【文档说明】湖南省株洲市第八中学2022-2023学年高三上学期第五次月考化学试题(解析版).docx,共(22)页,1.484 MB,由小赞的店铺上传
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株洲市八中2023届高三月考化学试卷(五)可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16Mg-24Cl-35.5Fe-56Cu-64Ag-108第I卷(选择题共42分)一、选择题(本题共14小题,每小题3分,
共42分,每小题只有一个选项符合题意。)1.发射中心按照预定时间精准点火发射,这是中国空间站关键技术验证阶段第六次飞行。下列叙述错误的是A.火箭箭体采用的高强度新型钛合金结构属于金属材料B.航天员航天服上的橡胶属于有机高分子材料C.
二氧化硅是飞船搭载的太阳能电池板的核心材料D.航天员手臂“延长器”——操纵棒中的碳纤维材料属于新型材料【答案】C【解析】【详解】A.钛合金强度大,适合用作火箭箭体材料,故A正确;B.合成橡胶由各种单体经聚合反应而得,橡胶
制品广泛应用于工业或生活,属于有机高分子材料,故B正确;C.晶体硅为良好的半导体材料,是制造太阳能电池板的核心材料,二氧化硅不具有此性质,故C错误;D.碳纤维是新型无机非金属材料,故D正确;故选:C。2.已知AN是阿伏伽德罗常数的值.下列说法中正确的是A.含
2mol共价键的水蒸气,分子间存在2AN个氢键B.标准状况下,222.4LNO和足量的水混合后转移的电子数为A2N3C.60.5molSF中硫的价层电子对数为3AND.218gDO和218gHO中含有的质子数均为10AN【答案】C【解析】【详解】A.水蒸气分子间几乎不存在氢键,A错误;B
.标准状况下,2NO非气体,B错误;为C.6SF的价层电子对数为6+6612−=6,故60.5molSF中硫的价层电子对数为3AN,C正确;D.2DO相对分子质量为20,218gDO中含有的质子数为A9N,D错误;故选C。3.下列离子方程式正
确的是A.磁性氧化亚铁溶于稀硝酸:FeO+2H+=Fe2++H2OB.四氯化钛的浓溶液制备水合二氧化钛:Ti4++(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H+C.水玻璃中通入少量CO2:Na2SiO3+CO2+H2O=CO23−+H2SiO3↓
+2Na+D.酸性KMnO4溶液滴定双氧水:2MnO4−+H2O2+6H+=2Mn2++3O2↑+4H2O【答案】B【解析】【详解】A.氧化亚铁有还原性,稀硝酸有氧化性,两者发生氧化还原反应,反应的离子方程式为:+3+323
FeO+10H+3Fe+NO+5HONO−=,A错误;B.四氯化钛的浓溶液制备水合二氧化钛利用其水解:Ti4++(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H+,B正确;C.硅酸钠为可溶性盐,离子方程式中应拆成离子形式,正
确的离子方程式为:2-2-322323SiO+CO+HOCO+HSiO=,C错误;D.酸性4KMnO溶液滴定双氧水,双氧水被氧化得到氧气,反应的离子方程式为+2+422222MnO+5HO+6H=2Mn+5O+8HO−,D错误;故选B。4.锡酸钠晶体(232
NaSnO3HO)在染料工业上用作媒染剂。以锡碲渣废料(主要成分是SnO、TeO,还含有少量Fe、Te、Sb、Pb、As等元素的氧化物)为原料,制备锡酸钠晶体的工艺流程如图:已知:水碎液中溶质的主要成分为23NaSnO、34NaAsO、34NaSbO、22NaPbO、23NaTeO,
均为强电解质。下列说法不正确的是A.“碱溶”时,SnO发生反应的化学方程式为22222SnO+O+4NaOH=2NaSnO+2HOB.“除Sb”时发生反应的离子方程式为3+2432=5Sn+4SbO+2H4Sb+5SnO+HO−−C.“除Te”
过程中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1D.在“浓缩、结晶”时,加入NaOH的主要目的是有利于锡酸钠的结晶析出【答案】B【解析】【分析】锡碲渣废料(主要成分是SnO、TeO,还含有少量Fe、Te、Sb、Pb、As等元素的氧化物
)在通入空气的情况下用NaOH碱溶,生成溶质的主要成分为23NaSnO、34NaAsO、34NaSbO、22NaPbO、23NaTeO的水碎液,只有Fe的氧化物未溶解,所以Fe的氧化物就成为水碎渣;往水碎液中加入Ba(OH)2、Na2
S,Na3AsO4,22NaPbO分别转化为Ba3(AsO4)2、PbS沉淀;过滤后所得滤液中加入Sn粒,34NaSbO转化为Sb,而Sn转化为Na2SnO3;过滤后滤液中加入H2O2,Na2TeO3被氧化为Na2TeO
4沉淀;过滤后向所得滤液加入NaOH,再经浓缩、结晶,得到Na2SnO3晶体。【详解】A.由图可知“碱溶”时反应物为NaOH、SnO,根据产物价态可知有氧气作氧化剂参与反应,SnO发生反应的化学方程式为22322O422HOSnON
aOHNaSnO++=+,A正确;B.结合“除Sb”前加入的氢氧化钠和氢氧化钡可知此时体系为碱性环境,离子方程式中不能出现氢离子,正确的离子方程式为324235Sn4SbOHO4Sb5SnO2OH−−−++++,B错误;C.“除
Te”过程中发生反应的化学方程式为2322242NaTeOHONaTeOHO++,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1,C正确;D.在“浓缩、结晶”时,加入NaOH,提高钠离子浓度,促进沉淀平衡向生成沉淀的方向移动,主要目的是有利于锡酸钠的结晶析出,D正确。故选B。
5.某团簇分子由原子序数依次增大的M、N、P、Q四种短周期元素组成,其空间构型如图,M、N、Q位于不同周期,其中N是地壳中含量最高的元素,Q的最高价氧化物对应的水化物和强酸、强碱均能反应。下列说法错误的是A.通常情况下M2
N比M2N2更稳定B.M、N、P组成的化合物中含离子键和共价键C.P和Q能形成密度小、强度大的合金材料D.元素的第一电离能:P<Q【答案】D【解析】【分析】由题干信息可知,M、N、Q位于不同周期,其中N是地壳中含量
最高的元素则N为O,Q的最高价氧化物对应的水化物和强酸、强碱均能反应,Q为Al,M为H,根据某由原子序数依次增大的M、N、P、Q四种短周期元素组成的团簇分子的空间构型图,可知P的原子半径大于Al,原子序数介于O和Al之间,则P为Na或
者Mg,则团簇分子的化学式为H2Al2P2O6,则P的化合价为+2价,即P只能为Mg,据此分析解题。【详解】A.由分析可知,M为H,N为O,通常情况下M2N即H2O比M2N2即H2O2更稳定,A正确;B.由分析可知,M、N、P分别为H、O、Mg,组成的化合物Mg(OH)2中含离子键和共价键
,B正确;C.由分析可知,P和Q分别是Mg和Al,合金一般比成分金属具有更小的密度和更大的机械强度,即P和Q能形成密度小、强度大的合金材料,C正确;D.由分析可知,P为Mg,Q为Al,根据同一周期从左往右第一电离能呈增大趋势,IIA与IIIA、VA与VIA之间反常,元素的第一电离能Mg
>Al即P>Q,D错误;故答案为:D。6.用下列装置进行相应实验,能达到实验目的的是ABCD验证非金属性:S>C>Si实验室制乙烯蒸发结晶获得晶体FeSO4·7H2O用于除去气体中的杂质A.AB.BC.CD.D【答案】A【解析】【详
解】A.硫酸与碳酸钠反应可以制备二氧化碳,二氧化碳与硅酸钠反应可以制备硅酸,能比较非金属性S>C>Si,A正确;B.温度计应插在液面之下,B错误;C.亚铁离子容易被氧化,不能通过蒸发结晶得到该晶体,C
错误;D.气体不能通过洗气瓶,故不能除杂,D错误;故选A。7.20世纪40年代,传统法合成己二酸工艺就已成熟,一直沿用至今。2020年我国科学家利用8种酶采用“一锅催化法”高效绿色合成了己二酸,其流程如图:下列说法错误是A.温度越高,上述2种方
法合成己二酸的速率越快B.传统法合成己二酸会产生大气污染物,原子利用率低C.“一锅催化法”属于绿色化学工艺D.1mol己二酸与足量NaHCO3反应生成88gCO2【答案】A【解析】【详解】A.温度升高,催化剂-酶会失活,反应速率会减慢,故A错误;B.传统法合成己二酸过程中浓硝酸被还原
生成了二氧化氮气体,为大气污染物,且原子利用率低,故B正确;C.一锅催化法”没有副产物生成,属于绿色化学工艺,故C正确;D.羧基和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,且羧基和二氧化碳的物质的量之比为1:1,则1mol己二酸与足量饱和碳酸氢钠溶液反应生成2mol二氧化碳,生成二氧化碳的质量为88
g,故D正确;的故选A。8.H2O2是常用的氧化剂,其分子结构如下图所示,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上。下列说法不正确...的是A.在H2O2分子中只有σ键没有π键B.H2O2非极性分子,O原子采取sp3杂化轨道成键C.H2O2能与水混溶,不溶于CCl4D.H2
O2分子间作用力强于H2O分子间作用力【答案】B【解析】【详解】A.H2O2分子中只有单键,则只有σ键没有π键,故A正确;B.H2O2分子的结构不对称,为极性分子,且O原子价层电子对数为61222−
+=4,O原子采取sp3杂化轨道成键,故B错误;C.极性分子易溶于极性分子,则H2O2能与水混溶,不溶于CCl4,故C正确;D.相对分子质量越大、分子间作用力越大,则H2O2分子间作用力强于H2O分子间作用力,故D正确;故选B。9.某科研团队研制了一种基于
阳离子型活性分子的中性水系有机液流电池,以[Pyr-TEMPO]和[Pyr-PV]Cl4作中性水系有机液流电池的电极材料,已知放电时[Pyr-PV]2+先转化为[Pyr-PV]3+,后转化为[Pyr-PV]4+,电池工作原理如图所示。下列说法正确的
是为A.放电的过程中,氯离子由b电极向a电极移动B.放电时,负极的电极反应之一为[Pyr-PV]3+-e−=[Pyr-PV]4+C.a电极的电势比b电极的低D.充电时,b电极为阳极,发生氧化反应【答案】B【解析】【分析】已知放
电时2[PyrPV]+−先转化为3[PyrPV]+−,后转化为4[PyrPV]+−,可知b电极失电子,发生氧化反应,为电源负极,则a电极为正极,即放电时,a电极为正极,b电极为负极。【详解】A.由分析可知,放电时,a电极为正极,b电极为负极,则氯离子由a电极向b电极
移动,A错误:B.已知放电时2[PyrPV]+−先转化为3[PyrPV]+−,后转化为4[PyrPV]+−,则负极的电极反应之一为34[PyrPV]e[PyrPV]+−+−−=−,B正确;C.由分析可知,放电时,a电极为正极,b电极为负极,则充电时,a电极为阳
极,b电极为阴极,故无论放电或充电,a电极的电势均比b电极的高,C错误;D.由C选项可知,充电时,b电极为阴极,发生还原反应,D错误;故选B。10.已知氯气和空气按体积比1∶3混合通入潮湿的碳酸钠中能生成Cl2O,且反应放热;不含Cl2的Cl2O易与水反应生成HClO;C
l2O在42℃以上会分解生成Cl2和O2。设计如图装置(部分夹持装置略)制备HClO,每个虚线框表示一个装置单元,其中存在错误的是A.②③⑤B.①④⑤C.①②④D.①③④【答案】D【解析】【详解】①用MnO2和浓盐酸制备氯气需要加热装置,错误;②是将制备的Cl2通入饱和食盐水
来除去一起挥发出来的HCl,同时可以控制通入氯气和空气的比值,并在实验结束后可以将多余的氯气排除进行尾气处理,正确;③由题干信息可知,制备Cl2O是一个放热反应,且Cl2O在42℃以上会分解生成Cl2和O2,则发生装置③
需防止在冰水浴中,错误;④为除去Cl2O中的Cl2,导管应该长进短出,错误;⑤经CCl4除去Cl2的Cl2O通入⑤中进行反应,生成HClO,正确;综上分析可知,①③④错误,故答案为:D。11.科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时,得到甲醇在Pd(Ⅲ)
表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列说法错误的是A.②中包含C—H键的断裂过程B.该历程中能垒(反应活化能)最小的是③C.该历程中制约反应速率的方程式为CH3O*+3H*→CO*
+4H*D.由此历程可知:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)ΔH>0【答案】C【解析】【详解】A.CH3O*中共价键为3个C—H键和1个C—O键,CH2O*中共价键为2个C—H键和1个C—O键,则②中由CH3O*→CH2O*包含C—H键的断裂过程,A项正确;B.反应物的活化能为反应物的
总能量与过渡态能量之差,从图中可以看出,①的活化能为100kJ/mol,②的活化能为70kJ/mol,③的活化能为50kJ/mol,④的活化能为60kJ/mol,则③发生的反应活化能最小,B项正确;C.活化能越大,
反应速率越慢,制约反应速率的为慢反应,由图示可知,①的活化能为100kJ/mol,②的活化能为70kJ/mol,③的活化能为50kJ/mol,④的活化能为60kJ/mol,①的活化能最大,发生的反应为CH3OH*→CH3O*+H*,C项错误;D.甲醇的相对能量为-40kJ/mol,CO(g)+
2H2(g)的相对能量为50kJ/mol,整个过程中吸收能量,由图示可知整个历程为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)ΔH>0,D项正确;答案选C。12.2-xCuSe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2-xCuSe晶胞中2+Cu个数为xB.每个2NaSe晶胞完全转化为2-xCuSe晶胞,转移电子数为6C.每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1-xD.当2xy-NaCuSe转化NaCuS
e时,每转移(1y)mol−电子,产生(1x)molCu−原子【答案】D【解析】【详解】A.由晶胞结构可知,位于顶点和面心的硒离子个数为8×18+6×12=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;为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8×18+6×12=4,则每个晶胞中含有4个Na2Se,转移电子数为8,故B错误;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8×18+6×12=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-+(1-y)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D。13.在某容积可变的密闭容器中加入等量的A、B混合气体共4mol,发生反应:mA+nBpC
,保持一定温度,改变压强分别达到平衡时,测得不同压强下气体A的物质的量浓度如表:压强p/Pa2×1055×1051×1063×106c(A)/mol·L-10.080.200.400.80下列说法一定正确的是A.保持一定温度,增大
压强,平衡正向移动B.当压强为3×106Pa时,此反应的平衡常数表达式:Kp=p(C)mn(A)(B)PPPC.反应平衡后若增大压强,则新平衡的逆反应速率大于原平衡的逆反应速率D.若再向体系中加入b
molB,当重新达到平衡时,体系中A、B、C总物质的量为(4+b)mol【答案】D【解析】【分析】结合表格可知,温度、A(g)和B(g)起始量相同,1×106Pa之前若增大压强为原来的x倍,A的平衡浓度=原来平衡浓度
的x倍,则1×106Pa之前增大压强,平衡不移动,则m+n=p,且C一定为气体;3×106Pa的倍数是1×106Pa的3倍,但A的浓度比0.40的3倍即1.20小,因此此时C为非气体,比1×106Pa时平衡
正向移动。【详解】A.由分析可知压强小于1×106Pa增大压强,平衡不移动,压强大于1×106Pa增大压强,平衡可能正向移动,A错误;B.由分析可知当压强为3×106Pa时,C为非气态,故平衡常数表达式为Kp=mn(A)(B)1PP,B错误;C.恒温恒压下,气
体物质的量之比=压强之比,故当为非气态时增大压强,平衡虽然正向移动,但新平衡时体系中A、B的浓度和增压之前相等,新平衡的逆反应速率与原平衡相等,C错误;D.由于m+n=p,则平衡时A、B、C总物质的量为4mol,设再充入bmolB
后B转化nxmol,则A转化mxmol,C生成pxmol,当重新达到平衡时,体系中A、B、C总物质的量为(4-mx-nx+px+b)mol=(4+b)mol+[p-(m+n)]mol=(4+b)mol+0mol=(4+b)
mol,D正确;答案选D。14.已知常温下HF酸性强于HCN,分别向1L1mol·L-1的HF、HCN溶液中加NaOH固体(忽略温度和溶液体积变化),溶液pH随lg-c(X)c(HX)(X表示F或者CN)变化情况如图所示,下列说法错误的是A.lgKa(HF)-lgKa(HCN)=6B.溶液中
对应的c(X-):d点>c点C.b点溶液的pH=5.2D.e点溶液中c(Na+)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)【答案】B【解析】【分析】由题干信息可知,常温下HF酸性强于HCN,即Ka(HF)>Ka(
HCN),当横坐标为0时,即lg-c(F)c(HF)=0或者lg-c(CN)c(HCN)=0即c(F-)=c(HF)或c(CN-)=c(HCN),则有Ka(HF)=-+c(F)c(H)c(HF)=c(H+)=10-3.2,Ka(HCN)=-+c(CN)c(H)c(HCN)=c(H+)=
10-9.2,即I代表HF,II代表HCN,据此分析解题。【详解】A.由分析可知,Ka(HF)=10-3.2,Ka(HCN)=10-9.2,则lgKa(HF)-lgKa(HCN)=6,A正确;B.由于弱电解质
的电离是微弱的,故溶液中c(HF)=c(HCN)≈1mol/L,则溶液中对应的c(X-):d点为:c(CN-)=+c(HCN)Ka(HCN)c(H)=-9.2-71mol/L?1010,c点为:c(F-)=+c(HF)Ka(HF)c(
H)=-3.2-71mol/L?1010,则c<d,B错误;C.由分析可知,I代表HF,Ka(HF)=10-3.2,b点溶液中lg-c(F)c(HF)=2,则有:c(H+)=c(HF)Ka(HF)c(F)−=10-
5.2,故b点对应溶液的pH=5.2,C正确;D.由图象可知,e点溶液中pH为9.2,此时lg-c(CN)c(HCN)=0即c(CN-)=c(HCN),根据电荷守恒可知:c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),结合c(OH-)>c(H+),则有c(Na+)
>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)即有c(Na+)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+),D正确;故答案为:B。第II卷(非选择题共58分)二、非选择题(本题共4小题,共58分。)15.硫氰化钾(KSCN)是一种用途广泛的化工原料,常用于染料、药物的生产。实验小组设计如图实
验装置模拟工业制备KSCN并进行相关探究实验。已知:①2CS是一种不溶于水且密度大于水的非极性试剂。②2344CS3NHNHSCNNHHS加催化剂水浴热++回答下列问题:(1)SCN−的结构式为_______。(2)装置A用于实验室制备氨气,反应的化学方
程式为_______。(3)装置B中,三颈烧瓶内盛放有2CS、水和固体催化剂,通入氨气的导管口需要插入2CS液体中,其目的是_______(写两点)。(4)待三颈烧瓶内液体不分层后,熄灭装置A处的酒精灯,关闭1K,移开水浴。将装置B继续加热至105℃,待4NHH
S完全分解后(432NHHSNHHS+),打开2K,缓缓滴入适量的23KCO溶液充分反应,()432NHCO完全分解制得KSCN溶液。装置C中仪器a的名称是_______,用离子方程式表示装置C处的烧杯中产生淡黄色浑浊的原因_______。(5)除去固体催化剂后,为使KSC
N晶体充分析出并分离,采用的操作为减压蒸发、_______、过滤。(6)过滤装置C中吸收尾气后的悬浊液,得到滤液x。取少量滤液х进行如图实验[已知AgSCN=AgSCN+−+(白色)]:①设计实验方案并根据实验现象解释试管b中产生银镜的原因____
___[可供选择的试剂:0.51molL−3AgNO溶液、()243FeSO溶液、4FeSO溶液、()442NHSO溶液]。②小组同学观察到试管c中实验现象后,用力振荡试管,又观察到红色褪去且白色沉淀增多,结合平衡移动的
知识解释其原因_______。【答案】(1)SCN−==(2)()423222NHClCaOHCaCl2NH2HO+++△(3)防倒吸;使3NH与2CS充分接触混合(4)①.(球形)干燥管②.3222FeHS=2FeS2H++++++(5
)冷却结晶(6)①.取2mL0.51molL−3AgNO溶液,加入几滴4FeSO溶液,若产生银镜,证明是2Fe+还原Ag+产生银镜②.红色溶液存在平衡3Fe3SCN+−+⇌()FeSCN3,用力振荡,发生反应AgSCN=A
gSCN+−+,白色沉淀增多;()-cSCN减小,使上述平衡逆向移动,红色褪去【解析】【分析】A中制备氨气,在B中氨气与二硫化碳反应先生成硫氰化铵,然后与碳酸钾溶液反应生成硫氰化钾,装置C为尾气吸收装置。【小问1详解】根据C形成4个共价键
、N形成3个共价键、S形成2个共价键或SCN−与2CO互为等电子体进行判断,故SCN−的结构式为SCN−==。【小问2详解】氯化铵和氢氧化钙混合加热制备氨气,故化学方程式为()423222NHClCaOHCaCl2NH2H
O+++△。【小问3详解】2CS是非极性试剂,极性分子3NH在其中的溶解度小,可以防倒吸;3NH(气体)通入2CS(液体)中,可以增大接触面积,使反应充分。【小问4详解】装置C中仪器a为(球形)干燥管,由装置C烧杯中产生淡黄色浑浊,可知2HS
被3Fe+氧化为S单质,则氧化剂3Fe+被还原为2Fe+,离子方程式为3222FeHS=2FeS2H++++++。【小问5详解】减压蒸发、冷却结晶、过滤得到KSCN晶体。【小问6详解】①滤液x的主要溶质为()243FeSO、4FeS
O和()442NHSO,试管b中产生银镜是因为发生反应23FeAgFeAg+++++。根据试管a中3AgNO溶液的用量,结合所提供的试剂,要选用2mL0.51molL−3AgNO溶液和4FeSO溶液设计实验方案,故答案为:取2mL0.51molL−
3AgNO溶液,加入几滴4FeSO溶液,若产生银镜,证明是2Fe+还原Ag+产生银镜。②试管c的溶液局部变红是因为上层清液中的3Fe+与滴入的SCN−反应,存在化学平衡3Fe3SCN+−+⇌()FeSCN3。用力振荡试管,上层清液中
的Ag+与SCN−充分接触生成难溶的AgSCN白色沉淀,所以白色沉淀增多;()SCNc−减小,使上述平衡逆向移动,红色褪去,故答案为:红色溶液存在平衡3Fe3SCN+−+⇌()FeSCN3,用力振荡,
发生反应AgSCN=AgSCN+−+,白色沉淀增多;()-cSCN减小,使上述平衡逆向移动,红色褪去。16.某湿法炼锌的萃余液中含有Na+、Zn2+、Fe2+、Mn2+、Co2+、Cd2+及30~60g·L-1H2SO4等,逐级回收
有价值金属并制取活性氧化锌的工艺流程如图:已知:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Co(OH)3Cd(OH)2Ksp2.6×10-394.9×10-175.9×10-151.6×10-447.2×10-15回答下列问题:(1)“中和氧化
水解”时,先加入适量的石灰石调节溶液的pH为1.0;加入一定量的Na2S2O8;再加入石灰石调节溶液的pH为4.0。①氧化”时,Mn2+转化为MnO2除去,反应的离子方程式为_______。②“沉渣”的主要
成分除MnO2外还有_______。③“氧化”时,若加入过量的Na2S2O8,钴元素将会进入“沉渣”中,则水解后的溶液中含钴微粒的浓度为_______mol·L-1。(2)“除镉”时,主要反应离子方程式为_______。
(3)“沉锌”时,在近中性条件下加入Na2CO3可得碱式碳酸锌[ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]固体,同时产生大量的气体。①产生大量气体的原因是_______。②ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O需洗涤,检验是否洗净的试剂是_______。(4)不同质量分数的Na2
SO4溶液在不同温度下析出Na2SO4晶体的物种如图所示。欲从含20%Na2SO4及微量杂质的“沉锌后液”中直接析出无水Na2SO4,“操作a”为_______。【答案】(1)①.S2O2-8+Mn2++
2H2O=MnO2↓+2SO2-4+4H+②.Fe(OH)3、CaSO4③.1.6×10-14(2)Zn+Cd2+=Zn2++Cd的(3)①.Zn2+和CO2-3发生双水解,相互促进,产生ZnCO3·2Zn(OH)2·H2
O和CO2气体②.BaCl2溶液(4)蒸发浓缩、趁热过滤【解析】【分析】萃铜余液中含有Mn2+、Cd2+、Co3+、Ni2+、Zn2+、Na+、Fe2+等离子,由流程可知,向萃铜余液中加入石灰石粉和氧化剂,余液中Mn
2+、Fe2+被氧化生成MnO2、氢氧化铁,反应过程中生成硫酸钙沉淀,过滤得到MnO2、氢氧化铁、硫酸钙,和“氧化除锰”的余液﹔向余液中加入Zn,Zn与Cd2+发生置换反应生成Cd,过滤得到除去Cd2+的滤液;加入有机溶剂萃取,除去钴、镍,分液得到硫
酸锌溶液,向硫酸锌溶液中加入碳酸钠溶液﹐硫酸锌转化为ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O晶体,过滤得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O晶体,煅烧、粉碎得到工业活性氧化性,以此来解答。【小问1详解】(1)Na2S2O8具有氧化性,将
Mn2+转化为MnO2除去,反应的离子方程式为S2O2-8+Mn2++2H2O=MnO2↓+2SO2-4+4H+;(2)“沉渣”的主要成分除MnO2外还有氢氧化铁和硫酸钙;(3)加入石灰石调节溶液的pH为4.0,Co(OH)3的Ksp=1.6×10-44,则水解后的溶液中含钴微粒的浓度为44
103(1016).10−−=1.6×10-14;【小问2详解】“除镉”时,是锌置换镉,主要反应的离子方程式为Zn+Cd2+=Zn2++Cd;【小问3详解】①Zn2+和CO2-3发生双水解,相互促进,产生ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O和大量的CO2气体;。②ZnCO3·2Zn(O
H)2·H2O需洗涤,检验是否洗净,即检验溶液中是否含有碳酸根离子,可以选用的试剂是氯化钡;【小问4详解】从图分析,硫酸钠的溶解度随着温度升高而降低,所以要想得到硫酸钠,需要进行的操作为蒸发浓缩,趁热过滤。17.丙烯
是制备聚丙烯的单体,在催化剂作用下,可由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制得。反应Ⅰ(直接脱氢):()()()38362CHgCHgHg+1ΔH反应Ⅱ(氧化脱氢):()()()()3823622CHgOg2CHg2HOg++12236kJmolH−=−已知:()()()2222HgOg2HOg+13
484kJmolH−=−(1)1H=_______1kJmol−。(2)向某容器中仅通入()38CHg,发生反应Ⅰ,达到平衡后,下列措施能提高()36CHg的平衡产率的有_______(填标号)。
A.恒压下,充入惰性气体B.加入高效催化剂C.恒容下,充入38CHD.适当升高温度(3)向某恒压密闭容器中通入()38CHg和()2Ng的混合气体(2N不参与反应),发生反应Ⅰ,反应起始时气体的总压强为10
0kPa.在温度为1T℃时,()38CHg的平衡转化率与通入的混合气体中()38CHg的物质的量分数的关系如图1所示。①38CH的平衡转化率随起始通入38CH的物质的量分数增大而减小,其原因是_______。②1T℃时,反应Ⅰ的平衡常数pK
=_______(以分压表示,分压=总压×物质的量分数,保留一位小数)kPa。(4)向密闭容器中充入一定量丙烷,在催化剂Cat1、Cat2作用下,单位时间内丙烯的产率与温度的关系如图2所示。在相同条件下,催化效率较高的是_______(填“Cat1”或“Ca
t2”)。在Cat2作用下,0T之后丙烯产率急剧减小的原因可能是_______(答一条)。(5)已知:高温下,C-C键断裂的反应比C-H键断裂的脱氢反应容易发生,这将导致36CH的选择性降低;同时高温加
剧催化剂表面积炭,导致催化剂迅速失活。在生产中充入2CO的作用之一是利于保持催化剂活性,其原因是_______(用化学方程式表示)。【答案】(1)124+(2)AD(3)①.丙烷物质的量分数增大,相当于对平衡体系加压,平衡
向逆反应方向移动②.16.7(4)①.Cat1②.催化剂失活、副产物增多(催化剂选择性降低)(5)2CCO2CO+高温【解析】【小问1详解】已知:反应Ⅰ(直接脱氢):()()()38362CHgCHgHg+1ΔH反应Ⅱ(氧化脱氢):()
()()()3823622CHgOg2CHg2HOg++12236kJmolH−=−,根据盖斯定律,将Ⅱ-Ⅰ×2可得:()()()2222HgOg2HOg+13484kJmolH−=−,则△H2-2△H1=△H
3,-236kJ/mol-2△H1=-484kJ/mol,解得△H1=+124kJ/mol。【小问2详解】向某容器中仅通入()38CHg,发生反应Ⅰ:()()()38362CHgCHgHg+,则:A.恒压下,充入惰性气体,则体系的体积扩大,导致反应体系压强减小,化学平衡
向气体体积扩大的正反应方向移动,导致C3H6(g)的平衡产率提高,A符合题意;B.加入高效催化剂只能加快反应速率,缩短达到平衡所需时间,但化学平衡不移动,因此C3H6(g)的平衡产率不变,B不符合题意;C.恒容下,充入C3H8,导致反应体系压强增大,化学平衡逆向移动,最终使C3
H6(g)的平衡产率降低,C不符合题意;D.38362CH(g)CH(g)H(g)+△H1=+124kJ/mol,该反应的正反应是吸热反应,在其他条件不变时,适当升高温度,化学平衡向吸热的正反应方向移动,导致C3H6(g)的平衡产率提高,D符合题意;故合理选项是AD;【小问3详解】向某
恒压密闭容器中通入()38CHg和()2Ng的混合气体(2N不参与反应),发生反应Ⅰ:()()()38362CHgCHgHg+,反应起始时气体的总压强为100kPa,则:①C3H8的平衡转化率随起始通入C3H8的物质的量分数增
大而减小,这是由于丙烷物质的量分数增大,相当于对平衡体系加压,增大压强,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,因此C3H8的平衡转化率会减小;②根据图1可知:在温度为T1时,当通入C3H8的体积分数为0.4,反应达到平衡时C3H8的平衡转化率为50%,假设反应开始时通入气体物质的量为amo
l,则n(C3H8)=0.4amol,n(N2)=0.6amol,根据C3H8平衡转化率为50%,结合反应38362CH(g)CH(g)H(g)+中物质反应转化关系可知平衡时n(C3H8)=0.2amol,n(C3H6)=n(H2)=0.2amol
,平衡时气体总物质的量n(总)=0.2amol+0.2amol+0.2amol+0.6amol=1.2amol,C3H8、C3H6、H2的物质的量分数都是0.2a1=1.2a6,Kp=3623811(100kPa)(100kPa)p(CH)p(H)66==1p(CH)(100kPa)61
6.7kPa;【小问4详解】根据图2可知:在相同条件下,催化效率较高的是Cat1;在Cat2作用下,T0℃之后丙烯产率急剧减小的原因可能是温度升高,导致催化剂失活、副产物增多(催化剂选择性降低);【小问5详解】高
温下,C-C键断裂的反应比C-H键断裂的脱氢反应容易发生,这将导致C3H6的选择性降低;同时高温加剧催化剂表面积炭,导致催化剂迅速失活。在生产中充入CO2的作用之一是利于保持催化剂活性,这是由于在高温下CO2能够与C反应产生CO,消耗了在催化剂表面覆盖的炭,有利
于催化剂对反应的催化作用,该反应方程式为:2高温C+CO2CO。18.诺奖得主利斯特利用多种有机小分子代替金属进行“不对称催化”。例如脯氨酸就具有催化高效,低价绿色的特点。由丙氨酸()、脯氨酸()等试剂合成某高血压治疗药物前体F,其合成路
线图如下:(1)化合物B中含有的官能团名称为___________。(2)反应②的反应类型是___________;反应③的化学方程式为___________。(3)化合物E是脯氨酸与某醇反应的产物,则E的结构简式为___________,它含有__________
_个手性碳原子。(4)化合物A有多种同分异构体,其中属于羧酸,且苯环上有两个取代基的共有___________种(不考虑立体异构)。(5)结合以上合成路线信息,请设计以乙醇、乙二醇和甘氨酸()为原料,合成聚酯类高分子有机物()的合成路线:___________
(其他试剂任选)。【答案】(1)溴原子、羧基(2)①.酯化反应(或取代反应)②.++a.吡啶b.H⎯⎯⎯→+HBr(3)①.②.1(4)15(5)CH3CH2OH+4KMnO/H⎯⎯⎯⎯→CH3COO
H2BrP(少量)⎯⎯⎯→BrCH2COOH22+HNCHCOOHa.吡啶b.H⎯⎯⎯⎯→HOOCCH2NHCH2COOH22HOCHCHOH浓硫酸,Δ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→【解析】【分析】由C的结构和B到C的反应条件可知,发生酯化反应,则B为
,由A的分子式可知A到B是发生取代反应,A为,C中-Br与丙氨酸的-NH2发生取代反应得到D,结合F的结构可知是D中羧基和N-H发生脱水得到,则E为。【小问1详解】化合物B为,含有的官能团名称为碳溴键、羧基;【小问2详解】反应②是与乙醇发生酯化反应
(取代反应生成C和水,反应类型是酯化反应(或取代反应);反应③是C中-Br与丙氨酸的-NH2发生取代反应得到D,反应的化学方程式为++a.吡啶b.H⎯⎯⎯→+HBr;【小问3详解】化合物E是脯氨酸与苯甲醇反应的产物,化
合物E的结构简式为,手性碳原子为,共1个;【小问4详解】化合物A为,属于羧酸,且苯环上有两个取代基的同分异构体有:、、、、共15种;【小问5详解】结合以上合成路线信息,以乙醇、乙二醇和甘氨酸()为原料,合成聚酯类高分子有机物(),乙醇氧化生成乙酸,乙酸与溴作用
生成溴乙酸,再与HOOCCH2NH2作用生成HOOCCH2NHCH2COOH,进而发生缩聚反应,合成路线为:CH3CH2OH+4KMnO/H⎯⎯⎯⎯→CH3COOH2BrP(少量)⎯⎯⎯→BrCH2COOH22+H
NCHCOOHa.吡啶b.H⎯⎯⎯⎯→HOOCCH2NHCH2COOH22HOCHCHOH浓硫酸,Δ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→。