2024年高考真题 化学 (北京卷)
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单选题 本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的4个选项中,有且只有一项是符合题目要求。
1
题型: 单选题
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分值: 3分

我国科研人员利用激光操控方法,从原子束流中直接俘获原子,实现了对同位素的灵敏检测。的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年,是的17倍,可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是(   )

A的原子核内有21个中子

B的半衰期长,说明难以失去电子

C衰变一半所需的时间小于衰变一半所需的时间

D原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化

正确答案

A

解析

本题考查半衰期概念和化学变化定义的知识点。

A:的原子核内有21个中子。由元素周期表可知,Ca的原子序数为20,即其原子核内含有20个质子。由于的质量数为41,质子数加中子数等于质量数,所以中子数41-20=21因此,选项A正确。

B:的半衰期长,说明难以失去电子。半衰期是放射性元素原子核发生衰变的时间,与原子的电子无关。所以选项B错误。

C:衰变一半所需的时间小于衰变一半所需的时间。根据题目信息,的半衰期长达10万年,是的17倍。所以衰变一半所需的时间大于衰变一半所需的时间。因此,选项C错误。

D:从Ca原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化。化学变化是指原子间的电子重新组合形成新的物质的过程,而从Ca原子束流中直接俘获原子的过程并没有涉及到电子的重新组合,也没有形成新的物质,只是原子间的排列组合发生了变化。因此,选项D错误。

综上所述,正确答案是A。故选A

1
题型: 单选题
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分值: 3分

下列化学用语或图示表达不正确的是(   )

A的电子式:

B分子的球棍模型:

C的结构示意图:

D乙炔的结构式:

正确答案

A

解析

本题考查各种化学表达式的知识点。

A错误,正确的电子式为H:O:O:H,它是一种共价化合物,氢原子和氧原子形成公用电子对。其余选项易知都正确。

故选A

1
题型: 单选题
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分值: 3分

酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理,下列说法正确的是(   )

A石墨作电池的负极材料

B电池工作时,向负极方向移动

C发生氧化反应

D锌筒发生的电极反应为

正确答案

D

解析

本题考查化学干电池原理的知识点。

A:在酸性锌锰干电池中,石墨通常作为电池的正极材料,而锌作为负极材料。因此,选项A错误。

B:在电池工作时,电子从负极流向正极,而电解质中的离子移动以维持电荷平衡。因此,阳离子会向正极移动,阴离子会向负极移动。NH时阳离子,故向正极移动,所以选项B错误

C:在电池的负极,即锌极,发生氧化反应,锌原子失去电子变成锌离子;得到电子发生还原反应,故选项C不正确。

D:锌筒作为负极,在电池工作时发生的电极反应是锌原子失去两个电子变成锌离子,反应式为:。因此,选项D正确。

故选D

1
题型: 单选题
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分值: 3分

下列说法不正确的是(   )

A葡萄糖氧化生成的反应是放热反应

B核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子

C由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基

D向饱和的溶液中加入少量鸡蛋清溶液会发生盐析

正确答案

C

解析

本题考查化学常识盐析、核酸大分子等的知识点。

A:葡萄糖氧化生成的反应是放热反应。这是正确的,因为生物体通过葡萄糖的氧化释放能量来维持生命活动,这是一个放热反应。

B:核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子。这是正确的,核酸(包括DNA和RNA)是由磷酸、五碳糖(脱氧核糖或核糖)和含氮碱基通过磷酸二酯键连接而成的长链分子。

C:由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基。这是不正确的。氨基乙酸(甘氨酸)是一种氨基酸,当两个氨基乙酸通过脱水缩合形成二肽时,一个氨基乙酸的氨基与另一个氨基乙酸羧基反应,形成一个肽键,同时释放一个水分子。因此,形成的二肽中只有一个自由的氨基和一个自由的羧基,而不是两个氨基和两个羧基。

D:向饱和的NaCl溶液中加入少量鸡蛋清溶液会发生盐析。这是正确的。饱和的NaCl溶液中的高浓度盐离子会与蛋白质分子中的电荷相互作用,减少了蛋白质分子与水分子之间的相互作用,导致蛋白质的溶解度降低,从而发生沉淀,这个过程称为盐析。

故选C

1
题型: 单选题
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分值: 3分

下列方程式与所给事实不相符的是(   )

A海水提溴过程中,用氯气氧化苦卤得到溴单质:

B用绿矾将酸性工业废水中的转化为

C溶液能有效除去误食的

D溶液将水垢中的转化为溶于酸的

正确答案

D

解析

本题考查常见化学方程式的知识点。

碳酸钠可以与硫酸钙反应生成不溶于水的碳酸钙沉淀,同时释放出硫酸钠。这个反应的离子方程式如下:因为碳酸钙的溶解度小于硫酸钙,所以在一定程度上,可以用碳酸钠溶液将水垢中的硫酸钙转化为溶于酸的碳酸钙。但是,碳酸钙也是难溶物不能拆分,故D错误。其余三项均正确。

故选D

1
题型: 单选题
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分值: 3分

下列实验的对应操作中,不合理的是(   )

AA

BB

CC

DD

正确答案

D

解析

本题考查常见化学实验操作的知识点。

选项D不合理,因为定容时必须让玻璃棒在刻度线以下的内壁山,否则配置溶液体积会偏大,导致实际所得溶液浓度降低。其余选项均正确。

故选D

1
题型: 单选题
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分值: 3分

硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。

下列说法不正确的是(   )

AI的化学方程式:

BⅡ中的反应条件都是为了提高平衡转化率

C将黄铁和换成硫黄可以减少废渣的产生

D生产过程中产生的尾气可用碱液吸收

正确答案

B

解析

本题考查工业制取硫酸原理的知识点。

A.图片中I的化学方程式是。这个方程式是正确的,因为它表示了黄铁矿在空气中氧化生成二氧化硫和氧化铁

B.Ⅱ中的反应条件包括高温和催化剂。这些条件确实是为了提高转化为的平衡转化率。但是常压不是为了提高转化为的平衡转化率,因此,这个说法是不正确的。

C.这个说法是正确的。因为硫黄(S)可以直接燃烧生成,从而减少废渣的产生(因为黄铁矿中的铁会生成氧化铁废渣),所以C正确。

D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收:这个说法是正确的。在生产过程中,尾气中可能含有和其他酸性气体,这些气体可以通过碱液(如氢氧化钠溶液)吸收,转化为相应的盐类,从而减少对环境的污染。综上所述,选项B是不正确的。

故选B

1
题型: 单选题
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分值: 3分

关于的下列说法中,不正确的是(   )

A两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同

B可用溶液使转化为

C利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去

D室温下,二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异

正确答案

D

解析

本题考查碳酸钠和碳酸氢钠性质比较的知识点。

A.碳酸钠在水中会解离成离子,而碳酸氢钠在水中会解离成和HCO离子。考虑水解反应:,HCO还可以进一步水解生成。因此,两种物质的溶液中所含微粒的种类完全相同。选项A是正确的。

B.这个说法是正确的。碳酸氢钠与氢氧化钠反应可以生成碳酸钠和水:因此,选项B是正确的。

C.这个说法也是正确的。碳酸氢钠在加热时会分解成碳酸钠、水和二氧化碳:而碳酸钠的热稳定性较好,不会在相同条件下分解。因此,可以通过加热的方法从固体混合物中除去碳酸氢钠。选项C是正确的。

D.这个说法是不正确的。室温下,碳酸钠和碳酸氢钠饱和溶液的pH差异主要是由于它们的水解程度不同,而不是溶解度差异。碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠,因此碳酸钠溶液的pH值更高。选项D是不正确的。

故选D

1
题型: 单选题
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分值: 3分

氘代氨可用于反应机理研究。下列两种方法均可得到

的水解反应;②反应。下列说法不正确的是(   )

A可用质谱法区分

B均为极性分子

C方法①的化学方程式是

D方法②得到的产品纯度比方法①的高

正确答案

D

解析

本题考察同位素化合物性质的知识点。

A.这个说法是正确的。的分子量不同,因为ND3中的氢原子被重氢(氘)替代,所以它的分子量比大。质谱法可以区分不同分子量的物质,因此可以用来区分。选项A是正确的。

B.这个说法也是正确的。的分子结构都是三角锥形,由于氮原子带有孤对电子,分子中存在偏极性,因此它们都是极性分子。选项B是正确的。

C.这个说法是正确的。方法①中,化学方程式应该是:因此,选项C是正确的。

D.方法②得到的产品纯度比方法①的高这个说法是错误的。方法②中是通过氨的孤对电子对重水中的离子产生吸引,使得分子中的D原子部分正电荷,从而促使D原子从转移到上,代换的数目不同,得到的产物不同,故方法②得到的产品纯度比方法①的低,D错误。

故选D

1
题型: 单选题
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分值: 3分

可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。

下列说法不正确的是(   )

AY为反应物,W为生成物

B反应制得,须投入

C升高反应温度,氧化制的反应平衡常数减小

D图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应

正确答案

B

解析

本题考查盐酸催化制取氯气的知识点。

A.这个说法是正确的。根据催化机理图,Y代表HCl,W代表,这是反应过程中的物质变化。

B.这个说法是不正确的。催化剂只需少量即可,不断循环利用,因此不需要这么多催化剂,删除B错误。

C.这个说法是正确的。根据勒夏特列原理,升高温度会使放热反应(ΔH<0)的平衡逆向移动,以减少热量。因此,升高反应温度会使HCl被氧化制的反应平衡常数减小。

D.这个说法是正确的。在Deacon催化氧化法中,图中涉及的氧化还原反应有两个,分别为转化为CuCl以及CuCl转化为。故D正确

故选B

1
题型: 单选题
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分值: 3分

的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用为原料可以合成新型可降解高分子P,其合成路线如下。

已知:反应①中无其他产物生成。

下列说法不正确的是(   )

A与X的化学计量比为1:2

BP完全水解得到的产物的分子式和Y的分子式相同

CP可以利用碳碳双键进一步交联形成网状结构

DY通过碳碳双键的加聚反应生成的高分子难以降解

正确答案

B

解析

本题考查有机高分子合成的知识点。

A.根据图片中的反应①与X反应生成Y,没有其他产物生成。因此,对比Y中氧原子数目和碳原子数目,可得与X的化学计量比为1:2。选项A是正确的。

B.这个说法是不正确的。根据图片中的合成路线,P完全水解后得到的产物分子式是,Y的分子式为。因此,P完全水解得到的产物的分子式和Y的分子式是不同的。

C.这个说法是正确的。P分子中含有碳碳双键,这些双键可以与其他的双键发生交联反应,形成网状结构。这种结构有助于提高聚合物的机械强度和稳定性。

D.这个说法是正确的。Y分子中含有碳碳双键,那么它们可以通过加聚反应生成高分子,但是,由于其类似苯环的结构,这意味着这种高分子难以降解。

故选B

1
题型: 单选题
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分值: 3分

下列依据相关数据作出的推断中,不正确的是(   )

A依据相同温度下可逆反应的Q与K大小的比较,可推断反应进行的方向

B依据一元弱酸的,可推断它们同温度同浓度稀溶液的pH大小

C依据第二周期主族元素电负性依次增大,可推断它们的第一电离能依次增大

D依据的氢化物分子中氢卤键的键能,可推断它们的热稳定性强弱

正确答案

C

解析

本题考查化学相关序数比较的知识点。

A.这个说法是正确的。在化学平衡中,Q(反应商)是衡量反应进行程度的一个指标,其计算方式与K(平衡常数)相同,只是Q的计算中使用的是实际浓度,而K使用的是平衡浓度。如果Q<K,则反应向右(生成物方向)进行以达到平衡;如果Q>K,则反应向左(反应物方向)进行以达到平衡。因此,选项A是正确的

B.这个说法也是正确的。一元弱酸的Ka值越大,其电离程度越高,生成的氢离子浓度越大,因此其溶液的pH值越小。所以,可以通过比较一元弱酸的Ka值来推断它们同温度同浓度稀溶液的pH大小。选项B是正确的。

C.这个说法是不正确的。第二周期主族元素(从锂Li到氖Ne)的电负性确实是依次增大的,但是它们的第一电离能并不是依次增大的。第一电离能是指从一个原子中移除一个电子所需要的能量,它受到电子排布和核电荷的影响。在第二周期中,氮(N)的第一电离能大于氧(O),这是因为氮的2p电子壳层半充满,更加稳定,所以需要更多的能量来移除电子。因此,选项C是不正确的。

D.这个说法是正确的。氢卤键的键能越大,说明键越强,因此分子越稳定。所以,可以根据FClBrI的氢化物分子中氢卤键的键能来推断它们的热稳定性强弱。选项D是正确的。

综上所述,不正确的说法是C。故选C

1
题型: 单选题
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分值: 3分

苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是(   )

A从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ

BX为苯的加成产物,Y为苯的取代产物

C由苯得到M时,苯中的大键没有变化

D对于生成Y的反应,浓作催化剂

正确答案

C

解析

本题考查苯在强酸下的取代加成反应的知识点。

A.这个说法是正确的。根据能量变化示意图,从中间体到产物Ⅱ的能量降低,说明产物Ⅱ比中间体更稳定。同时,能量降低也意味着反应速率加快,因为反应物和中间体的能量高于产物,反应向产物方向进行。

B.这个说法是正确的。根据能量变化示意图,X是反应物苯和硝酸在浓硫酸催化下形成的加成产物,而Y是在X的基础上进一步反应形成的取代产物。

C.这个说法是不正确的。分析M,在苯分子中,大π键是由苯环上的六个碳原子共享的π电子云形成的。这些π电子是高度离域的,分布在整个苯环上,使得苯环具有高度的稳定性。硝基苯中的硝基是一个强吸电子基团,它通过σ键与苯环上的碳原子连接,并通过诱导效应和共轭效应影响苯环上的电子分布。硝基的存在会使得苯环上的电子密度降低,特别是与硝基相连的碳原子上,因为硝基的吸电子效应会拉走电子,使得这个碳原子上的电子密度降低。这种电子密度的降低会影响到大π键的离域性,使得硝基苯的大π键的能量相对于苯的大π键来说会有所增加。

D.这个说法是正确的。根据能量变化示意图,浓硫酸在硝化反应中起到催化剂的作用,加速了到Y的转化过程。

故选C

1
题型: 单选题
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分值: 3分

不同条件下,当按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。

已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。

下列说法正确的是(   )

A反应①,

B对比反应①和②,x=3

C对比反应①和②,的还原性随酸性减弱而减弱

D随反应进行,体系pH变化:①增大,②不变

正确答案

B

解析

本题考查在不同pH条件下氧化性的知识点。

A.这个说法是不正确的。反应①中,根据化学计量比,高锰酸钾和碘化钾(KI)反应生成+和,化学计量比应该是2:5。因此,应该是2:5,而不是1:5。

B.对比反应①和②,考察氧化还原反应电荷数守恒,②消耗高锰酸钾的量是①的10倍,KI不变。由A可知,由此把②配平即可得:

因此,x=3。B正确。

C.这个说法是不正确的。实际上,碘离子的还原性随着酸性的减弱而增强。这是因为酸性减弱会导致高锰酸根的氧化性减弱,使得碘离子更容易被氧化,从而增强了其还原性。

D.这个说法是不正确的。在反应①中,随着反应的进行,高锰酸钾被还原为,消耗生成水,酸性减弱,因此体系pH增大。而在反应②中,高锰酸钾和KI反应,产生的离子使得体系碱性增强,因此Ph增大。

故选B

简答题(综合题) 本大题共58分。简答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
1
题型:简答题
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分值: 9分

锡(Sn)是现代“五金”之一,广泛应用于合金、半导体工业等。

(1)Sn位于元素周期表的第5周期第IVA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整:

(2)是锡的常见氯化物,可被氧化得到。

分子的模型名称是_________。

键是由锡的_________轨道与氯的轨道重叠形成键。

(3)白锡和灰锡是单质的常见同素异形体。二者晶胞如图:白锡具有体心四方结构;灰锡具有立方金刚石结构。

①灰锡中每个原子周围与它最近且距离相等的原子有_________个。

②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为,则白锡和灰锡晶体的密度之比是_________。

(4)单质的制备:将与焦炭充分混合后,于惰性气氛中加热至,由于固体之间反应慢,未明显发生反应。若通入空气在下,能迅速被还原为单质,通入空气的作用是____________________________________________________________________________。

正确答案

(1)

(2)①平面三角形②sp3杂化

(3)①4②

(4)与焦炭在高温下生成CO,CO将还原为单质Sn

解析

考点是锡元素物理化学性质的知识点。

(1)根据元素周期表,Sn位于第5周期第IVA族,其电子排布为。最外层电子是指最外层的5s和5p轨道上的电子。最外层轨道表示式可以写作:,故轨道表达式为:

这表示Sn的最外层轨道上有2个电子位于5s轨道上,另外2个电子位于5p轨道上。

(2)①分子的VSEPR模型名称是平面三角形。

过程:分子中,Sn原子与两个Cl原子形成共价键,没有孤电子对。根据VSEPR理论,中心原子的价电子对数等于配位原子数,即2。在平面三角形模型中,中心原子周围有三个配位原子,没有孤电子对。因此,分子的VSEPR模型是平面三角形。

的Sn-Cl键是由锡的sp3轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。

过程:在分子中,Sn原子形成四个σ键,没有孤电子对。根据VSEPR理论,Sn原子的价电子对数为4(每个Cl原子提供一个电子对),因此Sn原子的杂化类型是杂化。分子中,Sn原子与四个Cl原子形成共价键,没有孤电子对。Sn原子的3d轨道和4s轨道上的电子参与成键。氯原子的3p轨道上的电子与Sn原子的杂化轨道上的电子重叠形成σ键。因此,的Sn-Cl键是由锡的杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成的σ键。

(3)①灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有4个。因为灰锡具有立方金刚石结构,这种结构的特点是每个原子周围都有四个最近邻原子,形成一个正四面体结构。

②算均摊,白锡是面心立方结构,每个晶胞相当于有1+8×=2个Sn原子;灰锡是立方金刚石结构,立方体8个顶点、6个面各有一个原子,然后里面空隙有4个原子,每个晶胞相当于有4+6×+8×=8个Sn原子,故其密度比为

(4)通入空气在800摄氏度下的作用是提供氧气,以促进的还原反应。具体来说,通入空气的作用是:空气中含有氧气,氧气可以作为氧化剂,与焦炭反应生成CO(还原性气体),CO将还原为单质Sn。

1
题型:简答题
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分值: 10分

是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备

(1)方法一:早期以硝石(含)为氮源制备,反应的化学方程式为:。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和_________。

(2)方法二:以为氮源催化氧化制备,反应原理分三步进行。

①第I步反应的化学方程式为___________________________。

②针对第Ⅱ步反应进行研究:在容积可变的密闭容器中,充入进行反应。在不同压强下,反应达到平衡时,测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因_________________________________________________________。

(3)方法三:研究表明可以用电解法以为氨源直接制备,其原理示意图如下。

①电极a表面生成的电极反应式:__________________。

②研究发现:转化可能的途径为。电极a表面还发生iii.。iii的存在,有利于途径ii,原因是________________________________________________。

(4)人工固氮是高能耗的过程,结合分子结构解释原因___________________________。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。

正确答案

(1)难挥发性

(2)①该反应正向气体分子总数减小,同温时,条件下NO转化率高于,故,x、y点转化率相同,此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响。

(3)①②反应iii生成将NO氧化为更易转化为(4)中含有氮氮三键,键能高,断键时需要较大的能量,故人工固氮是高能耗的过程

解析

考点是固氮制备硝酸的知识点。

(1)分析:浓硫酸难挥发(吸水性),而产物HNO3是气体,根据化学平衡的勒夏特列原理,特性有利于反应正向进行。

(2)①看图,即氨气与氧气反应生成NO,故方程式为:

②同理,看图,写出II对应的化学方程式,为NO和氧气生成,其化学平衡方程式为:。这是一个气体体积减小的反应,根据勒夏特列原理,当系统处于平衡状态时,如果压强增加,平衡会向体积减小的方向移动,即向生成的方向移动。相反,如果压强减少,平衡会向体积增大的方向移动,即向反应物NO和的方向移动。在图中,y点的容器容积小于x点的容器容积,这意味着在y点时,系统处于更高的压强状态。由于反应是体积减小的反应,y点的压强更高意味着反应物NO和的浓度更高,因此平衡会向生成的方向移动,以减少压强。这会导致NO的转化率增加,即生成更多的。因此,y点的容器容积小于x点的容器容积的原因是,为了达到更高的压强,反应系统需要更多的反应物NO和,因此y点的容器容积必须小于x点,以容纳更多的反应物。观察同温时,条件下NO转化率高于,故,又x、y点转化率相同,此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响。

(3).①观察图,可知a为阳极,在电极a,失去电子变成NO,故离子方程式为:

②分析易知,iii生成将NO氧化为更易转化为NO。

(4).氮氮三键很稳定化学能很高,所以人工固氮是高能耗过程。

1
题型:简答题
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分值: 13分

除草剂苯嘧磺草胺的中间体M合成路线如下。

(1)D中含氧官能团的名称是_________。

(2)A→B的化学方程式是___________________________________________________。

(3)I→J的制备过程中,下列说法正确的是_________(填序号)。

a.依据平衡移动原理,加入过量的乙醇或将J蒸出,都有利于提高I的转化率

b.利用饱和碳酸钠溶液可吸收蒸出的I和乙醇

c.若反应温度过高,可能生成副产物乙醚或者乙烯

(4)已知:

①K的结构简式是_________。

②判断并解释K中氟原子对的活泼性的影响_______________________________________________。

(5)M的分子式为。除苯环外,M分子中还有个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇。由此可知,在生成M时,L分子和G分子断裂的化学键均为键和_________键,M的结构简式是__________________。

正确答案

(1)硝基、酯基

(2)

(3)abc

(4)①

②氟原子可增强α−H的活泼型,氟原子为吸电子基团,降低相邻碳原子的电子云密度,使得碳原子的正电性增加,有利于增强α−H的活泼型

(5)N−H

解析

考点是有机化学合成的知识点。

(1)D中苯环被取代了一个硝基和酯基,故直接填出。

(2)A到B为A中的羧基在浓硫酸催化下与甲醇中的羟基发生酯化反应,故应为:

(3)与(2)同理,I→J为乙酸与乙醇的酯化反应,那么根据勒夏特列(平衡移动)原理,加入过量的乙醇或将J蒸出,都有利于提高I的转化率,故a正确。

饱和碳酸钠溶液可与乙酸反应,,同时乙醇在碳酸钠溶液中溶解度较高,故b对。

反应温度过高时,乙醇在浓硫酸做一下脱水可能形成乙醚,或者发生消去反应生成乙烯,故c正确。

(4)①观察图,利用所给信息即酯基的α−H与另一分子的酯基可以发生取代反应,所以推测出K为

②氟原子因其电负性较高,常被认为是一种强吸电子基团。当氟原子连接到有机分子中时,它会显著降低相邻碳原子的电子云密度,导致碳原子的正电性增加。这种正电性的增强有利于提高α-H的活泼性,因为α-H的活泼性与其所在碳原子的电子云密度有关。因此,氟原子的存在可以增强α-H的活泼性,使其更容易发生化学反应。

(5)由已知知,M中除苯环外还含包括被两个氮原子代替碳原子的苯环,副产物还有甲醇和乙醇,那么可推出G与L中N−H、酯基分别发生反应得到酰胺基,故断裂的化学键为N−H和C−O键,由酰胺基逆推可得M结构简式为:

1
题型:简答题
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分值: 12分

利用黄铜矿(主要成分为,含有等杂质)生产纯铜,流程示意图如下。

(1)矿石在焙烧前需粉碎,其作用是___________________________。

(2)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为发生热分解的化学方程式是___________________________。

(3)矿石和过量按一定比例混合,取相同质量,在不同温度下焙烧相同时间,测得:“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图;i.时,固体B中所含铜、铁的主要物质如表。

①温度低于,随焙烧温度升高,铜浸出率显著增大的原因是___________________________。

②温度高于,根据焙烧时可能发生的反应,解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是___________________________。

(4)用离子方程式表示置换过程中加入Fe的目的___________________________。

(5)粗铜经酸浸处理,再进行电解精炼;电解时用酸化的溶液做电解液,并维持一定的。粗铜若未经酸浸处理,消耗相同电量时,会降低得到纯铜的量,原因是_______________________

_________________________________________________________________________________。

正确答案

(1)增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分

(2)

(3)①温度低于425℃,随焙烧温度升高,分解产生的增多,可溶物含量增加,故铜浸出率显著增加②温度高于425℃,随焙烧温度升高发生反应:

转化为难溶于水的CuO,铜浸出率降低

(4)

(5)粗铜若未经酸浸泡处理,其中杂志Fe会参与放电,则消耗相同电量时,会降低得到纯铜的含量

解析

考点是电解法冶炼铜的知识点。

(1)矿石在焙烧前需粉碎的作用是增大与氧气的接触面积,加快反应速率。分析:

反应速率与反应物的接触面积有关:当矿石被粉碎成更小的颗粒时,其表面积增大,与氧气(或其他反应物)的接触面积也随之增大。增大接触面积有助于提高反应物的有效碰撞频率:更多的矿石颗粒暴露在反应介质中,使得矿石与氧气之间的有效碰撞频率增加,从而加快了化学反应的速率。加快反应速率有助于提高矿石的利用率:在矿石的焙烧过程中,矿石中的有用成分(如金属氧化物)与氧气反应生成金属或其他有用的物质。通过粉碎矿石,可以提高这些有用成分的转化率,从而提高矿石的利用率。

(2)注意硫酸铵的热分解非氧化还原反应。硫酸铵在高温下会热分解,生成氨气、水蒸气和三氧化硫。故化学方程式如下:

(3)仔细观察图表,在425℃之前,氨吸收率不断上升,副产物也增加,利于形成,故铜浸出率升高;在大于425℃时,由表格可知此时产物变为CuO,CuO是难溶物,使得铜浸出率又下降了。所以:

①温度低于425℃,随焙烧温度升高,分解产生的增多,可溶物含量增加,故铜浸出率显著增加②温度高于425℃,随焙烧温度升高发生反应:

转化为难溶于水的CuO,铜浸出率降低

(4)注意C为,故置换反应为Fe置换生成,离子方程式为

(5)加酸的目的就是为了去除粗铜中的Fe杂质,如果未经酸浸处理,那么Fe也会参与电化学反应,得到的铜样品不纯,消耗相同电量,所得纯铜的量下降。

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题型:简答题
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分值: 14分

某小组同学向溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉,探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。

(1)理论分析

依据金属活动性顺序,中可将还原为Fe的金属是_________。

(2)实验验证

①分别取实验I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液,滴加溶液,证明都有生成,依据的现象是___________________________.

②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成,用平衡移动原理解释原因___________________________.

③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。

i.a.甲认为实验Ⅱ中,当浓度较大时,即使Zn与反应置换出少量Fe,Fe也会被消耗。写出Fe与反应的离子方程式___________________________.

b.乙认为在pH为3~4的溶液中即便生成Fe也会被消耗。设计实验__________________(填实验操作和现象)。

证实了此条件下可忽略对Fe的消耗。

c.丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上,阻碍了Zn与的反应。实验证实了Zn粉被包裹。

i.查阅资料:开始沉淀的pH约为1.2,完全沉淀的pH约为3。

结合a、b和c,重新做实验Ⅱ,当溶液pH为3~4时,不取出固体,向固-液混合物中持续加入盐酸,控制,__________________(填实验操作和现象),待pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质。

(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ,解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因__________________。

正确答案

(1)Mg和Zn

(2)①产生蓝色沉淀②的水解方程式为加入的Mg和Zn会消耗,故由勒夏特列原理,会促进水解平衡正向移动,使其转化为沉淀③④向pH为3~4的稀盐酸中加铁粉,一段时间后取出少量溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不产生蓝色沉淀加入几滴KSCN溶液,待溶液红色消失后,停止加入盐酸

(3)加入镁粉后产生大量气泡,使镁粉不易被沉淀包裹

解析

考点是铁离子的滴定反应的知识点。

(1)根据金属活动性顺序表,Mg>Zn>Fe>Cu,其中Mg的活动性最强,Cu的活动性最弱。所以Cu、Zn、Mg中可以将Fe3+还原为Fe的金属是Mg和Zn。

(2)①注意滴定的颜色反应:二价铁离子与六氰合铁酸钾反应生成蓝色沉淀的化学方程式如下:

这种蓝色沉淀在化学分析中常用作检测亚铁离子的试剂。

②注意是酸性条件,Mg和Zn都会消耗氢离子,故使平衡向右移动,生成Fe(OH)3沉淀

③a根据描述直接配平离子方程式为:

b注意,若生成的Fe被消耗,则生成,可以用六氰合铁酸钾实验检出。

故向pH为3~4的稀盐酸中加铁粉,一段时间后取出少量溶液,滴加溶液,不产生蓝色沉淀,可证明此条件下可忽略对Fe的消耗。

c此时加入HCl作用为破除沉淀对Zn的包裹,作为对照。

KSCN溶液与三价铁离子反应生成红色的配合物,其化学方程式如下:

在这个反应中,铁离子与硫氰酸根离子(形成了一种红色的配合物,即硫氰酸铁(III)离子。这种配合物的形成使得溶液的颜色从无色变为红色。如此可排除的干扰以及沉淀对Zn的包裹。

(3)总结abc的对比试验,容易得出:Mg的活泼性最强,加入镁粉后更容易产生大量气泡,使镁粉不易被沉淀包裹

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