2019-2020学年天津市第一中学新高考化学模拟试卷含解析
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2019-2020学年天津市第一中学新高考化学模拟试卷
一、单选题(本题包括15个小题,每小题4分,共60分.每小题只有一个选项符合题意)
1.已知A、B、D均为中学化学中的常见物质,它们之间的转化关系如图所示(部分产物略去)。
则下列有关物质的推断不正确的是()
A.若A为碳,则E可能为氧气
B.若A为Na2CO3,则E可能为稀HCl
C.若A为Fe,E为稀HNO3,则D为Fe(NO3)3
D.若A为AlCl3,则D可能为Al(OH)3,E不可能为氨水
【答案】C
【解析】
【详解】
A.若A为碳,E为氧气,则B为CO2,D为CO,CO2与CO可以相互转化,选项A正确;
B.若A为Na2CO3,E为稀HCl,则B为CO2,D为NaHCO3,CO2和NaHCO3可以相互转化,选项B正确;C.若A为Fe,E为稀HNO3,则B为Fe(NO3)3,D为Fe(NO3)2,选项C错误;
D.AlCl3与少量NaOH溶液反应生成Al(OH)3,与过量NaOH溶液反应生成NaAlO2,符合转化关系,若E是氨水则不符合,因为AlCl3与少量氨水和过量氨水反应都生成Al(OH)3沉淀和NH4Cl,选项D正确。
故选C。
2.大规模开发利用铁、铜、铝,由早到晚的时间顺序是()
A.铁、铜、铝B.铁、铝、铜C.铝、铜、铁D.铜、铁、铝
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
越活泼的金属越难被还原,冶炼越困难,所以较早大规模开发利用的金属是铜,其次是铁,铝较活泼,人类掌握冶炼铝的技术较晚,答案选D。
3.X、Y、Z、T是四种原子序数递增的短周期元素,X形成的简单阳离子核外无电子,Y的最高价氧化物对应的水化物是强酸,Z是人体内含量最多的元素,T在同周期元素形成的简单阳离子中半径最小,则以下说法正确的是
A.元素最高化合价的顺序为Z>Y>T>X
B.Y、Z分别形成的简单氢化物的稳定性为Z>Y
C.由X、Y和Z三种元素构成的强电解质,对水的电离均起抑制作用
D.常温下,T的单质与Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液不能反应
【答案】B
【解析】
【分析】
X形成的简单阳离子核外无电子,应为H元素,Z是人体内含量最多的元素,应为O元素,Y的最高价氧化物对应的水化物是强酸,应为N元素,T在同周期元素形成的简单阳离子中半径最小,依据同周期金属离子半径小于非金属离子半径,且同周期金属离子核电荷数越大离子半径越小可知应为Al元素。
【详解】
A.Z为O元素,该元素没有最高正价,所以其最高价比N元素低,故A错误;
B.非金属性O>N,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故B正确;
C.由X、Y和Z三种元素构成的强电解质可为硝酸铵,为强酸弱碱盐,水解可促进水的电离,故C错误;
D.常温下,铝与浓硝酸发生钝化反应,故D错误;
答案:B
4.X+、Y+、M2+、N2﹣均为含有一定数目电子的短周期元素的简单离子,离子半径大小关系是:N2﹣>Y+、Y+>X+、Y+>M2+,下列比较正确的是()
A.原子半径:N可能比Y大,也可能比Y小
B.原子序数:N>M>X>Y
C.M2+、N2﹣核外电子数:可能相等,也可能不等
D.碱性:M(OH)2>YOH
【答案】C
【解析】
【分析】
X+、Y+、M2+、N2-均为含有一定数目电子的短周期元素的简单离子,X、Y形成+1价离子,则X、Y不能为H,由于离子半径Y+>X+,则Y为钠,X为锂元素;离子半径N2->Y+,则N为氧元素或硫元素;离子半径Y+>M2+,则M为铍元素或镁元素,结合元素周期表和元素周期律分析解答。
【详解】
A.Y为钠元素,N为氧元素或硫元素,氧原子、硫原子原子半径都小于钠原子,故A错误;
B.Y为钠元素,X为锂元素;原子序数Y>X,M为铍元素或镁元素,N为氧元素或硫元素,所以原子序数大小关系不唯一,故B错误;
C.N为氧元素或硫元素,N2-核外电子数为10或18;M为铍元素或镁元素,M2+核外电子数为2或10,M2+、N2-核外电子数:可能相等,也可能不等,故C正确;
D.Y为钠元素,M为铍元素或镁元素,金属性Y>M,所以碱性:YOH>M(OH)2,故D错误;
故选C。
正确判断元素的种类是解题的关键。
本题中X、Y的判断要注意“一定数目电子”一般认为不能为“0”。
5.下列说法正确的是
A.CH3Cl(g)+Cl2(g)−−−→
光照CH2Cl2(l)+HCl(g)能自发进行,则该反应的ΔH>0
B.室温下,稀释0.1 mol·L−1 NH4Cl 溶液,溶液中
() ()
32
+
4
NH H O
NH
c
c
⋅
增大
C.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0达平衡后,降低温度,正反应速率增大、逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
D.向硫酸钡悬浊液中加入足量饱和Na2CO3溶液,振荡、过滤、洗涤,向沉淀中加入盐酸有气体产生,说明K sp(BaSO4)>K sp(BaCO3)
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.反应CH3Cl(g)+Cl2(g)−−−→
光照CH2Cl2(l)+HCl(g)是熵减的反应,该反应能自发进行,根据反应能否自发进行的判据可知ΔH−TΔS<0,所以该反应的ΔH<0,A项错误;
B.氯化铵溶液中铵根离子水解,所以溶液显酸性,加水稀释促进铵根离子的水解,溶液中
() ()
32
+
4 NH H O
NH
c
c
⋅
增大,B项正确;
C.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0达平衡后,降低温度,正、逆反应速率均减小,但逆反应速率减小的幅度更大,平衡向正反应方向移动,C项错误;
D.BaSO4饱和溶液中加入饱和Na2CO3溶液发生沉淀转化,是因为碳酸根离子浓度大,和钡离子浓度乘积大于其溶度积常数,因而才有BaCO3沉淀生成,不能得出K sp(BaSO4)>K sp(BaCO3),D项错误;
答案选B。
6.下列说法正确的是
A.将溴乙烷与氢氧化钾混合液加热,再滴加硝酸银溶液,观察有沉淀生成,可证明溴乙烷中含有溴B.用纸层析法分离铁离子与铜离子时,蓝色斑点在棕色斑点的下方,说明铜离子在固定相中分配得更多C.食醋总酸含量的测定实验中,先用移液管吸取市售食醋25ml,置于250ml容量瓶中加水稀释至刻度线,从配制后的溶液中取出25ml进行实验,其主要目的是可以减少食醋的挥发
D.准确量取25.00 mL的液体可选用移液管、量筒或滴定管等量具
【答案】B
【解析】
【分析】
A .检验卤代烃中卤素原子的种类,要将卤素原子转变成卤素离子,再进行检验;因此,先加NaOH 溶液,使卤代烃水解,再加硝酸酸化后,方可加入AgNO 3,通过观察沉淀的颜色确定卤素原子的种类,选项中缺少加入硝酸酸化的步骤,A 项错误;
B .层析法的原理即利用待分离的混合物中各组分在某一物质(称作固定相)中的亲和性差异,如吸附性差异,溶解性(或分配作用)差异让混合物溶液(称作流动相)流经固定相,使混合物在流动相和固定相之间进行反复吸附或分配等作用,从而使混合物中的各组分得以分离;纸上层析分离能溶于水的物质时,固定相是吸附在滤纸上的水,流动相是与水能混合的有机溶剂(如醇类),实验结束后,出现在滤纸靠上方位置的离子,其在流动相中分配更多,出现在滤纸靠下方位置的离子,其在固定相中分配更多;因此蓝色斑点反映的铜离子,在固定相中分配更多,B 项正确;
C .移液管量取溶液体积的精度是0.01mL ,此外,容量瓶不可用于稀释溶液,C 项错误;
D .量筒的精确度是0.1mL ,因此无法用量筒精确量取25.00mL 的液体,D 项错误; 答案选B 。
7.设N A 为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确...
的是
A .0.1 mol C 3H 9N 中所含共用电子对数目为1.2N A
B .14 g N 60(分子结构如图所示)中所含N -N 键数目为1.5N A
C .某温度下,1 L pH =6的纯水中所含OH −数目为1.0×10−8 N A
D .标准状况下,5.6 L 甲醛气体中所含的质子数目为4N A 【答案】C 【解析】 【详解】
A.根据物质中的最外层电子数进行分析,共用电子对数为(3493)
122
⨯++=,所以0.1 mol C 3H 9N 中所含共用电
子对数目为1.2N A ,故正确;
B. 14 g N 60的物质的量为14
1
146060mol =⨯,N 60的结构是每个氮原子和三个氮原子结合形成两个双键和一个单键,每两个氮原子形成一个共价键,1mol N 60含有的氮氮键数为
603
902
mol ⨯=,即14 g N 60的含有氮氮键
1
90 1.560
mol ⨯= ,数目为1.5N A ,故正确;
C. 某温度下,1 L pH =6的纯水中氢离子浓度为10-6mol/L ,纯水中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,所以氢氧根离子浓度为10-6mol/L ,氢氧根离子数目为10-6 N A ,故错误;
D. 标准状况下,5.6 L 甲醛气体物质的量为0.25mol ,每个甲醛分子中含有16个质子,所以0.25mol 甲醛
中所含的质子数目为4N A,故正确。
故选C。
8.用如图所示装置进行下列实验:将①中溶液逐滴滴入②中,预测的现象与实际相符的是
选项①中物质②中物质预测②中的现象
A.稀盐酸浓碳酸钠溶液立即产生气泡
B.浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生大量红棕色气体
C.氯化亚铁溶液过氧化钠固体产生气体和红褐色沉淀
D.氢氧化钠溶液氧化铝粉末产生白色沉淀
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】
【详解】
A. 稀盐酸和碳酸钠反应先生成碳酸氢钠和氯化钠,生成的碳酸氢钠再和稀盐酸反应生成二氧化碳,所以不会立即产生气体,故A错误;
B. 浓硝酸和Al发生氧化还原反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化,该现象为钝化现象,所以不会产生大量红棕色气体,故B错误;
C. 过氧化钠和水反应生成氧气,氧气能氧化氢氧化亚铁,所以产生气体和红褐色沉淀,故C正确;
D. 氢氧化钠和氧化铝反应生成可溶性的偏铝酸钠,溶液为澄清,故D错误;
故选:C。
9.CuSO4溶液中加入过量KI溶液,产生白色CuI沉淀,溶液变棕色。
向反应后溶液中通入过量SO2,溶液变成无色。
下列说法不正确的是( )
A.滴加KI溶液时,KI被氧化,CuI是还原产物
B.通入SO2后,溶液变无色,体现SO2的还原性
C.整个过程发生了复分解反应和氧化还原反应
D.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+>I2>SO2
【答案】C
【解析】
【分析】
CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液化学方程式为2CuSO4+4KI═2K2SO4+2CuI↓+I2,反应中Cu元素的化合价降低,I元素的化合价升高;向反应后的混合物中不断通入SO2气体,反应方程式为
SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,该反应中S元素的化合价升高,I元素的化合价降低。
A、滴加KI溶液时,I元素的化合价升高,KI被氧化,Cu元素的化合价降低,则CuI是还原产物,故A正确;
B、通入SO2后溶液逐渐变成无色,发生了氧化还原反应,S元素的化合价升高,体现其还原性,故B正确;
C、发生2CuSO4+4KI═2K2SO4+2CuI↓+I2、SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI均为氧化还原反应,没有复分解反应,故C错误;
D、2CuSO4+4KI═2K2SO4+2CuI↓+I2反应中Cu元素的化合价降低是氧化剂,I2是氧化产物,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,所以物质的氧化性:Cu2+>I2,SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI中碘元素化合价由0价降低为-1价,I2是氧化剂,SO2被氧化,所以物质氧化性I2>SO2,所以氧化性Cu2+>I2>SO2,故D正确。
答案选C。
【点睛】
本题考查氧化还原反应,根据题目信息推断实验中发生的反应,素材陌生,难度较大,考查学生对氧化还原反应的利用,把握反应中元素的化合价变化为解答的关键,选项B为易错点。
10.下列物质中,常用于治疗胃酸过多的是()
A.碳酸钠B.氢氧化铝C.氧化钙D.硫酸镁
【答案】B
【解析】
【详解】
用于治疗胃酸过多的物质应具有碱性,但碱性不能过强,过强会伤害胃粘膜;以上四种物质中,硫酸镁溶液显酸性,碳酸钠溶液,氧化钙的水溶液均显碱性,而氢氧化铝显两性,碱性较弱,能够与胃酸反应,故氢氧化铝常用于治疗胃酸过多,B正确;
故答案选B。
11.SBP电解法能大幅度提高电解槽的生产能力,如图为SBP电解法制备MoO3的示意图,下列说法错误的是()
A.a极为电源的负极,发生氧化反应
B.电路中转移4mol电子,则石墨电极上产生标准状况下22.4LO2
C.钛基钛锰合金电极发生的电极反应为:3H2O+Mo4+-2e-=MoO3+6H+
D.电路中电子流向为:a极导线
−−−−−→b极
−−−−−→石墨,钛基钛锰电极导线
【解析】
【分析】
根据图像电流方向,可知a为负极,b为正极,石墨为阴极,钛基钛锰合金为阳极。
【详解】
A选项,根据上面分析得出a极为电源的负极,发生氧化反应,故A正确;
B选项,石墨是氢离子得到电子生成氢气,因此电路中转移4mol电子,则石墨电极上产生标准状况下44.8L 氢气,故B错误;
C选项,钛基钛锰合金电极是阳极,发生氧化反应,电极反应为:3H2O+Mo4+-2e-=MoO3+6H+,故C正确;D选项,电路中电子流向为:负极a极导线
−−−−−→正极b
−−−−−→阴极石墨,阳极钛基钛锰电极导线
极,故D正确。
综上所述,答案为B。
【点睛】
电解质中电子移动方向:电源负极导线
−−−−−→电源正极;电解
−−−−−→电解质阴极,电解质阳极导线
质中离子移动方向:阳离子移向阴极,阳离子移向阳极。
12.11.9g金属锡跟100mL12mol•L﹣1HNO3共热一段时间.完全反应后测定溶液中c(H+)为8mol•L﹣1,溶液体积仍为100mL.放出的气体在标准状况下体积约为8.96L.由此推断氧化产物可能是(Sn的相对原子质量为119)()
A.Sn(NO3)4B.Sn(NO3)2C.SnO2∙4H2O D.SnO
【答案】C
【解析】
【详解】
n(Sn)=11.9g÷119g/mol=0.1mol,n(HNO3)=12mol/L×0.1L=1.2mol,12mol/L的硝酸是浓硝酸,反应后溶液中c(H+)为8mol⋅L−1,说明生成的气体是二氧化氮,n(NO2)=8.96L÷22.4L/mol=0.4mol,设Sn被氧化后的化合价为x,根据转移电子守恒得0.4mol×(5−4)=0.1mol×(x−0)
x=+4,
又溶液中c(H+)=8mol/L,而c(NO3-)=(1.2mol−0.4mol)÷0.1L=8mol/L,根据溶液电中性可判断溶液中不存在Sn(NO3)4,所以可能存在的是SnO2∙4H2O,
故选:C。
13.锂—铜空气燃料电池(如图)容量高、成本低,该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为:2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-,下列说法错误的是
A.整个反应过程中,氧化剂为O2
B.放电时,正极的电极反应式为:Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-
C.放电时,当电路中通过0.1 mol电子的电量时,有0.1 mol Li+透过固体电解质向Cu极移动,有标准状况下1.12 L氧气参与反应
D.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O
【答案】C
【解析】A,根据题意,该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,放电过程中消耗Cu2O,由此可见通入空气Cu腐蚀生成Cu2O,由放电反应推知Cu极电极反应式为Cu2O+2e-+H2O=2Cu+2OH-,Cu2O又被还原成Cu,整个过程中Cu相当于催化剂,氧化剂为O2,A项正确;B,放电时正极的电极反应式为
Cu2O+2e-+H2O=2Cu+2OH-,B项正确;C,放电时负极电极反应式为Li-e-=Li+,电路中通过0.1mol电子生成
0.1molLi+,Li+透过固体电解质向Cu极移动,反应中消耗O2物质的量为0.1mol
4
=0.025mol,在标准状况下
O2的体积为0.025mol 22.4L/mol=0.56L,C项错误;D,放电过程中消耗Cu2O,由此可见通入空气Cu腐蚀生成Cu2O,D项正确;答案选C。
14.下列说法中正确的是
A.丙烯中所有原子均在同一个平面上
B.分子式为810
C H的芳香烃共有4种
C.糖类、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应
D.乙烯使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,发生的反应原理相同
【答案】B
【解析】
【详解】
A.丙烯含有甲基,具有甲烷的结构特征,具有四面体结构,则所有的原子不可能共平面,故A错误;B.分子式为810
C H的芳香烃可能为乙苯或二甲苯,二甲苯有邻、间、对3种,共4种,故B正确;C.糖类中的单糖如葡萄糖、果糖等,则不水解,故C错误;
D.乙烯含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应,与酸性高锰酸钾发生氧化反应,故D错误;
故答案为B。
【点睛】
高锰酸钾具有强氧化性,一般来说,具有还原性的无机物,含有碳碳双键、醛基的物质以及一些醇类、酚
类、苯的同系物等可被高锰酸钾氧化,能够使酸性高锰酸钾溶液褪色。
15.锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为
2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42-。
下列说法正确的是()
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH-) 逐渐减小
C.放电时,负极反应为:Zn+4OH–-2e–= Zn(OH)42-
D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.充电时,阳离子向阴极移动,即K+向阴极移动,A项错误;
B.放电时总反应为2Zn+O2+4OH–+ 2H2O=2Zn(OH)42-,则充电时生成氢氧化钾,溶液中的氢氧根离子浓度增大,B项错误;
C.放电时,锌在负极失去电子,电极反应为Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42-,C项正确;
D.标准状况下22.4L氧气的物质的量为1摩尔,电路中转移4摩尔电子,D项错误;
答案选C。
【点睛】
电极反应式的书写是电化学中必考的一项内容,一般先写出还原剂(氧化剂)和氧化产物(还原产物),然后标出电子转移的数目,最后根据原子守恒和电荷守恒完成缺项部分和配平反应方程式,作为原电池,正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,负极电极反应式为:Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42-;充电是电解池,阳离子在阴极上放电,阴离子在阳极上放电,即阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,对可充电池来说,充电时原电池的正极接电源正极,原电池的负极接电源的负极,不能接反,否则发生危险或电极互换,电极反应式是原电池电极反应式的逆过程;涉及到气体体积,首先看一下有没有标准状况,如果有,进行计算,如果没有必然是错误选项。
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.某小组以亚硝酸钠(NaNO2)溶液为研究对象,探究NO2-的性质。
实验试剂
编号及现象
滴管试管
1%酚酞溶液
1 mol·L-1 NaNO2
溶液
实验I:溶液变为浅红色,微热后红色加深
2mL
1 mol·L-1
NaNO2溶液
0.1 mol·L-1 KMnO 4
溶液
实验II:开始无明显变化,向溶液中滴加稀
硫酸后紫色褪去
KSCN溶液
1 mol·L-1 FeSO4
溶液(pH=3)
实验III:无明显变化
1 mol·L-1
NaNO2溶液
1 mol·L-1 FeSO4
溶液(pH=3)
实验IV:溶液先变黄,后迅速变为棕色,
滴加KSCN溶液变红
资料:[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
(1)结合化学用语解释实验I“微热后红色加深”的原因______
(2)实验II证明NO2-具有_____性,从原子结构角度分析原因_________
(3)探究实验IV中的棕色溶液
①为确定棕色物质是NO与Fe2+,而非Fe3+发生络合反应的产物,设计如下实验,请补齐实验方案。
实验溶液a 编号及现象
1 mol·L-1FeSO4溶液(pH=3)i.溶液由___色迅速变为___色
____________________ ii.无明显变化
②加热实验IV中的棕色溶液,有气体逸出,该气体在接近试管口处变为红棕色,溶液中有红褐色沉淀生成。
解释上述现象产生的原因_________。
(4)络合反应导致反应物浓度下降,干扰实验IV中氧化还原反应发生及产物检验。
小组同学设计实验V:将K闭合后电流表指针发生偏转,向左侧滴加醋酸后偏转幅度增大。
①盐桥的作用是____________________________
②电池总反应式为______________________
实验结论:NO2-在一定条件下体现氧化性或还原性,氧还性强弱与溶液酸碱性等因素有关。
【答案】NO2-发生水解反应NO2-+H2O HNO2+OH-,温度升高水解平衡正向移动,碱性增强,溶液红色加深还原性N原子最外层5个电子(可用原子结构示意图表示),+3价不稳定,易失电子,体现
还原性浅绿色棕色0.5mol·L−1Fe2(SO4)3溶液(pH=3)棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成NO和Fe2+,NO被空气氧化为NO2,加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+,促进Fe3+水解,产生Fe(OH)3沉淀阻碍Fe2+与NO接触,避免络合反应发生Fe2+ +NO2-+2H+= Fe3+ +NO↑+H2O
【解析】
【分析】
(1)根据实验I的现象说明NaNO2为强碱弱酸盐,NO2-发生水解反应NO2-+H2O HNO2+OH-,温度升高水解平衡正向移动,碱性增强,溶液红色加深;
(2)N原子最外层5个电子,NO2-中N为+3价不稳定,易失电子,体现还原性;
(3)①若要证明棕色物质是NO与Fe2+,而非Fe3+发生络合反应的产物,需要作对照实验,即向pH均为3,含Fe2+和Fe3+浓度均为1mol/L的FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液中通入NO,若通入FeSO4溶液出现溶液由浅绿色迅速变为棕色,而通入Fe2(SO4)3溶液无现象,则可证明;
②加热实验IV中的棕色溶液,有气体逸出,该气体在接近试管口处变为红棕色,说明加热后生成了NO 气体;溶液中有红褐色沉淀生成,说明生成了Fe(OH)3,据此解答;
(4)①将K闭合后电流表指针发生偏转,向左侧滴加醋酸后偏转幅度增大,由图可知,该装置构成了原电池,两电极分别产生NO和Fe3+,U形管中间盐桥的作用是阻碍Fe2+与NO接触,避免络合反应发生;
②两电极反应式相加得总反应式。
【详解】
(1)根据实验I的现象说明NaNO2为强碱弱酸盐,NO2-发生水解反应NO2-+H2O HNO2+OH-,温度升高水解平衡正向移动,碱性增强,溶液红色加深,所以在2mL1 mol·L-1 NaNO2溶液中滴加酚酞溶液出现溶液变为浅红色,微热后红色加深,
故答案为NO2-发生水解反应NO2-+H2O HNO2+OH-,温度升高水解平衡正向移动,碱性增强,溶液红色加深;
(2)根据实验II说明NaNO2溶液与KMnO4溶液在酸性条件下发生氧化还原反应而使KMnO4溶液的紫色褪去,即KMnO4被还原,说明NO2-具有还原性。
NO2-具有还原性的原因是:N原子最外层5个电子(可用原子结构示意图表示),+3价不稳定,易失电子,体现还原性,
故答案为还原性;N原子最外层5个电子(可用原子结构示意图表示),+3价不稳定,易失电子,体现还原性;
(3)①实验IV在FeSO4溶液(pH=3)中滴加NaNO2溶液,溶液先变黄,后迅速变为棕色,滴加KSCN溶液变红,说明有Fe3+生成,NO2-被还原为NO。
若要证明棕色物质是是NO与Fe2+,而非Fe3+发生络合反应的产物,需要作对照实验,即向pH均为3,含Fe2+和Fe3+浓度均为1mol/L的FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液中通入NO,若通入FeSO4溶液出现溶液由浅绿色迅速变为棕色,而通入Fe2(SO4)3溶液无现象,则可证明;
故答案为浅绿色;棕色;0.5mol·L−1Fe2(SO4)3溶液(pH=3);
②加热实验IV中的棕色溶液,有气体逸出,该气体在接近试管口处变为红棕色,说明加热后生成了NO
气体;溶液中有红褐色沉淀生成,说明生成了Fe(OH)3,原因是棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成NO和Fe2+,NO被空气氧化为NO2,加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+,促进Fe3+水解,产生Fe(OH)3沉淀,
故答案为棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成NO和Fe2+,NO被空气氧化为NO2,加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+,促进Fe3+水解,产生Fe(OH)3沉淀;
(4)①将K闭合后电流表指针发生偏转,向左侧滴加醋酸后偏转幅度增大,由图可知,该装置构成了原电池,两电极分别产生NO和Fe3+,U形管中间盐桥的作用是阻碍Fe2+与NO接触,避免络合反应发生;故答案为阻碍Fe2+与NO接触,避免络合反应发生;
②该原电池负极反应为:Fe2+-e-= Fe3+,正极反应为NO2-+e-+2H+=NO↑+H2O,所以电池总反应式为Fe2+
+NO2-+2H+= Fe3++NO↑+H2O;
故答案为Fe2+ +NO2-+2H+= Fe3++NO↑+H2O。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.3-对甲苯丙烯酸甲酯(E)是一种用于合成抗血栓药的中间体,其合成路线如图:
已知:HCHO+CH3CHO CH2=CHCHO+H2O
(1)A的名称是___,遇FeCl3溶液显紫色且苯环上有两个取代基的A的同分异构体有___种。
B的结构简式___,D中含氧官能团的名称为___。
(2)试剂C可选用下列中的___。
a.溴水
b.银氨溶液
c.酸性KMnO4溶液
d.新制Cu(OH)2悬浊液
(3)是E的一种同分异构体,该物质与足量NaOH溶液共热的化学方程式为___。
(4)E在一定条件下可以生成高聚物F,F的结构简式为___。
【答案】对甲基苯甲醛 3 羧基b、d
【解析】
【分析】
由合成路线可知,甲苯发生取代反应生成A对甲基苯甲醛,再与CH3CHO在碱性条件下反应生成B,B为,①中-CHO被弱氧化剂氧化为-COOH,而C=C不能被氧化,再酸化得到D,D与甲醇发生酯化反应生成E为,然后结合有机物的结构与性质来解答。
【详解】
(1)由上述分析可知,A为对甲基苯甲醛,遇FeCl3溶液显紫色,则含酚−OH,且苯环上有两个取代基,另一取代基为−CH=CH2,则符合条件的A的同分异构体为(邻、间、对)3种,由上述分析可知,B为;D的结构为,其中含有含氧官能团为:羧基;
故答案为:对甲基苯甲醛;3;;羧基;
(2)由生成可知,试剂C不能与C=C反应,只氧化−CHO,则C为b或d,
故答案为:b、d;
(3)中含−COOC−,与足量NaOH溶液共热的化学方程式为:
,
故答案为:;
(4)E中含-C=C-,在一定条件下可以生成高聚物F,发生加聚反应,则F的结构简式为,故答案为:。
【点睛】
具有多官能团的有机物在实现官能团之间的转化时,需要注意官能团的保护,其常见的措施可将官能团先反应,然后再复原,或在选择反应试剂时控制相关反应。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.资源化利用CO2,可以减少温室气体排放,还可以获得燃料或重要的化工产品。
回答下列问题:
(1)CO2的捕集
①用饱和Na2CO3溶液做吸收剂可“捕集”CO2。
写出“捕集”CO2反应的离子方式_____________。
②聚合离子液体是目前广泛研究的CO2吸附剂。
结合图像分析聚合离子液体吸附CO2的有利条件是
_________________________。
(2)生产尿素:
工业上以CO2、NH3为原料生产尿素[CO(NH2)2],该反应分为二步进行:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)⇌H2NCOONH4(s) △H = - 159.5 kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)⇌CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H = +116.5 kJ·mol-1
①写出上述合成尿素的热化学方程式___________________________。
该反应化学平衡常数K的表达式:_________________________。
②某实验小组模拟工业上合成尿素,在一定体积的密闭容器中投入4mol NH3和1mol CO2,实验测得反应中各组分物质的量随时间的变化如图所示:
已知总反应的快慢由慢的一步反应决定,则合成尿素总反应的快慢由第__________步反应决定,总反应进行到___________min时到达平衡
(3)合成乙酸:中国科学家首次以CH3OH、CO2和H2为原料高效合成乙酸,其反应路径如图所示:
①原料中的CH3OH可通过电解法由CO2制取,用稀硫酸作电解质溶液,写出生成CH3OH的电极反应式_______________________。
②根据图示,写出总反应的化学方程___________。
【答案】H2O + CO32- + CO2=2HCO3-低温,低流速2NH3(g)+ CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+ H2O(g)△H=
-43kJ·mol-1K=[H2O]/[NH3]2.[CO2] 二55 CO2 + 6e- + 6H+ = CH3OH + H2O CH3OH + CO2 +
H2
*
HI、Rh
CH3COOH + H2O
【解析】
【分析】
(1)①H2O、CO32-、CO2反应生成HCO3-;
②根据图知,温度越低、流速越小吸附量越大;
(2)利用盖斯定律求解热化学方程式;K等于气体生成物浓度幂之积与气体反应物浓度幂之积的比;
②达到平衡时时间越长,反应速率越慢,慢反应决定整个反应速率;各物质的物质的量不变时反应达到平衡状态;。