江苏省常州高级中学2024-2025学年高三上学期开学考试化学试题(原卷版)
展开化 学 试 卷
说明:
1.所有题目的答案都填写在答卷纸上。
2.本卷总分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Fe-56
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。每题只有一个选项最符合题意。
1. 高新科技的发展离不开化学材料,下列属于新型无机非金属材料的是
A. 石墨烯B. 聚乙烯C. 普通玻璃D. 尼龙66
2. CsCl是一种分析试剂,制备方法Cs2CO3+2HCl=2CsCl+H2O+CO2↑。下列说法正确的是
A. CsCl的电子式:B. 基态O2-的核外价电子排布式:1s22s22p6
C. CO的空间构型:平面正三角形D. CO2中键的示意图:
3. 分离提纯在化学研究中具有重要作用。由下图玻璃仪器组装的分离提纯装置错误的是
A. 过滤装置用②⑩⑪B. 蒸发结晶装置用①③⑪
C. 分液装置用⑥⑩D. 蒸馏装置用①④⑤⑦⑧⑫
4. NH3可用于生产铵盐、硝酸等。液氨中NH和NH的性质类似于水中的H3O+和OH-;NH3中的一个H被-NH2取代形成N2H4,N2H4中的两个H被-CH3取代形成(CH3)2NNH2。下列说法正确的是
A. 电负性:H<O<NB. NH3与N2H4晶体类型相同
C. (CH3)2NNH2存在顺反异构D. N2H4和NH都可做配体
阅读下列材料,完成下列小题:
氯及其化合物应用广泛。Cl2易液化,可储存于钢瓶中。氯气可用于生产HCl、FeCl3、NaClO、NaClO3等化工产品。BrCl和Cl2的化学性质相似,能与H2O反应生成两种酸。NCl3可用于漂白和杀菌消毒。
5. 下列物质结构与性质或物质的性质与用途具有对应关系的是
A. H—Cl键能大于H—Br,HCl的热稳定性大于HBr
B. H2O分子间存在氢键,H2O不易分解
C. HClO具有弱酸性,可用于杀菌消毒
D. FeCl3溶液呈酸性,可用于蚀刻铜制印刷电路板
6. 下列描述或反应方程式正确的是
A. Cl2和活性炭使品红褪色的原理相同
B. FeCl3用来净水原理方程式: FeCl3+3H2O⇌Fe(OH)3↓+3HCl
C. BrCl与H2O反应的化学方程式: BrCl+H2O=HBrO+HCl
D. Cl2与NaOH溶液在75℃生成NaClO3的离子方程式:
7. NCl3水解的反应原理示意图如图所示。下列说法正确的是
A. HClO的结构式为H—Cl—O
B. NCl3中N、Cl之间的共用电子对偏向于N
C. 基态N原子的轨道表示式为
D. NCl3的水解过程中N原子的杂化轨道类型发生了变化
8. 元素及其化合物的转化在工业生产中具有极其重要的用途。下列物质间转化能实现的是
A. 工业制取漂白粉:饱和食盐水Cl2漂白粉
B. 工业制取镁:MgCl2溶液无水MgCl2Mg
C. 工业制取硫酸:SSO3H2SO4
D. 铝土矿制铝:铝土矿NaAlO2AlCl3Al
9. 以含锌废液(主要成分为ZnSO4,含少量的Fe2+、Mn2+)为原料制备ZnCO3·2Zn(OH)2的实验流程如下图所示,下列说法不正确的是
A. 1ml过二硫酸钠(Na2S2O8)含有过氧键(―O―O―)数目约为6.02×1023
B. “氧化除锰”过程中共消耗2ml过二硫酸钠(Na2S2O8),则废液中共含有2ml Mn2+
C. 沉锌反应:3ZnSO4+6NH4HCO3=ZnCO3·2Zn(OH)2↓+5CO2↑+3(NH4)2SO4+H2O
D. “调节pH”时试剂X可以选用ZnO或Zn(OH)2
10. 利用催化剂可实现肼氧化辅助制氢,下列有关叙述正确的是
A. 图中甲池是电解池,乙池是原电池
B. 电极C附近溶液pH下降
C. 该装置可实现N2H4循环制氢
D. 制得1mlH2的同时可制得1mlN2
11. 下列实验方案能达到探究目的的是
A. AB. BC. CD. D
12. 常温下和的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:]
下列叙述正确的是
A. 曲线M表示的变化关系
B. 若酸初始浓度为,则a点对应的溶液中有
C. 的电离常数
D. 时,
13. 使用合适的催化剂进行乙酸直接加氢可制备乙醇,反应原理如下:
主反应:
副反应: (热效应小可忽略)
在密闭容器中控制。下平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随温度的变化与250℃下平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随压强的变化如图所示。乙醇的选择性可表示为。下列说法正确的是
A. 反应
B. 曲线②变化的原因是随温度升高,副反应正向进行的程度减小
C. 图中曲线③表示250℃,乙醇选择性随压强变化的曲线
D. 300℃、下,反应足够长时间,S(乙醇)
第II卷 非选择题(共61分)
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 研究从含锌资源中获取Zn的途径具有重要意义。
I.工业上酸浸提锌
氧化锌矿中含有ZnO、Fe2O3、FeO、PbO、Al2O3、CaO、SiO2等。
已知:i.几种难溶电解质的Ksp如下:
ii.浸出液中主要金属阳离子浓度如下:
(1)浸出渣的主要成分有PbSO4、CaSO4和SiO2.PbO和H2SO4反应的离子方程式为_______。
(2)加入试剂a目的是_______。
(3)电解前,含Zn2+溶液中铁和铝的离子浓度均需小于10-6 ml。L-1,应调节pH的范围是_______(忽略①和②导致的体积变化)。
(4)工业上采用惰性电极作阳极电解ZnSO4溶液可实现湿法炼锌,电解过程中总反应的离子方程式为_______。
Ⅱ.实验室中氨浸提锌
已知:iii.;
iv.M的结构简式如图所示,R为—C9H19,两个羟基中,酚羟基酸性较强。
(5)NH3和(NH4)2SO4中H—N—H键角大小是_______(填“前者大”或“后者大”)。
(6)NH3和(NH4)2SO4浸取ZnO发生反应的离子方程式是_______。
(7)M能与Zn2+形成稳定的配合物X,相关反应为。X的部分结构如下图所示。X中形成氢键有利于Zn2+的萃取,中心原子周围形成4个共价键,下图画出了X的部分结构,请将X的结构在下图基础上补充完整_______(用→标出配位键,用…标出氢键)。
(8)从平衡移动的角度解释CO2能提高有机溶液中X含量的原因:_______。
15. LiFePO4和FePO4可以作为锂离子电池的正极材料。
(1)LiFePO4的制备。将LiOH(强碱)加入煮沸过的蒸馏水配成溶液,在氮气的氛围中,将一定量的(NH4)2Fe(SO4 )2溶液与H3PO4、LiOH溶液中的一种混合,加入图1的三颈烧瓶中,在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加剩余的另一种溶液,充分反应后,过滤,洗涤,干燥,得到粗产品。
①滴液漏斗中的放的溶液是_______溶液(填溶质的化学式)。
②(NH4)2Fe(SO4)2与H3PO4、LiOH反应得到LiFePO4和NH4HSO4 ,该反应的离子方程式为_______。已知Ka(HSO)=1.0×10-2。
③在氮气氛围下,粗产品经150℃干燥、高温焙烧,即可得到锂离子电池的正极材料。焙烧时常向其中加入少量活性炭黑,其主要目的是_______。
(2)FePO4的制备。取一定量比例的铁粉、浓磷酸、水放入容器中,加热充分反应,向反应后的溶液中加入一定量H2O2,同时加入适量水调节pH,静置后过滤,洗涤,得到FePO4·2H2O,高温煅烧FePO4·2H2O,即可得到FePO4。
①其他条件不变时,磷酸与水的混合比例对铁粉溶解速率的影响如图2所示。
当时,随着水的比例增加,铁粉溶解速率增大幅度不大的原因是_______。
②上述制备过程中,为使反应过程中的Fe2+完全被H2O2氧化,下列操作控制不能达到目的的是_______(填序号)。
a.用Ca(OH)2调节溶液pH=7 b.加热,使反应在较高温度下进行
c.缓慢滴加H2O2溶液并搅拌 d.加入适当过量的H2O2溶液
③测定产物样品中铁元素的质量分数,主要步骤如下:
i.取a g样品,加入过量盐酸充分溶解,再滴加SnCl2(还原剂)至溶液呈浅黄色;
ii.加入TiCl3,恰好将i中残余的少量Fe3+还原为Fe2+;
ⅲ.用c ml·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+,平行滴定三次,平均消耗K2Cr2O7标准溶液V mL
产物中铁元素的质量分数为_______。(写出计算过程)
16. 硫酸羟胺是一种重要的化工原料,呈白色粉末状,可溶于水。一种利用氨法烟气脱硫中生成的亚硫酸氢铵制备环己酮肟的过程如下:
已知:①环己酮()和羟胺反应生成环己酮肟()称为肟化反应;
②环己酮肟能溶于水,难溶于浓溶液。
(1)“反应”中生成,若,写出该反应的离子方程式__________。
(2)浓缩的目的有:①防止在后续蒸发浓缩制硫酸铵时耗能过多;②__________;③__________。
(3)“肟化反应”中还需通入气体X,写出X的化学式:__________。
(4)“分离”的操作名称为:__________。
(5)环己酮肟在酸性条件下水解可实现脱肟。实验小组利用题图装置进行环己酮肟的脱肟并制备硫酸羟胺。补充完整制取硫酸羟胺的实验方案:在三颈烧瓶中分别加入一定量环己酮肟、蒸馏水和硫酸,__________,萃取相经气相色谱分析环己酮肟的转化率较高后,__________,即可得到硫酸羟胺粗品。(实验中需要使用的试剂、仪器:甲苯、溶液、蒸馏水、pH计)
17. 目前水体中主要污染物有氨氮、硝氮、重金属、有机物等,而部分重金属如铅(Pb)易形成溶解度较大的配合物,如何高效处理这些污染物便成为了研究的热点。
(1)实验室内通常使用覆盖硫磺的方法使得Hg转化为无毒的HgS。
①写出该反应的化学方程式:_______。
②该反应几乎在瞬间就可以反应完全。相比之下比汞活泼的铁与硫磺发生类似反应则十分困难:只有在加热的条件下才可以发生化合生成FeS。请合理推测以上反常现象出现的原因:_______。
③HgS是溶解度最小的硫化物。实验室常用王水来溶解HgS。已知+2价的汞易形成4配位的配离子,且反应过程中会产生一种极易被氧化为另一种红棕色气体的无色无味气体和一种淡黄色的沉淀。给出反应的离子方程式:_______。
(2)某科研课题组设想的一种利用光化学催化同时处理水体中硝氮、重金属、有机物(以CH2O表示)污染物的反应机理如下图所示。
(提示:在催化剂表面只有电子积累到一定密度时Pb2+和NO的还原反应才会发生)
①实际应用过程中,发现随着反应的进行,催化剂活性逐渐下降,不考虑光照强度的变化,请解释催化剂活性逐渐下降可能的原因:_______;
②若处理过程中向水体中加入大量氨氮,研究发现单位时间内Pb2+的去除率先迅速下降后缓慢上升(如下图所示),试解释上述现象出现的原因:_______。
选项
探究目的
实验方案
A
溶液发生了水解反应
向溶液中滴加少量溶液,观察现象(已知:为黄色沉淀)
B
酸性:
向溶液中通入气体,观察现象
C
在浓KI溶液中的溶解能力大于在中的溶解能力
向的溶液中加入等体积浓KI溶液,振荡,观察现象
D
中含有Fe(II)
将溶于盐酸所得溶液浓缩后,滴入酸性溶液,观察溶液颜色的变化
难溶电解质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Zn(OH)2
Ksp
4.9×10-17
2.8×10-39
1.0×10-33
3.0×10-17
金属阳离子
Zn2+
Fe3+和Fe2+
Al3+
浓度(ml。L-1)
0.3
0.1
0.1
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