资源描述
2021-2022高考化学模拟试卷含解析
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、2018年是“2025中国制造”启动年,而化学与生活、人类生产、社会可持续发展密切相关,下列有关化学知识的说法错误的是
A.高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路”
B.我国发射“嫦娥三号”卫星所使用的碳纤维,是一种非金属材料
C.用聚氯乙烯代替木材,生产快餐盒,以减少木材的使用
D.碳纳米管表面积大,可用作新型储氢材料
2、β−月桂烯的结构如图所示,一分子该物质与两分子溴发生加成反应的产物(只考虑位置异构)理论上最多有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.6种
3、下列有关实验现象和解释或结论都一定正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
解释或结论
A
某钾盐溶于盐酸后,产生无色无味气体,将其通入澄清石灰水
有白色沉淀出现
该钾盐是
B
将少量的溴水分别滴入溶液、溶液中,再分别滴加振荡
下层分别呈无色和紫红色
还原性:
C
将充满的密闭玻璃球浸泡在热水中
红棕色变深
反应的
D
将受热分解产生的气体通入某溶液
溶液变浑浊,继续通入该气体,浑浊消失
该溶液是溶液
A.A B.B C.C D.D
4、港珠澳大桥使用了大量的含钒高强抗震钢材。该钢材与生铁比较错误的是
A.抗震性好 B.耐腐蚀强 C.含碳量高 D.都导电导热
5、短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最外层电子数为内层电子数的3倍,X在短周期主族元素中金属性最强,W与Y属于同一主族。下列叙述正确的是( )
A.原子半径:r(Z)>r(X)>r(W)
B.W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的弱
C.由W与X形成的一种化合物可作供氧剂
D.Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Z的强
6、新型夹心层石墨烯锂硫二次电池的工作原理可表示为16Li+xS88Li2Sx,其放电时的工作原理如图所示,下列有关该电池的说法正确的是
A.电池充电时X为电源负极
B.放电时,正极上可发生反应:2Li++Li2S4+2e-=2Li2S2
C.充电时,没生成1molS8转移0.2mol电子
D.离子交换膜只能通过阳离子,并防止电子通过
7、下列说法正确的是
A.配制 Fe(NO3)2 溶液时,向 Fe(NO3)2 溶液中滴加几滴稀硝酸,以防止 Fe(NO3)2 发生水解
B.滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内壁
C.中和热的测定实验中,测酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的浓度,所测中和热的数值偏高
D.配制1mol/L 的 NH4NO3溶液时,溶解后立即转移至容量瓶,会导致所配溶液浓度偏高
8、我们熟知的一些化合物的应用错误的是
A.MgO冶炼金属镁 B.NaCl用于制纯碱
C.Cu(OH)2用于检验糖尿病 D.FeCl3用于净水
9、已知: 。在的密闭容器中进行模拟合成实验,将和通入容器中,分别在和反应,每隔一段时间测得容器中的甲醇的浓度如下:
10
20
30
40
50
60
300
0.40
0.60
0.75
0.84
0.90
0.90
500
0.60
0.75
0.78
0.80
0.80
0.80
下列说法正确的是
A.时,开始内的平均反应速率
B.反应达到平衡时,两温度下CO和的转化率之比均为
C.反应达到平衡时,放出的热量为
D.时,若容器的容积压缩到原来的,则增大,减小
10、类推法是常见的研究物质性质的方法之一,可用来预测很多物质的性质,但类推是相对的,必须遵循客观实际,下列说法中正确的是( )
A.Cu与Cl2反应生成CuCl2,则Cu与S反应生成CuS
B.Al与Fe2O3能发生铝热反应,则Al与MnO2也能发生铝热反应
C.Na2O2与CO2反应生成Na2CO3,则Na2O2与SO2反应生成Na2SO3
D.CO2通入Ba(NO3)2溶液中没有现象,则SO2通入Ba(NO3)2溶液中也无明显现象
11、白色固体Na2S2O4常用于织物的漂白,也能将污水中的某些重金属离子还原为单质除去。下列关于Na2S2O4说法不正确的是
A.可以使品红溶液褪色
B.其溶液可用作分析化学中的吸氧剂
C.其溶液可以和Cl2反应,但不能和AgNO3溶液反应
D.已知隔绝空气加热Na2S2O4分解可生成SO2,则其残余固体产物中可能有Na2S2O3
12、2020年1月武汉爆发新冠肺炎,湖北省采取封城封镇的措施阻止了冠状病毒蔓延。新冠病毒主要传播方式是经飞沫传播、接触传播(包括手污染)以及不同大小的呼吸道气溶胶近距离传播。冠状病毒对热敏感,56℃30分钟、75%酒精、含氯消毒剂、过氧乙酸、乙醚和氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒。下列有关说法正确的是
A.因为过氧乙酸能灭活病毒,所以在家每天进行醋熏能杀死家里的新冠肺炎病毒
B.在空气质量检测中的PM2.5,属于气溶胶
C.电解食盐水制取次氯酸钠喷洒房间能杀死新冠肺炎病毒
D.含氯消毒剂、过氧乙酸、乙醚和氯仿等都属于有机物
13、下列有关可逆反应:m A(g)+n B(?)⇌p C(g)+q D(s)的分析中,一定正确的是( )
A.增大压强,平衡不移动,则 m=p
B.升高温度,A 的转化率减小,则正反应是吸热反应
C.保持容器体积不变,移走 C,平衡向右移动,正反应速率增大
D.保持容器体积不变,加入 B,容器中D 的质量增加,则 B 是气体
14、中美科学家在银表面首次获得了二维结构的硼烯,该科研成果发表在顶级刊《Science》上,并获得重重点推荐。二维结构的硼烯如图所示,下列说法错误的是( )
A.1mol硼原子核外电子数为3NA
B.1molBF3分子中共价键的数目为3NA
C.1molNaBH4与水反应转移的电子数为4NA
D.硼烯有望代替石墨烯作“硼烯一钠基“电池的负极材料
15、下列物质的名称正确的是
A.SiO2:刚玉
B.(NH4)2CO3:碳铵
C.CCl4:氯仿
D.:3,3,5 -三甲基庚烷
16、下列关于氧化还原反应的说法正确的是
A.1mol Na2O2参与氧化还原反应,电子转移数一定为NA (NA为阿伏加德罗常数的值)
B.浓HCl和MnO2制氯气的反应中,参与反应的HCl中体现酸性和氧化性各占一半
C.VC可以防止亚铁离子转化成三价铁离子,主要原因是VC具有较强的还原性
D.NO2与水反应,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2: 1
二、非选择题(本题包括5小题)
17、有机物数量众多,分布极广,与人类关系非常密切。
(1)石油裂解得到某烃A,其球棍模型为,它是重要的化工基本原料。
①A的结构简式为_________,A的名称是____________。
②A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为_______________。
③A→C的反应类型是____,C+D→E的化学方程式为_______,鉴别C和D的方法是_______。
④A的同系物B的相对分子质量比A大14,B的结构有____种。
(2)生苹果肉遇碘酒变蓝,熟苹果汁能与银氨溶液反应,苹果由生到成熟时发生的相关反应方程式为__________。
18、H(3一溴-5-甲氧基苯甲酸甲酯)是重要的有机物中间体,可以由A(C7H8)通过下图路线 合成。
请回答下列问题:
(1)C的化学名称为________,G中所含的官能团有醚键、_______、__________(填名称)。
(2)B的结构简式为________,B生成C的反应类型为___________。
(3)由G生成H的化学方程式为_________。E→F是用“H2/Pd”将硝基转化为氨基,而C→D选用的是(NH4)2S,其可能的原因是________。
(4)化合物F的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种。
①氨基和羟基直接连在苯环上 ②苯环上有三个取代基且能发生水解反应
(5)设计用对硝基乙苯为起始原料制备化合物的合成路线(其他试剂任选)。_____
19、草酸铁铵[(NH4)3Fe(C2O4)3]是一种常用的金属着色剂,易溶于水,常温下其水溶液的pH介于4.0~5.0之间。某兴趣小组设计实验制备草酸铁铵并测其纯度。
(1)甲组设计由硝酸氧化葡萄糖制取草酸,其实验装置(夹持及加热装置略去)如图所示。
①仪器a的名称是________________。
②55~60℃下,装置A中生成H2C2O4,同时生成NO2和NO且物质的量之比为3:1,该反应的化学方程式为__________________________。
③装置B的作用是______________________;装置C中盛装的试剂是______________。
(2)乙组利用甲组提纯后的草酸溶液制备草酸铁铵。
将Fe2O3在搅拌条件下溶于热的草酸溶液;滴加氨水至__________,然后将溶液________、过滤、洗涤并干燥,制得草酸铁铵产品。
(3)丙组设计实验测定乙组产品的纯度。
准确称量5.000g产品配成100mL溶液,取10.00mL于锥形瓶中,加入足量0.1000mol·L-1稀硫酸酸化后,再用0.1000mol·L-1KMnO4标准溶液进行滴定,消耗KMnO4溶液的体积为12.00mL。
①滴定终点的现象是_______________________。
②滴定过程中发现褪色速率开始缓慢后迅速加快,其主要原因是____________________。
③产品中(NH4)3Fe(C2O4)3的质量分数为____________%。[已知:(NH4)3Fe(C2O4)3的摩尔质量为374g·mol-1]
20、甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物,某化学小组利用如图装置探究其反应产物。
查阅资料:
①CO能与银氨溶液反应:CO+2Ag(NH3)2++2OH-=2Ag↓+2NH4++CO32-+2NH3
②Cu2O为红色,不与Ag反应,发生反应:Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O
③已知Al4C3与CaC2类似易水解,CaC2的水解方程式为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
(1)装置A中反应的化学方程式为___。
(2)装置F的作用为___;装置B的名称为___。
(3)按气流方向各装置从左到右的连接顺序为A→__。(填装置名称对应字母,每个装置限用一次)
(4)实验中若将A中分液漏斗换成(恒压漏斗)更好,其原因是___。
(5)装置D中可能观察到的现象是___。
(6)当反应结束后,装置D处试管中固体全部变为红色。设计实验证明红色固体中含有Cu2O(简述操作过程及现象):__。
21、铝酸钙(mCaO·nAl2O3)是一系列由氧化钙和氧化铝在高温下烧结而成的无机化合物,被应用于水泥和灭火材料中,工业上用石灰石(主要成分为CaCO3和MgCO3)和铝土矿(主要成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2等)制备铝酸钙的流程如图:
回答下列问题:
(1)固体B的主要成分是__(填化学式);一系列操作包括过滤、洗涤、干燥,洗涤过程应如何操作?__。
(2)向滤液中通入CO2和NH3的顺序为__,其理由是__。
(3)溶液D转化为Al(OH)3;离子方程式是__。
(4)常温下,用适量的NH4Cl溶液浸取煅粉后,若要保持滤液中c(Mg2+)小于5×10-6mol·L-1,则溶液的pH应大于__[已知:Mg(OH)2的K=5×10-12]。
(5)假设上述过程每一步均完全反应,最终得到的铝酸钙(3CaO·7Al2O3)的质量刚好等于原铝土矿的质量,该铝土矿中Al的质量分数为__(计算结果保留三位有效数字)。
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.二氧化硅能够与氢氧化钠等强碱反应生成硅酸钠和水,所以高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,二氧化硅能够被碱腐蚀而造成断路,A正确;
B.碳纤维是碳的一种单质,属于非金属材料,B正确;
C.聚氯乙烯难降解,大量使用能够引起白色污染,且聚氯乙烯塑料有毒不能用于食品包装以及生产快餐盒等,C错误;
D.碳纳米管表面积大,据有较大的吸附能力,所以可以用作新型储氢材料,D正确;
答案选C。
2、C
【解析】
因分子存在三种不同的碳碳双键,如图所示;1分子该物质与2分子Br2加成时,可以在①②的位置上发生加成,也可以在①③位置上发生加成或在②③位置上发生加成,还可以1分子Br2在①②发生1,4加成反应,另1分子Br2在③上加成,故所得产物共有四种,故选C项。
3、C
【解析】
A.若该钾盐是,可以得到完全一样的现象,A项错误;
B.溴可以将氧化成,证明氧化性,则还原性有,B项错误;
C.红棕色变深说明浓度增大,即平衡逆向移动,根据勒夏特列原理可知正反应放热,C项正确;
D.碳酸氢铵受热分解得到和,通入后浑浊不会消失,D项错误;
答案选C。
【点睛】
注意A项中注明了“无味”气体,如果没有注明无味气体,亚硫酸盐和亚硫酸氢盐与盐酸反应产生的也可以使澄清石灰水产生白色沉淀。
4、C
【解析】
A. 钢中的含碳量低于生铁,含碳量越大,硬度越高,但是生铁的韧性较钢要差,钢材的抗震性更好,故A正确;
B. 该钢材改变了金属的组成和结构,比生铁的抗耐蚀性要好,故B正确;
C. 根据生铁的含碳量为:2%--4.3%,钢的含碳量为:0.03%--2%,可知含碳量:生铁>钢,故C错误;
D. 钢材和生铁都是合金都有金属,都导电导热,故D正确;
题目要求选错的,故选C。
5、C
【解析】
短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最外层电子数为内层电子数的3倍,则W为氧元素,X在短周期主族元素中金属性最强,则X为钠元素,W与Y属于同一主族,则Y为硫元素,Z为短周期元素中原子序数比Y大,则Z为氯元素,据此分析。
【详解】
短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最外层电子数为内层电子数的3倍,则W为氧元素,X在短周期主族元素中金属性最强,则X为钠元素,W与Y属于同一主族,则Y为硫元素,Z为短周期元素中原子序数比Y大,则Z为氯元素。
A.同主族从上而下原子半径依次增大,同周期从左而右原子半径依次减小,故原子半径:r(X)>r(Z)> r(W),选项A错误;
B. 非金属性越强简单气态氢化物的稳定性越强,则W的简单气态氢化物H2O的热稳定性比Y的简单气态氢化物H2S强,选项B错误;
C. 由W与X形成的一种化合物Na2O2可作供氧剂,选项C正确;
D. 非金属性越强最高价氧化物的水化物的酸性越强,则H2SO4的酸性比HClO4的弱,选项D错误;
答案选C。
6、B
【解析】
A、在原电池中,电解质里的阳离子移向正极,所以M是正极,发生还原反应,N是负极,发生氧化反应,电池充电时X为电源正极,A错误;B、根据装置图可知正极反应式可以为2Li++Li2S4+2e-=2Li2S2,B正确;C、根据总反应式可知充电时每生成xmolS8转移16mol电子,C错误;D、电子一定不会通过交换膜,D错误,答案选B。
7、B
【解析】
A. Fe(NO3)2是强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性,在配制Fe(NO3)2溶液时,为了防止Fe2+水解不可向溶液中加入硝酸,因为硝酸能将亚铁离子氧化为铁离子,选项A错误;
B.滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内壁,使溶液进入到锥形瓶中,慢慢加标准溶液,以减小实验误差,选项B正确;
C.中和热的测定实验中,测酸后的温度计若未用水清洗便立即去测碱的温度,在温度计上残留的酸液就会与溶液中的碱发生中和反应,放出热量,使所测碱的起始温度偏高,导致中和热的数值偏小,选项C错误;
D.NH4NO3溶于水吸热,使溶液温度降低,配制 1mol/L 的NH4NO3溶液时,溶解后,就立即转移至容量瓶,会导致配制溶液的体积偏大,使所配溶液浓度偏低,选项D错误;
故合理选项是B。
8、A
【解析】
A.MgO属高熔点化合物,工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁,故A错误;
B.侯氏制碱法就是向饱和氯化钠溶液中先通氨气再通二氧化碳来制备纯碱,所以NaCl用于制纯碱,故B正确;
C.检验糖尿病是通过检验尿液中葡萄糖的含量即用新制的氢氧化铜与尿液在加热条件下反应看是否有砖红色沉淀产生,故C正确;
D.FeCl3水解生成Fe(OH)3胶体,水解方程式为FeCl3+3H2O⇌Fe(OH)3(胶体)+3HCl,胶体能吸附水中的悬浮物而净水,故D正确;
故选:A。
9、B
【解析】
A. 时,开始10min内甲醇的平均速率-1·min-1,依据速率与方程式的计量数的关系可得,H2的平均速率v(H2)=0.08mol·L-1·min-1,故A错误;
B. 两温度下,起始时CO和H2的物质的量之比是方程式的系数比,反应时也是按照方程式的系数比转化的,所以反应达到平衡时,CO和H2的转化率之比为1:1,故B正确;
C. 反应达到平衡时,放出的热量为kJ,故C错误;
D. 时,若容器的容积压缩到原来的,依据压强与反应速率的关系,则v增大,v增大,故D错误。
故选B。
10、B
【解析】
A. 氯气的氧化性强,所以Cu与Cl2反应生成高价态的CuCl2,S的氧化性较弱,则Cu与S反应生成较低价态的Cu2S,故A错误;
B. 铝热反应是指活泼金属铝与不活泼金属氧化物在高温条件下发生的置换反应,所以Al与Fe2O3能发生铝热反应,Al与MnO2也能发生铝热反应,故B正确;
C. 过氧化钠具有氧化性,能将+4价S氧化为+6价,所以Na2O2与SO2反应生成Na2SO4,故C错误;
D. CO2通入Ba(NO3)2溶液中不反应,没有现象;NO3-在酸性条件下具有强氧化性,可将+4价S氧化为+6价,所以SO2通入Ba(NO3)2溶液反应生成硫酸钡沉淀,故D错误。
故选B。
【点睛】
解决此题的关键是分析选项中前后两个反应是否可以类比,每个反应体现的反应物性质有可能不能,不能通过反应物的类别进行简单类比。
11、C
【解析】
A. Na2S2O4溶于水,会与溶解在水中的氧气反应产生SO2,SO2能使品红溶液褪色,所以Na2S2O4的水溶液具有漂白性,A正确;
B. Na2S2O4溶液与少量氧气反应产生亚硫酸氢钠和硫酸氢钠两种盐,反应方程式为:Na2S2O4+O2+H2O=NaHSO3+NaHSO4,所以Na2S2O4溶液可用作分析化学中的吸氧剂,B正确;
C. Na2S2O4中S元素平均化合价为+3价,具有还原性,Cl2具有氧化性,AgNO3具有酸性和氧化性,所以Na2S2O4与Cl2和AgNO3溶液都可以发生反应,C错误;
D. 隔绝空气加热Na2S2O4分解可生成SO2和两种盐Na2S2O3、Na2SO3,D正确;
故合理选项是C。
12、C
【解析】
A. 醋酸为弱酸,不能杀死新冠肺炎病毒,而且会刺激呼吸道粘膜,不宜长期熏醋,故A错误;
B. 胶体粒子的直径范围为1—100nm,PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,若粒子直径大于100nm,则不形成胶体,故B错误;
C. 次氯酸钠具有强氧化性,能杀死新冠肺炎病毒,故C正确;
D. 含氯消毒剂,如84消毒液(有效成分为次氯酸钠)、漂白粉(有效成分为次氯酸钙),属于无机物,过氧乙酸、乙醚和氯仿等都属于有机物,故D错误;
故选C。
13、D
【解析】
A.增大压强,平衡不移动,说明左右两边气体的体积相等,若B为气体,则m+n=p,故A错误;
B.升高温度,A 的转化率减小,则平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则正反应方向为放热反应,故B错误;
C.移走 C,生成物的浓度减小,平衡向右移动,逆反应速率减小,正反应速率瞬间不变,故C错误;
D.加入 B,容器中D 的质量增加,说明平衡正向移动,说明B为气体;若B为固体,增加固体的量,浓度不改变,不影响速率,故不影响平衡,故D正确。
答案选D。
14、A
【解析】
A. 硼原子核外有5个电子,1mol硼原子核外电子数为5NA,故A错误;
B. BF3的结构为,1molBF3分子中共价键的数目为3NA,故B正确;
C. NaBH4与水生成氢气,氢元素化合价由-1升高为0,1molNaBH4反应转移的电子数为4NA,故C正确;
D. 硼烯具有导电性,有望代替石墨烯作“硼烯一钠基“电池的负极材料,故D正确;
选A。
15、D
【解析】
A. 刚玉为三氧化二铝,故A错误;
B. 碳铵为NH4HCO3,故C错误;
C. 氯仿为CHCl3,故C错误;
D. 的主链为7个碳:3,3,5 -三甲基庚烷,故D正确;
故选D。
16、C
【解析】
A.Na2O2中的O为-1价,既具有氧化性又具有还原性,发生反应时,若只作为氧化剂,如与SO2反应,则1molNa2O2反应后得2mol电子;若只作为还原剂,则1molNa2O2反应后失去2mol电子;若既做氧化剂又做还原剂,如与CO2或水反应,则1molNa2O2反应后转移1mol电子,综上所述,1molNa2O2参与氧化还原反应,转移电子数不一定是1NA,A项错误;
B.浓HCl与MnO2制氯气时,MnO2表现氧化性,HCl一部分表现酸性,一部分表现还原性;此外,随着反应进行,盐酸浓度下降到一定程度时,就无法再反应生成氯气,B项错误;
C.维生素C具有较强的还原性,因此可以防止亚铁离子被氧化,C项正确;
D.NO2与水反应的方程式:,NO2中一部分作为氧化剂被还原价态降低生成NO,一部分作为还原剂被氧化价态升高生成HNO3,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2,D项错误;
答案选C。
【点睛】
处于中间价态的元素,参与氧化还原反应时既可作为氧化剂表现氧化性,又可作为还原剂表现还原性;氧化还原反应的有关计算,以三个守恒即电子得失守恒,电荷守恒和原子守恒为基础进行计算。
二、非选择题(本题包括5小题)
17、CH3CH=CH2 丙烯 CH3CH=CH2+Br2 →CH3CHBrCH2Br 加成反应 CH3CH2CHOH+CH3CH2COOHCH3CH2COOCH2CH2CH3+H2O 将C和D分别滴入NaHCO3溶液中,有气泡产生的是D,无明显现象的是C 3 (C6H10O5)n (淀粉)+ nH2On C6H12O6(葡萄糖)
【解析】
(1)根据球棍模型为,A的结构简式为CH3CH=CH2,A(CH3CH=CH2)与水发生加成反应生成C,C为醇,C被酸性高锰酸钾溶液氧化生成D,D为酸,则C为CH3CH2CH2OH,D为CH3CH2COOH,C和D发生酯化反应生成E,E为CH3CH2COOCH2CH2CH3,加成分析解答;
(2)生苹果肉遇碘酒变蓝,熟苹果汁能与银氨溶液反应,说明生苹果肉中含有淀粉,熟苹果汁中含有葡萄糖,加成分析解答。
【详解】
(1)①根据球棍模型为,A的结构简式为CH3CH=CH2,名称为丙烯,故答案为CH3CH=CH2;丙烯;
②A(CH3CH=CH2)与溴的四氯化碳溶液中的溴发生加成反应,反应的化学方程式为CH3CH=CH2+Br2 →CH3CHBrCH2Br,故答案为CH3CH=CH2+Br2 →CH3CHBrCH2Br;
③根据流程图,A(CH3CH=CH2)与水发生加成反应生成C,C为醇,C被酸性高锰酸钾溶液氧化生成D,D为酸,则C为CH3CH2CH2OH,D为CH3CH2COOH,C和D发生酯化反应生成E,E为CH3CH2COOCH2CH2CH3,因此A→C为加成反应,C+D→E的化学方程式为CH3CH2CH2OH+CH3CH2COOHCH3CH2COOCH2CH2CH3+H2O,醇不能电离出氢离子,酸具有酸性,鉴别C和D,可以将C和D分别滴入NaHCO3溶液中,有气泡产生的是D,无明显现象的是C,故答案为加成反应;CH3CH2CH2OH+CH3CH2COOHCH3CH2COOCH2CH2CH3+H2O;将C和D分别滴入NaHCO3溶液中,有气泡产生的是D,无明显现象的是C;
④A(CH3CH=CH2)的同系物B的相对分子质量比A大14,说明B的分子式为C4H8,B的结构有CH3CH2CH=CH2、CH3CH=CH CH3、(CH3)2C=CH2,共3种,故答案为3;
(2)生苹果肉遇碘酒变蓝,熟苹果汁能与银氨溶液反应,说明生苹果肉中含有淀粉,熟苹果汁中含有葡萄糖,苹果由生到成熟时发生的相关反应方程式为(C6H10O5)n (淀粉)+ nH2On C6H12O6(葡萄糖),故答案为(C6H10O5)n (淀粉)+ nH2On C6H12O6(葡萄糖)。
18、3,5-二硝基苯甲酸 羧基 溴原子 取代反应 防止两个硝基都转化为氨基 30
【解析】
由C的结构简式和A到B,A到C的反应条件逆推可知B为;A为;在以工业合成3-溴-5-甲氧基苯甲酸甲酯的流程和各部反应条件对物质进行推断、命名、官能团、反应类型判定、反应方程式、同分异构体的书写、有机合成路线的设计。
【详解】
(1)由于羧基定位能力比硝基强,故C名称为3,5-二硝基苯甲酸,由结构式可知G中含官能团名称有醚键、羧基、溴原子。答案:3,5-二硝基甲酸;羧基;溴原子。
(2)根据框图C结构逆向推理,B为苯甲酸,结构简式为;A为甲苯,B生成C是在浓硫酸作用下硝酸中硝基取代苯环上的氢,所以B生成C反应类型为硝化反应,是取代反应中一种。答案:;取代反应。
(3)由G生成H反应为G与CH3OH在浓硫酸、加热的作用下发生的酯化反应,化学方程式为;C→D、E→F都是将硝基还原为氨基,但选用了不同条件,E的结构尚保留一个硝基,可以推知D的结构中也有一个硝基,故C→D反应中,(NH4)2S只将其中一个硝基还原,避免用H2/Pd将C中所有的硝基都转化为氨基。答案:;防止两个硝基都转化为氨基。
(4)化合物F苯环上有3个不同取代基,其中有氨基和羟基直接连在苯环上,先将2个取代基分别定于邻、对、间三种位置,第三个取代基共有4+4+2=10种连接方式,故有10种同分异构体,环上有3个不同取代基,其中两个取代基是氨基和羟基,另一种取代基有三种情况,-OOCCH3、-CH2OOCH、-COOCH3,化合物F的同分异构体中能同时满足条件的共有10×3=30种。答案:30。
(5)根据缩聚反应规律,可以推出聚合物单体的结构,而由原料合成该单体,需要将苯环上的乙基氧化为羧基和硝基还原为氨基,由于氨基可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,故而合成中需要先氧化,再还原,合成路线流程图示如下,依试题框图信息,还原硝基的条件也可以选择(NH4)2S。答案:。
【点睛】
本题是有机物的综合考查。本题以工业合成3-溴-5-甲氧基苯甲酸甲酯为载体,考查物质推断、有机物命名、官能团、反应类型、反应方程式、同分异构体的判断、有机合成路线的设计等。突破口由C逆推B、A的结构简式,再根据各物质之间的反应条件和官能图的性质进行判定。
19、球形冷凝管 12HNO3+C6H12O63H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O 安全瓶,防倒吸 NaOH溶液 溶液pH介于4.0~5.0之间 加热浓缩、冷却结晶 溶液变为粉红色,且半分钟内不褪色 反应生成的Mn2+是该反应的催化剂 74.8
【解析】
(1)①根据图示分析判断仪器a的名称;
②55~60℃下,装置A中硝酸与葡萄糖发生氧化还原反应生成H2C2O4,同时生成NO2和NO且物质的量之比为3:1,根据电子得失守恒、原子守恒分析书写方程式;
③反应中生成的NO2和NO,均为大气污染气体,需要尾气吸收,NO2和NO被吸收时会导致倒吸;
(2)草酸铁铵[(NH4)3Fe(C2O4)3]易溶于水,常温下其水溶液的pH介于4.0~5.0之间;草酸铁铵是铵盐,温度过高易分解,且温度过高促进铵根离子和铁离子水解,不能直接加热蒸干;
(3)①滴定操作是高锰酸钾溶液参与的氧化还原反应,高锰酸钾发生氧化还原反应过程中颜色褪去,自身可做指示剂;
②滴定过程中高锰酸钾溶液被还原为Mn2+,且随着反应进行,Mn2+的浓度增大,反应速率加快,据此分析;
③根据题给数据,结合反应,计算(NH4)3Fe(C2O4)3的物质的量,进而计算产品中(NH4)3Fe(C2O4)3的质量分数=×100%。
【详解】
(1)①根据图示仪器a的名称为球形冷凝管;
②55~60℃下,装置A中硝酸与葡萄糖发生氧化还原反应生成H2C2O4,同时生成NO2和NO且物质的量之比为3:1,根据电子得失守恒、原子守恒,该反应的化学方程式为12HNO3+C6H12O63H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O;
③反应中生成的NO2和NO,均为大气污染气体,需要尾气吸收,NO2和NO被吸收时会导致倒吸,装置B的作用是做安全瓶防止倒吸,装置C中盛装的试剂是NaOH溶液,用于吸收NO2和NO,发生反应为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O;
(2)草酸铁铵[(NH4)3Fe(C2O4)3]易溶于水,常温下其水溶液的pH介于4.0~5.0之间,则将Fe2O3在搅拌条件下溶于热的草酸溶液,滴加氨水至pH介于4.0~5.0之间;草酸铁铵是铵盐,温度过高易分解,且温度过高促进铵根离子和铁离子水解,不能直接加热蒸干;
提纯后的草酸溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤并干燥,制得草酸铁铵产品;
(3)①滴定操作是高锰酸钾溶液参与的氧化还原反应,高锰酸钾发生氧化还原反应过程中颜色褪去,自身可做指示剂,滴定终点的现象是加入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液变为粉红色,且半分钟内不褪色,即为达到终点;
②滴定过程中高锰酸钾溶液被还原为Mn2+,且随着反应进行,Mn2+的浓度增大,反应速率加快,说明反应生成的Mn2+可以加快反应速率,即Mn2+起催化剂的作用;
③滴定过程中,产品溶液加稀硫酸酸化后形成草酸,草酸与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,离子反应为5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,10.00mL 产品溶液消耗n(MnO4-)=0.1000mol·L-1×0.012L=0.0012mol,则10.00mL产品溶液中n(H2C2O4)=n(MnO4-)=×0.0012mol=0.003mol,根据物料守恒,100mL产品溶液中(NH4)3Fe(C2O4)3的质量=×0.003mol××374g·mol-1=3.74g,故产品中(NH4)3Fe(C2O4)3的质量分数为×100%=74.8%。
20、Al4C3+12HCl=3CH4↑+4AlCl3除去甲烷中的HCl和H2O(球形)干燥管FDBECG平衡气压使盐酸顺利流下,减少盐酸的挥发D中黑色氧化铜变红,硬质玻璃管内壁有水珠附着取少量红色固体,加入适量稀硫酸,若溶液变蓝色,则证明含Cu2O
【解析】
装置A中反应是稀盐酸和Al4C3反应生成氯化铝和甲烷,甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物,,生成的甲烷气体通过装置F吸收混有的氯化氢,干燥气体,通过装置D加热还原氧化铜,通过装置B检验生成的水蒸气,通过裝置E检验吸收生成产物二氧化碳,通过装置C中银氨溶液验证一氧化碳,CO能与银氨溶液反应: CO+2Ag(NH3)2++2OH-=2Ag↓+2NH4++CO32-+2NH3,最后用排水法吸收和收集尾气。
【详解】
(1).装置A是用于制取甲烷,可判断 A中反应是稀盐酸和Al4C3反应生成氯化铝和甲烷,反应的化学方程式为Al4C3+12HCl=3CH4↑+4AlCl3,故答案为: Al4C3+12HCl=3CH4↑+4AlCl3;
(2). A中稀盐酸和Al4C3反应生成的甲烷中混有杂质HCl和H2O,碱石灰的作用就是除去甲烷中的HCl和H2O,故答案为:除去甲烷中的HCl和H2O ;装置B为球形干燥管;
(3).装置A中反应是稀盐酸和Al4C3反应生成氯化铝和甲烷,生成的甲烷气体通过装置F除杂并干燥,甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物,通过装置D加热还原氧化铜,通过装置B检验生成的水蒸气。通过装置E检验吸收生成产物二氧化碳,通过装置C中银氨溶液验证一氧化碳,最后用排水法吸收和收集气体,按气流方向各装置从左到右的连接顺序为A→F→D→B→E→C→G,故答案为:FDBECG ;
(4). 如果是普通分液漏斗,需先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再将分液漏斗下面的旋塞打开,使稀盐酸缓慢滴下,对比起来,恒压分液漏斗的好处是平衡气压使盐酸顺利流下,减少盐酸的挥发,故答案为:平衡气压使盐酸顺利流下,减少盐酸的挥发;
(5). D中是甲烷在加热条件下还原氧化铜,产物为铜或Cu2O、水蒸气、碳的氧化物,故答案为:D中黑色氧化铜变红,硬质玻璃管内壁有水珠附着;
(6). 当反应结束后,装置D处试管中固体全部变为红色,根据信息Cu2O为红色,不与Ag反应,与稀硫酸发生反应Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O,故可加稀硫酸观察溶液是否变蓝来判断,答案为:取少量红色固体,加入适量稀硫酸,若溶液变蓝色,则证明含Cu2O。
【点睛】
实验题的重中之重是实验目的,如本题目的是探究甲烷在加热条件下可还原氧化铜的产物。同时要注意实验方案设计的基本要求,如科学性、安全性、可行性、简约性。设计的实验方案要严谨,具有可持续发展意识和绿色化学理念。
21、Fe2O3 向漏斗中加水至浸没固体,待水自然流尽后,重复此操作2~3次 先通NH3,后通CO2 NH3易溶于水且可提供碱性环境,更有利于吸收CO2参加反应(合理即可) Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+ 11 42.9%
【解析】
工业上用石灰石(主要成分为CaCO3和MgCO3)高温煅烧,生成煅粉的主要成分为CaO和MgO,加入NH4Cl溶液,MgO最后转化为Mg(OH)2沉淀,CaO转化为CaCl2,通入NH3、CO2后,生成CaCO3沉淀。铝土矿(主要成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2等)中加入足量NaOH溶液,Al2O3、SiO2都发生反应,生成NaAlO2、Na2SiO3进入溶液A,Fe2O3不溶而成固体B;溶液A中加入盐酸,Na2SiO3转化为H2SiO3沉淀(固体C),NaAlO2转化为AlCl3(溶液D);溶液D中通入NH3或加入氨水,生成Al(OH)3沉淀和溶液E(NH4Cl);Al(OH)3沉淀受热分解生成Al2O3,Al2O3与CaCO3高温反应生成铝酸钙。
【详解】
(1)由以上分析可知,固体B的主要成分是Fe2O3;一系列操作包括过滤、洗涤、干燥,洗涤过程中,注意选择洗涤剂(难溶于水,用水洗)、加入量及操作方法,具体操作为:向漏斗中加水至浸没固体,待水自然流尽后,重复此操作2~3次。答案为:Fe2O3;向漏斗中加水至浸没固体,待水自然流尽后,重复此操作2~3次;
(2)
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