2013年普通高等学校招生全国统一考试(课标全国卷Ⅰ)
7.C 侯氏制碱法中反应NH4HCO3+NaCl NaHCO3↓+NH4Cl之所以能够发生,是利用了相同温度下NaHCO3的溶解度比NH4HCO3小的性质,A正确;如果输送氨气的管道发生泄漏,NH3会与HCl结合形成大量白烟,B正确;碘尽管是人体必需元素,但也不可摄入过量,且高碘酸为强酸性物质,直接摄入会对消化系统造成损害,C错误;D正确。
8.A 由题给香叶醇的键线式结构可知,香叶醇的分子式为C10H18O,A正确;因其分子中含有“”,故该物质能使Br2的CCl4溶液及酸性KMnO4溶液褪色,B、C错误;香叶醇分子中的羟基及氢原子在一定条件下可被其他原子或原子团取代,D错误。
评析 由有机物的结构推断有机物可能具有的性质是有机化学的经典题型。确定有机物含有的官能团,熟悉各类有机物的性质是解答此类问题的关键。本题重点考查学生知识迁移及应用能力,难度适中。
9.C 简单离子中H+可抑制水的电离,弱碱的阳离子及弱酸根阴离子(水解)可促进水的电离。依题意知,W2-、X+、Y3+、Z2-四种离子分别是O2-、Na+、Al3+、S2-,Na+不能水解,故A、B、D错误;C中Y3+(Al3+)、Z2-(S2-)均能水解,C正确。
10.B 根据电化学原理可知,Al为负极,电极反应为:2Al-6e- 2Al3+,银器为正极,电极反应为:3Ag2S+6e- 6Ag+3S2-,溶液中反应为:2Al3++3S2-+6H2O 2Al(OH)3↓+3H2S↑,三反应相加可知该过程的总反应为:2Al+3Ag2S+6H2O 2Al(OH)3↓+6Ag+3H2S↑,故B正确,C、D错误;银器表面黑色的Ag2S变成了Ag,质量必然减小,A错误。
评析 本题以表面变黑的银质器皿的处理为素材,考查原电池的工作原理、氧化还原反应及盐类水解等知识,能力考查层级为综合应用,试题有一定难度。
11.C 根据溶度积,可分别计算出Cl-、Br-和CrO42-开始沉淀所需的Ag+的浓度:c(Ag+)AgCl=Ksp(AgCl)c(Cl-)=1.56×10-100.010 mol·L-1=
1.56×10-8 mol·L-1,c(Ag+)AgBr=Ksp(AgBr)c(Br-)=7.7×10-130.010 mol·L-1=7.7×10-11 mol·L-1,c(Ag+)Ag2CrO4=Ksp(Ag2CrO4)c(CrO42-)=9.0×10-120.010 mol·L-1=3.0×10-5 mol·L-1,因3.0×10-5>1.56×10-8>7.7×10-11,故三种阴离子沉淀的先后顺序为Br-、Cl-、CrO42-,C正确。
12.D 分子式为C5H10O2的酯水解生成的酸有5种,它们是:HCOOH、CH3COOH、CH3CH2COOH、CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH;生成的醇有8种:CH3—OH、CH3CH2OH、CH3CH2CH2OH、(CH3)2CHOH、CH3CH2CH2CH2OH、、、(CH3)3COH,它们两两结合生成的酯共有5×8=40种,故D项正确。
13.D A中乙醇与水互溶,不能用作萃取剂;B中乙醇与乙酸乙酯互溶,不能用分液法分离;C中NaCl溶解度受温度影响较小而KNO3溶解度受温度影响较大,用结晶或重结晶的方法可除去杂质NaCl;D中丁醇沸点与乙醚相差较大,故可用蒸馏法除去乙醚,D正确。
26.答案 (1)直形冷凝管
(2)防止暴沸 B
(3)
(4)检漏 上口倒出
(5)干燥(或除水除醇)
(6)CD
(7)C
解析 本题以环己烯的制备为命题素材,考查蒸馏、分液等物质分离、提纯的基本操作。(2)液体混合物加热时为防止暴沸,应加入碎瓷片,若加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应待混合液冷却后补加。(3)本实验最易产生的副产物应该是分子间脱水生成的醚。(5)无水CaCl2的作用是除去环己烯中残留的少量水和醇。
(7)由方程式知的理论产量为82100×20 g=16.4 g,故生成环己烯的产率=10 g16.4 g×100%=61%,C正确。
27.答案 (1)+3
(2)2Al+2OH-+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
解析 (1)LiCoO2中,Li为+1价,O为-2价,根据化合价代数和为零可计算出Co的化合价为+3价。(2)“正极碱浸”时,其中的铝箔可与NaOH溶液反应,离子方程式为2Al+2OH-+6H2O 2Al(OH)4-+3H2↑或2Al+2OH-+2H2O 2AlO2-+3H2↑。(3)从工艺流程图知,“酸浸”后LiCoO2中+3价的Co转化为CoSO4,化合价降低,可推知H2O2中氧元素化合价升高,转化为O2,故可写出反应的化学方程式为2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,H2O2不稳定,会发生分解反应:2H2O2 2H2O+O2↑;LiCoO2能将H2O2氧化生成O2,说明LiCoO2的氧化性比H2O2还强,故用盐酸代替混合液时,LiCoO2会将HCl中-1价的氯氧化生成Cl2,污染空气。(4)观察工艺流程图可写出“沉钴”过程中反应的化学方程式:CoSO4+2NH4HCO3 CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O。(5)依题意可写出充电时,电池正极的电极反应式为LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+,与题给负极反应式相加即得充电时总反应:LiCoO2+6C LixC6+Li1-xCoO2,其逆反应就是电池放电的总反应。(6)电池放电时,Li+从负极中脱出,经由电解质向正极移动生成正极材料LiCoO2,故“放电处理”有利于锂在正极的回收;观察整个回收工艺流程图,可知可回收到的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3和Li2SO4。
评析 本题以锂电池正极材料的再生利用为命题素材,考查学生捕捉、提炼有用信息及信息加工、利用的能力,能力要求较高,难度较大。题中涉及铝的性质、氧化还原反应及电化学等多个知识点,综合性强,其中(3)(4)(5)小题中三个陌生反应方程式的正确书写是本题的难点,H2O2的分解反应及回收到的金属化合物种类会因思维欠严谨而容易漏写。
28.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) ΔH=-204.7 kJ·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,CH3OCH3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+3H2O 2CO2+12H++12e- 12
1.20 V×1 000 g46 g·mol-1×12×96 500 C·mol-11 kg÷(3.6×106 J·kW-1·h-1)=8.39 kW·h·kg-1
解析 (2)反应(ⅳ)消耗甲醇,减小了甲醇的浓度,反应(ⅰ)平衡右移,CO转化率增大;另外反应(ⅳ)生成的H2O通过反应(ⅲ)也会消耗部分CO。(3)(ⅰ)式×2+(ⅳ)式即得:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1。增大压强对该反应的影响是:①反应速率增大;②平衡右移,CO和H2的转化率增大,CH3OCH3的产率增加。(4)升高温度CO的转化率降低的原因是正反应放热,升高温度,平衡左移。(5)碳元素由-2价升高到+4价,故一个二甲醚分子失去的电子数为2×[(+4)-(-2)]=12,燃料电池的负极反应为CH3OCH3+3H2O-12e- 2CO2+12H+。根据题给能量密度的计算公式可列式计算出二甲醚直接燃料电池的能量密度。
36.答案 [化学——选修2:化学与技术]
(1)CO+NaOH HCOONa 2HCOONa Na2C2O4+H2↑
(2)NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液
CaSO4
(3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本),减小污染
(4)Na2SO4
(5)5C2O42-+2MnO4-+16H+ 2Mn2++8H2O+10CO2↑
15.00 mL×0.050 0mol·L-1×52×126 g·mol-11 000 mL·L-1×0.250 g×100%=94.5%
解析 (1)由图给信息不难写出相关反应的化学方程式:CO+NaOH HCOONa,2HCOONa Na2C2O4+H2↑。(2)由反应Na2C2O4+Ca(OH)2 CaC2O4↓+2NaOH可推知过滤操作①的滤液是NaOH溶液,滤渣是CaC2O4;由反应CaC2O4+H2SO4 CaSO4+H2C2O4可推知过滤操作②的滤液是H2C2O4和H2SO4的混合溶液,滤渣是CaSO4。(3)从工艺流程图可以看出③和④的目的是分别循环利用NaOH和H2SO4,降低生产成本,减小废液污染。(4)由反应Na2C2O4+H2SO4 Na2SO4+H2C2O4可知,产品中含有的杂质主要是Na2SO4。
37.答案 [化学——选修3:物质结构与性质]
(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键的键能较低,易断裂,导致长链硅难以生成
②C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—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 (1)基态Si原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2,电子占据的最高能层为第三层,符号为M,该能层原子轨道总数=1(3s轨道)+3(3p轨道)+5(3d轨道)=9,电子数为4。(3)6个面心位置贡献的Si原子数=6×12=3。(4)由题给信息可写出制备SiH4的化学方程式为Mg2Si+4NH4Cl 2MgCl2+4NH3+SiH4。(5)可根据相关键能的数据解释相关的两个事实,详见答案。(6)在SiO44-四面体结构中,处于四面体中心的硅原子的杂化方式为sp3;单链结构的多硅酸根中,重复出现的最小结构单元为,其中Si原子数目为2,1、4号氧原子为两个单元所共有,2、3、5、6、7号氧原子完全属于该单元,故每个最小单元的氧原子数目为5+2×12=6,Si与O原子数之比为2∶6=1∶3,故单链结构的多硅酸根的化学式为[SiO3]n2n-。
38.答案 [化学——选修5:有机化学基础]
(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
(6)13
解析 (1)A中H原子数为7218×2=8,设A分子式为CnH8,依题意得100-812
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