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文档简介
2024年山东省莱芜市高考化学五模试卷考生须知:1.全卷分选择题和非选择题两部分,全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,在草稿纸、试题卷上答题无效。一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、用饱和硫酸亚铁、浓硫酸和硝酸钾反应可以制得纯度为98%的NO,其反应为FeSO4+KNO3+H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+NO↑+K2SO4+H2O(未配平)。下列有关说法不正确的是A.该反应的氧化剂是KNO3B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶3C.Fe2(SO4)3、K2SO4、H2O均为电解质D.该反应中生成144gH2O,转移电子的物质的量为12mol2、下列说法正确的是()A.金刚石与晶体硅都是原子晶体B.分子晶体中一定含有共价键C.离子晶体中一定不存在非极性键D.离子晶体中可能含有共价键,但一定含有金属元素3、同位素示踪法可用于反应机理的研究,下列反应中同位素示踪表示正确的是()A.2KMnO4+5H218O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+518O2↑+8H2OB.NH4Cl+2H2O⇌NH3•2H2O+HClC.K37ClO3+6HCl=K37Cl+3Cl2↑+3H2OD.2Na2O2+2H218O=4NaOH+18O24、PET(,M链节=192g·mol−1)可用来生产合成纤维或塑料。测某PET样品的端基中羧基的物质的量,计算其平均聚合度:以酚酞作指示剂,用cmol·L−1NaOH醇溶液滴定mgPET端基中的羧基至终点(现象与水溶液相同),消耗NaOH醇溶液vmL。下列说法不正确的是A.PET塑料是一种可降解高分子材料B.滴定终点时,溶液变为浅红色C.合成PET的一种单体是乙醇的同系物D.PET的平均聚合度(忽略端基的摩尔质量)5、室温下,某二元碱X(OH)2水溶液中相关组分的物质的量分数随溶液pH变化的曲线如图所示,下列说法错误的是A.Kb2的数量级为10-8B.X(OH)NO3水溶液显碱性C.等物质的量的X(NO3)2和X(OH)NO3混合溶液中c(X2+)>c[X(OH)+]D.在X(OH)NO3水溶液中,c[X(OH)2]+c(OH-)=c(X2+)+c(H+)6、探究浓度对化学平衡的影响,实验如下:Ⅰ.向5mL0.05mol/LFeCl3溶液中加入5mL0.05mol/LKI溶液(反应a),平衡后分为两等份Ⅱ.向一份加入饱和KSCN溶液,变红(反应b);加入CCl4,振荡静置,下层显极浅的紫色Ⅲ.向另一份加入CCl4,振荡静置,下层显紫红色结合实验,下列说法不正确的是:A.反应a为:2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2B.比较氧化性:Ⅱ中,I2>Fe3+C.Ⅱ中,反应a进行的程度大于反应bD.比较水溶液中c(Fe2+):Ⅱ<Ⅲ7、X、Y、Z、W、M五种元素的原子序数依次增大。已知X、Y、Z、W是短周期元素中的四种非金属元素,X元素的原子形成的离子就是一个质子,Z、W在元素周期表中处于相邻的位置,它们的单质在常温下均为无色气体,Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,M是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是()A.五种元素的原子半径从大到小的顺序是:M>W>Z>Y>XB.X、Z两元素能形成原子个数比(X:Z)为3:1和4:2的化合物C.化合物YW2、ZW2都是酸性氧化物D.用M单质作阳极,石墨作阴极电解NaHCO3溶液,电解一段时间后,在阴极区会出现白色沉淀8、2019年诺贝尔化学奖授予了在锂离子电池领域作出贡献的三位科学家。他们于1972年提出“摇椅式“电池(Rockingchairbattery),1980年开发出LiCoO2材料,下图是该电池工作原理图,在充放电过程中,Li+在两极之间“摇来摇去”,该电池充电时的总反应为:LiCoO2+6C(石墨)=Li(1-x)CoO2+LixC6。下列有关说法正确的是A.充电时,Cu电极为阳极B.充电时,Li+将嵌入石墨电极C.放电时,Al电极发生氧化反应D.放电时,负极反应LiCoO2—xe-=Li(1-x)CoO2+(1-x)+xLi+9、常温下,物质的量浓度相等的下列物质的水溶液,pH最小的是()A.NH4ClO4 B.BaCl2 C.HNO3 D.K2CO310、25℃时,浓度相同的Na2CO3和NaHCO3溶液,下列判断错误的是()A.粒子种类不同 B.c(Na+)前者大于后者C.c(OH-)前者大于后者 D.分别加入NaOH固体,c(CO32-)均增大11、一定条件下,CO2分子晶体可转化为具有类似SiO2结构的原子晶体.从理论上分析,下列说法正确的是()A.该转化过程是物理变化B.1molCO2原子晶体中含2molC﹣O键C.CO2原子晶体的熔点高于SiO2D.CO2的原子晶体和分子晶体互为同分异构体12、下列实验事实不能用基团间相互作用来解释的是A.与Na反应时,乙醇的反应速率比水慢B.苯酚能与NaOH溶液反应而乙醇不能C.乙醇能使重铬酸钾溶液褪色而乙酸不能D.苯、甲苯发生硝化反应生成一硝基取代产物时,甲苯的反应温度更低13、NaBH4燃料电池具有理论电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是A.离子交换膜应为阳离子交换膜,Na+由左极室向右极室迁移B.该燃料电池的负极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2OC.电解池中的电解质溶液可以选择CuSO4溶液D.每消耗2.24LO2(标准状况)时,A电极的质量减轻12.8g14、下列关于甲烷、乙烯、苯和乙醇的叙述中,正确的是A.都难溶于水 B.都能发生加成反应C.都能发生氧化反应 D.都是化石燃料15、根据所给信息和标志,判断下列说法错误的是A.A B.B C.C D.D16、向氯化铁溶液中加入ag铜粉,完全溶解后再加入bg铁粉,充分反应后过滤得到滤液和固体cg。下列说法正确的是A.若a>c,则滤液中可能含三种金属离子,且b可能小于cB.若a>c,则cg固体中只含一种金属,且b可能大于cC.若a<c,则cg固体含两种金属,且b可能与c相等D.若a=c,则滤液中可能含两种金属离子,且b可能小于c二、非选择题(本题包括5小题)17、以下是某药物中间体D的合成过程:A(C6H6O)B(1)A的结构简式为_________________,A转化为B的反应类型是____________。(2)D中含氧官能团的名称是__________。(3)鉴别B、C
可以用的试剂名称是______________。(4)D在一定条件下与足量NaOH溶液反应的化学方程式是_________________。(5)同时符合下到条件的D的所有同分异构体(不考虑立体异构)有________种。①能与NaHCO3溶液反应产生气体;②苯环上只有2个取代基;③遇氯化铁溶液发生显色反应。其中核磁共振氢谱显示为5组峰,且峰面积比为3∶1∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式是________________________________(写结构简式)。(6)已知:+CH≡CH请设计合成路线以A和C2H2
为原料合成(无机试剂任选):____________。18、某研究小组拟合成医药中间体X和Y。已知:①;②;③。(1)的名称是__________(2)G→X的反应类型是_____________。(3)化合物B的结构简式为_____________。(4)下列说法不正确的是__________(填字母代号)A.化合物A能使酸性KMnO4溶液褪色B.化合物C能发生加成、取代、消去反应C.化合物D能与稀盐酸反应D.X的分子式是C15H16N2O5(5)写出D+F→G的化学方程式:____________________(6)写出化合物A(C8H7NO4)同时符合下列条件的两种同分异构体的结构简式_______。①分子是苯的二取代物,1H—NMR谱表明分子中有4种化学环境不同的氧原子;②分子中存在硝基和结构。(7)参照以上合成路线设计E→的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。____________________________________________。19、碘化钠在医疗及食品方面有重要的作用。实验室用NaOH、单质碘和水合肼(N2H4·H2O)为原料制备碘化钠。已知:水合肼具有还原性。回答下列问题:(1)水合肼的制备反应原理为:CO(NH2)2(尿素)+NaClO+2NaOH=N2H4·H2O+NaCl+Na2CO3①制取次氯酸钠和氢氧化钠混合液的连接顺序为__________(按气流方向,用小写字母表示)。若该实验温度控制不当,反应后测得三颈瓶内ClO-与ClO3-的物质的量之比为5:1,则氯气与氢氧化钠反应时,被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为____。②制备水合肼时,应将__________滴到__________中(填“NaClO溶液”或“尿素溶液”),且滴加速度不能过快。③尿素的电子式为__________________(2)碘化钠的制备:采用水合肼还原法制取碘化钠固体,其制备流程如图所示:在“还原”过程中,主要消耗反应过程中生成的副产物IO3-,该过程的离子方程式为___。(3)测定产品中NaI含量的实验步骤如下:a.称取10.00g样品并溶解,在500mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测液于锥形瓶中,然后加入足量的FeCl3溶液,充分反应后,再加入M溶液作指示剂:c.用0.2000mol·L−1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点(反应方程式2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI),重复实验多次,测得消耗标准溶液的体积为15.00mL。①M为____________(写名称)。②该样品中NaI的质量分数为_______________。20、卤素单质在碱性溶液中容易发生歧化反应,歧化的产物依反应温度的不同而不同。Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O下图为制取氯气、氯酸钾、次氯酸钠和检验氯气性质的微型实验装置:装置中盛装的药品如下:①多用滴管中装有5mL浓盐酸;②微型具支试管中装有1.5gKMnO4;③微型具支试管中装有2~3mL浓硫酸;④U形反应管中装有30%KOH溶液;⑤U形反应管中装有2mol·L-1NaOH溶液;⑥、⑦双U形反应管中分别装有0.1mol·L-1KI-淀粉溶液和KBr溶液;⑧尾气出口用浸有0.5mol·L-1Na2S2O3溶液的棉花轻轻覆盖住(1)检查整套装置气密性的方法是________。(2)为了使装置④⑤中的反应顺利完成,应该控制的反应条件分别为___________。(3)装置⑥⑦中能够观察到的实验现象分别是_________。(4)如果把装置⑥⑦中的试剂互换位置,则______(填“能”或“不能”)证明氧化性Cl2>I2,理由是_______。(5)已知氯酸钾和氯化钾的溶解度曲线如图所示,反应结束后,从装置④所得溶液中提取氯酸钾晶体的实验操作是______________。(6)尾气处理时Cl2发生反应的离子方程式为_________。(7)选择微型实验装置的优点有___________(任答两点)。21、氮和砷均为重要的无机材料,在化工领域具有广泛的应用。(1)基态As原子的价层电子的电子云轮廓图形状为________。同一周期As、Ge、Se三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________。(2)Na3AsO3中所含阴离子的立体构型为___________,写出一个与AsO33-具有相同空间构型和键合形式的分子____________________(填化学式)。(3)在一定条件下NH3与CO2能合成尿素[CO(NH2)2],尿素中C原子和N原子轨道的杂化类型分别为__________,_________;1mol尿素分子中,键的数目为___________。(4)N2H4是火箭的燃料,与氧气的相对分子质量相同,它在常温常压下是液态,而氧气是气态,造成这种差异的主要原因是__________________。(5)某砷镍合金的晶胞结构如图所示,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度=________g·cm-3,该晶体中与每个Ni原子距离最近的As原子有_______个。
参考答案一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、B【解析】
A.在反应FeSO4+KNO3+H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+NO↑+K2SO4+H2O中,N元素的化合价由反应前KNO3中的+5价变为反应后NO中的+2价,化合价降低,获得电子,所以该反应的氧化剂是KNO3,A正确;B.配平的化学方程式为6FeSO4+2KNO3+4H2SO4(浓)3Fe2(SO4)3+2NO↑+K2SO4+4H2O,在该反应中KNO3作氧化剂,还原产物是NO,FeSO4作还原剂,Fe2(SO4)3是氧化产物,根据反应过程中电子转移数目相等,所以n(KNO3):n(FeSO4)=1:3=2:6,则氧化产物Fe2(SO4)3与还原产物NO的物质的量之比为3∶2,B错误;C.Fe2(SO4)3、K2SO4都是盐,属于强电解质,H2O能部分电离产生自由移动的离子,是弱电解质,因此这几种物质均为电解质,C正确;D.根据方程式可知:每反应产生72gH2O,转移6mol电子,则生成144gH2O,转移电子的物质的量为12mol,D正确;故合理选项是B。2、A【解析】
A.金刚石与晶体硅都是原子晶体,A项正确;B.分子中不一定含有共价键,如单原子分子稀有气体,B项错误;C.离子晶体中一定含有离子键,可能含有非极性键,如过氧化钠中含有离子键与非极性键,C项错误;D.离子晶体中一定含有离子键,可能含有共价键,但不一定含有金属元素,如铵盐,D项错误;答案选A。【点睛】离子晶体中阴阳离子以离子键结合,且可能含有共价键;原子晶体中原子以共价键结合,分子晶体中分子之间以范德华力结合,分子内部存在化学键,如果是单原子分子则不存在共价键,且分子晶体中不可能存在离子键。3、A【解析】
A.过氧化氢中的O化合价由−1价升高为0价,故18O全部在生成的氧气中,故A正确;B.NH4Cl水解,实际上是水电离出的氢氧根、氢离子分别和NH4+、Cl−结合,生成一水合氨和氯化氢,所以2H应同时存在在一水合氨中和HCl中,故B错误;C.KClO3中氯元素由+5价降低为0价,HCl中氯元素化合价由−1价升高为0价,故37Cl应在氯气中,故C错误;D.过氧化物与水反应实质为:过氧根离子结合水提供的氢离子生成过氧化氢,同时生成氢氧化钠,过氧化氢在碱性条件下不稳定,分解为水和氧气,反应方程式为:2Na2O2+4H218O=4Na18OH+2H2O+O2↑,所以18O出现在氢氧化钠中,不出现在氧气中,故D错误;答案选A。4、C【解析】
是聚酯类高分子,它的单体为:HOCH2CH2OH和,可以发生水解反应生成小分子。【详解】A、PET塑料是聚酯类高分子,可发生水解反应生成HOCH2CH2OH和,故A正确;B、用NaOH醇溶液滴定PET端基中的羧基,恰好反应完时生成羧酸钠,显弱碱性,使酚酞试剂显浅红色,B正确;C、的单体为:HOCH2CH2OH和,乙二醇中有两个羟基,在组成上与乙醇也没有相差-CH2-的整数倍,故乙二醇与乙醇不是同系物,故C错误;D、NaOH醇溶液只与PET端基中的羧基反应,n(NaOH)=cv10-3mol,则PET的物质的量也等于cv10-3mol,则PET的平均相对分子质量==g/mol,PET的平均聚合度,故D正确。答案选C。【点睛】本题考查高分子化合物的结构,单体的判断,中和滴定等知识点,判断同系物的两个要点:一是官能团的种类和个数要相同,二是组成上要相差-CH2-的整数倍。5、C【解析】
本题是一道图形比较熟悉的题目,不过题目将一般使用的二元酸变为了二元碱,所以在分析图示时要随时注意考查的是多元碱的分步电离。【详解】A.选取图中左侧的交点数据,此时,pH=6.2,c[X(OH)+]=c(X2+),所以Kb2=,选项A正确;B.X(OH)NO3水溶液中X的主要存在形式为X(OH)+,由图示X(OH)+占主导位置时,pH为7到8之间,溶液显碱性,选项B正确;C.等物质的量的X(NO3)2和X(OH)NO3混合溶液中c(X2+)和c[X(OH)+]近似相等,根据图示此时溶液的pH约为6,所以溶液显酸性X2+的水解占主导,所以此时c(X2+)<c[X(OH)+],选项C错误;D.在X(OH)NO3水溶液中,有电荷守恒:c(NO3-)+c(OH-)=2c(X2+)+c(H+)+c[X(OH)]+,物料守恒:c(NO3-)=c(X2+)+c[X(OH)2]+c[X(OH)]+,将物料守恒带入电荷守恒,将硝酸根离子的浓度消去,得到该溶液的质子守恒式为:c[X(OH)2]+c(OH-)=c(X2+)+c(H+),选项D正确;答案选C。6、C【解析】
A、加入CCl4,振荡、静置,下层显紫红色,说明5mL0.05mol/LFeCl3溶液中加入5mL0.05mol/LKI溶液,两者发生氧化还原反应生成碘单质,所以反应的化学方程式:2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2,故A正确;B、Ⅱ中下层显极浅的紫色,说明加入饱和KSCN溶液,平衡2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2逆向移动,所以在饱和KSCN溶液中,碘单质是氧化剂,铁离子是氧化产物,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,则氧化性:Ⅱ中,I2>Fe3+,故B正确;C、反应a进行是铁离子与碘离子反应生成单质碘和亚铁离子,而反应b进行的是铁离子与KSCN溶液生成络合物的反应,两者反应不同,无法比较其反应程度的大小,故C错误;D、Ⅱ中下层显极浅的紫色,说明平衡2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2逆向移动,导致亚铁离子的浓度减小,Ⅲ中向另一份加入CCl4,碘单质溶解在四氯化碳中碘单质的浓度减小,平衡2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2正向移动,所以水溶液中c(Fe2+):Ⅱ<Ⅲ,故D正确;答案选C。7、B【解析】
X元素的原子形成的离子就是一个质子,应为H元素,Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,应为C元素;Z、W在元素周期表中处于相邻的位置,它们的单质在常温下均为无色气体,则Z为N元素、W为O元素;M是地壳中含量最高的金属元素,应为Al元素。【详解】A.H原子半径最小,同周期随原子序数增大原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径Al>C>N>O>H,即M>Y>Z>W>X,故A错误;B.N、H两元素能形成NH3、N2H4,故B正确;C.化合物CO2是酸性氧化物,NO2与水反应生成硝酸和NO,不是酸性氧化物,故C错误;D.用Al单质作阳极,石墨作阴极电解NaHCO3溶液,阴极生成氢气,不会生成沉淀,故D错误。综上所述,答案为B。【点睛】同周期随原子序数增大原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大。8、B【解析】
根据充电时的总反应,钴化合价升高被氧化,因此钴为阳极,石墨为阴极,则在放电时钴为正极,石墨为负极,据此来判断各选项即可。【详解】A.根据分析,铜电极以及上面的石墨为阴极,A项错误;B.充电时整个装置相当于电解池,电解池中阳离子移向阴极,B项正确;C.放电时整个装置相当于原电池,原电池在工作时负极被氧化,C项错误;D.根据分析,含钴化合物位于电源的正极,D项错误;答案选B。【点睛】不管是不是锂电池,都遵循原电池的工作原理,即阳离子移向正极,阴离子移向负极,锂离子电池只不过是换成了在正、负极间移动罢了,换汤不换药。9、C【解析】
A.NH4ClO4是强酸弱碱盐,铵根离子水解,溶液显酸性;B.BaCl2是强酸强碱盐,不水解,溶液显中性;C.HNO3是强酸,完全电离,溶液显酸性;D.K2CO3是强碱弱酸盐,碳酸根离子水解,溶液显碱性;溶液中氢离子浓度硝酸溶液中最大,酸性最强,pH最小,故选C。【点睛】本题的易错点为A,要注意盐类的水解程度一般较小。10、A【解析】
A项、NaHCO3溶液中存在如下平衡:H2O⇌H++OH-、HCO3-⇌CO32-+H+、H2O+HCO3-⇌H2CO3+OH-,Na2CO3溶液中存在如下平衡:H2O⇌H++OH-、H2O+CO32-⇌HCO3-+OH-、H2O+HCO3-⇌H2CO3+OH-,溶液中存在的粒子种类相同,故A错误;B项、Na2CO3中c(Na+)=2c(Na2CO3),NaHCO3溶液中c(Na+)=c(NaHCO3),二者浓度相等,则c(Na+)前者大于后者,故B正确;C项、碳酸根的水解程度大于碳酸氢根,二者水解均显碱性,碳酸钠溶液中的c(OH-)大于碳酸氢钠溶液中的c(OH-),故C正确;D项、向浓度相同的Na2CO3和NaHCO3溶液分别加入NaOH固体,NaOH会抑制Na2CO3的水解,与NaHCO3反应生成Na2CO3,则两种溶液中c(CO32-)均增大,故D正确;故选A。11、C【解析】
A.转化后相当于生成了新的物质,因此属于化学变化,A项错误;B.1mol中含4mol键,既然二者结构类似,1mol中应该有4mol键,B项错误;C.当结构相近时,原子晶体的熔沸点与组成原子的半径大小呈反比,即组成原子晶体的原子半径越小,熔沸点越高,而碳原子的半径小于硅原子,C项正确;D.同分异构体中强调的是“分”,即分子式相同,而的原子晶体无分子式一说,二者自然不互为同分异构体,D项错误;答案选C。【点睛】还有一个比较容易搞错的例子是、、,三者都是氢气,因此为同一种物质。12、C【解析】
A.与Na反应时,乙醇的反应速率比水慢,说明乙醇中羟基不如水中羟基活泼,这是因为烃基对羟基产生影响,故A能用基团间相互作用解释;B.苯酚能跟NaOH溶液反应而乙醇不能,则说明苯环对羟基有影响,故B能用基团间相互作用解释;C.乙醇具有还原性,乙酸不具有还原性,这是官能团的性质,与所连基团无关,故C不能用基团间相互作用解释;D.甲苯的反应温度更低,说明甲苯与硝酸反应更容易,甲基的影响使苯环上的氢原子变得活泼易被取代,故D能用基团间相互作用解释;答案选C。13、D【解析】
燃料电池中通入氧气的一极,氧气得电子生成氢氧根离子,该电极为正极。【详解】A、氧气得电子产生氢氧根离子,钠离子通过交换膜进入右边得到浓的氢氧化钠,故离子交换膜允许钠离子通过,是阳离子交换膜,选项A正确;B、根据图示,负极BH4-转化为BO2-,故反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O,选项B正确;C、电解池是电解精炼铜,电解质溶液必须含有铜离子,可以选择CuSO4溶液,选项C正确;D、A极连接正极,作为阳极,每消耗2.24LO2(标准状况)时,转移电子4mol,A电极的铜的质量减轻32g,选项D不正确;答案选D。14、C【解析】
A.甲烷、乙烯、苯都难溶于水,乙醇与水以任意比例互溶,故A错误;B.甲烷为饱和烃,乙醇为饱和醇,不能发生加成反应,故B错误;C.甲烷、乙烯、苯和乙醇燃烧可生成二氧化碳和水,为氧化反应,故C正确;D.甲烷为天然气的主要成分,是化石燃料,乙烯、苯和乙醇都不是化石燃料。故D错误;故答案选C。15、B【解析】
A.阿司匹林主要成分是乙酰水杨酸,含有羧基,具有酸性,可以与NaHCO3发生反应,因而可解毒,A正确;B.将Cu片制成纳米铜,增加了铜与空气的接触面积,导致反应速率加快,并不是金属活动性发生改变,B错误;C.带有该标识,证明该物质具有放射性,会对人产生危害,因此看到要随时报警,C正确;D.粮食酿酒,涉及淀粉的水解反应,产生的葡萄糖在酒化酶的作用下产生乙醇的氧化还原反应,D正确;故合理选项是B。16、B【解析】
在金属活动性顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,向氯化铁溶液中加入ag铜粉,反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;完全溶解后再加入bg铁粉,充分反应后过滤得到滤液和固体cg,可能发生反应为2FeCl3+Fe=3FeCl2、CuCl2+Fe=FeCl2+Cu,根据发生的反应分析。【详解】发生的化学反应有三个,化学方程式如下:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;CuCl2+Fe=FeCl2+Cu;2FeCl3+Fe=3FeCl2,则A.若a>c,加入的铁是不足量的,此时溶液中还有部分铜未完全置换出来,由方程式CuCl2+Fe=FeCl2+Cu可知,56gFe可以置换64gCu,所以b一定小于c,选项A错误;B.若a>c,加入的铁是不足量的,此时溶液中还有部分铜未完全置换出来,cg固体中只含一种金属Cu,由方程式CuCl2+Fe=FeCl2+Cu可知,b一定小于c,选项B错误;C.若a<c,加入的铁是过量的,溶液中只有Fe2+,cg固体中含两种金属Fe、Cu,由方程式2FeCl3+Fe=3FeCl2、CuCl2+Fe=FeCl2+Cu可知b可能与c相等,选项C正确;D.若a=c,加入的铁恰好把铜离子完全置换出来,溶液中只有Fe2+,选项D错误。答案选C。【点睛】本题考查了Fe、Cu及其化合物之间的反应,注意把握Fe与铜离子、铁离子之间的反应,侧重于考查学生的分析判断能力。二、非选择题(本题包括5小题)17、加成反应(酚)羟基、酯基碳酸氢钠+3NaOH+CH3OH+NaBr+H2O12【解析】本题考查有机物的推断和合成,(1)根据C的结构简式,判断出B生成C反应类型为酯化反应,即B的结构简式为,根据A的分子式,以及B的结构简式,推出A为苯酚,结构简式为,结合A和B的结构简式,A生成B的反应类型为加成反应;(2)根据D的结构简式,含有含氧官能团是酯基和(酚)羟基;(3)B含有羧基,C不含有羧基,且酚羟基电离出H+能力小于碳酸,羧酸的酸性强于碳酸,因此检验两种物质,可以滴加NaHCO3溶液,B溶液中出现气泡,C中不出现气泡;(4)根据氢氧化钠发生反应的是酚羟基、酯基、溴原子,因此发生的反应方程式为+3NaOH+CH3OH+NaBr+H2O;(5)能与NaHCO3溶液产生气体,则结构中含有羧基,遇FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,符合条件的同分异构体为(邻间对三种)、(邻间对三种)、(邻间对三种)、(邻间对三种),共有12种;核磁共振氢谱有5种峰,说明有5种不同的氢原子,即结构简式为;(6)根据信息,生成的反应物应是乙炔和,因此先让A与氢气发生加成反应,然后再被氧化,合成路线为。点睛:本题的难点是同分异构体的书写,首先根据题中所给信息,判断出含有官能团或结构,如能与NaHCO3溶液反应产生气体,说明含有羧基,能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,苯环上有2种取代基,首先判断出的结构是,然后考虑苯环上两个取代基的位置,即邻间对,然后再考虑溴的位置,以及碳链异构,判断其他,平时注意多练习总结,找规律。18、邻甲基苯甲酸还原反应BD、、、【解析】
由、A的分子式,纵观整个过程,结合X的结构,可知发生甲基邻位硝化反应生成A为,对比各物质的分子,结合反应条件与给予的反应信息,可知A中羧基上羟基被氯原子取代生成B,B中甲基上H原子被溴原子取代生成C,C中氯原子、溴原子被-NH-取代生成D,故B为、C为、D为。由X的结构,逆推可知G为,结合F、E的分子式,可推知F为CH3OOCCHBrCH2CH2COOCH3、E为CH3OOCCH2CH2CH2COOCH3。【详解】根据上述分析可知:A为;B为;C为;D为;E为CH3OOCCH2CH2CH2COOCH3;F为CH3OOCCHBrCH2CH2COOCH3;G为。(1)的甲基在苯环羧基的邻位C原子上,因此其名称是邻甲基苯甲酸;(2)G变X是-NO2变为-NH2,发生的是还原反应;(3)化合物B的结构简式为;(4)A.化合物A的苯环上有甲基,能酸性KMnO4溶液氧化,因而可以使酸性KMnO4溶液褪色,A正确;B.化合物C结构简式是,含苯环与羰基能发生加成反应,有Br原子可以发生取代反应;由于Br原子连接的C原子直接连接在苯环上,因此不能发生消去反应,B错误;C.化合物D含有亚氨基,能与稀盐酸反应,C正确;D.根据物质的结构简式可知X的分子式是C15H18N2O5,D错误;故合理选项是BD;(5)D+F→G的化学方程式为:;(6)化合物A(C8H7NO4)的同分异构体同时符合下列条件:①分子是苯的二取代物,1H-NHR谱表明分子中有4种化学环境不同的氢原子,存在对称结构;②分子中存在硝基和酯基结构,2个取代基可能结构为:-NO2与-CH2OOCH、-NO2与-CH2COOH、-COOH与-CH2NO2、-OOCH与-CH2NO2,同分异构体可能结构简式为、、、。(7)由E(CH3OOCCH2CH2CH2COOCH3)先在NaOH溶液中发生水解反应,然后酸化可得,该物质与SOCl2发生反应产生,与NH3发生反应得到目标产物,故由E合成的路线为:。【点睛】本题考查有机物的合成与推断,关键是对给予信息的理解,要结合路线图中物质的结构与分子式进行推断,题目侧重考查学生分析推理能力、自学能力、知识迁移运用能力,熟练掌握官能团的性质与转化。19、ecdabf5:3NaClO溶液尿素溶液2IO3-+3N2H4·H2O=3N2↑+2I-+9H2O淀粉90%【解析】
(1)①根据制备氯气,除杂,制备次氯酸钠和氧氧化钠,处理尾气分析;三颈瓶内ClO-与ClO3-的物质的量之比为5:1,设ClO-与ClO3-的物质的量分别为5mol、1mol,根据得失电子守恒,生成5molClO-则会生成Cl-5mol,生成1molClO3-则会生成Cl-5mol,据此分析可得;②NaClO氧化水合肼;③尿素中C原子与O原子形成共价双键,与2个-NH2的N原子形成共价单键;(2)碘和NaOH反应生成NaI、NaIO,副产物IO3-,加入水合肼还原NaIO、副产物IO3-,得到碘离子和氮气,结晶得到碘化钠,根据流程可知,副产物IO3-与水合肼生成碘离子和氮气,据此书写;(3)①碘单质参与,用淀粉溶液做指示剂;②根据碘元素守恒,2I-~I2~2Na2S2O3,则n(NaI)=n(Na2S2O3),计算样品中NaI的质量,最后计算其纯度。【详解】(1)①装置C用二氧化锰和浓盐酸混合加热制备氯气,用B装置的饱和食盐水除去杂质HCl气体,为保证除杂充分,导气管长进短出,氯气与NaOH在A中反应制备次氯酸钠,为使反应物充分反应,要使氯气从a进去,由D装置吸收未反应的氯气,以防止污染空气,故导气管连接顺序为:ecdabf;三颈瓶内ClO-与ClO3-的物质的量之比为5:1,设ClO-与ClO3-的物质的量之比为5:1的物质的量分别为5mol、1mol,根据得失电子守恒,生成6molClO-则会生成Cl-的物质的量为5mol,生成1molClO3-则会生成Cl-5mol,则被还原的氯元素为化合价降低的氯元素,即为Cl-,n(Cl-)=5mol+5mol=10mol,被氧化的氯元素为化合价升高的氯元素,其物质的量为ClO-与ClO3-物质的量的和,共5mol+1mol=6mol,故被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为10:6=5:3;②制备水合肼时,将尿素滴到NaClO溶液中或过快滴加,都会使过量的NaClO溶液氧化水合肼,降低产率,故实验中制备水合肼的操作是:取适量A中的混合液逐滴加入到定量的尿素溶液中制备水合肼,滴加顺序不能颠倒,且滴加速度不能过快;③尿素CO(NH2)2中C原子与O原子形成共价双键,与2个—NH2的N原子形成共价单键,所以其电子式为:;(2)根据流程可知,副产物IO3-与水合肼生成碘离子和氮气,反应的离子方程式为:2IO3-+3N2H4•H2O=3N2↑+2I-+9H2O;(3)①实验中滴定碘单质,应该用淀粉作指示剂,所以M是淀粉;②根据碘元素守恒,2I-~I2~2Na2S2O3,则n(NaI)=n(Na2S2O3),故样品中NaI的质量m(NaI)=×150g/mol=9.00g,故样品中NaI的质量分数为×100%=90.0%。【点睛】本题考查了物质的制备,涉及氧化还原反应化学方程式的书写、实验方案评价、纯度计算等,明确实验原理及实验基本操作方法、试题侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力,注意题目信息的应用,学会使用电子守恒或原子守恒,根据关系式法进行有关计算。20、连接好实验装置,由⑧导管向⑦装置中加水,若能形成一段稳定的水柱,则装置的气密性良好(其他合理答案均可)装置④放入348K(或75℃)热水浴中;装置⑤放入冷水浴中装置⑥中溶液变蓝;装置⑦中溶液变成橙色能Cl2与KBr反应生成Br2,氧化性Cl2>Br2,Cl2与挥发出来的Br2均可与KI反应,氧化性Br2>I2或Cl2>I2,均可证明氧化性Cl2>I2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤、干燥)S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+简化实验装置、节约成本;试剂用量少、能源消耗少;节省空间,缩短实验时间;减少污染等(任答两点)【解析】
(1)气体经过的装置数目较多,可用液差法检查整套装置的气密性;(2)该实验的目的是制取氯酸钾和次氯酸钠,由于④U形反应管中装有30%KOH溶液,用于制取氯酸钾,⑤U形反应管中装有2mol·L-1NaOH溶液用于制取次氯酸钠,结合已知离子方程式写出反应条件;(3)装置⑥中KI溶液与Cl2反应生成I2,使淀粉溶液变蓝,装置⑦中KBr溶液与Cl2反应生成Br2;(4)如果把装置⑥、⑦中的试剂互换位置,Cl2与KBr反应生成的Br2挥发出来会与KI反应生成I2,据此分析解答;(5)物质的溶解度随温度的变化较快,常常选择冷却结晶方式析出晶体,物质的溶解度随温度的变化相对平缓,常常选择蒸发溶剂的结晶方式析出晶体;观察溶解度曲线特点,选择结晶方式;(6)Na2S2O3和Cl2发生氧化还原反应生成Na2SO4和NaCl,结合电子守恒、电荷守恒写出离子方程式;(7)结合微型实验装置的特点回答其优点,如节约药品,减少环境污染等等。【详解】(1)整套装置气密性的检查用液差法,方法是连接好实验装置,由⑧导管向⑦装置中加水,若能形成一段稳定的水柱,则装置的气密性良好。(2)装置④中盛放30%KOH溶液,装置④中发生的反应为3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O,则装置④用于制备KClO3;装置⑤中盛放2mol·L-1NaOH溶液,装置⑤中发生的反应为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,则装置⑤用于制备NaClO。为了使装置④中的反应顺利完成,装置④应放入
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