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文档简介
云南省曲靖市沾益区第四中学2024年高考冲刺模拟化学试题考生请注意:1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是()A.铁片上镀铜时,Y是纯铜B.制取金属镁时,Z是熔融的氯化镁C.电解精炼铜时,Z溶液中的Cu2+浓度不变D.电解饱和食盐水时,X极的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑2、锌电池是一种极具前景的电化学储能装置。扣式可充电电池组成示意图如下。可以在晶体中可逆地嵌入和脱除,总反应为。下列说法错误的是()A.放电时不锈钢箔为正极,发生还原反应B.放电时负极的反应为C.充电时电池正极上的反应为:D.充电时锌片与电源的负极相连3、碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗终末期肾病患者的高磷酸盐血症,制备反应原理为:2LaCl3+6NH4HCO3=La2(CO3)3↓+6NH4C1+3CO2↑+3H2O,某化学兴趣小组利用下列实验装置模拟制备碳酸镧。下列说法不正确的是A.制备碳酸镧实验流程中导管从左向右的连接顺序为:F→A→B→D→E→CB.Y中发生反应的化学方程式为NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑C.X中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液,其作用为吸收挥发的HCl,同时生成CO2D.Z中应先通入CO2,后通入过量的NH34、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.③④⑤⑦5、化学与生活密切相关,下列说法正确的是A.煤的气化是物理变化,是高效、清洁地利用煤的重要途径B.新型冠状病毒肺炎病症较多的地区,人们如果外出归家,应立即向外套以及房间喷洒大量的酒精C.港珠澳大桥使用高性能富锌底漆防腐,依据的是外加电流的阴极保护法D.华为继麒麟980之后自主研发的7m芯片问世,芯片的主要成分是硅6、主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均小于20。W、X、Y、Z的族序数之和为12;X与Y的电子层数相同;向过量的ZWY溶液中滴入少量胆矾溶液,观察到既有黑色沉淀生成又有臭鸡蛋气味的气体放出。下列说法正确的是()A.ZWY是离子化合物,既可以与酸反应又可以与碱反应B.晶体X熔点高、硬度大,可用于制造光导纤维C.原子半径由小到大的顺序为:D.热稳定性:7、下列卤代烃不能够由烃经加成反应制得的是A. B.C. D.8、NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A.19g羟基(-18OH)所含中子数为10NAB.标准状况下,44.8LHF含有2NA个极性键C.1molNaHSO4晶体含有的离子数为3NAD.0.1mol·L-1KAl(SO4)2溶液中SO42-的数目为0.2NA9、已知298K时,Ksp(NiS)=1.0×10-21,Ksp(FeS)=6.0×10-18,其沉淀溶解平衡曲线如图所示(图中R表示Ni或Fe),下列说法正确的是(已知:≈2.4,≈3.2)()A.M点对应的溶液中,c(S2-)≈3.2×10-11mol·L-1B.与P点相对应的NiS的分散系是均一稳定的C.向Q点对应的溶液中加水,可转化成N点对应的溶液D.FeS+Ni2+NiS+Fe2+的平衡常数K=600010、下列物质的应用中,利用了该物质氧化性的是A.小苏打——作食品疏松剂 B.漂粉精——作游泳池消毒剂C.甘油——作护肤保湿剂 D.明矾——作净水剂11、NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是()A.标准状况下,11.2L的甲醇所含的氢原子数大于2NAB.常温下,1mol•L-1的Na2CO3溶液中CO32-的个数必定小于NAC.1molCu与含2molH2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2的分子个数为NAD.1mol苯分子中含有3NA个碳碳双键12、甲苯是重要的化工原料。下列有关甲苯的说法错误的是A.分子中碳原子一定处于同一平面 B.可萃取溴水的溴C.与H2混合即可生成甲基环己烷 D.光照下与氯气发生取代反应13、海水中含有80多种元素,是重要的资源宝库。己知不同条件下,海水中碳元素的存在形态如图所示。下列说法不正确的是()A.当,此中主要碳源为B.A点,溶液中和浓度相同C.当时,D.碳酸的约为14、一种新型漂白剂结构如图所示,其中W.Y.Z为不同周期不同主族的短周期元素,W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,W、X对应的简单离子核外电子排布相同。下列说法正确的是A.非金属性:X>W>YB.Y的最高价氧化为对应的水化物为三元酸C.可利用W与X、Y形成的化合物热还原制备单质YD.该漂白剂中仅有X均满足8电子稳定结构15、下列离子方程式正确的是A.钾和冷水反应:K+H2O=K++OH—+H2↑B.氢氧化铁溶于氢碘酸:2Fe3++2I—=2Fe2++I2C.碳酸氢铵稀溶液中加入足量烧碱溶液:HCO3—+NH4++2OH—=CO32—+NH3·H2O+H2OD.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸混合:3S2O32—+2H+=4S↓+2SO42—+H2O16、化合物X是一种医药中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物X的说法正确的是A.分子中两个苯环一定处于同一平面B.不能与饱和Na2CO3溶液反应C.1mol化合物X最多能与2molNaOH反应D.在酸性条件下水解,水解产物只有一种二、非选择题(本题包括5小题)17、为探究固体A的组成和性质,设计实验并完成如下转化。已知:X由两种化合物组成,若将X通入品红溶液,溶液褪色。若将X通入足量双氧水中,X可全部被吸收且只得到一种强酸,再稀释到1000mL,测得溶液的PH=1。在溶液2中滴加KSCN溶液,溶液呈血红色。请回答:(1)固体A的化学式______________。(2)写出反应①的化学方程式____________。(3)写出反应④中生成A的离子方程式______________。18、利用丙炔和苯甲醛研究碘代化合物与苯甲醛在Cr-Ni催化下可以发生偶联反应和合成重要的高分子化合物Y的路线如下:已知:①R1CHO+R2CH2CHO+H2②回答下列问题:(1)A的化学名称为____。(2)B中含氧官能团的名称是______。(3)X的分子式为_______。(4)反应①的反应类型是________。(5)反应②的化学方程式是_______。(6)L是D的同分异构体,属于芳香族化合物,与D具有相同官能团,其核磁共振氢谱为5组峰,峰面积比为3:2:2:2:1,则L的结构简式可能为_____。(7)多环化合物是有机研究的重要方向,请设计由、CH3CHO、合成多环化合物的路线(无机试剂任选)______。19、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________。20、化学是一门以实验为基础的学科,实验探究能激发学生学习化学的兴趣。某化学兴趣小组设计如图实验装置(夹持设备已略)制备氯气并探究氯气及其卤族元素的性质。回答下列问题:(1)仪器a的名称是______________。(2)A装置中发生的化学反应方程式为_________________________________。若将漂白粉换成KClO3,则反应中每生成21.3gCl2时转移的电子数目为____NA。(3)装置B可用于监测实验过程中C处是否堵塞,若C处发生了堵塞,则B中可观察到__________。(4)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,此时C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次可放入____(填选项a或b或c)。选项ⅠⅡⅢa干燥的有色布条浓硫酸湿润的有色布条b湿润的有色布条无水氯化钙干燥的有色布条c湿润的有色布条碱石灰干燥的有色布条(5)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓缓通入足量氯气时,可观察到无色溶液逐渐变为红棕色,说明氯的非金属性大于溴,打开活塞,将D中少量溶液加入E中,振荡E,观察到的现象是_______________________________,该现象_____(填“能”或“不能”)说明溴的非金属性强于碘,原因是_____________________。21、化合物J是一种重要的有机中间体,可以由苯合成,具体合成路线如下:已知:醛或酮与锌汞齐(Zn-Hg)在浓盐酸条件下发生如下反应,称为Clemmensen反应(1)请举出工业上获得原料A的来源:_________________________________________。(2)B催化氢化得Z(C10H12O3),写出Z在一定条件下聚合反应的化学方程式:___________。(3)请写出的化学方程式:________________,D中官能团名称是____________。(4)Clemmensen反应的可能机理是:锌汞齐在浓盐酸的介质中形成原电池,其中锌为__________(填“正极”或“负极”),请写出D在汞电极上生成E的电极反应方程式:____________________。(5)的反应类型为_____________。(6)I分子中最多有_______个原子共平面。与I属于同种类型物质且苯环上有两个取代基的同分异构体有_____________种。(7)符合下列条件的J的一种同分异构体结构简式为______________________。①属于芳香族化合物,②不能与金属钠反应,③有3种不同化学环境的氢原子。(8)已知:(R表示烃基,R1、R2表示氢或烃基)。请结合题干和已知信息,选用必要的无机试剂,完成以、为原料制备的合成路线图。(合成路线流程图示例见本题题干)。_______________
参考答案一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、B【解析】
根据图中得出X为阳极,Y为阴极。【详解】A.铁片上镀铜时,铜为镀层金属,为阳极,因此X是纯铜,故A错误;B.制取金属镁时,Z是熔融的氯化镁,镁离子再阴极生成镁单质,故B正确;C.电解精炼铜时,阳极开始是锌溶解,阴极始终的铜离子得电子变为铜单质,因此Z溶液中的Cu2+浓度减小,故C错误;D.电解饱和食盐水时,X极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,故D错误。综上所述,答案为B。【点睛】电解精炼铜,粗铜作阳极,纯铜作阴极;电镀,镀件作阴极,镀层金属作阳极,镀层金属盐溶液为电解液。2、C【解析】
如图:对VS2/Zn扣式可充电电池组成分析,放电时,不锈钢箔为正极,锌片为负极,电极反应Zn-2e-═Zn2+;充电时原电池的正极与外电源正极相连,作阳极,失电子发生氧化反应,原电池负极与电源负极相连,作阴极,得到电子发生还原反应。【详解】A.放电时,不锈钢箔为正极,发生还原反应,故A正确;B.放电时,负极为锌,锌电极反应为:Zn-2e-═Zn2+,故B正确;C.充电时,原电池的正极接电源的正极,作阳极,失去电子,发生氧化反应,故C错误;D.充电时,原电池负极锌片与电源的负极相连,作阴极,故D正确;故选C。3、D【解析】
A.由装置可知,W中制备CO2,X除去HCl,Y中制备氨气,在Z中制备碳酸镧,则制备碳酸镧实验流程中导管从左向右的连接顺序为:F→A→B→D→E→C,A正确;B.Y中CaO与浓氨水反应生成氨气和氢氧化钙,该反应的化学反应式为:NH3•H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑,B正确;C.装置X用于除杂,X中盛放的试剂是NaHCO3溶液,可吸收CO2中的HCl,HCl与NaHCO3反应产生NaCl、H2O、CO2,故其作用为吸收挥发的HCl,同时生成CO2,C正确;D.Z中应先通入NH3,后通入过量的CO2,原因为NH3在水中溶解度大,二氧化碳在水中溶解度不大,碱性溶液更容易吸收二氧化碳,生成较大浓度的NH4HCO3,D错误;故合理选项是D。4、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。5、D【解析】
A.煤的气化是煤在氧气不足的条件下进行部分氧化形成H2、CO等气体的过程,是化学变化,故A错误;B.酒精喷雾易燃易爆炸,不应向外套以及房间喷洒大量的酒精,房间内大面积喷洒,酒精浓度高于70%时,酒精的挥发使室内空气中可燃性气体增加,遇到丁点火星极易燃烧,故B错误;C.在海水、土壤等环境中,锌比钢铁材料更活泼,更容易失去电子被氧化,因此锌作原电池的负极,而铁作正极,被保护,该方法依据的是牺牲阳极的阴极保护法,故C错误;D.芯片的主要成分是硅单质,故D正确;故选D。【点睛】煤的气化是煤在氧气不足的条件下进行部分氧化形成H2、CO等气体的过程。煤的液化是将煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料或利用煤产生的H2和CO通过化学合成产生液体燃料或其他液体化工产品的过程。二者均有新物质生成,属于化学变化。这是常考点,也是学生们的易错点。6、A【解析】
主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。向过量的ZWY溶液中滴入少量硫酸铜溶液,观察到既有黑色沉淀生成又有臭鸡蛋气味的气体放出,臭鸡蛋气体的气体为H2S,黑色沉淀为CuS,ZWY为NaHS或KHS;由于W、X、Y、Z的族序数之和为12,X的族序数=12-1-1-6=4,X与Y的电子层数相同,二者同周期,且原子序数不大于20,则X只能为Si,Y为S元素;Z的原子序数大于S,则Z为K元素。【详解】W为H,X为Si元素,Y为S,Z为K元素A、KHS属于离子化合物,属于弱酸盐,可以和强酸反应,属于酸式盐,可以和碱反应,故A正确;B、晶体Si熔点高、硬度大,是信息技术的关键材料,故B错误;C、同一周期从左向右原子半径逐渐减小,同一主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径r(W)<r(Y)<r(X)<r(Z),故C错误;D、X为Si元素,Y为S,非金属性Si<S,热稳定性:SiH4<H2S,故D错误;故选A。【点睛】本题考查原子结构与元素周期律的关系,解题关键:推断元素,注意掌握元素周期律内容及常见元素化合物性质,易错点B,注意二氧化硅用于制造光导纤维。7、C【解析】
A、可由环己烯发生加成反应产生,A错误;B、可由甲基丙烯与氯化氢发生加成反应生成,B错误;C、可由2,2-二甲基丙烷发生取代反应产生,不能通过加成反应生成,C正确;D.可由2,3,3—三甲基-1-丁烯与氯化氢发生加成反应生成,D错误。答案选C。8、A【解析】
A.19g
羟基(-18OH)的物质的量为=1mol,而羟基(-18OH)中含10个中子,故1mol羟基(-18OH)中含10NA个中子,故A正确;B.标况下HF为液体,不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,故B错误;C.NaHSO4由钠离子和硫酸氢根离子构成,1mol
NaHSO4晶体中含有的离子总数为2NA,故C错误;D.溶液体积未知,无法计算0.1mol·L-1KAl(SO4)2溶液中SO42-的数目,故D错误;故选A。【点睛】本题的易错点为B,要注意一些特殊物质在标准状况下的状态,本题中的HF为液体,类似的还有SO3为固体,H2O为液体或固体等。9、D【解析】
A.饱和的NiS溶液中c(Ni2+)=c(S2-)==3.2×10-11mol·L-1,同理饱和FeS溶液中c(Fe2+)=c(S2-)=2.4×10-9mol·L-1,因此I曲线代表的是FeS,II曲线代表的是NiS,即M点c(S2-)=2.4×10-9mol·L-1,故A错误;B.此时P点对应的NiS为过饱和溶液,不是稳定分散系,应有沉淀产生,故B错误;C.Q点加水,溶液中c(Ni2+)、c(S2-)减小,Q不能转化到N点,应在Q点上方,故C错误;D.平衡常数K==6000,故D正确。10、B【解析】
A.小苏打是碳酸氢钠,受热易分解产生二氧化碳而常用作食品疏松剂,与氧化性无关,故A错误;B.漂粉精作消毒剂,利用次氯酸盐的强氧化,反应中Cl元素的化合价降低,作氧化剂,具有氧化性,故B正确;C.甘油作护肤保湿剂,是利用甘油的吸水性,没有元素的化合价变化,与氧化性无关,故C错误;D.明矾中铝离子水解生成氢氧化铝胶体而吸附水中悬浮物来净水,与盐类水解有关,与物质氧化性无关,故D错误;故答案为B。11、A【解析】
A.甲醇在标况下为液体,1.2L的甲醇的物质的量大于2.5mol,故所含有的氢原子数大于2NA,A正确;B.没有指明碳酸钠的体积,不能计算出碳酸根离子的个数是否小于NA,B错误;C.随着反应的进行浓硫酸的浓度会降低,铜不与稀硫酸反应,故2molH2SO4不能完全反应,生成的SO2的分子个数会小于NA,C错误;D.苯分子中不含有碳碳双键,D错误;故答案为A。12、C【解析】
A.苯环具有平面形结构,甲苯中侧链甲基的碳原子取代的是苯环上氢原子的位置,所有碳原子在同一个平面,故A正确;B.甲苯不溶于水,可萃取溴水的溴,故B正确;C.与H2混合,在催化剂,加热的条件下才能反应生成甲基环己烷,故C错误;D.光照下,甲苯的侧链甲基上的氢原子能够与氯气发生取代反应,故D正确;故选C。13、B【解析】
A.根据上图可以看出,当pH为8.14时,海水中主要以的形式存在,A项正确;B.A点仅仅是和的浓度相同,和浓度并不相同,B项错误;C.当时,即图中的B点,此时溶液的pH在10左右,显碱性,因此,C项正确;D.的表达式为,当B点二者相同时,的表达式就剩下,此时约为,D项正确;答案选B。14、C【解析】
由W2+可知,W最外层有2个电子;Z形成1个键,Z是第ⅠA或ⅦA族元素;W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,X形成2个键,X是ⅥA族元素;Z与X形成共价键,Z是H元素,X是O元素;Y是B元素;W、X对应的简单离子核外电子排布相同,W是Mg元素。【详解】A.W是镁,为金属元素,非金属性:O>B>Mg,故A错误;B.Y是B元素,B的最高价氧化为对应的水化物为H3BO3,H3BO3中的质子无法直接电离出,H3BO3结合水中的OH-,电离出H+,H3BO3是一元弱酸,故B错误;C.镁和B2O3加热生成B和氧化镁,故C正确;D.该漂白剂中Mg2+、B、O均满足8电子稳定结构,故D错误。【点睛】本题需要通过微观的原子结构、化学键结合题目信息推断元素,关键是联系宏观物质的性质、灵活运用结构决定性质的规律,本题的突破口是该漂白剂的结构示意图。15、C【解析】
A.钾和冷水反应:2K+2H2O=2K++2OH-+H2↑,A错误;B.氢氧化铁溶于氢碘酸:2Fe(OH)3+6H++2I-=2Fe2++I2+3H2O,B错误;C.碳酸氢铵稀溶液中加入足量烧碱溶液,无氨气溢出:HCO3-+NH4++2OH-=CO32-+NH3·H2O+H2O,C正确;D.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸混合:S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O,D错误;答案为C。【点睛】离子方程式中单质、氧化物、气体、沉淀、弱电解质写化学式。16、D【解析】
A、连接两个苯环的碳原子,是sp3杂化,三点确定一个平面,两个苯环可能共面,故A错误;B、此有机物中含有羧基,能与Na2CO3反应,故B错误;C、1mol此有机物中含有1mol羧基,需要消耗1mol氢氧化钠,同时还含有1mol的“”这种结构,消耗2mol氢氧化钠,因此1mol此有机物共消耗氢氧化钠3mol,故C错误;D、含有酯基,因此水解时只生成一种产物,故D正确。二、非选择题(本题包括5小题)17、FeSO42FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+【解析】本题考查无机物的推断以及实验方案设计。X由两种化合物组成,若将X通入品红溶液,溶液褪色,能使品红溶液褪色的有SO2,若将X通入足量双氧水中,X可全部被吸收且只得到一种强酸,根据化学反应SO2+H2O2=H2SO4、SO3+H2O=H2SO4可知,X由SO2和SO3两种气体组成。在溶液2中滴加KSCN溶液,溶液呈红色,说明溶液中有Fe3+,红棕色固体是氧化铁。(1)根据上述分析,固体A加热分解生成SO2、SO3和氧化铁,硫元素的化合价降低,铁元素的化合价升高,则A为FeSO4。(2)根据上述分析,反应①的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。(3)气体X为SO2、SO3的混合物气体,通入NaOH溶液中发生反应生成硫酸钠和亚硫酸钠,亚硫酸根离子具有还原性,氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁,溶液2为硫酸铁,Fe3+具有氧化性,SO32-与Fe3+能发生氧化还原反应生成Fe2+和SO42-,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平,则反应④中生成A的离子方程式为2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+。18、3-氯丙炔酯基C13H16O2取代反应【解析】
与氯气在紫外线光照条件下发生取代反应生成A(),物质A与NaCN在加热条件下继续发生取代反应生成,在酸性条件下生成再与乙醇发生酯化反应生成B(),B与HI发生加成反应生成,继续与苯甲醛反应生成X();另一合成路线中采用逆合成分析法可知,E为聚合物Y的单体,其结构简式为:,根据已知信息②逆推法可以得出D为,C是由与水发生加成反应所得,C与苯甲醛在碱性条件下发生反应②,结合已知信息①可推出C为丙醛,其结构简式为CH3CH2CHO,据此分析作答。【详解】(1)A为,其名称为3-氯丙炔;(2)B为,其中含氧官能团的名称是酯基;(3)从结构简式可以看出X的分子式为:C13H16O2;(4)反应①中-Cl转化为-CN,属于取代反应,故答案为取代反应;(5)根据已知的给定信息,反应②的化学方程式为:;(6)L是D的同分异构体,则分子式为C10H10O,不饱和度==6,属于芳香族化合物,说明分子结构中含苯环;与D具有相同官能团,则含醛基与碳碳双键;又核磁共振氢谱为5组峰,峰面积比为3:2:2:2:1,则有5种氢原子,其个数比为3:2:2:2:1,符合上述条件的L的结构简式有:;(7)根据上述合成路线及给定的已知信息可将原料CH3CHO、在碱性条件下反应生成后再继续与依据已知信息②得到,最后与溴加成制备得到目标产物,具体合成路线如下:。19、(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:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;KHCO3的溶解度比K2CO3小得多,滤液蒸发浓缩时KHCO3会随KMnO4一起结晶析出;【点睛】化学工艺流程题是高考的热点内容,每年都会涉及,体现了化学知识与生产实际的紧密联系工艺流程题一般由多步连续的操作组成,每一步操作都有其具体的目标、任务;解答时要看框内,看框外,里外结合;边分析,边思考,易处着手;先局部,后全盘,逐步深入;而且还要看清问题,不能答非所问。要求用理论回答的试题应采用“四段论法”:本题改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→所以有什么变化→结论;化学工艺流程一般涉及氧化还原反应方程式的书写、化学反应原理知识的运用、化学计算、实验基本操作等知识,只要理解清楚每步的目的,加上夯实的基础知识,此题能够很好的完成。20、长颈漏斗Ca(ClO)2+4HCl(浓)═CaCl2+2Cl2↑+2H2O0.5液体进入长颈漏斗中,锥形瓶内液面下降,长颈漏斗内液面上升,形成一段液柱b溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色不能过量的Cl2也可将I-氧化为I2【解析】
(1)根据图示装置中仪器结构识别名称;(2)次氯酸钙具有强氧化性,能够氧化盐酸,依据化合价升降总数相等配平方程式,若换为KClO3,该物质也有强氧化性,可以氧化HCl为Cl2,根据方程式物质变化与电子转移关系计算;(3)装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时B中的压强增大,B中长颈漏斗中液面上升,形成水柱;(4)为了验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥氯气无漂白性,湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性;(5)氯气氧化性强于溴,氯气能够置换溴;溴氧化性强于碘,能够置换碘;氯气的氧化性强于碘,能够置换碘,结合碘在有机物中溶解性及颜色解答。【详解】(1)根据图示可知仪器a名称为长颈漏斗;(2)漂白粉固体和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水,化学方程式为:Ca(ClO)2+4HCl(浓)═CaCl2+2Cl2↑+2H2O,若将漂白粉换为KClO3,根据电子守恒、原子守恒,可得方程式为KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O,由方程式可知:每转移5mol电子,反应产生3mol氯气,质量是21.3gCl2的物质的量是0.3mol,所以反应转移了0.5mol电子,转移电子数目为0.5NA;(3)反应产生的Cl2中混有氯化氢和水蒸气,装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;装置B亦作安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞。若发生堵塞时B中的气体压强增大,使B中液体进入长颈漏斗中,锥形瓶内液面下降,长颈漏斗中的液面上升而形成一段液柱;(4)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥氯气无漂白性,在湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性,a.I为干燥的有色布条不褪色,Ⅱ中浓硫酸只吸收水分,再通入湿润的有色布条会褪色,能验证氯气的漂白性,但U形管中盛放的应是固体干燥剂,a错误;b.I处是湿润的有色布条褪色,II是干燥剂无水氯化钙不能吸收氯气,只吸收水蒸气,III中干燥的有色布条不褪色,可以证明,b正确;c.I为湿润的有色布条褪色,II为干燥剂碱石灰,碱石灰能够吸收水蒸气和Cl2,进入到III中无氯气,不会发生任何变化,不能验证,c错误;故合理选项是b;(5)依据氯气和溴化钠反应生成溴单质,液体溴单质、过量的Cl2都能和碘化钾溶液中的碘化钾反应生成碘单质,碘单质易溶于苯,显紫红色
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