高考全国课标I卷化学试题:考什么 怎么考
——2012年~2015年课标I卷化学试题分类、解析与比较
皖智教育 胡征善
2016年安徽高考将使用全国课标I卷,全国课标I卷化学学科考什么怎么考?迎考复习如何应对?安徽考生如何适应知识、能力与心理上的过渡?本文将2012年~2015年四年全国高考课标I卷化学试题进行分类比较、解析点评,对2016年安徽考生的备考复习将有很大帮助。
选择题
一、元素及其化合物
7.我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写道:“性最烈,
能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指( )
A.氨水 B.硝酸 C.醋 D.卤水
【解析】“强水”为无机药物,醋为有机化合物,C选项错误;强水“性最烈,能蚀五金”,
可判断强水具有强氧化性的硝酸。
【考点】根据性质推断物质,体现我国的化学史和传统文化美。
注:五金——金银铜铁锡;八石——朱砂(HgS)、雄黄(As4S4)、云母[KAl2(AlSi3O10)(OH)2]、
空青[Cu2(OH)2CO3]、硫黄(S)、戎盐(含杂质的NaCl)、硝石(KNO3)、雌黄(As2S3)
2013年7、化学无处不在,下列与化学有关的说法不正确的是
A.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
B.可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气
C.碘是人体必需微量元素,所以要多吃富含高碘酸的食物
D.黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成
2012年8、下列说法中正确的是
A.医用酒精的浓度通常为95%
B.单质硅是将太阳能转化为电能的常用材料
C.淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物
D.合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
【说明】考查常见物质的性质、用途
二、有关物质的量与阿伏加德罗常数的关系
8.NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.18 gD2O和18 gH2O中含有的质子数均为10NA
B.2 L0.5 mol/L亚硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA
C.过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA
D.密闭容器中2 molNO与1 molO2充分反应,产物的分子数为2NA
【解析】A选项:D和H的质子数相同,但质量数不同,18 gD2O和18 gH2O的物质的量不同,所含的质子数不同,A错误;
B选项:亚硫酸为二元弱酸,在水溶液中部分电离,所以溶液中氢离子数目应该小于2NA,错误;
C选项:过氧化钠与水反应生成氧气为歧化反应,其中过氧化钠既做氧化剂又做还原剂,氧气的来源于-1价的O元素,所以生成0.1 mol氧气时转移的电子数为0.2NA,正确;
D选项:NO与氧气反应生成二氧化氮,但部分二氧化氮能够转化成四氧化二氮,所以产物的分子数小于2NA,错误。
2012年9、用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中不正确的是
A.分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NA
B.28g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA
C.常温常压下,92 g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA
D.常温常压下,22.4 L氯气与足量镁粉充分反应,转移的电子数为2NA
【说明】围绕物质的量与微粒数的关系进行相关计算。涉及物质的组成、原子结构、弱酸的电离、氧化还原反应反应的电子转移和化学平衡知识。
9.乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途,其结构式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比为( )
A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.2∶1
【解析】从结构式中可看出分子中含6个C和4个N,而C来自甲醛,N来自氨,根据元素守恒,所以分子中的C与N原子的个数比即为甲醛与氨的物质的量之比,为6:4=3:2,故选C。
【考点】要求辨认有机化合物的结构,考查质量守恒定律。
三、化学实验
10.下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( )
选项 实验 现象 结论
A. 稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液 有气体生成,溶液呈血红色 稀 硝酸将Fe氧化为Fe3+
B. 将铜粉加1.0 mol·L-1Fe2(SO4)3溶液中 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜活泼
C. 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热 熔化后的液态铝滴落下来 金属铝的熔点较低
D. 0.1 mol/LMgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 mol/LCuSO4溶液 有白色沉淀生成后变为浅蓝色沉淀 Cu Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小
【解析】A选项:稀硝酸与过量的Fe反应,生成硝酸亚铁和NO气体,无Fe3+生成,加入KSCN
溶液后,溶液不呈血红色,故A错误;
B选项:Cu与Fe2(SO4)3溶液反应,生成CuSO4和FeSO4,无黑色固体出现,故B错误;
C选项:铝箔在空气中用酒精灯加热表面生成氧化铝,而氧化铝熔点高,兜住里面熔化的液态铝不至于滴落,故C错误;
D选项:MgSO4溶液与NaOH溶液完全反应生成Mg(OH)2沉淀,再滴加0.1 mol/LCuSO4溶液又生成浅蓝色Cu(OH)2沉淀,根据同类型的难溶物质:由溶度积大的沉淀会生成溶度积小的沉淀,所以Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小,故选D。
【考点】考查元素及其化合物的性质和相关实验,涉及了离子的检验、反应事实的判断、加热铝箔实验现象的再现、同类物质溶度积大小比较。
2014年12、下列有关仪器使用方法或实验探作正确的是
A、洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干
B、用容量瓶配溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体
C、酸式滴定管装标准溶液前,必须先用该溶液润洗
D、酸碱滴定实验中,用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差
2014年13、利用右图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是
2014年8、化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是
2013年13、下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是
选项 目的 分离方法 原理
A. 分离溶于水的碘 乙醇萃取 碘在乙醇中的溶解度较大
B. 分离乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C. 除去KNO3固体中混杂的NaCl 重结晶 NaCl在水中的溶解度很大
D. 除去丁醇中的乙醚 蒸馏 丁醇与乙醚的沸点相差较大
2012年7、下列叙述中正确的是
A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封
B.能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C.某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I—
D.某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有Ag+
【说明】以教材中涉及的实验内容、生产生活中的化学现象或事实为载体,考查化学实验的基本知识和技能,要求作出和的判断或解释。
四、电化学
11.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下
列有关微生物电池的说法错误的是( )
A.正极反应中有CO2生成
B.微生物促进了反应中电子的转移
C.质子通过交换膜从负极区移向正极区
D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
【解析】在此电池中C6H12O6为负极,其反应为C6H12O6—24e—+6H2O==6CO2+24H+,O2为正极,其反应为6O2+24e—+24H+=12H2O,电池反应就是D选项的反应。微生物是生物催化剂,故选A。
2013年10、银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故.根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器漫入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是
A.处理过程中银器一直保持恒重
B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银
C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+A12S3
D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
【说明】利用生物燃料电池、生活中的化学事实考查原电池原理。
五、结构与性质
12.W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子
数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( )
A.单质的沸点:W>X
B.阴离子的还原性:A>Z
C.氧化物的水化物的酸性:Y
D.X与Y不能存在于同一离子化合物中
【解析】W、X、Y、Z均为短周期主族元素,由于W的L层电子数为0且为元素,可
知W为H,X的L层有5个电子,可推断出X为N,Y、Z的L层均为8个电子,则Y、
Z的最外层电子数之和为12,可判断Y为P,Z为Cl。
A选项:H2和N2均为分子晶体(双原子非极性分子),H2是除He外最难液化的气体,沸
点很低,所以A错误;
B选项:Cl2的氧化性强于H2,所以H—的还原性大于Cl—,正确;
C选项:因为N的非金属性小于Cl,所以HClO4酸性强于HNO3,但C中说法没有指明
元素的最高价,错误;
D选项:磷酸的铵盐[ (NH4)3PO4、 (NH4)2HPO4、NH4H2PO4]为离子化合物,错误。
2014年10、X、Y、Z均为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为x2—和z—,Y+和z—具有相同的电子层结构。下列说法正确的是
A.原子最外层电子数:X>Y>Z B、原子序数:X>Y>Z
C.单质沸点:X>Y>Z D、离子半径:X2—>Y+>Z—
2013年9、短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其简单离子都能破坏水的电离平衡的是
A.W2—、X+ B.X+、Y3+ C.Y3+、Z2— D.X+、Z2—
2012年13、短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质,而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述,下列说中正确的是
A.上述四种元素的原子半径大小为W<X<Y<Z
B.W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20
C.W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物
D.有W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点
【说明】要求根据元素周期律(表)进行元素的推断,涉及元素及其化合物性质的判断。
六、电解质溶液
13.浓度均为0.10 mol/L、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随
的变化如图所示,下列叙述错误的是( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH—)相等
D.当=2时,若两溶液同时升高温度,则增大
【解析】A选项:根据图像可知,0.10 mol/L的MOH溶液的pH=13,ROH溶液的pH<13,说明MOH在水中完全电离,为强碱,而ROH为弱碱,正确;
B选项:随着不断的稀释,弱电解质的电离程度逐渐增大,正确;
C选项:无限稀释两溶液中的c(OH—)逐渐接近纯水中c(OH—),所以c(OH—)相等,正确;
D选项:温度不影响强电解质的电离,MOH溶液中c(M+)不变;ROH为弱碱,其电离为吸热,温度升高,电离程度增大,c(R+)增大,所以c(M+)/c(R+)逐渐减小,错误。
【考点】运用数学的对数知识=n,即V/V0=10n,也就是说,每增大1个单位,溶液的浓度减小10倍。根据坐标图的变化就容易理解它们的稀释问题。
2014.11、溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A、温度升高时溴酸银溶解速度加快
B、溴酸银的溶解是放热过程
C、60℃溴酸银的KSP约等于6×10—4
D、若硝酸钾中含有少里溴酸银,可用重结晶方法提纯
2013年11、己知Ksp(AgCl)=1.56×10—10,Ksp(AgBr)=7.7×10—13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10—12。某溶液中含有C1—, Br—和CrO42—,浓度均为0.010mo1·L—1,向该溶液中逐滴加入0.010mol·L—1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为
A.C1—、Br—、CrO42— B.CrO42—、Br—、C1—
C.Br—、C1—、CrO42— D.Br—、CrO42—、C1—
2012年11、已知温度T时水的离子积常数为KW,该温度下,将浓度为a mol·L—1的一元酸HA与b mol·L—1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是
A.a=b B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)= D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH—)+c(A—)
【说明】考查电解质溶液的稀释、酸碱混合溶液性质的判断和电荷守恒、沉淀的溶解平衡及其沉淀的转化、温度对平衡的影响。
七、有机化学
2014.7、下列化合物中同分异构体数目最少的是
A、乙酸乙酯 B、戊烷 C、戊醇 D、戊烯
2013.8、香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料,其结构简式如右:下列有关香叶醇的叙述正确的是
A.香叶醇的分子式为C10H18O
B.不能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.能发生加成反应不能发生取代反应
2013年12、分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异构,这些醇和酸重新组合可形成的酯共有
A.15种 B.28种 C.32种 D.40种
【解析】
酸 同分异构体数 醇 同分异构体数
C3H7COOH 2 CH3OH 1
C2H5COOH 1 C2H5OH 1
CH3COOH 1 C3H7OH 2
HCOOH 1 C4H9OH 4
合计 5 合计 8
组合成的酯为5×8=40种。
2012年10、分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)
A.5种 B.6种 C.7种 D.8种
【解析】实际考查的是戊基的同分异构体:
戊基(—C5H9) 同分异构体数
C—C—C—C—C 3
C—C—C—C C 4
CC—C—CC 1
2012.12、分析下表中各项的排布规律,按此规律排布第26项应为
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C2H4 C2H6 C2H6O C2H4O2 C3H6 C3H8 C3H8O C3H6O2 C4H8 C4H10
A.C7H16 B.C7H14O2 C.C8H18 D.C8H18O
【解析】由题给的排布规律可知:
分组 通式 类别
1,5,9…… CnH2n 烯或环烷烃
2,6,10…… CnH2n+2 烷烃
3,7,11…… CnH2n+2O 饱和一元醇或醚
4,8,12…… CnH2nO2 饱和一元羧酸或酯
26÷4=6…2,即为(2+6)个C原子的烷烃。
【说明】考查有机化学基础知识,涉及官能团与性质的关系和同分异构体数目的确定。
八、化学反应速率
2014.9、已知分解l molH2O2放出热量98 kJ,在含少量I—的溶液中,H2O2分解的机理为:
H2O2+I—→H2O+IO— 慢
H2O2+IO—→H2O+O2+I— 快
下列有关该反应的说法正确的是
A、反应速率与I一浓度有关 B、IO—也是该反应的催化剂
C、反应活化能等于98 kJ·mol—1 D、v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)
【解析】若一个反应由多个基元反应组成,则该反应的速率取决于基元反应的慢反应。
非选择题
化学综合实验
26.(14分)
草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10—2,K2=5.4×10—5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。
回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是_________,由此可知草酸晶体分解的产物中有_______。装置B的主要作用是________。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、______。装置H反应管中盛有的物质是_______。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_______。
(3)设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸的强______。
②草酸为二元酸______。
【答案】(1)有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水蒸气、草酸蒸气),防止草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验 (1分,1分,2分,共4分)
(2)①FDGHDI CuO (3分,1分,共4分)
②H中黑色粉末变红色 D中澄清石灰水变浑浊 (2分)
(3)①向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液,有气泡逸出或测定同温同浓度Na2C2O4和Na2CO3溶液的pH,Na2CO3溶液pH大,H2CO3的酸性弱 (2分)
②用NaOH标准溶液滴定草酸溶液,中和为正盐后消耗NaOH的物质的量是草酸的2倍或将同浓度的草酸溶液和氢氧化钠溶液等体积混合,测反应后溶液的pH,若溶液呈酸性,则说明草酸是二元酸。 (2分)
【解析】根据题给信息:草酸晶体受热脱水、升华,170℃以上分解。说明草酸晶体受热失去结晶水并可产生草酸蒸汽,易分解产生CO2、CO和H2O。熔点为101℃,说明冰水冷凝可以除去产物中升华出来的草酸蒸气。
(2)经过甲组实验A、B装置出来的气体成分是CO、CO2和H2O(g),欲从CO、CO2和H2O(g)中检验CO(CO的检出是利用其还原CuO出现的现象——黑色氧化铜变为红色,气体产物能使澄清石灰水变浑浊),必须先除去其中的CO2(通过F,不能通过D)并证明其已除尽(通过D),为防止H2O(g)进入灼热CuO可能引起硬质玻璃管炸裂,气体必须经干燥后(通过G)再进入CuO中,从H出来的气体经澄清石灰水验证CO的氧化产物(通过D),未反应的CO经I收集后再进行处理(通过I进行尾气处理)。
(3)①证明草酸酸性比碳酸强的方法较多,其一可以根据“强弱反应原理”,即向NaHCO3溶液中加入草酸溶液,若产生大量气泡则证明草酸的酸性比碳酸强。
其二可以根据测定溶液的pH,即分别测定同浓度的草酸钠溶液和碳酸钠溶液的pH,若Na2CO3溶液>Na2C2O4溶液,也可证明。
②证明草酸是二元酸,可以利用酸碱中和滴定,配制相同浓度的草酸溶液和NaOH溶液,用酚酞作指示剂,进行滴定,消耗NaOH溶液的体积是草酸溶液体积的2倍。证明草酸是二元酸。(或者将同浓度的草酸溶液和氢氧化钠溶液等体积混合,测反应后溶液的pH,若溶液呈酸性,则证明草酸是二元酸。)
【启示】本题考查实验的设计能力、装置的认识与评价筛选,难度不大。装置的评价连接易出错——漏用验证CO2除尽的装置或干燥装置或尾气处理装置。
2014.26、(13分)
乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:
实验步骤:
在A中加入4.4 g异戊醇6.0 g、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。开始缓慢加热A,回流50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是 。
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是 ,第二次水洗的主要目的是 。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后(填标号〕 。
a、直接将乙酸异戊脂从分液漏斗的上口倒出
b、直接将乙酸异戊从分液端斗的下口放出
c、先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
d、先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是 。
(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是 。
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是 (填标号)。
(7)本实验的产率是 (填标号)。
a. 30 % b. 40 % c、60% d、90%
(8)在进行蒸馏操作时:若从130℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏 (填“高”或“低”),其原因是 。
【答案】(13分)
(1)球形冷凝管 (2)洗掉大部分硫酸和醋酸 洗掉碳酸氢钠
(3)d (4)提高醇的转化率
(5)干燥 (6)b
(7)c (8)高 会收集少量未反应的异戊醇
2013年26.(13分)
醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环乙烯的反应和实验装置如下:
可能用到的有关数据如下:
相对分子质量 密度/(g·cm—3) 沸点/℃ 溶解性
环己醇 100 0.9618 161 微溶于水
环己烯 82 0.8102 83 难溶于水
合成反应:
在a中加入20 g环乙醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸,b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃。
分离提纯:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙,最终通过蒸馏得到纯净环乙烯10 g。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是________________。
(2)加入碎瓷片的作用是____________;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。
A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为_________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并_______;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的_____________(填“上口倒出”或“下口倒出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_____________。
(6)在环乙烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有__________(填正确答案标号)。
A.圆底烧瓶 B.温度计 C.吸滤瓶 D.球形冷凝管 E.接收器
(7)本实验所得到的环乙烯产率是______________(填正确答案标号)。
A.41% B.50% C.61% D.70%
【答案】(1)直形冷凝管 (2)防止暴沸 B
(3) —O— (4)检漏 上口倒出 (5)干燥(除水除醇)
(6)CD (7)C
【注】第(6)小题的A也要选。蒸馏需要用到的仪器:酒精灯(或其它热源)、石棉网、蒸馏烧瓶(不能用圆底烧瓶)、温度计、直形冷凝管、接收器(尾接管和锥形瓶,有时还要有冷凝装置)。球形冷凝管或蛇形冷凝管用于反应器的冷凝回流。
吸滤瓶是组装减压过滤的仪器。
【启示】要制备纯净的液态有机化合物通常需要:制备 净化(水洗、酸洗或碱洗、水洗) 干燥 蒸馏等程序。2013年和2014年两年考查内容很相似。
2012年28、(14分)
溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:
按下列合成步骤回答问题:
苯 溴 溴苯
密度/g·cm—3 0.88 3.10 1.50
沸点/°C 80 59 156
水中溶解度 微溶 微溶 微溶
(1)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有白色烟雾产生,是因为生成了___气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是____;
(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是____________________________________;
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是_____。
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为___,要进一步提纯,下列操作中必须的是____(填入正确选项前的字母)。
A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取
(4)在该实验中,a的容积最适合的是___(填入正确选项前的字母)。
A.25mL B.50mL C.250mL D.500mL
【答案】(1)HBr; 吸收HBr和Br2
(2)②除去HBr和未反应的Br2;③干燥 (3)苯 C (4)B
化工生产或实验流程
27.(14分)
硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式_____________。为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度浓度外,还可采取的措施有_________(写出两条)。
(2)利用_______的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是______(化学式)。
(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是_______。然后在调节溶液的pH约为5,目的是_________。
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。
(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为_______。
(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程___________。
【答案】(1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO4=====2H3BO3+2MgSO4 (2分)
提高反应温度、减小铁硼矿粉的粒径 (2分)
(2)Fe3O4 SiO2和CaSO4 (1分,2分,共3分)
(3)将Fe2+氧化为Fe3+ 使Fe3+和Al3+形成氢氧化物沉淀而被除去
(每空1分,共2分)
(4)(七水)硫酸镁 (1分)
(5) (2分)
(6)2H3BO3=====B2O3+3H2O B2O3+3Mg=====2B+3MgO (2分)
【解析】硫酸溶解铁硼矿后的溶液中含有H3BO3、Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+和少量Ca2+,SiO2不溶于硫酸,Fe3O4和CaSO4难溶于硫酸。Fe3O4属磁性氧化铁,能被磁铁吸引。
第(1)小题,提高酸浸浸出率的措施还可以是搅拌。
第(3)小题,因为Fe3+的水解程度比Fe2+大得多,加H2O2的作用是将Fe2+氧化成水解程度大的Fe3+,调节溶液pH约为5目的是使Fe3+和Al3+彻底水解成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去。
第(4)小题,蒸发浓缩前的溶液含H3BO3、大量的Mg2+和少量Ca2+,冷却结晶后的粗硼酸中会含有MgSO4晶体。过滤后得到的母液是镁盐和硼酸的饱和溶液。
【启示】(1)中学教学中常认为Fe3O4能溶于酸,事实上Fe3O4在硫酸中难以溶解,能溶于热浓盐酸。文献称天然的Fe3O4不溶于酸。
(2)七年的安徽高考化学命题均没有涉及电子式的书写。
(3)本题与安徽高考化学命题的工艺流程题相似,难度不大。
2014.27、(15分)
次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。回答下列问题:
(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式 。
(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
①H3PO2中,P元素的化合价为 。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为 (填化学式)。
③NaH2PO2为 (填“正盐”或“酸式盐”)其溶液显 (填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”)。
(3)H3PO2的工业制法是,将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式 。
(4)也可用电渗析法制备,“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子,阴离子通过):
①写出阳极的电极反应式 。
②分析产品室可得到H3PO2原因 。
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 杂质.该杂质产生的原因是 。
【答案】(15分)
(1)H2PO2H2PO2—+H+
(2)①+1 ②H3PO4 ③正盐 弱碱性
(3)2P4+3BaOH)2+6H2O=3Ba(H2PO2)2+2PH3↑
(4)①2H2O—4e—=O2↑+4H+
②阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2PO2—穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成H3PO2
③PO43— H2PO2—或H3PO2被氧化
2013年27、(15分)
锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2),导电剂乙炔黑和铝箔等。充点时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe—=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
回答下列问题:
(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为_________。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_____________________________。
(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_____
_____________________________;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是_____
__________________________。
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式______________________。
(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式____
___________________________________。
(6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是________________________。在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有__________________________(填化学式)。
【答案】(1)+3 (2)2Al+OH—+6H2O=2Al(OH)4—+3H2↑
(3)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2==Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
2H2O2===2H2O+O2↑ 有氯气生成,污染较大
(4)CoSO4+2NH4HCO3==CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑
(5)Li1—xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C
(6)Li+从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中
Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
2012年26、(14分)
铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式。可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预防处理,再通过含有饱和OH—的阴离子交换柱,使Cl—和OH—发生交换。交换完成后,流出溶液的OH—用0.40mol·L—1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x值
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合样品,采用上述方法测得n(Fe):n(Cl)=1:2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为____。在实验室中,FeCl2可用铁粉和____反应制备,FeCl3可用铁粉和_______反应制备。
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为___________。
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为__________________。
与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为________,该电池总反应的离子方程式为_____。
【答案】(1)n(Cl)=0.0250L×0.40mol·L—1=0.010mol 0.54g—0.010mol×35.5g·mol—1=0.19g
n(Fe)=0.19g/56g·mol-1=0.0034mol n(Fe):n(Cl)=0.0034:0.010≈1:3,x=3
(2)0.10 盐酸 氯气 (3)2Fe3++2I—=2Fe2++I2 (或2Fe3++3I—=2Fe2++I3—)
(4)2Fe(OH)3+3ClO—+4OH—=2FeO42—+5H2O+3Cl—
FeO42—+3e—+4H2O=Fe(OH)3+5OH—;
2FeO42—+8H2O+3Zn=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH—
化学反应原理——化学反应与能量、化学反应速率与化学平衡
28.(15分)
碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:
(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2,该反应的还原产物为____________。
(2)上述浓缩液中含有I—、Cl—等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为___________,已知Ksp(AgCl)=1.8×10—10,Ksp(AgI)=8.5×10—17。
(3)已知反应2HI(g)=H2(g)+I2(g)的△H=+11 kJ·mol—1,1 molH2(g)、1 molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为______kJ。
(4)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g),在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
t/min 0 20 40 60 80 120
x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784
x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:___________。
②上述反应中,正反应速率为,逆反应速率为v逆=k逆·x(H2)·x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为________(以K和k正表示)。若k正=0.0027min—1,在t=40 min时,v正=______min—1
③由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为_________________(填字母)
【答案】(1)MnSO4或Mn2+ (1分)
(2)4.7×10—7 (2分)
(3)299 (2分)
(4)①0.1082/0.7842 ②k正/K 1.95×10—3 (每空2分,共4分)
③AE (4分)
【解析】(1)I—被氧化成I2了,MnO2化合价降低生成MnSO4(MnO2做氧化剂常生成Mn2+);
(2)当AgCl开始沉淀时,反应体系中存在沉淀的转化平衡AgCl(s)+I—(aq)AgI(s)+Cl—(aq),c(Cl—)/c(I—)即为此反应的平衡常数,其值为Ksp(AgI)/Ksp(AgCl)=4.72×10—7;
(3)由气体物质的键能与反应热关系进行计算;
(4)①由图表数据分析可知:第1组实验起始时只充入HI(g),第2组实验起始时只充入等物质的量的H2和I2(g),120 min均达到平衡,以第1组实验数据分析,假设起始时在恒容条件下充入HI(g)的浓度为1 mol/L,平衡后x(HI)=0.784 mol/L,x(H2)=x(I2)=0.108 mol/L,所以K=0.1082/0.7842(只要求写表达式);
②因为平衡时:v正=v逆,而v正=k正x2(HI),v逆=k逆x(H2)·x(I2),即k正x2(HI)=k逆x(H2)·x(I2),整理后得:k正/k逆=x(H2)·x(I2)/x2(HI)=K,所以k逆=k正/K;
将40 min时x(HI)=0.85 mol/L和k正=0.0027min—1分别代入v正=k正x2(HI)=1.95×10—3
③升温后,平衡右移(因为正向吸热反应),正、逆反应速率均加快,但加快的幅度v正>v逆;x(HI)减小x(H2)增大且x(HI)减小值是x(H2)增大值的2倍,所以为A、E点。
【点评】第(4)②、③两小题难度较大。第②小题考查了质量作用定律及其平衡时与平衡常数的关系,第③小题要根据温度对速率与平衡的影响,读懂坐标图的意义才能正确回答。【启示】多年来,全国课标I卷化学试题在化学反应速率和化学平衡内容中命制的试题难度都较大,因此备考复习要引起足够的重视。
2014年28、(15分)
乙醇是重要的有机化工原料.可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇写出相应反应的化学方程式 。
(2)已知:
甲醇脱水反应:2CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=—23.9 kJ·mol—1
甲醇制烯经反应:2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H2=—29.19 kJ·mol—1
乙醇异构化反应:C2H5OH(g)=CH3OCH3(g) △H3=+50.7 kJ·mol—1
则乙烯气相直接水合反应:C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=____kJ·mol—1与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是 。
(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O):n(C2H4)=l:1]。
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中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)。
②图中压强(P1、P2、P3、P4)的大小顺序为 ,理由是 。
③气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃、压强6.9 MPa,n(H2O):n(C2H4)=0.6:1。乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有 、 。
【答案】(15分)
(1)CH2=CH2+H2SO4==CH3CH2OS3OH、CH3CH2OS3OH+H2O==CH3CH2OH+H2SO4
(2) 污染小、腐蚀性小等
(3)①
②p1反应分子数减少,相同温度下,压强升高乙烯转化率提高
③将产物乙醇液化移去 增加n(H2O):n(C2H4)比
2013年28、(15分)
二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新能源。有合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
(i)CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g) △H1=—90.1kJ·mol—1
(ii)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H2=—49.0k·mol—1
水煤气变换反应:
(iii)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H3=—41.1kJ·mol—1
二甲醚合成反应:
(iv)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g) △H4=—24.5kJ·mol—1
回答下列问题:
(1)AI2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3主要流程是_________________________(以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应((iv)对于CO转化率的影响__________________________。
(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为____________
__________。根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响__________________________________________________。
(4)有研究者在催化剂厂含(Cu-Zn-Al-O和A12O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如右图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_________________________________________。
(1)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg-1)。若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为__________________,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生_______个电子的电量:该电池的理论输出电压为1.20 V,能量密度E=_______________
(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW·h=3.6×106J)。
【答案】(1)Al2O3(铝土矿)+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4
NaAl(OH)4+CO2==Al(OH)3↓+NaHCO3 2Al(OH)3====Al2O3+3H2O
(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应(i)平衡右移,CO转化率增大;生成的H2O,通过水煤气变换反应(iii)消耗部分CO
(3)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=—204.7kJ·mol—1
该反应分子数减少,压强升高使平衡右移,CO和H2转化率增大,产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加,反应速率增大
(4)反应放热,温度升高,平衡左移
(5)CH3OCH3—12e—+3H2O==2CO2+12H+ 12
【注】1V=1W/A,1W=1J/s(1 kW·h=3.6×106J),所以1V=1J/(s·A),而1C=1s·A,所以1V=1J/C。
2012年27、(15分)
光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性碳催化下合成。
(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为_________;
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2、和CO的燃烧热(△H)分别为—890.3kJ·mol—1、—285.8 kJ·mol—1和—283.0 kJ·mol—1,则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为___________;
(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为_____
_____________________;
(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)= Cl2(g)+ CO(g) △H=+108 kJ·mol-1。反应体系平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出):
①计算反应在地8min时的平衡常数K=________;
②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2)___ T(8)(填“<”、“>”或“=” );
③若12min时反应与温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=__mol·L-1
④比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13)表示]的大小________;
⑤比较反应物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小:v(5-6)___ v(15-16)(填“<”、“>”或“=”),原因是_______。
【答案】(1)答案:MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)5.52×103kJ
(3)CHCl3+H2O2=HCl+H2O+COCl2
(4)①0.234 mol·L—1 ②< ③0.031 ④v(5-6)>v(2-3)=v(12-13)
⑤>;在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大
选考题
(安徽考生选考《选修5:有机化学基础》)
36.[化学——选修2:化学与技术](15分)
【2015年】
氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①中得到的氧化产物是_________,溶解温度应控制在60~70℃,原因是__________。
(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式___________。
(3)步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是_________(写名称)。
(4)上述工艺中,步骤⑥不能省略,理由是_____________.
(5)步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有__________(填字母)
A、分馏塔 B、离心机 C、反应釜 D、框式压滤机
(6)准确称取所制备的氯化亚铜样品m g,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,用a mol/L的K2Cr2O7溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液b mL,反应中Cr2O72—被还原为Cr3+,样品中CuCl的质量分数为__________。
【答案】(1)CuSO4或Cu2+ 温度低溶解速率慢 温度高铵盐分解 (每空2分,共4分)
(2)2Cu2++SO32—+2Cl—+H2O=2CuCl↓+SO42—+2H+ (3分)
(3)硫酸 (2分)
(4)醇洗有利加快去除CuCl表面水分,防止其水解氧化 (2分)
(5)BD (2分)
(6) (2分)
【解析】第(6)小题,CuCl与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+,用K2Cr2O7溶液滴定,将Fe2+氧化为Fe3+。根据氧化还原反应反应得失电子数相等,有n(CuCl)=6n(K2Cr2O7)=6ab mmol,m(CuCl)= 99.5g/mol×6ab mmol=597ab mg=0.597ab g
【2014年】
磷矿石主要以磷酸钙[Ca3(PO4)·2H2O]和磷灰石[Ca5F(PO4)3、Ca5OH(PO4)3]等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。
回答下列问题:
(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的 %。
(2)以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为 现有1t折合含P2O5约30%的磷灰石,最多可制得85%的商品磷酸 t。
(3)如图(b)所示,热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是 (填化学式),冷凝塔1的主要沉积物是 ,冷凝塔2的主要沉积物是 。
(4)尾气中主要含有 ,还含有少量的PH3、H2S和HF等。将尾气先通入纯碱溶液,可除去 ;再通入次氯酸钠溶液,可除去 (均填化学式)。
(5)相比于湿法磷酸,.热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是 。
【答案】[化学——选修2:化学与技术](15分)
(1)69
(2)Ca5F(PO4)3+5H2SO4=3H3PO4+5CaSO4+HF↑
0.49
(3)CaSiO3 液态白磷 固态白磷
(4)SiF4 CO SiF4、HF、H2S PH3
(5)产品纯度高(浓度大)
【2013年】
草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂,用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下:
回答下列问题
(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为 、 。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作,过滤操作①的滤液是__________,滤渣是_____________;过滤操作①的滤液是_______和________,滤渣是 。
(3)工艺过程中③和④的目的是 。
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制各草酸。该方案的缺点是产品不纯,其中含有的杂质主要是 。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250 g溶于水,用0.0500 mol·L—1的酸性KMnO4溶液滴定,至浅粉红色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00 mL,反应的离子方程式为 ;列式计算该成品的纯度 。
【答案】(1)CO+NaOH======HCOONa 2HCOONa=====Na2C2O4+H2↑
(2)NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaSO4
(3)分别循环利用NaOH和硫酸(降低成本),减小污染 (4)Na2SO4
(5)5C2O42——+2MnO4—+16H+=2Mn2++8H2O+10CO2↑
【2012年】
由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:
(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000°C左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物,该过程中两个主要反应的化学方程式分别是______,_________反射炉内生成炉渣的主要成分是____;
(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%~50%。转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200°C左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化成Cu2O,生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的粗铜,该过程发生反应的化学方程式分别是____;
(3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极____(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应式为______;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为_____。
【答案】(1)2Cu2FeS2+O2====Cu2S+2FeS+ SO2;
2FeS+3O2====2FeO+2SO2;FeSiO3
(2)2Cu2S+3O2=====2Cu2O+2SO2、2Cu2O+Cu2S=====6Cu+SO2↑
(3)c;Cu2++2e-=Cu;Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入电解液中硫酸铜溶液
37.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)
【2015年】
碳及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象化描述。在基态14C原子中,核外存在 对自旋相反的电子。
(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是 。
(3)CS2分子中,共价键的类型有 ,C原子的杂化轨道类型是 ,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。
(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物熔点为253K,沸点为376K,其固体属于________晶体。
(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
①在石墨烯晶体中,每个C原子连接 个六元环,每个六元环占有 个C原子。
②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接 个六元环,六元环中最多有 个C原子在同一平面。
【答案】(1)电子云 2 (每空1分,共2分)
(2)C有4个价电子且原子半径小,难以通过得或失电子达到稳定结构 (2分)
(3)σ键和π键 极性键? sp杂化 CO2 COS OCN— SCN—
(2分,1分,2分,共5分)
(4)分子 (2分)
(5)①3 2 ②12 4 (每空1分,共4分)【解析】第(5)②小题的第1空难度很大。从选取某一C原子来考查(下图中红球),在原图中只能判断出被周边6个碳环共用,但是这6个碳环各自还隐含有1个碳环(见下图的红线部分),所以在金刚石的内部每个C原子连接12个六元碳环。
【2014年37】
早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成,回答下列问题:
(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过 方法区分晶体、准晶体和非晶体。
(2)基态 Fe原子有 个未成对电子,Fe3+的电子排布式为 可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为_ 。
(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 ,1 mol乙醛分子中含有的σ健的数目为 。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是 。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有 个铜原子。
(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405 nm,晶胞中铝原子的配位数为 。列式表示Al单质的密度 g·cm—3(不必计算出结果)。
【答案】[化学——选修3:物质结构与性质](15分)
(1)-射线衍射
(2)4 1s22s22p63s23p63d5 血红色
(3)sp3、sp2、 6NA CH3COOH存在分子间氢键 16
(4)12
【2013年】
硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:
(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号 ,该能层具有的原子轨道数为 、电子数为 。
(2)硅主要以硅酸盐、 等化合物的形式存在于地壳中。
(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以 相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献 个原子。
(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,,该反应的化学方程式为 。
(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/(kJ·mol—1) 356 413 336 226 318 452
①硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是
。
②SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是 。
(6)在硅酸盐中,SiO44—四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根;其中Si原子的杂化形式为 。Si与O的原子数之比为 ,化学式为 。,
【答案】(1)M 9 4 (2)二氧化硅 (3)共价键 3
(4)Mg2Si+4NH4Cl==SiH4↑+4NH3↑+2MgCl2
(5)①C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定,而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成
②C—H键的键能大于C—O,C—H键比C—O键稳定,而Si—H键的键能却远小于S—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
(6)sp3 1∶3 (SiO3)n2n—(或SiO32—)
【解析】,根据分摊法,每个四面体分摊1/2O。
【2012年】
ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是_____;
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为___;
(3)Se原子序数为____,其核外M层电子的排布式为____;
(4)H2Se的酸性比H2S___(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为____,SO32—离子的立体构型为______;
(5)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10—3和2.5×10—8,H2SeO4第一步几乎完全电离,K2为1.2×10—2,请根据结构与性质的关系解释;
①H2SeO4和H2SeO3第一步电离程度大于第二部电离的原因:______;
②H2SeO4和H2SeO3酸性强的原因:____________;
(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示,其晶胞边长为540.0 pm,密度为_________g·cm—3(列式并计算),a位置S2—离子与b位置Zn2+离子之间的距离为_____pm(列式表示)。
【答案】(1)sp3
(2)O>S>Se
(3)34;3s23p63d10
(4)强;平面三角形;三角锥形
(5)①第一步电离后生成的负离子较难进一步电离出带正电荷的氢离子
②H2SeO4和H2SeO3可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se—O—H中的O的电子更向Se偏移,越易电离出H+
(6);
38.【化学——选修5:有机化学基础】(15分)
【2015年】
A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如图所示:
回答下列问题:
(1)A的名称是 ,B含有的官能团是 。
(2)①的反应类型是 ,⑦的反应类型是 。
(3)C和D的结构简式分别为 、 。
(4)异戊二烯分子中最多有 个原子共平面,顺式聚异戊二烯的结构简式为 。
(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体 (写结构简式)。
(6)参照异戊二烯的上述合成路线,设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3-丁二烯的合成路线 。
【答案】(1)乙炔 碳碳双键 酯基 (1分,2分,共3分)
(2)加成反应 消去反应 (每空1分,共2分)
(3)[ CH2-CH ]n
OH CH3CH2CH2CHO (每空1分,共2分)
(4)11 (每空1分,共2分)
(5)CH3—CH—C≡CH CH3CH2CH2C≡CH CH3CH2C≡CCH3 (3分)
CH3
(6) (3分)
【解析】第(3)小题确定C、D的结构应从聚乙烯醇缩丁醛名称上突破——是聚乙烯醇与丁醛的缩合产物,但需将聚乙烯醇的表达式重复1个结构单元,在与丁醛缩水(如下所示)。
维纶(合成棉花)就是聚乙烯醇缩甲醛——聚乙烯醇与甲醛的缩合产物。
第(4)小题第一空:双键碳原子及其与之相连的原子均共平面。在异戊二烯分子中,有5个C原子和双键上的5个H原子共平面,此外甲基上还有1个H原子可能共面,所以最多有11原子共平面。
【启示】第(4)小题考查了顺反异构、分子中共面的原子数。
【2014】
席夫碱类化合物G在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合成G的一种路线如下
②1 molB经上述反应可生成2 molC,且C不能发生银镜反应
③D属子单取代芳烃,其相对分子质量为106
④核磁共振氢谱显示F苯环上有两种化学环境的氢
回答下列问题:
(1)由A生成B的化学方程式为 ,反应类型为 。
(2)D的化学名称是 :由D生成E的化学方程式为 。
(3)G的结构简式为 。
(4)F的同分异构体中含有苯环的还有 种(不考虑立体异构〕,其中核磁共振氢谱为4组峰,且面积比为6:2:2:1的是 (写出其中一种的结构简式)。
(5)由苯及化合物C经如下步骡可合成N-异丙基苯胺:
反应条件1所选用的试剂为 ,反应条件2所选用的试剂为 ,I的结构简式为 。
【答案】
【2013年】
查尔酮类化合物G是黄酮类药物的主要合成中间体,其中一种合成路线如下:
已知以下信息:
①芳香烃A的相对分子质量在100~110之间,1 mol A充分燃烧可生成72 g水。
②C不能发生银镜反应。
③D能发生银镜反应、可溶于饱和Na2CO3溶液、核磁共振氢谱显示其有4种氢
④+RCH2I
⑤RCOOCH3+R'CHO RCOOCH=CHR'
回答下列问题:
(1)A的化学名称为____________。
(2)由B生成C的化学方程式为____________________。
(3)E的分子式为________________,由E生成F的反应类型为________。
(4)G的结构简式为____________________。
(5)D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应,又能发生水解反应,H在酸催化下发生的水解反应的化学方程式为________________________________。
(6)F的同分异构体中,既能发生银镜反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应的共有__种,其中核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积为2∶2∶2∶1∶1的为________________(写结构简式)。
【答案】(1)苯乙烯 (2)2+O2 2+2H2O
(3)C7H5O2Na 取代反应
(4)(不要求立体异构)
(5)+H2O +HCOOH
(6)13
【解析】第(6)题第一空:符合题意F的同分异构体数目的确定:
苯的二取代物 —OH、—CH2CHO 3
苯的三取代物 —OH、—CH3、—CHO 10
三个不同的取代基(—X、—Y、—Z)分别取代苯环上的H原子,其同分异构体数目确定的方法:将—X和—Y分别取代苯环上的H得三种二取代产物,再将—Z取代其产物中苯环上的H,得到三取代产物的种数分别为:
4种 4种 2种
共10种。
【2012年】
对羟基甲苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂,对酵母和霉菌有很强的抑制作用,工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线:
已知以下信息:
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基;
②D可与银氨溶液反应生成银镜;
③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢,且峰面积比为1:1。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为____
(2)由B生成C的化学方程式为__________,该反应类型为_____;
(3)D的结构简式为____;
(4)F的分子式为______;
(5)G的结构简式为_____;
(6)E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有___种,其中核磁共振氢谱三种不同化学环境的氢,且峰面积比为2:2:1的是____(写结构简式)。
【答案】(1)甲苯
(2);取代反应
(3)
(4)C7H4O3Na2
(5)
(6)13;
【解析】E的同分异构体数目的确定:
苯的二取代物 —Cl、HCOO— 3
苯的三取代物 —Cl、—OH、—CHO 10
△
△
×100%
△
0.597ab
m
一定条件
高温
高温
高温
高温
△
△
200℃
2Mpa
1.20V× ×12×96500 C·mol—1
1
1000 g
46 g·mol—1
1 kg
÷(3.6×106 J·kW—1·h—1)=8.39 kW·h·kg—1
△
×100%=94.5%
1000 mL·L—1×250 g
15.00 mL×0.0500 mol·L—1× ×126 g·mol—1
1
5
2
H+
Cu或Ag
△
PAGE
17