9.交联聚合物P的结构片段如图所示。
下列说法不正确的是(图中 表示链延长)( )
A.聚合物P中有酯基,能水解
B.聚合物P的合成反应为缩聚反应
C.聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解获得
D.邻苯二甲酸和乙二醇在聚合过程中也可形成类似聚合物P的交联结构
【命题意图】 本题考查聚合物的结构与性质,考查的核心素养是证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。
解析:
选D。
由图示可知,X连接Y,P的结构中存在酯基结构,该结构能水解,A项正确;对比X、Y的结构可知,制备P的两种单体是
、
,由此可知合成P的反应为缩聚反应,B项正确;油脂水解生成甘油和高级脂肪酸(盐),C项正确;因乙二醇只有2个羟基,故邻苯二甲酸与乙二醇只能形成链状结构的聚合物,不能形成交联结构的聚合物,D项错误。
10.下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是( )
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
FeCl2溶液(FeCl3)
Fe粉
B
NaCl溶液(MgCl2)
NaOH溶液、稀HCl
C
Cl2(HCl)
H2O、浓H2SO4
D
NO(NO2)
H2O、无水CaCl2
【命题意图】 本题考查物质除杂及氧化还原反应,考查的核心素养是科学探究与创新意识。
解析:
选B。
A项,Fe粉将溶液中的Fe3+转化为Fe2+,涉及氧化还原反应;B项,Mg2+与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀,多余的NaOH用稀盐酸中和,两个反应均不涉及氧化还原反应;C项,Cl2能溶于水并与水发生氧化还原反应,不能用水除去Cl2中的HCl;D项,NO2溶于水生成HNO3和NO,涉及氧化还原反应。
11.探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。
(已知:
室温下,0.1mol·L-1H2C2O4的pH=1.3)
实验
装置
试剂a
现象
①
Ca(OH)2溶液(含酚酞)
溶液褪色,产生白色沉淀
少量NaHCO3溶液
产生气泡
②
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
③
C2H5OH和浓硫酸
加热后产生有香味物质
④
由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是( )
A.H2C2O4有酸性,Ca(OH)2+H2C2O4===CaC2O4↓+2H2O
B.酸性:
H2C2O4>H2CO3,NaHCO3+H2C2O4===NaHC2O4+CO2↑+H2O
C.H2C2O4有还原性,2MnO
+5C2O
+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
D.H2C2O4可发生酯化反应,HOOCCOOH+2C2H5OH
C2H5OOCCOOC2H5+2H2O
【命题意图】 本题考查化学实验、化学方程式或离子方程式的正误判断,考查的核心素养是科学探究与创新意识。
解析:
选C。
A项,往草酸中加入含酚酞的Ca(OH)2溶液,溶液褪色,可知草酸具有酸性,Ca(OH)2与H2C2O4反应生成CaC2O4白色沉淀,正确;B项,由实验②可知,在NaHCO3溶液中滴加草酸,有气泡生成,即生成CO2,说明草酸酸性比碳酸的强,正确;D项,草酸结构中含2个羧基,与乙醇发生酯化反应生成含两个酯基的酯类物质,正确;C项,草酸为弱电解质,在离子方程式中不能拆分,而应写成分子式,错误。
12.实验测得0.5mol·L-1CH3COONa溶液、0.5mol·L-1CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH-)
B.随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH-)减小
C.随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果
D.随温度升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3COO-、Cu2+水解平衡移动方向不同
【命题意图】 本题考查盐类水解等知识,考查的核心素养是变化观念与平衡思想。
解析:
选C。
任何温度时,纯水中H+浓度与OH-浓度始终相等,A项错误;随温度升高,CH3COONa水解程度增大,溶液中c(OH-)增大,且温度升高,水的电离程度增大,c(OH-)也增大,B项错误;温度升高,水的电离程度增大,c(H+)增大,又CuSO4水解使溶液显酸性,温度升高,水解平衡正向移动,故c(H+)增大,C项正确;温度升高,能使电离平衡和水解平衡均向正反应方向移动,而CH3COONa溶液随温度升高pH降低的原因是水的电离程度增大得多,而CuSO4溶液随温度升高pH降低的原因是Cu2+水解程度增大得多,D项错误。
【易错项分析】 本题易错选B。
若只观察图中CH3COONa溶液pH随温度升高的变化趋势,而忽视导致该变化的主要原因是水的电离程度随温度升高而增大,或者误认为Kw在不同温度时为定值,直接根据图像变化得出c(H+)增大,c(OH-)减小,从而得出错误的结论。
二、非选择题:
本部分共4小题,共58分。
25.抗癌药托瑞米芬的前体K的合成路线如下。
已知:
ⅱ.有机物结构可用键线式表示,如(CH3)2NCH2CH3的键线式为
(1)有机物A能与Na2CO3溶液反应产生CO2,其钠盐可用于食品防腐。
有机物B能与Na2CO3溶液反应,但不产生CO2;B加氢可得环己醇。
A和B反应生成C的化学方程式是________________________________________________________________________,
反应类型是________。
(2)D中含有的官能团:
____________。
(3)E的结构简式为____________。
(4)F是一种天然香料,经碱性水解、酸化,得G和J。
J经还原可转化为G。
J的结构简式为____________。
(5)M是J的同分异构体,符合下列条件的M的结构简式是________________________________________________________________________。
①包含2个六元环
②M可水解,与NaOH溶液共热时,1molM最多消耗2molNaOH
(6)推测E和G反应得到K的过程中,反应物LiAlH4和H2O的作用是________________________________________________________________________。
(7)由K合成托瑞米芬的过程:
托瑞米芬具有反式结构,其结构简式是________________________________________________________________________。
【命题意图】 本题考查有机合成与推断,考查的核心素养是证据推理与模型认知。
解析:
(1)由A与B反应生成C的反应条件及C的分子式可知该反应为取代反应(或酯化反应),结合题干信息可知A为羧酸,B与Na2CO3溶液反应不生成CO2,故B为酚,又知B加氢可得环己醇,则B为苯酚,
26.化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。
Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的amol·L-1KBrO3标准溶液;
Ⅱ.取V1mL上述溶液,加入过量KBr,加H2SO4酸化,溶液颜色呈棕黄色;
Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入V2mL废水;
Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI;
Ⅴ.用bmol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时,滴加2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液V3mL。
已知:
I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6
Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色
(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和________。
(2)Ⅱ中发生反应的离子方程式是_____________________________________________。
(3)Ⅲ中发生反应的化学方程式是____________________________。
(4)Ⅳ中加KI前,溶液颜色须为黄色,原因是__________________________
________________________________________________________________________。
(5)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量,理由是_______________________________________________。
(6)Ⅴ中滴定至终点的现象是________________________________________________。
(7)废水中苯酚的含量为________g·L-1(苯酚摩尔质量:
94g·mol-1)。
(8)由于Br2具有________性质,Ⅱ~Ⅳ中反应须在密闭容器中进行,否则会造成测定结果偏高。
【命题意图】 本题考查氧化还原滴定与物质含量测定。
解析:
(1)配制一定浓度的溶液需要用容量瓶进行定容。
(2)Ⅱ中Br-与BrO
在酸性条件下发生氧化还原反应生成Br2、H2O,离子方程式为5Br-+BrO
+6H+===3Br2+3H2O。
(3)废水中含有苯酚,苯酚与Br2发生取代反应生成三溴苯酚,化学方程式为
(4)本实验的目的是测定经处理后的废水中的苯酚含量,苯酚需完全反应,剩余的Br2可通过滴定原理测定,所以在加入KI之前,溶液颜色须为黄色,以确保Br2过量,苯酚完全反应。
(5)根据得失电子守恒,当n(KI)∶n(KBrO3)=6∶1时,KI恰好与步骤Ⅱ中生成的Br2完全反应,而步骤Ⅱ中苯酚会消耗Br2,所以当n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量。
(6)滴定时用淀粉作指示剂,当达到滴定终点时,溶液蓝色恰好消失。
(7)结合题意可知,生成Br2的物质的量=3aV1×10-3mol,与KI反应消耗n(Br2)=
mol,则与C6H5OH反应的n(Br2)=3aV1×10-3mol-
mol,废水中苯酚的含量=
=
g·L-1。
(8)Br2具有挥发性,故Ⅱ~Ⅳ中反应须在密闭容器中进行,否则会造成测定结果偏高。
答案:
(1)容量瓶
(2)BrO
+5Br-+6H+===3Br2+3H2O
(4)Br2过量,保证苯酚完全反应
(5)反应物用量存在关系:
KBrO3~3Br2~6KI,若无苯酚时,消耗KI物质的量是KBrO3物质的量的6倍,因有苯酚消耗Br2,所以当n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量
(6)溶液蓝色恰好消失
(7)
(8)易挥发
27.氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。
(1)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2,其物质的量之比为4∶1,甲烷和水蒸气反应的方程式是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
②已知反应器中还存在如下反应:
ⅰ.CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH2
ⅲ.CH4(g)===C(s)+2H2(g) ΔH3
……
ⅲ为积炭反应,利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用________反应的ΔH。
③反应物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)=4∶1,大于初始反应的化学计量数之比,目的是________(选填字母序号)。
a.促进CH4转化 b.促进CO转化为CO2 c.减少积炭生成
④用CaO可以去除CO2。
H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。
从t1时开始,H2体积分数显著降低,单位时间CaO消耗率________(填“升高”“降低”或“不变”)。
此时CaO消耗率约为35%,但已失效,结合化学方程式解释原因:
________________________________________________________________________。
(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如图。
通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。
①制H2时,连接__________。
产生H2的电极反应式是
________________________________________________________________________。
②改变开关连接方式,可得O2。
③结合①和②中电极3的电极反应式,说明电极3的作用:
________________________________________________________________________。
【命题意图】 本题考查化学反应原理知识的综合应用,涉及盖斯定律、电解原理的应用等,考查的核心素养是变化观念与平衡思想。
解析:
(1)①根据CH4与H2O反应生成H2、CO2的物质的量之比为4∶1,结合原子守恒可得反应的化学方程式为CH4+2H2O(g)===4H2+CO2。
②根据盖斯定律,由ⅰ+ⅱ-ⅲ或ⅰ-ⅱ-ⅲ可得目标热化学方程式。
③反应物的投料比n(H2O)∶n(CH4)=4∶1,大于初始反应的化学计量数之比,H2O的物质的量增加,有利于促进CH4转化,促进CO转化为CO2,防止CH4分解生成C(s),从而减少积炭生成。
④根据题图可知,从t1时开始,CaO消耗率曲线的斜率逐渐减小,单位时间内CaO消耗率逐渐降低。
CaO与CO2反应生成CaCO3,CaCO3会覆盖在CaO表面,减少了CO2与CaO的接触面积,从而失效。
(2)①电解碱性电解液时,H2O电离出的H+在阴极得到电子产生H2,根据题图可知电极1与电池负极连接,为阴极,所以制H2时,连接K1,产生H2的电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-。
③制备O2时碱性电解液中的OH-失去电子生成O2,连接K2,O2在电极2上产生。
连接K1时,电极3为电解池的阳极,Ni(OH)2失去电子生成NiOOH,电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O,连接K2时,电极3为电解池的阴极,电极反应式为NiOOH+e-+H2O===Ni(OH)2+OH-,使电极3得以循环使用。
答案:
(1)①CH4+2H2O
4H2+CO2
②C(s)+2H2O(g)===CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)===2CO(g) ③abc ④降低 CaO+CO2===CaCO3,CaCO3覆盖在CaO表面,减少了CO2与CaO的接触面积
(2)①K1 2H2O+2e-===H2↑+2OH- ③制H2时,电极3发生反应:
Ni(OH)2+OH--e-===NiOOH+H2O。
制O2时,上述电极反应逆向进行,使电极3得以循环使用
【易错警示】 本题看似难度不大,但极易出错,如很多考生习惯了涉及盖斯定律的常规题目,本题第
(1)②问中需经过转化找出还需要利用的反应,部分考生会思维混乱,无从下手。
第
(2)问中部分考生不能根据电池的正、负极和电解原理找出生成H2、O2的电极,书写电极反应式时忘记考虑电解质溶液的酸、碱性而出错等。
28.化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
(1)实验一:
用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B。
①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是________________________________________________________。
②试剂a是________。
(2)对体系中有关物质性质分析得出:
沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。
(资料:
Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水)
实验二:
验证B的成分
①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式:
_________________________________。
②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。
推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有Ag2SO3。
向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2SO3。
所用试剂及现象是________________________________________________________________________。
(3)根据沉淀F的存在,推测SO
的产生有两个途径:
途径1:
实验一中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,随沉淀B进入D。
途径2:
实验二中,SO
被氧化为SO
进入D。
实验三:
探究SO
的产生途径
①向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有________;取上层清液继续滴加BaCl2溶液,未出现白色沉淀,可判断B中不含Ag2SO4。
做出判断的理由:
________________________________________________________________________。
②实验三的结论:
______________________________________________。
(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
(5)根据物质性质分析,SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。
将实验一所得混合物放置一段时间,有Ag和SO
生成。
(6)根据上述实验所得结论:
_________________________________________。
【命题意图】 本题考查实验探究、设计与评价,考查的核心素养是科学探究与创新意识。
解析:
(1)①Cu与浓H2SO4在加热条件下发生反应生成CuSO4、SO2、H2O,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O。
②试剂a为饱和NaHSO3溶液,用于吸收SO2中其他杂质气体,防止对后续实验产生干扰。
(2)①难溶于水的Ag2SO3与NH3·H2O反应生成可溶性的[Ag(NH3)2]2SO3、H2O,反应的离子方程式为Ag2SO3+4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]++SO
+4H2O。
②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,溶解的物质为BaSO3,没有溶解的物质为BaSO4,BaSO3与盐酸反应生成BaCl2、SO2,只要证明滤液E中含有Ba2+和SO
即可证明B中含有Ag2SO3,所以选用的试剂为H2O2溶液。
(3)①向溶液A中滴入过量盐酸,只有Ag+能与Cl-反应生成白色沉淀AgCl,所以溶液A中含有Ag+;取上层清液继续加入BaCl2溶液,没有白色沉淀出现,说明A中没有SO
,因为Ag2SO4微溶于水,若B中含有Ag2SO4,溶液A中则含有少许SO
,加入BaCl2溶液能生成更难溶的BaSO4沉淀。
②SO
具有还原性,在实验二中,SO
被空气中的O2氧化为SO
。
(4)SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式为2Ag++SO2+H2O===Ag2SO3↓+2H+。
(6)由题给信息可知,实验条件下,SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO
的速率;碱性溶液中SO
更易被氧化为SO
。
答案:
(1)①Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O ②饱和NaHSO3溶液
(2)①Ag2SO3+4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]++SO
+4H2O ②H2O2溶液,产生白色沉淀
(3)①Ag+ Ag2SO4溶解度大于BaSO4,没有BaSO4沉淀时,必定没有Ag2SO4 ②途径1不产生SO
,途径2产生SO
(4)2Ag++SO2+H2O===Ag2SO3↓+2H+
(6)实验条件下:
SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO
的速率,碱性溶液中SO
更易被氧化为SO
【解后反思】 本题属于探究性实验试题,体现了基础与能力并进的命题理念,考查的都是教材上的常规知识,如Cu与浓H2SO4反应制备SO2,SO2气体的净化等。
难点在于如何将所学知识进行转化,如SO2与AgNO3溶液反应生成的物质可能是Ag2SO3、Ag2SO4或是二者的混合物,然后根据假设探究其生成沉淀的原理,注意氧化还原反应原理在本题中的应用,以及Ag+的氧化性等知识。