精品解析：河北省保定市2027届高三上学期9月月考 化学试题

高三化学 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 K 39 Ca 40 Fe 56 Ni 59 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. 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. 豆腐是中国传统食品，其制作历史悠久。下列豆腐制作工艺中，需要加热的是 A. 泡豆 B. 过滤 C. 煮浆 D. 点卤 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. 氮的部分化合物的转化关系如图所示(部分反应条件、产物和反应物省略)。下列叙述正确的是 A. 温度越高，反应①速率越快，越有利于制备硝酸 B. 实验室选择浓硝酸和铜粉实现反应② C. 根据气体颜色变化可判断反应③是否发生 D. 反应④中氧化剂、还原剂的物质的量之比为4：1 5. 化学与生产、生活密切相关。下列有关物质性质与用途对应关系错误的是 选项 物质 性质 用途 A 小苏打 受热易分解，能与酸反应 用于焙制糕点、治疗胃酸过多 B 钛合金 密度小，强度高，耐腐蚀 用于制造人造骨、航空航天部件 C 二氧化硫 具有漂白性 用于银耳等食品的增白 D 氮气 化学性质稳定 用作粮食瓜果的保护气 A. A B. B C. C D. D 6. 天津大学化工学院某团队成功研发出一种高效、稳定的硫化铟光电阳极器件，能加快水氧化反应，推动更加高效耐用的“人工树叶”出现。下列叙述错误的是 已知：铟和镓位于同主族。 A. 属于无机非金属材料 B. 可降低水氧化反应的活化能 C. 中所含元素占据元素周期表2个区 D. “人工树叶”工作过程中的能量转化：光能→电能→化学能 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Na或Fe的物质的价类关系如图所示。下列叙述错误的是 A. b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. e溶液能和铜发生置换反应 D. g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. 科学家开发的一种苯基钴电催化剂可在稳定碱性介质中促进产生氢气(如图)。下列说法错误的是 A. 图中物质中碳原子的杂化方式有、 B. 图中物质所含元素中，氟的电负性最大 C. 随着m、n值增大，分子间范德华力增大 D. 在阳极上析出时理论上转移2 mol电子 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m g表面已部分氧化的钠块，投入100 mL水中，充分反应后收集到标准状况下的气体V L，所得溶液的密度为，溶液的溶质质量分数为w。下列相关表述正确的是 A. 反应生成的NaOH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NaOH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. 某小组设计如图装置，启动装置Ⅰ中反应，下列有关操作或现象不能推出相应结论的是 选项 操作或现象 结论 A 将a极生成的气体通入灼热的CuO中，固体由黑色变为红色 该气体具有还原性 B 装置Ⅱ中KI-淀粉试纸变蓝 b极生成了 C 装置Ⅱ中品红试纸褪色 氯气具有漂白性 D 装置Ⅲ中产生“白烟” 烧瓶中生成了粉末 A. A B. B C. C D. D 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 某无色透明溶液中，仅可能大量存在下表中的若干种离子，且所含各离子的物质的量浓度均相等。某化学小组为确定其组成，开展了系列探究实验。回答下列问题： 阳离子 、、、、、 阴离子 、、、、、 实验步骤及相关现象如下： ①取适量原溶液，滴入酚酞溶液，溶液变红； ②取100 mL原溶液，加入足量新制氯水，产生无色气泡，溶液仍为无色； ③将步骤②所得溶液充分加热煮沸后，再加入足量溶液，生成2.33 g白色沉淀； ④取步骤③后的上层清液，加入硝酸酸化的溶液，产生大量白色沉淀。 （1）原溶液中肯定不存在的有色阳离子是__________（填离子符号），该离子在水中的颜色为__________。 （2）由步骤①__________（填“能”或“不能”）判断原溶液中一定大量存在，理由是________________________________________。 （3）步骤②中加入足量氯水生成的无色气体是__________（填化学式），实验过程中溶液始终为无色，说明原溶液中不存在的还原性阴离子是__________（填离子符号）。 （4）步骤③中生成的白色沉淀是__________（填化学式），由此可确定原溶液中对应阴离子的物质的量浓度为__________。 （5）原溶液中一定存在的阳离子是__________（填离子符号），一定__________（填“存在”或“不存在”）。 16. 某小组设计实验探究CO2的氧化性。实验过程中，发现气球缓慢鼓起，D中黑色粉末颜色没有明显变化。回答下列问题： （1）实验室里，钠保存在______中。 （2）B装置的作用是__________________，气球的作用是__________________。 （3）实验中，最先点燃______(填“A”“C”或"D”)处酒精灯，原因是__________________。 （4）A装置中发生反应的化学方程式为__________________。 （5）C装置中______(填“有”或“无”)CO生成。 （6）当C装置中钠粒完全反应时，先拆去B装置，后熄灭A处酒精灯，这样操作的目的是__________________。 （7）待C装置中固体冷却后，取出固体进行如下实验： 步骤 操作及现象 Ⅰ 取C装置中固体2.24g，溶于水，过滤得到滤液和固体 Ⅱ 向步骤Ⅰ所得滤液中加入足量CaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥得到2.0g固体 Ⅲ 步骤Ⅰ所得固体经洗涤、干燥得到0.12g黑色粉末，该黑色粉末能在空气中燃烧 写出C装置硬质玻璃管中发生反应的化学方程式，并用单线桥表示电子转移的数目和方向：__________________，在该反应中氧化剂、还原剂的质量之比为______。 17. 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。 18. 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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三化学 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 K 39 Ca 40 Fe 56 Ni 59 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. 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. 豆腐是中国传统食品，其制作历史悠久。下列豆腐制作工艺中，需要加热的是 A. 泡豆 B. 过滤 C. 煮浆 D. 点卤 【答案】C 【解析】 【详解】A．泡豆是将大豆置于水中浸泡使其吸水膨胀的过程，常温即可进行，不需要加热，A错误； B．过滤是分离豆渣与豆浆的固液分离操作，常温即可完成，不需要加热，B错误； C．煮浆是将磨制得到的豆浆加热煮沸的过程，需要加热，同时可使蛋白质变性、灭菌，利于后续点卤成型，C正确； D．点卤是向豆浆中加入电解质使蛋白质胶体发生聚沉的过程，常温即可进行，不需要加热，D错误； 故本题选C。 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. 氮的部分化合物的转化关系如图所示(部分反应条件、产物和反应物省略)。下列叙述正确的是 A. 温度越高，反应①速率越快，越有利于制备硝酸 B. 实验室选择浓硝酸和铜粉实现反应② C. 根据气体颜色变化可判断反应③是否发生 D. 反应④中氧化剂、还原剂的物质的量之比为4：1 【答案】C 【解析】 【分析】反应①为；反应②可以选择；反应③为；反应④为，由此解答。 【详解】A．温度过高时，会发生反应使硝酸分解，导致硝酸的产率降低，A错误； B．实验室选择稀硝酸与铜反应制备，铜和浓硝酸反应生成，B错误； C．为无色，为红棕色，可以根据气体颜色变化判断反应③是否发生，C正确； D．由分析可知，反应④为，中氮元素从+4价升高到+5价，失去电子作还原剂，中的氧元素从0价降低到-2价，得到电子作氧化剂，因此氧化剂、还原剂的物质的量之比为1：4，D错误； 故选C。 5. 化学与生产、生活密切相关。下列有关物质性质与用途对应关系错误的是 选项 物质 性质 用途 A 小苏打 受热易分解，能与酸反应 用于焙制糕点、治疗胃酸过多 B 钛合金 密度小，强度高，耐腐蚀 用于制造人造骨、航空航天部件 C 二氧化硫 具有漂白性 用于银耳等食品的增白 D 氮气 化学性质稳定 用作粮食瓜果的保护气 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．小苏打为，受热易分解产生可使糕点疏松多孔，同时可与胃酸的主要成分反应中和过多胃酸，性质与用途对应合理，A正确； B．钛合金密度小、强度高、耐腐蚀，且与人体生物相容性好，可用于制造人造骨和航空航天部件，性质与用途对应合理，B正确； C．虽具有漂白性，但属于有毒物质，严禁用于银耳等食品的增白处理，性质与用途对应关系错误，C错误； D．化学性质稳定，常温下难与其他物质反应，可隔绝空气防止粮食瓜果氧化变质，可用作保护气，性质与用途对应合理，D正确； 故选C。 6. 天津大学化工学院某团队成功研发出一种高效、稳定的硫化铟光电阳极器件，能加快水氧化反应，推动更加高效耐用的“人工树叶”出现。下列叙述错误的是 已知：铟和镓位于同主族。 A. 属于无机非金属材料 B. 可降低水氧化反应的活化能 C. 中所含元素占据元素周期表2个区 D. “人工树叶”工作过程中的能量转化：光能→电能→化学能 【答案】C 【解析】 【详解】A．属于硫化物半导体材料，属于无机非金属材料，A正确； B．能加快水氧化反应，说明其作为反应的催化剂，催化剂可降低反应活化能，B正确； C．为第ⅢA族元素、为第ⅥA族元素，二者均属于元素周期表p区元素，仅占据1个区，C错误； D．“人工树叶”工作时，首先通过光电材料将光能转化为电能，再利用电能驱动水氧化等化学反应，将电能转化为化学能，能量转化为光能→电能→化学能，D正确； 故本题选C。 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Na或Fe的物质的价类关系如图所示。下列叙述错误的是 A. b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. e溶液能和铜发生置换反应 D. g为弱碱 【答案】C 【解析】 【分析】首先根据价类二维图确定各物质：a为Na或Fe，b为，f为NaOH，c为FeO，d为亚铁盐，e为铁盐，g为。 【详解】A．b为，溶于水生成NaOH，NaOH可与铝发生反应，A正确； B．常温下Na（a）与反应生成（b），与水反应生成NaOH（f），可实现的转化，B正确； C．e为+3价铁盐，与铜反应的离子方程式为，该反应无新单质生成，不属于置换反应，C错误； D．g为，在水溶液中部分电离，属于弱碱，D正确； 故选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. 科学家开发的一种苯基钴电催化剂可在稳定碱性介质中促进产生氢气(如图)。下列说法错误的是 A. 图中物质中碳原子的杂化方式有、 B. 图中物质所含元素中，氟的电负性最大 C. 随着m、n值增大，分子间范德华力增大 D. 在阳极上析出时理论上转移2 mol电子 【答案】D 【解析】 【详解】A．苯环、含氮杂环中的碳原子为杂化，全氟碳链、聚合物主链的饱和碳原子为杂化，存在两种杂化方式，A正确； B．该物质含、、、、、、元素，其中的电负性是所有元素中最大的，B正确； C．m、n值增大时分子相对分子质量增大，分子间范德华力随相对分子质量增大而增大，C正确； D．生成时元素化合价降低得电子，是阴极产物，阳极发生失电子的氧化反应，无法析出，D错误； 故本题选D。 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m g表面已部分氧化的钠块，投入100 mL水中，充分反应后收集到标准状况下的气体V L，所得溶液的密度为，溶液的溶质质量分数为w。下列相关表述正确的是 A. 反应生成的NaOH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NaOH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是和的混合物，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，标准状况下的物质的量为，则未被氧化的物质的量为，B错误； C．该表达式的单位为体积单位，不符合质量分数无单位的特征，且仅计算了反应生成的，遗漏了与水反应生成的，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，代入得，D正确； 故本题选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. 某小组设计如图装置，启动装置Ⅰ中反应，下列有关操作或现象不能推出相应结论的是 选项 操作或现象 结论 A 将a极生成的气体通入灼热的CuO中，固体由黑色变为红色 该气体具有还原性 B 装置Ⅱ中KI-淀粉试纸变蓝 b极生成了 C 装置Ⅱ中品红试纸褪色 氯气具有漂白性 D 装置Ⅲ中产生“白烟” 烧瓶中生成了粉末 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【分析】a电极连接电源负极，为电解池阴极，电极反应式为，b电极为电解池阳极，电极反应式为。 【详解】A．a极为电解池阴极，生成的气体为，还原灼热得到红色，可证明该气体具有还原性，A正确； B．遇氧化剂生成可使淀粉变蓝，b极为电解池阳极，放电生成，氧化生成，可推出b极生成了，B正确； C．本身无漂白性，湿润的品红试纸褪色是因为与水反应生成的具有漂白性，不能推出氯气具有漂白性的结论，C错误； D．与发生反应生成固体小颗粒，产生白烟，可推出烧瓶中生成了粉末，D正确； 故本题选C。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 某无色透明溶液中，仅可能大量存在下表中的若干种离子，且所含各离子的物质的量浓度均相等。某化学小组为确定其组成，开展了系列探究实验。回答下列问题： 阳离子 、、、、、 阴离子 、、、、、 实验步骤及相关现象如下： ①取适量原溶液，滴入酚酞溶液，溶液变红； ②取100 mL原溶液，加入足量新制氯水，产生无色气泡，溶液仍为无色； ③将步骤②所得溶液充分加热煮沸后，再加入足量溶液，生成2.33 g白色沉淀； ④取步骤③后的上层清液，加入硝酸酸化的溶液，产生大量白色沉淀。 （1）原溶液中肯定不存在的有色阳离子是__________（填离子符号），该离子在水中的颜色为__________。 （2）由步骤①__________（填“能”或“不能”）判断原溶液中一定大量存在，理由是________________________________________。 （3）步骤②中加入足量氯水生成的无色气体是__________（填化学式），实验过程中溶液始终为无色，说明原溶液中不存在的还原性阴离子是__________（填离子符号）。 （4）步骤③中生成的白色沉淀是__________（填化学式），由此可确定原溶液中对应阴离子的物质的量浓度为__________。 （5）原溶液中一定存在的阳离子是__________（填离子符号），一定__________（填“存在”或“不存在”）。 【答案】（1） ①. Fe3+ ②. 黄色（或棕黄色） （2） ①. 不能 ②. 也能使酚酞溶液变红（或其他合理答案） （3） ①. CO2 ②. I− （4） ①. BaSO4 ②. 0.1 （5） ①. 、K+、Na+ ②. 不存在 【解析】 【分析】原溶液无色透明，先排除有色离子；步骤②中氯水产生无色气体且溶液始终无色，说明含碳酸氢根、不含碘离子；步骤③中2.33 g白色沉淀为硫酸钡，可求硫酸根浓度；最后由各离子浓度相等和电荷守恒确定组成。 【小问1详解】 原溶液为无色透明溶液，而Fe3+在水溶液中呈黄色（或棕黄色），故原溶液中肯定不存在的有色阳离子是Fe3+。 【小问2详解】 滴入酚酞溶液变红只能说明溶液显碱性，水解也能使酚酞溶液变红，因此不能据此判断原溶液中一定大量存在OH−。 【小问3详解】 足量氯水中的H+与反应生成CO2，故无色气体为CO2。若原溶液含I−，氯水会将其氧化为I2而使溶液显黄色，实验中溶液始终无色，故还原性阴离子I−不存在。 【小问4详解】 步骤②中氯水已将碳酸氢根转化为CO2除去，步骤③中生成的白色沉淀为BaSO4。n(BaSO4)=2.33 g÷233 g/mol=0.01 mol，原溶液体积为100 mL=0.1 L，则硫酸根的物质的量浓度为0.01 mol÷0.1 L=0.1 mol/L。 【小问5详解】 原溶液中一定存在硫酸根和碳酸氢根。K+、Na+和铵根离子各带1个单位正电荷，而Ba2+、Ag+会与硫酸根、碳酸氢根生成沉淀，不能大量存在；按各离子浓度相等和电荷守恒，正电荷总数恰好由这三种阳离子提供，故K+、Na+和铵根离子一定存在。步骤④中的Cl−来自加入的氯水；阴离子所带负电荷已与三种阳离子的正电荷相等，故原溶液中Cl−一定不存在。 16. 某小组设计实验探究CO2的氧化性。实验过程中，发现气球缓慢鼓起，D中黑色粉末颜色没有明显变化。回答下列问题： （1）实验室里，钠保存在______中。 （2）B装置的作用是__________________，气球的作用是__________________。 （3）实验中，最先点燃______(填“A”“C”或"D”)处酒精灯，原因是__________________。 （4）A装置中发生反应的化学方程式为__________________。 （5）C装置中______(填“有”或“无”)CO生成。 （6）当C装置中钠粒完全反应时，先拆去B装置，后熄灭A处酒精灯，这样操作的目的是__________________。 （7）待C装置中固体冷却后，取出固体进行如下实验： 步骤 操作及现象 Ⅰ 取C装置中固体2.24g，溶于水，过滤得到滤液和固体 Ⅱ 向步骤Ⅰ所得滤液中加入足量CaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥得到2.0g固体 Ⅲ 步骤Ⅰ所得固体经洗涤、干燥得到0.12g黑色粉末，该黑色粉末能在空气中燃烧 写出C装置硬质玻璃管中发生反应的化学方程式，并用单线桥表示电子转移的数目和方向：__________________，在该反应中氧化剂、还原剂的质量之比为______。 【答案】（1）煤油(或石蜡油) （2） ①. 干燥 ②. 收集尾气 （3） ①. A ②. 利用排尽装置中的空气，避免空气与钠反应 （4） （5）无 （6）避免B中液体倒吸入A中 （7） ①. ②. 11：23 【解析】 【分析】装置A中加热固体制备；装置B的作用是干燥；装置C是利用金属和反应探究的氧化性；装置D是验证是否有生成；装置E的作用是对尾气进行收集，防止污染空气，由此解答； 【小问1详解】 金属钠的化学性质活泼，易与中空气的氧气和水发生反应，实验室通常将钠保存在煤油中，隔绝空气和水，防止钠变质； 【小问2详解】 由分析可知，装置B的作用是干燥；气球的作用是收集尾气，防止污染环境； 【小问3详解】 由于钠易与氧气发生反应，应先点燃A处的酒精灯，利用排尽装置中的空气，避免空气中的氧气与钠反应，然后再点燃C、D处的酒精灯； 【小问4详解】 A装置中受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，因此化学方程式为； 【小问5详解】 根据已知信息，D中黑色粉末颜色没有明显变化，说明没有还原性的将还原为，因此可以说明C装置中没有生成； 【小问6详解】 先拆去B装置，后熄灭A处酒精灯是为了防止B中液体倒吸入A中； 【小问7详解】 步骤Ⅱ中得到的固体为，其物质的量为，对应生成的的物质的量为，其质量为；步骤Ⅲ中得到的能在空气中燃烧的黑色粉末为，其质量为，生成的和的质量总和为，与初始装置C中固体质量相等，说明和反应生成和，该反应为，其中从0价升高到中的+1价，失去4个电子做还原剂，3个中的一个的碳元素从+4价降低到0价，得到4个电子做氧化剂，用单线桥表示电子转移的数目和方向：；氧化剂为，还原剂为，根据化学方程式可知，两者物质的量之比为，因此反应中氧化剂、还原剂的质量之比为。 17. 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。 18. 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：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $