【高考押题卷】2025届高考化学模拟预测卷四 新课标卷(含解析)

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【高考押题卷】2025届高考化学模拟预测卷四 新课标卷(含解析)

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2025届高考化学模拟预测押题卷(新课标卷)
一.选择题(共7小题)
1.(2025 河南三模)化学与生活、生产息息相关,从化学视角认识世界,下列说法错误的是(  )
A.黄山迎客松扎根于岩石缝,以惊人的韧性和刚强创造了奇迹,松木富含糖类
B.2023年诺贝尔化学奖授予量子点研究,直径为2~20nm硅量子点属于胶体
C.Nature在线发表了同济大学材料科学与工程学院精准合成的芳香型碳环C10和C14,两者互为同素异形体
D.新型陶瓷碳化硅不仅可用作耐高温结构材料,还可用作耐高温半导体材料
2.(2025 河南校级模拟)药物异搏定合成路线中的某一步反应如图所示(部分产物未给出),下列说法正确的是(  )
A.X分子中一定共面的碳原子有8个
B.有机物X可发生取代、加成、氧化反应
C.Y在碱性溶液中反应可用于生产肥皂
D.1mol有机物Z与足量的氢气发生加成反应最多可消耗6mol氢气
3.(2025 开封三模)单质Z是一种常见的半导体烷相料似可中X通过特定路线制备,已知X为Z的氧化物,Y是一种氢化物且分子结构与甲烷相似。下列说法错误的是(  )
A.X可用来生产光导纤维
B.Z能与盐酸发生化学反应
C.反应①的转化应在保护气中进行
D.流程中涉及2个氧化还原反应
4.(2024秋 郑州校级月考)下列反应的离子方程式正确的是(  )
A.NaAl(OH)4溶液中通入过量CO2气体:
B.Na2S溶液中加入稀硫酸:
C.阿司匹林与足量NaOH溶液共热:+OH﹣→+CH3COO﹣+H2O
D.硫酸酸化的KI溶液露置在空气中:
5.(2025 河南模拟)麦角硫因是化妆品中常用的美白抗衰成分,其结构如图。其中X、Y、Z、W、R是元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法正确的是(  )
A.Z同周期元素中,第一电离能比Z大的元素有2种
B.简单气态氢化物的沸点:Z>W
C.化合物XYZ中,Y的杂化方式是sp2
D.X、Y、Z、R形成的化合物一定是共价化合物
6.(2025 河南校级二模)一种厌氧氨氧化菌生物电解池处理生活含氮废水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是(  )
A.与导电碳布相连的一极为电源的负极
B.反应一段时间后,阴极区和阳极区溶液的pH均减小
C.理论上每将处理为N2,阳极区溶液减少28g
D.若该电池在高温下工作,其处理废水的效率会下降
7.(2025 河南校级模拟)常温下,现有0.1mol L﹣1NH4HCO3溶液,pH=7.8。已知含氮(或含碳)各微粒的分布分数(平衡时,各微粒浓度占总微粒浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.
B.常温下Kb(NH3 H2O)<Ka1(H2CO3)
C.NH4HCO3溶液中:
D.当pH=9时,溶液中存在下列关系:
二.工艺流程题(共2小题)
8.(2025 新乡二模)氯化亚铜(CuCl广泛应用于冶金工业,也用作催化剂和杀菌剂。以硫化铜(CuS)精矿为原料生产CuCl的工艺如图:
已知:CuCl难溶于醇和水,溶于c(Cl﹣)较大的体系,可发生反应CuCl(s)+Cl﹣(aq) [CuCl2]﹣(aq),潮湿空气中易水解氧化。
回答下列问题:
(1)本工艺不采用向硫化铜精矿中先通入空气进行“焙烧”,再“酸浸”,而采用直接“氧化酸浸”,直接“氧化酸浸”的优点是     。
(2)“氧化酸浸”时温度不宜太高,原因为     ;该工序发生反应的离子方程式为     。
(3)“氧化溶解”工序中产生的气体为     (填化学式)。
(4)“还原沉铜”工序中,对CuCl沉淀率的影响如图所示。
①CuCl的沉淀率随着NH4Cl的加入先增大后减小的原因为     。
②的最佳值约为     。
(5)对“滤液”进行蒸发浓缩、冷却结晶可获得的主要物质为     (填化学式)。
(6)“酸洗”工序中不能用硝酸代替硫酸进行“酸洗”,其理由是     。
9.(2025 河南模拟)铊(Tl)广泛应用于电子、军工、航天等领域。一种从铅精矿焙烧产生的富铊灰(主要成分为PbO、ZnO、FeO、Fe2O3、Tl2O)中回收铊的工艺流程如图所示:
已知:
①Tl+易被氧化为Tl3+。
②在氯化物一硫酸水溶液中,Tl元素以形式存在。
③萃取过程的反应原理为H++CH3CONR2+TlCl [CH3CONR2H]TlCl4。
④常温下Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10﹣39,Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10﹣17,1g3≈0.5。
请回答下列问题:
(1)根据铊(81Tl)的原子序数推测该元素在元素周期表中的位置为     。
(2)“浸取Ⅰ”中Tl2O发生反应的化学方程式为     。
(3)滤渣的主要成分为     。
(4)常温下,向“萃取分液”后的水相中加入NaOH溶液,调pH回收铁。已知水相中c(Zn2+)=0.1mol/L,控制pH范围为     (已知当溶液中离子浓度小于10﹣5mol/L 时,通常认为该离子沉淀完全,结果保留一位小数)。
(5)请从化学平衡的角度解释“反萃取”过程中加入CH3COONH4溶液的原因     。
(6)“还原氯化沉淀”中反应的离子方程式为     。
(7)铊镉合金是原子能工业重要材料,其一种立方晶胞结构如图所示,已知该铊镉合金密度为ρg cm﹣3,设NA为阿伏加德罗常数的值,则铊原子和镉原子之间的最短距离d=     nm(用含ρ、NA的代数式表示)。
三.解答题(共2小题)
10.(2025春 驻马店校级期中)一种由铬、钴和镍(CrCoNi)组成的三元高熵合金材料具有极高的延展性和强度。回答下列问题:
(1)基态Ni原子的电子排布式为[Ar]    。基态Cr有     个未成对电子。
(2)上述三种金属元素均位于元素周期表     区。
(3)Co3+能形成多种配合物,如[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2。
①该配合物的配体分子的VSEPR模型为     。
②1mol[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2与足量AgNO3溶液反应最多生成     mol AgCl。1mol[Co(NH3)4(H2O)Cl]2+含     molσ键。
③[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2的H—N—H键角     (填“>”、“=”或“<”)NH3的H—N—H键角,原因     。
(4)在有机合成中,常用镍作催化剂。某催化反应如图所示。
甲、乙分子中碳原子杂化类型是     。甲分子中最多有     个碳原子共平面。
11.(2024秋 固始县期末)神经病理性疼痛治疗药物米洛巴林苯磺酸盐的部分合成路线如图:
已知:RCOOHRCOCl
(1)A的结构简式为     。
(2)B中所含官能团名称为     。
(3)的系统命名为     ;Ⅲ的反应类型为     。
(4)V的化学方程式为     。
(5)米洛巴林的一种同分异构体F,同时满足下列条件:
①属于芳香族化合物且能与FeCl3发生显色反应;
②核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为9:6:2:2。
则F的结构简式为     。
(6)Ⅵ为成盐反应,其目的是将米洛巴林转化为米洛巴林苯磺酸盐。
①米洛巴林中能与苯磺酸反应的官能团为     ,从结构角度分析其能与苯磺酸反应的原因是     。
②熔点:米洛巴林     米洛巴林苯磺酸盐(填“>”“<”或“=”)。
(7)参照上述合成路线,设计由和CH3COOH制备的合成路线     。
2025届高考化学模拟预测押题卷(新课标卷)
参考答案与试题解析
一.选择题(共7小题)
1.(2025 河南三模)化学与生活、生产息息相关,从化学视角认识世界,下列说法错误的是(  )
A.黄山迎客松扎根于岩石缝,以惊人的韧性和刚强创造了奇迹,松木富含糖类
B.2023年诺贝尔化学奖授予量子点研究,直径为2~20nm硅量子点属于胶体
C.Nature在线发表了同济大学材料科学与工程学院精准合成的芳香型碳环C10和C14,两者互为同素异形体
D.新型陶瓷碳化硅不仅可用作耐高温结构材料,还可用作耐高温半导体材料
【答案】B
【分析】A.松木含纤维素;
B.胶体是混合物,是分散质粒子直径为1~100nm的分散系;
C.C10和C14都是碳元素的不同单质;
D.新型陶瓷碳化硅是新型无机非金属材料。
【解答】解:A.松木含纤维素,纤维素属于糖类,故A正确;
B.胶体是分散质粒子直径为1~100nm的分散系,直径为2~20 nm硅量子点无分散剂,不是胶体,故B错误;
C.C10和C14都是碳元素的不同单质,两者互为同素异形体,故C正确;
D.新型陶瓷碳化硅是新型无机非金属材料,可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查物质的组成、性质及变化,题目比较简单。
2.(2025 河南校级模拟)药物异搏定合成路线中的某一步反应如图所示(部分产物未给出),下列说法正确的是(  )
A.X分子中一定共面的碳原子有8个
B.有机物X可发生取代、加成、氧化反应
C.Y在碱性溶液中反应可用于生产肥皂
D.1mol有机物Z与足量的氢气发生加成反应最多可消耗6mol氢气
【答案】B
【分析】A.苯环、羰基中7个碳原子共平面,甲基中的1个碳原子有可能与苯环共平面;
B.有机物X中含有羰基、苯环和羟基;
C.Y不是油脂;
D.Z中含有1个苯环、2个碳碳双键。
【解答】解:A.苯环、羰基中7个碳原子共平面,甲基中的1个碳原子有可能与苯环共平面,则该分子中一定共面的碳原子有7个,故A错误;
B.有机物X中含有羰基、苯环和羟基;含有羰基和苯环可以发生加成反应和取代反应,含有羟基可以发生氧化反应,故B正确;
C.Y不是油脂,不能发生皂化反应,故C错误;
D.Z中含有1个苯环、2个碳碳双键,1 mol有机物Z与足量的氢气发生加成反应最多可消耗5 mol氢气,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查有机物的结构与性质,侧重考查学生有机基础知识的掌握情况,试题难度中等。
3.(2025 开封三模)单质Z是一种常见的半导体烷相料似可中X通过特定路线制备,已知X为Z的氧化物,Y是一种氢化物且分子结构与甲烷相似。下列说法错误的是(  )
A.X可用来生产光导纤维
B.Z能与盐酸发生化学反应
C.反应①的转化应在保护气中进行
D.流程中涉及2个氧化还原反应
【答案】B
【分析】常见的半导体材料为Si,X为Z的氧化物,那么X为二氧化硅,Y为氢化物,且分子结构与甲烷相似,那么Y为硅烷,结构简式为:SiH4,据此解答.
【解答】解:A.分析可知,X为二氧化硅,能禅道光信号,X可用来生产光导纤维,故A正确;
B.Z为Si,不能与盐酸发生化学反应,故B错误;
C.反应①SiO2+4Mg 2MgO+Mg2Si,反应的转化应在保护气中进行,故C正确;
D.流程中涉及2个氧化还原反应,反应①SiO2+4Mg 2MgO+Mg2Si,反应③SiH4Si+2H2,故D正确;
故选:B。
【点评】本题为无机推断题,明确硅及其化合物性质是解题关键,题目难度不大,注意硅、二氧化硅用途区别。
4.(2024秋 郑州校级月考)下列反应的离子方程式正确的是(  )
A.NaAl(OH)4溶液中通入过量CO2气体:
B.Na2S溶液中加入稀硫酸:
C.阿司匹林与足量NaOH溶液共热:+OH﹣→+CH3COO﹣+H2O
D.硫酸酸化的KI溶液露置在空气中:
【答案】D
【分析】A.根据CO2过量时产物是Al(OH)3和,进行分析;
B.根据Na2S溶液中加入稀硫酸生成H2S,进行分析;
C.根据阿司匹林与足量NaOH溶液共热,酚酯基生成酚钠和乙酸钠,羧基生成羧酸钠进行分析;
D.根据硫酸酸化的KI溶液露置在空气中被氧化进行分析。
【解答】解:A.二氧化碳过量时产物是氢氧化铝和,反应的离子方程式为:,故A错误;
B.Na2S溶液中加入稀硫酸生成H2S,反应的离子方程式为:S2﹣+2H+=H2S↑,故B错误;
C.阿司匹林与足量氢氧化钠溶液共热,酚酯基生成酚钠和乙酸钠,羧基生成羧酸钠,反应的离子方程式为:,故C错误;
D.硫酸酸化的KI溶液露置在空气中被氧化,反应的离子方程式为:,故D正确;
故选:D。
【点评】本题主要考查离子方程式的书写等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
5.(2025 河南模拟)麦角硫因是化妆品中常用的美白抗衰成分,其结构如图。其中X、Y、Z、W、R是元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法正确的是(  )
A.Z同周期元素中,第一电离能比Z大的元素有2种
B.简单气态氢化物的沸点:Z>W
C.化合物XYZ中,Y的杂化方式是sp2
D.X、Y、Z、R形成的化合物一定是共价化合物
【答案】A
【分析】X、Y、Z、W、R是元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素,Y可以形成 4个共价键,则Y为C元素;X形成1个共价键,则X为H元素,W形成2个共价键,W为O元素,Z形成3个共价键,则Z为N元素,R形成2个共价键,且原子序数大于氧,W为S元素,综上分析可知,X、Y、Z、W、R分别是H、C、N、O、S,据此进行解答。
【解答】解:A.Z为N元素,根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势,ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常,故同周期元素中第一电离能比N大的元素有F、Ne共2种,故A正确;
B.H2O、NH3分子间均含有氢键,水中含有两个氢键,则H2O分子间氢键比NH3强,简单气态氢化物的沸点:H2O>NH3,故B错误;
C.化合物XYZ的结构为H—C≡N,其中C的杂化方式是sp,故C错误;
D.X、Y、Z、R形成的化合物可以是NH4SCN,NH4SCN为离子化合物,X、Y、Z、R形成的化合物不一定是共价化合物,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查位置、结构与性质,为高频考点,把握元素的位置、元素化合物知识来推断元素为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意元素化合物知识的应用,题目难度不大。
6.(2025 河南校级二模)一种厌氧氨氧化菌生物电解池处理生活含氮废水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是(  )
A.与导电碳布相连的一极为电源的负极
B.反应一段时间后,阴极区和阳极区溶液的pH均减小
C.理论上每将处理为N2,阳极区溶液减少28g
D.若该电池在高温下工作,其处理废水的效率会下降
【答案】C
【分析】左侧电极上转化为NH2OH,N2H4转化为N2,N元素化合价升高,左侧为阳极,阳极总反应为,右侧为阴极,电极反应为,据此解答。
【解答】解:左侧电极上转化为NH2OH,N2H4转化为N2,N元素化合价升高,左侧为阳极,阳极总反应为,右侧为阴极,电极反应为;
A.由分析可知,导电碳刷作阳极,故导电碳布是阴极,与导电碳布相连的一极为电源的负极,故A正确;
B.阳极总反应为,转移电子数目与迁移到右侧阴极区的H+数目相等,因此随着反应进行,阳极区氢离子浓度增大,pH减小;阴极发生为,转移电子数目与迁移过来的H+数目相等,因此随着反应进行,阴极区氢离子浓度增大,pH减小;故B正确;
C.理论上每将处理为N2,转移6mol电子,生成1mol N2(28g)逸出,同时有6mol H+(6g)迁移到右侧阴极区,因此阳极区溶液质量减少28g+6g =34g,故C错误;
D.若该电池在高温下工作,厌氧氨氧化菌催化效果降低甚至失去活性,其处理废水的效率会下降,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查电化学,侧重考查学生电解池的掌握情况,试题难度中等。
7.(2025 河南校级模拟)常温下,现有0.1mol L﹣1NH4HCO3溶液,pH=7.8。已知含氮(或含碳)各微粒的分布分数(平衡时,各微粒浓度占总微粒浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.
B.常温下Kb(NH3 H2O)<Ka1(H2CO3)
C.NH4HCO3溶液中:
D.当pH=9时,溶液中存在下列关系:
【答案】C
【分析】A.根据图中pH=6.5时,H2CO3和浓度相等,利用Ka2(H2CO3)=c(H+)进行分析;
B.根据图中pH=7.8时,NH3 H2O和浓度相等,利用Kb(NH3 H2O)=c(H+)进行分析;
C.根据物料守恒进行分析;
D.根据图中pH=9时,各微粒分布分数进行分析。
【解答】解:A.pH=10.3时,c()=c(),碳酸的电离平衡常Ka2 c(H+)=10﹣10.3,故A错误;
B.常温下0.1mol/L的0.1mol L﹣1 NH4HCO3溶液pH=7.8,说明碳酸氢根离子的水解程度大于铵根离子的水解程度,则下Kb(NH3 H2O)>Ka1(H2CO3),故B错误;
C.根据电荷守恒,c()+c(H+)=c(OH﹣)+c()+2c(),根据物料守恒,c()+c(NH3 H2O)=c(H2CO3)+c()+c(),则c(NH3 H2O)+c() =c(H2CO3)+c(H+)﹣c(OH﹣),又因0.1mol L﹣1碳酸氢铵溶液,pH=7.8,所以c(H+)<c(OH﹣),因此c(NH3 H2O)+c() =c(H2CO3)+c(H+)﹣c(OH﹣)<c(H2CO3),故C正确;
D.当溶液pH=9时,溶液中离子浓度大小关系为:c(HC)>c()>c(NH3 H2O)>c(),故D错误;
故选:C。
【点评】本题主要考查离子浓度大小的比较等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
二.工艺流程题(共2小题)
8.(2025 新乡二模)氯化亚铜(CuCl广泛应用于冶金工业,也用作催化剂和杀菌剂。以硫化铜(CuS)精矿为原料生产CuCl的工艺如图:
已知:CuCl难溶于醇和水,溶于c(Cl﹣)较大的体系,可发生反应CuCl(s)+Cl﹣(aq) [CuCl2]﹣(aq),潮湿空气中易水解氧化。
回答下列问题:
(1)本工艺不采用向硫化铜精矿中先通入空气进行“焙烧”,再“酸浸”,而采用直接“氧化酸浸”,直接“氧化酸浸”的优点是  可以减少SO2气体的排放  。
(2)“氧化酸浸”时温度不宜太高,原因为  温度过高H2O2易分解  ;该工序发生反应的离子方程式为    。
(3)“氧化溶解”工序中产生的气体为  NO  (填化学式)。
(4)“还原沉铜”工序中,对CuCl沉淀率的影响如图所示。
①CuCl的沉淀率随着NH4Cl的加入先增大后减小的原因为  随着NH4Cl的加入,Cl﹣增多,CuCl的沉淀率增大,当NH4Cl过量时,会使CuCl与过量的Cl﹣反应而溶解,沉淀率下降  。
②的最佳值约为  1.8(填1.5~2.0之间的数均可以)  。
(5)对“滤液”进行蒸发浓缩、冷却结晶可获得的主要物质为  (NH4)2SO4  (填化学式)。
(6)“酸洗”工序中不能用硝酸代替硫酸进行“酸洗”,其理由是  HNO3会氧化CuCl  。
【答案】(1)可以减少SO2气体的排放;
(2)温度过高H2O2易分解;;
(3)NO;
(4)①随着NH4Cl的加入,Cl﹣增多,CuCl的沉淀率增大,当NH4Cl过量时,会使CuCl与过量的Cl﹣反应而溶解,沉淀率下降;
②1.8(填1.5~2.0之间的数均可以);
(5)(NH4)2SO4;
(6)HNO3会氧化CuCl。
【分析】向硫化铜(CuS)精矿中加入硫酸、双氧水,CuS被氧化,生成S单质和硫酸铜溶液,过滤,得到硫酸铜溶液,经过处理得到铜单质,向铜单质中加入稀硫酸和硝酸铵,发生离子反应:3Cu+8H++23Cu2++2NO↑+4H2O,继续向反应后的溶液中加入亚硫酸铵和氯化铵,发生反应:2Cu2++2Cl﹣H2O=2CuCl↓2H+,过滤,得到滤液为硫酸铵溶液,沉淀为CuCl,将其稀硫酸洗、醇洗,最后得到干燥、纯净的CuCl,据此分析作答。
【解答】解:(1)本工艺不采用向硫化铜精矿中先通入空气进行“焙烧”,再“酸浸”,而采用直接“氧化酸浸”,直接“氧化酸浸”的优点是可以减少SO2气体的排放,
故答案为:可以减少SO2气体的排放;
(2)“氧化酸浸”时温度不宜太高,原因为温度过高H2O2易分解,该工序发生反应的离子方程式为:,
故答案为:温度过高H2O2易分解;;
(3)“氧化溶解”工序中,铜与硝酸根离子、氢离子反应,产生的气体为NO,
故答案为:NO;
(4)①由图可知,CuCl的沉淀率随着NH4Cl的加入先增大后减小的原因为随着NH4Cl的加入,Cl﹣增多,CuCl的沉淀率增大,当NH4Cl过量时,会使CuCl与过量的Cl﹣反应而溶解,沉淀率下降,
故答案为:随着NH4Cl的加入,Cl﹣增多,CuCl的沉淀率增大,当NH4Cl过量时,会使CuCl与过量的Cl﹣反应而溶解,沉淀率下降;
②由图可知,的最佳值约为1.8(填1.5~2.0之间的数均可以),
故答案为:1.8(填1.5~2.0之间的数均可以);
(5)根据分析可知,对“滤液”进行蒸发浓缩、冷却结晶可获得的主要物质为:(NH4)2SO4,
故答案为:(NH4)2SO4;
(6)“酸洗”工序中不能用硝酸代替硫酸进行“酸洗”,其理由是HNO3会氧化CuCl,
故答案为:HNO3会氧化CuCl。
【点评】本题主要考查制备实验方案的设计,具体涉及CuCl的制取,属于高考高频考点,难度中等。
9.(2025 河南模拟)铊(Tl)广泛应用于电子、军工、航天等领域。一种从铅精矿焙烧产生的富铊灰(主要成分为PbO、ZnO、FeO、Fe2O3、Tl2O)中回收铊的工艺流程如图所示:
已知:
①Tl+易被氧化为Tl3+。
②在氯化物一硫酸水溶液中,Tl元素以形式存在。
③萃取过程的反应原理为H++CH3CONR2+TlCl [CH3CONR2H]TlCl4。
④常温下Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10﹣39,Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10﹣17,1g3≈0.5。
请回答下列问题:
(1)根据铊(81Tl)的原子序数推测该元素在元素周期表中的位置为  第6周期第IIIA族  。
(2)“浸取Ⅰ”中Tl2O发生反应的化学方程式为  5Tl2O+4KMnO4+21H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5Tl2(SO4)3+21H2O  。
(3)滤渣的主要成分为  PbSO4  。
(4)常温下,向“萃取分液”后的水相中加入NaOH溶液,调pH回收铁。已知水相中c(Zn2+)=0.1mol/L,控制pH范围为  2.8~6.0  (已知当溶液中离子浓度小于10﹣5mol/L 时,通常认为该离子沉淀完全,结果保留一位小数)。
(5)请从化学平衡的角度解释“反萃取”过程中加入CH3COONH4溶液的原因  CH3COO﹣消耗H+,使萃取过程的平衡反应逆向移动,Tl元素以形式重新进入水层  。
(6)“还原氯化沉淀”中反应的离子方程式为  H2OTlCl↓2H++3Cl﹣  。
(7)铊镉合金是原子能工业重要材料,其一种立方晶胞结构如图所示,已知该铊镉合金密度为ρg cm﹣3,设NA为阿伏加德罗常数的值,则铊原子和镉原子之间的最短距离d=  107  nm(用含ρ、NA的代数式表示)。
【答案】(1)第6周期第IIIA族;
(2)5Tl2O+4KMnO4+21H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5Tl2(SO4)3+21H2O;
(3)PbSO4;
(4)2.8~6.0;
(5)CH3COO﹣消耗H+,使萃取过程的平衡反应逆向移动,Tl元素以形式重新进入水层;
(6)H2OTlCl↓2H++3Cl﹣;
(7)107。
【分析】富铊灰加入高锰酸钾和硫酸混合溶液、氯化钠溶液浸取时,氧化铅转化为硫酸铅、氧化锌转化为硫酸锌、氧化铁和氧化亚铁转化为硫酸铁、氧化铊转化为四氯合铊离子,过滤得到含有硫酸铅的滤渣和浸取液;向浸取液中加入萃取剂萃取,分液得到水相和含有[CH3CONR2H]TlCl4的有机相;向有机相加入醋酸铵溶液反萃取,分液得到含有四氯合铊离子的溶液;向溶液中加入亚硫酸钠溶液,将四氯合铊离子转化为TlCl沉淀,过滤得到TlCl;向TlCl中加入硫酸,经焙烧、酸浸、水浸得到Tl2SO4溶液,最后用Zn置换Tl2SO4溶液得到金属铊,据此分析回答问题。
【解答】解:(1)铊(81Tl)与铝同主族,即Tl位于第6周期第ⅢA族,
故答案为:第6周期第IIIA族;
(2)由题干流程图可知,“浸取Ⅰ”中Tl2O转化为Tl3+,该过程发生反应的化学方程式为:5Tl2O+4KMnO4+21H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5Tl2(SO4)3+21H2O,
故答案为:5Tl2O+4KMnO4+21H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5Tl2(SO4)3+21H2O;
(3)由分析可知,滤渣的主要成分为PbSO4,
故答案为:PbSO4;
(4)常温下,向“萃取分液”后的水相中加入NaOH溶液,调pH回收铁,即使Fe3+完全沉淀,则c3(OH﹣)×10﹣5>Ksp[Fe(OH)3],c(OH﹣)mol/L=3mol/L,pH>2.8,而Zn2+不产生沉淀,则已知水相中c(Zn2+)=0.1mol/L,即c2(OH﹣)×0.1<Ksp[Zn(OH)2],c(OH﹣)mol/L=10﹣8mol/L,则pH<6.0,控制pH范围为2.8<pH<6.0,
故答案为:2.8~6.0;
(5)由萃取过程的反应原理可知,加入醋酸铵溶液反萃取时,醋酸根离子与氢离子反应生成醋酸,溶液中氢离子浓度减小,使萃取过程的平衡向逆反应方向移动,使[CH3CONR2H]TlCl4转化为四氯合铊离子,
故答案为:CH3COO﹣消耗H+,使萃取过程的平衡逆向移动,Tl元素以形式重新进入水层;
(6)还原、氯化、沉淀过程中生成TlCl的反应为溶液中的四氯合铊离子与亚硫酸根离子反应生成TlCl沉淀、硫酸根离子、氯离子和氢离子,反应的离子方程式为H2OTlCl↓2H++3Cl﹣,
故答案为:H2OTlCl↓2H++3Cl﹣;
(7)由题干铊镉合金的一种立方晶胞结构所示信息可知,一个晶胞中含有Tl的个数为:63,含Cd个数为:81,已知该铊镉合金密度为ρg cm﹣3,设NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞参数为a107nm,由晶胞图可知,铊原子和镉原子之间的最短距离为面对角线的一半,即da107nm,
故答案为:a107。
【点评】本题考查物质的制备实验方案设计、晶胞计算应用等知识点,为高考常见题型和高频考点,侧重考查学生知识综合应用、根据实验目的及物质的性质进行分析、实验基本操作能力及实验方案设计能力,综合性较强,注意把握物质性质以及对题目信息的获取与使用、晶胞分摊方法的应用,题目难度中等。
三.解答题(共2小题)
10.(2025春 驻马店校级期中)一种由铬、钴和镍(CrCoNi)组成的三元高熵合金材料具有极高的延展性和强度。回答下列问题:
(1)基态Ni原子的电子排布式为[Ar] 3d84s2  。基态Cr有  6  个未成对电子。
(2)上述三种金属元素均位于元素周期表  d  区。
(3)Co3+能形成多种配合物,如[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2。
①该配合物的配体分子的VSEPR模型为  四面体形  。
②1mol[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2与足量AgNO3溶液反应最多生成  2  mol AgCl。1mol[Co(NH3)4(H2O)Cl]2+含  20  molσ键。
③[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2的H—N—H键角  >  (填“>”、“=”或“<”)NH3的H—N—H键角,原因  [Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2中N原子的孤电子对参与形成配位键,而NH3中N原子含1对孤对电子,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,使得NH3中键角减小  。
(4)在有机合成中,常用镍作催化剂。某催化反应如图所示。
甲、乙分子中碳原子杂化类型是  sp3  。甲分子中最多有  3  个碳原子共平面。
【答案】(1)3d84s2;6;
(2)d;
(3)①四面体形;
②2;20;
③>;[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2中N原子的孤电子对参与形成配位键,而NH3中N原子含1对孤对电子,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,使得NH3中键角减小;
(4)sp3;3。
【分析】(1)镍是28号元素,基态Ni原子的电子排布式为[Ar]3d84s2;Cr是24号元素,基态Cr原子电子排布式为[Ar]3d54s1,3d 轨道中有5个未成对电子,4s轨道中有1个未成对电子;
(2)基态Cr的价电子排布式为3d54s1、基态Co的价电子排布式为3d7s2、基态Ni的价电子排布式为3d84s2;
(3)①[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2的配体分子为NH3、H2O,NH3中成键电子对数为3,孤对电子对数为1、H2O中成键电子对数为2,孤对电子对数为2,中心原子价层电子对数均为4;
②1 mol[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2外界有2 mol Cl﹣,与足量AgNO3溶液反应最多生成2mol AgCl;配位键为σ键,[Co(NH3)4(H2O)Cl]2+中配位键:4+1+1=6个,NH3分子中σ键:3×4=12个,H2O 分子中σ键:2个;
③[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2中N原子的孤电子对参与形成配位键,而NH3中N原子含1对孤对电子,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,使得NH3中键角减小;
(4)甲、乙分子中所有碳原子均形成单键,单键碳原子的杂化类型为sp3杂化,甲分子中,由于碳原子以单键相连,为sp3杂化。
【解答】解:(1)镍是28号元素,基态Ni原子的电子排布式为[Ar]3d84s2;Cr是24号元素,基态Cr原子电子排布式为[Ar]3d54s1,3d 轨道中有5个未成对电子,4s轨道中有1个未成对电子,共6个未成对电子,
故答案为:3d84s2;6;
(2)基态Cr的价电子排布式为3d54s1、基态Co的价电子排布式为3d7s2、基态Ni的价电子排布式为3d84s2,最后填充电子的轨道均是d 轨道,位于元素周期表 d区,
故答案为:d;
(3)①[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2的配体分子为NH3、H2O,NH3中成键电子对数为3,孤对电子对数为1、H2O中成键电子对数为2,孤对电子对数为2,中心原子价层电子对数均为4,VSEPR模型均为四面体形,
故答案为:四面体形;
②1 mol[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2外界有2 mol Cl﹣,与足量AgNO3溶液反应最多生成2mol AgCl;配位键为σ键,[Co(NH3)4(H2O)Cl]2+中配位键:4+1+1=6个,NH3分子中σ键:3×4=12个,H2O 分子中σ键:2个,所以1 mol[Co(NH3)4(H2O)Cl]2+中含有σ键的数目为(6+12+2)mol=20 mol,
故答案为:2;20;
③[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2中N原子的孤电子对参与形成配位键,而NH3中N原子含1对孤对电子,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,使得NH3中键角减小;所以Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2的H—N—H键角大于NH3的H—N—H键角,
故答案为:>;[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2中N原子的孤电子对参与形成配位键,而NH3中N原子含1对孤对电子,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,使得NH3中键角减小;
(4)甲、乙分子中所有碳原子均形成单键,单键碳原子的杂化类型为sp3杂化,甲分子中,由于碳原子以单键相连,为sp3杂化,最多有3个碳原子共平面,
故答案为:sp3;3。
【点评】本题考查晶体结构,侧重考查学生晶胞计算的掌握情况,试题难度中等。
11.(2024秋 固始县期末)神经病理性疼痛治疗药物米洛巴林苯磺酸盐的部分合成路线如图:
已知:RCOOHRCOCl
(1)A的结构简式为  CH3COOCH2CH3  。
(2)B中所含官能团名称为  羰基、酯基  。
(3)的系统命名为  3﹣溴丙烯  ;Ⅲ的反应类型为  取代反应  。
(4)V的化学方程式为  +KOH→+CH3CH2OH  。
(5)米洛巴林的一种同分异构体F,同时满足下列条件:
①属于芳香族化合物且能与FeCl3发生显色反应;
②核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为9:6:2:2。
则F的结构简式为  或  。
(6)Ⅵ为成盐反应,其目的是将米洛巴林转化为米洛巴林苯磺酸盐。
①米洛巴林中能与苯磺酸反应的官能团为  —NH2  ,从结构角度分析其能与苯磺酸反应的原因是  —NH2上有孤对电子能与H+形成配位键  。
②熔点:米洛巴林  <  米洛巴林苯磺酸盐(填“>”“<”或“=”)。
(7)参照上述合成路线,设计由和CH3COOH制备的合成路线    。
【答案】(1)CH3COOCH2CH3;
(2)羰基、酯基;
(3)①3﹣溴丙烯;
②取代反应;
(4)+KOH→+CH3CH2OH;
(5)或;
(6)①—NH2;—NH2上有孤对电子能与H+形成配位键;
②<;
(7)。
【分析】乙酸和乙醇在浓硫酸催化作用下反生取代反应生成A,A与CH3CH2CH2COCl反生取代反应生成B,B通过Ⅲ反生取代反应生成C,C中羰基发生还原反应生成D,D发生水解反应生成CH3CH2OH与,E通过一系列反应生成,最后与作用生成米洛巴林苯磺酸盐,据此回答。
【解答】解:(1)根据反应可知,A为乙酸乙酯,结构简式为CH3COOCH2CH3,
故答案为:CH3COOCH2CH3;
(2)根据分析可知,B中所含官能团名称为羰基和酯基,
故答案为:羰基、酯基;
(3)①的系统命名为3﹣溴丙烯,
故答案为:3﹣溴丙烯;
②Ⅲ的反应类型为取代反应,
故答案为:取代反应;
(4)V为酯基在KOH溶液下发生水解,对应的化学方程式为:+KOH→+CH3CH2OH,
故答案为:+KOH→+CH3CH2OH;
(5)根据题意可知,属于芳香族化合物且能与FeCl3发生显色反应说明含有苯环和酚羟基,核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为9:6:2:2,说明有四种等效氢,满足要求的有机物为或者,
故答案为:或;
(6)①分析结构可知,米洛巴林中能与苯磺酸反应的官能团为氨基,其能与苯磺酸反应的原因是—NH2上有孤对电子能与H+形成配位键,
故答案为:—NH2;—NH2上有孤对电子能与H+形成配位键;
②米洛巴林(分子晶体)熔点小于米洛巴林苯磺酸盐(离子晶体)熔点,
故答案为:<;
(7)由和CH3COOH制备目标产物,首先两种原料在浓硫酸作催化剂的作用下发生酯化反应生成,然后再与SOCl2在加热作用下转化为,最后转化为目标产物,合成路线为:,
故答案为:。
【点评】本题考查有机合成,侧重考查学生有机基础知识的掌握情况,试题难度中等。
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