江苏省南京大学附属中学2023-2024学年高二上学期9月月考化学试卷

南大附中2023-2024学年度第一学期高二化学（选修）9月月考试卷 可能用到的相对原子质量：H-1 C1-2 N-14 O-16 Fe-56 S-32 Cl-35.5 Cu-64 Sn-119 I卷 一、单项选择题：每题只有一个选项符合题意，共13题，每题3分，共39分。 1.下列应用中涉及到氧化还原反应的是（ ） A.使用明矾对水进行净化 B.雪天道路上撒盐融雪 C.暖贴中的铁粉遇空气放热 D.荧光指示牌被照发光 2.下列实验装置（夹持装置略）及操作正确的是（ ） A.装置甲气体干燥 B.装置乙固液分离 C装置丙C12制备 D.装置丁pH测试 3.下列有关物质的工业制备反应错误的是（ ） A.合成氨：N2+3H2 2NH3 B.制HCl： H2+Cl22HCl C 制粗硅：SiO2+2CSi+2CO↑ D.冶炼铝：2AlCl3（熔融）2A1+3Cl2↑ 4.下列有关电极方程式或离子方程式错误的是（ ） A.碱性锌锰电池的正极反应：MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH- B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应：Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+ C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中：K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6] ↓ D.TiCl4加入水中：TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl- 5.W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K 层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是（ ） A.原子半径：X>W B.简单氢化物的沸点：X<Z C.Y与X可形成离子化合物 D. Z的最高价含氧酸是弱酸 6.用镁还原TiCl4可制取高熔点的金属钛，工艺流程如图。下列说法不正确的是（ ） A. 工业上电解熔融MgCl2可制备金属Mg B. “高温还原”时，发生反应的化学方程式为2Mg + TiCl4Ti + 2MgCl2 C. 用金属镁还原TiCl4过程中需通入N2或Ar作保护气 D. “真空蒸馏”的目的是使Mg、MgCl2气化，实现与Ti的分离 7.纳米级Cu2O具有优良的催化性能。工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O： 2CuO(s) + C(s) = Cu2O(s) + CO(g) ，下列说法正确的是（ ） A.其它条件不变，及时移出CO可降低逆反应速率，提高Cu2O的产率 B.其它条件不变，加入更多的炭粉可加快正反应速率，提高CuO的转化率 C.该反应的平衡常数表达式为 D.上述反应中生成1mol Cu2O，转移电子数目为6.02×1023 8.室温时，实验室以含铬废液(主要离子含K+、Fe3+、Cr3+、)制取含K2Cr2O7溶液的流程如下: 已知： ①室温时，Ksp[Cr(OH)3] = 6×10-31, Ksp[Fe(OH)3] = 4×10-38 ②“氧化”时Cr(OH)3转化为Cr： 下列说法正确的是（ ） A.“过滤I”所得滤液中 c(Cr3+) = 6×10-7 mol·L-1 B.“氧化”时的离子方程式为：4OH- + 2Cr(OH)3 + 3H2O2 = 2Cr+ 8H2O C.“酸化”时溶液pH越低，Cr转化为Cr2的比例越低 D.将“含K2Cr2O7溶液”蒸干可得纯净的K2Cr2O7固体 9.某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是（ ） A.b端电势高于a端电势 B.理论上转移2mole-生成4gH2 C.电解后海水pH下降 D.阳极发生：Cl- + H2O-2e- = HClO + H+。 10.下列实验操作及现象与对应结论不匹配的是（ ） 选项 实验操作及现象 结论 A 将Zn(OH)2固体粉末加入过量NaOH溶液中，充分搅拌，溶解得到无色溶液 Zn(OH)2既体现碱性又体现酸 性 B 将Na2S2O3溶液和稀H2SO4混合，得到沉淀，且生成的气体可使品红溶液褪色 Na2S2O3既体现还原性又体现 氧化性 C 将TiCl4液体和FeCl3固体分别暴露在潮湿空气中，只有前者会冒“白烟” 水解性：TiCl4>FeCl3 D 将红色固体CrO3加热，得到绿色固体Cr2O3，且生成的气体可以使带火星的木条复燃 热稳定性：CrO3 < Cr2O3 11.室温下，通过下列实验探究Na2CO3的性质。已知：25℃时，H2SO3的Kal = 1.4×10-2、Ka2 = 1.0×10-7，H2CO3的Kal= 4.3×10-7、Ka2 = 5.6×10-11。 实验1：配制50mL0.1mol·L-1Na2CO3溶液，测得溶液pH约为12； 实验2：取10mL0.1mol·L-1Na2CO3溶液，向其中加入少量CaSO4固体充分搅拌，一段时间后过滤。向滤渣中加入足量稀盐酸，固体完全溶解； 实验3：取10mL0.1mol·L-1Na2CO3溶液，向其中缓慢滴入等体积0.1mol·L-1稀盐酸。 下列说法正确的是（ ） A.实验1所得溶液中，c(Na+) < c() + c() B.根据实验2，可推测Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4) C.实验3反应后溶液中存在：c(Na+) = c(H2CO3) + c() + c() D. 25℃时，反应+ H2SO3 = + HSO3-的平衡常数K = 2.5×108 12. N2H4是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某Ru(ll)催化剂(用[L-Ru-NH3]+表示)能高效电催化氧化NH3合成N2H4，其反应机理如图所示。 下列说法错误的是（ ） A.Ru(ll)被氧化至Ru(lll)后，配体NH3失去质子能力增强 B.M中Ru的化合价为+3 C.该过程有非极性键的形成 D.该过程的总反应式：4NH3-2e-= N2H4 + 2NH4+ 13.二氧化碳加氢合成二甲醚(CH3OCH3)具有重要的现实意义和广阔的应用前景。该方法主要涉及下列反应： 反应I：CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)； H1 = -49.0kJ·mol-1 反应II：CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)； H2 = +41.2kJ· mol-1 反应III：2CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g); H3 = -24.5kJ· mol-1 向恒压密闭容器中按n(CO2)： n(H2) = 1: 3通入CO2和H2，平衡时各含碳物种的体积分数随温度的变化如图所示。下列有关说法正确的是（ ） A.反应Ⅰ的平衡常数可表示为 B.图中曲线b表示CO2的平衡体积分数随温度的变化 C. 510K时，反应至CH3OCH3的体积分数达到X点的值，延长反应时间不能提高CH3OCH3的体积分数 D.增大压强有利于提高平衡时CH3OCH3的选择性(CH3OCH3的选择性=) II卷 二、非选择题：共4题，61分。 14.（19分）电子印制工业产生的某退锡废液含硝酸、锡化合物及少量Fe3+和Cu2+等，对其处理的流程如 图。 Sn与Si同族，25℃时相关的溶度积见表。 化学式 Sn(OH)4(或SnO2·2H2O) Fe(OH)3 Cu(OH)2 溶度积 1.0×10-56 4×10-38 2.5×10-20 （1）Na2SnO3的回收 ①产品Na2SnO3中Sn的化合价是 。 ②退锡工艺是利用稀HNO3与Sn反应生成Sn2+，且无气体生成，则生成的硝酸盐是 ，废 液中的Sn2+易转化成SnO2·xH2O。 ③沉淀1的主要成分是SnO2，焙烧时，与NaOH反应的化学方程式为 。 （2）滤液1的处理 ①滤液1中Fe3+和Cu2+的浓度相近，加入NaOH溶液，先得到的沉淀是 。 ②25℃时，为了使Cu2+沉淀完全，需调节溶液H+浓度不大于 mol・L-1。 （3）产品中锡含量的测定 称取产品1.500g,用大量盐酸溶解，在CO2保护下，先用Al片将Sn4+还原为Sn2+，再用0.1000mol・L-1KIO3 标准溶液滴定，以淀粉作指示剂滴定过程中IO3-被还原为I-,终点时消耗KIO3溶液20.00mL。 ①终点时的现象为 ，产生I2的离子反应方程式为 。 ②产品中Sn的质量分数为 % (写出计算过程)。 15.（14分）Cr、Cd、N、S等元素的化合物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。 （1）我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活用水中镉的排放量不超过0.005mg・L-1。处理含镉废水可采用 化学沉淀法。Ksp(CdCO3) = 4.0×10-12, Ksp(CdS)= 8.0×10-27；回答下列问题： ①向某含镉废水中加入Na2S，当S2-浓度达到8.0×10-8mol・L-1时，废水中Cd2+的浓度为 mol • L-1，此时是否符合生活饮用水卫生标准？ (填“是”或“否”)。 ②室温下，反应CdCO3(s) + S2-(aq) = CdS(s) + (aq)达到平衡，该反应的平衡常数K = (填数值)。 （2）还原沉淀法是处理含铭(和)工业废水的常用方法，过程如下： 常温下，Ksp[Cr(OH)3] = 1.0×10-32，欲使处理后废水中的c(Cr3+)降至 1.0×10-5mol • L-1 (即沉淀完全)，应调节至溶液的pH = 。 （3）燃煤烟气中的NOx、SO2经处理后可被吸收，电化学在相关领域也有重要应用。若烟气主要成分为NO、SO2，可通过电解法除去，其原理如图所示。阴极的电极反应式为 ，电解过程得到产物为 。 16.（14分）柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易被人体吸收的高效铁制剂，医疗上可以用来治疗缺铁性贫血。 某课题组以硫铁矿烧渣(含Fe2O3、SiO2、少量Al2O3等)为原料，先制备碳酸亚铁，再与柠檬酸反应可以制得 柠檬酸亚铁。其工艺流程如图： 已知：相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol • L-1计算)： 金属离子 沉淀开始pH 沉淀完全pH Al3+ 3.1 5.1 Fe2+ 5.9 6.9 Fe3+ 1.2 3.2 （1）“浸泡”时加入过量硫酸的目的： 。 （2）“除杂”时有同学提出下列两种途径，请选择较合理的途径并说明理由 。 途径一： 途径二： （3）“制备FeCO3”时，Na2CO3溶液的浓度对沉淀中铁元素的质量分数以及FeCO3产率的影响如图： Na2CO3溶液的浓度大于4mol/L时，FeCO3的产率有所下降，而沉淀中铁元素质量分数仍在上升的原因是 。 （4）已知柠檬酸亚铁易被氧化，能溶于水，不溶于乙醇。设计试验方案，从“除杂”后的FeSO4溶液制备柠檬酸亚铁晶体： ，静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。(必须用到的试剂有： Fe粉、4mol/LNa2CO3溶液、柠檬酸溶液、无水乙醇) （5）产品纯度的测定。产品中铁的含量用EDTA配位滴定法测定：称取0.4000g产品中加入足量H2O2溶 液和适量的稀H2SO4,充分反应后再用0.0600mol • L-1EDTA溶液滴定至终点(其他离子对滴定过程无干扰)，消耗EDTA溶液的体积为20.00mL(已知：EDTA与Fe3+的滴定比例为1：1,柠檬酸亚铁的摩尔质量为246g/mol)。计算产品的纯度为 。 （6）上述滴定过程中，导致测定结果偏大的是 。 a.滴定前，盛装EDTA的酸式滴定管未润洗 b.滴定时，酸式滴定管中开始有气泡，后来无气泡 c.滴定开始时平视，滴定结束时俯视 17.（15分）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。 水煤气变换反应：CO (g)+H2O (g)CO2(g)+H2(g) =-41.2 kJ • mol-1 该反应分两步完成：3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g) -47.2 kJ •mol-1 2Fe3O4(s)+H2O(g)3Fe2O3(s)+H2(g) 2 请回答： （1） kJ •mol-1. （2）恒定总压1.70 MPa和水碳比投料，在不同条件下达到平衡时CO2和H 2的 分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表: p (CO2) /MPa p (H2)/MPa p (CH4)/MPa 条件1 0.40 0.40 0 条件2 0.42 0.36 0.02 ①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数K = 。 ②对比条件1，条件2中H2产率下降是因为发生了一个不涉及CO2的副反应，写出该反应方程式 。 （3）下列说法正确的是 。 A.通入反应器的原料气中应避免混入O2 B.恒定水碳比，增加体系总压可提高H2的平衡产率 C.通入过量的水蒸气可防止Fe3O4被进一步还原为Fe D.通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率 （4）水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余 热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。 ①在催化剂活性温度范围内，图2中b-c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是 。 A.按原水碳比通入冷的原料气 B.喷入冷水(蒸气) C通过热交换器换热 ②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线 。 （5）在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应 及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是 。 学科网（北京）股份有限公司 $$