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2024年高考化学模拟试题A 卷

2024-05-29董顺

中学生数理化·自主招生 2024年4期
关键词:水合肼过量方程式

董顺

可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16

D.W 分别与X、Y、Z 形成晶体,其类型相同

6.我国科学家设计了一种CO2 捕获和利用一体化装置,利用含NO- 3 的废水和CO2制备甲酸铵 (HCOONH4),其原理如图1所示。有关说法错误的是( )。

A.NO- 3 参与的电极反应为NO- 3 +8e-+6H2O=NH3+9OH

B.生成HCOO- 的电极反应为HCO- 3 +H2O-2e- =HCOO- +2OH

C.装置Ⅱ中OH- 穿过阴离子交换膜由左向右迁移

D.空气的作用是作为载气将含NH3 的气体吹出反应器

7.25 ℃时,用HCl气体调节0.1 mol·L-1氨水的pH,溶液中微粒浓度的对数值(lg c)、反应物的物质的量之比[x = n(HCl)/n(NH3·H2O)]与pH 的关系如图2所示。若忽略通入气体后溶液体积的变化,下列说法正确的是( )。

A.水的电离程度P1>P2>P3

B.P2 所示溶液中c(Cl- )=c(NH+ 4 )+c(NH3·H2O)

C.P3 所示溶液中c(NH+ 4 )>c(Cl- )>c(OH- )>c(H+ )

D.25 ℃时,NH4+ 的水解常数为10-9.25

二、非选择题:共4道题,共58分。

8.(14分)水合肼(N2H4·H2O)是一种重要的精细化工原料,已知水合肼的沸点约118 ℃,化学性质类似氨水。实验室可通过如下方法制备:

步骤ⅰ:氯气通入过量的烧碱溶液中制备NaClO 溶液。

步骤ⅱ:NaClO 碱性溶液与过量CO(NH2)2(尿素)水溶液在加热条件下生成水合肼。

步骤ⅲ:减压蒸馏,获得水合肼。

回答下列问题:

(1)下列常见的实验室制备气体装置(见图3)中,适合制备Cl2 的是_____,对应的离子方程式为_____。

(2)温度控制不当,步骤i中常常会有NaClO3 生成,若n(NaClO)∶n(NaClO3)=5∶1,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为_____。

(3)步骤ⅱ 中发生反应的化学方程式为_____,若NaClO 过量,水合肼会被进一步氧化为N2,此反应的化学方程式为_____。

(4)图4 是步骤ⅱ制备水合肼的反应装置,通常控制反应温度在110 ℃ 左右。仪器a的名称是_____;冷凝管中通冷却液时宜从b口进入,原因是_____。

(5)水合肼与硫酸形成的盐是农业上重要的杀虫剂、灭菌剂,写出水合肼与硫酸反应生成碱式盐的化学式:_____。

9.(14分) 纳米氧化锌是一种多功能性新型无机材料,化工上可以利用废弃的锌镍电池废料(主要含有Zn、Ni和少量的Fe、Al)制备纳米氧化锌,其生产流程如下所示。

已知:Ksp [Zn(OH)2 ]=1.6×10-16,Ksp[Ni(OH)2]=2.8×10-15,Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39,Ksp[Al(OH)3]=4.6×10-33。

回答下列問题:

(1)该化工中所用H2SO4 属于高沸点的酸,不仅是因为H2SO4 分子属于极性分子,另外一个主要原因是_____。

(2)为检验“氧化”操作后的溶液中是否含有Fe2+ ,某同学取适量待检溶液,滴加酸性高锰酸钾溶液,该方法是否合理:_____(填“合理”或“不合理”),理由是_____(以离子方程式表示)。

(3)“沉铁铝”操作中加热不仅能够加快反应速率,另外一个主要目的是_____;取“沉铁铝”操作所得的沉淀物置于1.0 L水中室温下充分溶解,其中沉淀物中若含有5.6 g Fe(OH)3,最终所得溶液中c(Fe3+ )=_____mol·L-1。

(4)假定萃取达到平衡时,样品在水和萃取剂中的总浓度比为1∶80,若在50 mL 的水溶液样品中用10 mL 萃取剂P204萃取,则萃取后溶液中残留的样品浓度为原溶液的_____倍。

(5)化工生产中,分离Ni2+ 、Zn2+ 用萃取法,而不用通过调节溶液pH 形成沉淀的方法,原因是_____。

(6)“沉锌”过程中若NH4HCO3 用量过大,易生成碱式碳酸锌[2Zn(OH)2·ZnCO3·2H2O]沉淀,该反应的离子方程式为_____。

10.(15分)自然界中存在如下氮的转化:

(1)反应ⅰ中,NO- 3 的空间结构为_____。

(2)ZnO 是氮的氧化物的重要吸附剂,已知ZnO 晶胞(见图5)参数为c pm,则该晶胞中,O2- 能够构成_____个最小正八面体,O2-与Zn2+ 核间最短距离为_____pm。

(3)反应ⅱ 正反应的活化能为335 kJ·mol-1, 逆反应的活化能为427 kJ·mol-1,则反应ⅱ的ΔH =_____。

(4)一定条件下,在2 L的刚性容器中充入1 mol N2(g)、3 mol H2(g)发生反应ⅱ至平衡,图6中表述正确的有_____。

(5)反应ⅱ,若起始时n(N2)∶n(H2)=1∶3,在不同条件下达到平衡,设平衡时NH3 的体积分数为x (NH3 ),实验测得400 ℃下,x (NH3 )~p 及5×105 Pa 下,x(NH3)~t 存在如图7所示曲线关系。

①图中对应等压过程的曲线是_____(填“M”或“N”),判断依据是_____。

②x=1/3时,N2 的转化率为_____;此时反应条件为_____或_____。

11.(15分)多非利特(F)用于治疗心房颤动或心房扑动,维持正常窦性心律,其一种合成路线如下。

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