【精品解析】甘肃省卓尼县柳林中学等名校交流2025届高三下学期第六次联考化学试题

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甘肃省卓尼县柳林中学等名校交流2025届高三下学期第六次联考化学试题
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1.(2025·卓尼模拟)云南美食以其独特的风味和多样性著称,下列叙述正确的是
A.汽锅鸡所用的土陶蒸锅是一种新型无机非金属材料
B.过桥米线中食材米线的主要成分属于有机高分子
C.野生菌火锅的烹饪过程中不涉及化学变化
D.宜良烤鸭富含油脂,油脂在酸性条件下能发生皂化反应
【答案】B
【知识点】氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、土陶蒸锅的主要成分是硅酸盐,硅酸盐材料(如陶瓷、玻璃等)属于传统无机非金属材料。而新型无机非金属材料通常指具有特殊性能的材料(如高温结构陶瓷、光导纤维等),因此土陶蒸锅不属于新型无机非金属材料,A错误;
B、过桥米线中的米线主要成分是淀粉,淀粉属于多糖,其相对分子质量很大(数万至数十万),属于有机高分子化合物,B正确;
C、野生菌火锅烹饪过程中,会发生蛋白质变性(如肉类、菌类中蛋白质的结构变化)、淀粉糊化(如米线中淀粉的水合作用)等过程,这些过程均有新物质生成,属于化学变化,C错误;
D、皂化反应的定义是油脂在碱性条件下与水反应,生成高级脂肪酸盐和甘油的反应。而油脂在酸性条件下的水解反应不属于皂化反应,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题的易错点主要有以下几点:
对无机非金属材料的分类认识不清,容易混淆传统与新型无机非金属材料,如误将硅酸盐材质的土陶蒸锅认为是新型无机非金属材料。
对有机高分子的概念理解不深,不清楚淀粉属于有机高分子化合物,可能会错误判断米线主要成分的类别。
对化学变化的判断不准确,忽略烹饪过程中蛋白质变性、淀粉糊化等化学变化的发生。
对皂化反应的条件掌握不牢,误将油脂在酸性条件下的水解反应认为是皂化反应,不清楚皂化反应需在碱性条件下进行。
2.(2025·卓尼模拟)下列有关物质性质与应用错误的是
A.具有良好的光学性能,可用于制作光导纤维
B.碳酸钡难溶于水,可用于制作“钡餐”
C.氧化铝熔点高,可用于制作耐火砖和坩埚
D.液氨汽化需要吸收大量的热,可用作制冷剂
【答案】B
【知识点】化学科学的主要研究对象;硅和二氧化硅
【解析】【解答】以 “物质性质→应用的合理性” 为核心,判断性质与用途是否对应,尤其关注物质与环境(如胃酸)的反应性。
A、具有良好的光学传导性能,因此可用于制作光导纤维,用于通信领域,A正确;
B、碳酸钡虽难溶于水,但能与胃酸(盐酸)反应生成可溶性的钡盐,钡离子有毒,因此不能用于制作 “钡餐”;制作 “钡餐” 应使用不溶于酸的硫酸钡,B错误;
C、氧化铝熔点很高,可用于制作耐火砖、坩埚等耐高温材料,C正确;
D、液氨汽化时会吸收大量热量,使周围环境温度降低,因此可用作制冷剂,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题的易错点主要有:
对 “钡餐” 的成分认识不清,容易忽略碳酸钡能与胃酸反应生成有毒的钡离子,误将碳酸钡当作 “钡餐” 的成分。
对物质性质与用途的对应关系理解不透彻,比如可能不清楚氧化铝因熔点高可用于制作耐火材料,液氨因汽化吸热可作制冷剂等性质与用途的关联。
3.(2025·卓尼模拟)下列化学用语表示正确的是
A.中子数为8的碳原子:
B.的电子式为
C.基态C原子价层电子排布图:
D. 分子中形成键的电子云图:
【答案】D
【知识点】原子核外电子排布;用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、碳原子的质子数为 6,中子数为 8 时,质量数 = 质子数 + 中子数 = 14,应表示为 ,A错误;
B、NF3的电子式需体现氟原子的孤电子对,正确的电子式中每个氟原子应满足 8 电子稳定结构,的电子式为 ,B错误;
C、基态 C 原子的价层电子排布式为 2s22p2,根据泡利不相容原理,2s 轨道的两个电子应自旋相反, 排布图为 ,C错误;
D、Cl2分子中 σ 键由两个 p 轨道 “头碰头” 重叠形成,其电子云图呈现轴对称的特点, 电子云图为 ,D正确;
故答案为:D。
【分析】A.通过 “质子数6 + 中子数8” 算出质量数 14,判断原子符号是否正确。
B.关注原子的 8 电子稳定结构,检查氟原子的孤电子对是否完整表示。
C.考查电子排布图:遵循泡利不相容原理(同一轨道电子自旋相反)。
D.掌握 σ 键 “头碰头” 重叠的轴对称特征, Cl2的 σ 键电子云图需体现这一特点。
4.(2025·卓尼模拟)下列工业制备过程中涉及的反应错误的是
A.冶炼金属铝:
B.氢气还原三氯硅烷:
C.煅烧黄铁矿:
D.工业合成氨:
【答案】A
【知识点】工业制金属铝;金属冶炼的一般原理
【解析】【解答】A、AlCl3是共价化合物,熔融状态下无法电离出自由移动的离子,工业上冶炼金属铝是电解熔融的 Al2O3(加入冰晶石降低熔点),而非电解 AlCl3, 化学方程式为,A错误;
B、工业上用氢气还原三氯硅烷(SiHCl3),在 1100℃下可生成硅和氯化氢,,B正确;
C、煅烧黄铁矿(FeS2)是工业制硫酸的第一步反应,在高温下与氧气反应生成 Fe2O3和 SO2,反应方程式为,C正确;
D、工业合成氨是在高温、高压、催化剂条件下,N2和 H2反应生成 NH3,该反应是工业合成氨的经典反应,化学方程式为,D正确;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点主要有以下两点:
对物质类别与电解条件的认知混淆:容易错误认为共价化合物 AlCl3熔融态可电解,忽略其熔融时不能电离出自由移动离子,从而误判工业冶炼铝的反应。
对工业核心反应的细节把握不足:若不熟悉工业制硅、制硫酸、合成氨的具体反应,可能在判断 B、C、D 选项时出现失误。
5.(2025·卓尼模拟)学习小组利用以下装置进行检测或实验,其中不能达到相应实验目的的是
A.检验的漂白性 B.测定NaClO溶液的pH
C.除去乙炔中的 D.喷泉实验
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】氯气的化学性质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、SO2能使品红溶液褪色,可用于检验其漂白性,该装置能达到实验目的,故A不符合题意 ;
B、NaClO 溶液具有强氧化性(漂白性),会使 pH 试纸褪色,无法用 pH 试纸准确测定其 pH,需用 pH 计测量,该装置不能达到实验目的,故B符合题意 ;
C、H2S 与 CuSO4溶液反应,乙炔与 CuSO4溶液不反应,可通过 CuSO4溶液除去乙炔中的 H2S,该装置能达到实验目的,故C不符合题意 ;
D、Cl2与浓 NaOH 溶液反应,使烧瓶内压强减小,能形成喷泉,该装置能达到实验目的,故D不符合题意 ;
故答案为:B。
【分析】A.利用 SO2能使品红溶液褪色的特性,可检验其漂白性。
B.NaClO 溶液具有强氧化性(漂白性),会使 pH 试纸褪色,无法用 pH 试纸准确测定其 pH,需用 pH 计。
C.H2S 与 CuSO4溶液反应,乙炔与 CuSO4溶液不反应,可通过 CuSO4溶液除去乙炔中的 H2S。
D.Cl2与浓 NaOH 溶液反应,使烧瓶内压强减小,能形成喷泉。
6.(2025·卓尼模拟)化合物M是一种用于治疗充血性心力衰竭药物的合成中间体,其结构简式如图所示。下列有关M的说法错误的是
A.M中含有三种官能团 B.M的分子式为
C.M能与溶液发生显色反应 D.M可以发生水解反应
【答案】C
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】要解决这道关于化合物 M 的性质判断题目,需从官能团识别、分子式确定、特征反应等角度逐一分析:
A、M 中含有酰胺基、碳氯键、酯基三种官能团,A正确;
B、通过数结构简式中 C、H、O、N、Cl 的原子个数,可得分子式为 C12H10O4NCl,B正确;
C、能与 FeCl3溶液发生显色反应的官能团是酚羟基,M 中不含酚羟基,因此不能发生显色反应,C错误;
D、M 中含有酰胺基和酯基,这两种官能团在一定条件下均可发生水解反应,D正确;
故答案为:C。
【分析】本题的易错点主要有以下两点:
官能团识别不准确:容易忽略碳氯键属于官能团,或对酰胺基、酯基的判断出现偏差,从而误判官能团的种类。
显色反应的条件混淆:误认为只要含苯环就会与 FeCl3溶液发生显色反应,忽略了必须含有酚羟基这一关键条件,进而对选项 C 做出错误判断。
7.(2025·卓尼模拟)用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中含π键的数目为
B.溶液中含有的数目为
C.与足量S完全反应,转移的电子数目为
D.标准状况下,所含的分子数目为
【答案】A
【知识点】物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】要解决这道阿伏加德罗常数的判断题目,需从化学键类型、溶液计算条件、反应产物、物质状态等角度逐一分析:
A、N2分子中氮氮三键含 1 个 σ 键和 2 个 π 键,1mol N2中 π 键的数目为 2NA,A正确;
B、计算溶液中离子数目需知道溶液体积,题目未给出 Na2CO3溶液的体积,无法计算 Na+的物质的量,B错误;
C、Fe 与 S 反应生成 FeS,Fe 显 +2 价,1mol Fe 与足量 S 反应转移电子数目为 2NA,C错误;
D、标准状况下 SO3不是气体,不能用气体摩尔体积(22.4L/mol)计算其分子数目,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点主要有以下几点:
对化学键类型认知不清:容易忽略 N2中氮氮三键含 2 个 π 键。
溶液计算忽略体积条件:看到浓度就直接计算,忘记必须结合溶液体积才能求离子数目。
反应产物判断失误:不清楚 Fe 与 S 反应生成 FeS(Fe 为 +2 价),错误认为转移 3NA电子。
物质状态与气体摩尔体积的适用条件混淆:忽视标准状况下 SO3是固体,错误用气体摩尔体积计算。
8.(2025·卓尼模拟)W、X、Z、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,X的单质在空气中含量最多,W与Z原子最外层电子数之和等于Y原子最外层电子数,四种元素能组成如图所示物质,下列说法正确的是
A.原子半径:
B.W、X和Y三种元素形成的化合物一定能抑制水的电离
C.基态原子的第一电离能:
D.简单氢化物的稳定性:
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;水的电离;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】X 的单质在空气中含量最多,故 X 为 N;阳离子为 NH4+,则 W 为 H;Z 形成 5 个共价键且原子序数大于 N,故 Z 为 P;W(H,最外层 1 个电子)与 Z(P,最外层 5 个电子)最外层电子数之和为 6,因此 Y 为 S。
A、同周期元素从左到右原子半径减小(P>S),同主族元素从上到下原子半径增大,H 是原子半径最小的元素,故原子半径为 Z(P)>Y(S)>W(H),A错误;
B、H、N、S 可形成 (NH4)2S,其中 NH4+与 S2-均会发生水解,促进水的电离,并非所有化合物都抑制水的电离,B错误;
C、同周期元素第一电离能总体呈增大趋势,但 N 的 2p 轨道为半充满稳定结构,第一电离能 N>O;同主族元素从上到下第一电离能减小(N>P),且 P 的第一电离能大于 S,故第一电离能为 X(N)>Z(P)>Y(S),C错误;
D、非金属性越强,简单氢化物越稳定,非金属性 N>P,故简单氢化物稳定性 NH3>PH3,即 X>Z,D正确;
故答案为:D。
【分析】A.比较原子半径大小(依据同周期、同主族原子半径变化规律)。
B.判断元素形成的化合物对水的电离的影响。
C.比较第一电离能大小(注意半充满等特殊结构的影响)。
D.根据非金属性强弱判断简单氢化物稳定性。
9.(2025·卓尼模拟)根据下列实验操作和现象能得到相应结论的是
  实验操作和现象 结论
A 将炽热的木炭与浓硝酸混合,产生红棕色气体 浓硝酸被木炭还原成
B 向氯化钡溶液中通入和气体X,产生白色沉淀 白色沉淀不一定为
C 取少量铁与水蒸气反应后的固体于试管中,加足量稀盐酸溶解再滴加KSCN溶液,溶液未变红色 固体产物中不存在三价铁
D 向含有ZnS和的白色悬浊液中滴加少量溶液,有黑色沉淀生成
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;二价铁离子和三价铁离子的检验;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、浓硝酸遇热易分解生成红棕色的 NO2,因此将炽热木炭与浓硝酸混合产生红棕色气体,不能说明是浓硝酸被木炭还原为 NO2,A错误;
B、向氯化钡溶液中通入 SO2和气体 X,若 X 是氨气,会生成 BaSO3白色沉淀;若 X 是氯气,会生成 BaSO4白色沉淀,因此白色沉淀不一定为 BaSO4,B正确;
C、铁与水蒸气反应生成 Fe3O4,若铁过量,Fe 可与 FeCl3反应生成 FeCl2,因此加稀盐酸溶解后滴加 KSCN 溶液未变红,不能说明固体产物中不存在三价铁,C错误;
D、白色悬浊液中含 Na2S,滴加 CuSO4溶液时,Na2S 直接与 CuSO4反应生成 CuS 沉淀,并非 ZnS 转化为 CuS,因此不能得出 K (CuS) < K (ZnS),D错误;
故答案为:B。
【分析】决此类实验结论题的关键突破口:
A.抓反应干扰:浓硝酸受热易分解生成 NO2,会干扰其被还原的判断。
B.分析反应多样性:SO2与不同气体(NH3、Cl2等)和 BaCl2反应,沉淀可能是 BaSO3或 BaSO4。
C.考虑过量情况:Fe 与水蒸气反应后若 Fe 过量,会还原 Fe3+,导致 KSCN 检验失效。
D.明确沉淀转化前提:悬浊液中含 Na2S 时,CuSO4直接与 Na2S 反应,而非 ZnS 转化,无法比较 K 。
10.(2025·卓尼模拟)下列离子方程式书写正确的是
A.用氨水吸收过量的:
B.向水中加入一小块钠:
C.向硫代硫酸钠溶液滴加稀硫酸:
D.向溶液中加入铜粉:
【答案】C
【知识点】二氧化硫的性质;钠的化学性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、氨水吸收过量气体时,应生成酸式盐, 离子方程式为,A错误;
B、Na 与水反应生成 NaOH 和 H2,离子方程式需遵循原子守恒、得失电子守恒, 离子方程式为,B错误;
C、硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸反应生成 S 沉淀、SO2气体和 H2O,离子方程式为 S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O,书写正确,C正确;
D、FeCl3与 Cu 反应生成 FeCl2和 CuCl2,离子方程式需满足得失电子守恒, 离子方程式为,D错误;
故答案为:C。【分析】A.分析氨水与过量气体的反应产物。
B.分析 Na 与水反应的离子方程式规范。
C.分析硫代硫酸钠与稀硫酸的反应产物及离子方程式。
D.分析 FeCl3与 Cu 反应的离子方程式得失电子守恒。
11.(2025·卓尼模拟)聚氨酯性能优异,应用在诸多领域。聚氨酯材料的合成原理如图所示,下列说法正确的是
A.二元醇和乙醇互为同系物
B.二异氰酸酯和二元醇合成聚氨酯的反应属于缩聚反应
C.C-N-C键角:二异氰酸酯>聚氨酯
D.当二元醇是乙二醇时,聚氨酯结构中的碳原子数目一定是偶数
【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用;有机物的结构和性质;同系物
【解析】【解答】A、二元醇含 2 个羟基,乙醇仅含 1 个羟基,官能团数目不同,不满足同系物 “结构相似、官能团数目相同” 的要求,A错误;
B、二异氰酸酯和二元醇合成聚氨酯时,无小分子生成,属于加聚反应,而非缩聚反应(缩聚反应有小分子生成),B错误;
C、二异氰酸酯中 N 原子为 sp2 杂化,键角约 120°;聚氨酯中 N 原子为 sp3 杂化,键角约 109.5°,因此 C-N-C 键角:二异氰酸酯>聚氨酯,C正确;
D、二异氰酸酯中碳原子数目未知,即使二元醇是乙二醇,聚氨酯结构中的碳原子数目也不一定为偶数,D错误;
故答案为:C。
【分析】解决此类有机合成相关题的关键突破口:
A.考查同系物判断:紧扣 “结构相似、官能团数目相同”,二元醇与乙醇羟基数目不同。
B.掌握反应类型区分:缩聚反应必生成小分子,合成聚氨酯无小分子产物,属加聚反应。
C.考查杂化与键角关联:sp2 杂化键角约 120°,sp3 杂化键角约 109.5°,据 N 原子杂化类型判断键角。
D.掌握原子数目推断:二异氰酸酯含碳数未知,无法确定聚氨酯中碳原子数是否为偶数。
12.(2025·卓尼模拟)氮化铜()晶体是一种半导体材料,其晶胞结构如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,该晶胞边长apm。下列叙述错误的是
A.图中A代表N、B代表Cu
B.与A原子距离最近且等距离的B原子有6个
C.2个B原子的最近距离为
D.该晶体密度
【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、晶胞中原子的个数通过均摊法计算:
原子A位于晶胞的8个顶点,每个顶点原子属于8个晶胞共有,因此A的个数为 。
原子B位于晶胞的12条棱上,每条棱上的原子属于4个晶胞共有,因此B的个数为 。
结合氮化铜的化学式(Cu与N的原子个数比为3:1),可知A代表N,B代表Cu,A正确;
B、以顶点的N原子(A原子)为例,观察其周围等距离的Cu原子(B原子):
在三维空间中,N原子上下、前后、左右各有1个Cu原子,共6个,即与A原子距离最近且等距离的B原子有6个,B正确;
C、Cu原子(B原子)位于棱的中点,晶胞边长为:
晶胞的面对角线长度为 (由勾股定理,边长为的正方形,对角线为)。
两个Cu原子的最近距离是面对角线的一半,即 ,C正确;
D、密度的计算公式为 ,其中:
晶胞质量:晶胞中含3个Cu和1个N,摩尔质量分别为和,因此晶胞质量为 (为阿伏加德罗常数)。
晶胞体积:晶胞边长为,转换为厘米为,因此体积为
将和代入密度公式:
而选项D中密度表达式为,原子质量的比例错误,D错误;
故答案为:D。
【分析】A.均摊法算原子个数:顶点原子占、棱上原子占,结合化学式判断原子种类。
B.配位数判断:以顶点原子为中心,看周围等距原子数,N原子周围有6个Cu原子。
C.原子间距计算:利用晶胞边长和几何关系,棱上Cu原子最近距离为面对角线的一半。
D.密度计算:注意晶胞质量的原子比例(Cu3N中Cu和N的质量比)及单位转换(pm转cm时是而非),避免原子质量比例和单位错误。
13.(2025·卓尼模拟)锂离子电池广泛应用于新能源汽车上,它具有能量密度大、工作寿命长的特点。一种锂离子电池原理如图所示。下列说法错误的是
A.放电时A极发生反应
B.充放电过程中,只有一种元素化合价发生变化
C.隔膜为阳离子交换膜
D.电池充电时,A与电源的正极相连
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解原理
【解析】【解答】A、放电时 A 为正极,LiI3在正极得电子被还原,电极反应为 I3-+2e-=3I-,A正确;
B、充放电过程中,I 元素(I3-与 I-之间转化)和 C 元素(S 与 T 的结构变化中化合价改变)的化合价均发生变化,并非只有一种元素,B错误;
C、放电时 B 极释放的 Li+透过隔膜移向正极 A,说明隔膜为阳离子交换膜,C正确;
D、充电时,原电池的正极 A 作电解池的阳极,应与电源的正极相连,D正确;
故答案为:B。
【分析】放电时 Li+从 B 极移向 A 极,根据 “阳离子向正极移动”,确定A 为正极,B 为负极;充电时,A 为阳极,B 为阴极,A 极物质为 LiI3,放电时得电子发生还原反应,反应式为 I3-+2e-=3I-。
观察 S 和 T 的结构,除 I 元素外,C 元素化合价也有变化,因此不是只有一种元素化合价改变。放电时 Li+(阳离子)能透过隔膜移动,说明隔膜是阳离子交换膜。充电时阳极(A 极)需与电源正极相连,所以 A 极与电源正极相连。
14.(2025·卓尼模拟)戊二酸(用表示)易溶于水,向溶液中加入NaOH固体,保持溶液为常温,忽略溶液体积的变化,过程中测得pX随溶液pH的变化如图所示。已知:[X为]。下列说法错误的是
A.曲线Ⅱ为随pH的变化曲线
B.开始时,戊二酸溶液的浓度
C.时,
D.戊二酸的
【答案】D
【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;中和滴定;电离平衡常数
【解析】【解答】A、向溶液中加,增大时,减小,(即)增大,故曲线Ⅲ为的变化曲线;曲线Ⅰ、Ⅱ分别对应(即)、(即)的变化曲线,A正确;
B、C、时,,即;同时,即,故。结合的电离及元素守恒,初始溶液浓度大于,B、C均正确;
D、对于二元弱酸,电离常数,。
点,,则。
点,,则。
由此可计算得,D错误;
故答案为:D。
【分析】A.曲线判断:pH 增大时,pc (H2A) 增大(曲线 Ⅲ),pc (A2-) 和减小(分别为曲线 Ⅱ、Ⅰ)。
B.浓度计算:pH=7.8 时,=0可知c (A2-)=c (HA-),pc (A2-)=1可知c (A2-)=0.1mol L- ,得 c (HA-)+c (A2-)=0.2mol L- 。
C.元素守恒:初始 c (H2A)= 平衡时 c (H2A)+c (HA-)+c (A2-),因 c (H2A)>0,故初始浓度>0.2mol L- 。
D.电离常数:pH=7.8 时 K 2=10-7.8,P 点 K 1 K 2=(10-5.6)2,算出 K 1=10-3.4。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(2025·卓尼模拟)十二钨硅酸[,]是一种环境友好型催化剂。可采用下列实验装置和实验步骤制备少量十二钨硅酸。已知:①乙醚沸点为34.6℃,密度小于水,有毒,微溶于水;②强酸条件下,十二钨硅酸与乙醚形成密度大于水且难溶于水的油状醚合物;③制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀。
【实验装置】
【实验步骤】
ⅰ.称取于三颈烧瓶中,加入20mL蒸馏水溶解,启动磁力加热搅拌器,使温度保持在60℃左右。
ⅱ.用10mL温度为60℃的蒸馏水溶解(过量),逐滴滴入三颈烧瓶中至全部滴完。
ⅲ.再向恒压分液漏斗中加入10mL浓盐酸,先用10min向三颈烧瓶逐滴滴入2mL浓盐酸,再用15min滴入剩余的浓盐酸,搅拌反应液30min。
ⅳ.将全部反应混合液转移至分液漏斗中,加入乙醚,再分多次加入浓盐酸,充分振荡,萃取,静置;将油状醚合物转移至蒸发皿,加少量水,水浴蒸发至溶液表面有晶膜出现,冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥,得纯净产品7.44g。回答下列问题:
(1)仪器a的名称是   ,其进水口为   (填“b”或“c”)。
(2)中钨元素的化合价是   价。
(3)生成十二钨硅酸的化学方程式是   。
(4)“步骤ⅲ”采用较长时间逐滴滴入浓盐酸,而不是一次性加入,原因是   。
(5)“步骤ⅳ”加入乙醚、浓盐酸萃取静置后,油状醚合物从分液漏斗的   口取出(填“上”或“下”),不能改用乙醇作为萃取剂的原因是   。
(6)理论上十二钨硅酸的产率为   %。
【答案】(1)(球形)冷凝管;b
(2)
(3)
(4)防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀
(5)下;乙醇与水互溶,不能用作该体系的萃取剂
(6)77.5
【知识点】物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)仪器 a 为(球形)冷凝管,主要作用是冷凝回流;冷凝管的进水口为下口,即b口,这样能保证冷凝管内充满水,达到较好的冷凝效果;
故答案为: (球形)冷凝管 ;b;
(2)在中,Na元素化合价为+1价,O元素化合价为 2价,设W元素化合价为x价,根据化合物中各元素化合价代数和为0,可得(+1)×2+x+( 2)×4=0,解得x=+6;
故答案为: ;
(3)根据实验原理,反应物为、、浓盐酸,生成物为和,根据原子守恒配平化学方程式;
故答案为: ;
(4)已知制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀,逐滴加入浓盐酸并控制滴加速率,可以缓慢增加溶液酸性,避免体系pH过低;
故答案为: 防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀 ;
(5)由已知信息,强酸条件下,十二钨硅酸与乙醚形成密度大于水且难溶于水的油状醚合物,在分液漏斗中,油状醚合物在下层,所以从下口放出;乙醇与水互溶,不满足萃取剂与原溶剂互不相溶的条件,无法萃取十二钨硅酸;
故答案为: 下 ; 乙醇与水互溶,不能用作该体系的萃取剂 ;
(6)首先计算n()=,根据化学方程式,12mol 理论上生成1mol ,0.04mol 理论上生成的物质的量为,那么,已知实际得到产品7.44g ,根据产率=。
故答案为: 77.5 。
【分析】用蒸馏水溶解 Na2WO4 2H2O,配成均匀的钨酸盐溶液,为后续反应提供反应物。用 60℃蒸馏水溶解过量 Na2SiO3:加热可增大 Na2SiO3的溶解度,使其快速溶解;“过量” 是为保证 WO42-充分转化为含硅钨酸根离子。滴加浓盐酸的作用浓盐酸提供 H+,使溶液呈强酸性,促进 SiW12O404-的生成,反应本质为:12WO42-+SiO32-+20H+=SiW12O404-+10H2O后续多次加浓盐酸,是为进一步提高溶液酸度,利于乙醚萃取时目标产物向有机相转移。乙醚萃取的原理十二钨磷酸在乙醚 - 浓盐酸混合体系中溶解度较大,在水中溶解度相对较小。加入乙醚并振荡,可将 H4(SiW12O40) 从水相萃取到醚相,实现与无机盐(如 NaCl 等)的分离。水浴蒸发与结晶采用水浴蒸发(温度低于 100℃),可避免温度过高导致产品分解或乙醚挥发过快;蒸发至 “溶液表面有晶膜出现” 时停止,利用余热使晶体缓慢生长,得到颗粒较大、纯度较高的晶体。抽滤可快速分离晶体与母液;洗涤是为除去晶体表面残留的盐酸、乙醚等杂质;干燥则是除去晶体中的水分,得到干燥的 H4(SiW12O40) 产品。据此解题。
(1)仪器 a 为(球形)冷凝管,主要作用是冷凝回流;冷凝管的进水口为下口,即b口,这样能保证冷凝管内充满水,达到较好的冷凝效果;
(2)在中,Na元素化合价为+1价,O元素化合价为 2价,设W元素化合价为x价,根据化合物中各元素化合价代数和为0,可得(+1)×2+x+( 2)×4=0,解得x=+6;
(3)根据实验原理,反应物为、、浓盐酸,生成物为和,根据原子守恒配平化学方程式;
(4)已知制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀,逐滴加入浓盐酸并控制滴加速率,可以缓慢增加溶液酸性,避免体系pH过低;
(5)由已知信息,强酸条件下,十二钨硅酸与乙醚形成密度大于水且难溶于水的油状醚合物,在分液漏斗中,油状醚合物在下层,所以从下口放出;乙醇与水互溶,不满足萃取剂与原溶剂互不相溶的条件,无法萃取十二钨硅酸;
(6)首先计算n()=,根据化学方程式,12mol 理论上生成1mol ,0.04mol 理论上生成的物质的量为,那么,已知实际得到产品7.44g ,根据产率=。
16.(2025·卓尼模拟)一种工业污泥含,以该工业污泥为原料提取Ni及其他化工原料的工艺流程如图所示:
已知:、。
回答下列问题:
(1)“酸浸”中反应的化学方程式为   ;“滤渣1”的主要成分含有   (填化学式)。
(2)“反应ⅰ”中,加入适量的,其目的:①使还原为;②   。
(3)“反应ⅱ”中加入双氧水的目的为   (用离子方程式表示)。
(4)“除铁”后所得滤液中的溶质有、   (填化学式);“电解”时,用惰极电极电解,阴极析出金属Ni,阴极的电极反应式为   。
(5)镍能形成多种配合物,其中是无色挥发性液体,是红黄色单斜晶体。的熔点高于的原因是   。晶体中不存在的作用力有   (填标号)。
A.离子键 B.范德华力 C.极性键 D.金属键
【答案】(1);
(2)将铁元素和镍元素形成FeS、NiS沉淀,使铁、镍与铬分离
(3)
(4);
(5)为离子晶体,熔化破坏离子键,离子键键能大,故熔沸点高,为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔沸点低;AD
【知识点】配合物的成键情况;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)酸浸时氧化铁与硫酸反应,化学方程式为;根据分析可知,“滤渣1”的主要成分为SiO2,
故答案为: ; ;
(2)“反应ⅰ”中,加入适量的,其目的除了将还原为,还有将铁元素和镍元素形成FeS、NiS沉淀,使铁、镍与铬分离;
故答案为: 将铁元素和镍元素形成FeS、NiS沉淀,使铁、镍与铬分离 ;
(3)酸溶后的溶液里,铁元素以亚铁离子形式存在,为除去铁元素,“反应ii”加入H2O2的作用是:将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续“净化”时Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去;
故答案为: ;
(4)因之前加入Na2S和硫酸,故“除铁”后所得滤液中的溶质有NiSO4、Na2SO4、H2SO4;“电解”时阴极得电子,析出金属Ni,电极反应式为;
故答案为: ; ;
(5)的熔点高于的原因是为离子晶体,熔化破坏离子键,离子键键能大,故熔沸点高,为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔沸点低;为分子晶体,晶体中存在的作用力有范德华力和极性键,不存在离子键和金属键,
故答案为:为离子晶体,熔化破坏离子键,离子键键能大,故熔沸点高,为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔沸点低 ;AD。
【分析】本分析围绕含 NiO、Cr2O3、Fe2O3、SiO2的工业污泥处理流程展开。在 “酸浸” 环节,NiO、Cr2O3、Fe2O3会与酸反应生成对应的金属阳离子,而 SiO2作为难溶于酸的酸性氧化物,在此步骤中不发生反应;之后加入适量 Na2S,一方面将 Fe3+还原为 Fe2+,另一方面使铁元素和镍元素形成沉淀,同时 S2-被氧化为 S 单质沉淀,经过过滤可分离出含 Cr3+的滤液;对于沉淀,加入硫酸后,其中的金属元素会转化为离子,S 单质则成为滤渣 2,接着加入过氧化氢将 Fe2+氧化为 Fe3+,再加入氢氧化钠使 Fe3+转化为 Fe(OH)3沉淀从而除去,最后通过电解操作得到金属镍。
(1)酸浸时氧化铁与硫酸反应,化学方程式为;根据分析可知,“滤渣1”的主要成分为SiO2,
(2)“反应ⅰ”中,加入适量的,其目的除了将还原为,还有将铁元素和镍元素形成FeS、NiS沉淀,使铁、镍与铬分离;
(3)酸溶后的溶液里,铁元素以亚铁离子形式存在,为除去铁元素,“反应ii”加入H2O2的作用是:将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续“净化”时Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去;
(4)因之前加入Na2S和硫酸,故“除铁”后所得滤液中的溶质有NiSO4、Na2SO4、H2SO4;“电解”时阴极得电子,析出金属Ni,电极反应式为;
(5)的熔点高于的原因是为离子晶体,熔化破坏离子键,离子键键能大,故熔沸点高,为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔沸点低;为分子晶体,晶体中存在的作用力有范德华力和极性键,不存在离子键和金属键,答案为AD。
17.(2025·卓尼模拟)天然气开采过程中普遍混有,它会腐蚀管道等设备,必须予以去除。工业上,和重整制氢的反应为:
(1)反应的   (用代数式表示),在恒温恒容条件下,该反应达到平衡状态的判断依据是   (填标号)。
A.混合气体密度不变 B.容器内压强不变
C. D.与的物质的量分数之比保持不变
(2)和重整制氢的反应在金属硫化物的催化下进行,机理如图1所示。判断物质X、Y分别为   和   。
(3)为了研究甲烷对制氢的影响,原料初始组成,保持体系压强为100kPa,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数随温度的变化如图2所示。
①图中曲线c表示的物质是   。
②M点对应温度下,的转化率为   ,N点对应的   (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1);BD
(2);
(3);20%;
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)已知:反应1.;反应2.;反应3.,由盖斯定律可知,反应3-反应1-反应2可得反应的;
A.该反应过程中气体总质量和总体积是定值,混合气体的密度是定值,混合气体密度不变时,不能说明反应达到平衡,A不选;
B.该反应过程中气体总物质的量增大,容器内压强增大,当容器内压强不变时,说明反应达到平衡,B选;
C.不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,C不选;
D.该反应过程中的物质的量减小,的物质的量增大,与的物质的量分数之比保持不变时,说明反应达到平衡,D选;
故答案为: ;BD。
(2)由元素守恒可知,X为,Y为。
故答案为: ;
(3)①由甲烷和硫化氢的物质的量比为1:2可知,c曲线为、d曲线为CH4,由方程式可知,氢气的化学计量数是二硫化碳的4倍,则a曲线为氢气、b曲线为二硫化碳;
②设起始甲烷和硫化氢的物质的量分别为1mol和2mol,甲烷的转化率为x,由题意可建立如下三段式:
M点时CH4和H2的物质的量分数相等,也就是CH4和H2的物质的量相等,即1-x=4x,可得x =,,同理可知,N点时,CH4和CS2的物质的量分数相等,也就CH4和CS2的物质的量相等,即1-x=x,可得x =,求得CH4、H2S、CS2、H2物质的量分别为0.5mol、1mol、0.5mol、2mol,总物质的量为(0.5mol+1mol+0.5mol+2mol)=4mol,,,,,该反应的。
故答案为: ; 20% ; 。
【分析】 (1)①利用盖斯定律,用反应 3 的焓变减去反应 1 和反应 2 的焓变之和,得到目标反应的 ΔH。
②根据恒温恒容下反应前后气体分子数变化,结合压强、物质的量分数变化判断平衡状态。
(2)依据催化反应机理中的元素守恒,确定 X、Y 的化学式。
(3)①结合反应中各物质的计量数及物质的量分数随温度的变化趋势,判断曲线 c 对应的物质。
②通过 “三段式” 计算 CH4的转化率,根据分压(总压 × 物质的量分数)计算平衡常数 Kp。
(1)已知:反应1.;反应2.;反应3.,由盖斯定律可知,反应3-反应1-反应2可得反应的;
A.该反应过程中气体总质量和总体积是定值,混合气体的密度是定值,混合气体密度不变时,不能说明反应达到平衡,A不选;
B.该反应过程中气体总物质的量增大,容器内压强增大,当容器内压强不变时,说明反应达到平衡,B选;
C.不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,C不选;
D.该反应过程中的物质的量减小,的物质的量增大,与的物质的量分数之比保持不变时,说明反应达到平衡,D选;
故选BD。
(2)由元素守恒可知,X为,Y为。
(3)①由甲烷和硫化氢的物质的量比为1:2可知,c曲线为、d曲线为CH4,由方程式可知,氢气的化学计量数是二硫化碳的4倍,则a曲线为氢气、b曲线为二硫化碳;
②设起始甲烷和硫化氢的物质的量分别为1mol和2mol,甲烷的转化率为x,由题意可建立如下三段式:
M点时CH4和H2的物质的量分数相等,也就是CH4和H2的物质的量相等,即1-x=4x,可得x =,,同理可知,N点时,CH4和CS2的物质的量分数相等,也就CH4和CS2的物质的量相等,即1-x=x,可得x =,求得CH4、H2S、CS2、H2物质的量分别为0.5mol、1mol、0.5mol、2mol,总物质的量为(0.5mol+1mol+0.5mol+2mol)=4mol,,,,,该反应的。
18.(2025·卓尼模拟)阿斯巴甜是一种非碳水化合物类的人造甜味剂,其甜味高和热量低,主要添加于饮料、维他命含片或口香糖中代替糖的使用。一种合成阿斯巴甜(G)的路线如下:
回答下列问题:
(1)A的名称为   ,G中含氧官能团名称为   。
(2)标出阿斯巴甜()中所有的手性碳原子(用*标注)   。
(3)A→B的反应类型为   ,C的结构简式为   。
(4)E→G的化学方程式为   。
(5)B有多种同分异构体,符合下列条件的有   种,写出核磁共振氢谱中有5组峰且峰面积之比为的结构简式为   。
①与B含有相同官能团;②苯环上有2个取代基。
【答案】(1)苯乙醛;酰胺基、羧基、酯基
(2)
(3)加成反应;
(4)++H2O
(5)18;、、
【知识点】有机物中的官能团;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)由题干流程图中A、G的结构简式可知,A的名称为苯乙醛,G中含氧官能团名称为酯基、羧基和酰胺基,
故答案为:苯乙醛;酯基、羧基和酰胺基;
(2)已知同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故阿斯巴甜()中所有的手性碳原子为如图所示:,
故答案为:;
(3)由题干合成路线图可知,A中-CHO与HCN发生加成反应生成B,即A→B的反应类型为加成反应,由分析可知,C的结构简式为:,
故答案为:加成反应;;
(4)由分析可知,E的结构简式为:,则E→G的化学方程式为:++H2O,
故答案为:++H2O;
(5)由题干路线图中B的结构简式可知B的分子式为:C9H9ON ,不饱和度为6,则B有多种同分异构体,符合下列条件①与B含有相同官能团即含有氰基和羟基,②苯环上有2个取代基,则这两个取代基有:①-CH3、-CH(OH)CN,②-CN、-CH(OH)CH3,③-CN、-CH2CH2OH,④-OH、-CH(CN)CH3,⑤-OH、-CH2CH2CN,⑥-CH2OH、-CH2CN,共6组,每一组又有邻间对三种位置异构,则一共有6×3=18种,其中核磁共振氢谱中有5组峰且峰面积之比为的结构简式为:、、,
故答案为:18;、、。
【分析】A 含醛基(-CHO),与 HCN 发生加成反应(醛基的亲核加成),C=O 键断裂,H 和 - CN 分别加在醛基的两个碳原子上,生成含羟基(-OH)和氰基(-CN)的化合物 B,B 保留苯环骨架,为后续水解反应提供结构基础。结合 G 的结构(含酯基 - COOCH3)、E 的分子式及转化条件,推测 E 为氨基酸酯,结构简式为,D 到 E 是酯化反应(羧酸与甲醇反应生成酯),故 D 为对应羧酸,结构简式为,B 中的氰基(-CN)发生水解反应(酸性或碱性条件下),转化为羧基(-COOH),因此 C 的结构简式为 ;C 含羟基(-OH)和羧基(-COOH),经反应后羟基被氨基(-NH2)取代,生成含氨基的羧酸 D,为酯化生成 E 做准备。
B 的同分异构体数目计算:
已知 B 分子式为 C9H9ON,不饱和度为 6(苯环 4 个不饱和度,-CN 2 个不饱和度)。要求同分异构体含 - CN 和 - OH,且苯环上有 2 个取代基,需满足以下推导:
①取代基组合枚举
需保证两个取代基总碳数为 3(苯环 6 个 C,分子式共 9 个 C),且包含 - CN 和 - OH,枚举合理组合:
组合 1:-CH3(1 个 C)与 - CH (OH) CN(2 个 C),含 - OH 和 - CN,总碳数 3。
组合 2:-CN(0 个 C)与 - CH2CH (OH) CH3(3 个 C),含 - OH 和 - CN,总碳数 3。
组合 3:-CN(0 个 C)与 - CH (OH) CH2CH3(3 个 C),含 - OH 和 - CN,总碳数 3(与组合 2 结构异构)。
组合 4:-OH(0 个 C)与 - CH (CN) CH2CH3(3 个 C),含 - OH 和 - CN,总碳数 3。
组合 5:-OH(0 个 C)与 - CH2CH (CN) CH3(3 个 C),含 - OH 和 - CN,总碳数 3(与组合 4 结构异构)。
组合 6:-CH2OH(2 个 C)与 - CH2CN(1 个 C),含 - OH(-CH2OH)和 - CN(-CH2CN),总碳数 3。
②位置异构计算
苯环上 2 个不同取代基的位置异构有邻、间、对 3 种(因取代基不同,无对称重复)。每组取代基对应 3 种位置异构,共 6 组,故总同分异构体数目为 6×3 = 18 种。
据此解题。
(1)由题干流程图中A、G的结构简式可知,A的名称为苯乙醛,G中含氧官能团名称为酯基、羧基和酰胺基,故答案为:苯乙醛;酯基、羧基和酰胺基;
(2)已知同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故阿斯巴甜()中所有的手性碳原子为如图所示:,故答案为:;
(3)由题干合成路线图可知,A中-CHO与HCN发生加成反应生成B,即A→B的反应类型为加成反应,由分析可知,C的结构简式为:,故答案为:加成反应;;
(4)由分析可知,E的结构简式为:,则E→G的化学方程式为:++H2O,故答案为:++H2O;
(5)由题干路线图中B的结构简式可知B的分子式为:C9H9ON ,不饱和度为6,则B有多种同分异构体,符合下列条件①与B含有相同官能团即含有氰基和羟基,②苯环上有2个取代基,则这两个取代基有:①-CH3、-CH(OH)CN,②-CN、-CH(OH)CH3,③-CN、-CH2CH2OH,④-OH、-CH(CN)CH3,⑤-OH、-CH2CH2CN,⑥-CH2OH、-CH2CN,共6组,每一组又有邻间对三种位置异构,则一共有6×3=18种,其中核磁共振氢谱中有5组峰且峰面积之比为的结构简式为:、、,故答案为:18;、、。
1 / 1甘肃省卓尼县柳林中学等名校交流2025届高三下学期第六次联考化学试题
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1.(2025·卓尼模拟)云南美食以其独特的风味和多样性著称,下列叙述正确的是
A.汽锅鸡所用的土陶蒸锅是一种新型无机非金属材料
B.过桥米线中食材米线的主要成分属于有机高分子
C.野生菌火锅的烹饪过程中不涉及化学变化
D.宜良烤鸭富含油脂,油脂在酸性条件下能发生皂化反应
2.(2025·卓尼模拟)下列有关物质性质与应用错误的是
A.具有良好的光学性能,可用于制作光导纤维
B.碳酸钡难溶于水,可用于制作“钡餐”
C.氧化铝熔点高,可用于制作耐火砖和坩埚
D.液氨汽化需要吸收大量的热,可用作制冷剂
3.(2025·卓尼模拟)下列化学用语表示正确的是
A.中子数为8的碳原子:
B.的电子式为
C.基态C原子价层电子排布图:
D. 分子中形成键的电子云图:
4.(2025·卓尼模拟)下列工业制备过程中涉及的反应错误的是
A.冶炼金属铝:
B.氢气还原三氯硅烷:
C.煅烧黄铁矿:
D.工业合成氨:
5.(2025·卓尼模拟)学习小组利用以下装置进行检测或实验,其中不能达到相应实验目的的是
A.检验的漂白性 B.测定NaClO溶液的pH
C.除去乙炔中的 D.喷泉实验
A.A B.B C.C D.D
6.(2025·卓尼模拟)化合物M是一种用于治疗充血性心力衰竭药物的合成中间体,其结构简式如图所示。下列有关M的说法错误的是
A.M中含有三种官能团 B.M的分子式为
C.M能与溶液发生显色反应 D.M可以发生水解反应
7.(2025·卓尼模拟)用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中含π键的数目为
B.溶液中含有的数目为
C.与足量S完全反应,转移的电子数目为
D.标准状况下,所含的分子数目为
8.(2025·卓尼模拟)W、X、Z、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,X的单质在空气中含量最多,W与Z原子最外层电子数之和等于Y原子最外层电子数,四种元素能组成如图所示物质,下列说法正确的是
A.原子半径:
B.W、X和Y三种元素形成的化合物一定能抑制水的电离
C.基态原子的第一电离能:
D.简单氢化物的稳定性:
9.(2025·卓尼模拟)根据下列实验操作和现象能得到相应结论的是
  实验操作和现象 结论
A 将炽热的木炭与浓硝酸混合,产生红棕色气体 浓硝酸被木炭还原成
B 向氯化钡溶液中通入和气体X,产生白色沉淀 白色沉淀不一定为
C 取少量铁与水蒸气反应后的固体于试管中,加足量稀盐酸溶解再滴加KSCN溶液,溶液未变红色 固体产物中不存在三价铁
D 向含有ZnS和的白色悬浊液中滴加少量溶液,有黑色沉淀生成
A.A B.B C.C D.D
10.(2025·卓尼模拟)下列离子方程式书写正确的是
A.用氨水吸收过量的:
B.向水中加入一小块钠:
C.向硫代硫酸钠溶液滴加稀硫酸:
D.向溶液中加入铜粉:
11.(2025·卓尼模拟)聚氨酯性能优异,应用在诸多领域。聚氨酯材料的合成原理如图所示,下列说法正确的是
A.二元醇和乙醇互为同系物
B.二异氰酸酯和二元醇合成聚氨酯的反应属于缩聚反应
C.C-N-C键角:二异氰酸酯>聚氨酯
D.当二元醇是乙二醇时,聚氨酯结构中的碳原子数目一定是偶数
12.(2025·卓尼模拟)氮化铜()晶体是一种半导体材料,其晶胞结构如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,该晶胞边长apm。下列叙述错误的是
A.图中A代表N、B代表Cu
B.与A原子距离最近且等距离的B原子有6个
C.2个B原子的最近距离为
D.该晶体密度
13.(2025·卓尼模拟)锂离子电池广泛应用于新能源汽车上,它具有能量密度大、工作寿命长的特点。一种锂离子电池原理如图所示。下列说法错误的是
A.放电时A极发生反应
B.充放电过程中,只有一种元素化合价发生变化
C.隔膜为阳离子交换膜
D.电池充电时,A与电源的正极相连
14.(2025·卓尼模拟)戊二酸(用表示)易溶于水,向溶液中加入NaOH固体,保持溶液为常温,忽略溶液体积的变化,过程中测得pX随溶液pH的变化如图所示。已知:[X为]。下列说法错误的是
A.曲线Ⅱ为随pH的变化曲线
B.开始时,戊二酸溶液的浓度
C.时,
D.戊二酸的
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(2025·卓尼模拟)十二钨硅酸[,]是一种环境友好型催化剂。可采用下列实验装置和实验步骤制备少量十二钨硅酸。已知:①乙醚沸点为34.6℃,密度小于水,有毒,微溶于水;②强酸条件下,十二钨硅酸与乙醚形成密度大于水且难溶于水的油状醚合物;③制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀。
【实验装置】
【实验步骤】
ⅰ.称取于三颈烧瓶中,加入20mL蒸馏水溶解,启动磁力加热搅拌器,使温度保持在60℃左右。
ⅱ.用10mL温度为60℃的蒸馏水溶解(过量),逐滴滴入三颈烧瓶中至全部滴完。
ⅲ.再向恒压分液漏斗中加入10mL浓盐酸,先用10min向三颈烧瓶逐滴滴入2mL浓盐酸,再用15min滴入剩余的浓盐酸,搅拌反应液30min。
ⅳ.将全部反应混合液转移至分液漏斗中,加入乙醚,再分多次加入浓盐酸,充分振荡,萃取,静置;将油状醚合物转移至蒸发皿,加少量水,水浴蒸发至溶液表面有晶膜出现,冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥,得纯净产品7.44g。回答下列问题:
(1)仪器a的名称是   ,其进水口为   (填“b”或“c”)。
(2)中钨元素的化合价是   价。
(3)生成十二钨硅酸的化学方程式是   。
(4)“步骤ⅲ”采用较长时间逐滴滴入浓盐酸,而不是一次性加入,原因是   。
(5)“步骤ⅳ”加入乙醚、浓盐酸萃取静置后,油状醚合物从分液漏斗的   口取出(填“上”或“下”),不能改用乙醇作为萃取剂的原因是   。
(6)理论上十二钨硅酸的产率为   %。
16.(2025·卓尼模拟)一种工业污泥含,以该工业污泥为原料提取Ni及其他化工原料的工艺流程如图所示:
已知:、。
回答下列问题:
(1)“酸浸”中反应的化学方程式为   ;“滤渣1”的主要成分含有   (填化学式)。
(2)“反应ⅰ”中,加入适量的,其目的:①使还原为;②   。
(3)“反应ⅱ”中加入双氧水的目的为   (用离子方程式表示)。
(4)“除铁”后所得滤液中的溶质有、   (填化学式);“电解”时,用惰极电极电解,阴极析出金属Ni,阴极的电极反应式为   。
(5)镍能形成多种配合物,其中是无色挥发性液体,是红黄色单斜晶体。的熔点高于的原因是   。晶体中不存在的作用力有   (填标号)。
A.离子键 B.范德华力 C.极性键 D.金属键
17.(2025·卓尼模拟)天然气开采过程中普遍混有,它会腐蚀管道等设备,必须予以去除。工业上,和重整制氢的反应为:
(1)反应的   (用代数式表示),在恒温恒容条件下,该反应达到平衡状态的判断依据是   (填标号)。
A.混合气体密度不变 B.容器内压强不变
C. D.与的物质的量分数之比保持不变
(2)和重整制氢的反应在金属硫化物的催化下进行,机理如图1所示。判断物质X、Y分别为   和   。
(3)为了研究甲烷对制氢的影响,原料初始组成,保持体系压强为100kPa,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数随温度的变化如图2所示。
①图中曲线c表示的物质是   。
②M点对应温度下,的转化率为   ,N点对应的   (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
18.(2025·卓尼模拟)阿斯巴甜是一种非碳水化合物类的人造甜味剂,其甜味高和热量低,主要添加于饮料、维他命含片或口香糖中代替糖的使用。一种合成阿斯巴甜(G)的路线如下:
回答下列问题:
(1)A的名称为   ,G中含氧官能团名称为   。
(2)标出阿斯巴甜()中所有的手性碳原子(用*标注)   。
(3)A→B的反应类型为   ,C的结构简式为   。
(4)E→G的化学方程式为   。
(5)B有多种同分异构体,符合下列条件的有   种,写出核磁共振氢谱中有5组峰且峰面积之比为的结构简式为   。
①与B含有相同官能团;②苯环上有2个取代基。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、土陶蒸锅的主要成分是硅酸盐,硅酸盐材料(如陶瓷、玻璃等)属于传统无机非金属材料。而新型无机非金属材料通常指具有特殊性能的材料(如高温结构陶瓷、光导纤维等),因此土陶蒸锅不属于新型无机非金属材料,A错误;
B、过桥米线中的米线主要成分是淀粉,淀粉属于多糖,其相对分子质量很大(数万至数十万),属于有机高分子化合物,B正确;
C、野生菌火锅烹饪过程中,会发生蛋白质变性(如肉类、菌类中蛋白质的结构变化)、淀粉糊化(如米线中淀粉的水合作用)等过程,这些过程均有新物质生成,属于化学变化,C错误;
D、皂化反应的定义是油脂在碱性条件下与水反应,生成高级脂肪酸盐和甘油的反应。而油脂在酸性条件下的水解反应不属于皂化反应,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题的易错点主要有以下几点:
对无机非金属材料的分类认识不清,容易混淆传统与新型无机非金属材料,如误将硅酸盐材质的土陶蒸锅认为是新型无机非金属材料。
对有机高分子的概念理解不深,不清楚淀粉属于有机高分子化合物,可能会错误判断米线主要成分的类别。
对化学变化的判断不准确,忽略烹饪过程中蛋白质变性、淀粉糊化等化学变化的发生。
对皂化反应的条件掌握不牢,误将油脂在酸性条件下的水解反应认为是皂化反应,不清楚皂化反应需在碱性条件下进行。
2.【答案】B
【知识点】化学科学的主要研究对象;硅和二氧化硅
【解析】【解答】以 “物质性质→应用的合理性” 为核心,判断性质与用途是否对应,尤其关注物质与环境(如胃酸)的反应性。
A、具有良好的光学传导性能,因此可用于制作光导纤维,用于通信领域,A正确;
B、碳酸钡虽难溶于水,但能与胃酸(盐酸)反应生成可溶性的钡盐,钡离子有毒,因此不能用于制作 “钡餐”;制作 “钡餐” 应使用不溶于酸的硫酸钡,B错误;
C、氧化铝熔点很高,可用于制作耐火砖、坩埚等耐高温材料,C正确;
D、液氨汽化时会吸收大量热量,使周围环境温度降低,因此可用作制冷剂,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题的易错点主要有:
对 “钡餐” 的成分认识不清,容易忽略碳酸钡能与胃酸反应生成有毒的钡离子,误将碳酸钡当作 “钡餐” 的成分。
对物质性质与用途的对应关系理解不透彻,比如可能不清楚氧化铝因熔点高可用于制作耐火材料,液氨因汽化吸热可作制冷剂等性质与用途的关联。
3.【答案】D
【知识点】原子核外电子排布;用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、碳原子的质子数为 6,中子数为 8 时,质量数 = 质子数 + 中子数 = 14,应表示为 ,A错误;
B、NF3的电子式需体现氟原子的孤电子对,正确的电子式中每个氟原子应满足 8 电子稳定结构,的电子式为 ,B错误;
C、基态 C 原子的价层电子排布式为 2s22p2,根据泡利不相容原理,2s 轨道的两个电子应自旋相反, 排布图为 ,C错误;
D、Cl2分子中 σ 键由两个 p 轨道 “头碰头” 重叠形成,其电子云图呈现轴对称的特点, 电子云图为 ,D正确;
故答案为:D。
【分析】A.通过 “质子数6 + 中子数8” 算出质量数 14,判断原子符号是否正确。
B.关注原子的 8 电子稳定结构,检查氟原子的孤电子对是否完整表示。
C.考查电子排布图:遵循泡利不相容原理(同一轨道电子自旋相反)。
D.掌握 σ 键 “头碰头” 重叠的轴对称特征, Cl2的 σ 键电子云图需体现这一特点。
4.【答案】A
【知识点】工业制金属铝;金属冶炼的一般原理
【解析】【解答】A、AlCl3是共价化合物,熔融状态下无法电离出自由移动的离子,工业上冶炼金属铝是电解熔融的 Al2O3(加入冰晶石降低熔点),而非电解 AlCl3, 化学方程式为,A错误;
B、工业上用氢气还原三氯硅烷(SiHCl3),在 1100℃下可生成硅和氯化氢,,B正确;
C、煅烧黄铁矿(FeS2)是工业制硫酸的第一步反应,在高温下与氧气反应生成 Fe2O3和 SO2,反应方程式为,C正确;
D、工业合成氨是在高温、高压、催化剂条件下,N2和 H2反应生成 NH3,该反应是工业合成氨的经典反应,化学方程式为,D正确;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点主要有以下两点:
对物质类别与电解条件的认知混淆:容易错误认为共价化合物 AlCl3熔融态可电解,忽略其熔融时不能电离出自由移动离子,从而误判工业冶炼铝的反应。
对工业核心反应的细节把握不足:若不熟悉工业制硅、制硫酸、合成氨的具体反应,可能在判断 B、C、D 选项时出现失误。
5.【答案】B
【知识点】氯气的化学性质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、SO2能使品红溶液褪色,可用于检验其漂白性,该装置能达到实验目的,故A不符合题意 ;
B、NaClO 溶液具有强氧化性(漂白性),会使 pH 试纸褪色,无法用 pH 试纸准确测定其 pH,需用 pH 计测量,该装置不能达到实验目的,故B符合题意 ;
C、H2S 与 CuSO4溶液反应,乙炔与 CuSO4溶液不反应,可通过 CuSO4溶液除去乙炔中的 H2S,该装置能达到实验目的,故C不符合题意 ;
D、Cl2与浓 NaOH 溶液反应,使烧瓶内压强减小,能形成喷泉,该装置能达到实验目的,故D不符合题意 ;
故答案为:B。
【分析】A.利用 SO2能使品红溶液褪色的特性,可检验其漂白性。
B.NaClO 溶液具有强氧化性(漂白性),会使 pH 试纸褪色,无法用 pH 试纸准确测定其 pH,需用 pH 计。
C.H2S 与 CuSO4溶液反应,乙炔与 CuSO4溶液不反应,可通过 CuSO4溶液除去乙炔中的 H2S。
D.Cl2与浓 NaOH 溶液反应,使烧瓶内压强减小,能形成喷泉。
6.【答案】C
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】要解决这道关于化合物 M 的性质判断题目,需从官能团识别、分子式确定、特征反应等角度逐一分析:
A、M 中含有酰胺基、碳氯键、酯基三种官能团,A正确;
B、通过数结构简式中 C、H、O、N、Cl 的原子个数,可得分子式为 C12H10O4NCl,B正确;
C、能与 FeCl3溶液发生显色反应的官能团是酚羟基,M 中不含酚羟基,因此不能发生显色反应,C错误;
D、M 中含有酰胺基和酯基,这两种官能团在一定条件下均可发生水解反应,D正确;
故答案为:C。
【分析】本题的易错点主要有以下两点:
官能团识别不准确:容易忽略碳氯键属于官能团,或对酰胺基、酯基的判断出现偏差,从而误判官能团的种类。
显色反应的条件混淆:误认为只要含苯环就会与 FeCl3溶液发生显色反应,忽略了必须含有酚羟基这一关键条件,进而对选项 C 做出错误判断。
7.【答案】A
【知识点】物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】要解决这道阿伏加德罗常数的判断题目,需从化学键类型、溶液计算条件、反应产物、物质状态等角度逐一分析:
A、N2分子中氮氮三键含 1 个 σ 键和 2 个 π 键,1mol N2中 π 键的数目为 2NA,A正确;
B、计算溶液中离子数目需知道溶液体积,题目未给出 Na2CO3溶液的体积,无法计算 Na+的物质的量,B错误;
C、Fe 与 S 反应生成 FeS,Fe 显 +2 价,1mol Fe 与足量 S 反应转移电子数目为 2NA,C错误;
D、标准状况下 SO3不是气体,不能用气体摩尔体积(22.4L/mol)计算其分子数目,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点主要有以下几点:
对化学键类型认知不清:容易忽略 N2中氮氮三键含 2 个 π 键。
溶液计算忽略体积条件:看到浓度就直接计算,忘记必须结合溶液体积才能求离子数目。
反应产物判断失误:不清楚 Fe 与 S 反应生成 FeS(Fe 为 +2 价),错误认为转移 3NA电子。
物质状态与气体摩尔体积的适用条件混淆:忽视标准状况下 SO3是固体,错误用气体摩尔体积计算。
8.【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;水的电离;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】X 的单质在空气中含量最多,故 X 为 N;阳离子为 NH4+,则 W 为 H;Z 形成 5 个共价键且原子序数大于 N,故 Z 为 P;W(H,最外层 1 个电子)与 Z(P,最外层 5 个电子)最外层电子数之和为 6,因此 Y 为 S。
A、同周期元素从左到右原子半径减小(P>S),同主族元素从上到下原子半径增大,H 是原子半径最小的元素,故原子半径为 Z(P)>Y(S)>W(H),A错误;
B、H、N、S 可形成 (NH4)2S,其中 NH4+与 S2-均会发生水解,促进水的电离,并非所有化合物都抑制水的电离,B错误;
C、同周期元素第一电离能总体呈增大趋势,但 N 的 2p 轨道为半充满稳定结构,第一电离能 N>O;同主族元素从上到下第一电离能减小(N>P),且 P 的第一电离能大于 S,故第一电离能为 X(N)>Z(P)>Y(S),C错误;
D、非金属性越强,简单氢化物越稳定,非金属性 N>P,故简单氢化物稳定性 NH3>PH3,即 X>Z,D正确;
故答案为:D。
【分析】A.比较原子半径大小(依据同周期、同主族原子半径变化规律)。
B.判断元素形成的化合物对水的电离的影响。
C.比较第一电离能大小(注意半充满等特殊结构的影响)。
D.根据非金属性强弱判断简单氢化物稳定性。
9.【答案】B
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;二价铁离子和三价铁离子的检验;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、浓硝酸遇热易分解生成红棕色的 NO2,因此将炽热木炭与浓硝酸混合产生红棕色气体,不能说明是浓硝酸被木炭还原为 NO2,A错误;
B、向氯化钡溶液中通入 SO2和气体 X,若 X 是氨气,会生成 BaSO3白色沉淀;若 X 是氯气,会生成 BaSO4白色沉淀,因此白色沉淀不一定为 BaSO4,B正确;
C、铁与水蒸气反应生成 Fe3O4,若铁过量,Fe 可与 FeCl3反应生成 FeCl2,因此加稀盐酸溶解后滴加 KSCN 溶液未变红,不能说明固体产物中不存在三价铁,C错误;
D、白色悬浊液中含 Na2S,滴加 CuSO4溶液时,Na2S 直接与 CuSO4反应生成 CuS 沉淀,并非 ZnS 转化为 CuS,因此不能得出 K (CuS) < K (ZnS),D错误;
故答案为:B。
【分析】决此类实验结论题的关键突破口:
A.抓反应干扰:浓硝酸受热易分解生成 NO2,会干扰其被还原的判断。
B.分析反应多样性:SO2与不同气体(NH3、Cl2等)和 BaCl2反应,沉淀可能是 BaSO3或 BaSO4。
C.考虑过量情况:Fe 与水蒸气反应后若 Fe 过量,会还原 Fe3+,导致 KSCN 检验失效。
D.明确沉淀转化前提:悬浊液中含 Na2S 时,CuSO4直接与 Na2S 反应,而非 ZnS 转化,无法比较 K 。
10.【答案】C
【知识点】二氧化硫的性质;钠的化学性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、氨水吸收过量气体时,应生成酸式盐, 离子方程式为,A错误;
B、Na 与水反应生成 NaOH 和 H2,离子方程式需遵循原子守恒、得失电子守恒, 离子方程式为,B错误;
C、硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸反应生成 S 沉淀、SO2气体和 H2O,离子方程式为 S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O,书写正确,C正确;
D、FeCl3与 Cu 反应生成 FeCl2和 CuCl2,离子方程式需满足得失电子守恒, 离子方程式为,D错误;
故答案为:C。【分析】A.分析氨水与过量气体的反应产物。
B.分析 Na 与水反应的离子方程式规范。
C.分析硫代硫酸钠与稀硫酸的反应产物及离子方程式。
D.分析 FeCl3与 Cu 反应的离子方程式得失电子守恒。
11.【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用;有机物的结构和性质;同系物
【解析】【解答】A、二元醇含 2 个羟基,乙醇仅含 1 个羟基,官能团数目不同,不满足同系物 “结构相似、官能团数目相同” 的要求,A错误;
B、二异氰酸酯和二元醇合成聚氨酯时,无小分子生成,属于加聚反应,而非缩聚反应(缩聚反应有小分子生成),B错误;
C、二异氰酸酯中 N 原子为 sp2 杂化,键角约 120°;聚氨酯中 N 原子为 sp3 杂化,键角约 109.5°,因此 C-N-C 键角:二异氰酸酯>聚氨酯,C正确;
D、二异氰酸酯中碳原子数目未知,即使二元醇是乙二醇,聚氨酯结构中的碳原子数目也不一定为偶数,D错误;
故答案为:C。
【分析】解决此类有机合成相关题的关键突破口:
A.考查同系物判断:紧扣 “结构相似、官能团数目相同”,二元醇与乙醇羟基数目不同。
B.掌握反应类型区分:缩聚反应必生成小分子,合成聚氨酯无小分子产物,属加聚反应。
C.考查杂化与键角关联:sp2 杂化键角约 120°,sp3 杂化键角约 109.5°,据 N 原子杂化类型判断键角。
D.掌握原子数目推断:二异氰酸酯含碳数未知,无法确定聚氨酯中碳原子数是否为偶数。
12.【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、晶胞中原子的个数通过均摊法计算:
原子A位于晶胞的8个顶点,每个顶点原子属于8个晶胞共有,因此A的个数为 。
原子B位于晶胞的12条棱上,每条棱上的原子属于4个晶胞共有,因此B的个数为 。
结合氮化铜的化学式(Cu与N的原子个数比为3:1),可知A代表N,B代表Cu,A正确;
B、以顶点的N原子(A原子)为例,观察其周围等距离的Cu原子(B原子):
在三维空间中,N原子上下、前后、左右各有1个Cu原子,共6个,即与A原子距离最近且等距离的B原子有6个,B正确;
C、Cu原子(B原子)位于棱的中点,晶胞边长为:
晶胞的面对角线长度为 (由勾股定理,边长为的正方形,对角线为)。
两个Cu原子的最近距离是面对角线的一半,即 ,C正确;
D、密度的计算公式为 ,其中:
晶胞质量:晶胞中含3个Cu和1个N,摩尔质量分别为和,因此晶胞质量为 (为阿伏加德罗常数)。
晶胞体积:晶胞边长为,转换为厘米为,因此体积为
将和代入密度公式:
而选项D中密度表达式为,原子质量的比例错误,D错误;
故答案为:D。
【分析】A.均摊法算原子个数:顶点原子占、棱上原子占,结合化学式判断原子种类。
B.配位数判断:以顶点原子为中心,看周围等距原子数,N原子周围有6个Cu原子。
C.原子间距计算:利用晶胞边长和几何关系,棱上Cu原子最近距离为面对角线的一半。
D.密度计算:注意晶胞质量的原子比例(Cu3N中Cu和N的质量比)及单位转换(pm转cm时是而非),避免原子质量比例和单位错误。
13.【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解原理
【解析】【解答】A、放电时 A 为正极,LiI3在正极得电子被还原,电极反应为 I3-+2e-=3I-,A正确;
B、充放电过程中,I 元素(I3-与 I-之间转化)和 C 元素(S 与 T 的结构变化中化合价改变)的化合价均发生变化,并非只有一种元素,B错误;
C、放电时 B 极释放的 Li+透过隔膜移向正极 A,说明隔膜为阳离子交换膜,C正确;
D、充电时,原电池的正极 A 作电解池的阳极,应与电源的正极相连,D正确;
故答案为:B。
【分析】放电时 Li+从 B 极移向 A 极,根据 “阳离子向正极移动”,确定A 为正极,B 为负极;充电时,A 为阳极,B 为阴极,A 极物质为 LiI3,放电时得电子发生还原反应,反应式为 I3-+2e-=3I-。
观察 S 和 T 的结构,除 I 元素外,C 元素化合价也有变化,因此不是只有一种元素化合价改变。放电时 Li+(阳离子)能透过隔膜移动,说明隔膜是阳离子交换膜。充电时阳极(A 极)需与电源正极相连,所以 A 极与电源正极相连。
14.【答案】D
【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;中和滴定;电离平衡常数
【解析】【解答】A、向溶液中加,增大时,减小,(即)增大,故曲线Ⅲ为的变化曲线;曲线Ⅰ、Ⅱ分别对应(即)、(即)的变化曲线,A正确;
B、C、时,,即;同时,即,故。结合的电离及元素守恒,初始溶液浓度大于,B、C均正确;
D、对于二元弱酸,电离常数,。
点,,则。
点,,则。
由此可计算得,D错误;
故答案为:D。
【分析】A.曲线判断:pH 增大时,pc (H2A) 增大(曲线 Ⅲ),pc (A2-) 和减小(分别为曲线 Ⅱ、Ⅰ)。
B.浓度计算:pH=7.8 时,=0可知c (A2-)=c (HA-),pc (A2-)=1可知c (A2-)=0.1mol L- ,得 c (HA-)+c (A2-)=0.2mol L- 。
C.元素守恒:初始 c (H2A)= 平衡时 c (H2A)+c (HA-)+c (A2-),因 c (H2A)>0,故初始浓度>0.2mol L- 。
D.电离常数:pH=7.8 时 K 2=10-7.8,P 点 K 1 K 2=(10-5.6)2,算出 K 1=10-3.4。
15.【答案】(1)(球形)冷凝管;b
(2)
(3)
(4)防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀
(5)下;乙醇与水互溶,不能用作该体系的萃取剂
(6)77.5
【知识点】物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)仪器 a 为(球形)冷凝管,主要作用是冷凝回流;冷凝管的进水口为下口,即b口,这样能保证冷凝管内充满水,达到较好的冷凝效果;
故答案为: (球形)冷凝管 ;b;
(2)在中,Na元素化合价为+1价,O元素化合价为 2价,设W元素化合价为x价,根据化合物中各元素化合价代数和为0,可得(+1)×2+x+( 2)×4=0,解得x=+6;
故答案为: ;
(3)根据实验原理,反应物为、、浓盐酸,生成物为和,根据原子守恒配平化学方程式;
故答案为: ;
(4)已知制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀,逐滴加入浓盐酸并控制滴加速率,可以缓慢增加溶液酸性,避免体系pH过低;
故答案为: 防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀 ;
(5)由已知信息,强酸条件下,十二钨硅酸与乙醚形成密度大于水且难溶于水的油状醚合物,在分液漏斗中,油状醚合物在下层,所以从下口放出;乙醇与水互溶,不满足萃取剂与原溶剂互不相溶的条件,无法萃取十二钨硅酸;
故答案为: 下 ; 乙醇与水互溶,不能用作该体系的萃取剂 ;
(6)首先计算n()=,根据化学方程式,12mol 理论上生成1mol ,0.04mol 理论上生成的物质的量为,那么,已知实际得到产品7.44g ,根据产率=。
故答案为: 77.5 。
【分析】用蒸馏水溶解 Na2WO4 2H2O,配成均匀的钨酸盐溶液,为后续反应提供反应物。用 60℃蒸馏水溶解过量 Na2SiO3:加热可增大 Na2SiO3的溶解度,使其快速溶解;“过量” 是为保证 WO42-充分转化为含硅钨酸根离子。滴加浓盐酸的作用浓盐酸提供 H+,使溶液呈强酸性,促进 SiW12O404-的生成,反应本质为:12WO42-+SiO32-+20H+=SiW12O404-+10H2O后续多次加浓盐酸,是为进一步提高溶液酸度,利于乙醚萃取时目标产物向有机相转移。乙醚萃取的原理十二钨磷酸在乙醚 - 浓盐酸混合体系中溶解度较大,在水中溶解度相对较小。加入乙醚并振荡,可将 H4(SiW12O40) 从水相萃取到醚相,实现与无机盐(如 NaCl 等)的分离。水浴蒸发与结晶采用水浴蒸发(温度低于 100℃),可避免温度过高导致产品分解或乙醚挥发过快;蒸发至 “溶液表面有晶膜出现” 时停止,利用余热使晶体缓慢生长,得到颗粒较大、纯度较高的晶体。抽滤可快速分离晶体与母液;洗涤是为除去晶体表面残留的盐酸、乙醚等杂质;干燥则是除去晶体中的水分,得到干燥的 H4(SiW12O40) 产品。据此解题。
(1)仪器 a 为(球形)冷凝管,主要作用是冷凝回流;冷凝管的进水口为下口,即b口,这样能保证冷凝管内充满水,达到较好的冷凝效果;
(2)在中,Na元素化合价为+1价,O元素化合价为 2价,设W元素化合价为x价,根据化合物中各元素化合价代数和为0,可得(+1)×2+x+( 2)×4=0,解得x=+6;
(3)根据实验原理,反应物为、、浓盐酸,生成物为和,根据原子守恒配平化学方程式;
(4)已知制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀,逐滴加入浓盐酸并控制滴加速率,可以缓慢增加溶液酸性,避免体系pH过低;
(5)由已知信息,强酸条件下,十二钨硅酸与乙醚形成密度大于水且难溶于水的油状醚合物,在分液漏斗中,油状醚合物在下层,所以从下口放出;乙醇与水互溶,不满足萃取剂与原溶剂互不相溶的条件,无法萃取十二钨硅酸;
(6)首先计算n()=,根据化学方程式,12mol 理论上生成1mol ,0.04mol 理论上生成的物质的量为,那么,已知实际得到产品7.44g ,根据产率=。
16.【答案】(1);
(2)将铁元素和镍元素形成FeS、NiS沉淀,使铁、镍与铬分离
(3)
(4);
(5)为离子晶体,熔化破坏离子键,离子键键能大,故熔沸点高,为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔沸点低;AD
【知识点】配合物的成键情况;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)酸浸时氧化铁与硫酸反应,化学方程式为;根据分析可知,“滤渣1”的主要成分为SiO2,
故答案为: ; ;
(2)“反应ⅰ”中,加入适量的,其目的除了将还原为,还有将铁元素和镍元素形成FeS、NiS沉淀,使铁、镍与铬分离;
故答案为: 将铁元素和镍元素形成FeS、NiS沉淀,使铁、镍与铬分离 ;
(3)酸溶后的溶液里,铁元素以亚铁离子形式存在,为除去铁元素,“反应ii”加入H2O2的作用是:将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续“净化”时Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去;
故答案为: ;
(4)因之前加入Na2S和硫酸,故“除铁”后所得滤液中的溶质有NiSO4、Na2SO4、H2SO4;“电解”时阴极得电子,析出金属Ni,电极反应式为;
故答案为: ; ;
(5)的熔点高于的原因是为离子晶体,熔化破坏离子键,离子键键能大,故熔沸点高,为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔沸点低;为分子晶体,晶体中存在的作用力有范德华力和极性键,不存在离子键和金属键,
故答案为:为离子晶体,熔化破坏离子键,离子键键能大,故熔沸点高,为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔沸点低 ;AD。
【分析】本分析围绕含 NiO、Cr2O3、Fe2O3、SiO2的工业污泥处理流程展开。在 “酸浸” 环节,NiO、Cr2O3、Fe2O3会与酸反应生成对应的金属阳离子,而 SiO2作为难溶于酸的酸性氧化物,在此步骤中不发生反应;之后加入适量 Na2S,一方面将 Fe3+还原为 Fe2+,另一方面使铁元素和镍元素形成沉淀,同时 S2-被氧化为 S 单质沉淀,经过过滤可分离出含 Cr3+的滤液;对于沉淀,加入硫酸后,其中的金属元素会转化为离子,S 单质则成为滤渣 2,接着加入过氧化氢将 Fe2+氧化为 Fe3+,再加入氢氧化钠使 Fe3+转化为 Fe(OH)3沉淀从而除去,最后通过电解操作得到金属镍。
(1)酸浸时氧化铁与硫酸反应,化学方程式为;根据分析可知,“滤渣1”的主要成分为SiO2,
(2)“反应ⅰ”中,加入适量的,其目的除了将还原为,还有将铁元素和镍元素形成FeS、NiS沉淀,使铁、镍与铬分离;
(3)酸溶后的溶液里,铁元素以亚铁离子形式存在,为除去铁元素,“反应ii”加入H2O2的作用是:将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续“净化”时Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去;
(4)因之前加入Na2S和硫酸,故“除铁”后所得滤液中的溶质有NiSO4、Na2SO4、H2SO4;“电解”时阴极得电子,析出金属Ni,电极反应式为;
(5)的熔点高于的原因是为离子晶体,熔化破坏离子键,离子键键能大,故熔沸点高,为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔沸点低;为分子晶体,晶体中存在的作用力有范德华力和极性键,不存在离子键和金属键,答案为AD。
17.【答案】(1);BD
(2);
(3);20%;
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)已知:反应1.;反应2.;反应3.,由盖斯定律可知,反应3-反应1-反应2可得反应的;
A.该反应过程中气体总质量和总体积是定值,混合气体的密度是定值,混合气体密度不变时,不能说明反应达到平衡,A不选;
B.该反应过程中气体总物质的量增大,容器内压强增大,当容器内压强不变时,说明反应达到平衡,B选;
C.不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,C不选;
D.该反应过程中的物质的量减小,的物质的量增大,与的物质的量分数之比保持不变时,说明反应达到平衡,D选;
故答案为: ;BD。
(2)由元素守恒可知,X为,Y为。
故答案为: ;
(3)①由甲烷和硫化氢的物质的量比为1:2可知,c曲线为、d曲线为CH4,由方程式可知,氢气的化学计量数是二硫化碳的4倍,则a曲线为氢气、b曲线为二硫化碳;
②设起始甲烷和硫化氢的物质的量分别为1mol和2mol,甲烷的转化率为x,由题意可建立如下三段式:
M点时CH4和H2的物质的量分数相等,也就是CH4和H2的物质的量相等,即1-x=4x,可得x =,,同理可知,N点时,CH4和CS2的物质的量分数相等,也就CH4和CS2的物质的量相等,即1-x=x,可得x =,求得CH4、H2S、CS2、H2物质的量分别为0.5mol、1mol、0.5mol、2mol,总物质的量为(0.5mol+1mol+0.5mol+2mol)=4mol,,,,,该反应的。
故答案为: ; 20% ; 。
【分析】 (1)①利用盖斯定律,用反应 3 的焓变减去反应 1 和反应 2 的焓变之和,得到目标反应的 ΔH。
②根据恒温恒容下反应前后气体分子数变化,结合压强、物质的量分数变化判断平衡状态。
(2)依据催化反应机理中的元素守恒,确定 X、Y 的化学式。
(3)①结合反应中各物质的计量数及物质的量分数随温度的变化趋势,判断曲线 c 对应的物质。
②通过 “三段式” 计算 CH4的转化率,根据分压(总压 × 物质的量分数)计算平衡常数 Kp。
(1)已知:反应1.;反应2.;反应3.,由盖斯定律可知,反应3-反应1-反应2可得反应的;
A.该反应过程中气体总质量和总体积是定值,混合气体的密度是定值,混合气体密度不变时,不能说明反应达到平衡,A不选;
B.该反应过程中气体总物质的量增大,容器内压强增大,当容器内压强不变时,说明反应达到平衡,B选;
C.不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,C不选;
D.该反应过程中的物质的量减小,的物质的量增大,与的物质的量分数之比保持不变时,说明反应达到平衡,D选;
故选BD。
(2)由元素守恒可知,X为,Y为。
(3)①由甲烷和硫化氢的物质的量比为1:2可知,c曲线为、d曲线为CH4,由方程式可知,氢气的化学计量数是二硫化碳的4倍,则a曲线为氢气、b曲线为二硫化碳;
②设起始甲烷和硫化氢的物质的量分别为1mol和2mol,甲烷的转化率为x,由题意可建立如下三段式:
M点时CH4和H2的物质的量分数相等,也就是CH4和H2的物质的量相等,即1-x=4x,可得x =,,同理可知,N点时,CH4和CS2的物质的量分数相等,也就CH4和CS2的物质的量相等,即1-x=x,可得x =,求得CH4、H2S、CS2、H2物质的量分别为0.5mol、1mol、0.5mol、2mol,总物质的量为(0.5mol+1mol+0.5mol+2mol)=4mol,,,,,该反应的。
18.【答案】(1)苯乙醛;酰胺基、羧基、酯基
(2)
(3)加成反应;
(4)++H2O
(5)18;、、
【知识点】有机物中的官能团;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)由题干流程图中A、G的结构简式可知,A的名称为苯乙醛,G中含氧官能团名称为酯基、羧基和酰胺基,
故答案为:苯乙醛;酯基、羧基和酰胺基;
(2)已知同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故阿斯巴甜()中所有的手性碳原子为如图所示:,
故答案为:;
(3)由题干合成路线图可知,A中-CHO与HCN发生加成反应生成B,即A→B的反应类型为加成反应,由分析可知,C的结构简式为:,
故答案为:加成反应;;
(4)由分析可知,E的结构简式为:,则E→G的化学方程式为:++H2O,
故答案为:++H2O;
(5)由题干路线图中B的结构简式可知B的分子式为:C9H9ON ,不饱和度为6,则B有多种同分异构体,符合下列条件①与B含有相同官能团即含有氰基和羟基,②苯环上有2个取代基,则这两个取代基有:①-CH3、-CH(OH)CN,②-CN、-CH(OH)CH3,③-CN、-CH2CH2OH,④-OH、-CH(CN)CH3,⑤-OH、-CH2CH2CN,⑥-CH2OH、-CH2CN,共6组,每一组又有邻间对三种位置异构,则一共有6×3=18种,其中核磁共振氢谱中有5组峰且峰面积之比为的结构简式为:、、,
故答案为:18;、、。
【分析】A 含醛基(-CHO),与 HCN 发生加成反应(醛基的亲核加成),C=O 键断裂,H 和 - CN 分别加在醛基的两个碳原子上,生成含羟基(-OH)和氰基(-CN)的化合物 B,B 保留苯环骨架,为后续水解反应提供结构基础。结合 G 的结构(含酯基 - COOCH3)、E 的分子式及转化条件,推测 E 为氨基酸酯,结构简式为,D 到 E 是酯化反应(羧酸与甲醇反应生成酯),故 D 为对应羧酸,结构简式为,B 中的氰基(-CN)发生水解反应(酸性或碱性条件下),转化为羧基(-COOH),因此 C 的结构简式为 ;C 含羟基(-OH)和羧基(-COOH),经反应后羟基被氨基(-NH2)取代,生成含氨基的羧酸 D,为酯化生成 E 做准备。
B 的同分异构体数目计算:
已知 B 分子式为 C9H9ON,不饱和度为 6(苯环 4 个不饱和度,-CN 2 个不饱和度)。要求同分异构体含 - CN 和 - OH,且苯环上有 2 个取代基,需满足以下推导:
①取代基组合枚举
需保证两个取代基总碳数为 3(苯环 6 个 C,分子式共 9 个 C),且包含 - CN 和 - OH,枚举合理组合:
组合 1:-CH3(1 个 C)与 - CH (OH) CN(2 个 C),含 - OH 和 - CN,总碳数 3。
组合 2:-CN(0 个 C)与 - CH2CH (OH) CH3(3 个 C),含 - OH 和 - CN,总碳数 3。
组合 3:-CN(0 个 C)与 - CH (OH) CH2CH3(3 个 C),含 - OH 和 - CN,总碳数 3(与组合 2 结构异构)。
组合 4:-OH(0 个 C)与 - CH (CN) CH2CH3(3 个 C),含 - OH 和 - CN,总碳数 3。
组合 5:-OH(0 个 C)与 - CH2CH (CN) CH3(3 个 C),含 - OH 和 - CN,总碳数 3(与组合 4 结构异构)。
组合 6:-CH2OH(2 个 C)与 - CH2CN(1 个 C),含 - OH(-CH2OH)和 - CN(-CH2CN),总碳数 3。
②位置异构计算
苯环上 2 个不同取代基的位置异构有邻、间、对 3 种(因取代基不同,无对称重复)。每组取代基对应 3 种位置异构,共 6 组,故总同分异构体数目为 6×3 = 18 种。
据此解题。
(1)由题干流程图中A、G的结构简式可知,A的名称为苯乙醛,G中含氧官能团名称为酯基、羧基和酰胺基,故答案为:苯乙醛;酯基、羧基和酰胺基;
(2)已知同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故阿斯巴甜()中所有的手性碳原子为如图所示:,故答案为:;
(3)由题干合成路线图可知,A中-CHO与HCN发生加成反应生成B,即A→B的反应类型为加成反应,由分析可知,C的结构简式为:,故答案为:加成反应;;
(4)由分析可知,E的结构简式为:,则E→G的化学方程式为:++H2O,故答案为:++H2O;
(5)由题干路线图中B的结构简式可知B的分子式为:C9H9ON ,不饱和度为6,则B有多种同分异构体,符合下列条件①与B含有相同官能团即含有氰基和羟基,②苯环上有2个取代基,则这两个取代基有:①-CH3、-CH(OH)CN,②-CN、-CH(OH)CH3,③-CN、-CH2CH2OH,④-OH、-CH(CN)CH3,⑤-OH、-CH2CH2CN,⑥-CH2OH、-CH2CN,共6组,每一组又有邻间对三种位置异构,则一共有6×3=18种,其中核磁共振氢谱中有5组峰且峰面积之比为的结构简式为:、、,故答案为:18;、、。
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