综合大题标准练(四)（含答案）-2024年江苏高考化学二轮复习

2024年江苏高考化学 综合大题标准练(四)
1．用镍铂合金废料(主要成分为Ni、Pt，含少量Al和难溶于硫酸的重金属)回收镍和铂的一种工艺流程如下：
(1)“酸浸”后分离出的溶液中c(Ni2＋)＝0.2 mol·L－1，c(Al3＋)＝0.01 mol·L－1，当溶液中离子浓度＜10－5 mol·L－1时可认为沉淀完全，则“调pH”应控制pH的范围是____________。{设“调pH”时溶液体积不变，已知：Ksp[Ni(OH)2]＝2×10－15、Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33}
(2)“控温氧化”时控制其他条件一定，Ni2O3的产率与温度和时间的关系如图所示。20 ℃、40 ℃时反应后所得滤液主要成分为NaCl、NaOH和Na2SO4,60 ℃时反应后所得滤液主要成分为NaCl、NaClO3、NaOH和Na2SO4。反应相同时间，60 ℃时Ni2O3的产率低于40 ℃时，原因可能是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)“含Pt滤渣”中的Pt可以用王水(体积比3∶1的浓盐酸和浓硝酸的混合液)浸出。浸出时有H2PtCl6和NO生成。向H2PtCl6溶液中加入NH4Cl会生成(NH4)2PtCl6沉淀。
①写出浸出时Pt所发生反应的化学方程式：_________________________________________________________。
②(NH4)2PtCl6在一定温度下可以分解生成Pt(NH3)2Cl2。Pt(NH3)2Cl2存在顺式和反式两种结构。请在如图的两个结构中，选择其中一个，填入相应的基团表示Pt(NH3)2Cl2的顺式结构。
(4)Ni2O3产品中可能含少量NiO，为测定Ni2O3的纯度，进行如下实验：称取5.000 g样品，加入足量硫酸后，再加入100 mL 1.000 mol·L－1Fe2＋标准溶液，充分反应，加水定容至200 mL。取出20.00 mL，用0.100 mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定，到达滴定终点时消耗KMnO4标准溶液10.00 mL。实验过程中发生反应如下：
Ni2O3＋Fe2＋＋H＋―→Ni2＋＋Fe3＋＋H2O(未配平)
Fe2＋＋MnO＋H＋―→Fe3＋＋Mn2＋＋H2O(未配平)
试通过计算确定Ni2O3的质量分数，并写出计算过程。
2．化合物J是一种昆虫生长调节剂，其人工合成路线如下：
(1)C的分子式为C9H9OCl，其结构简式为________________。
(2)合成时不采用IJ的方法，原因是________________________。
(3)F→G反应需控制温度在130 ℃左右，温度过高会有一种分子式为C9H12O2的副产物生成，该副产物的结构简式为____________________。
(4)H的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：___________________________________________________________。
①能发生银镜反应，能与FeCl3溶液发生显色反应，碱性条件水解；
②分子中含有4种不同化学环境的氢原子。
(5)已知：。写出以甲苯、BocNHNH2为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。
3．LiFePO4和Li2CO3都是重要的锂的化合物。
Ⅰ.LiFePO4电极材料是动力型锂离子电池的理想正极材料。它可以通过H3PO4、LiOH和(NH4)2Fe(SO4)2溶液发生共沉淀反应、将所得沉淀干燥、高温成型而制得。实验室制备LiFePO4的方法如下：
步骤1　将LiOH置于如图所示实验装置的三颈烧瓶中，加入煮沸过的蒸馏水，搅拌使其溶解。从分液漏斗中滴加H3PO4溶液，并持续通入氮气。
步骤2　将(NH4)2Fe(SO4)2固体溶于蒸馏水中，迅速倒入三颈烧瓶中，快速搅拌，充分反应后，过滤、洗涤滤渣得LiFePO4固体。
(1)共沉淀反应投料时，不将FeSO4和LiOH溶液直接混合的原因是_____________________________________________________________________________________________________。
(2)写出共沉淀反应的化学方程式：__________________________________。
(3)工业制取LiFePO4在高温成型前，常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后LiFePO4的导电性能外，还能____________________________________________。
Ⅱ.磷酸锂渣(主要成分为Li3PO4)和废旧电极材料(含铝、炭、LiFePO4和FePO4)均可用于制取Li2CO3。
(4)实验室以磷酸锂渣为原料制备高纯Li2CO3的部分实验流程如下：
①“低酸转化”使Li3PO4转化为Li2HPO4。写出“磷锂分离”的化学方程式：___________________________________________________________________________________________。
②已知：三辛胺[N(C8H17)3]是一种有机碱，难溶于水。向“萃取”后的溶液中加入三辛胺再通入CO2得到Li2CO3沉淀，加入三辛胺的目的是_________________________________________________________。
(5)已知：Li2CO3微溶于水；LiFePO4、FePO4难溶于水和碱，可溶于盐酸生成LiCl、FeCl2、FeCl3和H3PO4；pH＞3.2时，Fe3＋沉淀完全。完善由某废旧电极材料制取Li2CO3的实验方案：边搅拌边向废旧电极材料中加入NaOH溶液至不再产生气泡，过滤，__________________
______________________________________________________________________________，过滤、洗涤，低温干燥得Li2CO3固体。(实验中须使用的试剂有双氧水、盐酸、NaOH溶液、Na2CO3溶液)
4．烟气中的NOx是大气的主要污染物之一，NOx的吸收处理是当前研究的热点。
(1)还原吸收法
方法1：直接使用尿素[CO(NH2)2]溶液吸收烟气中的NOx。
方法2：先用合适的氧化剂将NOx中的NO氧化为NO2，再用CO(NH2)2溶液去还原吸收。
还原吸收等量的NOx，消耗尿素较多的是________(填“方法1”或“方法2”)。工业上选择方法2处理NOx的原因是____________________________________________________。
(2)水吸收法
NO2和N2O4均能被水吸收，不同初始压强下，NO2和N2O4的混合气体被水吸收前和吸收达到平衡后，气体中NO2和N2O4的体积分数如图所示。混合气体中与水反应的主要成分是________________。达到平衡后，气体中NO2和N2O4的体积分数之和远小于100%，原因是____________________。
(3)配合物吸收法
钴氨配合物吸收NO的主要原理如图。已知[Co(NH3)6]2＋对NO的配合能力很强，而[Co(NH3)6]3＋对NO的配合能力极低。
①与NO反应的[Co(NH3)6]2＋和与O2反应的[Co(NH3)6]2＋物质的量之比为__________。
②钴氨溶液经过多次循环吸收NO后，其吸收NO的能力会降低，为了恢复钴氨溶液吸收NO的能力，需采取的方法是__________。
(4)NO与O2在某催化剂表面反应生成NO2的过程中，O2在催化剂表面能形成被吸附的O(用O-Site表示)，接下来的机理可能有两种：
机理1：NO(g)＋O-SiteNO2-Site
机理2：NO-Site＋O-SiteSite＋NO2-Site
上述两个反应均为基元反应。保持温度和NO的浓度不变，测得NO与O2在该催化剂作用下反应的初始速率与O2浓度的关系如图所示。能合理解释图中曲线变化的机理为_________(填“机理1”或“机理2”)；判断的依据是________________________________________。
综合大题标准练(四)
1．(1)4.7≤pH＜7
(2)60 ℃，部分NaClO分解生成NaCl和NaClO3，NaClO浓度减小，反应速率减慢
(3)①3Pt＋18HCl＋4HNO3===3H2PtCl6＋4NO↑＋8H2O
②
(4)n(KMnO4)＝0.100 mol·L－1×0.010 L＝1×10－3 mol，n(Fe2＋)＝1.000 mol·L－1×0.100 L＝0.1 mol，与KMnO4标准溶液反应的n(Fe2＋)＝5×1×10－3 mol＝5×10－3 mol，与Ni2O3反应的
n(Fe2＋)＝0.1 mol－×5×10－3 mol＝0.05 mol，n(Ni2O3)＝×0.05 mol＝0.025 mol，m(Ni2O3)＝0.025 mol×166 g·mol－1＝4.15 g，Ni2O3的质量分数为×100%＝83%
解析　(1)调pH的目的是为了让Al3＋完全沉淀，根据Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，当溶液中的c(Al3＋)＝10－5 mol·L－1时，溶液的pH≈4.7，此时溶液中的Ni2＋不能沉淀，结合Ksp[Ni(OH)2]＝2×10－15，溶液中c(Ni2＋)＝0.2 mol·L－1，当Ni2＋开始沉淀时，溶液pH＝7，故pH<7时不会影响Ni2＋，所以调节溶液pH的范围应为4.7≤pH＜7。
(3)①用王水浸出Pt时有H2PtCl6和NO生成，据此推断出反应物为Pt、HCl和HNO3，生成物为H2PtCl6和NO，根据元素守恒、得失电子守恒进行方程式的书写配平，并确定另一产物为H2O，故浸出时Pt所发生反应的化学方程式为3Pt＋18HCl＋4HNO3===3H2PtCl6＋4NO↑＋8H2O。②顺、反式结构的研究对象一般为有机物，通常两个相同原子或基团在双键同一侧的为顺式异构体，在两侧的为反式结构，故答案为。
2．(1)　(2)I直接与A反应有副产物生成　(3)
(4)(或)
(5)
解析　(1)结合C的分子式C9H9OCl和B、D的结构简式可知，B中N—H键断裂，则C中断C—Cl键，发生取代反应生成产物HCl，据此可知C为。(3)F→G反应温度过高，可能导致另外一个碳氯键同样发生取代反应得到醚结构，结合分子式C9H12O2可知副产物为。(4)H的同分异构体能发生银镜反应，能与FeCl3溶液发生显色反应，碱性条件水解说明既含有酚羟基又含有甲酸酯基，结合分子中含有4种不同化学环境的氢原子可知H的同分异构体为或。
3．(1)FeSO4和LiOH溶液直接混合生成Fe(OH)2，而Fe(OH)2极易被氧化，最终产品中混有Fe(Ⅲ)化合物
(2)(NH4)2Fe(SO4)2＋LiOH＋H3PO4===LiFePO4↓＋2NH4HSO4＋H2O
(3)利用其还原性，防止Fe(Ⅱ)被氧化
(4)①2Li2HPO4＋3CaCl2===Ca3(PO4)2↓＋4LiCl＋2HCl
②萃取后的LiCl溶液中混有HCl，三辛胺将溶液中的HCl反应除去，减小溶液中H＋浓度，又能增大CO浓度，从而有利于Li2CO3生成
(5)向滤渣中边搅拌边加入盐酸，至固体不再减少，过滤；向滤液中加入过量的双氧水，再逐滴加入NaOH溶液至溶液pH大于3.2，过滤；边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至产生大量沉淀，静置，向上层清液中滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成
解析　(4)①根据流程图可知“磷锂分离”的原理是Li2HPO4与CaCl2反应，化学方程式为2Li2HPO4＋3CaCl2===Ca3(PO4)2↓＋4LiCl＋2HCl。(5)废旧电极材料中加入NaOH溶液至不再产生气泡，过滤，已将铝溶解除去，剩余固体成分为炭、LiFePO4和FePO4，从中获得含Li＋溶液并沉淀生成Li2CO3的基本思路：用酸溶解、过滤，除炭；将Fe2＋氧化、调节pH除Fe3＋；用Na2CO3溶液沉淀Li＋得Li2CO3。
4．(1)方法2　NO2在水中溶解性好，与尿素溶液反应速率快；NO2的氧化性强于NO　(2)N2O4　NO2和N2O4与水反应后生成了NO　(3)①1∶2　②将[Co(NH3)6]3＋还原为[Co(NH3)6]2＋
(4)机理2　机理2认为反应速率与O吸附量和NO吸附量有关；O2浓度较小时，增加c(O2)，O吸附量增大，反应速率加快；O2浓度较大时，增加c(O2)，O吸附量增大、NO吸附量减小，反应速率减慢
解析　(1)NO转化为NO2后在水中溶解性好，与尿素溶液反应速率快，且NO2的氧化性强于NO，故工业上选择方法2处理NOx。(2)由图示信息可知，水吸收过程中N2O4的初始和平衡气体的体积分数变化比较明显，而NO2的变化不明显，即可推知混合气体中与水反应的主要成分是N2O4，已知3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,3N2O4＋2H2O===4HNO3＋2NO，即NO2和N2O4与水反应后生成了NO，导致达到平衡后，气体中NO2和N2O4的体积分数之和远小于100%。(3)①由图示信息可知，[Co(NH3)6]2＋＋NO===[Co(NH3)5NO]2＋＋NH3,2[Co(NH3)6]2＋＋O2===[(NH3)3Co—O—O—Co(NH3)3]4＋＋6NH3，[Co(NH3)5NO]2＋＋[(NH3)3Co—O—O—Co(NH3)3]4＋＋6NH3＋H2O===[Co(NH3)5NO2]2＋＋2[Co(NH3)6]3＋＋2OH－，由此分析可知，与NO反应的[Co(NH3)6]2＋和与O2反应的[Co(NH3)6]2＋物质的量之比为1∶2。