内容正文:
2025-2026学年新疆伊犁州奎屯一中
高三化学第一学期期末质量跟踪监视试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.答题时请按要求用笔。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折暴、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)
1. 近期,我国爆发了新冠状病毒感染导致的肺炎,很多现象可以利用化学知识加以解释。下列过程不涉及化学反应的是
A. 使用医用酒精杀死病毒的过程
B. 制药厂中合成抗病毒药物达芦那韦的过程
C. 患者呼出的病群形成气溶胶的过程
D. 病毒在被感染的宿主细胞中的增殖过程
2. ,改变溶液的,溶液中浓度的对数值与溶液的变化关系如图所示。若。下列叙述错误的是( )
A. 时,
B. 电离常数的数量级为
C. 图中点x的纵坐标值为
D. 的约等于线c与线d交点处的横坐标值
3. 分别含有下列各物质的废弃试剂,倒在同一废液缸中不会引起实验室污染或危险的一组是( )
A. 氨水和NaOH B. 硫酸铵和氯化钡
C. 硝酸亚铁和盐酸 D. 电石和盐酸
4. 在氧气中灼烧0.44 g S和Fe组成的化合物,使其中的S全部转化成H2SO4,这些H2SO4可用20 mL 0.5 mol/L的NaOH溶液完全中和,则原化合物中S的质量分数约为
A. 18% B. 46% C. 53% D. 36%
5. 第20届中国国际工业博览会上,华东师范大学带来的一种“锌十碘”新型安全动力电池亮相工博会高校展区。该新型安全动力电池无污染、高安全、长寿命且具有合适的充电时间,可以应用于日常生活、交通出行等各个领域。已知该电池的工作原理如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 正极反应式为I3--2e-=3I-
B. 6.5gZn溶解时,电解质溶液中有0.2mol电子移动
C. 转移1mol电子时,有1molZn2+从左池移向右池
D. “回流通道”可以减缓电池两室的压差,避免电池受损
6. 钛(Ti)常被称为未来钢铁。下列关于的说法中,错误的是
A. 质子数为22 B. 质量数为70
C. 中子数为26 D. 核外电子数为22
7. 已知AgCl在水中的溶解是吸热过程。不同温度下,AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知T1温度下Ksp(AgCl)=1.6×10-9,下列说法正确的是
A. T1>T2
B. a =4.0×10-5
C. M点溶液温度变为T1时,溶液中Cl-的浓度不变
D. T2时饱和AgCl溶液中,c(Ag+)、c(Cl-)可能分别为2.0×10-5mol/L、4.0×10-5mol/L
8. 硫酸钙是一种用途非常广泛的产品,可用于生产硫酸、漂白粉等一系列物质(见下图)。下列说法正确的是
A. CO、SO2、SO3均是酸性氧化物
B. 工业上利用Cl2和澄清石灰水反应来制取漂白粉
C. 除去与水反应,图示转化反应均为氧化还原反应
D. 用CO合成CH3OH进而合成HCHO的两步反应,原子利用率均为100%
9. 已知OCN-中每种元素都满足8电子稳定结构,在反应OCN-+OH-+Cl2→CO2+N2+Cl-+H2O(未配平)中,如果有6 mol Cl2完全反应,则被氧化的OCN-的物质的量是
A. 2 mol B. 3 mol C. 4 mol D. 6 mol
10. 将下列物质按电解质、非电解质、弱电解质分类顺序排列,正确的是
A. 硫酸 烧碱 醋酸
B. 硫酸 铜 醋酸
C. 高锰酸钾 乙醇 醋酸
D. 磷酸 二氧化碳 硫酸钡
11. 下列物质的分离方法中,利用粒子大小差异的是
A. 过滤豆浆 B. 酿酒蒸馏
C. 精油萃取 D. 海水晒盐
12. 实验室用H2还原SiHCl3(沸点:31.85 ℃)制备纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去),下列说法正确的是
A. 装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓H2SO4、冰水
B. 实验时,应先加热管式炉,再打开盛装稀硫酸的分液漏斗
C. 为鉴定制得的硅中是否含微量铁单质,用到的试剂可以为:盐酸、双氧水、硫氰化钾溶液
D. 实验中制备氢气的装置也可用于实验室中用碱石灰与氯化铵溶液反应制备氨气
13. 常温下,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是
A. 无色透明的溶液中:K+、、MnO、
B. c(I-)=0.10mol·L-1的溶液中:Al3+、Fe3+、Cl-、
C. pH=1的溶液中:、Na+、、Br-
D. 水电离出的c(H+)=10-13mol·L-1的溶液中:Mg2+、K+、Cl-、
14. 前20号元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大。其中X、Z、R最外层电子数相等,且X与Z、R均可形成离子化合物;Y、W同主族,Y最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法正确的是
A. 元素原子半径大小顺序为:W>Z>Y
B. X分别与Y、Z、W形成的常见化合物都属于电解质
C. Y分别与Z、R形成的化合物中均只含有离子键
D. Y分别与X、Z、W均可形成具有漂白性的化合物,且漂白原理相同
15. 传统接触法制取硫酸能耗大,污染严重。将燃料电池引入硫酸生产工艺可有效解决能耗和环境污染问题,同时提供电能。以燃料电池为电源电解硫酸铜溶液的工作原理示意图如图所示。下列说法不正确的是
A. b为正极,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O
B. H+由a极通过质子交换膜向b极移动
C. 该燃料电池的总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4
D. 若a电极消耗2.24LSO2,理论上在d极上有6.4g铜析出
16. MgCl2和NaHCO3按物质的量之比为1:2混合制成溶液,加热蒸干灼烧后得到的固体是( )
A. Mg(HCO3)2、NaCl B. MgO、NaCl C. MgCl2、Na2CO3 D. MgCO3、NaCl
17. 分析化学中,“滴定分数”的定义为:所加滴定剂与被滴定组分的物质的量之比。以0.10mol·L-1的NaOH溶液滴定同浓度某一元酸HA并绘制滴定曲线如图所示。已知lg3=0.5。下列说法中不正确的是
A. 该酸碱中和滴定过程应选择酚酞做指示剂
B. 根据y点坐标可以算得a的数值为3.5
C. 从x点到z点,溶液中水的电离程度逐渐增大
D. x点处的溶液中满足:c(HA)+c(H+)>c(A-)+c(OH-)
18. 下列各组物质发生反应,生成产物有硫的是( )
A. Na2S2O3 溶液和 HCl 溶液 B. H2S 气体在足量的 O2 中燃烧
C. 碳和浓硫酸反应 D. 铜和浓硫酸反应
19. 将少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中,下列离子方程式能正确表示该反应的是( )
A. SO2+H2O+Ca2++2ClO﹣→CaSO4↓+HClO+H++Cl﹣
B. SO2+H2O+Ca2++2ClO﹣→CaSO3↓+2H++2ClO﹣
C. SO2+H2O+Ca2++2ClO-→CaSO3↓+2HClO
D. SO2+H2O+Ca2++2ClO-→CaSO4↓+2H++Cl-
20. 下列化学用语正确的是
A. 丙烯的结构简式:C3H6 B. 镁离子的结构示意图:
C. CO2的电子式: D. 中子数为18的氯原子符号
21. 利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2,装置如图所示。下列说法正确的是
A. a极反应:CH4+8e-+4O2-=CO2+2H2O
B. A膜和C膜均为阴离子交换膜
C. 可用铁电极替换阴极的石墨电极
D. a极上通入2.24 L甲烷,阳极室Ca2+减少0.4 mol
22. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 与完全反应,转移个电子
B. 标准状况下,1.2 L乙醇中含有的极性共价键数目为
C. 18 g的中含有的中子数为
D. 溶液中含有的阳离子数目小于
二、非选择题(共84分)
23. 由芳香烃A制备M(可用作消毒剂、抗氧化剂、医药中间体)的一种合成路线如下:
已知: R1COOR2
请回答:
(1)A的结构简式为_____;D中官能团的名称为 ___ 。
(2)由D生成E的反应类型为 ____;G的分子式为 ___ 。
(3)由E与足量氢氧化钠的乙醇溶液反应的化学方程式为 ____。
(4)M的结构简式为 ____。
(5)芳香化合物H为C的同分异构体,H既能发生银镜反应又能发生水解反应,其核磁共振氢谱有4组吸收峰。写出符合要求的H的一种结构简式 ______。
(6)参照上述合成路线和信息,以苯甲酸乙酯和CH3MgBr为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线_____。
24. 有机物J是合成抗炎药洛索洛芬钠的关键中间体,它的一种合成路线如图:
回答下列问题:
(1)反应④的反应类型是___________;J中官能团名称是___________。
(2)不用甲苯与氯气在光照条件下反应得到B物质的原因是___________。
(3)根据流程中的信息,在反应⑥的条件下,与足量充分反应生成的有机产物结构简式为___________。
(4)反应⑨的化学方程式为:++HBr+X,其中产物的结构简式是___________。
(5)写出符合下列条件的I的同分异构体___________。
①能发生银镜反应,但不能发生水解反应;②苯环上一氯取代物只有一种;③核磁共振氢谱有4组峰。
(6)根据流程中的信息,写出以、为有机原料合成的合成路线___________。
25. 二氧化氯(ClO2)具有强氧化性,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体,其体积分数超过10%时易引起爆炸。某研究小组欲用以下三种方案制备ClO2,回答下列问题:
(1)以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2,黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-,写出制备ClO2的离子方程式__。
(2)用过氧化氢作还原剂,在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2,并将制得的ClO2用于处理含CN-废水。实验室模拟该过程的实验装置(夹持装置略)如图所示。
①装置A的名称是__,装置C的作用是__。
②反应容器B应置于30℃左右的水浴中,目的是__。
③通入氮气的主要作用有3个,一是可以起到搅拌作用,二是有利于将ClO2排出,三是__。
④ClO2处理含CN-废水的离子方程式为__,装置E的作用是__。
(3)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2的方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的__(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。
②用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2,工作原理如图所示,写出阳极产生ClO2的电极反应式__。
26. 工业上常用铁质容器盛装冷的浓硫酸。但某兴趣小组的同学发现将一定量的生铁与浓硫酸加热时,观察到固体能完全溶解,并产生大量气体。为此他们进行了如下探究实验。
[探究一]称取铁钉(碳素钢)6.0g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X,并收集到气体Y。
(1)(I)甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要判断溶液X中是否含有Fe2+,可以选用___________。
a.KSCN溶液和氯水 b.K3[Fe(CN)6]溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
(Ⅱ)乙同学将336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发现溶液颜色变浅,试用化学方程式解释溴水颜色变浅的原因___________,然后向反应后的溶液中加入足量BaCl2溶液,经适当操作得干燥固体2.33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为___________。(结果保留一位小数)。
[探究二]甲乙两同学认为气体Y中除SO2外,还可能含有H2和CO2。为此设计如图实验装置(图中夹持仪器省略)进行验证。
(2)简述该实验能产生少量H2的原因___________(用化学用语结合少量文字表述)。
(3)装置B中试剂的作用是___________,装置F的作用是___________。
(4)为了进一步确认CO2的存在,需在上述装置中添加M于___________(选填序号),M中所盛装的试剂可以是___________。
a.A~B之间 b.B~C之间 c.C~D之间 d.E~F之间
27. 向硝酸酸化的2mL0.1mol•L-1AgNO3溶液(pH=2)中加入过量铁粉,振荡后静置,溶液先呈浅绿色,后逐渐呈棕黄色,试管底部仍存有黑色固体,过程中无气体生成。实验小组同学针对该实验现象进行如下探究。
Ⅰ.探究Fe2+产生的原因
(1)提出猜想:Fe2+可能是Fe与____或___反应的产物。
(2)实验探究:在两支试管中分别加入与上述实验等量的铁粉,再加入不同的液体试剂,5min后取上层清液,分别加入相同体积和浓度的铁氰化钾溶液
液体试剂
加入铁氰化钾溶液
1号试管
2mL.0.1mol•L-1AgNO3溶液
无蓝色沉淀
2号试管
______
蓝色沉淀
①2号试管中所用的试剂为____。
②资料显示:该温度下,0.1mol•L-1的AgNO3溶液可以将Fe氧化为Fe2+。但1号试管中未观察到蓝色沉淀的原因可能为____。
③小组同学继续进行实验,证明了2号试管得出的结论正确。实验如下:取100mL0.1mol•L-1硝酸酸化的AgNO3溶液(pH=2),加入铁粉并搅拌,分别插入pH传感器和NO3-传感器(传感器可检测离子浓度),得到如图图示,其中pH传感器测得的图示为___(填“图甲”或“图乙”)。
④实验测得2号试管中有NH4+生成,则2号试管中发生反应的离子方程式为___。
Ⅱ.探究Fe3+产生的原因
查阅资料可知,反应中溶液逐渐变棕黄色是因为Fe2+被Ag+氧化。小组同学设计不同实验方案对此进行验证。
(3)方案一;取出少量黑色固体,洗涤后___(填操作和现象),证明黑色固体中有Ag。
(4)方案二:按图连接装置,一段时间后取出左侧烧杯溶液,加入KSCN溶液,溶液变F红。该实验现象____(填“能“或“不能“)证明Fe2+可被Ag+氧化,理由为__。
28. 党的十九大报告中多次提及“绿色环保”“生态文明”,而的有效利用可以缓解温室效应,解决能源短缺问题。中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂和的表面将转化为烷烃,其过程如图。
上图中转化为的反应为:
已知:
(1)图中转化为的热化学方程式是___________。
(2)是水煤气变换反应的常用催化剂,可经、还原制得。两次实验结果如表所示:
实验I
实验II
通入气体
CO、
CO、、
固体产物
、
结合化学方程式解释的作用___________。
(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解可制取甲醇,装置如图所示,电极接电源的___________极(填“正”或“负”),生成甲醇的电极反应式是___________。
(4)用、生成甲醇的反应: ,在恒容密闭容器中按物质的量之比1:2充入和,测得的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,200℃时随时间的变化如表所示:
0
1
2
3
8.0
5.4
4.0
4.0
①___________(填“>”“<”“=”)0。
②写出两条可同时提高反应速率和CO转化率的措施___________。
③下列说法正确的是___________(填字母)。
a.温度越高,该反应的平衡常数越大 b.达平衡后再充入稀有气体,CO的转化率提高
c.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度 d.图中压强
④内用表示的反应速率___________。
⑤200℃时,该反应的平衡常数___________。向上述达到平衡的恒容密闭容器中再加入、、,保持温度不变则化学平衡___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
29. 海洋是资源的宝库,醢藏着丰富的化学元素,如氯、溴、碘等,海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景。
(1)下列说法正确的是_________。
a.AgCl、AgBr、AgI的颜色依次变深 b.F、Cl、Br、I的非金属性依次增强
c.HF、HCl、HBr、HI的还原性的依次增强 d.F2、Cl2、Br2、I2与H2化合由难变易
(2)实验室从海藻灰中提取少量碘的流程如下图:
①氧化时,可以加入MnO2在酸性条件下进行氧化,反应的离子方程式为:_________。
②上述步骤①②③分离操作分别为过滤、_________、_________。
(3)从海水提取的粗盐中含有Mg2+、Fe2+、Ca2+和SO42—等杂质,“除杂”所需试剂有:①过量的NaOH溶液②过量的Na2CO3溶液③适量的盐酸④过量的BaCl2溶液.试剂的添加顺序为_________。
为使Ca2+完全沉淀,溶液中c(CO32—)应不小于_________mol/L。[已知Ksp(CaCO3)=2.9×10-9,离子浓度小于1×10-5mol/L视为完全沉淀]
(4)目前,利用食盐制取纯碱主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺
①能析出 NaHCO3的原因是_________。
②“氨碱法”是在滤液中加入_________产生NH3,循环使用,但产生大量的废弃物CaCl2;“联合制碱法“是在滤液中继续通入NH3,并加入NaCl粉末以制得更多的副产物_________。
③常温下,向饱和食盐水中通入NH3和CO2,当(HCO3—)=c(NH4+)时,溶液的pH_____7 (填“>”、“<”或“=”)。
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2025-2026学年新疆伊犁州奎屯一中
高三化学第一学期期末质量跟踪监视试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.答题时请按要求用笔。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折暴、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)
1. 近期,我国爆发了新冠状病毒感染导致的肺炎,很多现象可以利用化学知识加以解释。下列过程不涉及化学反应的是
A. 使用医用酒精杀死病毒的过程
B. 制药厂中合成抗病毒药物达芦那韦的过程
C. 患者呼出的病群形成气溶胶的过程
D. 病毒在被感染的宿主细胞中的增殖过程
【答案】C
【解析】
【详解】A.酒精可以使蛋白质变性,从而杀死病毒,这个过程是一个化学变化,A项错误;
B.复杂的药物都是从简单的化工原料一步步合成的,这个过程中有很多化学变化,B项错误;
C.气溶胶不过是胶体的一种,而胶体又是分散系的一种,将一种或多种物质分散到一种物质里,这个过程不涉及化学变化,C项正确;
D.病毒在增殖时需要复制其核酸和蛋白质,这些过程都伴随着化学变化,D项错误;
答案选C。
【点睛】我们常用质量分数来表示浓度,例如98%浓硫酸就是质量分数,但是注意医用酒精是体积分数为75%的乙醇溶液,质量分数和体积分数是完全不一样的。
2. ,改变溶液的,溶液中浓度的对数值与溶液的变化关系如图所示。若。下列叙述错误的是( )
A. 时,
B. 电离常数的数量级为
C. 图中点x的纵坐标值为
D. 的约等于线c与线d交点处的横坐标值
【答案】A
【解析】
【分析】根据图知,pH<7时,CH3COOH电离量少,c表示CH3COOH的浓度;pH=7时c(OH-)=c(H+),二者的对数相等,且pH越大c(OH-)越大、c(H+)越小,则lgc(OH-)增大,所以b、d分别表示H+、OH-;pH>7时,CH3COOH几乎以CH3COO-形式存在,a表示CH3COO-;
A、pH=6时,纵坐标越大,该微粒浓度越大;
B、c(CH3COOH)=c(CH3COO-)时,CH3COOH电离平衡常数K=c(H+)·c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=c(H+);
C、根据K=c(H+)·c(CH3COO-)/c(CH3COOH)求解;
D、CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-,0.01mol·L-1CH3COONa水解平衡常数Kh=c(CH3COOH)·c(OH-)/c(CH3COO-)=1/k,求出c(OH-),pH=14-pOH,即c与线d交点处的横坐标值。
【详解】A、pH=6时,纵坐标越大,该微粒浓度越大,所以存在c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+),故A错误;
B、c(CH3COOH)=c(CH3COO-)时,CH3COOH电离平衡常数K=c(H+)·c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=c(H+)=10-4.74,故B正确;
C、根据K=c(H+)·c(CH3COO-)/c(CH3COOH)求解;pH=2时,c(H+)=10-2mol·L-1,从曲线c读出c(CH3COOH)=10-2mol·L-1,由选项B,K=10-4.74,解得c(CH3COO-)=10-4.74,故C正确;
D、CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-,0.01mol·L-1CH3COONa水解平衡常数Kh=c(CH3COOH)·c(OH-)/c(CH3COO-)=1/k,从c与线d交点作垂线,交点 c(HAc)=c(Ac-),求出c(OH-)=1/k=104.74mol·L-1,pH=14-pOH=9.26,即c与线d交点处的横坐标值。故D正确。
故选A。
3. 分别含有下列各物质的废弃试剂,倒在同一废液缸中不会引起实验室污染或危险的一组是( )
A. 氨水和NaOH B. 硫酸铵和氯化钡
C. 硝酸亚铁和盐酸 D. 电石和盐酸
【答案】B
【解析】
【详解】A.氨水和NaOH混合会释放出氨气,有刺激性气味,会引起污染,A不符合题意;
B.硫酸铵和氯化钡,生成BaSO4沉淀,但是不会产生污染,B符合题意;
C.硝酸亚铁和盐酸会发生:,有有毒气体NO生成,会污染空气,C不符合题意;
D.电石和盐酸混合,电石会和盐酸生成乙炔(C2H2)气体,具有可燃性气体,遇明火会发生爆炸,D不符合题意;
答案选B。
4. 在氧气中灼烧0.44 g S和Fe组成的化合物,使其中的S全部转化成H2SO4,这些H2SO4可用20 mL 0.5 mol/L的NaOH溶液完全中和,则原化合物中S的质量分数约为
A. 18% B. 46% C. 53% D. 36%
【答案】D
【解析】
【详解】n(NaOH)=0.02L×0.50mol/L=0.01mol,由反应的关系式SO2~H2SO4~2NaOH可知,n(SO2)=0.005mol,则硫和铁组成的化合物中含有0.005molS,m(S)=0.005mol×32g/mol=0.16g,
则ω(S)=×100%=36%,答案选D。
5. 第20届中国国际工业博览会上,华东师范大学带来的一种“锌十碘”新型安全动力电池亮相工博会高校展区。该新型安全动力电池无污染、高安全、长寿命且具有合适的充电时间,可以应用于日常生活、交通出行等各个领域。已知该电池的工作原理如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 正极反应式为I3--2e-=3I-
B. 6.5gZn溶解时,电解质溶液中有0.2mol电子移动
C. 转移1mol电子时,有1molZn2+从左池移向右池
D. “回流通道”可以减缓电池两室的压差,避免电池受损
【答案】D
【解析】
【详解】A.正极发生还原反应,其电极反应式为:I3-+2e-=3I-,A项错误;
B.电子不能通过溶液,其移动方向为: “Zn→电极a,电极b→石墨毡” ,B项错误;
C.转移1mol电子时,只有0.5molZn2+从左池移向右池,C项错误;
D.该新型电池的充放电过程,会导致电池内离子交换膜的两边产生压差,所以 “回流通道” 的作用是可以减缓电池两室的压差,避免电池受损,D项正确;
答案选D。
6. 钛(Ti)常被称为未来钢铁。下列关于的说法中,错误的是
A. 质子数为22 B. 质量数为70
C. 中子数为26 D. 核外电子数为22
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据核素表示,左下角数字22表示质子数,因此质子数为22,A正确;
B.核素表示中左上角数字48表示质量数,质量数为48,B错误;
C.中子数 = 质量数 - 质子数 = 48 - 22 = 26,C正确;
D.在电中性原子中,核外电子数等于质子数,因此核外电子数为22,D正确;
故选B。
7. 已知AgCl在水中的溶解是吸热过程。不同温度下,AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知T1温度下Ksp(AgCl)=1.6×10-9,下列说法正确的是
A. T1>T2
B. a =4.0×10-5
C. M点溶液温度变为T1时,溶液中Cl-的浓度不变
D. T2时饱和AgCl溶液中,c(Ag+)、c(Cl-)可能分别为2.0×10-5mol/L、4.0×10-5mol/L
【答案】B
【解析】
【详解】A、氯化银在水中溶解时吸收热量,温度越高,Ksp越大,在T2时氯化银的Ksp大,故T2>T1,A错误;
B、氯化银溶液中存在着溶解平衡,根据氯化银的溶度积常数可知a= =4.0×10-5,B正确;
C、氯化银的溶度积常数随温度减小而减小,则M点溶液温度变为T1时,溶液中Cl-的浓度减小,C错误;
D、T2时氯化银的溶度积常数大于1.6×10-9,所以T2时饱和AgCl溶液中,c(Ag+)、c(Cl-)不可能为2.0×10-5mol/L、4.0×10-5mol/L,D错误;
答案选B。
8. 硫酸钙是一种用途非常广泛的产品,可用于生产硫酸、漂白粉等一系列物质(见下图)。下列说法正确的是
A. CO、SO2、SO3均是酸性氧化物
B. 工业上利用Cl2和澄清石灰水反应来制取漂白粉
C. 除去与水反应,图示转化反应均为氧化还原反应
D. 用CO合成CH3OH进而合成HCHO的两步反应,原子利用率均为100%
【答案】C
【解析】
【详解】A.SO2、SO3均是酸性氧化物,CO是不成盐氧化物, A错误;
B.工业上利用Cl2和石灰乳反应来制取漂白粉,B错误;
C.除去与水反应,图示转化反应中均有元素化合价的升降,故反应均为氧化还原反应,C正确;
D.用CO与氢气反应合成CH3OH,反应物完全转化为生成物,原子利用率为100%,甲醇与氧气在催化剂存在时发生反应HCHO和水,所以该步反应中原子利用率不为100%,D错误;
故答案选C。
9. 已知OCN-中每种元素都满足8电子稳定结构,在反应OCN-+OH-+Cl2→CO2+N2+Cl-+H2O(未配平)中,如果有6 mol Cl2完全反应,则被氧化的OCN-的物质的量是
A. 2 mol B. 3 mol C. 4 mol D. 6 mol
【答案】C
【解析】
【详解】OCN-中每种元素都满足8电子稳定结构即可各其中O元素为-2价、C元素为+4价、N元素为-3价;其反应的离子方程式为:2OCN-+4OH-+3Cl2=2CO2+N2+6Cl-+2H2O;即可得如果有6 mol Cl2完全反应,则被氧化的OCN-的物质的量是4 mol,故答案选C。
10. 将下列物质按电解质、非电解质、弱电解质分类顺序排列,正确的是
A. 硫酸 烧碱 醋酸
B. 硫酸 铜 醋酸
C. 高锰酸钾 乙醇 醋酸
D. 磷酸 二氧化碳 硫酸钡
【答案】C
【解析】
【分析】在水溶液里或熔融状态下完全电离的是强电解质,部分电离的是弱电解质;在水溶液里或熔融状态下不导电的化合物是非电解质。
【详解】A、烧碱是NaOH,属于强碱,是强电解质,选项A错误;
B、铜是单质,既不是电解质也不是非电解质,选项B错误;
C、高锰酸钾是盐,属于电解质,乙醇不能导电,属于非电解质,醋酸溶于水部分电离,属于弱电解质,选项C正确;
D、硫酸钡是盐,属于强电解质,选项D错误。
答案选C。
【点睛】本题考查物质的分类、强弱电解质的判断,明确电解质是化合物及电解质与物质的溶解性没有必然的联系,如碳酸钙不溶于水,但属于强电解质是学生解答的难点。
11. 下列物质的分离方法中,利用粒子大小差异的是
A. 过滤豆浆 B. 酿酒蒸馏
C. 精油萃取 D. 海水晒盐
【答案】A
【解析】
【详解】A项、过滤是一种分离不溶性固体与液体的方法,过滤豆浆是利用不溶性溶质的粒子大小大于滤纸的缝隙,而溶剂的粒子大小小于滤纸的缝隙,故A正确;
B项、酿酒蒸馏是利用混合物各成分的沸点不同将混合物分开,与微粒大小无关,故B错误;
C项、精油萃取是利用溶质在不同溶剂中溶解度的不同将其分离的方法,与微粒大小无关,故C错误;
D项、海水晒盐是利用溶质不挥发而溶剂易挥发将其分离的方法,与微粒大小无关,故D错误;
故选A。
12. 实验室用H2还原SiHCl3(沸点:31.85 ℃)制备纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去),下列说法正确的是
A. 装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓H2SO4、冰水
B. 实验时,应先加热管式炉,再打开盛装稀硫酸的分液漏斗
C. 为鉴定制得的硅中是否含微量铁单质,用到的试剂可以为:盐酸、双氧水、硫氰化钾溶液
D. 实验中制备氢气的装置也可用于实验室中用碱石灰与氯化铵溶液反应制备氨气
【答案】C
【解析】
【详解】A.装置Ⅲ的作用是使SiHCl3挥发,Ⅲ中应盛装热水,故A错误;
B. 氢气、氧气的混合气体加热易爆炸,实验时,应先打开盛装稀硫酸的分液漏斗,用生成的氢气把装置中的空气排出,再加热管式炉,故B错误;
C.铁与盐酸反应生成氯化亚铁,用双氧把亚铁离子氧化为铁离子,若加入硫氰化钾溶液后变红,则说明含有铁单质,故C正确;
D.实验室中一般用加热碱石灰与氯化铵固体混合物制备氨气,装置图为,故D错误;答案选C。
13. 常温下,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是
A. 无色透明的溶液中:K+、、MnO、
B. c(I-)=0.10mol·L-1的溶液中:Al3+、Fe3+、Cl-、
C. pH=1的溶液中:、Na+、、Br-
D. 水电离出的c(H+)=10-13mol·L-1的溶液中:Mg2+、K+、Cl-、
【答案】C
【解析】
【详解】A.是紫红色溶液,选项A不符合题意;
B.c(I-)=0.10mol·L-1的溶液中与Fe3+反应生成亚铁离子和碘单质,选项B不符合题意;
C.pH=1的溶液中:、Na+、、Br-都不反应,选项C符合题意;
D.水电离出的c(H+)=10-13mol·L-1的溶液,可能为酸或碱,在酸中或碱中都要反应,选项D不符合题意。
答案选C。
14. 前20号元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大。其中X、Z、R最外层电子数相等,且X与Z、R均可形成离子化合物;Y、W同主族,Y最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法正确的是
A. 元素原子半径大小顺序为:W>Z>Y
B. X分别与Y、Z、W形成的常见化合物都属于电解质
C. Y分别与Z、R形成的化合物中均只含有离子键
D. Y分别与X、Z、W均可形成具有漂白性的化合物,且漂白原理相同
【答案】B
【解析】
【分析】前20号元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大。Y最外层电子数是内层电子数的3倍,由于最外层电子数不超过8,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,故Y为O,而Y、W同主族,则W为S;X、Z、R最外层电子数相等,三者处于同主族,只能处于IA族或IIA族,且X与Z、R均可形成离子化合物,根据原子序数关系可知X为H、Z为Na、R为K。
【详解】A.同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径:Z(Na)>W(S)>Y(O),A错误;
B.X分别与Y、Z、W形成的常见化合物依次为H2O、NaH、H2S,它们都属于电解质,B正确;
C.Y与Z形成化合物有氧化钠、过氧化钠,而过氧化钠中含有离子键、共价键,C错误;
D.Y分别与X、Z、W均可形成具有漂白性的化合物H2O2、Na2O2、SO2,前两者利用其强氧化性,而二氧化硫利用与有机色质化合为不稳定的无色物质,漂白原理不相同,D错误;
故选B。
15. 传统接触法制取硫酸能耗大,污染严重。将燃料电池引入硫酸生产工艺可有效解决能耗和环境污染问题,同时提供电能。以燃料电池为电源电解硫酸铜溶液的工作原理示意图如图所示。下列说法不正确的是
A. b为正极,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O
B. H+由a极通过质子交换膜向b极移动
C. 该燃料电池的总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4
D. 若a电极消耗2.24LSO2,理论上在d极上有6.4g铜析出
【答案】D
【解析】
【分析】在燃料电池中,通入氧气的电极是正极,发生还原反应:O2+4H++4e-=2H2O,通入二氧化硫的电极是负极,发生失电子的氧化反应:2SO2+4H2O-4e-=2SO+8H+,燃料电池的总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,H+由a极通过质子交换膜向b极移动。电解池中c为阳极、d为阴极,Cu2+在d电极放电析出Cu,据此解答。
【详解】A.氧气发生还原反应,故b为正极,正极电极反应式为:O2+4H++4e-=2H2O,故A正确;
B.a为负极、b为正极,电解质溶液中阳离子向正极移动,则H+由a极通过质子交换膜向b极移动,故B正确;
C.该燃料电池中电池反应式相当于二氧化硫、氧气和水生成硫酸的反应,电池总反应式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,故C正确;
D.2.24LSO2的物质的量不能确定,因此无法计算析出铜的质量,故D错误;
故选D。
16. MgCl2和NaHCO3按物质的量之比为1:2混合制成溶液,加热蒸干灼烧后得到的固体是( )
A. Mg(HCO3)2、NaCl B. MgO、NaCl C. MgCl2、Na2CO3 D. MgCO3、NaCl
【答案】B
【解析】
【详解】MgCl2与NaHCO3按物质的量之比为1:2混合,在溶液中可将1 mol MgCl2和2 mol NaHCO3 看成是1 mol Mg(HCO3)2和2 mol NaCl;在溶液受热时亦可看成是Mg(HCO3)2受热分解:Mg(HCO3)2MgCO3+CO2↑+H2O,在受热时MgCO3易转化为更难溶的Mg(OH)2,灼烧后氢氧化镁会分解生成氧化镁固体,所以得到固体为:MgO、NaCl,故选B。
17. 分析化学中,“滴定分数”的定义为:所加滴定剂与被滴定组分的物质的量之比。以0.10mol·L-1的NaOH溶液滴定同浓度某一元酸HA并绘制滴定曲线如图所示。已知lg3=0.5。下列说法中不正确的是
A. 该酸碱中和滴定过程应选择酚酞做指示剂
B. 根据y点坐标可以算得a的数值为3.5
C. 从x点到z点,溶液中水的电离程度逐渐增大
D. x点处的溶液中满足:c(HA)+c(H+)>c(A-)+c(OH-)
【答案】D
【解析】
【分析】以0.10mol·L-1的NaOH溶液滴定同浓度某一元酸HA时,a点溶液中只有HA,x点HA与NaA等比混合,y点溶液呈中性,z点为二者恰好完全反应,即z点为滴定终点。
【详解】A.由图可知,该酸碱中和滴定的滴定终点为碱性,则应选择酚酞做指示剂,A正确;
B.根据y点坐标可以算得K(HA)=,a点时,溶液中只有HA,c(H+)= c(A-),则有,解得,pH=3.5,B正确;
C.从x点到z点,溶液中的溶质由HA对水的抑制,到NaA对水的促进,水的电离程度逐渐增大,C正确;
D.x点处为HA和NaA等物质的量混合溶液,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-);又根据物料守恒:2c(Na+)=c(A-)+c(HA)。两式联立可得:c(HA)+2c(H+)=c(A-)+2c(OH-),由于x点溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),则c(HA)+c(H+)<c(A-)+c(OH-),D错误;
故选D。
【点睛】求a点的pH时,可逆向思维思考,若求pH,即要求氢离子的浓度,则须求平衡常数,进而利用y点中性的条件求出平衡常数,返回计算即可求a点的pH了。
18. 下列各组物质发生反应,生成产物有硫的是( )
A. Na2S2O3 溶液和 HCl 溶液 B. H2S 气体在足量的 O2 中燃烧
C. 碳和浓硫酸反应 D. 铜和浓硫酸反应
【答案】A
【解析】
【详解】A、Na2S2O3溶液和 HCl 溶液反应,发生氧化还原反应生成二氧化硫、硫单质和氯化钠,生成产物有硫,故A符合题意;
B、H2S气体在足量的O2中燃烧生成二氧化硫和水,生成产物中无硫单质生成,故B不符合题意;
C、碳和浓硫酸加热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,生成产物中无硫单质生成,故C不符合题意;
D、铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,生成产物中无硫单质生成,故D不符合题意;
故选:A。
19. 将少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中,下列离子方程式能正确表示该反应的是( )
A. SO2+H2O+Ca2++2ClO﹣→CaSO4↓+HClO+H++Cl﹣
B. SO2+H2O+Ca2++2ClO﹣→CaSO3↓+2H++2ClO﹣
C. SO2+H2O+Ca2++2ClO-→CaSO3↓+2HClO
D. SO2+H2O+Ca2++2ClO-→CaSO4↓+2H++Cl-
【答案】A
【解析】
【详解】将少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中,发生氧化还原反应,生成硫酸钙,由于Ca(ClO)2过量,还生成HClO等,离子反应为SO2+H2O+Ca2++2ClO﹣=CaSO4↓+HClO+H++Cl﹣,故选A。
20. 下列化学用语正确的是
A. 丙烯的结构简式:C3H6 B. 镁离子的结构示意图:
C. CO2的电子式: D. 中子数为18的氯原子符号
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙烯的结构简式为:CH2=CH-CH3,故A错误;
B.镁离子核外有10个电子,结构示意图 ,故B正确;
C.CO2是共价化合物,其结构式为O=C=O,碳原子和氧原子之间有2对电子,其电子式为 ,故C错误;
D.从符号的意义可知A表示质量数,由质子数(Z)+中子数(N)=质量数(A)得:A=17+18=35,原子符号:,故D错误;
故答案为B。
【点睛】解化学用语类题型需要重点关注的有:①书写电子式时应特别注意如下几个方面:阴离子及多核阳离子均要加“[ ]”并注明电荷,书写共价化合物电子式时,不得使用“[ ]”,没有成键的价电子也要写出来。②书写结构式、结构简式时首先要明确原子间结合顺序(如HClO应是H—O—Cl,而不是H—Cl—O),其次是书写结构简式时,碳碳双键、碳碳三键应该写出来。③比例模型、球棍模型要能体现原子的相对大小及分子的空间结构。
21. 利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2,装置如图所示。下列说法正确的是
A. a极反应:CH4+8e-+4O2-=CO2+2H2O
B. A膜和C膜均为阴离子交换膜
C. 可用铁电极替换阴极的石墨电极
D. a极上通入2.24 L甲烷,阳极室Ca2+减少0.4 mol
【答案】C
【解析】
【详解】A.a极为负极,负极上甲烷发生氧化反应,电极反应式为:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,A错误;
B.根据题干信息:利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2,,可知阳极室的电极反应式为:,则阳极室内钙离子向产品室移动,A膜为阳离子交换膜,阴极室的电极反应式为:,则原料室内钠离子向阴极室移动,C膜为阳离子交换膜,B错误;
C.阴极电极不参与反应,可用铁替换阴极的石墨电极,C正确;
D.a极上通入2.24L甲烷,没有注明在标准状况下,无法计算钙离子减少的物质的量,D错误;
答案选C。
【点睛】D容易错,同学往往误以为1mol气体的体积就是22.4L,求气体体积时一定要注意气体所处的状态。
22. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 与完全反应,转移个电子
B. 标准状况下,1.2 L乙醇中含有的极性共价键数目为
C. 18 g的中含有的中子数为
D. 溶液中含有的阳离子数目小于
【答案】A
【解析】
【详解】A.Na2O2与SO2反应生成Na2SO4,氧元素从-1价降至-2价,1 mol Na2O2转移2 mol电子,即2NA个电子,A正确;
B.标准状况下乙醇为液态,不能使用气体摩尔体积计算其物质的量,B错误;
C.D2O摩尔质量为20 g/mol,18 g D2O为0.9 mol;一个D2O含2个D(各含1个中子)和1个O(含8个中子),共10个中子,故含中子数为9NA,C错误;
D.溶液中的阳离子为Fe3+,其物质的量为6.2 mol,数目为6.2NA,大于3.2NA,且Fe3+水解会使阳离子总数增加,D错误。
故答案选A
二、非选择题(共84分)
23. 由芳香烃A制备M(可用作消毒剂、抗氧化剂、医药中间体)的一种合成路线如下:
已知: R1COOR2
请回答:
(1)A的结构简式为_____;D中官能团的名称为 ___ 。
(2)由D生成E的反应类型为 ____;G的分子式为 ___ 。
(3)由E与足量氢氧化钠的乙醇溶液反应的化学方程式为 ____。
(4)M的结构简式为 ____。
(5)芳香化合物H为C的同分异构体,H既能发生银镜反应又能发生水解反应,其核磁共振氢谱有4组吸收峰。写出符合要求的H的一种结构简式 ______。
(6)参照上述合成路线和信息,以苯甲酸乙酯和CH3MgBr为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线_____。
【答案】 ①. ②. 羧基、氯原子 ③. 加成反应 ④. C10H16O2 ⑤. +2NaOH+NaCl+2H2O ⑥. ⑦. ⑧.
【解析】
【分析】A的分子式为C7H8,结合B的结构,应是与CO发生加成反应,可知A为.对比B与C的结构,结合反应条件、C的分子式,可知B中醛基氧化为羧基得到C,C与氯气发生苯环上取代反应生成D,D与氢气发生加成反应生成E,E发生取代反应生成F,故C为、D为、E为.F与乙醇发生酯化反应生成G为,G发生信息中反应生成M为。
【详解】(1)A的结构简式为;D为,其官能团为羧基、氯原子;
(2)根据分析可知D与氢气发生加成反应生成E;G的结构简式为,分子式为C10H16O2;
(3)E为,与足量氢氧化钠的乙醇溶液在加热条件发生氯原子的消去反应,以及羧基与氢氧化钠的中和反应,故反应方程式为:+2NaOH +NaCl+2H2O;
(4)由分析可知M的结构简式为;
(5)C为,其同分异构体H既能发生银镜反应又能发生水解反应说明其含有—CHO结构且含有酯基,核磁共振氢谱有4组吸收峰说明其结构对称,则符合条件的H为:;
(6) 加聚反应得到,发生消去反应得到,由信息可知苯甲酸乙酯与①CH3MgBr、②H+/H2O作用得到,合成路线流程图为 。
【点睛】解决本题充分利用物质的结构与反应条件进行分析判断,熟练掌握官能团的性质与转化;注意对信息的理解,明确题目所给反应中是哪个化学键的断裂与形成。
24. 有机物J是合成抗炎药洛索洛芬钠的关键中间体,它的一种合成路线如图:
回答下列问题:
(1)反应④的反应类型是___________;J中官能团名称是___________。
(2)不用甲苯与氯气在光照条件下反应得到B物质的原因是___________。
(3)根据流程中的信息,在反应⑥的条件下,与足量充分反应生成的有机产物结构简式为___________。
(4)反应⑨的化学方程式为:++HBr+X,其中产物的结构简式是___________。
(5)写出符合下列条件的I的同分异构体___________。
①能发生银镜反应,但不能发生水解反应;②苯环上一氯取代物只有一种;③核磁共振氢谱有4组峰。
(6)根据流程中的信息,写出以、为有机原料合成的合成路线___________。
【答案】(1) ①. 取代反应 ②. 酯基、溴原子
(2)在光照条件下氯气与甲苯反应选择性差,得到的B物质中副产物多
(3) (4)HOCH2CH2OH
(5)、 (6)
【解析】
【分析】A为,B为,由合成流程结合生成的条件及图中转化关系可知,为,酸性条件下水解得到为:,酸和醇发生酯化反应,生成为:,发生取代反应生成,与碘甲烷发生取代反应生成,取代生成,与甲醇发生酯化反应,生成,发生取代反应得到J,同时还生成乙二醇,以此解答。
【小问1详解】
由上述分析可知,反应④为酯化反应或取代反应;J中含有官能团为溴原子、酯基。
【小问2详解】
由于用甲苯与氯气在光照条件下反应,氯气取代甲基的原子,是甲基上的自由基取代反应,产物是氯化苄等,无法得到目标产物对氯甲苯(B);制备B需要使用路易斯酸作催化剂进行苯环上的亲电取代。在光照条件下氯气与甲苯反应选择性差,得到的B物质中副产物多
【小问3详解】
反应⑥发生的是取代反应,与足量充分反应:
;
【小问4详解】
I发生取代反应得到J,根据原子守恒可知同时还生成乙二醇:反应⑨的化学方程式为:
,其中产物X的结构简式为。
【小问5详解】
能发生银镜反应,说明含有醛基,但不能发生水解反应,则另一个为醚键;苯环上一氯取代物只有一种,说明苯环上只有一种氢原子;核磁共振氢谱有4组峰,说明只有4种氢原子;符合条件的同分异构体为:、。
【小问6详解】
与发生取代反应生成,水解生成,与甲醇发生酯化反应生成,合成路线为:
。
25. 二氧化氯(ClO2)具有强氧化性,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体,其体积分数超过10%时易引起爆炸。某研究小组欲用以下三种方案制备ClO2,回答下列问题:
(1)以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2,黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-,写出制备ClO2的离子方程式__。
(2)用过氧化氢作还原剂,在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2,并将制得的ClO2用于处理含CN-废水。实验室模拟该过程的实验装置(夹持装置略)如图所示。
①装置A的名称是__,装置C的作用是__。
②反应容器B应置于30℃左右的水浴中,目的是__。
③通入氮气的主要作用有3个,一是可以起到搅拌作用,二是有利于将ClO2排出,三是__。
④ClO2处理含CN-废水的离子方程式为__,装置E的作用是__。
(3)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2的方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的__(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。
②用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2,工作原理如图所示,写出阳极产生ClO2的电极反应式__。
【答案】 ①. FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O ②. 恒压漏斗 ③. 安全瓶 ④. 提高化学反应速率,同时防止过氧化氢受热分解 ⑤. 稀释ClO2,防止其爆炸 ⑥. 2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl- ⑦. 吸收ClO2等气体,防止污染大气 ⑧. BaCl2 ⑨. Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+
【解析】
【分析】二氧化氯(ClO2)具有强氧化性,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。分别利用无机反应和电解原理制备二氧化氯,三种方法均利用了氧化还原反应。
【详解】(1)以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2,黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-,根据氧化还原反应中电子守恒和元素守恒,可以写出制备ClO2的离子方程式为FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O。
(2)①装置A的名称为恒压漏洞,装置C为安全瓶,起到防止液体倒吸的作用。
②升高温度可以提高化学反应速率,但是原料中含有过氧化氢,过氧化氢在过高的温度下可以发生分解反应,因此反应容器B应置于30℃左右的水浴中。
③根据题文可知,ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体,其体积分数超过10%时易引起爆炸,故通入氮气的主要作用有3个,一是可以起到搅拌作用,二是有利于将ClO2排出,三是稀释ClO2,防止其爆炸。
④ClO2处理含CN-废水发生氧化还原反应,将CN-转化为无污染的CO2和N2,故离子方程式为2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-;装置E在整套装置之后,起到吸收尾气,防止环境污染的作用。
(3)①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,需要过量的碳酸根离子、氢氧根离子和钡离子,过量的钡离子可以用碳酸根离子除去,因此在加入Na2CO3之前应先加入过量BaCl2。
②用石墨做电极,电解池的阳极发生氧化反应,元素化合价升高,因此氯离子在阳极失电子和水反应得到ClO2,电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+。
26. 工业上常用铁质容器盛装冷的浓硫酸。但某兴趣小组的同学发现将一定量的生铁与浓硫酸加热时,观察到固体能完全溶解,并产生大量气体。为此他们进行了如下探究实验。
[探究一]称取铁钉(碳素钢)6.0g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X,并收集到气体Y。
(1)(I)甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要判断溶液X中是否含有Fe2+,可以选用___________。
a.KSCN溶液和氯水 b.K3[Fe(CN)6]溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
(Ⅱ)乙同学将336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发现溶液颜色变浅,试用化学方程式解释溴水颜色变浅的原因___________,然后向反应后的溶液中加入足量BaCl2溶液,经适当操作得干燥固体2.33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为___________。(结果保留一位小数)。
[探究二]甲乙两同学认为气体Y中除SO2外,还可能含有H2和CO2。为此设计如图实验装置(图中夹持仪器省略)进行验证。
(2)简述该实验能产生少量H2的原因___________(用化学用语结合少量文字表述)。
(3)装置B中试剂的作用是___________,装置F的作用是___________。
(4)为了进一步确认CO2的存在,需在上述装置中添加M于___________(选填序号),M中所盛装的试剂可以是___________。
a.A~B之间 b.B~C之间 c.C~D之间 d.E~F之间
【答案】 ①. bd ②. ③. 66.7% ④. 随反应进行,浓硫酸变为稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气, ⑤. 检验SO2是否除尽 ⑥. 防止空气中的水进入E,影响氢气的检验 ⑦. b ⑧. 澄清石灰水
【解析】
【分析】(1)(I)Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀;Fe2+具有还原性,能使高锰酸钾溶液褪色;
(Ⅱ)铁与浓硫酸加热时,浓硫酸被还原为二氧化硫;
(2)铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;
(3)高锰酸钾溶液能氧化吸收二氧化硫,品红检验二氧化硫;
(4)用澄清石灰水检验CO2。
【详解】(1)Fe2+能与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀,Fe2+具有还原性,能使高锰酸钾溶液褪色;要判断溶液X中是否含有Fe2+,可以选用K3[Fe(CN)6]溶液或酸性KMnO4溶液,选bd;
(Ⅱ)铁与浓硫酸加热时,浓硫酸被还原为二氧化硫,二氧化硫具有还原性,二氧化硫通入足量溴水中,发生反应,所以溶液颜色变浅,反应后的溶液中加入足量BaCl2溶液,生成硫酸钡沉淀2.33 g,硫酸钡的物质的量是,根据关系式,可知二氧化硫的物质的量是0.01mol,由此推知气体Y中SO2的体积分数为66.7%。
(2)由于随反应进行,浓硫酸变为稀硫酸,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的方程式为;
(3)高锰酸钾溶液能氧化吸收二氧化硫,品红检验二氧化硫,所以装置B中试剂的作用是检验SO2是否除尽;装置E用于检验装置D中是否有水生成,所以装置F的作用是防止空气中的水进入E,影响氢气的检验;
(4)C中的碱石灰能吸收二氧化碳,所以要确认CO2的存在,在B、C之间添加M,M中盛放澄清石灰水即可。
27. 向硝酸酸化的2mL0.1mol•L-1AgNO3溶液(pH=2)中加入过量铁粉,振荡后静置,溶液先呈浅绿色,后逐渐呈棕黄色,试管底部仍存有黑色固体,过程中无气体生成。实验小组同学针对该实验现象进行如下探究。
Ⅰ.探究Fe2+产生的原因
(1)提出猜想:Fe2+可能是Fe与____或___反应的产物。
(2)实验探究:在两支试管中分别加入与上述实验等量的铁粉,再加入不同的液体试剂,5min后取上层清液,分别加入相同体积和浓度的铁氰化钾溶液
液体试剂
加入铁氰化钾溶液
1号试管
2mL.0.1mol•L-1AgNO3溶液
无蓝色沉淀
2号试管
______
蓝色沉淀
①2号试管中所用的试剂为____。
②资料显示:该温度下,0.1mol•L-1的AgNO3溶液可以将Fe氧化为Fe2+。但1号试管中未观察到蓝色沉淀的原因可能为____。
③小组同学继续进行实验,证明了2号试管得出的结论正确。实验如下:取100mL0.1mol•L-1硝酸酸化的AgNO3溶液(pH=2),加入铁粉并搅拌,分别插入pH传感器和NO3-传感器(传感器可检测离子浓度),得到如图图示,其中pH传感器测得的图示为___(填“图甲”或“图乙”)。
④实验测得2号试管中有NH4+生成,则2号试管中发生反应的离子方程式为___。
Ⅱ.探究Fe3+产生的原因
查阅资料可知,反应中溶液逐渐变棕黄色是因为Fe2+被Ag+氧化。小组同学设计不同实验方案对此进行验证。
(3)方案一;取出少量黑色固体,洗涤后___(填操作和现象),证明黑色固体中有Ag。
(4)方案二:按图连接装置,一段时间后取出左侧烧杯溶液,加入KSCN溶液,溶液变F红。该实验现象____(填“能“或“不能“)证明Fe2+可被Ag+氧化,理由为__。
【答案】 ①. HNO3 ②. AgNO3 ③. 硝酸酸化的2mL0.1mol/LAgNO3的溶液(pH=2) ④. 该反应速率很小或反应的活化能较大 ⑤. 图乙 ⑥. NO3-+4Fe+10H+=NH4++4Fe2++3H2O ⑦. 加入足量稀硝酸加热将固体全部溶解,再向所得溶液中加入稀盐酸,产生白色沉淀 ⑧. 不能 ⑨. Fe2+可能被硝酸氧化或被氧气氧化
【解析】
【分析】(1)Fe过量,可能与硝酸反应生成硝酸亚铁,或Fe与硝酸银反应生成硝酸亚铁;
(2)①加硝酸酸化的2mL0.1mol/LAgNO3的溶液(pH=2)作对比实验;
②1号试管中未观察到蓝色沉淀,与反应速率很小有关;
③发生NO3-+4Fe+10H+=NH4++4Fe2++3H2O,消耗氢离子,pH增大;
④实验过程中,溶液先变成浅绿色,而后逐渐呈棕黄色,但整个过程中并无NO气体产生,则NO3-中N转化为NH4+;
(3)Ag可溶于硝酸,不溶于盐酸;
(4)左侧烧杯溶液,加KSCN溶液,溶液变红,可知左侧含铁离子,左侧为正极,但亚铁离子可能被硝酸或氧气氧化。
【详解】(1)提出猜想:Fe2+可能是Fe与HNO3或AgNO3反应的产物;
(2)①2号试管中所用的试剂为硝酸酸化的2mL0.1mol/LAgNO3的溶液(pH=2),与1为对比实验;
②资料显示:该温度下,0.1mol•L-1的AgNO3溶液可以将Fe氧化为Fe2+.但1号试管中未观察到蓝色沉淀的原因可能为该反应速率很小或反应的活化能较大;
③反应中消耗氢离子,pH变大,则pH传感器测得的图示为图乙;
④实验测得2号试管中有NH4+生成,则2号试管中发生反应的离子方程式为NO3-+4Fe+10H+=NH4++4Fe2++3H2O;
(3)方案一:取出少量黑色固体,洗涤后加入足量稀硝酸加热将固体全部溶解,再向所得溶液中加入稀盐酸,产生白色沉淀(或加入足量盐酸,有黑色固体剩余),证明黑色固体中有Ag;
(4)方案二:一段时间后取出左侧烧杯溶液,加入KSCN溶液,溶液变红,该实验现象不能证明Fe2+可被Ag+氧化,理由为Fe2+可能被硝酸氧化或被氧气氧化。
28. 党的十九大报告中多次提及“绿色环保”“生态文明”,而的有效利用可以缓解温室效应,解决能源短缺问题。中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂和的表面将转化为烷烃,其过程如图。
上图中转化为的反应为:
已知:
(1)图中转化为的热化学方程式是___________。
(2)是水煤气变换反应的常用催化剂,可经、还原制得。两次实验结果如表所示:
实验I
实验II
通入气体
CO、
CO、、
固体产物
、
结合化学方程式解释的作用___________。
(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解可制取甲醇,装置如图所示,电极接电源的___________极(填“正”或“负”),生成甲醇的电极反应式是___________。
(4)用、生成甲醇的反应: ,在恒容密闭容器中按物质的量之比1:2充入和,测得的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,200℃时随时间的变化如表所示:
0
1
2
3
8.0
5.4
4.0
4.0
①___________(填“>”“<”“=”)0。
②写出两条可同时提高反应速率和CO转化率的措施___________。
③下列说法正确的是___________(填字母)。
a.温度越高,该反应的平衡常数越大 b.达平衡后再充入稀有气体,CO的转化率提高
c.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度 d.图中压强
④内用表示的反应速率___________。
⑤200℃时,该反应的平衡常数___________。向上述达到平衡的恒容密闭容器中再加入、、,保持温度不变则化学平衡___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
【答案】(1)
(2),水蒸气能将生成的铁转化为四氧化铁
(3) ①. 负 ②.
(4) ①. ②. 增大浓度、增大压强 ③. cd ④. ⑤. 6.25 ⑥. 正向
【解析】
【小问1详解】
已知:① ;② ;根据盖斯定律可知,可得转化为的热化学方程式 ;
【小问2详解】
由于发生反应,水蒸气能将生成的铁转化为四氧化铁;
【小问3详解】
用稀硫酸作电解质溶液,电解可制取甲醇,碳元素的化合价从+4价降低为-2价,得电子,发生还原反应,所以电极a为阴极,阴极与电源负极相连;结合硫酸做电解质溶液,即可写出生成甲醇的电极反应式为;
【小问4详解】
①由图可知,温度越高,CO的平衡转化率越低,说明升高温度,平衡逆向移动,则该反应的正反应为放热反应,;
②既能提高反应速率又能使平衡右移的方法有增大浓度、增大压强等,故答案为:增大浓度、增大压强;
③a.该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则温度越高,平衡常数越小,故a错误;
b.恒容时,充入稀有气体,平衡不移动,反应物的转化率不变,故b错误:
c.该反应为反应前后气体物质的量变化的反应,则容器内气体压强不再变化时,反应达到平衡状态,即最大限度,故c正确;
d.该反应正反应是气体体积减小的反应,压强越大,的平衡转化率越大,图中相同温度下时转化率大,所以压强,d正确;
本问答案为:cd。
④内,,根据反应,,容器体积为,则用表示的反应速率。
⑤时,平衡时,起始时,,则平衡时,浓度分别为,,,平衡常数。向上述容器中再加入、、,此时浓度商,所以化学平衡正向移动。
29. 海洋是资源的宝库,醢藏着丰富的化学元素,如氯、溴、碘等,海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景。
(1)下列说法正确的是_________。
a.AgCl、AgBr、AgI的颜色依次变深 b.F、Cl、Br、I的非金属性依次增强
c.HF、HCl、HBr、HI的还原性的依次增强 d.F2、Cl2、Br2、I2与H2化合由难变易
(2)实验室从海藻灰中提取少量碘的流程如下图:
①氧化时,可以加入MnO2在酸性条件下进行氧化,反应的离子方程式为:_________。
②上述步骤①②③分离操作分别为过滤、_________、_________。
(3)从海水提取的粗盐中含有Mg2+、Fe2+、Ca2+和SO42—等杂质,“除杂”所需试剂有:①过量的NaOH溶液②过量的Na2CO3溶液③适量的盐酸④过量的BaCl2溶液.试剂的添加顺序为_________。
为使Ca2+完全沉淀,溶液中c(CO32—)应不小于_________mol/L。[已知Ksp(CaCO3)=2.9×10-9,离子浓度小于1×10-5mol/L视为完全沉淀]
(4)目前,利用食盐制取纯碱主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺
①能析出 NaHCO3的原因是_________。
②“氨碱法”是在滤液中加入_________产生NH3,循环使用,但产生大量的废弃物CaCl2;“联合制碱法“是在滤液中继续通入NH3,并加入NaCl粉末以制得更多的副产物_________。
③常温下,向饱和食盐水中通入NH3和CO2,当(HCO3—)=c(NH4+)时,溶液的pH_____7 (填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 ①. ac ②. MnO2+2I—+4H+=Mn2++I2+2H2O ③. 分液 ④. 蒸馏 ⑤. ①④②③(或④②①③或④①②③) ⑥. 2.9×10-44) ⑦. NaHCO3的溶解度最小 ⑧. CaO[或Ca(OH)2] ⑨. NH4Cl ⑩. 小于
【解析】
【分析】(1) a.AgCl、AgBr、AgI的颜色分别为白色、浅黄色、黄色,依次变深;
b.F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱,金属性依次增强;
c.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱,即还原性的依次增强;
d.F2、Cl2、Br2、I2与H2化合由易变难;
(2)①氧化时,在酸性条件下MnO2与碘离子反应生成二价锰离子、碘单质和水;
②步骤①为固液分离,方法为过滤;②为萃取后分液;③蒸发掉有机物生成晶态碘;
(3) 除Mg2+、Fe2+用NaOH,除Ca2+用碳酸钠,除SO42-用氯化钡溶液,但会引入钡离子,除钡离子也用碳酸钠,则除硫酸根离子在除钙离子之前,过滤后再加盐酸除去碳酸根离子和氢氧根离子;根据Ksp(CaCO3)计算;
(4) ①NaHCO3的溶解度小于碳酸钠的;
②“氨碱法”滤液中的主要成分为氯化铵;
③根据溶液呈电中性计算、判断。
【详解】(1) a.AgCl、AgBr、AgI的颜色分别为白色、浅黄色、黄色,依次变深,a正确;
b.F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱,金属性依次增强,b错误;
c.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱,即还原性的依次增强,c正确;
d.F2、Cl2、Br2、I2与H2化合由易变难,d错误;
答案为ac;
(2)①氧化时,在酸性条件下MnO2与碘离子反应生成二价锰离子、碘单质和水,离子方程式为MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O;
②步骤①为固液分离,方法为过滤;②为萃取后分液;③蒸发掉有机物生成晶态碘;
(3) 除Mg2+、Fe2+用NaOH,除Ca2+用碳酸钠,除SO42-用氯化钡溶液,但会引入钡离子,除钡离子也用碳酸钠,则除硫酸根离子在除钙离子之前,过滤后再加盐酸除去碳酸根离子和氢氧根离子,添加顺序为①④②③(或④②①③或④①②③);Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)×c(CO32-)=2.9×10-9,则c(CO32-)=2.9×10-4mol/L;
(4) ①NaHCO3的溶解度小于碳酸钠的,则饱和碳酸钠溶液中通二氧化碳和氨气时能析出碳酸氢钠;
②“氨碱法”滤液中的主要成分为氯化铵,加入CaO[或Ca(OH)2]时可产生氨气;在滤液中继续通入NH3,并加入NaCl粉末能得到更多的氯化铵;
③根据溶液呈电中性,c(Na+)+c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),c(Na+)=c(Cl-),c(NH4+)=c(HCO3-),则c(H+)= c(OH-)+2c(CO32-),溶液呈酸性,pH<7。
【点睛】非金属的非金属性越强,其氢化物越稳定,失电子能力越弱。
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