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【精品解析】山東省2025年高考化學試題

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【精品解析】山東省2025年高考化學試題

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山東省2025年高考化學試題
一、選擇題:本題共10小題,每小題2分,共20分。每小題只有一個選項符合題目要求。
1.(2025·山東)下列在化學史上產生重要影響的成果中,不涉及氧化還原反應的是(  )
A.侯德榜發明了以NH3CO2和NaCl為原料的聯合制堿法
B.戴維電解鹽酸得到H2和CI2,從而提出了酸的含氫學說
C.拉瓦錫基于金屬和O2的反應提出了燃燒的氧化學說
D.哈伯發明了以N2和H2為原料合成氨的方法
【答案】A
【知識點】氧化還原反應
【解析】【解答】A.向飽和食鹽水中依次通入氨氣和二氧化碳,發生反應:NH3 + CO2 + H2O + NaCl = NaHCO3↓ + NH4Cl,加熱生成的碳酸氫鈉得到碳酸鈉,該過程中沒有元素的化合價發生變化,為非氧化還原反應,故A正確;
B.戴維電解鹽酸制 H2和 Cl2,H和Cl的化合價發生變化,為氧化還原反應,故B錯誤;
C.金屬與氧氣反應生成金屬氧化物,該過程中金屬的單質的化合價升高,O元素的化合價降低,發生氧化還原反應,故C錯誤;
D.氮氣和氫氣合成氨氣的過程中,N元素和H元素的化合價發生變化,發生氧化還原反應,故D錯誤;
故選A。
【分析】氧化還原反應過程中一定有元素的化合價發生變化。
2.(2025·山東)化學應用體現在生活的方方面面,下列用法不合理的是(  )
A.用明礬凈化黃河水 B.用漂白粉漂白蠶絲制品
C.用食醋去除水壺中水垢 D.用小蘇打作烘焙糕點膨松劑
【答案】B
【知識點】水的凈化;常見的食品添加劑的組成、性質和作用
【解析】【解答】A.明礬溶于水后,電離產生的鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體,膠體具有吸附性,可吸附水中懸浮雜質(如泥沙)并聚沉,達到凈水目的,故A正確;
B.Ca(ClO)2具有強氧化性,會破壞蛋白質中的肽鍵和氨基酸結構,導致蠶絲纖維變性、脆化,損壞制品,因此漂白粉不宜用于漂白蠶絲等蛋白質類織物,故B錯誤;
C.食醋的主要成分為醋酸,能與水垢中的碳酸鈣、氫氧化鎂等反應生成可溶性鹽,除去水垢,故C正確;
D.小蘇打是碳酸氫鈉,碳酸氫鈉受熱分解生成二氧化碳,使面團膨脹,形成疏松多孔結構,故D正確;
故選B。
【分析】A.明礬水解生成氫氧化鋁膠體;
B.漂白粉的主要成分為Ca(ClO)2;
C.醋酸能與水垢反應生成可溶性鹽;
D.小蘇打是碳酸氫鈉的俗稱。
3.(2025·山東)實驗室中,下列試劑保存方法正確的是(  )
A.液溴加水封保存在廣口試劑瓶中
B.硝酸銀溶液保存在棕色細口試劑瓶中
C.高錳酸鉀與苯酚存放在同一藥品柜中
D.金屬鋰保存在盛有煤油的廣口試劑瓶中
【答案】B
【知識點】化學試劑的存放
【解析】【解答】A.液體藥品應保存在細口瓶中,因此液溴應保存在細口試劑瓶中,故A錯誤;
B.硝酸銀見光易分解,棕色試劑瓶可避光,細口瓶適合存放液體,因此硝酸銀溶液保存在棕色細口試劑瓶中,故B正確;
C.高錳酸鉀是強氧化劑,苯酚具有還原性,且易被氧化,強氧化劑與還原劑混合存放可能發生氧化還原反應,甚至引發火災或爆炸,需分開存放,故C錯誤;
D.金屬鋰化學性質活潑,易與空氣中的氧氣、水蒸氣反應,需隔絕空氣保存,鋰的密度比煤油小,會浮在煤油表面,無法被完全覆蓋,起不到隔絕空氣的作用,鋰應保存在石蠟油或固體石蠟中,故D錯誤;
故選B。
【分析】A.液溴易揮發;
B.硝酸銀見光易分解;
C.高錳酸鉀具有強氧化性,能氧化苯酚;
D.金屬鋰化學性質活潑,易與空氣中的氧氣、水蒸氣反應。
4.(2025·山東) 稱取1.6g 固體 NaOH 配制400mL濃度約為0.1mol·L-1的NaOH 溶液,下列儀器中不需要使用的是(  )
A.100mL燒杯 B.500mL容量瓶
C.500mL量筒 D.500mL細口試劑瓶(具橡膠塞)
【答案】C
【知識點】配制一定物質的量濃度的溶液
【解析】【解答】根據分析可知,需要的儀器為:100mL燒杯、500mL容量瓶、500mL細口試劑瓶(具橡膠塞),定容時用膠頭滴管精確加水,無需用量筒量取大量水,因此不需要500mL量筒。
故選C。
【分析】配制一定物質的量濃度溶液的步驟及所需儀器:
計算:稱取1.6gNaOH配制約 0.1 mol/L 的溶液,由于實驗室無400mL 容量瓶,需選用500mL容量瓶;
稱量:用托盤天平稱取1.6gNaOH;
溶解:將NaOH放入100mL 燒杯中,加適量蒸餾水溶解,并用玻璃棒攪拌;
轉移:冷卻后將溶液用玻璃棒引流至500mL容量瓶中;
洗滌:洗滌燒杯和玻璃棒 2~3 次,洗液并入容量瓶;
定容:向容量瓶中加水至刻度線下方 1~2 cm 處,改用膠頭滴管滴加至凹液面與刻度線相切;
搖勻:蓋好瓶塞,搖勻溶液;
保存:將配制好的溶液轉移至500mL細口試劑瓶(具橡膠塞)中保存。
5.(2025·山東)下列實驗涉及反應的離子方程式書寫正確的是(  )
A.用NaOH 溶液吸收少量SO2:SO2+ OH" = HSO3-
B.用Na2O2和水制備少量O2: Na2O2+H2O =2Na++2O2↑
C.用MnO2和濃鹽酸制備Cl2:
D.用稀硝酸溶解少量Cu粉:3Cu+8H++8NO3-= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
【答案】C
【知識點】離子方程式的書寫
【解析】【解答】A.少量 SO2與 NaOH 反應生成正鹽 Na2SO3,正確的離子方程式為:,故A錯誤;
B.該方程式原子不守恒,正確的離子方程式為,故B錯誤;
C.加熱條件下,二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯化錳、氯化鉀、氯氣和水,反應的離子方程式為 ,故C錯誤;
D.Cu (NO3)2為強電解質,應拆分為 Cu2+和,正確的離子方程式為: 3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O, 故D錯誤;
故選C。
【分析】A.SO2少量,生成亞硫酸鈉;
B.該方程式原子不守恒;
C.加熱條件下,二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯化錳、氯化鉀、氯氣和水;
D.Cu (NO3)2為強電解質。
6.(2025·山東) 第70號元素鐿(Yb)的基態原子價電子排布式為4f146s2。下列說法正確的是(  )
A.Yb的中子數與質子數之差為 104
B.Yb與°Yb是同一種核素
C.基態Yb原子核外共有10個d電子
D.Yb位于元素周期表中第6周期
【答案】D
【知識點】原子中的數量關系;元素周期表的結構及其應用
【解析】【解答】A.Yb質量數為174,中子數 = 174-70=104,中子數與質子數之差 = 104-70=34,故A錯誤;
B.核素由質子數和中子數共同決定,則Yb與Yb不是同一種核素,故B錯誤;
C.Yb 的電子排布式為[Xe]4f146s2 ,4f 能級含 14 個電子,6s 能級含 2 個電子,不含d能級電子,故C錯誤;
D.由分析可知,Yb位于元素周期表第 6 周期、ⅢB 族,故D正確;
故選D。
【分析】鐿為第 70 號元素,即質子數 = 原子序數 = 70, 基態原子價電子排布式為4f146s2,則位于元素周期表第 6 周期、ⅢB 族(鑭系元素)。
7.(2025·山東)用硫酸和NaN3可制備一元弱酸HN3。下列說法錯誤的是(  )
A.NaN3的水溶液顯堿性
B.N3-的空間構型為V形
C.NaN3為含有共價鍵的離子化合物
D.N3-的中心N原子所有價電子均參與成鍵
【答案】B
【知識點】共價鍵的形成及共價鍵的主要類型;判斷簡單分子或離子的構型;弱電解質在水溶液中的電離平衡
【解析】【解答】A.HN3為一元弱酸,則NaN3為強堿弱酸鹽,水解顯堿性,故A正確;
B.中心 N 原子采用sp雜化,兩側 N 原子與中心 N 形成σ鍵和離域π鍵,空間構型為直線形,而非V形,故B錯誤;
C.NaN3由Na+和構成,屬于離子化合物,中 N 原子間以共價鍵結合,故 NaN3為含有共價鍵的離子化合物 ,故C正確;
D. 中心N原子的價電子排布為 2s22p3, 在中,其與兩側N原子形成2個σ鍵和2個π鍵(離域 π 鍵),價電子全部用于成鍵,無孤電子對,故D正確;
故選B。
【分析】A.NaN3為強堿弱酸鹽;
B.根據價層電子對互斥理論判斷;
C. NaN3為離子化合物;
D.中心 N 原子的價電子排布為 2s22p3。
8.(2025·山東)物質性質與組成元素的性質有關,下列對物質性質差異解釋錯誤的是(  )
性質差異 主要原因
A 沸點:H2O>H2S 電離能:O>S
B 酸性:HClO>HBrO 電負性:Cl>Br
C 硬度:金剛石>晶體硅 原子半徑:Si>C
D 熔點:MgO>NaF 離子電荷: Mg2+ >Na+,O2- >F-
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知識點】物質的結構與性質之間的關系;晶體的類型與物質的性質的相互關系及應用
【解析】【解答】A.H2O 分子間存在氫鍵,而 H2S 分子間僅存在范德華力,氫鍵的作用力強于范德華力,故 H2O 沸點更高,與電離能無關,故A錯誤;
B.電負性:Cl > Br,導致 ClO-中 Cl 對O的吸電子能力更強,使 O-H 鍵極性增強,H+更易電離,故 HClO 酸性強于 HBrO,故B正確;
C.金剛石和晶體硅均為共價晶體,硬度取決于共價鍵強弱,原子半徑:Si > C,則C-C 鍵鍵長更短、鍵能更大,故金剛石硬度更高,故C正確;
D.MgO 和NaF均為離子晶體,熔點由離子鍵強弱決定,離子電荷越高、半徑越小,離子鍵越強,Mg2+和 O2-的電荷數均高于 Na+和 F-,故MgO 熔點更高,故D正確;
故選A。
【分析】A.電離能是氣態原子失去電子的難易程度,不影響物質的熔沸點;
B.電負性越大,鍵的極性越大;
C.鍵長越短,鍵能越大,硬度越高;
D.離子晶體離子所帶電荷數越多,離子半徑越小,熔沸點越高。
9.(2025·山東)用肼(N2H4)的水溶液處理核冷卻系統內壁上的鐵氧化物時,通常加入少量CuSO4,反應原理如圖所示。下列說法正確的是(  )
A.N2是還原反應的產物
B.還原性:N2H4C.處理后溶液的pH增大
D.圖示反應過程中起催化作用的是Cu2+
【答案】C
【知識點】氧化還原反應;催化劑
【解析】【解答】A.該反應中,是還原劑,發生氧化反應,生成氧化產物,A錯誤;
B.還原劑的還原性大于還原產物,因此還原性:,B錯誤;
C.該過程的總反應為:,該反應消耗,處理后溶液的增大,C正確;
D.由圖可知,圖示反應過程中起催化作用的是,D錯誤;
故選C。
【分析】由圖可知,和反應生成,催化和反應,為中間產物,則該反應的方程式為,該反應中,N元素的化合價升高,被氧化,為還原劑,Fe元素的化合價降低,被還原,為氧化劑,則為氧化產物,為還原產物。
10.(2025·山東)在恒容密閉容器中,Na2SiF6(s)熱解反應所得固相產物和氣相產物均為含氟化合物。平衡體系中各組分物質的量隨溫度的變化關系(實線部分)如圖所示。已知:T2溫度時,Na2SiF6(s)完全分解;體系中氣相產物在T1T3溫度時的分壓分別為p1,p3。下列說法錯誤的是(  )
A.a線所示物種為固相產物
B.T1溫度時,向容器中通入N2,氣相產物分壓仍為p1
C.p3小于T3溫度時熱解反應的平衡常數Kp。
D.T1溫度時、向容器中加入b線所示物種,重新達平衡時逆反應速率增大
【答案】C
【知識點】化學平衡轉化過程中的變化曲線;化學反應速率與化學平衡的綜合應用;化學平衡的計算
【解析】【解答】A.由分析可知,曲線a代表,是固相產物,A正確;
B.溫度時,向容器中通入,恒容密閉容器的體積不變,氣相產物分壓不變,仍為,B正確;
C.的平衡常數=p(),T3溫度下,達到平衡時氣相產物的分壓為,則此時=p()=,C錯誤;
D.由分析可知,b線代表,向容器中加入,平衡逆向移動,重新達平衡時逆反應速率增大,D正確;
故選C。
【分析】 Na2SiF6(s)熱解反應所得固相產物和氣相產物均為含氟化合物,則其分解產物為和,進而可知Na2SiF6(s)發生熱解的反應為:,物質的量變化量之比與化學計量數之比正相關,則曲線a表示,曲線b代表,曲線c代表。
二、選擇題:本題共5小題,每小題4分,共20分。每小題有一個或兩個選項符合題目要求,全部選對得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。
11.(2025·山東)完成下列實驗所用部分儀器或材料選擇正確的是(  )
實驗內容 儀器或材料
A 灼燒海帶 坩堝、泥三角
B 加熱濃縮NaCl溶液 表面皿、玻璃棒
C 稱量5.0gNaOH 固體 電子天平、稱量紙
D 量取25.00mL稀H2SO4 25mL移液管、錐形瓶
A.A B.B C.C D.D
【答案】A,D
【知識點】常用儀器及其使用
【解析】【解答】A.灼燒固體需用坩堝,坩堝放在泥三角上加熱,泥三角固定在鐵架臺上,故A正確;
B.加熱濃縮溶液應使用蒸發皿,表面皿常用于盛放少量液體或作蓋子,不能用于加熱,故B錯誤;
C.NaOH易潮解且具有腐蝕性,不能直接放在稱量紙上稱量,應放在小燒杯或表面皿中稱量,故C錯誤;
D.移液管用于精確量取液體,量取后將液體轉移至錐形瓶,故D正確;
故選AD。
【分析】A.用坩堝灼燒固體;
B.表面皿不用于加熱;
C.NaOH具有腐蝕性,應放在燒杯中稱量;
D.錐形瓶通常不用作量取液體的接收容器。
12.(2025·山東)全鐵液流電池工作原理如圖所示,兩電極分別為石墨電極和負載鐵的石墨電極。下列說法正確的是(  )
A.隔膜為陽離子交換膜
B.放電時,a極為負極
C.充電時,隔膜兩側溶液Fe2濃度均減小
D.理論上,Fe3+每減少1mol,Fe2+總量相應增加2mol
【答案】B,C
【知識點】原電池、電解池綜合
【解析】【解答】A.該電池工作的過程中,需要通過隔膜轉移電子實現電荷平衡,因此隔膜為陰離子交換膜,故A錯誤;
B.放電時,a電極上Fe失去電子生成Fe2+,則a為負極,故B正確;
C.充電時,陰極發生反應:Fe2++2e-=Fe,陽極發生反應:Fe2+-e-=Fe3+,均消耗Fe2+,因此 隔膜兩側溶液Fe2濃度均減小 ,故C正確;
D.該電池工作時的總反應為2Fe3++Fe=3Fe2+,則Fe3+每減少1mol,Fe2+總量相應增加1.5mol,故D錯誤;
故選BC。
【分析】全鐵液流電池工作的原理為:2Fe3++Fe=3Fe2+,放電時,負極反應為:Fe-2e-=Fe2+,正極反應為Fe3++e-=Fe2+。
13.(2025·山東) 鋼渣中富含CaO,SiO2,FeO,Fe2O3等氧化物,實驗室利用酸堿協同法分離鋼渣中的Ca,Si,Fe元素,流程如下。已知:Fe2(C2O4),能溶于水; Ksp(CaC2O4)=2.3x10-9,Kp(FeC2O4)=3.2x10-7。
下列說法錯誤的是(  )
A.試劑X可選用Fe粉
B.試劑Y可選用鹽酸
C.“分離”后Fe元素主要存在于濾液Ⅱ中
D.“酸浸”后濾液Ⅰ的pH過小會導致濾渣Ⅱ質量減少
【答案】B
【知識點】鐵的化學性質;常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用
【解析】【解答】A.加入試劑X是為了將亞鐵離子氧化為鐵離子,應選擇具有氧化性的物質,不能是Fe粉,故A錯誤;
B.試劑Y是為了將硅酸鈉轉化為硅酸,進而得到二氧化硅,可選用鹽酸,故B正確;
C.加入草酸分離的過程中,先形成 CaC2O4 沉淀除去Ca元素,分離后的Fe元素主要存在于濾液Ⅱ中,故C正確;
D.“酸浸”后濾液Ⅰ的pH過小,大量的氫離子結合草酸根離子生成草酸,生成的草酸鈣質量減少,即濾渣Ⅱ質量減少,故D正確;
故選A。
【分析】 鋼渣中富含CaO,SiO2,FeO,Fe2O3等氧化物,加入鹽酸酸浸,只有SiO2不反應,其他金屬氧化物轉化為對應的鹽,則濾渣1為SiO2,濾液1中主要含有FeCl2、FeCl3、CaCl2, Fe2(C2O4)能溶于水,濾液1中加入試劑X,將FeCl2氧化為FeCl3,加入草酸形成沉淀分離;濾渣1為SiO2,加入NaOH溶液堿浸,反應生成硅酸鈉,浸取液中主要含有硅酸鈉,加入試劑Y轉化最后得到SiO2。
14.(2025·山東)以異丁醛(M)為原料制備化合物Q的合成路線如下,下列說法錯誤的是(  )
A.M系統命名為2-甲基丙醛
B.若M+X→N原子利用率為100%,則X是甲醛
C.用酸性KMnO4溶液可鑒別N 和Q
D.P→Q過程中有CH3COOH生成
【答案】C,D
【知識點】有機物的鑒別;有機物的合成;有機物的結構和性質
【解析】【解答】A.M為醛,含醛基的碳原子為1號碳原子,甲基在2號碳原子上,則其系統命名為2-甲基丙醛,故A正確;
B.由分析可知,若M+X→N原子利用率為100%,說明M和X發生加成反應生成N,則X為HCHO,故B正確;
C.N中含有醛基,能被酸性高錳酸鉀氧化,Q含有碳碳雙鍵,能被酸性高錳酸鉀氧化,N和Q都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,不能用酸性高錳酸鉀鑒別兩者,故C錯誤;
D.P中的酯基水解有HOC2H5生成,沒有CH3COOH生成 ,故D錯誤;
故選CD。
【分析】M和X反應生成N,N比M多了一個碳原子,結合M和N的結構簡式可知,X為HCHO,P中含有碳碳雙鍵,考慮N生成P的過程中有發生消去反應,則N與CH2(COOC2H5)2先發生加成反應再發生消去反應生成P,P再堿性條件下水解再酸化得到Q。
15.(2025·山東)常溫下,假設1L水溶液中Co2+和C2O42-初始物質的量濃度均為0.01mol·L-1。平衡條件下,體系中全部四種含碳物種的摩爾分數隨pH的變化關系如圖所示(忽略溶液體積變化)。
已知:體系中含鈷物種的存在形式為Co2+,CoC2O4(s)和Co(OH)2(s);Ksp (CoC2O4)= 6.0x10°,Ksp[Co(OH)2]=5.9x10-15。
下列說法正確的是(  )
A.甲線所示物種為HC2O4-
B.H2C2O4的電離平衡常數Ka2=10-8
C.pH =a時,Co2+物質的量濃度為1.6x10-3mol·L'
D.pH=b時,物質的量濃度: c(OH-)【答案】C,D
【知識點】弱電解質在水溶液中的電離平衡;離子濃度大小的比較;電離平衡常數
【解析】【解答】A.由分析可知,甲線所示物種為,丙線代表,A不正確;
B.為二元中強酸,其酸式鹽的水溶液顯酸性,的電離程度大于其水解程度;當溶液中與濃度相等時,溶液顯酸性, ,則,故B不正確;
C.時, 的摩爾分數為0.84,的物質的量為,由水于溶液中初始物質的量濃度為,以Co2+極限最大濃度估算形成Co(OH)2時所要最小c(OH-)=,此時溶液呈堿性,應有較多草酸根,則a點無Co(OH)2,此時Co元素只有兩種存在形式:Co2+和CoC2O4,由Co元素守恒可得, 的物質的量濃度=0.01mol/L-0.01mol/L×84%=,C正確;
D.時,的濃度為,, ,D正確;
故選CD。
【分析】該體系中,C的存在形式包括:、、、,隨著增大,的摩爾分數逐漸減小,會轉化為溶解度更小的,的摩爾分數先增大后減小, 的摩爾分數逐漸增大。則甲線代表,丁線代表,根據曲線的走勢結合電離平衡的過程可知,乙線代表,丙線代表。由甲、丁兩線的交點可知,在該點和的摩爾分數相等,均為0.5,由于水溶液中和初始物質的量濃度均為,則此時溶液中的濃度為,由可知,的濃度為,再由可知,溶液中,,即,由乙和丙兩線的交點可知, 和的摩爾分數相等,均為0.08,則由C元素守恒可知,此時的摩爾分數為0.84。
三、非選擇題:本題共5小題,共60分。
16.(2025·山東)Fe單質及其化合物應用廣泛。回答下列問題:
(1)在元素周期表中,Fe位于第   周期   族。基態Fe原子與基態Fe3+離子未成對電子數之比為   
(2)尿素分子(H2NCONH2)與Fe3+形成配離子的硝酸鹽[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3俗稱尿素鐵,既可作鐵肥,又可作緩釋氮肥。
①元素C,N,O中,第一電離能最大的是   ,電負性最大的是   
②尿素分子中,C原子采取的軌道雜化方式為   
③八面體配離子[Fe(H2NCONH2)6]3+中Fe3+的配位數為6,碳氮鍵的鍵長均相等,則與Fe2+配位的原子是   (填元素符號)。
(3)α-Fe可用作合成氨催化劑、其體心立方晶胞如圖所示(晶胞邊長為apm)。
①α-Fe晶胞中Fe原子的半徑為   pm。
②研究發現,α一Fe晶胞中陰影所示m,n兩個截面的催化活性不同,截面單位面積含有Fe原子個數越多,催化活性越低。m,n截面中,催化活性較低的是   ,該截面單位面積含有的Fe原子為   個·pm-2。
【答案】(1)4;Ⅷ;4:5
(2)N;O;sp2雜化;O
(3);n;
【知識點】元素電離能、電負性的含義及應用;配合物的成鍵情況;晶胞的計算;原子軌道雜化方式及雜化類型判斷;元素周期表的結構及其應用
【解析】【解答】(1)Fe是第26號元素,在元素周期表中位于第4周期第Ⅷ族;基態Fe原子的價層電子排布式為3d64s2,其未成對電子數為4,基態Fe3+的價電子排布式為3d5,其未成對電子數為5,則 基態Fe原子與基態Fe3+離子未成對電子數之比為4:5,故答案為: 4;Ⅷ;4:5。
(2)①同一周期元素的第一電離能隨著原子序數增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,則第一電離能大小:N>O>C,第一電離最大的是N;同周期從左到右元素的電負性增大,故電負性:O>N>C,電負性最大的是O,故答案為:N;O。
②尿素分子中C原子與O原子形成雙鍵,其價層電子對數為3,采用sp2雜化,故答案為:sp2雜化。
③ 八面體配離子[Fe(H2NCONH2)6]3+中Fe3+的配位數為6,碳氮鍵的鍵長均相等,說明N原子沒有參與形成配位鍵,O原子提供孤電子對形成配位鍵,為配位原子,故答案為:O。
(3)①該晶胞邊長為apm,體對角線的長度為apm,由晶胞圖可知,4r(Fe)=apm,則Fe原子的半徑為 pm,故答案為:。
②m截面中,Fe原子數目為,n截面中,Fe原子數目為,截面單位面積含有Fe原子個數越多,催化活性越低,Fe原子數目:n截面>m截面,因此n截面的催化活性較低;該截面單位面積含有的Fe原子為 pm-2,故答案為: 。
【分析】(1)Fe為26號元素,其價電子排布式為3d64s2,基態Fe3+的價電子排布式為3d5;
(2)①同一周期元素的第一電離能隨著原子序數增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素;元素的非金屬性越強,電負性越大;
②雙鍵碳原子采用sp2雜化,飽和碳原子采用sp3雜化;
③提供孤電子對的原子為配位原子;
(3)①由圖可知,4r(Fe)=apm;
②根據均攤法計算截面中含有的Fe原子數目。
17.(2025·山東) 采用兩段焙燒—水浸法從鐵錳氧化礦(要含Fe2O3MnO2及Co,Cu,Ca,Si等元素的氧化物)分離提取Cu,Co,Mn等元素,工藝流程如下:
已知:該工藝條件下,(NH4)2SO4低溫分解生成NH4HSO4,高溫則完全分解為氣體;Fe2(SO4)3在650℃完全分解,其他金屬硫酸鹽分解溫度均高于700℃。
回答下列問題:
(1)“低溫焙燒”時金屬氧化物均轉化為硫酸鹽。MnO2與NH4HSO4反應轉化為MnSO4時有N2生成,該反應的化學方程式為   .。“高溫焙燒”溫度為650℃,“水浸”所得濾渣主要成分除SiO2外還含有   (填化學式)。
(2)在(NH4)2SO4投料量不變的情況下,與兩段焙燒工藝相比,直接“高溫焙燒”,“水浸”時金屬元素的浸出率   (填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)HR萃取Cu2+反應為:。“反萃取”時加入的試劑為   (填化學式)。
(4)“沉鈷”中,pH=4時Co2+恰好沉淀完全[c(Co2+)=1×10-5mol·L'],則此時溶液中
c(H2S)=   mol-1L"。已知:Ka1(H2S)=1x10-7,Ka2(H2S)=1x10-13,Ksp(CoS) =4x10-21。
CoS“溶解”時發生反應的離子方程式為   
(5)“沉錳”所得濾液并入“吸收”液中,經處理后所得產品導入   (填操作單元名稱)循環利用。
【答案】(1)3MnO2+3NH4HSO4=3MnSO4+N2↑+NH3↑+6H2O;Fe2O3
(2)減小
(3)H2SO4
(4)4×10-16;CoS+2H++H2O2=Co2++S+2H2O
(5)低溫焙燒
【知識點】常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用
【解析】【解答】(1)低溫焙燒,金屬氧化物均轉化為硫酸鹽, MnO2與NH4HSO4反應轉化為MnSO4時有N2生成 ,同時有氨氣產生,則該反應的化學方程式為:;高溫焙燒的溫度為650℃,只有硫酸鐵發生分解,生成三氧化硫氣體和氧化鐵,二氧化硅,氧化鐵,硫酸鈣等在水中溶解度都較小,所以“水浸”所得濾渣的主要成分除了SiO2外還含有,Fe2O3、CaSO4;故答案為:;Fe2O3、CaSO4。
(2)硫酸銨低溫分解成硫酸氫銨,高溫則完全分解成氣體,如果直接高溫焙燒,則硫酸銨會分解,物質的量減少,導致金屬元素的浸出率減小,故答案為:減小。
(3) HR萃取Cu2+反應為:(有機相)(水相)(有機相)(水相),加入有機相將銅離子萃取到有機相中,反萃取時需要使平衡逆向移動,生成銅離子,而且為了不引入新的雜質,應加入的試劑為稀H2SO4,故答案為:H2SO4。
(4)沉鈷時,pH=4時Co2+恰好沉淀完全,此時c(Co2+)=1×10-5mol/L,則c(H+)=1×10-4mol/L,Ksp((CoS)= 4×10-21,,又因為Ka1(H2S)= 1×10-7,Ka2(H2S)= 1×10-13,,則c(H2S)= ==4×10-4 mol/L;CoS溶解時加入了過氧化氫、稀硫酸,反應生成CoSO4和S,則反應的離子方程式為:,故答案為:4×10-4;。
(5)沉錳過程中,加入碳酸氫銨,生成碳酸錳,二氧化碳,硫酸銨等,過濾后濾液中的硫酸銨可并入吸收液中,經過處理后導入低溫焙燒循環使用,故答案為:低溫焙燒。
【分析】 鐵錳氧化礦(主要含Fe2O3、MnO2及Co,Cu,Ca,Si等元素的氧化物),加入硫酸銨低溫焙燒, (NH4)2SO4低溫分解生成NH4HSO4, 金屬氧化物轉化為對應的硫酸鹽,同時有氨氣產生,用稀硫酸吸收生成的氨氣生成硫酸銨溶液,高溫焙燒,只有硫酸鐵發生了分解,產生三氧化硫氣體和氧化鐵,水浸后,過濾分離出濾渣,濾渣主要為二氧化硅,氧化鐵,及硫酸鈣,后續萃取分離,將銅元素萃取到有機相中,最終得到硫酸銅溶液,水相主要含有鈷元素和錳元素,加入硫化鈉,調節pH,生成硫化鈷,過濾分離最終得到硫酸鈷溶液,濾液中加入碳酸氫銨,生成碳酸錳沉淀。
18.(2025·山東)如下不飽和聚酯可用于制備玻璃鋼。
實驗室制備該聚酯的相關信息和裝置示意圖如下(加熱及夾持裝置略):
原料 結構簡式 熔點/℃ 沸點/℃
順丁烯二酸酐 52.6 202.2
鄰苯二甲酸酐 130.8 295.0
丙-1,2-二醇 -60.0 187.6
實驗過程:
①在裝置A中加入上述三種原料,緩慢通入N2。攪拌下加熱,兩種酸酐分別與丙-1,2-二醇發生醇解反應,主要生成和。然后逐步升溫至190~200℃,醇解產物發生縮聚反應生成聚酯。
②縮聚反應后期,每隔一段時間從裝置A中取樣并測量其酸值,直至酸值達到聚合度要求(酸值:中和1克樣品所消耗KOH的毫克數)。
回答下列問題:
(1)理論上,原料物質的量投料比n(順丁烯二酸酐):n(鄰苯二甲酸酐):n(丙-1,2-二醇)=   
(2)裝置B的作用是   ;儀器C的名稱是   ;反應過程中,應保持溫度計2示數處于一定范圍,合理的是   (填標號)。
A.55~60℃ B.100~105° C.190~195℃
(3)為測定酸值,取a g樣品配制250.00mL溶液.移取25.00mL溶液,用c mol·L-1 KOH一乙醇標準溶液滴定至終點,重復實驗,數據如下:
序號 1 2 3 4 5
滴定前讀數/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00
滴定后讀數/mL 24.98 49.78 24.10 25.00 25.02
應舍棄的數據為   (填序號);測得該樣品的酸值為   (用含a,c的代數式表示)。若測得酸值高于聚合度要求,可采取的措施為   (填標號)。
A.立即停止加熱 B.排出裝置D內的液體 C.增大N2的流速
(4)實驗中未另加催化劑的原因是   
【答案】(1)1:1:2
(2)冷凝回流;直形冷凝管;B
(3)2,3; ;C
(4)醇解反應生成羧酸,即可作為縮聚反應的催化劑
【知識點】中和滴定;制備實驗方案的設計
【解析】【解答】(1) 由和按物質的量之比1:1發生縮聚反應生成, 和分別與 以物質的量之比1:1反應生成和,則理論上原料物質的量投料比n(順丁烯二酸酐):n(鄰苯二甲酸酐):n(丙-1,2-二醇)= 1:1:2,故答案為:1:1:2。
(2)裝置A中3種原料在加熱的條件下發生反應,有機原料具有一定的揮發性,若這些原料的蒸氣隨氮氣一起流出,則原料的利用率減小,從而導致產品的產率減小,因此,需要冷凝回流裝置,裝置B為空氣冷凝管,其作用是導氣,同時將順丁烯二酸酐、苯二甲酸酐、丙-1,2-二醇以及醇解反應的產物冷凝回流到裝置A中,但是不會將水蒸氣冷凝;儀器C的名稱是直形冷凝管;根據3種原料的沸點可知,反應過程中,應保持溫度計2示數高于水的沸點、低于原料的沸點,防止原料流失,則合理的是100~105℃,故選B,故答案為:冷凝回流;直形冷凝管;B。
(3)5次滴定消耗標準溶液的體積分別為24.98mL、24.80mL、24.10mL、25.00mL、25.02mL,第2、3兩次實驗的數據的誤差明顯偏大,舍去;剩余3次滴定消耗標準液的平均體積為25.00mL,25.00mL cmol·L-1KOH一乙醇標準溶液中含有KOH的質量為25.00mL ×10-3L·mL-1×cmol·L-1×56000 mg·mol-1=1400c mg,則該樣品的酸值為;
若測得酸值高于聚合度要求,說明樣品中所含的羧基數目較多,還有一部分單體沒有發生充分發生縮聚反應:
A.若立即停止加熱,則酸值不變,不能達到目的,相反地,可以繼續加熱,讓縮聚反應充分進行,故A不符合題意;
B.若排出裝置D內的液體,可以除去未參與縮聚反應的單體,降低混合物的酸值,故B不符合題意;
C.的作用是一方面可以將生成的水帶走,另一方面可以起到攪拌作用,從而加快反應速率且促進縮聚反應充分進行,因此增大的流速可行,故C符合題意;
故選C。
故答案為:2、3;;C。
(4)實驗過程中加入2種酸酐,酸酐本身就能催化成酯反應,且可以與水反應,促進縮聚反應正向進行,因此不需要另加催化劑,故答案為:酸酐本身就能催化成酯反應,且可以與水反應,促進縮聚反應正向進行。
【分析】(1)根據反應原理確定投料比;
(2)裝置B能冷凝回流原料,提高原料利用率;儀器C的直形冷凝管;溫度2要高于水的沸點、低于原料的沸點;
(3)根據所測數據計算;若測得酸值高于聚合度要求,說明樣品中所含的羧基數目較多,還有部分單體未反應;
(4)酸酐能催化成酯反應。
19.(2025·山東)麻醉藥布比卡因(1)的兩條合成路線如下:
已知:①②
回答下列問題:
(1) A 結構簡式為   ;B中含氧官能團名稱為   
(2) C→D反應類型為   ;D+E→H化學方程式為   
(3)G的同分異構體中,同時滿足下列條件的結構簡式為   (寫出一種即可)。
①含-NH2含2個苯環③含4種不同化學環境的氫原子
(4)H中存在酰胺基N原子(a)和雜環N原子(b),N原子電子云密度越大,堿性越強,則堿性較強的N原子是   (填“a”或“b”)。
(5)結合路線信息,用H2/PtO2催化加氫時,下列有機物中最難反應的是____(填標號)。
A.苯() B.吡啶()
C.環已-1,3-二烯() D.環己-1,4二烯()
(6) 以,為主要原料合成利用上述信息補全合成路線。
【答案】(1);羧基
(2)取代反應;
(3)(答案不唯一)
(4)b
(5)A
(6)
【知識點】有機物的推斷;有機物的合成;有機物的結構和性質;同分異構現象和同分異構體
【解析】【解答】(1)由分析可知,A的結構式為,B為,B含有的含氧官能團名稱為羧基,故答案為:;羧基。
(2)由分析可知,C與PCl3發生取代反應生成D;D與E發生取代反應生成H,則反應的化學方程式為:,故答案為:取代反應;。
(3)由分析可知,G為,其同分異構體滿足:①含,②含2個苯環,③含4種不同化學環境的氫原子,說明物質結構高度對稱,符合條件的結構簡式為,故答案為:。
(4)H為,存在酰胺基N原子(a)和雜環N原子(b),N原子電子云密度越大,堿性越強,烷基是給電子基,酰胺基受旁邊碳氧雙鍵的影響,導致雜環N原子(b)上電子云密度增大,堿性增強,所以堿性較強的N原子(b),故答案為:b。
(5)合成路線中涉及到用H2/PtO2加成的路線有B→C,G→H,B→C反應中,吡啶環被加成,G→H轉化時,吡啶環被加成,但苯環仍然存在,說明苯環不易被加成,C,D選項中含有碳碳雙鍵,碳碳雙鍵不穩定,易發生加成反應,所以下列有機物最難反應的是苯環,故答案為:A。
(6)參考題干合成路徑,與發生取代反應生成,與氫氣加成得到,與1-溴丙烷發生取代反應得到,所以需要補充的合成路線為,故答案為。
【分析】H與發生已知②的反應生成產物I,結合I的結構簡式和H的分子式可知,H為,D與E發生已知①的反應生成,A的分子式為C6H7N,結合I的結構式可推出A的結構式為,A被高錳酸鉀氧化為B,應該是A中含有的甲基被氧化為羧基,則B的結構簡式為,B與氫氣加成生成C,則C的結構簡式為,C與PCl3發生取代反應生成D,則D的結構簡式為,D與發生已知①的反應生成H,結合H的結構簡式可知,E為;另一條路徑:與SOCl2反應生成F,則F的結構簡式為,與發生已知①的反應生成G,則G的結構簡式為,與氫氣加成得到,H與發生已知②的反應生成產物I。
20.(2025·山東) 利用CaS循環再生可將燃煤尾氣中的SO,轉化生產單質硫,涉及的主要反應如下:
I . CaS(s) +2SO2(g) =CaSO4(s)+S2(g) ΔH1
II. CaSO4(s) +4H2(g)=CaS(s)+ 4H2O(g) ΔH2
III. SO2(g)+3H2(g)=H,S(g)+2H2O(g) ΔH3
恒容條件下,按1mol CaS,1mol SO2和0.1mol H2投料反應。平衡體系中,各氣態物種的lg n隨溫度的變化關系如圖所示,n為氣態物種物質的量的值。
已知:圖示溫度范圍內反應Ⅱ平衡常數K=108基本不變。
回答下列問題:
(1) 反應的焓變ΔH =   ((用含ΔH1,ΔH2的代數式表示)。
(2)乙線所示物種為   (填化學式)。反應Ⅲ的焓變ΔH3   0 (填“>”“<”或“=”)。
(3)T溫度下,體系達平衡時,乙線、丙線所示物種的物質的量相等,若丁線所示物種為a mol,則S2為   mol(用含a的代數式表示);此時,CaS與CaSO4物質的量的差值n(CaS)-n(CaSO4)=   mol(用含a的最簡代數式表示)。
(4)T2溫度下,體系達平衡后,壓縮容器體積S2產率增大。與壓縮前相比,重新達平衡時,H2S與H2物質的量之比   (填“增大”“減小”或“不變”), H2O 物質的量n(H2O)   (填“增大”“減小”或“不變”)。
【答案】(1)ΔH1+ΔH2
(2)H2O;<
(3)0.45+;150a
(4)增大;減小
【知識點】蓋斯定律及其應用;化學平衡移動原理;化學平衡轉化過程中的變化曲線;化學平衡的計算
【解析】【解答】(1)根據蓋斯定律,將I+Ⅱ可得,則 ΔH = ΔH1+ΔH2 ,故答案為: ΔH1+ΔH2 。
(2) 圖示溫度范圍內反應Ⅱ平衡常數K=108基本不變 ,則,則, 因此可知曲線乙表示的物質為H2O,曲線丁表示的物種為H2,隨溫度升高,S2減小,說明反應I的平衡逆向移動,則SO2增大,因此丙曲線代表SO2,甲曲線代表H2S,隨著溫度升高,H2S減小,說明反應Ⅲ的平衡逆向移動,則反應Ⅲ為放熱反應,其焓變 ΔH3 <0,故答案為:H2O;<。
(3)T1溫度下,反應達到平衡時,乙線(H2)、丙線(SO2)所示物種的物質的量相等,設H2為amol,則H2O和SO2均為100amol,根據H元素守恒可得,H2S的物質的量為0.1-101a,根據S原子守恒可知,S2的物質的量為 0.45+ ;根據O守恒可得,CaSO4的物質的量為, 根據Ca守恒可得,CaS的物質的量為(1-)mol,則 n(CaS)-n(CaSO4)= 1--=150amol,故答案為: 0.45+ ;150a。
(4)反應Ⅲ的平衡常數表達式為, T2溫度下,體系達平衡后 ,壓縮容器體積,反應I的平衡正向移動,c(SO2)增大,為定值,而K3不變,則 增大;根據H守恒有n(H2S)+n(H2O)+n(H2)=0.1mol,則n(H2S)+1.01n(H2O)=0.1mol,增大壓強,反應Ⅲ的平衡正向移動,n(H2S)增大,則 n(H2O) 減小,故答案為:增大;減小。
【分析】(1)根據蓋斯定律計算;
(2)升溫平衡向吸熱反應方向移動,據此判斷;
(3)結合元素守恒列式計算;
(4)壓縮容器體積,壓強增大, 的平衡正向移動。
1 / 1山東省2025年高考化學試題
一、選擇題:本題共10小題,每小題2分,共20分。每小題只有一個選項符合題目要求。
1.(2025·山東)下列在化學史上產生重要影響的成果中,不涉及氧化還原反應的是(  )
A.侯德榜發明了以NH3CO2和NaCl為原料的聯合制堿法
B.戴維電解鹽酸得到H2和CI2,從而提出了酸的含氫學說
C.拉瓦錫基于金屬和O2的反應提出了燃燒的氧化學說
D.哈伯發明了以N2和H2為原料合成氨的方法
2.(2025·山東)化學應用體現在生活的方方面面,下列用法不合理的是(  )
A.用明礬凈化黃河水 B.用漂白粉漂白蠶絲制品
C.用食醋去除水壺中水垢 D.用小蘇打作烘焙糕點膨松劑
3.(2025·山東)實驗室中,下列試劑保存方法正確的是(  )
A.液溴加水封保存在廣口試劑瓶中
B.硝酸銀溶液保存在棕色細口試劑瓶中
C.高錳酸鉀與苯酚存放在同一藥品柜中
D.金屬鋰保存在盛有煤油的廣口試劑瓶中
4.(2025·山東) 稱取1.6g 固體 NaOH 配制400mL濃度約為0.1mol·L-1的NaOH 溶液,下列儀器中不需要使用的是(  )
A.100mL燒杯 B.500mL容量瓶
C.500mL量筒 D.500mL細口試劑瓶(具橡膠塞)
5.(2025·山東)下列實驗涉及反應的離子方程式書寫正確的是(  )
A.用NaOH 溶液吸收少量SO2:SO2+ OH" = HSO3-
B.用Na2O2和水制備少量O2: Na2O2+H2O =2Na++2O2↑
C.用MnO2和濃鹽酸制備Cl2:
D.用稀硝酸溶解少量Cu粉:3Cu+8H++8NO3-= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
6.(2025·山東) 第70號元素鐿(Yb)的基態原子價電子排布式為4f146s2。下列說法正確的是(  )
A.Yb的中子數與質子數之差為 104
B.Yb與°Yb是同一種核素
C.基態Yb原子核外共有10個d電子
D.Yb位于元素周期表中第6周期
7.(2025·山東)用硫酸和NaN3可制備一元弱酸HN3。下列說法錯誤的是(  )
A.NaN3的水溶液顯堿性
B.N3-的空間構型為V形
C.NaN3為含有共價鍵的離子化合物
D.N3-的中心N原子所有價電子均參與成鍵
8.(2025·山東)物質性質與組成元素的性質有關,下列對物質性質差異解釋錯誤的是(  )
性質差異 主要原因
A 沸點:H2O>H2S 電離能:O>S
B 酸性:HClO>HBrO 電負性:Cl>Br
C 硬度:金剛石>晶體硅 原子半徑:Si>C
D 熔點:MgO>NaF 離子電荷: Mg2+ >Na+,O2- >F-
A.A B.B C.C D.D
9.(2025·山東)用肼(N2H4)的水溶液處理核冷卻系統內壁上的鐵氧化物時,通常加入少量CuSO4,反應原理如圖所示。下列說法正確的是(  )
A.N2是還原反應的產物
B.還原性:N2H4C.處理后溶液的pH增大
D.圖示反應過程中起催化作用的是Cu2+
10.(2025·山東)在恒容密閉容器中,Na2SiF6(s)熱解反應所得固相產物和氣相產物均為含氟化合物。平衡體系中各組分物質的量隨溫度的變化關系(實線部分)如圖所示。已知:T2溫度時,Na2SiF6(s)完全分解;體系中氣相產物在T1T3溫度時的分壓分別為p1,p3。下列說法錯誤的是(  )
A.a線所示物種為固相產物
B.T1溫度時,向容器中通入N2,氣相產物分壓仍為p1
C.p3小于T3溫度時熱解反應的平衡常數Kp。
D.T1溫度時、向容器中加入b線所示物種,重新達平衡時逆反應速率增大
二、選擇題:本題共5小題,每小題4分,共20分。每小題有一個或兩個選項符合題目要求,全部選對得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。
11.(2025·山東)完成下列實驗所用部分儀器或材料選擇正確的是(  )
實驗內容 儀器或材料
A 灼燒海帶 坩堝、泥三角
B 加熱濃縮NaCl溶液 表面皿、玻璃棒
C 稱量5.0gNaOH 固體 電子天平、稱量紙
D 量取25.00mL稀H2SO4 25mL移液管、錐形瓶
A.A B.B C.C D.D
12.(2025·山東)全鐵液流電池工作原理如圖所示,兩電極分別為石墨電極和負載鐵的石墨電極。下列說法正確的是(  )
A.隔膜為陽離子交換膜
B.放電時,a極為負極
C.充電時,隔膜兩側溶液Fe2濃度均減小
D.理論上,Fe3+每減少1mol,Fe2+總量相應增加2mol
13.(2025·山東) 鋼渣中富含CaO,SiO2,FeO,Fe2O3等氧化物,實驗室利用酸堿協同法分離鋼渣中的Ca,Si,Fe元素,流程如下。已知:Fe2(C2O4),能溶于水; Ksp(CaC2O4)=2.3x10-9,Kp(FeC2O4)=3.2x10-7。
下列說法錯誤的是(  )
A.試劑X可選用Fe粉
B.試劑Y可選用鹽酸
C.“分離”后Fe元素主要存在于濾液Ⅱ中
D.“酸浸”后濾液Ⅰ的pH過小會導致濾渣Ⅱ質量減少
14.(2025·山東)以異丁醛(M)為原料制備化合物Q的合成路線如下,下列說法錯誤的是(  )
A.M系統命名為2-甲基丙醛
B.若M+X→N原子利用率為100%,則X是甲醛
C.用酸性KMnO4溶液可鑒別N 和Q
D.P→Q過程中有CH3COOH生成
15.(2025·山東)常溫下,假設1L水溶液中Co2+和C2O42-初始物質的量濃度均為0.01mol·L-1。平衡條件下,體系中全部四種含碳物種的摩爾分數隨pH的變化關系如圖所示(忽略溶液體積變化)。
已知:體系中含鈷物種的存在形式為Co2+,CoC2O4(s)和Co(OH)2(s);Ksp (CoC2O4)= 6.0x10°,Ksp[Co(OH)2]=5.9x10-15。
下列說法正確的是(  )
A.甲線所示物種為HC2O4-
B.H2C2O4的電離平衡常數Ka2=10-8
C.pH =a時,Co2+物質的量濃度為1.6x10-3mol·L'
D.pH=b時,物質的量濃度: c(OH-)三、非選擇題:本題共5小題,共60分。
16.(2025·山東)Fe單質及其化合物應用廣泛。回答下列問題:
(1)在元素周期表中,Fe位于第   周期   族。基態Fe原子與基態Fe3+離子未成對電子數之比為   
(2)尿素分子(H2NCONH2)與Fe3+形成配離子的硝酸鹽[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3俗稱尿素鐵,既可作鐵肥,又可作緩釋氮肥。
①元素C,N,O中,第一電離能最大的是   ,電負性最大的是   
②尿素分子中,C原子采取的軌道雜化方式為   
③八面體配離子[Fe(H2NCONH2)6]3+中Fe3+的配位數為6,碳氮鍵的鍵長均相等,則與Fe2+配位的原子是   (填元素符號)。
(3)α-Fe可用作合成氨催化劑、其體心立方晶胞如圖所示(晶胞邊長為apm)。
①α-Fe晶胞中Fe原子的半徑為   pm。
②研究發現,α一Fe晶胞中陰影所示m,n兩個截面的催化活性不同,截面單位面積含有Fe原子個數越多,催化活性越低。m,n截面中,催化活性較低的是   ,該截面單位面積含有的Fe原子為   個·pm-2。
17.(2025·山東) 采用兩段焙燒—水浸法從鐵錳氧化礦(要含Fe2O3MnO2及Co,Cu,Ca,Si等元素的氧化物)分離提取Cu,Co,Mn等元素,工藝流程如下:
已知:該工藝條件下,(NH4)2SO4低溫分解生成NH4HSO4,高溫則完全分解為氣體;Fe2(SO4)3在650℃完全分解,其他金屬硫酸鹽分解溫度均高于700℃。
回答下列問題:
(1)“低溫焙燒”時金屬氧化物均轉化為硫酸鹽。MnO2與NH4HSO4反應轉化為MnSO4時有N2生成,該反應的化學方程式為   .。“高溫焙燒”溫度為650℃,“水浸”所得濾渣主要成分除SiO2外還含有   (填化學式)。
(2)在(NH4)2SO4投料量不變的情況下,與兩段焙燒工藝相比,直接“高溫焙燒”,“水浸”時金屬元素的浸出率   (填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)HR萃取Cu2+反應為:。“反萃取”時加入的試劑為   (填化學式)。
(4)“沉鈷”中,pH=4時Co2+恰好沉淀完全[c(Co2+)=1×10-5mol·L'],則此時溶液中
c(H2S)=   mol-1L"。已知:Ka1(H2S)=1x10-7,Ka2(H2S)=1x10-13,Ksp(CoS) =4x10-21。
CoS“溶解”時發生反應的離子方程式為   
(5)“沉錳”所得濾液并入“吸收”液中,經處理后所得產品導入   (填操作單元名稱)循環利用。
18.(2025·山東)如下不飽和聚酯可用于制備玻璃鋼。
實驗室制備該聚酯的相關信息和裝置示意圖如下(加熱及夾持裝置略):
原料 結構簡式 熔點/℃ 沸點/℃
順丁烯二酸酐 52.6 202.2
鄰苯二甲酸酐 130.8 295.0
丙-1,2-二醇 -60.0 187.6
實驗過程:
①在裝置A中加入上述三種原料,緩慢通入N2。攪拌下加熱,兩種酸酐分別與丙-1,2-二醇發生醇解反應,主要生成和。然后逐步升溫至190~200℃,醇解產物發生縮聚反應生成聚酯。
②縮聚反應后期,每隔一段時間從裝置A中取樣并測量其酸值,直至酸值達到聚合度要求(酸值:中和1克樣品所消耗KOH的毫克數)。
回答下列問題:
(1)理論上,原料物質的量投料比n(順丁烯二酸酐):n(鄰苯二甲酸酐):n(丙-1,2-二醇)=   
(2)裝置B的作用是   ;儀器C的名稱是   ;反應過程中,應保持溫度計2示數處于一定范圍,合理的是   (填標號)。
A.55~60℃ B.100~105° C.190~195℃
(3)為測定酸值,取a g樣品配制250.00mL溶液.移取25.00mL溶液,用c mol·L-1 KOH一乙醇標準溶液滴定至終點,重復實驗,數據如下:
序號 1 2 3 4 5
滴定前讀數/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00
滴定后讀數/mL 24.98 49.78 24.10 25.00 25.02
應舍棄的數據為   (填序號);測得該樣品的酸值為   (用含a,c的代數式表示)。若測得酸值高于聚合度要求,可采取的措施為   (填標號)。
A.立即停止加熱 B.排出裝置D內的液體 C.增大N2的流速
(4)實驗中未另加催化劑的原因是   
19.(2025·山東)麻醉藥布比卡因(1)的兩條合成路線如下:
已知:①②
回答下列問題:
(1) A 結構簡式為   ;B中含氧官能團名稱為   
(2) C→D反應類型為   ;D+E→H化學方程式為   
(3)G的同分異構體中,同時滿足下列條件的結構簡式為   (寫出一種即可)。
①含-NH2含2個苯環③含4種不同化學環境的氫原子
(4)H中存在酰胺基N原子(a)和雜環N原子(b),N原子電子云密度越大,堿性越強,則堿性較強的N原子是   (填“a”或“b”)。
(5)結合路線信息,用H2/PtO2催化加氫時,下列有機物中最難反應的是____(填標號)。
A.苯() B.吡啶()
C.環已-1,3-二烯() D.環己-1,4二烯()
(6) 以,為主要原料合成利用上述信息補全合成路線。
20.(2025·山東) 利用CaS循環再生可將燃煤尾氣中的SO,轉化生產單質硫,涉及的主要反應如下:
I . CaS(s) +2SO2(g) =CaSO4(s)+S2(g) ΔH1
II. CaSO4(s) +4H2(g)=CaS(s)+ 4H2O(g) ΔH2
III. SO2(g)+3H2(g)=H,S(g)+2H2O(g) ΔH3
恒容條件下,按1mol CaS,1mol SO2和0.1mol H2投料反應。平衡體系中,各氣態物種的lg n隨溫度的變化關系如圖所示,n為氣態物種物質的量的值。
已知:圖示溫度范圍內反應Ⅱ平衡常數K=108基本不變。
回答下列問題:
(1) 反應的焓變ΔH =   ((用含ΔH1,ΔH2的代數式表示)。
(2)乙線所示物種為   (填化學式)。反應Ⅲ的焓變ΔH3   0 (填“>”“<”或“=”)。
(3)T溫度下,體系達平衡時,乙線、丙線所示物種的物質的量相等,若丁線所示物種為a mol,則S2為   mol(用含a的代數式表示);此時,CaS與CaSO4物質的量的差值n(CaS)-n(CaSO4)=   mol(用含a的最簡代數式表示)。
(4)T2溫度下,體系達平衡后,壓縮容器體積S2產率增大。與壓縮前相比,重新達平衡時,H2S與H2物質的量之比   (填“增大”“減小”或“不變”), H2O 物質的量n(H2O)   (填“增大”“減小”或“不變”)。
答案解析部分
1.【答案】A
【知識點】氧化還原反應
【解析】【解答】A.向飽和食鹽水中依次通入氨氣和二氧化碳,發生反應:NH3 + CO2 + H2O + NaCl = NaHCO3↓ + NH4Cl,加熱生成的碳酸氫鈉得到碳酸鈉,該過程中沒有元素的化合價發生變化,為非氧化還原反應,故A正確;
B.戴維電解鹽酸制 H2和 Cl2,H和Cl的化合價發生變化,為氧化還原反應,故B錯誤;
C.金屬與氧氣反應生成金屬氧化物,該過程中金屬的單質的化合價升高,O元素的化合價降低,發生氧化還原反應,故C錯誤;
D.氮氣和氫氣合成氨氣的過程中,N元素和H元素的化合價發生變化,發生氧化還原反應,故D錯誤;
故選A。
【分析】氧化還原反應過程中一定有元素的化合價發生變化。
2.【答案】B
【知識點】水的凈化;常見的食品添加劑的組成、性質和作用
【解析】【解答】A.明礬溶于水后,電離產生的鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體,膠體具有吸附性,可吸附水中懸浮雜質(如泥沙)并聚沉,達到凈水目的,故A正確;
B.Ca(ClO)2具有強氧化性,會破壞蛋白質中的肽鍵和氨基酸結構,導致蠶絲纖維變性、脆化,損壞制品,因此漂白粉不宜用于漂白蠶絲等蛋白質類織物,故B錯誤;
C.食醋的主要成分為醋酸,能與水垢中的碳酸鈣、氫氧化鎂等反應生成可溶性鹽,除去水垢,故C正確;
D.小蘇打是碳酸氫鈉,碳酸氫鈉受熱分解生成二氧化碳,使面團膨脹,形成疏松多孔結構,故D正確;
故選B。
【分析】A.明礬水解生成氫氧化鋁膠體;
B.漂白粉的主要成分為Ca(ClO)2;
C.醋酸能與水垢反應生成可溶性鹽;
D.小蘇打是碳酸氫鈉的俗稱。
3.【答案】B
【知識點】化學試劑的存放
【解析】【解答】A.液體藥品應保存在細口瓶中,因此液溴應保存在細口試劑瓶中,故A錯誤;
B.硝酸銀見光易分解,棕色試劑瓶可避光,細口瓶適合存放液體,因此硝酸銀溶液保存在棕色細口試劑瓶中,故B正確;
C.高錳酸鉀是強氧化劑,苯酚具有還原性,且易被氧化,強氧化劑與還原劑混合存放可能發生氧化還原反應,甚至引發火災或爆炸,需分開存放,故C錯誤;
D.金屬鋰化學性質活潑,易與空氣中的氧氣、水蒸氣反應,需隔絕空氣保存,鋰的密度比煤油小,會浮在煤油表面,無法被完全覆蓋,起不到隔絕空氣的作用,鋰應保存在石蠟油或固體石蠟中,故D錯誤;
故選B。
【分析】A.液溴易揮發;
B.硝酸銀見光易分解;
C.高錳酸鉀具有強氧化性,能氧化苯酚;
D.金屬鋰化學性質活潑,易與空氣中的氧氣、水蒸氣反應。
4.【答案】C
【知識點】配制一定物質的量濃度的溶液
【解析】【解答】根據分析可知,需要的儀器為:100mL燒杯、500mL容量瓶、500mL細口試劑瓶(具橡膠塞),定容時用膠頭滴管精確加水,無需用量筒量取大量水,因此不需要500mL量筒。
故選C。
【分析】配制一定物質的量濃度溶液的步驟及所需儀器:
計算:稱取1.6gNaOH配制約 0.1 mol/L 的溶液,由于實驗室無400mL 容量瓶,需選用500mL容量瓶;
稱量:用托盤天平稱取1.6gNaOH;
溶解:將NaOH放入100mL 燒杯中,加適量蒸餾水溶解,并用玻璃棒攪拌;
轉移:冷卻后將溶液用玻璃棒引流至500mL容量瓶中;
洗滌:洗滌燒杯和玻璃棒 2~3 次,洗液并入容量瓶;
定容:向容量瓶中加水至刻度線下方 1~2 cm 處,改用膠頭滴管滴加至凹液面與刻度線相切;
搖勻:蓋好瓶塞,搖勻溶液;
保存:將配制好的溶液轉移至500mL細口試劑瓶(具橡膠塞)中保存。
5.【答案】C
【知識點】離子方程式的書寫
【解析】【解答】A.少量 SO2與 NaOH 反應生成正鹽 Na2SO3,正確的離子方程式為:,故A錯誤;
B.該方程式原子不守恒,正確的離子方程式為,故B錯誤;
C.加熱條件下,二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯化錳、氯化鉀、氯氣和水,反應的離子方程式為 ,故C錯誤;
D.Cu (NO3)2為強電解質,應拆分為 Cu2+和,正確的離子方程式為: 3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O, 故D錯誤;
故選C。
【分析】A.SO2少量,生成亞硫酸鈉;
B.該方程式原子不守恒;
C.加熱條件下,二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯化錳、氯化鉀、氯氣和水;
D.Cu (NO3)2為強電解質。
6.【答案】D
【知識點】原子中的數量關系;元素周期表的結構及其應用
【解析】【解答】A.Yb質量數為174,中子數 = 174-70=104,中子數與質子數之差 = 104-70=34,故A錯誤;
B.核素由質子數和中子數共同決定,則Yb與Yb不是同一種核素,故B錯誤;
C.Yb 的電子排布式為[Xe]4f146s2 ,4f 能級含 14 個電子,6s 能級含 2 個電子,不含d能級電子,故C錯誤;
D.由分析可知,Yb位于元素周期表第 6 周期、ⅢB 族,故D正確;
故選D。
【分析】鐿為第 70 號元素,即質子數 = 原子序數 = 70, 基態原子價電子排布式為4f146s2,則位于元素周期表第 6 周期、ⅢB 族(鑭系元素)。
7.【答案】B
【知識點】共價鍵的形成及共價鍵的主要類型;判斷簡單分子或離子的構型;弱電解質在水溶液中的電離平衡
【解析】【解答】A.HN3為一元弱酸,則NaN3為強堿弱酸鹽,水解顯堿性,故A正確;
B.中心 N 原子采用sp雜化,兩側 N 原子與中心 N 形成σ鍵和離域π鍵,空間構型為直線形,而非V形,故B錯誤;
C.NaN3由Na+和構成,屬于離子化合物,中 N 原子間以共價鍵結合,故 NaN3為含有共價鍵的離子化合物 ,故C正確;
D. 中心N原子的價電子排布為 2s22p3, 在中,其與兩側N原子形成2個σ鍵和2個π鍵(離域 π 鍵),價電子全部用于成鍵,無孤電子對,故D正確;
故選B。
【分析】A.NaN3為強堿弱酸鹽;
B.根據價層電子對互斥理論判斷;
C. NaN3為離子化合物;
D.中心 N 原子的價電子排布為 2s22p3。
8.【答案】A
【知識點】物質的結構與性質之間的關系;晶體的類型與物質的性質的相互關系及應用
【解析】【解答】A.H2O 分子間存在氫鍵,而 H2S 分子間僅存在范德華力,氫鍵的作用力強于范德華力,故 H2O 沸點更高,與電離能無關,故A錯誤;
B.電負性:Cl > Br,導致 ClO-中 Cl 對O的吸電子能力更強,使 O-H 鍵極性增強,H+更易電離,故 HClO 酸性強于 HBrO,故B正確;
C.金剛石和晶體硅均為共價晶體,硬度取決于共價鍵強弱,原子半徑:Si > C,則C-C 鍵鍵長更短、鍵能更大,故金剛石硬度更高,故C正確;
D.MgO 和NaF均為離子晶體,熔點由離子鍵強弱決定,離子電荷越高、半徑越小,離子鍵越強,Mg2+和 O2-的電荷數均高于 Na+和 F-,故MgO 熔點更高,故D正確;
故選A。
【分析】A.電離能是氣態原子失去電子的難易程度,不影響物質的熔沸點;
B.電負性越大,鍵的極性越大;
C.鍵長越短,鍵能越大,硬度越高;
D.離子晶體離子所帶電荷數越多,離子半徑越小,熔沸點越高。
9.【答案】C
【知識點】氧化還原反應;催化劑
【解析】【解答】A.該反應中,是還原劑,發生氧化反應,生成氧化產物,A錯誤;
B.還原劑的還原性大于還原產物,因此還原性:,B錯誤;
C.該過程的總反應為:,該反應消耗,處理后溶液的增大,C正確;
D.由圖可知,圖示反應過程中起催化作用的是,D錯誤;
故選C。
【分析】由圖可知,和反應生成,催化和反應,為中間產物,則該反應的方程式為,該反應中,N元素的化合價升高,被氧化,為還原劑,Fe元素的化合價降低,被還原,為氧化劑,則為氧化產物,為還原產物。
10.【答案】C
【知識點】化學平衡轉化過程中的變化曲線;化學反應速率與化學平衡的綜合應用;化學平衡的計算
【解析】【解答】A.由分析可知,曲線a代表,是固相產物,A正確;
B.溫度時,向容器中通入,恒容密閉容器的體積不變,氣相產物分壓不變,仍為,B正確;
C.的平衡常數=p(),T3溫度下,達到平衡時氣相產物的分壓為,則此時=p()=,C錯誤;
D.由分析可知,b線代表,向容器中加入,平衡逆向移動,重新達平衡時逆反應速率增大,D正確;
故選C。
【分析】 Na2SiF6(s)熱解反應所得固相產物和氣相產物均為含氟化合物,則其分解產物為和,進而可知Na2SiF6(s)發生熱解的反應為:,物質的量變化量之比與化學計量數之比正相關,則曲線a表示,曲線b代表,曲線c代表。
11.【答案】A,D
【知識點】常用儀器及其使用
【解析】【解答】A.灼燒固體需用坩堝,坩堝放在泥三角上加熱,泥三角固定在鐵架臺上,故A正確;
B.加熱濃縮溶液應使用蒸發皿,表面皿常用于盛放少量液體或作蓋子,不能用于加熱,故B錯誤;
C.NaOH易潮解且具有腐蝕性,不能直接放在稱量紙上稱量,應放在小燒杯或表面皿中稱量,故C錯誤;
D.移液管用于精確量取液體,量取后將液體轉移至錐形瓶,故D正確;
故選AD。
【分析】A.用坩堝灼燒固體;
B.表面皿不用于加熱;
C.NaOH具有腐蝕性,應放在燒杯中稱量;
D.錐形瓶通常不用作量取液體的接收容器。
12.【答案】B,C
【知識點】原電池、電解池綜合
【解析】【解答】A.該電池工作的過程中,需要通過隔膜轉移電子實現電荷平衡,因此隔膜為陰離子交換膜,故A錯誤;
B.放電時,a電極上Fe失去電子生成Fe2+,則a為負極,故B正確;
C.充電時,陰極發生反應:Fe2++2e-=Fe,陽極發生反應:Fe2+-e-=Fe3+,均消耗Fe2+,因此 隔膜兩側溶液Fe2濃度均減小 ,故C正確;
D.該電池工作時的總反應為2Fe3++Fe=3Fe2+,則Fe3+每減少1mol,Fe2+總量相應增加1.5mol,故D錯誤;
故選BC。
【分析】全鐵液流電池工作的原理為:2Fe3++Fe=3Fe2+,放電時,負極反應為:Fe-2e-=Fe2+,正極反應為Fe3++e-=Fe2+。
13.【答案】B
【知識點】鐵的化學性質;常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用
【解析】【解答】A.加入試劑X是為了將亞鐵離子氧化為鐵離子,應選擇具有氧化性的物質,不能是Fe粉,故A錯誤;
B.試劑Y是為了將硅酸鈉轉化為硅酸,進而得到二氧化硅,可選用鹽酸,故B正確;
C.加入草酸分離的過程中,先形成 CaC2O4 沉淀除去Ca元素,分離后的Fe元素主要存在于濾液Ⅱ中,故C正確;
D.“酸浸”后濾液Ⅰ的pH過小,大量的氫離子結合草酸根離子生成草酸,生成的草酸鈣質量減少,即濾渣Ⅱ質量減少,故D正確;
故選A。
【分析】 鋼渣中富含CaO,SiO2,FeO,Fe2O3等氧化物,加入鹽酸酸浸,只有SiO2不反應,其他金屬氧化物轉化為對應的鹽,則濾渣1為SiO2,濾液1中主要含有FeCl2、FeCl3、CaCl2, Fe2(C2O4)能溶于水,濾液1中加入試劑X,將FeCl2氧化為FeCl3,加入草酸形成沉淀分離;濾渣1為SiO2,加入NaOH溶液堿浸,反應生成硅酸鈉,浸取液中主要含有硅酸鈉,加入試劑Y轉化最后得到SiO2。
14.【答案】C,D
【知識點】有機物的鑒別;有機物的合成;有機物的結構和性質
【解析】【解答】A.M為醛,含醛基的碳原子為1號碳原子,甲基在2號碳原子上,則其系統命名為2-甲基丙醛,故A正確;
B.由分析可知,若M+X→N原子利用率為100%,說明M和X發生加成反應生成N,則X為HCHO,故B正確;
C.N中含有醛基,能被酸性高錳酸鉀氧化,Q含有碳碳雙鍵,能被酸性高錳酸鉀氧化,N和Q都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,不能用酸性高錳酸鉀鑒別兩者,故C錯誤;
D.P中的酯基水解有HOC2H5生成,沒有CH3COOH生成 ,故D錯誤;
故選CD。
【分析】M和X反應生成N,N比M多了一個碳原子,結合M和N的結構簡式可知,X為HCHO,P中含有碳碳雙鍵,考慮N生成P的過程中有發生消去反應,則N與CH2(COOC2H5)2先發生加成反應再發生消去反應生成P,P再堿性條件下水解再酸化得到Q。
15.【答案】C,D
【知識點】弱電解質在水溶液中的電離平衡;離子濃度大小的比較;電離平衡常數
【解析】【解答】A.由分析可知,甲線所示物種為,丙線代表,A不正確;
B.為二元中強酸,其酸式鹽的水溶液顯酸性,的電離程度大于其水解程度;當溶液中與濃度相等時,溶液顯酸性, ,則,故B不正確;
C.時, 的摩爾分數為0.84,的物質的量為,由水于溶液中初始物質的量濃度為,以Co2+極限最大濃度估算形成Co(OH)2時所要最小c(OH-)=,此時溶液呈堿性,應有較多草酸根,則a點無Co(OH)2,此時Co元素只有兩種存在形式:Co2+和CoC2O4,由Co元素守恒可得, 的物質的量濃度=0.01mol/L-0.01mol/L×84%=,C正確;
D.時,的濃度為,, ,D正確;
故選CD。
【分析】該體系中,C的存在形式包括:、、、,隨著增大,的摩爾分數逐漸減小,會轉化為溶解度更小的,的摩爾分數先增大后減小, 的摩爾分數逐漸增大。則甲線代表,丁線代表,根據曲線的走勢結合電離平衡的過程可知,乙線代表,丙線代表。由甲、丁兩線的交點可知,在該點和的摩爾分數相等,均為0.5,由于水溶液中和初始物質的量濃度均為,則此時溶液中的濃度為,由可知,的濃度為,再由可知,溶液中,,即,由乙和丙兩線的交點可知, 和的摩爾分數相等,均為0.08,則由C元素守恒可知,此時的摩爾分數為0.84。
16.【答案】(1)4;Ⅷ;4:5
(2)N;O;sp2雜化;O
(3);n;
【知識點】元素電離能、電負性的含義及應用;配合物的成鍵情況;晶胞的計算;原子軌道雜化方式及雜化類型判斷;元素周期表的結構及其應用
【解析】【解答】(1)Fe是第26號元素,在元素周期表中位于第4周期第Ⅷ族;基態Fe原子的價層電子排布式為3d64s2,其未成對電子數為4,基態Fe3+的價電子排布式為3d5,其未成對電子數為5,則 基態Fe原子與基態Fe3+離子未成對電子數之比為4:5,故答案為: 4;Ⅷ;4:5。
(2)①同一周期元素的第一電離能隨著原子序數增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,則第一電離能大小:N>O>C,第一電離最大的是N;同周期從左到右元素的電負性增大,故電負性:O>N>C,電負性最大的是O,故答案為:N;O。
②尿素分子中C原子與O原子形成雙鍵,其價層電子對數為3,采用sp2雜化,故答案為:sp2雜化。
③ 八面體配離子[Fe(H2NCONH2)6]3+中Fe3+的配位數為6,碳氮鍵的鍵長均相等,說明N原子沒有參與形成配位鍵,O原子提供孤電子對形成配位鍵,為配位原子,故答案為:O。
(3)①該晶胞邊長為apm,體對角線的長度為apm,由晶胞圖可知,4r(Fe)=apm,則Fe原子的半徑為 pm,故答案為:。
②m截面中,Fe原子數目為,n截面中,Fe原子數目為,截面單位面積含有Fe原子個數越多,催化活性越低,Fe原子數目:n截面>m截面,因此n截面的催化活性較低;該截面單位面積含有的Fe原子為 pm-2,故答案為: 。
【分析】(1)Fe為26號元素,其價電子排布式為3d64s2,基態Fe3+的價電子排布式為3d5;
(2)①同一周期元素的第一電離能隨著原子序數增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素;元素的非金屬性越強,電負性越大;
②雙鍵碳原子采用sp2雜化,飽和碳原子采用sp3雜化;
③提供孤電子對的原子為配位原子;
(3)①由圖可知,4r(Fe)=apm;
②根據均攤法計算截面中含有的Fe原子數目。
17.【答案】(1)3MnO2+3NH4HSO4=3MnSO4+N2↑+NH3↑+6H2O;Fe2O3
(2)減小
(3)H2SO4
(4)4×10-16;CoS+2H++H2O2=Co2++S+2H2O
(5)低溫焙燒
【知識點】常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用
【解析】【解答】(1)低溫焙燒,金屬氧化物均轉化為硫酸鹽, MnO2與NH4HSO4反應轉化為MnSO4時有N2生成 ,同時有氨氣產生,則該反應的化學方程式為:;高溫焙燒的溫度為650℃,只有硫酸鐵發生分解,生成三氧化硫氣體和氧化鐵,二氧化硅,氧化鐵,硫酸鈣等在水中溶解度都較小,所以“水浸”所得濾渣的主要成分除了SiO2外還含有,Fe2O3、CaSO4;故答案為:;Fe2O3、CaSO4。
(2)硫酸銨低溫分解成硫酸氫銨,高溫則完全分解成氣體,如果直接高溫焙燒,則硫酸銨會分解,物質的量減少,導致金屬元素的浸出率減小,故答案為:減小。
(3) HR萃取Cu2+反應為:(有機相)(水相)(有機相)(水相),加入有機相將銅離子萃取到有機相中,反萃取時需要使平衡逆向移動,生成銅離子,而且為了不引入新的雜質,應加入的試劑為稀H2SO4,故答案為:H2SO4。
(4)沉鈷時,pH=4時Co2+恰好沉淀完全,此時c(Co2+)=1×10-5mol/L,則c(H+)=1×10-4mol/L,Ksp((CoS)= 4×10-21,,又因為Ka1(H2S)= 1×10-7,Ka2(H2S)= 1×10-13,,則c(H2S)= ==4×10-4 mol/L;CoS溶解時加入了過氧化氫、稀硫酸,反應生成CoSO4和S,則反應的離子方程式為:,故答案為:4×10-4;。
(5)沉錳過程中,加入碳酸氫銨,生成碳酸錳,二氧化碳,硫酸銨等,過濾后濾液中的硫酸銨可并入吸收液中,經過處理后導入低溫焙燒循環使用,故答案為:低溫焙燒。
【分析】 鐵錳氧化礦(主要含Fe2O3、MnO2及Co,Cu,Ca,Si等元素的氧化物),加入硫酸銨低溫焙燒, (NH4)2SO4低溫分解生成NH4HSO4, 金屬氧化物轉化為對應的硫酸鹽,同時有氨氣產生,用稀硫酸吸收生成的氨氣生成硫酸銨溶液,高溫焙燒,只有硫酸鐵發生了分解,產生三氧化硫氣體和氧化鐵,水浸后,過濾分離出濾渣,濾渣主要為二氧化硅,氧化鐵,及硫酸鈣,后續萃取分離,將銅元素萃取到有機相中,最終得到硫酸銅溶液,水相主要含有鈷元素和錳元素,加入硫化鈉,調節pH,生成硫化鈷,過濾分離最終得到硫酸鈷溶液,濾液中加入碳酸氫銨,生成碳酸錳沉淀。
18.【答案】(1)1:1:2
(2)冷凝回流;直形冷凝管;B
(3)2,3; ;C
(4)醇解反應生成羧酸,即可作為縮聚反應的催化劑
【知識點】中和滴定;制備實驗方案的設計
【解析】【解答】(1) 由和按物質的量之比1:1發生縮聚反應生成, 和分別與 以物質的量之比1:1反應生成和,則理論上原料物質的量投料比n(順丁烯二酸酐):n(鄰苯二甲酸酐):n(丙-1,2-二醇)= 1:1:2,故答案為:1:1:2。
(2)裝置A中3種原料在加熱的條件下發生反應,有機原料具有一定的揮發性,若這些原料的蒸氣隨氮氣一起流出,則原料的利用率減小,從而導致產品的產率減小,因此,需要冷凝回流裝置,裝置B為空氣冷凝管,其作用是導氣,同時將順丁烯二酸酐、苯二甲酸酐、丙-1,2-二醇以及醇解反應的產物冷凝回流到裝置A中,但是不會將水蒸氣冷凝;儀器C的名稱是直形冷凝管;根據3種原料的沸點可知,反應過程中,應保持溫度計2示數高于水的沸點、低于原料的沸點,防止原料流失,則合理的是100~105℃,故選B,故答案為:冷凝回流;直形冷凝管;B。
(3)5次滴定消耗標準溶液的體積分別為24.98mL、24.80mL、24.10mL、25.00mL、25.02mL,第2、3兩次實驗的數據的誤差明顯偏大,舍去;剩余3次滴定消耗標準液的平均體積為25.00mL,25.00mL cmol·L-1KOH一乙醇標準溶液中含有KOH的質量為25.00mL ×10-3L·mL-1×cmol·L-1×56000 mg·mol-1=1400c mg,則該樣品的酸值為;
若測得酸值高于聚合度要求,說明樣品中所含的羧基數目較多,還有一部分單體沒有發生充分發生縮聚反應:
A.若立即停止加熱,則酸值不變,不能達到目的,相反地,可以繼續加熱,讓縮聚反應充分進行,故A不符合題意;
B.若排出裝置D內的液體,可以除去未參與縮聚反應的單體,降低混合物的酸值,故B不符合題意;
C.的作用是一方面可以將生成的水帶走,另一方面可以起到攪拌作用,從而加快反應速率且促進縮聚反應充分進行,因此增大的流速可行,故C符合題意;
故選C。
故答案為:2、3;;C。
(4)實驗過程中加入2種酸酐,酸酐本身就能催化成酯反應,且可以與水反應,促進縮聚反應正向進行,因此不需要另加催化劑,故答案為:酸酐本身就能催化成酯反應,且可以與水反應,促進縮聚反應正向進行。
【分析】(1)根據反應原理確定投料比;
(2)裝置B能冷凝回流原料,提高原料利用率;儀器C的直形冷凝管;溫度2要高于水的沸點、低于原料的沸點;
(3)根據所測數據計算;若測得酸值高于聚合度要求,說明樣品中所含的羧基數目較多,還有部分單體未反應;
(4)酸酐能催化成酯反應。
19.【答案】(1);羧基
(2)取代反應;
(3)(答案不唯一)
(4)b
(5)A
(6)
【知識點】有機物的推斷;有機物的合成;有機物的結構和性質;同分異構現象和同分異構體
【解析】【解答】(1)由分析可知,A的結構式為,B為,B含有的含氧官能團名稱為羧基,故答案為:;羧基。
(2)由分析可知,C與PCl3發生取代反應生成D;D與E發生取代反應生成H,則反應的化學方程式為:,故答案為:取代反應;。
(3)由分析可知,G為,其同分異構體滿足:①含,②含2個苯環,③含4種不同化學環境的氫原子,說明物質結構高度對稱,符合條件的結構簡式為,故答案為:。
(4)H為,存在酰胺基N原子(a)和雜環N原子(b),N原子電子云密度越大,堿性越強,烷基是給電子基,酰胺基受旁邊碳氧雙鍵的影響,導致雜環N原子(b)上電子云密度增大,堿性增強,所以堿性較強的N原子(b),故答案為:b。
(5)合成路線中涉及到用H2/PtO2加成的路線有B→C,G→H,B→C反應中,吡啶環被加成,G→H轉化時,吡啶環被加成,但苯環仍然存在,說明苯環不易被加成,C,D選項中含有碳碳雙鍵,碳碳雙鍵不穩定,易發生加成反應,所以下列有機物最難反應的是苯環,故答案為:A。
(6)參考題干合成路徑,與發生取代反應生成,與氫氣加成得到,與1-溴丙烷發生取代反應得到,所以需要補充的合成路線為,故答案為。
【分析】H與發生已知②的反應生成產物I,結合I的結構簡式和H的分子式可知,H為,D與E發生已知①的反應生成,A的分子式為C6H7N,結合I的結構式可推出A的結構式為,A被高錳酸鉀氧化為B,應該是A中含有的甲基被氧化為羧基,則B的結構簡式為,B與氫氣加成生成C,則C的結構簡式為,C與PCl3發生取代反應生成D,則D的結構簡式為,D與發生已知①的反應生成H,結合H的結構簡式可知,E為;另一條路徑:與SOCl2反應生成F,則F的結構簡式為,與發生已知①的反應生成G,則G的結構簡式為,與氫氣加成得到,H與發生已知②的反應生成產物I。
20.【答案】(1)ΔH1+ΔH2
(2)H2O;<
(3)0.45+;150a
(4)增大;減小
【知識點】蓋斯定律及其應用;化學平衡移動原理;化學平衡轉化過程中的變化曲線;化學平衡的計算
【解析】【解答】(1)根據蓋斯定律,將I+Ⅱ可得,則 ΔH = ΔH1+ΔH2 ,故答案為: ΔH1+ΔH2 。
(2) 圖示溫度范圍內反應Ⅱ平衡常數K=108基本不變 ,則,則, 因此可知曲線乙表示的物質為H2O,曲線丁表示的物種為H2,隨溫度升高,S2減小,說明反應I的平衡逆向移動,則SO2增大,因此丙曲線代表SO2,甲曲線代表H2S,隨著溫度升高,H2S減小,說明反應Ⅲ的平衡逆向移動,則反應Ⅲ為放熱反應,其焓變 ΔH3 <0,故答案為:H2O;<。
(3)T1溫度下,反應達到平衡時,乙線(H2)、丙線(SO2)所示物種的物質的量相等,設H2為amol,則H2O和SO2均為100amol,根據H元素守恒可得,H2S的物質的量為0.1-101a,根據S原子守恒可知,S2的物質的量為 0.45+ ;根據O守恒可得,CaSO4的物質的量為, 根據Ca守恒可得,CaS的物質的量為(1-)mol,則 n(CaS)-n(CaSO4)= 1--=150amol,故答案為: 0.45+ ;150a。
(4)反應Ⅲ的平衡常數表達式為, T2溫度下,體系達平衡后 ,壓縮容器體積,反應I的平衡正向移動,c(SO2)增大,為定值,而K3不變,則 增大;根據H守恒有n(H2S)+n(H2O)+n(H2)=0.1mol,則n(H2S)+1.01n(H2O)=0.1mol,增大壓強,反應Ⅲ的平衡正向移動,n(H2S)增大,則 n(H2O) 減小,故答案為:增大;減小。
【分析】(1)根據蓋斯定律計算;
(2)升溫平衡向吸熱反應方向移動,據此判斷;
(3)結合元素守恒列式計算;
(4)壓縮容器體積,壓強增大, 的平衡正向移動。
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