常州高级中学、溧阳中学2024-2025学年高一下学期期中考试化学试题(含解析)
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这是一份常州高级中学、溧阳中学2024-2025学年高一下学期期中考试化学试题(含解析),文件包含贵阳市花溪区久安中学2024-2025学年度七年级下学期4月质量监测道德与法治试卷docx、答案docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共11页, 欢迎下载使用。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 K-39 Fe-56 Cu-64
第Ⅰ卷 选择题(共39分)
单项选择题:本题包括13小题,每小题3分,共计39分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 化学与生产、生活、科技等密切相关。下列说法正确的是
A. 近年来的材料新宠——石墨烯,与金刚石互为同位素
B. “神舟十七号”发动机耐高温结构材料中属于离子化合物
C. 地空导弹武器系统红旗-19导弹弹头用到的新型陶瓷材料属于无机非金属材料
D. 量子通讯领域使用的光导纤维主要成分是高纯度的硅
2. 下列化学用语不正确的是
A. 的离子结构示意图:
B. 的电子式:
C. HClO的结构式:
D. 甲烷的空间填充模型:
3. 下列关于有机化合物的说法正确的是
A. 甲烷中混有杂质乙烯,可用酸性高锰酸钾溶液除杂
B. 相同条件下,等质量的甲烷和丙烷完全燃烧,丙烷消耗氧气的量更多一点
C 乙烯能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,其褪色原理相同
D. 乙烯在一定条件下能够聚合生成聚乙烯,聚乙烯是一种混合物
4. 用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1ml甲基所含电子的数目为
B. 与在光照下反应,生成的分子数为
C. 一定条件下,5.6g铁粉与过量的硫粉充分反应,转移的电子数为
D. 标准状况下,与足量的反应,生成的分子数为
5. 物质的性质决定用途,下列说法错误的是
A. 四氧化三铁固体呈红色,俗称铁红,常用作红色颜料
B. 液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂
C. 豆科植物的根瘤菌能将空气中的氮气转化成氨,实现氮的固定
D. 溶液具有较强氧化性,可以腐蚀铜箔制造印刷电路板
6. 下列事实不能用元素周期律解释的是
A. 与在暗处剧烈化合,与在加热条件下缓慢后应
B. 可以通过反应制备金属K
C 向NaBr溶液中通入生成
D 不能与NaOH溶液反应而可以
7. 下列有关实验装置或操作说法正确的是
A AB. BC. CD. D
8. 六种短周期元素(a、b、c、d、e、f)的原子序数依次增大。其中a与e同主族,b与f同主族,e与f同周期;常温下a、e的单质状态不同;d的核电荷数是b的最外层电子数的2倍;单质f是一种重要的半导体材料。由此可推知
A. c、d、e形成的简单离子半径:
B. b、c、d分别与a形成的简单化合物,稳定性由高到低依次为:
C. 原子半径由大到小的顺序是
D. 元素的非金属性由强到弱的顺序是
9. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 制的离子方程式:
B. Fe和足量稀硝酸反应:
C. 向溶液中加过量的NaOH溶液并加热:
D. 向硅酸钠溶液中滴加稀盐酸:
10. 铁黄(FeOOH)属于铁基颜料,可用硫酸渣(主要成分)为原料来制备,工艺流程如图所示。
已知:①“还原”时,发生反应,(未配平);
②不溶于稀,可溶于稀硝酸。下列说法错误的是
A. 的电子式为
B. 溶于稀硝酸时可能生成、NO和等物质
C. “还原”时,氧化产物与还原产物的物质的量之比为
D. “沉降、氧化”时,整个过程可用离子方程式表示如下:
11. 下列实验操作和现象及所得结论正确的是
A. AB. BC. CD. D
12. 1.12g铜镁合金完全溶解于50mL63%的浓硝酸(密度为1.40g/mL)中,得到和NO的混合气体1120mL(换算为标准状况),(忽略反应前后溶液体积变化)。向反应后的溶液中逐滴加入溶液,当金属离子刚好全部沉淀,得到2.14g沉淀。下列正确的是
A. 该合金中
B. 合金完全溶解时,溶液中
C. 刚好得到2.14g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是750mL
D. 混合气体中的体积分数是20%
13. 纳米材料一直是人们研究的重要课题。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe,其流程如图所示。
下列有关说法错误的是
A. 高温制备纳米级Fe时,反应前通可以排尽装置内的空气,也可作保护气
B. 固体加热脱水的过程需要在HCl气流中进行
C. 高温还原后可以选择用磁铁将纳米级铁粉分离出来
D. 纳米级Fe粉属于胶体,表面积大,还原性比Zn弱
第Ⅱ卷 非选择题(共61分)
14. 1869年俄国化学家门捷列夫制出了第一张元素周期表,随着化学科学的不断发展。元素周期表中为未知元素留下的空位先后被填满,周期表的形式也变得更加完美。下图是元素周期表的一部分,回答下列问题(用规范的化学语言作答)。
(1)写出由①③和⑩三种元素形成的离子化合物的电子式___________,④与⑥可形成一种淡黄色的化合物,该化合物中化学键类型有___________。
(2)写出②的单质和③的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式___________;写出⑦的单质和⑥的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式___________。
(3)利用如图装置可比较②⑧⑩三种元素的非金属性强弱,则装置中试剂X为___________。试管中出现的现象是___________。
(4)⑫与③⑨处于同主族,试根据元素周期律推测⑫可能具有的性质是___________(填字母)。
A. 最低负化合价为-5B. 是构成半导体材料的重要元素
C. 气态氢化物的稳定性比强D. 形成的简单离子半径比③⑨大
(5)⑬的氢化物可以和乙烯反应制备重要的化工原料,写出相关的化学反应方程式:___________,该反应的反应类型为___________。
15. 硫氰酸钾(KSCN),是一种用途广泛的化学药品,易溶于水且溶解度随温度变化较大,常用于合成树脂、杀虫杀菌剂等。某化学小组用下图实验装置模拟工业制备硫氰酸钾,并进行相关实验探究。
已知:
①不溶于和,不溶于水且密度比水大;
②D中三颈烧瓶内盛放水和催化剂,发生反应,该反应比较缓慢且高于170℃时易分解,在高于25℃时即分解。
回答下列问题:
(1)试剂a是___________,装置D中盛装KOH溶液的仪器名称是___________,B中使用的干燥剂可以是___________(填序号)。
a. b.浓硫酸 c.硅胶 d.碱石灰
(2)制备KSCN溶液:将D中反应混合液加热至105℃,打开通入氨气。
①反应一段时间后,关闭,保持三颈烧瓶内反应混合液温度为105℃一段时间,这样操作的目的是___________。
②打开,缓缓滴入适量的KOH溶液,继续保持反应混合液温度为。
(3)装置E中发生氧化还原反应的离子方程式是___________。
(4)制备硫氰酸钾晶体:先过滤去除三颈烧瓶中的固体催化剂,再经分液、___________(填操作名称,下同)、___________、过滤、洗涤、干燥,得到硫氰酸钾晶体。
(5)晶体中KSCN含量的测定:称取10.0g样品,配成1000mL溶液。量取20.00mL溶液于锥形瓶中,加入适量稀硝酸,再加入几滴,用标准溶液滴定,溶液中红色褪去时消耗标准溶液18.00mL。[已知:滴定时发生的反应为(白色)],晶体中KSCN的质量分数为___________%。(保留4位有效数字)
16. 硫酸亚铁是中学化学常用试剂,可用于治疗缺铁性贫血症。
(1)实验室配制溶液时为防止硫酸亚铁变质,常采用的措施是___________(填一种)。
(2)以为原料可制备碱式硫酸铁、铁红、硫酸亚铁铵晶体[,俗名摩尔盐],转化关系如图1所示。
①制备时,需要控制反应温度35~38℃,原因是___________,若pH过高会导致碱式硫酸铁的产率偏低,其原因是___________。
②制备时,向溶液中加入过量的溶液,有无色气体生成,该反应的离子方程式为___________。
③制备摩尔盐时,将溶液和溶液混合,试从溶液中离子反应发生的条件角度分析:冷却结晶能生成晶体的原因:___________。
(3)纯度分析。某兴趣小组用比色法测定产品中杂质含量。比色法:吸光度与溶液中有色离子的浓度成正比。查阅文献,溶液中的浓度与吸光度的关系如下图所示:
该兴趣小组取所得产品硫酸亚铁铵晶体m克,配制产品溶液100mL,使用的玻璃仪器包括烧杯,玻璃棒,胶头滴管和___________。下图为“溶液配制”的部分过程,操作a应重复3次,目的是___________,定容后还需要的操作为___________。
(4)按文献方法配制并进行测定,产品溶液的吸光度为0.5,则该兴趣小组所得产品含的质量分数为___________(用含m的代数式表示)
17. 工业或机动车尾气中的,会造成环境问题,可用多种方法脱除。
(1)碱液吸收:石灰乳可吸收硝酸工业的尾气(含NO、),获得副产品。写出等物质的量的NO与被石灰乳吸收的化学方程式:___________;工业上一般采用气-液逆流接触吸收(尾气从塔底进入,石灰乳从塔顶喷淋),其目的是___________。
(2)湿法氧化法:碱性条件下,可以将NO氧化成并放出热量。
①写出该反应的离子方程式:___________。
②以溶液为吸收剂,NO的氧化率随温度的变化情况如图1所示。已知温度升高不利于放热反应的进行。温度超过60℃后,NO氧化率下降,试解释其原因:___________。
(3)铁粉还原法:纳米铁粉可用于去除废水中的硝态氮(以表示),可大致分为2个过程,反应原理如图2所示。
研究发现,在纳米铁粉总量一定时,水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮的去除。解释水中溶解氧过多,硝态氮去除率下降的原因___________。
(4)催化还原法:在的催化条件下,使用作为还原剂,可将水中的转化为该反应机理分为三步,如图3所示:第一步:___________;第二步:从Cu表面迁移至W的表面;第三步:在W表面吸附并解离为活性氢原子(W-H),___________。(补充完整该步反应机理)
答案与解析
第Ⅰ卷 选择题(共39分)
单项选择题:本题包括13小题,每小题3分,共计39分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 化学与生产、生活、科技等密切相关。下列说法正确的是
A. 近年来的材料新宠——石墨烯,与金刚石互为同位素
B. “神舟十七号”发动机耐高温结构材料中属于离子化合物
C. 地空导弹武器系统红旗-19导弹弹头用到的新型陶瓷材料属于无机非金属材料
D. 量子通讯领域使用的光导纤维主要成分是高纯度的硅
【答案】C
【解析】
【详解】A.石墨烯与金刚石均为碳元素的同素异形体,同位素是质子数相同、中子数不同的原子,A错误;
B.Si3N4中Si和N通过共价键结合,属于共价化合物,B错误;
C.新型陶瓷材料如碳化硅、氮化硅等属于无机非金属材料,C正确;
D.光导纤维的主要成分是二氧化硅,D错误;
故选C。
2. 下列化学用语不正确的是
A. 的离子结构示意图:
B. 的电子式:
C. HClO的结构式:
D. 甲烷的空间填充模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫原子是第16号元素,得到两个电子形成硫离子,结构示意图为:,A正确;
B.氨气分子中存在一对孤对电子,电子式为:,B错误;
C.次氯酸的中心原子是氧原子,结构式为:,C正确;
D.甲烷分子为正四面体形,碳原子半径大于氢原子,空间填充模型:,D正确;
故选B。
3. 下列关于有机化合物的说法正确的是
A. 甲烷中混有杂质乙烯,可用酸性高锰酸钾溶液除杂
B. 相同条件下,等质量的甲烷和丙烷完全燃烧,丙烷消耗氧气的量更多一点
C. 乙烯能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,其褪色原理相同
D. 乙烯在一定条件下能够聚合生成聚乙烯,聚乙烯是一种混合物
【答案】D
【解析】
【详解】A.酸性高锰酸钾会将乙烯氧化为CO2,引入新杂质,无法有效除杂,A错误;
B.等质量的烃完全燃烧时的耗氧量取决于烃分子中氢元素的质量分数,氢元素质量分数越大,耗氧量越多,等质量的甲烷和丙烷分子中氢元素质量分数分别为:和,故甲烷消耗氧气的量更多一点,B错误;
C.乙烯与溴水发生加成反应,与酸性高锰酸钾发生氧化反应,褪色原理不同,C错误;
D.聚乙烯因聚合度不同导致分子链长度差异,属于混合物,D正确;
故选D。
4. 用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1ml甲基所含电子的数目为
B. 与在光照下反应,生成的分子数为
C. 一定条件下,5.6g铁粉与过量的硫粉充分反应,转移的电子数为
D. 标准状况下,与足量的反应,生成的分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲基中碳原子含6个电子,每个氢原子含1个电子,总电子数为6+3×1=9,1ml甲基含9个电子,A错误;
B.CH4与Cl2的取代反应生成多种氯代物(CH3Cl、CH2Cl2等),且反应可逆,1ml Cl2无法全部转化为CH3Cl,分子数小于,B错误;
C.5.6g Fe的物质的量为0.1ml,与过量S反应生成FeS时,Fe从0价升至+2价,转移电子数为0.1ml×2=0.2,C正确;
D.N2与H2合成NH3为可逆反应,1ml N2无法完全转化为2ml NH3,实际生成的分子数小于2,D错误;
故选C。
5. 物质的性质决定用途,下列说法错误的是
A. 四氧化三铁固体呈红色,俗称铁红,常用作红色颜料
B. 液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂
C. 豆科植物的根瘤菌能将空气中的氮气转化成氨,实现氮的固定
D. 溶液具有较强氧化性,可以腐蚀铜箔制造印刷电路板
【答案】A
【解析】
【详解】A.四氧化三铁为黑色固体,而红色颜料“铁红”是氧化铁,A错误;
B.NH3常温下呈气态,液氨汽化吸热,液氨可用作制冷剂,B正确;
C.根瘤菌将N2转化为NH3,属于自然固氮,C正确;
D.FeCl3溶液中的Fe3+具有较强氧化性,能与Cu反应腐蚀铜箔,离子方程式为:,D正确;
故选A。
6. 下列事实不能用元素周期律解释的是
A. 与在暗处剧烈化合,与在加热条件下缓慢后应
B. 可以通过反应制备金属K
C. 向NaBr溶液中通入生成
D. 不能与NaOH溶液反应而可以
【答案】B
【解析】
【详解】A.F的非金属性强于I,因此F2与H2反应更剧烈,可用元素周期律解释,A不符合题意;
B.Na与熔融KCl反应生成K,是由于K的沸点低,高温下以气体形式逸出,促使反应进行,与金属活动性顺序无关,不能用元素周期律解释,B符合题意;
C.Cl的非金属性强于Br,Cl2可置换Br2,可用元素周期律解释,C不符合题意;
D.Al(OH)3能与NaOH反应而Mg(OH)2不能,说明Al的金属性弱于Mg,可用同周期金属性递变规律解释,D不符合题意;
故选B。
7. 下列有关实验装置或操作说法正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.瓷坩埚含二氧化硅会与氢氧化钠发生反应,导致坩埚损坏,方程式为:,A错误;
B.氢氧化钠可以和铵根反应生成氨气,方程式为:,氨气可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝,进行检验,B正确;
C.实验室制取氨气是利用加热固体氯化铵和氢氧化钙混合物的方法,C错误;
D.防止氨气发生倒吸,烧杯中应该装入(下层)和水(上层),D错误;
故选B。
8. 六种短周期元素(a、b、c、d、e、f)的原子序数依次增大。其中a与e同主族,b与f同主族,e与f同周期;常温下a、e的单质状态不同;d的核电荷数是b的最外层电子数的2倍;单质f是一种重要的半导体材料。由此可推知
A. c、d、e形成的简单离子半径:
B. b、c、d分别与a形成的简单化合物,稳定性由高到低依次为:
C. 原子半径由大到小的顺序是
D. 元素的非金属性由强到弱的顺序是
【答案】B
【解析】
【分析】六种短周期元素,原子序数依次增大,单质f为一种重要的半导体材料,则为硅元素,b与f同主族,则b为碳元素,d原子的核电荷数是b原子最外层电子数的2倍,则d的质子数为8,为氧元素,c的原子序数介于碳和氧之间,为氮元素,ef同周期,处于第三周期,原子序数小于硅元素,a与e同主族,常温下单质a与e的状态不同,则a为氢元素,e为钠元素,据此回答。
【详解】A.c、d、e形成简单离子分别为、、 ,电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,所以离子半径:>>,即c > d > e,A错误;
B.元素非金属性越强,其简单氢化物越稳定。非金属性O > N > C ,即d > c > b,所以b、c、d分别与a(H)形成的简单化合物稳定性:,即d > c > b,B正确;
C.同周期从左到右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大。所以原子半径Na > Si > C > N > H,即e > f > b > c > a,C错误;
D.同周期从左到右非金属性逐渐增强,同主族从上到下非金属性逐渐减弱。所以非金属性O > N > C > Si,即d > c > b > f ,D错误;
故选B。
9. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 制的离子方程式:
B. Fe和足量稀硝酸反应:
C. 向溶液中加过量的NaOH溶液并加热:
D. 向硅酸钠溶液中滴加稀盐酸:
【答案】A
【解析】
【详解】A.与水反应生成和NO,离子方程式正确,A正确;
B.Fe与足量稀硝酸反应时,Fe被氧化为Fe3+:,B错误;
C.NH4HCO3与过量的NaOH溶液在加热条件下反应生成碳酸钠、氨气和水,离子方程式为:,C错误;
D.Na2SiO3应拆分为和Na⁺,离子方程式为:,D错误;
故选A。
10. 铁黄(FeOOH)属于铁基颜料,可用硫酸渣(主要成分为)为原料来制备,工艺流程如图所示。
已知:①“还原”时,发生反应,(未配平);
②不溶于稀,可溶于稀硝酸。下列说法错误是
A. 的电子式为
B. 溶于稀硝酸时可能生成、NO和等物质
C. “还原”时,氧化产物与还原产物的物质的量之比为
D. “沉降、氧化”时,整个过程可用离子方程式表示如下:
【答案】B
【解析】
【分析】硫酸渣加硫酸溶解,金属氧化物转化为金属阳离子,二氧化硅不溶,再加黄铁矿把铁离子还原为,过滤,滤渣含有二氧化硅和,滤液中含有亚铁离子和氢离子,还有硫酸根等,滤液中通入空气氧化,同时加入氨水调节生成沉淀,过滤、洗涤、烘干,得到纯净的,以此解答该题。
【详解】A.是离子化合物,由Fe2+和构成,两个硫原子形成一对共用电子对,其电子式为:,A正确;
B.亚铁离子被硝酸氧化为,稀硝酸被还原为,由于具有较强还原性,能被氧化性较强的稀硝酸氧化,产物中无硫离子,B错误;
C.“还原”时反应的离子方程式为,反应中的铁元素化合价不变,硫酸根为氧化产物,铁离子被还原为,15mlFe2+中有14ml为还原产物,则“还原”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为,C正确;
D.滤液中通入空气氧化,同时加入氨水调节生成沉淀,发生反应的离子方程式为:,D正确;
故选B。
11. 下列实验操作和现象及所得结论正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.浓硝酸受热分解也会产生红棕色NO2气体,无法确定是炭与浓硝酸反应生成NO2,A错误;
B.铁锈含Fe3+,但反应中Fe能与Fe3+反应生成Fe2+,导致KSCN不变红,不能证明铁锈中不含三价铁,B错误;
C.未反应的Cl2溶于水也会生成Cl-,与AgNO3反应产生沉淀,无法证明是取代反应,C错误;
D.稀硫酸中的H+和在酸性条件下可能氧化Fe2+,无法判断是否变质,D正确;
故选D。
12. 1.12g铜镁合金完全溶解于50mL63%的浓硝酸(密度为1.40g/mL)中,得到和NO的混合气体1120mL(换算为标准状况),(忽略反应前后溶液体积变化)。向反应后的溶液中逐滴加入溶液,当金属离子刚好全部沉淀,得到2.14g沉淀。下列正确的是
A. 该合金中
B. 合金完全溶解时,溶液中
C. 刚好得到2.14g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是750mL
D. 混合气体中的体积分数是20%
【答案】B
【解析】
【分析】向反应后的溶液中逐滴加入溶液,金属离子全部转化为Cu(OH)2和Mg(OH)2,沉淀质量2.14g,合金质量1.12g,氢氧根质量1.02g,故OH-的物质的量为:,设合金中Cu的物质的量为xml,Mg的物质的量为yml,根据题意:64x+24y=1.12,2x+2y=0.06,解得x=0.01ml,y=0.02ml。
【详解】A.根据分析,该合金中,A错误;
B.初始硝酸浓度:,HNO3的物质的量为:。被还原的硝酸的物质的量为:,剩余为0.65ml。根据溶液电中性可知,氢离子的物质的量为0.65ml-0.01ml×2-0.02ml×2=0.59ml,浓度,B正确;
C.刚好得到2.14g沉淀时,溶质为硝酸钠,结合氮元素守恒可知,硝酸钠为0.65ml,结合硝酸钠中钠元素守恒可知,则加入溶液的体积是:,C错误;
D.设混合气体中NO2和NO的物质的量分别为aml和bml,a+b=0.05,根据得失电子守恒:a+3b=0.06,解得a=0.045,b=0.05,NO2的体积分数为:,D错误;
故选B。
13. 纳米材料一直是人们研究的重要课题。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe,其流程如图所示。
下列有关说法错误的是
A. 高温制备纳米级Fe时,反应前通可以排尽装置内的空气,也可作保护气
B. 固体加热脱水的过程需要在HCl气流中进行
C. 高温还原后可以选择用磁铁将纳米级铁粉分离出来
D. 纳米级Fe粉属于胶体,表面积大,还原性比Zn弱
【答案】D
【解析】
【分析】由题给流程可知,一定条件下加热脱水、干燥得到无水氯化亚铁,氮气氛围中,氯化亚铁与氢气高温条件下反应制得纳米级铁。
【详解】A.由分析可知,氯化亚铁与氢气高温条件下反应制得纳米级铁,反应的化学方程式为,制备时,为了防止氢气与空气混合在加热时发生爆炸,反应前需向反应器中通入氮气,目的是排尽装置内的空气,防止加热时产生爆炸,同时制得的纳米铁易被空气中的氧气氧化,需用氮气作保护气,A正确;
B.固体加热脱水的过程中,需要避免氧气氧化,否则无法得到纯净的无水FeCl2,B正确;
C.磁铁可以吸引单质铁,C正确;
D.纳米级Fe粉属于单质,不是胶体,铁的还原性弱于锌,D错误;
故选D。
第Ⅱ卷 非选择题(共61分)
14. 1869年俄国化学家门捷列夫制出了第一张元素周期表,随着化学科学的不断发展。元素周期表中为未知元素留下的空位先后被填满,周期表的形式也变得更加完美。下图是元素周期表的一部分,回答下列问题(用规范的化学语言作答)。
(1)写出由①③和⑩三种元素形成的离子化合物的电子式___________,④与⑥可形成一种淡黄色的化合物,该化合物中化学键类型有___________。
(2)写出②的单质和③的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式___________;写出⑦的单质和⑥的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式___________。
(3)利用如图装置可比较②⑧⑩三种元素的非金属性强弱,则装置中试剂X为___________。试管中出现的现象是___________。
(4)⑫与③⑨处于同主族,试根据元素周期律推测⑫可能具有的性质是___________(填字母)。
A. 最低负化合价为-5B. 是构成半导体材料的重要元素
C. 气态氢化物的稳定性比强D. 形成的简单离子半径比③⑨大
(5)⑬的氢化物可以和乙烯反应制备重要的化工原料,写出相关的化学反应方程式:___________,该反应的反应类型为___________。
【答案】(1) ①. ②. 非极性键和离子键
(2) ①. ②.
(3) ①. HClO4 ②. 产生白色沉淀 (4)BD
(5) ①. CH2=CH2+HBr→CH3—CH2Br ②. 加成反应
【解析】
【分析】由图可知,①为H,②为C,③为N,④为O,⑤为F,⑥为Na,⑦为Al,⑧为Si,⑨为P,⑩为Cl,⑪为Ca,⑫为As,⑬为Br,⑭为Cu,以此解题。
【小问1详解】
①为H,③为N,⑩为Cl,这三种元素可以形成氯化铵,其电子式为:;④为O,⑥为Na,两者可形成一种淡黄色的化合物过氧化钠,其中包含非极性键和离子键;
【小问2详解】
②为C,③为N,则②的单质和③的最高价氧化物对应水化物的浓溶液分别为碳和浓硝酸,两者反应的方程式为:;⑥为Na,⑦为Al,⑦的单质和⑥的最高价氧化物对应水化物分别为:Al和氢氧化钠,两者反应的离子方程式为:;
【小问3详解】
②为C,⑧为Si,⑩为Cl,可以用高氯酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,从而证明氯的非金属性大于碳,随后再将二氧化碳通入硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀,从而证明碳的非金属性大于硅,故答案为:HClO4;产生白色沉淀;
【小问4详解】
③为N,⑨为P,⑫为As,⑫与③⑨处于同主族,都是第ⅤA族元素,最外层有5个电子,以此解题;
A.结合分析可知,其最外层有5个电子,最低负化合价为-3,A错误;
B.结合周期表可知,其位于金属元素和非金属元素的分界线附近,是良好的半导体材料,B正确;
C.其非金属性比N弱,则其氢化物比氨气差,C错误;
D.这三种元素的简单离子,As的电子层最多,半径最大,D正确;
故选BD;
【小问5详解】
⑬为Br,其氢化物为HBr,可以和乙烯发生加成反应生成溴乙烷,故答案为:CH2=CH2+HBr→CH3—CH2Br;加成反应。
15. 硫氰酸钾(KSCN),是一种用途广泛的化学药品,易溶于水且溶解度随温度变化较大,常用于合成树脂、杀虫杀菌剂等。某化学小组用下图实验装置模拟工业制备硫氰酸钾,并进行相关实验探究。
已知:
①不溶于和,不溶于水且密度比水大;
②D中三颈烧瓶内盛放水和催化剂,发生反应,该反应比较缓慢且高于170℃时易分解,在高于25℃时即分解。
回答下列问题:
(1)试剂a是___________,装置D中盛装KOH溶液的仪器名称是___________,B中使用的干燥剂可以是___________(填序号)。
a. b.浓硫酸 c.硅胶 d.碱石灰
(2)制备KSCN溶液:将D中反应混合液加热至105℃,打开通入氨气。
①反应一段时间后,关闭,保持三颈烧瓶内反应混合液温度为105℃一段时间,这样操作的目的是___________。
②打开,缓缓滴入适量的KOH溶液,继续保持反应混合液温度为。
(3)装置E中发生氧化还原反应的离子方程式是___________。
(4)制备硫氰酸钾晶体:先过滤去除三颈烧瓶中的固体催化剂,再经分液、___________(填操作名称,下同)、___________、过滤、洗涤、干燥,得到硫氰酸钾晶体。
(5)晶体中KSCN含量的测定:称取10.0g样品,配成1000mL溶液。量取20.00mL溶液于锥形瓶中,加入适量稀硝酸,再加入几滴,用标准溶液滴定,溶液中红色褪去时消耗标准溶液18.00mL。[已知:滴定时发生的反应为(白色)],晶体中KSCN的质量分数为___________%。(保留4位有效数字)
【答案】(1) ①. 浓氨水 ②. 恒压滴液漏斗 ③. d
(2)使NH4HS完全分解而除去,防止NH4SCN受热分解
(3)2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S↓
(4) ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶
(5)87.30%
【解析】
【分析】将浓氨水与生石灰发生反应制备氨气,利用球型干燥管内碱石灰除水干燥后,通入四氯化碳中,产生的氨气与D中CS2在催化剂作用下发生反应生成NH4SCN以及NH4HS,并且通过已知条件可知,该反应比较缓慢且NH4SCN在高于170℃时易分解,NH4HS在高于25℃时即分解,生成的产物与氢氧化钾发生反应,生成KSCN,未反应的氨气及生成的硫化氢可以与酸性硫酸铁溶液反应,除去尾气。
【小问1详解】
浓氨水与生石灰发生反应可制备氨气,A装置是制取氨气,故试剂a是浓氨水,装置D中盛装KOH溶液的仪器名称是恒压滴液漏斗,B中的干燥剂用于干燥氨气,使用的干燥剂可以是碱石灰,浓硫酸和硅胶是酸性干燥剂,CaCl2与氨气反应,故答案为d;
【小问2详解】
①已知,NH4SCN高于170℃时易分解,NH4HS在高于25℃时即分解。反应一段时间后,关闭K1,保持三颈烧瓶内反应混合液温度为105℃一段时间,这样操作的目的是:使NH4HS完全分解而除去,防止NH4SCN受热分解;
【小问3详解】
装置E中Fe3+和H2S发生氧化还原反应,生成Fe2+和S,则发生反应的离子方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S↓;
【小问4详解】
过滤除去固体催化剂后,应该除去未反应的CS2,选择的操作方法是分液,再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到硫氰酸钾晶体。
【小问5详解】
达到滴定终点时消耗0.1000ml/L AgNO3标准溶液18.00mL,根据方程式SCN-+Ag+=AgSCN↓(白色)可知,20.00mL溶液中KSCN的物质的量是 0.01800L×0.1000ml/L=0.001800ml,晶体中KSCN的质量分数为==87.30%。
16. 硫酸亚铁是中学化学常用试剂,可用于治疗缺铁性贫血症。
(1)实验室配制溶液时为防止硫酸亚铁变质,常采用的措施是___________(填一种)。
(2)以为原料可制备碱式硫酸铁、铁红、硫酸亚铁铵晶体[,俗名摩尔盐],转化关系如图1所示。
①制备时,需要控制反应温度35~38℃,原因是___________,若pH过高会导致碱式硫酸铁的产率偏低,其原因是___________。
②制备时,向溶液中加入过量的溶液,有无色气体生成,该反应的离子方程式为___________。
③制备摩尔盐时,将溶液和溶液混合,试从溶液中离子反应发生的条件角度分析:冷却结晶能生成晶体的原因:___________。
(3)纯度分析。某兴趣小组用比色法测定产品中杂质含量。比色法:吸光度与溶液中有色离子的浓度成正比。查阅文献,溶液中的浓度与吸光度的关系如下图所示:
该兴趣小组取所得产品硫酸亚铁铵晶体m克,配制产品溶液100mL,使用的玻璃仪器包括烧杯,玻璃棒,胶头滴管和___________。下图为“溶液配制”的部分过程,操作a应重复3次,目的是___________,定容后还需要的操作为___________。
(4)按文献方法配制并进行测定,产品溶液的吸光度为0.5,则该兴趣小组所得产品含的质量分数为___________(用含m的代数式表示)
【答案】(1)加适量铁粉
(2) ①. 温度低反应速率慢,温度过高则H2O2受热分解 ②. 部分转化为沉淀 ③. ④. 在相同温度下,(或者摩尔盐)的溶解度最小,降温结晶,沉淀析出,符合反应发生的条件
(3) ①. 100mL容量瓶 ②. 将溶质全部转移到容量瓶中 ③. 摇匀、装瓶、贴签
(4)或者
【解析】
【分析】以FeSO4为原料可制备碱式硫酸铁、铁红、硫酸亚铁铵;制备碱式硫酸铁时,使用H2O2作为氧化剂,通过调节pH生成,若pH过高部分铁离子转化为Fe(OH)3,会导致碱式硫酸铁产率偏低;NH4HCO3在溶液中与亚铁离子反应生成碳酸亚铁和二氧化碳;碳酸亚铁加热分解生成Fe2O3;和混合,冷却结晶得到;经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
【小问1详解】
配备FeSO4溶液时,硫酸亚铁变质的实质是Fe2+被氧化,加适量铁粉可防止Fe2+被氧化,且不引入杂质,故答案为:加适量铁粉;
【小问2详解】
①该过程中使用了过氧化氢,受热容易分解,而温度过低反应会比较慢,则需要控制反应温度35~38℃的原因是:温度低反应速率慢,温度过高则H2O2受热分解;根据分析,制备时,若pH过高会导致碱式硫酸铁的产率偏低,其原因是:部分转化为沉淀;
②制备时,向溶液中加入过量的溶液,有气体生成,该反应的离子方程式为:;
③制备摩尔盐时,冷却结晶能生成晶体的原因:在相同温度下,(或者摩尔盐)的溶解度最小,降温结晶,沉淀析出,符合反应发生的条件;
【小问3详解】
配制一定浓度的溶液时需要啊玻璃仪器有烧杯,玻璃棒,胶头滴管和100mL容量瓶;如图所示,操作a为洗涤和转移,重复操作3次的目的为:将溶质全部转移到容量瓶中;定容后还需要进行的操作为:摇匀、装瓶、贴签;
【小问4详解】
由图可知,吸光度为0.5时,Fe3+浓度为7mg/L,故产品中含Fe3+的质量为:,的质量分数为:或者。
17. 工业或机动车尾气中的,会造成环境问题,可用多种方法脱除。
(1)碱液吸收:石灰乳可吸收硝酸工业的尾气(含NO、),获得副产品。写出等物质的量的NO与被石灰乳吸收的化学方程式:___________;工业上一般采用气-液逆流接触吸收(尾气从塔底进入,石灰乳从塔顶喷淋),其目的是___________。
(2)湿法氧化法:碱性条件下,可以将NO氧化成并放出热量。
①写出该反应的离子方程式:___________。
②以溶液为吸收剂,NO的氧化率随温度的变化情况如图1所示。已知温度升高不利于放热反应的进行。温度超过60℃后,NO氧化率下降,试解释其原因:___________。
(3)铁粉还原法:纳米铁粉可用于去除废水中的硝态氮(以表示),可大致分为2个过程,反应原理如图2所示。
研究发现,在纳米铁粉总量一定时,水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮的去除。解释水中溶解氧过多,硝态氮去除率下降的原因___________。
(4)催化还原法:在的催化条件下,使用作为还原剂,可将水中的转化为该反应机理分为三步,如图3所示:第一步:___________;第二步:从Cu表面迁移至W的表面;第三步:在W表面吸附并解离为活性氢原子(W-H),___________。(补充完整该步反应机理)
【答案】(1) ①. NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O ②. 有利于尾气中NO、NO2与石灰乳的充分接触,从而提高吸收效率
(2) ①. ②. 或与NO反应都是放热反应,温度过高不利于脱硝平衡正向进行,NO的转化率降低,且温度过高,NO在吸收液中的溶解度也会降低,导致NO的转化率也降低
(3)水中溶解氧过多,氧气会将Fe2+氧化成Fe3+,导致Fe2+浓度降低,不利于硝态氮去除
(4) ①. 在Cu表面被还原为NO,Cu被氧化为CuO ②. W-H将还原为,同时W-H将CuO还原为Cu,自身转化为W和,实现Cu和W的催化循环
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,等物质的量的一氧化氮、二氧化氮与石灰乳反应生成亚硝酸钙和水,反应的化学方程式为NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O;尾气从塔底进入,石灰乳从塔顶喷淋有利于尾气中一氧化氮、二氧化氮与石灰乳的充分接触,从而提高吸收效率,故答案为:有利于尾气中NO、NO2与石灰乳的充分接触,从而提高吸收效率;
【小问2详解】
①在碱性条件下,能将氧化成,则反应的离子方程式为:;
②以溶液为吸收剂,的氧化率随温度的变化情况如图,当温度超过后,氧化率下降,根据题目中的已知信息:温度升高不利于正向放热反应的进行,可以得到氧化率随温度升高而下降的原因可能是:或与NO反应都是放热反应,温度过高不利于脱硝平衡正向进行,NO的转化率降低,且温度过高,NO在吸收液中的溶解度也会降低,导致NO的转化率也降低。
【小问3详解】
过程Ⅰ为O2将纳米铁粉氧化成Fe2+,过程Ⅱ为Fe2+将还原为N2,水中溶解氧过多,氧气会将Fe2+氧化成Fe3+,导致Fe2+浓度降低,不利于硝态氮去除。
【小问4详解】
第一步:在Cu表面被还原为NO,Cu被氧化为CuO;第二步:NO从Cu表面迁移至W的表面;第三步:H2在W表面吸附并解离为活性氢原子(W-H)后,W-H将还原为,同时W-H将CuO还原为Cu,自身转化为W和,实现Cu和W的催化循环。
A.加热熔融NaOH固体
B.检验样品中是否含有
C.实验室制取氨气
D.防止氨气倒吸
实验操作和现象
实验结论
A
将红热的木炭投入浓硝酸中,产生红棕色气体
炭可与浓反应生成
B
将生锈的铁钉放入足量稀硫酸中,反应一段时间后,再滴加KSCN溶液,溶液不变红
铁锈中不含三价铁
C
将一试管甲烷和氯气的混合气体光照后,滴加溶液中,有白色沉淀产生
甲烷和氯气的反应为取代反应
D
取少量久置的固体样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,溶液变红色
不能说明已氧化变质
A.加热熔融NaOH固体
B.检验样品中是否含有
C.实验室制取氨气
D.防止氨气倒吸
实验操作和现象
实验结论
A
将红热的木炭投入浓硝酸中,产生红棕色气体
炭可与浓反应生成
B
将生锈的铁钉放入足量稀硫酸中,反应一段时间后,再滴加KSCN溶液,溶液不变红
铁锈中不含三价铁
C
将一试管甲烷和氯气的混合气体光照后,滴加溶液中,有白色沉淀产生
甲烷和氯气的反应为取代反应
D
取少量久置的固体样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,溶液变红色
不能说明已氧化变质
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