1、北京市石景山区2020届高三化学第一次模拟试题(含解析)可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 K-39 Cu-64 Br-80 I-127第卷(选择题共42分)本部分共14个小题,每小题3分,每小题只有一个选项符合题意1.用化学沉淀法除去粗盐中的杂质离子,不需要的操作是( )A. 分液B. 溶解C. 过滤D. 蒸发【答案】A【解析】【详解】除去粗盐中的杂质离子,首先要将粗盐加水溶解,然后加入除杂试剂,过滤,最后将滤液蒸发结晶,故不需要的操作为分液。A项错误;答案选A2.化学在疫情防控中发挥着重要作用,下列说法不正确的是( )A. 二氧化氯可用于自来水消毒B. 医用消毒酒精是95%
2、的乙醇溶液C. 医用防护口罩的材料之一是聚丙烯,聚丙烯属于高分子材料D. 84消毒液和酒精混合消毒作用减弱,可能发生了复杂的化学反应【答案】B【解析】【详解】A二氧化氯可在广泛的pH值范围内杀死水中的细菌和病毒,可用于自来水消毒。A项正确;B医用消毒酒精是75%的乙醇溶液,B项错误;C医用防护口罩中的熔喷布主要以聚丙烯为主要原料,聚丙烯属于高分子材料,C项正确;D84消毒液是一种以次氯酸钠为主要成分的含氯消毒剂,具有氧化性,遇到酒精会发生复杂的化学反应而使消毒作用减弱,D项正确;答案选B。3.对以下科学家的发明发现,分析不合理的是( )A. 屠呦呦研究小组发现抗疟新药青蒿素,帮助很多人摆脱了疟
3、疾的威胁B. 侯德榜制碱法,最终制得纯碱的化学式为:NaHCO3C. 阿伏加德罗提出分子学说,使人们对物质结构的认识发展到一个新的阶段D. 门捷列夫发现元素周期律,使化学的研究变得有规律可循【答案】B【解析】【详解】A. 屠呦呦研究小组发现抗疟新药青蒿素,帮助很多人摆脱了疟疾的威胁,A正确;B. 侯德榜制碱法,最终制得纯碱的化学式为:Na2CO3,B错误;C. 阿伏加德罗提出分子学说,使人们对物质结构的认识发展到一个新的阶段,C正确;D. 门捷列夫发现元素周期律,使化学的研究变得有规律可循,D正确。答案选B。4.15N、N5+、NH5(为离子化合物,结构与NH4Cl相似)等均已被发现,下列说法
4、正确的是( )A. 15N的原子结构示意图为:B. N5+中含36个电子C. NH5既含离子键,又含共价键D. NH5的电子式为:NH4+:H-【答案】C【解析】【详解】A15N中15为原子的质量数,而不是质子数,A项错误;B一个N原子中含有7个电子,N5+包含5个N原子且构成中失去一个电子,故其中含34个电子,B项错误;CNH4Cl中包含离子键和共价键,由题给信息:NH5为离子化合物,结构与NH4Cl相似可知,NH5既含离子键,又含共价键。C项正确;DNH4+的电子式表示错误,NH5的电子式正确应为:,D项错误;答案选C。5.下列各项比较中,一定相等的是( )A. 相同物质的量Cu分别与足量
5、浓硝酸和稀硝酸反应,生成气体的物质的量B. 相同物质的量的Na2O和Na2O2中所含阴离子的数目C. 相同质量的Fe分别与足量Cl2、S充分反应,转移的电子数D. 相同物质的量浓度的NH4Cl和NH4HCO3溶液中的c(NH4+)【答案】B【解析】【详解】ACu和浓硝酸反应生成NO2,和稀硝酸反应生成NO,根据电子得失守恒可知,等物质的量的Cu分别与足量浓硝酸和稀硝酸反应,生成气体的物质的量不相等,A项错误;BNa2O和Na2O2中所含阴离子分别为氧离子和过氧根离子,等物质的量的两种物质中,阴离子的物质的量之比为1:1,故相同物质的量的Na2O和Na2O2中所含阴离子的数目一定相等,B项正确;
6、CFe和足量Cl2反应生成FeCl3,每生成1molFeCl3转移3mol电子,Fe和S反应生成FeS,每生成1molFeS转移2mol电子,据此可知,等质量的Fe分别与足量Cl2、S充分反应,转移的电子数不相等,C项错误;DNH4Cl溶液中NH4+水解,Cl-不发生水解,对NH4+的水解无影响;NH4HCO3溶液中NH4+和HCO3-会发生互促水解,故相同物质的量浓度的NH4Cl和NH4HCO3溶液中的c(NH4+)不相等,D项错误;答案选B。6.下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是( )物质(括号内为杂质)除杂试剂ACHCH(H2S)CuSO4溶液BCO2(HCl)饱和Na
7、2CO3溶液C铜粉(铁粉)过量盐酸DCl2(HCl)H2OA. AB. BC. CD. D【答案】A【解析】【详解】ACHCH中含有H2S杂质,H2S可与CuSO4溶液发生反应:H2S+CuSO4=CuS+H2SO4,可以达到除杂目的,且反应非氧化还原反应,符合题意,A项正确;BCO2也会和Na2CO3溶液反应,除杂试剂选择错误,应选NaHCO3溶液作除杂试剂,B项错误;C铜粉不与盐酸反应,铁粉与盐酸发生反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2,该反应属于氧化还原反应,不符合题意,C项错误;DCl2能溶于水,也能和H2O发生反应,除杂试剂选择错误,应选饱和食盐水作除杂试剂,D项错误;答案选A。【
8、点睛】除杂原则:(1)不增,不能引入新杂质;(2)不减,尽量不减少被提纯和分离的物质;(3)易分,应使被提纯或分离的物质与其他物质易分离;(4)易复原,被提纯物质转化后要易被复原。7.脲醛树脂的合成与酚醛树脂类似,生成线型脲甲醛树脂的方程式为:n+nHCHO+xH2O,下列说法不正确的是( )A. 网状的脲甲醛树脂以如图所示结构单元为主B. 方程式中的化学计量数x=n-1C. 脲甲醛树脂合成过程中可能存在中间体D. 通过质谱法测定线型脲甲醛树脂的平均相对分子质量,可得其聚合度【答案】A【解析】【详解】A网状的脲甲醛树脂的结构单元为:,A项错误;B分析题给反应方程式,可知n分子HCHO和n分子发
9、生缩聚生成n-1分子H2O,B项正确;C尿素与甲醛在碱性介质中进行加成反应,生成较稳定的羟甲基脲(),C项正确;D质谱法能够测定线型脲甲醛树脂的平均相对分子质量,通过链节以及相对原子质量,可求出聚合度,D项正确;答案选A。8.结合元素周期律,根据下列事实所得推测不合理的是( )事实推测ANa比Li活泼Cs比Na更活泼BN、P、As均为非金属元素第A元素均为非金属元素CH2O热稳定性强于H2SH2S热稳定性强于H2SeDMg(OH)2碱性弱于NaOHAl(OH)3碱性更弱A. AB. BC. CD. D【答案】B【解析】【详解】A根据元素周期律,同主族元素,从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐
10、减弱,Li、Na、Cs都属碱金属元素,随着原子序数的增大,金属性逐渐增强,由Na比Li活泼推测Cs比Na更活泼正确,A项正确;B根据元素N、P、As均为非金属元素,不能推测出第A元素均为非金属元素,B项错误;C根据元素周期律,非金属性越强,生成氢化物的稳定性越强,故由H2O热稳定性强于H2S,可以推测出H2S热稳定性强于H2Se,C项正确;D根据元素周期律,同一周期元素从左至右,金属性逐渐减弱,相应的最高价氧化物对应水化物的碱性越弱。故由Mg(OH)2碱性弱于NaOH可以推测出Al(OH)3碱性更弱,D项正确;答案选B。9.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T时(
11、各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:下列说法正确的是( )A. 反应的热化学方程式为:CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) H=+akJ/mol(a0)B. 1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量大于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量C. 选择优良的催化剂降低反应和的活化能,有利于减少过程中的能耗D. CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂【答案】C【解析】【分析】由反应机理图可知,反应为:CH3OH =2H2+CO,反应为:CO+H2O=H2+CO2。由能量图可知,反应为吸热反应,反应为放热反应,对比能量
12、图中反应的反应物所具有的能量和反应的生成物所具有的能量,可知反应的反应物和反应的生成物所具有的能量的大小关系为:E生E反。据此进行分析。【详解】A结合能量图可知,反应为放热反应,根据反应机理图可知,反应的热化学方程式为:CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) H=-akJ/mol(a0),A项错误;B结合反应机理和能量图可知,E生E反,即1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量小于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量,B项错误;C催化剂可以通过参与反应改变反应历程降低反应的活化能,从而可减少反应过程的能耗,C项正确;DCO(g)属于中间产物,不是催化剂。D
13、项错误;答案选C。10.印刷电路板(PCB)是用腐蚀液将覆铜板上的部分铜腐蚀掉而制得。一种用FeCl3溶液制作PCB并将腐蚀后废液回收再生的流程如图:下列说法不正确的是( )A. 腐蚀池中发生反应的化学方程式是:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2B. 腐蚀后的废液中,主要的金属阳离子有Fe3+、Cu2+、Fe2+C. 置换池中发生的主要反应为:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+和Fe+2Fe3+=3Fe2+D. 再生池中加入酸化的H2O2,反应过程中pH降低【答案】D【解析】【分析】分析流程图,覆铜板在腐蚀池中发生反应:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,在沉降池中沉降后,在置
14、换池中加入铁粉置换出Cu,同时发生Fe3+被铁粉还原为Fe2+的反应,则固体为Cu以及剩余的Fe,再生池中为FeCl2,通过加入氧化剂将FeCl2氧化为FeCl3,再度循环利用。据此分析。【详解】A腐蚀池中为FeCl3溶液与覆铜板发生反应:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,A项正确;B腐蚀后废液中,有未反应完的FeCl3和反应过程中生成的CuCl2及FeCl2,故废液中,主要的金属阳离子有Fe3+、Cu2+、Fe2+,B项正确;C置换池中铁粉分别与CuCl2、FeCl3发生了化学反应:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+和Fe+2Fe3+=3Fe2+,C项正确;D再生池中加入酸化的H2O
15、2,发生反应:H2O2+2H+2Fe2+=2Fe3+2H2O,反应中消耗H+生成H2O,反应过程中pH增大,D项错误;答案选D。11.室温下有下列四种溶液,下列叙述正确的是( )编号pH331111溶液盐酸醋酸溶液氢氧化钠溶液氨水A. 、三种溶液的物质的量浓度大小为:=B. 相同体积的、溶液分别与溶液完全中和,消耗溶液的体积:C. 、两溶液等体积混合,所得溶液中c(CH3COO-)c(Na+)c(H+)c(OH-)D. 、溶液以体积比为9:11混合,则混合溶液的pH=4【答案】C【解析】【分析】分析题给表格,溶液分别为强酸、强碱溶液,在水溶液中完全电离。溶液分别为弱酸、弱碱溶液,在水溶液中部分
16、电离。据此分析。【详解】A盐酸为强电解质,pH=3的盐酸,其物质的量的浓度为10-3molL-1,氢氧化钠为强电解质,pH=11的氢氧化钠溶液,其物质的量浓度为,醋酸为弱酸,在水溶液中部分电离,pH=3的醋酸溶液,其物质的量浓度大于pH=3的盐酸溶液。故、三种溶液的物质的量浓度大小为:=,A项错误;BpH相同,相同体积的、溶液,溶液的物质的量:,则相同体积的、溶液分别与溶液完全中和,消耗溶液的体积:,B项错误;C、两溶液等体积混合,得到了醋酸和醋酸钠的混合溶液,溶液中离子浓度大小关系为:c(CH3COO-)c(Na+)c(H+)c(OH-),C项正确;D根据以上分析,、溶液其物质的量浓度相等,
17、二者混合,发生反应:HCl+NaOH=NaCl+H2O,反应中HCl和NaOH的物质的量之比为1:1,设溶液体积为9V,则溶液体积为11V,反应后所得溶液为NaCl和NaOH的混合溶液,混合溶液中c(OH-)=,则溶液的pH=10,D项错误;答案选C。【点睛】求算碱性溶液的pH时,一般先根据求出c(H+),再由求出pH。12.潮湿环境、Cl-、溶解氧是造成青铜器锈蚀的主要环境因素,腐蚀严重的青铜器表面大多存在起催化作用的多孔催化层。图为青铜器发生电化学腐蚀的原理示意图,下列说法正确的是( )A. 腐蚀过程中,青铜基体是正极B. 若有64gCu腐蚀,理论上耗氧体积为22.4L(标准状况)C. 多
18、孔催化层的形成加速了青铜器的腐蚀速率,是因为改变了反应的焓变D. 环境中的Cl-、正负极产物作用生成多孔粉状锈,其离子方程式为:2Cu2+3OH-+Cl-Cu2(OH)3Cl【答案】D【解析】【分析】据图可知,O2得电子生成OH,Cu失去电子生成Cu2+,过程中发生了吸氧腐蚀。据此可判断出原电池的正负极。根据原电池的工作原理,可写出电极反应式,根据得失电子守恒可进行相关计算。据此分析。【详解】A根据图示可知,Cu失去电子生成Cu2+,故腐蚀过程中,青铜基体是负极,A项错误;B由题给信息可知,原电池负极的电极反应式为:Cu-2e=Cu2+,正极电极反应式为:O2+2H2O+4e=4OH,根据得失
19、电子守恒可得关系式:2CuO2,据此可知,若有64gCu腐蚀,理论上耗氧体积为(标准状况),B项错误;C多孔催化层起催化剂的作用,催化剂能降低反应的活化能,从而加快反应速率,但不能改变反应的初态和终态,所以反应焓变不变,C项错误;D根据题给信息,结合原电池的电极产物,可知Cl与正负极产物发生反应:2Cu2+3OH+ClCu2(OH)3Cl,D项正确;答案选D。13.钠的燃烧产物中混有黑色物质,研究小组进行如图所示的实验探究。下列推测不正确的是( )A. 过氧化钠与硫酸的反应可能有:Na2O2+2H+=2Na+H2O2B. a试管中的现象说明燃烧前钠块中含有铁元素C. c试管的溶液为无色,推测发
20、生的反应为:5H2O2+6H+2MnO4-=2Mn2+5O2+8H2OD. 根据以上实验可判定:该实验中钠的燃烧产物里含Fe2O3,不含Fe3O4【答案】D【解析】【分析】分析实验过程,a试管中溶液颜色变浅红色,发生反应:Fe3+SCN=Fe(SCN)3(血红色),说明滤液中含有Fe3+;b试管中无蓝色沉淀,说明滤液中无Fe2+。c试管溶液最终变无色,有气泡放出,说明滤液中的某物质与酸性KMnO4发生了氧化还原反应,并产生了气体,据此进行分析推测。【详解】A钠的燃烧产物为Na2O2,结合c试管的现象,推测可能Na2O2与稀硫酸反应:Na2O2+2H+=2Na+H2O2,A项正确;Ba试管中溶液
21、颜色变浅红色,说明滤液中含有Fe3+,则燃烧前钠块中含有铁元素,B项正确;C根据c的实验现象,说明滤液中的某物质与酸性KMnO4发生了氧化还原反应,并产生了气体,分析钠的燃烧产物的性质及与稀硫酸可能的反应过程,推测c中发生了反应:5H2O2+6H+2MnO4-=2Mn2+5O2+8H2O,C项正确;D根据以上实验,可以推断出钠的燃烧产物里含有+3价的铁元素,不能判定该物质是Fe2O3,D项错误;答案选D。14.SiHCl3在催化剂作用下主要发生反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) H=+48kJmol-1。已知:反应速率,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物
22、质的量分数,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法正确的是( )A. 343K时反应物的平衡转化率为21%B. a点的反应速率小于b点的反应速率C. 343K时=D. 由323K的平衡转化率数据,不能计算323K的平衡常数K【答案】C【解析】【分析】分析题给信息,该可逆反应为气体分子数不变且吸热的反应。则对于该可逆反应来说,温度升高,反应向正反应方向进行。根据题中t-SiHCl3%图,可知曲线a为343K时SiHCl3的转化率-时间曲线,曲线b为323K时SiHCl3的转化率-时间曲线。据此进行分析。【详解】A由分析可知,曲线a为343K时的变化曲线,由图
23、可知,343K时反应物的平衡转化率为22%,A项错误;B由图可知,a、b两点的转化率相等,可认为各物质的浓度对应相等,而a点的温度更高,所以速率更快,即a点的反应速率大于b点的反应速率,B项错误;C由图可知,343K时SiHCl3的转化率为22%,设起始时SiHCl3的浓度为1mol/L,则根据反应方程式有: 平衡时v正=v逆,则,则,C项正确;D由图可知,323K时SiHCl3的转化率为21%,设起始时SiHCl3的浓度为1mol/L,由反应方程式可知:该可逆反应的平衡常数K=,故由323K的平衡转化率数据,可以计算323K的平衡常数K,D项错误;答案选C。第卷(非选择题共58分)本部分共5
24、小题,共58分15.汽车尾气中NOx的生成和消除是科学家研究的重要课题。(1)NOx能形成酸雨,NO2转化为HNO3的化学方程式是_。(2)汽车发动机工作时会引发N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+180kJmol-1,其能量变化示意图如下:则NO中氮氧键的键能是_kJmol-1。(3)用NH3可消除NO污染,反应原理为:4NH3+6NO5N2+6H2O,以n(NH3):n(NO)分别为4:1、3:1、1:3投料,得到NO脱除率随温度变化的曲线如图所示:曲线a对应的n(NH3):n(NO)=_。曲线c中NO的起始浓度为410-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除
25、速率为_mg/(m3s)。由图可知,无论以何种比例反应,在温度超过900时NO脱除率都会骤然下降,可能的原因是_(至少写两条)。【答案】 (1). 3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3 (2). 632 (3). 1:3 (4). 110-4 (5). 、催化剂的活性下降;、氨气可能发生分解;、反应为放热反应,温度高反应速率快,达到平衡后平衡逆向移动【解析】【分析】(1)NO2和水反应生成HNO3和NO。(2)根据H=反应物化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量,计算氮氧键的键能;(3)NH3和NO的物质的量的比值越大,NO的脱除率越大,则n(N
26、H3):n(NO)为4:1、3:1、1:3时,对应的曲线为c、b、a。由题给信息,可类比反应速率的定义进行NO的脱出速率的计算。温度升高,NO的脱除率降低,可根据可逆反应的平衡移动进行分析。【详解】(1)NO2与水发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3;答案为:3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3;(2)根据H=反应物化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量,可得:946kJmol-1+498 kJmol-1-2a kJmol-1=180kJ,解得:a=632。答案为:632;(3)由分析可知,曲线a对应
27、的n(NH3):n(NO)=1:3;答案为:1:3;由图可知,A点到B点,NO的脱除率为0.75-0.55=0.20,则从A点到B点,则从A点到B点内NO的脱除率为,答案为:110-4;可从催化剂、可逆反应的平衡移动、反应物或生成物随温度变化的角度进行分析。在温度超过900时NO脱除率都会骤然下降,可能的原因有:、催化剂的活性下降;、氨气可能发生分解;、反应为放热反应,升高温度,达到平衡后平衡逆向移动;答案为:、催化剂的活性下降;、氨气可能发生分解;、反应为放热反应,升高温度,达到平衡后平衡逆向移动。16.清代化学家徐寿创立了化学元素的中文名称和造字原则,推动了化学知识在中国的传播和应用。物质
28、A由原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z组成,其中Z为金属元素,X、Y、Z简单离子的核外电子排布相同,物质A的结构式如图所示:回答下列问题:(1)Y、Z元素的名称为徐寿确定并使用至今,Y在周期表中的位置是_。(2)比较X、Y、Z简单离子的半径大小(用对应离子符号表示)_。(3)在YZO2与YX的混合液中,通入足量CO2是工业制取A的一种方法,写出该反应的化学方程式_。(4)与X同主族的元素溴和碘可以发生下列置换反应:Br2+2I-=2Br-+I2,I2+2BrO3-2IO3-+Br2,这两个置换反应矛盾吗?简述理由_。【答案】 (1). 第三周期第A族 (2). FNa+Al3+ (3).
29、NaAlO2+6NaF+4CO2+2H2O=Na3AlF6+4NaHCO3 (4). 不矛盾。前者Br2是氧化剂,I2是氧化产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物;后者I2是还原剂,Br2是还原产物,还原剂的还原性大于还原产物。(不矛盾;前者是“Br”得电子倾向强于“I”,后者是“I”失电子倾向强于“Br”)【解析】【分析】分析A的结构式,其中Y形成+1价的阳离子,X可形成一个共价键,Z成六个共价键,X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中Z为金属元素。由此可推断X形成-1价的阴离子,可推测X为F元素,根据X和Z形成显-3价的阴离子,可知Z应显+3价,且Z为金属元素,则Z为Al元素。由X、Y、
30、Z简单离子的核外电子排布相同,可知Y为Na元素,据此进行分析。【详解】(1)Na元素在元素周期表中位于第三周期第A族,答案为:第三周期第A族;(2)根据核外电子排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,X、Y、Z简单离子的核外电子排布相同,则其离子半径大小关系为:FNa+Al3+;答案为:FNa+Al3+;(3)根据题意及原子守恒,可知化学反应方程式为:NaAlO2+6NaF+4CO2+2H2O=Na3AlF6+4NaHCO3;答案为:NaAlO2+6NaF+4CO2+2H2O=Na3AlF6+4NaHCO3;(4)不矛盾;分析两个反应,在前一个反应中,Br2作为氧化剂,将I-氧化为I2,I2为
31、氧化产物,体现了氧化性:Br2I2;在后一个反应中,BrO3-中Br的化合价降低,被还原为Br2,Br2为还原产物,I2作为还原剂,体现了还原性:I2Br2。答案为:不矛盾;前者Br2是氧化剂,I2是氧化产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物;后者I2是还原剂,Br2是还原产物,还原剂的还原性大于还原产物。(不矛盾;前者是“Br”得电子倾向强于“I”,后者是“I”失电子倾向强于“Br”)。17.海水是巨大的化学资源宝库,利用海水可以获取很多物质。海水中主要离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等。利用1:淡水工业(1)海水淡化的方法主要有_、电渗析法、离子交换法等。(2)电渗析法
32、是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示。淡水在_室(填X、Y或Z)形成后流出。一般海水不直接通入到阴极室中,原因是_。(3)离子交换法净化海水模拟过程如图所示,氢型阳离子交换原理可表示为:HR+Na+=NaR+H+,。羟型阴离子交换树脂填充段存在的反应有_。利用2:提溴工业(4)用海水晒盐之后的盐卤可提取溴,提取流程如图:用热空气将溴赶出,在吸收塔先用浓Na2CO3溶液吸收Br2,Br2歧化为Br-和BrO3-,再加入W溶液得到Br2。推测W是_。蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在90左右进行蒸馏的原因是_。将1m3海水浓缩至1L,使用该法最终得到38.4gBr2,若总提取率为
33、60%,则原海水中溴的浓度是_mg/L。【答案】 (1). 蒸馏法 (2). X、Z (3). 海水中含有较多的Mg2+、Ca2+等阳离子,阴极电解产生OH-,容易生成Mg(OH)2和Ca(OH)2等沉淀附着在电极表面或堵塞阳离子交换膜 (4). ROH+Cl=RCl+OH;2ROH+SO42=R2SO4+2OH;H+OH=H2O (5). 硫酸 (6). 温度过低不利于溴的蒸出,温度过高会蒸出较多水蒸气 (7). 64【解析】【详解】(1)海水淡化方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等;答案为:蒸馏法;(2)在电解池中,溶液中阴、阳离子分别通过阴、阳离子交换膜移向阳、阴极,从而在X、Z室形成淡
34、水而流出;答案为:X、Z;海水中含Ca2+、Mg2+,在电解池的阴极中,阳离子放电后产生OH-,从而易形成沉淀附着在电极表面或堵塞离子交换膜。答案为:海水中含有较多的Mg2+、Ca2+等阳离子,阴极电解产生OH-,容易生成Mg(OH)2和Ca(OH)2等沉淀附着在电极表面或堵塞阳离子交换膜;(3)分析氢型阳离子的交换原理可知,羟型阴离子发生的阴离子交换类似氢型阳离子的交换过程,根据图中海水净化模拟过程,其中涉及的反应方程式有:ROH+Cl=RCl+OH;2ROH+SO42=R2SO4+2OH;H+OH=H2O;答案为:ROH+Cl=RCl+OH;2ROH+SO42=R2SO4+2OH;H+OH
35、=H2O;(4)分析溴的提取流程,Cl2将盐卤中的Br-氧化为Br2,再通热空气将Br2吹出塔,在吸收塔先用浓Na2CO3溶液吸收Br2,Br2歧化为Br-和BrO3-,再加入H2SO4酸化歧化溶液得到Br2。在歧化溶液中加入H2SO4溶液,使其生成Br2,故答案为:硫酸;温度在90左右进行蒸馏,是因为温度过高有更多的水蒸气蒸出,温度过低,不利于溴的蒸出,答案为:温度过低不利于溴的蒸出,温度过高会蒸出较多水蒸气;根据题意,设原海水中溴的浓度是x mg/L,则有,x=64,答案为:64。【点睛】解决这类问题可以分为三步:第一步,分清隔膜类型,即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种,判断允许哪种
36、离子通过隔膜;第二步,写出电极反应式,判断交换膜两侧离子变化,推断电荷变化,根据电荷平衡判断离子迁移方向;第三步,分析隔膜作用,在产品制备中,隔膜作用主要是提高产品纯度,避免产物之间发生反应,或避免产物因发生反应而造成危险。18.由化合物A制备可降解环保塑料PHB和一种医药合成中间体J的合成路线如图:已知:.+R3COOH(R1、R2、R3均为烃基).+2RBr+2HBr回答下列问题:(1)CPHB的反应类型是_。(2)B中官能团的名称是_。(3)A的结构简式是_。(4)DE的反应方程式是_。(5)E+GH的反应方程式是_。(6)X是J的同分异构体,满足下列条件的有_种(不考虑顺反异构)。链状
37、结构;既能发生银镜反应,又能发生水解反应。其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为6:1:1的结构简式是_。(7)已知:2CH3CHO。以乙烯为起始原料,选用必要的无机试剂合成C,写出合成路线_。【答案】 (1). 缩聚(聚合)反应 (2). 羰基、羧基 (3). (4). HOOCCH2COOH+2C2H5OHC2H5OOCCH2COOC2H5+2H2O (5). C2H5OOCCH2COOC2H5+BrCH2CH2CH2Br+2HBr (6). 8 (7). C(CH3)2CHOOCH (8). H2C=CH2CH3CH2OHCH3CHO【解析】【分析】分析PHB的结构简式,可知其为缩聚物
38、,即C发生缩聚反应生成PHB。C的结构简式为,结合题中已知可知,A被酸性高锰酸钾氧化为B和D,B的结构简式为CH3COCH2COOH,根据D的分子式,可知D的结构简式为HOOCCH2COOH。故A的结构简式为:。D与C2H5OH在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应,生成E,结合E的分子式可知,E的结构简式为:CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,据F的分子式,可知F的结构简式为HOCH2CH2CH2OH,F和浓氢溴酸发生取代反应生成G,G的结构简式为BrCH2CH2CH2Br。根据已知条件.+2RBr+2HBr,可知E(CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3)和G(BrCH2CH2CH2
39、Br)在C2H5ONa的作用下发生反应,生成H,H的结构简式为:。根据HI的反应条件,可知HI的过程为酯的水解酸化过程,生成I的结构简式为:,I发生脱羧反应生成J。据此进行分析。【详解】(1)根据PHB的结构简式,可知CPHB的反应类型为缩聚反应,答案为:缩聚反应;(2)根据分析,B的结构简式为:CH3COCH2COOH,其中包含的官能团为羰基和羧基,答案为:羰基、羧基;(3)结合以上分析,可知A结构简式为:,答案为:;(4)D与C2H5OH在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应,生成E,结合分析可知反应方程式为:HOOCCH2COOH+2C2H5OHC2H5OOCCH2COOC2H5+2H2O;答
40、案为:HOOCCH2COOH+2C2H5OHC2H5OOCCH2COOC2H5+2H2O;(5)根据已知条件可得出E+GH反应方程式是C2H5OOCCH2COOC2H5+BrCH2CH2CH2Br+2HBr;答案为:C2H5OOCCH2COOC2H5+BrCH2CH2CH2Br+2HBr;(6)X的同分异构体能发生银镜反应,又能发生水解反应,说明其分子中含有甲酸酯基,根据题给限制条件,X为链状的含甲酸酯基的同分异构体有:HCOOCH2CH2CHCH2、CH2CHCH(OOCH)CH3、CH2C(OOCH)CH2CH3、HCOOCHCHCH2CH3、HCOOCH2CHCHCH3、CH3C(OOC
41、H)CHCH3、HCOOCH2C(CH3)CH2、C(CH3)2CHOOCH。共8种,其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为6:1:1的结构简式是C(CH3)2CHOOCH。其中答案为:8;C(CH3)2CHOOCH。(7)根据题意,以乙烯为原料合成目标产物涉及碳链增长,根据题给信息,可先将乙烯转化为乙醇,进而转化为乙醛,然后2个乙醛分子在碱性条件下生成,再通过银氨溶液氧化并酸化后可得目标产物。故合成路线为:H2C=CH2CH3CH2OHCH3CHO;答案为:H2C=CH2CH3CH2OHCH3CHO。【点睛】要注意有机信息的应用。一些反应中有新信息,一定要理解新信息的反应机理,将其应用于解
42、题中,同时有些合成路线需要用到的信息在题目的合成路线中。19.“84消毒液”广泛应用于杀菌消毒,其有效成分是NaClO。实验小组制备消毒液,并利用其性质探索制备碘水的方法。资料:i.HClO的电离常数为Ka=4.710-8;H2CO3的电离常数为K1=4.310-7、K2=5.610-11。ii.碘的化合物主要以I-和IO3-的形式存在,IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O。iii.碘单质能与I-反应:I2+I-I3-(I3-低浓度时显黄色,高浓度时为棕色)。.制备消毒液(夹持装置略)(1)制备NaClO消毒液的装置是_(填C或D)。(2)制备完成后,向C装置的溶液中添加NaOH、Na2
43、SiO3等物质,得到与某品牌成份相同的消毒液,用平衡移动原理解释NaOH的作用_。(3)结合资料i,写出D中反应的化学方程式_。.利用消毒液的性质探究碘水的制备方法将某品牌“84消毒液”稀释10倍,各取100mL于三个烧杯中,设计如下实验方案制备碘水:方案操作现象反应后加淀粉溶液1烧杯1溶液中加入9gKI固体溶液为橙黄色2烧杯2溶液中加入9gKI固体再加入1mo/L盐酸10mL溶液颜色快速加深,呈紫红色变蓝3烧杯3溶液中加入少量KI固体(小于0.5g)振荡后溶液保持无色不变蓝(4)对比不同方案的实验现象,得出制取碘水的最佳方法要关注的因素是_。(5)针对烧杯3“滴加淀粉溶液不变蓝”的原因,提出
44、两种假设:假设1:过量的NaClO将反应生成的I2氧化为IO3-。设计实验证实了假设1成立。NaClO氧化I2生成IO3-的离子方程式是_。假设2:生成的I2在碱性溶液中不能存在。设计实验a证实了假设2成立,实验a的操作及现象是_。(6)某小组检验烧杯3所得溶液中含IO3-:取烧杯3所得无色溶液少许,加入稀硫酸酸化的KI溶液,反应后再滴加淀粉溶液,发现溶液变蓝。该实验方案能否证明烧杯3所得溶液中存在IO3-,说明理由_。(7)预测烧杯1反应后加淀粉溶液的实验现象,结合方程式说明预测依据_。【答案】 (1). C (2). ClO-+H2OOH-+HClO,加入NaOH使c(OH-)增大,平衡逆
45、移,使c(HClO)减小,分解速率减慢(或消毒液更稳定) (3). Cl2+NaHCO3=HClO+NaCl+CO2 (4). 溶液的酸碱性;消毒液和KI的相对用量 (5). 5ClO-+I2+H2O=2IO3+5Cl-+2H+ (6). 向与烧杯3pH相同的NaOH溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水,振荡,蓝色褪去 (7). 不能,溶液中存在大量ClO的干扰,ClO也可将I氧化为I2使溶液变蓝 (8). “变蓝,因为发生反应ClO+2I-+H2O=I2+Cl-+2OH-(和I2+I-I3-),溶液中存在I2单质”或“变蓝,溶液显橙黄色,肯定存在有色离子I2或I3-,反应生成的I2存在平衡I2+I-
46、I3-,有I2会变蓝”;或“不变蓝,I2在碱性溶液中不存在,发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O”【解析】【分析】(4)(5)根据得失电子数目和原子守恒写出离子方程式。可通过向碱性溶液中加入淀粉溶液的碘水验证生成的I2在碱性溶液中不能存在。(6)84消毒液中存在ClO,ClO具有氧化性,可将I氧化为I2,进而对实验产生干扰。(7)结合题给资料iii进行分析,烧杯1可能出现变蓝、不变蓝或橙黄色,据此进行合理分析。【详解】(1)分析题中.制备消毒液过程,该反应原理为:浓盐酸和KMnO4反应生成Cl2,然后Cl2与NaOH反应生成NaClO。实验中注意Cl2通入C装置前要进行除杂,则
47、可知B装置中应盛有饱和食盐水,实验后要考虑尾气吸收问题。分析实验装置图,可知装置C为制备NaClO消毒液的装置。答案为:C;(2)C装置生成了消毒液的主要成分NaClO,ClO在水溶液中发生水解:ClO+H2OHClO+OH,HClO不稳定易分解,故为了使消毒液保持稳定,应抑制ClO的水解,向其中加入NaOH,溶液中的OH浓度增大,使得ClO的水解平衡左移,进而达到稳定消毒液的目的,答案为:ClO+H2OOH+HClO,加入NaOH使c(OH)增大,平衡逆移,使c(HClO)减小,分解速率减慢(或消毒液更稳定);(3)根据资料i,可知酸性:H2CO3HClOHCO3,Cl2与水发生反应生成HC
48、l和HClO,根据酸性强弱可知,最终发生的反应为:Cl2+NaHCO3=HClO+NaCl+CO2。答案为:Cl2+NaHCO3=HClO+NaCl+CO2;(4)分析中三个实验操作,方案2中生成了碘单质,对比三个实验方案的区别,可知成功制备碘水应注意两个因素:溶液的酸碱性;KI和消毒液的相对用量。答案为:溶液的酸碱性;消毒液和KI的相对用量;(5)根据得失电子数目和原子守恒,可得出离子反应方程式为:5ClO+I2+H2O=2IO3+5Cl+2H+;可在碱性溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水进行验证,实验操作为:向与烧杯3pH相同的NaOH溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水,振荡,蓝色褪去;答案为:5Cl
49、O+I2+H2O=2IO3+5Cl-+2H+;向与烧杯3pH相同的NaOH溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水,振荡,蓝色褪去;(6)84消毒液的主要成分为NaClO,ClO具有氧化性,同样可以氧化I生成I2,进而干扰实验,故不能证明烧杯3中存在IO3-,答案为:不能,溶液中存在大量ClO的干扰,ClO也可将I氧化为I2使溶液变蓝;(7)为了保证消毒液的稳定性,84消毒液中加入了NaOH等物质,结合题给资料iii进行分析:变蓝,因为生成了I2;不变蓝,生成的I2又与OH发生了反应。故答案为:“变蓝,因为发生反应ClO+2I-+H2O=I2+Cl-+2OH-(和I2+I-I3-),溶液中存在I2单质”或“变蓝,溶液显橙黄色,肯定存在有色离子I2或I3-,反应生成的I2存在平衡I2+I-I3-,有I2会变蓝”;或“不变蓝,I2在碱性溶液中不存在,发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O”。