江苏省扬州中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试化学试题(原卷版+解析版)

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江苏省扬州中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试化学试题(原卷版+解析版)

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江苏省扬州中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试
化学试题
试卷满分:100分,考试时间:75分钟
注意事项:
1.作答第Ⅰ卷前请考生务必将自己的姓名,考试证号等写在答题卡上,并贴上条形码。
2.将选择题答案填写在答题卡的指定位置上(使用机读卡的用2B铅笔在机读卡上填涂),非选择题一律在答题卡上作答,在试卷上答题无效。
3.考试结束后,请将机读卡和答题卡交监考人员。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-65 Cu-64
第Ⅰ卷 (选择题,共39分)
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 科学技术的迅猛发展促进了社会的进步。下列科技成果涉及的材料中,主要成分不属于金属材料的是
选项 A B C D
科技 成果 C919飞机外壳 “蛟龙”号耐压球壳 宇航服 地铁列车车体
成分 铝锂合金 钛合金 聚酯纤维 不锈钢
A. A B. B C. C D. D
2. 用化学用语表示2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑中的相关微粒,其中正确的是
A. 中子数为10的氧原子:O B. NaOH的电子式:
C. Na+的结构示意图: D. H2O的比例模型:
3. 下列反应中既是氧化还原反应,能量变化情况又符合如图的是
A. 氢氧化钠与稀盐酸反应 B. 碳和水蒸气的反应
C. 和的反应 D. 氢气的燃烧反应
4. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层有2个电子,Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料,W与X位于同一主族。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. Z元素位于元素周期表的第3周期ⅣA族
C. Z最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强
D. W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
5. 下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A. 硝酸见光易分解,可用于制氮肥
B. 氢氟酸具有弱酸性,可用于蚀刻玻璃
C. 二氧化硫有还原性,可用作葡萄酒的抗氧化剂
D. 石英坩埚耐高温,可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体
6. 为防止海水中钢铁的腐蚀,可将金属Zn连接在钢铁设施表面,减缓水体中钢铁设施的腐蚀,如图所示。下列有关说法正确的是
A. 金属Zn做正极,钢铁做负极 B. 过程中电能转化为化学能
C. Zn极的电极反应式为 D. 将金属Zn换成金属Cu也能起到保护作用
7. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. c(Cu2+)=1 mol·L-1 的溶液中:K+、、
B. c(H+)=2mol·L-1 的溶液中:Cl-、Fe2+、
C. c()=0.5 mol·L-1 的溶液中:K+、OH-、Cl-
D. c(NH3·H2O)=1 mol·L-1 的溶液中:K+、Al3+、
8. 在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A. N2(g)NO(g)HNO3(aq)
B. Al2O3(s)Al(s)NaAlO2(aq)
C. BaCl2(aq)BaCO3(g)BaSO4(s)
D NaCl(aq)NaHCO3(aq)Na2CO3(s)
9. 化学反应中会出现“一种物质过量,另一种物质仍不能完全反应”的特殊情况。下列反应 中属于这种情况的是( )
①过量稀硫酸与块状石灰石; ②过量的氢气与氮气催化剂存在下充分反应;
③过量稀硝酸与铜反应; ④常温下将铝片投入到过量浓硫酸中;
⑤过量铜与浓硫酸反应; ⑥过量锌与 18mol/L 的硫酸反应;
A. ③④⑥ B. ②③⑤
C. ①②④⑤ D. ①②③④⑤⑥
10. 实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质,能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取氨气 B. 用装置乙除去氨气中的水蒸气
C. 用装置丙验证氨气具有还原性 D. 用装置丁吸收尾气
11. 室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X,出现白色沉淀 气体X一定具有强氧化性
B 某溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,无现象,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀生成 溶液中一定含有Cl-
C 向Na2CO3溶液中加入盐酸,将产生的气体直接通入硅酸钠溶液中,产生白色胶状沉淀硅酸 酸性:盐酸>碳酸>硅酸
D 向5mL 01mol/L FeCl3溶液中滴加1mL 0.1mol/L KI溶液,再滴加几滴KSCN溶液,观察溶液颜色变化 FeCl3和KI反应为可逆反应
A. B B. B C. C D. D
12. 某固体混合物X可能含有Cu、Fe、Fe2O3、Ca(OH)2和Na2CO3中的几种。为确定其组成,某同学进行了如下实验:
已知:向溶液B中滴加KSCN溶液,未出现血红色。下列推断正确的是
A. 固体混合物X中一定含Ca(OH)2和Na2CO3
B. 固体混合物X中若含Cu,则一定还含Fe2O3
C. 气体B一定是纯净物
D. 溶液B中一定含2种金属阳离子
13. 向l3.6g由Cu和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250mL,当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和NO气体。在所得溶液中加入1.0L 0.5 mol/L NaOH溶液,生成沉淀质量为l9.6g,此时溶液呈中性且金属离子已完全沉淀。下列说法正确的是
A. 原固体混合物中Cu与Cu2O的物质的量之比为1:1
B. 原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为1.3 mol/L
C. 产生的NO的体积为2.24L
D. Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.lmol
第II卷 (非选择题,共61分)
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 原电池和电解池都能实现能量的转换。回答下列问题:
(1)银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电、放电过程可表示为2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O,电池的放电过程是___________(填“①”或“②”),Ag2O电极发生的反应是___________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
(2)科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径,在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气制得燃料电池,此电池的正极发生的电极反应为___________。
(3) Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是___________,欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的___________(填字母)。
A.NaOH B.Zn C.Fe D.NH3·H2O
15. 已知反应aA(g)+bB(g)cC(g),某温度下,在2L密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12s时,用A的浓度变化表示的反应速率为_____。
(2)经测定,前4s内v(C)=0.05mol L-1 s-1,则该反应化学方程式为_____。
(3)在密闭容器里,通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g),发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是_____(填字母)。
A. 降低温度 B. 加入催化剂 C. 增大容器容积 D. 减小容器容积
(4)反应达到平衡时,B的转化率是_____。
(5)能说明此反应在恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的是_____。
①单位时间内生成amolA的同时生成bmolB
②单位时间内生成amolA的同时生成cmolC
③用A、B、C表示的反应速率之比为a:b:c
④混合气体的密度不再改变
⑤气体B的体积分数不变
⑥混合气体的质量不再改变
16. 利用金属矿渣(含有FeS2、SiO2及Cu2O)制备FeCO3的实验流程如下。已知煅烧过程中FeS2和Cu2O转化为Fe2O3和CuO。
(1)滤渣1的主要成分为:___________(写化学式),该物质是工业制备硅的原料,写出该物质与焦炭反应制备硅的化学方程式:___________。
(2)FeS2在空气中煅烧的化学方程式为___________。
(3)在“还原”步骤,在向酸浸后溶液加入过量铁屑,除了能将转化为外,还能___________。若将6g铁粉加入200mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中,充分反应得到200mLFeSO4溶液和5.2g固体沉淀物。
①5.2g固体沉淀物的成份为___________(写化学式)。
②原Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度是___________。(写出计算过程)
(4)检验是否完全被还原的实验操作是___________。
(5)制备FeCO3,写出“沉铁”步骤发生反应的离子方程式:___________。
17. 工厂烟气(主要污染物)直接排放会造成空气污染,需处理后才能排放。
(1)“纳米零价铁”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的。在一定温度下,将溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。
①催化分解产生HO·,HO·将NO氧化为的机理如下图所示,Y的化学式为___________。
②NO与反应生成HNO3的化学方程式为___________。
③纳米零价铁的作用是___________。
④NO脱除率随温度的变化如下图所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是___________。
(2)NO和NO2等氮氧化物可用NaOH溶液吸收,主要反应:、,下列措施能提高尾气中NO和去除率的有___________(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
(3)脱硝技术已成为使用广泛和成熟的烟气净化技术,脱硝效率高达%以上。反应机理如下图所示,写出该反应发生的化学方程式___________。
(4)NO的氧化吸收。用溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为的转化率随溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示:
①在酸性溶液中,氧化NO生成Cl-和,其离子方程式为___________。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是___________。
(5)目前,溶液广泛地应用于脱硫脱硝。某课外小组同学设计了如图喷淋吸收塔装置如图。设计该装置的优点是___________。脱硝反应中,每吸收标准状况下448mL的NO,转移的电子数为___________mol。江苏省扬州中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试
化学试题
试卷满分:100分,考试时间:75分钟
注意事项:
1.作答第Ⅰ卷前请考生务必将自己的姓名,考试证号等写在答题卡上,并贴上条形码。
2.将选择题答案填写在答题卡的指定位置上(使用机读卡的用2B铅笔在机读卡上填涂),非选择题一律在答题卡上作答,在试卷上答题无效。
3.考试结束后,请将机读卡和答题卡交监考人员。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-65 Cu-64
第Ⅰ卷 (选择题,共39分)
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 科学技术的迅猛发展促进了社会的进步。下列科技成果涉及的材料中,主要成分不属于金属材料的是
选项 A B C D
科技 成果 C919飞机外壳 “蛟龙”号耐压球壳 宇航服 地铁列车车体
成分 铝锂合金 钛合金 聚酯纤维 不锈钢
A A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.铝锂合金是由Al、Li等金属混合而成,属于金属材料,A不符合题意;
B.钛合金是以钛为基体、加入其它合金元素组成的合金,属于金属材料,B不符合题意;
C.聚酯纤维是由二元有机物与二元醇缩聚而成的聚酯经纺织所得的合成纤维,属于有机高分子材料,C符合题意;
D.不锈钢是由钢与镍制成的合金,属于金属材料,D不符合题意;
故选C。
2. 用化学用语表示2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑中的相关微粒,其中正确的是
A. 中子数为10的氧原子:O B. NaOH的电子式:
C. Na+的结构示意图: D. H2O的比例模型:
【答案】A
【解析】
【详解】A.原子符号的左上角表示质量数,左下角表示质子数,中子数=质量数-质子数,A项正确;
B.和之间是以离子键的形式结合的,因此要加上中括号和正负电荷,B项错误;
C.钠是11号元素,钠离子失去1个电子后核外只有10个电子,C项错误;
D.氢原子要比氧原子小,D项错误;
答案选A。
3. 下列反应中既是氧化还原反应,能量变化情况又符合如图的是
A. 氢氧化钠与稀盐酸的反应 B. 碳和水蒸气的反应
C. 和的反应 D. 氢气的燃烧反应
【答案】B
【解析】
【分析】从图中可以看出,反应物的总能量低于生成物的总能量,所以为吸热反应。
【详解】A.氢氧化钠与稀盐酸的反应为放热反应,A不符合题意;
B.碳和水蒸气在高温下反应,生成一氧化碳和氢气,需要不断地提供能量,属于吸热反应,反应中C、H元素的价态发生改变,属于氧化还原反应,B符合题意;
C.NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O发生复分解反应,通过从周围环境中吸收热量,维持反应的不断进行,属于吸热反应,但不含有价态变化的元素,属于非氧化还原反应,C不符合题意;
D.H2燃烧能释放大量的热,属于放热反应,D不符合题意;
故选B。
4. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层有2个电子,Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料,W与X位于同一主族。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. Z元素位于元素周期表的第3周期ⅣA族
C. Z最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强
D. W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
【答案】B
【解析】
【详解】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,为氧元素,Y原子的最外层有2个电子,为镁元素,Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料,为硅元素, W与X位于同一主族,为硫元素。
A.镁、硅、硫为同周期元素,从左到右半径减小,氧原子为两个电子层,半径最小,A错误;
B.硅元素位于元素周期表的第3周期ⅣA族,B正确;
C.硅的非金属性比硫弱,故最高价氧化物对应的水化物的酸性,硅酸弱于硫酸,C错误;
D.氧的非金属性比硫强,故水的稳定性强于硫化氢,D错误;
故选B。
5. 下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A. 硝酸见光易分解,可用于制氮肥
B. 氢氟酸具有弱酸性,可用于蚀刻玻璃
C. 二氧化硫有还原性,可用作葡萄酒的抗氧化剂
D. 石英坩埚耐高温,可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体
【答案】C
【解析】
【详解】A.硝酸含有氮元素,能制取含有氮元素的氮肥,A不符合题意;
B.氢氟酸能和二氧化硅反应,可用于蚀刻玻璃,B不符合题意;
C.二氧化硫有还原性,可用作葡萄酒的抗氧化剂,防止酒被氧化,C符合题意;
D.氢氧化钠、纯碱等物质能和二氧化硅反应,故石英坩埚不可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体,D不符合题意;
故选C。
6. 为防止海水中钢铁的腐蚀,可将金属Zn连接在钢铁设施表面,减缓水体中钢铁设施的腐蚀,如图所示。下列有关说法正确的是
A. 金属Zn做正极,钢铁做负极 B. 过程中电能转化为化学能
C. Zn极的电极反应式为 D. 将金属Zn换成金属Cu也能起到保护作用
【答案】C
【解析】
【分析】该图为原电池,Zn较活泼做负极,钢铁做正极,负极是Zn失电子生成Zn2+,电极反应式为:,海水为中性溶液,正极是溶液中氢离子得电子生成氢气,电极反应式为:2H2O+2e-=H2+2OH-;
【详解】A.Zn较活泼做负极,钢铁做正极,A错误;
B.该装置为原电池,是化学能转化为电能,B错误;
C.Zn极做负极,Zn失电子发生氧化反应生成Zn2+,电极反应式为:,C正确;
D.换成Cu,由于Cu的活泼性比Fe的弱,则Fe做负极,消耗钢铁,不能起到保护作用,D错误;
故选:C。
7. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. c(Cu2+)=1 mol·L-1 溶液中:K+、、
B. c(H+)=2mol·L-1 的溶液中:Cl-、Fe2+、
C. c()=0.5 mol·L-1 的溶液中:K+、OH-、Cl-
D. c(NH3·H2O)=1 mol·L-1 的溶液中:K+、Al3+、
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.含Cu2+的溶液中,K+、、都不发生反应,能稳定存在,A符合题意;
B.c(H+)=2mol·L-1 的酸性溶液中,Fe2+、H+、能发生氧化还原反应,B不符合题意;
C.c()=0.5 mol·L-1 的溶液中,、OH-会发生反应,生成一水合氨或氨气等,C不符合题意;
D.c(NH3·H2O)=1 mol·L-1 的溶液中,Al3+会与NH3·H2O反应,生成Al(OH)3和,D不符合题意;
故选A。
8. 在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A. N2(g)NO(g)HNO3(aq)
B. Al2O3(s)Al(s)NaAlO2(aq)
C. BaCl2(aq)BaCO3(g)BaSO4(s)
D. NaCl(aq)NaHCO3(aq)Na2CO3(s)
【答案】D
【解析】
【详解】A.NO和水不反应,A不正确;
B.氧化铝和铁不反应,B不正确;
C.HCl酸性强于碳酸,CO2和氯化钡不反应,C不正确;
D.饱和食盐水通入氨气、CO2,生成碳酸氢钠,碳酸氢钠分解得到碳酸钠,可以实现,D正确;
故选D。
9. 化学反应中会出现“一种物质过量,另一种物质仍不能完全反应”的特殊情况。下列反应 中属于这种情况的是( )
①过量稀硫酸与块状石灰石; ②过量的氢气与氮气催化剂存在下充分反应;
③过量稀硝酸与铜反应; ④常温下将铝片投入到过量浓硫酸中;
⑤过量铜与浓硫酸反应; ⑥过量的锌与 18mol/L 的硫酸反应;
A. ③④⑥ B. ②③⑤
C. ①②④⑤ D. ①②③④⑤⑥
【答案】C
【解析】
【详解】①稀硫酸与块状石灰石反应生成微溶物硫酸钙,附着在碳酸钙表面阻止反应的进一步发生,故①正确;②合成氨是一个可逆反应,无论如何充分反应,都不能完全反应而达到百分之百,故②正确;③铜与过量的稀硝酸反应时,铜完全反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,故③错误;④常温下铝遇浓硫酸发生钝化,不再继续反应,故④正确;⑤随反应进行浓硫酸变为稀硫酸,铜无法与稀硫酸反应,无论铜怎么过量,都不能完全消耗完硫酸,故⑤正确;⑥锌不论与浓硫酸还是稀硫酸都能反应,一种物质过量时,另一种能完全反应,故⑥错误;故答案为C。
【点睛】本题从两个角度考虑,一是可逆反应,二是物质性质与浓度有关,例如某些酸在浓度较大时具有较强的氧化性或还原性,为浓溶液时可以发生反应,但随着反应的进行,变成稀溶液往往就不具备继续反应的性质。
10. 实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质,能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取氨气 B. 用装置乙除去氨气中的水蒸气
C. 用装置丙验证氨气具有还原性 D. 用装置丁吸收尾气
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,氯化氢和氨气在冷处又反应生成氯化铵,因此不能用加热氯化铵来制取氨气,而是加热氯化铵和氢氧化钙固体来制氨气,故A不符合题意;
B.氨气与硫酸反应,因此不能用装置乙除去氨气中的水蒸气,而用碱石灰干燥氨气,故B不符合题意;
C.氨气与氧化铜加热反应,根据氧化铜由黑色变为红色,说明氨气具有还原性,故C符合题意;
D.氨气易溶于水,装置丁氨气直接通到水中,会产生倒吸,要吸收尾气,可以将苯换为四氯化碳,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
11. 室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X,出现白色沉淀 气体X一定具有强氧化性
B 某溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,无现象,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀生成 溶液中一定含有Cl-
C 向Na2CO3溶液中加入盐酸,将产生的气体直接通入硅酸钠溶液中,产生白色胶状沉淀硅酸 酸性:盐酸>碳酸>硅酸
D 向5mL 0.1mol/L FeCl3溶液中滴加1mL 0.1mol/L KI溶液,再滴加几滴KSCN溶液,观察溶液颜色变化 FeCl3和KI反应为可逆反应
A. B B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X,出现白色沉淀,该沉淀可能是BaSO3或BaSO4,通入的气体可能是NH3或Cl2等,气体X不一定具有强氧化性,A错误;
B.加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,无现象,说明没有,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀生成,则证明有Cl-存在,B正确;
C.盐酸具有挥发性,反应产物中有HCl存在,直接通入硅酸钠溶液中,无法证明碳酸与硅酸酸性强弱,C错误;
D.2mol氯化铁与1molKI反应,溶液中滴加溶液,氯化铁过量,再滴加几滴KSCN溶液,溶液变红是由于过量氯化铁电离出Fe3+与SCN-反应,不能说明和KI反应为可逆反应,D错误;
故选B。
12. 某固体混合物X可能含有Cu、Fe、Fe2O3、Ca(OH)2和Na2CO3中的几种。为确定其组成,某同学进行了如下实验:
已知:向溶液B中滴加KSCN溶液,未出现血红色。下列推断正确的是
A. 固体混合物X中一定含Ca(OH)2和Na2CO3
B. 固体混合物X中若含Cu,则一定还含Fe2O3
C. 气体B一定是纯净物
D. 溶液B中一定含2种金属阳离子
【答案】B
【解析】
【分析】固体混合物X,向其中加入足量水溶解,然后过滤,得到滤液A和滤渣A,向滤液A中通入少量CO2气体,得到悬浊液B,则B为CaCO3,证明原固体中一定含有Ca(OH)2;由于Ca(OH)2与Na2CO3会反应产生CaCO3沉淀,若原固体中含有Na2CO3,则滤渣A中含有CaCO3,向滤渣A中加入足量稀盐酸,有气体B产生,气体B中含有CO2气体;若固体X中含有Fe,同时得到溶液B,向溶液B中滴加KSCN溶液,未出现血红色,说明溶液B中无Fe3+,则可能是原固体中无Fe2O3,不能与盐酸反应产生FeCl3,也可能是固体X中含有Fe2O3,还含有Fe或Cu,Fe或Cu将Fe2O3与HCl反应产生的Fe3+还原为Fe2+,过量的Fe再与HCl反应产生H2,则气体B中也可能含有H2,综上所述,固体X中一定含有Ca(OH)2,而Na2CO3、Fe至少有一种,Cu、Fe2O3可能有,也可能没有。气体B中含有CO2、H2中至少一种。据此分析解答。
【详解】A.根据上述分析可知固体混合物X中一定含Ca(OH)2,而Na2CO3不一定存在,故A错误;
B.若固体混合物X中含Cu,由于Cu与稀盐酸不反应,滤渣A中加入足量盐酸后,固体完全溶解,说明固体中一定还含Fe2O3,Fe2O3与HCl反应产生FeCl3,反应方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,然后发生反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,使Cu溶解,同时得到的溶液B中不再含有Fe3+,故B正确;
C.根据上述分析可知气体B可能含有CO2、H2中一种或它们的混合物,因此气体B不一定是纯净物,故C错误;
D.若原固体中含有Na2CO3,则滤渣A中含有CaCO3,溶液B中含有Ca2+;若固体中含有Fe2O3,则溶液B中一定含有Fe2+,可能含有Cu2+,因此不能确定溶液B中含的金属阳离子的种类数目,故D错误;
故选B。
13. 向l3.6g由Cu和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250mL,当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和NO气体。在所得溶液中加入1.0L 0.5 mol/L NaOH溶液,生成沉淀质量为l9.6g,此时溶液呈中性且金属离子已完全沉淀。下列说法正确的是
A. 原固体混合物中Cu与Cu2O的物质的量之比为1:1
B. 原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为1.3 mol/L
C. 产生的NO的体积为2.24L
D. Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.lmol
【答案】D
【解析】
【详解】向所得溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液1L,溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,此时溶液中溶质为NaNO3,n(NaNO3)=n(NaOH)=0.5mol/L×1L=0.5mol,沉淀为Cu(OH)2,质量为19.6g,其物质的量为:19.6g÷98g/mol=0.2mol,根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2],所以反应后的溶液中n[[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=0.2mol。
A.设Cu和Cu2O的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量有64x+144y=13.6,根据铜元素守恒有x+2y=0.2,联立方程解得x=0.1,y=0.05,则:n(Cu):n(Cu2O)=0.1mol:0.05mol=2:1,故A错误;
B.根据N元素守恒可知n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3),根据电子转移守恒可知:3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2O),所以3n(NO)=2×0.1mol+2×0.05mol,解得n(NO)=0.1mol,根据Na元素可知n(NaNO3)=n(NaOH)=0.5mol/L×1L=0.5mol,所以n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)=0.1mol+0.5mol=0.6mol,所以原硝酸溶液的浓度为:0.6mol÷0.25L=2.4mol/L,故B错误;
C.由B中计算可知n(NO)=0.1mol,所以标准状况下NO的体积为:0.1mol×22.4L/mol=2.24L,故C错误;
D.反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠与硝酸铜反应,剩余的氢氧化钠与硝酸反应,最后为硝酸钠溶液,根据氮元素守恒可知反应后溶液中n(HNO3)+2n[[Cu(NO3)2]=n(NaNO3),所以n(HNO3)=n(NaNO3)-2n[[Cu(NO3)2]=0.5mol-2×0.2mol=0.1mol,故D正确;
故答案选D。
第II卷 (非选择题,共61分)
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 原电池和电解池都能实现能量的转换。回答下列问题:
(1)银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电、放电过程可表示为2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O,电池的放电过程是___________(填“①”或“②”),Ag2O电极发生的反应是___________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
(2)科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径,在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气制得燃料电池,此电池的正极发生的电极反应为___________。
(3) Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是___________,欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的___________(填字母)。
A.NaOH B.Zn C.Fe D.NH3·H2O
【答案】(1) ①. ① ②. 还原反应
(2)
(3) ①. ,锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 ②. B
【解析】
【分析】关键是准确判断①②哪个是放电过程和充电过程。原电池反应是自发反应,由性质可知Ag2O有强氧化性,Zn有强还原性,所以①是自发反应,即放电反应,②则是充电反应。据此作答。
【小问1详解】
根据分析,①是自发反应,即放电反应;Ag2O电极得到电子转化为Ag,发生的反应是,发生还原反应,作正极;
【小问2详解】
在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气制得燃料电池,此电池的正极发生的电极反应为O2得电子转化为水,电极反应式:;
【小问3详解】
若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,,会发生反应:,原出的铜与锌构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀;欲除去Cu2+,最好选用的试剂是Zn,不会引入新的杂质离子,故选B。
15. 已知反应aA(g)+bB(g)cC(g),某温度下,在2L密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12s时,用A的浓度变化表示的反应速率为_____。
(2)经测定,前4s内v(C)=0.05mol L-1 s-1,则该反应的化学方程式为_____。
(3)在密闭容器里,通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g),发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是_____(填字母)。
A. 降低温度 B. 加入催化剂 C. 增大容器容积 D. 减小容器容积
(4)反应达到平衡时,B的转化率是_____。
(5)能说明此反应在恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的是_____。
①单位时间内生成amolA的同时生成bmolB
②单位时间内生成amolA的同时生成cmolC
③用A、B、C表示反应速率之比为a:b:c
④混合气体的密度不再改变
⑤气体B的体积分数不变
⑥混合气体的质量不再改变
【答案】(1)0.05mol L-1 s-1
(2)3A+B2C (3)AC
(4)40% (5)②⑤
【解析】
【小问1详解】
从反应开始到12s,反应达到平衡,0-12s内,A物质的浓度变化量为0.6mol/L,则用A表示的反应速率为v(A)=。
【小问2详解】
平衡时B的浓度变化量为0.2mol/L,则A与B的系数之比为3:1;物质的化学计量数之比等于反应速率之比,前4s内v(A)=0.075mol·L-1·s-1,同时根据前4s内A、C的速率之比可知,A与C的系数之比为3:2,则该反应的化学方程式为3A+B2C。
【小问3详解】
A.降低温度,反应速率减小,A正确;
B.加入合适的催化剂,反应速率增大,B错误;
C.增大容器容积,反应物和生成物的浓度均减小,反应速率减小,C正确;
D.减小容器容积,反应物和生成物的浓度均增大,反应速率增大,D错误;
故答案选AC。
【小问4详解】
从图中可知,12s时反应达到平衡,此时消耗B的浓度为0.2mol/L,则达到平衡时B的转化率为=40%。
【小问5详解】
①单位时间内生成a mol A的同时生成b mol B,两者均表示逆反应速率,无论是否达到平衡,该情况始终成立,①错误;
②单位时间内生成a mol A的同时生成c mol C,生成a mol A的同时消耗c mol C,则C的生成速率和消耗速率相同,反应达到平衡,②正确;
③物质的反应速率之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡,A、B、C的反应速率之比始终为a:b:c,③错误;
④该反应在恒容密闭容器中进行,且反应物和产物均为气体,无论是否达到平衡,混合气体的密度始终不变,④错误;
⑤随着反应进行气体B的体积分数不断变化,当气体B的体积分数不变,说明反应达到平衡,⑤正确;
⑥反应在恒容密闭容器中进行,且反应物和产物均为气体,无论是否达到平衡,混合气体的质量不变,⑥错误;
故答案选②⑤。
16. 利用金属矿渣(含有FeS2、SiO2及Cu2O)制备FeCO3的实验流程如下。已知煅烧过程中FeS2和Cu2O转化为Fe2O3和CuO。
(1)滤渣1的主要成分为:___________(写化学式),该物质是工业制备硅的原料,写出该物质与焦炭反应制备硅的化学方程式:___________。
(2)FeS2在空气中煅烧的化学方程式为___________。
(3)在“还原”步骤,在向酸浸后溶液加入过量铁屑,除了能将转化为外,还能___________。若将6g铁粉加入200mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中,充分反应得到200mLFeSO4溶液和5.2g固体沉淀物。
①5.2g固体沉淀物的成份为___________(写化学式)。
②原Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度是___________。(写出计算过程)
(4)检验是否完全被还原的实验操作是___________。
(5)制备FeCO3,写出“沉铁”步骤发生反应的离子方程式:___________。
【答案】(1) ①. SiO2 ②. SiO2+2CSi+2CO
(2)
(3) ①. 置换出硫酸铜中的铜 ②. Fe、Cu ③. 0.1mol/L
(4)取少量还原后的溶液于试管内,滴加几滴KSCN溶液,若不变红,则说明完全被还原
(5)
【解析】
【分析】金属矿渣含有FeS2、SiO2及Cu2O。在空气中灼烧,烧渣中含有Fe2O3、CuO、SiO2,烧渣加硫酸“酸浸”后过滤,滤渣1SiO2,滤液中含有Fe3+、Cu2+,加铁屑Fe3+被还原为Fe2+,Cu2+还原为Cu,过滤,滤渣2中含有Fe、Cu;滤液为FeSO4溶液,FeSO4溶液加碳酸氢铵生成FeCO3沉淀。
【小问1详解】
根据以上分析,SiO2不溶于硫酸,滤渣1的主要成分为SiO2;二氧化硅与焦炭反应制备硅的化学方程式:SiO2+2CSi+2CO。
【小问2详解】
FeS2在空气中煅烧生成Fe2O3和SO2,反应的化学方程式为。
【小问3详解】
在“还原”步骤,在向酸浸后溶液加入过量铁屑,除了能将转化为外,还能置换出硫酸铜中的铜;
设和CuSO4的物质的量分别为xmol、ymol,、CuSO4消耗Fe的物质的量为(x+y)mol,反应生成铜的物质的量为ymol,则①,根据硫酸根离子守恒②,联立①②,解得x=0.02mol、y=0.04mol;
①则5.2 g固体沉淀物中含有2.64gFe、2.56gCu;成份为Fe、Cu。
②原溶液的物质的量浓度是。
【小问4详解】
遇KSCN溶液变红,检验是否完全被还原的实验操作是,取少量还原后的溶液于试管内,滴加几滴KSCN溶液,若不变红,则说明完全被还原;
【小问5详解】
“沉铁”步骤FeSO4溶液和碳酸氢铵反应生成FeCO3沉淀、二氧化碳、硫酸铵,发生反应的离子方程式为。
17. 工厂烟气(主要污染物)直接排放会造成空气污染,需处理后才能排放。
(1)“纳米零价铁”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的。在一定温度下,将溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。
①催化分解产生HO·,HO·将NO氧化为的机理如下图所示,Y的化学式为___________。
②NO与反应生成HNO3的化学方程式为___________。
③纳米零价铁的作用是___________。
④NO脱除率随温度的变化如下图所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是___________。
(2)NO和NO2等氮氧化物可用NaOH溶液吸收,主要反应:、,下列措施能提高尾气中NO和去除率的有___________(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
(3)脱硝技术已成为使用广泛和成熟的烟气净化技术,脱硝效率高达%以上。反应机理如下图所示,写出该反应发生的化学方程式___________。
(4)NO的氧化吸收。用溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为的转化率随溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示:
①在酸性溶液中,氧化NO生成Cl-和,其离子方程式为___________。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是___________。
(5)目前,溶液广泛地应用于脱硫脱硝。某课外小组同学设计了如图喷淋吸收塔装置如图。设计该装置的优点是___________。脱硝反应中,每吸收标准状况下448mL的NO,转移的电子数为___________mol。
【答案】(1) ①. 或 ②. ③. 与HCl反应生成 ④. 温度升高,分解速率加快,HO·减少,NO脱除率降低
(2)BC (3)4NO+4NH3+O24N2+6H2O
(4) ①. ②. 溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
(5) ①. 增大了气体与溶液的接触面积,加快了脱硫脱硝速率 ②. 0.06mol
【解析】
【小问1详解】
①Fe2+与H2O2反应生成HO·和OH-,H2O2得电子,则Fe2+失电子生成Fe3+,则Y为Fe3+或FeCl3。
②NO与H2O2反应生成HNO3和H2O,化学方程式为。
③从题中可知Fe2+催化H2O2生成HO·和OH-,因此需要有Fe2+,纳米零价铁的作用为与HCl溶液反应生成Fe2+。
④随着温度升高,H2O2的分解速率增大,当温度高于120℃时,随着温度升高,H2O2大量分解,H2O2浓度减小,HO·减少,NO脱除率降低。
【小问2详解】
A.加快通入尾气的速率,气液接触时间短,尾气中NO和NO2去除率降低,A不正确;
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气,气液接触面积大,尾气吸收更加充分,可提高尾气中NO和NO2去除率,B正确;
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液,可增大吸收液中c(OH-),提高尾气中NO和NO2去除率,C正确;
故选BC。
【小问3详解】
图2可知,在催化剂的作用下,NH3与NO、O2反应最终生成N2和H2O,则发生反应的化学方程式为。
【小问4详解】
①HClO氧化NO生成Cl-和NO,其离子方程式为3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO+5H+;
②NaClO溶液的初始pH越小,HClO浓度越大,NO转化率越高。其原因是:溶液的初始pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强。
【小问5详解】
喷淋吸收塔装置增大了气体与溶液的接触面积,加快了脱硫脱硝速率;
脱硝反应是次氯酸钠溶液氧化NO生成硝酸,本身被还原生成氯化钠,脱硝(NO)反应的离子方程式为:3ClO-+2NO+H2O=3Cl-+2+2H+,根据反应方程式,每吸收2molNO,转移电子数为6mol,每吸收标准状况下448mL的NO,即n(NO)=0.448L÷22.4L/mol=0.02mol,则转移的电子数为3×0.02mol=0.06mol。

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