内容正文:
2024级高一期末调研检测试卷
化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 C1-35.5 K-39 Ca-40Mn-55 Fe-56 Cu-64
一、选择题(包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 《天工开物》书名寓意人要利用自然,用聪明才智和技术开发出万物。下列有关书中记载说法不正确的是
A. 炼锡时“点铅勾锡”,即在熔炼锡的过程中加入少量铅,其核心原理是利用铅与锡形成低熔点合金
B. “陶成雅器,有素肌玉骨之象,皆水土埏埴之微显。”其中水分子在黏土颗粒间形成氢键网络,赋予坯体可塑性
C. “凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无沙黏土而为之”,其中黏土的主要成分是二氧化硅
D. 青瓷烧制需“封窑烟沉”,其化学原理是调控气氛,用CO将铁的高价氧化物还原为铁的低价氧化物
【答案】C
【解析】
【详解】A.合金的熔点通常低于纯金属,加入铅形成低熔点合金便于冶炼,故A正确;
B.水分子通过氢键与黏土颗粒结合,增强可塑性,故B正确;
C.黏土的主要成分是硅酸盐,不是二氧化硅,故C错误;
D.CO具有还原性,CO将Fe3+氧化物还原为Fe²⁺或Fe3O4,形成青色,故D正确;
选C。
2. 下列化学用语表述不正确的是
A. 的结构示意图: B. 金刚石、石墨和是碳元素的同素异形体
C. 钡餐的化学式: D. 的结构式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯原子是第17号元素,得到一个电子,形成氯离子以后,最外层形成8电子稳定结构,A正确;
B.金刚石、石墨和是碳元素形成的不同单质,三者属于同素异形体关系 ,B正确;
C.医疗上使用的钡餐是硫酸钡,C正确;
D.氮气分子的氮原子间形成三对共用电子,结构式为:,D错误;
故选D。
3. 下列化学教材演示实验中,不需要用到玻璃棒的是
A. 焰色试验 B. 配制一定物质的量浓度的溶液
C. 粗盐的提纯 D. 溶于水后用pH试纸测定溶液酸碱性
【答案】A
【解析】
【详解】A.焰色试验通过铁丝(如铂丝)蘸取溶液灼烧,无需玻璃棒,A符合题意;
B.配制溶液时,玻璃棒用于搅拌加速溶解及引流转移液体,B不符合题意;
C.粗盐提纯中,玻璃棒用于搅拌溶解、引流过滤、搅拌防止暴沸,C不符合题意;
D.测需用玻璃棒蘸取待测液点于试纸上,D不符合题意;
故选A。
4. 央视315晚会曝光了保水虾仁磷酸盐超标,适量的作为水分保持剂,可用于水产品、乳制品等,但长期过量摄入磷酸盐可能会带来健康风险,例如导致消化系统问题、人体的钙磷比失衡缺钙、引发心血管疾病。下列有关说法不正确的是
A. P元素位于周期表第三周期第VA族
B. 中元素原子半径最大的是P
C. 为含有共价键的离子化合物
D. 由上述材料推测可能是一种难溶性的盐
【答案】B
【解析】
【详解】A.磷(P)的原子序数为15,位于第三周期第VA族,A正确;
B.Na、P、O中,Na位于第三周期IA族,原子半径最大,而非P,B错误;
C.Na3PO4由Na+和通过离子键结合,内部为共价键,C正确;
D.材料提到过量磷酸盐导致钙磷比失衡缺钙,推测Ca3(PO4)2难溶以限制钙吸收,符合实际性质,D正确;
故选B。
5. 每年10月23日早上6:02到晚上6:02被誉为“摩尔日”,这个时间的一种写法为6:02 10/23,形式与阿伏加德罗常数近似值相似。用代表阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 、、均为电解质
B. 溶液中,的数目为
C. 标准状况下,中原子总数为
D. 反应①每消耗,则反应②生成物中分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.SO2熔融状态下不导电,溶于水导电是因为生成了H2SO3,因此SO2是非电解质,A错误;
B.0.1mol/L的Na2S溶液没有体积,无法计算Na+的数目,B错误;
C.标况下11.2LSO2的物质的量为=0.5mol,每个SO2分子中含有3个原子,因此11.2LSO2中原子总数为1.5NA,C正确;
D.6.4gSO2的物质的量为=0.1mol,反应①的方程式为2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2,反应②的离子方程式为+2H⁺=S↓+SO2↑+H2O,得到关系式4SO2~3~3SO2,因此反应①每消耗0.1molSO2,反应②生成0.075molSO2,分子数为0.075NA,D错误;
故选C。
6. 离子方程式是化学的专业用语,下列叙述对应的离子方程式书写正确的是
A. 制的离子方程式:
B. 向氯化铝溶液中滴加过量氢氧化钠:
C. 用醋酸溶解水垢:
D. 金属铁溶于稀硫酸中:
【答案】A
【解析】
【详解】A.NO2与H2O反应生成HNO3和NO,HNO3为强酸,完全离解为H+和,离子方程式为,A正确;
B.向AlCl3溶液中滴加过量NaOH,Al(OH)3会继续与OH-反应生成,正确的离子方程式为,B错误;
C.醋酸为弱酸,不能拆开,正确离子方程式为CaCO3 + 2CH3COOH = Ca2+ + 2CH3COO- + CO2↑ + H2O,C错误;
D.稀硫酸与Fe反应生成Fe2+而非Fe3+,正确离子方程式为Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑,D错误;
故选A。
7. “价—类”二维图体现了化学变化之美。图为硫元素的“价—类”二维图,下列说法不正确的是
A. a、c反应有b生成
B. c气体通入紫色石蕊溶液中,溶液变红
C. g和f都存在酸式盐
D. 常温下,将Cu插入足量的e的浓溶液中,可产生c
【答案】D
【解析】
【分析】根据物质中硫元素化合价及物质类别可知,a~f分别表示:H2S、S、SO2、H2SO3、H2SO4、亚硫酸盐、硫酸盐。
【详解】A.H2S和SO2可发生归中反应生成S,A正确;
B.SO2酸性氧化物,可使紫色石蕊溶液变红,B正确;
C.硫酸盐存在硫酸氢根离子所形成的酸式盐,亚硫酸盐存在亚硫酸氢根离子所形成的酸式盐,C正确;
D.Cu与浓硫酸在加热条件下才可发生反应生成SO2,D错误;
答案选D。
8. 下列实验装置正确且能达到实验目的的是
A.探究碳酸氢钠的热稳定性
B.制备胶体
C.收集氯气
D.制备并收集
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.加热固体时为防止冷凝水倒流炸裂试管,试管口需略低于试管底部,A不符合题意;
B.制取Fe(OH)3胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至出现红褐色,将FeCl3直接加入氢氧化钠溶液中只能得到Fe(OH)3沉淀,B不符合题意;
C.Cl2难溶于饱和食盐水,可以用排饱和食盐水的方法收集Cl2,C符合题意;
D.无水CaCl2可以和氨气反应生成CaCl2·8NH3,不能用无水氯化钙干燥氨气,应该用碱石灰,NH3的密度小于空气,收集时应用向下排空气法,即导管要插到试管的底部,D不符合题意;
故选C。
9. 工业上常用、和稀硫酸制备,反应开始加入少量的,的生成速率会大大提高,过程如图所示,下列说法不正确的是
A. 为反应过程中的催化剂,为中间产物
B. 过程1中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
C. 过程2中每生成转移4mol电子
D. 制备总反应的离子方程式为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,Cl-参与过程1,根据题意加入少量的NaCl,ClO2的生成速率会大大高,因此Cl-为反应过程中的催化剂,由图可知Cl2生成后又参与反应,为中间产物,A正确;
B.过程1中中的Cl由+5价降为+4价,为氧化剂,Cl-由-1价升为0价,为还原剂,根据转移电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1,B正确;
C.过程2中H2O2中的O由-1价升为0价,因此每生成1molO2转移电子为2mol,C错误;
D.由图可知,总反应为和H2O2生成ClO2和O2,方程式为2+H2O2+2H+=2ClO2↑+2H2O+O2↑,D正确;
故选C。
10. 科学家合成出了一种新离子液体(如图所示),该离子液体可用于锂电池电解液、催化反应的介质等。X、Y、W、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,结构中每种元素原子最外层都达到稳定结构。下列叙述不正确的是
A. 简单气态氢化物的稳定性:
B. Y、W元素组成的化合物一定只含有离子键
C. 简单离子半径:
D. 工业上可利用Z的单质和W最高价氧化物的水化物反应制备消毒液
【答案】B
【解析】
【分析】根据各原子形成的共价键特点和结构中每种元素原子最外层都达到稳定结构分析,X形成四个共价键,为C元素;Y可以形成双键,Y是O元素;W是元素;Z是元素。
【详解】A.氧元素的非金属性强于碳元素,所以简单气态氢化物的稳定性:,A正确;
B.氧元素和钠元素可以形成氧化钠或过氧化钠两种物质,过氧化钠中还存在共价键,B错误;
C.电子层数越多,一般离子半径越大,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,则离子半径大小为:,C正确;
D.工业上可利用氯气和钠最高价氧化物的水化物反应制备消毒液,化学方程式为:,D正确;
故选B。
11. 下列实验结论与实验现象对应的一组是
选项
实验操作
现象
结论
A
取二氧化硅与少量焦炭,在高温条件下反应
产生灰黑色固体
非金属性:
B
向某盐溶液中加入浓NaOH溶液,加热
产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
该盐溶液中含有
C
取少量溶液,滴入硫酸酸化的溶液
溶液变黄色
氧化性:比强
D
将分别蘸有浓盐酸和浓氨水的两根玻璃棒相互靠近不接触
产生大量白烟
白烟的主要成分是HCl或
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.二氧化硅与焦炭高温反应生成硅和一氧化碳,该反应体现碳的还原性,不能直接证明非金属性C>Si,现象与结论不对应,A错误;
B.产生使红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3,可证明溶液中含,现象与结论对应,B正确;
C.Fe2+被氧化可能由H2O2或酸性条件下的引起,无法确定H2O2的氧化性强于Fe3+,现象与结论不对应,C错误;
D.白烟为NH4Cl固体,而非HCl或NH3气体,现象与结论不对应,D错误;
故选B。
12. 煤气化渣属于大宗固废,主要成分为、、等。某化学兴趣小组参考真实工艺后设计了以下流程,制备钠基正极材料。下列说法不正确是
已知:该工艺经碳热还原得到
A. “滤渣”的主要成分为
B. 实验室模拟“焙烧”过程需要用到坩埚
C. 碱浸后的“滤液”经一系列操作可回收得到
D. “焙烧”生成的化学反应方程式为
【答案】A
【解析】
【分析】煤气化渣主要成分为、、等。浓硫酸“酸浸”,氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁、氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝,SiO2和硫酸不反应,过滤,滤渣是,滤液中加氢氧化钠,硫酸铁和氢氧化钠反应得到氢氧化铁沉淀,硫酸铝和过量氢氧化钠反应得到四羟基合铝酸钠,过滤,氢氧化铁用碳热还原得到,和碳酸钠、氧气反应(焙烧)得到。
【详解】A.根据以上分析,和硫酸不反应,“滤渣”的主要成分为,故A错误;
B.实验室中在坩埚中灼烧固体物质,实验室模拟“焙烧”过程需要用到坩埚,故B正确;
C.碱浸后的“滤液”中含有四羟基合铝酸钠,通入过量二氧化碳得到氢氧化铝沉淀,氢氧化铝灼烧得到,经一系列操作可回收得到,故C正确;
D.“焙烧”时和碳酸钠、氧气反应生成,反应的化学反应方程式为,故D正确;
答案选A。
13. 固体粉末X中可能含有、、、和中的若干种。为确定成分,某同学将X加入足量稀盐酸中,观察到有气体Y生成,最终仅得到黄色溶液Z,继续向溶液Z中逐滴加NaOH至过量,发现沉淀的质量先增多后减少。通过以上实验现象,判断下列结论正确的是
A. X中一定含有、、,可能含有C和KCl
B. 用铂丝蘸取少量溶液Z放在酒精灯上灼烧,未观察到紫色,则X中不含KCl
C. 向Z中加入少量的Fe粉,会立刻产生气体
D. 气体Y是含有2种物质的混合气体,若两者恰好完全反应,则X中与
【答案】D
【解析】
【分析】将X加入足量稀盐酸中,观察到有气体Y生成,最终仅得到黄色溶液Z,则含有和,溶于盐酸生成Fe2+,将Fe2+氧化为Fe3+,继续向溶液Z中逐滴加NaOH至过量,发现沉淀的质量先增多后减少,故含有Al,Al溶于盐酸生成Al3+,Al3+与NaOH反应先生成Al(OH)3,NaOH过量,Al(OH)3溶解,生成,因为C不反应,不溶于水,而最终仅得到黄色溶液Z,则不含有C,可能含有KCl。
【详解】A.由分析知,X中一定含有、、,可能含有KCl,一定不含有C,A错误;
B.未使用蓝色钴玻璃观察焰色反应,无法排除K⁺(紫色可能被Na⁺的黄色掩盖),因此不能确定X中不含KCl,B错误;
C.Z溶液中含Fe3+,因为Fe3+氧化性强于H⁺,Fe粉优先与Fe3+反应,不会立即产生气体,需Fe3+完全还原后才与H⁺反应,C错误;
D.部分与盐酸反应生成O2,反应比例关系为,部分将Fe2+氧化为Fe3+,Al溶于盐酸生成H2,反应的比例关系为,气体Y是O2和H2的混合气体,若两者恰好完全反应,即,假设H2为2mol,O2为1mol,则为,与盐酸反应生成O2的为2mol,还有部分将Fe2+氧化为Fe3+,则大于2mol,故则X中与,D正确;
故选D。
14. 向一定量由铁粉和铜粉组成的混合物中,加入某浓度的稀硝酸,反应过程中m(固体剩余质量)、转移电子的物质的量随加入的稀硝酸的体积变化如图所示(设硝酸的还原产物只有NO),a点时样品中的Fe恰好完全溶解。下列说法中正确的是
A. 稀硝酸的浓度为
B. y点时,400mL稀硝酸中溶解了Fe和Cu共26.4g
C. y点对应的溶液中可能含有的金属阳离子为、、
D. 加入稀硝酸至800mL时,收集到标况下的约为13.44L
【答案】B
【解析】
【分析】由图示数据可得如下表格:
编号
①
②
③
④
稀硝酸体积/mL
200
400
600
800
转移电子的物质的量/mol
0.45
0.9
1.35
a
生成NO的物质的量/mol
0.15
0.15
0.15
V
铁和铜均可以被硝酸氧化,由于还原性强弱关系为Fe>Cu>Fe2+,Fe、Cu、Fe2+将被硝酸依次氧化,实验①和②都有金属剩余,则溶液中不可能含硝酸铁,溶液中金属离子为+2价;在实验①的基础上加入200mL硝酸,参加反应的金属的质量为19.56g-5.76g=13.8g,转移的电子数为0.9mol-0.45mol=0.45mol,该过程既有铁参与反应,又有铜参与反应,且生成+2价的金属离子,设反应消耗Cu的物质的量为x mol,Fe的物质的量为y mol,则有64x+56y=13.8、,解得x=0.15mol、y=0.075mol,反应消耗HNO3的物质的量为,则稀硝酸的浓度为;实验①只有铁参与反应,转移的电子为0.45mol,由守恒可知,参加反应的铁的物质的量为=0.225mol;在实验②的基础上继续加入200mL稀硝酸,该过程既有铜参加反应,又有亚铁离子参加反应,转移的电子数为1.35mol-0.9mol=0.45mol,生成NO的物质的量为,参加反应的金属的质量为5.76g,金属全部为铜,物质的量为=0.09mol,铜转移的电子数为0.18mol,则亚铁离子参与反应生成,由以上分析可知,总共含亚铁离子0.225mol+0.075mol=0.3mol,则加入稀硝酸600mL后还有0.3mol-0.27mol=0.03mol亚铁离子,硝酸亚铁与稀硝酸反应的化学方程式为:4HNO3(稀)+3Fe(NO3)2=3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,0.03mol亚铁离子与稀硝酸反应生成=0.01molNO。
【详解】A.由分析可知,稀硝酸的浓度为3mol/L,A错误;
B.稀硝酸的浓度为3mol/L,x点消耗的稀硝酸的物质的量为0.6mol,此时溶解的Fe粉为,x到y点溶解铁为、铜,y点时,400mL稀硝酸中溶解了Fe和Cu共,B正确;
C.由分析可知,y点时有固体剩余,溶液中不可能含有,则溶液中的金属阳离子为、,C错误;
D.由分析可知,600mL硝酸时转移电子数为1.35mol,根据,此时生成NO为0.45mol,再加入稀硝酸200mL后,剩余的亚铁离子与稀硝酸反应生成NO的物质的量为0.01mol,,此时收集到标况下的约为, D错误;
故选B。
二、填空题(本大题共4小题,共58分)
15. “嫦娥五号”取回的月岩的主要成分是钛酸亚铁,其化学式为,难溶于水,可与硫酸在加热条件下反应生成,钛以形式进入溶液,根据所学知识填写下列空白。
(1)①和稀硫酸反应的离子方程式为_______。
②Ti元素有多种核素,一种含有22个质子、26个中子的Ti核素可表示为_______;该核素与中子数为24、25的两种钛核素互称为_______。
③补充中铁元素检验方法:取少量样品于试管,先加适量硫酸加热溶解,再_______,则说明含有铁元素。
(2)将钛铁矿()还原为金属铁(Fe)和铁(Ti)是工业上获取金属钛的重要途径之一,但这一过程较为复杂,需要分步进行,先初步还原获得钛渣,再深度还原(Kroll法)得到海绵钛。
①电子式为_______。
②每制取1mol Ti,理论上需要的质量为_______g。
③钛渣的深度还原(Kroll法)中需要在Ar气氛中进行的理由是_______。
【答案】(1) ①. ②. ③. 同位素 ④. 滴加酸性溶液,若发现变浅或者褪去。或滴加KSCN溶液,再加氯水,若溶液变红
(2) ①. ②. 142 ③. 防止高温下与空气中的氧气(或、)作用
【解析】
【小问1详解】
①由题意可知,钛酸亚铁可与硫酸在加热条件下反应生成,钛以形式进入溶液,各物质化合价未发生改变,所以其离子方程式为:;
②质子数写在元素的左下角,质量数为质子数和中子数之和,写在元素的左上角,所以一种含有22个质子、26个中子的Ti核素可表示为;质子数相同,中子数不同的原子互称为同位素,所以该核素与中子数为24、25的两种钛核素互称为同位素,故答案为:;同位素;
③中铁元素为二价铁,二价铁可与高锰酸钾或氯水等发生反应,所以检验二价铁的方法为:取少量样品于试管,先加适量硫酸加热溶解,再滴加酸性溶液,若发现变浅或者褪去。或滴加KSCN溶液,再加氯水,若溶液变红,则说明含有铁元素,故答案为:滴加酸性溶液,若发现变浅或者褪去。或滴加KSCN溶液,再加氯水,若溶液变红;
【小问2详解】
①为共价化合物,碳原子最外层有4个电子,氧原子最外层有6个电子,通过共用电子对形成二氧化碳,所以电子式为,故答案为:;
②每制取1mol Ti,发生的化学方程式为: ,需要1mol的四氯化钛,1mol四氯化钛又需要2mol氯气,所以理论上需要的质量为142g,故答案为:142;
③根据方程式可知,该发生有金属钠参与反应,生成金属钛,他们在高温下都不稳定,易和氧气,氮气,二氧化碳等发生反应,所以钛渣的深度还原(Kroll法)中需要在Ar气氛中进行,故答案为:防止高温下与空气中的氧气(或、)作用。
16. 已知深红棕色的固体C含有四种常见元素,其中一种为副族金属元素,其它三种为短周期常见的非金属元素。气体B、K为空气的主要成分,固体D是一种氧化物,J为紫红色金属单质,气体E能使石蕊溶液变蓝。当14.6g固体C和足量的气体B反应可生成8gD、0.9gF、2.24L的气体E(折算为标况)和一定量的气体G,气体G和B在催化剂加热条件下能生成。回答下列问题:
(1)F的化学式为_______。
(2)14.6g固体C的物质的量为_______mol。
(3)写出气体E和固体D反应的化学方程式_______。
(4)写出淡黄色粉末A在生活中的一种用途_______。
(5)根据“价类”二维图预测,下列能与G反应且G表现还原性的物质是_______(填序号)。
a.NaOH溶液 b.溴水 c.溶液 d.溶液
(6)写出单质J与溶液反应的离子方程式_______。
(7)I的浓溶液和J在反应的过程中,溶液没有呈预期颜色,可能的原因是反应后溶液的浓度太大。为了观察到预期颜色,待溶液冷却后_______。(请补充剩余操作)
【答案】(1)
(2)0.1 (3)
(4)供氧剂 漂白剂 消毒剂
(5)b (6)
(7)将反应后的溶液缓慢倒入到水中
【解析】
【分析】J为紫红色金属单质,J为铜;气体E能使石蕊溶液变蓝,E为氨气;常温下F为液体的为水,淡黄色粉末A与水反应,A为过氧化钠。结合物质转化关系可知,C为 Cu(NH4)SO3。气体B为氧气,固体D为氧化铜,气体G为二氧化硫,H为三氧化硫,I为硫酸。
【小问1详解】
根据分析可知,F为H2O。
【小问2详解】
C为 Cu(NH4)SO3,物质的量为0.1mol。
【小问3详解】
气体氨气和固体氧化铜反应的化学方程式为。
【小问4详解】
过氧化钠可以与二氧化碳反应生成氧气,可以做供氧剂;具有氧化性,可以做漂白剂和消毒剂。
【小问5详解】
a.氢氧化钠溶液与二氧化硫反应,体现二氧化硫的酸性氧化物的性质;
b.溴水和二氧化硫反应,体现二氧化硫的还原性;
c.氯化钡溶液和二氧化硫不反应;
d.硫化氢和二氧化硫反应,体现二氧化硫的氧化性;
故符合题意的为b。
【小问6详解】
铜和溶液反应的离子方程式为。
【小问7详解】
浓硫酸和铜反应后的溶液中含有 浓硫酸,故为了观察到预期颜色,待溶液冷却后将反应后的溶液缓慢倒入到水中。
17. 电石渣是电石()水解制乙炔过程产生的工业固体废物,主要成分为,含少量的、、及其它一些可燃性杂质。为节约和充分利用资源,可通过如下工艺流程回收制备高纯碳酸钙。
已知:该工艺条件下,、不与氯化铵反应。
(1)“焙烧”的目的是_______。
(2)“浸出”过程中需要适当加热和搅拌,其目的是_______,控制温度不能太高的原因是_______。
(3)检验滤渣2已经洗涤干净的操作和现象为_______。
(4)经检测发现,滤渣1除含外,还可能含有_______。
(5)“过滤”后的滤液可循环使用,试写出碳化过程中主要的化学反应方程式_______。
(6)已知该工艺所用电石渣的钙含量为,在一次生产中投入电石渣10kg,获得产品8.75kg,该工艺中钙元素回收率为_______。
【答案】(1)除去可燃性杂质
(2) ①. 加快浸出反应速率,使反应更充分 ②. 温度过高会导致分解
(3)取少量的最后一次的洗涤液于试管,加入硝酸酸化的,若无白色沉淀生成
(4)、
(5)
(6)
【解析】
【分析】电石渣主要成分为,含少量的、、及其它一些可燃性杂质,将电石渣在“焙烧”, 除去可燃性杂质,加入氯化铵“浸出”,不与氯化铵反应,与氯化铵反应生成和氨气,与氯化铵反应得到氯化钙和氨水,过滤,将、、滤出,滤液的主要成分为,加入氨气,二氧化碳进行“碳化过程”,发生反应,过滤,将滤出,滤液主要为,可循环使用,滤渣2为,洗涤、干燥得到高纯,据此回答。
【小问1详解】
由分析知,“焙烧”的目的为除去可燃性杂质;
【小问2详解】
“浸出”过程中需要适当加热和搅拌,可以加快浸出反应速率,使反应更充分;由于温度过高会导致分解,故“浸出”过程中控制温度不能太高;
【小问3详解】
由于“碳化过程”生成了和,检验滤渣2已经洗涤干净,只需要检验洗涤液中不含有氯离子即可,操作和现象为取少量的最后一次的洗涤液于试管,加入硝酸酸化的,若无白色沉淀生成,即可证明已洗涤干净;
【小问4详解】
由分析知,滤渣1的主要成分为、、;
【小问5详解】
由分析知,出碳化过程中主要的化学反应方程式;
【小问6详解】
已知该工艺所用电石渣的钙含量为,在一次生产中投入电石渣10kg,则含有的钙的质量为10kg×=5kg,物质的量为,由钙守恒可得的物质的量为125mol,质量为125mol×100g/mol=12.5kg,实际获得产品8.75kg,该工艺中钙元素回收率为。
18. 高锰酸钾()具有强氧化性,通常情况下较稳定,但在酸性较强的体系中会产生黑色氧化物和无色气体,无机化学实验教材常采用以下方法制备:
(1)
(2)
在歧化过程中,通入量很难控制,通入过多后会转化为,而的溶解度小于的溶解度,导致蒸发浓缩后获得的产物中往往含有较多的。某学习小组查阅文献发现用醋酸作为歧化介质,生成的醋酸钾蒸发浓缩时基本上会留在母液中,所得高锰酸钾产品的纯度会更高。具体步骤如下:
I.高锰酸钾的合成
(i)取和过量的、放入坩埚中,强热5min,得到墨绿色锰酸钾熔融物。
(ii)冷却后,将墨绿色锰酸钾转移到盛有100mL蒸馏水的烧杯中以小火加热,直到全部溶解为止。
(iii)待上述溶液冷却至室温时,向其中逐渐加入一定量的冰醋酸,用玻璃棒搅拌均匀使其充分反应,冷却后,抽滤得到滤液。
(iv)将滤液倒入干净的蒸发皿中,蒸发浓缩滤液至表面有晶膜出现,自然冷却溶液,抽滤后即可获得纯净的紫色晶体。
II.高锰酸钾产品产率的分析
(i)将所得的高锰酸钾产品,全部溶解并定容于100mL的容量瓶中,摇匀备用。
(ii)准确称取固体置于锥形瓶中,加入少量蒸馏水使其溶解,再加入少量硫酸酸化。
(iii)用(i)中配制的高锰酸钾溶液滴定锥形瓶中的溶液,记录消耗高锰酸钾溶液的体积为,计算得出高锰酸钾产品的产率。
请回答下列问题:
(1)制备宜选用_______。(“瓷坩埚”或“铁坩埚”)
(2)由信息可知、、三者中溶解度最小的是_______。
(3)在歧化过程中,不选用常见的盐酸作为反应介质的原因是_______。
(4)下图是歧化时,随醋酸加入量增加,溶液pH值与合成产物中百分含量关系图。
当后,合成产物中含量又逐渐降低,其可能原因是(用离子方程式表示)_______。
(5)在“高锰酸钾产品产率的分析”步骤(i)中,下图所示的仪器中,不需要的是_______(填字母),还缺少的玻璃仪器有_______(填仪器名称)。
(6)下列配制操作会导致最终测得产品的产率偏低的是_______。
a.定容时俯视刻度线
b.定容前未洗涤烧杯玻璃棒
c.定容摇匀后发现液面低于刻度线又加水至刻度线
(7)根据上述数据,试计算所得产品的产率为_______。(计算结果用含V的最简代数式表示)
【答案】(1)铁坩埚 (2)
(3)盐酸具有还原性,会与或反应生成
(4)
(5) ①. ac ②. 玻璃棒、烧杯
(6)bc (7)或
【解析】
【分析】制备高锰酸钾的原理为:,,经过处理得到KMnO4固体,将其配成100mL溶液,用其滴定已知物质的量的草酸,从而可计算KMnO4产品的产率。
【小问1详解】
由于加热条件下KOH对陶瓷有腐蚀作用,制备宜选用:铁坩埚;
【小问2详解】
根据题中信息:的溶解度小于的溶解度,蒸发浓缩后获得的产物中往往含有较多的,而用醋酸作为歧化介质,生成的醋酸钾蒸发浓缩时基本上会留在母液中,故溶解度最小的是:;
【小问3详解】
在歧化过程中,不选用常见的盐酸作为反应介质的原因是:盐酸具有还原性,会与或反应生成;
【小问4详解】
当后,合成产物中含量又逐渐降低,其可能原因是:醋酸与高锰酸钾溶液发生了氧化还原反应,离子方程式为:;
【小问5详解】
在“高锰酸钾产品产率的分析”步骤(i)中,需要用到的仪器是:100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管,图中不需要的仪器为:圆底烧瓶和分液漏斗,故选ac;还缺少的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒;
【小问6详解】
a.定容时俯视刻度线会使溶液体积偏小,浓度偏大,滴定时消耗的体积偏小,草酸的物质的量一定,会导致最终测定产品的产率偏高,a不符合题意;
b.定容前未洗涤烧杯玻璃棒,会导致溶质的物质的量偏少,浓度偏小,滴定时消耗的体积偏大,草酸的物质的量一定,会导致最终测定产品的产率偏低,b符合题意;
c.定容摇匀后发现液面低于刻度线又加水至刻度线,浓度偏小,滴定时消耗的体积偏大,草酸的物质的量一定,会导致最终测定产品的产率偏低,c符合题意;
故选bc;
【小问7详解】
根据题意可找出关系式:,0.90g的物质的量为:,理论上KMnO4的物质的量为:,产品的产率为:。
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2024级高一期末调研检测试卷
化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 C1-35.5 K-39 Ca-40Mn-55 Fe-56 Cu-64
一、选择题(包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 《天工开物》书名寓意人要利用自然,用聪明才智和技术开发出万物。下列有关书中记载说法不正确的是
A. 炼锡时“点铅勾锡”,即在熔炼锡的过程中加入少量铅,其核心原理是利用铅与锡形成低熔点合金
B. “陶成雅器,有素肌玉骨之象,皆水土埏埴之微显。”其中水分子在黏土颗粒间形成氢键网络,赋予坯体可塑性
C. “凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无沙黏土而为之”,其中黏土的主要成分是二氧化硅
D. 青瓷烧制需“封窑烟沉”,其化学原理是调控气氛,用CO将铁的高价氧化物还原为铁的低价氧化物
2. 下列化学用语表述不正确的是
A. 的结构示意图: B. 金刚石、石墨和是碳元素的同素异形体
C. 钡餐的化学式: D. 的结构式:
3. 下列化学教材演示实验中,不需要用到玻璃棒的是
A. 焰色试验 B. 配制一定物质量浓度的溶液
C. 粗盐的提纯 D. 溶于水后用pH试纸测定溶液酸碱性
4. 央视315晚会曝光了保水虾仁磷酸盐超标,适量的作为水分保持剂,可用于水产品、乳制品等,但长期过量摄入磷酸盐可能会带来健康风险,例如导致消化系统问题、人体的钙磷比失衡缺钙、引发心血管疾病。下列有关说法不正确的是
A. P元素位于周期表第三周期第VA族
B. 中元素原子半径最大的是P
C. 为含有共价键的离子化合物
D. 由上述材料推测可能是一种难溶性的盐
5. 每年10月23日早上6:02到晚上6:02被誉为“摩尔日”,这个时间的一种写法为6:02 10/23,形式与阿伏加德罗常数近似值相似。用代表阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 、、均为电解质
B. 溶液中,的数目为
C. 标准状况下,中原子总数为
D. 反应①每消耗,则反应②生成物中分子数为
6. 离子方程式是化学的专业用语,下列叙述对应的离子方程式书写正确的是
A. 制的离子方程式:
B. 向氯化铝溶液中滴加过量氢氧化钠:
C. 用醋酸溶解水垢:
D. 金属铁溶于稀硫酸中:
7. “价—类”二维图体现了化学变化之美。图为硫元素的“价—类”二维图,下列说法不正确的是
A. a、c反应有b生成
B. c气体通入紫色石蕊溶液中,溶液变红
C. g和f都存在酸式盐
D. 常温下,将Cu插入足量的e的浓溶液中,可产生c
8. 下列实验装置正确且能达到实验目的的是
A.探究碳酸氢钠的热稳定性
B.制备胶体
C收集氯气
D.制备并收集
A. A B. B C. C D. D
9. 工业上常用、和稀硫酸制备,反应开始加入少量的,的生成速率会大大提高,过程如图所示,下列说法不正确的是
A. 为反应过程中的催化剂,为中间产物
B. 过程1中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
C. 过程2中每生成转移4mol电子
D. 制备总反应的离子方程式为:
10. 科学家合成出了一种新离子液体(如图所示),该离子液体可用于锂电池电解液、催化反应的介质等。X、Y、W、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,结构中每种元素原子最外层都达到稳定结构。下列叙述不正确的是
A. 简单气态氢化物的稳定性:
B. Y、W元素组成的化合物一定只含有离子键
C. 简单离子半径:
D. 工业上可利用Z的单质和W最高价氧化物的水化物反应制备消毒液
11. 下列实验结论与实验现象对应的一组是
选项
实验操作
现象
结论
A
取二氧化硅与少量焦炭,在高温条件下反应
产生灰黑色固体
非金属性:
B
向某盐溶液中加入浓NaOH溶液,加热
产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
该盐溶液中含有
C
取少量溶液,滴入硫酸酸化的溶液
溶液变黄色
氧化性:比强
D
将分别蘸有浓盐酸和浓氨水的两根玻璃棒相互靠近不接触
产生大量白烟
白烟的主要成分是HCl或
A. A B. B C. C D. D
12. 煤气化渣属于大宗固废,主要成分为、、等。某化学兴趣小组参考真实工艺后设计了以下流程,制备钠基正极材料。下列说法不正确的是
已知:该工艺经碳热还原得到
A. “滤渣”的主要成分为
B 实验室模拟“焙烧”过程需要用到坩埚
C. 碱浸后的“滤液”经一系列操作可回收得到
D. “焙烧”生成的化学反应方程式为
13. 固体粉末X中可能含有、、、和中的若干种。为确定成分,某同学将X加入足量稀盐酸中,观察到有气体Y生成,最终仅得到黄色溶液Z,继续向溶液Z中逐滴加NaOH至过量,发现沉淀的质量先增多后减少。通过以上实验现象,判断下列结论正确的是
A. X中一定含有、、,可能含有C和KCl
B. 用铂丝蘸取少量溶液Z放在酒精灯上灼烧,未观察到紫色,则X中不含KCl
C. 向Z中加入少量的Fe粉,会立刻产生气体
D. 气体Y是含有2种物质的混合气体,若两者恰好完全反应,则X中与
14. 向一定量由铁粉和铜粉组成的混合物中,加入某浓度的稀硝酸,反应过程中m(固体剩余质量)、转移电子的物质的量随加入的稀硝酸的体积变化如图所示(设硝酸的还原产物只有NO),a点时样品中的Fe恰好完全溶解。下列说法中正确的是
A. 稀硝酸的浓度为
B. y点时,400mL稀硝酸中溶解了Fe和Cu共26.4g
C. y点对应的溶液中可能含有的金属阳离子为、、
D. 加入稀硝酸至800mL时,收集到标况下的约为13.44L
二、填空题(本大题共4小题,共58分)
15. “嫦娥五号”取回的月岩的主要成分是钛酸亚铁,其化学式为,难溶于水,可与硫酸在加热条件下反应生成,钛以形式进入溶液,根据所学知识填写下列空白。
(1)①和稀硫酸反应的离子方程式为_______。
②Ti元素有多种核素,一种含有22个质子、26个中子的Ti核素可表示为_______;该核素与中子数为24、25的两种钛核素互称为_______。
③补充中铁元素检验方法:取少量样品于试管,先加适量硫酸加热溶解,再_______,则说明含有铁元素。
(2)将钛铁矿()还原为金属铁(Fe)和铁(Ti)是工业上获取金属钛的重要途径之一,但这一过程较为复杂,需要分步进行,先初步还原获得钛渣,再深度还原(Kroll法)得到海绵钛。
①电子式为_______。
②每制取1mol Ti,理论上需要的质量为_______g。
③钛渣的深度还原(Kroll法)中需要在Ar气氛中进行的理由是_______。
16. 已知深红棕色的固体C含有四种常见元素,其中一种为副族金属元素,其它三种为短周期常见的非金属元素。气体B、K为空气的主要成分,固体D是一种氧化物,J为紫红色金属单质,气体E能使石蕊溶液变蓝。当14.6g固体C和足量的气体B反应可生成8gD、0.9gF、2.24L的气体E(折算为标况)和一定量的气体G,气体G和B在催化剂加热条件下能生成。回答下列问题:
(1)F的化学式为_______。
(2)14.6g固体C的物质的量为_______mol。
(3)写出气体E和固体D反应的化学方程式_______。
(4)写出淡黄色粉末A在生活中的一种用途_______。
(5)根据“价类”二维图预测,下列能与G反应且G表现还原性的物质是_______(填序号)。
aNaOH溶液 b.溴水 c.溶液 d.溶液
(6)写出单质J与溶液反应的离子方程式_______。
(7)I的浓溶液和J在反应的过程中,溶液没有呈预期颜色,可能的原因是反应后溶液的浓度太大。为了观察到预期颜色,待溶液冷却后_______。(请补充剩余操作)
17. 电石渣是电石()水解制乙炔过程产生的工业固体废物,主要成分为,含少量的、、及其它一些可燃性杂质。为节约和充分利用资源,可通过如下工艺流程回收制备高纯碳酸钙。
已知:该工艺条件下,、不与氯化铵反应。
(1)“焙烧”的目的是_______。
(2)“浸出”过程中需要适当加热和搅拌,其目的是_______,控制温度不能太高的原因是_______。
(3)检验滤渣2已经洗涤干净的操作和现象为_______。
(4)经检测发现,滤渣1除含外,还可能含有_______。
(5)“过滤”后的滤液可循环使用,试写出碳化过程中主要的化学反应方程式_______。
(6)已知该工艺所用电石渣的钙含量为,在一次生产中投入电石渣10kg,获得产品8.75kg,该工艺中钙元素回收率为_______。
18. 高锰酸钾()具有强氧化性,通常情况下较稳定,但在酸性较强的体系中会产生黑色氧化物和无色气体,无机化学实验教材常采用以下方法制备:
(1)
(2)
在歧化过程中,通入量很难控制,通入过多后会转化为,而的溶解度小于的溶解度,导致蒸发浓缩后获得的产物中往往含有较多的。某学习小组查阅文献发现用醋酸作为歧化介质,生成的醋酸钾蒸发浓缩时基本上会留在母液中,所得高锰酸钾产品的纯度会更高。具体步骤如下:
I.高锰酸钾的合成
(i)取和过量的、放入坩埚中,强热5min,得到墨绿色锰酸钾熔融物。
(ii)冷却后,将墨绿色锰酸钾转移到盛有100mL蒸馏水的烧杯中以小火加热,直到全部溶解为止。
(iii)待上述溶液冷却至室温时,向其中逐渐加入一定量的冰醋酸,用玻璃棒搅拌均匀使其充分反应,冷却后,抽滤得到滤液。
(iv)将滤液倒入干净的蒸发皿中,蒸发浓缩滤液至表面有晶膜出现,自然冷却溶液,抽滤后即可获得纯净的紫色晶体。
II.高锰酸钾产品产率的分析
(i)将所得的高锰酸钾产品,全部溶解并定容于100mL的容量瓶中,摇匀备用。
(ii)准确称取固体置于锥形瓶中,加入少量蒸馏水使其溶解,再加入少量硫酸酸化。
(iii)用(i)中配制的高锰酸钾溶液滴定锥形瓶中的溶液,记录消耗高锰酸钾溶液的体积为,计算得出高锰酸钾产品的产率。
请回答下列问题:
(1)制备宜选用_______。(“瓷坩埚”或“铁坩埚”)
(2)由信息可知、、三者中溶解度最小的是_______。
(3)在歧化过程中,不选用常见的盐酸作为反应介质的原因是_______。
(4)下图是歧化时,随醋酸加入量增加,溶液pH值与合成产物中百分含量关系图。
当后,合成产物中含量又逐渐降低,其可能原因是(用离子方程式表示)_______。
(5)在“高锰酸钾产品产率的分析”步骤(i)中,下图所示的仪器中,不需要的是_______(填字母),还缺少的玻璃仪器有_______(填仪器名称)。
(6)下列配制操作会导致最终测得产品的产率偏低的是_______。
a.定容时俯视刻度线
b.定容前未洗涤烧杯玻璃棒
c.定容摇匀后发现液面低于刻度线又加水至刻度线
(7)根据上述数据,试计算所得产品的产率为_______。(计算结果用含V的最简代数式表示)
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