精品解析：上海市浦东复旦附中分校2024-2025学年高三上学期阶段测试 化学试卷

浦东复旦附中分校2024学年第一学期高三年级 化学学科阶段性练习二 注意：标注“不定项”的试题，每小题有1~2个正确选项；未特别标注的选择类试题，每小题只有1个正确选项。 可能用到的相对原子质量：O-16 V-51 Co-59 Cu-64 I-127 一、用途广泛的金属——钴(本题共22分) 钴(Co)是第四周期第Ⅷ族的元素，其化合物在生产生活中应用广泛。以甲醇为溶剂，Co2+可与色胺酮分子配位结合，形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如下所示)。通常我们把与中心原子(或离子)以配位键相结合的原子数目称为配位数。 1. 基态Co的价层电子排布式为_______。 2. 色胺酮钴配合物中Co的配位数为_______。 3. X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子，主要是通过_________作用与色胺酮钴配合物相结合。 A. 离子键 B. 共价键 C. 范德华力 D. 氢键 某小组设计钴硫液流电池，电池总反应为：2Co3++SO+H2OCo2++SO+2H+，其结构如图所示： 4. 充电时，阳极发生的是_________(填“氧化”或“还原”)反应。 5. 放电时，电池的负极反应式为__________________。 6. 写出检验液流电池中含有硫酸根的实验方案。__________________。 7. SO中S原子的杂化轨道类型为__________。SO的价层电子对的空间结构为__________________。 一种钴的氧化物的晶胞结构如图所示： 8. 该钴的氧化物化学式为__________________。 9. 该氧化物中离氧离子最近的钴离子有____________个。 10. 设NA为阿伏伽德罗常数的值，该晶胞是一个边长为a nm立方体，则该晶胞的密度为_______g/cm3(1nm=10-7cm)。 二、未来燃料——甲醇(本题共20分) 甲醇作为燃料具有可持续性、清洁性、能量密度高等特点，是当下各国大力发展的未来燃料之一。 甲醇可由CO2与H2制备：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0，现进行如下实验：在体积为1 L的密闭容器中，充入1 molCO2和3 molH2，一定条件下发生反应，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图。 11. 对于利用CO2与H2制备甲醇的反应的自发性判断正确的是_________。 A. 低温自发 B. 高温自发 C. 任意温度均自发 D. 任意温度均不自发 12. 从反应开始到平衡，氢气的反应速率： _________。 13. 下列措施中能使CO2反应速率增大的是___________。 A. 恒压充入He B. 恒容充入He C. 将水蒸气从体系中分离 D. 升高温度 14. 能够说明该反应已达到平衡的是___________。(不定项) A. 恒温、恒容时，容器内的压强不再变化 B. 恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化 C. 一定条件下，、和的浓度不再变化 D. 一定条件下，单位时间内消耗3 molH2的同时生成1 molCH3OH 以甲醇作燃料的燃料电池如图所示。 15. X处通入的是___________(填“甲醇”或“空气”)；正极的电极反应式为___________。 16. 若有1 molCO2生成，理论上通过质子交换膜的H+的数目为___________。 对二甲苯主要用作生产聚酯纤维、树脂和涂料的原料，也用作溶剂。工业上利用甲苯和甲醇发生甲基化反应可获得，同时得到副产品间二甲苯和邻二甲苯，相关反应如下： i．     ii．     iii．     标准摩尔生成焓是指标准状态下，由稳定的单质生成该物质的焓变。稳定单质的。有关物质的标准摩尔生成焓如下表所示。 物质 18.0 a 50.4 17. 根据表中数据计算_______。 18. 异构化反应正反应的活化能_______逆反应的活化能。 A． 大于 B． 小于 恒压条件下将和按一定比例通入某密闭容器中发生反应i、ii、iii，不同温度下或的平衡选择性[用表示，如]如图所示。已知各同分异构体之间可以相互转化。 19. 曲线_______能代表的平衡选择性。 A．X B．Y C．Z 三、一种解痉药——硫酸阿托品(本题共20分) 硫酸阿托品可以缓解各种内脏绞痛，如胃肠绞痛及膀胱刺激现象，也可以减轻帕金森病患者的强直及震颤症状等。以柠檬酸、1，3-丁二烯、甲胺等为原料合成硫酸阿托品的路线如下图。 已知：①。②吡啶是一种有机碱 回答下列问题： 20. 柠檬酸分子A中含氧官能团名称为__________。 21. 有机物D的核磁共振氢谱中有4组峰，其结构简式为__________。 22. E→F的有机反应类型为___________反应。 23. 有机物F的分子式为__________，分子中含有_______个手性碳原子。 24. 写出有机物G生成H的化学反应方程式___________________。根据上述方程式，推测吡啶的作用是______________________。 25. 均为平面结构的吡咯()和吡啶()与苯环一样都具有芳香性(含离域π键)，在盐酸中溶解度较小的为吡咯，原因是___________________。 26. 结合上述合成信息，某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去)，其中L、M和N的结构简式分别为_______、_______、_______。 四、一种催化剂——碘化亚铜(本题共16分) 碘化亚铜(CuI)可用作有机合成催化剂，是一种白色粉末，不溶于水，在空气中相对稳定。 实验室制备碘化亚铜的装置如图(部分夹持及加热装置已略去)： 部分实验步骤如下： I．取50.0gCuSO4·5H2O、80.0gNaI于仪器X中，加入适量蒸馏水溶解，搅拌，得到黄色沉淀； Ⅱ．打开分液漏斗，将A中产生的SO2通向B中的黄色沉淀，充分反应后得到白色沉淀； Ⅲ．将分离出的白色沉淀经过“系列操作”得到19.1g产品； Ⅳ．测定产品中CuI的纯度。 回答下列问题： 27. 已知步骤I中的黄色沉淀含CuI和一种单质，制备CuI的化学方程式为___________。 28. 步骤Ⅱ通入的主要目的是____________________。写出通入SO2所发生的离子反应方程式____________________。 29. 下图中能起到与单向阀C相同作用的是___________(不定项)。(下图容器中未标注的液体均为氢氧化钠溶液) 30. 已知荧光强度比值与浓度在一定范围内的关系如图。取0.1mgCuI粗产品，经预处理，将其中Cu元素全部转化为并定容至1L。取样1mL测得荧光强度比值为10.7，则产品中CuI的纯度为___________。 (保留2位小数) 也可利用测定样品中质量分数(杂质不参加反应)。方法如下： 步骤一：称取样品0.500g，向其中加入足量溶液，发生反应：。 步骤二：待充分反应后，滴加溶液，发生反应：，当恰好完全反应时消耗KMnO4溶液的体积为18.00mL。 31. 欲检验步骤一中反应是否发生可选取的试剂是__________。(不定项) A. KSCN B. 苯 C. 酸性高锰酸钾溶液 D. 淀粉溶液 32. 该样品中碘化亚铜的质量分数为___________。(写出计算过程，答案保留2位小数) 五、含硫废液的处理(本题共22分) 印刷产业工业废水中含有大量的硫化物(主要成分为Na2S)，可用如图所示转化方式除去。 33. 当反应I和Ⅱ转移电子数相等时，还原剂的物质的量之比为(I中：II中)=________。 34. 已知反应Ⅲ中Na2S与Na2SO3按等物质的量反应，反应的化学方程式为___________ 35. 下列关于Na2S溶液说法正确的是_______________。(不定项) A. [Na+]+[H+] =[OH-]+[HS-]+[S2-] B. 2[Na+]=[H2S]+[HS-]+[S2-] C. [H+] +[HS-]+2[H2S]= [OH-] D. Na2S溶液呈碱性的原因：S2-+H2O=HS-+OH- 一种处理Na2S废液并变废为宝获得硫单质的方法是电解法。 36. A电极上的电极反应式为_____________。 37. 电极B所在电解槽中不仅能得到氢气，还能获得NaOH溶液。则阴极室与阳极室之间使用的离子交换膜是_________。 A．阴离子交换膜 B． 阳离子交换膜 某实验兴趣小组欲研究是否可以用FeCl3去除硫化物。他们对溶液中FeCl3和Na2S的反应进行分析：甲同学认为发生双水解反应；乙同学认为发生复分解反应；丙同学认为发生氧化还原反应。 38. 若甲同学的观点正确，请写出相应的离子反应方程式_________________。 通过查阅资料，室温条件下有如下数据： Ksp[Fe(OH)3] Kal(H2S) Ka2(H2S) Kw 1×10-38 1×10-6.8 1×10-14.7 1×10-14 39. 请根据上表的数据计算该离子反应方程式室温下的化学平衡常数K=_______。 为了验证乙丙同学的观点，现进行如下实验： 实验a 实验b 实验c FeCl3(aq) 5mL 10mL 30mL 实验现象 产生黑色浑浊，混合液pH=11.7 黑色浑浊度增大，混合液pH=6.8 观察到黑色和黄色浑浊物，混合液pH=3.7 查阅资料：Fe2S3(黑色)在空气中能够稳定存在，FeS(黑色)在空气中易变质为Fe(OH)3。 设计实验：分别取实验a、b、c中沉淀放置于空气中12小时，a中沉淀无明显变化。b、c中黑色沉淀部分变为红褐色。 40. 实验b、c的黑色沉淀物为_______。 41. 请写出实验c生成黄色浑浊物的离子反应方程式__________________________。 探究实验a中Fe3+与S2-没有发生氧化还原反应的原因： 设计实验：电极材料为石墨 42. 试剂X和Y分别是_________、_________。 43. 若右侧溶液变浑浊，说明Fe3+与S2-发生了氧化还原反应。该说法是否合理。请判断并说明理由_____________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 浦东复旦附中分校2024学年第一学期高三年级 化学学科阶段性练习二 注意：标注“不定项”的试题，每小题有1~2个正确选项；未特别标注的选择类试题，每小题只有1个正确选项。 可能用到的相对原子质量：O-16 V-51 Co-59 Cu-64 I-127 一、用途广泛的金属——钴(本题共22分) 钴(Co)是第四周期第Ⅷ族的元素，其化合物在生产生活中应用广泛。以甲醇为溶剂，Co2+可与色胺酮分子配位结合，形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如下所示)。通常我们把与中心原子(或离子)以配位键相结合的原子数目称为配位数。 1. 基态Co的价层电子排布式为_______。 2. 色胺酮钴配合物中Co的配位数为_______。 3. X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子，主要是通过_________作用与色胺酮钴配合物相结合。 A. 离子键 B. 共价键 C. 范德华力 D. 氢键 某小组设计钴硫液流电池，电池总反应为：2Co3++SO+H2OCo2++SO+2H+，其结构如图所示： 4. 充电时，阳极发生的是_________(填“氧化”或“还原”)反应。 5. 放电时，电池的负极反应式为__________________。 6. 写出检验液流电池中含有硫酸根的实验方案。__________________。 7. SO中S原子的杂化轨道类型为__________。SO的价层电子对的空间结构为__________________。 一种钴的氧化物的晶胞结构如图所示： 8. 该钴的氧化物化学式为__________________。 9. 该氧化物中离氧离子最近的钴离子有____________个。 10. 设NA为阿伏伽德罗常数的值，该晶胞是一个边长为a nm立方体，则该晶胞的密度为_______g/cm3(1nm=10-7cm)。 【答案】1. 3d74s2 2. 4 3. D 4. 氧化 5. SO+H2O-2e-=SO+2H+ 6. 取少量电解液于试管中，加入足量稀盐酸酸化，无明显现象后滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明液流电池中含有硫酸根 7. ①. sp3 ②. 四面体形 8. CoO 9. 6 10. 【解析】 【1题详解】 钴（Co）是27号元素，基态原子的核外电子排布式为 ，其价层电子排布式为 。 【2题详解】 由色胺酮钴配合物的结构简式可知，中心Co原子与配体中的2个N原子和2个O原子形成了配位键，因此Co的配位数为4。 【3题详解】 分子中含有羟基，而色胺酮钴配合物中含有电负性较强的O、N原子，两者之间主要通过氢键相结合，氢键对配合物晶体结构的稳定起主要作用，故选D。 【4题详解】 充电过程相当于电解池，电解池的阳极发生失去电子的氧化反应。 【5题详解】 放电时为原电池，负极发生氧化反应；根据电池总反应方程式，在负极失去电子生成，结合电解质溶液环境，电极反应式为 。 【6题详解】 检验时需要排除溶液中可能存在的等离子的干扰，正确的操作是：取少量电解液于试管中，先加入足量稀盐酸酸化（排除亚硫酸根干扰），再滴加 溶液，若产生白色沉淀，则证明含有。 【7题详解】 中中心S原子的价层电子对数为 ，故S原子采用杂化；因为价层电子对数为4，所以其价层电子对的空间结构为四面体形。 【8题详解】 根据晶胞结构图，Co原子（黑球）位于顶点和面心，根据均摊法Co原子个数为 ；O原子（灰球）位于棱心和体心，个数为 ，Co与O的原子个数比为1:1，故化学式为。 【9题详解】 该晶胞结构类似于晶胞，每个O离子周围距离最近且等距的Co离子分别位于其上、下、左、右、前、后，共有6个。 【10题详解】 由小题8的分析可知，晶胞中含有4个，则晶胞的质量；晶胞的边长为，体积 ；则该晶胞的密度 。 二、未来燃料——甲醇(本题共20分) 甲醇作为燃料具有可持续性、清洁性、能量密度高等特点，是当下各国大力发展的未来燃料之一。 甲醇可由CO2与H2制备：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0，现进行如下实验：在体积为1 L的密闭容器中，充入1 molCO2和3 molH2，一定条件下发生反应，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图。 11. 对于利用CO2与H2制备甲醇的反应的自发性判断正确的是_________。 A. 低温自发 B. 高温自发 C. 任意温度均自发 D. 任意温度均不自发 12. 从反应开始到平衡，氢气的反应速率： _________。 13. 下列措施中能使CO2反应速率增大的是___________。 A. 恒压充入He B. 恒容充入He C. 将水蒸气从体系中分离 D. 升高温度 14. 能够说明该反应已达到平衡的是___________。(不定项) A. 恒温、恒容时，容器内的压强不再变化 B. 恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化 C. 一定条件下，、和的浓度不再变化 D. 一定条件下，单位时间内消耗3 molH2的同时生成1 molCH3OH 以甲醇作燃料的燃料电池如图所示。 15. X处通入的是___________(填“甲醇”或“空气”)；正极的电极反应式为___________。 16. 若有1 molCO2生成，理论上通过质子交换膜的H+的数目为___________。 对二甲苯主要用作生产聚酯纤维、树脂和涂料的原料，也用作溶剂。工业上利用甲苯和甲醇发生甲基化反应可获得，同时得到副产品间二甲苯和邻二甲苯，相关反应如下： i．     ii．     iii．     标准摩尔生成焓是指标准状态下，由稳定的单质生成该物质的焓变。稳定单质的。有关物质的标准摩尔生成焓如下表所示。 物质 18.0 a 50.4 17. 根据表中数据计算_______。 18. 异构化反应正反应的活化能_______逆反应的活化能。 A． 大于 B． 小于 恒压条件下将和按一定比例通入某密闭容器中发生反应i、ii、iii，不同温度下或的平衡选择性[用表示，如]如图所示。已知各同分异构体之间可以相互转化。 19. 曲线_______能代表的平衡选择性。 A．X B．Y C．Z 【答案】11. A 12. 0.225 mol/(L·min) 13. D 14. AC 15. ①. 甲醇 ②. O2+4e-+4H+=2H2O 16. 6NA 17. -201.0 18. B 19. A 【解析】 【11题详解】 该反应是熵减的放热反应，低温条件下反应(∆H –T∆S)小于0，能自发进行，故选A； 【12题详解】 由图可知，10 min反应达到平衡时二氧化碳的物质的量为0.25 mol/L，则由方程式可知，0~10 min内氢气的反应速率为：=0.225 mol/(L·min)； 【13题详解】 A．恒压充入不参与反应的氦气相当于减小气体压强，反应速率减小，A错误； B．恒容充入不参与反应的氦气，反应体系中各物质的浓度不变，反应速率不变，B错误； C．将水蒸气从体系中分离，生成物的浓度减小，反应速率减小，C错误； D．升高温度，反应速率均增大，D正确； 故选D； 【14题详解】 A．该反应是气体体积减小的反应，恒温恒容下气体压强减小，则气体压强不变说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，A正确； B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，容积固定的密闭容器中反应时混合气体的密度始终保持不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，B错误； C．一定条件下，二氧化碳、氢气、甲醇的浓度不再变化说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，C正确； D．一定条件下，单位时间内消耗3 mol氢气的同时生成1 mol甲醇都代表正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，D错误； 故选AC； 【15题详解】 由氢离子移动方向可知，右侧石墨电极为负极，左侧石墨电极为正极，则X处通入的物质为甲醇，水分子作用下甲醇失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为：，Y处通入的物质为氧气，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为：； 【16题详解】 由得失电子数目守恒可知，负极生成1 mol二氧化碳时，理论上通过质子交换膜的氢离子数目为：1 mol×6×NA mol-1=6NA； 【17题详解】 反应的焓变ΔH=生成物的标准摩尔生成焓总和-反应物的标准摩尔生成焓总和，则由题给数据可得：[18.0+(−241.8)] kJ/mol−(a+50.4) kJ/mol=-73.2 kJ/mol，解得 ：a=−201.0； 【18题详解】 由盖斯定律可知，反应ii - 反应i=异构化反应，反应的焓变为：ΔH= (-73.9 kJ/mol)-(-73.2 kJ/mol)=-0.7 kJ/mol，则异构化反应为放热反应，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能； 【19题详解】 反应i、ii、iii均为放热反应，升高温度，三个反应的平衡均向逆反应方向移动，由热化学方程式可知，反应ii的焓变最小，平衡常数随温度升高减小得最快，所以MX的平衡选择性随温度升高下降最大；由图可知，曲线X随温度升高明显下降，所以曲线X代表MX的平衡选择性。 三、一种解痉药——硫酸阿托品(本题共20分) 硫酸阿托品可以缓解各种内脏绞痛，如胃肠绞痛及膀胱刺激现象，也可以减轻帕金森病患者的强直及震颤症状等。以柠檬酸、1，3-丁二烯、甲胺等为原料合成硫酸阿托品的路线如下图。 已知：①。②吡啶是一种有机碱 回答下列问题： 20. 柠檬酸分子A中含氧官能团名称为__________。 21. 有机物D的核磁共振氢谱中有4组峰，其结构简式为__________。 22. E→F的有机反应类型为___________反应。 23. 有机物F的分子式为__________，分子中含有_______个手性碳原子。 24. 写出有机物G生成H的化学反应方程式___________________。根据上述方程式，推测吡啶的作用是______________________。 25. 均为平面结构的吡咯()和吡啶()与苯环一样都具有芳香性(含离域π键)，在盐酸中溶解度较小的为吡咯，原因是___________________。 26. 结合上述合成信息，某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去)，其中L、M和N的结构简式分别为_______、_______、_______。 【答案】20. 羧基、羟基 21. 22. 还原反应 23. ①. ②. 2 24. ①. ++HCl ②. 与产物HCl反应，使反应(平衡)正向进行，促进产物的生成。 25. 吡咯中，氮原子的孤对电子参与了环的共轭大π键，这使得氮原子上的电子云密度降低，从而减弱了其碱性，更难与盐酸反应，即降低其溶解性 26. ①. ②. ③. 【解析】 【分析】根据流程图，A在发烟硫酸的作用下，脱去中间羧基，使羟基氧化后引入羰基，参考E的结构与已知反应，C中的两个醛基与发生加成反应并形成环状结构生成D，D的核磁共振氢谱中有四组峰，故D的结构简式为，B与D发生曼尼希反应生成E，E被还原，发生还原反应生成F，G与发生取代反应生成H，H的结构简式为：，F与H生成硫酸阿托品。 【20题详解】 A分子含氧官能团有羟基、羧基。 【21题详解】 根据分析可知，D的结构简式为。 【22题详解】 E被还原为F，因此发生还原反应。 【23题详解】 F的分子式为，分子中含有2个手性碳原子，用*标示的碳原子为手性碳原子，如图所示。 【24题详解】 的化学反应方程式为：++HCl；根据已知信息，吡啶显碱性，可与产物反应，使反应正向进行，促进产物的生成。 【25题详解】 吡咯中，氮原子的孤对电子参与了环的共轭大π键，这使得氮原子上的电子云密度降低，从而减弱了其碱性，更难与盐酸反应，所以其溶解性更小，而吡啶中氮原子的孤电子对未参与形成大π键，因此其碱性更强，所以在盐酸中溶解度更大。 【26题详解】 L与M的反应为已知①的条件，根据已给信息可知，L的结构简式为，M的结构简式为，最后一步反应对应题目中的的反应，所以N的结构简式为。 四、一种催化剂——碘化亚铜(本题共16分) 碘化亚铜(CuI)可用作有机合成催化剂，是一种白色粉末，不溶于水，在空气中相对稳定。 实验室制备碘化亚铜的装置如图(部分夹持及加热装置已略去)： 部分实验步骤如下： I．取50.0gCuSO4·5H2O、80.0gNaI于仪器X中，加入适量蒸馏水溶解，搅拌，得到黄色沉淀； Ⅱ．打开分液漏斗，将A中产生的SO2通向B中的黄色沉淀，充分反应后得到白色沉淀； Ⅲ．将分离出的白色沉淀经过“系列操作”得到19.1g产品； Ⅳ．测定产品中CuI的纯度。 回答下列问题： 27. 已知步骤I中的黄色沉淀含CuI和一种单质，制备CuI的化学方程式为___________。 28. 步骤Ⅱ通入的主要目的是____________________。写出通入SO2所发生的离子反应方程式____________________。 29. 下图中能起到与单向阀C相同作用的是___________(不定项)。(下图容器中未标注的液体均为氢氧化钠溶液) 30. 已知荧光强度比值与浓度在一定范围内的关系如图。取0.1mgCuI粗产品，经预处理，将其中Cu元素全部转化为并定容至1L。取样1mL测得荧光强度比值为10.7，则产品中CuI的纯度为___________。 (保留2位小数) 也可利用测定样品中质量分数(杂质不参加反应)。方法如下： 步骤一：称取样品0.500g，向其中加入足量溶液，发生反应：。 步骤二：待充分反应后，滴加溶液，发生反应：，当恰好完全反应时消耗KMnO4溶液的体积为18.00mL。 31. 欲检验步骤一中反应是否发生可选取的试剂是__________。(不定项) A. KSCN B. 苯 C. 酸性高锰酸钾溶液 D. 淀粉溶液 32. 该样品中碘化亚铜的质量分数为___________。(写出计算过程，答案保留2位小数) 【答案】27. 2CuSO4+4NaI=2CuI↓+I2↓+2Na2SO4 28. ①. 使I2反应生成，以便得到比较纯净的CuI ②. 29. AD 30. 0.96 31. BD 32. 0.86；根据题意可知，n(MnO4-)=5.000×10-2mol/L×18.00×10-3L=9×10-4mol ，根据，可知n(Fe2+)=9×10-4mol×5=4.5×10-3mol ， 再根据，可知n(CuI)=0.5×4.5×10-3mol=2.25×10-3mol，CuI的质量为m(CuI)= 2.25×10-3mol×191g/mol=0.42975g，w(CuI)=0.86 【解析】 【分析】本实验的目的为实验室制备碘化亚铜，CuI是白色粉末，不溶于水，在空气中相对稳定，装置A中利用亚硫酸钠固体与70%浓硫酸发生反应制取二氧化硫气体，生成的二氧化硫气体通入装置B三颈烧瓶中参与反应；装置B的三颈烧瓶中盛放硫酸铜与碘化钠的混合溶液，搅拌器能够使反应物充分混合，加快反应速率，步骤I中与发生氧化还原反应，生成含有CuI和碘单质的黄色沉淀，步骤Ⅱ通入二氧化硫，二氧化硫作为还原剂除去体系中混有的碘单质，得到纯净的白色CuI沉淀；单向阀起到防止倒吸的作用，只允许气体正向通过，阻止右侧烧杯内的氢氧化钠溶液倒流入三颈烧瓶B中，避免污染反应体系；最右侧烧杯中的NaOH溶液作为尾气处理装置，吸收实验中未反应的二氧化硫，防止污染空气；得到纯净的白色CuI沉淀后经过过滤、洗涤、干燥等操作分离得到固体产品，最后采用荧光法测定所得CuI产品的纯度，以此解答。 【27题详解】 黄色沉淀有CuI和单质，氧化，被还原为+1价CuI，部分被氧化为，根据得失电子守恒配平：； 【28题详解】 步骤Ⅱ通入的主要目的：除去产物中混有的单质碘，防止碘单质混杂在CuI沉淀中。步骤Ⅰ生成了杂质，具有还原性，可把还原成，除去碘单质而得到纯净白色CuI：； 【29题详解】 单向阀C作用：防倒吸。A为倒扣漏斗，可防倒吸；B中虽含苯层，但是导管插入了NaOH溶液层，依然容易倒吸；二氧化硫不溶于饱和溶液，C装置不能吸收二氧化硫；D为球形干燥管，肚容式可防倒吸；所以相同作用的是：AD。 【30题详解】 由图像，荧光强度比值10.7，得，，，，纯度为； 【31题详解】 步骤一反应：；体系原本就有过量的，加溶液始终变红，不能检验反应发生，A不符合题意；苯可萃取，液体分层且上层显紫红色，可以检验反应的发生，B符合题意；酸性高锰酸钾可氧化体系生成的，但是、也能还原高锰酸钾，C不符合题意；淀粉溶液可检验是否生成碘单质，若生成，淀粉遇碘变蓝，可以检验，D符合题意；所以选BD； 【32题详解】 反应关系式：，得到：；，，，质量分数=。 五、含硫废液的处理(本题共22分) 印刷产业工业废水中含有大量的硫化物(主要成分为Na2S)，可用如图所示转化方式除去。 33. 当反应I和Ⅱ转移电子数相等时，还原剂的物质的量之比为(I中：II中)=________。 34. 已知反应Ⅲ中Na2S与Na2SO3按等物质的量反应，反应的化学方程式为___________ 35. 下列关于Na2S溶液说法正确的是_______________。(不定项) A. [Na+]+[H+] =[OH-]+[HS-]+[S2-] B. 2[Na+]=[H2S]+[HS-]+[S2-] C. [H+] +[HS-]+2[H2S]= [OH-] D. Na2S溶液呈碱性的原因：S2-+H2O=HS-+OH- 一种处理Na2S废液并变废为宝获得硫单质的方法是电解法。 36. A电极上的电极反应式为_____________。 37. 电极B所在电解槽中不仅能得到氢气，还能获得NaOH溶液。则阴极室与阳极室之间使用的离子交换膜是_________。 A．阴离子交换膜 B． 阳离子交换膜 某实验兴趣小组欲研究是否可以用FeCl3去除硫化物。他们对溶液中FeCl3和Na2S的反应进行分析：甲同学认为发生双水解反应；乙同学认为发生复分解反应；丙同学认为发生氧化还原反应。 38. 若甲同学的观点正确，请写出相应的离子反应方程式_________________。 通过查阅资料，室温条件下有如下数据： Ksp[Fe(OH)3] Kal(H2S) Ka2(H2S) Kw 1×10-38 1×10-6.8 1×10-14.7 1×10-14 39. 请根据上表的数据计算该离子反应方程式室温下的化学平衡常数K=_______。 为了验证乙丙同学的观点，现进行如下实验： 实验a 实验b 实验c FeCl3(aq) 5mL 10mL 30mL 实验现象 产生黑色浑浊，混合液pH=11.7 黑色浑浊度增大，混合液pH=6.8 观察到黑色和黄色浑浊物，混合液pH=3.7 查阅资料：Fe2S3(黑色)在空气中能够稳定存在，FeS(黑色)在空气中易变质为Fe(OH)3。 设计实验：分别取实验a、b、c中沉淀放置于空气中12小时，a中沉淀无明显变化。b、c中黑色沉淀部分变为红褐色。 40. 实验b、c的黑色沉淀物为_______。 41. 请写出实验c生成黄色浑浊物的离子反应方程式__________________________。 探究实验a中Fe3+与S2-没有发生氧化还原反应的原因： 设计实验：电极材料为石墨 42. 试剂X和Y分别是_________、_________。 43. 若右侧溶液变浑浊，说明Fe3+与S2-发生了氧化还原反应。该说法是否合理。请判断并说明理由_____________。 【答案】33. 1：3 34. 35. C 36. 37. B 38. 39. 1056.5 40. Fe2S3、 FeS 41. 或 42. ①. 25 mLpH=1.7的盐酸 ②. 5 mL 0.1 mol/L的FeCl3溶液 43. 不合理，因为空气中的氧气也能氧化S2- 【解析】 【分析】该流程以CoPc类配合物为催化剂，实现氧化的无害化转化，核心是分步的氧化还原循环：反应I：还原剂为，S元素从-2价被氧化为​​中的+4价，1mol 反应转移6mol电子；氧化剂为，被还原为CoPc。反应II：还原剂为​​，S元素从+4价被氧化为中的+6价，1mol ​​反应转移2mol电子；氧化剂同样为，被还原为CoPc。反应III：等物质的量的（S为-2价）和​​（S为+4价）在CoPc催化下发生归中反应，生成（平均S价态为+2价），S元素价态变化满足电子守恒。 该电解装置以获取S单质、和NaOH为目标：电极B侧生成，发生得电子还原反应，为阴极；因此电极A为阳极，发生失电子的氧化反应。 FeCl3和Na2S的反应，因为三价铁为弱碱阳离子、具有较强氧化性，硫离子为弱酸阴离子、具有还原性，二者既能发生氧化还原反应，又能发生水解或双水解反应，以此进行相关探究。 【33题详解】 反应I中还原剂为，S从-2价升到+4价，1mol 反应转移6mol电子；反应II中还原剂为​，S从+4价升到+6价，1mol ​反应转移2mol电子。当转移电子数相等时，还原剂物质的量之比为。 【34题详解】 等物质的量的（S为-2价）与​​（S为+4价）在CoPc催化下发生归中反应，生成（平均S价态为+2价），配平后得到该反应方程式：。 【35题详解】 A．电荷守恒式错误，正确应为，带2个负电荷，系数应为2，A错误； B．物料守恒式错误，正确应为，Na元素总量是S元素所有存在形态总和的2倍，B错误； C．该式是电荷守恒式减去物料守恒式推导得到的质子守恒，C正确； D．的水解是微弱的可逆反应，应写为，不能用等号，D错误； 故选C。 【36题详解】 A为阳极，在阳极失电子发生氧化反应，生成目标产物硫单质；电极反应式为：； 【37题详解】 电极B侧生成，发生得电子还原反应，为阴极；阳极室的需要通过阳离子交换膜迁移至阴极室，与结合得到NaOH，同时维持溶液电中性。 【38题详解】 是弱碱阳离子、是弱酸阴离子，二者相互促进发生完全双水解，生成氢氧化铁沉淀和硫化氢气体：； 【39题详解】 反应的平衡常数推导： ，代入数据计算得。 【40题详解】 b、c中黑色沉淀放置于空气中12小时，部分变为红褐色，说明未变色部分是空气中稳定存在，变色部分是在空气中易变质的FeS，即b、c的黑色沉淀物中既有又有FeS； 【41题详解】 c中发生氧化还原反应，黄色浑浊为硫单质，酸性增强时氧化性提升，将氧化为S，自身被还原为；离子反应方程式：或； 【42题详解】 该装置为带盐桥的原电池，要排除直接混合的沉淀/水解干扰，让和在不同半电池中反应，并且与实验a数据保持一致，根据右侧提供的试剂可知，左侧半电池试剂Y是5 mL 0.1 mol/L的FeCl3溶液，X是25 mLpH=1.7的盐酸； 【43题详解】 因为具有还原性，能被空气中的氧化，故不合理。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $