1、江苏省如皋中学2020届高三化学阶段检测试题(含解析)可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Mn-55选择题(共40分)单项选择题:本题包括10小题,每小题2分,共计20分。每小题只有一个选项符合题意。1.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )A. CaCO3 CaO CaSiO3B. Mg(OH)2 MgCl2(aq) MgC. MnO2 MnCl2(aq) MnCl2(s)D. S SO2 Na2SO4(aq)【答案】A【解析】【详解】A. CaCO3高温分解生成CaO和CO2,CaO与SiO2高温反应生成CaSiO
2、3,A项正确;B.电解熔融状态的氯化镁可得镁单质,B项错误;C.MnCl2(aq)在干燥的氯化氢环境中蒸干灼烧,可得MnCl2(s),C项错误;D.少量 SO2与NaOH反应生成的是Na2SO3和水,D 项错误;答案选A。【点睛】MnCl2(aq)蒸发结晶过程,会促进金属离子的水解,水解产生的盐酸挥发,蒸干灼烧只能得到氧化物;若制MnCl2(s),需要在干燥的氯化氢环境中蒸干灼烧。MnSO4(aq)蒸发结晶,水解过程产生硫酸不会挥发,所以蒸干灼烧可以得到本身。氯化铜和氯化镁也是这一类型盐。2.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是( )选项实验操作和现象结论A向淀粉KI溶液中滴加少量FeC
3、l3溶液,溶液变蓝氧化性:Cl2I2B室温下,用pH计测得0.1molL-1HCOONa溶液的pH小于同浓度的CH3COONa溶液酸性:HCOOHCH3COOHC室温下,用KI饱和溶液浸泡AgCl沉淀,沉淀表面变为黄色Ksp(AgCl)Ksp(AgI)D向Na2SiO3溶液中通入少量CO2,溶液变浑浊非金属性:SiCA. AB. BC. CD. D【答案】B【解析】【详解】A. 淀粉KI溶液中滴加少量FeCl3溶液,溶液变蓝,发生反应2Fe3+2I=2Fe2+ I2,淀粉遇碘单质变蓝,可以证明还原性ICl,不能证明氧化性:Cl2I2,A项错误;B. 同浓度的HCOONa溶液的pH小于同浓度的C
4、H3COONa溶液,则HCOO水解程度小,HCOOH酸性强,B项正确;C.用KI饱和溶液浸泡AgCl沉淀,沉淀表面变为黄色,可能是由于I浓度过大,使得达到了Ksp(AgI)出现沉淀。正确做法是向AgCl沉淀滴加KI溶液,沉淀表面变为黄色,可以证明发生沉淀转化,证明Ksp(AgCl)Ksp(AgI),C项错误;D. 向Na2SiO3溶液中通入少量CO2,溶液变浑浊,证明碳酸酸性强于硅酸,非金属性CSi,D项错误;答案选B。【点睛】沉淀可以相互转化,溶解度大的沉淀很容易转化为溶解度小的沉淀,反过来较难,需要加入较高浓度的溶液才能进行转化;相同比例结构的沉淀,Ksp越大溶解度越大,不同比例结构的沉淀
5、,需要进行转化各自的溶解度。3.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是( )选项实验操作和现象结论A向溶液X中滴加足量硝酸,再滴加少量Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生溶液X中含有SO32-B向溶液Y中滴加少量NaOH溶液,无气泡产生溶液Y中不含NH4+C将溴乙烷和NaOH醇溶液共热产生的气体通入溴水中,溴水褪色气体中含有乙烯D将蘸有溶液Z的铂丝在无色火焰上灼烧,火焰呈黄色溶液Z中不含K+A. AB. BC. CD. D【答案】C【解析】【详解】A. 向溶液X中滴加足量硝酸,再滴加少量Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,原溶液可能含有SO32-或SO42-,A项错误;B. NH4+检验
6、:加入碱,加热,生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,B项错误;C.溴乙烷和NaOH醇溶液共热生成乙烯,乙烯可使溴水褪色,发生加成反应,C项正确;D.钾的焰色反应需要透过蓝色钴玻璃观察,D项错误;答案选C。【点睛】B项为易错点,注意NH4+检验时,应加入碱并加热,生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。4.下列说法正确的是( )A. 铁钉在食盐水中发生电化学腐蚀时的正极反应为2H2O2e-=H22OH-B. 铅蓄电池放电时,负极质量增加C. 在铁制品表面镀锌时,铁制品与电源正极相连D. 如图所示氯碱工业所用装置中离子交换膜为阴离子交换膜【答案】B【解析】【详解】A.铁钉在食盐水中发生吸氧腐蚀,正
7、极反应为O24e-2H2O =4OH-,A项错误;B.铅蓄电池放电时,负极铅转化硫酸铅,质量增加,B项正确;C.在铁制品表面镀锌时,镀层金属(锌)与电源正极相连,镀件(铁)与电源负极相连,C项错误;D.氯碱工业中防止阳极产生氯气和阴极产生的氢氧化钠混合发生反应,应该使用阳离子交换膜,D项错误;答案选B。5.钒锂锂离子电池具有较大的比容量、低廉的价格等优点。一种钒锂锂离子二次电池的结构示意图如图,其负极反应为:CmLin-xe-=CmLin-xxLi+(CmLin表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料),放电时的总反应为:CmLinLiV3O8=CmLin-xLi1xV3O8。下列说法正确的是( )A
8、. 放电时Li+由正极区移向负极区B. 充电时电极a与外接电源的正极相连C. 充电时阳极为Li1xV3O8-xe-=LiV3O8xLi+D. 正极质量每增加2.1g,电路中转移的电子数为0.1mol【答案】C【解析】【分析】一种钒锂锂离子为二次电池,根据放电的总反应可知,电极a(CmLin)为负极,电极b(LiV3O8)为正极,且Li+由负极区移向正极区;充电的总反应是放电的逆反应,充电时电极a(CmLin)为阴极,连接电源的负极,电极b(LiV3O8)为阳极,连接电源的正极,且Li+从阳极区移向阴极区。【详解】A.根据分析,放电时Li+由负极区移向正极区,A项错误;B.根据分析,充电时电极a
9、与外接电源的负极相连,B项错误;C.由放电的总反应减去负极式,得到正极式为:LiV3O8+xe-xLi+= Li1xV3O8,则充电时阳极式为Li1xV3O8-xe-=LiV3O8xLi+,C项正确;D. 放电正极式:LiV3O8+xe-xLi+= Li1xV3O8,电极每增重7xg,转移x个电子,则每增加2.1g,电路中转移电子数为0.3mol,D项错误;答案选C。6.以饱和食盐水、NH3和CO2为原料,可以制取纯碱。下列说法正确的是( )A. 由反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0可知反应物所含键能总和大于生成物所含键能总和B. 常温常压下,电解饱和食盐水时,每生成2.24LC
10、l2,电路中转移0.2mol电子C. 室温下,稀释纯碱溶液时,溶液的pH减小D. 反应Na2O(s)CO2(g)=Na2CO3(s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应【答案】C【解析】【详解】A. H0为放热反应,反应物所含键能总和小于生成物所含键能总和,A项错误;B.常温常压下,电解饱和食盐水得到2.24LCl2物质的量不是0.1mol,转移电子也不是0.1mol,B项错误;C.室温下,稀释纯碱溶液时,碱性减弱溶液的pH减小,C项正确;D.反应Na2O(s)CO2(g)=Na2CO3(s),S0,若常温下可自发反应,则G=H-TS0,H0为放热反应,D项错误;答案选C。7.某生物燃料电池以N
11、2和H2为原料可在室温下制取NH3,电池中含有固氮酶和氢化酶两种蛋白酶。下列说法正确的是( )A. 酸性条件下的负极反应为H2-2e-2OH-=2H2OB. 燃料电池放电时能将化学能完全转化为电能C. 该电池适宜在高温下使用D. 室温下,向氨水中通入少量HCl,减小【答案】D【解析】【详解】A.酸性条件下的电极反应式中不会出现OH,A项错误;B.燃料电池放电,属于原电池装置,将化学能转化为电能,但是会有损耗,B项错误;C.该电池中有蛋白酶,不适宜在高温下使用,C项错误;D.室温下,向氨水中通入少量HCl,氨水的电离平衡常数不变,由于铵根离子浓度增大,减小,D项正确;答案选D。8.下列图示与对应
12、的叙述相符的是( )A. 图1表示某恒温密闭容器中反应CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)达到平衡后,t1时刻压缩容器体积,CO2的物质的量浓度随时间的变化B. 图2表示Ksp=1.010-12的CdCO3饱和溶液中,c(Cd2+)与c(CO32-)的关系曲线C. 图3表示其他条件一定时,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在有、无催化剂条件下SO3的物质的量随时间的变化曲线D. 图4表示燃烧热为285.8kJmol-1的H2燃烧时能量的变化【答案】B【解析】【详解】A.恒温体系,该反应的平衡常数K保持不变,K=C(CO2),因此压缩体积重新达到平衡,二氧化碳的浓度与第一次平衡的浓
13、度相等,A项错误;B.图2 在CdCO3饱和溶液中,c(Cd2+)与c(CO32-)成反比,且带入数据符合CdCO3的Ksp=1.010-12,B项正确; C.催化剂只能改变化学反应速率,不能使平衡移动,故两条曲线达到平衡的纵坐标相等,C项错误;D.燃烧热的定义是1mol可燃物完全反应生成稳定氧化物放出的热值,图4表示的2mol氢气参与反应,该反应的焓变为571.6 kJmol-1,D项错误;答案选B【点睛】燃烧热的定义是1mol可燃物完全反应生成稳定氧化物放出的热值,氢元素稳定氧化物是液态水,碳元素稳定氧化物是二氧化碳,硫元素稳定氧化物是二氧化硫。9.根据下列图示所得出的结论正确的是( )A
14、. 图甲表示用0.100molL-1AgNO3滴定50.0mL0.0500molL-1Cl-溶液的滴定曲线,说明m点时溶液中c(Ag+)与c(Cl-)相等B. 图乙表示室温下醋酸溶液中H+浓度与醋酸浓度的关系,说明醋酸浓度越大,醋酸的电离程度越大C. 图丙是稀释相同体积、相同pH的HNO2和CH3COOH稀溶液时,溶液的pH随加水体积的变化,说明所含溶质的物质的量浓度x点大于y点D. 图丁是在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率随温度的变化,说明Z点时v(正)v(逆)【答案】A【解析】【详解】A.图甲m点指的是:50.0mL0.050
15、0molL-1Cl-溶液和25.0mL 0.100molL-1AgNO3二者恰好反应,则c(Ag+)与c(Cl-)相等,A项正确;B. 图乙表示室温下醋酸溶液中H+浓度与醋酸浓度的关系,说明醋酸浓度越大,溶液酸性越强,但是醋酸的电离程度越小,B项错误;C.稀释过程中HNO2的变化较大,酸性较强,等pH的二者溶液,HNO2的浓度较小,稀释相同的倍数,得到的HNO2的浓度较小,x点小于y点,C项错误;D.恒压起始浓度不变,催化剂存在,反应相同时间,升温速率加快,有两种情况。一、温度升高到二百多度,反应达到平衡,继续升温平衡向吸热方向移动,该反应正向放热,故往逆向移动,此时Z点时v(正)v(逆);二
16、、温度升高,降低了催化剂的活性,速率减慢,还未达到平衡,Z点时v(正)v(逆);D项错误;答案选A。【点睛】醋酸溶液加水稀释,平衡正向移动,醋酸的电离程度增大,水的电离程度增大,溶液的酸性减弱;醋酸钠溶液加水稀释,平衡正向移动,醋酸根离子的水解程度增大,水的电离程度减小,溶液的碱性减弱。10.某抗癌药物合成中间体X的结构简式如图所示。下列关于X的说法正确的是( )A. 属于芳香烃B. 分子中含有三种官能团C. 能与Na2CO3溶液发生反应,但无CO2生成D. 1molX最多能消耗溴水中2molBr2【答案】C【解析】【详解】A.该有机物有氧元素,不属于芳香烃,A项错误;B.分子中含有(酚)羟基
17、、醚键、碳碳双键、羰基四种官能团,B项错误;C.酸性:碳酸(酚)羟基碳酸根离子,因此X可以与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,而不能生成二氧化碳,C项正确;D. 碳碳双键与一份溴水发生加成, X酚羟基对位连接其他结构,只能在两个邻位与两份溴水发生取代,故1molX最多能消耗溴水中3molBr2,D项错误;答案选C。不定项选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该题得0分;若正确答案包括两个选项只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分11.化合物Z是合成一种镇痛药的中间体,可通过如下反应制得。
18、下列说法正确的是( )A. 化合物X既能与盐酸反应,也能与NaOH溶液反应B. 化合物Y能使酸性KMnO4溶液褪色C. 化合物Z的分子式为C17H24O2ND. 化合物X与Br2加成所得产物分子中含有2个手性碳原子【答案】BD【解析】【详解】A.化合物X中的氨基具有碱性,可以与盐酸发生反应,不与NaOH溶液反应,A项错误;B.芳香族化合物Y,直接连接苯环的第一个碳原子上有氢原子,可以使酸性KMnO4溶液褪色,B项正确;C.化合物Z的分子式为C17H23O2N,C项错误;D.化合物X与Br2加成,碳碳双键断键加溴,连接溴原子的两个碳连接了四个不一样的基团,则为手性碳原子,故所得产物分子中含有2个
19、手性碳原子,D项正确;答案选BD。12.连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元酸,常温下,用0.01molL-1的NaOH溶液滴定10mL0.01molL-1的H2N2O2溶液,测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图。常温下,下列各点所对应溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是( )A. a点:c(N2O22-)c(HN2O2-)-c(Na)=9.910-7molL-1B. b点:c(Na)c(N2O22-)c(HN2O2-)c(H2N2O2)C. c点:c(Na)c(HN2O2-)c(N2O22-)c(H2N2O2)D. d点:2c(H2N2O2)c(HN2O2-)c(H+)=c(OH-)【答案
20、】D【解析】【分析】c点:10mL0.01molL-1的H2N2O2溶液滴加10mL 0.01molL-1的NaOH溶液二者发生反应,生成NaHN2O2溶液,此时pH大于7,则HN2O2水解大于电离,离子浓度大小比较:c(Na)c(HN2O2-)c(H2N2O2) c(N2O22-);d点:滴加20mL 0.01molL-1的NaOH溶液二者发生反应,生成Na2N2O2溶液,存在三大守恒;a和b点的溶质都含有NaHN2O2 和H2N2O2,但是比例不同,在没有明确的量比关系时,只能书写电荷守恒。【详解】A.存在电荷守恒表示为2c(N2O22-)c(HN2O2-)+ c(OH-)=c(Na)c(
21、H+),a点pH=6,故2c(N2O22-)c(HN2O2-)-c(Na)=9.910-7molL-1,A项错误;B. NaHN2O2的物料守恒表示为 c(Na)=c(N2O22-)c(HN2O2-)c(H2N2O2),b点溶质含有NaHN2O2 和H2N2O2,故c(Na)c(N2O22-)c(HN2O2-)c(H2N2O2),B项错误;C. 根据分析,c点:c(Na)c(HN2O2-)c(H2N2O2) c(N2O22-),C项错误;D.根据分析, d点的质子守恒可以表示为:2c(H2N2O2)c(HN2O2-)c(H+)=c(OH-),D项正确;答案选D。【点睛】注意区分三大守恒的系数;
22、电荷守恒在任意情况下均成立,物料守恒和质子守恒需要在明确的量比关系下才可以书写。13.室温下,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.210-2、Ka2=5.610-8。室温下,用氨水吸收SO2,有关溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是( )A. 0.2molL-1氨水:0.2molL-1c(OH-)c(NH3H2O)B. 0.2molL-1(NH4)2SO3溶液:c(H+)c(HSO3-)2c(H2SO3)=c(OH-)C. pH=7的吸收液:c(NH4+)c(HSO3-)c(SO32-)c(H2SO3)D. 吸收与氨水所含溶质物质的量相等的SO2的吸收液:c(H+)c(H2SO3)=c(OH-)
23、c(SO32-)c(NH3H2O)【答案】C【解析】【详解】A. 0.2molL-1氨水中,0.2molL-1=c(NH4+)c(NH3H2O),由于c(OH-)= c(NH4+)c(H+),故0.2molL-1c(NH4+)c(NH3H2O),A项错误;B. (NH4)2SO3溶液的质子守恒可表示为:c(H+)c(HSO3-)2c(H2SO3)=c(OH-)+ c(NH3H2O),B项错误;C.氨水的Kb约为10-5,则铵根的Kh约为10-9,已知H2SO3的两步电离平衡常数,可知SO32-的Kh= 1.010-145.610-810-6 ,HSO3的Kh= 1.010-141.210-21
24、0-12,则(NH4)2SO3溶液显碱性,NH4HSO3溶液显酸性,故pH=7的吸收液的溶液中含有(NH4)2SO3和NH4HSO3,且由于硫酸根水解能力强,故c (NH4)2SO3c(NH4HSO3) ,故离子浓度大小比较可以表示为c(NH4+)c(HSO3-)c(SO32-)c(H2SO3),C项正确;D.氨水所含溶质有氨气分子和一水合氨,则吸收与氨水所含溶质物质的量相等的SO2的吸收液的溶液组成不明确,D项错误;答案选C。14.一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入物质,发生反应:PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g) H0,测得反应的相关数据如下:容器1容器2容器3
25、温度/200300200起始物质投入量1molPCl3、2molCl22molPCl3、1molCl22molCl2、2molPCl5平衡c(PCl5)/molL-1c1c2c3化学平衡常数K1K2K3平衡体系总压强p/Pap1p2p3物质的转化率1(PCl3)2(Cl2)3(PCl5)下列说法正确的是( )A. K1K2B. c1c2C. p3=2p1D. 1(PCl3)3(PCl5)1【答案】D【解析】【分析】一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器,容器1和2起始物质投入量相当于相同,根据平衡移动原理,容器2升温温度,平衡向吸热方向移动,该反应往逆向移动,故K值减小,物质的转化率也减小,
26、平衡c(PCl5)减小;由平衡移动引起气体粒子数目增多,且温度较高,故平衡总压强增大;容器1和3相比,按照计量系数比一边倒的数据处理原则可知,容器3的投放量是容器1的两倍,应用等效思想,加物质(呈比例投放)相当于加压,则容器3相当于是压缩移动之后的结果,PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g),增大压强该反应平衡逆向移动,气体粒子数目减小,压强减小,PCl5的转化率减小。【详解】A.根据分析,升温平衡逆向移动,K值减小,则K1K2,A项错误;B.根据分析,升温平衡逆向移动,平衡产物c(PCl5)减小,则c1c2,B项错误;C.根据分析,容器3利用等效思想,相当于加压,气体粒子数目减小,压强减
27、小,故p32p1,C项错误;D. 根据分析,容器3利用等效思想,相当于加压,反应物的转化率减小,故1(PCl3)3(PCl5)1,D项正确;答案选D。15.向甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入一定量的SiHCl3,发生反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)SiCl4(g) H=48kJmol1,维持容器的温度分别为T1和T2不变,反应过程中SiHCl3的转化率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )A. T1T2B. 维持温度不变,向平衡后的乙容器中充入一定量的SiHCl3,平衡不移动C. T2时,反应的平衡常数:K=D. T1时,向甲容器中起始充入0.2molSiHCl3和0.02
28、molSiH2Cl2,SiHCl3的平衡转化率小于10%【答案】AC【解析】【详解】A.升高温度,反应速率增大,达到平衡的时间缩短,故T1T2,A项正确;B.维持温度不变,向平衡后的乙容器中充入一定量的SiHCl3,平衡正向移动,B项错误;C.由图可知,T2时SiHCl3的平衡转化率是20%,设容器体积为V,初始投SiHCl3xmol,n(SiHCl3)=0.2xmol,n(SiH2Cl2)=n(SiCl4)=0.1xmol,平衡时各物质的量:n(SiHCl3)=0.8xmol,n(SiH2Cl2)=n(SiCl4)=0.1xmol,则K=,C项正确;D. 若T2时,向乙容器中起始充入0.2m
29、olSiHCl3和0.02molSiH2Cl2,当转化率为10%,此时QK,反应继续正向移动,达到平衡时转化率高于10%,若相同投量放在甲容器中,由于T1较大,转化率会大于乙装置,大于10%,D项错误;答案选AC。【点睛】该题B选项,维持温度不变,向平衡后的乙容器中充入一定量的SiHCl3,根据平衡移动原理,平衡正向移动,但是最终的结果平衡并未发生移动,属于等效平衡;在定容定温体系中,加入独立可以达到的平衡状态的物质,加物质相当于加压,根据前后气体离子数目变化考虑最终的平衡移动结果。非选择题(共80分)16.以粉煤灰(主要含3Al2O32SiO2、SiO2,还含有少量CaO、Fe2O3等物质)
30、为原料制取Al2O3的流程如图:(1)当(NH4)2SO4和3Al2O32SiO2的配比a(a=)不同时,“焙烧”后所得产物的X射线衍射谱图如图所示(X射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。由图可知,当a=_时,3Al2O32SiO2的利用率最高。(2)“沉淀、过滤”所得滤渣为Fe(OH)3和Al(OH)3,生成Fe(OH)3的离子反应方程式为_。(3)“碱浸”加入NaOH发生反应的离子方程式为_。(4)“水解、过滤”可得到Al(OH)3沉淀,升高温度有利于水解的原因是_。该步骤可将加水改成通入过量的_气体。(5)流程中,可以回收并循坏利用的物质除NH3外
31、,还有_和_。【答案】 (1). 8 (2). Fe3+3NH33H2O=Fe(OH)33NH4+ (3). OH-Al(OH)3=AlO2-2H2O (4). 水解为吸热反应,升高温度有利于平衡正向进行 (5). CO2 (6). NaOH (7). (NH4)2SO4【解析】【分析】粉煤灰、(NH4)2SO4进行灼烧处理,把3Al2O32SiO2转化为NH4Al (SO4)2,且当(NH4)2SO4和3Al2O32SiO2的配比a(a=)不同时各产物含量不同,如图a=8时,体系中NH4Al (SO4)2含量最高,此时3Al2O32SiO2的利用也率最高。加硫酸进行酸浸,过滤,滤液中含有Al
32、3+、Fe3+以及其他可溶性离子,通入氨气生成沉淀Al(OH)3和Fe(OH)3,滤液为(NH4)2SO4,加入氢氧化钠进行碱浸取过滤,滤渣为Fe(OH)3滤液为NaOH 和NaAlO2,加水水解得到Al(OH)3沉淀,煅烧得氧化铝。【详解】(1)根据分析,当(NH4)2SO4和3Al2O32SiO2的配比a=8时,体系中NH4Al (SO4)2含量最高,此时3Al2O32SiO2的利用也率最高。(2)通入氨气“沉淀、过滤”所得滤渣Fe(OH)3和Al(OH)3,生成Fe(OH)3离子反应方程式:Fe3+3NH33H2O=Fe(OH)33NH4+;(3)根据分析,“碱浸”加入NaOH发生反应的
33、离子方程式为OH-Al(OH)3=AlO2-2H2O;(4)“水解、过滤”可得到Al(OH)3沉淀,水解过程是吸热的,升高温度促进AlO2-水解;该步骤可将加水改成通入过量的酸性气体二氧化碳(CO2AlO2-2H2O= HCO3- Al(OH)3);(5)流程中,滤液为(NH4)2SO4,滤液含有NaOH ,故可以回收并循坏利用的物质除NH3外,还有(NH4)2SO4和NaOH。【点睛】氢氧化铝是两性氢氧化物,遇强酸强碱发生反应而溶解,不与弱酸弱碱反应。氢氧化铝的制备:1.向氯化铝溶液中通过量氨气;2.向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳;3.氯化铝和偏铝酸钠发生双水解。17.化合物H是一种治疗失眠
34、症的药物,其一种合成路线如图:已知:(1)化合物G中所含官能团的名称为_和_。(2)GH的化学反应类型为_反应。(3)化合物B的结构简式为_。(4)E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:_。含有萘环();能发生水解反应,水解所得两种产物中碳原子数之比310。(5)写出以和(EtO)2POCH2CN为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线例见本题题干)_。【答案】 (1). 氨基 (2). 醚键 (3). 取代 (4). (5). 或 (6). 或【解析】【分析】根据B的分子式,A与SCl2发生取代反应,破坏酯基,生成B,B分子在氯化铝作用下去一分子HC
35、l成环,根据D的成环结构可以推断C的结构简式是,C在氢气和Pb的作用发生还原反应下转化为D,D应用已知信息转化为E,此反应为加长碳链的反应;E经过硼氢化钠的还原转化为F,F在催化剂Pb的作用下,分子内的碳碳双键与氢气发生还原反应转化为G,G和丙酸在加热条件下,脱水发生取代反应,生成H。【详解】(1)化合物G中所含官能团的名称为氨基和醚键;(2)G中的氨基与丙酸中的羧基发生取代反应,形成肽键,故GH的化学反应类型为取代反应;(3)根据分析,化合物B的结构简式为;(4)E的一种同分异构体满足下列条件含有萘环(),能发生水解反应(有肽键),且水解所得两种产物中碳原子数之比为310,同时根据不饱和度分
36、子有一个碳碳双键,故或;(5)以为原料制备,需要加长碳链,应用已知信息,故合成图如下:或,或者用高锰酸钾得(后续和以上相同)。18.用MnO2为原料可制取电极材料锰酸锂(LiMnxOy),工业上利用菱锰矿粉(MnCO3)制备MnO2的流程如图:(1)“酸溶”过程中加入过量的硫酸目的是_。(2)写出“电解”反应的离子反应方程式:_。(3)为测定LiMnxOy中Mn元素的平均化合价(高于2价),现进行如下实验:步骤1:取少量LiMnxOy,分成两等份,分别置于两只锥形瓶中;步骤2:向一只锥形瓶中加入稀硝酸和双氧水,完全反应后,LiMnxOy中Mn元素转化为Mn2,除去过量的双氧水。调节pH,滴加指
37、示剂,用浓度为0.400molL-1的EDTA标准溶液滴定,终点时消耗EDTA标准溶液20.00mL(已知:Mn2与EDTA反应的化学计量数之比为11);步骤3:向另一锥形瓶中加入1.340gNa2C2O4和足量硫酸,充分反应后,用0.100molL-1KMnO4标准溶液滴定,到达滴定终点时消耗KMnO4标准溶液16.00mL。步骤3实验过程中物质发生的转化如下,其中C2O42-均转化为CO2:LiMnxOyMn2+;MnOMn2+步骤3滴定终点时的实验现象是_。计算LiMnxOy中Mn元素的平均化合价_(写出计算过程)。【答案】 (1). 提高锰元素的浸出率,抑制Mn2+水解 (2). Mn
38、2+2H2OMnO22H+H2 (3). 当加入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液变为浅红色,且半分钟内不褪色 (4). 3.5【解析】【分析】工业上利用菱锰矿粉(MnCO3)制备MnO2,加入过量硫酸进行酸溶,使矿粉完全反应,提高浸出率,同时酸性环境抑制Mn2+的水解,得到硫酸锰溶液,经过电解,过滤得到MnO2,说明电解过程Mn2+转化为MnO2。【详解】(1)“酸溶”过程中加入过量的硫酸可以提高Mn2+浸出率,同时抑制Mn2+水解;(2)由分析可知“电解”过程Mn2+转化为MnO2,发生氧化反应,酸性环境,“电解”反应的离子反应方程式:Mn2+2H2O MnO22H+H2(3)步骤3用KMnO4标
39、准溶液滴定,故滴定终点时的实验现象是:当加入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色;取少量LiMnxOy,分成两等份,由步骤二LiMnxOy中Mn元素转化为Mn2,Mn2与EDTA反应的化学计量数之比为11,n(Mn2)=n(EDTA)= 0.400molL-10.02L=0.008mol,则LiMnxOy中含Mn元素0.008mol;步骤3:通过返滴定,根据氧化还原价态规律可得计量关系: 2MnO 5Na2C2O4 ,n(MnO)= 0.100molL-10.016L=0.0016mol,消耗n(Na2C2O4)=0.004mol;2LiMnxOy (2y-2x-1)N
40、a2C2O4 2xMn2,总共加入Na2C2O4质量1.340g,物质的量0.01mol,由高锰酸钾消耗草酸钠0.004mol,则由LiMnxOy消耗草酸钠n(Na2C2O4)=0.006mol,同时n(Mn2) =0.008mol,可列出,化简得4y-7x-2=0,由于氧元素的化合价为-2,则可以把等式写成2y=3.5x+1,故Mn平均化合价为+3.5。【点睛】氧化还原的滴定过程,氧化剂放于酸式滴定管;滴定终点的判断,注意开始锥形瓶的颜色,高锰酸钾属于自带颜色的试剂无需添加指示剂;数据处理,需要注意是直接滴定,还是间接滴定还是返滴定,注意反应的量比关系。19.以铜片(含少量杂质铁)为原料制取
41、Cu(NO3)2溶液的实验流程如图:(1)“酸洗”的目的是除去铜片表面难溶的Cu2(OH)2SO4,写出“酸洗”时反应的离子方程式:_。(2)“水洗”后检验铜片表面是否洗涤干净的方法是_。(3)“酸溶”时的装置如图所示,烧杯内所发生的反应为:NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O“酸溶”时为防止反应过于剧烈,可以采取的方法有_和_。通入空气的作用是_、_。(4)“调节pH=34,并保温个小时”的目的是_。(5)烧杯中所得溶液经多步处理得到NaNO3固体。设计以烧杯中所得溶液为原料,制取NaNO3固体的实验方案:_。已知3NaNO22HNO3=3
42、NaNO32NOH2O;NaNO3的溶解度随温度变化如图所示。实验中必须使用的试剂:硝酸和NaOH溶液。【答案】 (1). Cu2(OH)2SO42H+=2Cu2+SO42-+2H2O (2). 取最后一次所得水洗液,向其中加入足量盐酸,再加入氯化钡溶液,若无沉淀生成,则铜片已洗涤干净 (3). 降低反应的温度 (4). 缓慢(分批次)滴入硝酸 (5). 将部分NO转化为NO2 (6). 将NO、NO2鼓入烧杯,使其能被NaOH溶液吸收 (7). 将溶液中的Fe3充分水解转化为Fe(OH)3沉淀 (8). 向所得溶液中滴加硝酸,搅拌使其充分反应,同时鼓入空气并用NaOH溶液吸收所得混合气体,待
43、溶液中无气泡产生,停止滴加,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到NaNO3固体【解析】【分析】铜片用硝酸酸洗,洗去铜片表面难溶的Cu2(OH)2SO4,水洗去可溶性离子,再加硝酸进行酸溶,铜片溶解,得到大量的硝酸铜和杂质硝酸铁,调节pH=34,并保温3个小时,促进Fe3水解,使Fe3完全转化为Fe(OH)3沉淀,过滤得到硝酸铜的水溶液。【详解】(1)“酸洗”的目的是除去铜片表面难溶的Cu2(OH)2SO4,“酸洗”时反应的离子方程式:Cu2(OH)2SO42H+=2Cu2+SO42-+2H2O;(2)“水洗”去除铜片表面可溶性离子,“水洗”后检验铜片表面是否洗涤干净方法是:取最后一次所得水
44、洗液,向其中加入足量盐酸,再加入氯化钡溶液,若无沉淀生成,则铜片已洗涤干净;(3)“酸溶”时为防止反应过于剧烈,减缓反应速率,可以采取的措施有适当降低反应温度、缓慢滴加硝酸溶液;通入氧气,可以把部分NO和NO2转化为硝酸,从而减少硝酸的用量,同时可以将装置内剩余的NO和NO2转移到烧杯内进行尾气吸收,故通入空气的作用是:部分NO和NO2转化为硝酸,从而减少硝酸的用量;将NO和NO2转移到烧杯内进行尾气吸收;(4)调节pH=34,并保温3个小时,为了促进Fe3水解,使Fe3完全转化为Fe(OH)3沉淀;(5)烧杯中所得溶液含有NaNO2和NaNO3,要完全转化为NaNO3,NaNO2需要加入硝酸
45、进行转化,在此过程中有NO气体,防止该气体逸出,同时鼓入空气并用NaOH溶液吸收所得混合气体,待溶液中无气泡产生,停止滴加,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到NaNO3固体。20.三氯乙酸(CCl3COOH)是饮用水中常见污染物,难以直接氧化降解。通过Fe/Cu微电池法和芬顿法可将三氯乙酸除去。(1)pH=4时,向含有三氯乙酸的水样中投入铁屑和铜屑,通过原电池反应生成的活性氢原子(H)将CCl3COOH脱氯后转化为CHCl2COOH。原电池反应时的负极反应式为_。写出活性氢原子(H)与CCl3COOH反应的离子方程式:_。铁屑和铜屑的总质量一定,改变铁屑和铜屑的质量比,水样中单位时间三氯
46、乙酸的脱氯率如图1所示,当m(Fe)/m(Cu)大于4时,铁屑质量越大,脱氯率越低的原因是_。(2)取上述反应后的溶液,向其中加入H2O2,发生图2所示转化,生成羟基自由基(OH),OH能将溶液中的CHCl2COOH等物质进一步脱氯除去。图2所示转化中化合价未发生变化的元素是_。写出图2所示转化中反应的离子方程式:_。控制水样的pH不同,所得脱氯率如图3所示,当pH4后,脱氯率逐渐下降的原因是_。加入H2O2后需控制溶液的温度,温度过高时脱氯率减小的原因是_。【答案】 (1). Fe-2e-=Fe2+ (2). CCl3COOH+2H=CHCl2COOH+Cl-+H+ (3). 形成Fe/Cu
47、微电池的数目减少 (4). H (5). 2Fe3+H2O2=2Fe2+2H+O2 (6). Fe2+、Fe3+发生水解,浓度降低,减少了OH的生成 (7). H2O2发生分解【解析】【详解】(1)含有三氯乙酸的水样中投入铁屑和铜屑,酸性环境,组成铜锌原电池,铁作负极,负极反应式为Fe-2e-=Fe2+;原电池反应生成的活性氢原子(H)将CCl3COOH脱氯后转化为CHCl2COOH,活性氢原子(H)与CCl3COOH反应的离子方程式:CCl3COOH+2H=CHCl2COOH+Cl-+H+;铁屑和铜屑的总质量一定,改变铁屑和铜屑的质量比,当m(Fe)/m(Cu)大于4时,铁屑质量越大,形成的
48、Fe/Cu微电池数目越少,生成的活性氢速率越低,单位时间内脱氯率越低;(2)上述反应后的溶液有Fe2+,向其中加入H2O2,发生图2所示转化Fe2+转化为Fe3+,H2O2转化为羟基自由基(OH),故铁元素和氧元素化合价发生变化,氢元素化合价未发生变化;根据图2所示转化中,反应中H2O2转化为O2,Fe3+转化为Fe2+,故反应的离子方程式:2Fe3+H2O2=2Fe2+2H+O2;酸性条件会抑制Fe3+和Fe2+的水解,随着pH增大,Fe3+和Fe2+的水解程度增大,减小了羟基自由基的生成,因此根据脱氯率图3所示,当pH4后,脱氯率逐渐下降的原因是Fe2+、Fe3+发生水解,浓度降低,减少了
49、OH的生成;由于双氧水溶液受热易分解,生成羟基自由基(OH)减少,脱氯率减小,因此需控制溶液的温度,温度过高时脱氯率减小的原因是H2O2发生分解。21.原子序数小于等于36的Q、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,其中Q是原子半径最小的元素,W和Y的基态原子2p能级所含成单电子数均为2,Z的基态原子核外含有13种运动状态不同的电子。回答下列问题(涉及元素时用对应的元素符号表示):(1)X、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_。(2)1molQWX与1molWQ2Y所含键的比值为_。(3)根据等电子体理论可以预测WXY-的空间构型为_。(4)一种由X和Z两种元素形成化合物的晶胞如图所
50、示,该晶胞的化学式为_。(5)实验室合成一种由W和X两种元素形成的化合物,该化合物具有空间网状结构,其中每个W原子与4个X原子形成共价键,每个X原子与3个W原子形成共价键。该化合物的化学式为_。该化合物所属晶体类型为_晶体,预测其熔点应_金刚石(填“高于”或“低于”)。【答案】 (1). N、O、Al (2). 23 (3). 直线形 (4). AlN (5). C3N4 (6). 原子 (7). 高于【解析】【分析】Q是原子半径最小的元素,Q为氢;Z的基态原子核外含有13种运动状态不同的电子,Z为铝;W和Y的基态原子2p能级所含未成对电子数均为2,2p2或2p4, W为碳,Y为氧,X为氮,【
51、详解】(1)同周期,随着质子数增大,元素的第一电离能逐渐增大,但是A族和A族外层轨道处于全满和半满状态,能量较低较稳定,第一电离能较大,且金属易失去电子,故N、O、Al三种元素的第一电离能由大到小的顺序是N、O、Al;(2)HCN的结构式,CH2O的结构式为,故1molHCN与1molCH2O所含键的比值为23(3)根据等电子体理论;CNO的中心原子C价层电子对数为2,则空间构型为直线形;(4)根据原子均摊法,顶点1/8共有,棱1/4共有,体心独立拥有,则晶胞内有2个铝,2个氮,该化合物的化学式为AlN;(5)由C和N两种元素形成的化合物,其中每个C原子与4个N原子形成共价键,每个N原子与3个C原子形成共价键,C和N的个数比为3:4,该故化合物的化学式为C3N4;该化合物具有空间网状结构,类似于金刚石结构,故该化合物属于原子晶体;氮原子的半径小于碳原子,键长较短,C-N键能大于C-C键能,故其熔点应高于金刚石。【点睛】比较晶体的熔沸点,先明确晶体的类型,一般情况熔沸点:原子晶体离子晶体分子晶体。原子晶体的熔沸点由自身化学键决定,键能越大熔沸点越高。离子晶体中离子带电量越高半径越小,离子键越强,熔沸点越高。分子晶体的熔沸点取决于分子间的作用力,先考虑是否有氢键,后考虑范德华力(与相对分子质量成正比)。