【精品解析】湖南省常德市2025届高三下学期一模考试化学试题

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湖南省常德市2025届高三下学期一模考试化学试题
1.(2025·常德模拟)自然资源的利用与开发是化学科研工作者的重要工作之一,下列对应描述错误的是
选项 资源利用与开发 描述
A 高粱秸秆→燃料乙醇 纤维素水解最终生成了乙醇
B 乙烯 该过程发生了还原反应
C 石油→汽油 可通过催化裂化实现
D 青蒿→青蒿素 该过程涉及乙醚萃取、柱色谱分离等操作
A.A B.B C.C D.D
2.(2025·常德模拟)食品中二氧化硫残留量的检测:将一定质量食品样品进行预处理,用适量溶液吸收释放的二氧化硫气体,再用NaOH标准溶液滴定生成的硫酸。下列说法错误的是
A.检测原理主要涉及两种基本反应类型
B.为极性分子
C.若滴定终点时俯视滴定管读数,会导致测定结果偏高
D.NaOH的电子式为
3.(2025·常德模拟)在实验室中利用制备的原理: ,下列有关描述合理的是
A.加入少量氨水可提高制备速率
B.将加入到足量水中反应,可吸收akJ热量
C.制备时加入大量的水,同时加热,可得到更多的
D.增加固体的投入量可以提高其转化率
4.(2025·常德模拟)下列实验装置能达到实验目的的是
A.模拟侯氏制碱实验 B.分离铁粉和
C.鉴别和溶液 D.验证Na与水反应放热
A.A B.B C.C D.D
5.(2025·常德模拟)研究污染问题可有效促进生态文明发展。表示阿伏加德罗常数的值。下列有关描述正确的是
A.工业上冶炼粗硅产生的废气CO,可回收合成甲醇
B.工业上可用溴水除去废水中的苯酚
C.常温下,的含的土壤浸出液中,的数目为
D.将汽车尾气中NO和CO转化为无害气体的化学方程式:
6.(2025·常德模拟)某团队提出了一种新的“伪立方体金属有机笼c”设计,其设计如图(a→c)。d是可容纳在c的空腔中的阴离子,其容纳在c中的作用力与冠醚识别碱金属离子的作用力相似。下列说法错误的是
A.a→c的过程中发生了加成、消去反应
B.a在催化剂条件下与发生加成反应,最多可消耗
C.d为负一价的阴离子,容纳在c的空腔中可构成超分子
D.b在一定条件下可与酸发生反应
7.(2025·常德模拟)黄铁矿()作为电子供体的自养反硝化技术是处理低碳氮废水的一种潜力巨大的处理技术。氧化与反硝化耦合的机理如图所示。下列相关说法错误的是
A.整个反应过程中涉及的还原剂只有
B.可用铁氰化钾溶液检验反应过程中的
C.整个反应过程中,最多提供15mol电子
D.参与“反硝化”的离子反应方程式为:
8.(2025·常德模拟)在烟火气息里探索是化学人的乐趣。某兴趣小组为测定面包膨松剂中碳酸氢铵(杂质受热不分解)的含量,设计了实验装置如图所示。下列有关说法正确的是
A.连接好装置,关闭K,挤压打气球数次,小气球不断增大,停止鼓气后小气球大小保持不变,则说明气密性良好
B.确保气密性良好后,方可取下气密性检测专用仪器,立即点燃酒精灯进行实验
C.若根据装置C增重计算,则装置D可省略
D.实验前、后均应打开K并通入,否则均可导致结果偏大
9.(2025·常德模拟)研究发现,可通过选择不同的阴阳离子组合或改变阴阳离子的结构来调控离子液体的性质。X为某有机阳离子,Y为某无机阴离子,X、Y的结构如图所示。Y中所含A、C、B、D、E元素均为短周期元素,且原子序数依次增大,D的核外电子排布中只有一个未成对电子。下列说法错误的是
A.与的空间构型均为平面三角形
B.可通过改变X中烷基的长度调节离子液体的熔沸点
C.第一电离能:
D.可依据等浓度C、E的最高价氧化物对应的水化物的pH大小判断C、E非金属性的强弱
10.(2025·常德模拟)金属冶炼所产生的酸污水中的As元素可采用亚铁盐石灰法以形式去除,其简化工艺流程如图1所示,若采用三根压缩空气管直接将空气通入氧化槽内液体中,回用水发绿;改进后的氧化槽布气管结构如图2所示,盲板的作用为堵塞气体,使压缩空气只能从底部开口区逸出。下列说法正确的是
A.中和过程的离子方程式为:
B.废渣的成分为
C.改进后的氧化工艺目的是为了氧化更充分
D.回用水可用于配制石灰乳,也可直接排放
11.(2025·常德模拟)锐钛矿()的光催化活性较高,其晶胞结构为A,有4个位于面上,晶胞中每个被6个包围构成八面体,晶体缺陷结构在促进电荷转移等方面发挥着关键作用。B为锐钛矿某缺陷晶胞结构。图C为纯不同种类缺陷示意图。下列说法错误的是
A.A晶胞中的配位数为3
B.Ti的价电子排布式为
C.氧缺陷可用表示,则B中的
D.图C中a为空穴,可使用NaH在一定条件下处理得到
12.(2025·常德模拟)在HF和的混合溶液中加入可获得白色固体,其可能的反应机理如图所示(“”表示电子对的转移,图中仅呈现出微粒的部分价电子)。下列说法错误的是
A.该过程总反应可表示为:
B.该过程中有元素化合价发生改变
C.该过程涉及极性键的断裂与形成
D.测得为正八面体结构,则其中一个F被取代所得结构只有一种
13.(2025·常德模拟)电催化还原技术是电镀废水的一种新型处理方法。某科研团队以铜、铂和镀铜废水构建电催化还原体系(如图所示),处理含的镀铜废水,同时回收氨和铜资源。下列说法错误的是
A.对处理后的铜片清洗、干燥和称量,发现铜片质量增加,可能是铜片上析出了铜单质
B.发生的电极反应式为:
C.膜M为阳离子交换膜
D.当有0.8mol电子通过导线时,若全部逸出,理论上可回收的质量一定少于1.7g
14.(2025·常德模拟)向盛有500mL蒸馏水的烧杯中加入和固体,固体全部溶解(忽略溶液体积的变化),将溶解后溶液持续加热,出现白色沉淀,其过程中的pH变化曲线如图所示。已知:常温下,的电离平衡常数,的溶度积常数,为易溶于水的弱电解质,存在三步电离。下列说法正确的是
A.常温下,混合后溶液未出现白色沉淀是由于pH太小
B.常温下,反应的平衡常数:
C.常温下,与不能大量共存的原因是发生了剧烈的双水解
D.a点溶液中存在:
15.(2025·常德模拟)焦炉煤气主要成分为、CO,还含有一定浓度的HCN和等气态污染物。HCN的沸点为26℃。真空碳酸钾法可实现经济高效脱除、HCN和,但此法不可避免会产生含高浓度、的碱性废液。某科研团队对废液中的浓度进行了检测,检测过程如下:
步骤1 “组装装置”:按图1所示连接好装置,将导管插入含有溶液的比色管中。
步骤2 “预处理”:量取5mL废液于烧杯中,用蒸馏水稀释至200mL后转入到烧瓶中。在烧瓶内加入溶液和溶液,并用稀磷酸调节溶液pH后盖好瓶塞,打开冷凝水开始蒸馏。蒸馏完成后,将馏出液用氢氧化钠溶液调节pH为12,并定容至100mL,待测。
步骤3 “滴定”:取20mL“预处理”后待测液于锥形瓶中,加入2-3滴指示剂,用0.01mol/L硝酸银溶液滴定至终点,进行平行实验2-3次,消耗硝酸银溶液的平均体积为。同理,用20mL蒸馏水以相同方式做空白对照,进行平行实验2-3次,消耗硝酸银溶液的平均体积为。
步骤4 “数据处理”。
已知1:不同金属离子与反应的溶解平衡常数和与反应的稳定常数
离子 沉积平衡 配位平衡
已知2:溶液中、HCN的分配与pH值的关系
pH 1 3 5 6 7 9 11 13
0 0 0 0.04 0.41 29 97.6 99.98
(1)沸点低,易液化,故液氨常用作   。
(2)图中蛇形冷凝管进水口为   (填“e”或“f”),此实验使用蛇形而不使用球形冷凝管的原因为   。
(3)“步骤2”中,加入溶液更有利于HCN蒸出,加入溶液的作用是   ;用稀磷酸调节溶液pH的范围为   。
(4)若将“步骤2”改为向5mL废液中加入过量的,过滤,将滤液用氢氧化钠溶液调节pH为12,并定容至100mL,再进行“步骤3”测定的浓度,测得的浓度偏小,产生此误差的原因为   (用离子反应方程式表示,已知)。
(5)该废液中的浓度为   mg/L(用含的式子表示,结果须化简)。
16.(2025·常德模拟)钯(Pd)是在航空航天、汽车制造等领域应用广泛的稀有金属。以下是从镍阳极泥中回收钯及其他贵金属的工艺流程:
已知:“酸浸”中浸出液的主要成分为;金属被提炼过程中伴随有大量气泡,会形成类似海绵的孔隙结构。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,为提高浸出效率可采取的措施有   (至少回答两点);写出“酸浸”时单质钯发生反应的化学方程式   。
(2)“树脂吸附”中,若浸出液经过阴离子交换树脂的流速过快会导致贵金属的提取率   (填“增大”、“减小”、“不变”)。
(3)“王水溶解”中,体现了硝酸的   性;此步骤存在的缺点是   。
(4)“萃取”可实现从水层转移到有机层,“反萃取”中加入草酸铵的作用是   。
(5)硫脲[]分子中的硫原子和氮原子具有较强的配位能力,能与钯离子形成稳定的配合物,从而将钯离子从树脂上解吸下来,则在配合物中硫、氮作为配位原子采取的杂化方式分别为   。
(6)已知某批镍阳极泥中钯的含量为0.5%,经过“浸出、吸附”后,阴离子树脂对钯的吸附率为90%。若使用该镍阳极泥0.1t,理论上吸附在树脂上的钯元素的质量为   g。
17.(2025·常德模拟)罗格列酮(F)是一种抗糖尿病药物,其合成路线如图所示:
已知:++H2O(、、、为烃基或氢)
回答下列问题:
(1)C的名称为   ,D中含氧官能团的名称为   。
(2)D()中键角   (填“>”或“=”或“<”),E→F反应类型为   。
(3)写出D→E的化学方程式   。
(4)B有多种同分异构体,写出符合下列条件的结构简式   。
①遇溶液能发生显色反应
②核磁共振氢谱图显示有4组峰,峰面积比为
(5)请结合上述流程,设计以为原料制备的路线   (其他试剂任选)。
18.(2025·常德模拟)含氯有机物在自然环境中具有长期残留性和高毒性。
Ⅰ.“催化还原脱氯法”作为一种安全有效的环境修复方法,主要分为“直接脱氯”和“间接脱氯”两大类。
(1)间接脱氯“光催化加氢脱氯”为典型的间接脱氯法,可在温和条件下有效降解含氯有机物,而不产生氯化副产物。“光催化加氢脱氯”的第一步为水的活化:,如图为不同催化剂条件下水分子解离成的反应机理。
①下列说法正确的是________。
A.水的活化分两步完成
B.使用催化剂,活化放出的热量比使用催化剂多
C.吸附在催化剂表面的会自发地解离成
②已知键的键能为,解离一个水分子[]理论上需消耗________J能量。(保留两位有效数字)
(2)直接脱氯还原铁脱氯机理:(R-为烃基),随着反应进行,铁表面附着一层红褐色固体,使脱氯效率下降,生成红褐色固体的原因是________。
Ⅱ.某科研团队以三氯乙烯(TCE)为核心物质进行脱氯机理研究。
(3)利用TCE测试催化剂的活性 以TCE测试、和三种不同催化剂的“加氢脱氯活性”(如图所示)。已知。t表示光照时间,、c分别为光照t秒前、后TCE的浓度,k为常数。根据图中数据,催化效果最好的催化剂是________;其中________(已知:,结果保留两位有效数字)
(4)利用生物电化学系统降解TCE降解装置如图所示。电极A为________(填“阴极”或“阳极”);TCE生成顺式DCE(顺-二氯乙烯)的电极方程式为________。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】氧化还原反应;石油的裂化和裂解;多糖的性质和用途;分液和萃取
【解析】【解答】A.高梁秸秆主要成分是纤维素,属于多糖,水解的最终产时葡萄糖,A错误;
B.乙烯发生了加氢去氧的反应,属于还原反应,B正确;
C.石油→汽油,催化裂化可以增加轻质油的产量,C正确;
D.青蒿→青蒿素涉及有机物的提取过程,制备过程中,涉及乙醚萃取、柱色谱分离等操作,D正确;
故选A。
【分析】A.纤维素是多糖,最终水解得到葡萄糖;
B.二氧化碳生成乙烯的过程中,增加氢原子,氧原子失去;
C.石油裂化得到汽油;
D.我国屠呦呦等科学家使用乙醚从中药中萃取并用柱色谱分离得到抗疟有效成分青蒿素。
2.【答案】C
【知识点】极性分子和非极性分子;化学基本反应类型;酸(碱)式滴定管的使用
【解析】【解答】A.双氧水氧化二氧化硫时发生反应,该反应属于化合反应;氢氧化钠溶液与硫酸反应的化学方程式为,发生复分解反应,涉及化合反应和复分解反应两种基本反应类型,A正确;
B.过氧化氢的结构是呈现书本形状:,分子内正负电荷中心不重合,是极性分子,B正确;
C.俯视滴定管读数会导致读数偏小,从而使得计算出的滴定体积偏小,测定结果偏低,C错误;
D.氢氧化钠是离子化合物,由和构成,其电子式为,D正确;
故选C。
【分析】检测过程中, 氧化二氧化硫,发生反应,再用NaOH标准溶液滴定生成的硫酸,根据标准溶液的量,计算食品中二氧化硫残留量。
3.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.加入少量氨水,氨水会与生成的HCl反应,HCl浓度降低,根据化学平衡移动原理,平衡会正向移动,但这是影响平衡移动,并非提高反应速率,而对于该反应,氨水与HCl反应,不会直接使反应物SbCl3和H2O的活化分子百分数增加或单位体积内活化分子数增多,所以不能提高制备速率,A错误;
B.该反应是可逆反应,将2mol加入到足量水中反应,反应不能进行完全,所以吸收的热量小于a kJ,B错误;
C.制备时加入大量的水,使得,平衡正移;同时加热,因为反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,可得到更多的,C正确;
D. 增加固体的投入量,对化学平衡无影响,不能提高其转化率,D错误;
故选C。
【分析】A.氨水会与HCl反应,使反应的平衡正向移动;
B.可逆反应不能完全反应;
C.增加反应物水的量,加热,平衡均正向移动;
D.加入固体不影响平衡。
4.【答案】D
【知识点】纯碱工业(侯氏制碱法);吸热反应和放热反应;铁的化学性质;探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.氨气极易溶于水,通入氨气时应该注意防倒吸,因此氨气应用右边通入,A错误;
B.铁粉与碘单质在加热条件下会反应生成FeI2,该实验不能分离铁粉和,B错误;
C.和溶液都能和Ca(OH)2溶液反应生成CaCO3沉淀,该实验不能鉴别和溶液,C错误;
D.Na与水反应放热,大试管中的气体受热膨胀,U形管左侧液面下降,右侧液面上升,D正确;
故选D。
【分析】A.氨气极易溶于水;
B.铁能与碘反应;
C.和溶液都能和Ca(OH)2溶液反应生成CaCO3沉淀;
D.钠与水反应放出大量热。
5.【答案】A
【知识点】pH的简单计算;化学与环境保护(酸雨防止、废水处理)
【解析】【解答】A.工业上可用CO为原料,发生以下反应:合成甲醇,因此将冶炼粗硅产生的CO回收用于合成甲醇是可行的,A正确;
B.溴水和苯酚反应生成的三溴苯酚易溶于苯酚,可能无法有效分离,且加入过量溴水会引入溴离子,增加废水含盐量和处理难度,B错误;
C.常温下,的含的土壤浸出液中,的数目为,C错误;
D.该方程式原子不守恒,正确的方程式为:,D错误;
故选A。
【分析】A.一氧化碳与氢气一定条件下反应可制取甲醇;
B.溴水与苯酚反应生成的三溴苯酚易溶于苯酚;
C.根据Kw计算;
D.该方程式原子不守恒。
6.【答案】B
【知识点】物质的结构与性质之间的关系;加成反应;消去反应;超分子
【解析】【解答】A.a中醛基与b中氨基发生加成反应生成-NH-CH(OH)-,再发生消去反应生成-N=CH-,故A正确;
B.没有明确a的量,不能计算消耗氢气的量,故B错误;
C.d为+3价B与4个氯苯基结合,显负一价,d容纳在c中的作用力与冠醚与碱金属离子的作用力相似,可知d容纳在c的空腔中可构成超分子,故C正确;
D.b中N原子能与H+形成配位键,具有碱性,b在一定条件下可与酸发生反应,故D正确;
故选B。
【分析】A.a中氨基与b中醛基先发生加成反应,生成的羟基再发生消去反应形成碳氮双键;
B.a中苯环、萘环与氢气发生加成反应;
C.d是可容纳在c的空腔中的阴离子,其容纳在c中的作用力与冠醚识别碱金属离子的作用力相似;
D.b中氮原子含有孤电子对,能与酸反应。
7.【答案】A
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】A.加入铁离子溶解生成,该过程离子方程式为:,生成了亚铁离子,亚铁离子最终被氧化为氢氧化铁,则也为还原剂,A项错误;
B.铁氰化钾与反应生成蓝色沉淀,则可用铁氰化钾溶液检验反应过程中的,B项正确;
C.在该过程中作为还原剂,被氧化,失去电子,最终生成氢氧化铁沉淀和硫酸根离子,铁元素从+2价升至+3价,硫元素从-1价升至+6价,则最多提供15mol电子,C项正确;
D.参与“反硝化”是与硝酸根离子反应,生成氮气和硫酸根的过程,离子反应方程式为:,D项正确;
故选A。
【分析】A.该过程中,被氧化为氢氧化铁,也是还原剂;
B.铁氰化钾与反应生成蓝色沉淀;
C.最终转化为氢氧化铁沉淀和硫酸根;
D.参与“反硝化”发生反应。
8.【答案】A
【知识点】气体发生装置的气密性检查;化学实验操作的先后顺序;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】A.连接好装置,关闭K,挤压大气球数次,小气球不断增大,停止鼓气后,小气球大小保持不变,说明装置内压强不变,可说明装置气密性良好,A正确;
B.要先通入氮气排出装置内的空气再点燃酒精灯进行实验,B错误;
C.若省略装置D,空气中的水和二氧化碳会进入装置C,导致测量结果偏大,C错误;
D.实验前、后均应打开K并通入,实验前将空气赶走,实验后将生成的水蒸气和二氧化碳驱赶进B、C装置,否则吸收不充分均可导致结果偏小,D错误;
故选A。
【分析】连接好装置,该装置涉及气体,因此需要先检查装置的气密性,根据该装置的特点,关闭K,挤压大气球数次,小气球不断增大,停止鼓气后小气球大小保持不变,说明装置内压强不变,进而可说明气密性良好,通入氮气排出装置内的空气,点燃酒精灯,碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳,装置B中用碱石灰吸收水和二氧化碳,通过装置C吸收氨气,氨气极易溶于水,C装置左侧进气管具有防倒吸的作用,装置C增加的重量即为氨气的重量,根据差量法可计算氨气的质量,进而计算碳酸氢铵的含量,装置D中的碱石灰用于吸收空气中的水和二氧化碳,防止干扰试验。
9.【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A.为,中心S原子的价层电子对数为,采用杂化,无孤对电子,空间构型为平面三角形,为,中心N原子价层电子对数为,采用杂化,无孤对电子,空间构型为平面三角形,A项正确;
B.对于离子液体,改变烷基链会改变分子间作用力,熔沸点也会发生变化,因此可通过改变X中烷基的长度调节离子液体的熔沸点,B项正确;
C.同周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势,N的2p电子半满为较稳定结构,其第一电离能大于相邻元素的第一电离能,则第一电离能:,即 ,C项正确;
D.C的最高价氧化物对应的水化物为硝酸,E的最高价氧化物对应的水化物为硫酸,硝酸为一元酸、硫酸为二元酸,等浓度水化物的pH大小,不能判断C、E非金属性的强弱,D项错误;
故选D。
【分析】D的核外电子排布中只有一个未成对电子,Y中B形成2个共价键,E形成6个共价键,可知B为O元素、E为S元素;A形成4个共价键、D形成1个共价键,结合原子序数可知,A为C元素、D为F元素、C为N元素。
10.【答案】C
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.石灰乳应写化学式,正确的离子方程式为,故A错误;
B.由分析可知,废渣的主要成分为砷酸铁、硫酸钙,故B错误;
C.由图可知,改进后的氧化工艺有利于增大压缩空气中氧气与中和液的充分接触,将溶液中的亚砷酸完全转化为砷酸铁沉淀,故C正确;
D.由分析可知,绿色的回用水中含有亚铁离子,不能配制石灰乳,若直接排放会造成水污染,故D错误;
故选C。
【分析】向含有H3AsO3的酸性废水中加入石灰乳中和,将中和液通入氧化槽中,再加入硫酸亚铁和空气氧化,发生反应得到 ,同时钙离子结合硫酸根离子得到硫酸钙,因此废渣中还含有硫酸钙等,回用水发绿,说明含有亚铁离子。
11.【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A.晶胞中每个被6个包围构成八面体,配位数为6,根据化学式,A晶胞中的配位数为3,A正确;
B.Ti位于第四周期第ⅣB族,价电子排布式为,B正确;
C.晶胞结构为A,有4个位于面上,1个位于体心,8个位于顶点,故每个晶胞含4个8个,现缺少一个,故氧缺陷可用表示,,则B中的,C正确;
D.a为空穴,失去,相当于Ti化合价升高,需要加氧化剂,NaH具有强还原性,可将Ti4+还原为Ti3+,D错误;
故选D。
【分析】A.由图可知,该晶胞中每个被6个包围构成八面体;
B.Ti位于元素周期表中第四周期第ⅣB族;
C.根据均摊法计算;
D.NaH可将Ti4+还原为Ti3+。
12.【答案】B
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;判断简单分子或离子的构型
【解析】【解答】A.由图可知,该过程中和HF、反应生成,总反应可表示为:,A正确;
B.该过程中没有元素化合价发生改变,B错误;
C.该过程涉及H-F极性键的断裂与Sb-F极性键的形成,C正确;
D.为正八面体结构 ,则其中只有一种F,其中一个F被取代所得结构只有一种,D正确;
故选B。
【分析】A. 在HF和的混合溶液中加入可获得白色固体 ,发生的反应为;
B.该过程中各元素的化合价始终不变;
C.同种原子之间形成非极性键,不同种原子间形成极性键;
D.为正八面体结构,则6个F等效。
13.【答案】D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.可能在铜电极得电子发生反应:,生成铜,A正确;
B.在阴极上发生还原反应生成,电极方程式为:,B正确;
C.阴极区生成,为了平衡电荷,阳极区的阳离子需要通过膜M向阴极区移动,所以膜M为阳离子交换膜,C正确;
D.由可知,当有0.8mol电子通过导线时,生成0.1mol,若全部逸出,理论上生成氨气的质量为,同时放电也会释放出,所以理论上可回收的质量一定大于1.7g,D错误;
故选D。
【分析】 处理含的镀铜废水,同时回收氨和铜资源,则Cu电极上铜离子还原得到Cu单质,发生还原反应,为阴极,电极反应式为,,Pt电极上发生氧化反应,为阳极,电极反应式为。
14.【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.向盛有500mL蒸馏水的烧杯中加入和固体,溶液中≈=0.03mol/L,pH=5.8时,c(OH-)=,此时溶液中Qc= c(Al3+)c3(OH-)=3×10-26.6>,然而此时没有沉淀生成,说明不是由于pH太小,A错误;
B.常温下,反应的平衡常数:==,B正确;
C.常温下,和固体混合后,固体全部溶解,没有沉淀,说明不能共存的原因不是双水解,而是生成了,即与不能大量共存的原因是生成了弱电解质,C错误;
D.向盛有500mL蒸馏水的烧杯中加入,n()=,为易溶于水的弱电解质,存在三步电离,根据物料守恒:,D错误;
故选B。
【分析】A.当Qc>Ksp时有沉淀生成;
B.根据计算;
C. 水解会生成氢氧化铝沉淀;
D.根据物料守恒分析。
15.【答案】(1)制冷剂
(2)e;因HCN的沸点较低,不易冷凝,蛇形冷凝管接触面积大,冷凝更充分
(3)除去废液中的;
(4)
(5)
【知识点】中和滴定;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】(1)NH3沸点低,易液化,液氨汽化吸热,故液氨常用作制冷剂。
(2)蛇形冷凝管进水口为e,此实验使用蛇形冷凝管而不使用球形冷凝管的原因是HCN的沸点较低,不易冷凝,蛇形冷凝管接触面积大,冷凝更充分。
(3)“步骤2”中,加入溶液更有利于HCN蒸出,加入溶液的作用是除去溶液中的S2-,根据已知信息2的表格可知,为使HCN被蒸出,用稀磷酸调节溶液pH的范围为pH≤5。
(4)若将“步骤2”改为向5mL废液中加入过量的,过滤,将滤液用氢氧化钠溶液调节pH为12,并定容至100mL,再进行“步骤3”测定的浓度,测得的浓度偏小,产生此误差的原因为,该反应的,即反应能够发生。
(5)根据题意有关系式:,则20mL“预处理”后待测液中,的物质的量为,故原5mL该废液中的浓度为。
【分析】(1)液氨汽化吸热;
(2)蛇形冷凝管的接触面积更大,HCN的沸点较低,不易冷凝;
(3)为使HCN被蒸出,用稀磷酸调节溶液pH的范围为pH≤5;
(4) 能与 发生反应 ;
(5)根据计算。
(1)NH3沸点低,易液化,故液氨常用作制冷剂。
(2)图中蛇形冷凝管进水口为e,此实验使用蛇形冷凝管而不使用球形冷凝管的原因是HCN的沸点较低,不易冷凝,蛇形冷凝管接触面积大,冷凝更充分。
(3)“步骤2”中,加入溶液更有利于HCN蒸出,加入溶液的作用是除去溶液中的S2-,根据已知信息2的表格可知,为使HCN被蒸出,用稀磷酸调节溶液pH的范围为pH≤5。
(4)若将“步骤2”改为向5mL废液中加入过量的,过滤,将滤液用氢氧化钠溶液调节pH为12,并定容至100mL,再进行“步骤3”测定的浓度,测得的浓度偏小,产生此误差的原因为,该反应的,即反应能够发生。
(5)根据题意有关系式:,则20mL“预处理”后待测液中,的物质的量为,故原5mL该废液中的浓度为。
16.【答案】(1)升高温度、适当增大反应物浓度、搅拌等;
(2)减小
(3)强氧化;王水会产生氮氧化物等污染性气体,污染环境
(4)作还原剂,并在反应过程中提供气体便于形成海绵金
(5)
(6)450
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)升高温度能加快离子运动速率,增大盐酸浓度可增加反应物浓度,搅拌能使反应物充分接触,延长酸浸时间可使反应更充分,这些措施都有助于提高浸出效率;酸浸时,Pd被氧化,Pd从0价升高到 + 2价,中Cl从 + 5价降低到-1价,反应的化学方程式为。
(2)若浸出液经过阴离子交换树脂的流速过快,浸出液中的贵金属离子与树脂接触时间不足,不能充分被树脂吸附,会导致贵金属的提取率减小 。
(3)王水溶解过程中,硝酸将金属氧化,体现了硝酸的强氧化性;王水溶解过程中会产生氮氧化物等污染性气体,污染环境。
(4)草酸铵具有还原性,能将还原为Au,因此草酸铵作还原剂,并在反应过程中提供气体便于形成海绵金。
(5)硫脲的结构式为,硫原子形成1个键,还有2对孤电子对,形成配位键时,能提供2对孤电子对,价层电子对数为3,采取杂化;氮原子形成3个键,还有1对孤电子对 ,形成配位键时,能提供1对孤电子对,价层电子对数为4,采取杂化。
(6),镍阳极泥中钯的含量为,则钯的质量为,阴离子树脂对钯的吸附率为,所以理论上吸附在树脂上的钯元素的质量为。
【分析】镍阳极泥中加入氯酸钠和盐酸酸浸,过滤,分离出浸出渣,得到含、、等的浸出液,浸出液经树脂吸附使贵金属离子富集于树脂,再用硫脲和盐酸解吸,之后加入锌粉置换得到贵泥,贵泥经王水溶解后,通过萃取、反萃取分离金,最后对萃余液浓缩等操作,分别获取海绵铂和海绵钯 。
(1)升高温度能加快离子运动速率,增大盐酸浓度可增加反应物浓度,搅拌能使反应物充分接触,延长酸浸时间可使反应更充分,这些措施都有助于提高浸出效率;
酸浸时,Pd被氧化,Pd从0价升高到 + 2价,中Cl从 + 5价降低到-1价,根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式,化学方程式为。
(2)若浸出液经过阴离子交换树脂的流速过快,浸出液中的贵金属离子与树脂接触时间不足,不能充分被树脂吸附,会导致贵金属的提取率减小 。
(3)王水溶解过程中,硝酸将金属氧化,体现了硝酸的强氧化性;王水溶解过程中会产生氮氧化物等污染性气体,污染环境。
(4)作还原剂,并在反应过程中提供气体便于形成海绵金。
(5)硫脲的结构式为,硫原子形成1个键,还有2对孤电子对,形成配位键时,能提供2对孤电子对,价层电子对数为3,采取杂化;氮原子形成3个键,还有1对孤电子对 ,形成配位键时,能提供1对孤电子对,价层电子对数为4,采取杂化。
(6),镍阳极泥中钯的含量为,则钯的质量为,阴离子树脂对钯的吸附率为,所以理论上吸附在树脂上的钯元素的质量为。
17.【答案】(1)对氟苯甲醛或4-氟苯甲醛;醚键、醛基
(2)>;还原反应
(3)++H2O
(4)、
(5)
【知识点】有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)C的结构简式为,其名称为对氟苯甲醛或4-氟苯甲醛;结合D的结构简式可知,D中含氧官能团的名称为醚键、醛基;
(2)两处N、O原子杂化类型相同,O的孤对电子数多于N,孤对电子数越多,对成键电子对的斥力越大,导致其键角越小,故键角:>;E中碳碳双键变为单键,属于“加氢”的反应,反应类型为还原反应;
(3)D→E的反应先发生醛基的加成反应,生成的羟基再发生消去反应,则化学方程式为++H2O;
(4)B的结构简式为:,遇溶液能发生显色反应,说明结构中含有酚羟基,则结构除了苯环和酚羟基外,还剩余2个氮原子,2个碳原子,核磁共振氢谱图显示有4组峰,峰面积比为6:4:1:1,说明结构中含有两个对称的甲基、两个对称的氨基,则满足条件的结构简式为、;
(5)先发生氧化反应生成,两分子发生已知信息的反应生成,发生还原反应得到目标产物,故合成路线为:。
【分析】与发生取代反应生成,与发生已知反应生成,与发生已知反应生成E,结合E的分子式可知,E的结构简式为,被还原得到产物F。
(1)C的结构简式为:,习惯命名法为:对氟苯甲醛,系统命名法为:4-氟苯甲醛;结合D的结构简式可知,D中含氧官能团的名称为醚键、醛基;
(2)两处N、O原子杂化类型相同,O的孤对电子数多于N,孤对电子数越多,对成键电子对的斥力越大,导致其键角越小,故键角:>;由分析可知,E中碳碳双键变为单键,属于“加氢”的反应,反应类型为还原反应;
(3)结合已知信息可知,D→E的反应先发生醛基的加成反应,生成的羟基再发生消去反应,则化学方程式为++H2O;
(4)B的结构简式为:,遇溶液能发生显色反应,说明结构中含有酚羟基,则结构除了苯环和酚羟基外,还剩余2个氮原子,2个碳原子,核磁共振氢谱图显示有4组峰,峰面积比为6:4:1:1,说明结构中含有两个对称的甲基、两个对称的氨基,则满足条件的结构简式为、;
(5)先发生氧化反应生成,两分子发生已知信息的反应生成,发生还原反应得到目标产物,故合成路线为:。
18.【答案】(1) C
(2) 生成的易被空气氧化成,随着反应进行,pH不断增大,会转化为
(3) 0.021
(4) 阳极 H++ClHC=CCl2+2e-+Cl-
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学平衡的计算;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)①A.由图1可知使用催化剂分三步完成,生成和,A错误;
B.水活化为,图1中在两种催化剂条件下生成的是和,且催化剂不影响反应热,B错误;
C.使用催化剂水变为后相对能量不变即可解离成和,说明吸附在催化剂表面后可自发解离,C正确;
选C。
②解离一个水分子理论上消耗的能量就是断开一个水分子中的一个氢氧键所消耗的能量,的键能为,解离一个水分子理论上消耗的能量为;
(2)生成的亚铁离子易被空气氧化成铁离子,由直接脱氯还原铁脱氯机理可知,随着反应进行氢离子被消耗,pH不断增大,会转化为,从而生成红褐色固体;
(3)①由图可知单位时间内使用催化剂最小,即光照后TCE的浓度最低,故催化效果最好的是;
②,;
(4)三氯乙烯得电子生成顺-二氯乙烯,故B极发生还原反应为阴极,A为阳极;B极的电极反应为H++ClHC=CCl2+2e-+Cl-。
【分析】(1)①结合图示反应机理分析;
②根据O-H键的键能和解离一个水分子所需能量进行计算;
(2)该红褐色固体是氢氧化铁;
(3)根据 计算不同催化剂的活性;
(4)电极B上,TCE发生还原反应得到DCE,最终转化为VC,则电极B为阴极,电极A为阳极。
1 / 1湖南省常德市2025届高三下学期一模考试化学试题
1.(2025·常德模拟)自然资源的利用与开发是化学科研工作者的重要工作之一,下列对应描述错误的是
选项 资源利用与开发 描述
A 高粱秸秆→燃料乙醇 纤维素水解最终生成了乙醇
B 乙烯 该过程发生了还原反应
C 石油→汽油 可通过催化裂化实现
D 青蒿→青蒿素 该过程涉及乙醚萃取、柱色谱分离等操作
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】氧化还原反应;石油的裂化和裂解;多糖的性质和用途;分液和萃取
【解析】【解答】A.高梁秸秆主要成分是纤维素,属于多糖,水解的最终产时葡萄糖,A错误;
B.乙烯发生了加氢去氧的反应,属于还原反应,B正确;
C.石油→汽油,催化裂化可以增加轻质油的产量,C正确;
D.青蒿→青蒿素涉及有机物的提取过程,制备过程中,涉及乙醚萃取、柱色谱分离等操作,D正确;
故选A。
【分析】A.纤维素是多糖,最终水解得到葡萄糖;
B.二氧化碳生成乙烯的过程中,增加氢原子,氧原子失去;
C.石油裂化得到汽油;
D.我国屠呦呦等科学家使用乙醚从中药中萃取并用柱色谱分离得到抗疟有效成分青蒿素。
2.(2025·常德模拟)食品中二氧化硫残留量的检测:将一定质量食品样品进行预处理,用适量溶液吸收释放的二氧化硫气体,再用NaOH标准溶液滴定生成的硫酸。下列说法错误的是
A.检测原理主要涉及两种基本反应类型
B.为极性分子
C.若滴定终点时俯视滴定管读数,会导致测定结果偏高
D.NaOH的电子式为
【答案】C
【知识点】极性分子和非极性分子;化学基本反应类型;酸(碱)式滴定管的使用
【解析】【解答】A.双氧水氧化二氧化硫时发生反应,该反应属于化合反应;氢氧化钠溶液与硫酸反应的化学方程式为,发生复分解反应,涉及化合反应和复分解反应两种基本反应类型,A正确;
B.过氧化氢的结构是呈现书本形状:,分子内正负电荷中心不重合,是极性分子,B正确;
C.俯视滴定管读数会导致读数偏小,从而使得计算出的滴定体积偏小,测定结果偏低,C错误;
D.氢氧化钠是离子化合物,由和构成,其电子式为,D正确;
故选C。
【分析】检测过程中, 氧化二氧化硫,发生反应,再用NaOH标准溶液滴定生成的硫酸,根据标准溶液的量,计算食品中二氧化硫残留量。
3.(2025·常德模拟)在实验室中利用制备的原理: ,下列有关描述合理的是
A.加入少量氨水可提高制备速率
B.将加入到足量水中反应,可吸收akJ热量
C.制备时加入大量的水,同时加热,可得到更多的
D.增加固体的投入量可以提高其转化率
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.加入少量氨水,氨水会与生成的HCl反应,HCl浓度降低,根据化学平衡移动原理,平衡会正向移动,但这是影响平衡移动,并非提高反应速率,而对于该反应,氨水与HCl反应,不会直接使反应物SbCl3和H2O的活化分子百分数增加或单位体积内活化分子数增多,所以不能提高制备速率,A错误;
B.该反应是可逆反应,将2mol加入到足量水中反应,反应不能进行完全,所以吸收的热量小于a kJ,B错误;
C.制备时加入大量的水,使得,平衡正移;同时加热,因为反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,可得到更多的,C正确;
D. 增加固体的投入量,对化学平衡无影响,不能提高其转化率,D错误;
故选C。
【分析】A.氨水会与HCl反应,使反应的平衡正向移动;
B.可逆反应不能完全反应;
C.增加反应物水的量,加热,平衡均正向移动;
D.加入固体不影响平衡。
4.(2025·常德模拟)下列实验装置能达到实验目的的是
A.模拟侯氏制碱实验 B.分离铁粉和
C.鉴别和溶液 D.验证Na与水反应放热
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】纯碱工业(侯氏制碱法);吸热反应和放热反应;铁的化学性质;探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.氨气极易溶于水,通入氨气时应该注意防倒吸,因此氨气应用右边通入,A错误;
B.铁粉与碘单质在加热条件下会反应生成FeI2,该实验不能分离铁粉和,B错误;
C.和溶液都能和Ca(OH)2溶液反应生成CaCO3沉淀,该实验不能鉴别和溶液,C错误;
D.Na与水反应放热,大试管中的气体受热膨胀,U形管左侧液面下降,右侧液面上升,D正确;
故选D。
【分析】A.氨气极易溶于水;
B.铁能与碘反应;
C.和溶液都能和Ca(OH)2溶液反应生成CaCO3沉淀;
D.钠与水反应放出大量热。
5.(2025·常德模拟)研究污染问题可有效促进生态文明发展。表示阿伏加德罗常数的值。下列有关描述正确的是
A.工业上冶炼粗硅产生的废气CO,可回收合成甲醇
B.工业上可用溴水除去废水中的苯酚
C.常温下,的含的土壤浸出液中,的数目为
D.将汽车尾气中NO和CO转化为无害气体的化学方程式:
【答案】A
【知识点】pH的简单计算;化学与环境保护(酸雨防止、废水处理)
【解析】【解答】A.工业上可用CO为原料,发生以下反应:合成甲醇,因此将冶炼粗硅产生的CO回收用于合成甲醇是可行的,A正确;
B.溴水和苯酚反应生成的三溴苯酚易溶于苯酚,可能无法有效分离,且加入过量溴水会引入溴离子,增加废水含盐量和处理难度,B错误;
C.常温下,的含的土壤浸出液中,的数目为,C错误;
D.该方程式原子不守恒,正确的方程式为:,D错误;
故选A。
【分析】A.一氧化碳与氢气一定条件下反应可制取甲醇;
B.溴水与苯酚反应生成的三溴苯酚易溶于苯酚;
C.根据Kw计算;
D.该方程式原子不守恒。
6.(2025·常德模拟)某团队提出了一种新的“伪立方体金属有机笼c”设计,其设计如图(a→c)。d是可容纳在c的空腔中的阴离子,其容纳在c中的作用力与冠醚识别碱金属离子的作用力相似。下列说法错误的是
A.a→c的过程中发生了加成、消去反应
B.a在催化剂条件下与发生加成反应,最多可消耗
C.d为负一价的阴离子,容纳在c的空腔中可构成超分子
D.b在一定条件下可与酸发生反应
【答案】B
【知识点】物质的结构与性质之间的关系;加成反应;消去反应;超分子
【解析】【解答】A.a中醛基与b中氨基发生加成反应生成-NH-CH(OH)-,再发生消去反应生成-N=CH-,故A正确;
B.没有明确a的量,不能计算消耗氢气的量,故B错误;
C.d为+3价B与4个氯苯基结合,显负一价,d容纳在c中的作用力与冠醚与碱金属离子的作用力相似,可知d容纳在c的空腔中可构成超分子,故C正确;
D.b中N原子能与H+形成配位键,具有碱性,b在一定条件下可与酸发生反应,故D正确;
故选B。
【分析】A.a中氨基与b中醛基先发生加成反应,生成的羟基再发生消去反应形成碳氮双键;
B.a中苯环、萘环与氢气发生加成反应;
C.d是可容纳在c的空腔中的阴离子,其容纳在c中的作用力与冠醚识别碱金属离子的作用力相似;
D.b中氮原子含有孤电子对,能与酸反应。
7.(2025·常德模拟)黄铁矿()作为电子供体的自养反硝化技术是处理低碳氮废水的一种潜力巨大的处理技术。氧化与反硝化耦合的机理如图所示。下列相关说法错误的是
A.整个反应过程中涉及的还原剂只有
B.可用铁氰化钾溶液检验反应过程中的
C.整个反应过程中,最多提供15mol电子
D.参与“反硝化”的离子反应方程式为:
【答案】A
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】A.加入铁离子溶解生成,该过程离子方程式为:,生成了亚铁离子,亚铁离子最终被氧化为氢氧化铁,则也为还原剂,A项错误;
B.铁氰化钾与反应生成蓝色沉淀,则可用铁氰化钾溶液检验反应过程中的,B项正确;
C.在该过程中作为还原剂,被氧化,失去电子,最终生成氢氧化铁沉淀和硫酸根离子,铁元素从+2价升至+3价,硫元素从-1价升至+6价,则最多提供15mol电子,C项正确;
D.参与“反硝化”是与硝酸根离子反应,生成氮气和硫酸根的过程,离子反应方程式为:,D项正确;
故选A。
【分析】A.该过程中,被氧化为氢氧化铁,也是还原剂;
B.铁氰化钾与反应生成蓝色沉淀;
C.最终转化为氢氧化铁沉淀和硫酸根;
D.参与“反硝化”发生反应。
8.(2025·常德模拟)在烟火气息里探索是化学人的乐趣。某兴趣小组为测定面包膨松剂中碳酸氢铵(杂质受热不分解)的含量,设计了实验装置如图所示。下列有关说法正确的是
A.连接好装置,关闭K,挤压打气球数次,小气球不断增大,停止鼓气后小气球大小保持不变,则说明气密性良好
B.确保气密性良好后,方可取下气密性检测专用仪器,立即点燃酒精灯进行实验
C.若根据装置C增重计算,则装置D可省略
D.实验前、后均应打开K并通入,否则均可导致结果偏大
【答案】A
【知识点】气体发生装置的气密性检查;化学实验操作的先后顺序;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】A.连接好装置,关闭K,挤压大气球数次,小气球不断增大,停止鼓气后,小气球大小保持不变,说明装置内压强不变,可说明装置气密性良好,A正确;
B.要先通入氮气排出装置内的空气再点燃酒精灯进行实验,B错误;
C.若省略装置D,空气中的水和二氧化碳会进入装置C,导致测量结果偏大,C错误;
D.实验前、后均应打开K并通入,实验前将空气赶走,实验后将生成的水蒸气和二氧化碳驱赶进B、C装置,否则吸收不充分均可导致结果偏小,D错误;
故选A。
【分析】连接好装置,该装置涉及气体,因此需要先检查装置的气密性,根据该装置的特点,关闭K,挤压大气球数次,小气球不断增大,停止鼓气后小气球大小保持不变,说明装置内压强不变,进而可说明气密性良好,通入氮气排出装置内的空气,点燃酒精灯,碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳,装置B中用碱石灰吸收水和二氧化碳,通过装置C吸收氨气,氨气极易溶于水,C装置左侧进气管具有防倒吸的作用,装置C增加的重量即为氨气的重量,根据差量法可计算氨气的质量,进而计算碳酸氢铵的含量,装置D中的碱石灰用于吸收空气中的水和二氧化碳,防止干扰试验。
9.(2025·常德模拟)研究发现,可通过选择不同的阴阳离子组合或改变阴阳离子的结构来调控离子液体的性质。X为某有机阳离子,Y为某无机阴离子,X、Y的结构如图所示。Y中所含A、C、B、D、E元素均为短周期元素,且原子序数依次增大,D的核外电子排布中只有一个未成对电子。下列说法错误的是
A.与的空间构型均为平面三角形
B.可通过改变X中烷基的长度调节离子液体的熔沸点
C.第一电离能:
D.可依据等浓度C、E的最高价氧化物对应的水化物的pH大小判断C、E非金属性的强弱
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A.为,中心S原子的价层电子对数为,采用杂化,无孤对电子,空间构型为平面三角形,为,中心N原子价层电子对数为,采用杂化,无孤对电子,空间构型为平面三角形,A项正确;
B.对于离子液体,改变烷基链会改变分子间作用力,熔沸点也会发生变化,因此可通过改变X中烷基的长度调节离子液体的熔沸点,B项正确;
C.同周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势,N的2p电子半满为较稳定结构,其第一电离能大于相邻元素的第一电离能,则第一电离能:,即 ,C项正确;
D.C的最高价氧化物对应的水化物为硝酸,E的最高价氧化物对应的水化物为硫酸,硝酸为一元酸、硫酸为二元酸,等浓度水化物的pH大小,不能判断C、E非金属性的强弱,D项错误;
故选D。
【分析】D的核外电子排布中只有一个未成对电子,Y中B形成2个共价键,E形成6个共价键,可知B为O元素、E为S元素;A形成4个共价键、D形成1个共价键,结合原子序数可知,A为C元素、D为F元素、C为N元素。
10.(2025·常德模拟)金属冶炼所产生的酸污水中的As元素可采用亚铁盐石灰法以形式去除,其简化工艺流程如图1所示,若采用三根压缩空气管直接将空气通入氧化槽内液体中,回用水发绿;改进后的氧化槽布气管结构如图2所示,盲板的作用为堵塞气体,使压缩空气只能从底部开口区逸出。下列说法正确的是
A.中和过程的离子方程式为:
B.废渣的成分为
C.改进后的氧化工艺目的是为了氧化更充分
D.回用水可用于配制石灰乳,也可直接排放
【答案】C
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.石灰乳应写化学式,正确的离子方程式为,故A错误;
B.由分析可知,废渣的主要成分为砷酸铁、硫酸钙,故B错误;
C.由图可知,改进后的氧化工艺有利于增大压缩空气中氧气与中和液的充分接触,将溶液中的亚砷酸完全转化为砷酸铁沉淀,故C正确;
D.由分析可知,绿色的回用水中含有亚铁离子,不能配制石灰乳,若直接排放会造成水污染,故D错误;
故选C。
【分析】向含有H3AsO3的酸性废水中加入石灰乳中和,将中和液通入氧化槽中,再加入硫酸亚铁和空气氧化,发生反应得到 ,同时钙离子结合硫酸根离子得到硫酸钙,因此废渣中还含有硫酸钙等,回用水发绿,说明含有亚铁离子。
11.(2025·常德模拟)锐钛矿()的光催化活性较高,其晶胞结构为A,有4个位于面上,晶胞中每个被6个包围构成八面体,晶体缺陷结构在促进电荷转移等方面发挥着关键作用。B为锐钛矿某缺陷晶胞结构。图C为纯不同种类缺陷示意图。下列说法错误的是
A.A晶胞中的配位数为3
B.Ti的价电子排布式为
C.氧缺陷可用表示,则B中的
D.图C中a为空穴,可使用NaH在一定条件下处理得到
【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A.晶胞中每个被6个包围构成八面体,配位数为6,根据化学式,A晶胞中的配位数为3,A正确;
B.Ti位于第四周期第ⅣB族,价电子排布式为,B正确;
C.晶胞结构为A,有4个位于面上,1个位于体心,8个位于顶点,故每个晶胞含4个8个,现缺少一个,故氧缺陷可用表示,,则B中的,C正确;
D.a为空穴,失去,相当于Ti化合价升高,需要加氧化剂,NaH具有强还原性,可将Ti4+还原为Ti3+,D错误;
故选D。
【分析】A.由图可知,该晶胞中每个被6个包围构成八面体;
B.Ti位于元素周期表中第四周期第ⅣB族;
C.根据均摊法计算;
D.NaH可将Ti4+还原为Ti3+。
12.(2025·常德模拟)在HF和的混合溶液中加入可获得白色固体,其可能的反应机理如图所示(“”表示电子对的转移,图中仅呈现出微粒的部分价电子)。下列说法错误的是
A.该过程总反应可表示为:
B.该过程中有元素化合价发生改变
C.该过程涉及极性键的断裂与形成
D.测得为正八面体结构,则其中一个F被取代所得结构只有一种
【答案】B
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;判断简单分子或离子的构型
【解析】【解答】A.由图可知,该过程中和HF、反应生成,总反应可表示为:,A正确;
B.该过程中没有元素化合价发生改变,B错误;
C.该过程涉及H-F极性键的断裂与Sb-F极性键的形成,C正确;
D.为正八面体结构 ,则其中只有一种F,其中一个F被取代所得结构只有一种,D正确;
故选B。
【分析】A. 在HF和的混合溶液中加入可获得白色固体 ,发生的反应为;
B.该过程中各元素的化合价始终不变;
C.同种原子之间形成非极性键,不同种原子间形成极性键;
D.为正八面体结构,则6个F等效。
13.(2025·常德模拟)电催化还原技术是电镀废水的一种新型处理方法。某科研团队以铜、铂和镀铜废水构建电催化还原体系(如图所示),处理含的镀铜废水,同时回收氨和铜资源。下列说法错误的是
A.对处理后的铜片清洗、干燥和称量,发现铜片质量增加,可能是铜片上析出了铜单质
B.发生的电极反应式为:
C.膜M为阳离子交换膜
D.当有0.8mol电子通过导线时,若全部逸出,理论上可回收的质量一定少于1.7g
【答案】D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.可能在铜电极得电子发生反应:,生成铜,A正确;
B.在阴极上发生还原反应生成,电极方程式为:,B正确;
C.阴极区生成,为了平衡电荷,阳极区的阳离子需要通过膜M向阴极区移动,所以膜M为阳离子交换膜,C正确;
D.由可知,当有0.8mol电子通过导线时,生成0.1mol,若全部逸出,理论上生成氨气的质量为,同时放电也会释放出,所以理论上可回收的质量一定大于1.7g,D错误;
故选D。
【分析】 处理含的镀铜废水,同时回收氨和铜资源,则Cu电极上铜离子还原得到Cu单质,发生还原反应,为阴极,电极反应式为,,Pt电极上发生氧化反应,为阳极,电极反应式为。
14.(2025·常德模拟)向盛有500mL蒸馏水的烧杯中加入和固体,固体全部溶解(忽略溶液体积的变化),将溶解后溶液持续加热,出现白色沉淀,其过程中的pH变化曲线如图所示。已知:常温下,的电离平衡常数,的溶度积常数,为易溶于水的弱电解质,存在三步电离。下列说法正确的是
A.常温下,混合后溶液未出现白色沉淀是由于pH太小
B.常温下,反应的平衡常数:
C.常温下,与不能大量共存的原因是发生了剧烈的双水解
D.a点溶液中存在:
【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.向盛有500mL蒸馏水的烧杯中加入和固体,溶液中≈=0.03mol/L,pH=5.8时,c(OH-)=,此时溶液中Qc= c(Al3+)c3(OH-)=3×10-26.6>,然而此时没有沉淀生成,说明不是由于pH太小,A错误;
B.常温下,反应的平衡常数:==,B正确;
C.常温下,和固体混合后,固体全部溶解,没有沉淀,说明不能共存的原因不是双水解,而是生成了,即与不能大量共存的原因是生成了弱电解质,C错误;
D.向盛有500mL蒸馏水的烧杯中加入,n()=,为易溶于水的弱电解质,存在三步电离,根据物料守恒:,D错误;
故选B。
【分析】A.当Qc>Ksp时有沉淀生成;
B.根据计算;
C. 水解会生成氢氧化铝沉淀;
D.根据物料守恒分析。
15.(2025·常德模拟)焦炉煤气主要成分为、CO,还含有一定浓度的HCN和等气态污染物。HCN的沸点为26℃。真空碳酸钾法可实现经济高效脱除、HCN和,但此法不可避免会产生含高浓度、的碱性废液。某科研团队对废液中的浓度进行了检测,检测过程如下:
步骤1 “组装装置”:按图1所示连接好装置,将导管插入含有溶液的比色管中。
步骤2 “预处理”:量取5mL废液于烧杯中,用蒸馏水稀释至200mL后转入到烧瓶中。在烧瓶内加入溶液和溶液,并用稀磷酸调节溶液pH后盖好瓶塞,打开冷凝水开始蒸馏。蒸馏完成后,将馏出液用氢氧化钠溶液调节pH为12,并定容至100mL,待测。
步骤3 “滴定”:取20mL“预处理”后待测液于锥形瓶中,加入2-3滴指示剂,用0.01mol/L硝酸银溶液滴定至终点,进行平行实验2-3次,消耗硝酸银溶液的平均体积为。同理,用20mL蒸馏水以相同方式做空白对照,进行平行实验2-3次,消耗硝酸银溶液的平均体积为。
步骤4 “数据处理”。
已知1:不同金属离子与反应的溶解平衡常数和与反应的稳定常数
离子 沉积平衡 配位平衡
已知2:溶液中、HCN的分配与pH值的关系
pH 1 3 5 6 7 9 11 13
0 0 0 0.04 0.41 29 97.6 99.98
(1)沸点低,易液化,故液氨常用作   。
(2)图中蛇形冷凝管进水口为   (填“e”或“f”),此实验使用蛇形而不使用球形冷凝管的原因为   。
(3)“步骤2”中,加入溶液更有利于HCN蒸出,加入溶液的作用是   ;用稀磷酸调节溶液pH的范围为   。
(4)若将“步骤2”改为向5mL废液中加入过量的,过滤,将滤液用氢氧化钠溶液调节pH为12,并定容至100mL,再进行“步骤3”测定的浓度,测得的浓度偏小,产生此误差的原因为   (用离子反应方程式表示,已知)。
(5)该废液中的浓度为   mg/L(用含的式子表示,结果须化简)。
【答案】(1)制冷剂
(2)e;因HCN的沸点较低,不易冷凝,蛇形冷凝管接触面积大,冷凝更充分
(3)除去废液中的;
(4)
(5)
【知识点】中和滴定;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】(1)NH3沸点低,易液化,液氨汽化吸热,故液氨常用作制冷剂。
(2)蛇形冷凝管进水口为e,此实验使用蛇形冷凝管而不使用球形冷凝管的原因是HCN的沸点较低,不易冷凝,蛇形冷凝管接触面积大,冷凝更充分。
(3)“步骤2”中,加入溶液更有利于HCN蒸出,加入溶液的作用是除去溶液中的S2-,根据已知信息2的表格可知,为使HCN被蒸出,用稀磷酸调节溶液pH的范围为pH≤5。
(4)若将“步骤2”改为向5mL废液中加入过量的,过滤,将滤液用氢氧化钠溶液调节pH为12,并定容至100mL,再进行“步骤3”测定的浓度,测得的浓度偏小,产生此误差的原因为,该反应的,即反应能够发生。
(5)根据题意有关系式:,则20mL“预处理”后待测液中,的物质的量为,故原5mL该废液中的浓度为。
【分析】(1)液氨汽化吸热;
(2)蛇形冷凝管的接触面积更大,HCN的沸点较低,不易冷凝;
(3)为使HCN被蒸出,用稀磷酸调节溶液pH的范围为pH≤5;
(4) 能与 发生反应 ;
(5)根据计算。
(1)NH3沸点低,易液化,故液氨常用作制冷剂。
(2)图中蛇形冷凝管进水口为e,此实验使用蛇形冷凝管而不使用球形冷凝管的原因是HCN的沸点较低,不易冷凝,蛇形冷凝管接触面积大,冷凝更充分。
(3)“步骤2”中,加入溶液更有利于HCN蒸出,加入溶液的作用是除去溶液中的S2-,根据已知信息2的表格可知,为使HCN被蒸出,用稀磷酸调节溶液pH的范围为pH≤5。
(4)若将“步骤2”改为向5mL废液中加入过量的,过滤,将滤液用氢氧化钠溶液调节pH为12,并定容至100mL,再进行“步骤3”测定的浓度,测得的浓度偏小,产生此误差的原因为,该反应的,即反应能够发生。
(5)根据题意有关系式:,则20mL“预处理”后待测液中,的物质的量为,故原5mL该废液中的浓度为。
16.(2025·常德模拟)钯(Pd)是在航空航天、汽车制造等领域应用广泛的稀有金属。以下是从镍阳极泥中回收钯及其他贵金属的工艺流程:
已知:“酸浸”中浸出液的主要成分为;金属被提炼过程中伴随有大量气泡,会形成类似海绵的孔隙结构。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,为提高浸出效率可采取的措施有   (至少回答两点);写出“酸浸”时单质钯发生反应的化学方程式   。
(2)“树脂吸附”中,若浸出液经过阴离子交换树脂的流速过快会导致贵金属的提取率   (填“增大”、“减小”、“不变”)。
(3)“王水溶解”中,体现了硝酸的   性;此步骤存在的缺点是   。
(4)“萃取”可实现从水层转移到有机层,“反萃取”中加入草酸铵的作用是   。
(5)硫脲[]分子中的硫原子和氮原子具有较强的配位能力,能与钯离子形成稳定的配合物,从而将钯离子从树脂上解吸下来,则在配合物中硫、氮作为配位原子采取的杂化方式分别为   。
(6)已知某批镍阳极泥中钯的含量为0.5%,经过“浸出、吸附”后,阴离子树脂对钯的吸附率为90%。若使用该镍阳极泥0.1t,理论上吸附在树脂上的钯元素的质量为   g。
【答案】(1)升高温度、适当增大反应物浓度、搅拌等;
(2)减小
(3)强氧化;王水会产生氮氧化物等污染性气体,污染环境
(4)作还原剂,并在反应过程中提供气体便于形成海绵金
(5)
(6)450
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)升高温度能加快离子运动速率,增大盐酸浓度可增加反应物浓度,搅拌能使反应物充分接触,延长酸浸时间可使反应更充分,这些措施都有助于提高浸出效率;酸浸时,Pd被氧化,Pd从0价升高到 + 2价,中Cl从 + 5价降低到-1价,反应的化学方程式为。
(2)若浸出液经过阴离子交换树脂的流速过快,浸出液中的贵金属离子与树脂接触时间不足,不能充分被树脂吸附,会导致贵金属的提取率减小 。
(3)王水溶解过程中,硝酸将金属氧化,体现了硝酸的强氧化性;王水溶解过程中会产生氮氧化物等污染性气体,污染环境。
(4)草酸铵具有还原性,能将还原为Au,因此草酸铵作还原剂,并在反应过程中提供气体便于形成海绵金。
(5)硫脲的结构式为,硫原子形成1个键,还有2对孤电子对,形成配位键时,能提供2对孤电子对,价层电子对数为3,采取杂化;氮原子形成3个键,还有1对孤电子对 ,形成配位键时,能提供1对孤电子对,价层电子对数为4,采取杂化。
(6),镍阳极泥中钯的含量为,则钯的质量为,阴离子树脂对钯的吸附率为,所以理论上吸附在树脂上的钯元素的质量为。
【分析】镍阳极泥中加入氯酸钠和盐酸酸浸,过滤,分离出浸出渣,得到含、、等的浸出液,浸出液经树脂吸附使贵金属离子富集于树脂,再用硫脲和盐酸解吸,之后加入锌粉置换得到贵泥,贵泥经王水溶解后,通过萃取、反萃取分离金,最后对萃余液浓缩等操作,分别获取海绵铂和海绵钯 。
(1)升高温度能加快离子运动速率,增大盐酸浓度可增加反应物浓度,搅拌能使反应物充分接触,延长酸浸时间可使反应更充分,这些措施都有助于提高浸出效率;
酸浸时,Pd被氧化,Pd从0价升高到 + 2价,中Cl从 + 5价降低到-1价,根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式,化学方程式为。
(2)若浸出液经过阴离子交换树脂的流速过快,浸出液中的贵金属离子与树脂接触时间不足,不能充分被树脂吸附,会导致贵金属的提取率减小 。
(3)王水溶解过程中,硝酸将金属氧化,体现了硝酸的强氧化性;王水溶解过程中会产生氮氧化物等污染性气体,污染环境。
(4)作还原剂,并在反应过程中提供气体便于形成海绵金。
(5)硫脲的结构式为,硫原子形成1个键,还有2对孤电子对,形成配位键时,能提供2对孤电子对,价层电子对数为3,采取杂化;氮原子形成3个键,还有1对孤电子对 ,形成配位键时,能提供1对孤电子对,价层电子对数为4,采取杂化。
(6),镍阳极泥中钯的含量为,则钯的质量为,阴离子树脂对钯的吸附率为,所以理论上吸附在树脂上的钯元素的质量为。
17.(2025·常德模拟)罗格列酮(F)是一种抗糖尿病药物,其合成路线如图所示:
已知:++H2O(、、、为烃基或氢)
回答下列问题:
(1)C的名称为   ,D中含氧官能团的名称为   。
(2)D()中键角   (填“>”或“=”或“<”),E→F反应类型为   。
(3)写出D→E的化学方程式   。
(4)B有多种同分异构体,写出符合下列条件的结构简式   。
①遇溶液能发生显色反应
②核磁共振氢谱图显示有4组峰,峰面积比为
(5)请结合上述流程,设计以为原料制备的路线   (其他试剂任选)。
【答案】(1)对氟苯甲醛或4-氟苯甲醛;醚键、醛基
(2)>;还原反应
(3)++H2O
(4)、
(5)
【知识点】有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)C的结构简式为,其名称为对氟苯甲醛或4-氟苯甲醛;结合D的结构简式可知,D中含氧官能团的名称为醚键、醛基;
(2)两处N、O原子杂化类型相同,O的孤对电子数多于N,孤对电子数越多,对成键电子对的斥力越大,导致其键角越小,故键角:>;E中碳碳双键变为单键,属于“加氢”的反应,反应类型为还原反应;
(3)D→E的反应先发生醛基的加成反应,生成的羟基再发生消去反应,则化学方程式为++H2O;
(4)B的结构简式为:,遇溶液能发生显色反应,说明结构中含有酚羟基,则结构除了苯环和酚羟基外,还剩余2个氮原子,2个碳原子,核磁共振氢谱图显示有4组峰,峰面积比为6:4:1:1,说明结构中含有两个对称的甲基、两个对称的氨基,则满足条件的结构简式为、;
(5)先发生氧化反应生成,两分子发生已知信息的反应生成,发生还原反应得到目标产物,故合成路线为:。
【分析】与发生取代反应生成,与发生已知反应生成,与发生已知反应生成E,结合E的分子式可知,E的结构简式为,被还原得到产物F。
(1)C的结构简式为:,习惯命名法为:对氟苯甲醛,系统命名法为:4-氟苯甲醛;结合D的结构简式可知,D中含氧官能团的名称为醚键、醛基;
(2)两处N、O原子杂化类型相同,O的孤对电子数多于N,孤对电子数越多,对成键电子对的斥力越大,导致其键角越小,故键角:>;由分析可知,E中碳碳双键变为单键,属于“加氢”的反应,反应类型为还原反应;
(3)结合已知信息可知,D→E的反应先发生醛基的加成反应,生成的羟基再发生消去反应,则化学方程式为++H2O;
(4)B的结构简式为:,遇溶液能发生显色反应,说明结构中含有酚羟基,则结构除了苯环和酚羟基外,还剩余2个氮原子,2个碳原子,核磁共振氢谱图显示有4组峰,峰面积比为6:4:1:1,说明结构中含有两个对称的甲基、两个对称的氨基,则满足条件的结构简式为、;
(5)先发生氧化反应生成,两分子发生已知信息的反应生成,发生还原反应得到目标产物,故合成路线为:。
18.(2025·常德模拟)含氯有机物在自然环境中具有长期残留性和高毒性。
Ⅰ.“催化还原脱氯法”作为一种安全有效的环境修复方法,主要分为“直接脱氯”和“间接脱氯”两大类。
(1)间接脱氯“光催化加氢脱氯”为典型的间接脱氯法,可在温和条件下有效降解含氯有机物,而不产生氯化副产物。“光催化加氢脱氯”的第一步为水的活化:,如图为不同催化剂条件下水分子解离成的反应机理。
①下列说法正确的是________。
A.水的活化分两步完成
B.使用催化剂,活化放出的热量比使用催化剂多
C.吸附在催化剂表面的会自发地解离成
②已知键的键能为,解离一个水分子[]理论上需消耗________J能量。(保留两位有效数字)
(2)直接脱氯还原铁脱氯机理:(R-为烃基),随着反应进行,铁表面附着一层红褐色固体,使脱氯效率下降,生成红褐色固体的原因是________。
Ⅱ.某科研团队以三氯乙烯(TCE)为核心物质进行脱氯机理研究。
(3)利用TCE测试催化剂的活性 以TCE测试、和三种不同催化剂的“加氢脱氯活性”(如图所示)。已知。t表示光照时间,、c分别为光照t秒前、后TCE的浓度,k为常数。根据图中数据,催化效果最好的催化剂是________;其中________(已知:,结果保留两位有效数字)
(4)利用生物电化学系统降解TCE降解装置如图所示。电极A为________(填“阴极”或“阳极”);TCE生成顺式DCE(顺-二氯乙烯)的电极方程式为________。
【答案】(1) C
(2) 生成的易被空气氧化成,随着反应进行,pH不断增大,会转化为
(3) 0.021
(4) 阳极 H++ClHC=CCl2+2e-+Cl-
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学平衡的计算;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)①A.由图1可知使用催化剂分三步完成,生成和,A错误;
B.水活化为,图1中在两种催化剂条件下生成的是和,且催化剂不影响反应热,B错误;
C.使用催化剂水变为后相对能量不变即可解离成和,说明吸附在催化剂表面后可自发解离,C正确;
选C。
②解离一个水分子理论上消耗的能量就是断开一个水分子中的一个氢氧键所消耗的能量,的键能为,解离一个水分子理论上消耗的能量为;
(2)生成的亚铁离子易被空气氧化成铁离子,由直接脱氯还原铁脱氯机理可知,随着反应进行氢离子被消耗,pH不断增大,会转化为,从而生成红褐色固体;
(3)①由图可知单位时间内使用催化剂最小,即光照后TCE的浓度最低,故催化效果最好的是;
②,;
(4)三氯乙烯得电子生成顺-二氯乙烯,故B极发生还原反应为阴极,A为阳极;B极的电极反应为H++ClHC=CCl2+2e-+Cl-。
【分析】(1)①结合图示反应机理分析;
②根据O-H键的键能和解离一个水分子所需能量进行计算;
(2)该红褐色固体是氢氧化铁;
(3)根据 计算不同催化剂的活性;
(4)电极B上,TCE发生还原反应得到DCE,最终转化为VC,则电极B为阴极,电极A为阳极。
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