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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
绝密·启用前
2022年新高考山东化学高考真题
题号 |
一 |
二 |
三 |
四 |
五 |
总分 |
得分 |
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注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
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一、单选题 |
1.古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为
A.金(Au):“虽被火亦未熟"
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.石硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳(
):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
2.下列试剂实验室保存方法错误的是
A.浓硝酸保存在棕色细口瓶中
B.氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中
C.四氯化碳保存在广口塑料瓶中
D.高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
3.
、
的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下:
;
。下列说法正确的是
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
C.
、
可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在
、
分子是因其化学键不稳定
4.下列高分子材料制备方法正确的是
A.聚乳酸(
)由乳酸经加聚反应制备
B.聚四氟乙烯(
)由四氟乙烯经加聚反应制备
C.尼龙
(
)由己胺和己酸经缩聚反应制备
D.聚乙烯醇(
)由聚乙酸乙烯酯(
)经消去反应制备
5.
、
属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在
键、
键。下列说法错误的是
A.
的熔点高于
B.晶体中所有化学键均为极性键
C.晶体中所有原子均采取
杂化
D.晶体中所有原子的配位数均相同
6.实验室用基准
配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定
标准溶液。下列说法错误的是
A.可用量筒量取
标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制
标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量
固体
D.达到滴定终点时溶液显橙色
7.
崖柏素具天然活性,有酚的通性,结构如图。关于
崖柏素的说法错误的是
A.可与溴水发生取代反应
B.可与
溶液反应
C.分子中的碳原子不可能全部共平面
D.与足量
加成后,产物分子中含手性碳原子
8.实验室制备
过程为:①高温下在熔融强碱性介质中用
氧化
制备
;②水溶后冷却,调溶液
至弱碱性,
歧化生成
和
;③减压过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤得
。下列说法正确的是
A.①中用瓷坩埚作反应器
B.①中用
作强碱性介质
C.②中
只体现氧化性
D.
转化为
的理论转化率约为66.7%
9.已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正确的是
A.苯胺既可与盐酸也可与
溶液反应
B.由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C.苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得
D.①、②、③均为两相混合体系
10.在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.含N分子参与的反应一定有电子转移
B.由NO生成
的反应历程有2种
C.增大NO的量,
的平衡转化率不变
D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
11.某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是
|
气体 |
液体 |
固体粉末 |
A |
|
饱和 溶液 |
|
B |
|
溶液 |
|
C |
|
溶液 |
|
D |
|
|
|
A.A
B.B
C.C
D.D
12.高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。
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|
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|
开始沉淀pH |
1.9 |
4.2 |
6.2 |
沉淀完全pH |
3.2 |
6.7 |
8.2 |
下列说法错误的是
A.固体X主要成分是
和S;金属M为Zn
B.浸取时,增大
压强可促进金属离子浸出
C.中和调pH的范围为3.2~4.2
D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
13.工业上以
为原料生产
,对其工艺条件进行研究。现有含
的
、
溶液,含
的
、
溶液。在一定pH范围内,四种溶液中
随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.反应
的平衡常数
B.
C.曲线④代表含
的
溶液的变化曲线
D.对含
且
和
初始浓度均为
的混合溶液,
时才发生沉淀转化
|
二、多选题 |
14.设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定,借助其降解乙酸盐生成
,将废旧锂离子电池的正极材料
转化为
,工作时保持厌氧环境,并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质,右侧装置为原电池。下列说法正确的是
A.装置工作时,甲室溶液pH逐渐增大
B.装置工作一段时间后,乙室应补充盐酸
C.乙室电极反应式为
D.若甲室
减少
,乙室
增加
,则此时已进行过溶液转移
15.
是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是
A.每个
晶胞中
个数为x
B.每个
晶胞完全转化为
晶胞,转移电子数为8
C.每个
晶胞中0价Cu原子个数为
D.当
转化为
时,每转移
电子,产生
原子
|
三、解答题 |
16.研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为
的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出),每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数为
。回答下列问题:
(1)基态
原子的价电子排布式为_______,在元素周期表中位置为_______。
(2)晶胞中N原子均参与形成配位键,
与
的配位数之比为_______;
_______;晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是_______。
(3)吡啶(
)替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的
大
键、则吡啶中N原子的价层孤电子对占据_______(填标号)。
A.2s轨道
B.2p轨道
C.sp杂化轨道
D.sp2杂化轨道
(4)在水中的溶解度,吡啶远大于苯,主要原因是①_______,②_______。
(5)
、
、
的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是_______。
17.工业上以氟磷灰石[
,含
等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸解时有
产生。氢氟酸与
反应生成二元强酸
,离子方程式为_______。
(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中,按物质的量之比
加入
脱氟,充分反应后,
_______
;再分批加入一定量的
,首先转化为沉淀的离子是_______。
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(3)
浓度(以
计)在一定范围时,石膏存在形式与温度、
浓度(以
计)的关系如图甲所示。酸解后,在所得
、
为45的混合体系中,石膏存在形式为_______(填化学式);洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水,原因是_______,回收利用洗涤液X的操作单元是_______;一定温度下,石膏存在形式与溶液中
和
的关系如图乙所示,下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是_______(填标号)。
A.
、
、
B.
、
、
C.
、
、
D.
、
、
18.利用
丁内酯(BL)制备1,
丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和
丁醇(BuOH)的副反应,涉及反应如下:
已知:①反应Ⅰ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响;②因反应Ⅰ在高压
氛围下进行,故
压强近似等于总压。回答下列问题:
(1)以
或BD为初始原料,在
、
的高压
氛围下,分别在恒压容器中进行反应。达平衡时,以BL为原料,体系向环境放热
;以BD为原料,体系从环境吸热
。忽略副反应热效应,反应Ⅰ焓变
_______
。
(2)初始条件同上。
表示某物种i的物质的量与除
外其它各物种总物质的量之比,
和
随时间t变化关系如图甲所示。实验测得
,则图中表示
变化的曲线是_______;反应Ⅰ平衡常数
_______
(保留两位有效数字)。以BL为原料时,
时刻
_______,BD产率=_______(保留两位有效数字)。
(3)
为达平衡时
与
的比值。
、
、
三种条件下,以
为初始原料,在相同体积的刚性容器中发生反应,
随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压
氛围下进行,可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中,
最大的是_______(填代号);与曲线b相比,曲线c达到
所需时间更长,原因是_______。
|
四、实验题 |
19.实验室利用
和亚硫酰氯(
)制备无水
的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知
沸点为
,遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题:
(1)实验开始先通
。一段时间后,先加热装置_______(填“a”或“b”)。装置b内发生反应的化学方程式为_______。装置c、d共同起到的作用是_______。
(2)现有含少量杂质的
,为测定n值进行如下实验:
实验Ⅰ:称取
样品,用足量稀硫酸溶解后,用
标准溶液滴定
达终点时消耗
(滴定过程中
转化为
,
不反应)。
实验Ⅱ:另取
样品,利用上述装置与足量
反应后,固体质量为
。
则
_______;下列情况会导致n测量值偏小的是_______(填标号)。
A.样品中含少量
杂质
B.样品与
反应时失水不充分
C.实验Ⅰ中,称重后样品发生了潮解
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
(3)用上述装置、根据反应
制备
。已知
与
分子结构相似,与
互溶,但极易水解。选择合适仪器并组装蒸馏装置对
、
混合物进行蒸榴提纯(加热及夹持装置略),安装顺序为①⑨⑧_______(填序号),先馏出的物质为_______。
|
五、推断题 |
20.支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如下:
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.、
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)A→B反应条件为_______;B中含氧官能团有_______种。
(2)B→C反应类型为_______,该反应的目的是_______。
(3)D结构简式为_______;E→F的化学方程式为_______。
(4)H的同分异构体中,仅含有
、
和苯环结构的有_______种。
(5)根据上述信息,写出以
羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备合成
的路线_______。
参考答案
1.C
【解析】
A.金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,反应金的化学性质很稳定,与其氧化性无关,A不合题意;
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”是指CaO+H2O=Ca(OH)2,反应放热,产生大量的水汽,而CaO由块状变为粉末状,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,B不合题意;
C.石硫黄即S:“能化……银、铜、铁,奇物”是指2Ag+S
Ag2S、Fe+S
FeS、2Cu+S
Cu2S,反应中S作氧化剂,与其氧化性有关,C符合题意;
D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”是指CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,D不合题意;
故答案为:C。
2.C
【解析】
A.由于浓硝酸见光易分解,故浓硝酸需保存在棕色细口瓶中避光保存,A正确;
B.氢氧化钠固体能与玻璃中的SiO2反应,故氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中,B正确;
C.四氯化碳是一种有机溶剂,易挥发,且能够溶解塑料,故其不能保存在广口塑料瓶中,应该保存在细口玻璃瓶中,C错误;
D.高锰酸钾固体受热后易分解,故需在棕色广口瓶中、阴冷处密封保存,D正确;
故答案为:C。
3.B
【解析】
根据质量守恒可知,X微粒为
,Y微粒为
,据此分析解题。
A.
由分析可知,X微粒为
,根据质量数等于质子数加中子数可知,该微粒的中子数为4,A错误;
B.
由分析可知,X微粒为
,Y微粒为
,二者具有相同的质子数而不同的中子数的原子,故互为同位素,B正确;
C.由题干信息可知,
与
的半衰期很短,故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程,C错误;
D.自然界中不存在
与
并不是其化学键不稳定,而是由于
与
的半衰期很短,很容易发生核变化,转化为气体其他原子,O=O的键能与形成该键的核素无关,D错误;
故答案为:B。
4.B
【解析】
A.聚乳酸(
)是由乳酸[HOCH(CH3)COOH]分子间脱水缩聚而得,即发生缩聚反应,A错误;
B.聚四氟乙烯(
)是由四氟乙烯(CF2=CF2)经加聚反应制备,B正确;
C.尼龙-66(
)是由己二胺和己二酸经过缩聚反应制得,C错误;
D.聚乙烯醇(
)由聚乙酸乙烯醇酯(
)发生水解反应制得,D错误;
故答案为:B。
5.A
【解析】
Al和Ga均为第ⅢA元素,N属于第ⅤA元素,AlN、GaN的成键结构与金刚石相似,则其为共价晶体,且其与金刚石互为等电子体,等电子体之间的结构和性质相似。AlN、GaN晶体中,N原子与其相邻的原子形成3个普通共价键和1个配位键。
A.因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体,由于Al原子的半径小于Ga,N—Al的键长小于N—Ga的,则N—Al的键能较大,键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高,故GaN的熔点低于AlN,A说错误;
B.不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键,故两种晶体中所有化学键均为极性键,B说法正确;
C.金刚石中每个C原子形成4个共价键(即C原子的价层电子对数为4),C原子无孤电子对,故C原子均采取sp3杂化;由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体,则其晶体中所有原子均采取sp3杂化,C说法正确;
D.金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键,即C原子的配位数是4,由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体,则其晶体中所有原子的配位数也均为4,D说法正确。
综上所述,本题选A。
6.A
【解析】
选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液,则应将Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,将待测盐酸置于酸式滴定管中,滴定终点时溶液由黄色变为橙色。
A.量筒的精确度不高,不可用量简量取Na2CO3标准溶液,应该用碱式滴定管或移液管量取25.00
mL
Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,A说法错误;
B.Na2CO3溶液显碱性,盛放Na2CO3溶液的容器不能用玻璃塞,以防碱性溶液腐蚀玻璃产生有粘性的硅酸钠溶液而将瓶塞粘住,故应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液,B说法正确;
C.Na2CO3有吸水性且有一定的腐蚀性,故应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体,C说法正确;
D.Na2CO3溶液显碱性,甲基橙滴入Na2CO3溶液中显黄色,当滴入最后一滴盐酸时,溶液由黄色突变为橙色且半分钟之内不变色即为滴定终点,故达到滴定终点时溶液显橙色,D说法正确;
综上所述,本题选A。
7.B
【解析】
由题中信息可知,γ-崖柏素中碳环具有类苯环的共轭体系,其分子中羟基具有类似的酚羟基的性质。此外,该分子中还有羰基可与氢气发生加成反应转化为脂环醇。
A.酚可与溴水发生取代反应,γ-崖柏素有酚的通性,且γ-崖柏素的环上有可以被取代的H,故γ-崖柏素可与溴水发生取代反应,A说法正确;
B.酚类物质不与NaHCO3溶液反应,γ-崖柏素分子中没有可与NaHCO3溶液反应的官能团,故其不可与NaHCO3溶液反应,B说法错误;
C.γ-崖柏素分子中有一个异丙基,异丙基中间的碳原子与其相连的3个碳原子不共面,故其分子中的碳原子不可能全部共平面,C说法正确;
D.γ-崖柏素与足量H2加成后转化为
,产物分子中含手性碳原子(与羟基相连的C原子是手性碳原子),D说法正确;
综上所述,本题选B。
8.D
【解析】
由题中信息可知,高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化
MnO2制备K2MnO4,然后水溶后冷却调溶液pH至弱碱性使K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2,Mn元素的化合价由+6变为+7和+4。
A.①中高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化
MnO2制备K2MnO4,由于瓷坩埚易被强碱腐蚀,故不能用瓷坩埚作反应器,A说法不正确;
B.制备KMnO4时为为防止引入杂质离子,①中用KOH作强碱性介质,不能用
,B说法不正确;
C.②中K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2,故其既体现氧化性又体现还原性,C说法不正确;
D.根据化合价的变化分析,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1,根据Mn元素守恒可知,MnO2中的Mn元素只有
转化为KMnO4,因此,MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%,D说法正确;
综上所述,本题选D。
9.C
【解析】
由题给流程可知,向甲苯、苯胺、苯甲酸的混合溶液中加入盐酸,盐酸将微溶于水的苯胺转化为易溶于水的苯胺盐酸盐,分液得到水相Ⅰ和有机相Ⅰ;向水相中加入氢氧化钠溶液将苯胺盐酸盐转化为苯胺,分液得到苯胺粗品①;向有机相中加入水洗涤除去混有的盐酸,分液得到废液和有机相Ⅱ,向有机相Ⅱ中加入碳酸钠溶液将微溶于水的苯甲酸转化为易溶于水的苯甲酸钠,分液得到甲苯粗品②和水相Ⅱ;向水相Ⅱ中加入盐酸,将苯甲酸钠转化为苯甲酸,经结晶或重结晶、过滤、洗涤得到苯甲酸粗品③。
A.苯胺分子中含有的氨基能与盐酸反应,但不能与氢氧化钠溶液反应,故A错误;
B.由分析可知,得到苯胺粗品①的分离方法为分液,得到苯甲酸粗品③的分离方法为结晶或重结晶、过滤、洗涤,获取两者的操作方法不同,故B错误;
C.由分析可知,苯胺粗品、甲苯粗品、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得,故C正确;
D.由分析可知,①、②为液相,③为固相,都不是两相混合体系,故D错误;
故选C。
10.D
【解析】
A.根据反应机理的图示知,含N分子发生的反应有NO+∙OOH=NO2+∙OH、NO+NO2+H2O=2HONO、NO2+∙C3H7=C3H6+HONO、HONO=NO+∙OH,含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价,上述反应中均有元素化合价的升降,都为氧化还原反应,一定有电子转移,A项正确;
B.根据图示,由NO生成HONO的反应历程有2种,B项正确;
C.NO是催化剂,增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变,C项正确;
D.无论反应历程如何,在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8+O2
2C3H6+2H2O,当主要发生包含②的历程时,最终生成的水不变,D项错误;
答案选D。
11.A
【解析】
A.通入CO2气体依次发生反应CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2,由于在相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,最终瓶中仍有白色晶体析出,不会得到澄清溶液,A项选;
B.通入Cl2,发生反应Cl2+2FeCl2=2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2,最终Fe消失得到澄清溶液,B项不选;
C.通入HCl,
在酸性条件下会表现强氧化性,发生离子反应:3Cu+8H++2
=3Cu2++2NO↑+4H2O,最终Cu消失得到澄清溶液,C项不选;
D.AgCl在水中存在溶解平衡AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),通入NH3后,Ag+与NH3结合成[Ag(NH3)2]+,使溶解平衡正向移动,最终AgCl消失得到澄清溶液,D项不选;
答案选A。
12.D
【解析】
CuS精矿(含有杂质Zn、Fe元素)在高压O2作用下,用硫酸溶液浸取,CuS反应产生为CuSO4、S、H2O,Fe2+被氧化为Fe3+,然后加入NH3调节溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3;滤液中含有Cu2+、Zn2+;然后向滤液中通入高压H2,根据元素活动性:Zn>H>Cu,Cu2+被还原为Cu单质,通过过滤分离出来;而Zn2+仍然以离子形式存在于溶液中,再经一系列处理可得到Zn单质。
A.经过上述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3,金属M为Zn,A正确;
B.CuS难溶于硫酸,在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)
Cu2+(aq)+S2-(aq),增大O2的浓度,可以反应消耗S2-,使之转化为S,从而使沉淀溶解平衡正向移动,从而可促进金属离子的浸取,B正确;
C.根据流程图可知:用NH3调节溶液pH时,要使Fe3+转化为沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,结合离子沉淀的pH范围,可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2~4.2,C正确;
D.在用H2还原Cu2+变为Cu单质时,H2失去电子被氧化为H+,与溶液中OH-结合形成H2O,若还原时增大溶液的酸度,c(H+)增大,不利于H2失去电子还原Cu单质,因此不利于Cu的生成,D错误;
故合理选项是D。
13.D
【解析】
溶液pH变化,含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,pH相同时,溶液中硫酸根离子越大,锶离子浓度越小,所以曲线①代表含硫酸锶固体的0.1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,曲线②代表含硫酸锶固体的1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线;碳酸是弱酸,溶液pH减小,溶液中碳酸根离子离子浓度越小,锶离子浓度越大,pH相同时,1mol/L碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度大于0.1mol/L碳酸钠溶液,则曲线③表示含碳酸锶固体的0.1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线,曲线④表示含碳酸锶固体的1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线。
A.反应SrSO4(s)+CO
SrCO3(s)+SO
的平衡常数K=
=
=
,A正确;
B.由分析可知,曲线①代表含硫酸锶固体的0.1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,则硫酸锶的溶度积Ksp(SrSO4)=10—5.5×0.1=10—6.5,温度不变,溶度积不变,则溶液pH为7.7时,锶离子的浓度为
=10—6.5,则a为-6.5,B正确;
C.由分析可知,曲线④表示含碳酸锶固体的1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线,C正确;
D.对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0mol·L-1的混合溶液中锶离子的浓度为10-6,
5,根据图示,
锶离子的降低,所以
发生沉淀转化,D错误;
故选D。
14.BD
【解析】
由于乙室中两个电极的电势差比甲室大,所以乙室是原电池,甲室是电解池,然后根据原电池、电解池反应原理分析解答。
A.电池工作时,甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体,同时生成H+,电极反应式为CH3COO--8
e-+2
H2O
=2CO2↑+7
H+,H+通过阳膜进入阴极室,甲室的电极反应式为Co2++2e-=Co,因此,甲室溶液pH逐渐减小,A错误;
B.对于乙室,正极上LiCoO2得到电子,被还原为C
o2+,同时得到Li+,其中的O2-与溶液中的H+结合H2O,电极反应式为2LiCoO2+2e-+8H+=2Li++2Co2++4H2O,负极发生的反应为CH3COO--8
e-+2
H2O
=2CO2↑+7
H+,负极产生的H+通过阳膜进入正极室,但是乙室的H+浓度仍然是减小的,因此电池工作一段时间后应该补充盐酸,B正确;
C.电解质溶液为酸性,不可能大量存在OH-,乙室电极反应式为:LiCoO2+4H+=Li++Co2++2H2O,C错误;
D.若甲室Co2+减少200
mg,则电子转移物质的量为n(e-)=
;若乙室Co2+增加300
mg,则转移电子的物质的量为n(e-)=
,由于电子转移的物质的量不等,说明此时已进行过溶液转移,即将乙室部分溶液转移至甲室,D正确;
故合理选项是BD。
15.BD
【解析】
A.由晶胞结构可知,位于顶点和面心的硒离子个数为8×
+6×
=4,位于体内的铜离子和亚铜离子的个数之和为8,设晶胞中的铜离子和亚铜离子的个数分别为a和b,则a+b=8-4x,由化合价代数和为0可得2a+b=4×2,解得a=4x,故A错误;
B.由题意可知,Na2Se转化为Cu2-xSe的电极反应式为Na2Se-2e-+(2-x)Cu=Cu2-xSe+2Na+,由晶胞结构可知,位于顶点和面心的硒离子个数为8×
+6×
=4,则每个晶胞中含有4个Na2Se,转移电子数为8,故B正确;
C.由题意可知,Cu2-xSe转化为NaCuSe的电极反应式为Cu2-xSe+
e-+Na+=NaCuSe+(1-x)Cu,由晶胞结构可知,位于顶点和面心的硒离子个数为8×
+6×
=4,则每个晶胞中含有4个NaCuSe,晶胞中0价铜而个数为(4-4x),故C错误;
D.由题意可知,NayCu2-xSe转化为NaCuSe的电极反应式为NayCu2-xSe+(1-y)
e-+
Na+=NaCuSe+(1-x)Cu,所以每转移(1-y)电子,产生(1-x)mol铜,故D正确;
故选BD。
16.(1)
3d84s2
第4周期第VIII族
(2)
2:3 2:1:1
Zn2+、Ni2+
(3)D
(4)
吡啶能与H2O分子形成分子间氢键
吡啶和H2O均为极性分子相似相溶,而苯为非极性分子
(5)
【解析】
(1)
已知Ni是28号元素,故基态Ni原子的价电子排布式为:3d84s2,在周期表中第四横行第10纵列即位于第4周期第VIII族,故答案为:3d84s2;第4周期第VIII族;
(2)
由题干晶胞示意图可知,
,Ni2+周围连接四个原子团,形成的配位键数目为:4,空间结构为正方形,VESPR模型为平面四边形,采用dsp2杂化;
Zn2+周围形成的配位键数目为:6,VESPR模型为正八面体,采用sp3d2杂化,所以
与
的配位数之比为4:6=2:3;
含有CN-(小黑球N+小白球C)为:
=4,含有NH3(棱上小黑球)个数为:
=2,晶胞中苯环在四个侧面且每个苯环只有一半属于该晶胞,所以苯环个数为:
=2,则该晶胞的化学式为:
,即
4:2:2=2:1:1;故答案为:2:3;2:1:1;Zn2+、Ni2+;
(3)
吡啶(
)替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的
大π键,则说明吡啶中N原子也是采用sp2杂化,杂化轨道只用于形成σ键和存在孤电子对,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道,故答案为:D;
(4)
已知苯分子为非极性分子,H2O分子为极性分子,且吡啶中N原子上含有孤电子对能与H2O分子形成分子间氢键,从而导致在水中的溶解度,吡啶远大于苯,故答案为:吡啶能与H2O分子形成分子间氢键;吡啶和H2O均为极性分子相似相溶,而苯为非极性分子;
(5)
已知-CH3为推电子基团,-Cl是吸电子基团,则导致N原子电子云密度大小顺序为:
>
>
,结合题干信息可知,其中碱性最弱的为:
,故答案为:
。
17.(1)6HF+SiO2=2H++
+2H2O
(2)
(3)
CaSO4•0.5H2O
抑制CaSO4的溶解,提高产品石膏的产率
酸解 AD
【解析】
氟磷灰石用硫酸溶解后过滤,得到粗磷酸和滤渣,滤渣经洗涤后结晶转化为石膏;粗磷酸以精制I脱氟、除硫酸根离子和
,过滤,滤液经精制II等一系列操作得到磷酸。
(1)
氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6,该反应的离子方程式为6HF+SiO2=2H++
+2H2O。
(2)
精制1中,按物质的量之比n(Na2CO3):n(
)=
1:1加入Na2CO3脱氟,该反应的化学方程式为H2SiF6+
Na2CO3=
Na2SiF6↓+CO2↑+
H2O,充分反应后得到沉淀Na2SiF6,溶液中有饱和的Na2SiF6,且c(Na+)=2c(
),根据Na2SiF6的溶度积可知Ksp=
c2(Na+)•
c(
)=4c3(
),c(
)
=
mol•L-1,因此c(Na+)=2c(
)=
mol•L-1;同时,粗磷酸中还有硫酸钙的饱和溶液,c(Ca2+)=c(
)=
mol•L-1;分批加入一定量的BaCO3,当BaSiF6沉淀开始生成时,c(Ba2+)=
mol•L-1,当BaSO4沉淀开始生成时,c(Ba2+)=
mol•L-1,因此,首先转化为沉淀的离子是
,然后才是
。
(3)
根据图中的坐标信息,酸解后,在所得100℃、P2O5%为45的混合体系中,石膏存在形式为CaSO4•0.5H2O;CaSO4在硫酸中的溶解度小于在水中的,因此,洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水的原因是:减少CaSO4的溶解损失,提高产品石膏的产率;洗涤液X中含有硫酸,其具有回收利用的价值,由于酸解时使用的也是硫酸,因此,回收利用洗涤液X的操作单元是:酸解。由图甲信息可知,温度越低,越有利于实现酸解所得石膏结晶的转化,由图乙信息可知,体系温度为65℃时,位于65℃线上方的晶体全部以CaSO4•0.5H2O形式存在,位于65℃线下方的晶体全部以CaSO4•2H2O。体系温度为80℃时,位于80℃线下方的晶体全部以CaSO4•2H2O形式存在,位于80℃线上方的晶体全部以CaSO4•0.5H2O形式存在,据此
A.
P2O5%=
l5、SO3%=
15,由图乙信息可知,该点坐标位于65℃线以下,晶体以CaSO4•2H2O形式存在,可以实现石膏晶体的转化,A符合题意;
B.
P2O5%=
10、SO3%=
20,由图乙信息可知,该点坐标位于80℃线的上方,晶体全部以CaSO4•0.5H2O形式存在,故不能实现晶体的转化,
B不符合题意;
C.P2O5%=
10、SO3%=
30,由图乙信息可知,该点坐标位于65℃线上方,晶体全部以CaSO4•0.5H2O形式存在,故不能实现晶体转化,
C不符合题意;
D.
P2O5%=10、SO3%=
10,由图乙信息可知,该点坐标位于80℃线下方,晶体全部以CaSO4•2H2O形式存在,故能实现晶体的完全转化,D符合题意;
综上所述,能实现酸解所得石膏结晶转化的是AD。
18.(1)-200(X+Y)
(2)
a或c
8.3×10-8
0.08 39%
(3)
c
由于b和c代表的温度相同,而压强对反应速率的影响可忽略,压强增大反应Ⅱ、Ⅲ均是逆向移动,
增大,故
=1.0所需时间更长
【解析】
(1)
依题意,结合已知信息,可推定在同温同压下,以同物质的量的BL或BD为初始原料,达到平衡时的状态相同,两个平衡完全等效。则以5.0×10-3mol的BL为原料,达到平衡时放出XkJ热量与同物质的量的BD为原料达到平衡时吸收YkJ热量的能量二者能量差值为(X+Y)kJ,则1mol时二者能量差值为200(X+Y)kJ,反应I为放热反应,因此焓变
=-200(X+Y)kJ·mol-1。
(2)
实验测定X<Y,则达到平衡时BD物质转化量大于BL物质转化量,平衡状态BD物质的量较小,根据图示可知,表示xBL变化的曲线是a或c;该平衡状态下BL的分压是0.48×3.0×103kPa,BD的分压是0.36×3.0×103kPa,H2的压强近似等于总压,故反应I平衡常数Kp=
=
Kpa-2=8.3×10-8kPa-2;以BL为原料时,根据题给反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,体系总物质的量的增加量正好是BD参与反应Ⅱ、Ⅲ的量,也正好是H2O(g)的物质的量,设t1时BL转化了amol,BD转化了bmol,则体系总物质的量为(5.0×10-3+b)mol,得到
、
,求得a=
、b=
,则t1时刻
=0.08;此时BD的产率为
39%。
(3)
依题意,反应I是正向放热过程,以BL为初始原料,温度升高则平衡逆向移动,温度越高,反应速率越快,达到平衡时的时间越短,
越小,
的值越大;相同温度时,压强增大,BD的比重增大,
增大,又可忽略压强对反应速率的影响,则
最大即
最小,对应曲线c;由于b和c代表的温度相同,而压强对反应速率的影响可忽略,压强增大反应Ⅱ、Ⅲ均是逆向移动,
增大,故
=1.0所需时间更长。
19.(1)
a FeCl2∙4H2O+4SOCl2(g)
FeCl2+4SO2+8HCl
冷凝回流SOCl2
(2)
AB
(3) ⑥⑩③⑤
CCl4
【解析】
SOCl2与H2O反应生成两种酸性气体,FeCl2∙4H2O与SOCl2制备无水FeCl2的反应原理为:SOCl2吸收FeCl2∙4H2O受热失去的结晶水生成SO2和HCl,HCl可抑制FeCl2的水解,从而制得无水FeCl2。
(1)
实验开始时先通N2,排尽装置中的空气,一段时间后,先加热装置a,产生SOCl2气体充满b装置后再加热b装置,装置b中发生反应的化学方程式为FeCl2∙4H2O+4SOCl2(g)
FeCl2+4SO2+8HCl;装置c、d的共同作用是冷凝回流SOCl2;答案为:a;FeCl2∙4H2O+4SOCl2(g)
FeCl2+4SO2+8HCl;冷凝回流SOCl2。
(2)
滴定过程中
将Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原成Cr3+,反应的离子方程式为6Fe2++
+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,则m1g样品中n(FeCl2)=6n(
)=6cV×10-3mol;m1g样品中结晶水的质量为(m1-m2)g,结晶水物质的量为
mol,n(FeCl2):n(H2O)=1:n=(6cV×10-3mol):
mol,解得n=
;
A.样品中含少量FeO杂质,溶于稀硫酸后生成Fe2+,导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏大,使n的测量值偏小,A项选;
B.样品与SOCl2反应时失水不充分,则m2偏大,使n的测量值偏小,B项选;
C.实验I称重后,样品发生了潮解,样品的质量不变,消耗的K2Cr2O7溶液的体积V不变,使n的测量值不变,C项不选;
D.滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏小,使n的测量值偏大,D项不选;
答案选AB。
(3)
组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4混合物进行蒸馏提纯,按由下而上、从左到右的顺序组装,安装顺序为①⑨⑧,然后连接冷凝管,蒸馏装置中应选择直形冷凝管⑥、不选用球形冷凝管⑦,接着连接尾接管⑩,TiCl4极易水解,为防止外界水蒸气进入,最后连接③⑤,安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤;由于TiCl4、CCl4分子结构相似,TiCl4的相对分子质量大于CCl4,TiCl4分子间的范德华力较大,TiCl4的沸点高于CCl4,故先蒸出的物质为CCl4;答案为:⑥⑩③⑤;CCl4。
20.(1)
浓硫酸,加热
2
(2)
取代反应
保护酚羟基
(3)
CH3COOC2H5
+Br2
+HBr
(4)6
(5)
【解析】
由C的结构简式和有机物的转化关系可知,在浓硫酸作用下,
与乙醇共热发生酯化反应生成
,则A为
、B为
;在碳酸钾作用下
与phCH2Cl发生取代反应生成
,
与CH3COOC2H5发生信息Ⅱ反应生成
,则D为CH3COOC2H5、E为
;在乙酸作用下
与溴发生取代反应生成
,则F为
;一定条件下
与(CH3)3CNHCH2ph发生取代反应
,则G为
;
在Pd—C做催化剂作用下与氢气反应生成H。
(1)
由分析可知,A→B的反应为在浓硫酸作用下,
与乙醇共热发生酯化反应生成
和水;B的结构简式为为
,含氧官能团为羟基、酯基,共有2种,故答案为:浓硫酸,加热;2;
(2)
由分析可知,B→C的反应为在碳酸钾作用下
与phCH2Cl发生取代反应生成
和氯化氢,由B和H都含有酚羟基可知,B→C的目的是保护酚羟基,故答案为:取代反应;保护酚羟基;
(3)
由分析可知,D的结构简式为CH3COOC2H5;E→F的反应为在乙酸作用下
与溴发生取代反应生成
和溴化氢,反应的化学方程式为
+Br2
+HBr,故答案为:CH3COOC2H5;
+Br2
+HBr;
(4)
H的同分异构体仅含有—OCH2CH3和—NH2可知,同分异构体的结构可以视作
、
、
分子中苯环上的氢原子被—NH2取代所得结构,所得结构分别有1、3、2,共有6种,故答案为:6;
(5)
由题给信息可知,以4—羟基邻苯二甲酸二乙酯制备
的合成步骤为在碳酸钾作用下
与phCH2Cl发生取代反应生成发生取代反应生成
,
发生信息Ⅱ反应生成
,
在Pd—C做催化剂作用下与氢气反应生成
,合成路线为
第