内容正文:
机密★启用前
河南省新未来2025~2026学年高三年级12月质量检测
化学
(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上、并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号漆黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;回答非选择题时,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 中华文明源远流长,下列古文物的主要成分为硅酸盐的是
A.云龙纹丝绸
B.河姆渡出土陶灶
C.青铜四足鬲
D.檀香木雕杯
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语或图示错误的是
A. 钠原子的原子结构示意图:
B. 溶液中的水合离子:
C. 甲烷分子的空间填充模型:
D. 用电子式表示的形成过程:
3. 是日常生活中常见的金属单质,及其化合物的转化关系(每一步反应完全)如图所示,其中是含有元素N的化合物,反应②是制备金属M的方法之一。下列说法错误的是
A. 单质M、单质N在常温下都不溶于浓硫酸
B. N的阳离子都不能与单质M反应
C. 在①中完全溶解转移的电子数是在③中完全反应转移的电子数的2倍
D. 的反应都可用来检验X中的金属离子
4. 下列由废铁屑(除Fe外还含少量C、FeS等杂质)制取的原理与装置不能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取 B. 用装置乙吸收尾气中的
C. 用装置丙过滤得到溶液 D. 用装置丁蒸发结晶获得
5. 对于下列过程中发生的化学反应,对应的离子方程式正确的是
A. 水解:
B. 向溶液中加入过量的溶液:
C. 向冷的石灰乳中通入制漂白粉:
D. 向稀硫酸中滴加溶液至溶液呈中性:
6. 短周期主族元素的原子序数依次增大。原子的最外层电子数之和为与具有相同的电子层结构,W与Y同族。下列说法正确的是
A. 元素非金属性:分子的空间结构呈V形
B. Y形成的氢化物分子中不含有非极性共价键
C. 最高价氧化物对应的水化物的酸性:
D. Y分别与形成的化合物中,化学键类型不相同
7. 抗坏血酸(即维生素C)结构简式如图所示。下列关于抗坏血酸的说法错误的是
A. 可用酸性溶液检验抗坏血酸分子中的碳碳双键
B. 能发生酯化反应、加成反应、水解反应
C. 分子式为,分子中含有3种官能团
D. 是水果罐头中常用的抗氧化剂
8. 为探究的性质,某同学利用84消毒液进行如下实验。84消毒液的制备反应为。
装置
序号
试剂A
试剂B
实验现象
①
84消毒液(含,其浓度为)
溶液
溶液立即变棕黄色
②
溶液
无明显现象
③
盐酸
立即产生黄绿色气体
下列说法错误的是
A. ①中体现了氧化性
B. ③中黄绿色气体是
C. 由实验可知,氧化性:
D. 由①、②可知,还原性:
9. 下列实验所用试剂不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验试剂
A
鉴别乙烯和乙烷
溴水
B
鉴别乙醇与水
金属钠
C
除去乙醇中的乙酸
氢氧化钠溶液
D
检验淀粉在酶作用下水解产生了葡萄糖
新制氢氧化铜悬浊液
A. A B. B C. C D. D
10. 一氧化碳和氢气在催化剂作用下,可以合成多种烃类化合物,该反应部分进程和相对能量关系如图所示(*表示物质处于吸附态,表示过渡态)。下列说法正确的是
A. 图中途径②的决速步骤是
B. 途径①中的反应是吸热反应,有极性键的形成
C. 吸附态的稳定性:途径途径②
D. 使用高活性催化剂,可以加快反应速率,改变反应的焓变
11. 金属硫化物催化反应时,平衡常数为K。该反应既可以除去天然气中的,又可以获得。下列说法正确的是
A. 该反应的
B. 选择金属硫化物作催化剂能增大反应活化能
C. 该反应每消耗可除去
D. 时,若时,则
12. 草酸是二元弱酸,室温下,通过下列实验探究溶液的性质。
实验1:测得溶液的约为5.6。
实验2:向溶液中加入等体积溶液,溶液变浑浊。
实验3:向溶液中滴加少量溶液,无明显现象。
实验4:向酸性溶液中滴加过量的溶液,溶液紫红色褪去。
已知:。若忽略溶液混合时的体积变化,下列说法正确的是
A. 依据实验1推测:的电离程度大于其水解程度,且室温下,
B. 依据实验2推测:
C. 依据实验3推测:反应后溶液中有
D. 依据实验4推测:溶液具有漂白性
13. 一种用双氧水去除酸性废水中的持久性有机污染物(如苯酚)的工作原理如图所示(表示羟基自由基)。下列说法错误的是
A. 电流方向:电极→电解质溶液→电极
B. 电解一段时间后,电极附近减小
C. 羟基自由基产生的原理为
D. 若处理苯酚,电路中最少需通过电子
14. 时,用标准溶液滴定和的混合溶液以测定两种物质的含量,滴定曲线如图甲所示。四种含氮物质分布分数与溶液的关系如图乙所示[如]。已知:的碱性强于的碱性。的电离方程式为的电离方程式为。
下列说法错误的是
A. 该混合溶液中
B. 图乙中曲线对应的粒子分别为
C. 时,电离常数
D. 图甲中点溶液均存在
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 电解硫酸锰溶液制备金属锰时,电解锰渣中含大量和少量。从电解锰渣中回收锰、铅的工艺流程如下。
已知:时,有关物质的如下表所示:
物质
回答下列问题:
(1)在电解池的________(填“阴极”或“阳极”)产生。
(2)“浸锰”过程中被氧化成和,反应的离子方程式为________。
(3)“净化”时,调节溶液的理论最小值为________(当溶液中某离子的浓度时,可认为该离子已沉淀完全)。
(4)“沉锰”过程中发生反应的离子方程式为________。
(5)“浸铅”时,加入热的溶液和溶液。结合沉淀溶解平衡移动原理,解释的作用:________。
(6)已知:。“沉铅”的方法是________,所得“滤液4”循环用于“浸铅”。
(7)阴极表面被还原,石墨作阳极,氨水和的混合液作电解液,电解一段时间后,阴极产生金属,阳极产生气体,溶液从7.5降至6.9。
①经检验阳极气体含,分析原因:
原因一:或在阳极直接放电产生。
原因二:________。
②一段时间后,电解液中的浓度增大,将其处理后可重新用于回收铅的流程。设计处理方案:取部分电解后溶液,加适量氨水,所得溶液重新用于“电解”;向另一部分电解后溶液中加入________(填化学式),并加热,将所得________(填化学式)用于“电解”,将所得________(填化学式)用于“浸铅”。
16. 富马酸亚铁是一种治疗缺铁性贫血的安全有效的补铁药品。实验室以硫脲()为催化剂,用顺丁烯二酸酐制备富马酸亚铁的反应原理如下:
实验步骤如下:
步骤I:反丁烯二酸的制备
取顺丁烯二酸酐,加水温热溶解,使其转化为顺丁烯二酸;加入催化剂硫脲,溶液在搅拌下加热煮沸至较多固体析出时立即冷却、结晶、抽滤、洗涤、沸水浴烘干。
步骤Ⅱ:富马酸亚铁的合成
将反丁烯二酸(富马酸)置于三颈烧瓶中,加水溶解,用溶液调节溶液为,安装好回流装置,搅拌,加热至沸。打开活塞持续通入,缓慢加入溶液,维持反应温度,充分搅拌;然后冷却、抽滤、洗涤、干燥,得棕红(或棕)色粉末。制备装置如图所示。
已知:i.
ii.富马酸亚铁难溶于水,在约时分解。
回答下列问题:
(1)富马酸分子中达到8电子稳定结构的原子有________(填元素符号)。
(2)仪器A的名称是________,冷凝管的出水口为________(填“a”或“b”)。
(3)步骤Ⅱ中用溶液调节溶液为不能过高的原因是________。
(4)下列说法错误的是________(填标号)。
A. 步骤I中加入硫脲的目的是降低马来酸向富马酸转化的活化能,加快反应速率
B. 步骤Ⅱ中持续通入的目的是排尽装置中的空气,防止被氧化
C. 步骤Ⅱ中产品干燥的方式是用酒精灯加热烘干
D. 富马酸亚铁虽然难溶于水,但是在人体胃中能转化成游离的而被人体吸收
(5)稳定性:马来酸________富马酸(填“大于”“小于”或“等于”)。
(6)中国药典2020版规定:富马酸亚铁中的含量不得大于。的含量测定:准确称取产品,加入纯水和溶液,温热溶解完全后冷却。加入足量晶体,振摇溶解,暗处放置。加纯水,用标准溶液滴定至淡黄色,加入淀粉溶液,继续滴定至终点,记录标准溶液用量。重复次,标准溶液平均消耗量为。已知:。
①到达滴定终点的现象是________。
②该产品中的含量是________(保留3位有效数字)。
17. 二甲醚是一种具有多种用途的化学物质,制备二甲醚的方法之一为:
①
②
回答下列问题:
(1)反应的________,该反应的平衡常数________(用含的式子表示)。
(2)在恒温恒压条件下仅发生反应:。起始时的物质的量之比为的平衡体积分数对应图1中的a点。若其他条件不变,并保持恒温恒压,调节起始时的物质的量之比为,则的平衡体积分数可能对应图1中的________(填“b”“c”或“d”)点。下列不能说明该反应达到平衡状态的是________(填标号)。
A.的反应速率之比为
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.混合气体的密度保持不变
D.
(3)将合成气按通入密闭反应器中,在压强为并保持恒压的条件下发生反应:,的平衡转化率随温度的变化关系如图2所示。该反应中反应物的总能量________(填“低于”或“高于”)生成物的总能量。温度为时,的平衡分压为________。该温度下,该反应的平衡常数________(用平衡分压代替平衡浓度计算,平衡分压=总压×物质的量分数)。
(4)光能储存一般是指将光能转换为电能或化学能进行储存,利用太阳光、生成的光能储存装置如图3所示。b极的电极反应式为_________。
18. 某小组同学对还原进行探究实验,将溶液滴入到物质a中,记录如下:
序号
装置
物质a
现象
Ⅰ
饱和溶液
产生白色沉淀
Ⅱ
溶液
溶液变绿;继续滴加溶液,产生棕黄色沉淀
回答下列问题:
(1)已知时的电离常数。溶液呈碱性,时水解常数________(保留2位有效数字)。
(2)经检验,I中白色沉淀是。用酸性溶液证实白色沉淀中含有,现象是________。
(3)分析未能还原的原因,重新设计实验Ⅲ,证实了能还原,装置如图所示。
现象:
i.电流表指针发生偏转。
ⅱ.B中石墨电极上析出白色固体。
ⅲ.B中烧杯底部有少量淡黄色固体。
①取出少量白色固体,洗涤后放入试管中,加入适量浓硝酸,________(填现象);再滴入溶液,________(填现象),证明白色固体中含有。
②推测淡黄色固体为,析出的原因是________。
(4)经检验,Ⅱ中的棕黄色沉淀不含,含有和。资料:。
①用稀硫酸溶解沉淀,析出红色固体,说明棕黄色沉淀中含有________。
②通过下列实验证实,沉淀中含有和。
经过进一步实验,证实白色沉淀A是。根据资料,上层清液加入淀粉溶液后应该变蓝,实验中却无明显现象。分析现象与资料不符的原因:
原因一:未被氧化。
原因二:被氧化,由于发生反应________(用离子方程式表示),所以无明显现象。
(5)I中未能还原的原因与________等因素有关。
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(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上、并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号漆黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;回答非选择题时,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 中华文明源远流长,下列古文物的主要成分为硅酸盐的是
A.云龙纹丝绸
B.河姆渡出土陶灶
C.青铜四足鬲
D.檀香木雕杯
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.云龙纹丝绸主要成分为蛋白质,属于有机物,A不符合题意;
B.河姆渡出土陶灶属于陶器,主要成分为硅酸盐,B符合题意;
C.青铜四足鬲主要成分为铜合金,C不符合题意;
D.檀香木雕杯主要成分为纤维素,属于有机物,D不符合题意;
故选B。
2. 下列化学用语或图示错误的是
A. 钠原子的原子结构示意图:
B. 溶液中的水合离子:
C. 甲烷分子的空间填充模型:
D. 用电子式表示的形成过程:
【答案】D
【解析】
【详解】A.钠原子的质子数为11,核外电子排布为2、8、1,A正确;
B.图示中阳离子周围水分子的氧端朝向阳离子,阴离子周围水分子的氢端朝向阴离子,B正确;
C.甲烷分子是正四面体结构,空间填充模型(比例模型)能体现原子的相对大小和空间结构,图示符合甲烷的结构特点,C正确;
D.题目中给出的电子式里,Ba原子的失电子的箭头方向不规范,D错误;
故答案为D。
3. 是日常生活中常见的金属单质,及其化合物的转化关系(每一步反应完全)如图所示,其中是含有元素N的化合物,反应②是制备金属M的方法之一。下列说法错误的是
A. 单质M、单质N在常温下都不溶于浓硫酸
B. N的阳离子都不能与单质M反应
C. 在①中完全溶解转移的电子数是在③中完全反应转移的电子数的2倍
D. 的反应都可用来检验X中的金属离子
【答案】B
【解析】
【分析】M和N是两种常见的金属单质;由Y和Z可知,X、Y、Z三种物质均含有Fe元素,X与NaOH溶液可以发生反应生成红褐色沉淀,则Z为Fe(OH)3,同理,X与KSCN溶液发生反应生成Y,则Y为Fe(SCN)3;NSO4与稀硫酸和H2O2溶液发生反应生成X,则N为Fe,X为Fe2(SO4)3;M元素单质在H2O2溶液的氧化下可以与稀硫酸发生反应且能被Fe置换,则M为Cu;据此分析解题。
【详解】A.单质Cu常温下不与浓硫酸持续反应,单质Fe常温下遇浓硫酸会钝化,都不溶解,A正确;
B.N是Fe,Fe3+能与单质Cu反应,B错误;
C.1 mol Cu在①中完全溶解,Cu从 0 价→+2 价,转移2 mol电子;1 mol FeSO4在③中完全反应,Fe从+2价→+3价,转移 1 mol 电子,所以前者是后者的2倍,C正确;
D.X 是硫酸铁,X→Y(加KSCN 溶液变血红色)、X→Z(加NaOH溶液生成红褐色沉淀)都是检验Fe3+的常用方法,D正确;
故答案为B。
4. 下列由废铁屑(除Fe外还含少量C、FeS等杂质)制取的原理与装置不能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取 B. 用装置乙吸收尾气中的
C. 用装置丙过滤得到溶液 D. 用装置丁蒸发结晶获得
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,装置甲为铁屑与稀硫酸在80℃水浴中共热反应制备硫酸亚铁的装置,水浴加热的目的是加快反应速率,故A正确;
B.由图可知,装置乙中盛有的硫酸铜溶液用于吸收氯化亚铁与稀硫酸反应生成的有毒的硫化氢,防止污染空气,故B正确;
C.由图可知,装置丙为用抽滤的方法得到硫酸亚铁溶液,抽滤的目的是加快过滤得速率,故C正确;
D.蒸发结晶获得绿矾应选用蒸发皿,不能选用坩埚,故D错误;
故选D。
5. 对于下列过程中发生的化学反应,对应的离子方程式正确的是
A. 水解:
B. 向溶液中加入过量的溶液:
C. 向冷的石灰乳中通入制漂白粉:
D. 向稀硫酸中滴加溶液至溶液呈中性:
【答案】C
【解析】
【详解】A.草酸氢钠()中的水解应生成和,而不是和,后者是电离方程式,不符合水解定义,正确的方程式为:,A错误;
B.NaHS过量时,生成的会继续和过量反应生成,正确离子方程式为:,B错误;
C.石灰乳为的悬浊液,不能拆分为离子,该离子方程式拆分、配平均正确,C正确;
D.溶液呈中性时,与需恰好完全反应,正确离子方程式为:,选项中离子系数配比错误,D错误;
故选C。
6. 短周期主族元素的原子序数依次增大。原子的最外层电子数之和为与具有相同的电子层结构,W与Y同族。下列说法正确的是
A. 元素非金属性:分子的空间结构呈V形
B. Y形成的氢化物分子中不含有非极性共价键
C. 最高价氧化物对应的水化物的酸性:
D. Y分别与形成的化合物中,化学键类型不相同
【答案】D
【解析】
【分析】短周期主族元素的原子序数依次增大,与具有相同的电子层结构,则Y在第二周期,为O元素、Z在第三周期,为Mg元素;其中W与Y同族,则W为S元素;最后根据原子的最外层电子数之和为18,得到X的最外层电子数为,且原子序数比O元素小,则X为C元素;据此分析解答。
【详解】A.X为C元素、Y为O元素,非金属性,但分子的空间结构为直线形,不是V形,A错误;
B.Y为O元素,形成的氢化物有和,中不含非极性共价键,但中含有非极性共价键,B错误;
C.X为C元素,其最高价氧化物对应水化物为,属于弱酸;W为S元素,其最高价氧化物对应水化物为,属于强酸,有酸性,C错误;
D.Y为O元素,Z为Mg元素,二者形成的MgO属于离子化合物,只含有离子键;W为S元素,Y与W形成的或为共价化合物,只含有共价键,因此Y分别与形成的化合物中,化学键类型不同,D正确;
故答案为:D。
7. 抗坏血酸(即维生素C)结构简式如图所示。下列关于抗坏血酸的说法错误的是
A. 可用酸性溶液检验抗坏血酸分子中的碳碳双键
B. 能发生酯化反应、加成反应、水解反应
C. 分子式为,分子中含有3种官能团
D. 是水果罐头中常用的抗氧化剂
【答案】A
【解析】
【分析】先分析抗坏血酸的结构:分子中含羟基、碳碳双键、酯基共3种官能团,分子式为,结合选项逐一判断:
【详解】A.抗坏血酸分子中,不仅碳碳双键能还原酸性高锰酸钾,分子中的多个羟基也能被酸性高锰酸钾氧化,使高锰酸钾溶液褪色,因此无法用酸性高锰酸钾溶液检验碳碳双键,A错误;
B.分子含羟基,可发生酯化反应;含碳碳双键,可发生加成反应;含酯基,可发生水解反应,B正确;
C.根据结构计数可得分子式为,分子共含羟基、碳碳双键、酯基3种官能团,C正确。;
D.抗坏血酸具有较强还原性,容易被氧化,因此常用作水果罐头的抗氧化剂,D正确;
故选A。
8. 为探究的性质,某同学利用84消毒液进行如下实验。84消毒液的制备反应为。
装置
序号
试剂A
试剂B
实验现象
①
84消毒液(含,其浓度为)
溶液
溶液立即变棕黄色
②
溶液
无明显现象
③
盐酸
立即产生黄绿色气体
下列说法错误的是
A. ①中体现了氧化性
B. ③中黄绿色气体是
C. 由实验可知,氧化性:
D. 由①、②可知,还原性:
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应中 ClO-中Cl的化合价降低,NaClO作为氧化剂,体现了氧化性,A正确;
B. NaClO与盐酸反应,产生的黄绿色气体是Cl2,B正确;
C.HClO的氧化性强于ClO-,因为HClO是次氯酸分子,其氧化性比它的酸根离子更强,C错误;
D.①中NaClO能氧化I-生成I2,②中NaClO不能氧化Cl-,说明I-的还原性强于Cl-,D正确;
故答案为C。
9. 下列实验所用试剂不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验试剂
A
鉴别乙烯和乙烷
溴水
B
鉴别乙醇与水
金属钠
C
除去乙醇中的乙酸
氢氧化钠溶液
D
检验淀粉在酶作用下水解产生了葡萄糖
新制氢氧化铜悬浊液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯可以与溴水发生加成反应使其褪色,乙烷与溴水不反应,可以使用溴水鉴别乙烯和乙烷,A正确;
B.由于金属钠的密度大于乙醇且小于水,则钠与乙醇反应时,钠会沉到乙醇底部;钠与水反应时,钠漂浮在水的表面,因此可以使用金属钠来鉴别乙醇与水,B正确;
C.乙酸与NaOH溶液发生中和反应,乙醇极易溶于水,因此不能使用NaOH溶液除去乙醇中的乙酸,C错误;
D.葡萄糖含有醛基,属于还原性糖,可以与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀,因此可以使用新制氢氧化铜悬浊液检验淀粉水解产生的葡萄糖,D正确;
答案选C。
10. 一氧化碳和氢气在催化剂作用下,可以合成多种烃类化合物,该反应部分进程和相对能量关系如图所示(*表示物质处于吸附态,表示过渡态)。下列说法正确的是
A. 图中途径②的决速步骤是
B. 途径①中的反应是吸热反应,有极性键的形成
C. 吸附态的稳定性:途径途径②
D. 使用高活性催化剂,可以加快反应速率,改变反应的焓变
【答案】A
【解析】
【详解】A.决速步骤是反应中活化能最大的步骤,即过渡态与反应物能量差最大的一步。途径②中,对应活化能最高,反应速率最慢,故该步骤为决速步骤,A正确;
B.由图可知,中,反应物的能量高于生成物,属于放热反应,反应中生成了中的C-H极性键,B错误;
C.吸附态物质的稳定性取决于能量,能量越低越稳定。途径①中的能量高于途径②,故稳定性:途径①<途径②,C错误;
D.催化剂能降低活化能加快反应速率,但不改变反应的焓变,焓变由反应物和产物能量差决定,D错误;
故答案选A。
11. 金属硫化物催化反应时,平衡常数为K。该反应既可以除去天然气中的,又可以获得。下列说法正确的是
A. 该反应的
B. 选择金属硫化物作催化剂能增大反应活化能
C. 该反应每消耗可除去
D. 时,若时,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.气体分子数增加,所以熵变大于零,A错误;
B.催化剂的作用是降低反应活化能,加快反应速率,而不是增大活化能,B错误;
C.题目中没有说明处于标准状况,因此不能直接用22.4 L/mol计算其体积,C错误;
D.当Q>K时,反应正向进行,即反应速率正大于逆,D正确;
故答案为D。
12. 草酸是二元弱酸,室温下,通过下列实验探究溶液的性质。
实验1:测得溶液的约为5.6。
实验2:向溶液中加入等体积溶液,溶液变浑浊。
实验3:向溶液中滴加少量溶液,无明显现象。
实验4:向酸性溶液中滴加过量的溶液,溶液紫红色褪去。
已知:。若忽略溶液混合时的体积变化,下列说法正确的是
A. 依据实验1推测:的电离程度大于其水解程度,且室温下,
B. 依据实验2推测:
C. 依据实验3推测:反应后溶液中有
D. 依据实验4推测:溶液具有漂白性
【答案】B
【解析】
【详解】A.室温,溶液,说明电离程度大于其水解程度; 计算,室温下,因此,A错误;
B.等体积混合后,浓度均减半:,,,过量,完全转化为,即。 溶液变浑浊,说明生成,满足,即,B正确;
C.原溶液中物料守恒为,滴加少量溶液后,额外加入了,因此反应后,C错误;
D.酸性高锰酸钾褪色,是因为具有还原性,被氧化,不是漂白性,D错误;
故选B。
13. 一种用双氧水去除酸性废水中的持久性有机污染物(如苯酚)的工作原理如图所示(表示羟基自由基)。下列说法错误的是
A. 电流方向:电极→电解质溶液→电极
B. 电解一段时间后,电极附近减小
C. 羟基自由基产生的原理为
D. 若处理苯酚,电路中最少需通过电子
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,HMC-3电极上铁元素、氧元素价态降低得电子,故HMC-3电极为阴极,电极反应式分别为O2+2e-+2H+=H2O2,Fe3++e-=Fe2+,后发生反应Fe2++H2O2+H+=Fe3++•OH+H2O,•OH氧化苯酚,反应为C6H5OH+28•OH=6CO2↑+17H2O,Pt电极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+,据此分析答题。
【详解】A.由分析可知,Pt电极为阳极,HMC-3电极为阴极,故电流方向:Pt电极→电解质溶液→HMC-3电极,故A正确;
B.由分析可知,Pt电极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+,电解一段时间后,Pt电极附近pH减小,故B正确;
C.由分析可知,羟基自由基产生原理为:Fe2++H2O2+H+=Fe3++•OH+H2O,故C正确;
D.由分析中反应过程可知1mol C6H5OH~28mol•OH~(28mol Fe2++28mol H2O2)~(28mole-+28mol×2e-=84mole-),故处理1mol苯酚转移电子84mol,即若处理4.7g即0.05mol苯酚,电路中最少需通过0.05mol×84=4.2mol 电子,故D错误;
故选:D。
14. 时,用标准溶液滴定和的混合溶液以测定两种物质的含量,滴定曲线如图甲所示。四种含氮物质分布分数与溶液的关系如图乙所示[如]。已知:的碱性强于的碱性。的电离方程式为的电离方程式为。
下列说法错误的是
A. 该混合溶液中
B. 图乙中曲线对应的粒子分别为
C. 时,电离常数
D. 图甲中点溶液均存在
【答案】AC
【解析】
【分析】已知:碱性:,用标准溶液滴定和时,先与反应,再与反应,结合滴定过程中反应顺序可知,乙图中曲线对应粒子为,据此解答。
【详解】A.混合溶液中两种碱均为一元碱,滴定曲线中两个计量点消耗HCl体积均为20 mL,说明初始浓度相等,A错误;
B.由分析可知,图乙中曲线对应的粒子分别为,B正确;
C.当时,,。此时,则,因此,C错误;
D.任何水溶液均满足电荷守恒,溶液中阳离子为,阴离子为,故恒成立,D正确;
故答案选AC。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 电解硫酸锰溶液制备金属锰时,电解锰渣中含大量和少量。从电解锰渣中回收锰、铅的工艺流程如下。
已知:时,有关物质的如下表所示:
物质
回答下列问题:
(1)在电解池的________(填“阴极”或“阳极”)产生。
(2)“浸锰”过程中被氧化成和,反应的离子方程式为________。
(3)“净化”时,调节溶液的理论最小值为________(当溶液中某离子的浓度时,可认为该离子已沉淀完全)。
(4)“沉锰”过程中发生反应的离子方程式为________。
(5)“浸铅”时,加入热的溶液和溶液。结合沉淀溶解平衡移动原理,解释的作用:________。
(6)已知:。“沉铅”的方法是________,所得“滤液4”循环用于“浸铅”。
(7)阴极表面被还原,石墨作阳极,氨水和的混合液作电解液,电解一段时间后,阴极产生金属,阳极产生气体,溶液从7.5降至6.9。
①经检验阳极气体含,分析原因:
原因一:或在阳极直接放电产生。
原因二:________。
②一段时间后,电解液中的浓度增大,将其处理后可重新用于回收铅的流程。设计处理方案:取部分电解后溶液,加适量氨水,所得溶液重新用于“电解”;向另一部分电解后溶液中加入________(填化学式),并加热,将所得________(填化学式)用于“电解”,将所得________(填化学式)用于“浸铅”。
【答案】(1)阳 (2)
(3)2.8 (4)
(5),NaCl和中的与生成,中的与生成析出,可促进溶解
(6)降温 (7) ①. 在阳极放电,产生的将或氧化成 ②. (或CaO) ③. ④.
【解析】
【分析】从电解锰渣中回收锰、铅,电解锰渣加入、浸锰,得到硫酸锰、硫酸铁的溶液,生成硫酸铅不溶,过滤后的滤液1含硫酸锰、硫酸铁,加氨水使铁离子生成氢氧化铁沉淀,过滤得到滤渣2,滤液加入、氨水生成;滤渣1为,加入热,得到滤渣3为,和含的滤液3,滤液3存在,降温得到和含NaCl的滤液4,加氨水、电解得到Pb,据此解答。
【小问1详解】
电解硫酸锰生成,锰离子失去电子发生氧化反应,故在电解池的阳极产生;
【小问2详解】
由分析可知,根据得失电子守恒,“浸锰”反应的离子方程式;
【小问3详解】
“净化”时使铁离子沉淀而锰离子不沉淀,铁离子沉淀完全时,根据水的离子积,,此时,因此调节溶液pH的理论最小值为2.8;
【小问4详解】
根据分析,沉锰”过程的离子方程式;
【小问5详解】
NaCl、提供高浓度氯离子,根据,NaCl和中的与生成,中的与生成析出,可促进溶解;
【小问6详解】
根据,温度降低有利于生成,因此“浸铅”的方法是降温;
【小问7详解】
①经检验阳极气体含,分析原因:原因一:或在阳极直接放电产生氮气。原因二:氯离子也可以在阳极放电,失去电子生成氯气,氯气具有氧化性,可以将或氧化成;
②一段时间后,电解液中浓度增大,将其处理后可重新用于回收铅的流程。主要可以用于电解和浸铅,故设计处理方案:取部分电解后溶液,加适量氨水,所得溶液重新用于“电解”;向另一部分电解后溶液中加(或CaO),并加热,将所得用于“电解”,所得用于“浸铅”。
16. 富马酸亚铁是一种治疗缺铁性贫血的安全有效的补铁药品。实验室以硫脲()为催化剂,用顺丁烯二酸酐制备富马酸亚铁的反应原理如下:
实验步骤如下:
步骤I:反丁烯二酸的制备
取顺丁烯二酸酐,加水温热溶解,使其转化为顺丁烯二酸;加入催化剂硫脲,溶液在搅拌下加热煮沸至较多固体析出时立即冷却、结晶、抽滤、洗涤、沸水浴烘干。
步骤Ⅱ:富马酸亚铁的合成
将反丁烯二酸(富马酸)置于三颈烧瓶中,加水溶解,用溶液调节溶液为,安装好回流装置,搅拌,加热至沸。打开活塞持续通入,缓慢加入溶液,维持反应温度,充分搅拌;然后冷却、抽滤、洗涤、干燥,得棕红(或棕)色粉末。制备装置如图所示。
已知:i.
ii.富马酸亚铁难溶于水,在约时分解。
回答下列问题:
(1)富马酸分子中达到8电子稳定结构的原子有________(填元素符号)。
(2)仪器A的名称是________,冷凝管的出水口为________(填“a”或“b”)。
(3)步骤Ⅱ中用溶液调节溶液为不能过高的原因是________。
(4)下列说法错误的是________(填标号)。
A. 步骤I中加入硫脲的目的是降低马来酸向富马酸转化的活化能,加快反应速率
B. 步骤Ⅱ中持续通入的目的是排尽装置中的空气,防止被氧化
C. 步骤Ⅱ中产品干燥的方式是用酒精灯加热烘干
D. 富马酸亚铁虽然难溶于水,但是在人体胃中能转化成游离的而被人体吸收
(5)稳定性:马来酸________富马酸(填“大于”“小于”或“等于”)。
(6)中国药典2020版规定:富马酸亚铁中的含量不得大于。的含量测定:准确称取产品,加入纯水和溶液,温热溶解完全后冷却。加入足量晶体,振摇溶解,暗处放置。加纯水,用标准溶液滴定至淡黄色,加入淀粉溶液,继续滴定至终点,记录标准溶液用量。重复次,标准溶液平均消耗量为。已知:。
①到达滴定终点的现象是________。
②该产品中的含量是________(保留3位有效数字)。
【答案】(1)C、O (2) ①. 球形冷凝管 ②. b
(3)防止Fe2+转化成Fe(OH)2沉淀,导致产品纯度降低 (4)CD
(5)小于 (6) ①. 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色 ②. 1.53%
【解析】
【分析】顺丁烯二酸酐,加水温热溶解,转化为顺丁烯二酸(马来酸);加入催化剂硫脲转化为反丁烯二酸(富马酸);利用富马酸和可制备富马酸亚铁,在三颈烧瓶中加富马酸、纯碱溶液,加热可获得富马酸二钠溶液,向其中再加入硫酸亚铁溶液在加热条件下可生成富马酸亚铁,再经冷却、过滤、洗涤沉淀、水浴干燥,即可得到富马酸亚铁粗产品。
【小问1详解】
富马酸分子中C形成4个共价键,O形成2个共价键,达到8电子稳定结构的原子有C、O。
【小问2详解】
根据装置图,仪器A的名称是球形冷凝管,为提高冷凝效果,冷凝水“低进高出”,冷凝管的出水口为b。
【小问3详解】
Fe2+在碱性条件下易生成Fe(OH)2沉淀,步骤Ⅱ中用溶液调节溶液为不能过高的原因是防止Fe2+转化成Fe(OH)2沉淀,导致产品纯度降低。
【小问4详解】
A. 步骤I中加入硫脲作催化剂,目的是降低马来酸向富马酸转化的活化能,加快反应速率,故A正确;
B. 易被氧气氧化,步骤Ⅱ中持续通入的目的是排尽装置中的空气,防止被氧化,故B正确;
C. 富马酸亚铁在约时分解,所以步骤Ⅱ中产品不能用酒精灯加热烘干,故C错误;
D. 富马酸亚铁虽然难溶于水,但是在人体胃中能转化成游离的Fe2+而被人体吸收,故D错误;
选CD。
【小问5详解】
马来酸转化为富马酸的反应放热,马来酸的能量大于富马酸,能量越低越稳定,所以稳定性:马来酸小于富马酸。
【小问6详解】
①滴定终点I2恰好完全反应,所以到达滴定终点的现象是溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色。
②根据反应关系式2Fe3+~~I2~~2,n(Fe3+)= n()=0.01mol/L×0.015L=0.00015mol,该产品中的含量是。
17. 二甲醚是一种具有多种用途的化学物质,制备二甲醚的方法之一为:
①
②
回答下列问题:
(1)反应的________,该反应的平衡常数________(用含的式子表示)。
(2)在恒温恒压条件下仅发生反应:。起始时的物质的量之比为的平衡体积分数对应图1中的a点。若其他条件不变,并保持恒温恒压,调节起始时的物质的量之比为,则的平衡体积分数可能对应图1中的________(填“b”“c”或“d”)点。下列不能说明该反应达到平衡状态的是________(填标号)。
A.的反应速率之比为
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.混合气体的密度保持不变
D.
(3)将合成气按通入密闭反应器中,在压强为并保持恒压的条件下发生反应:,的平衡转化率随温度的变化关系如图2所示。该反应中反应物的总能量________(填“低于”或“高于”)生成物的总能量。温度为时,的平衡分压为________。该温度下,该反应的平衡常数________(用平衡分压代替平衡浓度计算,平衡分压=总压×物质的量分数)。
(4)光能储存一般是指将光能转换为电能或化学能进行储存,利用太阳光、生成的光能储存装置如图3所示。b极的电极反应式为_________。
【答案】(1) ①. -204.9 ②. K=K12∙K2
(2) ①. d ②. A
(3) ①. 高于 ②. ③.
(4)2CO2+12e-+12H+=CH3OCH3+3H2O
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可知,反应①×2+反应②得到反应,则∆H=2∆H1+∆H2=2×(-90.7)+(-23.5)=-204.9 kJ/mol ,方程计量数加倍则平衡常数变为原来的平方,方程式相加,则平衡常数相乘,所以K=K12∙K2;
【小问2详解】
起始时,H2,CO的物质的量之比为2:1,此时等于计量数之比,平衡时产物的体积分数最大,若调节起始时H2,CO的物质的量之比为3.5:1,恒温恒压条件下,根据勒夏特列原理,相当于在原平衡的基础上通入氢气,平衡正向移动,二甲醚的体积增大的程度相对于氢气造成的体积增大的程度要小,则再次平衡时CH3OCH3的平衡体积分数会变小,故d点符合,
A.各物质反应速率之比始终为化学计量数之比,与平衡无关,A符合题意;
B.根据化学方程式可知反应正向进行,气体分子数减小,混合气体的平均摩尔质量在增大,当保持不变时,说明反应达到平衡,B不符合题意;
C.恒温恒压条件下,反应前后气体分子数改变,故体积改变,所以容器中气体的密度是一个变量,当保持不变时,即达到平衡,C不符合题意;
D.,是根据反应计量比得出的速率关系,可以转化为4v正(H2)=v正(H2O)=v逆(H2O),正逆反应速率相等,说明反应达到平衡,D不符合题意;
故选A。
【小问3详解】
根据图2中CO的平衡转化率随温度的变化关系可知,升高温度,CO的平衡转化率降低,表示升高温度平衡逆向移动,该反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,合成气体按通入密闭反应容器中,设H2和CO的物质的量均为3 mol ,温度为T1时,CO的平衡转化率为50%,列三段式,则CO2的平衡分压为,同理可得,,则该反应的平衡常数;
【小问4详解】
图3中,b极CO2被还原为CH3OCH3,采用质子交换膜,电解质为酸性物质,则b极电极反应式为2CO2+12e-+12H+=CH3OCH3+3H2O。
18. 某小组同学对还原进行探究实验,将溶液滴入到物质a中,记录如下:
序号
装置
物质a
现象
Ⅰ
饱和溶液
产生白色沉淀
Ⅱ
溶液
溶液变绿;继续滴加溶液,产生棕黄色沉淀
回答下列问题:
(1)已知时的电离常数。溶液呈碱性,时水解常数________(保留2位有效数字)。
(2)经检验,I中白色沉淀是。用酸性溶液证实白色沉淀中含有,现象是________。
(3)分析未能还原的原因,重新设计实验Ⅲ,证实了能还原,装置如图所示。
现象:
i.电流表指针发生偏转。
ⅱ.B中石墨电极上析出白色固体。
ⅲ.B中烧杯底部有少量淡黄色固体。
①取出少量白色固体,洗涤后放入试管中,加入适量浓硝酸,________(填现象);再滴入溶液,________(填现象),证明白色固体中含有。
②推测淡黄色固体为,析出的原因是________。
(4)经检验,Ⅱ中的棕黄色沉淀不含,含有和。资料:。
①用稀硫酸溶解沉淀,析出红色固体,说明棕黄色沉淀中含有________。
②通过下列实验证实,沉淀中含有和。
经过进一步实验,证实白色沉淀A是。根据资料,上层清液加入淀粉溶液后应该变蓝,实验中却无明显现象。分析现象与资料不符的原因:
原因一:未被氧化。
原因二:被氧化,由于发生反应________(用离子方程式表示),所以无明显现象。
(5)I中未能还原的原因与________等因素有关。
【答案】(1)
(2)酸性溶液紫色褪去
(3) ①. 白色固体溶解,试管口有红棕色气体产生, ②. 产生白色沉淀 ③. 固体银与硝酸银发生氧化还原反应生成
(4) ①. ②.
(5)反应速率、离子浓度变化
【解析】
【分析】Ⅰ:将溶液滴入到饱和溶液中,根据题意,得到白色沉淀是 ;
Ⅱ:将溶液滴入到溶液中,溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀,根据第(4)题,棕黄色沉淀不含,含有、和。实验(Ⅲ)中装置电流表指针发生偏转,且没有外加电源,说明原装置为原电池装置,证实了能还原,则亚硫酸根离子失去电子发生氧化反应被氧化为硫酸根离子、银离子得到电子发生还原反应被还原为银单质,故左侧为负极,右侧为正极;
【小问1详解】
亚硫酸根离子为弱酸根离子,其水解方程式为:
【小问2详解】
有还原性,酸性高锰酸钾具有氧化性,两者反应生成无色溶液,所以能使酸性高锰酸钾溶液褪色;
【小问3详解】
①结合分析,正极银离子被还原为银单质,银单质能被浓硝酸氧化为银离子,证明正极产生的白色固体中含有Ag的操作和现象是:加入浓硝酸,白色固体溶解,试管口有红棕色气体产生,加入NaCl,产生白色沉淀,该沉淀是,证明白色固体中含有Ag;
②淡黄色固体为,推测原因可能是析出的银单质与硝酸银溶液发生氧化还原反应生成,反应中单质银化合价升高被氧化,硝酸根离子中氮化合价降低被还原,生成亚硝酸银;
【小问4详解】
①根据已知信息:,故用稀硫酸溶解沉淀,析出红色固体为铜单质,说明棕黄色沉淀中含有;
②若KI被氧化,碘单质具有氧化性,产生的碘单质与亚硫酸根发生氧化还原反应生成硫酸根离子和碘离子,离子方程式为,所以无明显现象;
【小问5详解】
结合实验I中未能还原的原因与反应速率、离子浓度变化等因素有关。
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