B. 0~3 min,平均速率v(CH3OH)=0.8 mol·L-1 min-1 C. 在P2及195 ℃时,该反应的平衡常数为25 L2·mol-2 D. 在B点时,v(正)>v(逆)15. 常温下,一些金属离子(用Mn+表示)形成M(OH)n沉淀与溶液pH平衡关系曲线如图。已知:c(Mn+)≤1×10-5 mol·L-1时可认为金属离子沉淀完全;pM=-lg c(Mn+),pKsp=-lg Ksp。下列叙述正确的是
3
A. Mn+ 开始沉淀的pH与起始溶液c(Mn+)无关 B. 不同的金属沉淀完全时的pH相同 C. 图中Y点与X点pKsp相同 D. Y点:pM=pKsp+npH-14n
第Ⅱ卷(非选择题 共80分)
16. (12分)用磁铁矿(主要成分Fe3O4、含Al2O3和SiO2等杂质),制取高纯铁红的工艺流程如下。(已知Ksp[Fe(OH)2]=8×10-16;Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33)
(1) 酸浸时,硫酸与四氧化三铁生成两种硫酸盐的化学方程式是____;铁粉的作用是____________________________________。
(2) 滴加氨水产生氢氧化铝的离子方程式为____。 (3) 图中“滤液”中主要阳离子是________。
(4) 采用图示装置(加热仪器已略去)在约600~650 ℃煅烧30 min,通入的气体A是________。图中使用石英玻璃反应管,而不使用普遍玻璃反应管的原因是________。
17. (15分)化合物A(分子式为C6H6O)是一种有机化工原料,在空气中易被氧化。A参与的有关转化反应如下(部分反应条件略去):
(1) B的结构简式为________。
(2) 化合物H中含氧官能团有羟基、________和________(填名称)。
(3) 某化合物是E的同分异构体,写出其符合下列条件的结构简式:______(任写一种)。 Ⅰ. 能与FeCl3溶液发生显色反应;Ⅱ. 能与NaHCO3溶液反应;Ⅲ. 有4种不同化学环境的氢。
(4) 写出C→D的化学方程式:____。
(5) 根据已有知识并结合流程图中相关信息,写出以
成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下: NaOH醇溶液H2
CH3CH2Br――→CH2==H C2――→△Ni/△CH3CH3
18. (12分)镁铝水滑石是一种重要的无机非金属材料,其组成可表示为[M(1-
4
为原料制备的合
x)Nx(OH)2](CO3)x/2·yH2O。某同学为测定镁铝水滑石的组成,进行如下实验:① 称取0.301 0 g镁铝水滑石试样,溶于适量稀盐酸,最后配制成100.00 mL溶液A;② 准确量取10.00 mL溶液A,控制条件只与Mg2+反应,以铬黑T作指示剂,用0.025 00 mol·L-1的EDTA标准溶液滴定其中的Mg2+(离子方程式为Mg2++Y4-===MgY2-),由红色变为蓝色终点时消耗EDTA标准溶液12.00 mL;③ 准确量取10.00 mL溶液A,加入20.00 mL 0.025 00 mol·L-1的EDTA标准溶液控制条件只发生:Al3++Y4-===AlY-,用二甲酚橙作指示剂,再用0.020 00 mol·L-1(CH3COO)2Zn标准溶液滴定过量的Y4-(离子方程式为Zn2++Y4-===ZnY2-),滴定到终点溶液由黄色变为红色时,消耗20.00 mL(CH3COO)2Zn溶液;④ 另取0.301 0 g镁铝水滑石,加入足量稀硫酸,收集到标准状况下CO2气体11.20 mL。 (1) 配制溶液A时,除用到分析天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、100 mL容量瓶,还用到的玻璃仪器有________;检验CO2实验室常用试剂是________。
(2) 通式[M(1-x)Nx(OH)2](CO3)x/2·yH2O中,M表示________(填“Al3+”或“Mg2+”)。 (3) 通过计算确定镁铝水滑石的化学式(写出计算过程)。
19. (15分)二草酸合铜(Ⅱ)酸钾{K2[Cu(C2O4)2]·2H2O}制备流程如下:
△
(已知H2C2O4=====CO↑+CO2↑+H2O)
(1) 制备CuO:CuSO4溶液中滴入NaOH溶液,加热煮沸、冷却、双层滤纸过滤、洗涤。① 用双层滤纸的可能原因是____。
② 用蒸馏水洗涤氧化铜时,如何证明已洗涤干净:____。
(2) 本实验用K2CO3粉末与草酸溶液制取KHC2O4溶液而不用KOH粉末代替K2CO3粉末的可能原因是____。
(3) 为了提高CuO的利用率,如何让CuO充分转移到热的KHC2O4溶液中:__________________;50 ℃水浴加热至反应充分,发生反应的化学方程式为____; 再经趁热过滤、沸水洗涤、将滤液蒸发浓缩得二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
(4) 若实验室只有含少量FeSO4·7H2O的硫酸铜晶体,欲制备较纯净的CuSO4溶液。 Ⅰ. 相关数据(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算):
金属离子 Fe3+ Cu2+
开始沉淀的pH 1.1 4.7 5
沉淀完全的pH 3.2 6.7 Fe2+ 5.8 8.8
Ⅱ. 提供的试剂有:a. 蒸馏水 b. 稀硫酸 c. H2O2溶液 d. 纯净的Cu(OH)2粉末 e. 氨水 需经过的步骤有:① ____________、② ____________、 ③ ____________、④ 过滤得CuSO4溶液。 (5) 将制得的K2[Cu(C2O4)2]·2H2O进行热重分析,结果如右图,由图知在C点剩余固体为K2CO3和________。
20. (14分)硼是广泛存在于自然界的非金属元素,硼及其化合物具有非常广泛的用途。 (1) 工业上冶硼可用热还原法或电解法等。
已知:2Mg(s)+O2(g)===2MgO(s);ΔH1=-1 204 kJ·mol-1 4B(s)+3O2(g)===2B2O3(s);ΔH2=-2 887 kJ·mol-1
① 写出Mg(s)还原B2O3(s)生成MgO(s)和B(s)的热化学方程式:____。
电解
② 电解熔融B2O3(非电解质)及助熔剂,电解总反应为2B2O3=====4B+3O2↑。则阴极的电极反应式为________________________。
高温
(2) B4C是一种新型陶瓷,可由反应:2B2O3+7C=====B4C+6CO↑合成,每7 mol C参与反应,转移电子的物质的量为________。
(3) 无机物B3N3H6是一种平面结构分子,有两种化学环境不同的氢,11BNMR谱只有一组峰,该无机物的结构式可能为________。 (4) 0.1 mol·L-1 Na2[B4O5(OH)4]溶液pH约为9.6,能水解生成H3BO3和B(OH)-4。 ① Na2[B4O5(OH)4]水解反应的离子方程式为____。 ② 硼酸溶液电离出B(OH)-4的电离方程式为____。
③ Na2[B4O5(OH)4]溶液中c(H3BO3)________(填“>”“<”或“=”)c[B(OH)-4]。
21. (12分)本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题作答。若两题都做,则按A题评分。 A. [物质结构与性质]
卟吩易与金属离子配位形成金属配合物,卟吩可由甲醛(HCHO)与吡咯[结构式如图(a)所示]合成。
(1) 甲醛分子中碳原子轨道杂化类型为________,HCHO空间构型为________(用文字描述)。 (2) 1 mol吡咯中σ键数目为________。
(3) 卟吩分子内存在氢键,在图(b)中用(…)画出氢键结构。 (4) 卟吩铜是一种配合物。
① Cu2+基态时核外电子排布式为________。
② 在图(c)中画出卟吩铜中Cu2+与N原子间的化学键。
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B. [实验化学]
对叔丁基杯芳烃的合成原理及装置如下:
① 在图(a)所示装置中加入525 mL 35%的甲醛(6.93 mol),在缓慢搅拌下加入700 g对叔丁基(4.66 mol),然后继续加热至完全溶解。
② 慢慢加入8.05 g(0.2 mol)NaOH,升温至90~100 ℃时迅速改成回流,溶液很快变为淡黄色呈奶状浑浊。 ③ 在100~102 ℃保持2 h,至溶液变为黄色粘膏状时向反应瓶中加入4.2 L二苯醚,继续加热。
④ 将装置改为蒸馏装置在100~102 ℃蒸馏一定时间,再改为回流装置,回流2 h。
⑤ 将反应液冷却、加入3.5 L的乙酸乙酯,搅拌30 min后静置,抽滤(装置如图b)、洗涤、干燥后得到412 g产物。
(1) 图(a)中仪器A的名称________;图(b)中仪器B的名称为________。 (2) 步骤②中NaOH的作用是________________,二苯醚的作用是____。 (3) 步骤④改为蒸馏装置蒸馏一定时间,目的是____。 (4) 本次实验产率为________。
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化学参及评分标准
1. B 2. C 3. D 4. C 5. B 6. A 7. C 8. A 9. B 10. D 11. A 12. AB 13. A 14. AC 15. CD 16. (12分)(1) Fe3O4+4H2SO4Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O(2分) 将Fe3+还原为Fe2+(或作还原剂)(2分)
(2) Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+4(2分) (3) NH+4(2分) (4) 氧气(空气)(2分) 普通玻璃高温下容易软化(2分) 17. (15分)
18. (12分)(1) 胶头滴管(2分) 澄清石灰水(2分) (2) Mg2+(2分) (3) n(Mg2+)=0.025 00 mol·L-1×12.00 mL×10-3L·mL-1=3.000×10-4mol(1分) n(Al3+)=0.025 00 mol·L-1×20.00 mL×10-3L·mL-1-0.020 00 mol·L-1×20.00 mL×10-3L·mL-1=1.000×10-4mol(2分) 0.301 0 g镁铝水滑石中:n(CO23-)=
11.20 mL×10-3L·mL-1
=5.000×10-4mol,
22.4 L·mol-1
1/10×0.301 0 g时为5.000×10-5 mol。 n(OH-)=2×3.000×10-4 mol+3×1.000×10-4mol-2×5.000×10-5mol =8×10-4mol m(Mg2+)=24 g·mol-1×3.000×10-4mol=7.200 0×10-3 g m(Al3+)=27 g·mol-1×1.000×10-4mol=2.700 0×10-3 g m(OH-)=17 g·mol-1×8×10-4 mol=1.36×10-2g m(CO23-)=60 g·mol-1×5.000×10-5 mol=3.000×10-3 g 10 mL
0.301 0 g×-(7.200 0+2.700 0+13.600 0+3.000)×10-3g
100 mL
n(H2O)=
18 g·mol-1=2.000×10-4mol n(Mg2+)∶n(Al3+)∶n(OH-)∶n(CO23-)∶n(H2O)=6∶2∶16∶1∶4 故化学式为Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O(3分) 或:Mg0.75Al0.25(OH)2(CO3)0.125·0.5H2O 19. (15分)
(1) 防止CuO颗粒穿过滤纸(防止滤纸破损)(2分)
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取最后一次洗涤滤液,滴入BaCl2溶液,若无白色沉淀说明已洗涤干净(2分) (2) H2C2O4与KOH发生显著的放热反应,导致草酸大量分解(2分)
(3) 直接将洗涤干净的CuO固体连同滤纸一起投入到KHC2O4溶液中(2分) 50℃
2KHC2O4+CuO=====K2[Cu(C2O4)2]+H2O(2分)
(4) ① 将含有杂质的硫酸铜晶体溶于稀硫酸酸化的蒸馏水中(1分) ② 加入足量的H2O2溶液(1分)
③ 用纯净的Cu(OH)2粉末调节溶液pH约为4(或3.2~4.7之间)(1分) (5) Cu2O(或:氧化亚铜)(2分) 20. (14分)(1) ① B2O3(s)+3Mg(s)===2B(s)+3MgO(s);ΔH=-362.5 kJ·mol-1(2分) ② B2O3+6e-===2B+3O2-(2分) (2) 12 mol(2分)
(3) 或(2分)
(4) ① B4O5(OH)24-+5H2O2H3BO3+2B(OH)4-(2分,写“===”不扣分) ② H3BO3+H2OB(OH)-4+H+(2分) ③ >(2分) 21A. (12分)
(1) sp2(2分) 平面三角型(2分) (2) 10 mol(或10×6.02×1023)(2分)
(3) 如图(2分) (4) ① 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9(2分) ② 如图(2分)
21B. (12分)
(1) 冷凝器(或冷凝管)(2分) 吸滤瓶(2分) (2) 催化剂(2分) 溶剂(2分) (3) 蒸出反应中生成的大部分水(2分) (4) 55%(2分)
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