精品解析：江苏省苏州外国语学校2023-2024学年高一下学期阶段测试（一）化学试题

苏州外国语学校2023-2024学年第二学期阶段测试(一) 高 一 化 学 试卷满分：100分　考试用时：75分钟 本卷可能用到的相对原子质量：H—1　C—12　N—14　O—16　Ne—20　Na—23　Mg—24　Al—27　P—31　S—32　Cl—35.5　K—39　Ca—40　Fe—56　 Cu—64　 Ag—108　 I—127　 Ba—137 一、单项选择题：每题只有1个选项符合要求，本大题共13题，每题3分，共39分。 1. 祝融号火星车主体部件采用新型铝基碳化硅材料制造。铝基碳化硅材料属于 A. 金属材料 B. 无机非金属材料 C. 有机合成材料 D. 复合材料 【答案】D 【解析】 【详解】铝基碳化硅材料是由铝和碳化硅复合而成的材料，属于复合材料； 故选D。 2. 下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是 ①N2→NO2②Al→Na[Al(OH)4]③NO2→HNO3④N2→NO⑤FeCl3→FeCl2 A. ①④ B. ②⑤ C. ②④ D. ②③④ 【答案】C 【解析】 【详解】该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)一步反应就能完成。反应①、②、③、④从化合价角度来看都升高，但反应①N2→NO2不能一步反应就完成；而反应③NO2→HNO3虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能实现，如3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应②Al→Na[Al(OH)4]必须加入氧化剂且一步反应就能完成2Al+6H2O+2NaOH=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，④N2→NO必须加入氧化剂且一步反应就能完成N2+O22NO； 答案选C。 3. 下列物质性质与用途具有对应关系的是 A. 石墨能导电，可用作润滑剂 B. 单晶硅熔点高，可用作半导体材料 C. 液氨汽化时大量吸热，可用作制冷剂 D. 铝金属活泼性强，可用于制作铝金属制品 【答案】C 【解析】 【详解】A．石墨是混合型晶体，层与层之间靠范德华力维系，层和层之间易滑动，故质软，可用作润滑剂，与其导电性无关，A错误； B．单晶硅可用作半导体材料与其熔点高无关，与其具有半导体性能有关，B错误； C．液氨沸点较低，汽化时大量吸热温度降低，可用作制冷剂，C正确； D．铝金属在空气中易形成一层致密氧化膜不易锈蚀，可用于制作铝金属制品，D错误； 故选C。 4. 反应应用于石油开采。下列说法正确的是 A. 的电子式为 B. NaNO2和NaCl中化学键类型相同 C. r(N3-)< r(Na+) D. H2O常温下是液态，因为有分子间氢键 【答案】D 【解析】 【详解】A．的电子式为，A错误； B．NaNO2由钠离子和亚硝酸根离子构成，亚硝酸根离子中N与O形成共价键，故NaNO2存在离子键和共价键，NaCl仅含离子键，B错误； C．N3-和Na+具有相同的电子层结构，质子数多的半径小，故r(N3-)> r(Na+)，C错误； D．H2O常温下是液态，因为有分子间氢键，氢键能使沸点升高，D正确； 故选D。 5. 室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（ ） A. FeCl2溶液中：K+、H+、NO、SO B. 强酸性溶液中：K+、Na+、HCO、Cl-、 C. 透明溶液中：K+、Cu2+、Cl-、NO D. FeCl3溶液中：Na+、SO、SCN-、NO 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，能与亚铁离子发生氧化还原反应，A项不符合题意； B．氢离子和碳酸氢根离子不共存，生成水和二氧化碳，B项不符合题意； C．离子间不产生气体、沉淀、弱电解质，或者氧化还原反应，故能共存，C项符合题意； D．铁离子与SCN-不能共存，D项不符合题意； 故正确选项为C。 6. 铁铵矾常用于制备高铁酸盐。下列反应的离子方程式正确的是 A. 铁铵矾溶液与氨水混合反应： B. 向铁铵矾溶液中通入气体： C. 强碱溶液中铁铵与生成 D. 向铁铵矾溶液中加入过量溶液： 【答案】B 【解析】 【详解】A．一水合氨为弱碱，应以化学式表示，则铁铵矾溶液与氨水混合反应：，故A错误； B．向铁铵矾溶液中通入气体，Fe3+将H2S氧化为S，Fe3+被还原为Fe2+，离子方程式为：，故B正确； C．强碱溶液中铁铵与生成，同时与OH-也会反应生成，故C错误； D．向铁铵矾溶液中加入过量溶液：，故D错误； 故选B。 7. 尿素[]水解产生的通过反应可处理含的尾气。下列有关叙述正确的是 A. 该反应可实现氮的固定 B. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为3：4 C. 每处理含22.4L的工业尾气，转移电子数为 D. 尿素水解的另一产物为 【答案】D 【解析】 【详解】A．氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程，该反应不属于氮的固定，A选项错误； B．NO2中N元素化合价降低，被还原生成还原产物，NH3中N元素化合价升高，被氧化生成氧化产物，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为4:3，B选项错误； C．NO2存在的温度压强未知，无法计算，C选项错误； D．尿素水解的一种产物为NH3，结合元素守恒、原子守恒，另一产物为CO2，D选项正确； 答案选D。 8. 室温下，探究溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有 向溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B 是否有还原性 向溶液中滴加几滴酸性溶液，观察溶液颜色变化 C 水溶液的酸碱性 向溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D 能否催化分解 向溶液中滴加几滴溶液，观察气泡产生情况 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．检验溶液中是否含有应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将氧化为干扰实验，故A错误； B．向溶液中滴加几滴酸性溶液，若观察溶液紫色褪去，说明Fe2+有还原性，故B正确； C．发生水解反应使溶液显酸性，加酚酞溶液不变色，且变质后硫酸铁溶液也呈酸性，干扰实验，故C错误； D．硫酸亚铁在溶液中电离出Fe2+和，FeSO4的溶液呈酸性，硫酸根、氢离子均可能加快H2O2分解，且与发生氧化还原反应生成Fe3+，Fe3+可催化H2O2分解，因此该实验无法确定是否能催化分解，故D错误； 故选B。 9. 以铝土矿(主要成分为，含和等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下： 下列有关叙述不正确的是 A. 将铝土矿粉碎有利于加快碱溶速率 B. 滤渣的主要成分为和 C. 过滤Ⅱ所得滤液中主要存在的离子为、 D. 与冰晶石共熔电解得到单质铝 【答案】B 【解析】 【分析】铝土矿的主要成分为，含和等杂质，加入的氢氧化钠溶液会和氧化铝反应生成NaAlO2，过滤I所得滤渣为SiO2和Fe2O3，向NaAlO2溶液中通入过量CO2，会生成Al(OH)3和NaHCO3，过滤Ⅱ所得滤液主要成分为NaHCO3，灼烧过滤得到的Al(OH)3可得Al2O3，再电解可得单质铝。 【详解】A．将铝土矿粉碎增大接触面积，有利于加快碱溶速率，故A正确； B．由分析知滤渣的主要成分为SiO2和Fe2O3，故B错误； C．由分析知过滤Ⅱ所得滤液中主要存在的离子为、，故C正确； D．冰晶石做助熔剂，是为了降低电解液工作温度，与冰晶石共熔电解得到单质铝，故D正确； 故答案为：B 10. 我国科学家利用过渡金属氮化物（）作催化剂，在常温下实现氨气的合成，其反应机理如图所示。下列说法正确的是 A. 用进行合成反应，产物中只有 B. 表面上的N原子被氧化为氨气 C. 不参与氨气的合成反应 D. 表面上氨脱附产生的空位有利于吸附 【答案】D 【解析】 【详解】A．由分析可知，合成氨气有两种途径，15N2分子中的氮原子合成氨气，生成15NH3，金属氮化物(TMNS)表面的氮原子合成NH3，A错误； B．由图像可知，金属氮化物(TMNS)中的氮原子与氢结合，生成氨气，氮元素价态下降得电子作氧化剂，被还原，B错误； C．由图像可知，金属氮化物(TMNS)中的氮原子与氢结合，生成氨气，因此参与氨气的合成反应，C错误； D．由图像可知，氮气分子进入催化剂表面的空位被吸附，因此TMNS表面上氨脱附产生的空位有利于吸附N2，D正确； 故选D。 11. 向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列说法不正确的是 A. OA段产生的是NO，BC段产生 B. 原混合酸中物质的量浓度为 C. A点溶液中的溶质为和 D. 原混合酸中物质的量浓度为 【答案】D 【解析】 【分析】根据氧化性:： >>，则OA段发生：， AB段发生：，BC段发生：，由此分析： 【详解】A．由上述分析可知，OA段发生，BC段发生：，则OA段产生的是NO，BC段产生，A正确； B．OA段发生， OA段消耗11.2gFe，则，，B正确； C．OA段发生，A点被反应完，则A点溶液中溶质为和，C正确； D．OA段消耗的物质的量为0.2mol，故消耗的物质的量为0.8mol，BC段消耗5.6gFe，，故消耗的物质的量为0.2mol，总共被消耗1mol，则的浓度应该为5mol/L，由于的浓度为1mol/L，故原混合酸中物质的量浓度为，D错误； 故选D。 12. 科研人员通过控制光沉积的方法构建Cu2O－Pt/SiC/LrOx型复合材料光催化剂，然后以Fe2+和Fe3+离子渗透Nafion膜在酸性介质下构建了一个还原和氧化反应分离的人工光合体系，其反应机理如图。下列说法不正确的是 A. 该反应能量转化形式为光能→化学能 B. 该人工光合体系的总反应为2CO2+2H2O2HCOOH+O2 C. 图中a、b分别代表Fe3+、Fe2+ D. Cu2O→Pt上发生的反应为CO2+2e-+2H+=HCOOH 【答案】C 【解析】 【详解】A．构建了人工光合作用体系，该反应能量转化形式为光能→化学能，A正确； B．Fe2+和Fe3+离子渗透Nafion膜可协同CO2、H2O分别反应，构建了一个人工光合作用体系，图中物质转化得到，光合作用反应的化学方程式：2CO2+2H2O2HCOOH+O2，B正确； C．左边水变化为O2，发生氧化反应，则Fe3+发生还原反应；右边CO2生成HCOOH发生了还原反应，铁元素发生氧化反应，则图中a、b分别代表Fe2+、Fe3+，C错误； D．酸性介质中不可能大量存在OH-，则Cu2O→Pt上发生的反应为CO2+2e-+2H+=HCOOH，D正确； 故合理选项是C。 二、非选择题：本大题共5题，共计61分。 13. 实验室以铜粉与稀硝酸、稀硫酸反应可制得CuSO4·5H2O，装置如图所示。 （1）装置甲三颈烧瓶中粉溶解的离子方程式为___________。 （2）向装置甲中通入空气的作用除了搅拌使粉与溶液充分接触外，还有___________。 （3）若铜粉过量，判断反应完成的现象是___________。 （4）反应结束后，从装置甲的三颈烧瓶中分离得到的操作是___________。 【答案】（1）3Cu+2+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O （2）将甲装置中产生的NO转化为NO2，便于尾气处理 （3）甲装置中不再产生无色气泡，固体有剩余 （4）过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥 【解析】 【分析】本题为实验题是用铜粉和稀硫酸和稀硝酸反应制备硫酸铜晶体，装置甲中发生装置，反应原理为：3Cu+2+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，产生的NO和通入的空气转化为NO2被乙装置中NaOH溶液吸收，反应方程式为：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，反应完后将装置甲中的溶液过滤，得到CuSO4溶液，然后蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、低温干燥即得到CuSO4·5H2O，据此分析解题。 【小问1详解】 由分析可知，装置甲三颈烧瓶中粉溶解的离子方程式为：3Cu+2+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O； 【小问2详解】 由于NO不与NaOH溶液反应，而NO2才能与NaOH溶液反应，由分析可知向装置甲中通入空气的作用除了搅拌使粉与溶液充分接触外，还有将甲装置中产生的NO转化为NO2，便于尾气处理； 【小问3详解】 由分析可知，甲装置中发生反应时，产生大量的气泡，故若铜粉过量，判断反应完成的现象是甲装置中不再产生无色气泡，固体有剩余； 【小问4详解】 由分析可知，反应结束后，将装置甲中的溶液过滤，得到CuSO4溶液，然后蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、冰水洗涤、低温干燥即得到CuSO4·5H2O，故答案为：过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥。 14. 合成氨工业对人类社会的发展具有里程碑式意义。 （1）工业常用CH4与H2O高温下制合成氨的原料气H2，1molCH4完全转化为CO2时理论能制得H2的物质的量为___________。 （2）等离子体合成氨使用H2O代替H2作为氢源，模拟制备原理如图所示，在高压电场作用下，N2与H2O以一定流速通过反应器，主要得到NH3与HNO2(弱酸)，气体流出反应器后，经过一定长度的导管进入成分分析装置。 ①等离子体合成氨反应的化学方程式为___________。 ②成分分析表明，连接反应器与成分分析装置的导管的长度d越长，测得气体中NH3与HNO2的含量越低，其原因可能是___________。 ③若将原料气中N2替换为空气，反应器流出气体中NH3及NOx浓度随原料气相对湿度(水蒸气含量)的变化如图所示，流出气体中NH3的浓度几乎为0的原因可能是___________。 【答案】（1）4mol （2） ①. N2+2H2ONH3+HNO2 ②. HNO2与NH3在低温下反应生成NH4NO2而沉淀在导管内壁上，d越长生成的NH4NO2越多 ③. 在有氧气存在条件下，反应N2+O22NO比反应N2+2H2ONH3+HNO2更容易进行，导致生成的NH3几乎为0 【解析】 【小问1详解】 工业常用CH4与H2O高温下制合成氨的原料气H2，1molCH4完全转化为CO2时，此时反应方程式为：CH4+2H2O=CO2+4H2，故理论能制得H2的物质的量为4mol，故答案为：4mol； 【小问2详解】 ①由题干信息可知，等离子体合成氨反应即N2和H2O在一定条件下反应生成NH3和HNO2，根据氧化还原反应配平可得，该反应的化学方程式为：N2+2H2ONH3+HNO2； ②由题干信息可知，HNO2为弱酸，NH3显碱性，成分分析表明，连接反应器与成分分析装置的导管的长度d越长，测得气体中NH3与HNO2的含量越低，其原因可能是HNO2与NH3在低温下反应生成NH4NO2而沉淀在导管内壁上，d越长生成的NH4NO2越多； ③若将原料气中N2替换为空气，由于空气中含有O2，此时反应器中进行的反应有：N2+O22NO，N2+2H2ONH3+HNO2，由于前者反应的活化能低于后者，导致前者反应速率比后者快得多，导致流出气体中NH3的浓度几乎为0，故答案为：在有氧气存在条件下，反应N2+O22NO比反应N2+2H2ONH3+HNO2更容易进行，导致生成的NH3几乎为0。 15. 工业废水中的氨氮(以、形式存在)，可通过微生物法或氧化法处理，使水中氨氮达到国家规定的排放标准。 （1）微生物法：酸性废水中的部分在硝化细菌的作用下被氧气氧化为，再与作用生成。 ①转化为的离子方程式为_______。 ②与在转化为的反应中消耗与的物质的量之比为_______。 （2）次氯酸钠氧化法：向氨氮废水中加入NaClO，氨氮转化为而除去。 ①NaClO氧化的离子方程式为_______。 ②一定pH下，NaClO的投加量对污水中氨氮去除率的影响如图所示。当时，总氮的去除率随的增大不升反降的原因是_______。 （3）活性炭-臭氧氧化法：活性炭-臭氧氧化氨氮的机理如图所示。*表示吸附在活性炭表面的物种，为羟基自由基，其氧化性比更强。 ①活性炭-臭氧氧化氨氮的机理可描述为_______。 ②其它条件不变调节废水的pH，废水中氨氮去除率随pH的变化如图所示。随pH增大氨氮去除率先明显增大，后变化较小，可能的原因是_______。 【答案】（1） ①. ②. 3：5 （2） ①. ②. NaClO将部分氨氮氧化为、留在废水中 （3） ①. 与活性炭表面吸附的作用生成，将活性炭表面吸附的转化为 ②. 随pH增大，活性炭上吸附的增多，生成增多；pH继续增大时，将转化为，不利于活性炭对氨氮的吸附 【解析】 【小问1详解】 ①转化为 ，N元素化合价从-3升高到+5价，氧元素从0价降低到-2价，则按得失电子数守恒、电荷守恒、元素质量守恒得离子方程式为。 ②与在转化为的反应中，中N元素化合价从+5降低到0价，中N元素化合价从-3升高到0价，按得失电子数守恒、消耗与的物质的量之比为3：5。 【小问2详解】 ①氧化氨气为氮气，反应中，氮元素从-3价升高到0价、氯元素从+1价降低到-1价，则按得失电子数守恒、元素质量守恒、电荷守恒得离子反应方程式为：。 ②一定pH下，NaClO的投加量对污水中氨氮去除率的影响如图所示。当时，总氮的去除率随的增大不升反降、意味着溶液中生成了其它含氮的微粒，应该是氨气被氧化的产物，则原因是： NaClO将部分氨氮氧化为、留在废水中。 【小问3详解】 ①由图可知：活性炭-臭氧氧化氨氮的机理可描述为：与活性炭表面吸附的作用生成，将活性炭表面吸附的转化为。 ②结合信息可知：生成增多时反应速率增大。则随pH增大氨氮去除率先明显增大后变化较小的可能原因是：随pH增大，活性炭上吸附的增多，生成增多；pH继续增大时，将转化为，不利于活性炭对氨氮的吸附。 16. 以废弃小铁钉和赤铁矿渣(主要成分为Fe2O3、SiO2和少量Al2O3)为原料均能制备FeSO4·7H2O晶体。 (1)取4g废弃小铁钉，先用浓度为10%的碳酸钠溶液清除油渍，然后用倾斜法倒去碳酸钠溶液，用蒸馏水洗涤2-3次后，再加到如图所示的三颈烧瓶中，再加入15mL4.6mol·L-1的硫酸溶液。控制70～80℃水浴加热10～15分钟，将所得溶液经趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤等操作，得到FeSO4·7H2O晶体。 ①NaOH溶液的作用是_____。 ②用冷水洗涤FeSO4·7H2O晶体的操作是_____。 ③将FeSO4·7H2O晶体在隔绝空气条件下加热到800℃，生成红棕色固体，写出反应方程式_____。 (2)以赤铁矿渣为原料制备FeSO4·7H2O晶体，请补充完整相应的实验方案：取一定量的赤铁矿渣，_____，向滤液中加乙醇，在恒温水浴槽中冷却结晶，过滤，用丙酮洗涤，干燥。 已知该实验中pH=3.5时，Fe3+沉淀完全；pH=4.1时，Al3+开始沉淀。实验中必须使用的试剂：1.0mol·L-1H2SO4、1.0mol·L-1NaOH、铁粉。 (3)通过下列方法测定产品纯度：准确称取3.000gFeSO4·7H2O样品，加适量水溶解，配成100mL溶液，取20.00mL溶液置于锥形瓶中，用0.02000mol·L-1的酸性KMnO4标准溶液滴定(杂质不与酸性KMnO4标准溶液反应)，经3次测定，每次消耗KMnO4溶液的体积如下： 实验序号 1 2 3 消耗KMnO4溶液体积 19.98mL 20.58mL 20.02mL 通过计算确定产品中FeSO4·7H2O的质量分数为_____(写出具体计算过程)。 【答案】 ①. 吸收反应中可能产生的SO2等气体，防止污染环境 ②. 沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中加水至水浸没沉淀，待水自然流下，重复2～3次 ③. 2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+7H2O↑ ④. 在不断搅拌下，分批次加入到足量1.0mol/L稀硫酸中，充分反应后过滤，用1.0mol·L-1NaOH调节溶液pH到3.5～4.1，生成Fe(OH)3沉淀，过滤、洗涤、将沉淀溶入1.0mol·L-1硫酸溶液中，同时加入过量铁粉，充分反应后，过滤 ⑤. 92.67% 【解析】 【分析】(1)废弃小铁钉上有油渍，可用碳酸钠溶液清洗，再用蒸馏水洗涤2-3次后，干净的小铁钉放入三颈烧瓶中，再加入15mL4.6mol·L-1的硫酸溶液，控制70～80℃水浴加热10～15分钟，得到硫酸亚铁溶液，将所得溶液经趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤等操作，得到FeSO4·7H2O晶体，把硫酸亚铁晶体在隔绝空气条件下加热到800℃，得到氧化铁红色固体、二氧化硫和三氧化硫气体。反应过程中产生的二氧化硫气体可以用碱液吸收处理。 (2) 赤铁矿渣(主要成分为Fe2O3、SiO2和少量Al2O3)，根据所提供的试剂分析，先用稀硫酸溶液矿渣得到硫酸铁、硫酸铝和硫酸的混合溶液，再用1.0mol·L-1NaOH调节溶液pH到3.5～4.1，铁离子转化为氢氧化铁，然后再将氢氧化铁溶入1.0mol·L-1硫酸溶液中，再加入过量铁粉，得到硫酸亚铁溶液，向溶液中加入乙醇，在恒温水浴槽中冷却结晶，过滤，用丙酮洗涤，干燥，可以得到FeSO4·7H2O晶体； (3)根据氧化还原反应电子得失守恒，找出5FeSO4·7H2O～KMnO4关系，利用n(KMnO4)可以计算出n(FeSO4·7H2O)，进而计算出晶体的质量分数；计算过程中注意高锰酸钾溶液的体积选用，最后计算溶质的总量需要扩大10倍。 【详解】(1)①反应过程中可能会产生SO2等一些有害气体，需用NaOH溶液进行吸收处理，防止污染环境； ②根据固体的洗涤操作的步骤可知，把FeSO4·7H2O晶体放入过滤器中，沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中加水至水浸没沉淀，待水自然流下，重复2～3次； ③将FeSO4·7H2O晶体在隔绝空气条件下加热到800℃，生成红棕色固体，该固体为氧化铁，铁元素的价态升高，硫元素的价态降低，可以生成二氧化硫气体，根据原子守恒，还应该有三氧化硫气体产生，反应方程式为：2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+7H2O↑； (2)赤铁矿渣(主要成分为Fe2O3、SiO2和少量Al2O3) ，取一定量的赤铁矿渣，在不断搅拌下，分批次加入到足量1.0mol/L稀硫酸中，反应得到硫酸铁、硫酸铝和硫酸的混合溶液，充分反应后过滤，滤渣为二氧化硅，滤液用1.0mol·L-1NaOH调节溶液pH到3.5～4.1，生成Fe(OH)3沉淀，过滤、洗涤、将沉淀溶入1.0mol·L-1硫酸溶液中，生成硫酸铁，再加入过量铁粉，铁离子被还原为亚铁离子，充分反应后，过滤，向滤液中加乙醇，在恒温水浴槽中冷却结晶，过滤，用丙酮洗涤，干燥，可以得到FeSO4·7H2O晶体； (3)通过实验数据分析，20.58mL误差较大，舍去不用；所以消耗KMnO4溶液的平均体积V==20.00mL；20mL溶液中，n(KMnO4)=0.02000×196mol·L−1×20.00×10−3L=4.000×10−4mol；根据电子守恒关系：5FeSO4·7H2O～KMnO4可知，n(FeSO4·7H2O)=4.000×10−4mol×5=2.000×10−3mol；100mL溶液中，n(FeSO4·7H2O)=2.000×10−3mol×5=1.000×10−2mol；FeSO4·7H2O的质量分数ω==92.67%。 17. 对为载体的加氢废催化剂(主要含有、NiS、，少量碳、磷)处理的实验流程如下： （1）高温氧化焙烧时，发生反应的化学方程式为___________。 （2）滤渣X的成分为___________和___________。 （3）易溶于水，、均难溶于水。除磷装置见如图所示，向滤液中先通入，再滴加溶液，维持溶液pH为9～10，得到复合肥料固体。 ①实验中球形干燥管的作用是___________。 ②磷酸的分布分数x(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。生成的离子方程式为___________。 ③向滤液中先通入后加入溶液的原因是___________。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3） ①. 防止倒吸 ②. (或：) ③. 避免生成[或]沉淀，得不到复合肥料 【解析】 【分析】废催化剂通入空气氧化焙烧，WS2、NiS、Al2S3转化为相应的金属氧化物同时生成二氧化碳、二氧化硫，加入碳酸钠焙烧金属氧化物转化钠盐，水浸除去滤渣，滤液加热煮沸加入盐酸调节pH得到硅酸、氢氧化铝沉淀成为滤渣X；过滤滤液加入氨气、氯化镁除去磷，滤液加入氯化钙溶液处理得到CaWO4； 【小问1详解】 高温氧化焙烧时，WS2和空气中的O2反应生成WO3和二氧化硫，反应方程式为 (根据流程得CaWO4，W的化合价为＋6，由此确定焙烧生成WO3)； 【小问2详解】 滤渣X的成分为H2SiO3和Al(OH)3； 【小问3详解】 ① 氨气极易溶于水溶液发生倒吸，实验中球形干燥管的作用是防止倒吸； ② 维持溶液pH为9～10，得到复合肥料NH4MgPO4固体，pH为9～10时磷主要以存在，则反应为(或：)； ③ 根据题给信息，Mg(H2PO4)2易溶于水，MgHPO4、Mg3(PO4)2均难溶于水，向滤液中先通入NH3后加入MgCl2溶液的原因是避免生成MgHPO4沉淀，提升NH4MgPO4的产率或纯度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 苏州外国语学校2023-2024学年第二学期阶段测试(一) 高 一 化 学 试卷满分：100分　考试用时：75分钟 本卷可能用到的相对原子质量：H—1　C—12　N—14　O—16　Ne—20　Na—23　Mg—24　Al—27　P—31　S—32　Cl—35.5　K—39　Ca—40　Fe—56　 Cu—64　 Ag—108　 I—127　 Ba—137 一、单项选择题：每题只有1个选项符合要求，本大题共13题，每题3分，共39分。 1. 祝融号火星车主体部件采用新型铝基碳化硅材料制造。铝基碳化硅材料属于 A. 金属材料 B. 无机非金属材料 C. 有机合成材料 D. 复合材料 2. 下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是 ①N2→NO2②Al→Na[Al(OH)4]③NO2→HNO3④N2→NO⑤FeCl3→FeCl2 A. ①④ B. ②⑤ C. ②④ D. ②③④ 3. 下列物质性质与用途具有对应关系的是 A. 石墨能导电，可用作润滑剂 B. 单晶硅熔点高，可用作半导体材料 C. 液氨汽化时大量吸热，可用作制冷剂 D. 铝金属活泼性强，可用于制作铝金属制品 4. 反应应用于石油开采。下列说法正确的是 A. 的电子式为 B. NaNO2和NaCl中化学键类型相同 C. r(N3-)< r(Na+) D. H2O常温下是液态，因为有分子间氢键 5. 室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（ ） A. FeCl2溶液中：K+、H+、NO、SO B. 强酸性溶液中：K+、Na+、HCO、Cl-、 C. 透明溶液中：K+、Cu2+、Cl-、NO D. FeCl3溶液中：Na+、SO、SCN-、NO 6. 铁铵矾常用于制备高铁酸盐。下列反应的离子方程式正确的是 A. 铁铵矾溶液与氨水混合反应： B. 向铁铵矾溶液中通入气体： C. 强碱溶液中铁铵与生成 D. 向铁铵矾溶液中加入过量溶液： 7. 尿素[]水解产生的通过反应可处理含的尾气。下列有关叙述正确的是 A. 该反应可实现氮的固定 B. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为3：4 C. 每处理含22.4L的工业尾气，转移电子数为 D. 尿素水解的另一产物为 8. 室温下，探究溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有 向溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B 是否有还原性 向溶液中滴加几滴酸性溶液，观察溶液颜色变化 C 水溶液的酸碱性 向溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D 能否催化分解 向溶液中滴加几滴溶液，观察气泡产生情况 A. A B. B C. C D. D 9. 以铝土矿(主要成分为，含和等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下： 下列有关叙述不正确的是 A. 将铝土矿粉碎有利于加快碱溶速率 B. 滤渣的主要成分为和 C. 过滤Ⅱ所得滤液中主要存在的离子为、 D. 与冰晶石共熔电解得到单质铝 10. 我国科学家利用过渡金属氮化物（）作催化剂，在常温下实现氨气的合成，其反应机理如图所示。下列说法正确的是 A. 用进行合成反应，产物中只有 B. 表面上的N原子被氧化为氨气 C. 不参与氨气的合成反应 D. 表面上氨脱附产生的空位有利于吸附 11. 向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列说法不正确的是 A. OA段产生的是NO，BC段产生 B. 原混合酸中物质的量浓度为 C. A点溶液中的溶质为和 D. 原混合酸中物质的量浓度为 12. 科研人员通过控制光沉积的方法构建Cu2O－Pt/SiC/LrOx型复合材料光催化剂，然后以Fe2+和Fe3+离子渗透Nafion膜在酸性介质下构建了一个还原和氧化反应分离的人工光合体系，其反应机理如图。下列说法不正确的是 A. 该反应能量转化形式为光能→化学能 B. 该人工光合体系的总反应为2CO2+2H2O2HCOOH+O2 C. 图中a、b分别代表Fe3+、Fe2+ D. Cu2O→Pt上发生的反应为CO2+2e-+2H+=HCOOH 二、非选择题：本大题共5题，共计61分。 13. 实验室以铜粉与稀硝酸、稀硫酸反应可制得CuSO4·5H2O，装置如图所示。 （1）装置甲三颈烧瓶中粉溶解的离子方程式为___________。 （2）向装置甲中通入空气的作用除了搅拌使粉与溶液充分接触外，还有___________。 （3）若铜粉过量，判断反应完成的现象是___________。 （4）反应结束后，从装置甲的三颈烧瓶中分离得到的操作是___________。 14. 合成氨工业对人类社会的发展具有里程碑式意义。 （1）工业常用CH4与H2O高温下制合成氨的原料气H2，1molCH4完全转化为CO2时理论能制得H2的物质的量为___________。 （2）等离子体合成氨使用H2O代替H2作为氢源，模拟制备原理如图所示，在高压电场作用下，N2与H2O以一定流速通过反应器，主要得到NH3与HNO2(弱酸)，气体流出反应器后，经过一定长度的导管进入成分分析装置。 ①等离子体合成氨反应的化学方程式为___________。 ②成分分析表明，连接反应器与成分分析装置的导管的长度d越长，测得气体中NH3与HNO2的含量越低，其原因可能是___________。 ③若将原料气中N2替换为空气，反应器流出气体中NH3及NOx浓度随原料气相对湿度(水蒸气含量)的变化如图所示，流出气体中NH3的浓度几乎为0的原因可能是___________。 15. 工业废水中的氨氮(以、形式存在)，可通过微生物法或氧化法处理，使水中氨氮达到国家规定的排放标准。 （1）微生物法：酸性废水中的部分在硝化细菌的作用下被氧气氧化为，再与作用生成。 ①转化为的离子方程式为_______。 ②与在转化为的反应中消耗与的物质的量之比为_______。 （2）次氯酸钠氧化法：向氨氮废水中加入NaClO，氨氮转化为而除去。 ①NaClO氧化的离子方程式为_______。 ②一定pH下，NaClO的投加量对污水中氨氮去除率的影响如图所示。当时，总氮的去除率随的增大不升反降的原因是_______。 （3）活性炭-臭氧氧化法：活性炭-臭氧氧化氨氮的机理如图所示。*表示吸附在活性炭表面的物种，为羟基自由基，其氧化性比更强。 ①活性炭-臭氧氧化氨氮的机理可描述为_______。 ②其它条件不变调节废水的pH，废水中氨氮去除率随pH的变化如图所示。随pH增大氨氮去除率先明显增大，后变化较小，可能的原因是_______。 16. 以废弃小铁钉和赤铁矿渣(主要成分为Fe2O3、SiO2和少量Al2O3)为原料均能制备FeSO4·7H2O晶体。 (1)取4g废弃小铁钉，先用浓度为10%的碳酸钠溶液清除油渍，然后用倾斜法倒去碳酸钠溶液，用蒸馏水洗涤2-3次后，再加到如图所示的三颈烧瓶中，再加入15mL4.6mol·L-1的硫酸溶液。控制70～80℃水浴加热10～15分钟，将所得溶液经趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤等操作，得到FeSO4·7H2O晶体。 ①NaOH溶液的作用是_____。 ②用冷水洗涤FeSO4·7H2O晶体的操作是_____。 ③将FeSO4·7H2O晶体在隔绝空气条件下加热到800℃，生成红棕色固体，写出反应方程式_____。 (2)以赤铁矿渣为原料制备FeSO4·7H2O晶体，请补充完整相应的实验方案：取一定量的赤铁矿渣，_____，向滤液中加乙醇，在恒温水浴槽中冷却结晶，过滤，用丙酮洗涤，干燥。 已知该实验中pH=3.5时，Fe3+沉淀完全；pH=4.1时，Al3+开始沉淀。实验中必须使用的试剂：1.0mol·L-1H2SO4、1.0mol·L-1NaOH、铁粉。 (3)通过下列方法测定产品纯度：准确称取3.000gFeSO4·7H2O样品，加适量水溶解，配成100mL溶液，取20.00mL溶液置于锥形瓶中，用0.02000mol·L-1的酸性KMnO4标准溶液滴定(杂质不与酸性KMnO4标准溶液反应)，经3次测定，每次消耗KMnO4溶液的体积如下： 实验序号 1 2 3 消耗KMnO4溶液体积 19.98mL 20.58mL 20.02mL 通过计算确定产品中FeSO4·7H2O的质量分数为_____(写出具体计算过程)。 17. 对为载体的加氢废催化剂(主要含有、NiS、，少量碳、磷)处理的实验流程如下： （1）高温氧化焙烧时，发生反应的化学方程式为___________。 （2）滤渣X的成分为___________和___________。 （3）易溶于水，、均难溶于水。除磷装置见如图所示，向滤液中先通入，再滴加溶液，维持溶液pH为9～10，得到复合肥料固体。 ①实验中球形干燥管的作用是___________。 ②磷酸的分布分数x(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。生成的离子方程式为___________。 ③向滤液中先通入后加入溶液的原因是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $