（江蘇專用）高考化學三輪沖刺 非選擇題規(guī)范練三（含解析）-人教版高三全冊化學試題

非選擇題規(guī)范練三16．氧化鋰(Li2O)是鋰電池工業(yè)的重要原料。以粗碳酸鋰為原料制備氧化鋰的一種工藝流程如下：注：常溫下，碳酸鋰微溶于水，氫氧化鋰可溶于水。(1)反應Ⅰ中通入CO2需加壓的原因是__________________________________________。(2)①反應Ⅱ生成LiOH的化學方程式為_________________________________________。②石灰乳的固液比[Ca(OH)2的質量與H2O的體積之比]對LiOH產(chǎn)率和濾液中LiOH濃度的影響如圖所示。實際生產(chǎn)中選擇的固液比為25g·L－1，若固液比過低對后續(xù)操作的不利影響是________________________________________________________________________。(3)濃縮、結晶所得的LiOH·H2O通過灼燒得到Li2O。①LiOH·H2O中常含有少量的Li2CO3，但該物質對所制Li2O的純度無影響，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②將LiOH·H2O置于不同坩堝內，在空氣中充分灼燒，反應后固體產(chǎn)物的XRD圖譜如圖所示(XRD圖譜可用于判斷某晶態(tài)物質是否存在，不同晶態(tài)物質出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同)。欲制得高純氧化鋰最適宜的坩堝是________________。鐵坩堝中發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________________________________________。答案(1)促進Li2CO3的轉化，加快Li2CO3反應的速率(2)①LiHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3＋LiOH＋H2O②所得濾液LiOH濃度太低，不利于后期的濃縮結晶(3)①Li2CO3高溫分解生成Li2O②鋰化剛玉坩堝20LiOH·H2O＋4Fe＋3O2eq\o(=,\s\up7(灼燒))4Li5FeO4＋30H2O解析(1)反應Ⅰ中碳酸鋰懸濁液與二氧化碳反應生成LiHCO3，通入CO2時，加壓可以促進Li2CO3的轉化，加快Li2CO3反應的速率。(2)②根據(jù)石灰乳的固液比[Ca(OH)2的質量與H2O的體積之比]對LiOH產(chǎn)率和濾液中LiOH濃度的影響可知，實際生產(chǎn)中選擇固液比為25g·L－1，若固液比過低，所得濾液LiOH濃度太低，不利于后期的濃縮結晶。(3)②將LiOH·H2O置于不同坩堝內，在空氣中充分灼燒，根據(jù)反應后固體產(chǎn)物的XRD圖譜可知，欲制得高純氧化鋰最適宜的坩堝是鋰化剛玉坩堝，在鐵坩堝中LiOH·H2O受熱反應得到Li5FeO4，反應的方程式為20LiOH·H2O＋4Fe＋3O2eq\o(=,\s\up7(灼燒))4Li5FeO4＋30H2O。17．維拉佐酮是臨床上廣泛使用的抗抑郁藥，其關鍵中間體的合成路線如下：(1)D中的含氧官能團名稱為______________________(任寫兩種)。(2)B→C的反應類型為__________________________________________。(3)化合物E的結構簡式為________________________________________。(4)寫出同時滿足下列條件的B的一種同分異構體的結構簡式：__________。①能發(fā)生銀鏡反應；②能發(fā)生水解反應，其水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應；③分子中有3種不同化學環(huán)境的氫。(5)已知：RBreq\o(→,\s\up7(NaCN))RCNeq\o(→,\s\up7(H＋))RCOOH。請以甲苯和乙醇為原料制備，寫出相應的合成路線流程圖(無機試劑任用，合成路線流程圖示例見本題題干)。答案(1)硝基、酯基、醚鍵(任寫兩種即可)(2)取代反應(3)(4)(5)eq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5(光照))eq\o(→,\s\up7(NaCN))eq\o(→,\s\up7(H＋))eq\o(→,\s\up7(C2H5OH),\s\do5(催化劑，△))eq\o(→,\s\up7(NH3),\s\do5(CH3OH))解析(4)滿足下列條件的B的一種同分異構體，由①能發(fā)生銀鏡反應和②能發(fā)生水解反應，其水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應知分子結構中含有與苯環(huán)直接相連的甲酸酯基；③分子中有3種不同化學環(huán)境的氫，則硝基位于甲酸酯基的對位，則其結構簡式為。(5)甲苯在光照條件下與溴蒸氣發(fā)生取代反應生成C6H5CH2Br，C6H5CH2Br與NaCN反應生成C6H5CH2CN，C6H5CH2CN在酸性條件下發(fā)生水解反應生成C6H5CH2COOH，C6H5CH2COOH與C2H5OH在濃H2SO4加熱條件下生成C6H5CH2COOC2H5，結合流程信息知C6H5CH2COOC2H5與NH3、CH3OH反應生成。18．K3[Fe(C2O4)3](三草酸合鐵酸鉀)可用于攝影和藍色印刷。工業(yè)上以H2C2O4(草酸)、FeC2O4(草酸亞鐵)、K2C2O4(草酸鉀)、雙氧水等為原料制備K3[Fe(C2O4)3]的反應原理如下：氧化：6FeC2O4＋3H2O2＋6K2C2O4=4K3[Fe(C2O4)3]＋2Fe(OH)3轉化：2Fe(OH)3＋3K2C2O4＋3H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]＋6H2O(1)制備1mol三草酸合鐵酸鉀至少需要H2O2的物質的量為________。(2)制備過程中需防止草酸被H2O2氧化，寫出草酸被H2O2氧化的化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)[K3Fe(C2O4)3·xH2O](三草酸合鐵酸鉀晶體)是一種光敏材料，為測定該晶體中草酸根的含量和結晶水的含量，某實驗小組進行了如下實驗：①稱量9.820g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250mL溶液。②取所配溶液25.00mL于錐形瓶中，滴加KMnO4溶液至C2Oeq\o\al(2－,4)全部轉化成CO2時，恰好消耗24.00mL0.1000mol·L－1KMnO4溶液。計算該晶體的化學式，并寫出計算過程。答案(1)0.5mol(2)H2C2O4＋H2O2=2CO2↑＋2H2O(3)消耗KMnO4的物質的量為0.1000mol·L－1×0.024L＝0.0024mol，依據(jù)化學方程式：5C2Oeq\o\al(2－,4)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋=2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑，可知：n(C2Oeq\o\al(2－,4))＝(0.0024mol÷2)×5＝0.006mol。250mL原溶液中C2Oeq\o\al(2－,4)的物質的量為0.006mol×10＝0.06mol，則n(K3[Fe(C2O4)3])＝0.06mol×eq\f(1,3)＝0.02mol。9．820g三草酸合鐵酸鉀晶體中結晶水的質量為9.820g－437g·mol－1×0.02mol＝1.08g，則n(H2O)＝eq\f(1.08g,18g·mol－1)＝0.06mol。綜上所述，該晶體的化學式為K3Fe(C2O4)3·3H2O解析(1)根據(jù)反應：6FeC2O4＋3H2O2＋6K2C2O4=4K3[Fe(C2O4)3]＋2Fe(OH)3和2Fe(OH)3＋3K2C2O4＋3H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]＋6H2O得關系式：3H2O2～6K3[Fe(C2O4)3]，則制備1mol三草酸合鐵酸鉀至少需要H2O2的物質的量為0.5mol。19．紅礬鈉(Na2Cr2O7·2H2O)廣泛用作強氧化劑、鞣革劑。以鉻礦石(主要成分為Cr2O3，還含有FeO、Al2O3、SiO2等雜質)為原料制取紅礬鈉的流程如下：已知：①CrOeq\o\al(2－,4)與Cr2Oeq\o\al(2－,7)存在如下平衡：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O，當pH<3時，以Cr2Oeq\o\al(2－,7)為主，當pH>9時，以CrOeq\o\al(2－,4)為主。②鈉鹽在不同溫度下的溶解度(g)：溫度/℃1020304050607080Na2SO49.019.440.848.846.745.344.143.7Na2Cr2O7170.2180.1196.7220.5248.4283.1323.8385.4注：32.38℃以上，與飽和溶液平衡的固相為無水Na2SO4，以下則為Na2SO4·10H2O。③Cr3＋完全沉淀時pH為6.8，Cr(OH)3開始溶解時pH為12。請回答下列問題：(1)煅燒鉻礦石時，生成Na2CrO4的化學方程式為______________________。(2)濾渣Ⅱ的成分是____________________________________________(填化學式)。(3)有人認為工藝流程中“用稀硫酸調pH”改為“通入過量CO2”，不需調節(jié)pH同樣可以達到實驗效果，理由是________________________________________________。(4)向紅礬鈉溶液中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到________(填字母)得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。A．80℃B．60℃C．40℃D．10℃(5)該工藝所得副產(chǎn)品主要為無水硫酸鈉并混有少量重鉻酸鈉，請設計從副產(chǎn)品中獲得芒硝(Na2SO4·10H2O)的實驗方案：將該副產(chǎn)品按固液質量比100∶230溶于熱水，加入稍過量的Na2SO3溶液，攪拌，______________________________________________________，過濾，洗滌，低溫干燥。(實驗中須使用的試劑：稀H2SO4、NaOH溶液)。答案(1)2Cr2O3＋4Na2CO3＋3O2eq\o(=,\s\up7(煅燒))4Na2CrO4＋4CO2(2)H2SiO3、Al(OH)3(3)過量的CO2不會使Al(OH)3溶解，生成的NaHCO3在后續(xù)步驟中加入稀硫酸可以除去(4)D(5)緩緩加入稀H2SO4，靜置，冷卻自然結晶，過濾，將晶體用熱水溶解，加入適量NaOH溶液至溶液pH約為6.8～12，趁熱過濾，將濾液冷卻自然結晶解析(2)濾液Ⅰ中加入稀硫酸調節(jié)pH可生成H2SiO3和Al(OH)3沉淀，因此濾渣Ⅱ的成分是H2SiO3、Al(OH)3。(3)通入過量CO2，可以生成Al(OH)3和H2SiO3沉淀，過量的CO2不會溶解Al(OH)3，生成的NaHCO3加入稀硫酸可以除去。(4)向紅礬鈉溶液中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾得到K2Cr2O7固體，由溶解度圖示可知，冷卻到10℃時得到的K2Cr2O7固體最多。(5)要從副產(chǎn)品中獲得芒硝，可以設計如下的實驗方案：將該副產(chǎn)品按固液質量比100∶230溶于熱水，加入稍過量的Na2SO3溶液，攪拌，向所得的溶液中加入稀硫酸，然后靜置，讓溶液冷卻自然結晶。對靜置后的溶液進行過濾，將得到的晶體溶于熱水中，然后加入適量的NaOH溶液調節(jié)pH約為6.8～12，趁熱過濾，將得到的濾液冷卻自然結晶，得到芒硝。20．碘及其化合物在生活中應用廣泛。含有碘離子的溶液需回收處理。(1)“硫碘循環(huán)”法是分解水制備氫氣的研究熱點，涉及下列兩個反應：反應Ⅰ：SO2(g)＋I2(aq)＋2H2O(l)=2HI(aq)＋H2SO4(aq)ΔH1反應Ⅱ：HI(aq)=eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)I2(aq)ΔH2①反應：SO2(g)＋2H2O(l)=H2SO4(aq)＋H2(g)的ΔH＝________(用ΔH1、ΔH2表示)。②反應Ⅰ發(fā)生時，溶液中存在如下平衡：I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)，其反應速率極快且平衡常數(shù)大。現(xiàn)將1molSO2緩緩通入含1molI2的水溶液中至恰好完全反應。溶液中Ieq\o\al(－,3)的物質的量[n(Ieq\o\al(－,3))]隨反應時間(t)的變化曲線如圖1所示。開始階段，n(Ieq\o\al(－,3))逐漸增大的原因是________________________________________________________________________。(2)用海帶提取碘時，需用氯氣將碘離子氧化成單質。酸性條件下，若氯氣過量就能將碘單質進一步氧化成碘酸根離子，寫出氯氣與碘單質反應的離子方程式：________________________________________________________________________。(3)科研小組用新型材料Ag/TiO2對溶液中碘離子進行吸附研究。如圖2是不同pH條件下，碘離子吸附效果的變化曲線。據(jù)此推斷Ag/TiO2材料最適合吸附________(填“酸性”“中性”或“堿性”)溶液中的I－。(4)氯化銀復合吸附劑也可有效吸附碘離子。氯化銀復合吸附劑對碘離子的吸附反應為I－(aq)＋AgCl(s)AgI(s)＋Cl－(aq)，反應達到平衡后溶液中c(I－)＝______________[用c(Cl－)、Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)表示]。該方法去除碘離子的原理是___________________________。答案(1)①ΔH1＋2ΔH2②開始階段，SO2和I2反應生成的I－的濃度不斷增大，I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的反應平衡向右移動，n(Ieq\o\al(－,3))不斷增加(2)5Cl2＋I2＋6H2O=2IOeq\o\al(－,3)＋10Cl－＋12H＋(3)中性(4)eq\f(cCl－·KspAgI,KspAgCl)AgI的溶度積比AgCl的溶度積小解析(1)①已知：反應Ⅰ：SO2(g)＋I2(aq)＋2H2O(l)=2HI(aq)＋H2SO4(aq)ΔH1；反應Ⅱ：HI(aq)=eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)I2(aq)ΔH2，根據(jù)蓋斯定律：Ⅰ＋Ⅱ×2得反應：SO2(g)＋2H2O(l)=H2SO4(aq)＋H2(g)ΔH＝ΔH1＋2ΔH2；②n(Ieq\o\al(－,3))逐漸增大的原因是開始階段，SO2和I2反應生成的I－的濃度不斷增大，I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的反應平衡向右移動，n(Ieq\o\al(－,3))不斷增加。(4)反應：I－(aq)＋AgCl(s)AgI(s)＋Cl－(aq)的平衡常數(shù)表達式為K＝eq\f(cCl－,cI－)＝eq\f(cCl－·cAg＋,cI－·cAg＋)＝eq\f(KspAgCl,KspAgI)，c(I－)＝eq\f(cCl－·KspAgI,KspAgCl)。該方法去除碘離子的原理是AgI的溶度積比AgCl的溶度積小，沉淀易向更難溶的方向轉化。21．【物質結構與性質】已知：將過量的氨水加到硫酸銅溶液中，溶液最終變成深藍色，繼續(xù)加入乙醇，析出深藍色的晶體[Cu(NH3)4]SO4·H2O。硫酸銅溶液中滴入氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)可得到如圖1所示配合物A。(1)Cu2＋基態(tài)核外電子排布式為__________________________________________________。(2)N、O、S第一電離能由大到小的順序為__________。(3)寫出一種與NH3分子互為等電子體的陽離子：_________________________________。(4)配合物A中碳原子的軌道雜化類型為__________。(5)1mol氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)含有σ鍵的數(shù)目為__________。(6)某含有結晶水的銅的氯化物的晶胞結構如圖2所示，該金屬氯化物的化學式是______________。(Cl－的位置：4個在晶面上，2個在晶胞內)答案(1)[Ar]3d9(或1s22s22p63s23p63d9)(2)N>O>S(3)H3O＋(4)sp3、sp2(5)8NA(或8×6.02×1023個)(6)CuCl2·2H2O解析(3)與NH3互為等電子體的有CHeq\o\al(－,3)、H3O＋等，陽離子為H3O＋。(5)兩個成鍵原子間有且只有1個σ鍵，單鍵均為σ鍵，雙鍵、三鍵中有1個σ鍵，根據(jù)氨基乙酸鈉的結構式確定1mol氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)含有σ鍵的數(shù)目為8NA或8×6.02×1023個。(6)根據(jù)晶胞結構利用切割法分析。晶胞中Cu2＋的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋2×eq\f(1,2)＝2，Cl－的個數(shù)為4×eq\f(1,2)＋2＝4，H2O的個數(shù)為8×eq\f(1,4)＋4×eq\f(1,2)＝4，故三種微粒的數(shù)目比為：2∶4∶4＝1∶2∶2，該化合物的化學式為CuCl2·2H2O。22．【實驗化學】實驗室以苯甲酸和乙醇為原料制備苯甲酸乙酯(相關物質的沸點如下表)。其實驗步驟如下：物質苯甲酸乙醇環(huán)己烷濃硫酸苯甲酸乙酯沸點/℃2497