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大题预测卷(江西专用)
题组一
(建议用时:30 分钟 满分:58 分)
1.含铬电镀废水的主要成分如表,常用“Pb2+沉淀法”和“药剂还原沉淀法”进行处理。
离子
Cr(VI)
Cr3+
Cu2+
Fe2+
Zn2+
含量mg/L
28.38
12.92
0.34
0.069
0.014
I. “Pb2+沉淀法”工艺流程如图。
金属离子沉淀完全时(
)及沉淀开始溶解时的pH 如表。
金属离子
Cu2+
Fe2+
Fe3+
Zn2+
Cr3+
pH
沉淀完全
6.7
8.3
2.8
8.2
5.6
沉淀开始溶解
—
13.5
14.0
10.5
12.0
(1)铬元素的价电子排布式: 。已知金属铬为体心立方晶体,密度为7.2g/cm3,求两个Cr 原子的最
小核间距 nm。(只写表达式,不计算)
(2)“氧化”过程中Cr(OH)3转化为
的离子方程式为 。
(3)“沉降”过程中应调节pH 范围是 ~10.5。
(4)已知25℃是
;
;
。“沉
铬”过程中:
①生成铬黄的离子方程式为 。
②从平衡角度分析pH 对沉铬率的影响 。
II. “药剂还原沉淀法”工艺流程如图。
(5)“还原”过程中,
被Cr(VI)氧化为 。
(6)“沉淀”过程中,当溶液pH 为8.6 时,
。
1
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2.甲烷干重整(DRM)以温室气体
和
为原料在催化条件下生成合成气CO 和
。体系中发生的
反应有
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
(1)
。
(2) (填“高温”或“低温”)有利于反应ⅰ自发进行。
(3)起始投入
和
各1 kmol,DRM 反应过程中所有物质在100 kPa 下的热力学平衡数据如图1 所示。
950℃
①
时,向反应器中充入
作为稀释气,
的平衡转化率 (填“升高”、“不变”或“降
低”),理由是 。
625℃
②
时,起始投入
、
、
、CO、
各0.5 kmol,此时反应ⅱ的
(填“>”、
“=”或“<”)。
625℃
③
时,反应体系经过t min 达到平衡状态,测得甲烷的平衡转化率为α。0~t min 生成CO 的平均速
率为
;用物质的量分数表示反应i 的平衡常数
(用含α 的表达式表示,列计
算式即可)。
(4)
在Ni 基催化剂表面氢助解离有两种可能路径,图2 为不同解离路径的能量变化,其中吸附在催化
剂表面上的物种用*标注。
Ni
①
的价层电子排布式为 ;
②写出最有可能发生的“氢助解离”路径的决速步反应方程式 。
(5)对催化剂载体
改性,使其形成氧空位,可减少积碳。取干燥
在Ar 气条件下加热,热重分析
显示样品一直处于质量损失状态;X 射线衍射分析结果表明随着温度升高,该晶胞边长变长,但铈离子空
间排列没有发生变化。
2
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①加热过程中,
被还原为
。
写出该反应化学方程式 。
②加热后,当失重率(损失的质量/总质量)为2.01%时,每个晶胞拥有的
的个数为 。
3.叔丁基苯广泛用于精细化工产品的合成,也用作色谱分析标准物质。某化学兴趣小组利用反应:
制备叔丁基苯[
],
无水
为催化剂。
已知下列信息:
物质
相对分子质
量
密度
熔点
沸点
溶解性
—
—
194
℃
178℃
遇水极易潮解并产生白色烟雾,微溶于苯
苯
78
0.88
—
80.1
℃
难溶于水,易溶于乙醇
氯代叔丁烷
92.5
0.851
—
51.6
℃
难溶于水,可溶于苯
叔丁基苯
134
0.87
—
169℃
难溶于水,易溶于苯
回答下列问题:
I.如图是实验室制备无水
的实验装置。
(1)写出B 装置中发生反应的离子方程式 。
(2)选择合适的装置制备无水
,按气流从左到右正确的连接顺序为 (写导管口标号)。
3
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(3)E 装置的作用是 。
II.实验室制取叔丁基苯的装置如图。
在三颈烧瓶中加入50mL 苯和适量的无水
,由恒压滴液漏斗滴加氯
代叔丁烷
20mL,加入少量碎瓷片,一定温度下反应一段时间后,将反应后的混合物洗涤分离,
在所得产物中加入少量无水
固体,静置,过滤,___________,得叔丁基苯20g。
(4)仪器M 的名称为 ,反应过程中忘加碎瓷片,正确的做法是 。
(5)使用恒压滴液漏斗的优点是 ;加无水
固体的作用是 。
(6)所得产物中加入少量无水
固体,经过静置,过滤, (填操作名称),得叔丁基苯。
(7)上述反应后混合物的洗涤所用的试剂有如下三种,正确的顺序是 (填序号)。
5%
①
溶液 ②稀盐酸 ③
(8)叔丁基苯的产率为 。(保留3 位有效数字)
4.已知间苯二酚可以合成中草药的活性成分Psoralidin(化合物P),合成路线如下:
已知:ⅰ.
;
ⅱ.
4
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(1)A 中含氧官能团的名称为 。
(2)C 的结构简式为 。
(3)D→E 的方程式为 。
(4)下列关于物质F 的说法正确的是_______。
A.分子中有1 个手性碳原子
B.存在顺反异构体
C.碳原子的杂化方式有2 种
D.1molF 最多能与7molH2发生加成反应
(5)
的同分异构体中,既能水解,又能发生银镜反应,还能使FeCl3溶液显紫色的有 种。
(6)H+
→P+J 的反应原理如下。J 的名称为 。
(7)G→H 的过程中分为三步反应。写出K、M、H 的结构简式 、 、 。
题组二
(建议用时:30 分钟 满分:58 分)
1.钕铁硼永磁材料被广泛应用于汽车、家电、电子产品等领域。以江西赣州某公司的钕铁硼油泥废料(主
要物相为
)为原料,回收有价金属的工艺流程如图所示。
已知:①用RE 表示稀土元素:
②配位阴离子的稳定常数越大,配位阴离子越稳定。几种配位阴离子的稳定常数如下:
配位阴离
子
稳定常数
25.4
9.4
16.2
20.2
回答下列问题:
(1)钕(Nd)属于f 区元素,其原子轨道共有 种不同的形状。
(2)
溶液能洗涤钕铁硼油泥废料的原因是 (用离子方程式表示)。
(3)浸取后,对浸取液进行紫外可见光光度测试,结果如图所示。写出
与盐酸反应的离子方程式:
。
5
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(4)沉淀时,草酸用量及沉淀温度对稀土与铁选择性沉淀分离的影响如下图所示。
沉淀时,
)与
的最佳物质的量之比为 ,请说明原因: 。最佳沉淀
温度为60℃,,温度继续升高,稀土沉淀率略下降的原因可能是 。
(5)在沉淀后的滤液中加入
,溶液中主要存在的配位阴离子是 ,该离子在加入铁粉后生
成
的离子方程式为 。
2.低碳经济已成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。回
答下列问题:
(1)工业上用
和
反应合成二甲醚。已知:
则
kJ∙mol-1。
(2)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由
制取
的太阳能工艺如
图:
6
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已知“重整系统”发生的反应中
,则
的化学式为 ,“热分解系统”中每转
移
电子,需消耗
。
(3)催化时还可以使用一种无机固体电解质作催化剂,其由正离子
和负离子
组成,该物质
以上形成无序结构(高温相),
以下变为有序结构(低温相),二者晶体晶胞结构如图所示:
说明:图中,○球为负离子;高温相中的●深色球为正离子或空位;低温相中的
球为
离子,●球
为
离子。
i.这种无机固体电解质的化学式为 。
ii.“高温相”具有良好的离子导电性,其主要原因是 。
(4)铜基催化剂
(
为
等)是
加氢制甲醇常用的催化剂,部分合成路线如图所
示。
请写出中碱位
上发生反应的总化学方程式 。
(5)利用电解法在碱性或酸性条件下将
还原为
和
的原理如下图所示:
7
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已知:选择性
和法拉第效率(
)的定义(X 代表
或
)如下:
①实验测得,碱性条件生成
总的选择性小于酸性条件,原因是 。
②实验测得,酸性条件生成
总的法拉第效率小于碱性条件,原因是 。
3.铼
是具有重要军事战略意义的金属。
是制备高纯度
的原料,实验室用
制备
的装置如图所示。
已知:Ⅰ.
易溶于水,溶于水后生成
;
与
反应生成
。相关物质的溶解度S
见下表:
温
度/℃
20
75.4
6.1
30
78.0
32.3
Ⅱ.
;
;
。
回答下列问题:
(1)仪器a 的名称是 。
(2)
的制备
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①反应开始前先向装置C 中三颈烧瓶内加入一定量的 (填化学式)和
;
②关闭 打开 装置C 中三颈烧瓶内生成
;
③关闭
,打开
,通入
一段时间,通入
的目的是 ;
④关闭
,打开
,滴入足量
的氨水溶液,生成
,反应的化学方程式为 ;
⑤反应结束后,将C 中溶液经 、 、过滤、乙醇洗涤、干燥,得到
晶体。
(3)下列装置可用作装置单元X 的是 (填标号)。
(4)取
样品,在加热条件下使其分解,产生的氨气用硼酸
溶液吸收。吸收液用浓度为
的盐酸滴定,消耗盐酸
。
的纯度为 (已知:
的相对分子质量为
268)。
4.W 是一种抗肿瘤药物,其合成路线如下图所示,回答下列问题(部分反应条件已略去)。
已知:“
”代表乙基;“
”代表N,N—二甲基甲酰胺。
(1)化合物A 的分子式为 。
(2)由D 转化为E 的反应类型为 ,化合物G 中含氧官能团的名称为 。
(3)化合物B 中手性碳原子有 个。
(4)写出由F 生成G 的化学方程式 。
(5)A 的同分异构体有多种,其中满足下列条件的同分异构体有 种(考虑立体异构)。
①与A 含有相同的官能团,“
”与苯环直接相连 ②苯环上有2 个取代基
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写出核磁共振氢谱有4 组峰,且峰的面积之比为
的结构简式 。
(6)写出
和
合成
的路线(无机试剂任选)。
已知:
能与酯基反应;在
催化下,
能将硝基转化为氨基。
题组三
(建议用时:30 分钟 满分:58 分)
1.由硫铁矿烧渣(主要成分为
、
、
和
)得到绿矾
,然后制取透明氧化
铁颜料的流程如下:
已知:①透明氧化铁又称纳米氧化铁,粒子直径极其微小(10~90nm),包括氧化铁黄(FeOOH)和氧化铁红(
),难溶于水;②“还原”时,
能将
中的硫元素氧化为+6 价。
回答下列问题:
(1)“滤渣”中的主要成分有过量的
和 (填化学式)。
(2)“还原”过程中涉及的离子方程式为 。
(3)流程中“
”环节的目的是 。
(4)“沉淀”采用分批加入KOH 溶液,并不断搅拌,这样操作不但可以得到色泽纯正的氢氧化铁,而且还可
以 。
(5)可用分光光度法测定制得的透明氧化铁中氧化铁黄和氧化铁1.2 红的含量。已知
的吸光度
(对特定波长光的吸收程度)与
标准溶液浓度的关系如图所示:
称取3.47g 透明氧化铁,用稀硫酸溶解并定容至1L,准确移取该溶液10.00mL,加入足量KSCN 溶液,再
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用蒸馏水定容至100mL。测得溶液吸光度A=0.8,则透明氧化铁中氧化铁红
的质量分数为
%(保留小数点后一位)。
(6)
可用作钾离子电池的正极材料,其晶胞结构如下图所示:
①距离
最近的
有 %个。
②第三电离能
,结合原子结构解释原因: %。
③
放电后转化为
,充电时物质的变化如下:
写出充电时生成A 的电极反应式: (请标注A 中Fe 和Mn 的化合价)。
2.催化还原法是消除大气中
的主要方法之一。回答下列问题:
(1)小分子烃类作为还原剂可以在催化剂上选择性还原大气中的
。反应过程中部分热化学方程式如下
(
表示正反应的活化能):
i.
ii.
iii.
(保留至小数点后一位)
;已知反应
的
,则
自发进行的适合条件为 (填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)反应动力学研究发现,在催化剂作用下,
燃烧反应对
还原大气中的
有一定的影响。
①相同条件下,反应速率:反应i (填“>”或“<”)反应ii,理由是 。
②在
催化作用下,
、
的平衡转化率随温度的变化如图所示:
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反应温度低于650K 时,随着温度升高,NO、
的转化率迅速升高,可能的原因为 ;在
673K 之后,
的转化率不断升高至完全转化,但NO 转化率随着温度升高而降低,试分析可能的原因:
(写出一条即可)。
(3)已知:
一定条件下,在1L 密闭容器中通入
和
,发生反应
,反应达到平衡后放出的热量为20.9kJ,该反应的平衡常数为 。
(4)含铜催化剂可用于氨选择性催化还原
。CuCl 是一种应用较广的含铜催化剂,CuCl 的晶胞结构如图
1,沿x、y、z 轴方向的投影均为图2。
①晶胞中Cl 的配位数为 。
②设
为阿伏加德罗常数的值,晶体密度为
,则晶胞中相邻Cu 之间的最短距离为 (列
出计算式)pm。
3.大苏打(
)易溶于水,难溶于乙醇,在中性和碱性环境中稳定,在酸性环境中易变质。某
实验小组用下列装置制备
并探究其性质。
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已知:①
;
②
中S 元素的化合价为-2、+6。
回答下列问题:
(1)给装置A 加热应选择 (填“水浴”或“酒精灯”)加热。
(2)为了保证
的产量,实验中通入的
不能过量,需控制装置A 中
的生成速率,采取的措施
是 。
(3)配制
和
混合溶液时,先将
固体溶于水配成溶液,再将
固体溶于
溶液
中,其目的是 。
(4)
性质的探究。
①称取一定量的样品,溶解,配成
溶液。
②取4mL 溶液,向其中加入1mL 饱和氯水(
),溶液立即出现浑浊,经检验浑浊物为S。
实验小组研究S 产生的原因,提出了以下假设:
假设1:氧化剂氧化:
、HClO 等含氯的氧化性微粒氧化了硫元素。
假设2:_______(不考虑空气中氧气氧化)。
设计实验方案:
实验组别
胶头滴管滴加试
剂
现象
第I 组
1mL 饱和氯水
立即出现浑浊
第Ⅱ组
_______
一段时间后出现浑浊,但浑浊度比第I 组小,且有少量气泡生成
①假设2 是 。
②第Ⅱ组实验中胶头滴管加入的试剂是 ,发生反应的离子方程式为 。
③依据现象,产生S 的主要原因可能是 。
4.苯并咪唑类有机物以其独特的结构与性质在新型医药方面具有广泛的应用前景,H 属于其中一种,其合
成路线如图所示:
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回答下列问题
(1)A 的结构简式为 。E 中含氧官能团的名称为 。
(2)反应ⅱ除生成C 和SO2外,还有 生成(填化学式)。
(3)反应ⅲ的反应类型为 。
(4)反应ⅳ中另一种产物为Fe3O4,反应ⅳ的化学方程式为 。
(5)苯胺的结构为
,
可用系统命名法命名为 。
(6)反应ⅵ中K2CO3的作用可能是 。
(7)D 的同分异构体中,同时满足下列条件的有 种(考虑顺反异构),
①遇FeCl3溶液发生显色反应;②含有碳碳双键;③苯环上有两个取代基。
其中,核磁共振氢谱有四组峰的有 种。
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