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文档简介
新高考化学模拟试卷(考试时间:60分钟试卷满分:100分)注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。H-1C-12O-16S-32Na-23Zn-65一、选择题:本题共7小题,每小题6分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。 7.“2022年中国十大科技”之一---谢和平团队开创全新原理海水无淡化原位直接电解制氢。该技术以疏水多孔聚四氟乙烯透气膜作为气路界面,以氢氧化钾溶液作为电解质溶液,将分子扩散、界面相平衡与电化学结合,破解科技界难题。下列说法正确的是A.聚四氟乙烯可通过乙烯为单体制备,其孔径限制海水离子通过B.KOH的电子式:,其浓度不影响制氢速率C.该技术破解了析氯反应、钙镁沉积、催化剂失活等难题,有极大推广价值D.有效控制水蒸汽的迁移速率大于水的电解速率时,可实现海水稳定制氢8.下列装置能达到实验目的的是A.实验室可利用装置甲制备SO2B.利用装置乙分离铁粉和I2C利用装置丙合成氨并检验氨的存在D.实验室利用装置丁分离乙醇和水(部分装置略)9.维生素D含量越高,老年大脑认知功能越好,目前已知的维生素D至少有10种分子,维生素D3是其中重要的一种(结构如图),下列有关说法正确的是维生素D3是一种水溶性维生素B.维生素D3分子式为SKIPIF1<0C.维生素D3可使酸性重铬酸钾溶液褪色D.维生素D3分子中虚线框内所含碳原子不可能共平面10.前四周期主族元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,其中,X与Y位于同一主族,X是构成生命体基本骨架的重要元素,Z的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸,用W原子轰击SKIPIF1<0可发生反应:SKIPIF1<0,T单质为非金属,常温下为液体,下列说法错误的是A.W的氧化物可用作干燥剂 B.简单离子半径:W<Z<TC.X与Y在自然界主要以游离态存在 D.简单氢化物的稳定性:Y<Z11.下列离子方程式书写不正确的是A.将过量SO2气体通入NaClO溶液中:SO2+H2O+ClO-=SOSKIPIF1<0+Cl-+2H+B.标准状况下将112mL氯气通入10mL1mol·L-1溴化亚铁溶液中:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-C.向FeSO4溶液中滴加NaHCO3溶液和稀氨水:Fe2++HCOSKIPIF1<0+NH3·H2O=FeCO3↓+NHSKIPIF1<0+H2OD.明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液至沉淀的物质的量最大:2Al3++3SOSKIPIF1<0+3Ba2++6OH-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓12.利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠,其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极)。下列说法正确的是(已知:溶液A为1L1mol/LAgNO3溶液;
溶液B为1L4mol/LAgNO3溶液)A.电池放电过程中Ag(1)为正极,电极反应为Ag++e-=AgB.a电极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,b电极上发生的是还原反应C.c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜D.电池从开始工作到停止放电,电解池理论上可制得80g氢氧化钠13.某元素M的氢氧化物M(OH)3(s)在水中的溶解反应为M(OH)3(s)=M3+(aq)+3OH-(aq)、M(OH)3(s)+OH-(aq)==M(OH)SKIPIF1<0(aq),25℃时,lgc与pH的关系如图所示,c为M3+或M(OH)SKIPIF1<0的浓度。下列说法错误的是A.曲线①代表lgc(M3+)与pH的关系B.M(OH)3的Ksp为1×10-33.5C.4.5≤pH≤9.3时,M主要以M(OH)3(s)形式存在D.M(OH)SKIPIF1<0与M3+在溶液中可以大量共存二、非选择题(一)必考题:共43分。26.(14分)氧化锌在橡胶、油漆涂料、化工、医疗及食品等行业有着广泛应用。一种以含锌烟灰(含有ZnO、CuO、PbO、FeO、Fe2O3、MnO、MnO2、CdO等)为原料制备氧化锌的工艺流程如图所示:已知:i.二价金属氧化物能分别与氨配合生成配离子,如[Fe(NH3)2]2+、[Mn(NH3)2]2+、[Zn(NH3)4]2+;ii.25°C时相关物质的Ksp如下表:物质MnSFeSZnSPbSCdSCuSKsp2.5×10-136.3×10-181.6×10-248.0×10-283.6×10-295.0×10-36iii.Zn(OH)2和ZnCO3的分解温度分别为125°C、300°C。请回答下列问题:(1)“氧化预处理”阶段得到的氧化产物有FeOOH、MnO2,写出生成FeOOH的离子方程式:___________;“氧化预处理”的目的是___________。(2)若“氨浸”阶段溶解ZnO时消耗的n(NH3·H2O):n(NH4HCO3)=2:1,写出该反应的离子方程式:___________。(3)已知:4NH3(aq)+Cu2+(aq)=[Cu(NH3)4]2+(aq)K=1013,则[Cu(NH3)4]2+(aq)+S2-(aq)=CuS(s)+4NH3(aq)的化学平衡常数K1为___________。(4)实验室模拟蒸氨装置如图。蒸氨时控制温度为95°C左右,在b中[Zn(NH3)4]2+转化为碱式碳酸锌沉淀。①用水蒸气对装置b加热时,连接装置a、b的导管应插入装置b的位置为___________(填字母)。A.液面上方但不接触液面B.略伸入液面下C.伸入溶液底部②在不改变水蒸气的温度、浸出液用量和蒸氨时间的条件下,为提高蒸氨效率和锌的沉淀率,可采取的措施是___________(写出一种)。③混合气体e可返回至“___________”阶段循环利用。(5)研究发现Znx(OH)y(CO3)z。热分解得到ZnO的过程可分为两步。某实验小组取11.2gZnx(OH)y(CO3)z固体进行热重分析,两步反应的固体失重率(SKIPIF1<0)依次为8.0%、19.6%,则Znx(OH)y(CO3)z的化学式为___________。27.(14分)某实验小组在实验室用废铜屑制备甲酸铜晶体SKIPIF1<0,实验流程如下:回答下列问题:(1)若甲同学设计方案:铜屑、稀硫酸加热通入氧气制得硫酸铜溶液,再与甲酸反应生成甲酸铜溶液,再结晶。请判断:甲同学___________(填“能”或“不能”)制得甲酸铜晶体。(2)步骤Ⅱ制备SKIPIF1<0,时,理论上CuSO4和NaHCO3物质的量之比为1:2时反应恰好生成SKIPIF1<0,制备实际操作中需要控制二者物质的量之比___________1:2(填“>”、“=”或“<”)。(3)操作步骤Ⅲ:向盛SKIPIF1<0烧杯中加入一定量热蒸馏水,逐滴加入甲酸至蓝绿色固体恰好全部溶解,除去少量不溶性杂质;结晶,过滤,再洗涤晶体2~3次,晾干,得到产品。在除去不溶性杂质时,为了防止甲酸铜结晶析出,造成损失,可采取___________操作。过滤后洗涤甲酸铜结晶时为使固体快速干燥,可选___________(填写序号)来洗涤。A.冷水
B.乙醇
C.四氯化碳
D.饱和甲酸铜溶液(4)晶体中甲酸根含量的测定:①下列仪器可供步骤A选用的是___________(写名称,下同);可供步骤C中滴定选用的是___________。②溶液恒温80℃30min时应采取的操作方法是___________,步骤C滴定时当观察到___________即达到滴定终点。③计算晶体中甲酸根的质量分数为___________。28.(15分)丙烯是重要的化工原料,广泛用于合成聚丙烯、丙烯醛等工业领域。回答下列问题:(1)丙烷无氧脱氢法制备丙烯的反应为SKIPIF1<0
SKIPIF1<0。科学上规定:在298.15K时,由最稳定的单质生成1mol化合物时的焓变,叫作该物质的标准摩尔生成焓(SKIPIF1<0);最稳定的单质的标准摩尔生成焓为零。已知:部分物质的标准摩尔生成焓数据如表:物质SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0-10419.8则上述反应的SKIPIF1<0_______SKIPIF1<0。(2)SKIPIF1<0时,将SKIPIF1<0充入某刚性密闭容器中,在催化作用下发生无氧脱氢反应。用压强传感器测出容器内体系压强随时间的变化关系如表所示:时间/min060120180240300360压强/kPa100136163178180180180①已知:SKIPIF1<0。0~60min内,用SKIPIF1<0的分压变化表示上述脱氢反应的平均速率为_______SKIPIF1<0。②SKIPIF1<0时,反应的平衡常数SKIPIF1<0_______kPa。(3)丙烷在有氧气参与的条件下也可以发生脱氢反应:SKIPIF1<0。下列说法正确的是_______(填序号)。A.相对于丙烷直接催化脱氢法,有氧气催化脱氢,反应更容易进行B.相同条件下,氢气、丙烯、丙烷三种气体中,还原性最强的是氢气C.恒温恒容条件下,当混合气体的密度不再随时间改变时,说明反应达到限度D.通入更多的氧气,有利于提高丙烷转化率,提高丙烯的产率(4)甲醇催化也可以制取丙烯,其反应为SKIPIF1<0。①该反应的阿伦尼乌斯经验公式的实验数据如图中直线a所示,已知阿伦尼乌斯经验公式为SKIPIF1<0(SKIPIF1<0为活化能,SKIPIF1<0为速率常数,SKIPIF1<0和SKIPIF1<0为常数)。则该反应的活化能SKIPIF1<0_______SKIPIF1<0。②下列措施能使速率常数k增大的是_______(填序号)。a.升高温度
b.增大压强
c.增大SKIPIF1<0③当改变外界条件时,实验数据如上图中的直线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______。(二)选考题:共15分。请考生在第35、36题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计。35.(15分)磷、碳、氢等非金属及其化合物用途广泛。试回答下列问题。(1)白磷(P4)在氯气中燃烧可生成PCl3和PCl5。①形成PCl5时,P原子的一个3s电子激发入3d轨道后参与成键,该激发态的价电子排布式为___________。②研究表明,在加压条件下PCl5于148℃液化时能发生与水类似的自耦电离,形成一种能导电的熔体,其电离方程式为___________,产生的阳离子的空间结构为___________;N和P都有+5价,但NCl5不存在,从原子结构的角度分析其原因:___________。(2)分子中的大π键可用符号SKIPIF1<0表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为SKIPIF1<0)。一种观点认为,苯酚羟基中的O原子是sp2杂化则苯酚中的大π键可表示为___________,一定在同一平面上的原子有___________个;乙醇显中性而苯酚显酸性的原因是:在大π键中氧的p电子云向苯环转移,___________。(3)镍镧合金(LaNin)具有很强的储氢能力,其晶胞结构如图所示,其中n=___________。已知晶胞体积为9.0×10-29m3,若储氢后形成LaNinH5.5(氢进入晶胞空隙,晶胞体积不变),则氢在合金中的密度为___________g·cm-3(保留1位小数)。36.(15分)有机化合物G是一种应用广泛的高分子膜材料,其合成路线如图:已知:RCOOR1+R2OHSKIPIF1<0RCOOR2+R1OH回答下列问题:(1)化合物B分子式______;有机物D的名称为______;化合物E的结构简式为______。(2)试剂X中含有的官能团名称为_____;B→C的反应类型为_____,该流程中设计A→B,C→D的目的_____。(3)F→G的化学方程式为______。(4)(D)的同分异构体(M),其沸点M_____D(填“高于”或“低于”)。(5)有机物B的同分异构体有多种,满足下列条件的有_____种;其中核磁共振氢谱中有4组峰且峰面积之比为1∶1∶2∶6的结构简式为______(写出一种)。①分子中除苯环外不含其他环②能发生水解反应③能发生银镜反应新高考化学模拟试卷全解全析一、选择题:本题共7小题,每小题6分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。 7.“2022年中国十大科技”之一---谢和平团队开创全新原理海水无淡化原位直接电解制氢。该技术以疏水多孔聚四氟乙烯透气膜作为气路界面,以氢氧化钾溶液作为电解质溶液,将分子扩散、界面相平衡与电化学结合,破解科技界难题。下列说法正确的是A.聚四氟乙烯可通过乙烯为单体制备,其孔径限制海水离子通过B.KOH的电子式:,其浓度不影响制氢速率C.该技术破解了析氯反应、钙镁沉积、催化剂失活等难题,有极大推广价值D.有效控制水蒸汽的迁移速率大于水的电解速率时,可实现海水稳定制氢【答案】C【详解】该技术原理为隔膜两侧存在浓度差,且膜的孔径只允许气体通过,导致海水侧的液态水转化为水蒸气透过隔膜,进入电解质侧再液化,完美阻隔了海水离子的通过,从而后续对水电解制备氢气。A.聚四氟乙烯通过四氟乙烯为单体制备,A错误;B.KOH的电子式:,其电离出的钾离子与氢氧根离子可增强溶液的导电性,且其浓度可影响海水中水蒸汽的气化迁移速率,会影响制氢速率。故B错误;C.传统海水电解制氢存在析氯反应(氯离子放电生成氯气)、钙镁沉积(氢离子放电,生成的氢氧根离子与海水中钙镁离子沉淀)、催化剂失活(海水高浓度氯离子腐蚀、钙镁沉积占位催化剂活性中心致使其中毒失活)等难题,海水占据地球表面72%,有极大推广基础,同时节约淡水,将海上太阳能及风能化为电能,提供零碳绿氢方案,完美!绝啦!C太正确了!D.控制水蒸汽的迁移速率等于水的电解速率时,才能维持稳定膜两侧的渗透压,可实现海水稳定制氢,D错误;故选C。8.下列装置能达到实验目的的是A.实验室可利用装置甲制备SO2B.利用装置乙分离铁粉和I2C.利用装置丙合成氨并检验氨的存在D.实验室利用装置丁分离乙醇和水(部分装置已省略)【答案】A【详解】A.实验室中常用70%的浓硫酸和Na2SO3固体制备SO2,发生的反应为SKIPIF1<0,故A符合题意;B.加热时铁粉和SKIPIF1<0会发生反应生成SKIPIF1<0,不能利用装置乙分离铁粉和SKIPIF1<0,故B不符合题意;C.检验氨气选湿润的红色石蕊试纸,干燥的pH试纸不能检验氨气,故C不符合题意;D.蒸馏时温度计应测蒸气的温度,温度计水银球应与蒸馏烧瓶的支管口处水平,故D不符合题意;故答案选A。9.维生素D含量越高,老年大脑认知功能越好,目前已知的维生素D至少有10种分子,维生素D3是其中重要的一种(结构如图),下列有关说法正确的是A.维生素D3是一种水溶性维生素B.维生素D3分子式为SKIPIF1<0C.维生素D3可使酸性重铬酸钾溶液褪色D.维生素D3分子中虚线框内所含碳原子不可能共平面【答案】B【详解】A.由结构可知维生素D3中烃基基团较大,烃基属于憎水基,因此维生素D3不易溶水,属于脂溶性维生素,故A错误;B.由结构简式可知维生素D3分子式为SKIPIF1<0,故B正确;C.维生素D3可使酸性重铬酸钾溶液变色而非褪色,故C错误;D.虚线框内的碳元素均处于碳碳双键的平面上,两平面可重合,所有碳原子可以共面,故D错误;故选:B。10.前四周期主族元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,其中,X与Y位于同一主族,X是构成生命体基本骨架的重要元素,Z的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸,用W原子轰击SKIPIF1<0可发生反应:SKIPIF1<0,T单质为非金属,常温下为液体,下列说法错误的是A.W的氧化物可用作干燥剂 B.简单离子半径:W<Z<TC.X与Y在自然界主要以游离态存在 D.简单氢化物的稳定性:Y<Z【答案】C【分析】用W原子轰击SKIPIF1<0可发生反应:SKIPIF1<0,根据反应判断,W的质子数为SKIPIF1<0,则W为Ca;X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,X是构成生命体基本骨架的重要元素,则X为C;X与Y位于同一主族,则Y为Si;Z的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸,则Z为S;T单质为非金属,常温下为液体,则T为Br。【详解】A.W的氧化物是CaO,能与水反应,可用作干燥剂,A正确;B.一般电子层数越多,离子半径越大;离子核外电子层结构相同时,原子序数越小,离子半径越大,则简单离子半径:SKIPIF1<0,B正确;C.硅是亲氧元素,在自然界中与氧化合,以化合态形式存在,C错误;D.元素的非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,非金属性:Si<S,则简单氢化物的稳定性:SKIPIF1<0,D正确;故选C。11.下列离子方程式书写不正确的是A.将过量SO2气体通入NaClO溶液中:SO2+H2O+ClO-=SOSKIPIF1<0+Cl-+2H+B.标准状况下将112mL氯气通入10mL1mol·L-1溴化亚铁溶液中:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-C.向FeSO4溶液中滴加NaHCO3溶液和稀氨水:Fe2++HCOSKIPIF1<0+NH3·H2O=FeCO3↓+NHSKIPIF1<0+H2OD.明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液至沉淀的物质的量最大:2Al3++3SOSKIPIF1<0+3Ba2++6OH-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓【答案】B【详解】A.ClO-具有强氧化性,能将SO2氧化成SOSKIPIF1<0,则其离子方程式为:SO2+H2O+ClO-=SOSKIPIF1<0+Cl-+2H+,故A正确;B.标况下,112mL氯气的物质的量为SKIPIF1<0,10mL1mol·L-1溴化亚铁溶液中SKIPIF1<0,SKIPIF1<0、SKIPIF1<0,SKIPIF1<0需消耗0.005SKIPIF1<0,SKIPIF1<0需消耗0.01molSKIPIF1<0,SKIPIF1<0量不足,由于亚铁离子还原性强于溴离子,所以该离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故B错误;C.FeSO4为强酸弱碱盐,其溶液因亚铁离子水解呈酸性,而NaHCO3溶液和稀氨水均呈碱性,所以向FeSO4溶液中滴加NaHCO3溶液和稀氨水的离子方程式为:Fe2++HCOSKIPIF1<0+NH3·H2O=FeCO3↓+NHSKIPIF1<0+H2O,故C正确;D.明矾溶于水后会电离出铝离子,所以向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液,使沉淀的物质的量最大时,则生成的氢氧化铝未溶解,则其离子方程式为:2Al3++3SOSKIPIF1<0+3Ba2++6OH-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓,故D正确;答案选B12.利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠,其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极)。下列说法正确的是(已知:溶液A为1L1mol/LAgNO3溶液;
溶液B为1L4mol/LAgNO3溶液)A.电池放电过程中Ag(1)为正极,电极反应为Ag++e-=AgB.a电极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,b电极上发生的是还原反应C.c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜D.电池从开始工作到停止放电,电解池理论上可制得80g氢氧化钠【答案】B【分析】由题意可知左边装置为浓差电池,右边装置为电解装置:电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠,因此a电极附近应该产生硫酸,则a电极附近应是水电离的氢氧根离子放电,因此a极为阳极,b极为阴极,Ag(1)为负极,Ag(2)为正极。【详解】A.浓差电池放电时,两个电极区的硝酸银溶液的浓度差会逐渐减小,当两个电极区硝酸银溶液的浓度完全相等时,放电停止。电池放电过程中,Ag(2)电极上发生使Ag+浓度降低的还原反应Ag++e-=Ag,Ag(1)电极发生使Ag+浓度升高的氧化反应Ag-e-=Ag+,Ag(2)电极为正极,Ag(1)电极为负极,A项错误;B.电解池中a、b电极依次为电解池的阳极和阴极,阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,水电离的氢离子在阴极(b电极)得电子发生还原反应,B项正确;C.电解过程中,两个离子交换膜之间的硫酸钠溶液中,Na+通过阳离子交换膜d进入阴极(b极)区,SOSKIPIF1<0通过阴离子交换膜c进入阳极(a极)区,因此c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜,C项错误;D.电池从开始工作到停止放电,正极区硝酸银溶液的浓度将由4mol/L降低到2.5mol/L,负极区硝酸银溶液的浓度同时由1mol/L升高到2.5mol/L,正极反应可还原Ag+的物质的量为1LSKIPIF1<0(4mol/L-2.5mol/L)=1.5mol,电路中转移1.5mol电子,电解池的阴极反应生成1.5molOH-,即阴极区可制得1.5mol氢氧化钠,其质量为60g,D项错误;故选B。13.某元素M的氢氧化物M(OH)3(s)在水中的溶解反应为M(OH)3(s)=M3+(aq)+3OH-(aq)、M(OH)3(s)+OH-(aq)==M(OH)SKIPIF1<0(aq),25℃时,lgc与pH的关系如图所示,c为M3+或M(OH)SKIPIF1<0的浓度。下列说法错误的是A.曲线①代表lgc(M3+)与pH的关系B.M(OH)3的Ksp为1×10-33.5C.4.5≤pH≤9.3时,M主要以M(OH)3(s)形式存在D.M(OH)SKIPIF1<0与M3+在溶液中可以大量共存【答案】D【详解】A.随着pH的增大,SKIPIF1<0增大,则SKIPIF1<0减小,SKIPIF1<0增大,即SKIPIF1<0减小,SKIPIF1<0增大,因此曲线①代表SKIPIF1<0与pH的关系,曲线②代表SKIPIF1<0与pH的关系,A正确;B.由题给图像可知,pH=4.5时,SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0的SKIPIF1<0,B正确;C.由题图可知,4.5≤pH≤9.3|时,SKIPIF1<0和SKIPIF1<0均小于等于SKIPIF1<0,体系中元素M主要以SKIPIF1<0形式存在,C正确;D.含SKIPIF1<0的溶液显碱性,含SKIPIF1<0的溶液显酸性,SKIPIF1<0与SKIPIF1<0在溶液中因发生互相促进的水解反应而不能共存,D错误;故答案为:D。二、非选择题(一)必考题:共43分。26.(14分)氧化锌在橡胶、油漆涂料、化工、医疗及食品等行业有着广泛应用。一种以含锌烟灰(含有ZnO、CuO、PbO、FeO、Fe2O3、MnO、MnO2、CdO等)为原料制备氧化锌的工艺流程如图所示:已知:i.二价金属氧化物能分别与氨配合生成配离子,如[Fe(NH3)2]2+、[Mn(NH3)2]2+、[Zn(NH3)4]2+;ii.25°C时相关物质的Ksp如下表:物质MnSFeSZnSPbSCdSCuSKsp2.5×10-136.3×10-181.6×10-248.0×10-283.6×10-295.0×10-36iii.Zn(OH)2和ZnCO3的分解温度分别为125°C、300°C。请回答下列问题:(1)“氧化预处理”阶段得到的氧化产物有FeOOH、MnO2,写出生成FeOOH的离子方程式:___________;“氧化预处理”的目的是___________。(2)若“氨浸”阶段溶解ZnO时消耗的n(NH3·H2O):n(NH4HCO3)=2:1,写出该反应的离子方程式:___________。(3)已知:4NH3(aq)+Cu2+(aq)=[Cu(NH3)4]2+(aq)K=1013,则[Cu(NH3)4]2+(aq)+S2-(aq)=CuS(s)+4NH3(aq)的化学平衡常数K1为___________。(4)实验室模拟蒸氨装置如图所示。蒸氨时控制温度为95°C左右,在装置b中[Zn(NH3)4]2+转化为碱式碳酸锌沉淀。①用水蒸气对装置b加热时,连接装置a、b的导管应插入装置b的位置为___________(填字母)。A.液面上方但不接触液面B.略伸入液面下C.伸入溶液底部②在不改变水蒸气的温度、浸出液用量和蒸氨时间的条件下,为提高蒸氨效率和锌的沉淀率,可采取的措施是___________(写出一种)。③混合气体e可返回至“___________”阶段循环利用。(5)研究发现Znx(OH)y(CO3)z。热分解得到ZnO的过程可分为两步。某实验小组取11.2gZnx(OH)y(CO3)z固体进行热重分析,两步反应的固体失重率(SKIPIF1<0)依次为8.0%、19.6%,则Znx(OH)y(CO3)z的化学式为___________。【答案】(1)2FeO+ClO-+H2O=2FeOOH+C1-避免FeO、MnO在“氨浸”时溶解(2)ZnO+4SKIPIF1<0+2SKIPIF1<0=[Zn(NH3)4]2++2SKIPIF1<0+5H2O(3)2×1022(4)C增加水蒸气的流速(或增加单位时间通入的水蒸气用量,或在水蒸气出口采用多孔球泡等)氨浸(5)Zn2(OH)2CO3【分析】“氧化预处理”阶段得到的氧化产物有FeOOH、MnO2,氨浸”阶段ZnO、CuO、PbO、CdO转化为[Zn(NH3)4]2+等配离子,过滤,得到滤液b,深度净化阶段,加入Na2S溶液,生成CuS、PbS、CdS,过滤,除去杂质,得到滤液d,蒸氨时,[Zn(NH3)4]2+转化为碱式碳酸锌沉淀,煅烧,得到氧化锌。【详解】(1)已知“氧化预处理”阶段得到的氧化产物有FeOOH、MnO2,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平生成FeOOH的离子方程式:2FeO+ClO-+H2O=2FeOOH+C1-;根据相关物质的Ksp表格可知,“氧化预处理”的目的是避免FeO、MnO在“氨浸”时溶解,导致后续无法除去Fe2+、Mn2+。(2)若“氨浸”阶段溶解ZnO时消耗的n(NH3·H2O):n(NH4HCO3)=2:1,该反应的离子方程式:ZnO+4SKIPIF1<0+2SKIPIF1<0=[Zn(NH3)4]2++2SKIPIF1<0+5H2O。(3)已知:4NH3(aq)+Cu2+(aq)=[Cu(NH3)4]2+(aq)
K=1013,则SKIPIF1<0。(4)①用水蒸气对装置b加热时,连接装置a、b的导管应插入装置b的位置为伸入溶液底部,保证将氨气充分蒸出,故选C。②在不改变水蒸气的温度、浸出液用量和蒸氨时间的条件下,为提高蒸氨效率和锌的沉淀率,可采取的措施是增加水蒸气的流速(或增加单位时间通入的水蒸气用量,或在水蒸气出口采用多孔球泡等)。③混合气体e为氨气和水蒸气的混合气体,故可返回至“氨浸”阶段循环利用。(5)SKIPIF1<0,热分解得到ZnO的过程中,第一步失去水,第二步失去二氧化碳,故SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,故Znx(OH)y(CO3)z的化学式为Zn2(OH)2CO3。27.(14分)某实验小组在实验室用废铜屑制备甲酸铜晶体SKIPIF1<0,实验流程如下:回答下列问题:(1)若甲同学设计方案:铜屑、稀硫酸加热通入氧气制得硫酸铜溶液,再与甲酸反应生成甲酸铜溶液,再结晶。请判断:甲同学___________(填“能”或“不能”)制得甲酸铜晶体。(2)步骤Ⅱ制备SKIPIF1<0,时,理论上CuSO4和NaHCO3物质的量之比为1:2时反应恰好生成SKIPIF1<0,制备实际操作中需要控制二者物质的量之比___________1:2(填“>”、“=”或“<”)。(3)操作步骤Ⅲ:向盛SKIPIF1<0烧杯中加入一定量热蒸馏水,逐滴加入甲酸至蓝绿色固体恰好全部溶解,除去少量不溶性杂质;结晶,过滤,再洗涤晶体2~3次,晾干,得到产品。在除去不溶性杂质时,为了防止甲酸铜结晶析出,造成损失,可采取___________操作。过滤后洗涤甲酸铜结晶时为使固体快速干燥,可选___________(填写序号)来洗涤。A.冷水
B.乙醇
C.四氯化碳
D.饱和甲酸铜溶液(4)晶体中甲酸根含量的测定:①下列仪器可供步骤A选用的是___________(写名称,下同);可供步骤C中滴定选用的是___________。②溶液恒温80℃30min时应采取的操作方法是___________,步骤C滴定时当观察到___________即达到滴定终点。③计算晶体中甲酸根的质量分数为___________。【答案】(1)不能(2)<(3)趁热过滤B(4)烧杯、量筒(只写烧杯亦可)烧杯、碱式滴定管水浴加热滴入最后半滴草酸溶液,溶液紫色褪去,且半分钟不恢复原来的颜色(表述合理即可)30.00%【分析】由题给流程可知,向废铜屑中加入过氧化氢和稀硫酸混合溶液,将铜屑溶解得到含有硫酸铜的溶液,加入小苏打得到碱式碳酸铜,在碱式碳酸铜中加一定量热蒸馏水,逐滴加入甲酸至蓝绿色固体恰好全部溶解,除去少量不溶性杂质;结晶,过滤,再洗涤晶体2~3次,晾干,得到产品。【详解】(1)弱酸不能制强酸,甲酸是弱酸,不能和硫酸铜反应,故答案为:不能;(2)步骤Ⅱ为SKIPIF1<0溶液和SKIPIF1<0溶液混合加热制备碱式碳酸铜,反应的离子方程式为:SKIPIF1<0,因为碳酸氢钠易分解损失,所以实际取用碳酸氢钠稍微过量,硫酸铜和碳酸氢钠物质的量之比小于1:2;(3)温度越高甲酸铜的溶解度越大,为防止甲酸铜结晶体析出而损失,可以采取趁热过滤的方式;甲酸铜结晶体易溶于水,难溶于乙醇等有机溶剂,故可以用乙醇来洗涤,故答案为B;(4)①步骤A为配制250mL甲酸铜溶液的过程,应该选用250mL的容量瓶,题中给出的是100mL容量瓶,不能使用;需要量取3.00g晶体,托盘天平不能称取出3.00g晶体,故也不能用,溶解需要在烧杯中进行,另外可以用量筒量取所需要的蒸馏水的量,故答案为:烧杯、量筒;步骤C中滴定时,是用草酸钠溶液滴定过量的高锰酸钾,草酸钠应该放在碱式滴定管中,根据提供的仪器,被滴定的溶液应该在烧杯中,故答案为:烧杯、碱式滴定管;②溶液恒温80℃30min时应采取的操作方法是水浴加热;高锰酸钾溶液本身有颜色,当其消耗完的时候,颜色褪去,故答案为:滴入最后半滴草酸溶液,溶液紫色褪去,且半分钟不恢复原来的颜色;③高锰酸钾和甲酸根反应对应的关系式为:5HCOO-~2KMnO4,用草酸钠滴定过量的高锰酸钾时对应的关系式为:2KMnO4~5C2OSKIPIF1<0,则和草酸根反应的高锰酸钾的物质的量n(KMnO4)=SKIPIF1<0×0.02×25×10-3=0.0002mol,和甲酸根反应的高锰酸钾的物质的量n(KMnO4)=0.02×50×10-3-0.0002mol=0.0008mol,甲酸根的物质的量n(HCOO-)=SKIPIF1<0×0.0008mol=0.002mol,则原来样品中含有的甲酸根的物质的量n(HCOO-)=0.0004mol×SKIPIF1<0=0.02mol,质量m(HCOO-)=0.02mol×45g/mol=0.9g,则晶体中甲酸根的质量分数=SKIPIF1<0。28.(15分)丙烯是重要的化工原料,广泛用于合成聚丙烯、丙烯醛等工业领域。回答下列问题:(1)丙烷无氧脱氢法制备丙烯的反应为SKIPIF1<0
SKIPIF1<0。科学上规定:在298.15K时,由最稳定的单质生成1mol化合物时的焓变,叫作该物质的标准摩尔生成焓(SKIPIF1<0);最稳定的单质的标准摩尔生成焓为零。已知:部分物质的标准摩尔生成焓数据如表:物质SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0-10419.8则上述反应的SKIPIF1<0_______SKIPIF1<0。(2)SKIPIF1<0时,将SKIPIF1<0充入某刚性密闭容器中,在催化作用下发生无氧脱氢反应。用压强传感器测出容器内体系压强随时间的变化关系如表所示:时间/min060120180240300360压强/kPa100136163178180180180①已知:SKIPIF1<0。0~60min内,用SKIPIF1<0的分压变化表示上述脱氢反应的平均速率为_______SKIPIF1<0。②SKIPIF1<0时,反应的平衡常数SKIPIF1<0_______kPa。(3)丙烷在有氧气参与的条件下也可以发生脱氢反应:SKIPIF1<0。下列说法正确的是_______(填序号)。A.相对于丙烷直接催化脱氢法,有氧气催化脱氢,反应更容易进行B.相同条件下,氢气、丙烯、丙烷三种气体中,还原性最强的是氢气C.恒温恒容条件下,当混合气体的密度不再随时间改变时,说明反应达到限度D.通入更多的氧气,有利于提高丙烷转化率,提高丙烯的产率(4)甲醇催化也可以制取丙烯,其反应为SKIPIF1<0。①该反应的阿伦尼乌斯经验公式的实验数据如图中直线a所示,已知阿伦尼乌斯经验公式为SKIPIF1<0(SKIPIF1<0为活化能,SKIPIF1<0为速率常数,SKIPIF1<0和SKIPIF1<0为常数)。则该反应的活化能SKIPIF1<0_______SKIPIF1<0。②下列措施能使速率常数k增大的是_______(填序号)。a.升高温度
b.增大压强
c.增大SKIPIF1<0③当改变外界条件时,实验数据如上图中的直线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______。【答案】(1)+123.8(2)0.6320(3)AB(4)31.0a使用更高效的催化剂【详解】(1)根据标准摩尔生成焓的定义,可得SKIPIF1<0生成物的标准摩尔生成焓总和-反应物的标准摩尔生成焓总和SKIPIF1<0;故答案为:+123.8;(2)①起始时容器中只有SKIPIF1<0,压强为100kPa,设60min时反应生成SKIPIF1<0的分压为SKIPIF1<0,根据反应SKIPIF1<0知此时SKIPIF1<0的分压为SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的分压为SKIPIF1<0,60min时容器内气体总压强SKIPIF1<0,得SKIPIF1<0,则0~60min内,SKIPIF1<0;故答案为:0.6;②SKIPIF1<0时,丙烷无氧脱氢反应在240min时达到平衡状态,平衡时气体总压强为180kPa,设平衡时生成SKIPIF1<0的分压为SKIPIF1<0,则此时SKIPIF1<0的分压为SKIPIF1<0,SKIPIF1<0的分压为SKIPIF1<0,平衡时容器内气体总压强为SKIPIF1<0,得SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0;故答案为:320;(3)A.有氧气参与的丙烷催化脱氢反应,氢气被氧气氧化生成水时放热,能为脱氢提供能量,反应更容易进行,A正确;B.体系中含有氢气、丙烯、丙烷三种气体,结合反应SKIPIF1<0,可知相同条件下,氢气更容易被氧化,其还原性更强,B正确;C.恒温恒容条件下,容器容积不变,气体总质量也不变,混合气体的密度为定值,故当混合气体的密度不再随时间改变时,不能说明反应达到限度,C错误;D.通入更多的氧气,过量氧气可能将丙烯、丙烷氧化,反而不利于提高丙烷转化率和丙烯的产率,D错误;故答案为:AB;(4)①将直线a上两点坐标数据代入SKIPIF1<0,可得方程组SKIPIF1<0,解得SKIPIF1<0;故答案为:31;②由SKIPIF1<0可知,升高温度可使速率常数k增大,a正确;故答案为:a;③结合题图可知甲醇催化反应的阿伦尼乌斯经验公式为直线方程,SKIPIF1<0为直线的斜率,SKIPIF1<0时直线斜率增大,即活化能SKIPIF1<0减小,改变的条件可能是使用了更高效的催化剂;故答案为:使用更高效的催化剂。(二)选考题:共15分。请考生在第35、36题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计。35.(15分)磷、碳、氢等非金属及其化合物用途广泛。试回答下列问题。(1)白磷(P4)在氯气中燃烧可生成PCl3和PCl5。①形成PCl5时,P原子的一个3s电子激发入3d轨道后参与成键,该激发态的价电子排布式为___________。②研究表明,在加压条件下PCl5于148℃液化时能发生与水类似的自耦电离,形成一种能导电的熔体,其电离方程式为___________,产生的阳离子的空间结构为___________;N和P都有+5价,但NCl5不存在,从原子结构的角度分析其原因:___________。(2)分子中的大π键可用符号SKIPIF1<0表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为SKIPIF1<0)。一种观点认为,苯酚羟基中的O原子是sp2杂化则苯酚中的大π键可表示为___________,一定在同一平面上的原子有___________个;乙醇显中性而苯酚显酸性的原因是:在大π键中氧的p电子云向苯环转移,___________。(3)镍镧合金(LaNin)具有很强的储氢能力,其晶胞结构如图所示,其中n=___________。已知晶胞体积为9.0×10-29m3,若储氢后形成LaNinH5.5(氢进入晶胞空隙,晶胞体积不变),则氢在合金中的密度为___________g·cm-3(保留1位小数)。【答案】(1)3s13p23d1PCl5SKIPIF1<0PClSKIPIF1<0+PClSKIPIF1<0正四面体形P原子半径大,且有可以利用的3d空轨道采取sp3d杂化,N原子半径小且没有可以利用的d空轨道(2)SKIPIF1<013使O原子上的电子云密度降低,O、H间的结合力减弱,易离解出H+(3)50.1【详解】(1)①磷元素的原子序数为15,价电子排布式为3s23p3,由形
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