1、专 项 微 测微测27 非选择题标准练4必做题1(2019石家庄一模)硫酸锰是一种重要的化工中间体，是锰行业研究的热点。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及 FeS)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下：已知：“混合焙烧”后烧渣含 MnSO4、Fe2O3 及少量 FeO、Al2O3、MgO。金属离子在水溶液中的平衡浓度与 pH 的关系如图所示(25)：此实验条件下，Mn2开始沉淀的pH为7.54；离子浓度105 molL1时，离子沉淀完全。请回答下列问题：(1)传统工艺处理高硫锰矿时，不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，其缺点为_。(2)“氧化”时，发生反应的离子方程式为_。若省略“氧化”
2、步骤，造成的后果是_。(3)“中和除杂”时，生成沉淀的主要成分为_(填化学式)。产生硫化氢等气体，污染环境MnO22Fe24H=2Fe3Mn22H2OFe2与Mn2沉淀区有重叠，造成Mn2损失(或Fe2去除不完全，影响产品纯度)Fe(OH)3、Al(OH)3(4)“氟化除杂”时，若使溶液中的Mg2和Ca2沉淀完全，需维持c(F)不低于_。(已知：KspMgF2 6.41010；Ksp(CaF2)3.61012)(5)“碳化结晶”时，发生反应的离子方程式为_。(6)“系列操作”指_、过滤、洗涤、干燥。(7)用惰性电极电解MnSO4溶液可制备MnO2，电解过程中阳极的电极反应式为_。8.0103
3、molL1Mn22HCO3=MnCO3CO2H2O蒸发浓缩、冷却结晶Mn22H2O2e=MnO24H解析(1)高硫锰矿含有FeS，传统工艺处理高硫锰矿时，不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，产生硫化氢等气体，污染环境。(2)氧化时用二氧化锰氧化亚铁离子，离子方程式为MnO22Fe24H=2Fe3Mn22H2O；若省略“氧化”步骤，根据图表Fe2与Mn2沉淀区有重叠，造成Mn2损失(或Fe2去除不完全，影响产品纯度)。(3)“中和除杂”时，碳酸钙与铁离子、铝离子水解产生的H反应，从而促进了水解平衡向正向移动，得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。(4)已知：Ksp(MgF2)6.410
4、10，若使溶液中的Mg2沉淀完全，需维持c(F)不低于6.410101105 molL18.0103 molL1。(5)“碳化结晶”时，发生反应的离子方程式为 Mn22HCO3=MnCO3CO2H2O。(6)硫酸锰溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸锰的水合物。(7)用惰性电极电解 MnSO4溶液可制备 MnO2，电解过程中阳极发生氧化反应，元素化合价升高，故为硫酸锰失去电子生成二氧化锰，电极反应式为 Mn22H2O2e=MnO24H。2溴化亚铁是聚合反应中常用的一种催化剂，易潮解变质，800 以上可升华，高温时 FeBr3 会快速分解为 FeBr2。某化学小组同学用下图所示装
5、置制备溴化亚铁，请回答相关问题：(1)仪器 M、N 的名称依次是_、_。分液漏斗(球形)干燥管(2)装置的作用是_，从装置末端排出的气体是否需要处理：_(填“是”或“否”)。(3)实验结束时要关闭热源并继续通入 N2一段时间，此时通 N2的目的是_。吸收未反应的 HBr，并防止空气中的水蒸气进入装置是使装置中残留的 HBr 被充分吸收，避免造成污染(4)将浓磷酸换成浓硫酸同样能制得 HBr，但反应过程中圆底烧瓶内的溶液变为橙黄色。浓磷酸和浓硫酸均能用于制 HBr 的原因是硫酸和磷酸都具备某种性质，该性质是_。溶液变橙黄色是因为发生了副反应_(写化学方程式)。浓磷酸换成浓硫酸对产品纯度_(填“有
6、”或“没有”)影响，理由是_。难挥发性(或沸点高)2NaBr2H2SO4(浓)=SO2Br22H2ONa2SO4没有SO2与铁不反应，溴与铁生成的 FeBr3在高温下迅速分解为 FeBr2解析(1)根据常见仪器的结构，仪器 M 为分液漏斗、N 为球形干燥管。(2)装置可以吸收未反应的 HBr，并防止空气中的水蒸气进入装置使溴化亚铁潮解变质；铁与溴化氢反应生成溴化亚铁，同时生成了氢气，从装置末端排出的气体中含有氢气，需要处理，否则可能发生爆炸危险。(3)实验结束时要关闭热源并继续通入 N2一段时间，此时通入 N2可以使装置中残留的 HBr 被充分吸收，避免造成污染。(4)浓磷酸和浓硫酸均能用于制
7、 HBr 的原因是硫酸和磷酸都是难挥发性酸。浓硫酸具有强氧化性，能够氧化溴离子生成溴单质，因此溶液变橙黄色是因为发生了副反应 2NaBr2H2SO4(浓)=SO2Br22H2ONa2SO4。用浓硫酸作反应物时，进入素烧瓷反应管的 HBr 中含有溴蒸气和二氧化硫，二氧化硫与铁不反应，溴与铁生成的 FeBr3 在高温下迅速分解为 FeBr2，不会影响产品纯度。3(2019福州质检)甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，可用 Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2 等作催化剂，采用如下反应来合成甲醇：2H2(g)COgCH3OH(g)(1)下 表 所 列 数 据 是 各 化 学 键 的
8、 键 能，该 反 应 的H _(用含字母的代数式表示)。(2ab3cde)kJmol1(2)某科研小组用 Pd/C 作催化剂，在 450 时，研究了 n(H2)n(CO)分别为 21、31 时 CO 转化率的变化情况(如图)，则图中表示n(H2)n(CO)31 的变化曲线为_(填“曲线 a”或“曲线 b”)。曲线 a(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应，在2 L的恒容密闭容器内充入1 mol CO和2 mol H2，加入合适催化剂后在某温度下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：反应时间/min0510152025压强/MPa12.6 10.8 9.5 8.7 8.4 8.
9、4则从反应开始到20min时，CO的平均反应速率为_，该温度下的平衡常数K为_。0.0125 molL1min14(4)将 CO 和 H2 加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)HT2T1压强越大，CO 的体积分数越小，T1、T2、T3对应的 CO 的体积分数逐渐增大，该反应向左移动，由于反应放热，则 T3T2T1(5)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池，其工作原理如图：石墨 2 为_(填“正”或“负”)极。石墨 1 极发生的电极反应式为_。正CH3OHH2O6e=CO26H解析(1)已知H反应物的键能和生成物键能和，则2H2(g)CO(g)C
10、H3OH(g)的H(2ab)kJmol1(3cde)kJmol1(2ab3cde)kJmol1。(2)nH2 n(CO)越大，CO的转化率越大，曲线a表示n(H2)n(CO)31的变化曲线。(3)反应进行到20 min时达到平衡，在恒温恒容容器中压强与气体的物质的量成正比，起始时总物质的量为3 mol，压强为12.6 MPa，平衡时压强为8.4 MPa，则平衡时总物质的量为3 mol 8.4 MPa12.6 MPa2 mol，设反应中参加反应的CO的物质的量为x mol，则：2H2(g)CO(g)CH3OH(g)起始物质的量(mol)2 1 0变化物质的量(mol)2xxx平衡物质的量(mol
11、)22x 1xx故(22x)(1x)x2，解得 x0.5，则从反应开始到 20 min 时，CO的平均反应速率为0.5 mol2 L20 min0.012 5 molL1min1；该温度下的平衡常数 KcCH3OHc2H2cCO 0.5 mol2 L1 mol2 L20.5 mol2 L 4 L2mol2。(4)已 知CO(g)2H2(g)CH3OH(g)HT2T1。(5)石墨 2通入 O2，发生还原反应生成 H2O，而原电池的正极发生还原反应，则石墨 2 为正极。石墨 1 为燃料电池的负极，甲醇被氧化生成 CO2，发生的电极反应式为 CH3OHH2O6e=CO26H。选做题1【化学选做选修
12、3：物质结构与性质】(2019武汉调研)铁被称为“第一金属”，铁及其化合物在生产、生活中有广泛用途。(1)铁原子外围电子轨道表示式为_，铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用_摄取铁元素的原子光谱。(2)FeCoOx 是 一 种 新 型 光 电 催 化 剂。第 四 电 离 能 大 小 关 系 是I4(Co)_I4(Fe)(填“”或“”)，原因是_。光谱仪铁失去的是处于半充满状态的 3d5的一个电子，相对较难；钴失去 3d6上的一个电子后形成稳定的半充满状态，相对容易(3)二茂铁(C5H5)2Fe可用作火箭燃料添加剂、汽油抗爆剂。二茂铁熔点 172，沸点 249，易升华，难溶于水，
13、易溶于有机溶剂，它属于_晶体。(4)环戊二烯(C5H6)结构如图(a)，可用于制二茂铁。环戊二烯中碳原子的杂化方式为_。分子中的大 键可用符号 nm表示，其 m 代表参与形成大 键的原子数，n 代表参与形成大 键的电子数，环戊二烯负离子(C5H5)结构如图(b)，其中的大 键可以表示为_。分子sp2、sp3 65(5)某普鲁士蓝类配合物可作为新型钠离子电池电极材料。它由 Na、Ni2、Fe3和 CN构成，其晶胞结构如图(c)。该物质中，不存在_(填字母)。A离子键 B 键 C 键 D氢键 E金属键(6)该晶胞中 Ni2 采用的堆积方式与_(填“Po”“Na”“Mg”或“Cu”)相同，单个晶胞的
14、配位空隙中共容纳_个 Na。DE解析(1)铁是 26 号元素，价电子电子排布式是 3d64s2，轨道表示式为；可以用光谱仪摄取铁元素的原子光谱。(2)根据洪特规则，能量相同的原子轨道处于全满、半满、全空状态时能量低，相对稳定；I4(Co)是失去 3d6 上的一个电子，相对容易，I4(Fe)失去的是处于半充满状态的 3d5的一个电子，相对较难，所以 I4(Co)I4(Fe)。Cu4(3)二茂铁(C5H5)2Fe熔点 172，沸点 249，易升华，难溶于水，所以属于分子晶体。(4)既有单键碳又有双键碳，所以碳原子的杂化方式是 sp2、sp3；每个茂环形成大 键的原子数为 5，每个茂环带有一个单位负
15、电荷，因此每个环含有 6 个 电子，大 键可以表示为 65。(5)该晶体由 Na、Ni2、Fe3和CN构成，所以一定有离子键，CN中含有 键、键，该物质中不存在金属键、氢键，选 DE。(6)根据晶胞结构图(c)，晶胞的面心、顶点各有 1 个 Ni2，所以 Ni2的堆积方式是面心立方最密堆积，与 Cu 相同；据均摊原则，晶胞中Ni2数是 121414、Fe3数是 8186124、CN数目是 24142412624，根据电荷守恒，晶胞中的 Na数目2442434，所以单个晶胞的配位空隙中共容纳 4 个 Na。2【化学选做选修 5：有机化学基础】(2019昆明质检)化合物 H 是某些姜科植物根茎的提
16、取物，具有抗肿瘤、抗菌、抗氧化等功效，其一种合成路线如下：已知：.质谱图显示有机物 D 的最大质荷比为 94，且 D 遇 FeCl3溶液显紫色 回答下列问题：(1)D 的化学式为_；B 的名称为_。(2)反应的反应类型是_；I 中所含官能团的名称为_。(3)反应的化学方程式是_。C6H6O 3-溴丙烯(或 3-溴-1-丙烯)酯基、碳碳双键取代反应(4)X 是 H 的同系物，其相对分子质量比 H 小 14，则 X 的同分异构体中，符合下列条件的有_种(不含立体异构)。a属于芳香族化合物b能发生水解反应c能发生银镜反应其中核磁共振氢谱有 4 组峰，且峰面积之比为 6211 的结构简式是_(写一种即
17、可)。14(5)补充完成由甲苯和丙醛为原料，制备的合成路线(无机试剂任选)_ 解析(1)质谱图显示有机物 D 的最大质荷比为 94，且 D 遇 FeCl3溶液显紫色，说明含有苯环和酚羟基，该物质分子式为 C6H6O；B 的结构简式为CH2=CHCH2Br，名称为 3-溴丙烯(或 3-溴-1-丙烯)。(2)反应为羟基变溴原子，反应类型为取代反应，I 的官能团为酯基、碳碳双键。(3)反应为醇的催化氧化，化学方程式为。(4)X 是 H 的同系物，其相对分子质量比 H 小 14，X 的同分异构体中，符合下列条件：a.属于芳香族化合物；b.能发生水解反应；c.能发生银镜反应，说明含有苯环且属于甲酸某酯，可能为 HCOOCH2CH2C6H5或 HCOOCH(CH3)C6H5，或苯环上连接两个取代基，一个为 HCOOCH2，一个为CH3，有三种结构；或苯环上两种取代基，一个为 HCOO，一个为CH2CH3，有三种结构；或苯环上连接两个甲基和一个 HCOO，有 6 种结构，总共 14 种；其中核磁共振氢谱有 4 组峰，且峰面
