北京市海淀区十一学校2020届高三 三模 化学试题（解析版）

2020 届高三学部三模教与学质量诊断 化学学科 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 第一部分（选择题，共 42 分） 本部分共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要 求的一项。 1.历史文物蕴含丰富的化学知识。下列关于历史文物的描述中，错误的一项是（ ） 选项 A B C D 图片 战国·曾侯乙编 钟 《竹林七贤与启荣期》 模印砖画 清朝·乾隆“瓷母”釉 彩大瓶 宋·王希孟《千里江山图》 绢本 描述 青铜属于金属材 料 砖属于传统无机非金属 材料 瓷属于新型无机非金属 材料 由蚕丝织成的绢属于天然高 分子材料 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．青铜是铜锡合金，属于金属材料，A 正确； B．砖属于硅酸盐材料，属于传统无机非金属材料，B 正确； C．瓷属于传统无机非金属材料，C 错误； D．蚕丝属于天然高分子化合物，由蚕丝织成的绢属于天然高分子材料，D 正确。 答案选 C。 2.下列有关生活中常见有机物和基本营养物质叙述正确的是（ ） A. 无糖饼干没有甜味，糖尿病患者可随意食用 B. 疫苗要求冷链运输，以免温度升高使蛋白质氧化C. 油脂都不能使溴水和酸性 KMnO4 溶液褪色 D. 可通过灼烧区别棉花和羊毛 【答案】D 【解析】 【详解】A．饼干富含淀粉，淀粉属于糖类，糖尿病患者应控制饼干摄入量，A 错误； B．疫苗要求冷链运输，以免温度升高使蛋白质变性，B 错误； C．液态的油属于不饱和高级脂肪酸甘油酯，分子中含碳碳双键，能使溴水和酸性 KMnO4 溶液褪色，C 错 误； D．羊毛主要成分为蛋白质，棉花主要成分为纤维素，羊毛灼烧有烧焦羽毛味，二者可用灼烧方法区别。 答案选 D。 3.下列关于物质用途和反应类型说法正确的是（ ） A. 用 SO2 漂白纸张，发生了氧化还原反应 B. 用高锰酸钾溶液浸泡过的硅藻土吸收乙烯给水果保鲜，发生了加成反应 C. 食醋可加快漂粉精的漂白速率，漂粉精溶液加醋时发生了复分解反应 D. 用蛋白质生产肥皂和甘油，发生了水解反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．SO2 漂白纸张时，亚硫酸与有色物质结合生成无色化合物，发生了非氧化还原反应，A 不正确； B．硅藻土吸收乙烯，被高锰酸钾溶液氧化，从而减缓水果的成熟，达到给水果保鲜的目的，发生了氧化反 应，B 不正确； C．食醋与漂粉精中的 Ca(ClO)2 发生复分解反应，生成 HClO，从而增大 c(HClO)浓度，可加快漂粉精的漂 白速率，C 正确； D．工业上利用油脂在碱性条件下的水解反应生产肥皂和甘油，而蛋白质水解产物为氨基酸，D 不正确； 故选 C。 4.下列指定微粒数目一定相等的是（ ） A. 等质量的 15N2 与 12C16O 中的分子数 B. 等质量的 C2H4 与 C3H6 中含有的碳原子数 C. 等体积、等浓度的 NH4Cl 与(NH4)2SO4 溶液中的 NH 数 D. 等质量的 Fe 与 Cu 分别与足量 Cl2 反应时转移的电子数 【答案】B 4 +【解析】 【详解】A．15N2 与 12C16O 的摩尔质量分别是 30g/mol、28g/mol，质量相同时，物质的量不同，所以分子数 也不相同，A 不符合题意； B．C2H4 与 C3H6 的最简式都是 CH2，等质量时，物质的量相同，所含碳原子数相同，B 符合题意； C．等体积、等浓度时含有相同物质的量的 NH4Cl 与(NH4)2SO4，电离方程式为 NH4Cl= +Cl-， (NH4)2SO4=2 + ，如果忽略水解差异，铵根离子数目后者是前者的 2 倍，C 不符合题意； D．Fe、Cu 与足量 Cl2 反应的产物分别是 FeCl3、CuCl2，等质量(mg)铁转移的电子数是： ，铜转移 的电子数是 ，二者不相等，D 不符合题意； 答案选 B。 5.铊（81Tl）是某超导材料的组成元素之一，下列有关叙述正确的是（ ） A. Tl 位于第五周期第 IIIA 族 B. 离子半径：Cs+＞Tl3+ C. Tl 和 Tl 互为同素异形体 D. 碱性：Al(OH)3＞Tl(OH)3 【答案】B 【解析】 【详解】A．0 族元素中,原子序数从上到下依次为：2He、10Ne、18Ar、36Kr、54Xe、86Rn，由此族向前推可知， 81Tl 位于周期表中第六周期第 IIIA 族，A 错误； B．根据碱金属从上到下排布规律可知，55Cs 位于第六周期的 IA 族元素，81Tl 也是位于第六周期的 IIIA 族 元素，Cs+和 Tl3+电子层数相同，核电荷数越大，离子半径越小，核电荷数：Cs+＜Tl3+，所以离子半径：Cs+ ＞Tl3+，B 正确； C． Tl 和 Tl 质子数相同，中子数不同，为 Tl 元素的两种不同原子，互为同位素，C 错误； D．Al 位于第三周期第 IIIA 族，即 Al 和 Tl 为同主族元素，金属性：Al＜Tl，所以碱性：Al(OH)3＜ Tl(OH)3，D 错误。 答案选 B。 6.中医药是中华民族的瑰宝，厚朴酚是一种常见中药的主要成分之一，有抗菌、消炎等功效，其结构简式如 图 a 所示。下列说法错误的是（ ） + 4NH + 4NH 2- 4SO A 3m N56 A A 2m mN = N64 32 203 81 205 81 203 81 205 81A. 厚朴酚与溴可发生加成反应或取代反应 B. 图 b 所示为厚朴酚的一种同分异构体 C. 厚朴酚分子中所有碳原子可能共平面 D. 1mol 厚朴酚最多可跟 8molH2 发生加成反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．厚朴酚含有酚羟基，且酚羟基的邻位有 H 原子，可以与溴发生取代反应，含有碳碳双键，可以 与溴发生加成反应，故 A 正确； B．两个苯环之间为 C-C 键，可自由旋转，二者结构相同，为同一种物质，故 B 错误； C．苯环和碳碳双键均为平面结构，各平面以单键相连，单键可以旋转，所以厚朴酚分子中所有碳原子可能 共平面，故 C 正确； D．碳碳双键和苯环都可以和氢气发生加成反应，所以 1mol 厚朴酚最多可跟 8molH2 发生加成反应，故 D 正确； 故答案为 B。 7.为解决污染、变废为宝，我国科研人员研究在新型纳米催化剂 Na-Fe3O4 和 HMCM-22 的表面将 CO2 转化 为烷烃，其过程如图。 下列说法中，不正确的是（ ） A. 反应 I、II、III 均有副产物 H2O 产生 B. 最终产物 X、Y 属于同系物 C. 产物 X 名称为“2—甲基丁烷”或“异戊烷” D. 产物 X、Y 都有 4 种一氯代物（不考虑立体异构体） 【答案】A 【解析】【详解】A．根据转化过程图可知，Ⅲ只有烯烃与氢气作用，根本没有氧元素参与反应，所以不会产生H2O， A 选项错误； B．X、Y 都属于烷烃，且分子组成上相差 1 个 CH2，因此两者属于同系物，B 选项正确； C．根据产物 X 的结构可知，主链上有 4 个 C，2 号碳上连有 1 个甲基，其系统命名法为 2-甲基丁烷，习惯 命名法为异戊烷，C 选项正确； D．由 X、Y 的结构简式可知，两者均有 4 种等效氢，所以其一氯代物共有 4 种，D 选项正确； 答案选 A。 8.在下列各溶液中，指定的离子组一定能大量共存的是（ ） A. 无色溶液中：K+、Cu2+、Cl-、SO B. 含有 0.1mol·L-1Fe3+的溶液中：K+、Mg2+、I-、NO C. 在 pH=1 的溶液中：K+、Ba2+、Cl-、NO D. 室温下， =10-13 的溶液中：Na+、Fe3+、NO 、SO 【答案】C 【解析】 【详解】A．含 Cu2+的溶液为蓝色，不能在无色溶液中存在，A 不满足题意； B．Fe3+有氧化性，I-有较强还原性，二者发生氧化还原反应而不能大量共存，B 不满足题意； C．pH=1 的溶液为酸性溶液，含有大量的 H+，H+、K+、Ba2+、Cl-、NO 之间不反应，能大量共存，C 满足 题意； D． =10-13=c(H+)＜10-7，该溶液为碱性溶液，含大量 OH-，OH-和 Fe3+反应生成 Fe(OH)3 沉淀而不能 大量共存，D 不满足题意。 答案选 C。 9.按如图所示装置进行实验，观察到灵敏电流计指针偏转，图中 a、b 电极均为铜单质，下列说法正确的是 （ ） 2 4 − 3 − 3 − w - K c(OH ) 3 − 2 4 − 3 − w - K c(OH )A. 该装置的能量转换形式为：电能→化学能 B. b 的电极反应为：Cu－2e-=Cu2+ C. 溶液中 SO 穿过阴离子交换膜发生迁移 D. 外电路转移的电子最多为 0.01mol 【答案】C 【解析】 【分析】 根据电子流向可知 a 电极为负极，b 电极为正极；所以该电池是由于 CuSO4 溶液浓度不同形成的浓差电池， a 电极上发生氧化反应，电极反应式为 Cu-2e-=Cu2+，b 电极上发生还原反应，电极反应式为 Cu2++2e-=Cu。 【详解】A．该装置为原电池装置，将化学能转换为电能，故 A 错误； B．根据分析可知 b 为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为 Cu2++2e-=Cu，故 B 错误； C．该电池是由于两侧溶液中硫酸铜的浓度差而形成，所以整个体系的最终状态应是两侧硫酸铜的浓度相等， 此时将不再产生电流，而 a 电极反应式为 Cu-2e-=Cu2+，b 电极反应式为 Cu2++2e-=Cu，若是铜离子发生迁移， 则两侧溶液的浓度不可能相等，所以应该是 SO 穿过阴离子交换膜发生迁移，故 C 正确； D．当左右两池 SO42-的浓度相等即均为 =0.2mol/L 时，电池将停止工作，不再有电流产 生，溶液中迁移的 n(SO42-)=0.1L×(0.3-0.2)mol/L=0.01mol，所以外电路中转移电子的物质的量最多为 0.02mol， 故 D 错误； 故答案为 C。 10.下列实验方案和实验装置都合理的是（ ） 编号 A B C D 实验目 的 用铜和浓硝酸反应 制取 NO2 用标准盐酸测定 烧碱溶液浓度 制取并收集氯气 制乙炔并使之与溴反 应 实验装 置 2 4 − 2 4 − 0.3mol/L 0.1mol/L 2 +A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．用铜和浓硝酸反应制取 NO2，由于 NO2 易溶于水且与水反应，所以不能用排水法收集 NO2，A 不合理； B．酸碱中和滴定不应在烧杯内发生反应，而应使用锥形瓶，B 不合理； C．收集 Cl2 时，应将进气导管口插入集气瓶底，且应有尾气处理装置，C 不合理； D．用电石与饱和食盐水反应制乙炔气体，用硫酸铜溶液除去乙炔中的 H2S，再用乙炔与溴水中的溴发生加 成反应，D 合理； 故选 D。 11.T℃时，在 1L 的密闭容器中充入 1molCO2 和 3molH2，发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)∆H=-49.0kJ·mol-1，测得 CO2 和 CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示。下列叙述中， 正确的是（ ） A. T℃时，平衡常数 K=3，CO2 与 H2 的平衡转化率相等 B. T℃时，上述条件下达到平衡时放出 49.0kJ 的热量 C. 降温和缩小容器体积均可使反应的平衡常数增大 D. 从反应开始到 3min，H2 的平均反应速率 υ(H2)=0.5mol•L-1•min-1 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知，T℃时，在 1L 的密闭容器中充入 1molCO2 和 3molH2，反应达到平衡时，CH3OH 和 CO2 的物质的量浓度分别为 0.75mol/L、0.25mol/L，列三段式有： ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 3 2CO g +3H g CH OH g +H O g mol/L 1 3 0 0 mol/L 0.75 2.25 0.75 0.75 mol/L 0.25 0.75 0.75 0.75  起始 转化 平衡则平衡常数 ，A 选项错误； B．反应达到平衡时，CO2 的物质的量浓度为 0.25mol/L，则其转化的物质的量为 (1-0.25)mol/L×1L=0.75mol，则放出的热量为 0.75×49=36.75kJ，B 选项错误； C．平衡常数只与温度有关，T1℃下，缩小容器体积，平衡常数不变，C 选项错误； D．根据图像可知，3min 内 CO2 浓度的变化量为 0.5mol/L，由方程式可知 H2 浓度的变化量为 1.5mol/L，则 ，D 选项正确； 答案选 D。 12.某同学进行如下趣味化学实验： 反应原理： ①IO ＋3HSO =I-＋3SO ＋3H+ ②IO ＋5I-+6H+=3I2＋3H2O ③Hg2+＋2I-=HgI2↓（橙红色） 将 HgCl2 溶液和 KIO3 溶液同时加入 现象：先产生橙红色沉淀，几秒钟后溶液颜色 变为蓝色 下列说法不正确的是（ ） A. 反应①中 IO 表现了氧化性 B. 反应①对反应②的进行有促进作用 C 该实验条件下，反应速率：③>② D. 用 Na2SO3 溶液代替 NaHSO3 进行实验，现象相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题干信息可知，反应①中 IO 被还原为 I-，体现了氧化性，A 选项正确； B．反应①生成了反应②所需要的 I-和 H+，因此反应①对反应②的进行有促进作用，B 选项正确； C．根据现象，先产生橙红色沉淀，几秒钟后溶液颜色变为蓝色，说明反应速率：③>②，C 选项正确； D．若用 Na2SO3 溶液代替 NaHSO3 进行实验，则发生反应 IO +3 =I-+3 ，没有生成反应②所需的 . 20.75= 5.330.75 0.25K ≈× ( ) -1 -1 2 1.5mol/Lv H = =0.5mol L min3min   3 − 3 − 2 4 − 3 − 3 − 3 − 3 − 2- 3SO 2- 4SOH+，反应②难以发生，现象应该不同，D 选项错误； 答案选 D。 13.近年来我国在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图 1 装置可完成天然气脱硫，甲池中发生反应 如图 2 所示。 下列关于该装置工作原理的说法中，正确的是（ ） A. 碳棒为该脱硫装置的负极 B. 乙池中发生的反应为：H2S+2e-=S+2H+ C. AQ 与 H2AQ 间的转化属于非氧化还原反应 D. 除 I /I-外，Fe3+/Fe2+也能实现如图所示循环过程 【答案】D 【解析】 【详解】A．碳棒上 AQ 和氢离子反应生成 H2AQ 发生还原反应，所以碳棒为正极，故 A 错误； B．在乙池中，硫化氢失电子生成硫单质，碘单质得电子生成 I-，发生的反应为 H2S+I =3I-+S↓+2H+，故 B 错误； C．据图可知，AQ 与 H2AQ 互相转化过程中 C 元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，故 C 错误； D．Fe3+也可以氧化 H2S 生成 S，同时自身被还原成 Fe2+，Fe2+再在 N 型半导体上被氧化生成 Fe3+，从而实 现循环，所以除 I /I-外，Fe3+/Fe2+也能实现如图所示循环过程，故 D 正确； 故答案为 D。 14.25℃时，向 10mL0.10mol·L-1 一元弱酸 HA（Ka=10-3）中逐滴加入 0.10mol·L-1 的 NaOH 溶液，溶液 pH 随 所加 NaOH 溶液体积变化如图。下列说法不正确的是（ ） 3 − - 3 3 −A. a 点处存在 c(HA)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+) B. b 点处存在 c(Na+)=c(HA)+c(OH-)+c(A-) C. 由 a→b，溶液中 n(A-)持续增大 D. V=10mL 时，存在 c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图像，a 点处溶质为 NaA 和 HA，存在电荷守恒 c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)，由于 a 点 pH=3 ， 则 c(H+)=10-3mol/L ， 又 ， 又 Ka=10-3, 因 此 c(HA)=c(A-) ， 则 c(HA)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)，A 选项正确； B．b 点存在电荷守恒，c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)，可得 c(A-)+c(OH-)-c(H+)=c(Na+)，若 B 选项成立，则 c(A-)+c(OH-)-c(H+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-)，推出 c(HA)+c(H+)=0，B 选项错误； C．由图像可知，a→b 过程跨越了 pH 突变区域，即跨越了滴定终点，滴定终点的溶质为 NaA，从 a 点到 滴定终点，HA 的电离被促进，n(A-)持续增大，从滴定终点到 b 点，OH-抑制 A-的水解，n(A-)也持续增大， C 选项正确； D．V=10mL 时，溶质为 NaA，由于 A-+H2O HA+OH-，溶液为碱性，因此 c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)， D 选项正确； 答案选 B。 第二部分（非选择题，共 58 分） 本部分共 5 大题，共 58 分。 15.近年来，我国秋冬季雾霾天气呈现常态化趋势，造成严重空气污染，对人类身心健康造成极大威胁。硫 酸盐气溶胶作为 PM2.5 的主要构成成分，是雾霾产生的一个重要元凶。科学家最近发现了一种利用水催化 促进硫酸盐形成的化学新机制。如图所示： （1）NO2 和 SO2 作为大气初期污染物的主要成分，主要来自_____。 （2）电子传递可以促进 HSO 中 O—H 键的解离，进而形成中间体 SO ，反应的离子方程式为_____。 （3）通过“水分子桥”，处于纳米液滴中的SO 或 HSO 可以将电子快速转移到周围的气相 NO2 分子。观 的 ( ) ( ) ( ) - + a c A ·c H = c HAK 3 − 3 − 2 3 − 3 −察图示可知“水桥”主要靠____形成。写出 HSO 与 NO2 间发生的总反应的离子方程式：_____。 （4）亚硝酸（HNO2）是一种弱酸，酸性比醋酸稍强，极不稳定，只能存在于稀的水溶液中，加热时发生 歧化反应，生成一种强酸和一种遇空气变为红棕色的气体，写出该反应的化学方程式：_____。 （5）结合题中信息，请写出一种鉴别 NaNO2 和 NaCl 的方法：_____。 【答案】 (1). 自汽车尾气的排放，煤的燃烧，工业过程等 (2). HSO3- + NO2 = SO3- + HNO2 (3). 氢键 (4). HSO3- + 2NO2 + H2O = 2HNO2+ HSO4- (5). 3HNO2 HNO3＋2NO↑＋H2O (6). 用 pH 试纸 分别测二种溶液的 pH，pH＞7 的为 NaNO2 溶液，pH=7 的为 NaCl 溶液 【解析】 【详解】(1) NO2 和 SO2 主要来自汽车尾气的排放，煤的燃烧，工业过程等，故答案为：汽车尾气的排放， 煤的燃烧，工业过程等； (2)由图可知，HSO 中 O—H 键的解离过程为：HSO 和 NO2 反应得到 SO 和 HNO2，反应的离子方程式 为：HSO3- + NO2 = SO3- + HNO2，故答案为：HSO3- + NO2 = SO3- + HNO2； (3)由图可知，“水桥”主要靠“虚线”即氢键形成，由图可知，反应物有HSO 、H2O、NO2，生成物有 HSO4- 和 HNO2，即 HSO 与 NO2 间发生的总反应化学方程式为：HSO3- + 2NO2 + H2O = 2HNO2+ HSO4-，故答案为： 氢键；HSO3- + 2NO2 + H2O = 2HNO2+ HSO4-； (4)红棕色的气体为 NO2，HNO2 中 N 元素化合价为+3 价，则加热的产物之一为 NO，NO 种 N 元素化合价 为+2 价，加热发生歧化反应，则强酸应为 HNO3，结合原子守恒可得 HNO2 加热发生的反应为：3HNO2 HNO3＋2NO↑＋H2O，故答案为：3HNO2 HNO3＋2NO↑＋H2O； (5)HNO2 是一种弱酸，则 NaNO2 溶液因 NO2-的水解而显碱性，NaCl 溶液显中性，所以可用 pH 试纸分别测 二种溶液的 pH，pH＞7 的为 NaNO2 溶液，pH=7 的为 NaCl 溶液，故答案为：用 pH 试纸分别测二种溶液的 pH，pH＞7 的为 NaNO2 溶液，pH=7 的为 NaCl 溶液。 16.“84 消毒液”为含氯消毒剂的代表被广泛使用，化学小组用如下方法测定某“84 消毒液”中有效氯的含量。 I.准确量取 2.00mL 消毒液稀释成 100.0mL 溶液； II.取 1.00mL 上述稀释后溶液，依次加入 3mol·L-1 硫酸溶液 15mL、15.00mL 一定浓度的 Fe2+溶液，加盖振 摇混匀后，室温静置反应 10min； III.用 0.0010mol·L-1 的标准 K2Cr2O7 溶液滴定 II 中反应后溶液，记录消耗的体积为 VmL； 3 − △ 3 − 3 − 3 − 3 − 3 − Δ △IV.另取与 II 中相同的 15.00mL 一定浓度的 Fe2+溶液，依次加入 1.00mL 蒸馏水、3mol·L-1 硫酸溶液 15mL， 加盖振摇混匀； V.用 0.0010mol·L-1 的标准 K2Cr2O7 溶液滴定 IV 中溶液，记录消耗的体积为 V0mL。 (1)工业上制取“84 消毒液”反应的化学方程式为_______。 (2)Ⅰ中稀释溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和______。 (3)用 KSCN 溶液检测到 II 反应后溶液中含有 Fe3+的现象是______，Ⅱ中反应的离子方程式为______。 (4)Ⅲ中发生反应的离子方程式是_____(Cr2O 转化为 Cr3+，此条件下不氧化 Cl-)。 (5)该“84 消毒液”中有效氯的含量为_____ g/100mL。(有效氯以 NaClO 质量计，NaClO 摩尔质量：74.5g·mol-1) (6)由于 Fe2+具有_____性，II、IV 中实验须在密闭容器中进行。 【答案】 (1). Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O (2). 100mL 容量瓶 (3). 溶液变成血红色 (4). 2H++ClO-+2Fe2+=Cl-+2Fe3++H2O (5). +6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O (6). 1.1175(V0-V)或 1.1(V0-V) (7). 还原 【解析】 【分析】 结合工业用氯气和氢氧化钠制取“84 消毒液”书写化学反应方程式，根据氧化还原反应规律书写Ⅱ、Ⅲ步骤 中的离子反应方程式，结合方程式及关系式法进行相关计算。 【详解】(1)“84 消毒液”的主要成分为 NaClO，工业上用氯气和氢氧化钠制取，反应的化学方程式为 Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O，故答案为：Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O； (2)Ⅰ中稀释溶液用到 玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 100mL 的容量瓶，故答案为：100mL 的容量 瓶； (3)Fe3+遇到 KSCNf 发生反应 Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，Fe(SCN)3 为血红色，因此用 KSCN 溶液检测到 II 反应 后溶液中含有 Fe3+的现象是溶液变成血红色，反应Ⅱ中 Fe2+被 ClO-在酸性条件下氧化为 Fe3+，反应的离子 方程式为 2H++ClO-+2Fe2+=Cl-+2Fe3++H2O，故答案为：溶液变成血红色；2H++ClO-+2Fe2+=Cl-+2Fe3++H2O； (4)Ⅲ中剩下的 Fe2+被 K2Cr2O7 氧化为 Fe3+，Cr2O 转化为 Cr3+，此条件下不氧化 Cl-，则反应的离子方程式 为 +6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，故答案为： +6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O； (5)由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，消毒液中的 ClO-氧化了部分 Fe2+，剩余的 Fe2+用 K2Cr2O7 标准溶液滴定，消耗体积 为 VmL。由 IV、V 可知，全部的 Fe2+用 K2Cr2O7 标准溶液滴定，消耗体积为 V0mL。所以被 ClO-氧化的 n(Fe2+)=6×10-3 mol·L-1×(V0-V)×10-3 L×102=6×10-4(V0-V)mol，根据(3)问中所写方程式，有 2Fe2+~ClO-，所以 n(NaClO)=3×10-4(V0-V)mol，故有效氯含量=74.5g·mol-1×3×10-4(V0-V) mol÷2 mL×100 的 2 7 − 2- 2 7Cr O 2 7 − 2- 2 7Cr O 2- 2 7Cr OmL=1.1175(V0-V)g≈1.1(V0-V)，故答案为：1.1175(V0-V)或 1.1(V0-V)； (6)由于 Fe2+具有还原性，易被空气中的氧气氧化，因此 II、IV 中实验须在密闭容器中进行，故答案为：还 原。 17.研究发现，曾用于抗击埃博拉冠状病毒的新药瑞德西韦（Remdesivir）对新型冠状病毒（2019-nCoV）有 抑制作用。K 为合成该药物的中间体，其合成路线如图： 已知：（R 代表烃基或其它基团） ①R—OH R—Cl ②R—CHO R—CH(CN)—OH R—CH(CN)—NH2 R—CH(NH2)COOH 回答下列问题： （1）芳香化合物 A 的名称为_____。 （2）B 到 C 的反应类型是_____。 （3）由 G 生成 H 反应的化学方程式为_____。 （4）已知 E 中含两个 Cl 原子，则 E 的结构简式为_____。 （5）J 中含氧官能团的名称为_____。 （6）X 是 C 的同分异构体，满足下列条件的 X 共_____种，其中核磁共振氢谱中有 4 个峰的 X 的结构简式 是_____。 ①苯环上连有 3 个取代基，其中一个为氨基； ②1mol 的 X 与足量烧碱溶液作用时，会消耗 4molNaOH。 （7）设计由苯甲醛为原料制备化合物 的合成路线_____（溶剂、无机试剂任选）。 【答案】 (1). 苯酚 (2). 取代反应 (3). HCHO+HCN HOCH2CN (4). →催化剂(5). 酯 基 (6). 6 (7). 、 (8). 【解析】 【分析】 根据合成路线分析可知，A 在浓硫酸、浓硝酸的条件下发生硝化反应生成 B，B 与 发生取代反应生 成 C，C 与 H3PO4/H+在加热的条件下生成 D，根据 D 的结构简式可知，C 为 ，B 为 ，A 为 ，D 与 SOCl2 在催化剂加热的条件下发生已知发应①生成 E，则 E 为 ，E 与 A 发生取代反应生成 F，F 为 ，G→I 发生已知转化过程②，I 与 发生酯化反应生成 J，J 与 F 发生取代反应生成 K，则 J 为 ，I 为 H2NCH2COOH，H 为 HOCH2CN，G 为 HCHO，据此分析解答问题。 【详解】(1)根据上述分析可知，A 的结构简式为 ，其名称为苯酚； (2)B 与 发生取代反应生成 C，即 B 到 C 的反应类型为取代反应； (3)G 为 HCHO，H 为 HOCH2CN，G 与 HCN 催化得到 H，反应的化学方程式为 HCHO+HCN HOCH2CN； (4)根据上述分析，D 与 SOCl2 在催化剂加热的条件下发生已知发应①生成 E，E 的结构简式为 →催化剂； (5)J 的结构简式为 ，其中含氧官能团的名称为酯基； (6)X 是 C 的同分异构体，X 苯环上连有 3 个取代基，其中 1 个为氨基，且 1mol 的 X 与足量烧碱溶液作用 时，会消耗 4molNaOH，则 X 分子中苯环上含有 1 个—NH2，2 个—OOCH，X 有 、 、 、 、 、 共 6 种结构，其中 核磁共振氢谱中有 4 个峰的 X 的结构简式是 、 ； (7)以苯甲醛为原料制备化合物 时，可将苯甲醛与 HCN 催化生成 ， 与 H+/H2O 生成 ， 在浓硫酸加热的条件下发生分子内的酯化反应生成 ， 合成路线为 。 18.工业上从钴渣[含 Co(OH)3、Fe(OH)3 等]中回收钴的两种方法如下： 已知：①Ksp[Co(OH)3]=1.6×10-44，Ksp[Co(OH)2]=6.3×10-15，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。 ②碱性条件下，Fe(OH)3 不与亚硫酸钠反应；Fe3++NH3→不发生类似 Co2+、Co3+的配位化学反应。 请回答下列问题： (1)方法 1“氨浸”时用的氨水的质量百分数为 a，密度为 ρg·cm-3，该氨水的物质的量浓度为_____mol·L-1，“氨 浸”过程中发生反应的离子方程式为_______。 (2)方法 1“氨浸”时，未加 Na2SO3 溶液和加入 Na2SO3 溶液时的钴浸出率如图 1 所示。请解释两种情况下钴浸 出率不同的原因：______。 (3)方法 1 中，浸出温度对钴浸出率的影响如图 2 所示，工业上选择 50℃而不是更高温度的可能的原因是 _____。 (4)方法 2 中，为提高酸溶速率，可采取的措施是______(写出一条即可)。 (5)对比方法 1 和方法 2，从物质分离的角度分析方法 1 的优点是_____。 【答案】 (1). (2). 2Co(OH)3+8NH3+ SO +4NH =2[Co(NH3)6]2++SO +5H2O (3). Co(OH)3 的 Ksp 太小，难以浸出，而 Co(OH)2 的 Ksp 较大，加入 Na2SO3 把三价钴还原成二价钴，有利于钴的浸出 (4). 50℃以上，钴的浸出率随温度的升高变化不大，且温度升高，促进氨逸出且能耗增大； (5). 将钴渣 粉碎，增大接触面积、升高温度、加强搅拌等 (6). 与方法 2 相比，方法 1 中 Fe(OH)3 不溶于氨水，减少 了后续分离 Fe3+的操作 【解析】 1000 a 17 ρ 2- 3 4 + 2- 4【分析】 方法 1：根据已知②，将钴渣用氨水和硫酸铵溶液、亚硫酸钠溶液“氨浸”，Fe（OH）3 不溶，Co(OH)3 浸 取后得到含[Co(NH3)6]2+的溶液，过滤将 Fe(OH)3 分离； 方法 2：加入硫酸浸取，得到含 Co3+、Fe3+的溶液，再加入适量的 Na2SO3 将 Co3+、Fe3+还原成 Co2+、Fe2+， 然后经过系列操作除去其中的铁元素，得到含 Co2+的滤液。 【详解】(1)氨水中的溶质为 NH3，已知氨水的质量百分数为 a，密度为 ρg·cm-3，则其物质的量浓度 c= mol/L；“氨浸”过程中的反应物有Co(OH)3、NH3、(NH4)SO4、Na2SO3，反应过程中 SO 将 Co(OH)3 还原为[Co(NH3)6]2+，则 被还原成 ，根据电子守恒、原子守恒和电荷守恒可得离子 方程式为 2Co(OH)3+8NH3+ SO +4NH =2[Co(NH3)6]2++SO +5H2O； (2)据图可知加入 Na2SO3 比未加 Na2SO3 时钴的浸出率要高，这是因为：Na2SO3 具有还原性，可以将+3 价的 Co 元素还原为+2 价，再结合题目信息可知 Co(OH)2 的 Ksp 比 Co(OH)3 大的多，所以浸出率不同的原因是： Co(OH)3 的 Ksp 太小，难以浸出，而 Co(OH)2 的 Ksp 较大，加入 Na2SO3 把三价钴还原成二价钴，有利于钴的 浸出； (3)据图可知，50℃时，钴的浸出率达到了 95%左右，已经很高，温度升高，浸出速率可能会更快，但是钴 的浸出率变化不大，反而会使更多的氨气挥发，且能耗增大； (4)钴渣是固体，所以将其粉碎，增大接触面积，或者升高温度、加强搅拌等都可以增大酸溶速率； (5)根据分析可知，与方法 2 相比，方法 1 中 Fe(OH)3 不溶于氨水，减少了后续分离 Fe3+的操作，缩短流程、 减少步骤，降低了生产成本。 【点睛】第(1)小题为易错点，首先学生需要熟悉 这一公式，其次要注意氨水中的溶质一般认为 是 NH3；书写氨浸时的离子反应时要注意判断 Co 元素的化合价的变化，确定 Na2SO3 的作用。 19.某小组研究 Cu 与浓硝酸反应时发现如下现象： 装置与试剂 现象 Cu 片完全溶解，产生红棕色气体，得到绿色溶液 A，该溶 液长时间放置后得到蓝色溶液 B。反应后溶液体积几乎不变。 （1）Cu 与浓硝酸反应的离子方程式为_____。 1000 1000 a= 17M ρω ρ 2- 3 2- 3SO 2- 4SO 2- 3 4 + 2- 4 1000=c M ρω（2）甲同学猜测溶液 A 不是蓝色而呈绿色与溶解了 NO2 有关，于是向溶液 B 中通入 NO2，然后再持续通 入一段时间 N2，观察到现象：_____，证实猜测合理。 甲同学为深入研究溶液 A 呈绿色的原因，查得如下资料并提出了新的假设： 假设一：A 中形成了 Cu(NO2) 使溶液呈绿色。 为了验证假设一的合理性，甲同学进行了如下实验： 【实验一】 操作 现象 ①向 20.0mL0.5mol·L-1Cu(NO3)2 蓝色溶液中通入少量 NO2 气体 溶液呈绿色 ②向 20.0mL 水中通入与①中等量的 NO2 气体 溶液呈无色 （3）操作② 目的是_____。 （4）乙同学向①所得溶液中滴加浓硫酸，使溶液中 c(H+)达约 8mol·L-1，观察到有无色气体放出（遇空气变 为红棕色），溶液很快变回蓝色。利用平衡移动原理解释溶液变蓝的原因：_____。 （5）综合甲乙两位同学的实验，假设一不成立。请说明理由：______。 乙同学查得如下资料并提出来另一种假设： 假设二：A 中浓硝酸溶解了 NO2 所得黄色溶液与 Cu2+的蓝色复合形成的绿色。 为验证假设二的合理性，乙同学进行了如下实验： 【实验二】 操作 现象 ①配制与溶液 A 的 c(H+)浓度相同的 HNO3 溶液，取 20.0mL，通入少量 NO2 气体 溶液呈黄色 ②加入 溶液变为绿色 ③…… 溶液立即变回蓝色 的 2 4 −（6）操作②中加入的试剂为_____。 操作③进一步证明了假设二的合理性，写出该操作：_____。 【答案】 (1). Cu+4H++2 =Cu2++2H2O+2NO2↑ (2). 溶液通入 NO2 后变绿，通入一段 N2 后又变蓝 (3). 证明 NO2 溶于水时没有颜色变化，排除这一因素在①中的干扰 (4). 加入浓硫酸后，温度升高且 c(H+) 增大，HNO2 分解导致 c(HNO2)下降，均引起平衡 HNO2 +H+逆向移动，c( )下降，Cu2+(蓝色)+4 Cu(NO2) (绿色)逆向移动，溶液颜色由绿色变为蓝色 (5). 加酸后溶液变为蓝色，说明酸性 较强的溶液 A 中 不能大量存在，因此 Cu(NO2) 也不能大量存在，不是溶液 A 呈绿色的主要原因 (6). 0.01ml molCu(NO3)2 (7). 加水稀释 【解析】 分析】 本实验利用 Cu 与浓硝酸发生反应 Cu+4H++2 =Cu2++2H2O+2NO2↑制取 NO2 时，根据实验现象提出猜测 并研究溶液颜色变化的原因，结合平衡移动原理等知识解答相关现象出现的原因，根据控制变量法的原理 进行实验设计。 【 详 解 】 (1)Cu 与 浓 硝 酸 反 应 生 成 硫 酸 铜 、 NO2 和 H2O ， 反 应 的 离 子 方 程 式 为 Cu+4H++2 =Cu2++2H2O+2NO2↑； (2)甲同学猜测溶液 A 不是蓝色而呈绿色与溶解了 NO2 有关，于是向溶液 B 中通入 NO2，溶液变成绿色，然 后再持续通入一段时间 N2，目的是将 NO2 吹出，进一步确认 NO2 的影响，因此通入一段时间 N2 后溶液又 变成蓝色； (3)操作②是对比试验，可证明 NO2 溶于水时没有颜色变化，排除这一因素在①中的干扰； (4)结合资料可知，由于加入浓硫酸后，温度升高且 c(H+)增大，HNO2 分解导致 c(HNO2)下降，同时产生无 色气体，均引起平衡 HNO2 +H+逆向移动，c( )下降，Cu2+(蓝色)+4 Cu(NO2) (绿 色)逆向移动，所以溶液颜色由绿色变为蓝色； (5)根据题干信息，所用 Cu 和 HNO3 的量中 HNO3 过量，根据方程式可知，A 存有大量 HNO3，酸性很强， 而加酸后溶液变为蓝色，说明酸性较强的溶液 A 中 不能大量存在，因此 Cu(NO2) 也不能大量存在， 不是溶液 A 呈绿色的主要原因，故假设一不成立； (6)根据控制变量法，操作②中加入的试剂应与实验一相同，即为 0.01ml molCu(NO3)2； 【 - 3NO - 2NO - 2NO - 2NO 2 4 − - 2NO 2 4 − - 3NO - 3NO - 2NO - 2NO - 2NO 2 4 − - 2NO 2 4 −(7)根据资料ⅳ，稀硝酸中溶有少量 NO2 时呈无色，因此可采用稀释的方法。 【点睛】(6)小问为易错点，注意实验一给的是浓度，需要计算相应的物质的量。