内容正文:
2023-2024学年(下)第一阶段性学业质量联合调研抽测
高一化学试题
(分数:100分,时间:75分钟)
一、单选题
1. 下列物质一般情况下不能由单质直接化合而制得的是
A. Cu2S B. FeCl3 C. NO2 D. NH3
2. 下列气体中,无色、有毒的是
A. NO2 B. CO C. Cl2 D. CO2
3. 具备基本的化学实验技能是进行科学探究的基本保证。下列实验操作中正确的是
A. 称取食盐 B. 稀释浓硫酸
C. 检查气密性 D. 点燃酒精灯
4. 原电池的正极一定是
A. 电子流出的极 B. 电子流入的极
C. 发生氧化反应的极 D. 电极自身参与反应的极
5. 在N2+3H2 2NH3的反应中,经一段时间后,NH3的物质的量浓度增加了0.6mol•L-1,在此时间内用H2物质的量浓度表示的平均速率为0.45mol/(L•s),则反应所经过的时间为
A. 0.2s B. 1.0s C. 1.5s D. 2.0s
6. 细菌可以促使含铁、氮的物质发生氧化还原反应,实现铁、氮两种元素的循环。部分转化如图,下列说法正确的是
A. ①和硝化过程都属于氮的固定
B. 反硝化过程含氮物质发生氧化反应
C. 亚硝态氮只能通过反硝化过程转化为氮气
D. 土壤中的铁循环可将氮元素从水体中还原除去
7. 用如图装置进行实验,将液体A逐滴加入到固体B中,下列叙述正确的是
A. 若A为浓盐酸,B为KMnO4晶体,C是紫色石蕊溶液,则C中溶液最终呈红色
B. 若A为浓硫酸,B为Na2SO3固体,C中是NaOH溶液,实验仪器D可以起到防止溶液倒吸的作用
C. 若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛有AlCl3溶液,则C中溶液先产生白色沉淀后沉淀又溶解
D. 若A为浓H2SO4,B为Cu,C中盛有澄清石灰水,则C中溶液变浑浊
8. 下列有关化学反应速率的说法正确的是
A. 在潮湿的空气中,生铁比纯铁更容易生锈
B. 100 mL2 mol/L的盐酸跟铁片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C. 用铁片和稀硫酸反应制氢气时,改用98%的硫酸可以增大反应速率
D. 汽车尾气中的NO和CO反应生成N2和CO2,减小压强反应速率加快
9. 某研究欲利用甲烷消除NO2污染,CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。在1L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见表:
组别
温度
时间 /min
n /mol
0
10
20
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
下列说法正确的是
A. ①组中,0~20 min内,用NO2表示的反应速率为0.0125 mol·Lˉ1·minˉ1
B. 由实验数据可知实验控制的温度T1<T2
C. 容器内混合气体的密度不变,说明反应已达到平衡状态
D. 若增大压强,则正反应速率加快,逆反应速率减慢
10. 下列有关能量变化的说法正确的是
A. 吸热反应一定需要加热才能发生
B. 绿色植物进行光合作用时,太阳能转化为热能
C. 当反应物总能量高于生成物的总能量时,反应向环境放出能量
D. 等物质的量的金刚石(s)和石墨(s)完全燃烧生成放出的热量相同
11. 下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A. 中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应热ΔH=-114.6kJ·mol-1
B. H2(g)的燃烧热是-285.8 kJ·mol-1,则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)反应的反应热ΔH=+2×285.8kJ·mol-1
C. 化合反应都是放热反应
D. 98%的浓硫酸和NaOH溶液反应生成1mol液态水时,反应热ΔH<-57.3 kJ·mol-1
12. 无色气体甲可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100mL气体甲经过如图所示实验的处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,下列说法正确的是
A. 气体甲中可能含有NO40mL
B. 经过Na2O2处理后剩余气体体积大于60mL
C. 气体甲的组成可能为NH3、NO、NO2
D. 经过浓硫酸处理后余气中NO、CO2体积比为2∶3
13. 某黄色溶液中可能含有Na+、NH4+、Fe2+、Fe3+、Cl﹣、SO42﹣、CO32﹣等离子(不考虑水的电离和离子的水解)。某同学为了确定其组分,设计并完成了如下实验:
下列说法正确是( )
A. c(Fe3+)一定为0.2 mol•L﹣1
B. c(Cl﹣)至少为0.2 mol•L﹣1
C. Na+'、SO42﹣一定存在,NH4+一定不存在
D. Na+、Fe2+可能存,CO32﹣一定不存在
14. 下列溶液中,加入(或通入)某物质后,发生反应的先后顺序正确的是
A. 在含等浓度的Fe3+、H+、Cu2+的溶液中加入铁粉: Fe3+、H+、Cu2+
B. 在含等浓度的I-、S2-、Br-的溶液中不断通入氯气:I-、Br-、S2-
C. 在含等浓度的AlO、CO、OH-的溶液中逐滴加入硫酸氢钠溶液:OH-、AlO、CO
D. 在含等浓度的Mg2+、H+、NH的溶液中逐渐加入烧碱溶液:Mg2+、NH、H+
二、非选择题
15. 绿矾(FeSO4⋅7H2O)是治疗缺铁性贫血药品重要成分,某化学兴趣小组利用工厂的废铁屑(主要成分为Fe,此外还含有少量Cu、Al,Al2O3和Fe2O3)制备磁性Fe3O4胶体粒子、绿矾和净水剂Na2FeO4的实验流程如图:
请回答下列问题:
(1)试剂X化学式为_____。写出加入过量试剂X时所有发生反应的离子方程式_____。
(2)铁元素位于元素周期表_____。
(3)固体C化学名称为_____。溶液D中加入KSCN溶液,无血红色产生,原因是_____(用化学方程式表示)。
(4)为得到绿矾晶体需要将溶液D进行_____(“蒸发结晶”或“降温结晶”)。
(5)D中加入适量H2O2生成E的离子方程式_____。若D中含amolFe2+,则理论上加入_____molH2O2可使溶液E中铁元素恰好转化为Fe3O4胶体。
(6)由固体G生成Na2FeO4的离子方程式为_____。
16. 甲醇(CH3OH)是一种基本的有机化工原料,主要用于塑料、医药、农药、合成蛋白质等工业,工业上常用一氧化碳(CO)和氢气(H2)合成甲醇。一定温度下,在容积为2 L的某恒容密闭容器中充入一氧化碳和氢气两种气体进行反应,反应过程中各成分的相关数据如图所示。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为___________。
(2)从反应开始至恰好达平衡时间内,CO的消耗速率为___________。
(3)反应达平衡时,H2的转化率为___________,容器内CH3OH 与CO的物质的量之比n(CH3OH):n(CO)= ___________。
(4)下列能说明该反应已达平衡状态的是___________(填字母标号)。
a.容器内压强不变 b.v(CO)=v(CH3OH)
c.容器内气体密度不变 d.容器内气体平均相对分子质量不变
17. X、Y、Z、P、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中X的一种核素没有中子,Y的单质是空气的主要成分,Z和Q同主族且Q的原子序数是Z的二倍,在短周期元素中P的金属性最强。回答下列问题:
(1)X、Y、Z三种元素的原子半径从大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
(2)Y、Z的简单氢化物中较不稳定的是___________(填化学式),P和Q的最高价氧化物对应水化物的化学方程式为___________。
(3)M是由X、Z两种元素组成的含有10个电子的分子,M的电子式为___________,M分解反应过程中,反应物中化学键断裂吸收的总能量___________生成物中化学键形成放出的能量(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)已知化合物PX与水反应生成氢气,因此可将其用作野外生存的生氢剂。
①该反应的化学方程式为___________。
②该反应中的氧化剂是___________还原剂是___________ 。
③反应中涉及到化学键的断裂和形成,其中包括___________填序号)
a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.氢键
(5)Z、P、Q三种元素可形成多种盐,实验室预配制460mL2的溶液,需用托盘天平称量固体___________g;如下图所示的实验操作的先后顺序为___________。
18. 物质类别和元素化合价是研究物质性质的两个重要角度。回答下列问题:
Ⅰ.S在不同价态之间的转化:SO2Na2SO3溶液Na2S2O3溶液
(1)反应①的转化说明SO2的类别属于_______;欲制备Na2S2O3溶液,从化合价的角度分析,反应②合理的是_______(填标号)。
a.Na2SO3+Na2SO4 b.Na2SO3+S c.Na2SO3+Na2S2O5
Ⅱ.某兴趣小组模拟工业制取Na2S2O3的装置(夹持和加热装置略)如图所示。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为_______;装置B的作用为_______。
(3)装置C发生的反应有①Na2CO3+SO2 =Na2SO3+CO2;② ……;③Na2SO3+SNa2S2O3,反应②的离子方程式为_______;已知反应③相对较慢,当观察到装置C中出现_______的现象,说明反应已完全。为制得纯净的Na2S2O3,应使三颈烧瓶中Na2S和Na2CO3恰好完全反应,则三颈烧瓶中Na2S和Na2CO3物质的量之比应为_______。
(4)工业上常用Na2S2O3溶液吸收尾气中的Cl2,氧化产物为SO,发生反应的离子方程式为_______;临床上Na2S2O3可用于氰化物解毒,解毒原理为S2O+CN- = SCN-+SO。体外模拟该解毒实验,检验该转化有SCN-生成的实验操作是_______。
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2023-2024学年(下)第一阶段性学业质量联合调研抽测
高一化学试题
(分数:100分,时间:75分钟)
一、单选题
1. 下列物质一般情况下不能由单质直接化合而制得的是
A. Cu2S B. FeCl3 C. NO2 D. NH3
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.铜和硫粉共热时直接化合生成Cu2S,A项不符合题意;
B.氯气和铁加热时直接化合生成FeCl3,B项不符合题意;
C.N2和O2高温或放电条件下直接化合生成NO,不能生成NO2,NO和O2化合生成NO2,C项符合题意;
D.N2和H2在高温、高压、催化剂的作用下直接化合生成FeCl3,D项不符合题意;
答案选C。
2. 下列气体中,无色、有毒的是
A. NO2 B. CO C. Cl2 D. CO2
【答案】B
【解析】
【详解】NO2是有颜色的气体;CO有毒但无色;Cl2是黄绿色且有毒的气体;CO2是无色、无毒气体;
故选B。
3. 具备基本的化学实验技能是进行科学探究的基本保证。下列实验操作中正确的是
A. 称取食盐 B. 稀释浓硫酸
C. 检查气密性 D. 点燃酒精灯
【答案】C
【解析】
【详解】A.用天平称量物体时应“左物右码”,A错误;
B.浓硫酸稀释时会放热,稀释浓硫酸时,应将浓硫酸缓慢倒入水中,B错误;
C.若气密性良好,则可以在导管口看到有气泡产生,C正确;
D.用燃着的酒精灯去引燃另一酒精灯,容易导致酒精泄漏,发生危险,D错误;
综上所述答案为C。
4. 原电池的正极一定是
A. 电子流出的极 B. 电子流入的极
C. 发生氧化反应的极 D. 电极自身参与反应的极
【答案】B
【解析】
【详解】原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应,所以原电池的正极一定是电子流入的极,B符合题意;
答案选B。
5. 在N2+3H2 2NH3的反应中,经一段时间后,NH3的物质的量浓度增加了0.6mol•L-1,在此时间内用H2物质的量浓度表示的平均速率为0.45mol/(L•s),则反应所经过的时间为
A. 0.2s B. 1.0s C. 1.5s D. 2.0s
【答案】D
【解析】
【详解】用H2物质量浓度表示的平均速率为0.45mol/(L•s),由反应速率之比等于化学计量数之比可知,NH3的反应速率为0.45mol/(L•s)×=0.3mol/(L•s),则0.3mol/(L•s)=,解得△t=2s,故选D。
6. 细菌可以促使含铁、氮的物质发生氧化还原反应,实现铁、氮两种元素的循环。部分转化如图,下列说法正确的是
A. ①和硝化过程都属于氮的固定
B. 反硝化过程含氮物质发生氧化反应
C. 亚硝态氮只能通过反硝化过程转化为氮气
D. 土壤中的铁循环可将氮元素从水体中还原除去
【答案】D
【解析】
【详解】A.氮的固定是游离态氮转化为化合态氮的过程,由图可知硝化过程不属于氮的固定,故A错误;
B.反硝化过程被还原为N2,发生还原反应,故B错误;
C.由图可知亚硝态氮与可在氨氧化细菌作用下生成氮气,故C错误;
D.由图可知Fe2+可与反应生成氮气,Fe3+可与反应生成氮气,通过铁循环可将氮元素从水体中还原除去,故D正确;
故选:D。
7. 用如图装置进行实验,将液体A逐滴加入到固体B中,下列叙述正确的是
A. 若A为浓盐酸,B为KMnO4晶体,C是紫色石蕊溶液,则C中溶液最终呈红色
B. 若A为浓硫酸,B为Na2SO3固体,C中是NaOH溶液,实验仪器D可以起到防止溶液倒吸的作用
C. 若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛有AlCl3溶液,则C中溶液先产生白色沉淀后沉淀又溶解
D. 若A为浓H2SO4,B为Cu,C中盛有澄清石灰水,则C中溶液变浑浊
【答案】B
【解析】
【详解】A.若A为浓盐酸,B为KMnO4晶体,二者反应生成氯气,把氯气通到紫色石蕊溶液中,氯气与水反应生成HCl和HClO,HCl使紫色石蕊溶液变红,HClO具有漂白性,使溶液褪色,故A错误;
B.导气管下端连接球形干燥管时,由于球形干燥管中间部分较粗,盛放的液体的量较多,倒吸的液体靠自身重量回落,因此可以防止液体倒吸,故B正确;
C.若A为浓氨水,B为生石灰,滴入后反应生成氨气,氨气和铝离子反应生成氢氧化铝,但氢氧化铝不溶于氨水,所以C中产生白色沉淀不溶解,故C错误;
D.若A为浓硫酸,B为Cu,反应需要加热才能反应,如果不加热,则没有二氧化硫产生,所以C中溶液无变化,故D错误;
故选B。
8. 下列有关化学反应速率的说法正确的是
A. 在潮湿的空气中,生铁比纯铁更容易生锈
B. 100 mL2 mol/L的盐酸跟铁片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C. 用铁片和稀硫酸反应制氢气时,改用98%的硫酸可以增大反应速率
D. 汽车尾气中的NO和CO反应生成N2和CO2,减小压强反应速率加快
【答案】A
【解析】
【详解】A.在潮湿的空气中,生铁及其中的杂质、水膜构成原电池,铁为原电池的负极,使其反应腐蚀的速率比纯铁更快,更容易生锈,A正确;
B.100 mL2 mol/L的盐酸跟铁片反应,加入适量的氯化钠溶液后,溶液中H+浓度减小,导致反应速率变慢,B错误;
C.98%的硫酸中硫酸主要以H2SO4分子的形式存在,浓硫酸具有强氧化性,使表面金属被氧化产生一层致密的氧化物保护膜,阻止金属的进一步氧化,即发生钝化,因而反应速率降低,C错误;
D.汽车尾气中的NO和CO反应生成N2和CO2,由于反应物都是气体,减小压强,导致气体物质的浓度降低,反应速率会减慢,D错误;
故合理选项是A。
9. 某研究欲利用甲烷消除NO2污染,CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。在1L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见表:
组别
温度
时间 /min
n /mol
0
10
20
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
下列说法正确是
A. ①组中,0~20 min内,用NO2表示的反应速率为0.0125 mol·Lˉ1·minˉ1
B. 由实验数据可知实验控制的温度T1<T2
C. 容器内混合气体的密度不变,说明反应已达到平衡状态
D. 若增大压强,则正反应速率加快,逆反应速率减慢
【答案】B
【解析】
【详解】A. 组别①中0∼20min内,CH4的反应速率为: ,化学反应速率与化学计量数成正比,则NO2的反应速率为v(NO2)=2v(CH4)=0.025mol⋅L−1⋅min−1,故A错误;
B. 开始时CH4和NO2物质的量相同,10min后,T2温度时甲烷物质的量更小,说明反应速率快,温度越高反应越快,则T1<T2,故B正确;
C.气体的质量不变,容器的体积不变,则无论是否达到平衡状态,气体的密度都不变,不能用于判断是否达到平衡状态,故C错误;
D.增大压强,体积缩小,则正逆反应速率都增大,故D错误。
故选B。
10. 下列有关能量变化的说法正确的是
A. 吸热反应一定需要加热才能发生
B. 绿色植物进行光合作用时,太阳能转化为热能
C. 当反应物的总能量高于生成物的总能量时,反应向环境放出能量
D. 等物质的量的金刚石(s)和石墨(s)完全燃烧生成放出的热量相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应吸放热与反应条件无关,吸热反应不一定需要加热就能发生,故A错误;
B.绿色植物进行光合作用时,太阳能转化为化学能,故B错误;
C.当反应物的总能量高于生成物的总能量时,反应向环境放出能量,为放热反应,故C正确;
D.金刚石的能量大于石墨,等物质的量的金刚石(s)和石墨(s)完全燃烧生成,金刚石放出的热量多,故D错误;
选C。
11. 下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A. 中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2的反应热ΔH=-114.6kJ·mol-1
B. H2(g)的燃烧热是-285.8 kJ·mol-1,则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)反应的反应热ΔH=+2×285.8kJ·mol-1
C. 化合反应都是放热反应
D. 98%的浓硫酸和NaOH溶液反应生成1mol液态水时,反应热ΔH<-57.3 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀时要放出热量,因此H2SO4和Ba(OH)2生成2mol水的反应热ΔH<-114.6kJ·mol-1,故A错误;
B.H2(g)的燃烧热是-285.8 kJ·mol-1,则H2(g)+O2(g)=H2O(l)∆H=-285.8kJ/mol,液态水变成水蒸气要吸热,则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)反应的反应热ΔH<+2×285.8kJ·mol-1,故B错误;
C.化合反应一般是放热反应,但不是所有的化合反应都是放热反应,如C与二氧化碳反应生成一氧化碳,是吸热反应,故C错误;
D.浓硫酸溶于水放热,98%的浓硫酸和NaOH溶液反应生成1mol液态水时,反应热ΔH<-57.3 kJ·mol-1,故D正确;
故选D。
12. 无色气体甲可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100mL气体甲经过如图所示实验的处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,下列说法正确的是
A. 气体甲中可能含有NO40mL
B. 经过Na2O2处理后剩余气体体积大于60mL
C. 气体甲的组成可能为NH3、NO、NO2
D. 经过浓硫酸处理后余气中NO、CO2体积比为2∶3
【答案】D
【解析】
【分析】无色气体甲中一定不含红棕色气体NO2,通过浓硫酸,碱性气体氨气被浓硫酸吸收,剩余气体体积为80mL,说明氨气体积为20mL,右侧出现红棕色气体说明二氧化碳与Na2O2反应产生的O2将NO氧化为NO2。将剩余气体通入水中无气体剩余,说明二氧化碳与Na2O2反应产生的O2恰好将NO2或NO(有可能有NO剩余)转化为硝酸,但不含氮气。
【详解】A.由分析可知80mL气体的成分为NO和CO2,设CO2体积为x mL,则NO体积为80-x mL,由可知气体通过足量过氧化钠时产生的氧气体积为0.5x mL,80-x mLNO与0.5x mL O2虽然继续发生反应,但最终气体全部通入水中恰好气体无剩余,即NO、NO2、O2恰好转化为硝酸,理解为80-x mLNO与0.5x mL O2恰好反应为硝酸,由得失电子守恒可得得x=48,由此可知气体甲中含32mL NO、48mL CO2、20mLNH3,A错误;
B.由A可知,经过Na2O2处理后剩余气体若未反应,则为32mL NO、24mL O2,但NO与氧气继续反应使气体体积减少,故剩余气体体积小于56mL,B错误;
C.由A可知气体甲中含32mL NO、48mL CO2、20mLNH3,C错误;
D.由A可知气体甲中含32mL NO、48mL CO2、20mLNH3,经过浓硫酸处理后余气中NO、CO2体积比为2∶3,D正确。
故选D。
13. 某黄色溶液中可能含有Na+、NH4+、Fe2+、Fe3+、Cl﹣、SO42﹣、CO32﹣等离子(不考虑水的电离和离子的水解)。某同学为了确定其组分,设计并完成了如下实验:
下列说法正确的是( )
A. c(Fe3+)一定为0.2 mol•L﹣1
B. c(Cl﹣)至少为0.2 mol•L﹣1
C. Na+'、SO42﹣一定存在,NH4+一定不存在
D. Na+、Fe2+可能存在,CO32﹣一定不存在
【答案】D
【解析】
【分析】某黄色溶液中可能含有Na+、NH4+、Fe2+、Fe3+、Cl-、SO42-、CO32-等离子,初步判断含Fe3+,加入过量NaOH溶液,加热,产生的红褐色沉淀为氢氧化铁,灼烧得到1.6g固体为三氧化二铁,氧化铁的物质的量=1.6g/160g·mol-1=0.01mol,则原溶液中含有0.02mol铁元素为Fe3+,原溶液中一定没有CO32-,4.66g不溶于盐酸的固体为硫酸钡,硫酸钡的物质的量=4.66g/233g·mol-1=0.02mol,原溶液中含有0.02mol硫酸根离子,由于加入了氢氧化钠溶液,无法判断原溶液中是否含有钠离子,由溶液为电中性可判断是否存在氯离子。
【详解】加入过量NaOH溶液,加热产生的红褐色沉淀为氢氧化铁,1.6g固体为三氧化二铁,氧化铁的物质的量为0.01mol,则原溶液中含有0.02mol铁元素为Fe3+,原溶液中一定没有CO32﹣,由于加入了NaOH,无法判断原溶液中是否含有Na+,4.66g不溶于盐酸的固体为硫酸钡,硫酸钡的物质的量为0.02mol,则原溶液中含有0.02mol硫酸根离子,由电荷守恒,正电荷=3n(Fe3+)=0.06,负电荷=2n(SO42﹣)=0.04,原溶液中一定有Cl﹣,物质的量应为 0.02mol×3﹣0.02mol×2=0.02mol,若含有亚铁离子时,c(Cl﹣)可能小于0.2mol/L,溶液中Fe2+加热被氧化也可以生成铁离子,则原溶液中c(Fe3+)=≤0.2mol/L,溶液中Na+、NH4+、Fe2+离子可能存在,
故选D。
14. 下列溶液中,加入(或通入)某物质后,发生反应的先后顺序正确的是
A. 在含等浓度的Fe3+、H+、Cu2+的溶液中加入铁粉: Fe3+、H+、Cu2+
B. 在含等浓度的I-、S2-、Br-的溶液中不断通入氯气:I-、Br-、S2-
C. 在含等浓度的AlO、CO、OH-的溶液中逐滴加入硫酸氢钠溶液:OH-、AlO、CO
D. 在含等浓度的Mg2+、H+、NH的溶液中逐渐加入烧碱溶液:Mg2+、NH、H+
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,故在含等浓度的Fe3+、H+、Cu2+的溶液中加入铁粉,发生反应的先后顺序为:Fe3+、Cu2+、H+,A错误;
B.因为还原性:S2->I->Br-,故在含等浓度的I-、S2-、Br-的溶液中不断通入氯气,发生反应的先后顺序为:S2-、I-、Br-,B错误;
C.因为结合质子的能力:OH->>,故在含等浓度的、、OH-的溶液中逐滴加入硫酸氢钠溶液,依次发生的反应为H++OH-=H2O、+H++H2O=Al(OH)3↓、+2H+=H2O+CO2↑、Al(OH)3+3H+=Al3++3H+,C正确;
D.在含等浓度的Mg2+、H+、的溶液中逐渐加入烧碱溶液,依次发生的反应为H++OH-=H2O、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、+OH-=NH3·H2O,D错误;
答案选C。
二、非选择题
15. 绿矾(FeSO4⋅7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分,某化学兴趣小组利用工厂的废铁屑(主要成分为Fe,此外还含有少量Cu、Al,Al2O3和Fe2O3)制备磁性Fe3O4胶体粒子、绿矾和净水剂Na2FeO4的实验流程如图:
请回答下列问题:
(1)试剂X化学式为_____。写出加入过量试剂X时所有发生反应的离子方程式_____。
(2)铁元素位于元素周期表_____。
(3)固体C化学名称为_____。溶液D中加入KSCN溶液,无血红色产生,原因是_____(用化学方程式表示)。
(4)为得到绿矾晶体需要将溶液D进行_____(“蒸发结晶”或“降温结晶”)。
(5)D中加入适量H2O2生成E的离子方程式_____。若D中含amolFe2+,则理论上加入_____molH2O2可使溶液E中铁元素恰好转化为Fe3O4胶体。
(6)由固体G生成Na2FeO4的离子方程式为_____。
【答案】(1) ①. NaOH ②. 2Al+2OH-+6H2O=[Al(OH)4]-+3H2↑、Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-
(2)第四周期第Ⅷ族 (3) ①. 铜 ②. Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4
(4)降温结晶 (5) ①. 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O ②.
(6)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2+3Cl-+5H2O
【解析】
【分析】根据流程图知,加入试剂X的目的为除去废铁屑中的铝及氧化铝,则试剂X为NaOH溶液,固体为不反应的Fe、Fe2O3和Cu,加入稀硫酸Cu不反应,Fe、Fe2O3溶解,则固体C为Cu,溶液D中含有Fe2+和Fe3+,溶液D中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,向溶液E加入NaOH溶液生成Fe3O4胶体,向溶液E加入Na2O2,生成氢氧化铁沉淀G,加入氧化剂次氯酸钠在碱性条件下氧化氢氧化铁沉淀生成Na2FeO4;
【小问1详解】
由分析可知,试剂X化学式为NaOH,氢氧化钠和铝发生反应生成四羟基合铝酸钠、氢气,和氧化铝反应生成四羟基合铝酸钠,离子方程式为:2Al+2OH-+6H2O=[Al(OH)4]-+3H2↑、Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-;
【小问2详解】
Fe为26号元素,铁元素位于元素周期表中的第四周期第Ⅷ族;
【小问3详解】
铜不溶于稀硫酸,则固体C为Cu;溶液D加入KSCN溶液,无血红色产生说明没有铁离子,原因是废铁屑中过量的铁单质将三氧化二铁溶解产生的三价铁全部还原为二价铁,化学方程式为:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4;
【小问4详解】
从溶液中得到得到绿矾晶体,应蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤;
【小问5详解】
过氧化氢具有氧化性,D中加入过氧化氢,将二价铁三价铁,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;要使溶液E中铁元素恰好转化为Fe3O4胶体,则应满足,假设加入ymol H2O2,据方程式可知可生成2ymol Fe3+,则有,得y=mol;
【小问6详解】
加入氧化剂次氯酸钠在碱性条件下氧化氢氧化铁沉淀生成Na2FeO4,反应中氯元素化合价由+1变为-1、铁元素化合价由+3变为+6,结合电子守恒可知,离子方程式为:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2+3Cl-+5H2O。
16. 甲醇(CH3OH)是一种基本的有机化工原料,主要用于塑料、医药、农药、合成蛋白质等工业,工业上常用一氧化碳(CO)和氢气(H2)合成甲醇。一定温度下,在容积为2 L的某恒容密闭容器中充入一氧化碳和氢气两种气体进行反应,反应过程中各成分的相关数据如图所示。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为___________。
(2)从反应开始至恰好达平衡时间内,CO的消耗速率为___________。
(3)反应达平衡时,H2的转化率为___________,容器内CH3OH 与CO的物质的量之比n(CH3OH):n(CO)= ___________。
(4)下列能说明该反应已达平衡状态的是___________(填字母标号)。
a.容器内压强不变 b.v(CO)=v(CH3OH)
c.容器内气体密度不变 d.容器内气体平均相对分子质量不变
【答案】 ① CO+2H2CH3OH ②. 0.03mol·L﹣1·min﹣1 ③. 60% ④. 3:7 ⑤. ad
【解析】
【分析】根据图象,反应在10min达到平衡,平衡时CO物质的量为1.4mol,减少0.6mol,H2物质的量为0.8mol,减少1.2mol,CH3OH物质的量为0.6mol,增加0.6mol。
【详解】(1)平衡时CO减少0.6mol,H2减少1.2mol,CH3OH增加0.6mol,CO和H2为反应物,CH3OH为生成物,参与反应的物质的量的比例关系为:CO:H2:CH3OH=1:2:1,故反应方程式为:CO+2H2CH3OH;
(2)10min是达到平衡,平衡时CO减少0.6mol,容器体积为2L,CO的浓度变化为0.3mol/L故速率为: ;
(3)平衡时n(H2)=0.8mol,初始为2mol,减少1.2mol,转化率为 ;平衡时CO物质的量为1.4mol,CH3OH物质的量为0.6mol,n(CH3OH):n(CO)= 0.6mol:1.4mol =3:7;
(4)a.反应前后气体物质的量改变,容器内气体的压强保持不变时,说明各物质的物质的量不再发生改变,故a正确;
b.v(CO)=v(CH3OH),CO和CH3OH的速率始终相等,不能说明反应达到平衡,b错误;
c.恒容容器,参与反应的物质均为气体,故气体总质量不变,容器体积不变,气体的密度始终保持不变,无法说明反应达到平衡,c错误;
d.反应前后气体物质的量改变,气体总质量不变,故当容器内气体平均相对分子质量不变时,气体的物质的量不变,故反应达到平衡,故d正确;
故选ad。
17. X、Y、Z、P、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中X的一种核素没有中子,Y的单质是空气的主要成分,Z和Q同主族且Q的原子序数是Z的二倍,在短周期元素中P的金属性最强。回答下列问题:
(1)X、Y、Z三种元素原子半径从大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
(2)Y、Z的简单氢化物中较不稳定的是___________(填化学式),P和Q的最高价氧化物对应水化物的化学方程式为___________。
(3)M是由X、Z两种元素组成的含有10个电子的分子,M的电子式为___________,M分解反应过程中,反应物中化学键断裂吸收的总能量___________生成物中化学键形成放出的能量(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)已知化合物PX与水反应生成氢气,因此可将其用作野外生存的生氢剂。
①该反应的化学方程式为___________。
②该反应中的氧化剂是___________还原剂是___________ 。
③反应中涉及到化学键的断裂和形成,其中包括___________填序号)
a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.氢键
(5)Z、P、Q三种元素可形成多种盐,实验室预配制460mL2的溶液,需用托盘天平称量固体___________g;如下图所示的实验操作的先后顺序为___________。
【答案】(1)N>O>H
(2) ①. NH3 ②. 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
(3) ①. ②. 大于
(4) ①. NaH+H2O=NaOH+H2↑ ②. H2O ③. NaH ④. abc
(5) ①. 142.0 ②. ④⑥②⑤③①
【解析】
【分析】由题干信息可知,X、Y、Z、P、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中X的一种核素没有中子,则X为H,Y的单质是空气的主要成分,即Y为N,Z和Q同主族且Q的原子序数是Z的二倍,则Z为O,Q为S,在短周期元素中P的金属性最强,则P为Na,据此分析解题。
【小问1详解】
由分析可知,X、Y、Z三种元素分别为:H、N、O,根据同一周期从左往右原子半径依次减小,电子层数越多半径越大,故X、Y、Z的原子半径从大到小的顺序为N>O>H,故答案为:N>O>H;
【小问2详解】
由分析可知,Y、Z分别为 N、O,且非金属性O>N,则它们的简单氢化物的稳定性为H2O>NH3,即其中较不稳定的是NH3,P和Q分别为Na、S,故它们的最高价氧化物对应水化物即NaOH和H2SO4,该反应的化学方程式为2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O,故答案为:NH3;2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O;
【小问3详解】
由分析可知,X为H,Z为O,M是由X、Z两种元素组成的含有10个电子的分子即M为H2O,H2O的电子式为,M即H2O分解反应是一个吸热反应,即反应物中化学键断裂吸收的总能量大于生成物中化学键形成放出的能量,故答案为:;大于;
【小问4详解】
①由分析可知,P为Na、X为H,已知化合物PX即NaH与水反应生成氢气,故该反应的化学方程式为NaH+H2O=NaOH+H2↑,故答案为:NaH+H2O=NaOH+H2↑;
②该反应即NaH+H2O=NaOH+H2↑中H2O中的H的化合价降低,被还原,即氧化剂是H2O,NaH中的H化合价升高,即还原剂是NaH,故答案为:H2O;NaH;
③该反应即NaH+H2O=NaOH+H2↑中有NaH中离子键的断裂,H2O中极性键断裂,NaOH中离子键的形成,H2中非极性键的形成,氢键不是化学键,故答案为:abc;
【小问5详解】
由分析可知,Z为O、P为Na、Q为S,Z、P、Q三种元素可形成多种盐,实验室预配制460mL2的P2QZ4即Na2SO4溶液,需用托盘天平称量P2QZ4固体0.5L×2.0mol/L×142g/mol=142.0g,用固体配制一定物质的量浓度的溶液步骤顺序为:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容和摇匀,故顺序为:④⑥②⑤③①,故答案为:142.0;④⑥②⑤③①。
18. 物质类别和元素化合价是研究物质性质的两个重要角度。回答下列问题:
Ⅰ.S在不同价态之间的转化:SO2Na2SO3溶液Na2S2O3溶液
(1)反应①的转化说明SO2的类别属于_______;欲制备Na2S2O3溶液,从化合价的角度分析,反应②合理的是_______(填标号)。
a.Na2SO3+Na2SO4 b.Na2SO3+S c.Na2SO3+Na2S2O5
Ⅱ.某兴趣小组模拟工业制取Na2S2O3的装置(夹持和加热装置略)如图所示。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为_______;装置B的作用为_______。
(3)装置C发生的反应有①Na2CO3+SO2 =Na2SO3+CO2;② ……;③Na2SO3+SNa2S2O3,反应②的离子方程式为_______;已知反应③相对较慢,当观察到装置C中出现_______的现象,说明反应已完全。为制得纯净的Na2S2O3,应使三颈烧瓶中Na2S和Na2CO3恰好完全反应,则三颈烧瓶中Na2S和Na2CO3物质的量之比应为_______。
(4)工业上常用Na2S2O3溶液吸收尾气中的Cl2,氧化产物为SO,发生反应的离子方程式为_______;临床上Na2S2O3可用于氰化物解毒,解毒原理为S2O+CN- = SCN-+SO。体外模拟该解毒实验,检验该转化有SCN-生成的实验操作是_______。
【答案】(1) ①. 酸性氧化物 ②. b
(2) ①. Na2SO3+H2SO4 = Na2SO4+H2O+SO2↑ ②. 安全瓶,防止倒吸
(3) ①. 2S2-+3SO2 = 2SO+3S↓ ②. 溶液变澄清(或浑浊消失) ③. 2:1
(4) ①. S2O+4Cl2+5H2O = 2SO+8Cl-+10H+ ②. 取模拟解毒后的溶液于试管中,滴加FeCl3溶液
【解析】
【小问1详解】
二氧化硫和碳酸钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,该转化说明SO2的类别属于酸性氧化物;Na2S2O3中S的化合价为+2,制备Na2S2O3时选用的反应物含S元素,则根据氧化还原反应中的“归中反应”规律,反应物中S元素的化合价应一个大于+2价、一个小于+2价,只有Na2SO3+S符合,故选b;
【小问2详解】
装置A中制取SO2,发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4 = Na2SO4+H2O+SO2↑;装置B的作用为安全瓶,防止倒吸;
【小问3详解】
装置C发生的反应有①Na2CO3+SO2 =Na2SO3+CO2;②2NaS+3SO2=2Na2SO3+3S↓;③Na2SO3+SNa2S2O3,反应②的离子方程式为2S2-+3SO2 = 2SO+3S↓;S为不溶物,当观察到装置C中出现溶液变澄清(或浑浊消失)的现象,说明反应已完全。总反应为2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2,则三颈烧瓶中Na2S和Na2CO3物质的量之比应为2:1;
小问4详解】
用Na2S2O3溶液吸收尾气中的Cl2,氧化产物为SO,发生反应的离子方程式为S2O+4Cl2+5H2O = 2SO+8Cl-+10H+;临床上Na2S2O3可用于氰化物解毒,解毒原理为S2O+CN- = SCN-+SO。根据铁离子遇到硫氰根离子变红,检验该转化有SCN-生成的实验操作是取模拟解毒后的溶液于试管中,滴加FeCl3溶液。
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