2024届黑龙江省名校联盟高三上学期模拟测试化学试题及参考答案
展开这是一份2024届黑龙江省名校联盟高三上学期模拟测试化学试题及参考答案,共20页。试卷主要包含了单选题,工业流程题,原理综合题,实验探究题,填空题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1.化学与生活、生产及科技密切相关。下列叙述错误的是
A.臭氧可用于自来水消毒
B.奥运火炬“飞扬”外壳采用的耐高温碳纤维材料,属于新型无机非金属材料
C.长征二号F遥十三运载火箭采用的高强度新型钛合金属于金属材料
D.纳米铁粉主要通过物理吸附作用除去污水中的Cu2+、Ag+、Hg2+
2.下列化学用语表述正确的是
A.Mn位于元素周期表d区B.S2−结构示意图为
C.PCl3电子式为:D.基态Cu+的价电子排布图3d10
3.已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压下,28g乙烯分子中含有的σ键数目为4NA
B.D218O和T2O的混合物1.1 g,含有的质子数为0.5NA
C.5.6g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
D.密闭容器中0.1ml H2和0.2ml I2充分反应后分子总数小于0.3NA
4.L-脯氨酸是合成人体蛋白质的重要氨基酸之一,以下是利用L-脯氨酸催化羟醛缩合反应的方程式,下列说法错误的是
A.M的分子式为C10H12O3B.N分子中有2个手性碳原子
C.M与N互为同分异构体D.L-脯氨酸可以发生缩聚反应
5.2019年诺贝尔化学奖颁给研究锂电池的科学家,一种用作锂电池电解液的锂盐结构如图所示。其中,X位于第三周期,X原子的电子数为Z原子的两倍,W、Z、Y位于同一周期。下列叙述正确的是
A.原子半径:X>Z>W
B.电负性:Y>M>Z
C.Y的氢化物可用于刻蚀玻璃
D.X的氧化物对应的水化物均为强酸
6.Mg3N2常用于制备其它超硬、耐高温的氮化物,实验室通过CuO氧化NH3制得N2,然后与镁反应得到Mg3N2。已知Mg+2NH3≜Mg(NH2)2+H2,Mg3N2是一种浅黄色粉末,易水解。下列说法错误的是
A.装置A中生石灰可用氢氧化钠固体代替
B.实验开始时应先点燃C处酒精灯,再点燃E处酒精灯
C.装置D的作用只是干燥N2
D.取反应后装置E所得固体少许,滴入蒸馏水,可检验是否有Mg3N2
7.在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下,密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮NO3−以达到消除污染的目的。其工作原理的示意图如下:
下列说法不正确的是
A.Ir的表面发生氧化还原反应,生成1ml N2时转移2NA个电子
B.导电基体上的Pt颗粒上发生的反应:NO3−+8e−+10H+=NH4++3H2O
C.若导电基体上的Pt颗粒增多,有利于降低溶液中的含氮量
D.在导电基体上生成NO的反应式为:NO3−+3e−+4H+=NO↑+2H2O
8.为防止因天然气泄漏,居家安装天然气报警器很重要。当空间内甲烷达到一定浓度时,传感器随之产生电信号并联动报警,图1是成品装置,其工作原理如图2所示,其中O2−可以在固体电解质ZrO2−Na2O中移动。当报警器触发工作时,下列说法正确的是
A.图2中的多孔电极b上发生氧化反应
B.O2−在电解质中向b电极移动,电子流动方向由a电极经电解质向b电极
C.当电路中有0.008ml电子转移时,则电极a有22.4mL甲烷参与反应
D.多孔电极a极上发生的反应的电极反应式为:CH4−8e−+4O2−=CO2+2H2O
9.一定条件下,在1.0L的密闭容器中进行反应:Cl2(g)+CO(g)⇌COCl2(g) ΔH<0。反应过程中的有关数据如下表:
下列说法正确的是
A.该反应在高温下自发进行
B.1 min时,CO的浓度小于1.6ml⋅L−1
C.若保持温度不变,将容器体积扩大一倍,再达新平衡时0.9ml⋅L−1
10.下列指定反应的离子方程式错误的是
A.将少量溴水滴入过量Na2SO3溶液中:Br2+H2O+SO32−=2Br−+2H++SO42−
B.氢氧化钠溶液吸收氯气:Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O
C.氯化铁溶液腐蚀铜箔:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
D.将足量Fe2SO43溶液滴入Mg(OH)2浊液中:2Fe3++3Mg(OH)2=2Fe(OH)3+3Mg2+
11.向重铬酸盐酸性溶液中加入乙醚和H2O2,水层发生反应:Cr2O72−+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O(已知CrO5的结构为),乙醚层发生反应:CrO5+C2H52O=CrO5⋅OC2H52。反应上层出现蓝色,一段时间后溶液蓝色褪去,且水相变为绿色(Cr3+),下列说法正确的是
A.由水层反应可知,氧化性:Cr2O72−>CrO5
B.乙醚在检验过程中可用乙醇代替
C.CrO5⋅OC2H52中不存在非极性键
D.水相变为绿色的离子反应为4CrO5+12H+=4Cr3++6H2O+7O2↑,该反应生成1ml O2转移2ml电子
12.利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法错误的是
A.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移
B.电极b上反应为CO2+8HCO3−−8e−=CH4+8CO32−+2H2O
C.电解过程中电能转化为化学能
D.电解时Na2SO4溶液浓度保持增大
13.下列实验操作、现象和结论均正确的是
A.AB.BC.CD.D
14.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,有强还原性,在空气中极易被氧化。用NaHSO3还原法制备保险粉的流程如下:
下列说法错误的是
A.反应1说明酸性:H2SO3>H2CO3
B.反应1结束后,可用硝酸酸化的BaCl2溶液检验NaHSO3是否被氧化
C.反应2中消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1
D.反应2最好在无氧条件下进行
15.某无色溶液X中可能含有K+、Na+、NH4+、Mg2+、Ba2+、CO32−、Cl−、SO42−中的若干种,且各离子浓度相等,为确定其成分,依次进行下列实验。①取少量溶液X,向其中加入足量的氢氧化钠溶液,有白色沉淀A产生;微热闻到刺激性气味。②过滤①中的混合物,向滤液中加入足量的氢氧化钡溶液,有白色沉淀B产生,再加入足量的稀硝酸,沉淀不溶解。根据上述实验,以下说法不正确的是
A.刺激性气味气体是NH3
B.溶液X中是否含K+、Na+需要通过焰色试验确定
C.白色沉淀A和白色沉淀B都是纯净物
D.溶液X中一定没有CO32−,但一定含有Cl−
二、工业流程题
16.电解粗铜工业得到的粗硫酸镍晶体中含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Ca2+等杂质离子,现欲进一步提纯硫酸镍晶体,设计如下流程:
已知:①氢氧化物沉淀的范围如下表所示:
②离子沉淀完全时,该离子的浓度小于10−5ml⋅L−1。
③室温下,KspCaF2=4×10−11。
(1)粗硫酸镍晶体水浸后通入H2S的主要目的是 。
(2)滤渣1的主要成分是 ,将滤渣1充分焙烧后,再用硫酸酸化即可得到一种工业原料,该原料可用于气体水份的检验,焙烧滤渣1发生的反应的化学方程式为 。
(3)反应II加入H2O2反应的离子方程式为 。
(4)加入的试剂X可以是 ,调整溶液pH的范围为 。
(5)若反应III中Ca2+的浓度为0.001ml⋅L−1,取等体积的NiF2溶液与该溶液混合,要使反应结束时Ca2+完全沉淀,所加NiF2溶液的浓度至少为 ml⋅L−1。
三、原理综合题
17.温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点,以下列两种方法为例,请回答问题。
I.哈伯合成氨在较高温度下以氢气做氢源,其使用的氢气可由天然气制备:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)。下表列出了几种化学键的键能:
(1)298K时,上述反应的ΔH= kJml。
(2)为提高CH4的平衡转化率,可采用的措施是___________。
A.使用合适的催化剂B.采用较高的温度
C.采用较高的压强D.恒温恒容增大甲烷和水蒸汽投料比
(3)催化剂的选择是合成氨的核心技术之一,使用催化剂1或催化剂2合成氨,产氨速率与温度的关系如图。
根据由图判断,活化能Eal Ea2(填“>”“=”“<”)。使用催化剂1或催化剂2时,合成氨的ΔH1 ΔH2(填“>”“=”“<”)。
Ⅱ.CH4与CO2重整可以同时利用两种温室气体,其工艺过程中涉及如下反应:
反应①CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247.4kJ⋅ml−1
反应②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ⋅ml−1
反应③CH4(g)+12O2(g)⇌CO(g)+2H2(g) ΔH3=−35.6kJ⋅ml−1
反应④12O2(g)+H2(g)=H2O(g) ΔH4=−241.8kJ⋅ml−1
一定条件下,向体积为V L的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0ml及少量O2,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。
(4)图中a代表产物 ,当温度高于900K,H2O的含量随温度升高而下降的主要原因是 。
(5)1100K时,CH4与CO2的转化率分别为95%和90%,反应①的平衡常数K= (列出计算式)。
(6)CO2甲烷化过程中,保持CO2与H2的体积比为1:4,反应气的总流量控制在40mL⋅min−1,320℃时测得CO2转化率为80%,则CO2反应速率为 mL⋅min−1。
四、实验探究题
18.碘是人体必需的微量元素,也可用于工业、医药等领域。大量的碘富集于海藻(主要成分是NaI)中,因此从海藻中提取碘,可有效利用海洋资源。
I.某兴趣小组以海藻为原料进行的提取实验。具体步骤如下:
①将海藻晾干粉碎后灼烧、浸泡后,过滤得到了NaI溶液,将适量Na2SO3固体溶于NaI溶液,再将CuSO4饱和溶液滴入上述溶液中,生成白色CuI沉淀。
②待I−沉淀完全后过滤,将沉淀物置于小烧杯中,边搅拌边逐滴加入适量浓HNO3后静置。
③用倾析法弃去上层清液,固体物质用少量水洗涤后得到粗I2,再选用下列仪器进行精制。
Ⅱ.将精制得到的I2配成浓度为c ml⋅L−1的标准溶液,用来测定某样品中维生素C(相对分子质量为M)的含量:准确称量a g样品,溶于新煮沸过并冷却至室温的蒸馏水中,用250mL容量瓶定容,量取25.00mL样品溶液于锥形瓶中,再加入10mL 1:1醋酸溶液和适量的指示剂,立即用I2标准溶液滴定至滴定终点,消耗I2标准溶液V mL。已知滴定反应方程式:,请回答以下问题:
(1)灼烧海藻时使用的硅酸盐质仪器为 ,产生白色沉淀的离子方程式为 。
(2)白色沉淀溶于浓硝酸的化学方程式为 。
(3)进行粗I2精制时,选择必需的仪器搭建装置,并按次序排列: (夹持装置略)。
(4)进行滴定实验选用的指示剂是 ,滴定终点的现象为 。
(5)蒸馏水煮沸的目的 ,样品中维生素C的质量分数是 (写出表达式)。
五、填空题
19.铅及其化合物用途多样。查资料得知PbO2是不溶于水的固体,受热会发生分解反应。其晶体内部有空穴,使得电子可以在空穴中跳跃,就像在跳棋中那样,因此PbO2可以导电,用作铅酸蓄电池的电极。请回答下列问题:
(1)铅是碳的同族元索,铅原子基态价电子排布式为 ,常见价态为 和 。
(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的离子方程式为 。
(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为 ;PbO2也可以通过石墨为电极,以PbNO32和CuNO32的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为 。
(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重3.35%(即样品起始质量−a点固体质量样品起始质量×100%)的残留固体,通过计算求表示a点固体组成的化学式为 。
(5)若以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料和硫酸为原料,可以制备高纯度PbO,从而实现铅的再生利用。在此过程中涉及如下两个反应:
①2Fe2++PbO2+4H++SO42−=2Fe3++PbSO4+2H2O
②2Fe3++Pb+SO42−=2Fe2++PbSO4
上述过程中Fe2+的作用是 ,请设计实验方案证明Fe2+的作用 。
t/min
0
2
4
6
8
cCl2/ml⋅L−1
2.4
1.6
0.6
c(CO)/ml⋅L−1
2
0.2
cCOCl2/ml⋅L−1
0
选项
操作
现象
结论
A
将水滴入盛有Na2O2固体的试管中,立即把带火星的木条放在试管口
可观察到有气泡产生,木条复燃
Na2O2固体遇水产生O2
B
将干白葡萄酒滴入酸性高锰酸钾溶液中
溶液紫色褪去
干白葡萄酒中含有SO2
C
用pH试纸测定等浓度的NaHCO3溶液和NaClO溶液的pH
前者的pH比后者的小
碳酸酸性强于次氯酸
D
向NaCl与NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液
有黄色沉淀生成
KspAgCl>KspAgI
金属阳离子
Fe2+
Fe3+
Ni2+
开始沉淀的pH
6.3
1.5
6.9
沉淀完全的pH
8.3
2.8
8.9
化学键
H−H
C−H
H−O
键能kJml
436
413
467
1072
参考答案:
1.D
【详解】A.臭氧具有强氧化性,可用于自来水消毒,A正确;
B.碳纤维材料属于新型无机非金属材料,B正确;
C.钛合金是以钛为基础加入其它元素形成的合金材料,属于金属材料,C正确;
D.纳米铁粉主要是通过其还原性,将Cu2+、Ag+、Hg2+还原为相应的金属单质将其除去,D错误;
综上所述答案为D。
2.A
【详解】A.Mn元素的价电子排布为3d54s2,最后一个电子排在d能级,故位于d区,故A正确;
B.S2−结构示意图为,故B错误;
C.PCl3电子式为,故C错误;
D.基态Cu+的价电子排布图,故D错误;
故选A。
3.B
【详解】A.1个乙烯分子中含有5个σ键,故28g乙烯分子中含有的σ键数目为5NA,A错误;
B.D218O和T2O的摩尔质量均为22g/ml,所以1.1g混合物的物质的量为0.05ml,一个D218O分子和一个T2O分子均含有10个质子,所以混合物含有的质子数为0.5NA,B正确;
C.5.6gFe的物质的量为0.1ml,与足量的S反应生成FeS,转移电子数为0.2NA,C错误;
D.H2和I2反应方程式为H2+I2⇌2HI,反应前后分子数不变,所以0.1ml H2和0.2ml I2充分反应后分子总数为0.3NA,D错误;
综上所述答案为B。
4.A
【详解】A. 由键线式可知M的分子式为C10H14O3,A错误;
B.连有四个不同的原子或原子团的饱和碳原子为手性碳原子,N分子中有2个手性碳原子,B正确;
C. M与N的分子式均为C10H14O3、而结构不同,则M和N互为同分异构体,C正确;
D. L-脯氨酸的羧基和亚氨基之间可以发生缩合反应,则L-脯氨酸可以发生缩聚反应,D正确;
答案选A。
5.C
【分析】X位于第三周期,且化合物中X可形成6个共价键,则X为S;X原子的电子数为Z原子的两倍,Z为O;W、Z、Y位于同一周期,可知均为第二周期元素,Y只形成1个共价键,Y为F;W形成2个共价键且得到1个电子,W为N,以此来解答。由上述分析可知:X为S、W为N、Z为O、Y为F元素。
【详解】A.原子核外电子层越多、原子半径越大;同一周期从左向右原子半径减小,则原子半径由大到小的顺序:X>W>Z,A错误;
B.同一周期主族元素从左向右元素的电负性逐渐增大,则元素的电负性由强到弱的顺序为:Y>Z>W,B错误;
C.Y为F元素,其氢化物HF的水溶液能够与玻璃的成分SiO2发生反应产生SiF4和H2O,因此可用于刻蚀玻璃,C正确;
D.X为S ,X的氧化物对应的水化物若为亚硫酸,属于弱酸,若为H2SO4就属于强酸,D错误;
故合理选项是C。
6.C
【分析】该实验主要是N2与Mg在加热时反应生成Mg3N2。A中长颈漏斗中是浓氨水,加入烧瓶中遇生石灰释放NH3,B中碱石灰吸收NH3中的水。在C装置中NH3与CuO在加热情况下反应生成N2,D中浓硫酸吸收N2中的水和NH3后,N2进入E中与Mg反应。F装置可以防止空气中的CO2、H2O等进入装置中与Mg及Mg3N2反应。
【详解】A.浓氨水遇见氢氧化钠反应放热生成NH3,A正确;
B.实验进行时应先点燃C处的酒精灯,等产生的较纯的N2进入E中时再点燃E中酒精灯,B正确;
C.装置D中浓硫酸吸收的是N2中的水蒸气和氨气,因此不只是干燥氮气的作用,C错误;
D.取反应后装置E所得固体少许,滴入蒸馏水,Mg3N2和水反应生成氢氧化镁和氨气,若闻到刺激性气味,则有Mg3N2,D正确;
故选C。
7.C
【详解】A.由原理的示意图可知,Ir的表面氢气和N2O发生反应生成N2和H2O,Ir的表面发生反应的方程式为:H2+N2O=N2+H2O,属于氧化还原反应,N的化合价由+1变为0,故生成1mlN2时转移2NA个电子,故A正确;
B.根据图示,导电基体上的Pt颗粒上,部分NO3-得到电子变为NH4+,则Pt颗粒上发生的反应:NO3−+8e−+10H+=NH4++3H2O,故B正确;
C.导电基体上的Pt颗粒上,部分NO3-得到电子变为NH4+,NH4+仍在溶液中,所以若导电基体上的Pt颗粒增多,不利于降低溶液中的含氮量,故C错误;
D.导电基体上的Cu颗粒上,NO3-得到电子变为NO,则在导电基体上生成NO的反应式为:NO3-+3e-+4H+═NO↑+2H2O,故D正确;
故选:C。
8.D
【分析】该装置工作原理为原电池原理,总反应CH4+2O2=CO2+2H2O,为多空电极a为负极,甲烷发生失电子,氧化反应,多空电极b为正极,空气中氧气发生得电子,还原反应,电子流动方向由多空电极a沿导线通过传感控制器向多空电极b,O2−在电解质中向a电极移动。
【详解】A.多空电极b为正极,发生还原反应,A错误;
B.O2−在电解质中向a电极移动,电子流动方向由多空电极a沿导线通过传感控制器向多空电极b,B错误;
C.未注明标准状况,不能确定甲烷气体的物质的量,C错误;
D.多空电极a为负极,甲烷发生失电子,氧化反应,电极反应式为:CH4−8e−+4O2−=CO2+2H2O,D正确;
答案选D。
9.B
【详解】A.反应体积减小,则ΔS<0,又因ΔH<0,所以高温下自由能变ΔG=ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行,A错误;
B.前2min内CO平均反应速率为v(CO)=v(Cl2)=ΔcΔt=2.4-1.62ml/(L·min)=0.4ml/(L·min),但前2min内c(CO)减小,v(CO)也减小,所以前1min内CO平均反应速率v(CO)>0.4ml/(L·min),后1min内CO平均反应速率v(CO)<0.4ml/(L·min),则前1min内CO浓度减少Δc(CO)>0.4ml/L,所以1min时,CO的浓度小于1.6ml⋅L−1,B正确;
C.8min时,Δc(COCl2)=Δc(Cl2)=(2.4-0.6)ml/L=1.8ml/L,此时c(COCl2)=1.8ml/L,保持温度不变,将容器体积扩大一倍,此时c(COCl2)=0.9ml/L,同时减小压强,平衡逆向移动,所以再达新平衡时c(COCl2)<0.9ml/L,C错误;
D.6min时,Δc(Cl2)=Δc(CO)=(2-0.2)ml/L=1.8ml/L,此时c(Cl2)=(2.4-1.8)ml/L=0.6ml/L,所以6min时已达平衡,平衡时c(Cl2)=0.6ml/L、c(CO)=0.2ml/L、c(COCl2)=1.8ml/L,即平衡常数为:K=c(COCl2)c(Cl2)·c(CO)=1.80.6×0.2=15,保持温度不变,在第8min向体系中加入三种物质各1ml后Cl2、CO、COCl2三种物质浓度分别为:1.6ml/L、1.2ml/L、2.8ml/L,此时Qc=2.81.6×1.2=1.46<15,则平衡正向移动,D错误;
故选B。
10.A
【详解】A.溴水具有强氧化性,少量溴水滴入过量Na2SO3溶液中,亚硫酸根离子被氧化为硫酸,氢离子和过量亚硫酸根离子生成亚硫酸氢根离子:Br2+H2O+3SO32-=2Br-+2HSO3-+SO42-,A错误;
B.氢氧化钠溶液吸收氯气生成氯化钠和次氯酸钠、水,B正确;
C.氯化铁溶液腐蚀铜箔反应生成亚铁离子和铜离子,C正确;
D.足量Fe2SO43溶液滴入Mg(OH)2浊液中,铁离子和氢氧根离子生成氢氧化铁沉淀,使得氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁沉淀和镁离子,D正确;
故选A。
11.D
【详解】A.由水层反应Cr2O72−+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O可知,反应前后元素化合价没有发生变化,是非氧化还原反应,故A错误;
B.乙醚与CrO5形成配合物并使CrO5进入有机相,在检验过程中作稳定剂和萃取剂,而乙醇易溶于水,故不能用乙醇代替乙醚,故B错误;
C.CrO5·O(C2H5)2中含O-O、C-C键为非极性键,故C错误;
D.水相变为绿色生成了Cr3+的离子反应为4CrO5+12H+=4Cr3++6H2O+7O2↑,反应中Cr化合价降低,O元素化合价由-1升高到0价,故1ml O2转移2ml电子,故D正确;
答案选D。
12.B
【分析】通过电解法可知此电池为电解池,由a极生成O2可以判断,a极上水放电发生氧化反应生成氧气:2H2O- 4e-=4H++O2↑,a极为阳极,则b为阴极;电极b上二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲烷:CO2+8HCO3-+8e-=CH4+8CO32-+2H2O;
【详解】A.电解池中阳离子向阴极流动,则H+由a极区向b极区迁移正确,A正确;
B.电极方程式配平发生错误,电极b上反应应为CO2+8HCO3-+8e-=CH4+8CO32-+2H2O,B错误;
C.通过电解法可知此电池为电解池,所以电解过程中是电能转化为化学能,C正确;
D.电解时水电离出的氢氧根离子比硫酸根离子更容易失去电子,所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水,溶液中的水发生消耗,所以Na2SO4溶液的浓度是增大的,D正确;
故选B。
13.A
【详解】A.将水滴入盛有Na2O2固体的试管中,立即把带火星的木条放在试管口,观察到有气泡产生,带火星的木条复燃,说明Na2O2与水反应产生了能使带火星木条复燃的O2,反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,A项正确;
B.干白葡萄酒中的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故将干白葡萄酒滴入酸性高锰酸钾溶液中,溶液紫色褪去,不能说明干白葡萄酒中含SO2,B项错误;
C.NaClO溶液具有漂白性,不能用pH试纸测定NaClO溶液的pH,C项错误;
D.NaCl、NaI的浓度未知,向NaCl与NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成可能是I-的浓度较大先生成AgI沉淀,不能比较AgCl、AgI的Ksp,D项错误;
答案选A。
14.B
【分析】由题给流程可知,碳酸钠溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,亚硫酸氢钠溶液与锌粉反应生成连二亚硫酸钠和氢氧化锌,连二亚硫酸钠溶液结晶脱水得到连二亚硫酸钠。
【详解】A.由分析可知,反应1为碳酸钠溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,由强酸制弱酸的原理可知,亚硫酸的酸性强于碳酸,故A正确;
B.亚硫酸氢钠溶液不能与氯化钡溶液反应,若亚硫酸氢钠溶液被氧化,加入酸化氯化钡溶液会与硫酸根离子反应生成白色硫酸钡沉淀,则反应1结束后,可用盐酸酸化的氯化钡溶液检验亚硫酸氢钠是否被氧化,但是不能用硝酸酸化,硝酸会氧化亚硫酸根生成硫酸根,故B错误;
C.由分析可知,反应2为亚硫酸氢钠溶液与锌粉反应生成连二亚硫酸钠和氢氧化锌,反应中亚硫酸氢钠为反应的氧化剂,锌为还原剂,由得失电子数目守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1,故C正确;
D.由题意可知,连二亚硫酸钠有强还原性,在空气中极易被氧化,则制备连二亚硫酸钠时,反应2最好在无氧条件下进行,故D正确;
故选B。
15.B
【分析】由取少量溶液X,向其中加入足量的氢氧化钠溶液,有白色沉淀A产生可知,X溶液中一定含有镁离子,一定不存在碳酸根离子;微热,闻到刺激性气味说明X溶液中含有铵根离子;又在滤液中加入足量的氧化钡溶液,有白色沉淀B产生,再加入足量的稀硝酸,沉淀不溶解,说明X溶液中,一定含有硫酸根离子,所以一定不含有钡离子;由各离子浓度相同,结合离子共存可知,溶液中一定含有氯离子,不含有钠离子和钾离子,综上X溶液中一定含有镁离子、铵根离子、硫酸根离子、氯离子,一定不含有钾离子、钠离子、钡离子,碳酸根离子,且沉淀A为氢氧化镁、沉淀B为硫酸钡,刺激性气体为氨气,据此回答。
【详解】A.由分析知刺激性气体为氨气,A正确;
B.由分析可知,溶液X中一定不含有钾离子、钠离子,B错误;
C.由分析可知,沉淀A为氢氧化镁、沉淀B为硫酸钡,都是纯净物,C正确;
D.由分析可知,溶液Ⅹ中一定没有CO32−,但一定含有Cl−,D正确;
故选B。
16.(1)使Cu2+转化为CuS沉淀进而除去
(2) CuS和S 2CuS+3O2焙烧2CuO+2SO2、S+O2焙烧SO2
(3)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(4) NiO或NiOH2 2.8≤PH<6.9
(5)0.003
【分析】粗硫酸镍晶体含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、Zn2+等杂质离子,水浸后通入H2S,生成S和CuS沉淀,过滤出去滤渣,往滤液加入H2O2,将Fe2+生成Fe3+后加入NiO调节pH,得到Fe(OH)3沉淀后再次过滤,往滤液加入NiF2,生成CaF2沉淀,过滤后得到NiSO4溶液,经系列操作可得到硫酸镍晶体。
【详解】(1)粗硫酸镍晶体中含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、Zn2+等杂质离子,晶体水浸后加入H2S,可发生反应:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+、 H2S+2Fe3+=S↓+2Fe2++2H+,结合后面加入H2O2,可推出通入H2S的主要目的是使Cu2+转化为CuS沉淀而除去;
(2)结合第一小题可知,滤渣1的主要成分是CuS和S;将滤渣1充分焙烧,焙烧滤渣1发生反应的化学方程式为2CuS+3O2高温CuO+2SO2、S+O2焙烧SO2;
(3)反应II时滴加H2O2的作用是氧化Fe2+生成Fe3+:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(4)加入试剂X的目的是调整溶液pH,促使Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀而除去,故所加X可以是NiO、Ni(OH)2或NiCO3等,结合已知信息①,调整溶液pH的范围为2.8⩽pH<6.9;
(5)不考虑溶液中残留的c(Ca2+)时,所加NiF2溶液的浓度至少为c(NiF2)=(4×10−1110−5×12+0.0005)×2=0.003ml·L-1,当考虑溶液中残留的c(Ca2+)时,c(NiF2)=[(4×10−1110−5×12+(0.0005−1×10−5)]×2=0.003ml·L-1。
17.(1)+206
(2)B
(3) < =
(4) H2 反应12O2g+H2g=H2Og是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,H2O的含量减小
(5)1.902××0.10V2
(6)6.4
【详解】(1)化学反应的反应热=反应物键能之和-生成物键能之和,CH4(g)+H2O(g) ⇌ CO(g) + 3H2(g) ΔH=413kJ/ml×4+467 kJ/ml×2-1072 kJ/ml-436 kJ/ml×3=+206 kJ/ml;
(2)A.使用催化剂平衡不移动,甲烷转化率不变,A错误;
B.该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,甲烷转化率增大,B正确;
C.该反应为气体分子数增大的反应,加压平衡逆向移动,甲烷转化率减小,C错误;
D.恒容恒容增大甲烷和水蒸汽投料比,则甲烷浓度增大的较多,此时水的转化率变大,甲烷的转化率减小,D错误;
故选B;
(3)使用催化剂可以通过降低反应活化能提高化学反应速率,图示中使用催化剂1的反应速率快,活化能更低,因此Ea1
(5)1100 K时,CH4与CO2的转化率分别为95%、 90%,则计算得平衡时c(CH4)=1.0−0.95V =0.05Vml/L,c(CO2)=1.0−0.9V =0.1Vml/L,由图可知,c(H2)=1.55Vml/L,c(CO)=1.90Vml/L,则
反应①的平衡常数K=c2COc2H2cCH4cCO2 =(1.90V)2×(1.55V)20.05V×0.1V=1.902××0.1V2;
(6)CO2甲烷化的过程中,CO2与H2的体积比为1:4,反应气的总流量为40 mL·min-1,则1min内初始时CO2的体积为40×15 mL=8 mL,320 ℃时CO2转化率为80%,则CO2反应速率为v =8×0.81 mL·min-1=6.4 mL·min-1。
18.(1) 坩埚 2Cu2++SO32−+2I−+H2O=2CuI↓+SO42−+2H+
(2)2CuI+8HNO3浓=2CuNO32+2NO2↑+I2+4H2O
(3)DCAF
(4) 淀粉溶液 最后半滴标准液滴入锥形瓶后,溶液颜色由无色变为蓝色且30秒内不褪色
(5) 除去溶解的氧气,防止其氧化维生素C引起误差 cMVa%
【分析】实验Ⅰ的目的提取碘,原理为海藻中NaI浸泡出来后与Na2SO3、CuSO4发生氧化还原反应,得到CuI沉淀从溶液中分离,CuI再与浓HNO3发生反应得到碘单质。实验Ⅱ目的是测定某样品中维生素C含量,原理为已知浓度的标准碘溶液,滴定含有维生素C的溶液,通过消耗的标准碘溶液的物质的量,计算维生素C的量。
【详解】(1)海藻为固体,固体物质灼烧用的实验仪器为坩埚、泥三角、酒精灯,灼烧海藻时使用的硅酸盐质仪器为坩埚;白色沉淀为CuI,生成白色沉淀的反应物为NaI、Na2SO3、CuSO4都是易溶于水的强电解质,故离子方程式为2Cu2++SO32−+2I−+H2O=2CuI↓+SO42−+2H+;
(2)浓硝酸具有强氧化性,从步骤③可知,白色沉淀(CuI)溶于浓硝酸后得到I2,故化学方程式为2CuI+8HNO3浓=2CuNO32+2NO2↑+I2+4H2O;
(3)利用I2易升华的性质,对粗I2进行提纯精制,升华需用到的实验仪器有酒精灯、带铁圈的铁架台或铁三脚架、石棉网、烧杯和盛有冷水的圆底烧瓶,故答案为DCAF;
(4)滴定标准液为碘溶液,I2遇淀粉显蓝色,故指示剂为淀粉溶液;滴定终点现象为最后半滴标准液滴入锥形瓶后,溶液颜色由无色变为蓝色,且30秒内不褪色;
(5)维生素C具有还原性易被氧气氧化,蒸馏水中溶解的氧气,蒸馏水煮沸可以除去溶解的氧气,防止其氧化维生素C引起误差;通过滴定反应方程式:可知,25.00mL样品溶液中含有的维生素C与滴定消耗的I2物质的量相等,n=cV×10-3ml, a g样品配制250ml溶液中维生素C的物质的量为n总=cV×10-3ml×25025=10-2cVml,样品中维生素C的质量分数是10-2cVmlMg/mlag×100%=cMVa%。
19.(1) 6s26p2 +2 +4
(2)PbO2+4H++2Cl−ΔPb2++Cl2↑+2H2O
(3) PbO+ClO−=PbO2+Cl− Pb2++2H2O−2e−=PbO2+4H+
(4)Pb2O3
(5) 催化作用 向盛有PbO2和硫酸混合物的试管中滴加一定量含Fe2+的溶液,振荡使其充分反应后静置,溶液颜色变黄;再向其中加入少量Pb,振荡使其充分反应后静置,溶液颜色变成浅绿色
【详解】(1)C、Pb属于同一主族元素,Pb比C多4个电子层,则Pb含有6个电子层,则Pb原子基态价电子排布式为6s26p2;常见价态为+2、+4;
(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,说明二者反应生成氯气,同时生成氯化铅和水,反应方程式为:PbO2+4H++2Cl−ΔPb2++Cl2↑+2H2O;
(3)PbO和次氯酸钠反应生成二氧化铅和氯化钠,离子方程式为PbO+ClO-=PbO2+Cl-;阳极上Pb2+失去电子,得到PbO2,需要水参与反应,同时生成氢离子,电极反应式为:Pb2++2H2O-2e-=PbO2↓+4H+。
(4)若a点固体组成表示为PbOx,根据PbO2=PbOx+(1-x2)O2↑,有(1-x2)×32=239×3.35%,x=1.5,故化学式为Pb2O3。
(5)反应①中亚铁离子被氧化成铁离子,反应②中铁离子又被还原生成亚铁离子,整个过程中,亚铁离子的质量不变,所以Fe2+为催化剂。参加化学反应,但在反应前后质量和化学性质均不变的物质是催化剂,因此,只要证明反应后的溶液中有Fe2+,无Fe3+即可,则实验方案为取少量反应后的溶液于试管中,向试管中滴加KSCN溶液,溶液不变红色,然后滴加氯水,溶液变为红色,说明反应后溶液中含有Fe2+,不含Fe3+,证明Fe2+作催化剂。
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