山东省2026年普通高中高三学业水平4月调研 化学试题 附解析
展开 这是一份山东省2026年普通高中高三学业水平4月调研 化学试题 附解析,共41页。试卷主要包含了5 Cd 112, 下列事实对应的方程式错误的是, 两种酸式碳酸盐的分解反应如下等内容,欢迎下载使用。
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案用0.5mm黑色签字笔写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 F 19 Na 23 Si 28 Cl 35.5 Cd 112
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学与生活生产密切相关,下列说法错误的是
A. 盐卤是制作豆腐的常见凝固剂,能使豆浆中的蛋白质变性
B. 金刚石薄膜可用于钻头表面涂层,属于新型无机非金属材料
C. 人形机器人伺服电机连接器使用的液晶聚合物具有各向异性
D. 尼龙-66()由己二酸和1,6-己二胺缩聚合成,强度高
【答案】A
【解析】
【详解】A.盐卤(如MgCl2等)通过盐析作用使豆浆中的蛋白质胶体聚沉,而非使蛋白质变性,A错误;
B.金刚石薄膜硬度大,可作钻头涂层,属于新型无机非金属材料,B正确;
C.液晶聚合物属于液晶材料,具有各向异性的性质,C正确;
D.尼龙-66由己二酸[HOOC(CH2)4COOH]和1,6-己二胺[H2N(CH2)6NH2]发生缩聚反应得到,强度高,韧性好,D正确;
故答案选A。
2. 下列应用中未涉及氧化还原反应的是
A. 用溶液除去乙炔中的B. 用谷物发酵酿造米酒
C. 暖贴中的铁粉遇空气放热D. 用作野外生氢剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.硫酸铜溶液与硫化氢气体反应生成硫化铜沉淀和硫酸,反应中没有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,所以用硫酸铜溶液除去乙炔中的硫化氢未涉及氧化还原反应,A符合题意;
B.谷物发酵酿造米酒的过程为在淀粉酶的作用下淀粉发生水解反应生成葡萄糖,在酒化酶的作用下水解生成的葡萄糖发酵生成乙醇和二氧化碳,发酵反应中有元素发生化合价变化,属于氧化还原反应,所以用谷物发酵酿造米酒涉及氧化还原反应,B不符合题意;
C.暖贴中的铁粉遇空气发生吸氧腐蚀,腐蚀过程中有元素发生化合价变化,属于氧化还原反应,所以暖贴中的铁粉遇空气放热涉及氧化还原反应,C不符合题意;
D.氢化钙与水反应生成氢氧化钙和氢气,反应中有元素发生化合价变化,属于氧化还原反应,所以氢化钙用作野外生氢剂涉及氧化还原反应,D不符合题意;
故选A。
3. 实验室中使用稀硫酸时,对应用法正确的是
A. 焰色试验中清洗铂丝B. 实验室制备乙酸乙酯
C. 高锰酸钾溶液的酸化D. 与大理石反应制备
【答案】C
【解析】
【详解】A.焰色试验清洗铂丝需使用稀盐酸,利用盐酸及盐酸盐易挥发的特点除去杂质,硫酸及硫酸盐难挥发,无法达到清洗目的,A错误;
B.实验室制备乙酸乙酯时,需要浓硫酸作催化剂和吸水剂,不用稀硫酸,B错误;
C.高锰酸钾溶液酸化需选用无还原性的酸,稀硫酸性质稳定,不会和高锰酸钾发生氧化还原反应,可用于其酸化,C正确;
D.稀硫酸与大理石反应会生成微溶的,覆盖在大理石表面阻止反应持续进行,无法用来制备,D错误;
故选C。
4. 下列关于实验规范操作的说法错误的是
A. 点燃任何可燃性气体前均需检验纯度
B. 萃取时使用分液漏斗,检漏时活塞和旋塞处均至少查验两次
C. 滴定实验时,锥形瓶洗涤干净后直接加入待测液
D. 熔融烧碱时,用坩埚钳夹持瓷坩埚置于泥三角上
【答案】D
【解析】
【详解】A.可燃性气体中混有空气时,点燃易发生爆炸,所以点燃任何可燃性气体前都需要检验纯度,A正确;
B.分液漏斗检漏时,分液漏斗的旋塞和瓶塞都需要检查是否漏水,且需将塞子旋转180°后再次查验,两处检查均至少查验两次,B正确;
C.滴定实验中,锥形瓶内残留的蒸馏水不会改变待测溶质的物质的量,不影响滴定结果,所以锥形瓶洗涤干净后可直接加入待测液,C正确;
D.氢氧化钠能与瓷坩埚的主要成分二氧化硅反应生成硅酸钠和水,所以不能用瓷坩埚熔融烧碱,D错误;
故选D。
5. 能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是
A. 可为Al,盐的水溶液一定显酸性
B. 可为可使石蕊试剂变红后褪色
C. 可为可与水反应生成
D. 可为可使淀粉碘化钾溶液变蓝
【答案】D
【解析】
【详解】A.铝单质与氧气反应只能生成氧化铝,则由图可知,X不可能为铝,A错误;
B.X为硫时,Y为二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,但二氧化硫不能使指示剂漂白褪色,B错误;
C.X为钠时,Y为氧化钠、Z为过氧化钠,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,不能生成氢气,C错误;
D.X为氮气时,Y为一氧化氮、Z为二氧化氮,二氧化氮具有氧化性,能与碘化钾溶液反应生成能使淀粉溶液变蓝色的单质碘,D正确;
故选D。
6. 下列事实对应的方程式错误的是
A. 足量酸性高锰酸钾溶液吸收甲醛:
B. 用从酸化的海带灰浸出液中提取碘:
C. 含氟牙膏防治龋齿:
D. 使用NaClO在强碱性条件下氧化制备高铁酸钠:
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸性高锰酸钾氧化性很强,足量高锰酸钾会将甲醛彻底氧化为,而非仅氧化为甲酸,正确的离子方程式为:,A错误;
B.酸化条件下,氧化碘离子生成碘单质,反应的化合价升降、电荷、原子均守恒,方程式书写正确,B正确;
C.含氟牙膏防龋齿的原理是:氟离子将羟基磷灰石转化为更难溶的氟磷灰石,属于沉淀转化,方程式书写正确,C正确;
D.强碱性条件下,氧化制备高铁酸钠,反应配平正确,电荷、原子均守恒,方程式书写正确,D正确;
故选A。
7. 、、、是原子序数依次增大的短周期主族元素,、的基态原子中均有2个未成对电子,Z的原子序数是X的2倍,Y与W位于同一主族。下列说法正确的是
A. 简单离子还原性:B. 电负性:
C. 简单离子半径:D. 四种元素的基态原子未成对电子数相同
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y基态原子均有2个未成对电子,Z原子序数是X的2倍,若X为C(原子序数6),则Z为Mg(原子序数12),符合短周期原子序数递增要求;Y原子序数介于6和12之间且有2个未成对电子,故Y为O;Y与W同主族,故W为S。即X为C、Y为O、Z为Mg、W为S。
【详解】A.同主族从上到下非金属性减弱,非金属性,非金属性越强,对应简单阴离子的还原性越弱,故还原性,即,A正确;
B.根据非金属性越强,电负性越大,非金属性,故电负性,即,B错误;
C.和电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故半径,即,C错误;
D.Mg基态原子未成对电子数为0,C、O、S基态原子未成对电子数为2,四者未成对电子数不相同,D错误;
故选A。
8. 下列由事实进行类比推理的说法合理的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烷的结构简式为,但乙硼烷()中存在三中心两电子氢桥键,不存在的单键连接结构,结构简式书写错误,A不符合题意;
B.为直线形结构,属于非极性分子,但为展开书页形的极性结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,B不符合题意;
C.中N原子含孤电子对,易与形成配合物,但中F电负性远大于N,使N上孤电子对难以给出,不易与形成配合物,C不符合题意;
D.和中心N原子均为sp3杂化,中N原子有1个孤电子对,中N原子无孤电子对,孤电子对与成键电子对间的斥力更大,导致键角减小,故中的键角小于中的键角;同理,和中心N原子均为sp2杂化,中N原子有1个孤电子对,中N原子无孤电子对,中的键角小于中的键角,推理合理,D符合题意;
故答案选D
9. 马来酸酐与呋喃可发生反应获得或,过程中能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 无法依据质谱区分和
B. 每个和中均含4个手性碳原子
C. 升高体系温度,生成速率的增加程度大
D. 升高体系温度,再次平衡后选择性上升
【答案】C
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,X和Y的分子式相同,相对分子质量相同,所以不能用质谱法区分X和Y,A正确;
B.由结构简式可知,X分子中含有如图*所示的4个手性碳原子:,Y分子中也含有如图*所示的4个手性碳原子:,B正确;
C.由图可知,生成X的反应的活化能小于生成Y的反应的活化能,反应活化能越大,反应速率越慢,则生成X的反应速率大于生成Y的反应速率,所以升高体系温度,生成Y速率的增加程度大,C错误;
D.由图可知,X的能量高于Y,则X转化为Y的反应是焓变小于0的放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,X的浓度增大,所以升高体系温度,再次平衡后X选择性上升,D正确;
故选C。
10. 两种酸式碳酸盐的分解反应如下:
反应1:
反应2:
该温度下,刚性密闭容器中放入和固体,平衡后上述三种固体均大量存在。下列说法错误的是
A. 移走剩余固体,各气体百分含量不变B. 通入,再次平衡后的分压减小
C. 通入,再次平衡后气体密度不变D. 缩小体积,再次平衡后总压强不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.固体量的多少不影响平衡状态,移走剩余固体后只要三种固体仍有剩余,两个平衡均不移动,各气体分压不变,百分含量不变;即使全部移走固体,反应无法进行,气体组成也不变,A正确;
B.温度不变时,反应1的平衡常数,反应2的平衡常数,两式联立得,、仅随温度变化,因此通入后分压不变,B错误;
C.通入再次平衡后,温度不变则、不变,各气体分压均与原平衡相同,总压不变,刚性容器体积不变,气体总质量不变,因此密度不变,C正确;
D.缩小容器体积,压强增大,平衡逆向移动,温度不变则、不变,且由题干信息可知,反应体系中气相组分始终满足,故在定温下,各气体的分压均为定值,故再次平衡后各气体分压与原平衡相同,总压强不变,D正确;
故选B
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 可组装如下装置在实验室用还原三氧化钨制备金属钨。已知:Zn粒中往往含有硫元素等杂质,焦性没食子酸溶液具有强还原性。下列说法正确的是
A. 装置①也可用于实验室制
B. 装置②在加热管式炉前和实验结束后,出气口处均需将输出气体进行点燃操作
C. 装置③、④可分别盛放酸性溶液、焦性没食子酸溶液
D. 结束反应时先关闭活塞K,再停止加热
【答案】B
【解析】
【分析】还原制备金属W,装置①用于制备氢气,后连接安全瓶防倒吸,因盐酸易挥发,且Zn粒中含有硫元素等杂质,故使用连续的洗气瓶分别盛装酸性KMnO4、焦性没食子酸、浓硫酸依次除去HCl和H2S、氧气与氧化生成的少量氯气、水蒸气,纯净的与在装置②中加热条件下制备W,实验结束后应先停止加热再停止通入氢气,以避免W被重新氧化,以此解答;
【详解】A.装置①(启普发生器)仅适用于块状固体和液体的反应,且装置不能加热,故不可用于浓盐酸与MnO2(粉末)加热制备氯气,也不可用于浓盐酸与KMnO4、漂白粉、氯酸钾等粉末状固体反应制氯气,A错误;
B.管式炉加热前,应检验氢气的纯度,以避免不纯的氢气发生爆炸;实验结束后,为防止生成的炽热的钨被氧化,需继续通入氢气直至冷却,尾气中的氢气需要点燃处理;故装置②在加热管式炉前和实验结束后,出气口处均需将输出气体进行点燃操作,B正确;
C.洗气瓶导管长进短出,故气流方向为从右到左,应依次盛装酸性KMnO4、焦性没食子酸、浓硫酸,即装置③、④分别盛装浓硫酸、焦性没食子酸溶液,C错误;
D.反应结束后应先停止加热再停止通入氢气,使W处在氢气的氛围中冷却,以避免W被重新氧化,D错误;
故答案选B。
12. 一种可通过光照充电的碱性镍镉蓄电池可用于航天器,电池充放电时工作原理如图所示。光照时,光催化电极产生电子()和空穴()可驱动电池充电,通过充放电过程,满足飞船在光照区和阴影区交替飞行时对能量储存和供给需要。下列说法错误的是
A. 飞船由光照区驶入阴影区时电池的能量转换方式:太阳能化学能电能
B. 飞船进入光照区充电,b极反应式为:
C. 电池宜采用阴离子交换膜,飞船进入阴影区时,从a极区经交换膜向b极区迁移
D. 飞船进入光照区充电时,a极区溶液质量保持不变
【答案】C
【解析】
【分析】由电池示意图可知,放电时,a极为负极,电极反应式为,b极为正极,电极反应式为;充电时,a极为阴极,电极反应式为,b极为阳极,电极反应式为;
【详解】A.飞船在光照区充电,将太阳能转化为化学能储存;在阴影区放电,将储存的化学能转化为电能使用。因此,描述整个能量利用过程的顺序为太阳能→化学能→电能是正确的,A正确;
B.充电时,b极上得到空穴()被氧化为,电极反应式为,B正确;
C.由分析可知,充放电时,两电极生成或消耗,为保证电池持续稳定运行,应使在两极间迁移,故镍镉蓄电池宜采用阴离子交换膜,飞船进入阴影区时(放电),从b极(正极)穿过阴离子交换膜向a极(负极)迁移,C错误;
D.飞船进入光照区充电时,a极反应式为,电路中每转移2 ml电子,有2 ml 由a电极进入电解质溶液,同时有2 ml 跨膜进入b极区,因此a极区电解质溶液质量保持不变,D正确;
故答案选C。
13. 以乳酸()为原料制备可降解材料的合成路线如下。已知Bn—是苯甲基()。下列说法正确的是
A. 系统命名为2-羟基丙酸B. E所有碳原子可能处于同一平面
C. 中Bn—用H—代替可由直接生成D. 最多能与反应
【答案】AD
【解析】
【详解】A.M为乳酸,结构为,选含羧基的3碳最长链为主链,羧基为母体官能团,编号从羧基碳开始,羟基位于2号碳,系统命名为2-羟基丙酸,A正确;
B.E是两分子乳酸分子间脱水形成的环二酯,分子中多个碳原子为饱和杂化(连甲基的次甲基碳、甲基碳均为饱和碳),饱和碳原子为四面体构型,酯基的O氧原子(非羰基氧)也是杂化,因此所有碳原子不可能共平面,B错误;
C.若F中替换为,F会带有游离羟基,在与E开环聚合过程中,游离羟基会提前参与聚合反应,无法得到目标结构的Q;该合成必须先以Bn保护羟基,聚合后再脱保护才能得到Q,不能直接由E生成,C错误;
D.由Q的结构可知,1 ml Q中总共含有个酯键,酯键水解后每个酯键生成1个能与NaOH反应的羧基;结构中的羟基均为醇羟基,不与NaOH反应,因此1 ml Q最多能与反应,D正确;
答案选AD。
14. 室温下,向初始浓度为的溶液中滴加氨水至沉淀恰好溶解,溶液中与、与pH的关系如图所示(、或)。下列说法错误的是
A. 曲线表示的变化情况
B. 反应的平衡常数
C. 当时,
D. 沉淀恰好溶解时,溶液中的阴离子主要为
【答案】BD
【解析】
【分析】曲线:随着的增加,逐渐减小,因此表示的变化情况;曲线:随着增加,先增大后减小,因此表示 的变化情况;剩余两条线,曲线上的点(-3.53, -1.74),上的点(-3.53, 8.04),因此表示的变化情况,表示pH与的变化情况,以此解题。
【详解】A. 由分析可知,曲线表示的变化情况,A正确;
B.对于反应,其平衡常数可以表示:,由图可知,当pH = 8.04时,,,则,,,则,B错误;
C.由图可知,当pH = 10时,此时横坐标在(-2.50 ~ -2.00),各条线对应纵坐标数值, ,即 ,C正确;
D.原溶液中必然存在阴离子,含有银离子,且易溶于水的应该为硝酸银,则沉淀恰好溶解时,溶液中主要阴离子一定有硝酸根,D错误;
故选BD。
15. 探究与反应过程,进行如下实验:
实验Ⅰ:将溶液()逐滴加入盛有溶液的烧杯中,开始时立即生成黑色沉淀,滴定过程中分散系由黑色变为灰色,烧杯底部有黑色沉淀生成。滴定过程中溶液体积()与体系pH关系如图,经检测可知A处无硫单质生成,、处含有硫单质。
实验Ⅱ:取D处浊液,静置后过滤。向固体表面滴加稀盐酸,有臭鸡蛋气味的气体产生,反应后的液体不与KSCN溶液反应;滤液不与KSCN溶液反应。
已知:为黑色难溶物,,,。下列说法正确的是
A. A点沉淀含
B. C点存在反应
C. A、D两点沉淀中含铁成分相同
D. 综上可知,浓度较高有利于氧化还原反应
【答案】BD
【解析】
【详解】A.溶液中虽含有大量的,初始溶液中,经计算。生成沉淀所需;生成沉淀所需,由于极小,计算可知生成所需远小于,只生成,不含,A错误;
B.根据题意,C处含有硫单质,即-2价的S被氧化为S单质,故存在与发生的氧化还原反应,离子方程式为,B正确;
C.根据实验Ⅱ可知,向D处的沉淀中加入稀盐酸有臭鸡蛋气味的气体(H2S)产生,同时溶液不与KSCN反应,即不含,故沉淀为FeS;而A处无硫单质生成,即未发生氧化还原反应,沉淀只有,两点含铁沉淀成分不同,C错误;
D.根据滴定过程可知,在浓度较低时,发生复分解反应生成沉淀,在浓度较高时,发生氧化还原反应生成和单质,故浓度较高有利于氧化还原反应,D正确;
故答案选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. Si单质及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)硅单质存在多种形式,如晶体硅、无定形硅等,它们互为______。基态Si原子中,核外电子占据的最高能层符号为______。与Si同周期部分元素基态原子电离能变化规律如下,其中表示第三电离能的是______(填标号)。
A. B. C.
(2)甲基咪唑()中、原子位于同一平面,与反应生成结构如图。Si的价层电子对数为______;N-甲基咪唑分子中N原子价层孤电子对占据______(填标号)。
A.s轨道 B.2p轨道 C.杂化轨道 D.杂化轨道
比较和的熔点高低并说明原因______。
(3)SiC的成键结构与金刚石结构相似,晶体中只存在键。如果以一个Si原子为中心,SiC晶体中Si原子与其最近的C原子的距离为,则与Si原子次邻近的等距原子有______个,其距离为______pm。
【答案】(1) ①. 同素异形体 ②. M ③. B
(2) ①. 6 ②. BC ③. ,二者固体均为分子晶体,的相对分子质量更大
(3) ①. 12 ②.
【解析】
【小问1详解】
由同种元素组成的不同单质,互为同素异形体,因此晶体硅、无定形硅互为同素异形体;基态Si原子的核外电子排布式为,能层由内到外依次为K、L、M,电子占据的最高能层为第3能层,符号为M;第三电离能的定义为基态气态失去1个电子生成所需要的最低能量。第三周期元素(~)的价阳离子电子排布及第三电离能规律:的电子排布(全满稳定结构),失去电子会破坏稳定结构,因此第三电离能出现极大峰值(极难失电子);后续元素(~)的第三电离能整体呈上升趋势,为半满结构,第三电离能较高,因此表示第三电离能的是B;
【小问2详解】
由结构可知,中心Si原子形成6个键,无孤电子对,价层电子对数为6;N-甲基咪唑分子中含有两种化学环境不同的N原子。与甲基相连的N原子为杂化,其孤电子对为参与形成芳香体系而占据p轨道;环上另一个N原子也为杂化,其孤电子对不参与形成芳香体系,占据杂化轨道;与均为分子晶体,结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高,因此熔点:;
【小问3详解】
的晶体结构与金刚石相似,为面心立方晶胞,、原子交替排列,以1个原子为中心。最近邻的是4个原子,距离为,对应晶胞体对角线的,即(为晶胞边长),解得;次邻近的是与中心原子共面、位于面对角线中点的原子,共个(晶胞12条棱的中点方向);次邻近的距离为面对角线的,即。
17. 以淀粉为原料制备味精[主要含谷氨酸单钠]的实验流程如下:
已知:谷氨酸为二元弱酸。
回答下列问题:
(1)某同学进行步骤Ⅰ,并检验淀粉的水解程度,操作如下:
向试管中加入1mL淀粉溶液,加入3滴试剂a,水浴加热5分钟,冷却至室温后取出少量溶液加入两支试管Ⅰ、Ⅱ中。另取适量10%NaOH溶液分别加入试管Ⅰ、Ⅱ中,盖紧瓶塞。向试管Ⅰ中加入几滴碘水;向试管Ⅱ中加入5滴新制银氨溶液,用酒精灯加热并观察现象。
试剂a为______;操作存在的两处错误是①______;②______。
(2)步骤Ⅲ的操作如下:加谷氨酸→______(填标号)→结晶→过滤→洗涤→干燥。
A.加纯碱 B.过滤 C.除杂质并用活性炭脱色 D.控制合适的pH搅拌均匀
控制pH时碱性不宜过强,否则会______。
(3)采用如下方法测定味精中谷氨酸单钠()的含量:称取0.2000g样品置于锥形瓶内,加入适量甲酸-乙酸混合溶剂,搅拌至完全溶解。用的高氯酸滴定,发生反应,滴定终点时消耗高氯酸标准溶液;同时做空白试验,消耗高氯酸标准溶液。
味精中谷氨酸单钠的质量分数是______(用含c、、的代数式表示)。若滴定样品过程中锥形瓶内的混合溶剂挥发,将导致测定结果______(填“偏大”“偏小”或“不变”);空白实验滴定结束时俯视读数,将导致测定结果______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 稀硫酸 ②. 试管Ⅰ无需加入NaOH溶液 ③. 试管Ⅱ应水浴加热
(2) ①. ADCB ②. 形成谷氨酸钠正盐
(3) ①. ②. 不变 ③. 偏大
【解析】
【分析】淀粉在酸催化下水解生成葡萄糖,葡萄糖在、作用下转化得到谷氨酸;谷氨酸是二元弱酸,加入调节合适pH即可中和羧基得到谷氨酸单钠,经除杂脱色、结晶干燥得到成品味精。 检验淀粉水解程度时,利用淀粉遇碘单质变蓝、水解产物葡萄糖能发生银镜反应的特性检验;纯度测定采用非水滴定法,利用谷氨酸单钠与高氯酸1:1反应的定量关系,结合空白试验消除溶剂杂质带来的系统误差,可计算得到样品中谷氨酸单钠的含量。
小问1详解】
淀粉水解需要稀硫酸作催化剂;检验淀粉时,碘单质会与氢氧化钠反应,因此试管Ⅰ无需加入NaOH溶液;银镜反应需要水浴均匀加热,不能直接用酒精灯加热。
【小问2详解】
谷氨酸与纯碱()反应生成谷氨酸钠,先加纯碱,再控制得到谷氨酸单钠,之后除杂脱色,过滤除去杂质,再结晶得到产品,顺序:ADCB;谷氨酸是二元弱酸,碱性过强会生成二钠盐(谷氨酸钠正盐),得不到目标产物谷氨酸单钠,降低产率。
【小问3详解】
反应中谷氨酸单钠与高氯酸按反应,样品实际消耗高氯酸的物质的量为,谷氨酸单钠质量为,因此质量分数为;混合溶剂挥发,溶剂不参与反应,谷氨酸单钠的总物质的量不变,消耗高氯酸体积不变,因此测定结果不变;滴定管刻度从上到下增大,空白试验俯视读数,会使读取的偏小,计算得偏大,因此测定结果偏大。
18. 稀土元素是重要的战略资源。一种从离子型稀土矿(杂质含、等元素)中提取稀土元素(RE)并获得高附加值产品的工艺流程如下:
已知:该工艺下,除铈(Ce)外,稀土离子保持+3价不变;草酸可与多种过渡金属离子形成可溶性配位化合物;金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH见下表。
回答下列问题:
(1)“预中和”时适宜的pH范围是______。
(2)含溶液与溶液反应可得碳酸铈沉淀,离子方程式为______。
(3)硫脲()酸性条件下易被氧化为,加入硫脲可以将还原为,反应的化学方程式为______。
(4)“草酸化”时,测得稀土(RE)的沉淀率随的变化情况如图所示。当草酸用量过多时,稀土(RE)的沉淀率下降的原因是______。
(5)“沉淀”时产物为______[填“”或“”],请通过相关计算论证。(已知:;当反应的时可认为反应完全,反应的时可认为无法发生该反应。)
(6)含氟稀土抛光粉的成分为,“焙烧”时发生反应的化学方程式为______。
【答案】(1)
(2)
(3) (4)草酸与离子形成可溶性配位化合物(或和反应生成,或酸性过强沉淀发生溶解)
(5)
(6)
【解析】
【分析】以离子型稀土矿(含、等杂质)为原料提取稀土元素(),先经盐酸浸取、离子交换得到含、、的溶液;经预氧化、预中和,调节除去;再用调、碱溶,除去;加盐酸酸溶后,溶液分流:部分用草酸化得到(除Ce外);部分用沉淀。另外,含氟稀土抛光粉由和等焙烧制得,最终冶炼为含稀土合金;同时含氟稀土抛光粉经焙烧得到,全程除外稀土保持+3价,利用、萃取、沉淀等操作分离杂质。
【小问1详解】
预中和的目的是除去,同时不使、沉淀。由表格可知,沉淀完全的为,开始沉淀的为,因此需控制在,确保完全沉淀,、保留在溶液中;
【小问2详解】
与发生双水解反应,生成碳酸铈沉淀、和,配平后离子方程式为:;
【小问3详解】
硫脲()在酸性条件下被氧化为,被还原为,根据氧化还原反应配平,化学方程式为:;
【小问4详解】
草酸可与多种过渡金属离子形成可溶性配位化合物,当草酸过量时,与过量(或)形成可溶性配合物,导致沉淀溶解;同时酸性过强也会使稀土草酸盐沉淀发生溶解,最终导致沉淀率下降;
【小问5详解】
需通过平衡常数判断与的转化方向,反应,平衡常数:,说明可完全转化为;逆反应,平衡常数:,说明无法转化为,因此沉淀产物为;
【小问6详解】
含氟稀土抛光粉焙烧时,、与反应生成,被氧化为,配平后化学方程式为:。
19. 利用、为原料合成的主要反应如下:
反应Ⅰ(主反应):
反应Ⅱ(副反应):
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ平衡常数,反应Ⅲ的焓变______,该反应在______(填“低温”“高温”或“任意温度”)下自发进行。
(2)一定条件下,向恒压密闭容器中以一定流速通入和混合气体,平衡转化率和选择性随温度、投料比的变化曲线如图所示。
①表示选择性的曲线是______(填“”或“”);
②生成的最佳条件是______(填标号)。
A.
B.
C.
D.
(3)向温度为的恒容容器中加入,发生反应(反应Ⅳ),充分反应后仍有剩余,测得压强为。
若在相同温度、相同容器中按通入和,并加入适量CaO,测得初始压强为。发生上述四个反应,待反应达平衡后,测得选择性为的分压为对的吸收率为。则的平衡分压______kPa,反应Ⅲ的分压平衡常数______;若向体系中继续加入甲醇,则______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. -90.7 ②. 低温
(2) ①. ②. C
(3) ①. a ②. ③. 增大
【解析】
【小问1详解】
平衡常数满足,说明反应Ⅲ = 反应Ⅰ - 反应Ⅱ,因此焓变: 。根据反应Ⅲ = 反应Ⅰ - 反应Ⅱ
,整理反应Ⅲ得:,反应后气体分子数减少,,根据自发判据,、时,低温下反应可自发进行。
【小问2详解】
①反应Ⅰ是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,因此,升高温度CH3OH的选择性减小,则表示CH3OH选择性的曲线是L1;L2代表CO2平衡转化率随温度变化的曲线。
②由图可知,时,CH3OH选择性较大,同时CO2的转化率也较大,故选C。
【小问3详解】
在温度为 的恒容容器中加入碳酸钙,加热至反应完全后,测得二氧化碳压强为,反应的平衡常数,温度不变,不变,因此平衡时,即二氧化碳在该温度下的平衡压强一直是;
恒温恒容,压强之比等于物质的量之比,得甲醇起始压强 ,水起始压强,假设平衡体系中甲醇分压,水分压,氢气的分压为,二氧化碳压强为,氧化钙对二氧化碳的吸收率为50%,则二氧化碳总共生成量表示为,根据H原子守恒可知,,消耗的甲醇中转化为,故,解得甲醇压强,则为,氢气的分压为,根据压强平衡常数 ;
若继续加入甲醇,则增大,二氧化碳压强仍为,则 增大。
20. 化合物I()是合成降压药硝苯地平的中间体,其合成路线如下:
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)反应类型为______;检验中是否含有的试剂为______(填化学式)。
(2)化学方程式为______;碱性不宜过强,否则会与______(填官能团名称)反应。
(3)的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为______(写出一种即可)。
①含 ②含苯环 ③含3种不同化学环境的氢原子(不考虑立体异构)
(4)根据上述信息,在虚线框中补全以I合成硝苯地平(J)的合成路线______。
【答案】(1) ①. 加成反应 ②. Na
(2) ①. ②. 酯基
(3)或 (4)
【解析】
【分析】根据A→B的反应条件,再结合已知信息ii,根据B的分子式推断A为乙醛,2分子乙醛经羟醛缩合得到B(3-羟基丁醛,结构简式),B氧化得到C(乙酰乙酸,结构简式:),C与甲醇发生酯化反应得到D(乙酰乙酸甲酯,结构简式:),D和发生加成、脱水得到E(),然后E异构化得到G,然后D和F(邻硝基苯甲醛)发生反应,根据已知Ⅱ,羟醛缩合,题目说碱性不宜过强,D有酯基,则H的结构简式为,H与G发生加成反应生成I,据此解答。
【小问1详解】
2分子乙醛发生羟醛缩合得到3-羟基丁醛,A(乙醛)无羟基,B含羟基,可用钠检验,羟基与钠反应生成氢气。
【小问2详解】
C(乙酰乙酸)与甲醇发生酯化反应生成D,化学方程式:,D含酯基,碱性过强会发生酯的水解反应。
【小问3详解】
H的分子式为,不饱和度为8,满足:含硝基、苯环、3种氢,高度对称即可:或。
【小问4详解】
根据已知Ⅰ和Ⅲ,I中亚胺结构先异构化为氨基,再分子内缩合闭环得到J: 第一步:得到异构化的中间体:,(核心是将原I的异构化为结构); 第二步:分子内氨基与羰基按已知Ⅲ加成、缩合脱水,得到六元环结构,最终异构化生成J,故第二步中间体的结构简式为:。事实
推理
A
乙烷的结构简式
乙硼烷的结构简式
B
为非极性分子
为非极性分子
C
易与形成配合物
易与形成配合物
D
中键角小于中的键角
中的键角小于中的键角
开始沉淀时的pH
1.5
4.3
5.6
沉淀完全时的pH
3.2
5.5
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