精品解析:浙江省桐乡市高级中学2026-2027学年高二上学期11月阶段检测 化学试题
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内容正文:
浙江省桐乡市高级中学2026-2027学年高二上学期阶段检测化学试卷
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
一、单选题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学知识在生产、生活中应用广泛。下列反应方程式错误的是
A. 氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃:
B. 侯氏制碱法的主要反应:
C. 酸性高锰酸钾溶液测定空气中的含量:
D. 醋酸除去水垢中的:
【答案】D
【解析】
【详解】A.玻璃主要成分为,与反应生成气体和,方程式书写正确,A不符合题意;
B.侯氏制碱法中,向饱和食盐水中先通再通,生成溶解度较小的沉淀,同时得到,方程式书写正确,B不符合题意;
C.酸性条件下将氧化为,自身被还原为,该离子方程式满足电子守恒、电荷守恒、原子守恒,离子方程式书写正确,C不符合题意;
D.醋酸为弱电解质,书写离子方程式时不能拆分为,需保留化学式,该离子方程式书写错误,正确的离子方程式为CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO−+H2O+CO2↑,D符合题意;
故选D。
2. 圣路易斯大学研制的新型乙醇燃料电池,使用能传递质子(H+)的介质作溶剂,反应原理为C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O,下图是该电池的示意图,下列说法正确的是
A. a极为电池的正极
B. 电池工作时,电流由a极沿导线经灯泡再到b极
C. 电池正极的电极反应为:4H++O2+4e-=2H2O
D. 电池工作时,1mol乙醇被氧化,则电路中有6mol电子转移
【答案】C
【解析】
【详解】A.原电池工作时,阳离子向正极移动,则a为负极,故A错误;
B.电池工作时,电流由正极经外电路流向负极,在该电池中电流由b极沿导线经灯泡流向a极,故B错误;
C.正极氧气得到电子被还原,电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O,故C正确;
D.乙醇中C元素的化合价为-2价,被氧化后升高到+4价,电极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+,则电池工作时,1mol乙醇被氧化时就有12mol电子转移,故D错误;
故选C。
3. 将溶液分为两等份,分别滴入的和溶液,两份溶液的导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。下列分析不正确的是
A. 曲线①说明的溶液导电能力比同浓度溶液强
B. 曲线②代表滴加溶液的变化曲线
C. a、c两点对应的溶液均为中性
D. b点前溶液中的离子反应为
【答案】D
【解析】
【分析】Ba(OH)2溶液和H2SO4、NaHSO4溶液反应方程式分别为H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O、NaHSO4(少量)+Ba(OH)2=BaSO4↓+NaOH+H2O,2NaHSO4(过量)+Ba(OH)2=BaSO4↓+Na2SO4+2H2O,溶液导电能力与离子浓度成正比,根据图知,曲线①在a点溶液导电能力接近0,说明该点溶液离子浓度最小,应该为Ba(OH)2溶液和H2SO4的反应,则曲线②为Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液的反应,据此分析解答。
【详解】A.曲线①中a点之前溶质为Ba(OH)2,过了a点后溶质为H2SO4,浓度相同H2SO4对应的点纵坐标更大,导电能力更强,故A正确;
B.由分析得,曲线②代表滴加溶液的变化曲线,故B正确;
C.a点①中硫酸和氢氧化钡恰好完全反应,溶液中只含水;c点②中溶质为Na2SO4溶液和水,都呈中性,故C正确;
D.b点前溶液中发生的反应为:NaHSO4(少量)+Ba(OH)2=BaSO4↓+NaOH+H2O,其离子方程式为:,故D错误;
故选D。
4. 正确判断反应自发进行的方向对于科学研究、生产实践具有重要意义。下列说法不正确的是
A. 反应在任何温度条件都可自发进行
B. 已知反应。积极研究此反应合适的催化剂有助于除二氧化碳
C. 已知:。说明在常温常压下,此反应自发进行的决定因素是熵增
D. 常温常压下可发生反应:,说明此反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应属于熵增焓减的反应,ΔS>0、ΔH<0,由ΔG=ΔH-TΔS<0可知,该反应任何温度条件都可自发进行,A正确;
B.反应,ΔH>0,由ΔG=ΔH-TΔS>0可知,该反应在任何温度下都不能自发进行, B错误;
C.。可知ΔH>0,那么自发进行的决定因素是熵增,C正确;
D.反应:,,常温常压下自发进行,那么此反应,D正确;
故选B。
5. 某温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的X(g)。发生下列反应:
反应I: ; 反应II:
测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 活化能:(I)(II)
B. 该温度下,内反应I的平均速率
C. 升高温度,反应I、II的速率均增大,平衡转化率均降低
D. 其他条件不变,时再投入一定量的X(g),若体系内气体的平均摩尔质量不再变化,则反应达到新平衡
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应过程中Y的浓度先增大后减小,说明反应刚开始时反应I的速率大于反应II,则活化能:(I)(II),A正确;
B.由图可知,该温度下,内Z的增大量为0.2mol/L,Y的增大量为0.8mol/L,由方程式系数关系可知,Y的总生成量为0.2mol+0.8mol=1mol,则X的消耗量为1mol,内反应I的平均速率,B正确;
C.升高温度,反应I、II的速率均增大,反应I和反应II均为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,X、Y平衡转化率均降低,C正确;
D.由图可知,时X、Y、Z的浓度不再变化,说明反应达到平衡,再投入一定量的X(g),反应I、II均正向移动,气体总体积和总质量都是定值,混合气体的平衡摩尔质量是定值,若体系内气体的平均摩尔质量不再变化,不能说明反应达到平衡,D错误;
故选D。
6. 为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定反应中生成的气体体积随反应时间变化的情况,绘制出如图所示曲线,下列说法正确的是
A. 反应速率最大的是时间段
B. 收集到气体最多的是时间段
C. 时间段曲线变化可能是反应放热导致的
D. 时间段反应速率变缓,主要是因为这段时间体系温度下降
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应速率由曲线斜率决定,斜率越大速率越快,由图可知时间段斜率最大,反应速率最大,A错误;
B.相同时间间隔内,纵坐标体积的差值越大,收集到的气体越多,时间段体积差最大,收集气体最多,B错误;
C.碳酸钙与稀盐酸反应为放热反应,时间段温度升高对反应速率的促进作用超过反应物浓度降低的抑制作用,反应速率加快,该时间段曲线变化可能由反应放热导致,C正确;
D.时间段反应速率变缓,主要原因是随着反应进行,反应物稀盐酸的浓度显著降低,而非体系温度下降,D错误;
故答案为C。
7. 反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示:
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是
A. 进程Ⅰ是放热反应 B. 平衡时P的产率:Ⅱ>Ⅰ
C. 生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ D. 进程Ⅳ中,Z有催化作用
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图中信息可知,进程Ⅰ中S的总能量大于产物P的总能量,因此进程Ⅰ是放热反应,A说法正确;
B.进程Ⅱ中使用了催化剂X,但是催化剂不能改变平衡产率,因此在两个进程中平衡时P的产率相同,B说法不正确;
C.进程Ⅲ中由S·Y转化为P·Y的活化能高于进程Ⅱ中由S·X转化为P·X的活化能,由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤,因此生成P的速率为Ⅲ<Ⅱ,C说法不正确;
D.由图中信息可知,进程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z,然后S·Z转化为产物P·Z,由于P·Z没有转化为P+Z,因此,Z没有表现出催化作用,D说法不正确;
故选A。
8. 合成氨工艺沿革,诠释科学精神传承。几种固氮方式如图,下列说法正确的是
A. NO 属于酸性氧化物
B. 易溶于水,其电离方程式为
C. 合成氨工业中采用循环操作主要是为了提高和 的利用率
D. 新型催化剂能降低 生成 的反应热
【答案】C
【解析】
【详解】A.是不成盐氧化物,不能与碱反应生成盐和水,不属于酸性氧化物,A 错误;
B.在水中完全电离为和 , 不能拆开,正确的电离方程式为 , B 错误;
C.合成氨反应是可逆反应,工业上采用循环操作将未反应的气体分离出来再次通入合成塔,主要是为了提高 和 的利用率, C 正确;
D.催化剂能改变反应路径,降低反应的活化能,但不能改变反应物和生成物的总能量,因此不能改变反应热,D 错误;
故选C。
9. 向10 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液中加蒸馏水,将其稀释到1 L,下列说法中不正确的是,
A. 的电离程度增大 B. 增大
C. 的数目增多 D. 增大
【答案】B
【解析】
【分析】醋酸是一元弱酸,在溶液中部分电离出醋酸根离子和氢离子,则0.1 mol/L的醋酸溶液加水稀释时,溶液中醋酸分子、醋酸根离子、氢离子浓度均减小,电离平衡右移,醋酸分子的物质的量减小,氢离子和醋酸根的物质的量增大,醋酸的电离常数不变。
【详解】A.由分析可知,醋酸溶液加水稀释时,醋酸的电离程度增大,故A正确;
B.由分析可知,醋酸溶液加水稀释时,溶液中的氢离子浓度减小,故B错误;
C.由分析可知,醋酸溶液加水稀释时,电离平衡右移,醋酸根的物质的量增大,故C正确;
D.由电离常数公式可知,溶液中=由分析可知,醋酸溶液加水稀释时,溶液中醋酸分子、醋酸根离子、氢离子浓度均减小,醋酸的电离常数不变, 则溶液中和的值增大,故D正确;
故选B。
10. 下列图示实验中,操作规范的是
A.调控滴定速度
B.用试纸测定溶液
C.加热试管中的液体
D.向试管中滴加溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.调控酸式滴定管的滴加速度,左手拇指、食指和中指轻轻向内扣住玻璃活塞,手心空握,所以A选项的操作符合规范;
B.用pH试纸测定溶液pH不能将pH试纸伸入溶液中,B操作不规范;
C.加热试管中的液体,试管中液体体积不能超过试管体积的三分之一,且手握试管夹时,应手握试管夹的长柄,不要把拇指按在短柄上,以免打开试管夹,使试管脱落,C操作不规范;
D.向试管中滴加液体,胶头滴管应该在试管上方竖直悬空,且不应用两根手指捏住胶头滴管,否则挤压时胶头滴管会晃动,D操作不规范;
故选A。
11. 如图所示,常温下,在三个相同烧瓶中分别充满相同物质的量气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中,然后在(1)中加入10.0g无水粉末,在(2)中加入10mL水,在(3)中加入晶体,发现(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅,下列叙述正确的是
A. 粉末溶于水时吸收热量 B. 烧瓶(1)中平衡混合气的总压强减小
C. 烧瓶(3)中气体的相对分子质量减小 D. 正反应是放热反应
【答案】D
【解析】
【分析】2NO2(g)⇌N2O4(g),NO2为红棕色气体,N2O4为无色气体,若红棕色加深,说明向生成NO2的方向进行,若红棕色变浅说明向生成N2O4的方向进行;
【详解】A.(1)中红棕色变深,说明平衡逆向移动,温度升高,则粉末溶于水时放出热量,A错误;
B.根据选项A分析可以平衡逆向移动,气体分子数增多,且温度升高,则总压强增大,B错误;
C.(3)中红棕色变浅,则平衡正向移动,气体分子数减少,总质量不变,气体的相对分子质量增大,C错误;
D.根据选项A分析,温度升高,平衡逆向移动,则正反应是放热反应,D正确;
故选D。
12. 对反应(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】提高反应温度,增大,说明反应的平衡逆向移动,即该反应为放热反应,减小,说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动,属于吸热反应,由此可排除C、D选项,加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短,即反应的决速步骤的活化能下降,使得反应速率大幅加快,活化能大的步骤为决速步骤,符合条件的反应历程示意图为A,故A正确,
故选A。
13. 25℃时pH=13的NaOH溶液与pH=2的H2SO4溶液混合,所得混合液的pH=11,则NaOH溶液与 H2SO4溶液的体积比是
A. 1∶9 B. 1∶11 C. 9∶1 D. 11∶1
【答案】A
【解析】
【详解】设NaOH溶液和H2SO4溶液的体积分别为:V1、V2,pH=13的NaOH溶液中c(OH-)=10-1 mol·L-1,pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=10-2 mol·L-1,混合后溶液的pH=11,显碱性,c(OH-)=10-3 mol·L-1,则有:(10-1V1-10-2V2)/(V1+V2)=10-3,得:V1︰V2= 1∶9,故选A。
14. 德国哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法,流程图中为提高原料转化率而采取的措施是
A. ②④⑤ B. ②③④ C. ②③⑤ D. ①②④
【答案】A
【解析】
【详解】合成氨反应为,正反应为气体分子数减小的反应。
①净化干燥的目的是防止催化剂中毒,不影响平衡移动,无法提高原料转化率;
②加压使平衡正向移动,提高原料转化率;
③催化剂只同等程度加快正逆反应速率,不改变平衡状态,无法提高原料转化率;
④液化分离,降低生成物浓度,平衡正向移动,提高转化率;
⑤和再循环使未反应原料充分反应,提高总转化率。
因此符合要求的措施为②④⑤;
故答案选A。
15. 用于制备海绵钛和钛白粉。一定条件下,可利用金红石()、和反应制得,涉及主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
若在下,足量的、和发生上述反应,达到平衡后,气相中、和摩尔分数随温度的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ在较高温度下才能自发进行
B. 由图可知,实际生产中反应温度最好选择
C. 时,若向平衡体系中再通入少量,的平衡转化率不变
D. 时,反应Ⅰ的平衡常数
【答案】C
【解析】
【分析】根据盖斯定律,反应Ⅰ的,为放热反应,反应Ⅱ的,温度升高,反应Ⅰ、反应Ⅱ平衡均逆移,摩尔分数减小,而反应Ⅲ,度升高,平衡正移,摩尔分数增大、摩尔分数减小,即图中,随温度升高而增大的曲线表示摩尔分数。
【详解】A.根据盖斯定律,反应Ⅰ的,为放热反应,,且气体分子数增加(2→3,),则始终<0,任何温度均自发,A错误;
B.实际生产需摩尔分数最高,图像显示低温时(如)摩尔分数高于,且温度较高耗能较大,实际生产不选择,B错误;
C.根据上述分析,时,摩尔分数为0,只发生反应Ⅱ,平衡体系中通入少量(反应物只有1种气体),反应Ⅱ正向进行,但不变,反应Ⅱ为气体物质的量不变的反应,总压强不变,各气体分压不变,则各气体摩尔分数不变,说明自身平衡转化率不变,C正确;
D.时,气相含、、、,摩尔分数总和为1。由图知摩尔分数为0.36、CO(图中,随温度升高而增大的曲线)摩尔分数0.40、摩尔分数0.20,摩尔分数,总压100 kPa,反应Ⅰ的平衡常数,D错误;
故选C。
16. 下列实验方案设计、现象和结论均正确的是
实验方案
实验现象
实验结论
A
把通入含酚酞的氢氧化钠溶液
红色褪去
具有漂白性
B
左边棉球变为橙色,右边棉球变为蓝色
非金属性:
C
取溶液,滴加溶液,充分反应后,滴加KSCN溶液
溶液变红
与反应是可逆的
D
向溶液中加入一小块钠
产生无色气泡,溶液底部有蓝色沉淀生成
Na不能从溶液置换出铜
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.SO2通入含酚酞的NaOH溶液,红色褪去是因为SO2与NaOH反应(SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O),溶液碱性减弱,并非SO2的漂白性(漂白性针对品红等有机色素),A错误;
B.Cl2通入含NaBr和淀粉KI的棉球,左边生成Br2(橙色)说明Cl>Br,但Cl2可能过量直接氧化I⁻生成I2(蓝色),无法证明Br>I,B错误;
C.1 mL KI(0.0001 mol)与5 mL FeCl3(0.0005 mol)反应,Fe3+与I-按物质的量1:1反应,Fe3+过量,即使反应不可逆,剩余Fe3+仍会使KSCN变红,无法证明可逆反应,C错误;
D.Na与CuSO4溶液反应时,先与水反应生成NaOH和H2(无色气泡),NaOH再与Cu2+生成Cu(OH)2(蓝色沉淀),无Cu单质生成,D正确;
故答案选D。
二、非选择题:本大题共5小题,共52分。
17. Ⅰ请回答:
(1)镁燃烧不能用灭火,用化学方程式表示其理由________。
(2)完成以下氧化还原反应的离子方程式:________。
________ ________
Ⅱ化合物甲和都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和反应生成甲。甲与水反应可产生,甲与反应可得到。将甲加热至完全分解,得到金属钠和已折算成标准状况的。请推测并回答:
(3)甲的化学式________。
(4)甲与反应得到的化学方程式________。
(5)与水发生氧化还原反应的化学方程式________。
(6)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂铁锈的成分表示为,脱锈过程发生反应的化学方程式________。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
【解析】
【小问1详解】
镁能和二氧化碳反应生成氧化镁和碳,因此镁燃烧不能用灭火,反应方程式为;
【小问2详解】
中的锰元素从+7价降低到中的+2价,一个得到5个电子,中的碳元素从+3价升高到中的+4价,一个失去2个电子,因此和的化学计量数之比为,由于在酸性条件下体现氧化性,反应物中缺失的物质为,生成物中缺失的物质为,根据原子守恒配平得到离子方程式为;
【小问3详解】
金属钠和反应生成甲,甲与水反应可产生,甲与反应可得到,因此甲应为;
【小问4详解】
与反应可得到,根据元素守恒可知,还会生成,化学方程式为;
【小问5详解】
与水反应生成氢气,即中化合价升高,水中元素化合价降低,化学反应方程式为;
【小问6详解】
常做还原剂化合价升高为价,铁锈在此为氧化剂化合价降低为价,反应生成铁单质,化学反应方程式为。
18. 已知基元反应:。
(1)一定温度下,假设正逆反应速率与浓度关系为只与温度相关,则反应的平衡常数________(用含的式子表示)。
(2)催化剂活性随温度变化情况如左图所示,相同时间测得的转化率随反应温度变化情况如右图所示,写出的转化率出现上述变化的可能原因(写出两点):________ 。
(3)在下图中画出,其他条件不变,增大压强(催化剂不失活)情况下,的转化率随温度变化图________。
(4)已知,用催化该反应,若首先在催化下生成和及另一种无机化合物,用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理):步骤i:________;步骤ⅱ:________。
【答案】(1)
(2)之前,没有达到平衡,温度升高,反应速率变快,的转化率增加,之后,反应已经达到平衡,温度升高平衡逆向移动,的转化率下降;之前,没有达到平衡,温度升高,催化剂活性变大,促进反应速率变快,的转化率增加,之后,温度升高,催化剂活性减小,反应速率变慢,的转化率下降
(3) (4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
当反应达到平衡时,,此时存在,可知;则反应的平衡常数;
【小问2详解】
之前,没有达到平衡,温度升高,反应速率变快,的单位时间转化率增加,之后,反应已经达到平衡,温度升高平衡逆向移动,的转化率下降;之前,没有达到平衡,温度升高,催化剂活性变大,促进反应速率变快,的转化率增加,之后,温度升高,催化剂活性减小,反应速率变慢,的转化率下降;
【小问3详解】
此反应为反应前后气体分子数不变的反应,其他条件不变,未达到平衡时,增加压强,化学反应速率变大,转化率增大,所以相同温度下纵坐标较之前要大;但平衡不移动,平衡转化率是不变的,因此其他条件不变,增大压强(催化剂不失活)情况下,NO2的转化率随温度变化如图所示:;
【小问4详解】
由题意可知,步骤i为在催化下生成和及另一种无机化合物,根据元素守恒可知,该无机化合物应为,步骤i的化学方程式为:;而为催化剂,总反应为:,则步骤ii的化学方程式为:。
19. 某地为完善绿色化工布局、延伸传统产业链条建设钛白厂。生产钛白(TiO2)的主要工艺流程如下:
已知钛铁矿(主要成分为)的酸解反应方程式为 的溶解度为。
(1)该地已建有大型金属冶炼厂,主要原料为金属硫化物,据此分析在该地建设钛白厂的优势有________ 。
(2)钛白是一种白色固体,若产品钛白颜色发黄,可能是由于“还原”工艺中________ 。
(3)绿矾在碱性条件下与氧气反应可制备多孔羟基氧化铁。每生成至少需要消耗__________________________________________;多孔具有优良的气体净化能力,原因有________ 。
(4)利用如下工艺流程制备金属钛:
已知一个化学反应、不管是一步完成还是分几步完成,其自由能变相同。在1073 K时:
①
②
反应①不能自发进行,但“氯化”工艺中加入过量焦炭后可生成,该工艺发生的总反应方程式为________。加入焦炭后反应能够自发进行的原因是________。
【答案】(1)冶炼金属硫化物产生的可用于制备硫酸,为钛白厂提供原料,降低生产成本并减少环境污染
(2)铁屑加入量不足,导致溶液中的未被完全还原,后续生成含铁杂质混入产品中
(3) ①. ②. 多孔结构具有较大的比表面积,物理吸附能力强,且能与发生化学反应
(4) ①. ②. 总反应的自由能变,反应能够自发进行
【解析】
【分析】钛铁矿主要成分为,加入浓硫酸酸解后转化为和,加入铁屑可以将溶液中多余的还原为,取上层清液后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到溶液和晶体,溶液经过一系列处理后得到,由此解答;
【小问1详解】
该地建有大型金属硫化物冶炼厂,金属硫化物冶炼会产生大量,经氧化、吸水可以制备浓硫酸,为钛白厂提供原料,降低生产成本并减少环境污染;
【小问2详解】
还原步骤加铁屑可以将溶液中多余的还原为,若铁屑不足,没有完全被还原除去,后续生成含铁杂质混入产品中,导致产品钛白颜色发黄;
【小问3详解】
绿矾()在碱性条件下与氧气反应可制备多孔羟基氧化铁[],反应的化学方程式为:,根据化学方程式可知存在计量关系:,因此生成至少需要消耗;
由于多孔的多孔结构,比表面积大,吸附能力强;具有氧化性,可以和还原性气体发生氧化还原反应;是酸性气体,可以和发生酸碱反应,故多孔具有优良的气体净化能力;
【小问4详解】
已知①,②,由①+②可得总反应为:;总反应的,反应可以自发。
20. 单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500 ℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
-
315
-
熔点/℃
-70.0
-107.2
-
-
-
升华温度/℃
-
-
180
300
162
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:____________________________。
(2)装置A中g管的作用是______________;装置C中的试剂是____________;装置E中的h瓶需要冷却的理由是________________________________________。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是____________(填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式为5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。
①滴定前是否要滴加指示剂?________(填“是”或“否”),请说明理由:
____________________________________________________________。
②某同学称取5.000 g残留物,经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL试样溶液,用1.000×10-2 mol· L-1 KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00 mL,则残留物中铁元素的质量分数是________。
【答案】 ①. MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O ②. 平衡气压 ③. 浓H2SO4 ④. SiCl4沸点较低,用冷却液可得到液态SiCl4 ⑤. Al、Cl、P ⑥. 否 ⑦. MnO有颜色,故不需其他指示剂 ⑧. 4.48%
【解析】
【分析】(1)A装置是制备Cl2的,注意要求写的是MnO2与浓盐酸的“离子方程式”;
(2)装置A中“g”管的作用是“使分液漏斗与圆底烧瓶压强保持一致,便于液体顺利滴下”,简单说就是“平衡压强”。B是除杂装置,除去Cl2中的HCl气体,C就是干燥装置。干燥Cl2一般用浓硫酸。由于反应温度是450~500 ℃,此时SiCl4是气体,而题目表格中SiCl4通常应是液态的,故装置E中h瓶需要冷却的理由应是便于分离得到SiCl4;
(3)根据已知条件AlCl3、FeCl3、PCl5都会在精馏后的残留物中存在,注意要先答上Cl,容易遗漏;
(4)由于紫色的KMnO4溶液反应后颜色会褪去,所以不用滴加指示剂;先根据关系式5Fe2+~MnO4-计算出100mL溶液中含有的铁,最后求出质量百分数。
【详解】(1)装置A是氯气发生装置,A中的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;故答案为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)浓盐酸有挥发性,故分液漏斗要加盖,加盖后如没有g管,则盐酸就不易流下去,g管的作用是平衡压强,使液体顺利流出并防止漏气;制得的氯气中含有氯化氢和水,装置B用饱和食盐水除去氯化氢,装置C用浓硫酸吸水;产物SiCl4沸点低,用冷却液可得到液态SiCl4;
故答案为平衡压强,使液体顺利流出并防止漏气;浓硫酸;产物SiCl4沸点低,用冷却液可得到液态SiCl4;
(3)D中氯气与粗硅反应生成SiCl4,h瓶收集粗产物,精馏粗产品可得高纯度四氯化硅,由表中数据可以看出,蒸出SiCl4气体时,BCl3早已成气体被蒸出,而AlCl3、FeCl3、PCl5升华温度均低于SiCl4,所以当SiCl4蒸出后,而AlCl3、FeCl3、PCl5还为固体留在瓶里,故答案为Al、P、Cl;
(4)①MnO4-转变成Mn2+溶液颜色有紫色变成无色,KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定时,不需要指示剂,
故答案为否;KMnO4溶液的紫红色可指示反应终点;
②利用关系式法计算:
5Fe2+~~~MnO4-
4×10-5mol 1.000×10-2mol•L-1×0.02L×4
铁元素的质量为:4×10-3mol×56g/mol=0.224g,铁元素的质量分数×100%=4.480%,
故答案为4.480%。
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浙江省桐乡市高级中学2026-2027学年高二上学期阶段检测化学试卷
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
一、单选题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学知识在生产、生活中应用广泛。下列反应方程式错误的是
A. 氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃:
B. 侯氏制碱法的主要反应:
C. 酸性高锰酸钾溶液测定空气中的含量:
D. 醋酸除去水垢中的:
2. 圣路易斯大学研制的新型乙醇燃料电池,使用能传递质子(H+)的介质作溶剂,反应原理为C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O,下图是该电池的示意图,下列说法正确的是
A. a极为电池的正极
B. 电池工作时,电流由a极沿导线经灯泡再到b极
C. 电池正极的电极反应为:4H++O2+4e-=2H2O
D. 电池工作时,1mol乙醇被氧化,则电路中有6mol电子转移
3. 将溶液分为两等份,分别滴入的和溶液,两份溶液的导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。下列分析不正确的是
A. 曲线①说明的溶液导电能力比同浓度溶液强
B. 曲线②代表滴加溶液的变化曲线
C. a、c两点对应的溶液均为中性
D. b点前溶液中的离子反应为
4. 正确判断反应自发进行的方向对于科学研究、生产实践具有重要意义。下列说法不正确的是
A. 反应在任何温度条件都可自发进行
B. 已知反应。积极研究此反应合适的催化剂有助于除二氧化碳
C. 已知:。说明在常温常压下,此反应自发进行的决定因素是熵增
D. 常温常压下可发生反应:,说明此反应
5. 某温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的X(g)。发生下列反应:
反应I: ; 反应II:
测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 活化能:(I)(II)
B. 该温度下,内反应I的平均速率
C. 升高温度,反应I、II的速率均增大,平衡转化率均降低
D. 其他条件不变,时再投入一定量的X(g),若体系内气体的平均摩尔质量不再变化,则反应达到新平衡
6. 为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定反应中生成的气体体积随反应时间变化的情况,绘制出如图所示曲线,下列说法正确的是
A. 反应速率最大的是时间段
B. 收集到气体最多的是时间段
C. 时间段曲线变化可能是反应放热导致的
D. 时间段反应速率变缓,主要是因为这段时间体系温度下降
7. 反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示:
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是
A. 进程Ⅰ是放热反应 B. 平衡时P的产率:Ⅱ>Ⅰ
C. 生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ D. 进程Ⅳ中,Z有催化作用
8. 合成氨工艺沿革,诠释科学精神传承。几种固氮方式如图,下列说法正确的是
A. NO 属于酸性氧化物
B. 易溶于水,其电离方程式为
C. 合成氨工业中采用循环操作主要是为了提高和 的利用率
D. 新型催化剂能降低 生成 的反应热
9. 向10 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液中加蒸馏水,将其稀释到1 L,下列说法中不正确的是,
A. 的电离程度增大 B. 增大
C. 的数目增多 D. 增大
10. 下列图示实验中,操作规范的是
A.调控滴定速度
B.用试纸测定溶液
C.加热试管中的液体
D.向试管中滴加溶液
A. A B. B C. C D. D
11. 如图所示,常温下,在三个相同烧瓶中分别充满相同物质的量气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中,然后在(1)中加入10.0g无水粉末,在(2)中加入10mL水,在(3)中加入晶体,发现(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅,下列叙述正确的是
A. 粉末溶于水时吸收热量 B. 烧瓶(1)中平衡混合气的总压强减小
C. 烧瓶(3)中气体的相对分子质量减小 D. 正反应是放热反应
12. 对反应(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
A. B. C. D.
13. 25℃时pH=13的NaOH溶液与pH=2的H2SO4溶液混合,所得混合液的pH=11,则NaOH溶液与 H2SO4溶液的体积比是
A. 1∶9 B. 1∶11 C. 9∶1 D. 11∶1
14. 德国哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法,流程图中为提高原料转化率而采取的措施是
A. ②④⑤ B. ②③④ C. ②③⑤ D. ①②④
15. 用于制备海绵钛和钛白粉。一定条件下,可利用金红石()、和反应制得,涉及主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
若在下,足量的、和发生上述反应,达到平衡后,气相中、和摩尔分数随温度的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ在较高温度下才能自发进行
B. 由图可知,实际生产中反应温度最好选择
C. 时,若向平衡体系中再通入少量,的平衡转化率不变
D. 时,反应Ⅰ的平衡常数
16. 下列实验方案设计、现象和结论均正确的是
实验方案
实验现象
实验结论
A
把通入含酚酞的氢氧化钠溶液
红色褪去
具有漂白性
B
左边棉球变为橙色,右边棉球变为蓝色
非金属性:
C
取溶液,滴加溶液,充分反应后,滴加KSCN溶液
溶液变红
与反应是可逆的
D
向溶液中加入一小块钠
产生无色气泡,溶液底部有蓝色沉淀生成
Na不能从溶液置换出铜
A. A B. B C. C D. D
二、非选择题:本大题共5小题,共52分。
17. Ⅰ请回答:
(1)镁燃烧不能用灭火,用化学方程式表示其理由________。
(2)完成以下氧化还原反应的离子方程式:________。
________ ________
Ⅱ化合物甲和都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和反应生成甲。甲与水反应可产生,甲与反应可得到。将甲加热至完全分解,得到金属钠和已折算成标准状况的。请推测并回答:
(3)甲的化学式________。
(4)甲与反应得到的化学方程式________。
(5)与水发生氧化还原反应的化学方程式________。
(6)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂铁锈的成分表示为,脱锈过程发生反应的化学方程式________。
18. 已知基元反应:。
(1)一定温度下,假设正逆反应速率与浓度关系为只与温度相关,则反应的平衡常数________(用含的式子表示)。
(2)催化剂活性随温度变化情况如左图所示,相同时间测得的转化率随反应温度变化情况如右图所示,写出的转化率出现上述变化的可能原因(写出两点):________ 。
(3)在下图中画出,其他条件不变,增大压强(催化剂不失活)情况下,的转化率随温度变化图________。
(4)已知,用催化该反应,若首先在催化下生成和及另一种无机化合物,用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理):步骤i:________;步骤ⅱ:________。
19. 某地为完善绿色化工布局、延伸传统产业链条建设钛白厂。生产钛白(TiO2)的主要工艺流程如下:
已知钛铁矿(主要成分为)的酸解反应方程式为 的溶解度为。
(1)该地已建有大型金属冶炼厂,主要原料为金属硫化物,据此分析在该地建设钛白厂的优势有________ 。
(2)钛白是一种白色固体,若产品钛白颜色发黄,可能是由于“还原”工艺中________ 。
(3)绿矾在碱性条件下与氧气反应可制备多孔羟基氧化铁。每生成至少需要消耗__________________________________________;多孔具有优良的气体净化能力,原因有________ 。
(4)利用如下工艺流程制备金属钛:
已知一个化学反应、不管是一步完成还是分几步完成,其自由能变相同。在1073 K时:
①
②
反应①不能自发进行,但“氯化”工艺中加入过量焦炭后可生成,该工艺发生的总反应方程式为________。加入焦炭后反应能够自发进行的原因是________。
20. 单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500 ℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
-
315
-
熔点/℃
-70.0
-107.2
-
-
-
升华温度/℃
-
-
180
300
162
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:____________________________。
(2)装置A中g管的作用是______________;装置C中的试剂是____________;装置E中的h瓶需要冷却的理由是________________________________________。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是____________(填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式为5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。
①滴定前是否要滴加指示剂?________(填“是”或“否”),请说明理由:
____________________________________________________________。
②某同学称取5.000 g残留物,经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL试样溶液,用1.000×10-2 mol· L-1 KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00 mL,则残留物中铁元素的质量分数是________。
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