化学湖北省十堰市届高三元月调研考试理综解析版Word格式文档下载.docx
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D.电解时废水中会发生反应:
4Fe2++02-4H++4P043-=4FePO4↓+2H2O
【答案】D
【解析】根据题意分析,X电极材料为铁,Y电极材料为石墨;
若X、Y电极材料连接反了,铁就不能失电子变为离子,也就不能生成FePO4,A错误;
Y电极材料为石墨,该电极附近发生还原反应,B错误;
电解过程中Y极极反应:
02+4e-+4H+=2H2O,氢离子浓度减少,溶液的pH变大,C错误;
铁在阳极失电子变为Fe2+,通入的氧气把Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+与PO43-反应生成FePO4,D正确;
正确答案选D。
除金铂外,金属做阳极材料,金属首先失电子,发生氧化反应;
金属做阴极,金属相对稳定,不再失电子,只做导体作用。
5.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。
W原子的最外层电子数是次外层的3倍,X在周期表中位于IIIA族,Y与W位于同一主族。
A.化合物Y2Z2中既含有离子键,又含有共价键
B.最简单气态氢化物的热稳定性:
W>
Y>
Z
C.简单离子的半径:
X<
W<
Y
D.工业上:
常用电解熔融的XZ3制备Z单质
【答案】C
【解析】依据题给信息可知,W为O、Y为S、X为Al、Z为Cl;
S2Cl2分子只含有共价键,无离子键,A错误;
氢化物稳定性H2O>
HCl>
H2S,B错误;
简单离子的半径Al3+<
O2-<
S2-,C正确;
工业上电解熔融的Al2O3制备铝,D错误,正确选项C。
核外电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小。
6.下列根据实验现象得H
的实验结论正确的是()
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将Fe(N03)2样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液
溶液变成红色
Fe(NO3)2样品中一定含有Fe3+
B
向KI溶液中加入少量苯,然后加入FcCl3溶液
有机层呈橙红色
还原性
Fe3+>
I-
C
向浓度均为0.1mol/L的Na2CO3和Na2S混合溶液滴入少量AgNO3溶液
产生黑色沉淀(Ag2S)
Ksp(Ag2S)>
Ksp(Ag2CO3)
D
向某溶液中加入KOH溶液并加热,管口放湿润的红色石蕊试纸
试纸变为蓝色
原溶液片含有NH4+
【解析】N03-在酸性条件下把Fe2+氧化为Fe3+,无法确定样品中一定含有Fe3+,A错误;
结论应为氧化性:
I2,B错误;
结论应为Ksp(Ag2S)<
Ksp(Ag2CO3),C错误;
NH4+与OH-反应生成氨气,它能使湿润的红色石蕊试纸蓝色,D正确;
正确选项D。
Fe2+、NO3-能够大量共存,但是在强酸性条件下,Fe2+被硝酸氧化为Fe3+,就不能大量共存。
7.20℃时,在H2C2O4、NaOH混合溶液中,c(H2C2O4)-c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.100mol/L。
含碳元素微粒的分布分数δ随溶液pH变化的关系如图所示。
下列说法正确确是()
A.①表示H2C2O4的分布曲线,③表示C2O42-的分布曲线
B.20℃时,H2C2O4的二级电离平衡常数Ka=1×
10-4.2
C.Q点对应溶液中lgc(H+)<
lgc(OH-)
D.0.100mol/L的NaHC204
溶液中:
c(OH-)=c(H+)-2c(C2042-)+c(H2C2O4)
【解析】从图像看出,②曲线为H2C2O4,①曲线为HC2O4-,③曲线C2O42-;
A错误;
20℃时,c(H+)=10-4.2,c(HC2O4-)=c(C2O42-),所以H2C2O4二级电离平衡常数Ka=10-4.2×
c(C2O42-)/c(HC2O4-)=1×
10-4.2,B正确;
Q点对应溶液显酸性,c(H+)>
c(OH-),所以lgc(H+)>
lgc(OH-),C错误;
NaHC2O4溶液,溶液中存在电荷守恒(H+)+c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-),把已知c(H2C2O4)-c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.100mol/L=c(Na+)带入上式,得出以下式子:
c(OH-)=c(H+)-c(C2042-)+c(H2C2O4)-2c(HC2O4-),D错误;
正确选项B。
8.2017年10月27日,世界工生组织国际癌症研究机构将三氯乙醛划为2A类致癌物,但它可用于生产氯霉素、合霉素等。
某探究小组模拟备三氯乙醛自实验装置如图所示(夹持、加热装置均略去)。
已知:
C2H5OH+4Cl2=CCl3CHO+5HCl,副反应是C2H5OH+HCl=C2H5Cl+H20。
容下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的化学方程式:
______________________________。
(2)仪器b中冷凝水从________(填“p”或“q”,下同
)口进,______口出。
(3)进入装置D的是纯净、干燥的Cl2,则装置B中的试剂为____________,装置C中的试剂为___________。
若撤去装置B,对实验的影响是_______________________________。
(4)实验时发现D中导管口处气泡速率过快,合理的解决方法是__________________。
(5)已知:
CCl3CHO+OH-=CHCl3+HC00-;
HC00-+I2=H++2I-+CO2↑I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
称取0.40g产品,配成待测溶液,加入20.00mL0.100mol/L碘标准溶液,再加入适量Na2C03溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,并立即用0.020mol/L的Na2S2O3溶液滴定至终点。
重复上述操作3次,平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。
滴定时所用指示剂是_______,达到滴定终点的现象是_____________________________,测得产品的纯度为______________。
【答案】
(1).MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2).p(3).q(4).饱和食盐水(5).浓H2SO4(6).氯化氢杂质与乙醇反应,生成氯乙烷,导致三氯乙醛的纯度降低(7).停止对A加热(或控制滴加1盐酸量等合理答案)(8).淀粉溶液(9).蓝色变为无色,且半分钟内不变色(10).66.4%
(或66.375%)
【解析】
(1)二氧化锰与浓盐酸加热反应生成氯气;
正确答案:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)为保证冷凝效果,采用逆流原理,仪器b中冷凝水从p口进,q口出;
p、q。
(3)氯气含有氯化氢和水蒸气,因此混合气体先通过饱和食盐水,除去氯化氢,然后再通过浓硫酸,吸收水蒸气,最后的得到纯净的氯气;
若没有装置B,氯化氢会与乙醇反应生成氯代烃,发生了副反应,影响三氯乙醛的纯度;
饱和食盐水;
浓H2SO4;
氯化氢杂质与乙醇反应,生成氯乙烷,导致三氯乙醛的纯度降低。
(4)想法控制氯气的生成速率,可以停止对A加热,或者控制滴加盐酸量等方法;
停止对A加热(或控制滴加1盐酸量等合理答案)。
(5)进行计算时,加入20.00mL0.100mol/L碘标准溶液一部分来氧化溶液中HC00-,剩余的碘,用0.020mol/L的Na2S2O3溶液进行滴定,这样产生的差值即为氧化HC00-消耗碘的量,再根据方程式进行后续计算。
9.含钴催化剂废料(含Fe3O4、Co2O3、Al2O3、CaO及SiO2为原料制取Co3O4的一种工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)CoC2O4中Co的化合价为_____。
(2)步骤②经溶解后过滤,滤渣1的主要成分为_______________(填化学式),滤液中含有_____种阳离子。
(3)步骤③氧化对Fe2+全部转化为Fe3+,反应的离子方程式为_________________________,检验其是否已完全氧化自方法是______________________________________。
(4)步骤
加Na2CO3溶液的目的是_________________________,滤渣2中含有Na2Fe6(S04)4(OH)x,则x=____,滤渣2中__________(填“含有”或“不含”Al(OH)3。
(5)某工厂用m1kg含钴催化剂废料Co2O3的质量分数为35%)制备Co3O4,最终得到产品m2kg,其产率为_______________________________(列出算式即可)。
【答案】
(1).+2
(2).SiO2和CaSO4(3).6(4).6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O(5).取少量上层清液,向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,观察有无蓝色沉淀(或滴入酸性高锰酸钾溶液,振荡,观察溶液紫色是否褪去等合理答案)(6).调节溶液pH以除去Fe3+、Al3+(7).12(8).含有(9).
(1)草酸根离子C2O42-,所以Co的化合价为+2价;
+2。
(2)加入稀硫酸后,二氧化硅不与酸反应,滤渣为二氧化硅及微溶物硫酸钙;
含钴催化剂废料(含Fe3O4、Co2O3、Al2O3、CaO及SiO2,加入稀硫酸后,生成硫酸亚铁溶液、硫酸铁溶液、硫酸钴溶液、硫酸铝溶液;
所以,滤液含有:
Fe2+Fe3+Co3+Al3+H+Ca2+等6种阳离子;
滤渣为SiO2、CaSO4。
SiO2
和CaSO4;
6。
(3)氯酸钠溶液把亚铁离子氧化为铁离子,本身还原为氯离子;
反应的离子方程式为:
.6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O;
检验亚铁离子是否完全氧化为铁离子方法,加入酸性高锰酸钾溶液,如果溶液不褪色,氧化完全;
取少量上层清液,向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,观察有无蓝色沉淀(或滴入酸性高锰酸钾溶液,振荡,观察溶液紫色是否褪去等合理答案)。
(4)步骤④加Na2CO3溶液的目的是,调整溶液的pH,使铁离子变为沉淀而除去;
滤渣2中含有Na2Fe6(S04)4(OH)x,根据化合价法则:
Na元素为+1价、Fe为+3价、S042-为-2价,OH-为-1价,所以x=12;
根据流程图看出,铝离子也已经沉淀,所以包含Al(OH)3沉淀;
调节溶液pH以除去Fe3+;
12;
含有。
(5)根据题给信息,钴元素的量守恒,得到产品的产率为(m2÷
241×
3)÷
(m1×
35%÷
166)×
2×
100%;
10.2017年5月18日中共中央国务院公开致电祝贺南海北部神狐海域进行的“可燃冰”试采成功。
“可燃冰”是天然气水合物,外形像冰,在常温常压下迅速分解释放出甲烷,被称为未来新能源。
(1)“可燃冰”作为能源的优点是_________________________________(回答一条即可)。
(2)甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整两个过程。
向反应系统同时通入甲烷,氧气和水蒸气,发生的主要化学反应如下:
反应过程
化学方程式
焓变△H(kJ.mol-l)
活化能E.(kJ.mol-1)
甲烷氧化
CH4(g)+O2(g)
CO(g
)+2H2O(g)
-802.6
125.6
CO2(g
)+2H2(g)
-322.0
172.5
蒸气重整
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)
+206.2
240.1
CH4(g)+2H2O(g)
CO2(g)+4H2(g)
+158.
6
243.9
①在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率______(填“大于”“小于”或“等于”)甲烷氧化的反应速率。
②反应CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)
的平衡转化率与温度、压强关系[其中n(CH4):
n(H2O)=1:
1]如图所示。
该反应在图中A点的平衡常数Kp=______________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×
物质的量分数),图中压强(p1、p2、p3、p4)由大到小的顺序为_____________________。
③从能量角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于________________________________。
④如果进料中氧气量过大,最终会导致H2物质量分数降底,原因是______________________。
(3)甲烷超干重整CO2技术可得到富含CO的气体,其能源和开境上的双重意义重大,甲烷超干重整CO2的催化转化原理如图所示。
1过程II中第二步反应的化学方程式为____________________________________。
2只有过程I投料比
_______,过程II中催化剂组成才会保持不变。
3该技术总反应的热化学方程式为_____________________________________。
【答案】
(1).能量密度高、清洁、污染小、储量大
(2).小于(3).
(Mpa)2或0.1875(
Mpa)2(4).p1>
p2>
p3>
p4(5).甲烷氧化反应放出热量正好洪蒸汽重整反应所吸收自热量,达到能量平衡(6).氧气量过大,会将H2
氧化导致H2
物质量分数降低(7).3Fe+4CaCO3
Fe3O4+4CaO+4CO↑(8).1/3(9).CH4(g)+3CO2(g)
2H2O(g)+4CO(g)△H=+349kJ/mol
(1).“可燃冰”分子结构式为:
CH4·
H2O,是一种白色固体物质,外形像冰,有极强的燃烧力,可作为上等能源。
它主要由水分子和烃类气体分子(主要是甲烷)组成,所以也称它为甲烷水合物,它的优点:
能量密度高、清洁、污染小、储量大等;
能量密度高、清洁、污染小、储量大。
(2)①从表中活化能数据看出在初始阶段,甲烷蒸汽重整反应活化能较大,而甲烷氧化的反应活化能均较小,所以甲烷氧化的反应速率快;
小于。
②根据题给信息,假设甲烷有1mol,水蒸气有1mol,
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)
起始量1100
变化量0.20.20.20.6
平衡量0.80.80.20.6
平衡后混合气体的总量:
0.8+0.8+0.2+0.6=2.4mol;
各物质分压分别为:
p(CH4)=p(H2O)=4×
0.8÷
2.4=4/3,p(C0)=4×
0.2÷
2.4=1/3,p(H2)=4×
0.6÷
2.4=1,A点的平衡常数Kp=13×
1/3÷
(4/3)2=3/16;
根据图像分析,当温度不变时,压强减小,平衡左移,甲烷的转化率增大,所以压强的大小顺序:
p1>
p4;
正确答案3/16;
p4。
③甲烷氧化反应放出热量正好提供给甲烷蒸汽重整反应所吸收热量,能量达到充分利用;
甲烷氧化反应放出热量正好洪蒸汽重整反应所吸收自热量,达到能量平衡。
④氧气量过大,剩余的氧气会将H2氧化为水蒸气,会导致H2物质量分数降低;
氧气量过大,会将H2氧化导致H2物质量分数降低。
(3)①根据图示分析,第一步反应是还原剂把四氧化三铁还原为铁,第二步反应是铁被碳酸钙氧化为四氧化三铁,而本身被还原为一氧化碳;
3Fe+4CaCO3
Fe3O4+4CaO+4CO↑。
②反应的历程:
①CH4(g)+CO2(g)
2H2(g)+2CO(g);
②Fe3O4(s)+4H2
3Fe(s)+4H2O(g);
③Fe3O4(s)+4CO(g)
3Fe(s)+4CO2(g);
三个反应消去Fe3O4和Fe,最终得到CH4(g)+3CO2(g)
2H2O(g)+4CO(g);
所以只有过程I投料比
1/3时,才能保证II中催化剂组成保持不变;
1/3。
③①CH4(g)+3/2O2(g)
)+2H2O(g)△H1=-802.6kJ.mol-l;
②CH4(g)+O2(g)
)+2H2(g)△H2=-322.0kJ.mol-l;
③CH4(g)+2H2O(g)
CO2(g)+4H2(g)△H3=+158.6kJ.mol-l;
②×
1.5-①得方程式⑤:
1/2CH4(g)+CO(g)+2H2O(g)=3/2CO2(g)+3H2(g),△H4=3/2△H2-△H1;
然后再进行③×
3-⑤×
4得方程式并进行△H的相关计算:
CH4(g)+3CO2(g)
2H2O(g)+4CO(g),△H=+349kJ/mol;
2H2O(g)+4CO(g),△H=+349kJ/mol。
11.钒和镍及其化合物是重要合金材料和催化剂,其储氢合金可作为一种新型锌离子电池的负极材料,该电池以Zn
(CF3SO3)2为电解质,以有缺陷的阳离子型ZnMn2O4为电极,成功获得了稳定的大功率电流。
(1)基态钒原子句核外电子排布式为________,其排布时能量最高电子所占据能级的原子轨道有________个伸展方向。
(2)VO2+可与多种物质形成配合物,与氧同周期且第一电离能比氧大的主族元素有____(写元素符号)。
(3)镍形成的配离子[Ni
NH3)6]2+、[Ni(CN)4]2-中,NH3分子的空间构型为_______,与CN-
互为等电子体的一种分子的化学式为__________。
(4)三氟甲磺酸(CF3SO3H)是一种有机强酸,结构式如图1所示,通常以CS2、IF3、H2O2等为主要原料来制取。
①H2O2分子中O原子的杂化方式为________。
②三氟甲磺酸能与碘苯反应生成三氟甲磺酸苯酯和碘化氢。
1个三氟甲磺酸苯酯分子中含有σ键的数目为__________。
(5)硫化锌晶体的构型有多种,其中一种硫化锌的晶胞如图2所示,该晶胞中S2-的配位数为_______。
(6)镧镍合金是重要储氢材料,其储氢后的晶胞如图3所示。
①储氢前该镧镍合金的化学式为___________。
②该镧镍合金储氢后参的密度为_______________(用NA表示阿伏加德罗常数的数值)g.cm-3。
【答案】
(1).[Ar]3d34s2
(2).5(3).N、F(4).三角锥形(5).N2或CO(6).sp3(7).19(8).4(9).LaNi5(10).
(1)基态钒原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2;
其排布时能量最高的电子所占的能级为3d,3d原子轨道有5个伸展方向;
[Ar]3d34s2;
5。
(2)氧原子在第二周期VIA族,同一周期从左向右,与氧同周期且第一电离能比氧大的主族元素有氮原子、氟原子;
N、F。
(3)氨气分子中氮原子价电子对数目为3+1/2×
(5-1×
3)=4,所以采用sp3,空间构型为三角锥形;
与CN-
互为等电子体(电子数14)的一种分子的化学式为N2或CO;
三角锥形;
N2或CO。
(4)①H2O2分子H-O-O-H,O原子成2个σ键,有2对孤对电子,原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+2=4,所以是sp3杂化;
sp3。
②根据该有机物的结构看出,1个分子中含有σ键有3个C-F键、1个C-S键、2个S=O键、1个S-O键、1个C-0键、苯环上含有5个C-H键和6个C-C键,所以1个三氟甲磺酸苯酯分子中含有σ键的数目为19;
19。
(5)根据晶胞结构图,晶胞中含有S2-和Zn2+的配位数相等,晶体中与Zn2+最近且距离相等的S2-有4个,配位数为4;
4。
(6)①根据晶胞结构图,储氢前,晶胞中含有镧原子数=8×
1/8=1,镍原子数8×
1/2+1=5,合金的化学式为LaNi5;
LaNi5。
②晶胞中氢气分子数目8×
1/4+2×
1/2=3.储氢后的合金化学式为LaNi5H6,储氢后1mol晶胞的体积为:
(a×
10-10)3×
NA=a3×
10-30×
NAcm3,1mol晶胞中含有的氢气质量为6g,该镧镍合金储氢后的密度为:
6÷
(a3×
10-30NA)g/cm3;
10-30NA)。
12.苄丙酮香豆素(H)常用于防治血栓栓塞性疾病,其合成路线如图所示(部分反应条件略去)。
已知:
(1)A的名称是_____________,H中含氧官能团的名称是__________________。
(2)反应①的反应类型是___________,反应④的反应类型是_________________。
(3)C的结构简式为_________________。
(4)反应⑤的化学方程式为______________________________________________________。
(5)F的同分异构体中,满足下列条件的有______种,其中核磁共振氢谱有7组峰,且峰面积之比为1:
2:
1:
2的结构简式为___________________________(任写一种)。
①分子结构中除苯环外不含其他环,且不含甲基
②能和FeCl3溶液发生显色反应
③1mol该有机物能与2molNaOH恰好完全反应
(6)参照苄丙酮香豆素的合成路线,设计一种以E和乙醛为原料(其他无机试剂任选)制备
的合
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