精品解析：上海市徐汇中学2023-2024学年高一下学期5月月考-化学试卷

2023学年第二学期高一化学五月阶段测试 完卷时间40分钟，满分100分。 相对原子质量：H-I C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 一、钠元素及其化合物 1. 金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年实现了电解氯化钠制钠的工业方法，其反应原理是：2NaCl(熔融)。 （1）保存金属钠的正确方法是___________(填字母)。 A. 放在棕色瓶中 B. 放在细沙中 C. 放在水中 D. 放在煤油中 （2）Na、NaOH久置在空气中最终都是变为___________(填化学式)。 （3）根据金属钠与水(滴有酚酞)反应的现象，下列有关说法错误的是___________(填字母)。 A. 钠熔化成闪亮的小球，说明钠的熔点低且反应放热 B. 反应后溶液的颜色逐渐变红，说明反应生成了碱 C. 该反应中每1 mol的Na得到1 mol的电子 D. 当火灾现场存放有大量金属钠时不能用水来灭火 （4）检验物质所含钠元素的方法___________。 2. 过氧化钠有着独特的结构和性质，因而具有广泛的用途，如作为漂白剂、印染剂、空气中二氧化碳吸收剂、潜艇中供氧剂等。 （1）可在呼吸面具和潜水艇中作为氧气的来源，请写出与反应的化学方程式___________。 （2）关于和的异同，下列说法错误的是___________(填字母)。 A. 常温常压下状态相同，颜色不同 B. 包含的正负离子相同，但个数比不同 C. 均可由Na和氧气反应得到，但反应条件不同 D. 均可与水反应，但产物不同 （3）下列各组物质相互混合进行反应，最终既有气体又有沉淀生成的是___________(填字母)。 A. 金属钠投入溶液中 B. 投入溶液中 C. 投入溶液中 D. 投入到溶液中 （4）将一定量的固体投入到含有下列离子的溶液中：、、、，反应完毕后，溶液中上述离子数目几乎不变的有___________(填离子符号)。 3. 查阅资料知：在一定条件下可以转化为，易溶于水且溶解时吸热，有咸味，遇酸易放出气体，人误食会中毒 （1）已知能发生如下反应：，上述反应中氧化产物是___________；HI在反应中体现了什么性质___________。(填字母)。 A．氧化性 B．还原性 C．酸性 D．碱性 （2）根据上题反应，鉴别和NaCl，可选择以下物质中___________进行实验(填字母)。 A. 食用白醋 B. 碘化钾淀粉试纸 C. 淀粉 D. 水 4. 工业上常用纯碱()溶液吸收尾气中的NO、。某纯碱样品中含杂质NaCl，取质量为a g的样品，加入足量的稀盐酸，充分反应后，加热、蒸干、灼烧，得到b g固体物质，则此样品中的质量分数为___________。 二、化学变化中的能量变化 5. 人类利用化学反应不仅可以创造新物质，还可以获取能量或实现不同形式能量之间的转化。 （1）下列能量转化过程是由化学能直接转化为电能的是_______(填字母)。 A. 燃料电池放电 B. 风力发电 C. 使用燃气灶煮饭 D. 火力发电 （2）下列反应中产物总能量大于反应物总能量的是_______(填字母)。 A. 铝片和稀盐酸反应 B. 甲烷在氧气中的燃烧 C. 硫酸与KOH溶液反应 D. 碳酸氢钠与柠檬酸反应 （3）下列图示与对应叙述相符的是_______(填字母)。 A. 图甲代表浓稀释过程中体系的能量变化 B. 图乙表示反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的能量 C. 图丙表示白磷比红磷稳定 D. 图丁表示CO与的反应是吸热反应 （4）铝热反应可用于野外焊接钢轨，实验室模拟装置如图所示，下列说法不正确的是_______(填字母)。 A. 该反应的化学方程式为 B. 实验过程中有熔融铁珠生成，说明该反应放出大量的热 C. 利用铝热反应可冶炼金属镁等高熔点金属 D. 工业上可用焦炭和铁的氧化物在高温下反应冶炼生铁 （5）中国古代四大发明之一的黑火药，其爆炸过程中发生反应的化学方程式为：。下列说法正确的是_______(填字母)。 A. 消耗1 mol 转移电子数为 B. S和均为还原剂 C. 反应过程中氮元素被还原 D. 为还原产物 6. 某课外小组利用废旧金属器件制作一个简易的铜锌原电池，为确保实验安全设计了如图装置。 （1）该装置将___________能转化为___________能。 （2）该装置中电极X为___________极(选填“正”或“负”)，电子从电极___________转移到电极___________(填电极物质名称)。 （3）电极Y上发生的电极反应式为___________。 （4）把a、b、c、d四种金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连，a为负极；c、d相连，d上有气泡逸出；a、c相连，a质量减少；b、d相连，b为正极。则四种金属的活动性顺序由大到小为___________(填字母)。 A. a>c>b>d B. a>c>d>b C. b>d>c>a D. a>b>c>d 三、化学反应速率和化学平衡 7. 在2 L密闭容器内，800℃时反应体系中，随时间的变化如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 /mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 （1）下图中表示的变化的曲线是___________。 （2）用NO表示从0-2s内该反应的平均速率___________。 （3）能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。 A. B. 容器内压强保持不变 C. D. 容器内密度保持不变 （4）下列措施不能使该反应的速率增大是___________(填字母)。 A. 及时分离出气体 B. 适当升高温度 C. 增大的浓度 D. 选择高效催化剂 （5）在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：，开始时A为4 mol，B为6 mol，5 min末时测得C的物质的量为3 mol，用D表示的化学反应速率为0.2 mol/(L·min)，则___________；此反应在四种不同情况下的反应速率分别为：①mol/(L·min)；②mol/(L·min)；③mol/(L·min)；④mol/(L·min)，其中反应速率最快的是___________(填序号)。 8. Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2＋浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。 实验设计】 控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298 K或313 K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验： （1）请完成以下实验设计表。 实验编号 实验目的 T/K pH c/10-3 mol·L-1 H2O2 Fe2＋ ① 为以下实验作参照 298 3 6.0 0.30 ② 探究温度对降解反应速率的影响 ___________ 3 ___________ ___________ ③ ___________ 298 10 6.0 0.30 数据处理】 实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如图所示。 （2）请根据上图实验①曲线，计算降解反应50～150 s内的反应速率：v(p-CP)=___________mol·L-1·s-1。 【解释与结论】 （3）实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但后续研究表明：温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：___________。 （4）实验③得出的结论是：pH等于10时，反应___________(填“能”或“不能”)进行。 【思考与交流】 （5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：___________。 四、硫酸工业 9. 硫酸的消耗量是衡量一个国家化学工业发展水平的标志。以硫铁矿(主要成分为)为原料生产。已知：(放热反应)。 （1）中铁元素的化合价为___________。 （2）若要增大煅烧过程的反应速率，可采取的措施是___________(任写一条即可)。 （3）工业生产硫酸的步骤2生产设备名称为___________。 （4）下列关于硫酸工业制法的说法中错误的是___________(填字母)。 A．原料气进入转化器前须净化，目是防止催化剂中毒 B．用98.3%浓硫酸吸收可防止形成酸雾 C．用澄清石灰水吸收尾气中的硫的氧化物 10. 下面是以硫黄为原料制备硫酸的工业流程。已知SO₃的熔点是：16.8℃，沸点是44.8℃。 （1）通入催化剂层后，体系(剩余反应物与生成物)温度升高的原因在于___________。 （2）每轮反应后都要进行热交换降温的目的是___________。 11. 某实验小组采用下图装置模拟硫酸工业中的催化氧化，并测定：的转化率。 已知：的熔点是72.7℃，沸点是-10℃。 （1）仪器a的名称为___________。 （2）反应开始时，打开，关闭，使和一起通过装置C进入D中发生反应，反应后的气体进入装置E，装置E的作用为___________。 （3）装置B中NaOH的作用是___________；该试剂可替换为___________(填字母)。 A．饱和溶液 B．饱和溶液 C．溶液 D．溶液 （4）装置F中___________现象说明气体吸收完全。 （5）反应结束后测得装置E质量增加10.0g，装置F质量增加4.8g，则该条件下：的转化率为___________。(保留三位有效数字，反应物转化率) 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023学年第二学期高一化学五月阶段测试 完卷时间40分钟，满分100分。 相对原子质量：H-I C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 一、钠元素及其化合物 1. 金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年实现了电解氯化钠制钠的工业方法，其反应原理是：2NaCl(熔融)。 （1）保存金属钠的正确方法是___________(填字母)。 A. 放在棕色瓶中 B. 放在细沙中 C. 放在水中 D. 放在煤油中 （2）Na、NaOH久置在空气中最终都是变为___________(填化学式)。 （3）根据金属钠与水(滴有酚酞)反应的现象，下列有关说法错误的是___________(填字母)。 A. 钠熔化成闪亮的小球，说明钠的熔点低且反应放热 B. 反应后溶液的颜色逐渐变红，说明反应生成了碱 C. 该反应中每1 mol的Na得到1 mol的电子 D. 当火灾现场存放有大量金属钠时不能用水来灭火 （4）检验物质所含钠元素的方法___________。 【答案】（1）D （2）Na2CO3 （3）C （4）焰色试验 【解析】 【小问1详解】 钠是活泼金属，易于水、氧气反应，钠的密度比煤油大、不与煤油反应，因此钠保存在煤油中，以隔绝氧气、水等，答案选D。 【小问2详解】 钠长时间放在空气中，先与氧气反应生成氧化钠，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠吸收空气中的水和二氧化碳生成碳酸钠晶体，碳酸钠晶体失去结晶水生成碳酸钠，故Na、NaOH久置于空气中最终都变为Na2CO3。 【小问3详解】 A．钠与水反应过程中，钠熔化成闪亮的小球，说明钠与水的反应放热，且钠的熔点低，A正确； B．反应后滴加酚酞，溶液的颜色逐渐变红，说明溶液呈碱性，反应生成了碱，B正确； C．该反应方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，Na元素由0价上升到+1价，每消耗1mol的钠失去1mol的电子，C错误； D．因为钠与水剧烈反应，生成易燃气体H2，所以当火灾现场存放有大量金属钠时，不能用水来灭火，D正确； 故选C。 【小问4详解】 钠元素的焰色为黄色，可以通过焰色试验来检验含有钠元素。 2. 过氧化钠有着独特的结构和性质，因而具有广泛的用途，如作为漂白剂、印染剂、空气中二氧化碳吸收剂、潜艇中供氧剂等。 （1）可在呼吸面具和潜水艇中作为氧气的来源，请写出与反应的化学方程式___________。 （2）关于和的异同，下列说法错误的是___________(填字母)。 A. 常温常压下状态相同，颜色不同 B. 包含的正负离子相同，但个数比不同 C. 均可由Na和氧气反应得到，但反应条件不同 D. 均可与水反应，但产物不同 （3）下列各组物质相互混合进行反应，最终既有气体又有沉淀生成的是___________(填字母)。 A. 金属钠投入溶液中 B. 投入溶液中 C. 投入溶液中 D. 投入到溶液中 （4）将一定量固体投入到含有下列离子的溶液中：、、、，反应完毕后，溶液中上述离子数目几乎不变的有___________(填离子符号)。 【答案】（1）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 （2）B （3）AD （4） 【解析】 【小问1详解】 Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。 【小问2详解】 A．过氧化钠淡黄色固体，氧化钠白色固体，A正确； B．过氧化钠的阳离子为Na+，阴离子为O，个数比为2:1，氧化钠的阳离子为Na+，阴离子为O2-，个数比为2:1，B错误； C．钠和氧气加热反应生成过氧化钠，钠和氧气不加热时生成氧化钠，反应条件不同，C正确； D．过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，氧化钠和水反应生成氢氧化钠，产物不同，D正确； 故答案为：B。 【小问3详解】 A．金属钠投入FeCl2溶液中，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和氯化亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀，最终转化为氢氧化铁沉淀，既有气体还有沉淀生成，A符合； B．Na2O投入MgCl2溶液中，氧化钠和水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀，没有气体生成，B不符合； C．Na2O2投入BaCl2溶液中，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠和氯化钡不反应，只有气体没有沉淀，C不符合； D．Na2O2投入到CuSO4溶液中，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，既有沉淀还有气体，D符合； 故答案为：AD。 【小问4详解】 Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，与氢氧根离子发生反应，故的数目减少，的数目增多，由于Na2O2加入导致Na+数目增多，离子数目几乎不变的为(不考虑溶液体积的变化) 。 3. 查阅资料知：在一定条件下可以转化为，易溶于水且溶解时吸热，有咸味，遇酸易放出气体，人误食会中毒 （1）已知能发生如下反应：，上述反应中氧化产物是___________；HI在反应中体现了什么性质___________。(填字母)。 A．氧化性 B．还原性 C．酸性 D．碱性 （2）根据上题反应，鉴别和NaCl，可选择以下物质中的___________进行实验(填字母)。 A. 食用白醋 B. 碘化钾淀粉试纸 C. 淀粉 D. 水 【答案】（1） ①. ②. BC （2）ABD 【解析】 【小问1详解】 中N元素化合价降低，作氧化剂，NO为还原产物，中I元素化合价升高，HI作还原剂，为氧化产物；4molHI参加反应，2molHI作还原剂，体现还原性，2molHI所含I元素化合价不变作酸，体现酸性，则HI在反应中体现了还原性和酸性，故选BC； 【小问2详解】 碘化钾在酸性条件下与亚硝酸钠溶液反应生成碘单质，碘单质遇淀粉变为蓝色，而氯化钠无现象，则可选择鉴别的试剂为：水、淀粉碘化钾试纸、食用白醋，故答案为：ABD。 4. 工业上常用纯碱()溶液吸收尾气中的NO、。某纯碱样品中含杂质NaCl，取质量为a g的样品，加入足量的稀盐酸，充分反应后，加热、蒸干、灼烧，得到b g固体物质，则此样品中的质量分数为___________。 【答案】 【解析】 【详解】ag的样品，加入足量的稀盐酸，碳酸钠与盐酸充分反应后生成氯化钠，反应方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。加热、蒸干、灼烧，得到bg固体物质为氯化钠。设样品中杂质NaCl的物质的量为xmol，碳酸钠的物质的量为ymol，根据已知条件及反应前后钠原子守恒58.5xg+106yg=ag，xmol+2ymol=mol，解的y=，则碳酸钠的质量为，样品中碳酸钠的质量分数为。 二、化学变化中的能量变化 5. 人类利用化学反应不仅可以创造新物质，还可以获取能量或实现不同形式能量之间的转化。 （1）下列能量转化过程是由化学能直接转化为电能的是_______(填字母)。 A. 燃料电池放电 B. 风力发电 C. 使用燃气灶煮饭 D. 火力发电 （2）下列反应中产物总能量大于反应物总能量的是_______(填字母)。 A. 铝片和稀盐酸反应 B. 甲烷在氧气中的燃烧 C. 硫酸与KOH溶液反应 D. 碳酸氢钠与柠檬酸反应 （3）下列图示与对应的叙述相符的是_______(填字母)。 A. 图甲代表浓稀释过程中体系的能量变化 B. 图乙表示反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的能量 C. 图丙表示白磷比红磷稳定 D. 图丁表示CO与的反应是吸热反应 （4）铝热反应可用于野外焊接钢轨，实验室模拟装置如图所示，下列说法不正确的是_______(填字母)。 A. 该反应的化学方程式为 B. 实验过程中有熔融铁珠生成，说明该反应放出大量的热 C. 利用铝热反应可冶炼金属镁等高熔点金属 D. 工业上可用焦炭和铁的氧化物在高温下反应冶炼生铁 （5）中国古代四大发明之一黑火药，其爆炸过程中发生反应的化学方程式为：。下列说法正确的是_______(填字母)。 A. 消耗1 mol 转移电子数为 B. S和均为还原剂 C. 反应过程中氮元素被还原 D. 为还原产物 【答案】（1）A （2）D （3）D （4）C （5）C 【解析】 【小问1详解】 A．燃料电池放电是化学能直接转化为电能，A符合题意； B．风力发电是风能转化为机械能，机械能转化为电能，B不符合题意； C．使用燃气灶煮饭是化学能转化为热能，热能转化为内能，C不符合题意； D．火力发电是化学能转化为热能，热能转化为机械能，机械能转化为电能，D不符合题意； 故选A。 【小问2详解】 反应中产物总能量大于反应物总能量，该反应是吸热反应； A．铝片和稀盐酸反应是放热反应，A不符合题意； B．甲烷在氧气中燃烧的反应是放热反应，B不符合题意； C．硫酸与KOH溶液的反应是放热反应，C不符合题意； D．碳酸氢钠与柠檬酸的反应是吸热反应，D符合题意； 故选D。 【小问3详解】 A．图甲为放热反应，但浓H2SO4稀释过程是物理变化不是化学反应，A不符合题意； B．图乙为吸热反应，但反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的能量是放热反应，B不符合题意； C．能量越低越稳定，红磷比白磷稳定，C不符合题意； D．图丁中生成物总能量大于反应物总能量，则图丁表示CO与H2O的反应是吸热反应，D符合题意； 故选D。 【小问4详解】 A．Al与氧化铁发生反应：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，A正确； B．实验过程中有熔融铁珠生成，铁熔化，说明该反应放出大量的热，B正确； C．铝具有强还原性，高温下，能还原某些金属氧化物，所以可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属，但镁是活泼的金属，铝很难将其从化合物中还原出来，所以镁常用电解法冶炼，C错误； D．碳具有还原性，工业上可用焦炭和铁的氧化物在高温下反应冶炼生铁，D正确； 故选C。 【小问5详解】 A．根据化学方程式，反应中S元素的化合价由0价变成-2价，N元素的化合价由+5价变成0价，C元素的化合价由0价变成+4价，可知反应2 mol KNO3转移电子数为12mol，则消耗1 mol KNO3转移电子数为，A错误； B．由以上化合价变化可知，S和KNO3均为氧化剂，B错误； C．反应过程中氮元素化合价降低，被还原，C正确； D．C元素的化合价由0价变成+4价，故CO2为氧化产物，D错误； 故选C。 6. 某课外小组利用废旧金属器件制作一个简易的铜锌原电池，为确保实验安全设计了如图装置。 （1）该装置将___________能转化为___________能。 （2）该装置中电极X为___________极(选填“正”或“负”)，电子从电极___________转移到电极___________(填电极物质名称)。 （3）电极Y上发生的电极反应式为___________。 （4）把a、b、c、d四种金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连，a为负极；c、d相连，d上有气泡逸出；a、c相连，a质量减少；b、d相连，b为正极。则四种金属的活动性顺序由大到小为___________(填字母)。 A. a>c>b>d B. a>c>d>b C. b>d>c>a D. a>b>c>d 【答案】（1） ①. 化学 ②. 电 （2） ①. 负 ②. 锌 ③. 铜 （3）2H++2e-=H2↑ （4）B 【解析】 【分析】由题干信息可知，从安全性考虑，Y选择铜，相应X是锌。相反，若Y选择锌，则锌被腐蚀，易造成稀硫酸泄漏，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，其中锌作为负极生成锌离子，铜作为正极，氢离子变成氢气，据此分析回答问题。 【小问1详解】 由分析可知，该装置是一个原电池，将化学能转化为电能； 【小问2详解】 由分析可知，电极X为锌是负极；电子从电极锌转移到电极铜； 【小问3详解】 Y是铜，电极反应式为2H++2e-=H2； 【小问4详解】 由题干信息可知，若a、b相连，a为负极，则活泼性a>b，；c、d相连，d上有气泡逸出，则活泼性c>d；a、c相连，a质量减少，则活泼性a>c；b、d相连，b为正极，则活泼性d>b，所以活动性顺序为a>c>d>b，故选B。 三、化学反应速率和化学平衡 7. 在2 L密闭容器内，800℃时反应体系中，随时间的变化如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 /mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 （1）下图中表示的变化的曲线是___________。 （2）用NO表示从0-2s内该反应的平均速率___________。 （3）能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。 A. B. 容器内压强保持不变 C. D. 容器内密度保持不变 （4）下列措施不能使该反应的速率增大是___________(填字母)。 A. 及时分离出气体 B. 适当升高温度 C. 增大的浓度 D. 选择高效催化剂 （5）在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：，开始时A为4 mol，B为6 mol，5 min末时测得C的物质的量为3 mol，用D表示的化学反应速率为0.2 mol/(L·min)，则___________；此反应在四种不同情况下的反应速率分别为：①mol/(L·min)；②mol/(L·min)；③mol/(L·min)；④mol/(L·min)，其中反应速率最快的是___________(填序号)。 【答案】（1）b （2）00030mol/(L·s) （3）B （4）A （5） ①. 2 ②. ① 【解析】 【小问1详解】 根据一氧化氮物质的量的变化知，该反应向正反应方向进行，则二氧化氮的物质的量在不断增大，且同一时间段内，一氧化氮减少的物质的量等于二氧化氮增加的物质的量，所以表示NO2的变化的曲线是b； 【小问2详解】 0～2s内v(NO)==0.0030mol/(L·s)； 【小问3详解】 A．v(NO2)=2v(O2)始终存在，不能判断正逆反应速率，不能判定平衡状态，故A不选； B．反应后气体的物质的量逐渐减小，则容器内压强逐渐减小，当压强保持不变，说明达到平衡状态，故B选； C．2v逆(NO)=v正(O2)，说明正反应速率大于逆反应速率，不是平衡状态，故C不选； D．反应前后均为气体，气体总质量不变，体积不变，容器内密度保持不变，不能判断达到平衡，故D不选； 故答案为：B； 【小问4详解】 A．及时分离出NO2气体，导致各物质的浓度减小，反应速率减小，故A选； B．适当升高温度，反应速率增大，故B不选； C．增大O2的浓度，反应物浓度增大，反应速率加快，故C不选； D．选择高效催化剂，反应速率加快，故D不选； 故答案为：A。 【小问5详解】 根据同一反应中、同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计量数之比，v（C）=0.3mol/（L•min），所以即x=2，故答案为：2； 把所有速率都换算成A的反应速率：①； ②由知，； ③由知，； ④由知，。 故选①。 8. Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2＋浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。 【实验设计】 控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298 K或313 K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验： （1）请完成以下实验设计表。 实验编号 实验目的 T/K pH c/10-3 mol·L-1 H2O2 Fe2＋ ① 为以下实验作参照 298 3 6.0 0.30 ② 探究温度对降解反应速率的影响 ___________ 3 ___________ ___________ ③ ___________ 298 10 6.0 0.30 【数据处理】 实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如图所示。 （2）请根据上图实验①曲线，计算降解反应50～150 s内的反应速率：v(p-CP)=___________mol·L-1·s-1。 【解释与结论】 （3）实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但后续研究表明：温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：___________。 （4）实验③得出的结论是：pH等于10时，反应___________(填“能”或“不能”)进行。 【思考与交流】 （5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：___________。 【答案】（1） ①. 313 ②. 6.0 ③. 0.30 ④. 探究溶液的pH对降解反应速率的影响 （2）8.0×10-6 （3）H2O2在温度过高时迅速分解 （4）不能 （5）在溶液中加入碱溶液，使溶液的pH大于或等于10 【解析】 【分析】运用Fenton降解有机污染物p-CP，探究温度和溶液pH对该降解反应速率的影响。 【小问1详解】 对比实验的关键是控制变量，实验②探究温度对降解反应速率的影响，则②中除了温度不同以外，其它量必须与实验①相同，则温度、双氧水浓度、亚铁离子浓度分别为：313K、6.0、0.030；实验③中除了pH与①不同外，其它量完全相同，则探究的是溶液的pH对降解反应速率的影响。 【小问2详解】 根据图像可知，曲线①中在50s时的浓度为1.2×10-3mol/L，在150s时浓度为0.4×10-3mol/L，则50～150s内的平均反应速率为：v(p-CP)==8.0×10-6 mol/(Ls)。 【小问3详解】 温度较高时，过氧化氢不稳定易分解，所以温度过高时反而导致降解反应速率减小，故答案为：过氧化氢在温度过高时迅速分解。 【小问4详解】 通过图像曲线变化可知，当pH=10，随着时间的变化，其浓度基本不变，即反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)，说明pH等于10时的条件下，有机物p-CP不能降解。 【小问5详解】 根据曲线③可以得出，该反应在pH=10的溶液中停止，故可在反应液中加入碱溶液，使溶液的pH迅速增大，从而使反应停止，故答案为在溶液中加入碱溶液，使溶液的pH大于或等于10。 四、硫酸工业 9. 硫酸的消耗量是衡量一个国家化学工业发展水平的标志。以硫铁矿(主要成分为)为原料生产。已知：(放热反应)。 （1）中铁元素的化合价为___________。 （2）若要增大煅烧过程的反应速率，可采取的措施是___________(任写一条即可)。 （3）工业生产硫酸的步骤2生产设备名称为___________。 （4）下列关于硫酸工业制法的说法中错误的是___________(填字母)。 A．原料气进入转化器前须净化，目的是防止催化剂中毒 B．用98.3%浓硫酸吸收可防止形成酸雾 C．用澄清石灰水吸收尾气中的硫的氧化物 【答案】（1）+2 （2）将黄铁矿粉碎；提高煅烧温度；多鼓入空气等 （3）接触室 （4）C 【解析】 【分析】黄铁矿在空气中煅烧得到含SO2的气体，经净化后催化氧化得到SO3，用浓硫酸吸收SO3，得到硫酸。 【小问1详解】 FeS2中铁元素的化合价为+2。 【小问2详解】 要增大煅烧过程的反应速率，可采取的措施是：将黄铁矿粉碎；提高煅烧温度；多鼓入空气等。 【小问3详解】 工业生产硫酸的步骤2生产设备名称为接触室。 【小问4详解】 A．原料气进入接触室前须净化，目的是防止催化剂中毒，A正确； B．用98.3%浓硫酸吸收可防止形成酸雾，B正确； C．微溶于水，澄清石灰水中含量少，吸收不充分，一般用氢氧化钠溶液吸收，C错误； 故选C。 10. 下面是以硫黄为原料制备硫酸的工业流程。已知SO₃的熔点是：16.8℃，沸点是44.8℃。 （1）通入催化剂层后，体系(剩余反应物与生成物)温度升高的原因在于___________。 （2）每轮反应后都要进行热交换降温的目的是___________。 【答案】（1）二氧化硫和氧气的反应是放热反应 （2）及时分离出三氧化硫并充分利用能量 【解析】 【分析】将硫磺液化并在氧气中加热，发生反应：S+O2SO2，生成的SO2和氧气发生反应：2SO2+O22SO3，生成的SO3用浓硫酸吸收，以此解答。 【小问1详解】 通入催化剂层后，体系(剩余反应物与生成物)温度升高的原因在于：二氧化硫和氧气的反应是放热反应； 【小问2详解】 每轮反应后进行热交换降温的目的是：及时分离出三氧化硫并充分利用能量。 11. 某实验小组采用下图装置模拟硫酸工业中的催化氧化，并测定：的转化率。 已知：的熔点是72.7℃，沸点是-10℃。 （1）仪器a的名称为___________。 （2）反应开始时，打开，关闭，使和一起通过装置C进入D中发生反应，反应后的气体进入装置E，装置E的作用为___________。 （3）装置B中NaOH的作用是___________；该试剂可替换为___________(填字母)。 A．饱和溶液 B．饱和溶液 C．溶液 D．溶液 （4）装置F中___________现象说明气体吸收完全。 （5）反应结束后测得装置E质量增加10.0g，装置F质量增加4.8g，则该条件下：转化率为___________。(保留三位有效数字，反应物转化率) 【答案】（1）分液漏斗 （2）冷凝收集SO3 （3） ①. 吸收SO2尾气 ②. AD （4）酸性KMnO4溶液未完全褪色 （5）62.5% 【解析】 【分析】装置A中使用浓硫酸和固体亚硫酸钠反应制取SO2气体，装置C中的浓硫酸可干燥气体吸收水蒸气，同时可通过观察气泡控制气体的流速，装置D的作用是催化氧化二氧化硫为三氧化硫，装置E是收集三氧化硫，装置F是吸收未反应完的二氧化硫，据此解答。 【小问1详解】 仪器a的名称为分液漏斗。 【小问2详解】 由分析可知，装置E的作用为冷凝收集SO3。 【小问3详解】 装置B中的NaOH溶液是为了吸收SO2尾气，可替换为NaHCO3溶液、FeCl3溶液，二者均与SO2反应，且不产生污染气体，而CaCl2溶液、饱和NaHSO3溶液均不与二氧化硫反应；故选AD。 【小问4详解】 装置F中的酸性KMnO4溶液是为了吸收SO2气体，当酸性KMnO4溶液未完全褪色时，证明气体已吸收完全。 【小问5详解】 装置E增重的质量即为生成的SO3的质量，SO3的物质的量为=0.125mol，装置F增重的质量即为未反应完的SO2的质量，未反应的SO2质量为4.8 g，物质的量为=0.075mol，则该条件下SO2的转化率×100%=62.5%。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$