内容正文:
晋江市季延中学2026年春高一年期中质量监测化学科试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Fe-56 Cu-64
一、选择题(共14小题,每小题3分,共42分)
1. 化学与生产、生活、科技等密切相关。下列说法正确的是
A. 铝合金是常用的金属材料,工业上通过电解氯化铝获得铝单质
B. 太阳能电池板的主要成分为硅单质,晶体硅属于分子晶体
C. 液氨汽化时要吸收大量的热,在工业上常用来作制冷剂
D. 甲醛的水溶液常用于种子的杀菌消毒和标本的防腐等,对人体无害
2. 下列说法不正确的是
A. 石墨烯和互为同素异形体
B. 和互为同系物
C. 和互为同分异构体
D. 和互为同位素
3. 结构决定性质,下列说法正确的是
A. 丙烯()所有原子都可能处于同一平面
B. 乙酸的官能团是,可以与碳酸钠反应产生二氧化碳
C. 分子含有碳碳双键,可以与发生加成反应
D. 乙醇转化成乙醛时断裂的化学键为图中的②③:
4. 若NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是
A. 1 L 0.1 mol/L Fe(NO3)3溶液中,所含的氧原子总数为0.9NA
B. 2.24 L NO气体与O2反应,产生0.1NA NO2
C. N2和H2充分反应,若有0.3 mol的H-H键断键,则一定有0.6NA的N-H键形成
D. 0.4 mol的浓硝酸与足量红热的碳充分反应,转移电子数为0.2NA
5. 下列物质性质实验对应的离子方程式书写正确的是
A. 工业用覆铜板印刷电路板:
B. 用醋酸溶解水垢CaCO3:
C. 向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3·H2O:
D. 少量铁与稀硝酸反应:
6. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 澄清溶液中:、、、
B. 溶液中:、、、
C. 溶液中:、、、
D. 加入铝粉能产生的溶液中:、、、
7. 结构决定性质,性质决定用途。下列物质性质和用途相匹配的是
选项
物质性质
用途
A
浓硫酸具有脱水性
浓硫酸用于干燥气体
B
硬度大
可用作制光导纤维
C
铁粉还原性强
铁粉可用做食品袋中的抗氧化剂
D
活泼性:
氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
A. A B. B C. C D. D
8. 下列实验操作正确且能达到实验目的的是
A.测定新制氯水的
B.比较非金属性:
C.制备氢氧化亚铁
D.分离碘酒中的碘和乙醇
A. A B. B C. C D. D
9. 自然界的氮循环部分过程如图所示。下列说法不正确的是
A. 反硝化过程中,含氮物质被氧化
B. 图中所有转化均属于氧化还原反应
C. 存在离子反应:
D. 生成等量N2时,还原的Fe2+与氧化的Fe3+理论物质的量比为5:3
10. 从“烂版液”(含有CuCl2、FeCl2、FeCl3)中回收铜,并制备FeCl3·6H2O的流程如图所示,下列叙述不正确的是
A. 步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中所涉及的反应均为氧化还原反应
B. 滤液2中主要含有的阳离子为H+、Fe2+
C. H2O2和次氯酸钠反应中H2O2的作用与步骤Ⅲ中H2O2的作用相同
D. 制备1 mol FeCl3·6H2O需要H2O2的质量大于17g
11. 探究的催化氧化的实验装置如图所示。③中气体颜色无明显变化;④中收集到红棕色气体,一段时间后,④中产生白烟。下列分析正确的是
A. 若②中只加入也可以实现上述现象
B. ③中发生的主要反应方程式为
C. ④中白烟的主要成分是
D. 一段时间后,⑤中铜粉不溶解
12. 为探究不同浓度与Fe反应的产物,进行如下实验。下列说法正确的是
装置
实验
溶液的浓度
步骤与现象
①
铁丝表面有气泡产生,溶液变为黄色;取出铁丝
液面上方出现红棕色气体
②
试管口出现红棕色气体
③
无明显红棕色气体;取少量上层溶液,加入足量NaOH溶液,加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体
A. ①中溶液变为黄色,说明铁变成三价铁离子
B. “试管口出现红棕色气体”说明②中的被Fe还原为
C. ③中无明显红棕色气体,可能是生成了
D. “石蕊试纸变蓝”说明③中有被Fe氧化为
13. 根据实验操作、现象,能得出相应结论的是
选项
实验操作与现象
结论
A
在试管中按体积比1:1收集甲烷和氯气,倒扣在水槽中,用光照射,观察到液面上升而且有少量白雾、试管壁上有油状液滴
甲烷与氯气发生取代反应生成4种产物
B
向含有溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液并振荡,再滴加几滴新制氯水,溶液颜色先无变化后显血红色
具有还原性
C
向粉末和粉的均匀混合物中插入点燃的条,火星四射,有液态从固体中流出
金属活动性:
D
将石油裂解产生的气体通入的溶液,溶液颜色褪去
石油裂解产物中含乙烯
A. A B. B C. C D. D
14. 如图表示一定量的铁与不同浓度的足量硝酸反应时各还原产物及含量,下列说法正确的是
A. 由图可知,硝酸浓度越小,主要还原产物中氮元素化合价越高
B. 56 g铁粉与足量1.54 mol/L的HNO3完全反应,表现酸性的HNO3的质量为189 g
C. HNO3浓度为12.68 mol/L时,生成NO和NO2的质量相等
D. P点时,生成NO与转移电子的物质的量之比为3∶8
二、非选择题(4大题,共58分)
15. Ⅰ、乙烯是石油化工的龙头,其产量通常用来衡量一个国家石油化工的发展水平。请回答下列问题:
(1)除去乙烷中乙烯的试剂可以是______(填字母,下同)。
A.稀硫酸 B.溴水 C.水 D.酸性溶液 E.氢气
(2)下列物质中,可以通过乙烯加成反应得到的是______(填字母),写出乙烯加成制乙醇的化学方程式______。
A. B. C. D.
Ⅱ、某化学课外小组用如图所示装置制取溴苯。
先向分液漏斗中加入苯和液溴,再将混合液慢慢滴入反应器A中(A下端活塞关闭)。
(3)写出A中反应生成溴苯的化学方程式:______。
(4)C中盛放的作用是______。
(5)要证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,可向试管D中加入溶液,若产生淡黄色沉淀,即能证明。另一种验证的方法是向试管D中加入______,现象是______。
Ⅲ、实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
(6)①实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出总化学方程式:______。
②在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明乙醇的催化氧化反应是______反应。(填“放热”或“吸热”)
16. 氨气是重要的含氮化合物,回答以下与氨气实验相关的问题。
Ⅰ、氨气极易溶于水
(1)某学生积极思考氨气产生喷泉的其他方法,并设计了如图所示的装置(烧瓶中装满)。在如图所示的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是______。
A.与浓硝酸 B.与溶液 C.与稀盐酸
这种方法产生喷泉的原理是______。
(2)下列能用作吸收氨气的装置是______(填序号)。
Ⅱ、运用氨气制备氮化硼
氮化硼(BN)是白色难溶于水的粉末状固体,高温下易被氧化。实验室以硼粉(黑色)为原料制备氮化硼的装置如图1所示,图2中提供了三种不同的氨气发生及干燥装置以及相关药品。根据题意,回答下列问题。
(3)从图2中选择可以填入图1虚线框中的装置______(填字母);简述该装置产生的反应原理______。
(4)图2装置中盛放碱石灰的仪器名称为______;图1中多孔球泡的作用是______。
(5)图1三颈烧瓶中制备氮化硼的化学方程为______。三颈烧瓶中出现______的现象时说明反应完全,此时应立即停止通入,原因是______。
17. 草酸亚铁晶体()是常用的分析试剂,可通过[硫酸亚铁铵晶体,易氧化]与草酸反应制得。制备并测定草酸亚铁晶体组成的实验设计如下,回答下列问题
Ⅰ、制备硫酸亚铁铵。
实验步骤:(连接好装置后)
(ⅰ)……;
(ⅱ)加入试剂;
(ⅲ)打开、,加热,通入氨气制得硫酸铵;
(ⅳ)……(a、b止水夹“操作1”),加入稀硫酸,产生,赶出装置内的空气,……(a、b止水夹“操作2”),将A中的硫酸亚铁压入到B中;
(v)将B中溶液倒入蒸发皿中,经系列操作得到硫酸亚铁铵。
(1)操作(ⅰ)为______。
(2)操作(ⅳ)产生,赶出装置内的空气的目的为______;a、b止水夹“操作2”为______。
(3)用离子方程式表示装置B在操作(ⅲ)时发生的反应______;装置B中存在一处缺陷为______。
Ⅱ、制备草酸亚铁晶体并测定其组成。
将制得的硫酸亚铁铵与草酸在一定条件下混合加热,经沉淀,抽滤、洗涤获得草酸亚铁晶体粗品。该草酸亚铁晶体()粗品中可能含有的杂质为,采用溶液滴定法测定该粗品的组成,实验过程如下图。
已知:草酸为弱酸,可被溶液氧化为。
(4)“滴定①”中发生的离子反应除了,还有______。(任写一个)
(5)样品中所含(摩尔质量为)的质量分数表达式______。
18. 从粉煤灰(含、、、、等)中回收提取铝、锂、铁相关化合物的流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)“滤渣”的主要成分是_______(填化学式)。
(2)“滤液”中加入的氧化剂是,反应的离子方程式为_______。
(3)“足量”的作用是_______。
(4)“沉铁”时,如何判断已沉淀完全:_______。
(5)“沉铝”步骤中,通入的过量气体X是_______(填化学式)。
(6)母液的主要成分为_______(填化学式)。
(7)新能源电池材料钴酸锂()可由、和C在高温下反应制得,同时生成气体。请写出该反应的化学方程式:_______。
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晋江市季延中学2026年春高一年期中质量监测化学科试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Fe-56 Cu-64
一、选择题(共14小题,每小题3分,共42分)
1. 化学与生产、生活、科技等密切相关。下列说法正确的是
A. 铝合金是常用的金属材料,工业上通过电解氯化铝获得铝单质
B. 太阳能电池板的主要成分为硅单质,晶体硅属于分子晶体
C. 液氨汽化时要吸收大量的热,在工业上常用来作制冷剂
D. 甲醛的水溶液常用于种子的杀菌消毒和标本的防腐等,对人体无害
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化铝是共价化合物,熔融状态不导电,工业上通过电解熔融氧化铝获得铝单质,A错误;
B.晶体硅中原子间通过共价键结合形成空间网状结构,属于共价晶体,不是分子晶体,B错误;
C.液氨汽化时会吸收大量的热,能使周围环境温度显著降低,因此工业上常用来作制冷剂,C正确;
D.甲醛属于有毒物质,会对人体健康产生危害,并非对人体无害,D错误;
故选C。
2. 下列说法不正确的是
A. 石墨烯和互为同素异形体
B. 和互为同系物
C. 和互为同分异构体
D. 和互为同位素
【答案】C
【解析】
【详解】A.和石墨烯是碳元素的不同单质,两者互为同素异形体,A正确;
B.和都是烷烃,分子结构相似,组成上相差1个CH2,两者互为同系物,B正确;
C.和为同种物质,C错误;
D.和的质子数相同,中子数不同,两者互为同位素,D正确;
故选C。
3. 结构决定性质,下列说法正确的是
A. 丙烯()所有原子都可能处于同一平面
B. 乙酸的官能团是,可以与碳酸钠反应产生二氧化碳
C. 分子含有碳碳双键,可以与发生加成反应
D. 乙醇转化成乙醛时断裂的化学键为图中的②③:
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙烯分子中含有甲基,不可能所有原子共平面,A错误;
B.乙酸的官能团是,乙酸酸性强于碳酸,可以与碳酸钠反应产生二氧化碳,B正确;
C.分子不含有碳碳双键,不能与发生加成反应,C错误;
D.乙醇转化成乙醛时,连接醇羟基碳原子上C-H键和羟基上的H-O键断裂,断裂的化学键为图中的①③,D错误;
故选B。
4. 若NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是
A. 1 L 0.1 mol/L Fe(NO3)3溶液中,所含的氧原子总数为0.9NA
B. 2.24 L NO气体与O2反应,产生0.1NA NO2
C. N2和H2充分反应,若有0.3 mol的H-H键断键,则一定有0.6NA的N-H键形成
D. 0.4 mol的浓硝酸与足量红热的碳充分反应,转移电子数为0.2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe(NO3)3的物质的量为0.1 mol,含氧原子0.9NA,但溶液中水的氧原子未计入,A错误;
B.未明确气体条件,且NO2存在二聚平衡,实际分子数减少,B错误;
C.N2与H2反应生成NH3,根据H原子守恒,有0.3 mol的H-H键断键,就有0.6NA的N-H键形成,C正确;
D.根据反应C + 4HNO3 =CO2 + 4NO2 + 2H2O,每4 mol HNO3转移4 mol电子,0.4 mol HNO3应转移0.4NA电子,D错误;
答案选C。
5. 下列物质性质实验对应的离子方程式书写正确的是
A. 工业用覆铜板印刷电路板:
B. 用醋酸溶解水垢CaCO3:
C. 向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3·H2O:
D. 少量铁与稀硝酸反应:
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应未配平,电荷不守恒,正确的应为2Fe3⁺+Cu=2Fe2⁺+Cu2⁺,A错误;
B.醋酸是弱酸,主要以电解质分子存在,不能拆为离子,离子方程式应该为CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑,B错误;
C.NH3·H2O为弱碱,与Al3+反应生成Al(OH)3沉淀,不能再将Al(OH)3溶解,反应的离子方程式应该为:Al3++NH3·H2O=Al(OH)3↓+3,C错误;
D.少量铁与过量稀硝酸反应生成Fe3+,反应符合事实,遵循物质的拆分原则,D正确;
故合理选项是D。
6. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 澄清溶液中:、、、
B. 溶液中:、、、
C. 溶液中:、、、
D. 加入铝粉能产生的溶液中:、、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.澄清溶液允许存在有色离子,、、、之间不发生反应,能大量共存,A正确;
B.溶液完全电离出,酸性条件下具有强氧化性,可将氧化为,不能大量共存,B错误;
C.溶液中含有,可与还原性的发生氧化还原反应,不能大量共存,C错误;
D.加入铝粉能产生的溶液可能为酸性也可能为碱性,若为酸性溶液,会与、反应,且酸性条件下与铝反应生成而非,仅碱性条件下可共存,D错误;
故选A。
7. 结构决定性质,性质决定用途。下列物质性质和用途相匹配的是
选项
物质性质
用途
A
浓硫酸具有脱水性
浓硫酸用于干燥气体
B
硬度大
可用作制光导纤维
C
铁粉还原性强
铁粉可用做食品袋中的抗氧化剂
D
活泼性:
氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓硫酸干燥气体利用的是吸水性,脱水性是指浓硫酸将有机物中氢、氧元素按原子个数比2:1脱去的性质,性质用途不匹配,A错误;
B.作光导纤维利用的是其对光的全反射特性,和硬度大无关,性质用途不匹配,B错误;
C.铁粉还原性强,可与食品袋中的氧气反应,消耗氧气防止食品氧化变质,因此可用作食品抗氧化剂,性质用途匹配,C正确;
D.金属活泼性为,氯化铁腐蚀覆铜板是因为具有氧化性,能氧化,性质描述错误,不匹配,D错误;
故选C。
8. 下列实验操作正确且能达到实验目的的是
A.测定新制氯水的
B.比较非金属性:
C.制备氢氧化亚铁
D.分离碘酒中的碘和乙醇
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.新制氯水中含有次氯酸,次氯酸具有漂白性,会漂白试纸,无法测得氯水的,操作错误,不能达到目的,A不符合题意;
B.比较非金属性可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断:酸性越强,对应元素非金属性越强。稀硫酸和碳酸钠反应生成,说明酸性:;生成的通入硅酸钠溶液,析出硅酸沉淀,说明酸性:,因此可得出非金属性:,操作正确,能达到实验目的,B符合题意;
C.该装置制备氢氧化亚铁时,需要利用反应生成的氢气增大左侧压强,将生成的溶液压入右侧溶液中,但图中左侧连接右侧的出导管在左侧液面上方,无法将溶液压入右侧,操作错误,不能达到目的,C不符合题意;
D.碘单质可以与乙醇互溶,不会分层,而分液法只能分离互不相溶的分层液体,因此不能用分液分离碘酒中的碘和乙醇,操作错误,不能达到目的,D不符合题意;
故选B。
9. 自然界的氮循环部分过程如图所示。下列说法不正确的是
A. 反硝化过程中,含氮物质被氧化
B. 图中所有转化均属于氧化还原反应
C. 存在离子反应:
D. 生成等量N2时,还原的Fe2+与氧化的Fe3+理论物质的量比为5:3
【答案】A
【解析】
【详解】A.反硝化过程中,含氮物质:,氮元素化合价从+5→+3→0,化合价降低,被还原,A错误;
B.图中各微粒中氮元素、铁元素的化合价均不相同,它们之间的转化都有元素的价态变化,均是氧化还原反应,B正确;
C.图中存在与发生归中反应生成N2,离子方程式:,C正确;
D.还原生成N2时,N从+5→0,生成1 mol N2转移10 mol e⁻;失1e⁻,需10 mol ;氧化生成N2时,N从-3→0,生成1 mol N2转移6 mol e⁻,得1e⁻,需6 mol 。二者物质的量比为10:6=5:3,D正确;
故答案选A。
10. 从“烂版液”(含有CuCl2、FeCl2、FeCl3)中回收铜,并制备FeCl3·6H2O的流程如图所示,下列叙述不正确的是
A. 步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中所涉及的反应均为氧化还原反应
B. 滤液2中主要含有的阳离子为H+、Fe2+
C. H2O2和次氯酸钠反应中H2O2的作用与步骤Ⅲ中H2O2的作用相同
D. 制备1 mol FeCl3·6H2O需要H2O2的质量大于17g
【答案】C
【解析】
【分析】由题给流程可知:向“烂版液”中加入过量铁粉,将溶液中的氯化铁转化为氯化亚铁、氯化铜转化为铜,过滤得到含有氯化亚铁的滤液1和含有铁、铜的滤渣;向滤渣中加入过量盐酸,将铁转化为氯化亚铁,过滤得到铜和含有盐酸、氯化亚铁的滤液2;将滤液1和滤液2混合后加入过氧化氢溶液,将溶液中的氯化亚铁转化为氯化铁,氯化铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到六水合氯化铁晶体。
【详解】A.由分析可知:步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中所涉及的反应都有元素发生化合价变化,反应均为氧化还原反应,A正确;
B.由分析可知:滤液2的主要成分为有盐酸、氯化亚铁,溶液中的阳离子为H+、Fe2+,B正确;
C.由分析可知:步骤Ⅲ中加入过氧化氢溶液的目的是将溶液中的氯化亚铁转化为氯化铁,过氧化氢的作用是反应的氧化剂;而过氧化氢溶液和次氯酸钠溶液反应时,次氯酸钠是反应的氧化剂,过氧化氢是还原剂,可见过氧化氢在两个反应中的作用不同,C错误;
D.由分析可知:步骤Ⅲ中加入过氧化氢溶液的目的是将溶液中的氯化亚铁转化为氯化铁,由得失电子数目守恒可知,制备l molFeCl3·6H2O需要H2O2的质量为m(H2O2)=l mol××34 g/mol=l7 g;由于H2O2不稳定,受热易分解,所以实验中需要过氧化氢的质量大于17 g,D正确;
故合理选项是C。
11. 探究的催化氧化的实验装置如图所示。③中气体颜色无明显变化;④中收集到红棕色气体,一段时间后,④中产生白烟。下列分析正确的是
A. 若②中只加入也可以实现上述现象
B. ③中发生的主要反应方程式为
C. ④中白烟的主要成分是
D. 一段时间后,⑤中铜粉不溶解
【答案】C
【解析】
【分析】受热分解产生,和混合加热制取,得到的两种气体通过导管一起通入装置③中,在催化剂条件下加热反应生成,通入装置④中接触到空气,和反应生成,再和装置③生成的水蒸气生成,结合过量的即可生成,即白烟。气体继续通入装置⑤中遇水生成,利用硝酸的强氧化性将Cu氧化为,产生的气体通过尾气吸收装置处理。
【详解】A.受热分解生成和,温度降低后二者会重新化合为固体,无法持续得到,不能实现题述现象,A错误;
B.催化氧化生成和水,方程式为,B错误;
C.与水反应生成,过量与反应生成固体,白烟的主要成分是,C正确;
D.进入⑤的氮氧化物、和水反应生成,可以持续和铜粉反应,若足量,铜粉可以完全反应,D错误;
答案选C。
12. 为探究不同浓度与Fe反应的产物,进行如下实验。下列说法正确的是
装置
实验
溶液的浓度
步骤与现象
①
铁丝表面有气泡产生,溶液变为黄色;取出铁丝
液面上方出现红棕色气体
②
试管口出现红棕色气体
③
无明显红棕色气体;取少量上层溶液,加入足量NaOH溶液,加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体
A. ①中溶液变为黄色,说明铁变成三价铁离子
B. “试管口出现红棕色气体”说明②中的被Fe还原为
C. ③中无明显红棕色气体,可能是生成了
D. “石蕊试纸变蓝”说明③中有被Fe氧化为
【答案】C
【解析】
【分析】①中浓硝酸与反应生成,溶于水使溶液呈黄色;②中稀硝酸与反应生成,遇空气被氧化为红棕色;③中稀硝酸与反应生成,无、生成,加入加热生成,据此分析。
【详解】A.①中浓硝酸与反应生成,可能是溶于浓硝酸使溶液呈黄色,A不符合题意;
B.②中,硝酸浓度较小,反应生成的在试管口与发生反应生成了NO2,故试管口出现红棕色气体,B不符合题意;
C.③中铁丝表面有气泡产生,但是无红棕色气体,说明无、生成,为无色气体,故有可能性生成N2,C符合题意;
D.③中加入足量溶液加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,说明溶液中含,N元素化合价降低,发生还原反应,即被还原为,D不符合题意;
故选C。
13. 根据实验操作、现象,能得出相应结论的是
选项
实验操作与现象
结论
A
在试管中按体积比1:1收集甲烷和氯气,倒扣在水槽中,用光照射,观察到液面上升而且有少量白雾、试管壁上有油状液滴
甲烷与氯气发生取代反应生成4种产物
B
向含有溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液并振荡,再滴加几滴新制氯水,溶液颜色先无变化后显血红色
具有还原性
C
向粉末和粉的均匀混合物中插入点燃的条,火星四射,有液态从固体中流出
金属活动性:
D
将石油裂解产生的气体通入的溶液,溶液颜色褪去
石油裂解产物中含乙烯
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲烷和氯气光照下发生取代反应,共生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl共5种产物,且该实验现象只能证明发生了取代反应,无法证明生成4种产物,A错误;
B.加入KSCN后先无明显现象,说明原含有溶液的试管中没有;加入新制氯水后溶液变红,说明氯水将氧化为,可证明具有还原性,B正确;
C.该实验是铝热反应,Mg条的作用是燃烧放热,引燃铝热反应,实验中Al置换出Fe,只能证明活动性,无法通过该实验得出的结论,C错误;
D.石油裂解产物含有多种不饱和烯烃,都能使的溶液褪色,不能证明一定含有乙烯,D错误;
故选B。
14. 如图表示一定量的铁与不同浓度的足量硝酸反应时各还原产物及含量,下列说法正确的是
A. 由图可知,硝酸浓度越小,主要还原产物中氮元素化合价越高
B. 56 g铁粉与足量1.54 mol/L的HNO3完全反应,表现酸性的HNO3的质量为189 g
C. HNO3浓度为12.68 mol/L时,生成NO和NO2的质量相等
D. P点时,生成NO与转移电子的物质的量之比为3∶8
【答案】D
【解析】
【分析】从图中可以看出,当其他条件一致时,在浓硝酸浓度为12.68 mol/L时,主要产物NO和NO2,随着硝酸浓度逐渐降低,产物NO2逐渐减少而NO的相对含量逐渐增多,当硝酸浓度继续降低时,主要产物是NO,其次是NO2及少量的N2O,当HNO3的浓度降到约3.07 mol/L时,成为主要产物,可见,凡有硝酸参加的氧化还原反应都比较复杂,往往同时生成多种还原产物,据此作答。
【详解】A.由图可知,硝酸的浓度越小,铵根离子含量越高,这说明其还原产物中氮元素的化合价越低的成分越多,A错误;
B.56 g铁为1 mol,与足量1.54 mol/L稀硝酸完全反应生成三价铁,则与铁离子结合的硝酸根离子为3 mol,则此反应过程中与铁反应表现酸性的HNO3的质量为3 mol×63 g/mol=189 g,但是反应中还生成硝酸铵,故此反应过程中表现酸性的HNO3的总质量大于189 g,B错误;
C.由图可知,HNO3浓度为12.68 mol/L时,与少量的铁粉完全反应生成的NO、NO2的物质的量相等,但质量并不相等, C错误;
D.根据图像可知,P点时,生成等量的NO和,氮元素化合价由+5变为+2生成NO、由+5变为-3得到,则生成NO与转移电子的物质的量之比为3∶8, D正确;
故选D。
二、非选择题(4大题,共58分)
15. Ⅰ、乙烯是石油化工的龙头,其产量通常用来衡量一个国家石油化工的发展水平。请回答下列问题:
(1)除去乙烷中乙烯的试剂可以是______(填字母,下同)。
A.稀硫酸 B.溴水 C.水 D.酸性溶液 E.氢气
(2)下列物质中,可以通过乙烯加成反应得到的是______(填字母),写出乙烯加成制乙醇的化学方程式______。
A. B. C. D.
Ⅱ、某化学课外小组用如图所示装置制取溴苯。
先向分液漏斗中加入苯和液溴,再将混合液慢慢滴入反应器A中(A下端活塞关闭)。
(3)写出A中反应生成溴苯的化学方程式:______。
(4)C中盛放的作用是______。
(5)要证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,可向试管D中加入溶液,若产生淡黄色沉淀,即能证明。另一种验证的方法是向试管D中加入______,现象是______。
Ⅲ、实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
(6)①实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出总化学方程式:______。
②在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明乙醇的催化氧化反应是______反应。(填“放热”或“吸热”)
【答案】(1)B (2) ①. AD ②.
(3) (4)除去气体中混有的
(5) ①. 紫色石蕊试液 ②. 溶液变红
(6) ①. ②. 放热
【解析】
【分析】Ⅱ、铁与溴反应生成溴化铁,在溴化铁催化作用下,苯与溴发生取代反应生成溴苯和HBr,C装置用于除去溴,D吸收HBr,为检验HBr,可加入硝酸银溶液。
Ⅲ、将盛有乙醇的试管放入热水中给乙醇加热使其气化,然后向其中通入空气,空气将乙醇蒸气吹出并混合。在硬质玻璃管中,在Cu催化下,乙醇被氧化为乙醛,同时反应产生水,产生的乙醛被放入冷水的试管冷凝变为液体收集在试管a中,未反应完全的空气中的O2及N2等用排水的方法收集起来。
【小问1详解】
A.稀硫酸与乙烯不反应,无法除杂,A错误;
B.乙烯可与溴水发生加成反应生成液态1,2-二溴乙烷,乙烷不与溴水反应,可实现除杂,B正确;
C.水与乙烯不反应,无法除杂,C错误;
D.酸性高锰酸钾溶液会将乙烯氧化为,引入新杂质,D错误;
E.乙烯与氢气加成反应条件苛刻,且易引入新杂质氢气,不适用于除杂,E错误;
故选B;
【小问2详解】
A.乙烯与氢气加成可得,A符合题意;
B.中两个氯原子连在同一个碳原子上,不能通过乙烯加成得到,B不符合题意;
C.仍含有碳碳双键,不能通过乙烯加成得到,C不符合题意;
D.乙烯与溴化氢加成可得,D符合题意;
故选AD。
乙烯与水在催化剂、加热加压条件下发生加成反应生成乙醇,化学方程式为;
【小问3详解】
苯与液溴在溴化铁作催化剂的条件下发生取代反应,生成溴苯和溴化氢,化学方程式为;
【小问4详解】
液溴易挥发,会随生成的HBr气体进入后续装置,四氯化碳为有机溶剂,可溶解吸收溴蒸气,避免其干扰后续HBr的检验;
【小问5详解】
若苯和液溴发生取代反应,会生成HBr,HBr溶于水电离出氢离子使溶液呈酸性,可使紫色石蕊试液变红,以此可证明有HBr生成,验证反应为取代反应;
【小问6详解】
①Cu与O2在加热时反应产生CuO,2Cu+O22CuO,反应产生的CuO在加热时能够氧化CH3CH2OH为乙醛CH3CHO,发生反应:CH3CH2OH+CuO CH3CHO+H2O,将两个方程式叠加,可得总反应方程式:;
②在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明乙醇的催化氧化反应是放热反应。
16. 氨气是重要的含氮化合物,回答以下与氨气实验相关的问题。
Ⅰ、氨气极易溶于水
(1)某学生积极思考氨气产生喷泉的其他方法,并设计了如图所示的装置(烧瓶中装满)。在如图所示的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是______。
A.与浓硝酸 B.与溶液 C.与稀盐酸
这种方法产生喷泉的原理是______。
(2)下列能用作吸收氨气的装置是______(填序号)。
Ⅱ、运用氨气制备氮化硼
氮化硼(BN)是白色难溶于水的粉末状固体,高温下易被氧化。实验室以硼粉(黑色)为原料制备氮化硼的装置如图1所示,图2中提供了三种不同的氨气发生及干燥装置以及相关药品。根据题意,回答下列问题。
(3)从图2中选择可以填入图1虚线框中的装置______(填字母);简述该装置产生的反应原理______。
(4)图2装置中盛放碱石灰的仪器名称为______;图1中多孔球泡的作用是______。
(5)图1三颈烧瓶中制备氮化硼的化学方程为______。三颈烧瓶中出现______的现象时说明反应完全,此时应立即停止通入,原因是______。
【答案】(1) ①. AC ②. 锥形瓶中的物质之间发生反应产生气体,压强增大,把液体压入烧瓶,形成喷泉
(2)②③ (3) ①. b ②. CaO与氨水中的水反应放出大量的热,使得受热分解放出氨气
(4) ①. 球形干燥管(或干燥管) ②. 增大接触面积,便于观察气体流速,进而调整氨气与氧气通入比例
(5) ①. ②. 黑色固体完全转化为白色 ③. 防止BN被氧化
【解析】
【分析】Ⅰ.喷泉原理利用氨气极易溶于水,通过锥形瓶中的物质之间发生反应产生气体,压强增大,把液体压入烧瓶,形成喷泉;
Ⅱ.运用氨气制备氮化硼(图1),应首先制取氨气并进行干燥,得到干燥的氨气在一定的流速中,通入到三颈烧瓶中制备氮化硼,化学方程为:。三颈烧瓶中黑色的硼粉不断反应生成白色的氮化硼,当黑色粉末完全变成白色时,反应完全。
【小问1详解】
A.与浓硝酸反应产生二氧化氮气体,可以使锥形瓶内压强增大,产生喷泉,A符合题意;
B.与溶液相互作用得到碳酸钠溶液,锥形瓶内压强不变,不能产生喷泉,B不符合题意;
C.与稀盐酸反应生成二氧化碳,可以使锥形瓶内压强增大,产生喷泉,C符合题意;
故选AC。
若能产生喷泉,需满足锥形瓶中的物质之间发生反应产生气体,压强增大,把液体压入烧瓶;
【小问2详解】
氨气极易溶于水,装置①中导管直接插入液面以下会产生倒吸,装置②也会产生倒吸,但液体进入到安全瓶内,无影响;装置③中将导管深入到四氯化碳层,氨气不溶于四氯化碳,不产生倒吸,因此可用来吸收氨气的装置为②③;
【小问3详解】
图1虚线框中应放入实验室制取氨气和干燥氨气的装置:a装置不能制取氨气,c装置可以制取氨气,但不能用干燥氨气,b装置可以制取并干燥氨气,因此应将图2中b装置填入图1虚线框中;b装置中浓氨水滴入到广口瓶中,与氨水中的水反应放出大量的热,使得受热分解放出氨气;
【小问4详解】
图2中盛放碱石灰的仪器名称为球形干燥管;图1中多孔球泡的作用是增大接触面积,调节气体流速,进而调节氨气与氧气的通入比例。
【小问5详解】
三颈烧瓶中黑色的硼粉不断反应生成白色的氮化硼,当黑色粉末完全变成白色时,说明反应完全,因为氮化硼在高温下容易被氧化,为避免生成的被氧气氧化导致产率降低,反应完全后应立即停止通入。
17. 草酸亚铁晶体()是常用的分析试剂,可通过[硫酸亚铁铵晶体,易氧化]与草酸反应制得。制备并测定草酸亚铁晶体组成的实验设计如下,回答下列问题
Ⅰ、制备硫酸亚铁铵。
实验步骤:(连接好装置后)
(ⅰ)……;
(ⅱ)加入试剂;
(ⅲ)打开、,加热,通入氨气制得硫酸铵;
(ⅳ)……(a、b止水夹“操作1”),加入稀硫酸,产生,赶出装置内的空气,……(a、b止水夹“操作2”),将A中的硫酸亚铁压入到B中;
(v)将B中溶液倒入蒸发皿中,经系列操作得到硫酸亚铁铵。
(1)操作(ⅰ)为______。
(2)操作(ⅳ)产生,赶出装置内的空气的目的为______;a、b止水夹“操作2”为______。
(3)用离子方程式表示装置B在操作(ⅲ)时发生的反应______;装置B中存在一处缺陷为______。
Ⅱ、制备草酸亚铁晶体并测定其组成。
将制得的硫酸亚铁铵与草酸在一定条件下混合加热,经沉淀,抽滤、洗涤获得草酸亚铁晶体粗品。该草酸亚铁晶体()粗品中可能含有的杂质为,采用溶液滴定法测定该粗品的组成,实验过程如下图。
已知:草酸为弱酸,可被溶液氧化为。
(4)“滴定①”中发生的离子反应除了,还有______。(任写一个)
(5)样品中所含(摩尔质量为)的质量分数表达式______。
【答案】(1)检验装置的气密性
(2) ①. 防止亚铁离子被氧气氧化为铁离子 ②. 关闭止水夹b,打开止水夹a
(3) ①. ②. 没有进行防倒吸处理
(4)、
(5)或
【解析】
【分析】先加热C装置,氯化铵和氢氧化钙固体反应生成氨气,生成的氨气通入B中与稀硫酸反应生成硫酸铵,随后稀硫酸与铁粉反应生成氢气,先关闭a,打开b,使生成的氢气除去装置内原有的空气,随后关闭b,打开a,生成的硫酸亚铁被压入B中,反应生成硫酸亚铁铵。
【小问1详解】
该反应有气体生成,操作(i)为检验装置的气密性。
【小问2详解】
亚铁离子容易被氧气氧化为铁离子,用氢气赶出装置内的空气可防止亚铁离子被氧气氧化为铁离子。操作2为关闭止水夹b,打开止水夹a,将A中的硫酸亚铁压入B中。
【小问3详解】
装置B在操作iii中反应为氨气与稀硫酸反应生成硫酸铵,离子方程式为。氨气极易溶于稀硫酸溶液,B中没有进行防倒吸处理。
【小问4详解】
粗品中的亚铁离子和草酸根离子也能与酸性高锰酸钾反应,离子方程式为、。
【小问5详解】
滴定②中消耗高锰酸钾的物质的量为cV2×10-3mol,则消耗亚铁离子5cV2×10-3mol,即滴定①前溶液中有亚铁离子5cV2×10-3mol,则有草酸根离子5cV2×10-3mol,滴定①中消耗高锰酸钾的物质的量为cV1×10-3mol,其中有cV2×10-3mol高锰酸钾与亚铁离子反应,2cV2×10-3mol高锰酸钾与草酸根离子反应,则有(cV1-3cV2)×10-3mol高锰酸钾与草酸反应,消耗草酸的物质的量为2.5(cV1-3cV2)×10-3mol,则样品中草酸的质量分数为。
18. 从粉煤灰(含、、、、等)中回收提取铝、锂、铁相关化合物的流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)“滤渣”的主要成分是_______(填化学式)。
(2)“滤液”中加入的氧化剂是,反应的离子方程式为_______。
(3)“足量”的作用是_______。
(4)“沉铁”时,如何判断已沉淀完全:_______。
(5)“沉铝”步骤中,通入的过量气体X是_______(填化学式)。
(6)母液的主要成分为_______(填化学式)。
(7)新能源电池材料钴酸锂()可由、和C在高温下反应制得,同时生成气体。请写出该反应的化学方程式:_______。
【答案】(1)SiO2
(2)
(3)使Fe3+全部沉淀形成Fe(OH)3、使Al3+全部转化为[Al(OH)4]-
(4)法一:静置,取上层清液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液不变红,证明Fe3+已沉淀完全;法二:静置,取上层清液于试管中,继续滴加NaOH溶液,若无红褐色沉淀产生,证明Fe3+已沉淀完全
(5)CO2 (6)(NH4)2SO4
(7)
【解析】
【分析】粉煤灰含、、、、。粉煤灰加过量稀硫酸“酸浸”,不溶于硫酸,、、、转化为硫酸铝、硫酸锂、硫酸铁、硫酸亚铁;过滤出,滤液中加氧化剂把硫酸亚铁氧化为硫酸铁,加足量氢氧化钠“沉铁”,硫酸铁转化为氢氧化铁沉淀,硫酸铝转化率四羟基合铝酸钠,过滤出氢氧化铁,滤液中通入足量二氧化碳气体“沉铝”,四羟基合铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,过滤出氢氧化铝,滤液中加碳酸铵得到碳酸锂沉淀。
【小问1详解】
粉煤灰加过量稀硫酸“酸浸”,不溶于硫酸,所以“滤渣”的主要成分是。
【小问2详解】
酸浸后会产生,滤液中加氧化剂把硫酸亚铁氧化为硫酸铁,“滤液”中加入的氧化剂是,反应的离子方程式为。
【小问3详解】
加足量氢氧化钠“沉铁”,硫酸铁转化为氢氧化铁沉淀,硫酸铝转化为四羟基合铝酸钠,“足量”的作用是使Fe3+全部沉淀形成Fe(OH)3、使Al3+全部转化为[Al(OH)4]-。
【小问4详解】
检验铁离子,可以取上层清液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液不变红,证明Fe3+已沉淀完全;因为溶液中无其他干扰离子遇碱产生沉淀,也可以继续滴加NaOH溶液,若无红褐色沉淀产生,证明Fe3+已沉淀完全。
【小问5详解】
四羟基合铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,“沉铝”步骤中,通入的过量气体X是CO2。
【小问6详解】
“沉锂”时,硫酸锂和碳酸铵反应生成碳酸锂沉淀和硫酸铵,所以母液的主要成分为(NH4)2SO4。
【小问7详解】
、和C在高温下反应生成、,碳酸锂中碳元素化合价降低、单质C中C元素化合价升高,根据得失电子守恒、元素守恒,该反应的化学方程式为。
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