内容正文:
2024-2025学年海南省部分学校高一下学期
期中模拟考试化学试题
测试范围人教必修第二册
一、选择题:本题共8小题,每小题2分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是
A. 都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
B. 或都会导致酸雨的形成
C. 液氨汽化时吸收大量热,因此,液氨常用作制冷剂
D. 硅具有较好的导电性,是光导纤维的主要成分
2. 化学与生产、生活、科技、环境等密切相关,下列说法错误是
A. “神舟十七号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐
B. 家庭装修中用的水性漆以水作稀释剂,相比油性漆更有利于人类健康
C. 推广使用风能、太阳能等新能源能够减少温室气体排放
D. 稀土元素被称为“冶金工业的维生素”,合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金性能
3. 下列关于原电池(装置如图所示)的说法错误的是
A. 该装置将化学能转化为电能 B. 是负极,其质量逐渐减小
C. 正极反应为 D. 电子从锌片通过导线流向铜片
4. 工业制硫酸中的一步重要反应为:,下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是
A. 的质量保持不变 B. 的含量保持不变
C. 正反应速率等于逆反应速率 D. 、和的物质的量之比为2:1:2
5. 氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A. 实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:
B. 工业制硝酸过程中的物质转化:
C. 汽车尾气催化转化器中发生主要反应:
D. 消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染:
6. 过量排放含高浓度和的氨氮废水,对环境造成很大影响,工业脱氮方法主要有吹脱法、氧化法等,某氮肥厂处理氨氮废水的方案如图所示。
下列选项中说法不正确是
A. 调节池加入溶液的目的是将转化为,有利于废水中氮元素的降低
B. 氧化池中与发生反应的离子方程式为
C. 排放池中用活性炭去除水中残余的氯,这是利用活性炭的吸附性。
D. 反硝化池是在一定条件下向废水中加入有机物甲醇(),与共同作用转化为、而排放,理论上反应生成的与的物质的量之比为3:5
7. 铜镁合金完全溶解于密度为,质量分数为的浓硝酸中,得到和的混合气体(标况),向反应后的溶液中加入溶液,恰好使金属离子全部沉淀,共得到2.54g沉淀。下列说法错误的是
A. 与铜镁合金反应的浓硝酸过量
B. 得到的和的混合气体中
C. 加入的溶液的体积
D. 反应结束后所得溶液中溶质的物质的量浓度为
8. 向物质的量浓度均为的、、的混合溶液中加入一定质量的粉,充分反应后过滤,得到固体和溶液。下列说法正确的是
A. 向溶液中滴入几滴溶液,溶液可能变为血红色
B. 将固体投入稀盐酸中,没有气泡生成,则溶液中可能含有大量和
C. 若溶液呈蓝绿色,则固体中一定不含铁元素
D. 若溶液无色透明,则固体中一定含有粉
二、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。每小题有一个或两个选项是符合题目要求的。若正确答案只包括一个选项,多选得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确得2分,选两个且都正确得4分,但只要选错一个就得0分。
9. 下列有关化学用语的表示错误的是
A. 苯的球棍模型 B. CHCl3的空间填充模型为
C. 四氯化碳的电子式 D. 乙醇的官能团为羟基(-OH)
10. 下列属于氮的固定的是
A. N2与H2在一定条件下反应生成NH3 B. 硝酸工厂用NH3氧化制NO
C. 雷雨时空气中的N2转化为NO D. 由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵
11. 以下关于SO2说法正确的是
A. SO2能使紫色石蕊溶液先变红后褪色
B. SO2能使品红溶液和KMnO4溶液褪色,体现了SO2的漂白性
C. 将SO2通入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成
D. 将足量SO2缓慢通入H2S溶液中,溶液pH先变大后变小
12. 利用如图装置模拟“侯氏制碱法”,通过制备的和,与饱和食盐水反应制备。下列说法正确的是
A. 导管口的连接顺序为adcefb
B. 实验时装置Ⅰ产生的气体应先通入装置Ⅳ中
C. 实验过程中,装置Ⅳ内会出现浑浊现象
D. 装置Ⅲ中的试剂为浓硫酸
13. 将铜和铁的混合物放入稀硝酸中,充分反应后得到标准状况下,剩余金属;继续加入等浓度的稀硝酸,金属完全溶解,又得到标准状况下.若向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,则下列说法中正确的是
A. 原混合物中铜和铁各
B. 的物质的量浓度为
C. 第一次剩余金属为铜和铁
D. 若向反应后的溶液中再加入该稀硝酸,又可得到标准状况下
14. 将一定量的铁和铜组成的混合物加入稀硝酸中,金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO)。向反应后的溶液中加入3mol·L-1NaOH溶液至沉淀完全,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g。下列叙述不正确的是
A. 当生成的沉淀量达到最大时,消耗NaOH溶液的体积V≥100mL
B. 当金属全部溶解时收集到NO气体的体积折算成标准状况为2.24L
C. 参加反应的金属的总质量3.6g<m<9.6g
D. 当金属全部溶解时,参加反应的硝酸的物质的量一定是0.3mol
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
15. 某兴趣小组设计实验探究SO2与新制悬浊液反应的产物。按图连接好装置(夹持装置省略),打开磁搅拌器,先往20mL1.00mol⋅L-1的CuCl2溶液中加入20mL2.00mol⋅L-1的NaOH溶液,再通入一定量SO2,三口烧瓶中生成大量白色沉淀X。回答下列问题:
(1)以亚硫酸钠和浓硫酸为原料制取SO2,虚框中应选用________(填“A”或“B”)装置,实验室制备一般选择70%浓硫酸,不选择98.3%浓硫酸的理由________。
(2)仪器a的名称为________,烧杯中发生反应的离子方程式为________。
(3)通入SO2过程中不断搅拌的目的是________,进一步实验证实,X为CuCl,体现了SO2________性质。
(4)二氧化硫是大气污染物,硫酸型酸雨的前驱体。
①可吸入颗粒物是物质燃烧时产生的粒状漂浮物,颗粒很小,它与空气中SO2、O2接触时,SO2部分转化为SO3,空气酸度增加,形成酸雨。其中可吸入颗粒物所起的主要作用是_______,写出该过程化学反应方程式________。
A.氧化剂 B.还原剂 C.吸附剂 D.催化剂
②为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是_______。
A.推广使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染
B.实施绿化工程,防止扬尘污染
C.研制开发燃料电池汽车,消除机动车尾气污染
D.加大石油、煤炭的开采速度,增加化石燃料的开采
16. 请回答实验室石油分馏的有关问题:
(1)以下是实验室石油分馏的装置图,试指出有关仪器的名称:A______;B_____。
(2)图中有______处错误。
(3)实验室石油分馏的正确操作顺序是______。
E→F→____→A→______→_____→G。
A.连接接液管
B.装入碎瓷片和石油,塞上带温度计的塞子
C.检查装置气密性
D.连接B仪器及进出水管
E.在铁架台上放酒精灯,固定好铁圈,放上石棉网
F.固定好A仪器
G.加热
(4)石油分馏得到的各个馏分都是_______(填“混合物”或“纯净物”)。
17. 为了探究干燥的SO2能不能使品红褪色,
(1)请指出实验装置图设计中的不合理之处。
①___________;②___________。
(2)按照修改后的装置,实验中控制二氧化硫以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时,经过一小时后,品红仍不褪色。这说明品红褪色的原因不是二氧化硫直接导致。为此,SO2通过品红水溶液后,引起品红褪色的微粒可能是___________。
(3)甲同学实验如下:取等量、相同浓度的品红水溶液于两支试管中,再分别加入少量亚硫酸钠固体和亚硫酸氢钠固体,两支试管中的品红都褪色,对此,他得出结论:使品红褪色的微粒是___________,不是H2SO3。你认为他的结论是否正确___________, 其理由是___________。
(4)为了进一步探究,乙组同学做了如下实验:分别取相同浓度的品红溶液各20mL于两只小烧杯中,两只烧杯中同时一次性各加入20mL0.1mol/L的亚硫酸钠,20mL0.1mol/L的亚硫酸氢钠溶液,发现加入亚硫酸钠溶液的品红褪色较快。
①微粒浓度与褪色快慢关系,请用“大”或“小”填写“___________”内容
c(SO)
c(HSO)
c(H2SO3)
褪色速度
Na2SO3溶液
大
小
小
快
NaHSO3溶液
较上面______
较上面_______
较上面______
慢
②根据实验和分析,得出的结论是___________;理由是___________。
18. 废气中和的再利用
Ⅰ.某研究性小组探究与炽热的铜粉反应,设计如下:
已知:能被酸性高锰酸钾溶液氧化成。
(1)直角导管d的作用为___________;装置A中发生反应的离子方程式:___________。
(2)预测D装置中反应的产物可能为___________。
A.和 B.和 C.和
Ⅱ.燃煤的烟气中含有SO2,为了治理雾䨪天气,工厂采用多种方法实现烟气脱硫。
(3)某工厂利用烟气处理含的酸性废水,在脱硫的同时制备产品。具体流程如下:
①吸收塔中反应后的铬元素以形式存在,则其中发生反应的离子方程式为___________;
②中和池中除产生氢氧化铬沉淀外,还产生一种气体,则该气体是___________(写化学式)。
19. 氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的主要物质。回答下列问题:
(1)下列措施中可用于减少排放量,且经济可行的是_______。
A.用天然气代替煤炭做民用燃料
B.将工厂的烟囱造高
C.燃煤中添加石灰固硫
D.使用萃取煤炭中的硫
E.工业尾气经碱液处理后再排放
(2)下列不属于氮的固定的是_______。
A. B.
C. D.
(3)可用NaOH溶液吸收空气中的氮氧化物,主要反应为:;。
①现有VL某NaOH溶液,能完全吸收nmol和mmolNO组成的大气污染物。所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为_______。
②若所得溶液中,则原混合气体中和NO的物质的量之比_______。
(4)氮氧化物也可以用尿素[]水溶液吸收。用尿素水溶液吸收体积比为1:1的NO和混合气,可将N元素转变为对环境无害的气体,该反应的化学方程式为_______。
(5)控制其他条件相同,将混有NO、、、和的模拟烟气匀速通过装有尿素溶液的装置,在装置出口处检测NO、的脱除率()
①当烟气中有少量时,有利于脱除,其可能的原因是_______。
②当烟气中无存在时,且超过一定数值时,测得变为负值,其可能的原因是_______。
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2024-2025学年海南省部分学校高一下学期
期中模拟考试化学试题
测试范围人教必修第二册
一、选择题:本题共8小题,每小题2分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是
A. 都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
B. 或都会导致酸雨的形成
C. 液氨汽化时吸收大量的热,因此,液氨常用作制冷剂
D. 硅具有较好的导电性,是光导纤维的主要成分
【答案】C
【解析】
【详解】A.CO、NO、NO2 都是大气污染气体,NO在空气中不能稳定存在,一氧化氮易于氧气反应生成二氧化氮,A错误;
B.酸雨与N、S的氧化物有关,与二氧化碳的排放无关,CO2含量的增加会导致温室效应,B错误;
C.液氨汽化时要吸收大量的热,使周围空气的温度急剧下降,所以液氨常用作制冷剂,C正确;
D.光导纤维的主要成分是SiO2,D错误;
故选:C。
2. 化学与生产、生活、科技、环境等密切相关,下列说法错误的是
A. “神舟十七号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐
B. 家庭装修中用的水性漆以水作稀释剂,相比油性漆更有利于人类健康
C. 推广使用风能、太阳能等新能源能够减少温室气体的排放
D. 稀土元素被称为“冶金工业的维生素”,合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金性能
【答案】A
【解析】
【详解】A.“神舟十七号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料,而硅酸盐属于传统无机非金属材料,则高温结构陶瓷不含有硅酸盐,A符合题意;
B.水性漆是用水作溶剂或者作分散介质的涂料,以水作为稀释剂,对人体比较健康,而油性涂料则是以香蕉水或者天拿水作为稀释剂,含有二甲苯等有害致癌物质,B不符合题意;
C.推广使用风能、太阳能等新能源能够减少CO2等温室气体的排放,C不符合题意;
D.稀土元素被称为冶金工业的维生素,合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金性能,D不符合题意;
故选A;
3. 下列关于原电池(装置如图所示)的说法错误的是
A. 该装置将化学能转化为电能 B. 是负极,其质量逐渐减小
C. 正极反应为 D. 电子从锌片通过导线流向铜片
【答案】B
【解析】
【分析】该装置是原电池,Zn比Cu活泼,则金属Zn作负极,Cu作正极,以此解题。
【详解】A.该装置是原电池,将化学能转化为电能,A正确;
B.根据分析,Zn作负极,Zn被氧化为Zn2+,其质量逐渐减小,B错误;
C.正极上H+得电子被还原生成H2,则正极反应为:,C正确;
D.Zn作负极,Cu作正极,原电池中,电子从负极流出经导线流向正极,即电子从锌片通过导线流向铜片,D正确;
故选B。
4. 工业制硫酸中的一步重要反应为:,下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是
A. 的质量保持不变 B. 的含量保持不变
C. 正反应速率等于逆反应速率 D. 、和的物质的量之比为2:1:2
【答案】D
【解析】
【详解】A.的质量保持不变,则混合物中各物质的量不变,达到了平衡状态,A不符合题意;
B.的含量保持不变,则混合物中各物质的量不变,达到了平衡状态,B不符合题意;
C.正反应和逆反应的速率相等,达到了平衡状态,C不符合题意;
D.平衡时各物质的物质的量之比取决于物质的起始物质的量和转化率,故容器中、和的物质的量之比不能作为判断是否达到平衡状态的依据,D符合题意;
故选D。
5. 氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A. 实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:
B. 工业制硝酸过程中的物质转化:
C. 汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:
D. 消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染:
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO,NO与氧气发生反应生成二氧化氮,A正确;
B.工业制硝酸过程中的物质转化为氮气和氢气催化生成氨气,氨气和氧气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮和氧气生成二氧化氮,二氧化氮和水生成硝酸,B错误;
C.汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体氮气和二氧化碳,故该反应的化学方程式正确,C正确;
D.消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染可以使用碱液氢氧化钠吸收一氧化氮和二氧化氮生成亚硝酸钠,D正确;
故选B。
6. 过量排放含高浓度和的氨氮废水,对环境造成很大影响,工业脱氮方法主要有吹脱法、氧化法等,某氮肥厂处理氨氮废水的方案如图所示。
下列选项中说法不正确的是
A. 调节池加入溶液的目的是将转化为,有利于废水中氮元素的降低
B. 氧化池中与发生反应的离子方程式为
C. 排放池中用活性炭去除水中残余的氯,这是利用活性炭的吸附性。
D. 反硝化池是在一定条件下向废水中加入有机物甲醇(),与共同作用转化为、而排放,理论上反应生成的与的物质的量之比为3:5
【答案】D
【解析】
【分析】由题干工艺流程图可知,“吹脱法”是将氨氮废水加入NaOH溶液后产生的NH3用热空气将其吹出,而“氧化法”则是用NaClO或Cl2将氨氮废水中的N元素氧化为N2后排出,处理后的废水排入排放池,用活性炭吸附多余的氯,两种方法得到的低浓度氨氮废水进入硝化池中,用硝化细菌将其转化为硝酸盐或亚硝酸盐,然后进入反硝化池中用有机物进行反硝化即将硝酸盐或亚硝酸盐还原为N2,最后达到的废水排入河流,据此分析解题。
【详解】A.在pH调节池中加入NaOH溶液,OH-与反应生成,即。在吹出塔中,热空气能将分解产生的NH3吹出,从而降低废水中氮元素的含量,A正确;
B.“氧化池”中将氧化为N2,自身被还原为,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,反应的离子方程式为,B正确;
C.活性炭具有疏松多孔的结构,有很强的吸附性,能吸附水中残余的氯,从而除去水中残余的氯,C正确;
D.在反硝化池中,与反应转化为、。中C元素化合价从-2升高到+4,中N元素化合价从+5降低到0。根据得失电子守恒,,设,则,生成的物质的量为,生成的物质的量为,所以生成的与的物质的量之比为,D错误;
故选D。
7. 铜镁合金完全溶解于密度为,质量分数为的浓硝酸中,得到和的混合气体(标况),向反应后的溶液中加入溶液,恰好使金属离子全部沉淀,共得到2.54g沉淀。下列说法错误的是
A. 与铜镁合金反应的浓硝酸过量
B. 得到的和的混合气体中
C. 加入的溶液的体积
D. 反应结束后所得溶液中溶质的物质的量浓度为
【答案】D
【解析】
【分析】由题意可知,设合金中铜、镁的物质的量分别为xmol、ymol,由1.52铜镁合金完全溶解于浓硝酸后,加入氢氧化钠溶液恰好使金属离子全部沉淀,共得到2.54g沉淀可得:64x+24y=1.52、64x+24y+34x+34y=2.54,解联立方程可得x=0.02、y=0.01;设二氧化氮和四氧化二氮的物质的量分别为amol、bmol,由混合气体的体积可得:a+b=0.05,由得失电子数目守恒可得: a+2b=0.06,解得a=0.04、b=0.01;由c=可知,浓硝酸的浓度为mol/L=14mol/L,则50mL溶液中硝酸的物质的量为14mol/L×0.05L=0.7mol,由氮原子个数守恒可知,反应消耗的硝酸包括表现氧化性的硝酸和表现酸性的硝酸,其物质的量为0.04mol+0.01mol×2+0.02mol×2+0.01mol×2=0.12mol,所以与铜镁合金反应的浓硝酸过量;由题意可知,沉淀达最大时,溶液中只有硝酸钠,由原子个数守恒可知,反应结束后所得溶液中钠离子物质的量为0.7mol—0.06mol=0.64mol,则氢氧化钠溶液的体积为=0.2L,所以反应得到的硝酸钠溶液的浓度约为=2.56 mol/L。
【详解】A.由分析可知,与铜镁合金反应的浓硝酸过量,故A正确;
B.由分析可知,混合气体中二氧化氮的物质的量为0.04mol,故B正确;
C.由分析可知,氢氧化钠溶液的体积为×103mL/L=200mL,故C正确;
D.由分析可知,反应得到硝酸钠溶液的浓度约为=2.56 mol/L,故D错误;
故选D。
8. 向物质的量浓度均为的、、的混合溶液中加入一定质量的粉,充分反应后过滤,得到固体和溶液。下列说法正确的是
A. 向溶液中滴入几滴溶液,溶液可能变为血红色
B. 将固体投入稀盐酸中,没有气泡生成,则溶液中可能含有大量和
C. 若溶液呈蓝绿色,则固体中一定不含铁元素
D. 若溶液无色透明,则固体中一定含有粉
【答案】C
【解析】
【分析】加入一定质量的锌粉,根据氧化性顺序为:可知,反应的顺序可能为:、、、,由于溶液中均为硝酸盐,说明硝酸根过量,根据可知,若发生则说明溶液中不存在H+,据此作答。
【详解】A.滴入几滴溶液,溶液变为血红色则说明有,具有强氧化性,能与锌、铁、铜反应,不可能得到固体,A项错误;
B.固体投入稀盐酸中,没有气泡生成,说明剩余的固体不能与非氧化性酸反应,而溶液B中含有硝酸根,若是溶液B中含有大量,则不可能有固体A,硝酸的强氧化性会将固体反应完,B项错误;
C.溶液呈蓝绿色,说明溶液中有,根据分析中的反应可知,反应未发生,也即是未被锌粉还原,则固体中一定不含铁元素,C项正确;
D.溶液无色透明,若是含有、、,溶液均有颜色,说明溶液B不含铁元素和铜元素,锌的金属性最强,即、、,则说明锌可能过量,若是加入的锌粉恰好发生上述反应,则剩余的固体只有铜、铁单质,因此固体A中可能含有粉,D项错误;
故答案选C。
二、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。每小题有一个或两个选项是符合题目要求的。若正确答案只包括一个选项,多选得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确得2分,选两个且都正确得4分,但只要选错一个就得0分。
9. 下列有关化学用语的表示错误的是
A. 苯的球棍模型 B. CHCl3的空间填充模型为
C. 四氯化碳的电子式 D. 乙醇的官能团为羟基(-OH)
【答案】BC
【解析】
【详解】A.苯的球棍模型 ,A正确;
B. 为CHCl3的球棍模型,B错误;
C.四氯化碳的电子式是,C错误;
D.乙醇的官能团为羟基(-OH) ,D正确;
故选BC。
10. 下列属于氮的固定的是
A. N2与H2在一定条件下反应生成NH3 B. 硝酸工厂用NH3氧化制NO
C. 雷雨时空气中的N2转化为NO D. 由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵
【答案】AC
【解析】
【分析】氮的固定指的是游离态的氮转化为化合态的氮。
【详解】A.N2与H2在一定条件下反应生成NH3,是在人为因素下使游离态的氮转化为化合态,属于人工固氮,故A选;
B.硝酸工厂用NH3氧化制NO,是不同化合态氮元素之间转化,不属于氮的固定,故B不选;
C.雷雨时空气中的N2转化为NO,属于自然固氮,故C选;
D.由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵,是不同化合态氮元素之间转化,不属于固氮,故D不选;
答案选AC。
11. 以下关于SO2说法正确的是
A. SO2能使紫色石蕊溶液先变红后褪色
B. SO2能使品红溶液和KMnO4溶液褪色,体现了SO2的漂白性
C. 将SO2通入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成
D. 将足量SO2缓慢通入H2S溶液中,溶液pH先变大后变小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.二氧化硫水溶液中反应生成亚硫酸显示酸性,二氧化硫的漂白性具有选择性,不能使石蕊试液褪色,A错误;
B.二氧化硫具有还原性,酸性高锰酸钾溶液具有氧化性,二者发生氧化还原反应,体现了二氧化硫的还原性,B错误;
C.硝酸根离子氧化二氧化硫生成硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀,C正确;
D.足量SO2缓慢通入H2S溶液中,首先反应生成硫单质和水,溶液酸性变弱,二氧化硫过量生产亚硫酸,溶液酸性增强,故溶液pH先变大后变小,D正确;
故选CD。
12. 利用如图装置模拟“侯氏制碱法”,通过制备的和,与饱和食盐水反应制备。下列说法正确的是
A. 导管口的连接顺序为adcefb
B. 实验时装置Ⅰ产生的气体应先通入装置Ⅳ中
C. 实验过程中,装置Ⅳ内会出现浑浊现象
D. 装置Ⅲ中的试剂为浓硫酸
【答案】AC
【解析】
【分析】由装置可知,装置Ⅱ制备氨气,装置Ⅰ制备二氧化碳,生成的二氧化碳通过装置Ⅲ除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体,则装置Ⅲ中的试剂不可能是浓硫酸,应为饱和碳酸氢钠溶液;氨气极易溶于水,溶液显碱性,可以吸收更多二氧化碳气体,且为防止倒吸,装置Ⅳ中应该从f处先通入氨气再从e处通入二氧化碳,反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体,装置的连接顺序为a-d-c-e-f –b;
【详解】A.由分析,导管口的连接顺序为adcefb,A正确;
B.氨气极易溶于水,使得溶液显碱性,可以吸收更多二氧化碳气体,故装置Ⅳ中应该先通入氨气,即装置Ⅱ产生的气体应先通入装置Ⅳ中,B错误;
C.和与饱和食盐水反应生成溶解度较小的碳酸氢钠,以晶体析出,则装置Ⅳ内会出现浑浊现象,C正确;
D.由分析,装置Ⅲ中的试剂为饱和碳酸氢钠溶液,D错误;
故选AC。
13. 将铜和铁的混合物放入稀硝酸中,充分反应后得到标准状况下,剩余金属;继续加入等浓度的稀硝酸,金属完全溶解,又得到标准状况下.若向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,则下列说法中正确的是
A. 原混合物中铜和铁各
B. 的物质的量浓度为
C. 第一次剩余金属为铜和铁
D. 若向反应后的溶液中再加入该稀硝酸,又可得到标准状况下
【答案】AD
【解析】
【分析】整个过程可以看作是9g铜和铁混合物与200mL硝酸反应生成0.1molNO,金属完全溶解,向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,说明生成硝酸亚铁、硝酸铜,且硝酸完全反应,发生的反应方程式为3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O、3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,设铁为xmol,铜为ymol,根据二者质量与生成NO的体积列方程,则有,解得:x=0.075mol、y=0.075mol,9g混合物中含铁质量为0.075mol×56g/mol=4.2g,含铜质量为0.075mol×64g/mol=4.8g,故第一次剩余金属4.8g为Cu的质量。
【详解】A.由分析可知,A正确;
B.根据方程式可知,n(HNO3)=(0.075mol +0.075mol)× =0.4mol,稀硝酸的物质的量浓度为,B错误;
C.9g混合物中含铁质量为0.075mol×56g/mol=4.2g,含铜质量为0.075mol×64g/mol=4.8g,故第一次剩余金属4.8g为Cu的质量,C错误;
D.再加入100mL该稀硝酸,亚铁离子与硝酸反应生成NO与硝酸铁,溶液中亚铁离子为0.075mol,氢离子为2mol/L×0.1L=0.2mol,根据反应可知,0.075molFe2+完全反应消耗H+0.1mol,说明氢离子足量,则生成NO为,D正确;
故选AD。
14. 将一定量的铁和铜组成的混合物加入稀硝酸中,金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO)。向反应后的溶液中加入3mol·L-1NaOH溶液至沉淀完全,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g。下列叙述不正确的是
A. 当生成的沉淀量达到最大时,消耗NaOH溶液的体积V≥100mL
B. 当金属全部溶解时收集到NO气体的体积折算成标准状况为2.24L
C. 参加反应的金属的总质量3.6g<m<9.6g
D. 当金属全部溶解时,参加反应的硝酸的物质的量一定是0.3mol
【答案】CD
【解析】
【详解】A.当生成的沉淀量达到最大时,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g,说明氢氧根的质量为5.1g,物质的量为0.3mol,消耗NaOH溶液的体积,故A正确;
B.根据A分析氢氧根物质的量为0.3mol,则说明金属失去电子物质的量为0.3mol,则生成NO物质的量为0.1mol,则当金属全部溶解时收集到NO气体的体积在标准状况下为2.24L,故B正确;
C.根据前面分析金属失去电子为0.3mol,若全部是铁,生成硝酸铁,则铁物质的量为0.1mol,质量为5.6g,生成硝酸亚铁,则铁物质的量为0.15mol,质量为8.4g;若全部是铜,物质的量为0.15mol,质量为9.6g,因此参加反应的金属的总质量5.6g<m<9.6g,故C错误;
D.当金属全部溶解时,由于金属失去了0.3mol电子,若生成的均为二价金属盐溶液,则金属物质的量为0.15mol,则参加反应的硝酸的物质的量是0.15mol×2+0.1=0.4mol;若铁为三价铁,则消耗的硝酸大于0.4mol,故D错误。
故选CD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
15. 某兴趣小组设计实验探究SO2与新制悬浊液反应的产物。按图连接好装置(夹持装置省略),打开磁搅拌器,先往20mL1.00mol⋅L-1的CuCl2溶液中加入20mL2.00mol⋅L-1的NaOH溶液,再通入一定量SO2,三口烧瓶中生成大量白色沉淀X。回答下列问题:
(1)以亚硫酸钠和浓硫酸为原料制取SO2,虚框中应选用________(填“A”或“B”)装置,实验室制备一般选择70%浓硫酸,不选择98.3%浓硫酸的理由________。
(2)仪器a的名称为________,烧杯中发生反应的离子方程式为________。
(3)通入SO2过程中不断搅拌的目的是________,进一步实验证实,X为CuCl,体现了SO2________性质。
(4)二氧化硫是大气污染物,硫酸型酸雨的前驱体。
①可吸入颗粒物是物质燃烧时产生的粒状漂浮物,颗粒很小,它与空气中SO2、O2接触时,SO2部分转化为SO3,空气酸度增加,形成酸雨。其中可吸入颗粒物所起的主要作用是_______,写出该过程化学反应方程式________。
A.氧化剂 B.还原剂 C.吸附剂 D.催化剂
②为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是_______。
A.推广使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染
B.实施绿化工程,防止扬尘污染
C.研制开发燃料电池汽车,消除机动车尾气污染
D.加大石油、煤炭开采速度,增加化石燃料的开采
【答案】(1) ①. B ②. 避免反应过于剧烈,从而控制SO2的生成速率,保证实验的安全和有效性
(2) ①. 球形干燥管 ②.
(3) ①. 使反应物充分接触,加快反应速率 ②. 还原性
(4) ①. D ②. , ③. D
【解析】
【分析】本实验探究SO2与新制悬浊液反应的产物,打开磁搅拌器,先往20mL1.00mol⋅L-1的CuCl2溶液中加入20mL2.00mol⋅L-1的NaOH溶液,再以亚硫酸钠和浓硫酸为原料制取SO2,将SO2通入到三颈烧瓶中,观察到生成白色沉淀。
【小问1详解】
亚硫酸钠是可溶性固体,选用A装置不能控制反应速率,不能做到“随开随用”,故选B装置;使用70%的浓硫酸可以避免反应过于剧烈,从而控制SO2的生成速率,保证实验的安全和有效性,故答案为:B;避免反应过于剧烈,从而控制SO2的生成速率,保证实验的安全和有效性;
【小问2详解】
由装置图可知仪器a是球形干燥管;SO2尾气吸收的防倒吸装置,发生反应离子方程式为:,故答案为:球形干燥管;;
【小问3详解】
通入SO2并不断搅拌是为了使反应物充分接触,加快反应速率;若X为CuCl,则铜的化合价由+2价降到+1价,体现了SO2的还原性;故答案为:使反应物充分接触,加快反应速率;还原性;
【小问4详解】
①可吸入颗粒物能加快SO2转化为SO3的反应速率,故飘尘所起的作用为催化作用,形成酸雨的过程为第一步二氧化硫转化为三氧化硫,第二部为三氧化硫与水反应生成硫酸,方程式为,,故答案为:D;,;
②A.推广使用燃煤脱硫技术,可减少二氧化硫的排放,有利于改善空气质量,利于“蓝天工程”建设,故A不符合题意;
B.实施绿化工程,植树造林,可减少扬尘污染,可以改善生态环境,改善空气质量,利于“蓝天工程”建设,故B不符合题意;
C.机动车尾气中含有大量氮的氧化物,氮的氧化物会导致雾霾影响和光化学污染,不利于空气质量的改善,所以研制开发燃料电池汽车,可减少氮的氧化物排放,有利于“蓝天工程”建设,故C不符合题意;
D.加大石油、煤炭的开采速度,会增加氮的氧化物、二氧化硫和一氧化碳等污染气体的排放,可加快环境污染,不利于“蓝天工程”建设,故D符合题意;
故选D。
16. 请回答实验室石油分馏的有关问题:
(1)以下是实验室石油分馏的装置图,试指出有关仪器的名称:A______;B_____。
(2)图中有______处错误。
(3)实验室石油分馏的正确操作顺序是______。
E→F→____→A→______→_____→G。
A.连接接液管
B.装入碎瓷片和石油,塞上带温度计的塞子
C.检查装置气密性
D.连接B仪器及进出水管
E.在铁架台上放酒精灯,固定好铁圈,放上石棉网
F.固定好A仪器
G.加热
(4)石油分馏得到的各个馏分都是_______(填“混合物”或“纯净物”)。
【答案】(1) ①. 蒸馏烧瓶 ②. 直形冷凝管
(2)
(3)
(4)混合物
【解析】
【分析】蒸馏的原理是利用液体混合物中各组分挥发度的差别,通过部分汽化和冷凝来实现组分的分离。蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体中各组分沸点不同,首先,使低沸点组分蒸发,再冷凝,以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。
【小问1详解】
A指向的是蒸馏烧瓶,B指向的是直形冷凝管。答案为:蒸馏烧瓶;直形冷凝管。
【小问2详解】
蒸馏温度计水银球应该在蒸馏烧瓶的支管处,冷凝水应该下进上出,一共有处错误。答案为:。
【小问3详解】
安装仪器从下到上,从左到右,在检查装置气密性前连接好冷凝水的进出水管并连接好接液管,检查装置气密性后装入沸石安装好温度计后点燃酒精灯开始蒸馏,故顺序为:。答案为:。
【小问4详解】
石油成分复杂,分馏得到的液化石油气、汽油、柴油、煤油、重油等都是混合物。答案为:混合物。
17. 为了探究干燥的SO2能不能使品红褪色,
(1)请指出实验装置图设计中的不合理之处。
①___________;②___________。
(2)按照修改后的装置,实验中控制二氧化硫以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时,经过一小时后,品红仍不褪色。这说明品红褪色的原因不是二氧化硫直接导致。为此,SO2通过品红水溶液后,引起品红褪色的微粒可能是___________。
(3)甲同学实验如下:取等量、相同浓度的品红水溶液于两支试管中,再分别加入少量亚硫酸钠固体和亚硫酸氢钠固体,两支试管中的品红都褪色,对此,他得出结论:使品红褪色的微粒是___________,不是H2SO3。你认为他的结论是否正确___________, 其理由是___________。
(4)为了进一步探究,乙组同学做了如下实验:分别取相同浓度的品红溶液各20mL于两只小烧杯中,两只烧杯中同时一次性各加入20mL0.1mol/L的亚硫酸钠,20mL0.1mol/L的亚硫酸氢钠溶液,发现加入亚硫酸钠溶液的品红褪色较快。
①微粒浓度与褪色快慢关系,请用“大”或“小”填写“___________”内容
c(SO)
c(HSO)
c(H2SO3)
褪色速度
Na2SO3溶液
大
小
小
快
NaHSO3溶液
较上面______
较上面_______
较上面______
慢
②根据实验和分析,得出的结论是___________;理由是___________。
【答案】(1) ①. 没有干燥装置 ②. 没有尾气处理装置
(2)、、
(3) ①. 、 ②. 不正确 ③. 、都会发生水解生成亚硫酸
(4) ①. 小 ②. 大 ③. 大 ④. 使品红溶液褪色的是亚硫酸根 ⑤. 亚硫酸根浓度越大,褪色速率越快,亚硫酸根浓度越小,褪色速度越慢
【解析】
【分析】要制取干燥的二氧化硫,由于二氧化硫有毒,会污染大气,要通过对比实验分析,由于亚硫酸根、亚硫酸氢根都会发生水解生成亚硫酸,通过褪色快慢来分析使品红褪色的原因是亚硫酸根,亚硫酸根浓度越大,褪色速度越快。
【小问1详解】
根据题中信息,为了探究干燥的SO2能不能使品红褪色,则制取二氧化硫后要干燥二氧化硫,因此缺少干燥装置,由于二氧化硫是污染形气体,要有尾气处理装置,因此实验装置图设计中的不合理之处为没有干燥装置,没有尾气处理装置;故答案为:没有干燥装置;没有尾气处理装置。
小问2详解】
按照修改后的装置,实验中控制二氧化硫以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时,经过一小时后,品红仍不褪色。这说明品红褪色的原因不是二氧化硫直接导致。为此,SO2通过品红水溶液后,说明是二氧化硫和水反应后得到亚硫酸,亚硫酸电离出亚硫酸氢根、亚硫酸根导致的,因此引起品红褪色的微粒可能是、、;故答案为:、、。
【小问3详解】
甲同学实验如下:取等量、相同浓度的品红水溶液于两支试管中,再分别加入少量亚硫酸钠固体和亚硫酸氢钠固体,两支试管中的品红都褪色,对此,他得出结论:使品红褪色的微粒是、,不是H2SO3,由于、都会发生水解生成亚硫酸,因此不能说不是亚硫酸导致,因此他的结论是不正确的;故答案为:、;不正确;、都会发生水解生成亚硫酸。
小问4详解】
①亚硫酸氢钠部分电离出亚硫酸根,因此亚硫酸氢钠溶液中亚硫酸根浓度比亚硫酸钠溶液中亚硫酸根浓度小,亚硫酸钠水解生成亚硫酸氢根,因此亚硫酸氢钠中亚硫酸氢根浓度大,亚硫酸氢根水解生成亚硫酸,因此亚硫酸氢钠中亚硫酸浓度大;故答案为:小;大;大。
②根据实验和分析,亚硫酸钠褪色速度比亚硫酸氢钠褪色速度快,说明使品红溶液褪色的是亚硫酸根,亚硫酸根浓度越大,褪色速率越快,亚硫酸根浓度越小,褪色速度越慢;故答案为:使品红溶液褪色的是亚硫酸根;亚硫酸根浓度越大,褪色速率越快,亚硫酸根浓度越小,褪色速度越慢。
18. 废气中和的再利用
Ⅰ.某研究性小组探究与炽热的铜粉反应,设计如下:
已知:能被酸性高锰酸钾溶液氧化成。
(1)直角导管d的作用为___________;装置A中发生反应的离子方程式:___________。
(2)预测D装置中反应的产物可能为___________。
A.和 B.和 C.和
Ⅱ.燃煤的烟气中含有SO2,为了治理雾䨪天气,工厂采用多种方法实现烟气脱硫。
(3)某工厂利用烟气处理含的酸性废水,在脱硫的同时制备产品。具体流程如下:
①吸收塔中反应后的铬元素以形式存在,则其中发生反应的离子方程式为___________;
②中和池中除产生氢氧化铬沉淀外,还产生一种气体,则该气体是___________(写化学式)。
【答案】(1) ① 平衡气压,使液体顺利滴下 ②. Cu+4H++2NO= Cu2++2NO2↑ +2H2O
(2)AB (3) ①. ②.
【解析】
【分析】Ⅰ.装置 A 中铜和浓硝酸反应生成二氧化氮;装置 B中二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮;一氧化氮通过五氧化二磷进行干燥;在装置 D中一氧化氮与铜粉在加热条件下反应;装置 E中酸性高锰酸钾溶液用于除去未反应的一氧化氮;
Ⅱ.将含SO2的硫酸厂烟气通入含的废水中,在吸收塔中发生反应,在向溶液中加入纯碱,在中和池中发生双水解反应,生成Cr(OH)3沉淀和气体,再将Cr(OH)3沉淀加热灼烧得到含产品,据此回答。
【小问1详解】
直角导管d的作用为平衡气压,使液体顺利滴下;装置 A 中铜和浓硝酸反应生成二氧化氮,离子方程式为Cu+4H++2NO= Cu2++2NO2 ↑+2H2O;
【小问2详解】
NO与炽热的Cu发生反应,NO作氧化剂化合价降低,Cu作还原剂化合价升高,因此反应后的产物可能是和,和,故选AB;
【小问3详解】
①吸收塔中含的酸性废水和SO2反应,反应后铬元素以Cr3+形式存在即被 SO2还原,SO2被氧化为 ,根据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒得出反应的离子方程式为;
②与Cr3+发生水解相互促进的反应,生成Cr(OH)3沉淀和气体,所以除了生成Cr(OH)3,另外生成的气体为CO2。
19. 氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的主要物质。回答下列问题:
(1)下列措施中可用于减少排放量,且经济可行的是_______。
A.用天然气代替煤炭做民用燃料
B.将工厂的烟囱造高
C.燃煤中添加石灰固硫
D.使用萃取煤炭中的硫
E.工业尾气经碱液处理后再排放
(2)下列不属于氮的固定的是_______。
A. B.
C. D.
(3)可用NaOH溶液吸收空气中的氮氧化物,主要反应为:;。
①现有VL某NaOH溶液,能完全吸收nmol和mmolNO组成的大气污染物。所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为_______。
②若所得溶液中,则原混合气体中和NO的物质的量之比_______。
(4)氮氧化物也可以用尿素[]水溶液吸收。用尿素水溶液吸收体积比为1:1的NO和混合气,可将N元素转变为对环境无害的气体,该反应的化学方程式为_______。
(5)控制其他条件相同,将混有NO、、、和的模拟烟气匀速通过装有尿素溶液的装置,在装置出口处检测NO、的脱除率()
①当烟气中有少量时,有利于脱除,其可能的原因是_______。
②当烟气中无存在时,且超过一定数值时,测得变为负值,其可能的原因是_______。
【答案】(1)ACE (2)B
(3) ①. ②. 3:2
(4)(NH2)2CO+NO+NO2=2N2+CO2+2H2O
(5) ①. SO2具有还原性,也能还原一部分NO2 ②. 过量的NO2与溶液中的H2O反应生成NO,使NO的出口浓度大于进口浓度,
【解析】
【小问1详解】
A.用天然气代替煤炭做民用燃料,可减少煤炭燃烧,减少二氧化硫排放,故A选;
B.将工厂的烟囱造高,不能减少二氧化硫的排放,故B不选;
C.燃煤中添加石灰固硫可以减少SO2的排放,故C选;
D.使用CS2萃取煤炭中的硫是不现实的操作,故D不选;
E.二氧化硫能和碱液反应而被吸收,工业尾气经碱液处理后再排放,能减少二氧化硫的排放,故E选;
故答案为:ACE;
【小问2详解】
氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮,故在所给的反应中B不属于氮的固定,故答案为B;
【小问3详解】
①NO2、NO和NaOH反应后,N和Na均全部存在于NaNO2和NaNO3中,根据N原子守恒n(NaNO2)+n(NaNO3)=n(NO2)+n(NO)=(m+n)mol,因此n(Na+)也为(m+n)mol,再根据Na元素守恒,n(NaOH)=n(Na+)=(m+n)mol,因此c(NaOH)=mol/L;
②若所得溶液中,则,当n(NO3-)为1mol时,根据2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O,相应生成的n(NO)=1mol、吸收的n(NO2)=2mol,那么NO2+NO+2NaOH═2NaNO2+H2O中生成的n(NO)=(9-1)mol=8mol,则对应吸收的n(NO2)=4mol、n(NO)=4mol,所以原混合气体中n(NO2)=(4+2)mol=6mol、n(NO)=4mol,物质的量之比为3:2;
【小问4详解】
由题意可知,尿素[(NH2)2CO]与1:1的NO和NO2混合气反应生成了N2、CO2、H2O,尿素中的-2价N元素化合价升高,NO和NO2中的N元素化合价降低,根据化合价升降守恒和原子守恒可得方程式为:(NH2)2CO+NO+NO2=2N2+CO2+2H2O;
【小问5详解】
①当烟气中有少量SO2时,有利于NO2脱除,其可能的原因是SO2具有还原性,也能还原一部分NO2;
②当烟气中无SO2存在时,烟气中超过一定数值时,过量的NO2与溶液中的H2O反应生成NO,使NO的出口浓度大于进口浓度,则测得变为负值。
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