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2022-2023学年江西省南昌市第二中学高三上学期第三次考试化学试题含解析
展开江西省南昌市第二中学2022-2023学年高三上学期
第三次考试化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学和生活、生产密切相关。下列有关说法错误的是
A.燃煤“气化”、“脱硫”、“钙基固硫”等措施有利于减少排放和酸雨形成
B.华为5G手机芯片的主要成分是硅单质
C.高锰酸钾、双氧水以及医用酒精均具有强氧化性,可用于杀菌消毒
D.肉类食品在加工过程中可加入适量保鲜防腐
【答案】C
【详解】A.燃煤“气化”、“脱硫”、“钙基固硫”等措施可以把SO2转化为固体化合物,减少二氧化硫的排放和酸雨的形成,A正确;
B.芯片的主要成分是单质硅,B正确;
C.高锰酸钾溶液、“84”消毒液均具有强氧化性,可用于杀菌消毒,酒精没有强氧化性,酒精能够改变蛋白质的结构是蛋白质变性,消毒原理不同,C错误;
D.亚硝酸钠具有还原性,肉类食品在加工过程中加入适量亚硝酸钠可保鲜防腐,D正确;
故答案选C。
2.关于下列仪器使用的说法正确的是
A.a和f均可盛放浓硫酸用于干燥氯气 B.c和g可用于蒸发结晶
C.b和e可用于蒸馏 D.d和h可用于减压过滤
【答案】C
【详解】A.U形管不能盛放浓硫酸干燥氯气,应该用固体干燥剂,A错误;
B.用于蒸发结晶的是蒸发皿,不能是表面皿,B错误;
C.b和e分别是蒸馏烧瓶和冷凝管,可用于蒸馏,C正确;
D.可用于减压过滤的是布氏漏斗,不是普通漏斗,D错误;
答案选C。
3.下列说法中正确的是
①酸性氧化物在一定条件下均能与碱发生反应
②金属氧化物不一定都是碱性氧化物,但碱性氧化物一定都是金属氧化物
③蔗糖和水分别属于非电解质和电解质
④硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物
⑤根据丁达尔现象可以将分散系分为溶液、胶体和浊液
⑥氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因是胶粒直径介于1nm到l00nm之间
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【答案】A
【详解】①酸性氧化物在一定条件下均能与碱发生反应,①正确;
②Na2O2是金属氧化物而不是碱性氧化物,但是碱性氧化物一定都是金属氧化物,②正确;
③蔗糖和水分别属于非电解质和弱电解质,③正确;
④纯碱的化学式是Na2CO3,是盐而不是碱,④错误;
⑤根据粒子直径的的大小可以将分散系分为溶液、胶体和浊液,⑤错误;
⑥氢氧化铁胶体粒子带正电荷,相互之间存在排斥现象,这是氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因,⑥错误;综上所述①②③三个说法正确;
故选A。
4.已知NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.与S完全反应,转移的电子数为
B.0.1mol Na2O2与水充分反应转移的电子数目为0.2NA
C.1mol熔融NaHSO4电离出的阴、阳离子总数目为2NA
D.密闭容器中,与充分反应后,混合气体中分子数为2NA
【答案】C
【详解】A.的物质的量为0.1mol,与S完全反应生成Cu2S,转移的电子数为,A错误;
B.该反应为Na2O2中-1价氧元素的歧化反应,1molNa2O2反应转移1mol电子,故0.1molNa2O2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA,B错误;
C.1mol熔融NaHSO4电离出的阴离子HSO、阳离子Na+总数目为2NA,C正确;
D.2NO+=2NO2,但是二氧化氮与四氧化氮间存在平衡,分子数小于2NA,D错误;
故选C。
5.下列离子方程式书写正确的是
A.用酸性高锰酸钾标准溶液滴定草酸:
B.碳酸氢钙溶液和少量澄清石灰水:
C.氯化铝溶液中加入过量氨水:
D.向FeI2溶液中通入足量Cl2:
【答案】B
【详解】A.草酸是二元弱酸,主要以电解质分子存在,应该写化学式,A错误;
B.反应符合事实,遵循物质的拆分原则,B正确;
C.Al(OH)3是两性氢氧化物,只能被强碱溶解,而不能与弱碱NH3·H2O反应,C错误;
D.FeI2电离产生的Fe2+、I-都可以被Cl2溶解,反应的离子方程式为:2Fe2++4I-+3Cl2=2Fe3++2I2+6Cl-,D错误;
故合理选项是B。
6.以下7种化合物中,不能通过化合反应直接生成的有
①Fe3O4 ②Fe(OH)3 ③FeCl2 ④Al(OH)3 ⑤Na2CO3 ⑥NaHCO3 ⑦Cu2(OH)2CO3
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【答案】A
【详解】①铁在氧气中燃烧生成Fe3O4,,属于化合反应;
②氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁,反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,属于化合反应;
③FeCl3与Fe反应能生成FeCl2,属于化合反应;
④氧化铝和水不反应,不能通过化合反应生成;
⑤氧化钠和二氧化碳反应可生成碳酸钠,Na2O+CO2= Na2CO3,属于化合反应;
⑥Na2CO3和二氧化碳、水反应生成NaHCO3,Na2CO3+ H2O+CO2=2NaHCO3,属于化合反应;
⑦铜在潮湿的空气中与二氧化碳、氧气和水反应生成Cu2(OH)2CO3,属于化合反应,属于化合反应;
只有④不能通过化合反应直接生成,故选A。
7.某溶液可能含有Na+、Ag+、Al3+、AlO、S2-、CO、SO、NO等离子中的数种,向此溶液中加入稀盐酸,有浅黄色沉淀和气体出现,根据以上实验现象,下列结论中正确的是
A.此溶液中一定有S2--和SO B.此溶液中一定没有AlO
C.此溶液中一定有NO D.此溶液中一定有Na+和S2-
【答案】D
【分析】向溶液中加入稀盐酸,有浅黄色沉淀和气体出现,该浅黄色沉淀是S,则溶液中一定有S2-,且发生了氧化还原反应,则至少存在SO和NO中的一种;生成的气体可能是H2S、SO2或CO2,则溶液中可能存在CO;Ag+、Al3+和S2-不能大量共存,故溶液中一定不存在Ag+、Al3+;根据溶液呈电中性原则,一定存在Na+,所以原溶液中一定含有Na+、S2−,SO和NO至少存在一种,AlO、CO可能含有;根据以上分析解答。
【详解】A.该浅黄色沉淀是S,则溶液中一定有S2-,至少存在SO和NO中的一种,但不一定有SO,故A错误;
B.有分析可知,溶液中可能有AlO,故B错误;
C.此溶液中至少存在SO和NO中的一种,但是不一定有NO,故C错误;
D.由分析可知,原溶液中一定含有Na+、S2−,故D正确;
答案选D。
8.酸性环境中,纳米Fe/Ni去除NO过程中的含氮微粒变化如图所示,溶液中铁以Fe2+形式存在。下列有关说法不正确的是
A.反应ⅱ的离子方程式为:NO+3Fe+8H+=NH+3Fe2++2H2O
B.增大单位体积水体中纳米Fe/Ni的投入量,可提高NO的去除效果
C.假设反应过程都能彻底进行,反应ⅰ、ⅱ消耗的铁的物质的量之比为3:1
D.a mol NO完全转化为NH至少需要4a mol的铁
【答案】C
【详解】A.据图可知反应ii中NO被Fe还原为NH,根据电子守恒、元素守恒可得离子方程式为NO+3Fe+8H+=NH+3Fe2++2H2O,A正确;
B.增大单位体积水体中纳米Fe/Ni的投入量,即增大其浓度,同时也增大反应物间的接触面积,可提高NO的去除效果,B正确;
C.反应i中NO中被Fe还原为NO,Fe被氧化为Fe2+,根据电子守恒可知1mol NO氧化1molFe,同时生成1mol NO,根据A选项可知,1mol NO可以氧化3molFe,所以反应ⅰ、ⅱ消耗的铁的物质的量之比为1:3,C错误;
D.根据C选项分析可知,将a mol NO完全转化为NH至少需要amol+3amol=4a mol的铁,D正确;
综上所述答案为C。
9.白磷(P4)有毒,实验时若皮肤接触到白磷,应立即用稀溶液清洗,发生两个反应:
反应①为和反应生成Cu、和;
反应②为。
下列说法正确的是
A.在反应①和②中,P4只作还原剂
B.反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为5∶2
C.若P4反应完全且转化为的转化率是80%,理论上反应①和②消耗P4的物质的量之比为14∶11
D.用稀溶液清洗后,应再使用NaOH溶液清洗
【答案】C
【详解】A.由方程式可知,反应②中白磷转化为磷化亚铜和磷酸,磷元素的化合价即升高被氧化,又降低被还原,白磷即是反应的氧化剂也是还原剂,故A错误;
B.由题意可知,反应①中磷元素化合价升高被氧化,磷酸是反应的氧化产物,铜元素的化合价降低被还原,铜是还原产物,由得失电子数目守恒可知,中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5,故B错误;
C.由题意可知,反应中白磷转化为磷化亚铜和磷酸,由白磷反应完全且转化为磷酸的转化率是80%可知,反应后磷化亚铜和磷酸的物质的量比为1∶4,设反应生成磷化亚铜的物质的量为5mol,则反应生成磷酸的物质的量为20mol,由方程式可知,反应②生成5mol磷化亚铜的同时生成6mol磷酸,反应消耗白磷的物质的量为11mol×,反应①生成磷酸的物质的量为20mol—6mol=14mol,反应消耗白磷的物质的量为14mol×,则理论上反应①和②消耗白磷的物质的量之比为14mol×∶11mol×=14∶11,故C正确;
D.用稀硫酸铜溶液清洗皮肤后,应再使用稀碳酸氢钠溶液清洗,除去残余的硫酸铜溶液,并中和反应生成的磷酸和硫酸,不能选用碱性较强的氢氧化钠溶液清洗,否则会灼伤皮肤,故D错误;
故选C。
10.常温下X为一种常见气体,a、b、c是中学化学常见物质,均含有同种元素,转化关系如图所示,下列说法正确的是
A.若a、b、c均为化合物,且a的焰色试验为黄色,则a只能为
B.若a为简单气态氢化物,则X可能为
C.若X为,a为非金属单质,则a可能是S
D.若a为单质,则X可能是
【答案】B
【详解】A.若a、b、c均为化合物,且a的焰色试验为黄色,说明a中含有钠元素,若a是氢氧化钠、X是氯化铝,符合物质反应转化关系;a还可以为偏铝酸钠,此时X为盐酸,也符合物质反应转化关系,A错误;
B.若a为NH3,则X可以为O2,b为N2,c为NO,同理a还可能是H2S、CH4等气体,也符合物质反应转化关系,B正确;
C.硫与氧气在点燃时反应生成二氧化硫,而不能直接反应得到三氧化硫,C错误;
D.铁与氯气反应只能得到氯化铁,不能直接得到氯化亚铁,D错误;
答案选B。
11.下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
浓硝酸见光分解有二氧化氮生成而使其呈黄色,可以加入适量水除去二氧化氮
浓硝酸中黄色消失
除杂方法正确
B
向0.5mL0.1mol/LKI溶液中滴加1~2滴0.1mol/L的Fe2(SO4)2溶液,充分反应后,滴入1~2滴0.1mol/L的AgNO3溶液
生成黄色沉淀
该化学反应是可逆反应
C
两块相同的未经打磨的铝片,相同温度下分别投入到5.0mL等浓度的CuSO4溶液和CuCl2溶液中
前者无明显现象,后者铝片发生溶解
Cl-能加速破坏铝片表面的氧化膜
D
向铜与浓硫酸反应后的溶液中加入适量水稀释
溶液呈蓝色
溶液中存在Cu2+
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.二氧化氮与水反应生成NO,虽然颜色变浅,但是引进新的杂质,A错误;
B.KI溶液过量,与硝酸银反应生成AgI沉淀,由实验及现象,不能判断反应为可逆反应,B错误;
C.未经打磨的铝片,表面有氧化膜,CuCl2溶液中氧化膜被破坏,Cl-能加速破坏铝片表面的氧化膜,则前者无明显现象,后者铝片发生溶解,C正确;
D.反应后混合物的密度大于水的密度,应将反应后的混合物注入水中,观察溶液的颜色,D错误;
答案选C。
12.生物还原法是指微生物在缺氧或厌氧条件下,在电子供体的作用下将还原为更易被去除的,根据电子供体的不同可分为自养还原和异养还原。为去除水中锑(+5)酸盐,某大学建立升流式硫自养固定床生物反应器,其反应机理如图。下列说法正确的是
A.在自养还原过程中,S接受电子作氧化剂
B.歧化反应的离子方程式是
C.反应的副产物是,只来源于歧化反应
D.在生物反应器中可以实现S单质的循环利用
【答案】B
【分析】自养还原过程硫单质和Sb(+5)反应生成硫酸根和Sb(+3),S单质歧化生成硫酸根和硫化氢,硫化氢与Sb(+3)反应生成Sb2S3沉淀除去。整个过程中硫酸根为副产物,没有实现S单质的循环利用。
【详解】A.根据分析,在自养还原过程中,S失去电子作还原剂,A错误;
B.S单质歧化生成硫酸根和硫化氢,离子方程式正确,B正确;
C.副产物是硫酸根,来源于自养还原和歧化还原过程,C错误;
D.在生物反应器中并没有再重新生成硫单质,没有实现S单质的循环利用,D错误;
故选B。
13.Co(OH)2在空气中加热时,固体(不含其他杂质)质量随温度变化的曲线如图所示,取400℃时的产物(其中Co的化合价为+2,+3),用500mL5.1mol·L-1盐酸将其恰好完全溶解,得到CoCl2溶液和4.48L(标准状况)黄绿色气体。下列说法错误的是
A.290℃时,固体的成分仅有
B.400℃时,
C.500℃时,固体中氧元素总质量分数约为26.6%
D.生成的黄绿色气体可用于工业上生产“84”消毒液
【答案】B
【详解】A.290oC时,所得固体的摩尔质量为,可知固体为CoO1.5,即Co2O3,A正确;
B.400 oC时,由,当4.48L即0.2mol黄绿色气体产生时,此时0.4molCo3+转化为0.4molCo2+,此时含有0.2mol的Co2O3,总的Co原子的物质的量为:,所以n(CoO)=1.075mol-0.4mol=0.675mol,,B错误;
C.500 oC时,总的Co原子的物质的量为:,质量为,氧原子的质量为:86.38g-63.425g=22.955g,氧的质量分数为:,C正确;
D.黄绿色气体为氯气,与碱反应可生成ClO-,可以工业生成“84”消毒液,D正确;
故选B。
14.海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源,如图为海水利用的部分过程。
下列有关说法正确的是
A.制取NaHCO3的反应是先往精盐溶液中通入CO2,再通入NH3
B.步骤③④的目的是从海水中富集溴
C.步骤②直接在空气中加热分解可以得到无水氯化镁
D.在步骤④中,SO2水溶液吸收后,溶液的pH值增大
【答案】B
【分析】粗盐精制得到精盐,精盐水通入氨气、二氧化碳得到碳酸氢钠,碳酸氢钠加入得到碳酸钠;精盐水也可以通过氯碱工业得到氯气、氢气、氢氧化钠;母液加入氢氧化钙生成氢氧化镁,氢氧化镁可以转化为氯化镁;含溴化钠的溶液将溴离子氧化为溴单质,吹出后使用二氧化硫吸收,在加入氧化剂生成溴单质。
【详解】A.氨气极易溶于水使溶液显碱性可以吸收更多二氧化碳,制取NaHCO3的反应是先往饱和NaCl溶液中通入NH3,再通入CO2,A错误;
B.步骤③④将溴离子氧化为溴单质,吹出后使用二氧化硫吸收,目的是从海水中富集溴提高溴的浓度,B正确;
C.MgCl2是强酸弱碱盐,在加热晶体时得到氯化镁溶液,该物质水解,会产生Mg(OH)2、HCl,HCl挥发,最后得到Mg(OH)2固体,应该将MgCl2·6H2O在密闭的HCl气氛中加热制取无水MgCl2,不应该直接蒸发,C错误;
D.在步骤④中,SO2水溶液吸收Br2后,发生反应:SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,溶液的酸性增强,所以溶液的pH值减小,D错误;
故选B。
15.某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2,其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是
A.X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸
B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开b,再向烧瓶中加入X
C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D.反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞,则Fe(OH)2可较长时间存在
【答案】D
【详解】A. 稀硝酸会将铁氧化为+3价的铁离子,故A错误;
B. 实验开始时,应先打开a、b,利用生成的氢气将装置中空气排出,然后关闭a,利用压强差将烧瓶中生成的亚铁离子排入到锥形瓶中反应生成Fe(OH)2,故B错误;
C. 反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀,故C错误;
D. 由于装置中的空气及溶液中氧气已经被除去,故Fe(OH)2可较长时间存在,故D正确,
故选D。
【点睛】解题时要注意硝酸的强氧化性,在分析实验装置时应注意题干中信息,如长时间保存,要考虑是否变质的问题。
16.氧化锆是一种高级耐火材料,氧化钇主要用作制造微波用磁性材料。一种利用玻璃窑炉替换下的锆废砖(主要成分ZrO2、Y2O3、CaO等)提纯氧化锆和氧化钇的工艺流程如下:
下列说法正确的是
A.“酸化”是锆废砖粉和硫酸在硫酸铵催化作用下进行的焙烧反应,硫酸适宜用盐酸代替
B.“中和1”发生反应的离子方程式为Zr4+ +4OH- =Zr(OH)4 ↓
C.实验室模拟“焙烧”时使用的硅酸盐仪器只有烧杯和酒精灯
D.滤液2可以处理后返回“酸化”使用,实现循环
【答案】D
【详解】锆废砖(主要成分ZrO2、Y2O3、CaO等)加入硫酸和硫酸铵,得到硫酸钙沉淀,调节溶液pH在4 A.若硫酸用盐酸代替,则反应过程盐酸和硫酸铵生成氯化铵,受热分解,硫酸铵不能起催化作用,A错误;
B.氨水为弱碱,不能写成氢氧根离子,B错误;
C.焙烧是加热固体,应使用坩埚不是烧杯,C错误;
D.滤液2为硫酸铵和氨水,酸化后可以返回“酸化”使用,循环利用,D正确;
故选D。
二、元素或物质推断题
17.已知化合物A、B、M、N含有同一种元素,且A与B,M与N的元素组成相同,A与B在常温下均呈液态。D为固体单质,与X的浓溶液在常温下作用无明显现象,加热时有大量气体产生。(相关转化中所有反应物与生成物均已标出)
(1)若D与E溶液能够发生化合反应,且溶液在反应前后颜色有变化。
①A的电子式为___________。D的化学式为___________。
②M与E溶液可发生反应生成X,其离子方程式为___________
(2)若D为短周期元素形成的黑色固体单质。反应④的化学方程式为___________
(3)已知下列几种试剂:
a、无水b、品红溶液c、酸性溶液d、澄清石灰水e、饱和溶液
为了检验(3)中D与X生成的混合气体的成分,某学生用上述试剂(或部分试剂)设计了几种实验方案,下列试剂使用顺序最合理的是___________(填序号)。
A.abebd B.adeb C.abcbd D.abd
【答案】(1) Fe 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+
(2)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(3)C
【分析】已知化合物A、B、M、N含有同一种元素,且A与B,M与N的元素组成相同,A与B在常温下均呈液态,A在二氧化锰作用下生成BC,则A为过氧化氢、B为水、C为氧气;D为固体单质,与X的浓溶液在常温下作用无明显现象,加热时有大量气体产生且生成水、M、E,M与氧气生成N,N和水生成X,M与过氧化氢也能生成X,则X为浓硫酸,D可以为铁、铜、碳等固体;D与浓硫酸生成水和二氧化硫,则M为二氧化硫、E为铁的化合物或铜的化合物或二氧化碳,N为二氧化硫和氧气生成的三氧化硫,三氧化硫和水生成硫酸、和过氧化氢生成硫酸;
【详解】(1)若D与E溶液能够发生化合反应,且溶液在反应前后颜色有变化,则D为铁、E为生成的硫酸铁,硫酸铁和铁生成硫酸亚铁。
①A为过氧化氢,电子式为;D为铁,化学式为Fe。
②M与E溶液可发生反应生成X,其反应为铁离子和二氧化硫生成亚铁离子和硫酸,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+。
(2)若D为短周期元素形成的黑色固体单质,则D为碳。反应④的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;
(3)D与X生成的混合气体中含有二氧化硫、水蒸气,可能含有二氧化碳;水能使无水硫酸铜变蓝色,故先通过a检验水;二氧化硫、二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,但二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,且能和酸性高锰酸钾溶液反应而被吸收,故再通过b(检验二氧化硫)c(吸收二氧化硫)b(检验是否吸收干净);最后通过d澄清石灰检验二氧化碳;
故选C;
三、实验题
18.碘化钾可用于有机合成、制药等,它是一种白色立方晶体或粉末,易溶于水。实验室制备KI的实验装置如下。
已知:I.N2H4熔点2°C,沸点为113.5°C,具有强还原性,其氧化产物为N2。
II.装置B是单向阀,作用是使装置A中生成的NH3进入装置C,而装置C中生成的N2H4不会进入装置A。
回答下列问题:
(1)装置A中生成NH3的化学反应方程式为_______。
(2)N2H4易溶于水,且为二元弱碱,请写出其与硫酸形成的酸式盐的化学式_______。
(3)实验时,装置A处的大试管与装置C处的三颈烧瓶均需加热,应先加热装置_______处(填“A”或“B")。
(4)装置C中NaClO溶液不能加入过多,其原因是_______。
(5)装置E中KOH、I2与N2H4发生反应生成KI,反应的离子方程式为_______。
(6)反应过程中需用热源间歇性微热D处连接管,目的是_______。
【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)N2H6(HSO4)2
(3)A
(4)过量的ClO-会将生成的N2H4氧化
(5)N2H4+2I2+4OH-=4I-+N2↑+4H2O
(6)防止N2H4冷凝
【分析】装置A中氢氧化钙和氯化铵共热制取氨气,氨气通过单向阀B进入装置C中与次氯酸钠溶液反应制备联氨;E中先是碘与氢氧化钾溶液反应生成碘化钾和碘酸钾,后C中生成的联氨进入E中与碘酸钾反应生成碘化钾和氮气,装置F中稀硫酸用于尾气处理,以此分析解答。
【详解】(1)装置A是Ca(OH)2与NH4Cl混合加热发生复分解复原产生CaCl2、NH3、H2O,该反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)N2H4易溶于水,且为二元弱碱,其与硫酸形成的酸式盐的化学式N2H6(HSO4)2;
(3)由已知条件可知,装置C中生成N2H4,且N2H4具有强还原性,容易被装置中的空气中的氧气氧化,故应该先用氨气赶出装置中的空气,防止空气中的氧气和N2H4反应,则应先加热A处酒精灯;
(4)装置C生成N2H4,其N2H4有强还原性,NaClO有氧化性,过量的ClO- 会将生成的N2H4氧化,故装置C中NaClO溶液不能加入过多;
(5)反应物为KOH、I2与N2H4,产物为KI,根据氧化还原的原理,产物还有N2,则根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒,可得反应的离子方程式为:N2H4+2I2+4OH-=4I-+N2↑+4H2O;
(6)由已知信息可知N2H4沸点较高,容易液化,容易堵塞导管,反应过程中需用热源间歇性微热D处连接管,目的是防止N2H4冷凝。
19.连二亚硫酸钠()是一种淡黄色粉末,具有较强的还原性,不溶于乙醇,易溶于氢氧化钠溶液,遇水发生强烈反应。某化学小组同学拟利用如图所示装置向甲酸和甲醇的混合液中滴加NaOH溶液,将气体通入所得溶液中发生反应,制取。
回答下列问题:
(1)在潮湿空气中被氧化,生成的两种常见酸式盐分别是_______(填化学式)。
(2)按气流方向,上述各仪器口的连接顺序为a→_______(填接口字母,用箭头表示),装置B中发生反应的化学方程式为_______。
(3)在通入之前,先从b口通入一段时间N2的原因是_______。通入一段时间,在装置B中观察到的现象是_______。
(4)装置D的目的是_______。
(5)称取2.0g制得的产品溶于冷水配成200mL溶液,取出25.00mL该溶液于锥形瓶中,用0.10mol/L碱性标准溶液滴定,亚甲基蓝作指示剂,达到滴定终点时消耗标准溶液24.00mL,则样品中的质量分数为_______(氧化产物为亚硫酸钠,杂质不参与反应,计算结果精确到0.1%)。
{已知滴定反应的化学方程式为}
【答案】(1)和
(2) (或) ,(或)
(3) 排尽装置中的空气,防止连二亚硫酸钠被氧化 有黄色晶体析出,并产生大量气泡
(4)阻止装置C中水蒸气进入装置B中,避免生成的与水反应
(5)83.5%
【分析】A中亚硫酸钠和70%硫酸反应制备二氧化硫气体,为防止遇水发生强烈反应,前后都通过浓硫酸干燥二氧化硫气体,然后通入B中生成,最后通入C中尾气吸收。
【详解】(1)中S为+3价,故在空气中被氧化生成两种常见酸式盐为和;
(2)根据分析可知,按气流方向,上述各仪器口的连接顺序为a→(或)。装置B中二氧化硫、甲酸和氢氧化钠反应的化学方程式为,(或);
(3)因具有较强的还原性,为防止被氧化,先从b口通入一段时间N2,排尽装置中的空气。通入一段时间,发生上述反应,产生不溶于乙醇的淡黄色固体和产生大量气泡,故答案为:排尽装置中的空气,防止连二亚硫酸钠被氧化;有黄色晶体析出,并产生大量气泡;
(4)因遇水发生强烈反应,装置D中浓硫酸的作用为阻止装置C中水蒸气进入装置B中,避免生成的与水反应;
(5)25.00mL溶液消耗的物质的量为0.10mol/L×0.024mL=0.0024mol,则200mL溶液消耗的物质的量为0.0192mol,根据可得的物质的量为0.0096mol,则样品中的质量分数为。
四、工业流程题
20.硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料以及精细化工产品3PbO·PbSO4·H2O(三盐)等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)制备PbSO4的工艺流程如下:
已知:i)PbCl2难溶于冷水,易溶于热水
ii)PbCl2(s)+2Cl-(aq) ⇌PbCl(aq)
iii),
(1)“浸取”时需要加热,该过程中盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S的化学方程式为_______;
(2)“调pH”的目的是_______。
(3)“沉降”中获得PbCl2采取的措施是_______。(答出一条即可)
(4)“滤液a”经过处理后可以返回到_______工序循环使用。
(5)用硫酸铅与氢氧化钠溶液在50℃~60℃反应可以制备三盐,该反应的离子方程式为_____。
(6)海绵铅具有优良的储氢功能,其储氢原理为2Pb(s)+H2(g)=2PbH(s)。假设海绵铅的密度为ρ g·cm-3,摩尔质量为M g·mol-1,其吸附的氢气是其体积的n倍(标准状况),则此条件下,1 g海绵铅的储氢容量R为_______mL,氢气的浓度r为_______mol(储氢容量R即1 g铅吸附氢气的体积;氢气的浓度r为1 mol Pb吸附氢气的物质的量)
(7)若H2O2代替二氧化锰作氧化剂,因生成Fe3+催化分解H2O2,会使H2O2的利用率明显降低。反应的机理为:
①Fe3++H2O2=Fe2++H++·OOH
②H2O2+X=Y+Z+W(已配平)
③Fe2++·OH=Fe3++OH-
④H++OH-=H2O
根据上述机理推导步骤②中的化学方程式为_______。
【答案】(1)
(2)使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去
(3)降温或加水稀释
(4)浸取
(5)
(6)
(7)
【分析】方铅矿主要成分为PbS,还含有FeS2等杂质,“浸取”时需要加热,盐酸与MnO2、PbS、FeS发生反应生成Fe3+、PbCl2和S,过滤出S沉淀,滤液调节pH生成氢氧化铁沉淀除铁,冷却滤液或加水稀释析出PbCl2沉淀,PbCl2沉淀和硫酸反应生成PbSO4沉淀和盐酸。
【详解】(1)“浸取”时需要加热,该过程中盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S,MnO2被还原为氯化锰,根据得失电子守恒,反应的化学方程式为;
(2)由流程图可知,“调pH”的目的是使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去;
(3)PbCl2难溶于冷水,易溶于热水,降低温度可析出PbCl2;加水稀释,PbCl2(s)+2Cl-(aq) ⇌PbCl(aq) 平衡逆向移动,析出PbCl2,“沉降”中获得PbCl2采取的措施是降温或加水稀释;
(4)PbCl2沉淀和硫酸反应生成PbSO4沉淀和盐酸,“滤液a”是盐酸,根据流程图可知,可以返回到浸取工序循环使用;
(5)硫酸铅与氢氧化钠溶液在50℃~60℃反应生成3PbO·PbSO4·H2O和硫酸钠,反应的离子方程式为;
(6)1 g海绵铅的体积为,则1 g海绵铅储存氢气的体积为 ,海绵铅的储氢容量R为mL;1 mol Pb的体积为,1 mol Pb吸附氢气的体积为,氢气的物质的量为,氢气的浓度r为mol;
(7)总反应为,①+②+③+④得,所以步骤②的化学方程式为。
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