第Ⅱ卷(非选择题 共80分)
16.(12分)锰酸锂(LiMn2O4)是新一代锂离子电池的正极材料。
实验室回收利用废旧锂离子电池正极材料(锰酸锂、碳粉等涂覆在铝箔上)的一种流程如下:
(1)X的化学式为________。
(2)写出“酸溶”过程中反应的离子方程式:
________。
(3)反应②中与Na2CO3反应的物质有________和________(填化学式);工业上洗涤Li2CO3用的是热水而不是冷水,其原因是________。
(4)固相法制备LiMn2O4的实验过程如下:
将MnO2和Li2CO3按4∶1的物质的量之比配料,球磨3~5小时,然后升温,高温加热,保温24小时,冷却至室温。
①写出该反应的化学方程式:
________。
②LiMn2O4中锰元素的平均价态为+3.5。
在不同温度下,合成的LiMn2O4中Mn2+、Mn3+和Mn4+的含量与温度的关系见下表。
T/℃
w(Mn2+)(%)
w(Mn3+)(%)
w(Mn4+)(%)
700
5.56
44.58
49.86
750
2.56
44.87
52.57
800
5.50
44.17
50.33
850
6.22
44.40
49.38
由此可以确定:
在上述温度范围内,锰元素的平均价态的变化趋势是________。
17.(15分)化合物G是一种抗精神病药物,可以通过下列方法合成:
(1)
的名称为________;设计步骤A→B的目的是________。
(2)E→F的反应类型是________。
(3)Y的分子式为C10H13N2Cl,则Y的结构简式为________。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:
________。
①苯环上有两个取代基;
②核磁共振氢谱图中有7个峰;
③能发生水解反应,产物之一是氨基乙酸,另一种产物能与FeCl3溶液发生显色反应。
(5)
化合物Z(
)是合成一种新型口服强心药的中间体,请写出以
、ClCH2CH2COCl、ClCH2COCl为原料制备Z的合成路线流程图(无机试剂可任选)。
合成路线流程图示例如下:
CH3CHO
CH3COOH
CH3COOCH2CH3
18.(12分)三草酸合铁酸钾晶体是一种光敏材料,可以通过下列流程来制备:
(1)“过滤”前加入H2C2O4的目的是将Fe2+转化为FeC2O4·2H2O沉淀;“氧化”时加入H2C2O4的目的是:
①参与“氧化”时的反应,②________。
(2)“氧化”过程中反应的化学方程式为________。
(3)称取9.82gK3[Fe(C2O4)3]·3H2O固体加热分解,在110℃时完全失去结晶水;继续加热到一定温度,反应一段时间后得到混合气体CO、CO2(标准状况下的体积为2.016L)和固体M。
研究分析可知:
M中含有K2CO3和另外两种物质(铁元素不以三价形式存在);M的质量为5.42g。
①CO的物质的量为________。
②计算M中各成分的物质的量(写出计算过程)。
19.(15分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种食品添加剂。
实验室用下图所示装置制备Na2S2O5,实验步骤如下:
Ⅰ.在Na2CO3溶液中通入SO2至pH为4.1,生成NaHSO3溶液;
Ⅱ.加碳酸钠粉末调至pH为7~8;
Ⅲ.再通SO2至pH为4.1;
Ⅳ.从过饱和溶液中析出Na2S2O5晶体。
(1)制备焦亚硫酸钠总反应的化学方程式为__________________________________。
(2)Na2S2O5溶于水且与水能反应,所得溶液显酸性,其原因是________________________。
步骤Ⅲ中测定溶液的pH的方法是__________________________;pH>4.1时,则产品中会有副产物,其化学式是________。
(3)利用碘量法可测定Na2S2O5产品中+4价硫的含量,实验方案为:
将一定量的Na2S2O5产品放入碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中,________,重复如上步骤2次,记录数据。
(实验中必须使用的试剂有:
c1mol·L-1的标准碘溶液、c2mol·L-1的标准Na2S2O3溶液、冰醋酸、淀粉溶液、蒸馏水;已知:
2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI)
(4)含铬废水中常含有六价铬[Cr(Ⅵ)]。
利用Na2S2O5和FeSO4·7H2O先后分两个阶段处理含Cr2O
的废水,实验结果见右图。
①实验过程中溶液的pH不断升高的原因是__________________。
②已知:
Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10-31,lg2≈0.3,c(Cr3+)<1.0×10-5mol·L-1时视为完全沉淀。
现将废水中Cr2O
全部转化为Cr(OH)3而除去,需调节溶液的pH范围为________。
20.(14分)NH3是一种重要的化工原料,可用来制备肼、硝酸、硝酸铵和氯胺等。
(1)N2和H2以物质的量之比为1∶3在不同温度和压强下发生反应:
N2+3H2
2NH3,测得平衡体系中NH3的物质的量分数如右图。
①下列途径可提高氨气产率的是________(填字母)。
a.采用常温条件
b.采用适当的催化剂
c.将原料气加压
d.将氨液化,不断移去液氨
②右图中所示的平衡体系中NH3的物质的量分数为0.549和0.478时,该反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1________(填“>”“<”或“=”)K2。
(2)肼(N2H4)是一种火箭燃料。
已知:
N2(g)+2O2(g)===2NO2(g);ΔH=+67.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g);ΔH=-534.0kJ·mol-1
NO2(g)===1/2N2O4(g);ΔH=-28.0kJ·mol-1
①反应2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)的ΔH=________kJ·mol-1。
②氨气与次氯酸钠溶液反应生成肼的离子方程式为________。
(3)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3,其工作原理如右图。
①阴极的电极反应式为________。
②将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3,则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为________。
(4)饮用水消毒时,氯胺(NH2Cl等)在酸性条件下具有良好的效果,其原因是________。
21.(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题作答。
若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
过渡元素及其化合物具有广泛的用途。
(1)三硝酸六尿素合铁{[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3}是一种有机铁肥。
1molH2NCONH2中含有的σ键的数目是________;与NO
互为等电子体的一种分子是________(填化学式)。
(2)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业,其晶胞结构如图1,该晶胞中每个Cu+的配位数与含有的Cl-的个数之比为________;铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能,其主要原因是______________________________。
(3)丁二酮肟镍是一种鲜红色沉淀,可用来检验Ni2+,其分子结构如图2。
该结构中C原子的杂化方式是________,分子内微粒之间存在的作用力有________(填字母)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.氢键
B.[实验化学]
对氨基苯磺酸是制取染料和一些药物的重要中间体,可由苯胺磺化得到:
实验室可利用如图所示装置合成对氨基苯磺酸。
实验步骤如下:
①在一个250mL三颈烧瓶中加入10mL苯胺及几粒沸石,将三颈烧瓶放入冷水中冷却,小心地加入18mL浓硫酸。
②将三颈烧瓶置于油浴中缓慢加热至170~180℃,维持此温度2~2.5h。
③将反应液冷却至约50℃后,倒入盛有100mL冷水的烧杯中,玻璃棒不断搅拌,促使晶体析出,抽滤,用少量冷水洗涤,得到的晶体是对氨基苯磺酸粗产品。
④将粗产品用沸水溶解,冷却结晶(若溶液颜色过深,可用活性炭脱色),抽滤,收集产品,晾干(100mL水在20℃时可溶解对氨基苯磺酸1.08g,在100℃时可溶解6.67g)。
(1)装置中冷凝管的作用是________________________________。
(2)步骤②中采用油浴加热,用油浴加热的优点是__________________________。
(3)步骤③用少量冷水洗涤晶体的好处是__________________________。
(4)步骤③和④均进行抽滤,在抽滤后停止抽滤时,应注意先________,然后________,以防倒吸。
(5)步骤④中有时需要将“粗产品用沸水溶解,冷却结晶,抽滤”的操作进行多次,其目的是______________________________。
每次抽滤后均应将母液收集并适当处理,其目的是______________________________。
2016届高三模拟考试试卷(四)(苏锡常镇)
化学参考答案及评分标准
1.B 2.D 3.D 4.B 5.C 6.D 7.D 8.C 9.A 10.C 11.AC 12.D 13.B
14.CD 15.BC
16.(12分)
(1)Al(OH)3(2分)
(2)4LiMn2O4+O2+4H+===4Li++8MnO2+2H2O(2分)
(3)Li2SO4(1分) H2SO4(1分) 降低Li2CO3的溶解度,减少溶解(2分)
(4)①8MnO2+2Li2CO3
4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑(2分)
②先变大,后变小(2分)
17.(15分)
(1)1,3丙二醇(2分) 保护醛基,防止被还原(2分)
(2)取代反应(2分)
(3)
(2分)
(5)
(每步1分,共5分)
18.(12分)
(1)调节溶液的pH(或避免生成氢氧化铁)(2分)
(2)2FeC2O4·2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4===2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(2分)
(3)①0.04mol(2分)
②n{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}=9.82g÷491g·mol-1=0.02mol(1分)
5.42gM中n(K2CO3)=0.02mol×3+2=0.03mol(1分)
n(C)=n(K2CO3)+n(CO)+n(CO2)=0.03mol+0.09mol=0.12mol
由此可知另两种物质中不含碳元素(1分)
另两种物质的质量为5.42g-138g·mol-1×0.03mol=1.28g
m(Fe)=56g·mol-1×0.02mol=1.12g,m(O)=1.28g-1.12g=0.16g(1分)
M中不含三价铁元素,铁元素的物质的量为n(Fe)=0.02mol
氧元素的物质的量为n(O)=0.01mol
则另两种物质为Fe和FeO,n(Fe)=0.01mol,n(FeO)=0.01mol(2分)
19.(15分)
(1)Na2CO3+2SO2===Na2S2O5+CO2(2分)
(2)Na2S2O5与水反应生成NaHSO3,NaHSO3在水中电离使溶液显酸性(2分)
用pH计(或酸度计,或pH传感器)测定(2分) Na2SO3(1分)
(3)加入一定体积的过量的c1mol·L-1的标准碘溶液,再加入适量的冰醋酸和蒸馏水,充分反应一段时间;(2分)加入淀粉溶液,用c2mol·L-1标准Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色,读数(2分)
(4)①Na2S2O5和FeSO4·7H2O与Cr2O
反应时均消耗H+,使溶液的pH变大(2分)
②pH>5.6(2分)
20.(14分)
(1)①bcd(2分,全对给2分,选2个且正确给1分,选1个或有错选不给分)
②=(2分)
(2)①-1079.7(2分) ②2NH3+ClO-===Cl-+N2H4+H2O(2分)
(3)①NO+5e-+6H+===NH
+H2O(2分) ②1∶4(2分)
(4)氯胺与水反应存在平衡:
NH2Cl+H2O
NH3+HClO,酸性条件下平衡右移使次氯酸浓度变大(2分)
21A.(12分)
(1)7mol或7×6.02×1023(2分) SO3(或BF3)(2分)
(2)1∶1(2分) Cu失去一个电子时,核外电子排布从[Ar]3d104s1变为[Ar]3d10能量较低的稳定结构较容易;Zn失去一个电子时,核外电子排布从[Ar]3d104s2变为[Ar]3d104s1较难(2分)
(3)sp2、sp3(2分) bcd(2分,全对给2分,选2个且正确给1分,选1个或有错选不给分)
21B.(12分)
(1)冷凝回流(1分)
(2)反应物受热均匀,便于控制温度(1分)
(3)减少对氨基苯磺酸的损失(2分)
(4)拆下连接泵和吸滤瓶的橡皮管(2分) 关闭水龙头(2分)
(5)提高对氨基苯磺酸的纯度(2分) 提高对氨基苯磺酸的产率(2分)