2022高考化學總復習 壓軸套題增分練31用含鈷廢料(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、NiO、SiO2等)制備草酸鈷晶體(CoC2O4·2H2O)的流程如圖：(1)濾渣的成分是_；浸鈷時Al2O3溶解的離子方程式為_；Co2O3溶解的離子方程式為_。(2)濾液加入H2O2的目的是_；加入CoO產(chǎn)生Fe(OH)3和Al(OH)3的原因是_；若要將濾液中Fe3和Al3全部沉淀，則應將濾液的pH控制在_。(已知：溶液中離子濃度小于1×105 mol·L1，則認為離子完全沉淀；Ni(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp分別為1×1015、1×1038、1×1032)(3)加入有機萃取劑的目的是_。(4)加入(NH4)2C2O4反應的離子方程式為_；過濾得到的CoC2O4·2H2O需用蒸餾水洗滌，檢驗是否洗滌干凈的方法是_。答案(1)SiO2Al2O36H=2Al33H2OCo2O3SO4H=2Co2SO2H2O(2)將Fe2氧化成Fe3，以便生成Fe(OH)3沉淀而除去CoO與溶液中的H反應，使c(H)減小，F(xiàn)e3和Al3的水解平衡正向移動，從而生成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀5<pH<9(3)溶解Ni2，使之與水層分離(4)Co2C2O2H2O=CoC2O4·2H2O取最后一次洗滌液少許于試管中，滴入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無沉淀生成，則證明已洗滌干凈解析(1)向含鈷廢料中加入稀硫酸，只有SiO2不溶解，故濾渣的成分為SiO2。Al2O3溶于稀硫酸得到Al3和H2O；Co2O3溶解時與Na2SO3發(fā)生氧化還原反應，其反應的離子方程式為Co2O3SO4H=2Co2SO2H2O。(2)加入H2O2能將Fe2氧化為Fe3，便于形成Fe(OH)3沉淀除去。加入CoO能消耗溶液中的H，從而促進Fe3、Al3的水解反應正向進行。根據(jù)溶度積的表達式，當Fe3沉淀完全時，溶液中c(OH) > mol·L11×1011 mol·L1，此時溶液pH>3；當Al3沉淀完全時，溶液中c(OH)> mol·L11×109 mol·L1，此時溶液pH>5；當Ni2沉淀完全時，溶液中c(OH)> mol·L11×105 mol·L1，此時溶液pH>9；故要使Fe3、Al3全部沉淀，應使濾液的pH控制在5<pH<9。(3)加入有機萃取劑的目的是溶解Ni2，使之與水層分離。(4)加入(NH4)2C2O4時，Co2與C2O反應得到CoC2O4·2H2O；根據(jù)流程圖知，檢驗CoC2O4·2H2O是否洗滌干凈，只需檢驗最后一次洗滌液中是否含有SO即可。2某化學興趣小組為研究過氧化鈉與SO2的反應情況，進行如下探究。(1)提出假設向一定量的過氧化鈉固體中通入足量的SO2，對反應后的固體產(chǎn)物成分及反應原理提出如下假設：假設一：反應后固體中只有Na2SO3，證明SO2未被氧化；假設二：反應后固體中只有Na2SO4，證明SO2完全被氧化；假設三：反應后固體_，證明SO2部分被氧化。(2)定性研究為驗證假設三，該小組進行如下研究，請你完成下表中內容。實驗步驟(不要求寫出具體操作過程)預期的實驗現(xiàn)象和結論取適量反應后的固體放入試管中，_(3)定量研究通過測量氣體的體積判斷發(fā)生的化學反應，實驗裝置如圖：裝置B中所盛裝試劑的名稱為_。裝置D的作用是_。請畫出實驗裝置E。實驗測得裝置C中過氧化鈉質量增加了m1 g，裝置D質量增加了m2 g，裝置E中收集到的氣體為V L(已換算成標準狀況下)，用上述有關測量數(shù)據(jù)進行填表判斷。SO2被氧化的程度V與m1或m2的關系未被氧化完全被氧化V0部分被氧化答案(1)為Na2SO3和Na2SO4的混合物(2)實驗步驟(不要求寫出具體操作過程)預期的實驗現(xiàn)象和結論加少量水溶解，加入BaCl2溶液，再加入稀鹽酸加入BaCl2溶液有白色沉淀產(chǎn)生，加入稀鹽酸沉淀部分溶解，證明原固體中既有亞硫酸鈉也有硫酸鈉(其他合理答案均可。如先加足量稀鹽酸，再加BaCl2溶液)(3)濃硫酸吸收未反應的SO2如圖(或其他合理答案)0<V<解析(1)SO2具有較強的還原性，而Na2O2具有較強的氧化性，兩者反應時有SO2全部被氧化、部分被氧化和沒有被氧化三種合理假設。根據(jù)假設可以預測出反應后固體的成分。(2)SO2被氧化的產(chǎn)物為Na2SO4，只要證明所得固體中既含有Na2SO4，又含有Na2SO3，即可確定SO2部分被氧化，可根據(jù)BaSO4不溶于鹽酸而BaSO3溶于鹽酸來驗證。(3)實驗原理為：使干燥純凈的SO2與Na2O2反應，用堿石灰吸收沒反應的SO2后，通過測量生成氣體(O2)的體積，并稱量裝置C中固體的質量變化來判斷SO2被氧化的程度。若SO2完全被氧化，則發(fā)生反應SO2Na2O2=Na2SO4，無O2生成；若SO2未被氧化，則發(fā)生反應：2SO22Na2O2=2Na2SO3O2m(固體質量差) 1 mol 96 g m1 g故V；若SO2部分被氧化，則裝置C中固體增加的質量增大，生成O2的體積減小，即V<。3為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質量。有效控制空氣中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物顯得尤為重要。(1)在汽車排氣管內安裝催化轉化器，可將汽車尾氣中的主要污染物轉化為無毒的大氣循環(huán)物質。已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H1180.5 kJ·mol1表示C和CO燃燒熱的熱化學方程式中的H分別為393.5 kJ·mol1和283 kJ·mol1。則2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)的H_kJ·mol1。(2)將0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一個容積為1 L的密閉容器中，反應過程中物質的濃度變化如圖所示。CO在09 min內的反應速率v(CO)_mol·L1·min1(保留兩位有效數(shù)字)；第12 min時改變的反應條件可能為_。A升高溫度 B加入NOC加入催化劑 D降低溫度該反應在第24 min時達到平衡狀態(tài)，CO2的體積分數(shù)為_(保留三位有效數(shù)字)，化學平衡常數(shù)的值為_(保留兩位有效數(shù)字)。(3)煙氣中的SO2可用某濃度NaOH溶液吸收，若將一定量的SO2氣體通入到300 mL NaOH溶液中，再在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量，產(chǎn)生的氣體與消耗的HCl兩者物質的量的關系如圖所示(氣體的溶解和HCl的揮發(fā)忽略，NaHSO3水溶液為酸性)：O點溶液中所含溶質的化學式為_。a(對應0.3 mol)點溶液中各離子濃度大小關系為_。答案(1)746.5(2)4.4×103D22.2%3.4(3)NaOH、Na2SO3c(Na)>c(Cl)>c(HSO)>c(H)>c(SO)>c(OH)解析(1)根據(jù)題意，有N2(g)O2(g)=2NO(g)H180.5 kJ·mol1，C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ·mol1，CO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJ·mol1，根據(jù)蓋斯定律，由×2得：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H(283×2180.5) kJ·mol1746.5 kJ·mol1。(2)v(CO)4.4×103 mol·L1·min1。由題圖知，12 min后，NO、CO的物質的量濃度降低，N2的物質的量濃度增大，說明平衡正向移動。該反應是放熱反應，根據(jù)勒夏特列原理，升高溫度，平衡逆向移動，A項錯誤；加入NO，NO的濃度應增大，但題圖中NO的濃度卻減小，B項錯誤；加入催化劑，平衡不移動，C項錯誤；降低溫度，平衡正向移動，D項正確。24 min達到平衡時，CO的物質的量減少0.10 mol0.04 mol0.06 mol，則生成n(CO2)0.06 mol，此時n(NO)0.14 mol，n(CO)0.04 mol，n(N2)0.03 mol，故CO2的體積分數(shù)為×100%22.2%?；瘜W平衡常數(shù)K3.4。(3)SO2和NaOH溶液反應，溶質可能是NaOH、Na2SO3或Na2SO3或Na2SO3、NaHSO3或NaHSO3，根據(jù)題圖，Oa段消耗的鹽酸的物質的量大于ab段消耗的鹽酸的物質的量，且Oa段無氣體產(chǎn)生，可知O點溶液中的溶質為NaOH、Na2SO3。a點溶液中的溶質為NaCl、NaHSO3，HSO的電離程度大于水解程度，因此溶液顯酸性，結合題圖中消耗的HCl的物質的量，知a點含有0.3 mol NaCl和0.2 mol NaHSO3，則溶液中各離子濃度大小關系為c(Na)>c(Cl)>c(HSO)>c(H)>c(SO)>c(OH)。4化學選修3：物質結構與性質鋁、鋅及其化合物在工農業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。請回答下列問題：(1)基態(tài)Zn2的價電子排布圖為_，其核外電子占據(jù)的能量最高的能層符號是_。(2)原子簇是由幾個到幾百個原子形成的聚集體，如鋁原子簇Al13、Al14。其中Al13的性質與鹵素的性質相似，鋁原子簇Al13屬于_晶體，鋁原子間的作用力為_。(3)三乙基鋁和三氯化鈦可用作丙烯定向聚合的催化劑，如：該反應中涉及的物質中碳原子的雜化軌道類型有_，CH的空間構型為_，反應涉及的元素中電負性最大的是_。(4)已知Zn2等過渡元素離子形成的水合離子的顏色如下表所示：離子Sc3Cr3Fe2Zn2水合離子的顏色無色綠色淺綠色無色請根據(jù)原子結構推測Sc3、Zn2的水合離子為無色的原因：_。(5)金屬鋅是人體必需的微量元素之一，其堆積方式如圖甲所示，晶胞結構如圖乙所示。若鋅原子的半徑為a pm，阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示，則該鋅晶體的密度為_ g·cm3(用含a的代數(shù)式表示)。答案(1)M(2)分子共價鍵(3)sp2、sp3三角錐形Cl(4)3d軌道上沒有未成對電子(或3d軌道為全空或全滿狀態(tài))(5)解析(1)Zn的核外電子數(shù)為30，根據(jù)構造原理，基態(tài)原子的價電子排布式為3d104s2，故基態(tài)Zn2的價電子排布圖為，核外電子占據(jù)的能量最高的能層符號為M。(2)Al13的性質與鹵素的性質相似，故Al13晶體應為分子晶體，Al13中鋁原子間的作用力為共價鍵。(3)CH3、CH2中碳原子都形成了4個單鍵，采取sp3雜化，而雙鍵碳原子形成1個雙鍵和2個單鍵，采取sp2雜化、CH的中心原子碳的價層電子對數(shù)為34，含1對孤對電子，空間構型為三角錐形。反應涉及的元素有C、H、Cl、Al、Ti，電負性最大的是非金屬元素Cl。(4)基態(tài)Sc3、Zn2的核外電子排布式分別為1s22s22p63s23p6、1s22s22p63s23p63d10，3d軌道上未成對電子數(shù)都為0，故可推測水合離子的顏色與3d軌道上未成對電子數(shù)有關，當3d軌道上沒有未成對電子時，水合離子為無色。(5)在六方最密堆積中，晶胞的底面積為2a2 pm2，晶胞的高為a pm。晶胞的體積V pm38a3×1030 cm3。1個晶胞中所含Zn原子個數(shù)為4×4×12，鋅晶胞密度 g·cm3 g·cm3。5化學選修5：有機化學基礎2017年治療膀胱癌的有機小分子藥物M被批準使用，其合成路線如圖：已知：請回答：(1)A的名稱為_，G中含氧官能團的名稱為_。(2)的反應類型為_。H的分子式為_。(3)的化學方程式為_。(4)的化學方程式為_。(5)D的同分異構體中，同時滿足下列條件的共有_種(不含立體異構)； a能與Na反應產(chǎn)生氣體 b既能發(fā)生銀鏡反應，又能發(fā)生水解反應 其中核磁共振氫譜有4組峰的物質的結構簡式為_(任寫一種)。(6)參照上述合成路線，設計由2­甲基丙酸和甲醇為起始原料制備2­甲基丙烯酸甲酯的合成路線(無機試劑任選)：_。答案(1)1，4­戊二醇羰基、酯基(2)消去反應C6H7O4N(3) 4) (5)12或 (6) 解析(1)根據(jù)G的結構簡式，可推知F為，結合已知信息及合成路線圖知，E為，C為，B為CH3COCH2CH2CHO，B為A的催化氧化產(chǎn)物，A為，其名稱為1，4­戊二醇。G中含氧官能團的名稱為羰基、酯基。(2)反應為轉化為，為消去反應。根據(jù)H的結構簡式，可知其分子式為C6H7O4N。(3)反應為的催化氧化反應。(4)C為，其還原所得產(chǎn)物D為，反應為D發(fā)生縮聚反應得到高分子化合物。(5)D為，根據(jù)能與Na反應產(chǎn)生氣體及既能發(fā)生銀鏡反應，又能發(fā)生水解反應，則該同分異構體含有甲酸酯基和羥基，可看成由HCOO和C4H8OH形成的化合物，由于C4H9有CH2CH2CH2CH3、四種，用OH取代四者中的1個H后所得產(chǎn)物分別有4、4、3、1種，即C4H8OH有12種，故HCOO和C4H8OH形成的化合物共有12種。核磁共振氫譜中有4種氫原子的同分異構體為或。(6)運用逆合成分析法，倒推中間產(chǎn)物，確定合成路線。