届高考化学二轮复习6道主观大题组合专题卷.docx
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届高考化学二轮复习6道主观大题组合专题卷
6道主观大题组合练
1.以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如下:
(1)“酸溶”中加快溶解的方法为____________________(写出一种)。
(2)“还原”过程中的离子方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为___________________。
②若用CaCO3“沉铁”,则生成FeCO3沉淀,当反应完成时,溶液中
=________。
[已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(FeCO3)=2×10-11]
(4)“氧化”时,用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液,虽然能缩短氧化时间,但缺点是________________________________________。
(5)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源,在1225℃、
=1.2时,焙烧时间与金属产率的关系如图,时间超过15min金属产率下降的原因是_____________________。
解析:
(1)硫酸渣加酸溶解,为了加快溶解可采取加热、搅拌、适当增大硫酸浓度或将硫酸渣粉碎等方法。
(2)Fe2O3溶于酸,生成Fe3+,加入铁粉使之还原,离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+。
(3)过滤Ⅰ,除去SiO2等不溶于酸的杂质,加入NH4HCO3,使铁沉淀,同时产生了CO2,则①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3===Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑。
②若用CaCO3“沉铁”,则生成FeCO3沉淀,当反应完成时,溶液中
=
=
=140。
(4)用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液,缺点是NaNO2被还原为氮氧化物,污染空气。
(5)焙烧时间超过15min金属产率下降,原因是还原剂消耗完,空气进入使铁再次氧化。
答案:
(1)加热或搅拌或适当增大硫酸浓度(写一种)
(2)Fe+2Fe3+===3Fe2+
(3)①FeSO4+2NH4HCO3===Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑ ②140
(4)NaNO2被还原为氮氧化物,污染空气
(5)还原剂消耗完,空气进入使铁再次氧化
2.化合物F(盐酸地拉普利)是一种治疗高血压的药物,其合成路线流程图如下:
(1)D中的官能团有酰胺键、____________(写名称)。
(2)E→F的反应类型为______________。
(3)B的分子式为C15H21O2N,写出B的结构简式:
__________________________。
(4)A的一种同分异构体M同时满足下列条件,写出M的结构简式:
______________________。
①M是一种芳香族化合物,能与NaOH溶液发生反应;
②M分子中有4种不同化学环境的氢。
(5)已知:
R—X
R—CN
R—CH2NH2。
写出以
为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂任选,合成路线流程图示例见本题题干)。
解析:
(1)D中的官能团有酰胺键、氨基、酯基。
(2)比较E、F结构,从E→F中酯基转化为羧基,则该反应的反应类型为取代反应。
(3)由题中信息
的变化可知B中—NH—转化为酰胺键,结合B的分子式为C15H21O2N,则B的结构简式为
。
(4)A(
)的一种同分异构体M同时满足①M是一种芳香族化合物,说明含有苯环,由于只有1个O原子,且能与NaOH溶液发生反应则含有酚羟基;②M分子中有4种不同化学环境的氢,说明结构高度对称。
由其不饱和度可知应含有碳碳三键,则M的结构简式为
。
答案:
(1)氨基、酯基
(2)取代反应
(3)
(4)
(5)
3.纳米级Co3O4是一种电极材料,可用草酸盐湿式沉淀—煅烧分解法制备。
(1)先用(NH4)2C2O4溶液和CoCl2溶液为原料制取难溶于水的CoC2O4·2H2O晶体。
①已知25℃,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,H2C2O4的Ka1=5.6×10-2,Ka2=5.4×10-5。
(NH4)2C2O4溶液的pH________(填“>”“=”或“<”)7。
②反应时,使(NH4)2C2O4过量的原因是________________________。
(2)为确定由CoC2O4·2H2O获得Co3O4的最佳煅烧温度,准确称取4.575g的CoC2O4·2H2O样品,在空气中加热,固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示(已知385℃以上残留固体均为金属氧化物)
①B处的物质为________(填化学式)。
②经测定,205~385℃的煅烧过程中,产生的气体为CO2,计算AB段消耗O2在标准状况下的体积。
(写出计算过程,结果保留2位有效数字)
解析:
(1)①由于Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,H2C2O4的Ka2=5.4×10-5,则在相同条件下NH
的水解程度比C2O
大,(NH4)2C2O4溶液呈酸性,pH<7。
②反应时,使(NH4)2C2O4过量的原因是使Co2+充分沉淀(或提高Co2+的沉淀率)。
(2)①n(CoC2O4·2H2O)=
=0.025mol
CoC2O4·2H2O中m(H2O)=0.025mol×2×18g·mol-1=0.9g
CoC2O4·2H2O中m(CoC2O4)=4.575g-0.9g=3.675g
根据图中A点数据可知,A处物质为CoC2O4。
B处固体质量为2.008g,其中m(Co)=0.025mol×59g·mol-1=1.475g,则含m(O)=2.008g-1.475g=0.533g
n(Co)∶n(O)=0.025mol∶
≈3∶4,故B处物质为Co3O4。
②已知205~385℃的煅烧过程中,产生的气体为CO2,则AB段发生反应的化学方程式为3CoC2O4+2O2===Co3O4+6CO2
V(O2)=
×0.025mol×22.4L·mol-1≈0.37L。
答案:
(1)①< ②使Co2+充分沉淀(或提高Co2+的沉淀率)
(2)①Co3O4
②AB段发生反应的化学方程式为3CoC2O4+2O2===Co3O4+6CO2
V(O2)=
×0.025mol×22.4L·mol-1≈0.37L(其他合理计算步骤也给分)
4.硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。
生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)-炭粉还原法,其流程如图所示。
(1)上述流程中采用稀NaOH溶液比用热水更好,理由是________________________________________________________________________。
(2)同学甲根据氧化还原反应的原理认为上述流程中产生的气体可能是CO、CO2、SO2,他从下列装置中选择必要的装置设计简易的实验方案验证他的假设(加热装置省略)。
①选择装置连接导管接口,其气流从左到右的顺序为________。
②能证明有CO2气体的现象为____________。
③正确连接装置并反应一段时间后,用集气瓶能收集到一定体积的气体,说明混合气体中含有CO。
确认气体中含有CO的另一种方法是______________________。
(3)同学乙认为煅烧后的固体中可能含有Na2SO3。
①检验反应后的固体中是否还有剩余的无水芒硝,需要的试剂是__________。
②设计实验证明反应后的固体中是否含有Na2SO3,完成实验报告。
供选择的试剂:
酚酞溶液、硝酸、稀盐酸、品红溶液、澄清石灰水。
实验步骤
实验操作
现象及结论
Ⅰ
取少量制得的硫化钠晶体溶于水,过滤得到滤液
除去炭粉等难溶性的杂质
Ⅱ
取少量滤液于试管中,__________
__________
(4)实验测得硫酸钠与焦炭的反应产物由温度、反应物质量比决定。
如果反应产物为两种盐,两种气体产物体积比为1∶3,且平均相对分子质量为32,则煅烧反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
解析:
(1)硫化钠是强碱弱酸盐,在热水中促进其水解,而在稀氢氧化钠溶液中其水解被抑制。
(2)①制备气体(装置A)、检验SO2(装置E)、除去SO2并确定SO2被除尽(装置B)、检验CO2(装置D)、除去CO2并收集CO(装置C),连接装置时,洗气瓶中长导管进气,短导管出气,故装置连接顺序为a→g→h→c→b→e→f→d。
②因为SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊,所以,必须强调装置B中溶液不褪色,说明SO2被除尽。
③检验CO用点燃、还原等方法都可以。
(3)①检验反应后固体中是否还有剩余的无水芒硝时,加入盐酸除去可能存在的亚硫酸钠,用氯化钡检验硫酸根离子,故所用试剂是稀盐酸和氯化钡溶液。
②2S2-+SO
+6H+===3S↓+3H2O,若硫化钠中含有亚硫酸钠,则除去炭粉等难溶性的杂质后,加入足量稀盐酸会产生淡黄色固体。
(4)根据氧化还原反应原理,硫酸钠与焦炭反应生成硫化钠、亚硫酸钠、CO、CO2。
若CO、CO2的体积比为1∶3,则平均相对分子质量为40,不符合题意,舍去;若CO、CO2的体积比为3∶1,则平均相对分子质量为32,符合题意。
则煅烧反应的化学方程式为2Na2SO4+4C
Na2S+Na2SO3+3CO↑+CO2↑。
答案:
(1)热水会促进Na2S水解,而稀NaOH溶液能抑制Na2S水解
(2)①a→g→h→c→b→e→f→d ②装置B中溶液不褪色,装置D中澄清石灰水变浑浊 ③取出水槽中导气管,导出的气体能点燃(其他合理答案均可)
(3)①稀盐酸和氯化钡溶液 ②滴加足量稀盐酸 若产生淡黄色沉淀,则含有亚硫酸钠,反之,则不含亚硫酸钠
(4)2Na2SO4+4C
Na2S+Na2SO3+3CO↑+CO2↑
5.铁及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。
(1)复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解制氢气,原理如下:
①MnFe2O4(s)===MnFe2O(4-x)(s)+
O2(g) ΔH1
②MnFe2O(4-x)(s)+xH2O(g)===MnFe2O4(s)+xH2(g) ΔH2
③2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH3
则:
ΔH3与ΔH1、ΔH2的关系为ΔH3=________。
(2)纳米铁是重要的储氢材料,可用下列反应制得:
Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g) ΔH<0。
在1L恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.5molCO,在T1、T2不同温度下进行反应,测得c(CO)与温度、时间的关系如图1所示。
①T1________(填“>”或“<”)T2。
②T2温度下,上述反应的平衡常数K=________(结果不要求带单位)。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)被人们称为“绿色化学”净水剂。
高铁酸钾在酸性至弱碱性条件下不稳定。
①工业上用KClO与Fe(NO3)3溶液反应制得K2FeO4,反应的离子方程式为________________________________________。
制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液混合的操作为______________________________________________________
________________________________________________________________________。
②已知K2FeO4在水解过程中铁元素形成的微粒分布分数与pH的关系如图2所示。
向pH=6的溶液中加入KOH溶液,发生反应的离子方程式为____________________________________。
(4)电解法可制得K2FeO4,装置如图3所示。
阳极的电极反应式为__________________________________。
解析:
(1)由热化学方程式结合盖斯定律,将反应①×2+②×2可得2xH2O(g)===2xH2(g)+xO2(g)ΔH=2(ΔH1+ΔH2),反应③×x可以得到相同的热化学方程式,则有ΔH3=
。
(2)①该反应的正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡时CO的浓度增大,由图可知,T2时CO平衡浓度小于T1时,则T1>T2。
②T2温度下, Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g)
起始/(mol·L-1) 0.5 0
转化/(mol·L-1)0.40.08
平衡/(mol·L-1)0.10.08
平衡常数K=
=
=8×103。
(3)①ClO-与Fe3+反应生成FeO
,ClO-被还原为Cl-,根据得失电子守恒和电荷守恒及原子守恒可得反应的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-===2FeO
+3Cl-+5H2O。
制备K2FeO4时,K2FeO4在酸性至弱碱性条件下不稳定,应把Fe(NO3)3饱和溶液滴加到KClO饱和溶液中。
②由图可知,pH=6时溶液主要存在HFeO
,加入KOH溶液发生中和,反应的离子方程式为HFeO
+OH-===FeO
+H2O。
(4)铁棒是阳极,失去6个电子生成K2FeO4,因此阳极电极反应式为Fe-6e-+8OH-===FeO
+4H2O。
答案:
(1)
(2)①> ②8×103
(3)①3ClO-+2Fe3++10OH-===2FeO
+3Cl-+5H2O 在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中 ②HFeO
+OH-===FeO
+H2O (4)Fe-6e-+8OH-===FeO
+4H2O
6.铜是人类最早使用的金属之一,铜的化合物丰富多彩。
(1)铜与N2O4在一定条件下可制备无水Cu(NO3)2。
①基态Cu2+的电子排布式为______________。
②与NO
互为等电子体的一种分子为____________(填化学式)。
(2)邻氨基吡啶(
)的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应,其结构简式如图1所示。
①C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________。
②邻氨基吡啶的铜配合物中,C原子轨道杂化类型为________。
③1mol
中含有σ键的数目为______mol。
(3)铜的某种氯化物的链状结构如图2所示。
该氯化物的化学式为________________。
解析:
(1)①Cu原子序数为29,其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则Cu2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9;②NO
的原子个数为4,价层电子数为22,从相邻或同族元素原子考虑,则与NO
互为等电子体的一种分子为SO3或BF3。
(2)①同周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势,但ⅤA族元素的p轨道处于半充满的稳定状态,故其第一电离能大于同周期相邻元素,则C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C;②邻氨基吡啶的铜配合物中,苯环中的碳原子和酯基中碳原子发生sp2、甲基中碳原子发生sp3杂化;③1mol
中含有4molC—C键、4molC—H键、2molC—N键、1molC===N键、2molN—H键,共含有σ键13mol。
(3)铜的氯化物的链状结构中1个Cu与4个Cl相连,1个Cl与2个Cu相连,则Cu与Cl个数比为1∶4×
=1∶2,该氯化物的化学式为CuCl2。
答案:
(1)①1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 ②SO3或BF3
(2)①N>O>C ②sp2、sp3 ③13 (3)CuCl2
7.硫酸锰在电解锰、染料、造纸以及陶瓷等工业生产中有广泛的应用。
利用软锰矿(主要成分为MnO2,含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)制得硫酸锰的流程如下:
(1)“酸浸”时,为了缩短浸取时间,常加入少量FeSO4溶液,FeSO4的作用可能是________;MnO2、ZnS及硫酸反应转变为两种硫酸盐的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)常温下,Ksp(ZnS)=1.2×10-24,Ksp(MnS)=1.5×10-15,“沉锌”反应为Zn2+(aq)+MnSZnS+Mn2+(aq),该反应的平衡常数K=________。
(3)在强酸性条件下加入MnO2氧化Fe2+的离子方程式为________________________。
(4)“除铁”时需要调节pH约为3~4,过滤所得的滤渣2中除MnO2以外的另一种物质是__________________。
(写化学式)
(5)该工艺流程中可以循环利用的物质是________。
解析:
由流程图分析可知:
软锰矿(主要成分为MnO2,含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)用稀硫酸浸取后形成两种硫酸盐,+4价的锰被还原为+2价,-2价的硫被氧化为+6价,根据氧化还原反应规律进行配平即可;加入MnS使Zn2+沉淀,生成的ZnS可循环利用;加入MnO2除去溶液中的铁,MnO2中+4价的锰被还原为+2价,溶液中Fe2+被氧化,并调节pH约为3~4,铁则形成Fe(OH)3沉淀,滤渣2即为多余的MnO2和Fe(OH)3。
(1)“酸浸”时,为了缩短浸取时间,常加入少量FeSO4溶液,FeSO4的作用可能是催化剂;MnO2、ZnS及硫酸反应转变为两种硫酸盐的化学方程式为4MnO2+ZnS+4H2SO4===4MnSO4+ZnSO4+4H2O。
(2)常温下,Ksp(ZnS)=1.2×10-24,Ksp(MnS)=1.5×10-15,“沉锌”反应为Zn2+(aq)+MnSZnS+Mn2+(aq),该反应的平衡常数K=
=
=
=1.25×109。
(3)在强酸性条件下加入MnO2氧化Fe2+的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O。
(4)“除铁”时需要调节pH约为3~4,过滤所得的滤渣2中除MnO2以外的另一种物质是Fe(OH)3。
(5)该工艺流程中可以循环利用的物质是ZnS。
答案:
(1)催化剂 4MnO2+ZnS+4H2SO4===4MnSO4+ZnSO4+4H2O
(2)1.25×109
(3)MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O
(4)Fe(OH)3
(5)ZnS
8.化合物G是合成抗过敏药喘乐氧蒽酸的中间体,可通过以下方法合成:
(1)化合物E中的含氧官能团名称为____________________________________。
(2)B→C的反应类型为_____________________________________________。
(3)D经还原得到E,D的分子式为C14H9O5N,写出D的结构简式________________________________________________________________________。
(4)写出同时满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式:
___________________。
①分子中含有两个苯环;②能发生水解反应生成两种物质,其中一种能与FeCl3溶液发生显色反应,另一种能发生银镜反应;③分子中只有3种不同化学环境的氢。
解析:
(1)化合物E中的含氧官能团名称为醚键、羰基(酮基)。
(2)B和C发生取代反应生成
C(
)。
(3)D经加氢还原得到E,根据D的分子式为C14H9O5N,可知D的结构简式为
。
(4)①分子中含有两个苯环;②能发生水解反应生成两种物质,其中一种能与FeCl3溶液发生显色反应,另一种能发生银镜反应;说明水解产物里一种物质中含有酚羟基,另一产物中含有醛基;③分子中只有3种不同化学环境的氢,说明结构对称性比较强;F同时满足上列条件的一种同分异构体的结构简式为
。
答案:
(1)醚键、羰基(酮基)
(2)取代反应
(3)
9.草酸(二元弱酸,分子式为H2C2O4)遍布于自然界,几乎所有的植物都含有草酸钙(CaC2O4)。
(1)葡萄糖(C6H12O6)与HNO3反应可生成草酸和NO,其化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)相当一部分肾结石的主要成分是CaC2O4。
若某人每天排尿量为1.4L,含0.10gCa2+。
当尿液中c(C2O
)>________mol·L-1时,易形成CaC2O4沉淀。
[已知Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9]
(3)测定某草酸晶体(H2C2O4·xH2O)组成的实验如下:
步骤1:
准确称取0.5508g邻苯二甲酸氢钾(结构简式为
)于锥形瓶中,用蒸馏水溶解,以酚酞作指示剂,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液的体积为22.50mL。
步骤2:
准确称取0.1512g草酸晶体于锥形瓶中,用蒸馏水溶解,以酚酞作指示剂,用步骤1中所用NaOH溶液滴定至终点(H2C2O4+2NaOH===Na2C2O4+2H2O),消耗NaOH溶液的体积为20.00mL。
①“步骤1”的目的是________________。
②计算x的值(写出计算过程)。
解析:
(1)HNO3将葡萄糖(C6H12O6)氧化为草酸,C元素从0价升高到+3价,N元素从+5价降低到+2价,则根据电子转移数守恒、原子守恒可知,化学方程式为C6H12O6+6HNO3===3H2C2O4+6H2O+6NO↑。
(2)c(Ca2+)=
=
=
≈0.00179mol·L-1,又Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9=c(Ca2+)·c(C2O
),因此当形成沉淀时溶液中c(C2O
)>
≈1.288×10-6mol·L-1。
答案:
(1)C6H12O6+6HNO3===3H2C2O4+6H2O+6NO↑
(2)1.288×10-6
(3)①测定NaOH溶液的准确浓度
②n(NaOH)=n(KHC8H4O4)=
=2.700×10-3mol
c(NaOH)=
=0.1200mol·L-1
n(H2C2O4·xH2O)=
n(NaOH)=
×0.1200mol·L-1×20.00mL×10-3L·mL-1=1.200×10-3mol
M(H2C2O4·xH2O)=
=126.0g·mol-1
由90+18x=126,解得x=2。
10.以黄铜矿(CuFeS2)、FeCl3和乳酸[CH3CH(OH
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- 高考 化学 二轮 复习 主观 组合 专题