《2019-2020学年北京市北京四中新高考化学模拟试卷含解析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019-2020学年北京市北京四中新高考化学模拟试卷含解析.pdf(17页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2019-2020学年北京市北京四中新高考化学模拟试卷一、单选题(本题包括15 个小题,每小题4 分,共 60 分每小题只有一个选项符合题意)1工业上电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式如下:2NaCl+2H2O通电2NaOH+H2+Cl2下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是()A Na+的结构示意图:B中子数为18 的氯原子:3517Cl CNaOH 的电子式:D Cl2的结构式:ClCl【答案】B【解析】【详解】A、钠离子的质子数为11,钠离子失去了最外层电子,离子结构示意图为:,故 A 错误;B、质量数=质子数+中子数,中子数为18 的氯原子的质量数为35,故为3517Cl,故 B正确
2、;C、氢氧化钠属于离子化合物,氢氧化钠的电子式为:,故 C错误;D、氯气分子中两个氯原子通过共用1 对电子达到稳定结构,电子式为:,将共用电子对换成短线即为结构式,氯气结构式为:Cl-Cl,故 D 错误;答案选 B。2铯(Cs)在自然界中只有一种稳定同位素13355Cs,核泄漏事故中会产生人工放射性同位素13455Cs、13755Cs。下列有关说法正确的是A铯元素的相对原子质量约为133 B13455Cs、13755Cs的性质相同C13455Cs的电子数为79 D13455Cs、13755Cs互为同素异形体【答案】A【解析】【详解】A元素的相对原子质量是依照该元素在自然界中的稳定同位素的质量计
3、算的,铯(Cs)在自然界中只有一种稳定同位素13355Cs,则铯元素的相对原子质量约为133,A 正确;B13455Cs、13755Cs的质子数相同,而中子数不同,二者互为同位素,同位素的化学性质相同,但物理性质有差别,B错误;C电子数等于质子数,13455Cs的质子数为55,则电子数为55,C错误;D13455Cs、13755Cs是同种元素的不同原子,互为同位素,不是同素异形体,D 错误;故合理选项是A。3短周期元素A、B、C、D 的原子序数依次增大,B与 C的简单离子具有相同的电子层结构,D 的最高正价与最低负价代数和为6。工业上采用在二氧化钛与A 的单质混合物中通入D 的单质,高温下反应
4、得到化合物 X 和一种常见的可燃性气体Y(化学式为AB),X 与金属单质C反应制得单质钛。下列说法不正确的是A简单离子半径:DBC B氧化物的水化物酸性:DA CX与单质 C不能在空气的氛围中反应制得单质钛D B与 D 组成的某化合物可用于饮用水消毒【答案】B【解析】【分析】短周期元素A、B、C、D 的原子序数依次增大,D 的最高正价与最低负价代数和为6,则 D 为 Cl 元素,工业上采用在二氧化钛与A 的单质混合物中通入D 的单质,高温下反应得到化合物X和一种常见的可燃性气体 Y(化学式为AB),X与金属单质C反应制得单质钛,这种常见的可燃性气体为CO,则 A 为 C 元素,B 为 O 元素
5、,X为 TiCl4,工业上用金属镁还原TiCl4制得金属钛,则C 为 Mg 元素,据此分析解答。【详解】A.D 为 Cl,B为 O,C为 Mg,Cl-核外有 3 个电子层,O2-和 Mg2+核外电子排布相同,均有2 个电子层,当核外电子排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,则它们的简单离子半径:DB C,故 A正确;B.A 为 C,D 为 Cl,其中 H2CO3的酸性比HClO 的酸性强,故B错误;C.因为镁会与空气中的氮气、氧气、二氧化碳反应,则金属镁还原TiCl4制得金属钛时不能在空气的氛围中反应,故C正确;D.D 为 Cl,B为 O,由二者组成的化合物中ClO2具有强氧化性,可用于饮用
6、水消毒,故D正确;故选 B。【点睛】工业上制金属钛采用金属热还原法还原四氯化钛,将TiO2(或天然的金红石)和炭粉混合加热至10001100K,进行氯化处理,并使生成的TiCl4蒸气冷凝,发生反应TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO;在 1070K 下,用熔融的镁在氩气中还原TiCl4可得多孔的海绵钛,发生反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti。4既发生了化学反应,又有电解质的溶解过程,且这两个过程都吸热的是A冰醋酸与NaOH 溶液反应BKNO3加入水中CNH4NO3加入水中DCaO加入水中【答案】C【解析】【详解】A.冰醋酸和氢氧化钠溶液的反应为酸碱中和,而酸碱中和为放热反应,故
7、A 错误;B.由于硝酸钾为强酸强碱盐,不能水解,故硝酸钾加入水中没有化学反应发生,故不符合题干的要求,故 B 错误;C.硝酸铵加入水中后,先溶于水,而铵盐溶于水为吸热的物理过程;然后发生盐类的水解,由于盐类的水解为酸碱中和的逆反应,故盐类水解吸热,故C正确;D.氧化钙放入水中后和水发生化合反应,为放热反应,故D 错误;故选:C。5下列说法正确的是()A用干燥的pH 试纸测定氯水的pH B配制一定浓度的NaOH 溶液,定容时仰视读数,使配制的溶液浓度偏小C用加热分解的方法可将NH4Cl固体和 Ca(OH)2固体的混合物分离D将 25.0 g CuSO4 5H2O 溶于 100 mL 蒸馏水中,配
8、制100 mL 1.0 mol/L CuSO4溶液【答案】B【解析】【详解】A.氯水具有强氧化性,能使pH 试纸褪色,所以不能用的pH 试纸测定某氯水的pH,故 A 错误;B.配制一定浓度的NaOH 溶液,定容时仰视读数,会使溶液的体积变大,导致浓度偏小,故B 错误;C.NH4Cl固体和 Ca(OH)2固体在加热的条件下发生反应2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O,所以不能用加热的方法分离,故C错误;D.精确配制一定物质的量浓度的溶液,必须在容量瓶中进行。将 25.0 g CuSO4 5H2O 溶于 100 mL 蒸馏水中,所得溶液的体积不是100 mL,故无法得到1.0
9、 mol/L CuSO4 溶液,故D 错误;【点睛】考查实验基本操作的评价,涉及pH试纸的使用、溶液的配制操作、氨气的制取等,选项A 注意氯水含有次氯酸具有强氧化性能使pH 试纸褪色,所以不能用的pH 试纸测定某氯水的pH;配制一定物质的量浓度的溶液,定容时仰视读数,会加水过多,导致浓度偏小;俯视的时候加水变少,导致浓度偏大;配制溶液必须用容量瓶定容溶液体积。6下列叙述正确的是A 24 g 镁与 27 g 铝中,含有相同的质子数B同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同C1 mol 重水与 1 mol 水中,中子数比为21 D 1 mol 乙烷和 1 mol 乙烯中,化学键数相同【答案】B【解析】【
10、分析】本题考查的是物质结构,需要先分析该物质中含有的微观粒子或组成的情况,再结合题目说明进行计算。【详解】A1 个 Mg 原子中有 12 个质子,1 个 Al 原子中有13 个质子。24g 镁和 27g铝各自的物质的量都是1mol,所以 24g 镁含有的质子数为12mol,27g 铝含有的质子的物质的量为13mol,选项 A 错误。B设氧气和臭氧的质量都是Xg,则氧气(O2)的物质的量为mol,臭氧(O3)的物质的量为mol,所以两者含有的氧原子分别为2=mol 和3=mol,即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一样多的,而每个氧原子都含有8 个电子,所以同等质量的氧气和臭氧中一定含有相同的电子数
11、,选项 B 正确。C重水为,其中含有 1 个中子,含有 8 个中子,所以 1 个重水分子含有10 个中子,1mol重水含有10mol 中子。水为,其中没有中子,含有 8 个中子,所以1 个水分子含有8 个中子,1mol 水含有 8mol 中子。两者的中子数之比为10:8=5:4,选项 C错误。D乙烷(C2H6)分子中有6 个 CH 键和 1 个 CC键,所以1mol 乙烷有 7mol 共价键。乙烯(C2H4)分子中有 4 个 CH 键和 1 个 CC,所以 1mol 乙烯有 6mol 共价键,选项D 错误。故选 B。【点睛】本题考查的是物质中含有的各种粒子或微观结构的问题,一般来说先计算物质基
12、本微粒中含有多少个需要计算的粒子或微观结构,再乘以该物质的物质的量,就可以计算出相应结果。7ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂实验室可通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2+K2SO4+2CO2+2H2O,下列说法不正确的是()A KClO3在反应中得电子BClO2是还原产物CH2C2O4在反应中被氧化D1molKClO3参加反应有2mole-转移【答案】D【解析】【分析】由 2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2+K2SO4+2CO2+2H2O可知,Cl元素的化合价由+5 价降低为+4 价,C元素的化合价由+3 价升高为+4
13、价,以此来解答。【详解】A Cl元素的化合价降低,则KClO3在反应中得到电子,选项A 正确;BCl 元素得到电子,被还原,则ClO2是还原产物,选项B正确;CH2C2O4在反应中C 化合价升高,被氧化,选项C正确;D.1molKClO3参加反应时,发生电子转移为1mol(5-4)=1mol,选项 D 不正确;答案选 D。【点睛】本题考查氧化还原反应,把握反应中元素的化合价变化为解答的关键,注意从化合价角度分析各选项,题目难度不大。8下列实验操作、现象和结论均正确的是A A BB CC D D【答案】A【解析】【详解】A、石蜡油主要是含17 个碳原子以上的烷烃混合物,在加热条件下,石蜡油可分解
14、生成烯烃,烯烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A正确;B、若待测液中含有Fe3+也能出现相同的现象,故B错误;C、CH3CH2Br 是非电解质不能电离出Br,加入硝酸银溶液不能生产浅黄色沉淀,故C错误;D、盐酸具有挥发性,锥形瓶中挥发出的氯化氢气体能与苯酚钠反应生成苯酚,不能证明碳酸的酸性大于苯酚,故D错误。【点睛】本题考查化学实验方案的评价,涉及卤代烃卤素原子的检验、酸性比较、离子检验等,把握实验操作及物质的性质为解答的关键,注意实验方案的严谨性。9钛(Ti)金属常被称为未来钢铁,4622Ti 和4722Ti 是钛的两种同位素。下列有关Ti 的说法正确的是A4622Ti 比4722Ti 少 1
15、个质子B4622Ti 和4722Ti 的化学性质相同C4622Ti 的相对原子质量是46 D4722Ti 的原子序数为47【答案】B【解析】【详解】A.4622Ti 和4722Ti:质子数都是22,故 A 错误;B.4622Ti 和4722Ti 是同种元素的不同原子,因为最外层电子数相同,所以化学性质相同,故B正确;C.46 是4622Ti 的质量数,不是其相对原子质量质量,故C错误;D.4722Ti 的原子序数为22,故 D 错误;答案选 B。10根据原子结构或元素周期律的知识,下列说法正确的是()A35Cl 和37Cl中子数不同,所以它们的原子结构示意图、电子式、核外电子排布式、轨道表达式
16、都不相同B两个不同原子的1s、2s、2p、3s、3p 各亚层中电子的能量相同C短周期主族元素原子最外层电子数一定等于其最高化合价D CO2通入 Na2SiO3溶液中可以得到硅酸【答案】D【解析】【详解】A.35Cl和37Cl的核外电子数均为17,它们的原子结构示意图、电子式、核外电子排布式、轨道表达式都相同,A 项错误;B.同原子的原子同、原子半径越等不同,两不同原子各亚层中电子的能量不相同,B 项错误;C.氧元素、氟元素没有最高正化合价,除氧、氟外,短周期其它主族元素原子最外层电子数等于其最高化合价,C项错误;D.碳酸的酸性比硅酸强,CO2通入 Na2SiO3溶液中可以得到硅酸,D 项正确;
17、答案选 D。11下列实验操作正确的是A用长预漏斗分离油和水的混合物B配制 0.5mol/LFe(NO3)2溶液时将固态Fe(NO3)2溶于稀硝酸中加水稀释至指定体积C将含氯化氢的氯气通过碳酸氢钠溶液,可收集到纯氯气D用湿布熄灭实验台上酒精着火【答案】D【解析】A、油和水互不相溶,分层,分离油和水的混合物应用分液漏斗,故A错误;B、硝酸有强氧化性,能将二价铁氧化为三价铁,故B错误;C、将含氯化氢的氯气通过碳酸氢钠溶液,会产生CO2,应通过饱和食盐水,才可收集到纯氯气,故C错误;D、用湿布熄灭实验台上酒精着火,属于隔绝氧气灭火,故D正确;故选 D。12维生素B3可以维持身体皮肤的正常功能,而且具有
18、美容养颜的功效,其分子中六元环的结构与苯环相似。下列有关维生素B分子的说法错误的是A所有的碳原子均处于同一平面B与硝基苯互为同分异构体C六元环上的一氯代物有4 种D1mol 该分子能和4mol H2发生加成反应【答案】D【解析】【分析】【详解】A该分子中所有C原子和 N 原子都采用sp2杂化且碳碳单键可以旋转,所以该分子中的所有C原子可能位于同一平面,故A 正确;B硝基苯的分子式为C6H5NO2,该分子的分子式也为C6H5NO2,且二者结构不同,互为同分异构体,故B正确;C六元环上含有4种氢原子,所以其六元环上的一氯代物是4 种,故 C 正确;D羧基中的碳氧双键不能加成,维生素B3分子中的六元
19、环与苯环相似,则1mol 该物质最多能和3mol氢气发生加成反应,故D 错误;故答案为D。13如图,小烧杯放在一块沾有水的玻璃片上,加入氯化铵固体与氢氧化钡晶体Ba(OH)2?8H2O),并用玻璃棒搅拌,玻璃片上的水结成了冰由此可知()A该反应中,化学能转变成热能B反应物的总能量低于生成物的总能量C氯化铵与氢氧化钡的反应为放热反应D反应的热化学方程式为2NH4Cl+Ba(OH)2BaCl2+2NH3?H2OQ【答案】B【解析】【详解】A通过玻璃片上结冰现象可知该反应为吸热反应,故热能转变为化学能,故A 错误;B该反应是一个吸热反应,则反应物的总能量小于生成物的总能量,故B正确;C该反应是一个吸
20、热反应,故C错误;D氯化铵与氢氧化钡晶体反应生成氯化钡、一水合氨和水,该反应为吸热反应,题给方程式没有标出各物质的聚集状态,不是该反应的热化学方程式,故D 错误;故答案为B。【点睛】考查学生吸热反应和物质能量的转化,通过玻璃片上结冰现象可以确定反应是吸热的;吸热反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量。14有机物M、N 之间可发生如图转化,下列说法不正确的是A M 能与溴水发生加成反应BN 能使酸性高锰酸钾溶液褪色CM 分子中所有碳原子共平面D M、N 均能发生水解反应和酯化反应【答案】C【解析】【详解】A.M 中含有碳碳双键,可以与溴水发生加成反应,故A 正确;B.N 中含有羟基,能被酸性高
21、猛酸钾氧化,故B 正确;C.M 中含有饱和碳原子,与饱和碳原子相连的三个C以及该饱和碳原子不可能全部在同一平面上,故C错误;D.M、N 中均含有酯基,都能水解,均含有羟基均能发生酯化反应,故D 正确;故答案为C。15元素周期表的第四周期为长周期,该周期中的副族元素共有A 32 种B18 种C10 种D7 种【答案】D【解析】【详解】第四周期过渡元素有10 种,但是从左到右的第8、9、10 三列的元素为第族元素,不属于副族元素,所以副族元素共有7 种,故答案选D。二、实验题(本题包括1 个小题,共10 分)16碘酸钾(3KIO)是重要的微量元素碘添加剂。实验室设计下列实验流程制取并测定产品中3K
22、IO的纯度:其中制取碘酸(3HIO)的实验装置见图,有关物质的性质列于表中物质性质HIO3白色固体,能溶于水,难溶于CCl4KIO3白色固体,能溶于水,难溶于乙醇碱性条件下易发生氧化反应:ClOIO3=IO4Cl回答下列问题(1)装置 A 中参加反应的盐酸所表现的化学性质为_。(2)装置 B 中反应的化学方程式为_。B 中所加 CCl4的作用是 _从而加快反应速率。(3)分离出B中制得的3HIO水溶液的操作为_;中和之前,需将HIO3溶液煮沸至接近于无色,其目的是_,避免降低3KIO的产率。(4)为充分吸收尾气,保护环境,C处应选用最合适的实验装置是_(填序号)。(5)为促使3KIO晶体析出,
23、应往中和所得的3KIO溶液中加入适量的_。(6)取 1.000g3KIO产品配成200.00mL 溶液,每次精确量取20.00mL 溶液置于锥形瓶中,加入足量KI溶液和稀盐酸,加入淀粉作指示剂,用0.1004mol/L223Na S O溶液滴定。滴定至终点时蓝色消失(2-2-22346I+2S O=2I+S O),测得每次平均消耗223Na S O溶液 25.00mL。则产品中3KIO的质量分数为_(结果保留三位有效数字)。【答案】还原性、酸性22235CI+I+6H O=2HIO+10HCl充分溶解2I和2Cl,以增大反应物浓度分液除去2Cl(或-ClO),防止氧化3KIOC 乙醇(或酒精)
24、89.5%。【解析】【分析】装置 A 用于制取Cl2,发生的反应为:KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2O,装置 B 中发生的是制取HIO3的反应,装置C为尾气处理装置,既要吸收尾气中的HCl 和 Cl2,还要防止倒吸。【详解】(1)装置 A 中发生的反应为:KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2O,浓盐酸中的Cl 元素有一部分失电子转化为 Cl2,表现出还原性,还有一部分Cl 元素没有变价转化为KCl(盐),表现出酸性,故答案为:还原性、酸性;(2)装置 B 中发生的反应为:5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl,Cl2和 I2均难溶于水,易溶于CCl
25、4,加入 CCl4可使二者溶解在CCl4中,增大反应物浓度,故答案为:5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl;充分溶解I2和 Cl2,以增大反应物浓度;(3)分离 B 中制得的HIO3水溶液的操作为分液,HIO3溶液中混有的Cl2在碱性条件下转化为ClO-,ClO-会将 IO3-氧化为 IO4-,因此在中和前需要将Cl2除去,故答案为:分液;除去Cl2(或 ClO-),防止氧化KIO3;(4)尾气中主要含HCl 和 Cl2,需用 NaOH 溶液吸收,同时要防止倒吸,故答案为:C;(5)因为 KIO3难溶于乙醇,向KIO3溶液中加入乙醇可降低其溶解度,促使KIO3晶体析出,故答案为:乙
26、醇(或酒精);(6)每 20mLKIO3溶液中,加入KI溶液和稀盐酸发生的反应为:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O,滴定时发生的反应为:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,可列出关系式:IO3-3I26S2O32-,每次平均消耗的n(S2O32-)=0.1004mol/L 0.025L=0.00251mol,则每 20mLKIO3溶液中,n(KIO3)=n(IO3-)=n(S2O32-)6=0.00251mol 6=0.000418mol,200mL 溶液中,n(KIO3)=0.00418mol,产品中KIO3的质量分数=214g mol0.00418mol100%1g/=8
27、9.5%,故答案为:89.5%。【点睛】1g 样品配成了200mL 溶液,而根据关系式计算出的是20mL 溶液中 KIO3的物质的量,需扩大10 倍才能得到 1g 样品中 KIO3的物质的量。三、推断题(本题包括1 个小题,共10 分)17为探究某无结晶水的正盐X(仅含有两种短周期元素)的组成和性质,设计并完成下列实验。(气体体积已转化为标准状况下的体积)已知:B 是空气的主要成分之一;C是一种强碱,且微溶于水,载人宇宙飞船内常用含C的过滤网吸收宇航员呼出的CO2,以净化空气;D 遇湿润的红色石蕊试纸变蓝。(1)X 的化学式为_。(2)图中 B的组成元素在元素周期表中的位置是_。(3)A 的电
28、子式为_。(4)X 受热分解转变成A 和 B 的化学反应方程式为_。【答案】LiN3第 2 周期 VA 族3LiN3Li3N+4N2【解析】【分析】B 是空气的主要成分之一,B为氮气或氧气;C是一种强碱,且微溶于水,C为 LiOH,载人宇宙飞船内常用含C的过滤网吸收宇航员呼出的CO2,以净化空气,LiOH 与反应生成Li2CO3;D 遇湿润的红色石蕊试纸变蓝,D 是 NH3,确定 B为氮气,NH3是 2.24L 合 0.1mol,A 中 N 为 14gmol1 0.1mol=1.4g。A 为 Li3N,3.5g 中 Li 为 3.5-1.4=2.1g,14.7gX 中 Li 为 2.1g,n(
29、Li)=12.17?gg mol=0.3mol,n(N)=114.72.114?ggg mol=0.9mol,n(Li):n(N)=0.3:0.9=1:3,X的化学式为:LiN3。【详解】(1)由分析可知:X 的化学式为LiN3。故答案为:LiN3;(2)B为氮气,组成元素N 在元素周期表中的位置是第2 周期 VA族。故答案为:第2 周期 VA 族;(3)A 为 Li3N,Li 最外层只有1 个电子,显+1 价,N 最外层 5 个电子,得三个电子,显-3 价,电子式为。故答案为:;(4)由分析X的化学式为:LiN3,X 受热分解转变成Li3N 和 N2,由质量守恒:化学反应方程式为3LiN3L
30、i3N+4N2。故答案为:3LiN3Li3N+4N2。四、综合题(本题包括2 个小题,共20 分)18生物降解聚酯高分子材料PBA的合成路线如下:已知:i A的核磁共振氢谱只有1 组吸收峰,且不能使溴的四氯化碳溶液褪色。ii iii请按要求回答下列问题:(1)A的分子式:_;反应的反应类型:_。(2)C的结构简式:_;D所含官能团名称:_。(3)写出下列反应的化学方程式:检验甲醛中含有醛基的反应:_,反应:_。(4)E的同分异构体有多种,写出其中所有能与溶液反应的同分异构体的结构简式(不考虑顺反异构):_。(5)写出以丁二烯为原料合成有机物F的路线流程图(方框内填写中间产物的结构简式,箭头上注
31、明试剂和反应条件):_。【答案】取代反应羧基、【解析】【分析】烃 A 的相对分子质量为84,则分子式为C6H12,核磁共振氢谱显示只有1 组峰,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,应为环己烷,A与 Br2在光照时发生取代反应产生B,根据 B的相对分子质量可以确定B为,B与 NaOH的乙醇溶液在加热的条件下发生消去反应生成C,则 C是环己烯,其结构简式为;C 被酸性 KMnO4溶液氧化产生的D 为丁二酸HOOC(CH2)4COOH,乙炔与甲醛HCHO反应产生E,E与氢气加成生成F,由题给信息可知E为 HOCH2C CCH2OH,F为 HOCH2CH2CH2CH2OH,D与 F发生缩聚反应,生成 PBA为
32、;(5)由 1.3-丁二烯为原料(其他无机试剂任选)通过三步制备化合物F,1.3-丁二烯可与溴发生1,4-加成,加成产物与氢气发生加成反应,然后再水解可生成F,也可以是加成产物先水解后与氢气发生加成反应,以此解答该题。【详解】(1)A 为环己烷,分子式是C6H12;C6H12与 Br2在光照时发生取代反应生成,所以发生取代反应;(2)C 是环己烯,结构简式为;D 是丁二酸HOOC(CH2)4COOH,所含官能团名称羧基;(3)甲醛中含有醛基,可以利用银镜反应检验甲醛中含有醛基,方程式为;反应是HOOC(CH2)4COOH与 HOCH2CH2CH2CH2OH 在浓硫酸、加热条件下发生聚酯反应,该
33、反应的化学方程式为:+(2n-1)H2O;(4)E 是 HOCH2C CCH2OH,分子式为C4H6O2,其同分异构体有多种,其中所有能与NaHCO3溶液反应,说明分子中含有-COOH,则其同分异构体的结构简式为:、;(5)由 1,3-丁二烯为原料,通过三步制备化合物F,可使 1,3-丁二烯与溴发生1,4-加成,加成产物再与氢气发生加成反应,然后再水解可生成F,反应的流程为(或CH2Br-CH=CH-CH2Br 先水解得到HOCH2CH=CH-CH2OH,然后再催化加氢)。【点睛】本题考查有机物合成与推断的知识,充分利用有机物的结构特点及前后转化关系进行分析解答,易错点为(4),注意同分异构体
34、的判断时,不饱和度形成因素可能是双键,也可能是环状结构所致,该题较好的考查学生分析推理能力、自学能力、知识迁移运用能力。19(14 分)近年来,随着锂离子电池的广泛应用,废锂离子电池的回收处理至关重要。下面是利用废锂离子电池正极材料(有Al、LiCoO2、Ni、Mn、Fe等)回收钴、镍、锂的流程图。已知:P204二(2-乙基己基)磷酸酯 常用于萃取锰,P507(2-乙基己基膦酸-2-乙基己酯)和 Cyanex272二(2,4,4)-三甲基戊基次磷酸常用于萃取钴、镍。回答下列问题:(1)在硫酸存在的条件下,正极材料粉末中LiCoO2与 H2O2反应能生成使带火星木条复燃的气体,请写出反应的化学方
35、程式_。(2)一些金属难溶氢氧化物的溶解度(用阳离子的饱和浓度表示)与pH 的关系图如下:加入 NaOH 溶液调 pH=5 可除去图中的_(填金属离子符号)杂质;写出除去金属离子的离子方程式_(一种即可)。(3)已知 P507 萃取金属离子的原理为nHR(Org)+Mn+(aq)垐?噲?MRn(Org)+nH+(aq),且随着萃取过程中pH降低,萃取效率下降。萃取前先用NaOH 对萃取剂进行皂化处理,皂化萃取剂萃取金属离子的反应为nNaR(Org)+Mn+(aq)垐?噲?MRn(Org)+nNa+(aq)。对萃取剂进行皂化处理的原因为_。(4)控制水相pH=5.2,温度 25,分别用P507、
36、Cyanex272 作萃取剂,萃取剂浓度对萃取分离钴、镍的影响实验结果如图所示。Co(Cyanex272);Ni(Cyanex272);Co(P507);Ni(P507)由图可知,钴、镍的萃取率随萃取剂浓度增大而_(填“增大”或“减小”);两种萃取剂中_(填“P507”或“Cyanex272”)的分离效果比较好,若选P507为萃取剂,则最适宜的萃取剂浓度大约为_mol L-1;若选 Cyanex272 萃取剂,则最适宜的萃取剂浓度大约为_mol L-1。(5)室温下,用NaOH 溶液调节钴萃余液的pH=12,搅拌一段时间后,静置,离心分离得到淡绿色氢氧化镍固体,镍沉淀率可达99.62%。已知
37、KspNi(OH)2=5.25 10-16,则沉镍母液中Ni2+的浓度为 2.1 10-11 mol L-1时,pH=_(lg5=0.7)。【答案】2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+O2+2CoSO4+4H2O Fe3+、Al3+Fe3+3OH-Fe(OH)3或Al3+3OH-Al(OH)3维持萃取过程中pH 恒定增大Cyanex272 0.25 0.4 11.7【解析】【分析】【详解】(1)LiCoO2与硫酸和H2O2反应生成能使带火星木条复燃的气体,说明LiCoO2在硫酸作用下把H2O2氧化成 O2,+3 价 Co降低为+2 价的 Co2+,方程式为2LiCoO2+3H2
38、SO4+H2O2Li2SO4+O2+2CoSO4+4H2O。(2)由图可知,加入NaOH 溶液调 pH=5 时,Fe3+、Al3+沉淀完全,所以去除Fe3+的离子方程式为Fe3+3OH-Fe(OH)3,去除 Al3+的离子方程式为Al3+3OH-Al(OH)3。(3)nHR(Org)+Mn+(aq)垐?噲?MRn(Org)+nH+(aq),会使溶液酸性增强,萃取效率下降,故用NaOH 进行皂化处理后离子反应变为nNaR(Org)+Mn+(aq)垐?噲?MRn(Org)+nNa+(aq),反应前后pH 基本不变,根据题意可知,萃取效率不会降低。故萃取前先用NaOH 对萃取剂进行皂化处理的目的是维
39、持萃取过程中pH 恒定。(4)由图可知,钴、镍的萃取率随萃取剂浓度增大而呈增大趋势,萃取时“Cyanex272”比“P507”对钴、镍萃取率的差值大,Cyanex272 分离效果好。选 P507 为萃取剂,浓度在 0.25 mol L-1以后变化不大,所以 0.25 mol L-1最好;选Cyanex272 萃取剂,浓度在0.40 mol L-1以后变化不大,所以0.4 mol L-1最好。(5)KspNi(OH)2=c(Ni2+)c2(OH-)=5.25 10-16,c2(OH-)=16115.25 102.1 10=2.5 10-5,c(OH-)=5 10-3,pOH=3-lg5=2.3,pH=14-pOH=14-2.3=11.7。