2021年新高考湖南省高考化學真題試卷(解析版)
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1、湖南省2021年普通高中學業(yè)水平選擇性考試 化學 可能用到的相對原子質(zhì)量: 一、選擇題:本題共10小題,每小題3分,共30分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。 1. 下列有關湘江流域的治理和生態(tài)修復的措施中,沒有涉及到化學變化的是 A. 定期清淤,疏通河道 B. 化工企業(yè)“三廢”處理后,達標排放 C. 利用微生物降解水域中的有毒有害物質(zhì) D. 河道中的垃圾回收分類后,進行無害化處理 【答案】A 【解析】 【分析】 【詳解】A.定期清淤,疏通河道,保證河流暢通,沒有涉及化學變化,A符合題意; B.工業(yè)生產(chǎn)中得到產(chǎn)品的同時常產(chǎn)生廢氣、廢水和廢渣(簡稱“
2、三廢”),常涉及化學方法進行處理,如石膏法脫硫、氧化還原法和沉淀法等處理廢水,廢渣資源回收利用等過程均有新物質(zhì)生成,涉及化學變化,B不符合題意; C.可通過微生物的代謝作用,將廢水中有毒有害物質(zhì)尤其復雜的有機污染物降解為簡單的、無害物質(zhì),所以微生物法處理廢水有新物質(zhì)的生成,涉及的是化學變化,C不符合題意; D.河道中的垃圾回收分類,適合焚化處理的垃圾,利用現(xiàn)代焚化爐進行燃燒,消滅各種病原體,把一些有毒、有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì),同時可回收熱能,用于供熱和發(fā)電等,此過程涉及化學變化,D不符合題意; 故選A。 2. 下列說法正確的是 A. 糖類、蛋白質(zhì)均屬于天然有機高分子化合物 B. 粉
3、末在空氣中受熱,迅速被氧化成 C. 可漂白紙漿,不可用于殺菌、消毒 D. 鍍鋅鐵皮的鍍層破損后,鐵皮會加速腐蝕 【答案】B 【解析】 【分析】 【詳解】A.糖類分為單糖、二糖和多糖,其中屬于多糖的淀粉、纖維素的相對分子質(zhì)量上萬,屬于天然高分子化合物,蛋白質(zhì)也屬于天然有機高分子化合物,而單糖和二糖相對分子質(zhì)量較小,不屬于天然高分子化合物,A錯誤; B.氧化亞鐵具有較強的還原性,在空氣中受熱容易被氧氣氧化為穩(wěn)定的四氧化三鐵,B正確; C.二氧化硫除了具有漂白作用,可漂白紙漿、毛和絲等,還可用于殺菌消毒,例如,在葡萄酒釀制過程中可適當添加二氧化硫,起到殺菌、抗氧化作用,C錯誤; D
4、.鍍鋅的鐵皮鍍層破損后構(gòu)成原電池,鋅作負極,鐵作正極被保護,鐵皮不易被腐蝕,D錯誤; 故選B。 3. 下列實驗設計不能達到實驗目的的是 實驗目的 實驗設計 A 檢驗溶液中是否被氧化 取少量待測液,滴加溶液,觀察溶液顏色變化 B 凈化實驗室制備的 氣體依次通過盛有飽和溶液、濃的洗氣瓶 C 測定溶液的pH 將待測液滴在濕潤的pH試紙上,與標準比色卡對照 D 工業(yè)酒精制備無水乙醇 工業(yè)酒精中加生石灰,蒸餾 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【分析】 【詳解】A.若Fe2+被氧化為Fe3+,F(xiàn)e3+能與SCN-生成Fe(SC
5、N)3,溶液變成血紅色,能達到實驗目的,故A不符合題意; B.實驗室用濃鹽酸和二氧化錳加熱制氯氣,先用飽和食鹽水除去混有的氯化氫,再通過濃硫酸的洗氣瓶干燥,能達到實驗目的,故B不符合題意; C.用pH試紙測定NaOH溶液的pH不能潤濕pH試紙,否則會因濃度減小,而影響測定結(jié)果,不能達到實驗目的,故C符合題意; D.制取無水酒精時,通常把工業(yè)酒精跟新制的生石灰混合,加熱蒸餾,能達到實驗目的,故D不符合題意。 答案選C。 4. 已二酸是一種重要的化工原料,科學家在現(xiàn)有工業(yè)路線基礎上,提出了一條“綠色”合成路線: 下列說法正確的是 A. 苯與溴水混合,充分振蕩后靜置,下層溶液呈
6、橙紅色 B. 環(huán)己醇與乙醇互為同系物 C. 已二酸與溶液反應有生成 D. 環(huán)己烷分子中所有碳原子共平面 【答案】C 【解析】 【分析】 【詳解】A.苯的密度比水小,苯與溴水混合,充分振蕩后靜置,有機層在上層,應是上層溶液呈橙紅色,故A錯誤; B.環(huán)己醇含有六元碳環(huán),和乙醇結(jié)構(gòu)不相似,分子組成也不相差若干CH2原子團,不互為同系物,故B錯誤; C.己二酸分子中含有羧基,能與NaHCO3溶液反應生成CO2,故C正確; D.環(huán)己烷分子中的碳原子均為飽和碳原子,與每個碳原子直接相連的4個原子形成四面體結(jié)構(gòu),因此所有碳原子不可能共平面,故D錯誤; 答案選C。 5. 為阿伏加德羅常
7、數(shù)的值。下列說法正確的是 A. 含有的中子數(shù)為 B. 溶液中含有的數(shù)為 C. 與在密閉容器中充分反應后的分子數(shù)為 D. 和(均為標準狀況)在光照下充分反應后的分子數(shù)為 【答案】D 【解析】 【分析】 【詳解】A.的物質(zhì)的量為=0.9mol,1個含0+(18-8)=10個中子,則含有的中子數(shù)為,A錯誤; B.未給溶液體積,無法計算,B錯誤; C.存在2NO+O2=2NO2,2NO2N2O4,因此與在密閉容器中充分反應后的分子數(shù)小于,C錯誤; D.甲烷和氯氣在光照下發(fā)生取代,1mol氯氣可取代1molH,同時產(chǎn)生1molHCl分子,標準狀況下的物質(zhì)的量為0.5mol,的物質(zhì)的
8、量為1mol,0.5molCH4含4molH,最多可消耗4molCl2,因此CH4過量,根據(jù)1mol氯氣可取代1molH,同時產(chǎn)生1molHCl分子可知1molCl2完全反應可得1moHCl,根據(jù)C守恒,反應后含C物質(zhì)的物質(zhì)的量=甲烷的物質(zhì)的量=0.5mol,因此和(均為標準狀況)在光照下充分反應后的分子數(shù)為,D正確; 選D。 6. 一種工業(yè)制備無水氯化鎂的工藝流程如下: 下列說法錯誤的是 A. 物質(zhì)X常選用生石灰 B. 工業(yè)上常用電解熔融制備金屬鎂 C. “氯化”過程中發(fā)生的反應為 D. “煅燒”后的產(chǎn)物中加稀鹽酸,將所得溶液加熱蒸發(fā)也可得到無水 【答案】D 【解析
9、】 【分析】海水經(jīng)一系列處理得到苦鹵水,苦鹵水中含Mg2+,苦鹵水中加物質(zhì)X使Mg2+轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,過濾除去濾液,煅燒Mg(OH)2得MgO,MgO和C、Cl2經(jīng)“氯化”得無水MgCl2。 【詳解】A.物質(zhì)X的作用是使Mg2+轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,工業(yè)上常采用CaO,發(fā)生CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+,A正確; B.Mg是較活潑金屬,工業(yè)上常用電解熔融制備金屬鎂,B正確; C.由圖可知“氯化”過程反應物為MgO、氯氣、C,生成物之一為MgCl2,C在高溫下能將二氧化碳還原為CO,則“氣體”為CO,反應方程式為,C正確; D.
10、“煅燒”后得到MgO,MgO和鹽酸反應得到MgCl2溶液,由于MgCl2在溶液中水解為氫氧化鎂和HCl,將所得溶液加熱蒸發(fā)HCl會逸出,MgCl2水解平衡正向移動,得到氫氧化鎂,得不到無水MgCl2,D錯誤; 選D。 7. W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,Y的原子序數(shù)等于W與X的原子序數(shù)之和,Z的最外層電子數(shù)為K層的一半,W與X可形成原子個數(shù)比為2:1的分子。下列說法正確的是 A. 簡單離子半徑: B. W與Y能形成含有非極性鍵的化合物 C. X和Y的最簡單氫化物的沸點: D. 由W、X、Y三種元素所組成化合物的水溶液均顯酸性 【答案】B 【解析】 【分析】
11、Z的最外層電子數(shù)為K層的一半,則Z的核外有3個電子層,最外層電子數(shù)為1,即為Na,W與X能形成原子個數(shù)比為2:1的18電子的分子,則形成的化合物為N2H4,所以W為H,X為N,Y的原子序數(shù)是W和X的原子序數(shù)之和,則Y為O。據(jù)此分析解答。 【詳解】由分析可知,W為H,X為N,Y為O,Z為Na。 A.離子的電子層數(shù)相同時,原子序數(shù)越小,半徑越大,即離子半徑大小為:N3->O2->Na+,即簡單離子半徑為:X>Y>Z,故A錯誤; B.W為H,Y為O,能形成H2O2,含有極性共價鍵和非極性共價鍵,故B正確; C.X的最簡單氫化物為氨氣,Y的最簡單氫化物為水,水的沸點高于氨氣,即最簡單氫化物的沸
12、點為Y>X,故C錯誤; D.由W、X、Y三種元素形成的化合物有硝酸,硝酸銨,氨水等,硝酸,硝酸銨顯酸性,氨水顯堿性,故由W、X、Y三種元素形成的化合物不一定都是酸性,故D錯誤; 故選B。 8. 常用作食鹽中的補碘劑,可用“氯酸鉀氧化法”制備,該方法的第一步反應為。下列說法錯誤的是 A. 產(chǎn)生22.4L(標準狀況)時,反應中轉(zhuǎn)移 B. 反應中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為11:6 C. 可用石灰乳吸收反應產(chǎn)生的制備漂白粉 D. 可用酸化淀粉碘化鉀溶液檢驗食鹽中的存在 【答案】A 【解析】 【分析】 【詳解】A.該反應中只有碘元素價態(tài)升高,由0價升高至KH(IO3)2中+5價
13、,每個碘原子升高5價,即6I260e-,又因方程式中6I23Cl2,故3Cl260e-,即Cl220e-,所以產(chǎn)生22.4L (標準狀況) Cl2即1mol Cl2時,反應中應轉(zhuǎn)移20 mol e-,A錯誤; B.該反應中KClO3中氯元素價態(tài)降低,KClO3作氧化劑,I2中碘元素價態(tài)升高,I2作還原劑,由該方程式的計量系數(shù)可知,11KClO36I2,故該反應的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為11:6,B正確; C.漂白粉的有效成分是次氯酸鈣,工業(yè)制漂白粉可用石灰乳與氯氣反應,C正確; D.食鹽中可先與酸化的淀粉碘化鉀溶液中的H+、I-發(fā)生歸中反應生成I2,I2再與淀粉發(fā)生特征反應變?yōu)樗{色
14、,故可用酸化的淀粉碘化鉀溶液檢驗食鹽中的存在,D正確。 故選A。 9. 常溫下,用的鹽酸分別滴定20.00mL濃度均為三種一元弱酸的鈉鹽溶液,滴定曲線如圖所示。下列判斷錯誤的是 A. 該溶液中: B. 三種一元弱酸的電離常數(shù): C. 當時,三種溶液中: D. 分別滴加20.00mL鹽酸后,再將三種溶液混合: 【答案】C 【解析】 【分析】由圖可知,沒有加入鹽酸時,NaX、NaY、NaZ溶液的pH依次增大,則HX、HY、HZ三種一元弱酸的酸性依次減弱。 【詳解】A.NaX為強堿弱酸鹽,在溶液中水解使溶液呈堿性,則溶液中離子濃度的大小順序為c(Na+)>c(X-)>c(OH
15、-)>c(H+),故A正確; B.弱酸的酸性越弱,電離常數(shù)越小,由分析可知,HX、HY、HZ三種一元弱酸的酸性依次減弱,則三種一元弱酸的電離常數(shù)的大小順序為Ka(HX)>Ka (HY)>Ka(HZ),故B正確; C.當溶液pH為7時,酸越弱,向鹽溶液中加入鹽酸的體積越大,酸根離子的濃度越小,則三種鹽溶液中酸根的濃度大小順序為c(X-)>c(Y-)>c(Z-),故C錯誤; D.向三種鹽溶液中分別滴加20.00mL鹽酸,三種鹽都完全反應,溶液中鈉離子濃度等于氯離子濃度,將三種溶液混合后溶液中存電荷守恒關系c(Na+)+ c(H+)= c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+ c(Cl-)+ c(
16、OH-),由c(Na+)= c(Cl-)可得:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)= c(H+)—c(OH-),故D正確; 故選C。 10. 鋅溴液流電池是一種先進的水溶液電解質(zhì)電池,廣泛應用于再生能源儲能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅溴液流電池工作原理如圖所: 下列說法錯誤的是 A. 放電時,N極為正極 B. 放電時,左側(cè)貯液器中的濃度不斷減小 C. 充電時,M極的電極反應式為 D. 隔膜允許陽離子通過,也允許陰離子通過 【答案】B 【解析】 【分析】由圖可知,放電時,N電極為電池的正極,溴在正極上得到電子發(fā)生還原反應生成溴離子,電極反應式為Br2+2e—=2
17、Br—,M電極為負極,鋅失去電子發(fā)生氧化反應生成鋅離子,電極反應式為Zn—2e—=Zn2+,正極放電生成的溴離子通過離子交換膜進入左側(cè),同時鋅離子通過交換膜進入右側(cè),維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變;充電時,M電極與直流電源的負極相連,做電解池的陰極,N電極與直流電源的正極相連,做陽極。 【詳解】A.由分析可知,放電時,N電極為電池的正極,故A正確; B.由分析可知,放電或充電時,左側(cè)儲液器和右側(cè)儲液器中溴化鋅的濃度維持不變,故B錯誤; C.由分析可知,充電時,M電極與直流電源的負極相連,做電解池的陰極,鋅離子在陰極上得到電子發(fā)生還原反應生成鋅,電極反應式為Zn2++2e—=Zn,故C正
18、確; D.由分析可知,放電或充電時,交換膜允許鋅離子和溴離子通過,維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變,故D正確; 故選B。 二、選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,有一個或兩個選項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。 11. 已知:,向一恒溫恒容的密閉容器中充入和發(fā)生反應,時達到平衡狀態(tài)I,在時改變某一條件,時重新達到平衡狀態(tài)Ⅱ,正反應速率隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是 A. 容器內(nèi)壓強不變,表明反應達到平衡 B. 時改變的條件:向容器中加入C C. 平衡時A的體積分數(shù): D. 平衡常數(shù)K: 【答案】
19、BC 【解析】 【分析】根據(jù)圖像可知,向恒溫恒容密閉容器中充入1molA和3molB發(fā)生反應,反應時間從開始到t1階段,正反應速率不斷減小,t1-t2時間段,正反應速率不變,反應達到平衡狀態(tài),t2-t3時間段,改變條件使正反應速率逐漸增大,平衡向逆反應方向移動,t3以后反應達到新的平衡狀態(tài),據(jù)此結(jié)合圖像分析解答。 【詳解】A.容器內(nèi)發(fā)生的反應為A(g)+2B(g)3C(g),該反應是氣體分子數(shù)不變的可逆反應,所以在恒溫恒容條件下,氣體的壓強始終保持不變,則容器內(nèi)壓強不變,不能說明反應達到平衡狀態(tài),A錯誤; B.根據(jù)圖像變化曲線可知,t2t3過程中,t2時,瞬間不變,平衡過程中不斷增大,
20、則說明反應向逆反應方向移動,且不是“突變”圖像,屬于“漸變”過程,所以排除溫度與催化劑等影響因素,改變的條件為:向容器中加入C,B正確; C.最初加入體系中的A和B的物質(zhì)的量的比值為1:3,當向體系中加入C時,平衡逆向移動,最終A和B各自物質(zhì)的量增加的比例為1:2,因此平衡時A的體積分數(shù)(II)>(I),C正確; D.平衡常數(shù)K與溫度有關,因該反應在恒溫條件下進行,所以K保持不變,D錯誤。 故選BC。 12. 對下列粒子組在溶液中能否大量共存的判斷和分析均正確的是 粒子組 判斷和分析 A 、、、 不能大量共存,因發(fā)生反應: B 、、、 不能大量共存,因發(fā)生反應:
21、 C 、、、 能大量共存,粒子間不反應 D 、、、 能大量共存,粒子間不反應 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【分析】 【詳解】A.Al3+和NH3H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成Al,故A錯誤; B.S2和H+反應生成單質(zhì)硫、二氧化硫和水,離子方程式為:2H++ S2=S↓+SO2↑+H2O,故B正確; C.Fe3+可以將H2O2氧化得Fe2+和O2,不能大量共存,故C錯誤; D.在酸性條件下Mn能將Cl-氧化為Cl2,不能大量共存,故D錯誤; 答案選B。 13. 1-丁醇、溴化鈉和70%的硫酸共熱反應,經(jīng)過回流、蒸餾、萃取
22、分液制得1-溴丁烷粗產(chǎn)品,裝置如圖所示: 已知: 下列說法正確的是 A. 裝置I中回流的目的是為了減少物質(zhì)的揮發(fā),提高產(chǎn)率 B. 裝置Ⅱ中a為進水口,b為出水口 C. 用裝置Ⅲ萃取分液時,將分層的液體依次從下放出 D. 經(jīng)裝置Ⅲ得到的粗產(chǎn)品干燥后,使用裝置Ⅱ再次蒸餾,可得到更純的產(chǎn)品 【答案】AD 【解析】 【分析】根據(jù)題意1-丁醇、溴化鈉和70%的硫酸在裝置I中共熱發(fā)生得到含、、NaHSO4、NaBr、H2SO4的混合物,混合物在裝置Ⅱ中蒸餾得到和的混合物,在裝置Ⅲ中用合適的萃取劑萃取分液得粗產(chǎn)品。 【詳解】A.濃硫酸和NaBr會產(chǎn)生HBr,1-丁醇以及濃硫酸和NaB
23、r產(chǎn)生HBr均易揮發(fā),用裝置I回流可減少反應物的揮發(fā),提高產(chǎn)率,A正確; B.冷凝水應下進上出,裝置Ⅱ中b為進水口,a為出水口,B錯誤; C.用裝置Ⅲ萃取分液時,將下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出,C錯誤; D.由題意可知經(jīng)裝置Ⅲ得到粗產(chǎn)品,由于粗產(chǎn)品中各物質(zhì)沸點不同,再次進行蒸餾可得到更純的產(chǎn)品,D正確; 選AD。 14. 鐵的配合物離子(用表示)催化某反應的一種反應機理和相對能量的變化情況如圖所示: 下列說法錯誤的是 A. 該過程的總反應為 B. 濃度過大或者過小,均導致反應速率降低 C. 該催化循環(huán)中元素的化合價發(fā)生了變化 D. 該過程的總反應速率由Ⅱ→
24、Ⅲ步驟決定 【答案】D 【解析】 【分析】 【詳解】A.由反應機理可知,HCOOH電離出氫離子后,HCOO-與催化劑結(jié)合,放出二氧化碳,然后又結(jié)合氫離子轉(zhuǎn)化為氫氣,所以化學方程式為HCOOHCO2↑+H2↑,故A正確; B.若氫離子濃度過低,則反應Ⅲ→Ⅳ的反應物濃度降低,反應速率減慢,若氫離子濃度過高,則會抑制加酸的電離,使甲酸根濃度降低,反應Ⅰ→Ⅱ速率減慢,所以氫離子濃度過高或過低,均導致反應速率減慢,故B正確; C.由反應機理可知,F(xiàn)e在反應過程中,化學鍵數(shù)目發(fā)生變化,則化合價也發(fā)生變化,故C正確; D.由反應進程可知,反應Ⅳ→Ⅰ能壘最大,反應速率最慢,對該過程的總反應起決定
25、作用,故D錯誤; 故選D。 二、非選擇題:包括必考題和選考題兩部分。第15~17題為必考題,每個試題考生都必須作答。第18、19題為選考題,考生根據(jù)要求作答。 (一)必考題:此題包括3小題,共39分。 15. 碳酸鈉俗稱純堿,是一種重要的化工原料。以碳酸氫銨和氯化鈉為原料制備碳酸鈉,并測定產(chǎn)品中少量碳酸氫鈉的含量,過程如下: 步驟I.的制備 步驟Ⅱ.產(chǎn)品中含量測定 ①稱取產(chǎn)品2.500g,用蒸餾水溶解,定容于250mL容量瓶中; ②移取25.00mL上述溶液于錐形瓶,加入2滴指示劑M,用鹽酸標準溶液滴定,溶液由紅色變至近無色(第一滴定終點),消耗鹽酸; ③在上述錐形瓶
26、中再加入2滴指示劑N,繼續(xù)用鹽酸標準溶液滴定至終點(第二滴定終點),又消耗鹽酸; ④平行測定三次,平均值為22.45,平均值為23.51。 已知:(i)當溫度超過35℃時,開始分解。 (ii)相關鹽在不同溫度下的溶解度表 溫度/ 0 10 20 30 40 50 60 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 11.9 15.8 21.0 27.0 6.9 8.2 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4
27、 55.2 回答下列問題: (1)步驟I中晶體A的化學式為_______,晶體A能夠析出的原因是_______; (2)步驟I中“300℃加熱”所選用的儀器是_______(填標號); A. B. C. D. (3)指示劑N為_______,描述第二滴定終點前后顏色變化_______; (4)產(chǎn)品中的質(zhì)量分數(shù)為_______(保留三位有效數(shù)字); (5)第一滴定終點時,某同學俯視讀數(shù),其他操作均正確,則質(zhì)量分數(shù)的計算結(jié)果_______(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。 【答案】 (1). NaHCO3 (2). 在30-35C時NaHCO3的溶解度最?。ㄒ馑己侠?/p>
28、即可) (3). D (4). 甲基橙 (5). 由黃色變橙色,且半分鐘內(nèi)不褪色 (6). 3.56% (7). 偏大 【解析】 【分析】步驟I:制備Na2CO3的工藝流程中,先將NaCl加水溶解,制成溶液后加入NH4HCO3粉末,水浴加熱,根據(jù)不同溫度條件下各物質(zhì)的溶解度不同,為了得到NaHCO3晶體,控制溫度在30-35C發(fā)生反應,最終得到濾液為NH4Cl,晶體A為NaHCO3,再將其洗滌抽干,利用NaHCO3受熱易分解的性質(zhì),在300C加熱分解NaHCO3制備Na2CO3; 步驟II:利用酸堿中和滴定原理測定產(chǎn)品中碳酸氫鈉的含量,第一次滴定發(fā)生的反應為
29、:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,因為Na2CO3、NaHCO3溶于水顯堿性,且堿性較強,所以可借助酚酞指示劑的變化來判斷滴定終點,結(jié)合顏色變化可推出指示劑M為酚酞試劑;第二次滴定時溶液中的溶質(zhì)為NaCl,同時還存在反應生成的CO2,溶液呈現(xiàn)弱酸性,因為酚酞的變色范圍為8-10,所以不適合利用酚酞指示劑檢測判斷滴定終點,可選擇甲基橙試液,所以指示劑N為甲基橙試液,發(fā)生的反應為:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,再根據(jù)關系式求出總的NaHCO3的物質(zhì)的量,推導出產(chǎn)品中NaHCO3的,最終通過計算得出產(chǎn)品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)。 【詳解】根據(jù)上述分析可知, (1
30、)根據(jù)題給信息中鹽在不同溫度下的溶解度不難看出,控制溫度在30-35C,目的是為了時NH4HCO3不發(fā)生分解,同時析出NaHCO3固體,得到晶體A,因為在30-35C時,NaHCO3的溶解度最小,故答案為:NaHCO3;在30-35C時NaHCO3的溶解度最??; (2)300C加熱抽干后的NaHCO3固體,需用坩堝、泥三角、三腳架進行操作,所以符合題意的為D項,故答案為:D; (3)根據(jù)上述分析可知,第二次滴定時,使用的指示劑N為甲基橙試液,滴定到終點前溶液的溶質(zhì)為碳酸氫鈉和氯化鈉,滴定達到終點后溶液的溶質(zhì)為氯化鈉,所以溶液的顏色變化為:由黃色變?yōu)槌壬?,且半分鐘?nèi)不褪色; (4) 第一次
31、滴定發(fā)生的反應是:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,則n(Na2CO3)=n生成(NaHCO3)=n(HCl)=0.1000mol/L22.4510-3L=2.24510-3mol,第二次滴定消耗的鹽酸的體積V2=23.51mL,則根據(jù)方程式NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知,消耗的NaHCO3的物質(zhì)的量n總(NaHCO3)= 0.1000mol/L23.5110-3L=2.35110-3mol,則原溶液中的NaHCO3的物質(zhì)的量n(NaHCO3)= n總(NaHCO3)- n生成(NaHCO3)= 2.35110-3mol-2.24510-3mol=1.0610
32、-4mol,則原產(chǎn)品中NaHCO3的物質(zhì)的量為=1.0610-3mol,故產(chǎn)品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)為,故答案為:3.56%; (5)若該同學第一次滴定時,其他操作均正確的情況下,俯視讀數(shù),則會使標準液鹽酸的體積偏小,即測得V1偏小,所以原產(chǎn)品中NaHCO3的物質(zhì)的量會偏大,最終導致其質(zhì)量分數(shù)會偏大,故答案為:偏大。 16. 氨氣中氫含量高,是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體,且安全、易儲運,可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。 方法I:氨熱分解法制氫氣 相關化學鍵的鍵能數(shù)據(jù) 化學鍵 鍵能 946 436.0 390.8 一定溫度下,利用催化劑將分解為和?;卮鹣铝袉栴}:
33、 (1)反應_______; (2)已知該反應的,在下列哪些溫度下反應能自發(fā)進行?_______(填標號) A25℃ B.125℃ C.225℃ D.325℃ (3)某興趣小組對該反應進行了實驗探究。在一定溫度和催化劑的條件下,將通入3L的密閉容器中進行反應(此時容器內(nèi)總壓為200kPa),各物質(zhì)的分壓隨時間的變化曲線如圖所示。 ①若保持容器體積不變,時反應達到平衡,用的濃度變化表示時間內(nèi)的反應速率_______(用含的代數(shù)式表示) ②時將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變,圖中能正確表示壓縮后分壓變化趨勢的曲線是_______(用圖中a、b、c、d表示)
34、,理由是_______; ③在該溫度下,反應的標準平衡常數(shù)_______。(已知:分壓=總壓該組分物質(zhì)的量分數(shù),對于反應,,其中,、、、為各組分的平衡分壓)。 方法Ⅱ:氨電解法制氫氣 利用電解原理,將氮轉(zhuǎn)化為高純氫氣,其裝置如圖所示。 (4)電解過程中的移動方向為_______(填“從左往右”或“從右往左”); (5)陽極的電極反應式為_______。 KOH溶液KOH溶液 【答案】 (1). +90.8 (2). CD (3). (4). b (5). 開始體積減半,N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍,隨后由于加壓平衡逆向移動,N2分壓比原來2倍要小
35、 (6). 0.48 (7). 從右往左 (8). 2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O 【解析】 【分析】 【詳解】(1) 根據(jù)反應熱=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能,2NH3(g)N2(g)+3H2(g),H=390.8kJmol-1-(946 kJmol-1+436.0kJmol-1)= +90.8kJmol-1,故答案為:+90.8; (2)若反應自發(fā)進行,則需H-TS<0,T>==456.5K,即溫度應高于(456.5-273)℃=183.5℃,CD符合,故答案為:CD; (3)①設t1時達到平衡,轉(zhuǎn)化的NH3的物質(zhì)的量為2x,列出三段式:
36、根據(jù)同溫同壓下,混合氣體的物質(zhì)的量等于體積之比,=,解得x=0.02mol,(H2)==molL-1min-1,故答案為:; ②t2時將容器體積壓縮到原來的一半,開始N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍,隨后由于加壓平衡逆向移動,N2分壓比原來2倍要小,故b曲線符合,故答案為:b;開始體積減半,N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍,隨后由于加壓平衡逆向移動,N2分壓比原來2倍要?。? ③由圖可知,平衡時,NH3、N2、H2的分壓分別為120 kPa、40 kPa、120 kPa,反應的標準平衡常數(shù)==0.48,故答案為:0.48; (4)由圖可知,通NH3的一極氮元素化合價升高,發(fā)生氧化反應,為電解池的陽極,則另一電
37、極為陰極,電解過程中OH-移向陽極,則從右往左移動,故答案為:從右往左; (5)陽極NH3失電子發(fā)生氧化反應生成N2,結(jié)合堿性條件,電極反應式為:2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O,故答案為:2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O。 17. 可用于催化劑載體及功能材料的制備。天然獨居石中,鈰(Ce)主要以形式存在,還含有、、、等物質(zhì)。以獨居石為原料制備的工藝流程如下: 回答下列問題: (1)鈰的某種核素含有58個質(zhì)子和80個中子,該核素的符號為_______; (2)為提高“水浸”效率,可采取的措施有_______(至少寫兩條); (3)濾渣Ⅲ的主要成分是___
38、____(填化學式); (4)加入絮凝劑的目的是_______; (5)“沉鈰”過程中,生成的離子方程式為_______,常溫下加入的溶液呈_______(填“酸性”“堿性”或“中性”)(已知:的,的,); (6)濾渣Ⅱ的主要成分為,在高溫條件下,、葡萄糖()和可制備電極材料,同時生成和,該反應的化學方程式為_______ 【答案】 (1). (2). 適當升高溫度,將獨居石粉碎等 (3). Al(OH)3 (4). 促使鋁離子沉淀 (5). ↑ (6). 堿性 (7). 6++12=12+6CO↑+6H2O+6CO2↑ 【解析】 【分析
39、】焙燒濃硫酸和獨居石的混合物、水浸,轉(zhuǎn)化為Ce2(SO4)3和H3PO4,與硫酸不反應,轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)3,轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3,轉(zhuǎn)化為CaSO4和HF,酸性廢氣含HF;后過濾,濾渣Ⅰ為和磷酸鈣、FePO4,濾液主要含H3PO4,Ce2(SO4)3,Al2(SO4)3,F(xiàn)e2(SO4)3,加氯化鐵溶液除磷,濾渣Ⅱ為FePO4;聚沉將鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀,過濾除去,濾渣Ⅲ主要為氫氧化鋁,還含氫氧化鐵;加碳酸氫銨沉鈰得Ce2(CO3)3nH2O。 【詳解】(1)鈰的某種核素含有58個質(zhì)子和80個中子,則質(zhì)量數(shù)為58+80=138,該核素的符號為; (2)為提高“水浸”效率,可采取
40、的措施有適當升高溫度,將獨居石粉碎等;
(3)結(jié)合流程可知,濾渣Ⅲ的主要成分是Al(OH)3;
(4)加入絮凝劑的目的是促使鋁離子沉淀;
(5)用碳酸氫銨“沉鈰”,則結(jié)合原子守恒、電荷守恒可知生成的離子方程式為↑;銨根離子的水解常數(shù)Kh()=≈5.710-10,碳酸氫根的水解常數(shù)Kh()==≈2.310-8,則Kh() 41、請考生從給出的兩道題中任選一題作答。如果多做,則按所做的第一題計分。
[選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
18. 硅、鍺(Ge)及其化合物廣泛應用于光電材料領域?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為_______,晶體硅和碳化硅熔點較高的是_______(填化學式);
(2)硅和鹵素單質(zhì)反應可以得到,的熔沸點如下表:
熔點/K
1830
203.2
278.6
393.7
沸點/K
187.2
330.8
427.2
560.7
①0℃時,、、、呈液態(tài)的是____(填化學式),沸點依次升高的原因是_____,氣態(tài)分子的空間構(gòu)型是____ 42、___;
②與N-甲基咪唑反應可以得到,其結(jié)構(gòu)如圖所示:
N-甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為_______,H、C、N的電負性由大到小的順序為_______,1個中含有_______個鍵;
(3)下圖是、、三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。
①己知化合物中和的原子個數(shù)比為1:4,圖中Z表示_______原子(填元素符號),該化合物的化學式為_______;
②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm,,則該晶體的密度_______(設阿伏加德羅常數(shù)的值為,用含a、b、c、的代數(shù)式表示)。
【答案】 (1). ; (2). SiC (3). 43、SiCl4 (4). SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量依次增大,分子間作用力依次增大 (5). 正四面體形 (6). sp2、sp3;; (7). N>C>H (8). 54 (9). O (10). Mg2GeO4 (11). =1021
【解析】
【分析】
【詳解】(1)硅元素的原子序數(shù)為14,價電子排布式為3s23p2,則價電子排布圖為;原子晶體的熔點取決于共價鍵的強弱,晶體硅和碳化硅都是原子晶體,碳原子的原子半徑小于硅原子,非金屬性強于硅原子,碳硅鍵的鍵能大于硅硅鍵、鍵長小于硅硅鍵,則碳硅鍵強于硅硅鍵,碳化硅的熔點高于晶 44、體硅,故答案為:;SiC;
(2) ①由題給熔沸點數(shù)據(jù)可知,0℃時,四氟化硅為氣態(tài),四氯化硅為液態(tài),四溴化硅、四碘化硅為固態(tài);分子晶體的沸點取決于分子間作用力的大小,SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量依次增大,分子間作用力依次增大,則SiX4的沸點依次升高;SiX4分子中硅原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為0,則分子的空間構(gòu)型為正四面體形,故答案為:SiCl4; SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量依次增大,分子間作用力依次增大;正四面體形;
②由M2+離子的結(jié)構(gòu)可知,離子中含有雜化方式為sp3雜化的單鍵碳原子和sp2雜化的雙鍵碳原子;元素的非金屬性越強,其電負性越大 45、,元素的非極性強弱順序為N>C>H,則元素電負性的大小順序為N>C>H;M2+離子的結(jié)構(gòu)中含有單鍵、雙鍵和配位鍵,單鍵和配位鍵都是σ鍵,雙鍵中含有1個σ鍵,則離子中含有54個σ鍵,故答案為:sp2、sp3;N>C>H;54;
(3)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于頂點、面心、棱上和體內(nèi)的X原子為8+6+4+3=8,位于體內(nèi)的Y原子和Z原子分別為4和16,由Ge和O原子的個數(shù)比為1:4可知,X為Mg原子、Y為Ge原子、Z為O原子,則晶胞的化學式為Mg2GeO4,故答案為:O;Mg2GeO4;
②由晶胞的質(zhì)量公式可得:=abc10—21ρ,解得ρ=1021g/cm3,故答案為:1021。
[選 46、修5:有機化學基礎]
19. 葉酸拮抗劑是一種多靶向性抗癌藥物。以苯和丁二酸酐為原料合成該化合物的路線如下:
回答下列問題:
已知:①
②
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為_______;
(2),的反應類型分別是_______,_______;
(3)M中虛線框內(nèi)官能團的名稱為a_______,b_______;
(4)B有多種同分異構(gòu)體,同時滿足下列條件的同分異構(gòu)體有_______種(不考慮立體異構(gòu))
①苯環(huán)上有2個取代基②能夠發(fā)生銀鏡反應③與溶液發(fā)生顯色發(fā)應
其中核磁共振氫譜有五組峰,且峰面積之比為6:2:2:1:1的結(jié)構(gòu)簡式為_______;
(5)結(jié)合上述信息,寫出丁二 47、酸酐和乙二醇合成聚丁二酸乙二醇酯的反應方程式_______;
(6)參照上述合成路線,以乙烯和為原料,設計合成的路線_______(其他試劑任選)。
【答案】 (1). (2). 還原反應 (3). 取代反應 (4). 酰胺基 (5). 羧基 (6). 15 (7). (8). (9).
【解析】
【分析】
【詳解】1)由已知信息①可知,與 反應時斷鍵與成鍵位置為,由此可知A的結(jié)構(gòu)簡式為,故答案為:。
(2)A→B的反應過程中失去O原子,加入H原子,屬于還原反應;D→E的反應過程中與醛基相連的碳原子上的H原子被溴原子取代 48、,屬于取代反應,故答案為:還原反應;取代反應。
(3)由圖可知,M中虛線框內(nèi)官能團的名稱為a:酰胺基;b:羧基。
(4)的同分異構(gòu)體滿足:①能發(fā)生銀鏡反應,說明結(jié)構(gòu)中存在醛基,②與FeCl3溶液發(fā)生顯色發(fā)應,說明含有酚羥基,同時滿足苯環(huán)上有2個取代基,酚羥基需占據(jù)苯環(huán)上的1個取代位置,支鏈上苯環(huán)連接方式(紅色點標記): 、 共五種,因此一共有53=15種結(jié)構(gòu);其中核磁共振氫譜有五組峰,因酚羥基和醛基均無對稱結(jié)構(gòu),因此峰面積之比為6:2:2:1:1的結(jié)構(gòu)簡式一定具有對稱性(否則苯環(huán)上的氫原子不等效),即苯環(huán)上取代基位于對位,核磁共振氫譜中峰面積比為6的氫原子位于與同一碳原子相連的兩個甲基上,因此該同分異構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡式為,故答案為:15;。
(5)丁二酸酐()和乙二醇(HOCH2CH2OH)合成聚丁二酸乙二醇酯()的過程中,需先將轉(zhuǎn)化為丁二酸,可利用已知信息②實現(xiàn),然后利用B→C的反應類型合成聚丁二酸乙二醇酯,因此反應方程式為,故答案為:。
(6)以乙烯和為原料合成的路線設計過程中,可利用E→F的反應類型實現(xiàn),因此需先利用乙烯合成,中醛基可通過羥基催化氧化而得,中溴原子可利用D→E的反應類型實現(xiàn),因此合成路線為,故答案為:。
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