精品解析:江苏省淮安市盱眙县马坝高级中学2025-2026学年高三上学期10月月考化学试题
2025-11-07
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内容正文:
2025—2026学年第一学期高三年级第一次调研测试
化学试卷
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共8页。满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前,请您务必将自己的姓名、考试号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡规定的位置。
3.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其它位置作答一律无效。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 S 32
I卷(选择题 共39分)
单项选择题:本题共13小题,每小题3分,共39分,每小题只有一个选项符合题意。
1. 我国努力发展芯片产业,推进科技自立自强。制造芯片所用的单晶硅属于
A. 单质 B. 盐 C. 氧化物 D. 混合物
2. 肼(N2H4)是发射航天飞船常用的高能燃料,可通过反应2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O制备。下列有关微粒的描述不正确的是
A. NH3的电子式为 B. N2H4的结构式为
C. 的结构示意图: D. NaClO中存在离子键和共价键
3. 下列由废铝粉、稀盐酸和氨气为原料制取的实验原理和装置不能达到实验目的的是
A. 用装置甲溶解废铝粉 B. 用装置乙制取固体
C. 用装置丙过滤得到固体 D. 用装置丁灼烧固体制得
4. 、、、、为短周期主族元素。下列说法正确的是
A. 离子半径: B. 热稳定性:
C. 酸性强弱: D. 碱性强弱:
阅读下列材料,完成下面小题:
元素周期表中VIA族元素单质及其化合物有着广泛应用。O2可用作氢氧燃料电池的氧化剂;O3具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质,如斜方硫(标准燃烧热为ΔH=-297kJ•mol-1)、单斜硫等,硫或黄铁矿(FeS2)制得的SO2可用来生产H2SO4。用SO2与SeO2的水溶液反应可制备硒;硒是一种半导体材料,在光照下导电性可提高近千倍。
5. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. 臭氧有强氧化性,可用于水体杀菌消毒
B. 浓硫酸有脱水性,可用于干燥某些气体
C. 二氧化硫有还原性,可用于织物的漂白
D. 硒单质难溶于水,可用于制造硒光电池
6. 下列说法正确的是
A. 基态氧原子价电子的轨道表示式为
B. SO2是由极性键构成的非极性分子
C. SeO2分子中O-Se-O的键角大于120°
D. 斜方硫和单斜硫互为同素异形体
7. 下列化学反应表示不正确的是
A. 碱性氢氧燃料电池放电时的正极反应:O2+2H2O+4e-=4OH-
B. 斜方硫的燃烧热的热化学方程式:S(s,斜方硫)+O2(g)=SO3(g) ΔH=-297kJ•mol-1
C. 煅烧黄铁矿获得SO2:4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3
D. SO2与SeO2的水溶液反应制备硒:2SO2+SeO2+2H2O=Se↓+2H2SO4
8. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)
B. H2SiO3SiO2SiCl4
C. MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)
D. N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)
9. 锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池,其构造示意图如下。下列说法不正确的是
A. 作电池的负极
B. 电池工作时,向正极移动
C. 正极的电极反应:
D. 金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性
10. 化合物Z是一种抗骨质疏松药的重要中间体,可由下列反应制得。下列有关X、Y、Z的说法不正确的是
A. 用FeCl3溶液可鉴别Y、Z两种物质
B. Y分子中C原子杂化类型有2种
C. Z可发生取代、加成和消去反应
D. Z与足量的氢气加成后产物中含有4个手性碳原子
11. 室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向两支试管中各加入2 mL 5%的H2O2溶液,分别滴加2滴蒸馏水和2滴0.1 mol·L−1 FeCl3溶液,观察产生气泡的速率
FeCl3能加快H2O2分解
B
室温下,向0.1 mol·L−1 HCl溶液中加入少量镁粉,产生大量气泡,测得溶液温度上升
镁与盐酸反应放热
C
用pH试纸分别测量浓度均为0.1 mol·L−1 CH3COONa溶液与NaCN溶液的pH
比较CH3COO−与CN−结合H+能力的大小
D
向饱和Na2CO3溶液中加入少量BaSO4粉末,搅拌,过滤;向洗净后的沉淀中滴加稀盐酸,观察是否有气体放出
比较Ksp(BaSO4)与Ksp(BaCO3) 的大小
A. A B. B C. C D. D
12. 室温下,通过下列实验探究NaHSO3、Na2SO3溶液的性质
实验1:用0.1mol·L-1NaOH溶液吸收SO2,测得溶液pH为7
实验2:向0.1mol·L-1Na2SO3溶液中滴加几滴酚酞,加水稀释,溶液红色变浅
实验3:向0.1mol·L-1Na2SO3溶液中逐滴滴加等体积同浓度的盐酸,充分反应后,测pH为5
实验4:将浓度均为0.1mol·L-1的NaHSO3和Ba(OH)2溶液等体积混合,产生白色沉淀
下列说法不正确的是
A. 实验1得到的溶液中存在:c(Na+)=2c()+c()
B. 实验2随着水的不断加入,溶液中的值逐渐变大
C. 由实验3可得出:Kw>Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)
D. 实验4发生反应的离子方程式为:+Ba2++OH-=BaSO3↓+H2O
13. 可协同催化的氢化,体系中涉及以下两个反应:
反应1:
反应2:
将一定比例的、以一定流速通过催化剂,在一定温度下反应,的转化率、或CO的选择性[]与催化剂中NiO的质量分数的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 反应
B. 曲线Y表示的转化率随催化剂中NiO的质量分数的变化
C. 其他条件不变,催化剂中NiO的质量分数为1%时,的产率最高
D. 其他条件不变,NiO的质量分数从25%增加到50%,的平衡选择性降低
Ⅱ卷(非选择题 共61分)
14. 以废锰渣(含MnO2及少量KOH、MgO、Fe2O3)为原料制备MnSO4晶体,其工艺流程可表示为:
该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀pH
2.1
7.4
9.2
9.6
完全沉淀pH
3.2
8.9
10.8
11.1
(1)Mn2+的基态核外电子排布式为___________。
(2)“酸浸”步骤中,Fe2O3溶于稀硫酸的离子方程式为___________。
(3)“反应Ⅰ”中加入硫铁矿(主要成分FeS2)将MnO2还原为Mn2+。滤渣1的主要成分除FeS2外,还有一种相对分子质量为192的单质,其化学式为___________。
(4)“反应Ⅱ”中主要反应的离子方程式为___________。
(5)“调pH”步骤中,应调节溶液pH的范围是___________。
(6)测定产品纯度。取制得的MnSO4晶体0.6200 g,溶于适量水中,加硫酸酸化;用过量NaBiO3(难溶于水)将Mn2+完全氧化为,过滤洗涤;将几次洗涤的滤液与过滤所得的滤液合并配成100 mL溶液,取20.00 mL溶液,用0.1000 mol·L-1 Na2C2O4溶液滴定,用去20.00 mL。
已知:+→ CO2↑+ Mn2+(未配平);
。
计算产品中MnSO4的质量分数___________(写出计算过程,保留到小数点后两位)。
15. 氯化两面针碱具有抗炎、抗真菌、抗氧化和抗HIV等多种生物活性。其合成路线如下:
(1)A中含氧官能团为___________(填名称)。
(2)B→C的反应类型为___________。
(3)A→B中试剂X的分子式为C9H8O3,写出X的结构简式:___________。
(4)A的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:___________。
①能与FeCl3溶液发生显色反应,但不能发生银镜反应;
②碱性水解后酸化,所得两种有机产物分子的核磁共振氢谱图中峰个数分别为2和3.
(5)写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)___________。
16. K3[Fe(C2O4)3]·3H2O是某些有机反应的催化剂。工业上常用FeC2O4·2H2O晶体为原料制备K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体。
Ⅰ.制备FeC2O4·2H2O晶体
溶解:称取5.0 g (NH4)2Fe(SO4)2晶体,放入仪器A中,加入少量1 mol·L-1 H2SO4溶液和15 mL蒸馏水加热溶解;
沉淀:向仪器A中加入25 mL饱和H2C2O4溶液,加热搅拌至沸,停止加热,静置;产生大量的FeC2O4∙2H2O沉淀,过滤,洗涤,得FeC2O4∙2H2O晶体。
(1)仪器A的名称为___________。
(2)“溶解”时若不加入硫酸,溶液会出现浑浊现象,加入硫酸的目的是___________。
(3)(NH4)2Fe(SO4)2晶体往往会混有少量Fe3+,影响草酸亚铁晶体的纯度。检验晶体中是否混有Fe3+,可用的试剂是___________。在酸性条件下,NH2OH可将Fe3+转化为Fe2+,自身转化为无毒气体和水,该反应的离子方程式为___________。
(4)检验沉淀洗涤是否完全的操作是___________。
Ⅱ.制备K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体。
已知:①K2Fe(C2O4)2可溶于水;Fe2(C2O4)3难溶于水;K3[Fe(C2O4)3]·3H2O易溶于水,难溶于乙醇。
②实验条件下,pH=1.9,Fe3+开始沉淀;过氧化氢在40 ℃以上发生显著分解。
③K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2+反应产生深蓝色沉淀,与Fe3+不反应。
(5)以FeC2O4·2H2O晶体为原料,制备K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体时,请补充完整相应的实验方案:
取一定量的FeC2O4·2H2O晶体,边加入饱和H2C2O4溶液边搅拌,至pH约为1.9,先滴加饱和K2C2O4溶液,___________,直至取溶液样品___________,用冷水冷却,___________,充分搅拌,过滤、洗涤、晾干、得到K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体。(实验中须使用的试剂:10% H2O2溶液,无水乙醇。)
17. 研究反应中影响物质转化率的因素对物质生产或转化具有重要意义。
(1)NaClO与Na2FeO4均可用于除去废水中的有机物。
①强碱性条件下,NaClO溶液与Fe(NO3)3溶液反应可制取Na2FeO4.写出该反应的离子方程式:___________。
②pH=13时,控制n(NaClO)与其他条件相同,反应相同时间,测得使用“NaClO”与“NaClO+Fe3+”条件下,废水中有机物的氧化率如右图所示。“NaClO+Fe3+”条件下有机物的氧化率高的原因是___________。
③温度高于30 ℃,其他条件相同,仅使用NaClO时,废水中有机物的氧化率随温度的升高而降低的原因是___________。
(2)铁粉可将水体中Cr(Ⅵ)还原为Cr3+,再通过调节溶液pH,可使Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀而被除去。为探究Cu2+浓度对Cr(Ⅵ)的去除率影响,向1 000 mL某浓度酸性废水中加入2.0 g铁粉,随着Cu2+浓度由0升高至15 mg·L−1,测得废水中Cr(Ⅵ)的去除率增大,其可能的原因为___________。
(3)将一定浓度的NO、O2、NH3气体匀速通过装有催化剂的反应器,发生反应:4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)=4N2(g)+6H2O(g) ΔH=−1 632.4 kJ·mol−1,测得NO的转化率随温度的变化如图所示。
①在50~150 ℃范围内随着温度的升高,NO的去除率迅速上升的原因是___________。
②当反应温度高于380 ℃时,NO的去除率迅速下降的原因是___________。
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2025—2026学年第一学期高三年级第一次调研测试
化学试卷
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共8页。满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前,请您务必将自己的姓名、考试号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡规定的位置。
3.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其它位置作答一律无效。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 S 32
I卷(选择题 共39分)
单项选择题:本题共13小题,每小题3分,共39分,每小题只有一个选项符合题意。
1. 我国努力发展芯片产业,推进科技自立自强。制造芯片所用的单晶硅属于
A. 单质 B. 盐 C. 氧化物 D. 混合物
【答案】A
【解析】
【详解】硅是最常见应用最广的半导体材料,当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成晶核,其晶核长成晶面取向相同的晶粒,形成单晶硅。因此单晶硅属于单质。
故答案为:A。
2. 肼(N2H4)是发射航天飞船常用的高能燃料,可通过反应2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O制备。下列有关微粒的描述不正确的是
A. NH3的电子式为 B. N2H4的结构式为
C. 的结构示意图: D. NaClO中存在离子键和共价键
【答案】A
【解析】
【详解】A.NH3的电子式为 ,A项错误;
B.N的原子序数为7,最外层电子数为5,则N2H4的结构式为 ,B项正确;
C.氯原子的原子序数为17,最外层电子数为7容易得到1个电子变为稳定结构,则的结构示意图: ,C项正确;
D.NaClO可电离出和,则NaClO为离子化合物,存在离子键和共价键,D项正确;
答案选A。
3. 下列由废铝粉、稀盐酸和氨气为原料制取的实验原理和装置不能达到实验目的的是
A. 用装置甲溶解废铝粉 B. 用装置乙制取固体
C. 用装置丙过滤得到固体 D. 用装置丁灼烧固体制得
【答案】D
【解析】
【详解】A.将废铝粉加入到盐酸中,适当加热和搅拌以加快反应速率,则用装置甲溶解废铝粉能够达到实验目的,A不合题意;
B.向所得的AlCl3溶液中通入过量的氨气,来制备Al(OH)3固体,用装置乙可以制取固体,倒扣的漏斗能防止倒吸,B不合题意;
C.分离固体和液体常用过滤操作,即用装置丙过滤得到固体,C不合题意;
D.蒸发溶液用蒸发皿,而对固体加热则需用大试管或者坩埚,故用装置丁用蒸发皿灼烧固体制得不能达到实验目的,D符合题意;
故答案为:D。
4. 、、、、为短周期主族元素。下列说法正确的是
A. 离子半径: B. 热稳定性:
C. 酸性强弱: D. 碱性强弱:
【答案】B
【解析】
【详解】A.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则镁离子的离子半径小于氟离子,同主族元素,从上到下离子半径依次增大,则氟离子的离子半径小于氯离子,所以镁离子的离子半径小于氯离子,故A错误;
B.非金属元素的非金属性越强,氢化物的热稳定性越强,氟元素的非金属性强于硫元素,所以氟化氢的热稳定性强于硫化氢,故B正确;
C.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,所以硫酸的酸性弱于高氯酸,故C错误;
D.同周期元素,从左到右金属性依次减弱,最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱,则氢氧化镁的碱性弱于氢氧化钠,故D错误;
故选B。
阅读下列材料,完成下面小题:
元素周期表中VIA族元素单质及其化合物有着广泛应用。O2可用作氢氧燃料电池的氧化剂;O3具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质,如斜方硫(标准燃烧热为ΔH=-297kJ•mol-1)、单斜硫等,硫或黄铁矿(FeS2)制得的SO2可用来生产H2SO4。用SO2与SeO2的水溶液反应可制备硒;硒是一种半导体材料,在光照下导电性可提高近千倍。
5. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. 臭氧有强氧化性,可用于水体杀菌消毒
B. 浓硫酸有脱水性,可用于干燥某些气体
C. 二氧化硫有还原性,可用于织物的漂白
D. 硒单质难溶于水,可用于制造硒光电池
6. 下列说法正确的是
A. 基态氧原子价电子的轨道表示式为
B. SO2是由极性键构成的非极性分子
C. SeO2分子中O-Se-O的键角大于120°
D. 斜方硫和单斜硫互为同素异形体
7. 下列化学反应表示不正确的是
A. 碱性氢氧燃料电池放电时的正极反应:O2+2H2O+4e-=4OH-
B. 斜方硫的燃烧热的热化学方程式:S(s,斜方硫)+O2(g)=SO3(g) ΔH=-297kJ•mol-1
C. 煅烧黄铁矿获得SO2:4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3
D. SO2与SeO2的水溶液反应制备硒:2SO2+SeO2+2H2O=Se↓+2H2SO4
【答案】5. A 6. D 7. B
【解析】
【5题详解】
A.臭氧具有强氧化性,能破坏细菌、病毒的结构,可用于水体杀菌消毒,性质与用途对应,A正确;
B.浓硫酸用于干燥气体是利用其吸水性,与脱水性无关,B错误;
C.二氧化硫用于织物漂白是利用其漂白性(与有色物质结合生成无色物质),与还原性无关,C错误;
D.制造硒光电池与硒的导电性有关,与溶解性无关,D错误;
故选A。
【6题详解】
A.基态氧原子价电子排布式为2s22p4,轨道表示式为:,A错误;
B.SO2分子中心原子S原子价层电子对数为:,为V形结构,正负电荷中心不重合,是极性分子,B错误;
C.SeO2中心原子Se原子价层电子对数为:,为sp2杂化,有1对孤对电子,孤对电子对成键电子对排斥力大于成键电子对,键角小于120°,C错误;
D.斜方硫和单斜硫均为硫元素组成的不同单质,互为同素异形体,D正确;
故选D。
【7题详解】
A.碱性氢氧燃料电池中,通入氧气的一极是正极,电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-,A正确;
B.燃烧热是1 mol燃料充分燃烧生成稳定的氧化物时所释放的能量,故斜方硫的燃烧:,B错误;
C.煅烧黄铁矿生成二氧化硫和氧化铁,化学方程式为:,C正确;
D.SO2与SeO2的水溶液反应生成Se和H2SO4,S化合价由+4价升至+6价,失去2个电子,Se由+4价降至0价,得到4个电子,根据得失电子守恒,SO2、H2SO4化学计量数均为2,SeO2、Se的化学计量数均为1,再根据质量守恒配平,H2O化学计量数为2,故方程式:2SO2+SeO2+2H2O=Se↓+2H2SO4,D正确;
故选B。
8. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)
B. H2SiO3SiO2SiCl4
C. MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)
D. N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)
【答案】C
【解析】
【详解】A.电解NaCl溶液生成Cl2正确,但Cl2与Fe在加热条件下生成FeCl3而非FeCl2,A错误;
B.H2SiO3受热分解为SiO2正确,但SiO2不与盐酸反应生成SiCl4,B错误;
C.MgCl2溶液与石灰乳生成Mg(OH)2沉淀正确,煅烧Mg(OH)2生成MgO正确,C正确;
D.N2与H2合成NH3正确,但NH3与CO2在NaCl溶液中生成NaHCO3而非Na2CO3,D错误;
故选C。
9. 锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池,其构造示意图如下。下列说法不正确的是
A. 作电池的负极
B. 电池工作时,向正极移动
C. 正极的电极反应:
D. 金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性
【答案】B
【解析】
【分析】锌银纽扣电池中,锌作负极,发生氧化反应:,作正极,发生还原反应:,总反应为:;
【详解】A.由分析可知,锌作电池的负极,作电池正极,A正确;
B.原电池工作时,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,则向负极移动,B错误;
C.由分析可知,正极的电极反应为:,C正确;
D.金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性,以保证电池正常工作,D正确;
故选B。
10. 化合物Z是一种抗骨质疏松药的重要中间体,可由下列反应制得。下列有关X、Y、Z的说法不正确的是
A. 用FeCl3溶液可鉴别Y、Z两种物质
B. Y分子中C原子杂化类型有2种
C. Z可发生取代、加成和消去反应
D. Z与足量的氢气加成后产物中含有4个手性碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.Z含有酚羟基,遇到FeCl3溶液显紫色;Y不含有酚羟基,遇到FeCl3溶液不发生显色反应,可以鉴别,A正确;
B.Y中苯环中C原子杂化类型为sp2、亚甲基中C原子杂化类型为sp3、羧基中C原子杂化类型为sp2,共2种,B正确;
C.Z中含有酚羟基和羰基,可发生取代反应、加成反应,但不能发生消去反应,C错误;
D.Z与足量的氢气加成后产物中含有4个手性碳原子,如图,D正确;
故选C。
11. 室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向两支试管中各加入2 mL 5%的H2O2溶液,分别滴加2滴蒸馏水和2滴0.1 mol·L−1 FeCl3溶液,观察产生气泡的速率
FeCl3能加快H2O2分解
B
室温下,向0.1 mol·L−1 HCl溶液中加入少量镁粉,产生大量气泡,测得溶液温度上升
镁与盐酸反应放热
C
用pH试纸分别测量浓度均为0.1 mol·L−1 CH3COONa溶液与NaCN溶液的pH
比较CH3COO−与CN−结合H+能力的大小
D
向饱和Na2CO3溶液中加入少量BaSO4粉末,搅拌,过滤;向洗净后的沉淀中滴加稀盐酸,观察是否有气体放出
比较Ksp(BaSO4)与Ksp(BaCO3) 的大小
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.采用控制变量方法,根据产生气泡的快慢研究FeCl3溶液是否对H2O2溶液分解产生影响,A能够达到实验目的,A正确;
B.室温下,向0.1 mol·L−1 HCl溶液中加入少量镁粉,发生置换反应产生MgCl2和H2,因此会看到产生大量气泡,同时测得溶液温度上升,说明该反应是放热反应,放出热量使溶液温度升高,B正确;
C.CH3COONa、NaCN都是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,等浓度的盐溶液,其形成盐的弱酸越弱,则水解后溶液的碱性就越强,溶液pH就越大,说明弱酸根离子结合水电离产生H+的能力就越强,故能比较CH3COO-与CN-结合H+能力的大小,C正确;
D.向饱和Na2CO3溶液中加入少量BaSO4粉末搅拌,BaSO4溶解电离产生Ba2+、,当Qc(BaCO3)>Ksp(BaCO3)时生成BaCO3沉淀,BaCO3可与盐酸反应生成CO2气体,故不能用于比较Ksp(BaSO4)与Ksp(BaCO3) 的大小关系,D错误;
故合理选项是D。
12. 室温下,通过下列实验探究NaHSO3、Na2SO3溶液的性质
实验1:用0.1mol·L-1NaOH溶液吸收SO2,测得溶液pH为7
实验2:向0.1mol·L-1Na2SO3溶液中滴加几滴酚酞,加水稀释,溶液红色变浅
实验3:向0.1mol·L-1Na2SO3溶液中逐滴滴加等体积同浓度的盐酸,充分反应后,测pH为5
实验4:将浓度均为0.1mol·L-1的NaHSO3和Ba(OH)2溶液等体积混合,产生白色沉淀
下列说法不正确的是
A. 实验1得到的溶液中存在:c(Na+)=2c()+c()
B. 实验2随着水的不断加入,溶液中的值逐渐变大
C. 由实验3可得出:Kw>Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)
D. 实验4发生反应的离子方程式为:+Ba2++OH-=BaSO3↓+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.SO2与NaOH溶液反应得到的溶液中存在如下电荷守恒关系:,实验1溶液pH为7说明溶液中c(H+)=c(OH-),所以溶液中存在:c(Na+)=2 c()+c(),A正确;
B.由题意可知,Na2SO3在溶液中水解使溶液呈碱性,由水解常数可知,Na2SO3溶液中:=,溶液稀释时,c(OH-)减小,水解常数不变,则的比值增大,B正确;
C.实验3获得NaHSO3溶液,溶液pH为5,说明在溶液中的电离程度大于其水解程度,由水解常数Kh=可得:Kw<Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3),C错误;
D.等浓度、等体积的NaHSO3溶液与Ba(OH)2溶液反应生成NaOH、BaSO3沉淀和H2O,反应的离子方程式为:+Ba2++OH-=BaSO3↓+H2O, D正确;
故选C。
13. 可协同催化的氢化,体系中涉及以下两个反应:
反应1:
反应2:
将一定比例的、以一定流速通过催化剂,在一定温度下反应,的转化率、或CO的选择性[]与催化剂中NiO的质量分数的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 反应
B. 曲线Y表示的转化率随催化剂中NiO的质量分数的变化
C. 其他条件不变,催化剂中NiO的质量分数为1%时,的产率最高
D. 其他条件不变,NiO的质量分数从25%增加到50%,的平衡选择性降低
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律,反应1-反应2得2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g) ΔH=ΔH1-ΔH2=-90.5kJ⋅mol-1,A错误;
B.CH3OH的选择性与CO的选择性之和为100%,由图可知,CO的选择性曲线与CH3OH的选择性曲线应关于50%这条水平线对称,则曲线X表示CO的选择性,那么曲线Y表示CO2的转化率随催化剂中NiO的质量分数的变化,B正确;
C.由图可知,其他条件不变,催化剂中NiO的质量分数为1%时,CH3OH的选择性最高,但CO2的转化率不是最高,则CH3OH的产率不一定是最高,C错误;
D.催化剂能加快反应速率,但不影响平衡,因此NiO的质量分数从25%增加到50%,CH3OH的平衡选择性不变,D错误;
故选B。
Ⅱ卷(非选择题 共61分)
14. 以废锰渣(含MnO2及少量KOH、MgO、Fe2O3)为原料制备MnSO4晶体,其工艺流程可表示为:
该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀pH
2.1
7.4
9.2
9.6
完全沉淀pH
3.2
8.9
10.8
11.1
(1)Mn2+的基态核外电子排布式为___________。
(2)“酸浸”步骤中,Fe2O3溶于稀硫酸的离子方程式为___________。
(3)“反应Ⅰ”中加入硫铁矿(主要成分FeS2)将MnO2还原为Mn2+。滤渣1的主要成分除FeS2外,还有一种相对分子质量为192的单质,其化学式为___________。
(4)“反应Ⅱ”中主要反应的离子方程式为___________。
(5)“调pH”步骤中,应调节溶液pH的范围是___________。
(6)测定产品纯度。取制得的MnSO4晶体0.6200 g,溶于适量水中,加硫酸酸化;用过量NaBiO3(难溶于水)将Mn2+完全氧化为,过滤洗涤;将几次洗涤的滤液与过滤所得的滤液合并配成100 mL溶液,取20.00 mL溶液,用0.1000 mol·L-1 Na2C2O4溶液滴定,用去20.00 mL。
已知:+→ CO2↑+ Mn2+(未配平);
。
计算产品中MnSO4的质量分数___________(写出计算过程,保留到小数点后两位)。
【答案】(1)[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5)
(2)
(3)S6 (4)
(5)3.2~9.2(3.2≤pH<9.2)
(6)97.42%
【解析】
【分析】由工艺流程图可知,酸浸过程中杂质KOH、MgO、Fe2O3等溶于硫酸进入溶液,二氧化锰与硫酸不反应,过滤,得到二氧化锰,反应Ⅰ中加入硫铁矿(主要成分FeS2)将MnO2还原为Mn2+,过滤除去不溶物,反应Ⅱ中加入二氧化锰将溶液中存在的亚铁离子转化为Fe3+,加入碳酸钙调pH,将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀除去,经过滤得较纯净的硫酸锰溶液,最终得到硫酸锰晶体,据此作答。
【小问1详解】
Mn为25号元素,Mn原子失去2个电子生成Mn2+,因此Mn2+的基态核外电子排布式为[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5);
【小问2详解】
酸浸时,Fe2O3与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,离子方程式为;
【小问3详解】
反应Ⅰ中加入硫铁矿(主要成分FeS2)将MnO2还原为Mn2+,Mn元素得到电子被还原,则S元素失去电子被氧化为硫单质,相对分子质量为192,故该单质含硫原子个数为,化学式为S6;
【小问4详解】
反应Ⅱ中加入二氧化锰将溶液中存在的亚铁离子转化为Fe3+,便于后续沉淀除去,由电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得反应的离子方程式为;
【小问5详解】
“调pH”步骤中,应将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀除去,而Mn2+不损失,应调节溶液pH的范围是3.2~9.2(3.2≤pH<9.2);
【小问6详解】
滴定反应的离子方程式为,消耗Na2C2O4的物质的量为,则原溶液中Mn2+的物质的量为,产品中MnSO4的质量为,因此产品中MnSO4的质量分数为。
15. 氯化两面针碱具有抗炎、抗真菌、抗氧化和抗HIV等多种生物活性。其合成路线如下:
(1)A中含氧官能团为___________(填名称)。
(2)B→C的反应类型为___________。
(3)A→B中试剂X的分子式为C9H8O3,写出X的结构简式:___________。
(4)A的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:___________。
①能与FeCl3溶液发生显色反应,但不能发生银镜反应;
②碱性水解后酸化,所得两种有机产物分子的核磁共振氢谱图中峰个数分别为2和3.
(5)写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)___________。
【答案】(1)醚键、醛基
(2)加成反应 (3)
(4) (5)
【解析】
【分析】对比A和B的结构简式, X的结构简式,A→B发生的是Knoevenagel缩合反应(先醛基加成,后羟基消去反应);B到C的反应中,发生碳碳双键的加成反应;C到D的反应中,氰基水解生成羧基;D到E的反应中,D中的羰基被还原成亚甲基;E右侧苯环上的碳原子取代羧基中的羟基成环得到F。
【小问1详解】
根据A的结构简式可知,A中的含氧官能团为:醚键、醛基。
【小问2详解】
根据分析可知,B→C的反应类型为加成反应。
【小问3详解】
根据分析可知,X的结构简式为:。
【小问4详解】
①能与FeCl3溶液发生显色反应,但不能发生银镜反应,说明有酚羟基但无醛基,②碱性水解后酸化,所得两种有机产物分子的核磁共振氢谱图中峰个数分别为2和3,说明还有酯基。得到的酸假如为甲酸,不满足条件①;得到的酸假如为乙酸,核磁共振氢谱图中峰个数为2,对应的另一有机产物核磁共振氢谱图中峰个数不为3,不满足条件②;得到的酸假如为丙酸,核磁共振氢谱图中峰个数为3,对应的另一有机产物核磁共振氢谱图中峰个数为2,只能为对苯二酚,则该同分异构体的结构简式:。
【小问5详解】
根据合成路线E→F可知羧基可以在、作用下成环,可以将转化为,依次发生题目中E→F、D→E的反应得到,故合成路线为:。
16. K3[Fe(C2O4)3]·3H2O是某些有机反应的催化剂。工业上常用FeC2O4·2H2O晶体为原料制备K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体。
Ⅰ.制备FeC2O4·2H2O晶体
溶解:称取5.0 g (NH4)2Fe(SO4)2晶体,放入仪器A中,加入少量1 mol·L-1 H2SO4溶液和15 mL蒸馏水加热溶解;
沉淀:向仪器A中加入25 mL饱和H2C2O4溶液,加热搅拌至沸,停止加热,静置;产生大量的FeC2O4∙2H2O沉淀,过滤,洗涤,得FeC2O4∙2H2O晶体。
(1)仪器A的名称为___________。
(2)“溶解”时若不加入硫酸,溶液会出现浑浊现象,加入硫酸的目的是___________。
(3)(NH4)2Fe(SO4)2晶体往往会混有少量Fe3+,影响草酸亚铁晶体的纯度。检验晶体中是否混有Fe3+,可用的试剂是___________。在酸性条件下,NH2OH可将Fe3+转化为Fe2+,自身转化为无毒气体和水,该反应的离子方程式为___________。
(4)检验沉淀洗涤是否完全的操作是___________。
Ⅱ.制备K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体。
已知:①K2Fe(C2O4)2可溶于水;Fe2(C2O4)3难溶于水;K3[Fe(C2O4)3]·3H2O易溶于水,难溶于乙醇。
②实验条件下,pH=1.9,Fe3+开始沉淀;过氧化氢在40 ℃以上发生显著分解。
③K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2+反应产生深蓝色沉淀,与Fe3+不反应。
(5)以FeC2O4·2H2O晶体为原料,制备K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体时,请补充完整相应的实验方案:
取一定量的FeC2O4·2H2O晶体,边加入饱和H2C2O4溶液边搅拌,至pH约为1.9,先滴加饱和K2C2O4溶液,___________,直至取溶液样品___________,用冷水冷却,___________,充分搅拌,过滤、洗涤、晾干、得到K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体。(实验中须使用的试剂:10% H2O2溶液,无水乙醇。)
【答案】(1)三颈烧瓶(或三口烧瓶)
(2)抑制Fe2+的水解
(3) ①. KSCN溶液 ②. 2NH2OH + 2Fe3+ =2Fe2+ + N2↑ + 2H2O + 2H+
(4)取最后一次洗涤的滤液,先加盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,如果无沉淀产生,则表示洗涤干净
(5) ①. 边搅拌边滴加10%过氧化氢溶液,水浴加热控制温度不超过40℃ ②. 滴加K3[Fe(CN)6]溶液不再出现深蓝色沉淀为止 ③. 向所得溶液中加入无水乙醇
【解析】
【分析】(NH4)2Fe(SO4)2中加入硫酸酸化,再加入草酸生成FeC2O4∙2H2O沉淀;FeC2O4∙2H2O晶体中加入草酸调节pH,滴加K2C2O4和双氧水氧化,生成K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体;
【小问1详解】
仪器A的名称为三颈烧瓶(或三口烧瓶);
【小问2详解】
“溶解”时若不加入硫酸,溶液会出现浑浊现象,原因是Fe2+易发生水解反应生成,加入稀硫酸使水解平衡逆向移动,可以抑制Fe2+的水解;
【小问3详解】
Fe3+遇到KSCN溶液,溶液变成血红色,故检验Fe3+可用的试剂是KSCN溶液;NH2OH可将Fe3+还原为Fe2+,则NH2OH作还原剂,自身被氧化为氮气和水,离子方程式为2NH2OH + 2Fe3+ =2Fe2+ + N2↑ + 2H2O + 2H+;
【小问4详解】
沉淀上吸附的杂质主要为,故检验沉淀是否洗净只需检验最后洗涤液中是否还含有,具体操作为取最后一次洗涤的滤液,先加盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,如果无沉淀产生,则表示洗涤干净;
【小问5详解】
取一定量的FeC2O4·2H2O晶体,边加入饱和H2C2O4溶液边搅拌,至pH约为1.9,先滴加饱和K2C2O4溶液,用双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,且根据已知信息要防止过氧化氢分解,故应边搅拌边滴加10%过氧化氢溶液,水浴加热控制温度不超过40℃;为了防止Fe2+混杂在产物中,同时提高产率,应确保Fe2+完全氧化,所以应加入双氧水直至取溶液样品,滴加K3[Fe(CN)6]溶液不再出现深蓝色沉淀为止;已知K3[Fe(C2O4)3]·3H2O易溶于水,难溶于乙醇,因此用冷水冷却后要向所得溶液中加入无水乙醇,充分搅拌促使K3[Fe(C2O4)3]·3H2O以晶体形式析出;最后经过过滤、洗涤、晾干,得到K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体。
17. 研究反应中影响物质转化率的因素对物质生产或转化具有重要意义。
(1)NaClO与Na2FeO4均可用于除去废水中的有机物。
①强碱性条件下,NaClO溶液与Fe(NO3)3溶液反应可制取Na2FeO4.写出该反应的离子方程式:___________。
②pH=13时,控制n(NaClO)与其他条件相同,反应相同时间,测得使用“NaClO”与“NaClO+Fe3+”条件下,废水中有机物的氧化率如右图所示。“NaClO+Fe3+”条件下有机物的氧化率高的原因是___________。
③温度高于30 ℃,其他条件相同,仅使用NaClO时,废水中有机物的氧化率随温度的升高而降低的原因是___________。
(2)铁粉可将水体中Cr(Ⅵ)还原为Cr3+,再通过调节溶液pH,可使Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀而被除去。为探究Cu2+浓度对Cr(Ⅵ)的去除率影响,向1 000 mL某浓度酸性废水中加入2.0 g铁粉,随着Cu2+浓度由0升高至15 mg·L−1,测得废水中Cr(Ⅵ)的去除率增大,其可能的原因为___________。
(3)将一定浓度的NO、O2、NH3气体匀速通过装有催化剂的反应器,发生反应:4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)=4N2(g)+6H2O(g) ΔH=−1 632.4 kJ·mol−1,测得NO的转化率随温度的变化如图所示。
①在50~150 ℃范围内随着温度的升高,NO的去除率迅速上升的原因是___________。
②当反应温度高于380 ℃时,NO的去除率迅速下降的原因是___________。
【答案】(1) ①. 2Fe3++3ClO−+10OH−=2+3Cl−+5H2O ②. “NaClO+Fe3+”条件下产生,氧化有机物的速率更快 ③. 温度高于30 ℃,温度升高导致NaClO分解,c(NaClO)减小,有机物的氧化速率降低
(2)铁粉置换出铜形成FeCu原电池,加快Cr(Ⅵ)的还原反应速率
(3) ①. 催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NO去除反应速率迅速增大 ②. 催化剂活性下降与NH3与O2反应生成了NO共同使NO去除反应速率迅速下降
【解析】
【小问1详解】
①根据题意可知,NaClO溶液与Fe(NO3)3溶液反应可制取Na2FeO4,同时氯被还原为氯离子,离子方程式为:2Fe3++3ClO−+10OH−=2+3Cl−+5H2O;
②根据第一问可知,次氯酸根离子可以氧化三价铁生成高铁酸根离子,而高铁酸根的氧化性氧化有机物的速率更快,故答案为:“NaClO+Fe3+”条件下产生,氧化有机物的速率更快;
③次氯酸钠不稳定,受热会分解,故答案为:温度高于30 ℃,温度升高导致NaClO分解,c(NaClO)减小,有机物的氧化速率降低;
【小问2详解】
向1 000 mL某浓度 酸性废水中加入2.0g铁粉,若不加Cu2+,Fe先与H+反应生成Fe2+等,Fe2+再还原Cr( VI);加入Cu2+后,铁粉置换出 铜形成Fe—Cu原电池,加快生成Fe2+的速率,增加了c(Fe2+ ),Cr( VI)去除率增大,故答案为:铁粉置换出铜形成FeCu原电池,加快Cr(Ⅵ)的还原反应速率;
【小问3详解】
①在50—150°C范围内随温度升高,催化剂的活性增大,则NO的去除率迅速上升,故答案为:催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NO去除反应速率迅速增大;
②温度高于380°C时,温度太高,催化剂失去活性NO的去除率迅速下降,同时氨气也可能与氧气反应生成一氧化氮,故答案为:催化剂活性下降与NH3与O2反应生成了NO共同使NO去除反应速率迅速下降。
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