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2019年天津市和平区高考化学一模试卷
一、选择题(共6小题,每小题6分,满分36分)
1.(6分)中国传统诗词中蕴含着许多化学知识,下列分析不正确的是( )
A.“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川”,“紫烟”指“香炉”中碘升华的现象
B.“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”,金性质稳定,可通过物理方法得到
C.“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”,爆竹的燃放涉及氧化还原反应
D.“榆荚只能随柳絮,等闲缭乱走空园”,“柳絮”的主要成分为纤维素
2.(6分)乙醇、正戊烷、苯是常见有机物,下列说法正确的是( )
A.苯和溴水共热生成溴苯
B.2,2﹣二甲基丙烷是正戊烷的同系物
C.乙醇、正戊烷、苯均可通过石油的分馏得到
D.乙醇、正戊烷、苯均能发生取代反应和氧化反应
3.(6分)下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )
选项
目的
分离方法
原理
A
分离溶于水中的碘
乙醇萃取
碘在乙醇中的溶解度较大
B
分离乙酸乙酯和乙醇
分液
乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C
除去丁醇中的乙醚
蒸馏
丁醇与乙醚互溶且沸点相差较大
D
除去KNO3固体中混杂的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度受温度
影响大
A.A B.B C.C D.D
4.(6分)a、b、c、d 为原子序数依次增大的短周期主族元素,a 原子核外电子总数与 b 原子次外层的电子数相同;c 所在周期数与族数相同;d 与 a 同族,下列叙述正确的是( )
A.原子半径:d>c>b>a
B.4 种元素中 b 的金属性最强
C.c 的氧化物的水化物是强碱
D.d 单质的氧化性比 a 单质的氧化性强
5.(6分)电化学在日常生活中用途广泛,图甲是镁﹣﹣次氯酸钠燃料电池,电池总反应为:Mg+ClO﹣+H2O=Cl﹣+Mg(OH)2↓,图乙是含Cr2O72﹣的工业废水的处理.下列说法正确的是( )
A.图乙中Cr2O72﹣向惰性电极移动,与该极附近的OH﹣结合转化成Cr(OH)3除去
B.图甲中发生的还原反应是Mg2++ClO﹣+H2O+2e﹣=Cl﹣+Mg(OH)2↓
C.图乙电解池中,若有0.84g阳极材料参与反应,则阴极会有3.36L的气体产生
D.若图甲燃料电池消耗0.36g镁产生的电量用以图乙废水处理,理论上可产生1.07g氢氧化铁沉淀
6.(6分)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.常温下Ka1(H2X)的值约为10﹣4.4
B.曲线N表示pH与lg的变化关系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH﹣)
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX﹣)>c(X2﹣)>c(OH﹣)=c(H+)
二、解答题(共4小题,满分64分)
7.(14分)海水是巨大的资源宝库,海水淡化及其综合利用具有重要意义。
请回答下列问题:
Ⅰ.(1)步骤I中,粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等杂质离子,粗盐精制过程中要使用Na2CO3溶液,请写出加入Na2CO3溶液后相关化学反应的离子方程式 。
(2)海水提溴,制得1mol Br2需要消耗 mol Cl2.步骤Ⅱ中需要向母液中加入稀硫酸酸化,其作用是 。步骤Ⅲ若用Na2SO3水溶液吸收Br2,有关反应的离子方程式为 。
(3)为了从工业Br2中提纯溴,除去产物中残留的少量Cl2,可向其中加入 溶液。
Ⅱ.(1)Mg在元素周期表中的位置: ,Mg(OH)2的电子式: ,Mg(OH)2是所含元素的简单离子半径由小到大的顺序是 。
(2)步骤Ⅳ由Mg(OH)2得到单质Mg,以下方法最合适的是 (填序号)。
A.Mg(OH)2→MgCl2溶液Mg B.Mg(OH)2→MgOMg
C.Mg(OH)2→MgOMg D.Mg(OH)2→无水MgCl2Mg
(3)判断Mg(OH)2是否洗涤干净的操作是 。
Ⅲ.用Mg制成的格式试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线
如下:(R:烃基;R':烃基或H)
依据上述信息,写出制备所需溴代烃的可能结构简式: 。
8.(18分)苯氧布洛芬钙G是评价较好的解热、镇痛、消炎药,下面是它的一种合成路线(具体反应条件和部分试剂略)
已知①氯化亚砜(SOCl2)可与醇发生反应,醇的羟基被氯原子取代而生成氯代烃。
②(X表示卤素原子)
③R﹣X+NaCN→RCN+NaX
回答下列问题:
(1)写出D的结构简式: ,F中所含的官能团名称是 。
(2)B→C的反应类型是 ;D→E的反应类型是 。
(3)写出F和C在浓硫酸条件下反应的化学方程式 。
(4)写出A的符合以下条件同分异构体的所有结构简式 。
①属于苯的二取代物;
②苯环上核磁共振氢谱图中共有2个吸收峰
③与FeCl3溶液发生显色反应。
(5)结合上述推断及所学知识,参照上述合成路线任选无机试剂设计合理的方案,以苯甲醇()为原料合成苯乙酸苯甲酯()写出合成路线,并注明反应条件。
9.(18分)凯氏定氨法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。已知:NH3+H3BO3=NH3•H3BO3;NH3•H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3。
回答下列问题:
(1)a的作用是 。
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是 。f的名称是 。
(3)清洗仪器:g中加蒸馏水:打开K1,关闭K2、K3,加热b,蒸气充满管路:停止加热,关闭K1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是 ;打开K2放掉水,重复操作2~3次。
(4)仪器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂,铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭K3,d中保留少量水,打开K1,加热b,使水蒸气进入e。
①d中保留少量水的目的是 。
②e中主要反应的离子方程式为 ,e采用中空双层玻璃瓶的作用是 。
(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为cmol•L﹣1的盐酸V mL,则样品中氮的质量分数为 %,样品的纯度≤ %。
10.(14分)全球变暖,冰川融化,降低大气中CO2的含量显得更加紧迫。
(1)我国储氢碳纳米管研究取得重大进展,碳纳米管可用氧化法提纯,请完成并配平下述化学方程式:□C+□K2Cr2O7+□ =□CO2↑+□K2SO4+□Cr2(SO4)3+□H2O。
(2)甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1=﹣116kJ•mol﹣1
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是 (填字母代号)。
A.随时将CH3OH与反应混合物分离 B.降低反应温度
C.增大体系压强 D.使用高效催化剂
②已知:CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2=﹣283kJ•mol﹣1
H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H3=﹣242kJ•mol﹣1
则表示lmol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为 。
③在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为lmol)与CO平衡转化率的关系。
请回答:
i)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是 ;
i i)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下,反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的平衡常数KZ= (计算出数值)。此时KZ KY (填“>”“<”或“=”)。
(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,Ksp(CaCO3)=2.8×10﹣9. CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10﹣5 mol•L﹣1,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。
2019年天津市和平区高考化学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共6小题,每小题6分,满分36分)
1.(6分)中国传统诗词中蕴含着许多化学知识,下列分析不正确的是( )
A.“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川”,“紫烟”指“香炉”中碘升华的现象
B.“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”,金性质稳定,可通过物理方法得到
C.“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”,爆竹的燃放涉及氧化还原反应
D.“榆荚只能随柳絮,等闲缭乱走空园”,“柳絮”的主要成分为纤维素
【考点】14:物质的组成、结构和性质的关系;18:物理变化与化学变化的区别与联系;B1:氧化还原反应.菁优网版权所有
【分析】A.“日照香炉生紫烟”的意思是说“由于瀑布飞泻,水气蒸腾而上,在丽日照耀下,仿佛香炉峰冉冉升起了团团紫烟”,由此可见这个“烟”实际上是水产生的雾气;
B.金的化学性质稳定,自然界存在单质金的矿石;
C.爆竹声中一岁除是爆竹,爆竹的燃放是一种燃烧反应,属于氧化还原反应;
D.“柳絮”的主要成分为纤维素。
【解答】解:A.水产生的雾气是由水蒸发产生的水蒸气遇冷液化而成的小液滴,是一种液化现象,不是碘升华,故A错误;
B.沙里淘金说明了金的化学性质稳定,可通过物理方法得到,故B正确;
C.爆竹燃放的过程有新物质CO2,SO2等生产,属于化学变化,与氧气反应,同时也是氧化还原反应,故C正确;
D.“柳絮”的主要成分为纤维素,易燃,故D正确。
故选:A。
【点评】本题主要考察化学基本知识,是化学与生活的联系部分,需加强这方面知识的积累和记忆,题目难度不大。
2.(6分)乙醇、正戊烷、苯是常见有机物,下列说法正确的是( )
A.苯和溴水共热生成溴苯
B.2,2﹣二甲基丙烷是正戊烷的同系物
C.乙醇、正戊烷、苯均可通过石油的分馏得到
D.乙醇、正戊烷、苯均能发生取代反应和氧化反应
【考点】I2:芳香烃、烃基和同系物.菁优网版权所有
【专题】536:有机物分子组成通式的应用规律.
【分析】A.苯和溴水发生萃取,苯和液溴反应生成溴苯;
B.结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物;
C.石油常压分馏产物:液化石油气、汽油、煤油、柴油、重油.减压分馏的产物:重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青;
D.乙醇与乙酸的酯化反应为取代反应,正戊烷和氯气发生取代反应,苯在催化剂作用下发生取代;乙醇、正戊烷、苯均能燃烧发生氧化反应.
【解答】解:A.苯和溴水发生萃取,制取溴苯是将苯和液溴混合后加入铁粉,故A错误;
B.2,2﹣二甲基丙烷和正戊烷,二者分子式相同、结构不同,所以二者互为同分异构体,故B错误;
C.石油的分馏不能得到乙醇、苯等,石油分馏的轻质油经过裂解可以得到甲烷、乙烯等小分子烃,通过煤的干馏可得到苯,故C错误;
D.乙醇与乙酸的酯化反应为取代反应,在Cu做催化剂下和氧气氧化为乙醛;正戊烷和氯气发生取代反应,点燃发生氧化反应;苯在铁做氧化剂下和液溴发生取代,燃烧发生氧化反应,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查常见的有机物,明确所含的官能团和官能团的性质是解题的关键,题目难度不大.
3.(6分)下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )
选项
目的
分离方法
原理
A
分离溶于水中的碘
乙醇萃取
碘在乙醇中的溶解度较大
B
分离乙酸乙酯和乙醇
分液
乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C
除去丁醇中的乙醚
蒸馏
丁醇与乙醚互溶且沸点相差较大
D
除去KNO3固体中混杂的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度受温度
影响大
A.A B.B C.C D.D
【考点】P9:物质的分离、提纯的基本方法选择与应用.菁优网版权所有
【分析】A.乙醇与水互溶,不能作萃取剂;
B.分离乙酸乙酯和乙醇不分层;
C.二者互溶,但沸点不同;
D.二者的溶解度受温度影响不同。
【解答】解:A.乙醇与水互溶,不能作萃取剂,应选苯或四氯化碳分离出碘水中的碘,故A错误;
B.分离乙酸乙酯和乙醇不分层,不能分液,应选蒸馏法分离,故B错误;
C.二者互溶,但沸点不同,则除去丁醇中的乙醚,故C正确;
D.二者的溶解度受温度影响不同,NaCl在水中的溶解度受温度影响小,则选择重结晶法分离,故D错误确;
故选:C。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、混合物分离方法为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识与实验的结合,题目难度不大。
4.(6分)a、b、c、d 为原子序数依次增大的短周期主族元素,a 原子核外电子总数与 b 原子次外层的电子数相同;c 所在周期数与族数相同;d 与 a 同族,下列叙述正确的是( )
A.原子半径:d>c>b>a
B.4 种元素中 b 的金属性最强
C.c 的氧化物的水化物是强碱
D.d 单质的氧化性比 a 单质的氧化性强
【考点】8F:原子结构与元素周期律的关系.菁优网版权所有
【专题】51C:元素周期律与元素周期表专题.
【分析】a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同,则a的核外电子总数应为8,为O元素,则b、c、d为第三周期元素,c所在周期数与族数相同,应为Al元素,d与a同族,应为S元素,b可能为Na或Mg,结合对应单质、化合物的性质以及元素周期律解答该题。
【解答】解:由以上分析可知a为O元素、b可能为Na或Mg、c为Al、d为S元素。
A.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,应为b>c>d,a为O,原子半径最小,故A错误;
B.同周期元素从左到右元素的金属性逐渐降低,则金属性b>c,a、d为非金属,金属性较弱,则4种元素中b的金属性最强,故B正确;
C.c为Al,对应的氧化物的水化物为氢氧化铝,为弱碱,故C错误;
D.一般来说,元素的非金属性越强,对应的单质的氧化性越强,应为a的单质的氧化性强,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查原子结构与元素周期律,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,本题注意把握原子核外电子排布的特点,把握性质的比较角度,难度不大。
5.(6分)电化学在日常生活中用途广泛,图甲是镁﹣﹣次氯酸钠燃料电池,电池总反应为:Mg+ClO﹣+H2O=Cl﹣+Mg(OH)2↓,图乙是含Cr2O72﹣的工业废水的处理.下列说法正确的是( )
A.图乙中Cr2O72﹣向惰性电极移动,与该极附近的OH﹣结合转化成Cr(OH)3除去
B.图甲中发生的还原反应是Mg2++ClO﹣+H2O+2e﹣=Cl﹣+Mg(OH)2↓
C.图乙电解池中,若有0.84g阳极材料参与反应,则阴极会有3.36L的气体产生
D.若图甲燃料电池消耗0.36g镁产生的电量用以图乙废水处理,理论上可产生1.07g氢氧化铁沉淀
【考点】BH:原电池和电解池的工作原理.菁优网版权所有
【专题】51I:电化学专题.
【分析】A.图乙中惰性电极为阴极,Cr2O72﹣阳极移动;
B.该原电池中,镁作负极,负极上镁失电子发生氧化反应,负极反应为Mg﹣2e﹣=Mg2+,电池反应式为Mg+ClO﹣+H2O=Mg(OH)2↓+Cl﹣,正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应;
C.图乙的电解池中,阳极反应式是Fe﹣2e﹣═Fe2+,阴极反应式是2H++2e﹣=H2↑;
D.由电子守恒可知,Mg~2e﹣~Fe2+,由原子守恒可知Fe2+~Fe(OH)3↓,以此计算.
【解答】解:A.图乙中惰性电极为阴极,Fe电极为阳极,则Cr2O2﹣7离子向金属铁电极移动,与亚铁离子发生氧化还原反应生成的金属阳离子与惰性电极附近的OH﹣结合转化成Cr(OH)3除去,故A错误;
B.该原电池中,镁作负极,负极上镁失电子发生氧化反应,负极反应为Mg﹣2e﹣=Mg2+,电池反应式为Mg+ClO﹣+H2O=Mg(OH)2↓+Cl﹣,正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应,则总反应减去负极反应可得正极还原反应为Mg2++ClO﹣+H2O+2e﹣=Cl﹣+Mg(OH)2↓,故B正确;
C.图乙的电解池中,阳极反应式是Fe﹣2e﹣═Fe2+,阴极反应式是2H++2e﹣=H2↑,则n(Fe)==0.015mol,阴极气体在标况下的体积为0.015mol×22.4L/mol=0.336L=3.36mL,而状况不知,故C错误;
D.由电子守恒可知,Mg~2e﹣~Fe2+,由原子守恒可知Fe2+~Fe(OH)3↓,则n(Mg)==0.015mol,理论可产生氢氧化铁沉淀的质量为0.015mol×107g/mol=1.605g,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查电解原理,涉及电解、氧化还原反应、电子守恒的计算等问题,要求具有较好的分析和解决问题的能力,题目难度中等.
6.(6分)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.常温下Ka1(H2X)的值约为10﹣4.4
B.曲线N表示pH与lg的变化关系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH﹣)
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX﹣)>c(X2﹣)>c(OH﹣)=c(H+)
【考点】DO:酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算.菁优网版权所有
【分析】H2X为二元弱酸,以第一步电离为主,则Ka1(H2X)>Ka2(H2X),酸性条件下,则pH相同时>,由图象可知N为lg与pH的变化曲线,M为lg与pH的变化曲线,当lg或lg=0时,说明或=1,浓度相等,结合图象可计算电离常数并判断溶液的酸碱性。
【解答】解:A.lg=0时,=1,pH=4.4,c(H+)=10﹣4.4mol/L,则Ka1(H2X)=×c(H+)=c(H+)=10﹣4.4,故A正确;
B.由以上分析可知,曲线N表示pH与lg的变化关系,故B正确;
C.由图象可知,lg=0时,即c(HX﹣)=c(X2﹣),此时pH≈5.4,可知NaHX溶液中HX﹣电离程度大于HX﹣水解程度,溶液显酸性,则NaHX溶液呈酸性,溶液中c(H+)>c(OH﹣),故C正确;
D.由图象可知,当pH=7时,lg>0,则c(X2﹣)>c(HX﹣),所以溶液中存在:c(Na+)>c(X2﹣)>c(HX﹣)>c(H+),故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查酸碱混合的定性判断及离子浓度大小比较,题目难度中等,合理把握图象的曲线的变化意义为解答关键,注意掌握弱电解质的电离特点及平衡常数的概念,试题侧重考查学生的分析能力和计算能力。
二、解答题(共4小题,满分64分)
7.(14分)海水是巨大的资源宝库,海水淡化及其综合利用具有重要意义。
请回答下列问题:
Ⅰ.(1)步骤I中,粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等杂质离子,粗盐精制过程中要使用Na2CO3溶液,请写出加入Na2CO3溶液后相关化学反应的离子方程式 Ca2++CO32﹣=CaCO3↓、Ba2++CO32﹣=BaCO3↓ 。
(2)海水提溴,制得1mol Br2需要消耗 2 mol Cl2.步骤Ⅱ中需要向母液中加入稀硫酸酸化,其作用是 抑制氯气和水反应 。步骤Ⅲ若用Na2SO3水溶液吸收Br2,有关反应的离子方程式为 Br2+SO32﹣+H2O=SO42﹣2H++2Br﹣ 。
(3)为了从工业Br2中提纯溴,除去产物中残留的少量Cl2,可向其中加入 NaBr(或溴化钠) 溶液。
Ⅱ.(1)Mg在元素周期表中的位置: 第三周期ⅡA族 ,Mg(OH)2的电子式: ,Mg(OH)2是所含元素的简单离子半径由小到大的顺序是 r(H+)<r(Mg2+)<r(O2﹣) 。
(2)步骤Ⅳ由Mg(OH)2得到单质Mg,以下方法最合适的是 D (填序号)。
A.Mg(OH)2→MgCl2溶液Mg B.Mg(OH)2→MgOMg
C.Mg(OH)2→MgOMg D.Mg(OH)2→无水MgCl2Mg
(3)判断Mg(OH)2是否洗涤干净的操作是 取最后的洗涤液少量于试管中,向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,如果没有沉淀产生,证明沉淀已经洗涤干净 。
Ⅲ.用Mg制成的格式试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线
如下:(R:烃基;R':烃基或H)
依据上述信息,写出制备所需溴代烃的可能结构简式: CH3CH2Br、CH3Br 。
【考点】E7:海水资源及其综合利用;PP:粗盐提纯.菁优网版权所有
【分析】海水分离得到粗盐精制得到精盐,电解氯化钠饱和溶液或熔融氯化钠生成氯气,母液中通入氯气反应生成低浓度的溴单质溶液,热空气吹出溴单质被二氧化硫吸收富集,再通入氯气氧化,蒸馏得到溴单质,得到的溶液中加入由贝壳分解生成的氧化钙溶于水生成的氢氧化钙沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,过滤得到沉淀溶解于盐酸得到氯化镁溶液,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,在氯化氢气流中灼烧得到固体氯化镁,电极熔融氯化镁生成镁,
I.(1)SO42﹣、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,碳酸钠一定在氯化钡之后;
(2)提取溴的原理是利用氯气的氧化性氧化溴离子生成的溴单质,Cl2+2Br﹣=Br2+2Cl﹣,步骤Ⅱ中需要向母液中加入稀硫酸酸化是抑制氯气和水的反应,步骤Ⅲ若用Na2SO3水溶液吸收Br2 反应生成硫酸钠、溴化钠;
(3)可用溴化钠除去氯气;
Ⅱ.(1)Mg原子核电荷数12,核外电子数12,最外层电子数2,主族元素原子最外层电子数=主族序数,电子层数=周期序数,据此判断在元素周期表中的位置,氢氧化镁为离子化合物,Mg(OH)2所含元素的简单离子半径由小到大的顺序利用电子层数越多,半径越大,电子层数相同的核电荷数越大半径越小;
(2)制备氢氧化镁的过程为:海水中含有镁离子,首先将镁离子转化为氢氧化镁沉淀,反应方程式为:Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓,然后将氢氧化镁溶于盐酸中得到氯化镁溶液,反应方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,用氯化镁溶液在氯化氢氛围中制取无水氯化镁,活泼金属采用电解其熔融盐的方法冶炼,镁是活泼金属,所以最后利用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁;
(3)判断Mg(OH)2是否洗涤干净的操作是检验最后的洗涤液中是否含氯离子;
Ⅲ.(4)由题给信息可知制备,可由CH3CH2MgBr与CH3CHO生成,也可由CH3CH2CHO和CH3MgBr反应生成,结合流程分析判断。
【解答】解:I.(1)SO42﹣、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,可再通过过滤除去,Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液,盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液,所以应先加BaCl2溶液再加Na2CO3溶液,最后加入盐酸,溶液中含有钡离子、钙离子,加入Na2CO3溶液后,反应的离子方程式为Ca2++CO32﹣═CaCO3↓、Ba2++CO32﹣═BaCO3↓,
故答案为:Ca2++CO32﹣=CaCO3↓、Ba2++CO32﹣=BaCO3↓;
(2)提取溴的原理是利用氯气的氧化性氧化溴离子生成的溴单质,Cl2+2Br﹣=Br2+2Cl﹣,海水提溴,制得1mol Br2需要消耗氯气2mol,步骤Ⅱ中需要向母液中加入稀硫酸酸化是抑制氯气和水的反应,步骤Ⅲ若用Na2SO3水溶液吸收Br2 反应生成硫酸钠、溴化钠,反应的离子方程式为 Br2+SO32﹣+H2O=SO42﹣2H++2Br﹣,
故答案为:2; 抑制氯气和水反应; Br2+SO32﹣+H2O=SO42﹣2H++2Br﹣;
(3)氯气具有强氧化性,可与溴化钠反应生成溴,则可用溴化钠除去氯气,
故答案为:NaBr(或溴化钠);
Ⅱ.(1)镁原子核外三个电子层数,最外层电子数2个,周期表中位置为:第三周期ⅡA族,氢氧化镁为离子化合物,电子式为:,Mg(OH)2所含元素的简单离子半径由小到大的顺序是r(H+)<r(Mg2+)<r(O2﹣),
故答案为:第三周期ⅡA族;;r(H+)<r(Mg2+)<r(O2﹣);
(2)A.电解氯化镁溶液,阳极是氯离子失电子生成氯气,阴极是氢离子得到电子生成氢气,溶液中生成氢氧化镁沉淀,不能得到金属镁,故A错误;
B.氧化镁熔点高,要求设备条件高,消耗更多能源,不经济,故B错误;
C.氧化镁熔点高,熔融需要能量高,不符合经济效益,故C错误;
D.利用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,反应方程式为:MgCl2Mg+Cl2↑,故D正确;
故答案为:D;
(3)判断Mg(OH)2是否洗涤干净的操作是:取最后的洗涤液少量于试管中,向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,如果没有沉淀产生,证明沉淀已经洗涤干净,
故答案为:取最后的洗涤液少量于试管中,向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,如果没有沉淀产生,证明沉淀已经洗涤干净;
Ⅲ.由题给信息可知制备,可由CH3CH2MgBr与CH3CHO生成,也可由CH3CH2CHO和CH3MgBr反应生成,所需溴代烃的可能结构简式:CH3CH2Br;CH3Br,
故答案为:CH3CH2Br;CH3Br。
【点评】本题考查了海水资源的综合利用、有机物合成方法、实验基本操作等,为高频考点,侧重考查学生的分析能力和实验能力以及元素化合物知识的综合理解和运用,根据工艺流程图从整体上分析镁、粗盐的制取方法及基本操作,知道每一步可能发生的反应及基本操作方法,难点是除杂试剂的选择及加入试剂的先后顺序,题目难度不大。
8.(18分)苯氧布洛芬钙G是评价较好的解热、镇痛、消炎药,下面是它的一种合成路线(具体反应条件和部分试剂略)
已知①氯化亚砜(SOCl2)可与醇发生反应,醇的羟基被氯原子取代而生成氯代烃。
②(X表示卤素原子)
③R﹣X+NaCN→RCN+NaX
回答下列问题:
(1)写出D的结构简式: ,F中所含的官能团名称是 羧基、醚键 。
(2)B→C的反应类型是 加成反应(或还原反应) ;D→E的反应类型是 取代反应 。
(3)写出F和C在浓硫酸条件下反应的化学方程式 。
(4)写出A的符合以下条件同分异构体的所有结构简式 、、 。
①属于苯的二取代物;
②苯环上核磁共振氢谱图中共有2个吸收峰
③与FeCl3溶液发生显色反应。
(5)结合上述推断及所学知识,参照上述合成路线任选无机试剂设计合理的方案,以苯甲醇()为原料合成苯乙酸苯甲酯()写出合成路线,并注明反应条件。
【考点】HC:有机物的合成.菁优网版权所有
【分析】与溴单质发生信息反应②中取代反应生成A,则A为;A与苯酚钠反应生成B,结合最终产物可知该反应为取代反应,反应生成的B为.B与氢气发生加成反应生成C,则C为;C与氯化亚砜(SOCl2)发生信息①中的取代反应生成D,则D为:;D与NaCN发生信息③中取代反应生成E,则E为.E先与氢氧化钠反应,然后酸化得到F,结合最终产物可知F为,F与氯化钙反应得到苯氧布洛芬钙。
(5)苯甲醇与SOCl2反应生成,然后与NaCN反应生成,产物经水解生成,最后与苯甲醇发生酯化反应可生成目标物。
【解答】解:(1)由以上分析可知D为,F为,含有官能团有:羧基、醚键,
故答案为:;羧基、醚键;
(2)B发生加成反应生成C,也为还原反应,D→E是D中氯原子被﹣CN替代,属于取代反应,
故答案为:加成反应(或还原反应);取代反应;
(3)F为,C为,二者发生酯化反应,反应方程式为:,
故答案为:;
(4)A()的同分异构体满足:①属于苯的二取代物,可为邻、间、对结构;②苯环上核磁共振氢谱图中共有2个吸收峰,应是2个不同的取代基处于对位,③与FeCl3溶液发生显色反应,说明其中1个取代基为﹣OH,另外1个取代基为﹣CH=CHBr(或﹣CBr=CH2),取代基为﹣CH=CHBr时存在顺反异构,可能的结构简式有:、、,
故答案为:、、;
(5)苯甲醇与SOCl2反应生成,然后与NaCN反应生成,产物经水解生成,最后与苯甲醇发生酯化反应可生成目标物,合成路线流程图为:,
故答案为:。
【点评】本题考查有机物的合成,为高考常见题型,侧重考查学生的分析能力,本题注意把握有机物的官能团的性质以及转化,把握同分异构体的判断以及合成流程的设计,难度中等。
9.(18分)凯氏定氨法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。已知:NH3+H3BO3=NH3•H3BO3;NH3•H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3。
回答下列问题:
(1)a的作用是 避免b中压强过大 。
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是 防止暴沸 。f的名称是 冷凝管 。
(3)清洗仪器:g中加蒸馏水:打开K1,关闭K2、K3,加热b,蒸气充满管路:停止加热,关闭K1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是 c中温度下降,管路中形成负压 ;打开K2放掉水,重复操作2~3次。
(4)仪器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂,铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭K3,d中保留少量水,打开K1,加热b,使水蒸气进入e。
①d中保留少量水的目的是 液封,防止氨气逸出的作用 。
②e中主要反应的离子方程式为 NH4++OH﹣NH3↑+H2O ,e采用中空双层玻璃瓶的作用是 保温,使氨完全蒸出 。
(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为cmol•L﹣1的盐酸V mL,则样品中氮的质量分数为 %,样品的纯度≤ %。
【考点】RD:探究物质的组成或测量物质的含量.菁优网版权所有
【专题】544:定量测定与误差分析.
【分析】(1)a为玻璃管,可连接空气,避免烧瓶内压强过大;
(2)加热纯液体时,应避免液体暴沸;
(3)冷却后,装置内压强较低,可倒吸;
(4)①d中保留少量水,可防止气体逸出;
②铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,发生反应生成氨气;e采用中空双层玻璃瓶,起到保温作用;
(5)滴定g中吸收液时消耗浓度为cmol•L﹣1的盐酸V mL,则n(HCl)=0.001cVmol;结合反应NH3•H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3可知,n(N)=n(NH4Cl)=n(C2H3NO2)=n(HCl),以此解答该题。
【解答】解:(1)a为玻璃管,可连接空气,避免在加热时烧瓶内压强过大,
故答案为:避免b中压强过大;
(2)加热纯液体时,加入碎瓷片可避免液体暴沸,F为冷凝管,故答案为:防止暴沸;冷凝管;
(3)停止加热,关闭K1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是c、e及其所连接的管道内水蒸气冷凝为水后,气压远小于外界大气压,在大气压的作用下,锥形瓶内的蒸馏水被倒吸入c中,即c中温度下降,管路中形成负压,
故答案为:c中温度下降,管路中形成负压;
(4)①d中保留少量水,可检验装置是否漏气,如漏气,液面会下降,且起到防止漏气的作用,
故答案为:液封,防止氨气逸出的作用;
②铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,发生反应生成氨气,反应的离子方程式为NH4++OH﹣NH3↑+H2O;e采用中空双层玻璃瓶,起到保温作用,以减少热量损失,有利于铵根离子转化为氨气而逸出,
故答案为:NH4++OH﹣NH3↑+H2O;保温,使氨完全蒸出;
(5)滴定g中吸收液时消耗浓度为cmol•L﹣1的盐酸V mL,则n(HCl)=0.001cVmol;结合反应NH3•H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3可知,n(N)=n(NH4Cl)=n(C2H5NO2)=n(HCl),
则m(N)=0.001cVmol×14g/mol=0.014cVg,则样品中氮的质量分数为=%,
m(C2H5NO2)=0.001cVmol×75g/mol=0.075cVg,则样品的纯度为=%,
故答案为:;。
【点评】本题考查含量的测定实验设计,为高考常见题型,试题涉及了元素化合物的性质、实验原理、物质制备等,侧重考查学生对实验方案理解及对元素化合物的知识的应用能力,难度中等。
10.(14分)全球变暖,冰川融化,降低大气中CO2的含量显得更加紧迫。
(1)我国储氢碳纳米管研究取得重大进展,碳纳米管可用氧化法提纯,请完成并配平下述化学方程式:□C+□K2Cr2O7+□ 8H2SO4 =□CO2↑+□K2SO4+□Cr2(SO4)3+□H2O。
(2)甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1=﹣116kJ•mol﹣1
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是 CD (填字母代号)。
A.随时将CH3OH与反应混合物分离 B.降低反应温度
C.增大体系压强 D.使用高效催化剂
②已知:CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2=﹣283kJ•mol﹣1
H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H3=﹣242kJ•mol﹣1
则表示lmol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为 CH3OH(g)+O2(g)⇌CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣651kJ•mol﹣1 。
③在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为lmol)与CO平衡转化率的关系。
请回答:
i)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是 270℃ ;
i i)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下,反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的平衡常数KZ= 4 (计算出数值)。此时KZ < KY (填“>”“<”或“=”)。
(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,Ksp(CaCO3)=2.8×10﹣9. CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10﹣5 mol•L﹣1,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 2.0×10﹣4mol/L 。
【考点】B3:氧化还原反应方程式的配平;BE:热化学方程式;CA:化学反应速率的影响因素;DH:难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.菁优网版权所有
【分析】(1)反应中C元素的化合价由0升高为+4价,Cr元素的化合价由+6价降低为+3价,结合化合价升降总数相等以及质量守恒定律配平;
(2)①根据平衡移动原理进行判断,温度升高,反应速率加快,使用催化剂,反应速率加快;
②根据盖斯定律和题中热化学方程式写出甲醇完全燃烧生成二氧化碳的热化学方程式;
③i)合成甲醇的反应是放热反应,温度升高,转化
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