精品解析：江苏省盐城市阜宁县2023-2024学年高一下学期4月期中考试化学试题

2024年春学期高一年级期中学情调研 化学(B)试题 本试卷满分：100分 考试时间75分钟 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 S：32 Fe：56 Zn：65 一、选择题(本大题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意，请将正确答案的字母涂在答题卡对应的题号上)。 1. 反应可用于焊接铁轨，下列有关说法不正确的是 A. 该反应大量放热 B. 铝在反应中作还原剂，可用于工业上大量冶铁 C. 铝热剂混合物可用点燃镁条引发反应 D. 该反应是置换反应，生成物Al2O3和Fe容易分离 2. 一定条件下，当反应达到平衡时，通入一定时间后，下列物质中存在的是 A. 只有NO2、O2 B. 只有N2O5、NO2 C. 只有N2O5、O2 D. N2O5、NO2、O2 3. 某反应的能量变化如下图所示，下列说法中正确的是 A. 该反应为放热反应 B. 该反应为吸热反应 C. 反应物的总能量高于生成物的总能量 D. 该反应只有在加热条件下才能进行 4. 某兴趣小组设计的水果电池装置如图所示。该电池工作时,下列说法正确的是 (　　) A. 铜片作负极 B. 锌片发生还原反应 C. 将电能转化为化学能 D. 电子由锌片经导线流向铜片 5. 下图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置，下列方案正确的是 选项 X 收集气体 Y A 碱石灰 氯化氢 水 B 碱石灰 氨气 水 C 氯化钙 二氧化硫 氢氧化钠 D 氯化钙 一氧化氮 氢氧化钠 A. A B. B C. C D. D 6. 下列离子方程式正确的是(　　) A. 铁与FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋ B. Fe与稀盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ C. FeCl2溶液与Cl2反应：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－ D. Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 7. 已知：2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O；NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O。将224mL(标况下)NO和NO2的混合气体溶于20mLNaOH溶液中，恰好完全反应并无气体逸出，则NaOH溶液的物质的量浓度为 A. 1 mol/L B. 0.5mol/L C. 0.25mol/L D. 0.2mol/L 8. 氨的喷泉实验体现了氨的下列性质中的 A. 还原性 B. 极易溶解于水 C. 易液化 D. 氧化性 9. 可逆反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在恒容密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是 ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A. ①④⑥ B. ②③⑤ C. ①③④ D. ①②③④⑤⑥ 10. 在一定温度下，溶液与Zn粒发生反应。在不同时刻测定的生成H2的体积(已折算为标准状况)如下表。 t/min 0 1 3 5 7 9 V(H2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计) A. 0~5min的平均反应速率： B. 5~9min的平均反应速率： C. 反应到5min时， D. 反应到5min时，Zn溶解了32.5mg 11. 有关铁的化合物的说法中，错误的是 A. Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色 B. 如图所示操作可制取Fe(OH)2 C. Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得 D. Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应 12. 下图表示人类使用不同金属的大致年代。这个先后顺序跟下列有关的是 ①地壳中金属元素的含量；②金属活动性顺序；③金属的导电性；④金属冶炼的难易程度； ⑤金属的延展性； A. ①③ B. ②⑤ C. ③⑤ D. ②④ 13. 将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中反应回收S，其物质转化如题图所示。下列说法正确的是 A. 在图示转化中，化合价不变的元素只有铜、氢 B. 过程Ⅲ反应的离子方程式为 C. 通入过量的氧气或者增大的浓度可以减少回收的S中CuS的含量 D. 有转化为硫单质时，理论上消耗的物质的量为2mol［若溶液中不变］ 二、非选择题(本大题共4小题，共61分) 14. 下列各题均来自教材，请按照要求回答问题。 Ⅰ、 （1）人工固氮——合成氨技术是20世纪人类最伟大的成就之一，请你谈谈该技术对人类的巨大意义：________。 Ⅱ、下图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。 （2）下列说法中错误的是________(填字母)。 A. 图中①和②的转化过程属于氮的固定 B. ③和④的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化 C. 发生⑤转化的过程中，氮元素被还原 D. ⑥是在反硝化细菌作用下的反硝化过程，该过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响 （3）氮循环过程中发生的反应之一可表示为，该反应中每生成转移的电子数目是________NA。 Ⅲ、从铝土矿中提取铝的工艺流程见下图。 （4）请写出铝土矿中的Al2O3与NaOH溶液发生反应的化学方程式：________； （5）请写CO2气体通入溶液发生反应的化学方程式：________； （6）电解Al2O3的时候添加冰晶石的作用是：________。 Ⅳ、已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜，用下面示意图中的装置可以实现该反应。 A中装有的NH4Cl和Ca(OH)2混合物在加热条件下，可以发生反应生成CaCl2、NH3和H2O。试回答下列问题： （7）B中加入的物质是碱石灰(CaO和NaOH)的混合物，其作用是________。 （8）实验时在C中(装有CuO)观察到的现象是________，发生反应的化学方程式是________。 （9）实验时在D中观察到的现象是________，收集到的物质是________。 15. 工厂烟气(主要污染物有SO2、NO)直接排放会造成空气污染，水溶性硝态氮(NO、NO等)是水体污染物，需要处理才能排放。 （1）CO(NH2)2溶液脱硫的反应为：SO2+CO(NH2)2+2H2O=(NH4)2SO3+CO2(该反应为非氧化还原反应)。若吸收烟气时通入少量ClO2，可同时实现脱硫、脱硝。脱硝的反应分为两步。 第一步：5NO+2ClO2+H2O=5NO2+2HCl 第二步：NO2和CO(NH2)2反应生成N2、CO2和水。 请写出第二步反应的化学方程式为__。 （2）“纳米零价铁—H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的NO。 在一定温度下，将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合，以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置，可将烟气中的NO氧化。 ①NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为__。 ②Fe2+催化H2O2分解产生HO•，HO•将NO氧化为NO的机理如图所示，Y的化学式为__。 ③通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示。已知O2－可在固体电解质中自由移动。NiO电极上的电极反应式为__。 （3）纳米铁粉可用于去除废水中的硝态氮(以NO表示)可大致分为2个过程，反应原理如图所示。 ①有研究发现，在铁粉总量一定的条件下，水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮去除。若水中的溶解氧过少，硝态氮去除率下降的原因是__。 ②利用纳米铁粉与活性炭混合物可提升硝态废水中硝态氮的去除效率，可能原因是__。 16. 绿矾(FeSO4·7H2O)是自然界存在的一种矿石，翠绿如宝石，很早就引起人们的重视。 材料一 《唐本草》和《天工开物》等古籍都记载中国很早就能焙烧绿矾制备铁红(主要成分是Fe2O3)。铁红颜色鲜艳，稳定无毒，是中国传统红色颜料的重要着色剂。 材料二 公元8世纪，阿拉伯炼金家查比尔曾提出，把绿矾焙烧可以蒸馏出“矾精”，它具有比较大的溶解力。绿矾焙烧是一种生产硫酸的古老方法。 （1）某研究性学习小组用如图所示试验装置对绿矾的焙烧反应进行探究。 ①实验过程中，装置A玻管中可观察到的实验现象是__。 ②装置C的作用是__。 ③该小组学生设计如下实验方案验证“矾精”是硫酸溶液：取U形管中的溶液少许于试管中，滴入__(填试剂名称)，溶液呈红色，说明“矾精”中含有H＋；检验“矾精”中含有SO42-的方法是__。 （2）某工厂计划用绿矾焙烧工艺生产高纯度铁红(Fe2O3)160kg，计算理论上所需绿矾的质量，写出计算过程。___。 17. 2022年11月，“神舟十五号”载人飞船成功发射，创下了我国在超低温天气成功发射载人飞船的新纪录，肼(N2H4)是火箭常用高能燃料，可与O2发生反应：。请回答下列问题： （1）相关化学键的键能［常温常压下，断裂或形成1mol(理想)气体分子化学键所吸收或放出的能量］数据如表所示： 化学键 N—N H—N H—O 键能 159 389 498 946 465 ①，生成0.5mol O2(g)会放出________kJ能量。 ②1mol N2H4(g)在O2中完全燃烧放出________kJ能量。 （2）可设计为燃料电池，装置如图所示。 ①气体Y为________(填化学式)。该装置工作时，移向电极________(填“Pt1”或“Pt2”)。 ②电极Pt1为________(填“负极”或“正极”)，发生的电极反应为________。 ③该装置工作一段时间后，电解质溶液的酸性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年春学期高一年级期中学情调研 化学(B)试题 本试卷满分：100分 考试时间75分钟 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 S：32 Fe：56 Zn：65 一、选择题(本大题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意，请将正确答案的字母涂在答题卡对应的题号上)。 1. 反应可用于焊接铁轨，下列有关说法不正确的是 A. 该反应大量放热 B. 铝在反应中作还原剂，可用于工业上大量冶铁 C. 铝热剂混合物可用点燃镁条引发反应 D. 该反应是置换反应，生成物Al2O3和Fe容易分离 【答案】B 【解析】 【详解】A．铝热反应是放热反应，反应中放出大量的热，故A正确； B．反应中Al元素化合价下降，铝在反应中作还原剂，该反应不可用于工业上大量冶铁，工业上大量冶铁原理是CO还原Fe2O3，故B错误； C．点燃镁条会放出大量的热，可用点燃镁条引发铝热反应，故C正确； D．该反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，属于置换反应，反应过程中Fe融化为液体，Al2O3是固体，容易分离，故D正确； 故选B。 2. 一定条件下，当反应达到平衡时，通入一定时间后，下列物质中存在的是 A. 只有NO2、O2 B. 只有N2O5、NO2 C. 只有N2O5、O2 D. N2O5、NO2、O2 【答案】D 【解析】 【详解】向反应的平衡体系中通入，可逆反应继续进行，当达到新平衡时， N2O5、NO2、O2中都应含有，故选D。 3. 某反应的能量变化如下图所示，下列说法中正确的是 A. 该反应为放热反应 B. 该反应为吸热反应 C. 反应物的总能量高于生成物的总能量 D. 该反应只有在加热条件下才能进行 【答案】B 【解析】 【详解】A．该反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量，则该反应为吸热反应，A不正确； B．由A选项中的分析可知，该反应为吸热反应，B正确； C．从图中可以看出，反应物的总能量低于生成物的总能量，C不正确； D．该反应虽然为吸热反应，但在常温下也可能进行，D不正确； 故选B。 4. 某兴趣小组设计的水果电池装置如图所示。该电池工作时,下列说法正确的是 (　　) A. 铜片作负极 B. 锌片发生还原反应 C. 将电能转化为化学能 D. 电子由锌片经导线流向铜片 【答案】D 【解析】 【详解】A、锌作负极，铜为正极，选项A错误；B、锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，选项B错误；C、该装置是原电池，将化学能转化为电能，选项C错误；D、电子从负极锌沿导线流向正极铜，选项D正确；答案选D。 点睛：本题考查了原电池原理，难度不大，注意把握正负极的判断和电极方程式的书写，注意溶液中酸性的变化。锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应；铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应；电子从负极沿导线流向正极，据此分析。 5. 下图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置，下列方案正确的是 选项 X 收集气体 Y A 碱石灰 氯化氢 水 B 碱石灰 氨气 水 C 氯化钙 二氧化硫 氢氧化钠 D 氯化钙 一氧化氮 氢氧化钠 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A、氯化氢是酸性气体，不能用碱石灰干燥，A不正确； B、氨气密度小于空气，应该是短口进，长口出，B不正确； C、二氧化硫是酸性气体，能用氯化钙干燥，且二氧化硫的密度大于空气，用向上排空气法收集，C正确； D、一氧化氮极易被空气氧化生成二氧化氮，不能用排空气法收集，D不正确； 答案选C。 6. 下列离子方程式正确的是(　　) A. 铁与FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋ B. Fe与稀盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ C. FeCl2溶液与Cl2反应：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－ D. Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 【答案】D 【解析】 【详解】A、电荷不守恒，应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故A错误；B、违反反应事实，应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，故B错误；C、电荷不守恒，应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故C错误；D、氢氧化铁是难溶物质，不能拆写成离子，发生中和反应，故D正确。 点睛：离子反应方程式正误判断中，一先看是否符合客观事实，二看电荷数是否相等，三看拆写是否正确，四看是否缺少反应。 7. 已知：2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O；NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O。将224mL(标况下)NO和NO2的混合气体溶于20mLNaOH溶液中，恰好完全反应并无气体逸出，则NaOH溶液的物质的量浓度为 A. 1 mol/L B. 0.5mol/L C. 0.25mol/L D. 0.2mol/L 【答案】B 【解析】 【详解】n(NOx)= =0.01mol，根据方程式知，氮氧化物和NaOH反应时无论生成硝酸钠还是亚硝酸钠，N、Na原子个数之比都是1：1，所以n(NOx)=n(NaOH)，则c(NaOH)= =0.5mol/L，故选B。 【点睛】本题考查化学方程式的有关计算，侧重考查学生分析计算能力，利用原子守恒分析解答即可，注意解题方法技巧。 8. 氨的喷泉实验体现了氨的下列性质中的 A. 还原性 B. 极易溶解于水 C. 易液化 D. 氧化性 【答案】B 【解析】 【详解】氨的喷泉实验中，设法减少烧瓶内的压强，导致烧瓶内的压强小于大气压强，从而使烧杯内的水压入烧瓶内。减少烧瓶内压强的措施，是先让少量水进入烧瓶内，使氨气溶于水形成负压，则体现了氨的极易溶于水的性质，故选B。 9. 可逆反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在恒容密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是 ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A. ①④⑥ B. ②③⑤ C. ①③④ D. ①②③④⑤⑥ 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，反应进行的方向相反，且物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，反应达平衡状态，①符合题意； ②单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO，反应进行的方向相同，反应不一定达平衡状态，②不符合题意； ③不管反应是否达到平衡，各物质表示的反应速率之比都等于化学计量数之比，③不符合题意； ④混合气体的颜色不再改变，则NO2的浓度不变，反应达平衡状态，④符合题意； ⑤混合气体的质量不变，体积不变，则密度始终不变，当密度不再改变时，反应不一定达平衡状态，⑤不符合题意； ⑥混合气体的质量始终不变，平均相对分子质量不变时，气体的物质的量不变，则反应达平衡状态，⑥符合题意； 综合以上分析，①④⑥符合题意，故选A。 10. 在一定温度下，溶液与Zn粒发生反应。在不同时刻测定的生成H2的体积(已折算为标准状况)如下表。 t/min 0 1 3 5 7 9 V(H2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计) A. 0~5min的平均反应速率： B. 5~9min的平均反应速率： C. 反应到5min时， D. 反应到5min时，Zn溶解了32.5mg 【答案】D 【解析】 【详解】A．5min时，生成氢气22.4 mL，即10-3mol，根据Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2知，硫酸反应了10-3mol，则，A正确； B．反应过程中，硫酸浓度越来越小，则反应速率越来越慢，则5~9min的平均反应速率：，B正确； C．反应到5min时，，C正确； D．5min时，生成氢气22.4 mL，即10-3mol，根据Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2知，Zn溶解了10-3mol ，即=65mg，D错误； 故选D。 11. 有关铁的化合物的说法中，错误的是 A. Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色 B. 如图所示操作可制取Fe(OH)2 C. Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得 D. Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应 【答案】A 【解析】 【详解】A．Fe(OH)2是一种白色固体，故A错误； B．煤油能减少FeSO4溶液与氧气接触，可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，故B正确； C．铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4，该反应为化合反应；用4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3制取Fe(OH)3也是化合反应，故C正确； D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应，故D正确； 故答案选A。 12. 下图表示人类使用不同金属的大致年代。这个先后顺序跟下列有关的是 ①地壳中金属元素的含量；②金属活动性顺序；③金属的导电性；④金属冶炼的难易程度； ⑤金属的延展性； A. ①③ B. ②⑤ C. ③⑤ D. ②④ 【答案】D 【解析】 【详解】金属越活泼，金属性越强，金属就越难冶炼。由于铜的金属性弱于铁的，而铁的金属性又弱于铝的，因此最先是青铜器时代，而后是铁器时代，所以答案选D。 13. 将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中反应回收S，其物质转化如题图所示。下列说法正确的是 A. 在图示转化中，化合价不变的元素只有铜、氢 B. 过程Ⅲ反应的离子方程式为 C. 通入过量的氧气或者增大的浓度可以减少回收的S中CuS的含量 D. 有转化为硫单质时，理论上消耗的物质的量为2mol［若溶液中不变］ 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，反应Ⅰ为溶液中亚铁离子与空气中氧气反应生成铁离子，反应Ⅱ为硫化氢与铜离子反应生成硫化铜沉淀和氢离子，反应Ⅲ为溶液中铁离子与硫化铜反应生成硫、铜离子和亚铁离子，反应过程中金属离子的浓度不变，总反应为亚铁离子做催化剂条件下，硫化氢与氧气反应生成硫和水，反应的方程式为2H2S＋O22S↓＋2H2O。 【详解】A．由分析可知，图示转化中，化合价不变的元素为铜、氢、氯，共3种，故A错误； B．由分析可知，反应Ⅲ为溶液中铁离子与硫化铜反应生成硫、铜离子和亚铁离子，反应的离子方程式为，故B错误； C．要减少回收S中的CuS含量，S2-不能过量，可以通入过量的氧气或者增大Fe3+的浓度与S2—反应以减小S2—的浓度，故C正确； D．由分析可知，反应过程中金属离子的浓度不变，总反应方程式为2H2S＋O22S↓＋2H2O，则1mol硫化氢转化为硫单质时，反应消耗氧气的物质的量为1mol×=0.5mol，故D错误； 故选C。 二、非选择题(本大题共4小题，共61分) 14. 下列各题均来自教材，请按照要求回答问题。 Ⅰ、 （1）人工固氮——合成氨技术是20世纪人类最伟大的成就之一，请你谈谈该技术对人类的巨大意义：________。 Ⅱ、下图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。 （2）下列说法中错误的是________(填字母)。 A. 图中①和②的转化过程属于氮的固定 B. ③和④的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化 C. 发生⑤转化的过程中，氮元素被还原 D. ⑥是在反硝化细菌作用下的反硝化过程，该过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响 （3）氮循环过程中发生的反应之一可表示为，该反应中每生成转移的电子数目是________NA。 Ⅲ、从铝土矿中提取铝的工艺流程见下图。 （4）请写出铝土矿中的Al2O3与NaOH溶液发生反应的化学方程式：________； （5）请写CO2气体通入溶液发生反应的化学方程式：________； （6）电解Al2O3的时候添加冰晶石的作用是：________。 Ⅳ、已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜，用下面示意图中的装置可以实现该反应。 A中装有的NH4Cl和Ca(OH)2混合物在加热条件下，可以发生反应生成CaCl2、NH3和H2O。试回答下列问题： （7）B中加入的物质是碱石灰(CaO和NaOH)的混合物，其作用是________。 （8）实验时在C中(装有CuO)观察到的现象是________，发生反应的化学方程式是________。 （9）实验时在D中观察到的现象是________，收集到的物质是________。 【答案】（1）将大气中的氮气转化为氨或铵盐，被植物吸收，从而大幅提高发展中国家的粮食产量，进而实现人工合成大量的蛋白质等 （2）C （3）8 （4）Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4] （5）CO2+Na[Al(OH)4]=Al(OH)3↓ +NaHCO3 （6）助熔剂 （7）除去氨气中混有的水蒸气 （8） ①. 固体由黑色变为红色 ②. 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O （9） ①. 有无色液体生成 ②. 氨水 【解析】 【分析】利用氨与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜时，装置A中装有的NH4Cl和Ca(OH)2混合物加热，生成CaCl2、NH3和H2O；装置B中的碱石灰用于干燥氨气；装置C用于发生氨气还原CuO的反应；装置D用于收集未反应的NH3，装置E用于收集N2。 【小问1详解】 氮元素是植物生长所需要的元素，通过人工固氮可以将游离态的氮转化为化合态的氮，被植物吸收。人工固氮对人类的巨大意义：将大气中的氮气转化为氨或铵盐，被植物吸收，从而大幅提高发展中国家的粮食产量，进而实现人工合成大量的蛋白质等。 【小问2详解】 A．图中①和②的转化过程都是将N2转化为氮的化合物，属于氮的固定，A正确； B．③是将含氮有机物转化为含氮无机物，④是将含氮无机物转化为含氮有机物，则③和④的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化，B正确； C．发生⑤转化的过程中，氮元素由-3价转化为+3、+5价，氮元素被氧化，C错误； D．⑥是在反硝化细菌作用下的反硝化过程，将氮的化合物转化为氮气，该过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响，D正确； 故选C。 【小问3详解】 由反应可建立关系式：——8e-，则该反应中每生成转移的电子数目是8mol。 【小问4详解】 铝土矿中的Al2O3与NaOH溶液发生反应，生成Na[Al(OH)4]，化学方程式：Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]。 【小问5详解】 CO2气体通入NaAlO2溶液发生反应，生成Al(OH)3和NaHCO3，化学方程式：CO2+Na[Al(OH)4]=Al(OH)3↓ +NaHCO3。 【小问6详解】 氧化铝的熔点高，耗能大，冰晶石可降低氧化铝的熔化温度，则电解Al2O3的时候添加冰晶石的作用是：助熔剂。 【小问7详解】 A中制得的氨气中混有水蒸气，B中加入的物质是碱石灰(CaO和NaOH)的混合物，其作用是：除去氨气中混有的水蒸气。 【小问8详解】 NH3在加热条件下能还原氧化铜，生成Cu等，则实验时在C中(装有CuO)观察到的现象是：固体由黑色变为红色，发生反应的化学方程式是2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O。 【小问9详解】 实验时未反应的氨气和生成的水蒸气在D中液化，观察到的现象是：有无色液体生成，收集到的物质是氨水。 【点睛】液氨可作制冷剂。 15. 工厂烟气(主要污染物有SO2、NO)直接排放会造成空气污染，水溶性硝态氮(NO、NO等)是水体污染物，需要处理才能排放。 （1）CO(NH2)2溶液脱硫的反应为：SO2+CO(NH2)2+2H2O=(NH4)2SO3+CO2(该反应为非氧化还原反应)。若吸收烟气时通入少量ClO2，可同时实现脱硫、脱硝。脱硝的反应分为两步。 第一步：5NO+2ClO2+H2O=5NO2+2HCl 第二步：NO2和CO(NH2)2反应生成N2、CO2和水。 请写出第二步反应的化学方程式为__。 （2）“纳米零价铁—H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的NO。 在一定温度下，将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合，以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置，可将烟气中的NO氧化。 ①NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为__。 ②Fe2+催化H2O2分解产生HO•，HO•将NO氧化为NO的机理如图所示，Y的化学式为__。 ③通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示。已知O2－可在固体电解质中自由移动。NiO电极上的电极反应式为__。 （3）纳米铁粉可用于去除废水中的硝态氮(以NO表示)可大致分为2个过程，反应原理如图所示。 ①有研究发现，在铁粉总量一定的条件下，水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮去除。若水中的溶解氧过少，硝态氮去除率下降的原因是__。 ②利用纳米铁粉与活性炭混合物可提升硝态废水中硝态氮的去除效率，可能原因是__。 【答案】（1）6NO2+4CO(NH2)2=7N2+4CO2+8H2O （2） ①. 2NO+3H2O2=2HNO3+2H2O ②. Fe3+/FeCl3 ③. NO－2e－+O2−=NO2 （3） ①. 水中的溶解氧过少，生成Fe2+浓度低，还原NO速率慢，硝态氮去除率下降 ②. 纳米铁粉与活性炭形成原电池，加快反应速率，硝态氮去除率上升 【解析】 【小问1详解】 NO2和CO(NH2)2发生氧化还原反应生成N2、CO2和H2O，则其反应的化学方程式为6NO2＋4CO(NH2)2=7N2＋4CO2＋8H2O；故答案为：6NO2＋4CO(NH2)2=7N2＋4CO2＋8H2O。 【小问2详解】 “纳米零价铁—H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的NO。 在一定温度下，将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合，以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置，可将烟气中的NO氧化。 ①NO与H2O2反应生成HNO3，根据氧化还原反应原理得到该反应的化学方程式为2NO＋3H2O2=2HNO3＋2H2O；故答案为：2NO＋3H2O2=2HNO3＋2H2O。 ②根据Fe2+催化H2O2分解产生HO•，X与H2O2分解产生HO•和OH－，则X为Fe2+，利用氧化还原反应得到Y的化学式为Fe3+/FeCl3；故答案为：Fe3+/FeCl3。 ③通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示。已知O2－可在固体电解质中自由移动。 NiO电极上NO变为NO2，氮化合价升高，失去电子，则电极反应式为NO－2e－+O2−=NO2；故答案为：NO－2e－+O2−=NO2。 【小问3详解】 ①若水中的溶解氧过少，硝态氮去除率下降的原因是水中的溶解氧过少，纳米铁粉与氧气反应速率较慢，生成的Fe2+浓度低，亚铁离子还原NO速率慢，因此硝态氮去除率下降；故答案为：水中的溶解氧过少，生成Fe2+浓度低，还原NO速率慢，硝态氮去除率下降。 ②利用纳米铁粉与活性炭混合物可提升硝态废水中硝态氮的去除效率，可能原因是纳米铁粉与活性炭形成原电池，加快反应速率，生成的亚铁离子浓度增大，亚铁离子还原NO速率，因此硝态氮去除率上升；故答案为：纳米铁粉与活性炭形成原电池，加快反应速率，硝态氮去除率上升。 16. 绿矾(FeSO4·7H2O)是自然界存在的一种矿石，翠绿如宝石，很早就引起人们的重视。 材料一 《唐本草》和《天工开物》等古籍都记载中国很早就能焙烧绿矾制备铁红(主要成分是Fe2O3)。铁红颜色鲜艳，稳定无毒，是中国传统红色颜料的重要着色剂。 材料二 公元8世纪，阿拉伯炼金家查比尔曾提出，把绿矾焙烧可以蒸馏出“矾精”，它具有比较大的溶解力。绿矾焙烧是一种生产硫酸的古老方法。 （1）某研究性学习小组用如图所示试验装置对绿矾的焙烧反应进行探究。 ①实验过程中，装置A玻管中可观察到的实验现象是__。 ②装置C的作用是__。 ③该小组学生设计如下实验方案验证“矾精”是硫酸溶液：取U形管中的溶液少许于试管中，滴入__(填试剂名称)，溶液呈红色，说明“矾精”中含有H＋；检验“矾精”中含有SO42-的方法是__。 （2）某工厂计划用绿矾焙烧工艺生产高纯度铁红(Fe2O3)160kg，计算理论上所需绿矾的质量，写出计算过程。___。 【答案】 ①. 绿色晶体变红棕色粉末 ②. 吸收尾气SO2，防止污染环境 ③. 紫色石蕊试液 ④. 取冷却液少许于试管中，滴加稀盐酸，没有现象，再加入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成，说明含有SO42- ⑤. 556 kg 【解析】 【分析】（1）①依据反应物和生成物判断现象； ②二氧化硫污染空气，不能任意排放，分析氢氧化钠溶液的作用； ③依据常见阳离子和阴离子检验方法分析； （2）依据原子守恒进行计算。 【详解】（1）①焙烧绿矾制备铁红(主要成分是Fe2O3)，实验过程中，装置A玻管中可观察到的实验现象是绿色晶体变红棕色粉末， 故答案为：绿色晶体变红棕色粉末； ②在空气中加热绿矾，会生成二氧化硫，二氧化硫会污染空气，不能任意排放，所以作用是吸收二氧化硫，防止污染空气， 故答案为：吸收尾气SO2，防止污染环境； ③检验氢离子用紫色石蕊试液，溶液变红色，检验“矾精”中含有SO42-的方法是取冷却液少许于试管中，滴加稀盐酸，没有现象，再加入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成，说明含有SO42-， 故答案为：紫色石蕊试液；取冷却液少许于试管中，滴加稀盐酸，没有现象，再加入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成，说明含有SO42-； （2）利用铁原子守恒得：m（绿矾）=×2×M(绿矾)=×2×278g/mol=556 kg，故答案为：556 kg。 【点睛】在化学计算中要学会运用原子守恒，电荷守恒，电子守恒，往往会达到事半功倍的效果。 17. 2022年11月，“神舟十五号”载人飞船成功发射，创下了我国在超低温天气成功发射载人飞船的新纪录，肼(N2H4)是火箭常用高能燃料，可与O2发生反应：。请回答下列问题： （1）相关化学键的键能［常温常压下，断裂或形成1mol(理想)气体分子化学键所吸收或放出的能量］数据如表所示： 化学键 N—N H—N H—O 键能 159 389 498 946 465 ①，生成0.5mol O2(g)会放出________kJ能量。 ②1mol N2H4(g)在O2中完全燃烧放出________kJ能量。 （2）可设计为燃料电池，装置如图所示。 ①气体Y为________(填化学式)。该装置工作时，移向电极________(填“Pt1”或“Pt2”)。 ②电极Pt1为________(填“负极”或“正极”)，发生的电极反应为________。 ③该装置工作一段时间后，电解质溶液的酸性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。 【答案】（1） ①. 249 ②. 593 （2） ①. O2 ②. Pt1 ③. 负 ④. N2H4－4e-=N2+4H+ ⑤. 减弱 【解析】 【小问1详解】 ①断键吸热，形成化学键放热，则O(g)+O(g)→O2(g)，生成0.5molO2(g)会放出498kJ×0.5=249kJ能量； ②根据方程式可知断键吸收的能量是(4×389+159+498)kJ=2213kJ，形成化学键放出的能量是(946+4×465)＝2806kJ，所以1molN2H4(g)在O2中完全燃烧放出2806kJ－2213kJ=593kJ能量。 【小问2详解】 ①根据电子流向可知Pt1电极是负极，Pt2电极是正极，所以气体Y为O2，发生得到电子的还原反应，该装置工作时，移向电极的负极，即Pt1电极； ②电极Pt1为负极，溶液显酸性，发生的电极反应为N2H4－4e-=N2+4H+； ③根据反应式N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O可知反应过程中硫酸的物质的量不变，但溶液体积增加，硫酸浓度减小，所以该装置工作一段时间后，电解质溶液的酸性减弱。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $