有抗衰老作用,但易被氧化成脱氢维生素C。某课外小组利用滴定法测某橙汁中维生素C的含量,其化学方程式如图所示,下列说法正确的是
A.脱氢维生素C分子式为C6H8O6
B.维生素C中含有3种官能团
C.该反应为氧化反应,且滴定时不可用淀粉作指示剂
D.维生素C不溶于水,易溶于有机溶剂
16、对可逆反应2A(s)+3B(g) C(g)+2D(g) ΔH<0,在一定条件下达到平衡,下列有关叙述正确的是( )
①增加A的量,平衡向正反应方向移动
②升高温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小
③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变
④增大B的浓度,v(正)>v(逆)
⑤加入催化剂,B的转化率提高
A.①② B.④ C.③ D.④⑤
二、非选择题(本题包括5小题)
17、新合成的药物J的合成方法如图所示:
已知:R1—NH—R2+Cl—R3+HCl
R1COOR2+R3CH2COOR4+R2OH
(R1、R2、R3、R4为氢或烃基)
回答下列问题:
(1)B的化学名称为______________,F的结构简式为_____________
(2)有机物CH2=CHCH2NH2中的官能团名称是_______,由A生成B的反应类型为_____
(3)③的化学方程式为__________。
(4)已知④有一定的反应限度,反应进行时加入吡啶(C5H5N,属于有机碱)能提高J的产率,原因是________。
(5)有机物K分子组成比F少两个氢原子,符合下列要求的K的同分异构体有_________种(不考虑立体异构)。
①遇FeCl3溶液显紫色
②苯环上有两个取代基
(6)是一种重要的化工中间体。以环已醇()和乙醇为起始原料,结合已知信息选择必要的无机试剂,写出制备的合成路线:_________________。(已知:RHC=CHR'RCOOH+R'COOH,R、R'为烃基。用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)
18、我国科研人员采用新型锰催化体系,选择性实现了简单酮与亚胺的芳环惰性C-H的活化反应。利用该反应制备化合物J的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称是______。F的化学名称是______。
(2)C和D生成E的化学方程式为_____________。
(3)G的结构简式为________。
(4)由D生成F,E和H生成J的反应类型分别是______、_____。
(5)芳香化合物K是E的同分异构体。若K能发生银镜反应,则K可能的结构有____种,其中核磁共振氢谱有四组峰的结构简式为______(任写一种)。
19、甲同学向做过银镜反应的试管滴加0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液(pH=2),发现银镜部分溶解,和大家一起分析原因:
甲同学认为:Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag。
乙同学认为:Fe(NO3)3溶液显酸性,该条件下NO3-也能氧化单质Ag。
丙同学认为:Fe3+和NO3-均能把Ag氧化而溶解。
(1)生成银镜反应过程中银氨溶液发生_____________(氧化、还原)反应。
(2)为得出正确结论,只需设计两个实验验证即可。
实验I:向溶解了银镜的Fe(NO3)3的溶液中加入____________(填序号,①KSCN溶液、②K3[Fe(CN)6]溶液、③稀HC1),现象为___________,证明甲的结论正确。
实验Ⅱ:向附有银镜的试管中加入______________溶液,观察银镜是否溶解。
两个实验结果证明了丙同学的结论。
(3)丙同学又把5mLFeSO4溶液分成两份:第一份滴加2滴KSCN溶液无变化;第二份加入1mL0.1mol/LAgNO3溶液,出现白色沉淀,随后有黑色固体产生(经验证黑色固体为Ag颗粒),再取上层溶液滴加KSCN溶液变红。根据上述的实验情况,用离子方程式表示Fe3+、Fe2+、Ag+、Ag之间的反应关系_______________。
(4)丁同学改用如图实验装置做进一步探究:
①K刚闭合时,指针向左偏转,此时石墨作_________,(填“正极”或“负极。此过程氧化性:Fe3+_______Ag+(填>或<)。
②当指针归零后,向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO3溶液,指针向右偏转。此过程氧化性:Fe3+_______Ag+(填>或<)。
③由上述①②实验,得出的结论是:_______________________。
20、S2Cl2是一种重要的化工产品。常温时是一种有毒并有恶臭的金黄色液体,熔点-76℃,沸点138℃,受热或遇水分解放热,放出腐蚀性烟气,易与水反应,300℃以上完全分解。进一步氯化可得 SCl2, SCl2 是樱桃红色液体,易挥发,熔点-122℃,沸点 59℃。SCl2与 S2Cl2 相似,有毒并有恶臭,但更不稳 定。实验室可利用硫与少量氯气在 110~140℃反应制得 S2Cl2 粗品。
请回答下列问题:
(1)仪器 m 的名称为______,装置 D 中试剂的作用是______。
(2)装置连接顺序:______→B→D。
(3)为了提高 S2Cl2 的纯度,实验的关键是控制好温度和______。
(4)从 B 中分离得到纯净的 S2Cl2,需要进行的操作是______;
(5)若将S2Cl2放入少量水中会同时产生沉淀和两种气体。某同学设计了如下实验方案,测定所得混合气体中某一成分 X 的体积分数:
①W 溶液可以是______(填标号)。
a H2O2 溶液 b 氯水 c 酸性 KMnO4 溶液 d FeCl3 溶液
②该混合气体中气体 X 的体积分数为______(用含 V、m 的式子表示)。
21、二氧化锰不仅是活性好的催化剂,也被广泛用作干电池的正极材料。某化学小组设计用高硫锰矿(主要成分为锰的化合物和硫化亚铁)为原料制取二氧化锰的工艺流程如图:
已知:①“混合焙烧”后的烧渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、MgO、Al2O3
②在该条件下,金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Al3+
Mn2+
开始沉淀
1.8
6.8
4.0
7.5
完全沉淀
3.2
8.0
5.0
8.4
(1)写出浸出时与铝元素有关的离子反应方程式____。
(2)上述“氧化”步骤是否可省略____(填“是”或“否”),你的依据是 _____。
(3)“调pH除铁铝’’时,生成沉淀的pH范围为____;“氟化除杂”中除去的离子为____。
(4)请用平衡移动原理解释除杂处理后的Mn2+用NH4HCO3转化成MnCO3沉淀的过程___(用文字和离子方程式表达)。
(5)用惰性电极电解MnSO4制备MnO2时,其阳极反应式为____;整个流程中能够循环利用的物质除MnO2外还有___(写名称)。
参考答案
一、选择题(每题只有一个选项符合题意)
1、C
【解析】
A.合成氨的反应为可逆反应,不能进行彻底,故分子总数大于2NA个,故A错误;
B.100g98%的浓H2 SO4中含有硫酸98g,物质的量为1mol,铜与浓硫酸的反应,2H2SO4(浓) + CuCuSO4 + 2H2O +SO2↑,随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,反应不再进行,所以反应生成的二氧化硫的物质的量小于0.5mol,转移的电子的物质的量小于1mol,故B错误;
C.标准状况下,11.2LO2与CO2混合气体的物质的量==0.5mol,混合物中所含氧原子的数目为NA,故C正确;
D.碳酸根的水解CO32-+H2OHCO3-+OH-,导致阴离子个数增多,故1L1mol/LNa2CO3溶液中阴离子个数多于NA个,故D错误;
故选C。
本题的易错点为BD,B中要注意稀硫酸与铜不反应,D中要注意根据碳酸根离子的水解方程式分析阴离子数目的变化。
2、B
【解析】
A. 该元素的名称带“钅”字旁,属于金属元素,金属元素易失去电子,一般为正价,没有负价,故A错误;
B. Mc为115号元素,位于元素周期表第七周期第VA族,主族序数等于最外层电子数,则该元素最高正价为+5价,最高价氧化物的化式为Mc2O 5,故B正确;
C. 的质量数为288,质子数为115,中子数=质量数-质子数=288-115=173,故C错误;
D. 和互为同位素,是镆元素的不同原子,转化过程,没有新物质生成,不是化学变化,故D错误;
答案选B。
3、B
【解析】
A. 向20mL 0.01mol⋅L−1的HNO2溶液中逐滴加入相同浓度的NaOH溶液,若恰好反应需要氢氧化钠溶液体积20 mL,C点是溶液呈中性,溶质为HNO2、NaNO2混合溶液,X<20,A项错误;
B. 由HNO2⇌H++NO2−,K=≈,则4.6×10−4≈,得到c(H+)=2.14×10−3 mol/L,B项正确;
C. c点是溶液呈中性,溶质为HNO2、NaNO2混合溶液;氢氧化钠溶液体积为20mL时恰好反应,那么a到恰好完全反应时,水的电离程度逐渐增大;d点从图中读不出是在恰好反应之前还是恰好反应之后,C项错误;
D. b点溶液为HNO2、NaNO2混合溶液,且浓度比为1:1,由NO2−+H2O⇌HNO2+OH−,HNO2⇌H++NO2−,电离程度大于水解程度,可知溶液呈酸性,微粒浓度大小为c(NO2−)>c(Na+)>c(HNO2),D项错误;
答案选B。
4、A
【解析】
A. H2O2属于共价化合物,分子中只含有共价键,正确,故A选;
B. Na2O2中除了离子键,还含有共价键O-O,故B不选;
C. 由于SiH4相对分子质量比CH4的大,所以分子间作用力CH4<SiH4,则SiH4的沸点高,故C不选;
D.干冰是CO2分子间通过范德华力结合成的,为分子晶体,故D不选;
故选A。
原子晶体是原子间通过共价键结合而形成的空间网状结构的晶体。在原子晶体中只有共价键。分子晶体是分子间通过分子间作用力结合而成的晶体。构成分子的原子间通常以共价键结合(稀有气体是单原子分子,分子内没有化学键),所以在分子晶体中,一般既有共价键,又有分子间作用力。
5、D
【解析】
由①C(s)+ H2O(g)== CO(g) + H2(g) △H = a kJ·mol-1
②2 C(s)+ O2(g)== 2CO(g) △H = -220 kJ·mol-1
结合盖斯定律可知,②−①×2得到O2(g)+2H2(g)═2H2O(g), △H=−220kJmol−2akJ/mol=−(220+2a)kJ/mol,焓变等于断键吸收能量减去成键释放的能量,则496+2×431−462×2×2=−(220+2a),解得a=+130,
故选D.
6、B
【解析】
依据实验步骤及操作的规范性、科学性分析作答。
【详解】
①浓硫酸在加热条件下与铜反应制取SO2,装置正确且能达到相应实验目的;②气体和液体反应,有防倒吸装置,装置正确且能达到相应实验目的;③用四氯化碳从废液中萃取碘,静置后分液,装置正确且能达到相应实验目的;④蒸发溶液时用蒸发皿,而不应用坩埚,装置错误,不能达到实验目的;故B项正确。
答案选B。
7、D
【解析】
A项,原子序数1、2的原子电子层数相同,原子序数3~10的原子电子层数相同,原子序数11~18的原子电子层数相同,A项不符合;
B项,同周期主族元素,随原子序数递增原子半径减小,B项不符合;
C项,第二周期的氧没有最高正价,第二周期的F没有正价,C项不符合;
D项,第一周期元素原子的最外层电子数从1增至2,第二、三周期元素原子的最外层电子数从1增至8,D项符合;
答案选D。
8、C
【解析】
A.均与Na反应生成气泡,不能检验,故A不选;
B.滴入的紫色石蕊溶液是否变红,可检验乙酸,不能检验乙醇,故B不选;
C.J甲醇能被高锰酸钾氧化,使其褪色,则滴入的酸性KMnO4溶液是否褪色可检验甲醇,故C选;
D.乙酸与CuO反应,干扰乙醇与CuO的反应,不能检验,故D不选;
故选:C。
9、D
【解析】
A. 海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,选项A正确;
B. 电解熔融的氯化钠是一个将电能转化为化学能的过程,选项B正确;
C. 步骤Ⅱ中将Br2还原为Br-,发生反应Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,目的是富集溴元素,选项C正确;
D. 向母液中加入石灰乳可得到Mg(OH)2,工业上常用电解熔融的MgCl2来制取镁,选项D错误。
答案选D。
10、D
【解析】
A. 焚烧将某些还原性的物质氧化,某些生活垃圾可用于焚烧发电,故A正确;
B. “地沟油”的主要成分为油脂,含有有毒物质,不能食用,油脂在碱性条件下水解称为皂化反应,油脂燃烧放出大量热量,可制作生物柴油,故B正确;
C. 石油裂解主要是为了获得气态不饱和短链烃,如乙烯、丙烯等,故C正确;
D. 煤中不含苯、甲苯等,苯和甲苯是煤的干馏的产物,故D错误;
故选D。
本题考查了有机物的结构和性质,应注意的是煤中不含苯、甲苯等,苯、甲苯是煤的干馏产物。
11、B
【解析】
A.H2与D2是氢元素的两种单质,不是同位素的关系,同位素是原子之间的互称,故A错误;
B.甲酸(HCOOH)和乙酸分子结构相似,官能团的种类和数目一样,分子组成上差1个﹣CH2﹣,甲酸还具有醛类物质的性质,故B正确;
C.C4H10的两种同分异构体分别是正丁烷和异丁烷,正丁烷有6种二氯代物,异丁烷有4种二氯代物,故C错误;
D.同素异形体是同种元素的单质之间的互称,石墨烷不是碳元素的单质,二者不是同素异形体,故D错误。
故选B。
12、B
【解析】
短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大,a和b的最外电子数之和等于c和d的最外层电子数之和,这四种元素组成两种盐b2da3和bca2。在含该两种盐的混合溶液中滴加盐酸,生成白色沉淀,盐酸过量时部分沉淀溶解,说明生成的沉淀中含有氢氧化铝,因此两种盐的混合溶液中含有偏铝酸盐,如NaAlO2,因此a为O元素,c为Al元素,b为Na元素;根据盐b2da3的形式,结合强酸制弱酸的原理,d酸难溶于水,因此d酸为硅酸,d为Si元素。据此分析解答。
【详解】
根据上述分析,a为O元素,b为Na元素,c为Al元素,d为Si元素。
A. d的氧化物为二氧化硅,1mol 二氧化硅中含有4mol Si-O键,故A错误;
B. 工业上冶炼铝是电解熔融的氧化铝实现的,故B正确;
C. 一般而言,电子层数越多,半径越大,电子层数相同,原子序数越大,半径越小,原子半径:a < d< c < b,故C错误;
D. 水分子间能够形成氢键,沸点较高,而SiH4不能,因此简单氢化物的沸点:a > d,故D错误;
答案选B。
13、C
【解析】
将一小块钠投入足量水中,发生反应生成氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。
【详解】
A.钠失电子生成Na+脱离金属钠表面进入溶液,从而破坏金属键,A不合题意;
B.水电离生成的H+与Na反应生成NaOH和H2,破坏了共价键,B不合题意;
C.整个反应过程中,没有离子化合物参加反应,没有破坏离子键,C符合题意;
D.反应生成了氢气,从而形成共价键,D不合题意;
故选C。
14、C
【解析】
设浓氨水的体积为V,密度为ρ浓,稀释前后溶液中溶质的质量不变,则稀释后质量分数ω=,氨水的密度小于水的密度(1g/cm3),浓度越大密度越小,所以=<==12.5%,故选C。
解答本题需要知道氨水的密度小于水的密度,而且浓度越大密度越小。
15、B
【解析】
A. 根据物质结构简式可知脱氢维生素C的分子式为C6H6O6,A错误;
B. 根据维生素C结构可知维生素C含有羟基、碳碳双键、酯基三种官能团,B正确;
C. 1分子维生素C与I2发生反应产生1分子脱氢维生素C和2个HI分子,维生素C分子失去两个H原子生成脱氢维生素C,失去H原子的反应为氧化反应;碘遇淀粉变蓝,所以滴定时可用淀粉溶液作指示剂,终点时溶液由无色变蓝色,C错误;
D. 羟基属于亲水基团,维生素C含多个羟基,故易溶于水,而在有机溶剂中溶解度比较小,D错误;
故合理选项是B。
16、B
【解析】
①A是固体,增加A的量,平衡不移动,故①错误;
②2A(s)+3B(g) C(g)+2D(g),正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)、v(逆)均增大,故②错误;
③2A(s)+3B(g) C(g)+2D(g),反应前后气体系数和不变,压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)均增大,故③错误;
④增大B的浓度,反应物浓度增大,平衡正向移动,所以v(正)>v(逆),故④正确;
⑤加入催化剂,平衡不移动,B的转化率不变,故⑤错误;
故选B。
二、非选择题(本题包括5小题)
17、3-氯-1-丙烯 碳碳双键和氨基 取代反应 吡啶显碱性,能与反应④的产物HCl发生中和反应,使平衡正向移动,提高J产率 15
【解析】
由A、B的分子式,C的结构简式,可知A为CH3CH=CH2,A发生取代反应生成B为ClCH2CH=CH2;B中氯原子被氨基取代得到, 根据C的分子式既反应条件,可知反应②发生题给信息中的取代反应,可知C为;比较C、D分子式,结合E的结构简式分析,反应③为题给信息中的成环反应,可知D为;D发生酯的水解反应生成E,比较E和G的结构,结合反应条件分析中间产物F的结构为;对比G、J的结构,G与发生取代反应生成J,据此分析解答。
【详解】
(1)B为ClCH2CH=CH2,化学名称为3-氯-1-丙烯,比较E和G的结构,结合反应条件分析中间产物F的结构为故答案为:3-氯-1-丙烯;;
(2)根据官能团的结构分析,有机物CH2=CHCH2NH2中的官能团有碳碳双键和氨基;比较A和B的结构变化可知该反应为取代反应,故答案为:碳碳双键和氨基;取代反应;
(3)根据上述分析,反应③的化学方程式为,故答案为:;
(4)反应④为取代反应,生成有机物的同时可生成HCl,而吡啶呈碱性,可与HCl发生中和反应,使平衡正向移动,提高J的产率,故答案为:吡啶显碱性,能与反应④的产物HCl发生中和反应,使平衡正向移动,提高J产率;
(5)F为,分子式为C8H13NO,则K的分子式为C8H11NO,①遇FeCl3溶液显紫色,则结构中含有酚羟基;②苯环上有两个取代基,一个为OH,则另一个为由2个C原子6个H原子1个N原子构成的取代基,其结构有-CH2CH2NH2、-CH2NHCH3、-CH(CH3)NH2、-NHCH2CH3、-N(CH3)2共5种,两取代基的位置共有邻、间、对三种情况,所以K的同分异构体有3×5=15种,故答案为:15;
(6)由题给信息可知,由反应得到,用酸性高锰酸钾溶液氧化的己二酸,己二酸与乙醇发生酯化反应得到,可由原料发生消去反应获取,则合成路线流程图为:,故答案为:。
解决这类题的关键是以反应类型为突破口,以物质类别判断为核心进行思考。经常在一系列推导关系中有部分物质已知,这些已知物往往成为思维“分散”的联结点。可以由原料结合反应条件正向推导产物,也可以从产物结合条件逆向推导原料,也可以从中间产物出发向两侧推导,审题时要抓住基础知识,结合新信息进行分析、联想、对照、迁移应用、参照反应条件推出结论。解题的关键是要熟悉烃的各种衍生物间的转化关系,不仅要注意物质官能团的衍变,还要注意同时伴随的分子中碳、氢、氧、卤素原子数目以及有机物相对分子质量的衍变,这种数量、质量的改变往往成为解题的突破口。
18、醛基 4-硝基甲苯(对硝基甲苯) 取代反应 加成反应 14 或
【解析】
A(C2H4O)能够与新制氢氧化铜反应,说明A含有醛基,因此A为CH3CHO,则B为CH3COOH;结合C和E的分子式可知,C和D应该发生取代反应生成E和氯化氢,则D为;甲苯在浓硫酸作用下发生硝化反应生成F,结合J的结构可知,F为对硝基甲苯(),F被还原生成G,G为对氨基甲苯(),根据已知信息,G和乙醛反应生成H,结合J的结构可知,H为,则E为,据此分析解答。
【详解】
(1)根据上述分析,A为C2H4O,含有的官能团为醛基;F为,名称为对硝基甲苯,故答案为醛基;4-硝基甲苯(对硝基甲苯);
(2)C和D发生取代反应生成E,反应的化学方程式为,故答案为;
(3)G为对硝基甲苯中硝基被还原的产物,G为,故答案为;
(4)由D生成F是甲苯的硝化反应,属于取代反应,根据流程图,E和H生成J的过程中N=C双键转化为了单键,属于加成反应,故答案为取代反应;加成反应;
(5)E为,芳香化合物K是E的同分异构体。若K能发生银镜反应,说明K中含有醛基,则K的结构有:苯环上连接1个乙基和1个醛基有3种;苯环上连接2个甲基和1个醛基有6种;苯环上连接1个甲基和1个—CH2CHO有3种;苯环上连接1个—CH2 CH2CHO有1种;苯环上连接1个—CH(CH3)CHO有1种,共14种;其中核磁共振氢谱有四组峰的结构简式为或,故答案为14;或。
19、还原 ② 产生蓝色沉淀 pH=2 0.3mol/L KNO3或NaNO3溶液 Ag + Fe3+ ⇌Ag+ + Fe2+或(Ag+ + Fe2+ ⇌ Ag + Fe3+) 正极 > < 其它条件不变时,物质的氧化性与浓度有关系,浓度的改变可导致平衡的移动
【解析】
(1)根据元素化合价的变化判断;
(2)实验Ⅰ:甲同学认为:Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag,则要证明甲的结论正确,可验证Fe3+的还原产物Fe2+的存在;
实验Ⅱ:进行对照实验;
(3)根据实验现象判断溶液中发生的反应;
(4)根据指针偏转方向判断正负极,判断电极反应,并结合氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物分析解答。
【详解】
(1)往AgNO3溶液中逐滴加入氨水,银离子和氨水反应生成白色的氢氧化银沉淀和铵根离子,Ag++NH3•H2O═AgOH↓+NH4+;继续滴入氨水白色沉淀溶解,氢氧化银和氨水反应生成银氨溶液和水,AgOH+2NH3•H2O═Ag(NH3)2OH+2H2O,若用乙醛进行银镜反应,再加入乙醛溶液后,水浴加热,生成乙酸铵,氨气、银和水,化学反应方程式为:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O,银氨溶液中的银为+1价,被醛基还原生成0价的银单质,故答案为:还原;
(2)实验Ⅰ:甲同学认为:Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag,则要证明甲的结论正确,可验证Fe3+的还原产物Fe2+的存在即可,验证Fe2+的实验是取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入K3[Fe(CN)6]溶液会和Fe2+反应生成蓝色沉淀,故答案为:②;产生蓝色沉淀;
实验Ⅱ:丙同学认为:Fe3+和NO3-均能把Ag氧化而溶解,且两个实验结果证明了丙同学的结论,而实验I验证了Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag,则实验II需要验证NO3-也能把Ag氧化而溶解,需进行对照实验,0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液(pH=2),NO3-为0.3 mol/L,所以需向附有银镜的试管中加入pH=2的 0.3 mol/L KNO3或NaNO3溶液,故答案为:pH=2的 0.3 mol/L KNO3或NaNO3;
(3)Fe3+遇KSCN溶液变红,第一份滴加2滴KSCN溶液无变化,说明FeSO4溶液中无Fe3+,第二份加入1ml 0.1mol/L AgNO3溶液,出现白色沉淀,随后有黑色固体Ag产生,再取上层溶液滴加KSCN溶液变红,说明有Fe3+产生,说明Fe2+被Ag+氧化生成Fe3+,Ag+被还原为Ag,又Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag,则该反应为可逆反应,反应的离子方程式为:Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+或Ag++Fe2+⇌Ag+Fe3+;
(4)①K刚闭合时,指针向左偏转,则银为负极,石墨为正极,该电池的反应本质为Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+,该反应中铁离子为氧化剂,银离子为氧化产物,则氧化性:Fe3+>Ag+,故答案为:正极;>;
②当指针归零后,向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO3溶液,指针向右偏转,则此时石墨为负极,银为正极,右侧烧杯中银离子浓度增大,反应Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+的平衡左移,发生反应Ag++Fe2+⇌Ag+Fe3+,此时Ag+为氧化剂,Fe3+为氧化产物,则氧化性:Fe3+<Ag+;
③由上述①②实验,得出的结论是:在其它条件不变时,物质的氧化性与浓度有关,浓度的改变可导致平衡移动。
20、三颈烧瓶 防止空气中的水蒸气进入B使产品与水反应,吸收剩余的Cl2 A→F→E→C 滴入浓盐酸的速率(或B中通入氯气的量) 蒸馏 a b ×100%
【解析】
本实验要硫与少量氯气在 110~140℃反应制备S2Cl2 粗品,根据题目信息“熔点-76℃,沸点138℃”,制备的产品为气体,需要冷凝收集;受热或遇水分解放热,所以温度要控制好,同时还要在无水环境进行制备,则氯气需要干燥除杂,且制备装置前后都需要干燥装置;所以装置连接顺序为A、F、E、C、B、D;
(5)S2Cl2遇水会生成SO2、HCl两种气体,实验目的是测定该混合气体中SO2的体积分数,混合气体通过溶液W溶液吸收二氧化硫气体得到溶液中加入加入过量氢氧化钡溶液反应得到硫酸钡沉淀,过滤洗涤干燥称量得到硫酸钡沉淀质量mg,据元素守恒计算二氧化硫体积分数。
【详解】
(1)仪器m的名称为三颈烧瓶,装置D中试剂为碱石灰,作用为吸收Cl2,防止污染环境,防止外界水蒸气回流使S2Cl2分解;
(2)依据上述分析可知装置连接顺序为:A→F→E→C→B→D;
(3)反应生成S2Cl2的氯气过量则会生成SCl2,温度过高S2Cl2会分解,为了提高S2Cl2的纯度,实验的关键是控制好温度和滴入浓盐酸的速率或B中通入氯气的量;
(4)实验室制得S2Cl2粗品中含有SCl2杂质,根据题目信息可知二者熔沸点不同,SCl2易挥发,所以可通过蒸馏进行提纯;
(5)①W溶液的目的是氧化二氧化硫,可以是a:H2O2溶液,b:氯水,但不能是b:KMnO4溶液(硫酸酸化),因为高锰酸钾溶液能氧化氯化氢生成氯气,也不能用FeCl3 溶液会生成氢氧化铁成,故选:ab;
②过程分析可知生成沉淀为硫酸钡沉淀,硫元素守恒得到二氧化硫物质的量n(SO2)=n(BaSO4)==mol,该混合气体中二氧化硫的体积分数为气体物质的量分数,二氧化硫体积分数=。
本题为制备陌生物质,解决此类题目的关键是充分利用题目所给信息,根据物质的性质进行实验方案的设计,例如根据“受热或遇水分解放热”,所以温度要控制好,同时还要在无水环境进行制备,则制备装置前后都需要干燥装置。
21、Al2O3+6H+=3H2O+2Al3+ 否 若不进行氧化,则Fe2+被完全沉淀的pH为8.0,此时Mn2+也会被部分沉淀,造成损失 5.0≤pH<7.5 Mg2+、Ca2+ 加入NH4HCO3后,Mn2+与HCO3-电离出的CO32-生成MnCO3,HCO3-⇌H++ CO32-、Mn2++CO32-⇌MnCO3,HCO3-电离出H+与另一部分HCO3-反应生成H2O和CO2,促进上述两个平衡正向移动,从而生成MnCO3沉淀 Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ 硫酸
【解析】
高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)与氧化锰矿混合焙烧,得到MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO,加入硫酸,得到Mn2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+的酸性溶液,加入二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子便于除去,再加入碳酸钙中和,将铁离子与铝离子以氢氧化物的形式除去,加入MnF2除杂,使溶液中的Mg2+、Ca2+沉淀完全,此时溶液中的金属离子为锰离子,加入碳酸氢铵发生Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O,加入硫酸溶解碳酸锰得到硫酸锰溶液,经过电解得到二氧化锰,据此分析解答。
【详解】
(1)浸出时Al2O3与硫酸反应生成硫酸铝,与铝元素有关的离子反应方程式为:Al2O3+6H+=3H2O+2Al3+;
(2)根据沉淀表格数据,若不进行氧化,则Fe2+被完全沉淀的pH为8.0,此时Mn2+也会被部分沉淀,造成损失,则上述“氧化”步骤不可省略;
(3)“调pH除铁铝’’时,根据数据,pH为5.0时铝离子完全沉淀,pH为7.5时锰离子开始沉淀,则生成沉淀的pH范围为5.0≤pH<7.5;根据分析,“氟化除杂”中加入MnF2除杂,使溶液中的Mg2+、Ca2+沉淀完全,除去的离子为Mg2+、Ca2+;
(4)加入NH4HCO3后,Mn2+与HCO3-电离出的CO32-生成MnCO3,HCO3-⇌H++ CO32-、Mn2++CO32-⇌MnCO3,HCO3-电离出H+与另一部分HCO3-反应生成H2O和CO2,促进上述两个平衡正向移动,从而生成MnCO3沉淀;
(5)用惰性电极电解MnSO4制备MnO2时,其阳极发生氧化还原,化合价升高失电子,锰元素由+2价升高为+4价,失电子被氧化,则阳极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+;硫酸根离子与氢离子结合生成硫酸,则整个流程中能够循环利用的物质除MnO2外还有硫酸。
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