2019-2020学年北京市海淀区知春里中学新高考化学模拟试卷含解析.pdf

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1、2019-2020学年北京市海淀区知春里中学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化学与生产、生活及社会发展密切相关。下列说法正确的是A医疗上用浓度为95的酒精杀菌消毒B葡萄糖作为人类重要的能量来源,是由于它能发生水解C石墨纤维和制医用口罩的聚丙烯纤维都是有机高分子化合物D聚合硫酸铁Fe2(OH)x(SO4)yn是新型絮凝剂,可用来处理水中的悬浮物【答案】D【解析】【分析】【详解】A过高浓度的酒精使蛋白质凝固的本领很大,它却使细菌表面的蛋白质一下子就凝固起来,形成了一层硬膜,阻止酒精分子进一步渗入细菌内部,反而保护了细菌免遭

2、死亡,酒精浓度过低,虽可进入细菌,但不能将其体内的蛋白质凝固,同样也不能将细菌彻底杀死,医疗上用浓度为75%的酒精杀菌消毒,故A 错误;B葡萄糖属于单糖,不能发生水解反应,葡萄糖在人体组织中缓慢氧化放出热量,供给人体所需能量,故 B 错误;C石墨纤维是由碳元素构成的单质,不是有机高分子化合物,故C错误;D聚合硫酸铁Fe2(OH)x(SO4)yn中的铁离子在水溶液中能发生水解反应,生成氢氧化铁胶体,可以吸附水中的悬浮物,故D 正确;答案选 D。【点睛】有机化合物指含碳元素的化合物,但是不包括碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等,有机物是生命产生的物质基础,所有的生命体都含有机化合物。脂肪、氨基酸、蛋白质、

3、糖类、血红素、叶绿素、酶、激素等。生物体内的新陈代谢和生物的遗传现象,都涉及到有机化合物的转变。此外,许多与人类生活有密切相关的物质,如石油、天然气、棉花、染料、化纤、塑料、有机玻璃、天然和合成药物等,均与有机化合物有着密切联系。2某同学设计了如图所示元素周期表,已知Z 元素的最外层电子数是次外层的3 倍。空格中均有对应的元素填充。下列说法正确的是A白格中都是主族元素,灰格中都是副族元素BX、Y分别与 Z 形成的化合物都只有两种CX、Y元素最高价氧化物对应的水化物酸性:XY D X、Y、Z的气态氢化物中最稳定的是X的氢化物【答案】C【解析】【分析】按照排布规律,前3 周期,一侧的相同位置的元素

4、位于同一主族,比如B 和 Al 同主族,均在H 的左侧,均处于棱形的顶部空格内。则可知X、Y 同主族,且X 为 N,Y 为 P,Z 为 O。到了第四周期,出现灰色空格,填充副族元素,如Se。【详解】A、按照图示,白格填充的为主族元素和稀有气体元素,灰格填充的为副族元素,A 错误;B、X 和 Z,可以形成NO、NO2、N2O5等氮氧化物,不止2 种,B 错误;C、X 的最高价氧化物对应的水化物为HNO3,Y 的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,同主族元素,同上到下非金属性减弱,非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,则HNO3H3PO4;C正确;D、非金属性越强,气态氢化物的稳定性

5、越强,同主族元素,同上到下非金属性减弱,同周期元素,从左到右,非金属性增强,则非金属性排序为ON P,氢化物最强的是Z 的氢化物,H2O;D 错误;答案选 D。3四种短周期元素在周期表中的位置如图所示,X、Y的核外电子数之和等于W 的核外电子数,下列说法不正确的是()A X、Y、Z 三种元素的最高正价依次增大BY、Z 形成的简单氢化物,后者稳定性强CY、Z形成的简单阴离子,后者半径小D工业上用电解W 和 Z 形成的化合物制备单质W【答案】A【解析】【分析】根据常见元素在周期表中的位置及元素周期表的结构知,X、Y、Z 位于第二周期,W 位于第三周期,X、Y 的核外电子数之和等于W 的核外电子数,

6、则X 为 C 元素,Y 为 N 元素,Z 为 O 元素,W 为 Al 元素。【详解】A.由分析可知,X 为 C元素,Y为 N 元素,Z为 O 元素,O 元素没有最高正价,故A 错误;B.由分析可知,Y、Z形成的简单氢化物为NH3和 H2O,氮,氧元素中氧的电负性最大,氧与氢之间的共价键最牢固,所以氧的氢化物H2O 更稳定,故B 正确;C.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,氧的核电荷数大于氮元素,所以后者半径小,故C正确;D.工业上用电解Al 和 O 形成的化合物Al2O3制备单质Al,故 D 正确;题目要求选错误项,故选A。【点睛】C 选注意粒子半径大小的比较:(1)同一元素原子、

7、离子:简单阴离子半径大于其相应原子半径,简单阳离子半径小于其相应原子半径;(2)同一元素离子:核外电子数越少,半径越小;(3)电子层结构相同的离子:核电荷数越大,半径越小。4以下物质中存在12C、13C、14C原子的是()金刚石 CO2 石灰石 葡萄糖。A BCD【答案】A【解析】【详解】12C、13C、14C是碳三种天然的同位素,任何含碳的自然界物质中三者都存在,金刚石、CO2、石灰石、葡萄糖四种物质都含有碳元素,所以这些物质中都存在12C、13C、14C原子,故合理选项是A。5常温常压下,O3溶于水产生的游离氧原子O有很强的杀菌消毒能力,发生的反应如下:()反应:O3O2+O H0 平衡常

8、数为K1反应:O+O32O2 H0 平衡常数为K2总反应:2O33O2 H0 平衡常数为K 下列叙述正确的是A降低温度,K减小BK=K1+K2C增大压强,K2减小D适当升温,可提高消毒效率【答案】D【解析】【详解】A.降低温度向放热反应移动即正向移动,K 增大,故A 错误;B.方程式相加,平衡常数应该相乘,因此K=K1?K2,故 B错误;C.增大压强,平衡向体积减小的方向移动,即逆向移动,平衡常数不变,故C错误;D.适当升温,反应速率加快,消毒效率提高,故D 正确。综上所述,答案为D。6利用有机物X 在一定条件下可合成植物生长所需的“平衡因子”Y(部分产物未写出)。已知含有“手性碳原子”的分子

9、可形成对映异构体。下列有关说法中正确的是()A X,Y分子都不存在对映异构体BX 分子中所有碳原子可能都在同一平面CY分子可以发生取代、酯化、消去、加成、氧化等反应D未写出的产物可能有2 种,且都具有两性化合物的特性【答案】D【解析】【分析】【详解】A.连有四个不同基团的碳原子称为手性碳原子,X、Y分子中都存在手性碳原子,则都存在对映异构体,故 A 错误;B.X 分子中同时连接两个甲基的碳原子为四面体构型,则X 分子中所有碳原子不可能都在同一平面上,故B 错误;C.Y分子中与羟基相连的碳原子的邻碳原子上无氢原子,则Y分子不能发生消去反应,故C 错误;D.因为 X分子结构中有肽键和酯基,则X 生

10、成 Y的反应可能是发生了水解反应,生成的另外两种产物分别为 HOOCCH2NH2、,都具有两性化合物的特性,故D 正确;综上所述,答案为D。7固体电解质可以通过离子迁移传递电荷,利用固体电解质RbAg4I5可以制成电化学气敏传感器,其中迁移的物种全是Ag+。下图是一种测定O2含量的气体传感器示意图,O2可以透过聚四氟乙烯薄膜,根据电池电动势变化可以测得O2的含量。在气体传感器工作过程中,下列有关说法正确的是A银电极被消耗,RbAg4I5的量增多B电位计读数越大,O2含量越高C负极反应为Ag+I-e-=AgI D部分 A1I3同体变为Al 和 AgI【答案】B【解析】【分析】O2通入后,发生反应

11、:4AlI3+3O2=2Al2O3+6I2,I2在传感器电池中发生还原反应,因此多孔石墨电极为正极,电极反应式为:I2+2Ag+2e-=2AgI,银电极发生氧化反应,银作负极,固体电解质RbAg4I5中迁移的物种是Ag+,电极反应式为:Ag-e-=Ag+,据此解答。【详解】A由上述分析可知,传感器工作过程中,银电极被消耗,传感器中总反应为:I2+2Ag=2AgI,因固体电解质 RbAg4I5中迁移的物种是Ag+,因此 RbAg4I5质量不会发生变化,故A 错误;BO2含量越高,单位时间内转移电子数越多,电位计读数越大,故B正确;C由上述分析可知,负极反应为:Ag-e-=Ag+,故 C错误;D由

12、上述分析可知,部分AlI3生成 Al2O3和 I2,故 D 错误;故答案为:B。8下列说法正确的是A纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同B碘晶体受热转变成碘蒸气,吸收的热量用于克服碘原子间的作用力CSO3溶于水的过程中有共价键的断裂和离子键的形成D HF的热稳定性很好,主要是因为HF 分子间存在氢键【答案】A【解析】【详解】A 碳酸钠和氢氧化钠熔化时都克服离子键,故正确;B.碘晶体受热变成碘蒸气克服分子间作用力,不是克服碘原子间的作用力,故错误;C.三氧化硫溶于水的过程中有共价键的断裂和形成,没有离子键的形成,故错误;D.氟化氢的稳定性好,是因为氟化氢中的共价键键能高,与氢键无关,故错误。故选

13、 A。【点睛】掌握氢键的位置和影响因素。氢键是分子间的作用力,影响物质的物理性质,不影响化学性质。9实验室为监测空气中汞蒸气的含量,通常悬挂有CuI 的滤纸,根据滤纸是否变色或颜色发生变化的时间来判断空气中汞的含量,其反应为:4CuIHgCu2HgI4 2Cu。下列有关说法正确的是()A上述反应的产物Cu2HgI4中,Hg的化合价为2 B上述反应中CuI 既是氧化剂,又是还原剂C上述反应中Hg 元素与 Cu元素均被氧化D上述反应中生成64gCu时,转移的电子数为2NA【答案】A【解析】【详解】A Cu2HgI4中 Cu 元素的化合价为+1 价,Hg 为+2 价,I 为 1价,故 A 正确;BC

14、u 元素化合价部分由+1 价降低到0价,被还原,CuI 为氧化剂,故B 错误;CCu得到电子被还原,Hg 失去电子被氧化,故C错误;D由方程式可知,上述反应中生成64g Cu,即 1mol 时,转移1mol 电子,电子数为1NA,故 D 错误;答案选 A。10某硫酸厂废气中SO2的回收利用方案如图所示。下列说法错误的是()A X可能含有2 种盐BY可能含有(NH4)2SO4Ca 是 SO3D(NH4)2S2O8中 S的化合价不可能为+7【答案】C【解析】【分析】流程可知,氨水与废气反应生成亚硫酸氨或亚硫酸氢铵,然后与过量硫酸反应生成气体a 为二氧化硫,Y为硫酸铵、硫酸氢铵。【详解】A废气少量时

15、生成X 为亚硫酸铵,废气过量时生成X 为亚硫酸氢铵,或二者均有,A 正确;B X 中加过量硫酸生成硫酸铵或硫酸氢铵,B 正确;C亚硫酸氨或亚硫酸氢铵,与过量硫酸反应生成气体a 为二氧化硫,C 错误;D(NH4)2S2O8中为连二硫酸铵,S最外层有6 个电子,最高价为+6 价,则 S的化合价不可能为+7,D正确;故答案为:C。11相对分子质量约为4000 的聚乙二醇具有良好的水溶性,是一种缓泻剂。聚乙二醇可由环氧乙烷在酸性条件下聚合而成()。下列说法正确的是A环氧乙烷在酸性条件下发生加聚反应制得聚乙二醇B聚乙二醇的结构简式为C相对分子质量约为4000 的聚乙二醇的聚合度n67 D聚乙二醇能保持肠

16、道水分的原因是其可和H2O 分子间形成氢键【答案】D【解析】【分析】【详解】在 H+条件下先水解生成HOCH2CH2OH,乙二醇再发生缩聚反应生成聚乙二醇,其结构简式为;A环氧乙烷在酸性条件下先发生水解反,再发生缩聚反应制得聚乙二醇,故A 错误;B聚乙二醇的结构简式为,故 B 错误;C聚乙二醇的链节为OCH2CH2,则聚合度n=40001844 90,故 C错误;D聚乙二醇能与水分子间形成氢键,则能保持肠道水分,故D 正确;故答案为D。12下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是A该溶液中K、Fe2、C6H5OH、Br可以大量共存B和 KI 溶液反应的离子方程式:Fe32IFe2I2C和

17、Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:Fe3SO42Ba23OHFe(OH)3BaSO4D 1 L0.1 molL-1该溶液和足量的Zn 充分反应,生成11.2 g Fe【答案】D【解析】【详解】A、三价铁与苯酚会发生显色反应,不能大量共存,A 错误;B、电荷不守恒,正确的离子方程式为2Fe32I2Fe2I2,B 错误;C、不符合配比关系,正确的离子方程式为2Fe33SO42 3Ba2 6OH2Fe(OH)33BaSO4,C错误;D、根据原子守恒,铁离子的物质的量为0.2mol,与足量Zn 反应生成0.2mol 铁,为 11.2g,D 正确;答案选 D。13化学科学对提高人类生活质量和促进社会发

18、展具有重要作用。下列说法正确的是()A某些金属元素的焰色反应、海水提溴、煤的气化、石油的裂化都是化学变化的过程B氮氧化物的大量排放,会导致光化学烟雾、酸雨和温室效应等环境问题C油脂的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,长时间放置的油脂会因水解而变质D白葡萄酒含维生素C等多种维生素,通常添加微量2SO的目的是防止营养成分被氧化【答案】D【解析】【分析】【详解】A.焰色反应是物理变化,故A 错误;B.氮氧化物的大量排放,会导致光化学烟雾、酸雨环境问题,温室效应是CO2造成的,故B错误;C.长时间放置的油脂会因被氧化而变质,故C错误;D.白葡萄酒含维生素C等多种维生素,SO2具有还原性,通常添加微量SO2的

19、目的是防止营养成分被氧化,故 D 正确。综上所述,答案为D。14氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析不合理的是A催化剂a 表面发生了非极性共价键的断裂和极性共价键的形成B催化剂不能改变反应焓变但可降低反应活化能C在催化剂b 表面形成氮氧键时,涉及电子转移D催化剂a、b 能提高反应的平衡转化率【答案】D【解析】【分析】【详解】A.催化剂 a 表面是氢气和氮气反应生成氨气,催化剂 a 表面发生了非极性共价键的断裂和极性键的形成,故 A 合理;B.催化剂可降低反应活化能,改变反应速率,但不能改变反应焓变,故B 合理;C.催化剂 b 表面是氨气催化氧化生成NO 的反应,发生的是氧化还原反应,涉及电

20、子转移,故C 合理;D.催化剂 a、b 改变反应速率,不改变化学平衡,不能提高反应的平衡转化率,故D 不合理;故选 D。15美国科学家John BGoodenough 荣获 2019 年诺贝尔化学奖,他指出固态体系锂电池是锂电池未来的发展方向。Kumar 等人首次研究了固态可充电、安全性能优异的锂空气电池,其结构如图所示。已知单位质量的电极材料放出电能的大小称为电池的比能量。下列说法正确的是A放电时,a 极反应为:Al-3e-=A13+,b 极发生还原反应B充电时,Li+由 a 极通过固体电解液向b 极移动C与铅蓄电池相比,该电池的比能量小D电路中转移4mole-,大约需要标准状况下112L空

21、气【答案】D【解析】【分析】【详解】A锂比铝活泼,放电时a 极为负极,锂单质失电子被氧化,反应为“Li-e-Li+,b 极为正极得电子,被还原,故 A 错误;B充电时a 电极锂离子被还原成锂单质为电解池的阴极,则b 为阳极,电解池中阳离子向阴极即a 极移动,故 B 错误;C因为锂的摩尔质量远远小于铅的摩尔质量,失去等量电子需要的金属质量也是锂远远小于铅,因此锂电池的比能量大于铅蓄电池,故C错误;D电路中转移4mole-,则消耗1mol 氧气,标况下体积为22.4L,空气中氧气约占20%,因此需要空气22.4L 5=112L,故 D 正确;故答案为D。二、实验题(本题包括1 个小题,共10 分)

22、16Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水。在中性或碱性环境中稳定。I.制备 Na2S2O3?5H2O 反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq)实验步骤:称取 15gNa2S2O3加入圆底烧瓶中,再加入80mL 蒸馏水。另取5g 研细的硫粉,用3mL 乙醇润湿,加入上述溶液中。安装实验装置,水浴加热,微沸60 分钟。趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3?5H2O,经过滤,洗涤,干燥,得到产品。回答问题:(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是_。(2)仪器 a 的名称是 _,其作用是 _。(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是_,检

23、验是否存在该杂质的方法是_。(4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子方程式表示其原因为_。II.测定产品纯度准确称取Wg 产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol/L 碘的标准溶液滴定,反应原理为:2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。(5)滴定至终点时,溶液颜色的变化为_。(6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为_ mL。产品的纯度为_(设Na2S2O3?5H2O 相对分子质量为M)。【答案】使硫粉易于分散到溶液中冷凝管(或球形冷凝管)冷凝回流Na2SO4取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则

24、产品中含有Na2SO42-+2322S O+2H=S+SO+H O由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色18.10 33.62010 molM100%Wg【解析】【分析】I(1)硫粉难溶于水、微溶于乙醇,乙醇湿润可以使硫粉易于分散到溶液中;(2)根据图示装置中仪器构造写出其名称,然后根据冷凝管能够起到冷凝回流的作用进行解答;(3)由于 S2O32具有还原性,易被氧气氧化成硫酸根离子可知杂质为硫酸钠;根据检验硫酸根离子的方法检验杂质硫酸钠;(4)S2O32与氢离子在溶液中能够发生氧化还原反应生成硫单质,据此写出反应的离子方程式;II(5)滴定终点为最后一滴碘的标准液滴入时,溶液中淀粉遇碘单质变蓝;(6

25、)滴定管读数从上往下逐渐增大;根据氧化还原反应转移电子守恒解答。【详解】I(1)硫粉难溶于水微溶于乙醇,所以硫粉在反应前用乙醇湿润是使硫粉易于分散到溶液中,故答案为:使硫粉易于分散到溶液中;(2)根据题中图示装置图可知,仪器a 为冷凝管(或球形冷凝管),该实验中冷凝管具有冷凝回流的作用,故答案为:冷凝管(或球形冷凝管);冷凝回流;(3)2-23S O具有还原性,能够被氧气氧化成硫酸根离子,所以可能存在的杂质是硫酸钠;检验硫酸钠的方法为:取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4,故答案为:Na2SO4;取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液

26、中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有 Na2SO4;(4)2-23S O与氢离子发生氧化还原反应生成淡黄色硫单质,反应的离子方程式为:2-+2322S O+2H=S+SO+H O;II(5)因指示剂为淀粉,当滴定到终点时,过量的单质碘遇到淀粉显蓝色,且半分钟内不褪色;(6)起始体积为0.00mL,终点体积为18.10mL,因此消耗碘的标准溶液体积为18.10mL;该滴定过程中反应的关系式为:2-2322S OI:,2-33232S O2I20.1mol/L18.10 10 L=3.62010 molnn,则产品的纯度为33.620 10 molM100%Wg。三、推断题(本题包括1

27、个小题,共10 分)17研究表明不含结晶水的X(由 4 种短周期元素组成),可作为氧化剂和漂白剂,被广泛应用于蓄电池工业等。为探究X 的组成和性质,设计并完成了下列实验:已知:气体单质B 可使带火星的木条复燃。(1)X中含有的元素为:_;图中被浓硫酸吸收的气体的电子式为:_。(2)请写出的化学方程式:_。(3)已知 X 常用于检验Mn2+,它可将 Mn2+氧化成 MnO4-。请写出 X溶液和少量MnCl2溶液反应的离子方程式:_。【答案】N、H、S、O 2(NH4)2S2O8+8NaOH=4Na2SO4+4NH3+O2+6H2O 7S2O82-+2Mn2+4Cl-+8H2O=2Cl2+2MnO

28、4-+14SO42-+16H+【解析】【分析】从图中可以采集以下信息:m(X)=4.56g,m(BaSO4)=9.32g,V(O2)=0.224L,V(NH3)=1.12L-0.224L=0.896L。n(BaSO4)=9.320.04mol233g/molg,n(O2)=0.224L0.01mol22.4L/mol,n(NH3)=0.896L0.04mol22.4L/mol。在 X中,m(NH4+)=0.04mol 18g/mol=0.72g,m(S)=0.04mol 32g/mol=1.28g,则 X中所含 O 的质量为m(O)=4.56g-0.72g-1.28g=2.56g,n(O)=2

29、.56g0.16mol16g/mol。X 中所含 NH4+、S、O 的个数比为0.04:0.04:0.16=1:1:4,从而得出X 的最简式为NH4SO4,显然这不是X的化学式,X可作为氧化剂和漂白剂,则其分子中应含有过氧链,化学式应为(NH4)2S2O8。(1)从以上分析,可确定X中含有的元素;图中被浓硫酸吸收的气体为NH3。(2)反应 中,(NH4)2S2O8与 NaOH 反应,生成BaSO4、NH3、O2等。(3)已知 X常用于检验Mn2+,它可将Mn2+氧化成 MnO4-。则(NH4)2S2O8与 MnCl2反应生成 MnO4-、Cl2、SO42-等。【详解】(1)从以上分析,可确定

30、X 中含有的元素为N、H、S、O;图中被浓硫酸吸收的气体为NH3,电子式为。答案为:N、H、S、O;(2)反应 中,(NH4)2S2O8与 NaOH 反应,生成BaSO4、NH3、O2等,且三者的物质的量之比为4:4:1,化学方程式为2(NH4)2S2O8+8NaOH=4Na2SO4+4NH3+O2+6H2O。答案为:2(NH4)2S2O8+8NaOH=4Na2SO4+4NH3+O2+6H2O;(3)已知 X常用于检验Mn2+,它可将Mn2+氧化成 MnO4-。则(NH4)2S2O8与 MnCl2反应生成 MnO4-、Cl2、SO42-等。S2O82-中有两个O 从-1 价降低到-2 价,共得

31、2e-;MnCl2中,Mn2+由+2价升高到+7价,Cl-由-1 价升高到 0 价,MnCl2共失 7e-,从而得到下列关系:7S2O82-+2Mn2+4Cl-2Cl2+2MnO4-+14SO42-,再依据电荷守恒、质量守恒进行配平,从而得出反应的离子方程式为7S2O82-+2Mn2+4Cl-+8H2O=2Cl2+2MnO4-+14SO42-+16H+。答案为:7S2O82-+2Mn2+4Cl-+8H2O=2Cl2+2MnO4-+14SO42-+16H+。四、综合题(本题包括2 个小题,共20 分)18水体砷污染已成为一个亟待解决的全球性环境问题,我国科学家研究零价铁活化过硫酸钠(Na2S2O

32、8)去除废水中的正五价砷 As(),其机制模型如下。零价铁活化过硫酸钠去除废水中As()的机制模型资料:酸性条件下SO4-为主要的自由基,中性及弱碱性条件下SO4-和 OH同时存在,强碱性条件下OH为主要的自由基。Fe2+、Fe3+形成氢氧化物沉淀的pH 离子开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Fe2+7.04 9.08 Fe3+1.87 3.27(1)砷与磷在元素周期表中位于同一主族,其原子比磷多一个电子层。砷在元素周期表中的位置是_。砷酸的化学式是_,其酸性比H3PO4_(填“强”或“弱”)。(2)零价铁与过硫酸钠反应,可持续释放Fe2+,Fe2+与 S2O82-反应生成Fe3+和自由基,自由

33、基具有强氧化性,利于形成Fe2+和 Fe3+,以确保 As()去除完全。S2O82-中 S的化合价是 _。零价铁与过硫酸钠反应的离子方程式是_。Fe3+转化为 Fe2+的离子方程式是_。(3)不同 pH对 As()去除率的影响如图。5 min 内 pH=7 和 pH=9 时去除率高的原因是_。【答案】第4 周期、第A族H3AsO4弱+7Fe+S2O82-=Fe2+2SO42-Fe+2Fe3+=3Fe2+pH=7 和 pH=9 时,产生了具有强氧化性的SO4-和 OH,利于生成Fe2+和 Fe3+,pH=7 和 pH=9时,Fe2+和 Fe3+形成 Fe(OH)2和 Fe(OH)3,与 As()

34、发生共沉淀,有效去除As()【解析】【分析】(1)磷核电荷数为15,在元素周期表中的位置是第3 周期、第 A 族;磷酸的化学式为H3PO4,同主族元素核电荷数越大,非金属性越弱,其最高价氧化物水化物的酸性越弱;(2)零价铁与过硫酸钠反应,可持续释放Fe2+,Fe2+与 S2O82-反应生成Fe3+和自由基,自由基具有强氧化性,利于形成Fe2+和 Fe3+,以确保As()去除完全。S2O82-中氧元素为-2 价,设 S的化合价是x,结合正负化合价代数和为-2 计算;零价铁与过硫酸钠反应生成Fe2+和 SO42-,结合守恒法写出发生反应的离子方程式;Fe将 Fe3+还原为 Fe2+,结合守恒法写出

35、发生反应的离子方程式;(3)由模型可知pH=7 和 pH=9 时产生了强氧化性的O4-和 OH,有利于Fe的氧化,pH=7 和 pH=9 时Fe2+和 Fe3+完全转化为Fe(OH)2和 Fe(OH)3,易除去;【详解】(1)磷核电荷数为15,在元素周期表中的位置是第3 周期、第 A 族,则砷在元素周期表中的位置是第 4 周期、第 A 族;砷酸中砷元素的化合价为+5 价,其化学式是H3AsO4,因 As 非金属性比P弱,则其酸性比H3PO4弱;(2)S2O82-中氧元素为-2 价,设 S的化合价是x,2x+(-2)8=-2,解得 x=+7,即 S2O82-中 S的化合价是+7;零价铁与过硫酸钠

36、反应生成Fe2+和 SO42-,则发生反应的离子方程式为Fe+S2O82-=Fe 2+2SO42-;Fe将 Fe3+还原为 Fe2+,发生反应的离子方程式为Fe+2Fe 3+=3Fe 2+;(3)结合零价铁活化过硫酸钠去除废水中As()的机制模型可知,因pH=7 和 pH=9 时,产生了具有强氧化性的SO4-和 OH,利于生成Fe2+和 Fe3+,pH=7 和 pH=9 时,Fe2+和 Fe3+形成 Fe(OH)2和 Fe(OH)3,与As()发生共沉淀,有效去除As(),故 5 min 内 pH=7 和 pH=9 时去除率高。19由 A 和 C 为原料合成治疗多发性硬化症药物H 的路线如下:

37、已知:A 能与 NaHCO3溶液反应放出CO2,其核磁共振氢谱显示有三组峰,峰面积比为2:2:1。NaBH4能选择性还原醛、酮,而不还原NO2。回答下列问题:(1)A 的化学名称为_,D 的结构简式为 _。(2)H 的分子式为 _,E中官能团的名称为_。(3)B D、EF 的反应类型分别为_。(4)F G 的化学方程式为_。(5)与 C互为同分异构体的有机物的结构简式为_(核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为6:3:1:1)。(6)设计由 B和为原料制备具有抗肿瘤活性药物的合成路线_。【答案】3-溴丙酸C19H33NO2羰基、硝基取代、还原【解析】【分析】A 分子式是C3H5O2Br,能够与 Na

38、HCO3溶液反应放出CO2,说明是溴代羧酸,核磁共振氢谱显示有三组峰,峰面积比为2:2:1 则 A 结构简式为BrCH2CH2COOH,A 与 SOCl2发生信息反应产生B 是 BrCH2CH2COCl,根据 D 的分子式,结合生成物H 的结构简式可知C是,B与 C发生烃基对位的取代反应产生D 结构简式是;D 与 NaNO2发生取代反应产生E是,E与 NaBH4发生羰基的还原反应产生F:,F与 HCHO在三乙胺存在时发生信息反应产生G:,G 与 H2发生还原反应产生H:,据此解答。【详解】根据上述分析可知A 是 BrCH2CH2COOH,B 是 BrCH2CH2COCl,C是,D 是,E是,F

39、是,G 是,H 是。(1)根据上述分析可知A是 BrCH2CH2COOH,A的化学名称为3-溴丙酸;D的结构简式为;(2)根据 H 的结构简式,可知 H 的分子式为C19H33NO2,E结构简式是,E中官能团的名称为羰基、硝基;(3)B 与 C发生烃基对位的取代反应产生D,所以 BD 的反应类型为取代反应;E与NaBH4发生羰基的还原反应产生F,所以 EF 的反应类型为还原反应;(4)F G 的化学方程式为;(5)C 是,与 C互为同分异构体,核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为6:3:1:1 的有机物的结构简式为;(6)B与发生取代反应产生,与 NaNO2发生取代反应产生,该物质与NaBH4发生羰基的还原反应产生,然后与 HCHO在三乙胺存在时发生信息反应产生,然后在H2、Cd/C 条件下发生还原反应产生,故合成路线为:。【点睛】本题考查了有机合成与推断、物质的命名、官能团、反应类型的判断及同分异构体的书写等知识,注意根据题目流程中的转化关系与反应信息进行合成路线的设计。

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