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山东省 2023 年普通高中学业水平等级考试
化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Si-28 S-32 C1-35.5 K-39
Cu-64
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. 下列之物具有典型的齐鲁文化特色,据其主要化学成分不能与其他三种归为一类的是
A. 泰山墨玉 B. 龙山黑陶 C. 齐国刀币 D. 淄博琉璃
【答案】C
【解析】
【详解】墨玉、黑陶、琉璃均为陶瓷制品,均属于硅酸盐制品,主要成分均为硅酸盐材料,而刀币的主要
成分为青铜,故答案为:C。
2. 实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时,对应关系错误的是
A. 稀盐酸:配制 溶液
B. 稀硫酸:蔗糖和淀粉的水解
C. 稀硝酸:清洗附有银镜的试管
D. 浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:苯的磺化
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验室配制AlCl 溶液时向其中加入少量的稀盐酸以抑制Al3+水解,A不合题意;
3
B.蔗糖和淀粉的水解时常采用稀硫酸作催化剂,B不合题意;
C.清洗附有银镜的试管用稀硝酸,反应原理为:3Ag+4HNO (稀)=3AgNO +NO↑+2HO,C不合题意;
3 3 2
D.苯的磺化是苯和浓硫酸共热,反应生成苯磺酸的反应,故不需要用到浓硫酸和浓硝酸的混合溶液,D
符合题意;
故答案为:D。
3. 下列分子属于极性分子的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.CS 中C上的孤电子对数为 (4-2 2)=0, 键电子对数为2,价层电子对数为2,CS 的空间
2 2
× × σ构型为直线形,分子中正负电中心重合,CS 属于非极性分子,A项不符合题意;
2
B.NF 中N上的孤电子对数为 (5-3 1)=1, 键电子对数为3,价层电子对数为4,NF 的空间构型为三
3 3
× × σ
角锥形,分子中正负电中心不重合,NF 属于极性分子,B项符合题意;
3
C.SO 中S上的孤电子对数为 (6-3 2)=0, 键电子对数为3,价层电子对数为3,SO 的空间构型为平
3 3
× × σ
面正三角形,分子中正负电中心重合,SO 属于非极性分子,C项不符合题意;
3
D.SiF 中Si上的孤电子对数为 (4-4 1)=0, 键电子对数为4,价层电子对数为4,SiF 的空间构型为
4 4
× × σ
正四面体形,分子中正负电中心重合,SiF 属于非极性分子,D项不符合题意;
4
答案选B。
4. 实验室安全至关重要,下列实验室事故处理方法错误的是
A. 眼睛溅进酸液,先用大量水冲洗,再用饱和碳酸钠溶液冲洗
B. 皮肤溅上碱液,先用大量水冲洗,再用 的硼酸溶液冲洗
C. 电器起火,先切断电源,再用二氧化碳灭火器灭火
D. 活泼金属燃烧起火,用灭火毛(石棉布)灭火
【答案】A
【解析】
【详解】A.眼睛溅进酸液,先用大量水冲洗,再用3%-5%的碳酸氢钠溶液冲洗,故A错误;
B.立即用大量水冲洗,边洗边眨眼,尽可能减少酸或碱对眼睛的伤害,再用20%的硼酸中和残余的碱,
故B正确;
C.电器起火,先切断电源,再用二氧化碳灭火器灭火,故C正确;
D.活泼金属会与水反应,所以燃烧起火,用灭火毛(石棉布)灭火,故D正确;
答案为A。
5. 石墨与F 在450℃反应,石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF) ,该物质仍具润滑性,其单层局部结
2 x
构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是
A. 与石墨相比,(CF) 导电性增强
xB. 与石墨相比,(CF) 抗氧化性增强
x
C. (CF) 中 的键长比 短
x
D. 1mol(CF) 中含有2xmol共价单键
x
【答案】B
【解析】
【详解】A.石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动,故石墨晶体能导
电,而(CF) 中没有未参与杂化的2p轨道上的电子,故与石墨相比,(CF) 导电性减弱,A错误;
x x
B.(CF) 中C原子的所有价键均参与成键,未有未参与成键的孤电子或者不饱和键,故与石墨相比,(CF)
x x
抗氧化性增强,B正确;
C.已知C的原子半径比F的大,故可知(CF) 中 的键长比 长,C错误;
x
D.由题干结构示意图可知,在(CF) 中C与周围的3个碳原子形成共价键,每个C-C键被2个碳原子共用,
x
和1个F原子形成共价键,即1mol(CF) 中含有2.5xmol共价单键,D错误;
x
故答案为:B。
6. 鉴别浓度均为 的 、 三种溶液,仅用下列一种方法不可行的
是
A. 测定溶液 B. 滴加酚酞试剂
C. 滴加 溶液 D. 滴加饱和 溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A. 溶液显弱碱性, 溶液显强碱性, 溶液显酸性,则测定溶液
是可以鉴别出来的,故A不符合题意;
B. 溶液显弱碱性, 溶液显强碱性,滴入酚酞溶液,两种溶液颜色变色深浅不一样,
溶液显酸性,滴入酚酞不变色,则滴加酚酞试剂是可以鉴别出来的,故B不符合题意;
C. 溶液滴入碘化钾溶液,发生氧化还原反应生成碘,液面会由无色变成黄色,振荡后会变成无色,
而 溶液, 溶液滴入碘化钾溶液后,因不与两者反应而没有现象,则仅用滴加溶液无法鉴别,则C符合题意;
D.饱和 溶液和 溶液不反应,和 溶液反应生成碳酸钡沉淀,和 溶液
发生双水解反应生成沉淀和气体,则滴入饱和 溶液是可以鉴别出来的,故D不符合题意;
答案C。
7. 抗生素克拉维酸的结构简式如图所示,下列关于克拉维酸的说法错误的是
A. 存在顺反异构
B. 含有5种官能团
C. 可形成分子内氢键和分子间氢键
D. 1mol该物质最多可与1molNaOH反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题干有机物结构简式可知,该有机物存在碳碳双键,且双键两端的碳原子分别连有互不同
的原子或原子团,故该有机物存在顺反异构,A正确;
B.由题干有机物结构简式可知,该有机物含有羟基、羧基、碳碳双键、醚键和酰胺基等5种官能团,B
正确;
C.由题干有机物结构简式可知,该有机物中的羧基、羟基、酰胺基等官能团具有形成氢键的能力,故其
分子间可以形成氢键,其中距离较近的某些官能团之间还可以形成分子内氢锓,C正确;
D.由题干有机物结构简式可知,1mol该有机物含有羧基和酰胺基各1mol,这两种官能团都能与强碱反应,
故1mol该物质最多可与2molNaOH反应,D错误;
故答案为:D。
8. 一定条件下,乙酸酐 醇解反应
可进行完全,利用此反应定量测定有机醇中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入 样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐
完全水解: 。
③加指示剂并用 甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液 。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用
甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液 。对于上述实验,下列做法正确的是
A. 进行容量瓶检漏时,倒置一次即可
B. 滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达滴定终点
C. 滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直
D. 滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
【答案】C
【解析】
【详解】A.进行容量瓶检漏时,倒置一次,然后玻璃塞旋转180度后再倒置一次,故A错误;
B.滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,且半分钟内不变回原色,才是达到滴定终点,故B错误;
C.滴定读数时,应单手持滴定管上端无刻度处,并保持其自然垂直,故C正确;
D.滴定读数时,应单手持滴定管上端无刻度处,并保持其自然垂直,故D错误;
答案为C。
9. 一定条件下,乙酸酐 醇解反应
可进行完全,利用此反应定量测定有机醇
中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入 样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐
完全水解: 。③加指示剂并用 甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液 。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用
甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液 。 样品中羟基含量(质量分数)计
算正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】用 甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸,可以计算乙酸酐的总物质的
量,根据反应方程式 系数关系,得出ROH与乙
酸酐反应后剩余的乙酸酐的物质的量,由此可以计算与ROH反应的乙酸酐的物质的量,即R-OH的物质的
量,即羟基的含量。
【详解】根据滴定过程中,用 甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸,消耗标准
溶液 ,需要消耗 甲醇的物质的量为 ,即乙酸酐的总物质的量=
;则ROH与乙酸酐反应后剩余的乙酸酐的物质的量= ,所以与ROH反
应的乙酸酐的物质的量= ,也即样品ROH中羟基的物质的量,所以
样品中羟基质量分数= ,选C 。
10. 一定条件下,乙酸酐 醇解反应
可进行完全,利用此反应定量测定有机醇
中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入 样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐
完全水解: 。
③加指示剂并用 甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液 。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用
甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液 。根据上述实验原理,下列说法正确的
是
A. 可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验
B. 若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化,将导致测定结果偏小
C. 步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将导致测定结果偏小
D. 步骤④中,若加水量不足,将导致测定结果偏大
【答案】B
【解析】
【分析】步骤④测定乙酸酐的物质的量为 ;根据步骤②③可知 样品中羟基的物质
的量为 。
【详解】A.乙酸与醇的酯化反应可逆,不能用乙酸代替乙酸酐进行上述实验,故A错误;
B.若甲醇挥发,则甲醇消耗乙酸酐的物质的量减小,剩余乙酸酐的物质的量偏大,消耗氢氧化钠的体积
偏大,将导致测定结果偏小,故B正确;C.步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,消耗氢氧化钠的体积偏小,将导致测定结果偏大,故C错
误;
D.步骤④中,若加水量不足,生成乙酸的物质的量偏小,消耗氢氧化钠的体积偏小,测定乙酸酐初始物
质的量偏小,将导致测定结果偏小,故D错误;
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. 利用热再生氨电池可实现 电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的
电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是
A. 甲室 电极为正极
B. 隔膜为阳离子膜
C. 电池总反应为:
D. 扩散到乙室将对电池电动势产生影响
【答案】CD
【解析】
【详解】A. 向甲室加入足量氨水后电池开始工作,则甲室 电极溶解,变为铜离子与氨气形成
,因此甲室 电极为负极,故A错误;
B. 再原电池内电路中阳离子向正极移动,若隔膜为阳离子膜,电极溶解生成的铜离子要向右侧移动,通
入氨气要消耗铜离子,显然左侧阳离子不断减小,明显不利于电池反应正常进行,故B错误;
C. 左侧负极是 ,正极是 ,则电池总反应为:,故C正确;
D. 扩散到乙室会与铜离子反应生成 ,铜离子浓度降低,铜离子得电子能力减弱,因
此将对电池电动势产生影响,故D正确。
综上所述,答案为CD。
12. 有机物 的异构化反应如图所示,下列说法错误的是
A. 依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团
B. 除氢原子外,X中其他原子可能共平面
C. 含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
D. 类比上述反应, 的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题干图示有机物X、Y的结构简式可知,X含有碳碳双键和醚键,Y含有碳碳双键和酮羰基,
红外光谱图中可以反映不同官能团或化学键的吸收峰,故依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团,
A正确;
B.由题干图示有机物X的结构简式可知,X分子中存在两个碳碳双键所在的平面,单键可以任意旋转,
故除氢原子外,X中其他原子可能共平面,B正确;
的
C.由题干图示有机物Y 结构简式可知,Y的分子式为:C H O,则含醛基和碳碳双键且有手性碳原子
6 10
(即同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子)的Y的同分异构体有:CHCH=CHCH(CH )CHO、
3 3
CH=C(CH )CH(CH )CHO、CH=CHCH(CH )CHCHO、CH=CHCHCH(CH )CHO和
2 3 3 2 3 2 2 2 3
CH=CHCH(CH CH)CHO共5种(不考虑立体异构),C错误;
2 2 3D.由题干信息可知,类比上述反应, 的异构化产物为: 含有碳碳双键和醛基,
故可发生银镜反应和加聚反应,D正确;
故答案为:C。
13. 一种制备 的工艺路线如图所示,反应Ⅱ所得溶液 在3~4之间,反应Ⅲ需及时补加 以
保持反应在 条件下进行。常温下, 的电离平衡常数 。下列
说法正确的是
A. 反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B. 低温真空蒸发主要目的是防止 被氧化
C. 溶液Y可循环用于反应Ⅱ所在操作单元吸收气体Ⅰ
D. 若 产量不变,参与反应Ⅲ的 与 物质的量之比 增大时,需补加 的量
减少
【答案】CD
【解析】
【分析】铜和浓硫酸反应(反应Ⅰ)生成二氧化硫气体(气体Ⅰ)和硫酸铜,生成的二氧化硫气体与碳酸钠反应
( 反 应 Ⅱ ) , 所 得 溶 液 在 3~4 之 间 , 溶 液 显 酸 性 , 根 据 的 电 离 平 衡 常 数,可知 溶液显酸性(电离大于水解),则反应Ⅱ所得溶液成分是
,调节溶液pH值至11,使 转化为NaSO ,低温真空蒸发(防止NaSO 被氧化),故固
2 3 2 3
液分离得到NaSO 晶体和NaSO 溶液,NaSO 和CuSO 反应的离子方程式是 +2Cu2++2H O= +
2 3 2 3 2 3 4 2
Cu O+4H+,反应过程中酸性越来越强,使 NaSO 转化成 SO 气体,总反应方程式是 2CuSO +3Na SO =
2 2 3 2 4 2 3
Cu O+2SO ↑+3NaSO ,需及时补加 以保持反应在 条件下进行,据此分析解答。
2 2 2 4
【详解】A.反应Ⅰ是铜和浓硫酸反应,生成二氧化硫,是氧化还原反应,反应Ⅱ是SO 和碳酸钠溶液反应,
2
生成 、水和二氧化碳,是非氧化还原反应,反应Ⅲ是NaSO 和CuSO 反应生成Cu O,是氧化还
2 3 4 2
原反应,故A错误;
B.低温真空蒸发主要目的是防止 被氧化,而不是 ,故B错误;
C.经分析溶液Y的成分是NaSO 溶液,可循环用于反应Ⅱ的操作单元吸收SO 气体(气体Ⅰ),故C正确;
2 3 2
D.制取 总反应方程式是2CuSO +3Na SO = Cu O+2SO ↑+3Na SO ,化合物X是指NaSO ,若
4 2 3 2 2 2 4 2 3
产量不变,增大 比,多的NaSO 会消耗氢离子,用于控制pH值,可减少 的量,
2 3
故D正确;
答案CD。
14. 一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:
已知反应初始E的浓度为0.10molL-1,TFAA的浓度为0.08molL-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图
所示,忽略反应过程中的体积变化∙。下列说法正确的是 ∙A. t 时刻,体系中有E存在
1
B. t 时刻,体系中无F存在
2
C. E和TFAA反应生成F的活化能很小
D. 反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08molL-1
【答案】AC ∙
【解析】
【分析】一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径中,共发生三个反应:
①E+TFAA F ②F G ③G H+TFAA
t 之后的某时刻,H 为 0.02 mol∙L-1,此时 TFAA 的浓度仍为 0,则表明 0.10mol∙L-1E、起始时的
1
0.08mol∙L-1TFAA、G分解生成的0.02 mol∙L-1 TFAA全部参加反应,生成 0.10mol∙L-1F;在t 时刻,H为
2
0.08mol∙L-1,TFAA为0.06mol∙L-1,G为0.01 mol∙L-1,则F为0.01 mol∙L-1。
【详解】A.t 时刻,H的浓度小于0.02 mol∙L-1,此时反应③生成F的浓度小于0.02 mol∙L-1,参加反应①
1
的H的浓度小于0.1 mol∙L-1,则参加反应E的浓度小于0.1 mol∙L-1,所以体系中有E存在,A正确;
B.由分析可知,t 时刻,H为0.08mol∙L-1,TFAA为0.06mol∙L-1,G为0.01 mol∙L-1,则F为0.01 mol∙L-1,
2
所以体系中有F存在,B不正确;
C.t 之后的某时刻,H为0.02 mol∙L-1,此时TFAA的浓度仍为0,表明此时E和TFAA完全反应生成F,
1
所以E和TFAA生成F的反应速率快,反应的活化能很小,C正确;
D.在t 时刻,H为0.08mol∙L-1,TFAA为0.06mol∙L-1,G为0.01 mol∙L-1,F为0.01 mol∙L-1,只有F、G全
2
部转化为H和TFAA时,TFAA的浓度才能为0.08mol∙L-1,而G H+TFAA为可逆反应,所以反应达平衡
后,TFAA的浓度一定小于0.08mol∙L-1,D不正确;
故选AC。15. 在含HgI (g)的溶液中,一定c(I-)范围内,存在平衡关系: ;
2
; ; ;
,平衡常数依次为 。已知 、 ,
、 随 的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A. 线 表示 的变化情况
B. 随 增大, 先增大后减小
C.
D. 溶液中I元素与 元素的物质的量之比始终为
【答案】B
【解析】
【分析】由题干反应方程式 可知,K= ,则有c(Hg2+)= ,
1
则 有 lgc(Hg2+)=lgK +lgc(HgI )-2lgc(I-) , 同 理 可 得 : lgc(HgI+)=lgK +lgc(HgI )-lgc(I-) ,
1 2 2 2
=lgK +lgc(HgI )+ lgc(I-), ==lgK+lgc(HgI )+ 2lgc(I-),且由 可知 K=
3 2 4 2 0为一定值,故可知图示中 曲线1、2、3、4即L分别代表
、 、 、 ,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,线 表示 的变化情况,A正确;
B.已知 的化学平衡常数K= ,温度不变平衡常数不变,故随
0
增大, 始终保持不变,B错误;
C.由分析可知,曲线1方程为:lgc(Hg2+)=lgK +lgc(HgI )-2lgc(I-),曲线2方程为:
1 2
lgc(HgI+)=lgK +lgc(HgI )-lgc(I-)即有①b= lgK+lgc(HgI )-2a,②b= lgK+lgc(HgI )-a,联合①②可知得:
2 2 1 2 2 2
,C正确;
D.溶液中的初始溶质为HgI ,根据原子守恒可知,该溶液中I元素与 元素的物质的量之比始终为 ,
2
D正确;
故答案为:B。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1) 时, 与冰反应生成 利 。常温常压下, 为无色气体,固态 的晶体类型
为_____, 水解反应的产物为_____(填化学式)。
(2) 中心原子为 , 中心原子为 ,二者均为 形结构,但 中存在大 键 。
中 原子的轨道杂化方式_____;为 键角_____ 键角(填“>”“ <”或“=”)。比较 与 中 键的键长并说明原因_____。
(3)一定条件下, 和 反应生成 和化合物 。已知 属于四方晶系,晶胞结构如图所
示(晶胞参数 ),其中 化合价为 。上述反应的化学方程式为_____。若阿伏
加德罗常数的值为 ,化合物 的密度 _____ (用含 的代数式表示)。
【答案】(1) ①. 分子晶体 ②. HF 、 和
(2) ①. ②. > ③. 分子中 键的键长小于 中 键的键长,其原因
是: 分子中既存在σ键,又存在大 键,原子轨道重叠的程度较大,因此其中 键的键长较小,
而 只存在普通的σ键。
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
常温常压下, 为无色气体,则 的沸点较低,因此,固态HOF的晶体类型为分子晶体。
分子中F显-1价,其水解时结合 电离的 生成HF,则 结合 电离的 ,两者反应生成
, 不稳定,其分解生成 ,因此, 水解反应的产物为HF 、 和 。
【小问2详解】中心原子为 , 中心原子为 ,二者均为V形结构,但 中存在大 键( )。由 中
存在 可以推断,其中 原子只能提供1对电子,有一个 原子提供1个电子,另一个 原子提供1对
电子,这5个电子处于互相平行的 轨道中形成大 键, 提供孤电子对与其中一个 形成配位键,与另
一个 形成的是普通的共价键(σ键,这个 只提供了一个电子参与形成大 键), 的价层电子对数
为3,则 原子的轨道杂化方式为 ; 中心原子为 ,根据价层电子对的计算公式可知
,因此, 的杂化方式为 ;根据价层电子对互斥理论可知, 时,价电子对的几
何构型为正四面体, 时,价电子对的几何构型平面正三角形, 杂化的键角一定大于 的,因此,
虽然 和 均为 形结构,但 键角大于 键角,孤电子对对成键电子对的排
斥作用也改变不了这个结论。 分子中 键的键长小于 中 键的键长,其原因是:
分子中既存在σ键,又存在大 键,原子轨道重叠的程度较大,因此其中 键的键长较小,而
只存在普通的σ键。
【小问3详解】
一定条件下, 、 和 反应生成 和化合物X。已知X属于四方晶系,其中Cu化合价为+2。
由晶胞结构图可知,该晶胞中含有黑球的个数为 、白球的个数为 、灰色
球的个数为 ,则X中含有3种元素,其个数比为1:2:4,由于其中Cu化合价为+2、 的化合价为-1、K的化合价为+1,根据化合价代数和为 0,可以推断X为 ,上述反应的化学方程式为
。若阿伏加德罗富数的值为 ,晶胞的质量为 ,晶胞的
体积为 ,化合物X的密度 。
17. 盐湖卤水(主要含 、 和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为
原料经两段除镁制备 的工艺流程如下:
已知:常温下, 。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)含硼固体中 的在水中存在平衡: (常温下,
); 与 溶液反应可制备硼砂 。常温下,在
硼砂溶液中, 水解生成等物质的量浓度的 和 ,该水解反应的离子方程式为_____,该溶液 _____。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式);精制Ⅰ后溶液中 的浓度为 ,则常温下精制Ⅱ过程
中 浓度应控制在_____ 以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ,除无法回收 外,还将增加_____
的用量(填化学式)。
(3)精制Ⅱ的目的是_____;进行操作 时应选择的试剂是_____,若不进行该操作而直接浓缩,将导致
_____。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. ②. ③. 纯碱
(3) ①. 加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的 转化为 (或除去精制Ⅰ所得滤液中的 ),提
高 纯度 ②. 盐酸 ③. 浓缩液中因 浓度过大使得 过早沉淀,即浓缩结晶得到的
中会混有 ,最终所得 的产率减小
【解析】
【分析】由流程可知,卤水中加入盐酸脱镁后过滤,所得滤液经浓缩结晶后得到晶体,该晶体中含有
Na+、Li+、Cl-、 等,焙烧后生成HCl气体;烧渣水浸后过滤,滤液中加生石灰后产生沉淀,在此条
件下溶解度最小的是 ,则滤渣Ⅰ的主要成分为 ;由于 微溶于水,精制Ⅰ所得滤液中再
加纯碱又生成沉淀,则滤渣Ⅱ为 ;精制Ⅱ所得滤液经操作X后,所得溶液经浓缩结晶、过滤得到氯化
钠,浓缩后的滤液中加入饱和碳酸钠溶液沉锂,得到 。
【小问1详解】
含硼固体中的 在水中存在平衡: (常温下, );与 溶液反应可制备硼砂 。常温下.在 硼砂溶液中,
水解生成等物质的量浓度的 和 ,该水解反应的离子方程式为
,由B元素守恒可知, 和 的浓度
均为 , ,则该溶液 。
【小问2详解】
由分析可知,滤渣I的主要成分是 ;精制I后溶液中 的浓度为2.0 ,由
可知,则常温下精制Ⅱ过程中 浓度应控制在
以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ,除无法回收HCl外,后续在浓缩结晶时将生成更多的氯化钠晶体,
因此,还将增加纯碱( )的用量。
【小问3详解】
精制Ⅰ中,烧渣水浸后的滤液中加生石灰后产生的滤渣Ⅰ的主要成分为 ;由于 微溶于水,精
制Ⅰ所得滤液中还含有一定浓度的 ,还需要除去 ,因此,精制Ⅱ的目的是:加入纯碱将精制Ⅰ所得
滤液中的 转化为 (或除去精制Ⅰ所得滤液中的 ),提高 纯度。操作X是为了除
去剩余的碳酸根离子,为了防止引入杂质离子,应选择的试剂是盐酸;加入盐酸的目的是除去剩余的碳酸
根离子,若不进行该操作而直接浓缩,将导致浓缩液中因 浓度过大使得 过早沉淀,即浓缩结晶得
到的 中会混有 ,最终所得 的产率减小。18. 三氯甲硅烷 是制取高纯硅的重要原料,常温下为无色液体,沸点为 ,熔点为
,易水解。实验室根据反应 ,利用如下装置制备 粗品(加热及
夹持装置略)。回答下列问题:
(1)制备 时进行操作:(ⅰ)……;(ⅱ)将盛有砫粉的瓷舟置于管式炉中;(ⅲ)通入 ,一段时间后
接通冷凝装置,加热开始反应。操作(ⅰ)为_____;判断制备反应结束的实验现象是_____。图示装置存在的
两处缺陷是_____。
(2)已知电负性 在浓 溶液中发生反应的化学方程式为_____。
(3)采用如下方法测定溶有少量 的 纯度。
样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后,进行如下实验操作:①_____,②_____(填操作名
称),③称量等操作,测得所得固体氧化物质量为 ,从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器,依次
为_____(填标号)。测得样品纯度为_____(用含 、 的代数式表示)。【答案】(1) ①. 检查装置气密性 ②. 当管式炉中没有固体剩余时 ③. C、D之间没有干燥装
置,没有处理氢气的装置
(2)SiHCl +5NaOH =Na SiO+3NaCl+H↑+2H O
3 2 3 2 2
(3) ①. 高温灼烧 ②. 冷却 ③. AC ④.
【解析】
【分析】氯化氢气体通入浓硫酸干燥后,在管式炉中和硅在高温下反应,生成三氯甲硅烷和氢气,由于三
氯甲硅烷沸点为31.8℃,熔点为 ,在球形冷凝管中可冷却成液态,在装置C中收集起来,氢气
则通过D装置排出同时D可处理多余吸收的氯化氢气体,据此解答。
【小问1详解】
制备SiHCl 时,由于氯化氢、SiHCl 和氢气都是气体,所以组装好装置后,要先检查装置气密性,然后将
3 3
盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中,通入氯化氢气体,排出装置中的空气,一段时候后,接通冷凝装置,加热
开始反应,当管式炉中没有固体剩余时,即硅粉完全反应,SiHCl 易水解,所以需要在C、D之间加一个
3
干燥装置,防止D中的水蒸气进入装置C中,另外氢氧化钠溶液不能吸收氢气,需要在D后面加处理氢气
的装置,故答案为:检查装置气密性;当管式炉中没有固体剩余时;C、D之间没有干燥装置,没有处理
氢气的装置;
【小问2详解】
已知电负性Cl>H>Si,则SiHCl 中氯元素的化合价为-1,H元素的化合价为-1,硅元素化合价为+4,所
3
以氢氧化钠溶液和SiHCl 反应时,要发生氧化还原反应,得到氯化钠、硅酸钠和氢气,化学方程式为:
3
SiHCl +5NaOH =Na SiO+3NaCl+H↑+2H O,故答案为:SiHCl +5NaOH =Na SiO+3NaCl+H↑+2H O;
3 2 3 2 2 3 2 3 2 2
【小问3详解】
mg样品经水解,干燥等预处理过程得到硅酸水合物后,高温灼烧,在干燥器中冷却后,称量,所用仪器
1包括坩埚和干燥器,所得固体氧化物为二氧化硅,质量为mg,则二氧化硅的物质的量为n(SiO)=
2 2
,样品纯度为 = ,故答案为:高温灼烧;冷却;AC;
。
19. 根据杀虫剂氟铃脲(G)的两条合成路线,回答下列问题。
已知:Ⅰ.R NH +OCNR →
1 2 2
Ⅱ.
路线:
的
(1)A 化学名称为_____(用系统命名法命名); 的化学方程式为_____;D中含氧官能团的名称为
_____;E的结构简式为_____。
路线二:
(2)H中有_____种化学环境的氢,①~④属于加成反应的是_____(填序号);J中原子的轨道杂化方式有_____种。
【答案】(1) ①. 2,6-二氯甲苯 ②. +2KF
+2KCl ③. 酰胺基 ④.
(2) ①. 2 ②. ② ③. 2
【解析】
【分析】路线:根据流程及A的分子式为C HCl ,可推出A的结构式为 ,A在氨气
7 6 2
和氧气的作用下,生成了B( ),B与KF反应,生成C( ),根据题给信息,C与过氧化氢反应,生成D( ),D和(COCl) 反应生成E,E的分
2
子 式 为 C HFNO , 推 出 E 的 结 构 式 为 , E 与 F (
8 3 2 2
)反应生成了氟铃脲(G)。
路线二:
根据流程及 F 的分子式可推出 H 的结构式 ,H 与氢气反应生成 I(),I与CF=CF 反应生成F( ),F
2 2
与COCl 反应生成J( ),J与D(
2
)反应生成了氟铃脲(G)。
【
小问1详解】
由分析可知,A为 ,系统命名为2,6-二氯甲苯,B与KF发生取代反应生成C,化学
方程式为 +2KF +2KCl,D为 ,含氧官能团为酰胺基,根据分析,E为 ,故答案为:2,6-二氯甲苯;
+2KF +2KCl;酰胺基; ;
【小问2详解】
根据分析,H为 ,由结构特征可知,含有2种化学环境的氢,根据分析流程
可知H→I为还原反应,I→F为加成反应,F→J,J→G均为取代反应,J为
,C原子的杂化方式有sp2,sp3两种,NO原子的杂化方式
均为sp3,所以J中原子的杂化方式有2种,故答案为:2;②;2。
20. 一定条件下,水气变换反应 的中间产物是 。为探究该反应过程,
研究 水溶液在密封石英管中的分子反应:
Ⅰ.Ⅱ.
研究发现,在反应Ⅰ、Ⅱ中, 仅对反应Ⅰ有催加速作用;反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡
后始终处于平衡状态。忽略水电离,其浓度视为常数。回答下列问题:
(1)一定条件下,反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为 、 ,则该条件下水气变换反应的焓变 _____(用
含 的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ正反应速率方程为: ,k为反应速率常数。 温度下, 电
离平衡常数为 ,当 平衡浓度为 时, 浓度为_____ ,此时反应Ⅰ应速率
_____ (用含 和k的代数式表示)。
(3) 温度下,在密封石英管内完全充满 水溶液,使 分解,分解产物均
完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。 时刻测得
的浓度分别为 ,反应Ⅱ达平衡时,测得 的浓度为 。体
系达平衡后 _____(用含y的代数式表示,下同),反应Ⅱ的平衡常数为_____。
相同条件下,若反应起始时溶液中同时还含有 盐酸,则图示点 中, 的浓度
峰值点可能是_____(填标号)。与不同盐酸相比, 达浓度峰值时, 浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”), 的反应_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) -
(2) ①. ②.
(3) ①. ②. ③. a ④. 减小 ⑤. 不变
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应II-反应I=水气变换反应,故水气变换反应的焓变 = - ;
【小问2详解】
T 温度时,HCOOH建立电离平衡:
1
,c(HCOO-)=c(H+),故c(H+)= 。
。
【小问3详解】
t 时刻时,c(CO)达到最大值,说明此时反应I达平衡状态。此时
1
故t 时刻c(HCOOH)=1.0-0.70-0.16=0.14 mol·L-1,K(I)= 。t 时刻→反应II达
1 1
平衡过程,则c(H )=b+0.16=y,b=(y-0.16)mol·L-1,c(HCOOH)=0.14-a-b=0.3-a-y,c(CO)=a+0.7,K(I)=
2
,a= 。故 = ,K(II)=
。
的
加入0.1 mol·L-1盐酸后,H+对反应I起催化作用,加快反应I 反应速率,缩短到达平衡所需时间,故CO
浓度峰值提前,由于时间缩短,反应Ⅱ消耗的HCOOH减小,体系中HCOOH浓度增大,导致CO浓度大于
t 时刻的峰值,故c(CO)最有可能在a处达到峰值。此时c(CO)会小于不含盐酸的浓度, =
1 2
K(I),温度不变,平衡常数不变,则 的值不变。