高考化学三轮冲刺分层专题特训卷非选择组合练2 (含解析)

这是一份高考化学三轮冲刺分层专题特训卷非选择组合练2 (含解析)，共9页。

非选择题组合练(二)
本练包括必考题和选考题两部分。第26～28题为必考题，每道题考生都必须作答。第35、36题为选考题，考生根据要求作答。
(一)必考题：共43分。
26．(14分)K2FeO4为高效净水剂。某学习小组在实验室用下图装置制备KClO溶液，KClO溶液再与KOH、Fe(NO3)3溶液反应制备K2FeO4。
已知：Cl2与KOH溶液在20 ℃以下反应生成KClO，在较高温度下则生成KClO3；K2FeO4易溶于水，微溶于浓KOH溶液，在酸性或中性溶液中不稳定，在0～5 ℃的强碱性溶液中较稳定。

回答下列问题：
(1)仪器a的名称是________；装置A中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)装置B的作用是________________；装置C中三颈烧瓶置于冰水浴中的目的是____________。装置D的作用是____________。
(3)装置C中得到足量KClO后，再向其中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反应温度为25 ℃，搅拌1.5 h，溶液变为紫红色(含K2FeO4)，发生的反应中还原产物为________；若要析出紫色K2FeO4晶体，需加入________。
(4)K2FeO4粗产品中含有Fe(OH)3、KCl等杂质，其提纯步骤如下：
①将一定量的K2FeO4粗产品溶于一定体积的冷的3 mol·L－1 KOH溶液中。
②过滤。
③将盛有滤液的仪器置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液。
④搅拌、静置、____________、用乙醇洗涤2～3次。
⑤在真空干燥箱中干燥。
(5)称取提纯后的K2FeO4产品0.200 0 g于烧杯中，加入强碱性亚铬酸盐溶液，反应后再加稀硫酸调节溶液呈强酸性，配成250 mL溶液，取出25.00 mL溶液放入锥形瓶中，用0.010 00 mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点，重复操作2次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为30.00 mL。涉及的主要反应为Cr(OH)＋FeO===Fe(OH)3↓＋CrO＋OH－，2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，则该K2FeO4产品的纯度为________(保留3位有效数字)。
答案：
(1)分液漏斗　2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
(2)除去杂质HCl　防止Cl2与KOH反应生成KClO3　吸收Cl2，防止污染空气
(3)KCl　饱和KOH溶液　(4)过滤　(5)99.0%
解析：(1)装置A中高锰酸钾与浓盐酸反应制得氯气，化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。(2)装置A制得的Cl2中混有HCl，装置B的作用是除去杂质HCl；装置C中用氯气与氢氧化钾溶液反应制次氯酸钾，为防止在较高温度下生成KClO3，需要将三颈烧瓶置于冰水浴中。氯气会污染空气，用氢氧化钠溶液吸收尾气。(3)向含有足量KClO的三颈烧瓶中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，发生氧化还原反应生成K2FeO4、KCl、KNO3和水，反应的离子方程式为3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O，还原产物为KCl。根据题给信息可知若要析出紫色K2FeO4晶体，需加入饱和KOH溶液。(4)将盛有滤液的仪器置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液，因K2FeO4微溶于浓KOH溶液，故接下来的实验操作是搅拌、静置、过滤、用乙醇洗涤沉淀2～3次，最后在真空干燥箱中干燥。(5)根据反应Cr(OH)＋FeO===Fe(OH)3↓＋CrO＋OH－、2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O和Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，可得关系式2FeO～Cr2O～6Fe2＋，根据题意可知，消耗(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量为0.030 00 L×0.010 00 mol·L－1＝0.000 30 mol，所以0.200 0 g产品中高铁酸钾的质量为0.000 30 mol×××198 g·mol－1＝0.198 g，所以K2FeO4产品的纯度为×100%＝99.0%。
27．(14分)以某含钴废渣(主要成分为Co2O3、Fe2O3、Ni2O3，还含有少量钙镁的氧化物)为原料制取纯净物的Co2O3。具体的工艺流程如下：

已知：常温下，Ksp(CaF2)＝2.7×10－11，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11，Ksp[Co(OH)2]＝2×10－15。
请回答下列问题：
(1)Co2O3不能完全溶于H2SO4，因此，在酸浸时需加入一定量的还原剂(如NaNO2、Na2SO3等)。
①NaNO2的还原效果虽略好于Na2SO3，但本流程选择了Na2SO3，原因是____________________。
②请写出酸浸时Co2O3与Na2SO3发生反应的离子方程式________________________________。
③酸浸时硫酸不宜过量太多的主要原因是________________。
(2)除铁操作中Fe3＋以黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]形式从溶液中沉淀析出，检验该步操作中铁元素是否除尽可选用的试剂为________。
(3)反应Ⅰ中加入NH4F的目的为____________________________________________。
(4)沉钴操作发生的反应为C2O＋Co2＋===CoC2O4↓，也可用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4，若要得到较为纯净的CoC2O4，加料时，常将Na2C2O4溶液缓慢加入到含钴溶液中，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)450 ℃在空气中煅烧沉钴后的滤渣发生反应的化学方程式为______________________________________。
答案：
(1)①选用NaNO2时会产生大量的有毒气体NO2　②Co2O3＋SO＋4H＋===2Co2＋＋SO＋2H2O　③消耗较多的Na2CO3，浪费原料
(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＋3O22Co2O3＋8CO2
解析：(1)①NaNO2的还原效果虽略好于Na2SO3，但NaNO2在反应过程中会产生大量的有毒气体NO2，污染环境。③酸浸时硫酸不宜过量太多，因为在后续实验中需要加入Na2CO3调节pH，硫酸过量太多会造成原料的浪费。(2)检验铁元素是否除尽可选用的试剂为KSCN溶液。(3)CaF2与MgF2的溶度积较小，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溶液显碱性，制备CoC2O4时，为防止生成Co(OH)2沉淀，加料时，将Na2C2O4溶液缓慢加入到含钴溶液中。
28．(15分)一定条件下正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)发生两种裂解反应：
Ⅰ.CH3CH2CH2CH2CH3(g)CH3CH===CH2(g)＋CH3CH3(g)　
ΔH1＝＋274.2 kJ·mol－1
Ⅱ.CH3CH2CH2CH2CH3(g)CH3CH2CH3(g)＋CH2===CH2(g)　
ΔH2＝＋122.7 kJ·mol－1
回答下列问题：
(1)在恒温恒压的密闭容器中，充入一定量的正戊烷发生裂解反应，起始时容器体积为a L，一段时间反应达到平衡后容器体积变为b L，此时正戊烷的转化率α(正戊烷)＝________；向反应体系中充入一定量的水蒸气(水蒸气在该条件下不参与反应)，再次平衡后正戊烷的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)，原因为________________________________________________________________________。

(2)温度为T ℃时，往压强恒为100 kPa的密闭容器中充入1 mol·L－1 CH3CH===CH2和2 mol·L－1 CH3CH3发生反应：CH3CH===CH2(g)＋CH3CH3(g)CH3CH2CH3(g)＋CH2===CH2(g)　ΔH3。测得CH3CH2CH3的物质的量浓度随时间t的变化如图中曲线Ⅰ所示。

①ΔH3＝________。
②该反应的平衡常数Kp＝________。(Kp为以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数，计算结果保留2位小数)。
③若在1 min时，改变某一反应条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ，则改变的条件为________。
(3)将0.1 mol CH3CH3完全燃烧后的气体通入100 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液中，充分反应后所得溶液中离子浓度的大小顺序为________________________________________________________________________。
(4)以稀硫酸为电解质溶液，CH3CH3燃料电池的负极反应式为________________________________________________________________________。
答案：
(1)或%　增大　充入水蒸气，容器体积增大，相当于减小压强，平衡正向移动
(2)①－151.5 kJ·mol－1　②0.17　③加催化剂
(3)c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋)
(4)CH3CH3－14e－＋4H2O===2CO2＋14H＋
解析：(1)根据差量法，平衡时反应消耗的正戊烷的体积为(b－a)L，所以正戊烷的转化率为×100%；往恒温恒压的密闭容器中通入一定量的水蒸气，则容器的体积必然变大，原反应物和产物的分压必然减小，根据正戊烷裂解反应的正反应均为气体分子数增大的反应，所以平衡向正反应方向移动。(2)①根据盖斯定律，由Ⅱ－Ⅰ可得目标热化学方程式，故ΔH3＝＋122.7 kJ·mol－1－274.2 kJ·mol－1＝－151.5 kJ·mol－1。②根据题图可以得出平衡时CH3CH2CH3(g)的浓度为0.4 mol·L－1，根据三段式法，可以得出：
CH3CH===CH2(g)＋CH3CH3(g)CH3CH2CH3(g)＋CH2===CH2(g)
起始/(mol·L－1) 1 　　 2 0 0
转化/(mol·L－1) 0.4 　 　0.4 0.4 0.4
平衡/(mol·L－1) 0.6 　　 1.6 0.4 0.4
则Kp＝＝≈0.17。③根据图象中曲线变化特点，可以得出改变反应条件后反应速率变快，但达到平衡时CH3CH2CH3的浓度没有改变，所以改变的条件应该是使用了催化剂。(3)0.1 mol C2H6完全燃烧可以生成0.2 mol CO2，该气体与0.3 mol NaOH反应生成0.1 mol Na2CO3和0.1 mol NaHCO3，则所得溶液中离子浓度大小关系为c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋)。(4)C2H6燃料电池负极通入的物质为C2H6，酸性介质中，C2H6失去电子转化为CO2，根据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可以得出负极反应式为CH3CH3－14e－＋4H2O===2CO2＋14H＋。
(二)选考题：共15分。请考生从给出的2道化学题中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。
35．[化学——选修3：物质结构与性质](15分)
钛由于其特殊的性能被誉为“未来世纪的金属”。宝鸡因钛产业发达被称为中国钛谷，其钛产品产量占全国产量的80%以上，占世界产量的20%以上。请回答下列问题：
(1)钛元素位于元素周期表中第四周期________族，属于________区元素，其基态原子核外未成对电子数为________。
(2)[Ti(H2O)6]Cl3和[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O是TiCl3六水合物的两种晶型，这两种晶体所含元素的电负性由大到小的顺序为
________________________________________________________________________。
在[Ti(H2O)6]Cl3中，与Ti3＋形成配位键的是________(填名称)原子，该原子的杂化类型为________。各取1 mol上述晶体溶于水配成500 mL溶液，加入足量AgNO3溶液使Cl－完全沉淀，二者消耗AgNO3的物质的量之比为________。
(3)TiO2的熔点为1 800 ℃，TiCl4的熔点为－25 ℃，同为＋4价Ti的化合物，二者熔点相差悬殊的原因是__________________________________________。
(4)金属钛的原子堆积方式如图1所示，该堆积模型的名称为________________，请画出金属钛晶胞的俯视图______________。

(5)图2为立方钙钛矿(CaTiO3)结构的晶胞，Ti原子与O原子间的最短距离为a pm，已知阿伏加德罗常数的值为NA，则该立方钙钛矿的密度可表示为________g·cm－3。(列出计算式即可)
答案：
(1)ⅣB　d　2　
(2)O>Cl>H>Ti　氧　sp3　3:2
(3)TiO2是原子晶体，原子间以共价键相结合，而TiCl4是分子晶体，分子间以范德华力相结合，共价键的强度远大于范德华力
(4)六方最密堆积　　
(5)
解析：
(1)钛是第22号元素，位于元素周期表中第四周期第ⅣB族，属于d区元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2。
(2)H、O、Cl、Ti四种元素电负性由大到小的顺序为O>Cl>H>Ti，[Ti(H2O)6]Cl3中配体为H2O，提供孤电子对的原子为氧原子，水中氧原子的杂化类型为sp3,1个[Ti(H2O)6]Cl3和1个[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O在水中可以分别电离出来3个Cl－和2个Cl－，若使Cl－完全沉淀，二者消耗AgNO3的物质的量之比为3:2。
(3)TiO2的熔点为1 800 ℃，是因为TiO2是原子晶体，原子间以共价键相结合，而TiCl4的熔点为－25 ℃，是因为TiCl4是分子晶体，分子间以范德华力相结合，共价键的强度远大于范德华力，故二者熔点相差悬殊。
(4)金属Ti的原子堆积方式为六方最密堆积，六方最密堆积的晶胞的上下底面为菱形，晶胞内的Ti原子不在平行六面体的体心，而在其中一个三棱柱的体心，故其俯视图为。
(5)在图2所示的晶胞中，Ti原子与O原子间的最短距离为a pm，则该晶胞的晶胞参数为a pm，该立方钙钛矿的密度＝ g·cm－3。
36．[化学——选修5：有机化学基础](15分)
有机物G为高分子材料，其一种合成路线如下：

已知：
①B的分子式为C8H9OCl
②R—CHOR—CH(OH)COOH
回答下列问题：
(1)D的两个含氧官能团相邻，1 mol D与足量碳酸氢钠溶液反应可生成2 mol CO2，D的名称是________________，其核磁共振氢谱有________组吸收峰。
(2)②的反应类型是____________。
(3)E的含氧官能团的名称为____________。
(4)①的化学方程式为________________。
(5)X是E的同分异构体，X含有苯环且苯环上的一氯代物有2种，能发生银镜反应，遇氯化铁溶液显紫色。写出3种符合要求的X的结构简式______________________________。
(6)参照上述合成路线，设计以为原料合成G的路线(无机试剂任选)________________。
答案：
(1)邻苯二甲酸(或1,2­苯二甲酸)　3　(2)取代反应　(3)醛基、羧基
(4)

(5)
(6)


(其他合理答案也可)
解析：由G的结构简式可知F为，结合已知信息②可知E为，由D的两个含氧官能团相邻，1 mol D与足量碳酸氢钠溶液反应可生成2 mol二氧化碳气体，结合B的分子式及题给转化关系可知D为，C为，B为，结合题给转化关系及A的分子式可知A为
(1)D的名称是邻苯二甲酸(或1,2­苯二甲酸)，其核磁共振氢谱有3组吸收峰。
(2)B生成C的反应类型为取代反应。
(4)A()在稀硫酸、加热条件下生成E和B的反应属于酯类的水解反应。
(5)结合E的分子式为C8H6O3，又X遇氯化铁溶液显紫色，能发生银镜反应，说明X分子中含有酚羟基、，结合苯环上的一氯代物有2种可写出符合要求的结构简式。