内容正文:
厦门双十中学2023级高二下学期暑假阶段性检测
化学试题
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Fe56 Cu64
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 化学为实现社会可持续发展贡献巨大。下列说法错误的是
A. “纷纷灿烂如星陨,㸌㸌喧豗似火攻”描述了金属的焰色试验
B. 铁是地壳中含量最多的金属元素,因此在日常生活中应用最广
C. 加入明矾后泥水变澄清涉及化学变化
D. 纤维素的分子中有数千个葡萄糖单元
【答案】B
【解析】
【详解】A.诗句描述的是金属在高温下燃烧发光的现象,可看作一种广义的焰色反应,A正确;
B.地壳中含量最多的金属元素是铝,B错误;
C.明矾水解生成氢氧化铝胶体吸附杂质,水解属于化学变化,C正确;
D.纤维素是由多个葡萄糖单元聚合而成的高分子,D正确。
故选B。
2. 化学是一门以实验为基础的科学,下列有关实验装置或操作合理的是
A. 图①是实验室制备氯气
B. 图②是测定盐酸物质的量浓度
C. 图③是研究催化剂对化学反应速率的影响
D. 图④是模拟保护钢闸门
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验室制备氯气需用和浓盐酸加热反应,稀盐酸与不反应,A错误;
B.中和滴定中NaOH标准溶液应装在碱式滴定管,图②是酸式滴定管错误,B错误;
C.研究催化剂对速率的影响需控制变量,图③中右侧试管处于热水中,温度与左侧不同,存在温度和催化剂两个变量,无法确定催化剂的影响,C错误;
D.锌比铁活泼,钢闸门与锌板在海水中构成原电池,锌作负极被腐蚀,钢闸门作正极被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法,装置合理,D正确。
故选D。
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1molNaCl中含有个NaCl分子
B. 标准状况下,11.2LSO3中含有共价键的数目为
C. 14g由CO和N2组成的混合气体中含有的原子数目为
D. 含0.01molFeCl3的饱和溶液与沸水作用制得的氢氧化铁胶体中,胶粒数目为0.01
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaCl是离子晶体,不含NaCl分子,A错误;
B.标准状况下非气态,无法计算其物质的量,B错误;
C.CO和的摩尔质量均为28g/mol,14g混合气体为0.5mol,含原子数,C正确;
D.胶粒为多个氢氧化铁的聚集体,且氯化铁水解不完全,胶粒数目远小于,D错误。
故选C。
4. 氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4~5倍,下列有关氯胺(NH2Cl,Cl为+1价)的说法一定不正确的是
A. 氯胺的水解产物为NH2OH和HCl B. 氯胺与浓盐酸混合可产生氯气
C. 氯胺中氯的非金属性弱于氮 D. 氯胺的消毒原理与SO2不同
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯胺(NH2Cl)水解时,Cl的化合价保持+1价,生成HOCl,N的化合价保持-3价,生成NH3,不涉及氧化还原反应,因此水解产物为NH3和HOCl,而非NH2OH和HCl,A错误;
B.氯胺中Cl为+1价,浓盐酸中Cl为-1价,两者在酸性条件下发生归中反应生成Cl2(0价),B正确;
C.氯胺中氯元素的化合价为+1价,氮元素的化合价为-3价,则氯胺中氯的非金属性弱于氮,C正确;
D.氯胺具有强氧化性,能够破坏微生物结构,SO2通过还原性消毒,原理不同,D正确;
故答案为A。
5. 铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述中正确的是
A. 保存FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是抑制Fe2+水解
B. 在25 ℃时,pH=0的溶液中,Al3+、NH、NO、Fe2+可以大量共存
C. 制备AlCl3、FeCl3均可采用将溶液直接蒸干的方法
D. 硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.保存FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是防止氯化亚铁被氧化,加入盐酸能抑制Fe2+水解,故A错误;
B.25℃,pH=0的溶液为酸性溶液,硝酸根离子在酸溶液中具有强氧化性,能氧化亚铁离子,不能大量共存,故B错误;
C.AlCl3、FeCl3溶液中存在水解平衡,水解生成氢氧化铝、氢氧化铁和盐酸,蒸干过程中氯化氢挥发得到的水解产物主要为氢氧化铝、氢氧化铁,灼烧得到氧化铝、氧化铁,故C错误;
D.亚铁离子可被过氧化氢氧化,发生的离子反应为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,故D正确;
故选D。
6. 我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX)6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍,X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是
A. W、X、Y、Z四种元素的单质中W的熔点最高
B. 在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3
C. Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液,可以溶于NH4Cl溶液
D. Y3[Z(WX)6]2纳米药物可产生丁达尔现象
【答案】D
【解析】
【分析】W的外层电子数是其内层电子数的2倍,且原子序数最小,W为C元素;Z的M层未成对电子数为4,Z的序数最大,Z为Fe元素;X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高,X为N元素,Y为Mg元素。根据题意,(W,X,Y)的组合可能为(C,N,Mg)或(C,Mg,P)。当组合为(C,Mg,P)时,形成的配体WX为CMg,难以形成稳定配合物Y3[Z(WX)6]2,故排除。因此确定W、X、Y、Z分别为C、N、Mg、Fe。
【详解】A.W是碳,其单质如金刚石或石墨的熔点远高于氮气、镁和铁,因此A正确;
B.X是氮,其简单氢化物NH3中N原子采用sp3杂化,B正确;
C.Y是镁,其氢氧化物Mg(OH)2难溶于NaCl溶液,但NH4Cl溶液中的水解产生H+,中和OH-促使Mg(OH)2溶解,C正确;
D.Y3[Z(WX)6]2为纳米颗粒,若分散在介质中形成胶体(1-100nm),则会产生丁达尔效应;但若以固体形式存在或未分散为胶体,则不会。题目未明确其分散状态,D的表述不严谨,不符合题意;
故选D。
7. 下列实验方案、现象和结论均正确的是
实验方案
实验现象
实验结论
A
向葡萄酒试样中滴加酸性KMnO4溶液
溶液紫色褪去
葡萄酒中含有还原性物质SO2
B
向FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液
溶液紫色褪去
具有还原性
C
向溶液中加入浓NaOH溶液并加热
产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体
溶液中存在
D
向溶液中加入足量浓溴水
未观察到白色沉淀
苯中不含苯酚
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性KMnO4褪色说明存在还原性物质,但葡萄酒中可能含有葡萄糖等还原性物质,结论直接指向SO2不准确,A错误;
B.Fe2+在酸性条件下可被KMnO4氧化,但FeCl2溶液中Cl-在高浓度酸性环境中也可能被氧化,现象可能由Cl-引起,结论不严谨,B错误;
C.加入浓NaOH加热后释放NH3,湿润的红色石蕊试纸变蓝是NH3的特征现象,可证明存在,C正确;
D.未观察到白色沉淀可能因浓溴水颜色掩盖或苯酚浓度过低,无法直接证明不含苯酚,D错误;
故答案为C。
8. 实验室用如下方案测定Na2CO3和NaHCO3混合物的组成:称取一定质量样品溶解于锥形瓶中,加入2滴指示剂M,用标准盐酸滴定至终点时消耗盐酸mL;向锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用标准盐酸滴定至终点,又消耗盐酸mL。下列说法不正确的是
A. 指示剂M、N可依次选用酚酞、甲基橙
B. 使用类似方法测定Na3PO4和NaOH混合溶液中的含量,会得到4个计量点
C. 滴定至第一次终点时的溶液中:
D. 样品中Na2CO3和NaHCO3物质的量之比为
【答案】C
【解析】
【分析】在和混合溶液中,因和的水解溶液呈碱性,现滴加标准盐酸溶液,发生分步第一步反应:,此时溶质为:,溶液仍为碱性;继续滴加标准盐酸溶液,进行分步第二步反应:,因溶解在溶液中,此时溶液呈酸性,据此分析解答。
【详解】A.根据分析,第一步滴定至,溶液仍为碱性,则指示剂M可选用酚酞;继续第二步滴定至,因溶解在溶液中,此时溶液呈酸性,则指示剂N可选用甲基橙,A正确;
B.测定和混合液时,盐酸滴定会依次中和、把、、,最终产生4个计量点,B正确;
C.根据分析中的反应方程式可知,第一次终点时溶质为和,则得到电荷守恒为:,C错误;
D.根据分析中的反应关系,原混合物中转化成时消耗,此会继续消耗,得到原混合物中的消耗,则样品中和的物质的量之比为,D正确;
故答案为:C。
9. 为探究氯水在光照条件下的分解反应,某同学用强光照射盛有新制氯水的密闭广口瓶,并用传感器测定广口瓶中数据,得到如下三张图片。下列说法正确的是
A. 图甲可以表示强光照射过程中,氯水随时间的变化趋势
B. 图乙可以表示强光照射过程中,的体积分数随时间的变化趋势
C. 图丙可以表示强光照射过程中,随时间的变化趋势
D. 氯水在光照过程中可能出现
【答案】B
【解析】
【详解】A.强光照射过程中,由于HClO光照分解生成HCl,氯水的pH应随时间的增长逐渐减小,故A错误;
B.强光照射过程中,由于HClO光照分解生成O2,O2的体积分数应随时间的增长逐渐增大,故B正确;
C.强光照射过程中,由于HClO光照分解生成HCl,c(Cl-)应随时间的增长逐渐增大,故C错误;
D.溶液中只存在一种阳离子,同时存在Cl-、ClO-、OH-等多种阴离子,根据电荷守恒知c(H+)>c(Cl-),故D错误;
故选B。
10. 过碳酸钠(Na2CO3·3H2O2),俗名固体双氧水,具有Na2CO3和H2O2双重性质,可用作无毒漂白剂和供氧剂。一种利用双氧水和纯碱在稳定剂作用下制备过碳酸钠的工艺流稳定程如下图。已知:2Na2CO3+3H2O22Na2CO3·3H2O2
下列说法不正确的是
A. FeCl3溶液可加速过碳酸钠的失效
B. 加入NaCl的作用是降低2Na2CO3·3H2O2的溶解度,以析出更多晶体
C. 生产过碳酸钠的流程中遗漏了晶体的洗涤一步,导致产品纯度降低
D. 该生产流程中可循环使用的物质是CO2和NH4Cl
【答案】D
【解析】
【详解】A.过碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质,三氯化铁溶液既能与碳酸钠反应,又能作过氧化氢分解的催化剂,因此三氯化铁溶液能使过碳酸钠失效,A项正确;
B.根据溶解结晶平衡,加入NaCl,增加了钠离子浓度,溶解结晶平衡正向移动,析出晶体更多,B项正确;
C.晶体表面总是会吸附一定量溶液中的杂质离子,若不洗涤,将导致产品纯度降低,C项正确;
D.在反应②煅烧这一步产生的CO2可用于反应①,但反应③的产物NH4Cl并不循环使用,D项错误;
所以答案选择D项。
【点睛】工艺流程图中可循环使用的物质的判断,一是可依据流程中往回打的箭头来判断,一是依据反应中反应物和生成物来判断。本题是分析每一步反应所需的反应物和生成物来判断循环物质的。
11. 《环境科学》曾刊发我国科研部门采用零价铁活化过二硫酸钠(Na2S2O8,其中S为+6价)去除废水中的正五价砷的研究成果,其反应机理模型如图下列说法不正确的是
A. 1mol(自由基)中含49个电子
B. pH越大,越不利于去除废水中的正五价砷
C. 1mol过二硫酸钠中含个过氧键
D. 转化过程中,若共有1mol被还原,则参加反应的Fe约为37.3g
【答案】B
【解析】
【详解】A.自由基的电荷为-1,硫原子(16e⁻)加四个氧原子(4×8e⁻)再加1个额外电子,总电子数为16+32+1=49,1mol含49NA个电子,A正确;
B.由图可知,pH越大,碱性越强,越容易生成Fe(OH)3和Fe(OH)2,越有利于砷的去除,B错误;
C.过二硫酸钠(Na2S2O8)中S为+6价,阴离子S2含1个过氧键(O-O),1mol过二硫酸钠含1mol过氧键,即NA个,C正确;
D.根据反应机理,1mol S2和1molFe反应生成2mol硫酸根离子和1molFe2+离子,转移2mol电子,但是1molFe2+还要与0.5mol S2反应生成1molFe3+,故1mol S2被还原时,Fe的物质的量为2/3mol,质量为56g/mol×≈37.3g,D正确;
答案选B。
12. 环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法正确的是
A. 环六糊精属于多糖
B. 非极性分子均可与环六糊精形成超分子
C. 图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D. 由题目信息可知,分离环六糊精和氯代苯甲醚通常采用蒸馏法
【答案】C
【解析】
【详解】A.1mol糖水解后能产生2~10mol单糖的糖称为寡糖或者低聚糖,环六糊精是葡萄糖的缩合物,属于寡糖,A错误;
B.环六糊精可包合“某些”分子,非极性分子需满足体积与空腔匹配等条件才能被包合,“均可”表述绝对,B错误;
C.环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)腔内极性小,可以将苯环包含在其中,由图3可知,加入环六糊精后Cl原子取代苯环对位H原子的物质的量远大于邻位,说明图2中甲氧基、氯原子均暴露在反应环境中,C正确;
D.环六糊精空腔外有多个羟基,可以和水形成分子间氢键,故环六糊精能溶解在水中,而氯代苯甲醚不溶于水,所以可以选择水作为萃取剂分离环六糊精和氯代苯甲醚,D错误;
故选C。
13. 配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示,下列说法错误的是
A. 中心原子的配位数是4 B. 晶胞中配合物分子的数目为2
C. 晶体中相邻分子间存在范德华力 D. 该晶体属于混合型晶体
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题干配合物[MA2L2]的分子结构示意图可知,中心原子M周围形成了4个配位键,故中心原子M的配位数是4,A正确;
B.由题干图示晶胞结构可知,晶胞中配合物分子的数目为=2,B正确;
C.由题干信息可知,该晶体为由分子组成的分子晶体,故晶体中相邻分子间存在范德华力,C正确;
D.由题干信息可知,该晶体为由分子组成的分子晶体,D错误;
故答案为:D。
【点睛】
14. 工业上以精炼铜的阳极泥为原料(主要成分为Se、CuSe、Ag2Se等)回收Se.
已知:①“烟气”中含有SO2和SeO2,被水吸收时发生反应。
②Se难溶于水,沸点684.9℃,易与O2反应。
③反应的,代表可完全转化。室温下,。
下列说法不正确的是
A. 理论上,发生反应的SO2和SeO2的物质的量之比为2:1
B. 在真空中可进行粗硒提纯,可降低体系中硒的沸点
C. “滤液”为CuSO4溶液
D. 加入NaCl溶液浸取时发生
【答案】C
【解析】
【分析】阳极泥为原料(主要成分为、、等)回收Se,加入浓硫酸焙烧后,“烟气”中含有和,用水吸收时发生氧化还原反应生成、,过滤分离出纯硒,烧渣中为硫酸铜和硫酸银,加入氯化钠溶液浸取,得到硫酸铜溶液和氯化银固体,滤液中还有硫酸钠,据此作答。
【详解】A.和被水吸收发生反应的化学方程式为,和的物质的量之比为2∶1,故A项正确;
B.在真空下,沸点会降低到较低的温度,使得硒更容易被蒸发出来,这样可以减少能量损失,节省能源,故B项正确;
C.“滤液”应为和混合溶液,故C项错误;
D.,可以完全转化为,加入NaCl溶液浸取时发生,故D正确;
故答案选C。
15. Na2CS3在工农业上有重要的应用。实验室中为了测定某Na2CS3溶液的浓度,设计如图装置进行实验。
已知:;不溶于水,沸点46℃,与CO2某些化学性质相似。
下列说法错误的是
A. 装置C中发生的反应为
B. 充分反应后通入一段时间热N2,目的是使装置中的H2S、CS2被充分吸收
C. 若装置B中生成沉淀的质量为14.4g,则
D. 若将热N2改为热空气,根据装置C中溶液的增重测定,的数值偏高
【答案】C
【解析】
【详解】A.与化学性质相似,与NaOH反应生成和水,类比可知与NaOH反应生成和水,反应方程式正确,A正确;
B.通入热可将装置中残留的、气体驱赶到B、C中,使其被充分吸收,提高测定准确性,B正确;
C.装置B中与反应生成CuS沉淀,CuS的摩尔质量为96g/mol,14.4g CuS的物质的量为,则为0.15mol,由已知反应可知,溶液体积为0.05L,浓度为3.0,C错误;
D.热空气中含,会与装置C中NaOH反应,导致C中溶液增重偏大,计算的量偏高,进而使浓度测定值偏高,D正确。
故选C。
二、填空题:本题包括4小题,共55分
16. 实验探究是化学学习中不可或缺的学习方式,在学习了金属与非金属等知识后,为验证Cl2、、SO2三者氧化性强弱顺序,某化学兴趣小组按照如图所示的装置(夹持装置和A中加热装置已省略)进行了一次探究。实验步骤如下:
I.检查装置的气密性。
II.B中先不加入溶液,打开止水夹K1~K4,通入N2一段时间,然后停止通N2,关闭K1、K3、K4,用注射器向B中加入15mL新制的FeCl2溶液。
III.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,加热A,当B中溶液变黄时,停止加热,关闭K2。
IV.打开活塞b,待约2mL的溶液流入D试管后关闭活塞b,取下D试管,检验溶液中的离子。
V.打开K3和活塞c,向C中滴加70%的硫酸,一段时间后关闭K3。
VI.更换试管D,重复步骤IV中的操作。
回答下列问题:
(1)B上口的浸有碱液的棉花的作用是_______(结合化学方程式说明)。
(2)步骤I中检查A装置的气密性的操作方法是_______。
(3)步骤II的目的是_______。
(4)配制FeCl2溶液时除了FeCl2固体、蒸馏水,还需要加入_______,理由是_______。
(5)若向第III步B中的黄色溶液中通入H2S气体,会观察到有淡黄色沉淀生成,写出该反应的离子方程式_______。
(6)步骤IV中,若要检验D试管中的溶液中是否含有,可选用_______溶液,而不能选用酸性KMnO4;溶液的原因是_______(结合离子方程式说明)。
(7)该小组模拟达到的实验目的是验证Cl2、、SO2三者氧化性强弱顺序为_______。甲、乙、丙三位同学在步骤IV和步骤VI对D试管中溶液中离子的检验结果如下,其中不能达到实验目的的是_______。
步骤IV,D试管中溶液中含有的离子
步骤VI,D试管中溶液中含有的离子
甲同学
有,无
有
乙同学
既有,又有
又有
丙同学
有,无
有
(8)将B中的FeCl2溶液换成100mLFeBr2溶液并向其中通入1.12LCl2(标准状况下),若溶液中有一半的被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为_______。
【答案】(1)吸收氯气或二氧化硫,防止空气污染;;。
(2)关闭K1、K2,向分液漏斗中加水,打开活塞a,若分液漏斗中的水不能下流,则A装置气密性良好。
(3)排尽装置中的空气,防止干扰实验;
(4) ①. 浓盐酸和铁屑 ②. FeCl2易水解和被氧化,加入少量浓盐酸抑制其水解,铁屑防止其被氧化。
(5)
(6) ①. 铁氰化钾 ②. 原溶液中的Cl-也可以使高锰酸钾溶液褪色,发生反应
(7) ①. Cl2>Fe3+>SO2 ②. 甲同学
(8)0.5
【解析】
【分析】根据实验目的是探究物质的氧化性强弱,结合实验步骤,分析各部分装置可知A装置的目的是制备Cl2,将Cl2通入FeCl2溶液中验证Cl2>Fe3+;C装置制备SO2,将生成的二氧化硫通入生成的FeCl3中,验证Fe3+>SO2;因为氯气与二氧化硫是有害气体,所以该实验要处理尾气。
【小问1详解】
因为实验中的氯气与二氧化硫是有害气体,需要处理尾气,故答案为B上口的浸有碱液的棉花的作用是:吸收氯气和二氧化硫,;。
【小问2详解】
因为A装置包括分液漏斗和圆底烧瓶,检查该装置的气密性应先关闭K1、K2,向分液漏斗中加水,打开活塞a,若分液漏斗中的水不能下流,则A装置气密性良好。
【小问3详解】
因为原装置内有空气,氧气会氧化氯化亚铁。所以需要先通N2,排尽装置内空气,防止干扰实验;
【小问4详解】
【1】【2】因为氯化亚铁易被氧化所以要加少量铁屑防止其被氧化,又因为其易水解,所以需要加入少量盐酸抑制其水解。故答案为:铁屑和浓盐酸,氯化亚铁易被氧化所以要加少量铁屑防止其被氧化,又因为其易水解,所以需要加入少量盐酸抑制其水解
【小问5详解】
因为S2-的还原性大于Fe2+,故反应为
【小问6详解】
【1】【2】步骤IV中,D试管中一定有Fe3+和Cl-,所以要在期中检验Fe2+,需要加入铁氰化钾;因为溶液中有Cl-,其与酸性高锰酸钾接触即可发生反应:
【小问7详解】
因为在氯化亚铁溶液中通入氯气有三价铁生成,所以Cl2>Fe3+;又在氯化铁溶液中通入二氧化硫有硫酸根生成得Fe3+>SO2根据实验现象综合分析得:Cl2>Fe3+>SO2;乙同学的第一次检验结果即有Fe3+也有Fe2+,说明氯气不足,可得氧化性Cl2>Fe3+,第二次检验出硫酸根离子,可得二氧化硫与三价铁离子反应,可得氧化性Fe3+>SO2;丙同学的第一次检验结果只有Fe3+无Fe2+,说明氯气足量,可得氧化性Cl2>Fe3+,第二次检验出Fe2+,可得二氧化硫与三价铁离子反应,可得氧化性Fe3+>SO2,甲同学的第一次检验结果只有Fe3+无Fe2+,说明氯气足量,可得氧化性Cl2>Fe3+,第二次检验出硫酸根离子,可得二氧化硫参与反应,但并不能说明是Fe3+的反应,也有可能是氯气氧化的二氧化硫。
【小问8详解】
将B中的FeCl2溶液换成100mLFeBr2溶液,因为Fe2+氧化性大于Br-,向其中通入Cl2,Cl2先于Fe2+反应完再与Br-反应,假设Fe2+有n mol,则Br-有2n mol;因为Br-消耗到一半时消耗氯气1.12L,即0.05 mol; Fe2+ 、Br-各氯气消耗mol,则n=0.05mol,则
17. 甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]能有效改善缺铁性贫血。实验室利用柠檬酸溶液溶解FeCO3生成,与甘氨酸发生反应制备甘氨酸亚铁,实验所需装置如图所示(夹持和加热仪器已省略)。
反应原理为
已知有关物质性质如表所示:
甘氨酸
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水,难溶于乙醇,两性化合物
易溶于水和乙醇,有酸性和还原性
易溶于水,难溶于乙醇
回答下列问题:
(1)向绿矾溶液中缓慢加入NH4HCO3溶液,边加边搅拌,反应结束后生成沉淀FeCO3。该反应的离子方程式_______。
(2)所选装置的正确连接顺序为_______(按气流方向,用小写字母表示)。
(3)装置B中试剂名称为_______。
(4)反应结束后对装置A中混合液进行过滤,滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
①加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的pH促进FeCO3溶解,另一个作用是_______。
②洗涤操作,选用的最佳洗涤试剂是_______(填字母),原因是_______。
A.冷水 B.乙醇 C.柠檬酸
(5)若装置A中盛有11.6gFeCO3和500mL0.4甘氨酸溶液,实验制得16.0g甘氨酸亚铁,则其产率是_______%。
【答案】(1)
(2)e → c → d → a → b → f
(3)饱和溶液
(4) ①. 防止被氧化 ②. B ③. 甘氨酸亚铁难溶于乙醇,而多余的柠檬酸(及少量水分)可被乙醇溶解 (5)78.4
【解析】
【分析】由装置C中盐酸和碳酸钙反应制取二氧化碳气体,由于盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳气体中混有氯化氢,则装置B中盛有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液,用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体;利用二氧化碳气体将实验装置中的空气排干净(D中澄清石灰石变浑浊),在进行A装置中的甘氨酸亚铁的制取反应;实验过程中装置A中加入的反应物中含有碳酸亚铁,亚铁离子具有还原性,易被空气中的氧气氧化,影响实验结果,必须将D中导管没入液面以下,防止空气中的氧气进入C装置将亚铁离子氧化,据此解答;
【小问1详解】
向绿矾溶液中加入生成 的离子方程式:;
【小问2详解】
由分析可知,装置连接顺序是C→B→A→D,按“气流方向”用小写字母表示的正确连接顺序是e → c → d → a → b → f;
【小问3详解】
洗气瓶 B 中应盛放的试剂通常为饱和溶液,用于除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体;
【小问4详解】
①柠檬酸除了调节溶液 pH 促进溶解外,另一作用是利用其还原性防止被氧化;
②最佳洗涤剂选 B(乙醇),理由是甘氨酸亚铁难溶于乙醇,而多余的柠檬酸(及少量水分)可被乙醇溶解,从而提高产物纯度;
【小问5详解】
先算理论产量:11.6 g FeCO3 的物质的量为 ,反应方程式表明 1 mol Fe2+(即 1 mol FeCO3)与 2 mol 甘氨酸生成 1 mol 甘氨酸亚铁,甘氨酸亚铁的摩尔质量为 204 g·mol-1,故理论上可得 0.10 mol × 204 g·mol-1= 20.4 g;实得 16.0 g,则产率:。
18. 废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有Li2O、NiO、Co2O3、MnO2、Fe3O4以及C、Al、Cu等.采用以下工艺流程可从废旧锂离子电池中分离回收钴、镍、锰,制备一种三元正极材料的前驱体(NiCO3·CoCO3·MnCO3).
回答下列问题:
(1)“酸浸”温度为85℃,粉体中的钴(以Co2O3表示)还原浸出的化学方程式为_______,可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是_______。
(2)“除铁”时需将溶液的pH调至3左右,加入的化合物X是_______(填化学式)。生成的黄钠铁矾[NaxFey(SO4)m(OH)n]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点,则x:y:m:n=1:3:2:_______。
(3)“除铜”时获得萃余液的操作名称是_______。
(4)“除铝”时加入的试剂Y是_______。反应的离子方程式为_______。萃余液中的浓度为0.33,通过计算说明,常温下“除铝”控制溶液pH为4.5,是否造成Co的损失?_______(列出算式并给出结论)。(已知:)
(5)从滤液④中可提取_______(任写一种)用作_______。
【答案】(1) ①. ②. 产生氯气污染空气
(2) ①. NaOH ②. 6 (3)分液
(4) ①. ②. ↓ ③. 萃余液中的浓度为,当pH为4.5时,,无沉淀产生,不会造成Co的损失
(5) ①. 锂离子或 ②. 锂离子电池或氮肥
【解析】
【分析】活性粉体加入和,反应生成,NiO生成,Al和反应生成,Cu在酸性条件下被氧化生成,和硫酸反应在过氧化氢存在下生成,、C与硫酸不反应,转化为浸渣。滤液①中加入X得到黄钠铁矾,从化学式分析Fe为+3价,应加入的是氢氧化钠。滤液②中加入铜萃取剂,分液分离出萃出液,萃余液加入氨水将铝离子转化为氢氧化铝沉淀,最后加入碳酸氢铵得到前驱体。据此回答。
【小问1详解】
“酸浸”时加入具有氧化性和还原性,粉体中的钴(以表示)还原浸出,从最终产物分析,产生说明做还原剂,生成氧气,化学方程式为;盐酸具有一定的还原性,若用盐酸代替和,会生成氯气污染空气。
【小问2详解】
“除铁”时需将溶液的转化为黄钠铁矾,Fe元素化合价没变故加入NaOH把pH调至3左右。
根据黄钠铁矾的化学式,结合电荷守恒,,得n=6。
【小问3详解】
“除铜”时获得萃余液的操作是分液。
【小问4详解】
“除铝”时是铝离子反应生成氢氧化铝沉淀,可以加入的试剂Y是,反应的离子方程式为↓ 。萃余液中的浓度为,当pH为4.5时,,无沉淀产生,不会造成Co的损失;
【小问5详解】
从滤液④中含有,可提取金属锂、,用作锂离子电池、氮肥。
19. 纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。的反应机理和能量变化如下:
回答下列问题:
(1)已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为和,H-H键能为。估算的_______。
(2)图示历程包含_______个基元反应,其中速率最慢的是第_______个。
(3)纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为_______、_______。
(4)1200K时,假定体系内只有反应发生,反应过程中压强恒定为(即的初始压强),平衡转化率为α,该反应的平衡常数为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)及反应的(为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下,(R为理想气体常数,c为截距)。图中两条线几乎平行,从结构的角度分析其原因是_______。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成的反应速率的是_______(填标号)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂
【答案】(1)128 (2) ①. 3 ②. 3
(3) ①. 6 ②. 10
(4)
(5)因这两个反应化学键变化相同,使得焓变数值相近,Lnk的斜率取决于焓变,所以两条线几乎平行。
(6)a
【解析】
【小问1详解】
由和的结构式和反应历程可以看出,中断裂了2根碳氢键,形成了1根碳碳键,所以的=,故答案为:128;
【小问2详解】
由反应历程可知,包含3个基元反应,分别为:,,,其中第三个的活化能最大,反应速率最慢,故答案为:3;3;
【小问3详解】
由的结构分析,可知其中含有1个五元环,10个六元环,每脱两个氢形成一个五元环,则总共含有6个五元环,10个六元环,故答案为:6;10;
【小问4详解】
1200K时,假定体系内只有反应发生,反应过程中压强恒定为(即的初始压强),平衡转化率为α,设起始量为1mol,则根据信息列出三段式为:
则,,,该反应的平衡常数=,故答案为:;
【小问5详解】
及反应的(为平衡常数)随温度倒数的关系如图。图中两条线几乎平行,说明斜率几乎相等,根据(R为理想气体常数,c为截距)可知,斜率相等,则说明焓变相等,因为在反应过程中,断裂和形成的化学键相同,故答案为:因这两个反应化学键变化相同,使得焓变数值相近,Lnk的斜率取决于焓变,所以两条线几乎平行。
【小问6详解】
a.由反应历程可知,该反应为吸热反应,升温,反应正向进行,提高了平衡转化率反应速率也加快,a符合题意;
b.由化学方程式可知,该反应为正向体积增大的反应,加压,反应逆向进行,降低了平衡转化率,b不符合题意;
c.加入催化剂,平衡不移动,不能提高平衡转化率,c不符合题意;
故答案为:a。
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厦门双十中学2023级高二下学期暑假阶段性检测
化学试题
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Fe56 Cu64
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 化学为实现社会可持续发展贡献巨大。下列说法错误的是
A. “纷纷灿烂如星陨,㸌㸌喧豗似火攻”描述了金属的焰色试验
B. 铁是地壳中含量最多的金属元素,因此在日常生活中应用最广
C. 加入明矾后泥水变澄清涉及化学变化
D. 纤维素的分子中有数千个葡萄糖单元
2. 化学是一门以实验为基础的科学,下列有关实验装置或操作合理的是
A. 图①是实验室制备氯气
B. 图②是测定盐酸物质的量浓度
C. 图③是研究催化剂对化学反应速率的影响
D. 图④是模拟保护钢闸门
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1molNaCl中含有个NaCl分子
B. 标准状况下,11.2LSO3中含有共价键的数目为
C. 14g由CO和N2组成的混合气体中含有的原子数目为
D. 含0.01molFeCl3的饱和溶液与沸水作用制得的氢氧化铁胶体中,胶粒数目为0.01
4. 氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4~5倍,下列有关氯胺(NH2Cl,Cl为+1价)的说法一定不正确的是
A. 氯胺的水解产物为NH2OH和HCl B. 氯胺与浓盐酸混合可产生氯气
C. 氯胺中氯的非金属性弱于氮 D. 氯胺的消毒原理与SO2不同
5. 铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述中正确的是
A. 保存FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是抑制Fe2+水解
B. 在25 ℃时,pH=0的溶液中,Al3+、NH、NO、Fe2+可以大量共存
C. 制备AlCl3、FeCl3均可采用将溶液直接蒸干的方法
D. 硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
6. 我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX)6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍,X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是
A. W、X、Y、Z四种元素的单质中W的熔点最高
B. 在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3
C. Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液,可以溶于NH4Cl溶液
D. Y3[Z(WX)6]2纳米药物可产生丁达尔现象
7. 下列实验方案、现象和结论均正确的是
实验方案
实验现象
实验结论
A
向葡萄酒试样中滴加酸性KMnO4溶液
溶液紫色褪去
葡萄酒中含有还原性物质SO2
B
向FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液
溶液紫色褪去
具有还原性
C
向溶液中加入浓NaOH溶液并加热
产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体
溶液中存在
D
向溶液中加入足量浓溴水
未观察到白色沉淀
苯中不含苯酚
A. A B. B C. C D. D
8. 实验室用如下方案测定Na2CO3和NaHCO3混合物的组成:称取一定质量样品溶解于锥形瓶中,加入2滴指示剂M,用标准盐酸滴定至终点时消耗盐酸mL;向锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用标准盐酸滴定至终点,又消耗盐酸mL。下列说法不正确的是
A. 指示剂M、N可依次选用酚酞、甲基橙
B. 使用类似方法测定Na3PO4和NaOH混合溶液中的含量,会得到4个计量点
C. 滴定至第一次终点时的溶液中:
D. 样品中Na2CO3和NaHCO3物质的量之比为
9. 为探究氯水在光照条件下的分解反应,某同学用强光照射盛有新制氯水的密闭广口瓶,并用传感器测定广口瓶中数据,得到如下三张图片。下列说法正确的是
A. 图甲可以表示强光照射过程中,氯水随时间的变化趋势
B. 图乙可以表示强光照射过程中,的体积分数随时间的变化趋势
C. 图丙可以表示强光照射过程中,随时间的变化趋势
D. 氯水在光照过程中可能出现
10. 过碳酸钠(Na2CO3·3H2O2),俗名固体双氧水,具有Na2CO3和H2O2双重性质,可用作无毒漂白剂和供氧剂。一种利用双氧水和纯碱在稳定剂作用下制备过碳酸钠的工艺流稳定程如下图。已知:2Na2CO3+3H2O22Na2CO3·3H2O2
下列说法不正确的是
A. FeCl3溶液可加速过碳酸钠的失效
B. 加入NaCl的作用是降低2Na2CO3·3H2O2的溶解度,以析出更多晶体
C. 生产过碳酸钠的流程中遗漏了晶体的洗涤一步,导致产品纯度降低
D. 该生产流程中可循环使用的物质是CO2和NH4Cl
11. 《环境科学》曾刊发我国科研部门采用零价铁活化过二硫酸钠(Na2S2O8,其中S为+6价)去除废水中的正五价砷的研究成果,其反应机理模型如图下列说法不正确的是
A. 1mol(自由基)中含49个电子
B. pH越大,越不利于去除废水中的正五价砷
C. 1mol过二硫酸钠中含个过氧键
D. 转化过程中,若共有1mol被还原,则参加反应的Fe约为37.3g
12. 环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法正确的是
A. 环六糊精属于多糖
B. 非极性分子均可与环六糊精形成超分子
C. 图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D. 由题目信息可知,分离环六糊精和氯代苯甲醚通常采用蒸馏法
13. 配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示,下列说法错误的是
A. 中心原子的配位数是4 B. 晶胞中配合物分子的数目为2
C. 晶体中相邻分子间存在范德华力 D. 该晶体属于混合型晶体
14. 工业上以精炼铜的阳极泥为原料(主要成分为Se、CuSe、Ag2Se等)回收Se.
已知:①“烟气”中含有SO2和SeO2,被水吸收时发生反应。
②Se难溶于水,沸点684.9℃,易与O2反应。
③反应的,代表可完全转化。室温下,。
下列说法不正确的是
A. 理论上,发生反应的SO2和SeO2的物质的量之比为2:1
B. 在真空中可进行粗硒提纯,可降低体系中硒的沸点
C. “滤液”为CuSO4溶液
D. 加入NaCl溶液浸取时发生
15. Na2CS3在工农业上有重要的应用。实验室中为了测定某Na2CS3溶液的浓度,设计如图装置进行实验。
已知:;不溶于水,沸点46℃,与CO2某些化学性质相似。
下列说法错误的是
A. 装置C中发生的反应为
B. 充分反应后通入一段时间热N2,目的是使装置中的H2S、CS2被充分吸收
C. 若装置B中生成沉淀的质量为14.4g,则
D. 若将热N2改为热空气,根据装置C中溶液的增重测定,的数值偏高
二、填空题:本题包括4小题,共55分
16. 实验探究是化学学习中不可或缺的学习方式,在学习了金属与非金属等知识后,为验证Cl2、、SO2三者氧化性强弱顺序,某化学兴趣小组按照如图所示的装置(夹持装置和A中加热装置已省略)进行了一次探究。实验步骤如下:
I.检查装置的气密性。
II.B中先不加入溶液,打开止水夹K1~K4,通入N2一段时间,然后停止通N2,关闭K1、K3、K4,用注射器向B中加入15mL新制的FeCl2溶液。
III.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,加热A,当B中溶液变黄时,停止加热,关闭K2。
IV.打开活塞b,待约2mL的溶液流入D试管后关闭活塞b,取下D试管,检验溶液中的离子。
V.打开K3和活塞c,向C中滴加70%的硫酸,一段时间后关闭K3。
VI.更换试管D,重复步骤IV中的操作。
回答下列问题:
(1)B上口的浸有碱液的棉花的作用是_______(结合化学方程式说明)。
(2)步骤I中检查A装置的气密性的操作方法是_______。
(3)步骤II的目的是_______。
(4)配制FeCl2溶液时除了FeCl2固体、蒸馏水,还需要加入_______,理由是_______。
(5)若向第III步B中的黄色溶液中通入H2S气体,会观察到有淡黄色沉淀生成,写出该反应的离子方程式_______。
(6)步骤IV中,若要检验D试管中的溶液中是否含有,可选用_______溶液,而不能选用酸性KMnO4;溶液的原因是_______(结合离子方程式说明)。
(7)该小组模拟达到的实验目的是验证Cl2、、SO2三者氧化性强弱顺序为_______。甲、乙、丙三位同学在步骤IV和步骤VI对D试管中溶液中离子的检验结果如下,其中不能达到实验目的的是_______。
步骤IV,D试管中溶液中含有的离子
步骤VI,D试管中溶液中含有的离子
甲同学
有,无
有
乙同学
既有,又有
又有
丙同学
有,无
有
(8)将B中的FeCl2溶液换成100mLFeBr2溶液并向其中通入1.12LCl2(标准状况下),若溶液中有一半的被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为_______。
17. 甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]能有效改善缺铁性贫血。实验室利用柠檬酸溶液溶解FeCO3生成,与甘氨酸发生反应制备甘氨酸亚铁,实验所需装置如图所示(夹持和加热仪器已省略)。
反应原理为
已知有关物质性质如表所示:
甘氨酸
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水,难溶于乙醇,两性化合物
易溶于水和乙醇,有酸性和还原性
易溶于水,难溶于乙醇
回答下列问题:
(1)向绿矾溶液中缓慢加入NH4HCO3溶液,边加边搅拌,反应结束后生成沉淀FeCO3。该反应的离子方程式_______。
(2)所选装置的正确连接顺序为_______(按气流方向,用小写字母表示)。
(3)装置B中试剂名称为_______。
(4)反应结束后对装置A中混合液进行过滤,滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
①加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的pH促进FeCO3溶解,另一个作用是_______。
②洗涤操作,选用的最佳洗涤试剂是_______(填字母),原因是_______。
A.冷水 B.乙醇 C.柠檬酸
(5)若装置A中盛有11.6gFeCO3和500mL0.4甘氨酸溶液,实验制得16.0g甘氨酸亚铁,则其产率是_______%。
18. 废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有Li2O、NiO、Co2O3、MnO2、Fe3O4以及C、Al、Cu等.采用以下工艺流程可从废旧锂离子电池中分离回收钴、镍、锰,制备一种三元正极材料的前驱体(NiCO3·CoCO3·MnCO3).
回答下列问题:
(1)“酸浸”温度为85℃,粉体中的钴(以Co2O3表示)还原浸出的化学方程式为_______,可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是_______。
(2)“除铁”时需将溶液的pH调至3左右,加入的化合物X是_______(填化学式)。生成的黄钠铁矾[NaxFey(SO4)m(OH)n]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点,则x:y:m:n=1:3:2:_______。
(3)“除铜”时获得萃余液的操作名称是_______。
(4)“除铝”时加入的试剂Y是_______。反应的离子方程式为_______。萃余液中的浓度为0.33,通过计算说明,常温下“除铝”控制溶液pH为4.5,是否造成Co的损失?_______(列出算式并给出结论)。(已知:)
(5)从滤液④中可提取_______(任写一种)用作_______。
19. 纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。的反应机理和能量变化如下:
回答下列问题:
(1)已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为和,H-H键能为。估算的_______。
(2)图示历程包含_______个基元反应,其中速率最慢的是第_______个。
(3)纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为_______、_______。
(4)1200K时,假定体系内只有反应发生,反应过程中压强恒定为(即的初始压强),平衡转化率为α,该反应的平衡常数为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)及反应的(为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下,(R为理想气体常数,c为截距)。图中两条线几乎平行,从结构的角度分析其原因是_______。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成的反应速率的是_______(填标号)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂
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