精品解析:湖南长沙市望城区第二中学2026-2027学年高二上学期开学考试 化学试题
2026-09-01
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内容正文:
2026年下学期高二开学测试
化学试题
一、单选题(共14小题,共42分)
1. 以煤、石油、天然气为原料可生产多种化工产品。下列说法错误的是
A. 利用石油为原料先制单体,然后生产合成纤维
B. 裂化得到的汽油能使溴的四氯化碳溶液褪色
C. 沼气、煤层气、天然气的主要成分相同
D. 煤的干馏和直接液化均只涉及物理变化
2. 下列关于有机化合物的结构、性质及基本概念等知识的理解正确的是
A. 分子式为的烷烃,其一氯取代物共有4种
B. 分子式为和的烃一定属于同系物
C. 氯乙烯()是一种烃
D. 所有原子都处在同一平面上
3. 下列化学用语描述,正确的是
A. 乙炔的空间填充模型 B. 乙烷的结构简式:
C. 的结构示意图: D. 元素的三种核素:、、
4. 离子化合物NaH在野外做生氢剂的反应为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1.2 g NaH中含有的阳离子数目为0.1
B. 标准状况下,22.4 L 所含原子总数为3
C. 0.1 mol/L NaOH溶液中含有的数目为
D. 若产生2.0 g ,转移的电子数目为
5. 下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 溶液与溶液混合后呈中性:
B. 溶液与过量NaOH溶液反应:
C. 溶液中通入少量:
D. 稀硝酸溶浸磁铁矿:
6. 如下图是碳元素的“价类二维图”,下列说法不正确的是
A. A点可能是
B. B点对应的物质充分燃烧可得到点对应的物质
C. 某化合物的化学式为,它对应的点是F
D. C点对应的物质与水反应可得到E点对应的物质
7. 实验室利用乙醇催化氧化制取粗乙醛(沸点为20.8℃,能与水混溶)的反应装置如图所示,下列实验操作或叙述错误的是
A. 该反应中铜为催化剂,硬质玻璃管中铜网出现红黑交替现象
B. 试管a中收集产物,加入Na有可燃性气体生成,说明试管a中粗乙醛中混有乙醇
C. 甲中选用热水,有利于乙醇挥发,乙中选用冷水,有利于冷凝收集产物
D. 反应中铜网由黑变红,说明乙醇被氧化
8. 应用下列装置或实验操作能达到实验目的的是
装置
目的
A.由溶液制得晶体
B.可用于制备纯净的氢气并检验氢气的可燃性
装置
目的
C.除去中的HCl并干燥
D.分离胶体与NaCl溶液
A. A B. B C. C D. D
9. 一种广泛用于锂离子电池的物质结构如图所示。X、Y、Z、W为原子序数依次递增的四种短周期主族元素,Y、W同主族,原子半径。下列说法正确的是
A. Z的单质能与水反应生成Y的单质
B. 离子化合物所有原子都满足8电子稳定结构
C. 锂、钠、钾单质通常保存在煤油中
D. 简单离子的还原性:
10. 某温度下,在2 L固定容积的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:3A(g)+bB(g)cC(s)。12 s时达到平衡,生成C的物质的量为0.8 mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 前12 s内,A的平均反应速率为0.025 mol/(L・s)
B. 当气体的平均摩尔质量不再变化时表示反应达到平衡
C. 化学计量数之比b∶c = 1∶4
D. 反应开始与达到平衡时压强之比为13∶9
11. 连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,有强还原性,在空气中极易被氧化。用NaHSO3还原法制备保险粉的流程如下:
下列说法错误的是
A. 反应1说明酸性:H2SO3>H2CO3
B. 反应1结束后,可用盐酸酸化的 BaCl2溶液检验NaHSO3是否被氧化
C. 反应2中消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2
D. 反应2最好在无氧条件下进行
12. 一定条件下,在体积固定为2L的密闭容器中发生的热分解反应(所得固相产物和气相产物均为含氟化合物),反应过程中反应物与生成物的物质的量随时间的变化如图。下列说法错误的是
A. 曲线Y代表的物质的量随时间的变化
B. 的热分解反应速率:
C. 若时X为,则内
D. 在一定范围内增大体系温度,完全分解时间缩短
13. 一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分,当左边充入8molN2,右边充入CO和CO2的混合气体共60g时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法正确的是
A. 右边CO与CO2分子数之比为3∶1 B. 右侧CO的质量为14g
C. 左右两侧气体的压强之比为4∶1 D. 右侧气体密度是相同条件下氢气密度的15倍
14. 将一定质量的合金投入稀溶液中,充分反应。向反应后的溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的溶液,生成沉淀的质量与所加溶液的体积关系如图所示。下列说法正确的是
A. 合金中的质量比为
B. 生成的气体体积为
C. ;
D. 合金充分反应后,剩余硫酸的物质的量为
二、实验题(共2小题,共29分)
15. 铁的化合物如等在生产、生活中有重要作用。
(1)高铁酸钾()是一种高效水处理剂,易溶于水,在强碱性条件下比较稳定,将溶液酸化时,迅速分解而转化为并放出;酸性溶液中的氧化性大于的氧化性。高铁酸盐通常可用NaClO溶液与溶液反应制得。工业制备的流程如图所示。
①制备的离子方程式为______。
②操作Ⅰ的分离方法为______。
③高铁酸盐可用于氧化去除高氯(含高浓度)废水中的有机物。以处理高氯废水中的有机物需在碱性条件下进行,其原因是______。
(2)某同学为了探究高铁酸钾()的性质,准备在实验室中制备高铁酸钾()。实验室中制备的装置如下图。
①仪器a的名称为______。
②装置A中发生反应的化学方程式为______;该反应中,浓盐酸体现的化学性质有______。
③装置B中的试剂为______。
④D装置的作用是______。
16. 某兴趣小组在实验室中制备硫代硫酸钠晶体(),并探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸化学反应速率的因素。
Ⅰ.制备(部分固定装置省略)
(1)图1中涉及的化学方程式为____________。
(2)从图2中选择合适的装置净化并收集一瓶,所需装置的接口连接顺序为:发生装置→____________________→g→h(按气流方向,填小写字母)。
Ⅱ.制备
某兴趣小组利用图3所示装置制备。
已知:在弱酸性溶液中转化为S和。
通入气体后,溶液由澄清变浑浊,一段时间后又变澄清。反应结束,将三颈烧瓶中的溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、冷风干燥,得。
(3)实验过程中生成的总反应化学方程式为______________。当观察到_____________时,反应基本结束,停止通入。
Ⅲ.探究影响化学反应速率的因素
利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素,设计了如下系列实验:
实验
序号
反应温
度/℃
溶液
稀硫酸
1
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
2
40
0.10
0.50
3
20
0.10
4.0
0.50
(4)该实验1和2可探究________对反应速率的影响,因此是________。实验1和3可探究硫酸浓度对反应速率的影响,因此____。
三、推断题(共1小题,共15分)
17. 聚甲基丙烯酸甲酯是常见的有机高分子材料,俗称有机玻璃,被广泛应用于制备透明材料、医疗器械、建筑材料和工艺品,其合成路线如图所示。
已知:。
(1)E的结构简式是________,C所含官能团的名称是________。
(2)反应①的反应类型是________,写出反应③的化学方程式:________________________________。
(3)下列试剂可以用来鉴别有机物A和E的是________(填标号)。
A.酸性高锰酸钾溶液 B.溴水 C.碳酸氢钠溶液
(4)写出X的结构简式:________________。
(5)B的同分异构体中,与B具有相同官能团的还有________种(不考虑立体异构)。
四、工艺流程题(共1小题,共14分)
18. 从某含银废催化剂(主要成分为、、等)中回收高纯银粉的流程如图所示。
已知:①不溶于硝酸;
②每一步流程加入的试剂均过量;
③“溶解”得到的溶解液里Ag元素以存在。
(1)“酸浸”时加快反应速率的方法有________(任写一点)。
(2)“废渣”的主要成分为________(写化学式)。
(3)“酸浸”过程中生成NO的离子方程式为__________________。
(4)“滤液”中的溶质除氯化钠外,还有________(写化学式),“溶解”时发生的离子方程式___________________。
(5)若“还原”中转化生成无污染的气体,还原剂与氧化剂物质的量之比是________。
(6)工业上,在空气中用5%稀硝酸连续吸收后,最后用碱液吸收,基本可实现将废气中的完全吸收,其工艺流程如图所示。
“吸收(1)”中被水吸收的化学方程式为___________________,假设有1 mol 进入“吸收(4)”并被充分吸收反应生成等物质的量的两种盐,过程中转移电子数为________。
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2026年下学期高二开学测试
化学试题
一、单选题(共14小题,共42分)
1. 以煤、石油、天然气为原料可生产多种化工产品。下列说法错误的是
A. 利用石油为原料先制单体,然后生产合成纤维
B. 裂化得到的汽油能使溴的四氯化碳溶液褪色
C. 沼气、煤层气、天然气的主要成分相同
D. 煤的干馏和直接液化均只涉及物理变化
【答案】D
【解析】
【详解】A.石油经裂解可得到乙烯、丙烯等小分子单体,单体经聚合反应可生产合成纤维,A正确;
B.裂化汽油中含有不饱和烃,可与溴发生加成反应,能使溴的四氯化碳溶液褪色,B正确;
C.沼气、煤层气、天然气的主要成分均为甲烷,成分相同,C正确;
D.煤的干馏是隔绝空气加强热使煤分解的过程,煤的直接液化是煤与氢气作用生成液体燃料的过程,二者均有新物质生成,属于化学变化,并非只涉及物理变化,D错误;
故选D。
2. 下列关于有机化合物的结构、性质及基本概念等知识的理解正确的是
A. 分子式为的烷烃,其一氯取代物共有4种
B. 分子式为和的烃一定属于同系物
C. 氯乙烯()是一种烃
D. 所有原子都处在同一平面上
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子式为的烷烃有正丁烷和异丁烷两种结构,正丁烷的一氯代物有2种,异丁烷的一氯代物有2种,共4种,A正确;
B.可能为丙烯或环丙烷,环丙烷与乙烯结构不相似,不属于同系物,B错误;
C. 氯乙烯含有氯元素,不属于烃,C错误;
D.中甲基碳原子为饱和碳原子,所有原子不可能共平面,D错误;
故选A。
3. 下列化学用语描述,正确的是
A. 乙炔的空间填充模型 B. 乙烷的结构简式:
C. 的结构示意图: D. 元素的三种核素:、、
【答案】D
【解析】
【详解】A.题图为乙炔的球棍模型,空间填充模型需体现原子相对大小且无表示化学键的棍状结构,A错误;
B.题图为乙烷的结构式,乙烷的结构简式为,B错误;
C.的质子数为13,结构示意图中核电荷数应为+13,题图核电荷数为+10,对应氖原子的结构,C错误;
D.、、质子数均为1,中子数不同,是氢元素的三种核素,D正确;
故选D。
4. 离子化合物NaH在野外做生氢剂的反应为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1.2 g NaH中含有的阳离子数目为0.1
B. 标准状况下,22.4 L 所含原子总数为3
C. 0.1 mol/L NaOH溶液中含有的数目为
D. 若产生2.0 g ,转移的电子数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaH的摩尔质量为24 g/mol,1.2 g NaH的物质的量为0.05 mol,每个NaH含有1个阳离子,故阳离子数目为0.05 NA,不是0.1 NA,A错误;
B.标准状况下,不是气体,不能使用气体摩尔体积计算,B错误;
C.0.1 mol/L NaOH溶液未指明体积,无法确定数目,C错误;
D.反应中,(-1价)被氧化为(0价),每生成1 mol 转移1 mol电子;2.0 g 的物质的量为1 mol,故转移电子数目为NA,D正确;
故选D。
5. 下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 溶液与溶液混合后呈中性:
B. 溶液与过量NaOH溶液反应:
C. 溶液中通入少量:
D. 稀硝酸溶浸磁铁矿:
【答案】A
【解析】
【详解】A.与混合呈中性时,二者物质的量之比为2:1,与恰好完全中和,离子方程式书写正确,A正确;
B.NaOH过量时,中完全反应,正确离子方程式为,原方程式系数错误,B错误;
C.通入少量时,生成的会与结合为沉淀,正确离子方程式为,原方程式产物错误,C错误;
D.稀硝酸具有强氧化性,会将中的氧化为,同时生成NO气体,故反应为 ,D错误;
故选A。
6. 如下图是碳元素的“价类二维图”,下列说法不正确的是
A. A点可能是
B. B点对应的物质充分燃烧可得到点对应的物质
C. 某化合物的化学式为,它对应的点是F
D. C点对应的物质与水反应可得到E点对应的物质
【答案】D
【解析】
【详解】A.A点为碳元素的有机物,C为-4价,可能是,A正确;
B.B点对应物质为碳单质,充分燃烧生成,为D点对应物质,B正确;
C.为盐,对应点是F,C正确;
D.C点对应物质为,不能与水反应,D错误;
答案选D。
7. 实验室利用乙醇催化氧化制取粗乙醛(沸点为20.8℃,能与水混溶)的反应装置如图所示,下列实验操作或叙述错误的是
A. 该反应中铜为催化剂,硬质玻璃管中铜网出现红黑交替现象
B. 试管a中收集产物,加入Na有可燃性气体生成,说明试管a中粗乙醛中混有乙醇
C. 甲中选用热水,有利于乙醇挥发,乙中选用冷水,有利于冷凝收集产物
D. 反应中铜网由黑变红,说明乙醇被氧化
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应过程中Cu先与O2加热反应生成黑色CuO,CuO再与乙醇反应重新生成红色Cu,铜为催化剂,铜网出现红黑交替现象,A正确;
B.乙醇催化氧化反应会生成水,水同样可以与Na反应生成可燃性H2,因此加入Na有可燃性气体生成不能说明粗乙醛中混有乙醇,B错误;
C.甲中热水加热可促进乙醇挥发为蒸气参与反应,乙醛沸点仅为20.8℃,乙中冷水可使乙醛蒸气冷凝为液体,便于收集产物,C正确;
D.铜网由黑变红是CuO转化为Cu,CuO发生还原反应,根据氧化还原反应规律,说明乙醇发生氧化反应被氧化,D正确;
故选B。
8. 应用下列装置或实验操作能达到实验目的的是
装置
目的
A.由溶液制得晶体
B.可用于制备纯净的氢气并检验氢气的可燃性
装置
目的
C.除去中的HCl并干燥
D.分离胶体与NaCl溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.若直接用蒸发皿加热蒸发溶液,会导致分解为(),无法得到晶体,应采用降温结晶或减压低温蒸发的方法,故A错误;
B.锌粒与稀盐酸反应生成,但盐酸具有挥发性,制得的中会混有和水蒸气;实验室通过锌与稀硫酸反应制备H2,且与空气混合点燃易发生爆炸,点燃前必须验纯,故B错误;
C.与饱和溶液反应:,既除去,又生成,不引入新杂质;浓硫酸具有吸水性,且不与反应,可干燥,故C正确;
D.胶体和溶液的分离需用渗析法(胶体粒子不能透过半透膜,溶液离子可以透过);过滤只能分离固体和液体,胶体与溶液均可透过滤纸,故D错误;
故答案选C。
9. 一种广泛用于锂离子电池的物质结构如图所示。X、Y、Z、W为原子序数依次递增的四种短周期主族元素,Y、W同主族,原子半径。下列说法正确的是
A. Z的单质能与水反应生成Y的单质
B. 离子化合物所有原子都满足8电子稳定结构
C. 锂、钠、钾单质通常保存在煤油中
D. 简单离子的还原性:
【答案】A
【解析】
【分析】X原子形成4个共价键,W形成6个共价键,Y原子形成2个共价键,Z原子形成1个共价键,因为Y和W同主族,所以为ⅥA族,根据原子序数大小关系,Y为O元素,W为S元素;因为原子半径r(X)>r(Y)>r(Z),则X、Y、Z同周期,X为C元素;Z为F元素;据此分析。
【详解】A.Z为F元素,Y为O元素,氟的单质能与水反应生成氧气即2F2+2H2O=4HF+O2,故A正确;
B.X为C元素,Z为F元素,所以化合物XZ4为共价化合物,故B错误;
C.锂单质的密度比煤油小,所以不能保存在煤油中,故C错误;
D.Y为O元素,W为S元素;S的氧化性小于O,则S2-的还原性大于O2-,故D错误;
故选A。
10. 某温度下,在2 L固定容积的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:3A(g)+bB(g)cC(s)。12 s时达到平衡,生成C的物质的量为0.8 mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 前12 s内,A的平均反应速率为0.025 mol/(L・s)
B. 当气体的平均摩尔质量不再变化时表示反应达到平衡
C. 化学计量数之比b∶c = 1∶4
D. 反应开始与达到平衡时压强之比为13∶9
【答案】B
【解析】
【分析】容器容积,反应为,达平衡,生成;由图得:,;,。计算浓度/物质的量变化: 、、,、。反应中物质的量变化量之比等于化学计量数之比:,已知计量数为,因此得。
【详解】A.A、B发生反应:,,A错误;
B.气体平均摩尔质量,是固体,反应过程中气体总质量随反应进行减小,气体总物质的量也随反应进行减小,因此是变量;当不再变化时,说明反应达到平衡,B正确;
C.由分析得,,,不是,C错误;
D.同温同体积下,压强之比等于气体总物质的量之比:起始气体总物质的量,平衡气体总物质的量,,D错误;
故选B。
11. 连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,有强还原性,在空气中极易被氧化。用NaHSO3还原法制备保险粉的流程如下:
下列说法错误的是
A. 反应1说明酸性:H2SO3>H2CO3
B. 反应1结束后,可用盐酸酸化的 BaCl2溶液检验NaHSO3是否被氧化
C. 反应2中消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2
D. 反应2最好在无氧条件下进行
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应1为二氧化硫通入碳酸钠溶液生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,则说明酸性:H2SO3>H2CO3,A正确;
B. 反应1结束后,溶液中为亚硫酸氢钠溶液,不与氯化钡反应,若加入可用盐酸酸化的 BaCl2溶液,出现白色沉淀,则沉淀为硫酸钡,可证明NaHSO3被氧化,B正确;
C. 反应2为 ,亚硫酸氢钠中硫化合价从+4下降到+3,还原剂是锌,化合价从0升高到+2价,消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1,C错误;
D.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,有强还原性,在空气中极易被氧化,反应2最好在无氧条件下进行,D正确;
答案选C。
12. 一定条件下,在体积固定为2L的密闭容器中发生的热分解反应(所得固相产物和气相产物均为含氟化合物),反应过程中反应物与生成物的物质的量随时间的变化如图。下列说法错误的是
A. 曲线Y代表的物质的量随时间的变化
B. 的热分解反应速率:
C. 若时X为,则内
D. 在一定范围内增大体系温度,完全分解时间缩短
【答案】C
【解析】
【分析】反应物为,产物为含氟的固相和气相化合物。结合题图中各物质物质的量的变化曲线,可判断热分解反应为,则X代表NaF(固相)、Y代表(气相)、Z代表,据此分析。
【详解】A.根据分析,Y代表(气相),A项正确;
B.反应速率可通过反应物消耗的快慢(曲线斜率)判断,a点时的物质的量变化快,曲线斜率的绝对值大,说明反应速率大,点斜率的绝对值较a点的小,热分解速率:a>b,B项正确;
C.X是固体物质,不能用浓度的变化量表示反应速率,C项错误;
D.在一定范围内升高体系温度,反应速率加快,(s)完全分解时间缩短,D项正确;
故选C。
13. 一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分,当左边充入8molN2,右边充入CO和CO2的混合气体共60g时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法正确的是
A. 右边CO与CO2分子数之比为3∶1 B. 右侧CO的质量为14g
C. 左右两侧气体的压强之比为4∶1 D. 右侧气体密度是相同条件下氢气密度的15倍
【答案】D
【解析】
【分析】左右两侧气体温度、压强相同,相同条件下,体积之比等于物质的量之比,左右体积之比为4∶1,则左右气体物质的量之比为4∶1,所以右侧气体物质的量=8mol/4=2mol,CO和CO2质量为60g,设CO的物质的量为xmol,则二氧化碳物质的量为(2-x)mol,28xg+44(2-x)g=60g,x=1.75mol,则CO的物质的量为1.75mol,二氧化碳物质的量为0.25mol;
【详解】A.气体的物质的量之比等于其分子数之比,所以右边CO与CO2分子数之比为1.75mol∶0.25mol=7∶1,故A错误;
B.m(CO)=nM=1.75mol×28g/mol=49g,故B错误;
C.隔板可以移动,可知两侧压强相等,所以左右两侧气体的压强之比为1∶1,故C错误;
D.右边气体平均摩尔质量,而氢气摩尔质量为2g/mol,所以混合气体与氢气密度之比为右侧混合气体对氢气的相对密度是15,故D正确;
故选:D。
14. 将一定质量的合金投入稀溶液中,充分反应。向反应后的溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的溶液,生成沉淀的质量与所加溶液的体积关系如图所示。下列说法正确的是
A. 合金中的质量比为
B. 生成的气体体积为
C. ;
D. 合金充分反应后,剩余硫酸的物质的量为
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,金属溶于硫酸时,硫酸过量,OA段发生,AB段镁离子、铝离子均转化成沉淀,120mL-140mL段发生,此段沉淀减少的物质的量为氢氧化铝即n(氢氧化铝)=0.1,则氢氧化镁的物质的量为0.1mol,结合氢氧化铝的物质的量以及溶解消耗20mL的氢氧化钠可求得氢氧化钠的浓度,据此分析。
【详解】A.由以上分析可知氢氧化铝和氢氧化镁的物质的量均为0.1mol,则合金中镁、铝的物质的量也均为0.1mol,质量比为8:9,故A错误;
B.气体未指明状况,无法根据物质的量计算体积,故B错误;
C.120mL-140mL段消耗氢氧化钠20mL,发生,氢氧化铝为0.1mol,则消耗的氢氧化钠也为0.1mol,氢氧化钠的浓度为;B点时镁离子、铝离子完全沉淀,可知此时溶液为硫酸钠溶液,根据元素守恒:,而B点时消耗的氢氧化钠为120mL,,则,,故C正确;
D.0.1mol镁离子沉淀消耗0.2molNaOH,0.1mol铝离子沉淀消耗0.3molNaOH,共消耗0.5molNaOH,消耗的NaOH体积为,可求的A点体积为20mL,剩余硫酸消耗的氢氧化钠为0.02×5=0.1mol,则剩余硫酸的物质的量为0.05mol,故D错误;
故选:C。
二、实验题(共2小题,共29分)
15. 铁的化合物如等在生产、生活中有重要作用。
(1)高铁酸钾()是一种高效水处理剂,易溶于水,在强碱性条件下比较稳定,将溶液酸化时,迅速分解而转化为并放出;酸性溶液中的氧化性大于的氧化性。高铁酸盐通常可用NaClO溶液与溶液反应制得。工业制备的流程如图所示。
①制备的离子方程式为______。
②操作Ⅰ的分离方法为______。
③高铁酸盐可用于氧化去除高氯(含高浓度)废水中的有机物。以处理高氯废水中的有机物需在碱性条件下进行,其原因是______。
(2)某同学为了探究高铁酸钾()的性质,准备在实验室中制备高铁酸钾()。实验室中制备的装置如下图。
①仪器a的名称为______。
②装置A中发生反应的化学方程式为______;该反应中,浓盐酸体现的化学性质有______。
③装置B中的试剂为______。
④D装置的作用是______。
【答案】(1) ①. ②. 过滤 ③. 可防止分解;防止将氯离子氧化为氯气
(2) ①. 圆底烧瓶或烧瓶 ②. ③. 还原性、酸性 ④. 饱和食盐水 ⑤. 吸收氯气,防止污染
【解析】
【分析】高铁酸钾的工业制备,第一步通过FeCl3、NaClO、NaOH,将Fe3+氧化成高铁酸根,第二步,利用高铁酸钾晶体溶解度较低,过滤分离滤液与晶体,据此作答。
【小问1详解】
①溶液为碱性条件,配平时使用OH-和H2O,故方程式为;
②通过分析可知,高铁酸钾晶体溶解度较低,浓度大时,在水溶液中以沉淀形式存在,故通过过滤的方法分离;
③题干指出,高铁酸钾在酸性条件下的氧化性大于氯气,处理高氯废水中的有机物时,如在酸性条件下,高铁酸根会将Cl-氧化变成Cl2,自身变成Fe3+,影响处理有机物的效率;
【小问2详解】
①通过图片可知,a为圆底烧瓶;
②A是高中实验室制备Cl2的装置,故反应方程式为;
③C装置中需保证碱性环境,A中挥发的盐酸可能干扰实验,需除去混在氯气中的氯化氢,故B装置中的试剂为饱和食盐水;
④氯气有毒,污染环境,在使用有毒或有污染气体时,需要尾气处理装置,故D装置的作用是吸收氯气,防止污染。
16. 某兴趣小组在实验室中制备硫代硫酸钠晶体(),并探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸化学反应速率的因素。
Ⅰ.制备(部分固定装置省略)
(1)图1中涉及的化学方程式为____________。
(2)从图2中选择合适的装置净化并收集一瓶,所需装置的接口连接顺序为:发生装置→____________________→g→h(按气流方向,填小写字母)。
Ⅱ.制备
某兴趣小组利用图3所示装置制备。
已知:在弱酸性溶液中转化为S和。
通入气体后,溶液由澄清变浑浊,一段时间后又变澄清。反应结束,将三颈烧瓶中的溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、冷风干燥,得。
(3)实验过程中生成的总反应化学方程式为______________。当观察到_____________时,反应基本结束,停止通入。
Ⅲ.探究影响化学反应速率的因素
利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素,设计了如下系列实验:
实验
序号
反应温
度/℃
溶液
稀硫酸
1
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
2
40
0.10
0.50
3
20
0.10
4.0
0.50
(4)该实验1和2可探究________对反应速率的影响,因此是________。实验1和3可探究硫酸浓度对反应速率的影响,因此____。
【答案】(1)
(2)b→a→f→e (3) ①. ②. 溶液由澄清又变浑浊
(4) ①. 温度 ②. 10.0或10 ③. 6或6.0
【解析】
【小问1详解】
图1为铜和浓硫酸加热制备二氧化硫,反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,按要求配平即可化学方程式为。
【小问2详解】
先干燥(浓硫酸干燥,长进短出)→收集:二氧化硫密度大于空气,集气瓶倒置,因此二氧化硫从下端接口f进入,空气从上端长管e排出,最后接尾气处理装置,因此连接顺序为bafe。
【小问3详解】
反应物为、、,生成物为和,根据得失电子守恒、原子守恒配平即可得到总反应;根据题给信息,在弱酸性溶液中会分解生成S单质,过量后溶液呈弱酸性,会再次生成S使溶液变浑浊,因此当溶液再次变浑浊时,说明反应基本结束,停止通入。
【小问4详解】
实验1和实验2只有温度不同,因此目的是探究温度对反应速率的影响,控制变量法要求除温度外其他条件一致,因此体积和实验1相同,; 实验1和实验3探究硫酸浓度对反应速率的影响,要求溶液总体积和实验1一致(保证浓度改变,体积不变),实验1总体积为,因此。
三、推断题(共1小题,共15分)
17. 聚甲基丙烯酸甲酯是常见的有机高分子材料,俗称有机玻璃,被广泛应用于制备透明材料、医疗器械、建筑材料和工艺品,其合成路线如图所示。
已知:。
(1)E的结构简式是________,C所含官能团的名称是________。
(2)反应①的反应类型是________,写出反应③的化学方程式:________________________________。
(3)下列试剂可以用来鉴别有机物A和E的是________(填标号)。
A.酸性高锰酸钾溶液 B.溴水 C.碳酸氢钠溶液
(4)写出X的结构简式:________________。
(5)B的同分异构体中,与B具有相同官能团的还有________种(不考虑立体异构)。
【答案】(1) ①. ②. 碳碳双键、羟基
(2) ①. 取代反应 ②.
(3)C (4)
(5)7
【解析】
【分析】确定 A:光照下仅取代烷基氢,由 B 结构逆推,将换为,得 A 为(2 - 甲基丙烯)。
B→C:卤代烃在水溶液中水解,变为,碳碳双键不变。
C→D:伯醇在催化下氧化,变为,碳碳双键不变。
D→E:醛基被氧化为羧基,碳碳双键保留,得甲基丙烯酸。
E→G:与甲醇发生酯化反应,生成甲基丙烯酸甲酯。
G→X:碳碳双键打开发生加聚反应,生成聚甲基丙烯酸甲酯。
【小问1详解】
①D中醛基被氧化为羧基,碳碳双键保留,得甲基丙烯酸,E的结构简式是。
②C所含官能团的名称为碳碳双键、羟基。
【小问2详解】
① 反应①:光照下烯烃甲基上的氢原子被溴原子取代,反应类型为取代反应。
② 反应③(伯醇催化氧化为醛):
【小问3详解】
A 仅含碳碳双键,E 含碳碳双键和羧基:
A、B:二者均含碳碳双键,均可使酸性高锰酸钾、溴水褪色,无法鉴别;
C:碳酸氢钠与 E 的羧基反应产生气泡,与 A 不反应,可鉴别。
答案选C。
【小问4详解】
G 发生加聚反应生成有机玻璃(X),X结构为:。
【小问5详解】
B 分子式为,官能团为碳碳双键、溴原子,(溴原子位置有4种)、(溴原子位置有2种)、(溴原子位置有2种),含相同官能团的一溴丁烯共 8 种,减去 B 本身,剩余7种。
四、工艺流程题(共1小题,共14分)
18. 从某含银废催化剂(主要成分为、、等)中回收高纯银粉的流程如图所示。
已知:①不溶于硝酸;
②每一步流程加入的试剂均过量;
③“溶解”得到的溶解液里Ag元素以存在。
(1)“酸浸”时加快反应速率的方法有________(任写一点)。
(2)“废渣”的主要成分为________(写化学式)。
(3)“酸浸”过程中生成NO的离子方程式为__________________。
(4)“滤液”中的溶质除氯化钠外,还有________(写化学式),“溶解”时发生的离子方程式___________________。
(5)若“还原”中转化生成无污染的气体,还原剂与氧化剂物质的量之比是________。
(6)工业上,在空气中用5%稀硝酸连续吸收后,最后用碱液吸收,基本可实现将废气中的完全吸收,其工艺流程如图所示。
“吸收(1)”中被水吸收的化学方程式为___________________,假设有1 mol 进入“吸收(4)”并被充分吸收反应生成等物质的量的两种盐,过程中转移电子数为________。
【答案】(1)粉碎废催化剂、适当搅拌、适当升高温度、适当增大硝酸浓度等
(2)、
(3)
(4) ①. 、 ②.
(5)1∶4 (6) ①. ②.
【解析】
【分析】银废催化剂的主要成分为、、,加入稀硝酸酸浸后,溶解生成含的浸液,和不溶于稀硝酸成为废渣;加入使沉淀为,再加入氨水溶解沉淀,得到含的溶解液,再加入还原得到粗银,最后经过精密过滤真空烘干得到高纯银粉。
【小问1详解】
“酸浸”时加快反应速率的方法有粉碎废催化剂、适当搅拌、适当升高温度、适当增大硝酸浓度等。
【小问2详解】
根据题中已知①:不溶于硝酸,是酸性氧化物,也不能溶于硝酸,故“废渣”的成分有和。
【小问3详解】
酸浸过程中,和稀硝酸反应,化合价升高变为,化合价降低变为,根据电子转移守恒、电荷守恒和原子守恒,反应的离子方程式为。
【小问4详解】
①“浸液”中含生成的和剩余的硝酸,加入过量后,发生反应,过滤后的溶液中有生成的、剩余的硝酸和,故除外还有和;
②溶解时,沉淀被氨水溶解生成和,根据原子守恒和电荷守恒,离子方程式为:。
【小问5详解】
“还原”中转化生成无污染的气体,N由-2价升高为0价, 为还原剂;转化为单质,化合价由+1降低为0价,为氧化剂;根据电子转移守恒,则还原剂与氧化剂的物质的量之比为。
【小问6详解】
①“吸收(1)”中与水反应生成硝酸,化学方程式为;
②进入“吸收(4)”反应方程式为:,被吸收生成和各,根据化合价变化知,转移电子的物质的量为,数目为。
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