浙江省嘉兴一中2016届高三化学适应性试卷 含解析
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浙江省嘉兴一中2015-2016年第二学期高三化学试卷(解析版)
一、选择题(本题共7小题.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.下列说法不正确的是()
A.二氧化碳可与氢气在一定条件下转化为CO、CH3OH、CH3OCH3、HCOOH以及各种低碳烃,这些措施符合低碳经济的发展要求
B.石油分馏、海水晒盐、燃煤烟气的脱硫、菜籽中提取菜籽油等过程都是物理变化C.利用电解原理可制备Na、Mg、Al等活泼金属,也可实现N2和H2合成NH3
D.研究发现出土的青铜器表面若有白色的CuCl,会加快青铜器的腐蚀速率,这是因为CuCl 作为催化剂降低了腐蚀反应的活化能
2.下列说法正确的是()
A.取少量含稀硫酸的淀粉水解液于试管中,加入过量的NaOH溶液,再滴加少量碘水以检验淀粉是否完全水解
B.向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量,可证明Al(OH)3是两性氢氧化物
C.酸碱中和滴定时,用强酸滴定强碱通常滴加2~3滴甲基橙做指示剂,若甲基橙加入过多对实验无影响
D.在砂纸打磨过的铁片上滴几滴含酚酞的饱和食盐水,静置1~2 min,会观察到在液滴的边缘位置先出现红色
3.X~T元素在周期表中的相对位置如图所示,其中X、Y、Z、W元素原子的最外层电子数之和为20,T为第4周期元素.下列说法正确的是()
A.YW4与H2在高温下反应主要生成YH4和HW
B.X的原子半径比T原子半径小,两者原子序数之差为29
C.W氧化物的水化物的酸性一定强于Z的氧化物的水化物
D.T的氢化物可能具有强的还原性,其稳定性小于Z的氢化物
4.下列说法不正确的是()
A.乙酸与乙醇生成乙酸乙酯,苯与硝酸生成硝基苯属于同一类型的反应
B.C3H8与C4H10一定互为同系物,分子式为C2H6O的有机物有2种
C.石油裂解可以得到丙烯,煤干馏可以得到苯,丙烯和苯均可使溴水褪色且原理相同D.植物秸秆和土豆淀粉在一定条件下水解的产物都可以转化为酒精
5.镁燃料电池具有比能量(指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小)高、燃料易于贮运等优点,拥有良好的应用前景,下图为“镁﹣次氯酸盐”燃料电池原理示意图,总反应为Mg+ClO﹣+H2O═Mg(OH)2+Cl﹣,镁合金电极可以是Mg与Al或Li的合金.下列说法不正确的()
A.Mg﹣Li合金比传统的Mg﹣Al合金具有更高的比能量
B.铂合金的电极反应:ClO﹣+H2O═Cl﹣+2OH﹣﹣2e﹣,OH﹣向镁合金电极迁移
C.该电池镁合金会发生自身腐蚀产生氢气,使电极利用率降低
D.把电解质换成H2O2、H2SO4和NaCl的混合溶液,工作时H2O2将参与电极反应,其电极反应为:2H2O2﹣2e﹣═O2↑+2H2O
6.25℃时,取浓度均为0.1mol•L﹣1的醋酸溶液和氨水溶液各20mL,分别用0.1mol•L﹣1NaOH 溶液、0。
1mol•L﹣1盐酸进行中和滴定,滴定过程中pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示.下列说法正确的是()
A.曲线Ⅰ:滴加溶液到10 mL时:c(NH4+)>c(NH3•H2O)>c(Cl﹣)>c(OH﹣)>c(H+)B.曲线Ⅱ:滴加溶液到20 mL时:2c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)+c(OH﹣)═2c(Na+)+c (H+)
C.根据滴定曲线,可得K b(NH3•H2O)≈10﹣13
D.由曲线Ⅱ可知,选用酚酞和选用甲基橙作指示剂,消耗NaOH溶液的体积相同
7.石墨在材料领域有重要应用,某初级石墨中含SiO2(7。
8%)、Al2O3(5。
1%)、Fe2O3(3。
1%)和MgO(0。
5%)等杂质,设计的提纯与综合利用工艺如下:
(注:SiCl4的沸点为57。
6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃)下列说法不正确的是()A.向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是排除空气,减少碳的损失
B.在1500℃高温条件下,反应后初级石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物和CO2 C.步骤①为:搅拌、过滤,所得溶液IV中的阴离子有Cl﹣、OH﹣、AlO2‑
D.100 g初级石墨最多可获得V的质量为7。
8 g
二、解答题(共5小题,满分58分)
8.(10分)乙烯和丙烯是重要的化工基础原料,由乙烯和丙烯合成E和F的路线如下:
已知:RX ROH
请回答下列问题:
(1)B中官能团的电子式为;丙烯→A的反应类型为.
(2)写出B→C的化学方程式.
(3)写出F的结构简式.
(4)以丙烯为原料可合成甘油,请设计合理的合成路线(无机试剂及溶剂任选).
注:合成路线的书写格式参照如下实例流程图:
CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3.
9.请回答:
(1)不能用石英坩埚加热熔融碳酸钠晶体,用化学方程式表示其原因.
(2)向NaHCO3溶液中滴加BaCl2溶液,可观察到有白色沉淀和无色气体产生,写出反应的离子方程式.
(3)完成以下反应的化学方程式:CuO+ Al2O3CuAlO2+ ↑10.(12分)为防止食盐结块,通常可在食盐中添加K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)作为抗结剂.亚铁氰化钾易溶于水,在水溶液中会电离出K+和[Fe(CN)6]4﹣,在高于400℃时,K4[Fe(CN)6]会发生分解,产生剧毒的KCN、C、N2和灰白色固体化合物甲.将18g甲在足量氧气中灼烧,得到红棕色固体乙和2.24L(已折算成标准状况)CO2.
请回答下列问题:
(1)甲的化学式.
(2)亚铁氰化钾与稀硫酸共热会发生非氧化还原反应,并产生一种常见的含氧还原性有毒气体,写出该反应的离子方程式.
(3)乙与某些气体混合物共热可制取甲,下列气体混合物不符合要求的是.A.CO、CO2、H2B.O2、CO2C.CO2、H2O D.H2、CO
(4)甲也可由某单质与甲烷高温下生成,写出该反应的化学方程式.
(5)在工业上可将含氰废水经蒸汽加热,使HCN气体逸出,用碳酸钾溶液在填充铁粉的塔内循环吸收,即生成亚铁氰化钾,同时还产生两种常见气体,写出该反应的化学方程
式.
(6)请设计实验方案检验食盐中是否添加了K4[Fe(CN)6].
备选试剂:铁粉、稀硫酸、CuSO4溶液、双氧水.(已知:K4Fe(CN)6与Fe3+会产生蓝色沉淀)
11.(15分)天然气制油是利用天然气生产汽油和煤油等液体燃料的方法,这种合成油不含硫、氮化合物等杂质,因此也被称作是“绿色燃料”,其主要工作原理包含合成气生成和F﹣T 合成两个过程,其中合成气生成主要化学反应为:
主反应:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H=+206kJ•mol﹣1
副反应:CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g)△H=+165kJ•mol﹣1
已知合成气生成过程中,温度、压强和水碳比[]对甲烷平衡含量(%)的影响如图1:
回答下列问题:
(1)反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)的△H=kJ•mol﹣1.
(2)CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)反应自发进行的条件是.
若在恒温、恒压时,向该平衡体系中通入氦气平衡将移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向"或“不移动”),甲烷的转化率将,平衡常数.(填“增大"、“减小”或“不变”)
(3)其他条件不变,请在图2中用虚线画出压强为2MPa时,甲烷平衡含量(%)与水碳比之间的关系曲线.
(4)已知:在700℃,1MPa时,2mol CH4与2mol H2O在2L可变的密闭容器中发生反应:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g),CH4的平衡转化率为50%,该温度下反应的平衡常数是.
(5)合成气生成过程中,降低反应体系中CO2生成量的措施有.
A.增大容器体积,降低体系压强
B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C.适当降低水碳比
D.选择合适、更高效的催化剂
E.向该反应体系中投入活性炭
(6)某研究机构在合成气生成过程中,保持容器体积和原料气比例不变,适当加入CaO和合适的催化剂以获得纯度95%以上的H2,试解释原因.
12.(15分)柠檬酸铁铵是一种铁质强化剂,可治疗缺铁性贫血.该盐极易潮解,溶于水,不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,见光易转化为亚铁盐.其实验室制备过程和工业生产流程分别如下:
(一)实验室制备过程:
FeSO4溶液Fe2(SO4)3Fe(OH)3↓Fe(C6H5O7)
(NH4)3Fe(C6H5O7)2
(二)工业生产流程:
硫酸亚铁氢氧化铁成盐溶液滤液→…成品
已知:
Fe(OH)3+C6H5O7H3(柠檬酸)═Fe(C6H5O7)(柠檬酸铁)+3H2O
3NH3•H2O+C6H5O7H3(柠檬酸)═(NH4)3C6H5O7(柠檬酸铵)+3H2O
Fe(C6H5O7)+(NH4)3C6H5O7═(NH4)3Fe(C6H5O7)2(柠檬酸铁铵)
请回答下列问题:
(一)实验室制备过程中,高纯度、合适紧密结构的氢氧化铁制备是生成柠檬酸铁铵的关键步骤:
(1)第①步中氯酸钠氧化硫酸亚铁时,下列装置最适合的是.
(2)若要检验第①步反应后的溶液中不存在Fe2+,下列试剂最合适的是.
A.KSCN溶液B.KSCN溶液和氯水
C.酸性高锰酸钾溶液D.铁氰化钾溶液
(3)第②步中反应时间与产品的含铁量的关系如图所示,在26min后含铁量随着反应时间的延长而降低,其主要原因是反应时间过长,产生结构紧密的氢氧化铁,难以被柠檬酸溶解,导致产品含铁量降低.请分析26min前含铁量随着反应时间的延长而增加的主要原因
是.
(4)检验氢氧化铁是否完全洗涤干净的具体实验操作是.
(二)在工业生产流程中
(5)下列关于工业生产流程的说法正确的是.
A.第①步用大量的NaClO3氧化Fe2+时,可消耗H+,促进产生的Fe3+水解产生Fe(OH)3 B.第①步中的NaClO3可以用稀硝酸溶液代替
C.第②步中为加快Fe(OH)3的溶解速率,可采用搅拌或适当升高温度
D.第③步中的柠檬酸是起调节溶液pH作用,可用稀硫酸代替
(6)第④步后,为制得成品,后续操作步骤是.
(7)在室温下,将所得的成品用无水乙醇进行浸泡2次,从而得到精制产品,选择用无水乙醇进行浸泡的优点是.(写出两点)
2016年浙江省嘉兴一中高考化学适应性试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共7小题.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.下列说法不正确的是()
A.二氧化碳可与氢气在一定条件下转化为CO、CH3OH、CH3OCH3、HCOOH以及各种低碳烃,这些措施符合低碳经济的发展要求
B.石油分馏、海水晒盐、燃煤烟气的脱硫、菜籽中提取菜籽油等过程都是物理变化
C.利用电解原理可制备Na、Mg、Al等活泼金属,也可实现N2和H2合成NH3
D.研究发现出土的青铜器表面若有白色的CuCl,会加快青铜器的腐蚀速率,这是因为CuCl 作为催化剂降低了腐蚀反应的活化能
【考点】物质的组成、结构和性质的关系.
【分析】A.二氧化碳转化为燃料和化工原料可以减少二氧化碳的排放;
B.燃煤烟气中的二氧化硫用碱性溶液吸收;
C.电解法用于冶炼活泼金属,也可以电解N2和H2合成NH3;
D.催化剂能降低反应所需的活化能.
【解答】解:A.二氧化碳转化为燃料和化工原料可以减少二氧化碳的排放,所以二氧化碳可与氢气在一定条件下转化为CO、CH3OH、CH3OCH3、HCOOH以及各种低碳烃,可以减少二氧化碳的排放,符合低碳经济的发展要求,故A正确;
B.燃煤烟气中的二氧化硫用碱性溶液吸收,二氧化硫与碱反应生成亚硫酸盐,发生化学反应,故B错误;
C.电解法用于冶炼活泼金属,也可以电解N2和H2合成NH3,即利用电解原理可制备Na、Mg、Al等活泼金属,也可实现N2和H2合成NH3,故C正确;
D.青铜器表面若有白色的CuCl,会加快青铜器的腐蚀速率,这是因为CuCl作为催化剂降低了腐蚀反应的活化能,使反应速率加快,故D正确.
故选B.
【点评】本题考查了低碳经济、二氧化硫、电解原理的应用、催化剂对反应速率的影响等,题目难度不大,侧重于考查化学知识在生产生活中的应用,注意相关知识的积累.
2.下列说法正确的是()
A.取少量含稀硫酸的淀粉水解液于试管中,加入过量的NaOH溶液,再滴加少量碘水以检验淀粉是否完全水解
B.向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量,可证明Al(OH)3是两性氢氧化物
C.酸碱中和滴定时,用强酸滴定强碱通常滴加2~3滴甲基橙做指示剂,若甲基橙加入过多对实验无影响
D.在砂纸打磨过的铁片上滴几滴含酚酞的饱和食盐水,静置1~2 min,会观察到在液滴的边缘位置先出现红色
【考点】化学实验方案的评价.
【分析】A.碘与氢氧化钠溶液反应;
B.氯化铝与氢氧化钠反应生成氢氧化铝,氢氧化钠过量,进一步反应生成偏铝酸钠,可说明氢氧化铝具有酸性的特点;
C.一般用酚酞为指示剂,如甲基橙加入过多会导致较大的实验误差;
D.铁、碳与食盐水形成原电池,Fe为负极,发生吸氧腐蚀.
【解答】解:A.碘与氢氧化钠溶液反应,不能检验淀粉是否完全水解,水解后可直接加入碘,不能加入过量的氢氧化钠,故A错误;
B.氯化铝与氢氧化钠反应生成氢氧化铝,氢氧化钠过量,进一步反应生成偏铝酸钠,可说明氢氧化铝具有酸性的特点,可用氢氧化铝与盐酸反应,从两个角度实验,故B错误;C.一般用酚酞为指示剂,如甲基橙加入过多会导致较大的实验误差,故C错误;
D.铁、碳与食盐水形成原电池,Fe为负极,发生吸氧腐蚀,液滴的边缘与空气接触,氧气被还原生成氢氧根离子,滴加酚酞变红,故D正确.
故选D.
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,涉及物质的检验、中和滴定、金属的腐蚀等,把握物质的性质、反应原理及实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,选项A为易错点,题目难度不大.
3.X~T元素在周期表中的相对位置如图所示,其中X、Y、Z、W元素原子的最外层电子数之和为20,T为第4周期元素.下列说法正确的是()
A.YW4与H2在高温下反应主要生成YH4和HW
B.X的原子半径比T原子半径小,两者原子序数之差为29
C.W氧化物的水化物的酸性一定强于Z的氧化物的水化物
D.T的氢化物可能具有强的还原性,其稳定性小于Z的氢化物
【考点】位置结构性质的相互关系应用.
【分析】T为第4周期元素,结合位置关系可知,X为第二周期元素,则Y、Z、W均为第三周期元素,X、Y、Z、W元素原子的最外层电子数之和为20,设X的最外层电子数为x,则x+x+1+x+3+x+4=20,解得x=3,则X为B,Y为Si,T为As,Z为S,W为Cl,然后结合元素周期律及元素化合物知识来解答.
【解答】解:T为第4周期元素,结合位置关系可知,X为第二周期元素,则Y、Z、W均为第三周期元素,X、Y、Z、W元素原子的最外层电子数之和为20,设X的最外层电子数为x,则x+x+1+x+3+x+4=20,解得x=3,则X为B,Y为Si,T为As,Z为S,W为Cl,A.SiCl4与H2在高温下反应主要生成Si和HCl,故A错误;
B.电子层越多,原子半径越大,X的原子半径比T原子半径小,两者原子序数之差为33﹣4=29,故B正确;
C.由非金属性可知,W最高价氧化物的水化物的酸性一定强于Z的最高价氧化物的水化物,不是最高价无此规律,故C错误;
D.非金属性S>As,As的氢化物中As元素的化合价为最低价,则T的氢化物可能具有强的还原性,其稳定性小于Z的氢化物,故D正确;
故选BD.
【点评】本题考查位置、结构与性质的关系,为高频考点,把握元素的位置、最外层电子数关系推断元素为解答的关键,对学生的逻辑推理有一定的要求,侧重分析与推断能力的综合考查,题目难度中等.
4.下列说法不正确的是()
A.乙酸与乙醇生成乙酸乙酯,苯与硝酸生成硝基苯属于同一类型的反应
B.C3H8与C4H10一定互为同系物,分子式为C2H6O的有机物有2种
C.石油裂解可以得到丙烯,煤干馏可以得到苯,丙烯和苯均可使溴水褪色且原理相同D.植物秸秆和土豆淀粉在一定条件下水解的产物都可以转化为酒精
【考点】有机物的结构和性质.
【分析】A.乙酸与乙醇生成乙酸乙酯,苯与硝酸生成硝基苯都属于取代反应;
B.C3H8与C4H10都为烷烃,分子式为C2H6O的有机物可能为醇或醚;
C.丙烯含有碳碳双键,与溴水发生加成反应,苯与溴水不反应;
D.纤维素和淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖可生成酒精.
【解答】解:A.乙酸与乙醇生成乙酸乙酯,苯与硝酸生成硝基苯都属于取代反应,反应类型相同,故A正确;
B.C3H8与C4H10都为烷烃,互为同系物,分子式为C2H6O的有机物可能为乙醇或二甲醚,故B正确;
C.丙烯含有碳碳双键,与溴水发生加成反应,苯与溴水不反应,溶液分层,为萃取现象,二者原理不同,故C错误;
D.纤维素和淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒曲酶的催化作用下可生成酒精,故D正确.故选C.
【点评】本题考查有机物的结构和性质,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力的考查,注意把握有机物的结构和官能团的性质,为解答该类题目的关键,难度不大.
5.镁燃料电池具有比能量(指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小)高、燃料易于贮运等优点,拥有良好的应用前景,下图为“镁﹣次氯酸盐”燃料电池原理示意图,总反应为Mg+ClO﹣+H2O═Mg(OH)2+Cl﹣,镁合金电极可以是Mg与Al或Li的合金.下列说法不正确的()
A.Mg﹣Li合金比传统的Mg﹣Al合金具有更高的比能量
B.铂合金的电极反应:ClO﹣+H2O═Cl﹣+2OH﹣﹣2e﹣,OH﹣向镁合金电极迁移
C.该电池镁合金会发生自身腐蚀产生氢气,使电极利用率降低
D.把电解质换成H2O2、H2SO4和NaCl的混合溶液,工作时H2O2将参与电极反应,其电极反应为:2H2O2﹣2e﹣═O2↑+2H2O
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】A.单位质量的Li比Al转移的电子多;
B.ClO﹣在正极上得电子生成Cl﹣,阴离子向负极移动;
C.Mg的活泼性较强能与水反应生成氢气;
D.H2O2在正极上得电子生成H2O.
【解答】解:A.7gLi转移1mol电子,27gAl转移3mol电子,所以单位质量的Li比Al转移的电子多,因此Mg﹣Li合金比传统的Mg﹣Al合金具有更高的比能量,故A正确;
B.镁合金作负极,铂合金作正极,ClO﹣在正极上得电子生成Cl﹣,电极方程式为:ClO﹣+H2O ═Cl﹣+2OH﹣﹣2e﹣,阴离子向负极移动,即OH﹣向镁合金电极迁移,故B正确;
C.Mg的活泼性较强能与水反应生成氢气,其反应为:Mg+2H2O═Mg(OH)2+H2↑,发生自腐蚀产生氢气,使负极利用率降低,故C正确;
D.把电解质换成H2O2、H2SO4和NaCl的混合溶液,工作时H2O2将参与电极反应,镁合金作负极,H2O2在正极上得电子生成H2O,故D错误.
故选D.
【点评】本题考查了原电池原理,题目难度中等,明确正负极上发生的反应是解本题关键,再结合离子移动方向来分析解答,试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用能力.
6.25℃时,取浓度均为0.1mol•L﹣1的醋酸溶液和氨水溶液各20mL,分别用0。
1mol•L﹣1NaOH 溶液、0.1mol•L﹣1盐酸进行中和滴定,滴定过程中pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示.下列说法正确的是()
A.曲线Ⅰ:滴加溶液到10 mL时:c(NH4+)>c(NH3•H2O)>c(Cl﹣)>c(OH﹣)>c(H+)B.曲线Ⅱ:滴加溶液到20 mL时:2c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)+c(OH﹣)═2c(Na+)+c (H+)
C.根据滴定曲线,可得K b(NH3•H2O)≈10﹣13
D.由曲线Ⅱ可知,选用酚酞和选用甲基橙作指示剂,消耗NaOH溶液的体积相同
【考点】中和滴定.
【分析】根据曲线变化趋势知,当未滴加溶液时,曲线I的pH>7,说明属于酸滴定碱溶液,根据曲线变化趋势知,当未滴加溶液时,曲线II的pH<7,说明属于碱滴定酸溶液;
A.曲线I是用盐酸滴定氨水,滴加溶液到10mL时,得到等物质的量的NH4Cl和一水合氨,溶液呈碱性;
B.曲线Ⅱ是用氢氧化钠滴定醋酸,滴加溶液到20mL时,得到的是醋酸钠,根据电荷守恒、物料守恒解答;
C.根据图象可知,0。
1000mol/L的氨水的pH约为11,据此计算出K b(NH3•H2O);D.甲基橙的变色范围就是3。
1﹣4.4,酚酞的是8.2﹣10.
【解答】解:根据曲线变化趋势知,当未滴加溶液时,曲线I的pH>7,说明属于酸滴定碱溶液,根据曲线变化趋势知,当未滴加溶液时,曲线II的pH<7,说明属于碱滴定酸溶液;A.曲线I是用盐酸滴定氨水,滴加溶液到10mL时,得到等物质的量的NH4Cl和一水合氨,溶液呈碱性,说明氨水的电离程度大于NH4Cl的水解,则c(Cl﹣)>c(NH4+)>c(NH3•H2O)>c(OH﹣)>c(H+),故A错误;
B.曲线Ⅱ是用氢氧化钠滴定醋酸,滴加溶液到20mL时,得到的是醋酸钠,由物料守恒知:c(CH3COOH)+c(CH3COO﹣)=c(Na+),由电荷守恒知:c(OH﹣)+c(CH3COO﹣)=c(Na+)+c(H+),两式相加即得:2c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)+c(OH﹣)═2c(Na+)+c(H+),故B正确;
C.结合图象可知,0。
1000mol/L的氨水的pH约为11,c(OH﹣)=c(NH4+)=0。
001mol/L,K b (NH3•H2O)==≈10﹣5,故C错误;
D.曲线Ⅱ是用氢氧化钠滴定醋酸,甲基橙的变色范围就是3。
1﹣4.4,酚酞的是8。
2﹣10,使酚酞变色要碱性,需多消耗些NaOH溶液,故D错误;
故选B.
【点评】本题考查了酸碱混合溶液定性判断,根据溶液中的溶质及其性质结合电荷守恒和物料守恒来分析解答,题目难度中等.
7.石墨在材料领域有重要应用,某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5。
1%)、Fe2O3(3。
1%)和MgO(0.5%)等杂质,设计的提纯与综合利用工艺如下:
(注:SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃)下列说法不正确的是()A.向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是排除空气,减少碳的损失
B.在1500℃高温条件下,反应后初级石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物和CO2 C.步骤①为:搅拌、过滤,所得溶液IV中的阴离子有Cl﹣、OH﹣、AlO2‑
D.100 g初级石墨最多可获得V的质量为7.8 g
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;无机物的推断.
【分析】高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,根据杂质的含量可知,气体I中氯化物主要为SiCl4、AlCl3、FeCl3等,气体I中碳氧化物主要为CO,SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃,80℃冷却得到的气体Ⅱ含有SiCl4及CO,SiCl4
与氢氧化钠溶液反应得到硅酸钠与氯化钠,固体Ⅲ存在AlCl3、FeCl3、MgCl2,其中FeCl3、MgCl2与过量的氢氧化钠溶液反应得到沉淀,而氯化铝与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,过滤得到的溶液中含有偏铝酸钠、过量的氢氧化钠,以此解答该题.
【解答】解:高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,根据杂质的含量可知,气体I中氯化物主要为SiCl4、AlCl3、FeCl3等,气体I中碳氧化物主要为CO,SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃,80℃冷却得到的气体Ⅱ含有SiCl4及CO,SiCl4与氢氧化钠溶液反应得到硅酸钠与氯化钠,固体Ⅲ存在AlCl3、FeCl3、MgCl2,其中FeCl3、MgCl2与过量的氢氧化钠溶液反应得到沉淀,而氯化铝与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,过滤得到的溶液中含有偏铝酸钠、过量的氢氧化钠,
A.石墨化学性质在常温下稳定,而在高温下可与氧气发生反应,所以通入氮气排尽装置中的空气,防止石墨发生氧化反应,减少石墨损失,故A正确;
B.石墨过量高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,根据杂质的含量可知,气体I中氯化物主要为SiCl4、AlCl3、FeCl3等,气体I中碳氧化物主要为CO,故B错误;C.固体Ⅲ中存在AlCl3、FeCl3、MgCl2,其中FeCl3、MgCl2与过量的氢氧化钠溶液反应得到沉淀,而氯化铝与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,搅拌、过滤得到溶液IV,故溶液IV中的阴离子有:AlO2﹣、OH﹣、Cl﹣,故C正确;
D.偏铝酸钠发生水解,加入乙酸乙酯除去过量的氢氧化钠,且加热条件下水解平衡一直正向移动,得到氢氧化铝沉淀、醋酸钠、乙醇,由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为:AlO2﹣+CH3COOCH2CH3+2H2O CH3COO﹣+CH3CH2OH+Al(OH)3↓,
Al2O3的质量分数为5.1%,则100g初级石墨中氧化铝的质量=100g×5。
1%=5.1g,
根据Al元素守恒,可知氢氧化铝的质量==7.8g,
故D正确.
故选B.
【点评】本题考查混合物分离提纯的综合应用,为高频考点,题目难度中等,把握物质的性质、流程中的反应及混合物分离方法为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查.
二、解答题(共5小题,满分58分)
8.(10分)乙烯和丙烯是重要的化工基础原料,由乙烯和丙烯合成E和F的路线如下:
已知:RX ROH
请回答下列问题:
(1)B中官能团的电子式为;丙烯→A的反应类型为取代反应.
(2)写出B→C的化学方程式HOCH2CH2OH+O2OHC﹣CHO+2H2O.
(3)写出F的结构简式.
(4)以丙烯为原料可合成甘油,请设计合理的合成路线(无机试剂及溶剂任选).
注:合成路线的书写格式参照如下实例流程
图:CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3.
【考点】有机物的合成.
【分析】丙烯与氯气反应生成A,A发生水解反应生成CH2=CHCH2OH,则丙烯与氯气发生取代反应生成A为CH2=CHCH2Cl,烯丙醇氧化生成C3H4O2为CH2=CHCOOH,再与氢氧化反应生成CH2=CHCOONa,CH2=CHCOONa发生加聚反应生成F为.乙烯发生氧化反应生成环氧乙烷,环氧乙烷水解生成B为HOCH2CH2OH,B反应氧化反应生成C为OHC﹣CHO,C进一步氧化生成D为HOOC﹣COOH,乙二酸与丙烯醇发生酯化反应生成E.
【解答】解:丙烯与氯气反应生成A,A发生水解反应生成CH2=CHCH2OH,则丙烯与氯气发生取代反应生成A为CH2=CHCH2Cl,烯丙醇氧化生成C3H4O2为CH2=CHCOOH,再与氢氧化反应生成CH2=CHCOONa,CH2=CHCOONa发生加聚反应生成F为.乙烯发生氧化反应生成环氧乙烷,环氧乙烷水解生成B为HOCH2CH2OH,B反应氧化反应生成C为OHC﹣CHO,C进一步氧化生成D为HOOC﹣COOH,乙二酸与丙烯醇发生酯化反应生成E.
(1)B为HOCH2CH2OH,官能团为羟基,羟基的电子式为丙烯→A的反应类型为取代反应,
故答案为:;取代反应;
(2)B→C的化学方程式:HOCH2CH2OH+O2OHC﹣CHO+2H2O,
故答案为:HOCH2CH2OH+O2OHC﹣CHO+2H2O;
(3)F的结构简式,
故答案为:;。