【高考真题】辽宁、黑龙江、吉林省新高考2024年化学试卷
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2024·黑 吉 辽)文物见证历史,化学创造文明。东北三省出土的下列文物据其主要成分不能与其他三项归为一类的是( )
A.金代六曲葵花盛金银盆
B.北燕鸭形玻璃注
C.汉代白玉耳杯
D.新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐
【答案】A
【知识点】玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途;陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途;合金及其应用
【解析】【解答】金代六曲葵花盛金银盆的主要成分为合金,属于金属材料,燕鸭形玻璃注 、 汉代白玉耳杯 、 新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐的主要成分均为硅酸盐材料,故选A;
故答案为:A。
【分析】金代六曲葵花盛金银盆的主要成分为金属材料, 北燕鸭形玻璃注 、 汉代白玉耳杯 、 新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐的主要成分均为硅酸盐。
2.(2024·黑 吉 辽)下列化学用语或表述正确的是( )
A.中子数为1的氦核素:He B.SiO2的晶体类型:分子晶体
C.F2的共价键类型:p﹣pσ键 D.PCl3的空间结构:平面三角形
【答案】C
【知识点】化学键;判断简单分子或离子的构型;分子式
【解析】【解答】A、原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数,核外电子数=核内质子数=核电荷数,则中子数为1的He核素质量数为1+2=3,表示为He,故A错误;
B、SiO2晶体为共价晶体,故B错误;
C、F2中,两个F原子的2p轨道单电子相互重叠形成p-pσ键,故C正确;
D、PCl3中心原子P原子的价层电子对数为4,含有一个孤电子对,空间结构为三角锥形,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数,核外电子数=核内质子数=核电荷数;
B、二氧化硅为共价晶体;
C、F-F为p-pσ键;
D、PCl3中心原子P原子的价层电子对数为4,含有一个孤电子对。
3.(2024·黑 吉 辽)下列实验操作或处理方法错误的是( )
A.点燃H2前,先检验其纯度
B.金属K着火,用湿抹布盖灭
C.温度计中水银洒落地面,用硫粉处理
D.苯酚沾到皮肤上,先后用乙醇、水冲洗
【答案】B
【知识点】化学实验安全及事故处理
【解析】【解答】A、氢气为可燃性气体,不纯点燃会发生爆炸,在点燃前要先检验其纯度,故A正确;
B、金属K性质活泼,能与水反应生成氢氧化钾和氢气,因此金属K着火,不能用湿抹布盖灭,故B错误;
C、Hg为重金属,有毒,温度计打碎后应用硫粉覆盖,使Hg转化为HgS,进而除去Hg,故C正确;
D、苯酚有毒,微溶于水,易溶于乙醇,苯酚沾到皮肤上后应立即用乙醇冲洗,稀释后再用水冲洗,故D正确;
故答案为:B。
【分析】A、可燃性气体点燃前应先检验纯度;
B、金属钾化学性质活泼,能与水剧烈反应;
C、汞能与硫反应生成HgS;
D、苯酚微溶于水,易溶于乙醇。
4.(2024·黑 吉 辽)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2LSO2中原子总数为0.5NA
B.100mL0.1mol L﹣1Na2SO3溶液中,数目为0.01NA
C.反应①每消耗3.4gH2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1mol还原产物,转移电子数目为2NA
【答案】D
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、标准状况下,SO2为三原子分子, 11.2LSO2的物质的量为0.5mol,原子数为1.5NA,故A错误;
B、SO在溶液中会发生水解,因此100mL 0.1mol L-1 Na2SO3溶液中SO数目小于0.01NA,故B错误;
C、反应①的方程式为SO2+2H2S=3S+2H2O,反应中每生成3mol S消耗2mol H2S,3.4g H2S为0.1mol,故可以生成0.15mol S,生成的原子数目为0.15NA,故C错误;
D、反应②为3S+6OH-=SO+2S2-+3H2O,还原产物为S2-,每生成2mol S2-共转移4mol电子,则每生成1mol S2-,转移2mol电子,数目为2NA,故D正确;
故答案为:D。
【分析】A、二氧化硫为三原子分子;
B、SO在溶液中会发生水解;
C、根据SO2+2H2S=3S+2H2O计算;
D、根据3S+6OH-=SO+2S2-+3H2O计算。
5.(2024·黑 吉 辽)家务劳动中蕴含着丰富的化学知识。下列相关解释错误的是( )
A.用过氧碳酸钠漂白衣物:Na2CO4具有较强氧化性
B.酿米酒需晾凉米饭后加酒曲:乙醇受热易挥发
C.用柠檬酸去除水垢:柠檬酸酸性强于碳酸
D.用碱液清洗厨房油污:油脂可碱性水解
【答案】B
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系
【解析】【解答】A、过碳酸钠中含有过氧根,具有强氧化性,能用于漂白衣物,故A正确;
B、酒曲含有多种酶,酶在高温下会失去活性,因此米饭需晾凉后加酒曲,故B错误;
C、柠檬酸的酸性强于碳酸,能与碳酸钙反应,可用于除水垢,故C正确;
D、油脂可以在碱性条件下水解生成甘油和脂肪酸盐,因此可用碱液清洗厨房油污,故D正确;
故答案为:B。
【分析】A、过碳酸钠具有强氧化性;
B、微生物在高温下会失去活性;
C、柠檬酸的酸性强于碳酸;
D、油脂在碱性条件下发生水解。
6.(2024·黑 吉 辽)H2O2分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①H2O2溶液;②淀粉、丙二酸和MnSO4混合溶液;③KIO3、稀硫酸混合溶液)混合,溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡,周期性变色;几分钟后,稳定为蓝色。下列说法错误的是( )
A.无色→蓝色:生成I2 B.蓝色→无色:I2转化为化合态
C.H2O2起漂白作用 D.淀粉作指示剂
【答案】C
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】A、淀粉遇碘单质变蓝,溶液由无色变为蓝色说明有I2生成,故A正确;
B、溶液由蓝色变为无色,I2转化为IO,I2转化为化合态,故B正确;
C、H2O2与I2发生氧化还原反应,不起到漂白作用,故C错误;
D、在此过程中,有I2的生成与消耗,淀粉遇碘单质变蓝,因此淀粉在这个过程中起到指示剂的作用,故D正确;
故答案为:C。
【分析】在Mn2+的催化下H2O2与IO反应生成I2,淀粉溶液变蓝,之后I2又会与H2O2反应生成IO,溶液褪色,同时I2可以与丙二酸反应生成ICH(COOH)2,溶液最终会变成蓝色。
7.(2024·黑 吉 辽)如图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是( )
A.X不能发生水解反应
B.Y与盐酸反应的产物不溶于水
C.Z中碳原子均采用sp2杂化
D.随c(Y)增大,该反应速率不断增大
【答案】C
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、X中含有酰胺基和酯基,能发生水解反应,故A错误;
B、Y中含有氨基,具有碱性,能与盐酸反应生成盐,产物易溶于水,故B错误;
C、苯环和双键碳原子采用sp2杂化,饱和碳原子采用sp3杂化,则Z中所有碳原子均采用sp2杂化,故C正确;
D、影响化学反应速率的因素有浓度、温度、催化剂等, 随c(Y)增大,该反应速率不会一直增大,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、X含有酯基和酰胺基,能水解;
B、Y含有氨基,能与盐酸反应生成盐;
C、苯环和双键碳原子采用sp2杂化,饱和碳原子采用sp3杂化;
D、影响反应速率的因素有多种。
8.(2024·黑 吉 辽)下列实验方法或试剂使用合理的是( )
选项 实验目的 实验方法或试剂
A 检验NaBr溶液中是否含有Fe2+ K3[Fe(CN)6]溶液
B 测定KHS溶液中c(S2﹣) 用AgNO3溶液滴定
C 除去乙醇中少量的水 加入金属Na,过滤
D 测定KClO溶液的pH 使用pH试纸
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】物质的分离与提纯;物质的检验和鉴别
【解析】【解答】A、Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应产生蓝色沉淀,因此可用K3[Fe(CN)6]检验 NaBr溶液中是否含有Fe2+ ,故A正确;
B、随着滴定的不断进行,溶液中S2-不断被消耗,但是溶液中的HS-还可以继续发生电离生成S2-,故B错误;
C、金属钠既能与水反应,也能与乙醇反应,不能用金属钠除去乙醇中的少量水,故C错误;
D、KClO溶液具有强氧化性,会漂白pH试纸,不能用pH试纸测定其pH大小,故D错误;
故答案为:A。
【分析】鉴别物质时,根据各物质的特性,选择合适的试剂,在鉴别过程中,各物质与所选试剂反应应出现不同的现象;除杂至少要满足两个条件:①一般加入的试剂只能与杂质反应,不能与原物质反应;②反应后不能引入新的杂质。
9.(2024·黑 吉 辽)环六糊精(D﹣吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是( )
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
【答案】B
【知识点】超分子
【解析】【解答】A、寡糖是3-10个单糖分子通过糖苷键结合形成的分子,由图可知,环六糊精是6分子葡萄糖的缩合物,属于寡糖,故A正确;
B、要和环六糊精形成超分子,该分子的直径必须要匹配环六糊精的空腔尺寸,不是所有的非极性分子都可以被环六糊精包含形成超分子,故B错误;
C、环六糊精腔内极性小,腔外极性较大,可以将苯环包含在其中,将极性基团甲氧基对位暴露在反应环境中,故C正确;
D、环六糊精可以和水形成分子间氢键,易溶于水,氯代苯甲醚难溶于水,一次你可以选择水作为萃取剂分离环六糊精和氯代苯甲醚,故D正确;
故答案为:B。
【分析】A、寡糖是3-10个单糖分子通过糖苷键结合形成的分子,如低聚果糖、棉籽糖等;
B、要和环六糊精形成超分子,该分子的直径必须要匹配环六糊精的空腔尺寸;
C、环六糊精腔内极性小;
D、环六糊精易溶于水,氯代苯甲醚难溶于水。
10.(2024·黑 吉 辽)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品;150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( )
A.3h时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.0~3h平均速率v(异山梨醇)=0.014mol kg﹣1 h﹣1
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
【答案】A
【知识点】化学反应速率;化学平衡常数;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A、由图可知,3h时反应没有达到平衡状态,反应②正、逆反应速率不相等,故A错误;
B、由图可知,反应达到平衡时,山梨醇转化完全,1,4-失水山梨醇仍有剩余,说明反应②的限度小于反应①,则该温度下的平衡常数:①>②,故B正确;
C、由图可知,在内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg,平均速率v(异山梨醇)=,故C正确;
D、催化剂只能改变化学反应速率,不影响平衡转化率,因此反应②加入催化剂不改变其平衡转化率,故D正确;
故答案为:A。
【分析】A、3h时反应没有达到平衡状态;
B、平衡常数只与温度有关;
C、根据计算;
D、催化剂不影响平衡转化率。
11.(2024·黑 吉 辽)如下反应相关元素中,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,基态Y、Z原子有两个未成对电子,Q是ds区元素,焰色试验呈绿色。下列说法错误的是( )
QZY4溶液QZX4Y4W12溶液
A.单质沸点:Z>Y>W
B.简单氢化物键角:X>Y
C.反应过程中有蓝色沉淀产生
D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y
【答案】A
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、W、Y、Z分别为H、O、S,S单质常温下呈固态,其沸点高于氧气和氢气,O2和H2均为分子晶体,O2的相对分子质量大于H2,O2的范德华力大于 H2,所以沸点O2>H2,即沸点:S>O2>H2,故A正确;
B、H2O的中心原子O原子的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4、孤电子对数为2,NH3的中心原子N原子的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4、孤电子对数为1,孤电子对间排斥力>孤电子对和成键电子对之间的排斥力>成键电子对之间的排斥力,孤电子对越多键角越小,所以键角:,故B正确;
C、硫酸铜溶液中滴加氨水,氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜,氨水过量时氢氧化铜溶解,生成Cu(NH3)4SO4,即反应过程中有蓝色沉淀产生,故C正确;
D、为Cu(NH3)4SO4,铜离子提供空轨道,NH3的N原子提供孤电子对,两者形成配位键,配位原子为N,不是O,故D错误;
故答案为:D。
【分析】Q是ds区元素,焰色试验呈绿色,则Q为Cu元素,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,则X为第二周期元素,满足此条件的主族元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5);X、Y、Z为原子序数依次增大,基态Y、Z原子有两个未成对电子,若Y、Z为第二周期元素,则满足条件的可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4),C原子序数小于N,所以Y不可能为C元素,若Y、Z为第三周期元素,则满足条件的可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4),Y、Z可与Cu形成CuZY4,而O、Si、S中只有O和S形成的才能形成CuZY4,所以Y、Z分别为O、S元素,则X只能为N;W能与X形成WX3,则W为IA族或VIIA族元素,但W原子序数小于N,所以W为H元素,则W、X、Y、Z、Q分别为H、N、O、S、Cu。
12.(2024·黑 吉 辽)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题,科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法,装置如图所示。部分反应机理为:。下列说法错误的是( )
A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍
B.阴极反应:2H2O+2e﹣═2OH﹣+H2↑
C.电解时OH﹣通过阴离子交换膜向b极方向移动
D.阳极反应:2HCHO﹣2e﹣+4OH﹣═2HCOO﹣+2H2O+H2↑
【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、该电池阳极反应为:①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2,②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,即转移2mol电子时,阴、阳两极各生成1molH2,共2molH2,电解水的化学方程式为,转移2mol电子,生成1molH2,所以相同电量下理论产量是传统电解水的2倍,故A错误;
B、阴极水得电子生成氢气,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故B正确;
C、电解池工作时,阴离子向阳极移动,则通过阴离子交换膜向阳极移动,即向b极方向移动,故C正确;
D、阳极反应发生反应:①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2,②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O,将(①+②)×2可得阳极反应为:,故D正确;
故答案为:A。
【分析】由图可知,b电极上HCHO 转化为HCOO-,发生氧化反应,则电极b为阳极,电极a为阴极。
13.(2024·黑 吉 辽)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl﹣并制备Zn,流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是( )
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子 Zn2+ Cu2+ Cl﹣
浓度(g L﹣1) 145 0.03 1
A.“浸铜”时应加入足量H2O2,确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应:2Cu+4H++H2O2═2Cu2++H2↑+2H2O
C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cl﹣═2CuCl
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到Zn
【答案】C
【知识点】铜及其化合物
【解析】【解答】A、由图可知,“脱氯”过程中生成CuCl固体,则“浸铜”时,铜屑不能溶解完全,加入的过氧化氢不能足量,故A错误;
B、“浸铜”时,铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+,发生的反应为,故B错误;
C、“脱氯”步骤得到CuCl固体,则发生的反应为,故C正确;
D、脱氯液净化后的溶液中含有锌离子,锌离子在阴极得电子生成发Zn,故D错误;
故答案为:C。
【分析】铜屑中加入硫酸和过氧化氢浸铜,发生反应,加入锌浸出液脱氯得到CuCl固体和脱氯液,脱氯液净化后电解,Zn2+在阴极得电子生成Zn。
14.(2024·黑 吉 辽)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是( )
A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8
B.晶胞2中S与S的最短距离为a
C.晶胞2中距Li最近的S有4个
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、结构1中,S位于晶胞棱心和体心,数目为,Co位于晶胞顶点和体内,数目为,则该结构中Co与S的原子个数比为9:8,其化学式为Co9S8,故A正确;
B、晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的,晶胞边长为a,则S与S的最短距离为,故B错误;
C、以其中一个Li为例,与其距离最近的S位于三条棱心和体心,即距Li最近的S有4个,故C正确;
D、晶胞2中,Li位于体内,数目为8,S位于棱心和体心,数目为,则其化学式为Li2S,晶胞3中,Li位于体内,数目为8,S位于顶点和面心,数目为,则其化学式为Li2S,进而可知,晶胞2和晶胞3表示同一晶体,故D正确;
故答案为:B。
【分析】A、根据均摊法计算;
B、晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的;
C、根据晶胞2的结构分析;
D、结合晶胞2和晶胞3的原子分步分析。
15.(2024·黑 吉 辽)25℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl﹣水样、含Br﹣水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25℃时,pKa1(H2CrO4)=0.7,pKa2(H2CrO4)=6.5。
下列说法错误的是( )
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+H+ 2Ag++的平衡常数K=10﹣5.2
C.滴定Cl﹣时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10﹣2.0mol L﹣1
D.滴定Br﹣达终点时,溶液中
【答案】D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A、由分析可知,曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线,故A正确;
B、反应的平衡常数,故B正确;
C、当Cl-恰好滴定完全时,,此时,因此指示剂的浓度不宜超过10-2mol/L,故C正确;
D、当Br-到达滴定终点时,,此时,,故D错误;
故答案为:D。
【分析】AgCl和AgBr属于同类型的沉淀,则两者曲线应相互平行,则曲线①为的沉淀溶解平衡曲线,,进而可知②代表AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则③代表AgBr的沉淀溶解平衡曲线,将曲线上的点代入计算式可得,,,。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(2024·黑 吉 辽)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为 (填化学式)。
(2)“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为 。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节pH,生成 (填化学式)胶体起絮凝作用,促进了含As微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率,相比“焙烧氧化”,“细菌氧化”的优势为 ____(填标号)。
A.无需控温 B.可减少有害气体产生
C.设备无需耐高温 D.不产生废液废渣
(5)“真金不怕火炼”表明Au难被O2氧化,“浸金”中NaCN的作用为 。
(6)“沉金”中Zn的作用为 。
(7)滤液②经H2SO4酸化,[Zn(CN)4]2﹣转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为 。用碱中和HCN可生成 (填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
【答案】(1)CuSO4
(2)4FeS2+15O2+2H2O=4Fe3++4H++8
(3)Fe(OH)3
(4)B;C
(5)助氧化剂,促进金被氧化
(6)还原剂
(7)Na2[Zn(CN)4]+2H2SO4=ZnSO4+4HCN+Na2SO4;NaCN
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)用“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要成分为CuSO4,故答案为: CuSO4 ;
(2)“细菌氧化”的过程中,FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和,反应的离子方程式为:,故答案为:;
(3)“沉铁砷”时,加碱调节pH值,Fe3+转化为胶体,可起到絮凝作用,促进含As微粒的沉降,故答案为: Fe(OH)3 ;
(4)A、细菌在高温下失去活性,因此“细菌氧化”需要控温,故A不符合题意;
B、焙烧氧化时,金属硫化物中的S元素通常转化为SO2,而细菌氧化时,金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐,可减少有害气体的产生,故B符合题意;
C、细菌氧化不需要在较高的温度下进行,设备无需耐高温,故C符合题意;
D、由流程可知,细菌氧化也会产生废液废渣,故D不符合题意;
故答案为:BC;
(5)“浸金”中,Au作还原剂,O2作氧化剂,NaCN将Au转化为从而浸出,故答案为:助氧化剂,促进金被氧化;
(6)“沉金”中Zn作还原剂,将还原为Au,故答案为:还原剂;
(7)滤液②含有,经过H2SO4的酸化,转化为ZnSO4和HCN,反应的化学方程式为:;用NaOH中和HCN生成NaCN,NaCN可用于“浸金”步骤,从而循环利用,故答案为:;NaCN。
【分析】 载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹) 中加入足量空气和硫酸进行细菌氧化,并调节pH=2,过滤得到滤渣和滤液①,滤液①中主要含有Fe3+、、As(Ⅵ),滤液①沉铁砷得到净化液,滤渣的主要成分为Au,向Au中通入空气和NaCN溶液浸浸,得到含的浸出液,浸出液中加入Zn沉金得到Au和含的滤液②。
17.(2024·黑 吉 辽)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,设计实验方案如下:
Ⅰ.向50mL烧瓶中分别加入5.7mL乙酸(100mmol)、8.8mL乙醇(150mmol)、1.4gNaHSO4固体及4~6滴1%甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
Ⅱ.加热回流50min后,反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
Ⅲ.冷却后,向烧瓶中缓慢加入饱和Na2CO3溶液至无CO2逸出,分离出有机相。
Ⅳ.洗涤有机相后,加入无水MgSO4,过滤。
Ⅴ.蒸馏滤液,收集73~78℃馏分,得无色液体6.60g,色谱检测纯度为98.0%。
回答下列问题:
(1)NaHSO4在反应中起 作用,用其代替浓H2SO4的优点是 (答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可 。
(3)使用小孔冷凝柱承载,而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是 ____(填标号)。
A.无需分离 B.增大该反应平衡常数
C.起到沸石作用,防止暴沸 D.不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中,分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是 (填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为 (精确至0.1%)。
(6)若改用C2H518OH作为反应物进行反应,质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为 (精确至1)。
【答案】(1)催化剂;没有有毒气体SO2生成
(2)吸收生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率
(3)A;D
(4)分液漏斗
(5)73.5%
(6)90
【知识点】探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)乙酸和乙醇发生酯化反应时通常加入浓硫酸作为催化剂和吸水剂,本实验中加入的是NaHSO4 ,则加入的 NaHSO4 为催化剂,起催化作用;浓硫酸还具有强氧化性和脱水性,用浓在加热条件下反应时,可能发生副反应,且浓硫酸的还原产物二氧化硫有毒气体,所以用其代替浓的优点是:无有毒气体二氧化硫产生,故答案为:催化剂; 没有有毒气体SO2生成 ;
(2)变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可吸收反应时生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率,故答案为:吸收生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率;
(3)A、如果将变色硅胶加入溶液中,反应后需要进行过滤操作过滤出变色硅胶,使用小孔冷凝柱承载无需进行分离,操作简便,故A正确;
B、平衡常数只与温度有关,使用小孔冷凝柱承载不能增大反应平衡常数,故B错误;
C、小孔冷凝柱承载并没有投入溶液中,不能起到沸石作用,不能防止暴沸,故C错误;
D、“反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热”,若向反应液中直接加入变色硅胶,则变色硅胶由蓝色变为粉红色,会影响观察反应液由蓝色变为紫色,所以使用小孔冷凝柱承载不影响甲基紫指示反应进程,故D正确;
故答案为:AD;
(4)有机相和水相互不相溶,常用分液进行分离,分液时需要使用的仪器是分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(5)制备过程中发生反应,加入的乙醇过量,则理论上生成乙酸乙酯的物质的量为100nmol,理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1mol×88g/mol=8.8g,则该实验乙酸乙酯的产率为,故答案为:73.5%;
(6)若改用作为反应物进行反应,得到的产物为,的摩尔质量为90g/mol,因此质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90,故答案为:90。
【分析】(1)加入催化剂能加快反应速率;浓硫酸具有脱水性、强氧化性,在反应过程中可能生成二氧化硫污染性气体;
(2)硅胶具有吸水性,能吸收生成的水;
(3)A、变色硅胶在混合溶液中需要进行分离;
B、平衡常数只与温度有关;
C、变色硅胶没有防止暴沸的作用;
D、变色硅胶不影响甲基紫;
(4)分液时需要使用分液漏斗;
(5)根据计算;
(6)用作为反应物进行反应,产物为。
18.(2024·黑 吉 辽)为实现氯资源循环利用,工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气:
2HCl(g)+O2(g) Cl2(g)+H2O(g)ΔH1=﹣57.2kJ mol﹣1 ΔS K
将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中,在360℃、400℃和440℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线,如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题:
(1)ΔS 0(填“>”或“<”);T3= ℃。
(2)结合以下信息,可知H2的燃烧热ΔH= kJ moJ﹣1。
H2O(l)═H2O(g) ΔH2=+44.0kJ mol﹣1
H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g) ΔH3=﹣184.6kJ mol﹣1
(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是 ____(填标号)。
A.增大HCl的流速 B.将温度升高40℃
C.增大n(HCl):n(O2) D.使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时,a(T3)小于a(T2)和α(T1),原因是 。
(5)设N点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的平衡常数K= (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。
(6)负载在TiO2上的RuO2催化活性高,稳定性强。TiO2和RuO2的晶体结构均可用如图表示,二者晶胞体积近似相等,RuO2与TiO2的密度比为1.66,则Ru的相对原子质量为 (精确至1)。
【答案】(1)<;360
(2)﹣285.8
(3)B;D
(4)较高流速时反应没有达到平衡状态,升高温度,反应速率加快,HCl转化率增大
(5)6
(6)101
【知识点】晶胞的计算;盖斯定律及其应用;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)是气体体积减小的反应,<0;该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,在流速较低时的转化率视为平衡转化率,则在流速低的时候,温度越高,HCl的转化率越小,故T1代表的温度为440℃,T3为360℃,故答案为:<;360;
(2)表示氢气燃烧热的热化学方程式为,设① 2HCl(g)+O2(g) Cl2(g)+H2O(g)ΔH1=﹣57.2kJ mol﹣1 ,② H2O(l)=H2O(g) ΔH2=+44.0kJ mol﹣1,③ H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH3=﹣184.6kJ mol﹣1 ,根据盖斯定律,将①+③-②可得,则热-57.2kJ/mol-184.6kJ/mol-44kJ/mol=-258.8,故答案为:285.8;
(3)A、由图可知,增大HCl流速,平衡转化率降低,故A错误;
B、M点的温度为360℃,由图可知,M点对应的平衡转化率最小,随着温度升高,HCl的平衡转化率增大,因此将温度升高40℃可提高M点HCl转化率,故B正确;
C、增大n(HCl):n(O2),该反应的平衡正向移动,但HCl的转化率减小,故C错误;
D、使用高效催化剂,可以增加该温度下的反应速率,使单位时间内HCl的转化率增加,故D正确;
故答案为:BD;
(4)图中在较高流速下,较高流速时反应没有达到平衡状态,升高温度,反应速率加快,HCl转化率增大,因此 a(T3)小于a(T2)和α(T1), 故答案为:较高流速时反应没有达到平衡状态,升高温度,反应速率加快,HCl转化率增大;
(5)N点HCl的平衡转化率为80%,n(HCl):n(O2)=4:4,设起始时HCl和O2均为4mol,则有三段式:
平衡时总物质的量为0.8mol+3.2mol+1.6mol+1.6mol=7.2mol,则,故答案为:6;
(6) TiO2和RuO2的晶体结构相似,体积近似相等,则密度之比等于摩尔质量之比,进而有,解得M(Ru)=101,故答案为:101。
【分析】(1)该反应是气体体积减小的反应,ΔS<0,升高温度,平衡转化率降低;
(2)根据盖斯定律计算;
(3)提高HCl的转化率,应使反应的平衡尽量正向移动,化学平衡移动原理的具体内容为:如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等),化学平衡就被破坏,并向减弱这种改变的方向移动;
(4)较高流速时反应没有达到平衡状态,升高温度,反应速率加快,HCl转化率增大;
(5)列出反应的三段式计算;
(6) TiO2和RuO2的体积近似相等 ,结合计算。
19.(2024·黑 吉 辽)特戈拉赞(化合物K)是抑制胃酸分泌的药物,其合成路线如图:
Ⅰ.已知Bn为,咪唑为;
Ⅱ.和不稳定,能分别快速异构化为和。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团只有醛基,其结构简式为 。
(2)G中含氧官能团的名称为 和 。
(3)J→K的反应类型为 。
(4)D的同分异构体中,与D官能团完全相同,且水解生成丙二酸的有 种(不考虑立体异构)。
(5)E→F转化可能分三步:①E分子内的咪唑环与羧基反应生成X;②X快速异构化为Y;③Y与(CH3CO)2O反应生成F。第③步化学方程式为 。
(6)苯环具有与咪唑环类似的性质。参考E→X的转化,设计化合物I的合成路线如下(部分反应条件己略去)。其中M和N的结构简式为 和 。
【答案】(1)OHCCHBrCHO
(2)羟基;羧基
(3)取代反应
(4)6
(5)
(6);
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由分析可知,有机物B的结构简式为OHCCHBrCHO,故答案为: OHCCHBrCHO ;
(2)由分析可知,G的结构简式为,其中的含氧官能团为羟基和羧基,故答案为:羟基;羧基;
(3)J→K的过程中,H原子取代了-Bn,反应类型为取代反应,故答案为:取代反应;
(4)D的同分异构体中,与D的官能团完全相同,说明含有两个酯基,水解后生成丙二酸,则符合条件的同分异构体有:CH3CH2OOCCH2COOCH(CH3)2、CH3CH2OOCCH2COOCH2CH2CH3、CH3OOCCH2COOC(CH3)3、CH3OOCCH2COOCH2CH(CH3)2、CH3OOCCH2COOCH(CH3)CH2CH3、CH3OOCCH2COOCH2CH2CH3,共6种,故答案为:6;
(5) E→F转化可能分三步:①E分子内的咪唑环与羧基反应生成X ,则X为, ②X快速异构化为Y ,则Y为, ③Y与(CH3CO)2O反应生成F ,则反应第③步的化学方程式为+(CH3CO)2O→+CH3COOH,故答案为:+(CH3CO)2O→+CH3COOH;
(6)有机物N发生还原反应得到目标产物,则有机物N为,有机物M由发生氧化反应得到,则M的结构简式为,故答案为: ; 。
【分析】A和B反应生成C,B中含氧官能团只有醛基,结合A、C的结构简式和B的分子式可知,B的结构简式为 OHCCHBrCHO ,C和D反应得到E,E与乙酸酐反应生成F,F在碱性条件下水解再酸化得到G,结合G的分子式可知,G的结构简式为,G中羟基被取代为次氨基得到有机物H,H与I发生取代反应生成J,J在催化剂条件下,H原子取代-Bn得到产物K。
1 / 1【高考真题】辽宁、黑龙江、吉林省新高考2024年化学试卷
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2024·黑 吉 辽)文物见证历史,化学创造文明。东北三省出土的下列文物据其主要成分不能与其他三项归为一类的是( )
A.金代六曲葵花盛金银盆
B.北燕鸭形玻璃注
C.汉代白玉耳杯
D.新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐
2.(2024·黑 吉 辽)下列化学用语或表述正确的是( )
A.中子数为1的氦核素:He B.SiO2的晶体类型:分子晶体
C.F2的共价键类型:p﹣pσ键 D.PCl3的空间结构:平面三角形
3.(2024·黑 吉 辽)下列实验操作或处理方法错误的是( )
A.点燃H2前,先检验其纯度
B.金属K着火,用湿抹布盖灭
C.温度计中水银洒落地面,用硫粉处理
D.苯酚沾到皮肤上,先后用乙醇、水冲洗
4.(2024·黑 吉 辽)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2LSO2中原子总数为0.5NA
B.100mL0.1mol L﹣1Na2SO3溶液中,数目为0.01NA
C.反应①每消耗3.4gH2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1mol还原产物,转移电子数目为2NA
5.(2024·黑 吉 辽)家务劳动中蕴含着丰富的化学知识。下列相关解释错误的是( )
A.用过氧碳酸钠漂白衣物:Na2CO4具有较强氧化性
B.酿米酒需晾凉米饭后加酒曲:乙醇受热易挥发
C.用柠檬酸去除水垢:柠檬酸酸性强于碳酸
D.用碱液清洗厨房油污:油脂可碱性水解
6.(2024·黑 吉 辽)H2O2分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①H2O2溶液;②淀粉、丙二酸和MnSO4混合溶液;③KIO3、稀硫酸混合溶液)混合,溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡,周期性变色;几分钟后,稳定为蓝色。下列说法错误的是( )
A.无色→蓝色:生成I2 B.蓝色→无色:I2转化为化合态
C.H2O2起漂白作用 D.淀粉作指示剂
7.(2024·黑 吉 辽)如图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是( )
A.X不能发生水解反应
B.Y与盐酸反应的产物不溶于水
C.Z中碳原子均采用sp2杂化
D.随c(Y)增大,该反应速率不断增大
8.(2024·黑 吉 辽)下列实验方法或试剂使用合理的是( )
选项 实验目的 实验方法或试剂
A 检验NaBr溶液中是否含有Fe2+ K3[Fe(CN)6]溶液
B 测定KHS溶液中c(S2﹣) 用AgNO3溶液滴定
C 除去乙醇中少量的水 加入金属Na,过滤
D 测定KClO溶液的pH 使用pH试纸
A.A B.B C.C D.D
9.(2024·黑 吉 辽)环六糊精(D﹣吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是( )
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
10.(2024·黑 吉 辽)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品;150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( )
A.3h时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.0~3h平均速率v(异山梨醇)=0.014mol kg﹣1 h﹣1
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
11.(2024·黑 吉 辽)如下反应相关元素中,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,基态Y、Z原子有两个未成对电子,Q是ds区元素,焰色试验呈绿色。下列说法错误的是( )
QZY4溶液QZX4Y4W12溶液
A.单质沸点:Z>Y>W
B.简单氢化物键角:X>Y
C.反应过程中有蓝色沉淀产生
D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y
12.(2024·黑 吉 辽)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题,科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法,装置如图所示。部分反应机理为:。下列说法错误的是( )
A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍
B.阴极反应:2H2O+2e﹣═2OH﹣+H2↑
C.电解时OH﹣通过阴离子交换膜向b极方向移动
D.阳极反应:2HCHO﹣2e﹣+4OH﹣═2HCOO﹣+2H2O+H2↑
13.(2024·黑 吉 辽)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl﹣并制备Zn,流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是( )
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子 Zn2+ Cu2+ Cl﹣
浓度(g L﹣1) 145 0.03 1
A.“浸铜”时应加入足量H2O2,确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应:2Cu+4H++H2O2═2Cu2++H2↑+2H2O
C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cl﹣═2CuCl
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到Zn
14.(2024·黑 吉 辽)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是( )
A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8
B.晶胞2中S与S的最短距离为a
C.晶胞2中距Li最近的S有4个
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
15.(2024·黑 吉 辽)25℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl﹣水样、含Br﹣水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25℃时,pKa1(H2CrO4)=0.7,pKa2(H2CrO4)=6.5。
下列说法错误的是( )
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+H+ 2Ag++的平衡常数K=10﹣5.2
C.滴定Cl﹣时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10﹣2.0mol L﹣1
D.滴定Br﹣达终点时,溶液中
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(2024·黑 吉 辽)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为 (填化学式)。
(2)“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为 。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节pH,生成 (填化学式)胶体起絮凝作用,促进了含As微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率,相比“焙烧氧化”,“细菌氧化”的优势为 ____(填标号)。
A.无需控温 B.可减少有害气体产生
C.设备无需耐高温 D.不产生废液废渣
(5)“真金不怕火炼”表明Au难被O2氧化,“浸金”中NaCN的作用为 。
(6)“沉金”中Zn的作用为 。
(7)滤液②经H2SO4酸化,[Zn(CN)4]2﹣转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为 。用碱中和HCN可生成 (填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
17.(2024·黑 吉 辽)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,设计实验方案如下:
Ⅰ.向50mL烧瓶中分别加入5.7mL乙酸(100mmol)、8.8mL乙醇(150mmol)、1.4gNaHSO4固体及4~6滴1%甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
Ⅱ.加热回流50min后,反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
Ⅲ.冷却后,向烧瓶中缓慢加入饱和Na2CO3溶液至无CO2逸出,分离出有机相。
Ⅳ.洗涤有机相后,加入无水MgSO4,过滤。
Ⅴ.蒸馏滤液,收集73~78℃馏分,得无色液体6.60g,色谱检测纯度为98.0%。
回答下列问题:
(1)NaHSO4在反应中起 作用,用其代替浓H2SO4的优点是 (答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可 。
(3)使用小孔冷凝柱承载,而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是 ____(填标号)。
A.无需分离 B.增大该反应平衡常数
C.起到沸石作用,防止暴沸 D.不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中,分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是 (填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为 (精确至0.1%)。
(6)若改用C2H518OH作为反应物进行反应,质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为 (精确至1)。
18.(2024·黑 吉 辽)为实现氯资源循环利用,工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气:
2HCl(g)+O2(g) Cl2(g)+H2O(g)ΔH1=﹣57.2kJ mol﹣1 ΔS K
将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中,在360℃、400℃和440℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线,如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题:
(1)ΔS 0(填“>”或“<”);T3= ℃。
(2)结合以下信息,可知H2的燃烧热ΔH= kJ moJ﹣1。
H2O(l)═H2O(g) ΔH2=+44.0kJ mol﹣1
H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g) ΔH3=﹣184.6kJ mol﹣1
(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是 ____(填标号)。
A.增大HCl的流速 B.将温度升高40℃
C.增大n(HCl):n(O2) D.使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时,a(T3)小于a(T2)和α(T1),原因是 。
(5)设N点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的平衡常数K= (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。
(6)负载在TiO2上的RuO2催化活性高,稳定性强。TiO2和RuO2的晶体结构均可用如图表示,二者晶胞体积近似相等,RuO2与TiO2的密度比为1.66,则Ru的相对原子质量为 (精确至1)。
19.(2024·黑 吉 辽)特戈拉赞(化合物K)是抑制胃酸分泌的药物,其合成路线如图:
Ⅰ.已知Bn为,咪唑为;
Ⅱ.和不稳定,能分别快速异构化为和。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团只有醛基,其结构简式为 。
(2)G中含氧官能团的名称为 和 。
(3)J→K的反应类型为 。
(4)D的同分异构体中,与D官能团完全相同,且水解生成丙二酸的有 种(不考虑立体异构)。
(5)E→F转化可能分三步:①E分子内的咪唑环与羧基反应生成X;②X快速异构化为Y;③Y与(CH3CO)2O反应生成F。第③步化学方程式为 。
(6)苯环具有与咪唑环类似的性质。参考E→X的转化,设计化合物I的合成路线如下(部分反应条件己略去)。其中M和N的结构简式为 和 。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途;陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途;合金及其应用
【解析】【解答】金代六曲葵花盛金银盆的主要成分为合金,属于金属材料,燕鸭形玻璃注 、 汉代白玉耳杯 、 新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐的主要成分均为硅酸盐材料,故选A;
故答案为:A。
【分析】金代六曲葵花盛金银盆的主要成分为金属材料, 北燕鸭形玻璃注 、 汉代白玉耳杯 、 新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐的主要成分均为硅酸盐。
2.【答案】C
【知识点】化学键;判断简单分子或离子的构型;分子式
【解析】【解答】A、原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数,核外电子数=核内质子数=核电荷数,则中子数为1的He核素质量数为1+2=3,表示为He,故A错误;
B、SiO2晶体为共价晶体,故B错误;
C、F2中,两个F原子的2p轨道单电子相互重叠形成p-pσ键,故C正确;
D、PCl3中心原子P原子的价层电子对数为4,含有一个孤电子对,空间结构为三角锥形,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数,核外电子数=核内质子数=核电荷数;
B、二氧化硅为共价晶体;
C、F-F为p-pσ键;
D、PCl3中心原子P原子的价层电子对数为4,含有一个孤电子对。
3.【答案】B
【知识点】化学实验安全及事故处理
【解析】【解答】A、氢气为可燃性气体,不纯点燃会发生爆炸,在点燃前要先检验其纯度,故A正确;
B、金属K性质活泼,能与水反应生成氢氧化钾和氢气,因此金属K着火,不能用湿抹布盖灭,故B错误;
C、Hg为重金属,有毒,温度计打碎后应用硫粉覆盖,使Hg转化为HgS,进而除去Hg,故C正确;
D、苯酚有毒,微溶于水,易溶于乙醇,苯酚沾到皮肤上后应立即用乙醇冲洗,稀释后再用水冲洗,故D正确;
故答案为:B。
【分析】A、可燃性气体点燃前应先检验纯度;
B、金属钾化学性质活泼,能与水剧烈反应;
C、汞能与硫反应生成HgS;
D、苯酚微溶于水,易溶于乙醇。
4.【答案】D
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、标准状况下,SO2为三原子分子, 11.2LSO2的物质的量为0.5mol,原子数为1.5NA,故A错误;
B、SO在溶液中会发生水解,因此100mL 0.1mol L-1 Na2SO3溶液中SO数目小于0.01NA,故B错误;
C、反应①的方程式为SO2+2H2S=3S+2H2O,反应中每生成3mol S消耗2mol H2S,3.4g H2S为0.1mol,故可以生成0.15mol S,生成的原子数目为0.15NA,故C错误;
D、反应②为3S+6OH-=SO+2S2-+3H2O,还原产物为S2-,每生成2mol S2-共转移4mol电子,则每生成1mol S2-,转移2mol电子,数目为2NA,故D正确;
故答案为:D。
【分析】A、二氧化硫为三原子分子;
B、SO在溶液中会发生水解;
C、根据SO2+2H2S=3S+2H2O计算;
D、根据3S+6OH-=SO+2S2-+3H2O计算。
5.【答案】B
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系
【解析】【解答】A、过碳酸钠中含有过氧根,具有强氧化性,能用于漂白衣物,故A正确;
B、酒曲含有多种酶,酶在高温下会失去活性,因此米饭需晾凉后加酒曲,故B错误;
C、柠檬酸的酸性强于碳酸,能与碳酸钙反应,可用于除水垢,故C正确;
D、油脂可以在碱性条件下水解生成甘油和脂肪酸盐,因此可用碱液清洗厨房油污,故D正确;
故答案为:B。
【分析】A、过碳酸钠具有强氧化性;
B、微生物在高温下会失去活性;
C、柠檬酸的酸性强于碳酸;
D、油脂在碱性条件下发生水解。
6.【答案】C
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】A、淀粉遇碘单质变蓝,溶液由无色变为蓝色说明有I2生成,故A正确;
B、溶液由蓝色变为无色,I2转化为IO,I2转化为化合态,故B正确;
C、H2O2与I2发生氧化还原反应,不起到漂白作用,故C错误;
D、在此过程中,有I2的生成与消耗,淀粉遇碘单质变蓝,因此淀粉在这个过程中起到指示剂的作用,故D正确;
故答案为:C。
【分析】在Mn2+的催化下H2O2与IO反应生成I2,淀粉溶液变蓝,之后I2又会与H2O2反应生成IO,溶液褪色,同时I2可以与丙二酸反应生成ICH(COOH)2,溶液最终会变成蓝色。
7.【答案】C
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、X中含有酰胺基和酯基,能发生水解反应,故A错误;
B、Y中含有氨基,具有碱性,能与盐酸反应生成盐,产物易溶于水,故B错误;
C、苯环和双键碳原子采用sp2杂化,饱和碳原子采用sp3杂化,则Z中所有碳原子均采用sp2杂化,故C正确;
D、影响化学反应速率的因素有浓度、温度、催化剂等, 随c(Y)增大,该反应速率不会一直增大,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、X含有酯基和酰胺基,能水解;
B、Y含有氨基,能与盐酸反应生成盐;
C、苯环和双键碳原子采用sp2杂化,饱和碳原子采用sp3杂化;
D、影响反应速率的因素有多种。
8.【答案】A
【知识点】物质的分离与提纯;物质的检验和鉴别
【解析】【解答】A、Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应产生蓝色沉淀,因此可用K3[Fe(CN)6]检验 NaBr溶液中是否含有Fe2+ ,故A正确;
B、随着滴定的不断进行,溶液中S2-不断被消耗,但是溶液中的HS-还可以继续发生电离生成S2-,故B错误;
C、金属钠既能与水反应,也能与乙醇反应,不能用金属钠除去乙醇中的少量水,故C错误;
D、KClO溶液具有强氧化性,会漂白pH试纸,不能用pH试纸测定其pH大小,故D错误;
故答案为:A。
【分析】鉴别物质时,根据各物质的特性,选择合适的试剂,在鉴别过程中,各物质与所选试剂反应应出现不同的现象;除杂至少要满足两个条件:①一般加入的试剂只能与杂质反应,不能与原物质反应;②反应后不能引入新的杂质。
9.【答案】B
【知识点】超分子
【解析】【解答】A、寡糖是3-10个单糖分子通过糖苷键结合形成的分子,由图可知,环六糊精是6分子葡萄糖的缩合物,属于寡糖,故A正确;
B、要和环六糊精形成超分子,该分子的直径必须要匹配环六糊精的空腔尺寸,不是所有的非极性分子都可以被环六糊精包含形成超分子,故B错误;
C、环六糊精腔内极性小,腔外极性较大,可以将苯环包含在其中,将极性基团甲氧基对位暴露在反应环境中,故C正确;
D、环六糊精可以和水形成分子间氢键,易溶于水,氯代苯甲醚难溶于水,一次你可以选择水作为萃取剂分离环六糊精和氯代苯甲醚,故D正确;
故答案为:B。
【分析】A、寡糖是3-10个单糖分子通过糖苷键结合形成的分子,如低聚果糖、棉籽糖等;
B、要和环六糊精形成超分子,该分子的直径必须要匹配环六糊精的空腔尺寸;
C、环六糊精腔内极性小;
D、环六糊精易溶于水,氯代苯甲醚难溶于水。
10.【答案】A
【知识点】化学反应速率;化学平衡常数;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A、由图可知,3h时反应没有达到平衡状态,反应②正、逆反应速率不相等,故A错误;
B、由图可知,反应达到平衡时,山梨醇转化完全,1,4-失水山梨醇仍有剩余,说明反应②的限度小于反应①,则该温度下的平衡常数:①>②,故B正确;
C、由图可知,在内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg,平均速率v(异山梨醇)=,故C正确;
D、催化剂只能改变化学反应速率,不影响平衡转化率,因此反应②加入催化剂不改变其平衡转化率,故D正确;
故答案为:A。
【分析】A、3h时反应没有达到平衡状态;
B、平衡常数只与温度有关;
C、根据计算;
D、催化剂不影响平衡转化率。
11.【答案】A
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、W、Y、Z分别为H、O、S,S单质常温下呈固态,其沸点高于氧气和氢气,O2和H2均为分子晶体,O2的相对分子质量大于H2,O2的范德华力大于 H2,所以沸点O2>H2,即沸点:S>O2>H2,故A正确;
B、H2O的中心原子O原子的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4、孤电子对数为2,NH3的中心原子N原子的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4、孤电子对数为1,孤电子对间排斥力>孤电子对和成键电子对之间的排斥力>成键电子对之间的排斥力,孤电子对越多键角越小,所以键角:,故B正确;
C、硫酸铜溶液中滴加氨水,氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜,氨水过量时氢氧化铜溶解,生成Cu(NH3)4SO4,即反应过程中有蓝色沉淀产生,故C正确;
D、为Cu(NH3)4SO4,铜离子提供空轨道,NH3的N原子提供孤电子对,两者形成配位键,配位原子为N,不是O,故D错误;
故答案为:D。
【分析】Q是ds区元素,焰色试验呈绿色,则Q为Cu元素,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,则X为第二周期元素,满足此条件的主族元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5);X、Y、Z为原子序数依次增大,基态Y、Z原子有两个未成对电子,若Y、Z为第二周期元素,则满足条件的可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4),C原子序数小于N,所以Y不可能为C元素,若Y、Z为第三周期元素,则满足条件的可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4),Y、Z可与Cu形成CuZY4,而O、Si、S中只有O和S形成的才能形成CuZY4,所以Y、Z分别为O、S元素,则X只能为N;W能与X形成WX3,则W为IA族或VIIA族元素,但W原子序数小于N,所以W为H元素,则W、X、Y、Z、Q分别为H、N、O、S、Cu。
12.【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、该电池阳极反应为:①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2,②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,即转移2mol电子时,阴、阳两极各生成1molH2,共2molH2,电解水的化学方程式为,转移2mol电子,生成1molH2,所以相同电量下理论产量是传统电解水的2倍,故A错误;
B、阴极水得电子生成氢气,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故B正确;
C、电解池工作时,阴离子向阳极移动,则通过阴离子交换膜向阳极移动,即向b极方向移动,故C正确;
D、阳极反应发生反应:①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2,②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O,将(①+②)×2可得阳极反应为:,故D正确;
故答案为:A。
【分析】由图可知,b电极上HCHO 转化为HCOO-,发生氧化反应,则电极b为阳极,电极a为阴极。
13.【答案】C
【知识点】铜及其化合物
【解析】【解答】A、由图可知,“脱氯”过程中生成CuCl固体,则“浸铜”时,铜屑不能溶解完全,加入的过氧化氢不能足量,故A错误;
B、“浸铜”时,铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+,发生的反应为,故B错误;
C、“脱氯”步骤得到CuCl固体,则发生的反应为,故C正确;
D、脱氯液净化后的溶液中含有锌离子,锌离子在阴极得电子生成发Zn,故D错误;
故答案为:C。
【分析】铜屑中加入硫酸和过氧化氢浸铜,发生反应,加入锌浸出液脱氯得到CuCl固体和脱氯液,脱氯液净化后电解,Zn2+在阴极得电子生成Zn。
14.【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、结构1中,S位于晶胞棱心和体心,数目为,Co位于晶胞顶点和体内,数目为,则该结构中Co与S的原子个数比为9:8,其化学式为Co9S8,故A正确;
B、晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的,晶胞边长为a,则S与S的最短距离为,故B错误;
C、以其中一个Li为例,与其距离最近的S位于三条棱心和体心,即距Li最近的S有4个,故C正确;
D、晶胞2中,Li位于体内,数目为8,S位于棱心和体心,数目为,则其化学式为Li2S,晶胞3中,Li位于体内,数目为8,S位于顶点和面心,数目为,则其化学式为Li2S,进而可知,晶胞2和晶胞3表示同一晶体,故D正确;
故答案为:B。
【分析】A、根据均摊法计算;
B、晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的;
C、根据晶胞2的结构分析;
D、结合晶胞2和晶胞3的原子分步分析。
15.【答案】D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A、由分析可知,曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线,故A正确;
B、反应的平衡常数,故B正确;
C、当Cl-恰好滴定完全时,,此时,因此指示剂的浓度不宜超过10-2mol/L,故C正确;
D、当Br-到达滴定终点时,,此时,,故D错误;
故答案为:D。
【分析】AgCl和AgBr属于同类型的沉淀,则两者曲线应相互平行,则曲线①为的沉淀溶解平衡曲线,,进而可知②代表AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则③代表AgBr的沉淀溶解平衡曲线,将曲线上的点代入计算式可得,,,。
16.【答案】(1)CuSO4
(2)4FeS2+15O2+2H2O=4Fe3++4H++8
(3)Fe(OH)3
(4)B;C
(5)助氧化剂,促进金被氧化
(6)还原剂
(7)Na2[Zn(CN)4]+2H2SO4=ZnSO4+4HCN+Na2SO4;NaCN
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)用“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要成分为CuSO4,故答案为: CuSO4 ;
(2)“细菌氧化”的过程中,FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和,反应的离子方程式为:,故答案为:;
(3)“沉铁砷”时,加碱调节pH值,Fe3+转化为胶体,可起到絮凝作用,促进含As微粒的沉降,故答案为: Fe(OH)3 ;
(4)A、细菌在高温下失去活性,因此“细菌氧化”需要控温,故A不符合题意;
B、焙烧氧化时,金属硫化物中的S元素通常转化为SO2,而细菌氧化时,金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐,可减少有害气体的产生,故B符合题意;
C、细菌氧化不需要在较高的温度下进行,设备无需耐高温,故C符合题意;
D、由流程可知,细菌氧化也会产生废液废渣,故D不符合题意;
故答案为:BC;
(5)“浸金”中,Au作还原剂,O2作氧化剂,NaCN将Au转化为从而浸出,故答案为:助氧化剂,促进金被氧化;
(6)“沉金”中Zn作还原剂,将还原为Au,故答案为:还原剂;
(7)滤液②含有,经过H2SO4的酸化,转化为ZnSO4和HCN,反应的化学方程式为:;用NaOH中和HCN生成NaCN,NaCN可用于“浸金”步骤,从而循环利用,故答案为:;NaCN。
【分析】 载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹) 中加入足量空气和硫酸进行细菌氧化,并调节pH=2,过滤得到滤渣和滤液①,滤液①中主要含有Fe3+、、As(Ⅵ),滤液①沉铁砷得到净化液,滤渣的主要成分为Au,向Au中通入空气和NaCN溶液浸浸,得到含的浸出液,浸出液中加入Zn沉金得到Au和含的滤液②。
17.【答案】(1)催化剂;没有有毒气体SO2生成
(2)吸收生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率
(3)A;D
(4)分液漏斗
(5)73.5%
(6)90
【知识点】探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)乙酸和乙醇发生酯化反应时通常加入浓硫酸作为催化剂和吸水剂,本实验中加入的是NaHSO4 ,则加入的 NaHSO4 为催化剂,起催化作用;浓硫酸还具有强氧化性和脱水性,用浓在加热条件下反应时,可能发生副反应,且浓硫酸的还原产物二氧化硫有毒气体,所以用其代替浓的优点是:无有毒气体二氧化硫产生,故答案为:催化剂; 没有有毒气体SO2生成 ;
(2)变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可吸收反应时生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率,故答案为:吸收生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率;
(3)A、如果将变色硅胶加入溶液中,反应后需要进行过滤操作过滤出变色硅胶,使用小孔冷凝柱承载无需进行分离,操作简便,故A正确;
B、平衡常数只与温度有关,使用小孔冷凝柱承载不能增大反应平衡常数,故B错误;
C、小孔冷凝柱承载并没有投入溶液中,不能起到沸石作用,不能防止暴沸,故C错误;
D、“反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热”,若向反应液中直接加入变色硅胶,则变色硅胶由蓝色变为粉红色,会影响观察反应液由蓝色变为紫色,所以使用小孔冷凝柱承载不影响甲基紫指示反应进程,故D正确;
故答案为:AD;
(4)有机相和水相互不相溶,常用分液进行分离,分液时需要使用的仪器是分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(5)制备过程中发生反应,加入的乙醇过量,则理论上生成乙酸乙酯的物质的量为100nmol,理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1mol×88g/mol=8.8g,则该实验乙酸乙酯的产率为,故答案为:73.5%;
(6)若改用作为反应物进行反应,得到的产物为,的摩尔质量为90g/mol,因此质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90,故答案为:90。
【分析】(1)加入催化剂能加快反应速率;浓硫酸具有脱水性、强氧化性,在反应过程中可能生成二氧化硫污染性气体;
(2)硅胶具有吸水性,能吸收生成的水;
(3)A、变色硅胶在混合溶液中需要进行分离;
B、平衡常数只与温度有关;
C、变色硅胶没有防止暴沸的作用;
D、变色硅胶不影响甲基紫;
(4)分液时需要使用分液漏斗;
(5)根据计算;
(6)用作为反应物进行反应,产物为。
18.【答案】(1)<;360
(2)﹣285.8
(3)B;D
(4)较高流速时反应没有达到平衡状态,升高温度,反应速率加快,HCl转化率增大
(5)6
(6)101
【知识点】晶胞的计算;盖斯定律及其应用;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)是气体体积减小的反应,<0;该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,在流速较低时的转化率视为平衡转化率,则在流速低的时候,温度越高,HCl的转化率越小,故T1代表的温度为440℃,T3为360℃,故答案为:<;360;
(2)表示氢气燃烧热的热化学方程式为,设① 2HCl(g)+O2(g) Cl2(g)+H2O(g)ΔH1=﹣57.2kJ mol﹣1 ,② H2O(l)=H2O(g) ΔH2=+44.0kJ mol﹣1,③ H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH3=﹣184.6kJ mol﹣1 ,根据盖斯定律,将①+③-②可得,则热-57.2kJ/mol-184.6kJ/mol-44kJ/mol=-258.8,故答案为:285.8;
(3)A、由图可知,增大HCl流速,平衡转化率降低,故A错误;
B、M点的温度为360℃,由图可知,M点对应的平衡转化率最小,随着温度升高,HCl的平衡转化率增大,因此将温度升高40℃可提高M点HCl转化率,故B正确;
C、增大n(HCl):n(O2),该反应的平衡正向移动,但HCl的转化率减小,故C错误;
D、使用高效催化剂,可以增加该温度下的反应速率,使单位时间内HCl的转化率增加,故D正确;
故答案为:BD;
(4)图中在较高流速下,较高流速时反应没有达到平衡状态,升高温度,反应速率加快,HCl转化率增大,因此 a(T3)小于a(T2)和α(T1), 故答案为:较高流速时反应没有达到平衡状态,升高温度,反应速率加快,HCl转化率增大;
(5)N点HCl的平衡转化率为80%,n(HCl):n(O2)=4:4,设起始时HCl和O2均为4mol,则有三段式:
平衡时总物质的量为0.8mol+3.2mol+1.6mol+1.6mol=7.2mol,则,故答案为:6;
(6) TiO2和RuO2的晶体结构相似,体积近似相等,则密度之比等于摩尔质量之比,进而有,解得M(Ru)=101,故答案为:101。
【分析】(1)该反应是气体体积减小的反应,ΔS<0,升高温度,平衡转化率降低;
(2)根据盖斯定律计算;
(3)提高HCl的转化率,应使反应的平衡尽量正向移动,化学平衡移动原理的具体内容为:如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等),化学平衡就被破坏,并向减弱这种改变的方向移动;
(4)较高流速时反应没有达到平衡状态,升高温度,反应速率加快,HCl转化率增大;
(5)列出反应的三段式计算;
(6) TiO2和RuO2的体积近似相等 ,结合计算。
19.【答案】(1)OHCCHBrCHO
(2)羟基;羧基
(3)取代反应
(4)6
(5)
(6);
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由分析可知,有机物B的结构简式为OHCCHBrCHO,故答案为: OHCCHBrCHO ;
(2)由分析可知,G的结构简式为,其中的含氧官能团为羟基和羧基,故答案为:羟基;羧基;
(3)J→K的过程中,H原子取代了-Bn,反应类型为取代反应,故答案为:取代反应;
(4)D的同分异构体中,与D的官能团完全相同,说明含有两个酯基,水解后生成丙二酸,则符合条件的同分异构体有:CH3CH2OOCCH2COOCH(CH3)2、CH3CH2OOCCH2COOCH2CH2CH3、CH3OOCCH2COOC(CH3)3、CH3OOCCH2COOCH2CH(CH3)2、CH3OOCCH2COOCH(CH3)CH2CH3、CH3OOCCH2COOCH2CH2CH3,共6种,故答案为:6;
(5) E→F转化可能分三步:①E分子内的咪唑环与羧基反应生成X ,则X为, ②X快速异构化为Y ,则Y为, ③Y与(CH3CO)2O反应生成F ,则反应第③步的化学方程式为+(CH3CO)2O→+CH3COOH,故答案为:+(CH3CO)2O→+CH3COOH;
(6)有机物N发生还原反应得到目标产物,则有机物N为,有机物M由发生氧化反应得到,则M的结构简式为,故答案为: ; 。
【分析】A和B反应生成C,B中含氧官能团只有醛基,结合A、C的结构简式和B的分子式可知,B的结构简式为 OHCCHBrCHO ,C和D反应得到E,E与乙酸酐反应生成F,F在碱性条件下水解再酸化得到G,结合G的分子式可知,G的结构简式为,G中羟基被取代为次氨基得到有机物H,H与I发生取代反应生成J,J在催化剂条件下,H原子取代-Bn得到产物K。
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