■河南省鄢陵县第一高级中学 冯存良
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 K 39 Ca 40 Ba 137 Ce 140
一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.《博物新编》中有关于磺强水制法的记载:“以铅作一密炉,炉底贮以清水,焚硝磺于炉中,使硝磺之气重坠入水,然后将水再行蒸炼,一如蒸酒甑油之法,务使水汽尽行升散,则所存者是磺强水矣。”(提 示:“硝”指KNO3,“磺”指硫黄)下列有关磺强水的说法正确的是( )。
A.“焚硝磺”时发生的是氧化还原反应
B.磺强水是一种易挥发的强电解质
C.0.01 mol·L-1的磺强水溶液的pH=2
D.磺强水溶液中不存在分子
2.有机物a和b的结构简式如下所示,下列有关说法不正确的是( )。
A.a含有四种含氧官能团
B.a能发生取代、加成、氧化等反应
C.a分子中所有碳原子不可能共平面
D.b与 a互为同分异构体
3.下列有关实验操作、现象和所得结论均正确的是( )。
选项 实验操作 现象 结论A 铝箔插入稀硝酸中 无明显现象铝箔表面形成了致密的氧化膜B将足量的H2O2溶液滴入少量的酸性高锰酸钾溶液溶液的紫色褪去 H2O2具 有漂白性C淀粉溶液中加入少量稀硫酸,加热充分反应后,向溶液中加NaOH溶液至溶液呈碱性,再将溶液分成两份一份滴加碘水,溶液不变蓝;另一份加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热至沸腾,生成砖红色沉淀淀粉完全水解D取5mL0.1 mol·L-1 KI溶液,滴加5～6滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,充分反应后,再滴加少量的KSCN溶液溶液变红KI与FeCl3的反应是可逆反应
4.将某Na2CO3固体样品21.6g放入足量水中,固体完全溶解得无色澄清溶液,加CaCl2溶液至过量,得到20g沉淀。已知样品中杂质为KNO3、K2CO3、Ba(NO3)2中的一种或两种。该样品所含杂质的正确判断是( )。
A.肯定有K2CO3,可能有KNO3
B.肯定没有Ba(NO3)2,可能有KNO3
C.肯定有KNO3,可能有K2CO3
D.肯定没有K2CO3和Ba(NO3)2
5.已知X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,位于三个不同的周期。由X、Y、Z组成的某有机物常用于合成高分子化合物,其结构如图1所示。W原子的最外层电子数比Z多。相关说法正确的是( )。
图1
A.该有机物不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.Y、Z、W可以组成各原子均满足8电子稳定结构的某种微粒
C.Z的氢化物熔点一定高于Y的氢化物
D.氧化物对应水化物的酸性:W一定比Z强
6.我国科学家开发出一种新型、安全和耐用、低电压和高氢气生产效率的双极制氢系统,其工作原理如图2所示。该电解池内充有4 mol·L-1的KOH溶液,反应涉及的糠醛(用RCHO表示)在有铜催化剂沉积的电极a上转化为相应的羧酸盐和H2,下列说法错误的是( )。
图2
A.电极a上电极反应为2RCHO-2e-+2OH-══2RCOO-+H2↑
B.装置内OH-可穿过离子交换膜移向a电极
C.电解池b电极区pH将升高
D.电路中转移1 mol电子,可产生标准状况下22.4 L H2
7.某元素M的氢氧化物M(OH)2(s)在水中的溶解反应为M(OH)2(s)M2+(aq)+2OH-(aq),M(OH)2(s)+2OH-M(OH(aq),25 ℃,-lgc与pH的关系如图3所示,c为M2+或M(浓度的值。下列说法错误的是( )。
图3
A.曲线①代表-lgc (M2+)与pH的关系
B.M(OH)2的Ksp约为1×10-17
C.向c(M2+)=0.1 mol·L-1的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,体系中元素M主要以M(OH)2(s)存在
二、非选择题(共58分,第8～10题为必考题,每个试题考生都必须作答。第11～12题为选考题,考生根据要求作答)
(一)必考题(共43分)
8.(14分)碲(Te)元素是当今新材料的主要成分之一。工业上从电解法精炼铜的阳极泥中提取纯度较高的碲,经预处理后的阳极泥中含TeO2及铁、铅、铜的化合物等,通过以下流程制备高纯碲:
已知:①TeO2是两性氧化物,微溶于水,可溶于强酸或强碱。
②部分难溶物的Ksp如表1所示:
表1
回答下列问题:
(1)“碱浸”时TeO2发生反应的化学方程式为_____。
(2)加入Na2S溶液的主要目的是____。
(3)“沉碲”发生反应的化学方程式为_____。
(4)“酸溶”后,将SO2通入溶液中进行“还原”得到粗碲,该反应的化学方程式是_____。
(5)电解法提纯粗碲时,以Na2TeO3溶液为电解质溶液,阳极材料为____。电解过程中阴极的电极反应式为____。
(6)常温下,向0.1 mol·L-1Na2TeO3溶液中滴加盐酸,当溶液pH=5时,溶液中c()∶c(H2TeO3)=____。(已 知:H2TeO3的Ka1=1.0×10-3,Ka2=2.0×10-8)
9.(14分)氰化钠(NaCN)是一种重要的基本化工原料,用于化学合成、电镀、冶金和有机合成医药、农药,同时也是一种剧毒物质,一旦泄漏需要及时处理。一般可以用二氧化氯(ClO2)水溶液或硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶液来处理,以减轻环境污染。回答下列问题:
Ⅰ.(1)NaCN用二氧化氯(ClO2)水溶液处理后,CN-被氧化为CO2和N2,该反应的离子方程式为_____。
Ⅱ.工业制备硫代硫酸钠的反应原理:2Na2S+Na2CO3+4SO2══3Na2S2O3+CO2。某化学小组利用上述原理在实验室制备硫代硫酸钠,并用硫代硫酸钠溶液处理含氰化钠废水。
【实验一】实验室通过如图4所示装置制备硫代硫酸钠。
图4
关闭K1,打开K2,打开分液漏斗,缓慢滴加硫酸,控制好反应速率。
(2)①装置C中盛放Na2S和Na2CO3混合溶液的仪器名称是_____。
②装置B的作用是_____。
③实验结束后装置D烧杯中的溶质除NaOH外,还可能有____。
(3)实验结束后,在E处可连接盛有____(填标号)的注射器,再关闭K2,打开K1,以防止拆除装置时装置中的有害气体逸出污染空气。
A.BaCl2溶液 B.浓硫酸
C.酸性KMnO4溶液 D.NaOH溶液
【实验二】测定硫代硫酸钠产品纯度并处理废水中的氰化钠。
制备的硫代硫酸钠产品一般为Na2S2O3·5H2O,一般可用I2的标准溶液测定产品纯度:取10g产品配制成250 mL溶液,取25 mL溶液,用浓度为0.100 0 mol·L-1I2的标准溶液进行滴定(原理为2Na2S2O3+I2══Na2S4O6+2NaI),相关数据记录如表2所示:
表2
(4)①上述滴定操作中应该选用_____作为反应的指示剂。
②Na2S2O3·5H2O产品的纯度为____。
(5)查阅资料知氰化钠与硫代硫酸钠的反应是NaCN+Na2S2O3══NaSCN+Na2SO3;实验室中NaSCN可以代替KSCN检验_____(填离子符号)。
10.(15分)丙烯是一种重要的有机化工原料,丙烷脱氢是丙烯工业生产的重要途径。其反应为C3H8(gH6(g)+H2(g)ΔH1=+123.8 kJ·mol-1,副反应主要是C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g)ΔH2。回答下列问题:
(1)已知:①C3H8(g)CH4(g)+C2H4(g) ΔH3=+81.7 kJ·mol-1
②C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)ΔH4=-136.5 kJ·mol-1
则ΔH2=____kJ·mol-1,从温度和压强的角度考虑,丙烷脱氢适宜条件为_____。
(2)丙烷在ZnOx催化剂表面脱氢机理如图5所示:
图5
已知一个电子的电量为1.6×10-19C,该反应过程中决速步骤反应的热化学方程式为_____。
(3)进料氢烃物质的量之比为0.5,在不同压力下,丙烷脱氢反应的平衡转化率随温度的变化如图6所示。
图6
①a、b、c三点对应主反应的平衡常数Ka、Kb、Kc的相对大小关系为____。
②已知a点对应C3H8的平衡转化率为α,丙烯选择性为ω(ω =),则该温度下主反应对应的平衡常数Kp=____MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,写出计算式)。
(4)丙烷氧化脱氢是一种新型制备丙烯的方法:2C3H8(g)+O2(g)══2C3H6(g)+2H2O(l) ΔH=-101.6 kJ·mol-1。但此方法通常产生CO2较多,丙烯产率较低,原因是____。使用一种复合催化剂Pt/Al2O3-In2O3如图7,将丙烷脱氢生产丙烯和氢气燃烧反应进行选择性偶联(实现分步连续性反应),可大幅提高丙烷转化率。其原因是____。
图7
(5)质子导体固体氧化物燃料电池生产烯烃的原理如图8所示:
图8
①B电极是____(填“正极”或“负极”),该电极的电极反应式为____。
②若装置中只生成丙烯一种烯烃,当电路中有2 mol电子转移时,通过离子交换膜的离子为_____mol。
(二)选考题(共15分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分)
11.[选修3:物质结构与性质](15分)
稀土元素是指钪(Sc)、钇(Y) 和镧系元素,共17种,位于元素周期表中第ⅢB族,均为金属元素,在工业生产中有重要的作用。回答下列问题:
(1)基态钪(Sc)元素的原子核外电子占据的轨道数目共_____个,钇(Y)位于元素周期表中钪(Sc)的下一周期,钇(Y)的外围电子排布式为_____。
(2)稀土元素常常能和许多配位体形成配合物。若一个配位体含有两个或两个以上的能提供孤电子对的原子,这种配位体就叫多齿配位体,其中有一个能提供孤电子对的原子为一齿(羰基中的氧原子不能提供孤对电子),EDTA____齿配位体,它的配位原子为____,其中C原子的杂化方式为____。
(3)钪(Sc)离子在水中以稳定的[Sc(H2O)6]3+存在,其空间构型为_____。
(4)铈(Ce)属于镧系元素,氧化铈是一种重要的光催化材料。
①铈具有三价和四价两种价态,三价和四价间的可逆转换会造成氧空位的生成和消除。其光催化的基本原理如图9所示,当光照能量(hν)等于或大于氧化铈催化剂的Eg时,氧化铈VB上的电子(e-)会受到激发跃迁至CB,留下带正电荷的空穴(h+),形成光生电子-空穴对,与所吸附的物质发生氧化还原反应。则在氧化还原反应中,空穴可视为____(填“氧化剂”或“还原剂”),图中A发生_____(填“氧化”或“还原”)反应。
图9
②氧化铈的晶体结构如图10所示,其中铈原子和氧原子的数量之比为____,若晶体密度为dg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,晶胞参数a=____cm。
图10
12.[选修5:有机化学基础](15分)
中国工程院院士、国家卫健委专家组成员李兰娟团队初步测试,在体外细胞实验中显示:阿比朵尔在10～30μmol浓度下,与药物未处理的对照组比较,能有效抑制新冠病毒达到60倍。阿比朵尔的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)E的分子式为_____,D的结构简式为_____。
(3)反应④的试剂a是____。
(4)由C到F的过程中,设计反应③的目的是____。
(5)反应⑥在乙酸介质中进行,写出其化学方程式:____。
(6)H是B的同分异构体,满足下列条件的H的结构有____种(不考虑立体异构)。
A.分子结构中含有五元环
B.分子结构中含有氨基(—NH2)
C.能与碳酸氢钠溶液反应产生气体
写出符合上述条件且核磁共振氢谱有五组峰的结构简式:___(只需写一种)。
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