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文档简介
四川省成都市经开区实验中学2025年高三第二次调研化学试卷考生请注意:1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)1、高纯碳酸锰在电子工业中有着重要的应用,湿法浸出软锰矿(主要成分为MnO2,含有少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰的流程如下:其中除杂过程包括:①向浸出液中加入一定量的试剂X,调节浸出液的pH为3.5~5.5;②再加入一定量的软锰矿和双氧水,过滤;③…下列说法正确的是(已知室温下:Kap[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Kap[Al(OH)3]=3.0×10-34,Kap[Fe(OH)3]=4.0×10-38。)A.浸出时加入植物粉的作用是作为还原剂B.除杂过程中调节浸出液的pH为3.5~5.5可完全除去Fe、Al、Mg等杂质C.试剂X可以是MnO、MnO2、MnCO3等物质D.为提高沉淀MnCO3步骤的速率可以持续升高温度2、常温下,向20.00mL0.1000mol·L-1(NH4)2SO4溶液中逐滴加入0.2000mol·L-1NaOH溶液时,溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系如图所示(不考虑NH3·H2O的分解)。下列说法不正确的是()A.点a所示溶液中:c()>c()>c(H+)>c(OH-)B.点b所示溶液中:c()=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)C.点c所示溶液中:c()+c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c()D.点d所示溶液中:c()+c(NH3·H2O)=0.1000mol·L-13、某同学采用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取绿矾(FeSO4·7H2O),设计了如图流程:下列说法不正确的是()A.固体1中含有SiO2B.溶解烧渣选用足量盐酸,试剂X选用铁粉C.控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3进入固体2D.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化4、下列实验过程可以达到实验目的的是选项实验过程实验目的A将一块沾有油污的铜片浸入接近沸腾的碳酸钠溶液中除去铜片表面的油污B取少量丙烯醛溶液加入足量溴水,如果溴水褪色,则说明含有碳碳双键丙烯醛(CH2=CHCHO)中双键的检验C通常将Fe(OH)3固体溶于沸水中即可制备Fe(OH)3胶体D取一块铁片,用砂纸擦去铁锈,在铁片上滴1滴含酚酞的食盐水,静置几分钟析氢腐蚀A.A B.B C.C D.D5、已知某高能锂离子电池的总反应为:2Li+FeS=Fe+Li2S,电解液为含LiPF6·SO(CH3)2的有机溶液(Li+可自由通过)。某小组以该电池为电源电解废水并获得单质镍,工作原理如图所示。下列分析正确的是A.X与电池的Li电极相连B.电解过程中c(BaC12)保持不变C.该锂离子电池正极反应为:FeS+2Li++2e−=Fe+Li2SD.若去掉阳离子膜将左右两室合并,则X电极的反应不变6、下列解释事实或实验现象的化学用语正确的是A.硫酸酸化的KI淀粉溶液久置后变蓝:4I-+O2+4H+=2I2+2H2OB.铁和稀硝酸反应制得浅绿色溶液:Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2OC.水垢上滴入CH3COOH溶液有气泡产生:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OD.SO2通入漂白粉溶液中产生白色浑浊:SO2+Ca2++2ClO-+H2O=CaSO3↓+2HClO7、利用如图实验装置进行相关实验,能得出相应实验结论的是()abc实验结论A浓醋酸CaCO3C6H5ONa溶液酸性:碳酸>苯酚BBr2的苯溶液铁屑AgNO3溶液苯和液溴发生取代反应C浓盐酸酸性KMnO4溶液碘化钾溶液氧化性:Cl2>I2D饱和食盐水电石酸性KMnO4溶液乙炔具有还原性A.A B.B C.C D.D8、景泰蓝是一种传统的手工艺品。下列制作景泰蓝的步骤中,不涉及化学变化的是ABCD将铜丝压扁,掰成图案
将铅丹、硼酸盐等化合熔制后描绘
高温焙烧
酸洗去污A.A B.B C.C D.D9、能正确表示下列反应的离子方程式为()。A.向FeBr2溶液中通入过量Cl2:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-B.向碳酸钠溶液中通入少量CO2:CO32-+2CO2+H2O=2HCO3-C.向碘化钾溶液中加入少量双氧水:3H2O2+I-=IO3-+3H2OD.向CuSO4溶液中通入H2S:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+10、美国科学家JohnB.Goodenough荣获2019年诺贝尔化学奖,他指出固态体系锂电池是锂电池未来的发展方向。Kumar等人首次研究了固态可充电、安全性能优异的锂空气电池,其结构如图所示。已知单位质量的电极材料放出电能的大小称为电池的比能量。下列说法正确的是A.放电时,a极反应为:Al-3e-=A13+,b极发生还原反应B.充电时,Li+由a极通过固体电解液向b极移动C.与铅蓄电池相比,该电池的比能量小D.电路中转移4mole-,大约需要标准状况下112L空气11、雌黄(As2S3)在我国古代常用作书写涂改修正液。浓硝酸氧化雌黄可制得硫磺,并生成砷酸和一种红棕色气体,利用此反应原理设计为原电池。下列叙述正确的是()A.砷酸的分子式为H2AsO4B.红棕色气体在该原电池的负极区生成并逸出C.该反应的氧化剂和还原剂物质的量之比为10:1D.该反应中每析出4.8g硫磺转移1mol电子12、海洋是一个巨大的资源宝库,海水开发利用的部分过程如图所示。下列有关说法不正确的是()A.①粗盐制精盐除采用过滤泥沙外,还必须除去Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质B.工业生产中常选用石灰乳作为Mg2+的沉淀剂,并对沉淀进行洗涤C.第②步的反应是将MgCl2•6H2O晶体在空气中直接加热脱去结晶水得无水MgCl2D.第③步到第⑤步空气吹出法提取海水中溴通常使用SO2作还原剂13、下列有关说法中正确的是A.纳米Fe3O4分散到适当的分散剂中可得到胶体,能产生丁达尔效应B.加热条件下金属单质在空气中均可表现出还原性C.不能导电的化合物均不是电解质D.电解质溶液导电过程中,离子仅仅发生了定向移动14、设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.25℃、101kPa时,22.4L乙烷中所含共价键数目为6NAB.3.2gO2和O3的混合气体中,含氧原子数为0.2NAC.12g金刚石含有共价键数目为4NAD.1molNaHSO4熔融时电离出的离子总数为3NA15、下表中实验“操作或现象”以及“所得结论”都正确且两者具有推导关系的是操作或现象所得结论A向纯碱中滴加足量浓盐酸,将产生的气体通入苯酚钠溶液,溶液变浑浊酸性:盐酸>碳酸>苯酚B取酸性KMnO4溶液少量,加入足量H2O2溶液,溶液紫红色逐渐褪去且产生大量气泡氧化性:KMnO4>H2O2C用95%的酒精代替75%的酒精杀灭新型冠状病毒高浓度酒精能让蛋白质变性更快D向装有适量淀粉水解液试管中加入新制的银氨溶液,然后水浴加热一段时间,试管内壁无任何现象淀粉未水解A.A B.B C.C D.D16、25℃时,向20mL0.1mol/L一元弱酸HA溶液中滴加0.1mol/LNaOH溶液,溶液中lg与pH关系如图所示。下列说法正确的是A.A点或B点所示溶液中,离子浓度最大的均是Na+B.HA滴定NaOH溶液时可用甲基橙作指示剂C.达到图中B点溶液时,加入NaOH溶液的体积小于10mLD.对C点溶液加热(不考虑挥发),则一定增大17、已知HCl的沸点为-85℃,则HI的沸点可能为()A.-167℃ B.-87℃ C.-35℃ D.50℃18、原子序数依次增大的五种短周期主族元素X、Y、Z、、P、Q分别位于三个周期,X与Z、Y与P分别位于同主族,Z与Y可形成原子个数比分别为1:1和2:1的离子化合物。则下列说法正确的是A.单质的沸点:Q>PB.简单氢化物的热稳定性:Y>PC.简单离子的半径:Z>Y>XD.X、Y、Z、P形成的化合物的水溶液显碱性19、目前,国家电投集团正在建设国内首座百千瓦级铁-铬液流电池储能示范电站。铁-铬液流电池总反应为Fe3++Cr2+Fe2++Cr3+,工作示意图如图。下列说法错误的是A.放电时a电极反应为Fe3++e−=Fe2+B.充电时b电极反应为Cr3++e−=Cr2+C.放电过程中H+通过隔膜从正极区移向负极区D.该电池无爆炸可能,安全性高,毒性和腐蚀性相对较低20、下列实验操作正确或实验设计能达到实验目的的是()A.证明钠的密度小于水的密度但大于煤油的密度B.制备氢氧化铁胶体C.利用过氧化钠与水反应制备氧气,且随开随用、随关随停D.证明氯气具有漂白性21、从古至今化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是()A.喝补铁剂(含Fe2+)时,加服维生素C效果更好,因维生素C具有氧化性B.汉代烧制岀“明如镜、声如馨”的瓷器,其主要原料为石灰石C.“司南之杓(勺),投之于地,其柢(勺柄)指南”,司南中的“杓”含Fe2O3D.港珠澳大桥采用超高分子聚乙烯纤维吊绳,其商品名为“力纶”是有机高分子化合物22、关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法中正确的是A.相同物质的量浓度的两游液中c(H+)相同B.相同物质的量的两溶液中和氢氧化钠的物质的量相同C.pH=3
的两溶液稀释100倍,pH均变为5D.两溶液中分别加入少量对应的钠盐固体,c(H+)均减小二、非选择题(共84分)23、(14分)高分子材料尼龙66具有良好的抗冲击性、韧性、耐燃油性和阻燃、绝缘等特点,因此广泛应用于汽车、电气等工业中。以下是生产尼龙66的一些途径。(1)A的结构简式为_____________。(2)B中官能团的名称是_____________。(3)反应①~④中,属于加成反应的有_______,反应⑥~⑨中,属于氧化反应的有_______。(4)请写出反应⑥的化学方程式_____________。(5)高分子材料尼龙66中含有结构片段,请写出反应⑩的化学方程式_____________。(6)某聚合物K的单体与A互为同分异构体,该单体核磁共振氢谱有三个峰,峰面积之比为1:2:3,且能与NaHCO3溶液反应,则聚合物K的结构简式是_____________。(7)聚乳酸()是一种生物可降解材料,已知羰基化合物可发生下述反应:(R′可以是烃基或H原子)。用合成路线图表示用乙醇制备聚乳酸的过程。_______________24、(12分)蜂胶是一种天然抗癌药,主要活性成分为咖啡酸苯乙酯(I)。合成化合物I的路线如下图所示:已知:①②RCHO+HOOCCH2COOHRCH=CHCOOH请回答下列问题(1)化合物A的名称是_____________;化合物I中官能团的名称是___________。(2)G→H的反应类型是____________;D的结构简式是___________________。(3)写出化合物C与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式_______________________。(4)化合物W与E互为同分异构体,两者所含官能团种类和数目完全相同,且苯环上只有3个取代基,则W可能的结构有__________________(不考虑顺反异构)种,其中核磁共振氢谱显示有6种不同化学环境的氢,峰面积比为21:2:1:1:1:1,写出符合要求的W的结构简式:________________________________________________________。(5)参照上述合成路线,设计由CH3CH—CH2和HOOCCH2COOH为原料制备CH2CH2CH=CHCOOH的合成路线(无机试剂及吡啶任选)。_________________________________。25、(12分)高锰酸钾是常用的氧化剂。某化学小组在实验室以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备KMnO4,下图是实验室制备高锰酸钾的操作流程。已知:温度溶解度/gK2CO3KHCO3KMnO420℃11133.76.38请回答:(1)反应①的化学方程式为______________________________________,加热软锰矿、KClO3和KOH固体,除三脚架、玻璃棒、泥三角和铁坩埚外,还用到的仪器有___,不采用瓷坩埚而选用铁坩埚的理由是______________(2)反应②中氧化产物与还原产物的物质的量之比为___________________;上述流程中可以循环利用的物质是__________________________。(3)实验时,从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作a为___________________,若CO2过量会生成KHCO3,导致得到的KMnO4产品的纯度降低其原因是________。26、(10分)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(M=392g/mol)又称摩尔盐,简称FAS,它是浅蓝色绿色晶体,可溶于水,难溶于水乙醇。某小组利用工业废铁屑进行下列实验。请按要求回答下列问题:Ⅰ.FAS的制取。流程如下:(1)步骤①加热的目的是_________________________。(2)步骤②必须在剩余少量铁屑时进行过滤,其原因是(用离子方程式表示):______________。Ⅱ.NH4+含量的测定。装置如图所示:实验步骤:①称取FAS样品ag,加水溶解后,将溶液注入Y中②量取bmLc1mol/LH2SO4溶液于Z中③向Y加入足量NaOH浓溶液,充分反应后通入气体N2,加热(假设氨完全蒸出),蒸氨结束后取下Z。④用c2mol/LNaOH标准溶液滴定Z中过量的硫酸,滴定终点时消耗dmLNaOH标准溶液。(3)仪器X的名称______________;N2的电子式为______________。(4)步骤③蒸氨结束后,为了减少实验误差,还需要对直形冷凝管进行处理的操作是__________________;NH4+质量百分含量为(用代数式表示)__________________。Ⅲ.FAS纯度的测定。称取FASmg样品配制成500mL待测溶液。分别取20.00mL待测溶液,进行如下方案实验:(5)方案一:用0.01000mol/L的酸性KMnO4溶液进行滴定。滴定过程中需用到的仪器中(填图中序号)_________。滴定中反应的离子方程式为____________________。①②③④⑤⑥⑦⑧(6)方案二:待测液→足量BaCl2溶液→过滤→洗涤(7)方案一、二实验操作均正确,却发现方案一测定结果总是小于方案二的,其可能的原因是_______________;为验证该猜测正确,设计后续实验操作为_________________,现象为______________。27、(12分)甲酸(化学式HCOOH,分子式CH2O2,相对分子质量46),俗名蚁酸,是最简单的羧酸,无色而有刺激性气味的易挥发液体。熔点为8.6℃,沸点100.8℃,25℃电离常数Ka=1.8×10-4。某化学兴趣小组进行以下实验。Ⅰ.用甲酸和浓硫酸制取一氧化碳A.B.C.D.(1)请说出图B中盛装碱石灰的仪器名称__________。用A图所示装置进行实验。利用浓硫酸的脱水性,将甲酸与浓硫酸混合,甲酸发生分解反应生成CO,反应的化学方程式是________;实验时,不需加热也能产生CO,其原因是_______。(2)如需收集CO气体,连接上图中的装置,其连接顺序为:a→__________(按气流方向,用小写字母表示)。Ⅱ.对一氧化碳的化学性质进行探究资料:ⅰ.常温下,CO与PdCl2溶液反应,有金属Pd和CO2生成,可用于检验CO;ⅱ.一定条件下,CO能与NaOH固体发生反应:CO+NaOHHCOONa利用下列装置进行实验,验证CO具有上述两个性质。(3)打开k2,F装置中发生反应的化学方程式为_____________;为了使气囊收集到纯净的CO,以便循环使用,G装置中盛放的试剂可能是_________,H装置的作用是____________。(4)现需验证E装置中CO与NaOH固体发生了反应,某同学设计下列验证方案:取少许固体产物,配置成溶液,在常温下测该溶液的pH,若pH>7,证明CO与NaOH固体发生了反应。该方案是否可行,请简述你的观点和理由:________,_________。(5)25℃甲酸钠(HCOONa)的水解平衡常数Kh的数量级为____________。若向100ml0.1mol.L-1的HCOONa溶液中加入100mL0.2mol.L-1的HCl溶液,则混合后溶液中所有离子浓度由大到小排序为_________。28、(14分)1799年,英国化学家汉弗莱·戴维发现了N2O气体。在食品行业中,N2O可用作发泡剂和密封剂。(l)N2是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,NH3与O2在加热和催化剂的作用下生成N2O的化学方程式为________。(2)N2O在金粉表面发生热分解反应:2N2O(g) =2N2(g)+O2(g) △H。已知:2NH3(g)+3N2O(g)=4N2(g)+3H2O(l)△H1=-1010KJ/mol4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H2=-1531KJ/mol△H=__________。(3)N2O和CO是环境污染性气体,研究表明,CO与N2O在Fe+作用下发生反应:N2O(g)+CO(g)CO2(g)十N2(g)的能量变化及反应历程如下图所示,两步反应分别为:反应①Fe++N2OFeO+N2;反应②______________由图可知两步反应均为____(填“放热”或“吸热”)反应,由______(填“反应①或反应②”)决定反应达到平衡所用时间。(4)在固定体积的密闭容器中,发生反应:N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g),改变原料气配比进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定N2O的平衡转化率。部分实验结果如图所示:①如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,应采取的措施是:____;②图中C、D两点对应的实验温度分别为TC和TD,,通过计算判断TC____TD(填“>”“=”或“<”)。(5)在某温度下,向1L密闭容器中充入CO与N2O,发生反应:N2O(g)+CO(g)CO2(g)十N2(g),随着反应的进行,容器内CO的物质的量分数变化如下表所示:时间/min0246810物质的量分数50.0%40.25%32.0%26.2%24.0%24.0%则该温度下反应的平衡常数K=____。29、(10分)“绿色”和“生态文明”是未来的发展主题,而CO2的有效利用可以缓解温室效应,解决能源短缺问题。(1)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H已知:反应1CH4(g)═C(s)+2H2(g)△H1=+75kJ/mol反应22CO(g)═C(s)+CO2(g)△H2=-172kJ/mol则该催化重整反应的△H=___kJ•mol-1。(2)有科学家提出可利用FeO吸收CO2:6FeO(s)+CO2(g)2Fe3O4(s)+C(s),对该反应的描述正确的是__。A.增大FeO的投入量,利于平衡正向移动B.压缩容器体积,可增大CO2的转化率,c(CO2)减小C.恒温恒容下,气体的密度不变可作为平衡的标志D.恒温恒压下,气体摩尔质量不变可作为平衡的标志E.若该反应的△H﹤0,则达到化学平衡后升高温度,CO2的物质的量会增加(3)为研究CO2与CO之间的转化,让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)∆H,测得压强、温度对CO的体积分数[φ(CO)%]的影响如图所示,回答下列问题:①图中p1、p2、p3的大小关系是______,图中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系是______。②900℃、1.013MPa时,1molCO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为VL,CO2的转化率为___(保留一位小数),该反应的平衡常数K=___。③将②中平衡体系温度降至640℃,压强降至0.1013MPa,重新达到平衡后CO2的体积分数为50%。条件改变时,正反应速率______逆反应速率(填“>”、“<”或“=”)。(4)在NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,所得溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=4:1,此时溶液pH=______。(已知:室温下,H2CO3的k1=4×10-7,k2=5×10-11。lg2=0.3)
参考答案一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)1、A【解析】
A、结合流程分析,需将四价锰还原为二价,因植物粉为有机物,具有还原性,选项A正确;B、根据KSP可知,pH为3.5-5.5不能完全除去镁离子,选项B错误;C、二氧化锰不能与酸反应,无法调节pH,选项C错误;D、碳酸氢铵不稳定,受热易分解,故不能温度太高,选项D错误。答案选A。2、B【解析】
A.a点为(NH4)2SO4溶液,NH4+水解溶液呈酸性,但水解是微弱的,所以c()>c(),故A正确;B.b点溶液呈中性,所以c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒,c()+c(Na+)=2c(),所以c()不等于c(Na+),故B错误;C.c点溶液中n(NH3·H2O)∶n[(NH4)2SO4∶n(Na2SO4)=2∶1∶1,由电荷守恒得c(NH4+)+c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(),故C正确;D.d点为加入20mLNaOH溶液,此时溶液的体积为原体积的2倍,故含氮微粒的总浓度为原来的1/2,即0.1000mol/L。根据物料守恒则有c(NH4+)+c(NH3·H2O)=0.1000mol·L-1,故D正确。故选B。【点睛】B选项为本题的难点,在解答离子浓度关系的图象题时,要充分利用各种守恒,如电荷守恒、物料守恒、质子守恒等,在中性溶液中,要特别注意电荷守恒的应用。3、B【解析】
硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质),加足量酸,氧化铁、氧化铝与酸反应,二氧化硅不反应,因此固体1为SiO2,溶液1为硫酸铝、硫酸铁、硫酸,加入足量铁粉,生成硫酸亚铁,加氢氧化钠控制pH值,沉淀铝离子,溶液2为硫酸亚铁。【详解】A.根据分析得到固体1中含有SiO2,故A正确;B.最后要得到绿矾,因此溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉,故B错误;C.控制pH是为了使Fe2+、Al3+混合溶液中Al3+转化为Al(OH)3进入固体2,故C正确;D.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中,亚铁离子容易被氧化,因此须控制条件防止其氧化,故D正确。综上所述,答案为B。4、A【解析】
A.将一块沾有油污的铜片浸入接近沸腾的碳酸钠溶液中,能除去铜片表面的油污,故A正确;B.取少量丙烯醛溶液加入足量溴水,如果溴水褪色,可能是碳碳双键和溴加成,也可能是醛基被氧化,故B错误;C.制备Fe(OH)3胶体,是将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,当溶液呈红褐色时停止加热,故C错误;D.取一块铁片,用砂纸擦去铁锈,在铁片上滴1滴含酚酞的食盐水,静置几分钟,铁失电子,氧气得电子,发生吸氧腐蚀,故D错误;故选A。【点睛】本题考查化学实验方案的评价,把握有机物的性质、有机物的检验及制备、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,B为易错点,取少量丙烯醛溶液加入足量溴水,如果溴水褪色,可能是碳碳双键和溴发生加成反应,也可能是醛基被氧化。5、C【解析】
由反应FeS+2Li=Fe+Li2S可知,Li被氧化,应为原电池的负极,FeS被还原生成Fe,为正极反应,正极电极反应为FeS+2Li++2e-=Fe+Li2S,用该电池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni,则电解池中:镀镍碳棒为阴极,即Y接线柱与原电池负极相接,发生还原反应,碳棒为阳极,连接电源的正极,发生氧化反应,据此分析解答。【详解】A.用该电池为电源电解含镍酸性废水,并得到单质Ni,镍离子得到电子、发生还原反应,则镀镍碳棒为阴极,连接原电池负极,碳棒为阳极,连接电源的正极,结合原电池反应FeS+2Li=Fe+Li2S可知,Li被氧化,为原电池的负极,FeS被还原生成Fe,为原电池正极,所以X与电池的正极FeS相接,故A错误;B.镀镍碳棒与电源负极相连、是电解池的阴极,电极反应Ni2++2e−=Ni,为平衡阳极区、阴极区的电荷,Ba2+和Cl−分别通过阳离子膜和阴离子膜移向1%BaCl2溶液中,使BaCl2溶液的物质的量浓度不断增大,故B错误;C.锂离子电池,FeS所在电极为正极,正极反应式为FeS+2Li++2e−═Fe+Li2S,故C正确;D.若将图中阳离子膜去掉,由于放电顺序Cl−>OH−,则Cl−移向阳极放电:2Cl−−2e−=Cl2↑,电解反应总方程式会发生改变,故D错误;答案选C。6、A【解析】
A.硫酸酸化的KI淀粉溶液久置后变蓝,二者发生氧化还原反应,离子方程式为:4I-+O2+4H+=2I2+2H2O,故A正确;B.铁和稀硝酸反应产物与量有关,铁少量时变成三价铁,溶液由无色变为黄色,离子方程式为Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O;铁过量时变成二价亚铁,溶液由无色变为浅绿色,离子方程式为:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,故B错误;C.醋酸是弱酸,不能拆成离子,反应的离子方程式为:CaCO3+2CH3COOH═Ca2++H2O+CO2↑+2CH3COO-,故C错误;D.SO2通入漂白粉溶液中产生白色浑浊:SO2+Ca2++2ClO-+H2O=CaSO3↓+2HClO,生成的次氯酸具有强氧化性,能氧化亚硫酸钙,故D错误。答案选A。【点睛】本题考查的是实验现象的解释和离子方程式的书写。解题时需注意B选项铁与稀硝酸反应的产物与反应条件有关,铁少量时变成三价铁,铁过量时变成二价亚铁,产物不同溶液的颜色不同;D选项次氯酸具有强氧化性,能够氧化亚硫酸钙。7、C【解析】
A.浓醋酸具有挥发性,酸性大于苯酚,因此,挥发出的醋酸也能与苯酚钠反应得到苯酚,不能证明碳酸的酸性大于苯酚,故A错误;B.溴离子与银离子反应生成浅黄色沉淀;由于溴易挥发,挥发出的溴和水反应也能生成氢溴酸,从而影响苯和溴反应生成的溴化氢,所以无法得出相应结论,故B错误;C.浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气,氯气能置换碘化钾中的碘单质,可比较氧化性,故C正确;D.电石不纯,与水反应生成乙炔的同时也生成硫化氢、磷化氢等,都可与高锰酸钾溶液反应,应先除杂,故D错误;故答案选C。8、A【解析】
A.将铜丝压扁并掰成图案,并没有新的物质生成,属于物理变化,不涉及化学变化,故A选;B.铅丹、硼酸盐等原料化合在经过烧熔而制成不透明的或是半透明的有独特光泽物质,该过程有新物质生成,属于化学变化,故B不选;C.烧制陶瓷过程有新物质生成,属于化学变化,故C不选;D.酸洗去污,该过程为酸与金属氧化物反应生成易溶性物质,属于化学变化,故D不选。9、D【解析】
A.向FeBr2溶液中通入过量Cl2,溴离子和亚铁离子都被氧化,正确的离子方程式为:4Br−+2Fe2++3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl−,故A错误;B.向碳酸钠溶液中通入少量CO2,反应生成碳酸氢钠,该反应的离子方程式为:CO32−+CO2+H2O=2HCO3-,故B错误;C.向碘化钾溶液中加入少量双氧水,反应生成碘单质,该反应的离子方程式为:2H++H2O2+2I-=I2+2H2O,故C错误;D.向CuSO4溶液中通入H2S,生成CuS沉淀,该反应的离子方程式为:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+,故D正确。综上所述,答案为D。10、D【解析】
A.锂比铝活泼,放电时a极为负极,锂单质失电子被氧化,反应为“Li-e-═Li+,b极为正极得电子,被还原,故A错误;B.充电时a电极锂离子被还原成锂单质为电解池的阴极,则b为阳极,电解池中阳离子向阴极即a极移动,故B错误;C.因为锂的摩尔质量远远小于铅的摩尔质量,失去等量电子需要的金属质量也是锂远远小于铅,因此锂电池的比能量大于铅蓄电池,故C错误;D.电路中转移4mole-,则消耗1mol氧气,标况下体积为22.4L,空气中氧气约占20%,因此需要空气22.4L×5=112L,故D正确;故答案为D。11、C【解析】
A.As位于第四周期VA族,因此砷酸的分子式为H3AsO4,故A错误;B.红棕色气体为NO2,N的化合价由+5价→+4价,根据原电池工作原理,负极上发生氧化反应,化合价升高,正极上发生还原反应,化合价降低,即NO2应在正极区生成并逸出,故B错误;C.根据题中信息,As的化合价由+3价→+5价,S的化合价由-2价→0价,化合价都升高,即As2S3为还原剂,HNO3为氧化剂,根据得失电子数目守恒,因此有n(As2S3)×[2×(5-3)+3×2]=n(HNO3)×(5-4),因此n(HNO3):n(As2S3)=10:1,故C正确;D.4.8g硫磺的物质的量为:=0.15mol,根据硫原子守恒n(As2S3)=0.05mol,根据C选项分析,1molAs2S3参与反应,转移10mole-,则0.05molAs2S3作还原剂,转移电子物质的量为0.05mol×10=0.5mol,故D错误;答案:C。12、C【解析】
A.①粗盐制精盐除采用过滤泥沙外,还必须除去Ca2+、Mg2+、SO42−等杂质,故A正确;B.利用沉淀溶解平衡转化,工业生产中常选用石灰乳作为Mg2+的沉淀剂,并对沉淀进行洗涤,故B正确;C.镁离子要水解,因此第②步的反应是将MgCl2⸱6H2O晶体在HCl气流中加热脱去结晶水得无水MgCl2,故C错误;D.第③步到第⑤步空气吹出法提取海水中溴通常使用SO2作还原剂,SO2与Br2反应生成HBr和H2SO4,故D正确;答案为C。【点睛】工业上沉淀镁离子只能用石灰乳,不能用氢氧化钠,要注意与实际应用相联系,工业要考虑成本问题。13、A【解析】
A.纳米Fe3O4分散到适当的分散剂中可得到胶体,胶体能产生丁达尔效应,A项正确;B.某些金属单质化学性质不活泼如金、铂等金属,在加热条件下不会发生化学反应,不会表现还原性,B项错误;C.在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物属于电解质,与自身是否导电无关,电解质在固态时不导电,C项错误;D.电解质溶液导电过程中,会有离子在电极表面放电而发生化学变化,D项错误;【点睛】C项是学生的易错点,不能片面地认为能导电的物质就是电解质。判断给出的物质是不是电解质要先判断该物质属不属于化合物,若为化合物,再进一步该物质在特定条件(或者熔融状态)下能否导电,进而做出最终判断。14、B【解析】
A.25℃、101kPa时,22.4L乙烷的物质的量小于1mol,且1mol乙烷中所含共价键数目为7NA,选项A错误;B.3.2gO2和O3的混合物中含有的氧原子的物质的量为=0.2mol,数目为0.2NA,选项B正确;C.12g金刚石中含有1molC,金刚石中,每个C与其它4个C形成了4个共价键,每个碳原子形成的共价键数目为:×4=2,所以1molC原子形成的共价键为2mol,含有的共价键数目为2NA,选项C错误;D、熔融状态下,硫酸氢钠电离出钠离子和硫酸氢根离子,1molNaHSO4熔融时电离出的离子总数为2NA,选项D错误。答案选B。15、B【解析】
A.由于浓盐酸挥发出HCl,可以使苯酸钠生成苯酚,只能证明盐酸酸性强于碳酸,A错误;B.发生反应:5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑,现象为紫红色褪去,有气泡产生,证明氧化性KMnO4>H2O2,B正确;C.医用消毒酒精中乙醇的浓度(体积分数)通常是75%,乙醇浓度太大,杀菌能力强但渗透性差,95%的酒精溶液会导致病毒表面的蛋白质变性,当病毒退壳后,里面的蛋白质仍然会危害人体健康,所以不能用95%的酒精代替75%的酒精杀灭新型冠状病毒,C错误;D.淀粉水解后溶液显酸性,应在碱性条件下检验,正确的方法是在水解所制得溶液中先加NaOH溶液,再加入新制的银氨溶液,然后水浴加热,D错误;答案选B。16、C【解析】
A.溶液在A、B点时,溶液显酸性,则c(H+)>c(OH-),溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),由于c(H+)>c(OH-),所以c(Na+)<c(A-),故A、B点溶液中离子浓度最大的都不是Na+,A错误;B.HA为弱酸,NaOH为强碱,HA与NaOH恰好完全反应时生成强碱弱酸盐NaA,由于A-的水解NaA溶液呈碱性,而甲基橙作指示剂时溶液pH变化范围是3.1~4.4,所以HA滴定NaOH溶液时不能选择甲基橙作指示剂,B错误;C.溶液在B点时pH=5.3,lg=0,则c(A-)=c(HA),弱酸HA的电离平衡常数Ka==c(H+)=10-5.3,A-的水解平衡常数Kh=<10-5.3,若向20mL0.1mol/LHA溶液中加入10mL0.1mol/LNaOH溶液,得到的是等浓度的HA、NaA的混合溶液,由于HA的电离程度大于NaA的水解程度,则溶液中c(A-)>c(HA),即lg>0,故B点溶液时,加入NaOH溶液的体积小于10mL,C正确;D.温度升高,盐水解程度增大,A-的水解平衡常数会增大,会随温度的升高而减小,D错误;故答案选C。17、C【解析】
氯化氢、碘化氢为结构相似的分子晶体,分子晶体熔沸点高低与分子间作用力有关,而分子间作用力与相对分子质量成正比,碘化氢的相对分子质量大于氯化氢,所以分子间作用力强于氯化氢,熔沸点高于氯化氢熔沸点,排除A、B,常温下碘化氢为气体,所以沸点低于0℃,排除D,C项正确;答案选C。18、B【解析】原子序数依次增大的五种短周期主族元素X、Y、Z、P、Q分别位于三个周期,则X一定是H。X与Z、Y与P分别位于同主族,Z与Y可形成原子个数比分别为1:1和2:1的离子化合物,所以Z是Na,Y是O,P是S,则Q是Cl。A.常温下硫是固体,则单质的沸点:Q<P,A错误;B.氧元素非金属性强于硫元素,则简单氢化物的热稳定性:Y>P,B正确;C.核外电子排布相同的离子,离子半径随原子序数的增大而减小,则简单离子的半径:Y>Z>X,C错误;D.X、Y、Z、P形成的化合物是硫酸氢钠,水溶液显酸性,D错误,答案选B。点睛:本题属于元素周期表和元素周期律综合应用题型,通常考查的重点是原子序数排在前20号的元素,依据题给信息准确推断元素种类是解题关键。元素的非金属性越强,氧化性越强,与氢气化合越容易,形成气态氢化物越稳定,元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强;元素的金属性越强,还原性越强,置换酸(或水)中的氢越容易,元素最高价氧化物对应水化物的碱性越强。同周期元素,从左到右,随着原子序数逐渐增大,原子半径减小,金属性减弱,非金属性增强;同主族元素,从上到下,随着原子序数逐渐增大,原子半径增大,非金属性减弱,金属性增强。注意元素周期律的灵活应用。19、C【解析】
铁-铬液流电池总反应为Fe3++Cr2+Fe2++Cr3+,放电时,Cr2+发生氧化反应生成Cr3+、b电极为负极,电极反应为Cr2+-e-=Cr3+,Fe3+发生得电子的还原反应生成Fe2+,a电极为正极,电极反应为Fe3++e-═Fe2+,放电时,阳离子移向正极、阴离子移向负极;充电和放电过程互为逆反应,即a电极为阳极、b电极为阴极,充电时,在阳极上Fe2+失去电子发、生氧化反应生成Fe3+,电极反应为:Fe2+-e-═Fe3+,阴极上Cr3+发生得电子的还原反应生成Cr2+,电极反应为Cr3++e-═Cr2+,据此分析解答。【详解】A.根据分析,电池放电时a为正极,得电子发生还原反应,反应为Fe3++e−=Fe2+,A项不选;B.根据分析,电池充电时b为阴极,得电子发生还原反应,反应为Cr3++e−=Cr2+,B项不选;C.原电池在工作时,阳离子向正极移动,故放电过程中H+通过隔膜从负极区移向正极区,C项可选;D.该电池在成充放电过程中只有四种金属离子之间的转化,不会产生易燃性物质,不会有爆炸危险,同时物质储备于储液器中,Cr3+、Cr2+毒性比较低,D项不选;故答案选C。20、A【解析】
A、钠在水和煤油的界面反复上下移动,可以证明ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水),A项正确;B、饱和氯化铁溶液滴入氢氧化钠溶液中得到氢氧化铁沉淀,B项错误;C、过氧化钠是粉末状物质,不能做到随开随用、随关随停,C项错误;D、氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,利用D装置只能证明氯水具有漂白性,而不能说明氯水中的某种成分具有漂白性,D项错误;故答案为:A。【点睛】Fe(OH)3胶体的制备:用烧杯取少量蒸馏水,加热至沸腾,向沸水中逐滴加入适量的饱和FeCl3溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,即得Fe(OH)3胶体;注意在制备过程中,不能搅拌、不能加热时间过长。21、D【解析】
A.亚铁离子易被人体吸收,维生素C具有还原性,可以防止亚铁离子被氧化,则喝补铁剂时,加维生素C效果较好,故A错误;B.瓷器的成分为硅酸盐,主要原料为黏土,不是石灰石,故B错误;C.“司南之杓(勺),投之于地,其柢(勺柄)指南”,与磁铁的磁性有关,则司南中的“杓”含Fe3O4,故C错误;D.聚乙烯纤维属于合成高分子材料,属于有机高分子化合物,故D正确;答案选D。22、B【解析】A.醋酸为弱电解质,在水中不能完全电离,盐酸为强电解质,在水中能完全电离,故两者溶液中c(H+)不相同,A错误;B.相同物质的量的两溶液含有相同物质的量的H+,中和氢氧化钠的物质的量相同,B正确;C.醋酸为弱电解质,稀释溶液会促进醋酸电离,pH不会增加至5,C错误;D.氯化钠和醋酸钠均为强电解质,所以溶液中c(H+)不变,D错误。故选择B。二、非选择题(共84分)23、HOCH2C≡CCH2OH羟基①②⑦⑧【解析】
结合A的分子式和C后的产物,可知1分子乙炔与2分子甲醛发生加成反应生成A,故A的结构简式为HOCH2C≡CCH2OH;A与氢气发生加成反应生成B,B为HOCH2CH2CH2CH2OH,B与HBr发生取代反应生成C,C的结构简式为BrCH2CH2CH2CH2Br,C与KCN发生取代反应生成NCCH2CH2CH2CH2CN,然后NCCH2CH2CH2CH2CN水解生成HOOCCH2CH2CH2CH2COOH,苯酚与氢气发生加成反应生成环己醇,环己醇发生催化氧化生成环己酮,环己酮发生氧化反应HOOCCH2CH2CH2CH2COOH,HOOCCH2CH2CH2CH2COOH与SOCl2发生取代反应生成ClCO(CH2)4COCl,ClCO(CH2)4COCl与H2N(CH2)6NH2发生缩聚反应,生成高分子材料尼龙66。【详解】(1)结合A的分子式和C后的产物,可知1分子乙炔与2分子甲醛发生加成反应生成A,故A的结构简式为HOCH2C≡CCH2OH;(2)A与氢气发生加成反应生成B,B为HOCH2CH2CH2CH2OH,B中官能团的名称是羟基;(3)反应①、②是加成反应,反应③、④为取代反应;(4)反应⑥是苯酚与氢气发生加成反应生成环己醇,反应方程式为;(5)高分子材料尼龙66中含有结构片段,ClCO(CH2)4COCl与H2N(CH2)6NH2发生缩聚反应,生成高分子材料尼龙66,反应方程式为;(6)某聚合物K的单体与A(HOCH2C≡CCH2OH)互为同分异构体,该单体能与NaHCO3溶液反应,故该单体中含有羧基,该单体核磁共振氢谱有三个峰,峰面积之比为1:2:3,所以该单体的结构简式为CH2=C(CH3)COOH,该聚合物K的结构简式为;(7)由HOCH(CH3)COOH发生缩聚反应生成聚乳酸(),乙醇发生催化氧化生成乙醛,乙醛与HCN发生反应后在水解条件下生成HOCH(CH3)COOH,合成路线如图所示。24、对羟基苯甲醛(酚)羟基、酯基、碳碳双键取代反应11【解析】
由有机物的转化关系可知,发生信息①反应生成,与(CH3O)SO2发生取代反应生成,与HOOCCH2COOH发生信息②反应生成,则D为;在BBr3的作用下反应生成,则E为;与HBr在过氧化物的作用下发生加成反应生成,则G为;在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成,则H为;与在浓硫酸作用下共热发生酯化反应生成。【详解】(1)化合物A的结构简式为,名称为对羟基苯甲醛;化合物I的结构简式为,官能团为酚羟基、碳碳双键和酯基,故答案为对羟基苯甲醛;酚羟基、碳碳双键和酯基;(2)G→H的反应为在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成;与HOOCCH2COOH发生信息②反应生成,则D为,故答案为取代反应;;(3)C的结构简式为,能与新制的氢氧化铜悬浊液共热发生氧化反应,反应的化学方程式为,故答案为;(4)化合物W与E()互为同分异构体,两者所含官能团种类和数目完全相同,且苯环上有3个取代基,三个取代基为-OH、-OH、-CH=CHCOOH,或者为-OH、-OH、-C(COOH)=CH2,2个-OH有邻、间、对3种位置结构,对应的另外取代基分别有2种、3种、1种位置结构(包含E),故W可能的结构有(2+3+1)×2-1=11种,其中核磁共振氢谱显示有6种不同化学环境的氢,峰面积比为2:2:1:1:1:1,符合要求的W的结构简式为:,故答案为11;;(5)结合题给合成路线,制备CH3CH2CH=CHCOOH应用逆推法可知,CH3CH=CH2与HBr在过氧化物条件下反应生成CH3CH2CH2Br,然后碱性条件下水解生成CH3CH2CH2OH,再发生氧化反应生成CH3CH2CHO,最后与HOOCCH2COOH在吡啶、加热条件下反应得到CH3CH2CH=CHCOOH,合成路线流程图为:,故答案为。【点睛】本题考查有机物推断与合成,充分利用转化中物质的结构简式与分子式进行分析判断,熟练掌握官能团的性质与转化是解答关键。25、(1)KClO3+3MnO2+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O酒精灯、坩埚钳瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应2:1KOH、MnO2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥KHCO3的溶解度较小,滤液蒸发浓缩降温结晶时KHCO3会随KMnO4一同结晶析出【解析】
以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备KMnO4晶体,软锰矿固体和KOH固体混合在铁坩埚中煅烧,得到墨绿色熔块,为K2MnO4,冷却后溶于水其水溶液呈深绿色,这是锰酸根在碱溶液中的特征颜色,边加热边通入适量二氧化碳气体,调节溶液pH趁热过滤得到MnO2和KMnO4溶液,冷却结晶得到KMnO4晶体。⑴加热条件下,MnO2、KOH和KClO3反应生成K2MnO4、KCl、H2O,熔融固体物质需要在坩埚内加热,加热熔融物含有碱性物质KOH应该用铁坩埚;瓷坩埚中的二氧化硅和强碱反应,坩埚被腐蚀;⑵工艺流程可知,CO2使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入CO2太多,会有KHCO3生成,滤液中含有KHCO3、KMnO4;氧化还原反应中的氧化剂是元素化合价降低的物质,还原剂是元素化合价升高的物质,结合化学方程式定量关系和电子守恒计算;流程中需要加入的物质在后面有生成该物质,该物质可以循环利用;⑶从滤液中得到物质的方法是浓缩蒸发,冷却结晶,过滤或抽滤得到晶体;工艺流程可知,二氧化碳使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入二氧化碳太多,会有KHCO3生成,滤液中含有KHCO3、高锰酸钾;【详解】(1).加热条件下,MnO2、KOH和KClO3反应生成K2MnO4、KCl、H2O,反应的化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;加热软锰矿、KClO3和KOH固体混合物时,由于KOH会与瓷坩埚中的SiO2发生反应:2KOH+SiO2K2SiO3+H2O腐蚀坩埚,而不与Fe发生反应,所以要用铁坩埚;故答案为KClO3+3MnO2+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;酒精灯、坩埚钳;瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应;(2).由流程图可知,二氧化碳使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入二氧化碳太多,会有KHCO3生成,滤液中含有KHCO3、KMnO4,在加热浓缩时,会有KHCO3和KMnO4晶体一起析出,实验中通入适量二氧化碳时体系中可能发生反应的离子方程式为:3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-,2OH-+CO2=CO32-+H2O,其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂都是KMnO4,所以氧化剂和还原剂的质量比即为反应的物质的量之比为1:2,调节溶液pH过程中,所得氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1;从流程图可以看出,需要加入的物质有MnO2、KOH、KClO3、CO2(水可以不考虑),反应中又生成KOH、MnO2,故KOH、MnO2是可以循环利用的物质,故答案为:2:1;KOH、MnO2;(3).依据流程中的信息,滤液中含有大量的高锰酸钾和碳酸钾,再根据表中的溶解度数据可知,高锰酸钾在室温下的溶解度较小,而碳酸钾的溶解度很大,因此,从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作是浓缩蒸发,冷却结晶、过滤或抽滤得到晶体;工艺流程可知,二氧化碳使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入二氧化碳太多,会有KHCO3生成,滤液中含有KHCO3、KMnO4,在加热浓缩时,会有KHCO3和KMnO4晶体一起析出,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;KHCO3的溶解度比K2CO3小得多,滤液蒸发浓缩时KHCO3会随KMnO4一起结晶析出;【点睛】化学工艺流程题是高考的热点内容,每年都会涉及,体现了化学知识与生产实际的紧密联系工艺流程题一般由多步连续的操作组成,每一步操作都有其具体的目标、任务;解答时要看框内,看框外,里外结合;边分析,边思考,易处着手;先局部,后全盘,逐步深入;而且还要看清问题,不能答非所问。要求用理论回答的试题应采用“四段论法”:本题改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→所以有什么变化→结论;化学工艺流程一般涉及氧化还原反应方程式的书写、化学反应原理知识的运用、化学计算、实验基本操作等知识,只要理解清楚每步的目的,加上夯实的基础知识,此题能够很好的完成。26、加快并促进Na2CO3水解,有利于除去油污Fe+2Fe3+=3Fe2+分液漏斗用少量蒸馏水冲洗冷凝管内通道2~3次,将洗涤液注入到锥形瓶Z中(2bc1-dc2)×10-3×18a×100%①④⑤⑥MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O392n×252×233m×100%部分Fe2+被氧气氧化取少量待测溶液于试管中,加入少量KSCN【解析】
废铁屑用热的Na2CO3溶液除去表面的油污后,加稀硫酸溶解,Fe与H2SO4反应产生硫酸亚铁溶液,加硫酸铵晶体共同溶解,经过蒸发浓缩、冷却晶体、过滤、洗涤、干燥得到莫尔盐FAS,以此分析解答。【详解】Ⅰ.(1)步骤①是用碳酸钠溶液除去废铁屑表面的油污,该盐是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,由于盐的水解反应是吸热反应,加热,可促进盐的水解,使溶液碱性增强,因而可加快油污的除去速率;(2)亚铁离子易被氧化,少量铁还原氧化生成的Fe3+,反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+;(3)根据图示可知:仪器X的名称为分液漏斗;N原子最外层有5个电子,两个N原子之间共用3对电子形成N2,使每个N原子都达到最外层8个电子的稳定结构,故N2的电子式为;(4)蒸出的氨气中含有水蒸气,使少量的氨水残留在冷凝管中,为减小实验误差,用少量蒸馏水冲洗冷凝管内通道2~3次,将洗涤液注入到锥形瓶Z中;根据反应方程式2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4,2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O,可得物质之间的物质的量关系为:n(NH3)+n(NaOH)=2n(H2SO4),n(H2SO4)=b×10-3L×c1mol/L=bc1×10-3mol,n(NaOH)=c2mol/L×d×10-3L=c2d×10-3mol,所以n(NH3)=2n(H2SO4)-n(NaOH)=2bc1×10-3mol-c2d×10-3mol=(2bc1-dc2)×10-3mol;根据N元素守恒可知该摩尔盐中含有的NH4+的物质的量为n(NH4+)=(2bc1-dc2)×10-3mol,故NH4+质量百分含量为φ=m((5)用0.01000mol/L的酸性KMnO4溶液滴定溶液中的Fe2+离子,酸性KMnO4溶液盛装在酸式滴定管中,盛装待测液需要使用④锥形瓶,滴定管需要固定,用到⑤铁架台及⑥铁夹。故滴定过程中需用到的仪器是①④⑤⑥;KMnO4将Fe2+氧化为Fe3+,KMnO4被还原为Mn2+,同时产生了水,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得滴定中反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2+(6)根据元素守恒可得:(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O~2SO42-~2BaSO4,n(BaSO4)=ng233g/mol=n233mol,则n[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]=12n(BaSO4)=12×n233mol=n2×233mol,则500mL溶液中含有的(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的物质的量为n2×233mol×500(7)已知实验操作都正确,却发现甲方案的测定结果总是小于乙方案,其可能的原因是Fe2+被空气中的氧气部分氧化,设计简单的化学实验验证上述推测的实验过程为:取少量FAS溶液,加入少量KSCN溶液,若溶液变为红色,说明Fe2+已被空气部分氧化。【点睛】本题考查物质制备实验方案的设计的知识,涉及物质的净化除杂、物质电子式的书写、滴定实验过程中仪器的使用、分析应用、氧化还原反应方程式的书写与计算、物质含量的测定与计算等,该题综合性较强,要注意结合题给信息和装置特点及物质的性质分析,题目难度中等。27、球形干燥管HCOOHCO↑+H2O浓硫酸与甲酸混合时放出大量的热c→b→e→d→fPdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl氢氧化钠溶液除去CO中水蒸气方案不可行无论CO与NaOH固体是否发生反应,溶液的pH均大于710-11c(Cl-)>c(H+)>c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)【解析】
A装置利用浓硫酸的脱水性制备CO,生成的CO中含有挥发出的甲酸气体,需要利用碱石灰除去甲酸,利用排水法收集CO,结合物质的性质和装置分析解答。【详解】Ⅰ.(1)图B中盛装碱石灰的仪器名称是球形干燥管。用A图所示装置进行实验。利用浓硫酸的脱水性,将甲酸与浓硫酸混合,甲酸发生分解反应生成CO,根据原子守恒可知反应的化学方程式是HCOOHCO↑+H2O。由于浓硫酸与甲酸混合时放出大量的热,所以实验时,不需加热也能产生CO。(2)根据以上分析可知如需收集CO气体,连接上图中的装置,其连接顺序为:a→c→b→e→d→f。Ⅱ.(3)打开k2,由于常温下,CO与PdCl2溶液反应,有金属Pd和CO2生成,则F装置中发生反应的化学方程式为PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl;由于F装置中有二氧化碳和氯化氢生成,且二者都是酸性气体,则为了使气囊收集到纯净的CO,以便循环使用,G装置中盛放的试剂可能是氢氧化钠溶液。剩余的CO中还含有水蒸气,则H装置的作用是除去CO中水蒸气。(4)由于无论CO与NaOH固体是否发生反应,溶液的pH均大于7,所以该方案不可行;(5)25℃甲酸电离常数Ka=1.8×10-4,则25℃甲酸钠(HCOONa)的水解平衡常数Kh=,其数量级为10-11。若向100mL0.1mol·L-1的HCOONa溶液中加入100mL0.2mol·L-1的HCl溶液,反应后溶液中含有等物质的量浓度的甲酸、氯化钠、氯化氢,则混合后溶液中所有离子浓度由大到小排序为c(Cl-)>c(H+)>c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)。28、2NH3+2O2N2O+3H2O-163kJ/molFeO++COCO2+Fe+放热反应①降低温度=1.17【解析】
(2)利用盖斯定律求反应热;(3)根据总反应减去反应①得到反应②;根据反应物和生成物的相对能量判断反应热;根据活化能的相对大小判断化学反应速率大小,从而确定决速步;(4)根据不同温度下的平衡常数的大小,判断温度的变化;(5)根据三等式求算平衡常数。【详解】(1)NH3和O2反应得到N2O,根据化合价升降守恒配平,NH3中N的化合价从-3升高到N2O中的+1,共升高4价;O2中O的化合价从0降低到-2,共降低4价,化合价升降守恒,则NH3和O2的系数比为1:1,根据原子守恒配平,可得2NH3+2O2N2O+3H2O;(2)已知①2NH3(g)+3N2O(g)=4N2(g)+3H2O(l)△H1=-1010KJ/mol,②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H2=-1531KJ/mol;反应①×-反应②×可得目标反应,则△H=△H1×-△H2×=-1010kJ/mol×-(-1531kJ/mol)×=-163kJ/mol;(3)总反应为N2O(g)+CO(g)CO2(g)十N2(g),实际过程
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