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- 2021-07-05 发布
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2019-2010学年度2017级高三上学期入学考试试题化学
(测试时间:90分钟 满分:100分)
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一、单项选择题:本题包括21小题,每小题2分,共40分。
1.化学与生产和生活密切相关。下列过程中没有发生化学变化的是( )
A. 氯气作水杀菌消毒剂
B. 硅胶作袋装食品的干燥剂
C. 二氧化硫作纸浆的漂白剂
D. 肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂
【答案】B
【解析】
A、Cl2与水反应生成具有强氧化性的HClO,杀菌消毒,有化学变化;B、硅胶的内部为纳米级微孔结构,其表面存在大量羟基,通过分子间的相互引力,羟基与空气中的水分子亲和,从而实现吸水,无化学变化;C、SO2与有色物质化合生成无色物质,达到漂白作用,有化学变化; D、蚊虫叮咬时在人的皮肤内分泌出蚁酸,肥皂水呈碱性,可以和蚁酸反应,能够中和蚁酸,有化学变化。答案选B。
点睛:本题考查化学变化和物理变化。搞清楚物理变化和化学变化本质区别是解答本题的关键,判断的标准是看在变化中有没有生成其他物质。一般地,物理变化有物质的固、液、气三态变化和物质形状的变化。
2.下面的“诗”情“化”意,分析正确的是
A. “粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间”只发生了物理变化
B. “日照澄州江雾开”中伴有丁达尔效应
C. “试玉要烧三日满,辨材须待七年期”中“玉”的成分是硅盐酸,该句诗表明玉的硬度很大
D. “绿蚁新醅酒,红泥小火炉”,“新醅酒”即新酿的酒,在酿酒过程中,葡萄糖发生了水解反应
【答案】B
【解析】
A.“粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间”是碳酸钙的分解反应,反应中有新物质生成,是化学变化,故A错误;B.“日照澄州江雾开”中,雾属于胶体,胶体能产生丁达尔效应,故B正确;C.“玉”的成分是硅酸盐,熔点很高,‘试玉要烧三日满’与硬度无关,故C错误;D.葡萄糖是单糖不能发生水解反应,在酿酒过程中葡萄糖转化为酒精不是水解反应,故D错误;故选B。
点睛:本题考查了化学变化与物理变化的区别、硅酸盐的性质、胶体的性质、葡萄糖的性质等。侧重于考查学生的分析能力应用能力,注意相关知识的积累。本题的难点是理解各诗句的含义,和与化学知识的联系。
3.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A. 无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-
B. c(H+)/c(OH-)=1×10-12的溶液中:K+、Na+、CO32-、NO3-
C. c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中:K+、NH4+、MnO4-、SO42-
D. 能使甲基橙变红的溶液中:Na+、NH4+、SO42-、HCO3-
【答案】B
【解析】
【详解】A、Fe3+与SCN-生成Fe(SCN)3,且铁离子为有色离子,故A错误;
B. c(H+)/c(OH-)=1×10-12的溶液中c(H+)=1×10-13,溶液呈碱性,K+、Na+、CO32-、NO3-不反应,可以共存,故B正确;
C. c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中:Fe2+与MnO4-发生氧化还原反应,Fe2+、MnO4-不能共存,故C错误;
D. 能使甲基橙变红的溶液呈酸性, HCO3-在酸性条件下生成二氧化碳气体,故D错误。答案选B。
【点睛】本题考查离子的共存问题,习题中隐含信息的挖掘是解答的关键,并根据常见离子之间的反应来解答,本题的难点是B中氢离子浓度的计算及A中Fe3+与SCN-生成络离子。
4.如图是在明矾溶液中滴入氢氧化钡溶液,下列说法错误的是( )
A. OA段的反应离子方程式为:2Al3++3SO+3Ba2++6OH-===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
B. AB段的离子方程式只有:Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O
C. A点的沉淀为Al(OH)3和BaSO4的混合物
D. B点溶液为KAlO2溶液
【答案】B
【解析】
A,OA段加入Ba(OH)2后沉淀物质的量达最大,反应的化学方程式为2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2=K2SO4+3BaSO4↓+2Al(OH)3↓,离子方程式为2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓,A项正确;B,AB段加入Ba(OH)2,Al(OH)3溶解,SO42-继续沉淀,反应的离子方程式有:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O、SO42-+Ba2+=BaSO4↓,B项错误;C,根据上述分析,A点沉淀为Al(OH)3和BaSO4的混合物,C项正确;D,B点Al(OH)3完全溶解,总反应为KAl(SO4)2+2Ba(OH)2=2BaSO4↓+KAlO2+2H2O,B点溶液为KAlO2溶液,D项正确;答案选B。
点睛:本题考查明矾与Ba(OH)2溶液的反应。明矾与Ba(OH)2反应沉淀物质的量达最大时,Al3+完全沉淀,SO42-有形成沉淀;沉淀质量达最大时,SO42-完全沉淀,Al3+全部转化为AlO2-。
5. 下列说法正确的是
A. 乙烯和甲烷都能发生加成反应 B. CuSO4溶液能使鸡蛋清盐析而沉淀
C. 米酒变酸是因为乙醇被氧化为乙酸 D. HNO3不能与苯发生取代反应
【答案】C
【解析】
试题分析:A.乙烯含有碳碳双键,能发生加成反应,而甲烷属于饱和烷烃,碳碳单键比较稳定,不能发生加成反应,错误;B.硫酸铜属于重金属盐,鸡蛋清属于蛋白质,硫酸铜溶液能使鸡蛋清因变性而沉淀,错误;C.米酒的主要成分是乙醇,乙醇能被氧化成乙酸而变酸,正确;D.硝酸在硫酸作催化剂的条件下能和苯发生硝化反应,属于取代反应,错误;选C。
考点:考查常见有机物的性质。
6.下列关于有机物因果关系的叙述中,完全正确的一组是( )
选项
原因
结论
A
乙烯和苯都能使溴水褪色
苯分子和乙烯分子含有相同的碳碳双键
B
乙酸分子中含有羧基
可与NaHCO3溶液反应生成CO2
C
纤维素和淀粉的化学式均为(C6H10O5)n
它们互为同分异构体
D
乙酸乙酯和乙烯在一定条件下都能与水反应
二者属于同一反应类型
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
A.苯不含有碳碳双键,故A错误;B.完全正确;C. 纤维素和淀粉的聚合度不同,使得它们的分子式不同,所以它们不为同分异构体,故C错误;D. 乙酸乙酯与水的反应属于取代反应,乙烯与水的反应属于加成反应,故D错误。故选B。
7.下列关于有机化合物的结构、性质的叙述正确的是( )
A. 苯、油脂均能使酸性KMnO4溶液褪色
B. 甲烷和氯气的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应
C. 蔗糖、麦芽糖的分子式均为C12H22O11,二者互为同分异构体
D. 乙醇、乙酸均能与NaOH反应,因为分子中均含有官能团“—OH”
【答案】C
【解析】
试题分析: A.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,油脂中若含有碳碳不饱和键才能使酸性KMnO4溶液褪色,故A错误;B.甲烷和Cl2的反应是取代反应,乙烯和Br2的反应是加成反应,不属于同一类型的反应,故B错误,C.蔗糖、麦芽糖的分子式相同,但结构不同,属于同分异构体,故C正确;D.“-OH”与碱不反应,所以乙醇与NaOH不反应,故D错误;故选:C;
考点:物质的性质、反应类型、同分异构体等
8.物质X的结构简式如图所示,它常被用于制香料或作为饮料酸化剂,在医学上也有广泛用途。下列关于物质X的说法正确的是
A. 与X具有相同官能团,且分子中有4种不同化学环境的氢原子的X的同分异构体有3种
B. X分子内所有碳原子可能在同一平面内
C. 不能发生氧化反应,能发生取代反应
D. 1 mol X与足量的Na反应可生成44.8 L H2
【答案】A
【解析】
A.X分子内含有3个羧基和1个醇羟基,则与X具有相同官能团,且分子中有4种不同化学环境的氢原子的X的同分异构体共有3种,故A正确;B.X分子内含有sp3杂化的碳原子,则所有碳原子不可能在同一平面内,故B错误;C.X分子内的醇羟基可发生催化氧化,故C错误;D.1 molX与足量的Na反应可生成2 mol氢气,标准状况下的体积为44.8 L,故D错误,答案为A。
9.有机物A的分子式为C6H12O3,一定条件下,A与碳酸氢钠、钠均能产生气体,且生成的气体体积比(同温同压)为1:1,则A的结构最多有
A. 33种 B. 31种 C. 28种 D. 19种
【答案】B
【解析】
试题分析:有机物A的分子式为C6H12O3,等量的有机物与足量的NaHCO3溶液、Na反应时产生的气体在相同条件下的体积比为1:1,说明有机物分子中含有1个-COOH、1个-OH,该有机物可以看作,C5H12中2个H原子,分别被-COOH、-OH代替,若C5H12为正戊烷:CH3CH2CH2CH2CH3,2个H原子分别被-COOH、-OH代替,羧基在1号碳上,此时剩余等效H为5种;羧基连在2号碳上,剩余等效为5种;羧基连在3号碳上,剩余等效H有3种;若C5H12为异戊烷,羧基位于1号碳上,剩余等效H有5种;羧基连在2号碳上,剩余等效H有3种;羧基连在3号碳上,剩余等效H有4种;羧基连在4号碳上,剩余等效H有4种;若C5H12
为新戊烷,羧基连在1号碳上,剩余等效H有2种,总共有31种,答案选B。
考点:考查同分异构体的书写
10.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. 在酸性条件下水解,水解产物只有一种
D. 1 mol化合物X最多能与2 mol NaOH反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据有机物结构简式可知两个苯环均连在同一个饱和碳原子上,由于单键可以旋转,两个苯环不一定共面,A项错误;
B.X中含有羧基,能与饱和碳酸钠溶液反应,B项错误;
C.由于是环酯,在酸性条件下水解,水解产物只有一种,C项正确;
D.X的酸性水解产物中含有2个羧基和1个酚羟基,则1mol化合物X最多能与3molNaOH反应,D项错误;
答案选C。
【点晴】掌握常见有机物官能团的结构和性质是解答的关键,难点是有机物共线共面判断。解答该类试题时需要注意:①甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛5种分子中的H原子若被其他原子如C、O、Cl、N等取代,则取代后的分子空间构型基本不变。②借助C—C键可以旋转而—C≡C—键和碳碳双键不能旋转以及立体几何知识判断。③苯分子中苯环可以以任一碳氢键为轴旋转,每个苯分子有三个旋转轴,轴上有四个原子共线。
11.有机物X的蒸气相对氢气的密度为51,X中氧元素的质量分数为31.7%,则能在碱性溶液中发生反应的X的同分异构体有(不考虑立体异构)( )
A. 15种 B. 14种 C. 13种 D. 12种
【答案】C
【解析】
试题分析:有机物X的蒸气相对氢气的密度为51,它的分子量为102,含有的氧原子个数为102×31.7%=32.334,所以该有机物的分子式为:C5H10O2;能在碱性溶液中发生反应要么是羧酸,要么是酯;C5H10O2属于羧酸的同分异构体为丁烷中的1个H原子被-COOH夺取,即由丁基与-COOH构成,其同分异构体数目与丁基异构数目相等,已知丁基共有4种,可推断分子式为C5H10O2属于羧酸的同分异构体数目也有4种,若为甲酸和丁醇酯化,丁醇有4种,形成的酯有四个:HCOOCH2CH2CH2CH3、HCOOCH2CH(CH3)2、HCOOCH(CH3)CH2CH3、HCOOC(CH3)3;若为乙酸和丙醇酯化,丙醇有2种,形成的酯有2个:CH3COOCH2CH2CH3、CH3COOCH(CH3)2;若为丙酸和乙醇酯化,丙酸有1种,形成的酯有1个:CH3CH2COOCH2CH3;若为丁酸和甲醇酯化,丁酸有2中,形成的酯有2个:CH3CH2CH2COOCH3、(CH3)2CHCOOCH3.故分子式为C5H10O2的酯共有9种;加起来共有13种,C选项正确。
考点:考查同分异构体。
12.下列叙述正确的是( )
A. Fe与S混合加热生成FeS2
B. NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3
C. 过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成
D. 白磷在空气中加热到一定温度能转化为红磷
【答案】C
【解析】
试题分析:A.Fe与S混合加热生成FeS;
B.NaHCO3加热易分解;
C.随着反应的进行,硝酸的浓度降低,稀硝酸与铜反应生成NO;
D.白磷在空气中加热时会燃烧.
解:A.Fe与S混合加热生成FeS,故A错误;
B.NaHCO3的热稳定性差,受热时发生分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,故B错误;
C.因为铜是过量的,随着反应的进行,硝酸浓度逐渐减小,Cu与稀硝酸反应会生成NO,故C正确;
D.白磷在空气中加热时会燃烧,白磷转化为红磷需要隔绝空气加热,故D错误.
故选C.
点评:本题考查元素化合物知识,题目难度不大,注意相关物质的性质的积累,学习中要全面把握相关知识.
13.将氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种物质的溶液通过一步实验加以区别,要求只使用一种试剂,则这种试剂是( )
A. KSCN溶液 B. BaCl2溶液 C. HCl溶液 D. NaOH溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.KSCN和氯化铁反应使溶液变红色,而和其他四种物质均不反应,故A项不符合题意。
B.BaCl2和题述五种物质均不反应,故B项不符合题意;
C.HCl和题述五种物质均不反应,故C项错误;
D.氯化钠溶液和氢氧化钠溶液混合无现象;氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,先出现白色沉淀,最后沉淀又逐渐消失;氯化亚铁溶液和氢氧化钠溶液反应,先出现白色沉淀,生成的白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色;氯化铁溶液和氢氧化钠溶液反应生成红褐色沉淀;氯化镁溶液和氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀,且沉淀不会消失,故D项符合题意。
所以本题答案:D。
。
【点睛】解题依据:阴离子都是氯离子,阳离子不同,分别为:Na+ 、Al3+ 、 Fe2+ 、 Fe3+ 、Mg2+,要鉴别这几种离子需选择OH-,所以选择试剂为NaOH溶液。
,
14.下列说法中,错误的是( )
A. 钠在空气中加热时,先熔化,再燃烧,燃烧所得产物为Na2O2
B. 镁因在空气中形成一薄层致密的氧化膜保护了里面的镁,故镁不需要像钠一样作特殊保护
C. 铝制品在生活中非常普遍,是因为铝不活泼
D. 铁因在潮湿的空气中生成的氧化物疏松多孔,不能保护内层金属,故铁制品往往需要加保护层
【答案】C
【解析】
【详解】A.钠性质活泼,熔点低,易与氧气反应,燃烧时先熔化,生成过氧化钠,故A项正确;
B.镁与氧气反应生成致密的氧化镁膜,可防止进一步腐蚀,故B项正确;
C. 铝属于较活泼的金属,铝制品之所以不需要特别保护,是因为在铝表面生成的Al2O3是一层致密的氧化物保护膜,阻止了内层金属的继续反应,故C项错误;
D.铁易发生电化学腐蚀,氧化膜疏松,易进一步氧化,应加防护措施,故D项正确。
所以本题答案:C。
15.下列有关物质转化关系的说法中不正确的是( )
A. 图1中甲可能是Cl2,X可能是Fe
B. 图2中反应一定是置换反应或复分解反应
C. 图3中是向某溶液中滴加NaOH溶液的变化图像,原溶质可能是Al2(SO4)3
D. 图4中a可能为NaOH,b可能为Na2CO3,c可能为NaHCO3
【答案】B
【解析】
A、铁和氯气反应生成氯化铁,氯化铁在溶液中和铁反应生成氯化亚铁,氯气能把氯化亚铁氧化为氯化铁,A正确;B、图2中反应不一定是置换反应或复分解反应,例如在加热的条件下CO与氧化铜反应生成 铜和CO2,B错误;C、向硫酸铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液的方程式为Al3++3OH-=Al(OH)3↓,氢氧化钠过量后发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,图像正确,C正确;D、向氢氧化钠溶液中通入少量CO2生成 碳酸钠和H2O,向碳酸钠溶液中继续通入CO2生成 碳酸氢钠,碳酸氢钠和盐酸反应转化为CO2,D正确,答案选B。
16.某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质,操作正确且能达到实验目的的是( )
A. 将铜丝插入浓硫酸中并加热,反应后再加入水,观察硫酸铜溶液的颜色
B. 常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中,观察CuCl2的生成
C. 将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,得到无水CuCl2固体
D. 将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡,除去铜绿
【答案】D
【解析】
【详解】A、浓硫酸溶于水放热,正确的操作应该将铜丝插入浓硫酸中加热,反应后取一定量的反应液加入盛有水的烧杯中,A错误;
B、应该用红热的铜丝,B错误;
C、Cu2+水解,加热CuCl2溶液不能得到CuCl2固体,C错误;
D、铜绿溶于盐酸而铜不溶于盐酸,故可用盐酸除去铜器表面的铜绿,D正确。
答案选D。
17. 用下列实验装置或操作进行相应实验,能达到实验目的的是
A. 用图1装置验证化学能转化为电能
B. 用图2装置检验溴乙烷与NaOH醇溶液共热产生的乙烯
C. 用图3装置制备氢氧化亚铁
D. 用图4装置证明酸性:CH3COOH>H2CO3>苯酚
【答案】C
【解析】
试题分析:A.用图1装置由于没有形成闭合回路,使用不能验证化学能转化为电能,错误;B.由于乙醇有挥发性,也能使高锰酸钾溶液褪色。乙醇用图2装置不能检验溴乙烷与NaOH醇溶液共热产生的乙烯,错误;C.由于Fe2+不稳定,容易被空气中的氧气氧化,使用为了制取并较长时间观察到Fe(OH)2的白色沉淀,在FeSO4
溶液的液面上覆盖植物油,并把滴加NaOH溶液的胶头滴管伸入到液面一下,使用用图3装置制备氢氧化亚铁,正确;D.酸性:CH3COOH>H2CO3,使用把醋酸滴加到Na2CO3溶液中,会产生CO2气体;酸性:H2CO3>苯酚,若把CO2气体通入到苯酚钠溶液中会发生反应产生苯酚白色沉淀,但是醋酸有挥发性,也会与苯酚钠反应产生苯酚,因此用图4装置不能证明酸性:CH3COOH> H2CO3>苯酚,错误。
考点:考查实验装置或操作与完成实验目的的关系的知识。
18.实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体,经历了下列过程(已知 Fe3+在 ph=5时沉淀完全).其中分析错误的是
A. 步骤②发生主要反应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
B. 步骤②可用氯水、硝酸等强氧化剂代替H2O2
C. 步骤③用 CuCO3代替CuO也可调节溶液的pH
D. 步骤⑤ 的操作为:向漏斗中加入少量冷的蒸馏水至浸没晶体,待水自然流下,重复操作 2~3次
【答案】B
【解析】
试题分析:A、样品中含有CuO、FeO、Fe2O3,跟硫酸反应生成Cu2+、Fe2+、Fe3+,H2O2具有强氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,离子反应方程式为2Fe2++H2O+2H+=2Fe3++2H2O,故说法正确;B、不能用硝酸和氯水代替H2O2,引入NO3-和Cl-,故说法错误;C、CuCO3不溶于水,可以调节pH,不引入新杂质,故说法正确;D、洗涤:沿玻璃棒向原过滤器中加入蒸馏水,没过沉淀,待水流完后,重复上述操作2~3次,故说法正确。
【考点定位】考查氧化还原反应、物质的除杂、实验基本操作等知识。
【名师点睛】本题考查化学工艺流程,注意哪些物质是杂质,流程的目的是什么,即需要制取什么物质,化学工艺流程中注意信息的利用,如本题pH=5时Fe3+完全沉淀,也就是说需要把Fe2+氧化成Fe3+,然后调节pH到5,加入的物质不能引入新杂质,同时加入的物质容易除去,掌握实验基本操作,此题属于中等题。
19.把1.0 mol/L CuSO4溶液、1.0 mol/L Fe2(SO4)3溶液两种溶液等体积混合(假设混合后液体的体积等于混合前两种溶液的体积之和),向溶液中加入足量铁粉,经足够长的时间后,铁粉有剩余。此时溶液中Fe2+的物质的量浓度为( )
A. 1.0 mol/L B. 2.0 mol/L
C. 3.0 mol/L D. 4.0 mol/L
【答案】B
【解析】
试题分析:把1.0mol/LCuSO4和1.0mol/L Fe2(SO4)3溶液等体积混合,稀释前后溶质的物质的量不变,则混合后溶液中c(CuSO4)=×1.0mol/L=0.5mol/L,c(H2SO4)=×1.0mol/L=0.5mol/L,
混合后溶液中硫酸根来源于硫酸铜与硫酸铁电离,故 c(SO42-)=c(CuSO4)+3c[Fe2(SO4)3]=0.5mol/L+3×0.5mol/L=2mol/L,向溶液中加入铁粉,经过足够长的时间,铁粉有剩余,则硫酸铜、硫酸都完全反应,此时溶液中溶质为FeSO4,故c(Fe2+)=c(SO42-)=2mol/L,故选B。
考点:考查物质量浓度的有关计算
20.某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),设计了如下流程:
下列说法不正确的是( )
A. 溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉
B. 固体1中一定含有SiO2,控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3,进入固体2
C. 从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解
D. 若改变方案,在溶液1中直接加NaOH至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A、流程设计意图是用硫酸把Fe2O3、Al2O3,转化为硫酸盐,除去SiO2,然后用铁粉还原Fe3+得到硫酸亚铁,A正确;
B、固体1为SiO2,分离FeSO4和Al2(SO4)3采用的是调控pH的方法,使Al3+转化为Al(OH)3沉淀从而与FeSO4分离,B不正确;
C、Fe2+容易被氧化,所以在得到FeSO4·7H2O产品的过程中,要防止其被氧化和分解,C正确;
D、在溶液1中直接加过量的NaOH得到的是Fe(OH)3沉淀,Fe(OH)3溶于硫酸后生成Fe2(SO4)3,D不正确。
答案选D。
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
二、填空题:本题包括5小题,共60分。
21.化学实验的微型化可有效地减少污染,实现化学实验绿色化的要求。某学生按下列操作做一个实验:在一块下衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为0.1 mol/L的KBr、KI(含淀粉溶液)、NaOH(含酚酞)、FeCl2(含KSCN)溶液各1滴,每种液滴彼此分开,围成半径小于表面皿的圆形(如下图所示),在圆心处放置2粒芝麻粒大小的KMnO4晶体,向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸,再立即用表面皿盖好。(已知2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O)
(1)e处反应的离子方程式为_________________________________________。该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______________________。
(2) d处的实验现象:__________________________________________。
(3)c处反应的化学方程式为_________________________________。标准状况下,当有0.224 L Cl2被NaOH溶液吸收后,转移电子的物质的量为__________mol。
(4)通过该实验能否比较Cl2、FeCl3、KMnO4三种物质氧化性的强弱?__________(填“能”或“不能” ),若能,其氧化性由强到弱的顺序是____________________。
【答案】
【解析】
略
22.工业上为了测定辉铜矿(主要成分是Cu2S)中Cu2S的质量分数,设计了如图所示装置。
实验原理:Cu2S+O2SO2 +2Cu,通过测定SO2的量来确定Cu2S的质量分数。实验时按如下步骤操作:
A.连接全部仪器,使其成为如图装置,并检查装置的气密性。
B.称取研细的辉铜矿样品1.000 g。
C.将称量好的样品小心地放入硬质玻璃管中。
D.以每分钟1 L的速率鼓入空气。
E.将硬质玻璃管中的辉铜矿样品加热到一定温度,发生反应为Cu2S+O2SO2+2Cu。
F.移取25.00 mL含SO2的水溶液于250 mL锥形瓶中,用0.010 0 mol/L KMnO4标准溶液滴定至终点。按上述操作方法重复滴定2~3次。
试回答下列问题:
(1)装置①的作用是______________;装置②的作用是____________。
(2)假定辉铜矿中的硫全部转化为SO2,并且全部被水吸收,则操作F中所发生反应的离子方程式为___。
(3)若操作F的滴定结果如下表所示,则辉铜矿样品中Cu2S的质量分数是________。
滴定次数
待测溶液的体积/mL
标准溶液的体积
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
25.00
1.04
21.03
2
25.00
1.98
21.99
3
25.00
3.20
21.24
(4)本方案设计中有一个明显的缺陷影响了测定结果(不属于操作失误),你认为是____________(写一种即可)。
【答案】 (1). 除去空气中可能含有的还原性气体与酸性气体 (2). 干燥空气 (3). 2MnO4—+5H2SO3===2Mn2++5SO42—+4H++3H2O (或2MnO4—+5SO2 +2H2O===2Mn2++5SO42—+4H+ ) (4). )80% (5). 在用KMnO4滴定前,未反应完的O2与空气中的O2也可将H2SO3氧化,造成测定结果偏低(答案合理即可)
【解析】
【详解】(1)装置①中的溶液是高锰酸钾溶液与氢氧化钾溶液的混合溶液,目的是为了吸收空气中可能含有的还原性气体与酸性气体,避免对测定结果产生误差,装置②干燥管中的碱石灰可除去空气中混有的水蒸气。
所以本题答案:除去空气中可能含有的还原性气体与酸性气体 ;干燥空气;
(2) SO2溶于水中生成亚硫酸,形成亚硫酸溶液,高锰酸钾具有强氧化性,可以将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,高锰酸钾被还原为硫酸锰,其反应的离子方程式为2MnO4-+5H2SO3===2Mn2++5SO42-+4H++3H2O或2MnO4-+5SO2+2H2O===2Mn2++5SO42-+4H+。所以本题答案:2MnO4—+5H2SO3===2Mn2++5SO42—+4H++3H2O (或2MnO4—+5SO2 +2H2O===2Mn2++5SO42—+4H+ )
(3)第3组数据误差太大,舍去,前两组消耗高锰酸钾溶液平均体积为[(21.03-1.04)+(21.99-1.98)]÷2=20.00mL,浓度为0.010 0 mol/L,高锰酸钾的物质的量为0.010 0 mol/L×0.02 L=0.000 2 mol,根据反应分析,得:
5Cu2S~5SO2~5H2SO3~2KMnO4
5 2
n 0.000 2 mol
则n=0.000 5 mol。辉铜矿样品中硫化亚铜质量分数=(0.000 5
mol×160g/mol×250/25)/1.00g×100%=80%。
所以本题答案:80%。
(4)H2SO3具有还原性,未反应完的O2与空气中的氧气会把H2SO3部分氧化,则滴定时与高锰酸钾反应的H2SO3减少,造成测定结果偏低。
所以本题答案:在用KMnO4滴定前,未反应完的O2与空气中的O2也可将H2SO3氧化,造成测定结果偏低。
23.Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为____________________________。
(2)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42-形式存在,写出相应反应的离子方程式____________________。
(3)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:
温度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·xH2O转化率/%
92
95
97
93
88
分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因_______________________________________。
(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为___________。
(5)若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02 mol/L,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5 mol/L,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成______________(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。
(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式____________。
【答案】 (1). 100℃、2h,90℃,5h (2). FeTiO3+ 4H++4Cl− = Fe2++ TiOCl42- + 2H2O (3). 低于40℃,TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加;超过40℃,双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降 (4). 4 (5). Fe3+恰好沉淀完全时,c(PO43-)=mol·L−1=1.3×10–17 mol·L−1,c3(Mg2+)×c2(PO43-)=(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40<Ksp [Mg3(PO4)2],因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀 (6). 2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑
【解析】
(1)由图示可知,“酸浸”时铁的净出率为70%时所需要的时间最短,速率最快,则应选择在100℃、2h,90℃,5h下进行;
(2)“酸浸”时用盐酸溶解FeTiO3生成TiOCl42−时,发生反应的离子方程式为FeTiO3+4H++4Cl−=Fe2++ TiOCl42− + 2H2O;
(3)温度是影响速率的主要因素,但H2O2在高温下易分解、氨水易挥发,即原因是低于40℃,TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加;超过40℃,双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降;
(4)Li2Ti5O15中Li为+1价,O为-2价,Ti为+4价,过氧根(O22-)中氧元素显-1价,设过氧键的数目为x,根据正负化合价代数和为0,可知(+1)×2+(+4)×5+(-2)×(15-2x)+(-1)×2x=0,解得:x=4;
(5)Ksp[FePO4]=c(Fe3+)×c(PO43-)=1.3×10-2,则c(PO43-)==1.3×10-17mol/L,Qc[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)×c2(PO43-)=(0.01)3×(1.3×10-17)2=1.69×10-40<1.0×10—34,则无沉淀。
(6)高温下FePO4与Li2CO3和H2C2O4混合加热可得LiFePO4,根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑。
24.铜是生活中常见的金属,请回答下列问题:
(1)Cu不活泼,通常情况下不与稀硫酸反应,但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后,溶液很快变蓝色,试写出该反应的离子方程式_______________________________________________________。
(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合,会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体,试写出该反应的离子方程式________________________________。
(3)火法炼铜的原理:Cu2S+O2高温,2Cu+SO2,在该反应中每生成1 mol Cu,转移________mol e-。
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是________(填选项字母)。
a.粗铜接电源正极,发生氧化反应
b.溶液中Cu2+向阴极移动
c.电解过程中,阳极和阴极的质量变化相等
d.利用阳极泥可回收Al、Zn等金属
(5)据报道,有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中,可将黄铜矿中CuFeS2氧化成硫酸盐:4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O。利用反应后的溶液,按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O):
①检验溶液B中Fe3+是否被除尽的实验方法________________________________________________。
②在实验室中,设计两个原理不同的方案,从溶液B中提炼金属铜(要求:一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式
方案一:___________________________________________;
方案二:______________________________________________。
【答案】 (1). Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O (2). 2Cu2++CO+2H2O===Cu2(OH)2CO3↓+2H+ (3). 3 (4). ab (5).
取少量溶液B于试管中,加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子,若加入后溶液不变红证明不含铁离子 (6). CuSO4+Fe===FeSO4+Cu (7). 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
【解析】
(1)金属铜投入稀硫酸中不发生反应,但再加入H2O2溶液后铜开始溶解,溶液逐渐变为蓝色,说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性溶解铜,离子方程式为:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;
(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合,会析出Cu2(OH)2CO3,故反应的方程式为:2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2↑,离子反应式为2Cu2++2CO32-+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑;
(3)反应中Cu元素化合价由+1价将低到0价,O元素化合价由0价降低到-2价,S元素化合价由-2价升高到+4价,由方程式可知生成2molCu,转移6mol电子,则该反应中每生成1molCu,转移3mol电子;
(4)a.精炼铜时,粗铜做阳极,连接电源正极,发生氧化反应故a正确;b.溶液中Cu2+向阴极移动,故b正确;c.比铜活泼的金属先放电,所以阳极和阴极的质量变化不相等,故c错误;d.Ag、Pt、Au不如铜活泼,铜放电后Ag、Pt、Au从粗铜脱落,利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属,故d错误;故答案为ab;
(5)检验溶液B中Fe3+是否被除尽的试剂是KSCN溶液,加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子,若加入后溶液不变红证明不含铁离子;
③硫酸铜溶液得到金属铜的方法,可以加入铁粉置换铜反应的化学方程式为:CuSO4+Fe=FeSO4+Cu;也可以惰性电极通电电解硫酸铜溶液,反应的化学方程式为:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。
25. I.氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,配位氢化物、富氢载体化合韧是目前所采用的主要储氢材料。
(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态Ti2+中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 ;
(2)液氨是富氢物质,是氢能的理想载体,利用实现储氢和输氢。下列说法正确的是 ;
a.NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化
b.NH+4与PH+4、CH4、BH-4、ClO—4互为等电子体
c.相同压强时,NH3的沸点比PH3的沸点高
d.[Cu(NH3)4]2+离子中,N原子是配位原子
(3)已知NF3与NH3的空间构型相同,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是 ;
II.氯化钠是生活中的常用调味品,也是结构化学中研究离子晶体时常用的代表物,其晶胞结构如图所示。
(1)设氯化钠晶体中Na+与跟它最近邻的Cl—之间的距离为r,则该Na+与跟它次近邻的C1—个数为 ,该Na+与跟它次近邻的Cl—之间的距离为 ;
(2)已知在氯化钠晶体中Na+的半径为以a pm,Cl—的半径为b pm,它们在晶
体中是紧密接触的,则在氯化钠晶体中离子的空间利用率为 ;(用含a、b的式子袁示)
(3)纳米材料的表面原子占总原子数的比例很大,这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠颗粒形状为立方体,边长为氯化钠晶胞的10倍,则该氯化钠颗粒中表面原子占总原子数的百分比为 。
【答案】Ⅰ.(1)M(1分) 9(2分)
(2)cd(2分)
(3)N、F、H三种元素的电负性为F > N >H,在NF3中,共用电子对偏向F,偏离N原子,使得氮原子上的孤电子对难于与Cu2+形成配位键(2分)
Ⅱ.(1)8(2分)r(2分)
(2)(2分)
(3)26% 或(2分)
【解析】
试题分析:Ⅰ.(1)Ti原子核外有22个电子,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,在基态Ti2+中,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2,对应能层分别别为K、L、M,其中能量最高的是最外层M层,该能层有s、p、d三个能级,s能级有1个轨道,p能级有3个轨道,d能级有5个轨道,所以共有9个原子轨道。
(2)a.NH3
分子中N原子含有3个共用电子对和一个孤电子对,所以其价层电子对是4,采用sp3杂化,故错误。
b.等电子体是指具有相同电子数目和原子数目的分子或离子,NH4+与PH4+、CH4、BH4-、ClO4—原子数目相同,电子数目不同,所以不能互为等电子体,故错误。
c.相同压强时,氨气中含有氢键,PH3中不含氢键,所以NH3沸点比PH3高,故正确;
d..[Cu(NH3)4]2+离子中,N原子提供孤电子对,所以N原子是配位原子,故正确。
所以选cd 。
(3)N、F、H三种元素的电负性:F>N>H,所以NH3中共用电子对偏向N,而在NF3中,共用电子对偏向F,偏离N原子,故答案为:F的电负性比N大,N-F成键电子对向F偏移,导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子(或者N、F、H三种元素的电负性:F>N>H,在NF3中,共用电子对偏向F,偏离N原子使得氮原子上的孤对电子难于与Cu2+形成配位键.);
Ⅱ.(1)氯化钠晶体中,,从图中可以看出,钠离子在体心和棱心位置,氯离子在顶点和面心位置,Na+与跟它次近邻的C1—(也就是图中晶胞大立方体中的8个顶点小白圈 )个数为8个,该Na+与跟它次近邻的Cl—之间的距离也就是边长为r的小立方体的体对角线,也就是r 。
(2)晶胞为面心立方,一个氯化钠晶胞中有4个Na+和Cl-,这个正方体的边长是2(a+b)pm,体积是8(a+b)3pm3,一个Na+体积是pm3,一个Cl-体积是pm3,4个Na+和Cl-体积是pm3,氯化钠晶体中离子的空间利用率为×100%=。
(3)由NaCl的晶胞图可知,NaCl的晶胞为正立方体结构,立方体的体心只有一个Na+
,而其它的离子都处在立方体的面上,边长为氯化钠晶胞边长的10倍的氯化钠颗粒中总原子数为21的立方,而其内部的总原子数为19的立方(立方体相对的两个面上各被剥去了一层原子,所以整个边长相当于是减少了2,所以是19),所以该氯化钠颗粒中表面原子占总原子数的百分比为=26%,另外列一种比较直观明了的解法: 由于立方体中的总原子数为n3(n为棱上原子数) 因此边长为氯化钠晶胞边长的10倍的氯化钠颗粒中总原子数为213,而其内部的总原子数为193(相当于将外面剥掉一层),所以其表面的原子数为213-193。表面原子占总原子数的百分数:=26%。
考点:考查物质结构。
26.化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体,一种合成G的路线如下:
已知以下信息:
①A的核磁共振氢谱为单峰;B的核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6∶1∶1。
②D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢;1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为____________。
(2)B的化学名称为____________。
(3)C与D反应生成E的化学方程式为_________________。
(4)由E生成F的反应类型为____________。
【答案】 (1). (2). 2-丙醇(或异丙醇) (3). (4). 取代反应
【解析】
【分析】
A分子式为C2H4O,且核磁共振氢谱为单峰,说明A中氢原子环境相同,只含有一种H,则A的结构简式为;B的分子式为,核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6∶1∶1,说明B中含有3种H,且三种H的个数比为6∶1∶1,则B的结构简式为
;D的分子式为C7H8O2,且含有苯环,1molD可与1molNaOH或2molNa反应,则D中含有2个羟基,且其中一个为酚羟基(与NaOH反应),苯环上仅有两种不同化学环境的氢,可推断出其结构简式为:;C和D发生取代反应生成E:;E在碱性条件下发生取代反应生成F,由G的结构简式可推出,F的结构简式为,F与发生开环加成反应生成。
【详解】(1)结合上述分析,A的结构简式为。所以本题答案:;
(2)结合上述分析可知B的结构简式为,所以其名称是2-丙醇。所以本题答案:2-丙醇;
(3)由C的结构简式为和D的结构简式为,所以C和D反应的化学方程式为
,此反应为取代反应。所以本题答案:。
(4) E()在碱性条件下转化为F(),因此,由E生成F的反应类型为取代反应。