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高三化学
(75分钟 100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Fe 56 Zn 65
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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.《博物新编》中关于磺强水制法的记载:以铅作一密炉,炉底贮以清水,焚硝磺于炉中,使硝磺之气重坠入水,然后将水再行蒸炼,一如蒸酒甑油之法,务使水汽尽行升散,则所存者是磺强水矣。其中“一如蒸酒甑油之法”所指的操作是
A.过滤 B.洗气
C.蒸馏 D.蒸发结晶
2.党的二十大报告中总结了新时代十年以来的伟大成就。 天宫二号航天器、5G技术应用、 “华龙一号”核电技术、火星探测器、北京冬奥会等领域的成就受到全世界瞩目,科技创新与化学知识息息相关。下列有关说法不正确的是
A.冰墩墩的外壳材质主要是有机硅橡胶,有机硅橡胶比普通橡胶更耐高温
B.“华龙一号”核电技术使用的U 与U 互为同位素
C.5G技术的应用离不开光缆,光缆的主要成分是二氧化硅
D.“天宫二号”航天器上使用的材料为钛合金,钛合金的组成元素为钛元素和金元素
3.下列有关物质的组成、分类和变化的说法正确的是
A.水玻璃、氢氧化铁胶体都是纯净物
B.SO2、CO均属于酸性氧化物
C.O3、PM2.5均属于空气污染物
D.萃取、氮的固定都是物理变化
4.下列操作规范且能达到实验目的的是
A.图甲可配制一定浓度的稀硫酸 B.图乙可由CuSO4·5H2O制取CuSO4
C.图丙可除去SO2中少量的SO3和水 D.图丁可制备少量NH3
5.中国将在2060年前实现碳中和。一种将二氧化碳催化加氢转化为甲酸的原理如图所示。下列说法正确的是
A.标准状况下,11.2 L CO2中所含的质子数为11NA
B.每生成4.6 g 甲酸,消耗二氧化碳的分子数为0.2NA
C.0.1 mol Au溶于足量的王水中生成 HAuCl4转移的电子数为0.1NA
D.200 g 46%的甲酸水溶液中所含的氧原子数为4NA
6.下表中除去物质中混有的杂质选用的试剂或操作方法不正确的是
选项
物质
杂质
除去杂质选用的试剂或操作方法
A
KNO3溶液
KOH
加入适量HNO3溶液,并加热
B
FeSO4溶液
CuSO4
加入过量铁粉,并过滤
C
CH4
C2H4
通过盛有足量KMnO4溶液的洗气瓶,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶
D
食盐
碘
加热
7.能正确表示下列反应的离子方程式的是
A.向Na2S溶液中通入过量的SO2气体:2S2-+5SO2+2H2O3S↓+4HS
B.向漂白液中通入少量二氧化碳:2ClO-+CO2+H2OC+2HClO
C.向NaAlO2溶液中加入NaHCO3溶液:Al+HC+H2OAl(OH)3↓+CO2↑
D.FeS固体和硝酸混合:FeS+2H+H2S↑+Fe2+
8.一定条件下,下列各项中的物质按如图所示的箭头不能实现一步转化的是
甲丙乙
选项
甲
乙
丙
丁
A
NaOH溶液
CO2
Na2CO3 溶液
NaHSO4 溶液
B
SiO2
C
CO2
Fe
C
H2S
SO2
S
O2
D
氨水
AlCl3
Al(OH)3
盐酸
9.常温下,下列离子在溶液中可能大量共存的是
A.加入Al能放出气体的溶液中:Na+、Al3+、N
B.在pH=1的溶液中:Fe2+、N、S
C.由水电离出的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液中:Cl-、HC、K+
D.加入Mg能放出H2的溶液中:N、Cl-、Mn
10.黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是重要的工业原料,火法炼铜会发生反应①:2CuFeS2 +O2 Cu2S+2FeS+SO2 ;加硫焙烧是提铜新工艺,会发生反应②:CuFeS2 +SCuS+FeS2,产物FeS2可用于硫酸工业,发生反应③:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。下列说法正确的是
A.反应①中CuFeS2仅作还原剂,硫元素被氧化
B.反应②中硫元素的化合价只升高
C.反应③中每生成4 mol二氧化硫,转移20 mol e-
D.反应③中FeS2仅作还原剂,二氧化硫既是氧化产物也是还原产物
11.在0.2 L由NaCl、MgCl2 、CaCl2 组成的混合液中,部分离子浓度大小如图所示。下列说法正确的是
A.Mg2+ 的物质的量是1 mol
B.混合液中阴离子和阳离子个数比为3∶2
C.该混合液中CaCl2 的物质的量浓度是1.0mol·L-1
D.将该混合液加水稀释至体积为1 L,Cl- 的物质的量为 0.12 mol
12.某水溶液M中可能溶有N、Mg2+、Fe3+、Al、Si、S、C中的若干种离子。某同学对该溶液进行了如图实验,下列判断不正确的是
A.气体甲可能是SO2
B.沉淀甲是硅酸
C.Al和Si一定存在于溶液M中
D.N不能确定是否存在于溶液M中
13.二水合甲醛次硫酸氢钠(NaHSO2·HCHO·2H2O)俗称“吊白块”,具有强还原性和漂白性,常温下较为稳定,120 ℃以上产生甲醛、二氧化硫和硫化氢。下列关于 NaHSO2·HCHO·2H2O 的说法错误的是
A.久置甲醛次硫酸氢钠溶液会有浑浊产生
B.因其具有强还原性,可用作食品抗氧化剂
C.据所学知识预测,NaHSO2 中不存在—O—O—结构
D.“吊白块”能使溴水褪色
14.现有某固体混合物,可能由Fe3O4、Fe、K2CO3、K2SO3、SiO2、Na2SO4、BaCl2中的若干种物质组成,设计部分实验方案探究该固体混合物的成分(如图),所加试剂均过量。下列说法错误的是
A.气体A中一定含有SO2且为混合物
B.固体A可能是SiO2和BaSO4的混合物
C.该固体混合物中,Fe3O4和Fe至少有其中一种
D.该固体混合物一定含有Na2SO4、BaCl2,可能含有K2CO3
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)2022年4月16日神舟十三号飞行乘组安全返回地面,仼务取得圆满成功,这标志着空间站关键技术验证阶段完美收官。化学知识在航天科技中应用广泛,回答下列问题:
Ⅰ.N2H4是运载火箭发动机的燃料,可通过反应2NH3+NaClON2H4+NaCl+H2O制备。
(1)发生氧化反应的物质的化学式为 ,N2H4的结构式为 。
(2)用离子方程式解释NaClO溶液呈碱性的原因: 。
(3)以N2H4作燃料,四氧化二氮(N2O4)作氧化剂,燃烧产物无污染的反应的化学方程式为 。
(4)N2H4易溶于水,是一种二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,写出N2H4与硫酸形成的酸式盐的化学式: 。
Ⅱ.神舟十四号载人飞船的天线是用钛镍合金制造而成的,工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼金属钛的反应为FeTiO3+C+Cl2TiCl4+FeCl3+CO(未配平)。
(5)当FeCl3与CO的化学计量系数比为1∶3时,请配平反应:
FeTiO3+ C+ Cl2 TiCl4+ FeCl3+ CO
(6)当有1 mol FeTiO3参加反应时,转移的电子数是 。
16.(16分)2022年11月2日,中科院刊登《光催化剂一步到位将硫化氢转化为氢》,介绍了研究人员在二氧化硅粉末颗粒表面点缀些金,即可与光发生强烈的相互作用,驱动催化硫化氢转化为S2和H2。某兴趣小组开展了对硫化氢的实验探究活动。
Ⅰ.实验一:制备并探究H2S的性质。选用的装置和药品如下图。
已知:H2S可以和Cl2发生氧化还原反应。
(1)装置A中盛装m试剂的仪器的名称是 。
(2)根据题意分析,制备H2S的最佳试剂n与试剂m的组合是 (填字母)。
a.FeS固体+浓硫酸 b.FeS固体+稀硫酸
c.Na2S固体+稀盐酸 d.Na2S固体+稀硝酸
(3)证明H2S具有酸性的实验现象是 。
(4)该装置存在两处明显的缺陷和不足,请指出: 、 。
(5)对装置改进后进行实验,发现C中有淡黄色固体生成,说明H2S具有还原性,请用离子方程式解释: 。
Ⅱ.实验二:H2S光催化反应探究。选用的装置和药品如下图。
(6)装置F中的试剂是 ,装置I中收集到一定量的气体,装置G中发生反应的化学方程式为 。
(7)装置H中观察到的现象为 。
17.(14分)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:
①0.5 mol尿素[CO(NH2)2]中含有的极性共价键数目为 。
②尿素热分解为NH3和CO2,则SCR催化反应器中发生反应的化学方程式为 。
③当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2最终会形成 (填字母),使催化剂中毒。
A.SO3 B.H2SO4 C.(NH4)2SO4 D.S
④尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素含量的方法如下:取a g尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的V1 mL c1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用V2 mL c2 mol·L-1NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是 。
(2)NSR(NOx储存还原)工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如下图所示。
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。NOx的还原产物是 (填化学式)。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,右图表示该过程相关物质的浓度随时间的变化关系。第一步反应中,每转移0.8 mol电子,参与反应的Ba(NO3)2为 mol,第二步反应中消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
18.(14分)碲化镉玻璃中主要含有CdTe(其中含有少量Fe, Ni、Mg、Si、O等元素组成的化合物),工业上利用废弃碲化镉玻璃回收其中金属的工艺流程如下。
回答下列问题:
(1)在“焙烧”时会将废弃料进行粉碎处理,目的是 。写出“浸渣”的一种用途: 。
(2)在潮湿环境中可利用SO2将“高温尾气”中的TeO2还原为Te单质,写出该反应的化学方程式: 。
(3)“氧化除铁”过程中利用次氯酸钠代替NaClO3也可以达到目的,请写出对应的离子方程式: 。
(4)实验室中进行操作A时用到的玻璃仪器有 。
(5)“垃圾只是被放错位置的资源”。上述流程中所得到的“滤渣Ⅰ”可以用于工业上制高铁酸钠,原理为2Fe(OH)3+4NaOH+3NaClO2Na2FeO4+3NaCl+5H2O,若处理1吨含铁质量分数为5.6%的废弃碲化镉玻璃所得的“滤渣Ⅰ”(不考虑损耗),所需要的含氯化合物相当于 kg氯气。
参考答案
题序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
C
D
C
C
A
C
A
B
A
D
B
D
B
D
15.【解题分析】(4)根据题意可知,N2H4是一种二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,则N2H4的电离方程式是N2H4+H2ON2+OH-,N2+H2ON2+OH-,N2H4与硫酸形成的酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。
(5)根据题意可知,FeCl3与CO的化学计量数比为1∶3,结合氧化还原反应得失电子守恒配平得2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO。
(6)根据反应的化学方程式可知,2 mol FeTiO3参与反应转移的电子为14 mol,则1 mol FeTiO3参与反应转移的电子数为7NA。
【答案】(1)NH3(2分);(2分)
(2)ClO-+H2OHClO+OH-(2分)
(3)2N2H4+N2O43N2+4H2O(2分)
(4)N2H6(HSO4)2(2分)
(5) 2,6,7,2,2,6(2分)
(6) 7NA(2分)
16.【解题分析】(6)干燥酸性气体可选用P2O5或硅胶,由于硫化氢为酸性气体,且具有较强的还原性,不可选择碱石灰和浓硫酸来干燥H2S,另外,需要注意的是,给出的仪器为U型管,在作干燥管时,不可加液体干燥剂,否则气体无法流通;根据题意可知,会发生光催化分解反应:2H2S2H2+S2。
【答案】(1)分液漏斗(1分)
(2)b(2分)
(3)紫色石蕊试液变红(1分)
(4)缺少尾气吸收装置(2分);用装置D制氯气缺少加热装置(2分)
(5)H2S+Cl2S↓+2Cl-+2H+(2分)
(6)P2O5(或硅胶、氯化钙也给分)(2分);2H2S2H2+S2(2分)
(7)有黑色沉淀生成(2分)
17.【解题分析】
(2)②第一步反应:8H2+Ba(NO3)2BaO+5H2O+2NH3~16e-
1 mol 16 mol
n[Ba(NO3)2] 0.8 mol
n[Ba(NO3)2]= mol=0.05 mol。
第二步反应:10NH3+3Ba(NO3)23BaO+4N2+15H2O,n(氧化剂)∶n(还原剂)=3∶10。
【答案】(1)①4NA(2分)
②8NH3+6NO212H2O+7N2(2分)
③C(2分)
④%(2分)
(2)①N2(2分)
②0.05(2分);3∶10 (2分)
18. 【解题分析】(5)2Fe~2Fe(OH)3~3NaClO~6e-~3Cl2
112 g 213 g
1 t×5.6% m
m=106.5 kg
【答案】(1)增大反应物的接触面积,以加快反应速率,使废弃料充分反应(2分);制玻璃、光导纤维、硅单质等(写出其中一条,合理即可)(2分)
(2)2SO2+2H2O+TeO2Te+2H2SO4(3分)
(3)2Fe2++ClO-+4NH3·H2O+H2O2Fe(OH)3↓+Cl-+4N(3分)
(4)分液漏斗、烧杯(2分)
(5)106.5(2分)
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