精品解析：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 C-12 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 【答案】C 【解析】 【详解】A．使用明矾对水进行净化过程中，明矾电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体粒子吸附水中的悬浮颗粒并沉降下来而水变得澄清，该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化，因此没有涉及到氧化还原反应，A不符合题意； B．雪天道路上撒盐融雪，是因为雪遇到盐而使其熔点降低并熔化，该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化，因此没有涉及到氧化还原反应，B不符合题意； C．暖贴中的铁粉遇空气放热，是因为暖贴中含有的铁粉、碳粉、氯化钠、水等物质，当这些物质遇到空气后形成无数微小原电池并开始工作，化学能转化为电能，无数微小原电池堆积在一起使得电能又转化为热能，该过程中铁元素和氧元素的化合价发生变化，因此，该过程涉及到氧化还原反应，C符合题意； D．荧光指示牌被照发光，是因为光被指示牌发生了反射，该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化，因此没有涉及到氧化还原反应，D不符合题意； 综上所述，本题选C。 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Cl2制备 D. 装置丁pH测试 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，装置甲可用于干燥反应生成的氢气，故A正确； B．由图可知，装置乙固液分离的过滤操作中缺少玻璃棒引流，故B错误； C．二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，由图可知，装置丙中缺少酒精灯加热，不能用于制备氯气，故C错误； D．测定溶液pH时，应将溶液滴在pH试纸中央，不能插入溶液中，则装置丁不能用于pH测试，故D错误； 故选A。 3. 下列有关物质的工业制备反应不正确的是 A. 合成氨： B. 制HCl： C. 制粗硅： D. 冶炼铝： 【答案】D 【解析】 【详解】A．工业合成氨是利用氮气和氢气在催化剂的条件下反应生成的，化学方程式为，A项正确； B．工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成的，化学方程式为，B项正确； C．工业制粗硅是将SiO2与C在高温下反应生成粗硅，化学方程式为，C项正确； D．氯化铝为共价化合物，工业上冶炼铝是电解熔融氧化铝，化学方程式为，D项错误； 答案选D。 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- 【答案】B 【解析】 【详解】A．碱性锌锰电池放电时正极得到电子生成MnO(OH)，电极方程式为MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-，A正确； B．铅酸电池在充电时阳极失电子，其电极式为：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO，B错误； C．K3[Fe(CN)6]用来鉴别Fe2+生成滕氏蓝沉淀，反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓，C正确； D．TiCl4容易与水反应发生水解，反应的离子方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-，D正确； 故答案选B。 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： B. 简单氢化物的沸点： C. 与可形成离子化合物 D. 的最高价含氧酸是弱酸 【答案】C 【解析】 【分析】W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，根据原子序数的规律，则W为N，X为O，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，又因为Y的原子序数大于氧的，则Y电子层为3层，最外层电子数为2，所以Y为Mg，四种元素最外层电子数之和为19，则Z的最外层电子数为6，Z为S，据此解答。 【详解】A．X为O，W为N，同周期从左往右，原子半径依次减小，所以半径大小为W＞X，A错误； B．X为O，Z为S，X的简单氢化物为H2O，含有分子间氢键，Z的简单氢化物为H2S，没有氢键，所以简单氢化物的沸点为X＞Z，B错误； C．Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，为离子化合物，C正确； D．Z为S，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，D错误； 故选C。 6. 用镁还原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. 工业上电解熔融可制备金属Mg B. “高温还原”时，发生反应的化学方程式为 C. 用金属镁还原过程中需通入或Ar作保护气 D. “真空蒸馏”的目的是使Mg、气化，实现与Ti的分离 【答案】C 【解析】 【分析】工业生产一般采用电解熔融的方法制镁，所得Mg通过“高温还原” 、发生反应制取金属钛，再经过真空蒸馏提纯钛等步骤得到钛产品。 【详解】A．由于MgO的熔点高，电解MgO制备金属Mg能耗大，工业生产一般采用电解熔融的方法，A项正确； B．还原时，发生反应的化学方程式为，B项正确； C．点燃下金属镁和能反应，则用金属镁还原过程中不能用作保护气，可通入Ar作保护气， C项错误； D．真空蒸馏时，需要将金属Mg、分离除去，由于金属钛的熔点很高，因此真空蒸馏的目的是为了降低单质Mg和的沸点，使Mg、气化，实现与Ti的分离，D项正确； 答案选C。 7. 纳米级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：，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，转移电子数目 【答案】A 【解析】 【详解】A．及时移出CO，产物浓度减小，逆反应速率降低，化学平衡正向移动，Cu2O的产率提高，A正确； B．碳粉为固体，加入更多碳粉不影响正反应速率，也不影响平衡的移动，B错误； C．该表达式中Cu2O、CuO和C均为固体，没有浓度，因此正确的平衡常数表达式为K=c(CO)，C错误； D．上述反应中，CuO中Cu得到2个电子，C失去两个电子，生成1molCu2O，转移电子数为1.204×1024，D错误； 故答案选A。 8. 室温时，实验室以含铬废液(主要离子含、、、)制取含溶液的流程如下： 已知： ①室温时，， ②“氧化”时转化为 下列说法正确的是 A. “过滤Ⅰ”所得滤液中 B. “氧化”时的离子方程式为： C. “酸化”时溶液pH越低，转化为的比例越低 D. 将“含溶液”蒸干可得纯净的固体 【答案】B 【解析】 【分析】含铬废液加入氢氧化钾调节pH，将三价铬转化为、将铁离子转化为氢氧化铁，过滤后滤渣加入过氧化氢、氢氧化钾将转化为，过滤分离出滤液，加入盐酸酸化得到含有的溶液； 【详解】A．“过滤Ⅰ”所得滤液中pH=8，则pOH=6，，，A错误； B．已知：“氧化”时转化为；过氧化氢具有强氧化性，“氧化”时过氧化氢在碱性条件下将氧化为，离子方程式为：，B正确； C．，“酸化”时溶液pH越低，氢离子浓度越大，平衡逆向移动，使得转化为的比例越高，C错误； D．在高温下会分解，将“含溶液”蒸干得不到纯净的固体，D错误； 故选B。 9. 某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是 A. b端电势高于a端电势 B. 理论上转移生成 C. 电解后海水下降 D. 阳极发生： 【答案】D 【解析】 【分析】根据图示，钛网上海水中Cl-、H2O发生失电子的氧化反应生成HClO、O2，钛网为阳极，电极反应式为Cl-+H2O-2e-=HClO+H+，钛箔上生成H2，钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e-=H2↑，钛箔为阴极，高选择性催化剂PRT可抑制O2产生，电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，以此解题。 【详解】A．由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误； B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2↑，则理论上转移生成，B错误； C．由分析可知，电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，电解后海水中OH-浓度增大，pH上升，C错误； D．由图可知，阳极上的电极反应为：，D正确； 故选D。 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 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】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，说明Zn(OH)2能够和碱反应，体现酸性，A错误； B．将Na2S2O3溶液和稀H2SO4混合，生成S单质和SO2，S元素化合价既上升又下降，S既被氧化又被还原，故Na2S2O3既体现还原性又体现氧化性，B正确； 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”，说明四氯化钛易水解，水解反应为：TiCl4+3H2O═H2TiO3+4HCl，产生大量HCl，说明水解性：TiCl4＞FeCl3，C正确； 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，说明该过程中产生了氧气，则CrO3热稳定性弱于Cr2O3，D正确； 故选：A。 11. 室温下，通过下列实验探究的性质。已知：25℃时，的、的。 实验1：配制溶液，测得溶液约为12； 实验2：取溶液，向其中加入少量固体充分搅拌，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：取溶液，向其中缓慢滴入等体积稀盐酸。 下列说法正确的是 A. 实验1所得溶液中， B. 根据实验2，可推测 C. 实验3反应后溶液中存在： D. 25℃时，反应平衡常数 【答案】D 【解析】 【详解】A．Na2CO3溶液呈碱性，c(OH-)＞c(H+)，电荷守恒关系为c(Na+)+c(H+)=c()+2c()+c(OH-)，则c(Na+)＞c()+2c()＞c()+c()，故A错误； B．CaCO3和CaSO4的物质类型相似，溶解度小的物质能转化为溶解度更小的物质，根据实验2，可推测Ksp(CaCO3)＜Ksp(CaSO4)，故B错误； C．Na2CO3溶液物料守恒关系为c(Na+)=c(H2CO3)+c()+c()，滴入等体积0.1mol⋅L-1稀盐酸后生成NaCl和NaHCO3，仍然存在c(Na+)=c(H2CO3)+c()+c()，即c(Na+)＞c(H2CO3)+c()+c()，故C错误； D．反应+H2SO3⇌+的平衡常数====，故D正确； 故选D。 12. 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(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。 下列说法错误的是 A. (Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强 B. M中的化合价为 C. 该过程有非极性键的形成 D. 该过程的总反应式： 【答案】B 【解析】 【详解】A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，中的带有更多的正电荷，其与N原子成键后，吸引电子的能力比(Ⅱ)强，这种作用使得配体中的键极性变强且更易断裂，因此其失去质子（）的能力增强，A说法正确； B．(Ⅱ)中的化合价为+2，当其变为(Ⅲ)后，的化合价变为+3，(Ⅲ)失去2个质子后，N原子产生了1个孤电子对，的化合价不变；M为，当变为M时，N原子的孤电子对拆为2个电子并转移给1个电子，其中的化合价变为，因此，B说法不正确； C．该过程M变为时，有键形成，是非极性键，C说法正确； D．从整个过程来看， 4个失去了2个电子后生成了1个和2个，(Ⅱ)是催化剂，因此，该过程的总反应式为，D说法正确； 综上所述，本题选B。 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： 反应II： 反应III： 向恒压密闭容器中按通入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. 510 K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) 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．反应Ⅰ中H2O也是气态，所以平衡常数为，A错误； B．只有反应Ⅲ涉及CH3OCH3，反应Ⅲ焓变小于0，升高温度平衡逆向移动，所以CH3OCH3的体积分数会随温度升高而降低，则b代表的应该是CH3OCH3，a代表CO2，B错误； C．b代表的应该是CH3OCH3，X点位于曲线下方，所以延长反应时间可以提高CH3OCH3的体积分数，C错误； D．反应Ⅰ为气体系数之和减小的反应，反应Ⅱ、Ⅲ均为气体系数之和不变的反应，增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，CH3OH的浓度增大，虽然H2O的浓度也增大，但CH3OH的系数为2，所以反应Ⅲ平衡正向移动，CH3OCH3的选择性增大，D正确； 综上所述答案为D。 II卷 二、非选择题：共4题，61分。 14. 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IO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_____%。 【答案】（1） ①. +4价 ②. Sn(NO3)2、NH4NO3 ③. SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O （2） ①. Fe(OH)3 ②. 2×10-7 （3） ①. 滴入最后半滴KIO3标准溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色 ②. IO+5I-+6H+=3I2+3H2O ③. 47.6% 【解析】 【分析】由题给流程可知，向退锡废液中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH为1.5，将锡的化合物转化为二氧化锡，过滤得到含有铁离子、铜离子的滤液1和沉淀1；向沉淀1中加入氢氧化钠焙烧将二氧化锡转化为锡酸钠后，水浸、过滤得到锡酸钠溶液，溶液经蒸发结晶得到锡酸钠。 【小问1详解】 ①由化合价代数和为0可知，锡酸钠中锡元素的化合价为+4价，故答案为：+4价； ②由分析可知，退锡工艺中发生的反应为锡与稀硝酸反应生成硝酸亚锡、硝酸铵和水，则则生成的硝酸盐是硝酸亚锡和硝酸铵，故答案为：Sn(NO3)2、NH4NO3； ③由沉淀1的主要成分是二氧化锡可知，焙烧时发生的反应为二氧化锡和氢氧化钠高温条件下反应生成锡酸钠和水，反应的化学方程式为SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O，故答案为：SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O； 【小问2详解】 ①假设当c(Fe3+)=c(Cu2+)=10-5mol/L时，Fe3+需要的c(OH-)==10-11×，同理计算Cu2+沉淀需要的c(OH-)==×10-10=5×10-8mo/L。由上述计算相同浓度的两离子，Cu2+需要的OH-更多，所以加入NaOH时Fe3+先沉淀。故答案为：Fe(OH)3； ②由溶度积可知，25℃时，铜离子沉淀完全时，溶液中的氢氧根离子浓度为=5×10-8mol/L，则溶液中的氢离子浓度不大于2×10-7mol/L，故答案为：2×10-7； 【小问3详解】 ①由题意可知，碘酸钾先与二价锡离子反应生成碘离子，当二价锡反应完，碘离子与碘酸根反应生成碘单质，碘遇淀粉溶液变蓝色时，溶液由无色变为蓝色，则终点时的现象为滴入最后半滴碘酸钾标准溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，反应生成碘的离子方程式为IO+3Sn2++6H+=I-+3Sn4++3H2O，IO+5I-+6H+=3I2+3 H2O，故答案为：滴入最后半滴KIO3标准溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色；IO+5I-+6H+=3I2+3 H2O； ②由得失电子数目守恒可知，滴定消耗20.00mL0.1000mol•L-1碘酸钾溶液，则1.500g产品中锡元素的质量分数为×100%=47.6%，故答案为：47.6%。 15. 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8.0×10−8 mol∙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)+CO(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铬(Cr2O和CrO)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_______。 【答案】（1） ①. 1×10−19 ②. 是 ③. 5.0×1014 （2）5 （3） ①. NO+5e-+6H+=NH+H2O ②. (NH4)2SO4、H2SO4 【解析】 【小问1详解】 ①向某含镉废水中加入Na2S，当S2−浓度达到8.0×10−8 mol∙L−1时，废水中Cd2+的浓度为；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，<0.005mg∙L−1，符合生活饮用水标准； ②根据方程式可知该反应的平衡常数； 【小问2详解】 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，此时氢氧根的浓度为， ； 【小问3详解】 如图可知阴极NO放电生成NH，阴极电极反应为，阳极SO2放电生成SO，电极反应为，总反应为；根据分析可知阴极电极反应为，电解过程得到产物为(NH4)2SO4、H2SO4； 16. 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1.0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 【答案】（1）使烧渣充分溶解，提高铁元素的浸出率，抑制铁离子的水解 （2）选择途径一更好，途径一产品的纯度高，途径二产品中混有硫酸铝杂质。 （3）当碳酸钠浓度大于4mol/L时，Fe2+与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化亚铁沉淀，导致碳酸亚铁产率降低，氢氧化亚铁中铁的百分含量高于FeCO3中铁的百分含量，所以沉淀中铁元素的质量分数上升 （4）向硫酸亚铁溶液中逐滴加入4mol/L碳酸钠溶液，待沉淀不再增加后过滤，将滤渣溶于足量的柠檬酸溶液中，同时加入适量铁粉，充分反应后将滤液浓缩、加入适量的无水乙醇 （5）73.8 （6）ab 【解析】 【分析】硫铁矿烧渣中加入硫酸浸泡，氧化铁转化为铁离子、氧化铝转化为铝离子，SiO2不溶于酸形成沉淀，随后滤液中加入还原剂，将铁离子转化为亚铁离子，随后调节pH在5.1-5.9之间，除去铝离子，过滤后滤液中加入碳酸钠溶液，生成碳酸亚铁沉淀，过滤得到碳酸亚铁，最后碳酸亚铁与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁。 【小问1详解】 浸泡时加入过量的硫酸，一是使烧渣充分溶解，提高铁元素的浸出率，二是因为铁离子会水解，硫酸过量可抑制铁离子的水解。 【小问2详解】 途径一中先加铁粉，铁离子与铁粉反应生成亚铁离子，随后调节pH在5.1-5.9之间，使铝离子完全沉淀，过滤除去得到硫酸亚铁；途径二中先调节pH，铁离子完全沉淀pH为3.2，此时铝离子已经开始沉淀，因此过滤得到的氢氧化铁中含有部分氢氧化铝，使得最终产物中含有硫酸铝，因此选择途径一更好。 【小问3详解】 当碳酸钠浓度大于4mol/L时，Fe2+与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化亚铁沉淀，导致碳酸亚铁产率降低，Fe(OH)2中铁的质量分数为56÷(56+17×2)=62.2%，FeCO3中铁质量分数为56÷(56+60)=48%，氢氧化亚铁中铁的百分含量高于FeCO3中铁的百分含量，所以铁元素的质量分数上升。 【小问4详解】 从除杂后的FeSO4溶液制备柠檬酸亚铁晶体，具体实验方案为向硫酸亚铁溶液中逐滴加入4mol/L碳酸钠溶液，待沉淀不再增加后过滤，将滤渣溶于足量的柠檬酸溶液中，同时加入适量铁粉，充分反应后将滤液浓缩、加入适量的无水乙醇，静置、过滤、洗涤、干燥，得到柠檬酸亚铁晶体。 【小问5详解】 EDTA与Fe3+的滴定比例为1∶1，现消耗EDTA物质的量为0.06mol/L×0.02L=1.2×10-3mol，则Fe3+物质的量为1.2×10-3mol，根据铁守恒可知，柠檬酸亚铁的物质的量为1.2×10-3mol，质量为0.2952g，故产品的纯度为0.2952g÷0.4g=73.8%。 【小问6详解】 a．滴定前，装EDTA的酸式滴定管未润洗，则EDTA溶液的浓度偏低，消耗EDTA溶液的体积偏大，导致测定结果偏大，a正确； b．滴定时，酸式滴定管开始时有气泡，后来无气泡，则读取的EDTA的消耗量偏大，导致测定结果偏大，b正确； c．滴定开始时平视，滴定结束时俯视，导致读取的EDTA的消耗量偏小，测定结果偏小，c错误； 故答案选ab。 17. 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： 该反应分两步完成： 请回答： （1）_______。 （2）恒定总压和水碳比[]投料，在不同条件下达到平衡时和的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表： 条件1 0.40 0.40 0 条件2 042 0.36 0.02 ①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数___________。 ②对比条件1，条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应，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 B. 恒定水碳比，增加体系总压可提高平衡产率 C. 通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为 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________。 【答案】（1）6 （2） ①. 2 ②. CO+3H2CH4+H2O （3）AC （4） ①. A ②. （5）随着温度的升高，反应物分子在催化剂表面的吸附降低，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小 【解析】 【小问1详解】 设方程式① ② ③ 根据盖斯定律可知，③=①-②，则； 【小问2详解】 ①条件1下没有甲烷生成，只发生了水煤气变换反应，该反应是一个气体分子数不变的反应。设在条件1下平衡时容器的总体积为V，水蒸气和一氧化碳的投料分别为12mol和5mol，参加反应的一氧化碳为xmol，根据已知信息可得以下三段式： ，解得x=4； 则平衡常数； ②根据表格中的数据可知，有甲烷生成，且该副反应没有二氧化碳参与，且氢气的产率降低，则该方程式为：CO+3H2CH4+H2O； 【小问3详解】 A．一氧化碳和氢气都可以和氧气反应，则通入反应器的原料气中应避免混入，A正确； B．该反应前后气体计量系数相同，则增加体系总压平衡不移动，不能提高平衡产率，B错误； C．通入过量的水蒸气可以促进四氧化三铁被氧化为氧化铁，水蒸气不能将铁的氧化物还原为单质铁，但过量的水蒸气可以降低体系中CO和H2的浓度，从而防止铁的氧化物被还原为单质铁，C正确； D．若保持容器的体积不变，通过充入惰性气体增加体系总压，反应物浓度不变，反应速率不变，D错误； 故选AC； 【小问4详解】 ①A．按原水碳比通入冷的原料气，可以降低温度，反应物浓度增大导致CO的转化率稍减小，之后再通过催化剂层后，CO的转化率又增大且高于原来的，与图中变化相符，A正确； B．喷入冷水(蒸气)，可以降低温度，但是同时水蒸气的浓度增大，会导致CO的转化率增大，与图中变化不符，B错误； C．换热的过程在催化剂层外，并不会反应，故只有温度降低而不会引起转化率变化，C不正确； 故选A； ②增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，则一氧化碳的平衡转化率增大，会高于原平衡线，故图像为： ； 【小问5详解】 反应物分子在催化剂表面的吸附是一个放热的快速过程，随着温度的升高，反应物分子在催化剂表面的吸附降低，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 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 C-12 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Cl2制备 D. 装置丁pH测试 3. 下列有关物质的工业制备反应不正确的是 A. 合成氨： B. 制HCl： C 制粗硅： D. 冶炼铝： 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： B. 简单氢化物的沸点： C. 与可形成离子化合物 D. 的最高价含氧酸是弱酸 6. 用镁还原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. 工业上电解熔融可制备金属Mg B. “高温还原”时，发生反应的化学方程式为 C. 用金属镁还原过程中需通入或Ar作保护气 D. “真空蒸馏”的目的是使Mg、气化，实现与Ti的分离 7. 纳米级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：，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，转移电子数目为 8. 室温时，实验室以含铬废液(主要离子含、、、)制取含溶液的流程如下： 已知： ①室温时，， ②“氧化”时转化为 下列说法正确的是 A. “过滤Ⅰ”所得滤液中 B. “氧化”时的离子方程式为： C. “酸化”时溶液pH越低，转化为的比例越低 D. 将“含溶液”蒸干可得纯净的固体 9. 某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是 A. b端电势高于a端电势 B. 理论上转移生成 C. 电解后海水下降 D. 阳极发生： 10. 下列实验操作及现象与对应结论不匹配是 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 A. A B. B C. C D. D 11. 室温下，通过下列实验探究的性质。已知：25℃时，的、的。 实验1：配制溶液，测得溶液约为12； 实验2：取溶液，向其中加入少量固体充分搅拌，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：取溶液，向其中缓慢滴入等体积稀盐酸。 下列说法正确的是 A. 实验1所得溶液中， B. 根据实验2，可推测 C. 实验3反应后溶液中存： D. 25℃时，反应的平衡常数 12. 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(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。 下列说法错误的是 A. (Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强 B. M中的化合价为 C. 该过程有非极性键的形成 D. 该过程的总反应式： 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： 反应II： 反应III： 向恒压密闭容器中按通入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. 510 K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. 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IO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_____%。 15. 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8.0×10−8 mol∙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)+CO(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铬(Cr2O和CrO)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. 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1.0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. 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： 该反应分两步完成： 请回答： （1）_______。 （2）恒定总压和水碳比[]投料，在不同条件下达到平衡时和的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表： 条件1 0.40 0.40 0 条件2 0.42 0.36 002 ①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数___________。 ②对比条件1，条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应，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 B. 恒定水碳比，增加体系总压可提高的平衡产率 C. 通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为 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________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $