高考非選擇題滿分訓(xùn)練6(附答案解析)-沖刺2023年高考化學(xué)滿分集訓(xùn)

高考非選擇題滿分訓(xùn)練(6)1．以某含鈷廢渣(主要成分為Co2O3、Fe2O3、Ni2O3，還含有少量鈣鎂的氧化物)為原料制取純凈的Co2O3。具體的工藝流程如下：已知：常溫下，Ksp(CaF2)＝2.7×10－11，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11，Ksp[Co(OH)2]＝2×10－15。請回答下列問題：(1)Co2O3不能完全溶于H2SO4，因此，在酸浸時需加入一定量的還原劑(如NaNO2、Na2SO3等)。①NaNO2的還原效果雖略好于Na2SO3，但本流程選擇了Na2SO3，原因是___________________________②請寫出酸浸時Co2O3與Na2SO3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：__________________________③酸浸時硫酸不宜過量太多的主要原因是_________________________________(2)除鐵時Fe3＋以黃鈉鐵礬[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]形式從溶液中沉淀析出，檢驗(yàn)該步操作中鐵元素是否除盡可選用的試劑為__________________(3)反應(yīng)Ⅰ中加入NH4F的目的為_________________________________________。(4)沉鈷操作發(fā)生的反應(yīng)為C2Oeq\o\al(2－,4)＋Co2＋=CoC2O4↓，也可用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4，若要得到較為純凈的CoC2O4，加料時，常將Na2C2O4溶液緩慢加入含鈷溶液中，原因是____________________________(5)450℃在空氣中煅燒沉鈷后的濾渣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________2．在梨、香蕉等水果中存在著乙酸正丁酯。實(shí)驗(yàn)室制備乙酸正丁酯的反應(yīng)、裝置示意圖和有關(guān)數(shù)據(jù)如下：CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O水中溶解性密度/(g·cm－3)沸點(diǎn)/℃相對分子質(zhì)量乙酸溶于水1.049211860正丁醇微溶于水0.8098117.774乙酸正丁酯微溶于水0.8824126.5116實(shí)驗(yàn)步驟：Ⅰ．乙酸正丁酯的制備：在A中加入7.4g正丁醇、6.0g乙酸，再加入數(shù)滴濃硫酸，搖勻，放入1～2顆沸石。按圖安裝帶分水器的回流反應(yīng)裝置，并在分水器中預(yù)先加入水，使水面略低于分水器的支管口，通入冷凝水，緩慢加熱A。在反應(yīng)過程中，通過分水器下部的旋塞分出生成的水，保持分水器中水層液面的高度不變，使油層盡量回到圓底燒瓶中。反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)后，停止加熱，記錄分出水的體積。Ⅱ．產(chǎn)品的精制：把分水器中的酯層和A中反應(yīng)液倒入分液漏斗中，分別用少量水、飽和碳酸鈉溶液和水洗滌，分出的產(chǎn)物加入少量無水硫酸鎂固體，靜置后過濾，將產(chǎn)物常壓蒸餾，收集124～126℃的餾分，得到5.8g產(chǎn)品。請回答下列問題：(1)冷卻水應(yīng)從冷凝管的________(填“a”或“b”)口通入(2)產(chǎn)品的精制過程中，第一次水洗的目的是________________，第二次水洗的目的是________________，洗滌完成后將有機(jī)層從分液漏斗的________(填“上口”或“下口”)轉(zhuǎn)移到錐形瓶中(3)本實(shí)驗(yàn)提高產(chǎn)品產(chǎn)率的方法是_________________________________________(4)判斷反應(yīng)終點(diǎn)的依據(jù)是_______________________________________________(5)該實(shí)驗(yàn)過程中，生成乙酸正丁酯的產(chǎn)率是______________________________3．氮污染指由氮的化合物引起的環(huán)境污染?；卮鹣铝袉栴}：(1)將工業(yè)廢氣NO與CO混合，經(jīng)三元催化劑轉(zhuǎn)化器處理：2CO＋2NO=2CO2＋N2。已知：CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180.0kJ·mol－1三元催化劑轉(zhuǎn)化器中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_____________________________________(2)一定條件下用活性炭對NO2進(jìn)行處理，發(fā)生反應(yīng)：2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－64.2kJ·mol－1。在恒容密閉容器中加入足量的C和一定量的NO2氣體，維持溫度為T℃，發(fā)生上述反應(yīng)，如圖為不同壓強(qiáng)下反應(yīng)經(jīng)過相同時間NO2的轉(zhuǎn)化率的變化趨勢：①請從動力學(xué)角度分析，1050kPa前，NO2轉(zhuǎn)化率隨著壓強(qiáng)增大而增大的主要原因?yàn)開___________________；在1100kPa時，NO2的體積分?jǐn)?shù)為________②用平衡分壓代替平衡濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)(記作Kp)。在T℃、1.1×106Pa時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp＝________[寫出計(jì)算表達(dá)式即可，已知：某氣體的分壓(p分)＝混合氣體總壓(p總)×某氣體的體積分?jǐn)?shù)](3)常溫下Ksp(AgNO2)＝2×10－8，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2SO4)＝1.4×10－5。①向含NOeq\o\al(－,2)、SOeq\o\al(2－,4)的混合溶液中加入AgNO3溶液至SOeq\o\al(2－,4)恰好完全沉淀(SOeq\o\al(2－,4)濃度等于1.0×10－5mol·L－1)時，c(NOeq\o\al(－,2))＝________(已知eq\r(1.4)＝1.2)②向含NOeq\o\al(－,2)、Cl－的混合溶液中加入AgNO3溶液，當(dāng)兩種沉淀共存時，eq\f(c（Cl－）,c（NOeq\o\al(－,2)）)＝________(4)已知25℃時，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2CO3的Ka1＝4.4×10－7，Ka2＝4.7×10－11。向氨水中逐漸通入CO2，當(dāng)溶液的pH＝10時，eq\f(c（HCOeq\o\al(－,3)）,c（COeq\o\al(2－,3)）)＝________；當(dāng)溶液呈中性時，eq\f(c（NHeq\o\al(＋,4)）,c（H2CO3）)＝________4．從莤草中可以提取下莤烯(A)，以此為原料可制得殺蟲劑菊酯(H)，其合成路線可表示如下：已知：R1CHO+R2CH2CHO(1)B所含官能團(tuán)名稱是_________(2)E的結(jié)構(gòu)簡式為_________，分子中含有_____個手性碳原子(3)G的結(jié)構(gòu)簡式為_________；由F生成的G的反應(yīng)類型為________(4)寫出G到H反應(yīng)的化學(xué)方程式___________(5)寫出滿足下列條件的C的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式______________①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；②分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫。(6)寫出以和CH3CH2OH為原料制備的合成路線流程圖(無機(jī)試劑任用，合成路線流程圖示例見本題題干)。______________【高考非選擇題滿分訓(xùn)練(6)】答案1．(1)①選用NaNO2時會產(chǎn)生大量的有毒氣體NO2，污染環(huán)境②Co2O3＋SOeq\o\al(2－,3)＋4H＋=2Co2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H2O③消耗較多的Na2CO3，浪費(fèi)原料(2)KSCN溶液(其他合理答案均可)(3)除去溶液中的Ca2＋、Mg2＋(4)防止生成Co(OH)2沉淀(5)4CoC2O4＋3O2eq\o(=,\s\up7(450℃))2Co2O3＋8CO2解析：(1)①NaNO2的還原效果雖略好于Na2SO3，但NaNO2在反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量的有毒氣體NO2，污染環(huán)境。③酸浸時硫酸不宜過量太多，因?yàn)樵诤罄m(xù)實(shí)驗(yàn)中需要加入Na2CO3調(diào)節(jié)pH，硫酸過量太多會造成原料的浪費(fèi)。(2)檢驗(yàn)鐵元素是否除盡可選用的試劑為KSCN溶液。(3)CaF2與MgF2的溶度積較小，加入NH4F的目的是除去溶液中的Ca2＋、Mg2＋。(4)Ksp[Co(OH)2]＝2×10－15很小，Na2C2O4溶液顯堿性，制備CoC2O4時，為防止生成Co(OH)2沉淀，加料時，將Na2C2O4溶液緩慢加入含鈷溶液中。2．(1)a(2)除去大部分乙酸、正丁醇和硫酸除去殘留的鈉鹽上口(3)使用分水器分離酯化反應(yīng)生成的水，使平衡正向移動(4)分水器中的水層不再增加(5)50%解析：(1)冷卻水應(yīng)從下口進(jìn)入，故選a。(2)產(chǎn)品的精制過程中，第一次水洗利用硫酸和乙酸能溶于水、正丁醇微溶于水的性質(zhì)，主要目的是洗掉濃硫酸、大部分的乙酸和正丁醇；用碳酸鈉除去乙酸。第二次水洗的目的是除去過量的碳酸鈉和反應(yīng)生成的乙酸鈉；洗滌完成后因?yàn)橛袡C(jī)物的密度比水小，在上層，所以將有機(jī)層從分液漏斗的上口轉(zhuǎn)移到錐形瓶中。(3)因?yàn)轷セ磻?yīng)為可逆反應(yīng)，所以可以根據(jù)平衡移動原理分析，使用分水器分離酯化反應(yīng)生成的水，使平衡正向移動，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率。(4)反應(yīng)達(dá)到平衡后，各物質(zhì)物質(zhì)的量不會改變，所以當(dāng)分水器中的水層不再增加，說明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)。(5)根據(jù)方程式分析，7.4g正丁醇和6.0g乙酸完全反應(yīng)生成乙酸正丁酯的質(zhì)量為11.6g，所以產(chǎn)率為5.8g÷11.6g×100%＝50%。3．(1)2CO(g)＋2NO(g)=2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－746.0kJ·mol－1(2)①1050kPa前反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài)，隨著壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快，NO2轉(zhuǎn)化率增大50%②eq\f(（\f(1,3)）2×\f(1,6),（\f(1,2)）2)×1.1×106(3)①1.67×10－8mol·L－1②9×10－3(4)2.134.404解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，由第一個已知反應(yīng)×2－第二個已知反應(yīng)可得2CO(g)＋2NO(g)=2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝(－283.0kJ·mol－1)×2－(＋180.0kJ·mol－1)＝－746.0kJ·mol－1。(2)①在1050kPa前反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài)，隨著壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快，NO2轉(zhuǎn)化率增大；在1100kPa時，NO2的轉(zhuǎn)化率為40%，根據(jù)2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)，設(shè)起始時二氧化氮共有2xmol，則轉(zhuǎn)化的二氧化氮為0.8xmol，生成的氮?dú)鉃?.4xmol，二氧化碳為0.8xmol，NO2的體積分?jǐn)?shù)為eq\f(2xmol－0.8xmol,（2xmol－0.8xmol）＋0.4xmol＋0.8xmol)×100%＝50%。②根據(jù)圖像，T℃、1.1×106Pa時，NO2的轉(zhuǎn)化率為40%，此時反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，根據(jù)上一小問的分析可知，平衡時二氧化氮為1.2xmol，氮?dú)鉃?.4xmol，二氧化碳為0.8xmol，則NO2、N2、CO2的平衡分壓分別為eq\f(1.2xmol,2.4xmol)×1.1×106Pa＝eq\f(1,2)×1.1×106Pa、eq\f(0.4xmol,2.4xmol)×1.1×106Pa＝eq\f(1,6)×1.1×106Pa、eq\f(0.8xmol,2.4xmol)×1.1×106Pa＝eq\f(1,3)×1.1×106Pa，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp＝eq\f(（\f(1,3)×1.1×106）2×（\f(1,6)×1.1×106）,（\f(1,2)×1.1×106）2)＝eq\f(（\f(1,3)）2×\f(1,6),（\f(1,2)）2)×1.1×106。(3)①SOeq\o\al(2－,4)恰好完全沉淀時，c(Ag＋)＝eq\r(\f(Ksp（Ag2SO4）,c（SOeq\o\al(2－,4)）))＝eq\r(\f(1.4×10－5,1.0×10－5))mol·L－1＝1.2mol·L－1，NOeq\o\al(－,2)恰好完全沉淀時，c(Ag＋)＝eq\f(Ksp（AgNO2）,c（NOeq\o\al(－,2)）)＝2×10－3mol·L－1，則SOeq\o\al(2－,4)恰好完全沉淀時NOeq\o\al(－,2)已沉淀完全，此時c(NOeq\o\al(－,2))＝eq\f(Ksp（AgNO2）,c（Ag＋）)＝eq\f(2.0×10－8,1.2)mol·L－1≈1.67×10－8mol·L－1。②當(dāng)AgCl和AgNO2兩種沉淀共存時，eq\f(c（Cl－）,c（NOeq\o\al(－,2)）)＝eq\f(c（Ag＋）·c（Cl－）,c（Ag＋）·c（NOeq\o\al(－,2)）)＝eq\f(Ksp（AgCl）,Ksp（AgNO2）)＝eq\f(1.8×10－10,2×10－8)＝9×10－3。(4)當(dāng)溶液的pH＝10時，c(H＋)＝10－10mol·L－1，根據(jù)H2CO3的Ka2＝eq\f(c（H＋）·c（COeq\o\al(2－,3)）,c（HCOeq\o\al(－,3)）)，eq\f(c（HCOeq\o\al(－,3)）,c（COeq\o\al(2－,3)）)＝eq\f(c（H＋）,Ka2)＝eq\f(10－10,4.7×10－11)≈2.13。當(dāng)溶液呈中性時，c(H＋)＝c(OH－)，根據(jù)電荷守恒：c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(COeq\o\al(2－,3))＋c(HCOeq\o\al(－,3))，則c(NHeq\o\al(＋,4))＝2c(COeq\o\al(2－,3))＋c(HCOeq\o\al(－,3))，eq\f(c（NHeq\o\al(＋,4)）,c（H2CO3）)＝eq\f(2c（COeq\o\al(2－,3)）＋c（HCOeq\o\al(－,3)）,c（H2CO3）)＝eq\f(2c（COeq\o\al(2－,3)）,c（H2CO3）)＋eq\f(c（HCOeq\o\al(－,3)）,c（H2CO3）)，根據(jù)H2CO3的Ka1＝eq\f(c（H＋）·c（HCOeq\o\al(－,3)）,c（H2CO3）)，eq\f(c（HCOeq\o\al(－,3)）,c（H2CO3）)＝eq\f(Ka1,c（H＋）)＝eq\f(4.4×10－7,10－7)＝4.4，H2CO3的Ka2＝eq\f(c（H＋）·c（COeq\o\al(2－,3)）,c（HCOeq\o\al(－,3)）)，則Ka1×Ka2＝eq\f(c2（H＋）·c（COeq\o\al(2－,3)）,c（H2CO3）)，eq\f(c（COeq\o