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PAGE4/20命题预测02A组(建议用时:30分钟满分:58分)1.(14分)一种从深海多金属结核[主要含、、,有少量的、、NiO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液(、、)的工艺流程如下:已知:①金属氢氧化物胶体具有吸附性,可吸附金属阳离子。②常温下,溶液中金属离子(假定浓度均为)开始沉淀和完全沉淀()的pH;开始沉淀的pH1.93.34.76.97.48.1完全沉淀的pH3.24.66.78.99.410.1回答下列问题:(1)基态Ni的价层电子排布式为___________。(2)“酸浸还原”时,“滤渣”的主要成分是___________(写化学式);还原的化学方程式为___________。(3)“沉铁”时,Fe2+转化为的离子方程式为___________,加热至200℃的主要原因是___________。(4)“沉铝”时,未产生沉淀,该溶液中不超过___________。(5)“第二次萃取”时,___________、___________(填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物更稳定。2.(15分)某实验小组制备二水合磷酸锌晶体并测定其纯度。实验一:制备二水合磷酸锌结晶水合物。步骤1:称取,置于仪器a中(图1),加入水,磁力搅拌,制成糊状物。步骤2:在磁力搅拌下缓慢滴加溶液(体积比),加完后继续搅拌。步骤3:抽滤(装置如图2所示),用少量水洗涤、抽干。步骤4:烘干,得到白色,称量,记录产品质量。实验二:测定产品的纯度。步骤Ⅰ:准确称取产品,置于烧杯中,用少量水润湿,加入盐酸,搅拌至溶解完全,转移至容量瓶中,加水混匀配制成溶液。步骤Ⅱ:准确移取步骤Ⅰ配制的溶液于锥形瓶中,加入水和滴二甲酚橙溶液,缓慢滴加六次甲基四胺溶液,直至溶液由黄色变为紫红色,再加入六次甲基四胺溶液,使溶液为。步骤Ⅲ:用标准溶液滴定至溶液恰好变为亮黄色,且不变色,记录滴定体积。步骤Ⅳ:平行测定三次,消耗溶液的平均体积为,计算产品的纯度。已知:滴定反应中和以物质的量比反应;的。回答下列问题:(1)图1中仪器a的名称是___________。(2)步骤2中,采用“热水浴”加热,而不直接用酒精灯加热,“热水浴”加热的主要优点是___________。写出步骤2中反应的化学方程式:___________。(3)步骤3中,图2抽滤装置中布氏漏斗的作用类似于下列仪器中的___________(填标号)。A. B. C. D.(4)步骤4中,烘干温度不宜超过,其原因是___________。(5)实验二步骤Ⅰ中,需要选择容量瓶的规格是___________(填标号)。A. B. C. D.(6)该产品的纯度为___________%(用含w、V的代数式表示)。若滴定管用水洗涤后没有用待装液润洗,可能使测定产品的纯度___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。3.(14分)含量的控制和资源化利用具有重要意义。回答下列问题:(1)催化加氢合成甲醇是重要的转化技术。主反应:

副反应:

在密闭容器中,维持压强和投料比不变,平衡时和CO在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图1所示:①CO可以与反应生成气态甲醇:,该反应能自发进行的条件为_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)。②图中代表的物质的量分数随温度变化的曲线为_______(填“I”或“Ⅱ”)。③范围内转化率随温度升高而降低的原因是_______。(2)与环氧化合物反应可以转化为有价值的有机物,转化过程如图2所示:①Y为五元环状化合物,其结构简式为_______;②N原子上的孤电子对主要进攻甲基环氧乙烷中“”上的碳原子,而不是“CH”上的碳原子,原因是_______。(3)通过电催化法将和合成尿素,有助于解决含氮废水污染问题。电解原理如图3所示:①电解过程中生成尿素的电极反应是_______。②该电池以4A恒定电流工作40分钟,产生体积为0.49L,假设阴、阳两极的电流效率相等,电解效率_______。[已知:该条件下的摩尔体积为;电荷量电流时间;;;]4.(15分)很多酰胺类化合物能和参与生理过程的蛋白质发生作用,从而治疗各类疾病。一种酰胺类药物前体(G)的合成路线如图(部分试剂和反应条件略去)。回答下列问题:(1)A的结构简式为______。(2)B的酸性强于苯甲酸的原因是______。(3)试剂X是一种醇。B转化为C的化学方程式为______。(4)C的同分异构体中,满足下列条件的有______种。①苯环上有4个取代基且与苯环直接相连;②核磁共振氢谱显示为3组峰,峰面积比为1:1:1。(5)C到D的转化中,以下可以替代的试剂是______(填标号)。a.

b.

C.

d.(6)F与试剂Y反应生成G的同时生成了HCl,该反应的化学方程式是______。反应时新产生的官能团名称是______。(7)G与足量完全加成后,所得产物分子中含手性碳原子______个。B组(建议用时:35分钟满分:58分)1.(14分)工业生产硫酸(以黄铜矿为原料,主要成分是,含少量杂质)产生大量的废渣和废气,对环境危害极大。一种将这种废渣和废气进行协同处理,使之资源化综合利用的工艺流程如图所示:已知:①常温下,;②;③离子浓度为时,可认为该离子在溶液中已完全沉淀。回答下列问题:(1)“酸浸”工序中加入的“试剂X”为_____(填名称)。“氧化i”工序的目的是_____。(2)“调pH”工序中恰好完全沉淀时的_______(保留三位有效数字);“调pH”工序中除了用CuO外,最好还可以用_______(填化学式)。(3)上述化工流程中,采用98.3%浓硫酸吸收,而不是采用水吸收,原因是_______。(4)“液吸”制备大苏打()的化学方程式为_______。(5)实验室中,“系列操作a”包含_______、_______、过滤、洗涤、干燥。2.(14分)甘氨酸铜常用作食品补铜剂及矿物元素饲料添加剂等,甘氨酸铜有顺反异构体:顺-二甘氨酸铜和反-二甘氨酸铜。实验室制备顺-二甘氨酸铜的反应原理和实验方法如下:(一)反应原理:用甘氨酸与新制反应:(二)实验方法:Ⅰ.的制备Ⅱ.顺-二甘氨酸铜的制备i.制备甘氨酸溶液:称取3.80g甘氨酸,在微热、搅拌条件下,溶解在15mL蒸馏水中。ii.制备顺-二甘氨酸铜:按如图所示安装好装置,向新制粉末中加入甘氨酸溶液,控制温度为65~70℃,搅拌一段时间;趁热过滤,向滤液中加入10mL无水乙醇,析出晶体,冷却、过滤、洗涤、干燥,制得顺-二甘氨酸铜。Ⅲ.产品中Cu元素含量的测定称取mg产品,用适量稀硫酸溶解,再加入过量的KI溶液,使产品中的Cu元素转化为CuI;用标准液滴定溶液中的:,终点时消耗标准液。已知:顺-二甘氨酸铜和反-二甘氨酸铜的结构比较:。回答下列问题:(1)向蓝色沉淀中滴加氨水至沉淀溶解的离子方程式是_______。(2)验证实验方法Ⅰ制备的已洗涤干净的实验方法及现象是________。(3)仪器①的名称是_______;其中的反应液反应温度维持65~70℃,则除了控制该装置磁力加热搅拌器温度的加热方式外,最好还可以采用的加热方式为_______(填“酒精灯直接加热”或“水浴加热”)。(4)仪器②中侧管的作用是_______;仪器②中的甘氨酸滴下及保温过程中需进行“搅拌”的目的是_______。(5)对顺-二甘氨酸铜产品进行洗涤时选取的最佳洗涤剂是_______(填标号)。a.蒸馏水

b.无水乙醇

c.氨水(6)实验Ⅲ中测得产品中Cu元素的质量分数为_______%(用含的代数式表示)。3.(15分)为了消除含金硫精矿中硫对氰化漫出产生的不利影响,使被硫化物包裹的金得以解离,获得孔隙率较高的氧化焙烧渣,需对含金硫精矿进行氧化焙烧预处理。已知焙烧过程中发生的反应有:反应1:反应2:反应3:(1)_______。反应1在________(填“高温”或“低温”)自发进行。(2)焙烧温度和时间对硫的脱除率和金的浸出率的影响如图。最佳的焙烧温度为_______;最佳焙烧时间为,理由是_______。(3)在密闭容器中充入一定量的和进行反应,测得平衡时的体积分数随X的变化关系如图。①X表示的是_______(填“温度”或“压强”或“温度压强均可”),判断的理由是_______。②下列条件能判断反应1达到平衡状态的是_______(填标号)。a.的生成速率与的消耗速率相等

b.和浓度相等c.容器中气体的平均摩尔质量不变

d.容器中气体的密度保持不变(4)下,在恒压密闭容器中充入和进行反应,已知起始压强为,经过达到平衡,测得生成、的物质的量均为。下,反应1的压强平衡常数_______(为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,列计算式即可)。8.(15分)吡唑醚菌酯(F)是甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的一个新品种,具有广谱、高效、低毒、对环境友好安全等特点。合成的一种路线如图:请回答下列问题:(1)D中含氧官能团的名称为________。(2)AB需要的反应试剂和条件是________。CD的反应类型为________。(3)的反应方程式是________。(4)化合物与互为同分异构体,同时满足下列条件的有________种(不考虑立体异构),写出其中核磁共振氢谱为3:2:2的结构简式_______。①结构中含吡啶环(),其成键方式与苯环相似

②能发生水解反应(5)已知,制备有机物的一条路线如下,将其补充完整:M:________;N:________。C组(建议用时:40分钟满分:58分)1.(14分)锂离子电池回收可变废为宝,工业上由正极材料(含有活性物质、炭黑、铝箔、铜及镍的化合物和有机黏结剂等)制备CoS的工艺流程如图:已知:①P204+Cyanex272为金属离子混合萃取剂;②;。回答下列问题:(1)“600℃煅烧”的主要目的为______。(2)写出在“酸浸”操作中发生反应的化学方程式为______。(3)“萃取”时,各金属离子萃取率与溶液pH的关系如图,则溶液最佳pH为______。(4)“沉钴”步骤中应调节溶液的pH为4,pH过大或过小都会使产率降低,原因是______。溶液中恰好完全沉淀(离子浓度为)时,溶液中浓度为______。(5)用如图所示装置测定制得的CoS样品纯度,D处碱石灰的作用______。取10.0gCoS样品于硬质玻璃管中,向装置中鼓入空气,点燃酒精灯,测得装置C增重6.4g(以计),则CoS样品纯度为______。(保留两位有效数字)2.(14分)实验室为了实现乙酸乙酯的高纯度和产率,设计了如下实验方案:已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表:纯物质沸点恒沸混合物(质量分数)沸点乙醇78.3乙酸乙酯(0.92)+水70.4乙酸117.9乙酸乙酯乙醇71.8乙酸乙酯77.1乙酸乙酯乙醇水70.2I、按照酸醇物质的量比为1:1.5,称取乙酸和11.76g乙醇。将物质的量比为1:1的乙酸和乙醇加入A中并混匀。将过量部分的乙醇和3mL的浓硫酸加入三颈烧瓶中,混匀后加入磁力搅拌子。Ⅱ、开始搅拌并加热,当温度升至约时,通过A开始滴加乙醇和乙酸的混合液,控制原料的滴液速度,使原料的滴入速度与产物馏出的速度大致相等,当温度计①示数开始下降时停止加热,收集粗产品。Ⅲ、冷却后,将粗产品转移至分液漏斗中,依次使用饱和溶液、饱和NaCl溶液和饱和溶液洗涤,分液弃去水层。Ⅳ、将有机层倒入锥形瓶中,加入固体,静置一段时间后过滤。V、蒸馏滤液,约15min,收集馏分,得无色液体12.65g,色谱检测纯度为。回答下列问题:(1)仪器A的名称为______。三颈烧瓶中磁力搅拌子的作用是:①使反应物混合均匀;②______。(2)制备乙酸乙酯时乙醇过量的原因是:①可逆反应,增大反应物的量;②______。(3)步骤Ⅳ将干燥后的乙酸乙酯用漏斗经脱脂棉过滤而没有使用滤纸,下列优点中有利于提高产品纯度或产率的是______(填标号)。A.操作简单

B.过滤速度快

C.不漏滤(4)下列说法正确的是:______。A.反应在下进行既可以加快反应速率,又可以减少副反应的发生B.原料的滴入速度与产物馏出的速度大致相等,有利于提高原料的利用率C.产品蒸馏的时间过长或过短都会降低产品的产率D.产品馏分收集温度越高得到的产品纯度和产率越高(5)工业上生产乙酸乙酯多采用乙酸过量的方法,控制乙酸过量的目的是______。3.(15分)是潜在的“碳资源”,可以合成淀粉、蛋白质、燃料、可降解塑料等。的生物转化是生物制造领域极具潜力的方向。回答下列问题:Ⅰ.合成淀粉的关键催化剂有和多种生物酶。(1)基态Zr原子的价电子排布式是,则Zr在元素周期表中的位置是_______。(2)与转化为是合成淀粉的关键步骤。中O的杂化类型是_____;键长:C-O_____(填“”“=”或“”)C-H。(3)ZnO的立方晶胞结构如图所示,其晶胞参数为,若用表示阿伏加德罗常数的值,则该ZnO晶体的密度为_______(用含的代数式表示)。Ⅱ.合成淀粉的简要步骤如下:(4)步骤a为光伏发电所得电能电解水的过程,阴极反应式为_______。(5)步骤b为关键步骤,是无机物合成有机物的过程。该合成过程涉及如下反应:反应i:

反应ⅱ:

①已知:

,则_______,反应ⅱ在_______(填“低温”“高温”“任意温度”)下自发进行。②按原料气充入恒压(4MPa)密闭容器中,发生上述反应i、ii,平衡转化率及的平衡产率随温度的变化曲线如图所示。已知:的平衡产率。温度为TK时,反应i的平衡常数_______(结果用分数表示;为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数);温度大于400K后,的平衡转化率先减小后增大,后增大的原因可能是_______。4.(15分)化合物K常用作医药中间体、材料中间体,其合成路线如图所示。回答下列问题:(1)检验苯中含有A的化学试剂为_________。K中官能团的名称为_________。(2)D的结构简式为_________;E→F的反应类型为_________。(3)H→I的化学方程式为_________。(4)D的同分异构体中,仅含有,和苯环结构的有_________种(不考虑立体异构)。(5)根据上述信息,写出合成路线中M和N结构简式:M_________;N_________。

命题预测02A组(建议用时:30分钟满分:58分)1.(14分)一种从深海多金属结核[主要含、、,有少量的、、NiO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液(、、)的工艺流程如下:已知:①金属氢氧化物胶体具有吸附性,可吸附金属阳离子。②常温下,溶液中金属离子(假定浓度均为)开始沉淀和完全沉淀()的pH;开始沉淀的pH1.93.34.76.97.48.1完全沉淀的pH3.24.66.78.99.410.1回答下列问题:(1)基态Ni的价层电子排布式为___________。(2)“酸浸还原”时,“滤渣”的主要成分是___________(写化学式);还原的化学方程式为___________。(3)“沉铁”时,Fe2+转化为的离子方程式为___________,加热至200℃的主要原因是___________。(4)“沉铝”时,未产生沉淀,该溶液中不超过___________。(5)“第二次萃取”时,___________、___________(填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物更稳定。【答案】(1)(2分)(2)(2分)(2分)(3)(2分)防止形成Fe(OH)3胶体,防止其吸附其它金属阳离子,造成产率下降(2分)(4)或0.01(2分)(5)Co2+(1分)Ni2+(1分)【分析】深海多金属结核加入SO2、H2SO4进行酸浸还原,得到的滤渣含有不反应的二氧化硅,滤液中含有Mn2+、Fe2+、Co2+、Al3+、Ni2+、Cu2+,通入空气、控制温度为200℃、高压、调节pH=3.2,沉铁得到Fe2O3滤渣,继续加入NaOH调节pH=5.2沉铝主要得到Al(OH)3,加入萃取剂第一次萃取Cu2+,分液得到Cu2+的萃取液1,萃余液1中加入混合萃取剂进行第二次萃取,据流程图,‘萃余液2’用于电解生产金属锰,说明第二次萃取旨在分离锰离子,因此是Co²⁺和Ni²⁺与混合萃取剂形成了配合物,第二次萃取得到电池级镍钴锰混合溶液,萃余液2中电解得到金属锰;【解析】(1)Ni为28号元素,基态Ni的价层电子排布式为;(2)由分析,“酸浸还原”时,“滤渣”的主要成分是;还原在酸性条件下生成,硫元素化合价由+4变为+6、钴元素化合价由+3变为+2,结合电子守恒,化学方程式为;

(3)“沉铁”时,Fe2+被空气中氧气氧化为,铁元素化合价由+2变为+3、氧气中氧元素化合价由0变为-2,结合电子守恒,离子方程式为;已知:金属氢氧化物胶体具有吸附性,可吸附金属阳离子,加热至200℃的主要原因是防止形成Fe(OH)3胶体,防止其吸附其它金属阳离子,造成产率下降;(4)由表,铜离子完全沉淀时pH=6.7,pOH=7.3,则的,沉铝”时,pH=5.2,pOH=8.8,未产生沉淀,该溶液中;(5)由流程可知,第二次萃取时,主要萃取Co2+、Ni2+,因此Co2+、Ni2+与混合萃取剂形成的配合物更稳定。2.(15分)某实验小组制备二水合磷酸锌晶体并测定其纯度。实验一:制备二水合磷酸锌结晶水合物。步骤1:称取,置于仪器a中(图1),加入水,磁力搅拌,制成糊状物。步骤2:在磁力搅拌下缓慢滴加溶液(体积比),加完后继续搅拌。步骤3:抽滤(装置如图2所示),用少量水洗涤、抽干。步骤4:烘干,得到白色,称量,记录产品质量。实验二:测定产品的纯度。步骤Ⅰ:准确称取产品,置于烧杯中,用少量水润湿,加入盐酸,搅拌至溶解完全,转移至容量瓶中,加水混匀配制成溶液。步骤Ⅱ:准确移取步骤Ⅰ配制的溶液于锥形瓶中,加入水和滴二甲酚橙溶液,缓慢滴加六次甲基四胺溶液,直至溶液由黄色变为紫红色,再加入六次甲基四胺溶液,使溶液为。步骤Ⅲ:用标准溶液滴定至溶液恰好变为亮黄色,且不变色,记录滴定体积。步骤Ⅳ:平行测定三次,消耗溶液的平均体积为,计算产品的纯度。已知:滴定反应中和以物质的量比反应;的。回答下列问题:(1)图1中仪器a的名称是___________。(2)步骤2中,采用“热水浴”加热,而不直接用酒精灯加热,“热水浴”加热的主要优点是___________。写出步骤2中反应的化学方程式:___________。(3)步骤3中,图2抽滤装置中布氏漏斗的作用类似于下列仪器中的___________(填标号)。A. B. C. D.(4)步骤4中,烘干温度不宜超过,其原因是___________。(5)实验二步骤Ⅰ中,需要选择容量瓶的规格是___________(填标号)。A. B. C. D.(6)该产品的纯度为___________%(用含w、V的代数式表示)。若滴定管用水洗涤后没有用待装液润洗,可能使测定产品的纯度___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。【答案】(1)三颈烧瓶(1分)(2)受热均匀,便于控制温度(2分)或(2分)(3)C(2分)(4)避免产品失去结晶水或产品分解(2分)(5)B(2分)(6)(2分)偏高(2分)【分析】本题以磷酸锌晶体为素材,考查化学实验基本操作知识,以及滴定法测产品纯度。【解析】(1)仪器a为三颈烧瓶;(2)水浴加热便于控制温度、受热均匀等;向糊状物滴加合成,化学方程式为;(3)抽滤就是减压过滤,所以布氏漏斗与过滤使用的漏斗功能相同;(4)产品是结晶水合物,温度过高,会导致产品失去结晶水;(5)配制溶液,必须选择容量瓶;(6)消耗的物质的量为,滴定反应中和以物质的量比反应,故的物质的量为,产品配制成溶液,移取滴定,故溶液中的物质的量为,产品中Zn与的物质的量比为3:1,故的质量为,计算产品纯度为;没有用溶液润洗滴定管,测得所用体积偏大,导致测得的结果偏高。3.(14分)含量的控制和资源化利用具有重要意义。回答下列问题:(1)催化加氢合成甲醇是重要的转化技术。主反应:

副反应:

在密闭容器中,维持压强和投料比不变,平衡时和CO在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图1所示:①CO可以与反应生成气态甲醇:,该反应能自发进行的条件为_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)。②图中代表的物质的量分数随温度变化的曲线为_______(填“I”或“Ⅱ”)。③范围内转化率随温度升高而降低的原因是_______。(2)与环氧化合物反应可以转化为有价值的有机物,转化过程如图2所示:①Y为五元环状化合物,其结构简式为_______;②N原子上的孤电子对主要进攻甲基环氧乙烷中“”上的碳原子,而不是“CH”上的碳原子,原因是_______。(3)通过电催化法将和合成尿素,有助于解决含氮废水污染问题。电解原理如图3所示:①电解过程中生成尿素的电极反应是_______。②该电池以4A恒定电流工作40分钟,产生体积为0.49L,假设阴、阳两极的电流效率相等,电解效率_______。[已知:该条件下的摩尔体积为;电荷量电流时间;;;]【答案】(1)①低温(2分)②I(2分)③主反应为放热反应,副反应为吸热反应,时,随温度升高主反应平衡逆向移动的程度大于副反应平衡正向移动的程度(2分)(2)①(2分)②电负性:,与O直接相连的C原子带部分正电荷,甲基是推电子基团,使得“CH”中碳原子比“”中的碳原子带正电荷较少,因此孤电子对更容易进攻“”中的碳原子(2分)(3)①(2分)②80%(2分)【解析】(1)①,反应能够自发进行,由盖斯定律,主反应-副反应得:,反应为放热的熵减反应,故低温自发;②维持压强和投料比不变,主反应为放热反应,副反应为吸热反应,随着温度升高主反应平衡逆向移动,甲醇物质的量分数会降低,所以图中代表物质的量分数随温度变化的曲线为Ⅰ;③范围内转化率随温度升高而降低的原因是主反应为放热反应,副反应为吸热反应,随温度升高主反应平衡逆向移动的程度大于副反应平衡正向移动的程度。(2)①由图,转化过程中断裂,与中一个断裂发生加成反应,形成五元环的结构简式为;②电负性:,与O直接相连的C原子带部分正电荷,由于甲基是推电子基团,“CH”中碳带正电荷较少,因此孤电子对更容易进攻“”中的碳原子。(3)①电解过程中二氧化碳和硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成尿素,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应为。②体积为0.49L的物质的量为0.02mol,生成的电极反应为,电解效率为。4.(15分)很多酰胺类化合物能和参与生理过程的蛋白质发生作用,从而治疗各类疾病。一种酰胺类药物前体(G)的合成路线如图(部分试剂和反应条件略去)。回答下列问题:(1)A的结构简式为______。(2)B的酸性强于苯甲酸的原因是______。(3)试剂X是一种醇。B转化为C的化学方程式为______。(4)C的同分异构体中,满足下列条件的有______种。①苯环上有4个取代基且与苯环直接相连;②核磁共振氢谱显示为3组峰,峰面积比为1:1:1。(5)C到D的转化中,以下可以替代的试剂是______(填标号)。a.

b.

C.

d.(6)F与试剂Y反应生成G的同时生成了HCl,该反应的化学方程式是______。反应时新产生的官能团名称是______。(7)G与足量完全加成后,所得产物分子中含手性碳原子______个。【答案】(1)(2分)(2)苯环上硝基和氯原子的吸电子效应增强了羧基中羟基(O-H键)极性(2分)(3)(2分)(4)4(四)(2分)(5)a(2分)(6)(2分)酰胺基(1分)(7)7(七)(2分)【分析】A物质在酸性情况下被高锰酸钾氧化生成B,根据A的分子式,逆推A物质为,加入试剂,生成的C物质出现酯基,则X为,随后X发生还原反应,将还原为,再通过取代反应生成E,通过多步转化为F,F与试剂Y发生取代反应,最终得到产物G。【解析】(1)根据分析可知,A物质是。(2)邻位和对位均为吸电子基团,增强了键的极性,使酸性显著增强。(3)试剂X是甲醇,B转化为C发生酯化反应,化学方程式为。(4)C的分子式为:,根据题意要求,其同分异构体分别是:、、、,共4种。(5)发生还原反应,需要加入还原剂,而所给的氯化物中,只有具有还原性,选择,故选。(6)F与试剂Y发生取代反应,生成G的同时生成了HCl,G物质取代了上的氢原子,逆推可知Y为:,故方程式为:。对比反应物和产物的结构可知,反应时新产生的官能团名称是酰胺基()。(7)G与足量完全加成后的产物是,其手性碳原子一共有7个,位置如图:。B组(建议用时:35分钟满分:58分)1.(14分)工业生产硫酸(以黄铜矿为原料,主要成分是,含少量杂质)产生大量的废渣和废气,对环境危害极大。一种将这种废渣和废气进行协同处理,使之资源化综合利用的工艺流程如图所示:已知:①常温下,;②;③离子浓度为时,可认为该离子在溶液中已完全沉淀。回答下列问题:(1)“酸浸”工序中加入的“试剂X”为_____(填名称)。“氧化i”工序的目的是_____。(2)“调pH”工序中恰好完全沉淀时的_______(保留三位有效数字);“调pH”工序中除了用CuO外,最好还可以用_______(填化学式)。(3)上述化工流程中,采用98.3%浓硫酸吸收,而不是采用水吸收,原因是_______。(4)“液吸”制备大苏打()的化学方程式为_______。(5)实验室中,“系列操作a”包含_______、_______、过滤、洗涤、干燥。【答案】(1)稀硫酸(2分)将氧化为,便于后续除铁(2分)(2)2.82(2分)或或(2分)(3)与水反应剧烈放热会使水气化形成酸雾,从而降低吸收效率,而98.3%浓硫酸含水量少,能防止形成酸雾(2分)(4)(2分)(5)蒸发浓缩(1分)冷却结晶(1分)【分析】黄铜矿(主要成分是,含少量杂质)在空气中高温焙烧,转化为、和,加入稀硫酸(试剂X)酸浸,转化为,转化为和,进一步与发生氧化还原反应生成和,不反应,过滤得到含有、的滤液及含的滤渣1;利用双氧水将氧化为后加入调节溶液pH,使转化为沉淀(滤渣2),煅烧得到;含的滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即可得到胆矾晶体;在催化氧化后生成,用98.3%浓硫酸吸收制得发烟硫酸,尾气中的可重复利用,也可用、混合液吸收制得,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到大苏打晶体;【解析】(1)“酸浸”时加入“试剂X”为某种酸,其目的是溶解金属氧化物,结合中含有的可知,加入的酸应为稀硫酸;“氧化i”工序加入双氧水的目的是将氧化为,便于后续沉淀并分离铁元素;(2)恰好完全沉淀时,,则溶液中,即,则;为了不引入杂质离子,“调pH”工序中除了用CuO外,最好还可以用、等;(3)与水反应剧烈放热会使水气化形成酸雾,从而大大降低吸收效率,而98.3%浓硫酸含水量少,能防止形成酸雾,提高吸收效率;(4)“液吸”时,尾气中的与、混合液反应生成和,反应的化学方程式为;(5)“系列操作a”是从溶液中得到晶体的操作,即蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。2.(14分)甘氨酸铜常用作食品补铜剂及矿物元素饲料添加剂等,甘氨酸铜有顺反异构体:顺-二甘氨酸铜和反-二甘氨酸铜。实验室制备顺-二甘氨酸铜的反应原理和实验方法如下:(一)反应原理:用甘氨酸与新制反应:(二)实验方法:Ⅰ.的制备Ⅱ.顺-二甘氨酸铜的制备i.制备甘氨酸溶液:称取3.80g甘氨酸,在微热、搅拌条件下,溶解在15mL蒸馏水中。ii.制备顺-二甘氨酸铜:按如图所示安装好装置,向新制粉末中加入甘氨酸溶液,控制温度为65~70℃,搅拌一段时间;趁热过滤,向滤液中加入10mL无水乙醇,析出晶体,冷却、过滤、洗涤、干燥,制得顺-二甘氨酸铜。Ⅲ.产品中Cu元素含量的测定称取mg产品,用适量稀硫酸溶解,再加入过量的KI溶液,使产品中的Cu元素转化为CuI;用标准液滴定溶液中的:,终点时消耗标准液。已知:顺-二甘氨酸铜和反-二甘氨酸铜的结构比较:。回答下列问题:(1)向蓝色沉淀中滴加氨水至沉淀溶解的离子方程式是_______。(2)验证实验方法Ⅰ制备的已洗涤干净的实验方法及现象是________。(3)仪器①的名称是_______;其中的反应液反应温度维持65~70℃,则除了控制该装置磁力加热搅拌器温度的加热方式外,最好还可以采用的加热方式为_______(填“酒精灯直接加热”或“水浴加热”)。(4)仪器②中侧管的作用是_______;仪器②中的甘氨酸滴下及保温过程中需进行“搅拌”的目的是_______。(5)对顺-二甘氨酸铜产品进行洗涤时选取的最佳洗涤剂是_______(填标号)。a.蒸馏水

b.无水乙醇

c.氨水(6)实验Ⅲ中测得产品中Cu元素的质量分数为_______%(用含的代数式表示)。【答案】(1)(或)(2分)(2)取少量最后一次沉淀的洗涤液于洁净试管中,向其中加入稀盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,无白色沉淀产生,则说明沉淀已洗涤干净(2分)(3)三颈烧瓶(三口烧瓶)(1分)水浴加热(1分)(4)平衡气压,便于液体顺利滴下(2分)使固体和溶液充分混合,加快反应速率,同时使溶液受热均匀,防止局部温度过高导致分解(2分)(5)b(2分)(6)(2分)【分析】向溶液中滴加氨水至蓝色沉淀消失,转化为深蓝色的硫酸四氨合铜溶液,再加入过量的NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥,得到新制的沉淀;将制得的固体置于三颈烧瓶中,加入甘氨酸溶液,加热充分反应后趁热过滤,向所得的滤液中加入无水乙醇降低产品的溶解度,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥,得到产品;【解析】(1)向蓝色沉淀中滴加氨水至沉淀溶解,转化为,反应的离子方程式为(或);(2)实验方法Ⅰ制备的沉淀表面可能吸附有、等,故检验沉淀中不含即可说明沉淀已洗净,具体操作和现象为:取少量最后一次沉淀的洗涤液于洁净试管中,向其中加入稀盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,无白色沉淀产生,则说明沉淀已洗涤干净;(3)由装置图可知,仪器①的名称是三颈烧瓶(三口烧瓶);要维持反应温度在65~70℃,最好采用的加热方式为水浴加热;(4)仪器②为恒压滴液漏斗,其中侧管的作用是平衡气压,便于液体顺利滴下;仪器②中的甘氨酸滴下及保温过程中需进行“搅拌”的目的是使固体和溶液充分混合,加快反应速率,同时使溶液受热均匀,防止局部温度过高导致分解;(5)向生成的顺-二甘氨酸铜溶液中加入无水乙醇,能促进顺-二甘氨酸铜晶体的析出,说明顺-二甘氨酸铜在水中的溶解度较大、在乙醇中的溶解度较小,则洗涤晶体时选取的最佳洗涤剂是无水乙醇,故选b;(6)加入稀硫酸酸化时,顺-二甘氨酸铜解离为和甘氨酸(),与KI反应的离子方程式为,再结合滴定反应方程式可得关系式,滴定消耗的的物质的量为,则产品中,故产品中Cu元素的质量分数为。3.(15分)为了消除含金硫精矿中硫对氰化漫出产生的不利影响,使被硫化物包裹的金得以解离,获得孔隙率较高的氧化焙烧渣,需对含金硫精矿进行氧化焙烧预处理。已知焙烧过程中发生的反应有:反应1:反应2:反应3:(1)_______。反应1在________(填“高温”或“低温”)自发进行。(2)焙烧温度和时间对硫的脱除率和金的浸出率的影响如图。最佳的焙烧温度为_______;最佳焙烧时间为,理由是_______。(3)在密闭容器中充入一定量的和进行反应,测得平衡时的体积分数随X的变化关系如图。①X表示的是_______(填“温度”或“压强”或“温度压强均可”),判断的理由是_______。②下列条件能判断反应1达到平衡状态的是_______(填标号)。a.的生成速率与的消耗速率相等

b.和浓度相等c.容器中气体的平均摩尔质量不变

d.容器中气体的密度保持不变(4)下,在恒压密闭容器中充入和进行反应,已知起始压强为,经过达到平衡,测得生成、的物质的量均为。下,反应1的压强平衡常数_______(为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,列计算式即可)。【答案】(1)(2分)低温(1分)(2)700(2分)2h时硫脱除率和金浸出率都已达到较高值,继续延长时间,两者提升不明显,会增加生产成本(2分)(3)温度(1分)三个反应均为放热反应,温度越高,平衡逆向移动,的体积分数越大(2分)cd(2分)(4)(2分)【解析】(1)根据盖斯定律,反应3=3×反应2−4×反应1,因此,代入数据计算得:;反应1中气体分子数减少(8mol气体→6mol气体),混乱度降低,故ΔS<0;自发性条件:根据ΔG=ΔH-TΔS,ΔH为负、ΔS为负时,低温能使ΔG<0,反应自发;(2)由焙烧温度图像可知,700℃时硫脱除率达到最高,金浸出率也达到峰值,温度继续升高金浸出率下降,因此最佳温度为700℃;由焙烧时间图像可知,2h后硫脱除率和金浸出率已接近最大值,继续延长时间不会明显提升指标,反而增加生产成本,因此选择焙烧时间为2h;(3)①根据图像可知,的体积分数随X的增大而增大,三个反应均为放热反应,温度越高,平衡逆向移动,O2的体积分数增大;三个反应均为气体分子数目减小得反应,增大压强,平衡正向移动,O2的体积分数减小;所以X表示的是温度;②a.生成速率和消耗速率均为正反应速率,不满足正逆反应速率相等,不是平衡状态,a错误;b.和浓度相等不能说明浓度不再改变,无法判断反应是否达到平衡,b错误;c.反应1中正向移动时气体总质量增大,气体物质的量减小,平均摩尔质量是变量,平均摩尔质量不变时,说明反应达到平衡,c正确;d.反应中气体总质量一直变化,体积不变,气体密度为变量,密度保持不变时,说明反应达到平衡,d正确;故选cd;(4)已知,和,平衡时生成、的物质的量均为,根据Fe元素守恒,可知的物质的量的变化量为,则生成的物质的量为2mol,由O守恒可知未反应的的物质的量为,总气体物质的量,恒压下总压为,的分压,的分压,反应1的压强平衡常数,代入得:。8.(15分)吡唑醚菌酯(F)是甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的一个新品种,具有广谱、高效、低毒、对环境友好安全等特点。合成的一种路线如图:请回答下列问题:(1)D中含氧官能团的名称为________。(2)AB需要的反应试剂和条件是________。CD的反应类型为________。(3)的反应方程式是________。(4)化合物与互为同分异构体,同时满足下列条件的有________种(不考虑立体异构),写出其中核磁共振氢谱为3:2:2的结构简式_______。①结构中含吡啶环(),其成键方式与苯环相似

②能发生水解反应(5)已知,制备有机物的一条路线如下,将其补充完整:M:________;N:________。【答案】(1)醚键、羟基(2分)(2),光照(2分)还原反应(1分)(3)(2分)(4)19(2分)(2分)(5)(2分)(2分)【分析】结合C的结构简式和可知B的结构简式为,B→C为取代反应,对比A、B的分子式可知A→B为取代反应,则A为,对比C、D分子式可知,C→D为加氢的还原反应,D→E为取代反应,E→F也为取代反应。【解析】(1)根据D的结构简式可知,含氧官能团为醚键、羟基;(2)由分析可知,A→B为取代反应,溴原子取代了甲基上的氢原子,反应条件为,光照;C→D为加氢的还原反应;(3)B的结构简式为,B→C为取代反应,反应方程式为;(4)G中含有吡啶环,分子式去除吡啶环后两个碳原子,两个氧原子,能水解说明有酯基,若吡啶环有一条侧链,可能的链结构有、、三种,每种3个位置,有9种;若吡啶环有两条侧链,一个为甲基,另一个为,有10种,因此符合要求的共有19种;其中核磁共振氢谱为3:2:2的结构简式为或。(5)结合已知信息需要先合成酰胺键,故第二步为取代反应生成M和C2H5OH,M为,则N为;C组(建议用时:40分钟满分:58分)1.(14分)锂离子电池回收可变废为宝,工业上由正极材料(含有活性物质、炭黑、铝箔、铜及镍的化合物和有机黏结剂等)制备CoS的工艺流程如图:已知:①P204+Cyanex272为金属离子混合萃取剂;②;。回答下列问题:(1)“600℃煅烧”的主要目的为______。(2)写出在“酸浸”操作中发生反应的化学方程式为______。(3)“萃取”时,各金属离子萃取率与溶液pH的关系如图,则溶液最佳pH为______。(4)“沉钴”步骤中应调节溶液的pH为4,pH过大或过小都会使产率降低,原因是______。溶液中恰好完全沉淀(离子浓度为)时,溶液中浓度为______。(5)用如图所示装置测定制得的CoS样品纯度,D处碱石灰的作用______。取10.0gCoS样品于硬质玻璃管中,向装置中鼓入空气,点燃酒精灯,测得装置C增重6.4g(以计),则CoS样品纯度为______。(保留两位有效数字)【答案】(1)除去炭及有机黏合剂(2分)(2)(2分)(3)3.5(2分)(4)pH过大,会生成沉淀;pH过小,会与反应生成逸出,导致产率降低(2分)(2分)(5)防止外界空气中的水蒸气和二氧化碳进入到C装置造成误差(2分)91%(2分)【分析】正极材料在煅烧,使混合物中的炭黑及有机黏结剂燃烧、铝箔变为氧化铝等;加入NaOH可使氧化铝溶解,则浸出液为四羟基合铝酸钠和NaOH的混合液;加入过氧化氢、硫酸,可使+3价的钴酸根离子还原生成+2价的钴离子;加入金属离子混合萃取剂,萃取出钴离子,再经反萃取,得到钴离子的溶液,溶液显酸性,加入NaOH调节pH,再加入硫化钠生成CoS沉淀。【解析】(1)正极材料在600℃煅烧,除去混合物中的炭黑及有机黏结剂。(2)酸浸时中+3价被还原为+2价,被氧化为,根据原子守恒、得失电子守恒配平方程式:。(3)萃取的目的是尽可能完全萃取,同时尽可能少萃取、。由图可知,时,钴萃取率接近100%,铜、镍萃取率仍很低,分离效果最好。(4)pH过小,与结合生成硫化氢,导致降低,沉淀不完全;过大,会生成沉淀,导致产率降低。根据溶度积公式,代入,得。(5)D处碱石灰的作用是防止空气中的和水蒸气进入装置C,造成测量误差。,根据守恒,,摩尔质量为,则,纯度为。2.(14分)实验室为了实现乙酸乙酯的高纯度和产率,设计了如下实验方案:已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表:纯物质沸点恒沸混合物(质量分数)沸点乙醇78.3乙酸乙酯(0.92)+水70.4乙酸117.9乙酸乙酯乙醇71.8乙酸乙酯77.1乙酸乙酯乙醇水70.2I、按照酸醇物质的量比为1:1.5,称取乙酸和11.76g乙醇。将物质的量比为1:1的乙酸和乙醇加入A中并混匀。将过量部分的乙醇和3mL的浓硫酸加入三颈烧瓶中,混匀后加入磁力搅拌子。Ⅱ、开始搅拌并加热,当温度升至约时,通过A开始滴加乙醇和乙酸的混合液,控制原料的滴液速度,使原料的滴入速度与产物馏出的速度大致相等,当温度计①示数开始下降时停止加热,收集粗产品。Ⅲ、冷却后,将粗产品转移至分液漏斗中,依次使用饱和溶液、饱和NaCl溶液和饱和溶液洗涤,分液弃去水层。Ⅳ、将有机层倒入锥形瓶中,加入固体,静置一段时间后过滤。V、蒸馏滤液,约15min,收集馏分,得无色液体12.65g,色谱检测纯度为。回答下列问题:(1)仪器A的名称为______。三颈烧瓶中磁力搅拌子的作用是:①使反应物混合均匀;②______。(2)制备乙酸乙酯时乙醇过量的原因是:①可逆反应,增大反应物的量;②______。(3)步骤Ⅳ将干燥后的乙酸乙酯用漏斗经脱脂棉过滤而没有使用滤纸,下列优点中有利于提高产品纯度或产率的是______(填标号)。A.操作简单

B.过滤速度快

C.不漏滤(4)下列说法正确的是:______。A.反应在下进行既可以加快反应速率,又可以减少副反应的发生B.原料的滴入速度与产物馏出的速度大致相等,有利于提高原料的利用率C.产品蒸馏的时间过长或过短都会降低产品的产率D.产品馏分收集温度越高得到的产品纯度和产率越高(5)工业上生产乙酸乙酯多采用乙酸过量的方法,控制乙酸过量的目的是______。【答案】(1)恒压滴液漏斗(2分)防止暴沸(2分)(2)①有利于反应正向进行,提高原料利用率(2分)②形成共沸混合物,使沸点降低,易于蒸出,增大产率(或乙酸乙酯和水、乙醇形成二元或三元共沸混合物,共沸点都比原料的沸点低,故可在反应过程中不断将其蒸出,增大产率)(2分)(3)BC(2分)(4)ABC(2分)(5)增大乙醇的转化率,避免形成共沸混合物给分离带来困难,增大成本(或目的是使乙醇完全反应,以避免由于乙醇的存在而形成二元(乙醇-乙酸乙酯)或三元(乙醇-乙酸乙酯-水)共沸物给分离带来困难,成本更高)(2分)【分析】该实验旨在制备高纯度、高产率的乙酸乙酯,原理为;操作上,混合原料时让乙醇过量,并按序添加浓硫酸等;反应中控制温度和滴液速度;除杂用饱和碳酸钠等溶液依次洗涤;干燥后蒸馏收集特定馏分。【解析】(1)仪器A的名称是恒压滴液漏斗;磁力搅拌子的第二个作用:防止加热时液体暴沸,搅拌可以使体系热量均匀,避免局部过热,防止暴沸。(2)①可逆反应,增大反应物的量有利于反应正向进行,提高原料利用率;②乙醇可与水、乙酸乙酯形成共沸混合物,降低沸点,有利于将产物蒸出,促进酯化反应平衡正向移动,提高乙酸乙酯产率。(3)A.操作简单仅为操作优势,不影响产品的产率和纯度,A不符合要求;B.乙酸乙酯沸点低、易挥发,过滤速度快可以减少乙酸乙酯的挥发损失,提高产率,B符合要求;C.不漏滤可以减少产品损失,提高产率,C符合要求。故选BC。(4)A.120℃相比更低温度,反应速率更快;同时温度低于乙醇在浓硫酸条件下生成副产物乙醚(140℃)、乙烯(170℃)的温度,可以减少副反应,A正确;B.原料滴入速度与产物馏出速度大致相等,既可以保证原料充分反应,又可以不断移出产物促进平衡正向,避免原料未反应就被蒸出,提高原料利用率,B正确;C.蒸馏时间过短,目标馏分没有完全蒸出,收集产品偏少,产率降低;蒸馏时间过长,产品完全蒸出后,会增加产品挥发损失,甚至引入高沸点杂质,因此都会降低产品产率,C正确;D.收集温度过高,会使高沸点杂质(如乙酸)馏出,降低产品纯度,D错误;故选ABC。(5)控制乙酸过量,可以提高乙醇的转化率,避免乙醇与乙酸乙酯形成恒沸混合物难以分离,提高成本或使乙醇完全反应,以避免由于乙醇的存在而形成二元(乙醇-乙酸乙酯)或三元(乙醇-乙酸乙酯-水)共沸物给分离带来困难,成本更高。3.(15分)是潜在的“碳资源”,可以合成淀粉、蛋白质、燃料、可降解塑料等。

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