精品解析:新疆乌鲁木齐市第101中学2026-2027学年高三上学期10月阶段检测 化学试题
2026-10-16
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内容正文:
乌鲁木齐市第101中学高三第二次月考化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 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. 中华诗词是中华文化瑰宝中的明珠。下列对古诗词所涉及的化学知识解读错误的是
A. “烟笼寒水月笼沙,夜泊秦淮近酒家”中的烟雾属于气溶胶
B. “榆荚只能随柳絮,等闲撩乱走空园”中的柳絮的主要成分是纤维素
C. “春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”中古代的蜡是动物脂肪,属于高分子化合物
D. “火树银花不夜天,兄弟姐妹舞翩跹”中涉及的金属焰色试验属于物理变化
2. 宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色,历经千年色彩依然,其中绿色来自孔雀石颜料(主要成分为),青色来自蓝铜矿颜料(主要成分为)。下列说法正确的是
A. 保存《千里江山图》不需控制温度和湿度
B. 孔雀石、蓝铜矿颜料易被空气氧化
C. 孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱
D. 中铜的质量分数高于
3. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 64g Cu与足量S完全反应转移的电子数为2 NA
B. 7.8g Na2S和Na2O2的混合物中含有的离子总数为0.3NA
C. 标准状况下,2.24L氦气所含原子数目为0.2NA
D. 常温下56g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子
4. 下列化学变化不涉及氧化还原反应的是
A. 含氯消毒剂用于环境消毒 B. 水壶使用时间久后产生水垢
C. 酸性重铬酸钾用于检验酒驾 D. 谷物发酵酿醋
5. 下列离子方程式正确的是
A. 用浓氨水吸收工业废气中的:
B. 向溶液中通入少量:
C. 用碳酸钠溶液浸泡含的水垢:
D. 溶液中通入少量
6. 下列指定溶液中,一定能大量共存的是
A. 强碱性溶液中:、、、
B. 中性溶液中:、、、
C. 溶液:、、、
D. 水电离出的的溶液中:、、、
7. 自然界中的氮循环如图所示。下列说法错误的是
A. 图中有3种固氮途径 B. 固氮都是氧化还原反应
C. 氮元素不以有机物形式参与循环 D. 人类活动会影响氮循环
8. 下列有关离子的检验操作及实验结论,叙述正确的是
A. 向待测溶液中加入稀氢氧化钠溶液,未产生刺激性气味气体,可证明待测液中一定不含铵根离子
B. 向待测液中滴加KSCN溶液,溶液无明显现象;再滴加新制氯水,溶液变为血红色,证明原待测液中含有亚铁离子
C. 向待测液中滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液紫红色褪去,可证明待测液中含有亚铁离子
D. 向待测液中加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,再加入稀盐酸,沉淀不溶解,证明待测液中含有硫酸根离子
9. 利用下列装置进行实验;操作规范且能达到实验目的的是
A. 装置①配制0.10molL-1NaCl溶液 B. 装置②蒸干CuSO4溶液得到CuSO4 5H2O固体
C. 装置③收集SO2并吸收尾气 D. 装置④验证C、Cl、Si的非金属性强弱
10. 部分含硫及氯物质的分类与化合价关系如图,下列推断合理的是
A. a的水溶液pH大于d′的水溶液
B. c和c′均具有漂白性且漂白原理相同
C. e与d′的浓溶液常温下均可用铁质容器存放
D. 工业上可以通过:制备硫酸
11. 某澄清溶液含有下列离子:、、、、、、、中的若干种,且离子浓度相等,为了确定其组成,进行了下列实验:
①取10mL溶液,向其中加入盐酸,无现象;
②另取10mL溶液,向其中逐滴加入NaOH溶液,得到白色沉淀,继续滴加NaOH溶液,沉淀溶解;
对溶液成分的叙述正确的是
A. 由“澄清”可推断一定不存在
B. 一定含有、、
C. 可能含有
D. 的存在无法判断
12. 研究金属钠的性质,实验如下:
实验装置
实验方案
液体a
现象
蒸馏水
I.钠浮在水面,剧烈反应,有少量白雾
盐酸
Ⅱ.钠浮在液面,剧烈反应,有白雾产生
浓盐酸
Ⅲ.钠浮在液面,反应比Ⅱ缓慢,产生大量白雾,烧杯底部有白色固体
下列说法错误的是
A. Ⅱ中反应的离子方程式为:
B. Ⅲ中反应剧烈程度不如Ⅱ原因为浓盐酸中溶质主要以分子形式存在,小
C. 实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有白雾产生,说明与水或酸反应均放出大量热
D. 推测Ⅲ中烧杯底部白色固体为
13. 由下列实验操作和现象能推出相应结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
缓慢通入滴有酚酞的溶液中
溶液红色褪去
具有漂白性
B
向溶液中加入少量氯水,再加萃取
层无色
的还原性强于
C
将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,充分振荡
有白色沉淀产生
非金属性:
D
向某酸雨样品中加入溶液
有白色沉淀生成
酸雨样品中一定含
A. A B. B C. C D. D
14. 将mgFe、Cu合金投入足量稀硝酸中,固体完全溶解,共收集到2.24L(标准状况)NO气体,向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液,下列判断正确的是
A. Fe、Cu和稀硝酸反应,稀硝酸只表现了氧化性
B. 最终所得溶液中溶质只有一种
C. 整个过程中有0.1mol电子发生转移
D. 理论上沉淀的质量为(m+5.1)g
二、非选择题(共4题,共计58分)
15. 铝元素是地壳中含量最多的金属元素,主要以铝土矿形式存在(主要成分是Al2O3、SiO2、Fe2O3),要从铝土矿中提取铝,首先要获得纯度较高的氧化铝,主要的工艺流程如图所示:
(1)为了加快铝土矿的溶解,可采取的措施是___________________(写出一种即可),灼烧氢氧化铝固体在___________(仪器名称)中进行。
(2)氧化铝是_________氧化物,资料表明,SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀,此外,滤渣中还含有_____(填化学式),写出“碱溶”时生成 Na[Al(OH)4]的离子方程式:____________________________________。
(3)采用电解熔融氧化铝制备铝而不用氯化铝的原因是_____________________________________。
(4)写出第④步反应的方程式____________________________;此反应加入冰晶石的目的____________________________________。
16. 硫酰氯()常用于制造医药品、染料等。某学校实验小组拟用干燥的氯气和二氧化硫在活性炭催化下制取硫酰氯,已知,的沸点为69℃,遇水剧烈反应生成氯化氢气体。装置如图所示:
(1)装置①制取的化学方程式为________________________。
(2)装置②所装的试剂为____________,装置②的作用是____________。
(3)装置④的水浴应采用____________(填“热水浴”或“冰水浴”)。
(4)若缺少装置③会对产品有影响,原因是________________________(用化学方程式说明)。
(5)“尾气处理”装置最好选用____________(填字母)。
A.盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶 B.盛有浓硫酸的洗气瓶 C.盛有碱石灰的U型管
(6)已知足量,反应中消耗的氯气体积为1568 mL(标准状况下),最后经过分离提纯,得到纯净的7.56 g硫酰氯,则硫酰氯的产率为____________%(产率)
17. 研究氮的循环和转化对生产,生活有重要的价值。
Ⅰ.氨是重要的化工原料.某工厂用氨制硝酸和铵盐的流程如图所示。
(1)写出实验室制备氨气的化学方程式:______________________。
(2)设备1发生反应的化学方程式是_______________________________。
Ⅱ.氨氮废水的去除是当前科学研究的热点问题,氨氮废水中的氮元素多以;和NH3·H2O 的形式存在,某工厂处理氨氮废水的流程如图:
(3)过程①的目的是将;转化为NH3,并通过鼓入大量空气将氨气吹出,写出转化为NH3的离子方程式:____________________________________。
(4)过程②加入NaClO溶液可将氨氮物质转化为无毒物质,反应后含氮元素、氯元素的物质化学式分别为_______________、_____________。
(5)含余氯废水的主要成分是NaClO以及HClO,X可选用以下哪种溶液以达到去除余氯的目的_________(填字母)。
a. KOH b. Na2SO3 c. KMnO4 d. NaCl
(6)在设备2中,将20mL NO2和3mL O2的混合气体通入足量水中充分反应,恢复至原温度压强,最终剩余气体体积为________mL。
18. 化合物存在如下转化关系:其中为链状化合物,与反应生成的、互为同分异构体。已知:请回答下列问题:
(1)C的结构简式为_______。D分子中的官能团名称是_______。
(2)物质B的系统命名法名称为_______。
(3)写出和反应生成的化学方程式:_______。
(4)关于上述有机物的描述中,正确的是_______(填标号)。
a.转变为的反应类型为加成反应
b.的核磁共振氢谱图中有4组信号峰
c.由重新生成的反应条件为浓硫酸、加热
d.在一定条件下,、均可与水溶液发生反应
(5)同时满足下列条件的D的同分异构体共有_______种(不考虑立体异构)。①与具有相同的官能团;②含有一个环状结构。写出其中任意两种同分异构体的结构简式_______、_______。
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乌鲁木齐市第101中学高三第二次月考化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 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. 中华诗词是中华文化瑰宝中的明珠。下列对古诗词所涉及的化学知识解读错误的是
A. “烟笼寒水月笼沙,夜泊秦淮近酒家”中的烟雾属于气溶胶
B. “榆荚只能随柳絮,等闲撩乱走空园”中的柳絮的主要成分是纤维素
C. “春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”中古代的蜡是动物脂肪,属于高分子化合物
D. “火树银花不夜天,兄弟姐妹舞翩跹”中涉及的金属焰色试验属于物理变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.烟是固体小颗粒分散到空气中形成的气溶胶,雾是小液滴分散到空气中形成的气溶胶,因此烟雾属于气溶胶,A正确;
B.柳絮是植物纤维,主要成分为纤维素,B正确;
C.古代的蜡是动物脂肪,属于油脂,相对分子质量远小于,不属于高分子化合物,C错误;
D.焰色试验是金属元素的电子跃迁释放能量产生特征焰色的过程,没有新物质生成,属于物理变化,D正确;
故选C。
2. 宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色,历经千年色彩依然,其中绿色来自孔雀石颜料(主要成分为),青色来自蓝铜矿颜料(主要成分为)。下列说法正确的是
A. 保存《千里江山图》不需控制温度和湿度
B. 孔雀石、蓝铜矿颜料易被空气氧化
C. 孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱
D. 中铜的质量分数高于
【答案】D
【解析】
【详解】A.《千里江山图》的纸质基材易在湿度不适的环境中腐坏,且碱式碳酸盐颜料受热易分解,因此保存需要控制温度和湿度,A错误;
B.两种颜料成分中Cu为+2价、C为+4价、O为-2价、H为+1价,均处于稳定价态,不易被空气氧化,B错误;
C.两种颜料均为碱式碳酸盐,可与酸发生反应,不耐酸,C错误;
D.孔雀石:,蓝铜矿:, 因此中铜的质量分数更高,D正确;
故选D。
3. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 64g Cu与足量S完全反应转移的电子数为2 NA
B. 7.8g Na2S和Na2O2的混合物中含有的离子总数为0.3NA
C. 标准状况下,2.24L氦气所含原子数目为0.2NA
D. 常温下56g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子
【答案】B
【解析】
【详解】A.64g 的物质的量为1mol,与弱氧化剂反应生成,元素显+1价,1mol 完全反应转移电子数为,不是,A错误;
B.和的摩尔质量均为,7.8g混合物的物质的量为0.1mol,1mol 含2mol 和1mol 共3mol离子,1mol 含2mol 和1mol 共3mol离子,故0.1mol混合物含离子总数为,B正确;
C.标准状况下2.24L氦气的物质的量为0.1mol,氦气为单原子分子,所含原子数目为,不是,C错误;
D.常温下铁片投入浓中会发生钝化,反应无法持续进行,不能生成个分子,D错误;
故选B。
4. 下列化学变化不涉及氧化还原反应的是
A. 含氯消毒剂用于环境消毒 B. 水壶使用时间久后产生水垢
C. 酸性重铬酸钾用于检验酒驾 D. 谷物发酵酿醋
【答案】B
【解析】
【详解】A.含氯消毒剂用于环境消毒,含氯消毒剂被还原,故不选A;
B.水壶使用时间久后产生水垢,发生反应Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O,没有元素化合价改变,属于非氧化还原反应,故选B;
C.酸性重铬酸钾用于检验酒驾,重铬酸钾被乙醇还原,故不选C;
D.谷物发酵酿醋,淀粉水解为葡萄糖,葡萄糖被氧化为醋酸,故不选D;
选B。
5. 下列离子方程式正确的是
A. 用浓氨水吸收工业废气中的:
B. 向溶液中通入少量:
C. 用碳酸钠溶液浸泡含的水垢:
D. 溶液中通入少量
【答案】C
【解析】
【详解】A.为弱酸,书写离子方程式时不能拆分为,正确反应为,A错误;
B.向溶液中通入少量时产物为,正确离子方程式为,B错误;
C.的溶度积小于,可发生沉淀转化,该离子方程式书写符合反应事实和书写规则,C正确;
D.还原性强于,少量优先与反应,正确离子方程式为,D错误;
故选C。
6. 下列指定溶液中,一定能大量共存的是
A. 强碱性溶液中:、、、
B. 中性溶液中:、、、
C. 溶液:、、、
D. 水电离出的的溶液中:、、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.强碱性溶液中含有大量,、、、相互之间及与均不发生反应,能够大量共存,A正确;
B.在水溶液中会发生水解使溶液呈酸性,则中性溶液中Fe3+不能大量存在,B错误;
C.溶液中含有,在大量存在的条件下,具有较强的氧化性,能将氧化为,不能大量共存,C错误;
D.水电离出的,说明水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。若溶液呈碱性,与发生反应:,不能大量共存,若为酸性,则离子之间不反应,可以大量共存,而题目要求的是“一定能大量共存”,D错误;
故选A。
7. 自然界中的氮循环如图所示。下列说法错误的是
A. 图中有3种固氮途径 B. 固氮都是氧化还原反应
C. 氮元素不以有机物形式参与循环 D. 人类活动会影响氮循环
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.固氮是将游离态的氮转化为化合态的氮,即将氮气转化为氮的化合物,因此图中有3种固氮途径,分别为雷电作用、合成氨工业和固氮生物作用,故A不选;
B.固氮过程N元素化合价在变,固氮都是氧化还原反应,故B不选;
C.图中植物可以吸收硝酸盐制造蛋白质,因此氮元素也以有机物形式参与循环,故C选;
D.人类活动如合成氨工业会影响氮循环,故D不选;
故选:C。
8. 下列有关离子的检验操作及实验结论,叙述正确的是
A. 向待测溶液中加入稀氢氧化钠溶液,未产生刺激性气味气体,可证明待测液中一定不含铵根离子
B. 向待测液中滴加KSCN溶液,溶液无明显现象;再滴加新制氯水,溶液变为血红色,证明原待测液中含有亚铁离子
C. 向待测液中滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液紫红色褪去,可证明待测液中含有亚铁离子
D. 向待测液中加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,再加入稀盐酸,沉淀不溶解,证明待测液中含有硫酸根离子
【答案】B
【解析】
【详解】A.向待测溶液中加入稀溶液,未加热时极易溶于水,即使存在也不会产生刺激性气味气体,无法证明待测液中一定不含铵根离子,A错误;
B.向待测液中滴加溶液无明显现象,说明原溶液中无,滴加新制氯水后溶液变为血红色,说明氯水将氧化为,证明原待测液中含有,B正确;
C.向待测液中滴加酸性溶液,溶液紫红色褪去,只能说明溶液中存在还原性离子,可能为、等,不一定是,C错误;
D.向待测液中加入溶液,产生白色沉淀,再加入稀沉淀不溶解,产生的白色沉淀可能为或,无法证明待测液中含有,应先加稀排除干扰,D错误;
故选 B。
9. 利用下列装置进行实验;操作规范且能达到实验目的的是
A. 装置①配制0.10molL-1NaCl溶液 B. 装置②蒸干CuSO4溶液得到CuSO4 5H2O固体
C. 装置③收集SO2并吸收尾气 D. 装置④验证C、Cl、Si的非金属性强弱
【答案】C
【解析】
【详解】A.容量瓶不能用于溶解,A错误;
B.蒸发结晶溶液失去结晶水,CuSO4 5H2O固体,应该用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,B错误;
C.二氧化硫密度比空气大,易溶于水,有毒,所以收集该气体需用“长管进短管出”方法收集,同时用氢氧化钠溶液进行尾气处理(球形干燥管可防倒吸),C正确;
D.稀盐酸易挥发,所以能使试管内硅酸钠溶液出现白色沉淀的不一定是二氧化碳,且非金属性需用最高价氧化物对应水化物的酸性验证,上述操作不规范,且不能达到实验目的,D错误;
故选C。
10. 部分含硫及氯物质的分类与化合价关系如图,下列推断合理的是
A. a的水溶液pH大于d′的水溶液
B. c和c′均具有漂白性且漂白原理相同
C. e与d′的浓溶液常温下均可用铁质容器存放
D. 工业上可以通过:制备硫酸
【答案】D
【解析】
【分析】根据硫及氯物质的分类与化合价关系如图,a是H2S、b是S单质、c是SO2、d是SO3、e是H2SO4;a′是HCl、b′是Cl2、c′是HClO、d′是HClO3、e′是HClO4;
【详解】A.没有明确浓度是否相等,不能比较H2S的水溶液和HClO3水溶液的pH,故A错误;
B.SO2和HClO均具有漂白性,漂白原理不相同,故B错误;
C.浓HClO3能与铁反应,常温下不能用铁质容器存放浓HClO3,故C错误;
D.工业上通过:S燃烧生成SO2,SO2氧化为SO3,SO3和水反应生成硫酸,故D正确;
选D。
11. 某澄清溶液含有下列离子:、、、、、、、中的若干种,且离子浓度相等,为了确定其组成,进行了下列实验:
①取10mL溶液,向其中加入盐酸,无现象;
②另取10mL溶液,向其中逐滴加入NaOH溶液,得到白色沉淀,继续滴加NaOH溶液,沉淀溶解;
对溶液成分的叙述正确的是
A. 由“澄清”可推断一定不存在
B. 一定含有、、
C. 可能含有
D. 的存在无法判断
【答案】B
【解析】
【分析】加入盐酸,无现象,说明无;另取10mL溶液,向其中逐滴NaOH溶液,先得到白色沉淀,后沉淀溶解,说明含有,则不含和,由于所含离子浓度相等,根据电荷守恒知,溶液中还存在和,那么不含和。
【详解】A.由“澄清”不能推断是否存在,有色透明溶液也可以是澄清的,A错误;
B.由分析知,一定含有、、,B正确;
C.由分析知,一定不含,C错误;
D.由分析知,一定不含,D错误;
故选B。
12. 研究金属钠的性质,实验如下:
实验装置
实验方案
液体a
现象
蒸馏水
I.钠浮在水面,剧烈反应,有少量白雾
盐酸
Ⅱ.钠浮在液面,剧烈反应,有白雾产生
浓盐酸
Ⅲ.钠浮在液面,反应比Ⅱ缓慢,产生大量白雾,烧杯底部有白色固体
下列说法错误的是
A. Ⅱ中反应的离子方程式为:
B. Ⅲ中反应剧烈程度不如Ⅱ原因为浓盐酸中溶质主要以分子形式存在,小
C. 实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有白雾产生,说明与水或酸反应均放出大量热
D. 推测Ⅲ中烧杯底部白色固体为
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ⅱ中反应的离子方程式为:,A不符合题意;
B.浓盐酸中溶质氯化氢完全电离,从三个反应的实验现象可以看出,由蒸馏水到0.1mol/L的盐酸,溶液中氢离子浓度增大,反应的剧烈程度有所提高,但是在浓盐酸中Na的反应并不是很剧烈,说明随着增大,反应的剧烈程度增大,当达到某一浓度时,可能是溶液中氯离子浓度或生成的氯化钠对反应产生了影响,反应剧烈程度会随之减弱,B符合题意;
C.实验均有白雾产生,说明与水或酸反应均放出大量热,C不符合题意;
D.Ⅲ中盐酸浓度较高,反应一段时间后烧杯底部有白色固体生成,该白色固体为NaCl,D不符合题意;
故答案为:B。
13. 由下列实验操作和现象能推出相应结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
缓慢通入滴有酚酞的溶液中
溶液红色褪去
具有漂白性
B
向溶液中加入少量氯水,再加萃取
层无色
的还原性强于
C
将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,充分振荡
有白色沉淀产生
非金属性:
D
向某酸雨样品中加入溶液
有白色沉淀生成
酸雨样品中一定含
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.SO2和NaOH反应生成Na2SO3,导致溶液碱性减弱,红色褪去,A错误;
B.FeBr2溶液中滴加少量氯水,先氧化亚铁离子,加CCl4萃取溶液分层,水层变黄,CCl4层无色,则Fe2+的还原性强于Br-,B正确;
C.发生强酸制取弱酸的反应,且盐酸为无氧酸,则不能由盐酸、硅酸的酸性比较非金属性,C错误;
D.二氧化硫与氢氧化钡反应生成亚硫酸钡,可能混有亚硫酸根,D错误;
故选:B。
14. 将mgFe、Cu合金投入足量稀硝酸中,固体完全溶解,共收集到2.24L(标准状况)NO气体,向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液,下列判断正确的是
A. Fe、Cu和稀硝酸反应,稀硝酸只表现了氧化性
B. 最终所得溶液中溶质只有一种
C. 整个过程中有0.1mol电子发生转移
D. 理论上沉淀的质量为(m+5.1)g
【答案】D
【解析】
【详解】A.Fe、Cu和稀HNO3反应,稀硝酸既表现了氧化性又表现了酸性,A项错误;
B.所得溶液中溶质有NaNO3和过量的NaOH两种,B项错误;
C.NO的物质的量为0.1mol,合金与稀硝酸反应中转移0.3mol电子,C.项错误;
D.最后得到的沉淀是Fe(OH)3和Cu(OH)2,沉淀的质量等于合金的质量和增加的OH-的质量之和,而增加的OH-的物质的量也等于整个过程中转移电子的物质的量,即增加的OH-的物质的量也是0.3mol,所以理论上沉淀的质量为mg+0.3mol×17g/mol=(m+5.1)g,D项正确。
故选D。
二、非选择题(共4题,共计58分)
15. 铝元素是地壳中含量最多的金属元素,主要以铝土矿形式存在(主要成分是Al2O3、SiO2、Fe2O3),要从铝土矿中提取铝,首先要获得纯度较高的氧化铝,主要的工艺流程如图所示:
(1)为了加快铝土矿的溶解,可采取的措施是___________________(写出一种即可),灼烧氢氧化铝固体在___________(仪器名称)中进行。
(2)氧化铝是_________氧化物,资料表明,SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀,此外,滤渣中还含有_____(填化学式),写出“碱溶”时生成 Na[Al(OH)4]的离子方程式:____________________________________。
(3)采用电解熔融氧化铝制备铝而不用氯化铝的原因是_____________________________________。
(4)写出第④步反应的方程式____________________________;此反应加入冰晶石的目的____________________________________。
【答案】(1) ①. 增大固体反应物接触面积、升温、提高反应物浓度等(写出一种即可) ②. 坩埚
(2) ①. 两性 ②. ③.
(3)是共价化合物,熔融状态下不导电,无法电解
(4) ①. ②. 降低的熔点,节约能源
【解析】
【分析】以铝土矿(主要成分是Al2O3、SiO2、Fe2O3)为原料制备铝,由流程图可知,加NaOH溶解时Fe2O3不反应,由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀,过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠,二氧化碳与四羟基合铝酸钠反应生成Al(OH)3,滤液为碳酸氢钠,过滤得到Al(OH)3,灼烧生成氧化铝,电解氧化铝生成Al和氧气,据此答题。
【小问1详解】
增大固体反应物接触面积、升温、提高反应物浓度等都是常见的加快固液溶解速率的措施;灼烧高温固体的仪器为坩埚。
【小问2详解】
Al2O3既能和酸反应生成盐和水,也能和碱反应生成盐和水,故Al2O3属于两性氧化物;由分析可知,滤渣中还含有Fe2O3;“碱溶”时生成Na[Al(OH)4]的离子方程式:;
【小问3详解】
工业采用电解熔融Al2O3制备铝是因为Al2O3是离子化合物,而氯化铝是共价化合物,熔融氯化铝以分子的形式存在;
【小问4详解】
电解Al2O3生成铝和氧气,化学方程式:; 氧化铝熔点较高,电解时加入冰晶石的目的是降低氧化铝的熔点,从而节约能源。
16. 硫酰氯()常用于制造医药品、染料等。某学校实验小组拟用干燥的氯气和二氧化硫在活性炭催化下制取硫酰氯,已知,的沸点为69℃,遇水剧烈反应生成氯化氢气体。装置如图所示:
(1)装置①制取的化学方程式为________________________。
(2)装置②所装的试剂为____________,装置②的作用是____________。
(3)装置④的水浴应采用____________(填“热水浴”或“冰水浴”)。
(4)若缺少装置③会对产品有影响,原因是________________________(用化学方程式说明)。
(5)“尾气处理”装置最好选用____________(填字母)。
A.盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶 B.盛有浓硫酸的洗气瓶 C.盛有碱石灰的U型管
(6)已知足量,反应中消耗的氯气体积为1568 mL(标准状况下),最后经过分离提纯,得到纯净的7.56 g硫酰氯,则硫酰氯的产率为____________%(产率)
【答案】(1)
(2) ①. 饱和食盐水 ②. 除去氯气中的氯化氢气体
(3)热水浴 (4)
(5)C (6)80%
【解析】
【分析】装置①用浓盐酸和KMnO4反应制备氯气,装置②用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,装置③用浓硫酸干燥氯气,装置④中干燥的氯气和二氧化硫在活性炭催化下反应制取硫酰氯(SO2Cl2),SO2Cl2的沸点为69℃,要使其变为蒸汽,则④采用热水浴,装置⑤冷凝并收集硫酰氯(SO2Cl2),则⑤采用冰水浴,最后进行尾气处理,据此解答。
【小问1详解】
装置①是常温下高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,高锰酸钾作为强氧化剂无需加热即可将浓盐酸中的氧化为,化学方程式为。
【小问2详解】
浓盐酸易挥发,制得的氯气中混有,饱和食盐水中高浓度的可以抑制与水的反应、减少溶解,同时可以吸收杂质。
【小问3详解】
装置④中干燥的氯气和二氧化硫在活性炭催化下反应制取硫酰氯(SO2Cl2),SO2Cl2的沸点为69℃,要使其变为蒸汽,则④采用热水浴;
【小问4详解】
装置③的浓硫酸用于干燥,若缺少该装置,未干燥的携带的水蒸汽会进入反应体系,而硫酰氯遇水剧烈发生水解反应,导致产物变质,其化学方程式为。
【小问5详解】
A.洗气瓶中水溶液的水蒸汽会倒灌进反应体系破坏产物,A不符合题意;
B.浓硫酸只能吸收水蒸汽,无法吸收有毒的酸性尾气,B不符合题意;
C.碱石灰既可以吸收、等酸性尾气,还能隔绝外界水蒸汽,防止产物遇水水解,C符合题意;
故选C。
【小问6详解】
标准状况下的物质的量为,根据反应,足量时理论生成的物质的量为;的摩尔质量为,理论产量为,因此产率为。
17. 研究氮的循环和转化对生产,生活有重要的价值。
Ⅰ.氨是重要的化工原料.某工厂用氨制硝酸和铵盐的流程如图所示。
(1)写出实验室制备氨气的化学方程式:______________________。
(2)设备1发生反应的化学方程式是_______________________________。
Ⅱ.氨氮废水的去除是当前科学研究的热点问题,氨氮废水中的氮元素多以;和NH3·H2O 的形式存在,某工厂处理氨氮废水的流程如图:
(3)过程①的目的是将;转化为NH3,并通过鼓入大量空气将氨气吹出,写出转化为NH3的离子方程式:____________________________________。
(4)过程②加入NaClO溶液可将氨氮物质转化为无毒物质,反应后含氮元素、氯元素的物质化学式分别为_______________、_____________。
(5)含余氯废水的主要成分是NaClO以及HClO,X可选用以下哪种溶液以达到去除余氯的目的_________(填字母)。
a. KOH b. Na2SO3 c. KMnO4 d. NaCl
(6)在设备2中,将20mL NO2和3mL O2的混合气体通入足量水中充分反应,恢复至原温度压强,最终剩余气体体积为________mL。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) ①. ②. NaCl
(5)b (6)
【解析】
【分析】Ⅰ.氨气和空气在设备1发生氨的催化氧化生成NO,NO在设备2补充氧气并与水反应得到硝酸,硝酸再和氨气在设备3化合生成硝酸铵;
Ⅱ.含铵根废水加NaOH、加热,将转化为并用空气吹出,剩余低浓度氨氮废水加入,利用次氯酸盐的氧化性把氨氮氧化成无毒的,得到含余氯废水,再加入还原性试剂X除去多余的次氯酸根,得到达标排放水。
【小问1详解】
实验室常用氯化铵固体和熟石灰固体混合加热制取氨气,反应生成氯化钙、氨气和水,对应的化学方程式:;
【小问2详解】
设备1是氨气的催化氧化,与在催化剂、加热条件下反应生成一氧化氮和水,化学方程式为;
【小问3详解】
过程①中,在加热、碱性条件下和反应生成氨气和水,离子方程式为;
【小问4详解】
过程②氧化氨氮,氮元素被氧化为无毒的,中+1价Cl被还原为-1价,产物为,所以含氮、含氯产物依次是、;
【小问5详解】
去除余氯(、)需要还原剂。a中KOH无还原性,不反应;b中具有还原性,可把、还原为,能除去余氯;c中是强氧化剂,不能还原余氯;d中和余氯不发生除杂反应,故选b;
【小问6详解】
、通入水中,总反应方程式。完全反应需要:,现有只有3mL,氧气不足,过量,过量的会发生。3mL消耗12mL,剩余体积,8mL与水反应生成,,不溶于水,就是最终剩余气体体积。
18. 化合物存在如下转化关系:其中为链状化合物,与反应生成的、互为同分异构体。已知:请回答下列问题:
(1)C的结构简式为_______。D分子中的官能团名称是_______。
(2)物质B的系统命名法名称为_______。
(3)写出和反应生成的化学方程式:_______。
(4)关于上述有机物的描述中,正确的是_______(填标号)。
a.转变为的反应类型为加成反应
b.的核磁共振氢谱图中有4组信号峰
c.由重新生成的反应条件为浓硫酸、加热
d.在一定条件下,、均可与水溶液发生反应
(5)同时满足下列条件的D的同分异构体共有_______种(不考虑立体异构)。①与具有相同的官能团;②含有一个环状结构。写出其中任意两种同分异构体的结构简式_______、_______。
【答案】(1) ①. ②. (酮)羰基
(2)2-溴丁烷 (3)
(4)bd (5) ①. 4 ②. ③.
【解析】
【分析】由D可知C为:CH3CH(OH)CH2CH3,C到D发生醇的催化氧化,B为CH3CHBrCH2CH3,B发生水解反应得到C,A到B发生加成反应,A为链状化合物,B、E为一对同分异构体,说明A中双键不对称,A为CH2=CHCH2CH3,E为CH2BrCH2CH2CH3,E发生消去反应得到A;根据已知,A与酸性高锰酸钾发生氧化反应生成的F为CH3CH2COOH,F与C发生酯化反应生成的G的结构简式为CH3CH2COOCH(CH3) CH2CH3,据此回答问题。
【小问1详解】
由分析可知,C的结构简式为,D分子中的官能团名称是(酮)羰基。
【小问2详解】
由分析可知,B为CH3CHBrCH2CH3,系统命名法名称为2-溴丁烷。
【小问3详解】
由分析可知,C为CH3CH(OH)CH2CH3,C发生醇的催化氧化反应生成D,化学方程式为:。
【小问4详解】
a.由分析可知,B为CH3CHBrCH2CH3,B发生卤代烃的水解反应(取代反应)生成C,a错误;
b.由分析可知,B为CH3CHBrCH2CH3,含有4种环境的H原子,核磁共振氢谱图中有4组信号峰,b正确;
c.由分析可知,E为 BrCH2CH2CH2CH3,BrCH2CH2CH2CH3发生消去反应生成A,条件为NaOH乙醇溶液、加热,c错误;
d.由分析可知,E为 BrCH2CH2CH2CH3,G为CH3CH2COOCH(CH3) CH2CH3,在一定条件下,E、G均可与水溶液发生反应,E为卤代烃的水解反应,G为酯的水解反应,d正确;
故选bd;
【小问5详解】
D的同分异构体满足条件:①与C具有相同的官能团(-OH);②含有一个环状结构。若为四元环,结构简式为,若为三元环,结构简式为、、共4种。
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