2022-2023学年北京市西城区高一(下)期末化学试卷(含解析)
展开2022-2023学年北京市西城区高一(下)期末化学试卷
一、选择题(本大题共25小题,共50分)
1. 下列建筑材料的主要成分不属于无机非金属材料的是( )
A.瓷砖
B.玻璃
C.塑料管道
D.水泥
A. A B. B C. C D. D
2. 下列过程属于人工固氮的是( )
A. 分离液态空气制氮气 B. 工业合成氨
C. 豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨 D. 打雷闪电时氨气转化为含氮化合物
3. 常温下,下列物质可用铁质容器盛装的是( )
A. 浓硫酸 B. 稀硝酸 C. 稀盐酸 D. 硫酸铜溶液
4. 下列金属中,通常用加热分解法冶炼的是( )
A. 钠 B. 铁 C. 铝 D. 汞
5. 下列反应属于吸热反应的是( )
A. 钠与水反应 B. 乙醇的燃烧
C. 灼热的碳与二氧化碳的反应 D. 氢气与氯气的反应
6. 下列过程属于物理变化的是( )
A. 石油分馏 B. 石油裂化 C. 煤的气化 D. 煤的干馏
7. 下列关于甲烷的说法不正确的是( )
A. 甲烷是最简单的烷烃 B. 甲烷不与强酸强碱反应
C. 常温常压下甲烷是无色无味的气体 D. 甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色
8. 下列物质的用途不正确的是( )
A. 二氧化硅用作半导体材料 B. 液氨用作制冷剂
C. 二氧化硫常用于漂白纸浆 D. 铵盐常用作化肥
9. 下列模型表示的分子中,不可能由碳和氢两种元素的原子构成的是( )
A. B. C. D.
10. 糖类、油脂、蛋白质是重要的营养物质。下列说法不正确的是( )
A. 油脂属于酯类物质 B. 醋酸铅溶液可使蛋白质变性
C. 纤维素和淀粉互为同分异构体 D. 多糖、油脂、蛋白质均可水解
11. 下列做法与调控化学反应速率无关的是( )
A. 食盐中添加碘酸钾 B. 食物存放在冰箱里
C. 在铁制品表面刷油漆 D. 糕点包装内放置除氧剂
12. 下列关于浓硫酸的说法不正确的是( )
A. 空气中敞口久置的浓硫酸质量增大 B. 可用来干燥氨气
C. 用浓硫酸在纸上书写的字迹会变黑 D. 在加热条件下可与铜反应
13. 如图为锌锰干电池构造示意图。下列说法不正确的是( )
A. 氯化铵糊作电解质溶液 B. 锌筒发生还原反应
C. 电子由锌筒通过导线流向石墨棒 D. 该电池属于一次电池
14. 下列反应属于取代反应的是( )
A. 由乙烯生产聚乙烯 B. 乙醇燃烧生成二氧化碳和水
C. 乙烯与氯化氢反应生成氯乙烷 D. 甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢
15. 下列物质中,与互为同分异构体的是( )
A. CH4 B. CH3CH3
C. CH3CH2CH3 D. CH3CH2CH2CH2CH3
16. 利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。
下列说法不正确的是( )
A. NO属于共价化合物
B. 过程②吸收能量,过程③放出能量
C. 反应过程中有极性键断裂,有非极性键形成
D. 标准状况下,NO分解生成22.4LN2时转移电子数约为2×6.02×1023
17. 下列方法或试剂中不能鉴别乙醇和乙酸的是( )
A. 扇闻气味 B. 观察颜色 C. 碳酸钠溶液 D. 紫色石蕊溶液
18. 下列关于提高燃料利用率的做法不正确的是( )
A. 减少空气鼓入量 B. 煤块粉碎再燃烧
C. 用耐高温绝热材料砌筑炉膛 D. 回收利用烟道废气中的热能
19. 某同学以大小相同的铜片和锌片为电极研究水果电池,得到的实验数据如表所示:
实验编号
水果种类
电极间距离/cm
电流/μA
1
番茄
1
98.7
2
番茄
2
72.5
3
苹果
2
27.2
下列关于上述实验的说法正确的是( )
A. 实验目的是探究水果种类和电极材料对水果电池电流的影响
B. 实验所用装置中,负极材料是铜
C. 实验装置将电能转化为化学能
D. 实验2和3能表明水果种类对电流大小有影响
20. 室温下,将充满某气体的试管倒立在水中(如图)。下列对实验现象描述不正确的是( )
实验装置
选项
气体
实验现象
A
Cl2
试管中液面上升,取试管中溶液滴加紫色石蕊溶液,溶液先变红后褪色
B
SO2
试管中液面上升,取试管中溶液滴加紫色石蕊溶液,溶液先变红后褪色
C
NO2
试管中液面逐渐上升,停止后,向试管中再缓缓通入一定量的O2,试管中的液面会继续上升
D
NH3
试管中液面迅速上升,取试管中溶液滴加酚酞溶液,溶液显红色
A. A B. B C. C D. D
21. 工业制硫酸的一步重要反应是SO2的催化氧化。在2L密闭容器中,充入SO2和足量O2,在催化剂、500℃的条件下发生反应。SO2、SO3的物质的量随时间的变化如图。
下列说法正确的是( )
A. 该反应的化学方程式是2SO2+O2催化剂5002SO3
B. 反应到2min时,达到了化学平衡状态
C. 反应开始至5min末,以SO2浓度的变化表示该反应的平均反应速率是1.6mol/L⋅min
D. 通过调控反应条件,可以使SO2转化率高于80%
22. 抗坏血酸(即维生素C)结构简式如图。下列关于抗坏血酸的说法不正确的是( )
A. 化学式为C6H8O6 B. 可以发生酯化反应
C. 分子中含有4种官能团 D. 可作食品中的抗氧化剂
23. 镁及其合金是用途很广的金属材料,可以通过以下步骤从海水中提取镁。下列说法不正确的是( )
A. 试剂①常用石灰乳
B. 操作a是过滤
C. 试剂②是盐酸,加入后发生反应:MgOH2+2H+=Mg2++2H2O
D. 工业上常用加热无水MgCl2获得金属镁
24. 利用选定的实验试剂,不能达到实验目的的是( )
实验目的
实验试剂
A
检验尿液中的葡萄糖
硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液
B
检验鸡蛋清中的蛋白质
浓硝酸
C
检验海带灰浸泡液中的I−
淀粉溶液
D
检查司机呼出的气体中是否含有乙醇
酸性重铬酸钾溶液
A. A B. B C. C D. D
25. 某同学向盛有SO2的烧瓶中加入Na2O2固体,测得该密闭烧瓶中氧气的浓度的变化趋势如图。下列说法不正确的是( )
A. ab段发生了反应2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2,其中Na2O2既作氧化剂又作还原剂
B. bc段氧气的浓度下降与反应2Na2SO3+O2=2Na2SO4有关
C. c点固体中一定有Na2SO4,可能有Na2SO3
D. 氧气的浓度变化与2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2和2Na2SO3+O2=2Na2SO4两个反应速率相对大小有关
二、非选择题(50分)
26. 化学反应同时伴随着能量变化,是人类获取能量的重要途径。以下是常见的化学反应。
a.镁与盐酸反应
b.氢氧化钠与盐酸反应
c.盐酸与碳酸氢钠反应
d.Ba(OH)2⋅8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
(1)以上化学反应中能用上图表示其能量变化的是__________(填字母),此类反应中有能量变化的原因是:断开反应物的化学键吸收的总能量__________(填“>”或“<”)形成生成物的化学键释放的总能量。
(2)从以上反应中选择一个反应设计原电池。
①将图中原电池装置补充完整。__________
②证实化学能转化为电能的实验现象是__________。
③正极的电极反应式是__________。
27. 某实验小组用相同质量的大理石、相同体积的酸探究外界条件对化学反应速率的影响。实验记录如下表:
实验序号
大理石形态
cHCl/mol/L
温度/℃
Ⅰ
___________
0.1
20
Ⅱ
块状
1
20
Ⅲ
块状
0.1
60
Ⅳ
粉末
0.1
20
(1)对比实验Ⅰ、Ⅱ可探究其他条件相同时反应物浓度对比化学反应速率的影响,实验Ⅰ中大理石的形态为__________;对比实验Ⅰ、Ⅲ的目的是__________。
(2)起始阶段,实验Ⅰ的化学反应速率__________(填“>”或“<”)实验Ⅳ的化学反应速率。
(3)20℃时,用块状大理石和0.5mol/L的硫酸进行实验Ⅴ,与实验Ⅱ相比化学反应速率有所降低,分析可能的原因是__________。
28. 利用如图所示装置及药瓶制取干燥的氨气。
(1)A中反应的化学方程式是__________。
(2)B中碱石灰的作用是__________。
(3)C处是收集氨气的装置,请将集气瓶中导管补充完整。__________
(4)证明氨气已收集满的操作和现象是__________。
(5)若A中只有NH4Cl固体,不能制取NH3,原因是__________(用化学方程式表示)。
29. 去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO42−等杂质离子,过程如下:
(1)上述精制过程中,加入的试剂①、②、③依次为过量的__________溶液、过量的__________溶液和过量的NaOH溶液。
(2)检验SO42−沉淀完全的方法:取适量滤液,__________。
(3)向滤液中加入盐酸至溶液呈微酸性。写出加入盐酸后溶液中发生反应的离子方程式:__________和__________。
(4)加入盐酸至溶液呈微酸性后,经__________(填操作名称)可得氯化钠固体,需要用到的仪器有__________(填字母)。
a.蒸发皿 b.漏斗 c.玻璃棒 d.酒精灯
(5)先过滤再加入盐酸的操作顺序不能颠倒,原因是若在过滤前加入盐酸,__________,达不到除杂效果。
30. 实验小组同学用下图所示装置进行实验探究(夹持装置略)。
(1)用上述装置探究SO2的性质。
①Ⅰ中为紫色石蕊溶液,观察到溶液变红,发生反应的化学方程式是__________。
②Ⅱ中为酸性KMnO4溶液,现象为__________。
③Ⅲ中为Na2S溶液,可产生淡黄色浑浊,体现了SO2的__________性。
④Ⅲ后需用足量的浓NaOH溶液吸收剩余的SO2,发生反应的离子方程式是__________。
(2)实验室制取的乙烯中常混有少量SO2,用上述装置证明混合气体中含有乙烯。其中Ⅱ中为品红溶液,Ⅲ中为溴的四氯化碳溶液。
①Ⅰ中的试剂可以为__________(填字母)。
a.酸性KMnO4溶液 b.NaOH溶液 c.Na2SO3溶液
②证明含有乙烯的现象是__________。
31. 乙醇是重要的工业原料,我国科学家发明了一种新的化学催化方法——“一锅法”,将纤维素转化为乙醇,乙醇进一步转化为多种物质。转化示意图如下:
(1)乙醇含有的官能团是__________。
(2)X的结构简式是__________。
(3)反应ⅰ的实验装置如图。
①试管甲中反应的化学方程式是__________。
②关于该实验,下列说法不正确的是__________(填字母)。
a.乙中导管不伸入液面下是为了防止倒吸
b.加热和加入浓硫酸都可以加快反应速率
c.加入过量乙醇,可使乙酸完全转化为乙酸乙酯
(4)如图所示,纤维素经“一锅法”转化为乙醇的过程中会分步生成多种物质。
C6H10O5n纤维素→C6H12O6葡萄糖→→ 反应→乙醇
反应ⅱ为加成反应,写出在一定条件下反应ⅱ的化学方程式__________。
32. 化学小组同学用铜与过量浓硝酸反应制备NO2气体,实验后发现溶液呈绿色,对其原因进行如下探究。
(1)甲同学提出猜想:浓硝酸中溶解了生成的NO2呈黄色,黄色与蓝色叠加显绿色。
实验:向2mL6mol/LHNO3中通入稳定的NO2气流,溶液变黄。取该溶液与蓝色CuNO32溶液混合,观察到溶液显绿色,验证了猜想。
甲同学进一步探究硝酸溶液中何种粒子与NO2作用显黄色。
实验装置
操作
编号
溶液a
现象
向溶液a中通入稳定的NO2气流8s
实验1
___________
溶液基本无色
实验2
3mol/LH2SO4
立即变黄
实验3
3mol/LNa2SO4
溶液基本无色
①写出铜和浓硝酸反应产生NO2的化学方程式__________。
②实验1中溶液a是__________。
③依据上述实验推知,浓硝酸中溶于NO2呈黄色是溶液中__________与NO2作用的结果。
(2)资料:ⅰ.铜与浓硝酸反应过程中可生成HNO2,HNO2易分解产生无色气体
ⅱ.HNO2是一种弱酸。HNO2电离出NO2−,NO2−与Cu2+发生如下反应:Cu2++4NO2−⇀↽[CuNO24]2−(绿色)
乙同学依据资料提出猜想:铜与浓硝酸反应过程中生成[CuNO24]2−,使溶液呈绿色。
实验4:2mLNaNO2溶液与2mLCuNO32溶液混合,溶液呈绿色,加入1mL浓硝酸后,溶液变蓝。
丙同学对加入浓硝酸后溶液变蓝的原因提出猜想并进行实验验证。
猜想1:加入浓硝酸后发生反应:NO2−+H+=HNO2,NO2−浓度下降,绿色消失。
猜想2:酸性条件下HNO2分解,NO2−浓度下降,绿色消失。
将实验4中蓝色溶液分成两份
加入2mLNaOH溶液,振荡
溶液变绿色
加入2mLH2O,振荡
溶液仍为蓝色
①补全HNO2分解的化学方程式:□HNO2=□NO+□___________+□_____________________
②用离子方程式表示加入NaOH溶液的作用__________。
③丙同学依据实验推知猜想__________(填“1”或“2”)成立。
(3)综合上述实验得出:过量浓硝酸与铜反应后溶液呈绿色的主要原因是__________。
33. 钢铁行业酸洗工艺产生的废液主要含有FeCl2和HCl。以空气和钢铁酸洗废液为原料可以合成Fe2OHnCl6−n。工业上常加入NaNO2,以提高反应速率。
(1)向酸洗废液中加入少量NaNO2,并通入空气。
前期发生的反应:
Ⅰ.HCl+NaNO2=HNO2+NaCl
Ⅱ.HCl+HNO2+FeCl2=FeCl3+NO+H2O
后期转化过程如图:
已知:
ⅰ.催化剂加快反应的一种方式是自身参与反应最终又生成,自身的质量和化学性质并不发生改变
ⅱ.室温下可发生反应Fe2++NO=[FeNO]2+,[FeNO]2+受热可再分解为Fe2+和NO
①反应Ⅳ的化学方程式是__________。
②下列说法正确的是__________(填字母)。
a.由反应Ⅱ可以判断此条件下HNO2的氧化性强于Fe3+
b.加入NaNO2的主要目的是得到NO,作为后期反应的催化剂
c.后期转化过程的总反应可表示为4FeCl2+O2+4−2nHCl催化剂 2Fe2OHnCl6−n+2−2nH2O
③反应过程中需控制温度在80℃左右。温度不能太低的原因是__________(写出两点)。
(2)为了测定产品的质量,用以下方法测定产品中铁元素的质量分数:
取ag产品,加入一定量的硫酸,充分反应后加入蒸馏水稀释,得到100mL待测液。取20mL待测液,加入足量KI溶液,充分反应后再与cmol/LNa2S2O3溶液反应,恰好消耗vmol/LNa2S2O3溶液。
已知:
ⅰ.Na2S2O3与I2的反应为:I2+2S2O32−=2I−+S4O62−
ⅱ.溶液酸性较强时Na2S2O3不稳定,可发生反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
①加入硫酸不能过多,主要原因有两点:
a.硫酸过多时,溶液中cH+浓度过大,会加快O2将I−氧化为I2,从而造成误差。写出O2氧化I−的离子方程式__________。
b.__________。
②产品中铁元素的质量分数为__________。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了化学知识在生产生活中的应用,侧重于生产生活中化学材料的考查,题目难度不大。
【解答】
瓷砖、玻璃、水泥都属于无机非金属材料,塑料管道属于合成高分子材料,故C符合题意。
综上所述,答案为C。
2.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查氮的固定,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应及固氮原理为解答的关键,题目难度不大。
【解答】
人工固氮主要是针对生物固氮而言,通过化学方法,制备出类似生物“固氮菌”的物质,使空气中的氮气在常温常压下与水及二氧化碳等反应,转化为氨态氮或铵态氮,进而实现人工合成大量的蛋白质等,最终实现工厂化生产蛋白质食品。
A.工业获取氮气,A错误;
B.工业合成氨符合人工固氮的概念,B正确;
C.豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨为生物固氮,C错误;
D.打雷闪电时氨气转化为含氮化合物为自然固氮,D错误;
故选B。
3.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了铁的化学性质,铁能和浓硫酸、浓硝酸在常温下发生钝化现象,所以可用铁制容器盛放浓硫酸、浓硝酸。
【解答】
A.常温下铁遇浓硫酸钝化,可用铁制容器盛放浓硫酸,A正确;
B.铁与稀硝酸反应,不能用铁制容器盛放稀硝酸,B错误;
C.铁与稀盐酸反应,不能用铁制容器盛放稀盐酸,C错误;
D.铁与硫酸铜溶液反应,不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液,D错误;
故选A。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查常见金属的冶炼方法,侧重考查基础知识的掌握和灵活应用能力,明确常见金属的活泼性及冶炼原理是解本题关键,会根据金属活泼性强弱选取合适的冶炼方法,题目难度不大。
【解答】
A.钠常用电解法制备,A错误;
B.铁常采用热还原法制备,B错误;
C.铝常用电解法制备,C错误;
D.汞常采用热分解氧化汞的方法制备,D正确;
故选D。
5.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查化学反应的热量变化,学生应注重归纳中学化学中常见的吸热或放热的反应,对于特殊过程中的热量变化的要熟练记忆来解答此类习题。
【解答】
A.钠与水反应是放热反应,A错误;
B.乙醇的燃烧是放热反应,B错误;
C.灼热的碳与二氧化碳的反应是吸热反应,C正确;
D.氢气与氯气的反应是放热反应,D错误;
故选C。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查物理变化与化学变化的判别,熟悉石油和煤的综合利用相关知识是解答关键,试题难度不大。
【解答】
石油分馏过程中没有新物质生成,属于物理变化,而石油裂化、煤的气化、煤的干馏过程中有新物质生成,属于化学变化,故选A符合题意。
7.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查甲烷的相关知识,根据已有的知识回答即可,试题难度不大。
【解答】
A.甲烷是最简单的有机物,也是最简单的烷烃,故A正确;
B.甲烷不与强酸、强碱、酸性高锰酸钾反应,故B正确;
C.常温常压下甲烷是无色无味、密度比空气小的气体,故C正确;
D.甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D错误。
故选D。
8.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查二氧化硅、液氨、二氧化硫和铵盐的用途,难度不大。
【解答】
A.晶体硅用作半导体材料,二氧化硅用来制作光导纤维,A错误;
B.液氨气化时吸热,能使周围温度降低,可用作制冷剂,B正确;
C.二氧化硫具有漂白性,常用于漂白纸浆,C正确;
D.铵盐中含氮元素,常用作化肥,D正确;
故选A。
9.【答案】B
【解析】A.A可能为CH4,A不符合题意;
B.B不可能由碳和氢两种元素的原子构成,B符合题意;
C.C可能为CH2=CH2,C不符合题意;
D.D可能为CH3CH3,D不符合题意;
故选B。
10.【答案】C
【解析】A.油脂的官能团为酯基,属于酯类物质,A正确;
B.醋酸铅为重金属盐,能使蛋白质溶液变性,B正确;
C.纤维素和淀粉的相对分子质量不同,不是同分异构体,C错误;
D.多糖可水解为二糖和单糖;油脂中含酯基,可以水解;蛋白质中含肽键,可以水解,D正确;
故选C。
11.【答案】A
【解析】A.食盐中添加碘酸钾是为了提供碘元素,与反应速率无关,A符合题意;
B.食物存放在冰箱里,降低温度,减慢化学反应速率,B不符合题意;
C.在铁制品表面刷油漆,隔绝氧气,减慢化学反应速率,C不符合题意;
D.糕点包装内放置除氧剂,消耗氧气,减慢化学反应速率,D不符合题意;
故选A。
12.【答案】B
【解析】A.浓硫酸具有吸水性,会吸收空气中的水质量增大,A正确;
B.浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵,不能用来干燥氨气,B错误;
C.浓硫酸具有脱水性,可以将纸碳化变黑,C正确;
D.,D正确;
故选B。
13.【答案】B
【解析】锌锰干电池为原电池装置,属于一次电池,其中锌筒作负极,石墨棒作正极,氯化铵糊为电解质溶液。
A.根据分析,氯化铵糊作电解质溶液,A正确;
B.锌筒作负极,发生氧化反应,B错误;
C.电子由负极沿导线流向正极,即由锌筒通过导线流向石墨棒,C正确;
D.该电池属于一次电池,D正确;
故选B。
14.【答案】D
【解析】A.乙烯生产聚乙烯为加聚反应,A不符合题意;
B.乙醇与氧气反应生成二氧化碳和水属于氧化反应,B不符合题意;
C.乙烯与氯化氢反应生成氯乙烷属于加成反应,C不符合题意;
D.甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢属于取代反应,D符合题意;
故选D。
15.【答案】D
【解析】分子式相同,结构不同的有机化合物互称同分异构体,的分子式为C5H12。
A.甲烷与其分子式不同,不互为同分异构体,A错误;
B.乙烷与其分子式不同,不互为同分异构体,B错误;
C.丙烷与其分子式不同,不互为同分异构体,C错误;
D.CH3CH2CH2CH2CH3与其分子式相同但结构不同,互为同分异构体,D正确;
故选D。
16.【答案】D
【解析】NO吸附在催化剂表面,在催化剂表面断键形成N原子和O原子,N原子和O原子在催化剂表面反应生成N2和O2,解吸得到N2和O2。
A.NO属于共价化合物,A正确;
B.过程②断键,吸收能量,过程③形成化学键,放出能量,B正确;
C.反应过程中N和O之间为极性键断裂,生成N2和O2时形成了非极性键,C正确;
D.标准状况下,NO分解生成22.4LN2时,N元素由−3价变为0价,共有2mol NO反应,转移电子数约为6×6.02×1023,D错误;
故选D。
17.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查有机物鉴别,侧重考查基础知识的掌握和灵活应用能力,明确有机物结构和性质关系、性质差异性是解本题关键,利用性质差异性进行物质鉴别,题目难度不大。
【解答】
A.乙酸有刺激性气味,乙醇有特殊香味,可通过气味区别,A不符合题意;
B.乙酸和乙醇均无色,不能够通过颜色辨别,B符合题意;
C.乙酸能与碳酸钠溶液反应产生气泡,乙醇不与碳酸钠溶液反应,可以用碳酸钠溶液鉴别,C不符合题意;
D.乙酸能使紫色石蕊溶液变红,乙醇不能使紫色石蕊溶液颜色变化,可用紫色石蕊溶液鉴别两者,D不符合题意;
故选B。
18.【答案】A
【解析】A.减少空气鼓入量不能提高燃料利用率,A错误;
B.煤块粉碎后增大了与空气的接触面积,燃料的利用率提高,B正确;
C.用耐高温绝热材料砌筑炉膛可使燃料充分燃烧,提高燃料利用率,C正确;
D.回收利用烟道废气中的热能可提高燃料利用率,D正确;
故选A。
19.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查原电池原理及电流大小的影响因素,侧重于考查学生分析问题、归纳问题能力,把握原电池的工作原理、实验目的和控制变量法的应用是解题关键,题目难度不大。
【解答】
上述装置为原电池装置,锌作负极,铜作正极,电解质溶液由水果提供。实验1和2可以研究电极间距离对电流的影响;实验2和3可以研究水果种类对电流的影响。
A.根据分析,实验目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流的影响,A错误;
B.实验所用装置中,负极材料是锌,B错误;
C.实验装置将化学能转化为电能,C错误;
D.根据分析,实验2和3能表明水果种类对电流大小有影响,D正确;
故选D。
20.【答案】B
【解析】A.氯气与水反应生成HCl和HClO,溶液具有酸性和漂白性,故能使紫色石蕊试液先变红后褪色,A正确;
B.二氧化硫溶于水溶液显酸性,能使紫色石蕊试液变红,但不能使其褪色,B错误;
C.二氧化氮与水反应生成NO和HNO3,试管内液面逐渐上升;再通入O2后,NO、O2和H2O反应生成硝酸,液面会继续上升,C正确;
D.氨气溶于水溶液显碱性,能使酚酞溶液变红,D正确;
故选B。
21.【答案】D
【解析】A.由图可知该反应为可逆反应,反应方程式为2SO2+O2⇌催化剂5002SO3,A错误;
B.反应到5min时,达到了化学平衡状态,B错误;
C.反应开始至5min末,以SO2浓度的变化表示该反应的平均反应速率是(10−2)mol2L×5min=0.8mol/L⋅min,C错误;
D.该反应正向气体分子数减小,且为放热反应,可通过调控反应条件,如改变压强和温度,可以使SO2转化率高于80%,D正确;
故选D。
22.【答案】C
【解析】A.根据题图可知,化学式为C6H8O6,A正确;
B.存在羟基,可以发生酯化反应,B正确;
C.分子中含有羟基、酯基、碳碳双键3种官能团,C错误;
D.羟基和碳碳双键易被氧化,可作食品中的抗氧化剂,D正确;
故选C。
23.【答案】D
【解析】海水中含有硫酸镁,加入石灰乳沉淀镁离子,过滤,向氢氧化镁沉淀中加入盐酸得到氯化镁溶液,在氯化氢气流中得到无水氯化镁,电解熔融氯化镁得到镁单质。
A.试剂①常用石灰乳沉淀镁离子得到氢氧化镁沉淀,故A正确;
B.将氢氧化镁沉淀和溶液分离,则操作a是过滤,故B正确;
C.试剂②是盐酸,氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,则反应离子方程式为:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O,故C正确;
D.工业上不是加热无水MgCl2得到镁,而是电解熔融MgCl2获得金属镁,故D错误。
故为D。
24.【答案】C
【解析】A.检验尿液中的葡萄糖需要用新制氢氧化铜悬浊液,硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液可以制成新制氢氧化铜悬浊液,A正确;
B.浓硝酸能与蛋白质发生化学反应,可以用来检验蛋白质,B正确;
C.淀粉溶液只能检验I2,不能检验I−,C错误;
D.乙醇可以还原重铬酸钾使其变色,D正确;
故选C。
25.【答案】C
【解析】ab段氧气含量增加,发生了反应2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2,bc段氧气含量降低,发生了反应2Na2SO3+O2=2Na2SO4,整个反应过程中应该是两个反应同时存在,氧气浓度变化取决于两个反应速率的相对大小,到c点时氧气浓度趋于不变,c点固体中一定有Na2SO4
,不可能有Na2SO3。
A.根据分析,ab段氧气含量增加,发生了反应2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2,其中Na2O2中O元素的化合价既升高又降低,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,A正确;
B.根据分析,bc段氧气的浓度下降与反应2Na2SO3+O2=2Na2SO4有关,B正确;
C.根据分析,到c点时氧气浓度趋于不变,c点固体中一定有Na2SO4,不可能有Na2SO3,C错误;
D.根据分析,氧气浓度变化取决于两个反应速率的相对大小,D正确;
故选C。
26.【答案】(1)cd;>
(2)①;②电流计指针偏转;③2H++2e−=H2↑
【解析】(1)图示为吸热反应,镁与盐酸反应、氢氧化钠与盐酸反应为放热反应,盐酸与碳酸氢钠反应、Ba(OH)2⋅8H2O晶体与NH4Cl晶体反应为吸热反应,故选cd;此类反应中有能量变化的原因是:断开反应物的化学键吸收的总能量>形成生成物的化学键释放的总能量;
(2)自发的氧化还原反应可以设计为原电池,镁与盐酸反应可设计为原电池。
①该原电池中镁作负极,电解质为盐酸溶液,图示为:;
②证实化学能转化为电能的实验现象是:电流表指针偏转;
③正极的电极反应式是:2H++2e−=H2↑。
27.【答案】(1)块状;探究其他条件相同时温度对化学反应速率的影响
(2)<
(3)生成了微溶的CaSO4,包裹在大理石表面,减少大理石与酸的接触面积
【解析】
【分析】
本题是一道探究反应速率影响因素的实验题,分别探究了反应物浓度、温度和固体反应物的状态对反应速率的影响,以此解题。
【解答】
(1)根据控制变量法的原理可以知道实验Ⅰ中大理石的形态为块状;对比实验Ⅰ、Ⅲ可知,这两组实验中盐酸浓度相同,大理石形态相同,温度不同,则实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究其他条件相同时温度对化学反应速率的影响;
(2)实验Ⅰ、Ⅳ中盐酸的浓度和温度都相同,但是实验Ⅳ中大理石是粉末,和盐酸接触充分,反应较快,故答案为:<;
(3)大理石会和硫酸反应生成硫酸钙,硫酸钙微溶于水,覆盖在了大理石表面,阻挡反应的进行,故答案为:生成了微溶的 CaSO4,包裹在大理石表面,减少大理石与酸的接触面积。
28.【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2Δ− CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)干燥NH3
(3)
(4)将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶出气管口处,若试纸变蓝,说明已经集满NH3
(5)NH3+HCl=NH4Cl
【解析】A装置中氯化铵和氢氧化钙反应产生氨气,B中碱石灰干燥氨气,C收集氨气,氨气密度比空气小,导管应短进长出。
(1)A中制备氨气的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2Δ− CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)B中碱石灰的作用是:干燥NH3;
(3)根据分析,氨气密度比空气小,图中导管应短进长出:;
(4)证明氨气已收集满的操作和现象是:将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶出气管口处,若试纸变蓝,说明已经集满NH3;
(5)氯化铵受热分解产生氨气和氯化氢,两者在试管口重新生成氯化铵,用化学方程式表示为:NH3+HCl=NH4Cl。
29.【答案】(1)BaCl2;Na2CO3
(2)先加足量稀盐酸,再加BaCl2溶液,若溶液不出现浑浊,说明SO42−已沉淀完全
(3)H++OH−=H2O;CO32−+2H+=CO2↑+H2O
(4)蒸发;acd
(5)会使生成的CaCO3、MgOH2、BaCO3沉淀溶解
【解析】在粗盐除杂工艺中,粗盐溶解、过滤后加入过量的BaCl2溶液,生成BaSO4沉淀而除去SO42−,此时溶液中含有Na+、Ca2+、Mg2+、Ba2+和Cl−,再加入过量Na2CO3溶液,生成沉淀BaCO3和CaCO3而除去Ca2+和Ba2+,再加入过量的NaOH溶液,生成沉淀Mg(OH)2而除去Mg2+,最后再加入适量的HCl除去过量的NaOH和Na2CO3,最后得到精盐。
(1)Ca2+应用Na2CO3除去,SO42−应用Ba2+除去,Mg2+应用NaOH除去,同时Na2CO3还要除去多余BaCl2,因此顺序是BaCl2、Na2CO3、NaOH;
(2)硫酸根离子可以和钡离子反应生成白色沉淀,若其被完全沉淀,则滤液中不再存在硫酸根离子,故检验方法为:先加足量稀盐酸,再加BaCl2溶液,若溶液不出现浑浊,说明SO42−已沉淀完全;
(3)为了使杂质离子除干净,所加的试剂是过量的,即溶液中存在过量的氢氧化钠和碳酸钠,则当加入盐酸发生的离子方程式为:
H++OH−=H2O;CO32−+2H+=CO2↑+H2O;
(4)加入盐酸后溶液中的溶质主要是氯化钠和稍微过量的HCl,可以采用蒸发结晶的方法得到氯化钠固体,采用的仪器为蒸发皿、玻璃棒和酒精灯,故选acd;
(5)根据分析可知,在除杂过程生成了沉淀CaCO3、MgOH2、BaCO3、BaSO4,其中CaCO3、MgOH2、BaCO3可以和盐酸反应,故原因是:若在过滤前加入盐酸,会使生成的CaCO3、MgOH2、BaCO3沉淀溶解。
30.【答案】(1)①SO2+H2O⇀↽H2SO3;②紫色溶液褪色;③氧化;④SO2+2OH−=SO32−+H2O
(2)①bc;②Ⅱ中品红溶液不褪色,Ⅲ中溴的四氯化碳溶液褪色
【解析】(1)①二氧化硫与水反应生成亚硫酸,溶液显酸性,能使紫色石蕊试液红,化学方程式为:SO2+H2O⇀↽H2SO3;
②二氧化硫能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,Ⅱ中现象为:紫色溶液褪色;
③二氧化硫能与Na2S发生氧化还原反应生成S单质,体现二氧化硫的氧化性;
④足量的氢氧化钠溶液吸收二氧化硫产物为亚硫酸钠和水,离子方程式为:SO2+2OH−=SO32−+H2O;
(2)①Ⅰ中试剂的作用是吸收二氧化硫但不与乙烯反应,可选用氢氧化钠溶液和亚硫酸钠溶液,酸性高锰酸钾能将乙烯氧化为二氧化碳,故选bc;
②Ⅱ中为品红溶液,Ⅲ中为溴的四氯化碳溶液,证明含有乙烯的现象是:Ⅱ中品红溶液不褪色,Ⅲ中溴的四氯化碳溶液褪色。
31.【答案】(1)羟基或—OH
(2)CH3CHO
(3)①;②c
(4)HOCH2CHO+H2→ 一定条件HOCH2CH2OH
【解析】纤维素催化得到乙醇,乙醇催化氧化得到X:乙醛,乙醛催化氧化得到乙酸,乙醇与乙酸发生酯化反应得到乙酸乙酯。
(1)乙醇含有的官能团是羟基;
(2)X为乙醛,结构简式为CH3CHO;
(3)①反应i是乙醇和乙酸发生酯化反应,化学方程式为:;
②a.挥发出的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇,导管不伸入液面下是为了防止倒吸,a正确;
b.加热可以加快反应速率,浓硫酸为催化剂,也可以加快反应速率,b正确;
c.该反应为可逆反应,加入过量乙醇,乙酸也不能完全转化为乙酸乙酯,c错误;
故选c;
(4)HOCH2CHO与氢气发生加成反应得到乙二醇,化学反应方程式为:HOCH2CHO+H2→ 一定条件HOCH2CH2OH。
32.【答案】(1)①Cu+4HNO3浓=CuNO32+2NO2↑+2H2O;②6mol/LNaNO3溶液;③H+
(2)①3HNO2=2NO↑+1HNO3+1H2O;②HNO2+OH−=H2O+NO2−;③1
(3)过量浓硝酸中H+与NO2作用呈黄色,硝酸铜溶液呈蓝色,黄色蓝色叠加显绿色
【解析】甲同学进行探究硝酸溶液中何种粒子与NO2作用显黄色,设计思路为研究氢离子、硝酸根与NO2作用后的颜色,待探究的离子浓度应相同且为单一变量,实验3溶液无色,说明钠离子、硫酸根不与NO2作用,故实验1中a溶液为6mol/LNaNO3溶液,探究硝酸根与NO2作用,实验2中a溶液为3mol/LH2SO4溶液,探究氢离子与NO2作用。
丙同学将实验4中蓝色溶液分成两份,第一份加入NaOH溶液后溶液变为绿色,HNO2+OH−=H2O+NO2−,NO2−浓度增大,与铜离子反应生成[CuNO24]2−,溶液变绿色;第二份加入等体积的水,为空白对照实验,可证明猜想1成立。
(1)①铜和浓硝酸反应产生NO2的化学方程式:Cu+4HNO3浓=CuNO32+2NO2↑+2H2O;
②实验1中溶液a是:6mol/LNaNO3;
③实验1溶液无色,说明硝酸根不与NO2作用;实验2变黄色,说明H+与NO2作用,故浓硝酸中溶于NO2呈黄色是溶液中H+与
NO2作用的结果;
(2)①HNO2分解时发生氧化还原反应,补全后的化学方程式为:3HNO2=2NO+1HNO3+1H2O;
②加入氢氧化钠溶液后,HNO2+OH−=H2O+NO2−,NO2−浓度增大,与铜离子反应生成[CuNO24]2−,溶液变绿色;
③根据分析,猜想1成立;
(3)综合上述实验得出:过量浓硝酸与铜反应后溶液呈绿色的主要原因是:过量浓硝酸中H+与NO2作用呈黄色,硝酸铜溶液呈蓝色,黄色蓝色叠加显绿色。
33.【答案】(1)①2HCl+NO2+2FeCl2=2FeCl3+NO+H2O;②abc;③温度低反应速率慢,温度低生成的FeNO2+不易分解,NO浓度低,催化效果差
(2)①O2+4I−+4H+=2I2+2H2O;溶液酸性较强时Na2S2O3不稳定,与硫酸发生反应,无法准确测定I2的含量;
②28cva%或0.28cva
【解析】由后期转化图可知反应Ⅲ为2NO+O2=2NO2,反应IV为:2HCl+NO2+2FeCl2=2FeCl3+NO+H2O,其中NO为催化剂,NO2为中间产物, FeCl3制备产物的化学方程式为:4FeCl3+2nH2O=2Fe2(OH)nCl6−n+2nHCl。后期转化过程的总反应可表示为
4FeCl2+O2+4−2nHCl催化剂 2Fe2OHnCl6−n+2−2nH2O。
(1)①根据分析,反应Ⅳ的化学方程式是:2HCl+NO2+2FeCl2=2FeCl3+NO+H2O;
②a.反应Ⅱ中HNO2为氧化剂,FeCl3为氧化产物,故由反应Ⅱ可以判断此条件下HNO2的氧化性强于Fe3+,a正确;
b.由前期的反应可知加入NaNO2的主要目的是得到NO,作为后期反应的催化剂,b正确;
c.根据分析,后期转化过程的总反应可表示为4FeCl2+O2+4−2nHCl催化剂 2Fe2OHnCl6−n+2−2nH2O,c正确;
故选abc;
③反应过程中需控制温度在80℃左右,温度不能太低的原因是反应速率慢,温度低生成的FeNO2+不易分解,NO浓度低,催化效果差;
(2)①O2氧化I−得到I2,离子方程式为:O2+4I−+4H+=2I2+2H2O;根据题中信息,溶液酸性较强时Na2S2O3不稳定,故加入硫酸不能过多,主要原因为:溶液酸性较强时Na2S2O3不稳定,与硫酸发生反应,无法准确测定I2的含量;
②铁离子将碘离子氧化为I2,2Fe3++2I−=2Fe2++I2,根据题中信息可找出关系式:2Fe3+∼I2∼2S2O32−,n(Fe3+)=n(S2O32−),故样品中铁元素的质量分数为:cmol/L×v×10−3L×10020×56g/molag×100%=28cva%或0.28cva。
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