内容正文:
2028届高一供题训练(A2)
化学试卷
(全卷满分100分,考试用时75分钟)
可能用到的相对原子质量:H1 Li7 C12 N14 O16 Na23 S32 Fe56
第Ⅰ卷(共44分)
一、选择题:本题包括16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 激情全运会,活力大湾区。下列所涉及的材料中,主要由无机非金属材料制成的是
A.“同心跃”金牌
B.硅太阳能电池板
C.“绽放”铝合金火炬
D.聚四氟乙烯场馆
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语使用正确的是
A. 甲烷的球棍模型: B. S的原子结构示意图:
C. 氨气的电子式: D. 乙烯的结构简式:
3. 美好生活离不开化学。下列生活应用与对应化学知识没有直接关联的是
选项
生活应用
化学知识
A
用硫酸钡作医疗“钡餐”
硫酸钡难溶于胃酸
B
用单晶硅材料制造芯片
硅的导电性介于导体和绝缘体之间
C
用碳酸氢铵作氮肥
碳酸氢铵受热易分解
D
用加酶洗衣粉洗涤衣物
酶是催化剂可加快反应速率
A. A B. B C. C D. D
4. 某工厂废水中含有大量、、和,其中可能大量存在的阴离子是
A. B. C. D.
5. 长征五号火箭使用了液氢液氧发动机,关于该反应()说法错误的是
A. 产物无污染 B. 化学能转化为热能
C. 反应物总能量>生成物总能量 D. 断键总吸热>成键总放热
6. 蔗糖加浓硫酸,变黑,体积膨胀,反应有:(浓)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 该实验体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性 B. 溶液中的数目为
C. 每生成转移的电子数为 D. 含有的氧原子数为
7. 下列关于氨的实验装置能达到实验目的是
A.制备和收集氨气
B.干燥氨气
C.产生红色喷泉
D.尾气吸收
A. A B. B C. C D. D
8. 能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是
单质X氧化物1氧化物2酸(或碱)盐
A. X可为,氧化物1与作用也得到酸
B. X可为S,氧化物1可使酸性溶液褪色
C. X可为Na,氧化物2可与水反应生成
D. X可为碳,盐的热稳定性:
9. 粗盐中含少量的、和,提纯的方案如下。下列说法正确的是
A. 使用溶液除去 B. 首先加过量溶液除去
C. 用稀盐酸调pH,使滤液为中性或弱酸性 D. 加热浓缩滤液然后冷却结晶获得NaCl晶体
10. 下列反应方程式书写正确的是
A. 通入溴水的离子方程式:
B. 催化氧化的化学方程式:
C. 乙烯通入溴的溶液的化学方程式:
D. 用氢氟酸刻蚀玻璃的离子方程式:
11. 某实验小组探究甲烷与氯气的反应,装置如下图,下列说法正确的是
A. 光照一段时间后,水槽底部有白色固体析出
B. 反应中只涉及到极性共价键的断裂与形成
C. 产物有2种结构:和
D. 产物与互为同分异构体
12. 推理是重要的科学思维。下列说法正确的是
选项
已知性质
推理
A
能使品红褪色
能使石蕊试液褪色
B
常温下铁与稀硫酸反应产生
常温下铁与稀硝酸反应产生
C
能与NaOH溶液反应生成
能与NaOH溶液反应生成
D
Fe粉与S粉混合加热生成FeS
Cu粉与S粉混合加热生成CuS
A. A B. B C. C D. D
13. 可催化转化为,原理为。恒温1 L的密闭容器中充入和,和随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A. 2 min时,反应达到平衡状态
B. 当时,反应达到平衡状态
C. 0~2 min内,
D. 6 min时,
14. 下列化学原理及应用合理的是
选项
化学原理
应用
A
单质碳具有还原性
工业用焦炭将石英砂还原得到粗硅
B
难溶于水
向溶液中滴加少量溶液,产生白色沉淀,证明溶液中含有
C
和一定条件反应生成NO
该反应常用于工业制硝酸
D
乙烯能与酸性溶液反应
用酸性溶液可鉴别乙烷和乙烯
A. A B. B C. C D. D
15. 物质M可调节神经系统,结构式如图所示。R、W、X、Y、Z为短周期主族元素,Y、X、W位于同一周期,Y和Z同族,R的一种核素的中子数为0,下列说法错误的是
A. 简单离子半径大小:Z>X>Y B. 该化合物所有原子满足8电子稳定结构
C. X的简单氢化物遇HCl产生白烟 D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:W<Z
16. 某固态锂电池(装置如图所示)以为固态电解质,电池总反应为。电池工作时,下列说法正确的是
A. 电极a为正极,发生氧化反应 B. 电子流向:b→M→a
C. b电极反应式为: D. 电路中每转移,电极a增重7 g
第Ⅱ卷
二、非选择题:本题包括4小题,共56分。
17. 硫酸亚铁铵晶体[]又称莫尔盐,可作为还原剂。一种用黄铁矿(主要成分,含、、杂质)制备莫尔盐的主要流程如下:
已知:①硫酸亚铁铵易溶于水,在水中溶解度随温度升高而增大,难溶于乙醇。
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围:
金属离子
开始沉淀pH
6.3
2.3
3.4
完全沉淀pH
8.3
3.7
4.7
(1)“破碎”的主要目的是______。
(2)“酸浸”时,与氧气、水在酸性条件下转化为,补充完整该反应的化学方程式:______。滤渣1的成分有______。
(3)“酸浸”时,搅拌速度与溶液中铁元素含量的关系如图1所示,搅拌速率选择______RPM时,硫铁矿中铁残留最少。
研究认为,酸浸过程的反应机理如图2所示,“快”反应的进行有利于加快矿石溶解。据图分析,可在“酸浸”环节加入______(填物质的化学式)可提高反应速率。
(4)“调pH”时,pH范围是______。
(5)从溶液中获得硫酸亚铁铵晶体的系列操作包括______、过滤、洗涤、干燥。洗涤过程中先用少量水洗,再用乙醇洗,用乙醇洗的主要目的是______。
(6)样品纯度测定。取粗产品1.0 g溶于水并配成溶液,用硫酸酸化后,与溶液反应,消耗溶液4.5 mL,计算粗产品中莫尔盐的质量分数为______。[已知的摩尔质量为]
18. 连二亚硫酸钠()用于纺织、造纸的漂白。研究小组利用下图装置制,制备原理为:。
已知:①在酸性或受热时不稳定,在碱性溶液中稳定,但碱性过强,活性会下降。
②易溶于水,在强酸性条件下不稳定,在碱性介质中较稳定。
③实验需控制在低温7~10℃及pH为6.5~7.5条件下进行。
(1)中O的化合价均为,则S的化合价为_______;制备原理中还原剂是_______。
(2)仪器a的名称是_______,写出装置A反应的化学方程式_______。
(3)装置B的作用是观察气流的速率,试剂a最佳选择是_______。
A. 饱和NaCl溶液 B. 酸性溶液 C. 饱和溶液 D. 饱和溶液
(4)装置D的作用是_______。
(5)用液态调节溶液pH,相较于用硫酸的优点有_______(写1点)。C装置需补充的装置为_______。
(6)若通入,实际实验后制得,则产率为_______。(已知的摩尔质量为)
19. 以石油分解得到的丁烷为原料,合成多种有机物的路线如图所示。
已知丙烯与氯气在不同条件下发生反应:
(1)化合物a的分子式为_______,该物质_______(填“是”或“不是”)乙烯的同系物。
(2)化合物a合成有机高分子的化学方程式为:_______。
(3)反应②另一种可能产物的结构简式为_______。丙烯生成化合物c发生两步反应,反应③的反应类型为_______。
(4)下列说法正确的有_______。
A. 同分异构体共有2种
B. 1 mol乙烯完全燃烧消耗氧气体积为67.2 L
C. 化合物c所有原子可以共面
D. 化合物a可使酸性溶液褪色
(5)参考题干合成路线信息,以丙烯为原料经两步合成,其中第二步原子利用率为100%。写出合成路线流程图__________________________(无机试剂任选)。
示例:
20. 某学习小组探究铜与浓硝酸的反应。
Ⅰ.配制溶液
(1)实验室浓硝酸用棕色试剂瓶盛放,原因是_______(用化学方程式说明),瓶塞为_______(填“橡胶塞”或“玻璃塞”)。
(2)配制浓硝酸,需量取浓硝酸_______mL。从下列选项中选出配制过程中的正确操作,并按实验先后排序为_______(填操作编号)。
A.定容 B.转移 C.摇匀 D.稀释
Ⅱ.实验探究
小组同学按图装置进行实验,发现反应开始较慢,试管温度变化不大;随后反应突然剧烈,产生大量红棕色气体,溶液变为绿色。
(3)试管中铜参与反应的离子方程式:___________________。
(4)甲同学推测溶液绿色原因是在溶液中达到饱和,的饱和溶液呈黄色,溶液呈蓝色,两者混合后呈绿色。他取少量该绿色溶液,向其中加入适量水后溶液变为蓝色,可能的原因是_____________________________(用化学方程式表示)。
(5)小组对该反应速率先慢后快的原因进行探究。
①提出假设:根据反应产物和过程,小组提出以下可能影响反应速率的因素:
假设1:反应放热使反应加快
假设2:使反应加快
假设3:使反应加快
②验证假设:
甲同学认为假设1不成立,其依据的实验现象是___________________。乙同学设计铜-硝酸反应的原电池装置(隔离膜隔开铜与浓硝酸,只允许阴离子通过)如下图,探究反应产物对速率的影响。电流越大,反应越快。
分别加入不同物质,观察电流表读数变化,实验记录如下:
实验编号
实验操作
电流表读数(相对大小)
1
无添加(空白对照)
2
向左池溶液少量X固体
3
向右池溶液通入少量气体
4
向左池溶液通入与3等量的气体
③实验分析
实验2中X固体为______,,说明假设2不成立。
实验3、4中、均大于,说明假设3成立。小组同学为明确机理,进一步查阅资料:反应过程中产生了加快反应速率,且电离产生的与作用,也可加快反应速率。为了证明该观点,补充实验设计:向左池溶液加入少量______固体,电流表读数明显增大。
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2028届高一供题训练(A2)
化学试卷
(全卷满分100分,考试用时75分钟)
可能用到的相对原子质量:H1 Li7 C12 N14 O16 Na23 S32 Fe56
第Ⅰ卷(共44分)
一、选择题:本题包括16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 激情全运会,活力大湾区。下列所涉及的材料中,主要由无机非金属材料制成的是
A.“同心跃”金牌
B.硅太阳能电池板
C.“绽放”铝合金火炬
D.聚四氟乙烯场馆
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.“同心跃”金牌主要由金属合金制成,属于金属材料,不属于无机非金属材料,A错误;
B.硅太阳能电池板的主要成分为晶体,硅属于无机非金属材料,B正确;
C.“绽放”铝合金火炬的主要材料为铝合金,属于金属材料,不属于无机非金属材料,C错误;
D.聚四氟乙烯是有机高分子化合物,属于有机高分子材料,不属于无机非金属材料,D错误;
故选B。
2. 下列化学用语使用正确的是
A. 甲烷的球棍模型: B. S的原子结构示意图:
C. 氨气的电子式: D. 乙烯的结构简式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲烷的球棍模型中,中心碳原子的半径应大于周围氢原子半径,题图中中心原子半径小于氢原子,不符合实际,A错误;
B.S为16号元素,中性硫原子的核外电子数等于核电荷数,最外层电子数为6,题图所示为硫离子的结构示意图,B错误;
C.氨气的电子式为,C错误;
D.乙烯的官能团为碳碳双键,结构简式需保留官能团,书写符合规范,D正确;
故选 D。
3. 美好生活离不开化学。下列生活应用与对应化学知识没有直接关联的是
选项
生活应用
化学知识
A
用硫酸钡作医疗“钡餐”
硫酸钡难溶于胃酸
B
用单晶硅材料制造芯片
硅的导电性介于导体和绝缘体之间
C
用碳酸氢铵作氮肥
碳酸氢铵受热易分解
D
用加酶洗衣粉洗涤衣物
酶是催化剂可加快反应速率
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.难溶于胃酸的主要成分,不会电离出有毒的,因此可作医疗钡餐,二者有直接关联,A不符合题意;
B.单晶硅是半导体材料,导电性介于导体和绝缘体之间,可用于制造芯片,二者有直接关联,B不符合题意;
C.作氮肥是因为其含有作物生长必需的氮元素,与受热易分解的性质无直接关联,受热易分解是储存时需要避开高温的原因,C符合题意;
D.酶是生物催化剂,可加快衣物上蛋白质等污渍的分解速率,因此加酶洗衣粉洗涤效果更好,二者有直接关联,D不符合题意;
故选C。
4. 某工厂废水中含有大量、、和,其中可能大量存在的阴离子是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.可与反应生成弱电解质,也可与、生成难溶性亚硫酸盐,不能大量共存,A错误;
B.与废水中、、、均不发生反应,可以大量共存,B正确;
C.在大量存在的酸性环境下具有强氧化性,能将还原性的氧化为,不能大量共存,C错误;
D.可与反应生成水,也可与、反应生成氢氧化物沉淀,不能大量共存,D错误;
故选B。
5. 长征五号火箭使用了液氢液氧发动机,关于该反应()说法错误的是
A. 产物无污染 B. 化学能转化为热能
C. 反应物总能量>生成物总能量 D. 断键总吸热>成键总放热
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应产物为,对环境无污染,A正确;
B.液氢液氧燃烧反应放出大量热,主要将化学能转化为热能,B正确;
C.该反应为放热反应,因此反应物总能量大于生成物总能量,C正确;
D.反应焓变断键吸收总能量成键放出总能量,放热反应,因此断键总吸热小于成键总放热,D错误;
故选D。
6. 蔗糖加浓硫酸,变黑,体积膨胀,反应有:(浓)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 该实验体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性 B. 溶液中的数目为
C. 每生成转移的电子数为 D. 含有的氧原子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.浓硫酸使蔗糖脱水炭化变黑体现脱水性,与生成的C发生氧化还原反应生成、等气体使体积膨胀体现强氧化性,A正确;
B.未给出溶液的体积,无法计算的数目,B错误;
C.反应中S元素从+6价降为+4价,每生成转移电子,故生成转移电子数为,C错误;
D.的物质的量为,含有的氧原子数为,D错误;
故选A。
7. 下列关于氨的实验装置能达到实验目的是
A.制备和收集氨气
B.干燥氨气
C.产生红色喷泉
D.尾气吸收
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热固体时,分解生成的和在试管口会重新化合为,无法制得氨气,A错误;
B.球形干燥管干燥气体时应“大口进气、小口出气”,图中气流方向错误,无法充分干燥氨气,B错误;
C.溶于水生成弱碱,溶液呈碱性,会使石蕊溶液变蓝,无法得到红色喷泉,C错误;
D.难溶于,导管插入层可防止倒吸,逸出到上层水层时被吸收,可完成尾气吸收,D正确;
故选D。
8. 能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是
单质X氧化物1氧化物2酸(或碱)盐
A. X可为,氧化物1与作用也得到酸
B. X可为S,氧化物1可使酸性溶液褪色
C. X可为Na,氧化物2可与水反应生成
D. X可为碳,盐的热稳定性:
【答案】B
【解析】
【详解】A.若X为,氧化物1为,不与反应,无法得到酸,A错误;
B.若X为,氧化物1为,具有还原性,可与酸性溶液发生氧化还原反应使其褪色,且的转化路径符合要求,B正确;
C.若X为,氧化物2为,与水反应生成和,不生成,C错误;
D.若X为碳,对应的盐为、,热稳定性,D错误;
故选B。
9. 粗盐中含少量的、和,提纯的方案如下。下列说法正确的是
A. 使用溶液除去 B. 首先加过量溶液除去
C. 用稀盐酸调pH,使滤液为中性或弱酸性 D. 加热浓缩滤液然后冷却结晶获得NaCl晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.为微溶物,使用溶液无法完全除去,应选用溶液除,A错误;
B.溶液需在溶液之后加入,才能同时除去和过量的,不能首先加入溶液,B错误;
C.过滤后滤液中含有过量的和,加稀盐酸调pH为中性或弱酸性,可除去过量的和,过量的在后续蒸发过程中会挥发除去,C正确;
D.的溶解度随温度变化很小,应采用蒸发结晶的方法获得晶体,冷却结晶适用于溶解度随温度变化较大的物质,D错误;
故选C。
10. 下列反应方程式书写正确的是
A. 通入溴水的离子方程式:
B. 催化氧化的化学方程式:
C. 乙烯通入溴的溶液的化学方程式:
D. 用氢氟酸刻蚀玻璃的离子方程式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.与溴水发生氧化还原反应,S元素从+4价升高为+6价,1mol 失去2mol电子,Br元素从0价降低为-1价,1mol 得到2mol电子,电子守恒、原子守恒、电荷守恒均满足,离子方程式书写正确,A正确;
B.催化氧化的产物为,不是,正确化学方程式为,B错误;
C.乙烯与溴发生加成反应,两个溴原子分别连接双键两端的碳原子,产物为,不是,C错误;
D.HF为弱酸,离子方程式中需写化学式,不能拆分为和,正确离子方程式为,D错误;
故选A。
11. 某实验小组探究甲烷与氯气的反应,装置如下图,下列说法正确的是
A. 光照一段时间后,水槽底部有白色固体析出
B. 反应中只涉及到极性共价键的断裂与形成
C. 产物有2种结构:和
D. 产物与互为同分异构体
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成,溶于饱和溶液后浓度升高,使的溶解平衡逆向移动,析出白色固体,A正确;
B.反应过程中需要断裂中的非极性共价键,并非只涉及极性共价键的断裂与形成,B错误;
C.是正四面体结构,只有1种结构,题给两种结构式为同一物质的不同书写形式,C错误;
D.同分异构体要求分子式相同、结构不同,和分子式不同,不互为同分异构体,D错误;
故选A。
12. 推理是重要的科学思维。下列说法正确的是
选项
已知性质
推理
A
能使品红褪色
能使石蕊试液褪色
B
常温下铁与稀硫酸反应产生
常温下铁与稀硝酸反应产生
C
能与NaOH溶液反应生成
能与NaOH溶液反应生成
D
Fe粉与S粉混合加热生成FeS
Cu粉与S粉混合加热生成CuS
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.虽能使品红褪色,但它不能漂白酸碱指示剂,溶于水生成会使石蕊试液变红,不会褪色,A错误;
B.稀硝酸属于强氧化性酸,常温下与铁反应还原产物为,不会生成,B错误;
C.和都属于酸性氧化物,均能与强碱反应生成对应盐和水,与反应生成,C正确;
D.的氧化性较弱,只能将变价金属氧化到低价态,粉与粉混合加热生成的是而非,D错误;
故选C。
13. 可催化转化为,原理为。恒温1 L的密闭容器中充入和,和随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A. 2 min时,反应达到平衡状态
B. 当时,反应达到平衡状态
C. 0~2 min内,
D. 6 min时,
【答案】C
【解析】
【详解】A.2 min后的物质的量继续减小,的物质的量继续增大,反应仍向正反应方向进行,未达到平衡状态,A错误;
B.初始投料,反应中两者按计量数比1:3消耗,任意时刻均为1:3,该比例不变不能说明反应达到平衡状态,B错误;
C.0~2 min内,,容器体积为1 L,故,C正确;
D.6 min时反应达到平衡,消耗的的物质的量为,根据反应计量关系,生成的,故,D错误;
故选 C。
14. 下列化学原理及应用合理的是
选项
化学原理
应用
A
单质碳具有还原性
工业用焦炭将石英砂还原得到粗硅
B
难溶于水
向溶液中滴加少量溶液,产生白色沉淀,证明溶液中含有
C
和一定条件反应生成NO
该反应常用于工业制硝酸
D
乙烯能与酸性溶液反应
用酸性溶液可鉴别乙烷和乙烯
A. A B. B C. C D. D
【答案】AD
【解析】
【详解】A.单质碳具有还原性,工业上焦炭与石英砂发生反应,碳作还原剂还原得到粗硅,原理与应用均合理,A正确;
B.难溶于水,但滴加溶液产生的白色沉淀可能为、等,无法证明溶液中含有,应用不合理,B错误;
C.和在一定条件下可反应生成,但该反应能耗过高,工业制硝酸的来源于氨的催化氧化反应,应用不合理,C错误;
D.乙烯含碳碳双键,可与酸性溶液发生氧化反应使溶液褪色,乙烷与酸性溶液不反应,现象不同可鉴别乙烷和乙烯,原理与应用均合理,D正确;
故选 AD。
15. 物质M可调节神经系统,结构式如图所示。R、W、X、Y、Z为短周期主族元素,Y、X、W位于同一周期,Y和Z同族,R的一种核素的中子数为0,下列说法错误的是
A. 简单离子半径大小:Z>X>Y B. 该化合物所有原子满足8电子稳定结构
C. X的简单氢化物遇HCl产生白烟 D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:W<Z
【答案】B
【解析】
【分析】由题干信息可知,R的核素中子数为0,则R为H,X形成3个单键,为第ⅤA族元素,W形成4个单键,为第ⅣA族元素,Y形成2个键,为第ⅥA族元素,结合、、同周期,和同族,可得W为C、X为N、Y为O、Z为S,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,Z的简单离子为S2-,有3个电子层,半径最大;X、Y的简单离子为N3-、O2-,二者电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径Z>X>Y,A正确;
B.由分析可知,R为H、W为C、X为N、Y为O、Z为S,化合物中H原子仅满足2电子稳定结构,且中心S原子成键后最外层电子数大于8,并非所有原子都满足8电子稳定结构,B错误;
C.由分析可知,X为N、X的简单氢化物为NH3,与HCl反应生成固态NH4Cl,能产生白烟,C正确;
D.由分析可知, W为C、Z为S,W的最高价氧化物对应水化物为H2CO3(弱酸),Z的最高价氧化物对应水化物为H2SO4(强酸),故酸性W<Z,D正确;
故答案为:B。
16. 某固态锂电池(装置如图所示)以为固态电解质,电池总反应为。电池工作时,下列说法正确的是
A. 电极a为正极,发生氧化反应 B. 电子流向:b→M→a
C. b电极反应式为: D. 电路中每转移,电极a增重7 g
【答案】D
【解析】
【分析】先根据总反应 判断电极名称:金属Li(电极b)中Li从0价升高为+1价,失电子发生氧化反应,因此电极b是负极;中Co从+3价降低为+2价,得电子发生还原反应,因此电极a是正极。
【详解】A.电极a为正极,原电池正极发生得电子的还原反应,而非氧化反应,A错误;
B.电子只能在外电路中流动,流向为,固态电解质中是离子定向移动,无电子通过,B错误;
C.电极b为负极,失电子生成,电极反应为,C错误;
D.正极反应为,每转移,有在电极a增重,增重质量为,D正确;
故答案选D。
第Ⅱ卷
二、非选择题:本题包括4小题,共56分。
17. 硫酸亚铁铵晶体[]又称莫尔盐,可作为还原剂。一种用黄铁矿(主要成分,含、、杂质)制备莫尔盐的主要流程如下:
已知:①硫酸亚铁铵易溶于水,在水中溶解度随温度升高而增大,难溶于乙醇。
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围:
金属离子
开始沉淀pH
6.3
2.3
3.4
完全沉淀pH
8.3
3.7
4.7
(1)“破碎”的主要目的是______。
(2)“酸浸”时,与氧气、水在酸性条件下转化为,补充完整该反应的化学方程式:______。滤渣1的成分有______。
(3)“酸浸”时,搅拌速度与溶液中铁元素含量的关系如图1所示,搅拌速率选择______RPM时,硫铁矿中铁残留最少。
研究认为,酸浸过程的反应机理如图2所示,“快”反应的进行有利于加快矿石溶解。据图分析,可在“酸浸”环节加入______(填物质的化学式)可提高反应速率。
(4)“调pH”时,pH范围是______。
(5)从溶液中获得硫酸亚铁铵晶体的系列操作包括______、过滤、洗涤、干燥。洗涤过程中先用少量水洗,再用乙醇洗,用乙醇洗的主要目的是______。
(6)样品纯度测定。取粗产品1.0 g溶于水并配成溶液,用硫酸酸化后,与溶液反应,消耗溶液4.5 mL,计算粗产品中莫尔盐的质量分数为______。[已知的摩尔质量为]
【答案】(1)增大固体与液体的接触面积,加快反应速率,提高浸取率
(2) ①. ②. 、
(3) ①. ②.
(4)
(5) ①. 蒸发浓缩、冷却结晶 ②. 减少硫酸亚铁铵晶体的溶解损失,且乙醇易挥发,便于晶体干燥
(6)
【解析】
【分析】黄铁矿(主要成分,含、、杂质)经破碎后,使用硫酸和氧气“酸浸”,转化为,不与硫酸反应,氧化铝转化为硫酸铝,碳酸钙转化为微溶于水的硫酸钙,滤渣1的成分为二氧化硅和硫酸钙,酸浸过程中部分Fe2+会被氧气氧化为Fe3+,加入铁粉将溶液中的Fe3+全部还原为Fe2+,加入氨水调节pH,使铝离子完全沉淀,再向滤液中加入硫酸铵,经过系列操作得到。
【小问1详解】
“破碎”将大块矿石粉碎,其主要目的是增大固体与液体的接触面积,从而加快酸浸时的反应速率,提高原料中铁元素的浸取率。
【小问2详解】
根据质量守恒定律,反应物中有 ,生成物中已知有 ,缺少的产物中应含有 4 个 原子、2 个 原子和 8 个 原子,即为 。根据分析,滤渣1的成分为二氧化硅和硫酸钙。
【小问3详解】
由图1可知,当搅拌速度达到 300 RPM时,溶液中铁元素含量达到最大且基本保持不变,说明此时硫铁矿中铁残留最少。由图2的反应机理可知, 与 发生的反应③为“快”反应,能有效加快矿石的溶解。因此,可在“酸浸”环节加入含有 的物质,如,以提高整体反应速率。
【小问4详解】
“调pH”的目的是使溶液中的杂质离子
完全沉淀,同时保证目标离子 不沉淀。根据题给表格数据, 完全沉淀的pH为 , 开始沉淀的pH为 ,故pH的控制范围应为 。
【小问5详解】
从溶液中获取易溶于水且溶解度随温度升高而增大的晶体,常规的系列操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。已知硫酸亚铁铵难溶于乙醇,洗涤时先用水洗去表面可溶性杂质,再用乙醇洗涤,其主要目的是利用乙醇降低晶体的溶解度,减少晶体因溶解造成的损失;同时乙醇易挥发,有利于晶体快速干燥。
【小问6详解】
滴定过程中 被 氧化为 ,发生的离子方程式为。消耗的 的物质的量为:。 根据反应计量数关系可知:。 则粗产品中莫尔盐的质量为:。 故粗产品中莫尔盐的质量分数为:。
18. 连二亚硫酸钠()用于纺织、造纸的漂白。研究小组利用下图装置制,制备原理为:。
已知:①在酸性或受热时不稳定,在碱性溶液中稳定,但碱性过强,活性会下降。
②易溶于水,在强酸性条件下不稳定,在碱性介质中较稳定。
③实验需控制在低温7~10℃及pH为6.5~7.5条件下进行。
(1)中O的化合价均为,则S的化合价为_______;制备原理中还原剂是_______。
(2)仪器a的名称是_______,写出装置A反应的化学方程式_______。
(3)装置B的作用是观察气流的速率,试剂a最佳选择是_______。
A. 饱和NaCl溶液 B. 酸性溶液 C. 饱和溶液 D. 饱和溶液
(4)装置D的作用是_______。
(5)用液态调节溶液pH,相较于用硫酸的优点有_______(写1点)。C装置需补充的装置为_______。
(6)若通入,实际实验后制得,则产率为_______。(已知的摩尔质量为)
【答案】(1) ①.
②.
(2) ①.
分液漏斗 ②.
(3)D
(4)
吸收未反应的等尾气,防止污染环境,同时防止倒吸
(5) ①.
液态汽化吸热,有利于维持反应所需的低温环境(或溶于水形成弱酸,可避免局部酸性过强导致和分解) ②.
冰水浴(或冷水浴)装置
(6)
【解析】
【分析】装置A利用浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备气体;装置B盛装饱和溶液,用于观察气流速率且不消耗;装置C为反应发生装置,通入和液态,在和混合溶液中制备目标产物,液态既能调节pH又能汽化吸热维持低温;装置D盛装溶液,用于吸收未反应的尾气并防止倒吸。
【小问1详解】
在中,Na为价,O为价,设S的化合价为,根据化合物中正负化合价代数和为0,有,解得;在制备反应中,中H元素的化合价由价升高到价(转化为中的H),失去电子,因此作还原剂;
【小问2详解】
根据仪器构造可知,仪器a为分液漏斗。装置A中利用浓硫酸与亚硫酸钠发生复分解反应制备二氧化硫,化学方程式为;
【小问3详解】
装置B用于观察气流速率,试剂a不能吸收或消耗:饱和溶液能溶解部分;酸性溶液会氧化吸收;饱和溶液会与发生氧化还原反应生成硫单质沉淀;在饱和溶液中溶解度极小,不会被消耗,故最佳选择为D;
【小问4详解】
有毒,直接排放会污染空气,装置D中的溶液可吸收尾气;倒扣的漏斗边缘刚好没入液面,当装置内压强减小时,可防止溶液倒吸入反应装置中;
【小问5详解】
根据已知信息,和在强酸性条件下不稳定,硫酸为强酸,易导致局部酸性过强,而溶于水呈弱酸性,条件更温和;此外,液态汽化时吸收大量热,有助于维持实验所需的7~10℃低温;由于实验需严格控制在7~10℃,C装置应置于冰水浴(或冷水浴)中以控制反应温度;
【小问6详解】
根据硫原子守恒,反应中存在关系式:。通入,理论上可生成,即理论上生成的质量为。实际制得,则产率为。
19. 以石油分解得到的丁烷为原料,合成多种有机物的路线如图所示。
已知丙烯与氯气在不同条件下发生反应:
(1)化合物a的分子式为_______,该物质_______(填“是”或“不是”)乙烯的同系物。
(2)化合物a合成有机高分子的化学方程式为:_______。
(3)反应②另一种可能产物的结构简式为_______。丙烯生成化合物c发生两步反应,反应③的反应类型为_______。
(4)下列说法正确的有_______。
A. 同分异构体共有2种
B. 1 mol乙烯完全燃烧消耗氧气体积为67.2 L
C. 化合物c所有原子可以共面
D. 化合物a可使酸性溶液褪色
(5)参考题干合成路线信息,以丙烯为原料经两步合成,其中第二步原子利用率为100%。写出合成路线流程图__________________________(无机试剂任选)。
示例:
【答案】(1) ①. ②. 是
(2)
(3) ①. ②. 取代反应 (4)AD
(5)
【解析】
【分析】石油分解得到丁烷,丁烷进一步裂解得到小分子产物乙烯和丙烯,作为后续合成的基础原料。乙烯在一定条件下发生加成反应生成a()。a在酸催化水合条件下,生成主产物2-丁醇,同时存在另一种加成方向的副产物。目标产物c是1,2,3-三氯丙烷,结合题干给出的丙烯和氯气的两个特征反应:第一步(反应③):丙烯在500℃条件下,发生取代反应,生成烯丙基氯;第二步(反应④):烯丙基氯在四氯化碳体系中和氯气发生碳碳双键的加成反应,双键打开后两个氯原子分别加在双键的两个碳上,最终得到三氯代产物c;c再通过卤代烃的水解反应,三个氯原子被羟基取代,得到甘油(丙三醇)。
【小问1详解】
化合物a为1-丁烯(),分子式为;同系物要求结构相似、分子组成相差1个或若干个原子团,1-丁烯含1个碳碳双键,与乙烯结构相似,组成相差2个,属于乙烯的同系物。
【小问2详解】
1-丁烯含碳碳双键,发生加聚反应,双键断开后彼此连接形成高分子,化学方程式为。
【小问3详解】
反应②是1-丁烯和水的酸催化加成,H加在含氢多的双键碳上得到主产物为2-丁醇,另一种可能产物是H加在含氢少的双键碳上得到的1-丁醇,结构简式为;结合题干已知信息,反应③是丙烯在500℃条件下和发生取代得到,反应④是该产物和的加成得到1,2,3-三氯丙烷,因此反应③为取代反应。
【小问4详解】
A.的同分异构体为正丁烷、异丁烷共2种,A正确;
B.未说明是标准状况,无法确定氧气的体积为67.2 L,B错误;
C.化合物c为,含饱和碳原子,所有原子不可能共平面,C错误;
D.化合物a含碳碳双键,可被酸性氧化,使溶液褪色,D正确;
故选AD。
【小问5详解】
目标产物为,要求第二步原子利用率100%,因此第一步丙烯与在500℃条件下发生取代反应生成,第二步与水发生加成反应得到目标产物,原子利用率100%。合成路线为。
20. 某学习小组探究铜与浓硝酸的反应。
Ⅰ.配制溶液
(1)实验室浓硝酸用棕色试剂瓶盛放,原因是_______(用化学方程式说明),瓶塞为_______(填“橡胶塞”或“玻璃塞”)。
(2)配制浓硝酸,需量取浓硝酸_______mL。从下列选项中选出配制过程中的正确操作,并按实验先后排序为_______(填操作编号)。
A.定容 B.转移 C.摇匀 D.稀释
Ⅱ.实验探究
小组同学按图装置进行实验,发现反应开始较慢,试管温度变化不大;随后反应突然剧烈,产生大量红棕色气体,溶液变为绿色。
(3)试管中铜参与反应的离子方程式:___________________。
(4)甲同学推测溶液绿色原因是在溶液中达到饱和,的饱和溶液呈黄色,溶液呈蓝色,两者混合后呈绿色。他取少量该绿色溶液,向其中加入适量水后溶液变为蓝色,可能的原因是_____________________________(用化学方程式表示)。
(5)小组对该反应速率先慢后快的原因进行探究。
①提出假设:根据反应产物和过程,小组提出以下可能影响反应速率的因素:
假设1:反应放热使反应加快
假设2:使反应加快
假设3:使反应加快
②验证假设:
甲同学认为假设1不成立,其依据的实验现象是___________________。乙同学设计铜-硝酸反应的原电池装置(隔离膜隔开铜与浓硝酸,只允许阴离子通过)如下图,探究反应产物对速率的影响。电流越大,反应越快。
分别加入不同物质,观察电流表读数变化,实验记录如下:
实验编号
实验操作
电流表读数(相对大小)
1
无添加(空白对照)
2
向左池溶液少量X固体
3
向右池溶液通入少量气体
4
向左池溶液通入与3等量的气体
③实验分析
实验2中X固体为______,,说明假设2不成立。
实验3、4中、均大于,说明假设3成立。小组同学为明确机理,进一步查阅资料:反应过程中产生了加快反应速率,且电离产生的与作用,也可加快反应速率。为了证明该观点,补充实验设计:向左池溶液加入少量______固体,电流表读数明显增大。
【答案】(1) ①. ; ②. 玻璃塞
(2) ①. 25.0; ②. DBAC
(3)
(4)
(5) ①. 反应开始时试管温度变化不大,反应突然剧烈加快 ②. ③.
【解析】
【分析】铜与浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铜与水;溶液呈绿色是因为溶解的二氧化氮与蓝色硝酸铜溶液混合导致,加水后二氧化氮与水反应溶液变为蓝色。反应速率探究部分设置三类假设,分别为反应放热、铜离子催化、二氧化氮催化,通过原电池装置的电流大小判断反应速率,逐一验证假设合理性,补充实验验证亚硝酸根的催化作用。
【小问1详解】
浓硝酸见光易分解,因此需用棕色试剂瓶盛放,反应的化学方程式为。浓硝酸具有强氧化性,可腐蚀橡胶塞,因此瓶塞选用玻璃塞。
【小问2详解】
根据稀释定律,稀释前后溶质的物质的量不变,设所需16.0 mol/L浓硝酸的体积为V,则有,计算得。配制浓硝酸溶液时,先在烧杯中进行稀释,待溶液冷却后转移至容量瓶,之后进行定容操作,最后摇匀,因此操作顺序为DBAC。
【小问3详解】
铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应的离子方程式为。
【小问4详解】
向绿色溶液中加入水后,溶解在溶液中的二氧化氮与水发生反应,溶液变为蓝色,反应的化学方程式为。
【小问5详解】
②假设1不成立的依据为反应开始时试管温度变化不大,反应突然剧烈加快。
③实验2用于验证假设2,即探究对反应速率的影响,因此加入的X固体为,提供,若,说明加入后反应速率未加快,假设2不成立。
要验证电离产生的可加快反应速率,需向体系中加入提供的可溶性固体,因此可加入少量固体,若电流表读数明显增大,可证明该观点成立。
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