【精品解析】江苏省泰州市2024-2025学年高中化学高三考前指导卷

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江苏省泰州市2024-2025学年高中化学高三考前指导卷
1.(2025·泰州模拟)2025年春晚中展示了很多非物质文化遗产内容,下列所涉及的物质主要成分不含有机高分子材料的是
A.惠山泥人 B.庆阳剪纸 C.华县皮影 D.东明粮画
【答案】A
【知识点】高分子材料
【解析】【解答】A、惠山泥人主要成分是无机的泥土,属于无机非金属材料,不含有机高分子材料,故A符合题意 ;
B、庆阳剪纸的纸张主要成分是纤维素,纤维素是有机高分子化合物,属于有机高分子材料,故B不符合题意 ;
C、华县皮影的皮主要成分是蛋白质,蛋白质是有机高分子化合物,属于有机高分子材料,故C不符合题意 ;
D、东明粮画的粮食中含有淀粉,淀粉是有机高分子化合物,属于有机高分子材料,故D不符合题意 ;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点主要有以下两点:
对 “有机高分子材料” 的范围理解不清晰,容易混淆有机高分子材料(如纤维素、蛋白质、淀粉等)和无机材料,不清楚泥土属于无机非金属材料,而误将惠山泥人归为有机高分子材料相关类别。
对各非遗物品的主要成分不熟悉,比如不了解纸张主要成分是纤维素、皮的主要成分是蛋白质、粮食中含有淀粉,从而在判断其是否属于有机高分子材料时出现错误。
2.(2025·泰州模拟)一定条件下,磷化氢()与溶液的反应:。下列说法正确的是
A.为非极性分子
B.仅含离子键
C.的电子式
D.的空间构型为正四面体形
【答案】D
【知识点】化学键;判断简单分子或离子的构型;极性分子和非极性分子;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】分别对每个选项涉及的物质,从分子极性判断、化学键组成、电子式书写规范、空间构型的价层电子对互斥理论应用等角度进行分析,排除错误选项。
A、磷化氢(PH3)的价层电子对数为4(3个成键电子对+1对孤电子对),空间结构为三角锥形,分子正负电荷中心不重合,属于极性分子,A错误;
B、CuSO4中,Cu2+与SO42-之间是离子键,而SO42-内部S与O之间是共价键,因此CuSO4既有离子键又有共价键,B错误;
C、H2O是共价化合物,电子式应为,而非离子化合物形式的电子式,C错误;
D、PO43-的价层电子对数为4(4个成键电子对,无孤电子对),根据价层电子对互斥理论,其空间构型为正四面体形,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题的易错点主要有以下几点:
对分子极性的判断易出错,忽略 PH3因存在孤电子对导致空间结构不对称,从而误判为非极性分子。
对化学键类型的认识不全面,容易忽略 CuSO4中 SO42-内部存在共价键,误以为仅含离子键。
电子式书写时,混淆共价化合物和离子化合物的电子式形式,错误书写 H2O 的电子式。
利用价层电子对互斥理论判断粒子空间构型时,计算价层电子对数或判断孤电子对存在失误。
3.(2025·泰州模拟)下列与铁有关的实验对应装置或操作设计不正确的是
A.用甲装置制取
B.用乙装置在铁件外表镀一层光亮的铜
C.用丙装置蒸干溶液,得到硫酸铁晶体
D.用丁装置将铁与水蒸气反应,并验证气体产物
【答案】B
【知识点】制取氢氧化铁、氢氧化亚铁;性质实验方案的设计;电镀
【解析】【解答】A、甲装置中,Fe 与稀硫酸反应生成 FeSO4,利用 H2排尽空气,再通过压强差将 FeSO4溶液压入 NaOH 溶液,可防止 Fe(OH)2被氧化生成沉淀,A正确;
B、电镀时,镀件(铁制镀件)应作阴极(接电源负极),镀层金属(Cu)作阳极(接电源正极);但乙装置中,铁制镀件接电源正极(作阳极),会被氧化,无法镀铜,B错误;
C、Fe2(SO4)3溶液蒸干时,Fe3+水解生成 H2SO4(难挥发),水解平衡逆向移动,最终仍得到 Fe2(SO4)3晶体,C正确;
D、丁装置中,铁粉与水蒸气加热反应生成 H2,H2可使肥皂液产生气泡(点燃气泡可验证),D正确;
故答案为:B。
【分析】A.Fe(OH)2易氧化,甲用 H2隔空气、压液法制备。
B.电镀需镀件(铁)作阴极(接负极),乙中铁接正极(阳极)会被腐蚀。
C.Fe2(SO4)3水解生成难挥发的 H2SO4,蒸干得原盐晶体。
D.铁与水蒸气反应生成 H2,丁用肥皂液验 H2。
4.(2025·泰州模拟)高岭石的化学组成可表示为,其性质相当稳定,被誉为“万能石”,常作为制造瓷器和陶器的主要原料,下列说法正确的是
A.半径: B.第一电离能:
C.酸性: D.热稳定性:
【答案】C
【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;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A、Al3+ 和 O2-电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小。Al 的核电荷数大于 O,因此 r (Al3+) < r (O2-),A错误;
B、同周期元素第一电离能总体随核电荷数增大而增大,Al 的价电子排布为 3p ,Si 的价电子排布为 3p2,Si 的第一电离能更大,即 I1(Al) < I1(Si),B错误;
C、同主族元素从上到下非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱,C 的非金属性强于 Si,所以酸性 H2CO3 > H2SiO3,C正确;
D、元素非金属性越强,氢化物热稳定性越强。O 的非金属性强于 Si,因此热稳定性 H2O > SiH4,D 错误;
故答案为:C。
【分析】A.电子层结构相同的离子,核电荷数越大半径越小。
B.同周期第一电离能,注意 Al 和 Si 的价电子排布差异。
C.同主族非金属性越弱,最高价含氧酸酸性越弱。
D.非金属性越强,氢化物热稳定性越强。
5.(2025·泰州模拟)阅读下列材料,完成下面小题。
铁、钴、镍是第四周期第Ⅷ族元素,物理性质和化学性质比较相似。溶液可用于蚀刻铜制品、制备胶体,FeS可用于除去废水中的。草酸钴()可在空气中焙烧制备催化剂。废镍渣(NiO)与硫酸铵一起煅烧可得,在碱性溶液中用NaClO氧化可制得电极材料。铁、钴、镍能形成多种配合物,如、、等,其中常温下为液态,熔点低,易溶于、苯等有机溶剂。
(1)下列说法正确的是
A.铁、钴、镍的基态原子最外层电子数不同
B.属于离子晶体
C.的键角比的键角大
D.中有键
(2)下列化学反应表示正确的是
A.向溶液中加入:
B.用溶液制备胶体:(胶体)
C.在空气中焙烧:
D.NaClO氧化制得电极材料:
(3)下列物质的结构与性质或性质与用途具有对应关系的是
A.溶液呈酸性,可用于蚀刻铜制品
B.FeS有还原性,可用于除去废水中的
C.难溶于水,可用作催化剂
D.有空轨道,可与形成
【答案】(1)C
(2)B
(3)D
【知识点】配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氧化还原反应方程式的配平;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)A、铁、钴、镍均为第四周期第 Ⅷ 族元素,基态原子最外层电子数均为 2(价电子排布中 4s2),A错误;
B、Ni(CO)4常温下为液态,熔点低且易溶于 CCl4、苯等有机溶剂,符合分子晶体的性质,属于分子晶体,B错误;
C、NH4+中 N 原子无孤电子对,NH3中 N 原子有 1 对孤电子对;孤电子对对成键电子对的斥力更大,导致 NH3键角更小,故 NH4+键角比 NH3大,C正确;
D、[Co(NH3)6]3+中,6 个 NH3含 18 个 N-H σ 键,加上 6 个 Co-N 配位 σ 键,总 σ 键为 24,D错误;
故答案为:C。
(2)A、Fe3+与 CO32-发生双水解,生成 Fe(OH)3和 CO2,而非 Fe2(CO3)3,A错误;
B、FeCl3溶液加热水解生成 Fe(OH)3胶体,方程式标注了胶体和加热条件,正确,B正确;
C、CoC2O4在空气中焙烧需 O2参与,方程式未体现 O2,氧原子不守恒,C错误;
D、碱性条件下 ClO-还原产物应为 Cl-,且电荷未配平,D错误;
故答案为:B。
(3)A、FeCl3蚀刻铜是因 Fe3+的氧化性,与酸性无关,A错误;
B、FeS 除 Cu2+是因生成更难溶的 CuS 沉淀,与还原性无关,B错误;
C、Co3O4作催化剂与表面活性有关,与其是否溶于水无关,C错误;
D、Co3+有空轨道,可接受 NH3的孤电子对形成[Co(NH3)6]3+,结构与性质对应正确,D正确;
故答案为:D。
【分析】(1)从原子结构、晶体类型判断、分子键角影响因素、配合物 σ 键计算等角度分析选项。
(2)依据反应原理(如双水解、胶体制备、氧化还原守恒)判断方程式正误。
(3)分析物质性质与用途、结构与性质的对应关系是否合理。
(1)A、铁、钴、镍均为第四周期第 Ⅷ 族元素,基态原子最外层电子数均为 2(价电子排布中 4s2),A错误;
B、Ni(CO)4常温下为液态,熔点低且易溶于 CCl4、苯等有机溶剂,符合分子晶体的性质,属于分子晶体,B错误;
C、NH4+中 N 原子无孤电子对,NH3中 N 原子有 1 对孤电子对;孤电子对对成键电子对的斥力更大,导致 NH3键角更小,故 NH4+键角比 NH3大,C正确;
D、[Co(NH3)6]3+中,6 个 NH3含 18 个 N-H σ 键,加上 6 个 Co-N 配位 σ 键,总 σ 键为 24,D错误;
故答案为:C。
(2)A、Fe3+与 CO32-发生双水解,生成 Fe (OH)3和 CO2,而非 Fe2(CO3)3,A错误;
B、FeCl3溶液加热水解生成 Fe (OH)3胶体,方程式标注了胶体和加热条件,正确,B正确;
C、CoC2O4在空气中焙烧需 O2参与,方程式未体现 O2,氧原子不守恒,C错误;
D、碱性条件下 ClO-还原产物应为 Cl-,且电荷未配平,D错误;
故答案为:B。
(3)A、FeCl3蚀刻铜是因 Fe3+的氧化性,与酸性无关,A错误;
B、FeS 除 Cu2+是因生成更难溶的 CuS 沉淀,与还原性无关,B错误;
C、Co3O4作催化剂与表面活性有关,与其是否溶于水无关,C错误;
D、Co3+有空轨道,可接受 NH3的孤电子对形成[Co(NH3)6]3+,结构与性质对应正确,D正确;
故答案为:D。
6.(2025·泰州模拟)在给定条件下,下列物质间的转化均可实现的是
A.
B.漂白粉
C.
D.
【答案】A
【知识点】硅和二氧化硅;含硫物质的性质及综合应用;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
【解析】【解答】A、FeS2在高温下与 O2反应生成 SO2: ;SO2与 Na2O2发生氧化还原反应生成 Na2SO4: ,两步转化均能实现,A正确;
B、漂白粉与 CO2反应生成 HClO: ,但 HClO 光照分解生成 HCl 和 O2:,无法生成 Cl2,转化不能实现,B正确;
C、CuO 不溶于水,不能与 H2O 反应生成 Cu(OH)2,后续转化也无法进行,C错误;
D、SiO2与 C 高温反应生成 Si 和 CO(非 CO2):;且Na2SiO3与CO2反应需在水溶液中进行,直接反应无法生成 H2SiO3: ,D错误;
故答案为:A。
【分析】反应的可行性:金属氧化物(如CuO)若不溶于水,无法直接与水反应生成对应的碱(如 Cu(OH)2)。
反应产物需符合实际:SiO2与 C 高温反应生成的是 CO(非CO2)。
物质的性质与反应规律:强氧化性物质(如Na2O2)可将 SO2氧化为最高价盐(Na2SO4)。
不稳定物质(如HClO)分解产物固定:HClO光照分解生成 HCl 和O2,不会生成Cl2。
7.(2025·泰州模拟)化合物Z具有广谱抗菌活性,可利用X和Y反应获得。
下列说法正确的是
A.X与足量氢气加成的产物中含有6个手性碳原子
B.X能与甲醛发生缩聚反应
C.Y不存在顺反异构体
D.1mol Z最多能与5mol NaOH发生反应
【答案】A
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】分别从手性碳的定义、缩聚反应的结构要求、顺反异构的条件、官能团与 NaOH 的反应比例这几个角度,对每个选项进行判断。
A、X 与足量氢气加成后,饱和碳原子中连接4个不同原子或原子团的手性碳原子有 6 个,A正确;
B、X 中酚羟基的邻位碳原子上只有 1 个 H,不满足与甲醛发生缩聚反应的结构要求,B错误;
C、Y 分子中含有碳碳双键,且双键两端的碳原子均连接不同基团,存在顺反异构,C错误;
D、1mol Z 中,2mol 酚羟基消耗 2mol NaOH;1mol 酯基水解后生成的酚羟基再消耗 1mol NaOH,酯基共消耗 2mol NaOH;1mol 酰胺基消耗 1mol NaOH;1mol 羧基消耗 1mol NaOH,总共消耗 2+2+1+1=6mol NaOH,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点主要有以下几点:
对手性碳原子的判断不准确,容易漏数或错数X与氢气加成产物中的手性碳原子。
对酚醛缩聚反应的条件理解不清晰,不清楚酚羟基邻位需有多个H才能与甲醛发生缩聚反应。
对顺反异构的条件掌握不牢,忽略Y中碳碳双键两端碳原子连接的基团不同,错误认为Y 不存在顺反异构。
对能与NaOH反应的官能团及反应比例分析不到位,尤其是酯基水解后生成的酚羟基也能与 NaOH 反应,容易少算Z与NaOH的反应量。
8.(2025·泰州模拟)以甲烷燃料电池为电源电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的工作原理如图所示,下列叙述错误的是
A.燃料电池通入氧气的电极接电解池的X电极
B.N室中:a%>b%
C.膜I、III为阳离子交换膜,膜II为阴离子交换膜
D.理论上每生成1mol产品,需消耗甲烷的体积为2.8L(标况)
【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、燃料电池中,通入 O2的电极为正极;电解池中,M 室石墨电极(X 连接)处 H2O 放电生成 O2(阳极),阳极接电源正极,故 O2电极接 X,A正确;
B、N 室为阴极,H2O 放电生成 H2和 OH-,Na+通过膜 III 进入 N 室,NaOH 浓度增大,故 a% < b%,B错误;
C、M 室 H+通过膜 I(阳离子膜)进入产品室,原料室 Na+通过膜 III(阳离子膜)进入 N 室,原料室 B(OH)4-通过膜 II(阴离子膜)进入产品室,C正确;
D、生成 1mol H3BO3需转移 1mol 电子,CH4燃烧每 mol 转移 8mol 电子,故需 CH4 mol,标况体积 2.8L,D正确;
故答案为:B。
【分析】电解池工作时,M 室的石墨电极为阳极:H2O 在此放电,生成 O2和 H+;H+通过膜 I(阳离子膜)向产品室移动。原料室中的 B(OH)4-通过膜 II(阴离子膜)进入产品室,与 H+结合生成 H3BO3(产品);同时原料室的 Na+通过膜 III(阳离子膜)向 N 室移动。N 室的石墨电极为阴极:H2O 在此放电,生成 H2和 OH-;Na+与 OH-结合使 N 室中 NaOH 的浓度增大。据此解题。
9.(2025·泰州模拟)室温下,下列实验方案能达到探究目的的是
选项 实验方案 探究目的
A 将红热的木炭投入浓中,有红棕色气体产生 证明木炭具有还原性
B 将溶液滴入到溶液中,再滴加几滴溶液,产生黑色沉淀 溶度积常数:
C 向溶液中滴加溶液,产生白色沉淀 结合H+的能力:
D 将溴乙烷与NaOH醇溶液混合加热,将产生的气体通入酸性溶液,溶液褪色 生成了
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、红热木炭投入浓 HNO3产生红棕色气体,可能是浓 HNO3自身高温分解生成 NO2,无法排除此干扰,不能证明木炭的还原性,A错误;
B、ZnSO4与 Na2S 反应时 S2-过量,再加入 CuSO4产生黑色沉淀,可能是过量 S2-与 Cu2+直接反应,无法说明 ZnS 转化为 CuS,不能比较 Ksp(ZnS) 和 Ksp(CuS),B错误;
C、Na[Al(OH)4] 与 NaHSO3反应生成 Al(OH)3白色沉淀,说明 [Al(OH)4]-结合了 HSO3-释放的 H+,即 [Al(OH)4]-结合 H+的能力强于 SO32-,C正确;
D、溴乙烷与 NaOH 醇溶液反应产生的气体含乙醇蒸气,乙醇能使酸性 KMnO4溶液褪色,干扰乙烯的检验,无法证明生成了 CH2=CH2,D错误;
故答案为:C。
【分析】A.需考虑浓 HNO3自身高温分解产生 NO2的干扰,排除干扰才能证明木炭的还原性。
B.比较溶度积需满足 “沉淀转化” 的条件,即反应后无过量的 S2-,此实验 S2-过量,无法说明沉淀转化。
C.通过反应现象判断结合 H+的能力,生成 Al (OH)3沉淀说明 [Al(OH)4]-更易结合 H+。
D.要排除乙醇蒸气对酸性 KMnO4溶液褪色的干扰,需纯化气体后再检验。
10.(2025·泰州模拟)室温下,通过下列实验探究NaHS溶液的性质。已知:,,。
实验1:向溶液中逐滴加入NaOH溶液,至溶液。
实验2:向溶液中滴加新制氯水,氯水褪色,有淡黄色沉淀产生。
实验3:向溶液中滴加几滴溶液,有黑色沉淀生成。
下列说法正确的是
A.实验1所得溶液中:
B.实验1所得溶液中:
C.实验2中主要反应的离子方程式:
D.实验3中反应的平衡常数
【答案】D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A、根据H2S的两步电离平衡:
第一步电离:,电离常数
第二步电离:,电离常数
将两式相乘,可得:
实验1中溶液,则,代入上式:
,即,故,A错误;
B、实验1溶液中存在电荷守恒:
,已知,则,,显然。将电荷守恒式变形为:,由于,因此,B错误;
C、NaHS溶液中主要含有的粒子是(而非)。新制氯水具有强氧化性,与发生氧化还原反应,生成沉淀、和,离子方程式应为:,若写成,则误将反应物当作,与实际粒子不符,C错误;
D、实验3的反应为:,平衡常数的推导:由H2S的电离平衡,,、,,CuS的溶度积;
将反应拆解为:
①(逆过程,平衡常数)
②(逆过程,平衡常数)
③(平衡常数)
总反应的平衡常数
代入数据:,,,则:
,D正确;
故答案为:D。
【分析】A.利用 H2S 两步电离常数乘积推导 c(S2-) 与 c(H2S) 的比值,代入溶液 pH 计算的 H+浓度,即可判断二者大小。
B.依据溶液电荷守恒式,结合 pH 得出的 OH-与 H+浓度差异,变形守恒式判断离子浓度关系。
C.明确 NaHS 溶液中主要反应粒子是 HS-,而非 S2-,据此判断氧化还原反应的实际反应物。
D.将目标反应拆解为电离逆过程与溶度积相关反应,通过平衡常数乘积关系推导总反应 K,代入数据计算验证。
11.(2025·泰州模拟)苯乙烯是重要的有机化工原料,工业上用乙苯催化脱氢时发生如下反应:
反应Ⅰ:C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g);ΔH>0
反应Ⅱ:C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g);ΔH<0
反应Ⅲ:C6H5C2H5(g)C6H6(g)+C2H4(g);ΔH>0
将1 mol乙苯和6 mol水蒸气置于密闭容器中,保持p=100 kPa,平衡时乙苯的转化率、苯和甲苯的选择性随温度的关系如图所示。苯乙烯、甲苯或苯的选择性=×100%。
下列说法正确的是
A.曲线a代表的是苯的选择性
B.620 ℃达平衡时,容器中H2的物质的量为0.664 mol
C.600~640 ℃时,容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高变化不大
D.其他条件不变,620 ℃时起始向容器中只充入1 mol乙苯,平衡时乙苯的转化率大于80%
【答案】B
【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
【解析】【解答】A、反应 II(生成甲苯)是放热反应,升温平衡逆向移动,甲苯选择性减小,故曲线 a 代表甲苯选择性(非苯),A错误;
B、620℃时,乙苯转化率 80%(消耗 0.8mol),苯选择性 3%(生成 0.024mol)、甲苯选择性 7%(生成 0.056mol);则转化为苯乙烯的乙苯为 0.8-0.024-0.056=0.72mol。反应 I 生成 H2 0.72mol,反应 II 消耗 H2 0.056mol,最终 H2物质的量为 0.72-0.056=0.664mol,B正确;
C、600~640℃时,乙苯转化率增大,且甲苯 + 苯的选择性总和变化小,故苯乙烯的物质的量随温度升高而增大,C错误;
D、只充入 1mol 乙苯,相当于增大压强,反应 I、III(气体分子数增多)逆向移动,乙苯转化率小于 80%,D错误;
故答案为:B。
【分析】先根据反应的热效应判断温度对选择性的影响:
反应 II(生成甲苯)是放热反应,温度升高时,平衡逆向移动,生成甲苯的量减少,因此甲苯的选择性随温度升高而降低,对应曲线 a。
反应 III(生成苯)是吸热反应,温度升高时,平衡正向移动,生成苯的量增加,因此苯的选择性随温度升高而增大,对应曲线 b。据此解题。
12.(2025·泰州模拟)利用镁泥(主要成分为、和等)为主要原料制取碳酸镁的工业流程如下:
(1)酸溶。某工厂用1.78吨发烟硫酸(化学式:)配制质量分数为溶液,配制时需要水的质量为   吨。
(2)除铁。已知滤渣2的成分与温度、的关系如图所示。
①若控制温度80℃、,可得到黄铁矾钠(上图中阴影部分),写出“除铁”过程总反应的离子方程式:   。
②工业生产不选择以形式除铁的可能原因:   (写出两点)。
(3)沉淀。
①写出“沉淀”过程的离子方程式:   。
②“沉淀”过程中溶液随时间的变化如图所示。
“沉淀”过程的操作:向含溶液中   。
(4)控制“沉淀”温度50℃,可制得碱式碳酸镁,碱式碳酸镁常用作塑料阻燃剂。现称取一定质量碱式碳酸镁样品经高温完全分解后得固体,放出(标准状况),计算该碱式碳酸镁样品中的=   。(写出计算过程)
(5)某钙镁矿的晶胞结构如图所示。若将全部换为,所得晶体中每个晶胞含有的原子数为   。
【答案】(1)2.14
(2);浓度小,的氧化性弱;温度低,反应速率慢
(3);先通至饱和,然后滴加溶液,同时继续通入
(4)
(5)4
【知识点】晶胞的计算;氧化还原反应方程式的配平;镁、铝的重要化合物;制备实验方案的设计;物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)1.78吨发烟硫酸(化学式:)的物质的量为,配制过程中,生成硫酸为,配制质量分数为溶液,配制时需要水的质量为。
故答案为: 2.14 ;
(2)①“除铁”时,若控制温度80℃、,可得到黄铁矾钠沉淀,则总反应的离子方程式:
②由图可知,pH在4附近温度略低于40℃时产生的氢氧化铁最多,温度继续升高时铁转化为其它含铁的不溶性物质,结合分析可知,铁工业生产不选择以形式除铁的可能原因:浓度小,的氧化性弱;温度低,反应速率慢。
故答案为: ;浓度小,的氧化性弱;温度低,反应速率慢 ;
(3)①结合分析可知,“沉淀”过程的离子方程式:。
②由图知,“沉淀”时溶液的先减小后增大后维持不变,则 “沉淀”过程的操作:向含溶液中先通至饱和,然后滴加溶液,同时继续通入。
故答案为: ; 先通至饱和,然后滴加溶液,同时继续通入 ;
(4)现称取一定质量碱式碳酸镁样品经高温完全分解后得固体,根据镁元素守恒,镁离子为,放出(标准状况),其物质的量为,则碳酸根为0.15mol,则根据电荷守恒可知氢氧根的物质的量为0.1mol,则碱式碳酸镁样品中的=3:2。
故答案为: ;
(5)某钙镁矿的晶胞中若将全部换为,若Ca换为Mg,则该图变为两个立方晶胞,则Mg位于晶胞的8个顶点和6个面心,所得晶体中每个晶胞含有的原子数为。
故答案为:4;
【分析】结合镁泥的成分,分析加酸、氧化、调节 pH、通入气体等操作中物质的转化与分离逻辑,明确各步骤的作用:
镁泥主要成分为 MgCO3、FeCO3和 SiO2。加入硫酸时,SiO2不溶于硫酸,过滤后滤渣 1 为 SiO2;NaClO 具有氧化性,可将 Fe2+氧化为 Fe3+;调节 pH 使 Fe3+转化为沉淀除去;向滤液中通入 CO2并加入 NaOH 溶液,反应后得到沉淀,过滤可获得 MgCO3 3H2O。整个流程通过酸溶、氧化除杂、沉淀转化等步骤,实现了碳酸镁晶体的制备。
(1)1.78吨发烟硫酸(化学式:)的物质的量为,配制过程中,生成硫酸为,配制质量分数为溶液,配制时需要水的质量为。
(2)①“除铁”时,若控制温度80℃、,可得到黄铁矾钠沉淀,则总反应的离子方程式:。
②由图可知,pH在4附近温度略低于40℃时产生的氢氧化铁最多,温度继续升高时铁转化为其它含铁的不溶性物质,结合分析可知,铁工业生产不选择以形式除铁的可能原因:浓度小,的氧化性弱;温度低,反应速率慢。
(3)①结合分析可知,“沉淀”过程的离子方程式:。
②由图知,“沉淀”时溶液的先减小后增大后维持不变,则 “沉淀”过程的操作:向含溶液中先通至饱和,然后滴加溶液,同时继续通入。
(4)现称取一定质量碱式碳酸镁样品经高温完全分解后得固体,根据镁元素守恒,镁离子为,放出(标准状况),其物质的量为,则碳酸根为0.15mol,则根据电荷守恒可知氢氧根的物质的量为0.1mol,则碱式碳酸镁样品中的=3:2。
(5)某钙镁矿的晶胞中若将全部换为,若Ca换为Mg,则该图变为两个立方晶胞,则Mg位于晶胞的8个顶点和6个面心,所得晶体中每个晶胞含有的原子数为。
13.(2025·泰州模拟)有机物G可以通过如下路线进行合成:
(1)有机物B只有一种含氧官能团且能发生银镜反应,B的结构简式为   。
(2)有机物C中含有咪唑()的结构,咪唑与苯性质相似,且所有原子均位于同一平面。咪唑分子中轨道杂化方式为杂化的原子共有   个。
(3)C→D反应分为多步,其中有→D的转化过程,该转化的最后一步反应类型为   反应。
(4)F→G的反应条件除用外,也可以选择下列物质中的    (填字母)。
A.浓硫酸 B.,催化剂 C.
(5)F的一种同分异构体满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:   。
能与溶液反应,能发生水解反应。水解后所得两种有机产物的碳原子数相同,且均含有2种化学环境不同的氢,其中一种水解产物具有顺反异构体。
(6)已知:RCOOHRCONHR'(R、R'表示H或烃基)。写出以、、、、为原料制备的合成路线流程图:   。(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)
(2)5
(3)消去反应
(4)C
(5)
(6)
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;结构简式
【解析】【解答】(1)根据分析可知,可以推知B为。
故答案为: ;
(2)有机物C中含有咪唑()的结构,咪唑与苯性原相似,且所有原子均位于同一平面。咪唑分子中轨道杂化方式为杂化的原子为氮原子和碳原子,共有5个。
故答案为: 5 ;
(3)C和先发生成环反应,生成,然后环上的酯基水解,生成,再发生羟基的消去反应,生成D物质。所以转化的最后一步反应类型为消去反应。
故答案为: 消去反应 ;
(4)F和发生取代反应生成G,同时生成HBr,加入的作用是除去, 使平衡正向移动,提高反应物的转化率,浓硫酸或、催化剂均不能消耗具有碱性可以消耗,故选C。
故答案为: C ;
(5)F的一种同分异构体满足条件:能与溶液反应,能发生水解反应,说明其中含有酰胺基和羧基,水解后所得两种有机产物的碳原子数相同,且均含有2种化学环境不同的氢, 其中一种水解产物具有顺反异构体,说明其中含有苯环和碳碳双键,且为对称的结构,则满足条件的同分异构体为:。
故答案为: ;
(6)利用和发生C生成D的反应原理得到,和发生D生成E的反应原理得到,发生水解反应生成,和发生取代反应生成,和发生取代反应生成,所以其合成线路为:。
故答案为:
【分析】有机物 B 能发生银镜反应,且只有一种含氧官能团,说明含醛基(—CHO),结合其分子式可推知 B 为 OHC-CH (Br)-CHO,C 与 先发生成环反应,生成含酯基的环状结构( );之后环上的酯基水解,得到含羟基和羧基的化合物( );再经羟基的消去反应生成 D。
D 与 (CH3CO)2O 反应生成 E,E 经一系列反应得到 F,F 与溴乙烷发生取代反应生成 G。
(1) 依据银镜反应含 —CHO 及分子式,推 B 结构。
(2) 结合咪唑平面结构,判断 sp2 杂化原子数。
(3) 分析 C→D 的反应步骤,确定最后一步为消去反应。
(4) 明确F→G 除 K2CO3外,选能消耗 HBr 的碱性物质 (C)。
(5) 根据与 NaHCO3反应、水解产物特征(碳原子数相同、氢环境及顺反异构),推导同分异构体。
(6) 模仿题干合成逻辑,结合给定试剂,设计多步反应的合成路线。
(1)根据分析可知,可以推知B为。
(2)有机物C中含有咪唑()的结构,咪唑与苯性原相似,且所有原子均位于同一平面。咪唑分子中轨道杂化方式为杂化的原子为氮原子和碳原子,共有5个。
(3)C和先发生成环反应,生成,然后环上的酯基水解,生成,再发生羟基的消去反应,生成D物质。所以转化的最后一步反应类型为消去反应。
(4)F和发生取代反应生成G,同时生成HBr,加入的作用是除去, 使平衡正向移动,提高反应物的转化率,浓硫酸或、催化剂均不能消耗具有碱性可以消耗,故选C。
(5)F的一种同分异构体满足条件:能与溶液反应,能发生水解反应,说明其中含有酰胺基和羧基,水解后所得两种有机产物的碳原子数相同,且均含有2种化学环境不同的氢, 其中一种水解产物具有顺反异构体,说明其中含有苯环和碳碳双键,且为对称的结构,则满足条件的同分异构体为:。
(6)利用和发生C生成D的反应原理得到,和发生D生成E的反应原理得到,发生水解反应生成,和发生取代反应生成,和发生取代反应生成,所以其合成线路为:。
14.(2025·泰州模拟)BiOCl是一种新型的不溶于硫酸的高档环保珠光材料。某工厂以辉铋矿(主要成分为,含有,杂质)和软锰矿(主要成分为)为原料,制取氯氧化铋和超细氧化铋的工艺流程如下:
已知:
①易与形成,在一定条件下可以发生水解:。
②2BiOCl(白色)(黄色)
(1)“联合焙烧”时,和在空气中反应生成和。该反应的化学方程式为   。
(2)“酸浸”时,需及时补充浓盐酸调节酸浸液的pH小于1.4,其目的是   。
(3)“转化”时,加入金属Bi的作用是   。
(4)“萃取”时,铋离子能被有机萃取剂TBP萃取,其萃取原理可表示为:,萃取温度对铋、铁萃取率的影响如图所示,Bi的萃取率随萃取温度的升高而降低的原因可能是   。
(5)请补充完整利用含少量杂质的BiOCl粗品制备的实验方案:   ,过滤、洗涤、干燥,得。(须使用的试剂有:溶液、溶液、溶液、蒸馏水)
【答案】(1)
(2)增大Cl-、H+浓度,Bi3+与Cl-形成,使Bi3+充分浸出;同时抑制金属离子Bi3+(或)、Fe3+水解
(3)将Fe3+转化为Fe2+,避免形成Fe(OH)3沉淀,保证BiOCl的纯度
(4)升高温度,促进水解,导致溶液中浓度增大,平衡逆向移动
(5)边搅拌边向BiOCl粗品中分批加入足量1mol·L-1H2SO4溶液,充分反应后静置,过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤,直至向最后一次洗涤后的滤液中滴加1mol·L-1BaCl2溶液不再出现白色沉淀。将洗涤后的滤渣浸入过量4mol·L-11NaOH溶液中,加热并充分搅拌至固体颜色不再变化
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)联合焙烧时,和在空气中反应生成和,化学方程式为:;
故答案为: ;
(2)根据题目已知信息,易与形成,及时补充浓盐酸调节酸浸液的pH小于1.4,增大、浓度,与形成,使充分浸出;同时,一定条件下可以发生水解:,补充浓盐酸调节酸浸液的pH小于1.4,抑制金属离子(或)、水解;
故答案为: 增大Cl-、H+浓度,Bi3+与Cl-形成,使Bi3+充分浸出;同时抑制金属离子Bi3+(或)、Fe3+水解 ;
(3)由分析可知,转化加入金属Bi的作用是将转化为,避免形成沉淀,从而保证BiOCl的纯度;
故答案为: 将Fe3+转化为Fe2+,避免形成Fe(OH)3沉淀,保证BiOCl的纯度 ;
(4)升高温度,促进水解反应正向移动,导致溶液中浓度增大,使得平衡逆向移动,故Bi的萃取率随萃取温度的升高而降低;
故答案为: 升高温度,促进水解,导致溶液中浓度增大,平衡逆向移动 ;
(5)利用含少量杂质的粗品制备,首先要除去杂质,再将与发生反应:制备,根据提供的试剂,实验方案为:边搅拌边向BiOCl粗品中分批加入足量溶液,充分反应后静置,过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤,直至向最后一次洗涤后的滤液中滴加溶液不再出现白色沉淀。将洗涤后的滤渣浸入过量溶液中,加热并充分搅拌至固体颜色不再变化。
故答案为: 边搅拌边向BiOCl粗品中分批加入足量1mol·L-1H2SO4溶液,充分反应后静置,过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤,直至向最后一次洗涤后的滤液中滴加1mol·L-1BaCl2溶液不再出现白色沉淀。将洗涤后的滤渣浸入过量4mol·L-11NaOH溶液中,加热并充分搅拌至固体颜色不再变化 。
【分析】辉铋矿与软锰矿联合焙烧时,在空气中发生反应:MnO2转化为 MnSO4(锰元素价态降低,实现硫酸化);FeS2被氧化为 Fe2O3(铁元素从 +2 价升至 +3 价);Bi2O3在该条件下稳定存在,为后续提取铋保留原料。水浸:焙烧产物中,可溶于水的 MnSO4进入溶液,不溶的 Fe2O3、Bi2O3、SiO2形成滤渣。Bi2O3与浓盐酸反应生成 BiCl63-(络合离子,易溶于酸);Fe2O3与浓盐酸反应生成 Fe3+;SiO2不与浓盐酸反应,过滤后滤渣 1 为 SiO2,滤液含 BiCl63-和 Fe3+。加金属铋,发生氧化还原反应:Bi+3Fe3+=Bi3++3Fe2+(除去 Fe3+);调节 pH=2.6,使 BiCl63-水解生成 BiOCl 沉淀。向第二份滤液中加萃取剂 TBP,实现 Fe3+与 Bi3+的分离;分液后,有机相用草酸溶液反萃取,得到 Bi3+,最终制备超细氧化铋。
(1)联合焙烧时,和在空气中反应生成和,化学方程式为:;
(2)根据题目已知信息,易与形成,及时补充浓盐酸调节酸浸液的pH小于1.4,增大、浓度,与形成,使充分浸出;同时,一定条件下可以发生水解:,补充浓盐酸调节酸浸液的pH小于1.4,抑制金属离子(或)、水解;
(3)由分析可知,转化加入金属Bi的作用是将转化为,避免形成沉淀,从而保证BiOCl的纯度;
(4)升高温度,促进水解反应正向移动,导致溶液中浓度增大,使得平衡逆向移动,故Bi的萃取率随萃取温度的升高而降低;
(5)利用含少量杂质的粗品制备,首先要除去杂质,再将与发生反应:制备,根据提供的试剂,实验方案为:边搅拌边向BiOCl粗品中分批加入足量溶液,充分反应后静置,过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤,直至向最后一次洗涤后的滤液中滴加溶液不再出现白色沉淀。将洗涤后的滤渣浸入过量溶液中,加热并充分搅拌至固体颜色不再变化。
15.(2025·泰州模拟)铁元素的纳米材料因具备良好的电学特性和磁学特性,而引起了广泛的研究。纳米零价铁可用于去除水体中的六价铬[]与硝酸盐等污染物。
(1)①用溶液与溶液反应制备纳米零价铁的化学方程式:。当生成1mol Fe时,反应中转移电子的物质的量为   。
②纳米Fe和均可用于降解含的废水。实验证明辅助纳米铁去除效果更佳,结合下图,分析其原因是   。
(2)电解法除的一种装置如图1所示。利用阳极生成的,还原生成,最终转化为和沉淀除去。随着电解的进行,阳极表面形成的钝化膜,电解效率降低。将电源正负极反接一段时间,钝化膜消失。钝化膜消失的原因为   。
(3)生物质铁炭纳米材料活化过一硫酸钾()降解有机污染物的反应历程如图2所示。图中SO和·OH分别表示硫酸根自由基和羟基自由基。
①生物质铁炭纳米材料降解有机污染物的机理可描述为   。
②与直接使用纳米铁颗粒相比,使用生物质铁炭纳米材料降解的优点是:   。
(4)利用高炉炼铁尾气中的制取有机物的过程如下图。
相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示:,选择性。
“电解”在质子交换膜电解池中进行,生成HCOOH的电极反应式为   ,当电解电压为时,生成和HCOOH的选择性之比为   。
【答案】(1)8mol;有磁性,吸引纳米铁,使其分散附着在表面,增大表面积;纳米铁能将含Fe3+物质还原为Fe2+,Fe2+浓度增大,降解速率加快
(2)电极交换后,阴极产生氢气,使钝化膜还原
(3)纳米铁颗粒失去电子,经过石墨碳层传导至表面,HSO得到电子生成 SO和OH 或·OH和 SO ,活性SO和·OH与难降解有机污染物反应生成CO2 和H2 O;石墨碳层可以增加反应的接触面积;石墨碳层的包裹可以减少铁的渗出,减少二次污染
(4)CO2+2H++2e-=HCOOH;1∶3
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;化学平衡中反应条件的控制;制备实验方案的设计;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)①用溶液与溶液反应制备纳米零价铁的化学方程式:根据反应:,2mol生成4molH2,氢化合价升高8价,3molH2O生成成3molH2,氢化合价降6价,1molFeCl2生成Fe,铁化合价降2价,总共降8价,所以当生成1mol Fe时,反应中转移电子的物质的量为8mol;故答案为:8mol;
②辅助纳米铁去除效果更佳,由图1可知,因为有磁性,吸引纳米铁,使其分散附着在表面,增大表面积;纳米铁能将含Fe3+物质还原为Fe2+,Fe2+浓度增大,降解速率加快;故答案为:有磁性,吸引纳米铁,使其分散附着在表面,增大表面积;纳米铁能将含Fe3+物质还原为Fe2+,Fe2+浓度增大,降解速率加快;
故答案为: 8mol ;有磁性,吸引纳米铁,使其分散附着在表面,增大表面积;纳米铁能将含Fe3+物质还原为Fe2+,Fe2+浓度增大,降解速率加快 ;
(2)随着电解的进行,阳极表面形成的钝化膜,电解效率降低。将电源正负极反接一段时间,钝化膜消失。钝化膜消失的原因为电极交换后,阴极产生氢气,使钝化膜还原。故答案为:电极交换后,阴极产生氢气,使钝化膜还原;
故答案为: 电极交换后,阴极产生氢气,使钝化膜还原 ;
(3)①生物质铁炭纳米材料降解有机污染物的机理可描述为:纳米铁颗粒失去电子,经过石墨碳层传导至表面,HSO得到电子生成 SO和OH 或·OH和 SO ,活性SO和·OH与难降解有机污染物反应生成CO2 和H2 O。故答案为:纳米铁颗粒失去电子,经过石墨碳层传导至表面,HSO得到电子生成 SO和OH 或·OH和 SO ,活性SO和·OH与难降解有机污染物反应生成CO2 和H2 O;
②与直接使用纳米铁颗粒相比,使用生物质铁炭纳米材料降解的优点是:石墨碳层可以增加反应的接触面积;石墨碳层的包裹可以减少铁的渗出,减少二次污染。故答案为:石墨碳层可以增加反应的接触面积;石墨碳层的包裹可以减少铁的渗出,减少二次污染;
故答案为: 纳米铁颗粒失去电子,经过石墨碳层传导至表面,HSO得到电子生成 SO和OH 或·OH和 SO ,活性SO和·OH与难降解有机污染物反应生成CO2 和H2 O ; 石墨碳层可以增加反应的接触面积;石墨碳层的包裹可以减少铁的渗出,减少二次污染 ;
(4)“电解”在质子交换膜电解池中进行,酸性条件下二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲酸,生成HCOOH的电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH;2CO2+12e-+12H+=CH3CH2OH+3H2O、CO2+2H++2e-=HCOOH,当电解电压为时,生成和HCOOH的法拉第效率相同,则12n(CH3CH2OH)=2n(HCOOH),结合碳守恒,生成和HCOOH的选择性之比为=2×1∶1×6=1∶3 。故答案为:CO2+2H++2e-=HCOOH;1∶3。
故答案为: CO2+2H++2e-=HCOOH ; 1∶3 ;
【分析】(1)①根据反应中元素化合价变化,计算生成 1mol Fe 时转移的电子数。
②从磁性吸附增大表面积、纳米铁还原 Fe3+生成 Fe2+加快降解速率分析。
(2)电源反接后,阴极产生氢气还原钝化膜。
(3)①纳米铁失电子,HSO5-得电子生成活性自由基,与有机物反应生成 CO2和 H2O。
②石墨碳层增加接触面积、减少铁渗出,降低二次污染。
(4)酸性条件下 CO2得电子生成 HCOOH;根据法拉第效率和碳守恒,计算产物选择性之比。
(1)①用溶液与溶液反应制备纳米零价铁的化学方程式:根据反应:,2mol生成4molH2,氢化合价升高8价,3molH2O生成成3molH2,氢化合价降6价,1molFeCl2生成Fe,铁化合价降2价,总共降8价,所以当生成1mol Fe时,反应中转移电子的物质的量为8mol;故答案为:8mol;
②辅助纳米铁去除效果更佳,由图1可知,因为有磁性,吸引纳米铁,使其分散附着在表面,增大表面积;纳米铁能将含Fe3+物质还原为Fe2+,Fe2+浓度增大,降解速率加快;故答案为:有磁性,吸引纳米铁,使其分散附着在表面,增大表面积;纳米铁能将含Fe3+物质还原为Fe2+,Fe2+浓度增大,降解速率加快;
(2)随着电解的进行,阳极表面形成的钝化膜,电解效率降低。将电源正负极反接一段时间,钝化膜消失。钝化膜消失的原因为电极交换后,阴极产生氢气,使钝化膜还原。故答案为:电极交换后,阴极产生氢气,使钝化膜还原;
(3)①生物质铁炭纳米材料降解有机污染物的机理可描述为:纳米铁颗粒失去电子,经过石墨碳层传导至表面,HSO得到电子生成 SO和OH 或·OH和 SO ,活性SO和·OH与难降解有机污染物反应生成CO2 和H2 O。故答案为:纳米铁颗粒失去电子,经过石墨碳层传导至表面,HSO得到电子生成 SO和OH 或·OH和 SO ,活性SO和·OH与难降解有机污染物反应生成CO2 和H2 O;
②与直接使用纳米铁颗粒相比,使用生物质铁炭纳米材料降解的优点是:石墨碳层可以增加反应的接触面积;石墨碳层的包裹可以减少铁的渗出,减少二次污染。故答案为:石墨碳层可以增加反应的接触面积;石墨碳层的包裹可以减少铁的渗出,减少二次污染;
(4)“电解”在质子交换膜电解池中进行,酸性条件下二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲酸,生成HCOOH的电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH;2CO2+12e-+12H+=CH3CH2OH+3H2O、CO2+2H++2e-=HCOOH,当电解电压为时,生成和HCOOH的法拉第效率相同,则12n(CH3CH2OH)=2n(HCOOH),结合碳守恒,生成和HCOOH的选择性之比为=2×1∶1×6=1∶3 。故答案为:CO2+2H++2e-=HCOOH;1∶3。
1 / 1江苏省泰州市2024-2025学年高中化学高三考前指导卷
1.(2025·泰州模拟)2025年春晚中展示了很多非物质文化遗产内容,下列所涉及的物质主要成分不含有机高分子材料的是
A.惠山泥人 B.庆阳剪纸 C.华县皮影 D.东明粮画
2.(2025·泰州模拟)一定条件下,磷化氢()与溶液的反应:。下列说法正确的是
A.为非极性分子
B.仅含离子键
C.的电子式
D.的空间构型为正四面体形
3.(2025·泰州模拟)下列与铁有关的实验对应装置或操作设计不正确的是
A.用甲装置制取
B.用乙装置在铁件外表镀一层光亮的铜
C.用丙装置蒸干溶液,得到硫酸铁晶体
D.用丁装置将铁与水蒸气反应,并验证气体产物
4.(2025·泰州模拟)高岭石的化学组成可表示为,其性质相当稳定,被誉为“万能石”,常作为制造瓷器和陶器的主要原料,下列说法正确的是
A.半径: B.第一电离能:
C.酸性: D.热稳定性:
5.(2025·泰州模拟)阅读下列材料,完成下面小题。
铁、钴、镍是第四周期第Ⅷ族元素,物理性质和化学性质比较相似。溶液可用于蚀刻铜制品、制备胶体,FeS可用于除去废水中的。草酸钴()可在空气中焙烧制备催化剂。废镍渣(NiO)与硫酸铵一起煅烧可得,在碱性溶液中用NaClO氧化可制得电极材料。铁、钴、镍能形成多种配合物,如、、等,其中常温下为液态,熔点低,易溶于、苯等有机溶剂。
(1)下列说法正确的是
A.铁、钴、镍的基态原子最外层电子数不同
B.属于离子晶体
C.的键角比的键角大
D.中有键
(2)下列化学反应表示正确的是
A.向溶液中加入:
B.用溶液制备胶体:(胶体)
C.在空气中焙烧:
D.NaClO氧化制得电极材料:
(3)下列物质的结构与性质或性质与用途具有对应关系的是
A.溶液呈酸性,可用于蚀刻铜制品
B.FeS有还原性,可用于除去废水中的
C.难溶于水,可用作催化剂
D.有空轨道,可与形成
6.(2025·泰州模拟)在给定条件下,下列物质间的转化均可实现的是
A.
B.漂白粉
C.
D.
7.(2025·泰州模拟)化合物Z具有广谱抗菌活性,可利用X和Y反应获得。
下列说法正确的是
A.X与足量氢气加成的产物中含有6个手性碳原子
B.X能与甲醛发生缩聚反应
C.Y不存在顺反异构体
D.1mol Z最多能与5mol NaOH发生反应
8.(2025·泰州模拟)以甲烷燃料电池为电源电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的工作原理如图所示,下列叙述错误的是
A.燃料电池通入氧气的电极接电解池的X电极
B.N室中:a%>b%
C.膜I、III为阳离子交换膜,膜II为阴离子交换膜
D.理论上每生成1mol产品,需消耗甲烷的体积为2.8L(标况)
9.(2025·泰州模拟)室温下,下列实验方案能达到探究目的的是
选项 实验方案 探究目的
A 将红热的木炭投入浓中,有红棕色气体产生 证明木炭具有还原性
B 将溶液滴入到溶液中,再滴加几滴溶液,产生黑色沉淀 溶度积常数:
C 向溶液中滴加溶液,产生白色沉淀 结合H+的能力:
D 将溴乙烷与NaOH醇溶液混合加热,将产生的气体通入酸性溶液,溶液褪色 生成了
A.A B.B C.C D.D
10.(2025·泰州模拟)室温下,通过下列实验探究NaHS溶液的性质。已知:,,。
实验1:向溶液中逐滴加入NaOH溶液,至溶液。
实验2:向溶液中滴加新制氯水,氯水褪色,有淡黄色沉淀产生。
实验3:向溶液中滴加几滴溶液,有黑色沉淀生成。
下列说法正确的是
A.实验1所得溶液中:
B.实验1所得溶液中:
C.实验2中主要反应的离子方程式:
D.实验3中反应的平衡常数
11.(2025·泰州模拟)苯乙烯是重要的有机化工原料,工业上用乙苯催化脱氢时发生如下反应:
反应Ⅰ:C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g);ΔH>0
反应Ⅱ:C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g);ΔH<0
反应Ⅲ:C6H5C2H5(g)C6H6(g)+C2H4(g);ΔH>0
将1 mol乙苯和6 mol水蒸气置于密闭容器中,保持p=100 kPa,平衡时乙苯的转化率、苯和甲苯的选择性随温度的关系如图所示。苯乙烯、甲苯或苯的选择性=×100%。
下列说法正确的是
A.曲线a代表的是苯的选择性
B.620 ℃达平衡时,容器中H2的物质的量为0.664 mol
C.600~640 ℃时,容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高变化不大
D.其他条件不变,620 ℃时起始向容器中只充入1 mol乙苯,平衡时乙苯的转化率大于80%
12.(2025·泰州模拟)利用镁泥(主要成分为、和等)为主要原料制取碳酸镁的工业流程如下:
(1)酸溶。某工厂用1.78吨发烟硫酸(化学式:)配制质量分数为溶液,配制时需要水的质量为   吨。
(2)除铁。已知滤渣2的成分与温度、的关系如图所示。
①若控制温度80℃、,可得到黄铁矾钠(上图中阴影部分),写出“除铁”过程总反应的离子方程式:   。
②工业生产不选择以形式除铁的可能原因:   (写出两点)。
(3)沉淀。
①写出“沉淀”过程的离子方程式:   。
②“沉淀”过程中溶液随时间的变化如图所示。
“沉淀”过程的操作:向含溶液中   。
(4)控制“沉淀”温度50℃,可制得碱式碳酸镁,碱式碳酸镁常用作塑料阻燃剂。现称取一定质量碱式碳酸镁样品经高温完全分解后得固体,放出(标准状况),计算该碱式碳酸镁样品中的=   。(写出计算过程)
(5)某钙镁矿的晶胞结构如图所示。若将全部换为,所得晶体中每个晶胞含有的原子数为   。
13.(2025·泰州模拟)有机物G可以通过如下路线进行合成:
(1)有机物B只有一种含氧官能团且能发生银镜反应,B的结构简式为   。
(2)有机物C中含有咪唑()的结构,咪唑与苯性质相似,且所有原子均位于同一平面。咪唑分子中轨道杂化方式为杂化的原子共有   个。
(3)C→D反应分为多步,其中有→D的转化过程,该转化的最后一步反应类型为   反应。
(4)F→G的反应条件除用外,也可以选择下列物质中的    (填字母)。
A.浓硫酸 B.,催化剂 C.
(5)F的一种同分异构体满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:   。
能与溶液反应,能发生水解反应。水解后所得两种有机产物的碳原子数相同,且均含有2种化学环境不同的氢,其中一种水解产物具有顺反异构体。
(6)已知:RCOOHRCONHR'(R、R'表示H或烃基)。写出以、、、、为原料制备的合成路线流程图:   。(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
14.(2025·泰州模拟)BiOCl是一种新型的不溶于硫酸的高档环保珠光材料。某工厂以辉铋矿(主要成分为,含有,杂质)和软锰矿(主要成分为)为原料,制取氯氧化铋和超细氧化铋的工艺流程如下:
已知:
①易与形成,在一定条件下可以发生水解:。
②2BiOCl(白色)(黄色)
(1)“联合焙烧”时,和在空气中反应生成和。该反应的化学方程式为   。
(2)“酸浸”时,需及时补充浓盐酸调节酸浸液的pH小于1.4,其目的是   。
(3)“转化”时,加入金属Bi的作用是   。
(4)“萃取”时,铋离子能被有机萃取剂TBP萃取,其萃取原理可表示为:,萃取温度对铋、铁萃取率的影响如图所示,Bi的萃取率随萃取温度的升高而降低的原因可能是   。
(5)请补充完整利用含少量杂质的BiOCl粗品制备的实验方案:   ,过滤、洗涤、干燥,得。(须使用的试剂有:溶液、溶液、溶液、蒸馏水)
15.(2025·泰州模拟)铁元素的纳米材料因具备良好的电学特性和磁学特性,而引起了广泛的研究。纳米零价铁可用于去除水体中的六价铬[]与硝酸盐等污染物。
(1)①用溶液与溶液反应制备纳米零价铁的化学方程式:。当生成1mol Fe时,反应中转移电子的物质的量为   。
②纳米Fe和均可用于降解含的废水。实验证明辅助纳米铁去除效果更佳,结合下图,分析其原因是   。
(2)电解法除的一种装置如图1所示。利用阳极生成的,还原生成,最终转化为和沉淀除去。随着电解的进行,阳极表面形成的钝化膜,电解效率降低。将电源正负极反接一段时间,钝化膜消失。钝化膜消失的原因为   。
(3)生物质铁炭纳米材料活化过一硫酸钾()降解有机污染物的反应历程如图2所示。图中SO和·OH分别表示硫酸根自由基和羟基自由基。
①生物质铁炭纳米材料降解有机污染物的机理可描述为   。
②与直接使用纳米铁颗粒相比,使用生物质铁炭纳米材料降解的优点是:   。
(4)利用高炉炼铁尾气中的制取有机物的过程如下图。
相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示:,选择性。
“电解”在质子交换膜电解池中进行,生成HCOOH的电极反应式为   ,当电解电压为时,生成和HCOOH的选择性之比为   。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】高分子材料
【解析】【解答】A、惠山泥人主要成分是无机的泥土,属于无机非金属材料,不含有机高分子材料,故A符合题意 ;
B、庆阳剪纸的纸张主要成分是纤维素,纤维素是有机高分子化合物,属于有机高分子材料,故B不符合题意 ;
C、华县皮影的皮主要成分是蛋白质,蛋白质是有机高分子化合物,属于有机高分子材料,故C不符合题意 ;
D、东明粮画的粮食中含有淀粉,淀粉是有机高分子化合物,属于有机高分子材料,故D不符合题意 ;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点主要有以下两点:
对 “有机高分子材料” 的范围理解不清晰,容易混淆有机高分子材料(如纤维素、蛋白质、淀粉等)和无机材料,不清楚泥土属于无机非金属材料,而误将惠山泥人归为有机高分子材料相关类别。
对各非遗物品的主要成分不熟悉,比如不了解纸张主要成分是纤维素、皮的主要成分是蛋白质、粮食中含有淀粉,从而在判断其是否属于有机高分子材料时出现错误。
2.【答案】D
【知识点】化学键;判断简单分子或离子的构型;极性分子和非极性分子;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】分别对每个选项涉及的物质,从分子极性判断、化学键组成、电子式书写规范、空间构型的价层电子对互斥理论应用等角度进行分析,排除错误选项。
A、磷化氢(PH3)的价层电子对数为4(3个成键电子对+1对孤电子对),空间结构为三角锥形,分子正负电荷中心不重合,属于极性分子,A错误;
B、CuSO4中,Cu2+与SO42-之间是离子键,而SO42-内部S与O之间是共价键,因此CuSO4既有离子键又有共价键,B错误;
C、H2O是共价化合物,电子式应为,而非离子化合物形式的电子式,C错误;
D、PO43-的价层电子对数为4(4个成键电子对,无孤电子对),根据价层电子对互斥理论,其空间构型为正四面体形,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题的易错点主要有以下几点:
对分子极性的判断易出错,忽略 PH3因存在孤电子对导致空间结构不对称,从而误判为非极性分子。
对化学键类型的认识不全面,容易忽略 CuSO4中 SO42-内部存在共价键,误以为仅含离子键。
电子式书写时,混淆共价化合物和离子化合物的电子式形式,错误书写 H2O 的电子式。
利用价层电子对互斥理论判断粒子空间构型时,计算价层电子对数或判断孤电子对存在失误。
3.【答案】B
【知识点】制取氢氧化铁、氢氧化亚铁;性质实验方案的设计;电镀
【解析】【解答】A、甲装置中,Fe 与稀硫酸反应生成 FeSO4,利用 H2排尽空气,再通过压强差将 FeSO4溶液压入 NaOH 溶液,可防止 Fe(OH)2被氧化生成沉淀,A正确;
B、电镀时,镀件(铁制镀件)应作阴极(接电源负极),镀层金属(Cu)作阳极(接电源正极);但乙装置中,铁制镀件接电源正极(作阳极),会被氧化,无法镀铜,B错误;
C、Fe2(SO4)3溶液蒸干时,Fe3+水解生成 H2SO4(难挥发),水解平衡逆向移动,最终仍得到 Fe2(SO4)3晶体,C正确;
D、丁装置中,铁粉与水蒸气加热反应生成 H2,H2可使肥皂液产生气泡(点燃气泡可验证),D正确;
故答案为:B。
【分析】A.Fe(OH)2易氧化,甲用 H2隔空气、压液法制备。
B.电镀需镀件(铁)作阴极(接负极),乙中铁接正极(阳极)会被腐蚀。
C.Fe2(SO4)3水解生成难挥发的 H2SO4,蒸干得原盐晶体。
D.铁与水蒸气反应生成 H2,丁用肥皂液验 H2。
4.【答案】C
【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;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A、Al3+ 和 O2-电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小。Al 的核电荷数大于 O,因此 r (Al3+) < r (O2-),A错误;
B、同周期元素第一电离能总体随核电荷数增大而增大,Al 的价电子排布为 3p ,Si 的价电子排布为 3p2,Si 的第一电离能更大,即 I1(Al) < I1(Si),B错误;
C、同主族元素从上到下非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱,C 的非金属性强于 Si,所以酸性 H2CO3 > H2SiO3,C正确;
D、元素非金属性越强,氢化物热稳定性越强。O 的非金属性强于 Si,因此热稳定性 H2O > SiH4,D 错误;
故答案为:C。
【分析】A.电子层结构相同的离子,核电荷数越大半径越小。
B.同周期第一电离能,注意 Al 和 Si 的价电子排布差异。
C.同主族非金属性越弱,最高价含氧酸酸性越弱。
D.非金属性越强,氢化物热稳定性越强。
5.【答案】(1)C
(2)B
(3)D
【知识点】配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氧化还原反应方程式的配平;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)A、铁、钴、镍均为第四周期第 Ⅷ 族元素,基态原子最外层电子数均为 2(价电子排布中 4s2),A错误;
B、Ni(CO)4常温下为液态,熔点低且易溶于 CCl4、苯等有机溶剂,符合分子晶体的性质,属于分子晶体,B错误;
C、NH4+中 N 原子无孤电子对,NH3中 N 原子有 1 对孤电子对;孤电子对对成键电子对的斥力更大,导致 NH3键角更小,故 NH4+键角比 NH3大,C正确;
D、[Co(NH3)6]3+中,6 个 NH3含 18 个 N-H σ 键,加上 6 个 Co-N 配位 σ 键,总 σ 键为 24,D错误;
故答案为:C。
(2)A、Fe3+与 CO32-发生双水解,生成 Fe(OH)3和 CO2,而非 Fe2(CO3)3,A错误;
B、FeCl3溶液加热水解生成 Fe(OH)3胶体,方程式标注了胶体和加热条件,正确,B正确;
C、CoC2O4在空气中焙烧需 O2参与,方程式未体现 O2,氧原子不守恒,C错误;
D、碱性条件下 ClO-还原产物应为 Cl-,且电荷未配平,D错误;
故答案为:B。
(3)A、FeCl3蚀刻铜是因 Fe3+的氧化性,与酸性无关,A错误;
B、FeS 除 Cu2+是因生成更难溶的 CuS 沉淀,与还原性无关,B错误;
C、Co3O4作催化剂与表面活性有关,与其是否溶于水无关,C错误;
D、Co3+有空轨道,可接受 NH3的孤电子对形成[Co(NH3)6]3+,结构与性质对应正确,D正确;
故答案为:D。
【分析】(1)从原子结构、晶体类型判断、分子键角影响因素、配合物 σ 键计算等角度分析选项。
(2)依据反应原理(如双水解、胶体制备、氧化还原守恒)判断方程式正误。
(3)分析物质性质与用途、结构与性质的对应关系是否合理。
(1)A、铁、钴、镍均为第四周期第 Ⅷ 族元素,基态原子最外层电子数均为 2(价电子排布中 4s2),A错误;
B、Ni(CO)4常温下为液态,熔点低且易溶于 CCl4、苯等有机溶剂,符合分子晶体的性质,属于分子晶体,B错误;
C、NH4+中 N 原子无孤电子对,NH3中 N 原子有 1 对孤电子对;孤电子对对成键电子对的斥力更大,导致 NH3键角更小,故 NH4+键角比 NH3大,C正确;
D、[Co(NH3)6]3+中,6 个 NH3含 18 个 N-H σ 键,加上 6 个 Co-N 配位 σ 键,总 σ 键为 24,D错误;
故答案为:C。
(2)A、Fe3+与 CO32-发生双水解,生成 Fe (OH)3和 CO2,而非 Fe2(CO3)3,A错误;
B、FeCl3溶液加热水解生成 Fe (OH)3胶体,方程式标注了胶体和加热条件,正确,B正确;
C、CoC2O4在空气中焙烧需 O2参与,方程式未体现 O2,氧原子不守恒,C错误;
D、碱性条件下 ClO-还原产物应为 Cl-,且电荷未配平,D错误;
故答案为:B。
(3)A、FeCl3蚀刻铜是因 Fe3+的氧化性,与酸性无关,A错误;
B、FeS 除 Cu2+是因生成更难溶的 CuS 沉淀,与还原性无关,B错误;
C、Co3O4作催化剂与表面活性有关,与其是否溶于水无关,C错误;
D、Co3+有空轨道,可接受 NH3的孤电子对形成[Co(NH3)6]3+,结构与性质对应正确,D正确;
故答案为:D。
6.【答案】A
【知识点】硅和二氧化硅;含硫物质的性质及综合应用;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
【解析】【解答】A、FeS2在高温下与 O2反应生成 SO2: ;SO2与 Na2O2发生氧化还原反应生成 Na2SO4: ,两步转化均能实现,A正确;
B、漂白粉与 CO2反应生成 HClO: ,但 HClO 光照分解生成 HCl 和 O2:,无法生成 Cl2,转化不能实现,B正确;
C、CuO 不溶于水,不能与 H2O 反应生成 Cu(OH)2,后续转化也无法进行,C错误;
D、SiO2与 C 高温反应生成 Si 和 CO(非 CO2):;且Na2SiO3与CO2反应需在水溶液中进行,直接反应无法生成 H2SiO3: ,D错误;
故答案为:A。
【分析】反应的可行性:金属氧化物(如CuO)若不溶于水,无法直接与水反应生成对应的碱(如 Cu(OH)2)。
反应产物需符合实际:SiO2与 C 高温反应生成的是 CO(非CO2)。
物质的性质与反应规律:强氧化性物质(如Na2O2)可将 SO2氧化为最高价盐(Na2SO4)。
不稳定物质(如HClO)分解产物固定:HClO光照分解生成 HCl 和O2,不会生成Cl2。
7.【答案】A
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】分别从手性碳的定义、缩聚反应的结构要求、顺反异构的条件、官能团与 NaOH 的反应比例这几个角度,对每个选项进行判断。
A、X 与足量氢气加成后,饱和碳原子中连接4个不同原子或原子团的手性碳原子有 6 个,A正确;
B、X 中酚羟基的邻位碳原子上只有 1 个 H,不满足与甲醛发生缩聚反应的结构要求,B错误;
C、Y 分子中含有碳碳双键,且双键两端的碳原子均连接不同基团,存在顺反异构,C错误;
D、1mol Z 中,2mol 酚羟基消耗 2mol NaOH;1mol 酯基水解后生成的酚羟基再消耗 1mol NaOH,酯基共消耗 2mol NaOH;1mol 酰胺基消耗 1mol NaOH;1mol 羧基消耗 1mol NaOH,总共消耗 2+2+1+1=6mol NaOH,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点主要有以下几点:
对手性碳原子的判断不准确,容易漏数或错数X与氢气加成产物中的手性碳原子。
对酚醛缩聚反应的条件理解不清晰,不清楚酚羟基邻位需有多个H才能与甲醛发生缩聚反应。
对顺反异构的条件掌握不牢,忽略Y中碳碳双键两端碳原子连接的基团不同,错误认为Y 不存在顺反异构。
对能与NaOH反应的官能团及反应比例分析不到位,尤其是酯基水解后生成的酚羟基也能与 NaOH 反应,容易少算Z与NaOH的反应量。
8.【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、燃料电池中,通入 O2的电极为正极;电解池中,M 室石墨电极(X 连接)处 H2O 放电生成 O2(阳极),阳极接电源正极,故 O2电极接 X,A正确;
B、N 室为阴极,H2O 放电生成 H2和 OH-,Na+通过膜 III 进入 N 室,NaOH 浓度增大,故 a% < b%,B错误;
C、M 室 H+通过膜 I(阳离子膜)进入产品室,原料室 Na+通过膜 III(阳离子膜)进入 N 室,原料室 B(OH)4-通过膜 II(阴离子膜)进入产品室,C正确;
D、生成 1mol H3BO3需转移 1mol 电子,CH4燃烧每 mol 转移 8mol 电子,故需 CH4 mol,标况体积 2.8L,D正确;
故答案为:B。
【分析】电解池工作时,M 室的石墨电极为阳极:H2O 在此放电,生成 O2和 H+;H+通过膜 I(阳离子膜)向产品室移动。原料室中的 B(OH)4-通过膜 II(阴离子膜)进入产品室,与 H+结合生成 H3BO3(产品);同时原料室的 Na+通过膜 III(阳离子膜)向 N 室移动。N 室的石墨电极为阴极:H2O 在此放电,生成 H2和 OH-;Na+与 OH-结合使 N 室中 NaOH 的浓度增大。据此解题。
9.【答案】C
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、红热木炭投入浓 HNO3产生红棕色气体,可能是浓 HNO3自身高温分解生成 NO2,无法排除此干扰,不能证明木炭的还原性,A错误;
B、ZnSO4与 Na2S 反应时 S2-过量,再加入 CuSO4产生黑色沉淀,可能是过量 S2-与 Cu2+直接反应,无法说明 ZnS 转化为 CuS,不能比较 Ksp(ZnS) 和 Ksp(CuS),B错误;
C、Na[Al(OH)4] 与 NaHSO3反应生成 Al(OH)3白色沉淀,说明 [Al(OH)4]-结合了 HSO3-释放的 H+,即 [Al(OH)4]-结合 H+的能力强于 SO32-,C正确;
D、溴乙烷与 NaOH 醇溶液反应产生的气体含乙醇蒸气,乙醇能使酸性 KMnO4溶液褪色,干扰乙烯的检验,无法证明生成了 CH2=CH2,D错误;
故答案为:C。
【分析】A.需考虑浓 HNO3自身高温分解产生 NO2的干扰,排除干扰才能证明木炭的还原性。
B.比较溶度积需满足 “沉淀转化” 的条件,即反应后无过量的 S2-,此实验 S2-过量,无法说明沉淀转化。
C.通过反应现象判断结合 H+的能力,生成 Al (OH)3沉淀说明 [Al(OH)4]-更易结合 H+。
D.要排除乙醇蒸气对酸性 KMnO4溶液褪色的干扰,需纯化气体后再检验。
10.【答案】D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A、根据H2S的两步电离平衡:
第一步电离:,电离常数
第二步电离:,电离常数
将两式相乘,可得:
实验1中溶液,则,代入上式:
,即,故,A错误;
B、实验1溶液中存在电荷守恒:
,已知,则,,显然。将电荷守恒式变形为:,由于,因此,B错误;
C、NaHS溶液中主要含有的粒子是(而非)。新制氯水具有强氧化性,与发生氧化还原反应,生成沉淀、和,离子方程式应为:,若写成,则误将反应物当作,与实际粒子不符,C错误;
D、实验3的反应为:,平衡常数的推导:由H2S的电离平衡,,、,,CuS的溶度积;
将反应拆解为:
①(逆过程,平衡常数)
②(逆过程,平衡常数)
③(平衡常数)
总反应的平衡常数
代入数据:,,,则:
,D正确;
故答案为:D。
【分析】A.利用 H2S 两步电离常数乘积推导 c(S2-) 与 c(H2S) 的比值,代入溶液 pH 计算的 H+浓度,即可判断二者大小。
B.依据溶液电荷守恒式,结合 pH 得出的 OH-与 H+浓度差异,变形守恒式判断离子浓度关系。
C.明确 NaHS 溶液中主要反应粒子是 HS-,而非 S2-,据此判断氧化还原反应的实际反应物。
D.将目标反应拆解为电离逆过程与溶度积相关反应,通过平衡常数乘积关系推导总反应 K,代入数据计算验证。
11.【答案】B
【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
【解析】【解答】A、反应 II(生成甲苯)是放热反应,升温平衡逆向移动,甲苯选择性减小,故曲线 a 代表甲苯选择性(非苯),A错误;
B、620℃时,乙苯转化率 80%(消耗 0.8mol),苯选择性 3%(生成 0.024mol)、甲苯选择性 7%(生成 0.056mol);则转化为苯乙烯的乙苯为 0.8-0.024-0.056=0.72mol。反应 I 生成 H2 0.72mol,反应 II 消耗 H2 0.056mol,最终 H2物质的量为 0.72-0.056=0.664mol,B正确;
C、600~640℃时,乙苯转化率增大,且甲苯 + 苯的选择性总和变化小,故苯乙烯的物质的量随温度升高而增大,C错误;
D、只充入 1mol 乙苯,相当于增大压强,反应 I、III(气体分子数增多)逆向移动,乙苯转化率小于 80%,D错误;
故答案为:B。
【分析】先根据反应的热效应判断温度对选择性的影响:
反应 II(生成甲苯)是放热反应,温度升高时,平衡逆向移动,生成甲苯的量减少,因此甲苯的选择性随温度升高而降低,对应曲线 a。
反应 III(生成苯)是吸热反应,温度升高时,平衡正向移动,生成苯的量增加,因此苯的选择性随温度升高而增大,对应曲线 b。据此解题。
12.【答案】(1)2.14
(2);浓度小,的氧化性弱;温度低,反应速率慢
(3);先通至饱和,然后滴加溶液,同时继续通入
(4)
(5)4
【知识点】晶胞的计算;氧化还原反应方程式的配平;镁、铝的重要化合物;制备实验方案的设计;物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)1.78吨发烟硫酸(化学式:)的物质的量为,配制过程中,生成硫酸为,配制质量分数为溶液,配制时需要水的质量为。
故答案为: 2.14 ;
(2)①“除铁”时,若控制温度80℃、,可得到黄铁矾钠沉淀,则总反应的离子方程式:
②由图可知,pH在4附近温度略低于40℃时产生的氢氧化铁最多,温度继续升高时铁转化为其它含铁的不溶性物质,结合分析可知,铁工业生产不选择以形式除铁的可能原因:浓度小,的氧化性弱;温度低,反应速率慢。
故答案为: ;浓度小,的氧化性弱;温度低,反应速率慢 ;
(3)①结合分析可知,“沉淀”过程的离子方程式:。
②由图知,“沉淀”时溶液的先减小后增大后维持不变,则 “沉淀”过程的操作:向含溶液中先通至饱和,然后滴加溶液,同时继续通入。
故答案为: ; 先通至饱和,然后滴加溶液,同时继续通入 ;
(4)现称取一定质量碱式碳酸镁样品经高温完全分解后得固体,根据镁元素守恒,镁离子为,放出(标准状况),其物质的量为,则碳酸根为0.15mol,则根据电荷守恒可知氢氧根的物质的量为0.1mol,则碱式碳酸镁样品中的=3:2。
故答案为: ;
(5)某钙镁矿的晶胞中若将全部换为,若Ca换为Mg,则该图变为两个立方晶胞,则Mg位于晶胞的8个顶点和6个面心,所得晶体中每个晶胞含有的原子数为。
故答案为:4;
【分析】结合镁泥的成分,分析加酸、氧化、调节 pH、通入气体等操作中物质的转化与分离逻辑,明确各步骤的作用:
镁泥主要成分为 MgCO3、FeCO3和 SiO2。加入硫酸时,SiO2不溶于硫酸,过滤后滤渣 1 为 SiO2;NaClO 具有氧化性,可将 Fe2+氧化为 Fe3+;调节 pH 使 Fe3+转化为沉淀除去;向滤液中通入 CO2并加入 NaOH 溶液,反应后得到沉淀,过滤可获得 MgCO3 3H2O。整个流程通过酸溶、氧化除杂、沉淀转化等步骤,实现了碳酸镁晶体的制备。
(1)1.78吨发烟硫酸(化学式:)的物质的量为,配制过程中,生成硫酸为,配制质量分数为溶液,配制时需要水的质量为。
(2)①“除铁”时,若控制温度80℃、,可得到黄铁矾钠沉淀,则总反应的离子方程式:。
②由图可知,pH在4附近温度略低于40℃时产生的氢氧化铁最多,温度继续升高时铁转化为其它含铁的不溶性物质,结合分析可知,铁工业生产不选择以形式除铁的可能原因:浓度小,的氧化性弱;温度低,反应速率慢。
(3)①结合分析可知,“沉淀”过程的离子方程式:。
②由图知,“沉淀”时溶液的先减小后增大后维持不变,则 “沉淀”过程的操作:向含溶液中先通至饱和,然后滴加溶液,同时继续通入。
(4)现称取一定质量碱式碳酸镁样品经高温完全分解后得固体,根据镁元素守恒,镁离子为,放出(标准状况),其物质的量为,则碳酸根为0.15mol,则根据电荷守恒可知氢氧根的物质的量为0.1mol,则碱式碳酸镁样品中的=3:2。
(5)某钙镁矿的晶胞中若将全部换为,若Ca换为Mg,则该图变为两个立方晶胞,则Mg位于晶胞的8个顶点和6个面心,所得晶体中每个晶胞含有的原子数为。
13.【答案】(1)
(2)5
(3)消去反应
(4)C
(5)
(6)
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;结构简式
【解析】【解答】(1)根据分析可知,可以推知B为。
故答案为: ;
(2)有机物C中含有咪唑()的结构,咪唑与苯性原相似,且所有原子均位于同一平面。咪唑分子中轨道杂化方式为杂化的原子为氮原子和碳原子,共有5个。
故答案为: 5 ;
(3)C和先发生成环反应,生成,然后环上的酯基水解,生成,再发生羟基的消去反应,生成D物质。所以转化的最后一步反应类型为消去反应。
故答案为: 消去反应 ;
(4)F和发生取代反应生成G,同时生成HBr,加入的作用是除去, 使平衡正向移动,提高反应物的转化率,浓硫酸或、催化剂均不能消耗具有碱性可以消耗,故选C。
故答案为: C ;
(5)F的一种同分异构体满足条件:能与溶液反应,能发生水解反应,说明其中含有酰胺基和羧基,水解后所得两种有机产物的碳原子数相同,且均含有2种化学环境不同的氢, 其中一种水解产物具有顺反异构体,说明其中含有苯环和碳碳双键,且为对称的结构,则满足条件的同分异构体为:。
故答案为: ;
(6)利用和发生C生成D的反应原理得到,和发生D生成E的反应原理得到,发生水解反应生成,和发生取代反应生成,和发生取代反应生成,所以其合成线路为:。
故答案为:
【分析】有机物 B 能发生银镜反应,且只有一种含氧官能团,说明含醛基(—CHO),结合其分子式可推知 B 为 OHC-CH (Br)-CHO,C 与 先发生成环反应,生成含酯基的环状结构( );之后环上的酯基水解,得到含羟基和羧基的化合物( );再经羟基的消去反应生成 D。
D 与 (CH3CO)2O 反应生成 E,E 经一系列反应得到 F,F 与溴乙烷发生取代反应生成 G。
(1) 依据银镜反应含 —CHO 及分子式,推 B 结构。
(2) 结合咪唑平面结构,判断 sp2 杂化原子数。
(3) 分析 C→D 的反应步骤,确定最后一步为消去反应。
(4) 明确F→G 除 K2CO3外,选能消耗 HBr 的碱性物质 (C)。
(5) 根据与 NaHCO3反应、水解产物特征(碳原子数相同、氢环境及顺反异构),推导同分异构体。
(6) 模仿题干合成逻辑,结合给定试剂,设计多步反应的合成路线。
(1)根据分析可知,可以推知B为。
(2)有机物C中含有咪唑()的结构,咪唑与苯性原相似,且所有原子均位于同一平面。咪唑分子中轨道杂化方式为杂化的原子为氮原子和碳原子,共有5个。
(3)C和先发生成环反应,生成,然后环上的酯基水解,生成,再发生羟基的消去反应,生成D物质。所以转化的最后一步反应类型为消去反应。
(4)F和发生取代反应生成G,同时生成HBr,加入的作用是除去, 使平衡正向移动,提高反应物的转化率,浓硫酸或、催化剂均不能消耗具有碱性可以消耗,故选C。
(5)F的一种同分异构体满足条件:能与溶液反应,能发生水解反应,说明其中含有酰胺基和羧基,水解后所得两种有机产物的碳原子数相同,且均含有2种化学环境不同的氢, 其中一种水解产物具有顺反异构体,说明其中含有苯环和碳碳双键,且为对称的结构,则满足条件的同分异构体为:。
(6)利用和发生C生成D的反应原理得到,和发生D生成E的反应原理得到,发生水解反应生成,和发生取代反应生成,和发生取代反应生成,所以其合成线路为:。
14.【答案】(1)
(2)增大Cl-、H+浓度,Bi3+与Cl-形成,使Bi3+充分浸出;同时抑制金属离子Bi3+(或)、Fe3+水解
(3)将Fe3+转化为Fe2+,避免形成Fe(OH)3沉淀,保证BiOCl的纯度
(4)升高温度,促进水解,导致溶液中浓度增大,平衡逆向移动
(5)边搅拌边向BiOCl粗品中分批加入足量1mol·L-1H2SO4溶液,充分反应后静置,过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤,直至向最后一次洗涤后的滤液中滴加1mol·L-1BaCl2溶液不再出现白色沉淀。将洗涤后的滤渣浸入过量4mol·L-11NaOH溶液中,加热并充分搅拌至固体颜色不再变化
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)联合焙烧时,和在空气中反应生成和,化学方程式为:;
故答案为: ;
(2)根据题目已知信息,易与形成,及时补充浓盐酸调节酸浸液的pH小于1.4,增大、浓度,与形成,使充分浸出;同时,一定条件下可以发生水解:,补充浓盐酸调节酸浸液的pH小于1.4,抑制金属离子(或)、水解;
故答案为: 增大Cl-、H+浓度,Bi3+与Cl-形成,使Bi3+充分浸出;同时抑制金属离子Bi3+(或)、Fe3+水解 ;
(3)由分析可知,转化加入金属Bi的作用是将转化为,避免形成沉淀,从而保证BiOCl的纯度;
故答案为: 将Fe3+转化为Fe2+,避免形成Fe(OH)3沉淀,保证BiOCl的纯度 ;
(4)升高温度,促进水解反应正向移动,导致溶液中浓度增大,使得平衡逆向移动,故Bi的萃取率随萃取温度的升高而降低;
故答案为: 升高温度,促进水解,导致溶液中浓度增大,平衡逆向移动 ;
(5)利用含少量杂质的粗品制备,首先要除去杂质,再将与发生反应:制备,根据提供的试剂,实验方案为:边搅拌边向BiOCl粗品中分批加入足量溶液,充分反应后静置,过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤,直至向最后一次洗涤后的滤液中滴加溶液不再出现白色沉淀。将洗涤后的滤渣浸入过量溶液中,加热并充分搅拌至固体颜色不再变化。
故答案为: 边搅拌边向BiOCl粗品中分批加入足量1mol·L-1H2SO4溶液,充分反应后静置,过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤,直至向最后一次洗涤后的滤液中滴加1mol·L-1BaCl2溶液不再出现白色沉淀。将洗涤后的滤渣浸入过量4mol·L-11NaOH溶液中,加热并充分搅拌至固体颜色不再变化 。
【分析】辉铋矿与软锰矿联合焙烧时,在空气中发生反应:MnO2转化为 MnSO4(锰元素价态降低,实现硫酸化);FeS2被氧化为 Fe2O3(铁元素从 +2 价升至 +3 价);Bi2O3在该条件下稳定存在,为后续提取铋保留原料。水浸:焙烧产物中,可溶于水的 MnSO4进入溶液,不溶的 Fe2O3、Bi2O3、SiO2形成滤渣。Bi2O3与浓盐酸反应生成 BiCl63-(络合离子,易溶于酸);Fe2O3与浓盐酸反应生成 Fe3+;SiO2不与浓盐酸反应,过滤后滤渣 1 为 SiO2,滤液含 BiCl63-和 Fe3+。加金属铋,发生氧化还原反应:Bi+3Fe3+=Bi3++3Fe2+(除去 Fe3+);调节 pH=2.6,使 BiCl63-水解生成 BiOCl 沉淀。向第二份滤液中加萃取剂 TBP,实现 Fe3+与 Bi3+的分离;分液后,有机相用草酸溶液反萃取,得到 Bi3+,最终制备超细氧化铋。
(1)联合焙烧时,和在空气中反应生成和,化学方程式为:;
(2)根据题目已知信息,易与形成,及时补充浓盐酸调节酸浸液的pH小于1.4,增大、浓度,与形成,使充分浸出;同时,一定条件下可以发生水解:,补充浓盐酸调节酸浸液的pH小于1.4,抑制金属离子(或)、水解;
(3)由分析可知,转化加入金属Bi的作用是将转化为,避免形成沉淀,从而保证BiOCl的纯度;
(4)升高温度,促进水解反应正向移动,导致溶液中浓度增大,使得平衡逆向移动,故Bi的萃取率随萃取温度的升高而降低;
(5)利用含少量杂质的粗品制备,首先要除去杂质,再将与发生反应:制备,根据提供的试剂,实验方案为:边搅拌边向BiOCl粗品中分批加入足量溶液,充分反应后静置,过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤,直至向最后一次洗涤后的滤液中滴加溶液不再出现白色沉淀。将洗涤后的滤渣浸入过量溶液中,加热并充分搅拌至固体颜色不再变化。
15.【答案】(1)8mol;有磁性,吸引纳米铁,使其分散附着在表面,增大表面积;纳米铁能将含Fe3+物质还原为Fe2+,Fe2+浓度增大,降解速率加快
(2)电极交换后,阴极产生氢气,使钝化膜还原
(3)纳米铁颗粒失去电子,经过石墨碳层传导至表面,HSO得到电子生成 SO和OH 或·OH和 SO ,活性SO和·OH与难降解有机污染物反应生成CO2 和H2 O;石墨碳层可以增加反应的接触面积;石墨碳层的包裹可以减少铁的渗出,减少二次污染
(4)CO2+2H++2e-=HCOOH;1∶3
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;化学平衡中反应条件的控制;制备实验方案的设计;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)①用溶液与溶液反应制备纳米零价铁的化学方程式:根据反应:,2mol生成4molH2,氢化合价升高8价,3molH2O生成成3molH2,氢化合价降6价,1molFeCl2生成Fe,铁化合价降2价,总共降8价,所以当生成1mol Fe时,反应中转移电子的物质的量为8mol;故答案为:8mol;
②辅助纳米铁去除效果更佳,由图1可知,因为有磁性,吸引纳米铁,使其分散附着在表面,增大表面积;纳米铁能将含Fe3+物质还原为Fe2+,Fe2+浓度增大,降解速率加快;故答案为:有磁性,吸引纳米铁,使其分散附着在表面,增大表面积;纳米铁能将含Fe3+物质还原为Fe2+,Fe2+浓度增大,降解速率加快;
故答案为: 8mol ;有磁性,吸引纳米铁,使其分散附着在表面,增大表面积;纳米铁能将含Fe3+物质还原为Fe2+,Fe2+浓度增大,降解速率加快 ;
(2)随着电解的进行,阳极表面形成的钝化膜,电解效率降低。将电源正负极反接一段时间,钝化膜消失。钝化膜消失的原因为电极交换后,阴极产生氢气,使钝化膜还原。故答案为:电极交换后,阴极产生氢气,使钝化膜还原;
故答案为: 电极交换后,阴极产生氢气,使钝化膜还原 ;
(3)①生物质铁炭纳米材料降解有机污染物的机理可描述为:纳米铁颗粒失去电子,经过石墨碳层传导至表面,HSO得到电子生成 SO和OH 或·OH和 SO ,活性SO和·OH与难降解有机污染物反应生成CO2 和H2 O。故答案为:纳米铁颗粒失去电子,经过石墨碳层传导至表面,HSO得到电子生成 SO和OH 或·OH和 SO ,活性SO和·OH与难降解有机污染物反应生成CO2 和H2 O;
②与直接使用纳米铁颗粒相比,使用生物质铁炭纳米材料降解的优点是:石墨碳层可以增加反应的接触面积;石墨碳层的包裹可以减少铁的渗出,减少二次污染。故答案为:石墨碳层可以增加反应的接触面积;石墨碳层的包裹可以减少铁的渗出,减少二次污染;
故答案为: 纳米铁颗粒失去电子,经过石墨碳层传导至表面,HSO得到电子生成 SO和OH 或·OH和 SO ,活性SO和·OH与难降解有机污染物反应生成CO2 和H2 O ; 石墨碳层可以增加反应的接触面积;石墨碳层的包裹可以减少铁的渗出,减少二次污染 ;
(4)“电解”在质子交换膜电解池中进行,酸性条件下二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲酸,生成HCOOH的电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH;2CO2+12e-+12H+=CH3CH2OH+3H2O、CO2+2H++2e-=HCOOH,当电解电压为时,生成和HCOOH的法拉第效率相同,则12n(CH3CH2OH)=2n(HCOOH),结合碳守恒,生成和HCOOH的选择性之比为=2×1∶1×6=1∶3 。故答案为:CO2+2H++2e-=HCOOH;1∶3。
故答案为: CO2+2H++2e-=HCOOH ; 1∶3 ;
【分析】(1)①根据反应中元素化合价变化,计算生成 1mol Fe 时转移的电子数。
②从磁性吸附增大表面积、纳米铁还原 Fe3+生成 Fe2+加快降解速率分析。
(2)电源反接后,阴极产生氢气还原钝化膜。
(3)①纳米铁失电子,HSO5-得电子生成活性自由基,与有机物反应生成 CO2和 H2O。
②石墨碳层增加接触面积、减少铁渗出,降低二次污染。
(4)酸性条件下 CO2得电子生成 HCOOH;根据法拉第效率和碳守恒,计算产物选择性之比。
(1)①用溶液与溶液反应制备纳米零价铁的化学方程式:根据反应:,2mol生成4molH2,氢化合价升高8价,3molH2O生成成3molH2,氢化合价降6价,1molFeCl2生成Fe,铁化合价降2价,总共降8价,所以当生成1mol Fe时,反应中转移电子的物质的量为8mol;故答案为:8mol;
②辅助纳米铁去除效果更佳,由图1可知,因为有磁性,吸引纳米铁,使其分散附着在表面,增大表面积;纳米铁能将含Fe3+物质还原为Fe2+,Fe2+浓度增大,降解速率加快;故答案为:有磁性,吸引纳米铁,使其分散附着在表面,增大表面积;纳米铁能将含Fe3+物质还原为Fe2+,Fe2+浓度增大,降解速率加快;
(2)随着电解的进行,阳极表面形成的钝化膜,电解效率降低。将电源正负极反接一段时间,钝化膜消失。钝化膜消失的原因为电极交换后,阴极产生氢气,使钝化膜还原。故答案为:电极交换后,阴极产生氢气,使钝化膜还原;
(3)①生物质铁炭纳米材料降解有机污染物的机理可描述为:纳米铁颗粒失去电子,经过石墨碳层传导至表面,HSO得到电子生成 SO和OH 或·OH和 SO ,活性SO和·OH与难降解有机污染物反应生成CO2 和H2 O。故答案为:纳米铁颗粒失去电子,经过石墨碳层传导至表面,HSO得到电子生成 SO和OH 或·OH和 SO ,活性SO和·OH与难降解有机污染物反应生成CO2 和H2 O;
②与直接使用纳米铁颗粒相比,使用生物质铁炭纳米材料降解的优点是:石墨碳层可以增加反应的接触面积;石墨碳层的包裹可以减少铁的渗出,减少二次污染。故答案为:石墨碳层可以增加反应的接触面积;石墨碳层的包裹可以减少铁的渗出,减少二次污染;
(4)“电解”在质子交换膜电解池中进行,酸性条件下二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲酸,生成HCOOH的电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH;2CO2+12e-+12H+=CH3CH2OH+3H2O、CO2+2H++2e-=HCOOH,当电解电压为时,生成和HCOOH的法拉第效率相同,则12n(CH3CH2OH)=2n(HCOOH),结合碳守恒,生成和HCOOH的选择性之比为=2×1∶1×6=1∶3 。故答案为:CO2+2H++2e-=HCOOH;1∶3。
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