精品解析:宁夏石嘴山市第一中学2024-2025学年高三上学期10月月考 化学试题
2024-11-02
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内容正文:
石嘴山市第一中学2024~2025学年高三年级10月月考
化学试题
一、单选题
1. 燕赵大地历史悠久,文化灿烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错误的是
战国宫门青铜铺首
西汉透雕白玉璧
五代彩绘石质浮雕
元青花釉里红瓷盖罐
A. 青铜铺首主要成分是铜锡合金 B. 透雕白玉璧主要成分是硅酸盐
C. 石质浮雕主要成分是碳酸钙 D. 青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙
2. 化学与生活密切相关,下列说法正确的是
A. 稀豆浆可产生丁达尔效应
B. CaO和CaCl2·6H2O均可作食品干燥剂
C. 明矾常用作净水剂,是因为明矾具有杀菌消毒的功能
D. 铁粉可作食品袋内的干燥剂
3. 下列有关实验装置或操作进行的相应实验,能达到实验目的的是
A. 用图甲所示装置分离乙醇和碘的混合液
B. 用图乙所示操作配制100mL 0.1mol·L-1硫酸溶液
C. 用图丙所示装置制备、收集纯净的一氧化氮
D. 用图丁所示装置检验浓硫酸与蔗糖反应产生的二氧化硫
4. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。常温下,下列各组粒子在指定溶液中能大量共存的是
A. 碳酸钠溶液()中:
B. 加入苯酚显紫色的溶液中能大量共存的离子:
C. 酸性溶液中:
D. 常温下的溶液中:
5. 硫及其化合物部分转化关系如图(为阿伏加德罗常数)。下列说法正确的是
A. 标准状况下,气体中所含有的原子数目为
B. 反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
C. 反应②中氧化产物与还原产物的物质的量之比为
D. 反应②每生成还原产物,转移电子数目为
6. 下图是某元素常见物质的“价类”二维图,其中d为红棕色气体,f和g均为正盐且焰色反应火焰为黄色。下列说法不正确的是
A. e的浓溶液可以用铝槽车运输
B. 气体a、c均可用浓硫酸干燥
C. 常温下,将充满d的密闭烧瓶置于冰水中,烧瓶内红棕色变浅
D. d可与NaOH溶液反应生成f和g
7. 下列过程对应的离子方程式正确的是
A. 用氢氟酸刻蚀玻璃:
B. 用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板:
C. 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:
D. 用硫代硫酸钠溶液脱氯:S2O+4Cl2+5H2O=2SO+8Cl-+10H+
8. 是火箭固体燃料重要的氧载体,与某些易燃物作用可全部生成气态产物,如:。下列有关化学用语或表述正确的是
A. 的形成过程可表示为
B. 中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构
C. 在、石墨、金刚石中,碳原子有和三种杂化方式
D. 和都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力
9. 在常温下,发生下列几种反应:①16H++10Z-+2XO=2X2++5Z2+8H2O②2A2++B2=2A3++2B-③2B-+Z2=B2+2Z-。根据上述反应,下列结论判断错误的是
A. 溶液中可发生反应:Z2+2A2+=2A3++2Z-
B. A3+能将X2+氧化成XO
C. 氧化性强弱的顺序为:XO>Z2>B2>A3+
D. X2+是XO的还原产物
10. 化合物X是由细菌与真菌共培养得到的一种天然产物,结构简式如图。下列相关表述错误的是
A. 可与发生加成反应和取代反应 B. 可与溶液发生显色反应
C. 含有4种含氧官能团 D. 存在顺反异构
11. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
B
键角依次减小
孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
C
晶体中与8个配位,而晶体中与6个配位
比的半径大
D
逐个断开中的键,每步所需能量不同
各步中的键所处化学环境不同
A. A B. B C. C D. D
12. 某l00mL溶液可能含有Na+、NH、Fe3+、CO、SO、Cl-中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图:(所加试剂均过量,气体全部逸出)下列说法不正确的是( )。
A. 原溶液一定存在CO和SO,一定不存在Fe3+
B. 是否存在Na+只有通过焰色试验才能确定
C. 原溶液一定存在Na+,可能存在Cl-
D. 若原溶液中不存在Cl-,则c(Na+)=0.1mol·L-1
13. 硫酸亚铁溶液可用于催化脱除烟气中的二氧化硫等有害气体,反应原理如图所示。 说法正确
A. “反应Ⅰ”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 4:1
B. 反应一段时间后, 溶液中c (H2 SO4 ) 保持不变
C. “反应Ⅱ”的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O= 2Fe2++ SO+ 4H+
D. 反应中每脱除 11.2LSO2(标准状况) ,转移 2mol 电子
14. 下图是在空气中将晶体(摩尔质量为)加热时,所得固体产物的质量()随温度变化的关系曲线。下列说法正确的是
A. 50~100℃的过程变化是物理变化
B. 214~280℃发生反应:
C. 943℃时固体成分为
D. 的氧化物在空气中不能稳定存在
二、解答题
15. 根据所学知识填写下列空白。
(1)在标准状况下,6.72 L CO2质量为___________g,其中含有氧原子数目为___________。
(2)在标准状况下,3.4 g氨气所占的体积约为___________L,它与同条件下___________mol H2S含有相同的氢原子数。
(3)V L Fe2(SO4)3溶液中含有a g SO,取此溶液0.5 VL,用水稀释至2 VL,则稀释后溶液中SO的物质的量浓度为___________。
(4)下列数量的各物质,所含原子个数由大到小的顺序是___________(填序号)。
①0.5 mol SO3 ②标准状况下22.4 L He
③4℃时9 mL水(水的密度为1 g/mL) ④0.2 mol CH3COONH4
(5)在一密闭容器中充入a mol NO和b mol O2,可发生如下反应:2NO+O2=2NO2,充分反应后容器中氮原子和氧原子的个数之比为___________。
16. 钴是一种重要战略物质,由钴催化剂废料(含Co2O3、Fe2O3、CuO等杂质)制备CoCO3和高效净水剂黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]的工艺流程如图所示:
已知:
(i)氧化性:Co3+>ClO->Fe3+。
(ii)CoCO3、Co(OH)2、黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2 (OH)6]均难溶于水。
(1)“还原浸出”时提高浸取率的措施有 _______。(写两点)
(2)“还原浸出”后的溶液中阳离子有Co2+、Fe2+、Cu2+等。其中Co2O3被Na2SO3还原的化学方程式为_______。
(3)“氧化”中,被氧化的离子有_______。
(4)如图表示几种含铁微粒稳定存在形态与溶液pH和温度的关系。其中阴影部分表示黄钠铁矾。若工艺在100℃左右进行,为使铁转化为黄钠铁矾,应控制pH范围为_______。
(5)可制备锂离子电池的电极材料钴酸锂。一种锂离子电池装置如图所示,充放电过程中,存在与之间的转化。放电时,从A电极向B电极迁移,写出该电池放电时的正极反应:_______,若用该电池电解食盐水,当1molLi+通过隔膜时,电解池阴极收集到的气体体积在标准状况下为_______L。
17. 硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248g·mol-1),已知它易溶于水,难溶于乙醇,在40~50℃熔化,48℃分解。某兴趣小组用两种方法制取硫代硫酸钠晶体并加以应用。
Ⅰ.制备Na2S2O3·5H2O
方法一:亚硫酸钠法。
反应原理:S+Na2SO3=Na2S2O3
实验步骤:称取一定量的Na2SO3于烧杯中,溶于煮沸过的蒸馏水。另取过量的硫粉,加入少量乙醇充分搅拌均匀后,微沸,反应后趁热过滤。滤液蒸发浓缩、冷却结晶后析出Na2S2O3·5H2O晶体。再进行减压过滤、洗涤并低温干燥。
(1)向硫粉中加入少量乙醇充分搅拌均匀的目的是 ___________。
(2)下列说法不正确的是 ___________。
A. 蒸发浓缩至溶液表面出现大量沉淀时,停止加热
B. 快速冷却,可析出较大晶体颗粒
C. 冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率
D. 反应后趁热过滤是除去硫等不溶物
方法二:硫化碱法,装置如图。
(3)盛放70%硫酸的仪器名称 ___________。
(4)装置C中,通入SO2后Na2S和Na2CO3将以2:1的物质的量之比发生反应制得Na2S2O3和CO2反应的化学方程式为 ___________。
Ⅱ.Na2S2O3的应用
(5)Na2S2O3解毒氰化物原理:S2O+CN-→SCN-+SO。为检验该转化生成了SCN-,取反应后的少量溶液,先加入足量的盐酸,再加入的试剂是 ___________。
(6)设计以下实验测定粗产品中Na2S2O3·5H2O的含量:
步骤1:准确称取8.00g样品,溶于水,加入5mL甲醛,配成100ml的溶液。
步骤2:准确称取0.294g(0.001mol) K2Cr2O7于碘量瓶中,加入20mL蒸馏水溶解,再加入5mL1mol·L-1 H2SO4和20mL 10%KI溶液使铬元素完全转化为Cr3+,加水稀释至100mL。
步骤3:向碘量瓶中加入1mL 1%淀粉,用待测Na2S2O3溶液滴定碘量瓶中溶液至滴定终点,消耗Na2S2O3溶液20.00mL。(已知:I2+2S2O=2I-+S4O)。
①出“步骤2”中反应的离子方程式 ___________。
②试计算Na2S2O3·5H2O的纯度 ___________。
18. 甲磺司特(M)是一种在临床上治疗支气管哮喘、特应性皮炎和过敏性鼻炎等疾病的药物。M的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为___________。
(2)B→C的反应类型为___________。
(3)D的结构简式为___________。
(4)由F生成G的化学方程式为___________。
(5)G和H相比,H的熔、沸点更高,原因为___________。
(6)K与E反应生成L,新构筑官能团的名称为___________。
(7)同时满足下列条件的I的同分异构体共有___________种。
(a)核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为3:2:2:2;
(b)红外光谱中存在C=O和硝基苯基()吸收峰。
其中,可以通过水解反应得到化合物H的同分异构体的结构简式为___________。
(8)根据上述路线中的有关信息,由乙酸和苯为主要原料,设计制备的合成路线:___________。
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石嘴山市第一中学2024~2025学年高三年级10月月考
化学试题
一、单选题
1. 燕赵大地历史悠久,文化灿烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错误的是
战国宫门青铜铺首
西汉透雕白玉璧
五代彩绘石质浮雕
元青花釉里红瓷盖罐
A. 青铜铺首主要成分是铜锡合金 B. 透雕白玉璧主要成分是硅酸盐
C. 石质浮雕主要成分是碳酸钙 D. 青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙
【答案】D
【解析】
【详解】A.青铜铺首是青铜器,青铜的主要成分是铜锡合金,A正确;
B.透雕白玉璧是玉石,玉石的主要成分是硅酸盐,B正确;
C.石质浮雕是汉白玉,汉白玉的主要成分是碳酸钙,C正确;
D.青花釉里红瓷盖罐是陶瓷,陶瓷的主要成分是硅酸盐,D错误;
故选D。
2. 化学与生活密切相关,下列说法正确的是
A. 稀豆浆可产生丁达尔效应
B. CaO和CaCl2·6H2O均可作食品干燥剂
C. 明矾常用作净水剂,是因为明矾具有杀菌消毒的功能
D. 铁粉可作食品袋内的干燥剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.豆浆属于胶体,稀豆浆可产生丁达尔效应,故A正确;
B.CaCl2具有吸水性、CaCl2·6H2O没有吸水性,CaCl2·6H2O不能作干燥剂,故B错误;
C.明矾常用作净水剂,是因为铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性,明矾不能杀菌消毒,故C错误;
D.铁粉能和氧气反应,铁粉可作食品袋内的脱氧剂,故D错误;
选A。
3. 下列有关实验装置或操作进行的相应实验,能达到实验目的的是
A. 用图甲所示装置分离乙醇和碘的混合液
B. 用图乙所示操作配制100mL 0.1mol·L-1硫酸溶液
C. 用图丙所示装置制备、收集纯净的一氧化氮
D. 用图丁所示装置检验浓硫酸与蔗糖反应产生的二氧化硫
【答案】D
【解析】
【详解】A. 碘易溶于乙醇中,溶液不会分层,不能用分液的方法分离,故A错误;
B. 浓硫酸应该在烧杯中稀释并冷却后转移至容量瓶中,不能直接在容量瓶中稀释或配制溶液,故B错误;
C.NO不能用排空气法收集,NO能与氧气反应生成二氧化氮,应用排水法收集,故C错误;
D. SO2能使品红溶液褪色,也能被酸性高锰酸钾溶液氧化而吸收,因此可用图丁所示装置检验浓硫酸与蔗糖反应产生的二氧化硫,故D正确,
答案选D。
4. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。常温下,下列各组粒子在指定溶液中能大量共存的是
A. 碳酸钠溶液()中:
B. 加入苯酚显紫色的溶液中能大量共存的离子:
C. 酸性溶液中:
D. 常温下的溶液中:
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳酸根离子和题给的三种离子均不会反应,且三种离子之间也互不反应,故各离子可以共存,A正确;
B.加入苯酚显紫色的溶液中有铁离子,铁离子和硫离子之间会发生氧化还原反应,生成亚铁离子和硫单质,故二者不能共存,B错误;
C.草酸根离子、亚铁离子、溴离子均能和酸性高锰酸钾溶液发生反应,故不能共存,C错误;
D.常温下的溶液中,氢离子浓度为,溶液中还有硝酸根离子,在氢离子的作用下硝酸根离子会将亚铁离子氧化,故三者不能共存,D错误;
答案选A。
5. 硫及其化合物部分转化关系如图(为阿伏加德罗常数)。下列说法正确的是
A. 标准状况下,气体中所含有的原子数目为
B. 反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
C. 反应②中氧化产物与还原产物的物质的量之比为
D. 反应②每生成还原产物,转移电子数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.标准状况下,11.2L H2S气体物质的量为0.5mol,所含有的原子数目为1.5NA,A错误;
B.反应①发生反应,氧化剂为SO2,还原剂为H2S,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,B错误;
C.反应②发生反应,硫发生歧化反应,Na2SO3是氧化产物,Na2S是还原产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2,C错误;
D.反应②转移4NA电子时,生成2mol Na2S,故每生成1mol还原产物,转移电子数目为2NA,D正确;
故选D。
6. 下图是某元素常见物质的“价类”二维图,其中d为红棕色气体,f和g均为正盐且焰色反应火焰为黄色。下列说法不正确的是
A. e的浓溶液可以用铝槽车运输
B. 气体a、c均可用浓硫酸干燥
C. 常温下,将充满d的密闭烧瓶置于冰水中,烧瓶内红棕色变浅
D. d可与NaOH溶液反应生成f和g
【答案】B
【解析】
【分析】由题干信息d为红棕色气体氧化物,则d为NO2,说明该图为N元素的“价类”二维图,则可知:a为NH3、b为N2、c为NO、d为NO2,e为HNO3,f和g均为正盐且焰色反应火焰为黄色,说明g、f含有Na+,则f为NaNO3、g为NaNO2,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,e的浓溶液即浓HNO3,由于常温下铝在浓硝酸中发生钝化,故可以用铝槽车运输浓HNO3,A正确;
B.由分析可知,气体a为NH3不能用浓硫酸干燥,c为NO可用浓硫酸干燥,B错误;
C.由分析可知,d为NO2,常温下,将充满d的密闭烧瓶置于冰水中,由于反应2NO2(g)N2O4(g) , 平衡正向移动,故烧瓶内红棕色变浅,C正确;
D.由分析可知,d为NO2,2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,即NO2可与NaOH溶液反应生成f即NaNO3和g即NaNO2,D正确;
故答案为:B。
7. 下列过程对应的离子方程式正确的是
A. 用氢氟酸刻蚀玻璃:
B. 用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板:
C. 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:
D. 用硫代硫酸钠溶液脱氯:S2O+4Cl2+5H2O=2SO+8Cl-+10H+
【答案】D
【解析】
【详解】A.氢氟酸是弱酸,氢氟酸刻蚀玻璃是由于HF与玻璃的成分SiO2反应产生SiF4、H2O,反应方程式为:4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O,A错误;
B.电子不守恒,反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,B错误;
C.草酸是二元弱酸,应该写化学式,反应的离子方程式应该为:,C错误;
D.反应符合事实,遵循物质的拆分原则,D正确;
故合理选项是D。
8. 是火箭固体燃料重要的氧载体,与某些易燃物作用可全部生成气态产物,如:。下列有关化学用语或表述正确的是
A. 的形成过程可表示为
B. 中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构
C. 在、石墨、金刚石中,碳原子有和三种杂化方式
D. 和都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力
【答案】B
【解析】
【详解】A.是共价化合物,其电子式为,的形成过程可表示为,故A错误;
B.中的中心N原子孤电子对数为,价层电子对数为4,的中心原子孤电子对数为,价层电子对数为4,则二者的模型和空间结构均为正四面体形,故B正确;
C.、石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为、、,共有2种杂化方式,故C错误;
D.易液化,其汽化时吸收热量,可作制冷剂,干冰易升华,升华时吸收热量,也可作制冷剂,分子间作用力为氢键和范德华力,分子间仅存在范德华力,故D错误;
故选B。
9. 在常温下,发生下列几种反应:①16H++10Z-+2XO=2X2++5Z2+8H2O②2A2++B2=2A3++2B-③2B-+Z2=B2+2Z-。根据上述反应,下列结论判断错误的是
A. 溶液中可发生反应:Z2+2A2+=2A3++2Z-
B. A3+能将X2+氧化成XO
C. 氧化性强弱的顺序为:XO>Z2>B2>A3+
D. X2+是XO的还原产物
【答案】B
【解析】
【分析】①16H++10Z-+2XO=2X2++5Z2+8H2O中,Z元素的化合价升高,X元素的化合价降低;②2A2++B2=2A3++2B-中,A元素的化合价升高,B元素的化合价降低;③2B-+Z2=B2+2Z-中,Z元素的化合价降低,B元素的化合价升高,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性、还原剂的还原性大于还原产物的还原性,则氧化性关系为:XO>Z2>B2>A3+,则还原性为A2+>B->Z->X2+。
【详解】A. 氧化性:Z2>A3+,溶液中可发生反应:Z2+2A2+=2A3++2Z-,故A正确;
B. 氧化性关系为:XO>A3+,A3+不能将X2+氧化成XO,故B错误;
C. 氧化性强弱的顺序为:XO>Z2>B2>A3+,故C正确;
D. 16H++10Z-+2XO4-═2X2++5Z2+8H2O中,X元素的化合价降低,被还原,则X2+是还原产物,故D正确;
故选B。
10. 化合物X是由细菌与真菌共培养得到的一种天然产物,结构简式如图。下列相关表述错误的是
A. 可与发生加成反应和取代反应 B. 可与溶液发生显色反应
C. 含有4种含氧官能团 D. 存在顺反异构
【答案】D
【解析】
【详解】A.化合物X中存在碳碳双键,能和发生加成反应,苯环连有酚羟基,下方苯环上酚羟基邻位有氢原子,可以与发生取代反应,A正确;
B.化合物X中有酚羟基,遇溶液会发生显色反应,B正确;
C.化合物X中含有酚羟基、醛基、酮羰基、醚键4种含氧官能团,C正确;
D.该化合物中只有一个碳碳双键,其中一个双键碳原子连接的2个原子团都是甲基,所以不存在顺反异构,D错误;
故选D。
11. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
B
键角依次减小
孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
C
晶体中与8个配位,而晶体中与6个配位
比的半径大
D
逐个断开中的键,每步所需能量不同
各步中的键所处化学环境不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子光谱是不连续的线状谱线,说明原子的能级是不连续的,即原子能级是量子化的,故A正确;
B.中中心C原子为杂化,键角为,中中心C原子为杂化,键角大约为,中中心C原子为杂化,键角为,三种物质中心C原子都没有孤电子对,三者键角大小与孤电子对无关,故B错误;
C.离子晶体的配位数取决于阴、阳离子半径的相对大小,离子半径比越大,配位数越大,周围最多能排布8个,周围最多能排布6个,说明比半径大,故C正确;
D.甲烷逐个断开键时,每一步断裂后生成的含碳自由基结构与电子状态不同,各步中的键所处化学环境不同,所以每步所需能量不同,故D正确;
故选B。
12. 某l00mL溶液可能含有Na+、NH、Fe3+、CO、SO、Cl-中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图:(所加试剂均过量,气体全部逸出)下列说法不正确的是( )。
A. 原溶液一定存在CO和SO,一定不存在Fe3+
B. 是否存在Na+只有通过焰色试验才能确定
C. 原溶液一定存在Na+,可能存在Cl-
D. 若原溶液中不存在Cl-,则c(Na+)=0.1mol·L-1
【答案】B
【解析】
【分析】加入氯化钡溶液,生成沉淀,且沉淀部分溶解于盐酸,则所得沉淀1一定是BaSO4、BaCO3的混合物,原溶液一定存在、,硫酸钡沉淀是2.33g,物质的量是=0.01mol,碳酸根离子的物质的量是=0.01mol,和Fe3+不共存,一定不存在Fe3+,所得到的滤液中加入氢氧化钠,出现气体,为氨气,一定含有铵根离子,根据元素守恒,铵根离子的物质的量是=0.03mol,根据电荷守恒,阳离子所带正电荷的物质的量之和:0.03mol,阴离子所带负电荷的物质的量之和=0.01×2+0.01×2=0.04mol,所以一定存在钠离子,氯离子不能确定,n(Na+)≥0.01mol,所以c(Na+)≥0.1mol•L-1。
【详解】A.原溶液一定存在、、Cl-,一定不存在Fe3+,故A项说法正确;
B.由上述分析可知,溶液中一定存在Na+,故B项说法错误;
C.由上述分析可知,原溶液一定存在Na+,可能存在Cl-,故C项说法正确;
D.若原溶液中不存在Cl-,则c(Na+)=0.1mol•L-1,故D项说法正确;
综上所述,说法不正确的是B项,故答案为B。
13. 硫酸亚铁溶液可用于催化脱除烟气中的二氧化硫等有害气体,反应原理如图所示。 说法正确
A. “反应Ⅰ”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 4:1
B. 反应一段时间后, 溶液中c (H2 SO4 ) 保持不变
C. “反应Ⅱ”的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O= 2Fe2++ SO+ 4H+
D. 反应中每脱除 11.2LSO2(标准状况) ,转移 2mol 电子
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应I的方程式为 4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O ,该反应中氧化剂是氧气,还原剂是硫酸亚铁,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:4,故A错误;
B.反应过程中,不断向体系中通入二氧化硫,最终转化成硫酸,硫酸的浓度会增大,故B错误;
C.反应Ⅱ是铁离子和二氧化硫发生氧化还原反应生成二价铁离子和硫酸的过程,反应的离子方程式为 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+ ,故C正确;
D.根据反应式可知,S的化合价由+4价升高到+6价,则0.5molSO2反应转移1mol电子 ,故D错误;
故答案选C。
14. 下图是在空气中将晶体(摩尔质量为)加热时,所得固体产物的质量()随温度变化的关系曲线。下列说法正确的是
A. 50~100℃的过程变化是物理变化
B. 214~280℃发生反应:
C. 943℃时固体成分为
D. 的氧化物在空气中不能稳定存在
【答案】C
【解析】
【分析】根据图象分析,设100℃时的产物为X,利用Mn原子守恒可得:,解得,可猜测得知50~100℃是失去结晶水的过程,即,214~280℃是分解的过程,同理,设280℃时的产物为Y,利用Mn原子守恒可得:,解得,则猜测Y为MnO,则反应为:,280℃~943℃MnO被氧化,固体质量增加(0.43-0.4)=0.03g,设930℃时产物为MnOx,利用Mn原子守恒可得:,解得,则,因此可猜测最终产物为Mn3O4,据此分析解答。
【详解】A.根据上述分析可知,50~100℃是失去结晶水的过程,即,发生的是化学变化,A错误;
B.214~280℃是分解的过程,反应为:,B错误;
C.由上述分析,943℃时固体成分为,C正确;
D.根据信息可知,Mn3O4可稳定存在,D错误;
答案选C。
二、解答题
15. 根据所学知识填写下列空白。
(1)在标准状况下,6.72 L CO2质量为___________g,其中含有氧原子数目为___________。
(2)在标准状况下,3.4 g氨气所占的体积约为___________L,它与同条件下___________mol H2S含有相同的氢原子数。
(3)V L Fe2(SO4)3溶液中含有a g SO,取此溶液0.5 VL,用水稀释至2 VL,则稀释后溶液中SO的物质的量浓度为___________。
(4)下列数量的各物质,所含原子个数由大到小的顺序是___________(填序号)。
①0.5 mol SO3 ②标准状况下22.4 L He
③4℃时9 mL水(水的密度为1 g/mL) ④0.2 mol CH3COONH4
(5)在一密闭容器中充入a mol NO和b mol O2,可发生如下反应:2NO+O2=2NO2,充分反应后容器中氮原子和氧原子的个数之比为___________。
【答案】(1) ①. 13.2 ②. 3.612×1023个(0.6NA)
(2) ①. 4.48 ②. 0.3
(3)mol·L-1
(4)④>①>③>② (5)a∶(a+2b)
【解析】
【小问1详解】
在标准状况下,6.72 L CO2的物质的量为 ,质量为,其中含有氧原子数目为。
【小问2详解】
在标准状况下,3.4 g氨气所占的体积约为,设它与同条件下xmol H2S含有相同的氢原子数,则,x=0.3mol。
【小问3详解】
V L Fe2(SO4)3溶液中含有a g SO,此溶液中SO的物质的量浓度为,取此溶液0.5 VL,用水稀释至2 VL,则稀释后溶液中SO的物质的量浓度为。
【小问4详解】
①0.5 mol SO3 含原子的物质的量为2mol;②标准状况下22.4 L He中含有原子的物质的量为;③4℃时9 mL水 (水的密度为1 g/mL) ,质量为9g, 含有原子的物质的量为;④0.2 mol CH3COONH4含原子的物质的量为2.4mol;所含原子个数由大到小的顺序是④>①>③>②;
【小问5详解】
在一密闭容器中充入a mol NO和b mol O2,可发生如下反应:2NO+O2=2NO2,根据元素守恒,充分反应后容器中氮原子和氧原子的个数之比为a∶(a+2b)。
16. 钴是一种重要战略物质,由钴催化剂废料(含Co2O3、Fe2O3、CuO等杂质)制备CoCO3和高效净水剂黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]的工艺流程如图所示:
已知:
(i)氧化性:Co3+>ClO->Fe3+。
(ii)CoCO3、Co(OH)2、黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2 (OH)6]均难溶于水。
(1)“还原浸出”时提高浸取率的措施有 _______。(写两点)
(2)“还原浸出”后的溶液中阳离子有Co2+、Fe2+、Cu2+等。其中Co2O3被Na2SO3还原的化学方程式为_______。
(3)“氧化”中,被氧化的离子有_______。
(4)如图表示几种含铁微粒稳定存在形态与溶液pH和温度的关系。其中阴影部分表示黄钠铁矾。若工艺在100℃左右进行,为使铁转化为黄钠铁矾,应控制pH范围为_______。
(5)可制备锂离子电池的电极材料钴酸锂。一种锂离子电池装置如图所示,充放电过程中,存在与之间的转化。放电时,从A电极向B电极迁移,写出该电池放电时的正极反应:_______,若用该电池电解食盐水,当1molLi+通过隔膜时,电解池阴极收集到的气体体积在标准状况下为_______L。
【答案】(1)搅拌、升高温度、粉碎含钴废催化剂、增大H2SO4、Na2SO3溶液浓度
(2)Co2O3+ Na2SO3+ 2H2SO4=2CoSO4+ Na2SO4+ 2H2O
(3)Fe2+ (4)0.7~2.2
(5) ①. +xe-+xLi+= ②. 11.2
【解析】
【分析】含钴废渣加入硫酸和还原剂亚硫酸钠,得到含Co2+、Fe2+、Cu2+的盐溶液,加入氧化剂次氯酸钠将亚铁离子氧化为铁离子,加入碳酸钠将铁离子转化为黄钠铁矾沉淀,滤液除去铜后加入碳酸氢钠得到CoCO3沉淀。
【小问1详解】
根据影响反应速率的因素,搅拌、升高温度、粉碎含钴废催化剂、增大H2SO4、Na2SO3溶液浓度等都能加快“还原浸出”速率;
【小问2详解】
亚硫酸钠具有还原性,酸性条件下将三价钴还原为二价钴,亚硫酸钠中硫化合价由+4变为+6,结合电子守恒,反应为Co2O3+ Na2SO3+ 2H2SO4=2CoSO4+ Na2SO4+ 2H2O;
【小问3详解】
“氧化”中,加入氧化剂次氯酸钠将亚铁离子氧化为铁离子,Co2+、Cu2+不能被氧化,故为亚铁离子;
【小问4详解】
由图可知,工艺在100℃左右进行,为使铁转化为黄钠铁矾,应控制pH范围为0.7~2.2;
【小问5详解】
放电时,从A电极向B电极迁移,则A为负极、B为正极,该电池放电时的正极反应为得到电子发生还原反应转化为:+xe-+xLi+=;若用该电池电解食盐水,当1molLi+通过隔膜时,则电路中转移电子1mol,电解池阴极反应为,则收集到的0.5mol氢气,气体体积在标准状况下为11.2L。
17. 硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248g·mol-1),已知它易溶于水,难溶于乙醇,在40~50℃熔化,48℃分解。某兴趣小组用两种方法制取硫代硫酸钠晶体并加以应用。
Ⅰ.制备Na2S2O3·5H2O
方法一:亚硫酸钠法。
反应原理:S+Na2SO3=Na2S2O3
实验步骤:称取一定量的Na2SO3于烧杯中,溶于煮沸过的蒸馏水。另取过量的硫粉,加入少量乙醇充分搅拌均匀后,微沸,反应后趁热过滤。滤液蒸发浓缩、冷却结晶后析出Na2S2O3·5H2O晶体。再进行减压过滤、洗涤并低温干燥。
(1)向硫粉中加入少量乙醇充分搅拌均匀的目的是 ___________。
(2)下列说法不正确的是 ___________。
A. 蒸发浓缩至溶液表面出现大量沉淀时,停止加热
B. 快速冷却,可析出较大晶体颗粒
C. 冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率
D. 反应后趁热过滤是除去硫等不溶物
方法二:硫化碱法,装置如图。
(3)盛放70%硫酸的仪器名称 ___________。
(4)装置C中,通入SO2后Na2S和Na2CO3将以2:1的物质的量之比发生反应制得Na2S2O3和CO2反应的化学方程式为 ___________。
Ⅱ.Na2S2O3的应用
(5)Na2S2O3解毒氰化物原理:S2O+CN-→SCN-+SO。为检验该转化生成了SCN-,取反应后的少量溶液,先加入足量的盐酸,再加入的试剂是 ___________。
(6)设计以下实验测定粗产品中Na2S2O3·5H2O的含量:
步骤1:准确称取8.00g样品,溶于水,加入5mL甲醛,配成100ml的溶液。
步骤2:准确称取0.294g(0.001mol) K2Cr2O7于碘量瓶中,加入20mL蒸馏水溶解,再加入5mL1mol·L-1 H2SO4和20mL 10%KI溶液使铬元素完全转化为Cr3+,加水稀释至100mL。
步骤3:向碘量瓶中加入1mL 1%淀粉,用待测Na2S2O3溶液滴定碘量瓶中溶液至滴定终点,消耗Na2S2O3溶液20.00mL。(已知:I2+2S2O=2I-+S4O)。
①出“步骤2”中反应的离子方程式 ___________。
②试计算Na2S2O3·5H2O的纯度 ___________。
【答案】(1)硫粉微溶于乙醇,使反应物充分接触,加快反应速率 (2)AB
(3)分液漏斗 (4)Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2
(5)FeCl3溶液 (6) ①. Cr2O+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O ②. 93.0%
【解析】
【小问1详解】
硫粉微溶于乙醇,将硫粉加入少量乙醇充分搅拌均匀后加到Na2SO3溶液中,可增大二者的接触面积,故答案为:硫粉微溶于乙醇,使反应物充分接触。
【小问2详解】
A.Na3S2O3•4H2O受热易失去部分结晶水,蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时停止加热,故A错误;
B.快速冷却得到的是细小的晶体,达不到大颗粒晶体,故B错误;
C.Na2S2O3•5H2O难溶于乙醇,加入乙醇可减小Na2S2O3的溶解度,提高产率,故C正确;
D.硫不溶于水,Na2S2O3•5H2O易溶于水,趁热过滤可防止Na2S2O3•5H2O晶体析出,除去硫等不溶物,故D正确;
故答案为:AB。
【小问3详解】
盛放70%硫酸的仪器为分液漏斗,故答案为:分液漏斗。
【小问4详解】
通入SO2后Na2S和Na2CO3将以2:1的物质的量之比发生反应制得Na2S2O3和CO2,反应的化学方程式为Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2,故答案为:Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2。
【小问5详解】
SCN-能与Fe3+生成红色的Fe(SCN)3,则检验SCN-时,取反应后少量Na2S2O3溶液,再加入FeCl3溶液等检验SCN-,故答案为:FeCl3溶液。
【小问6详解】
①K2Cr2O7溶液加入H2SO4和KI溶液时铬元素完全转化为Cr3+,氧化产物为I2,反应的离子方程式为Cr2O+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O,故答案为:Cr2O+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O;
②滴定过程中发生的反应Cr2O+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O、I2+2S2O=2I-+S4O,得到关系式6Na2S2O3~K2Cr2O7,n(Na2S2O3)=6n(K2Cr2O7)=6×0.001mol=0.006mol,样品中n(Na2S2O3•5H2O)=0.006mol×=0.03mol,m(Na2S2O3•5H2O)=0.03mol×248g•mol-1=7.44g,Na2S2O3•5H2O的纯度为×100%=93.0%,故答案为:93.0%。
18. 甲磺司特(M)是一种在临床上治疗支气管哮喘、特应性皮炎和过敏性鼻炎等疾病的药物。M的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为___________。
(2)B→C的反应类型为___________。
(3)D的结构简式为___________。
(4)由F生成G的化学方程式为___________。
(5)G和H相比,H的熔、沸点更高,原因为___________。
(6)K与E反应生成L,新构筑官能团的名称为___________。
(7)同时满足下列条件的I的同分异构体共有___________种。
(a)核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为3:2:2:2;
(b)红外光谱中存在C=O和硝基苯基()吸收峰。
其中,可以通过水解反应得到化合物H的同分异构体的结构简式为___________。
(8)根据上述路线中的有关信息,由乙酸和苯为主要原料,设计制备的合成路线:___________。
【答案】(1)丙烯酸 (2)加成反应
(3) (4)+HNO3+H2O
(5)H分子中存在羟基,能形成分子间氢键
(6)酰胺基 (7) ①. 6 ②.
(8)
【解析】
【分析】由流程图可知,A与甲醇发生酯化反应生成B,则A的结构简式为;B与发生加成反应生成C;C在碱性条件下发生酯的水解反应,酸化后生成D,则D的结构简式为;D与发生取代反应生成E;由F的分子式可知,F的结构简式为;F发生硝化反应生成G,G的结构简式为;G在一定条件下发生水解反应生成H,H的结构简式为;H与发生取代反应生成I;I与乙醇钠发生反应生成J;J发生硝基的还原生成K,K的结构简式为;K与E发生取代反应生成L;L与反应生成M。
【小问1详解】
由A→B的反应条件和B的结构简式可知该步骤为酯化反应,因此A为,其名称为丙烯酸。
【小问2详解】
B与发生加成反应,- H和-分别加到双键碳原子上生成C。
【小问3详解】
结合C和E的结构简式以及C→D和D→E的反应条件,可知C→D为C先在碱性条件下发生水解反应后酸化,D为,D与亚硫酰氯发生取代反应生成E。
【小问4详解】
F→G的反应中,结合I的结构可知,苯环上碳氯键的对位引入硝基,浓硫酸作催化剂和吸水剂,吸收反应产物中的水,硝化反应的条件为加热,反应的化学方程式是:+HO-NO2+H2O。
【小问5详解】
由分析可知,G的结构简式为,H的结构简式为,H分子中存在羟基,能形成分子间氢键,G分子不能形成分子间氢键,分子间氢键会使物质的熔、沸点显著升高。
【小问6详解】
根据分析可知,K与E反应生成L为取代反应,反应中新构筑的官能团为酰胺基。
【小问7详解】
I的分子式为,其不饱和度为6,其中苯环占4个不饱和度,C=O和硝基各占1个不饱和度,因此满足条件的同分异构体中除了苯环、C=O和硝基之外没有其他不饱和结构。由题给信息,结构中存在“”,根据核磁共振氢谱中峰面积之比为3:2:2:2可知,结构中不存在羟基、存在甲基,结构高度对称,硝基苯基和C=O共占用3个O原子,还剩余1个O原子,因此剩余的O原子只能插入两个相邻的C原子之间。不考虑该O原子,碳骨架的异构有2种,且每种都有3个位置可以插入该O原子,如图:,(序号表示插入O原子的位置),因此符合题意的同分异构体共有6种。其中,能够水解生成H()的结构为。
【小问8详解】
苯和浓硝酸在浓硫酸加热作用下生成硝基苯,硝基苯还原为苯胺;乙酸与SOCl2反应生成,与苯胺合成目标产物,具体路线为
【点睛】第(7)问在确定同分异构体数量时也可以采用排列法,首先确定分子整体没有支链,且甲基和硝基苯基位于分子链的两端,之后可以确定中间的基团有亚甲基、C=O和氧原子,三者共有种排列方式,则符合条件的同分异构体共有6种。
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