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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-1N-14O-16F-19P-31Cl-35.5Cu-64Zn-65Ti-48Ni-59一、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.化学与社会、环境、生活息息相关,下列说法正确的是A.非遗油纸伞伞面涂刷桐油,桐油的成分是烃B.CO2排放量的增加将促进海洋珊瑚的疯长C.PM2.5在空气中所形成的分散系稳定性弱于云雾D.服饮葡萄糖口服液可迅速补充人体发烧损失的电解质8.2022年诺贝尔化学奖授予三位在“点击化学和生物正交化学”方面做出突出贡献的科学家。该反应如下:下列说法正确的是A.X与H2加成最多消耗2molH2 B.该反应类型属于取代反应C.Z分子中含有1个手性碳原子 D.X与Y反应可生成另一产物9.某同学按图示装置进行实验,向抽滤瓶溶液中通入足量a气体获得a的饱和溶液,再通入足量的b气体,抽滤瓶中最终一定得到沉淀。下列物质组合符合要求的是abcASKIPIF1<0SKIPIF1<0饱和食盐水BSKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0溶液CSKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0溶液DSKIPIF1<0NO2SKIPIF1<0溶液10.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是电子层数的3倍,元素Y、Z、W互不相邻但位于同周期,且Y、Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数,W在同周期中原子半径最小。下列叙述错误的是A.原子半径的大小顺序:SKIPIF1<0B.元素X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强C.元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱D.Z、W形成的化合物SKIPIF1<0中各原子最外层电子均满足8电子稳定结构11.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A.标准状况下,11.2LCH2Cl2中所含碳氯键的数目为NAB.电解精炼铜时,当阴极增重6.4g,阳极失去的电子总数为0.2NAC.100mL18.4mol/L的浓硫酸与足量锌反应,生成SO2数目为0.92NAD.50g34%的H2O2溶液中H-O键的数目为NA12.科学家研制了一种两相无膜锌/吩噻嗪(PTZ)电池,其放电时的工作原理如图所示。已知:CH2Cl2的密度为1.33g/cm3,难溶于水。下列说法错误的是A.电池使用时不能倒置B.充电时,石墨毡上的电极反应式为PTZ-e-=PTZ+C.充电时,PFSKIPIF1<0由CH2Cl2移向水层D.放电时,Zn板每减轻6.5g,水层增重29g13.常温下,二元酸H2A的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15,难溶盐CuA、ZnA饱和溶液中沉淀溶解平衡时相关离子浓度的变化如图所示,已知Ksp(CuA)<Ksp(ZnA)。下列说法不正确的是A.m线表示CuA饱和溶液中相关离子的浓度变化,且Ksp(CuA)的数量级为10-37B.a点对应的可以是CuA的不饱和溶液,也可以是ZnA的不饱和溶液C.向p点的溶液中加入少量Na2A固体,溶液组成可能变为q点D.向等浓度、等体积的稀H2SO4中分别加入少许等物质的量的ZnA和CuA两种固体都能溶解二、非选择题(一)必考题:共43分。26.(14分)稀土(RE)是元素周期表第Ⅲ族副族元素钪(Sc)、钇(Y)和镧系元素共17种化学元素的合称,是隐形战机、超导、核工业等高精尖领域必备的原料,但是稀土的开采和加工对环境破坏比较大。从某种矿物(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如图:已知:①月桂酸(C11H23COOH)熔点为44℃,月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。②该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10-8。③Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表:离子Mg2+Fe3+Al3+RE3+开始沉淀时的pH8.81.53.66.2~7.4沉淀完全时的pH/3.24.7/(1)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH,控制的范围为_______,得到的滤渣主要成分为_______。(2)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为4.8g/L。为尽可能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO-)低于_______mol·L-1(保留两位有效数字)。(3)①“加热搅拌”控制在55℃,其原因是_______。②“操作X”的过程为先_______,再固液分离。(4)该工艺中,可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。(5)稀土中钪元素的单质具有较高熔点且密度和铝接近,可制备高熔点轻质合金,此种合金可用作航空航天或耐高温材料。通常用电解熔融ScCl3制备金属钪,ScCl3易水解,工业上制备无水ScCl3过程中与NH4Cl共热。原理为:I.ScCl3(s)+H2O(g)SKIPIF1<0ScOCl(s)+2HCl(g);II._______(完成方程式)。(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O2的还原,发生的电极反应为_______。27.(14分)TiCl4是制备金属钛的重要中间体。某小组同学利用如下装置在实验室制备TiCl4(夹持装置略去)。已知:TiCl4易挥发,高温时能与O2反应,不与HCl反应,其他相关信息如下表所示:熔点/℃沸点/℃密度/(g·cm-3)水溶性TiCl4-24136.41.7易水解生成白色沉淀,能溶于有机溶剂CC14-2376.81.6难溶于水回答下列问题:(1)装置D中仪器b的名称是___________,装置E中的试剂是___________(填试剂名称)。(2)装置B中长导管a的作用是___________。(3)装置A中发生反应的离子方程式为___________。(4)在通入Cl2前,先打开开关k,从侧管持续通入一段时间的CO2气体的目的是___________。(5)装置C中除生成TiCl4外,还生成一种气态不成盐氧化物,该反应的化学方程式为___________。(6)制得的TiCl4中常含有少量CCl4,从混合液中分离出TiCl4操作的名称是___________。(7)利用如图装置测定所得TiCl4的纯度:取mg产品加入烧瓶,向安全漏斗中加入适量蒸馏水,待TiCl4充分反应后,将烧瓶和漏斗中的液体一并转入锥形瓶中,滴加几滴0.1mol·L-1K2CrO4溶液作指示剂,用nmol·L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液VmL。已知:常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12,Ag2CrO4呈砖红色,TiCl4+(2+n)H2O=TiO2·nH2O↓+4HCl。①安全漏斗在本实验中的作用除加水外,还有___________;②滴定终点的判断方法是___________;③产品的纯度为___________(用含m、n和V的代数式表示)。28.(15分)2022年11月15日,二十国集团领导人第十七次峰会上,习近平主席发表题为《共迎时代挑战共建美好未来》的重要讲话,其中提及应对气候变化挑战、向绿色低碳发展转型等话题。回答下列问题:(1)一定条件下,SKIPIF1<0与SKIPIF1<0反应可转化为SKIPIF1<0、SKIPIF1<0,该反应不仅可以应用于温室气体的消除,实现低碳发展,还可以应用于空间站中SKIPIF1<0与SKIPIF1<0的循环,实现SKIPIF1<0的再生。已知:①反应Ⅰ.SKIPIF1<0
SKIPIF1<0反应Ⅱ.SKIPIF1<0
SKIPIF1<0反应Ⅲ.SKIPIF1<0
SKIPIF1<0②部分化学键的键能:化学键H-HC=OC-HO-H键能/(SKIPIF1<0)436.0745.0x462.8表格中x=_______。若反应Ⅲ的活化能为SKIPIF1<0,则该反应的逆反应活化能SKIPIF1<0________SKIPIF1<0。(2)一定条件下,利用甲烷可将SKIPIF1<0还原为CO。在一容器中充入SKIPIF1<0、SKIPIF1<0气体各1.0mol,发生反应SKIPIF1<0
SKIPIF1<0。测得SKIPIF1<0的平衡转化率随着温度、压强的变化曲线如图l所示,则SKIPIF1<0___________(填“>”“<”或“=”)SKIPIF1<0;Q点的压强平衡常数SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0(用平衡分压代替平衡浓度计算,气体的分压=气体总压强×该气体的物质的量分数)。(3)工业生产的烟气中常含有气态的硫化物、氮化物等污染物,需经过除硫、除氮才能排放。①利用SKIPIF1<0溶液可除去烟气中的SKIPIF1<0气体,除硫原理如图所示:实验室测得脱硫率与溶液pH、SKIPIF1<0浓度(SKIPIF1<0)的关系如图2所示,SKIPIF1<0浓度大于SKIPIF1<0时,脱硫率逐渐降低,原因是___________。②利用强氧化剂可以对烟气进行脱硫脱硝。在某工厂尾气净化工艺探索中,利用NaClO溶液为氧化剂,控制pH=5.5,将烟气中+4价硫的氧化物和+2价氮的氧化物转化为高价含氧酸根离子。测得溶液在不同温度时,脱除率如表:温度/℃102040506080脱除率/%SKIPIF1<091.697.598.999.999.197.2NO76.577.278.980.179.978.8温度高于50℃时,脱除率逐渐降低,原因是___________。SKIPIF1<0的脱除率比NO的高,原因是___________(答出一点即可)。(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)我国在新材料领域研究的重大突破,为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、Ni、Fe等元素。回答下列问题:(1)下列不同状态的硼中,失去一个电子需要吸收能量最多的是_____(填标号,下同),用光谱仪可捕捉到发射光谱的是_____。A.
B.C.
D.(2)B、C、N的第一电离能由大到小的顺序是_____,氮可形成多种氢化物,其中NH3的VSEPR模型名称是_____,N2H4中N原子杂化方式是_____。(3)FeSO4•H2O的结构如图所示。FeSO4•7H2O中H2O与Fe2+、H2O与SOSKIPIF1<0的作用力类型分别是_____、_____。H2O中H-O-H的键角____SOSKIPIF1<0中O-S-O的键角(填“>”“<”或“=”)。(4)镍的某种氧化物常用作催化剂,其晶胞有如图结构特征:镍离子形成面心立方结构,氧离子填充在镍离子构成的八面体空隙中,填充率为100%。①从该晶胞中能分割出来的结构图有_____(填标号)。a.
b.
c.
d.
e.②已知该晶体密度为ρg•cm-3,NA为阿伏伽德罗常数的值。该晶胞中镍离子周围与其等距离且最近的镍离子有____个,该距离为_____pm(用含ρ和NA的代数式表示)。36.(15分)菊酸是合成高效、低毒有益于环境的手性拟除虫剂的重要中间体,一种合成菊酸的路线图如下:已知:二取代环烷烃存在取代基在碳环的同侧和异侧两种顺反结构,即环状有机物存在顺反异构,例如1-甲基-2-乙基环戊烷的顺反异构为和。回答下列问题:(1)A与足量氢气加成后产物的化学名称是_______。(2)B的结构简式为_______,A→B、C→D的反应类型分别为_______、_______。(3)E→F的化学方程式为_______。(4)G中的官能团名称为_______。(5)满足下列条件的G的同分异构体有_______种(包含顺反异构,不考虑手性异构)。①分子中含五元碳环;②能发生银镜反应;③能与SKIPIF1<0溶液反应生成SKIPIF1<0气体。(6)仿照上述合成路线,设计以1-丁烯和SKIPIF1<0为原料制备的合成路线:_______(其他无机试剂任选)。新高考化学模拟试卷全解全析(考试时间:60分钟试卷满分:100分)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.化学与社会、环境、生活息息相关,下列说法正确的是A.非遗油纸伞伞面涂刷桐油,桐油的成分是烃B.CO2排放量的增加将促进海洋珊瑚的疯长C.PM2.5在空气中所形成的分散系稳定性弱于云雾D.服饮葡萄糖口服液可迅速补充人体发烧损失的电解质【答案】C【详解】A.桐油的主要化学成分是脂肪酸甘油三酯,不是烃类化合物,A错误;B.CO2+H2O+CaCO3SKIPIF1<0Ca(HCO3)2,CO2排放量的增加将影响珊瑚生存,B错误;C.能形成胶体的分散质颗粒直径在1-100nm之间,云雾属于胶体,具有介稳性,PM2.5中颗粒物的直径接近于2.5×10
-6m,所以不能形成气溶胶,C正确;D.糖类不属于电解质D不错误;故答案为:C。8.2022年诺贝尔化学奖授予三位在“点击化学和生物正交化学”方面做出突出贡献的科学家。该反应如下:下列说法正确的是A.X与H2加成最多消耗2molH2 B.该反应类型属于取代反应C.Z分子中含有1个手性碳原子 D.X与Y反应可生成另一产物【答案】D【详解】A.X分子中含有的1个苯环和1个碳碳三键都可以与H2发生加成反应,则X与H2加成最多消耗5molH2,A错误;B.根据图示可知该反应类型属于加成反应,B错误;C.手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的C原子,根据Z结构简式乐子Z分子中不含有手性碳原子,C错误;D.两种物质分子分子含有的2个苯环连接在含有N原子的五环上的位置不同,因此可以形成两种不同产物,D正确;故合理选项是D。9.某同学按图示装置进行实验,向抽滤瓶溶液中通入足量a气体获得a的饱和溶液,再通入足量的b气体,抽滤瓶中最终一定得到沉淀。下列物质组合符合要求的是abcASKIPIF1<0SKIPIF1<0饱和食盐水BSKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0溶液CSKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0溶液DSKIPIF1<0NO2SKIPIF1<0溶液【答案】B【详解】A.二氧化碳在饱和氯化钠溶液中溶解性很小,通入氨气不能产生大量的碳酸氢根离子,碳酸氢根离子浓度较低,不会析出NaHCO3晶体,A不符合题意;B.SKIPIF1<0与SKIPIF1<0溶液不发生反应,氯化钡和二氧化硫生成盐酸和亚硫酸钡,正常情况下反应不能进行,因为生成的亚硫酸钡会溶于盐酸,氯气能将生成的亚硫酸钡氧化成硫酸钡,有沉淀生成,B符合题意;C.SKIPIF1<0和SKIPIF1<0溶液反应生成白色沉淀,在加入足量的氨气,氨气溶于水形成氨水,氯化银与氨水生成银氨络离子,氯化银沉淀溶解,C不符合题意;D.氨气通入SKIPIF1<0溶液中会生成氢氧化铝的白色沉淀,NO2和水反应生成硝酸是强酸,可溶解氢氧化铝,最终无沉淀,D不符合题意;故选B。10.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是电子层数的3倍,元素Y、Z、W互不相邻但位于同周期,且Y、Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数,W在同周期中原子半径最小。下列叙述错误的是A.原子半径的大小顺序:SKIPIF1<0B.元素X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强C.元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱D.Z、W形成的化合物SKIPIF1<0中各原子最外层电子均满足8电子稳定结构【答案】C【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是电子层数的3倍,X为氧;元素Y、Z、W互不相邻但位于同周期,W在同周期中原子半径最小,W为氯;Y、Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数,则,分别为镁、磷;【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径的大小顺序:SKIPIF1<0,A正确;B.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,元素X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强,B正确;C.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强,C错误;D.Z、W形成的化合物SKIPIF1<0为PCl3,各原子最外层电子均满足8电子稳定结构,D正确;故选C。11.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A.标准状况下,11.2LCH2Cl2中所含碳氯键的数目为NAB.电解精炼铜时,当阴极增重6.4g,阳极失去的电子总数为0.2NAC.100mL18.4mol/L的浓硫酸与足量锌反应时,生成的SO2数目为0.92NAD.50g34%的H2O2溶液中H-O键的数目为NA【答案】B【详解】A.标准状况下,CH2Cl2是液态,11.2L的CH2Cl2物质的量大于0.5mol,碳氯键的数目大于NA,故A错误;B.电解精炼铜时,阴极电极方程式为:SKIPIF1<0,当阴极增重6.4g即0.1molCu时,阳极失去的电子总数=阴极得到的电子总数=0.2NA,故B正确;C.100mL18.4mol/L浓硫酸与足量的锌反应时,随着反应的进行浓硫酸逐渐变稀,变稀后不再产生SO2气体,所以生成的SO2数目小于0.92NA,故C错误;D.50g34%的H2O2溶液中含有17g的H2O2和33g的H2O,每个H2O2和H2O都含有2个H-O键,则50g34%的H2O2溶液中H-O键的数目为:SKIPIF1<0,故D错误;故选:B。12.科学家研制了一种两相无膜锌/吩噻嗪(PTZ)电池,其放电时的工作原理如图所示。已知:CH2Cl2的密度为1.33g/cm3,难溶于水。下列说法错误的是A.电池使用时不能倒置B.充电时,石墨毡上的电极反应式为PTZ-e-=PTZ+C.充电时,PFSKIPIF1<0由CH2Cl2移向水层D.放电时,Zn板每减轻6.5g,水层增重29g【答案】D【分析】放电时,Zn失电子,发生氧化反应,故Zn作负极;石墨毡作正极。充电时,Zn电极发生得电子反应,作阴极;石墨毡作阳极。【详解】A.水和二氯甲烷的不互溶性和密度差能够将正极与负极分隔开,故不能倒置,故A正确;B.由图可知,放电时,Zn为负极,石墨毡为正极,放电时,石墨毡发生反应:PTZ+-e-=PTZ,则充电时,石墨毡为阳极,发生氧化反应,电极反应式:PTZ-e-=PTZ+,故B正确;C.放电时,阴离子向负极移动,Zn为负极,则放电时PF6-由CH2Cl2层移向水层,故C正确;D.放电时,Zn板每减轻6.5g,同时水层增重6.5g,转移电子的物质的量为0.2mol,有0.2molSKIPIF1<0移动到水层,故水层增重为0.2mol×145g/mol+6.5g=35.5g,故D错误;故选D。13.常温下,二元酸H2A的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15,难溶盐CuA、ZnA饱和溶液中沉淀溶解平衡时相关离子浓度的变化如图所示,已知Ksp(CuA)<Ksp(ZnA)。下列说法不正确的是A.m线表示CuA饱和溶液中相关离子的浓度变化,且Ksp(CuA)的数量级为10-37B.a点对应的可以是CuA的不饱和溶液,也可以是ZnA的不饱和溶液C.向p点的溶液中加入少量Na2A固体,溶液组成可能变为q点D.向等浓度、等体积的稀H2SO4中分别加入少许等物质的量的ZnA和CuA两种固体都能溶解【答案】D【分析】m线上任意一点横纵坐标之积大于n线上任意一点横纵坐标之积,由题目可知知Ksp(CuA)<Ksp(ZnA),故m线表示CuA饱和溶液中相关离子的浓度变化,n线表示ZnA饱和溶液中相关离子的浓度变化;【详解】A.在m线上,当横坐标等于20时,纵坐标约等于16.4,即c(Cu2+)=10-20,c(A2-)=10-16.4,故Ksp=c(Cu2+)c(Cu2+)=10-20×10-16.4=10-36.4,数量级为10-37,A项正确;B.A点的横纵坐标之积小于m、n线上任意一点横纵坐标之积,即a点Qc<Ksp,故为ZnA和CuA的不饱和溶液,B项正确;C.向P点加入少量Na2A固体,溶液中c(A2-)增大,SKIPIF1<0减小,对于ZnA的沉淀溶解平衡SKIPIF1<0逆向移动,c(Zn2+)减小,则SKIPIF1<0增大,故可以实现p点变为q点,C项正确;D.由曲线可知,Ksp(CuA)很小,故很难溶于稀硫酸,Ksp(ZnA)相对较大,可以溶解在稀硫酸中,D项错误;答案选D。二、非选择题(一)必考题:共43分。26.(14分)稀土(RE)是元素周期表第Ⅲ族副族元素钪(Sc)、钇(Y)和镧系元素共17种化学元素的合称,是隐形战机、超导、核工业等高精尖领域必备的原料,但是稀土的开采和加工对环境破坏比较大。从某种矿物(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如图:已知:①月桂酸(C11H23COOH)熔点为44℃,月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。②该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10-8。③Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表:离子Mg2+Fe3+Al3+RE3+开始沉淀时的pH8.81.53.66.2~7.4沉淀完全时的pH/3.24.7/(1)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH,控制的范围为_______,得到的滤渣主要成分为_______。(2)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为4.8g/L。为尽可能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO-)低于_______mol·L-1(保留两位有效数字)。(3)①“加热搅拌”控制在55℃,其原因是_______。②“操作X”的过程为先_______,再固液分离。(4)该工艺中,可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。(5)稀土中钪元素的单质具有较高熔点且密度和铝接近,可制备高熔点轻质合金,此种合金可用作航空航天或耐高温材料。通常用电解熔融ScCl3制备金属钪,ScCl3易水解,工业上制备无水ScCl3过程中与NH4Cl共热。原理为:I.ScCl3(s)+H2O(g)SKIPIF1<0ScOCl(s)+2HCl(g);II._______(完成方程式)。(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O2的还原,发生的电极反应为_______。【答案】(1)4.7≤pH<6.2Al(OH)3、Fe(OH)3(2)3.0×10-4(3)低于55℃溶解不完全;温度太高,盐酸挥发,溶解度降低,不利于分离冷却结晶(4)MgSO4(5)ScOCl(s)+2NH4Cl(s)SKIPIF1<0ScCl3(s)+2NH3(g)+H2O(g)(6)O2+4e-+2H2O=4OH-【分析】从某种矿物(含铁、铝等元素)中提取稀土元素RE时,先将矿物用酸化的MgSO4溶液浸取,浸取液中加入氧化剂将Fe2+氧化,再调节pH,使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,同时需防止RE3+离子生成沉淀:过滤后,往滤液1中加入月桂酸钠,将RE3+转化为(C11H23COO)3RE沉淀;MgSO4全部进入滤液2;将滤饼中加入盐酸,并维持在55℃,加热搅拌,冷却结晶后,将月桂酸转化为沉淀,然后过滤分离。【详解】(1)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH,在此步操作中,需除去的杂质离子为Fe3+、Al3+,并将它们转化为氢氧化物沉淀,但不能将RE3+转化为沉淀,所以需控制的范围为4.7≤pH<6.2,得到的滤渣主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3。答案为:4.7≤pH<6.2;Al(OH)3、Fe(OH)3;(2)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为4.8g/L,物质的量浓度为0.2mol/L。Ksp[(C11H23COO)2Mg]=1.8×10-8,c(C11H23COO-)=SKIPIF1<0mol·L-1=3.0×10-4mol·L-1。答案为:3.0×10-4;(3)①“加热搅拌”的目的,是将(C11H23COO)3RE充分溶解,并转化为RECl3和C11H23COOH,此时既需控制温度,又需保证盐酸具有一定的浓度,则控温在55℃,其原因是:低于55℃溶解不完全;温度太高,盐酸挥发,溶解度降低,不利于分离。②“操作X”的过程中,需将C11H23COOH转化为沉淀,所以应先冷却结晶,再固液分离。答案为:低于55℃溶解不完全;温度太高,盐酸挥发,溶解度降低,不利于分离;冷却结晶;(4)该工艺中,滤液②中含有大量的MgSO4,可再生循环利用的物质有MgSO4。答案为:MgSO4;(5)通常用电解熔融ScCl3制备金属钪,ScCl3易水解,工业上制备无水ScCl3过程中与NH4Cl共热。原理为:I.ScCl3(s)+H2O(g)SKIPIF1<0ScOCl(s)+2HCl(g);II.应将ScOCl(s)转化为ScCl3(s),则ScOCl(s)与NH4Cl(s)反应的方程式为:ScOCl(s)+2NH4Cl(s)SKIPIF1<0ScCl3(s)+2NH3(g)+H2O(g)。答案为:ScOCl(s)+2NH4Cl(s)SKIPIF1<0ScCl3(s)+2NH3(g)+H2O(g);(6)Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O2的还原,则在正极,O2得电子产物与电解质反应生成OH-,发生的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。答案为:O2+4e-+2H2O=4OH-。【点睛】月桂酸(C11H23COOH)熔点为44℃,冷却结晶时,溶液温度应降到44℃以下。27.(14分)TiCl4是制备金属钛的重要中间体。某小组同学利用如下装置在实验室制备TiCl4(夹持装置略去)。已知:TiCl4易挥发,高温时能与O2反应,不与HCl反应,其他相关信息如下表所示:熔点/℃沸点/℃密度/(g·cm-3)水溶性TiCl4-24136.41.7易水解生成白色沉淀,能溶于有机溶剂CC14-2376.81.6难溶于水回答下列问题:(1)装置D中仪器b的名称是___________,装置E中的试剂是___________(填试剂名称)。(2)装置B中长导管a的作用是___________。(3)装置A中发生反应的离子方程式为___________。(4)在通入Cl2前,先打开开关k,从侧管持续通入一段时间的CO2气体的目的是___________。(5)装置C中除生成TiCl4外,还生成一种气态不成盐氧化物,该反应的化学方程式为___________。(6)制得的TiCl4中常含有少量CCl4,从混合液中分离出TiCl4操作的名称是___________。(7)利用如图装置测定所得TiCl4的纯度:取mg产品加入烧瓶,向安全漏斗中加入适量蒸馏水,待TiCl4充分反应后,将烧瓶和漏斗中的液体一并转入锥形瓶中,滴加几滴0.1mol·L-1K2CrO4溶液作指示剂,用nmol·L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液VmL。已知:常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12,Ag2CrO4呈砖红色,TiCl4+(2+n)H2O=TiO2·nH2O↓+4HCl。①安全漏斗在本实验中的作用除加水外,还有___________;②滴定终点的判断方法是___________;③产品的纯度为___________(用含m、n和V的代数式表示)。【答案】(1)球形冷凝管浓硫酸(2)平衡气压,防止导管堵塞(3)2SKIPIF1<0+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O(4)排除装置中的空气,防止TiCl4和O2反应(5)TiO2+2C+2Cl2SKIPIF1<0TiCl4+2CO(6)蒸馏(7)液封,吸收挥发的HCl气体当加入最后半滴AgNO3标准溶液时,溶液恰好出现砖红色沉淀,且半分钟不消失SKIPIF1<0或SKIPIF1<0【分析】本实验利用Cl2与TiO2反应制备TiCl4,A为制备Cl2的装置,C、D分别为制备、收集TiCl4的装置,因TiCl4易水解,要求制备和收集过程无水,故在C前、D后都要加干燥装置,所以B、E中盛放试剂为浓硫酸;F中盛放NaOH溶液,目的是除去未反应的Cl2;【详解】(1)装置D中仪器b的名称是球形冷凝管;据分析可知,装置E中的试剂是浓硫酸;(2)装置B中长导管a的作用是平衡气压,防止导管堵塞;(3)装置A用于制备Cl2,其离子方程式为2SKIPIF1<0+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;(4)在通入Cl2前,先打开开关k,从侧管持续通入一段时间的CO2气体的目的是排除装置中的空气,防止TiCl4和O2反应;(5)根据元素守恒可知一种气态不成盐氧化物为CO,则该反应的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2SKIPIF1<0TiCl4+2CO;(6)TiCl4和CCl4互溶,但沸点差异较大,则从混合液中分离出TiCl4操作的名称是蒸馏;(7)①安全漏斗在本实验中的作用除加水外,还有液封,吸收挥发的HCl气体;②滴定终点的判断方法是当加入最后半滴AgNO3标准溶液时,溶液恰好出现砖红色沉淀,且半分钟不消失;③根据元素守恒关系SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,产品的纯度为SKIPIF1<0。28.(15分)2022年11月15日,二十国集团领导人第十七次峰会上,习近平主席发表题为《共迎时代挑战共建美好未来》的重要讲话,其中提及应对气候变化挑战、向绿色低碳发展转型等话题。回答下列问题:(1)一定条件下,SKIPIF1<0与SKIPIF1<0反应可转化为SKIPIF1<0、SKIPIF1<0,该反应不仅可以应用于温室气体的消除,实现低碳发展,还可以应用于空间站中SKIPIF1<0与SKIPIF1<0的循环,实现SKIPIF1<0的再生。已知:①反应Ⅰ.SKIPIF1<0
SKIPIF1<0反应Ⅱ.SKIPIF1<0
SKIPIF1<0反应Ⅲ.SKIPIF1<0
SKIPIF1<0②部分化学键的键能:化学键H-HC=OC-HO-H键能/(SKIPIF1<0)436.0745.0x462.8则表格中x=________。若反应Ⅲ的活化能为SKIPIF1<0,则该反应的逆反应活化能SKIPIF1<0_____SKIPIF1<0。(2)一定条件下,利用甲烷可将SKIPIF1<0还原为CO。在一容器中充入SKIPIF1<0、SKIPIF1<0气体各1.0mol,发生反应SKIPIF1<0
SKIPIF1<0。测得SKIPIF1<0的平衡转化率随着温度、压强的变化曲线如图l所示,则SKIPIF1<0___________(填“>”“<”或“=”)SKIPIF1<0;Q点的压强平衡常数SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0(用平衡分压代替平衡浓度计算,气体的分压=气体总压强×该气体的物质的量分数)。(3)工业生产的烟气中常含有气态的硫化物、氮化物等污染物,需经过除硫、除氮才能排放。①利用SKIPIF1<0溶液可除去烟气中的SKIPIF1<0气体,除硫原理如图所示:实验室测得脱硫率与溶液pH、SKIPIF1<0浓度(SKIPIF1<0)的关系如图2所示,SKIPIF1<0浓度大于SKIPIF1<0时,脱硫率逐渐降低,原因是___________。②利用强氧化剂可以对烟气进行脱硫脱硝。在某工厂尾气净化工艺探索中,利用NaClO溶液为氧化剂,控制pH=5.5,将烟气中+4价硫的氧化物和+2价氮的氧化物转化为高价含氧酸根离子。测得溶液在不同温度时,脱除率如表:温度/℃102040506080脱除率/%SKIPIF1<091.697.598.999.999.197.2NO76.577.278.980.179.978.8温度高于50℃时,脱除率逐渐降低,原因是___________。SKIPIF1<0的脱除率比NO的高,原因是___________(答出一点即可)。【答案】(1)415.2SKIPIF1<0(2)<196(3)SKIPIF1<0浓度增大,使反应i、反应ⅱ均逆向移动,SKIPIF1<0浓度降低温度越高,SKIPIF1<0、NO的溶解度越小;温度越高,SKIPIF1<0水解生成的HClO越不稳定SKIPIF1<0在水中的溶解度大于NO(或SKIPIF1<0的还原性比NO的强或SKIPIF1<0与NaClO溶液的反应速率比NO的快等)【详解】(1)根据三个已知反应的物质转化关系,并结合盖斯定律可知,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0反应物的总键能-生成物的总键能,则有SKIPIF1<0SKIPIF1<0,解得SKIPIF1<0。SKIPIF1<0,故逆反应活化能SKIPIF1<0。故答案为:415.2;SKIPIF1<0;(2)由化学方程式可知,该反应为气体分子数增大的反应,故增大压强,平衡逆向移动,SKIPIF1<0的平衡转化率降低,则SKIPIF1<0。Q点SKIPIF1<0的平衡转化率为50%,应用“三段式”计算SKIPIF1<0:SKIPIF1<0则SKIPIF1<0、SKIPIF1<0,SKIPIF1<0。故答案为:<;196;(3)①SKIPIF1<0浓度大于SKIPIF1<0时,脱硫率逐渐降低,主要原因是SKIPIF1<0浓度增大,SKIPIF1<0水解平衡正移,导致SKIPIF1<0浓度增大,使反应i、反应ii均逆向移动,SKIPIF1<0浓度降低。②温度越高,SKIPIF1<0、NO的溶解度越小,溶液中SKIPIF1<0、NO的浓度越低,越不利于NaClO与SKIPIF1<0、NO的反应;温度越高,越能促进SKIPIF1<0水解,且水解生成的HClO在温度较高时不稳定而分解,导致溶液中的SKIPIF1<0浓度降低,故脱除率逐渐降低。SKIPIF1<0的脱除率比NO高的原因较多,如SKIPIF1<0在水中的溶解度大于NO,即溶液中两种气体分子的浓度不同;SKIPIF1<0在溶液中的还原性比NO的强;SKIPIF1<0与NaClO溶液的反应速率比NO的快等。故答案为:SKIPIF1<0浓度增大,使反应i、反应ⅱ均逆向移动,SKIPIF1<0浓度降低;温度越高,SKIPIF1<0、NO的溶解度越小;温度越高,SKIPIF1<0水解生成的HClO越不稳定;SKIPIF1<0在水中的溶解度大于NO(或SKIPIF1<0的还原性比NO的强或SKIPIF1<0与NaClO溶液的反应速率比NO的快等)。(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)我国在新材料领域研究的重大突破,为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、Ni、Fe等元素。回答下列问题:(1)下列不同状态的硼中,失去一个电子需要吸收能量最多的是_____(填标号,下同),用光谱仪可捕捉到发射光谱的是_____。A.
B.C.
D.(2)B、C、N的第一电离能由大到小的顺序是_____,氮可形成多种氢化物,其中NH3的VSEPR模型名称是_____,N2H4中N原子杂化方式是_____。(3)FeSO4•H2O的结构如图所示。FeSO4•7H2O中H2O与Fe2+、H2O与SOSKIPIF1<0的作用力类型分别是_____、_____。H2O中H-O-H的键角____SOSKIPIF1<0中O-S-O的键角(填“>”“<”或“=”)。(4)镍的某种氧化物常用作催化剂,其晶胞有如图结构特征:镍离子形成面心立方结构,氧离子填充在镍离子构成的八面体空隙中,填充率为100%。①从该晶胞中能分割出来的结构图有_____(填标号)。a.
b.
c.
d.
e.②已知该晶体密度为ρg•cm-3,NA为阿伏伽德罗常数的值。该晶胞中镍离子周围与其等距离且最近的镍离子有____个,该距离为_____pm(用含ρ和NA的代数式表示)。【答案】(1)ACD(2)N>C>B四面体形sp3(3)配位键氢键<(4)bc12SKIPIF1<0×SKIPIF1<0×1010(或SKIPIF1<0×SKIPIF1<0×1010)【详解】(1)A中各轨道都处于全满状态比较稳定,较难失去电子,因此失去一个电子需要的能量最高;发射光谱是指电
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