【文档说明】北京市第101中学2020届高三4月月考化学试题【精准解析】.doc,共(25)页,1.409 MB,由小赞的店铺上传
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2020北京101中学高三(下)4月统练(三)化学一、选择题(共14小题,每小题3分,满分42分)1.下列设备工作时,将化学能转化为热能的是()ABCD硅太阳能电池锂离子电池太阳能集热器燃气灶A.AB.BC.CD.D【答案】D【解析】【详解】A.硅太阳能电池是将太阳能转化为电能,
故A不符合题意;B.锂离子电池是将化学能转化为电能,故B不符合题意;C.太阳能集热器是将太阳能转化为热能,故C不符合题意;D.燃气灶是将化学能转化为热能,故D符合题意;故选D。2.化学与社会、生产、生活紧切相关。下列说法正确的是A.棉花和木材的主要成分都是纤维素,蚕丝和人造丝的主要成分都
是蛋白质B.石油干馏可得到石油气、汽油、煤油、柴油等C.从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现D.纯碱可用于生产普通玻璃,日常生活中也可用纯碱溶液来除去物品表面的油污【答案】D【解析】【详解】A、人造丝是人造纤维,属于高分子聚合物,多为纤维素类
,故A错误;B、石油的分馏可以得到石油气、汽油、柴油等,属于物理变化,而干馏属于化学变化,故B错误;C、从海水中提取食盐,是通过物理方法得以实现,故C错误;D、纯碱水溶液呈碱性可以去除油污,故D正确。答案选D。3.下列化学用
语对事实的解释不正确的是()A.NaHS水溶液显碱性:HS﹣+H2O⇌S2﹣+H3O+B.苯酚能溶于Na2CO3溶液:C6H5OH+2-3CO═C6H5O﹣+-3HCOC.三元催化剂净化汽车尾气中的NO和CO:2NO+2
CO三元催化剂2CO2+N2D.铜矿淋溶液(CuSO4)遇方铅矿(PbS)发生沉积:Cu2++2-4SO+PbS═CuS+PbSO4【答案】A【解析】【详解】A.NaHS水解导致溶液显碱性,正确的离子方程式为:HSO3﹣+H2O⇌H2SO3+OH﹣,选项A符
合题意;B.苯酚的酸性比HCO3﹣强,但是比碳酸弱,苯酚溶于Na2CO3溶液的离子方程式为:C6H5OH+CO32﹣═C6H5O﹣+HCO3﹣,选项B不符合题意;C.汽车尾气中的NO和CO被处理后要生成CO2和N2,故三元催化剂净化汽车
尾气中的NO和CO的方程式为:2NO+2CO2CO2+N2,选项C不符合题意;D.实现了沉淀的转化,难溶的PbS转化成更难溶的CuS,离子方程式为:Cu2++SO42﹣+PbS═CuS+PbSO4,选项D不符合题意。答案选A。4.最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察
到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:下列说法中正确的是A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中,CO断键形成C和OC.CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O
2反应的过程【答案】C【解析】【详解】A.根据能量--反应过程的图像知,状态I的能量高于状态III的能量,故该过程是放热反应,A错误;B.根据状态I、II、III可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂,故B错误;C.由图III可知,生成物是CO2,具有极性共价键
,故C正确;D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,故D错误。故选C。5.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,X2-与Y的简单离子具有相同的电子层结构,Z与X同族。下列说法正确的是()A.简单离子的半
径:X<YB.非金属性:Z<WC.氢化物的沸点:X<ZD.氧化物对应水化物的酸性:Z<W【答案】B【解析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,Y是短周期主族元素中原子半径最大的,则Y为Na;X2-与Y的简单离子具有相同的电子层结构,则X为O;
Z与X同族,则Z为S;因为W为短周期主族元素且原子序数比Z大,所以W为Cl。A项,O2-和Na+具有相同的电子层结构,O的原子序数小于Na的,所以半径O2->Na+,故A错误;B项,S和Cl同周期,S的原子序数小于Cl的,所以非金属性S<Cl,B正确;C项,O和
S是同主族,O的原子序数小于S,所以稳定性H2O>H2S,故C错误;D项,S和Cl的含氧酸都不是唯一的,如酸性:HClO4>H2SO4>H2SO3>HClO,故D错误。点睛:本题考查元素的位置、结构和性质,正确推断元
素是解题关键,然后结合元素周期律分析解答:电子层结构相同,原子序数越大半径越小;同周期原子序数越大,非金属性越大;同主族原子序数越小,氢化物越稳定;注意D比较酸性强弱时要看最高价含氧酸。6.某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4,其工艺流程如图所示
,下列推断合理的是A.向甲中通入CO2可增大c(NH4+)和c(SO42-)B.为提高生产效率,通入的NH3和CO2越多越好C.颠倒NH3与CO2的加入顺序不影响生产效率D.最后一步得到(NH4)2SO4固
体的操作为蒸干滤液【答案】A【解析】【分析】硫酸钙悬浊液通入足量的氨气,使溶液成碱性,再通适量的二氧化碳,与溶液中的氨水、硫酸钙悬浊液反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液,经过过滤分离得到碳酸钙沉淀再煅烧生成生石灰,而滤液中硫酸铵经过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干
燥得到硫酸铵晶体。【详解】A.往甲(甲中含Ca(OH)2)中通CO2生成CaCO3沉淀,有利于(NH4)2SO4生成,故A正确;B.为提高生产效率,通入的CO2要适量,过量的二氧化碳能溶解碳酸钙,故B错误;C.因为氨气在水中的溶解性大,二氧化碳小,所以
如果先通二氧化碳,后通氨气,则溶液中的碳酸根就会很小,就很难沉淀出碳酸钙,故C错误;D滤液中硫酸铵经过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥得到硫酸铵晶体,故D错误;故选A。7.下列根据实验操作和现象得出的结论正确的是选项操作及现象结论A酸性高锰酸钾溶液中滴加甲苯后振荡,溶液褪色甲基对苯环产生
影响B葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液共热,产生红色沉淀葡萄糖是还原性糖C在过量的苯酚溶液中滴加少量溴水,未见到白色沉淀苯酚失效D溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热,产生的气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色产生的气体为乙烯A.AB.BC.CD.D【答案】B【解析】【详解】A.酸性高锰酸钾溶液中滴加
甲苯后振荡,溶液褪色,苯环对甲基产生影响,故A错误;B.葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液共热,产生红色沉淀,葡萄糖具有醛基,葡萄糖是还原性糖,故B正确;C.在过量的苯酚溶液中滴加少量溴水,未见到白色沉淀,是生成的三溴苯酚溶于过量的苯酚中,故C错误;D.溴乙烷与NaOH的
乙醇溶液共热,产生的气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,可能是乙醇蒸气,也可能是碳碳双键,故D错误;故选B。8.如图装置(I)为一种可充电电池的示意图,其中的离子交换膜只允许K+通过,该电池放电、充电的化学
方程式为:2K2S2+KI3K2S4+3KI。装置(II)为电解池的示意图。当闭合开关K时,电极X附近溶液先变红。则闭合K时,下列说法正确的是()A.K+从右到左通过离子交换膜B.电极A上发生的反应为:3I--2e-=I3-C.电极X上发生的反应为:2Cl--2e-=C1
2↑D.当有0.1molK+通过离子交换膜,X电极上产生1.12L气体(标准状况)【答案】D【解析】【详解】当闭合开关K时,电极X附近溶液先变红,电极X为阴极,电极Y为阳极,装置(I)放电时电极A为负极,电极B为正极;A.原
电池中阳离子向正极移动,则K+从左向右通过离子交换膜,A错误;B.放电时的反应为2K2S2+KI3=K2S4+3KI,电极A为负极,电极A上发生失电子的氧化反应,电极反应为2S22--2e-=S42-,B错误;C.电极X为阴极,电极X的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,C错误;D
.放电时的反应为2K2S2+KI3=K2S4+3KI,当有1mol电子通过电路时有1molK+通过离子交换膜,当有0.1molK+通过离子交换膜,电路中通过电子物质的量为0.1mol,根据电极X的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,X电极
上产生气体物质的量为0.05mol,该气体在标准状况下的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L,D正确;答案选D。9.2019年12月以来,我国部分地区突发的新冠肺炎疫情严重威胁着人们的身体健康。研究发现洛匹那韦对新冠病毒有较好抑制作用,洛匹那韦能溶于水,其结构如图所示,下列说法不
正确的是A.洛匹那韦的分子式为C37H48N4O5B.洛匹那韦能发生取代、加成、消去、氧化、还原反应C.洛匹那韦的水解产物之一遇Fe3+可显紫色D.洛匹那韦能溶于水与氢键作用有关【答案】C【解析】【详解】A.根据结构简式,洛匹那韦的分子式为C37H4
8N4O5,故A正确;B.洛匹那韦能发生取代反应如羟基、能发生加成反应如苯环、能发生消去反应如羟基的邻碳上有氢、能发生氧化反应如羟基、能发生还原反应如羰基,故B正确;C.洛匹那韦的水解产物中没有酚羟基,遇Fe3+不能发生显色反应而显紫色,故C错误;D.洛匹那韦能与水分子间形成氢键,增
大分子间作用力,故D正确;故选C。10.25℃时,浓度均为0.1mol·L-1的溶液,其pH如表所示。有关说法正确的是序号①②③④溶液NaClCH3COONH4NaFNaHCO3pH7.07.08.18.
4A.酸性强弱:H2CO3>HFB.①和②中水的电离程度相同C.离子的总浓度:①>③D.④中:c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(H2CO3)=0.1mol·L-1【答案】C【解析】【详解】A.NaF
和NaHCO3溶液中阴离子水解显碱性,对应酸性越弱,阴离子水解程度越强,碳酸氢钠溶液pH大于NaF溶液PH,则对应酸性为H2CO3<HF,故A错误;B.氯化钠溶液是强酸强碱溶液,溶液pH=7,氯化钠不水解,醋酸铵溶液是弱酸弱碱盐,溶液pH=7,说明醋酸根离子和铵根离子水解程度相同,溶液显
中性,①和溶质未水解,②中溶质发生双水解,故B错误;C.氯化钠溶液是强酸强碱溶液不水解,溶液中电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),NaF溶液中氟离子水解破坏了水的电离,电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)
+c(F-),两溶液中钠离子浓度相等,氢离子浓度①>③,所以离子的总浓度:①>③,故C正确;D.依据碳酸氢钠溶液中存在物料守恒,碳元素物质的量总量不变,④中物料守恒:c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=0.1mol·L-1,故D错误;故选C。11.某同学研究K2Cr2O
7溶液中的化学平衡,设计如图所示实验。已知:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+△H=+13.8kJ/mol。实验现象如下:i.试管a中溶液为橙色;ii.试管b中溶液为黄色;iii.试管c中滴加
浓硫酸后温度略有升高,溶液变为深橙色。下列说法正确的是A.该反应是一个氧化还原反应B.b试管中不存在Cr2O72-C.该实验不能证明减小生成物浓度平衡正向移动D.试管c中影响平衡的主要因素是温度【答案】C【解析】【详解】A.反应前后元素的化合价不变,该反应是一个
非氧化还原反应,故A错误;B.Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,是可逆反应,转化率不可能达到100%,b试管中存在Cr2O72-,故B错误;C.滴加浓硫酸,放出热量,温度、浓度均影响平衡移动,则该实验不能证明减小生成物浓度,平衡正向移动,
可能升高温度平衡正向移动,故C正确;D.试管c中温度、氢离子浓度均变化,则c中的现象不能说明影响平衡的主要因素是温度,故D错误;故选C。【点睛】本题考查化学平衡的影响因素,把握可逆反应的特点、温度和浓度对平衡移动的影响为解答的关键,侧重分析与应用能力
的考查,注意判断存在的变量,易错点C,注意滴加浓硫酸,放出热量,温度、浓度均影响平衡移动,有多种变量。12.相同温度下,分别在起始体积均为1L的两个密闭容器中发生反应:X2(g)+3Y2(g)2XY3(g)△H=-akJ/mol实验测得反应的有关数据如下表。容器反应条件起始物质
的量/mol达到平衡所用时间/min达到平衡过程中的能量变化X2Y2XY3①恒容13010放热0.1akJ②恒压130t放热bkJ下列叙述正确的是A.对于上述反应,①、②中反应的平衡常数K的数值不同B.①中:从开
始至10min内的平均反应速率υ(X2)=0.1mol/(L·min)C.②中:X2的平衡转化率小于10%D.b>0.1a【答案】D【解析】【详解】A.①、②中反应温度相同,平衡常数K的数值相同,A项错误;B.①中反应放热0.1akJ,说明10mi
n内X2反应了0.1mol,物质的量浓度改变量为0.1mol/L,所以其平均速率为υ(X2)=0.01mol/(L·min),B项错误;C.据容器①中数据,可算出X2的平衡转化率为10%,容器②中是恒温恒压
,容器①是恒温恒容,容器②相当于在容器①基础上加压,加压平衡右移,所以X2的转化率大于10%,C项错误;D.据C项分析,容器②相当于在容器①基础上右移,所以放出热量比容器①多,D项正确;答案选D项。13.资料显示:FeF3溶液接近无
色。某同学据此进行以下实验,依据上述实验无法获得的结论是A.FeF3是弱电解质B.④中发生的离子反应为FeF3+3SCN-Fe(SCN)3+3F-C.相同条件下,结合Fe3+的能力:SCN->F->OH-D.向Fe(SCN)3溶液中加入NaF固体,溶液颜色会变浅【答案】C【
解析】【详解】A.反应③由黄色转成无色,存在平衡Fe3++3F-FeF3,FeF3是弱电解质,故A正确;B.④中由无色转变为红色,发生的离子反应为FeF3+3SCN-Fe(SCN)3+3F-,故B正确;C.相同条件下,结合Fe3+的能力:OH->SCN->F-,故C错误;D.对于平衡Fe
F3+3SCN-Fe(SCN)3+3F-,向Fe(SCN)3溶液中加入NaF固体,提高氟离子浓度,平衡逆向移动,溶液颜色会变浅,故D正确;故选C。14.生产和实验中广泛采用甲醛法测定饱和食盐水样品中的NH4+含量。利用的反应原理为:4NH4++6HCHO=(C
H2)6N4H+(一元酸)+3H++6H2O。实验步骤如下:①甲醛中常含有微量甲酸,应先除去。取甲醛amL于锥形瓶,加入1~2滴指示剂,用浓度为bmol/L的NaOH溶液滴定,滴定管的初始读数为V1mL,当锥形瓶内溶液呈微红色时,滴定管的读数为V2mL。②向锥形瓶加入饱和食盐
水试样cmL,静置1分钟。③用上述滴定管中剩余的NaOH溶液继续滴定锥形瓶内溶液,至溶液呈微红色时,滴定管的读数为V3mL。下列说法不正确的是A.步骤①中的指示剂可以选用酚酞试液B.步骤②中静置的目的是为了使NH4+和HCHO完全反应C
.步骤②若不静置会导致测定结果偏高D.饱和食盐水中的c(NH4+)=32b(V-V)cmol/L【答案】C【解析】【详解】A.酸和碱反应生成甲酸钠,溶液呈碱性,步骤①中的指示剂可以选用酚酞试液,故A正确;B.通过延长反应时间,使反应进行得更充分,步骤②中静
置的目的是为了使NH4+和HCHO完全反应,故B正确;C.步骤②若不静置,4NH4++6HCHO═(CH2)6N4H+(一元酸)+3H++6H2O,反应不完全,生成的酸少,会导致测定结果偏低,故C错误;D.除去甲酸后的氢氧化钠溶液读数为V2mL,加入饱和食盐水试
样cmL,再加1~2滴酚酞,再用上述NaOH溶液滴定至微红色,滴定管的读数V3mL,此时4NH4++6HCHO═(CH2)6N4H+(一元酸)+3H++6H2O,滴入氢氧化钠反应,4NH4++~((CH2)6N4H+(一元酸)+3H+)~4OH-;氢氧化钠物质的量和氮元
素物质的量相同,所以饱和食盐水中的c(NH4+)=1-332-3bmol?LV-V10Lc10L-=32b(V-V)cmol·L-1,故D正确;故选C。二、解答题(共5小题,满分58分)15.(1)如图1的氮循环是生态系统物质循环的重要部分,人类活动加剧了氮循环中
的物质转化。①下列说法正确的是_____(填字母序号)。A.固氮过程中,N2只做氧化剂B.硝化过程需要有氧化剂参与C.反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响D.同化、氨化过程中,实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化②反硝化过程中,CH3OH可作为反应的还原剂,1mo
l还原剂失去6mol电子。请将该反应的离子方程式补充完整:5CH3OH+_____NO3﹣反硝化细菌__________+__________+__________+__________。(2)研究表明,氮氧化物(NOx)和二氧化硫都与大气中雾霾的形成有关。①已知:SO2生成SO
3总反应方程式是2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=﹣196.6kJ/mol此反应可通过如下两步完成:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H1=﹣113kJ/molNO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)△H2=_____。②一定温度下,向2L
恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1mol,5min达到平衡,此时容器中NO2和NO的浓度之比为1:3,则NO2的平衡转化率是_____。(3)砷(As)是第四周期ⅤA族元素,其化合物,有着广泛的用途
。①AsH3的稳定性比NH3的稳定性_____(填“强”或“弱”)。用原子结构解释原因_____。②常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式_____。
③298K时,将20mL3xmol•L﹣1Na3AsO3、20mL3xmol•L﹣1I2和20mLNaOH溶液混合,发生反应:3-3AsO(aq)+I2(aq)+2OH﹣⇌3-4AsO(aq)+2I﹣(aq)+H2O(l)。溶液中c(3-4AsO)与反应时间(t
)的关系如图2所示。若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为_____。【答案】(1).BCD(2).6(3).3N2↑(4).-34HCO(5).2-3CO(6).8H2O(7).﹣41.8kJ•mol﹣1(8).7
5%(9).弱(10).N和As位于同一主族,As的电子层数比N的多,原子半径As比N的大,得电子能力As比N弱,非金属性As比N弱,氢化物AsH3的稳定性比NH3弱(11).2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S(12).324y(x
-y)【解析】【分析】(1)①A.N2固氮转化为NH3、NH4+、NO2﹣、NO3﹣,化合价由0价分别转化为+3、+3、+3、+5价;B.根据原子守恒可以知道,必须有氧气参加反应;C.反硝化过程,由NO2﹣、NO3﹣,
生成N2,大气中氮气的量增加;D.植物蛋白为有机物,NH3、NH4+均为无机物;②反硝化过程中,CH3OH与硝酸根离子反应生成氮气、碳酸根离子、碳酸氢根离子和水;(2)①根据盖斯定律计算(Ⅰ﹣Ⅱ)×12可得;②一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入NO
2和SO2各1mol,5min达到平衡,此时容器中NO2和NO的浓度之比为1:3,结合三段式计算得到;(3)①N和As位于同一主族,As的电子层数比N的多,原子半径As比N的大,得电子能力As比N弱,非金属性As比N弱,氢化物AsH
3的稳定性比NH3弱;②含砷废渣(主要成分为As2S3),通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫;③根据反应过程列三段式计算可得。【详解】(1)①A.氮气在大气中氧化为亚硝酸根离子、硝酸根离子,N的化合价升高,被氧化,所以N
2作还原剂,选项A错误;B.NH3转化成HNO2,增加了O元素,则NH3被氧气氧化,所以在硝化细菌作用下发生的硝化过程需要有氧化剂参与,选项B正确;C.反硝化过程,生成氮气,向大气提供氮气,即反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响,选项C正确;D.氨化过
程是动植物蛋白转化为氨气或铵根离子,即有机物转化为无机物,同化、氨化过程中,实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化,选项D正确;答案选BCD;②反硝化过程中,CH3OH可作为反应的还原剂,1mol还原剂失
去6mol电子。CH3OH与硝酸根离子反应生成氮气、碳酸根离子、碳酸氢根离子和水,反应的离子方程式为:5CH3OH+6NO3﹣3N2↑+4HCO3﹣+CO32﹣+8H2O;故答案为:5CH3OH+6NO3﹣3N2↑+4HCO3﹣+CO32﹣+8H2O;(2)①Ⅰ.2SO2(g
)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=﹣196.6kJ•mol﹣1Ⅱ.2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H1=﹣113kJ•mol﹣1盖斯定律计算(Ⅰ﹣Ⅱ)×12得到NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)△H2=﹣41.8kJ•mol﹣1;故答案
为:﹣41.8kJ•mol﹣1;②一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1mol,5min达到平衡,此时容器中NO2和NO的浓度之比为1:3,结合三行计算列式得到,设消耗NO2的物质的量为x:223+NO)NO()SO
()SO()011011ggggxxxxxxxx(起始量(mol)变化量(mol)平衡量(mol)NO2和NO的浓度之比为1:3,物质的量之比=1:3,113xx,x=0.75mol,NO2的平衡转化率=0.751molmo
l×100%=75%,故答案为:75%;(3)①非金属性:N>As,AsH3的稳定性比NH3的稳定性弱,用原子结构解释原因:N和As位于同一主族,As的电子层数比N的多,原子半径As比N的大,得电子能力As比N
弱,非金属性As比N弱,氢化物AsH3的稳定性比NH3弱;故答案为:弱;N和As位于同一主族,As的电子层数比N的多,原子半径As比N的大,得电子能力As比N弱,非金属性As比N弱,氢化物AsH3的稳定
性比NH3弱;②常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫,结合电子转移配平得方程式为:2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S;故答案为:2As2S3+5
O2+6H2O=4H3AsO4+6S;③列三段式如下:334232()2()()AsO()I()2()0022AsOaqIaqHOlaqaqOHaqxxyyyyyyxyxy起始量(mol)变化量(mol)平衡量(mol)根据平衡常数表达式K=2243232c
AsOcIcAsOcIcOH=22yyxyxy=324yxy;故答案为:324yxy。【点睛】本题考查的知识点较多,涉及氧化还原反应、物质之间的转化、热方程式的书写、三段式的应用、化
学平衡的计算等,为高频考点,注意把握图象中物质之间的转化关系、以及氧化还原反应原理和应用,题目难度中等,侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用能力。16.含铬(Ⅵ)废水能诱发致癌,对人类和自然环境有严重的破坏作用。利
用Cu2O光催化可以处理含有2-27CrO的废水。Ⅰ.制取Cu2O(1)电解法:利用铜和钛做电极,电解含有NaCl和NaOH的溶液时,反应只消耗了铜和水,体系pH及Cl﹣浓度维持不变(溶液体积变化忽略不计)。阳极电极反应式
是_____。(2)还原法:控制100℃、pH=5的条件时,利用亚硫酸钠与硫酸铜溶液反应可以制得Cu2O,同时产生SO2气体。反应过程中需要不断地加入烧碱,其原因是_____。Ⅱ.利用Cu2O光催化处理含2-27CrO的废水的研究
。(1)光照射到Cu2O光催化剂上产生光催化反应,2-27CrO和H2O分别在光催化反应中形成的微电极上发生电极反应,反应原理如图1所示。写出2-27CrO转化Cr3+的电极反应:_____。(2)研究中对Cu2O的作用提出两种假设:a.Cu2
O作光催化剂;b.Cu2O与2-27CrO发生氧化还原反应。已知:Cu2O的添加量是2×10﹣4mol/L,2-27CrO的初始浓度是1×10﹣3mol/L;对比实验(pH=3.0且其他条件相同),反应1.5小时结果如图2所示。结合试剂用量数据和实验结果可得到的结论是_____,依据
是_____。(3)溶液的pH对2-27CrO降解率的影响如图3所示。已知:Cu2OCu+CuSO4;酸性越大,2-27CrO被还原率越大。①pH分别为2、3、4时,2-27CrO的降解率最好的是_____,
其原因是_____。②已知pH=5时,会产生Cr(OH)3沉淀。pH=5时,2-27CrO的降解率低的原因是_____。【答案】(1).2Cu﹣2e﹣+2OH﹣=Cu2O+H2O(2).2Cu2++2-3SO+2H2O=Cu2O+
4H++2-4SO,反应过程中溶液的酸性不断地增强,为控制pH=5的反应条件,所以需要加入烧碱(3).2-+3+272CrO+14H+6e2Cr+7HO﹣=(4).Cu2O作光催化剂(5).若发生氧化还原反应,则存在比例:3Cu2O﹣2-27CrO,计算得:
1×10﹣3×3×70%=2.1×10﹣3>2×10﹣4mol/L,实验可以看到只有氧化亚铜和只有光照时,2-27CrO的转化率很低,说明反应条件是光照条件下和Cu2O同时存在(6).3(7).pH<2.5时Cu2O会歧化(转化)为Cu和Cu2+
,所以不选pH=2,酸性越大,Cr2O72﹣被还原率越大,pH=3酸性强于pH=4的溶液,所以选择pH=3(8).pH=5时,会产生Cr(OH)3沉淀,沉淀覆盖在催化剂Cu2O表面,影响反应继续进行【解析】【分析】Ⅰ.(1)目的是制取Cu2O,电解质
溶液是NaOH的溶液,碱性溶液,反应只消耗了铜和水,由此可以写出电极反应式;(2)利用亚硫酸钠与硫酸铜溶液反应可以制得Cu2O,同时产生SO2气体;可以根据此信息写出反应方程式,反应中酸性不断地增强,所以需要加入烧
碱,控制反应条件;Ⅱ.(1)依据化合价降低得电子,写出Cr2O72﹣转化Cr3+的电极反应;(2)根据图2所示,有光照,无时Cu2O,几乎不反应;有Cu2O无光照时,Cr2O72﹣浓度降低率很低;有Cu2O有光照时,Cr2O72﹣浓度降低
率可达70%;由此判断Cu2O作光催化剂;(3)①由图3可知,Cr2O72﹣降解率最高时pH是3;pH<2.5时,Cu2O会歧化(转化)为Cu和Cu2+,Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;酸性越大,Cr2O72﹣被还原率越大;②依据信息已知
,pH=5时,会产生Cr(OH)3沉淀,以此解题。【详解】Ⅰ.(1)目的是制取Cu2O,电解质溶液是NaOH的溶液,碱性溶液,反应只消耗了铜和水,由此可以写出电极反应式:2Cu﹣2e﹣+2OH﹣=Cu2O+H2O;
故答案为:2Cu﹣2e﹣+2OH﹣=Cu2O+H2O;(2)利用亚硫酸钠与硫酸铜溶液反应可以制得Cu2O,同时产生SO2气体;可以根据此信息写出反应方程式:2Cu2++SO32﹣+2H2O=Cu2O+4H++SO42﹣,反应生成酸,酸性不断地增强,所以需要加入烧碱,控制pH=5的反应条件;故
答案为:2Cu2++SO32﹣+2H2O=Cu2O+4H++SO42﹣,反应过程中溶液的酸性不断地增强,为控制pH=5的反应条件,所以需要加入烧碱;Ⅱ.(1)依据化合价降低得电子,写出Cr2O72﹣转化Cr3+的电极反应为:Cr2O72﹣+14H++6e﹣=2Cr3+
+7H2O;故答案为:Cr2O72﹣+14H++6e﹣=2Cr3++7H2O;(2)根据图2所示,有光照,无时Cu2O,几乎不反应;有Cu2O无光照时,Cr2O72﹣浓度降低率很低;有Cu2O有光照时,Cr2O72﹣浓度降
低率可达70%;由此判断Cu2O作光催化剂;故答案为:Cu2O作光催化剂;若发生氧化还原反应,则存在比例:3Cu2O﹣Cr2O72﹣,计算得:1×10﹣3×3×70%=2.1×10﹣3>2×10﹣4mol/L,实验可以看到只有氧化亚铜和
只有光照时,Cr2O72﹣的转化率很低,说明反应条件是光照条件下和Cu2O同时存在;(3)①由图3可知,Cr2O72﹣降解率最高时pH是3;pH<2.5时,Cu2O会歧化(转化)为Cu和Cu2+,Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;酸性越大,Cr2O7
2﹣被还原率越大;故答案为:3;pH<2.5时Cu2O会歧化(转化)为Cu和Cu2+,所以不选pH=2;酸性越大,Cr2O72﹣被还原率越大,pH=3酸性强于pH=4的溶液,所以选择pH=3;②依据信息可知,pH=5时,会产生Cr(OH)3沉淀
,沉淀覆盖在催化剂Cu2O表面,阻碍Cu2O与Cr2O72﹣发生的氧化还原反应;故答案为:pH=5时,会产生Cr(OH)3沉淀,沉淀覆盖在催化剂Cu2O表面,影响反应继续进行。17.合成药物盐酸普罗帕酮的中间体E和双酚A型聚碳酸酯H的路线如图:已知:i.RCOOR′+R″
OH催化剂加热RCOOR″+ROH(R,R′、R″代表烃基)ⅱ.(R、R′代表氢原子或烃基)(1)A的结构简式是_____。(2)试剂a是_____。(3)C只含有一种官能团,反应②的化学方程式是_____。
(4)反应⑤的反应类型是_____。(5)E中官能团是_____。(6)下列说法正确的是:_____(填字母序号)。a.反应③中C发生氧化反应b.D中无支链c.反应⑥的反应物与生成物互为同分异构体d.反应⑩中试剂b的结构简式可为(7)I→J转化
的一种路线如下图,已知中间产物1转化为中间产物2是取代反应,中间产物2转化为J是消去反应,写出中间产物1和中间产物2的结构简式。中间产物1:_____;中间产物2:_____。(8)G的分子式为C3H6O3,只含一种官能团,且核磁共振氢谱只有一种
化学环境的氢,反应⑨的化学方程式是_____。【答案】(1).(2).H2(3).(4).取代反应(5).羟基、羰基(6).acd(7).(8).(9).【解析】【分析】根据⑤产物结构简式及A分子式知,A为,⑤为取代反应;①为加成反应,a为H2
,B为,②为催化氧化生成C为,D应为,由题给信息结合I的结构简式可知E为,含有羟基、羰基,G的分子式为C3H6O3,只含一种官能团,且核磁共振氢谱只有一种化学环境的氢,应为,由题给信息可知F为,以此解答该题。【详
解】(1)由以上分析可知A为,故答案为:;(2)A与与氢气发生加成反应生成B,故答案为:H2;(3)C只含有一种官能团,为环己醇,反应②的化学方程式是,故答案为:;(4)反应⑤的反应类型是取代反应,故答案为:取代反应;(5)由题给信息结合I的结构简式可知E含有羟基、羰基,故答案为:羟基、羰基;(6
)a.C与过氧化物反应生成七元环酯,③中C发生氧化反应,故a正确;b.D应为,存在C=O键,则D存在支链,故b错误;c.E为,则反应⑥的反应物与生成物互为同分异构体,故c正确;d.对比F的结构简式可知反应⑩中试剂b的结构简式可为,故d正确。故答案
为:acd;(7)I含有碳碳双键,可与溴发生加成反应生成,脱去HBr生成,再脱去HBr可生成J,故答案为:;;(8)G的分子式为C3H6O3,只含一种官能团,且核磁共振氢谱只有一种化学环境的氢,反应⑨的化学方程式是,故答案
为:。【点睛】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,明确合成图中物质的结构与性质的关系、碳链结构与官能团的变化等即可解答,题目难度中等,(7)为解答的难点,注意结合信息来分析解答。18.以废旧锌锰电池初步
处理分选出的含锰废料(MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等)为原料制备高纯MnCl2·xH2O,实现锰的再生利用。其工作流程:资料a.Mn的金属活动性强于Fe,Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被O2氧化
。资料b.生成氢氧化物沉淀的pHMn(OH)2Pb(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时8.16.51.9完全沉淀时10.18.53.2注:金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1(1)过程Ⅰ的目的是浸出锰。经检验滤液
1中含有的阳离子为Mn2+、Fe3+、Pb2+和H+。①MnO2与浓盐酸反应的离子方程式是_____________。②检验滤液1中只含Fe3+不含Fe2+的操作和现象是:取少量滤液1于试管中,滴入铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀生成;另取少量滤液1于试管中,_____________。③F
e3+由Fe2+转化而成,可能发生的反应有:a.2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-b.4Fe2++O2+4H+=2Fe3++2H2Oc.......写出c的离子方程式:_____________。(2)过程Ⅱ的目的是除铁。有如下两种方法:ⅰ.氨水法:将滤液1先稀释,再加适量
10%的氨水,过滤。ⅱ.焙烧法:将滤液1浓缩得到的固体于290℃焙烧,冷却,取焙烧物......。已知:焙烧中发生的主要反应为2FeCl3+3O2=2Fe2O3+3Cl2,MnCl2和PbCl2不发生变化。①氨水法除铁时,溶液pH应控制在___
__________之间。②补全ⅱ中的操作:_____________。③两种方法比较,氨水法除铁的缺点..是_____________。(3)过程Ⅲ的目的是除铅。加入的试剂是_____________。(4
)过程Ⅳ所得固体中的x的测定如下:取m1g样品,置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时,质量变为m2g。则x=_____________。【答案】(1).MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(2).滴加
KSCN溶液,变红(3).MnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O或MnOOH+3H++Fe2+=Mn2++Fe3++2H2O(4).3.2~5.5(5).加水溶解,快速过滤,再加盐酸酸化
至pH小于5.5(6).引入杂质NH4+(7).锰(8).1227mmm【解析】【分析】含锰废料(MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等)与浓盐酸反应,过滤滤液1中含有的阳离子为Mn2+、Fe3+、Pb2+和H+,过程II
除去铁离子,过程III用锰除去铅离子。【详解】(1)①MnO2与浓盐酸反应产生氯气,反应的离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。②亚铁离子与铁氰化钾溶液生成蓝
色沉淀,铁离子使KSCN溶液显红色,检验滤液1中只含Fe3+不含Fe2+的操作和现象是:取少量滤液1于试管中,滴入铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀生成,另取少量滤液1于试管中,滴加KSCN溶液,变红,故答案为:取少量滤液1于试管中,滴入铁氰
化钾溶液,无蓝色沉淀生成,另取少量滤液1于试管中,滴加KSCN溶液,变红;③Fe3+由Fe2+转化而成,由a、b两个方程式得:可能由氯气、氧气氧化,也可能由二氧化锰氧化,反应的离子方程式为:MnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O,故答案为:Mn
O2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O;(2)①调节pH除去铁离子,pH大于3.2时,铁离子沉淀完全,铅离子、锰离子不能沉淀,小于5.5时锰离子不易氧化,故pH应小于5.5,故答案为:3.2~5.5;②补全ⅱ中的操作:加水溶解,快速过滤,再加盐
酸酸化至pH小于5.5,故答案为:加水溶解,快速过滤,再加盐酸酸化至pH小于5.5。③两种方法比较,氨水法除铁的缺点..是:氨水法除铁的过程中,会引入杂质NH4+,故答案为:引入杂质NH4+;(3)过程Ⅲ的目的是除铅。用活泼金属置换不活泼金属,加入锰,将铅离子置换与溶
液分离,自身生成锰离子,不引入杂质,故答案为:Mn;(4)过程Ⅳ所得固体中的x的测定如下:取m1g样品,置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时,质量变为m2g。m1gMnCl2·xH2O置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水
时,生成MnCl2质量为m2g,则n(MnCl2)=221mgm=mol126g?mol126-,结晶水的质量为(m1-m2)g,n(H2O)=1218mm,则1:x=n(MnCl2):n(H2O),解得:x=1227mmm,故答案为:1227mmm
。【点睛】本题考查了物质制备方案设计,侧重于学生的分析、实验能力的考查,题目涉及离子方程式的书写、物质组成的计算等知识,解题关键:注意把握实验的流程、相关物质的性质以及题目信息。19.实验小组探究KI与Cu(NO3)2的反应,进行实验一:实验一注:本实验忽略Cu2+在此条件下的水解。(1)
取棕黄色清液,加入少量______溶液(试剂a),清液变为______色,说明生成了I2。(2)探究生成I2的原因。①甲同学进行如下实验:向2mL1mol·L-1KI溶液中加入1mL______溶液(硝酸酸化,pH=1.5),再加入少量试剂
a,观察到与(1)相同的现象。甲同学由此得出结论:实验一中生成I2的原因是酸性条件下,-3NO氧化了I-。②乙同学认为仅由甲的实验还不能得出相应结论。他的理由是该实验没有排除____________氧化I-的可能性。③若要确证实验一中是-3NO氧化了I-,应
在实验一的基础上进行检验______的实验。(3)探究棕黑色沉淀的组成。①查阅资料得知:CuI为难溶于水的白色固体。于是对棕黑色沉淀的组成提出两种假设:a.CuI吸附I2b._________吸附I2。为证明上述假设是否成立,取棕黑色沉淀进行实验二:实
验二已知:CuI难溶于CCl4;I2+2-232SO==2I-+2-46SO(无色);Cu++S2O32-==3-232Cu(SO)(无色)。由实验二得出结论:棕黑色沉淀是CuI吸附I2形成的。②现象iii为______________。③
用化学平衡移动原理解释产生现象ii的原因:________________。【答案】(1).淀粉(2).蓝(3).2mol·L−1NaNO3(或KNO3)(4).溶液中的Cu2+,空气中的O2(5).NO3-的还原产物(NO、NO2等)(6).Cu(7).棕黑色固体颜色变浅,溶液变为紫红色(8)
.CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡:CuI(s)Cu+(aq)+I-(aq),加入足量Na2S2O3溶液后,S2O32-与Cu+反应生成Cu(S2O3)23-使c(Cu+)减小,平衡右移从而使白色沉淀溶解【解析】【分析】实
验一:KI溶液中滴加硝酸酸化的硝酸铜溶液反应得到棕黑色浊液,静置得到棕黑色沉淀和棕黄色溶液,(1)取棕黄色清液,加入少量淀粉。遇到碘单质变蓝色;(2)①探究硝酸根离子酸性溶液中的强氧化性,能氧化碘离子生成碘
单质,可以取用硝酸根离子浓度相同的硝酸钠验证;②溶液中溶解的O2,铜离子也具有氧化性,能氧化碘离子为碘单质;③若要确证实验一中是NO3-氧化了I-,需要验证硝酸根离子被还原生成的产物,一氧化氮或二氧化氮的存在;(3)①结合假设a,铜离子化合价降低
为+1价,也可能降为0价;②I2易溶于有机溶剂,CuI不溶于CCl4;③CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡:CuI(s)Cu+(aq)+I-(aq),加入足量Na2S2O3溶液后,S2O32-与Cu+反应生成Cu(S2O3)23-使c(Cu+)减小。【详解】(1)KI溶液中滴加硝酸酸化的硝
酸铜溶液反应得到棕黑色浊液,静置得到棕黑色沉淀和棕黄色溶液,取棕黄色清液,加入少量淀粉溶液(试剂a),清液变为蓝色,证明生成了碘单质,故答案为:淀粉;蓝;(2)①上述实验中铜离子有可能氧化碘离子,因此需要排除铜
离子的干扰,甲同学进行如下实验:向2mL1mol·L-1KI溶液中加入1mL2mol·L-1NaNO3(或KNO3),溶液(硝酸酸化,pH=1.5),再加入少量试剂a,观察到与(1)相同的现象。甲同学由此得出结论:实验一中生成I2的原因是酸性条件下,NO3-氧化了I-,故答案为:2mol·
L-1NaNO3(或KNO3);②乙同学认为仅由甲的实验还不能得出相应结论。他的理由是该实验没有排除溶液中的Cu2+,溶液中溶解的O2氧化I-的可能性,故答案为:溶液中的Cu2+,空气中的O2;③若要确证实验一中是NO3-氧化了I-,应在实验一的基
础上进行检验NO3-的还原产物(NO、NO2等)的实验,故答案为:NO3-的还原产物(NO、NO2等);(3)①结合假设a,铜离子化合价降低为+1价,也可能降为0价,因此假设b是Cu吸附I2,故答案为:Cu;②I2易溶于有机溶
剂,CuI不溶于CCl4,因此实验iii的现象是棕黑色固体颜色变浅,四氯化碳溶液变化为紫红色,故答案为:棕黑色固体颜色变浅,溶液变为紫红色;③用化学平衡移动原理解释产生现象ii的原因:CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡:CuI(s)Cu+(aq)+I-(aq),加入足量N
a2S2O3溶液后,S2O32-与Cu+反应生成Cu(S2O3)23-使c(Cu+)减小,平衡右移从而使白色沉淀溶解;故答案为:CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡:CuI(s)Cu+(aq)+I-(aq),加入足量Na2S2O3溶液后,S2O32-与Cu+反应生
成Cu(S2O3)23-使c(Cu+)减小,平衡右移从而使白色沉淀溶解。【点睛】本题考查了实验方案的设计与评价、物质性质和反应现象判断,主要是题干信息的理解和应用,掌握提出假设、分析问题、解决问题的方法是解题关键,难点(2)③若要确证实验一中是NO3-氧化了I-,应在实验一的基础
上进行检验NO3-的还原产物(NO、NO2等)的实验。