精品解析：河南信阳市息县部分学校2026-2027学年高三上学期9月阶段检测 化学试题

高三化学试卷（一） 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 K 39 Fe 56 Ni 59 Ba 137 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. 下列与生活相关的叙述中，不涉及化学变化的是 A. 食醋除水垢 B. 活性炭吸附冰箱异味 C. 铁制品生锈 D. 粮食酿酒 2. 实验室用蒸馏法分离乙醇和水时，下列仪器不需使用的是 A. ①②④ B. ③⑤⑥ C. ②③⑤ D. ④⑤⑥ 3. 下列有关化学用语的表述错误的是 A. 乙醇的结构简式为 B. 右上角的“2+”表示每个镁离子带2个单位正电荷 C. 地壳中含量最高的金属元素为 D. 碳酸钾的化学式为，其中的化合价为+4价 4. 当归中提取的5-羟基麦芽酚具有抗炎活性。下列有关5-羟基麦芽酚的说法正确的是 A. 在纯氧中不能燃烧 B. 不能与酸性重铬酸钾溶液发生反应 C. 一定条件下，可与氢气发生加成反应 D. 浓硫酸及加热条件下，不能与乙酸发生取代反应 5. U、V、W为原子序数依次增大的前20号主族元素。U只有一个电子层且仅含一个电子，V元素形成的一种单质是铅笔中的主要成分且具有润滑和导电作用，W是地壳中含量第三的元素。下列说法正确的是 A. 具有助燃性 B. 属于不活泼金属 C. 属于离子化合物 D. 的氧化物可与烧碱溶液发生反应 6. 下列说法正确的是 A. 活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞 B. 酸碱中和反应的能量变化如图所示 C. 化学反应常伴随能量的变化，有能量变化的过程一定是化学反应 D. 反应的平衡常数表达式为 7. 氯及其化合物在生产、生活中有广泛应用。下列离子方程式书写正确的是 A. 用氯气对自来水进行消毒： B. 工业制漂白粉： C. 用氨水溶解试管中的： D. 用溶液除污渍： 8. 部分含或的物质的价类关系如图所示。下列叙述错误的是 A. 溶于水得到的产物能与铝发生反应 B. 常温下能实现的转化 C. 常温下、均能和铜发生氧化还原反应 D. 为弱碱 9. 设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 标准状况下，2.24 L己烷中含有的总数为 B. 溶液中，阴离子总数小于 C. 常温常压下，与足量完全反应，转移的电子数为 D. 浓硫酸与足量铜粉在加热条件下充分反应，生成的分子数为 10. 对甲苯磺酸钠的熔点高于300℃，易溶于水。实验室合成对甲苯磺酸钠(Q)的路线如下： 下列说法错误的是 A. 反应①会有水生成 B. M与W互为同系物 C. R与Q均不能发生氧化反应 D. 加入饱和NaCl溶液有利于对甲苯磺酸钠粗品的析出 11. 由短周期主族元素组成的物质有如图转化关系。常温常压下呈液态，能溶于溶液，为白色沉淀，是二元强酸。下列叙述正确的是 A. 工业上采用热还原法冶炼金属单质M B. 常温常压下，为固体 C. 与反应可生成 D. H、I、J均为两性化合物 12. 将质量为表面已部分氧化的钠块，投入水中，充分反应后收集到标准状况下的气体，所得溶液的密度为，溶液的溶质质量分数为。下列相关表述正确的是 A. 反应生成的总物质的量为 B. 原固体中未被氧化的金属钠的物质的量为 C. 所得溶液的溶质质量分数为 D. 最终得到的溶液的物质的量浓度为 13. 纳米级常用作抗酸剂、阻燃剂等。以某矿粉[主要成分为]为原料制备纳米级的流程如图所示。下列叙述错误的是 A. “灼烧”时将矿石粉碎的目的是增大固体接触面积，加快反应速率 B. “除杂”时转化成了 C. “沉镁”时反应的离子方程式为 D. 上述流程中发生了分解反应、化合反应、置换反应和复分解反应 14. 由下列实验事实不能得出相应结论的是 选项 实验事实 结论 A 少量FeCl3溶液与过量KI溶液充分反应后，分离出I2，再加入KSCN溶液，溶液变红 Fe3+未完全转化为Fe2+ B 充分搅拌烧杯中氢氧化钡晶体与氯化铵晶体后，烧杯外壁变冷 氢氧化钡与氯化铵的反应为氧化还原反应 C 恒温恒容条件下，向2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)平衡体系中通入氩气，平衡体系中混合气体的平均相对分子质量不变 通入氩气后，参与反应的物质的质量和物质的量均不改变 D 将新鲜肉放在冰箱里，可减缓肉腐败变臭 降低温度，可减小蛋白质与O2的反应速率 A. A B. B C. C D. D 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体{，摩尔质量为}广泛应用于化学分析与光催化领域。某化学兴趣小组对该晶体进行热重分析实验：称取49.1 g纯净样品，在氩气氛围下以恒定升温速率加热，得到固体残留质量随温度变化的关系如表所示。回答下列问题： 温度区间 固体残留质量 关键信息 室温～100℃ 45.5 g 晶体逐渐失去结晶水 101～230℃ 43.7 g 晶体所含结晶水已全部失去 231～300℃ 39.3 g 分解生成两种草酸盐，同时释放出一种气态碳氧化物 501～600℃ 27.9 g 固体进一步分解，得到铁的单一氧化物和碳酸钾 （1）该晶体中结晶水的数目_________，100℃时剩余固体的化学式为_________。 （2）231～300℃时，释放出的气态碳氧化物的分子式为________。该温度区间内分解得到的铁盐的化学式为________，该铁盐中Fe元素的化合价为________。 （3）在～分解得到的铁的氧化物的化学式为________，该阶段固体分解的化学方程式为________。 （4）最终27.9 g固体混合物中钾原子与氧原子的物质的量之比为________，若将该固体混合物恰好完全溶于稀硫酸（设生成的气体全部逸出），向所得溶液中加入足量铁粉，充分反应后溶液中________mol。 16. 镍矾（）常用作饲料添加剂及陶瓷釉料添加剂等；氧化镍（）常用来制造镍催化剂、搪瓷的密着剂和着色剂。某小组以镍废渣（含量为，含量为，还含少量、、、、、和油污）为原料制备和的工艺流程如图所示。回答下列问题： 已知： ①在酸性条件下具有强氧化性； ②碱式碳酸镍的化学式为； ③高温下易被氧化。 （1）中的化合价为__________，用纯碱溶液“洗涤”的目的是__________。 （2）“酸浸”中发生氧化还原反应的离子方程式为__________。 （3）试剂是双氧水、溶液，双氧水的作用是__________，溶液的作用是_______________。 （4）滤液2经蒸干、灼烧得到正盐，其主要成分是__________（填化学式）。“煅烧”时，通入的气体Y是__________（填化学式）。 （5）从溶液中获得的操作方法包括蒸发浓缩、__________、过滤、洗涤、低温干燥。 （6）某工厂用该镍废渣最终得到和，则的损耗率为__________（保留四位有效数字）。已知：损耗率。 17. BN常用作化学反应的催化剂，一种制备BN的方法如下： 反应Ⅰ．CH4(g)C(s)+2H2(g)； 反应Ⅱ．B2O3(s)+3C(s)+N2(g)2BN(s)+3CO(g)。 回答下列问题： （1）T℃下，向某恒容密闭容器中充入CH4(g)，仅发生反应Ⅰ，下列说法正确的是______(填标号)。 A. 当H2(g)的质量不再改变时，该反应达到平衡 B. 每生成0.1 mol C(s)，消耗2.24 L CH4(g) C. 当混合气体的密度不再改变时，该反应达到平衡 D. 每断裂0.4 mol C-H，同时形成0.2 mol H-H，则该反应达到平衡 （2）某温度、116kPa下，往某恒压密闭反应器中加入2.0 mol CH4(g)、0.5 mol B2O3(s)和0.8 mol N2(g)，进行反应Ⅰ和反应Ⅱ(不考虑其他反应)，t min后反应达到平衡时，CO分压是N2分压的5倍，假设剩余CH4可忽略不计。 已知：。 ①平衡时，BN的物质的量为________mol。 ②平衡时，H2的分压为__________kPa。 ③N2的平衡转化率为__________%。 ④0～t min，v(CO)=________(用含t的代数式表示)kPa·min-1。 （3）CH4可用作燃料，CH4-O2燃料电池的结构示意图(两电极均为惰性电极)如图所示。 ①M为该电池的__________(填“正极”或“负极”)。 ②外电路中电子的流动方向为________(填“R→灯泡→M”或“M→灯泡→R”)。 ③R电极上发生的电极反应为________________________________。 18. 硫酸羟胺可用于机械化学合成。一种利用环己酮肟水解制备硫酸羟胺的新工艺如下： I．氨肟化 实验步骤：在仪器a中加入钛硅分子筛（催化剂）和环己酮（），控制温度在50~70℃，试剂1选用氨水，试剂2选用双氧水，发生反应，实验装置如图（夹持装置省略）。反应结束后，用环己烷作萃取剂萃取环己酮肟（）。 II．环己酮肟水解制硫酸羟胺 实验步骤：实验装置与I相同，试剂1为浓硫酸，试剂2为水，打开仪器c的活塞，逐滴加入浓硫酸，打开冷凝水和加热装置，控制反应温度在60℃。反应结束后，进行一系列操作，得到白色固体硫酸羟胺。 已知：①22； ②硫酸羟胺易溶于水，受热易分解，溶解度随温度升高而增大； ③分配系数表示萃取达到平衡时溶质X在两溶剂中的浓度之比，分配系数； ④萃取率表示有机相中溶质X的物质的量与初始X的总物质的量之比，萃取率。 回答下列问题： （1）装置图中，仪器b的名称是_____________，作用是______________。 （2）中N元素的化合价为________价。 （3）实验I中，控制温度在50~70℃的可能原因是________。 （4）实验II中“一系列操作”包含萃取，“萃取”的一般步骤为加入萃取剂，振荡，________，静置，放出下层液体，上层液体从上口倒出。若一次性用20 mL环己烷与100 mL溶液充分振荡，环己酮肟的分配系数为，则环己酮肟的萃取率为________%（用含的代数式表示）。 （5）测定样品中硫酸羟胺的质量分数：准确称取2.5000 g产品溶于水配成100 mL溶液，取25.00 mL溶液于锥形瓶中，用酸性高锰酸钾溶液滴定至终点，消耗高锰酸钾溶液12.00 mL。（发生的反应为，未配平） ①滴定终点的现象是________。 ②样品中硫酸羟胺的质量分数为________%。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三化学试卷（一） 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 K 39 Fe 56 Ni 59 Ba 137 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. 下列与生活相关的叙述中，不涉及化学变化的是 A. 食醋除水垢 B. 活性炭吸附冰箱异味 C. 铁制品生锈 D. 粮食酿酒 【答案】B 【解析】 【详解】A．食醋的主要成分为醋酸，水垢的主要成分为、，二者可与醋酸发生化学反应生成可溶性盐，有新物质生成，属于化学变化，A不符合题意； B．活性炭具有疏松多孔的结构，吸附异味是利用其物理吸附性，过程中无新物质生成，属于物理变化，不涉及化学变化，B符合题意； C．铁制品生锈是铁与空气中的、等反应生成铁的氧化物（主要为），有新物质生成，属于化学变化，C不符合题意； D．粮食酿酒是粮食中的淀粉经一系列化学反应转化为等物质，有新物质生成，属于化学变化，D不符合题意； 故选B。 2. 实验室用蒸馏法分离乙醇和水时，下列仪器不需使用的是 A. ①②④ B. ③⑤⑥ C. ②③⑤ D. ④⑤⑥ 【答案】A 【解析】 【详解】A．①为普通漏斗，用于过滤或转移液体，蒸馏操作不需要；②为球形冷凝管，多用于回流操作，蒸馏使用直形冷凝管，不需要球形冷凝管；④为分液漏斗，用于萃取、分液或添加液体，蒸馏操作不需要，因此①②④均为不需使用的仪器，A符合题意； B．③为温度计，蒸馏需要测量馏出蒸气的温度，需要使用；⑤为蒸馏烧瓶，是蒸馏操作的反应容器，需要使用；⑥为锥形瓶，用于接收馏分，需要使用，因此③⑤⑥均为需要使用的仪器，B不符合题意； C．②是不需使用的仪器，但③、⑤均为需要使用的仪器，C不符合题意； D．④是不需使用的仪器，但⑤、⑥均为需要使用的仪器，D不符合题意； 故答案选A。 3. 下列有关化学用语的表述错误的是 A. 乙醇的结构简式为 B. 右上角的“2+”表示每个镁离子带2个单位正电荷 C. 地壳中含量最高的金属元素为 D. 碳酸钾的化学式为，其中的化合价为+4价 【答案】D 【解析】 【详解】A．乙醇的结构简式可表示为，该表述正确，A不符合题意； B．离子符号右上角的数字和正负号表示单个离子所带的电荷数，右上角“2+”表示每个镁离子带2个单位正电荷，该表述正确，B不符合题意； C．地壳中元素含量从高到低前四位为、、、，含量最高的金属元素为，该表述正确，C不符合题意； D．碳酸钾中为+1价，故化学式应为，题给化学式书写错误，该表述错误，D符合题意； 故选D。 4. 当归中提取的5-羟基麦芽酚具有抗炎活性。下列有关5-羟基麦芽酚的说法正确的是 A. 在纯氧中不能燃烧 B. 不能与酸性重铬酸钾溶液发生反应 C. 一定条件下，可与氢气发生加成反应 D. 浓硫酸及加热条件下，不能与乙酸发生取代反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．该物质属于烃的含氧衍生物，可在纯氧中可完全燃烧生成和，A错误； B．该物质含有碳碳双键、羟基，均可被酸性重铬酸钾溶液氧化，能发生反应，B错误； C．该物质含有碳碳双键、羰基，一定条件下均可与发生加成反应，C正确； D．该物质含有羟基，在浓硫酸、加热条件下可与乙酸发生酯化反应，酯化反应属于取代反应，故能发生取代反应，D错误； 故选C。 5. U、V、W为原子序数依次增大的前20号主族元素。U只有一个电子层且仅含一个电子，V元素形成的一种单质是铅笔中的主要成分且具有润滑和导电作用，W是地壳中含量第三的元素。下列说法正确的是 A. 具有助燃性 B. 属于不活泼金属 C. 属于离子化合物 D. 的氧化物可与烧碱溶液发生反应 【答案】D 【解析】 【分析】U只有1个电子层且仅含1个电子，为；V的单质是铅笔主要成分、具润滑导电性，该单质为石墨，故V为；地壳元素含量前四为，故第三的W为。 【详解】A．为，具有可燃性，无助燃性，A错误； B．为，属于活泼金属，B错误； C．为，只含共价键，属于共价化合物，C错误； D．的氧化物为，属于两性氧化物，可与烧碱（）溶液反应生成和水，D正确； 故选D。 6. 下列说法正确的是 A. 活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞 B. 酸碱中和反应的能量变化如图所示 C. 化学反应常伴随能量的变化，有能量变化的过程一定是化学反应 D. 反应的平衡常数表达式为 【答案】B 【解析】 【详解】A．活化分子之间的碰撞需要满足合适的取向等才能成为有效碰撞，因此活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，A错误； B．酸碱中和反应为放热反应，反应物总焓高于生成物总焓，与题图所示能量变化规律一致，B正确； C．物理变化也可伴随能量变化，如水的三态转化、浓硫酸稀释等，因此有能量变化的过程不一定是化学反应，C错误； D．平衡常数表达式中纯固体、纯液体的浓度视为常数，不写入表达式，该反应中和均为固体，正确的平衡常数表达式为，D错误； 故选B。 7. 氯及其化合物在生产、生活中有广泛应用。下列离子方程式书写正确的是 A. 用氯气对自来水进行消毒： B. 工业制漂白粉： C. 用氨水溶解试管中的： D. 用溶液除污渍： 【答案】B 【解析】 【详解】A．氯气与水的反应为可逆反应，且生成的弱酸HClO不能拆分为离子，正确离子方程式为，A错误； B．工业制漂白粉是氯气与石灰乳反应，Ca(OH)2作为石灰乳写化学式，给出的方程式原子守恒、电荷守恒，物质拆分正确，B正确； C．AgCl是难溶电解质，不能拆分为Ag+，正确离子方程式为，C错误； D．ClO−的水解为可逆过程，应使用可逆符号，正确离子方程式为，D错误； 故答案为B。 8. 部分含或的物质的价类关系如图所示。下列叙述错误的是 A. 溶于水得到的产物能与铝发生反应 B. 常温下能实现的转化 C. 常温下、均能和铜发生氧化还原反应 D. 为弱碱 【答案】C 【解析】 【分析】根据价类二维图确定各物质：a为或，b为， f为；c为，d为含的亚铁盐，e为含的铁盐，g为； 【详解】A．为，溶于水生成，可与铝反应，方程式为，A正确； B．常温下与反应生成，与水反应生成，可实现的转化，B正确； C．为亚铁盐，氧化性弱于，常温下不能与铜发生氧化还原反应，仅（铁盐）可与铜发生氧化还原反应，离子方程式为，C错误； D．为，属于弱碱，D正确； 故答案选C。 9. 设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 标准状况下，2.24 L己烷中含有的总数为 B. 溶液中，阴离子总数小于 C. 常温常压下，与足量完全反应，转移的电子数为 D. 浓硫酸与足量铜粉在加热条件下充分反应，生成的分子数为 【答案】C 【解析】 【详解】A．标准状况下己烷为液态，无法用标准状况下气体摩尔体积计算其物质的量，不能确定键总数，A错误； B．发生水解反应、，第一步反应中1个阴离子水解生成2个阴离子，并且溶液中的水也会电离生成，故阴离子总数大于，B错误； C．与足量发生反应，中氧元素由-1价降低为-2价，1mol 反应时得到2mol电子，转移电子数为，C正确； D．随着反应进行，浓硫酸逐渐变稀，稀硫酸与铜不反应，故生成的分子数小于，D错误； 故选C。 10. 对甲苯磺酸钠的熔点高于300℃，易溶于水。实验室合成对甲苯磺酸钠(Q)的路线如下： 下列说法错误的是 A. 反应①会有水生成 B. M与W互为同系物 C. R与Q均不能发生氧化反应 D. 加入饱和NaCl溶液有利于对甲苯磺酸钠粗品的析出 【答案】C 【解析】 【详解】A．反应①是甲苯的磺化反应，甲苯中苯环上的氢原子被取代，反应生成对甲基苯磺酸和，A正确； B．M为甲苯，W为苯，二者结构相似，分子组成相差1个原子团，互为同系物，B正确； C．R（对甲基苯磺酸）和Q（对甲苯磺酸钠）均含有与苯环直接连接的，可被强氧化剂氧化，且二者作为有机物均可发生燃烧反应（燃烧属于氧化反应），因此二者均能发生氧化反应，C错误； D．加入饱和溶液可增大溶液中浓度，降低对甲苯磺酸钠的溶解度，利用盐析原理促进粗品析出，D正确； 故答案选C。 11. 由短周期主族元素组成的物质有如图转化关系。常温常压下呈液态，能溶于溶液，为白色沉淀，是二元强酸。下列叙述正确的是 A. 工业上采用热还原法冶炼金属单质M B. 常温常压下，为固体 C. 与反应可生成 D. H、I、J均为两性化合物 【答案】B 【解析】 【分析】根据题干条件先推导物质：A常温常压为液态，是；G是二元短周期强酸，为，逆推得F为、E为、D为、C为；金属M能溶于溶液，为，D（）与加热生成B为；与水双水解生成白色沉淀H为和，H与反应生成I为，I与过量反应生成J为。 【详解】A．工业上冶炼采用电解熔融氧化铝的方法，不是热还原法，A错误； B．D为硫单质，常温常压下为淡黄色固体，B正确； C．与生成的反应为可逆反应，反应物不能完全转化，无法生成，C错误； D．I为（只能与酸反应）、J为（只能与碱反应），二者均不是两性化合物，D错误； 故答案选B。 12. 将质量为表面已部分氧化的钠块，投入水中，充分反应后收集到标准状况下的气体，所得溶液的密度为，溶液的溶质质量分数为。下列相关表述正确的是 A. 反应生成的总物质的量为 B. 原固体中未被氧化的金属钠的物质的量为 C. 所得溶液的溶质质量分数为 D. 最终得到的溶液的物质的量浓度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．表面部分氧化的钠块为和的混合物，m g固体中元素总物质的量小于，根据钠元素守恒，反应生成总物质的量等于元素总物质的量，因此不为，A错误； B．与水反应的定量关系为，标准状况下V L的物质的量为，则未被氧化的物质的量为，B错误； C．钠与水反应生成氢氧化钠的质量为，该表达式仅计算了反应生成的质量与密度的比值，那么单位应是体积，而不是质量分数，且遗漏了反应生成的，C错误； D．物质的量浓度与溶质质量分数的换算公式为，的摩尔质量M=40g/mol，代入得，D正确； 故选D。 13. 纳米级常用作抗酸剂、阻燃剂等。以某矿粉[主要成分为]为原料制备纳米级的流程如图所示。下列叙述错误的是 A. “灼烧”时将矿石粉碎的目的是增大固体接触面积，加快反应速率 B. “除杂”时转化成了 C. “沉镁”时反应的离子方程式为 D. 上述流程中发生了分解反应、化合反应、置换反应和复分解反应 【答案】D 【解析】 【分析】矿粉主要成分为，加热灼烧得到和，加入水转化为、；相同温度下溶解度小于，除杂时加入溶液，可实现向的转化；加入硝酸将转化为，再加入氨水将转化为沉淀，由此解答； 【详解】A．将矿石粉碎可增大固体接触面积，加快灼烧的反应速率，A正确； B．相同温度下溶解度小于，除杂时加入溶液，可实现向的转化，B正确； C．沉镁时镁离子与弱电解质一水合氨反应生成氢氧化镁沉淀和铵根离子，离子方程式书写正确，C正确； D．流程中灼烧发生分解反应、水浸发生化合反应、除杂、酸溶、沉镁均为复分解反应，整个过程无单质参与或生成，不存在置换反应，D错误； 故选D。 14. 由下列实验事实不能得出相应结论的是 选项 实验事实 结论 A 少量FeCl3溶液与过量KI溶液充分反应后，分离出I2，再加入KSCN溶液，溶液变红 Fe3+未完全转化为Fe2+ B 充分搅拌烧杯中氢氧化钡晶体与氯化铵晶体后，烧杯外壁变冷 氢氧化钡与氯化铵的反应为氧化还原反应 C 恒温恒容条件下，向2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)平衡体系中通入氩气，平衡体系中混合气体的平均相对分子质量不变 通入氩气后，参与反应的物质的质量和物质的量均不改变 D 将新鲜肉放在冰箱里，可减缓肉腐败变臭 降低温度，可减小蛋白质与O2的反应速率 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．过量溶液与少量反应后，加入溶液变红说明仍存在，可推出未完全转化为，A不符合题意； B．烧杯外壁变冷仅能说明氢氧化钡与氯化铵的反应为吸热反应，该反应中无元素化合价升降，不属于氧化还原反应，无法由该实验事实得出对应结论，B符合题意； C．恒温恒容下向该平衡体系通入氩气，各反应组分的浓度不变，平衡不移动，参与反应的物质总质量、总物质的量均不改变，因此混合气体平均相对分子质量不变，实验事实和结论匹配，C不符合题意； D．降低温度可减小反应速率，故冰箱低温环境可减缓蛋白质与反应的速率，减慢腐败进程，可由实验事实推出结论，D不符合题意； 故选B。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体{，摩尔质量为}广泛应用于化学分析与光催化领域。某化学兴趣小组对该晶体进行热重分析实验：称取49.1 g纯净样品，在氩气氛围下以恒定升温速率加热，得到固体残留质量随温度变化的关系如表所示。回答下列问题： 温度区间 固体残留质量 关键信息 室温～100℃ 45.5 g 晶体逐渐失去结晶水 101～230℃ 43.7 g 晶体所含结晶水已全部失去 231～300℃ 39.3 g 分解生成两种草酸盐，同时释放出一种气态碳氧化物 501～600℃ 27.9 g 固体进一步分解，得到铁的单一氧化物和碳酸钾 （1）该晶体中结晶水的数目_________，100℃时剩余固体的化学式为_________。 （2）231～300℃时，释放出的气态碳氧化物的分子式为________。该温度区间内分解得到的铁盐的化学式为________，该铁盐中Fe元素的化合价为________。 （3）在～分解得到的铁的氧化物的化学式为________，该阶段固体分解的化学方程式为________。 （4）最终27.9 g固体混合物中钾原子与氧原子的物质的量之比为________，若将该固体混合物恰好完全溶于稀硫酸（设生成的气体全部逸出），向所得溶液中加入足量铁粉，充分反应后溶液中________mol。 【答案】（1） ①. 3 ②. （2） ①. CO2 ②. FeC2O4 ③. +2价 （3） ①. FeO ②. （4） ①. 6:11 ②. 0.1 【解析】 【小问1详解】 由化学式可知，无水草酸合铁酸钾的摩尔质量为437 g/mol，故1 mol草酸合铁酸钾晶体所含结晶水的质量为491 g-437 g=54 g，即1 mol晶体含结晶水。故x=3；该实验取用的草酸合铁酸钾晶体的物质的量为，100℃时晶体失去的结晶水的质量为49.1 g-45.5 g=3.6 g，失去结晶水的物质的量为，即每1 mol晶体失去2 mol结晶水，故剩余固体的化学式为； 【小问2详解】 231～300℃时，剩余固体为两种草酸盐，即固体物质所含的C原子和O原子数目之比始终为1:2，故该气态碳氧化物所含C原子和O原子的数目之比也为1:2，分子式为CO2；0.1 mol无水草酸合铁酸钾分解得0.15 mol草酸钾，草酸钾的总质量为，故该铁盐的质量为39.3 g-24.9 g=14.4 g，该铁盐中Fe原子的物质的量为0.1 mol，剩余的草酸根离子的物质的量为，故该铁盐的化学式为FeC2O4；该化合物中Fe元素的化合价为+2价； 【小问3详解】 ～时分解所得K2CO3的物质的量为0.15 mol，质量为，剩余铁氧化物的质量为27.9 g-20.7 g=7.2 g，其中O原子的物质的量为，故该铁氧化物的化学式为FeO；草酸钾分解为碳酸钾，草酸亚铁分解为氧化亚铁，化学方程式为：； 【小问4详解】 该固体混合物含0.15 mol K2CO3和0.1 mol FeO，K原子与O原子的物质的量之比为；将该混合物恰好完全溶于稀硫酸，得到硫酸钾和硫酸亚铁混合溶液，该溶液不与Fe单质反应，故充分反应后0.1 mol。 16. 镍矾（）常用作饲料添加剂及陶瓷釉料添加剂等；氧化镍（）常用来制造镍催化剂、搪瓷的密着剂和着色剂。某小组以镍废渣（含量为，含量为，还含少量、、、、、和油污）为原料制备和的工艺流程如图所示。回答下列问题： 已知： ①在酸性条件下具有强氧化性； ②碱式碳酸镍的化学式为； ③高温下易被氧化。 （1）中的化合价为__________，用纯碱溶液“洗涤”的目的是__________。 （2）“酸浸”中发生氧化还原反应的离子方程式为__________。 （3）试剂是双氧水、溶液，双氧水的作用是__________，溶液的作用是_______________。 （4）滤液2经蒸干、灼烧得到正盐，其主要成分是__________（填化学式）。“煅烧”时，通入的气体Y是__________（填化学式）。 （5）从溶液中获得的操作方法包括蒸发浓缩、__________、过滤、洗涤、低温干燥。 （6）某工厂用该镍废渣最终得到和，则的损耗率为__________（保留四位有效数字）。已知：损耗率。 【答案】（1） ①. ②. 去除镍废渣表面的油污 （2） （3） ①. 将溶液中残留的 氧化为 ②. 调节溶液的pH，使 、、 转化为沉淀除去 （4） ①. ②. （或其他惰性气体） （5）冷却结晶 （6） 【解析】 【分析】简要分析工艺流程：镍废渣表面含有油污，使用纯碱溶液洗涤。纯碱水解呈碱性，可使油污发生水解而除去。滤液1主要含有洗去的油污、过量的纯碱等。洗涤后的废渣加入稀硫酸进行酸浸。、、、、、均能与稀硫酸反应，分别生成对应的硫酸盐。具有强氧化性，在酸性条件下会将氧化为，自身还原为。与稀硫酸反应生成微溶的沉淀。不溶于稀硫酸。滤渣1主要为不溶的和生成的沉淀。滤液继续加入试剂X除杂，试剂X通常需要将可能残留的低价金属离子氧化或调节条件使其易于沉淀。结合后续“沉镍”前需除去铁铝铬等，试剂 X 可能是氧化剂。在实际工业中，常加入氧化剂（如  等）氧化未反应完全的Fe2+，然后调pH使、、等水解沉淀。滤渣2主要为、、等氢氧化物沉淀。此时滤液中主要含有及Na2SO4。向除杂后的滤液中加入小苏打进行沉镍，调节溶液的酸碱性，使转化为碱式碳酸镍沉淀。滤液2主要含有等副产物。碱式碳酸镍作为中间产物，用于后续制备和。将碱式碳酸镍煅烧分解生成  。煅烧过程中会释放和等气体。若需控制煅烧气氛（防止氧化或还原），气体Y可能为氮气或惰性气体，最终得到纯净的。将部分碱式碳酸镍用硫酸酸溶，得到溶液。经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤，即可得到晶体，据此解答。 【小问1详解】 NiSO4·6H2O中，的化合价为-2，H2O为中性，因此Ni的化合价为+2。纯碱溶液中碳酸根可水解生成OH⁻，呈碱性，能有效去除油污（油脂在碱性条件下水解为可溶性物质）。 【小问2详解】 根据题目，Ni2O3在酸性条件下具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Ni2+。根据得失电子守恒，与Fe2+的系数比为1:2，再根据元素守恒和电荷守恒可得离子方程式为。 【小问3详解】 在“除杂”步骤中，需将、、等杂质离子沉淀除去，同时保留Ni2+。根据题目，酸浸后溶液中可能含有Fe2+（未完全氧化）、、、等。双氧水的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，便于后续沉淀。NaOH溶液则用于调节pH，使、、完全沉淀，而Ni2+不沉淀。 【小问4详解】 在“除杂”步骤中，加入NaOH后，、、分别形成Fe(OH)3、Al(OH)3、Cr(OH)3沉淀，此时滤液中主要含有Na2SO4和等。向除杂后的滤液中加入小苏打进行沉镍，调节溶液的酸碱性，使  转化为碱式碳酸镍沉淀。滤液2主要含有等副产物，蒸干灼烧后，主要产物应为Na2SO4。“煅烧”碱式碳酸镍时，需防止NiO被O2氧化，应通入N2或惰性气体。 【小问5详解】 从溶液中获取结晶水合物，需经过蒸发浓缩、冷却结晶（或降温结晶）、过滤、洗涤、低温干燥等步骤。不能直接蒸干，否则会失去结晶水。 【小问6详解】 首先计算10t镍废渣中Ni的总质量：NiO含量为96%，即9.6t，其中Ni质量为含量为1.66%，即0.166t，其中Ni质量为：。总Ni质量为。接着计算实际产品中Ni的总质量：3t NiO中Ni质量为，19672.4kg NiSO4·6H2O中Ni质量为，实际Ni总质量为。理论最大产量即为原料中Ni的总质量7.67t，实际产量为6.7732t。损耗率计算为：。 17. BN常用作化学反应的催化剂，一种制备BN的方法如下： 反应Ⅰ．CH4(g)C(s)+2H2(g)； 反应Ⅱ．B2O3(s)+3C(s)+N2(g)2BN(s)+3CO(g)。 回答下列问题： （1）T℃下，向某恒容密闭容器中充入CH4(g)，仅发生反应Ⅰ，下列说法正确的是______(填标号)。 A. 当H2(g)的质量不再改变时，该反应达到平衡 B. 每生成0.1 mol C(s)，消耗2.24 L CH4(g) C. 当混合气体的密度不再改变时，该反应达到平衡 D. 每断裂0.4 mol C-H，同时形成0.2 mol H-H，则该反应达到平衡 （2）某温度、116kPa下，往某恒压密闭反应器中加入2.0 mol CH4(g)、0.5 mol B2O3(s)和0.8 mol N2(g)，进行反应Ⅰ和反应Ⅱ(不考虑其他反应)，t min后反应达到平衡时，CO分压是N2分压的5倍，假设剩余CH4可忽略不计。 已知：。 ①平衡时，BN的物质的量为________mol。 ②平衡时，H2的分压为__________kPa。 ③N2的平衡转化率为__________%。 ④0～t min，v(CO)=________(用含t的代数式表示)kPa·min-1。 （3）CH4可用作燃料，CH4-O2燃料电池的结构示意图(两电极均为惰性电极)如图所示。 ①M为该电池的__________(填“正极”或“负极”)。 ②外电路中电子的流动方向为________(填“R→灯泡→M”或“M→灯泡→R”)。 ③R电极上发生的电极反应为________________________________。 【答案】（1）AC （2） ①. 1 ②. 80 ③. 62.5 ④. （3） ①. 正极 ②. R→灯泡→M ③. CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+ 【解析】 【分析】原电池内部阳离子向正极移动，电子由负极经外电路流向正极，燃料电池，通入氧气的一端为正极。 【小问1详解】 A．反应Ⅰ中为生成物，反应过程中其质量不断增加，当的质量不再改变时，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，A正确； B．未指明气体所处的状态是否为标准状况，无法通过物质的量计算的体积，B错误； C．该反应有固体生成，气体的总质量在反应过程中不断减小，而容器体积恒定，因此混合气体的密度不断减小，当密度不再改变时，说明达到平衡状态，C正确； D．断裂0.4 mol C-H键（消耗0.1 mol ）和形成0.2 mol H-H键（生成0.2 mol ）均表示正反应方向的速率，不能说明正逆反应速率相等，D错误。 故答案选AC。 【小问2详解】 反应Ⅰ中剩余可忽略不计，说明2.0 mol 完全反应，生成2.0 mol C(s)和4.0 mol 。设反应Ⅱ中消耗了 mol ，则生成 mol CO， mol BN。平衡时，的物质的量为 mol，CO的物质的量为 mol。，由题意知，平衡时CO分压是分压的5倍，即同温同压下物质的量之比为5:1，则，解得。① 平衡时，生成BN的物质的量为 mol。② 平衡时，混合气体总物质的量为 mol。的分压为。③的平衡转化率为。④ 平衡时CO的分压为，则内，。 【小问3详解】 ① 原电池内部阳离子向正极移动，由图可知向M极移动，故M为该电池的正极，R为负极。② 电子由负极经外电路流向正极，即流动方向为R→灯泡→M。③ R电极为负极，发生氧化反应，通入的甲烷失去电子，在酸性条件下生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为。 18. 硫酸羟胺可用于机械化学合成。一种利用环己酮肟水解制备硫酸羟胺的新工艺如下： I．氨肟化 实验步骤：在仪器a中加入钛硅分子筛（催化剂）和环己酮（），控制温度在50~70℃，试剂1选用氨水，试剂2选用双氧水，发生反应，实验装置如图（夹持装置省略）。反应结束后，用环己烷作萃取剂萃取环己酮肟（）。 II．环己酮肟水解制硫酸羟胺 实验步骤：实验装置与I相同，试剂1为浓硫酸，试剂2为水，打开仪器c的活塞，逐滴加入浓硫酸，打开冷凝水和加热装置，控制反应温度在60℃。反应结束后，进行一系列操作，得到白色固体硫酸羟胺。 已知：①22； ②硫酸羟胺易溶于水，受热易分解，溶解度随温度升高而增大； ③分配系数表示萃取达到平衡时溶质X在两溶剂中的浓度之比，分配系数； ④萃取率表示有机相中溶质X的物质的量与初始X的总物质的量之比，萃取率。 回答下列问题： （1）装置图中，仪器b的名称是_____________，作用是______________。 （2）中N元素的化合价为________价。 （3）实验I中，控制温度在50~70℃的可能原因是________。 （4）实验II中“一系列操作”包含萃取，“萃取”的一般步骤为加入萃取剂，振荡，________，静置，放出下层液体，上层液体从上口倒出。若一次性用20 mL环己烷与100 mL溶液充分振荡，环己酮肟的分配系数为，则环己酮肟的萃取率为________%（用含的代数式表示）。 （5）测定样品中硫酸羟胺的质量分数：准确称取2.5000 g产品溶于水配成100 mL溶液，取25.00 mL溶液于锥形瓶中，用酸性高锰酸钾溶液滴定至终点，消耗高锰酸钾溶液12.00 mL。（发生的反应为，未配平） ①滴定终点的现象是________。 ②样品中硫酸羟胺的质量分数为________%。 【答案】（1） ①. 球形冷凝管 ②. 冷凝回流并导出气体 （2） （3）温度过高，氨易挥发、易分解；温度过低，反应速率太慢 （4） ①. 放气 ②. （5） ①. 滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液时，溶液由无色变为浅红色，且30 s内不褪色 ②. 78.72 【解析】 【分析】本题的实验主线为氨肟化、酸性水解和分离提纯，氨肟化阶段需兼顾反应速率与易挥发、易分解试剂的稳定性；水解后的萃取利用环己酮肟在水相和有机相中的分配差异；含量测定则依据与之间的电子守恒建立计量关系，再由移取体积换算样品纯度。 【小问1详解】 仪器b为球形冷凝管，反应加热时，挥发出的蒸气经冷凝后回流至反应容器，可减少反应物损失，不能被冷凝的气体可由其上端导出； 【小问2详解】 在中，设N元素的化合价为，则，解得； 【小问3详解】 升高温度可加快反应速率，但温度过高会使氨挥发加快，并促进分解；温度过低时反应速率太慢，因此控制在； 【小问4详解】 振荡分液漏斗时，漏斗内气压可能增大，应及时放气。设萃取平衡后水相中环己酮肟的浓度为，则有机相中的浓度为，故萃取率为； 【小问5详解】 ①酸性高锰酸钾溶液本身呈紫红色。滴定至恰好过量时，最后半滴高锰酸钾使溶液呈浅红色，且30 s内不褪色，即为终点； ②配平氧化还原反应：，，，，。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $