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文档简介
四川省百校2024年高考化学4月冲刺试题(含解析)
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共78分.在每小题给出的四个选择中,只有一项
是符合题目要求的
1.(6分)二氧化碳气体能引起温室效应,“碳捕获技术”可实现二氧化碳的分别、储存和
利用,其工艺流程如图。下列叙述中正确的是()
CO?含量高的气体一»捕捉室|~T反应分离—»高温反应炉--CO?
CO2含量低的气体CaO
A.CO2是引起酸雨的主要物质之一
B,捕获CO,可运用小苏打溶液
C.捕获到的CO,可用作化工原料
D.能量消耗低是该技术的一大优点
2.(6分)三氯生(常作抗菌剂)的一种衍生物结构如下图所示。关于该衍生物的说法错误
3.(6分)刈代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()
A.标准状况下,22.4L己烯含有碳氢键数目为12N.
B.5.6gFe与足量盐酸完全反应,失去电子数目为0.2NA
C.0.ImolNz与0.3molHz充分反应,生成Nft的数目为0.2N
D.电解精炼铜时阳极减轻32g,电路中转移电子数目肯定为NA
4.(6分)下列试验中,为达到试验目的所实行的试验操作和原理说明均正确的是()
选项试验目的试验操作原理说明
A分别氢氧化铁胶体与FeCL溶过滤胶体粒子不能通过滤纸
液
B用MgCl2«6H20制备MgCk固体灼烧在生期中,MgCl2«6H20受热
分解成MgCL和水
C除去氯化镂溶液中的氯化铁沉淀用氢氧化钠溶液调整适当的
pH,使Fe"沉淀
D分别乙酸乙酯和饱和碳酸钠分液乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液
溶液中溶解度小,使溶液分层
A.AB.BC.CD.D
5.(6分)X、Y、Z、W是第三周期元素,它们的最高价氧化物对应的水化物溶于水,得到浓
度均为0.010mol・LT的溶液,其pH与对应元素原子半径的关系如下图所示。下列说法正确
A.简洁离子的半径:X>Z>W
B.简洁气态氢化物的稳定性:Z>W>Y
C.Y单质可用于制作半导体材料
D.n=2-lg2
6.(6分)用Li、石墨复合材料与FezOs纳米材料作电极的锂离子电池,在循环充放电过程中
实现对磁性的可逆调控。下列有关说法错误的是()
A.该电池的电解质溶液可以是硫酸溶液
B.放电时,总反应是6Li+Fe23=3LiQ+2Fe
C.充电时,阳极反应是2Fe+3Li?O-6e=Fe2()3+6Li+
D.充放电过程中,电池可在被磁铁吸引和不吸引之间循环调控
7.(6分)常温下向10mL0.1的HR溶液中逐滴加入0.1mokL"的氨水,溶液的pH
及导电实力改变趋势如图。下列分析正确的是()
—ft一■85~«~析FKGOL)
A.各点溶液中的阳离子浓度总和关系是:d>c>b>a
B.常温下,R一的水解平衡常数数量级是IO"
C.a、d两点溶液中,水的电离程度相等
D.d点溶液中,微粒浓度关系是:c(RD+2c(HR)=C(NH3-H20)
三、非选择题:共174分.第2〜32题为必考题,每个试题考生都必需作答.第33〜38题为
选考题,考生依据要求作答.(一)必考题:共129分
8.(15分)常温下,无水四氯化锡是一种无色、易挥发、易流淌的液体,遇水极易发生水解。
某学习小组设计了如图所示的装置制备无水四氯化锡。其原理是Sn(s)+2CL(g)=SnCL
(1)AH=-511kj-mol-1.请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是
(2)装置B中反应的离子方程式是
(3)装置C的作用是除去氯化氢,所用试剂X的名称是,装置D的作用是o
(4)当F中快充溢SnCL时,将生成的SnCL排入接收器E中的操作是,再用橡皮
球从冷凝管上口向装置内吹气。
(5)SnCL能溶解肯定量的氯气,若制取3kgSnCL(含氯气的质量分数为13.0%),则至
少需通入氯气的体积(标准状况)是m3(保留2位小数)。
(6)上述试验装置设计中,还存在几处缺陷,请指出其中随意一处o
9.(14分)我国是最早发觉并运用锌的国家,《天工开物》记载了用炉甘石(ZnC%)和木
炭冶炼锌。现代工业上用氧化锌烟灰(主要成分为ZnO,还有少量Pb、CuO和AS2O3)制取
高纯锌的工艺流程如图所示:
ftlNil1aHjCh锌粉
林JL含四制出山产、IJ____
卷率i[CU(NHMF*、T4%除还掠除杂一泣液f电解一岛纯悴
IAsCl/的浸出液~~1——I
旗液IMM2滋渣3
请回答下列问题:
(1)《天工开物》中炼锌的方法是利用了木炭的性。
(2)滤渣1和滤渣3的主要成分分别是、(填化学式)。
(3)“溶浸"时,氧化锌参加的反应离子方程式是;“溶浸”时温度不宜过高,
缘由是O
(4)“氧化除杂”的目的是将AsClK转化为As。胶体,再经吸附沉降除去,该反应的离
子方程式是o
(5)“电解”含[Zn(NH3)4产的溶液,阴极的电极反应式是0阳极区产生一种无
色无味的气体,将其通入滴有KSCN的FeCL溶液中,无明显现象,该气体是(写化
学式)。该流程中可以循环运用的物质是(写化学式)。
10.(14分)FeSO”是一种补血剂,常温下久置易变黄,一般认为是Fe?+被氧化为Fe”的原因。
(1)已知:
①Fe?+(aq)-e-=Fe3+(aq)AHi=akj^mol-1
+-1
②O2(g)+4e-+4H(aq)—2H20(1)△H?=bkj,mol
则FeSO”在酸性溶液中变质的热化学方程式为o
常温下,配制不同pH的0.ImolLTFeSO,溶液,探讨溶液中Fe?+被氧化的状况,结果如图
所示(假设反应过程中溶液体积不变)。
(2)pH=5.5的环境下,反应在0〜15min的平均速率v(Fe2+)=;增大溶液pH,
Fl+被氧化速率(填“增大”、“减小”或“无影响”)。
(3)平衡常数的计算中气态物质常以压强代替其浓度,Fe?+在酸性环境下被氧化的平衡常
数K的计算表达式是;常温下该反应的平衡常数为2.5义10气,.(atm-mol4):
相对较大,下列说法正确的是。(填正确答案标号)
a.Fe"转化为Fe,+的趋势大b.Fe?+转化为Fe"的速率大
c.反应进行得较为彻底d.酸性条件下Fe"不会被氧化
(4)pH=13的环境下,Fe?+被氧化变质可以理解为:
2+
第一步:Fe+20H'=Fe(OH)2I
其次步:(写化学方程式);
当该氧化反应达到平衡时,c(Fe2+)/c(Fe3+)4.OX1(^(填“>”、“<”或“=”兀
已知的Ksp[Fe(OH)31=2.5X10-39,Ksp[Fe(OH)2=1.0*10弋
(5)依据上述分析,配制FeSOi溶液的正确方法是加入适量的铁粉和(填试剂)
¥
3
«
方
出
(-)选考题:共45分.请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作
答.假如多做,则每科按所做的第一道题计分.[化学一选修3:物质结构与性质](15分)
11.(15分)大型客机燃油用四乙基铅[Pb(CH2cH3)J做抗震添加剂,长期接触四乙基铅对
身体健康有害,可用筑基乙胺(HSCHzCHMH?)和KMnO,清除四乙基铅。
(1)镐元素在周期表中的位置是,基态铳原子的外围电子排布式为,该基
态原子占据最高能级的电子云轮廓图形态为o
(2)N、C和Mn三种元素的电负性由大到小的依次为=
(3)HSCH2cH2帆中C的杂化轨道类型为,其中-NH?空间构型名称为;N和
P的价电子数相同,磷酸的化学式为“HsPOj,而硝酸的化学式不是:“辟0」,缘由是o
(4)Pb(CH£H。4是一种难电离且易溶于有机溶剂的协作物,其晶体类型属于晶
体。已知Pb(CH2cH3)&晶体的积累方式如下:
Pb(CH2cH3)&在xy平面上的二维积累中的配位数是。设阿伏加德罗常数为NA/mol,
1-3
Pb(CH2CH3)4的摩尔质量为Mg.mol,则Pb(CH2cH3)4晶体的密度是g»cm(列
出计算式即可)。
[化学一选修5:有机化学基础](15分)
12.硝苯地平(H3OC"^8OCH,)是治疗高血压的常用药物。其合成线路如下图所示:
H,C人N人E
H
已知:乙烯酮和聚二乙烯酮都能与含活泼氢原子的物质发生反应,例如乙烯酮可发生反应:
CH2=C=O+H-X-CH3COX(其中X=-OH、-OR、-OOCR、卤原子等)
请回答下列问题:
(1)硝苯地平分子中含氧官能团的名称是,其分子的核磁共振氢谱有种类
型的汲取峰。
(2)反应①的条件是,反应②的反应类型是
,反应③的化学方程式是
(4)A的结构简式是,A有多种同分异构体,其中属于苯的二取代产物且含有氨基
(-NHz)的有机化合物共有种。
(5)结合相关信息及所学学问,请设计由乙醇制备乙酰氯(CHBCOCI)的合成路途o
(其它无机试剂任选)
2024年四川省百校高考化学冲刺试卷(4月份)
参考答案与试题解析
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共78分.在每小题给出的四个选择中,只有一项
是符合题目要求的
1.(6分)二氧化碳气体能引起温室效应,“碳捕获技术”可实现二氧化碳的分别、储存和
利用,其工艺流程如图。下列叙述中正确的是()
co,含量高的气体一T捕捉室I-T反应分离I~~►高温反应炉一ACO?
CO?含量低的气体CaO
A.CO?是引起酸雨的主要物质之一
B.捕获CO,可运用小苏打溶液
C.捕获到的C0?可用作化工原料
D.能量消耗低是该技术的一大优点
【分析】A.依据酸雨成因解答;
B.二氧化碳在碳酸氢钠溶液中溶解度不大;
C.依据二氧化碳可以用于生产尿素、可降解塑料解答;
D.高温反应炉须要消耗大量的能量。
【解答】解:A.酸雨是因为氮的氧化物、二氧化硫的排放引起,与二氧化碳无关,故A错
误;
B.二氧化碳在碳酸氢钠溶液中溶解度不大,所以不能用碳酸氢钠溶液捕获二氧化碳,应选
择氢氧化钠等,故B错误;
C.二氧化碳可以用于生产尿素、可降解塑料,是重要的化工原料,故C正确;
D.高温反应炉须要消耗大量的能量,能量消耗较高,故D错误;
故选:Co
【点评】本题考查了生活中常见环境污染与治理,熟识相关学问,明确二氧化碳的性质是
解题关键,题目难度不大。
2.(6分)三氯生(常作抗菌剂)的一种衍生物结构如下图所示。关于该衍生物的说法错误
的是()
A.分子式为3此CLOB.其一澳代物有三种
C.是二氯苯的同系物D.能发生加成反应
【分析】A.由结构可知分子式;
B.由结构对称性可知,含3种H;
C.二者含苯环、-C1原子数均不同;
D,含苯环。
【解答】解:A.由结构可知分子式为Q2HeCLO,故A正确;
B.由结构对称性可知,含3种H,一澳代物有三种,故B正确
C.二者含苯环、-C1原子数均不同,结构不相像,二者不是同系物,故C错误;
D.含苯环,可发生加成反应,故D正确;
故选:Co
【点评】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质、有机反应为解
答的关键,侧重分析与应用实力的考查,留意选项C为解答的易错点,题目难度不大。
3.(6分)以代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()
A.标准状况下,22.4L己烯含有碳氢键数目为12N.
B.5.6gFe与足量盐酸完全反应,失去电子数目为0.2L
C.0.ImolNz与0.3molHz充分反应,生成NL的数目为0.2NA
D.电解精炼铜时阳极减轻32g,电路中转移电子数目肯定为1
【分析】A.气体摩尔体积运用对象为气体;
B.铁与盐酸反应生成氯化亚铁;
C.合成氨为可逆反应;
D.电解精炼铜时,阳极是粗铜,还有杂质放点,当电路中转移治个电子,阳极溶解的铜小
于32g;
【解答】解:A.标况下己烯为液体,不能运用气体摩尔体积,故A错误;
B.5.6gFe物质的量为0.ImoL与足量盐酸完全反应生成0.Imol二价铁离子,失去电子数
目为0.2NA,故B正确;
C.合成氨为可逆反应,不能进行究竟,所以0.ImolN?与0.3molHz充分反应,生成N&的数
目小于0.2NA,故C错误;
D.电解精炼铜时,阳极是粗铜,还有杂质放点,当电路中转移用个电子,阳极溶解的铜小
于32g,故D错误;
故选:Bo
【点评】本题考查了物质的量和阿伏伽德罗常数的有关计算,驾驭公式的运用和物质的结
构是解题关键,留意气体摩尔体积运用条件和对象,题目难度不大。
4.(6分)下列试验中,为达到试验目的所实行的试验操作和原理说明均正确的是()
选项试验目的试验操作原理说明
A分别氢氧化铁胶体与FeCL溶过滤胶体粒子不能通过滤纸
液
B用MgCl2-6H20制备MgCk固体灼烧在用土另中,MgCl2«6H20受热
分解成MgCk和水
C除去氯化镂溶液中的氯化铁沉淀用氢氧化钠溶液调整适当的
pH,使Fe"沉淀
D分别乙酸乙酯和饱和碳酸钠分液乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液
溶液中溶解度小,使溶液分层
.AB.BC.CD.D
【分析】A.胶体、溶液均可透过滤纸;
B.加热时镁离子发生水解,且水解生成盐酸易挥发;
C.二者均与NaOH反应;
D.乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液分层。
【解答】解:A.胶体、溶液均可透过滤纸,过滤不能分别,应选渗析法,故A错误;
B.加热时镁离子发生水解,且水解生成盐酸易挥发,应在HC1气流中加热制备,故B错误;
C.二者均与NaOH反应,不能除杂,应选氨水,故C错误;
D.乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液分层,分液可分别,故D正确;
故选:Do
【点评】本题考查化学试验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、混合物分别提纯、
试验技能为解答的关键,侧重分析与试验实力的考查,留意试验的评价性分析,题目难度
不大。
5.(6分)X、Y、Z、W是第三周期元素,它们的最高价氧化物对应的水化物溶于水,得到浓
度均为0.010mo>LT的溶液,其pH与对应元素原子半径的关系如下图所示。下列说法正确
A.简洁离子的半径:X>Z>W
B.简洁气态氢化物的稳定性:Z>W>Y
C.丫单质可用于制作半导体材料
D.n=2-lg2
【分析】第三周期元素中,X最高价氧化物水化物的溶液pH为12,氢氧根浓度为0.01mol/L,
故为一元强碱,则X为Na;Y、W、Z对应的最高价氧化物水化物的溶液pH均小于7,均为
酸,W最高价含氧酸溶液中氢离子浓度为0.01mol/L,故为一元强酸,则W为C1元素;最
高价含氧酸中,Z对应的酸性比W的强、丫对应的酸性比W的弱,而原子半径Y>Z>CL
硅酸不溶于水,故Z为S元素,丫为P元素,以此来解答。
【解答】解:由上述分析可知,X为Na、丫为P、Z为S、W为C1,
A.电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,电子层越多离子半径越大,故离子半径
S2->Cr>Na+,故A错误;
B.非金属性W(Cl)>Z(S)>Y(P),气态氢化物的稳定性:W>Z>Y,故B错误;
C.丫为P,其单质不能作半导体材料,故C错误;
D.0.01mol/L硫酸溶液中氢离子浓度为0.02mol/L,则pH=2-lg2=n,故D正确;
故选:Do
【点评】本题考查原子结构与元素周期律,为高频考点,把握最高价氧化物对应的水化物
的pH、原子半径来推断元素为解答的关键,侧重分析与应用实力的考查,留意规律性学问
与元素化合物学问的应用,题目难度不大。
6.(6分)用Li、石墨复合材料与Fez。,纳米材料作电极的锂离子电池,在循环充放电过程中
实现对磁性的可逆调控。下列有关说法错误的是(
Li+FeiOiFe+LiiO
A.该电池的电解质溶液可以是硫酸溶液
B.放电时,总反应是6Li+Fe203=3Li2+2Fe
C.充电时,阳极反应是2Fe+3Li2。-6e=Fe2()3+6Li+
D.充放电过程中,电池可在被磁铁吸引和不吸引之间循环调控
该电
【分析】由图可知该电池充放电时的反应为:6Li+Fe0=^3Li0+2Fe,则放电时负极反
23?充电2
应式为Li-e-Li+,正极反应式为Fe203+6Li*+6e=3LiQ+2Fe,充电时,阳极、阴极电极
反应式与正极、负极电极反应式正好相反,以此解答该题。
【解答】解:A.金属锂可以额酸之间反应,所以不能用硫酸做电解质,故A错误;
,,该电
B.由图可知该电池充放电时的反应为:6Li+Fe0?==i3Li0+2Fe,故B正确;
23充电2
C.充电时,阳极与正极相反,电极反应式为2Fe+3Li20-6e-=Fe203+6L-,故C正确;
D.充电时,Fe作为阳极失电子,电池渐渐摆脱磁铁吸引,放电时,电池被磁铁吸引,故D
正确;
故选:A„
【点评】本题考查化学电源新型电池,为高频考点,侧重考查学生的分析实力,明确各个
电极上发生的反应是解本题关键,知道正负极与阴阳极电极反应式之间的关系,难点是电
极反应式的书写。
7.(6分)常温下向10mL0.1mol・L”的HR溶液中逐滴加入0.1moNI/i的氨水,溶液的pH
及导电实力改变趋势如图。下列分析正确的是()
pH
7
5-pH
3一导电能力
ftS555玄~MjK(niL)
A.各点溶液中的阳离子浓度总和关系是:d>c>b>a
B.常温下,R-的水解平衡常数数量级是IO"
C.a>d两点溶液中,水的电离程度相等
D.d点溶液中,微粒浓度关系是:c(RD+2c(HR)=C(NH3»H2O)
【分析】A.溶液导电实力与溶液中离子浓度有关,导电性越强说明离子浓度越大;
B.依据图象可知,0.1mollT的HR溶液的pH=3,则c(R)(H+)=Wmol/L,c
(HR)«0.Imol/L,HR的电离平衡常数Ka=L22U」=10-5,结合R-的水解平衡常
0.1
K
数数七=”w计算;
Ka
C.a、d两点溶液的pH分别为4、8,则对水的电离程度的影响不同;
D.d点加入20mL等浓度的氨水,反应后溶质为等浓度的NH4R和NIVHO因溶液呈碱性,
NlVHzO的电离程度大于NHJ的水解程度,则c(NHZ)>c(NH3-H20),结合物料守恒分析。
【解答】解:A.溶液导电实力与溶液中离子浓度有关,依据图象可知,b点导电实力最强,
d点最弱,故A错误;
B.依据图象可知,0.1mol-I/i的HR溶液的pH=3,则c(RD"cCH+)=10-3mol/L,c
(HR)«0.Imol/L,HR的电离平衡常数Ka=LL上£lP_J_=10-5,则R-的水解平衡常数
0.1
1()一15
数Kh=」U=10:故B正确;
-
1Ab
C.a、d两点导电实力相等,但溶液的pH分别为4、8,都抑制了水的电离,a点c(H*)
=l0^mol/L,d点c(OH)=10%oi/L,所以对水的电离程度的影响不同,故C错误;
D.d点加入20mL等浓度的氨水,反应后溶质为等浓度的NH4R和NIVHO依据物料守恒可
得:2c(HR)+2c(RD=c(NIVHzO)+c(NHj),因溶液呈碱性,NH3*H2O的电离程度大
于NHj的水解程度,则c(NHZ)>c(NIVHzO),则c(HR)+c(RD=c(NH3«H2O),故D
错误;
故选:Bo
【点评】本题考查酸碱混合的定性推断,题目难度中等,明确图象曲线改变的意义为解答
关键,留意驾驭物料守恒及盐的水解原理,试题培育了学生的分析实力及敏捷应用实力。
三、非选择题:共174分.第2〜32题为必考题,每个试题考生都必需作答.第33〜38题为
选考题,考生依据要求作答.(一)必考题:共129分
8.(15分)常温下,无水四氯化锡是一种无色、易挥发、易流淌的液体,遇水极易发生水解。
某学习小组设计了如图所示的装置制备无水四氯化锡。其原理是Sn(s)+2CL(g)=SnCL
(1)AH=-511kJ-moU1.请回答下列问题:
ABCDEF
(1)仪器a的名称是锥形瓶。
(2)装置B中反应的离子方程式是2Mn0J+10C「+16l=2Mn2++5Cl"+8压0。
(3)装置C的作用是除去氯化氢,所用试剂X的名称是饱和食盐水,装置D的作用是
干燥氯气。
(4)当F中快充溢SnCL时,将生成的SnCL排入接收器E中的操作是关闭分液漏斗活
塞,打开K,关闭K,打开K,再用橡皮球从冷凝管上口向装置内吹气。
(5)SnCl」能溶解肯定量的氯气,若制取3kgSnCL(含氯气的质量分数为13.0%),则至
少需通入氯气的体积(标准状况)是0.57n?(保留2位小数)。
(6)上述试验装置设计中,还存在几处缺陷,请指出其中随意一处未进行尾气处理,形
瓶和冷凝管敞口,生成物物易挥发或易水解,也没有对E装置进行冷却等。
【分析】装置B制备氯气,C、D对了氯气除杂干燥,E收集产物,F制备产物,
(1)依据仪器特点可得;
(2)装置B由浓盐酸与高锈酸钾制备氯气,同时生成锦离子和水,据此书写;
(3)用浓盐酸制备的氯气混有HC1和水蒸气,用饱和食盐水除去HC1,用浓硫酸吸水干燥;
(4)无水四氯化锡是易流淌的固体,多以可利用增大试管内的压强将其排出;
(5)3kgSnCQ中含氯气的物质的量为3000gX13.0%4-71g/mol=5.5mol,其中的SnCl4
含的氯元素相当于氯气的物质的量为2X3000gX87%+261g/mol=20mol,据此计算;
(6)该试验装置中未进行尾气处理,锥形瓶和冷凝管敞口,生成物物易挥发或易水解,也
没有对E装置进行冷却等。
【解答】解:(1)仪器a为锥形瓶;
故答案为:锥形瓶;
(2)装置B由浓盐酸与高锦酸钾制备氯气,同时生成锦离子和水,离子方程式为:2MnOJ
+
+10Cl>16H=2Mn*+5Cl,21+8H20;
故答案为:2Mn0J+10C「+16H+=2Mn"+5C12t+8H20;
(3)B装置制备的氯气混有HC1和水蒸气,C除去HC1气体,试剂X为饱和食盐水,产物
易水解,故D装置中浓硫酸用来干燥氯气;
故答案为:饱和食盐水;干燥氯气;
(4)无水四氯化锡是易流淌的固体,多以可利用增大试管内的压强将其排出,故将生成的
SnCL排入接收器E中的操作是:关闭分液漏斗活塞,打开K”关闭除打开L;
故答案为:关闭分液漏斗活塞,打开Ki,关闭除打开七;
(5)3kgSnCL中含氯气的物质的量为3000gX13.0%4-71g/mol=5.5mol,其中的SnCl4
含的氯元素相当于氯气的物质的量为2X3000gX87%+261g/mol=20mol,则所须要氯气至
少25.5mol,体积为25.5molX22.4L/mo1=571.290.57m3,
故答案为:0.57;
(6)该试验装置中未进行尾气处理,锥形瓶和冷凝管敞口,生成物物易挥发或易水解,也
没有对E装置进行冷却等;
故答案为:未进行尾气处理,形瓶和冷凝管敞口,生成物物易挥发或易水解,也没有对E
装置进行冷却等。
【点评】本题考查了物质的制备,涉及试验室制备氯气、物质的除杂、试验评价等学问点,
题目难度中等,明确试验原理及试验基本操作方法、试题侧重于考查学生的分析问题和解
决问题的实力,留意题目信息的与相关基础学问联合分析。
9.(14分)我国是最早发觉并运用锌的国家,《天工开物》记载了用炉甘石(ZnCOs)和木
炭冶炼锌。现代工业上用氧化锌烟灰(主要成分为ZnO,还有少量Pb、CuO和AS2O3)制取
高纯锌的工艺流程如图所示:
H26件粉
含四制出卜产.11_
ICU(NH,)*F*>—T氧,除对T还脱除杂液f电婚—高纯.
AsCl/的浸出液■—!—―厂
注液2淀渣3
请回答下列问题:
(1)《天工开物》中炼锌的方法是利用了木炭的还原性。
(2)滤渣1和滤渣3的主要成分分别是」Cu(填化学式)。
+
(3)“溶浸"时,氧化锌参加的反应离子方程式是ZnO+2NH3«H2O+2NH4=Zn(NH3)?+3H20
“溶浸”时温度不宜过高,缘由是避开氨水的分解和挥发
(4)“氧化除杂”的目的是将AsCl1转化为AsQ胶体,再经吸附沉降除去,该反应的离
子方程式是ZAsClA+ZHzOz+GNtVHauAs;^(胶体)+10C1+6NHj+5Ha。
(5)“电解”含[Zn(阳)&产的溶液,阴极的电极反应式是Zn(N&)J+2e-=Zn+4NH3。
阳极区产生一种无色无味的气体,将其通入滴有KSCN的FeCk溶液中,无明显现象,该气
体是N?(写化学式)。该流程中可以循环运用的物质是NH£1(写化学式)。
【分析】由流程可知,氧化锌烟灰加入氨水、氯化镂进行溶浸,溶浸后氧化锌烟灰中锌、
铜、镉、碑元素分别以Zn(NH3)「、Cu(NH3)「、AsCl}的形式存在,滤渣1为Pb,加入
过氧化氢,AsCf-转化为AsQ胶体吸附聚沉除去,过滤后加入锌粉还原,可除去Cu等,
滤液主要含有Zn(NH3)电解可生成高纯度锌,以此解答该题。
【解答】解:(1)碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳,碳表现为还原性,故答案
为:还原;
(2)由以上分析可知滤渣1为Pb,滤渣3含有Cu,故答案为:Pb;Cu;
(3)“浸出"时,ZnO溶于氯化镂和氨水的混合溶液,生成配离子Zn(NHs)则发生反
应的离子方程式为ZnO+2NH3・H2O+2NHj=Zn(NL)『+3HO"溶浸”时温度不宜过高,可避
开氨水的分解和挥发,
+2+
故答案为:ZnO+2NH3.H2O+2NH4=Zn(NH3)4+3H20;避开氨水的分解和挥发;
(4)“氧化除杂”中,AsClK转化为AszOs胶体吸附聚沉除去,反应的离子方程式为2Ase1/
+
+2H2O2+6NH3«H2O=AS2O5(胶体)+10CU+6NH4+5H20,
+
故答案为:2AsCir+2lM)2+6NH3・H2O=As2O5(胶体)+10Cr+6NH4+5H20;
(5)“电解”时Zn(NR)4"在阴极放电,发生还原反应生成锌,电极反应式为Zn(NL)
」+2e-=Zn+4NH3,阳极区放出一种无色无味的气体,将其通入滴有KSCN的FeCl,溶液中,
无明显现象,该气体是氮气,电解后溶液含有氯化镀,可循环运用,
-
故答案为:Zn(NH3)f+2e=Zn+4NH3;N2;NH£L
【点评】本题考查学生对于工艺流程原理的理解、对操作与试验条件限制的理解等,为高
考常见题型,涉及锌、铜等元素化合物学问,以及常用化学用语书写、分别提纯等,须要
学生具备扎实的基础与综合运用实力,难度中等,试题学问点较多、综合性较强,充分考
查了学生的分析、理解实力及化学试验实力。
10.(14分)FeSO”是一种补血剂,常温下久置易变黄,一般认为是Fe?+被氧化为Fe”的原因。
(1)己知:
①Fe(aq)-e-=Fe(aq)△Hi=akjemol
-+-1
②O2(g)+4e+4H(aq)=2H20(1)AH2=bkj-rnol
则FeS0&在酸性溶液中变质的热化学方程式为4Fe"(aq)他(g)+4H+(aq)=4Fe"(aq)
+2H2(1)Z\H=(4a+b)KJ/mol。
常温下,配制不同pH的0.lmol・LTFeS04溶液,探讨溶液中Fe?+被氧化的状况,结果如图
所示(假设反应过程中溶液体积不变)。
(2)pH=5.5的环境下,反应在0〜15nlin的平均速率v(Fe2+)=0.004mol/(L・min);
增大溶液pH,Fe"被氧化速率增大(填“增大”、“减小”或“无影响”)。
(3)平衡常数的计算中气态物质常以压强代替其浓度,Fe?+在酸性环境下被氧化的平衡常
c4(Fe2+)
数K的计算表达式是4_计、4一;「一、;常温下该反应的平衡常数为2.5X
c(Fe^)c(H)p(o2)-
1032L4-(atm-mol4)-1,相对较大,下列说法正确的是ac。(填正确答案标号)
a.Fe?+转化为Fe,+的趋势大b.Fe"转化为Fe"的速率大
c.反应进行得较为彻底d.酸性条件下Fe"不会被氧化
(4)pH=13的环境下,Fe?+被氧化变质可以理解为:
第一步:Fe"+20I=Fe(OH)2I
其次步:4Fe(OH)2+02+H2=4Fe(OH)3(写化学方程式);
当该氧化反应达到平衡时,c(Fe")/c(Fe")=4.0X10久(填“>”、或“=”)。
已知的Ksp[Fe(0H)3]=2.5X10-39,KsjFe(0H)=1.0X10弋
(5)依据上述分析,配制FeSO,溶液的正确方法是加入适量的铁粉和H2SO4溶液(填试
剂)
”
.
%
M.
【分析】(1)已知:①Fe*(aq)-e-=Fe3+(aq)AHi=akjemol-1
1
②O2(g)+4eH4H*(aq)=2H20(1)AH2=bkJ.moU
盖斯定律计算得到①x4+②FeSO]在酸性溶液中变质的热化学方程式;
(2)pH=5.5的环境下,反应在0〜15min时,亚铁离子氧化率为60%,得到反应的平均速
率v(Fe")=等,图象分析可知,增大溶液pH,Fe"被氧化速率增大,
(3)上述反应中氧气为气体,其余为溶液该反应的反应物和产物呈现多种状态,化学上把
该类型的反应称为复相反应,所以题目给出信息,平衡常数的计算中气体常以压强代替其
浓度,在回答该问中,平衡常数表达式中肯定不能用氧气的物质的量浓度来表示平衡常数,
因此Fe2+在酸性环境下被氧化的平衡常数K的计算表达式是K=
42+
c(Fe)
F~计、4,;、,―「,该题目供应了常温下的平衡常数2.5义1。3215(atm-mol4)
44+
c(Fe^)c(H)P(02)
T,由此也可以印证K的计算表达式,对于一个反应,其平衡常数越大,反应进行的彻底,
但其反应速率不肯定大;
(4)pH=13的环境下,Fe。+被氧化变质可以理解为:
2+
第一步:Fe+20H=Fe(OH)2\
其次步:4Fe(OH)2+02+H20=4Fe(OH)3,其实无论是酸性环境还是碱性环境下,亚铁离子
的氧化过程均是经验了这样一个过程,所以才有增大溶液PH,亚铁被氧化率会增大的这一
个结论,当反应大多平衡状态时,c(Fe:)=eg?。;9H)=
c(Fe3+)c(Fe3+)c3(0H-)
SUH,)Ksp(Fe:0H)2),带入pH=骁条件下的Ksp和氢氧根离子浓度计算得到;
Ksp(FeSH)?)
(5)题中信息可知亚铁离子在酸性溶液中氧化率较小,因此配制硫酸亚铁溶液须要加入适
量的硫酸,同时加入适量的铁粉可以刚好还原被氧化生成的铁离子,学问铁粉与稀硫酸反
应消耗所以铁粉和稀硫酸须要在保存过程中不断补充,正因为如此,试验室一般不长期保
存硫酸亚铁溶液。
【解答】解:(1)已知:
①Fe?+(aq)-e-=Fe3+(aq)△Hi=akj*mol-1
+e-1
②O2(g)+4e-+4H(aq)=2H20(1)AH2=bkjmol
2+
盖斯定律计算得到①X4+②FeS04在酸性溶液中变质的热化学方程式:4Fe(aq)+02(g)
+
+4H(aq)=4Fe"(aq)+2H20(1)△!!=(4a+b)KJ/mol,
2++3+
故答案为:4Fe(aq)+02(g)+4H(aq)=4Fe(aq)+2H20(1)AH=(4a+b)KJ/mol;
(2)pH=5.5的环境下,反应在0〜15min时,亚铁离子氧化率为60%,得到反应的平均速
率v(Fe")=a=U.蚓"><w%=0.004mo1/(L-min),图象分析可知,增大溶液
At15inin
pH,Fe"被氧化速率增大,
故答案为:0.004mol/(L«min);增大;
(3)上述反应中氧气为气体,其余为溶液该反应的反应物和产物呈现多种状态,化学上把
该类型的反应称为复相反应,所以题目给出信息,平衡常数的计算中气体常以压强代替其
浓度,在回答该问中,平衡常数表达式中肯定不能用氧气的物质的量浓度来表示平衡常数,
因此Fe2+在酸性环境下被氧化的平衡常数K的计算表达式是K=
c4(Fe2+)
F一斗、4,;、,~--该题目供应了常温下的平衡常数2.5*10气4・(atm-mol4)
44+
c(Fe^)c(H)P(02)
T,由此也可以印证K的计算表达式,对于一个反应,其平衡常数越大,反应进行的彻底,
但其反应速率不肯定大,
a.平衡常数较大,Fe?+转化为Fe>的趋势大,故a正确;
b.平衡常数是反应进行的程度,Fe"转化为Fe"的速率不肯定大,故b错误;
c.平衡常数越大,反应进行得较为彻底,故c正确;
d.酸性条件下Fe外易被氧化,故d错误;
C4(Fe2)
故答案为:4~升:4+~-;ac;
c(Fe^)c(H)P(02
(4)pH=13的环境下,Fl+被氧化变质可以理解为:
2+-
第一步:Fe+20H=Fe(OH)2I
其次步:4Fe(OH)2+02+H20=4Fe(OH)3,其实无论是酸性环境还是碱性环境下,亚铁离子
的氧化过程均是经验了这样一个过程,所以才有增大溶液PH,亚铁被氧化率会增大的这一
个结论,当反应大多平衡状态时,£(咕::)...=£(父:),学氏)
c(Fe3+)c(Fe3+)c3(OH-)
c(°H"sp)Fe(OH)2),带入PH=13条件下的Ksp和氢氧根离子浓度计算得到,c(0H
Ksp(Fe(OH)3)
22
故答案为:4Fe(OH)2+02+H20=4Fe(OH)3;4.0X10;
(5)依据上述分析,防止亚铁离子水解和氧化,配制FeSO,溶液的正确方法是加入适量的
铁粉和稀硫酸,
故答案为:压S04溶液。
【点评】本题考查了热化学方程式、化学平衡影响因素、平衡常数计算、沉淀溶解平衡的
计算分析,留意题干信息的理解应用,驾驭基础是解题关键,题目难度中等。
(-)选考题:共45分.请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作
答.假如多做,则每科按所做的第一道题计分.[化学一选修3:物质结构与性质](15分)
11.(15分)大型客机燃油用四乙基铅[Pb(CH2cH3)」做抗震添加剂,长期接触四乙基铅对
身体健康有害,可用筑基乙胺(HSCHzCHMH?)和KMnO&清除四乙基铅。
(1)锦元素在周期表中的位置是第四周期第VIIB族,基态铳原子的外围电子排布式
为3d54s2,该基态原子占据最高能级的电子云轮廓图形态为球形。
(2)N、C和Mn三种元素的电负性由大到小的依次为N、依Mn。
(3)HSCH2cH,限中C的杂化轨道类型为sp',其中-NHz空间构型名称为平面三角形;
N和P的价电子数相同,磷酸的化学式为“HsPOj,而硝酸的化学式不是:“ANOJ,缘
由是N和P为同族元素,其价层电子数相同,通常状况下其成键方式相同,但是由于N
原子半径小于P,N原子四周空间无法容纳4个氧原子成键,所以在其最高价含氧酸中,前
者为一元酸后者为三元酸,或说HsNO”分子会因为N原子半径小,无法容纳4个氧原子成键,
要脱去一个水分子,以HNOs形式存在。
(4)Pb(CH2cH3)&是一种难电离且易溶于有机溶剂的协作物,其晶体类型属于分子晶
体。已知Pb(CH2CH3)4晶体的积累方式如下:
Pb(CH2CH3)&在xy平面上的二维积累中的配位数是6。设阿伏加德罗常数为g/mol,
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