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上海市实验学校2021学年度第二学期高三月考试卷化学试题(完卷时间:60分钟满分:100分)相对原子质量:-1-12-14-16-23-27-32-35.5-56-64一、选择题(本题共40分,每小题2分,每小题只有一个正确选项)1.化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是A.食品加工时不可添加任何防腐剂B.掩埋废旧电池不会造成环境污染C.天然气不完全燃烧会产生有毒气体D.使用含磷洗涤剂不会造成水体污染【答案】C【解析】【分析】【详解】A.食品加工时,可适当添加食品添加剂和防腐剂等,如苯甲酸钠,故A错误;B.废旧电池中含有重金属等金属离子,会造成土壤污染,水体污染等,故B错误;C.天然气主要成分为甲烷,不完全燃烧会产生一氧化碳等有毒气体,故C正确;D.含磷洗涤剂的排放,使水中磷过多,造成水中藻类疯长,消耗水中溶解的氧,水体变浑浊,故D错误;故选C。2.“碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO2的说法错误的是A.CO2是Ⅴ形的极性分子B.CO2可催化还原为甲酸C.CO2晶体可用于人工增雨D.CO2是侯氏制碱法的原料之一【答案】A【解析】【分析】【详解】A.CO2的中心原子C的价层电子对数为2,无孤电子对,CO2的空间构型为直线形,其正负电荷中心重合,为非极性分子,A项错误;B.CO2可以被H2在催化剂作用下还原为甲酸,B项正确;C.固态二氧化碳(干冰)升华时吸热,可用于人工增雨,C项正确;D.侯氏制碱法中发生反应:NaC1+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+NH4C1,CO2是生产原料之一,D 项正确;故选A。3.下列各组物质的晶体类型相同的是A.SiO2和SO3B.I2和NaClC.Cu和AgD.SiC和MgO【答案】C【解析】【分析】【详解】A.SiO2为原子晶体,SO3为分子晶体,晶体类型不同,故A错误;B.I2为分子晶体,NaCl为离子晶体,晶体类型不同,故B错误;C.Cu和Ag都为金属晶体,晶体类型相同,故C正确;D.SiC为原子晶体,MgO为离子晶体,晶体类型不同,故D错误;故选C。4.下列化学用语正确的是A.Na-O-H与Na+都表示氢氧化钠B.与都表示氟离子C.-OH与都表示羟基D.与都表示水分子【答案】C【解析】【详解】A.氢氧化钠是离子化合物,不能用Na-O-H表示,故A错误; B.为氟离子,不一定代表氟离子,可能是Ne原子或者氧离子等,故B错误;C.-OH与都表示羟基,分别为结构简式和电子式,故C正确;D.水分子是v型结构,不是直线型,故D错误;答案:C5.下列性质的比较,不能用元素周期律解释的是A.酸性:HClO4>H2SO3>H2SiO3B.碱性:KOH>NaOH>LiOHC.热稳定性:H2O>H2S>PH3D.非金属性:F>O>N【答案】A【解析】 【分析】【详解】A.元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强,由于S元素最高价含氧酸是H2SO4,不是H2SO3,因此不能根据元素周期律判断酸性:HClO4>H2SO3>H2SiO3,A错误;B.同一主族元素的金属性随原子序数的增大而增强。元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强。元素的金属性:K>Na>Li,所以碱性:KOH>NaOH>LiOH,B正确;C.同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强;同一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减弱。元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性:O>S>P,所以氢化物的热稳定性:H2O>H2S>PH3,C正确;D.同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强,所以元素的非金属性:F>O>N,D正确;故合理选项是A。6.下列操作不正确的是A配制氯化铁溶液时需加入少量盐酸B.金属钠保存在装有煤油的带玻璃塞的广口瓶中C.保存液溴需用水封,放在带橡皮塞子的棕色细口瓶中D.用稀硝酸洗去附在试管内壁的银镜【答案】C【解析】【详解】A.氯化铁是强酸弱碱盐,铁离子易水解,为抑制水解,在配制氯化铁溶液时需要加入少量稀盐酸,故A正确;B.钠易和空气中水、氧气反应而变质,其密度大于煤油,并且又不和煤油反应,所以金属钠保存在装有煤油的带玻璃塞的广口瓶中,故B正确;C.溴易腐蚀橡皮塞,应该用玻璃塞的试剂瓶,故C错误;D.银能溶于稀硝酸生成硝酸银,所以可以用稀硝酸洗去附在试管内壁的银镜,故D正确;答案选C。7.实验室制备下列气体的方法可行的是气体方法A氨气加热氯化铵固体B二氧化氮将铝片加到冷浓硝酸中C硫化氢向硫化钠固体滴加浓硫酸 D氧气加热氯酸钾和二氧化锰的混合物A.AB.BC.CD.D【答案】D【解析】【分析】【详解】A.氯化铵不稳定,加热易分解生成氨气和氯化氢,但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体,所以不能用于制备氨气,A不可行;B.将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象,不能用于制备二氧化氮,B不可行;C.硫化氢为还原性气体,浓硫酸具有强氧化性,不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体,因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应,C不可行;D.实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物,生成氯化钾和氧气,二氧化锰作催化剂,可用此方法制备氧气,D可行;故选D。8.一次性鉴别等浓度的、、三种溶液,下列方法不可行的是A.测定B.焰色试验C.滴加溶液D.滴加饱和溶液,微热【答案】C【解析】【分析】【详解】A.溶液显中性,溶液显酸性,溶液显碱性,故可以用测定pH的方法鉴别,故A正确;B.的焰色试验中现象为透过蓝色钴玻璃为紫色,的焰色试验中无现象,的焰色试验中现象为黄色,故可以用焰色试验的方法鉴别,故B正确;C.、、中只有能与反应有现象,故和不能鉴别,故C错误;D.2+CaCl2+2NH3+2H2O有刺激性气味气体产生,+ =CaCO3+2NaOH有白色沉淀产生,而不反应无现象,故可以鉴别,故D正确;故选C。9.分离混合物的方法错误的是A.分离苯和硝基苯:蒸馏B.分离氯化钠与氯化铵固体:升华C.分离水和溴乙烷:分液D.分离氯化钠和硝酸钾:结晶【答案】B【解析】【详解】A.苯和硝基苯互溶,但沸点不同,则选择蒸馏法分离,故不选A;B.氯化铵加热分解,而氯化钠不能,则选择加热法分离,故选B;C.水和溴乙烷互不相溶,会分层,则选择分液法分离,故不选C;D.二者溶解度受温度影响不同,则选择结晶法分离,故不选D;答案:B10.重油裂化的目的主要是A.获得短链气态烃B.生产更多的汽油C.提高汽油品质D.将直链烃转化为芳香烃【答案】B【解析】【详解】将长链烃转化为短链烃称为裂化,重油裂化的目的是提高轻质油特别是汽油的产量,B符合题意;选B。11.下列实验用酸性KMnO4溶液不能达到预期目的的是A.鉴别SO2和CO2B.检验CH2=C(CH3)CHO中含碳碳双键C.鉴别苯和甲苯D.检验硫酸铝溶液中是否有硫酸亚铁【答案】B【解析】【详解】A.二氧化硫能被酸性高锰酸钾溶液氧化,高锰酸钾溶液会褪色,而二氧化碳不与酸性高锰酸钾溶液反应,所以反应现象不同,能达到实验目的,故不选A;B.碳碳双键和醛基都能被高锰酸钾氧化,不能用酸性高锰酸钾鉴别,故选B;C.甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化,而苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以反应现象不同,能达到实验目的,故不选C;D.硫酸亚铁可以与酸性高锰酸钾溶液反应,使其褪色,而硫酸铝不能,故不选D; 答案:B【点睛】能使酸性高锰酸钾反应褪色的是:亚铁离子、H2S、SO2、FeSO4、KI、HCl、醛基、酚羟基、碳碳双键、碳碳三键、和苯环相连的碳上有氢原子、和羟基相连的碳上有氢原子的醇。12.室温下,下列各组离子一定能与指定溶液共存的是A.的溶液:、、、B.的溶液:、、、C.的溶液:、、、D.的溶液:、、、【答案】D【解析】【详解】A.是强酸弱碱盐,的溶液显酸性,H+与生成氢氧化铝沉淀不能大量共存,选项A不符合题意;B.的溶液,与生成不能大量共存,选项B不符合题意;C.的溶液,H+、、共同作用发生氧化还原反应,不能大量共存,选项C不符合题意;D.的溶液,、、、、、能大量共存,选项D符合题意;答案选D。13.如图所示,将铁钉放入纯水中,一段时间后,铁钉表面有铁锈生成,下列说法正确的是A.铁钉与水面交接处最易腐蚀B.铁钉发生吸氧腐蚀,铁做阴极C.铁发生反应是:Fe-3e-=Fe3+D.水上和水下部分的铁钉不发生电化腐蚀【答案】A【解析】【详解】A. 在铁钉和水面的交界处,有电解质溶液,氧气的浓度最高,故发生吸氧腐蚀的速率最大,则最易被腐蚀,故A正确;B.由于水为中性,故钢铁发生吸氧腐蚀,其中铁做负极,故B错误;C.铁做负极,电极反应为:Fe-2e=Fe2+,故C错误;D.因为水的蒸发,故在铁钉的水面以上的部分上仍然有水膜,仍然能发生吸氧腐蚀;因为氧气能溶解在水中,故铁钉水面一下的部分也能发生吸氧腐蚀,但均没有铁钉和水的交接处的腐蚀速率大,故D错误;答案:A【点睛】将铁钉放入纯水中,由于铁钉为铁的合金,含有碳单质,故在纯水做电解质溶液的环境下,铁做负极,碳做正极,中性的水做电解质溶液,发生钢铁的吸氧腐蚀,据此分析。14.关于反应K2H3IO6+9HI=2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是A.K2H3IO6发生氧化反应B.KI是还原产物C.生成12.7gI2时,转移0.1mol电子D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7:1【答案】D【解析】【分析】【详解】A.反应中I元素的化合价降低,发生得电子的反应,发生还原反应,A错误;B.KI中的I-由HI变化而来,化合价没有发生变化,KI既不是氧化产物也不是还原产物,B错误;C.12.7gI2的物质的量为0.05mol,根据反应方程式,每生成4molI2转移7mol电子,则生成0.05molI2时转移电子的物质的量为0.0875mol,C错误;D.反应中HI为还原剂,K2H3IO6为氧化剂,在反应中每消耗1molK2H3IO6就有7molHI失电子,则还原剂与氧化剂的物质的量的比为7:1,D正确;故答案选D。15.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法错误的是A.使用催化剂可以降低过渡态的能量B反应物能量之和大于生成物能量之和CN2O(g)+NO(g)→N2(g)+NO2(g)+139kJ D.反应物的键能总和大于生成物的键能总和【答案】D【解析】【分析】A.催化剂可以降低活化能;B.根据图象来分析;C.根据图象可以知道,此反应放热139kJ;D.△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和。【详解】A.催化剂可以降低活化能,降低过渡态的能量,故不选A;B.根据图象可以知道,此反应的反应物的总能量大于生成物的总能量,故不选B;C.根据图象可以知道,此反应放热139kJ,热化学方程式为N2O(g)+NO(g)→N2(g)+NO2(g)+139kJ,故不选C;D.△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和<0,故选D;答案:D【点睛】.△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=生成物的总能量-反应物的总能量。16.液氨中存在平衡:。如图所示为电解池装置,以的液氨溶液为电解液,电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是A.b电极连接的是电源的负极B.a电极的反应为C.电解过程中,阴极附近K+浓度减小D.理论上两极产生的气体物质的量之比为1:1【答案】B【解析】【分析】【详解】A.根据图示可知:在b电极上产生N2,N元素化合价升高,失去电子,发生氧化反应,所以b电极为阳极,连接电源的正极,A错误;B.电极a上产生H2,H元素化合价降低得到电子,发生还原反应,所以a电极为阴极,电极反应式为:,B正确;C.电解过程中,阴极附近产生,使附近溶液中阴离子浓度增大,为维持溶液电中性,阳离子K+ 会向阴极区定向移动,最终导致阴极附近K+浓度增大,C错误;D.每反应产生1molH2,转移2mol电子,每反应产生1molN2,转移6mol电子,故阴极产生H2与阳极产生的N2的物质的量的比是3:1,D错误;选B。17.1-丁醇、溴化钠和70%的硫酸共热反应,经过回流、蒸馏、萃取分液制得1-溴丁烷粗产品,装置如图所示:已知:,下列说法不正确的是A.装置Ⅰ中回流的目的是为了减少物质的挥发,提高产率B.装置Ⅱ中b为进水口,a为出水口C.用装置Ⅲ萃取分液时,将分层的液体依次从下放出D.经装置Ⅲ得到的粗产品干燥后,使用装置Ⅱ再次蒸馏,可得到更纯的产品【答案】C【解析】【详解】A.I中冷凝管可冷凝回流反应物,充分利用原料,则装置Ⅰ中回流的目的是为了减少物质的挥发,提高产率,故A正确;B.冷凝管中冷水下进上出可充满冷凝管,冷凝效果好,则装置Ⅱ中b为进水口,a为出水口,故B正确;C.分液时避免上下层液体混合,则先分离出下层液体,再从上口倒出上层液体,故C错误;D.粗产品干燥后,利用沸点不同分离1-丁醇、1-溴丁烷,则装置Ⅲ得到的粗产品干燥后,使用装置Ⅱ再次蒸馏,可得到更纯的产品,故D正确;故选:C。18.已知,还原性I->Fe2+>Br-。向FeI2和FeBr2物质的量之比为1:1的混合溶液中逐滴滴入氯水,下列离子反应不可能发生的是A.2Fe2++4I-+3Cl2→2Fe3++2I2+6Cl- B.2Fe2++2I-+2Cl2→2Fe3++I2+4Cl-C.2Fe2++2I-+2Br-+3Cl2→2Fe3++I2+Br2+6Cl-D.2Fe2++4I-+4Br-+5Cl2→2Fe3++2I2+2Br2+10Cl-【答案】D【解析】【详解】氧化剂与多个还原剂可以发生反应时,氧化剂先氧化还原性强的离子,再氧化还原性弱的离子。因还原性I->Fe2+>Br-,所以通入氯气,首先氧化I-,然后氧化Fe2+,最后氧化Br-。A.通入氯气后,可能I-全部被氧化,Fe2+部分被氧化,发生2Fe2++4I-+3Cl2→2Fe3++2I2+6Cl-,可以发生,A不符合题意;B.I-、Fe2+全部被氧化,Br-未被氧化,发生2Fe2++2I-+2Cl2→2Fe3++I2+4Cl-,可以发生,B不符合题意;C.I-、Fe2+、Br-全部被氧化,发生2Fe2++2Br-+2I-+3C12═2Fe3++I2+Br2+6Cl-,可以发生,C不符合题意;D.若2Fe2++4Br-+4I-+5C12═2Fe3++2I2+2Br2+10Cl-正确,则I-、Br-全部被氧化,Fe2+部分被氧化,与还原性I->Fe2+>Br-相矛盾,不可能发生,D符合题意。答案选D。19.25℃时,向10.00mL0.1000mol·L-1的NaHCO3溶液中滴加0.1000mol·L-1的盐酸,溶液的pH随加入的盐酸的体积V变化如图所示。下列有关说法正确的是A.a点,溶液pH>7是由于HCO水解程度小于电离程度B.b点,c(Na+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-)C.c点,溶液中的H+主要来自HCO的电离D.d点,c(Na+)=c(Cl-)=0.1000mol·L-1【答案】B【解析】【详解】A.a点为0.1000mol•L-1的NaHCO3溶液,溶液中存在HCO的水解平衡和电离平衡,溶液的pH>7,呈碱性,说明HCO水解程度大于电离程度,故A错误; B.25℃时,b点溶液的pH=7,呈中性,则c(H+)=c(OH-),结合电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-)+c(OH-)可知:c(Na+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-),故B正确;C.c点加入5.00mL等浓度的盐酸,反应后溶质为碳酸氢钠、氯化钠和碳酸,此时溶液pH<7,呈酸性,溶液中的H+主要来自碳酸的电离,故C错误;D.d点n(NaHCO3)=n(HCl)=0.01L×0.1000mol•L-1=0.001mol,二者恰好完全反应,混合液体积为20.00mL,则反应后溶液中满足c(Na+)=c(Cl-)=,故D错误;故选:B。20.在体积为的恒容密闭容器中发生反应,图1表示时容器中、、物质的量随时间的变化关系,图2表示不同温度下平衡时的体积分数随起始的变化关系。则下列结论正确的是A.200℃时,反应从开始到平衡的平均速率B.由图2可知反应,正反应吸热且C.若在图1所示的平衡状态下再向体系中充入和,此时D.时,向空容器中充入和,达到平衡时的体积分数小于0.5【答案】D【解析】【分析】图甲可知,时平衡时,A的物质的量变化量为,B的物质的量变化量为0.4mol-0.2mol=,C的物质的量变化量为0.2mol,各物质变化的物质的量之比等于化学计量数之比,所以反应方程式为:2A(g)+B(g)C(g)。可计算平衡常数K==25。【详解】A.由图甲可知,时5min达到平衡,平衡时B的物质的量变化量为 ,故,选项A错误;B.在一定温度下只要A、B起始物质的量之比刚好等于平衡化学方程式化学计量数之比,平衡时生成物C的体积分数就最大,A、B的起始物质的量之比:,即a=2。由图乙可知,:一定时,温度越高平衡时C的体积分数越大,说明升高温度平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,故正反应为吸热反应,即,选项B错误;C.恒温恒容条件下,再向体系中充入0.2molB和0.2molC,由于B和C的化学计量数相等,所以Qc=K,平衡不移动,故,选项C错误;D.由图Ⅰ可知,时平衡时,A、B、C的物质的量变化量分别为、、,物质的量之比等于化学计量数之比,故x:y::::1:1,平衡时A的体积分数为,时,向容器中充入2molA和1molB达到平衡等效为原平衡增大压强,平衡向正反应移动,故达到平衡时,A的体积分数小于,选项D正确。答案选D。二、综合题(共60分)21.是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫()与为原料制备,受热分解成气态,发生反应,回答下列问题:(1)的电子式为_______,分子的空间构型为_______。(2)上述反应中属于极性分子的有_______,原子电子云有_______种不同的形状。(3)某温度下,若完全分解成气态。在恒温密闭容器中,与物质的量比为时开始反应。①当的体积分数为时,的转化率为_______。②当以下数值不变时,能说明该反应达到平衡的是_______(填序号)a.气体密度b.气体总压c.与体积比d.的体积分数(4)一定条件下,与反应中的平衡转化率、分解产生的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析,生成的反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在的条件下进行此反应,不采用低于原因是_______。 (5)用燃煤废气(含、、、、、等)使尾气中的转化为单后硫,可实现废物利用,保护环境,写出其中一个反应的化学方程式_______。【答案】(1)①.②.正四面体构型(2)①.H2S②.2(3)①.30%②.d(4)①.放热②.600℃时甲烷平衡转化率高达99%,低于600℃时,S2浓度明显偏小,且反应速率慢(5)2H2S+SO2=3S+2H2O、2xH2S+2NOx=2xS+2xH2O+N2、2H2S+O2=2S+2H2O【解析】【小问1详解】甲烷分子中碳原子形成8电子稳定结构,氢原子是2电子稳定结构,甲烷的电子式为:;甲烷的中心原子是碳原子,碳原子上的价电子都形成了共价键,属于ABn型的结构,当n=4时,该分子是正四面体结构,所以甲烷是空间正四面体构型;【小问2详解】反应中只有H2S属于极性分子;是16号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p4,原子电子云有s、p2种不同的形状;【小问3详解】①在恒温密闭容器中,与物质的量比为时开始反应,根据三段式有:CS2的体积分数为10%,即,解得x=0.3a,则CH4的转化率为; ②a.恒容容器,质量不变,故密度一直不变,故密度不变不一定平衡,选项a不符合;b.反应前后气体的物质的量不变,故压强也一直不变,故压强不变一定平衡,选项b不符合;c.CH4与S2体积比一直为1:2,故不一定平衡,选项c不符合;d.CS2的体积分数说明反应已经达到了平衡,选项d符合;故答案为:d;【小问4详解】由图可知,随温度升高,甲烷的转化率降低,故反应为放热反应。工业上通常采用在600~650℃的条件下进行此反应,不采用低于600℃的原因是600℃时甲烷平衡转化率高达99%,低于600℃时,S2浓度明显偏小,且反应速率慢;【小问5详解】(4)用燃煤废气(含、、、、、等)使尾气中的H2S转化为单后硫S)发生的化学反应方程式为2H2S+SO2=3S+2H2O、2xH2S+2NOx=2xS+2xH2O+N2、2H2S+O2=2S+2H2O写出任意一个。22.某课题组研制了一种具有较高玻璃化转变温度的聚合物,合成路线如下:已知:请回答:(1)化合物的结构简式是_______;化合物的结构简式是_______;化合物分子中有_______个碳原子共平面。(2)化合物与过量溶液反应的化学方程式是_______。(3)化合物(分子式)的官能团名称为_______、_______;写出1种同时满足下列条件的化合物的同分异构体的结构简式:_______。①只有2种不同化学环境的氢原子②含有2个六元环③含有结构片段,不含键 (4)以乙烯和丙炔酸为原料,设计如图化合物的合成路线_______(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)。【答案】(1)①.②.HOCH2CH2Br③.18(2)+4NaOH+2+2NaBr(3)①.碳碳三键②.酯基③.(写出其中一种即可)(4)H2C=CH2【解析】【分析】A的分子式为C8H10,其不饱和度为4,结合D的结构简式可知A中存在苯环,因此A中取代基不存在不饱和键,D中苯环上取代基位于对位,因此A的结构简式为,被酸性高锰酸钾氧化为,D中含有酯基,结合已知信息反应可知C的结构简式为,B与E在酸性条件下反应生成,该反应为酯化反应,因此E的结构简式为HOCH2CH2Br,D和F发生已知反应得到化合物P中的五元环,则化合物F中应含有碳碳三键,而化合物P是聚合结构,其中的基本单元来自化合物D和化合物F,所以化合物F应为。【小问1详解】 由上述分析可知,A的结构简式为;化合物E的结构简式为HOCH2CH2Br;化合物B为,根据苯分子中12个原子共平面,甲醛分子中4个原子共平面,单键可以旋转,故B中最多有18个原子共平面;故答案为:;HOCH2CH2Br;18;【小问2详解】中酯基能与NaOH溶液发生水解反应、溴原子能与NaOH溶液在加热条件下能发生取代反应,因此反应方程式为+4NaOH+2+2NaBr;【小问3详解】F为,所含官能团的名称为碳碳三键、酯基;化合物F的分子式为C8H6O4,不饱和度为6,其同分异构体中含有结构片段,不含键,且只有2种不同化学环境的氢原子,说明结构高度对称,推测其含有2个相同结构片段,不饱和度为4,余2个不饱和度,推测含有两个六元环,由此得出符合题意的同分异构体如下:;【小问4详解】由逆向合成法可知,丙炔酸应与通过酯化反应得到目标化合物,而中的羟基又能通过水解得到,乙烯与Br2加成可得,故目标化合物的合成路线为H2C=CH2。23.六氯化钨()可用作有机合成催化剂,熔点为,沸点为,易溶于 ,极易水解。实验室中,先将三氧化钨()还原为金属钨()再制备,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:(1)检查装置气密性并加入。先通,其目的是_______;一段时间后,加热管式炉,改通,对处逸出的进行后续处理。仪器的名称为_______,证明已被完全还原的现象是_______。(2)完全还原后,进行的操作为:①冷却,停止通;②以干燥的接收装置替换;③在处加装盛有碱石灰的干燥管;④通入;⑤加热,通;⑥……碱石灰的作用是_______;操作④的目的是_______。(3)利用碘量法测定产品纯度,实验如下:①称量:测得产品总质量为;②滴定:先将转化为可溶的,通过离子交换柱发生反应:;交换结束后,向所得含的溶液中加入适量酸化的溶液,发生反应:;反应完全后,以淀粉为指示剂,用标准溶液滴定,发生反应:。滴定达终点时消耗的溶液,则样品中(摩尔质量为) 的质量分数为_______。使用溶液进行滴定时,判断滴定终点的方法是_______;若装有标准液的滴定管未润洗,则样品中质量分数的测定值将_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。【答案】(1)①.排除装置中的空气②.直形冷凝管③.不再有水凝结(2)①.吸收多余氯气,防止污染空气;防止空气中的水蒸气进入E②.排除装置中的H2(3)①.%②.不变③.偏大【解析】【分析】(1)将WO3在加热条件下用H2还原为W,为防止空气干扰,还原WO3之前要除去装置中的空气;(2)由信息可知WCl6极易水解,W与Cl2反应制取WCl6时,要在B处加装盛有碱石灰的干燥管,防止空气中的水蒸气进入E中;(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度,称量时加入足量的CS2用于溶解样品,滴定时,利用关系式:WO~2IO~6I2~12S2O计算样品中含WCl6的质量,进而计算样品中WCl6的质量分数;根据测定原理分析是否存在误差及误差是偏大还是偏小。【小问1详解】用H2还原WO3制备W,装置中不能有空气,所以先通N2,其目的是排除装置中的空气;由仪器构造可知仪器A的名称为直形冷凝管;当WO3被完全还原后,不再有水生成,则可观察到的现象为锥形瓶中不再有液滴滴下,即不再有水凝结。故答案为:不再有水凝结;【小问2详解】由信息可知WCl6极易水解,W与Cl2反应制取WCl6时,要在B处加装盛有碱石灰的干燥管,防止空气中的水蒸气进入E中,所以碱石灰的作用其一是吸收多余氯气,防止污染空气;其二是防止空气中的水蒸气进入E;在操作⑤加热,通Cl2之前,装置中有多余的H2,需要除去,所以操作④是再次通入N2,目的是排除装置中的H2,故答案为:吸收多余氯气,防止污染空气;防止空气中的水蒸气进入E;排除装置中的H2;【小问3详解】滴定时,根据关系式:WO~2IO~6I2~12S2O,样品中n(WCl6)=n(WO)=n(S2O)=cV10-3mol,m(WCl6)=cV10-3molMg/mol=g,则样品中WCl6的质量分数为:100%= %;根据测定原理,称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1分钟,挥发的CS2的质量增大,m偏小,但WCl6的质量不变,则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将不变,样品中WCl6质量分数的测定值将偏大,故答案为:%;不变;偏大。24.某小组探究卤素参与的氧化还原反应,从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。(1)浓盐酸与混合加热生成氯气。氯气不再逸出时,固液混合物中仍存在盐酸和。①反应的离子方程式是_______。②电极反应式:i.还原反应:ii.氧化反应:_______。③根据电极反应式,分析中仍存在盐酸和的原因。i.随降低或升高,氧化性减弱。ii.随降低,_______。④补充实验证实了③中的分析。请推理,试剂是_______(填化学式)。序号实验加入试剂现象Ⅰ较浓硫酸有氯气Ⅱ有氯气Ⅲ和无氯气(2)利用对氧化性的影响,探究卤素离子的还原性。相同浓度的、和溶液,能与反应所需的最低由大到小的顺序是_______,从原子结构角度说明理由_______。(3)根据(1)中结论推测:酸性条件下,加入某种化合物可以提高溴的氧化性,将氧化为。经实验证实了推测。该化合物是_______。(4)分别与的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合,只与氢碘酸发生置换反应。试解释原因: _______。(5)总结:物质氧化性和还原性变化的一般规律是_______。【答案】(1)①.MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O②.2Cl--2e-=Cl2↑③.Cl-还原性减弱或Cl2的氧化性增强④.KCl固体(或浓/饱和溶液)(2)①.KCl>KBr>KI②.Cl、Br、I位于第VIIA族,从上到下电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,阴离子的还原性逐渐增强(3)AgNO3或Ag2SO4(4)比较AgX的溶解度,AgI溶解度最小,Ag++I-=AgI↓使得Ag还原性增强的最多,使得2Ag+2H+=2Ag++H2↑反应得以发生(5)氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强,还原产物(还原产物)的浓度越大,氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小;还原反应中,反应物浓度越大或生成物浓度越小,氧化剂氧化性越强【解析】【小问1详解】①二氧化锰和浓盐酸制氯气的离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;②氧化反应是元素化合价升高,故氧化反应为:2Cl--2e-=Cl2↑;③反应不能发生也可能是还原剂还原性减弱,或者产生了氧化性更强的氧化剂,故答案为:Cl-还原性减弱或Cl2的氧化性增强;④可以从增大氯离子浓度的角度再结合实验II的现象分析,试剂a可以是KCl固体(或浓/饱和溶液);【小问2详解】非金属性越弱其阴离子的还原性越强,反应时所需的氢离子浓度越小,故顺序是KCl>KBr>KI;其原因是Cl、Br、I位于第VIIA族,从上到下电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,阴离子的还原性逐渐增强;【小问3详解】根据(1)中的结论推测随Cl-浓度降低导致二氧化锰的氧化性减弱,那么如果进一步降低Cl-浓度降低则可以导致可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化为MnO2,故答案为:AgNO3或Ag2SO4;【小问4详解】若要使反应2Ag+2H+=2Ag++H2↑发生,根据本题的提示可以降低Ag+浓度,对比AgX的溶解度,AgI溶解度最小,故Ag只与氢碘酸发生置换反应的原因是:比较AgX的溶解度,AgI溶解度最小,Ag++I-=AgI↓使得Ag还原性增强的最多,使得2Ag+2H+=2Ag++H2↑反应得以发生;【小问5详解】 通过本题可以发现,物质氧化性和还原性还与物质的浓度有关,浓度越大氧化性或者还原性越强,故答案为:氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强,还原产物(还原产物)的浓度越大,氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小;还原反应中,反应物浓度越大或生成物浓度越小,氧化剂氧化性越强。
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