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文档简介
2021届新高考化学模拟试卷
一、单选题(本题包括15个小题,每小题4分,共60分.每小题只有一个选项符合题意)
1.下列表述和方程式书写都正确的是
A.表示乙醇燃烧热的热化学方程式:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)AH=-1367.0kJ/mol
3+22+
B.KAI(SC)4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液使沉淀物质的量达到最大:AI+2SO4+2Ba+4OH-=
AIO2+2BaSO4^+2H2O
+
C.用稀硫酸酸化的KMnCU溶液与反应,证明出。2具有还原性:2MnO4+6H+5H2O2=2171/+5。2个+8»0
D.用石墨作电极电解NaCI溶液:2c「+2H'电解Ch个+H『个
【答案】C
【解析】
【详解】
A.燃烧热是lmol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量,水的稳定状态是液态,因此该式不能
表示该反应的燃烧热,A错误;
3+22+
B.KAI(SC)4)2溶液中加入Ba(0H)2溶液使沉淀物质的量达到最大:2AI+3SO4+3Ba+6OH=
2AI(OH)3^+3BaSO44/,B错误;
C.用稀硫酸酸化的KMnO,溶液与心。2反应,证明心。2具有还原性,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,
可得反应的离子方程式为:2MnOj+6H++5H2t)2=2Mn2++5O2个+8%0,C正确;
D.用石墨作电极电解NaCI溶液,阳极C「失去电子变为Ch,阴极上水电离产生的4获得电子变为出,反
应方程式为:2Cr+2H2。电解CI2个+h个+2OH,D错误;
故合理选项是C«
2.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
或三种所组成的化合物。已知A的相对分子质量为28,B分子中含有18个电子,五种化合物间的转化关
系如图所示。下列说法错误的是()
A.X、Y组成化合物的沸点一定比X、Z组成化合物的沸点低
B.Y的最高价氧化物的水化物为弱酸
C.Y、Z组成的分子可能为非极性分子
D.W是所在周期中原子半径最小的元素
【答案】A
【解析】
【分析】
根据分析A相对原子质量为28的两种或三种元素组成化合物,容易想到一氧化碳和乙烯,而B分子有18
个电子的化合物,容易想到氯化氢、硫化氢、磷化氢、硅烷、乙烷、甲醇等,但要根据图中信息要发生反
应容易想到A为乙烯,B为氯化氢,C为氯乙烷,D为水,E为甲醇,从而X、Y、Z、W分别为H、C、0、
CU
【详解】
A选项,C、H组成化合物为烧,当是固态烧的时候,沸点可能比H、0组成化合物的沸点高,故A错误;
B选项,C的最高价氧化物的水化物是碳酸,它为弱酸,故B正确;
C选项,Y、Z组成的分子二氧化碳为非极性分子,故C正确;
D选项,同周期从左到右半径逐渐减小,因此CI是第三周期中原子半径最小的元素,故D正确。
综上所述,答案为A。
3.以黄铜矿(主要成分为CuFeSz,含少量杂质Si。?等)为原料,进行生物炼铜,同时得到副产品绿研
(FeSO4•7H2O)»其主要工艺流程如下:
试剂c
过量稀
H2SO4
不断通人o?
已知:部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表。
沉淀物CU(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)2
开始沉淀pH4.72.77.6
完全沉淀pH6.73.79.6
下列说法不正确的是
A.试剂a可以是CuO或Cu(OH)z,作用是调节pH至3.7〜4.7之间
B.反应I的化学反应方程式为4CuFeSz+2H2so4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SC>4)3+2H2O,该反应中铁元素被还原
C.操作X为蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜,再冷却结晶
2+2++2+
D.反应m的离子方程式为Cu+Fe==CU+Fe,试剂c参与反应的离子方程式分别为Fe+2H=Fe+H2t,
3+
Fe(0Hb+3H*=Fe+3H2O
【答案】B
【解析】
【详解】
A.加入试剂a调节pH至3.7~4.7之间,目的是使Fe?+形成Fe(0H)3沉淀,同时要防止生成Cu(OH)z沉淀,
为了防止引入新的杂质,试剂a可以是CuO[或CU(0H)2、CUCO3等],故A正确;
B.反应I的化学反应方程式为4CuFeS2+2HzSO4+17O2=4CuSC)4+2Fe2(SO4)3+2H2O,该反应中铁元素化合价
升高被氧化,故B错误;
C.操作X为从硫酸亚铁溶液中得到绿帆晶体,当蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时,再冷却结晶即可,故C
正确;
D.反应m主要是C/+与过量的Fe(即b试剂)反应,为将+全部转化,加入的铁粉过量,因此在反应W时
应该将过量的铁粉除去,利用铁、铜的性质差别,加入适量稀硫酸(即试剂c)即可,参与反应的离子方程
+3+
式分别为Fe+2Ff=Fe2++H2个,Fe(OH)3+3H=Fe+3H2O,故D正确;
答案选B。
4.以下物质的水溶液显酸性的是
A.NaHCO,B.NaHSO4C.CH3COOKD.KNO3
【答案】B
【解析】
【详解】
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)、c(OH)的相对大小。c(H+)>c(OIT)的溶液呈酸性。
A.NaHCC>3在溶液中完全电离,生成的HCO;以水解为主使溶液呈碱性,A项错误;
B.NaHSCh在溶液中完全电离生成Na,H\SO?,使溶液呈酸性,B项正确;
C.CH3coOK在溶液中完全电离,生成的CH3COO-水解使溶液呈碱性,C项错误;
D.KNO.3溶液中,K\NO3一不能发生水解,溶液呈中性,D项错误。
本题选Bo
5.下列属于氧化还原反应的是()
A
=
A.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2t
B.Na2O+H2O=2NaOH
高温
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.Ca(OH)2+CO2=CaCO3>P+H20
【答案】C
【解析】
【详解】
凡是有元素化合价变化的反应均为氧化还原反应,A、B、D项中均无化合价变化,所以是非氧化还原反应;
C项中Fe、C元素化合价变化,则该反应为氧化还原反应,故C符合;
答案选C。
6.某同学利用下图装置探究SO?的性质。
尾气处理
下列有关反应的方程式,不事确的是()
2
A.①中溶液显红色的原因:C03"+H20^^HC(V+0H-
2--
B.①中溶液红色褪去的原因:2S02+C03+H20==C02+2HS03
C.②中溶液显黄绿色的原因:Cl2+H20==HC1+HC10
D.②中溶液黄绿色褪去的原因:S02+Cl2+2H2O=H2SO4+2HC1
【答案】C
【解析】碳酸钠溶液显碱性,能使酚酰:变红色,其水解的离子方程式为:COr+H2gHe(Y+OH-,故A正确;
2
亚硫酸的酸性强于碳酸,在碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳发生反应2S02+C03-+H20-C02+2HS03',NaHS03
溶液显酸性,所以溶液红色褪去,故B正确;氯气溶于水部分与水反应,部分以氯气分子的形式存在于溶
液,所以氯水显浅黄绿色是因为溶解了氯气,故C错误;二氧化硫与氯水反应生成HC1和硫酸,即发生
SO2+C12+2H2O—H2SO4+2HC1,氯气被消耗,所以溶液的黄绿色褪去,故D正确。
7.KzFeO4在酸性或中性溶液中能快速产生在碱性溶液中较稳定。如图是制备高铁酸钾的一种装置,
制取实验完成后,取C中紫色溶液,加入稀盐酸,产生气体。下列说法不正确的是()
A.B瓶应盛放饱和食盐水除去混有的HCI
B.C瓶中KOH过量更有利于高铁酸钾的生成
C.加盐酸产生气体可说明氧化性:K2FeO4>CI2
D.高铁酸钾是集氧化、吸附、絮凝等特点为一体的优良的水处理剂
【答案】C
【解析】
【分析】
在装置中,A为制取氯气的装置,B为除去Cl?中混有的HCI的装置,C为Ch、Fe(OH)3、KOH制取QFeOd
的装置,D为未反应CL的吸收装置。
【详解】
A.因为CL中混有的HCI会消耗KOH、Fe(0H)3,所以需使用饱和食盐水除去,A正确;
B.因为LFeO,在碱性溶液中较稳定,所以C瓶中KOH过量更有利于高铁酸钾的生成,B正确;
C.在C装置中发生反应3a2+10KOH+2Fe(OH)3==2K2FeO4+6KCI+8H2。,所以氧化性:K2FeO4<CI2,C不正确;
D.高铁酸钾具有强氧化性,能杀死细菌,反应生成的Fe打水解生成Fe(OHb胶体,具有吸附、絮凝作用,
所以高铁酸钾是优良的水处理剂,D正确;
故选C。
8.下列对化学用语的理解中正确的是()
A.原子结构示意图:可以表示35。,也可以表示37cl
B.电子式::g:H可以表示羟基,也可以表示氢氧根离子
C.比例模型妙:可以表示甲烷分子,也可以表示四氯化碳分子
D.结构简式(CEbCHOH:可以表示1-丙醇,也可以表示2-丙醇
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.35cl和"CI是同种元素,质子数相同,电子数也相同,所以原子结构示意图也相同,故A正确;
B.羟基的电子式为、6:H,氢氧根离子的电子式为[:6:H「,故B错误;
•"..
C.比例模型中应符合原子的大小,氯原子半径大于碳原子半径,所以不能用同一个比例模型表示甲烷和四
氯化碳,故c错误;
D.(CHjzCHOH中主碳链有3个碳,羟基在二号碳上,仅可以表示2-丙醇,故D错误;
综上所述,答案为A。
9.某未知溶液(只含一种溶质)中加入醋酸钠固体后,测得溶液中c(CH3COO-):c(Na+)=l:l。则原未知溶
液一定不是
A.强酸溶液B.弱酸性溶液C.弱碱性溶液D.强碱溶液
【答案】A
【解析】
【详解】
A.强酸性溶液会促进醋酸根水解平衡正向进行,不能满足溶液中c(CH3COO-):c(Na+)=l:l,故选A;
+
B.弱酸性溶液如加入少量醋酸会增加溶液中醋酸根离子浓度,可以满足溶液中c(CH3COO-):c(Na)=l:l,故不
选B;
+
C.弱碱性溶液如加入弱碱抑制醋酸根离子水解,可以满足溶液中c(CH3COO-):c(Na)=l:l,故不选C;
D.强碱溶液如加入KOH溶液抑制醋酸根离子水解,可以满足满足溶液中c(CH3coeT):c(Na+)=l:l,故不选D;
答案:A
【点睛】
醋酸钠固体溶解后得到溶液中醋酸根离子水解溶液显碱性,使得醋酸根离子浓度减小,
-
C(CH3COO)+H2OCH3COOH+OK,从平衡角度分析。
10.最近媒体报道了一些化学物质,如:爆炸力极强的Ns、比黄金还贵的1七、太空中的甲醇气团等。下
列说法中正确的是
A.MO?和是两种不同的原子B.甲醇(CH3OH)属于离子化合物
C.Ns和吐是氮元素的两种同位素D.由Ns变成吐是化学变化
【答案】D
【解析】
【详解】
A.18O2和是两种不同的原子构成的分子,A错误;
B.甲醇(CLOH)是由分子构成的共价化合物,B错误;
C.Ns和N?是氮元素的两种不同的单质,二者互为同素异形体,C错误;
D.Ns和心是N元素的两种不同的单质,所以由Ns变成M是化学变化,D正确;
故合理选项是D»
11.最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与0在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程
的示意图如下:
下列说法中正确的是
A.CO和。生成CO?是吸热反应
B.在该过程中,CO断键形成C和0
c.co和。生成了具有极性共价键的C02
D.状态IT状态III表示CO与Oz反应的过程
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据能量-反应过程的图像知,状态I的能量高于状态川的能量,故该过程是放热反应,A错误;
B.根据状态I、II、III可以看出整个过程中C。中的C和。形成的化学键没有断裂,故B错误;
C.由图川可知,生成物是C02,具有极性共价键,故C正确;
D.状态I9状态m表示CO与0反应的过程,故D错误。
故选C。
12.下列除杂方案正确的是
选项被提纯的物质杂质除杂试剂除杂方法
AC02(g)S02(g)饱和NaHSO3溶液、浓H2SO4洗气
BNH4CI(aq)Fe”(aq)NaOH溶液过滤
CCl2(g)HCI(g)饱和NaHCO3溶液、浓H2SO4洗气
浓洗气
DS02(g)S03(g)H2SO4
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】
【详解】
A、除去CO2中混有SO2,常用饱和NaHCCh溶液,故A错误;
B、加入NaOH溶液,不仅Fe3+能与NaOH反应,而且NH』十也能与NaOH发生反应,故B错误;
C、除去CL中HCL常用饱和NaCl溶液,不能用NaHCCh溶液,容易产生新的杂质CO2,故C错误;
D、Sth能溶于浓硫酸,Sth不溶于浓硫酸,因此可用浓硫酸除去SO?中混有SO3,故D正确;
答案为D。
13.2019年北京园艺会的主题是“绿色生活,美丽家园”。下列有关说法正确的是()
A.大会交通推广使用的是太阳能电池汽车,该原理是将太阳能转化为化学能,可减少化石能源的使用
B.妫讷剧场里使用的建筑材料第五形态的碳单质一一"碳纳米泡沫”,其与石墨烯互为同分异构体
C.秸秆经加工处理成吸水性的材料一一植物纤维,可用作食品干燥剂,符合大会主题
D.传统烟花的制作常加入含有的、铁、钾、钠、铜等金属单质的发光剂,燃放时呈现美丽的颜色,大会
庆典禁止使用
【答案】C
【解析】
【详解】
A.太阳能电池是一种对光有响应并能将光能直接转换成电能的器件,不是将太阳能转化为化学能,故A
错误;
B.分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体,而“碳纳米泡沫”与石墨烯均是碳元素组成的单质,应
该为同素异形体,故B错误;
C.植物纤维具有吸水性,并且无毒,可用作食品干燥剂,所以秸秆经加工处理成植物纤维,符合"绿色生
活,美丽家园"大会主题,故c正确;
D.传统烟花的制作常加入含有粕、铁、钾、钠、铜等金属单质的发光剂,燃放时呈现美丽的颜色,大会
庆典可以在一定范围内,适度使用,故D错误。
故选C。
H—OO-H
14.已知磷酸分子(/、)中的三个氢原子都可以与重水分子(D2O)中的D原子发生氢交换。又知次
H—OO
磷酸(H3PO2)也可与DzO进行氢交换,但次磷酸钠(NaHzPOz)却不能与D?。发生氢交换。下列说法正确的是
0
II
A.H3P。2属于三元酸B.H3P的结构式为—H
I
K
c.NaH2P。2属于酸式盐D.NaH2P溶液可能呈酸性
【答案】B
【解析】
A.次磷酸(H3P。2)也可跟Dz。进行氢交换,但次磷酸钠(NaHzPOz)却不能跟D2。发生氢交换,则H3P。2中只
0
有一个羟基氢,为一元酸,故A错误;B.H3P。2中只有一个羟基氢,为一元酸,则其结构为H-LO-H,
I
H
故B正确;C.H3P。2为一元酸,则NahhPOz属于正盐,故C错误;D.NaH2P。2是强碱盐,不能电离出H,
则其溶液可能显中性或碱性,不可能呈酸性,故D错误;答案为B。
点睛:准确理解信息是解题关键,根据磷酸分子中的三个氢原子都可以跟重水分子(DzO)中的D原子发生
氢交换及次磷酸(H3P。2)也可跟D2。进行氢交换,说明羟基上的氢能与DzO进行氢交换,但次磷酸钠
(NahPOz)却不能跟DzO发生氢交换,说明次磷酸钠中没有羟基氢,则出PO?中只有一个羟基氢,由此分
析判断。
15.根据下列实验操作所得结论正确的是()
选项实验操作实验结论
向2支盛有5mL不同浓度NaHSCh溶液的试管中同时加入
A浓度越大,反应速率越快
2mL5%H2O2溶液
向40mL的沸水中滴入5〜6滴FeCb饱和溶液,继续煮沸至液
B体呈红褐色,停止加热。当光束通过液体时,可观察到丁达尔得到Fe(OH)3胶体
效应
向NaCI、Nai的混合稀溶液中滴入浓AgNC>3溶液,有黄色沉淀
CKsp(AgCI)>Ksp(Agl)
生成
同温下用pH试纸分别测定浓度为0.1mol/LNaCIO溶液、比较HCIO和CH3COOH的酸性
D
0.1mol/LCH3COONa溶液的pH强弱
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.NaHSOs溶液和“。2溶液会发生氧化还原反应,生成NafO4和&0,现象不明显,不能够判断浓度对反
应速率的影响,A错误;
B.制备Fe(OH)3胶体:向沸水中滴入5〜6滴FeCb饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,B正确;
C.两溶液浓度未知,虽有黄色沉淀生成,但不能比较Ksp(AgCD、Ksp(Agl)大小关系,C错误;
D.NaCIO溶液具有强氧化性,会氧化pH试纸,不能用pH试纸测定,D错误;
故答案选B„
【点睛】
难溶电解质的溶度积越大,难溶物越溶,溶度积大的难溶物可转化为溶度积小的难溶物。
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。某研究性学习小组的同学对铜常见化合物的性质和制备
进行实验探究,研究的问题和过程如下:
I.探究不同价态铜的稳定性
进行如下实验:
⑴向CjO中加适量稀硫酸,得到蓝色溶液和一种红色固体,该反应的离子化学方程式为:。
由此可知,在酸性溶液中,+2价Cu比+1价Cu更(填"稳定"或"不稳定
(2)将CuO粉末加热至1000℃以上完全分解成红色的Cu?O粉末,该反应说明:在高温条件下,+1价的
Cu比+2价Cu更(填"稳定"或"不稳定
II.探究通过不同途径制取硫酸铜
(1)途径A如下图
稀硫酸5
灼烧】I操作[
杂铜-----►粗制氧化铜-----►硫酸铜溶液----►胆机
①杂铜(含少量有机物)灼烧后的产物除氧化铜还含少量铜,原因可能是(填字母代号)
a.该条件下铜无法被氧气氧化b.灼烧不充分,铜未被完全氧化
C.氧化铜在加热过程中分解生成铜d.灼烧过程中部分氧化铜被还原
②测定硫酸铜晶体的纯度:
某小组同学准确称取4.0g样品溶于水配成100mL溶液,取10mL溶液于锥形瓶中,加适量水稀释,调节
溶液pH=3~4,加入过量的KL用0.1000mol/LNa2s2O3标准溶液滴定至终点,共消耗14.00mLNa2s2。,
标准溶液。上述过程中反应的离子方程式如下:2Cu2++4r=2CulJ+l2,l2+2S2O;-=21+S4。:,则样
品中硫酸铜晶体的质量分数为
(2)途径B:如下图
①烧瓶内可能发生反应的化学方程式为(已知烧杯中反应:
2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O)
②下图是上图的改进装置,其中直玻璃管通入氧气的作用是
IIL探究用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(Cud2二兄。)。
加稀盐酸加试剂X
*溶液CuCl-2HO
工固体1至固体完全溶解.调节pH至4~52---------22
粗洞溶液1---------------------------
一固体2
⑴实验室采用如下图所示的装置,可将粗铜与C%反应转化为固体1(部分仪器和夹持装置已略去),
有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HC1的装置,你认为是否必要(填"是"或"否")
(2)将溶液2转化为CuC%NH?。的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为绿色。
已知:在氯化铜溶液中有如下转化关系:[Cu(HzO)4产(aq,蓝色)+4C「(aq)-CuC『(aq,黄色)+4人0(1),
该小组同学取氯化铜晶体配制成蓝绿色溶液Y,进行如下实验,其中能够证明CuCU溶液中有上述转化关
系的是(填序号)(已知:较高浓度的CuClj溶液呈绿色)。
a.将Y稀释,发现溶液呈蓝色
b.在Y中加入CuCl2晶体,溶液变为绿色
c.在Y中加入NaCl固体,溶液变为绿色
d.取Y进行电解,溶液颜色最终消失
W.探究测定铜与浓硫酸反应
取6.4g铜片和12mLi8moi/L浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,一段时间后停止反应,为定量测定余酸的物质
的量浓度,某同学设计的方案是:在反应后的溶液中加蒸储水稀释至1000mL,取20mL至锥形瓶中,滴
入2~3滴甲基橙指示剂,用标准氢氧化钠溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5),通过测出消
耗氢氧化钠溶液的体积来求余酸的物质的量浓度。假定反应前后烧瓶中溶液的体积不变,你认为该学生设
计的实验方案能否求得余酸的物质的量浓度(填"能"或"不能"),其理由是o
+2+
【答案】CU2O+2H=CU+CU+2H2O稳定稳定bd87.5%Cu+H2so4+2HNO3(浓)
(稀)氧气氧化氮氧化合
=CUSO4+2NO2t+2H2O3Cu+3H2so4+2HNO3=3CuSO4+2NOf+4H2O
物,使氮氧化物全部被氢氧化钠溶液吸收,防止污染大气否abc不能虽然甲基橙变色的
pH范围为3.1~4.4,Cu(OH)2开始沉淀时的pH为5,在指示剂变色范围之外,即中和酸时,+不会
消耗OH;但甲基橙由红色变成橙色、黄色时,铜离子溶液呈蓝色,对观察指示终点颜色有干扰
【解析】
【分析】
1.(1)物质都有由不稳定物质转化为稳定物质的倾向,所以在酸性溶液中,+2价Cu比+1价Cu更稳定;
(2)在高温下CuO分解产生Cu2O>02,说明Cu2O比CuO在高温下稳定;
11.(1)①Cu未完全反应、部分氧化铜能被有机物还原;
②根据Cu元素守恒和反应方程式可得关系式,然后利用关系式计算CuSOr5HzO的质量,最后根据质量分
数的含义计算硫酸铜晶体的含量;
(2)①Cu与稀硫酸、浓硝酸(或随着反应进行浓硝酸变为的稀硝酸)反应产生硫酸铜、N02(或NO)、H2O,
根据氧化还原反应规律书写反应方程式;
②可以将N。氧化为NO2,可以将NO、NO?驱赶进入NaOH溶液中,发生反应,防止大气污染;
III.⑴HCI对反应没有影响;
(2)根据平衡移动原理分析;
IV.含铜离子溶液呈蓝色,对观察指示终点颜色有干扰。
【详解】
1.(1)向Cu2O中加适量稀硫酸,得到蓝色溶液和一种红色固体,这说明氧化亚铜和稀硫酸反应生成的是硫
+2+
酸铜、水和单质铜,该反应的离子方程式为:CU2O+2H=CU+CU+H2O,这说明在酸性溶液中,+2价Cu比
+1价Cu更稳定;
(2)将CuO粉末加热至1(X)O"C以上完全分解成红色的C4。粉末,该反应说明:在高温条件下,+1价的
Cu比+2价Cu更稳定;
11.(1)①a.加热条件下铜易被氧气氧化,a错误;
b.灼烧不充分,铜未被完全氧化导致含有铜单质,b正确;
c.氧化铜在加热过程中不会分解生成铜,c错误;
d.灼烧过程中部分氧化铜被有机物还原生成铜单质,d正确;
故合理选项是bd;
2+2
②根据方程式2Cu2++4F=2CuIJ+12,匕+2S?。;=2I+S4O;可知:2Cu~l2-2S2O3\
222+2
n(S2O3)=0.1000mol/Lx0.014Lxl0=1.4xl0mol,贝!Jn(Cu)=1.4xlOmol,m(CuSO4-5H2O)=
1.4xl0-2molx250g/mol=3.5g,所以硫酸铜晶体的质量分数为(3.5g+4.0g)xl00%=87.5%;
(2)①Cu与稀硫酸、浓硝酸(或随着反应进行浓硝酸变为的稀硝酸)反应生成硫酸铜、NO2(或NO)、出0,
根据氧化还原反应规律,可得反应方程式为:
Cu+H2SC)4+2HNO3(浓尸C11SO4+2NO2T+2H.O
3CU+3H2SO4+2HNO3(>P$)=3CUSO4+2NOT+4H2O:
②NO不能被NaOH溶液吸收,可以将N。氧化为NOz,使氮氧化物完全被NaOH溶液吸收,同时可以将
N。、NO?驱赶进入NaOH溶液中,发生反应,转化为NaNO?、NaNO3,防止大气污染;
UI.⑴Cl2中混有的HCI对反应没有影响,因此不需要在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCI的装置;
(2)a.将Y稀释,平衡向左移动,溶液呈蓝色,可以能够证明CuCk溶液中转化关系,a正确;
b.在Y中加入CuCh晶体,溶液中[Cu(HzO)4产、C「浓度增大,平衡向右移动,溶液变为绿色,可以能够证
明CuCIz溶液中转化关系,b正确;
c.在Y中加入NaCI固体,溶液中氯离子浓度增大,平衡向右移动,溶液变为绿色,可以能够证明CuCk溶
液中转化关系,c正确;
d.取Y进行电解,铜离子放电,溶液颜色最终消失,不能可以能够证明CuCh溶液中转化关系,d错误;
故合理选项是abc;
IV.甲基橙变色的pH范围是3.1-4.4,Cu(OH)2开始沉淀的pH=5,在指示剂变色范围之外,即酸被碱中和时,
Cu"不会消耗0H,但是甲基橙由红色变成橙色、黄色时,Cu?*溶液呈蓝色,对观察指示终点颜色有干扰,
因此不能测定剩余硫酸的物质的量浓度。
【点睛】
本题考查了实验方案的设计、对工艺流程理解、实验装置的理解、平衡移动、物质分离提纯等,明确物质
的性质是解答题目关键,难点是实验方案的评价,从实验的可操作性、简便性、安全性、环保等方面考虑,
有助于培养学生基本扎实的基础与综合运用能力。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.蜂胶是一种天然抗癌药,主要活性成分为咖啡酸苯乙酯(I)。合成化合物I的路线如下图所示:
©RCHO+HOOCCH2COOH2RCH=CHCOOH
请回答下列问题
(1)化合物A的名称是;化合物I中官能团的名称是»
(2)GfH的反应类型是;D的结构简式是.
⑶写出化合物C与新制Cu(OH)z悬浊液反应的化学方程式o
⑷化合物W与E互为同分异构体,两者所含官能团种类和数目完全相同,且苯环上只有3个取代基,则
W可能的结构有(不考虑顺反异构)种,其中核磁共振氢谱显示有6种不同化学环境的
氢,峰面积比为21:2:1:1:1:1,写出符合要求的W的结构简
式:O
(5)参照上述合成路线,设计由CH3CH-CH2^0HOOCCH2COOH为原料制备CH2cH2cH二CHCOOH的合成路线(无
机试剂及毗咤任选)。o
【答案】对羟基苯甲醛(酚)羟基、酯基、碳碳双键取代反应
Of-
HOOHHO[OH
CIWHC(X)H
/
HC
ClICH(H..,,k•CHOUIIHr'"""'-CH('llCH(Nl"(""CH(HCIK)”川,CHCH(H(IIC(X)H
过K化物△△<«.△
【解析】
【分析】
f^HO(pio
UIO
1A
由有机物的转化关系可知,发生信息①反应生成OH,“()H与(CH3O)SO2发生取代
;T
oil
()1!Oil
CH()Cll-CHC(X)H
x人
反应生成与HOOCCHzCOOH发生信息②反应生成J_(XI|,则D为
r<x-.i
(rii(KH
CH-ClK(X>11CH-C'IK(X>11
在BB「3的作用下反应生成uH-CH-COOH*则E为
H
(XH
HYOOH;二」CH9与网在过氧化物的作用下发生加成反应生成
BrCH《H,YZ>,则G为BrCHjCH,-^/>;BrCH.CH,-^/*在氢氧化钠溶液中共热发生水解反
应生成HOCH,CH,<>,贝IH为HOCHKH,<>;出皿<>与||0_聂_€11:0011
OH
在浓硫酸作用下共热发生酯化反应生成H^^HYHY。。叫叫~0。
【详解】
CHO
(1)化合物A的结构简式为[:,名称为对羟基苯甲醛;化合物I的结构简式为
OH
0H
U7N,官能团为酚羟基、碳碳双键和酯基,故答案为对羟基苯甲醛;
COOCH2cH2~
酚羟基、碳碳双键和酯基;
CH()
(2)G->H的反应为6rC%CH;Q在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成H0CH;CH,Y^》;与
f(KH4
(KH
贝UD为〉X.H
HOOCCH2COOH发生信息②反应生成,故答案为取代反应;
(KH
CH-CHC(X)H
(K'H
CH()
(3)C的结构简式为],能与新制的氢氧化铜悬浊液共热发生氧化反应,反应的化学方程式为
(crH:
(K*H
CJK)((X)Na
\、
'<'ii'“"A•Cu(>n(),故答案为
AT
(丫(K,H()CH»
(KH,(K*H,
CHO<(X>Na
>2Cu(OH)i+、M)HA(I)、
Cu(>i-3H();
\(K'H\(X?H
(KH»(KK
(4)化合物W与E()互为同分异构体,两者所含官能团种类和数目完全相同,且苯环上有
3个取代基,三个取代基为-OH、-OH、-CH=CHC00H,或者为-OH、-OH、-C(COOH)=CH2,2个-OH有邻、间、
对3种位置结构,对应的另外取代基分别有2种、3种、1种位置结构(包含E),故W可能的结构有(2+3+1)
X2-1=11种,其中核磁共振氢谱显示有6种不同化学环境的氢,峰面积比为2:2:1:1:1:1,符合要
求的W的结构简式为:jAJ3OK,故答案为11;rSHOOOH;
、CH=€HC00HIK/^^OH、CH=€HC00H
(5)结合题给合成路线,制备CH3cH2cH=CHCOOH应用逆推法可知,CECHUH2与HBr在过氧化物条件下
反应生成CH3cH2cH2Br,然后碱性条件下水解生成CH3cH2cH2OH,再发生氧化反应生成CH3cH2CHO,最后
与HOOCCHzCOOH在口比咤、加I热条件下反应得至UCH3cH2cH=CHCOOH,合成路线流程图为:
故答案为
IHjtlUH4JHCHjlHO-------/HIMOOH
△
XtXJH
咏、OOH
CHjCHMM、一--的H;4II=<1K(X)lt
【点睛】
本题考查有机物推断与合成,充分利用转化中物质的结构简式与分子式进行分析判断,熟练掌握官能团的
性质与转化是解答关键。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.诺贝尔化学奖获得者GeorgeA.Olah提出了“甲醇经济”的概念,他建议使用甲醇来代替目前广泛使用
的化石燃料用作能源储存材料和燃料。
工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
制备合成气:1
(i)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)AH=+206.0kJmol
合成甲醇:1
(ii)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-90.67kJmol
(1)制备合成气:工业生产中为解决合成气中“过量而C。不足的问题,原料气中需添加CO?,发生的
反应1为了使合成气配比最佳,理论上原料
(iii):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH=+41.17kJmol,
气中甲烷与二氧化碳体积比为。
(2)为节约化石能源、减少碳排放,用C02代替CO作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。
①请写出二氧化碳加氢合成甲醇的热化学方程式o
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO?与出反应的活化能。在200-36CTC,
9MPa时合成气初始组成心、CO、CO2物质的量之比7:2:1的条件下研究甲醇的合成反应。如图所示,
的平衡转化率随温度升高先减小后增大,分析可能的原因是一。
co2
(3)工业上可通过甲醇瘦基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:
1
CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g)AH=+29.1kJmor
科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
甲肝的转化率7%
r11-rT1rTTi_1
rir-Lr-i-f-rrr-
4TT-14TT-I-+TT-
LJJ_I_L
IIIIIIIIIII
2n3.0334.0433.0pf\VPa
反应乐强对H■■用化率的影响加强一定时整度对反应速率的华■
根据图,分析工业上制取甲酸甲酯时,选择的合适条件为
(4)某种熔融碳酸盐燃料电池以U2CO3、K2CO3为电解质、以CEOH为燃料,该电池工作原理见图。该反
应负极电极反应式为
【答案】3:1CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH=-49.5kJ・mo「开始时82和h反应生
成甲醇,该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,使C02转化率降低;当温度升高到一定程度后,co2
和H2反应生成CO该反应为吸热反应使平衡正向移动,转化率升高4.0xl06Pa,80℃
2
CH3OH+3CO3-6e=4CO2+2H2O
【解析】
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