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2021-2022学年江苏省前黄高级中学高一（下）调研考试化学试卷（4月）（含答案解析）
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这是一份2021-2022学年江苏省前黄高级中学高一（下）调研考试化学试卷（4月）（含答案解析），共18页。试卷主要包含了 金刚石与石墨是同素异形体， 下列说法错误的是， 下列离子方程式正确的是等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年江苏省前黄高级中学高一（下）调研考试化学试卷（4月）
1. 近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是
A. “天宫二号“航天器使用的质量轻强度高的材料——钛合金
B. “北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓
C. “长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
D. “C919”飞机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂
2. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 中子数为8的氮原子： 8N B. 氮离子的原子结构示意图：
C. 氮气的电子式： D. 铵根离子的电子式：
3. 氨和铵盐在生产、生活中有广泛应用。下列物质的性质与用途不具有对应关系的是( )
A. 氨易液化，可用来做制冷剂
B. 氯化铵易溶于水，可用来制取氨气
C. 碳酸氢铵易分解，可用来做食品膨松剂
D. 磷酸氢铵含有N、P两种元素，可用来做复合化肥
4. 下列措施对改变反应速率的影响正确的是( )
A. 在工业合成氨反应中，温度和容器容积一定时，增加氮气的量，能增大反应速率
B. CaCO3与稀盐酸反应，加入NaCl溶液，不会改变反应速率
C. K2SO4溶液与BaCl2溶液反应，加入KCl固体，将加快反应速率
D. Zn与稀硫酸反应制取H2，改用98%的浓硫酸将加快H2的生成速率
5. 可逆反应2NO2(g)=2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2n molNO
③用NO2、NO、O2表示反应速率的比为2:2:1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A. ①④⑥⑦ B. ②③⑤⑦ C. ①③④⑤ D. 全部
6. 金刚石与石墨是同素异形体。100 kPa时，1 mol石墨转化为金刚石的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A. 石墨转化为金刚石的反应为放热反应
B. 石墨比金刚石更稳定
C. 金刚石比石墨更稳定
D. 破坏1 mol石墨化学键所吸收的能量小于形成1 mol金刚石的化学键所放出的能量
7. 下列说法错误的是
A. 对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用
B. 提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步
C. 活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液
D. 热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等
8. 下列离子方程式正确的是( )
A. 浓硝酸中加入过量铁粉并加热：Fe+3NO3-+6H+Fe3++3NO2↑+3H2O
B. Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应HCO3-+OH−+Ca2+=CaCO3↓+H2O
C. 氢氧化铁溶于氢碘酸溶液：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
D. 等体积等物质的量浓度的氢氧化钡溶液与碳酸氢铵溶液混合：Ba2++2OH−+NH4++HCO3-=BaCO3↓+NH3⋅H2O+H2O
9. 下列转化不能通过一步反应完成的是
①N2→NO2 ②NO2→NO③NH3→NO④NH3→N2 ⑤Cu→Cu(NO3)2⑥HNO3→NO2
A. ①⑤ B. ① C. ①④⑥ D. ①④
10. 用下列装置制取NH3，并还原CuO，其原理和装置均正确的是( )
A 用装置制取NH3
B.用装置干燥NH3
C.用装置还原CuO
D.用装置处理尾气
A. A B. B C. C D. D
11. 将一包由Cu和CuO组成的混合物均分成两等份，一份混合物在加热条件下与H2充分反应，将固体全部转化成铜粉时固体质量减少了6.4g，向另一份混合物中加入500mLHNO3溶液恰好完全反应生成Cu(NO3)2和标准状况下4.48LNO(假设不产生其他还原产物)。则该硝酸的物质的量浓度为( )
A. 1.0mol/L B. 2.0mol/L C. 3.2mol/L D. 4.0mol/L
12. 一定质量的Fe和Cu的混合物中加入一定量的稀硝酸并微热，充分反应后剩余金属a g，再向其中加入一定量的稀硫酸并加热，充分振荡后剩余金属b g。下列推断中正确的是
A. 加入稀硫酸前，溶液中一定有Cu2+ B. a可能大于b
C. a一定大于b D. 最终溶液中可能有Fe3+
13. 下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( )
选项
实验
现象
结论
A
将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液
有气体生产，溶液呈红色
稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
B
将铜粉加1.0mol⋅L−1Fe2(SO4)3溶液中
溶液变蓝、有黑色固体出现
金属铁比铜活泼
C
向少许待测溶液中滴加稀盐酸
有刺激性气味气体放出
待测液中一定含有SO 32−
D
加热盛有NH4Cl固体的试管
试管底部固体消失
NH4Cl固体受热分解，产生氨气和氯化氢气体常温下重新结合成NH4Cl
A. A B. B C. C D. D
14. 实验室用N2H4(肼，又名联氨，常温下为无色油状液体，沸点为113.5℃，具有与氨相似的气味，有弱碱性和较强的还原性)还原Cu(OH)2制备纳米Cu2O的装置(部分加热装置已省略)如图所示：已知：NaNO2溶液与NH4Cl溶液反应能得到N2∘
下列说法不正确的是
A. 装置②⑥中分别盛装浓硫酸和稀硫酸
B. 无水硫酸铜由白色变为蓝色说明从装置④中出来的气体中含有水蒸气
C. 装置④中发生反应的化学方程式为N2H4+4Cu(OH)2 2Cu2O+N2↑+6H2O
D. 加入反应试剂后，先打开K2，待装置④中反应完且冷却至室温，再打开K1排尽装置中的N2H4
15. 磷酸铁锂电池放电时正极的电极反应式为FePO4+Li++e−=LiFePO4，该电池放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 放电时，Li+通过隔膜移向正极
B. 放电时，电子由铜箔经溶液流向铝箔
C. 放电时，负极上Cu放电生成Cu2+
D. 该电池放电过程中Fe、P元素的化合价发生了变化
16. 回答下列问题：
(1)向某体积固定的密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量(未知)的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答：
①若t1=15，则t0−t1内反应速率v(C)=_______，A的转化率为_______；
②写出反应的化学方程式：_______；
③B的起始的物质的量是_______mol；平衡时体系内的压强为初始状态的_______倍。
(2)已知断裂几种化学键要吸收的能量如下：
化学键
C−H
O=O
C=O
H−O
断裂1mol键吸收的能量/kJ
415
497
745
463
16gCH4在O2中完全燃烧生成气态CO2和气态水时_______(填“吸收”或“放出”)约_______kJ热量。
(3)为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如下图所示：
①装置甲的负极材料为_______，正极电极反应式为_______。
②装置乙中的阴离子向_______(填“Mg”或“Al”)电极移动，所发生的电池总反应为_______。
③甲装置在放电过程中，电解质溶液的酸性_______(填“增强”“减弱”或“不变”)
17. SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
(1)SCR(选择性催化还原)工作原理：
①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：_______。
②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：_______。
③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：_______。
④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M=60g⋅mol−1)含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1mLc1mol⋅L−1H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2mLc2mol⋅L−1NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是_______。
(2)NSR(NOx储存还原)工作原理：NOx储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是_______。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是_______。
③还原过程中，有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下 15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是 15NNO。写出该反应的化学方程式_______。
18. 某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al2O3和Fe2O3，为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的合金废料制取氯化铝、胆矾晶体(CuSO4⋅5H2O)和水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)。
请回答：
(1)试剂X是_______；试剂Y是_______。步骤Ⅰ涉及到的分离操作是_______。
(2)写出溶液A转化为固体C的离子方程式_______。
(3)在步骤Ⅱ时，若用大理石与浓盐酸制取CO2并直接通入溶液A中，一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少，可能的原因是_______。
(4)溶液E在空气中易被氧化，请设计一个简单的实验方案检验溶液E是否被氧化_______。由溶液E制取K2FeO4时，不同的温度下，不同质量浓度的Fe3+对K2FeO4生成率有以下影响，由图可知工业生产中最佳条件(温度和Fe3+的质量浓度)为_______。
(5)在固体F中加入稀硫酸和H2O2来制备CuSO4溶液是一种环保工艺，该反应的总的化学方程式为_______。
19. 亚硝酸钠(NaNO2)可用作建筑钢材的缓蚀剂；也可用作食品添加剂，抑制微生物，保持肉制品的结构和营养价值，但是过量摄入会导致中毒。
I.某工厂以浓HNO3、SO2、Na2CO3溶液等为原料生产NaNO2，其流程如图：
(1)在“分解塔”中，按一定比通入SO2和喷入浓HNO3，产生NO和NO2。操作时将SO2从塔底通入，浓HNO3从塔顶向下喷淋，这种加料操作的目的是_______。
(2)“分解塔”中的温度不宜过高，其主要原因是 _______。
(3)“吸收塔”中主要发生NO、NO2与Na2CO3溶液反应生成NaNO2。写出NO、NO2按物质的量之比1： 1与Na2CO3反应生成NaNO2的化学方程式：_______。
II.某化学研究小组在实验室用稀HNO3、Cu、 Na2O2为原料制备NaNO2，实验装置如图(夹持装置已省略)。
已知：①2NO+Na2O2=2NaNO2， 2NO2+Na2O2=2NaNO3
②酸性条件下，NO、NO2或NO 2-都能与MnO 4-反应生成NO 3-和Mn2+
(4)实验开始加入稀HNO3前，需要先打开止水夹K，向装置中通入一段时间N2，目的是_______。
(5)装置A中发生反应的离子方程式为_______。
(6)装置B、D不可省去，否则会导致产品中混有_______杂质(填化学式)。
III.NaNO2含量测定
工业亚硝酸钠产品中往往混有少量NaNO3等杂质，可以采用KMnO4测定含量。称取5.000g该亚硝酸钠产品溶于水配制成250mL的样品溶液。取25.00mL该样品溶液于锥形瓶中，用稀H2SO4酸化后，再向锥形瓶中滴加0.1000mol⋅L−1KMnO4溶液，至恰好完全反应时，消耗28.00mLKMnO4溶液。计算该产品中NaNO2的质量分数____。(写出计算过程)
答案和解析
1.【答案】A
【解析】A.钛合金是合金材料，属于金属材料，故A符合题意
B.砷化镓是一种半导体材料，不是金属材料，故B不符合题意；
C.液氢是液态氢气单质，氢元素是非金属，不是金属材料，故C不符合题意；
D.碳纤维是碳元素组成的一种单质，是无机非金属材料，环氧树脂是有机高分子合成材料，都不是金属材料，故D不符合题意
2.【答案】D
【解析】A.已知质量数等于质子数加中子数，故中子数为8的氮原子表示为：715N，A错误；
B.已知N为7号元素，氮离子的的最外层上有8个电子，则N离子结构示意图为：，B错误；
C.氮气的电子式为：，C错误；
D.铵根离子的电子式为：，D正确；
3.【答案】B
【解析】A.氨气易液化，液氨在气化过程中吸收大量的热，因此液氨常用于做制冷剂，故A正确；
B.氯化铵制取氨气，是利用其能与强碱反应，与其溶解性无关，故B错误；
C.碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水，常用作食品膨松剂，故C正确；
D.N、P是植物生长的必需元素，磷酸氢铵中含有N、P可以做复合化肥，故D正确；
4.【答案】A
【解析】A.温度和容器容积一定时，增加氮气的量，反应物(氮气)的物质的量浓度会增大，反应速率增大，故A正确；
B.加入NaCl溶液，会稀释盐酸，溶液中的c(H+)降低，化学反应速率降低，故B错误；
C.实际反应的离子只有Ba2+和SO42-，加入KCl固体，其含有的K+和Cl−并没有参与反应，化学反应速率不变，故C错误；
D.Zn与浓硫酸反应生成SO2，并不会生成氢气，不能加快生成氢气的速率，故D错误；
5.【答案】A
【解析】①单位时间内生成nmolO2，正向反应，同时生成2nmolNO2，逆向反应，不同的方向，生成量之比等于计量系数之比，因此①能作为判断平衡状态的标志；
②单位时间内生成nmolO2，正向反应，同时生成2n molNO，正向反应，同一个方向，因此②不能作为判断平衡状态的标志；
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态，不清楚正向反应，还是逆向反应，因此③不能作为判断平衡状态的标志；
④正向反应，颜色不断变浅，当混合气体的颜色不再改变的状态，因此④能作为判断平衡状态的标志；
⑤混合气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，当混合气体的密度不再改变的状态，则⑤不能作为判断平衡状态的标志；
⑥该反应正向反应是体积减小的反应，压强不断减小，当混合气体的压强不再改变的状态，则⑥能作为判断平衡状态的标志；
⑦平均相对分子质量等于气体质量除以气体物质的量，气体质量不变，正向反应，气体物质的量减小，平均相对分子质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态，则⑦能作为判断平衡状态的标志；
因此①④⑥⑦能作为判断平衡状态的标志；故A符合题意。
6.【答案】B
【解析】A.根据图像，反应物石墨的总能量小于生成物金刚石总能量，因此石墨转化为金刚石的反应为吸热反应，故A错误；
B.石墨能量低，石墨比金刚石更稳定，故B正确；
C.石墨能量低，石墨比金刚石更稳定，故C错误；
D.石墨转化为金刚石的反应为吸热反应，破坏1mol石墨的化学键所吸收的能量大于形成1mol金刚石的化学键所放出的能量，故D错误；
7.【答案】C
【解析】A项，为避免浪费和污染环境，应该回收、利用废旧金属，故A项正确；
B项，提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步，故B项正确；
C项，大部分活泼金属可通过电解其熔融盐制得，但制备铝要采用电解氧化铝的方法，故C项错误；
D项，可以利用焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等还原剂通过热还原法冶炼金属，故D项正确。
8.【答案】D
【解析】A. 浓硝酸中加入过量铁粉并加热，得到硝酸亚铁、NO2和H2O：Fe+2NO3-+4H+ Fe2++2NO2↑+2H2O，A错误；
B.Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应，生成碳酸钙、碳酸钠和水：2HCO3-+2OH−+Ca2+=CaCO3↓+H2O+CO 32− ，B错误；
C. 氢氧化铁溶于氢碘酸溶液，发生氧化还原反应，生成碘化亚铁、碘和水，C错误；
D. 等体积等物质的量浓度的氢氧化钡溶液与碳酸氢铵溶液混合，生成H2O、BaCO3沉淀和NH3⋅H2O：Ba2++2OH−+NH4++HCO3-=BaCO3↓+NH3⋅H2O+H2O，D正确；
答案选D。
9.【答案】B
【解析】N2和O2在放电或高温条件下化合生成NO，NO再与O2化合生成NO2，故①不能通过一步反应完成；
NO2与H2O反应生成NO和HNO3，故②能通过一步反应完成；
NH3和O2在催化剂、加热条件下反应，生成NO和H2O，故③能通过一步反应完成；
NH3和Cl2反应生成N2和NH4Cl，故④能通过一步反应完成；
硝酸有强氧化性，金属铜与浓硝酸或稀硝酸都能反应，生成硝酸铜，故⑤能通过一步反应完成；
硝酸有强氧化性，浓硝酸与金属铜反应时，还原产物是NO2，故⑥能通过一步反应完成。故ACD错误，B正确。答案选B。
10.【答案】C
【解析】A、NH4Cl受热分解后，在试管口又重新生成NH4Cl固体，得不到氨气，故A错误；
B、浓硫酸与氨气反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥NH3，故B错误；
C、2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O，用氨气还原CuO，故C正确；
D、氨气与稀硫酸反应，装置内压强急剧减小，会引起倒吸，故D错误；
故选C。
11.【答案】C
【解析】其中一份用足量的氢气还原，反应后固体质量减少6.4g为混合物中O元素的质量，O原子的物质的量为：6.4g÷16g/mol=0.4mol，所以氧化铜的物质的量是0.4mol；另一份中加入500mL硝酸，固体恰好完全溶解，Cu、CuO混合物与硝酸反应生成H2O、Cu(NO3)2和标准状况下4.48LNO(假设不产生其他还原产物)，标准状况下NO的物质的量为：4.48L÷22.4L/mol=0.2mol，根据电子转移守恒消耗铜的物质的量是0.2mol×32=0.3mol，根据氮原子守恒可知硝酸的物质的量是0.7mol×2+0.2mol=1.6mol，所以硝酸的物质的量浓度为
1.6mol÷0.5L=3.2mol/L。
12.【答案】C
【解析】
【分析】
一定质量的Fe和Cu的混合物中加入一定量的稀硝酸并微热，充分反应后剩余金属a g，则发生反应为3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，剩余固体为Cu或者Fe和Cu，当剩余固体为Cu时溶液中可能含有Fe2+或者Cu2+和Fe2+，当剩余固体为Fe和Cu时溶液中只含Fe2+，加入稀硫酸后，则继续发生离子方程式：3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O或者3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，总之固体质量进一步减小，据此分析解题。
【详解】
A.由分析可知，加入稀硫酸前，溶液中不一定有Cu2+ ，可能含有Cu2+和Fe2+，或者只含Fe2+，A错误；
B.由分析可知，加入稀硫酸之后，固体继续溶解，质量进一步减小，即a一定大于b，B错误；
C.由B项分析可知，a一定大于b，C正确；
D.由于最终仍然有固体剩余，剩余固体一定含有Cu，Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，故最终溶液中不可能有Fe3+，D错误；
故答案为：C。
13.【答案】D
【解析】A.将稀硝酸加入过量铁粉中，发生的方程式为：3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，故充分反应后滴加KSCN溶液，有气体产生，但溶液不变红色，A不合题意；
B.将铜粉加1.0mol⋅L−1Fe2(SO4)3溶液中，发生的方程式为：Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4，故溶液变为蓝色，但无黑色固体析出，B不合题意；
C.向少许待测溶液中滴加稀盐酸，有刺激性气味气体放出，待测液中不一定含有SO 32−，也可能是HSO3-或者ClO−，ClO−+Cl−+2H+=H2O+Cl2↑，Cl2有刺激性气味，C不合题意；
D.加热盛有NH4Cl固体的试管，方程式为：NH4ClΔNH3↑+HCl↑，故试管底部固体消失，然后NH3+HCl=NH4Cl，故可得出NH4Cl固体受热分解，产生氨气和氯化氢气体常温下重新结合成NH4Cl的结论，D符合题意；
14.【答案】D
【解析】本实验为N2H4还原Cu(OH)2制备纳米Cu2O，装置①为NaNO2溶液与NH4Cl溶液反应能得到N2，装置②为干燥N2的装置，装置③油浴加热装置，装置④中N2H4还原Cu(OH)2制备纳米Cu2O，装置⑤为检验水蒸气的装置，装置⑥为尾气处理装置，并防止倒吸，据此分析解答。
A.装置①中产生的N2中含有水蒸气，应先干燥，然后通入后续反应装置赶走空气，避免空气对实验造成影响，故装置②中盛装浓硫酸干燥氮气，装置⑥中盛装稀硫酸可吸收未反应的N2H4，A正确；
B.无水硫酸铜变蓝色说明从装置④中出来的气体中含有水蒸气，B正确；
C.根据题意可知，Cu(OH)2做氧化剂，被还原为Cu2O，N2H4做还原剂，被氧化为N2，化学方程式为N2H4+4Cu(OH)2 2Cu2O+N2↑+6H2O，C正确；
D.加入反应试剂后，应该先打开K1排出装置中的空气，待装置中的空气排尽后，关闭K1，再打开K2，待反应结束且冷却至室温后，关闭K2，再打开K1排尽装置中的N2H4，D错误；
15.【答案】A
【解析】A.原电池放电时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，即放电时，Li+通过隔膜移向正极，A正确；
B.该电池放电时铝箔电极为正极，铜箔电极为负极，放电时，电子由铜箔经过导线流向铝箔，电子不能进入溶液中，B错误：
C.该电池放电时铜箔电极为负极，负极上LixC6失去电子生成Li+，C错误；
D.正极的电极反应式为FePO4+Li++e−=LiFePO4，放电过程P元素的化合价未发生变化，D错误；
综上所述答案为A。
16.【答案】(1)① 0.004mol/(L⋅s)60%② 3A⇌2C+B③ 0.041
(2)放出；688
(3)①.Mg ； 2H++2e-=H2↑ ②.Al ； 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑或2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ ③.减弱
【解析】(1)①由图象可知A的起始浓度为0.15mol/L，A的物质的量为0.3mol，则体积为V=0.3mol0.15mol/L=2L；由图象可知C的浓度变化为0.11mol/L−0.05mol/L=0.06mol/L，则其反应速率为v(C)=0.06mol/L15s=0.004mol/(L⋅s)；A的转化率为0.15−0.060.15×100%=60%；
②A的浓度在减小、为反应物，A的浓度变化为：0.15mol/L−0.06mol/L=0.09mol/L，C的浓度在增大、为生成物，C的浓度变化为0.11mol/L−0.05mol/L=0.06mol/L，则A、C的计量数之比为3：2，由于在反应过程中混合气体的平均分子量没有变化，则反应前后计量数相同，所以B为生成物，且计量数为1，所以反应方程式为：3A⇌2C+B；
③该反应方程式为3A⇌2C+B，所以反应前后气体的总物质的量不变，B的起始的物质的量是(0.11+0.06+0.05)mol/L×2L−(0.3+0.1)mol=0.04mol；根据阿伏加德罗定律可知，在同温同体积条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，由于反应前后气体的体积不变，即气体的物质的量不变，所以平衡时体系内的压强保持不变，为初始状态的1倍。
(2)断键吸热，形成化学键放热，甲烷燃烧放热，则根据方程式CH4+2O2=CO2+2H2O可知16gCH4即1mol甲烷在O2中完全燃烧生成气态CO2和气态水时放出的热量是(745×2+2×2×463−4×415−497×2)kJ=688kJ；
(3)①在装置甲中，Mg比Al活泼，Mg为负极、Al为正极，氢离子在正极得电子生成氢气，则正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，故答案为：Mg，2H++2e-=H2↑；
②装置乙中，Al能和NaOH溶液反应，而Mg不能和NaOH溶液反应，则Al为负极，Mg为正极，在原电池中，阴离子移向负极，则阴离子向Al电极移动，所发生的电池总反应为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑故答案为：Al，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑或2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
③甲装置在放电过程中，总反应为：Mg+2H+=Mg2++H2↑，电解质溶液中氢离子浓度减小，酸性减弱，故答案为：减弱。
17.【答案】(1)①.CO(NH2)2+H2OΔ2NH3↑+CO2↑②.8NH3+6NO2催化剂7N2+12H2O
③.2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4 ④.6c1v1-3c2v2a %
(2)①.BaO②.8:1③.415NO+4NH3+3O2=415NNO+6H2O
【解析】【解析】
(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，结合原子守恒，反应的化学方程式为CO(NH2)2+H2OΔ2NH3↑+CO2↑；
②根据图示，反应器中NH3还原NO2生成N2和H2O，根据得失电子守恒、原子守恒，反应的化学方程式为8NH3+6NO2催化剂7N2+12H2O；
③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒，SO2、O2、NH3、H2O反应生成(NH4)2SO4，根据得失电子守恒、原子守恒，反应的化学方程式为2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4；
④根据反应2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，剩余H2SO4物质的量为12c2v2×10−3mol；吸收NH3消耗的H2SO4物质的量为c1v1×10−3mol−12c2v2×10−3mol=(c1v1×10−3−12c2v2×10−3 )mol，根据反应2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4，NH3物质的量为(2c1v1×10−3mol−c2v2×10−3)mol，根据N守恒，CO(NH2)2物质的量为(c1v1×10−3−12c2v2×10−3 )mol，CO(NH2)2的质量为(c1v1×10−3−12c2v2×10−3 )mol×60g/mol，尿素溶液中溶质的质量分数为(c1v1×10-3-12c2v2×10-3)mol×60g/molag×100%=6c1v1-3c2v2a%；
(2)①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原，根据图a可知，储存NOx的物质是BaO；
②根据图b，第一步反应为H2与Ba(NO3)2反应生成NH3，该步中H元素的化合价由H2中的0价升至+1价，1molH2失去2mol电子，N元素的化合价由Ba(NO3)2中的+5价降至NH3中−3价，1molBa(NO3)2得到16mol电子，根据得失电子守恒，第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是16:2=8:1；
③在有氧条件下 15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是 15NNO，1mol15NO生成1mol15NNO得到1mol电子，1molNH3生成1mol15NNO失去4mol电子，根据得失电子守恒，生成1mol15NNO消耗O2物质的量为4mol-1mol4=34mol，反应消耗的 15NO、NH3、O2物质的量之比为1:1:34 =4:4:3，结合原子守恒，反应的化学方程式为415NO+4NH3+3O2=415NNO+6H2O；
答案为：415NO+4NH3+3O2=415NNO+6H2O。
18.【答案】(1)NaOH溶液或KOH溶液 ；盐酸或稀硫酸 ；过滤
(2)AlO+CO+2HO=Al(OH)↓+HCO
(3)CO2中含有HCl气体，溶于水溶解Al(OH)3
(4)取少量E溶液于试管中，滴入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则说明E溶液已被氧化，反之，则未被氧化 ； 26℃，75g⋅L-1
(5)Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O
【解析】
【分析】
由制备流程可知，过量试剂X为NaOH或KOH，步骤Ⅰ为过滤，分离出溶液A含偏铝酸盐、NaOH或KOH，通入足量二氧化碳主要发生AlO+CO+2HO=Al(OH)↓+HCO，步骤Ⅱ为过滤，固体C为Al(OH)3， C与盐酸反应生成氯化铝，在HCl气流中加热蒸发得到氯化铝，溶液D中含碳酸氢钠或碳酸氢钾；固体B，含Cu、Fe、Fe2O3，加过量试剂Y为盐酸或硫酸，步骤Ⅲ为过滤，分离出E含铁盐、亚铁盐，然后制备K2FeO4；固体F为Cu，可与氧气、硫酸反应生成硫酸铜，经加热浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，最终制备胆矾，以此来解答。
【小问1详解】
由分析可知，试剂X是NaOH或KOH；试剂Y是盐酸或硫酸；步骤Ⅰ为过滤；
【小问2详解】
溶液A转化为固体C是向偏铝酸盐溶液中，通入过量的二氧化碳，离子方程式为：AlO+CO+2HO=Al(OH)↓+HCO；
【小问3详解】
用大理石与浓盐酸制取CO2含有挥发出氯化氢，氯化氢的水溶液为盐酸，盐酸可以和氢氧化铝反应，导致白色沉淀会逐渐减少，故可能的原因是：CO2中含有HCl气体，溶于水溶解Al(OH)3；
【小问4详解】
溶液E中存在亚铁离子，在空气中易被氧化为铁离子，检验铁离子的方法是：取少量E溶液于试管中，滴入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则说明E溶液已被氧化，反之，则未被氧化；由溶液E制取K2FeO4时，不同的温度下，不同质量浓度的Fe3+对K2FeO4生成率有以下影响，由图可知工业生产中最佳条件(温度和Fe3+的质量浓度)为26∘C，75g⋅L−1；
【小问5详解】
固体F为Cu，在固体F中加入稀硫酸和H2O2来制备CuSO4溶液是一种环保工艺，该反应的总的化学方程式为：Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O。
19.【答案】(1)使SO2气体被充分吸收
(2)硝酸受热会挥发、分解
(3)Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2
(4)排除装置内的O2、CO2、水蒸气
(5)3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO↑
(6)NaNO3
Ⅲ96.6%
【解析】
【分析】
I.将SO2通入浓HNO3溶液中后，有H2SO4生成，HNO3被还原为NO与NO2；将生成的混合物冷却后，向NO与NO2的混合气体中通入氮气后在吸收塔中用碳酸钠吸收，通入的氮气可以使NO和NO2混合气体被稀释，能被碳酸钠充分吸收，得到主产物NaNO2，所得的尾气中会有NO，可循环使用，最后将溶液结晶得到NaNO2。
II.A装置中铜与稀硝酸反应生成NO，NO气体经过浓硫酸干燥后与Na2O2发生氧化还原反应生成NaNO2，最后利用酸性高锰酸钾溶液吸收尾气，Na2O2能与水蒸气发生反应生成O2，O2能与NO反应生成NO2，NO2与Na2O2反应生成NaNO3，会使得产品的纯度降低，因此B中浓硫酸用于吸收A中挥发的水蒸气，D中浓硫酸用于吸收E中挥发的水蒸气。
【详解】I.(1)“分解塔"中SO2从塔底进入，硝酸从塔顶喷淋，可使二氧化硫与硝酸充分接触，使SO2气体被充分吸收，故答案为：使SO2气体被充分吸收；
(2)HNO3具有良好的挥发性且受热易发生分解，为防止硝酸受热会挥发、分解，则“分解塔”中的温度不宜过高，故答案为：硝酸受热会挥发、分解；
(3)NO、NO2按物质的量之比1： 1与Na2CO3反应生成NaNO2的反应中，N元素发生归中反应，根据化合价升降守恒以及原子守恒可知反应化学方程式为Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2；
II.(4)装置中残留的空气中含有O2、CO2、水蒸气，CO2、水蒸气能与Na2O2发生反应生成O2，O2能与NO发生反应生成NO2，因此实验开始加入稀HNO3前，需要先打开止水夹K，向装置中通入一段时间N2，目的是排除装置内的O2、CO2、水蒸气；
(5)A中铜与稀硝酸反应生成NO，反应离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO↑；
(6)由上述分析可知，若没有B、D装置，会导致产品中含有NaNO3；
III.根据化合价升降守恒可知，酸性高锰酸钾与NaNO2反应的关系式为5NaNO2∼2KMnO4，25.00mL样品溶液反应消耗高锰酸钾的物质的量为0.1mol/L×0.028L=0.0028mol，则250mL样品溶液中含有n(NaNO2)=2.5×0.0028mol×10=0.07mol，样品中NaNO2质量为0.07mol×69g/mol=4.83g，该产品中NaNO2的质量分数为4.83g5g×100%=96.6%。
2021-2022学年江苏省前黄高级中学高一（下）调研考试化学试卷（4月）
1. 近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是
A. “天宫二号“航天器使用的质量轻强度高的材料——钛合金
B. “北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓
C. “长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
D. “C919”飞机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂
2. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 中子数为8的氮原子： 8N B. 氮离子的原子结构示意图：
C. 氮气的电子式： D. 铵根离子的电子式：
3. 氨和铵盐在生产、生活中有广泛应用。下列物质的性质与用途不具有对应关系的是( )
A. 氨易液化，可用来做制冷剂
B. 氯化铵易溶于水，可用来制取氨气
C. 碳酸氢铵易分解，可用来做食品膨松剂
D. 磷酸氢铵含有N、P两种元素，可用来做复合化肥
4. 下列措施对改变反应速率的影响正确的是( )
A. 在工业合成氨反应中，温度和容器容积一定时，增加氮气的量，能增大反应速率
B. CaCO3与稀盐酸反应，加入NaCl溶液，不会改变反应速率
C. K2SO4溶液与BaCl2溶液反应，加入KCl固体，将加快反应速率
D. Zn与稀硫酸反应制取H2，改用98%的浓硫酸将加快H2的生成速率
5. 可逆反应2NO2(g)=2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2n molNO
③用NO2、NO、O2表示反应速率的比为2:2:1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A. ①④⑥⑦ B. ②③⑤⑦ C. ①③④⑤ D. 全部
6. 金刚石与石墨是同素异形体。100 kPa时，1 mol石墨转化为金刚石的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A. 石墨转化为金刚石的反应为放热反应
B. 石墨比金刚石更稳定
C. 金刚石比石墨更稳定
D. 破坏1 mol石墨化学键所吸收的能量小于形成1 mol金刚石的化学键所放出的能量
7. 下列说法错误的是
A. 对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用
B. 提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步
C. 活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液
D. 热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等
8. 下列离子方程式正确的是( )
A. 浓硝酸中加入过量铁粉并加热：Fe+3NO3-+6H+Fe3++3NO2↑+3H2O
B. Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应HCO3-+OH−+Ca2+=CaCO3↓+H2O
C. 氢氧化铁溶于氢碘酸溶液：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
D. 等体积等物质的量浓度的氢氧化钡溶液与碳酸氢铵溶液混合：Ba2++2OH−+NH4++HCO3-=BaCO3↓+NH3⋅H2O+H2O
9. 下列转化不能通过一步反应完成的是
①N2→NO2 ②NO2→NO③NH3→NO④NH3→N2 ⑤Cu→Cu(NO3)2⑥HNO3→NO2
A. ①⑤ B. ① C. ①④⑥ D. ①④
10. 用下列装置制取NH3，并还原CuO，其原理和装置均正确的是( )
A 用装置制取NH3
B.用装置干燥NH3
C.用装置还原CuO
D.用装置处理尾气
A. A B. B C. C D. D
11. 将一包由Cu和CuO组成的混合物均分成两等份，一份混合物在加热条件下与H2充分反应，将固体全部转化成铜粉时固体质量减少了6.4g，向另一份混合物中加入500mLHNO3溶液恰好完全反应生成Cu(NO3)2和标准状况下4.48LNO(假设不产生其他还原产物)。则该硝酸的物质的量浓度为( )
A. 1.0mol/L B. 2.0mol/L C. 3.2mol/L D. 4.0mol/L
12. 一定质量的Fe和Cu的混合物中加入一定量的稀硝酸并微热，充分反应后剩余金属a g，再向其中加入一定量的稀硫酸并加热，充分振荡后剩余金属b g。下列推断中正确的是
A. 加入稀硫酸前，溶液中一定有Cu2+ B. a可能大于b
C. a一定大于b D. 最终溶液中可能有Fe3+
13. 下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( )
选项
实验
现象
结论
A
将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液
有气体生产，溶液呈红色
稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
B
将铜粉加1.0mol⋅L−1Fe2(SO4)3溶液中
溶液变蓝、有黑色固体出现
金属铁比铜活泼
C
向少许待测溶液中滴加稀盐酸
有刺激性气味气体放出
待测液中一定含有SO 32−
D
加热盛有NH4Cl固体的试管
试管底部固体消失
NH4Cl固体受热分解，产生氨气和氯化氢气体常温下重新结合成NH4Cl
A. A B. B C. C D. D
14. 实验室用N2H4(肼，又名联氨，常温下为无色油状液体，沸点为113.5℃，具有与氨相似的气味，有弱碱性和较强的还原性)还原Cu(OH)2制备纳米Cu2O的装置(部分加热装置已省略)如图所示：已知：NaNO2溶液与NH4Cl溶液反应能得到N2∘
下列说法不正确的是
A. 装置②⑥中分别盛装浓硫酸和稀硫酸
B. 无水硫酸铜由白色变为蓝色说明从装置④中出来的气体中含有水蒸气
C. 装置④中发生反应的化学方程式为N2H4+4Cu(OH)2 2Cu2O+N2↑+6H2O
D. 加入反应试剂后，先打开K2，待装置④中反应完且冷却至室温，再打开K1排尽装置中的N2H4
15. 磷酸铁锂电池放电时正极的电极反应式为FePO4+Li++e−=LiFePO4，该电池放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 放电时，Li+通过隔膜移向正极
B. 放电时，电子由铜箔经溶液流向铝箔
C. 放电时，负极上Cu放电生成Cu2+
D. 该电池放电过程中Fe、P元素的化合价发生了变化
16. 回答下列问题：
(1)向某体积固定的密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量(未知)的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答：
①若t1=15，则t0−t1内反应速率v(C)=_______，A的转化率为_______；
②写出反应的化学方程式：_______；
③B的起始的物质的量是_______mol；平衡时体系内的压强为初始状态的_______倍。
(2)已知断裂几种化学键要吸收的能量如下：
化学键
C−H
O=O
C=O
H−O
断裂1mol键吸收的能量/kJ
415
497
745
463
16gCH4在O2中完全燃烧生成气态CO2和气态水时_______(填“吸收”或“放出”)约_______kJ热量。
(3)为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如下图所示：
①装置甲的负极材料为_______，正极电极反应式为_______。
②装置乙中的阴离子向_______(填“Mg”或“Al”)电极移动，所发生的电池总反应为_______。
③甲装置在放电过程中，电解质溶液的酸性_______(填“增强”“减弱”或“不变”)
17. SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
(1)SCR(选择性催化还原)工作原理：
①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：_______。
②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：_______。
③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：_______。
④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M=60g⋅mol−1)含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1mLc1mol⋅L−1H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2mLc2mol⋅L−1NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是_______。
(2)NSR(NOx储存还原)工作原理：NOx储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是_______。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是_______。
③还原过程中，有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下 15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是 15NNO。写出该反应的化学方程式_______。
18. 某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al2O3和Fe2O3，为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的合金废料制取氯化铝、胆矾晶体(CuSO4⋅5H2O)和水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)。
请回答：
(1)试剂X是_______；试剂Y是_______。步骤Ⅰ涉及到的分离操作是_______。
(2)写出溶液A转化为固体C的离子方程式_______。
(3)在步骤Ⅱ时，若用大理石与浓盐酸制取CO2并直接通入溶液A中，一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少，可能的原因是_______。
(4)溶液E在空气中易被氧化，请设计一个简单的实验方案检验溶液E是否被氧化_______。由溶液E制取K2FeO4时，不同的温度下，不同质量浓度的Fe3+对K2FeO4生成率有以下影响，由图可知工业生产中最佳条件(温度和Fe3+的质量浓度)为_______。
(5)在固体F中加入稀硫酸和H2O2来制备CuSO4溶液是一种环保工艺，该反应的总的化学方程式为_______。
19. 亚硝酸钠(NaNO2)可用作建筑钢材的缓蚀剂；也可用作食品添加剂，抑制微生物，保持肉制品的结构和营养价值，但是过量摄入会导致中毒。
I.某工厂以浓HNO3、SO2、Na2CO3溶液等为原料生产NaNO2，其流程如图：
(1)在“分解塔”中，按一定比通入SO2和喷入浓HNO3，产生NO和NO2。操作时将SO2从塔底通入，浓HNO3从塔顶向下喷淋，这种加料操作的目的是_______。
(2)“分解塔”中的温度不宜过高，其主要原因是 _______。
(3)“吸收塔”中主要发生NO、NO2与Na2CO3溶液反应生成NaNO2。写出NO、NO2按物质的量之比1： 1与Na2CO3反应生成NaNO2的化学方程式：_______。
II.某化学研究小组在实验室用稀HNO3、Cu、 Na2O2为原料制备NaNO2，实验装置如图(夹持装置已省略)。
已知：①2NO+Na2O2=2NaNO2， 2NO2+Na2O2=2NaNO3
②酸性条件下，NO、NO2或NO 2-都能与MnO 4-反应生成NO 3-和Mn2+
(4)实验开始加入稀HNO3前，需要先打开止水夹K，向装置中通入一段时间N2，目的是_______。
(5)装置A中发生反应的离子方程式为_______。
(6)装置B、D不可省去，否则会导致产品中混有_______杂质(填化学式)。
III.NaNO2含量测定
工业亚硝酸钠产品中往往混有少量NaNO3等杂质，可以采用KMnO4测定含量。称取5.000g该亚硝酸钠产品溶于水配制成250mL的样品溶液。取25.00mL该样品溶液于锥形瓶中，用稀H2SO4酸化后，再向锥形瓶中滴加0.1000mol⋅L−1KMnO4溶液，至恰好完全反应时，消耗28.00mLKMnO4溶液。计算该产品中NaNO2的质量分数____。(写出计算过程)
答案和解析
1.【答案】A
【解析】A.钛合金是合金材料，属于金属材料，故A符合题意
B.砷化镓是一种半导体材料，不是金属材料，故B不符合题意；
C.液氢是液态氢气单质，氢元素是非金属，不是金属材料，故C不符合题意；
D.碳纤维是碳元素组成的一种单质，是无机非金属材料，环氧树脂是有机高分子合成材料，都不是金属材料，故D不符合题意
2.【答案】D
【解析】A.已知质量数等于质子数加中子数，故中子数为8的氮原子表示为：715N，A错误；
B.已知N为7号元素，氮离子的的最外层上有8个电子，则N离子结构示意图为：，B错误；
C.氮气的电子式为：，C错误；
D.铵根离子的电子式为：，D正确；
3.【答案】B
【解析】A.氨气易液化，液氨在气化过程中吸收大量的热，因此液氨常用于做制冷剂，故A正确；
B.氯化铵制取氨气，是利用其能与强碱反应，与其溶解性无关，故B错误；
C.碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水，常用作食品膨松剂，故C正确；
D.N、P是植物生长的必需元素，磷酸氢铵中含有N、P可以做复合化肥，故D正确；
4.【答案】A
【解析】A.温度和容器容积一定时，增加氮气的量，反应物(氮气)的物质的量浓度会增大，反应速率增大，故A正确；
B.加入NaCl溶液，会稀释盐酸，溶液中的c(H+)降低，化学反应速率降低，故B错误；
C.实际反应的离子只有Ba2+和SO42-，加入KCl固体，其含有的K+和Cl−并没有参与反应，化学反应速率不变，故C错误；
D.Zn与浓硫酸反应生成SO2，并不会生成氢气，不能加快生成氢气的速率，故D错误；
5.【答案】A
【解析】①单位时间内生成nmolO2，正向反应，同时生成2nmolNO2，逆向反应，不同的方向，生成量之比等于计量系数之比，因此①能作为判断平衡状态的标志；
②单位时间内生成nmolO2，正向反应，同时生成2n molNO，正向反应，同一个方向，因此②不能作为判断平衡状态的标志；
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态，不清楚正向反应，还是逆向反应，因此③不能作为判断平衡状态的标志；
④正向反应，颜色不断变浅，当混合气体的颜色不再改变的状态，因此④能作为判断平衡状态的标志；
⑤混合气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，当混合气体的密度不再改变的状态，则⑤不能作为判断平衡状态的标志；
⑥该反应正向反应是体积减小的反应，压强不断减小，当混合气体的压强不再改变的状态，则⑥能作为判断平衡状态的标志；
⑦平均相对分子质量等于气体质量除以气体物质的量，气体质量不变，正向反应，气体物质的量减小，平均相对分子质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态，则⑦能作为判断平衡状态的标志；
因此①④⑥⑦能作为判断平衡状态的标志；故A符合题意。
6.【答案】B
【解析】A.根据图像，反应物石墨的总能量小于生成物金刚石总能量，因此石墨转化为金刚石的反应为吸热反应，故A错误；
B.石墨能量低，石墨比金刚石更稳定，故B正确；
C.石墨能量低，石墨比金刚石更稳定，故C错误；
D.石墨转化为金刚石的反应为吸热反应，破坏1mol石墨的化学键所吸收的能量大于形成1mol金刚石的化学键所放出的能量，故D错误；
7.【答案】C
【解析】A项，为避免浪费和污染环境，应该回收、利用废旧金属，故A项正确；
B项，提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步，故B项正确；
C项，大部分活泼金属可通过电解其熔融盐制得，但制备铝要采用电解氧化铝的方法，故C项错误；
D项，可以利用焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等还原剂通过热还原法冶炼金属，故D项正确。
8.【答案】D
【解析】A. 浓硝酸中加入过量铁粉并加热，得到硝酸亚铁、NO2和H2O：Fe+2NO3-+4H+ Fe2++2NO2↑+2H2O，A错误；
B.Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应，生成碳酸钙、碳酸钠和水：2HCO3-+2OH−+Ca2+=CaCO3↓+H2O+CO 32− ，B错误；
C. 氢氧化铁溶于氢碘酸溶液，发生氧化还原反应，生成碘化亚铁、碘和水，C错误；
D. 等体积等物质的量浓度的氢氧化钡溶液与碳酸氢铵溶液混合，生成H2O、BaCO3沉淀和NH3⋅H2O：Ba2++2OH−+NH4++HCO3-=BaCO3↓+NH3⋅H2O+H2O，D正确；
答案选D。
9.【答案】B
【解析】N2和O2在放电或高温条件下化合生成NO，NO再与O2化合生成NO2，故①不能通过一步反应完成；
NO2与H2O反应生成NO和HNO3，故②能通过一步反应完成；
NH3和O2在催化剂、加热条件下反应，生成NO和H2O，故③能通过一步反应完成；
NH3和Cl2反应生成N2和NH4Cl，故④能通过一步反应完成；
硝酸有强氧化性，金属铜与浓硝酸或稀硝酸都能反应，生成硝酸铜，故⑤能通过一步反应完成；
硝酸有强氧化性，浓硝酸与金属铜反应时，还原产物是NO2，故⑥能通过一步反应完成。故ACD错误，B正确。答案选B。
10.【答案】C
【解析】A、NH4Cl受热分解后，在试管口又重新生成NH4Cl固体，得不到氨气，故A错误；
B、浓硫酸与氨气反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥NH3，故B错误；
C、2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O，用氨气还原CuO，故C正确；
D、氨气与稀硫酸反应，装置内压强急剧减小，会引起倒吸，故D错误；
故选C。
11.【答案】C
【解析】其中一份用足量的氢气还原，反应后固体质量减少6.4g为混合物中O元素的质量，O原子的物质的量为：6.4g÷16g/mol=0.4mol，所以氧化铜的物质的量是0.4mol；另一份中加入500mL硝酸，固体恰好完全溶解，Cu、CuO混合物与硝酸反应生成H2O、Cu(NO3)2和标准状况下4.48LNO(假设不产生其他还原产物)，标准状况下NO的物质的量为：4.48L÷22.4L/mol=0.2mol，根据电子转移守恒消耗铜的物质的量是0.2mol×32=0.3mol，根据氮原子守恒可知硝酸的物质的量是0.7mol×2+0.2mol=1.6mol，所以硝酸的物质的量浓度为
1.6mol÷0.5L=3.2mol/L。
12.【答案】C
【解析】
【分析】
一定质量的Fe和Cu的混合物中加入一定量的稀硝酸并微热，充分反应后剩余金属a g，则发生反应为3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，剩余固体为Cu或者Fe和Cu，当剩余固体为Cu时溶液中可能含有Fe2+或者Cu2+和Fe2+，当剩余固体为Fe和Cu时溶液中只含Fe2+，加入稀硫酸后，则继续发生离子方程式：3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O或者3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，总之固体质量进一步减小，据此分析解题。
【详解】
A.由分析可知，加入稀硫酸前，溶液中不一定有Cu2+ ，可能含有Cu2+和Fe2+，或者只含Fe2+，A错误；
B.由分析可知，加入稀硫酸之后，固体继续溶解，质量进一步减小，即a一定大于b，B错误；
C.由B项分析可知，a一定大于b，C正确；
D.由于最终仍然有固体剩余，剩余固体一定含有Cu，Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，故最终溶液中不可能有Fe3+，D错误；
故答案为：C。
13.【答案】D
【解析】A.将稀硝酸加入过量铁粉中，发生的方程式为：3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，故充分反应后滴加KSCN溶液，有气体产生，但溶液不变红色，A不合题意；
B.将铜粉加1.0mol⋅L−1Fe2(SO4)3溶液中，发生的方程式为：Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4，故溶液变为蓝色，但无黑色固体析出，B不合题意；
C.向少许待测溶液中滴加稀盐酸，有刺激性气味气体放出，待测液中不一定含有SO 32−，也可能是HSO3-或者ClO−，ClO−+Cl−+2H+=H2O+Cl2↑，Cl2有刺激性气味，C不合题意；
D.加热盛有NH4Cl固体的试管，方程式为：NH4ClΔNH3↑+HCl↑，故试管底部固体消失，然后NH3+HCl=NH4Cl，故可得出NH4Cl固体受热分解，产生氨气和氯化氢气体常温下重新结合成NH4Cl的结论，D符合题意；
14.【答案】D
【解析】本实验为N2H4还原Cu(OH)2制备纳米Cu2O，装置①为NaNO2溶液与NH4Cl溶液反应能得到N2，装置②为干燥N2的装置，装置③油浴加热装置，装置④中N2H4还原Cu(OH)2制备纳米Cu2O，装置⑤为检验水蒸气的装置，装置⑥为尾气处理装置，并防止倒吸，据此分析解答。
A.装置①中产生的N2中含有水蒸气，应先干燥，然后通入后续反应装置赶走空气，避免空气对实验造成影响，故装置②中盛装浓硫酸干燥氮气，装置⑥中盛装稀硫酸可吸收未反应的N2H4，A正确；
B.无水硫酸铜变蓝色说明从装置④中出来的气体中含有水蒸气，B正确；
C.根据题意可知，Cu(OH)2做氧化剂，被还原为Cu2O，N2H4做还原剂，被氧化为N2，化学方程式为N2H4+4Cu(OH)2 2Cu2O+N2↑+6H2O，C正确；
D.加入反应试剂后，应该先打开K1排出装置中的空气，待装置中的空气排尽后，关闭K1，再打开K2，待反应结束且冷却至室温后，关闭K2，再打开K1排尽装置中的N2H4，D错误；
15.【答案】A
【解析】A.原电池放电时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，即放电时，Li+通过隔膜移向正极，A正确；
B.该电池放电时铝箔电极为正极，铜箔电极为负极，放电时，电子由铜箔经过导线流向铝箔，电子不能进入溶液中，B错误：
C.该电池放电时铜箔电极为负极，负极上LixC6失去电子生成Li+，C错误；
D.正极的电极反应式为FePO4+Li++e−=LiFePO4，放电过程P元素的化合价未发生变化，D错误；
综上所述答案为A。
16.【答案】(1)① 0.004mol/(L⋅s)60%② 3A⇌2C+B③ 0.041
(2)放出；688
(3)①.Mg ； 2H++2e-=H2↑ ②.Al ； 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑或2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ ③.减弱
【解析】(1)①由图象可知A的起始浓度为0.15mol/L，A的物质的量为0.3mol，则体积为V=0.3mol0.15mol/L=2L；由图象可知C的浓度变化为0.11mol/L−0.05mol/L=0.06mol/L，则其反应速率为v(C)=0.06mol/L15s=0.004mol/(L⋅s)；A的转化率为0.15−0.060.15×100%=60%；
②A的浓度在减小、为反应物，A的浓度变化为：0.15mol/L−0.06mol/L=0.09mol/L，C的浓度在增大、为生成物，C的浓度变化为0.11mol/L−0.05mol/L=0.06mol/L，则A、C的计量数之比为3：2，由于在反应过程中混合气体的平均分子量没有变化，则反应前后计量数相同，所以B为生成物，且计量数为1，所以反应方程式为：3A⇌2C+B；
③该反应方程式为3A⇌2C+B，所以反应前后气体的总物质的量不变，B的起始的物质的量是(0.11+0.06+0.05)mol/L×2L−(0.3+0.1)mol=0.04mol；根据阿伏加德罗定律可知，在同温同体积条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，由于反应前后气体的体积不变，即气体的物质的量不变，所以平衡时体系内的压强保持不变，为初始状态的1倍。
(2)断键吸热，形成化学键放热，甲烷燃烧放热，则根据方程式CH4+2O2=CO2+2H2O可知16gCH4即1mol甲烷在O2中完全燃烧生成气态CO2和气态水时放出的热量是(745×2+2×2×463−4×415−497×2)kJ=688kJ；
(3)①在装置甲中，Mg比Al活泼，Mg为负极、Al为正极，氢离子在正极得电子生成氢气，则正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，故答案为：Mg，2H++2e-=H2↑；
②装置乙中，Al能和NaOH溶液反应，而Mg不能和NaOH溶液反应，则Al为负极，Mg为正极，在原电池中，阴离子移向负极，则阴离子向Al电极移动，所发生的电池总反应为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑故答案为：Al，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑或2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
③甲装置在放电过程中，总反应为：Mg+2H+=Mg2++H2↑，电解质溶液中氢离子浓度减小，酸性减弱，故答案为：减弱。
17.【答案】(1)①.CO(NH2)2+H2OΔ2NH3↑+CO2↑②.8NH3+6NO2催化剂7N2+12H2O
③.2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4 ④.6c1v1-3c2v2a %
(2)①.BaO②.8:1③.415NO+4NH3+3O2=415NNO+6H2O
【解析】【解析】
(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，结合原子守恒，反应的化学方程式为CO(NH2)2+H2OΔ2NH3↑+CO2↑；
②根据图示，反应器中NH3还原NO2生成N2和H2O，根据得失电子守恒、原子守恒，反应的化学方程式为8NH3+6NO2催化剂7N2+12H2O；
③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒，SO2、O2、NH3、H2O反应生成(NH4)2SO4，根据得失电子守恒、原子守恒，反应的化学方程式为2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4；
④根据反应2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，剩余H2SO4物质的量为12c2v2×10−3mol；吸收NH3消耗的H2SO4物质的量为c1v1×10−3mol−12c2v2×10−3mol=(c1v1×10−3−12c2v2×10−3 )mol，根据反应2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4，NH3物质的量为(2c1v1×10−3mol−c2v2×10−3)mol，根据N守恒，CO(NH2)2物质的量为(c1v1×10−3−12c2v2×10−3 )mol，CO(NH2)2的质量为(c1v1×10−3−12c2v2×10−3 )mol×60g/mol，尿素溶液中溶质的质量分数为(c1v1×10-3-12c2v2×10-3)mol×60g/molag×100%=6c1v1-3c2v2a%；
(2)①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原，根据图a可知，储存NOx的物质是BaO；
②根据图b，第一步反应为H2与Ba(NO3)2反应生成NH3，该步中H元素的化合价由H2中的0价升至+1价，1molH2失去2mol电子，N元素的化合价由Ba(NO3)2中的+5价降至NH3中−3价，1molBa(NO3)2得到16mol电子，根据得失电子守恒，第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是16:2=8:1；
③在有氧条件下 15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是 15NNO，1mol15NO生成1mol15NNO得到1mol电子，1molNH3生成1mol15NNO失去4mol电子，根据得失电子守恒，生成1mol15NNO消耗O2物质的量为4mol-1mol4=34mol，反应消耗的 15NO、NH3、O2物质的量之比为1:1:34 =4:4:3，结合原子守恒，反应的化学方程式为415NO+4NH3+3O2=415NNO+6H2O；
答案为：415NO+4NH3+3O2=415NNO+6H2O。
18.【答案】(1)NaOH溶液或KOH溶液 ；盐酸或稀硫酸 ；过滤
(2)AlO+CO+2HO=Al(OH)↓+HCO
(3)CO2中含有HCl气体，溶于水溶解Al(OH)3
(4)取少量E溶液于试管中，滴入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则说明E溶液已被氧化，反之，则未被氧化 ； 26℃，75g⋅L-1
(5)Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O
【解析】
【分析】
由制备流程可知，过量试剂X为NaOH或KOH，步骤Ⅰ为过滤，分离出溶液A含偏铝酸盐、NaOH或KOH，通入足量二氧化碳主要发生AlO+CO+2HO=Al(OH)↓+HCO，步骤Ⅱ为过滤，固体C为Al(OH)3， C与盐酸反应生成氯化铝，在HCl气流中加热蒸发得到氯化铝，溶液D中含碳酸氢钠或碳酸氢钾；固体B，含Cu、Fe、Fe2O3，加过量试剂Y为盐酸或硫酸，步骤Ⅲ为过滤，分离出E含铁盐、亚铁盐，然后制备K2FeO4；固体F为Cu，可与氧气、硫酸反应生成硫酸铜，经加热浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，最终制备胆矾，以此来解答。
【小问1详解】
由分析可知，试剂X是NaOH或KOH；试剂Y是盐酸或硫酸；步骤Ⅰ为过滤；
【小问2详解】
溶液A转化为固体C是向偏铝酸盐溶液中，通入过量的二氧化碳，离子方程式为：AlO+CO+2HO=Al(OH)↓+HCO；
【小问3详解】
用大理石与浓盐酸制取CO2含有挥发出氯化氢，氯化氢的水溶液为盐酸，盐酸可以和氢氧化铝反应，导致白色沉淀会逐渐减少，故可能的原因是：CO2中含有HCl气体，溶于水溶解Al(OH)3；
【小问4详解】
溶液E中存在亚铁离子，在空气中易被氧化为铁离子，检验铁离子的方法是：取少量E溶液于试管中，滴入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则说明E溶液已被氧化，反之，则未被氧化；由溶液E制取K2FeO4时，不同的温度下，不同质量浓度的Fe3+对K2FeO4生成率有以下影响，由图可知工业生产中最佳条件(温度和Fe3+的质量浓度)为26∘C，75g⋅L−1；
【小问5详解】
固体F为Cu，在固体F中加入稀硫酸和H2O2来制备CuSO4溶液是一种环保工艺，该反应的总的化学方程式为：Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O。
19.【答案】(1)使SO2气体被充分吸收
(2)硝酸受热会挥发、分解
(3)Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2
(4)排除装置内的O2、CO2、水蒸气
(5)3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO↑
(6)NaNO3
Ⅲ96.6%
【解析】
【分析】
I.将SO2通入浓HNO3溶液中后，有H2SO4生成，HNO3被还原为NO与NO2；将生成的混合物冷却后，向NO与NO2的混合气体中通入氮气后在吸收塔中用碳酸钠吸收，通入的氮气可以使NO和NO2混合气体被稀释，能被碳酸钠充分吸收，得到主产物NaNO2，所得的尾气中会有NO，可循环使用，最后将溶液结晶得到NaNO2。
II.A装置中铜与稀硝酸反应生成NO，NO气体经过浓硫酸干燥后与Na2O2发生氧化还原反应生成NaNO2，最后利用酸性高锰酸钾溶液吸收尾气，Na2O2能与水蒸气发生反应生成O2，O2能与NO反应生成NO2，NO2与Na2O2反应生成NaNO3，会使得产品的纯度降低，因此B中浓硫酸用于吸收A中挥发的水蒸气，D中浓硫酸用于吸收E中挥发的水蒸气。
【详解】I.(1)“分解塔"中SO2从塔底进入，硝酸从塔顶喷淋，可使二氧化硫与硝酸充分接触，使SO2气体被充分吸收，故答案为：使SO2气体被充分吸收；
(2)HNO3具有良好的挥发性且受热易发生分解，为防止硝酸受热会挥发、分解，则“分解塔”中的温度不宜过高，故答案为：硝酸受热会挥发、分解；
(3)NO、NO2按物质的量之比1： 1与Na2CO3反应生成NaNO2的反应中，N元素发生归中反应，根据化合价升降守恒以及原子守恒可知反应化学方程式为Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2；
II.(4)装置中残留的空气中含有O2、CO2、水蒸气，CO2、水蒸气能与Na2O2发生反应生成O2，O2能与NO发生反应生成NO2，因此实验开始加入稀HNO3前，需要先打开止水夹K，向装置中通入一段时间N2，目的是排除装置内的O2、CO2、水蒸气；
(5)A中铜与稀硝酸反应生成NO，反应离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO↑；
(6)由上述分析可知，若没有B、D装置，会导致产品中含有NaNO3；
III.根据化合价升降守恒可知，酸性高锰酸钾与NaNO2反应的关系式为5NaNO2∼2KMnO4，25.00mL样品溶液反应消耗高锰酸钾的物质的量为0.1mol/L×0.028L=0.0028mol，则250mL样品溶液中含有n(NaNO2)=2.5×0.0028mol×10=0.07mol，样品中NaNO2质量为0.07mol×69g/mol=4.83g，该产品中NaNO2的质量分数为4.83g5g×100%=96.6%。
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