开封市2025-2026学年高三下学期一模考试化学试题(含答案解析)
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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、下列方案设计能达到实验目的的是
A.AB.BC.CD.D
2、下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
A.AB.BC.CD.D
3、如图是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在反应过程中的反应速率v与时间(t)的关系曲线,下列说法错误的是( )
A.t1时,正方向速率大于逆反应速率
B.t2时,反应体系中NH3的浓度达到最大值
C.t2﹣t3时间段,正反应速率等于逆反应速率
D.t2﹣t3时间段,各物质的浓度相等且不再发生变化
4、下列物质的检验,其结论一定正确的是 ( )
A.向某溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入HNO3后,白色沉淀不溶解,也无其他现象,说明原溶液中一定含有SO42—
B.向某溶液中加盐酸产生无色气体,该气体能使澄清的石灰水变浑浊,说明该溶液中一定含有CO32— 或SO32—
C.取少量久置的Na2SO3样品于试管中加水溶解,再加足量盐酸酸化,然后加BaCl2溶液,若加HCl时有气体产生,加BaCl2时有白色沉淀产生,说明Na2SO3样品已部分被氧化
D.将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,该气体一定是SO2
5、某温度下,容积一定的密闭容器中进行可逆反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s) + Q,下列叙述正确的是
A.加入少量W,υ(逆)增大B.压强不变时,反应达到平衡状态
C.升高温度,υ(逆)、υ(正)都增大D.平衡后加入X,方程式中的Q增大
6、某次硫酸铜晶体结晶水含量的测定实验中,相对误差为+2.7%,其原因不可能是( )
A.实验时坩埚未完全干燥B.加热后固体未放入干燥器中冷却
C.加热过程中晶体有少量溅失D.加热后固体颜色有少量变黑
7、已知:CH3CH(OH)CH2CHCH3CH=CHCH3+H2O,下列有关说法正确的是
A.CH3CH=CHCH3分子中所有碳原子不可能处于同一平面
B.CH3CH=CHCH3和HBr加成产物的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
C.CH3CH(OH)CH2CH3与乙二醇、丙三醇互为同系物
D.CH3CH(OH)CH2CH3、CH3CH=CHCH3均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
8、2019年诺贝尔化学奖授予美国科学家约翰•古迪纳夫、斯坦利•惠廷厄姆和日本科学家吉野彰,以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的贡献。近日,有化学家描绘出了一种使用DMSO(二甲亚砜)作为电解液,并用多孔的黄金作为电极的锂—空气电池的实验模型,该电池放电时在多孔的黄金上氧分子与锂离子反应,形成过氧化锂,其装置图如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.DMSO电解液能传递Li+和电子,不能换成水溶液
B.该电池放电时每消耗2mlO2,转移4ml电子
C.给该锂—空气电池充电时,金属锂接电源的正极
D.多孔的黄金为电池正极,电极反应式可能为O2+4e-=2O2-
9、下列实验操作、现象和结论均正确的是
A.AB.BC.CD.D
10、2018年是“2025中国制造”启动年,而化学与生活、人类生产、社会可持续发展密切相关,下列有关化学知识的说法错误的是
A.高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路”
B.我国发射“嫦娥三号”卫星所使用的碳纤维,是一种非金属材料
C.用聚氯乙烯代替木材,生产快餐盒,以减少木材的使用
D.碳纳米管表面积大,可用作新型储氢材料
11、在太空中发现迄今已知最大钻石 直径4000公里,重达100亿万亿万亿克拉。下列关于金刚石的叙述说法正确的是:( )
A.含1mlC的金刚石中的共价键为4ml
B.金刚石和石墨是同分异构体
C.C(石墨)C(金刚石) △H=+1.9KJ/ml,说明金刚石比石墨稳定
D.石墨转化为金刚石是化学变化
12、如图为某漂白剂的结构。已知:W、Y、Z是不同周期、不同主族的短周期元素,W、Y、Z原子最外层电子数之和等于X原子最外层电子数,W、X对应的简单离子核外电子排布相同。下列叙述错误的是( )
A.W、X对应的简单离子的半径:X>W
B.电解W的氯化物水溶液可以制得W单质
C.实验室可用X和Z形成的某种化合物制取单质X
D.25℃时,Y的最高价氧化物对应水化物的钠盐溶液pH大于7
13、X、Y、Z、W为原子序数递增的四种短周期元素,其中Z为金属元素,X、W为同一主族元素,Y是地壳中含量最高的元素。X、Z、W分别与Y形成的最高价化合物为甲、乙、丙。结合如图转化关系,下列判断错误的是
A.反应③为工业制粗硅的原理
B.Z位于元素周期表第三周期ⅡA族
C.4种元素的原子中,Y原子的半径最小
D.工业上通过电解乙来制取Z
14、在2019年9月25日,北京大兴国际机场正式投运。下列说法不正确的是
A.机场航站楼使用的玻璃为无机非金属材料
B.机场航站楼使用的隔震支座由橡胶和钢板相互粘结而成,属于新型无机材料
C.机场航站楼采用的钢铁属于合金材料
D.机场高速采用了新型自融冰雪路面技术,减少了常规融雪剂使用对环境和桥梁结构所造成的破坏
15、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.足量Zn与一定量的浓硫酸反应产生22.4L气体时,转移的电子数为2NA
B.5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O反应中,生成28gN2时,转移的电子数目为4NA
C.过量的铁在1ml Cl2中然烧,最终转移电子数为2NA
D.由2H和18O所组成的水11 g,其中所含的中子数为4NA
16、火山爆发产生的气体中含有少量的羰基硫(分子式是:COS),已知羰基硫分子结构与CO2类似,有关说法正确的是( )
A.羰基硫是电解质
B.羰基硫分子的电子式为:
C.C、O、S三个原子中半径最小的是C
D.羰基硫分子为非极性分子
17、某同学利用下图装置探究SO2的性质。
下列有关反应的方程式,不正确的是( )
A.①中溶液显红色的原因: CO32-+ H2O HCO3-+ OH-
B.①中溶液红色褪去的原因:2SO2 + CO32-+ H2O == CO2+ 2HSO3-
C.②中溶液显黄绿色的原因:Cl2+ H2O == HCl + HClO
D.②中溶液黄绿色褪去的原因:SO2+ Cl2 + 2H2O == H2SO4 + 2HCl
18、某兴趣小组为研究碳酸钠水解平衡与温度的关系,用数字试验系统测定一定浓度碳酸钠溶液的pH与温度的关系,得到曲线如图,下列分析不合理的是( )
A.碳酸钠水解是吸热反应
B.ab段说明水解平衡向右移动
C.bc段说明水解平衡向左移动
D.水的电离平衡也对pH产生影响
19、吗替麦考酚酯主要用于预防同种异体的器官排斥反应,其结构简式如下图所示。
下列说法正确的是
A.吗替麦考酚酯的分子式为C23H30O7N
B.吗替麦考酚酯可发生加成、取代、消去反应
C.吗替麦考酚酯分子中所有碳原子一定处于同一平面
D.1ml吗替麦考酚酯与NaOH溶液充分反应最多消耗3ml NaOH反应
20、25℃时,关于某酸(用H2A表示)下列说法中,不正确的是( )
A.pH=a的Na2A溶液中,由水电离产生的c(OH-)=10a-14
B.将pH=a的H2A稀释为pH=a+l的过程中,c(H2A)/c(H+)减小,则H2A为弱酸
C.测NaHA溶液的pH,若pH>7,则H2A是弱酸;若pHc(OH-)>c(F-)>c(H+),则c一定小于0.1
22、用类推的方法可能会得出错误结论,因此推出的结论要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列推论中正确的是( )
A.Na失火不能用灭火,K失火也不能用灭火
B.工业上电解熔融制取金属镁,也可以用电解熔融的方法制取金属铝
C.Al与S直接化合可以得到与S直接化合也可以得到
D.可以写成也可写成
二、非选择题(共84分)
23、(14分)如图中A~J分别代表相关反应中的一种物质,已知A分解得到等物质的量的B、C、D,已知B、D为常温下的气态化合物,C为常温下的液态化合物,F为黑色固体单质,I为红棕色气体。图中有部分生成物未标出。请填写以下空白:
(1)A的化学式为___,C的电子式为___;
(2)写出下列反应的化学方程式:
D+G→H___;
F+J→B+C+I____;
(3)2mlNa2O2与足量C反应转移电子的物质的量为___ml;
(4)I与足量C生成J的过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___;
(5)容积为10mL的试管中充满I和G的混合气体,倒立于盛水的水槽中,水全部充满试管,则原混合气体中 I与G的体积之比为___。
24、(12分)某杀菌药物M的合成路线如下图所示。
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称是_______________。B→C的反应类型是__________________。
(2)B的分子式为________________________。
(3)C→D的化学方程式为__________________________。
(4)F的结构简式为___________________________。
(5)符合下列条件的C的同分异构体共有____________种(不考虑立体异构);
①能发生水解反应;②能与FeCl3溶液发生显色反应。
其中核磁共振氢谱为4组峰的结构简式为_______________(任写一种)。
(6)请以和CH3CH2OH为原料,设计制备有机化合物的合成路线(无机试剂任选)_______________。
25、(12分)亚硝酸钠(NaNO2)是一种常用的食品添加剂,使用时需严格控制用量。实验室以2NO+Na2O2=2NaNO2为原理,利用下列装置制取NaNO2(夹持和加热仪器略)。
已知:①酸性KMnO4溶液可将NO及NO2-氧化为NO3-,MnO4-被还原为Mn2+。
②HNO2具有不稳定性:2HNO2=NO2↑+NO↑+H2O。
回答下列问题:
(1)按气流方向连接仪器接口______________(填接口字母)。
(2)实验过程中C装置内观察到的现象是___________________________。
(3)Na2O2充分反应后,测定NaNO2含量:称取反应后B中固体样品3.45g溶于蒸馏水,冷却后用0.50ml· L-1酸性KMnO4标准液滴定。重复三次,标准液平均用量为20.00mL。
①该测定实验需要用到下列仪器中的___________(填序号)。
a.锥形瓶 b.容量瓶 c.胶头滴管 d.酸式滴定管 e.碱式滴定管 f.玻璃棒
②假定其他物质不与KMnO4反应,则固体样品中NaNO2的纯度为____%。
③实验得到NaNO2的含量明显偏低,分析样品中含有的主要杂质为_____(填化学式)。为提高产品含量,对实验装置的改进是在B装置之前加装盛有_____(填药品名称)的______(填仪器名称)。
(4)设计一个实验方案证明酸性条件下NaNO2具有氧化性________________________。
(提供的试剂:0.10ml·L-1NaNO2溶液、KMnO4溶液、0.10ml·L-1KI溶液、淀粉溶液、稀硝酸、稀硫酸)
26、(10分)以铬铁矿(含FeO·Cr2O3、Al2O3、SiO2等)为原料制备二草酸铬钾的实验步骤如图:
回答下列问题:
(1)“熔融”的装置如图,坩埚W的材质可以是________(填“铁”“陶瓷”或“玻璃”);FeO·Cr2O3与KClO3及Na2CO3发生反应,生成Fe2O3、KCl、Na2CrO4和CO2的化学方程式为_______________。
(2)熔融后的固体中含Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3、NaAlO2、KCl等,步骤①的具体步骤为水浸,过滤,调pH为7~8,加热煮沸半小时,趁热过滤。第一次过滤滤渣中的主要成分为________,“调pH为7~8,加热煮沸半小时”的目的是__________。
(3)步骤②需加入酸,则加入稀硫酸时发生反应的离子方程式为________。
(4)步骤④包含的具体操作有____,经干燥得到K2Cr2O7晶体。(有关物质的溶解度曲线如图所示)
(5)步骤⑤需往两种固体混合物中加入一滴水及少量酒精研磨,所用的硅酸盐质仪器的名称是________。
(6)采用热重分析法测定K[Cr(C2O4)2]·nH2O样品所含结晶水数目,将样品加热到80℃时,失掉全部结晶水,失重16.8%。K[Cr(C2O4)2]·nH2O晶体中n=____。
27、(12分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)可作为贮存水果的保鲜剂。现欲制备焦亚硫酸钠并探究其部分化学性质。
Ⅰ.制备Na2S2O5
可用试剂:饱和Na2SO3溶液、浓NaOH溶液、浓H2SO4、苯、Na2SO3固体(试剂不重复使用)。
焦亚硫酸钠的析出原理:2NaHSO3(饱和溶液)=Na2S2O5(晶体)+H2O(l)
(1)如图装置中仪器A的名称是___。A中发生反应的化学方程式为___。仪器E的作用是___。
(2)F中盛装的试剂是___。
Ⅱ.探究Na2S2O5的还原性
(3)取少量Na2S2O5晶体于试管中,滴加1mL2ml/L酸性KMnO4溶液,剧烈反应,溶液紫红色很快褪去。反应的离子方程式为___。食品级焦亚硫酸钠可作为贮存水果保鲜剂的化学原理是防止食品___。
Ⅲ.测定Na2S2O5样品的纯度。
(4)将10.0gNa2S2O5样品溶解在蒸馏水中配制100mL溶液,取其中10.00mL加入过量的的酸性高锰酸钾溶液,充分反应后,用0.2500ml/L的Na2SO3标准液滴定至终点,消耗Na2SO3溶液20.00mL,Na2S2O5样品的纯度为___%(保留一位小数),若在滴定终点时,俯视读数Na2SO3标准液的体积,会导致Na2S2O5样品的纯度___。(填“偏高”、“偏低”)
28、(14分)对烟道气中进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。
I. 还原法
(1)一定条件下,由和反应生成和的能量变化如图所示,每生成,该反应__________(填“放出”或“吸收”)的热量为____________。
(2)在绝热恒容的密闭容器中,进行反应:,该反应的平衡常数表达式为_______________________,对此反应下列说法正确的是_________。
a.若混合气体密度保持不变,则已达平衡状态
b.从反应开始到平衡,容器内气体的压强保持不变
c.达平衡后若再充入一定量,平衡常数保持不变
d.分离出,正、逆反应速率均保持不变
(3)向恒温恒容密闭容器中通入和,分别进行三组实验。在不同条件下发生反应:,反应体系总压强随时间的变化曲线如图所示,则三组实验温度的大小关系是____________(填“”、“”或“”);实验从反应开始至平衡时,反应速率______________。
II.溶液吸收法
常温下,用溶液吸收的过程中,溶液随吸收物质的量的变化曲线如图所示。
(4)常温下,的二级电离平衡常数的数值为_________________。
29、(10分)含有K2Cr2O7的废水具有较强的毒性,工业上常用钡盐沉淀法处理含有K2Cr2O7的废水并回收重铬酸,具体的流程如下:
已知:CaCr2O7、BaCr2O7易溶于水,其它几种盐在常温下的溶度积常数如下表所示。
(1)用离子方程式表示K2Cr2O7溶液中同时存在K2CrO4的原因(将离子方程式补充完整):
+__________=+__________。____________
(2)向滤液1中加入BaCl2·2H2O的目的,是使从溶液中沉淀出来。
①结合上述流程说明熟石灰的作用:__________。
②结合表中数据,说明选用Ba2+而不选用Ca2+处理废水的理由:__________。
③研究温度对沉淀效率的影响。实验结果如下:在相同的时间间隔内,不同温度下的沉淀率,如下图所示。
已知:BaCrO4(s) Ba2+(aq)+ΔH>0
的沉淀效率随温度变化的原因是__________。
(3)向固体2中加入硫酸,回收重铬酸。
①硫酸浓度对重铬酸的回收率如下图所示。结合化学平衡移动原理,解释使用0.450ml/L的硫酸时,重铬酸的回收率明显高于使用0.225ml/L的硫酸的原因:__________。
②回收重铬酸的原理如图所示。当硫酸浓度高于0.450ml/L时,重铬酸的回收率没有明显变化,其原因是__________。
(4)综上所述,沉淀BaCrO4并进一步回收重铬酸的效果与__________有关。
参考答案
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、A
【解析】
A、淀粉水解时要用硫酸作催化剂,要先用NaOH将混合液中和至弱碱性或中性,再用新制氢氧化铜悬浊液检验,故A正确;
B、实验的原理方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,题中高锰酸钾过量,应设计成:高锰酸钾的物质的量相同,浓度不同的草酸溶液,且草酸要过量,探究反应物浓度对该反应速率的影响,故B错误;
C、要证明甲烷与氯气发生了取代反应,因有氯化氢生成,不能通过体积变化就断定发生取代反应,故C错误;
D、验证Ksp[Cu(OH)2]7,说明HA-在溶液中水解,则H2A是弱酸;若pH0.1时,混合溶液中溶质为NaF、HF时,溶液可能呈中性,结合电荷守恒得c(Na+)=c(F-),C正确;
D. 若c≥0.1时,在刚开始滴加时,溶液为NaOH、NaF的混合物。且n(NaOH)>n(NaF),微粒的物质的量浓度存在关系:c(Na+)>c(OH-)>c(F-)>c(H+),所以c不一定小于0.1,D错误;
故合理选项是D。
本题考查酸碱混合溶液定性判断及离子浓度大小比较,易错选项是B,大部分往往只根据弱电解质电离为吸热反应来判断导致错误,题目侧重考查学生分析判断能力,注意题给信息的正确、灵活运用。
22、A
【解析】A、K性质比Na更活泼,还原性更强,与氧气反应生成过氧化钾和超氧化钾,能与CO2反应生成氧气助燃,所以K失火不能用CO2灭火,故A正确;B、AlCl3属于共价化合物熔融不导电,工业上是用电解熔解Al2O3的方法制取金属铝,故B错误;C、S的氧化性较弱,与Fe反应生成FeS,故C错误;D、Pb的化合价为+2价、+4价,不存在+3价,Pb3O4可表示为2PbO•PbO2,故D错误;故选A。
点睛:本题考查无机物的性质。本题虽然考查类比规律,但把握物质的性质是解答该题的关键。本题的易错点是D,注意铁和铅元素的常见化合价的不同。
二、非选择题(共84分)
23、NH4HCO3 4NH3+5O24NO+6H2O C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O 2 1:2 4:1
【解析】
A受热能分解,分解得到等物质的量的B、C、D,且A与碱反应生成D,则A为酸式盐或铵盐,B、D为常温下的气态化合物,C为常温下的液态化合物,C能和过氧化钠反应,则C为水,镁条能在B中燃烧,则B为二氧化碳或氧气,因为A受热分解生成B、C、D,则B为二氧化碳,水和过氧化钠反应生成NaOH和O2,D能在催化剂条件下与G反应生成H,则D是NH3,G是O2,H是NO,I是NO2,J是HNO3,镁和二氧化碳反应生成氧化镁和碳,C和浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,则E是MgO,F是C,通过以上分析知,A为NH4HCO3,以此解答该题。
【详解】
(1) 、A为NH4HCO3,C为水,C的电子式为;
故答案为NH4HCO3;;
(2) 、D为NH3,G是O2,H是NO ,则D+G→H的反应为:4NH3+5O24NO+6H2O;F是C,J是HNO3,则F+J- →B+C+I的反应为:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;
故答案为4NH3+5O24NO+6H2O;C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(3)、Na2O2与足量水反应的方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,氧由-1价升高为0价,由-1价降低为-2价,则2mlNa2O2与足量C反应转移电子的物质的量为2ml,;
故答案为2;
(4)、由3NO2+ H2O=2HNO3+NO可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2;
故答案为1:2;
(5)、容积为10mL的试管中充满NO2和O2的混合气体,倒立于盛水的水槽中,水全部充满试管,则发生的反应为4NO2+2H2O+O2=4HNO3,根据反应方程式可知原混合气体中NO2与O2体积比为4: 1,所以10mL混合气体中NO2和O2的体积分别为8mL和2mL,
故答案为4:1。
24、羟基 取代反应 C7H6O3 +HNO3+H2O 19 或 CH3CH2OHCH2=CH2
【解析】
本题主要采用逆推法,通过分析C的结构可知B()与CH3I发生取代反应生成C;分析B()的结构可知A()与CH2Cl2发生取代反应生成B;C()在浓硫酸、浓硝酸条件下发生硝化反应生成D,D在Fe+HCl条件下,-NO2还原为-NH2,根据M中肽键的存在,可知E与F发生分子间脱水生成M;分析M的结构,可知E为,F为;根据E()可知D为。
【详解】
(1)根据上面分析可知A()中官能团的名称是羟基。B→C的反应类型是取代反应;答案:羟基 取代反应
(2)B()的分子式为C7H6O3;答案:C7H6O3。
(3)C()在浓硫酸、浓硝酸条件下发生硝化反应生成D,化学方程式为+HNO3+H2O;
答案:+HNO3+H2O
(4)根据上面分析可知F的结构简式为;答案:
(5)符合下列条件的C()的同分异构体:①能发生水解反应,说明必有酯基;②能与FeCl3溶液发生显色反应,说明必有酚羟基;符合条件的有苯环外面三个官能团:HCOO-、-CH3、-OH,符合条件的共有10种;苯环外面两个官能团:-OH、-COOCH3,符合条件的共有3种;苯环外面两个官能团:-OH、-OOCCH3,符合条件的共有3种;-CH2OOCH、-OH,符合条件的共有3种;因此同分异构体共19种,其中核磁共振氢谱只有4组峰的结构肯定对称,符合条件的结构简式为或;
答案:19 或
(6)逆推法:根据题干A生成B的信息可知:的生成应该是与一定条件下发生取代反应生成;可以利用乙烯与溴水加成反应生成,乙烯可由乙醇消去反应生成,据此设计合成路线为;答案:。
25、aedbc(或cb)f 固体逐渐溶解,溶液变为蓝色,有无色气泡产生 adf 50% Na2CO3、NaOH 碱石灰(或氢氧化钠固体) 干燥管(或U形管) 取少量KI溶液和NaNO2溶液于试管,滴加几滴淀粉溶液不变色,然后滴加一定量稀硫酸,溶液变蓝,证明酸性条件下NaNO2具有氧化性(或取少量KI溶液和稀硫酸于试管,然后滴加几滴淀粉溶液不变色,滴加NaNO2溶液,溶液变为蓝色,证明酸性条件下NaNO2具有氧化性)
【解析】
本题表面考查了2NO+Na2O2=2NaNO2,该反应是陌生反应,但实际主要以基础知识为主,例如NO、Na2O2,NO2-等性质,本题综合性强,难度偏大。
【详解】
(1)A中浓硝酸与炭反应生成NO2,NO2通入C装置可产生NO,因而按气流方向连接仪器接口aed,注意长进短出,然后NO和B中Na2O2反应,最后D为除杂装置,因而后续连接顺序为bc(或cb)f,该处答案为aedbc(或cb)f;
(2)NO2与水反应可得稀硝酸和NO,稀硝酸(包含挥发的硝酸)与Cu反应得到硝酸铜和NO,NO为无色气体,因而C中现象为固体逐渐溶解,溶液变为蓝色,有无色气泡产生;
(3)①酸性KMnO4标准液有腐蚀性,因而选用酸式滴定管,锥形瓶盛放待测液,玻璃棒溶解和转移固体,因而选adf;
②高锰酸钾与亚硝酸钠的离子方程式为2MnO4-+5NO2-+6H+=2Mn2++5NO3-+3H2O,n(NO2-)=ml=0.025ml,m(NaNO2)=0.025ml×69g/ml=1.725g,则固体样品中NaNO2的纯度为×100%=50%;
③碳和浓硝酸反应得到CO2,同时C中会有水蒸气进入B中,CO2和水分别与Na2O2反应得到Na2CO3、NaOH,样品中含有的主要杂质为Na2CO3、NaOH,同时除去CO2和H2O,可使用碱石灰(或氢氧化钠固体),该药品可装在干燥管内或U形管中;
(4)要想证明酸性条件下NaNO2具有氧化性,需要选用合适的还原剂(如KI溶液)与之反应,并且能够观察到明显的反应现象(如淀粉遇碘变蓝),根据提供的试剂可选用0.10ml·L-1NaNO2溶液、0.10ml·L-1KI溶液、淀粉溶液、稀硫酸,注意用稀硫酸酸化,稀硝酸有强氧化性干扰实验。因而实验过程为取少量KI溶液和NaNO2溶液于试管,滴加几滴淀粉溶液不变色,然后滴加一定量稀硫酸,溶液变蓝,证明酸性条件下NaNO2具有氧化性(或取少量KI溶液和稀硫酸于试管,然后滴加几滴淀粉溶液不变色,滴加NaNO2溶液,溶液变为蓝色,证明酸性条件下NaNO2具有氧化性)。
26、铁 Fe2O3、Fe(OH)3 使AlO2-、SiO32-水解为Al(OH)3和H2SiO3,过滤除去 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 加热浓缩、冷却结晶、过滤并洗涤 研钵 3
【解析】
铬铁矿(含FeO·Cr2O3、Al2O3、SiO2等),与KClO3 及NaOH、Na2CO3发生反应,熔融后的固体中含Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3、NaAlO2、KCl及NaFeO2 等,主要的反应为:,水浸,过滤,调pH为7-8,加热煮沸半小时,趁热过滤,除去不溶的Fe2O3以及反应NaFeO2+2H2O═Fe(OH)3↓+NaOH生成的Fe(OH)3沉淀,滤液含有Na2CrO4、Na2SiO3、NaAlO2、KCl及等,再调节pH除去Na2SiO3、NaAlO2,得到含有Na2CrO4、KCl的溶液,加入稀硫酸发生反应:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,加入KCl,Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤并洗涤沉淀得到K2Cr2O7,加入草酸晶体和无水乙醇得到产品K[Cr(C2O4)2]·nH2O。
(1)高温下陶瓷或玻璃中的SiO2会与NaOH及Na2CO3发生反应;由流程分析可知6FeO•Cr2O3、Na2CO3和KClO3在加热条件下生成Na2CrO4、Fe2O3、KCl和CO2,结合质量守恒写出发生反应的化学方程式;
(2)熔渣中的Fe2O3和生成的Fe(OH)3均不溶于水;根据盐的水解反应是吸热反应,从平衡移动角度分析;
(3)根据流程,酸化时,CrO42-→Cr2O72-,结合电荷守恒和原子守恒写出发生反应的离子方程式;
(4)根据溶解度随温度变化情况,选择结晶方法;
(5)结合常用仪器的性能判断;
(6)根据K[Cr(C2O4)2]·nH2O中水的质量分析为16.8%,即=0.168计算。
【详解】
(1)高温下陶瓷或玻璃仪器中的SiO2会与NaOH及Na2CO3发生反应,因此应选用铁坩埚;
由流程中的产物及已知条件可知反应方程式为;
(2)根据分析第一次过滤的滤渣为熔渣中的Fe2O3以及反应NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH生成的Fe(OH)3;由于NaAlO2、Na2SiO3是强碱弱酸盐,在溶液中存在水解平衡,水解产生Al(OH)3、H2SiO3,由于盐的水解反应是吸热反应,根据温度对盐的水解的影响,“调pH为7-8,加热煮沸半小时”的目的是使AlO2-、SiO32-水解为Al(OH)3和H2SiO3,过滤除去;
(3)根据流程,酸化时,CrO42-→Cr2O72-,结合电荷守恒和原子守恒,可得发生反应的离子方程式2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O;
(4)依据溶解度曲线,步骤④包含的操作有蒸发浓缩、冷却结晶,过滤并洗涤,经干燥得到K2Cr2O7晶体;
(5)实验室研磨固体时,所用硅酸盐质仪器为研钵;
(6) K[Cr(C2O4)2]·nH2O的相对分子质量为267+18n,由题意知=0.168,解得n=3。
本题考查学生对工艺流程的理解、阅读题目获取信息能力、物质推断、化学用语、化学计算、氧化还原反应等,需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识、信息进行解决问题的能力。
27、三颈烧瓶 Na2SO3+H2SO4=H2O+SO2↑+Na2SO4 防倒吸 浓NaOH溶液 5S2O52-+4MnO4-+2H+=10SO42-+4Mn2++H2O 氧化变质 95.0 偏高
【解析】
A三颈烧瓶中制备二氧化硫,发生Na2SO3+H2SO4=H2O+SO2↑+Na2SO4,生成的二氧化硫通入D装置,发生Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3,2NaHSO3(饱和溶液)=Na2S2O5(晶体)+H2O(l),仪器E的作用是防倒吸,F吸收尾气。据此解答。
【详解】
Ⅰ(1)装置中仪器A的名称是三颈烧瓶。A中发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=H2O+SO2↑+Na2SO4。二氧化硫易溶于水,仪器E的作用是防倒吸。
故答案为:三颈烧瓶;Na2SO3+H2SO4=H2O+SO2+Na2SO4;防倒吸;
(2)二氧化硫有毒,排到空气中会污染空气,SO2是酸性氧化物,可用碱溶液吸收,题干中只提供了一种试剂--浓NaOH溶液,F中盛装的试剂是浓NaOH溶液。
故答案为:浓NaOH溶液;
Ⅱ.(3)取少量Na2S2O5晶体于试管中,滴加1mL2ml/L酸性KMnO4溶液,剧烈反应,溶液紫红色很快褪去,说明MnO4-将S2O52-氧化生成硫酸根离子。反应的离子方程式为5S2O52-+4MnO4-+2H+=10SO42-+4Mn2++H2O。食品级焦亚硫酸钠可作为贮存水果保鲜剂的化学原理是:利用焦亚硫酸钠的还原性,防止食品氧化变质。
故答案为:5S2O5-+4MnO4-+2H+=10SO42-+4Mn2++H2O;氧化变质;
Ⅲ.(4)由关系式:5SO32-~2MnO4-,用0.2500ml/L的Na2SO3标准液滴定至终点,消耗Na2SO3溶液20.00mL,剩余的n(MnO4-)= ×0.2500ml/L×20.00×10-3L=2.000×10-3ml,再由5S2O52-+4MnO4-+2H+=10SO42-+4Mn2++H2O得:Na2S2O5样品的纯度为= ×100%=95.0%;若在滴定终点时,俯视读数Na2SO3标准液的体积,使Na2SO3标准液的体积偏低,算出的剩余高锰酸钾偏低,与Na2S2O5样品反应的高锰酸钾偏高,会导致Na2S2O5样品的纯度偏高;
故答案为:95.0;偏高。
28、放出 135kJ K= ad = < 6.25×10-3ml/(L•min); 10-7.3
【解析】
(1)根据图象分析,反应物总能量高于生成物总能量,则反应为放热反应,正、逆反应活化能之差为反应放出的热量;
(2)气相为主的反应中,固体物质的浓度不变,根据平衡常数含义列出平衡常数表达式,结合常用判断化学平衡的方法判断化学反应是否达到平衡,据此逐项分析;
(3)反应为放热反应,反应前后气体物质的量减小,体系压强减小,体系a和体系b反应起始时和平衡时的压强都相等,则二者平衡常数相同,对于一定质量的气体来说,等于衡量,据此分析b和c的体系温度高低,根据化学反应速率定义计算SO2的平均反应速率;
(4)H2SO3的一级电离平衡为:H2SO3H++HSO3-,二级电离平衡为:HSO3-H++SO32-,根据Na2SO3溶液吸收SO2的过程中,溶液pH随吸收SO2物质的量的变化曲线计算H2SO3的二级电离平衡常数。
【详解】
(1)根据图象分析,反应物的总能量比生成物总能量高,反应发生时多余的能量会释放出来,因此该反应的正反应为放热反应,正、逆反应的活化能之差为反应放出的热量,活化能的差值为270kJ/ml,由于反应产生的S质量为16g,其物质的量为16g÷32g/ml=0.5ml,所以反应放出的热量为:270kJ/ml×0.5ml=135kJ;
(2)根据平衡常数的含义,可知该反应的平衡常数表达式为K=。
a.混合气体密度为ρ=,恒容容器容积V不变,反应前后气体的质量发生改变,则当反应到达平衡时,气体总质量m不变,因此若混合气体密度不变,说明反应已经达到平衡状态,a正确;
b.反应达到平衡前后,气体总物质的量发生改变,体系压强改变,b错误;
c.达平衡后若再充入一定量CO2,使化学平衡逆向移动,由于反应在绝热容器中进行,反应逆向移动会产生热量变化,导致体系温度发生改变,化学平衡常数改变,c错误;
d.分离出S,由于S是固体,浓度不变,因此改变其物质的量,不影响化学平衡,因此正、逆反应速率均保持不变,d正确;
故合理选项是ad;
(3)体系a和体系b反应起始时和平衡时的压强都相等,则二者平衡常数相同,体系a和体系b的温度相等,根据等于衡量,可知初始时刻压强c>b,则实验温度c>b,因此三组实验温度的关系是a=b<c;实验a从反应开始至平衡时,压强由160kPa改变至120kPa,设反应过程转化了xmlSO2,由等于衡量可知,气体的压强与气体的体积(即总物质的量)成正比,所以有,,解得x=0.75ml,则反应速率v(SO2)==6.25×10-3ml/(L•min);
(4)H2SO3的一级电离平衡为:H2SO3H++HSO3-,二级电离平衡为:HSO3-H++SO32-,根据Na2SO3溶液吸收SO2的过程中,溶液pH随吸收SO2物质的量的变化曲线分析,H2SO3的二级电离平衡和SO32-的一级水解平衡相关,未通入SO2时,Na2SO3溶液的pH为10.6,则溶液中c(OH-)=10-3.4ml/L,忽略SO32-的二级水解,则溶液中c(HSO3-)=c(OH-)=10-3.4ml/L,300mL1.0ml/LNa2SO3溶液的浓度为1.0ml/L,平衡时c(SO32-)=1.0ml/L-10-3.4ml/L≈1.0ml/L,则水解平衡常数为Kh==10-6.7,H2SO3的二级电离平衡常数Ka2===10-7.3。
本题考查化学反应的焓变、化学反应速率、化学平衡状态的判断及平衡移动,化学平衡常数表达式的书写与计算等知识,注意最后一小题中水解平衡常数、电离平衡常数与水的离子积之间的关系,试题难度不大。
29、1 H2O 2 2 H+沉淀;调节溶液pH,使转化为而沉淀BaCrO4比CaCrO4更难溶,可以使沉淀更完全温度升高,沉淀速率加快c(H2SO4)增大,则c()增大,与Ba2+生成沉淀,促进BaCrO4(s)Ba2+(aq)+(aq)ΔH>0平衡右移,c()增大;同时,c(H+)也增大,共同促进+H2O+2H+平衡左移,有利于生成更多的H2Cr2O7BaSO4与BaCrO4溶解度接近,c(H2SO4)越大,越有利于生成BaSO4,包裹在BaCrO4外,使其难于接触H2SO4,阻碍重铬酸生成受到溶液pH、温度、H2SO4浓度、BaCrO4颗粒大小等影响
【解析】含有K2Cr2O7的废水同时含有SO42−,加入适量熟石灰过滤得到的固体1为硫酸钙和滤液1,向滤液1中加入BaCl2⋅2H2O的目的是使CrO42−从溶液中沉淀出来,过滤得到固体2为BaCrO4,滤液2检测CrO42−含量达标,向固体2中加入硫酸,回收重铬酸,同时生成固体3为硫酸钡沉淀。
(1). K2Cr2O7溶液中同时存在K2CrO4的原因是重铬酸根离子在水溶液中存在化学平衡生成铬酸根离子和氢离子,反应的离子方程式为Cr2O72−+H2O⇌2CrO42−+2H+,故答案为:1、H2O、2、2、H+;
(2). ①. 根据表中物质的溶度积常数可知,熟石灰的作用是沉淀硫酸根离子,调节溶液pH使Cr2O72−转化为CrO42−而沉淀,故答案为:沉淀SO42-,调节溶液pH,使Cr2O72−转化为CrO42−而沉淀;
②. 根据表中数据可知,BaCrO4比CaCrO4更难溶,所以选用Ba2+处理废水可以使CrO42−沉淀更完全,故答案为:BaCrO4比CaCrO4更难溶,可以使CrO42−沉淀更完全;
③. 根据图象可知,CrO42−的沉淀率随温度升高增大,沉淀速率加快,故答案为;温度升高,沉淀速率加快;
(3). ①. c(H2SO4)增大,则c(SO42-)增大,与Ba2+生成沉淀,促使BaCrO4(s) Ba2+(aq)+CrO42−(aq)平衡右移,使c(CrO42−)增大,同时c(H+)也增大,共同促使Cr2O72−+H2O2CrO42−+2H+平衡左移,可以生成更多的H2Cr2O7,故答案为:c(H2SO4)增大,则c(SO42-)增大,与Ba2+生成沉淀,促使BaCrO4(s) Ba2+(aq)+CrO42−(aq)平衡右移,c(CrO42−)增大,同时c(H+)也增大,共同促使Cr2O72−+H2O2CrO42−+2H+平衡左移,可以生成更多的H2Cr2O7;
②. 根据表中各物质的溶度积常数可知,BaSO4与BaCrO4溶解度比较接近,c(H2SO4)越大,越有利于生成BaSO4,包裹在BaCrO4外,使其难与H2SO4接触,阻碍重铬酸生成,故答案为:BaSO4与BaCrO4溶解度接近,c(H2SO4)越大,越有利于生成BaSO4,包裹在BaCrO4外,使其难于接触H2SO4,阻碍重铬酸生成;
(4). 根据上述分析可知,沉淀BaCrO4并进一步回收重铬酸的效果与温度、浓度、溶液pH、硫酸浓度、沉淀颗粒等有关,受到溶液pH、温度、H2SO4浓度、BaCrO4颗粒大小等因素的影响,故答案为:受到溶液pH、温度、H2SO4浓度、BaCrO4颗粒大小等影响。
A
B
C
D
检验淀粉是否水解
由褪色快慢研究反应物浓度对反应速率的影响
证明发生了取代反应
验证Ksp[Cu(OH)2]
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