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文档简介
大题突破练(二)
1.(16分)(2025•广东肇庆二模)贵金属在电子工业领域有着重要应用。一种从废旧电路板
富集回收的金属粉末(含金、银、睇、铅等)中回收金、银及制备睇钾合金的工艺流程
如图所示。
氨水映N2H4)
盐酸、去离
氧化剂子水广泄潜胭刨画卜高纯银
金属SbOCl…-储钾合金
水解r
粉末硫酸
・滤液对肝[AuClJ-金
PbSOa
已知:①金属元素“酸溶”主要转化为[Au。/,[AgCb]、[PbC14]2-、Sb3+等;
②[PbC14p-(aq)一bPC12(s)+2Cr(aq),PbC12(s)LPb2+(aq)+2Q-(aq);
585
③常温下,Ksp(PbC12)=1.6xK)-XsP(PbSO4)=1.6xl()-,Kb(NH3H2O)=1.8x1();
④金属离子完全沉淀时,其离子浓度为1.0x10-5molL'o
⑴“酸溶,,过程中冼将金属进行粉碎的目的为;
溶解后得到含+3价金属元素的配离子为o
⑵“水解”过程中,Sb?+水解生成SbOCl的离子方程式为o
(3)“溶银”过程中,常温下当溶液pH=4时,溶液中C(NH3-H2O)(填或
“二”)c(NH:)°
(4)“还原”过程中,加入的绿色还原剂N2H4是二元弱碱,其在水中第一步电离的电离方程
式为N2H4+H2O0N2H1+OH-,则第二步电离的电离方程式为。
(5)“沉铅”过程中,从平衡移动的角度分析加入硫酸的作用:;
若“沉铅”时Pb2+完全转化为PbSCh,则此时溶液中c(S0外不低于molL-
(6)该睇钾(Sb-K)合金的晶胞结构如图甲,图乙表示晶胞的一部分,设NA为阿伏加德罗常
数的值。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子
分数坐标。1号原子的坐标为(0,0,0),3号原子的坐标为(1,1』)。
1
①与Sb最邻近的K原子数为
②图甲中Sb原子与K原子的个数比为o
③2号原子的坐标为o
④若该晶胞的晶胞参数为。pm,则该晶体的密度为g-cm3,K与Sb之间的最
短距离为pm。
2.(12分)(2025・湖南新高考教研联盟联考)贝诺酯(分子式为Ci7H15NO5,相对分子质量为
313)是白色结晶性粉末,无味,熔点为175-176°C,不溶于水,在沸乙醇中易溶,在冷乙醇中
微溶。某化学兴趣小组根据以下实验流程制备贝诺酯。
已知:根据路易斯酸碱理论,毗呢()是一种有机碱。
部分实验装置(加热和夹持装置省略汝I下图所示。
步骤I:制备乙酰水杨酰氯。
将9g阿司匹林(0.05mol,沸点为321℃)、5mL氯化亚碉(SOCb)(0.05mol,沸点为
78.8℃)、3滴毗咤加入干燥的三颈烧瓶中,接上仪器a,控制温度70〜75℃,反应回流一段
时间,反应结束后,减压蒸僧,冷却,得到乙酰水杨酰氯(沸点为108℃)0
步骤H:合成贝诺幅。
在装有搅拌器及温度计的150mL三颈烧瓶中加入50mL水和10.6g(0.07mol)对乙酰
0
氨基酚(NHCCH3)o在io~i5℃和搅拌下滴加NaOH溶液。滴加完毕,慢
慢滴加步骤I制得的乙酰水杨酰氯的溶液。滴加完毕,调pH至9~10,继续搅拌反应
1.5-2h,抽滤,水洗至中性,得粗品。
步骤ni:纯化与分析。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为,滴液漏斗相比于普通分液漏斗的优势是。
⑵实验步骤I所用仪器均需干燥,是因为SO02遇水剧烈反应生成两种气体,请写出该反
应的化学方程式:o
⑶加入哦咤的作用除了作为催化剂外还可以。
(4)某同学采用薄层色谱(利用各组分在固定相和流动相之间的分配不同实现分离)跟踪
反应进程,分别在反应开始、回流60min、90min、120min和150min时,用毛细管取
样、点样,薄层色谱展开后的斑点如下图所示。该实验条件下比较合适的回流时间是—
(填字母)。
反应开始60min90min120min150min
A.60minB.90min
C.120minD.150min
(5)步骤n中维持10-15℃主要是为了。
(6)步骤in得到的粗产品可以利用重结晶法进行提纯,请选择合适的操作补全实验
(填字母)T过滤一洗涤一干燥。
a.加热水溶解-活性炭脱色T趁热过滤一冷却结晶
b.加热乙醇溶解T活性炭脱色T趁热过滤T水洗至中性
C.加热水溶解一趁热过滤T活性炭脱色—水洗至中性
d.加热乙醇溶解一趁热过滤T活性炭脱色—冷却结晶
该实验最终得到纯品9.39g,则贝诺酯的产率为o
3.(12分)(2025・湖北十一校联考)某学习小组研究含氮化合物时做了如下探究。由于N2
性质很不活泼,德国化学家哈伯经过反复实验研究后发现在500-600°C、17.5MPa〜20.0
MPa和钺为催化剂的条件下,合成氨具有了工业化生产的可能性。
(1)已知H2、NH3的燃烧热分别为〃kJ・moH、/?kJ・mol”,写出合成氨的热化学方程
式:0
⑵钺催化的过程为H2、N2先吸附到钺表面,吸附后的分子才能发生反应生成NH3,然后
NH3脱附得到产物。定义,,为催化剂的表面覆盖率,。随压强的变化如图所示。6值越
大,催化效果越好。
合成氨条件需要控制在17.5MPa〜20.()MPa的原因是
⑶在500K,容积为1L的恒容容器中,对于合成氨反应,初始投料N2(g)为().2moLH2(g)
为().()5mol,NH3(g)为().15mol,则以下哪些条件可以判断反应达到平衡(填序
号)。
①H2的体积分数不变②气体总压不变③NH3的分压不变④体系密度不变
(4)NO2可以发生二聚反应2NO2(g)LN2O4(g),该反应可自发进行。动力学实验证明,上
述混合气体温度由289K升至311K,此过程几微秒即可达到化学平衡。则升温后的混
合气体在室温下放置,气体颜色变化为
_牌%翡)。
(5)对于可逆反应:《E(g)t/F(g)一gG(g)+”H(g),附"W7=100kPa。现有总压100
kPa下NO?和N2O4的混合气体,其密度为同状态下印密度的34.5倍,求2NCh(g尸
N2O4(g)反应的平衡常数崂=o
(6)NCh可以与许多金属发生氧化还原反应。在300K,容积为VL的恒容容器中加入一
定量的Ag(s)和NCh(g),发生如下三个反应:
©Ag(s)+NO2(g):?^AgNO2(s)
@Ag(s)+2NO2(g):?=iAgNO3(s)+NO(g)
③2NCh(g)LN2O4(g)
当体系中各物质的物质的量不再改变时,此时Ag(s)已被消耗完,AgN02(s)、AgN03(s)均
有生成。现缩小容器容积,几种气体的摩尔分数x也将变化。则NO(g)的摩尔分数
x(NO)随压强p的变化趋势为(填“①”“②”或“③”)。
4.(15分)(2025・福建龙岩一模)下图是抗炎镇痛药J的一种合成路线(部分反应条件已简
化)。
CHCOOH
3的斗卓空士兄以。卜
Cl
ABCD
HC20H21CIN2O4H
OCR,HHC1
cH3coeH2cH2COOCH3
IC20HcINO,匚
-----------------HCBH,NOPHi
8231水解
6G
CH2COOH
CHQ
rCH,
CH2R
/
0=C
\
已知:NH—NH2+R,
(l)A-B反应的试剂和条件是。
⑵化合物F的官能团名称是、o
(3)亚硫酰氯(S0C12)分子中S原子的杂化轨道类型为,该分子的空间结构
为o
(4)化合物G的结构简式是o
(5)D+G一H的化学方程式是o
⑹比较酸性:HOOCQ-CI_______(填/域y)HOOC。-CH3
(7)Y是C的同分异构体,遇FeCb溶液显特征颜色且能发生银镜反应,则Y的结构有
种。
参考答案
1.答案(1)增大固液接触面积,加快反应速率,使其充分反应[AuCU]-
(2)Sb3++Cl+H2O—SbOCI|,+2H+
(4)N2HJ+H2O=N2H针+0H,
(5)由题目已知信息可知,[PbC14]2-在溶液中存在平衡:[PbClFXaq)=Pb2+(叫)+4C「(aq),加
入硫酸后,Pb2+与SO孑形成更难溶的PbSO4,使c(Pb2+)减小,促进平衡正向移动,使[PbC14]2-
中的Pb2+转化为沉淀1.6X10-3
⑹①8②1:3③(1,另)④9:歌*泵
解析:金属粉末中含金、银、睇、铅等成分,金属元素“酸溶”主要转化为[AUC14「、
2
[AgCh]\[PbCl4]\Sb3+等,然后加入去离子水水解并过滤得到含有Ag。、SbOCl的滤
渣和含有[AuC141和[PbCLp的滤液,用氨水溶解AgCL过滤后得到SbOCl固体和含
[Ag(NH3)2]+的溶液,加入N2H4将[Ag(NH3)2「还原为Ag,向含有[AuCl"和[PbCU]%的滤液
中加入硫酸沉铅,过滤得到PbSCh固体,滤液中的[AuC14「经还原后可以得到Auo
(1)“酸溶”过程中,先将金属进行粉碎的目的是增大固液接触面积,加快反应速率,使其充
分反应;已知金属元素“酸溶”主要转化为[AuCUT、[AgC12『、[PbCU]2-、Sb3+等,则溶解后
得到含+3价金属元素的配离子为[AuCLi]-。
(2)“水解”过程中,Sb3+水解生成SbOCl的离子方程式为Sb3++Cl+H2O—SbOCl;+2H\
⑶已知Kb(NH3・H2O)=l.8xl(y5,常温下当溶液pH=4时,c(OH「)=104°moll」,吸=
刎叫出2)
儡=贝I」C(NH3.H2O)<C(NH:)O
c(un)10
(4)N2H4是二元弱碱,其在水中第一步电离的电离方程式为N2H4+H2OLN2HI+OH-,则第
二步电离的电离方程式为N2HJ+H2O-N2H1++OHo
(5)“沉铅”过程中,由题目已知信息可知,[PbC14j2-在溶液中存在平衡:[PbCiFXaq)一
Pb2+(叫)+4C「(aq),加入硫酸后,Pb?+与SOf形成更难溶的PbSOa,使c(Pb2+)减小,促进平衡
正向移动,使[PbCL产中的Pb2+转化为沉淀。若“沉铅”时Pb2+完全转化为
[Ax1(18
PbSO4,c(S0f>c(Pb2+)>Ksp(PbSO4)=L6xl0-8,此时溶液中c(SOf)不低于5mol-L'
1x10
i=1.6xl()-3mol-L'o
(6)①根据图示可知,与Sb最邻近的K原子数为8。②根据均摊法,Sb原子数是
84+6xg=4,K原子数是12*1+8=12,Sb原子与K原子的个数比为1:3。③根据1号
原子的坐标为(0Q0)、3号原子的坐标为(1,1,1),可知2号原子的坐标为(1,;,;)。④该晶
胞中Sb原子数是4、K原子数是12,若该晶胞的晶胞参数为apm,则该晶体的密度
p岑=皆曹芾崇)v3=9.胤,gcm.3o由晶胞结构图可知,K与Sb之间的最短
距离为体对角线的*吟。pm。
2.答案(1)球形冷凝管保持恒压,便于液体顺利流下
(2)SOCh+H2O—SO2+2HC1
(3)中和反应生成的HC1,促进反应正向进行,提高转化率
(4)C
(5)防止温度过高,酰胺基在碱性条件下水解
(6)b60%
解析:(1)根据装置图可知,仪器a的名称为球形冷凝管:和普通分液漏斗相比,恒压滴液漏
斗上部和三颈烧瓶气压相通,可以保证恒压滴液漏斗口的液体顺利滴下。
(2)SOCh遇水剧烈反应生成二氧化硫、氯化氢两种气体:SOCh+H2O—SO2+2HClo
(3)阿司匹林和氯化亚碉反应生成乙酰水杨酰氯、二氧化硫和氯化氢,叱嗯是一种有机
碱,加入叱咤的作用除了作为催化剂外还可以中和反应生成的HC,促进反应正向进行,
提高转化率。
(4)对照图中斑点分析,可以看出,反应开始时图上的斑点为反应物,由此可推测,回流60
min、90min时的图中,下面的斑点为反应物,上面的斑点为生成物/20min时图上的斑
点为生成物,而反应物基本无剩余。因此,该实验条件下比较合适的回流时间是120
min。
(5)对乙酰氨基粉含有酰胺基,碱性条件下加热促进其水解,步骤H中维持10-15℃主要
是为了防止对乙酰氨基酚水解。
(6)贝诺酯不溶于水,在沸乙醇中易溶,在冷乙醇中微溶。得到的粗产品可以利用重结晶
法进行提纯,重结晶过程为加热乙醇溶解一活性炭脱色一趁热过滤一水洗至中性一过滤
一洗涤一>干燥,故选bo根据合成路线图,0.05mol阿司匹林理论上生成0.05mol贝诺酯,
该实验最终得到纯品9.39g,则贝诺酯的产率为-----即肥-----rx100%=60%o
0.05molx313gmol
3答案⑴N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-(3a-2份kJ-mol-1
(2)压强太小,则0小,催化效果差,且产率小;压强太大,对设备要求高,成本高且不安全
⑶①②③
(4)颜色变浅
(5)2
⑹②
1
解析:⑴氢气的燃烧热为akJ-moP,则H2(g)+jO2(g)—H2O(1)kJ-moH,氨气的
燃烧热为bkJ-mol",则NH<g)+^)2(g)~会“⑵+^比。⑴bH?=-bkJ-moH,根据盖斯定
1乙乙
律,合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)5=52NH3(gi\H=-(3a-2b)kJmol'o
(2)合成氨条件需要控制在17.5MPa~20.0MPa的原因是压强太小,则。小,催化效果差,
且产率小;压强太大,对设备要求高,成本高且不安全。
(3)在恒容条件下山的体积分数保持不变,说明正、逆反应速率相等,反应已达到平衡,①
正确;恒容体系气体总压不变,化学反应一定达到平衡,②正确;恒容体系NH3的分压不变
说明其浓度不再变化,NH3的分压不变能说明反应已达到平衡,③正确;恒容体系,由于该
反应中所有物质均为气体,根据质量守恒定律,体系质量在反应中不发生变化,则体系密
度在反应中不发生变化,因此体系密度不变不能作为判断反应达到平衡的标志,④错误。
(4)2NCh(g)=N2Ch(g),正反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,混合气体颜色变浅。
(5)NO2和N2O4的混合气体总压强为100kPa,密度为同状态下氢气密度的34.5倍,则混
合气体的摩尔质量为34.5x2g-mor,=69则有
NO24623
\/
69
/\
N2O49223
根据十字相乘法可知平衡后两种气体的物质的量之比〃(NO2):/?(N2O4)=23:23=1:1,
因平衡后NO2和N2O4的混合气体总压强为10()kPa,则P(NO2)=/?(N2O4)=5()kPa,平衡常
4.答案⑴氯气、FeCb
⑵(酮)默基酯基
⑶Sp?三角锥形
NH
N-CCH2cHzcOOCH;
(4)CH
ocih
COCINH—N—CCH2CH?COOCH3°、/N-2fCHCH£OOCH,
51ICH,1f必
(5)ciOCH+HCI
(6)>
(7)10
CH3
解析:由A、C的结
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