2022高考化学总复习 压轴套题增分练3

2022高考化学总复习 压轴套题增分练31用含钴废料(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、NiO、SiO2等)制备草酸钴晶体(CoC2O42H2O)的流程如图：(1)滤渣的成分是_；浸钴时Al2O3溶解的离子方程式为_；Co2O3溶解的离子方程式为_。(2)滤液加入H2O2的目的是_；加入CoO产生Fe(OH)3和Al(OH)3的原因是_；若要将滤液中Fe3和Al3全部沉淀，则应将滤液的pH控制在_。(已知：溶液中离子浓度小于1105 molL1，则认为离子完全沉淀；Ni(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp分别为11015、11038、11032)(3)加入有机萃取剂的目的是_。(4)加入(NH4)2C2O4反应的离子方程式为_；过滤得到的CoC2O42H2O需用蒸馏水洗涤，检验是否洗涤干净的方法是_。答案(1)SiO2Al2O36H=2Al33H2OCo2O3SO4H=2Co2SO2H2O(2)将Fe2氧化成Fe3，以便生成Fe(OH)3沉淀而除去CoO与溶液中的H反应，使c(H)减小，Fe3和Al3的水解平衡正向移动，从而生成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀5pH molL111011 molL1，此时溶液pH3；当Al3沉淀完全时，溶液中c(OH) molL11109 molL1，此时溶液pH5；当Ni2沉淀完全时，溶液中c(OH) molL11105 molL1，此时溶液pH9；故要使Fe3、Al3全部沉淀，应使滤液的pH控制在5pH9。(3)加入有机萃取剂的目的是溶解Ni2，使之与水层分离。(4)加入(NH4)2C2O4时，Co2与C2O反应得到CoC2O42H2O；根据流程图知，检验CoC2O42H2O是否洗涤干净，只需检验最后一次洗涤液中是否含有SO即可。2某化学兴趣小组为研究过氧化钠与SO2的反应情况，进行如下探究。(1)提出假设向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO2，对反应后的固体产物成分及反应原理提出如下假设：假设一：反应后固体中只有Na2SO3，证明SO2未被氧化；假设二：反应后固体中只有Na2SO4，证明SO2完全被氧化；假设三：反应后固体_，证明SO2部分被氧化。(2)定性研究为验证假设三，该小组进行如下研究，请你完成下表中内容。实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期的实验现象和结论取适量反应后的固体放入试管中，_(3)定量研究通过测量气体的体积判断发生的化学反应，实验装置如图：装置B中所盛装试剂的名称为_。装置D的作用是_。请画出实验装置E。实验测得装置C中过氧化钠质量增加了m1 g，装置D质量增加了m2 g，装置E中收集到的气体为V L(已换算成标准状况下)，用上述有关测量数据进行填表判断。SO2被氧化的程度V与m1或m2的关系未被氧化完全被氧化V0部分被氧化答案(1)为Na2SO3和Na2SO4的混合物(2)实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期的实验现象和结论加少量水溶解，加入BaCl2溶液，再加入稀盐酸加入BaCl2溶液有白色沉淀产生，加入稀盐酸沉淀部分溶解，证明原固体中既有亚硫酸钠也有硫酸钠(其他合理答案均可。如先加足量稀盐酸，再加BaCl2溶液)(3)浓硫酸吸收未反应的SO2如图(或其他合理答案)0V解析(1)SO2具有较强的还原性，而Na2O2具有较强的氧化性，两者反应时有SO2全部被氧化、部分被氧化和没有被氧化三种合理假设。根据假设可以预测出反应后固体的成分。(2)SO2被氧化的产物为Na2SO4，只要证明所得固体中既含有Na2SO4，又含有Na2SO3，即可确定SO2部分被氧化，可根据BaSO4不溶于盐酸而BaSO3溶于盐酸来验证。(3)实验原理为：使干燥纯净的SO2与Na2O2反应，用碱石灰吸收没反应的SO2后，通过测量生成气体(O2)的体积，并称量装置C中固体的质量变化来判断SO2被氧化的程度。若SO2完全被氧化，则发生反应SO2Na2O2=Na2SO4，无O2生成；若SO2未被氧化，则发生反应：2SO22Na2O2=2Na2SO3O2m(固体质量差) 1 mol 96 g m1 g故V；若SO2部分被氧化，则装置C中固体增加的质量增大，生成O2的体积减小，即Vc(Cl)c(HSO)c(H)c(SO)c(OH)解析(1)根据题意，有N2(g)O2(g)=2NO(g)H180.5 kJmol1，C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1，CO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJmol1，根据盖斯定律，由2得：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H(2832180.5) kJmol1746.5 kJmol1。(2)v(CO)4.4103 molL1min1。由题图知，12 min后，NO、CO的物质的量浓度降低，N2的物质的量浓度增大，说明平衡正向移动。该反应是放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡逆向移动，A项错误；加入NO，NO的浓度应增大，但题图中NO的浓度却减小，B项错误；加入催化剂，平衡不移动，C项错误；降低温度，平衡正向移动，D项正确。24 min达到平衡时，CO的物质的量减少0.10 mol0.04 mol0.06 mol，则生成n(CO2)0.06 mol，此时n(NO)0.14 mol，n(CO)0.04 mol，n(N2)0.03 mol，故CO2的体积分数为100%22.2%。化学平衡常数K3.4。(3)SO2和NaOH溶液反应，溶质可能是NaOH、Na2SO3或Na2SO3或Na2SO3、NaHSO3或NaHSO3，根据题图，Oa段消耗的盐酸的物质的量大于ab段消耗的盐酸的物质的量，且Oa段无气体产生，可知O点溶液中的溶质为NaOH、Na2SO3。a点溶液中的溶质为NaCl、NaHSO3，HSO的电离程度大于水解程度，因此溶液显酸性，结合题图中消耗的HCl的物质的量，知a点含有0.3 mol NaCl和0.2 mol NaHSO3，则溶液中各离子浓度大小关系为c(Na)c(Cl)c(HSO)c(H)c(SO)c(OH)。4化学选修3：物质结构与性质铝、锌及其化合物在工农业生产中应用广泛。请回答下列问题：(1)基态Zn2的价电子排布图为_，其核外电子占据的能量最高的能层符号是_。(2)原子簇是由几个到几百个原子形成的聚集体，如铝原子簇Al13、Al14。其中Al13的性质与卤素的性质相似，铝原子簇Al13属于_晶体，铝原子间的作用力为_。(3)三乙基铝和三氯化钛可用作丙烯定向聚合的催化剂，如：该反应中涉及的物质中碳原子的杂化轨道类型有_，CH的空间构型为_，反应涉及的元素中电负性最大的是_。(4)已知Zn2等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示：离子Sc3Cr3Fe2Zn2水合离子的颜色无色绿色浅绿色无色请根据原子结构推测Sc3、Zn2的水合离子为无色的原因：_。(5)金属锌是人体必需的微量元素之一，其堆积方式如图甲所示，晶胞结构如图乙所示。若锌原子的半径为a pm，阿伏加德罗常数的值用NA表示，则该锌晶体的密度为_ gcm3(用含a的代数式表示)。答案(1)M(2)分子共价键(3)sp2、sp3三角锥形Cl(4)3d轨道上没有未成对电子(或3d轨道为全空或全满状态)(5)解析(1)Zn的核外电子数为30，根据构造原理，基态原子的价电子排布式为3d104s2，故基态Zn2的价电子排布图为，核外电子占据的能量最高的能层符号为M。(2)Al13的性质与卤素的性质相似，故Al13晶体应为分子晶体，Al13中铝原子间的作用力为共价键。(3)CH3、CH2中碳原子都形成了4个单键，采取sp3杂化，而双键碳原子形成1个双键和2个单键，采取sp2杂化、CH的中心原子碳的价层电子对数为34，含1对孤对电子，空间构型为三角锥形。反应涉及的元素有C、H、Cl、Al、Ti，电负性最大的是非金属元素Cl。(4)基态Sc3、Zn2的核外电子排布式分别为1s22s22p63s23p6、1s22s22p63s23p63d10，3d轨道上未成对电子数都为0，故可推测水合离子的颜色与3d轨道上未成对电子数有关，当3d轨道上没有未成对电子时，水合离子为无色。(5)在六方最密堆积中，晶胞的底面积为2a2 pm2，晶胞的高为a pm。晶胞的体积V pm38a31030 cm3。1个晶胞中所含Zn原子个数为4412，锌晶胞密度 gcm3 gcm3。5化学选修5：有机化学基础2017年治疗膀胱癌的有机小分子药物M被批准使用，其合成路线如图：已知：请回答：(1)A的名称为_，G中含氧官能团的名称为_。(2)的反应类型为_。H的分子式为_。(3)的化学方程式为_。(4)的化学方程式为_。(5)D的同分异构体中，同时满足下列条件的共有_种(不含立体异构)； a能与Na反应产生气体 b既能发生银镜反应，又能发生水解反应 其中核磁共振氢谱有4组峰的物质的结构简式为_(任写一种)。(6)参照上述合成路线，设计由2甲基丙酸和甲醇为起始原料制备2甲基丙烯酸甲酯的合成路线(无机试剂任选)：_。答案(1)1，4戊二醇羰基、酯基(2)消去反应C6H7O4N(3) 4) (5)12或 (6) 解析(1)根据G的结构简式，可推知F为，结合已知信息及合成路线图知，E为，C为，B为CH3COCH2CH2CHO，B为A的催化氧化产物，A为，其名称为1，4戊二醇。G中含氧官能团的名称为羰基、酯基。(2)反应为转化为，为消去反应。根据H的结构简式，可知其分子式为C6H7O4N。(3)反应为的催化氧化反应。(4)C为，其还原所得产物D为，反应为D发生缩聚反应得到高分子化合物。(5)D为，根据能与Na反应产生气体及既能发生银镜反应，又能发生水解反应，则该同分异构体含有甲酸酯基和羟基，可看成由HCOO和C4H8OH形成的化合物，由于C4H9有CH2CH2CH2CH3、四种，用OH取代四者中的1个H后所得产物分别有4、4、3、1种，即C4H8OH有12种，故HCOO和C4H8OH形成的化合物共有12种。核磁共振氢谱中有4种氢原子的同分异构体为或。(6)运用逆合成分析法，倒推中间产物，确定合成路线。