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    北京市门头沟区2020届高三3月综合练习化学试题
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    北京市门头沟区2020届高三3月综合练习化学试题

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    门头沟区2020年高三年级综合练习
    高 三 化 学
    可能用到的相对原子质量: H 1 C 12 N 14 O 16
    第一部分 (选择题 共42分)
    本部分共14小题,每小题3分,共42分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
    1.科学技术推动人类发展。下列描述不正确的是
    A. “嫦娥四号”的着陆器等器件用到镁合金锻件,属于合金材料。
    B. 长征五号运载火箭的燃料为液氢液氧,有高能量、无污染等特点。
    C. 我国科学家研制成功“天机芯”芯片,其成分为二氧化硅
    D. 科学家合成世界首个由碳原子构成的具有半导体特性的碳环C18,属于单质。
    【答案】C
    【解析】
    【详解】A. 镁合金锻件具有密度小、强度大等特性,属于合金材料,故A正确;
    B.液氢液氧反应后放出大量热,产物为水,具有高能量、无污染等特点,故B正确;
    C. “天机芯”芯片的材料为硅单质,故C错误;
    D.碳环C18是由碳元素组成的纯净物,属于单质,故D正确;
    故选C。
    2.2019年12月以来,我国部分地区突发的新冠病毒肺炎威胁着人们的身体健康。下列有关说法正确的是
    A. 新型冠状病毒由C、H、O三种元素组成
    B. 口罩中间的熔喷布具有核心作用,其主要原料为聚丙烯,属于有机高分子材料
    C. 过氧化氢、乙醇、过氧乙酸等消毒液均可以将病毒氧化而达到消毒的目的
    D. “84”消毒液是以NaClO为主要有效成分的消毒液,为了提升消毒效果,可以与洁厕灵(主要成分为盐酸)混合使用
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A. 新型冠状病毒由蛋白质组成,蛋白质主要由C、H、O、N等元素组成,故A错误;
    B. 口罩中间的熔喷布具有核心作用,其主要原料为聚丙烯,聚丙烯、聚乙烯等属于合成有机高分子材料,故B正确;
    C. 过氧化氢、过氧乙酸等消毒液可以将病毒氧化而达到消毒的目的,乙醇消毒原理是使细胞脱水,故C错误;
    D. NaClO与盐酸能反应生成有毒气体氯气,所以不能混用,故D错误;
    故选B。
    3.下列化学用语表达不正确的是
    A. CH4的球棍模型:
    B. CO2的电子式:
    C. Na2CO3溶液呈碱性的原因:CO32- + 2H2O H2CO3 + 2OH-
    D. 用稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管:3Ag + 4H+ + NO3-= 3Ag++ NO↑+2H2O
    【答案】C
    【解析】
    【详解】A. CH4分子正四面体结构,球棍模型为:,故A正确;
    B. CO2分子中C和O通过共用两对电子形成C=O键,电子式为:,故B正确;
    C. Na2CO3溶液呈碱性的原因是碳酸根的水解反应,主要发生第一步水解:CO32- + H2O HCO3-+ OH-
    D.稀硝酸与银反应生成硝酸银、NO和水,离子方程式为:3Ag + 4H+ + NO3-= 3Ag++ NO↑+2H2O,故D正确;
    故选C。
    4.NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
    A. 标准状况下,22.4 L苯含有的分子数约为NA
    B. 密闭容器中23 g NO2与N2O4的混合气体中氮原子数为0.5NA
    C. 1 L 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中,HCO3- 和CO32- 离子数之和为0.1NA
    D. 密闭容器中1 mol N2(g)与3 mol H2 (g)反应制备氨气,形成6NA个N-H键
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A. 标况下,苯为液态,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,故A错误;
    B. NO2与N2O4的最简式均为NO2,故23g混合物中含有的NO2的物质的量为n==0.5mol,则含0.5NA个氮原子,故B正确;
    C. HCO3-在溶液中既能水解为H2CO3又能电离为CO32-,根据物料守恒可知:溶液中的HCO3-、H2CO3、CO32-之和为0.1NA个,故C错误;
    D. N2(g)与H2 (g)反应制备氨气为可逆反应,形成的N-H键少于6NA个,故D错误;
    故选B。
    5.下列实验未涉及氧化还原反应的是
                
    A
    B
    C
    D
    实验
    Cl2通到AgNO3溶液中
    乙烯通入酸性KMnO4中
    NaOH溶液中
    滴入FeCl2溶液
    K2Cr2O7溶液中滴入氢氧化钠溶液
    现象
    有白色沉淀产生
    溶液由紫红色
    褪为无色
    产生白色沉淀,
    最终变成红褐色
    溶液由橙色变为
    黄色


    A. A B. B C. C D. D
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A. Cl2通到AgNO3溶液中,氯气与水反应生盐酸和次氯酸,氯元素化合价变化,属于氧化还原反应,故A不选;
    B. 乙烯通入酸性KMnO4中,溶液由紫红色褪为无色,乙烯被高锰酸钾氧化,属于氧化还原反应,故B不选;
    C. 白色沉淀,随后变为灰绿色,最后变为红褐色,可知氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁,Fe、O元素的化合价变化,为氧化还原反应,故C不选;
    D. (K2Cr2O7)溶液中存在如下平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O⇌2H++2CrO42-(黄色),滴入氢氧化钠溶液时,平衡正向移动,元素化合价没有变化,未涉及到氧化还原反应,故D选;
    故选D。
    6.汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一,对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有 关汉黄芩素的叙述正确的是

    A. 汉黄芩素的分子式为C16H13O5
    B. 该物质遇 FeCl3溶液显色
    C. 1 mol该物质与溴水反应,最多消耗1mol Br2
    D. 与足量 H2 发生加成反应后,该分子中官能团的种类减少1种
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A. 根据该分子的结构简式可知,其分子式为C16H12O5,故A错误;
    B. 该分子中含有酚羟基,可与FeCl3溶液发生显色反应,故B正确;
    C. 该分子中含有酚羟基,酚羟基邻位碳原子上有氢原子,可以与Br2发生取代反应,含有碳碳双键,可发生加成反应,因此1mol该物质最多可消耗2molBr2,故C错误;
    D. 该物质与足量H2发生加成反应后,碳碳双键和羰基均被加成,官能团种类减少2种,故D错误。
    故选B。
    7.中国科学院科研团队研究表明,在常温常压和可见光下,基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理示意图。下列说法不正确的是

    A. 该过程中H2O被还原生成氧气
    B. 该过程中涉及极性键和非极性键的断裂与生成
    C. 基于合成NH3的过程属于氮的固定
    D. 该过程的化学方程式为:2N2+6H2O4NH3+3O2
    【答案】A
    【解析】
    【详解】A. 该过程中O元素化合价升高,则H2O被氧化生成氧气,故A错误;
    B. 发生反应为2N2+6H2O=4NH3+3O2,反应反应物和生成中均存在单质和化合物,即涉及极性键与非极性键的断裂与生成,故B正确;
    C. 根据题意和图示知氮元素由游离态转变为化合态,属于氮的固定,故C正确;
    D. 根据题意和图示,可以写出该反应的化学方程式为:2N2+6H2O4NH3+3O2,故D正确;
    故选A。
    【点睛】解决此题的关键是明确氮的固定的定义,元素的单质形态属于游离态,化合物形式属于化合态。
    8.高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,制备流程如图所示:

    下列叙述不正确的是
    A. 用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时,还产生Fe(OH)3胶体吸附杂质净化水
    B. 用FeCl2溶液吸收反应I中尾气后可再利用
    C. 反应II中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2
    D. 该生产条件下,物质的溶解性:Na2FeO4< K2FeO4
    【答案】D
    【解析】
    【分析】
    铁与氯气反应生成氯化铁,加入NaClO、NaOH,次氯酸钠将铁离子在碱性条件下氧化成Na2 FeO4,加入饱和KOH溶液可析出高铁酸钾(K2FeO4),分离得到粗K2FeO4,采用重结晶、洗涤、低温烘干将其提纯,以此解答该题。
    【详解】A. K2FeO4具有强氧化性,可用于杀菌消毒,生成的铁离子可水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体,可用于净水,故A正确;
    B. 尾气含有氯气,可与氯化亚铁反应生成氯化铁,可再利用,故B正确;
    C. 反应中Cl元素化合价由+1价降低为-1价,Fe元素化合价由+3价升高到+6价,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2,故C正确;
    D. 结晶过程中加入浓KOH溶液,增大了K+浓度,该温度下,高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小,有利于K2FeO4晶体的析出,故D错误;
    故选D。
    9.合成高分子金属离子螯合剂的反应:
    +(2n-1)H2O
    下列说法不正确的是
    A. 聚合物应避免与碱性物质(如NaOH)长期接触
    B. 聚合物的合成反应为缩聚反应
    C. 1mol与足量银氨溶液作用可析出2mol银
    D. 通过质谱法测定其平均相对分子质量,可得其聚合度
    【答案】C
    【解析】
    【详解】A. 上述聚合物中含有酚羟基,具有酸性,所以应避免与碱性物质(如NaOH)长期接触,故A正确;
    B. 根据上述反应方程式看出,聚合物是由两种单体之间脱去水分子聚合得到,属于缩聚反应,故B正确;
    C. 1mol中含有2mol醛基,则与足量银氨溶液作用可析出4mol银,故C错误;
    D. 质谱法测定PET的平均相对分子质量,除以链节的相对分子质量可得到聚合度,故D正确;
    故选C。
    【点睛】根据乙醛与银氨溶液的反应分析知,1mol醛基被氧化为羧基,有2molAg+被还原,此处为解题的关键。
    10.已知X、Y、Z、W、M 均为短周期元素。25℃时,其最高价氧化物对应的水化物(浓度均为0.01mol/L)溶液的pH和原子半径的关系如图所示。下列说法不正确的是

    A. Z元素最高价氧化物的化学式为ZO3
    B. 简单离子半径大小顺序:X>M
    C. 简单气态氢化物的稳定性:Z>W>Y
    D. X、Z的最简单气态氢化物反应有白烟生成
    【答案】A
    【解析】
    【分析】
    X、Y、Z、W、M均为常见的短周期主族元素,由常温下,其最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为 0.01mol/L)的pH,X的pH=2,为一元强酸,则为硝酸,X为N元素,Y的半径大于N,且酸性较硝酸弱,应为C元素;Z的原子半径大于C,Z的最高价含氧酸为一元强酸,则Z为Cl,W的原子半径大于Cl,且对应的酸的pH小于2,应为硫酸,W为S元素;M的原子半径最大,且0.01mol/L M的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH为12,可知W为Na,以此解答该题。
    【详解】由以上分析可知X、Y、Z、W、M分别为N、C、Cl、S、Na。
    A. Z为Cl,最高化合价为+7价,最高价氧化物的化学式为Z2O7,故A错误;
    B. X、M简单离子具有相同核外电子排布,核电荷数越大,离子半径越小,则半径大小顺序:X>M,故B正确;
    C. 非金属越强,简单气态氢化物稳定性越强,所以Cl>S>C,即Z>W>Y,故C正确;
    D. X、Z的最简单气态氢化物反应生成氯化铵,有白烟生成,故D正确;
    故选A
    11.温度分别为T1和T2时,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g)2Z(g),一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表:
    温度/K
    t/min
    t1
    t2
    t3
    t4
    T1
    n(Y)/mol
    0.14
    0.12
    0.10
    0.10
    T2
    n(Y)/mol
    0.13
    0.09

    0.08

    下列说法正确的是
    A. 该反应的正反应为放热反应
    B. T2温度下此反应的平衡常数K=4
    C. 温度为T1时,0~t1时间段的平均速率υ(Z)=2.0×10-3mol·L-1·min-1
    D. 在T1下平衡后,保持其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数增大
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A.初始投料是相同的,比较表格中所给的数据可以看出,在时间t1时T2时的Y的物质的量小于T1,反应速率快慢说明了T2大于T1,t4时T2的容器中早已达平衡。对于T1来说,T2相当于升温,升温后Y减少,说明升温使平衡右移,说明正向反应是吸热的,A项错误;
    B.根据表格中数据,列出T2温度下的三段式:
    X(g)+Y(g) 2Z(g)
    初始 0.16 0.16 0
    变化 0.08 0.08 0.16
    平衡 0.08 0.08 0.16
    所以,B项正确;
    C.先据表格中数据求出温度为T1时,0-t1时段用Y表示的平均速率为,用Z表达的速率为用Y表达的速率的2倍,C项错误;
    D.其他条件不变时,充入0.2molZ等效于在恒温恒容容器中充入0.1molX和0.1molY,即相当于起始加入0.26molX和0.26molY,该反应反应前后气体分子数相等,所以起始加入0.26molX和0.26molY与起始加入0.16molX和0.16molY为比例等效平衡,达到平衡时X的体积分数不变,D 项错误;
    所以答案选择B项。
    12.国际能源期刊报道了一种正在开发中的绿色环保“全氢电池”,有望减少废旧电池产生污染。其工作原理如图所示。下列说法正确的是

    A. “全氢电池”工作时,将酸碱反应的中和能转化为电能
    B. 吸附层b发生的电极反应:H2 – 2e- + 2 OH-= 2H2O
    C. Na+ 在装置中从右侧透过阳离子交换膜向左侧移动
    D. “全氢电池”的总反应: 2H2 + O2 =2H2O
    【答案】A
    【解析】
    【分析】
    由电子流向可知,左边吸附层为负极,发生了氧化反应,电极反应是H2-2e-+2OH-=2H2O,右边吸附层为正极,发生了还原反应,电极反应是2H++2e-=H2,结合原电池中阳离子移向正极,阴离子移向负极解答该题。
    【详解】A. 根据图知,左侧和右侧物质成分知,左侧含有NaOH、右侧含有高氯酸,所以全氢电池”工作时,将酸碱反应的中和能转化为电能,故A正确;
    B. 吸附层a为负极,电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,吸附层b为正极,电极反应是2H++2e-=H2,故B错误;
    C. 电池中阳离子向正极移动,所以Na+ 在装置中从左侧透过阳离子交换膜向右侧移动,故C错误;
    D. 负极电极反应是H2-2e-+2OH-=2H2O,正极电极反应是2H++2e-=H2,电池的总反应为H++OH-=H2O,故D错误;
    故选A。
    13.某小组在Fe2+检验实验中观察到异常现象,为探究“红色褪去”的原因,进行如下实验:
    编号
    实验I
    实验II
    实验III
    实验步骤

    将实验I褪色后的溶液分三份分别进行实验

    为进一步探究“红色褪去”的原因,又进行以下实验

    ②取反应后的溶液,滴加盐酸和BaCl2溶液
    现象
    溶液先变红,片刻后红色褪去,有气体生成(经检验为O2)
    ①无明显现象
    ②溶液变红
    ③产生白色沉淀
    ①溶液变红,一段时间后不褪色。
    ②无白色沉淀产生


    分析上述三个实验,下列叙述不正确的是
    A. 在此实验条件下H2O2氧化Fe2+的速率比氧化SCN-的速率快
    B. 通过实验Ⅱ推出实验Ⅰ中红色褪去的原因是由于SCN-被氧化
    C. 通过实验Ⅰ和实验Ⅲ对比推出红色褪去只与H2O2的氧化性有关
    D. 综上所述,实验Ⅰ中红色褪去的原因与化学平衡移动原理无关
    【答案】D
    【解析】
    【详解】氯化亚铁酸化的溶液中滴入KSCN溶液,滴入过氧化氢发生氧化还原反应,通入足量氧气,溶液变红且不褪色,说明氧气氧化亚铁离子生成铁离子,滴加盐酸和BaCl2溶液,无白色沉淀,无硫酸钡沉淀生成,排除了生成的氧气氧化SCN-的可能,
    A. 在此实验条件下H2O2氧化Fe2+的速率比氧化SCN-的速率快,所以溶液先变红,当SCN-被完全氧化后,红色褪去,故A正确;
    B. 实验II中滴加FeCl3溶液不变红,说明无SCN-,滴加盐酸和BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明SCN-被氧化为SO42-,可以推出实验Ⅰ中红色褪去的原因是由于SCN-被氧化,故B正确;
    C. 对比实验Ⅰ、Ⅲ,实验Ⅰ排除了铁离子反应,而是SCN-离子反应,实验Ⅲ排除了生成的氧气氧化SCN-的可能,Ⅰ中红色褪去可以判定酸性条件下是H2O2的氧化性把SCN-离子氧化为硫酸根离子,故C正确;
    D. 红色物质为Fe3+与SCN-结合形成的络合物,为可逆反应,当SCN-被氧化,平衡逆向移动,红色褪去,与化学平衡移动原理有关,故D错误;
    故选D。
    14.常温下,在HA和NaA的混合溶液中 c(HA)+c(A-)=0.1 mol·L-1,溶液中c(HA) 和c(A-)的大小随着pH变化的关系如图所示。下列有关叙述不正确的是

    A. 常温下,HA的电离平衡常数约为10-5
    B. 在pH=3.75溶液中:c(Na+)+c(H+)+c(HA) = c(OH-) +0.1 mol·L-1
    C. 在pH=5.75溶液中:c(OH-)<c(H+)<c(A-)<c(HA)
    D. 在K点溶液中,HA的电离程度大于A-的水解程度
    【答案】C
    【解析】
    【详解】由图像知实线为c(A-)浓度大小,虚线为c(HA)浓度大小,
    A. 根据图像K点知,此时c(A-)=c(HA)=0.050mol/L,c(H+)=10-4.75mol/L,则常温下,HA的电离平衡常数,即数量级为,故A正确;
    B. 根据电荷守恒得:c(Na+)+c(H+) = c(OH-) +c(A-),已知c(HA)+c(A-)=0.1 mol·L-1,两式相加得c(Na+)+c(H+)+c(HA) = c(OH-) +0.1 mol·L-1,故B正确;
    C. 在pH=5.75溶液时,溶液呈酸性,c(OH-)<c(H+);由图像知,c(HA)<c(A-)中,故C错误;
    D. 由选项A知HA的电离平衡常数Ka=c(H+)=10-4.75,则A-的水解平衡常数Kh=<10-4.75,Kh<Ka,说明HA的电离程度大于A-的水解程度,故D正确;
    故选C。
    第二部分(非选择题 共58分)
    15.工业排放物可能对环境和人体健康产生危害,必须经过处理才可排放。根据题意回答下列问题。
    Ⅰ.处理含SO2、NO的烟气
    在323 K温度下,向盛有NaClO2溶液的鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气。
    (1)写出NaClO2溶液脱硝过程中反应的离子方程式___________________ 。
    (2)由实验测得,脱硫反应速率大于脱硝反应速率,原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是___________。
    (3)采用NaClO、Ca(ClO) 2替代NaClO2,也能较好的除去SO2。从化学平衡原理分析,Ca(ClO) 2相比NaClO具有的优点是___________________。
    Ⅱ.处理含H2S的烟气
    生物脱H2S原理为:
    H2S(g) + Fe2(SO4)3(aq) = S(s) + 2FeSO4(aq) + H2SO4(aq) ΔH1
    4FeSO4(aq) + O2(g) + 2H2SO4(aq) 2Fe2(SO4)3(aq) + 2H2O(l) ΔH2
    (1)反应2H2S(g) + O2 (g) = 2S(s) + 2H2O(l) 的ΔH3=___________________。
    (2)若反应温度过高,反应速率下降(如图),其原因是______________。

    Ⅲ.处理污水的化学方法有许多,混凝法、氧化还原法、中和法、电解法等。处理含Na2SO4的废水常用三室式电渗析法,原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

    (1)负极反应式为___________________。
    (2)当电路中通过1电子的电量时,会有_________的O2生成。
    【答案】 (1). 2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+ (或2H2O+ClO2-+4NO=4NO2-+Cl-+4H+) (2). 二氧化硫的还原性强于NO (3). 生成的硫酸钙微溶,降低硫酸根离子浓度,促使平衡向正反应方向进行 (4). ΔH3=2ΔH1+ΔH2 (5). 蛋白质变性(或硫杆菌失去活性) (6). 2H2O+2e—=H2↑+2OH— (7). 0.25
    【解析】
    【详解】Ⅰ.(1)NaClO2具有氧化性,可以将NO氧化为硝酸根或亚硝酸根,根据电荷守恒及原子守恒分析水参加反应,产物中有H+生成,则反应的离子方程式为2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+(或2H2O+ClO2-+4NO=4NO2-+Cl-+4H+)。故答案为:2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+(或2H2O+ClO2-+4NO=4NO2-+Cl-+4H+);
    (2)由实验测得,脱硫反应速率大于脱硝反应速率,原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是二氧化硫的还原性强于NO,故答案为:二氧化硫的还原性强于NO;
    (3)采用NaClO、Ca(ClO) 2替代NaClO2,也能较好的除去SO2。从化学平衡原理分析,Ca(ClO) 2相比NaClO具有的优点是:生成的硫酸钙微溶,降低硫酸根离子浓度,促使平衡向正反应方向进行,故答案为:生成的硫酸钙微溶,降低硫酸根离子浓度,促使平衡向正反应方向进行;
    Ⅱ.(1)已知:①H2S(g) + Fe2(SO4)3(aq) = S(s) + 2FeSO4(aq) + H2SO4(aq) ΔH1,②4FeSO4(aq) + O2(g) + 2H2SO4(aq) 2Fe2(SO4)3(aq) + 2H2O(l) ΔH2,
    根据盖斯定律①×2+②得反应2H2S(g) + O2 (g) = 2S(s) + 2H2O(l) ,则ΔH3=2ΔH1+ΔH2,故答案为:故ΔH3=2ΔH1+ΔH2;
    (2)根据题给方程式知,硫杆菌在反应中作催化剂,温度过高时会失去活性,因此反应速率下降,故答案为:蛋白质变性(或硫杆菌失去活性);
    Ⅲ.(1)阴极发生还原反应,根据放电顺序氢离子得电子生成氢气,反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故答案为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
    (2)电解硫酸钠溶液相当于电解水,阳极发生氧化反应生成氧气,电极反应为:2H2O-4e-=4H++O2↑,则当电路中通过1电子的电量时,会有1×=0.25mol O2生成,故答案为:0.25。
    16.氧和硫属于同主族元素,其单质和化合物在生产生活中用途很广。
    SO2可用于防腐剂、消毒剂,也是一种重要的冷冻介质。实验室可用如图所示装置制备SO2,并用纯净SO2进行相关实验。
    (1)上述方法制备的SO2,往往因伴有硫酸小液滴而呈白雾状。除去白雾可在制备装置后连接除杂装置,请画出除杂装置并标明装置中的试剂___________。

    (2)将SO2通入0.1mol/L Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀,该反应的离子方程式为_______。
    分别用煮沸和未煮沸过的蒸馏水配制Ba(NO3)2和BaCl2溶液,进行如下实验:

    (3)实验C中,没有观察到白色沉淀,但pH传感器显示溶液呈酸性,用化学用语表示其原因______________________________。
    (4)实验B中出现白色沉淀比实验A快很多。由此得出的结论是_________________。
    (5)测定水中溶解O2的量,常用的方法是:
    i.量取a mL水样,迅速加入足量MnSO4溶液及含有NaOH的KI溶液,立即塞好塞子,振荡使反应均匀。
    ii.开塞,迅速加入适量的硫酸,此时有I2生成。
    iii.向ii所得溶液中滴加2滴淀粉溶液为指示剂,用b mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点共消耗了Na2S2O3溶液V mL。
    有关反应方程式为:2Mn2+ + O2+ 4OH- = 2MnO(OH)2(反应很快)
    MnO(OH)2 + 2I- + 4H+= Mn2+ + I2 + 3H2O
    I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-
    ①水中溶解 O2的量(以mg/L为单位)为___________________。
    ②判断达到滴定终点的实验依据为 __________。
    【答案】 (1). 饱和NaHSO3 溶液 (2). 3Ba2+ + 3SO2 + 2NO3-+ 2H2O=3BaSO4↓ +2NO↑ +4H+ (3). SO2 + H2O H2SO3 H2SO3 H++ HSO3﹣ (4). 在水溶液中O2氧化SO2 的速率比NO3﹣快 (5). (6). 当滴定至溶液蓝色恰好褪去,且半分钟内不恢复蓝色
    【解析】
    【分析】
    根据二氧化硫的性质及实验目的分析解答;根据二氧化硫的还原性分析书写反应方程式;根据滴定原理及涉及的反应方程式分析解答。
    【详解】(1)可用饱和亚硫酸氢钠除去二氧化硫中的酸雾,洗气时,气体从长导管进入,故答案为:饱和NaHSO3 溶液;
    (2)SO2通入Ba(NO3)2溶液中,被氧化生成硫酸钡白色沉淀、NO和硝酸,该反应的离子方程式为3Ba2+ + 3SO2 + 2NO3-+ 2H2O=3BaSO4↓ +2NO↑ +4H+;
    (3)二氧化硫与氯化钡不反应,所以没有沉淀生成,二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸溶液呈酸性,涉及反应为:SO2 + H2O H2SO3 H2SO3 H++ HSO3﹣;
    (4)实验B中出现白色沉淀比实验A快很多,B中有氧气参与反应,则速率较快,生成更多的硫酸,pH较小,故答案为:在水溶液中O2 氧化SO2 的速率比NO3-快;
    (5)根据滴定过程中发生的反应找出关系式:O2~2MnO(OH)2~2I2~4S2O32-,则n(O2)= n(S2O32-)=×b mol/L×V×10-3L=mol,则水中溶解O2的量(以mg/L为单位)为,故答案为: ;
    (6)当达到滴定终点时,I2完全反应,溶液蓝色恰好褪去,故答案为:当滴定至溶液蓝色恰好褪去,且半分钟内不恢复蓝色。
    17.交联聚合物K合成路线如下(图中表示链延长)

    已知:;

    (1)按官能团分类,A的类别是__________。
    (2)A→B的反应类型是________________。
    (3)C可能的结构简式是__________。
    (4)C→D所需的试剂a是__________。
    (5)C2H2生成E的方程式是__________。
    (6)G→H的方程式是__________。
    (7)含有苯环,且与I互为同分异构体的酯有_____种。写出其中的一种结构简式___________
    【答案】 (1). 烯烃 (2). 取代反应 (3). (4). 氢氧化钠的水溶液 (5). HC≡CH+2HCHO (6). (7). 6种 (8).
    【解析】
    【分析】
    根据合成路线图分析知,D和J聚合反应得到K,分析K的结构简式及D的分子式得,D为CH2OHCHOHCH2OH,J为;根据题给反应信息分析E为,与氢气加成得到F,则F为CH2(OH)CH2CH2CH2OH,F氧化得到G,G为,比较J和G的结构,根据题给反应分析,G在一定条件下成环得到H,H脱水形成苯环得到I,I为,氧化后得到J;根据D的结构和C的分子式,分析C为或,B与氯气、水加成得到C,则B为CH2=CHCH2Cl,则A为CH2=CHCH3,据此分析解答。
    【详解】(1)A中含有碳碳双键,则按官能团分类,A的类别是烯烃,故答案为:烯烃;
    (2)根据上述分析知,A为CH2=CHCH3,B为CH2=CHCH2Cl,比较A和B的结构简式变化知,反应类型是取代反应,故答案为:取代反应;
    (3)根据上述分析,C可能的结构简式是或,故答案为:或;
    (4)C→D为卤代烃的水解反应,所需的试剂a是氢氧化钠的水溶液,故答案为:氢氧化钠的水溶液;
    (5)根据题给反应信息知,C2H2生成E的方程式是HC≡CH+2HCHO,故答案为:HC≡CH+2HCHO;
    (6)根据题给反应信息知,G→H的方程式是,故答案为:;
    (7)根据I的结构及酯的结构特点分析,符合条件的同分异构体有:、、、、、,共6种,故答案为:6种;、、、、、。
    18.氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:

    已知:①菱锰矿石主要成分是MnCO3,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素;
    ②相关金属离子[c(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH如下:
    金属离子
    Al3+
    Fe3+
    Fe2+
    Ca2+
    Mn2+
    Mg2+
    开始沉淀的pH
    3.8
    1.5
    6.3
    10.6
    8.8
    9.6
    沉淀完全的pH
    5.2
    2.8
    8.3
    12.6
    10.8
    11.6

    回答下列问题:
    (1)“焙烧”时主要反应的化学方程式为__________________。
    (2)分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是:_________________。

    (3)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为________________________;然后调节溶液pH使Fe3+、Al3+沉淀完全。
    (4)碳化结晶时,发生反应的离子方程式为___________,碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是___________________。
    (5)流程中能循环利用的固态物质是____________。
    【答案】 (1). MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O (2). 500℃ m(NH4Cl)∶m(锰矿粉)=1.10 60min (3). MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O (4). Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O (5). 碳酸根离子水解程度大,碳酸铵溶液中c(OH-)较大,易产生Mn(OH)2沉淀 (6). NH4Cl
    【解析】
    【分析】
    根据流程图及题干信息分析:菱锰矿(主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素)与氯化铵混合研磨,焙烧:MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O,浸出后Fe、Al、Ca、Mg得到相应的离子,浸出液的成分为:Mn2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Al3+,加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,再调节溶液的pH为5.2≤pH<8.8将Al3+、Fe3+变为沉淀除去,进一步除去Mg2+、Ca2+,得到的净化液主要含有Mn2+,加入碳酸氢铵发生反应:Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O,过滤,滤饼干燥得到MnCO3产品,滤液的主要成分为氯化铵,蒸发结晶后可以循环使用,据此分析作答。
    【详解】(1)由分析可知,菱锰矿与氯化铵混合研磨,焙烧,主要发生方程式为:MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O,故答案为:MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;
    (2)由图1可知,500℃之前的浸出率较低,再升高温度,浸出率变化很小,故氯化铵焙烧菱锰矿的最佳温度是500℃;由图2可知,氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为1.10时浸出率较高,再增加氯化铵的用量,浸出率升高不明显,故氯化铵与菱镁矿粉的最佳质量之比为1.10;由图3可知焙烧60min,浸出率高,再增加焙烧时间,浸出率升高不明显,焙烧的最佳时间为60min;故答案为:500℃;1.10;60min;
    (3)净化除杂中加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,故答案为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
    (4)由流程分析可知,碳化结晶是指锰离子与碳酸氢铵反应生成碳酸锰、二氧化碳和水,离子方程式为:Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O;碳酸根离子水解程度大,碳酸铵溶液中c(OH-)较大,易产生Mn(OH)2沉淀,所以不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液,故答案为:Mn2++2HCO3-MnCO3+CO2↑+H2O;碳酸根离子水解程度大,碳酸铵溶液中c(OH-)较大,易产生Mn(OH)2沉淀;
    (5)由流程分析可知,最后滤液的主要成分为氯化铵,蒸发结晶后可以循环使用,故答案为:NH4Cl。
    19.FeSO4溶液放置在空气中容易变质,因此为了方便使用Fe2+,实验室中常保存硫酸亚铁铵晶体[俗称“摩尔盐”,化学式为(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O],它比绿矾或绿矾溶液更稳定。
    I.某兴趣小组设计实验制备硫酸亚铁铵晶体。
    本实验中,配制溶液以及后续使用到的蒸馏水都经过煮沸、冷却后再使用。向FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过操作_______、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥后得到一种浅蓝绿色的晶体。
    II.实验探究影响溶液中Fe2+稳定性的因素
    (1)配制0.8 mol/L的FeSO4溶液(pH=4.5)和0.8 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液(pH=4.0),各取2 mL上述溶液于两支试管中,刚开始两种溶液都是浅绿色,分别同时滴加2滴0.01mol/L的KSCN溶液,15min后观察可见:(NH4)2Fe(SO4)2溶液仍然为浅绿色透明澄清溶液,FeSO4溶液则出现淡黄色浑浊。
    【资料1】
    沉淀
    Fe(OH)2
    Fe(OH)3
    开始沉淀 pH
    7.6
    2.7
    完全沉淀 pH
    9.6
    3.7

    ①请用离子方程式解释FeSO4溶液产生淡黄色浑浊的原因___________________。
    ②讨论影响Fe2+稳定性的因素,小组同学提出以下3种假设:
    假设1:其他条件相同时,NH4+的存在使(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2+稳定性较好。
    假设2:其他条件相同时,在一定 pH范围内,溶液 pH越小Fe2+稳定性越好。
    假设3:__________________________________________________。
    (2)小组同学用如图装置(G为灵敏电流计),滴入适量的硫酸溶液分别控制溶液A(0.2 mol/L NaCl)和溶液B(0.1mol/L FeSO4)为不同的 pH,观察记录电流计读数,对假设2进行实验研究,实验结果如下表所示。
    序号
    A 0.2mol/LNaCl
    B 0.1mol/LFeSO4
    电流计读数
    实验1
    pH=1
    pH=5
    8.4
    实验2
    pH=1
    pH=1
    6.5
    实验3
    pH=6
    pH=5
    7.8
    实验4
    pH=6
    pH=1
    5.5


    【资料2】原电池装置中,其他条件相同时,负极反应物的还原性越强或正极反应物的氧化性越强,该原电池的电流越大。
    【资料3】常温下,0.1mol/LpH=1的FeSO4溶液比pH=5的FeSO4溶液稳定性更好。
    根据以上实验结果和资料信息,经小组讨论可以得出以下结论:
    ①U型管中左池的电极反应式_________________。
    ②对比实验1和2(或3和4),在一定pH范围内,可得出的结论为______ 。
    ③对比实验_____和_____ 还可得出在一定 pH范围内,溶液酸碱性变化是对O2氧化性强弱影响因素。
    ④对【资料3】实验事实的解释为____________________。
    【答案】 (1). 蒸发浓缩 (2). 4Fe2+ + O2 + 10H2O=4Fe(OH)3↓ + 8H+ (3). 当其它条件相同时,硫酸根离子浓度大小影响Fe2+的稳定性(或当其它条件相同时,硫酸根离子浓度越大,Fe2+的稳定性较好。) (4). O2 + 4e- +4H+=2H2O (5). 溶液酸性越强,Fe2+的还原性越弱 (6). 1 (7). 3(或2和4) (8). 其它条件相同时,溶液酸性增强对Fe2+的还原性减弱的影响,超过了对O2的氧化性增强的影响,故pH=1的FeSO4溶液更稳定。(其他表述酌情给分)
    【解析】
    【分析】
    根据物质性质及实验现象分析发生的化学反应;根据两种溶液离子浓度的差异判断,NH4+、SO42-以及H+都可影响Fe2+稳定性;由表中数据可知,溶液酸性越强,电流计读数越小,说明Fe2+的还原性越弱,由实验1和3(或2和4)可知,pH越大电流计读数越小,以此解答该题。
    【详解】I.FeSO4具有还原性,应避免被氧化,则蒸馏水都必须煮沸、冷却后再使用,除去水中溶解的氧气,由溶液得到晶体,应先加热浓缩溶液,然后冷却结晶、过滤、洗涤和干燥,故答案为:蒸发浓缩;
    II.(1)①FeSO4溶液出现淡黄色浑浊,应生成氢氧化铁沉淀,离子方程式为4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+,故答案为:4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+;
    ②根据两种溶液离子浓度的差异判断,NH4+、SO42-以及H+都可影响Fe2+稳定性,由题给信息可知,假设3可为当其它条件相同时,硫酸根离子浓度大小影响Fe2+的稳定性(或当其它条件相同时,硫酸根离子浓度越大,Fe2+的稳定性较好),故答案为:当其它条件相同时,硫酸根离子浓度大小影响Fe2+的稳定性(或当其它条件相同时,硫酸根离子浓度越大,Fe2+的稳定性较好);
    (2)①A为氯化钠溶液,空气中氧气参与正极反应,电极方程式为O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;
    ②由表中数据可知,溶液酸性越强,电流计读数越小,说明Fe2+的还原性越弱,故答案为:溶液酸性越强,Fe2+的还原性越弱;
    ③由实验1和3(或2和4)可知,pH越大电流计读数越小,可得出在一定pH范围内,溶液酸碱性变化对O2氧化性强弱的影响因素,故答案为:1和3(或2和4);
    ④由表中数据可知,pH变化对亚铁离子的还原性较强,电流计读数出入较大,可知其它条件相同时,溶液酸性增强对Fe2+的还原性减弱的影响,超过了对O2的氧化性增强的影响。故pH=1的FeSO4溶液更稳定,故答案为:其它条件相同时,溶液酸性增强对Fe2+的还原性减弱的影响,超过了对O2的氧化性增强的影响,故pH=1的FeSO4溶液更稳定。



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