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文档简介
2023年高考化学模拟试卷注意事项1.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置.3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符.4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案.作答非选择题,必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效.5.如需作图,须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗.一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、最近,一家瑞典公司发明了一种新型充电器"PowerTrekk'’,仅仅需要一勺水,它便可以产生维持10小时手机使用的电量。其反应原理为:Na4Si+5H2O=2NaOH+Na2SiO3+4H2↑,则下列说法正确的是()A.该电池可用晶体硅做电极材料B.Na4Si在电池的负极发生还原反应,生成Na2SiO3C.电池正极发生的反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-D.当电池转移0.2mol电子时,可生成标准状况下1.12LH22、三元轴烯(a)、四元轴烯(b)、五元轴烯(c)的结构简式如图所示,下列说法不正确的是A.a、b、c都能发生加成反应B.a与苯互为同分异构体C.a、b、c的一氯代物均只有一种D.c分子中的原子不在同一个平面上3、垃圾分类有利于资源回收利用。下列有关垃圾归类不合理的是A.A B.B C.C D.D4、用“四室电渗析法”制备H3PO2的工作原理如图所示(已知:H3PO2是一种具有强还原性的一元弱酸;阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过),则下列说法不正确的是()A.阳极电极反应式为:2H2O-4e-===O2↑+4H+B.工作过程中H+由阳极室向产品室移动C.撤去阳极室与产品室之间的阳膜a,导致H3PO2的产率下降D.通电一段时间后,阴极室中NaOH溶液的浓度一定不变5、实验室采用下列装置制取氨气,正确的是A.生成氨气B.干燥氨气C.收集并验满氨气D.吸收多余氨气6、只用一种试剂即可区别的:NaCl、MgCl2、FeCl3、Al2(SO4)3四种溶液,这种试剂是A.AgNO3 B.NaOH C.BaCl2 D.HCl7、设NA为阿伏加徳罗常数的值,下列说法正确的是A.0.01mol·L-1氯水中,Cl2、Cl-和ClO-三粒子数目之和大于0.01NAB.氢氧燃料电池正极消耗22.4L气体时,负极消耗的气体分子数目为2NAC.2.4g镁在空气中完全燃烧生成MgO和Mg3N2,转移的电子数为0.2NAD.0.lmol/L(NH4)2SO4溶液与0.2mol/LNH4Cl溶液中的NH4+数目相同8、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是()A.32gCu在足量O2或硫蒸气中完全燃烧失去的电子数均为NAB.4g甲烷和8g甲醇含有的氢原子数均为NAC.标准状况下,5.6L乙烷中含有的共价键数目为1.5NAD.一定条件下,32gSO2与足量O2反应。转移电子数为NA9、下列关于糖类、油脂、蛋白质的说法正确的是()A.糖类在一定条件下都可以水解生成乙醇和二氧化碳B.油脂与乙酸乙酯都属于酯类物质,碱性条件下水解都称为皂化反应C.硝酸铜溶液加入鸡蛋清中,可以使蛋清盐析而沉淀下来D.淀粉在加热、稀硫酸催化下水解的产物葡萄糖的检验,应先加入NaOH溶液,再加入银氨溶液,水浴加热,看是否有银镜出现。若出现银镜,证明有葡萄糖生成10、下列过程中,共价键被破坏的是()A.碘升华 B.蔗糖溶于水 C.氯化氢溶于水 D.氢氧化钠熔化11、核黄素又称为维生素B2,可促进发育和细胞再生,有利于增进视力,减轻眼睛疲劳。核黄素分子的结构为:已知:有关核黄素的下列说法中,不正确的是:A.该化合物的分子式为C17H22N4O6B.酸性条件下加热水解,有CO2生成C.酸性条件下加热水解,所得溶液加碱后有NH3生成D.能发生酯化反应12、我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下,则下列说法正确的是()A.E为该反应的反应热B.①→②吸收能量C.CH4→CH3COOH过程中,有极性键的断裂和非极性键的形成D.加入催化剂能改变该反应的能量变化13、如图是一种可充电锂电池,反应原理是4Li+FeS2Fe+2Li2S,LiPF6是电解质,SO(CH3)2是溶剂。下列说法正确的是()A.放电时,电子由a极经电解液流向b极B.放电时,电解质溶液中PF6-向b极区迁移C.充电时,b极反应式为Fe+2Li2S-4e-=FeS2+4Li+D.充电时,b极消耗5.6gFe时在a极生成0.7gLi14、某硫酸厂废气中SO2的回收利用方案如图所示。下列说法错误的是()A.X可能含有2种盐 B.Y可能含有(NH4)2SO4C.a是SO3 D.(NH4)2S2O8中S的化合价不可能为+715、NA代表阿伏伽德罗常数,下列说法正确的是()A.标准状况下,560mL的氢气和氯气的混合气体充分反应后共价键数目为0.05NAB.标准状况下,2.24LCl2通入NaOH溶液中反应转移的电子数为0.2NAC.常温常压下,1.5molHCHO和C2H2O3的混合物完全充分燃烧,消耗的O2分子数目为1.5NAD.0.1mol/L的NH4Cl溶液中通入适量氨气呈中性,此时溶液中NH4+数目为NA16、测定稀盐酸和氢氧化钠稀溶液中和热的实验中没有使用的仪器有:①大、小烧杯;②容量瓶;③量筒;④环形玻璃搅拌棒;⑤试管;⑥温度计;⑦蒸发皿;⑧托盘天平中的()A.①②⑥⑦ B.②⑤⑦⑧ C.②③⑦⑧ D.③④⑤⑦二、非选择题(本题包括5小题)17、化合物G是制备治疗高血压药物纳多洛尔的中间体,实验室由A制备G的一种路线如下:已知:
(1)A的化学式是________(2)H中所含官能团的名称是_______;由G生成H的反应类型是_______。(3)C的结构简式为______,G的结构简式为_________。(4)由D生成E的化学方程式为___________。(5)芳香族化合物X是F的同分异构体,1molX最多可与4molNaOH反应,其核磁共振氢谱显示分子中有3种不同化学环境的氢,且峰面积比为3:3:1,写出两种符合要求的X的结构简式:___________________。(6)请将以甲苯和(CH3CO)2O为原料(其他无机试剂任选),制备化合物的合成路线补充完整。______________________________________18、化合物I是一种药物合成中间体,与I相关的反应如下:根据以上信息回答下列问题。(1)B→C的反应类型是___________。(2)写出D→E的化学方程式___________。(3)下列说法正确的是____________A.物质H中的官能团X为—COOHB.物质C是纯净物C.有机物A和B以任意物质的量之比混合,只要混合物的总物质的量相同,那么混合物充分燃烧消耗的氧气的量相同D.工业上用物质B与O2在催化剂条件下可生产环氧乙烷(4)实验室取1.96gG完全燃烧,将燃烧产物通过碱石灰,碱石灰质量增加4.68g;若将燃烧产物通过浓硫酸,浓硫酸的质量增加0.72g。G的分子式是___________。19、碘及其化合物可广泛用于医药和工业生产等。(1)实验室用海带提取I2时操作步骤依次为:灼烧、溶解、过滤、__、__及蒸馏。(2)灼烧海带时除需要三脚架、酒精灯、玻璃棒外,还需要的实验仪器是__。(3)“过滤”后溶液中含一定量硫酸盐和碳酸盐。现要检验溶液中的I﹣,需选择的试剂组合及其先后顺序是__(选填编号)。a.AgNO3溶液b.Ba(NO3)2溶液c.BaCl2溶液d.CaCl2溶液(4)在海带灰滤液中加入适量氯水后一定存在I2,可能存在IO3﹣。请补充完整检验含I2溶液中是否含有IO3﹣的实验方案(可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液):①取适量含I2溶液用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;②__。(5)分解水可用SO2/I2循环法。该法共涉及三步化学反应。__;2H2SO42SO2↑+O2↑+2H2O;__。与传统的分解水的方法相比,本法的优点是__;缺点是__。20、高锰酸钾是常用的氧化剂。某化学小组在实验室以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备KMnO4,下图是实验室制备高锰酸钾的操作流程。已知:温度溶解度/gK2CO3KHCO3KMnO420℃11133.76.38请回答:(1)反应①的化学方程式为______________________________________,加热软锰矿、KClO3和KOH固体,除三脚架、玻璃棒、泥三角和铁坩埚外,还用到的仪器有___,不采用瓷坩埚而选用铁坩埚的理由是______________(2)反应②中氧化产物与还原产物的物质的量之比为___________________;上述流程中可以循环利用的物质是__________________________。(3)实验时,从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作a为___________________,若CO2过量会生成KHCO3,导致得到的KMnO4产品的纯度降低其原因是________。21、(1)下列氮原子的电子排布图表示的状态中,能量由低到高的顺序是_______(填字母代号)。(2)P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图所示。①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_______________。②每个P4S3分子中含有的孤电子对的数目为__________________。(3)科学家合成了一种阳离子“N5n+,其结构是对称的,5个N排成"V"形,每个N都达到8电子稳定结构,且含有2个氮氮三键;此后又合成了一种含有“N5n+”的化学式为”N8”的离子晶体,其电子式为_________________。分子(CN)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,分子中每个原子的最外层均满是8电子稳定结构,其结构式为_____。(4)直链多磷酸根阴离子是由两个或两个以上磷氧四面体通过共用顶角氧原子连接起来的,如图所示。则由n个磷氧四面体形成的这类磷酸根离子的通式为_________________。(5)碳酸盐中的阳离子不同,热分解温度就不同。下表为四种碳酸盐的热分解温度和金属阳离子半径随着金属阳离子半径的增大,碳酸盐的热分解温度逐步升高,原因是_______________。(6)石墨的晶体结构和晶胞结构如下图所示。已知石墨的密度为pg・cm3,C—C键的键长为cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则石墨晶体的层间距为_________cm。
参考答案一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、C【解析】试题分析:由该电池的反应原理可知,硅化钠是还原剂,其在负极上发生氧化反应;水是氧化剂,其在正极上发生还原反应;反应中电子转移的数目是8e-。A.该电池工作时生成氢氧化钠溶液,而硅可以与氢氧化钠反应,所以不能用晶体硅做电极材料,A不正确;B.Na4Si在电池的负极发生氧化反应,B不正确;C.电池正极发生的反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,C正确;D.当电池转移0.2mol电子时,可生成标准状况下2.24LH2,D不正确。本题选C。2、D【解析】
A.a、b、c均含有碳碳双键,因此都能发生加成反应,故A正确;B.a和苯的分子式均为C6H6,且结构不同,则a与苯互为同分异构体,故B正确;C.a、b、c分子中均只有一种氢原子,则它们的一氯代物均只有一种,故C正确;D.c分子中含有碳碳双键的平面结构,根据乙烯的平面结构分析,c中所有的原子在同一个平面上,故D错误;故选D。【点睛】在常见的有机化合物中,甲烷为正四面体结构,乙烯和苯是平面型结构,乙炔是直线型结构,其它有机物可在此基础上进行判断即可。3、D【解析】
A、废易拉罐主要材料为铝质,属于可回收利用的材料,属于可回收物,选项A正确;B、卫生间用纸由于水溶性太强,不算可回收的“纸张”,属于其它垃圾,选项B正确;C、废荧光灯管中含有重金属等有害物质,所以属于有害垃圾,选项C正确;D、大棒骨属于其他垃圾,因为“难腐蚀”被列入“其他垃圾”,选项D错误;答案选D。4、D【解析】
阴极室中阳离子为钠离子和水电离出的氢离子,阴极上氢离子得电子发生还原反应生成氢气,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+OH—,溶液中氢氧根浓度增大,原料室中钠离子通过阳膜向阴极室移动;H2PO2—离子通过阴膜向产品室移动;阳极室中阴离子为硫酸根离子和水电离出的氢氧根离子,阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,溶液中氢离子浓度增大,H+通过阳膜向产品室移动,产品室中H2PO2-与H+反应生成弱酸H3PO2。【详解】A项、阳极中阴离子为硫酸根离子和水电离出的氢氧根离子,阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,故A正确;B项、阳极上水电离出的氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气,溶液中氢离子浓度增大,H+通过阳膜向产品室移动,故B正确;C项、撤去阳极室与产品室之间的阳膜,阳极生成的氧气会把H3PO2氧化成H3PO4,导致H3PO2的产率下降,故C正确;D项、阴极上水电离出的氢离子得电子发生还原反应生成氢气,溶液中氢氧根浓度增大,原料室中钠离子通过阳膜向阴极室移动,通电一段时间后,阴极室中NaOH溶液的浓度增大,故D错误。故选D。【点睛】本题考查电解池原理的应用,注意电解池反应的原理和离子流动的方向,明确离子交换膜的作用是解题的关键。5、D【解析】A.加热氯化铵分解生成的氨气和氯化氢温度降低后又化合生成氯化铵,故A错误;B.氨气的水溶液显碱性,不能用浓硫酸干燥,故B错误;C.收集氨气的导管应该插入试管底部,故C错误;D.氨气极易溶于水,采用倒扣的漏斗可以防止倒吸,故D正确;故选D。6、B【解析】
四种溶液中阳离子互不相同,可选用氢氧化钠溶液鉴别。氯化钠与氢氧化钠不反应;氢氧化钠与氯化镁生成白色沉淀;氢氧化钠与氯化铁生成红褐色沉淀;氢氧化钠加入硫酸铝溶液产生白色沉淀然后沉淀溶解。答案选B。【点睛】氢氧化镁和氢氧化铝均为白色沉淀,但氢氧化铝溶于强碱溶液。7、C【解析】
A.缺少体积数据,不能计算微粒数目,A错误;B.缺少条件,不能计算气体的物质的量,也就不能计算转移的电子数目,B错误;C.Mg是+2价的金属,2.4gMg的物质的量是0.1mol,反应会失去0.2mol电子,因此2.4g镁在空气中完全燃烧生成MgO和Mg3N2,转移的电子数为0.2NA,C正确;D.溶液的体积未知,不能计算微粒的数目,D错误;故合理选项是C。8、B【解析】A.32gCu是0.5mol,在足量O2或硫蒸气中完全燃烧分别生成氧化铜和硫化亚铜,失去的电子数分别为NA和0.5NA,A错误;B.4g甲烷和8g甲醇的物质的量均是0.25mol,含有的氢原子数均为NA,B正确;C.标准状况下,5.6L乙烷是0.25mol,其中含有的共价键数目为1.75NA,C错误;D.一定条件下,32gSO2与足量O2反应,转移电子数小于NA,因为是可逆反应,D错误,答案选B。点睛:在高考中,对物质的量及其相关计算的考查每年必考,以各种形式渗透到各种题型中,与多方面的知识融合在一起进行考查,近年来高考题常以阿伏加德罗常数为载体,考查物质的量,气体摩尔体积、阿伏加德罗定律及其推论、氧化还原反应等,综合运用了物质的状态、摩尔质量、比例关系、微粒数目、反应关系、电子转移等思维方法。其中选项A是易错点,注意铜在氧气和硫的反应中铜的价态不同。9、D【解析】
A.葡萄糖在酒化酶的作用下可以分解为乙醇和二氧化碳。二糖和多糖在一定条件下都可以水解生成单糖。故A不选;B.油脂在碱性条件下的水解才称为皂化反应。故B不选;C.硝酸铜是重金属盐,加入鸡蛋清中可以使蛋清变性而沉淀下来,故C不选。D.淀粉在稀硫酸催化下水解生成葡萄糖,葡萄糖中含有醛基,可以用银氨溶液来检验,在加银氨溶液之前必须先加入氢氧化钠溶液以中和催化剂硫酸。故D选。故选D。10、C【解析】
A.碘升华克服的是分子间作用力,共价键没有破坏,故A错误;B.蔗糖溶于水后,蔗糖在水中以分子形式存在,所以没有化学键的破坏,故B错误;C.氯化氢气体溶于水,氯化氢在水分子的作用下发生电离生成氯离子和氢离子,所以有化学键的破坏,故C正确;D.氢氧化钠熔化时电离出OH-和Na+,只破坏离子键,故D错误;故答案为C。11、A【解析】
A、根据键线式的特点和碳原子的四价理论知该化合物的分子式是C17H20N4O6,故A错误;
B、由结构式可以知该化合物中含有肽键,因此可以发生水解反应,由已知条件可知水解产物有碳酸即水和二氧化碳生成,故B正确;
C、由结构式可以知该化合物中含有肽键,因此可以发生水解反应,由已知条件可知水解产物有氨气生成,故C正确;
D、因为该化合物中含有醇羟基,因此可以发生酯化反应,故D正确;
故选A。12、C【解析】
A.根据图示E为该反应的活化能,故A错误;B.①→②的能量降低,过程为放热过程,故B错误;C.该过程中甲烷中的C-H键断裂,为极性键的断裂,形成CH3COOH的C-C键,为非极性键形成,故C正确;D.催化剂不能改变反应的能量变化,只改变反应的活化能,故D错误;故答案为C。13、C【解析】
由所给的反应原理可判断原电池时,Li易失电子作负极,所以a是负极、b是正极,负极反应式为Li-e-═Li+,LiPF6是电解质,则正极反应式为
FeS2+4Li++4e-═Fe+2Li2S。【详解】A.电子从负极沿导线流向正极,电子不经过电解质溶液,A错误;B.原电池中阴离子移向负极,电解质溶液中PF6-应向a极区迁移,B错误;
C.充电时,原电池中负极变阴极,正极变阳极,则电解时b极为阳极,反应式为Fe+2Li2S-4e-=FeS2+4Li+,C正确;D.由所给原理4Li+FeS2Fe+2Li2S,可得关系式,b极消耗5.6gFe时在a极生成2.8gLi,D错误;故选C。14、C【解析】
流程可知,氨水与废气反应生成亚硫酸氨或亚硫酸氢铵,然后与过量硫酸反应生成气体a为二氧化硫,Y为硫酸铵、硫酸氢铵。【详解】A.废气少量时生成X为亚硫酸铵,废气过量时生成X为亚硫酸氢铵,或二者均有,A正确;B.X中加过量硫酸生成硫酸铵或硫酸氢铵,B正确;C.亚硫酸氨或亚硫酸氢铵,与过量硫酸反应生成气体a为二氧化硫,C错误;D.(NH4)2S2O8中为连二硫酸铵,S最外层有6个电子,最高价为+6价,则S的化合价不可能为+7,D正确;故答案为:C。15、C【解析】
A.标准状态下560mL的氢气和氯气混合物含有气体的物质的量为n=,无论是否反应,每个分子中含有1个共价键,所以0.025mol气体混合物反应后含有的共价键数目为0.025NA,故A错误;B.氯气在反应中既是氧化剂也是还原剂,1mol氯气反应时转移电子数为1mol,2.24LCl2的物质的量为则转移电子数为0.1NA,故B错误;C.1molHCHO和1molC2H2O3完全燃烧均消耗1mol氧气,所以1.5mol两种物质的混合物完全燃烧消耗氧气的物质的量为1.5mol,则消耗的O2分子数目为1.5NA,故C正确;D.缺少溶液的体积,无法计算微粒的数目,故D错误。故选C。16、B【解析】
在测定稀盐酸和氢氧化钠稀溶液中和反应反应热的实验中,需要使用量筒量取溶液体积,小烧杯作为两溶液的反应容器,小烧杯置于大烧杯中,小烧杯与大烧杯之间填充隔热材料,反应过程中用环形玻璃搅拌棒不断搅拌促进反应均匀、快速进行,用温度计量取起始温度和最高温度,没有使用到的是容量瓶、试管、蒸发皿、托盘天平,即②⑤⑦⑧,答案选B。二、非选择题(本题包括5小题)17、C10H8羟基,醚键取代反应【解析】
根据合成路线中有机物的结构变化及分子式结合反应条件分析合成过程中的中间产物及反应类型;根据提示信息及原料、目标产物,采用逆合成分析法设计合成路线。【详解】根据已知条件及D的结构式分析得A与浓硫酸发生取代反应,则B的结构简式为;根据B和D的结构及反应条件可以分析得中间产物C的结构简式为:;根据E的分子式结合D的结构分析知E的结构简式为:;根据F的结构及反应条件分析G的结构简式为:;(1)根据A的结构简式分析得A的化学式是C10H8;(2)根据H的结构简式分析,H中所含官能团的名称是羟基,醚键;比较G和H的结构变化可以看出H中酚羟基上的氢原子被取代,所以该反应为取代反应;(3)根据上述分析C的结构简式为;G的结构简式为;(4)由D生成E属于取代反应,化学方程式为:+(CH3CO)2O→+CH3COOH;(5)X属于芳香族化合物,则X中含有苯环,1molX最多可与4molNaOH反应,结构中可能含有2个酯基,结构中有3种不同化学环境的氢,且峰面积比为3:3:1,说明结构中对称性较强,结构中应该含有多个甲基,则符合要求的X的结构简式有为:、、、;(6)根据目标产物逆分析知由发生取代反应生成,而根据提示信息可以由在一定条件下制取,结合有机物中官能团的性质及题干信息,可以由氧化制取,则合成路线为:。18、加聚反应CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2OACDC9H8O5【解析】
C为聚乙烯,那么B为乙烯,B生成C的反应即加聚反应;由A依次生成D,E,F的条件可知,A中一定有羟基,所以A为乙醇;由G生成H的条件可知,G中一定含有羟基,H中一定含有羧基,所以H中的-X即为羧基;根据(4)中提供的燃烧的相关信息,可计算出G的分子式,结合前面推出的信息就可以确定G的结构中含有两个羧基,1个羟基。【详解】(1)通过分析可知,B生成C即乙烯生成聚乙烯的反应,反应类型为加聚反应;(2)D生成E的反应即乙醛与弱氧化剂Cu(OH)2反应的反应;方程式为:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O;(3)A.通过分析可知,H中X的官能团为羧基,A项正确;B.物质C为聚乙烯,高分子有机化合物都是混合物,B项错误;C.A为乙醇,1mol乙醇完全燃烧消耗3molO2;B为乙烯,1mol乙烯完全燃烧消耗也是3molO2,所以A与B无论何种比例混合,只要混合物的总物质的量相同,则完全燃烧消耗的氧气的量就相同,C项正确;D.乙烯可以在银的催化下与O2反应生成环氧乙烷,工业上可以采用这种方法生产环氧乙烷,D项正确;答案选ACD;(4)1.96gG中含有H0.08g即0.08mol,含有C1.08g即0.09mol,那么O的质量为0.8g即0.05mol,再结合推断流程分析可知,G分子式为C9H8O5。【点睛】有机推断题中,物质的推断一方面可以通过反应条件猜测有机物的结构特点,另一方面也可以通过有机物燃烧的规律判断有机物的组成。19、氧化萃取(或萃取分液)坩埚(或瓷坩埚)、泥三角ba从水层取少量溶液,加入1~2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明滤液中含有IO3﹣,若溶液不变蓝,说明滤液中不含有IO3﹣SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO42HIH2+I2节约电能使用能造成污染环境的SO2【解析】
(1)将海带灼烧、溶解、过滤后所得溶液中碘以I-存在,要将碘从水溶液中分离出来,应将I-转化成水溶性差而易溶于有机溶剂的I2;(2)根据灼烧装置即可找除出题中所列外还需要的实验仪器;(3)检验I-通常用AgNO3溶液,而Ag2SO4微溶、Ag2CO3难溶,所以SO42-和CO32-会干扰I-的检验,需排除干扰;(4)检验IO3-可采用思路为:IO3-→I2→检验I2,所以应选用合适的还原剂将IO3-还原为I2,再检验生成的I2;(5)根据题意,分解水采用的是SO2/I2循环法,可判断SO2和I2在整个过程中参与反应且能重新生成,由此判断各步反应;该法与电解水相比,不耗电但使用了能产生污染的SO2。【详解】(1)根据分析,需把溶液中的I-转化为水溶性差而易溶于有机溶剂的I2,I-→I2为氧化过程;从水溶液中分离出I2可用CCl4等有机溶剂萃取后蒸馏。答案为:氧化;萃取(或萃取分液);(2)固体灼烧需要坩埚,而坩埚需放在泥三角上加热,所以,灼烧海带时除需要三脚架、酒精灯、玻璃棒外,还需要的实验仪器是坩埚(或瓷坩埚)、泥三角。答案为:坩埚(或瓷坩埚)、泥三角;(3)由于碘化银是不溶于水,也不溶于酸的黄色沉淀,所以可用AgNO3溶液检验。但Ag2SO4微溶、Ag2CO3难溶,所以SO42-和CO32-会干扰I-的检验,所以需要排除其干扰,又因为还不能引入氯离子,所以可以用足量的Ba(NO3)2溶液除去SO42-和CO32-,过滤后(或取上层清液)再加入AgNO3溶液。答案为:ba;(4)碘酸根具有强氧化性,能被还原为单质碘,而碘遇淀粉显蓝色,所以检验碘酸根的实验操作是:从水层取少量溶液,加入1~2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明滤液中含有IO3-;若溶液不变蓝,说明滤液中不含有IO3-;⑸依题意,用SO2/I2循环法分解水共涉及三步化学反应。根据第二个反应可知,首先SO2被氧化为硫酸,氧化剂为I2,化学方程式为:SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4;生成的HI分解即可得到氢气,同时重新生成I2,所以第三个化学方程式为:2HIH2+I2。电解水需要消耗电能,而SO2又是大气污染物,所以与传统的分解水的方法相比,本法的优点是节约电能,而缺点是使用能造成污染环境的SO2。【点睛】Ag+能与很多阴离子反应生成沉淀,如SO42-、CO32-、Cl-、Br-、I-、OH-等,所以,用AgNO3溶液检验卤离子时应注意排除干扰。20、(1)KClO3+3MnO2+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O酒精灯、坩埚钳瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应2:1KOH、MnO2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥KHCO3的溶解度较小,滤液蒸发浓缩降温结晶时KHCO3会随KMnO4一同结晶析出【解析】
以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备KMnO4晶体,软锰矿固体和KOH固体混合在铁坩埚中煅烧,得到墨绿色熔块,为K2MnO4,冷却后溶于水其水溶液呈深绿色,这是锰酸根在碱溶液中的特征颜色,边加热边通入适量二氧化碳气体,调节溶液pH趁热过滤得到MnO2和KMnO4溶液,冷却结晶得到KMnO4晶体。⑴加热条件下,MnO2、KOH和KClO3反应生成K2MnO4、KCl、H2O,熔融固体物质需要在坩埚内加热,加热熔融物含有碱性物质KOH应该用铁坩埚;瓷坩埚中的二氧化硅和强碱反应,坩埚被腐蚀;⑵工艺流程可知,CO2使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入CO2太多,会有KHCO3生成,滤液中含有KHCO3、KMnO4;氧化还原反应中的氧化剂是元素化合价降低的物质,还原剂是元素化合价升高的物质,结合化学方程式定量关系和电子守恒计算;流程中需要加入的物质在后面有生成该物质,该物质可以循环利用;⑶从滤液中得到物质的方法是浓缩蒸发,冷却结晶,过滤或抽滤得到晶体;工艺流程可知,二氧化碳使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入二氧化碳太多,会有KHCO3生成,滤液中含有KHCO3、高锰酸钾;【详解】(1).加热条件下,MnO2、KOH和KClO3反应生成K2MnO4、KCl、H2O,反应的化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;加热软锰矿、KClO3和KOH固体混合物时,由于KOH会与瓷坩埚中的SiO2发生反应:2KOH+SiO2K2SiO3+H2O腐蚀坩埚,而不与Fe发生反应,所以要用铁坩埚;故答案为KClO3+3MnO2+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;酒精灯、坩埚钳;瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应;(2).由流程图可知,二氧化碳使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入二氧化碳太多,会有KHCO3生成,滤液中含有KHCO3、KMnO4,在加热浓缩时,会有KHCO3和KMnO4晶体一起析出,实验中通入适量二氧化碳时体系中可能发生反应的离子方程式为:3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-,2OH-+CO2=CO32-+H2O,其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂都是KMnO4,所以氧化剂和还原剂的质量比即为反应的物质的量之比为1:2,调节溶液pH过程中,所得氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1;从流程图可以看出,需要加入的物质有MnO2、KOH、KClO3、CO2(水可以不考虑),反应中又生成KOH、MnO2,故KOH、MnO2是可以循环利用的物质,故答案为:2:1;KOH、MnO2;(3).依据流程中的信息,滤液中含有大量的高锰酸钾和碳酸钾,再根据表中的溶解度数据可知,高锰酸钾在室温下的溶解度较小,而碳酸钾的溶解度很大,因此,从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作是浓缩蒸发,冷却结晶、过滤或抽滤得到晶体;工艺流程可知,二氧化碳使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入二氧化碳太多,会有KHCO3生成,滤液中含有KHCO3、KMnO4,在加热浓缩时,会有KHCO3和KMnO4晶体一起析出,故答案为:蒸发浓
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