【文档说明】山东省(新高考)2021届高三第二次模拟考试卷 化学(一) 含答案.doc,共(16)页,1.250 MB,由小赞的店铺上传
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(新高考)2021届高三第二次模拟考试卷化学(一)注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均
无效。3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。相对原子质量:H1C12N14O16Cl35.5Fe56Mn55Ba137一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有
一个选项符合题目要求。1.化学与生活密切相关,下列说法错误的是A.推广使用新能源汽车可以减少尾气的排放B.红葡萄酒中充入的少量SO2具有抗氧化的作用C.消毒液长时间敞开保存会增强其消毒效果D.作为医用呼吸机原材料之一的ABS树脂属于有机高分子材料2.根据如图的
转化关系判断下列说法正确的是(反应条件已略去)A.反应①②③④⑤均属于氧化还原反应和离子反应B.反应⑤说明该条件下铝的还原性强于锰C.相同条件下生成等量的O2,反应③和④转移的电子数之比为1∶1D.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
1∶43.下列说法或表达方式中不正确的是A.电子从激发态到基态产生的光谱是发射光谱B.HClO的电子式:C.NH3·H2O、CO2分子中,中心原子孤电子对数最多的是H2OD.基态氯原子的价电子轨道表示式为4.我
国自主研发的对二甲苯绿色合成项目取得新进展,其合成过程如图所示。下列说法不正确的是A.丙烯醛分子中所有原子可能共平面B.可用溴水鉴别异戊二烯和对二甲苯C.对二甲苯的二氯代物有6种D.M能发生取代、加成、加聚和氧化反应5.一种用于合成治疗免疫疾病药物的物质,其结构如图所示,其中X、Y、Z、Q、W为
1~20号元素且原子序数依次增大,Z与Q同主族,Q和W的简单离子具有相同的电子层结构。下列叙述正确的是A.WX是共价化合物B.原子半径:W>Z>YC.最高价氧化物对应的水化物的酸性:Q<YD.Z和X、Y、W、Q均形成至少两种二元化合物6.如图是部分短周期元素原子半径与原子
序数的关系图,下列说法正确的是A.M、N的氧化物都能与Z、R的最高价氧化物对应水化物反应B.Y的单质能从含R简单离子的水溶液中置换出R单质C.X、M两种元素组成的化合物熔点很高D.简单离子的半径:R>M>X7.设NA为阿伏加德罗常数的数值,下
列说法正确的是此卷只装订不密封班级姓名准考证号考场号座位号A.23gNa与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子B.1molCu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子C.标准状况下,22.4LN2和H2混合气中含NA个原子D.3mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电
子8.关于下列转化过程分析不正确的是A.Fe3O4中Fe元素的化合价为+2、+3B.过程Ⅰ中每消耗58gFe3O4,转移1mol电子C.过程Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2O====△Fe3O4+H2↑D.该过程总反应为2H2O=O2↑+2H2↑9.乙酸
乙酯是一种用途广泛的精细化工产品。工业生产乙酸乙酯的方法很多,如图:下列说法正确的是A.反应①②均是取代反应B.反应③④的原子利用率均为100%C.与乙酸乙酯互为同分异构体的酯类化合物有2种D.乙醇、乙
酸、乙酸乙酯三种无色液体可用Na2CO3溶液鉴别10.碲被誉为“现代工业的维生素”,它在地壳中丰度值很低,某科研小组从粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲工艺流程如图所示。下列有关说法不正确的是已知:①“焙
烧”后,碲主要以TeO2形式存在。②TeO2微溶于水,易溶于强酸和强碱。A.“焙烧”用到的硅酸盐仪器主要有:坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒B.“碱浸”时反应的离子方程式为TeO2+2OH−=TeO2−3+H2OC.“碱浸”后所得的滤渣中含有Au、Ag,可用稀盐酸将
其分离D.“还原”时氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。11.蔥醌(AQDS)是一种具有氧化还原活性的廉价有机分子,蔥醌/碘化铵液
流可充电电池(如图)以其环保、价廉、稳定等优点被研究及广泛应用。充电时,AQDS转化为AQDS(NH4)2。下列说法错误的是A.放电时,b极电势高于a极B.充电时,a极的电极反应式为3I−-2e−=I−3C.充电时,电路中每转移1mol
e−,膜两侧电解液的质量变化差为36gD.该装置中的阳膜也可以用阴膜代替12.某种可用于治疗心脏病的药物X的结构简式为,下列有关X的说法错误的是A.X可能有香味,是乙酸乙酯的同系物B.X不溶于水,密度可能比水的小C.遇碱溶液或酸溶液均易变质D.与X互为同分异
构体13.我国科研人员研究了在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇过程中水的作用机理;其主反应历程如图所示(H2→*H+*H)。下列说法错误的是A.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%B.带标记的物质是该反
应历程中的中间产物C.向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的收率D.第③步的反应式为*H3CO+H2O―→CH3OH+*HO14.中科院设计了一种新型的多功能复合催化剂,实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油,其过程如图。下列有关说法正确的是A.在Na-Fe3O4上发生的反应为CO2+H2=CO+H
2OB.中间产物Fe5C2的生成是实现CO2转化为汽油的关键C.催化剂HZMS-5可以提高汽油中芳香烃的平衡产率D.该过程,CO2转化为汽油的转化率高达78%15.乙烯气相直接水合反应制备乙醇:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图[起始时,
n(H2O)=n(C2H4)=1mol,容器体积为1L]。下列分析不正确的是A.乙烯气相直接水合反应的ΔH>0B.图中压强的大小关系为p1>p2>p3C.图中a点对应的平衡常数K=5/16D.达到平衡状态A.b所需要的时间:a>b三、非选择题:本题共5小题,共60分。16.(12分)用海底
锰结核(主要成分为MnO2,含少量MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料,制备金属锰、镁的一种工艺流程路线如下:已知:①几种难溶物的溶度积(25℃)如下表所示:化学式Mg(OH)2Mn(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Ksp
1.8×10−111.8×10−131.0×10−334.0×10−38②溶液中某离子浓度≤1.0×10−6mol·L−1时,认为该离子沉淀完全。完成下列问题:(1)“锰结核粉末”中MnO2与SO2反应的离子方程式为。
(2)“滤液1”中c(Mn2+)为0.18mol·L−1,则“调节pH”的范围为,“滤渣2”的成分为。(3)“Ⅲ”处“萃取剂”萃取的成分是;“Ⅳ”处用“盐酸反萃”的作用是。(4)MgCl2·6H2O制取
无水MgCl2时,需要在干燥的HCl气流中加热分解。HCl的作用为。(5)该工艺流程中除电解余液可循环利用外,还能循环利用的试剂为。(6)一种海生假单孢菌(采自太平洋深海处),在无氧条件下以醋酸为电子供体还原MnO2生成Mn
2+的机理如图所示。写出反应②③的总反应的离子方程式:。17.(12分)我国学者研制出低成本的电解“水制氢”催化剂——镍掺杂的磷化钴三元纳米片电催化剂(Ni0.1Co0.9P)。回答下列问题:(1)Co在元素周期表中的位置为,C
o2+价层电子排布式为。(2)Co、Ni可形成[Co(NH3)6]Cl2、K3[Co(NO3)6]、Ni(CO)4、[Ni(NH3)6]SO4等多种配合物。①SO2−4的空间构型为,NO−3中N原子的杂化轨道类型为。②C、N、O、S
四种元素中,第一电离能最大的是。③1mol[Co(NH3)6]Cl2中含有σ键的数目为。已知NF3比NH3的沸点小得多,试解释原因:。(3)常用丁二酮肟来检验Ni2+,反应如下:Ni2+(aq)+2=+2H+(aq)①1个二(丁二酮肟)合镍(Ⅱ)中含有个配位键。②上述反应的
适宜pH为(填字母)。A.12B.5~10C.1(3)磷化硼是一种备受关注的耐磨涂料,其晶体中磷原子作面心立方最密堆积,硼原子填入四面体空隙中(如图)。已知磷化硼晶体密度为ρg·cm−3,计算晶体中硼原子和磷原子
的最近核间距为cm。18.(12分)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。请回答:(1)如图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程,则总反应的热化学方程为。(2)研究HCl催化氧化反应中
温度、和等因素对HCl转化率的影响,得到如下实验结果:①利用Na2S2O3溶液和KI溶液测定反应生成Cl2的物质的量,若消耗V1mLc1mol·L−1的Na2S2O3溶液,则生成Cl2mol(已知2S2O2−3+I2=S4O2−6+2I−)。②表示催化剂的质量与H
Cl(g)流速之比,是衡量反应气体与催化剂接触情况的物理量。当=4=50g·min·mol−1时,每分钟流经1g催化剂的气体体积为L(折算为标准状况下)。③在420℃、=3=200g·min·mol−1条件下
,α(HCl)为33.3%,则O2的反应速率为mol·g−1·min−1。④比较在下列两种反应条件下O2的反应速率:vⅠ(填“>”“=”或“<”)vⅡ。Ⅰ.410℃、=3=350g·min·mol−1;Ⅱ.390℃、=4=350g·min·mol−1。(3)在101.325kPa时,以含N2的HC
l和O2的混合气体测定不同温度下HCl催化氧化反应中HCl的平衡转化率,得到如图结果。①360℃时反应的平衡常数K360与400℃时反应的平衡常数K400之间的关系是K360(填“>”“=”或“<”)K400。②一定温度下随着的增大,HCl的平衡转化率(填“增
大”“减小”或“不变”),原因为19.(11分)工业上利用软锰矿浆进行烟气脱硫并制备MnSO4和Mg(OH)2的工艺流程如图所示(已知软锰矿的主要成分是MnO2,还含有Fe、Al、Mg、Zn、Ni、S
i等元素)。已知:Ksp[Mg(OH)2]=4.9×10−12,Kb(NH3·H2O)=1.8×10−5。(1)“脱硫浸锰”中软锰矿浆吸收SO2的化学方程式为。(2)向浸出液中添加适量MnO2的作用是;滤渣2的主要成分是。(3)“沉锰”的离子方程式为。(4)“沉锰”过程中温度和pH对Mn2+和
Mg2+沉淀率的影响如图所示。①由图可知,“沉锰”的合适条件是。②当温度高于45℃时,Mn2+和Mg2+沉淀率变化的原因是。(5)将NH3通入0.015mol·L−1MgSO4溶液中,使Mg2+恰好完全沉淀即溶液中c(Mg2+)=1.0×10−5mol·L
−1,此时溶液中NH3·H2O的物质的量浓度为(忽略反应前后溶液体积的变化,计算结果保留2位小数)。20.(12分)美托洛尔可用于治疗高血压及心绞痛,某合成路线如图:回答下列问题:(1)已知常温下,SOCl2(氯化
亚砜)是一种有强烈刺激性气味的发烟液体,遇水水解,加热分解。下列关于乙酸制备A的实验表述正确的是(填字母)。a.该实验常采用浓的醋酸溶液与过量SOCl2反应以提高产率b.反应控制在较高温度下,并加入催化剂加快反应速率c.反应产物中有污染性气体,需在通风橱中进行,且要吸收尾气d.该反应有
机副产物少、产品易分离,且产率较高。(2)C中含氧官能团的名称是。(3)A→B的反应类型是,D的分子式为。(4)反应E→F的化学方程式为。(5)试剂X的分子式为C3H5OCl,则X的结构简式为,X的同分异构体中含的有种。(
6)4-苄基苯酚()是一种药物中间体,请设计以苯甲酸和苯酚为原料制备4苄基苯酚的合成路线:(无机试剂任用)。化学答案1.【答案】C【解析】使用清洁能源,可以保护空气,保护环境,节约化石燃料,减少尾气的排放,故
A正确;二氧化硫具有还原性,具有抗氧化作用,故B正确;消毒液长时间敞开保存会挥发、分解、变质等,故其消毒效果会减弱,故C错误;ABS树脂是指丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的共聚物,故属于有机高分子材料,故D正确。2.【答案】
B【解析】反应①②③④⑤中均有元素化合价的变化,均为氧化还原反应,而③④⑤中没有离子参加反应,则不属于离子反应,A错误;⑤为铝热反应,Al失去电子,为还原剂,Mn为还原产物,则还原性:Al>Mn,B正确;由6H2O2~3O2~6e−、2KClO3~3O2~12e−知,生成等量的O2,反应③
和④转移的电子数之比为1∶2,C错误;反应①为MnO2+4HCl(浓)====△MnCl2+Cl2↑+2H2O,锰元素的化合价降低,氯元素的化合价升高,4molHCl中只有2molHCl作还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量
之比为1∶2,D错误。3.【答案】B【解析】电子由基态跃迁到激发态,吸收能量产生吸收光谱;由激发态跃迁到基态,释放能量产生发射光谱,A正确;HClO的电子式为,B不正确;NH3·H2O、CO2的电子式分别为,中心原子孤电子对
数分别为1、2、0,故中心原子孤电子对数最多的是H2O,C正确;基态氯原子的价电子排布式为3s23p5,轨道表示式为,D正确。4.【答案】C【解析】丙烯醛分子中的碳碳双键是平面结构,醛基也是平面结构,中间是一个可以旋转的单键,所以分子里所有原子有可能在同一平面,A正确;异戊二烯里含有碳碳双键
,可以与溴水发生加成反应而导致溴水褪色,而对二甲苯与溴水不反应,可以鉴别,B正确;对二甲苯里面有2种类型的H,其二氯代物共有7种:①当两个氯取代甲基上的H时有2种,②当有一个氯取代甲基上的H,另一个取代苯环上的H,有邻、间2种
结构,③当两个氯都取代苯环上的H,采用定一议二的方法,当其中一个氯在甲基邻位时,另一个氯有3种结构,此二氯代物有3种,C不正确;M中有碳碳双键,可以发生加成、加聚反应,有醛基,可以发生氧化、加成反应,有烃基,可以发生取
代反应,D正确。5.【答案】D【解析】根据题目信息均是前20号元素,Z与Q同主族,Q和W的简单离子具有相同的电子层结构,又形成如图所示离子化合物,可知Y是碳(C),X是氢(H),Z是氧(O),Q是硫(
S),W是钾(K)。WX是KH,是离子化合物,A错误;同周期元素,原子序数越大,半径越小,故原子半径关系为W>Y>Z,B错误;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强,根据氧化性S>C,则
最高价氧化物对应的水化物的酸性:Q>Y,C错误;Z和X、Y、Q、W形成的二元化合物均在两种及以上:H2O、H2O2,CO、CO2,SO2、SO3,K2O、K2O2,故D正确。6.【答案】C【解析】同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族元素自上
而下原子半径增大,故前7种元素处于第二周期,后7种元素处于第三周期,由原子序数可知,X为O元素,Y为F元素,Z为Na元素,M为Al元素,N为Si元素,R为Cl元素。A.氧化铝能够与氢氧化钠、高氯酸反应,但
二氧化硅能够与氢氧化钠溶液反应,不能与高氯酸反应,错误;B.Y的单质F2与水反应,无法从含有氯离子的溶液中置换出氯气,错误;C.氧化铝为离子化合物,具有较高的熔点,正确;D.离子的电子层越多离子半径越大,电子层相同时,核电荷数越大离子半
径越小,则离子半径:R>X>M,错误。7.【答案】D【解析】23g钠的物质的量为1mol,而1mol钠与足量水反应生成0.5mol氢气,即生成0.5NA个氢气分子,A错误;铜和浓硫酸反应生成的是二氧化硫,而非三氧化硫,B错误;标准状况下,22.4L混合气体的
物质的量为1mol,而氮气和氢气都为双原子分子,故1mol混合气体中含2mol原子即2NA个,C错误;由于铁完全转变为四氧化三铁后,铁的价态变为+8/3,故3mol铁失去8mol电子即8NA个,D正确。8.【答案】B【解析】Fe3O
4的化学式可以改写为Fe2O3·FeO,则Fe3O4中Fe元素的化合价为+2、+3,故A正确;过程Ⅰ:2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g)当有2molFe3O4分解时,生成1mol氧气,而58gFe3O4的物质的量为0.25mol
,故生成0.125mol氧气,而氧元素由-2价变为0价,故转移0.5mol电子,故B错误;过程Ⅱ中FeO与水反应生成四氧化三铁和氢气,化学反应方程式为3FeO+H2O====△Fe3O4+H2↑,故C正确;过
程Ⅰ:2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g),过程Ⅱ:3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s),则该过程总反应为2H2O=O2↑+2H2↑,故D正确。9.【答案】D【解析】反应①为酯化反应
,属于取代反应,反应②不饱和度降低,为加成反应,A项错误;反应③产物只有乙酸乙酯,其原子利用率为100%,而反应④为C4H10+O2―→C4H8O2,H原子没有全部进入目标产物,原子利用率不为100%,B项错误;与乙酸乙
酯互为同分异构体的酯类有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3CH2COOCH3共3种,C项错误;乙醇溶于碳酸钠溶液,乙酸与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳,乙酸乙酯不溶于碳酸钠溶液,则乙醇、乙酸、乙酸乙酯三种无色液体可用Na2CO3溶
液鉴别,D项正确。10.【答案】C【解析】粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te),通入氧气焙烧,可生成TeO2和CuO,加入氢氧化钠溶液碱浸,生成滤渣为CuO,滤液含有TeO2−3,再加入硫酸酸化,加入亚硫酸钠还原得到粗碲,以
此解答该题。A.焙烧固体,可用坩埚,同时使用的仪器有泥三角、酒精灯、玻璃棒,故正确;B.TeO2是两性氧化物,可与氢氧化钠溶液反应,反应的离子方程式为TeO2+2OH−=TeO2−3+H2O,故正确;C.Au、Ag与盐酸不反应,不能用盐酸分离
,故不正确;D.“还原”时,反应的离子方程式为2SO2−3+Te4++2H2O=Te↓+2SO2−4+4H+,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,故正确。11.【答案】AD【解析】充电时,AQDS转化为AQDS(NH4)2,说明b极为阴极,a极为阳极,则放电时a极为正极,b
极为负极。A.根据分析,放电时,b极为负极,因此b极电势低于a极,故错误;B.充电时,a极为阳极,电极反应式为3I−-2e−=I−3,故正确;C.充电时,电路中每转移1mole−,左侧1molNH+4移动到右侧,膜左侧质量减少18g,右侧质量增加18g,膜两侧电解液
的质量变化差为36g,故正确;D.该装置中的阳膜不能用阴膜代替,如果用阴膜代替,铵根离子不能穿过则不能生成AQDS(NH4)2,故错误。12.【答案】A【解析】X中含有碳环结构,不可能是乙酸乙酯的同系物,故A错误;X属于酯类物
质,不溶于水,密度可能比水的小,故B正确;X属于酯类物质,遇碱溶液或酸溶液均会因为水解而变质,故C正确;与X分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故D正确。13.【答案】A【解析】A项,从反应②、③、④看,生成2molH2O,只消耗1molH2O,所以二氧化碳加氢制甲醇的过程中原
子利用率不是100%,错误;B项,从整个历程看,带标记的物质都是在中间过程中出现,所以带标记的物质是该反应历程中的中间产物,正确;C项,从反应③看,向该反应体系中加入少量的水,有利于平衡的正向移动,所以能增加甲醇的收率,正确;D项,从历程看,第③步的
反应物为*H3CO、H2O,生成物为CH3OH、*HO,所以反应式为*H3CO+H2O―→CH3OH+*HO,正确。14.【答案】B【解析】A项,由流程图可知,CO2+H2在Na-Fe3O4催化剂表面反应生成烯烃,根据元素和原子守恒可知,其反应为2CO2+6H2————―→Na-Fe3O4CH2
=CH2+4H2O,错误;B项,中间产物Fe5C2是无机物转化为有机物的中间产物,是转化的关键,正确;C项,催化剂HZMS-5的作用是加快反应速率,对平衡产率没有影响,错误;D项,由图分析78%并不是表示CO2转化为汽油的转化率,错误。15.
【答案】AB【解析】压强不变时,升高温度乙烯转化率降低,平衡逆向移动,正反应为放热反应,则ΔH<0,故A不正确;相同温度下,增大压强平衡正向移动,乙烯转化率增大,根据图知,压强:p1<p2<p3,故B不正确;a点乙烯转化率为20%,则消耗的n(C2H4)=1mo
l×20%=0.2mol,C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)开始(mol/L)110消耗(mol/L)0.20.20.2平衡(mol/L)0.80.80.2化学平衡常数K===,故C正确;温度越高、压强越大,化学反应速率越快,反应达到平衡时间
越短,温度、压强:a<b,则反应速率:a<b,所以达到平衡状态a、b所需要的时间:a>b,故D正确。16.【答案】(1)MnO2+SO2=Mn2++SO2−4(2)5≤pH<8Fe(OH)3、Al(OH)3(3)
Mg2+使Mg2+与萃取剂分离转化为MgCl2(4)抑制MgCl2水解(5)萃取剂(或有机相2)(6)MnO2+2HX=Mn2++2X+2OH−【解析】锰结核(主要成分为MnO2,含少量MgO、Fe2O3、A
l2O3、SiO2)加入H2SO4进行酸浸,将MgO、Fe2O3、Al2O3转化为Mg2+、Fe3+、Al3+,并通入SO2将MnO2转化为Mn2+,自身被氧化为SO2−4,SiO2不与二氧化硫和硫酸反应,则滤渣1中主要为SiO2
,滤液1中主要含有Mg2+、Fe3+、Al3+、Mn2+及SO2−4,调节滤液1的pH,使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3过滤除去,则滤渣2主要含有Al(OH)3、Fe(OH)3,滤液2主要含有Mg2+、Mn2+及SO2
−4,向滤液2加入有机萃取剂,溶液分层,分液后有机相1中主要含有Mg2+,水相1中主要含有Mn2+及SO2−4,向有机相1中加入盐酸进行反萃取,Mg2+从有机相1转入水相2,形成含有MgCl2的酸性溶液,对水相2蒸发结晶得到MgCl2·6H2O,在干燥的HCl气流中加热分解得到
MgCl2,再进行熔融电解得到金属镁,对水相1进行电解得到金属锰单质和H2SO4,电解后的溶液中含有H2SO4,可返回步骤Ⅰ酸浸使用,据此分析解答。(1)根据分析,“锰结核粉末”中MnO2与SO2反应,SO2将MnO2转化为M
n2+,自身被氧化为SO2−4,离子方程式为MnO2+SO2=Mn2++SO2−4。(2)调节滤液1的pH,使Fe3+、Al3+转化为Al(OH)3.Fe(OH)3过滤除去,“滤液1”中Mn2+、Mg2+不能形成沉淀,溶液中某离子浓度≤1.0×10−6mol·L−1时,认为该离
子沉淀完全,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10−33,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10−38,当Al3+完全沉淀时,Fe3+已经完全沉淀,此时溶液中c(OH−)===1.0×10−9mol·L−1,pOH=9,则pH=14-pOH=5;根
据Ksp[Mn(OH)2]=1.8×10−13,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10−11,当“滤液1”中c(Mn2+)为0.18mol·L−1时,溶液中c(OH−)===1.0×10−6mol·L−1,pOH=6,则pH=14-pO
H=8,则“调节pH”的范围为5≤pH<8;根据上述分析可知,“滤渣2”的成分为Fe(OH)3、Al(OH)3。(3)根据上述分析可知,“Ⅲ”处“萃取剂”萃取的成分是Mg2+;“Ⅳ”处用“盐酸反萃”的作用是使Mg2+与萃取剂分离转化为MgCl2。(4)Mg
Cl2属于强酸弱碱盐,高温下,促进Mg2+发生水解生成Mg(OH)2,在干燥的HCl气流中加热分解,可以抑制MgCl2水解。(5)根据上述分析可知,向有机相1中加入盐酸进行反萃取,Mg2+从有机相1转入水相2,分液后得
到有机相2,即为萃取剂,则该工艺流程中除电解余液可循环利用外,还能循环利用的试剂为萃取剂或有机相2。(6)根据图示可知,反应②为Mn3++HX=Mn2++X+H+,反应③为Mn2++MnO2+2H2O=4OH−+2Mn3+,②
×2+③可得,反应②③的总反应的离子方程式为MnO2+2HX=Mn2++2X+2OH−。17.【答案】(1)第四周期第Ⅷ族3d7(2)①正四面体形sp2②N③24NANH3分子间存在氢键(3)①4②B(4)32×【解析】(1)Co为27号元素,位于元素
周期表第四周期第Ⅷ族;基态Co原子价层电子排布式为3d74s2,失去最外层2个电子形成Co2+,所以Co2+的价层电子排布式为3d7。(2)①硫酸根中心N原子的价层电子对数为4+=4,无孤对电子,所以空间构型为正四面体形;NO−3中心N原子的价层电子对数为3+=3,所以为sp2杂化;
②同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小,同周期元素自左向右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,所以4种元素中第一电离能最大的为N元素;③6个NH3与Co2+之间形成6个配位键,属于σ键,每个氨气分子中的氮氢键也为σ键,共6+3×6
=24(个),所以1mol[Co(NH3)6]Cl2中含有的σ键数目为24NA;NH3分子间存在氢键,所以沸点较高。(3)①根据N原子的成键特点可知,在二(丁二酮肟)合镍(Ⅱ)中N原子和Ni2+形成的化学键均为配位键,所以1个二(丁二酮肟)合镍(Ⅱ
)中含有4个配位键;②碱性太强容易生成Ni(OH)2沉淀,酸性太强时大量的氢离子存在不利于二(丁二酮肟)合镍(Ⅱ)的生成,所以适宜的pH应为5~10。(4)由题图可知,1个晶胞中含有4个B原子和4个P原子,故晶胞质量m=g,设晶胞边长为acm,则晶胞的体积V
=a3cm3,故晶胞密度ρ==g·cm−3,解得a=2×;晶体中硼原子和磷原子的最近核间距为晶胞体对角线的,体对角线长度为晶胞边长的3倍,所以晶体中硼原子和磷原子的最近核间距=34×2×cm=32×cm。18.【答
案】(1)2HCl(g)+1/2O2(g)=H2O(g)+Cl2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3(2)①1/2c1V1×10−3②0.56③1/2400④>(3)①>②减小随着增大,N2含量增大,HCl(g)、O2(g)、H2O(g)和Cl2(g)的浓度
均使反应体系的浓度商Q>K,平衡逆向移动,HCl的平衡转化率减小【解析】(1)根据盖斯定律,不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热都是相同的,由题图可知热化学方程式为2HCl(g)+1/2O2
(g)=H2O(g)+Cl2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。(2)①根据题中离子方程式2S2O2−3+I2=S4O2−6+2I−,Cl2氧化I−的离子方程式为Cl2+2I−=2Cl−+I2,可以得到如下关系式:2S2O2−3~I2~Cl2,n(Cl2)=
12n(S2O2−3)=12c1V1×10−3mol;②当=50g·min·mol−1时,每分钟流经1g催化剂的HCl为1/50mol,=4,所以每分钟流经1g催化剂的O2为mol,总气体的物质的量为1/50mol+1/200mol=1/40mol,体积为1/40mol×22.4L/
mol=0.56L;③=200g·min·mol−1时α(HCl)为33.3%,则v(HCl)=1/200×33.3%mol·g−1·min−1,根据化学方程式HCl和O2反应的比例为4∶1,v(O2)=v(HCl)=××33.3%mol·g−1·min−1=mol·g
−1·min−1;④根据第③题的计算过程可知,当相同时,HCl的转化率越大,反应速率越大,据图可知410℃、=3的情况下HCl的转化率较大,所以vI>vⅡ;(3)①由图可知,当相同时,温度越高HCl平衡转化率越小
,说明该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K值减小,则K360>K400;②一定温度下随着增大,通过催化剂的混合气体中HCl和O2量变小,N2的量变大,相当于反应物和生成物的浓度同时变小相同倍数,根据浓度商Qc=,若各物质浓度变小相同倍数时,会
使Qc大于K,此时平衡逆向移动,HCl的平衡转化率减小。19.【答案】(1)MnO2+SO2=MnSO4(2)将Fe2+氧化为Fe3+NiS和ZnS(3)Mn2++HCO−3+NH3·H2O=MnCO3↓+NH+4+H2O(4)①45℃、pH=7.5②当温度高于
45℃时,随着温度升高,NH4HCO3分解,c(CO2−3)下降,所以Mn2+沉淀率下降;同时随着温度升高,Mg2+水解生成Mg(OH)2程度增大,所以Mg2+沉淀率增大(5)1.17mol·L−1【解析】(1)“脱硫浸锰”中的软锰矿浆中,MnO2与SO2反应生硫酸锰,化学方程式为MnO2+SO2
=MnSO4。(2)根据分析,向浸出液中添加适量MnO2的作用是将浸出液中的Fe2+氧化为Fe3+;滤渣2的主要成分是NiS和ZnS。(3)根据分析,向过滤后的滤液中加入氨水和碳酸氢铵,得到碳酸锰和含有Mg2+的溶液,“沉锰”的离子方程式为M
n2++HCO−3+NH3·H2O=MnCO3↓+NH+4+H2O。(4)①由题图可知,“沉锰”的温度控制在45℃左右、pH=7.5左右时锰离子的沉淀率最高;②当温度高于45℃时,Mn2+和Mg2+沉淀率变化的原因
是沉锰时要加入碳酸氢铵,铵盐受热易分解,当温度高于45℃时,随着温度升高,NH4HCO3分解,c(CO2−3)下降,所以Mn2+沉淀率下降;同时随着温度升高,Mg2+水解生成Mg(OH)2程度增大,所以Mg2+沉淀率增大。(5)Ks
p[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×c2(OH−)=4.9×10−12,c2(OH−)===4.9×10−7,c(OH−)=7×10−4mol·L−1,NH3通入0.015mol·L−1MgSO4溶液中,Mg2+恰好完全沉淀时生成硫酸铵,c(NH
+4)=2c(SO2−4)=2×0.015mol·L−1=0.03mol·L−1,一水合氨是弱电解质,电离方程式为NH3·H2ONH+4+OH−,Kb(NH3·H2O)===1.8×10−5,则NH3·H2O的物质的量浓度为=mol
·L−1≈1.17mol·L−1。20.【答案】(1)cd(2)酚羟基、羰基(3)取代反应C8H9OCl(4)+CH3OH+H2O(5)4(6)【解析】乙酸发生取代反应生成,由B的分子式、C的结构简式可知,A与苯酚发生取代反应生成B,B与氯气发生取代反应生成C,故B为,C发生还原反
应生成D()。D中氯原子水解、酸化得到E为,由G的结构简式可知,E中醇羟基与甲醇发生分子间脱水反应生成F,F中酚羟基上氢原子被取代生成G,故F为,试剂X的分子式为C3H5OCl,则X的结构简式为,对比G、美托
洛尔的结构简式可知,G发生开环加成反应生成美托洛尔,据此分析解答。(1)浓的醋酸溶液中含有水,与SOCl2发生水解,应使用无水醋酸,故a错误;较高温度下,SOCl2受热分解,不利于制备反应的发生,反应速率会减慢,故b错误;乙酸与SOCl2反应生成、HCl和二氧化硫,产物中有污染性气体,
需在通风橱中进行,且要吸收尾气,故c正确;该反应的产物为、HCl和二氧化硫,除反应过程中挥发出来的少量乙酸和氯化亚砜,无其他有机副产物,结合杂质性质,挥发出来的少量乙酸和氯化亚砜可通过加热除去,产品易分离,且产率较高,故d正确。(2)根据流程中C的结构简式知
,其中含氧官能团的名称是酚羟基、羰基。(3)A→B是苯环上氢原子被取代生成B,属于取代反应;根据D()的结构简式可知,其分子式为C8H9OCl。(4)根据分析,E中醇羟基与甲醇发生分子间脱水反应生成F,
F为,则反应E→F的化学方程式为+CH3OH+H2O。(5)试剂X的分子式为C3H5OCl,根据上述分析知X的结构简式为;含的X的同分异构体中:的碳原子两端分别连—H和CH3CHCl—(或CH2ClCH2—),或的碳原子两端分别连接CH3CH2
—和Cl—,或的碳原子两端分别连接CH3—和CH2Cl—,则共有4种。(6)苯甲酸先与SOCl2发生取代反应生成,然后和苯酚发生取代反应,最后在Zn(Hg)/HCl作用下反应生成,合成路线流程图为。