2026届北京市昌平区高三第一次调研测试化学试卷含解析
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2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)
1、下列各组物质混合后,再加热蒸干并在300℃时充分灼烧至质量不变,最终可能得到纯净物的是
A.向FeSO4溶液中通入Cl2
B.向KI和NaBr混合溶液中通入Cl2
C.向NaAlO2溶液中加入HCl溶液
D.向NaHCO3溶液中加入Na2O2粉末
2、下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液中Na+、NH4+、NO3-、Mg2+可以大量共存
B.通入CO2气体产生蓝色沉淀
C.与NaHS反应的离子方程式:Cu2++S2-═CuS↓
D.与过量浓氨水反应的离子方程式:Cu2++2NH3·H2O═Cu(OH)2↓+2NH4+
3、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1 ml·L-1Na2CO3溶液中,含CO32-数目小于NA
B.标准状况下,11.2 LO2和O3组成的混合气体含有原子数为NA
C.14 g聚乙烯与聚丙烯的混合物,含C-H键的数目为2NA
D.常温常压下,22.4 LCO2与足量Na2O2反应转移电子数为NA
4、将二氧化硫气体通入KIO3淀粉溶液,溶液先变蓝后褪色。此过程中二氧化硫表现出
A.酸性B.漂白性C.氧化性D.还原性
5、下列实验操作规范且能达到实验目的是()
A.AB.BC.CD.D
6、下列化学用语对事实的表述正确的是
A.常温下,0.1ml·L-1 氨水的 pH=11: NH3·H2O ⇌ NH4+ + OH-
B.Mg 和 Cl 形成离子键的过程:
C.电解 CuCl2 溶液: CuCl2 == Cu2+ + 2Cl-
D.乙酸与乙醇发生酯化反应: CH3COOH + C2H518OH CH3COOC2H5 + H218O
7、碘晶体升华时,下列所述内容发生改变的是
A.分子内共价键B.分子间的作用力
C.碘分子的大小D.分子内共价键的键长
8、NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.11g超重水(T2O)含中子数为5NA
B.1ml SiO2中Si—O键的数目为4NA
C.常温下,pH=6的MgCl2溶液中H+的数目为10-6 NA
D.标准状况下,2.24L Cl2全部溶于水所得溶液中的Cl-数目为0.1NA
9、下列实验现象与实验操作不相匹配的是)( )
A.AB.BC.CD.D
10、硼氢化钠(NaBH4)可用作还原剂和塑料发泡剂。它在催化剂作用下与水反应获取氢气的微观过程如图所示。下列说法不正确的是
A.NaBH4中氢元素的化合价为+1价
B.若用D2O代替H2O,反应后生成的气体中含有H2、HD和D2
C.通过控制催化剂的用量和表面积,可以控制氢气的产生速率
D.NaBH4与水反应的离子方程式为:BH4-+4H2O=B(OH)4-+4H2
11、关于化学键的各种叙述,下列说法中不正确的是( )
A.Ca(OH)2中既有离子键又有共价键
B.在单质或化合物中,一定存在化学键
C.在离子化合物中,可能存在共价键
D.化学反应中肯定有化学键发生变化
12、用化学用语表示 NH3+ HClNH4Cl中的相关微粒,其中正确的是( )
A.中子数为8的氮原子:B.HCl 的电子式:
C.NH3的结构式:D.Cl−的结构示意图:
13、25℃时,向20. 00 mL 0.1 ml/L H2X溶液中滴入0.1 m1/L NaOH溶液,溶液中由水电离出的c水(OH-) 的负对数[一lgc水(OH-)]即pOH水-与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法中正确的是
A.水的电离程度:M>PB.图中P点至Q点对应溶液中逐渐增大
C.N点和Q点溶液的pH相同D.P点溶液中
14、常温下,用0.1ml·L-1NaOH溶液滴定40mL0.1ml·L-1H2SO3溶液,所得滴定曲线如图所示(忽略混合时溶液体积的变化)。下列叙述正确的是( )
A.SO32-水解常数Kh的数量级为10-8
B.若滴定到第一反应终点,可用酚酞作指示剂
C.图中Z点对应的溶液中:c(Na+)>c(SO32-)>c(HSO3-)>c(OH-)
D.图中Y点对应的溶液中:3c(SO32-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)
15、热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl﹣KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为:PbSO4+2 LiCl+Ca═CaCl2+Li2SO4+Pb.下列有关说法不正确的是
A.负极反应式:Ca+2Cl﹣﹣2e﹣═CaCl2
B.放电过程中,Li+向负极移动
C.每转移0.2ml电子,理论上生成20.7gPb
D.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转
16、室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1ml·L-1KHSO3溶液:Na+、NH4+、H+、SO42-
B.0.1ml·L-1H2SO4溶液:Mg2+、K+、Cl-、NO3-
C.0.1ml·L-1Na2SO3溶液:Ba2+、K+、ClO-、OH-
D.0.1ml·L-1Ba(OH)2溶液:NH4+、Na+、Cl-、HCO3-
17、在稳定人体血液的pH中起作用的离子是
A.Na+B.HCO3-C.Fe2+D.Cl-
18、下列说法正确的是( )
A.新戊烷的系统命名法名称为2﹣二甲基丙烷
B.可以用氢气除去乙烷中的乙烯
C.己烷中加溴水振荡,光照一段时间后液体呈无色,说明己烷和溴发生了取代反应
D.苯中加溴的四氯化碳溶液振荡后,溶液分层,上层呈橙红色
19、我国科学家设计的二氧化碳的熔盐捕获及电化学转化装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.a极是电化学装置的阴极
B.d极的电极反应式为CO32- - 4e- = C + 3O2-
C.①中,捕获CO2时碳元素的化合价发生了变化
D.上述装置中反应的化学方程式为CO2 C + O2↑
20、某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法中正确的是( )
A.实验前两溶液的pH相等
B.实验前两溶液中离子种类完全相同
C.加入CaCl2溶液后生成的沉淀一样多
D.加入CaCl2溶液后反应的离子方程式都是CO32-+Ca2+===CaCO3↓
21、下列实验中,依据实验操作及现象得出的结论正确的是
A.AB.BC.CD.D
22、下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.澄清石灰水与过量苏打溶液混合:Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+CO32-+2H2O
B.少量SO2通入饱和的漂白粉溶液中:C1O-+SO2+H2O=SO42-+2H++Cl-
C.向热的稀硫酸中加入铜粉并鼓入空气:2Cu+4H++O22Cu2++2H2O
D.向酸性高锰酸钾溶液中滴加少量双氧水:7H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++6O2↑+10H2O
二、非选择题(共84分)
23、(14分)W、X、Y、Z四种元素均为短周期元素,原子序数依次增大,其它相关信息见下表。
根据上述信息,回答下列问题:
(l)元素Y在元素周期表中的位置是____;Y和Z的简单离子半径比较,较大的是 ___(用离子符号表示)。
(2) XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是____;由元素W和Y组成的一种绿色氧化剂的电子式为____。
(3)由W、X、Y、Z四种元素组成的一种无机盐,水溶液呈碱性的原因是__(用离子方程式表示)。
24、(12分)F(4-苯并呋喃乙酸)是合成神经保护剂依那朵林的中间体,某种合成路线如下:
(1)化合物F中的含氧官能团为____和_______(填官能团的名称)。
(2)试剂X分子式为C2H3OCl且分子中既无甲基也无环状结构,则X的结构简式为_______;由E→F的反应类型为______。并写出该反应方程式:______
(3)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:______
Ⅰ.能发生银镜反应
Ⅱ.分子中含有1个苯环且有3种不同化学环境的氢
(4)请写出以和BrCH2COOC2H5为原料制备的合成路线流程图(无机试剂可任选)合成路线流程图示例如下:______
CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3
25、(12分)碘化钠在医疗及食品方面有重要的作用。实验室用NaOH、单质碘和水合肼(N2H4·H2O)为原料制备碘化钠。已知:水合肼具有还原性。回答下列问题:
(1)水合肼的制备反应原理为:CO(NH2)2(尿素)+NaClO+2NaOH= N2H4·H2O +NaCl+Na2CO3
①制取次氯酸钠和氢氧化钠混合液的连接顺序为__________(按气流方向,用小写字母表示)。若该实验温度控制不当,反应后测得三颈瓶内ClO-与ClO3-的物质的量之比为5:1,则氯气与氢氧化钠反应时,被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为____。
②制备水合肼时,应将__________滴到__________中(填“NaClO溶液”或“尿素溶液”),且滴加速度不能过快。
③尿素的电子式为__________________
(2)碘化钠的制备:采用水合肼还原法制取碘化钠固体,其制备流程如图所示:
在“还原”过程中,主要消耗反应过程中生成的副产物IO3-,该过程的离子方程式为 ___。
(3)测定产品中NaI含量的实验步骤如下:
a.称取10.00 g样品并溶解,在500 mL容量瓶中定容;
b.量取25.00 mL待测液于锥形瓶中,然后加入足量的FeCl3溶液,充分反应后,再加入M溶液作指示剂:
c. 用0.2000 ml·L−1的 Na2S2O3标 准 溶 液 滴 定 至 终 点(反 应 方 程 式2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI),重复实验多次,测得消耗标准溶液的体积为15.00 mL。
①M为____________(写名称)。
②该样品中NaI的质量分数为_______________。
26、(10分)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
Ⅰ 制备K2FeO4(夹持装置略)
(1)A的作用_____________
(2)在答题纸上将除杂装置B补充完整并标明所用试剂:________
(3)在C中得到紫色固体的化学方程式为:______________
Ⅱ探究K2FeO4的性质:取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生气体和溶液a。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
(4)由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有_____离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由_______产生(用离子方程式表示)。
(5)根据方案Ⅱ得出:氧化性Cl2________FeO42- (填“>”或“c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32−)>c(OH-)
B c(HSO3-)>c(NH4+)>(SO32-)>c(H+)>c(OH-)
C c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(HSO3-)+2c(SO32−)+c(H2SO3)
D c(H+)+c(H2SO3)=c(OH-)+c(SO32−)+c(NH3·H2O)
II.SO2的回收利用:
(3)SO2与Cl2反应可制得磺酰氯(SO2Cl2),反应为SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)。按投料比1:1把SO2与Cl2充入一恒压的密闭容器中发生上述反应,SO2的转化率与温度T的关系如下图所示:
①恒温恒压条件下,密闭容器中发生上述反应,下列事实不能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
a SO2Cl2的浓度保持不变 b 混合气体的压强不再改变
c 混合气体的密度不再改变 d 混合气体的平均相对分子质量不再改变
②若反应一直保持在p压强条件下进行,则M点的分压平衡常数Kp=_____(用含p的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)。
III.(4)过二硫酸(H2S2O8)是一种强氧化性酸,其结构式为。在工业上用作强氧化剂。
①在Ag+催化作用下,S2O82−能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42−和MnO4−,1mlS2O82−能氧化的Mn2+的物质的量为_________ml。
②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液制备过二硫酸铵。则阳极的电极反应式为________。
29、(10分)碳、氮、硫的化合物在生产生活中广泛存在。请回答:
(1)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH=-l59.5 kJ·ml-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=-160.5 kJ·ml-1
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·ml-1
写出CO2与NH3合成尿素和气态水的热化学反应方程式____________。
(2)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中只充入1.00mlNO2气体发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ∆H”、“c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-),C不正确;
D.图中Y点对应的溶液中,依据电荷守恒,可得c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+ c(HSO3-)+c(OH-),此时c(SO32-)=c(HSO3-),所以3c(SO32-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-),D正确;
故选D。
15、B
【解析】
由原电池总反应可知Ca为原电池的负极,被氧化生成CaCl2,反应的电极方程式为Ca+2Cl--2e-=CaCl2,PbSO4为原电池的正极,发生还原反应,电极方程式为PbSO4+2e-+2Li+=Li2SO4+Pb,原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,结合电极方程式计算。
【详解】
A、Ca为原电池的负极,反应的电极方程式为Ca+2Cl--2e-=CaCl2,故A不符合题意;
B、原电池中阳离子向正极移动,所以放电过程中,Li+向正极移动,故B符合题意;
C、根据电极方程式PbSO4+2e-+2Li+=Li2SO4+Pb,可知每转移0.2 ml电子,理论上生成0.1mlPb,质量为20.7gPb,故C不符合题意;
D、常温下,电解质不是熔融态,离子不能移动,不能产生电流,因此连接电流表或检流计,指针不偏转,故D不符合题意;
故选:B。
16、B
【解析】
A项、溶液中H+与KHSO3反应,不能大量共存,故A不选;
B项、0.1ml·L-1H2SO4溶液中该组离子之间不反应,能大量共存,故B正确;
C项、ClO-具有强氧化性,碱性条件下会将Na2SO3氧化,不能大量共存,故C不选;
D项、NH4+和HCO3-会与Ba(OH)2反应,不能大量共存,故D不选。
故选B。
【点睛】
本题考查离子共存,侧重分析与应用能力的考查,注意复分解反应、氧化还原反应的判断,把握习题中的信息及离子之间的反应为解答的关键。
17、B
【解析】
稳定人体血液的pH的离子,必须既能和氢离子反应,也能和氢氧根离子反应;
【详解】
A.Na+为强碱阳离子,不能起到调节人体内pH值的作用,故A不正确;
B.HCO3-在溶液中存在两个趋势:HCO3-离子电离使得溶液呈酸性,HCO3-水解呈现碱性,即电离呈酸性,降低pH值,水解呈碱性,pH值升高,故B正确;
C.Fe2+为弱碱阳离子,水解使溶液呈酸性,只能降低pH值,故C不正确;
D.Cl-为强酸阴离子,不能起到调节人体内pH值的作用,故D不正确;
正确答案:B。
【点睛】
明确稳定pH是解答本题的关键,并熟悉盐类水解的规律及酸式酸根离子的性质来解答。
18、C
【解析】
A.新戊烷的系统命名法名称为2,2﹣二甲基丙烷,故A错误;
B.用氢气除去乙烷中的乙烯,除去乙烯的同时会引入氢气杂质,故B错误;
C.己烷中加溴水振荡,光照一段时间后液体呈无色,说明己烷和溴发生了取代反应得到的产物卤代烃没有颜色,故C正确;
D.苯中加溴的四氯化碳溶液振荡后,溶液分层,下层是密度大的溶有溴单质的四氯化碳层,故D错误。
故选C。
19、D
【解析】
由电解装置示意图可知,a极生成O2,O的化合价升高,失去电子,发生氧化反应,则a为阳极,连接电源正极(b极),电极反应式为:2C2O52--4e-===4CO2+O2,d极生成C,C的化合价降低,得到电子,发生还原反应,则d为阴极,连接电源负极(c极),电极反应式为:CO32-+4e-===3O2-+C,电池总反应为CO2 C + O2↑,据此解答问题。
【详解】
A.根据上述分析,a极是电化学装置的阳极,A选项错误;
B.d为阴极,电极反应式为:CO32-+4e-===3O2-+C,B选项错误;
C.①中,捕获CO2时,CO2变成C2O52-和CO32-,碳元素的化合价始终为+4价,没有发生改变,C选项错误;
D.电池总反应为CO2 C + O2↑,D选项正确;
答案选D。
20、B
【解析】
碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子,所以同浓度的碳酸钠、碳酸氢钠溶液,碳酸钠溶液的pH大于碳酸氢钠,故A错误;Na2CO3和NaHCO3溶液中都含有Na+、HCO3-、CO32-、H+、OH-,故B正确;加入CaCl2后,Na2CO3溶液中发生反应:CO32-+Ca2+═CaCO3↓,NaHCO3溶液中发生反应:2HCO3-+Ca2+= CaCO3↓+CO2↑+H2O,故CD错误。
21、D
【解析】
A. AgNO3过量,生成氯化银沉淀后有剩余,滴加NaI溶液产生黄色碘化银沉淀,不能说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),故A错误;
B. 能使品红溶液褪色的气体不仅有二氧化硫,氯气、臭氧等氧化性气体也可以,故B错误;
C. 比较元素非金属性,应该比较其最高价氧化物的水化物的酸性强弱,NaClO不是最高价氧化物的水化物,不能比较,故C错误;
D. 反应的离子方程式为2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,所以氧化性Fe3+>Cu2+,故D正确;
故选D。
22、C
【解析】
A.苏打为碳酸钠,则澄清石灰水与过量苏打溶液反应的离子方程式为:Ca2++ CO32-=CaCO3↓,故A错误;
B.次氯酸根离子具有强氧化性,能将SO2氧化成SO42-,CaSO4微溶于水,则少量SO2通入饱和的漂白粉溶液中,反应的离子方程式为Ca2++ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓+2H++Cl-,故B错误;
C.向热的稀硫酸中加入铜粉并鼓入空气,反应生成硫酸铜和水,离子方程式为2Cu+4H++O22Cu2++2H2O,故C正确;
D. 向酸性高锰酸钾溶液中滴加少量双氧水,离子方程式为5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,故D错误,答案选C。
【点睛】
本题考查离子方程式的正误判断,明确反应实质是解题关键,注意反应物用量对反应的影响,题目难度中等。解题时容易把苏打误认为碳酸氢钠,为易错点。
二、非选择题(共84分)
23、第2周期,VIA族 O2- 分子间作用力 HCO3- + H2OH2CO3 + OH-
【解析】
根据题干信息中元素性质分析判断元素的种类;根据元素的种类判断在元素周期表中的位置;根据物质的组成和性质分析该物质的晶体类型,判断微粒间的作用力;根据成键特点书写电子式。
【详解】
W、X、Y、Z四种元素均为短周期元素,原子序数依次增大,W单质为密度最小的气体,则W为氢元素;X最高正价与最低负价之和为0,则X为第IVA族元素,Y的某种同素异形体是保护地球地表的重要屏障,则Y是氧元素,X是碳元素;Z存在质量数为23,中子数为12的核素,则Z的质子数为23-12=11,则Z是钠元素。
(1)元素氧在元素周期表中的位置是第2周期,VIA族;氧离子和钠离子具有相同的核外电子排布,则核电荷越大半径越小,所以半径较大的是O2-,故答案为:第2周期,VIA族;O2-;
(2)CO2晶体为分子晶体,由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是分子间作用力;由元素氢和氧组成的一种绿色氧化剂是双氧水,其电子式为,故答案为:分子间作用力;;
(3)由氢、碳、氧、钠四种元素组成的一种无机盐为碳酸氢钠,因为水解其水溶液呈碱性离子方程式表示为:,故答案为:HCO3- + H2OH2CO3 + OH-,故答案为:HCO3- + H2OH2CO3 + OH-。
24、羧基 醚键 ClCH2CHO 取代反应 +H2O+CH3CH2OH
【解析】
由A生成B,A的苯环变成环己烷结构,两个羟基变成羰基。在试剂X的作用下得到C。C生成D,羰基变为—CH2COOC2H5,D生成E,重新变成苯环,E分子中有酯基,发生酸性水解,酯基转变为羧基。
【详解】
(1)由F的结构可知,含氧官能团为羧基、醚键;
(2)试剂X分子式为C2H3OCl,且分子中既无甲基也无环状结构,且羟基和碳碳双键连在同一个碳原子上的结构不稳定,则X的结构简式为ClCH2CHO。由E→F发生酯的水解反应,属于取代反应。故答案为:ClCH2CHO,取代反应,+H2O+CH3CH2OH;
(3)E中有12个碳原子,3个氧原子和7个不饱和度,它的一种同分异构体满足:Ⅰ.能发生银镜反应,含有醛基,Ⅱ.分子中含有1个苯环且有3种不同化学环境的氢,可以含有3个—CH2CHO,且处于间位位置,结构简式为;
(4)可以先从生成物入手考虑,要得到,结合给出的原料BrCH2COOC2H5,根据转化关系中的C→D→E→F,需要有,可以用原料合成。即与HBr发生加成反应得到,在氢氧化钠水溶液、加热条件下水解生成,再发生催化氧化生成,结合转化关系中C→D反应,与BrCH2COOC2H5/Zn作用得到,最后在酸性条件下水解得到。故答案为:。
25、ecdabf 5:3 NaClO溶液 尿素溶液 2IO3-+3N2H4·H2O=3N2↑+2I-+9H2O 淀粉 90%
【解析】
(1)①根据制备氯气,除杂,制备次氯酸钠和氧氧化钠,处理尾气分析;三颈瓶内ClO-与ClO3-的物质的量之比为5:1,设ClO-与ClO3-的物质的量分别为5 ml、1 ml,根据得失电子守恒,生成5 mlClO- 则会生成Cl-5 ml,生成1 mlClO3-则会生成Cl-5 ml,据此分析可得;
②NaClO氧化水合肼;
③尿素中C原子与O原子形成共价双键,与2个-NH2的N原子形成共价单键;
(2)碘和NaOH反应生成NaI、NaIO,副产物IO3-,加入水合肼还原NaIO、副产物IO3-,得到碘离子和氮气,结晶得到碘化钠,根据流程可知,副产物IO3-与水合肼生成碘离子和氮气,据此书写;
(3)①碘单质参与,用淀粉溶液做指示剂;
②根据碘元素守恒,2I-~I2~2Na2S2O3,则n(NaI)=n(Na2S2O3),计算样品中NaI的质量,最后计算其纯度。
【详解】
(1)①装置C用二氧化锰和浓盐酸混合加热制备氯气,用B装置的饱和食盐水除去杂质HCl气体,为保证除杂充分,导气管长进短出,氯气与NaOH在A中反应制备次氯酸钠,为使反应物充分反应,要使氯气从a进去,由D装置吸收未反应的氯气,以防止污染空气,故导气管连接顺序为:ecdabf;三颈瓶内ClO-与ClO3-的物质的量之比为5:1,设ClO-与ClO3-的物质的量之比为5:1的物质的量分别为5 ml、1 ml,根据得失电子守恒,生成6 mlClO-则会生成Cl-的物质的量为5 ml,生成1ml ClO3-则会生成Cl- 5 ml,则被还原的氯元素为化合价降低的氯元素,即为Cl-,n(Cl-)=5 ml+5 ml=10ml,被氧化的氯元素为化合价升高的氯元素,其物质的量为ClO-与ClO3-物质的量的和,共5 ml+1 ml=6ml,故被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为10:6=5:3;
②制备水合肼时,将尿素滴到NaClO溶液中或过快滴加,都会使过量的NaClO溶液氧化水合肼,降低产率,故实验中制备水合肼的操作是:取适量A中的混合液逐滴加入到定量的尿素溶液中制备水合肼,滴加顺序不能颠倒,且滴加速度不能过快;
③尿素CO(NH2)2中C原子与O原子形成共价双键,与2个—NH2的N原子形成共价单键,所以其电子式为:;
(2)根据流程可知,副产物IO3-与水合肼生成碘离子和氮气,反应的离子方程式为:2IO3-+3N2H4•H2O=3N2↑+2I-+9H2O;
(3)①实验中滴定碘单质,应该用淀粉作指示剂,所以M是淀粉;
②根据碘元素守恒,2I-~I2~2Na2S2O3,则n(NaI)=n(Na2S2O3),故样品中NaI的质量m(NaI)=×150 g/ml=9.00 g,故样品中NaI的质量分数为×100%=90.0%。
【点睛】
本题考查了物质的制备,涉及氧化还原反应化学方程式的书写、实验方案评价、纯度计算等,明确实验原理及实验基本操作方法、试题侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力,注意题目信息的应用,学会使用电子守恒或原子守恒,根据关系式法进行有关计算。
26、氯气发生装置 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O Fe3+ 4FeO42-+20H+==4Fe3++3O2↑+10H2O < 溶液酸碱性不同
【解析】
(1)浓盐酸和KMnO4混合可生成氯气;
(2)装置B为除杂装置,反应使用浓盐酸,浓盐酸会挥发产生HCl,使得产生的Cl2中混有HCl,需要除去HCl,可将混合气体通过饱和食盐水达到除杂的目的;
(3)C中得到紫色固体和溶液,紫色的为K2FeO4,在碱性条件下,Cl2可以氧化Fe(OH)3制取K2FeO4,结合守恒法写出发生反应的化学方程式;
(4)方案I中加入KSCN溶液至过量,溶液呈红色,说明反应产生Fe3+,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,注意K2FeO4在碱性溶液中稳定,酸性溶液中快速产生O2,自身转化为Fe3+;
(5)Fe(OH)3在碱性条件下被Cl2氧化为FeO42-,可以说明Cl2的氧化性大于FeO42-,而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系相反,方案Ⅱ是FeO42-在酸性条件下氧化Cl-生成Cl2,注意两种反应体系所处酸碱性介质不一样。
【详解】
(1)浓盐酸和KMnO4混合可生成氯气,则A装置的作用是氯气发生装置;
(2)装置B为除杂装置,反应使用浓盐酸,浓盐酸会挥发产生HCl,使得产生的Cl2中混有HCl,需要除去HCl,可将混合气体通过饱和食盐水达到除杂的目的,所以装置B应为;
(3)C中得到紫色固体和溶液,紫色的为K2FeO4,在碱性条件下,Cl2可以氧化Fe(OH)3制取K2FeO4,发生反应的化学方程式为3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O;
(4)方案I中加入KSCN溶液至过量,溶液呈红色,说明反应产生Fe3+,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,注意K2FeO4在碱性溶液中稳定,酸性溶液中快速产生O2,自身转化为Fe3+,发生反应为:4FeO42-+20H+═4Fe3++3O2↑+10H2O;
(5)Fe(OH)3在碱性条件下被Cl2氧化为FeO42-,可以说明Cl2的氧化性大于FeO42-,而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系相反,方案Ⅱ是FeO42-在酸性条件下氧化Cl-生成Cl2,两种反应体系所处酸碱性介质不一样,所以可以说明溶液酸碱性会影响粒子氧化性的强弱。
27、反应中硫酸过量,在浓缩过程中,稀硫酸变浓,浓硫酸的吸水性使CuSO4·5H2O 失去结晶水变为 CuSO4 Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O 减压设备 水(H2O) 2Cu2++2NH3·H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4+2NH4+ 加入乙醇或醇析 Cu(NH3)4SO4·H2O晶体难溶于乙醇,能溶于水 平衡气压,防止堵塞和倒吸 AB
【解析】
I.(1) 得到的为硫酸铜和硫酸溶液,浓缩时,硫酸变浓,具有吸水性;
(2) 双氧水与铜、稀硫酸反应生成硫酸铜和水;
(3) 过氧化氢受热易分解,故采用减压蒸馏的方式;
Ⅱ.(1) 硫酸铜与NH3•H2O反应生成Cu2(OH)2SO4,据此书写离子方程式;
(2) 根据Cu(NH3)4SO4•H2O可溶于水,难溶于乙醇分析;
Ⅲ. (1) 玻璃管2起到了平衡气压的作用;
(2)根据关系式计算;
(3) 氨含量测定结果偏低,说明中和滴定时消耗氢氧化钠溶液体积V2偏大。
【详解】
I.(1) 得到的为硫酸铜和硫酸溶液,浓缩时,硫酸变浓,浓硫酸具有吸水性,使CuSO4·5H2O失去结晶水变为CuSO4,可使固体变为白色;
(2) Cu在H2O2作用下与稀硫酸反应生成硫酸铜,该反应的化学方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;
(3) 过氧化氢受热易分解,故采用减压蒸馏的方式,则B处增加一个减压设备,馏出物为H2O;
II.(1) 浅蓝色沉淀的成分为Cu2(OH)2SO4,反应的离子方程式为:2Cu2++2NH3·H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4+2NH4+;
(2) 由题中信息,Cu(NH3)4SO4·H2O晶体难溶于乙醇,可溶于水,故加入乙醇(或醇析)可从深蓝色溶液中析出深蓝色晶体;
Ⅲ. (1) 装置中长导管可起到平衡气压,防止堵塞和倒吸;
(2)与氨气反应的n(HCl)=10−3V1L×0.500ml⋅L−1−0.500ml⋅L−1×10−3V2L=5×10−4(V1−V2)ml,根据NH3~HCl可知,n(NH3)=n(HCl)=5×10−4(V1−V2)ml,则n[Cu(NH3)4SO4·H2O]=n(NH3)= ×5×10−4(V1−V2)ml,样品中产品纯度的表达式为:×100%=×100%;
(3) A.滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管,浓度偏低,则V2偏大,氨含量偏低,故A正确;
B.滴定过程中选用酚酞作指示剂,滴定终点时溶液呈碱性,消耗NaOH溶液体积偏大,测定的氨含量偏低,故B正确;
C.读数时,滴定前平视,滴定后俯视,导致V2偏小,则含量偏高,故C错误;
D.取下接收瓶前,未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁,导致盐酸偏少,需要的氢氧化钠偏少,则V2偏小,含量偏高,故D错误;
E.由于操作不规范,滴定前无气泡,滴定后滴定管中产生气泡,导致消耗氢氧化钠溶液体积V2偏小,测定的氨含量偏高,故E错误;
故答案选AB。
28、CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s)ΔH=−402.0kJ·ml−1 6 AD b 3/p 0.4 2SO42−−2e−= S2O82−
【解析】
(1)CaO(s)与SO2(g)反应生成CaSO3(s)方程式为:CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s),可以由反应得到,根据盖斯定律,反应的焓变△H==-402.0kJ•ml-1,即热化学方程式:CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s)△H=-402.0kJ•ml-1;
(2)H2SO3的Ka1=,Ka2=,所以==1500,将Ka1=1.5×10−2,Ka2=1.0×10−7带入可解得c(H+)=10-6ml/L,则pH=-lgc(H+)=6;
(3)NH4HSO3溶液中存在铵根的水解,其水解平衡常数Kh=,存在HSO3-的电离和水解,其电离平衡常数为Ka2=1.0×10−7,其水解平衡常数Kh2=,NH4+的水解程度大于HSO3-的水解,HSO3-的电离大于水解,所以溶液显酸性,c(H+)>c(OH-);
A.NH4+水解程度比HSO3-的电离程度小,且HSO3-会水解,所以c(NH4+)>c(HSO3-),HSO3-电离出氢离子,且大于水解,NH4+水解也生成氢离子,所以c(H+)>c(SO32−),溶液呈酸性,水解是微弱的,所以c(NH4+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32−)>c(OH-),故A正确;
B.根据分析A项正确,则B错误;
C.根据物料守恒可知:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(HSO3-)+c(SO32−)+c(H2SO3),故C错误;
D.溶液中存在电荷守恒:c(NH4+)+ c(OH-)= c(HSO3-)+2c(SO32−)+c(H+),与物料守恒式联立消去c(NH4+)可得:c(H+)+c(H2SO3)=c(OH-)+c(SO32−)+c(NH3·H2O),故D正确;
综上所述选AD;
(3)①a.当反应达到平衡时各组分的浓度不再改变,所以SO2Cl2的浓度保持不变说明反应达到平衡,故a不选;
b.恒温恒压条件下混合气体的压强一直不变,故b选;
c.恒压条件下,平衡移动过程中容器体积会发生变化,而气体的质量不变,所以平衡移动时密度发生改变,当密度不变时说明反应达到平衡,故c不选;
d.气体质量一直不变,平衡移动过程中气体的总物质的量会发生改变,所以平均相对分子质量会发生改变,当其不变时说明反应达到平衡,故d不选;
综上所述选b;
②据图可知M点SO2的转化率为50%,不妨设初始投料为1ml SO2和1ml Cl2,则列三段式有:
相同条件下气体压强之比等于物质的量之比,所以p(SO2)= p(Cl2)= p(SO2Cl2)=p,所以Kp=;
(4)①根据过二硫酸的结构式可知过二硫酸中S为+6价,两个O为-1价,S2O82−与Mn2+反应时-1价的O被还原成-2价,Mn2+被氧化成+7价,升高5价,1mlS2O82−能得到2ml电子,所以可以氧化Mn2+的物质的量为0.4ml;
②电解池中阳极发生氧化反应,用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液制备过二硫酸铵时,硫酸根被氧化成S2O82−,所以阳极反应为:2SO42−−2e−= S2O82−。
【点睛】
当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
29、2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=-276.0kJ/ml 0.0875 ml/(L·s) 8 k正/k逆 < SO32-+H2O⇌HSO3-+OH- > 10-6.8
【解析】
(1)依据热化学方程式和盖斯定律计算①+②+③得到CO2与NH3合成尿素和气态水的热化学反应方程式;
(2)①根据v=计算出前5s内v(NO2);
②
根据化学平衡常数K1=计算K1,进而计算2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)化学平衡常数K=;
③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)化学平衡常数K=,化学反应达到平衡时v正=v逆,即k正c2(NO)•c(O2)=k逆c2(NO2),则=;结合平衡常数K与反应的热效应判断温度高低。
(3)①亚硫酸根离子水解导致溶液显示碱性,根据电荷守恒确定离子浓度的关系;
②根据水解平衡常数表达式结合图中数据来计算。
【详解】
(1)①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H=-l59.5kJ•ml-1,②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-160.5kJ•ml-1,③H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJ•ml-1,依据热化学方程式和盖斯定律计算①+②+③得到CO2与NH3合成尿素和气态水的热化学反应方程式为2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-276.0KJ/ml;
(2)①根据表中数据计算出前2s内v(NO2)====0.0875ml/(L•s);
②
根据化学平衡常数K1===0.125,所以2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)化学平衡常数K==8;
③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)化学平衡常数K=,化学反应达到平衡时v正=v逆,即k正c2(NO)•c(O2)=k逆c2(NO2),则==K,即K=;温度改变为T2时其k正=k逆,则T2时化学平衡常数K=1,小于T1温度时化学平衡常数K=8,即T1→T2时,平衡逆向移动,而2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H<0,所以温度改变是升高温度,T1<T2 ;
(3)①亚硫酸根离子水解导致溶液显示碱性,原理是:SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-,所以,该溶液中,c(H+)<c(OH-),根据电荷守恒,则:c(Na+)>2c(SO32-)+c(HSO3-);
②亚硫酸根离子的水解平衡常数K= ,当pH=7.2时,SO32-、HSO3-浓度相等,所以K=c(OH-)=10-6.8。
【点睛】
通常应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般2~3个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。
选项
实验目的
实验操作
A
除去KNO3中混有NaCl
将固体混合物溶于水后蒸发结晶,过滤
B
制备Fe(OH)3胶体
将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中
C
CCl4萃取碘水中的I2
先从分液漏斗下口放出有机层,后从上口倒出水层
D
验证铁的吸氧腐蚀
将铁钉放入试管中,用盐酸浸没
选项
实验操作
实验现象
A
向酸性KMnO4溶液中滴加乙醇
溶液褪色
B
向浓HNO3中加入炭粉并加热,产生的气体通入少量澄清石灰石中
有红棕色气体产生,石灰石变浑浊
C
向稀溴水中加入苯,充分振荡,静置
水层几乎无色
D
向试管底部有少量铜的Cu(NO3)2溶液中加入稀硫酸
铜逐渐溶解
选项
操 作
现 象
结 论
A
向 3ml0.1ml/L 的 AgNO3 溶液中先加 入 4—5 滴 0.1ml/L 的 NaCl 溶液,再滴加 4—5 滴 0.1ml/L 的 NaI 溶液
先出现白色沉 淀后出现黄色 沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
B
将某气体通入品红溶液
品红溶液褪色
该气体是 SO2
C
用 pH 计测定等浓度的 Na2CO3 和NaClO 溶液的 pH
后者 pH比前者 的小
非金属性:Cl>C
D
将铜粉加入 1.0 ml/L Fe2(SO4)3 溶液中
溶液变蓝
氧化性Fe3+>Cu2+
元素
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W
单质为密度最小的气体
X
元素最高正价与最低负价之和为0
Y
某种同素异形体是保护地球地表的重要屏障
Z
存在质量数为23,中子数为12的核素
方案Ⅰ
取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶解,得到紫色溶液b,取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO2)/ml
1.00
0.80
0.65
0.55
0.50
0.50
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