内容正文:
2024-2025学年度第二学期期末高一调研
化学试题
注意事项:
1.本试卷共6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,请务必将自己的姓名、考试号等用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。
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,再选涂其他答案。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,在其他位置作答一律无效。
一、单选题(共13小题,满分39分)
1. 科技让生活更美好,下列与科技成就相关描述错误的是
A. 北斗三代铷钟所用与北斗二代铷钟所用互为同位素
B. 用作智能手机无线充电纤维电池,可实现将化学能转化为电能
C. 有线电视和通信系统所用介质材料石英光纤,主要成分为SiO2
D. 小米SU7纯电动轿车所用耐高温碳陶瓷制动盘,属于传统无机非金属材料
2. 有关化学用语正确的是
A. CO2的电子式 B. 和是同一种物质
C. 乙烯的结构简式 C2H4 D. 次氯酸的结构式:H—Cl—O
3. 物质的性质决定用途,下列两者对应关系错误的是
A. 液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂
B. 二氧化硫具有还原性,可添加在葡萄酒中防止葡萄酒中的一些成分被氧化
C. 豆科植物的根瘤菌能将空气中的氮气转化成氨,实现氮的固定
D. 碳酸氢铵不稳定受热易分解;可作为氮肥使用
4. 下图表示N2 (g) 和O2 (g) 反应生成NO (g) 过程中能量变化,下列说法不正确是
A. 图中“●”代表氧原子
B. NO是共价化合物
C. 1 mol N2 (g) 和1 mol O2 (g) 反应生成2 mol NO (g),可释放能量180 kJ
D. N2化学性质稳定,是因为断开N2分子中的化学键需要吸收较多能量
5. 明代李挺的《医学人门》中记载了用发酵法从五倍子中得到没食子酸(结构简式如下图)的过程。下列有关没食子酸说法错误的是
A. 能与溶液发生反应 B. 能用作抗氧化剂
C. 能与浓溴水反应 D. 1mol该物质最多与1molNaOH反应
6. 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. Ca(ClO)2(aq) HClO(aq) O2(g)
B. H2SO4(稀) SO2(g) BaSO3(s)
C. Fe2O3(s) FeCl3(aq) Fe (s)
D. SiO2(s) H2SiO3(胶体) Na2SiO3(aq)
阅读下列材料,完成下面小题:
氨用于生产硝酸、铵盐、纯碱、配合物等,液氨可与金属钠反应产生,中的一个原子被取代可形成羟胺,被—取代可形成肼,具有强还原性,可由尿素、和溶液一起反应制得。
7. 下列说法正确的是
A. 侯氏制碱法的原理可表示为饱和溶液
B. 氨气催化氧化制取属于氮的固定中的一种
C. 由尿素、和溶液制时,应将溶液滴加到尿素溶液中
D. 浓氨水与浓硫酸靠近时会有白烟生成
8. 实验室利用下列装置进行氨气或氨水的有关实验,能够达到实验目的的是
A. 制取 B. 干燥
C. 收集 D. 制沉淀
9. 下列化学反应的表示正确的是
A. 金属钠和液氨反应
B. 过量氨水和反应:
C. 尿素、、溶液制取的离子方程式:
D. 肼燃烧的化学方程式:
10. 一种新的二甲醚()双极膜燃料电池,电解质分别为和KOH,结构示意图如图所示,双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成,能将水分子解离成和。下列说法正确的是
A. 放电时,双极膜中的通过b膜转移至d极
B. c极反应式为
C. 每消耗11.2L,双极膜处有2mol解离
D. 反应一段时间后,双极膜右侧电解质溶液的浓度不变
11. 下列依据实验现象推理得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向淀粉溶液中加入几滴稀硫酸,加热,待溶液冷却后向其中加入银氨溶液,水浴加热,无银镜产生
淀粉未发生水解
B
向乙醇样品中加入一小块金属钠,有气泡生成
该乙醇样品中含有水
C
某盐溶液中加入溶液,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
D
某溶液中加入溶液,产生白色沉淀,再加稀硝酸沉淀不溶解
该溶液中含有
A. A B. B C. C D. D
12. 黄铁矿()作为电子供体的自养反硝化技术是处理低碳氮废水的一种潜力巨大的处理技术。氧化与反硝化耦合的机理如图所示。下列相关说法错误的是
A. 整个反应过程中涉及的还原剂只有
B. 可用铁氰化钾溶液检验反应过程中的
C. 整个反应过程中,最多提供15mol电子
D. 参与“反硝化”的离子反应方程式为:
13. 以锰矿粉(主要成分为和,还含少量、、、等杂质)为原料制备的工艺流程如图所示。下列叙述错误的是
A. 实验室模拟分离出“滤渣”所需的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
B. “滤渣”中主要成分可用于制造光导纤维
C. 试剂X可能为
D. “沉铜”过程若控制在较高温度下进行,可加快沉铜速率并减少物料损耗
二、非选择题(共4大题 满分61分)
14. 铁是人类较早使用的金属之一、含铁化合物应用前景越来越广泛,在医药,食品,工业等领域发挥着越来越重要的作用。
(I)绿矾()是治疗缺铁性贫血药品的主要成分,但其在空气中容易被氧化而变质。
(1)为防止溶液变质,应在溶液中加入少量___________。
(2)甲同学取稀硫酸酸化溶液,加入几滴双氧水后,再加入1滴溶液,溶液变红,说明可将氧化。溶液与双氧水反应的离子方程式为___________。
(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该组同学在用稀酸化的溶液中先加入煤油,再于液面下依次加入几滴双氧水和1滴溶液,溶液变红,煤油的作用是___________。
(II)氯化铁溶液可用于腐蚀印刷电路板上的铜,某腐蚀后的废液中含有和,且。
(4)请写出氯化铁溶液刻蚀印刷电路板上的原理,用化学方程式表示___________。
(5)从废液中可回收铜,并获得溶液,设计如下方案:
①滤渣a为___________(填物质名称)。
②物质X为___________。
15. 丙烯酸乙酯天然存在于菠萝等水果中,是一种食品用合成香料,可以用乙烯、丙烯等石油化工产品为原料进行合成:
(1)由乙烯生成有机物A的化学方程式为_______。
(2)有机物B中含有的官能团是_______(填名称)。A与B反应生成丙烯酸乙酯的化学方程式是_______,该反应的类型是_______。
(3)久置的丙烯酸乙酯自身会发生聚合反应,所得聚合物具有较好的弹性,可用于生产织物和皮革处理剂,请用化学方程式表示在一定条件下上述聚合过程_______。
(4)某种烷烃完全燃烧后生成了和。请据此推测其分子式_______。
16. 常用作杀菌剂。现以一种主要成分为[可写作]的锌矿物(含有少量的)来合成,相关实验流程如下。
已知:①常温状况下,比更易沉淀。
②常温状况下,的溶解度随温度的变化如图所示。
(1)“酸浸”步骤的实验装置如图所示,其中仪器A名称是_______。
(2)写出“氧化”步骤主要反应的离子方程式_______。
(3)下列说法不正确的是_______。
A. 酸浸过程,电磁搅拌和热水浴的作用是提高浸取速率
B. 滤渣3的主要成分是Cu和Zn
C. 该工艺流程可获得副产品
D. 中锌元素全部来源于锌矿物
(4)加入进行“沉锌”,生成沉淀的同时还有无色无味气体逸出,请写出该反应的离子方程式_______。
(5)补充完成由“沉锌”所得滤渣经一系列操作获得较纯净的产品的实验方案:取一定量的滤渣,用蒸馏水洗涤,_______,获得较纯净的产品。(实验中须使用的试剂:稀盐酸、溶液,稀,乙醇)
(6)称取3.500g产品,配成500mL溶液,取100mL溶液于锥形瓶中,再加入缓冲溶液将pH调至10.0并滴入适量铬黑T指示液。最后用的(乙二胺四乙酸,简写)标准溶液滴定至待测溶液由红紫色变为纯蓝色(离子方程式为),重复三次,平均消耗EDTA标准溶液体积为23.60mL。计算产物的纯度_______。(写出计算过程,保留三位有效数字)
17. 氮氧化物能引发酸雨、雾霾等,需处理后才能排放。研究含氮物质的转化是工业、农业、医药、环保等领域的重要课题。
(1)碱液吸收。将硝酸工业的尾气(主要为NO和NO2)通入NaOH溶液中充分吸收,所得溶液经浓缩、结晶、过滤,可以得到NaNO2晶体。
①NO和NO2混合气体与NaOH溶液反应生成NaNO2的离子方程式为___________。
②若用Na2SO3溶液代替NaOH溶液,所得晶体中除含有NaNO2、NaNO3外,还有___________(填化学式)。
(2)“纳米零价铁-H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的。在一定温度下,将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。
①Fe2+催化H2O2分解产生,将NO氧化为的机理如图所示,Y的化学式为___________。
②纳米零价铁的作用是___________。
③NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为___________。
④NO脱除率随温度变化如图所示。温度高于120 ℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是___________。
(3)电化学还原。利用如图所示原电池的装置使NH3与NO2均转化为N2,既能实现有效清除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能。
①电极A上发生的电极反应为___________。
②使电池持续放电,离子交换膜应为___________离子交换膜(填“阳”或“阴”)。
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2024-2025学年度第二学期期末高一调研
化学试题
注意事项:
1.本试卷共6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,请务必将自己的姓名、考试号等用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。
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,再选涂其他答案。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,在其他位置作答一律无效。
一、单选题(共13小题,满分39分)
1. 科技让生活更美好,下列与科技成就相关描述错误的是
A. 北斗三代铷钟所用与北斗二代铷钟所用互为同位素
B. 用作智能手机无线充电的纤维电池,可实现将化学能转化为电能
C. 有线电视和通信系统所用介质材料石英光纤,主要成分为SiO2
D. 小米SU7纯电动轿车所用耐高温碳陶瓷制动盘,属于传统无机非金属材料
【答案】D
【解析】
【详解】A.与是质子数相同,中子数不同的原子,互为同位素,A正确;
B.纤维电池放电是将化学能转化为电能,B正确;
C.光纤主要成分为二氧化硅,C正确;
D.耐高温碳陶瓷性能优良,属于新型无机非金属材料,D错误;
故选D。
2. 有关化学用语正确的是
A. CO2的电子式 B. 和是同一种物质
C. 乙烯的结构简式 C2H4 D. 次氯酸的结构式:H—Cl—O
【答案】B
【解析】
【详解】A.CO2的电子式中,O原子最外层有6个电子,形成双键时与C共用2对电子(4个电子),故O的孤对电子应为2对(4个电子),正确电子式为,题目中电子式O周围孤对电子数错误,A错误;
B.两个结构均为CH2Cl2,甲烷为正四面体结构,二氯代物只有一种,二者是同一种物质,B正确;
C.乙烯的结构简式需体现碳碳双键,应为CH2=CH2,C2H4是分子式,C错误;
D.次氯酸中Cl为+1价,O电负性大于Cl,结构式应为H—O—Cl,各原子均达到稳定结构,H—Cl—O错误,D错误;
故选B。
3. 物质的性质决定用途,下列两者对应关系错误的是
A. 液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂
B. 二氧化硫具有还原性,可添加在葡萄酒中防止葡萄酒中的一些成分被氧化
C. 豆科植物的根瘤菌能将空气中的氮气转化成氨,实现氮的固定
D. 碳酸氢铵不稳定受热易分解;可作为氮肥使用
【答案】D
【解析】
【详解】A.液氨汽化时吸收大量的热,使周围温度降低,可用作制冷剂,A正确;
B.二氧化硫具有还原性,可用作食品添加剂,防止葡萄酒中的一些成分被氧化,B正确;
C.豆科植物的根瘤菌能将空气中的氮气直接转化成氨,从而实现游离态的氮元素转化为化合态氮元素的氮的固定,C正确;
D.碳酸氢铵含有氮元素,可作为氮肥使用,与不稳定受热易分解无关,D错误;
故选D。
4. 下图表示N2 (g) 和O2 (g) 反应生成NO (g) 过程中能量变化,下列说法不正确的是
A. 图中“●”代表氧原子
B. NO是共价化合物
C. 1 mol N2 (g) 和1 mol O2 (g) 反应生成2 mol NO (g),可释放能量180 kJ
D. N2化学性质稳定,是因为断开N2分子中的化学键需要吸收较多能量
【答案】C
【解析】
【详解】A.氧原子半径小于氮原子,所以图中“●”代表氧原子,A正确;
B.NO中只含共价键,NO是共价化合物,B正确;
C.1 mol N2 (g) 和1 mol O2 (g) 反应生成2 mol NO (g),断键吸收的总能量为946kJ+498kJ=1444kJ,成键放出的总能量为2×632kJ=1264kJ,可吸收能量1444kJ-1264kJ=180 kJ,C错误;
D.N2分子的键能较大,断开N2分子中的化学键需要吸收较多能量,故N2化学性质稳定,D正确;
故选C。
5. 明代李挺的《医学人门》中记载了用发酵法从五倍子中得到没食子酸(结构简式如下图)的过程。下列有关没食子酸说法错误的是
A. 能与溶液发生反应 B. 能用作抗氧化剂
C. 能与浓溴水反应 D. 1mol该物质最多与1molNaOH反应
【答案】D
【解析】
【详解】A. 含酚羟基、能与溶液发生显色反应,A正确;
B.含酚羟基、具强还原性、能用作抗氧化剂,B正确;
C.含酚羟基、能与浓溴水发生取代反应,C正确;
D. 酚羟基、羧基均能与氢氧化钠反应,1mol该物质最多与4molNaOH反应,D不正确;
答案选D。
6. 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. Ca(ClO)2(aq) HClO(aq) O2(g)
B. H2SO4(稀) SO2(g) BaSO3(s)
C. Fe2O3(s) FeCl3(aq) Fe (s)
D. SiO2(s) H2SiO3(胶体) Na2SiO3(aq)
【答案】A
【解析】
【详解】A.HClO的酸性比碳酸弱,Ca(ClO)2溶液可与二氧化碳反应生成HClO,HClO在光照条件下分解生成氧气和HCl,故A正确;
B.铜与稀硫酸不反应,故B错误;
C.氯化铁与铜反应生成氯化亚铁与氯化铜,而不是生成铁单质,故C错误;
D.二氧化硅不溶于水也不与水反应,故D错误;
故答案选A。
阅读下列材料,完成下面小题:
氨用于生产硝酸、铵盐、纯碱、配合物等,液氨可与金属钠反应产生,中的一个原子被取代可形成羟胺,被—取代可形成肼,具有强还原性,可由尿素、和溶液一起反应制得。
7. 下列说法正确的是
A. 侯氏制碱法的原理可表示为饱和溶液
B. 氨气催化氧化制取属于氮的固定中的一种
C. 由尿素、和溶液制时,应将溶液滴加到尿素溶液中
D. 浓氨水与浓硫酸靠近时会有白烟生成
8. 实验室利用下列装置进行氨气或氨水的有关实验,能够达到实验目的的是
A. 制取 B. 干燥
C. 收集 D. 制沉淀
9. 下列化学反应的表示正确的是
A. 金属钠和液氨反应
B. 过量氨水和反应:
C. 尿素、、溶液制取的离子方程式:
D. 肼燃烧的化学方程式:
【答案】7. C 8. D 9. B
【解析】
【7题详解】
A.在氯化钠溶液中溶解度较低,应先通入使溶液碱性,再通入,侯氏制碱的原理可表示为饱和溶液,A错误;
B.氮的固定是将N2转化为氮的化合物,故氨气催化氧化制取不属于氮的固定,B错误;
C.具有还原性,NaClO具有强氧化性,为防止被过量NaClO溶液氧化,制备时必须将次氯酸钠和氢氧化钠混合液缓慢滴加到尿素溶液中,边加边搅拌,C正确;
D.浓硫酸不具有挥发性,故将浓氨水与浓硫酸靠近时不会有白烟生成,D错误;
故选C。
【8题详解】
A.受热分解为和HCl,温度降低,和HCl有生成,故应该用和的固体混合物加热制取,A错误;
B.氨气是碱性气体,氨气和硫酸反应生成硫酸铵,干燥不能用浓硫酸,应该用碱石灰干燥氨气,B错误;
C.氨气的密度小于空气,应该用向下排空气法收集氨气,氨气应该从长导管进入烧瓶,C错误;
D.将氨水滴入溶液中,发生,制沉淀,D正确;
故选D。
【9题详解】
A.金属钠和液氨反应生成NaNH2和H2,反应的方程式为:,A错误;
B.过量氨水和反应生成和,化学方程式为:,B正确;
C.尿素和NaClO溶液在碱性条件下反应生成N2H4、Na2CO3和NaCl,反应的离子方程式为,C错误;
D.肼燃烧的产物为和,化学方程式:,D错误;
故选B。
10. 一种新的二甲醚()双极膜燃料电池,电解质分别为和KOH,结构示意图如图所示,双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成,能将水分子解离成和。下列说法正确的是
A. 放电时,双极膜中的通过b膜转移至d极
B. c极反应式为
C. 每消耗11.2L,双极膜处有2mol的解离
D. 反应一段时间后,双极膜右侧电解质溶液的浓度不变
【答案】B
【解析】
【分析】电极c为负极,发生氧化反应,其电极方程式为;电极d为正极,发生还原反应,其电极方程式为O2+4H++4e-=2H2O。
【详解】A.放电时,阴离子向负极移动,即双极膜中的通过a膜转移至c极,故A错误;
B.由分析知,c极反应式为,故B正确;
C.由于不知气体所处的状况,无法确定11.2 L O2的物质的量,故C错误;
D.双极膜右侧生成了水,溶液体积增大,电解质溶液的浓度减小,故D错误;
故选B。
11. 下列依据实验现象推理得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向淀粉溶液中加入几滴稀硫酸,加热,待溶液冷却后向其中加入银氨溶液,水浴加热,无银镜产生
淀粉未发生水解
B
向乙醇样品中加入一小块金属钠,有气泡生成
该乙醇样品中含有水
C
某盐溶液中加入溶液,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
D
某溶液中加入溶液,产生白色沉淀,再加稀硝酸沉淀不溶解
该溶液中含有
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.银氨溶液检验淀粉水解出的葡萄糖,应在碱性环境下进行,所以应先加碱使环境呈碱性,再加入银氨溶液检验,故A错误;
B.乙醇也可与金属Na反应生成氢气,故B错误;
C.铵根离子与碱共热反应生成氨气,用湿润的红色石蕊试纸检验,变蓝说明有铵根离子,故C正确;
D.加入硝酸可能使原溶液中亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,形成硫酸钡沉淀,无法检验,故D错误;
答案选C。
12. 黄铁矿()作为电子供体的自养反硝化技术是处理低碳氮废水的一种潜力巨大的处理技术。氧化与反硝化耦合的机理如图所示。下列相关说法错误的是
A. 整个反应过程中涉及的还原剂只有
B. 可用铁氰化钾溶液检验反应过程中的
C. 整个反应过程中,最多提供15mol电子
D. 参与“反硝化”的离子反应方程式为:
【答案】A
【解析】
【分析】黄铁矿()氧化与反硝化耦合的过程中,反硝化作用是指硝酸盐被还原为氮气和水的过程,而黄铁矿作为电子供体,在这个过程中被氧化,提供电子,所以在这里作为还原剂,被氧化,失去电子,据此分析作答。
【详解】A.加入铁离子溶解生成,①中会被还原为,最终被氧化为氢氧化铁,则也为还原剂,A项错误;
B.铁氰化钾与反应生成蓝色沉淀,则可用铁氰化钾溶液检验反应过程中的,B项正确;
C.在该过程中作还原剂,被氧化,失去电子,最终生成氢氧化铁沉淀和硫酸根离子,铁元素从+2价升至+3价,硫元素从-1价升至+6价,则最多提供15mol电子,C项正确;
D.参与“反硝化”是与硝酸根离子反应,生成氮气和硫酸根过程,根据质量守恒定律,则离子反应方程式为:,D项正确;
答案选A。
13. 以锰矿粉(主要成分为和,还含少量、、、等杂质)为原料制备的工艺流程如图所示。下列叙述错误的是
A. 实验室模拟分离出“滤渣”所需的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
B. “滤渣”中主要成分可用于制造光导纤维
C. 试剂X可能为
D. “沉铜”过程若控制在较高温度下进行,可加快沉铜速率并减少物料损耗
【答案】D
【解析】
【分析】锰矿粉加入双氧水和硫酸,双氧水作还原剂,把和还原为,二氧化硅不与硫酸反应,形成滤渣。同时其它的杂质金属转化为相应的金属离子进入溶液。为不引入杂质,试剂可以使用调,把和转化为氢氧化物沉淀除去,之后加入,除去铜离子,最后加入碳酸氢铵沉锰,方程式为:,据此作答。
【详解】A.分离出“滤渣”是利用过滤的原理,所以需要的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,A正确;
B.滤渣为二氧化硅固体,可用于制造光导纤维,B正确;
C.试剂可以使用调,消耗剩余的硫酸,把和转化为氢氧化物沉淀除去,C正确;
D.用沉铜时,如果温度过高,易水解且产生容易挥发的,反而会增加药剂损耗,不利于收率提高,D错误;
故选D。
二、非选择题(共4大题 满分61分)
14. 铁是人类较早使用的金属之一、含铁化合物应用前景越来越广泛,在医药,食品,工业等领域发挥着越来越重要的作用。
(I)绿矾()是治疗缺铁性贫血药品的主要成分,但其在空气中容易被氧化而变质。
(1)为防止溶液变质,应在溶液中加入少量___________。
(2)甲同学取稀硫酸酸化溶液,加入几滴双氧水后,再加入1滴溶液,溶液变红,说明可将氧化。溶液与双氧水反应的离子方程式为___________。
(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该组同学在用稀酸化的溶液中先加入煤油,再于液面下依次加入几滴双氧水和1滴溶液,溶液变红,煤油的作用是___________。
(II)氯化铁溶液可用于腐蚀印刷电路板上的铜,某腐蚀后的废液中含有和,且。
(4)请写出氯化铁溶液刻蚀印刷电路板上的原理,用化学方程式表示___________。
(5)从废液中可回收铜,并获得溶液,设计如下方案:
①滤渣a为___________(填物质名称)。
②物质X为___________。
【答案】(1)铁粉 (2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(3)隔绝空气,防止氧气溶于水将亚铁离子氧化为铁离子干扰实验
(4)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
(5) ①. 铁、铜 ②. 氯气
【解析】
【分析】在处理印刷电路板的废水中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2,要回收铜,并获得FeCl3溶液,可以向反应后的废液中加入过量的金属Fe,发生反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2、CuCl2+Fe=FeCl2+Cu,然后过滤,滤液为FeCl2,滤渣a中含有Fe、Cu,向滤渣a中加入过量HCl,发生反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,过滤,分离出Cu单质,滤液为FeCl2、HCl混合物,将两次滤液合并,向其中通入X即氯气,发生反应:2FeCl2+Cl2=2FeCl3,因此就达到回收铜,并获得FeCl3溶液的目的。
【小问1详解】
Fe2+还原性较强,易被空气中的氧气氧化而使溶液变质,应在溶液中加入少量铁粉防止溶液变质;
【小问2详解】
加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明H2O2可将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
【小问3详解】
空气中的氧气也可以氧化Fe2+,所以为了排除空气中的氧气的干扰,先加入0.5mL煤油,隔绝空气,防止氧气溶于水将亚铁离子氧化为铁离子干扰实验;
【小问4详解】
氯化铁溶液刻蚀印刷电路板,氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,化学方程式为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;
【小问5详解】
由分析可知,滤渣a为铁、铜,物质X为氯气。
15. 丙烯酸乙酯天然存在于菠萝等水果中,是一种食品用合成香料,可以用乙烯、丙烯等石油化工产品为原料进行合成:
(1)由乙烯生成有机物A的化学方程式为_______。
(2)有机物B中含有的官能团是_______(填名称)。A与B反应生成丙烯酸乙酯的化学方程式是_______,该反应的类型是_______。
(3)久置的丙烯酸乙酯自身会发生聚合反应,所得聚合物具有较好的弹性,可用于生产织物和皮革处理剂,请用化学方程式表示在一定条件下上述聚合过程_______。
(4)某种烷烃完全燃烧后生成了和。请据此推测其分子式_______。
【答案】(1)CH2=CH2+H2O CH3CH2OH
(2) ① 碳碳双键和羧基 ②. CH2=CHCOOH+CH3CH2OHCH2=CHCOOCH2CH3+H2O ③. 取代反应
(3)nCH2=CHCOOCH2CH3
(4)C4H10
【解析】
【分析】CH2=CH2与H2O发生加成反应产生A是乙醇:CH3CH2OH,CH2=CHCH3与O2在催化剂存在条件下发生氧化反应产生有机物B是丙烯酸:CH2=CHCOOH,B与A在一定条件下发生酯化反应产生丙烯酸乙酯和水。据此分析解答。
【小问1详解】
由分析可知,CH2=CH2与H2O发生加成反应生成A是乙醇:方程式为:CH2=CH2+H2O CH3CH2OH;
【小问2详解】
根据上述分析可知有机物B是丙烯酸,结构简式是CH2=CHCOOH,物质分子中含有的官能团是碳碳双键和羧基;CH2=CHCOOH与CH3CH2OH在浓硫酸存在条件下加热,发生酯化反应产生CH2=CHCOOCH2CH3和H2O,该反应是可逆反应,反应方程式为:CH2=CHCOOH+CH3CH2OHCH2=CHCOOCH2CH3+H2O;该反应是酯化反应,也属于取代反应;
【小问3详解】
CH2=CHCOOCH2CH3分子中含有不饱和的碳碳双键,久置自身会发生聚合反应,产生聚丙烯酸乙酯,所得聚合物具有较好的弹性,可用于生产织物和皮革处理剂,该反应的化学方程式为:nCH2=CHCOOCH2CH3 。
【小问4详解】
8.8g CO2的物质的量为,9.0 g H2O的物质的量为,故N(C)∶N(H)=0.2mol∶(0.25mol×2)=2∶5,又烷烃的通式为CnH2n+2,故符合N(C)∶N(H)= 2∶5的烷烃的分子式为C4H10,故分子式为C4H10。
16. 常用作杀菌剂。现以一种主要成分为[可写作]的锌矿物(含有少量的)来合成,相关实验流程如下。
已知:①常温状况下,比更易沉淀。
②常温状况下,的溶解度随温度的变化如图所示。
(1)“酸浸”步骤的实验装置如图所示,其中仪器A名称是_______。
(2)写出“氧化”步骤主要反应的离子方程式_______。
(3)下列说法不正确的是_______。
A. 酸浸过程,电磁搅拌和热水浴的作用是提高浸取速率
B. 滤渣3的主要成分是Cu和Zn
C. 该工艺流程可获得副产品
D. 中锌元素全部来源于锌矿物
(4)加入进行“沉锌”,生成沉淀的同时还有无色无味气体逸出,请写出该反应的离子方程式_______。
(5)补充完成由“沉锌”所得滤渣经一系列操作获得较纯净的产品的实验方案:取一定量的滤渣,用蒸馏水洗涤,_______,获得较纯净的产品。(实验中须使用的试剂:稀盐酸、溶液,稀,乙醇)
(6)称取3.500g产品,配成500mL溶液,取100mL溶液于锥形瓶中,再加入缓冲溶液将pH调至10.0并滴入适量铬黑T指示液。最后用的(乙二胺四乙酸,简写)标准溶液滴定至待测溶液由红紫色变为纯蓝色(离子方程式为),重复三次,平均消耗EDTA标准溶液体积为23.60mL。计算产物的纯度_______。(写出计算过程,保留三位有效数字)
【答案】(1)分液漏斗
(2) (3)D
(4)
(5)用稀H2SO4完全溶解,将所得溶液蒸发浓缩至有晶膜出现,冷却至0℃(39℃以下)结晶,过滤,用乙醇洗涤,低温下干燥
(6)由可知,100mL溶液中含有的,根据Zn守恒,则3.500g产品中含有的,,产物的纯度为:
【解析】
【分析】含锌的矿物加入硫酸酸浸,过滤,不溶物滤渣1为SiO2,滤液中有Fe2+、Zn2+、Cu2+、Cl-、等,加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+离子,加入氨水调节pH值,使Fe3+形成滤渣2中含有Fe(OH)3沉淀除去,滤液2加入Zn置换出Cu,滤液3中存在Zn2+、Cl-、、,滤渣3中含有过量的锌和置换出的铜,加入 (NH4)2CO3,过滤洗涤沉淀,得到Zn2(OH)2CO3沉淀,加入硫酸溶解,对滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、低温干燥得到ZnSO4·7H2O晶体。
【小问1详解】
由图可知,仪器A分液漏斗;
【小问2详解】
由分析可知,“氧化”步骤过氧化氢将二价铁氧化为三价铁,离子方程式为:;
小问3详解】
A.酸浸过程,电磁搅拌可以增大反应物的接触面 积,热水浴可以升高温度,两者都能提高浸取速率和反应速率, 故A正确;
B.加入过量的锌,置换出铜,则滤渣3的主要成分是生产的Cu和过量的Zn,故B正确;
C.加入碳酸铵,生成Zn2(OH)2CO3,同时生成 (NH4)2SO4,即该工艺流程可获得副产品 (NH4)2SO4,故C正确;
D.置换铜的过程中加入了Zn,,ZnSO4⋅7H2O中锌元素不全来源于锌矿物,故D错误;
故选D;
【小问4详解】
根据题意,为反应物,为生成物,同时还应该生成二氧化碳,结合元素守恒可知,该反应的离子方程式为:;
【小问5详解】
具体操作:取一定量的滤渣,用蒸馏水洗涤,用稀H2SO4完全溶解,将所得溶液蒸发浓缩至有晶膜出现,冷却至0℃(39℃以下)结晶,过滤,用乙醇洗涤,低温下干燥,即可获得较纯净的产品,故答案为:用稀H2SO4完全溶解,将所得溶液蒸发浓缩至有晶膜出现,冷却至0℃(39℃以下)结晶,过滤,用乙醇洗涤,低温下干燥;
【小问6详解】
由可知,100mL溶液中含有的,根据Zn守恒,则3.500g产品中含有的,,产物的纯度为:。
17. 氮氧化物能引发酸雨、雾霾等,需处理后才能排放。研究含氮物质的转化是工业、农业、医药、环保等领域的重要课题。
(1)碱液吸收。将硝酸工业的尾气(主要为NO和NO2)通入NaOH溶液中充分吸收,所得溶液经浓缩、结晶、过滤,可以得到NaNO2晶体。
①NO和NO2混合气体与NaOH溶液反应生成NaNO2的离子方程式为___________。
②若用Na2SO3溶液代替NaOH溶液,所得晶体中除含有NaNO2、NaNO3外,还有___________(填化学式)。
(2)“纳米零价铁-H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的。在一定温度下,将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。
①Fe2+催化H2O2分解产生,将NO氧化为的机理如图所示,Y的化学式为___________。
②纳米零价铁的作用是___________。
③NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为___________。
④NO脱除率随温度的变化如图所示。温度高于120 ℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是___________。
(3)电化学还原。利用如图所示原电池的装置使NH3与NO2均转化为N2,既能实现有效清除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能。
①电极A上发生的电极反应为___________。
②为使电池持续放电,离子交换膜应为___________离子交换膜(填“阳”或“阴”)。
【答案】(1) ①. NO+NO2+2OH-=2NO+H2O ②. Na2SO4
(2) ①. Fe3+ (或FeCl3) ②. 与盐酸反应产生FeCl2 ③. 2NO+3H2O2=2HNO3+2H2O ④. 温度升高H2O2分解,HO·减少,导致NO脱除率降低
(3) ①. 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O ②. 阴
【解析】
【小问1详解】
①NO和NO2混合气体与NaOH溶液反应生成NaNO2,N元素化合价由+2价上升到+3价,又由+4价下降到+3价,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:NO+NO2+2OH-=2+H2O;
②Na2SO3具有还原性,可将NO2还原为NO,同时自身被氧化为,最终溶液中除NaNO2、NaNO3外,还含有Na2SO4。
【小问2详解】
① 根据图示,Fe2+催化H2O2分解生成HO·,反应为:、,结合图示,X为Fe2+,Y为Fe3+;
② 纳米零价铁(Fe)与HCl反应生成Fe2+:,Fe2+作为催化剂,促进H2O2分解生成HO·,从而氧化NO。因此,纳米零价铁的作用是与盐酸反应产生FeCl2,提供Fe2+;
③ NO被H2O2氧化为HNO3,H2O2被还原为H2O,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:;
④ H2O2在高温下分解速率加快,H2O2浓度降低,导致HO·生成减少,NO氧化不完全,脱除率下降。
【小问3详解】
①利用如图所示原电池的装置使NH3与NO2均转化为N2,由图可知,NH3在电极A失去电子后生成N2,电极A为负极,根据得失电子守恒和原子守恒配平电极方程式为: ,电极B为正极;
②电极A(负极)消耗了OH⁻,而电极B(正极)需要生成OH-以维持电荷平衡。正极反应式为:,为了使电池持续放电,OH⁻需要从正极区(电极B侧)通过离子交换膜迁移到负极区,因此离子交换膜应允许阴离子(OH-)通过,即为阴离子交换膜。
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