非选择题(共80分)
16.(12分)硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域。
工业上由氧化锌矿(主要成分为ZnO,另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生产ZnSO4·7H2O的一种流程如下:
⑴步骤Ⅰ包括酸浸和过滤两个操作。
①酸浸时,需不断通入高温水蒸气的目的是▲。
②过滤时,为防止堵塞,过滤装置需经常用氢氧化钠溶液清洗,其清洗原理是
▲(用化学方程式表示)。
⑵步骤Ⅱ中,在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾,生成Fe(OH)3和MnO(OH)2两种沉淀,该反应的离子方程式为▲。
⑶步骤Ⅲ所得滤渣C的主要成分是▲。
⑷取28.70gZnSO4·7H2O加热至不同温度,剩余固体的质量变化如右图所示。
①步骤Ⅳ中的烘干操作需在减压条件下进行,其原因是▲。
②680℃时所得固体的化学式为▲。
a.ZnOb.Zn3O(SO4)2c.ZnSO4d.ZnSO4·H2O
17.(15分)5-氯-2,3-二氢-1-茚酮是合成新农药茚虫威的重要中间体。
已知:
以化合物A(分子式为C7H7Cl)为原料合成5-氯-2,3-二氢-1-茚酮(化合物F)工艺流程如下:
⑴写出反应A→B的化学方程式:
▲。
⑵化合物F中含氧官能团的名称为▲,反应B→C的类型为▲。
⑶某化合物是D的同分异构体,能使FeCl3溶液显紫色,且分子中只有3种不同化学环境的氢。
写出该化合物的结构简式:
▲(任写一种)。
⑷E→F的转化中,会产生一种与F互为同分异构体的副产物,其结构简式为▲。
⑸根据已有知识并结合相关信息,写出以化合物F和CH2(COOC2H5)2为有机反应原料制备
的合成路线流程图(注明反应条件)。
合成路线流程图示例如下:
18.(12分)高纯硝酸锶[化学式:
Sr(NO3)2]用于制造信号灯、光学玻璃等。
⑴工业级硝酸锶中常含有硝酸钙、硝酸钡等杂质,其中硝酸钙可溶于浓硝酸,而硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸。
请结合相关信息,补充完整提纯硝酸锶的下列实验步骤:
①取含杂质的硝酸锶样品,▲,搅拌。
②▲。
③将滤渣溶于水中,加略过量铬酸使Ba2+沉淀,静置后加入肼(N2H4)将过量铬酸还原,调节pH=7~8,过滤。
④将滤液用硝酸调节pH=2~3,▲,过滤,洗涤。
⑤将得到的Sr(NO3)2·2H2O晶体在100℃条件下干燥,得到高纯硝酸锶。
⑵Sr(NO3)2受热易分解,生成Sr(NO2)2和O2;在500℃时Sr(NO2)2进一步分解生成SrO及氮氧化物。
取一定质量含Sr(NO2)2的Sr(NO3)2样品,加热至完全分解,得到5.20gSrO固体和5.08g混合气体。
计算该样品中Sr(NO3)2的质量分数(写出计算过程)。
19.(15分)三氯氧磷(化学式:
POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。
氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下:
⑴氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为▲。
⑵通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:
Ⅰ.取ag产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ.向锥形瓶中加入0.1000mol·L-1的AgNO3溶液40.00mL,使Cl-完全沉淀。
Ⅲ.向其中加入2mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ.加入指示剂,用cmol·L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积。
已知:
Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12
①滴定选用的指示剂是▲(选填字母),滴定终点的现象为▲。
a.FeCl2b.NH4Fe(SO4)2c.淀粉d.甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是▲,如无此操作所测Cl元素含量将会▲(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
⑶氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷(主要为H3PO4、H3PO3等)废水。
在废水中先加入适量漂白粉,再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。
①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是▲。
②下图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。
处理该厂废水最合适的工艺条件为▲(选填字母)。
a.调节pH=9b.调节pH=10c.反应时间30mind.反应时间120min
③若处理后的废水中c(PO43-)=4×10-7mol·L-1,溶液中c(Ca2+)=▲mol·L-1。
(已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-29)
20.(14分)一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。
⑴高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:
4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)+3Fe(s)△H=akJ·mol-1
CO(g)+3Fe2O3(s)=CO2(g)+2Fe3O4(s)△H=bkJ·mol-1
反应3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s)的△H=▲kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
⑵电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步:
2CH3OH(g)
HCOOCH3(g)+2H2(g)△H>0
第二步:
HCOOCH3(g)
CH3OH(g)+CO(g)△H>0
①第一步反应的机理可以用下图表示:
图中中间产物X的结构简式为▲。
②在工业生产中,为提高CO的产率,可采取的合理措施有▲。
⑶为进行相关研究,用CO还原高铝铁矿石,反应后固体物质的X—射线衍射谱图如右图所示(X—射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。
反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐,该反应的离子方程式为▲。
⑷某催化剂样品(含Ni2O340%,其余为SiO2)通过还原、提纯两步获得镍单质:
首先用CO将33.2g样品在加热条件下还原为粗镍;然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)4(沸点43℃),并在180℃时使Ni(CO)4重新分解产生镍单质。
上述两步中消耗CO的物质的量之比为▲。
⑸为安全起见,工业生产中需对空气中的CO进行监测。
①粉红色的PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO。
若空气中含CO,则溶液中会产生黑色的Pd沉淀。
每生成5.3gPd沉淀,反应转移电子数为▲。
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量,其结构如右图所示。
这种传感器利用原电池原理,则该电池的负极反应式为▲。
21.(12分)本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。
请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。
若两题都做,则按A题评分。
A.《物质结构与性质》
A、B、C、D为原子序数依次增大的前四周期元素,元素A原子最外层电子数比内层多3个,元素B基态原子核外有2个未成对电子,元素C的最高价和最低价代数和等于0,元素D位于周期表ⅥB族。
⑴判断离子AB2-离子的空间构型为▲。
⑵元素A、C形成的化合物熔点很高,但比B、C形成的化合物熔点低,其原因是▲。
⑶在A的氢化物(A2H4)分子中,A原子轨道的杂化类型是▲。
⑷元素B与D形成的一种化合物广泛应用于录音磁带上,其晶胞如右图所示。
该化合物的化学式为▲。
⑸向D的氯化物DCl3溶液中滴加氨水可形成配合物[D(NH3)3(H2O)Cl2]Cl。
①离子D3+的外围电子排布式为▲。
②1mol该配合物中含配位键的数目为▲。
B.《实验化学》
甲苯氧化法制备苯甲酸的反应原理如下:
+2KMnO4
+KOH+2MnO2↓+H2O
+HCl
+KCl
实验时将一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在100℃时,反应一段时间,再停止反应,并按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
图1回流搅拌装置 图2抽滤装置
⑴实验室中实现操作Ⅰ所需的玻璃仪器有▲、烧杯;操作Ⅱ的名称为▲。
⑵如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,若无此操作会出现的危害是▲。
⑶在操作Ⅲ中,抽滤前需快速冷却溶液,其原因是▲;如图2所示抽滤完毕,应先断开▲之间的橡皮管。
⑷纯度测定:
称取1.220g产品,配成100mL溶液,取其中25.00mL溶液,进行滴定,消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol。
产品中苯甲酸质量分数为▲。
参考答案及评分标准
选择题(40分)
单项选择题:
本题包括10小题,每小题2分,共计20分。
每小题只有一个选项符合题意。
1.D2.B3.C4.C5.B6.B7.A8.C9.A10.D
不定项选择题:
本题包括5小题,每小题4分,共计20分。
每小题有一个或两个选项符合题意。
若正确答案只包括一个选项,多选时,该题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分。
11.C12.AD13.D14.BC15.AB
非选择题(80分)
16.⑴①升高温度、使反应物充分混合,以加快反应速率
②H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O
⑵3Fe2++MnO4—+8H2O=3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+
⑶Cu(Zn)
⑷①降低烘干的温度,防止ZnSO4·7H2O分解
②b
(每空2分,共12分)
17.⑴
+Cl2
+HCl
⑵羰基取代反应
⑶
或
⑷
⑸
(除第⑸小题5分外,其余每空2分,共15分)
18.⑴①向其中加入浓HNO3
②过滤,并用浓HNO3洗涤滤渣
④蒸发浓缩,冷却结晶
⑵m(样品)=5.20g+5.08g=10.28g
n(SrO)=
=0.05mol
n[Sr(NO3)2]×212g·mol-1+n[Sr(NO2)2]×180g·mol-1=10.28g
n[Sr(NO3)2]+n[Sr(NO2)2]=0.05mol
解得:
n[Sr(NO3)2]=0.04mol
n[Sr(NO2)2]=0.01mol
w[Sr(NO3)2]=
×100%=82.49%
(除第⑵小题6分外,其余每空2分,共12分)
19.⑴PCl3+H2O+Cl2=POCl3+2HCl
⑵①b溶液变为红色
②防止在滴加NH4SCN时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀偏小
⑶①将废水中的H3PO3氧化为PO43-,使其加入生石灰后转化为磷酸的钙盐
②bc
③5×10-6
(除第⑵①第一空1分外,其余每空2分,共15分)
20.⑴(2a+b)/3
⑵①HCHO
②升高温度,降低压强
⑶FeAl2O4+8H+=Fe2++2Al3++4H2O
⑷3:
8
⑸①0.1mol(或0.1NA)
②CO+H2O-2e-=CO2+2H+
(每空2分,共14分)
21.A⑴V形
⑵两种化合物均为原子晶体,Si—O键键能大于Si—N键
⑶sp3
⑷CrO2
⑸①3d3②6NA
(每空2分,共12分)
21.B⑴分液漏斗蒸馏
⑵过量的高锰酸钾氧化盐酸,产生氯气
⑶得到较大的苯甲酸晶粒,便于抽滤抽气泵和安全瓶
⑷96%
(每空2分,共12分)
说明:
非选择题部分其他合理答案均给分。