1、山东省济宁市2020届高三化学第三次模拟试题(含解析)1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 O-16 Si-28 S-32 Ca-40 Fe-56 Cu-64 As-75一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共2
2、0分。每小题只有一个选项符合题意。1.绿原酸(C16H18O9)具有较广泛的抗菌、抗病毒、抗氧化作用,利用乙醚、60%乙醇浸泡杜仲干叶,得到提取液,进一步获得绿原酸粗产品的一种工艺流程如图,下列说法错误的是( )A. 绿原酸在温水中的溶解度小于冷水中的溶解度B. 得到有机层的实验操作为萃取分液C. 减压蒸馏的目的防止温度过高,绿原酸变质D. 绿原酸粗产品可以通过重结晶进一步提纯【答案】A【解析】【分析】绿原酸易溶于乙酸乙酯,提取液加入乙酸乙酯,分液得到有机层,减压蒸馏得到绿原酸,加入温水浸膏,经冷却、过滤得到绿原酸粗产品,以此解答该题【详解】A.流程中加入温水浸膏,冷却、过滤得到绿原酸粗产品,
3、可知绿原酸难溶于冷水,其在温水中的溶解度大于冷水中的溶解度,故A错误;B.绿原酸为有机酸,更易溶于有机溶剂,加入乙酸乙酯后绿原酸被萃取到有机酯层,有机层与水层互不相溶的液体应采用分液法分离,故B正确;C.绿原酸具有抗氧化作用,减压蒸馏可降低温度,避免温度过高导致绿原酸变质,故C正确;D.根据A的分析,绿原酸粗产品可用重结晶的方法进一步提纯,故D正确。故选:A。【点睛】本题考查有机混合物的分离提纯,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、混合物分离提纯为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意把握物质的性质,题目难度不大。2.下列说法正确的是( )A. 环戊二烯()分子中所有原子共平面B. 同
4、主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱C. 二甲醚易溶于水,氨基乙酸的熔点较高,主要原因都与氢键有关D. NO离子中心原子上的孤电子对数是0,立体构型为平面三角形【答案】D【解析】【详解】A.环戊二烯中存在饱和碳原子,饱和碳原子为四面体构型,所有原子不可能共面,故A错误;B.同主族元素非金属性随核电荷数增加而减弱,最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱,但不是任意含氧酸的酸性减弱,故卤族元素中HClO的酸性比HBrO4弱,故B错误;C.二甲醚易溶于水,是因为二甲醚可与水分子形成氢键;氨基乙酸的熔点较高,是因为氨基和羧基反应形成内盐导致的,与氢键无关,故C错误;D. NO离子中心原子的价层电子对
5、数=,与三个氧成键,孤电子对数为0,中心N原子采用sp2杂化,立体构型为平面三角形,故D正确;故选:D。3.NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A. 7.8g苯含键的数目为0.6NAB. 将Cl2通入FeBr2溶液中,有1molBr2生成时,转移的电子数为2NAC. 1molNH4NO3完全溶于稀氨水中,溶液呈中性,溶液中NH的数目为NAD. 有铁粉参加的反应若生成3molFe2+,则转移电子数一定为6NA【答案】C【解析】【分析】【详解】A.苯中有6个碳碳键和6个碳氢键,则1mol苯中含有12mol键,7.8g苯为0.1mol,含键的数目为1.2NA,故A错误;B.亚铁离子的还原
6、性大于溴离子,氯气通入溴化亚铁中先与亚铁离子反应,再与溴离子反应,则1molBr2生成时,转移的电子数大于2NA,故B错误;C.1molNH4NO3完全溶于稀氨水中,溶液呈中性,根据电荷守恒:,因,则,溶液中NH的数目为NA,故C正确;D.铁粉参加的反应,如,产生3mollFe2+转移电子数为2NA,故D错误;故选:C。4.下列有关仪器的使用方法或实验操作正确的是( )A. 用碱式滴定管量取13.60mL酸性高锰酸钾溶液B. 测定硫酸铜晶体结晶水含量时,加热后的坩埚须在干燥器中冷却,再称量C. 蒸馏时,应使温度计水银球置于蒸馏液体中D. 过滤时,先将滤纸湿润,然后再将滤纸放入漏斗中【答案】B【
7、解析】【分析】【详解】A酸性高锰酸钾溶液应用酸式滴定管量取,故A错误;B测定硫酸铜晶体结晶水含量时,为防止冷却过程中空气中的水重新与硫酸铜结合,影响测定,应置于干燥器中冷却,再称量,故B正确;C蒸馏时,应使温度计水银球置于蒸馏烧瓶的支管口处,故C错误;D过滤时,应先将滤纸放入漏斗中,再用蒸馏水润湿滤纸,以免有气泡残留,故D错误;故选:B。5.梦溪笔谈有记:馆阁新书净本有误书处,以雌黄涂之。在中国古代,雌黄(As2S3)经常用来修改错字,其结构如图所示。下列说法不正确的是( )A. As、S原子的杂化方式均为sp3B. AsH3的沸点比NH3的低C. 与As同周期且基态原子核外未成对电子数目相同
8、的元素只有VD. 已知As2F2分子中各原子均满足8电子结构,分子中键和键的个数比为3:1【答案】C【解析】【分析】【详解】A由雌黄的结构图可知,砷和硫原子均形成单键,均为sp3杂化方式,故A正确;B两者均为分子晶体,沸点高低与相对分子质量的大小有关,但因氨气分子间存在氢键导致其沸点高于AsH3的沸点,故B正确;CAs基态原子核外电子排布为: ,未成对电子数为3,与其同周期且基态原子核外未成对电子数目相同元素有V:、Co:,故C错误;DAs2F2分子中各原子均满足8电子结构,则其结构式为:,单键均为键,双键中有1个键、1个键,分子中键和键的个数比为3:1,故D正确;故选:C。6.化合物Y是一种
9、常用药物,可由X制得。下列有关化合物X、Y的说法正确的是( )A. 化合物X、Y均易被氧化B. 1molY最多可与2molNaOH发生反应C. 由X转化为Y发生取代反应D. X与足量H2发生反应后,生成的分子中含有5个手性碳原子【答案】A【解析】【详解】A.X、Y中均含有碳碳双键、酚羟基,X中含有醛基、Y中含有醇羟基均属于易被氧化的官能团,故A正确;B.Y中只有酚羟基可以与氢氧化钠反应去,且1mol酚羟基消耗1mol氢氧化钠,故B错误;C.对比X和Y的结构可知,X转变成Y是醛基加成氢气的反应实现,不属于取代反应,故C错误;D. X与足量H2发生反应后,生成物中有六个手性碳原子如图所示 ,故D错
10、误;故选:A。7.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,A、B、C、D、E为其中两种元素组成常见化合物,基态Z原子核外有两个未成对电子,A、D均含有10个电子且中心原子的杂化方式相同,它们之间的转化关系如图所示(部分反应物或生成物省略),下列说法中不正确的是( )A. 简单离子半径:YZWB. 若C中混有E可用水洗方法除去C. 每个D分子周围可以形成4个氢键D. B与D反应生成Z2时,D作还原剂【答案】D【解析】【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,A、B、C、D、E为上述四种元素中的两种元素组成的化合物,基态Z原子核外有两个未成对电子,Z可能为C或O,结合转化
11、关系图,Z形成Z2单质,则Z为O;A、D均含有10个电子且中心原子的杂化方式相同且B与D反应产生氧气,则D为H2O,B为Na2O2;A与氧气产生C,C与氧气产生E,E又能与水反应产生C,符合条件的物质为A为NH3、C为NO,E为NO2,则X、Y、Z、W分别为:H、N、O、Na,据此解答。【详解】根据以上分析X、Y、Z、W分别为:H、N、O、Na,A、B、C、D、E分别为NH3、Na2O2、NO、H2O、NO2,据此分析;A.核外电子排不相同,核电荷数越多离子半径越小,Y、Z、W的简单离子分别为:N3-、O2-、Na+核外电子排布相同,核电荷数YZ O2- Na+,故A正确;B. C NO中混有
12、E NO2,二氧化氮易与水反应产生NO,NO不溶于水且不与水反应,因此可用水除去,NO中混有的NO2,故B正确;C.每个H2O分子中的氧原子可以与其他两个H2O中的氢原子形成氢键,每个H2O中的氢原子可以与另一个H2O分子中的氧形成氢键,一次每个H2O周围可以形成4个氢键,故C正确;D. Na2O2与H2O反应产生O2,反应中过氧化钠既作氧化剂也做还原剂,水没有化合价变化,故D错误;故选:D。8.过氧乙酸(CH3COOOH)是常用的消毒剂,易溶于水、易挥发、见光或受热易分解。制备原理为:H2O2+CH3COOH CH3COOOH+H2O Hc(K+)c(H2C2O4)B. 0.1molL-1P
13、T中滴加NaOH至溶液pH=4.19:c(C2O)=c(HC2O)C. 0.1molL-1PT中滴加NaOH至溶液呈中性:c(K+)c(Na+)c(HC2O)c(C2O)D. 0.1molL-1PT与0.1molL-1KOH溶液等体积混合,溶液中水的电离程度比纯水的大【答案】CD【解析】【分析】【详解】AH2C2O4的第一步电离程度大于第二步电离程度,钾离子不电离也不水解,且,则水解平衡常数Kh Ka1,说明的电离程度大于水解程度,所以c( )c(K)c(H2C2O4),故A正确;BKa2 104.19,0.1molL1PT中滴加NaOH至溶液pH4.19,则c(),故B正确;C水解平衡常数K
14、h Ka2,说明的电离程度大于水解程度导致溶液呈酸性,要使混合溶液呈中性,则加入的n(NaOH)大于n(KHC2O4H2C2O42H2O),则c(K)c(Na),故C错误;D.0.1molL1PT与0.1molL1KOH溶液等体积混合,二者恰好完全反应生成KHC2O4,因的电离程度大于水解程度导致溶液呈酸性,其对水的电离的抑制作用大于促进作用,所以其溶液中水的电离程度小于纯水,故D错误;故选:CD。【点睛】本题考查弱电解质的电离及酸碱混合溶液定性判断,侧重考查分析判断及知识综合运用能力,明确溶液中溶质成分及其性质、溶液酸碱性是解本题关键,注意电荷守恒和物料守恒的灵活运用。12.工业上常采用“电
15、催化氧化化学沉淀法”对化学镀镍废水进行处理,电解过程中电解槽中H2O、Cl-放电产生OH、HClO,在活性组分作用下,阴阳两极区发生的反应如下(R表示有机物):R+OHCO2+H2OR+HClOCO2+H2O+Cl-H2PO+2OH-4e-=PO+4H+HPO+OH-2e-=PO+2H+H2PO+2ClO-=PO+2H+2Cl-HPO+ClO-=PO+H+Cl-Ni2+2e-=Ni2H+2e-=H2下列说法不正确的是( )A. OH、HClO在阳极上产生B. 增大电极电压,电化学氧化速率加快C. 电解时,阴极附近pH逐渐升高,Ni2+去除率逐渐减小D. 向电解后的废水中加入CaCl2可以去除磷
16、元素【答案】C【解析】【详解】A. 电解过程中电解槽中H2O、Cl-放电产生OH、HClO,可得电极反应为:,,失电子在阳极反应,故A正确;B. 增大电极电压,可以加快导线中电子的移动速度,同时加快溶液中离子的移动速度,提高电化学氧化速率加快,故B正确;C. 电解时,阴极反应为Ni2+2e-=Ni,2H+2e-=H2,镍离子得电子转变成金属单质除去,pH升高后,镍离子能与氢氧根结合成氢氧化镍沉淀,仍然可以从废水中去除,因此没有降低其去除效率,故C错误;D. 向电解后的废水中加入CaCl2可以与产生的磷酸根离子形成磷酸钙沉淀,从而去除废水中的磷元素,故D正确;故选:C。13.碳酸镧La2(CO3
17、)3可用于治疗高磷酸盐血症。某化学小组用如图装置模拟制备碳酸镧,反应为2LaCl3+6NH4HCO3=La2(CO3)3+6NH4Cl+3CO2+3H2O,下列说法正确的是( )A. 从左向右接口的连接顺序:FB,AD,ECB. 装置X中盛放的试剂为饱和Na2CO3溶液C. 装置Z中用干燥管的主要目的是增大接触面积,加快气体溶解D. 实验开始时应先打开Y中分液漏斗的旋转活塞【答案】AD【解析】【分析】【详解】A.氨气极易溶于水,则采用防倒吸装置,EC;制取的二氧化碳需除去HCl杂质,则FB,AD ,故A正确;B. 装置X为除去HCl杂质,盛放的试剂为饱和NaHCO3溶液,故B错误;C. 装置Z
18、中用干燥管的主要目的是防止氨气溶于水时发生倒吸,故C错误;D. 实验开始时应先打开Y中分液漏斗的旋转活塞,使溶液呈碱性以吸收更多的二氧化碳,故D正确;故选AD。14.常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230时,该反应的平衡常数K=210-5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2,固体杂质不参与反应。第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230制得高纯镍。下列判断正确的是( )A. 升高温度,该反应的平衡常数减小B. 该反应达到平衡时,v生成Ni(CO)4=4v生成(CO)C. 第一阶段,在3
19、0和50两者之间选择反应温度,选50D. 第二阶段,Ni(CO)4分解率较低【答案】AC【解析】【详解】A. 由已知信息:第二阶段是将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230制得高纯镍,可知升高温度,该反应向逆反应方向移动,则该反应的平衡常数减小,故A正确;B. 可逆反应达到平衡状态时,一定满足正逆反应速率相等,在用不同物质的反应速率表示平衡状态时,必须表明“一正一逆”,且等于系数之比,因此该反应达到平衡时,4v生成Ni(CO)4=v生成(CO),故B错误;C. 第一阶段要制得气态Ni(CO)4,而Ni(CO)4的沸点为42.2,因此应选50,大于沸点,便于分离出气态Ni(CO)4,故C正确
20、;D. 第二阶段,加热至230,该反应Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)的平衡常数K=210-5,正反应进行的程度低,则逆反应进行的程度大,说明Ni(CO)4分解率较高,可制得高纯度镍,故D错误;故选AC。15.常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01molL-1的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑C2O的水解)。已知Ksp(AgCl)数量级为10-10。下列叙述不正确的是( )A. Ksp(Ag2C2O4)数量级为10-11B. n点表示Ag2C2O4的过饱和溶液C. 向c(Cl-)=c(C2O)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成AgCl沉
21、淀D. Ag2C2O4(s)2Cl-(aq)2AgCl(s)C2O(aq)的平衡常数为10-0.71【答案】BD【解析】【分析】若曲线X为AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl)=104105.75=109.75=100.251010,则数量级为10-10,若曲线Y为AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl)=104102.46=106.46=100.54107,则数量级为10-7,又已知Ksp(AgCl)数量级为10-10,则曲线X为AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则曲线Y为Ag2C2O4的沉淀溶解平衡曲线,Ksp(Ag2C2O4)=
22、c2(Ag+)c(C2O42-)=(104)2(102.46)=1010.46,据此分析解答。【详解】A. 由以上分析知,曲线Y为Ag2C2O4的沉淀溶解平衡曲线,Ksp(Ag2C2O4)=c2(Ag+)c(C2O42-)=(104)2(102.46)=1010.46=100.541011,则Ksp(Ag2C2O4)数量级为10-11,故A正确;B. 曲线Y为Ag2C2O4的沉淀溶解平衡曲线,n点的离子积Qc(Ag2C2O4)Ksp(Ag2C2O4),故为Ag2C2O4的不饱和溶液,故B错误;C. 根据图象可知,当阴离子浓度相同时,生成AgCl沉淀所需的c(Ag+)小于生成Ag2C2O4沉淀所
23、需的c(Ag+),故向c(Cl)=c(C2O42-)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先析出氯化银沉淀,故C正确;D. Ag2C2O42Cl=2AgClC2O42-的平衡常数,此时溶液中的c(Ag+)相同,故有,故D错误;故选BD。三、非选择题:本题共5小题,共60分。16.多年来,储氢材料、光催化剂与硼酸盐材料的研究一直是材料领域的热点研究方向。回答下列问题:一种Ru络合物与g-C3N4符合光催化剂将CO2还原为HCOOH的原理如图。(1)Ru络合物中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为_,Ru络合物含有的片段和中都存在大键,氮原子的杂化方式为_,氮原子配位能力更强的是_(填结构简式)(2
24、)基态碳原子的价电子排布图为_,HCOOH的沸点比CO2高的原因是_。(3)2019年8月13日中国科学家合成了白光材料Ba2Sn(OH)6B(OH)42,B(OH)4-中B的价层电子对数为_,Sn(OH)62-中,Sn与O之间的化学键不可能是_。a.键 b.键 c.配位键 d.极性键(4)镧镍合金是较好的储氢材料。储氢后所得晶体的化学式为LaNi5H6,晶胞结构如图所示,X、Y、Z表示储氢后的三种微粒,则图中Z表示的微粒为_(填化学式)。若原子分数坐标A为(0,0,0),则B(Y)的原子分数坐标为_,已知LaNi5H6摩尔质量为499gmol-1,晶体密度为r gcm-3,设NA为阿伏加德罗
25、常数的值,则晶胞参数为a=_pm(用代数式表示)。【答案】 (1). NOC (2). sp2 (3). (4). (5). HCOOH和CO2都为分子晶体,HCOOH分子间形成氢键 (6). 4 (7). a (8). H2 (9). (,0) (10). 1010【解析】【分析】根据元素第一电离能的变化趋势比较元素的第一电离能的大小关系,根据杂化轨道理论和大键的成键特点判断氮原子的轨道杂化方式,根据配位键的成键条件判断和中谁的氮原子配位能力更强。根据价层电子对互斥理论分析中心原子的价层电子对数,根据Sn与O的成键特点判断其所形成的化学键类型。根据均摊法确定晶胞中各种微粒的个数,再结合晶体的
26、化学式确定微粒Z的类型,根据晶胞结构及其粒子的空间分布特点判断其坐标参数,根据晶胞的密度和质量计算晶胞的边长。【详解】(1)同周期从左向右元素的第一电离能总体呈增大趋势,但是第A族元素比同周期的第A族元素的第一电离能大,故N、O、C的第一电离能依次减小;和中都存在大键,氮原子均采用sp2杂化,的大键为66,N原子有一对孤电子对,的大键为56,N原子无孤电子对,因此氮原子配位能力更强的是,故答案为:NOC;sp2;(2)碳原子为6号元素,根据构造原理可写出基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2,故基态碳原子的价电子排布图为;HCOOH和CO2都为分子晶体,但是HCOOH分子间可形成氢键,故H
27、COOH的沸点比CO2高;(3)B(OH)4中硼原子连接四个羟基,其价层电子对数为4;Sn(OH)62-的中心离子Sn4+与OH-之间形成配位键,配位键是一种特殊的共价键,则Sn与O之间形成的化学键属于键或极性键,不可能是键,故答案为:4;a;(4)根据均摊法可知,晶胞中,微粒X的个数为,微粒Y的个数为,微粒Z的个数为,根据储氢后所得晶体的化学式LaNi5H6,可知微粒Z为H2;根据晶胞结构图可知,B(Y)的原子分数坐标为(,0);晶胞边长,故答案为:H2;(,0);1010。【点睛】第(4)问在计算晶胞边长时单位的换算是学生们的易错点,1cm =1010pm,另外经常用到的还有纳米与厘米的换
28、算,1cm=10-7nm。17.铜转炉烟灰主要含有Zn还有少量Fe(+2价)、Pb、Cu、As等元素的硫酸盐和氧化物,少量为砷酸盐。制备重要化工原料活性氧化锌的工艺流程如图所示。请回答以下问题:己知:活性炭净化主要是除去有机杂质。(1)写出氯化铵的电子式_,“净化”过程属于_(填“物理”、“化学”)变化。(2)在反应温度为50,反应时间为1h时,测定各元素的浸出率与氯化铵溶液浓度的关系如图,则氯化铵适宜的浓度为_molL-1。若浸出液中锌元素以Zn(NH3)42+形式存在,则浸取时ZnO发生反应的离子方程式为_。(3)滴加KMnO4溶液有MnO2生成,目的是除_元素,除杂3是置换除杂过程,则试
29、剂a是_,“滤渣”的主要成分为_(填化学式)。(4)写出“沉锌”时发生反应的离子方程式_,此过程中可以循环利用的副产品是_。(5)取mg活性氧化锌样品配成待测液,加入指示剂3、4滴,再加入适量六亚甲基四胺,用amolL-1EDTA标准液进行滴定,消耗标准液VmL。己知:与1.0mLEDTA标准液c(EDTA)=1.000mo1L-1相当的以克表示的氧化锌质量为0.08139,则样品中氧化锌的质量分数为_(用代数式表示)。【答案】 (1). (2). 物理 (3). 4 (4). ZnO+2NH+2NH3H2O=Zn(NH3)42+3H2O (5). Fe (6). Zn (7). Cu(Zn)
30、 (8). 2Zn2+4HCO=Zn2(OH)2CO3+3CO2+H2O (9). NH4Cl (10). 100%或%【解析】【分析】首先利用氯化铵和氨水浸取铜转炉烟灰,Pb元素转化为Pb(OH)Cl沉淀除去,Zn、Fe、Cu、As等元素进入溶液,加入氯化铁As元素转化为FeAsO4沉淀除去,加入硫酸酸化的高锰酸钾,Fe元素全部被氧化成Fe3+,调节pH使Fe元素转化为沉淀除去;此时还有Cu元素会影响后续减少碳酸锌的纯度,所以试剂a应除去铜元素,为了不引入新的杂质,可以加入过量的Zn单质置换出铜,从而将其除去;再加入活性炭净化;之后加入碳酸氢铵将Zn元素转化为碱式碳酸锌,煅烧后得到氧化锌。【
31、详解】(1)氯化铵由铵根和氯离子构成,电子式为;活性炭吸附有机杂质达到净化的目的,没有新物质生成,属于物理变化;(2)浸取过程中需要使Zn元素尽可能多的进入溶液,而杂质离子要尽量少的进入溶液,同时为了加快反应速率,需要氯化铵的浓度尽量大一些,观察题图,可知当氯化铵的浓度为4mol/L时,一方面锌元素的浸出率已经接近100%,氯化铵的浓度也较大,另一方面若浓度再高,铅元素将进入溶液,所以最适宜的浓度为4mol/L;反应物有ZnO、氯化铵、一水合氨,产物有Zn(NH3)42+,根据元素守恒可得离子方程式为ZnO+2NH+2NH3H2O=Zn(NH3)42+3H2O;(3)滴加KMnO4溶液可将Fe
32、2+氧化为Fe3+,再调节pH值除去,所以目的是除去Fe元素;根据分析可知试剂a为Zn,滤渣主要有置换出来的Cu和未反应的Zn;(4)溶液中有大量锌离子,加入碳酸氢铵后产生Zn2(OH)2CO3,说明碳酸氢根电离出的碳酸根和锌离子、氢氧根结合生成碱式碳酸锌沉淀,促进碳酸氢根的电离,电离出的氢离子又和碳酸氢根结合生成二氧化碳和水,所以离子方程式为2Zn2+4HCO=Zn2(OH)2CO3+3CO2+H2O;根据前序步骤添加的物质,以及此过程发生的反应可知,此时溶液中的主要成分为氯化铵和少量硫酸按,氯化铵可以循环使用;(5)用amolL-1EDTA标准液进行滴定,消耗标准液VmL,与1.0mLED
33、TA标准液c(EDTA)=1.000mo1L-1相当的以克表示的氧化锌质量为0.08139,所以m(ZnO)= aV0.08139g,质量分数为100%或%。【点睛】涉及Fe元素的除杂流程时,由于Fe(OH)3更容易沉淀,通常会加入氧化剂将Fe元素转化为Fe3+,再调节pH值将其除去。18.2019年12月4日“全球碳计划”发布报告说,全球CO2排放量增速趋缓。人们还需要更有力的政策来逐步淘汰化石燃料的使用。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。(1)一种途径是用CO2转化为成为有机物实现碳循环。如:C2H4(g)+H2O(l) C2H5OH(l) H=-44.2kJmol-12CO2(g
34、)+2H2O(l) C2H4(g)+3O2(g) H=+1411.0kJmol-1已知2CO2(g)+3H2O(l) C2H5OH(l)+3O2(g)其正反应的活化能为EakJmol-1,则逆反应的活化能为_kJmol-1。乙烯与HCl加成生成的氯乙烷在碱性条件下水解也得到乙醇,反应的离子方程式为_,v=kcm(CH3CH2Cl)cn(OH-)为速率方程,研究表明,CH3CH2Cl浓度减半,反应速率减半,而OH-浓度减半对反应速率没有影响,则反应速率方程式为_。(2)利用工业废气中的CO2可以制取甲醇和水蒸气,一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,在不同催化剂作用下
35、发生反应I、反应II与反应III,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示:催化剂效果最佳的反应是_(填“反应I”,“反应II”,“反应III”)。b点v(正)_v(逆)(填“”,“ (6). 该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动 (7). (8). CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O (9). CH3OH+CO2+H2CH3COOH+H2O【解析】【分析】(1)应用盖斯定律,计算出2CO2(g)+3H2O(l)C2H5OH(l)+3O2(g)的H,并按照H=正反应的活化能-逆反应的活化能,计算逆反应的活化能,氯乙烷在碱性条件下水解得到乙醇和氯化钠,据此写反应的离子方程式,按反应
36、物浓度对速率的影响数据,写反应速率方程式即可;(2)一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2后反应得到甲醇和水蒸气,反应方程式为,按照CO2的转化率随温度变化关系图分析、计算回答即可;(3)原料中的CH3OH可通过电解法由CO2制取,二氧化碳在阴极反应,故是二氧化碳得电子被还原的反应,据此写生成CH3OH的电极反应式;根据图示,找出总的反应物、催化剂和产物,据此写总反应的化学方程式;【详解】(1)反应C2H4(g)+H2O(l)C2H5OH(l) H1=-44.2kJmol-1反应2CO2(g)+2H2O(l)C2H4(g)+3O2(g) H2=+1411.0kJmol
37、-1应用盖斯定律,反应+反应得到:2CO2(g)+3H2O(l)C2H5OH(l)+3O2(g),则该反应的H=H1+H2,故H =-44.2kJmol-1+(+1411.0kJmol-1)=+1366.8kJmol-1,因为H=正反应的活化能-逆反应的活化能,正反应的活化能为EakJmol-1,则逆反应的活化能为Ea-1366.8kJmol-1;答案为:Ea-1366.8;氯乙烷在碱性条件下水解得到乙醇和氯化钠,则反应的离子方程式为CH3CH2Cl(aq)+OH-(aq)C2H5OH(aq)+Cl-(aq);该反应的速率方程为v=kcm(CH3CH2Cl)cn(OH-),研究表明,CH3CH
38、2Cl浓度减半,反应速率减半,则可知m=1,而OH-浓度减半对反应速率没有影响,则n=0,故反应速率方程式为v=kc(CH3CH2Cl);答案为:CH3CH2Cl(aq)+OH-(aq)C2H5OH(aq)+Cl-(aq);v=kc(CH3CH2Cl); (2)一定条件下,密闭容器中发生的反应为,相同温度下相同时间内CO2转化率最高的是反应的图线,故最佳催化剂为反应I;答案为:反应I;图线中b点未达到平衡状态,则v(正) v(逆);答案为:;若此反应在a点时已达平衡状态,则继续升温就会使平衡移动,故a点的转化率比c点高的原因为该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动;答案为:该反应为放热反应,
39、温度升高,平衡逆向移动;该条件下,一开始往2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,由图知,c点时二氧化碳转化了,则,平衡时2L容器内的浓度依次为,则该反应的平衡常数= =;答案为: ;(3)通过电解法由CO2制取CH3OH,碳元素化合价降低,故是二氧化碳得电子被还原的反应,故二氧化碳在阴极反应,则生成CH3OH的电极反应式为CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O;根据图示,CH3OH、CO2和H2在LiI、Rh+催化作用下生产CH3COOH和H2O,总反应的化学方程式为CH3OH+CO2+H2CH3COOH+H2O;答案为:CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O;CH3OH
40、+CO2+H2CH3COOH+H2O。【点睛】K的计算是易错题,因为经常忽视容器的体积。19.三氯化六氨合钴Co(NH3)6Cl3是橙黄色的配合物,是合成其它一些含钴配合物的原料。利用含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取Co(NH3)6Cl3的工艺流程如图,回答下列问题:已知:“浸出液”中含有Co2、Fe2、Fe3、Al3+等KspCo(OH)2=610-15、KspCo(OH)3=1.610-44(1)加“适量NaClO3”的作用是_,发生反应的离子方程式为_。(2)“加Na2CO3调pH至a”会生成两种沉淀,分别为_(填化学式)。(3)操作的步骤包括_、_、减压过滤。(4)流程中“氧化”
41、过程应先加入_(填“氨水”或“H2O2”),需水浴控温在5060,温度不能过高,原因是_。写出“氧化”步骤发生反应的离子方程式:_,若无活性炭作催化剂,所得固体产物中除Co(NH3)6Cl3外还会有大量二氯化一氯五氨合钴Co(NH3)5ClCl2和三氯化五氨一水合钴Co(NH3)5H2OCl3晶体,这体现了催化剂的_性。【答案】 (1). 将Fe2+转化为Fe3+ (2). 6Fe2+ClO6H+=6Fe3+Cl-3H2O (3). Fe(OH)3和Al(OH)3 (4). 蒸发浓缩 (5). 冷却结晶 (6). 氨水 (7). 氨水温度过高会导致H2O2大量分解,降低产率 (8). H2O2
42、2Co2+2NH10NH3H2O+6Cl-=2Co(NH3)6Cl312H2O (9). 选择性【解析】【分析】以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取Co(NH3)6Cl3:用盐酸溶解废料,得到Co2+、Fe2+、Al3+的酸性溶液,加入适量的NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,再加Na2CO3调pH,沉淀Al3+、Fe3+为Fe(OH)3和Al(OH)3,过滤,得到滤液,向含有Co2+的溶液中加入盐酸调节pH=2-3,加入活性炭和NH4Cl溶液得到CoCl26H2O,再依次加入氨水和H2O2,发生反应:H2O2+2CoCl2+2NH4Cl+10NH3H2O=2Co(NH3)6Cl3+12
43、H2O,再将沉淀在HCl氛围下蒸发浓缩、冷却结晶、减压过滤得到产品,据此分析作答。【详解】(1)加“适量NaClO3”的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,发生的离子反应为:6Fe2+ClO3-+6H+=6Fe3+Cl-+3H2O;(2)根据分析,加Na2CO3调pH,沉淀Al3+、Fe3+为Fe(OH)3和Al(OH)3;(3)为防止产品水解,故Co(NH3)6Cl3应在HCl氛围下蒸发浓缩、冷却结晶、减压过滤;(4)若先加H2O2,将Co元素氧化到Co3+,后加氨水,会生成Co(OH)3,不利于产品的生成,故先加入氨水再加入H2O2,可防止Co(OH)3的生成,双氧水受热易分解,氨水温度过高会
44、导致H2O2大量分解,降低产率,因此需水浴控温在5060,温度不能过高;“氧化”步骤发生反应的离子方程式:H2O22Co2+2NH10NH3H2O+6Cl-=2Co(NH3)6Cl312H2O;若无活性炭作催化剂,所得固体产物中除Co(NH3)6Cl3外还会有大量二氯化一氯五氨合钴Co(NH3)5ClCl2和三氯化五氨一水合钴Co(NH3)5H2OCl3晶体,这体现了催化剂的选择性。【点睛】易错点为(4)题中氨水和双氧水受热都易分解,不利于产率的提高,但题中的为题为“氧化”过程中温度不宜过高的原因,二者中双氧水具有氧化性,在流程中其氧化作用,故应考虑双氧水的不稳定性。20.化合物I是氨基酮类化
45、合物。利用Michael加成反应合成I的路线如图,回答下列问题:已知:Michael加成反应通式为:ACH2R+(A,Y可以是CHO、C=O、COOR等;B可以是OH、CH3CH2O、等)(1)AB的化学方程式为_。(2)化合物C和I的结构简式分别为_、_。(3)BC和EF的反应类型分别是_、_。(4)写出符合下列条件的D的同分异构体的结构简式_。与氢氧化钠完全反应时,二者物质的量之比为1:2;有4种不同化学环境的氢;能使FeCl3溶液显紫色。(5)写出以苯甲醛、丙酸甲酯和为原料合成的合成路线_(其它试剂任选)【答案】 (1). (2). (3). (4). 加成反应 (5). 取代反应 (6
46、). 、 (7). 【解析】【分析】由合成路线,结合已知条件可知,A()与发生Michael加成反应得到B,则B为,B与发生Michael加成反应得到C,则C为,D与HOCH2CH2OH在酸性条件下发生取代反应得到E,E与CH3NH2发生取代反应生成F,F再经LiAlH4还原得到G,G再在酸性条件下水解得到H,H与OH-结合生成I,I为,据此分析解答问题。【详解】(1)根据上述分析可知,A()与发生Michael加成反应得到B(),则反应的化学方程式为,故答案为:;(2)由上述分析可知,C为,I为,故答案为:;(3)B与发生Michael加成反应得到C,E与CH3NH2发生取代反应生成F,故答案为:加成反应;取代反应;(4)D的结构简式为,其分子式为C12H20O2,D的同分异构体能使FeCl3溶液显紫色,则分子中含有酚羟基,与氢氧化钠完全反应时,二者物质的量之比为1:2,则1个该分子中含有2个酚羟基,又分子中有4种不同化学环境的氢,则满足条件的结构有和,故答案为:、;(5)根据上述合成路线,以苯甲醛、丙酸甲酯和为原料合成时,可先将苯甲醛与发生已知反应生成,与丙酸甲酯碱性条件下生成,再在酸性条件下水解得到,故合成路线可设计为:。