仿真模拟练(二)可能用到的相对原子质量:H1 N14 O16 Na23 S32Cl35.5 Fe56第Ⅰ卷一、选择题(本题包括7个小题,每小题6分,共42分。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.“化学是你,化学是我”。化学与生产、生活密切相关,下列说法错误的是( )A.中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈B.水泥冶金厂常用高压电除去工厂烟尘,利用了胶体的性质C.开发利用太阳能、风能、生物质能、海洋能等清洁能源,符合“低碳经济”D.二氧化硫有漂白性,常用于棉、麻、纸张和食品的漂白答案D解析明矾溶液显酸性,可以清除铜镜表面的铜锈,A正确。烟尘在空气中形成胶体,利用胶体的电泳现象,高压除尘,B正确。发展清洁能源,减少碳的排放,C正确。二氧化硫有毒,不能漂白食品,D错误。2.饮茶是中国人的传统饮食文化之一。为方便饮用,可通过以下方法制取罐装饮料茶:关于上述过程涉及的实验方法、实验操作和物质作用中说法不正确的是( )A.①是萃取B.②是过滤C.③是分液D.维生素C可作抗氧化剂答案C解析②为分离不溶性茶渣,为过滤,B正确。③中混合物不分层,分罐密封,无分液操作,C错误。维生素C具有还原性,可作抗氧化剂,D正确。3.在塑料原料加工时,添加塑化剂(DCHP)可以使其变得较为柔软,易于加工。塑化剂易溶于有机溶剂,是一种对人体有害的物质。塑化剂的一种制备方法如下:+210\n+H2O下列说法正确的是( )A.DCHP的分子式为C20H28O4B.上述制备DCHP的反应属于取代反应C.DCHP苯环上的一氯代物有4种D.1molDCHP最多可与含4molNaOH的溶液反应答案B解析DCHP的分子式为C20H26O4,A错误。题述制备DCHP的反应相当于酯化反应,属于取代反应,B正确。DCHP苯环上有2种H原子,一氯代物有2种,C错误。分子中有2个酯基,1molDCHP最多可与含2molNaOH的溶液反应,D错误。4.“银针验毒”在我国有上千年历史,银针主要用于检验是否有含硫元素的有毒物质。其反应原理之一为4Ag+2H2S+O22Ag2S+2H2O。当银针变色后,将其置于盛有食盐水的铝制容器中一段时间后便可复原。以下说法不正确的是( )A.当银针变黑时,所检验的物质有毒B.银针验毒时,Ag被氧化C.上述验毒反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶1D.银针复原发生的反应可能为3Ag2S+2Al6Ag+Al2S3答案D解析当银针变黑时,说明Ag氧化为Ag2S,则说明所检验的物质有毒,A正确。银针验毒时,Ag元素化合价升高,被氧化,B正确。在反应4Ag+2H2S+O22Ag2S+2H2O中,氧化产物为Ag2S,还原产物为H2O,两者的物质的量之比为1∶1,C正确。将其置于盛有食盐水的铝制容器中一段时间后便可复原,说明发生原电池反应,正极为Ag2S,负极为Al,总反应式为3Ag2S+2Al+6H2O6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑,D错误。5.短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如图,X元素的单质既能与强酸反应,又能与强碱溶液反应。下列说法正确的是( )A.常温下X的单质投入浓硫酸中没有明显现象B.Y的氢化物只有一种C.W的氧化物对应的水化物一定是强酸D.Z的氧化物排放不会造成环境污染答案A解析X元素的单质既能与强酸反应,又能与强碱溶液反应,则X为Al,根据在周期表中的位置,推出Y为C,Z为N,W为S。常温下,Al与浓硫酸发生钝化反应,阻碍反应的进行,没有明显现象,A正确。C与H组成的一类化合物是烃,B错误。S的氧化物有SO2和SO3,SO2的水化物是H2SO310\n,属于中强酸,SO3的水化物是H2SO4,属于强酸,C错误。氮的氧化物对环境有污染,如NO2造成光化学烟雾或酸雨,D错误。6.瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如图所示,有关说法正确的是( )A.电极2发生氧化反应B.电池工作时,Na+向负极移动C.电流由电极1经外电路流向电极2D.电极1发生的电极反应为2NH3+6OH--6e-N2↑+6H2O答案D解析根据电池的工作原理示意图,知道通氧气的电极2是正极,电极1是负极。在燃料电池的负极上发生燃料失电子的氧化反应,在正极上氧气发生得电子的还原反应,所以电极2氧气为正极发生还原反应,A错误。原电池工作时,电解质中的阳离子向正极移动,即Na+向正极移动,B错误。原电池中,电流是从正极电极2流向负极电极1,C错误。在燃料电池的负极上发生燃料氨气失电子的氧化反应,则碱性环境下电极1发生的电极反应为2NH3+6OH--6e-N2↑+6H2O,D正确。7.已知:pKa=-lgKa,25℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲线如下图所示(曲线上的数字为pH)。下列说法正确的是( )A.A点所得溶液中:2c(HSO3-)+c(SO32-)=0.1mol·L-1B.B点所得溶液中:c(H+)+c(SO32-)=c(OH-)+c(H2SO3)C.C点所得溶液中:c(Na+)>3c(HSO3-)D.E点所得溶液中:c(Na+)>c(SO32-)>c(H+)>c(OH-)答案C解析A点溶液中溶质为H2SO3和NaHSO3,pH=1.85=pKa1,可知c(H2SO3)=c(HSO3-),溶液的体积大于20mL,则c(H2SO3)+c(SO32-)+c(HSO3-)=2c(HSO3-)+c(SO32-)<0.1mol·L-1,A错误。B点,二者恰好反应生成NaHSO3,溶液显酸性,根据质子守恒,c(H+)+c(H2SO3)=c(SO32-)+c(OH-),B错误。C点pH=7.19=pKa2,溶液显碱性,SO32-+H2OHSO3-+OH-,Kh=c(OH-)c(HSO3-)c(SO32-)=KWKa2,c(OH-)=KWc(H+),代入计算得到:c(HSO3-)=c(SO32-10\n),溶液中2n(Na)=3c(S),2c(Na+)=3[c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)]=3[c(H2SO3)+2c(HSO3-)],c(Na+)>3c(HSO3-),C正确。加入氢氧化钠溶液40mL,NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2SO3溶液恰好反应生成Na2SO3,Na2SO3水解显碱性,溶液中离子浓度c(OH-)>c(H+),D错误。第Ⅱ卷二、非选择题(本卷包括必考题和选考题两部分。8~10题为必考题,共43分,每个试题考生都必须作答。11~12为选做题,共15分,考生根据要求选择一道题目作答)8.(14分)石灰石—石膏法脱硫是除去工业烟气中所含SO2的重要方法,其工艺分为两步:一是吸收SO2产生亚硫酸氢钙,二是氧化产生石膏。某校化学兴趣小组实验模拟该工艺,设计装置如下:(1)装置B模拟产生含SO2的工业烟气,则E装置的作用是 。 (2)实验开始时,打开装置B中分液漏斗的活塞,向烧瓶中逐滴滴加硫酸,D中立即产生了明显的现象,造成产生这一现象的原因是 。 A.该装置的气密性不够好B.滴加硫酸的速率较快C.使用的硫酸浓度较小D.石灰石浆液中碳酸钙粉末的颗粒太小(3)预计当装置C中产生 的现象时,关闭装置B中分液漏斗的活塞,再点燃装置A处的酒精灯。实际实验过程中却始终未观察到C中产生这一现象,小组成员多次进行实验探究,最终发现是药品Na2SO3部分变质,请写出定性实验发现药品Na2SO3问题的有关操作及现象:取少量的亚硫酸钠固体于试管中, 。 (4)小组成员进一步定量实验,测量Na2SO3的纯度:①称取12.0gNa2SO3固体配成100mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,并加入几滴淀粉溶液。②用0.1000mol·L-1酸性KIO3溶液滴定,三次平行实验测得标准液的体积为20.00mL。则滴定终点时锥形瓶中产生的现象为 ,写出与产生终点现象有关反应的离子方程式 ,样品中Na2SO3的质量分数为 。(计算结果保留三位有效数字) 答案(1)除去尾气中的SO2 (2)B(3)由浑浊变澄清 先加适量的水溶解,再加入足量的盐酸与氯化钡溶液,有白色沉淀生成(4)当加入最后一滴酸性KIO3溶液时,溶液变蓝,且半分钟内不褪色 6H++5I-+IO3-3I2+3H2O 25.2%10\n解析(1)E装置中的NaOH溶液的作用是吸收尾气中的SO2。(2)D中立即产生了明显的现象,说明生成SO2的气流流速快。可能是滴加硫酸的速率较快。(3)石灰石浆悬浊液溶解于SO2的水溶液生成可溶性的亚硫酸氢钙,当由浑浊变澄清时,可证明SO2已经过量,可关闭装置B中分液漏斗的活塞,再点燃装置A处的酒精灯,通入氧气;Na2SO3部分变质后生成硫酸钠,只要检验其水溶液中含有SO42-即可,即取少量的亚硫酸钠固体于试管中,先加适量的水溶解,再加入足量的盐酸与氯化钡溶液,有白色沉淀生成。(4)在酸性条件下IO3-氧化SO32-生成SO42-,自身还原为I-,离子方程式为IO3-+3SO32-I-+3SO42-,继续滴加酸性KIO3溶液,溶液里的I-继续被IO3-氧化为I2,此时溶液变蓝色,发生反应的离子方程式为6H++5I-+IO3-3I2+3H2O,判断滴定终点的现象为当加入最后一滴酸性KIO3溶液时,溶液变蓝,且半分钟内不褪色;根据IO3-+3SO32-I-+3SO42-,消耗KIO3的物质的量为0.1000mol·L-1×0.02L=2×10-3mol,则Na2SO3的物质的量为2×10-3mol×3=6×10-3mol,样品中Na2SO3的质量分数为6×10-3mol×100mL25mL×126g·mol-112.0g×100%=25.2%。9.(14分)以含铅废料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)和稀硫酸为原料制备高纯Pb、PbO等,实现铅的再生利用。其主要流程如下:(1)“酸溶”时,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4,生成1molPbSO4,转移电子的物质的量是 mol。Fe2+催化过程可表示为: ①2Fe2++PbO2+4H++SO42-2Fe3++PbSO4+2H2O② 。 (用离子方程式表示反应②)(2)写出脱硫过程发生主要反应的化学方程式: 。 (3)已知:①PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如下图所示。②粗品PbO中所含杂质不溶于NaOH溶液。结合上述信息,完成由粗品PbO得到高纯PbO的操作:将粗品PbO溶解在一定量 (填“35%”或“10%”)的NaOH溶液中,加热至110℃,充分溶解后, (填“趁热过滤”或“蒸发浓缩”),将滤液冷却结晶,过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体。 (4)将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液,电解Na2PbCl4溶液,生成Pb,如下图所示。10\n①阴极的电极反应式是 。 ②电解一段时间后,Na2PbCl4浓度极大下降,为了恢复其浓度且实现物质的循环利用,阴极区采取的方法是 。 答案(1)1 2Fe3++Pb+SO42-PbSO4+2Fe2+(2)PbSO4+2NaOHPbO+Na2SO4+H2O(3)35% 趁热过滤(4)PbCl42-+2e-Pb+4Cl- 继续向阴极区加PbO粗品解析(1)“酸溶”时,在Fe2+催化下,Pb、PbO2和H2SO4反应生成PbSO4和水,化学方程式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,根据方程式可知,生成1molPbSO4,转移1mol电子。②根据题给信息知反应①中Fe2+被PbO2氧化为Fe3+,则反应②中Fe3+被Pb还原为Fe2+,离子方程式为2Fe3++Pb+SO42-PbSO4+2Fe2+。(2)脱硫过程中,PbSO4与NaOH溶液反应生成Na2SO4、PbO和H2O。(3)②根据PbO的溶解度曲线,提纯粗PbO的方法为将粗PbO溶解在NaOH溶液中,结合溶解度曲线特点可知在浓度高的NaOH溶液中和较高的温度下,PbO的溶解度高,因此加热至较高温度,充分溶解,然后在高温下趁热过滤除去杂质,冷却后PbO又析出结晶,再次过滤可得到PbO固体。(4)①阴极发生还原反应,Na2PbCl4得到电子生成Pb,电极反应式为PbCl42-+2e-Pb+4Cl-。②阳极发生氧化反应,溶液中的H2O放电生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,电解一段时间后,Na2PbCl4浓度极大下降,为了恢复其浓度且实现物质的循环利用,根据少什么加什么,溶液中减少了Pb和O,应该在阴极区加PbO粗品,溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液。10.(15分)航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理,可实现空间站中O2的循环利用。Sabatier反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)水电解反应:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)(1)将原料气按nCO2∶nH2=1∶4置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。10\n①该反应的平衡常数K随温度升高而 (填“增大”或“减小”)。 ②温度过高或过低均不利于该反应的进行,原因是 。 ③200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算式为 。(不必化简。用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数) (2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化率的是 (填标号)。 A.适当减压B.增大催化剂的比表面积C.反应器前段加热,后段冷却D.提高原料气中CO2所占比例E.合理控制反应器中气体的流速(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394kJ·mol-1、-242kJ·mol-1,Bosch反应的ΔH= kJ·mol-1。(生成焓指一定条件下由对应单质生成1mol化合物时的反应热) ②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是 。 ③新方案的优点是 。 答案(1)①减小 ②温度过低,反应速率减小;温度过高,反应向右进行的程度小③0.3p×(0.6p)20.02p×(0.08p)4 (2)CE(3)①-90 ②反应的活化能高 ③氢原子利用率为100%解析(1)①根据H2O(g)的物质的量分数与温度的关系图可得:温度越高,H2O(g)的物质的量分数越低,故随温度升高该反应的平衡常数K减小。②温度过低,反应速率减小;温度过高,反应向右进行的程度小,故温度过高或过低均不利于该反应的进行。③200℃时平衡体系中H2O(g)的物质的量分数为0.6,根据反应的化学方程式CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),所以CH4的物质的量分数为0.3,因此CO2和H2的物质的量分数共为0.1,又因为原料气按nCO2∶nH2=1∶4置于密闭容器中发生Sabatier反应,所以CO2的物质的量分数为0.02,H2的物质的量分数为0.08;达到平衡时体系的总压强为p,则四种物质的分压分别为:p(CO2)=0.02p、p(H2)=0.08p、p(CH4)=0.3p、p(H2O)=0.6p,所以该反应平衡常数Kp为:p(CH4)×p2(H2O)p(CO2)×p4(H2)=0.3p×(0.6p)20.02p×(0.08p)410\n。(2)适当减压化学反应速率降低、降低平衡转化率,A错误。催化剂不能改变反应物的转化率,B错误。反应器前段加热,加快反应速率,后段冷却,提高平衡转化率,C正确。提高原料气中CO2所占比例,降低CO2的转化率,D错误。合理控制反应器中气体的流速,可使反应物充分反应,提高了CO2转化率,E正确。(3)①由已知可得:C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-394kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-484kJ·mol-1,所以Bosch反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)的ΔH=-90kJ·mol-1。②Bosch反应为放热反应,一定条件下必须在高温下才能启动,说明高温条件才能引发此反应,故该反应的活化能很高。③新方案与原方案相比氢原子利用率为100%。11.【化学—选修3:物质结构与性质】(15分)铁氧体是一种磁性材料,具有广泛的应用。(1)基态铁原子的核外电子排布式为 。 (2)工业制备铁氧体常使用水解法,制备时常加入尿素、醋酸钠等碱性物质。尿素分子中四种不同元素的电负性由大至小的顺序是 ;醋酸钠中碳原子的杂化类型是 。 (3)工业制备铁氧体也可使用沉淀法,制备时常加入氨(NH3)、联氨(N2H4)等物质。比较下表中氨(NH3)、联氨(N2H4)的熔、沸点,解释其高低的主要原因 。 N2H4NH3熔点/℃2-77.8沸点/℃113.5-33.5(4)下图是从铁氧体离子晶体Fe3O4中,取出的能体现其晶体结构的一个立方体,则晶体中的氧离子 (填“是”或“不是”)构成了面心立方最密堆积,该立方体 (填“是”或“不是”)Fe3O4的晶胞,立方体中三价铁离子处于氧离子围成的 (填空间结构)空隙。 (5)解释该Fe3O4晶体能导电的原因 ,根据上图计算Fe3O4晶体的密度 g·cm-3。(图中a=0.42nm,计算结果保留两位有效数字,设NA为阿伏加德罗常数的值) 答案(1)[Ar]3d64s2(2)O>N>C>H sp3杂化、sp2杂化(3)联氨分子间形成的氢键数目多于氨分子间形成的氢键(4)是 是 正八面体(5)电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生转移 5.2解析(1)铁原子的核外电子数为26,则基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2。(2)元素的非金属性越强,电负性越大,则尿素中四种元素的电负性:O>N>C>H;CH3COONa中甲基C原子为sp3杂化,羧基中的C原子为sp210\n杂化。(3)氨和联氨分子间均可以形成氢键,联氨分子间形成氢键数目多于氨分子间形成的氢键,故联氨的沸点明显高于氨。(4)由图示可知晶体中的氧离子构成面心立方最密堆积,该立方体中氧离子数目为12×14+1=4,Fe3+的数目为4×18+3×12=2,Fe2+的数目为1,则Fe和O的原子数目为3∶4,是Fe3O4的晶胞;立方体中三价铁离子处于周围6个氧离子围成的正八面体空隙中心。(5)晶体中电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生转移,则Fe3O4晶体能导电;晶体的体积为a3=(0.42×10-7cm)3,每摩尔晶胞的质量为(56×3+16×4)g=232g,则Fe3O4晶体的密度ρ=232gNA(0.42×10-7cm)3=5.2g·cm-3。12.【化学—选修5:有机化学基础】(15分)4-羟基香豆素是合成药物的重要中间体,其两条合成途径如图:已知:①F的结构简式为;②(X=O,N,S;R为烃基);③RCOOR+2R'OHR'COOR'+2ROH回到下列问题:(1)关于4-羟基香豆素的说法正确的是 。(填标号) a.能使溴水褪色b.1mol该物质最多能与4molNaOH反应c.分子内最多有9个碳原子共平面d.属于苯的同系物(2)A生成B的反应类型为 ,D的结构简式为 。 (3)I的名称为 。 (4)写出G生成H的化学方程式 。 (5)满足下列所有条件的F(结构简式见已知)的同分异构体的数目有 种; a.能发生银镜反应b.属于苯的二取代物c.只含有一个环写出上述异构体中能使FeCl3溶液显紫色,核磁共振氢谱有五组峰且面积比为1∶2∶2∶2∶1的结构简式 。 10\n(6)结合已有知识、信息并参照上述合成路线,以丙醇为起始原料(无机试剂任选)设计制备的合成路线。答案(1)ac (2)氧化反应 (3)丙二酸(4)+O2+2H2O(5)12 (6)CH3CH2CH2OHCH3—CHCH2解析(1)由4-羟基香豆素结构简式可知,含C、H、O三种元素,含醇羟基、碳碳双键和酯基,则能使溴水褪色,a正确。因为4-羟基香豆素只含1个酚酯基,所以1mol该物质最多能与2molNaOH反应,b错误。因为苯环一定在一个平面,又碳碳双键可能与苯环共面,所以分子内最多有9个碳原子共平面,c正确。由4-羟基香豆素结构简式可知,含C、H、O三种元素,所以不属于苯的同系物,d错误。(2)A被臭氧氧化生成B,则A生成B的反应类型为氧化反应,由流程图可知,D与乙醇发生信息③反应生成E,又由E的结构简式推出D的结构简式为。(3)根据I的结构简式,则I的名称为丙二酸。(4)G在铜作催化剂条件下发生催化氧化生成H,则反应的化学方程式为+O2+2H2O。(5)F的结构简式为,a.能发生银镜反应说明含有醛基,b.属于苯的二取代物,c.只含有一个环,说明苯环上只有2个取代基,则组成可能为—CH2OH和—CHO或者—OCH3和—CHO或者—CH3和—OCHO或者—OH和—CH2CHO,又在苯环上分别有邻、间、对三种,所以一共有12种,其中能使FeCl3溶液显紫色,核磁共振氢谱有五组峰且面积比为1∶2∶2∶2∶1的结构简式为。(6)根据流程A→B→C,则以丙醇为起始原料(无机试剂任选)合成,只需要合成CH3—CHCH2即可,所以合成的流程图为:CH3CH2CH2OHCH3—CHCH2。10
