江苏省南京市宁海中学2023-2024学年高二上学期期中考试化学试卷（含答案）

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本试卷 100分，考试时间75分钟
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 K39 Fe 56 Cu 64
一、单项选择题：共 13 题，每题 3 分，共 39 分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 2022年11月29日，“神舟十五号”载人飞船成功发射，我国6名航天员首次实现太空会师。下列说法错误的是( )
A. 活性炭可用于吸附航天舱中的异味 B. Na2O2可用作宇航乘组的供氧剂
C. 镁铝合金可用作飞船零部件材料 D. SiO2可用作航天器的太阳能电池板
2. 利用反应CO2＋H2O＋NH3===NH4HCO3可制备碳铵。下列说法正确的是( )
A. NH3中N元素的化合价为-3 B. H2O的空间结构为直线形
C. CO2的电子式为∶ D. NH4HCO3仅含共价键
3. 向NaAlO2溶液中滴加适量NaHCO3溶液可生成Al(OH)3沉淀。下列说法正确的是( )
A. 半径大小：r(O2-)χ(Na)
C. 碱性强弱：NaOHI1(O)
海洋是一个巨大的资源宝库，海水中含有Na、Cl、Mg、Br等元素。氯元素具有多种化合价，可形成Cl－、Cl2、ClO eq \\al(－,2)、ClO2、ClO eq \\al(－,3)和ClO eq \\al(－,4)等多种粒子。在新型催化剂RuO2作用下，O2氧化HCl可获得Cl2：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－116 kJ·ml-1，从海水中提取镁可通过沉淀、溶解、结晶获得六水合氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)，进一步操作得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁可获得单质镁。
4. 下列用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的实验原理和装置能达到实验目的的是( )
A. 用装置甲制取Cl2 B. 用装置乙除去HCl杂质
C. 用装置丙制备KMnO4 D. 用装置丁处理尾气
5. 下列有关说法正确的是( )
A. 碱性溶液中氯气的氧化性强于KMnO4
B. 4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(l) ΔH>－116 kJ·ml-1
C. 从海水中提取镁一般用氢氧化钠溶液沉淀
D. MgCl2·6H2O加热蒸干可得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁可获得单质镁
6 下列化学反应表示正确的是( )
A. 实验室制氯气：MnO2＋2HCl===MnCl2＋Cl2↑＋H2O
B. 电解饱和NaCl溶液的阴极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑
C. NaClO溶液与CO2反应：2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋CO32-
D. Na2SO3溶液用作去氯剂：Cl2＋SO eq \\al(2-,3)＋H2O===2H＋＋2Cl－＋SO eq \\al(2-,4)
7 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A. Cl2能溶于水，可用于工业制盐酸
B. ClO2有强氧化性，可用于水体消毒
C. HClO溶液显酸性，可用作漂白剂
D. NH4Cl受热易分解，可用作氮肥
8．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化能一步实现的是( )
实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3(稀) eq \(――→,\s\up7(Cu))NO eq \(――→,\s\up7(O2))NO2
工业制硝酸过程：N2eq \(――――――→,\s\up10(O2),\s\d4(放电或高温))NO eq \(――→,\s\up7(H2O))HNO3
C．工业制硫酸：FeS2eq \(――→,\s\up11(O2),\s\d4(高温))SO3 eq \(――→,\s\up7(H2O))H2SO4
D．工业制漂白粉：饱和食盐水 eq \(――→,\s\up7(电解))Cl2漂白粉
9.科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图甲所示，电解质是掺杂了Y2O3与ZrO2的固体，可在高温下传导O2-。下列说法正确的是（ ）
该电池工作时负极反应方程式为CH4+8e-+4O2-=CO2+2H2O
电池工作时，O2-从Pt电极a向Pt电极b迁移
C. 用该电池用于电解饱和食盐水时，Pt电极b相连的电极产生Cl2
D. 用该电池电解CuCl2溶液得到12.8 g Cu，理论上需要使用O2的体积2.24L
10． 对于反应16H2S(g)＋8SO2(g)3S8(s)＋16H2O (g) ΔH＜0，下列说法正确的是( )
A. 该反应ΔS＞0
B. 反应平衡常数K＝ eq \f(c3(S8)·c16(H2O),c16(H2S)·c8(SO2))
C. 其他条件一定，通过缩小体积增大体系的压强可以增大反应的平衡转化率
D. 其他条件一定，升高温度可以增大反应的平衡常数
11. 常温下，下列实验探究方案能够达到探究目的的是( )
12． 室温下，某兴趣小组通过下列实验制备少量NaHCO3并探究其性质。
实验1：测得100 mL 14 ml·L-1氨水的pH约为12；
实验2：向上述氨水中加NaCl粉末至饱和，通入足量CO2后析出晶体；
实验3：将所得混合物静置后过滤、洗涤、干燥，得到NaHCO3；
实验4：配制100 mL一定浓度的NaHCO3溶液，测得pH为8.0。
下列说法正确的是( )
A. 依据实验1推测Kb(NH3·H2O)约为7×10-26
B. 依据实验2推测溶解度：NaHCO3>NaCl
C. 实验3所得滤液中：c（NH eq \\al(＋,4)）＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)
D. 实验4的溶液中：c(H2CO3)>c（CO eq \\al(2-,3)）
13. CO2—H2催化重整可获得CH3OH。其主要反应为
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－53.7 kJ·ml-1；
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41 kJ·ml-1。
若仅考虑上述反应，在5.0 MPa、n始(CO2)∶n始(H2)＝1∶3时，原料按一定流速通过反应器，CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度变化如图所示。
CH3OH的选择性＝ eq \f(n生成(CH3OH),n转化(CO2))×100%
下列说法正确的是( )
A. 其他条件不变，升高温度，CO2的平衡转化率增大
B. 其他条件不变，温度高于236 ℃时，曲线下降的可能原因是反应Ⅰ正反应程度减弱
C. 一定温度下，增大n始(CO2)∶n始(H2)可提高CO2平衡转化率
D. 研发高温高效催化剂可提高平衡时CH3OH的选择性
二、非选择题：共 4 题，共 61 分。
14. （17分）以硫酸烧渣（主要成分为Fe2O3和少量Fe3O4、 Al2O3、 SiO2 等）为原料制备氧化铁红的工艺流程如下：
已知：Fe3+＋3H2C2O4===Fe(C2O4) eq \\al(3-,3)＋6H＋，Fe2+＋H2C2O4===FeC2O4↓＋2H＋。
(1) “酸浸”时，使用草酸作为助剂可提高铁浸取率，草酸加入量 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(m（草酸）,m（硫酸烧渣）)×100%)) 对铁浸取率的影响如图甲所示。

甲 乙
①加入草酸能提高铁浸取率的原因是________________________________。
②草酸加入量大于20%时，铁浸取率随草酸加入量增加而减小的原因是____
___________________________________________________________________。
(2) “沉铁”时，反应温度对铁回收率的影响如图乙所示。
①FeSO4转化为Fe(OH)3的离子方程式为______________________________。
②反应温度超过35 ℃时，铁回收率下降的原因是_______________________。
③“沉铁”后过滤所得“母液”中含有的主要成分为硫酸铵和 。
(3) “纯化”时，加入NaOH溶液的目的是____________________________
__________________________________________。
15. （13分）以Fe(NO3)3作为铁源制备高铁酸钾(K2FeO4)，可用于去除水体中的As(Ⅲ)。已知：K2FeO4微溶于水，在酸性或中性溶液中迅速氧化H2O产生O2，在碱性溶液中较稳定，在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解。
(1) 制备高铁酸钾。向KOH和KClO混合溶液中加入Fe(NO3)3，过滤得到K2FeO4固体。
①制备K2FeO4的离子方程式为_____________________________________。
②制备过程中KOH和KClO需过量的原因是___________________________
_____________________________________________。
③向过滤所得的滤液中加入稀硫酸，产生Cl2，原因可能是酸性条件下K2FeO4氧化了Cl－，还可能是 。
(2) 测定K2FeO4的纯度。准确称取0.528 0 g K2FeO4样品置于锥形瓶中，用KOH溶液溶解，加入过量KCr(OH)4溶液，再加入硫酸酸化配成待测液。用0.300 0 ml·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准液20.00 mL。计算样品中K2FeO4的纯度（写出计算过程）。测定过程中涉及的离子反应如下（未配平）：
Cr(OH) eq \\al(－,4)＋FeO eq \\al(2-,4)―→Fe(OH)3＋CrO eq \\al(2-,4)＋OH－
CrO eq \\al(2-,4)＋H＋―→Cr2O eq \\al(2-,7)＋H2O
Cr2O eq \\al(2-,7)＋Fe2+＋H＋―→Cr3+＋Fe3+＋H2O
16. （18分）对SiO2为载体的加氢废催化剂（主要含有WS2、NiS、Al2S3，少量碳、磷）处理的实验流程如下：
(1) NiS中，基态镍离子的电子排布式为 。
(2) 高温氧化焙烧时，WS2发生反应的化学方程式为_____________________
_________________________________________________。
(3) 滤渣X的成分为H2SiO3和 。
(4) Mg(H2PO4)2易溶于水，MgHPO4、Mg3(PO4)2均难溶于水。除磷装置如图甲所示，向滤液中先通入NH3，再滴加MgCl2溶液，维持溶液pH为9～10，得到复合肥料NH4MgPO4固体。
①实验中球形干燥管的作用是 。
②磷酸的分布分数x（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH的关系如图乙所示。生成NH4MgPO4的离子方程式为________________________
_______________________________________________。
③向滤液中先通入NH3后加入MgCl2溶液的原因是_____________________。
(5) 已知：①该实验中pH＝5.0时，Al3+沉淀完全；在pH＝6.0时，Ni2+开始沉淀。②实验中须用到的试剂：2 ml·L-1 H2SO4溶液、0.1 ml·L-1 NaOH溶液。浸渣中含NiO、少量的Al2O3和不溶性杂质。请完成从浸渣制备NiSO4·6H2O的实验方案：____________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
17. （13分）将CO2还原为HCOOH是实现“碳中和”的有效途径。
(1) 利用反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g) ΔH＝＋14.9 kJ·ml-1不能实现CO2直接加氢合成HCOOH，原因是______________________________________。
(2) CO2通过电解法转化为HCOO－的反应机理如图甲所示。Pt电极上覆盖的Nafin膜是一种阳离子交换膜，对浓度不高的HCOO－有较好的阻拦作用，可让H2O自由通过。
①Sn电极上生成HCOO－的电极反应式为 。
②电路中通过的电量与HCOO－产率的关系如图乙所示。相同条件下，Pt电极有Nafin膜HCOO－产率明显提高、但电量>1 000 C后又显著下降，可能原因是___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3) CO2电还原可能的反应机理如图丁所示。Sn、In、Bi的活性位点对O的连接能力较强，Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强，Cu对CO的吸附能力远大于Au，且Cu吸附CO后不易脱离。
若还原产物主要为CH4时，应选择 （选填“Sn”“Au”或“Cu”）作催化剂，简述分析过程：___________________________________________________
_____________________________________________________________________。选项
探究方案
探究目的
A
将一块铁片放入浓硫酸中，片刻后取出，用蒸馏水冲洗后浸入CuSO4溶液，观察铁片表面的现象
常温下，铁遇浓硫酸发生钝化
B
将铁锈溶于浓盐酸，再向溶液中滴入几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化
铁锈中含有二价铁
C
向Al(OH)3 沉淀中分别滴加盐酸和氨水，观察沉淀变化
Al(OH)3为两性氢氧化物
D
用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定25.00 mL未知浓度的盐酸，用温度传感器采集锥形瓶内溶液的温度数据
测定中和反应的反应热