2021年全国中学生数理化生综合实践应用知识展示十四届高一化学试题

第十四届中学生数理化综合实践活动 高一化学应用知识展示试题(A卷) 地区 姓名 学校 信息卡号 测试说明: 1. 必须在答题纸上答卷,否则成绩无效;选择题的答案涂到答题纸对应题目的标号上,非 选择题的答案书写在答题纸指定区域内 2.请在答题纸和试卷上填写有效信息,考试时间为120分钟,满分150分. 3. 成绩查询:2022年1月5日起,可通过指定网站(www.isuyang.cn)查询成绩. 可能用到的相对原子质量:H1 Li7 C12 N14 O16 F19 Na 23 Mg24 A127 Si 28 P 31 S 32 C1 35.5 K 39 Ca 40 Cr 52 Mn 55 Fe 56 Cu 64 Br 80 Ag 108 I 127 Ba137 一、选择题(本大题共15小题,每小题4分,共60分.每小题只有1个选项是正确的.) 1. 本杰明·李斯特(BenjaminList)和大卫·麦克来兰(David W.C.MacMillan)因开发了一种精确的分子构建新工具 有机催化而获得了2021年诺贝尔化学奖,催化剂是化学反应 常见而重要的工具,下列物质类别中原则上一般不常采用其 作为催化剂的是( ). t_ A.金属 B.非金属 m C.晦 D.有机小分子 2. 海洋生物参与氢循环过程如图所示(其他含氢物质 NHOH④ NH. 过NO ). 不参与反应).下列说法不正确的是( 细胞质 o000oo0 36o00 A.图中六种含氮微粒,一共呈现了氢的五种价态 oooe 周质 ① B. 反应①~中只有1个非氧化还原反应 N N.H. C. 反应③中若N:H:与O:反应,则N。H.作还原剂 D. 反应③和若生成等质量的N。,反应③转移的电子数多 3. 硝酸厂的烟气中含有大量的氢氧化物(NO.),将烟气与H M.HO 的混合气体通入Ce(SO):与Ce。(SO。):[Ce中文名“”]的混 合溶液中实现无害化处理,其转化过程(如图所示),下列说法正 ). 确的是( o. 高一化学(A卷)共8页 第1页 A. 该转化过程的实质为NO.被H:还原 B.z-1时,过程II中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1 C. 处理过程中,混合溶液中Ce和Cel 总数减少 D. 过程I发生反应的离子方程式:H。+Ce一2H+Ce* 4. 数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行数据采集与 分析的实验手段,如图是利用数字化实验测定光照氢水过程中 2.0 得到的图象,该图象表示的意义是( ). 15 A. 氢离子浓度随时间的变化 B. 氧气体积分数随时间的变化 50 100 150 /s C. 氢水的pH随时间的变化 D. 氢水导电能力随时间的变化 5.某同学利用如图装置探究SO:与BaCl。溶液反应 生成白色沉淀的条件,下列判断正确的是( # ). A.e、f两管中的试剂可以分别是浓氢水和NaOH 固体 B.乙中产生的一定为氧化性气体,将BaSO。氧化 Na.So. 浓疏酸 BaCi.溶液 为BaSO:沉淀 C. 破璃管的作用是连通大气,使空气中的氧气进入广口瓶,参与反应 D. c、d两根导管都必须插入BaCl:溶液中,保证气体与Ba充分接触 6.三氢化碑(PCl.)是一种重要的半导体材料掺杂剂.实验室要用黄磷(白礴)与干燥的Cl:根 拟工业生产制取PCl.,装置如图所示.已知:PCL。遇O:会生成POCl.,POCl。能溶于PCl。,且 PCl。遇水会强烈水解生成H.PO。和HCl.下列说法错误的是( . co. K 期 石灰 容渡 水 A.D中生成1molPCl.转移的电子数目为3N B.通人CO:的目的是排尽装置内的空气,防止PCl:被O。氧化 C. 实验结束后应该移走A处酒精灯,关闭K,打开K D. B中盛装的是浓疏酸,目的是干燥氢气 高一化学(A卷)共8页 第2页 7. 离子的摩尔电导率可用来衡量电解质溶液中离子导电能力的强弱,摩尔电导率越大,离子 在溶液中的导电能力越强.已知Ca 、OH、HCO。的摩尔电导率分别为0.60、1.98、0.45,据 此可判断,向饱和的澄清石灰水中通入过量的二氧化碳,溶液导电能力随二氧化碳通入量的变 化趋势正确的是( 第 ). A B C D 8. 小铭将wgNaCI固体完全溶于1L.水中,溶解和电离过程如图所示.下列说法正确的是 。 ). 水合a离子 水合离子 D水分子 o 。 。离子 ·b离子 A.a离子为Na,b离子为Cl B.溶解和电离过程中,水分子与晶体不存在相互作用 mol·L- D. 若再加入NaC1固体至离子浓度不再变化时,则所得为饱和溶液 9.(NH.).SO.在一定条件下发生如下反应:4(NH.).SO.=N:+6NH+3SO.^+SO。十 7H.O,将反应后的气体通入一定量的BaCl。溶液中,发现溶液有白色沉淀生成,还有部分气 体从溶液中逸出,检验发现从溶液中逸出的气体无色、无味,溶液中氢化锁恰好完全反应,下列 说法正确的是( A.生成的沉淀中既有BaSO;又有BaSO,且n(BaSO.).n(BaSO。)约为1:1 B.生成的沉淀中既有BaSO.又有BaSO,且n(BaSO.)!n(BaSO。)约为1:2 C. 生成的沉淀中既有BaSO。又有BaSO.,且n(BaSO):n(BaSO。)约为1:3 D. 从溶液中逸出的气体只有N.,最后留下溶液中溶质只有较多的NHL.Cl 10. 已知地球半径约为6.4×10{m,空气的摩尔质量约为29×10*kg·mol-,标准大气压约 为1.0X10Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状态下的体积为( 。 A.4X10*m* B.4X10*m{ C.4X10*m{ D.4×10*m 高一化学(A卷) 共8页 第3页 11. 在复杂的体系中,确认化学反应先后顺序有利于解决问题,下列化学反应先后顺序判断正 确的是( ). A.含等物质的量的A1O、OH、CO的溶液中,逐滴加入盐酸:A1O、OH、CO B. 含等物质的量的FeBr。、FeI。的溶液中,缓慢通入氧气:I、Br 、Fe^②} C.含等物质的量的Ba(OH):、KOH的溶液中,缓慢通入CO。:KOH、Ba(OH)、 K.CO.、BaCO D. 含等物质的量的Fe、Cu、H的溶液中加入铎粉;Fe、Cu、HFe{② 12.过氧化(CaO)是一种自色的固体,微溶 A30%的H.0.溶液 于水,不溶于乙醇、乙酸和碱性溶液,溶于酸 利用反应Ca+H.O+2NH+8HO= _CaCl溶液 CaO。·8H。O+2NH制备过氧化的装置 -冰水混合物 如图所示,下列说法正确的是( ). A.仪器Y的名称为长颈漏斗 B. 仪器X的作用是导气,并防止发生倒吸现象 C. W可以是NH.C1,通过加热W提供反应所需的NH D. 为加快反应速率和提高产率,可将冰水混合物改为温水浴加热 13. 根据溶液中发生的两个反应:①2KBrO。+Cl.=Br。+2KC1O;②2KCIO.+4HCI(浓) 2KCl+2C1O。++Cl.+2H.O.下列说法错误的是 ). A. 反应②中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:1 B. 等物质的量的C1O:的消毒能力是Cl。的2.5倍 C. 在溶液中反应2BrO+12H+10Cl=5Cl++Br+6H0可发生 D. CIO。具有强氧化性,在溶液中可将KBr氧化为KBrO 14.某无色溶液中可能含有Mg^{、NH、K'、Al*、 /mol sO、CO、C1等离子.现进行如下实验:①取10mL 气甫 该溶液于试管中,滴加Ba(NO。)。溶液,加稀硝酸酸化后 0.0 过滤得到6.99g白色沉淀;②另取10mL.该溶液于试 管中,滴加NaOH溶液产生白色沉淀,当沉淀增加到一 V(NaoH)/mL. 定量后开始产生气体(必要时可加热),最后沉淀完全溶解,并且随NaOH溶液的加入,沉淀和 气体物质的量变化如图所示.下列说法不符合事实的是( ). A.根据图中数据计算,实验中使用的NaOH溶液的浓度为1mol·L-! B. 根据信息分析,该溶液中焰色反应呈紫色的离子的物质的量浓度为1mol·L-1 C. 该溶液中NH、Al*、SO”三种离子的物质的量之比为2:1:3 D. 另取一定量该溶液滴加一定量Ba(OH):溶液,不可能使A1*和SO 同时完全沉淀 高一化学(A卷) 共8页 第4页 15. 40mLX溶液中可能含有下列离子中的若干种:Na、NH.、Mg{}、Fe*、Al、Cl。 SO,现对X溶液进行如图所示的实验,其现象和结果如图 25.0mL →无剩激性气味的气体生成 200mL NaOH液 4.00mol·L~ [百色洗、干燥 沉淀1.16g X溶液 加热 沉淀 X溶液 滤200m 一.稀释至 →(OH)-0.1mol·L- 200AgN0白色沉淀1435g ②0.0m足量的 . 下列说法正确的是( A. X溶液中一定含有Mg、A1、CI,不含有Na和NH B.X溶液中一定含有Na'、Mg、Cl,可能含有Al'' C.X溶液中一定含有Mg{*,且c(Mg^②)为0.50mol·L- D. X溶液中c(Na)为1.50mol·L-.c(Al*)为0.50mol·L-l 二、填空题(本大题共5小题,共45分) 16.(8分)半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中,光照时可在其表面得到产物 (1)右图为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图 光解水能量转化形式为 (2)若将该催化剂置于Na,SO。溶液中,产物之一为SO仁. 电子 另一产物为 __.若将该催化剂置于AgNO。溶液中,产物之 激发 一为O。,写出生成另一产物的离子反应式_. H.0 17.(15分)HN。(叠氢酸)是一种易爆炸的油状物,在水中稳定,是一种弱酸.分子中N元素的 化合价是 _,HN。与KOH反应的方程式是.HN。受热时反应的方程式是 ,在水溶液中的电离方程式是 .HN。的氧化性与HNO:相似,请完成下列方 程式Cu+3HN-_+N:+NH。. 18.(6分)PM。。是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物,其指 标直接反映空气质量的好坏,若某城市PM指标数为160ug·m.则已达到重度污染的程 度,若该种微粒的平均摩尔质量为40g·mol,该地区1m空气含有该种微粒的数目 .(结果保留1位有效数字) 高一化学(A卷) 共8页 第5页 19.(11分)利用元素的化合价推测物质的性质是 .so.... Na so. 化学研究的重要手段,如图是孩元素的常见化合价 YtHSO. 与部分物质类别的对应关系: ...Na,SO +2 (1)从疏元素化合价变化的角度分析,图中既 有氧化性又有还原性的化合物有(填化 学式). 氢化物 单质氧化物 酸 盐 物质类别 (2)将X与Y混合,可生成淡黄色固体单质 该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 (3)Na.S.O。是重要的化工原料.从氧化还原反应的角度分析,下列制备Na。S.O。的方案 理论上可行的是 (填代号). a. NaS十S b. NaSO.十s c. SO.十NaSO. d. Na.SO.+NaSO (4) 已知 Na:SO.能被K.Cr.O:氧化为Na.SO..则24mL0. 05mol·L的Na:SO。溶 液与20mL.0.02mol·L-的K.Cr.O.溶液恰好反应时,Cr元素在还原产物中的化合价 20.(5分)学习化学需要很强的观察力和推理能力,有些知识可能你还没有学,但通过观察推 理和利用所学的知识也能解决问题,如下图为某有机化学反应原理,请通过观察思考推理,结 合已学化学知识,写出此反应的化学方程式 CH--oH 2 高一化学(A卷) 共8页 第6页 三、综合及计算题(本大题共3小题,共45分) 21.(17分)疏氧化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钟,是一种用途广泛的化学药品.实验室模拟工业 制备梳气化钾的实验装置如下图所示 NH.C1与消石 KOH溶液 □-橡皮管 灰的混合物 石灰 C D E 已知;①NH。不溶于CS。,CS.密度比水大且不溶于水;②三颈烧瓶内盛放:CS。、水和催 化剂 化剂.③CS:+3NH- →NH.SCN+NH.HS,该反应比较缓慢且NH.SCN在高于 水塔,加热 170C易分解.回答下列问题: (1)装置A中反应的化学方程式是 (2)装置C的作用是 (3)制备KSCN溶液:熄灭A处的酒精灯,关闭K。,保持三颈烧瓶内液温105C一段时 间,其目的是 ,然后打开K。,继续保持液温105C,缓缓滴入适量的KOH溶液,写出 装置D中生成KSCN的化学方程式: (4)装置E的作用为吸收尾气,防止污染环境,写出吸收NH.时的离子方程式 (5)制备疏氧化钾晶体;先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再减压 、过 滤、洗条、干燥,得到疏氧化钾晶体 22.(16分)秘酸纳(NaBiO。)是分析化学中的重要试剂,在水中缓慢分解,遇沸水或酸则迅速 分解,某兴趣小组设计实验制取秘酸纳并探究其应用,回答下列问题 I. 制取秘酸纳,制取装置如图(加热和夹持仪器已略去),部分物质性质如下表。 揽排 浓盐酸 溶液 _MnO. 短 C , B D NaBiO. 物质 Bi(OH)。 性质 不溶于冷水;浅黄色 难溶于水;白色 高一化学(A卷)共8页 第7页 (1)C中盛放Bi(OH):与NaOH的混合物,与Cl。反应生成NaBiO.,反应的化学方程式 为_ __,B装置的作用是___. (2)当观察到 (填现象)时,可以初步判断C中反应已经完成 (3)拆除装置前必须先除去残留的Cl。,以免污染空气.除去烧瓶A中残留Cl:的操作是: 关闭 __;打开__。 (4)反应结束后,为从装置C中获得尽可能多的产品,需要的操作有 、过滤, II.秘酸纳的应用--检验Mn (5)往待检液中加入秘酸纳晶体,加疏酸酸化,生成Bi ,且溶液变为紫红色,证明待检液 中存在Mn.产生紫红色现象的离子方程式为__. 23.(12分)取一定质量的氢化钟、澳化钟、典化钢的混合物平均分成四等份,分别加水配成溶 液并编号为甲、乙、丙、丁,再分别向各溶液中通入一定体积的氢气,将反应后所得溶液蒸干,灼 烧得到固体,通入氢气的量与最终所得固体到质量记录如下 编号 甲 丙 T 固体组成 NaI, NaBr、NaCI Nal,NaBr, NaCl NaBr,NaCl NaCl 氢气的体积/mL 。 2V 3V 4 固体质量/g 89.00 70.70 57.10 52.65 请回答下列问题: (1)通入2VLCl。的溶液中发生反应的离子方程式为 (2)标准状况下氧气的体积V为 (3)原混合物中澳化钢的物质的量为 高一化学(A卷) 共8页 第8页 第十四届中学生数理化综合实践活动 高一年级化学（A卷）参考答案及评分标准 1、 选择题（本大题共15小题，每小题4分，共60分，每小题只有1个选项符合题意） 1. B 2. 解析：由图可知，以上六种含氮微粒，一共呈现了氮的五种价态，分别为、、、、，故A正确；反应中，都存在元素化合价的变化，均属于氧化还原反应，所以反应中包含个非氧化还原反应，故B正确；反应中若与反应，元素的化合价升高，被氧化，作还原剂，故C正确；反应中元素的化合价从价升高到价，反应中元素的化合价从价降低到价，则生成等量，反应转移的电子数目较多，故D错误。 3. 解析：过程Ⅰ发生反应的离子方程式：过程Ⅱ发生反应的离子方程式：。总反应：，与是反应的催化剂。总反应：，的化合价降低被还原，该转化过程的实质为被还原，故A正确；总反应：，时，过程Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为：，故B错误；与是反应的催化剂，参与反应但是量不变；故C错误；过程Ⅰ发生反应的离子方程式：，故D错误。 4. C. 解析：氯水光照发生反应为，则随着横坐标时间的增大，氯离子浓度应该越来越大，图象不符合，故A错误；氯水光照发生反应为，则随着横坐标时间的增大，氧气体积分数应该越来越大，图象不符合，故B错误；氯水光照发生反应为，则随着横坐标时间的增大，弱酸生成强酸，则氯水的越来越小，图象符合，故C正确；氯水光照发生反应为，弱酸生成强酸，则随着横坐标时间的增大，氯水导电能力也越来越大，据图象不符合，故D错误； 5．A 解析：SO2与BaCl2反应产生沉淀，则溶液中必须存在大量的SO32-，右侧Y型管中应能生成碱性气体或氧化性气体，若是碱性气体，溶液中存在大量的SO32-，若是氧化性气体，溶液中可生成SO42-，则生成的沉淀可能为BaSO3或BaSO4；容器内压强增大，溶液倒吸，气体不容易导入，所以导气管A的作用是保持集气瓶内外气压平衡，以便左右两边产生的气体顺利导入，由此分析解答。若是碱性气体，溶液中存在大量的SO32−，所以e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH，产生氨气碱性气体，故A正确；SO2与BaCl2不反应，氧化性气体将溶液中的亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子，而不是将BaSO3氧化为BaSO4沉淀，故B错误；玻璃管的作用是连通大气，平衡压力，以便左右两边产生的气体顺利导入，故C错误；如果产生氨气，氨气极易溶于水，为防止倒吸，所以不能插入BaCl2溶液中，故D错误；答案选A。 6.B 解析：实验室要用黄磷(白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3，装置如图所示，装置A中浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应制取氯气，由于盐酸具有挥发性，制得的氯气中含有水蒸气和氯化氢，且PCl3遇水会强烈水解，所以氯气需要干燥，B装置利用浓硫酸干燥氯气，利用二氧化碳排尽装置中的空气，防止黄磷(白磷)自燃，D装置中氯气与黄磷(白磷)反应制取PCl3，利用E装置冷凝PCl3防止其挥发，因尾气中含有有毒气体，且空气中水蒸气能进入装置，因此用F装置利用碱石灰吸收多余的氯气和防止空气中的水蒸气进入E装置中与PCl3反应。D中发生的反应为2P+3Cl22PCl3，根据反应可知，每生成2 mol PCl3转移6mol电子，则生成l mol PCl3转移3mol电子，其数目为3NA，故A正确；根据分析可知，通入CO2的目的是排尽装置内的空气，防止黄磷(白磷)自燃，故B错误；实验结束后，由于反应后的尾气中含有有毒气体氯气，应该移走A处酒精灯，停止制取氯气，关闭K1，打开K2将多余的氯气通入氢氧化钠溶液中进行尾气处理，防止污染空气，故C正确；根据分析可知，PCl3遇水会强烈水解，则B中盛装的是浓硫酸，目的是干燥氯气，故D正确；答案选B。 7．D 解析：向澄清石灰水中不断通入CO2，有关离子反应为Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O、CaCO3＋H2O＋CO2= Ca2＋＋2，先生成CaCO3沉淀，c(Ca2＋)、c(OH－)减少，溶液导电能力减弱，后沉淀溶解生成Ca(HCO3)2溶液，c(Ca2＋)、c()逐渐增大，忽略溶液体积的变化，c(Ca2＋)与原来相等，c()与原来c(OH－)相等，但OH－的摩尔导电率大于的摩尔电导率，所以最后溶液的导电性比原来小，最后不变。 8.D 解析：Na+ 核外有2个电子层，Cl-核外有3个电子层，则r(Na+)＜r(Cl-)，从图中可以看出，a离子半径大，从而得出a离子为Cl-，A错误；溶解和电离过程中，水分子与晶体间存在静电作用，从而破坏晶体内阴、阳离子间的离子键，B错误；所得溶液中n(Na+)= mol，但由于溶液体积不是1L，所以n(Na+)不等于 mol，C错误；在溶质晶体存在的情况下，离子浓度不变，则所得溶液为饱和溶液，D正确；故选D。 9.A 解析：（NH4）2SO4分解的方程式为4（NH4）2SO4=N2↑＋6 NH3↑＋3SO2↑＋SO3↑＋7H2O，设分解了4 mol（NH4）2SO4，则分解生成的N2、NH3、SO2、SO3物质的量依次为1 mol、6 mol、3 mol、1 mol，分解产生的气体通入BaCl2溶液中，发生反应2NH3+SO3+H2O=（NH4）2SO4、（NH4）2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NH4Cl，此过程中消耗1 molSO3、2 molNH3、生成1 mol BaSO4沉淀；还剩余4 mol NH3，最终从溶液中逸出的气体无色、无味，溶液中氯化钡恰好完全反应，说明3 molSO2全部反应，则发生的反应为4NH3+3SO2+3H2O=（NH4）2SO3+2NH4HSO3、（NH4）2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NH4Cl，此过程将4 mol NH3、3 mol SO2全部消耗，生成 1 mol BaSO3沉淀；根据上述分析，生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3，且n（BaSO4）：n（BaSO3）约为1：1，从溶液中逸出的气体只有N2，最后留下的溶液中有较多的NH4Cl和NH4HSO3，故答案为A。 10. B 解析：设地球周围大气的总质量为m，根据地球表面受到的大气压力等于气体的总重力列出方程 p(4πR2)＝mg，再由V＝Vm， 其中在标准状态下Vm＝22.4×10－3 m3/mol， 整理得V＝Vm ＝×22.4×10－3 m3 ≈4×1018 m3。 11. D　 解析:向含等物质的量的Al、OH-、C的溶液中逐滴加入盐酸反应的先后顺序为OH-、Al、C,A项错误;因还原性:I->Fe2+>Br-,故向等物质的量的FeBr2、FeI2溶液中通入Cl2,反应的先后顺序为I-、Fe2+、Br-,B项错误;向含等物质的量的Ba(OH)2、KOH溶液中通入CO2,其反应顺序为Ba(OH)2、KOH、K2CO3、BaCO3,C项错误;因氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,故加入Zn粉,反应先后顺序为Fe3+、Cu2+、H+、Fe2+,D项正确。 12. B 解析：仪器Y的名称为分液漏斗，故A错误；氨气极易溶于水，仪器X的作用是导气，并能防止发生倒吸，故B正确；氯化铵加热分解为氨气和氯化氢，氯化氢和氨气遇冷又能生成氯化铵，不能用只加热氯化铵的方法制备氨气，故C错误； 升高温度，氨气挥发加快、过氧化氢分解速度加快，不能将冰水混合物改为温水浴加热，故D错误；选B。 13.D 解析：反应②中氧化剂是KClO3，还原剂是HCl，物质的量比为1∶1，选项A正确；二氧化氯做氧化剂，化合价下降5，故等物质的量的ClO2消毒能力是Cl2的2.5倍，选项B正确；根据反应①和②，氧化性KBrO3> KClO3> Cl2，故反应2BrO3-+12H++10Cl- = 5 Cl2↑+Br2+6H2O可发生，选项C正确；反应2KBrO3+ Cl2= Br2 +2KClO3中KBrO3是氧化剂，KClO3是氧化产物，仅由上述反应可推出氧化性：KBrO3>KClO3，根据反应②可知氧化性：KClO3> ClO2，故在溶液中ClO2不能将KBr氧化为KBrO3，选项D错误。答案选D。 14. B 解析：根据实验①可知原溶液中含，生成的物质的量为==0.03 mol，浓度为==3mol/L；实验②中加入NaOH加热可产生气体，则原溶液中含有，发生反应为，从图中可以看出生成氨气的物质的量为0.02mol，即的物质的量为0.02mol，其浓度为==2mol/L；向溶液中滴加NaOH刚开始生成沉淀，当NaOH过量后沉淀完全溶解，说明原溶液中存在，不存在，发生反应为、，图中沉淀的物质的量为0.01mol，则的物质的量为0.01mol，其浓度为==1mol/L，根据电荷守恒，可得，溶液还存在一种阳离子。图中铵根与NaOH反应生成氨气的数据可得，生成0.02mol氨气时消耗0.02mol的NaOH，体积为20mL，浓度为=mol/L，故A正确；由电荷守恒可知，原溶液中还存在一种阳离子，即，但是原溶液中不确定是否存在氯离子，所以不能得到的具体浓度，故B错误；根据计算，、、的浓度之比为2:1:3，故C正确； 15. D 解析：据图可知，将40 mL的X溶液分成两等份，其中一份中加入25.0 mL 4.00 mol/L NaOH溶液并加热，无刺激性气味的气体生成，说明没有NH，生成的有白色沉淀且过滤后所得滤液中含有OH-，说明一定有Mg2+，一定没有Fe3+，白色沉淀为Mg(OH)2，加入NaOH的物质的量为：0.025 L×4.00 mol/L=0.1 mol，得到Mg(OH)2沉淀的物质的量为=0.02 mol，Mg2+的物质的量为0.02mol，生成Mg(OH)2沉淀时消耗NaOH的物质的量为 0.02 mol×2=0.04 mol，滤液中剩余OH-：0.2 L×0.1 mol/L=0.02 mol，说明X溶液中一定含有Al3+，与过量的OH-反应生成和水，离子方程式为Al3++4OH-=+2H2O，与Al3+反应消耗OH-的物质的量为：0.1 mol-0.04 mol-0.02 mol=0.04 mol，由离子方程式可知，Al3+的物质的量为0.01 mol；另一份溶液中加入足量的硝酸钡溶液，无明显现象，说明不含SO，再加入足量的硝酸银溶液，得白色沉淀14.35g，该沉淀是AgCl，说明含有Cl-，Cl-的物质的量为=0.1mol，则根据溶液呈电中性可知X溶液中一定含有Na+且物质的量为0.1mol-0.02mol×2-0.01mol×3=0.03mol。由上述分析可知，X溶液中一定含有Mg2+、Al3+、Cl-、Na+，一定不含NH，故A错误；X溶液中一定含有Na+、Mg2+、Cl-、Al3+，故B错误；X溶液中一定含有Mg2+，且c(Mg2+)==1.00mol•L-1，故C错误；X溶液中c(Na+)==1.50mol•L-1，c(Al3+)==0.50mol•L-1，故D正确；答案选D。 2、 填空题（本大题共5小题，共45分） 16．（1）光能转化为化学能（3分） （2）H2 （2分） Ag++e-=Ag （3分） 解析：（1）根据图示，该催化剂在水中发生光催化反应的方程式为2H2O2H2↑+O2↑，光解水能量转化形式为光能转化为化学能，故答案为：光能转化为化学能。 （2）若将该催化剂置于Na2SO3溶液中，产物之一为，被氧化成，则H+被还原为H2，即另一产物为H2；若将该催化剂置于AgNO3溶液中，产物之一为O2，氧元素的化合价升高，O2为氧化产物，则生成另一产物的反应为还原反应，由于Ag+得电子能力大于H+，故生成另一产物的离子反应式为Ag++e-=Ag，故答案为：H2，Ag++e-=Ag。 17．（或一个N为-1价，其余两个为零价）（2分） HN3+KOH=KN3+H2O （3分） 2HN3 H2+3N2（3分） HN3+H2O ⇌ H3O++、HN3 ⇌ H++ （4分，各2分） Cu(N3)2（3分） 18．个（6分） 解析：1 m3空气中该种微粒的物质的质量m=160×10-6g 空气中该种微粒的物质的量为, 所以1 m3空气中该种微粒的数目为个 19．（1）SO2、H2SO3、Na2SO3 （3分，各1分） （2）1：2 （3分） （3） b （2分） （4） +3 （3分） 解析：S元素的化合价有-2价、0价、+4价、+6价。结合元素化合价及物质存在形式可知X是H2S，Y是SO2，Z是H2SO4。据此分析：(1)具有中间价态的元素既有还原性又有氧化性，S元素的化合价有-2价、0价、+4价、+6价，所以0价和+4价S的化合物既有还原性又有氧化性，图中既有氧化性又有还原性的化合物有：SO2、H2SO3、Na2SO3；(2)将H2S与SO2混合，可生成淡黄色固体，利用SO2的氧化性氧化H2S生成淡黄色沉淀S和水，反应方程式为：2H2S+SO2=3S+2H2O，在该反应中SO2作氧化剂，H2S作还原剂，则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2；(3)Na2S2O3中S为+2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2，a中S化合价都小于2，c、d中S的化合价都大于2，均不符合题意，只有b中Na2SO3的S为+4价，单质S为0价，一种大于2，一种小于2，只有选项 b符合题意；(5)假设Cr元素在产物中的化合价为+a价，根据电子转移守恒，则24×10-3 L×0.05 mol/L×(6-4)=20×10-3 L×0.02 mol/L×2×(6-a)，解得a=+3 。 20 （5分） 三、综合及计算题（本大题共3小题，共45分） 21．（1）（3分） （2）通过观察气泡流速，来调控装置A的加热温度 （2分） （3）让完全分解而除去 （2分） （3分） （4）（3分） （5）蒸发浓缩 （2分） 冷却结晶 （2分） 22． （1）Bi(OH)3+3NaOH+Cl2=NaBiO3+2NaCl+3H2O （3分） 除去HCl （2分） （2）C中的白色固体消失(或黄色不再加深；C中上方充满黄绿色气体等) （2分） （3） K1、K3 (K1可不填) （1分） K2 （1分） （4）在冰水中冷却结晶 （2分） 洗涤 （1分） 干燥 （1分） （5）5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO+5Na++7H2O （3分） 解析：用浓盐酸和二氧化锰反应制备氯气，其中混合有挥发出的氯化氢气体，要用饱和食盐水进行除杂，然后利用氯气的强氧化性，在碱性环境下将Bi(OH)3氧化为NaBiO3；利用锰离子的还原性将NaBiO3还原，锰离子氧化为高锰酸根离子，检验NaBiO3的氧化性；实验结束后，产物有毒性，故打开三颈烧瓶的氢氧化钠溶液，吸收剩余的氯气；NaBiO3纯度的检测利用NaBiO3和锰离子反应生成高锰酸根，高锰酸根再与草酸反应来测定，根据氧化还原反应反应进行计算。据此分析解题。 (1)C中盛放Bi(OH)3与NaOH的混合物，与Cl2反应生成NaBiO3，根据氧化还原反应原理，Bi(OH)3+3NaOH+Cl2=NaBiO3+2NaCl+3H2O 。浓盐酸具有挥发性，B装置的作用是除去HCl。(2)C中反应已经完成，则白色的Bi(OH)3全部变成了黄色的NaBiO3，白色固体消失。(3)从图上装置看，关闭K1、K3，打开K2可使氢氧化钠流下与剩余的氯气反应。(4)反应结束后，为从装置C中获得尽可能多的产品，由题意可知，NaBiO3不溶于冷水，接下来的操作尽可能在冷水环境下进行，需要的操作可在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)往待检液中加入铋酸钠晶体，加硫酸酸化，生成Bi3+，且溶液变为紫红色，证明待检液中存在Mn2+，说明铋酸钠将锰离子氧化为高锰酸根离子，因为属于酸性环境，所以铋酸钠被还原为Bi3+，根据氧化还原反应原理可知，产生紫红色现象的离子方程式为： 5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO+5Na++7H2O。 23．（1）2I- ＋ Cl2 = I2 ＋ 2Cl-  （3分） （2）2240（4分） （3）0.8 mol（5分）（答“0.2mol”得3分，答“0.8mol”5分） 学科网（北京）股份有限公司 $$