精品解析:福建省福州第一中学2024-2025学年高三上学期10月月考 化学试卷
2024-11-05
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内容正文:
福建省厦门第一中学2024-2025学年度第一学期10月月考
高三年化学试卷
说明:
1.完成时间75分钟
2.相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Fe-56 Cu-64 I-127
一、单项选择题(共10题,每题4分,共40分。每题只有一个选项符合题意)
1. 福建多个科研机构经过长期联合研究发现,使用和改性的Cu基催化剂,可打通从合成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是
A. 草酸属于无机物 B. 与石墨互为同分异构体
C. Cu位于元素周期表ⅠB族 D. 催化剂通过降低焓变加快反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.草酸属于二元弱酸,为乙二酸,属于有机物,故A错误;
B.C60与石墨是碳元素的不同单质,互为同素异形体,故B错误;
C.Cu为ⅠB族,属于过渡元素,故C正确;
D.催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率,反应焓变不变,故D错误;
答案选C。
2. 下列离子方程式正确的是
A. 草酸与酸性高锰酸钾溶液反应:
B. 向NaClO溶液中通入少量
C. 次氯酸钠溶液中通少量
D. 电解溶液:
【答案】A
【解析】
【详解】A.高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化草酸生成二氧化碳,高锰酸根离子被还原生成锰离子,离子方程式为,故A正确;
B.根据向NaClO溶液中通入少量SO2,生成次氯酸和氯化钠、硫酸钠,离子方程式为,故B错误;
C.次氯酸的酸性大于碳酸氢根离子,二者反应生成次氯酸和碳酸氢根离子,离子方程式为,故C错误;
D.用惰性电极电解MgCl2溶液,阴极上水电离出的H+发生还原反应生成H2,Mg2+和水电离产生的OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,阳极上氯离子放电生成Cl2,故电解的离子方程式为Mg2++2H2O+2Cl-Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑,故D错误;
答案选A。
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 常温下,的溶液中,的数目为
B. 常温常压下,13.6g金刚烷()中所含非极性键的数目为
C. 电解精炼铜时,电路中每通过个电子时阳极溶解32gCu
D. 1mol重水比1mol水多个质子
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液的体积未知,无法计算的数目,故A错误;
B.一个分子含有12个C-C键,13.6g金刚烷中所含C-C共价键的数目为=,故B正确;
C.电解精炼铜时,阳极为粗铜,铜和比铜活泼的多种金属放电,故无法通过转移电子数目计算溶解铜的质量,故C错误;
D.1mol D2O和1mol水质子数均为1mol×10×NA/mol=10NA,故D错误;
答案选B。
4. 下列实验仪器、试剂、操作均正确,且能达到实验目的的是
A.制备氢氧化铁胶体
B.灼烧海带
C.制备并能较长时间观察期颜色
D.配制一定物质的量浓度溶液最终摇匀
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.FeCl3和NH3•H2O反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀,应该将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,加热至液体呈红褐色为止,得到的分散系为Fe(OH)3胶体,故A错误;
B.灼烧固体药品用坩埚,不能用烧杯,故B错误;
C.制备Fe(OH)2应让Fe作阳极生成亚铁离子,图中铁作阴极被保护,故C错误;
D.配制一定物质的量浓度溶液,最终摇匀时,应该将容量瓶上下颠倒将溶液摇匀,故D正确;
答案选D。
5. 某非线性光学晶体由钾元素(K)和原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期元素组成。X与Y、Z与W均为同周期相邻元素,X的核外电子总数为最外层电子数的2倍,Z为地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是
A. 简单氢化物沸点: B. 分子的空间构型为三角锥形
C. 原子半径: D. 最高价氧化物对应水化物的碱性:
【答案】A
【解析】
【分析】X的核外电子总数为最外层电子数的2倍,X为Be;Z为地壳中含量最多的元素,Z为O,X与Y、Z与W均为同周期相邻元素,Y为B,W为F,据此解答。
【详解】A.常温下为液态,HF常温下为气体,沸点,故A正确;
B.为BF3,中心B原子有3对价电子且没有孤电子对,空间构型为平面三角形,故B错误;
C.四种元素为同周期元素,随核电荷数增大原子半径减小,原子半径:Be>B>O>F,故C错误;
D.Be最高价氧化物水化物为Be(OH)2,溶液显两性,B最高价氧化物的水化物为H3BO3,溶液显酸性,故D错误;
故选:A。
6. 用酸性KMnO4溶液处理硫化亚铜(Cu2S)和二硫化亚铁(FeS2)的混合物时,发生反应I:MnO+Cu2S+H+→Cu2++ +Mn2++H2O(未配平)和反应II:MnO+FeS2+H+→Fe3+++Mn2++H2O(未配平)。下列说法正确的是
A. 反应I中Cu2S既是氧化剂又是还原剂
B. 反应I中每生成1molSO,转移电子的物质的量为10mol
C. 反应II中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
D. 若反应I和反应II中消耗的KMnO4的物质的量相同,则反应I和反应II中消耗的还原剂的物质的量之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应Ⅰ中Cu2S中Cu和S的化合价都升高,发生氧化反应,则Cu2S为还原剂,Mn元素的化合价降低,高锰酸根发生还原反应为氧化剂,A错误;
B.反应Ⅰ中每生成1mol,参加反应的Cu2S为1mol,Cu2S化合价共升高2(2-1)+(6+2)=10,反应转移电子的物质的量为10mol,B正确;
C.反应Ⅱ中氧化剂化合价降低(7-2)=5,还原剂FeS2化合价共升高1+2(6+1)=15,根据得失电子相等,氧化剂与还原剂的物质的量之比为15:5=3:1,C错误;
D.若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同,1molKMnO4得到5mol电子,Cu2S化合价共升高2(2-1)+(6+2)=10,应氧化0.5molCu2S,FeS2化合价共升高1+2(6+1)=15,应氧化molFeS2,则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为0.5mol:mol=3:2,D错误;
故选B。
7. 二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
I.
II.
向容积为的密闭容器中投入和,不同温度下,测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表,下列说法不正确的是
温度()
400
500
600
乙烷转化率()
2.2
9.0
17.8
乙烯选择性()
92.6
80.0
61.8
注:乙烯选择性
A. 反应活化能:
B. 时,反应I的平均速率为:
C. 其他条件不变,平衡后及时移除,可提高乙烯的产率
D. 其他条件不变,增大投料比投料,平衡后可提高乙烷转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.由表可知,相同温度下,乙烯的选择性高于50%,说明反应I的速率大于反应Ⅱ,则反应活化能为Ⅰ<Ⅱ,A正确;
B.由表可知,500℃时,乙烷的转化率为9.0%,可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol,而此温度下乙烯的选择性为80%,则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%=0.144mol,根据方程式可得,生成乙烯的物质的量为0.144mol,则反应I的平均速率为:,B正确;
C.其他条件不变,平衡后及时移除,反应Ⅰ正向进行,可提高乙烯的产率,C正确;
D.其他条件不变,增大投料比投料,平衡后CO2转化率提高,C2H6转化率降低,D错误;
答案选D。
8. 我国某科研机构设计如图装置,利用实现含苯酚废水的有效处理,处理后的废水毒性降低且不引入其它杂质。一段时间后,中间室中NaCl溶液的浓度减小。下列说法不正确的是
A. 工作时,N极附近溶液pH升高
B. 工作时,电路中每转移14mol电子,M极室质量减小132g
C. a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
D. N电极反应式为:
【答案】B
【解析】
【分析】放电过程中,M电极为负极,电极反应为,N电极为正极,电极反应为,由于该装置的目的是对废水进行有效处理,且中间室中NaCl溶液的浓度减小,生成的H+应迁移到中间室,a为阳离子交换膜,生成的OH-应迁移到中间室,与H+反应生成H2O,使NaCl溶液浓度降低,b为阴离子交换膜,据此分析;
【详解】A.N极电极反应为,由于生成氢氧根,N极附近溶液pH升高,A正确;
B.工作时,电路中每转移14mol电子,M极室质量减小有气体的质量和转移到中间室的H+,质量减少大于132g,B错误;
C.该装置的目的是对废水进行有效处理,生成的H+应迁移到中间室,a为阳离子交换膜,生成的OH-应迁移到中间室,与H+反应生成H2O,使NaCl溶液浓度降低,b为阴离子交换膜,C正确;
D.N电极为正极,被还原为Cr(OH)3,电极反应为,D正确;
故选B。
9. 常温下,在pH=1的某溶液中可能有Na+、Fe3+、Fe2+、I−、Cl−、中的几种,现取100mL该溶液进行如下实验。根据实验结果,下列判断正确的是
A. Fe2+、I−、Cl−三种离子一定存在
B. 一定不存在,不能确定Na+和Cl−是否存在
C. Fe3+与Fe2+至少有一种
D. 该溶液中c(Cl−)至少为0.2mol⋅L1
【答案】A
【解析】
【分析】
pH=1的溶液中氢离子浓度为0.1mol/L,100mL该溶液中含有氢离子的物质的量为0.01mol,根据离子共存可知,一定不存在;向溶液中通入氯气和四氯化碳分液后得到紫色溶液,则原溶液中含有I-,铁离子能够氧化碘离子,则根据离子共存可知,一定不存在Fe3+;2.54g为碘单质,物质的量为,原溶液中含有碘离子的物质的量为0.02mol;水层中加入氢氧化钠溶液得到固体,该固体为氢氧化亚铁,灼烧固体得到的1.60g为氧化铁,则溶液中一定存在Fe2+,根据铁元素守恒可知亚铁离子的物质的量为:,0.02mol亚铁离子带有正电荷为0.04mol,0.02mol碘离子带有0.02mol负电荷,所以原溶液中一定含有Cl-,其物质的量至少为0.04mol+0.01mol-0.02mol=0.03mol,氯离子的浓度最小为,以此解答该题。
【详解】A. 由以上分析可知,原溶液中一定含有Fe2+、I−、Cl−,故A正确;
B. 原溶液中一定不存在,一定含有Cl−,可能含有Na+,故B错误;
C. 原溶液中一定存在Fe2+,一定不存在Fe3+,故C错误;
D. 根据分析可知该溶液中c(Cl−)0.3mol⋅L−1,故D错误;
故选A。
10. 利用氧化尿素制备水合肼,同时可制备,制备流程如图所示:
已知:有强还原性,能与反应生成亚硫酸钠溶液的约为
下列说法错误的是
A. 步骤反应时,若产物中,则
B. 步骤Ⅱ反应的离子方程式为
C. 步骤Ⅱ中须将尿素缓慢加入碱性溶液中
D. 步骤Ⅳ中反应过程中控制溶液为碱性,有利于吸收
【答案】C
【解析】
【分析】由流程可知,步骤中发生,温度过高时易发生,步骤中发生,且将NaClO溶液逐滴滴加到尿素中,可防止过量的NaClO溶液将氧化,步骤中分离出碳酸钠、水合肼;步骤向碳酸钠溶液中通入SO2,反应过程中控制溶液为碱性有利于吸收SO2,将碳酸钠转化为亚硫酸钠;
【详解】A.步骤反应时,若产物中,假设产物中,,由方程式可知,则,A正确;
B.由分析可知,步骤反应的离子方程式为:,B正确;
C.由分析可知,有强还原性,能与反应生成,则步骤中须将缓慢加入到尿素中,可防止过量的NaClO溶液将氧化,C错误;
D.由分析可知,步骤中反应过程中控制溶液为碱性,有利于吸收SO2,D正确;
故选C。
二、填空题(共4题,共60分)
11. 某兴趣小组设计实验探究催化空气氧化CO的效率。回答下列问题:
步骤Ⅰ.制备CO
在通风橱中用如图装置制备CO(加热及夹持装置省略),反应方程式如下:
。
(1)装置A中盛放甲酸的仪器的名称是_____;装置C的作用是_____。
(2)从B、C、D中选择合适的装置收集CO,正确的接口连接顺序为_____。
a→_____→_____→_____→_____→h(每空填一个接口标号)
步骤Ⅱ.检验CO
(3)将CO通入新制银氨溶液中,有黑色沉淀生成。该反应的化学方程式为_____。
步骤Ⅲ.探究催化空气氧化CO的效率
(4)将一定量CO与空气混合,得到CO体积分数为的气体样品。使用如图装置(部分加热及夹持装置省略),调节管式炉温度至120℃,按一定流速通入气体样品。(已知:是白色固体,易吸水潮解;)
通入11.2L(已折算为标况)的气体样品后,继续向装置内通入一段时间氮气,最终测得U形管内生成了。
①能证明CO被空气氧化的现象是_____;
②CO被催化氧化的百分率为_____;
③若未通入氮气,②的结果将_____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
(5)步骤Ⅲ装置存在的不足之处是_____。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. 除CO中的甲酸蒸气
(2)d→e→c→b;
(3)
(4) ①. I中石灰水变浑浊 ②. 60% ③. 偏大
(5)尾气出口未加防潮装置
【解析】
【分析】在通风橱中用下图装置制备一氧化碳,用A装置制取一氧化碳,该气体中含有甲酸蒸气,故用水除去甲酸,再用B装置排水收集一氧化碳气体,排出的水用E接收。
根据气体样品通过氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳,浓硫酸吸水,一氧化碳在H中被氧气氧化生成二氧化碳,二氧化碳能被石灰变浑浊,J中的浓硫酸吸收气体中的水蒸气,干燥的一氧化碳和I2O5反应生成I2,进而测定生成的碘的质量,计算一氧化碳的被氧化的百分率。
【小问1详解】
根据装置图,装置A中盛放甲酸的仪器的名称是分液漏斗;甲酸易挥发,生成的CO气体中含有甲酸蒸气,用水除去甲酸,则装置C的作用是除CO中的甲酸蒸气。
【小问2详解】
用A装置制取一氧化碳,C用水除去CO中的甲酸,再用B装置排水收集一氧化碳气体,排出的水用E接收;a→d→e→c→b→h;
【小问3详解】
将CO通入新制银氨溶液中,有黑色沉淀生成,说明银氨溶液被还原为Ag,CO被氧化为碳酸铵。该反应的化学方程式为。
【小问4详解】
①CO被空气氧化的产物是二氧化碳,二氧化碳能使石灰水变浑浊,能证明CO被空气氧化的现象是I中石灰水变浑浊;
②K中发生反应,生成消耗CO的物质的量为,CO被催化氧化的百分率为;
③若未通入氮气,部分一氧化碳残留在装置内,反应生成的I2偏少,②的结果将偏大;
【小问5详解】
是白色固体,易吸水潮解,步骤Ⅲ装置存在的不足之处是尾气出口未加防潮装置。
12. 研究氮氧化物()的还原处理方法是环保领域的主要方向之一。回答下列问题:
(1)CO还原NO的反应机理及相对能量如下图(TS表示过渡态):
①反应过程中速率最慢步骤的热化学方程式为_____。
②为提高NO的平衡转化率可采用的措施为_____。
A.升高温度 B.增大压强 C.增大NO浓度 D.使用催化剂
(2)用还原NO的反应为。为研究和NO的起始投料比对NO平衡转化率的影响,分别在不同温度下,向三个体积均为aL的刚性密闭容器中加入一定量和NO发生反应,实验结果如图。
①反应温度从大到小的关系为_____。
②温度下,充入分别为,容器内的压强为wPa,反应进行到10min时达平衡,内的平均反应速率为_____,的体积分数为_____%(保留3位有效数字)
③该反应的正反应速率方程可表示为下测得有关数据如下表:
1
1
4.14k
1
4
16.56k
2
1
16.56k
则_____,_____。
(3)还原NO的主反应为
相同时间内测得选用不同催化剂的实验相关数据如图1、2所示:
①由图可知具有较高活性和选择性的催化剂为_____,反应合适的温度为_____。
②图1中100~300℃NO转化率升高的原因为_____。
【答案】(1) ①. 2NO(g)⇌N2O2(g) ΔH=+398.4kJ⋅mol-1 ②. B
(2) ①. T3>T2>T1 ②. ③. 33.3 ④. 2 ⑤. 1
(3) ①. 酸化的 ②. 250~300℃(或区间内任一温度) ③. 图1中100℃至300℃,反应未达到平衡状态,温度越高,反应速率越大,NO转化率升高
【解析】
【小问1详解】
①根据图可知TS1活化能最大是速率最慢步骤,是慢反应,热化学方程式为2NO(g)⇌N2O2(g) ΔH=+398.4kJ⋅mol-1;
②根据图像可知该反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)为放热反应,为提高NO的平衡转化率,可使平衡正向移动,采用的措施为:
A.升高温度,平衡逆向移动,转化率会下降,故A错误;
B.该反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,转化率升高,故B正确;
C.增大NO浓度,平衡正向移动,但NO的转化率降低,故C错误;
D.使用催化剂不影响平衡,NO转化率不变,故D错误;
故答案为B;
【小问2详解】
①用H2还原NO的反应为,该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,NO的转化率下降,由图可知,温度大小关系为T3>T2>T1;
②T1温度下,充入H2、NO分别为3mol、3mol,依据图像可知,NO动平衡转化率为40%,列出三段式:
反应进行到10min时达到平衡,0~10min内N2的平均反应速率为v(N2)===mol•L-1•min-1;的体积分数为33.3%;
③根据表中数据:①v(正)=k×1m×1n=4.14k,②v(正)=k×1m×4n=16.56k,联立可解得n=1,再代入①②,可解得m=2;
【小问3详解】
①由图可知,具有较高活性和选择性的催化剂为酸化的,在250~300℃(或区间内任一温度)催化剂的催化效果最好,NO的转化率最高;
②图1中100~300℃NO转化率升高的原因为,图1中100℃至300℃,反应未达到平衡状态,温度越高,反应速率越大,NO转化率升高。
13. 按要求回答下列问题:
(1)基态Cl原子含有_____种空间运动状态不同的电子:的VSEPR模型为_____。
(2)下列铍元素的不同微粒,若再失去一个电子需要能量最大的是_____。
A. B.
C. D.
(3)已知与的结构如图,则中的_____中的(填“>”或“<”或“=”)。
(4)X、Y、W三种物质(结构如图)在水中的溶解性由大到小的顺序为_____。
(5)氮原子间能形成氮氮三键,而砷原子间不易形成三键的原因是_____。
(6)容易形成六配位的配合物,通常会水解生成棕色的,通过氢氧根形成双聚体,请写出该双聚体的结构_____(水分子中键省略,其他化学键用短横线“—”表示)。
(7)早在青铜器时代,人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表,结合变化规律说明原因:_____。
物质
熔点/℃
442
29
143
(8)常温时为金刚石型结构如图,该结构中硅原子与键的数量比为_____,下图中为晶胞(图1)对角面的投影图(以表示硅原子)的是_____。(填选项)
A. B. C. D.
(9)GaAs的晶胞结构如图甲。将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料(图乙)。
①若晶体密度为,相对分子质量为表示阿伏伽德罗常数的数值,则晶胞中距离最近的两个Ga原子间距离为_____nm。
②掺杂Mn之后,晶体中的原子个数比为_____。
【答案】(1) ①. 9 ②. 四面体形 (2)C
(3)< (4)X>W>Y
(5)砷原子半径比较大,原子间形成的σ键较长,p-p轨道重叠程度较小或者说几乎不能重叠,难以形成π键
(6) (7)SnF4属于离子晶体,熔沸点较高,高于SnCl4、SnBr4、SnI4,SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体,熔沸点较低,随着相对分子质量的增大,范德华力增大,熔沸点逐渐升高
(8) ①. 1:2 ②. AC
(9) ①. ②. 5:27:32
【解析】
【小问1详解】
电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,基态Cl原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5,则含有3×1+2×3=9种空间运动状态不同的电子;的中心Cl原子的价层电子对数为1+=4,采用sp3杂化,则VSEPR模型为四面体形;
【小问2详解】
铍元素的不同微粒中,AB中失去一个电子需要能量为第一电离能,CD中失去一个电子需要能量为第二电离能,而D中电子为激发态,故若再失去一个电子需要能量最大的是C,故选C;
【小问3详解】
在P4O6分子中P原子未形成碳氧双键,但最外层有一对孤对电子,而P4O10分子中P原子形成碳氧双键,但最外层没有孤对电子,由于孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,则P4O6中的∠O-P-O<P4O10中的∠O-P-O;
【小问4详解】
X中含有羧基和巯基,Y、W中含有酯基和巯基,所以X的溶解度大于Y、Z;W的六元环上含有氮原子,能与水分子间形成氢键,所以W的溶解度大于Y,因此三种物质中,在水中的溶解性由大到小的顺序为X>W>Y;
【小问5详解】
氮原子与砷原子的最外层电子数相同,但氮的原子半径比砷的原子半径小,电子云的重叠程度氮比砷大;砷原子半径比较大,原子间形成的σ键较长,p-p轨道重叠程度较小或者说几乎不能重叠,难以形成π键,所以氮原子间能形成氮氮三键,而砷原子间不易形成三键;
【小问6详解】
H2O和Fe之间以配位键结合,双聚体通过OH-中的氧原子将两个[Fe(H2O)5(OH)]2+结合,即双聚体的结构为;
【小问7详解】
根据表格数据可知,SnF4的熔点远远高于SnCl4、SnBr4、SnI4,说明SnF4属于离子晶体,熔沸点较高,SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体,熔沸点较低,随着相对分子质量的增大,范德华力增大,熔沸点逐渐升高;
【小问8详解】
硅原子的最外层电子数是4个,所以平均1个硅原子形成的Si-Si键是=2个,即硅原子与键的数量比为1:2;沿阴影的对角线界面的投影为,若为另一个对角线则是,故答案为:AC;
【小问9详解】
①分析晶胞可知,Ga原子的配位数为4,若GaAs晶体密度为ρ g•cm3,相对分子质量为M,NA表示阿伏加德罗常数的数值,可知ρ=,设晶胞边长为acm,晶胞体积为a3cm3,则,解得a=,晶胞中距离最近的两个Ga原子间距离为面对角线的一半,即;
②掺杂Mn之后,晶体中Mn数目为,Ga数目为,As数目为4,故晶体中Mn、Ga、As的原子个数比为:5:27:32。
14. 氯氧化铋是一种新型的高档环保珠光材料,无毒性,低油脂吸收,可用作颜料、制造人造珍珠以及干电池阴极。经过精制提纯的氯氧化铋可用作美容面粉。以下是采用湿法工艺用铋精矿(主要成分是还含有等)制备BiOCl的一种方法,其流程如下图所示:
已知:①开始沉淀的pH值为2.7,沉淀完全时的pH值为3.7。
②,则极易水解生成不溶性的BiOCl沉淀。
请回答下列问题:
(1)铋精矿在“加压氨浸”前先进行粉碎,其目的是_____。
(2)加压氨浸过程中,转化为转化为转化为,已知转化为反应方程式为:,请写出发生反应的化学方程式_____。
(3)盐酸羟胺的作用为:_____。
(4)“酸浸还原”中,铋的浸出率与温度关系如图所示
在高于40℃左右时“铋的浸出率”开始下降其主要因素可能是_____。
(5)“沉铋”时需控制溶液的,且反应中有气体放出,此时发生反应的离子方程式为_____。
(6)测定产品的纯度:取ag充分洗涤并干燥后的产品,溶于稍过量的浓硝酸中,加水稀释到:100.0mL,取20.0mL于烧杯中,用的标准溶液滴定至终点(用作指示剂),消耗标准溶液VmL,则产品中BiOCl的质量分数为_____(用含a、b、V的代数式表示)。
(7)利用膜电解技术(装置如图所示),以为主要原料制备,的总反应方程式为,则在_____(填“阴”或“阳”)极室制得,电解时通过膜的离子主要为_____(填离子符号)。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高氨浸率
(2)
(3)将Fe3+还原成Fe2+,以免在生成BiOCl的同时生成Fe(OH)3沉淀
(4)温度升高,HCl的挥发加快,Bi3+水解程度增大
(5)
(6)
(7) ①. 阳 ②. Na+
【解析】
【分析】铋精矿(主要成分是Bi2S3还含有FeS2、CuS2、PbO2等)首先利用氨水和氧气加压氨浸,Bi2S3转化为Bi2O3,FeS2转化为Fe2O3,CuS2转化为[Cu(NH3)4](OH)2,[Cu(NH3)4](OH)2进入浸出液,最终转化为硫酸铜。Bi2O3与盐酸反应生成BiCl3,Fe2O3与PbO2在酸性溶液中被羟胺分别还原为Fe2+、Pb2+,然后加入稀硫酸生成硫酸铅沉淀,滤液中加入碳酸钠沉铋生成BiOCl,据此解答。
【小问1详解】
铋精矿在“加压氨浸”前先进行粉碎,增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高氨浸率;
【小问2详解】
根据FeS2转化为Fe2O3反应方程式,可判断CuS2发生反应的化学方程式为;
【小问3详解】
Fe3+在pH值为2.7时开始沉淀,而后续流程为了得到BiOCl,需要将pH调制约为3,若Fe元素为+3价,则该过程中会产生Fe(OH)3沉淀,而稀盐酸、稀硫酸都不能还原Fe3+,所以盐酸羟胺在反应中的作用为将Fe3+还原成Fe2+,以免在生成BiOCl的同时生成Fe(OH)3沉淀;
【小问4详解】
由于温度升高,HCl的挥发加快,Bi3+水解程度增大,所以在高于40℃左右时“铋的浸出率”开始下降;
【小问5详解】
“沉铋”过程中,有气体放出,根据原子守恒可知气体是二氧化碳,则“沉铋”的主要反应的离子方程式为;
【小问6详解】
由原子守恒可知存在BiOCl~AgCl~AgNO3,则产品中BiOCl的质量分数为=;
【小问7详解】
由4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑可知,电解过程中实质是电解水,阳极上水失去电子生成H+和O2,阴极上H+得到电子生成H2,由可知,在氢离子浓度较大的电极室中制得,即Na2Cr2O7在阳极室产生;电解过程中,阴极产生氢氧根离子,氢氧化钠在阴极生成,所以为提高制备Na2Cr2O7的效率,Na+通过离子交换膜移向阴极,故答案为:阳;Na+。
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福建省厦门第一中学2024-2025学年度第一学期10月月考
高三年化学试卷
说明:
1.完成时间75分钟
2.相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Fe-56 Cu-64 I-127
一、单项选择题(共10题,每题4分,共40分。每题只有一个选项符合题意)
1. 福建多个科研机构经过长期联合研究发现,使用和改性的Cu基催化剂,可打通从合成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是
A. 草酸属于无机物 B. 与石墨互为同分异构体
C. Cu位于元素周期表ⅠB族 D. 催化剂通过降低焓变加快反应速率
2. 下列离子方程式正确的是
A. 草酸与酸性高锰酸钾溶液反应:
B. 向NaClO溶液中通入少量
C. 次氯酸钠溶液中通少量
D. 电解溶液:
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 常温下,的溶液中,的数目为
B. 常温常压下,13.6g金刚烷()中所含非极性键的数目为
C. 电解精炼铜时,电路中每通过个电子时阳极溶解32gCu
D. 1mol重水比1mol水多个质子
4. 下列实验仪器、试剂、操作均正确,且能达到实验目的的是
A.制备氢氧化铁胶体
B.灼烧海带
C.制备并能较长时间观察期颜色
D.配制一定物质的量浓度溶液最终摇匀
A. A B. B C. C D. D
5. 某非线性光学晶体由钾元素(K)和原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期元素组成。X与Y、Z与W均为同周期相邻元素,X的核外电子总数为最外层电子数的2倍,Z为地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是
A. 简单氢化物沸点: B. 分子的空间构型为三角锥形
C. 原子半径: D. 最高价氧化物对应水化物的碱性:
6. 用酸性KMnO4溶液处理硫化亚铜(Cu2S)和二硫化亚铁(FeS2)的混合物时,发生反应I:MnO+Cu2S+H+→Cu2++ +Mn2++H2O(未配平)和反应II:MnO+FeS2+H+→Fe3+++Mn2++H2O(未配平)。下列说法正确的是
A. 反应I中Cu2S既是氧化剂又是还原剂
B. 反应I中每生成1molSO,转移电子的物质的量为10mol
C. 反应II中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
D. 若反应I和反应II中消耗的KMnO4的物质的量相同,则反应I和反应II中消耗的还原剂的物质的量之比为
7. 二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
I.
II.
向容积为的密闭容器中投入和,不同温度下,测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表,下列说法不正确的是
温度()
400
500
600
乙烷转化率()
2.2
9.0
17.8
乙烯选择性()
92.6
80.0
61.8
注:乙烯选择性
A. 反应活化能:
B. 时,反应I的平均速率为:
C. 其他条件不变,平衡后及时移除,可提高乙烯的产率
D. 其他条件不变,增大投料比投料,平衡后可提高乙烷转化率
8. 我国某科研机构设计如图装置,利用实现含苯酚废水的有效处理,处理后的废水毒性降低且不引入其它杂质。一段时间后,中间室中NaCl溶液的浓度减小。下列说法不正确的是
A. 工作时,N极附近溶液pH升高
B. 工作时,电路中每转移14mol电子,M极室质量减小132g
C. a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
D. N电极反应式为:
9. 常温下,在pH=1的某溶液中可能有Na+、Fe3+、Fe2+、I−、Cl−、中的几种,现取100mL该溶液进行如下实验。根据实验结果,下列判断正确的是
A. Fe2+、I−、Cl−三种离子一定存在
B. 一定不存在,不能确定Na+和Cl−是否存在
C. Fe3+与Fe2+至少有一种
D. 该溶液中c(Cl−)至少为0.2mol⋅L1
10. 利用氧化尿素制备水合肼,同时可制备,制备流程如图所示:
已知:有强还原性,能与反应生成亚硫酸钠溶液的约为
下列说法错误的是
A. 步骤反应时,若产物中,则
B. 步骤Ⅱ反应的离子方程式为
C. 步骤Ⅱ中须将尿素缓慢加入碱性溶液中
D. 步骤Ⅳ中反应过程中控制溶液为碱性,有利于吸收
二、填空题(共4题,共60分)
11. 某兴趣小组设计实验探究催化空气氧化CO的效率。回答下列问题:
步骤Ⅰ.制备CO
在通风橱中用如图装置制备CO(加热及夹持装置省略),反应方程式如下:
。
(1)装置A中盛放甲酸的仪器的名称是_____;装置C的作用是_____。
(2)从B、C、D中选择合适的装置收集CO,正确的接口连接顺序为_____。
a→_____→_____→_____→_____→h(每空填一个接口标号)
步骤Ⅱ.检验CO
(3)将CO通入新制银氨溶液中,有黑色沉淀生成。该反应的化学方程式为_____。
步骤Ⅲ.探究催化空气氧化CO的效率
(4)将一定量CO与空气混合,得到CO体积分数为的气体样品。使用如图装置(部分加热及夹持装置省略),调节管式炉温度至120℃,按一定流速通入气体样品。(已知:是白色固体,易吸水潮解;)
通入11.2L(已折算为标况)的气体样品后,继续向装置内通入一段时间氮气,最终测得U形管内生成了。
①能证明CO被空气氧化的现象是_____;
②CO被催化氧化的百分率为_____;
③若未通入氮气,②的结果将_____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
(5)步骤Ⅲ装置存在的不足之处是_____。
12. 研究氮氧化物()的还原处理方法是环保领域的主要方向之一。回答下列问题:
(1)CO还原NO的反应机理及相对能量如下图(TS表示过渡态):
①反应过程中速率最慢步骤的热化学方程式为_____。
②为提高NO的平衡转化率可采用的措施为_____。
A.升高温度 B.增大压强 C.增大NO浓度 D.使用催化剂
(2)用还原NO的反应为。为研究和NO的起始投料比对NO平衡转化率的影响,分别在不同温度下,向三个体积均为aL的刚性密闭容器中加入一定量和NO发生反应,实验结果如图。
①反应温度从大到小的关系为_____。
②温度下,充入分别为,容器内的压强为wPa,反应进行到10min时达平衡,内的平均反应速率为_____,的体积分数为_____%(保留3位有效数字)
③该反应的正反应速率方程可表示为下测得有关数据如下表:
1
1
4.14k
1
4
16.56k
2
1
16.56k
则_____,_____。
(3)还原NO的主反应为
相同时间内测得选用不同催化剂的实验相关数据如图1、2所示:
①由图可知具有较高活性和选择性的催化剂为_____,反应合适的温度为_____。
②图1中100~300℃NO转化率升高的原因为_____。
13. 按要求回答下列问题:
(1)基态Cl原子含有_____种空间运动状态不同的电子:的VSEPR模型为_____。
(2)下列铍元素的不同微粒,若再失去一个电子需要能量最大的是_____。
A. B.
C. D.
(3)已知与的结构如图,则中的_____中的(填“>”或“<”或“=”)。
(4)X、Y、W三种物质(结构如图)在水中的溶解性由大到小的顺序为_____。
(5)氮原子间能形成氮氮三键,而砷原子间不易形成三键的原因是_____。
(6)容易形成六配位的配合物,通常会水解生成棕色的,通过氢氧根形成双聚体,请写出该双聚体的结构_____(水分子中键省略,其他化学键用短横线“—”表示)。
(7)早在青铜器时代,人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表,结合变化规律说明原因:_____。
物质
熔点/℃
442
29
143
(8)常温时为金刚石型结构如图,该结构中硅原子与键的数量比为_____,下图中为晶胞(图1)对角面的投影图(以表示硅原子)的是_____。(填选项)
A. B. C. D.
(9)GaAs的晶胞结构如图甲。将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料(图乙)。
①若晶体密度为,相对分子质量为表示阿伏伽德罗常数的数值,则晶胞中距离最近的两个Ga原子间距离为_____nm。
②掺杂Mn之后,晶体中的原子个数比为_____。
14. 氯氧化铋是一种新型的高档环保珠光材料,无毒性,低油脂吸收,可用作颜料、制造人造珍珠以及干电池阴极。经过精制提纯的氯氧化铋可用作美容面粉。以下是采用湿法工艺用铋精矿(主要成分是还含有等)制备BiOCl的一种方法,其流程如下图所示:
已知:①开始沉淀的pH值为2.7,沉淀完全时的pH值为3.7。
②,则极易水解生成不溶性的BiOCl沉淀。
请回答下列问题:
(1)铋精矿在“加压氨浸”前先进行粉碎,其目的是_____。
(2)加压氨浸过程中,转化为转化为转化为,已知转化为反应方程式为:,请写出发生反应的化学方程式_____。
(3)盐酸羟胺的作用为:_____。
(4)“酸浸还原”中,铋的浸出率与温度关系如图所示
在高于40℃左右时“铋的浸出率”开始下降其主要因素可能是_____。
(5)“沉铋”时需控制溶液的,且反应中有气体放出,此时发生反应的离子方程式为_____。
(6)测定产品的纯度:取ag充分洗涤并干燥后的产品,溶于稍过量的浓硝酸中,加水稀释到:100.0mL,取20.0mL于烧杯中,用的标准溶液滴定至终点(用作指示剂),消耗标准溶液VmL,则产品中BiOCl的质量分数为_____(用含a、b、V的代数式表示)。
(7)利用膜电解技术(装置如图所示),以为主要原料制备,的总反应方程式为,则在_____(填“阴”或“阳”)极室制得,电解时通过膜的离子主要为_____(填离子符号)。
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