山东省泰安市肥城市第一高级中学2024-2025学年高三上学期开学考试化学试题
展开注意事项:
1.答题前,考生先将自己的学校、班级、姓名、考号、座号填写在相应位置。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 C1-35.5 K-39 Cu-64 I-127
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 齐鲁大地,文化底蕴厚重,因此历史遗产丰富,出土了很多历史文物,据其主要化学成分不能与其他三种归为一类的是
A. 青花五彩杯 B. 红陶兽形壶 C. 鲁国大玉璧D. 莒国游编钟
2. 下列关于物质分类的说法,正确的个数有
(1)冰水混合物属于纯净物,有机高分子化合物属于混合物
(2)、、、四种物质都是化合物
(3)由同一种元素组成的物质一定是纯净物
(4)酸性氧化物一定是非金属氧化物,混合物、分散系、胶体有从属关系
(5)、都属于酸式盐,其水溶液都显酸性
(6)既能和溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物
(7)强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的导电性强
A. 1B. 2C. 3D. 4
3. 下列关于物质分类的说法正确的是
A. 液氯、液氨、液态氯化氢都是非电解质
B. 鸡蛋清中加入饱和硫酸铵溶液生成白色沉淀,属于化学变化
C. 古代的陶瓷、砖瓦,现代的玻璃、水泥、光纤等都是硅酸盐产品
D. 电泳现象可证明胶体不同于电解质溶液
4. 下列各物质的性质和用途都正确且有因果关系的是( )
A. AB. BC. CD. D
5. 下列有关能量变化的说法,正确的是
A. 化学变化中的能量转化都是热能和化学能间的相互转化
B. H+(aq)+OH−(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ·ml-1可以表示所有强酸和强碱的中和反应
C. 如果旧化学键断裂吸收的能量大于新化学键形成释放的能量,则该反应为吸热反应
D. 根据CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3 kJ·ml-1,可以得出CH4的燃烧热为890.3 kJ·ml-1
6. 物质类别和元素价态,是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。结合硫元素的“价—类”二维图分析,下列有关说法正确的是
A. 在碱性条件下,将e和f的钠盐溶液混合,会有d生成
B. 若上图中盐为钠的正盐,则图中既有氧化性又有还原性的物质有4种
C. 将b的稀溶液滴加到紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色
D. 将c的浓溶液滴加在胆矾晶体上,晶体由蓝色变成白色,体现了c的脱水性
7. 化学是实验的科学,下列有关实验设计能达到目的的是
A. AB. BC. CD. D
8. 作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备的流程如下:
已知:,,。
下列说法正确的是
A.加入少量的作用是将氧化为,使用替代效果更好
B.反应器流出的溶液,此时用石灰乳调节至,目的是除去
C.加入少量溶液后滤渣的成分为
D.为保持电解液成分稳定,应不断补充溶液,排出含酸电解液,电解废液可在反应器中循环利用
9. 下列各组澄清溶液中的离子能大量共存,且加入试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是
A. AB. BC. CD. D
10. 硫酰氯()是一种重要的化工试剂。实验室合成硫酰氯的部分实验装置如图所示(部分夹持装置未画出)。
已知:①;
②硫酰氯熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,易水解,100℃以上分解生成二氧化硫和氯气。
③樟脑的沸点为204℃
下列说法错误的是
A. 装置甲中所盛液体为浓硫酸
B. 干燥管中所盛药品为无水,其作用为防止空气中的水进入乙中
C. 反应过程中三颈烧瓶会发烫,可用湿毛巾适当降温
D. 反应结束后,通过蒸馏法将硫酰氯分离出得到粗品
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列计算正确的是
A. 同浓度的三种溶液:、、,其体积比为3∶2∶1,则浓度比为3∶2∶3
B. 将的NaCl溶液和的等体积混合后,忽略体积变化,
C. 标准状况下44.8LHCl溶于1L水,盐酸的物质的量浓度为
D. 若ag某气体含有分子数为b,则cg该气体在标准状况下的体积是
12. 2-溴-2-甲基丙烷发生水解反应[]的能量变化与反应过程的关系如右图所示。下列说法错误的是
A. 溶液碱性增强,2-溴-2-甲基丙烷的水解百分率增大
B. 升高温度,不利于提高2-溴-2甲基丙烷的平衡转化率
C. 分子中碳溴键断裂的速率比(CH3)3C+与H2O结合速率快
D. 推测(CH3)3C一X水解生成(CH3)3C一OH的速率为
13. 某物质的结构简式如图所示,X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,Z在同周期主族元素中原子半径最小,W的原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法正确的是
A. 元素的电负性:Z>Y>W>X
B. 简单氢化物的沸点:Y>Z>X
C. NaZ的水溶液呈碱性
D. 在加热的条件下,Na与Y2充分反应的生成物中阳离子与阴离子的个数比为1:1
14. 如图是某科研团队设计的光电催化反应器,可由CO2制得异丙醇。其中A、B均是惰性电极,下列说法正确的是
A. A极为正极,B极发生氧化反应
B. 若A极产生4gH2,则B极产生32gO2
C. 电子从B极通过合成蛋白质纤维膜到A极
D. A极上CO2发生的电极反应为
15. 常温下,用浓度为0.0200ml/L的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200ml/L的HCl和HA的混合溶液10mL,溶液中pH、含A微粒分布系数随滴加NaOH溶液体积的变化关系如下图所示,a、b、c、d四点均在同一条曲线上。[比如的分布系数:],下列说法错误的是
A. 曲线①代表,曲线②代表B. 约为
C. 曲线①②的交点与b点重合D. 水的电离程度:
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 高铁电池作为新型可充电电池,具有放电曲线平坦,高能高容量,原料丰富,绿色无污染等优点。
I.下图为简易的高铁电池的工作装置。已知:放电后,两极都产生红褐色悬浮物。
请回答下列问题:
(1)该电池放电时的总反应为___________。
(2)放电时,此盐桥中阴离子的运动方向是__________(填“从左向右”或“从右向左”)。
(3)该电池充电时阳极反应的电极反应方程式为___________。
II.现用蓄电池Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2为电源,制取少量高铁酸钾。反应装置如下图所示:
(1)电解时,石墨电极连接的a极上放电的物质为__________(填“Fe”或“NiO2”)。
(2)写出电解池中铁电极发生的电极反应式__________。
(3)当消耗掉0.1 ml NiO2时,生成高铁酸钾__________g。
(4)Mg和Fe都是生产生活中的常用金属。加热锅炉时,水中的MgCO3可以先转化为Mg(HCO3)2,然后转化为Mg(OH)2,求MgCO3+H2OMg2+++OH-在80℃时的平衡常数__________。(已知:80℃时H2O的KW=2.5×10−13,Ksp(MgCO3)=8.4×10−6,Ka1(H2CO3)=4.2×10−7、Ka2(H2CO3)=5.6×10−11)。
17. 稀土元素是国家战略资源,广泛应用于显示器、航天、激光、导弹等尖端领域,目前我国稀土提炼技术处于世界领先地位。某化学课题组以废液晶显示屏为原料回收稀土元素铈,实现资源再利用,设计实验流程如下:
已知:①显示屏玻璃中含较多的、、FeO、及少量其他可溶于酸的物质;②不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液。回答下列问题:
(1)设计实验证明滤液1中有_______
(2)已知溶液可以和难溶于水的FeO(OH)反应生成,书写该反应的离子反应方程式_______。
(3)工序1中加入的作用是_______;工序4中加入稀硫酸和的作用是_______;滤渣2的主要成分是_______。
(4)工序3是蒸发浓缩、_______、过滤、洗涤、常温晾干。
(5)工序5中发生反应的离子方程式_______。
(6)硫酸铁铵可用作净水剂,但在除酸性废水中悬浮物时效果较差,原因是_______。
18. 碘酸钾()是一种无机化合物,为白色结晶性粉末,溶于水和稀硫酸,不溶于乙醇,用作分析试剂、氧化剂和食盐加碘剂。常用高锰酸钾氧化碘化钾来制备,其制备原理为,为保证KI完全氧化为,需过量,但是过量的会影响产品的纯度。以下实验为碘酸钾产品的制备及纯度的测定。已知水溶液呈绿色。
Ⅰ.碘酸钾产品制备
实验步骤如下:
①向烧杯中加入150mL热水,,搅拌。另一烧杯中加入3g KI,适量水溶解,待高锰酸钾完全溶解后,将KI溶液倒入,搅拌,溶液紫红色慢慢褪去,出现棕褐色沉淀,沸水浴加热30分钟,用玻璃棒蘸取少量混合液滴在滤纸上,出现绿色和紫色的双色环,边滴加乙醇边搅拌,至双色环消失,停止加热。
②减压过滤,将滤液转移至烧杯中。加入10mL 5%的溶液,搅拌,烧杯中溶液转移至蒸发皿中,沸水浴加热至液体表面有晶膜出现时停止加热,自然冷却,有大量固体析出。
③减压过滤,用少量A物质洗涤固体,将固体转移至培养皿自然晾干。
回答下列问题:
(1)步骤①中加入乙醇的作用是_______。
(2)洗涤产品时,A物质最好选择以下哪种试剂_______。
A. 冷的蒸馏水B. 冷的乙醇C. 稀硫酸D. 蒸馏水
(3)利用如图装置进行减压过滤,请指出装置中的一处错误_______。
Ⅱ.纯度的测定
准确称量0.9500g样品,配成250mL待测液。量取25.00mL待测液,置于锥形瓶中,加入1.500g KI,5mL 6ml/L的盐酸,置于暗处放置3min。加入2mL 5%的淀粉溶液,用0.1000ml/L的标准溶液进行滴定,重复3次,平均消耗硫代硫酸钠的体积为24.60mL。
(已知:)
(4)配制溶液时用到的玻璃仪器有_______。
(5)如何判断滴定终点_______。
(6)产品的纯度为_______(保留4位有效数字)。
19. 连二硫酸锰(MnS2O6)常用于灭菌以及水果、蔬菜的保鲜。硫酸锰(MnSO4)是重要的微量元素肥料之一,也用作饲料添加剂,在涂料、造纸、陶瓷、电子、纺织等领域也有广泛应用。利用MnO2悬浊液吸收SO2气体制取MnS2 O6和MnSO4的装置如图所示(部分夹持仪器、加热仪器未画出)。
已知:①连二硫酸锰易溶于水,其在pH=2.8~3.5时最稳定,温度超过30℃会快速分解生成易溶于水的硫酸锰。
②连二硫酸锰晶体的化学式为MnS2O6·4H2O。
③连二硫酸钡(BaS2O6)易溶于水,氢氧化锰[Mn(OH)2]难溶于水。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________,该仪器中装入的试剂最好为___________(填标号)。
A.稀盐酸 B.70%的浓硫酸 C.98%的浓硫酸 D.稀硝酸
(2)连二硫酸锰在装置___________(填标号)中生成,装置B的作用为___________。
(3)从实验后过滤所得反应混合液(含有少量杂质MnSO4)中得到纯净的MnS2O6溶液的操作方法和除杂的反应原理为___________。
(4)由MnS2O6溶液得到MnS2O6·4H2O晶体的操作方法是___________。
(5)测定MnS2O6中锰的含量:称取wg产品充分加热,加适量水溶解,用aml·L-1KMnO4标准溶液进行滴定(Mn元素均转化为MnO2),滴定终点时消耗bmL标准溶液。
①下列有关上述滴定操作的说法正确的是___________。(填标号)
A.滴定管活塞涂凡士林:取下活塞,用滤纸擦干,用手指蘸取少量凡士林涂抹一薄层在活塞a、c(如图)处的四周,平行插入活塞槽中,然后朝同一个方向转动
B.滴定开始时可以将液体成线状快速流下,接近终点时减慢滴加速度,必要时采用半滴操作
C.读数时可将滴定管从滴定管架上取下,捏住管上端无刻度处,使滴定管保持垂直
D.第一次滴定终点时,若测得消耗标准溶液体积小于5.00mL,则第二次滴定时可稀释待测液后重新滴定来减小误差
②实验过程中若晶体加热不充分,测得产品中锰的质量分数将___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③产品中锰质量分数是___________(列出计算式)。
20. 载氧体化学链燃烧技术(CLC)是一种燃烧效率更高的新技术。以为燃料气,为载氧体的CLC体系的工作原理如图所示。
已知:“燃料反应器”中发生反应的热化学方程式为
反应1:
(1)该CLC体系反应条件下: ,则“空气反应器”中发生反应的热化学方程式为_______。
(2)随着温度的升高,“燃料反应器”中还可能发生如下副反应:
反应2:
武汉某大学教育部重点实验室利用HSC软件绘制出和在不同温度下反应平衡体系中部分物质的组成如图所示:
①该CLC体系工作时,“燃料反应器”中应该采用_______(填标号),否则不但会影响燃烧效率而且会有污染物生成。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
②“”是化学反应等温式的一种表达形式,其中、可以视为与温度无关的定值,R是常数。我国研究人员根据化学反应等温式利用HSC软件计算出不同温度下反应1的平衡常数和反应2的平衡常数如下:
ⅰ.比较_______(填“>”或“<”)理由是_______。
ⅱ.1000℃时,平衡体系中和的物质的量分别为_______ml和_______ml。
ⅲ.保持1000℃不变,将“燃料反应器”的容积压缩,重新达到平衡后,、、的物质的量的变化情况为:_______,_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 齐鲁大地,文化底蕴厚重,因此历史遗产丰富,出土了很多历史文物,据其主要化学成分不能与其他三种归为一类的是
A. 青花五彩杯 B. 红陶兽形壶 C. 鲁国大玉璧D. 莒国游编钟
【答案】D
【解析】
【详解】青花五彩杯、红陶兽形壶、鲁国大玉璧的主要成分都是硅酸盐,莒国游编钟的主要成分是合金,以铜为主,故选D。
2. 下列关于物质分类的说法,正确的个数有
(1)冰水混合物属于纯净物,有机高分子化合物属于混合物
(2)、、、四种物质都是化合物
(3)由同一种元素组成的物质一定是纯净物
(4)酸性氧化物一定是非金属氧化物,混合物、分散系、胶体有从属关系
(5)、都属于酸式盐,其水溶液都显酸性
(6)既能和溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物
(7)强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的导电性强
A. 1B. 2C. 3D. 4
【答案】A
【解析】
【详解】(1)冰水混合物属于纯净物,化学式为H2O,是一种化合物;高分子化合物属于高聚物,属于混合物,故(1)正确;
(2)HD是氢单质,故(2)错误;
(3)由同一种元素组成的物质不一定是纯净物,比如氧元素组成氧气和臭氧形成的混合物,故(3)错误;
(4)酸性氧化物不一定是非金属氧化物, 比如七氧化二锰,故(4)错误;
(5)NaHSO4、NaHCO3都属于酸式盐,NaHSO4水溶液显酸性,NaHCO3水溶液显碱性,故(5)错误;
(6)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应,但它属于酸性氧化物,故(6)错误;
(7) 强电解质溶液的导电性不一定比弱电解质溶液的导电性强,例如硫酸钡难溶于水,其饱和溶液的导电性可能弱于碳酸溶液,故(7)错误;
因此有1个正确;
故选A。
3. 下列关于物质分类的说法正确的是
A. 液氯、液氨、液态氯化氢都是非电解质
B. 鸡蛋清中加入饱和硫酸铵溶液生成白色沉淀,属于化学变化
C. 古代的陶瓷、砖瓦,现代的玻璃、水泥、光纤等都是硅酸盐产品
D. 电泳现象可证明胶体不同于电解质溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.液氯是单质,不是非电解质,液氨是氨气,属于非电解质,氯化氢属于电解质,故A错误;
B.向鸡蛋清中加入饱和硫酸铵溶液出现白色沉淀是盐析现象,没有新物质生成,属于物理变化,故B错误;
C.陶瓷、砖瓦、玻璃、水泥的主要成分均为硅酸盐,它们都是硅酸盐产品,光导纤维的成分为二氧化硅,不属于硅酸盐,故C错误;
D.胶体具有吸附性,胶体的胶粒吸附胶体中带电荷的离子带电,如氢氧化铁胶体的胶粒吸附三价铁离子,带正电荷,通电后,氢氧化铁胶体的胶粒向阴极移动,产生电泳现象,电解质溶液通电会发生电解,现象不同,所以电泳现象可证明胶体不同于电解质溶液,故D正确;
故选D。
4. 下列各物质的性质和用途都正确且有因果关系的是( )
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化硅难溶于水,属于酸性氧化物,不具有酸性,故A错误;
B. 二氧化硫和O3在水溶液中会发生氧化还原反应,所以两者混合后得到漂白性减弱或消失,故B错误;
C. NaClO中氯处于+1价,能降低,所以次氯酸钠具有强的氧化性,能够使蛋白质变性,具有杀菌消毒作用,故C正确;
D.纳米碳管因吸附能力强,可用于做储氢材料;不是因为纳水碳管比表面积大,才用作新型储氢材料,故D错误;
故选:C。
5. 下列有关能量变化的说法,正确的是
A. 化学变化中的能量转化都是热能和化学能间的相互转化
B. H+(aq)+OH−(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ·ml-1可以表示所有强酸和强碱的中和反应
C. 如果旧化学键断裂吸收的能量大于新化学键形成释放的能量,则该反应为吸热反应
D. 根据CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3 kJ·ml-1,可以得出CH4的燃烧热为890.3 kJ·ml-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.化学变化中的能量转化主要是热能和化学能间的相互转化,还有化学能和电能的相互转化,故A错误;
B. H+(aq)+OH−(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ·ml-1可以表示稀的强酸和稀的强碱的中和反应并且生成可溶性盐的反应,故B错误;
C. 反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能,如果旧化学键断裂吸收的能量大于新化学键形成释放的能量,其反应热大于零,则该反应为吸热反应,故C正确;
D. 根据CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3 kJ·ml-1,不能得出CH4的燃烧热为890.3 kJ·ml-1,因为燃烧热生成的水必须是液态水,故D错误;
故选:C
6. 物质类别和元素价态,是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。结合硫元素的“价—类”二维图分析,下列有关说法正确的是
A. 在碱性条件下,将e和f的钠盐溶液混合,会有d生成
B. 若上图中盐为钠的正盐,则图中既有氧化性又有还原性的物质有4种
C. 将b的稀溶液滴加到紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色
D. 将c的浓溶液滴加在胆矾晶体上,晶体由蓝色变成白色,体现了c的脱水性
【答案】B
【解析】
【分析】硫元素的“价—类”二维图分析,a为H2S,b为H2SO3,c为H2SO4,d为S,e为硫化盐,f为亚硫酸盐,g为硫酸盐。
【详解】A.在碱性条件下,将e和f的钠盐溶液混合,不发生反应,酸性条件下发生反应,生成S单质,A错误;
B.若上图中盐为钠的正盐,则图中既有氧化性又有还原性的物质有a、b、d、f,B正确;
C.将亚硫酸稀溶液滴加到紫色石蕊溶液中,溶液只变红不褪色,C错误;
D.将浓硫酸滴加在胆矾晶体上,晶体由蓝色变成白色,体现了浓硫酸的吸水性,D错误;
故选B。
7. 化学是实验的科学,下列有关实验设计能达到目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.不能用饱和硫酸铁溶液,硫酸难挥发,不利于胶体生成,应用饱和的FeCl3,故A错误;
B.肥皂泡点燃时产生爆鸣声,说明产生了H2,故B正确;
C.铜离子易水解,发生反应:,硝酸易挥发,加热后水解平衡正向移动,得到氢氧化铜固体,故C错误;
D.浓硫酸密度大,为防止酸液飞溅,配置混酸时应将浓硫酸加入浓硝酸中,故D错误;
故选B。
8. 作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备的流程如下:
已知:,,。
下列说法正确的是
A.加入少量的作用是将氧化为,使用替代效果更好
B.反应器流出的溶液,此时用石灰乳调节至,目的是除去
C.加入少量溶液后滤渣的成分为
D.为保持电解液成分稳定,应不断补充溶液,排出含酸电解液,电解废液可在反应器中循环利用
【答案】D
【分析】菱锰矿主要含有MnCO3,还含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素,硫酸溶矿MnCO3和稀硫酸反应生成硫酸锰,同时得到硫酸亚铁、硫酸镍、硫酸铝等盐,用二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁,加石灰乳调节至pH≈7生成氢氧化铝沉淀除铝,加BaS生成NiS除Ni,过滤,滤液中含有硫酸锰,电解硫酸锰溶液得到MnO2,煅烧窑中碳酸锂、二氧化锰反应生成LiMn2O4,据此分析解题。
【详解】A.MnO2具有氧化性,加入少量MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+可以催化H2O2分解,所以不宜使用H2O2替代MnO2,A错误;
用二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁过程中Fe元素被氧化,电解硫酸锰溶液得
B.pH=4,c(OH−)=1×10−10ml/L,此时;pH=7,c(OH−)=1×10−7ml/L,,所以目的是为了使Fe3+和Al3+都沉淀完全,故B错误;
C.由分析可知,加入少量BaS溶液除去Ni2+,可知生成的沉淀有BaSO4、NiS,此外,二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁,加石灰乳调节至pH≈7生成氢氧化铝沉淀除铝,所以 “滤渣”的成分至少有四种,故C错误;
D.为保持电解液成分稳定,应不断补充溶液,排出含酸电解液,电解废液中含有硫酸,可在反应器中循环利用,故D正确;
故答案选D。
9. 下列各组澄清溶液中的离子能大量共存,且加入试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.、Fe3+都与[Al(OH)4]-发生反应,在溶液中不能大量共存,故A错误;
B.、Fe3+、Br-、之间能够共存,加入过量Na2S发生反应:2Fe3++3S2−=2FeS↓+S↓,故B错误;
C.K+、Na+、ClO-、之间能够共存,SO2少量,反应生成硫酸根离子、氯离子和次氯酸,正确的离子方程式为:SO2+3ClO−+H2O=+Cl−+2HClO,故C错误;
D.K+、Na+、、[Al(OH)4]- 之间能够共存,少量HCl先与[Al(OH)4]-反应生成沉淀,离子方程式为:H++[Al(OH)4]-=Al(OH)3↓+H2O,故D正确;
答案选D。
10. 硫酰氯()是一种重要的化工试剂。实验室合成硫酰氯的部分实验装置如图所示(部分夹持装置未画出)。
已知:①;
②硫酰氯熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,易水解,100℃以上分解生成二氧化硫和氯气。
③樟脑的沸点为204℃
下列说法错误的是
A. 装置甲中所盛液体为浓硫酸
B. 干燥管中所盛药品为无水,其作用为防止空气中的水进入乙中
C. 反应过程中三颈烧瓶会发烫,可用湿毛巾适当降温
D. 反应结束后,通过蒸馏法将硫酰氯分离出得到粗品
【答案】D
【解析】
【分析】本实验为以二氧化硫和氯气为原料制备硫酰氯的实验装置,由于硫酰氯易水解,所以二氧化硫和氯气都需要进行干燥,所以装置甲和装置丙中盛放的是浓硫酸,乙装置为发生装置。
【详解】A.硫酰氯易水解,所以反应要在无水的环境下进行,二氧化硫需要进行干燥,故装置甲中所盛液体为浓硫酸,A正确;
B.反应条件要求无水环境,则干燥管中盛放无水氯化钙,防止空气中的水蒸气进入乙中,B正确;
C.反应的,为放热反应,反应过程中三颈烧瓶会发烫,100℃以上硫酰氯会分解生成二氧化硫和氯气,可用湿毛巾适当降温,C正确;
D.硫酰氯熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,樟脑沸点为204℃,反应结束后,通过过滤将硫酰氯分离出得到粗品,D错误;
故选D。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列计算正确的是
A. 同浓度的三种溶液:、、,其体积比为3∶2∶1,则浓度比为3∶2∶3
B. 将的NaCl溶液和的等体积混合后,忽略体积变化,
C. 标准状况下44.8LHCl溶于1L水,盐酸的物质的量浓度为
D. 若ag某气体含有分子数为b,则cg该气体在标准状况下的体积是
【答案】D
【解析】
【详解】A. 同浓度的三种溶液:、、,浓度比为1∶1∶3,A错误;
B.设两种溶液体积为VL,混合后,B错误;
C. 标准状况下44.8LHCl溶于水,配成1L溶液,盐酸的物质的量浓度为,C错误;
D.设cg气体所含的分子数为x,则,,故气体在标准状况下的体积是,D正确;
故选D。
12. 2-溴-2-甲基丙烷发生水解反应[]的能量变化与反应过程的关系如右图所示。下列说法错误的是
A. 溶液碱性增强,2-溴-2-甲基丙烷的水解百分率增大
B. 升高温度,不利于提高2-溴-2甲基丙烷的平衡转化率
C. 分子中碳溴键断裂的速率比(CH3)3C+与H2O结合速率快
D. 推测(CH3)3C一X水解生成(CH3)3C一OH的速率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液碱性增强,平衡正向移动,2-溴-2-甲基丙烷的水解百分率增大,A正确;
B.反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,高2-溴-2甲基丙烷的平衡转化率降低,B正确;
C.转化为的活化能大于(CH3)3C+与H2O结合活化能,所以分子中碳溴键断裂的速率比(CH3)3C+与H2O结合速率慢,C错误;
D.原子半径Cl
C-Br>C-I,推测(CH3)3C一X水解生成(CH3)3C一OH的速率为,D正确;
故答案选C。
13. 某物质的结构简式如图所示,X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,Z在同周期主族元素中原子半径最小,W的原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法正确的是
A. 元素的电负性:Z>Y>W>X
B. 简单氢化物的沸点:Y>Z>X
C. NaZ的水溶液呈碱性
D. 在加热的条件下,Na与Y2充分反应的生成物中阳离子与阴离子的个数比为1:1
【答案】BC
【解析】
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,Z只能连接一根化学键且Z是同周期原子半径最小的原子,则Z为F(Cl不符题意),X可以连接四根共价键,则X为C元素,W的原子序数等于X与Z的原子序数之和,W为P元素,Y连接两个共价键,Y为O元素,以此解答。
【详解】A.电负性:F>O>C>P,即电负性:Z>Y>X>W,A错误;
B.X为C,Y为O,Z为F,H2O、HF可形成分子间氢键,水为液体,HF为气体,氢化物的沸点:Y>Z>X,B正确;
C.NaF为强碱弱酸盐,水解显碱性,C正确;
D.在加热的条件下,Na与Y2充分反应的生成物为Na2O2,阳离子与阴离子的个数比为2:1,D错误;
故选BC。
14. 如图是某科研团队设计的光电催化反应器,可由CO2制得异丙醇。其中A、B均是惰性电极,下列说法正确的是
A. A极为正极,B极发生氧化反应
B. 若A极产生4gH2,则B极产生32gO2
C. 电子从B极通过合成蛋白质纤维膜到A极
D. A极上CO2发生的电极反应为
【答案】AD
【解析】
【分析】由图中电子的移动方向可知,B极为光电池的负极,水在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+,A极为正极,酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成异丙醇和水,同时还有氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气;
【详解】A.由分析可知,B极为光电池的负极,发生氧化反应,A极为正极,选项A正确;
B.A极为正极,二氧化碳和氢离子都在正极放电,根据得失电子数守恒可知,A极反应式:2H++ 2e-=H2↑,若A极产生4g(2ml),B极反应式:2H2O-4e-=O2↑+4H+则B极产生氧气的质量大于1ml×32g/ml=32g,选项B错误;
C.原电池工作时,电子从负极(B)经外电路流向正极(A),不经过合成蛋白质纤维膜,选项C错误;
D.由分析可知,氢离子和二氧化碳都在正极放电,二氧化碳参与的电极反应式为3CO2+18H++18e—=CH3CH(OH)CH3+5H2O,选项D正确;
答案选AD。
15. 常温下,用浓度为0.0200ml/L的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200ml/L的HCl和HA的混合溶液10mL,溶液中pH、含A微粒分布系数随滴加NaOH溶液体积的变化关系如下图所示,a、b、c、d四点均在同一条曲线上。[比如的分布系数:],下列说法错误的是
A. 曲线①代表,曲线②代表B. 约为
C. 曲线①②的交点与b点重合D. 水的电离程度:
【答案】CD
【解析】
【分析】NaOH溶液和HCl、HA混酸反应时,先与强酸反应,然后再与弱酸反应,由滴定曲线可知,a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水,HA未发生反应,溶质成分为NaCl和HA;b点时NaOH溶液反应掉一半的HA,溶质成分为NaCl、HA和 NaA;c点时NaOH溶液与HA恰好完全反应,溶质成分为NaCl、NaA;d点时NaOH过量,溶质成分为NaCl、NaA和NaOH,HCl是强酸,随NaOH的加入,HA分子的浓度开始变化不大,当盐酸反应结束时,HA分子减少,A-离子开始增大,曲线①代表,曲线②代表。
【详解】A. HCl是强酸,随NaOH的加入,HA分子的浓度开始变化不大,当盐酸反应结束时,HA分子减少,A-离子浓度开始增大,曲线①代表,曲线②代表,故A正确;
B. 由分析可知,a点时溶质成分为NaCl和HA,c(HA)=0.0100ml/L,c(H+)=10-3.38ml/L,= =10-4.76,故约为,故B正确;
C. 点b溶液中含有NaCl及等浓度的HA和 NaA,由于pH<7,溶液显酸性,说明HA的电离程度大于A-的水解程度,则c(HA)
故选CD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 高铁电池作为新型可充电电池,具有放电曲线平坦,高能高容量,原料丰富,绿色无污染等优点。
I.下图为简易的高铁电池的工作装置。已知:放电后,两极都产生红褐色悬浮物。
请回答下列问题:
(1)该电池放电时的总反应为___________。
(2)放电时,此盐桥中阴离子的运动方向是__________(填“从左向右”或“从右向左”)。
(3)该电池充电时阳极反应的电极反应方程式为___________。
II.现用蓄电池Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2为电源,制取少量高铁酸钾。反应装置如下图所示:
(1)电解时,石墨电极连接的a极上放电的物质为__________(填“Fe”或“NiO2”)。
(2)写出电解池中铁电极发生的电极反应式__________。
(3)当消耗掉0.1 ml NiO2时,生成高铁酸钾__________g。
(4)Mg和Fe都是生产生活中的常用金属。加热锅炉时,水中的MgCO3可以先转化为Mg(HCO3)2,然后转化为Mg(OH)2,求MgCO3+H2OMg2+++OH-在80℃时的平衡常数__________。(已知:80℃时H2O的KW=2.5×10−13,Ksp(MgCO3)=8.4×10−6,Ka1(H2CO3)=4.2×10−7、Ka2(H2CO3)=5.6×10−11)。
【答案】 ①. Fe+K2FeO4+4H2O=2Fe(OH)3+2KOH ②. 从右向左 ③. Fe(OH)3-3e-+5OH-=+4H2O ④. Fe ⑤. Fe-6e-+8OH-=+4H2O ⑥. 6.6 ⑦. 3.75×10-8
【解析】
【详解】I.(1)由装置图可知,左侧铁作负极,右侧石墨为正极,高铁酸钾为正极反应物,放电后,两极都产生红褐色悬浮物可知,两电极产物均为氢氧化铁,则总反应为Fe+K2FeO4+4H2O=2Fe(OH)3+2KOH,故答案为:Fe+K2FeO4+4H2O=2Fe(OH)3+2KOH;
(2)原电池电解质溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,则盐桥中的阴离子向负极铁移动,即由右向左移动,故答案为:由右向左;
(3)充电时阳极为原电池正极的逆过程,电极方程式为:Fe(OH)3-3e-+5OH-=+4H2O,故答案为:Fe(OH)3-3e-+5OH-=+4H2O;
II.(1)由题意可知,通过电解制备高铁酸钾,铁应作电解池的阳极失电子,产生高铁酸根离子,则石墨作阴极,石墨所连电极为原电池的负极,结合原理反应可知,负极Fe失电子,故答案为:Fe;
(2)由题意可知铁电极失电子应得到高铁酸根,电极反应为:Fe-6e-+8OH-=+4H2O
,故答案为:Fe-6e-+8OH-=+4H2O;
(3)当消耗掉0.1 ml NiO2时,转移电子物质的量为0.2ml,结合阳极反应Fe-6e-+8OH-=+4H2O,转移0.2ml电子时,产生的高铁酸根离子为,产生的高铁酸钾的质量为:,故答案为:6.6g;
(4)MgCO3+H2OMg2+++OH-在80℃时平衡常数K==,故答案为:3.75×10-8
17. 稀土元素是国家战略资源,广泛应用于显示器、航天、激光、导弹等尖端领域,目前我国稀土提炼技术处于世界领先地位。某化学课题组以废液晶显示屏为原料回收稀土元素铈,实现资源再利用,设计实验流程如下:
已知:①显示屏玻璃中含较多的、、FeO、及少量其他可溶于酸的物质;②不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液。回答下列问题:
(1)设计实验证明滤液1中有_______
(2)已知溶液可以和难溶于水的FeO(OH)反应生成,书写该反应的离子反应方程式_______。
(3)工序1中加入的作用是_______;工序4中加入稀硫酸和的作用是_______;滤渣2的主要成分是_______。
(4)工序3是蒸发浓缩、_______、过滤、洗涤、常温晾干。
(5)工序5中发生反应的离子方程式_______。
(6)硫酸铁铵可用作净水剂,但在除酸性废水中悬浮物时效果较差,原因是_______。
【答案】(1)取少许滤液1,滴加铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成,则证明滤液1中有
(2)
(3) ①. 将氧化 ②. 溶解,将Ce元素还原为 ③.
(4)冷却结晶 (5)
(6)酸性会抑制水解,使其难以生成有吸附作用的胶体
【解析】
【分析】显示屏玻璃中含较多的SiO2、CeO2、FeO、Fe2O3及少量其他可溶于酸的物质,CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液,玻璃粉碎后加入稀硫酸酸溶,其中SiO2、CeO2不溶,FeO、Fe2O3等溶于酸,过滤得到滤渣1为SiO2、CeO2,滤液中主要含亚铁离子和铁离子,滤液中加入稀硫酸和过氧化氢,氧化亚铁离子生成铁离子,加入硫酸铵通过工序2和工序3,得到硫酸铁铵晶体,滤渣1中加入稀硫酸和过氧化氢,发生氧化还原反应,过氧化氢在酸溶液中做还原剂被氧化生成氧气,CeO2被还原生成Ce3+,过滤得到滤渣2为SiO2,滤液中通入氧气,加入氢氧化钠溶液反应得到Ce(OH)4,加热分解生成CeO2,加入还原剂还原生成Ce;
【小问1详解】
铁氰化钾溶液能与Fe2+反应,生成蓝色沉淀,可由此设计实验:取少许滤液1,滴加铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成,则证明滤液1中有;
【小问2详解】
溶液可以和难溶于水的FeO(OH)反应生成,离子方程式为:;
【小问3详解】
过氧化氢可将氧化为;工序4中加入稀硫酸和是为了溶解,将Ce元素还原为;滤渣2的主要成分是;
【小问4详解】
工序3是为了得到硫酸铁铵晶体,可通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、常温晾干得到;
【小问5详解】
工序5是在含有Ce3+的滤液中通入氧气,加入氢氧化钠溶液反应得到Ce(OH)4,对应的离子方程式为:;
【小问6详解】
硫酸铁铵可用作净水剂,若是在酸性废水中,酸性会抑制水解,使其难以生成有吸附作用的胶体,导致效果较差。
18. 碘酸钾()是一种无机化合物,为白色结晶性粉末,溶于水和稀硫酸,不溶于乙醇,用作分析试剂、氧化剂和食盐加碘剂。常用高锰酸钾氧化碘化钾来制备,其制备原理为,为保证KI完全氧化为,需过量,但是过量的会影响产品的纯度。以下实验为碘酸钾产品的制备及纯度的测定。已知水溶液呈绿色。
Ⅰ.碘酸钾产品制备
实验步骤如下:
①向烧杯中加入150mL热水,,搅拌。另一烧杯中加入3g KI,适量水溶解,待高锰酸钾完全溶解后,将KI溶液倒入,搅拌,溶液紫红色慢慢褪去,出现棕褐色沉淀,沸水浴加热30分钟,用玻璃棒蘸取少量混合液滴在滤纸上,出现绿色和紫色的双色环,边滴加乙醇边搅拌,至双色环消失,停止加热。
②减压过滤,将滤液转移至烧杯中。加入10mL 5%的溶液,搅拌,烧杯中溶液转移至蒸发皿中,沸水浴加热至液体表面有晶膜出现时停止加热,自然冷却,有大量固体析出。
③减压过滤,用少量A物质洗涤固体,将固体转移至培养皿自然晾干。
回答下列问题:
(1)步骤①中加入乙醇的作用是_______。
(2)洗涤产品时,A物质最好选择以下哪种试剂_______。
A. 冷的蒸馏水B. 冷的乙醇C. 稀硫酸D. 蒸馏水
(3)利用如图装置进行减压过滤,请指出装置中的一处错误_______。
Ⅱ.纯度的测定
准确称量0.9500g样品,配成250mL待测液。量取25.00mL待测液,置于锥形瓶中,加入1.500g KI,5mL 6ml/L的盐酸,置于暗处放置3min。加入2mL 5%的淀粉溶液,用0.1000ml/L的标准溶液进行滴定,重复3次,平均消耗硫代硫酸钠的体积为24.60mL。
(已知:)
(4)配制溶液时用到的玻璃仪器有_______。
(5)如何判断滴定终点_______。
(6)产品的纯度为_______(保留4位有效数字)。
【答案】(1)除去高锰酸钾和锰酸钾 (2)B
(3)布氏漏斗下端斜面应正对抽滤瓶支管
(4)250mL的容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、烧杯、量筒
(5)滴入最后半滴标准溶液,溶液颜色由蓝色变为无色,半分钟内不再恢复
(6)92.36%
【解析】
【分析】本题为实验题,由高锰酸钾和碘化钾制备碘酸钾,在制备过程中为了保证碘化钾反应完全,高锰酸钾需要过量,过量的高锰酸钾可以通过加入乙醇来除去,制备的样品通过滴定的方法确定其含量,以此解题。
【小问1详解】
根据题给信息可知,为保证KI完全氧化为,需过量,但是过量的会影响产品的纯度,而且乙醇可以被高锰酸钾和锰酸钾氧化,则步骤①中加入乙醇的作用是:除去高锰酸钾和锰酸钾;
【小问2详解】
根据题给信息可知,碘酸钾()是一种无机化合物,为白色结晶性粉末,溶于水和稀硫酸,不溶于乙醇,故选B;
【小问3详解】
由图可知,图中的错误之处为:布氏漏斗下端斜面应正对抽滤瓶支管;
【小问4详解】
配制250mL溶液所需的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管和250mL容量瓶,故答案为:250mL的容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、烧杯、量筒;
【小问5详解】
根据题给信息可知,滴定时发生的反应为:,指示剂为淀粉溶液,滴定结束时单质碘消耗完毕,故答案为:滴入最后半滴标准溶液,溶液颜色由蓝色变为无色,半分钟内不再恢复;
【小问6详解】
加入碘化钾时,碘化钾和碘酸钾反应,离子方程式为:IO+5I-+6H+=3I2+3H2O,再结合,可知IO~3I2~,则n(IO)=n()=×0.1ml/L×24.60mL×10-3=4.1×10-4ml,产品纯度=。
19. 连二硫酸锰(MnS2O6)常用于灭菌以及水果、蔬菜的保鲜。硫酸锰(MnSO4)是重要的微量元素肥料之一,也用作饲料添加剂,在涂料、造纸、陶瓷、电子、纺织等领域也有广泛应用。利用MnO2悬浊液吸收SO2气体制取MnS2 O6和MnSO4的装置如图所示(部分夹持仪器、加热仪器未画出)。
已知:①连二硫酸锰易溶于水,其在pH=2.8~3.5时最稳定,温度超过30℃会快速分解生成易溶于水的硫酸锰。
②连二硫酸锰晶体的化学式为MnS2O6·4H2O。
③连二硫酸钡(BaS2O6)易溶于水,氢氧化锰[Mn(OH)2]难溶于水。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________,该仪器中装入的试剂最好为___________(填标号)。
A.稀盐酸 B.70%的浓硫酸 C.98%的浓硫酸 D.稀硝酸
(2)连二硫酸锰在装置___________(填标号)中生成,装置B的作用为___________。
(3)从实验后过滤所得反应混合液(含有少量杂质MnSO4)中得到纯净的MnS2O6溶液的操作方法和除杂的反应原理为___________。
(4)由MnS2O6溶液得到MnS2O6·4H2O晶体的操作方法是___________。
(5)测定MnS2O6中锰的含量:称取wg产品充分加热,加适量水溶解,用aml·L-1KMnO4标准溶液进行滴定(Mn元素均转化为MnO2),滴定终点时消耗bmL标准溶液。
①下列有关上述滴定操作的说法正确的是___________。(填标号)
A.滴定管活塞涂凡士林:取下活塞,用滤纸擦干,用手指蘸取少量凡士林涂抹一薄层在活塞a、c(如图)处的四周,平行插入活塞槽中,然后朝同一个方向转动
B.滴定开始时可以将液体成线状快速流下,接近终点时减慢滴加速度,必要时采用半滴操作
C.读数时可将滴定管从滴定管架上取下,捏住管上端无刻度处,使滴定管保持垂直
D.第一次滴定终点时,若测得消耗标准溶液体积小于5.00mL,则第二次滴定时可稀释待测液后重新滴定来减小误差
②实验过程中若晶体加热不充分,测得产品中锰的质量分数将___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③产品中锰质量分数是___________(列出计算式)。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. B
(2) ①. C ②. 安全瓶,防倒吸
(3)向混合溶液中加入适量溶液至不再产生沉淀,发生反应:,过滤,向滤液中通入二氧化硫调节pH至2.8~3.5;
(4)减压在低于30°C蒸发浓缩、冷却结晶、干燥
(5) ①. BC ②. 偏大 ③.
【解析】
【分析】在装置A中利用浓硫酸与亚硫酸钠反应制得二氧化硫,将二氧化硫通入装置C和D,装置B为安全瓶,二氧化硫与装置C和D中的二氧化锰悬浊液作用,通过搅拌发生反应,SO2与MnO2悬浊液的反应包括:,,,制得MnS2O6,最后装置D用于尾气吸收,防止二氧化硫进入空气中引起污染;
【小问1详解】
根据仪器a结构特点可知为分液漏斗;盐酸易挥发,与亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体中混有HCl气体杂质;硝酸具有氧化性,会将二氧化硫氧化;98%的浓硫酸未电离出氢离子,反应无法顺利进行,所以试剂最好选择70%的浓硫酸;
【小问2详解】
由于连二硫酸锰易溶于水,其在pH=2.8~3.5时最稳定,温度超过30℃会快速分解生成易溶于水的硫酸锰,所以连二硫酸锰在冷水浴的装置C中生成;根据装置B结构可知为安全瓶,防倒吸;
小问3详解】
从实验后过滤所得的反应混合液(含有少量杂质MnSO4)中得到纯净的MnS2O6溶液的操作方法和除杂的反应原理:向混合溶液中加入适量溶液至不再产生沉淀,发生反应:,过滤,向滤液中通入二氧化硫调节pH至2.8~3.5;
【小问4详解】
由MnS2O6溶液得到MnS2O6·4H2O晶体的操作方法:为防止蒸发过程中MnS2O6水解,需用减压(或真空)蒸发水,并控制蒸发过程中溶液温度不超过30°C;
【小问5详解】
①
A.滴定管活塞涂凡士林:取下活塞,用滤纸擦干,用手指蘸取少量凡士林涂抹一薄层在活塞a、b(如图)处的四周,平行插入活塞槽中,然后朝同一个方向转动,故A错误;
B.滴定开始时可以将液体成线状快速流下,接近终点时减慢滴加速度,必要时采用半滴操作,故B正确;
C.读数时可将滴定管从滴定管架上取下,捏住管上端无刻度处,使滴定管保持垂直,故C正确;
D.第一次滴定终点时,若测得消耗标准溶液体积小于5.00mL,则第二次滴定时可稀释待测液后可稀释标准液后再重新滴定来减小误差,故D错误;
答案选BC;
②实验过程中若晶体加热不充分,则部分MnS2O6不分解,KMnO4也将其氧化,标准液消耗体积偏多,测得产品中锰的质量分数将偏大;
③滴定过程中发生氧化还原反应:,产品中锰的质量分数:;
20. 载氧体化学链燃烧技术(CLC)是一种燃烧效率更高的新技术。以为燃料气,为载氧体的CLC体系的工作原理如图所示。
已知:“燃料反应器”中发生反应的热化学方程式为
反应1:
(1)该CLC体系反应条件下: ,则“空气反应器”中发生反应的热化学方程式为_______。
(2)随着温度的升高,“燃料反应器”中还可能发生如下副反应:
反应2:
武汉某大学教育部重点实验室利用HSC软件绘制出和在不同温度下反应平衡体系中部分物质的组成如图所示:
①该CLC体系工作时,“燃料反应器”中应该采用_______(填标号),否则不但会影响燃烧效率而且会有污染物生成。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
②“”是化学反应等温式的一种表达形式,其中、可以视为与温度无关的定值,R是常数。我国研究人员根据化学反应等温式利用HSC软件计算出不同温度下反应1的平衡常数和反应2的平衡常数如下:
ⅰ.比较_______(填“>”或“<”)理由是_______。
ⅱ.1000℃时,平衡体系中和的物质的量分别为_______ml和_______ml。
ⅲ.保持1000℃不变,将“燃料反应器”的容积压缩,重新达到平衡后,、、的物质的量的变化情况为:_______,_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2) ①. C ②. < ③. 温度对的影响小于,所以 ④. ⑤. ⑥. 不变 ⑦. 减小
【解析】
【小问1详解】
“空气反应器”中发生的反应为,可看成2倍的反应减去反应所得,则,则“空气反应器”中发生反应的热化学方程式为;
【小问2详解】
①由“燃料反应器”的主反应 和图像可知,温度高于800℃时,CaS开始减少,SO2的量增多,则“燃料反应器”的温度要低于800℃,副反应为反应前后气体的物质的量增大的反应,高压会使反应向逆向进行,则“燃料反应器”的压强为高压,故“燃料反应器”中应该采用低温高压,答案选C;
②ⅰ.由可得,K随的变化越大,则越大,即变化越大,由数据可知随的变化更小,则答案为;理由为温度对的影响小于,所以;
ⅱ.由反应可得,,得,即,由原子守恒可知,则平衡体系中和的物质的量分别为ml和ml;
ⅲ.将“燃料反应器”的容积压缩,反应2逆向移动,则会减少,由反应1可知,,保持1000℃不变,不变,则和的物质的量不变,故答案为不变,减小。
选项
性质
用途
A
SO2比SiO2的酸性强
SO2通入到水玻璃中可以得到硅酸
B
SO2和O3都有漂白性
混合后得到漂白性更强的漂白剂
C
NaClO有强氧化性
可用于新型冠状病毒的消毒作用
D
纳水碳管比表面积大
可用作新型储氢材料
A
B
C
D
制备胶体
探究铁与水蒸气的反应,点燃肥皂泡检验氢气
蒸干溶液制
硝化反应中混酸的制备
选项
离子
试剂
离子方程式
A
、Na+、Fe3+、[Al(OH)4]-
少量铜粉
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
B
、Fe3+、Br-、
过量Na2S
2Fe3++S2-=2Fe2++S↓
C
K+、Na+、ClO-、
足量SO2
SO2+2ClO-+H2O=+2HClO
D
K+、Na+、、[Al(OH)4]-
少量HCl
H++[Al(OH)4]-=Al(OH)3↓+H2O
温度/℃
600
800
1000
1200
选项
性质
用途
A
SO2比SiO2的酸性强
SO2通入到水玻璃中可以得到硅酸
B
SO2和O3都有漂白性
混合后得到漂白性更强的漂白剂
C
NaClO有强氧化性
可用于新型冠状病毒的消毒作用
D
纳水碳管比表面积大
可用作新型储氢材料
A
B
C
D
制备胶体
探究铁与水蒸气的反应,点燃肥皂泡检验氢气
蒸干溶液制
硝化反应中混酸的制备
选项
离子
试剂
离子方程式
A
、Na+、Fe3+、[Al(OH)4]-
少量铜粉
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
B
、Fe3+、Br-、
过量Na2S
2Fe3++S2-=2Fe2++S↓
C
K+、Na+、ClO-、
足量SO2
SO2+2ClO-+H2O=+2HClO
D
K+、Na+、、[Al(OH)4]-
少量HCl
H++[Al(OH)4]-=Al(OH)3↓+H2O
温度/℃
600
800
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