精品解析:广东东莞长安中学2026年下学期高二年级期中考试化学试题
2026-09-07
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内容正文:
东莞长安中学2026年下学期高二年级期中考试
化学
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共8页,总分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。带*题目为能力提升题,分值不计入总分。
1. 化学对提高人类生活质量、促进社会发展和科技创新有重要作用。下列说法错误的是
A. 使用太阳能电池可减少化石能源的使用
B. 维生素C可作食品抗氧化剂
C. 纳米铁粉主要通过物理吸附作用除去污水中的Cu2+、Hg2+
D. 用银器盛放鲜牛奶可防止牛奶变质
2. 下列物质应用和对应性质匹配的是
选项
应用
性质
A
大型舰船的底部常镶嵌锌块,防止船底腐蚀
锌比铁活泼性强
B
用焦炭和二氧化硅在电炉中制备粗硅
非金属性:C>Si
C
可用于漂白织物等
具有氧化性
D
聚合硫酸铁用作净水剂
聚合硫酸铁易溶于水
A. A B. B C. C D. D
3. 下列关于化学本质或实质的说法正确的是
A. 某放热反应能自发进行,该反应一定是熵增反应
B. 共价键的本质是原子轨道的重叠
C. 放热反应的实质为形成新化学键释放的能量小于破坏旧化学键吸收的能量
D. 稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应的实质为Ba2++OH-+H++=BaSO4↓+H2O
4. 某同学进行配制一定物质的量浓度稀硫酸实验,操作如下:计算后用10mL量筒量取5.4mL浓硫酸;将其沿小烧杯壁缓缓倒入蒸馏水中,用玻璃棒不断搅拌;将稀释后的溶液用玻璃棒引流转移至100mL容量瓶中;用蒸馏水洗涤量筒、烧杯和玻璃棒2-3次,并将洗涤液转移入容量瓶;振荡摇匀;继续加蒸馏水至离刻度线1-2cm处,改用胶头滴管滴加,直至凹液面最低处与刻度线相平;盖上玻璃塞,左手掌心拖住瓶底,右手食指紧按住玻璃塞,其余四指轻拢瓶颈,进行上下颠倒摇匀;把溶液倒入试剂瓶,贴好标签。实验中存在的错误有几处
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
5. 短周期元素X、Y、Z、M、W、Q、R的原子半径及主要化合价如表所示。
元素代号
X
Y
Z
M
W
Q
R
原子半径/nm
0.186
0.143
0.104
0.099
0.070
0.066
0.032
主要化合价
+1
+3
+6,-2
+7,-1
+5,-3
-2
+1
下列说法错误的是
A. M在周期表中的位置是第三周期ⅦA族
B. 简单离子半径:Y3+ <X+ <Q2-<Z2-
C. W和R,Q和R均能形成18e-微粒
D. 由Z、W、Q、R形成的离子晶体,1 mol晶体中含的离子数一定是3
6. 已知锰酸钾(K2MnO4)在浓的强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:3 +2H2O=2 +MnO2↓+4OH-。下列用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4 的实验原理和装置能达到实验目的的是
A. 用装置甲制备Cl2 B. 用装置乙除去Cl2中的HCl
C. 用装置丙使K2MnO4转化成KMnO4 D. 用装置丁分离出溶液中的MnO2
7. 由有机物X合成Y的反应如图所示。下列说法正确的是
A. X存在顺反异构体
B. X可以与浓溴水、酸性高锰酸钾溶液发生反应
C. Y在水中的溶解度比X大
D. Y与足量H2加成后的产物中含有4个手性碳原子
8. B2O3的气态分子结构如图1所示,硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如图2所示。下列说法错误的是
A. 两分子中B原子分别采用sp杂化、sp2杂化
B. 硼酸晶体中层与层之间存在范德华力
C. 1molH3BO3晶体中含有6mol氢键
D. 硼原子可提供空轨道,硼酸电离的方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+
9. 以某冶金工业产生的废渣(含Cr2O3、SiO2及少量的Al2O3)为原料,制备K2Cr2O7的流程如图所示。
下列说法正确的是
A. 煅烧时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:1
B. 滤渣中主要成分是Al(OH)3
C. CO2在流程中可循环使用
D. 滤液中加入KOH,有利于提高K2Cr2O7的产率
10. 由我国科学家设计的Mg-Li双盐具有较高的电池效率,其工作原理如图所示,下列说法错误的是
A. 放电时,正极电极反应式为FeS+2e-+2Li+=Fe+Li2S
B. 充电时,Mg电极发生了还原反应
C. 充电时,每生成1molMg,电解质溶液质量减少24g
D. 电解液含离子迁移速率更快的Li+提高了电流效率
11. 下列有关实验操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
将二氧化碳通入氯化钡溶液中,产生沉淀
盐酸的酸性大于碳酸
B
向铜与浓硫酸反应后的溶液中加水后溶液变蓝
反应后有Cu2+生成
C
室温时,将等体积、等物质的量浓度的FeCl3、CuSO4溶液分别加入等体积的30%的H2O2溶液中
探究Fe3+、Cu2+的催化效果的优劣
D
向相同物质的量浓度的NaCl、NaI混合溶液中滴加少量稀AgNO3溶液,先有黄色沉淀生成
相同温度时Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)
A. A B. B C. C D. D
12. 有机物X(CH3COOH)、Y和Z(CH3COOCH2CH=CH2)之间的转化关系如图所示。下列说法错误的是
A. C—C—O键角:X>Y
B. 可用饱和NaHCO3溶液检验Z中是否含有X
C. Z中可能共平面的碳原子最多为4个
D. Y和Z在一定条件下能反应生成高分子化合物
13. 已知酸性条件下离子的氧化性顺序为,现向的溶液中不断滴入一定浓度的酸性溶液,混合液中某些离子的物质的量变化如图所示。下列说法错误的是
A. AB段对应的离子为
B. 原溶液中
C. BC段对应反应为
D. 甲点时:
14. 铁触媒催化合成氨的反应可表示为N2(g)+H2(g)NH3(g),该反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物质用“ad”表示。下列说法错误的是
A. 氨在催化剂表面的脱附是吸热过程
B. 该反应的=-56kJ·mol-1
C. 反应历程中只涉及共价键的断裂与形成
D. 反应Nad+3HadNHad+2Had在历程中速率最慢
15. 25℃时,用NaOH溶液分别滴定HX、CuSO4、FeSO4三种溶液,pM[p表示负对数,M表示、c(Cu2+)、c (Fe2+)]随pH变化关系如图所示,已知Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2],一般认为当溶液中离子浓度c≤1×10-5mol·L-1时,该离子沉淀完全。下列说法错误的是
A. ①表示滴定CuSO4溶液的变化关系
B. 滴定HX溶液至a点时,溶液pH=8
C. 滴定HX溶液至c(X-)=c(HX)时,溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
D. 如果完全除去工业废水中的Cu2+,需要调节溶液pH≥6.7
16. 王水(浓盐酸与浓硝酸按体积比3:1混合的混合物)是古老而有效的溶解金和铂的溶剂,王水中存在反应3HCl(aq) +HNO3(aq)=Cl2(aq)+NOCl(aq)+2H2O(l)。王水溶解金时,Au与王水中Cl2(aq)、NOCl(aq)反应生成[AuCl4]-(aq)。下列说法错误的是
A. 王水能溶解金、铂是因为王水中有Cl2、NOCl
B. 王水中反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:3
C. 王水溶解金:铂时,硝酸作氧化剂可能生成NO
D. 氧化性:浓硝酸>Cl2>[AuCl4]-
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
17. 二氯异氰尿酸钠[(CNO)3Cl2Na]是常用的杀菌消毒剂,常温下为白色固体,难溶于冷水。利用高浓度的NaClO溶液和异氰尿酸[(CNO) 3H3]固体制备二氯异氰尿酸钠,实验装置如下图所示(部分夹持装置略)。
已知:①3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O
②2NaClO+(CNO)3H3=(CNO) 3Cl2Na+NaOH+H2O
回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的离子方程式为_______。
(2)装置B中盛放的试剂为_______,若撤去该装置,对C中制备实验产生的影响是_______。
(3)三颈烧瓶液面上出现黄绿色气体时,由上口加入(CNO) 3H3固体,反应过程中仍需不断通入Cl2,原因是_______。
(4)装置C中冰水浴的目的是 _______ 。
(5)通过下列实验可测定二氯异氰尿酸钠样品中有效氯的含量(样品中不含NaClO):
反应原理:
[(CNO)3Cl2]-+H++2H2O=(CNO)3H3+2HClO
HClO+2I-+H+=I2+Cl-+H2O
I2+2S2O=S4O+2I-
实验步骤:准确称取wg样品配成100mL溶液,取25.00mL于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,暗处静置充分反应后,用0.1000 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液VmL。
①滴定终点的现象是_______。
②该样品中有效氯含量的表达式为_______。(有效氯=100%)。
③若滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,则有效氯的测定值将_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
18. 一种制取电池级二氧化锰的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“浸取”过程有硫单质生成,写出该过程中主要反应的化学方程式:__________________。
(2)“氧化i’’过程软锰矿的作用是__________________;“氧化ii”过程中,将Mn(Ⅱ)转化为Mn(IV)的最适宜氧化剂是______(填标号)。
a.H2O2 b.KClO3 c.Cl2
(3)工业上煅烧硫铁矿产生的SO2气体可以用石灰乳吸收。常温下,测得CaSO3与水形成的浊液pH为9,若忽略的第二步水解,则Ksp(CaSO3)=______________(保留三位有效数字)。[已知:室温下亚硫酸(H2SO3)的电离平衡常数Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8]
(4)“沉锰”过程将Mn2+转化为MnCO3的离子方程式为___________________。在一定空气流速下,相同时间内“焙烧”MnCO3,产物中不同价态Mn的占比随热解温度的变化如图所示。“焙烧”过程中涉及如下化学反应:
①MnCO3(s)=MnO(g)+CO2(g)
②4MnO(s)+O2(g)2Mn2O3(s)
③2Mn2O3(s)+O2(g)4MnO2(g)
为了增大产物中MnO2的占比,可以采用的措施是___________________(答出两条即可)。
(5)将制备获得的电池级二氧化锰用于构建水系锌锰电池,其工作原理为xZn+Zn0.5-xMnO2·nH2OZn0.5 MnO2·nH2O(0<x<0.5),放电时正极的电极反应式为___________________。
19. 含氮污染物的有效去除和资源的充分利用是重要研究课题。回答下列问题:
(1)利用工业尾气NO2与O3反应制备新型硝化剂N2O5,过程中涉及以下反应:
I.2O3(g)3O2(g) 平衡常数K1
Ⅱ.4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g) 平衡常数K2
Ⅲ.2NO2(g)+ O3(g)N2O5(g)+O2(g) 平衡常数K3
平衡常数K与温度T的函数关系为,,其中x、y、z为常数;则反应I的活化能Ea(正)_____(填“>”或“<”)Ea(逆),的数值范围是________。
(2)NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、N2的选择性与温度的关系如图所示。
①其他条件不变,在175~300℃范围内升高温度,反应管出口处氮氧化物的量__________(填“增大”或“减小”)。
②需研发_________(填“高温”或“低温”)下N2的选择性高的催化剂,能更有效除去尾气中的NH3。
(3)在催化剂条件下发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),可消除NO和CO对环境的污染。为探究温度对该反应的影响,实验初始时体系中气体分压p(NO)=p(CO)且p(CO2)=2p(N2),测得反应体系中CO和N2的分压随时间变化情况如表所示。
时间/min
0
30
60
120
180
200℃
物质a的分压/kPa
4
8.8
13
20
20
物质b的分压/kPa
48
45.6
43.5
40
40
300℃
物质a的分压/kPa
100
69.0
48
48
48
物质b的分压/kPa
10
25.5
36
36
36
该反应的_________(填“>”或“<”)0,物质a为_________(填“CO”或“N2”),200℃该反应的化学平衡常数Kp=_________(kPa)-1。
20. 8-羟基喹啉可用作医药中间体,其合成路线如图所示。
已知:①D分子结构中含有醛基;
②。
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为_________________,B的名称是_________________,G的结构简式为________________。
(2)J→K的化学方程式为__________________________。
(3)化合物J的同分异构体中能同时满足下列条件的有_________种。
①苯环上有两个取代基
②含有—NH2
③能与FeCl3溶液发生显色反应且能发生银镜反应
(4)合成8-羟基喹啉时,F发生还原反应,同时生成水。当有1mol H2O生成时,产物中8-羟基喹啉的物质的量为________mol。
(5)综合上述信息,写出由和(Ar为芳基)制备的合成路线(其他试剂任选)_____________________。
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东莞长安中学2026年下学期高二年级期中考试
化学
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共8页,总分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。带*题目为能力提升题,分值不计入总分。
1. 化学对提高人类生活质量、促进社会发展和科技创新有重要作用。下列说法错误的是
A. 使用太阳能电池可减少化石能源的使用
B. 维生素C可作食品抗氧化剂
C. 纳米铁粉主要通过物理吸附作用除去污水中的Cu2+、Hg2+
D. 用银器盛放鲜牛奶可防止牛奶变质
【答案】C
【解析】
【详解】A.太阳能电池可以把太阳能转化为电能,使用太阳能电池,可减少化石能源的使用,A正确;
B.维生素C具有还原性,可作食品抗氧化剂,B正确;
C.纳米铁粉通过把还原为金属单质除去污水中的,C错误;
D.重金属盐能使蛋白质变性,用银器盛放鲜牛奶,溶入的极微量银离子可杀死牛奶中的细菌,防止牛奶变质,D正确;
故选C。
2. 下列物质应用和对应性质匹配的是
选项
应用
性质
A
大型舰船的底部常镶嵌锌块,防止船底腐蚀
锌比铁活泼性强
B
用焦炭和二氧化硅在电炉中制备粗硅
非金属性:C>Si
C
可用于漂白织物等
具有氧化性
D
聚合硫酸铁用作净水剂
聚合硫酸铁易溶于水
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.大型舰船的底部常镶嵌锌块,锌活泼性大于铁,锌做负极,防止船底腐蚀,故A正确;
B.高温下焦炭将二氧化硅还原成粗品的硅单质的反应中C充当的是还原剂,其还原性大于还原产物Si的还原性,不能证明碳元素的非金属性强于硅元素,故B错误;
C.具有漂白性,可用于漂白织物,故C错误;
D.聚合硫酸铁中的铁为+3价,能用作净水剂,则聚合硫酸铁能水解生成氢氧化铁胶体,氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮物而净水,故D错误;
故选A。
3. 下列关于化学本质或实质的说法正确的是
A. 某放热反应能自发进行,该反应一定是熵增反应
B. 共价键的本质是原子轨道的重叠
C. 放热反应的实质为形成新化学键释放的能量小于破坏旧化学键吸收的能量
D. 稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应的实质为Ba2++OH-+H++=BaSO4↓+H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应能自发进行,说明;在已知某反应是放热反应,的情况下,在任意温度时都能满足,在低温时也能满足,因此该反应也可能是熵减反应,A错误;
B.共价键的本质是由于原子相互接近时轨道重叠,原子间通过共用自旋相反的电子使体系能量降低,从而成键,B正确;
C.放热反应的实质为形成新化学键释放的能量大于破坏旧化学键吸收的能量,C错误;
D.稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应的实质为Ba2++2OH-+2H++=BaSO4↓+2H2O,D错误;
故答案选B。
4. 某同学进行配制一定物质的量浓度稀硫酸实验,操作如下:计算后用10mL量筒量取5.4mL浓硫酸;将其沿小烧杯壁缓缓倒入蒸馏水中,用玻璃棒不断搅拌;将稀释后的溶液用玻璃棒引流转移至100mL容量瓶中;用蒸馏水洗涤量筒、烧杯和玻璃棒2-3次,并将洗涤液转移入容量瓶;振荡摇匀;继续加蒸馏水至离刻度线1-2cm处,改用胶头滴管滴加,直至凹液面最低处与刻度线相平;盖上玻璃塞,左手掌心拖住瓶底,右手食指紧按住玻璃塞,其余四指轻拢瓶颈,进行上下颠倒摇匀;把溶液倒入试剂瓶,贴好标签。实验中存在的错误有几处
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【详解】浓硫酸稀释后,冷却到室温,再转移到容量瓶中;不能用蒸馏水洗涤量筒;实验中存在的错误有2处,故选B。
5. 短周期元素X、Y、Z、M、W、Q、R的原子半径及主要化合价如表所示。
元素代号
X
Y
Z
M
W
Q
R
原子半径/nm
0.186
0.143
0.104
0.099
0.070
0.066
0.032
主要化合价
+1
+3
+6,-2
+7,-1
+5,-3
-2
+1
下列说法错误的是
A. M在周期表中的位置是第三周期ⅦA族
B. 简单离子半径:Y3+ <X+ <Q2-<Z2-
C. W和R,Q和R均能形成18e-微粒
D. 由Z、W、Q、R形成的离子晶体,1 mol晶体中含的离子数一定是3
【答案】D
【解析】
【分析】由表中数据可知,Q的化合价为-2,则Q是O元素;Z的化合价为-2、+6,原子半径大于O,则Z是S元素;R的化合价为+l,原子半径小于O,则R是H元素;M的化合价为-1、+7,则M是Cl元素;W的化合价为-3、+5,原子半径小于Cl,则W是N元素;X的化合价为+1,原子半径大于Cl,则X是Na元素;Y的化合价为+3,原子半径大于Cl,则Y是Al元素,结合元素周期律知识分析解答。
【详解】A.M是Cl元素,其在周期表中的位置是第三周期ⅦA族,A正确;
B.X是Na,Y是Al,Z是S,Q是O,它们形成的简单离子分别是,一般而言,离子核外电子层数越多半径越大,当离子核外电子层结构相同时,离子的核电荷数越大,离子半径越小,四种离子半径由小到大的顺序是,B正确;
C.W和R形成的18电子微粒可以是,Q和R形成的18电子微粒可以是,C正确;
D.由S、N、O、H形成的离子化合物有,晶体中含有、,晶体中含有、,l mol 或晶体中所含的离子数是,D错误;
故选D。
6. 已知锰酸钾(K2MnO4)在浓的强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:3 +2H2O=2 +MnO2↓+4OH-。下列用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4 的实验原理和装置能达到实验目的的是
A. 用装置甲制备Cl2 B. 用装置乙除去Cl2中的HCl
C. 用装置丙使K2MnO4转化成KMnO4 D. 用装置丁分离出溶液中的MnO2
【答案】D
【解析】
【详解】A.MnO2和浓盐酸反应制备Cl2是需要加热,故用装置甲不能制备得到Cl2,A不合题意;
B.由于HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑,故用装置乙除去Cl2中的HCl是将引入新的杂质CO2,除去Cl2中的HCl应该用饱和食盐水,B不合题意;
C.反应装置中通入气体应该长管进入,C不合题意;
D.MnO2不溶于水,可用过滤即装置丁分离出溶液中的MnO2,D符合题意;
故答案为:D。
7. 由有机物X合成Y的反应如图所示。下列说法正确的是
A. X存在顺反异构体
B. X可以与浓溴水、酸性高锰酸钾溶液发生反应
C. Y在水中的溶解度比X大
D. Y与足量H2加成后的产物中含有4个手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.X的碳碳双键中有一个不饱和碳原子连的是两个相同的氢原子,不存在顺反异构,A错误;
B.X中有酚羟基且对位有氢原子,可以与浓溴水发生取代反应,X中酚羟基和碳碳双键均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,B正确;
C.X中有酚羟基,能和水形成氢键,X在水中的溶解度比Y大,C错误;
D.连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,Y与足量的氢气加成后得到的分子中含有3个手性碳原子,标数字的碳原子为手性碳原子,D错误;
故选B。
8. B2O3的气态分子结构如图1所示,硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如图2所示。下列说法错误的是
A. 两分子中B原子分别采用sp杂化、sp2杂化
B. 硼酸晶体中层与层之间存在范德华力
C. 1molH3BO3晶体中含有6mol氢键
D. 硼原子可提供空轨道,硼酸电离的方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.B最外层3个电子,在图1分子中每个B原子只形成了2个σ 键,且其没有孤对电子,故其sp杂化;在图2分子中每个B原子形成了3个σ键,且其没有孤对电子,故其采用sp2杂化,A正确;
B.由题中信息可知,硼酸晶体为层状结构,类比石墨的晶体结构可知其层与层之间存在范德华力,故B正确;
C.由图中信息可知,每个硼酸分子有3个羟基,其O原子和H原子均可与邻近的硼酸分子形成氢键,平均每个硼酸分子形成了3个氢键,因此,1molH3BO3晶体中含有3mol氢键,故C错误;
D.硼原子的2p轨道有空轨道,水电离的OH-中的氧原子有2个孤电子对,故两者可形成配位键并破坏了水的电离平衡使溶液显酸性,其电离方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+,故D正确;
故选:C;
9. 以某冶金工业产生的废渣(含Cr2O3、SiO2及少量的Al2O3)为原料,制备K2Cr2O7的流程如图所示。
下列说法正确的是
A. 煅烧时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:1
B. 滤渣中主要成分是Al(OH)3
C. CO2在流程中可循环使用
D. 滤液中加入KOH,有利于提高K2Cr2O7的产率
【答案】C
【解析】
【分析】向废渣中加入碳酸钠和氧气并煅烧,发生的反应有、、,水浸之后,溶液中含有、,向溶液中通入二氧化碳,生成氢氧化铝沉淀和沉淀,过滤,滤液中含有,再向其中加硫酸,发生反应:,再向溶液中加入KCl固体,析出溶解度更小的晶体,以此分析解答。
【详解】A.向废渣中加入碳酸钠和氧气并煅烧,发生的氧化还原反应为,O元素化合价降低,作氧化剂,Cr元素化合价升高,作还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为,A错误;
B.水浸之后,溶液中含有、,向溶液中通入二氧化碳,生成沉淀和沉淀,滤渣的主要成分是沉淀和沉淀,B错误;
C.由流程图可知,煅烧产生可循环使用,C正确;
D.由转化为的过程中需加入硫酸,反应为,再向溶液中加入KCl固体,就会析出晶体,若加入KOH,得到,无法获得,D错误;
故选C。
10. 由我国科学家设计的Mg-Li双盐具有较高的电池效率,其工作原理如图所示,下列说法错误的是
A. 放电时,正极电极反应式为FeS+2e-+2Li+=Fe+Li2S
B. 充电时,Mg电极发生了还原反应
C. 充电时,每生成1molMg,电解质溶液质量减少24g
D. 电解液含离子迁移速率更快的Li+提高了电流效率
【答案】C
【解析】
【详解】A.放电时Mg转化为Mg2+,所以右侧电极为负极,左侧电极为正极,FeS得电子生成Fe和Li2S,电极反应为FeS+2e−+2Li+=Fe+Li2S,选项A正确;
B.充电时Mg2+转化Mg,被还原,Mg电极发生了还原反应,选项B正确;
C.充电时阳极反应为Fe+Li2S-2e-=FeS+2Li+,每生成1molMg,消耗1molMg2+,转移2mol电子,同时生成2molLi+,所以电解质质量减少24g-2×7g=10g,选项C错误;
D.电解液中含离子迁移速率更快的Li+,增强了导电性,提高了电流效率,选项D正确;
答案选C。
11. 下列有关实验操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
将二氧化碳通入氯化钡溶液中,产生沉淀
盐酸的酸性大于碳酸
B
向铜与浓硫酸反应后的溶液中加水后溶液变蓝
反应后有Cu2+生成
C
室温时,将等体积、等物质的量浓度的FeCl3、CuSO4溶液分别加入等体积的30%的H2O2溶液中
探究Fe3+、Cu2+的催化效果的优劣
D
向相同物质的量浓度的NaCl、NaI混合溶液中滴加少量稀AgNO3溶液,先有黄色沉淀生成
相同温度时Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.将二氧化碳通入氯化钡溶液中,不反应,无现象,A错误;
B.铜与浓硫酸反应后的溶液中存在大量浓硫酸,稀释时,应将溶液加入盛水的烧杯中,边加边用玻璃棒搅拌,B错误;
C.催化剂FeCl3、CuSO4,不仅阳离子不同,阴离子种类也不同,无法比较Fe3+、Cu2+的催化效果的优劣,C错误;
D.向相同物质的量浓度的NaCl、NaI混合溶液中滴加少量稀AgNO3溶液,先有黄色沉淀生成,说明相同温度时Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),D正确;
故答案选D。
12. 有机物X(CH3COOH)、Y和Z(CH3COOCH2CH=CH2)之间的转化关系如图所示。下列说法错误的是
A. C—C—O键角:X>Y
B. 可用饱和NaHCO3溶液检验Z中是否含有X
C. Z中可能共平面的碳原子最多为4个
D. Y和Z在一定条件下能反应生成高分子化合物
【答案】C
【解析】
【分析】根据()和的反应以及()的结构简式可知,与发生酯化反应,为。
【详解】A.X中羧基C原子为杂化,Y中与羟基相连的亚甲基C原子为杂化,则C-C-O键角X>Y,A正确;
B.溶液可以与反应,若Z中含X,会有气泡产生,可用饱和溶液检验Z中是否含有X,B正确;
C.Z中碳碳双键和碳氧双键均为平面结构,通过单键相连,单键可以旋转,所有C原子可能共平面,可能共平面的碳原子最多为5个,C错误;
D.Y和Z中均含碳碳双键,可通过加聚反应生成高分子化合物,D正确;
故选C。
13. 已知酸性条件下离子的氧化性顺序为,现向的溶液中不断滴入一定浓度的酸性溶液,混合液中某些离子的物质的量变化如图所示。下列说法错误的是
A. AB段对应的离子为
B. 原溶液中
C. BC段对应反应为
D. 甲点时:
【答案】D
【解析】
【分析】氧化性,随加入高锰酸钾的物质的量增加,依次被氧化为;
【详解】A.开始加入高锰酸钾溶液,被氧化,的物质的量逐渐减少,AB段对应的离子为,故A正确;
B.AB段被氧化为,发生反应的离子方程式为,反应消耗高锰酸钾0.2mol,所以的物质的量为1mol,原溶液中,故B正确;
C.BC段被氧化为 ,根据得失电子守恒,反应为,故C正确;
D.根据V元素守恒,甲点时=0.5mol,反应消耗0.5mol高锰酸钾,根据锰元素守恒=0.5mol,所以,故D错误;
选D。
14. 铁触媒催化合成氨的反应可表示为N2(g)+H2(g)NH3(g),该反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物质用“ad”表示。下列说法错误的是
A. 氨在催化剂表面的脱附是吸热过程
B. 该反应的=-56kJ·mol-1
C. 反应历程中只涉及共价键的断裂与形成
D. 反应Nad+3HadNHad+2Had在历程中速率最慢
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,脱附后所具有的能量大于脱附前具有的能量,则脱附是吸热过程,A正确;
B.由图可知,反应后能量减少了,该反应的=,B错误;
C.该反应涉及的物质中只存在共价键,且存在键、键的断裂,键的形成,C正确;
D.反应历程中所需能量最多(最大能垒处)的反应速率最慢,由图可知所需能量最多处是Nad与3Had生成NHad与2Had的过程,化学方程式为,D正确;
故选B。
15. 25℃时,用NaOH溶液分别滴定HX、CuSO4、FeSO4三种溶液,pM[p表示负对数,M表示、c(Cu2+)、c (Fe2+)]随pH变化关系如图所示,已知Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2],一般认为当溶液中离子浓度c≤1×10-5mol·L-1时,该离子沉淀完全。下列说法错误的是
A. ①表示滴定CuSO4溶液的变化关系
B. 滴定HX溶液至a点时,溶液pH=8
C. 滴定HX溶液至c(X-)=c(HX)时,溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
D. 如果完全除去工业废水中的Cu2+,需要调节溶液pH≥6.7
【答案】C
【解析】
【分析】由氢氧化铜的溶度积小于氢氧化亚铁可知,曲线①表示氢氧化钠溶液滴定硫酸铜溶液的变化关系、曲线②表示氢氧化钠溶液滴定硫酸亚铁溶液的变化关系、曲线③表示氢氧化钠溶液滴定HX溶液的变化关系,由图可知,氢氧化铜的溶度积为 ,氢氧化亚铁的溶度积为,HX的电离常数,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,曲线①表示滴定硫酸铜溶液的变化关系,A正确;
B.由图可知,a点时,曲线②中与曲线③中相等,则,=,溶液pH为8,B正确;
C.由图可知,曲线③表示氢氧化钠溶液滴定HX溶液的变化关系,当滴定HX溶液至时,溶液pH为5,溶液呈酸性,,C错误;
D.由分析可知,曲线①表示滴定硫酸铜溶液的变化关系,氢氧化铜的溶度积为,当废水中铜离子完全沉淀时,氢氧根离子的浓度为= ,完全除去工业废水中的铜离子,需要调节溶液pH≥6.7,D正确;
故选C。
16. 王水(浓盐酸与浓硝酸按体积比3:1混合的混合物)是古老而有效的溶解金和铂的溶剂,王水中存在反应3HCl(aq) +HNO3(aq)=Cl2(aq)+NOCl(aq)+2H2O(l)。王水溶解金时,Au与王水中Cl2(aq)、NOCl(aq)反应生成[AuCl4]-(aq)。下列说法错误的是
A. 王水能溶解金、铂是因为王水中有Cl2、NOCl
B. 王水中反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:3
C. 王水溶解金:铂时,硝酸作氧化剂可能生成NO
D. 氧化性:浓硝酸>Cl2>[AuCl4]-
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据已学知识,浓盐酸和浓硝酸单独存在时不能氧化金和铂,按照混合后可以氧化,结合题中信息可知王水能溶解金、铂是因为王水中有、,A正确;
B.反应中氧化剂为,还原剂为,反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为,B错误;
C.王水溶解金、铂时,离子反应为、,C正确;
D.根据反应可知的氧化性强于,在这个环境下又能氧化Au生成,故氧化性:浓硝酸,D正确;
故选B。
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
17. 二氯异氰尿酸钠[(CNO)3Cl2Na]是常用的杀菌消毒剂,常温下为白色固体,难溶于冷水。利用高浓度的NaClO溶液和异氰尿酸[(CNO) 3H3]固体制备二氯异氰尿酸钠,实验装置如下图所示(部分夹持装置略)。
已知:①3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O
②2NaClO+(CNO)3H3=(CNO) 3Cl2Na+NaOH+H2O
回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的离子方程式为_______。
(2)装置B中盛放的试剂为_______,若撤去该装置,对C中制备实验产生的影响是_______。
(3)三颈烧瓶液面上出现黄绿色气体时,由上口加入(CNO) 3H3固体,反应过程中仍需不断通入Cl2,原因是_______。
(4)装置C中冰水浴的目的是 _______ 。
(5)通过下列实验可测定二氯异氰尿酸钠样品中有效氯的含量(样品中不含NaClO):
反应原理:
[(CNO)3Cl2]-+H++2H2O=(CNO)3H3+2HClO
HClO+2I-+H+=I2+Cl-+H2O
I2+2S2O=S4O+2I-
实验步骤:准确称取wg样品配成100mL溶液,取25.00mL于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,暗处静置充分反应后,用0.1000 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液VmL。
①滴定终点的现象是_______。
②该样品中有效氯含量的表达式为_______。(有效氯=100%)。
③若滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,则有效氯的测定值将_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2) ①. 饱和食盐水 ②. 挥发的氯化氢会和装置C中的NaOH反应,降低NaOH溶液的利用率
(3)使反应生成的NaOH再次生成次氯酸钠,提高原料的利用率
(4)防止温度过高生成NaClO3
(5) ①. 滴入最后半滴Na2S2O3溶液时,溶液的浅蓝色褪去且半分钟内颜色不恢复 ②. ③. 偏高
【解析】
【分析】在装置A中用MnO2和浓盐酸制取氯气,用饱和食盐水除去氯气中的HCl,氯气通入NaOH溶液中,生成的NaClO和异氰尿酸反应生成二氯异氰尿酸钠,最后用NaOH吸收多余的氯气。
【小问1详解】
装置A中用MnO2和浓盐酸反应制取氯气,反应的离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
【小问2详解】
由于盐酸具有挥发性,生成的氯气中混有HCl,若不除去HCl,则HCl进入C中会消耗NaOH,降低NaOH的利用率,所以要用饱和食盐水除去氯气中的HCl。
【小问3详解】
NaClO和异氰酸钠反应后生成NaOH,反应过程中不断通入氯气,氯气可以和生成的NaOH继续反应得到和异氰酸钠反应的NaClO,提高原料的利用率。
【小问4详解】
在加热条件下,氯气和NaOH溶液反应会生成NaClO3,所以装置C中用冰水浴。
【小问5详解】
①二氯异氰尿酸钠在酸溶液中转化为HClO,HClO将KI氧化为I2,加入淀粉做指示剂,I2遇淀粉变蓝,加入的Na2S2O3溶液和I2反应生成I-,所以当滴入最后一滴Na2S2O3溶液时,溶液的浅蓝色褪去且半分钟颜色不恢复,达到滴定终点。
②根据反应方程式可知:HClO~2 Na2S2O3,25.00mL溶液消耗的Na2S2O3的物质的量为0.1000mol/L×V×10-3L=V×10-4mol,n(HClO)=5V×10-5mol,100mL溶液中n(HClO)=2V×10-4mol,根据有效氯的表达式,有效氯==。
③若滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,则消耗的标准液体积偏大,有效氯的测定值将偏高。
18. 一种制取电池级二氧化锰的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“浸取”过程有硫单质生成,写出该过程中主要反应的化学方程式:__________________。
(2)“氧化i’’过程软锰矿的作用是__________________;“氧化ii”过程中,将Mn(Ⅱ)转化为Mn(IV)的最适宜氧化剂是______(填标号)。
a.H2O2 b.KClO3 c.Cl2
(3)工业上煅烧硫铁矿产生的SO2气体可以用石灰乳吸收。常温下,测得CaSO3与水形成的浊液pH为9,若忽略的第二步水解,则Ksp(CaSO3)=______________(保留三位有效数字)。[已知:室温下亚硫酸(H2SO3)的电离平衡常数Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8]
(4)“沉锰”过程将Mn2+转化为MnCO3的离子方程式为___________________。在一定空气流速下,相同时间内“焙烧”MnCO3,产物中不同价态Mn的占比随热解温度的变化如图所示。“焙烧”过程中涉及如下化学反应:
①MnCO3(s)=MnO(g)+CO2(g)
②4MnO(s)+O2(g)2Mn2O3(s)
③2Mn2O3(s)+O2(g)4MnO2(g)
为了增大产物中MnO2的占比,可以采用的措施是___________________(答出两条即可)。
(5)将制备获得的电池级二氧化锰用于构建水系锌锰电池,其工作原理为xZn+Zn0.5-xMnO2·nH2OZn0.5 MnO2·nH2O(0<x<0.5),放电时正极的电极反应式为___________________。
【答案】(1)
(2) ①. 将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子 ②. b
(3)3.66×10-7
(4) ①. Mn2+++NH3·H2O=MnCO3↓++H2O ②. 控制温度在450℃左右、增大空气的流速
(5)
【解析】
【分析】硫铁矿和软锰矿一起用硫酸浸取,浸取液中的用少量氧化为,再调节溶液pH除去;除铁后的溶液加与氨水沉锰,得到后焙烧,得到粗品,再将其中存在的+2价锰氧化为,过滤、洗涤、干燥得到纯品。
【小问1详解】
“浸取”过程中中的硫元素被氧化为硫单质,该过程中主要反应的化学方程式为;
【小问2详解】
“氧化ⅰ”过程软锰矿的作用是将溶液中可能存在的氧化为便于除去;
a.会催化分解,导致利用率低,a不符合题意;
b.“氧化ⅱ”过程中,能将Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ),是适宜氧化剂,b符合题意;
c.根据实验室制备原理可知,不能将Mn(Ⅱ)氧化为Mn(Ⅳ),c不符合题意;
故选b。
【小问3详解】
与水形成的浊液pH为9,若忽略的第二步水解,则水解的=,浊液pH为9,则溶液中,所以,根据元素质量守恒, .则;
【小问4详解】
“沉锰”过程中加入与氨水,将溶液中的转化为,离子方程式为;根据产物中不同价态Mn的占比随热解温度的变化图,可知要增大产物中的占比,可以控制温度在450℃左右,还可以增大空气的流速;
【小问5详解】
根据总反应方程式可知放电时正极是得到电子转化为,电极反应式为。
19. 含氮污染物的有效去除和资源的充分利用是重要研究课题。回答下列问题:
(1)利用工业尾气NO2与O3反应制备新型硝化剂N2O5,过程中涉及以下反应:
I.2O3(g)3O2(g) 平衡常数K1
Ⅱ.4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g) 平衡常数K2
Ⅲ.2NO2(g)+ O3(g)N2O5(g)+O2(g) 平衡常数K3
平衡常数K与温度T的函数关系为,,其中x、y、z为常数;则反应I的活化能Ea(正)_____(填“>”或“<”)Ea(逆),的数值范围是________。
(2)NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、N2的选择性与温度的关系如图所示。
①其他条件不变,在175~300℃范围内升高温度,反应管出口处氮氧化物的量__________(填“增大”或“减小”)。
②需研发_________(填“高温”或“低温”)下N2的选择性高的催化剂,能更有效除去尾气中的NH3。
(3)在催化剂条件下发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),可消除NO和CO对环境的污染。为探究温度对该反应的影响,实验初始时体系中气体分压p(NO)=p(CO)且p(CO2)=2p(N2),测得反应体系中CO和N2的分压随时间变化情况如表所示。
时间/min
0
30
60
120
180
200℃
物质a的分压/kPa
4
8.8
13
20
20
物质b的分压/kPa
48
45.6
43.5
40
40
300℃
物质a的分压/kPa
100
69.0
48
48
48
物质b的分压/kPa
10
25.5
36
36
36
该反应的_________(填“>”或“<”)0,物质a为_________(填“CO”或“N2”),200℃该反应的化学平衡常数Kp=_________(kPa)-1。
【答案】(1) ①. < ②.
(2) ①. 增大 ②. 低温
(3) ①. < ②. CO ③. 1.6
【解析】
【小问1详解】
反应Ⅰ的平衡常数和T关系为,随着T增大,减小,则反应I正反应为放热反应,由知,则活化能;同理可知,反应Ⅱ和反应Ⅲ也是放热反应,则,,,则,由于反应I =2反应Ⅲ一反应Ⅱ,所以=2-,则,故;
【小问2详解】
①其他条件不变,在175~300℃范围内升高温度,的转化率升高,的选择性下降,则反应管出口处氮氧化物的量增大;
②如图所示,低温下,的选择性较高,故研发低温下的选择性高的催化剂,能更有效除去尾气中的;
【小问3详解】
同温同体积时,气体的压强与其物质的量成正比。200℃的温度下,120 min时反应达到平衡,kPa, kPa,则,则物质a为CO,物质b为;200℃的温度下,,,,列三段式:,即==20 kPa, =40 kPa, = 80 kPa,=,同理300℃的温度下,,,列三段式,即= =48 kPa,=36 kPa,=72 kPa,= ,,即温度升高,减小,则该反应为放热反应,。
20. 8-羟基喹啉可用作医药中间体,其合成路线如图所示。
已知:①D分子结构中含有醛基;
②。
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为_________________,B的名称是_________________,G的结构简式为________________。
(2)J→K的化学方程式为__________________________。
(3)化合物J的同分异构体中能同时满足下列条件的有_________种。
①苯环上有两个取代基
②含有—NH2
③能与FeCl3溶液发生显色反应且能发生银镜反应
(4)合成8-羟基喹啉时,F发生还原反应,同时生成水。当有1mol H2O生成时,产物中8-羟基喹啉的物质的量为________mol。
(5)综合上述信息,写出由和(Ar为芳基)制备的合成路线(其他试剂任选)_____________________。
【答案】(1) ①. 取代反应 ②. 3-氯-1-丙烯 ③.
(2) (3)12
(4)1.5 (5)
【解析】
【分析】A的分子式为,A的不饱和度为1,A与在高温下发生取代反应生成B,B与发生加成反应生成C,C发生水解反应生成甘油,甘油的结构简式为,则C的结构简式为;B的结构简式为,A→B为取代反应,A的结构简式为;.甘油在浓硫酸、加热条件下消去2个“”生成D,D含有醛基,根据E→F→G和D+G→J,结合E、F、G的分子式以及J的结构简式,D+G→J为加成反应,则D的结构简式为,G的结构简式为;F的结构简式为;E的结构简式为;
J的分子式为,K的分子式为,J→K的过程中脱去1个“”,结合J→K的反应条件和题给已知②,J→K先发生加成反应、后发生消去反应,则K的结构简式为,据此分析解答。
【小问1详解】
根据分析可知,A→B为取代反应,B的结构简式为,Cl原子位于3号碳上,故名称为3-氯-1-丙烯;G的结构简式为;
【小问2详解】
J→K先发生加成反应,后发生消去反应,K的结构简式为,反应的化学方程式为;
【小问3详解】
J的分子式为,其同分异构体中,能与溶液发生显色反应且能发生银镜反应,则含有酚羟基和醛基,同时含有,且苯环上有两个取代基,则除酚羟基外,另一个基团为、、、共4种,4种基团分别与酚羟基有邻、间、对3种结构,故满足条件的同分异构体数目为4×3 =12;
【小问4详解】
合成8-羟基喹啉时,F的发生还原反应,同时生成水,反应的化学方程式为,当有生成时,产物中8-羟基喹啉的物质的量为1.5 mol;
【小问5详解】
由题干信息,制备时,先将还原得到,再与反应得到,在浓硫酸加热的条件下得到合成路线为。
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