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高考化学二模试卷
一、单选题(本大题共7小题,共42.0分)
1.铅霜(醋酸铅)是一种中药,具有解毒敛疮,坠痰镇惊之功效,其制备方法为将醋酸放入磁皿,投入氧化铅,微温使之溶化,以三层细纱布趁热滤去渣滓,放冷,即得醋酸铅结晶,如需精制,可将结晶溶于同等量的沸汤,滴醋少许,过七层细布;清液放冷,即得纯净铅霜,制备过程中没有涉及的操作是( )
A. 萃取 B. 溶解 C. 过滤 D. 重结品
【答案】A
【解析】
【详解】此操作中,将醋酸放入磁皿,投入氧化铅,微温使之溶化操作为溶解;放冷,即得醋酸铅结晶…清液放冷,即得纯净铅霜此操作为重结晶;以三层细纱布趁热滤去渣滓,此操作为过滤,未涉及萃取,答案为A
2.螺环化合物具有抗菌活性,用其制成的药物不易产生抗药性,螺[3,4]辛烷的结构如图,下列有关螺[3,4]辛烷的说法正确的是( )
A. 分子式为C8H16 B. 分子中所有碳原子共平面
C. 与2—甲基—3—庚烯互为同分异构体 D. 一氯代物有4种结构
【答案】D
【解析】
【详解】A. 根据螺[3.4]辛烷的结构简式可知其分子式为C8H14,故A错误;B.因为螺[3.4]辛烷属于环烷烃,分子中所有的8个碳原子均为sp3杂化,所以分子中所有碳原子不可能共平面,故B错误;C. 2-甲基-3-庚烯的分子式为C8H16,两者分子式不同,所以不是同分异构体,故C错误;D. 由螺[3.4]辛烷的结构简式可知其中含有4种类型的氢,所以一氯代物有4种结构,故D正确;答案:D。
3.用下列装置完成相应的实验能达到实验目的是( )
A. 配制一定浓度的NaCl溶液 B. 除去CO中的CO2
C. 中和滴定 D. 制取并检验SO2
【答案】B
【解析】
【详解】A. 配制一定浓度的氯化钠溶液,视线应与容量瓶液面的下凹处相切,A操作错误不能实现;
B. 除去CO中的CO2,CO2与NaOH溶液反应而CO不反应,可以实现,B正确;
C. 中和滴定时,酸性标准液应该用酸式滴定管,C操作错误;
D. 制取并检验SO2,该装置无法验证SO2的性质,不能实现实验目的,D错误;
答案为B
【点睛】铜与浓硫酸加热制取SO2,验证其漂白性、还原性及氧化性,此实验只能验证SO2为酸性氧化物。
4.设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( )
A. 0.1mol氧气与2.3g金属钠充分反应,转移的电子数为0.4NA
B. 加热时, 6.4g铜粉与足量浓硫酸反应,转移的电子数为0.2NA
C. 将0.1mol乙烷和0.1molCL2混合光照,生成一氯乙烷的分子数为0.1NA
D. 0.2mol/L的NaAlO2溶液中AlO2-的数目小于0.2NA
【答案】B
【解析】
【详解】A、氧气与金属钠反应生成氧化钠:4Na+O2=2Na2O,根据所给量,O2
过量,若生成Na2O2,2Na+O2=Na2O2,O2过量,即无论转化成 Na2O2还是转化成Na2O,金属钠不足,转移电子物质的量为2.3g×1/23g·mol-1=0.1mol,故A错误;
B、浓硫酸是足量的,加热时,Cu全部转化成CuSO4,转移电子物质的量为6.4g×2/64g·mol-1=0.2mol,故B正确;
C、乙烷和氯气发生取代反应,生成产物是混合物,故C错误;
D、没有说明溶液的体积,无法计算溶液中的离子数目,故D错误;
5.短周期主族元素W、X,Y、Z的原子序数依次增大,四种原子的最外层电子数之和为18,W与Y同主族,X原子的最外层电子数等于周期数,Z的单质在常温下为气体,下列说法正确的是( )
A. 最简单氢化物的稳定性:Z>W>Y
B. 原子半径:Y>X>W
C. X与Z形成的化合物的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝
D. Y的氧化物既能与碱反应,也能与酸反应,属于两性氧化物
【答案】A
【解析】
【分析】
短周期主族元素W、X,Y、Z的原子序数依次增大,X原子的最外层电子数等于周期数,可能为Be或Al,若X为Be,则W为H,Y为Na,Z为Cl,最外层电子数之和不等于18;则X为Al;Z的单质在常温下为气体,原子序数大于13,为Cl;四种原子的最外层电子数之和为18,W与Y同主族,则最外层为4,W为C;Y为Si;
【详解】A. 最简单氢化物的稳定性:HCl>CH4>SiH4,即Z>W>Y,A正确;
B. 原子半径:Al>Si>C,即X>Y> W,B错误;
C. X与Z形成的化合物为AlCl3,为强酸弱碱盐,水解显酸性,使红色石蕊试纸变红,C错误;
D. Y的氧化物为二氧化硅,酸性氧化物,D错误;
答案为A
【点睛】最外层电子数等于周期数的短周期元素有H、Be和Al三种,题目中,X前面含有元素,则不可能为H,只能说Be或Al。
6.锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池是实际应用电池系列中比能量最高的一种电池,剖视图如图所示,一种非水的LiAlCl4的SOCl2溶液为电解液。亚硫酸氯既是电解质,又是正极活性物质,其中碳电极区的电极反应式为2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2↑,该电池工作时,下列说法错误的是
( )
A. 锂电极区发生的电极反应:Li-e-=Li+
B. 放电时发生的总反应:4Li+2SOCl2=4LiCl+SO2↑+S
C. 锂电极上的电势比碳电极上的低
D. 若采用水溶液代替SOCl2溶液,电池总反应和效率均不变
【答案】D
【解析】
【分析】
A.锂电池中锂为电池的负极,失电子生成锂离子,反应式:Li -e-= Li+;
B.放电时的总反应式为电池正负极得失电子总数相等时电极反应相加;
C.锂电极为电池的负极,负极的电势比正极低;
D.若采用水溶液代替SOCl2溶液,锂电极则与水反应生成氢氧化锂,造成电极的损耗;
【详解】A.锂电池中锂为电池的负极,失电子生成锂离子,反应式:Li -e-= Li+,A正确;
B.放电时的总反应式为电池正负极得失电子总数相等时电极反应相加,4Li+2 SOCl2=4LiCl+SO2↑+S,B正确;
C.锂电极为电池的负极,负极的电势比正极低,C正确;
D.若采用水溶液代替SOCl2溶液,锂电极则与水反应生成氢氧化锂,造成电极的损耗,D错误;
答案为D
7.常温下,用0.01mol•L-1的NaOH溶液滴定20mL同浓度的HCN溶液,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A. Ka(HCN)的数量级为10-8
B. 点①时,向溶液中滴入几滴1mol/L的HCN溶液,溶液中c(H+)/ c(HCN)的值增大
C. 点②时,溶液中微粒浓度大小关系:c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
D. 在标示的四种情况中,水的电离程度最大的是②
【答案】C
【解析】
【分析】
A.根据图像可知,①时为HCN溶液,其c(H+)约为10-6mol/L,Ka(HCN)= c(H+)×c(CN-)/c(HCN)=10-6×10-6/0.01=10-10,数量级约为10-10;
B. 点①时,向溶液中滴入几滴1mol·L-1的HCN溶液为加水稀释的逆过程,加水稀释平衡向电离的方向移动,逆过程为生成分子的方向移动,c(H+)减小,c(HCN)增大,的值减小;
C. 点②时,溶液为NaCN与HCN混合液,且物质的量相等,此时溶液显碱性,水解程度大于电离程度,则c(HCN)>c(Na+)>c(CN-),由于水解是少量的水解,则c(CN-)>c(OH-);
D. 在标示的四种情况中,③刚好生成NaCN盐,水解程度最大;
【详解】A.根据图像可知,①时为HCN溶液,其c(H+)约为10-6mol/L,Ka(HCN)= c(H+)×c(CN-)/c(HCN)=10-6×10-6/0.01=10-10,数量级约为10-10,A错误;
B. 点①时,向溶液中滴入几滴1mol·L-1的HCN溶液为加水稀释的逆过程,加水稀释平衡向电离的方向移动,逆过程为生成分子的方向移动,c(H+)减小,c(HCN)增大,的值减小,B错误;
C. 点②时,溶液为NaCN与HCN混合液,且物质的量相等,此时溶液显碱性,水解程度大于电离程度,则c(HCN)>c(Na+)>c(CN-),由于水解是少量的水解,则c(CN-)>c(OH-),C正确;
D. 在标示的四种情况中,③刚好生成NaCN盐,水解程度最大,D错误;
答案为C
【点睛】向稀溶液中加入浓度较大的该弱电解质时,为加水稀释的逆过程。
二、简答题(本大题共4小题,共49.0分)
8.工业上采用氯化铵熔烧菱锰矿制备高纯碳酸锰的流程如图所示:
已知:①菱锰矿的主要成分是MnCO3,其余为Fe、Ca、Mg、Al等元素。②部分阳离子沉淀时溶液的pH;
离子
Al3+
Fe3+
Ca2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀的pH
4.1
2.2
10.6
8.1
9.1
沉淀完全的pH
4.7
3.2
13.1
10.1
11.1
③焙烧过程中主要反应为MnCO3+2NH4C1MCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O
(1)合1、2、3,分析焙烧过程中最佳的焙烧温度、焙烧时间、c(NH4C1)/c(菱锰矿粉)分别为______、______、______。
(2)对浸出液净化除杂时,需先加入MnO2,作用是______,再调节溶液pH的最大范围为______,将Fe3+和Al3+变为沉淀面除去,然后加人NH4F将Ca2+、Mg2+变为氧化物沉淀除去。
(3)”碳化结品”步骤中,加入碳酸氢铵时反应的离子方程式为______。
(4)上述流程中可循环使用的物质是______(填化学式)。
(5)现用滴定法测定产品中锰的含量。实验步骤:称取4.000g试样,向其中加入稍过量的磷酸和硝酸,加热使产品中MnO2完全转化为[Mn(PO4)2]3-(其中NO3-转化为NO2-);加入稍过量的硫酸,发生反应NO2-+NH4+=N2↑+2H2O以除去NO2-;加入稀硫酸酸化,再加入60.00mL0.500mol•L-1硫酸亚铁铵溶液,发生的反应为[Mn(PO4)2]3-+Fe2+=Mn2++Fe3++2PO43-;用5.00mL0.500mol•L-1酸性K2Cr2O7溶液恰好除去过量的Fe2+。
①酸性K2Cr2O7溶液与Fe2+反应的离子方程式为______。
②试样中锰的质量分数为______。
【答案】 (1). 500℃ (2). 60min (3). 1.10 (4). 将Fe2+氧化为Fe3+ (5). 4.7≤pHC (4). ad (5). 非极性分子 (6). 电子 (7). 否 (8). 若铂原子轨道为sp3杂化,则该分子结构为四面体,非平面结构 (9). B (10). 或
【解析】
【分析】
(1)过渡金属的价电子包含3d能级与4s能级的电子;
(2)①相邻两原子间的第一条共价键为σ键,图中给定的为二氯二吡啶合铂,则吡啶分子(),分子式为C5H5N,C-H键、C-N及C-C第一条为σ键,共计11条;第一电离能同周期中,有增大的趋势,处于充满或半充满状态时大于其后的电离能,由大到小的顺序为:N>Cl>C;
②二氯二吡啶合铂中,C-C间存在非极性键,Pt-N间存在配位键,分子间存在范德华力;
③根据图像可知,反式二氯二吡啶合铂分子的结构为完全对称,正负电荷中心重合,分子是非极性分子;
(3)①已知,每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行,构成能导电的“分子金属”,则Pt金属的价电子可在金属Pt间传递而导电;
②“分子金属”中,铂原子的配位数为4,若铂原子以sp3的方式杂化,则为四面体构型,如图中给定的信息可知,“分子金属”为平面构型;
(4)根据晶体的化学式可知,Co:O=1:2,A.Co原子数为1,O原子为4×=2,符合比例;
B. Co原子数为1,O原子为4×=1,不符合比例;C. Co原子数为1+4×=2,O原子为4,符合比例;D. Co原子数为4×=1,O原子为4×=2,符合比例;答案为B;
(5)金属铂晶体中,铂原子的配位数为12,为最密堆积,根据投影图可知,则晶体为面心立方最密堆积,一个晶胞中含有的铂原子个数为:8×+6×=4,金属铂晶体的棱长为a,ρ==;
【详解】(1)过渡金属的价电子包含3d能级与4s能级的电子,答案为:;
(2)①相邻两原子间的第一条共价键为σ键,图中给定的为二氯二吡啶合铂,则吡啶分子(),分子式为C5H5N,C-H键、C-N及C-C第一条为σ键,共计11条;第一电离能同周期中,有增大的趋势,处于充满或半充满状态时大于其后的电离能,由大到小的顺序为:N>Cl>C;
②二氯二吡啶合铂中,C-C间存在非极性键,Pt-N间存在配位键,分子间存在范德华力,答案为ad;
③根据图像可知,反式二氯二吡啶合铂分子的结构为完全对称,正负电荷中心重合,分子是非极性分子;
(3)①已知,每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行,构成能导电的“分子金属”,则Pt金属的价电子可在金属Pt间传递而导电;
②“分子金属”中,铂原子的配位数为4,若铂原子以sp3的方式杂化,则为四面体构型,如图中给定的信息可知,“分子金属”为平面构型,答案为否;若铂原子轨道为sp3杂化,则该分子结构为四面体,非平面结构;
(4)根据晶体的化学式可知,Co:O=1:2,A.Co原子数为1,O原子为4×=2,符合比例;B. Co原子数为1,O原子为4×=1,不符合比例;C. Co原子数为1+4×=2,O原子为4,符合比例;D. Co原子数为4×=1,O原子为4×=2,符合比例;答案为B;
(5)金属铂晶体中,铂原子的配位数为12,为最密堆积,根据投影图可知,则晶体为面心立方最密堆积,一个晶胞中含有的铂原子个数为:8×+6×=4,金属铂晶体的棱长为a,ρ=
=,则a=或;
【点睛】金属铂晶体中,铂原子的配位数为12,为最密堆积,根据投影图可知,则晶体为面心立方最密堆积,计算晶胞的棱长时,注意换算单位,题目要求单位为nm。
11.奈必洛尔是一种用于血管扩张的降血压药物,一种合成奈必洛尔中间体G的部分流程如下:
已知:乙酸酐的结构简式为。
请回答下列问题:
(1)A的名称是______;B中所含官能团的名称是______。
(2)反应⑤的化学方程式为______,该反应的反应类型是______。
(3)G的分子式为______。
(4)写出满足下列条件的E的同分异构体的结构简式:______、______。
Ⅰ.苯环上只有三个取代基
Ⅱ核磁共振氢谱图中只有4组吸收峰
Ⅲ.1mol该物质与足量NaHCO3溶液反应生成2molCO2
(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选)______,合成路线流程图示例如下:CH3CH2BrCH3CH2OHCH3COOCH2CH3
【答案】 (1). 对氟苯酚(4-氟苯酚) (2). 氟原子、酯基 (3).
(4). 消去反应 (5). C10H9O3F (6). (7). (8).
【解析】
【分析】
(1)氟原子与羟基在苯环的对位上,名称为:对氟苯酚(4-氟苯酚);B中含有的官能团为酯基、氟原子;
(2)通过对比E、G,E中的醇羟基变为氢原子,则⑤为醇羟基的消去反应;
(3)分子G中含有苯基、羧基,支链还有3个碳原子,其分子式为:C10H9O3F;
(4)E的分子式为:C10H9O4F, 1mol该物质与足量 NaHCO3溶液反应生成2 mol CO2,其同分异构体中含有2个羧基,核磁共振氢谱图中只有4组吸收峰,苯环上只有三个取代基,则取代基为对称结构,答案为:、;
(5)已知苯酚与溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚,则引入溴原子前应先进行题干中②的反应;
【详解】(1)氟原子与羟基在苯环的对位上,名称为:对氟苯酚(4-氟苯酚);B中含有的官能团为酯基、氟原子;
(2)通过对比E、G,E中的醇羟基变为氢原子,则⑤为醇羟基的消去反应,化学方程式为:;反应类型为:消去反应;
(3)分子G中含有苯基、羧基,支链还有3个碳原子,其分子式为:C10H9O3F;
(4)E的分子式为:C10H9O4F, 1mol该物质与足量 NaHCO3溶液反应生成2 mol CO2,其同分异构体中含有2个羧基,核磁共振氢谱图中只有4组吸收峰,苯环上只有三个取代基,则取代
基为对称结构,答案为:、;
(5)已知苯酚与溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚,则引入溴原子前应先进行题干中②的反应,故反应流程为:
三、实验题(本大题共1小题,共14.0分)
12.钴是一种中等活泼金属,化合价为+2价和+3价,其中CoC12易溶于水。某校同学设计实验制取(CH3COO)2Co(乙酸钴)并验证其分解产物。回答下列问题:
(1)甲同学用Co2O3与盐酸反应制备CoC12•4H2O,其实验装置如下:
①烧瓶中发生反应的离子方程式为______。
②由烧瓶中的溶液制取干燥的CoC12•4H2O,还需经过的操作有蒸发浓缩、______、洗涤、干燥等。
(2)乙同学利用甲同学制得的CoC12•4H2O在醋酸氛围中制得无水(CH3COO)2Co,并利用下列装置检验(CH3COO)2Co在氮气气氛中的分解产物。已知PdC12溶液能被CO还原为Pd。
①装置E、F是用于检验CO和CO2的,其中盛放PdC12溶液的是装置______(填“E”或“F”)。
②装置G的作用是______;E、F、G中的试剂均足量,观察到I中氧化铜变红,J中固体由白色变蓝色,K中石灰水变浑浊,则可得出的结论是______。
③通氮气的作用是______。
④实验结束时,先熄灭D和I处的酒精灯,一段时间后再关闭弹簧夹,其目的是______。
⑤若乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、C2H6,且n(X):n(CO):n(CO2):n(C2H6)=1:4:2:3(空气中的成分不参与反应),则乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式为______。
【答案】 (1). Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O (2). 冷却结晶、过滤 (3). F (4). 除去CO2 (5). 分解产物中还含有一种或多种含C、H元素的物质 (6). 将D中的气态产物被后续装置所吸收,或排除装置中的空气或不使K中水蒸气进入盛无水CuSO4的干燥管中 (7). 防止倒吸 (8). 3(CH3COO)2CoCo3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6↑
【解析】
【分析】
(1)①已知,盐酸、COCl2易溶于水,写离子形式,氧化物、单质写化学式,反应的离子方程式: Co2O3+2Cl-+6H+=2Co2++Cl2↑+3H2O;
②因反应产物中含有结晶水,则不能直接加热制取,应采用:蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤干燥等操作;
(2)①装置E、F是用于检验CO和CO2,PdCl2溶液能被CO还原为Pd,因此装置E用于检验CO2,F装置用于检验CO,装盛足量PdCl2溶液;
②装置G的作用是吸收CO2,以防在装置内对后续实验产生干扰;氧化铜变红,则氧化铜被还原,无水硫酸铜变蓝,说明反应中产生水,石灰水变浑浊,则说明产生二氧化碳气体,则说明分解产物中含有一种或多种含有C、H元素的物质;
③通入氮气的作用为使D装置中产生的气体全部进入后续装置,且排净后续装置内的氧气等;
④实验结束时,先熄天D和I处的酒精灯,一段时间后装置D、E内的温度降低后再停止通入气体可以有效防止倒吸;
⑤乙酸钴受热分解,空气中的成分不参与反应生成物有固态氧化物X、CO、CO2、C2H6,且n(X) ︰ n(CO)︰n(CO2) ︰n(C2H6)=1︰4︰2︰3,根据原子守恒配平即可;
【详解】(1)①已知,盐酸、COCl2
易溶于水,写离子形式,氧化物、单质写化学式,反应的离子方程式: Co2O3+2Cl-+6H+=2Co2++Cl2↑+3H2O;
②因反应产物中含有结晶水,则不能直接加热制取,应采用:蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤干燥等操作;
(2)①装置E、F是用于检验CO和CO2,PdCl2溶液能被CO还原为Pd,因此装置E用于检验CO2,F装置用于检验CO,装盛足量PdCl2溶液;
②装置G的作用是吸收CO2,以防在装置内对后续实验产生干扰;氧化铜变红,则氧化铜被还原,无水硫酸铜变蓝,说明反应中产生水,石灰水变浑浊,则说明产生二氧化碳气体,则说明分解产物中含有一种或多种含有C、H元素的物质,答案为:除去CO2;分解产物中含有一种或多种含C、H元素的物质;
③通入氮气的作用为使D装置中产生的气体全部进入后续装置,且排净后续装置内的氧气等,答案为:将D中的气态产物带入后续装置(或排除装置中的空气或不使K中水蒸气进入盛无水硫酸铜的干燥管等);
④实验结束时,先熄天D和I处的酒精灯,一段时间后装置D、E内的温度降低后再停止通入气体可以有效防止倒吸,答案为:防止倒吸;
⑤乙酸钴受热分解,空气中的成分不参与反应生成物有固态氧化物X、CO、CO2、C2H6,且n(X) ︰ n(CO)︰n(CO2) ︰n(C2H6)=1︰4︰2︰3,根据原子守恒配平即可,反应式为:3(CH3COO)2Co Co3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6↑;