2025屆高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 綜合題提能練(四)（含解析）

綜合題提能練(四)(分值:60分)1.(12分)硝酸鎳可用于電鍍鎳鉻合金、蓄電池、金屬表面處理劑。某興趣小組用含鎳廢催化劑(主要含有Ni,還含有Al、Al2O3、CuO、SiO2及有機(jī)物)制備N(xiāo)i(NO3)2,其工藝流程如下:部分金屬化合物的Ksp近似值如表所示:化學(xué)式Cu(OH)2Al(OH)3Ni(OH)2Ksp近似值2.2×10-201.0×10-341.0×10-15回答下列問(wèn)題:(1)(1分)能溶解在石油醚中的物質(zhì)是。

(2)(2分)“過(guò)濾1”中用到的硅酸鹽儀器有玻璃棒、,過(guò)濾時(shí)玻璃棒的作用是。

(3)(1分)濾液2的主要成分是(填化學(xué)式)。

(4)(3分)“酸浸”時(shí),有同學(xué)提出用稀硫酸代替稀硝酸更合理,理由是

(1分)。

Ni與稀硝酸反應(yīng)時(shí),氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為(2分)。

(5)(2分)常溫下,“調(diào)pH”時(shí),溶液的pH最小為

(離子濃度小于或等于1.0×10-5mol·L-l時(shí)認(rèn)為沉淀完全,lg22=1.34,保留小數(shù)點(diǎn)后2位)。(6)(1分)“一系列步驟”包括再次加入稍過(guò)量的NaOH溶液、過(guò)濾、向?yàn)V渣中加入稀硝酸、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥?！霸俅渭尤肷赃^(guò)量的NaOH溶液、過(guò)濾、向?yàn)V渣中加入稀硝酸”的目的是。

(7)(2分)用沉淀法測(cè)定產(chǎn)品Ni(NO3)2的純度。取ag粗品溶于水,加入稍過(guò)量的NaOH溶液,過(guò)濾、洗滌、干燥,得到bg沉淀。則粗品中Ni(NO3)2的純度是(用含a、b的代數(shù)式表示)。

2.(12分)鐵氰化鉀俗稱(chēng)赤血鹽,化學(xué)式為K3[Fe(CN)6],可溶于水,常用作分析試劑。實(shí)驗(yàn)室用Cl2在60~65℃時(shí)氧化K4[Fe(CN)6]制備K3[Fe(CN)6]的裝置如圖所示(夾持裝置省略)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)(4分)裝置B中試劑是(1分);裝置C最好的加熱方式為(1分)(填“水浴”或“油浴”),C中反應(yīng)的離子方程式為(2分)。

(2)(2分)反應(yīng)結(jié)束后通入N2一段時(shí)間的目的是。

(3)(6分)工業(yè)上可用鐵氰化鉀法測(cè)定蔗糖(C12H22O11)的水解程度(雜質(zhì)不參與反應(yīng))。Ⅰ.反應(yīng)原理:鐵氰化鉀在堿性溶液中有氧化性,能將葡萄糖(或果糖)氧化,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C6H12O6+6K3[Fe(CN)6]+6KOH===(CHOH)4·(COOH)2+6K4[Fe(CN)6]+4H2O。Ⅱ.實(shí)驗(yàn)步驟:i.稱(chēng)取純凈的蔗糖1.000g,置于200mL錐形瓶中,加入少量水溶解,再加入5mL2mol·L-1稀硫酸、搖勻,加熱20分鐘;ii.進(jìn)行“一系列操作”;iii.加入2滴次甲基蘭指示劑,用cmol·L-1鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)液滴定,終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)液VmL。已知:鐵氰化鉀溶液中加入次甲基蘭指示劑,溶液迅速變藍(lán)。①配制鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)液時(shí),用到的定量玻璃儀器有(1分)(填儀器名稱(chēng))。

②實(shí)驗(yàn)步驟ii中“一系列操作”為(1分)。

③蔗糖的水解程度為(2分)%(用含c、V的代數(shù)式表示)。

④下列操作會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低的是(2分)。

a.稱(chēng)取蔗糖時(shí),砝碼生銹b.配制鐵氰化鉀溶液時(shí),轉(zhuǎn)移操作未洗滌燒杯c.溶液變藍(lán)立即讀數(shù),后又恢復(fù)無(wú)色d.滴定前俯視,滴定后仰視3.(13分)CO2催化加氫是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。回答下列問(wèn)題:(1)(7分)以CO2、H2為原料合成CH3OH,體系中發(fā)生如下反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.5kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2①已知鍵能:E(H—H)=436kJ·mol-1、E(C≡O(shè))=1071kJ·mol-1、E(O—H)=464kJ·mol-1、E(C==O)=803kJ·mol-1,則ΔH2=(2分)kJ·mol-1。②下列操作中,能提高CO2(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是(2分)(填標(biāo)號(hào))。

A.增加CO2(g)用量B.恒溫恒容下通入惰性氣體C.移除H2O(g)D.加入催化劑③在催化劑作用下,發(fā)生上述反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,達(dá)平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度和壓強(qiáng)的變化如圖,壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序?yàn)?1分)。解釋壓強(qiáng)一定時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)如圖變化的原因(2分)。

(2)(2分)以CO2、H2為原料合成二甲醚,反應(yīng)如下:主反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)副反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)向恒溫恒壓(250℃、3.0MPa)的密閉容器中,通入物質(zhì)的量之比為n(CO)∶n(CO2)∶n(H2)=1∶5∶20的混合氣體,平衡時(shí)測(cè)得CO2的轉(zhuǎn)化率為20%,二甲醚的選擇性為80%(已知二甲醚的選擇性=生成二甲醚的CO2物質(zhì)的量反應(yīng)共耗CO2物質(zhì)的量×100%),則副反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的Kp=(以分壓表示,分壓=總壓×(3)(4分)工業(yè)上利用廢氣中的CO2、CO聯(lián)合制取燒堿、氯代烴和甲醇的流程如圖。已知B中的電解裝置使用了陽(yáng)離子交換膜。①B中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為。

②若某廢氣中含有的CO2和CO的體積比為2∶1,廢氣中CO2和CO體積分?jǐn)?shù)共為13.44%。假設(shè)A中處理了標(biāo)準(zhǔn)狀況下10m3的廢氣,其中CO2和CO全部轉(zhuǎn)化成CH3OH,理論上可制得CH3OHkg。

4.(11分)(2024·山東卷)錳氧化物具有較大應(yīng)用價(jià)值,回答下列問(wèn)題:(1)(3分)Mn在元素周期表中位于第周期族;同周期中,基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)比Mn多的元素是(填元素符號(hào))。

(2)(4分)Mn如某種氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如圖所示,該氧化物化學(xué)式為(1分)。

當(dāng)MnOx晶體有O原子脫出時(shí),出現(xiàn)O空位,Mn的化合價(jià)(1分)(填“升高”“降低”或“不變”),O空位的產(chǎn)生使晶體具有半導(dǎo)體性質(zhì)。下列氧化物晶體難以通過(guò)該方式獲有半導(dǎo)體性質(zhì)的是(2分)(填標(biāo)號(hào))。

A.CaO B.V2O5 C.Fe2O3 D.CuO(3)(2分)[BMIM]+BF4-(見(jiàn)圖)是MnOx晶型轉(zhuǎn)變的誘導(dǎo)劑。BF4[BMIM]+中咪唑環(huán)存在Π56大π鍵,則N原子采取的軌道雜化方式為(4)(2分)MnOx可作HMF轉(zhuǎn)化為FDCA的催化劑(見(jiàn)下圖)。FDCA的熔點(diǎn)遠(yuǎn)大于HMF,除相對(duì)分子質(zhì)量存在差異外,另一重要原因是。

5.(12分)(2024·泰安二模)化合物K是合成抗病毒藥物普拉那韋的原料,其合成路線如下。已知:①R1—CHO+R1—CH==②(1)(1分)A具有酸性,B分子中碳原子的雜化類(lèi)型為。

(2)(2分)E→F的反應(yīng)類(lèi)型為,G中官能團(tuán)名稱(chēng)為。

(3)(1分)由D→E的過(guò)程中有副產(chǎn)物E1生成,E1為E的同分異構(gòu)體,則E1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(4)(3分)E有多種同分異構(gòu)體,符合下類(lèi)條件的同分異構(gòu)體有(2分)種。

a.經(jīng)紅外光譜測(cè)定結(jié)構(gòu)中含結(jié)構(gòu),且苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基b.能發(fā)生水解反應(yīng)c.能與新制Cu(OH)2反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀寫(xiě)出其中核磁共振氫譜的峰面積之比為1∶2∶2∶2∶9的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(1分)。

(5)(2分)K分子中含有兩個(gè)六元環(huán),寫(xiě)出J→K的化學(xué)反應(yīng)方程式

。

(6)(3分)由CH3CHO、、為原料(無(wú)機(jī)試劑任選),設(shè)計(jì)制備有機(jī)物的合成路線。綜合題提能練(四)1.答案(1)有機(jī)物(2)漏斗、燒杯引流(3)NaOH、NaAlO2、Na2SiO3(4)Ni與稀硝酸反應(yīng)會(huì)生成污染環(huán)境的NO2∶3(5)6.67(6)使產(chǎn)品Ni(NO3)2更純(或除去硝酸鈉等)(7)183b解析鎳廢催化劑(主要含有Ni,還含有Al、Al2O3、CuO、SiO2及有機(jī)物),加入石油醚后溶解有機(jī)物,過(guò)濾得到濾渣1,濾渣1堿浸過(guò)濾得到固體,過(guò)濾得到濾液2的主要成分為NaOH、NaAlO2、Na2SiO3;濾渣2加入硝酸酸浸過(guò)濾,調(diào)節(jié)溶液pH使銅離子全部沉淀,鎳離子不沉淀,過(guò)濾后經(jīng)過(guò)一系列操作得到Ni(NO3)2;(1)據(jù)分析可知,能溶解在石油醚中的物質(zhì)是有機(jī)物;(2)過(guò)濾時(shí),用到的玻璃儀器有玻璃棒、漏斗、燒杯;玻璃棒的作用是引流;(3)據(jù)分析可知,濾渣1主要含有Ni,還含有Al、Al2O3、CuO、SiO2;Al、Al2O3、SiO2與堿反應(yīng),堿浸過(guò)濾得到固體,過(guò)濾得到濾液2為NaOH、NaAlO2、Na2SiO3;(4)“酸浸”時(shí)反應(yīng)為3Ni+8HNO3===3Ni(NO3)2+2NO↑+4H2O;產(chǎn)物中有污染環(huán)境的NO;所以有同學(xué)提出用稀硫酸代替稀硝酸更合理;HNO3為氧化劑,所以氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶3;(5)調(diào)節(jié)溶液pH的目的是使銅離子全部沉淀,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,所以銅離子全部沉淀時(shí)c(OH-)=2.2×10-201×10-5;所以溶液的pH最小為6.67;(6)為了獲得純度高的Ni(NO3)2,可再次加入稍過(guò)量的NaOH溶液、過(guò)濾、向?yàn)V渣中加入稀硝酸;(7)取ag粗品溶于水,加入稍過(guò)量的NaOH溶液,過(guò)濾、洗滌、干燥,得到bg沉淀為Ni(OH)2,Ni物質(zhì)的量守恒,則粗品中Ni(NO3)2.答案(1)飽和食鹽水水浴2[Fe(CN)6]4-+Cl22[Fe(CN)6]3-+2Cl-(2)排空Cl2,使得Cl2充分被氫氧化鈉吸收,減少對(duì)環(huán)境的污染(3)①量筒和容量瓶②移液、洗滌、定容、搖勻、裝瓶、需調(diào)pH至堿性③2.85Vc④c解析A中利用濃鹽酸和二氧化錳制備氯氣,制備的氯氣中含有HCl氣體,通過(guò)飽和食鹽水凈化后通入C,與K4[Fe(CN)6]反應(yīng)制備K3[Fe(CN)6],尾氣使用氫氧化鈉吸收。(1)據(jù)分析可知,裝置B中試劑是飽和食鹽水;實(shí)驗(yàn)室用Cl2在60~65℃時(shí)氧化K4[Fe(CN)6]制備K3[Fe(CN)6],所以裝置C最好的加熱方式為水浴;裝置C中反應(yīng)離子方程式為2[Fe(CN)6]4-+Cl22[Fe(CN)6]3-+2Cl-;(2)反應(yīng)結(jié)束后通入N2一段時(shí)間,將儀器內(nèi)的Cl2排空,使得Cl2充分被氫氧化鈉吸收,減少對(duì)環(huán)境的污染;(2)①配制鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)液時(shí),需要天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、容量瓶和膠頭滴管;其中定量玻璃儀器為量筒和容量瓶;②加熱20分鐘后,用玻璃棒引流,轉(zhuǎn)移到容量瓶?jī)?nèi),用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2~3次,當(dāng)向容量瓶中加水至刻度線1cm~2cm處時(shí),再改用膠頭滴管至刻度處,搖勻后裝并貼好標(biāo)簽;由于反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行,需調(diào)pH至堿性;所以“一系列操作”為移液、洗滌、定容、搖勻、裝瓶、需調(diào)pH至堿性;③已知反應(yīng)的化學(xué)方程式為C6H12O6+6K3[Fe(CN)6]+6KOH===(CHOH)4·(COOH)2+6K4[Fe(CN)6]+4H2O,加入2滴次甲基蘭指示劑,用cmol·L-1鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)液滴定,終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)液VmL,所以消耗的C6H12O6質(zhì)量為m(C6H12O6)=V×10-3L×cmol·L-16×180g·mol-1=0.03Vcg;所以蔗糖的水解程度為342×0.03Vc2×180×100%=2.85Vc%;④a.砝碼生銹,使得稱(chēng)得的質(zhì)量增加,溶質(zhì)的物質(zhì)的量偏大,使得V增大,故a不符合題意;b.配制鐵氰化鉀溶液時(shí),轉(zhuǎn)移操作未洗滌燒杯,溶質(zhì)的物質(zhì)的量偏小;滴定量增大,導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大;故b不符合題意;c.溶液變藍(lán)立即讀數(shù),后又恢復(fù)無(wú)色,說(shuō)明反應(yīng)未完全,此時(shí)V偏小,使得測(cè)定結(jié)果偏低,故c符合題意;d.滴定前俯視,使讀出的刻度比實(shí)際的刻度小;滴定后仰視,使讀出刻度比實(shí)際大,因此3.答案(1)①+43②C③p1>p2>p3TK之前以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而增大,TK之后以反應(yīng)Ⅰ為主,轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而減小(2)0.024(3)①2H2O+2Cl-H2↑+Cl2↑+2OH-②1.92解析(1)①已知鍵能:E(H—H)=436kJ·mol-1、E(C≡O(shè))=1071kJ·mol-1、E(O—H)=464kJ·mol-1、E(C==O)=803kJ·mol-1,則ΔH2=反應(yīng)物的鍵能-生成物的鍵能=2×803kJ·mol-1+436kJ·mol-1-1071kJ·mol-1-2×464kJ·mol-1=+43kJ·mol-1;②A.增加CO2(g)用量,平衡正向移動(dòng),但CO2(g)平衡轉(zhuǎn)化率降低,故A不選;B.恒溫恒容下通入惰性氣體,反應(yīng)物和生成物的濃度不變,平衡不移動(dòng),CO2(g)平衡轉(zhuǎn)化率不變,故B不選;C.移除H2O(g),平衡正向移動(dòng),CO2(g)平衡轉(zhuǎn)化率增大,故C選;D.加入催化劑,不能改變平衡狀態(tài),CO2(g)平衡轉(zhuǎn)化率不變,故D不選;故選C;③反應(yīng)Ⅰ是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),CO2(g)平衡轉(zhuǎn)化率增大,反應(yīng)Ⅱ是氣體體積不變的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),CO2(g)平衡轉(zhuǎn)化率不變,則由溫度T時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率大小可知,壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序?yàn)閜1>p2>p3;反應(yīng)Ⅰ是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO2(g)平衡轉(zhuǎn)化率減小,反應(yīng)Ⅱ是吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng),CO2(g)平衡轉(zhuǎn)化率增大,壓強(qiáng)一定時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)如圖變化的原因是:TK之前以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而增大,TK之后以反應(yīng)Ⅰ為主,轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而減小。(2)由已知條件列出“三段式”平衡時(shí)測(cè)得CO2的轉(zhuǎn)化率為2x+y5=20%,二甲醚的選擇性為2x2x+y=80%,解得x=0.4,y=0.2,反應(yīng)后總物質(zhì)的量為26-4x=24.4mol,則副反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(3×0.4+0.224.4×3.0×1+0.224.4×3.05-2×0.4-0.224.4×3.0×20-0.4×6-0.224.4×3.0=0.024。(3)①由圖可知,B中發(fā)生的總反應(yīng)為電解氯化鈉溶液的反應(yīng),離子方程式為:2H2O+2Cl-H2↑+Cl2↑+2OH-;②10m3的廢氣中CO2和CO總體積為10×103L×13.44%=1344L,CO2和CO的體積比為2∶1,則V(CO)=1344L×13=448L,V(CO2)=1344L×23=896L,n(CO)=448L22.4L·mol-1=20mol,n(CO2)=896L22.4L·mol-1=40mol,CO2和CO全部轉(zhuǎn)化成CH3OH,則生成CH3OH的物質(zhì)的量為20mol+404.答案(1)四ⅦBCr(2)MnO2降低A(3)正四面體形sp2(4)FDCA形成的分子間氫鍵更多解析(1)Mn的原子序數(shù)為25,位于元素周期表第四周期ⅦB族;基態(tài)Mn的電子排布式為[Ar]3d54s2,未成對(duì)電子數(shù)有5個(gè),同周期中,基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)比Mn多的元素是Cr,基態(tài)Cr的電子排布式為[Ar]3d54s1,有6個(gè)未成對(duì)電子;(2)由均攤法得,晶胞中Mn的數(shù)目為1+8×18=2,O的數(shù)目為2+4×12=4,即該氧化物的化學(xué)式為MnO2;MnOx晶體有O原子脫出時(shí),出現(xiàn)O空位,即x減小,Mn的化合價(jià)為+2x,即Mn的化合價(jià)降低;CaO中Ca的化合價(jià)為+2價(jià)、V2O5中V的化合價(jià)為+5價(jià)、Fe2O3中Fe的化合價(jià)為+3價(jià)、CuO中Cu的化合價(jià)為+2價(jià),其中CaO中Ca的化合價(jià)下降只能為0,其余可下降得到比0大的價(jià)態(tài),說(shuō)明CaO不能通過(guò)這種方式獲得半導(dǎo)體性質(zhì);(3)BF4-中B形成4個(gè)σ鍵(其中有1個(gè)配位鍵),為sp3雜化,空間構(gòu)型為正四面體形;咪唑環(huán)存在Π56大π鍵,N原子形成3個(gè)σ鍵,雜化方式為sp2;(4)