A.交点a处对应加入的盐酸溶液的体积为5mL
B.当加入的盐酸溶液的体积为10mL时存在c(Cl-)>c(B(OH)+)>c(H+)>c(OH-)>c(B2+) C.交点b处c(OH)=6.4×10-5
D.当加入的盐酸溶液的体积为15mL时存在:c(Cl-)+c(OH-)= c(B2+)+c(B(OH)+)+ c(H+), 【答案】C 【解析】
图中曲线①B(OH)2,②为B(OH)+ ③为B2+;交点a处对应加入的盐酸溶液的体积为5mL时,反应生成等浓度的B(OH)Cl和B(OH)2混合液,由于两种溶质水解电离能力不同,所以B(OH)2、B(OH)+ 浓度分数δ不A错误;相等,当加入的盐酸溶液的体积为10mL时,溶液为B(OH)Cl,溶液显酸性,根据B(OH)2(K1=5.9×10-2、K2=6.4×10-5)可知,c(Cl-)>c(B(OH)+)>c(H+)> c(B2+)>c(OH-),B错误;交点b处时,c(B(OH)+)= c(B2+),根据B(OH)+
B2++ OH-,K2= c(OH-)=6.4×10-5, C正确;当加入的盐酸溶液的体积为15mL时,生成等
体积等浓度B(OH)Cl和BCl2的混合液,存在电荷守恒为c(Cl-)+c(OH-)= 2c(B2+)+c(B(OH)+)+ c(H+),D错误;正确选项C。
15.科学家设计了一种可以循环利用人体呼出的CO2并提供O2的装置,总反应方程式为2CO2=2CO+O2,下列说法不正确的是
A.由图分析N电极为负极 B.OH-通过离子交换膜迁向右室
C.反应完毕,该装置中电解质溶液的碱性增强 D.阴极的电极反应式为CO2+H2O+2e-=CO+2OH- 【答案】C 【解析】 【分析】
电池内部,电子向负极迁移,结合图可知,N电极为负极,P电极为正极。 【详解】
A.由分析可知,N电极为负极,A正确;
B.右边的装置与太阳能电池相连,为电解池,左边Pt电极与电池负极相连,为阴极,右边Pt电极与电池正极相连,为阳极,电解池中,阴离子向阳极移动,故OH-通过离子交换膜迁向右室,B正确; C.总反应方程式为2CO2=2CO+O2,电解质溶液pH不变,碱性不变,C错误;
D.CO2在阴极得电子生成CO,结合电解质、电荷守恒、原子守恒可写出阴极反应式为:CO2+H2O+2e-=CO+2OH-,D正确。 答案选C。
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.ZnSO4?7H2O可用于测定钢铁及炉渣的含硫量。某工厂下脚料中含锌、镉(Cd)、铜、铁等金属,以该下脚料为原料制备ZnSO4?7H2O并回收Cu、Cd的工艺流程如图所示:
已知部分氢氧化物开始及完全沉淀的pH如表所示(起始时金属离子浓度按0.1mol?L-1计算): 氢氧化物 Fe(OH)3 Cd(OH)2 Zn(OH)2 6.2 开始沉淀的 pH 1.9 7.4 完全沉淀的 pH 请回答下列问题:
(1)滤渣1中含有_______(填化学式)。
(2)试剂X是双氧水时,写岀氧化过程中发生反应的离子方程式_______。 (3)pH的调控范围是_______,试剂Y可选用_______(填字母) A.NaOH B.ZnO C.ZnCO3
(4)电解时以汞(Hg)作电极可以将镉与锌完全分离,镉单质在_______(填“阴”或“阳”)极析出,阳极的电极反应式为_______。
(5)操作I包括的操作是_______及过滤等,过滤后得到的滤液可以加入_______ (填“酸浸”或“氧化”)步骤循环利用。
【答案】Cu 2Fe2++2H++H2O2= 2Fe3++2H2O 3.2 ≤pH< 6.2 BC 阴 2H2O -4e-=4H++O2↑ 蒸发浓缩、冷却结晶 酸浸 【解析】 【分析】
原料的成分为锌,镉,铜和铁,最终要获取ZnSO4·7H2O同时回收Cu和Cd,因此Fe就是杂质元素,在流程中要考虑除去。铜,铁和锌的性质都有了解,镉比较陌生。第一步酸浸时,锌和铁必然会溶解在溶液
3.2 9.5 8.2 Cu不会溶于稀硫酸,中变成Fe2+和Zn2+,纵观整个流程,可以明确,镉在第一步酸浸时也溶解在溶液中了,所以滤渣I的成分即为铜。纵观整个流程唯一可能除去杂质铁元素的步骤就是调节pH值沉淀这一步,再结合表格中给出的沉淀相关的信息,可知若要使Fe尽可能的除净,应当先将Fe2+氧化成Fe3+;所以加试剂X的目的即氧化Fe2+。在分离回收Cd后,溶液中的溶质就只剩硫酸锌和电解过程中产生的硫酸了,所以再通过结晶操作即可得到产品ZnSO4·7H2O。 【详解】
(1)稀硫酸酸浸时,锌铁以及镉会溶解,铜不与稀硫酸反应,所以滤渣1的主要成分即Cu;
(2)氧化这一步是为了将Fe2+氧化成Fe3+,便于下一步调节pH除去铁元素,所以反应的离子方程式即为:
2Fe2??2H??H2O2=2Fe3??2H2O;
(3)调节pH目的是除去杂质铁元素,当然也要避免Zn和Cd元素的损耗,所以结合表格信息,pH的调节范围即:3.2≤pH<6.2;除杂时应当避免引入新杂质,所以调节pH的最佳试剂选择ZnO或ZnCO3,即BC; (4)溶液中Cd以阳离子形式存在,电解后变成单质,所以需要发生还原反应,所以镉单质在阴极析出;电解时采用单质汞做电极,所以阳极主要是溶液中的OH-放电,所以阳极电极反应式写成:
2H2O-4e?=O2??4H?;
(5)通过操作Ⅰ要实现从溶液中获取产品ZnSO4·7H2O,即结晶操作;在经过电解分离镉单质后,溶液中的溶质除硫酸锌外,还有硫酸,所以结晶操作后,溶液还可循环利用充当酸浸的试剂。 【点睛】
工艺流程题核心的问题就是如何使原料经过预处理,反应转化,分离提纯后获取最终产品的问题。因此,要先明确原料的组成,厘清哪些是杂质要除去,哪些会成为产品要保留,这对于理解整个工艺流程有很大的指导意义。此外,对于能循环使用的物质,除流程图中明显的循环线外,一般还具有如下特点:前面的流程中作为反应物,后面的流程中又再次生成。 三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.有机物J是合成抗炎药洛索洛芬钠的关键中间体,它的一种合成路线如图:
回答下列问题:
(1)反应④的反应类型是______;J中官能团名称是______。 (2)不用甲苯与氯气在光照条件下反应得到B物质的原因是______。
(3)根据流程中的信息,在反应⑥的条件下,CH2(COOC2H5)2与足量CH3CH2CH2I充分反应生成的有机产物结构简式为______。 (4)反应⑨的化学方程式为:
其中产物X的结构简式是______。
(5)写出符合下列条件的I的同分异构体______。
①能发生银镜反应,但不能发生水解反应;②苯环上一氯取代物只有一种;③核磁共振氢谱有4组峰。 (6)根据流程中的信息,写出以
CH3OH为有机原料合成、
_______ 的合成路线。
【答案】取代反应酯基、溴原子在光照条件下氯气与甲苯反应选择性差,得到的B物质中副产物多
HOCH2CH2OH、
【解析】 【分析】 A为
,B为
,由合成流程结合生成C的条件及图中转化关系可知,C为
,酸和醇发生酯化反应,生成E为:
,酸性条件下水解得到D为:
,E发生取代反应生成F,F与碘甲烷发生取代反应生成G,G取代生成H,H与甲
醇发生酯化反应,生成I,I发生取代反应得到J,同时还生成乙二醇,以此解答。 【详解】
(1)由上述分析可知,反应④为酯化反应或取代反应;J中含有官能团为溴原子、酯基,
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