2024年高考化学模拟试题

2024-04-01 04:01王焯强
广东教育·高中 2024年3期
关键词:净水小题硝酸

王焯强

可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Zn 65

一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1.以下成果均展示了我国科技发展的巨大成就,其中涉及到的材料属于合金的是

A.奋斗者号潜水器中的钛铝载人舱B.C919国产大飞机中的高强度碳纤维C.天问一号中的SiO2纳米气凝胶保温隔热材料D.天和核心舱柔性太阳能电池翼中的砷化镓2.中华文化源远流长,其中蕴含着许多化学知识。下列说法不正确的是

A.“绚丽丝绸云涌动,霓裳歌舞美仙姿”中的丝绸属于天然有机高分子

B.“以磁石磨针锋,则锐处常指南”中磁石的主要成分为Fe3O4

C.“东风夜放花千树”中产生五颜六色的焰色是由于金属单质发生了化学变化

D.“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”中的瓷器由硅酸盐材料制成

3.尿素[CO(NH2)2]是一种重要的氮肥,与农业生产息息相关。工业合成尿素的原理是:2NH3+CO2高温高压CO(NH2)2+H2O。有关化学用语表示正确的是

A.NH3的电子式是

B.CO2的空间结构为直线形

C.尿素的结构简式是H2N-C-O-NH2

D.H2O的VSEPR模型名称为V形

4.化学与生产、生活密切相关。下列生产活动或生活应用没有运用相应化学知识的是

选项生产活动或生活应用化学知识A用SO2漂白纸张SO2具有氧化性B用铝槽车运输浓硝酸Al在冷的浓硝酸中發生钝化C用生石灰制作食品干燥剂CaO易与水反应D用草木灰作农业用肥草木灰中含有植物生长所需的钾元素5.侯氏制碱法是我国化学工业的辉煌成就之一。下列实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱的步骤对应的装置或操作不正确的是

A.

制取NH3B.

制取NaHCO3C.

过滤得到

NaHCO3D.

灼烧分解

NaHCO3图1图26.用图1所示装置可减缓海水中钢闸门的腐蚀。关于该装置,下列有关说法正确的是

A.钢闸门被腐蚀时发生还原反应

B.该装置利用了牺牲阳极法进行防腐

C.a极为电源的负极

D.电子由辅助电极经海水流向钢闸门

7.华法林是一种用于防治血栓栓塞性疾病的药物,其结构如图2所示。关于该化合物,说法正确的是

A.能与FeCl3溶液发生显色反应

B.能发生水解反应、加聚反应和消去反应

C.1 mol该化合物最多可消耗2 mol NaOH

D.每个分子中含有2个手性碳原子

8.草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸,常用作染料还原剂、大理石清洗剂等。下列关于草酸的说法,叙述正确的是

A.001 mol·L-1 H2C2O4水溶液的pH约为2

B.H2C2O4的电离方程式是H2C2O4C2O2-4+2H+

C.H2C2O4水溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(HC2O-4)+c(C2O2-4)

D.加水稀释,H2C2O4的电离程度增大,溶液的pH增大

图39.部分含硫物质的分类与相应化合价的关系如图3所示。下列推断不合理的是

A.往d中通入b可生成a

B.a在足量氧气中燃烧生成c

C.h可与f的浓溶液反应生成b

D.工业制硫酸涉及a→b→c→f的转化

10.按图4装置进行实验,探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO,由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。下列说法不正确的是

图4A.滴加浓硝酸前应先打开弹簧夹通一段时间氮气

B.①中产生红棕色气体,体现了浓硝酸的酸性和氧化性

C.②中试剂为H2O,⑤中试剂为稀硝酸

D.④中试剂能完全吸收NO2,说明NO2是酸性氧化物

11.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是

A.18 g重水(D2O)中含有的质子数为9NA

B.1 mol CO2与足量Na2O2反应,转移电子数为2NA

C.1 L 10 mol·L-1 NaHSO3溶液中含有阳离子的数目为1NA

D.标准状况下,224 L CCl4中含有共价键的数目为04NA

12.下列离子方程式与所给实验事实不相符的是

A.往KClO3溶液中滴入浓盐酸时产生黄绿色气体:ClO-3+6H++5C1-=3Cl2↑+3H2O

B.往NaHCO3溶液滴入新制氯水时产生无色气体:HCO-3+Cl2=CO2↑+H++C1O-+Cl-

C.往AgCl悬浊液中滴入KI溶液产生黄色沉淀:AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)

D.往NaOH溶液中通入氯气制得漂白液:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O

13.下列实验操作对应的现象及结论均正确的是

选项实验操作现象结论A向红热的木炭滴加浓硝酸产生红棕色气体木炭和浓硝酸反应生成NO2B测定饱和Na2CO3溶液和饱和NaHCO3溶液的pH饱和Na2CO3溶液的pH更大CO2-3的水解程度大于HCO-3C压缩装有NO2的密闭容器气体颜色变浅增大压强,平衡2NO2

N2O4正向移动D电解饱和食盐水,用湿润的淀粉-碘化钾试纸检验阳极产生的气体淀粉-碘化钾试纸变蓝电解时Cl-在阳极被氧化为Cl214.青金石是一种硅酸盐蓝色颜料,莫高窟早期壁画中的蓝色颜料就以青金石为主。组成矿物青金石的元素除Si和Ca外,还含有X、Y、Z、M、E五种原子序数依次增大的短周期主族元素。其中X和M同族且X原子最外层电子数是内层电子数的3倍,Y为原子半径最大的短周期主族元素,Z为地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是

A.简单离子的半径:Z>Y>X

B.元素的非金属性:X>M>E

C.简单氢化物的熔点:Y>X>M

D.Y元素最高价氧化物对应的水化物不能与Z的单质反应

图515.恒容密闭容器中,反应aA(g)+bB(s)mM(g)+nN(g)在不同温度和容器容积下达到平衡时,M的浓度如图5所示。下列说法不正确的是

A.该反应的ΔH>0

B.a>m+n

C.向平衡体系中充入惰性气体,M的浓度不变

D.向平衡体系中加入A,B的平衡转化率增大

16.图6所示装置为一种新型电化学装置(导线连接情况省略),该装置在吸收污染性气体NO2的同时,能提供电能将产生的NO-2转化为氨气。下列说法正确的是

图6A.该装置左侧(含导线a、b)为电解池

B.导线连接情况:a接d,b接c

C.阴极上的电极反应式为:NO-2+6e-+5H2O=NH3↑+7OH-

D.每消耗65g Zn,产生224 L O2(标准状况下)

二、非选择题:本题共4小题,共56分。

17.(14分)

FeCl3在污水处理中常用作絮凝剂,能有效吸附污水中的不溶性杂质。实验小组以铁粉为原料制备无水FeCl3(易升华,易水解),并探究饱和FeCl3溶液的净水效果。

(1)以铁粉为原料制备无水FeCl3

图7①用上图所给装置制备无水FeCl3,按照气流方向,装置接口顺序为 (填字母,每个装置限使用一次)。

②装置A中发生反应的化学方程式为 。

(2)配制饱和FeCl3溶液

①将过量收集器中的固体加入到 (填溶液名称)中,过滤,即可得到饱和FeCl3溶液。

②实验小组甲同学认为装置B中的铁粉可能被吹到收集器中,因此饱和FeCl3溶液可能含有杂质,并提出检验方法。请将下列方法补充完整:取少量饱和FeCl3溶液于试管中,稀释,滴加几滴 溶液(填化学式),若观察到 (填实验现象),即说明饱和FeCl3溶液不含杂质。

(3)探究饱和FeCl3溶液的净水效果

實验小组设计下表实验探究pH和添加助凝剂对饱和FeCl3溶液净水效果的影响,请将表格内容补充完整。已知净水效果可用相同时间内悬浊液的浊度变化来衡量,浊度越高,代表悬浊液越浑浊。

组别悬浊液体积pH饱和FeCl3

溶液用量添加的

助凝剂净水前

浊度净水t min

后浊度115 mL12滴无A1B1215 mL22滴无A2B2315 mL2滴A3B3415 mL32滴有A4B4①实验结论一:通过1、2、3组实验,发现随着pH增大,净水效果依次增强。pH减小,FeCl3净水效果减弱的原因是。

②实验结论二:添加助凝剂能够显著提高净水效果。该结论成立的判断依据是(用表中浊度数据说明)。

18.(14分)

氧化铋(Bi2O3)常用于生产电子陶瓷粉体材料、光电材料以及高温超导材料等。一种以含铋烧渣(主要成分为Bi2O3、MnSO4,还含有少量MnS、Fe2O3、CuO及SiO2等)制取Bi2O3并回收锰的工艺流程如下:

回答下列问题:

(1)Bi与N同族,位于元素周期表第六周期,基态Bi原子的价层电子排布式为 。

(2)滤渣2的主要成分是Cu和Bi,则“还原”时发生的反应除Bi+3Fe3+=Bi3++3Fe2+外,生成Cu的离子方程式是 。

(3)“沉铋”时Bi3+发生水解生成BiOCl,该反应的离子方程式是 。

(4)常温下,“含Fe2+滤液”中Fe2+的浓度为001 mol·L-1。为保证BiOCl产品的纯度,理论上“沉铋”时应控制溶液的pH< (保留两位小数;常温下Ksp[Fe(OH)2]=49×10-17,lg7=085)。

(5)工业上可通过电解法“回收锰”得到Mn和MnO2,电解装置如图7所示。电解时阳极的电极反应式为 。电解一段时间后,将少量铋烧渣与阳极区溶液混合会产生一种还原性气体,该气体是 (填化学式)。

(6)一种含铋半导体材料的的晶胞结构如图8所示,沿晶胞z轴方向的投影图为,则该含铋半导体材料的化学式是 ;该晶体中每个O2-周围与其最近的Bi3+的个数为 。

19.(14分)

银氨([Ag(NH3)2]OH)溶液在实验室中常用于检验有机物是否含有醛基。纯净的[Ag(NH3)2]OH是极不稳定的白色晶体,银氨溶液久置分解会生成具有爆炸性的氮化银(Ag3N),因此银氨溶液一般现配现用。

(1)银氨溶液久置分解除生成Ag3N外,还有两种常见的氢化物。完成化学方程式:3[Ag(NH3)2]OH=Ag3N↓+ + 。

(2)工业上常用合成氨法生产配制银氨溶液需要用到的氨水。

①过渡金属催化还原氮气合成氨的反应机理如图9所示,其中“*”表示被催化剂吸附。该反应机理中反应速率最慢的一步的化学方程式是 ,合成氨的热化学方程式是 。

图10②一定壓强下,1 mol N2和3 mol H2在a L密闭容器中反应,NH3的物质的量分数随温度的变化如图10所示。图中其中一条曲线为平衡时的曲线,另一条曲线是不同温度下反应经过t min测得的曲线。475℃时:合成氨反应的平衡常数K= (写计算式),0~t min内H2的平均消耗速率v(H2)= 。

图11(3)常温下,向20 mL 0125 mol·L-1 AgNO3溶液中逐滴加入一定浓度的氨水,先出现沉淀,继续滴加氨水至沉淀溶解。测得该过程溶液的酸度值[lgc(H+)c(OH-)]与加入氨水的体积V(氨水)的关系如图11所示。

①银氨溶液中存在反应[Ag(NH3)2]++2H2OAg++2NH3·H2O。下列说法中,正确的有 (填字母)。

A.加入少量水稀释,平衡逆向移动

B.加入少量硝酸银固体,c(Ag+)减小

C.室温下往银氨溶液中继续通入氨气,上述反应的平衡常数增大

D.通入足量HCl,溶液中产生白色沉淀

②a点对应溶液中c(Ag+)+c([Ag(NH3)2]+)c(NO-3)(选填“>”“=”或“<”);b点对应的溶液迅速由浑浊变得澄清,此时溶液中的c(Ag+)约为0001 mol·L-1,则此时c([Ag(NH3)2]+)=(保留两位小数)。

20.(14分)

光刻胶也称为光致抗蚀剂,在光刻工艺中用作抗腐蚀涂层材料,广泛应用于集成电路、平板显示器和半导体分离器件的制造等。某种光刻胶的合成路线如下:

(1)i的名称是 。

(2)反应⑦除生成光刻胶外,另外一种小分子产物为HCl,则光刻胶中含氧官能团的名称是 。

(3)根据化合物ii的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。

序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型aBr2b(4)反应④的原子利用率为100%,则化合物v的结构简式是 。

(5)关于反应①的说法,不正确的有 。

A.反应过程中,有π键的断裂和形成

B.反应物和生成物中的C原子均采用sp2杂化

C.相关物质的沸点:

D.电负性的大小:C<H<O

(6)化合物X是vi的同分异构体,X能与NaHCO3溶液反应放出气体,且其核磁共振氢谱中三种不同化学环境的H的峰面积之比为4∶1∶1。写出一种符合上述条件的X的结构简式: 。

(7)利用反应①的原理,以乙醛为原料制备

。基于你的合成路线,回答下列问题:

(a)第一步反应的生成物的结构简式是 。

(b)相关步骤涉及水解反应,其化学方程方程式为 。

参考答案

一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1.【答案】A

【解析】钛铝载人舱的材料属于合金,A正确;碳纤维属于无机非金属材料,B错误;SiO2属于无机非金属材料,C错误;砷化镓为常见的半导体材料,属于无机非金属材料,D错误。

2.【答案】C

【解析】烟花产生五颜六色的原理是金属元素的电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时释放能量,属于物理变化,C错误。

3.【答案】B

【解析】NH3的电子式是,A错误;CO2的空间结构为直线形,B正确;尿素的结构简式是,C错误;H2O的VSEPR模型名称为四面体形,D错误。

4.【答案】A

【解析】SO2漂白纸张的原理是SO2与有颜色的物质反应生成无色物质,不是利用SO2的氧化性,所以A选项没有运用相应的化学知识,A错误。

5.【答案】B

【解析】NH3极易溶于水,用B中装置容易发生倒吸;CO2水溶性较差,用B中装置CO2溶解量较少,因此用B中装置不能制得NaHCO3,B错误。

6.【答案】C

【解析】钢闸门被腐蚀时Fe被氧化为Fe2+,发生氧化反应,A错误;该装置利用了外加电流法进行防腐,B错误;钢闸门被保护,属于电解池的阴极,对应外接电源的负极,因此a为电源的负极,C正确;电子不能在溶液中传递,D错误。

7.【答案】C

【解析】华法林的结构中不含酚羟基,不能与FeCl3溶液发生显色反应,A错误;华法林的结构中含有酯基,能发生水解反应;含有碳碳双键,能发生加聚反应;含有羟基,但相邻的碳原子上没有氢,不能发生消去反应,B错误;1 mol华法林水解可消耗1 mol NaOH,水解得到的酚羟基可消耗1 mol NaOH,C正确;如图中“*”所示,

每个华法林分子中只含有1个手性碳原子,D错误。

8.【答案】D

【解析】草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸,氢离子不完全电离,因此001 mol·L-1 H2C2O4水溶液中氢离子的浓度远小于001 mol·L-1 ,A错误;草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸,应分步电离,B错误;电荷守恒式应为:c(H+)=c(OH-)+c(HC2O-4)+2c(C2O2-4),C错误;加水稀释,H2C2O4的电离程度增大,氢离子的数量增多,但溶液的体积增大,因此溶液的pH增大,D正确。

9.【答案】B

【解析】往H2S溶液中通入SO2,发生归中反应生成硫单质,A推断合理;S在足量氧气中燃烧只能生成SO2,不能生成SO3,B推断不合理;实验室制备SO2的方法之一是往Na2SO3溶液(或固体)中滴加浓硫酸,H2SO3受热易分解,C推断合理;工业制硫酸的方法之一是S→SO2→SO3→H2SO4,D推断合理。

10.【答案】D

【解析】根据题目信息,应先制备NO,①中反应生成NO2,因此②中试剂应为H2O;NO不能溶于水也不能溶于碱,结合题目所给装置可知,通到④中的气体为NO2,通到⑥中的气体为NO;浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO,因此③中试剂为浓硝酸,⑤中试剂为稀硝酸。由于NO容易与O2反应产生NO2,干扰实验结论的得出,因此在滴加浓硝酸开始实验前先打开弹簧夹通一段时间氮气,A正确;铜和浓硝酸反应生成NO2体现了浓硝酸的氧化性,生成Cu(NO3)2和H2O体现了浓硝酸的酸性,B正确;根据上述分析,②中试剂为H2O,⑤中试剂为稀硝酸,C正确;NO2与氢氧化钠反应生成NaNO3和NaNO2,生成两种盐且属于氧化还原反应,因此NO2不属于酸性氧化物,D错误。

11.【答案】A

【解析】重水(D2O)的相对分子质量为20,D的质子数为1,O的质子数为8,因此18 g重水(D2O)中含有的质子数为1820×(2+8)=9NA,A正確; CO2与足量Na2O2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,1 mol CO2参与反应转移电子数为1NA,B错误;含NaHSO3 1 mol的溶液中含有的阳离子除Na+外,还有HSO-3和H2O电离出来的H+,因此1 L 10 mol·L-1 NaHSO3溶液中含有阳离子的数目为应大于1NA,C错误;标准状况下CCl4为液态,224 L CCl4中含有共价键的数目为远大于04NA,D错误。

12.【答案】B

【解析】新制氯水中含有HCl,往NaHCO3溶液滴入新制氯水时发生的反应为HCO-3+H+=CO2↑+H2O;另外从离子共存的角度来说,H+和C1O-不能大量共存,B错误。

13.【答案】D

【解析】 红热木炭能与浓硝酸反应产生红棕色气体NO2,但加热时浓硝酸分解也会产生NO2,A中现象正确,但结论不合理,A错误;Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,而且Na2CO3的水解程度大于NaHCO3,因此饱和Na2CO3溶液的pH更大,现象正确,但因为饱和Na2CO3溶液和饱和NaHCO3溶液的浓度不同,没法比较CO2-3和HCO-3的水解程度,B错误;压缩装有NO2的密闭容器,虽然平衡2NO2N2O4正向移动,但因为容器体积变小,NO2的浓度依然变大,因此现象应该是气体颜色加深,C错误;电解饱和食盐水时阳极产生氯气,氯气能使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝,D正确。

14.【答案】C

【解析】 根据题目所给信息,X、Y、Z、M、E对应的元素为O、Na、Al、S、Cl。Z、Y、X对应的简单离子为Al3+、Na+、O2-,三者的核外电子数相同,核电荷数依次减小,因此简单离子半径大小顺序为O2->Na+>Al3+,即X>Y>Z,A错误;O和Cl的非金属性均大于S,B错误;Y对应的简单氢化物NaH为离子化合物,熔点高于X和M对应的简单氢化物H2O和H2S,另外由于H2O分子间作用力主要为氢键,H2S分子间作用力为范德华力,因此熔点的顺序为NaH>H2O>H2S,C正确;Y元素最高价氧化物对应的水化物为NaOH,Z的单质为Al,Al可以与NaOH反应放出H2,D错误。

15.【答案】B

【解析】 温度升高,生成物M的浓度增大,因此正向反应为吸热反应,即ΔH>0,A正确;假设平衡不移动,当容器体积由6L压缩为2L时,M的浓度应增大3倍,但根据图像数据,M的浓度增大小于3倍,因此压缩时,平衡逆向移动,结合反应物B是固体,可得出a<m+n,B错误;恒容时向平衡体系中充入惰性气体,参与反应的物质的分压不变,平衡不移动,因此M的浓度不变,C正确;向平衡体系中加入A,平衡正向移动,B的平衡转化率增大,D正确。

16.【答案】C

【解析】 该电化学装置的左侧是原电池,右侧是电解池,A错误;a为原电池的负极,b为原电池的正极;图片右侧NO-2转化为NH3,N元素的价态降低,得电子,因此c为电解池的阴极,d为电解池的阳极,因此该装置工作时a接c,b接d,B错误;根据图中信息,c导线连接的电极发生的反应为NO-2转化为NH3,由于溶液是碱性,因此电极反应式为NO-2+6e-+5H2O=NH3↑+7OH-,C正确;每消耗65g Zn转移电子数为2mol,电解池阳极产生1mol O2需要4mol电子,因此原电池转移2mol电子时电解池阳极产生O2的物质的量为05mol,即112L(标准状况下),D错误。

二、非选择题:本题共4小题,共56分。

17.【答案】(1)①aghdebcf (2分)

② MnO2+4HCl(浓)ΔMnCl2+Cl2 ↑+2H2O (2分)

(2)①浓盐酸溶液(2分)

②K3[Fe(CN)6](1分)溶液中不出现蓝色沉淀(1分)

(3)(表格中每空1分,共2分)

组别悬浊液

体积pH饱和FeCl3

溶液用量添加的

助凝剂净水前

浊度净水t min

后浊度33有①pH减小,氢离子浓度增大,抑制Fe3+水解,生成氢氧化铁胶体变少,净水作用减弱(2分)

②(A4-B4)>(A3-B3)(2分)或|B4-A4|>|B3-A3|

【解析】

(1)①实验室用浓盐酸与二氧化锰加热制取氯气,生成的氯气用饱和食盐水先除去HCl,再用浓硫酸干燥氯气,干燥的氯气通入B中与铁粉在加热条件下反应生成氯化铁,氯化铁经冷却收集,D后接盛有碱石灰的干燥管防止空气中水进入D中与氯化铁反应。因此装置连接顺序为A→E→C→B→D,装置接口顺序为aghdebcf。②装置A中利用浓盐酸和二氧化锰共热制取Cl2,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)ΔMnCl2+Cl2 ↑+2H2O。

(2)①根据人教版教材选择性必修1中实验活动3的内容,配制饱和氯化铁溶液时,为了防止氯化铁水解,要将氯化铁晶体溶解在较浓的盐酸中,因此答案为浓盐酸。②若装置B中的铁粉被吹到收集器中,溶解时铁粉与盐酸反应产生FeCl2,因此饱和FeCl3溶液可能含有的杂质为FeCl2,检验亚铁离子应选用K3[Fe(CN)6]溶液,若存在Fe2+,会产生蓝色沉淀,若不存在,即没有蓝色沉淀产生。注意此处检验Fe2+不能用酸性KMnO4溶液,因为有氯离子的干扰。

(3)实验的目的是探究pH和添加助凝剂对饱和FeCl3溶液净水效果的影响,根据实验结论一,1、2、3组实验探究的是pH的影响,根据控制变量法,组别3中没有添加助凝剂;由于组别4中溶液的pH为3,且有添加助凝剂,根据控制变量法,组别3中pH应为3。①FeCl3净水的原理是FeCl3水解生成Fe(OH)3胶体,从而利用Fe(OH)3胶体的吸附性吸附不溶性悬浮物。pH减小,抑制了FeCl3的水解,因此净水效果减弱。所以答案为pH减小,氢离子浓度增大,抑制Fe3+水解,生成氢氧化铁胶体变少,净水作用减弱。②根据实验结论,添加助凝剂能显著提高净水效果,即悬浊液的浊度在净水前后变化大,因此答案为(A4-B4)>(A3-B3)或|B4-A4|>|B3-A3|。

18.【答案】(1)6s26p3 (1分)

(2)2Bi+3Cu2+3Cu+2Bi3+(2分)

(3)Bi3++Cl-+CO2-3BiOCl↓+CO2↑(2分)

或Bi3++Cl-+H2O+2CO2-3BiOCl↓+2HCO-3

(4)685(2分)

(5)Mn2+-2e-+2H2OMnO2↓+4H+ (2分)H2S (2分)

(6)Bi2SeO2(2分) 4(1分)

【解析】

(1)基態N原子的价层电子排布式为2s22p3,由于Bi与N同族且位于元素周期表第六周期,因此基态Bi原子的价层电子排布式为6s26p3。

(2)“浸出”时CuO与浓盐酸反应生成Cu2+,另外铋粉还原Fe3+时转化为Bi3+,所以铋粉还原Cu2+时也是转化为Bi3+,因此生成Cu的离子方程式是2Bi+3Cu2+=3Cu+2Bi3+。

(3)“沉铋”时Bi3+发生水解生成BiOCl,若不考虑“沉铋”时加入的Na2CO3溶液,水解的离子方程式为Bi3++Cl-+H2O=BiOCl↓+2H+;由于“沉铋”时加入了Na2CO3溶液,H+会与Na2CO3溶液反应,综上所述,总反应应为Bi3++Cl-+CO2-3=BiOCl↓+CO2↑,或者Bi3++Cl-+H2O+2CO2-3=BiOCl↓+2HCO-3 。【因为(4)中计算得出“含Fe2+滤液”的pH<685,生成CO2更合理】

(4)Fe2+开始沉淀时,c(OH-)=Ksp[Fe(OH)2]c(Fe2+)=49×10-17001mol·L-1=7×10-8mol·L-1,c(H+)=KWc(OH-)=1×10-147×10-8mol·L-1=17×10-6mol·L-1,pH=-lgc(H+)=-lg17×10-6=6-lg17==685,为保证BiOCl产品的纯度,避免Fe2+沉淀,理论上,“沉铋”时应控制溶液的pH<685。

(5)根据题目信息,工业上可通过电解法“回收锰”得到Mn和MnO2,Mn单质在阴极得到,MnO2在阳极得到,因此电解时阳极的电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2↓+4H+。根据上述电极反应式,电解一段时间后阳极区溶液的溶质中含有H2SO4,含铋烧渣中含有MnS,二者混合会产生还原性气体H2S。

(6)根据题目所给晶胞结构和沿晶胞z轴方向的投影图,可知Bi3+位于晶胞的体内和棱上,O2-位于晶胞的面上,因此晶胞中Bi3+的个数为8×14+2=4,Se2-的个数为8×18+1=2,O2-的个数为8×12=4,该该含铋半导体材料的化学式是Bi2SeO2。选取所给晶胞右面上方的O2-作为参考,可得出该晶体中每个O2-周围与其最近的Bi3+的个数为4,如图所示。

19.【答案】(1)5NH3↑(1分)3H2O(1分)

(2)①N*+3H*=NH*+2H*(1分)

12N2(g)+32H2(g)NH3(g)

ΔH=-46kJ·mol-1(1分)

② K=c2(NH3)c(N2)×c3(H2)=43a213a×1a3=163a2 (2分)

12a×t mol·L-1·min-1(2分)

(3) ①AD(2分)②<(2分) ③010(2分)

【解析】

(1)根据题目所给信息,银氨溶液久置分解除生成Ag3N外,还有两种常见的氢化物,结合[Ag(NH3)2]OH含有的元素,容易得出另外两种产物分别为NH3和H2O。根据元素守恒,答案为5NH3↑和3H2O。

(2)①反應速率最慢的一步为图中能垒最大的一步,即N*+3H*=NH*+2H*;根据反应机理图,反应物与生成物的能量差为46 kJ·mol-1且能量降低,因此合成氨的热化学方程式是

12N2(g)+32H2(g)NH3(g)ΔH=-46kJ·mol-1。

②由于合成氨反应为放热反应,因此图10中上方的曲线为平衡曲线,下方的曲线为不同温度下反应经过t min测得的曲线。475℃时达到平衡,设反应氮气转化量为x mol,列出三段式,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始量(mol)130

转化量(mol)x3x2x

平衡量(mol)1-x3-3x2x,NH3的物质的量分数为50%,2x(1-x)+(3-3x)+2x=50%,x=23,平衡时c(N2)=13a,c(H2)=1amol/L,c(NH3)=43amol·L,此条件下该反应的化学平衡常数K=c2(NH3)c(N2)×c3(H2)=43a213a×1a3=163a2。475℃反应t min时未达到平衡,NH3的物质的量分数为25%,利用上面的三段式,2x(1-x)+(3-3x)+2x=25%,x=04,氢气的消耗量为12 mol,因此v(H2)=Δc(H2)Δt=12a×tmol·L-1·min-1。

(3)①加水稀释,对生成物的浓度影响更大,因此平衡逆向移动,A正确;加入硝酸银固体,平衡逆向移动,根据勒夏特列原理,银离子的浓度还是增大的,B错误;室温下继续通入氨气,因为温度不变,因此平衡常数不变,C错误;通入足量HCl,H+与NH3·H2O,Cl-与Ag+反应,因此会产生白色AgCl沉淀,D正确。

②由图可知,b点lgc(H+)c(OH-)=0,所以溶液呈中性,溶液中存在电荷守恒c(Ag+)+c[Ag(NH3)2]++c(NH+4)+c(H+)=c(OH-)+c(NO-3),所以c(Ag+)+c[Ag(NH3)2]+

20.【答案】(1)苯甲醛(1分)

(2)酯基(1分)

(3)(表格中每空1分,共4分)

序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a加成反应b浓H2SO4,浓HNO3,加热取代反应(4)CHHC(1分)

(5)BD(2分)

(6)(1分)

(7)①CH3CHCHCHO(2分)

(2分)

【解析】

(1)i的名称是苯甲醛。

(2)化合物iv脱掉Cl,化合物viii脱掉H,形成光刻胶和HCl分子,因此光刻胶中含有的含氧官能团是酯基。

(3)化合物ii的结构简式是,结构中含有的碳碳双键可以与Br2发生加成反应生成,因此序号a的答案是以及加成反应;根据序号b所给的新结构,相当于在ii结构的苯环上取代上了硝基,硝化反应的条件是浓H2SO4,浓HNO3,加热,因此答案为浓H2SO4,浓HNO3,加热以及取代反应。

(4)根据题目所给信息,v+CH3COOH→CH2CH-OOCH3,可知v的分子式为C2H2,则v为乙炔,结构简式是CHHC。

(5)反应①的反应过程类似,其中有碳氧双键的断裂和碳碳双键的形成(也可以通过对比i和ii的结构得出),因此反应过程中有π键的断裂和形成,A正确;反应物CH3CHO的甲基中的碳原子采用sp3杂化,B错误;和 CH3CHO均属于分子晶体,分子间作用力为范德华力,前者的相对分子质量大于后者,所以前者的沸点高于后者,C正确;电负性H<C<O,D错误。综上所示,答案为BD。

(6)X能与NaHCO3溶液反应放出气体,则X的结构中含有羧基,三种不同化学环境的H的峰面积之比为4∶1∶1,则X的结构中含有两个对称的亚甲基,综上所述,符合要求的X的结构为。

(7)合成路线中利用了反应①的原理,且乙醛为原料,可知第一步为,因此第一步的生成物的结构简式是CH3CHCHCHO;后续的步骤可能为CH3CHCHCHO加成或CH3CHCHCHO加成

因此涉及的水解反应的化学方程式为

责任编辑李平安

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