精品解析：四川省成都市石室阳安学校2023-2024学年高三下学期4月月考理科综合试题-高中化学

成都石室阳安学校2023—2024学年度下学期 高2021级高三4月月考理科综合能力测试 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。全卷满分300分，考试时间150分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、班级、考号用0.5毫米的黑色墨水签字笔填写在答题卡上。并检查条形码粘贴是否正确。 2．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 3．考试结束后，将答题卡收回。 可能用到的相对原子质量：H 1 N 14 O 16 Na 23Al 27 S 32 Cl 35.5 K 39 Ti 48 Fe 56 Mn 55 Cu 64 As 75 Ba 137 第Ⅰ卷(选择题，共126分) 一、选择题(本题共13小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求) 1. 化学与人类生产、生活、社会及环境密切相关。下列有关说法正确的是 A. 我国南海海底存储的可燃冰的成分为多种烷烃的混合物 B. 硅酸钠的水溶液俗名是水玻璃，可用于制备硅胶和木材防火剂 C. 柴油、煤油、“地沟油”等主要成分都属于烃类 D. 利用明矾对疫区污水进行消毒处理是利用了明矾中铝离子的水解反应 2. 设NA为阿伏加德罗常数值。下列说法正确的是 A. 1 mol H2(g)与1 mol I2(g)共热充分反应，生成2NA个H—I键 B. 17 g羟基(—OH)和OH﹣所含电子的数目均为10NA C. l L 0.1 mol·L−1的(NH4)2Fe(SO4)2溶液中，阳离子总数为0.3NA D. 含0.4 mol HNO3的浓硝酸与足量铜充分反应，转移电子数大于0.2NA 3. 下列叙述中正确的是 A. 为苯的一种同系物 B. 煤是由多种碳氢化合物组成的混合物 C. 苯和硝基苯的混合物可采用蒸馏的方法分离 D. 甲醇、醋酸均能与Na反应放出H2，二者所含官能团相同 4. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，W单质有三对共用电子。X和Y的简单阳离子的电子层结构相同，Z的一种含氧酸具有杀菌、消毒作用。Y单质可以用于野外焊接钢轨。下列说法正确的是 A. 简单离子半径：X>Y>Z B. X、Y的简单离子一定能够破坏水的电离平衡 C. 最高价氧化物对应水化物的碱性：X>Y D. Z与另外三种元素都能形成二元离子化合物 5. 下列实验方案能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方案 A 比较Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4) 向BaSO4悬浊液中加入饱和Na2CO3溶液，充分搅拌，静置，过滤，洗涤。向滤渣中加入盐酸有气泡产生 B 比较CH3COOH和HClO的酸性强弱 用pH试纸分别测量物质的量浓度相等的CH3COONa和NaClO溶液的pH C 配制480 mL 0.2 mol·L−1 CuSO4溶液 将25 g CuSO4·5H2O溶于蒸馏水配成500 mL溶液 D 验证Na2SO3是否变质 在Na2SO3溶液中滴入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀，滴入盐酸沉淀不溶解 A. A B. B C. C D. D 6. 下图装置为利用甲烷燃料电池电解NaCl和酚酞的混合溶液的示意图，下列说法不正确的是 A. 电极M为负极，发生氧化反应 B. N极的电极反应为：O2+4e−+2H2O4OH− C. 工作时铁电极附近溶液先变红 D. 图中H为CO2，可以循环利用 7. 常温时，1 mol·L−1的HClO2和1 mol·L−1的HMnO4两种酸溶液，起始时的体积均为V0，分别向两溶液中加水进行稀释，所得曲线如图所示（V表示溶液稀释后的体积）。下列说法正确的是 A. HClO2的电离方程式：HClO2=H++ B. 当稀释至pH=3时，中和等体积的两种酸所用n(NaOH)：HClO2>HMnO4 C. 当两溶液均稀释至lg=3时，溶液中c()>c() D. 等物质的量浓度的NaMnO4和NaClO2溶液中水的电离程度相同 第Ⅱ卷(非选择题，共174分) 注意事项： 1．请用蓝黑钢笔或圆珠笔在第Ⅱ卷答题卡上作答，不能答在此试卷上。 2．试卷中横线及框内注有“▲”的地方，是需要你在第Ⅱ卷答题卡上作答。 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～32题为必考题，每个试题考生都做答；第33题～38题为选考题，考生根据要求作答。 (一)必考题(共129分) 8. 亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要化工原料，常用作食品添加剂，使用时必须严格控制其用量。某化学科研小组同学拟在实验室中利用下列流程和实验装置制备亚硝酸钠： 已知：①木屑的水解：(C6H10O5)n（纤维素）+nH2OnC6H12O6（葡萄糖） ②氧化过程中控制反应温度在35~60 ℃，主要发生反应：C6H12O6+12HNO33HOOC—COOH+9NO2↑+3NO↑+9H2O ③NaOH溶液吸收NO和NO2发生反应：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O 请完成下列问题： （1）木屑的主要成分是纤维素，结合信息①，检验纤维素已水解所需的化学试剂为______________。 （2）氧化过程中控制温度在35~60 ℃的原因是________________________；A装置中冷凝管应该从_________（填“a”或“b”）口进冷却水。 （3）使用B装置吸收气体的目的是__________________；下列装置可以代替B装置的是______（填装置编号）。 （4）实验过程中在A装置的三颈烧瓶中观察到的现象是______________________。 （5）测定产品纯度： a.准确称量a g产品配制100.00 mL溶液； b.移取20.00 mL所配溶液置于锥形瓶中； c.用c mol·L−1的酸性KMnO4溶液滴定至终点； d.重复实验3次，消耗酸性KMnO4溶液的平均体积为V mL。 ①滴定过程中反应的离子方程式为__________________________；盛放酸性KMnO4溶液应选用_______滴定管（填“酸式”或“碱式”）；若在滴定操作中发现溶液呈紫红色立即记下所消耗KMnO4溶液的体积，但很快发现溶液又变成无色，则测量结果______（填“偏大”“偏小”或“无影响”。） ②产品中NaNO2的纯度为____________。 9. 对炼锌厂的铜镉废渣中各元素进行分离，能减少环境污染，同时制得食品锌强化剂的原料ZnSO4·7H2O实现资源的再利用。其流程图如下。 [相关资料] ①铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素，其含量依次减少。②FeAsO4难溶于水；ZnSO4·7H2O易溶于水，难溶于酒精。③Zn(OH)2属于两性氢氧化物。④滤液I中有Fe2＋、Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋和少量的。 ⑤有关离子沉淀完全的pH 金属离子 Fe3＋ Zn2＋ Mn2＋ Cu2＋ Cd2＋ 沉淀完全pH 3.2 8.0 9.8 6.4 9.4 请回答下列问题： （1）提高铜镉废渣浸出率可以采用的方法是（写出其中一点即可）______； （2）向滤液I中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可与发生反应生成FeAsO4，写出该反应的离子方程式____；加入酸性KMnO4溶液不能过量，判断该滴定终点的现象是______；滤渣Ⅱ中除了FeAsO4外，还有_____； （3）制得的ZnSO4·7H2O需洗涤，洗涤晶体时应选用试剂为______； （4）上述流程除了实现对这些元素进行提取分离能减少环境污染，同时制得ZnSO4·7H2O实现资源的再利用，还可以得到副产物______ （5）回收所得的Cd可用于制造镍镉碱性二次电池，电池的工作时，正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2，则充电时电池的正极反应式为_____； （6）若a克铜镉废渣含有b molFe元素，加入了c mol KMnO4,则铜镉废渣中As元素的质量分数为_____。（不考虑镉元素与KMnO4的反应） 10. 铁的单质及化合物有着重要的用途，根据所学知识回答下列问题： （1）已知：①3Fe(s)+2O2(g)＝Fe3O4(s) ΔH1=−1118.4 kJ/mol ②2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) ΔH2=−483.8 kJ/mol 写出铁与气态水反应的热化学方程式：________________________。 （2）t ℃时，在2 L恒温恒容密闭容器中，按下表所示加入物质，反应经过10 min后，Fe的物质的量变为1.25 mol。 Fe H2O(g) Fe3O4 H2 2.0 mol 4.0 mol 1.0 mol 1.0 mol 容器中H2O(g)的转化率为________；此段时间内H2的平均反应速率是_______________。 （3）在25℃下，Ksp[Fe(OH)3]=4×10−38，向浓度为0.1 mol·L−1的FeCl3溶液中逐滴加入氨水，调节溶液pH为5时，溶液中c(Fe3+)为_______mol·L−1。 （4）高炉炼铁的主要反应为CO(g)+Fe2O3(s)CO2(g)+Fe(s)，已知该反应在不同温度下的平衡常数如下： 温度/℃ 1000 1150 1300 平衡常数 4.0 3.7 3.5 ①该反应的ΔH_____0（填“＞”或“＜”）。 ②该反应平衡常数表达式是_________________；已知1150℃时，某时刻测得高炉中c(CO2)=0.365 mol·L−1，c(CO)=0.1 mol·L−1，此时正反应速率_______逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。 ③当容器内气体密度恒定时，该反应_________（填“一定”“可能”或“没有”）达到平衡状态；在1 000℃时，反应达到平衡，适当增加Fe2O3的量，CO的转化率______（填“增大”“减小”或“不变”）。 [化学——选修3：物质结构与性质] 11. (NH4)3AlF6是一种工业助熔剂，可通过一定浓度AlCl3、NH4F和NH3·H2O在钛铁合金设备中制备而成。回答下列问题： （1）Ti基态原子的核外电子排布式为_________。元素Ti与Fe比较，基态原子核外未成对电子数较多的是_________。 （2）NH3中N原子的杂化方式是_______，与互为等电子体的分子的化学式为______（填一种）。 （3） (NH4)3AlF6中Al、N、F三种元素中第一电离能最大的是_________。NH4F试剂不能存放在玻璃试剂瓶中的原因是___________________________。 （4）气态氯化铝结构式如图：，2.67 g氯化铝中含有_________mol σ键。 （5）钛酸钡是钛的一种重要化合物，钛酸钡的晶胞结构如图所示，则其化学式为_______。若晶胞参数为a pm，则钛酸钡晶体的密度＝___________g/cm3（阿伏加德罗常数用NA表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 成都石室阳安学校2023—2024学年度下学期 高2021级高三4月月考理科综合能力测试 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。全卷满分300分，考试时间150分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、班级、考号用0.5毫米的黑色墨水签字笔填写在答题卡上。并检查条形码粘贴是否正确。 2．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 3．考试结束后，将答题卡收回。 可能用到的相对原子质量：H 1 N 14 O 16 Na 23Al 27 S 32 Cl 35.5 K 39 Ti 48 Fe 56 Mn 55 Cu 64 As 75 Ba 137 第Ⅰ卷(选择题，共126分) 一、选择题(本题共13小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求) 1. 化学与人类生产、生活、社会及环境密切相关。下列有关说法正确的是 A. 我国南海海底存储的可燃冰的成分为多种烷烃的混合物 B. 硅酸钠的水溶液俗名是水玻璃，可用于制备硅胶和木材防火剂 C. 柴油、煤油、“地沟油”等主要成分都属于烃类 D. 利用明矾对疫区污水进行消毒处理是利用了明矾中铝离子的水解反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．可燃冰的成分为甲烷的水合物，A错误； B．硅酸钠水溶液俗名是水玻璃，水玻璃的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门，可用于制备硅胶和木材防火剂等，B正确； C．柴油、煤油是烃类物质，地沟油主要成分是油脂，属于烃的衍生物，不是烃类物质，C错误； D．明矾具有净水作用，可用作净水剂，但不能用作消毒剂，D错误； 故选B。 2. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 1 mol H2(g)与1 mol I2(g)共热充分反应，生成2NA个H—I键 B. 17 g羟基(—OH)和OH﹣所含电子的数目均为10NA C. l L 0.1 mol·L−1的(NH4)2Fe(SO4)2溶液中，阳离子总数为0.3NA D. 含0.4 mol HNO3的浓硝酸与足量铜充分反应，转移电子数大于0.2NA 【答案】D 【解析】 【详解】A．H2和I2(g)的反应：H2+I2(g)2HI属于可逆反应，1 mol H2和1 mol I2充分反应，不可能生成2 mol HI，A项错误； B．1 mol（17 g）羟基中含有9 mol电子，B项错误； C．l L 0.1 mol·L−1的(NH4)2Fe(SO4)2溶液中含n()=0.2 mol，n(Fe2+)=0.1 mol，但由于、Fe2+存在水解：+H2ONH3·H2O+H+、Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，阳离子数目增多，故1 L该溶液中含有阳离子总数目大于0.3NA，C项错误； D．0.4 mol HNO3与铜反应生成NO2，则转移0.2 mol电子；若生成NO，则转移0.3 mol电子，故0.4 mol HNO3与足量铜反应，转移电子数一定大于0.2 mol，D项正确； 答案选D。 3. 下列叙述中正确的是 A. 为苯的一种同系物 B. 煤是由多种碳氢化合物组成的混合物 C. 苯和硝基苯的混合物可采用蒸馏的方法分离 D. 甲醇、醋酸均能与Na反应放出H2，二者所含官能团相同 【答案】C 【解析】 【详解】A项，同系物是指结构相似，组成相差若干个CH2原子团的有机物，A中是萘，属稠环芳烃，不属于苯的同系物，故A错误；B项，煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素，故B错误；C项，苯和硝基苯互溶，但沸点不同，故可采用蒸馏法分离，C项正确；D项，甲醇、醋酸所含官能团分别是羟基、羧基，故D错误。 4. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，W单质有三对共用电子。X和Y的简单阳离子的电子层结构相同，Z的一种含氧酸具有杀菌、消毒作用。Y单质可以用于野外焊接钢轨。下列说法正确的是 A. 简单离子半径：X>Y>Z B. X、Y的简单离子一定能够破坏水的电离平衡 C. 最高价氧化物对应水化物的碱性：X>Y D. Z与另外三种元素都能形成二元离子化合物 【答案】C 【解析】 【详解】双原子分子中只有N2中存在三个共用电子对，W是氮元素；次氯酸具有杀菌、消毒作用，Z元素是氯；铝热反应可以用于野外焊接钢轨，Y是铝元素；X可以形成阳离子，则X可能是钠或镁元素。离子半径：r(Cl−)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)，A项错误；X可能是钠或镁，Na+不水解，不能破坏水的电离平衡，B项错误；X、Y的最高价氧化物的水化物碱性：NaOH或Mg(OH)2>Al(OH)3，C项正确；AlCl3、NCl3都是共价化合物，D项错误。 5. 下列实验方案能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方案 A 比较Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4) 向BaSO4悬浊液中加入饱和Na2CO3溶液，充分搅拌，静置，过滤，洗涤。向滤渣中加入盐酸有气泡产生 B 比较CH3COOH和HClO的酸性强弱 用pH试纸分别测量物质的量浓度相等的CH3COONa和NaClO溶液的pH C 配制480 mL 0.2 mol·L−1 CuSO4溶液 将25 g CuSO4·5H2O溶于蒸馏水配成500 mL溶液 D 验证Na2SO3是否变质 在Na2SO3溶液中滴入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀，滴入盐酸沉淀不溶解 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．向BaSO4悬浊液中加入饱和Na2CO3溶液，部分BaSO4因饱和Na2CO3溶液中浓度高而转化为BaCO3，因此向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生，但不能证明Ksp(BaCO3)＜Ksp(BaSO4)，故A错误； B．NaClO水解生成HClO具有漂白性，可以使pH试纸褪色，不能用pH试纸测定其pH值，故B错误； C．25 g CuSO4·5H2O的物质的量为0.1 mol，溶于蒸馏水配成500 mL溶液，所配溶液的浓度是0.2 mol·L−1，故C正确； D．在Na2SO3溶液中滴入Ba(NO3)2产生白色沉淀BaSO3，再滴入盐酸，溶液中存在H+和，可将BaSO3氧化为BaSO4，并不能证明Na2SO3是否变质，故D错误。 答案选C。 6. 下图装置为利用甲烷燃料电池电解NaCl和酚酞的混合溶液的示意图，下列说法不正确的是 A. 电极M为负极，发生氧化反应 B. N极的电极反应为：O2+4e−+2H2O4OH− C. 工作时铁电极附近溶液先变红 D. 图中H为CO2，可以循环利用 【答案】B 【解析】 【详解】A．在甲烷燃料电池中，通入CH4的M极为负极，发生氧化反应，故A项正确； B．在N极空气中的O2得到电子，结合熔融碳酸盐做电解质，故正极反应为：O2+4e−+2CO22，B项错误； C．图中铁接电源负极做阴极，电极反应为：2H++2e−H2↑，局部显碱性，酚酞遇碱变红，故铁电极附近先变红，C项正确； D．甲烷燃料电池工作时，负极反应为：CH4−8e−+45CO2+2H2O，由正、负极可知负极产生CO2，正极消耗CO2，故H为CO2且可以循环利用，D项正确； 故选B。 7. 常温时，1 mol·L−1的HClO2和1 mol·L−1的HMnO4两种酸溶液，起始时的体积均为V0，分别向两溶液中加水进行稀释，所得曲线如图所示（V表示溶液稀释后的体积）。下列说法正确的是 A. HClO2的电离方程式：HClO2=H++ B. 当稀释至pH=3时，中和等体积的两种酸所用n(NaOH)：HClO2>HMnO4 C. 当两溶液均稀释至lg=3时，溶液中c()>c() D. 等物质的量浓度的NaMnO4和NaClO2溶液中水的电离程度相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．从图象可知，当lg+1=1时，即=1时，溶液不稀释时1 mol·L−1的HClO2溶液的pH>0，说明HClO2是弱酸，故电离方程式为：HClO2H++，A项错误； B．图中1 mol·L−1的HMnO4溶液的pH=0，说明HMnO4为强酸，二者均稀释到pH=3时，c(HClO2)>c(HMnO4)，中和等体积的两种酸所用NaOH的物质的量：HClO2>HMnO4，B项正确； C．均为1 mol·L−1的两种酸稀释相同倍数，由于HClO2是弱酸，只有部分电离，HMnO4是强酸完全电离，故c()<c()，C项错误； D．NaMnO4是强酸强碱盐，溶液呈中性，而NaClO2是强碱弱酸盐，水解呈碱性，促进水的电离，两溶液中水的电离程度不相等，D项错误； 答案选B。 第Ⅱ卷(非选择题，共174分) 注意事项： 1．请用蓝黑钢笔或圆珠笔在第Ⅱ卷答题卡上作答，不能答在此试卷上。 2．试卷中横线及框内注有“▲”的地方，是需要你在第Ⅱ卷答题卡上作答。 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～32题为必考题，每个试题考生都做答；第33题～38题为选考题，考生根据要求作答。 (一)必考题(共129分) 8. 亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要的化工原料，常用作食品添加剂，使用时必须严格控制其用量。某化学科研小组同学拟在实验室中利用下列流程和实验装置制备亚硝酸钠： 已知：①木屑的水解：(C6H10O5)n（纤维素）+nH2OnC6H12O6（葡萄糖） ②氧化过程中控制反应温度在35~60 ℃，主要发生反应：C6H12O6+12HNO33HOOC—COOH+9NO2↑+3NO↑+9H2O ③NaOH溶液吸收NO和NO2发生反应：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O 请完成下列问题： （1）木屑的主要成分是纤维素，结合信息①，检验纤维素已水解所需的化学试剂为______________。 （2）氧化过程中控制温度在35~60 ℃的原因是________________________；A装置中冷凝管应该从_________（填“a”或“b”）口进冷却水。 （3）使用B装置吸收气体的目的是__________________；下列装置可以代替B装置的是______（填装置编号）。 （4）实验过程中在A装置的三颈烧瓶中观察到的现象是______________________。 （5）测定产品纯度： a.准确称量a g产品配制100.00 mL溶液； b.移取20.00 mL所配溶液置于锥形瓶中； c.用c mol·L−1的酸性KMnO4溶液滴定至终点； d.重复实验3次，消耗酸性KMnO4溶液的平均体积为V mL。 ①滴定过程中反应的离子方程式为__________________________；盛放酸性KMnO4溶液应选用_______滴定管（填“酸式”或“碱式”）；若在滴定操作中发现溶液呈紫红色立即记下所消耗KMnO4溶液的体积，但很快发现溶液又变成无色，则测量结果______（填“偏大”“偏小”或“无影响”。） ②产品中NaNO2的纯度为____________。 【答案】 ①. NaOH溶液、新制Cu(OH)2（或NaOH溶液、银氨溶液） ②. 防止硝酸受热分解 ③. a ④. 防止倒吸 ⑤. Ⅱ、Ⅳ ⑥. 溶液中有气泡冒出，在液面上方变成红棕色 ⑦. 5+2+6H+2Mn2++5+3H2O ⑧. 酸式 ⑨. 偏小 ⑩. （或%） 【解析】 【分析】木屑的主要成分是纤维素[（C6H10O5）n]，酸溶后得葡萄糖溶液，用葡萄糖还原硝酸得NO和NO2，用NaOH吸收NO和NO2，得到NaNO2；HNO3不稳定，温度过高发生分解，所以反应温度不宜高于60℃，NaOH溶液呈碱性， （1）酸溶过程中，硫酸的作用是催化剂；检验水解产物需要碱性环境； （2）硝酸易分解；结合冷凝管的冷凝作用分析； （3）NaOH溶液呈碱性，结合防止倒吸的操作分析； （4）二氧化氮为红棕色，结合实验过程与现象分析； （5）测定产品纯度，利用KMnO4氧化NO2-进行滴定计算NaNO2的含量，反应过程中高锰酸钾溶液的紫色会褪色，当达到滴定终点时，高锰酸钾溶液的紫色就不会褪色，根据电子得失守恒可得关系式2KMnO4～5NaNO2，根据KMnO4的物质的量，可求得NaNO2的质量，进而确定产品中NaNO2的纯度。 【详解】（1）在纤维素的水解过程中硫酸做催化剂，要检验水解生成的葡萄糖，需先加NaOH溶液中和至碱性，再加入新制Cu(OH)2或银氨溶液。 （2）在用65%硝酸做氧化剂时，控温35~60 ℃的目的是防止硝酸的分解；冷凝管中冷却水应该遵循逆流原理，必须从下口，即a口进入冷却水。 （3）用倒扣漏斗吸收NO2和NO，是为了防止倒吸。装置Ⅰ不能防止倒吸；装置Ⅱ可以防止倒吸；装置Ⅲ中导管口通入NaOH溶液中，不能防止倒吸，应将苯换成CCl4，CCl4在下层，NaOH溶液在上层；装置Ⅳ可以防止倒吸，故Ⅱ和Ⅳ可代替B装置。 （4）在浓硝酸氧化葡萄糖的过程中有NO2和NO放出，因而可在溶液中看到有气泡冒出，在液面上方观察到红棕色。 （5）①用酸性KMnO4溶液滴定NaNO2发生氧化还原反应，根据得失电子相等和原子守恒可得离子方程式：5+2+6H+2Mn2++5+3H2O。酸性KMnO4溶液具有强氧化性，应盛放在酸式滴定管中；在未到达终点时，滴入紫红色KMnO4溶液立即褪色，若观察溶液呈紫红色，一会又褪色，说明酸性KMnO4滴加量不足，造成计算结果偏小。 ②根据反应离子方程式得：n()=n()=×cV×10−3mol，则m(NaNO2)=69 g·mol−1× mol=g，故样品的纯度ω(NaNO2)=5×g÷a g×100%=× 100%=%。 9. 对炼锌厂的铜镉废渣中各元素进行分离，能减少环境污染，同时制得食品锌强化剂的原料ZnSO4·7H2O实现资源的再利用。其流程图如下。 [相关资料] ①铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素，其含量依次减少。②FeAsO4难溶于水；ZnSO4·7H2O易溶于水，难溶于酒精。③Zn(OH)2属于两性氢氧化物。④滤液I中有Fe2＋、Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋和少量的。 ⑤有关离子沉淀完全的pH 金属离子 Fe3＋ Zn2＋ Mn2＋ Cu2＋ Cd2＋ 沉淀完全pH 3.2 8.0 9.8 6.4 94 请回答下列问题： （1）提高铜镉废渣浸出率可以采用的方法是（写出其中一点即可）______； （2）向滤液I中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可与发生反应生成FeAsO4，写出该反应的离子方程式____；加入酸性KMnO4溶液不能过量，判断该滴定终点的现象是______；滤渣Ⅱ中除了FeAsO4外，还有_____； （3）制得的ZnSO4·7H2O需洗涤，洗涤晶体时应选用试剂为______； （4）上述流程除了实现对这些元素进行提取分离能减少环境污染，同时制得ZnSO4·7H2O实现资源的再利用，还可以得到副产物______ （5）回收所得的Cd可用于制造镍镉碱性二次电池，电池的工作时，正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2，则充电时电池的正极反应式为_____； （6）若a克铜镉废渣含有b molFe元素，加入了c mol KMnO4,则铜镉废渣中As元素的质量分数为_____。（不考虑镉元素与KMnO4的反应） 【答案】（1）适当增大硫酸浓度或升高溶液温度或搅拌或将铜镉渣研磨成小颗粒 （2） ①. 5Fe2++++14H+＝3Mn2++5FeAsO4↓+7H2O ②. 溶液恰好变为浅紫红色且半分钟内不恢复为原色 ③. Fe(OH)3 （3）乙醇或饱和硫酸锌溶液 （4）K2SO4 （5）Ni(OH)2–e－+OH—＝NiO(OH)+H2O （6）×100% 【解析】 【分析】整个工艺流程目的是铜镉废渣中制得ZnSO4·7H2O，滤液I中有Fe2＋、Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋和少量的，加入高锰酸钾，将Fe2＋氧化成Fe3＋，再调节pH至4，将其沉淀，滤液Ⅱ中就剩下Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋，再加入过量KOH，由于Zn(OH)2属于两性氢氧化物，滤液Ⅲ中就剩下，再加入硫酸，最终制得ZnSO4·7H2O。 【小问1详解】 依据外界条件对反应速率的影响可知提高铜镉废渣浸出率可以采用的方法是：适当增大硫酸浓度或升高溶液温度或搅拌或将铜镉渣研磨成小颗粒等； 【小问2详解】 酸性KMnO4溶液可与发生反应生成FeAsO4，KMnO4将Fe2＋氧化成Fe3＋，将氧化成，根据化合价升价相等，该反应的离子方程式为：5Fe2++++14H+＝3Mn2++5FeAsO4↓+7H2O，加入酸性KMnO4溶液不能过量，判断该滴定终点的现象是溶液恰好变为浅紫红色且半分钟内不恢复为原色，滤渣Ⅱ中除了FeAsO4外，还有Fe(OH)3； 【小问3详解】 制得的ZnSO4·7H2O需洗涤，洗去残留的其它离子，但不能用水洗，ZnSO4·7H2O易溶于水，难溶于酒精，所以用酒精洗涤或饱和的硫酸锌溶液； 【小问4详解】 上述流程最后一步向K2ZnO2溶液中加硫酸同时制得ZnSO4·7H2O，还可以得到副产物K2SO4； 【小问5详解】 回收所得的Cd可用于制造镍镉碱性二次电池，电池的工作时，正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2，则充电时电池的正极反应为Ni(OH)2失电子转化为NiO(OH)，故电极反应为Ni(OH)2–e－+OH—＝NiO(OH)+H2O； 【小问6详解】 若a克铜镉废渣含有b molFe元素，加入了c mol KMnO4，Fe2+转化为Fe3+，转化为，转化为Mn2+，反应过程中电子转移守恒，则有b×（3-2）+n（As）×（5-3）=c×（7-2），所以n（As）=mol，所以铜镉废渣中As元素的质量分数为w（As）=×100%。 10. 铁的单质及化合物有着重要的用途，根据所学知识回答下列问题： （1）已知：①3Fe(s)+2O2(g)＝Fe3O4(s) ΔH1=−1118.4 kJ/mol ②2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) ΔH2=−4838 kJ/mol 写出铁与气态水反应的热化学方程式：________________________。 （2）t ℃时，在2 L恒温恒容密闭容器中，按下表所示加入物质，反应经过10 min后，Fe的物质的量变为1.25 mol。 Fe H2O(g) Fe3O4 H2 2.0 mol 4.0 mol 1.0 mol 1.0 mol 容器中H2O(g)的转化率为________；此段时间内H2的平均反应速率是_______________。 （3）在25℃下，Ksp[Fe(OH)3]=4×10−38，向浓度为0.1 mol·L−1的FeCl3溶液中逐滴加入氨水，调节溶液pH为5时，溶液中c(Fe3+)为_______mol·L−1。 （4）高炉炼铁的主要反应为CO(g)+Fe2O3(s)CO2(g)+Fe(s)，已知该反应在不同温度下的平衡常数如下： 温度/℃ 1000 1150 1300 平衡常数 4.0 3.7 3.5 ①该反应的ΔH_____0（填“＞”或“＜”）。 ②该反应的平衡常数表达式是_________________；已知1150℃时，某时刻测得高炉中c(CO2)=0.365 mol·L−1，c(CO)=0.1 mol·L−1，此时正反应速率_______逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。 ③当容器内气体密度恒定时，该反应_________（填“一定”“可能”或“没有”）达到平衡状态；在1 000℃时，反应达到平衡，适当增加Fe2O3的量，CO的转化率______（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1）3Fe(s)+4H2O(g) ===Fe3O4(s)+4H2 (g) ΔH=−150.8 kJ/mol （2） ①. 25% ②. 0.05 mol/(L·min) （3）4×10−11 （4） ①. < ②. ③. > ④. 一定 ⑤. 不变 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律可知，由①−②×2即得到反应3Fe(s)+4H2O(g)===Fe3O4(s)+4H2 (g)，该反应的反应热ΔH=−1 118.4 kJ/mol−(−483.8 kJ/mol×2)=−150.8 kJ/mol。 【小问2详解】 ①反应的化学方程式为3Fe(s)+4H2O(g)===Fe3O4(s)+4H2(g)，Fe的物质的量变化量为2.0 mol− 1.25 mol=0.75 mol，则H2O(g)的物质的量变化量为1 mol，转化率为1 mol/4 mol×100%=25%；H2(g)的物质的量变化量为1 mol，容器体积为2 L，则变化浓度是0.5 mol/L，时间是10 min，则氢气的平均反应速率是0.05 mol/(L·min)。 【小问3详解】 c(Fe3+)=Ksp[Fe(OH)3]/c3(OH−)=4×10−38/(1×10−9)3=4×10−11(mol·L−1)。 【小问4详解】 ①根据表格提供数据，升高温度，K值减小，所以该反应为放热反应，则ΔH<0； ②固体Fe2O3和Fe的化学式不写入表达式中；=3.65<K1150 ℃，反应向正反应方向进行，故v(正)>v(逆)； ③根据，体积不变，随着反应的进行，气体的质量发生变化，即气体的密度发生变化，所以当气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态；到达化学平衡后，适当增加固体的量，对化学平衡没有影响，转化率不变。 [化学——选修3：物质结构与性质] 11. (NH4)3AlF6是一种工业助熔剂，可通过一定浓度的AlCl3、NH4F和NH3·H2O在钛铁合金设备中制备而成。回答下列问题： （1）Ti基态原子的核外电子排布式为_________。元素Ti与Fe比较，基态原子核外未成对电子数较多的是_________。 （2）NH3中N原子的杂化方式是_______，与互为等电子体的分子的化学式为______（填一种）。 （3） (NH4)3AlF6中Al、N、F三种元素中第一电离能最大的是_________。NH4F试剂不能存放在玻璃试剂瓶中的原因是___________________________。 （4）气态氯化铝的结构式如图：，2.67 g氯化铝中含有_________mol σ键。 （5）钛酸钡是钛的一种重要化合物，钛酸钡的晶胞结构如图所示，则其化学式为_______。若晶胞参数为a pm，则钛酸钡晶体的密度＝___________g/cm3（阿伏加德罗常数用NA表示）。 【答案】（1） ①. 1s22s22p63s23p63d24s2 ②. Fe （2） ①. sp3 ②. CH4（或SiH4等合理答案） （3） ①. F ②. NH4F水解生成的HF会腐蚀玻璃 （4）0.08 （5） ①. BaTiO3 ②. 【解析】 【小问1详解】 Ti是第22号元素，所以基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2；Ti原子的未成对电子在3d轨道上，共有2个，Fe原子的未成对电子在3d轨道上，共有4个； 【小问2详解】 NH3中N原子为sp3杂化；等电子体的原子总数和价电子总数相等，故与互为等电子体的分子可以是CH4、SiH4等； 【小问3详解】 第一电离能最大，表明最难失去最外层的第一个电子，故为F，NH4F可以发生水解生成HF，而HF可与玻璃中的成分SiO2反应生成SiF4和H2O，腐蚀玻璃，故NH4F试剂不能存放在玻璃试剂瓶中； 小问4详解】 由氯化铝的结构式可知它是双聚分子，分子式为Al2Cl6，1个Al原子形成4个σ键，则1个Al2Cl6分子中有8个σ键，2.67 g Al2Cl6为0.01 mol，则含有0.08 mol σ键； 【小问5详解】 Ba在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti处于立方体的8个顶点，只有属于该晶胞；O处于立方体的12条棱的中点，只有属于该晶胞，即晶胞中N(Ba)∶N(Ti)∶N(O)＝1∶1∶3，晶胞的化学式是BaTiO3，故一个晶胞的质量为233/NA g，一个晶胞的体积为(a×10−10 cm)3，根据密度公式，可知钛酸钡晶体的密度为g/cm3。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$