内容正文:
2025年下学期高二第三次监测化学试卷
时间:75分钟 总分100分
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32
一、选择题
1. 化学与我们的生活息息相关,衣食住行皆化学。下列说法正确的是
A. 羽绒服的合成纤维面料属于有机高分子化合物
B. 用溶液与溶液制作泡沫灭火器
C. 房屋地面铺设的瓷砖主要成分为
D. 用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理就是在钢铁表面形成致密的三氧化二铁薄膜
2. 下列叙述正确的是
A. 甲烷的燃烧热为,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为
B. 在一定条件下将和置于密闭容器中充分反应,放出热量,则反应的热化学方程式为
C. 已知,则
D. 已知中和热,则
3. 下列给定条件下,下列离子组一定大量共存的是
A. 的溶液:、、、
B. 水电离出:、、、
C. 澄清透明溶液:、、、
D. 含有大量的溶液:、、、
4. NA为阿伏加 德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 19g羟基(-18OH)所含中子数为10NA
B. 标准状况下,44.8 L HF含有2NA个极性键
C. 1 mol NaHSO4晶体含有的离子数为3NA
D. 0.1 mol·L-1 KAl(SO4)2溶液中SO42-的数目为0.2NA
5. ,恒温密闭容器中,充入物质的量均为的和,发生反应:,测得三种气体的物质的量浓度随时间变化如图。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ表示的浓度随时间的变化曲线
B.
C. 平衡时,和的转化率相等
D. 平衡后,充入和,此时
6. 我国科学家开发催化剂(Ru-CdS),实现光催化氧化反应。反应如图所示:
下列说法正确的是
A. HMF的分子式为
B. HMF能发生取代反应、氧化反应、加成反应、加聚反应
C. 可用酸性溶液鉴别HMF和HMFCA
D. HMFCA不能与碳酸钠反应
7. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 砷原子的简化电子排布式为:
B. 镁原子最外层电子的电子云图:
C. 电子排布图违背了洪特规则
D. 一个电子从能级跃迁到能级,产生的原子光谱为发射光谱
8. 硫酸可以在甲酸()分解制的反应进程中起催化作用。左图为未加入硫酸的反应进程,图为加入硫酸的反应进程。
下列说法正确的是
A. 甲酸分解制的反应
B. 未加入硫酸的反应进程中不涉及到化学键的断裂与形成
C. 加入硫酸的反应进程中②③步反应速率最快
D. ,
9. 下列装置正确且能达到相应实验目的的是
A.测定中和热
B.配制溶液时上下颠倒“摇匀”
C.测定化学反应速率
D.测定的浓度
A. A B. B C. C D. D
10. “宏观辨识与微观探析”是学科核心素养之一,下列离子方程式正确且符合题意的是
A. 向含溶质的溶液中通入,充分反应,当时,反应的离子方程式为:
B. 用铜片作电极,电解饱和食盐水:
C. 用双氧水和稀硫酸处理铜印刷电路板
D. 向过量的溶液中滴加少量“84”消毒液:
11. 硫酸的制备可以采用电化学方法进行。以和为原料,原理如图(A、B为多孔石墨电极,C、D为惰性电极)。下列说法错误的是
A. 电极为负极,电极反应式为
B. 膜为阳离子交换膜,透过膜向电极移动
C. 、分别为和
D. 若制备硫酸,需要标准状况下体积为
12. 下列实验操作、现象能得出相应结论的是
编号
实验操作
现象
结论
A
将少量片放入溶液中
片逐渐溶解,溶液由黄色逐渐变浅绿色
证明的金属性比强
B
向饱和的溶液(无固体)中加入固体
测得溶液中不变
C
向溶液中滴入5滴同浓度溶液后再滴入5滴同浓度溶液
先出现白色沉淀,后出现红褐色沉淀
D
向某钾盐中滴加浓盐酸
产生的气体可以使品红溶液褪色
该钾盐为或或二者的混合物
A. A B. B C. C D. D
13. 室温下,有色金属冶炼废渣(含Cu、Ni、Si等的氧化物)用过量的较浓H2SO4溶液酸浸后,提取铜和镍的过程如下:
已知:,,。下列说法不正确的是
A. 较浓H2SO4溶液中:
B. NaHSO3溶液中:的平衡常数
C. (NH4)2C2O4溶液中:
D. “提铜”和“沉镍”后的两份滤液中:
14. 常温下,向含NaAc(醋酸钠)、NaBrO3、Na2SO4的混合液中滴加AgNO3溶液,混合液中pAg[PAg=−lgc(Ag+)]与pX[pX=−lgc(Ac−)、−lgc()、−lgc()]的关系如图所示。已知:相同条件下AgAc的溶解度大于AgBrO3的溶解度。下列说法错误的是
A. L1直线代表−lgc(Ag+)和−lgc()的关系
B. 向M点所示混合溶液中加入AgNO3固体,减小
C. 常温下,AgAc饱和溶液中c(Ag+)=10−1.36mol∙L−1
D. 当同时生成AgAc和AgBrO3时,溶液中c(Ac−)>10c()
二、非选择题
15. 硫脲可用于药物、染料、树脂制造等。某实验小组设计如图所示装置利用和制备硫脲,探究其性质并测定其纯度。
已知:硫脲易溶于水,空气中易被氧化,受热易发生异构化反应生成。
回答下列问题:
(1)装浓盐酸仪器的名称是___________,装置A中生成了一种固体单质,该单质为___________(填化学式),试剂X最宜为___________。
(2)反应开始时,先打开,当观察到___________(填现象)时,再打开。
(3)装置C中除生成硫脲外,还生成一种碱,该反应的化学方程式为___________。
(4)装置C反应后的液体经分离、提纯、干燥可得粗产品。测定粗产品的纯度:取粗产品溶于水配制成溶液。准确量取配制好的溶液于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,再加入碘标准溶液和溶液,充分反应后加稀至酸性,滴加两滴淀粉溶液,用标准溶液滴定,滴定至终点时消耗标准溶液。
已知滴定过程中涉及的化学方程式为:;;;。
①滴定终点的现象为___________,该粗产品的纯度为___________。
②下列操作会导致粗产品纯度偏小的是___________(填标号)。
a.碘量瓶用待装液进行润洗
b.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
c.盛装标准溶液的滴定管未润洗
d.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
16. 电化学广泛应用于工业生产和环境保护上。
(1)全钒液流电池是化学储能领域的一个研究热点,储能容量大、使用寿命长。利用该电池电解处理含的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示,a、b、c、d电极均为惰性电极。
①全钒液流电池放电时,a电极反应式为___________,电子的流向由___________(填“a→导线→d”或“d→导线→a”)。
②隔膜1为___________离子交换膜(填“阴”或“阳”),装置B中q口流出液中主要的溶质为___________(填化学式),d电极的电极反应式为___________。
③当装置A中有通过质子交换膜时,则装置B中产生气体的总体积为___________L(标准状况下),处理___________。
(2)用电解法可除去硝酸工业产生的尾气NO,并得到,工作原理如下图。
理论上通入与NO的最佳物质的量之比为___________。
17. 工业上以软锰矿(主要成分,还含有少量的、、等)为原料制取金属锰的工艺流程如图所示:
(1)写出的核外电子排布式___________。软锰矿“粉磨”的目的是___________。
(2)写出“浸出”过程中参与反应的离子方程式___________。
(3)“浸渣”的主要成分是___________(用化学式表示)。
(4)“除杂”反应中X可以是___________(填标号)。
a. b. c. d.
(5)写出“沉锰”操作中发生反应的离子方程式___________。
(6)在废水处理中常用将转化除去,向含有的废水中通入一定量的气体,调节溶液的,当时,开始沉淀,则___________。(已知:25℃时,的电离常数,;)
18. 环氧乙烷(,简称)是有机合成常用的试剂。常温下易燃易爆,其爆炸极限为。工业上常用乙烯、氧气、氮气混合气投料的乙烯氧化法制备。涉及反应有:
主反应:
副反应:
(1)主反应的活化能(正)_____(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)已知,则的燃烧热为_____。
(3)在温度为T,压强为的环境下,欲提高乙烯的平衡转化率,理论上需_____(填“增大”或“减小”)体系中氮气分压。但在实际生产中并非如此,其原因可能是_____。
(4)以Ag为催化剂的反应机理如下:
反应I: 慢
反应Ⅱ: 快
反应Ⅲ: 快
①一定能够提高主反应反应速率的措施有_____(填标号)。
A.移出 B.增大浓度 C.降低温度 D.增大浓度
②加入二氯乙烷会发生反应。一定条件下,反应经过一定时间后,产率及选择性[]与二氯乙烷浓度关系如图。
1,2-二氯乙烷能使产率先增加后降低的原因可能是_____。
(5)一定温度下,假定体系内只发生主反应,设的平衡分压为p,的平衡转化率为x,用含p和x的代数式表示主反应的_____(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
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2025年下学期高二第三次监测化学试卷
时间:75分钟 总分100分
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32
一、选择题
1. 化学与我们的生活息息相关,衣食住行皆化学。下列说法正确的是
A. 羽绒服的合成纤维面料属于有机高分子化合物
B. 用溶液与溶液制作泡沫灭火器
C. 房屋地面铺设的瓷砖主要成分为
D. 用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理就是在钢铁表面形成致密的三氧化二铁薄膜
【答案】A
【解析】
【详解】A.羽绒服的合成纤维面料(如聚酯、尼龙)是由聚合物制成,属于有机高分子化合物,A正确;
B.泡沫灭火器通常使用硫酸铝与碳酸氢钠()反应产生二氧化碳泡沫,B错误;
C.房屋地面铺设的瓷砖主要由粘土、石英等烧制而成,主要成分为硅酸盐(如、),而非碳酸钙,C错误;
D.发蓝处理是通过化学氧化在钢铁表面形成致密的四氧化三铁()薄膜以抗腐蚀,并非三氧化二铁(),D错误;
故答案为:A。
2. 下列叙述正确的是
A. 甲烷的燃烧热为,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为
B. 在一定条件下将和置于密闭容器中充分反应,放出热量,则反应的热化学方程式为
C. 已知,则
D. 已知中和热,则
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据燃烧热的定义可知,生成物中应为液态,故表示甲烷燃烧热的热化学方程式为,A错误;
B.由于和反应是一个可逆反应,即在一定条件下将和置于密闭容器中充分反应,参加反应的小于,放出热量,则反应的热化学方程式为,B错误;
C.已知等质量的C完全燃烧放出的热量比不完全燃烧生成时放出的热量多,故已知,则,C正确;
D.除酸碱中和放出热量,二者还生成了硫酸钡沉淀,也有反应热,D错误;
故答案为C。
3. 下列给定条件下,下列离子组一定大量共存的是
A. 的溶液:、、、
B. 水电离出:、、、
C. 澄清透明溶液:、、、
D. 含有大量的溶液:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.的溶液为中性,但在中性条件下会水解生成沉淀,无法大量共存,A错误;
B.水电离出的的溶液可能为强酸或强碱性。若为酸性,与在酸性条件下发生氧化还原反应;若为碱性,和均与反应,无法大量共存,B错误;
C.澄清透明溶液中,、、、之间不生成沉淀、气体或发生氧化还原反应,可以共存,C正确;
D.与会反应生成沉淀(滕氏蓝),无法大量共存,D错误;
故答案选C。
4. NA为阿伏加 德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 19g羟基(-18OH)所含中子数为10NA
B. 标准状况下,44.8 L HF含有2NA个极性键
C. 1 mol NaHSO4晶体含有的离子数为3NA
D. 0.1 mol·L-1 KAl(SO4)2溶液中SO42-的数目为0.2NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.19g 羟基(-18OH)的物质的量为=1mol,而羟基(-18OH)中含10个中子,故1mol羟基(-18OH)中含10NA个中子,故A正确;
B.标况下HF为液体,不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,故B错误;
C.NaHSO4由钠离子和硫酸氢根离子构成,1mol NaHSO4晶体中含有的离子总数为2NA,故C错误;
D.溶液体积未知,无法计算0.1mol·L-1 KAl(SO4)2溶液中SO42-的数目,故D错误;
故选A。
【点睛】本题的易错点为B,要注意一些特殊物质在标准状况下的状态,本题中的HF为液体,类似的还有SO3为固体,H2O为液体或固体等。
5. ,恒温密闭容器中,充入物质的量均为的和,发生反应:,测得三种气体的物质的量浓度随时间变化如图。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ表示的浓度随时间的变化曲线
B.
C. 平衡时,和的转化率相等
D. 平衡后,充入和,此时
【答案】D
【解析】
【分析】曲线Ⅰ:初始浓度最高,消耗速率较慢,对应,曲线Ⅱ:消耗速率较快,对应,曲线Ⅲ:初始浓度为 0,对应,反应开始时有,,平衡有,,,,据此分析。
【详解】A.曲线Ⅱ表示的浓度随时间的变化曲线,A不符合题意;
B.曲线Ⅰ的起点可知此时,,B不符合题意;
C.平衡时,的转化率为和的转化率为,C不符合题意;
D.平衡后,充入和 ,平衡不移动,D符合题意;
故选D。
6. 我国科学家开发催化剂(Ru-CdS),实现光催化氧化反应。反应如图所示:
下列说法正确的是
A. HMF的分子式为
B. HMF能发生取代反应、氧化反应、加成反应、加聚反应
C. 可用酸性溶液鉴别HMF和HMFCA
D. HMFCA不能与碳酸钠反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.HMF的分子式为,故A错误;
B.含有碳碳双键、碳氧双键、醚键和羟基,可以发生取代反应、氧化反应、加成反应、加聚反应,故B正确;
C.HMF和HMFCA都含有碳碳双键,都可以使酸性溶液褪色,不可用酸性溶液鉴别HMF和HMFCA,故C错误;
D.HMFCA中含有—COOH能与发生反应,故D错误;
故选B。
7. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 砷原子的简化电子排布式为:
B. 镁原子最外层电子的电子云图:
C. 电子排布图违背了洪特规则
D. 一个电子从能级跃迁到能级,产生的原子光谱为发射光谱
【答案】B
【解析】
【详解】A.砷(As)原子序数为33,核外电子排布为,简化电子排布式为,A正确;
B.镁(Mg)原子序数为12,核外电子排布为,最外层电子为3s能级电子,s轨道电子云为球形,B错误;
C.洪特规则指出:电子排布在同一能级的不同轨道时,优先单独占据不同轨道,且自旋状态相同。题图中p能级3个电子没有分占不同轨道,确实违背洪特规则,C正确;
D.能级能量关系为,电子从高能级3p跃迁到低能级3s时会释放能量,产生的原子光谱为发射光谱,D正确;
故选B。
8. 硫酸可以在甲酸()分解制的反应进程中起催化作用。左图为未加入硫酸的反应进程,图为加入硫酸的反应进程。
下列说法正确的是
A. 甲酸分解制的反应
B. 未加入硫酸的反应进程中不涉及到化学键的断裂与形成
C. 加入硫酸的反应进程中②③步反应速率最快
D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲酸分解制的反应,A错误;
B.未加入硫酸的反应进程中发生了化学反应,涉及到化学键的断裂与形成,B错误;
C.加入硫酸的反应进程中②③步的活化能最大,反应速率最慢,C错误;
D.加入催化剂能够降低活化能,因此,根据盖斯定律反应的焓变只与反应的始态和终态有关,因此,D正确;
故选D。
9. 下列装置正确且能达到相应实验目的的是
A.测定中和热
B.配制溶液时上下颠倒“摇匀”
C.测定化学反应速率
D.测定的浓度
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A. 中和热测定实验中,为了使酸碱快速混合均匀、反应完全,必须使用环形玻璃搅拌棒,该装置缺少搅拌装置,A错误;
B.容量瓶定容后颠倒摇匀时,正确操作是:一只手按住容量瓶瓶塞,另一只手托住容量瓶瓶底,B正确;
C. 在催化下分解生成,该装置中为防止生成的气体从漏斗逸出,应该使用分液漏斗,C错误;
D.酸性具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,酸性高锰酸钾应该盛放在酸式滴定管中,图中使用了碱式滴定管,D错误;
故选B。
10. “宏观辨识与微观探析”是学科核心素养之一,下列离子方程式正确且符合题意的是
A. 向含溶质的溶液中通入,充分反应,当时,反应的离子方程式为:
B. 用铜片作电极,电解饱和食盐水:
C. 用双氧水和稀硫酸处理铜印刷电路板
D. 向过量的溶液中滴加少量“84”消毒液:
【答案】C
【解析】
【详解】A.向含溶质的溶液中通入,充分反应,当时,两者恰好完全反应生成:时氯气不足,不可能将和按物质的量之比1:2氧化,反应的离子方程式不可能为:,A错误;
B.用铜片作电极,电解饱和食盐水时,铜做阳极失去电子发生氧化反应生成铜离子,不可能有氯气生成,B错误;
C.用双氧水和稀硫酸处理铜印刷电路板发生的反应为铜与过氧化氢和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,反应的离子方程式为,C正确;
D.过量的亚硫酸氢钠溶液与次氯酸钠溶液反应生成硫酸钠、氯化钠和次氯酸,反应的离子方程式为,D错误;
答案选C。
11. 硫酸的制备可以采用电化学方法进行。以和为原料,原理如图(A、B为多孔石墨电极,C、D为惰性电极)。下列说法错误的是
A. 电极为负极,电极反应式为
B. 膜为阳离子交换膜,透过膜向电极移动
C. 、分别为和
D. 若制备硫酸,需要标准状况下体积为
【答案】B
【解析】
【分析】根据装置图,生成氢气的一极为阴极,所以电极D为阴极,得到电子,发生还原反应,其电极反应为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,电极C为阳极,失去电子,发生氧化反应,其电极反应式为:-2e-+H2O =+2H+;电极A为负极,二氧化硫失去电子生成硫酸根离子,发生氧化反应,其电极反应式为:SO2-2e-+2H2O==+4H+;电极B为正极,氧气得到电子,发生还原反应,其电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O。
【详解】A.电极A为负极,二氧化硫失去电子生成硫酸根离子,发生氧化反应,其电极反应为:SO2-2e-+2H2O=+4H+,A正确;
B.C是阳极,亚硫酸根通过膜P,在C极上发生氧化反应生成硫酸根,故膜P是阴离子交换膜,B错误;
C.根据分析,溶液、分别为和,C正确;
D.甲和乙池中都生成了H2SO4,转移相同的电子数,两池中转移电子数相同,故各生成98g硫酸,转移2mol电子,需要氧气0.5mol,状况下体积为11.2L,D正确;
答案选B。
12. 下列实验操作、现象能得出相应结论的是
编号
实验操作
现象
结论
A
将少量片放入溶液中
片逐渐溶解,溶液由黄色逐渐变浅绿色
证明的金属性比强
B
向饱和的溶液(无固体)中加入固体
测得溶液中不变
C
向溶液中滴入5滴同浓度溶液后再滴入5滴同浓度溶液
先出现白色沉淀,后出现红褐色沉淀
D
向某钾盐中滴加浓盐酸
产生的气体可以使品红溶液褪色
该钾盐为或或二者的混合物
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.将Zn片放入FeCl3溶液中,发生反应为,无Fe单质生成,无法证明Zn的金属性比Fe强,A错误;
B.向饱和FeSO4溶液中加入CuS固体,若,则会发生沉淀转化,导致减小,实测不变,说明未发生转化,可证明,B正确;
C.该实验中NaOH溶液过量,滴入FeCl3溶液时,Fe3+直接与过量的OH-反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀,不存在Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀的过程,无法比较二者的大小,C错误;
D.能使品红溶液褪色的气体除SO2外还可能为Cl2等,若钾盐为KClO3等强氧化性盐,与浓盐酸反应生成的Cl2也可使品红溶液褪色,无法确定钾盐为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐,D错误;
故选 B。
13. 室温下,有色金属冶炼废渣(含Cu、Ni、Si等的氧化物)用过量的较浓H2SO4溶液酸浸后,提取铜和镍的过程如下:
已知:,,。下列说法不正确的是
A. 较浓H2SO4溶液中:
B. NaHSO3溶液中:的平衡常数
C. (NH4)2C2O4溶液中:
D. “提铜”和“沉镍”后的两份滤液中:
【答案】A
【解析】
【分析】有色金属冶炼废渣(含Cu、Ni、Si等的氧化物)用过量的较浓H2SO4溶液酸浸后,浸取液主要含有CuSO4、NiSO4,加入NaHSO3溶液提铜,滤液加入(NH4)2C2O4溶液沉镍得到NiC2O4;
【详解】A.若H2SO4两步均完全电离,则溶液中存在电荷守恒:,但根据题给信息知,在较浓的H2SO4溶液中H2SO4仅第一步电离完全,电离出大量的H+会抑制第二步电离,第二步电离不完全,溶液中存在,因此电荷守恒应表示为,A不正确;
B.该反应的平衡常数K==,B正确;
C.得到1个OH-生成NH3﹒H2O,得1个H+生成、得2个H+生成,水电离出的H+与OH-浓度相等,即,则溶液中存在质子守恒,C正确;
D.根据题意只有提铜这一步加了钠盐,故加入的钠离子的物质的量不变,即,D正确;
答案选A。
14. 常温下,向含NaAc(醋酸钠)、NaBrO3、Na2SO4的混合液中滴加AgNO3溶液,混合液中pAg[PAg=−lgc(Ag+)]与pX[pX=−lgc(Ac−)、−lgc()、−lgc()]的关系如图所示。已知:相同条件下AgAc的溶解度大于AgBrO3的溶解度。下列说法错误的是
A. L1直线代表−lgc(Ag+)和−lgc()的关系
B. 向M点所示混合溶液中加入AgNO3固体,减小
C. 常温下,AgAc饱和溶液中c(Ag+)=10−1.36mol∙L−1
D. 当同时生成AgAc和AgBrO3时,溶液中c(Ac−)>10c()
【答案】B
【解析】
【分析】,,,即,,,相同条件下AgAc的溶解度大于AgBrO3的溶解度,可知L1对应AgBrO3,L2对应Ag2SO4,L3对应AgAc;
【详解】A.由分析可知,L1直线代表−lgc(Ag+)和−lgc()的关系,A正确;
B.M点为L2和L3的交点,此时c(Ac-)和c()相等,向M点所示的混合溶液中加入AgNO3固体,c(Ag+)增大,所以 增大,B错误;
C.AgAc饱和溶液中存在溶解平衡,AgAc(s) Ag+(aq)+ Ac-(aq),c(Ag+)=c(Ac-),Ksp(AgAc)=c(Ag+)c(Ac-)=10-2.72,则c(Ag+)=10−1.36 mol/L,C正确;
D.当同时生成AgAc和AgBrO3时,溶液中,c(Ac−)>10c(),D正确;
故选B。
二、非选择题
15. 硫脲可用于药物、染料、树脂制造等。某实验小组设计如图所示装置利用和制备硫脲,探究其性质并测定其纯度。
已知:硫脲易溶于水,空气中易被氧化,受热易发生异构化反应生成。
回答下列问题:
(1)装浓盐酸仪器的名称是___________,装置A中生成了一种固体单质,该单质为___________(填化学式),试剂X最宜为___________。
(2)反应开始时,先打开,当观察到___________(填现象)时,再打开。
(3)装置C中除生成硫脲外,还生成一种碱,该反应的化学方程式为___________。
(4)装置C反应后的液体经分离、提纯、干燥可得粗产品。测定粗产品的纯度:取粗产品溶于水配制成溶液。准确量取配制好的溶液于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,再加入碘标准溶液和溶液,充分反应后加稀至酸性,滴加两滴淀粉溶液,用标准溶液滴定,滴定至终点时消耗标准溶液。
已知滴定过程中涉及的化学方程式为:;;;。
①滴定终点的现象为___________,该粗产品的纯度为___________。
②下列操作会导致粗产品纯度偏小的是___________(填标号)。
a.碘量瓶用待装液进行润洗
b.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
c.盛装标准溶液的滴定管未润洗
d.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
【答案】(1) ①. 恒压分液漏斗 ②. S ③. 饱和溶液
(2)装置D中出现黑色沉淀
(3)
(4) ①. 当滴入最后半滴标准溶液,溶液蓝色消失,且半分钟内不恢复原色 ②. 76% ③. cd
【解析】
【分析】用H2S和CaCN2制备硫脲,装置A中,FeS2与浓盐酸反应发生歧化反应,生成H2S,同时生成S,再用饱和NaHS溶液除去H2S中挥发的HCl,H2S进入装置C后,与CaCN2制备硫脲,剩余的H2S进入装置D中进行尾气处理,据此分析。
【小问1详解】
装浓盐酸仪器的名称是恒压分液漏斗,装置A中,FeS2与浓盐酸反应生成H2S,同时生成的固体单质为S;NaHS溶液可以盐酸反应,试剂X的作用为除去挥发的HCl,故为饱和NaHS溶液。
【小问2详解】
空气中的氧气会氧化硫脲,故选排出,则先打开K1,利用H2S排尽装置内空气,当观察到装置装置D中出现黑色沉淀时,再打开K2。
【小问3详解】
装置C中,H2S和CaCN2生成硫脲和Ca(OH)2,化学方程式为:。
【小问4详解】
①滴定是用滴定过量的碘,溶液中加入了淀粉作为指示剂,碘遇淀粉变蓝。当滴入最后一滴标准溶液时,过量的碘被完全消耗,溶液由蓝色变为无色。滴定终点现象:当滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液,溶液蓝色消失,且半分钟内不恢复原色,n(I2)总=0.1mol/L×0.05L=0.0050mol,滴定消耗n(Na2S2O3)=0.1mol/L×0.010L=0.001mol,对应过量n(I2)=0.004mol,n(I2)=0.005mol-0.004mol=0.001mol被硫脲所消耗,根据比例关系4I2~4NaIO~CS(NH2)2,故样品中硫脲的物质的量为
mol,该粗产品的纯度为×100%=76%;
②a.碘量瓶用待装液进行润洗,会使硫脲偏多,纯度偏大;
b.读数时,滴定前平视,滴定后俯视,读取的Na2S2O3体积偏小,纯度偏大
c.盛装Na2S2O3标准溶液的滴定管未润洗,导致Na2S2O3浓度偏低,消耗体积偏大,计算的过量I2偏多,与硫脲反应的I2偏少,纯度偏小;
d.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,读取的Na2S2O3体积偏大,导致纯度偏小;
故答案为:cd。
16. 电化学广泛应用于工业生产和环境保护上。
(1)全钒液流电池是化学储能领域的一个研究热点,储能容量大、使用寿命长。利用该电池电解处理含的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示,a、b、c、d电极均为惰性电极。
①全钒液流电池放电时,a电极反应式为___________,电子的流向由___________(填“a→导线→d”或“d→导线→a”)。
②隔膜1为___________离子交换膜(填“阴”或“阳”),装置B中q口流出液中主要的溶质为___________(填化学式),d电极的电极反应式为___________。
③当装置A中有通过质子交换膜时,则装置B中产生气体的总体积为___________L(标准状况下),处理___________。
(2)用电解法可除去硝酸工业产生的尾气NO,并得到,工作原理如下图。
理论上通入与NO的最佳物质的量之比为___________。
【答案】(1) ①. ②. d→导线→a ③. 阳 ④. ⑤. ⑥. 6.72 ⑦. 32
(2)
【解析】
【分析】由图知,X区释放氢气,则为阴极区,c为阴极,d为阳极,B为电解池,A为原电池,则a为正极、b为负极。
【小问1详解】
①a电极为正极,溶液中得到电子和氢离子反应生成和水,其电极反应式为+2H++e−=VO2++H2O;电子的流向由d→导线→a;
②c极是水中氢离子得到电子变为氢气,剩余的氢氧根与废水中的铵根离子反应生成一水合氨,d极是水失去电子变为氧气,d电极的电极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+,剩余H+与结合为HNO3,因此隔膜1为阳离子交换膜,q口流出液含有的溶质为HNO3;
③当装置A中有0.4molH+通过质子交换膜时,则电子转移为0.4mol,B装置中存在关系式,则装置B中氢气0.2mol、氧气0.1moL,产生的气体总体积为(0.2mol+0.1mol) 22.4L/mol=6.72L(标准状况下),处理NH4NO3的物质的量为0.4mol,NH4NO3的质量为0.4mol 80g/mol=32g;
【小问2详解】
由图示可知,NO在阳极上失电子生成,电极反应式为NO-3e-+2H2O =+4H+,NO在阴极上得电子生成,电极反应式为NO+5e-+6H+= +H2O,电解总反应式为8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,故当实际参加反应的NO为8 mol时,要将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3,还应通入2 mol NH3,则理论上通入NH3与NO的最佳物质的量之比n(NH3)∶n(NO)=2 mol∶8 mol=1∶4。
17. 工业上以软锰矿(主要成分,还含有少量的、、等)为原料制取金属锰的工艺流程如图所示:
(1)写出的核外电子排布式___________。软锰矿“粉磨”的目的是___________。
(2)写出“浸出”过程中参与反应的离子方程式___________。
(3)“浸渣”的主要成分是___________(用化学式表示)。
(4)“除杂”反应中X可以是___________(填标号)。
a. b. c. d.
(5)写出“沉锰”操作中发生反应的离子方程式___________。
(6)在废水处理中常用将转化除去,向含有的废水中通入一定量的气体,调节溶液的,当时,开始沉淀,则___________。(已知:25℃时,的电离常数,;)
【答案】(1) ①. 或 ②. 增大接触面积,加快浸出速率及提高原料的浸出率
(2)
(3)
(4)ad (5)
(6)5
【解析】
【分析】软锰矿主要成分是MnO2,还含有少量的Fe2O3、Al2O3、SiO2,软锰矿加入硫酸和硫酸亚铁,MnO2被硫酸亚铁还原为硫酸锰,Fe2O3和硫酸反应生成硫酸铁,Al2O3和硫酸反应生成硫酸铝,SiO2和硫酸不反应,过滤,滤液中含有Mn2+、Fe3+、Al3+、H+,加试剂X调节pH生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀除去Fe3+、Al3+,过滤,滤液中加碳酸氢铵生成碳酸锰沉淀、二氧化碳,过滤出碳酸锰,碳酸锰和硫酸反应生成硫酸锰溶液,电解硫酸锰溶液得到金属锰,以此解答。
【小问1详解】
锰(Mn)是25号元素,位于元素周期表第四周期第ⅦB族。根据构造原理,其核外电子排布为,也可以简写为。在化工生产中,将固体原料粉碎(粉磨)可以增大接触面积,加快浸出速率及提高原料的浸出率。
【小问2详解】
具有氧化性,在酸性条件下能将氧化为,自身被还原为,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:。
【小问3详解】
依据分析,“浸渣”的主要成分是。
【小问4详解】
浸取液中含有、、以及过量的。为了得到纯净的锰产品,需要除去和。通常的方法是加入碱性物质调节溶液的pH,使和转化为氢氧化物沉淀(滤渣1)除去,而仍留在溶液中。加入的物质X必须能消耗提高pH,且不能引入新的杂质离子。和 均能消耗 生成 ,不引入新杂质,可行,和消耗 ,但会引入杂质,不可行,故选ad。
【小问5详解】
经过除杂后的滤液1主要成分是。向其中加入进行“沉锰”,目的是生成沉淀, 电离出和H+,与生成沉淀,H+和反应释放出气体,离子方程式为;。
【小问6详解】
溶液的,即,当开始沉淀时,,根据的二级电离平衡:,其电离常数表达式为:,,,因此, 。
18. 环氧乙烷(,简称)是有机合成常用的试剂。常温下易燃易爆,其爆炸极限为。工业上常用乙烯、氧气、氮气混合气投料的乙烯氧化法制备。涉及反应有:
主反应:
副反应:
(1)主反应的活化能(正)_____(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)已知,则的燃烧热为_____。
(3)在温度为T,压强为的环境下,欲提高乙烯的平衡转化率,理论上需_____(填“增大”或“减小”)体系中氮气分压。但在实际生产中并非如此,其原因可能是_____。
(4)以Ag为催化剂的反应机理如下:
反应I: 慢
反应Ⅱ: 快
反应Ⅲ: 快
①一定能够提高主反应反应速率的措施有_____(填标号)。
A.移出 B.增大浓度 C.降低温度 D.增大浓度
②加入二氯乙烷会发生反应。一定条件下,反应经过一定时间后,产率及选择性[]与二氯乙烷浓度关系如图。
1,2-二氯乙烷能使产率先增加后降低的原因可能是_____。
(5)一定温度下,假定体系内只发生主反应,设的平衡分压为p,的平衡转化率为x,用含p和x的代数式表示主反应的_____(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
【答案】(1)< (2)-1306
(3) ①. 减小 ②. 防止环氧乙烷浓度高而爆炸
(4) ①. B ②. 浓度低时,抑制副反应,增加主反应选择性,浓度较高时则会使催化剂的量减少,降低催化效果。
(5)
【解析】
【小问1详解】
由 知,主反应是放热反应,=(正)—(逆)<0,所以(正)< (逆)。
【小问2详解】
EO燃烧的热化学方程式为,根据盖斯定律,该反应的∆H=-(-105kJ/mol)+(-1323 kJ/mol)-2×44 kJ/mol=-1306 kJ/mol。
【小问3详解】
在恒压体系中,减小氮气分压,相当于给反应体系增压,乙烯氧化法制备EO的主反应是气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,乙烯平衡转化率增大,所以应该减小体系中氮气的分压;EO常温下易燃易爆,其爆炸极限为,所以实际生产中需要加入氮气稀释气体,防止环氧乙烷浓度高而爆炸。
【小问4详解】
①A.移出,生成物浓度降低,反应速率减慢;A错误;
B.反应Ⅰ是慢反应,决定反应速率,增大浓度,慢反应的反应物浓度增加,反应速率加快,B正确;
C.降低温度,反应速率减慢,C错误;
D.增大浓度,反应Ⅱ和反应Ⅲ是快反应,不能决定该反应的总速率,所以增大浓度,反应速率不会明显增大,D错误;
故选:B。
②加入少量1,2-二氯乙烷会消耗,减少与乙烯的副反应,即减少反应Ⅲ的发生,增加主反应选择性,EO产率增加,而当1,2-二氯乙烷过量时,会使催化剂转化为氯化银,使银不能再生,催化循环受阻,EO产率降低。
【小问5详解】
一定温度下,假定体系内只发生主反应,设的平衡分压为p,的平衡转化率为x,设的初始压强为,列三段式进行计算:
所以。
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