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江苏省南京市燕子矶中学2022-2023学年高二下学期开学考试化学试卷（含解析）
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这是一份江苏省南京市燕子矶中学2022-2023学年高二下学期开学考试化学试卷（含解析），共28页。试卷主要包含了水合肼，下列有关说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
燕子矶中学2022-2023学年高二下学期开学考试化学试卷
一．选择题（共13小题，每题3分）
1．化学与生活密切相关，下列不涉及化学变化的是（ ）
A．加入明矾后泥水变澄清
B．北京冬奥会用水快速制冰
C．炖排骨汤时加点醋味道更鲜
D．切开的茄子放置后切面变色
2．下列指定反应的离子方程式正确的是（ ）
A．氯气溶于水：Cl2+H2O═2H++Cl﹣+ClO﹣
B．将过量的SO2通入NaOH溶液中：SO2+2OH﹣═SO32﹣+H2O
C．Na2O2与H2O反应：Na2O2+H2O═2Na++2OH﹣+O2↑
D．向Al2（SO4）3溶液中加入过量氨水：Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+
3．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（ ）
A．0.01mol•L﹣1的H2SO4溶液：Na+、Fe3+、Cl﹣、NO3﹣
B．0.1mol•L﹣1FeCl2溶液：K+、Mg2+、SO42﹣、MnO4﹣
C．c（H+）＝0.1mol•L﹣1的溶液：K+、Cl﹣、CH3COO﹣、Cu2+
D．pH＝1的溶液：K+、NH4+、NO3﹣、HSO3﹣
阅读下列资料，完成3～5题：氮元素广泛应用于生产生活中，NH3、N2H4、NO、NO2、NH4NO3等是氮的重要化合物，N2H4具有较强的还原性；NO2与N2O4能相互转化，热化学方程式为N2O4（g）⇌2NO2（g）ΔH＝+57kJ/mol。
4．在恒温恒压条件下，对于反应N2O4（g）⇌2NO2（g），下列有关说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔH＜0，ΔS＜0
B．当气体密度不变时能说明该反应达到化学平衡状态
C．其他条件不变，向平衡后的容器中再加入少量N2O4达新的平衡，与原平衡相比的值减小
D．使用高效催化剂能增大反应的平衡常数
5．水合肼（N2H4⋅H2O）是重要的氢能源稳定剂，其制备的反应原理为：NaClO+2NH3⋅H2O═N2H4•H2O+NaCl+2H2O。下列装置和操作不能达到实验目的的是（ ）
A．在装置甲的圆底烧瓶中加入生石灰制取NH3
B．用装置乙作为反应过程的安全瓶
C．制备水合肼时先将NaClO溶液加入锥形瓶再通入NH3
D．用装置丁吸收反应中过量的NH3
6．下列有关物质的性质与用途的对应关系正确的是（ ）
A．氯化铵受热易分解，可用作铁的除锈剂
B．氨气具有还原性，可用作致冷剂
C．肼的熔沸点较低，可用作火箭推进剂
D．氮气性质不活泼，可作为粮食保护气
7．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A．NaCl（aq）Na（s）Na2O2（s）
B．SiO2（s）Si（s）SiCl4（l）
C．AlNaAlO2（aq）NaAlO2（s）
D．Cu2（OH）2CO3（s）CuO（s）Cu（OH）2（s）
8．下列有关说法正确的是（ ）
A．CaCO3（s）＝CaO（s）+CO2（g）室温下不能自发进行，说明该反应的△H＜0
B．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g） 任何条件下氮气的体积分数不变一定可以判定平衡
C．H2NCOONH4（s）⇌2NH3（g）+CO2（g），恒温恒压条件下投入一定量反应物，气体密度不变可以判定反应达平衡
D．恒容绝热，投入一定量反应物发生反应H2+I2⇌2HI，当压强不变可以判定反应达平衡
9．下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是（ ）
A．NaOH的碱性比 Mg（OH）2的强
B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C．原子半径r：r（Br）＞r（Cl）＞r（Mg）＞r（Na）
D．原子的最外层电子数n：n（Na）＜n（Mg）＜n（Cl）＜n（Br）
10．一种水性电解液Zn﹣MnO2离子选择双隔膜电池如图所示（KOH溶液中，Zn2+以Zn（OH）存在）。电池放电时，下列叙述错误的是（ ）
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移
C．MnO2电极反应：MnO2+4H++2e﹣═Mn2++2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH﹣+MnO2+4H+═Zn（OH）+Mn2++2H2O
11．下列设计的实验方案能达到实验目的的是（ ）
A．制备Al（OH）3悬浊液：向1mol•L﹣1的AlCl3溶液中加过量的6mol•L﹣1NaOH溶液
B．提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入氢氧化钠溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水
C．检验溶液中是否含有Fe3+：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象
D．探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加2mL 5% H2O2 和1mL H2O，向另一支试管中加入2mL 5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象
12．25°C，通过下列实验探究Na2SO3、NaHSO3溶液的性质。
已知：Kal（H2SO3）＝1.5×10﹣2，Ka2（H2SO3）＝1.5×10﹣7
实验1：用pH试纸测量0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液的pH，测得pH约为5。
实验2：将0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液在空气中放置较长时间，测得pH约为X。
实验3：取1mL0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液，加入1mL0.01mol⋅L﹣1Ba（OH）2溶液，产生白色沉淀。
下列说法正确的是（ ）
A．25°C，pH＝9的Na2SO3溶液中
B．X＞5
C．0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液中有c（H+）+c（Na+）＞c（HSO3﹣）+2c（H2SO3）
D．实验3发生的反应为：HSO3﹣+Ba2++OH﹣═BaSO3↓+H2O
13．丙烷经催化脱氢制丙烯的反应为C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g）。600℃，将固定浓度的C3H8通入有催化剂的恒容反应器，逐渐提高CO2浓度，经相同时间，测得出口处C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如图。已知：
①C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）ΔH＝﹣2220kJ⋅mol﹣1
②C3H6（g）+O2（g）═3CO2（g）+3H2O（l）ΔH＝﹣2058kJ⋅mol﹣1
③H2（g）+O2（g）═H2O（l）ΔH＝﹣286kJ⋅mol﹣1
下列说法正确的是（ ）
A．丙烷催化脱氢制丙烯反应的ΔH＝﹣124kJ⋅mol﹣1
B．c（H2）和c（C3H6）变化差异的原因：CO2+H2⇌CO+H2O
C．其他条件不变，投料比越大，C3H8转化率越大
D．若体系只有C3H6、H2、CO和H2O生成，则出口处物质浓度c之间一定存在关系：c（C3H6）＝c（CO）+c（H2）+c（H2O）
二．非选择题（共4小题）
14．（15分）.高锰酸钾消毒片主要成分为KMnO4，可外用消炎杀菌。用某软锰矿（主要成分是MnO2，还含有A12O3、SiO2等杂质）制备KMnO4的流程图如如：
已知：K2MnO4固体和溶液均为墨绿色，溶液呈碱性且能发生可逆的歧化反应。
（1）“操作Ⅱ”时，当 时，停止加热，自然冷却，抽滤后即可获得紫黑色KMnO4晶体。
（2）向“浸取液”中通入CO2，调节其pH，经“过滤”得滤渣I，滤渣I的成分为 。
（3）“熔融煅烧”时，MnO2参与反应的化学方程式为 。
（4）“歧化”时，加入冰醋酸的目的是 （从平衡移动的角度用必要的离子方程式和文字解释）。
（5）“歧化”时，下列酸可以用来代替冰醋酸的是 （填字母）。
a．浓盐酸
b．亚硫酸
c．稀硫酸
d．氢碘酸
（6）制取过程中，若pH调节不合理易生成Mn2+。在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去，向含0.05mol•L﹣1Mn2+废水中通入一定量H2S气体，调节溶液的pH＝a，当HS﹣浓度为1.0×10﹣4mol•L﹣1时，Mn2+开始沉淀，则a＝ 。[已知：H2S的Ka1＝1.3×10﹣7 Ka2＝5.0×10﹣15；Ksp（MnS）＝2.5×10﹣14]
（7）由于直接歧化制备高锰酸钾的产率不高，且后续分离纯化步骤较多，目前工业上较多采用电解K2MnO4水溶液法制备，试写出该电解过程总反应的化学方程式 。
15．（15分）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，K2FeO4为紫色固体，易溶于水，微溶于浓KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在 0℃～5℃、强碱性溶液中较稳定。实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。
Ⅰ．湿法制备K2FeO4
（1）制备NaClO，实验装置如图。玻璃管a 的作用是 。
（2）制备 K2FeO4晶体
第一步：将制得的NaClO（含NaOH）饱和溶液与FeCl3饱和溶液的混合溶液，具体做法是：边搅拌，边将 缓慢滴加到 中 得 Na2FeO4；相关化学方程式 。
第二步：加入适量 KOH 固体至饱和，得湿产品；
第三步：洗涤、干燥，得 K2FeO4晶体。
Ⅱ.提纯K2FeO4粗产品[含有Fe（OH）3、NaCl、KCl等杂质]的实验方案为：将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol•L﹣1KOH溶液中， 。（实验中须使用的试剂有：饱和KOH溶液，乙醇，真空干燥器）。
Ⅲ．测定 K2FeO4纯度
通过以下方法测定高铁酸钾样品的纯度：称取 0.6000g 高铁酸钾样品，完全溶解于浓 KOH 溶液中，再加入足量亚铬酸钾{K[Cr（OH）4]}反应后配成 100.00 mL 溶液；取上述溶液 20.00 mL 于锥形瓶中，加入稀硫酸调至pH＝2，用 0.1000 mol•L﹣1硫酸亚铁铵溶液滴定，消耗标准硫酸亚铁铵溶液 15.00 mL。测定过程中发生反应：
a.Cr（OH）4﹣+FeO42﹣═Fe（OH）3+CrO42﹣+OH﹣
b.2CrO42﹣+2H+═Cr2O72﹣+H2O
c.Cr2O72﹣+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O
计算 K2FeO4样品的纯度（写出计算过程）。
16．（15分）氢气是一种理想的绿色清洁能源，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点。
（1）用氧缺位铁酸铜（CuFe2O4﹣x）作催化剂，利用太阳能热化学循环分解H2O可制H2。
①氧缺位铁酸铜通过两步反应分解水制氢。已知第二步反应为：2CuFe2O4═2CuFe2O4﹣x+xO2↑，则第一步反应的化学方程式为 。
②CuFe2O4可用电化学方法得到，其原理如图所示，则阳极的电极反应式为 。
（2）可利用FeO/Fe3O4之间的相互转化，来裂解水制取氢气，其制氢流程如图所示。该工艺制氢的总反应为C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g），对比水和碳在高温下直接接触反应制氢，分析该工艺制氢的最大优点是 。
（3）硼氢化钠（NaBH4）的强碱溶液在催化剂作用下与水反应可获取氢气，其可能反应机理如图所示。已知：常温下，NaB（OH）4在水中的溶解度不大，易以NaBO2形式结晶析出。
①如图所示的最后一个步骤反应机理可描述为 。
②若用D2O代替H2O，依据反应机理，则反应后生成的气体中含有 。
③其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4的浓度和放氢速率的变化关系如图所示。随着NaBH4浓度的增大，放氢速率先增大后减小，其原因可能是 。
17．（16分）用含砷氧化铜矿[含CuO、Cu2（OH）2CO3、As2O3及重金属盐等]制取Cu2（OH）2SO4的工艺流程如图。
（1）步骤I“氨浸”时，控制温度为50～55℃，pH约为9.5，含铜化合物转化为[Cu（NH3）4SO4溶液。
①CuO被浸取的离子方程式为 。
②浸取温度不宜超过55℃，其原因是 。
③关于[Cu（NH3）4]SO4溶液，下列说法不正确的是 （填字母）。
a．[Cu（NH3）4]SO4组成元素中电负性最大的是N元素
b．[Cu（NH3）4]SO4中S原子的杂化方式为sp3
c．[Cu（NH3）4]SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d．NH3分子内的H﹣N﹣H键角小于H2O分子内的H﹣O﹣H键角
e．[Cu（NH3）4]2+中，N原子是配位原子
④[Cu（NH3）4]2+结构中，若用两个H2O分子代替两个NH3分子，可以得到两种不同结构的化合物，由此推测[Cu（NH3）4]2+的空间构型为 。
（2）“除AsO2﹣”时，砷的吸附率与溶液pH的关系如图所示。已知Fe（OH）3胶粒在pH＜7.9时带正电荷，在pH＞7.9时带负电荷。pH＞10时砷的吸附率明显减小的原因是 。
（3）为了实现生产过程中物质充分利用，循环使用的物质为 。
燕子矶中学2022-2023学年高二下学期开学考试化学试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共13小题，每题3分）
1．化学与生活密切相关，下列不涉及化学变化的是（ ）
A．加入明矾后泥水变澄清
B．北京冬奥会用水快速制冰
C．炖排骨汤时加点醋味道更鲜
D．切开的茄子放置后切面变色
【解答】解：A．明矾净水的原理是Al3+水解生成氢氧化铝胶体具有吸附性，可以吸附水中杂质，盐的水解属于化学变化，故A错误；
B．用水制冰，冰仍是水（H2O），属于物理变化，故B正确；
C．炖排骨汤时加点醋，有利于骨质中钙质的溶出，属于化学变化，故C错误；
D．茄子的果实里含有一种叫单宁的物质，它具有在空气中氧化成黑色的特性，切开的茄子里面的单宁与O2接触，发生化学变化，故D错误；
故选：B。
2．下列指定反应的离子方程式正确的是（ ）
A．氯气溶于水：Cl2+H2O═2H++Cl﹣+ClO﹣
B．将过量的SO2通入NaOH溶液中：SO2+2OH﹣═SO32﹣+H2O
C．Na2O2与H2O反应：Na2O2+H2O═2Na++2OH﹣+O2↑
D．向Al2（SO4）3溶液中加入过量氨水：Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+
【解答】解：A．氯气溶于水，离子方程式为：Cl2+H2O═H++Cl﹣+HClO，故A错误；
B．过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中，离子方程式为：SO2+OH﹣═HSO3﹣，故B错误；
C．Na2O2与H2O反应，离子方程式为：2Na2O2+2H2O═O2↑+4Na++4OH﹣，故C错误；
D．向Al2（SO4）3溶液中加入过量氨水，反应生成氢氧化铝沉淀，该反应的离子方程式为：Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+，故D正确；
故选：D。
3．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（ ）
A．0.01mol•L﹣1的H2SO4溶液：Na+、Fe3+、Cl﹣、NO3﹣
B．0.1mol•L﹣1FeCl2溶液：K+、Mg2+、SO42﹣、MnO4﹣
C．c（H+）＝0.1mol•L﹣1的溶液：K+、Cl﹣、CH3COO﹣、Cu2+
D．pH＝1的溶液：K+、NH4+、NO3﹣、HSO3﹣
【解答】解：A．0.01mol•L﹣1的H2SO4溶液：Na+、Fe3+、Cl﹣、NO3﹣互不反应，能大量共存，故A正确；
B．MnO4﹣具有氧化性，亚铁离子具有还原性，二者发生氧化还原反应而不能大量共存，故B错误；
C．水电离的c（OH﹣）＝1×10﹣13mol•L﹣1＜1×10﹣7mol•L﹣1，说明水的电离被抑制，溶液可能显酸性或碱性，酸性溶液中H+能与CH3COO﹣反应生成CH3COOH而不能大量共存，碱性溶液中，Cu2+与OH﹣反应生成Cu（OH）2沉淀而不能大量共存，故C错误；
D．酸性条件下NO3﹣具有氧化性，HSO3﹣具有还原性，H+、NO3﹣、HSO3﹣能发生氧化还原反应不能大量共存，故D错误；
故选：A。
阅读下列资料，完成3～5题：氮元素广泛应用于生产生活中，NH3、N2H4、NO、NO2、NH4NO3等是氮的重要化合物，N2H4具有较强的还原性；NO2与N2O4能相互转化，热化学方程式为N2O4（g）⇌2NO2（g）ΔH＝+57kJ/mol。
4．在恒温恒压条件下，对于反应N2O4（g）⇌2NO2（g），下列有关说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔH＜0，ΔS＜0
B．当气体密度不变时能说明该反应达到化学平衡状态
C．其他条件不变，向平衡后的容器中再加入少量N2O4达新的平衡，与原平衡相比的值减小
D．使用高效催化剂能增大反应的平衡常数
【解答】解：A．该反应中气体的总物质的量增大，则ΔS＞0，焓变为正，ΔH＞0，故A错误；
B．温度和压强不变时，气体的质量不变，体积为变量，可知密度为变量，则气体密度不变时能说明该反应达到化学平衡状态，故B正确；
C．向平衡后的容器中再加入少量N2O4达新的平衡，体积增大，可看成减小压强，平衡正向移动，与原平衡相比的值增大，故C错误；
D．平衡常数与温度有关，催化剂不影响平衡移动，则使用高效催化剂，不改变平衡常数，故D错误；
故选：B。
5．水合肼（N2H4⋅H2O）是重要的氢能源稳定剂，其制备的反应原理为：NaClO+2NH3⋅H2O═N2H4•H2O+NaCl+2H2O。下列装置和操作不能达到实验目的的是（ ）
A．在装置甲的圆底烧瓶中加入生石灰制取NH3
B．用装置乙作为反应过程的安全瓶
C．制备水合肼时先将NaClO溶液加入锥形瓶再通入NH3
D．用装置丁吸收反应中过量的NH3
【解答】解：A．在装置甲的圆底烧瓶中加入碱石灰，其中的CaO与氨水中的水反应产生Ca（OH）2，反应放热使NH3•H2O分解制取NH3，且Ca（OH）2电离产生OH﹣，使溶液中c（OH﹣）增大，NH3•H2O的电离平衡逆向移动，也会导致NH3•H2O浓度增大，也有益于分解产生NH3，故可用于制取NH3，故A正确；
B．装置乙中导管短进短出，可作安全瓶，故B正确；
C．制备水合肼时先通入NH3再将NaClO溶液加入锥形瓶，可保证N元素充分被氧化，故C错误；
D．丁中球形结构容积大，水进入球形部分，就不能再进入左边装置中，因而可防止倒吸现象的发生，且用于NH3极容易溶于水，因此丁可吸收过量的NH3，故D正确；
故选：C。
6．下列有关物质的性质与用途的对应关系正确的是（ ）
A．氯化铵受热易分解，可用作铁的除锈剂
B．氨气具有还原性，可用作致冷剂
C．肼的熔沸点较低，可用作火箭推进剂
D．氮气性质不活泼，可作为粮食保护气
【解答】解：A．氯化铵溶液水解显酸性，可与铁锈反应，与氯化铵分解无关，故A错误；
B．液氨气化吸热，可作致冷剂，与氨气的还原性无关，故B错误；
C．N2H4具有较强的还原性，用作火箭推进剂，与肼的熔沸点较低无关，故C错误；
D．不活泼的气体可防止粮食被氧化，则氮气性质不活泼，可作为粮食保护气，故D正确；
故选：D。
7．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A．NaCl（aq）Na（s）Na2O2（s）
B．SiO2（s）Si（s）SiCl4（l）
C．AlNaAlO2（aq）NaAlO2（s）
D．Cu2（OH）2CO3（s）CuO（s）Cu（OH）2（s）
【解答】解：A．电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气，则NaCl （aq）Na（s）不能实现转化，故A错误；
B．Si与HCl不反应，则Si （s）SiCl4不能实现，故B错误；
C．铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液为强碱弱酸盐溶液，水解产物无挥发，蒸发会得到溶质，所以AlNaAlO2（aq）NaAlO2（s），能够一步实现，故C正确；
D．CuO与水不反应，则CuO（s）Cu（OH）不能实现转化，故D错误；
故选：C。
8．下列有关说法正确的是（ ）
A．CaCO3（s）＝CaO（s）+CO2（g）室温下不能自发进行，说明该反应的△H＜0
B．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g） 任何条件下氮气的体积分数不变一定可以判定平衡
C．H2NCOONH4（s）⇌2NH3（g）+CO2（g），恒温恒压条件下投入一定量反应物，气体密度不变可以判定反应达平衡
D．恒容绝热，投入一定量反应物发生反应H2+I2⇌2HI，当压强不变可以判定反应达平衡
【解答】解：A．CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）的△S＞0，室温下不能自发进行，说明该反应的△H＞0，故A错误；
B．氮气的体积分数不变，则氮气的物质的量分数不变，如：充入一定量的氢气、排出等物质的量的氨气，则氮气的物质的量分数不变，但反应没有达到平衡状态，反应正向进行，故B错误；
C．恒温恒压条件下，容器体积与气体物质的量成正比，生成物中二氧化碳和氨气的物质的量之比始终不变，气体平均相对分子质量始终不变，所以容器内气体密度始终不变，所以不能据此判断平衡状态，故C错误；
D．恒容绝热条件下，该反应的正反应吸热反应，随着反应进行，容器内温度逐渐降低，压强减小，当压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确；
故选：D。
9．下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是（ ）
A．NaOH的碱性比 Mg（OH）2的强
B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C．原子半径r：r（Br）＞r（Cl）＞r（Mg）＞r（Na）
D．原子的最外层电子数n：n（Na）＜n（Mg）＜n（Cl）＜n（Br）
【解答】解：A．钠和镁都是第三周期元素，同周期元素从左向右金属性减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性减弱，NaOH的碱性比 Mg（OH）2的强，故A正确；
B．同主族元素自上而下非金属性减弱，Cl2得到电子的能力比Br2的强，故B错误；
C．中学阶段原子半径比较：“不同层看层数，层数大半径大，层相同看序数，序数大半径小”原子半径r：r（Br）＞r（Na）＞r（Mg）＞r（Cl），故C错误；
D．主族元素原子的最外层电子数等于族序数，最外层电子数n：n（Na）＜n（Mg）＜n（Cl）═n（Br），故D错误；
故选：A。
10．一种水性电解液Zn﹣MnO2离子选择双隔膜电池如图所示（KOH溶液中，Zn2+以Zn（OH）存在）。电池放电时，下列叙述错误的是（ ）
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移
C．MnO2电极反应：MnO2+4H++2e﹣═Mn2++2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH﹣+MnO2+4H+═Zn（OH）+Mn2++2H2O
【解答】解：A．K+从III区通过隔膜迁移到II区，故A错误；
B．Ⅰ区的SO42﹣通过隔膜向Ⅱ区迁移，II区中K2SO4溶液的浓度增大，故B正确；
C．MnO2电极做正极，电极反应为：MnO2+4H++2e﹣═Mn2++2H2O，故C正确；
D．保持正负极得失电子数相同，将正负极反应相加即可得总反应为Zn+4OH﹣+MnO2+4H+═Zn（OH）42﹣+Mn2++2H2O，需要注意的是，由于氢离子和氢氧根是在不同极区反应，两者不会相遇，故不能合并为水，故D正确；
故选：A。
11．下列设计的实验方案能达到实验目的的是（ ）
A．制备Al（OH）3悬浊液：向1mol•L﹣1的AlCl3溶液中加过量的6mol•L﹣1NaOH溶液
B．提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入氢氧化钠溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水
C．检验溶液中是否含有Fe3+：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象
D．探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加2mL 5% H2O2 和1mL H2O，向另一支试管中加入2mL 5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象
【解答】解：A．AlCl3溶液中加过量的6mol•L﹣1NaOH溶液，先生成沉淀后溶解，最终为澄清溶液，故A错误；
B．二者均与NaOH溶液反应，不能除杂，应选饱和碳酸钠溶液、分液，故B错误；
C．先加氯水可氧化亚铁离生成除铁离子，应直接加KSCN溶液检验Fe3+，故C错误；
D．只有催化剂不同，操作和实验可探究催化剂对H2O2分解速率的影响，故D正确；
故选：D。
12．25°C，通过下列实验探究Na2SO3、NaHSO3溶液的性质。
已知：Kal（H2SO3）＝1.5×10﹣2，Ka2（H2SO3）＝1.5×10﹣7
实验1：用pH试纸测量0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液的pH，测得pH约为5。
实验2：将0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液在空气中放置较长时间，测得pH约为X。
实验3：取1mL0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液，加入1mL0.01mol⋅L﹣1Ba（OH）2溶液，产生白色沉淀。
下列说法正确的是（ ）
A．25°C，pH＝9的Na2SO3溶液中
B．X＞5
C．0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液中有c（H+）+c（Na+）＞c（HSO3﹣）+2c（H2SO3）
D．实验3发生的反应为：HSO3﹣+Ba2++OH﹣═BaSO3↓+H2O
【解答】解：A．25°C，Kal（H2SO3）＝1.5×10﹣2，Ka2（H2SO3）＝1.5×10﹣7，则Ka1•Ka2＝×＝＝1.5×10﹣2×1.5×10﹣7＝2.25×10﹣9，pH＝9的Na2SO3溶液中中＝＝2.25×109，故A错误；
B．0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液在空气中放置较长时间，NaHSO3被氧化为NaHSO4，溶液的酸性增强，pH减小，则X＜5，故B错误；
C．0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液中，依据电荷守恒，c（H+）+c（Na+）＝c（OH﹣）+c（HSO3﹣+2c（SO32﹣），由于0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液的pH约为5，所以HSO3﹣的电离程度大于水解程度，即有c（H+）+c（Na+）＞c（OH﹣）+c（HSO3﹣）+2c（H2SO3），由于c（OH﹣）＝10﹣9mol/L，所以c（OH﹣）可以忽视不计，从而得出c（H+）+c（Na+）＞c（HSO3﹣）+2c（H2SO3），故C正确；
D．实验3中，Ba（OH）2不足量，采用“以少定多”法，发生的反应为：2HSO3﹣+Ba2++2OH﹣═BaSO3↓+SO32﹣+2H2O，故D错误；
故选：C。
13．丙烷经催化脱氢制丙烯的反应为C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g）。600℃，将固定浓度的C3H8通入有催化剂的恒容反应器，逐渐提高CO2浓度，经相同时间，测得出口处C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如图。已知：
①C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）ΔH＝﹣2220kJ⋅mol﹣1
②C3H6（g）+O2（g）═3CO2（g）+3H2O（l）ΔH＝﹣2058kJ⋅mol﹣1
③H2（g）+O2（g）═H2O（l）ΔH＝﹣286kJ⋅mol﹣1
下列说法正确的是（ ）
A．丙烷催化脱氢制丙烯反应的ΔH＝﹣124kJ⋅mol﹣1
B．c（H2）和c（C3H6）变化差异的原因：CO2+H2⇌CO+H2O
C．其他条件不变，投料比越大，C3H8转化率越大
D．若体系只有C3H6、H2、CO和H2O生成，则出口处物质浓度c之间一定存在关系：c（C3H6）＝c（CO）+c（H2）+c（H2O）
【解答】解：A．根据盖斯定律方程式①﹣②﹣③得C3H8（g）＝C3H6（g）+H2（g）△H＝△H1﹣△H2﹣△H3＝﹣2220kJ•mol﹣1+2058kJ•mol﹣1+286kJ•mol﹣1＝+124 kJ•mol﹣1，故A错误；
B．根据坐标系c（H2）和 c（C3H6）的变化不同，根据方程式C3H8（g）＝C3H6（g）+H2（g），c（H2）和 c（C3H6）应该相等，因为CO2+H2⇌CO+H2O，c（C3H6）增加快，故B正确；
C．根据图示，横坐标为二氧化碳的浓度，投料比越大，C3H8转化率越小，故C错误；
D．根据碳原子守恒，若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间一定存在：3c0（C3H8）+c0（CO2）＝c（CO）+c（CO2）+3c（C3H8）+3c（C3H6），故D错误；
故选：B。
二．非选择题（共4小题）
14．.高锰酸钾消毒片主要成分为KMnO4，可外用消炎杀菌。用某软锰矿（主要成分是MnO2，还含有A12O3、SiO2等杂质）制备KMnO4的流程图如如：
已知：K2MnO4固体和溶液均为墨绿色，溶液呈碱性且能发生可逆的歧化反应。
（1）“操作Ⅱ”时，当 表面出现晶膜 时，停止加热，自然冷却，抽滤后即可获得紫黑色KMnO4晶体。
（2）向“浸取液”中通入CO2，调节其pH，经“过滤”得滤渣I，滤渣I的成分为 Al（OH）3和H2SiO3 。
（3）“熔融煅烧”时，MnO2参与反应的化学方程式为 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O 。
（4）“歧化”时，加入冰醋酸的目的是 调节溶液pH，使3MnO42﹣+2H2O⇌2MnO4﹣+MnO2↓+4OH﹣平衡向右移动，促进KMnO4的生成，提高KMnO4的产率 （从平衡移动的角度用必要的离子方程式和文字解释）。
（5）“歧化”时，下列酸可以用来代替冰醋酸的是 c （填字母）。
a．浓盐酸
b．亚硫酸
c．稀硫酸
d．氢碘酸
（6）制取过程中，若pH调节不合理易生成Mn2+。在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去，向含0.05mol•L﹣1Mn2+废水中通入一定量H2S气体，调节溶液的pH＝a，当HS﹣浓度为1.0×10﹣4mol•L﹣1时，Mn2+开始沉淀，则a＝ 6 。[已知：H2S的Ka1＝1.3×10﹣7 Ka2＝5.0×10﹣15；Ksp（MnS）＝2.5×10﹣14]
（7）由于直接歧化制备高锰酸钾的产率不高，且后续分离纯化步骤较多，目前工业上较多采用电解K2MnO4水溶液法制备，试写出该电解过程总反应的化学方程式 2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑ 。
【解答】解：（1）操作Ⅱ为结晶操作，“结晶”时，当表面出现晶膜时，停止加热，自然冷却，抽滤后即可获得紫黑色KMnO4晶体，
故答案为：表面出现晶膜；
（2）通入CO2调节其pH，KAlO2和K2SiO3转化为Al（OH）3和H2SiO3，所以过滤得到的滤渣I的成分为Al（OH）3和H2SiO3，
故答案为：Al（OH）3和H2SiO3；
（3）“熔融煅烧”时，MnO2参与反应被氧化生成高锰酸钾，方程式为2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O，
故答案为：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；
（4）“歧化”时，加入冰醋酸调节溶液pH，使3MnO42﹣+2H2O⇌2MnO4﹣+MnO2↓+4OH﹣平衡向右移动，促进KMnO4的生成，提高KMnO4的产率，
故答案为：调节溶液pH，使3MnO42﹣+2H2O⇌2MnO4﹣+MnO2↓+4OH﹣平衡向右移动，促进KMnO4的生成，提高KMnO4的产率；
（5）KMnO4具有强氧化性，不能用还原性酸，盐酸、亚硫酸以及氢碘酸均具有还原性，可以用稀硫酸替代醋酸，
故答案为：c；
（6）向含Mn2+为0.05mol•L﹣1的废水中通入一定量的H2S气体，调节溶液的pH＝a，当HS﹣浓度为1.0×10﹣4 mol•L﹣1时，Mn2+开始沉淀，则c（Mn2+）×c（S2﹣）＝c（Mn2+）×＝Ksp（MnS），即0.05×＝2.5×10﹣14，解得c（H+）＝1.0×10﹣6mol•L﹣1，即pH＝6，
故答案为：6；
（7）电解K2MnO4水溶液法制备KMnO4，则MnO42﹣在阳极被氧化，转化为MnO4﹣，水中的氢离子发生还原反应，生成氢气和氢氧根离子，根据电子转移守恒可知，电解的总反应的化学方程式为：2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑，
故答案为：2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑。
15．高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，K2FeO4为紫色固体，易溶于水，微溶于浓KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在 0℃～5℃、强碱性溶液中较稳定。实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。
Ⅰ．湿法制备K2FeO4
（1）制备NaClO，实验装置如图。玻璃管a 的作用是 平衡内外压强 。
（2）制备 K2FeO4晶体
第一步：将制得的NaClO（含NaOH）饱和溶液与FeCl3饱和溶液的混合溶液，具体做法是：边搅拌，边将 FeCl3饱和溶液 缓慢滴加到 NaClO（含NaOH）饱和溶液 中 得 Na2FeO4；相关化学方程式 2FeCl3+10NaOH+3NaClO＝2Na2FeO4+9NaCl+5H2O 。
第二步：加入适量 KOH 固体至饱和，得湿产品；
第三步：洗涤、干燥，得 K2FeO4晶体。
Ⅱ.提纯K2FeO4粗产品[含有Fe（OH）3、NaCl、KCl等杂质]的实验方案为：将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol•L﹣1KOH溶液中， 过滤，将滤液置于0℃～5℃冰水浴中，边搅拌边向滤液中加入饱和KOH溶液至不再析出K2FeO4晶体，过滤，用乙醇洗涤晶体2～3次，在真空干燥器干燥 。（实验中须使用的试剂有：饱和KOH溶液，乙醇，真空干燥器）。
Ⅲ．测定 K2FeO4纯度
通过以下方法测定高铁酸钾样品的纯度：称取 0.6000g 高铁酸钾样品，完全溶解于浓 KOH 溶液中，再加入足量亚铬酸钾{K[Cr（OH）4]}反应后配成 100.00 mL 溶液；取上述溶液 20.00 mL 于锥形瓶中，加入稀硫酸调至pH＝2，用 0.1000 mol•L﹣1硫酸亚铁铵溶液滴定，消耗标准硫酸亚铁铵溶液 15.00 mL。测定过程中发生反应：
a.Cr（OH）4﹣+FeO42﹣═Fe（OH）3+CrO42﹣+OH﹣
b.2CrO42﹣+2H+═Cr2O72﹣+H2O
c.Cr2O72﹣+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O
计算 K2FeO4样品的纯度（写出计算过程）。 82.50%
【解答】解：（1）制备次氯酸钠的装置中玻璃管a能起到平衡内外压强，防堵塞的作用，
故答案为：平衡内外压强；
（2）氯化铁是强酸弱碱盐，在溶液中水解使溶液呈酸性，为防止高铁酸钠在酸性条件下发生分解生成氧气，制备高铁酸钠溶液时，应边搅拌，边将饱和氯化铁溶液缓慢滴加到含有氢氧化钠的次氯酸钠饱和溶液中制得高铁酸钠，制备发生的反应为碱性条件下，次氯酸钠溶液与氯化铁溶液反应生成高铁酸钠、氯化钠和水，反应的化学方程式为2FeCl3+10NaOH+3NaClO＝2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，
故答案为：FeCl3饱和溶液；NaClO（含NaOH）饱和溶液；2FeCl3+10NaOH+3NaClO＝2Na2FeO4+9NaCl+5H2O；
（3）由高铁酸钾，易溶于水，微溶于浓氢氧化钾溶液，在0℃～5℃、强碱性溶液中较稳定可知，提纯高铁酸钾的操作为将一定量的高铁酸钾粗产品溶于冷的3mol•L﹣1氢氧化钾溶液中，过滤除去氢氧化铁，将滤液置于0℃～5℃冰水浴中，边搅拌边向滤液中加入饱和氢氧化钾溶液至不再析出高铁酸钾晶体，过滤，用乙醇洗涤晶体2～3次，在真空干燥器干燥得到纯净的高铁酸钾，
故答案为：过滤，将滤液置于0℃～5℃冰水浴中，边搅拌边向滤液中加入饱和KOH溶液至不再析出K2FeO4晶体，过滤，用乙醇洗涤晶体2～3次，在真空干燥器干燥；
（4）由题给方程式可得如下转化关系：FeO42﹣～CrO42﹣～Cr2O72﹣～6Fe2+，由滴定消耗15.00mL0.1000mol•L﹣1硫酸亚铁铵溶液可知，高铁酸钾产品的纯度为×100%＝82.50%，
故答案为：82.50%。
16．氢气是一种理想的绿色清洁能源，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点。
（1）用氧缺位铁酸铜（CuFe2O4﹣x）作催化剂，利用太阳能热化学循环分解H2O可制H2。
①氧缺位铁酸铜通过两步反应分解水制氢。已知第二步反应为：2CuFe2O4═2CuFe2O4﹣x+xO2↑，则第一步反应的化学方程式为 CuFe2O4﹣x+xH2O═CuFe2O4+xH2↑， 。
②CuFe2O4可用电化学方法得到，其原理如图所示，则阳极的电极反应式为 Cu+2Fe+4O2﹣﹣8e﹣═CuFe2O4 。
（2）可利用FeO/Fe3O4之间的相互转化，来裂解水制取氢气，其制氢流程如图所示。该工艺制氢的总反应为C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g），对比水和碳在高温下直接接触反应制氢，分析该工艺制氢的最大优点是 可以直接得到纯净的H2，避免复杂的分离步骤，节约成本 。
（3）硼氢化钠（NaBH4）的强碱溶液在催化剂作用下与水反应可获取氢气，其可能反应机理如图所示。已知：常温下，NaB（OH）4在水中的溶解度不大，易以NaBO2形式结晶析出。
①如图所示的最后一个步骤反应机理可描述为 2H3BO3+2H2O+2e﹣＝2B（OH）4﹣+H2↑ 。
②若用D2O代替H2O，依据反应机理，则反应后生成的气体中含有 H2、D2、HD 。
③其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4的浓度和放氢速率的变化关系如图所示。随着NaBH4浓度的增大，放氢速率先增大后减小，其原因可能是 BH4﹣浓度过大，会与催化剂反应从而使催化剂活性降低 。
【解答】解：（1）①氧缺位铁酸铜通过两步反应分解水制氢，根据第二部反应得到第一步反应为：CuFe2O4﹣x与水反应生成氢气和CuFe2O4反应方程式为CuFe2O4﹣x+xH2O═CuFe2O4+xH2↑，
故答案为：CuFe2O4﹣x+xH2O═CuFe2O4+xH2↑；
②阳极上Fe、Cu失电子和氧离子反应生成CuFe2O4，阳极反应式为Cu+2Fe+4O2﹣﹣8e﹣═CuFe2O4，
故答案为：Cu+2Fe+4O2﹣﹣8e﹣═CuFe2O4；
（2）流程中将H2与CO分离的彻底，可以得到较纯的H2，所以其优点在于：可以直接得到纯净的H2，避免复杂的分离步骤，节约成本，
故答案为：可以直接得到纯净的H2，避免复杂的分离步骤，节约成本；
（3）①由图可知，两个硼酸分子和两个水分子得到两个电子，生成了B（OH）4﹣和H2，方程式表示为：2H3BO3+2H2O+2e﹣＝2B（OH）4﹣+H2↑，
故答案为：2H3BO3+2H2O+2e﹣＝2B（OH）4﹣+H2↑；
②在图示的反应机理中，生成氢气的H元素是由H2O和BH4﹣两种粒子提供，若用D2O代替H2O，生成的氢气中会有H2、D2、HD三种分子，
故答案为：H2、D2、HD；
③随着NaBH4浓度的增大，放氢速率先增大后减小，可能原因是BH4﹣浓度过大，部分BH4﹣与催化剂反应，从而使催化剂失活或活性降低，
故答案为：BH4﹣浓度过大，会与催化剂反应从而使催化剂活性降低；
17．用含砷氧化铜矿[含CuO、Cu2（OH）2CO3、As2O3及重金属盐等]制取Cu2（OH）2SO4的工艺流程如图。
（1）步骤I“氨浸”时，控制温度为50～55℃，pH约为9.5，含铜化合物转化为[Cu（NH3）4SO4溶液。
①CuO被浸取的离子方程式为 CuO+2NH3+2NH4+═[Cu（NH3）4]2++H2O 。
②浸取温度不宜超过55℃，其原因是 温度过高，会加速NH3的挥发 。
③关于[Cu（NH3）4]SO4溶液，下列说法不正确的是 ad （填字母）。
a．[Cu（NH3）4]SO4组成元素中电负性最大的是N元素
b．[Cu（NH3）4]SO4中S原子的杂化方式为sp3
c．[Cu（NH3）4]SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d．NH3分子内的H﹣N﹣H键角小于H2O分子内的H﹣O﹣H键角
e．[Cu（NH3）4]2+中，N原子是配位原子
④[Cu（NH3）4]2+结构中，若用两个H2O分子代替两个NH3分子，可以得到两种不同结构的化合物，由此推测[Cu（NH3）4]2+的空间构型为 平面正方形 。
（2）“除AsO2﹣”时，砷的吸附率与溶液pH的关系如图所示。已知Fe（OH）3胶粒在pH＜7.9时带正电荷，在pH＞7.9时带负电荷。pH＞10时砷的吸附率明显减小的原因是 Fe（OH）3胶粒带负电荷，难以吸附带负电荷的含砷微粒，吸附率减小 。
（3）为了实现生产过程中物质充分利用，循环使用的物质为 用步骤V蒸出的NH3与步骤Ⅵ的滤液配制步骤I所需的NH3和（NH4）2SO4组成的溶液 。
【解答】解：（1）①CuO被NH3和（NH4）2SO4组成的溶液浸取得到[Cu（NH3）4]SO4，离子反应为CuO+2NH3+2NH4+═[Cu（NH3）4]2++H2O，
故答案为：CuO+2NH3+2NH4+═[Cu（NH3）4]2++H2O；
②浸取温度不宜超过55℃，其原因是温度过高，会加速NH3的挥发，
故答案为：温度过高，会加速NH3的挥发；
③a．[Cu（NH3）4]SO4组成元素中O元素的非金属性最强，电负性最大的是O元素，故错误；
b．[Cu（NH3）4]SO4中S原子不含孤对电子，形成4个键，杂化方式为sp3，故正确；
c．[Cu（NH3）4]SO4中硫酸根离子与配离子之间是离子键，N与H之间及S和O原子之间都是极性共价键，氨气与铜离子之间是配位键，则含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键，故正确；
d．氨气是三角锥型，水是角形，NH3分子内的H﹣N﹣H键角大于H2O分子内的H﹣O﹣H键角，故错误；
e．[Cu（NH3）4]2+中，N原子提供电子，是配位原子，故正确；
故答案为：ad；
④[Cu（NH3）4]2+结构中，若为正四面体结构，两个H2O分子代替两个NH3分子，只有一种结构，而用两个H2O分子代替两个NH3分子，可以得到两种不同结构的化合物，可知[Cu（NH3）4]2+的空间构型为平面正方形，
故答案为：平面正方形；
（2）在pH＞7.9时带负电荷，可知pH＞10时砷的吸附率明显减小的原因是Fe（OH）3胶粒带负电荷，难以吸附带负电荷的含砷微粒，吸附率减小，
故答案为：Fe（OH）3胶粒带负电荷，难以吸附带负电荷的含砷微粒，吸附率减小；
（3）由流程可知，为了实现生产过程中物质充分利用，循环使用的物质为用步骤V蒸出的NH3与步骤Ⅵ的滤液配制步骤I所需的NH3和（NH4）2SO4组成的溶液，
故答案为：用步骤V蒸出的NH3与步骤Ⅵ的滤液配制步骤I所需的NH3和（NH4）2SO4组成的溶液。
燕子矶中学2022-2023学年高二下学期开学考试化学试卷
一．选择题（共13小题，每题3分）
1．化学与生活密切相关，下列不涉及化学变化的是（ ）
A．加入明矾后泥水变澄清
B．北京冬奥会用水快速制冰
C．炖排骨汤时加点醋味道更鲜
D．切开的茄子放置后切面变色
2．下列指定反应的离子方程式正确的是（ ）
A．氯气溶于水：Cl2+H2O═2H++Cl﹣+ClO﹣
B．将过量的SO2通入NaOH溶液中：SO2+2OH﹣═SO32﹣+H2O
C．Na2O2与H2O反应：Na2O2+H2O═2Na++2OH﹣+O2↑
D．向Al2（SO4）3溶液中加入过量氨水：Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+
3．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（ ）
A．0.01mol•L﹣1的H2SO4溶液：Na+、Fe3+、Cl﹣、NO3﹣
B．0.1mol•L﹣1FeCl2溶液：K+、Mg2+、SO42﹣、MnO4﹣
C．c（H+）＝0.1mol•L﹣1的溶液：K+、Cl﹣、CH3COO﹣、Cu2+
D．pH＝1的溶液：K+、NH4+、NO3﹣、HSO3﹣
阅读下列资料，完成3～5题：氮元素广泛应用于生产生活中，NH3、N2H4、NO、NO2、NH4NO3等是氮的重要化合物，N2H4具有较强的还原性；NO2与N2O4能相互转化，热化学方程式为N2O4（g）⇌2NO2（g）ΔH＝+57kJ/mol。
4．在恒温恒压条件下，对于反应N2O4（g）⇌2NO2（g），下列有关说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔH＜0，ΔS＜0
B．当气体密度不变时能说明该反应达到化学平衡状态
C．其他条件不变，向平衡后的容器中再加入少量N2O4达新的平衡，与原平衡相比的值减小
D．使用高效催化剂能增大反应的平衡常数
5．水合肼（N2H4⋅H2O）是重要的氢能源稳定剂，其制备的反应原理为：NaClO+2NH3⋅H2O═N2H4•H2O+NaCl+2H2O。下列装置和操作不能达到实验目的的是（ ）
A．在装置甲的圆底烧瓶中加入生石灰制取NH3
B．用装置乙作为反应过程的安全瓶
C．制备水合肼时先将NaClO溶液加入锥形瓶再通入NH3
D．用装置丁吸收反应中过量的NH3
6．下列有关物质的性质与用途的对应关系正确的是（ ）
A．氯化铵受热易分解，可用作铁的除锈剂
B．氨气具有还原性，可用作致冷剂
C．肼的熔沸点较低，可用作火箭推进剂
D．氮气性质不活泼，可作为粮食保护气
7．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A．NaCl（aq）Na（s）Na2O2（s）
B．SiO2（s）Si（s）SiCl4（l）
C．AlNaAlO2（aq）NaAlO2（s）
D．Cu2（OH）2CO3（s）CuO（s）Cu（OH）2（s）
8．下列有关说法正确的是（ ）
A．CaCO3（s）＝CaO（s）+CO2（g）室温下不能自发进行，说明该反应的△H＜0
B．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g） 任何条件下氮气的体积分数不变一定可以判定平衡
C．H2NCOONH4（s）⇌2NH3（g）+CO2（g），恒温恒压条件下投入一定量反应物，气体密度不变可以判定反应达平衡
D．恒容绝热，投入一定量反应物发生反应H2+I2⇌2HI，当压强不变可以判定反应达平衡
9．下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是（ ）
A．NaOH的碱性比 Mg（OH）2的强
B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C．原子半径r：r（Br）＞r（Cl）＞r（Mg）＞r（Na）
D．原子的最外层电子数n：n（Na）＜n（Mg）＜n（Cl）＜n（Br）
10．一种水性电解液Zn﹣MnO2离子选择双隔膜电池如图所示（KOH溶液中，Zn2+以Zn（OH）存在）。电池放电时，下列叙述错误的是（ ）
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移
C．MnO2电极反应：MnO2+4H++2e﹣═Mn2++2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH﹣+MnO2+4H+═Zn（OH）+Mn2++2H2O
11．下列设计的实验方案能达到实验目的的是（ ）
A．制备Al（OH）3悬浊液：向1mol•L﹣1的AlCl3溶液中加过量的6mol•L﹣1NaOH溶液
B．提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入氢氧化钠溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水
C．检验溶液中是否含有Fe3+：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象
D．探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加2mL 5% H2O2 和1mL H2O，向另一支试管中加入2mL 5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象
12．25°C，通过下列实验探究Na2SO3、NaHSO3溶液的性质。
已知：Kal（H2SO3）＝1.5×10﹣2，Ka2（H2SO3）＝1.5×10﹣7
实验1：用pH试纸测量0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液的pH，测得pH约为5。
实验2：将0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液在空气中放置较长时间，测得pH约为X。
实验3：取1mL0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液，加入1mL0.01mol⋅L﹣1Ba（OH）2溶液，产生白色沉淀。
下列说法正确的是（ ）
A．25°C，pH＝9的Na2SO3溶液中
B．X＞5
C．0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液中有c（H+）+c（Na+）＞c（HSO3﹣）+2c（H2SO3）
D．实验3发生的反应为：HSO3﹣+Ba2++OH﹣═BaSO3↓+H2O
13．丙烷经催化脱氢制丙烯的反应为C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g）。600℃，将固定浓度的C3H8通入有催化剂的恒容反应器，逐渐提高CO2浓度，经相同时间，测得出口处C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如图。已知：
①C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）ΔH＝﹣2220kJ⋅mol﹣1
②C3H6（g）+O2（g）═3CO2（g）+3H2O（l）ΔH＝﹣2058kJ⋅mol﹣1
③H2（g）+O2（g）═H2O（l）ΔH＝﹣286kJ⋅mol﹣1
下列说法正确的是（ ）
A．丙烷催化脱氢制丙烯反应的ΔH＝﹣124kJ⋅mol﹣1
B．c（H2）和c（C3H6）变化差异的原因：CO2+H2⇌CO+H2O
C．其他条件不变，投料比越大，C3H8转化率越大
D．若体系只有C3H6、H2、CO和H2O生成，则出口处物质浓度c之间一定存在关系：c（C3H6）＝c（CO）+c（H2）+c（H2O）
二．非选择题（共4小题）
14．（15分）.高锰酸钾消毒片主要成分为KMnO4，可外用消炎杀菌。用某软锰矿（主要成分是MnO2，还含有A12O3、SiO2等杂质）制备KMnO4的流程图如如：
已知：K2MnO4固体和溶液均为墨绿色，溶液呈碱性且能发生可逆的歧化反应。
（1）“操作Ⅱ”时，当 时，停止加热，自然冷却，抽滤后即可获得紫黑色KMnO4晶体。
（2）向“浸取液”中通入CO2，调节其pH，经“过滤”得滤渣I，滤渣I的成分为 。
（3）“熔融煅烧”时，MnO2参与反应的化学方程式为 。
（4）“歧化”时，加入冰醋酸的目的是 （从平衡移动的角度用必要的离子方程式和文字解释）。
（5）“歧化”时，下列酸可以用来代替冰醋酸的是 （填字母）。
a．浓盐酸
b．亚硫酸
c．稀硫酸
d．氢碘酸
（6）制取过程中，若pH调节不合理易生成Mn2+。在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去，向含0.05mol•L﹣1Mn2+废水中通入一定量H2S气体，调节溶液的pH＝a，当HS﹣浓度为1.0×10﹣4mol•L﹣1时，Mn2+开始沉淀，则a＝ 。[已知：H2S的Ka1＝1.3×10﹣7 Ka2＝5.0×10﹣15；Ksp（MnS）＝2.5×10﹣14]
（7）由于直接歧化制备高锰酸钾的产率不高，且后续分离纯化步骤较多，目前工业上较多采用电解K2MnO4水溶液法制备，试写出该电解过程总反应的化学方程式 。
15．（15分）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，K2FeO4为紫色固体，易溶于水，微溶于浓KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在 0℃～5℃、强碱性溶液中较稳定。实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。
Ⅰ．湿法制备K2FeO4
（1）制备NaClO，实验装置如图。玻璃管a 的作用是 。
（2）制备 K2FeO4晶体
第一步：将制得的NaClO（含NaOH）饱和溶液与FeCl3饱和溶液的混合溶液，具体做法是：边搅拌，边将 缓慢滴加到 中 得 Na2FeO4；相关化学方程式 。
第二步：加入适量 KOH 固体至饱和，得湿产品；
第三步：洗涤、干燥，得 K2FeO4晶体。
Ⅱ.提纯K2FeO4粗产品[含有Fe（OH）3、NaCl、KCl等杂质]的实验方案为：将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol•L﹣1KOH溶液中， 。（实验中须使用的试剂有：饱和KOH溶液，乙醇，真空干燥器）。
Ⅲ．测定 K2FeO4纯度
通过以下方法测定高铁酸钾样品的纯度：称取 0.6000g 高铁酸钾样品，完全溶解于浓 KOH 溶液中，再加入足量亚铬酸钾{K[Cr（OH）4]}反应后配成 100.00 mL 溶液；取上述溶液 20.00 mL 于锥形瓶中，加入稀硫酸调至pH＝2，用 0.1000 mol•L﹣1硫酸亚铁铵溶液滴定，消耗标准硫酸亚铁铵溶液 15.00 mL。测定过程中发生反应：
a.Cr（OH）4﹣+FeO42﹣═Fe（OH）3+CrO42﹣+OH﹣
b.2CrO42﹣+2H+═Cr2O72﹣+H2O
c.Cr2O72﹣+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O
计算 K2FeO4样品的纯度（写出计算过程）。
16．（15分）氢气是一种理想的绿色清洁能源，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点。
（1）用氧缺位铁酸铜（CuFe2O4﹣x）作催化剂，利用太阳能热化学循环分解H2O可制H2。
①氧缺位铁酸铜通过两步反应分解水制氢。已知第二步反应为：2CuFe2O4═2CuFe2O4﹣x+xO2↑，则第一步反应的化学方程式为 。
②CuFe2O4可用电化学方法得到，其原理如图所示，则阳极的电极反应式为 。
（2）可利用FeO/Fe3O4之间的相互转化，来裂解水制取氢气，其制氢流程如图所示。该工艺制氢的总反应为C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g），对比水和碳在高温下直接接触反应制氢，分析该工艺制氢的最大优点是 。
（3）硼氢化钠（NaBH4）的强碱溶液在催化剂作用下与水反应可获取氢气，其可能反应机理如图所示。已知：常温下，NaB（OH）4在水中的溶解度不大，易以NaBO2形式结晶析出。
①如图所示的最后一个步骤反应机理可描述为 。
②若用D2O代替H2O，依据反应机理，则反应后生成的气体中含有 。
③其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4的浓度和放氢速率的变化关系如图所示。随着NaBH4浓度的增大，放氢速率先增大后减小，其原因可能是 。
17．（16分）用含砷氧化铜矿[含CuO、Cu2（OH）2CO3、As2O3及重金属盐等]制取Cu2（OH）2SO4的工艺流程如图。
（1）步骤I“氨浸”时，控制温度为50～55℃，pH约为9.5，含铜化合物转化为[Cu（NH3）4SO4溶液。
①CuO被浸取的离子方程式为 。
②浸取温度不宜超过55℃，其原因是 。
③关于[Cu（NH3）4]SO4溶液，下列说法不正确的是 （填字母）。
a．[Cu（NH3）4]SO4组成元素中电负性最大的是N元素
b．[Cu（NH3）4]SO4中S原子的杂化方式为sp3
c．[Cu（NH3）4]SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d．NH3分子内的H﹣N﹣H键角小于H2O分子内的H﹣O﹣H键角
e．[Cu（NH3）4]2+中，N原子是配位原子
④[Cu（NH3）4]2+结构中，若用两个H2O分子代替两个NH3分子，可以得到两种不同结构的化合物，由此推测[Cu（NH3）4]2+的空间构型为 。
（2）“除AsO2﹣”时，砷的吸附率与溶液pH的关系如图所示。已知Fe（OH）3胶粒在pH＜7.9时带正电荷，在pH＞7.9时带负电荷。pH＞10时砷的吸附率明显减小的原因是 。
（3）为了实现生产过程中物质充分利用，循环使用的物质为 。
燕子矶中学2022-2023学年高二下学期开学考试化学试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共13小题，每题3分）
1．化学与生活密切相关，下列不涉及化学变化的是（ ）
A．加入明矾后泥水变澄清
B．北京冬奥会用水快速制冰
C．炖排骨汤时加点醋味道更鲜
D．切开的茄子放置后切面变色
【解答】解：A．明矾净水的原理是Al3+水解生成氢氧化铝胶体具有吸附性，可以吸附水中杂质，盐的水解属于化学变化，故A错误；
B．用水制冰，冰仍是水（H2O），属于物理变化，故B正确；
C．炖排骨汤时加点醋，有利于骨质中钙质的溶出，属于化学变化，故C错误；
D．茄子的果实里含有一种叫单宁的物质，它具有在空气中氧化成黑色的特性，切开的茄子里面的单宁与O2接触，发生化学变化，故D错误；
故选：B。
2．下列指定反应的离子方程式正确的是（ ）
A．氯气溶于水：Cl2+H2O═2H++Cl﹣+ClO﹣
B．将过量的SO2通入NaOH溶液中：SO2+2OH﹣═SO32﹣+H2O
C．Na2O2与H2O反应：Na2O2+H2O═2Na++2OH﹣+O2↑
D．向Al2（SO4）3溶液中加入过量氨水：Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+
【解答】解：A．氯气溶于水，离子方程式为：Cl2+H2O═H++Cl﹣+HClO，故A错误；
B．过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中，离子方程式为：SO2+OH﹣═HSO3﹣，故B错误；
C．Na2O2与H2O反应，离子方程式为：2Na2O2+2H2O═O2↑+4Na++4OH﹣，故C错误；
D．向Al2（SO4）3溶液中加入过量氨水，反应生成氢氧化铝沉淀，该反应的离子方程式为：Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+，故D正确；
故选：D。
3．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（ ）
A．0.01mol•L﹣1的H2SO4溶液：Na+、Fe3+、Cl﹣、NO3﹣
B．0.1mol•L﹣1FeCl2溶液：K+、Mg2+、SO42﹣、MnO4﹣
C．c（H+）＝0.1mol•L﹣1的溶液：K+、Cl﹣、CH3COO﹣、Cu2+
D．pH＝1的溶液：K+、NH4+、NO3﹣、HSO3﹣
【解答】解：A．0.01mol•L﹣1的H2SO4溶液：Na+、Fe3+、Cl﹣、NO3﹣互不反应，能大量共存，故A正确；
B．MnO4﹣具有氧化性，亚铁离子具有还原性，二者发生氧化还原反应而不能大量共存，故B错误；
C．水电离的c（OH﹣）＝1×10﹣13mol•L﹣1＜1×10﹣7mol•L﹣1，说明水的电离被抑制，溶液可能显酸性或碱性，酸性溶液中H+能与CH3COO﹣反应生成CH3COOH而不能大量共存，碱性溶液中，Cu2+与OH﹣反应生成Cu（OH）2沉淀而不能大量共存，故C错误；
D．酸性条件下NO3﹣具有氧化性，HSO3﹣具有还原性，H+、NO3﹣、HSO3﹣能发生氧化还原反应不能大量共存，故D错误；
故选：A。
阅读下列资料，完成3～5题：氮元素广泛应用于生产生活中，NH3、N2H4、NO、NO2、NH4NO3等是氮的重要化合物，N2H4具有较强的还原性；NO2与N2O4能相互转化，热化学方程式为N2O4（g）⇌2NO2（g）ΔH＝+57kJ/mol。
4．在恒温恒压条件下，对于反应N2O4（g）⇌2NO2（g），下列有关说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔH＜0，ΔS＜0
B．当气体密度不变时能说明该反应达到化学平衡状态
C．其他条件不变，向平衡后的容器中再加入少量N2O4达新的平衡，与原平衡相比的值减小
D．使用高效催化剂能增大反应的平衡常数
【解答】解：A．该反应中气体的总物质的量增大，则ΔS＞0，焓变为正，ΔH＞0，故A错误；
B．温度和压强不变时，气体的质量不变，体积为变量，可知密度为变量，则气体密度不变时能说明该反应达到化学平衡状态，故B正确；
C．向平衡后的容器中再加入少量N2O4达新的平衡，体积增大，可看成减小压强，平衡正向移动，与原平衡相比的值增大，故C错误；
D．平衡常数与温度有关，催化剂不影响平衡移动，则使用高效催化剂，不改变平衡常数，故D错误；
故选：B。
5．水合肼（N2H4⋅H2O）是重要的氢能源稳定剂，其制备的反应原理为：NaClO+2NH3⋅H2O═N2H4•H2O+NaCl+2H2O。下列装置和操作不能达到实验目的的是（ ）
A．在装置甲的圆底烧瓶中加入生石灰制取NH3
B．用装置乙作为反应过程的安全瓶
C．制备水合肼时先将NaClO溶液加入锥形瓶再通入NH3
D．用装置丁吸收反应中过量的NH3
【解答】解：A．在装置甲的圆底烧瓶中加入碱石灰，其中的CaO与氨水中的水反应产生Ca（OH）2，反应放热使NH3•H2O分解制取NH3，且Ca（OH）2电离产生OH﹣，使溶液中c（OH﹣）增大，NH3•H2O的电离平衡逆向移动，也会导致NH3•H2O浓度增大，也有益于分解产生NH3，故可用于制取NH3，故A正确；
B．装置乙中导管短进短出，可作安全瓶，故B正确；
C．制备水合肼时先通入NH3再将NaClO溶液加入锥形瓶，可保证N元素充分被氧化，故C错误；
D．丁中球形结构容积大，水进入球形部分，就不能再进入左边装置中，因而可防止倒吸现象的发生，且用于NH3极容易溶于水，因此丁可吸收过量的NH3，故D正确；
故选：C。
6．下列有关物质的性质与用途的对应关系正确的是（ ）
A．氯化铵受热易分解，可用作铁的除锈剂
B．氨气具有还原性，可用作致冷剂
C．肼的熔沸点较低，可用作火箭推进剂
D．氮气性质不活泼，可作为粮食保护气
【解答】解：A．氯化铵溶液水解显酸性，可与铁锈反应，与氯化铵分解无关，故A错误；
B．液氨气化吸热，可作致冷剂，与氨气的还原性无关，故B错误；
C．N2H4具有较强的还原性，用作火箭推进剂，与肼的熔沸点较低无关，故C错误；
D．不活泼的气体可防止粮食被氧化，则氮气性质不活泼，可作为粮食保护气，故D正确；
故选：D。
7．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A．NaCl（aq）Na（s）Na2O2（s）
B．SiO2（s）Si（s）SiCl4（l）
C．AlNaAlO2（aq）NaAlO2（s）
D．Cu2（OH）2CO3（s）CuO（s）Cu（OH）2（s）
【解答】解：A．电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气，则NaCl （aq）Na（s）不能实现转化，故A错误；
B．Si与HCl不反应，则Si （s）SiCl4不能实现，故B错误；
C．铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液为强碱弱酸盐溶液，水解产物无挥发，蒸发会得到溶质，所以AlNaAlO2（aq）NaAlO2（s），能够一步实现，故C正确；
D．CuO与水不反应，则CuO（s）Cu（OH）不能实现转化，故D错误；
故选：C。
8．下列有关说法正确的是（ ）
A．CaCO3（s）＝CaO（s）+CO2（g）室温下不能自发进行，说明该反应的△H＜0
B．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g） 任何条件下氮气的体积分数不变一定可以判定平衡
C．H2NCOONH4（s）⇌2NH3（g）+CO2（g），恒温恒压条件下投入一定量反应物，气体密度不变可以判定反应达平衡
D．恒容绝热，投入一定量反应物发生反应H2+I2⇌2HI，当压强不变可以判定反应达平衡
【解答】解：A．CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）的△S＞0，室温下不能自发进行，说明该反应的△H＞0，故A错误；
B．氮气的体积分数不变，则氮气的物质的量分数不变，如：充入一定量的氢气、排出等物质的量的氨气，则氮气的物质的量分数不变，但反应没有达到平衡状态，反应正向进行，故B错误；
C．恒温恒压条件下，容器体积与气体物质的量成正比，生成物中二氧化碳和氨气的物质的量之比始终不变，气体平均相对分子质量始终不变，所以容器内气体密度始终不变，所以不能据此判断平衡状态，故C错误；
D．恒容绝热条件下，该反应的正反应吸热反应，随着反应进行，容器内温度逐渐降低，压强减小，当压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确；
故选：D。
9．下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是（ ）
A．NaOH的碱性比 Mg（OH）2的强
B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C．原子半径r：r（Br）＞r（Cl）＞r（Mg）＞r（Na）
D．原子的最外层电子数n：n（Na）＜n（Mg）＜n（Cl）＜n（Br）
【解答】解：A．钠和镁都是第三周期元素，同周期元素从左向右金属性减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性减弱，NaOH的碱性比 Mg（OH）2的强，故A正确；
B．同主族元素自上而下非金属性减弱，Cl2得到电子的能力比Br2的强，故B错误；
C．中学阶段原子半径比较：“不同层看层数，层数大半径大，层相同看序数，序数大半径小”原子半径r：r（Br）＞r（Na）＞r（Mg）＞r（Cl），故C错误；
D．主族元素原子的最外层电子数等于族序数，最外层电子数n：n（Na）＜n（Mg）＜n（Cl）═n（Br），故D错误；
故选：A。
10．一种水性电解液Zn﹣MnO2离子选择双隔膜电池如图所示（KOH溶液中，Zn2+以Zn（OH）存在）。电池放电时，下列叙述错误的是（ ）
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移
C．MnO2电极反应：MnO2+4H++2e﹣═Mn2++2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH﹣+MnO2+4H+═Zn（OH）+Mn2++2H2O
【解答】解：A．K+从III区通过隔膜迁移到II区，故A错误；
B．Ⅰ区的SO42﹣通过隔膜向Ⅱ区迁移，II区中K2SO4溶液的浓度增大，故B正确；
C．MnO2电极做正极，电极反应为：MnO2+4H++2e﹣═Mn2++2H2O，故C正确；
D．保持正负极得失电子数相同，将正负极反应相加即可得总反应为Zn+4OH﹣+MnO2+4H+═Zn（OH）42﹣+Mn2++2H2O，需要注意的是，由于氢离子和氢氧根是在不同极区反应，两者不会相遇，故不能合并为水，故D正确；
故选：A。
11．下列设计的实验方案能达到实验目的的是（ ）
A．制备Al（OH）3悬浊液：向1mol•L﹣1的AlCl3溶液中加过量的6mol•L﹣1NaOH溶液
B．提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入氢氧化钠溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水
C．检验溶液中是否含有Fe3+：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象
D．探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加2mL 5% H2O2 和1mL H2O，向另一支试管中加入2mL 5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象
【解答】解：A．AlCl3溶液中加过量的6mol•L﹣1NaOH溶液，先生成沉淀后溶解，最终为澄清溶液，故A错误；
B．二者均与NaOH溶液反应，不能除杂，应选饱和碳酸钠溶液、分液，故B错误；
C．先加氯水可氧化亚铁离生成除铁离子，应直接加KSCN溶液检验Fe3+，故C错误；
D．只有催化剂不同，操作和实验可探究催化剂对H2O2分解速率的影响，故D正确；
故选：D。
12．25°C，通过下列实验探究Na2SO3、NaHSO3溶液的性质。
已知：Kal（H2SO3）＝1.5×10﹣2，Ka2（H2SO3）＝1.5×10﹣7
实验1：用pH试纸测量0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液的pH，测得pH约为5。
实验2：将0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液在空气中放置较长时间，测得pH约为X。
实验3：取1mL0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液，加入1mL0.01mol⋅L﹣1Ba（OH）2溶液，产生白色沉淀。
下列说法正确的是（ ）
A．25°C，pH＝9的Na2SO3溶液中
B．X＞5
C．0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液中有c（H+）+c（Na+）＞c（HSO3﹣）+2c（H2SO3）
D．实验3发生的反应为：HSO3﹣+Ba2++OH﹣═BaSO3↓+H2O
【解答】解：A．25°C，Kal（H2SO3）＝1.5×10﹣2，Ka2（H2SO3）＝1.5×10﹣7，则Ka1•Ka2＝×＝＝1.5×10﹣2×1.5×10﹣7＝2.25×10﹣9，pH＝9的Na2SO3溶液中中＝＝2.25×109，故A错误；
B．0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液在空气中放置较长时间，NaHSO3被氧化为NaHSO4，溶液的酸性增强，pH减小，则X＜5，故B错误；
C．0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液中，依据电荷守恒，c（H+）+c（Na+）＝c（OH﹣）+c（HSO3﹣+2c（SO32﹣），由于0.1mol⋅L﹣1NaHSO3溶液的pH约为5，所以HSO3﹣的电离程度大于水解程度，即有c（H+）+c（Na+）＞c（OH﹣）+c（HSO3﹣）+2c（H2SO3），由于c（OH﹣）＝10﹣9mol/L，所以c（OH﹣）可以忽视不计，从而得出c（H+）+c（Na+）＞c（HSO3﹣）+2c（H2SO3），故C正确；
D．实验3中，Ba（OH）2不足量，采用“以少定多”法，发生的反应为：2HSO3﹣+Ba2++2OH﹣═BaSO3↓+SO32﹣+2H2O，故D错误；
故选：C。
13．丙烷经催化脱氢制丙烯的反应为C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g）。600℃，将固定浓度的C3H8通入有催化剂的恒容反应器，逐渐提高CO2浓度，经相同时间，测得出口处C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如图。已知：
①C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）ΔH＝﹣2220kJ⋅mol﹣1
②C3H6（g）+O2（g）═3CO2（g）+3H2O（l）ΔH＝﹣2058kJ⋅mol﹣1
③H2（g）+O2（g）═H2O（l）ΔH＝﹣286kJ⋅mol﹣1
下列说法正确的是（ ）
A．丙烷催化脱氢制丙烯反应的ΔH＝﹣124kJ⋅mol﹣1
B．c（H2）和c（C3H6）变化差异的原因：CO2+H2⇌CO+H2O
C．其他条件不变，投料比越大，C3H8转化率越大
D．若体系只有C3H6、H2、CO和H2O生成，则出口处物质浓度c之间一定存在关系：c（C3H6）＝c（CO）+c（H2）+c（H2O）
【解答】解：A．根据盖斯定律方程式①﹣②﹣③得C3H8（g）＝C3H6（g）+H2（g）△H＝△H1﹣△H2﹣△H3＝﹣2220kJ•mol﹣1+2058kJ•mol﹣1+286kJ•mol﹣1＝+124 kJ•mol﹣1，故A错误；
B．根据坐标系c（H2）和 c（C3H6）的变化不同，根据方程式C3H8（g）＝C3H6（g）+H2（g），c（H2）和 c（C3H6）应该相等，因为CO2+H2⇌CO+H2O，c（C3H6）增加快，故B正确；
C．根据图示，横坐标为二氧化碳的浓度，投料比越大，C3H8转化率越小，故C错误；
D．根据碳原子守恒，若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间一定存在：3c0（C3H8）+c0（CO2）＝c（CO）+c（CO2）+3c（C3H8）+3c（C3H6），故D错误；
故选：B。
二．非选择题（共4小题）
14．.高锰酸钾消毒片主要成分为KMnO4，可外用消炎杀菌。用某软锰矿（主要成分是MnO2，还含有A12O3、SiO2等杂质）制备KMnO4的流程图如如：
已知：K2MnO4固体和溶液均为墨绿色，溶液呈碱性且能发生可逆的歧化反应。
（1）“操作Ⅱ”时，当 表面出现晶膜 时，停止加热，自然冷却，抽滤后即可获得紫黑色KMnO4晶体。
（2）向“浸取液”中通入CO2，调节其pH，经“过滤”得滤渣I，滤渣I的成分为 Al（OH）3和H2SiO3 。
（3）“熔融煅烧”时，MnO2参与反应的化学方程式为 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O 。
（4）“歧化”时，加入冰醋酸的目的是 调节溶液pH，使3MnO42﹣+2H2O⇌2MnO4﹣+MnO2↓+4OH﹣平衡向右移动，促进KMnO4的生成，提高KMnO4的产率 （从平衡移动的角度用必要的离子方程式和文字解释）。
（5）“歧化”时，下列酸可以用来代替冰醋酸的是 c （填字母）。
a．浓盐酸
b．亚硫酸
c．稀硫酸
d．氢碘酸
（6）制取过程中，若pH调节不合理易生成Mn2+。在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去，向含0.05mol•L﹣1Mn2+废水中通入一定量H2S气体，调节溶液的pH＝a，当HS﹣浓度为1.0×10﹣4mol•L﹣1时，Mn2+开始沉淀，则a＝ 6 。[已知：H2S的Ka1＝1.3×10﹣7 Ka2＝5.0×10﹣15；Ksp（MnS）＝2.5×10﹣14]
（7）由于直接歧化制备高锰酸钾的产率不高，且后续分离纯化步骤较多，目前工业上较多采用电解K2MnO4水溶液法制备，试写出该电解过程总反应的化学方程式 2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑ 。
【解答】解：（1）操作Ⅱ为结晶操作，“结晶”时，当表面出现晶膜时，停止加热，自然冷却，抽滤后即可获得紫黑色KMnO4晶体，
故答案为：表面出现晶膜；
（2）通入CO2调节其pH，KAlO2和K2SiO3转化为Al（OH）3和H2SiO3，所以过滤得到的滤渣I的成分为Al（OH）3和H2SiO3，
故答案为：Al（OH）3和H2SiO3；
（3）“熔融煅烧”时，MnO2参与反应被氧化生成高锰酸钾，方程式为2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O，
故答案为：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；
（4）“歧化”时，加入冰醋酸调节溶液pH，使3MnO42﹣+2H2O⇌2MnO4﹣+MnO2↓+4OH﹣平衡向右移动，促进KMnO4的生成，提高KMnO4的产率，
故答案为：调节溶液pH，使3MnO42﹣+2H2O⇌2MnO4﹣+MnO2↓+4OH﹣平衡向右移动，促进KMnO4的生成，提高KMnO4的产率；
（5）KMnO4具有强氧化性，不能用还原性酸，盐酸、亚硫酸以及氢碘酸均具有还原性，可以用稀硫酸替代醋酸，
故答案为：c；
（6）向含Mn2+为0.05mol•L﹣1的废水中通入一定量的H2S气体，调节溶液的pH＝a，当HS﹣浓度为1.0×10﹣4 mol•L﹣1时，Mn2+开始沉淀，则c（Mn2+）×c（S2﹣）＝c（Mn2+）×＝Ksp（MnS），即0.05×＝2.5×10﹣14，解得c（H+）＝1.0×10﹣6mol•L﹣1，即pH＝6，
故答案为：6；
（7）电解K2MnO4水溶液法制备KMnO4，则MnO42﹣在阳极被氧化，转化为MnO4﹣，水中的氢离子发生还原反应，生成氢气和氢氧根离子，根据电子转移守恒可知，电解的总反应的化学方程式为：2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑，
故答案为：2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑。
15．高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，K2FeO4为紫色固体，易溶于水，微溶于浓KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在 0℃～5℃、强碱性溶液中较稳定。实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。
Ⅰ．湿法制备K2FeO4
（1）制备NaClO，实验装置如图。玻璃管a 的作用是 平衡内外压强 。
（2）制备 K2FeO4晶体
第一步：将制得的NaClO（含NaOH）饱和溶液与FeCl3饱和溶液的混合溶液，具体做法是：边搅拌，边将 FeCl3饱和溶液 缓慢滴加到 NaClO（含NaOH）饱和溶液 中 得 Na2FeO4；相关化学方程式 2FeCl3+10NaOH+3NaClO＝2Na2FeO4+9NaCl+5H2O 。
第二步：加入适量 KOH 固体至饱和，得湿产品；
第三步：洗涤、干燥，得 K2FeO4晶体。
Ⅱ.提纯K2FeO4粗产品[含有Fe（OH）3、NaCl、KCl等杂质]的实验方案为：将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol•L﹣1KOH溶液中， 过滤，将滤液置于0℃～5℃冰水浴中，边搅拌边向滤液中加入饱和KOH溶液至不再析出K2FeO4晶体，过滤，用乙醇洗涤晶体2～3次，在真空干燥器干燥 。（实验中须使用的试剂有：饱和KOH溶液，乙醇，真空干燥器）。
Ⅲ．测定 K2FeO4纯度
通过以下方法测定高铁酸钾样品的纯度：称取 0.6000g 高铁酸钾样品，完全溶解于浓 KOH 溶液中，再加入足量亚铬酸钾{K[Cr（OH）4]}反应后配成 100.00 mL 溶液；取上述溶液 20.00 mL 于锥形瓶中，加入稀硫酸调至pH＝2，用 0.1000 mol•L﹣1硫酸亚铁铵溶液滴定，消耗标准硫酸亚铁铵溶液 15.00 mL。测定过程中发生反应：
a.Cr（OH）4﹣+FeO42﹣═Fe（OH）3+CrO42﹣+OH﹣
b.2CrO42﹣+2H+═Cr2O72﹣+H2O
c.Cr2O72﹣+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O
计算 K2FeO4样品的纯度（写出计算过程）。 82.50%
【解答】解：（1）制备次氯酸钠的装置中玻璃管a能起到平衡内外压强，防堵塞的作用，
故答案为：平衡内外压强；
（2）氯化铁是强酸弱碱盐，在溶液中水解使溶液呈酸性，为防止高铁酸钠在酸性条件下发生分解生成氧气，制备高铁酸钠溶液时，应边搅拌，边将饱和氯化铁溶液缓慢滴加到含有氢氧化钠的次氯酸钠饱和溶液中制得高铁酸钠，制备发生的反应为碱性条件下，次氯酸钠溶液与氯化铁溶液反应生成高铁酸钠、氯化钠和水，反应的化学方程式为2FeCl3+10NaOH+3NaClO＝2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，
故答案为：FeCl3饱和溶液；NaClO（含NaOH）饱和溶液；2FeCl3+10NaOH+3NaClO＝2Na2FeO4+9NaCl+5H2O；
（3）由高铁酸钾，易溶于水，微溶于浓氢氧化钾溶液，在0℃～5℃、强碱性溶液中较稳定可知，提纯高铁酸钾的操作为将一定量的高铁酸钾粗产品溶于冷的3mol•L﹣1氢氧化钾溶液中，过滤除去氢氧化铁，将滤液置于0℃～5℃冰水浴中，边搅拌边向滤液中加入饱和氢氧化钾溶液至不再析出高铁酸钾晶体，过滤，用乙醇洗涤晶体2～3次，在真空干燥器干燥得到纯净的高铁酸钾，
故答案为：过滤，将滤液置于0℃～5℃冰水浴中，边搅拌边向滤液中加入饱和KOH溶液至不再析出K2FeO4晶体，过滤，用乙醇洗涤晶体2～3次，在真空干燥器干燥；
（4）由题给方程式可得如下转化关系：FeO42﹣～CrO42﹣～Cr2O72﹣～6Fe2+，由滴定消耗15.00mL0.1000mol•L﹣1硫酸亚铁铵溶液可知，高铁酸钾产品的纯度为×100%＝82.50%，
故答案为：82.50%。
16．氢气是一种理想的绿色清洁能源，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点。
（1）用氧缺位铁酸铜（CuFe2O4﹣x）作催化剂，利用太阳能热化学循环分解H2O可制H2。
①氧缺位铁酸铜通过两步反应分解水制氢。已知第二步反应为：2CuFe2O4═2CuFe2O4﹣x+xO2↑，则第一步反应的化学方程式为 CuFe2O4﹣x+xH2O═CuFe2O4+xH2↑， 。
②CuFe2O4可用电化学方法得到，其原理如图所示，则阳极的电极反应式为 Cu+2Fe+4O2﹣﹣8e﹣═CuFe2O4 。
（2）可利用FeO/Fe3O4之间的相互转化，来裂解水制取氢气，其制氢流程如图所示。该工艺制氢的总反应为C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g），对比水和碳在高温下直接接触反应制氢，分析该工艺制氢的最大优点是 可以直接得到纯净的H2，避免复杂的分离步骤，节约成本 。
（3）硼氢化钠（NaBH4）的强碱溶液在催化剂作用下与水反应可获取氢气，其可能反应机理如图所示。已知：常温下，NaB（OH）4在水中的溶解度不大，易以NaBO2形式结晶析出。
①如图所示的最后一个步骤反应机理可描述为 2H3BO3+2H2O+2e﹣＝2B（OH）4﹣+H2↑ 。
②若用D2O代替H2O，依据反应机理，则反应后生成的气体中含有 H2、D2、HD 。
③其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4的浓度和放氢速率的变化关系如图所示。随着NaBH4浓度的增大，放氢速率先增大后减小，其原因可能是 BH4﹣浓度过大，会与催化剂反应从而使催化剂活性降低 。
【解答】解：（1）①氧缺位铁酸铜通过两步反应分解水制氢，根据第二部反应得到第一步反应为：CuFe2O4﹣x与水反应生成氢气和CuFe2O4反应方程式为CuFe2O4﹣x+xH2O═CuFe2O4+xH2↑，
故答案为：CuFe2O4﹣x+xH2O═CuFe2O4+xH2↑；
②阳极上Fe、Cu失电子和氧离子反应生成CuFe2O4，阳极反应式为Cu+2Fe+4O2﹣﹣8e﹣═CuFe2O4，
故答案为：Cu+2Fe+4O2﹣﹣8e﹣═CuFe2O4；
（2）流程中将H2与CO分离的彻底，可以得到较纯的H2，所以其优点在于：可以直接得到纯净的H2，避免复杂的分离步骤，节约成本，
故答案为：可以直接得到纯净的H2，避免复杂的分离步骤，节约成本；
（3）①由图可知，两个硼酸分子和两个水分子得到两个电子，生成了B（OH）4﹣和H2，方程式表示为：2H3BO3+2H2O+2e﹣＝2B（OH）4﹣+H2↑，
故答案为：2H3BO3+2H2O+2e﹣＝2B（OH）4﹣+H2↑；
②在图示的反应机理中，生成氢气的H元素是由H2O和BH4﹣两种粒子提供，若用D2O代替H2O，生成的氢气中会有H2、D2、HD三种分子，
故答案为：H2、D2、HD；
③随着NaBH4浓度的增大，放氢速率先增大后减小，可能原因是BH4﹣浓度过大，部分BH4﹣与催化剂反应，从而使催化剂失活或活性降低，
故答案为：BH4﹣浓度过大，会与催化剂反应从而使催化剂活性降低；
17．用含砷氧化铜矿[含CuO、Cu2（OH）2CO3、As2O3及重金属盐等]制取Cu2（OH）2SO4的工艺流程如图。
（1）步骤I“氨浸”时，控制温度为50～55℃，pH约为9.5，含铜化合物转化为[Cu（NH3）4SO4溶液。
①CuO被浸取的离子方程式为 CuO+2NH3+2NH4+═[Cu（NH3）4]2++H2O 。
②浸取温度不宜超过55℃，其原因是 温度过高，会加速NH3的挥发 。
③关于[Cu（NH3）4]SO4溶液，下列说法不正确的是 ad （填字母）。
a．[Cu（NH3）4]SO4组成元素中电负性最大的是N元素
b．[Cu（NH3）4]SO4中S原子的杂化方式为sp3
c．[Cu（NH3）4]SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d．NH3分子内的H﹣N﹣H键角小于H2O分子内的H﹣O﹣H键角
e．[Cu（NH3）4]2+中，N原子是配位原子
④[Cu（NH3）4]2+结构中，若用两个H2O分子代替两个NH3分子，可以得到两种不同结构的化合物，由此推测[Cu（NH3）4]2+的空间构型为 平面正方形 。
（2）“除AsO2﹣”时，砷的吸附率与溶液pH的关系如图所示。已知Fe（OH）3胶粒在pH＜7.9时带正电荷，在pH＞7.9时带负电荷。pH＞10时砷的吸附率明显减小的原因是 Fe（OH）3胶粒带负电荷，难以吸附带负电荷的含砷微粒，吸附率减小 。
（3）为了实现生产过程中物质充分利用，循环使用的物质为 用步骤V蒸出的NH3与步骤Ⅵ的滤液配制步骤I所需的NH3和（NH4）2SO4组成的溶液 。
【解答】解：（1）①CuO被NH3和（NH4）2SO4组成的溶液浸取得到[Cu（NH3）4]SO4，离子反应为CuO+2NH3+2NH4+═[Cu（NH3）4]2++H2O，
故答案为：CuO+2NH3+2NH4+═[Cu（NH3）4]2++H2O；
②浸取温度不宜超过55℃，其原因是温度过高，会加速NH3的挥发，
故答案为：温度过高，会加速NH3的挥发；
③a．[Cu（NH3）4]SO4组成元素中O元素的非金属性最强，电负性最大的是O元素，故错误；
b．[Cu（NH3）4]SO4中S原子不含孤对电子，形成4个键，杂化方式为sp3，故正确；
c．[Cu（NH3）4]SO4中硫酸根离子与配离子之间是离子键，N与H之间及S和O原子之间都是极性共价键，氨气与铜离子之间是配位键，则含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键，故正确；
d．氨气是三角锥型，水是角形，NH3分子内的H﹣N﹣H键角大于H2O分子内的H﹣O﹣H键角，故错误；
e．[Cu（NH3）4]2+中，N原子提供电子，是配位原子，故正确；
故答案为：ad；
④[Cu（NH3）4]2+结构中，若为正四面体结构，两个H2O分子代替两个NH3分子，只有一种结构，而用两个H2O分子代替两个NH3分子，可以得到两种不同结构的化合物，可知[Cu（NH3）4]2+的空间构型为平面正方形，
故答案为：平面正方形；
（2）在pH＞7.9时带负电荷，可知pH＞10时砷的吸附率明显减小的原因是Fe（OH）3胶粒带负电荷，难以吸附带负电荷的含砷微粒，吸附率减小，
故答案为：Fe（OH）3胶粒带负电荷，难以吸附带负电荷的含砷微粒，吸附率减小；
（3）由流程可知，为了实现生产过程中物质充分利用，循环使用的物质为用步骤V蒸出的NH3与步骤Ⅵ的滤液配制步骤I所需的NH3和（NH4）2SO4组成的溶液，
故答案为：用步骤V蒸出的NH3与步骤Ⅵ的滤液配制步骤I所需的NH3和（NH4）2SO4组成的溶液。
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