内容正文:
江苏省常州高级中学
2025~2026学年第二学期高一年级期中质量调研
化学试卷
说明:
1.选择题的答案请全部填涂在答卷纸上,其它题目的答案请填写在答卷纸上。
2.本卷总分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Fe-56
第I卷 选择题(共39分)
一、单项选择题:本题包括13小题,每小题3分,共计39分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”。下列说法正确的是
A. 纯铁块呈黑色 B. 铁用作避雷针是利用了铁的导热性
C. 铁制容器能贮存浓硝酸 D. 生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的
2. 石墨烯是仅由一层碳原子构成的二维晶体,可从石墨中剥离制得。石墨烯和石墨的关系是
A. 互为同素异形体 B. 互为同系物 C. 互为同分异构体 D. 互为同位素
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 mol-OH中含有的电子数为10NA
B. 在中含有碳碳双键的数目为4NA
C. 1 mol铁与足量S反应,转移的电子数为2NA
D. 在1 L 1 mol/L的乙酸溶液中H+的数目为NA
4. 下列化学用语正确的是
A. 一氯甲烷的电子式: B. 分子的球棍模型:
C. 分子的空间填充模型: D. 乙酸乙酯的结构简式:
5. 下列化学反应属于取代反应的是
A. B.
C. D.
6. 为达到实验目的,下列实验设计正确的是
A.制备
B.检验溶液中的K+
C.制取少量乙酸乙酯
D.制备并收集少量气体
A. A B. B C. C D. D
7. X、Y、Z、M四种主族元素,原子序数依次增大,分别位于三个不同短周期,Y与M同主族,Y与Z核电荷数相差2,Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法错误的是
A. 原子半径:Y>Z B. 热稳定性:
C. 和晶体类型相同 D. 酸性:
8. 我国在催化加氢制取汽油方面取得突破性进展,转化过程如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应①的产物中含有水 B. 反应②中有碳氢键和碳碳键的形成
C. 汽油主要是的烃类混合物 D. 图中物质a是异丁烷
9. 下列有关反应的离子方程式书写正确的是
A. 向溶液中通入过量氯气:
B. FeO与稀硝酸反应:
C. 将少量通入溶液中:
D. 澄清石灰水中加入足量小苏打:
10. 明代《徐光启手迹》中记载了硝酸的制备方法,即将原料隔绝空气煅烧后,进一步转化,可得硝酸。其主要物质转化流程如下:
下列有关说法不正确的是
A. 煅烧时得到的气体X可能为
B. 煅烧生成的可用作红色的油漆和涂料
C. 由蒸馏过程发生的反应可推测的酸性比的强
D. 上述转化流程中依次发生分解反应、化合反应和复分解反应
11. 下列操作、现象和结论均正确且有关联性的是
选项
操作及现象
结论
A
将红热的木炭投入浓硝酸中,产生红棕色气体
炭与浓硝酸在加热条件下反应生成
B
向溴水中加入等体积的苯,振荡后静置,溴水层褪色
溴在苯中的溶解度大于在水中的溶解度
C
浓硫酸滴到胆矾晶体上,固体变白
浓硫酸具有强氧化性
D
向溶液中加入过量氨水,产生白色沉淀
不能与碱反应
A. A B. B C. C D. D
12. 在酸性环境中,纳米复合材料去除污染水体中的反应过程不参与反应)如下图所示:
下列说法错误的是
A. 纳米复合材料具有表面积大、吸附性强的特点
B. 去除的总反应为:
C. 反应一段时间后,水体中可能有沉淀生成
D. 同理,该反应过程也可以除去水中的
13. 发蓝工艺是将钢铁浸入热的碱性溶液中,在其表面形成一层四氧化三铁薄膜,其中铁经历了如下转化(假设的还原产物均为,表示阿伏加德罗常数。)
下列说法中,正确的是
A. 反应①②③均为氧化还原反应
B. 当反应②生成时,该反应需要消耗
C. 反应③中与的物质的量之比为2:1
D. 上述工艺过程中,生成69.6 g四氧化三铁薄膜的同时产生(标准状况下)
第Ⅱ卷 非选择题(共61分)
14. 已知A是一种气态烃,其密度在标准状况下是的14倍。下列关系图中部分产物可能略去,试回答下列问题:
已知在NaOH水溶液中发生反应:(R代表烃基,X代表卤素原子)
(1)A分子官能团的名称为______。
(2)反应①~④中属于加成反应的是______(写序号);反应⑦的类型为______,反应⑧的类型为______。
(3)C与F以物质的量之比2:1反应生成G,反应④的化学方程式为______。
(4)B物质可在一定条件下被氧气氧化为具有刺激性气味的物质,写出反应的化学方程式______。
(5)下列说法正确的是______。
a.1 mol F与足量金属钠反应可产生
b.B和F属于同系物
c.A、B和I都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
15. 用硫化铜矿可制得海绵铜,进一步可制得、等。
(1)“氧化酸浸法”处理硫化铜矿制取海绵铜的流程如题图所示。
①“氧化酸浸”时CuS(难溶于水)发生反应的离子方程式为______。
②实际生产中,“氧化酸浸”时还需通入,通入的作用是______。
③检验“置换”后滤液中含而不含的方法是______。
(2)补充完整由海绵铜制备溶液的实验方案:向海绵铜中______,得到纯净的铜粉。向铜粉中分批加入溶液和稀硫酸,充分搅拌直至固体全部溶解,得到溶液。(实验须使用:稀、溶液、蒸馏水)
(3)由溶液制备的装置如图所示。
①水合肼()是一种常见的还原剂,具有强还原性。实验室可用氨水和NaClO溶液反应制备水合肼。两种溶液混合时,正确的加料方式是______。
②制备。先向三颈瓶中滴加NaOH溶液,有蓝色沉淀生成,继续滴加水合肼则可得,则水合肼与反应的化学方程式为______。
③向三颈瓶中逐滴加入水合肼,制备得到的固体物质的X射线衍射谱(X射线衍射谱图可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)与水合肼的体积的关系如图所示。当水合肼的加入量为2.0 mL时,产物中含有铜元素的物质为______,与水合肼加入量为1.0 mL时的产物是否相同?______(填“是”或“否”),原因是______。
16. 电镀废水中常含、HCHO(甲醛)等污染物,需处理才能排放。
(1)“碱性氯化法”处理含的废水,两次氧化的过程可用题图表示。第一次氧化需控制溶液的pH>11,此时转化为。
①中C、N原子最外层都是8个电子。的电子式为______。
②NaClO可用制取,该反应的离子方程式为______。
③已知、中N的化合价均为-3.第一次完全氧化和第二次完全氧化所消耗的NaClO的物质的量之比为______。
④用稀调节溶液的pH,调节后溶液酸性不能过强的原因是______。
(2)pH=3时,催化分解时产生中间体·OH,·OH可降解废水中的HCHO。
①HCHO分子中的氧元素在元素周期表中的位置是______。
②催化分解生成和分两步进行,请补充步骤的离子方程式。
i.______。
ii.。
取废水200.00 mL,酸化后加入溶液将废水中的HCHO充分氧化,再用的溶液与剩余的反应,消耗溶液48.00 mL。有关离子方程式:、。
计算该废水中HCHO物质的量浓度(写出计算过程)______。
17. 氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。回答下列问题:
(1)氮及其化合物间的转化关系如图。
转化①~⑦中表示氮的固定的是______(填标号);若要完成转化⑦,下列试剂可行的是______(填标号)。
a. b.HCl c. d.CuO
(2)利用FeO与之间的相互转化可获得合成氨的原料,其原理如图所示。该方法与C和反应制相比,其主要优点是______。
(3)与在催化作用下,经过“固氮、释氨”两步可实现化学链循环制,“固氮”时转化为。则“释氨”时的化学方程式为______。
(4)我国科研人员探索出循环合成氨的方法,转化关系如图。
①循环合成氨的总反应方程式为______。
②不考虑其他副反应,理论上“转氨”中______。
(5)废水中氮的主要存在形态是,还原法和氧化法是去除废水中氮的重要方法。
①还原法:控制其他条件相同,去除pH=1的某含氮废水(废水中总氮)中的,图1为只加过量时废水中含氮微粒的浓度随时间变化的图像,图2为同时加过量Fe粉与时废水中含氮微粒的浓度随时间变化的图像。分析上述图像,图2中20~60 min内发生主要反应的离子方程式为______。
②氧化法:向废水中加入NaClO,将氨氮()转化为氮气除去,其他条件一定,改变加入NaClO用量或废水的pH,反应相同时间后,总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的总量)去除率或氨氮去除率的变化如图所示。后,总氮去除率下降的原因是______。pH>10.0时氨氮去除率随pH增大而减小的原因是______。
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江苏省常州高级中学
2025~2026学年第二学期高一年级期中质量调研
化学试卷
说明:
1.选择题的答案请全部填涂在答卷纸上,其它题目的答案请填写在答卷纸上。
2.本卷总分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Fe-56
第I卷 选择题(共39分)
一、单项选择题:本题包括13小题,每小题3分,共计39分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”。下列说法正确的是
A. 纯铁块呈黑色 B. 铁用作避雷针是利用了铁的导热性
C. 铁制容器能贮存浓硝酸 D. 生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的
【答案】C
【解析】
【详解】A.纯铁为银白色金属,我们常说的 “黑色金属” 并非因为其本身颜色,而是因为其表面易形成黑色的氧化物,和单质本身颜色无关,A错误;
B.铁用作避雷针是利用了铁的导电性,并非导热性,B错误;
C.常温下铁遇浓硝酸会发生钝化,表面生成致密氧化膜阻止内部铁继续与浓硝酸反应,因此铁制容器能贮存浓硝酸,C正确;
D.铁属于中等活泼金属,生铁由铁矿石经热还原法(高炉炼铁,用 CO 还原)冶炼得到,热分解法仅适用于冶炼银等不活泼金属,D错误;
故选C。
2. 石墨烯是仅由一层碳原子构成的二维晶体,可从石墨中剥离制得。石墨烯和石墨的关系是
A. 互为同素异形体 B. 互为同系物 C. 互为同分异构体 D. 互为同位素
【答案】A
【解析】
【详解】A.同素异形体是同种元素形成的不同单质,石墨烯和石墨均由碳元素组成,属于结构不同的碳单质,二者互为同素异形体,A正确;
B.同系物是结构相似、分子组成相差一个若干个原子团的有机化合物,二者均为碳单质,不属于有机物,不互为同系物,B错误;
C.同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物,二者均为单质,不属于化合物范畴,不互为同分异构体,C错误;
D.同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子,二者均为宏观单质,不属于原子,不互为同位素,D错误;
故选A。
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 mol-OH中含有的电子数为10NA
B. 在中含有碳碳双键的数目为4NA
C. 1 mol铁与足量S反应,转移的电子数为2NA
D. 在1 L 1 mol/L的乙酸溶液中H+的数目为NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.1个-OH中含有9个电子,则1 mol-OH中含有的电子数为9NA,A错误;
B.苯环中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的化学键,不存在碳碳双键。在1个苯乙烯分子中含有1个不饱和的碳碳双键,则在1 mol苯乙烯中含有NA个不饱和的碳碳双键,B错误;
C.Fe与S混合加热发生反应产生FeS,1个Fe原子参加反应转移2个电子,则1 mol铁与足量S反应,转移的电子数为2NA,C正确;
D.在1 L 1 mol/L的乙酸溶液中含有溶质CH3COOH的物质的量是1 mol,但由于CH3COOH是一元弱酸,主要以电解质分子存在,其电离产生的H+数目很少,故该溶液中H+的数目远小于NA,D错误;
故选C。
4. 下列化学用语正确的是
A. 一氯甲烷的电子式: B. 分子的球棍模型:
C. 分子的空间填充模型: D. 乙酸乙酯的结构简式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.一氯甲烷中原子最外层满足8电子结构,正确的电子式为,A错误;
B.碳原子半径大于氢原子半径,甲烷的球棍模型中,中心碳原子的球体积应该大于氢原子,正确的球棍模型为,B错误;
C.是直线形分子,三个原子共线,空间填充模型是,C错误;
D.乙酸乙酯是乙酸和乙醇发生酯化反应的产物,结构简式为或(同一物质,写法不同而已),D正确;
故选D。
5. 下列化学反应属于取代反应的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯双键中一个共价键断裂,的两个原子直接加到双键两端的碳原子上,属于加成反应,A不符合题意;
B.丙烷的燃烧属于有机物的氧化反应,B不符合题意;
C.乙烷分子中的1个原子被原子取代,生成氯乙烷和,属于取代反应,C符合题意;
D.乙烯在催化剂下生成聚乙烯,属于加聚反应,D不符合题意;
故选C。
6. 为达到实验目的,下列实验设计正确的是
A.制备
B.检验溶液中的K+
C.制取少量乙酸乙酯
D.制备并收集少量气体
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cu和浓硫酸反应制备需要加热才能发生,该装置没有加热仪器,实验设计错误,A错误;
B.焰色试验检验时,用洁净铂丝蘸取待测液灼烧,透过蓝色钴玻璃(可滤除钠元素的黄光干扰)观察火焰颜色,操作设计正确,B正确;
C.乙酸乙酯在溶液中会发生水解反应,无法收集到产物,收集乙酸乙酯应该用饱和碳酸钠溶液;且导管伸入饱和溶液液面下,还会引发倒吸,实验设计错误,C错误;
D.会和水发生反应,不能用排水法收集,实验设计错误,D错误;
故选B。
7. X、Y、Z、M四种主族元素,原子序数依次增大,分别位于三个不同短周期,Y与M同主族,Y与Z核电荷数相差2,Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法错误的是
A. 原子半径:Y>Z B. 热稳定性:
C. 和晶体类型相同 D. 酸性:
【答案】C
【解析】
【分析】四种元素分别位于三个不同短周期,原子序数依次增大,故X为;Z最外层电子数是内层的3倍,内层电子数为2,最外层为6,故Z为;Y与Z核电荷数差2,故Y为;Y与M同主族且原子序数大于O,故M为。
【详解】A.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径,A正确;
B.非金属性,元素非金属性越强,气态氢化物热稳定性越强,故热稳定性,B正确;
C.属于分子晶体,属于共价晶体,二者晶体类型不相同,C错误;
D.非金属性,最高价氧化物对应水化物酸性,D正确;
故选。
8. 我国在催化加氢制取汽油方面取得突破性进展,转化过程如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应①的产物中含有水 B. 反应②中有碳氢键和碳碳键的形成
C. 汽油主要是的烃类混合物 D. 图中物质a是异丁烷
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应①是CO2与H2反应生成了CO,根据元素守恒可推断有H2O生成,即反应化学方程式为CO2+H2=CO+H2O,产物中含有水,A正确;
B.反应②是CO与H2反应生成(CH2)n,(CH2)n中含有碳氢键和碳碳键,B正确;
C.由示意图可知,汽油的主要成分是C5~C11的烃类混合物,C正确;
D.根据图例,大球是碳原子、小球是氢原子,数出a所在分子含5个碳原子,结构为:,而异丁烷是含4个碳原子的烷烃,D错误;
故选D。
9. 下列有关反应的离子方程式书写正确的是
A. 向溶液中通入过量氯气:
B. FeO与稀硝酸反应:
C. 将少量通入溶液中:
D. 澄清石灰水中加入足量小苏打:
【答案】D
【解析】
【详解】A.向溶液中通入过量氯气时,和按物质的量比1:2完全被氧化,正确离子方程式为,A错误;
B.稀硝酸具有强氧化性,可将中的+2价氧化为+3价,同时生成还原产物NO:,B错误;
C.少量通入过量溶液发生氧化还原反应,且反应生成的会与过量的结合为弱电解质,正确离子方程式为,C错误;
D.(小苏打)足量时,澄清石灰水中与按个数比1:2完全反应,给出的离子方程式符合反应事实,电荷、原子均守恒,D正确;
答案选D。
10. 明代《徐光启手迹》中记载了硝酸的制备方法,即将原料隔绝空气煅烧后,进一步转化,可得硝酸。其主要物质转化流程如下:
下列有关说法不正确的是
A. 煅烧时得到的气体X可能为
B. 煅烧生成的可用作红色的油漆和涂料
C. 由蒸馏过程发生的反应可推测的酸性比的强
D. 上述转化流程中依次发生分解反应、化合反应和复分解反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.隔绝空气煅烧时,Fe元素化合价从+2升高到+3,根据氧化还原反应化合价有升必有降的规律,S元素化合价需降低,可从+6价降为+4价得到,A正确;
B.为红棕色固体,俗称铁红,可用作红色油漆和涂料,B正确;
C.蒸馏过程利用的是高沸点酸制备低沸点酸的原理,只能说明沸点高于,无法比较二者酸性强弱,C错误;
D.煅烧生成、和气体的反应为分解反应,与反应生成为化合反应,浓与蒸馏制的反应为复分解反应,反应类型依次对应,D正确;
故答案选C。
11. 下列操作、现象和结论均正确且有关联性的是
选项
操作及现象
结论
A
将红热的木炭投入浓硝酸中,产生红棕色气体
炭与浓硝酸在加热条件下反应生成
B
向溴水中加入等体积的苯,振荡后静置,溴水层褪色
溴在苯中的溶解度大于在水中的溶解度
C
浓硫酸滴到胆矾晶体上,固体变白
浓硫酸具有强氧化性
D
向溶液中加入过量氨水,产生白色沉淀
不能与碱反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓硝酸受热本身会发生分解反应,也会产生红棕色,无法证明是炭与浓硝酸反应生成的,A错误;
B.苯与水不互溶,溴水层褪色是因为溴被苯萃取,说明溴在苯中的溶解度大于在水中的溶解度,操作、现象和结论均正确且有关联,B正确;
C.胆矾的组成为,浓硫酸使其变白是因为浓硫酸吸收了晶体中的结晶水,体现的是浓硫酸的吸水性,与强氧化性无关,C错误;
D.是两性氢氧化物,可以和强碱反应,氨水是弱碱,无法溶解,结论错误,D错误;
故选B。
12. 在酸性环境中,纳米复合材料去除污染水体中的反应过程不参与反应)如下图所示:
下列说法错误的是
A. 纳米复合材料具有表面积大、吸附性强的特点
B. 去除的总反应为:
C. 反应一段时间后,水体中可能有沉淀生成
D. 同理,该反应过程也可以除去水中的
【答案】D
【解析】
【详解】A.纳米复合材料具有表面积大、吸附性强的特点,A正确;
B.根据题意,→,化合价降低,则,化合价升高,根据得失电子守恒,的系数比为1:4,再根据电荷守恒、原子守恒配平,反应的离子方程式为,B正确;
C.反应一段时间后,随着氢离子浓度减小,溶液碱性增强,水体中可能有白色絮状沉淀氢氧化亚铁生成,后迅速被氧化为红褐色沉淀,C正确;
D.硫酸根具有较强的稳定性,不易被还原,因此该反应过程不能除去水中的硫酸根离子,D错误;
答案选D。
13. 发蓝工艺是将钢铁浸入热的碱性溶液中,在其表面形成一层四氧化三铁薄膜,其中铁经历了如下转化(假设的还原产物均为,表示阿伏加德罗常数。)
下列说法中,正确的是
A. 反应①②③均为氧化还原反应
B. 当反应②生成时,该反应需要消耗
C. 反应③中与的物质的量之比为2:1
D. 上述工艺过程中,生成69.6 g四氧化三铁薄膜的同时产生(标准状况下)
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应③是和反应生成,中Fe为+2价,中Fe为+3价,可表示为,Fe化合价仍为+2、+3,没有化合价变化,反应③不是氧化还原反应,A错误;
B.反应②中,Fe从+2价→+3价,每个Fe失,中N从+3价→中-3价,每个N得,生成共含Fe,总失电子,根据电子守恒,需要的物质的量为,B错误;
C.含1个+2价Fe、2个+3价Fe,提供+2价Fe,提供+3价Fe,恰好生成,因此二者物质的量之比为,不是,C错误;
D.摩尔质量为,的物质的量为,总反应中,生成,3mol Fe从0价变为1mol+2价、2mol+3价,总共失,生成得,根据电子守恒,代入,得,标况下体积为,D正确;
答案选D。
第Ⅱ卷 非选择题(共61分)
14. 已知A是一种气态烃,其密度在标准状况下是的14倍。下列关系图中部分产物可能略去,试回答下列问题:
已知在NaOH水溶液中发生反应:(R代表烃基,X代表卤素原子)
(1)A分子官能团的名称为______。
(2)反应①~④中属于加成反应的是______(写序号);反应⑦的类型为______,反应⑧的类型为______。
(3)C与F以物质的量之比2:1反应生成G,反应④的化学方程式为______。
(4)B物质可在一定条件下被氧气氧化为具有刺激性气味的物质,写出反应的化学方程式______。
(5)下列说法正确的是______。
a.1 mol F与足量金属钠反应可产生
b.B和F属于同系物
c.A、B和I都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】(1)碳碳双键
(2) ①. ①② ②. 加聚反应 ③. 取代反应
(3)
(4)
(5)ac
【解析】
【分析】A为气态烃,标准状况下密度是H₂的14倍,则A的摩尔质量28 g/mol,故A为乙烯,再结合流程可推得:A与水发生加成反应,B为乙醇,乙醇被高锰酸钾氧化,C为乙酸,乙烯与溴发生加成反应,E为1,2-二溴乙烷,E与氢氧化钠的水溶液发生取代反应,F为乙二醇,据此作答;
【小问1详解】
根据分析可知,A为乙烯,官能团的名称是碳碳双键;
【小问2详解】
根据分析可知,A到B,A到E的反应均为加成,故加成反应为①②;从苯乙烯到聚苯乙烯,发生的反应为加聚反应;E为1,2-二溴乙烷,E与氢氧化钠的水溶液发生取代反应;
【小问3详解】
根据分析可知,C为乙酸,F为乙二醇,则发生的反应是酯化反应,反应方程式为:;
【小问4详解】
根据分析可知,B为乙醇,则该反应为乙醇的催化氧化,反应方程式为:;
【小问5详解】
根据分析可知,A为乙烯,B为乙醇,F为乙二醇,I为苯乙烯;
a.1 mol F与足量金属钠反应时,有2 mol的-OH参加反应,可以生成1 mol H2,a正确;
b.B的化学式为C2H6O,F的化学式为C2H6O2,二者不是同系物,b错误;
c.A、B、I都有还原性,都可以使高锰酸钾溶液褪色,c正确;
故选ac。
15. 用硫化铜矿可制得海绵铜,进一步可制得、等。
(1)“氧化酸浸法”处理硫化铜矿制取海绵铜的流程如题图所示。
①“氧化酸浸”时CuS(难溶于水)发生反应的离子方程式为______。
②实际生产中,“氧化酸浸”时还需通入,通入的作用是______。
③检验“置换”后滤液中含而不含的方法是______。
(2)补充完整由海绵铜制备溶液的实验方案:向海绵铜中______,得到纯净的铜粉。向铜粉中分批加入溶液和稀硫酸,充分搅拌直至固体全部溶解,得到溶液。(实验须使用:稀、溶液、蒸馏水)
(3)由溶液制备的装置如图所示。
①水合肼()是一种常见的还原剂,具有强还原性。实验室可用氨水和NaClO溶液反应制备水合肼。两种溶液混合时,正确的加料方式是______。
②制备。先向三颈瓶中滴加NaOH溶液,有蓝色沉淀生成,继续滴加水合肼则可得,则水合肼与反应的化学方程式为______。
③向三颈瓶中逐滴加入水合肼,制备得到的固体物质的X射线衍射谱(X射线衍射谱图可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)与水合肼的体积的关系如图所示。当水合肼的加入量为2.0 mL时,产物中含有铜元素的物质为______,与水合肼加入量为1.0 mL时的产物是否相同?______(填“是”或“否”),原因是______。
【答案】(1) ①. ① ②. 将反应生成的NO氧化为硝酸,实现硝酸循环利用,同时减少有毒气体排放,防止环境污染 解析 ③. 取少量滤液于试管中,先滴加KSCN溶液,溶液不变红,说明不含;再滴加氯水,溶液变红,说明含(合理即可)
(2)加入过量稀硫酸,充分搅拌,使Fe完全溶解,过滤,用蒸馏水洗涤滤渣,直至向最后一次洗涤液中滴加溶液不再产生白色沉淀
(3) ①. 将NaClO溶液缓慢滴入氨水中 ②. ③. ④. 否 ⑤. 过量的水合肼将Cu2O还原为Cu单质
【解析】
【分析】硫化铜主要含CuS加入稀硫酸稀硝酸 “氧化酸浸”,生成铜离子与硫单质和NO,加入Fe置换出铜。
【小问1详解】
①酸性条件下氧化CuS,S元素被氧化为S单质,被还原为NO,。
②反应生成的NO有毒,氧气可将NO在溶液中氧化为硝酸,重新参与酸浸,降低成本,减少环境污染。
③取少量滤液于试管中,先滴加KSCN溶液,溶液不变红,说明不含;再滴加氯水,溶液变红,说明含(合理即可)。
【小问2详解】
加入过量稀硫酸,充分搅拌,使Fe完全溶解,过滤,用蒸馏水洗涤滤渣,直至向最后一次洗涤液中滴加溶液不再产生白色沉淀。
【小问3详解】
①水合肼还原性强,若氨水滴入过量NaClO溶液,生成的水合肼会被NaClO氧化,因此需要将NaClO缓慢滴入氨水中,保证氨水过量,避免产物被氧化。
②水合肼作还原剂,氢氧化铜作氧化剂,+2价Cu被还原为+1价,-2价N被氧化为氮气,。
③1.0 mL时衍射谱只有的衍射峰,产物只有;2.0 mL时同时存在的衍射峰,出现了新的归属于Cu的衍射峰,说明产物中含有新物质Cu,原因是过量的水合肼将Cu2O还原为Cu单质。
16. 电镀废水中常含、HCHO(甲醛)等污染物,需处理才能排放。
(1)“碱性氯化法”处理含的废水,两次氧化的过程可用题图表示。第一次氧化需控制溶液的pH>11,此时转化为。
①中C、N原子最外层都是8个电子。的电子式为______。
②NaClO可用制取,该反应的离子方程式为______。
③已知、中N的化合价均为-3.第一次完全氧化和第二次完全氧化所消耗的NaClO的物质的量之比为______。
④用稀调节溶液的pH,调节后溶液酸性不能过强的原因是______。
(2)pH=3时,催化分解时产生中间体·OH,·OH可降解废水中的HCHO。
①HCHO分子中的氧元素在元素周期表中的位置是______。
②催化分解生成和分两步进行,请补充步骤的离子方程式。
i.______。
ii.。
取废水200.00 mL,酸化后加入溶液将废水中的HCHO充分氧化,再用的溶液与剩余的反应,消耗溶液48.00 mL。有关离子方程式:、。
计算该废水中HCHO物质的量浓度(写出计算过程)______。
【答案】(1) ①. ②. Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O ③. 2:3 ④. 酸性条件下Cl-与ClO-反应生成Cl2
(2) ①. 第二周期第ⅥA族 ②. Fe2++H2O2+H+=Fe3++H2O+·OH ③. 共消耗 K2Cr2O7的物质的量为n=c·V=0.1000 mol·L-1×12.00×10-3 L=1.2×10-3 mol;第二步氧化Fe2+消耗 K2Cr2O7的物质的量n2==× 0.1000 mol·L-1×48.00×10-3 L=8×10-4 mol,则第一步消耗的物质的量为n1=n-n2=4×10-4 mol,废水中HCHO的物质的量为×n1=6×10-4 mol,物质的量浓度c===3×10-3 mol/L
【解析】
【分析】“碱性氯化法”将CN-氧化为氰酸盐,接下来将氰酸盐进一步氧化为氮气和碳酸氢根,离子方程式分别为CN-+ ClO- = CNO-+ Cl-、2CNO-+ 3ClO- + H2O = 2 + N2↑ + 3Cl-,此时的溶液要严格控制酸碱度,避免废气、杂质等产生。
【小问1详解】
①在CN-中C、N原子最外层都是8个电子,C、N之间形成三对共用电子对,电子式为;
②将Cl2通入氢氧化钠溶液中制取NaClO,其离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
③第一次完全氧化CN-时,离子方程式为CN-+ClO-=CNO-+Cl-;第二次完全氧化CNO-时,离子方程式为2CNO-+3ClO-+H2O=2+N2↑+3Cl-;则处理等量的CN-、CNO-所消耗的NaClO的物质的量之比为2:3;
④用稀H2SO4调节溶液的pH到8,溶液酸性不能过强的原因是酸性条件下Cl-与ClO-反应生成Cl2;
【小问2详解】
①氧元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅥA族;
②已知Fe2+催化分解H2O2生成H2O和O2,总反应方程式为2H2O22H2O+O2↑,结合步骤ⅱ的离子方程式,得出步骤ⅰ的离子方程式为Fe2++H2O2+H+=Fe3++H2O+·OH;
反应步骤:2+3HCHO+16H+=4Cr3++3CO2↑+11H2O,+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,该过程中先将HCHO氧化,后将Fe2+氧化,总共消耗 K2Cr2O7的物质的量为n=c·V=0.1000 mol·L-1×12.00×10-3 L=1.2×10-3 mol;根据离子方程式,第二步氧化Fe2+消耗 K2Cr2O7的物质的量n2==× 0.1000 mol·L-1×48.00×10-3 L=8×10-4 mol,则第一步消耗的物质的量为n1=n-n2=4×10-4 mol,废水中HCHO的物质的量为×n1=6×10-4 mol,废水中HCHO物质的量浓度c===3×10-3 mol/L。
17. 氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。回答下列问题:
(1)氮及其化合物间的转化关系如图。
转化①~⑦中表示氮的固定的是______(填标号);若要完成转化⑦,下列试剂可行的是______(填标号)。
a. b.HCl c. d.CuO
(2)利用FeO与之间的相互转化可获得合成氨的原料,其原理如图所示。该方法与C和反应制相比,其主要优点是______。
(3)与在催化作用下,经过“固氮、释氨”两步可实现化学链循环制,“固氮”时转化为。则“释氨”时的化学方程式为______。
(4)我国科研人员探索出循环合成氨的方法,转化关系如图。
①循环合成氨的总反应方程式为______。
②不考虑其他副反应,理论上“转氨”中______。
(5)废水中氮的主要存在形态是,还原法和氧化法是去除废水中氮的重要方法。
①还原法:控制其他条件相同,去除pH=1的某含氮废水(废水中总氮)中的,图1为只加过量时废水中含氮微粒的浓度随时间变化的图像,图2为同时加过量Fe粉与时废水中含氮微粒的浓度随时间变化的图像。分析上述图像,图2中20~60 min内发生主要反应的离子方程式为______。
②氧化法:向废水中加入NaClO,将氨氮()转化为氮气除去,其他条件一定,改变加入NaClO用量或废水的pH,反应相同时间后,总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的总量)去除率或氨氮去除率的变化如图所示。后,总氮去除率下降的原因是______。pH>10.0时氨氮去除率随pH增大而减小的原因是______。
【答案】(1) ①. ①⑥ ②. ad
(2)所得氢气纯度更高,铁的氧化物可循环利用
(3)
(4) ①. ②. 6:1
(5) ①. ②. 过量NaClO会将部分氨氮氧化为硝酸根等可溶性含氮化合物 ③. pH增大,碱性增强,溶液中HClO浓度降低,ClO-氧化性减弱,氧化氨氮的能力下降
【解析】
【小问1详解】
氮的固定定义是将游离态(单质)氮转化为化合态氮,①、⑥符合该定义。转化⑦是,被氧化需要氧化剂,、均可氧化得到,只和发生中和反应,是还原剂,因此选。
【小问2详解】
与水蒸气反应制得的中混有,产物难分离,该方法得到的纯度更高,且铁的氧化物可循环使用。
【小问3详解】
固氮时结合转化为,释氨时与反应生成,同时再生催化剂,方程式为:。
【小问4详解】
①根据转化关系图可知,循环,反应物为和,生成物为和,方程式为:。
②转氨反应为,因此。
【小问5详解】
①分析图2可知,在20-60 min内,硝酸根浓度降低,铵根浓度升高,主要是粉还原生成,根据氧化还原反应的配平方程式为:。
②过量NaClO会将部分氨氮氧化为硝酸根等可溶性含氮化合物,氮仍留在溶液中,总氮去除率下降 。pH增大,碱性增强,溶液中HClO浓度降低,ClO-氧化性减弱,氧化氨氮的能力下降,因此去除率降低。
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