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第10 天 解答题押题特训(5)
题号
押题亮点
情境与素养
难度与考前重点提醒
15
高考趋势: 以甲醛与新
制氢氧化铜的反应为
背景,综合考查配离
子生成、氧化还原方
程式配平、气体产物
检验(H₂)、固体产
物分析(Cu 与Cu₂O
混合物)、配合物颜
色变化及反应机理补
全。是探究性实验题
的典型代表,融合了
定性检验与定量对
比。
考点角度: [Cu(NH₃)₄]²⁺
的生成离子方程式、
甲醛与Cu(OH)₂ 反应
的离子方程式配平
(碱性条件生成
HCOO⁻和Cu₂O)、碱
性条件避免生成CO/
NH₃(CO₂/碳酸盐形
式)、氧化产物CO₃²⁻
情境: 实验探究情
境(甲醛性质研
究)。
素养: 科学探究与
创新意识(实验
条件对比、产物
推断);证据推
理与模型认知
(配位反应、氧
化还原);宏观
辨识与微观探析
(配合物颜色变
化)。
四翼: 综合性、创
新性。
难度:中
考前重点提醒: 探究性实验题要“关注
条件、推理产物、书写规范”。
(1)CuSO₄ 与氨水反应先生成
Cu(OH)₂ 蓝色沉淀,氨水过量后生成
[Cu(NH₃)₄]²⁺深蓝色溶液,离子方程式
注意分步或一步写出。(2)甲醛与
Cu(OH)₂ 在碱性条件下生成Cu₂O(砖
红色)和甲酸盐,配平注意得失电
子:C 从0→+2(失2e⁻),Cu 从
+2→+1(得1e⁻),每生成1 mol
Cu₂O 需2 mol Cu(OH)₂,对应1 mol
HCHO,碱性环境中生成HCOO⁻和
水,方程式为HCHO + 2Cu(OH)₂ +
OH⁻ → HCOO⁻ + Cu₂O↓ + 3H₂O。
(3)实验Ⅰ中A(澄清石灰水)、B
(银氨溶液)均无明显现象,说明没
有CO₂ 和HCHO 气体(HCHO 还原
银氨溶液生成黑色Ag₂S?已知信息ii
指出HCHO 能与银氨溶液反应生成黑
色沉淀Ag?实际资料ii 给出常温下
HCHO 能与银氨溶液反应生成黑色沉
的检验(加稀硫酸产
生CO₂)、H₂ 的燃烧
产物验证(只有
水)、Cu₂O 溶于浓氨
水形成无色
[Cu(NH₃)₂]⁺再被氧化
为蓝色[Cu(NH₃)₄]²⁺、
温度对还原产物组成
的影响、催化机理补
全(Cu 作催化剂,
HCHO 在强碱条件下
生成H₂,Cu 可能转化
为CuH 等中间体)。
淀,因此B 无现象说明没有HCHO 挥
发逸出;同时A 无现象说明没有CO₂
生成(因为碱性条件下HCHO 被氧化
为CO₃²⁻而非CO₂)。(4)检验
CO₃²⁻可加稀硫酸,看是否有气泡
(CO₂)产生。(5)收集到的气体燃
烧有爆鸣声,燃烧产物只有水(可用
干冷烧杯或无水硫酸铜检验),确定
是H₂。(6)固体X 溶于浓氨水:
Cu₂O 溶于氨水生成无色的
[Cu(NH₃)₂]⁺,接触空气迅速被氧化为
蓝色的[Cu(NH₃)₄]²⁺,离子方程式注意
O₂ 参与。90℃时固体X 质量更大?
题中90℃时固体质量0.40g 小于60℃
的0.45g?实际表格数据:60℃固体
0.45g,90℃固体0.40g,即90℃时固
体质量反而更小。但解析中说“90℃
时有更多的铜元素降到0 价,被还原
成Cu”,Cu 不溶于氨水,若生成Cu
则固体中Cu₂O 减少,质量可能降
低。故温度影响还原产物组成,温度
越高越易生成Cu 单质。(7)补全机
理:已知Cu 作催化剂,HCHO 在强
碱条件下产生H₂,结合中间体,应补
充产物的化学式。
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高考趋势: 以废旧锂电
池回收金属(Li、
Co、Mn)的工艺流程
为载体,考查元素周
期表位置、充电电极
反应、放电目的、酸
浸方程式、固液比选
择、萃取反萃取条
件、溶度积计算。是
工艺流程与电化学结
合的典型题。
考点角度: Co 在周期表
情境: 生产环保情
境(锂电池回
收)。
素养: 科学态度与
社会责任(资源
回收、安全操
作);模型认知
(工艺流程、沉
淀平衡);变化
观念与平衡思想
(氧化还原、萃
取平衡)。
难度:中
考前重点提醒: 回收流程题要“理解电
池原理、熟悉萃取反萃取、运用Ksp
计算”。(1)钴酸锂电池总反应:
LiCoO₂ + C₆ ⇄ Li₁₋ₓCoO₂ + LiₓC₆,放
电时Li⁺从负极脱出嵌入正极,充电
时阳极发生氧化反应:LiCoO₂ - xe⁻
→ Li₁₋ₓCoO₂ + xLi⁺,具体配平需根据
x 值。通常写为LiCoO₂ - e⁻ → CoO₂ +
Li⁺。(2)酸浸中LiCoO₂ 中Co 为+3
价,Na₂S₂O₃ 中S 为+2 价,被氧化为
SO₄²⁻(S 从+2 升至+6),配平注意电
位置(第四周期第Ⅷ
族)、充电时阳极反
应(LiCoO₂ 失电子生
成CoO₂ 和Li⁺)、充
分放电目的(安全、
利于Li⁺嵌入正极)、
酸浸中LiCoO₂ 与
Na₂S₂O₃ 在酸性条件下
的反应方程式、固液
比的选择(从图中找
浸出率较高且稳定的
点,约40 g/L)、反
萃取试剂(酸,如
H₂SO₄,使平衡逆向移
动)、利用Ksp 计算
当Mn²⁺开始沉淀时所
需F⁻的最小浓度(等
体积混合后浓度减
半,c(Mn²⁺)=0.05
mol/L,代入Ksp 求出
c(F⁻))。
四翼: 综合性、应
用性。
子转移。(3)萃取原理:有机相中
萃取剂与Co²⁺结合,反萃取时加入酸
(H⁺)使平衡逆向移动,Co²⁺重新进
入水相。(4)Ksp 计算:当Mn²⁺开
始沉淀时,c(Mn²⁺)·c²(F⁻)=Ksp,注意
等体积混合后原浓度减半,
c(Mn²⁺)=0.05 mol/L,代入求出
c(F⁻)=√(Ksp/0.05)。
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高考趋势: 以CO₂ 加氢
制甲烷和NO 脱硝反
应为背景,综合考查
盖斯定律、催化剂温
度选择(速率与平
衡、副反应)、平衡
标志判断、平衡转化
率曲线分析(温度与
投料比)、分压及标
准平衡常数计算。是
原理综合题的典型代
表。
考点角度: 盖斯定律求
热化学方程式(由已
知反应线性组合)、
合成甲烷温度控制
情境: 学术探索与
环保情境(CO₂
资源化、NO 脱
硝)。
素养: 变化观念与
平衡思想(盖斯
定律、平衡移
动、平衡常
数);证据推理
与模型认知(图
像分析)。
四翼: 综合性、创
新性。
难度:难
考前重点提醒: 原理综合题要“正确书
写热化学方程式、理解工业条件选
择、会读转化率曲线、掌握标准平衡
常数表达式”。(1)盖斯定律:目
标反应 = 反应1 + 反应2 - 2×反应3
(注意系数),ΔH = ΔH₁ + ΔH₂ -
2ΔH₃。(2)工业合成甲烷温度
500℃左右的原因:兼顾反应速率
(低温慢)、催化剂活性、主反应平
衡(放热,低温有利但速率慢)、副
反应(吸热,高温加剧)。通常回
答:温度过低反应速率慢,催化剂活
性低;温度过高主反应平衡逆向移
动,且副反应加剧,甲烷选择性降
低。(3)平衡标志:对于反应CH₄ +
(低于500℃速率慢,
高于500℃副反应加剧
且主反应平衡逆向移
动)、平衡标志(变
量不再变化)、转化
率曲线判断(放热反
应,温度越高转化率
越低)、根据转化率
计算平衡分压和K⊖
(标准平衡常数,分
压除以100 kPa)。
2NO ⇌ N₂ + CO₂ + 2H₂O,反应前后
气体分子数不变(左边3 mol,右边4
mol?实际
CH₄+2NO→N₂+CO₂+2H₂O,左边3
mol,右边4 mol,分子数增加,因此
压强、平均分子质量等可以作为判
据。但题目中给出选项A:c(CH₄)/c(
NO)不再变化,正确;B:气体总体
积保持不变,恒容下总体积不变,但
气体总物质的量变化,压强会变,但
体积不变?选项B 说“气体总体积保
持不变”在恒容容器中始终不变,不
能作为判据;C:混合气体的平均相
对分子质量,因总质量不变,总物质
的量变化,所以平均分子质量会变,
不变可作为判据。但题目是单选,可
能A 正确。(4)转化率曲线:放热
反应,温度越高平衡转化率越低,故
T₁(较高温度)对应曲线Ⅱ,T₂ 对应
曲线Ⅰ。由图中T₁ 的转化率低于
T₂,可知T₁ > T₂。(5)标准平衡常
数K⊖:K⊖ = Π(p_i/p⊖)^ν_i,其中
p⊖=100 kPa。计算时需将平衡分压除
以100 kPa 代入,结果是无量纲数。
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高考趋势: 以二酮类化
合物合成为载体,考
查有机推断、反应类
型(加成、消去、氧
化)、官能团识别、
同分异构体(苯环多
取代、对称性、核磁
共振氢谱)、已知信
息迁移(羟醛缩合/迈
克尔加成)、合成路
线补充。是有机综合
题的典型代表。
考点角度: 溴乙烷的名
情境: 学术探索情
境(药物中间体
合成)。
素养: 宏观辨识与
微观探析(官能
团转化、同分异
构体);证据推
理与模型认知
(有机推断、信
息迁移);科学
探究与创新意识
(路线设计)。
四翼: 综合性、创
难度:难
考前重点提醒: 有机综合题要“顺推逆
推结合、充分利用信息、严格限制条
件”。(1)A 为乙烯,与HBr 加成
得溴乙烷;溴乙烷与Mg 反应得
C₂H₅MgBr(格氏试剂),与丙酮加
成后水解得叔醇D(2-甲基-2-丁醇?
实际为3-甲基-3-戊醇?根据碳数推
断),D 脱水(消去)得烯烃E,E
经冷稀KMnO₄ 氧化得邻二醇F,F 再
脱水(频哪醇重排或脱水)得G
(酮)。G 结构需根据I 逆推。(2)
官能团:化合物中含(酮)羰基和碳
称、D→E 消去反应、
G 的结构简式(由I 逆
推)、羰基和碳碳双
键官能团、I 的同分异
构体(苯环6 个取代
基,含两个-CHO,核
磁共振氢谱5 组
峰)、已知反应构建
双环(分子内羟醛缩
合得到α,β-不饱和
酮)、合成路线中J
和L 的结构推断(由
M 逆推,利用已知反
应顺序)。
新性。
碳双键。(3)I 的分子式为
C₁₀H₁₀O₂,不饱和度6(苯环4,两个
双键或环)。苯环上有6 个取代基,
核磁共振氢谱5 组峰,说明高度对
称。两个醛基,其余为甲基或亚甲
基。写出所有可能结构:三个甲基对
称排列,两个醛基对称,另一个取代
基为H?苯环上六个位置全部被取
代,取代基包括两个-CHO,剩下四
个碳原子组成四个甲基?四个甲基对
称分布。写出结构:1,3,5-三甲
基-2,4,6-三醛基苯?但分子式不符。
更可能为两个醛基在对位,其余为四
个甲基?但四个甲基在苯环上,氢谱
可能有多种。根据答案,共有3 种结
构:苯环上两个醛基(间位或对位)
加上四个甲基,对称性满足5 组H。
具体写出。(4)已知反应:醛或酮
的α-甲基与另一羰基发生羟醛缩合
(分子内或分子间),生成α,β-不饱
和酮。I 在碱性条件下发生分子内羟
醛缩合,生成双环产物J 和另一种
α,β-不饱和酮K。根据I 的结构,画出
环化产物。(5)合成路线:由M 结
构反推L 和J。M 为双环化合物,可
由L 与二烯发生Diels-Alder 反应得
到,L 为环戊烯酮衍生物,J 为环戊
二烯酮?根据路线,J 由某醇脱水得
到,L 由J 氧化后脱水得到。注意反
应条件(冷稀KMnO₄ 氧化烯烃为邻
二醇,再脱水)。
15.某实验小组探究甲醛与新制氢氧化铜的反应。
资料:i.
ii.常温下
能与银氨溶液反应生成黑色沉淀
。
iii.
和
在300℃以下受热均不分解。
实验装置(夹持、加热装置略):
实验Ⅰ:其他条件相同时,分别
在60℃、90℃下反应,烧瓶
中均有红色固体析出,并伴
有气体产生。不再产生气体
时,记录生成气体的体积。
过滤,洗涤,干燥,得固体
X,称重。滤液无色。
反应温度/℃
生成气体体积(同
一条件下测定)/
mL
固体X 的质
量/g
60
140
0.45
90
173
0.40
(1)
溶液与
溶液混合后得深蓝色浊液,浊液中含有
,生成该离子的离子方程
式为________。
(2)补全下列方程式:________。
(3)探究
的氧化产物
①实验Ⅰ过程中A、B 均无明显现象,说明生成的气体中不含
、
。结合实验条件分析未生成
、
的原因是________。
②用上述装置,在烧瓶中加入实验Ⅰ反应后的滤液,再加入________(填试剂),通过检验
可确定氧
化产物是否有
。
(4)探究生成气体的成分
将收集到的气体点燃,有轻微爆鸣声。检测到燃烧产物的成分:________,确认气体为
。
(5)探究红色固体X 的成分
提出猜想:1.只有
;2.只有
;3.
和
的混合物。
查阅资料:
溶于浓氨水生成无色的
,接触空气迅速被氧化为蓝色的
;Cu
不溶于浓氨水,但有
存在时可缓慢溶解生成
。
实验Ⅱ:
结论:猜想3 成立。
①用离子方程式解释试管上部液体迅速变蓝的原因:________。
②推测90℃与60℃固体X 的质量不同的原因:________。
(6)探究
产生的原因
查阅资料:Cu 作催化剂促进HCHO 在强碱条件下产生
,其机理如下。
将上述机理补充完整________。
16.锂离子电池(LIBs)在电动汽车、通信等领域有广泛应用。一种从废旧LIBs(主要成分为
,含有
、碳粉及其他不溶性杂质)中回收金属的流程如下:
回答下列问题:
(1)Co 在元素周期表中的位置为___________。
(2)已知钴酸锂电池工作时的总反应为
,则充电时阳极的电极反应式
为___________。
(3)预处理主要包括充分放电等步骤,充分放电的目的是___________。
(4)①“酸浸”中,
发生反应生成硫酸盐的化学方程式为___________。
②无机酸作为浸出剂不仅对设备有腐蚀性,而且还可能会产生废气、废水等污染环境。因此可使用性质较
为温和的苹果酸,其用量与固体浸出率的关系如图所示,请选择最佳固液比___________g/L(填字母)。
A.20 B.40 C.60 D.80
(5)萃取步骤常采用Cyanex272 作为萃取剂,其原理可简化:
,则反萃取时加
入的试剂a 为___________(填化学式)。
(6)已知
的
,将浓度为
的
和
溶液等体积混合,
当
恰好开始沉淀时,
至少为___________
(忽略
的水解)。
17.中国气候变化事务特使解振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖,以表彰他在全球生态保护中做
出的贡献。
(1)在298 K、100 kPa 时,已知:
C(s,石墨)
在298 K 时由C(s,石墨)和
反应生成
的热化学方程式为___________。
(2)在固相催化剂作用下
加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:
副反应:
工业合成甲烷通常控制温度为
左右,其主要原因为___________。
(3)向密闭容器中充入一定量的
和
,保持总压为100 kPa 发生反应:
。
时NO 的平衡转化率
、
时NO 的平衡转
化率
的关系分别如图:
①能表示此反应已经达到平衡的是___________(填字母)。
A.
不再变化 B.气体总体积保持不变 C.混合气体的平均相对分子质量保持不变
②
时,NO 的平衡转化率
的关系曲线是___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),
___________(填“
”或“
”)
。
③
、
时,
的平衡分压为___________kPa。已知:该反应的标准平衡常数
,其中
,
、
、
、
和
为各组分的平衡分压,则该温度下
___________(分压
总压物质的量分数,结果用分数
表示)。
18.二酮类有机化合物常用作药物中间体。二酮化合物I 的合成路线如下:
已知:
。
回答下列问题:
(1)B 的化学名称为___________。
(2)D→E 的反应类型为___________。
(3)G 的结构简式为___________。
(4)
中官能团的名称为___________、___________。
(5)I 的芳香族同分异构体中,符合下列条件的结构有___________种(不考虑立体异构,且同一个碳原子
上不能连接2 个羟基)。
①苯环上有6 个取代基且核磁共振氢谱显示有五组峰
②含有两个
(6)已知:
。此反应得到的有机物成为
不饱和酮,I 在碱性溶液中分子内易发生类似反应从而构建双环结构,主要产物为J(
)和另一
种
不饱和酮K,K 的结构简式为___________。
(7)化合物M 的合成路线如下:
J 和L 的结构简式分别为___________、___________。