精品解析:福建南平市十校2026-2027学年高三上学期开学考试 化学试题
2026-09-08
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内容正文:
高三化学
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Mg 24 Al 27 S 32 Cu 64
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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。
1. 福建省某科研团队采用多功能量子点作为固体掺杂剂,实现了有机半导体材料spiro-OMeTAD的高效稳定掺杂。该固态掺杂策略有望推动钙钛矿(主要成分为)光伏技术的进一步发展。下列说法错误的是
A. 为无机物
B. 为金属氧化物
C. 与为同一周期元素
D. spiro-OMeTAD属于有机物
2. 进行化学实验时要注意安全,下列与实验有关的图标错误的是
护目镜
洗手
A
B
用电
明火
C
D
A. A B. B C. C D. D
3. 多姿多彩的艺术品是人类文明的见证,有些艺术瑰宝已有数百年甚至上千年的历史。下列颜料的颜色变化不涉及氧化还原反应的是
A. 朱砂: B. 镉黄:
C. 红铅: D. 铜绿:
4. 化学源于生活。下列物质性质与用途对应关系错误的是
选项
物质
性质
用途
A
石墨
导电性良好
用于制作电极
B
一氧化碳
可燃性
用于冶炼金属
C
生石灰
能与水反应
用作食品干燥剂、建筑材料(石灰浆)
D
硝酸钾
高温下氧化性强
用于制黑火药
A. A B. B C. C D. D
5. 下列物质的鉴别或检验方法正确的是
A. 用硝酸银溶液鉴别氯苯与溴苯
B. 用溶液检验乙醇中混有的少量水
C. 用硝酸酸化的溶液检验是否被氧化
D. 用pH计鉴别等浓度的碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液
6. 厨房中处处有化学。下列说法错误的是
选项
生活情境
涉及的化学知识
A
煮排骨汤时添加少量食醋
乙酸能促进钙质转化,有利于人体吸收
B
加工馒头时添加NH4HCO3
NH4HCO3受热分解产生气体,使馒头松软
C
炒糖色时糖类加热至140℃以上
糖类只发生了水解反应,增添了香味
D
及时清理铁锅并保持通风干燥
防止铁锅发生吸氧腐蚀
A. A B. B C. C D. D
7. 氮及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 标准状况下,11.2 L NO2中含质子数为11.5NA
B. 反应②中每消耗3.2 g Cu,转移电子数为0.1NA
C. 1 L pH=2的稀硝酸中的H+数为0.02NA
D. 500 mL 0.1mol·L-1Cu(NO3)2溶液中,含Cu2+数为0.05NA
8. 下列各组物质中,不满足图示(反应条件略去,箭头表示一步转化)转化关系的是
选项
W
X
Y
M
A
B
C
D
(足量)
A. A B. B C. C D. D
9. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向溶液中通入足量:
B. 向溶液中加入足量的浓氨水:
C. 溶液和溶液混合呈中性:
D. 向澄清石灰水中通入少量的:
10. 下列实验操作和现象均正确,且可得出相应正确结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向KI溶液中滴加过量溶液,再加入KSCN溶液
溶液先变黄,滴入KSCN溶液后呈红色
还原性:
B
分别将打磨干净的等表面积镁片、铝片投入等浓度、等体积稀盐酸中,对比反应速率
镁片上产生气泡的速率明显更快
金属活泼性:
C
向盛有溶液的试管中滴加少量NaOH溶液,静置
先产生白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
极易被还原
D
向Cu与浓硫酸反应后的混合液中直接加入蒸馏水稀释
溶液变蓝
有生成
A. A B. B C. C D. D
二、非选择题:本题共4小题,共60分。
11. 硫代硫酸钠俗称大苏打,是化学常用试剂。实验室可用、和制备,实验装置如图。请回答下列问题:
已知:在酸性溶液中反应有S和SO2产生。
(1)实验室用70%硫酸和亚硫酸钠固体制取SO2,而不是用98.3%的浓硫酸的原因是_______。
(2)写出A中反应的化学方程式:_______;反应中若通入了过量的SO2,的产率会下降,结合离子方程式说明其原因:_______。
(3)已知制得的粗产品中可能会含有少量Na2SO3和Na2SO4,检验粗产品中含有Na2SO4的方法是取少量固体溶解,先加足量的_______(填试剂名称,下同),静置、过滤,再加入_______,有白色沉淀生成。
(4)某实验需要使用溶液,用配制该溶液。
①配制过程中,下列仪器不需要选用的是_______(填标号)。
②若其他操作均正确,定容时俯视刻度线,配制的溶液浓度_______(填“偏小”“偏大”或“无影响”,下同);容量瓶没有干燥,配制的溶液浓度_______。
(5)在定量实验中,常用溶液测定溶液中的含量,发生反应的化学方程式为。若某次实验中恰好消耗溶液,理论上转移电子的数目约为_______。
12. 某溶液中可能含有中的几种,现按如图甲流程进行实验;加入淡黄色固体X(X中含短周期主族金属元素的简单离子)的过程中气体A、沉淀B的物质的量变化关系如图乙所示。回答下列问题:
(1)在工业上冶炼淡黄色固体X中含有的金属元素的单质的原理为___________(填化学方程式)。
(2)根据题意分析,样品溶液中___________(填“一定”或“一定不”或“可能”)含;样品溶液中一定含有的阴离子为___________(填离子符号),其物质的量浓度的最小值为___________;当淡黄色固体加入的量为0.4 mol时,气体A的主要成分为___________(填化学式),生成沉淀的质量为___________g。
(3)为进一步确定溶液中是否含有,应该补充的实验的具体操作及现象为___________。
(4)写出向溶液C中通入生成无色气体D反应的离子方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目:___________。
13. 蓝矾常用于制备波尔多液、游泳池消毒等。以赤铜矿石(主要成分为,含少量、、)为原料制备蓝矾的流程如图1所示。回答下列问题:
已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀的pH如下表所示。
氢氧化物
开始沉淀的pH
3.5
5.4
1.9
6.3
完全沉淀的pH
4.6
6.7
3.2
8.3
(1)不能用盐酸代替稀硫酸,其原因是_________________________________________。
(2)已知“滤渣2”和“滤渣3”均为纯净物。“滤渣3”的主要成分是____________(填化学式)。
(3)用标准的EDTA测定蓝矾样品的纯度,三次平行实验均发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略),可能的原因是__________________________________________________________________。(滴定反应为)
(4)以“滤渣1”为原料制备的部分流程如图2所示。补充下列流程中的①和②:①__________(填化学式),②__________(填操作)。
(5)25.0 g 热失重图像如图所示。
①102~150℃内发生反应的化学方程式为_____________________________________________。
②d点时的固体产物的化学式为___________。
14. 燃煤、冶金行业产生的工业烟气中含有大量、等有害气体,直接排放会严重破坏生态环境,危害人体健康,综合治理烟气具有重要意义。研究者提出的烟气“脱硫”“脱硝”的部分方法如下:
方法一:氨法脱硫技术可吸收工业废气中的,同时制得铵盐,流程如下:
(1)硫酸铵在水溶液中的电离方程式为____________;若该流程中所用氨水(主要溶质为)的质量分数为,密度为,则该氨水的物质的量浓度为____________(用含、的代数式表示)。
(2)已知:用氨水吸收能得到含和的吸收液。若向吸收后的吸收塔中通入,则将转化为的离子方程式为____________,该反应中____________。
(3)经整套工艺,11.2 L(标准状况下)完全转化为,理论上消耗标准状况下空气的体积至少为__________L。(设空气中氧气的体积分数为20%)
方法二:SCR(选择性催化还原)技术可有效降低烟气中的含量,其工作原理如图所示。
(4)尿素[]中氮元素的化合价为___________价。
(5)尿素水溶液热分解为和,在SCR反应器中完成与的反应;若进入反应器的气体只有且其体积为13.44 L(标准状况下),完全反应时转移电子的物质的量为0.9 mol,则脱硝效率()为___________%。
(6)某金属氧化物()作为一种SCR脱硝催化剂,能在和之间改变氧化状态,将氧化为,并引起氧空位的形成,得到新的金属氧化物[];当1 mol 氧化标准状况下1.12 L 后,生成的新的氧化物中x、y、z的最简整数比为_________________。
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高三化学
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Mg 24 Al 27 S 32 Cu 64
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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。
1. 福建省某科研团队采用多功能量子点作为固体掺杂剂,实现了有机半导体材料spiro-OMeTAD的高效稳定掺杂。该固态掺杂策略有望推动钙钛矿(主要成分为)光伏技术的进一步发展。下列说法错误的是
A. 为无机物
B. 为金属氧化物
C. 与为同一周期元素
D. spiro-OMeTAD属于有机物
【答案】B
【解析】
【详解】A.是硫化锌,属于不含碳的化合物,为无机物,A正确;
B.氧化物是仅由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物,含有、、三种元素,属于钛酸盐,不属于金属氧化物,B错误;
C.的原子序数为22,的原子序数为29,二者均位于元素周期表第四周期,为同一周期元素,C正确;
D.题干明确说明spiro-OMeTAD是有机半导体材料,属于有机物,D正确;
故选B。
2. 进行化学实验时要注意安全,下列与实验有关的图标错误的是
护目镜
洗手
A
B
用电
明火
C
D
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.该图表示需要佩戴护目镜,A正确;
B.实验结束后需要洗手,B正确;
C.该图表示需要加热,而非用电,C错误;
D.该图表示有明火,D正确;
故选C。
3. 多姿多彩的艺术品是人类文明的见证,有些艺术瑰宝已有数百年甚至上千年的历史。下列颜料的颜色变化不涉及氧化还原反应的是
A. 朱砂: B. 镉黄:
C. 红铅: D. 铜绿:
【答案】D
【解析】
【详解】A.Hg元素由+2价到+1价,涉及氧化还原反应,故A正确;
B.镉元素由+2价到0价,涉及氧化还原反应,故B正确;
C.铅元素由+4价到+2价,涉及氧化还原反应,故C正确;
D.铜元素一直都是+2价,不涉及氧化还原反应,故D错误;
答案选D。
4. 化学源于生活。下列物质性质与用途对应关系错误的是
选项
物质
性质
用途
A
石墨
导电性良好
用于制作电极
B
一氧化碳
可燃性
用于冶炼金属
C
生石灰
能与水反应
用作食品干燥剂、建筑材料(石灰浆)
D
硝酸钾
高温下氧化性强
用于制黑火药
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.石墨导电性良好,用于制作电极,性质与用途对应正确,A正确;
B.一氧化碳用于冶炼金属是利用其还原性(与金属氧化物反应),而非可燃性,性质与用途对应错误,B错误;
C.生石灰与水反应生成氢氧化钙,可用作食品干燥剂;氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙,用于建筑材料,性质与用途对应正确,C正确;
D.硝酸钾高温下分解产生氧气,作为氧化剂用于黑火药,性质与用途对应正确,D正确;
答案选B。
5. 下列物质的鉴别或检验方法正确的是
A. 用硝酸银溶液鉴别氯苯与溴苯
B. 用溶液检验乙醇中混有的少量水
C. 用硝酸酸化的溶液检验是否被氧化
D. 用pH计鉴别等浓度的碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯苯与溴苯均与硝酸银溶液不反应,不能鉴别,A错误;
B.用溶液与水混合没有明显现象,不能鉴别,B错误;
C.硝酸可氧化,不能用硝酸酸化的溶液检验是否被氧化,C错误;
D.等浓度的碳酸钠溶液碱性强于碳酸氢钠溶液,可用pH计鉴别等浓度的碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液,D正确;
故选D。
6. 厨房中处处有化学。下列说法错误的是
选项
生活情境
涉及的化学知识
A
煮排骨汤时添加少量食醋
乙酸能促进钙质转化,有利于人体吸收
B
加工馒头时添加NH4HCO3
NH4HCO3受热分解产生气体,使馒头松软
C
炒糖色时糖类加热至140℃以上
糖类只发生了水解反应,增添了香味
D
及时清理铁锅并保持通风干燥
防止铁锅发生吸氧腐蚀
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.食醋的主要成分是乙酸,可与骨头中的钙盐反应,生成可溶性醋酸钙,从而提高钙的溶解度和吸收率,A正确;
B.碳酸氢铵加热分解的化学方程式为:,产生的氨气和二氧化碳气体使面团膨胀、馒头松软,B正确;
C.炒糖色时,糖类在高温下主要发生焦糖化反应(脱水、分解和聚合反应),产生焦糖色素和香味物质,而非水解反应。水解反应通常需要水参与(如酸催化下蔗糖水解为葡萄糖和果糖),但炒糖色是干热过程,不涉及水解,C错误;
D.铁锅在潮湿空气中易发生吸氧腐蚀,保持干燥可减少水分子,从而抑制腐蚀,D正确;
故选C。
7. 氮及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 标准状况下,11.2 L NO2中含质子数为11.5NA
B. 反应②中每消耗3.2 g Cu,转移电子数为0.1NA
C. 1 L pH=2的稀硝酸中的H+数为0.02NA
D. 500 mL 0.1mol·L-1Cu(NO3)2溶液中,含Cu2+数为0.05NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.标准状况下,NO2为液态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,故A错误;
B.反应②中每消耗3.2 g Cu,即0.05mol Cu,1个Cu失去2个电子,故转移电子数为0.1NA,故B正确;
C.pH=2时溶液中H+的物质的量浓度为0.01 mol·L-1,故1L溶液中H+数为0.01NA,故C错误;
D.Cu2+会水解,500 mL 0.1mol·L-1Cu(NO3)2溶液中Cu2+数小于0.05NA,故D错误。
【点睛】本题主要考查阿伏加德罗常数的计算,侧重考查学生对基础知识的应用和分析能力。
8. 下列各组物质中,不满足图示(反应条件略去,箭头表示一步转化)转化关系的是
选项
W
X
Y
M
A
B
C
D
(足量)
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.与反应生成,与加热条件下反应生成,可一步实现转化,A不符合题意;
B.与水蒸气在高温条件下反应生成,在高温下还原生成,可一步实现转化,B不符合题意;
C.与溶液反应生成,与反应只能生成或,无法一步得到,不满足转化关系,C符合题意;
D.足量与反应生成,与加热条件下反应生成,可一步实现转化,D不符合题意;
故答案选C。
9. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向溶液中通入足量:
B. 向溶液中加入足量的浓氨水:
C. 溶液和溶液混合呈中性:
D. 向澄清石灰水中通入少量的:
【答案】A
【解析】
【详解】A.足量可将中和全部氧化,与物质的量之比为1:2,配平后离子方程式符合反应事实,A正确;
B.氨水为弱碱,与反应只能生成沉淀,无法生成,正确的离子方程式为:, B错误;
C.溶液呈中性时与恰好完全反应,与物质的量之比应为2:1,题给离子方程式为碱过量时的反应,正确的离子方程式为:,C错误;
D.澄清石灰水中应拆为离子,且少量反应生成沉淀,不会生成,正确的离子方程式为:,D错误;
故答案选A。
10. 下列实验操作和现象均正确,且可得出相应正确结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向KI溶液中滴加过量溶液,再加入KSCN溶液
溶液先变黄,滴入KSCN溶液后呈红色
还原性:
B
分别将打磨干净的等表面积镁片、铝片投入等浓度、等体积稀盐酸中,对比反应速率
镁片上产生气泡的速率明显更快
金属活泼性:
C
向盛有溶液的试管中滴加少量NaOH溶液,静置
先产生白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
极易被还原
D
向Cu与浓硫酸反应后的混合液中直接加入蒸馏水稀释
溶液变蓝
有生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液本身呈黄色,过量时溶液变黄无法证明生成,且变红仅能说明过量剩余,无法验证反应发生生成,不能得出还原性的结论,A错误;
B.实验控制了金属表面积、酸的浓度和体积等无关变量,其他条件相同时,金属与酸反应速率越快,金属活泼性越强,镁片反应速率更快可证明金属活泼性,B正确;
C.白色沉淀最终变为红褐色是因为被空气中的氧化为,说明极易被氧化,而非被还原,C错误;
D.与浓硫酸反应后的混合液中含有过量浓硫酸,直接加入蒸馏水稀释会因浓硫酸稀释放热导致液体飞溅,实验操作错误,应是待溶液冷却后,将酸慢慢倒入水中,观察溶液的蓝色,D错误;
故答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共60分。
11. 硫代硫酸钠俗称大苏打,是化学常用试剂。实验室可用、和制备,实验装置如图。请回答下列问题:
已知:在酸性溶液中反应有S和SO2产生。
(1)实验室用70%硫酸和亚硫酸钠固体制取SO2,而不是用98.3%的浓硫酸的原因是_______。
(2)写出A中反应的化学方程式:_______;反应中若通入了过量的SO2,的产率会下降,结合离子方程式说明其原因:_______。
(3)已知制得的粗产品中可能会含有少量Na2SO3和Na2SO4,检验粗产品中含有Na2SO4的方法是取少量固体溶解,先加足量的_______(填试剂名称,下同),静置、过滤,再加入_______,有白色沉淀生成。
(4)某实验需要使用溶液,用配制该溶液。
①配制过程中,下列仪器不需要选用的是_______(填标号)。
②若其他操作均正确,定容时俯视刻度线,配制的溶液浓度_______(填“偏小”“偏大”或“无影响”,下同);容量瓶没有干燥,配制的溶液浓度_______。
(5)在定量实验中,常用溶液测定溶液中的含量,发生反应的化学方程式为。若某次实验中恰好消耗溶液,理论上转移电子的数目约为_______。
【答案】(1)98.3%浓硫酸中H+的浓度过低,生成SO2的速度慢
(2) ①. ②. 若过量,溶液显酸性,产物会发生反应,导致产率下降
(3) ①. 稀盐酸 ②. 氯化钡溶液
(4) ①. D ②. 偏大 ③. 无影响
(5)
【解析】
【分析】由制备流程图可知,SO2通入Na2S、Na2CO3混合溶液中生成Na2S2O3,反应为Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2,在经一系列操作得到五水硫代硫酸钠晶体,据此回答。
【小问1详解】
制取SO2,常用70%的硫酸和亚硫酸钠固体制取二氧化硫,而不是用98.3%的浓硫酸的原因是:浓硫酸中因水分很少,H2SO4分子未电离,仍以分子形式存在,即 98.3%的浓硫酸中H+的浓度过低,生成SO2的速度慢;
【小问2详解】
A中制备硫代硫酸钠,即方程式为Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2;
由题给信息可知,在酸性溶液中反应有S和SO2产生,又二氧化硫过量使溶液显酸性,所以通入了过量的SO2,的产率会下降原因是若过量,溶液显酸性,产物会发生反应,导致产率下降;
【小问3详解】
检验含有硫酸钠即检验硫酸根,需要钡离子和硫酸根作用生成硫酸钡沉淀,同时需要排除碳酸根、亚硫酸根等离子干扰,所以先加足量的稀盐酸酸化、再加入氯化钡溶液;
【小问4详解】
①定容需要用到胶头滴管、溶解需要用到烧杯、称量需要用到托盘天平,综上具支试管用不到,即不需要选用的是D;
②定容时俯视导致加入水的体积偏小,浓度偏大;
因定容还需要加入蒸馏水所以容量瓶没有干燥无影响;
【小问5详解】
根据反应可知消耗2mol硫代硫酸钠转移电子物质的量为2mol,又物质的量为0.1mol,所以转移电子物质的量为0.1mol,即数目约为。
12. 某溶液中可能含有中的几种,现按如图甲流程进行实验;加入淡黄色固体X(X中含短周期主族金属元素的简单离子)的过程中气体A、沉淀B的物质的量变化关系如图乙所示。回答下列问题:
(1)在工业上冶炼淡黄色固体X中含有的金属元素的单质的原理为___________(填化学方程式)。
(2)根据题意分析,样品溶液中___________(填“一定”或“一定不”或“可能”)含;样品溶液中一定含有的阴离子为___________(填离子符号),其物质的量浓度的最小值为___________;当淡黄色固体加入的量为0.4 mol时,气体A的主要成分为___________(填化学式),生成沉淀的质量为___________g。
(3)为进一步确定溶液中是否含有,应该补充的实验的具体操作及现象为___________。
(4)写出向溶液C中通入生成无色气体D反应的离子方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目:___________。
【答案】(1)
(2) ①. 一定不 ②. ③. 0.8 ④. NH3 ⑤. 13.6
(3)用洁净的铂丝或铁丝蘸取该溶液置于无色火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,如果火焰呈紫色,说明溶液中有K+
(4)
【解析】
【分析】含短周期主族金属元素的简单离子的淡黄色固体显然是Na2O2,其投入溶液中会与水反应,即,向溶液中投入a molNa2O2,相当于投入2a molNaOH,同时产生mol的O2。向该溶液中加入Na2O2后,产生白色沉淀,说明溶液中不含Fe2+(否则会产生红褐色Fe(OH)3沉淀);加入0.25mol Na2O2(相当于加入了0.5molNaOH)后,产生0.2mol(介于之间)白色沉淀,可以推知,白色沉淀必然是Mg(OH)2和Al(OH)3,我们假设原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量分别为x mol、y mol,则有:x+y=0.2mol,2x+3y=0.5,解得x=y=0.1mol;加入Na2O2的量从0.25~0.4mol过程中(相当于加入了0.3molNaOH),沉淀质量不变,气体量持续增加且斜率明显增大,说明该阶段发生的反应为,且产生的NH3的量为0.3mol;加入Na2O2的量从0.4~0.45mol过程中(相当于加入了0.1molNaOH),沉淀物质的量减少0.1mol,发生的反应为,根据此分析解答。
【小问1详解】
工业冶炼金属钠原理为电解熔融氯化钠,方程式为:;
【小问2详解】
根据上述分析可知,原溶液中没有Fe2+,有0.1molMg2+、0.1molAl3+,0.3mol,因为有Mg2+、Al3+,则必然没有、(二者都会与Al3+发生反应,不能大量共存),根据溶液的电中性原则(即),溶液中必然含有且物质的量≥0.8mol(如果没有K+,则可以取等号),其浓度最小值为0.8mol/L;当Na2O2加入的量为0.4 mol时,气体A的成分为0.2molO2、0.3molNH3,生成的沉淀为0.1molMg(OH)2和0.1mol Al(OH)3,总质量为;
【小问3详解】
为进一步确定溶液中是否含有,需要进行焰色试验,具体操作为:用洁净的铂丝或铁丝蘸取该溶液置于无色火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,如果火焰呈紫色,说明溶液中有K+;
【小问4详解】
向溶液C中通入生成无色气体D,根据无色气体D遇空气变红棕色可知D为NO,则将通入(H+)溶液中,发生氧化还原反应,其离子方程式为:,该反应中还原剂是SO2,氧化剂为,单线桥表示为:。
13. 蓝矾常用于制备波尔多液、游泳池消毒等。以赤铜矿石(主要成分为,含少量、、)为原料制备蓝矾的流程如图1所示。回答下列问题:
已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀的pH如下表所示。
氢氧化物
开始沉淀的pH
3.5
5.4
1.9
6.3
完全沉淀的pH
4.6
6.7
3.2
8.3
(1)不能用盐酸代替稀硫酸,其原因是_________________________________________。
(2)已知“滤渣2”和“滤渣3”均为纯净物。“滤渣3”的主要成分是____________(填化学式)。
(3)用标准的EDTA测定蓝矾样品的纯度,三次平行实验均发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略),可能的原因是__________________________________________________________________。(滴定反应为)
(4)以“滤渣1”为原料制备的部分流程如图2所示。补充下列流程中的①和②:①__________(填化学式),②__________(填操作)。
(5)25.0 g 热失重图像如图所示。
①102~150℃内发生反应的化学方程式为_____________________________________________。
②d点时的固体产物的化学式为___________。
【答案】(1)得不到产品(或会引入杂质等其他合理答案)
(2)
(3)硫酸铜晶体失去部分结晶水(或混有等,合理即可)
(4) ①. 、 ②. 蒸发浓缩
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】赤铜矿石主要含,以及少量、、,经稀硫酸酸浸后,溶解生成和Cu,、转化为硫酸铁、硫酸铝,与硫酸不反应,Cu与硫酸铁反应生成硫酸铜和硫酸亚铁,滤渣1中的主要成分为Cu和;向滤液中加入将氧化为,再调节pH将转化为沉淀(滤渣2),并继续调整pH将转化为沉淀(滤渣3),最终得到纯净的溶液,用于制备蓝矾,据此分析;
【小问1详解】
若用盐酸代替稀硫酸,会引入氯离子,从而难以得到纯净的,导致产品不纯;
【小问2详解】
根据分析,“滤渣3”的主要成分是;
【小问3详解】
EDTA滴定测定的是的含量,若测定结果纯度大于100%,且误差可忽略,说明单位质量样品中测出的物质的量高于理论值,其可能的原因是蓝矾样品部分失去了结晶水,或混有CuO,导致相同质量的样品中的实际质量分数升高;
【小问4详解】
根据分析,滤渣1是Cu和的混合物,加入稀硝酸,溶解、过滤,可去除,之后向滤液中加入碳酸氢钠,加热搅拌,得到碱式碳酸铜溶液,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,得到碱式碳酸铜晶体;
【小问5详解】
①25.0 g的物质的量为0.1 mol,在失重过程中Cu的物质的量保持不变,在102℃时的质量为21.4 g,失去的质量为,由此可知0.1 mol的失去了的,在102℃时对应的物质为;同理,在150℃时,失去的质量为,可推导出为0.1 mol的失去了的,因此在150℃时对应的物质为;因此,102~150℃时发生的反应为;
②由d点时该物质失去的质量为,即0.1 mol的失去了的,因此d点对应的物质应为。
14. 燃煤、冶金行业产生的工业烟气中含有大量、等有害气体,直接排放会严重破坏生态环境,危害人体健康,综合治理烟气具有重要意义。研究者提出的烟气“脱硫”“脱硝”的部分方法如下:
方法一:氨法脱硫技术可吸收工业废气中的,同时制得铵盐,流程如下:
(1)硫酸铵在水溶液中的电离方程式为____________;若该流程中所用氨水(主要溶质为)的质量分数为,密度为,则该氨水的物质的量浓度为____________(用含、的代数式表示)。
(2)已知:用氨水吸收能得到含和的吸收液。若向吸收后的吸收塔中通入,则将转化为的离子方程式为____________,该反应中____________。
(3)经整套工艺,11.2 L(标准状况下)完全转化为,理论上消耗标准状况下空气的体积至少为__________L。(设空气中氧气的体积分数为20%)
方法二:SCR(选择性催化还原)技术可有效降低烟气中的含量,其工作原理如图所示。
(4)尿素[]中氮元素的化合价为___________价。
(5)尿素水溶液热分解为和,在SCR反应器中完成与的反应;若进入反应器的气体只有且其体积为13.44 L(标准状况下),完全反应时转移电子的物质的量为0.9 mol,则脱硝效率()为___________%。
(6)某金属氧化物()作为一种SCR脱硝催化剂,能在和之间改变氧化状态,将氧化为,并引起氧空位的形成,得到新的金属氧化物[];当1 mol 氧化标准状况下1.12 L 后,生成的新的氧化物中x、y、z的最简整数比为_________________。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. ②. 4∶1
(3)28 (4)-3
(5)75 (6)18∶2∶39
【解析】
【小问1详解】
硫酸铵是强电解质,在水溶液中完全电离为铵根和硫酸根,因此电离方程式为;根据物质的量浓度与质量分数的换算公式:,的摩尔质量,代入质量分数,可得;
【小问2详解】
反应物被氧化为(S从+4价升至+6价,每个S失2e⁻),被还原为(N从+4价降至0价,每个得4e⁻),根据得失电子守恒、原子守恒得到离子方程式:;该反应中氧化产物是,还原产物是,因此。
【小问3详解】
标准状况下的物质的量为0.5 mol,S从+4价变为中的+6价,共失;作为氧化剂,每个得4e⁻,因此理论需要的物质的量为,对应标准状况体积为;已知空气中体积分数为20%,因此需要空气体积为。
【小问4详解】
尿素中H为+1价、O为-2价、C为+4价,根据化合物化合价代数和为0,得N的化合价为-3价。
【小问5详解】
进入反应器的NO总物质的量为,SCR反应中将NO还原为,每个NO得2e⁻,因此实际脱除的NO物质的量为,脱硝效率为。
【小问6详解】
标准状况下的物质的量为0.05 mol,NO被氧化为时,每个NO失去2个电子,总共转移电子; 中原本A全部为+4价,得到0.1mol电子后,有0.1mol的被还原为,因此产物中为的物质的量,剩余的物质的量;根据化合物正负化合价代数和为0:,解得;则。
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