高中化学试题

对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。请回答以下问题：
（1）硫酸工厂的酸性废水中砷（As）元素（主要以弱酸H₃AsO₃形式存在）含量极高，为控制砷的排放，某工厂采用化学沉降法处理含砷废水。
①已知砷是氮的同族元素，比氮原子多2个电子层，砷在元素周期表的位置为                ，AsH₃的稳定性比NH₃的稳定性              （填“强’’或“弱’’）;
②工业上采用硫化法（通常用硫化钠）去除废水中的砷，生成难溶的三硫化二砷，该反应的离子方程式为                    ;
（2）砷的常见氧化物有As₂O₃和As₂O₅，其中As₂O₅热稳定性差。根据下图写出As₂O₅分解为As₂O₃的热化学方程式：                。

（3）砷酸盐可发生如下反应：AsO₄^3-＋2I^﹣＋2H⁺AsO₃^3-＋I₂＋H₂O。下图装置中，C₁、C₂是石墨电极。

①A中盛有棕色的KI和I₂的混合溶液，B中盛有无色的Na₃AsO₄和Na₃AsO₃的混合溶液，当连接开关K，并向B中滴加浓盐酸时发现灵敏电流计G的指针向右偏转。此时C₂上发生的电极反应是          。
②该电池工作时，当外电路转移4N_A e^— 时生成         mol I₂。
（4）利用（3）中反应可测定含As₂O₃和As₂O₅的试样中的各组分含量（所含杂质对测定无影响），过程如下：
①将试样溶于NaOH溶液，得到含AsO₄^3-和AsO₃^3-的混合溶液。已知：As₂O₃与NaOH溶液反应生成AsO₃^3-，则As₂O₅与NaOH溶液反应的离子方程式是                                 ;
②上述混合液用0.02500 mol·L^-1的I₂溶液滴定，消耗I₂溶液20.00 mL。滴定完毕后，使溶液呈酸性，加入过量的KI，析出的I₂又用0.1000 mol·L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液30.00 mL。（ 已知2Na₂S₂O₃＋I₂＝Na₂S₄O₆＋2NaI ，M_As =75）试样中As₂O₅的质量是             g。

铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe₂(0H)_n（S0₄)_3-n/2]_m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾（其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：

请回答下列问题：
（1）若A为H₂0(g)，可以得到Fe₃0₄，写出其转化的化学方程式：                。
（2）若C为KNO₃和KOH的混合物，写出其与Fe₂O₃加热共融制得高铁酸钾的化学方程式 并配平：

（3）为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量，实验操作：准确量取20.00mL溶液Ⅰ于带塞锥形瓶中，加入足量H₂0₂，调节pH<3，加热除去过量H₂0₂；加入过量KI充分反应后,再用 O.1OOOmol.L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。
已知：2Fe^3＋+2I^－=2Fe^2＋+I₂   I₂+2S₂O₃^2-=2I^－+S₄O₆^2-
①写出滴定选用的指示剂         ,滴定终点观察到的现象              。
②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为       g.L^-1。若滴定前溶液中H₂0₂没有除尽，所测定的铁元素的含量将会           (填“偏高”“偏低”“不变”）。
（4）将3.48gFe₃O₄完全溶解在100mL 1 mol·L^-1H₂SO₄溶液中，然后加入K₂Cr₂O₇溶液25mL，恰好使溶液中的Fe²⁺全部反应，Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺。则K₂Cr₂O₇溶液的物质的量浓度为                 

I.（1）对反应N₂O₄（g）2NO₂（g） △H>0 ，在温度为T₁、 T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。T₁              T₂（填“>”、“<”或“=”）；A、C两点的速率V_A            V_C（同上）。

（2）在100℃时，将0.400mol的NO₂气体充入2L真空定容密闭容器中，
每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：

时间（s）	0	20	40	60	80
n（NO2）/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n（N2O4）/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

①该反应的平衡常数K的值为                ；
②若在相同情况下最初向该容器充入的是N₂O₄，要达到上述同样的平衡状态，N₂O₄的起始浓度是_____________mol/L。
③计算②中条件下达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为        ；（结果保留小数点后一位）
II. 在0.5 L的密闭容器中，一定量的H₂和N₂进行如下化学反应：3H₂(g)+N₂(g)2NH₃(g)   △H ＜0，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表。请回答下列问题。

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

④比较K₁,K₂的大小，K₁_________K₂(填写“ >”、“=”或“<”）。
⑤在400℃时,当测得NH₃和N₂、H₂的物质的量分别为3mol和1 mol、2 mol时,则该反应的V(H₂)_正_________ V (H₂)_逆（填写“>”、“=”或“<”）。

在一个温度和体积不变的容器中，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图1所示。（SO₂(g)＋1/2O₂(g)SO₃(g) ΔH＝－98.45kJ·mol^－1）

（1）硫燃烧的热化学方程式为：__________________。
（2）恒容条件下，下列措施中能使n(SO₂)/ n(SO₃)比图1所示情况减小的有____________。

A．降低温度

B．充入He

C．再充入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)

D．使用催化剂

（3）恒温恒容时，图1中II到III反应放出的热量比1 mol SO₂和2 mol O₂充分反应放出的热量__________
(填 “多”、“少”或“相等”)。
（4）某SO₂(g)和O₂(g)体系，时间t₁达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率v与时间t的关系如图2所示，若不改变SO₂(g)和O₂(g)的量，则图中t₂时引起平衡移动的条件可能是_____________；图中表示平衡混合物中SO₃的含量最高的一段时间是_____________。（如t₁～t₂、t₃～t₄、t₅～t₆、t₆～t₇等）

醋硝香豆素是一种治疗心脑血管疾病的药物，能阻碍血栓扩展，其结构简式为：
 
醋硝香豆素可以通过以下方法合成(部分反应条件省略)。

已知： + H₂O
回答以下问题：
（1）反应①的反应类型是              。
（2）从A到B引入的官能团名称是            。
（3）反应②的化学方程式为                          。
（4）反应③的化学方程式为                          。
（5）关于E物质，下列说法正确的是           (填字母序号)。
a．在核磁共振氢谱中有四组吸收峰
b．可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别D和E
c．可以发生加成反应、聚合反应、氧化反应和还原反应
d．存在顺反异构
（6）写出G的结构简式                      。
（7）分子结构中只含有一个环，且同时符合下列条件的G的同分异构体共有             种。
①可与氯化铁溶液发生显色反应； 
②可与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体。
其中，苯环上的一氯代物只有两种的同分异构体的结构简式为                      。

硫酸法是现代氧化铍或氢氧化铍生产中广泛应用的方法之一， 其原理是利用预焙烧破坏铍矿物(绿柱石—3BeO· Al₂O₃·6SiO₂及少量FeO等)的结构与晶型， 再采用硫酸酸解含铍矿物， 使铍、铝、铁等酸溶性金属进入溶液相， 与硅等脉石矿物初步分离， 然后将含铍溶液进行净化、除杂， 最终得到合格的氧化铍( 或氢氧化铍) 产品， 其工艺流程如右图。

已知：（1）铝铵矾的化学式是NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O（2）铍元素的化学性质与铝元素相似
根据以上信息回答下列问题：
（1）熔炼物酸浸前通常要进行粉碎，其目的是：                  ；
（2）“蒸发结晶离心除铝”若在中学实验室中进行，完整的操作过程是_____________________洗涤、过滤。
（3）“中和除铁”过程中“中和”所发生反应的离子方程式是__________________，用平衡原理解释“除铁”的过程_____________________。
（4）加入的“熔剂”除了流程中的方解石外，还可以是纯碱、石灰等。其中， 石灰具有价格与环保优势， 焙烧时配料比( m石灰/ m绿柱石) 通常控制为1：3， 焙烧温度一般为1400℃—1500℃ 。若用纯碱作熔剂，SiO₂与之反应的化学方程式是__________________________，若纯碱加入过多则Al₂O₃、BeO也会发生反应，其中BeO与之反应的化学方程式是_______________________，从而会导致酸浸时消耗更多硫酸，使生产成本升高，结合离子方程式回答成本升高的原因_____________________。

工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al₄C₃、Al₂O₃、C等杂质．某同学设计了如下实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al₄C₃的质量分数(忽略NH₃在强碱性溶液中的溶解)．
（1）实验原理
①Al₄C₃与硫酸反应可生成CH₄，
②AlN溶于强酸产生铵盐，溶于强碱生成氨气，请写出AlN与过量NaOH溶液反应的化学方程式      ，
（2）实验装置(如图所示)

（3）实验过程
①连接实验装置，检验装置的气密性．称得D装置的质量为yg，滴定管的读数为amL．
②称取xg AlN样品置于装置B瓶中；塞好胶塞，关闭活塞           ，打开活塞            ，通过分液漏斗加入稀硫酸，与装置B瓶内物质充分反应．
③待反应进行完全后，关闭活塞             ，打开活塞            ，通过分液漏斗加入过量         (填化学式)，与装置B瓶内物质充分反应．
④              (填入该步应进行的操作)．
⑤记录滴定管的读数为bmL，称得D装置的质量为zg．
（4）数据分析(已知：该实验条件下的气体摩尔体积为V_m L•mol^﹣1)
①Al₄C₃的质量分数为            ．
②若读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，则所测气体的体积             (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)．
③AlN的质量分数为               。

工业上可用软锰矿(主要成分是MnO₂)和黄铁矿(主要成分是FeS₂)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO₃)。其工业流程如下：

已知：MnCO₃难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解。
回答下列问题：
（1）净化工序的目的是除去溶液中的Cu²⁺、Ca²⁺等杂质。若测得滤液中c(F^-)=0.01mol/L^-1，滤液中残留的c(Ca²⁺)=            〔已知：K_sp(CaF₂)=1.46×10^-10〕
（2）沉锰工序中，298K、c(Mn²⁺)为1.05 mol/L^-1时，实验测得MnCO₃的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是          。
（3）从沉锰工序中得到纯净MnCO₃的操作方法是：过滤、                  。
（4）为测定某软锰矿中二氧化锰的质量分数，准确称量1.20g软锰矿样品，加入2.68g草酸钠固体，再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参加反应)，充分反应后冷却，将所得溶液转移到250mL容量瓶中用蒸馏水稀释至刻度，从中取出25.0mL，用0.0200mol·L^-1高锰酸钾溶液进行滴定，当滴入20.0mL溶液时恰好完全反应。
已知高锰酸钾、二氧化锰在酸性条件下均能将草酸钠(Na₂C₂O₄)氧化：
2MnO₄^- + 5C₂O₄^2- + 16H⁺ ="=" 2Mn²⁺ + 10CO₂↑+ 8H₂O
MnO₂ + C₂O₄^2- + 4H⁺ ="=" Mn²⁺ + 2CO₂↑+ 2H₂O
求该软锰矿中二氧化锰的质量分数          (写出计算过程)。

化合物F是一种常见的化工原料，可以通过以下方法合成：

（1）写出化合物C中含氧官能团的名称：          和            。
（2）化合物B的结构简式为            ；由D→E的反应类型是            。
（3）写出C→D反应的化学方程式：            。
（4）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．水解产物之一遇FeCl₃溶液显色；
Ⅲ．分子中含有4种不同化学环境的氢。
（5）已知。请写出以为原料，制备化合物的合成路线流程图(无机试剂可任选)。
合成路线流程图示例如下：

氯酸钠(NaClO₃)是无机盐工业的重要产品之一。
（1）工业上制取氯酸钠采用在热的石灰乳中通入氯气，然后结晶除去氯化钙后，再加入适量的       （填试剂化学式），过滤后即可得到。
（2）实验室制取氯酸钠可通过如下反应3C1₂+6NaOH5NaC1+NaC1O₃+3H₂O
先往-5℃的NaOH溶液中通入适量C1₂，然后将溶液加热，溶液中主要阴离子浓度随温度的变化如右图所示，图中C表示的离子是         。

（3）某企业采用无隔膜电解饱和食盐水法生产氯酸钠。则反应化学方程式为：              。
（4）样品中C1O₃^-的含量可用滴定法进行测定，步骤如下：
步骤1：准确称取样品ag（约2.20g），经溶解、定容等步骤准确配制1000mL溶液。
步骤2：从上述容量瓶中取出10.00mL溶液于锥形瓶中，准确加入25mL 1.000mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液（过量），再加入75mL硫酸和磷酸配成的混酸，静置10min。
步骤3：再在锥形瓶中加入100mL蒸馏水及某种指示剂，用0.0200mol/L K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗体积15.62mL。
步骤4：                               。
步骤5：数据处理与计算。
①步骤2中反应的离子方程式为        ；静置10min的目的是       。
②步骤3中K₂Cr₂O₇标准溶液应盛放在           （填仪器名称）中。
③为精确测定样品中C1O₃^-的质量分数，步骤4操作为           。
（5）在上述操作无误的情况下，所测定的结果偏高，其可能的原因的原因是       。

工业上可用软锰矿（主要成分是MnO₂）和黄铁矿（主要成分是FeS₂）为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰（MnCO₃）。其工业流程如下：

已知：MnCO₃难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解。
回答下列问题：
（1）净化工序的目的是除去溶液中的Cu²⁺、Ca²⁺等杂质。若测得滤液中c(F^-)=0.01mol/L^-1，滤液中残留的c(Ca²⁺)=                  〔已知：K_sp(CaF₂)=1.46×10^-10〕
（2）沉锰工序中，298K、c(Mn²⁺)为1.05 mol/L^-1时，实验测得MnCO₃的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是          。
（3）从沉锰工序中得到纯净MnCO₃的操作方法是：过滤、                  。
（4）为测定某软锰矿中二氧化锰的质量分数，准确称量1.20g软锰矿样品，加入2.68g草酸钠固体，再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参加反应)，充分反应后冷却，将所得溶液转移到250mL容量瓶中用蒸馏水稀释至刻度，从中取出25.0mL，用0.0200mol·L^-1高锰酸钾溶液进行滴定，当滴入20.0mL溶液时恰好完全反应。
已知高锰酸钾、二氧化锰在酸性条件下均能将草酸钠(Na₂C₂O₄)氧化：
2MnO₄^- + 5C₂O₄^2- + 16H⁺ =2Mn²⁺ + 10CO₂↑+ 8H₂O
MnO₂ + C₂O₄^2- + 4H⁺ = Mn²⁺ + 2CO₂↑+ 2H₂O
求该软锰矿中二氧化锰的质量分数          (写出计算过程)。

某校兴趣小组对SO₂与新制Cu(OH)₂悬浊液的反应进行探究，实验如下：

装置	序号	试管中的药品	现象
持续通入	实验Ⅰ	1.5 mL 1 mol·L^－1 CuSO4溶液和3.5 mL 1 mol·L^－1 NaOH溶液混合	开始时有砖红色沉淀出现，一段时间后，砖红色沉淀消失，静置，试管底部有少量紫红色固体，溶液呈绿色
实验Ⅱ	1.5 mL 1 mol·L^－1 CuCl2溶液和3.5 mL 1 mol·L^－1 NaOH溶液混合	开始时有黄色沉淀出现，一段时间后，黄色沉淀消失，静置，生成大量白色沉淀，溶液呈绿色

（1）制取新制Cu(OH)₂悬浊液的离子方程式为            。
（2）甲同学重新用实验II的方法制备新制Cu(OH)₂悬浊液，过滤，用蒸馏水洗涤干净。向洗净后的Cu(OH)₂中加入5 mL蒸馏水，再持续通入SO₂气体，现象与实验I相同，此步实验证明：             。检验Cu(OH)₂洗涤干净的方法是          。
（3）同学们对白色沉淀的成分继续进行探究。查阅资料如下：CuCl为白色固体，难溶于水，能溶于浓盐酸。它与氨水反应生成Cu(NH₃)₂⁺，在空气中会立即被氧化成含有蓝色Cu(NH₃)₄²⁺溶液。
①甲同学向洗涤得到的白色沉淀中加入氨水，得到蓝色溶液，此过程中反应的离子方程式为：CuCl + 2NH₃·H₂O ＝ Cu(NH₃)₂⁺ +Cl^－  + 2H₂O 、        ____________   。
②乙同学用另一种方法证明了该白色沉淀为CuCl，实验方案如下：

填写下表空格：

试剂1		试剂2	蒸馏水
现象1		现象2

③写出实验II中由Cu(OH)₂生成白色沉淀的离子方程式：           。
（4）丙同学通过实验证明实验Ⅰ中观察到的砖红色沉淀是Cu₂O。完成合理的实验方案：取少量Cu₂O固体于试管中，     _______________      ，则说明砖红色沉淀是Cu₂O。

硝酸与合成氨工业密切相关，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径。
完成下列计算：
52．合成氨时，假设100L的氮气与氢气(体积比为1 : 3)的混合气体通过氨合成塔充分反应后，体积变为90L，则氮气的转化率为             。(写出计算过程，计算结果请用百分数表示)
53．标准状况下，将500L氨气溶于1L水中形成氨水，则此氨水质量分数为             。(写出计算过程，计算结果请用百分数表示，并保留1位小数)
54．氨氧化法是将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮(NO)。此时温度很高，水以水蒸气的形式存在，NO也不与O₂反应。若氨气与氧气物质的量之比为1:1.7时，氨的转化率可达95%，计算反应后NO的体积分数             。(设氧气在空气中的体积分数为20%，写出计算过程，计算结果请用百分数表示并保留1位小数)
55．一氧化氮继续氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水可得硝酸。为测定某18K金样品的组成，将2.832 g样品粉碎后投入足量的浓硝酸中，充分溶解后，收集到NO₂和N₂O₄的混合气体224 mL(折算至标准状况，下同)，将该混合气体与84 mL O₂混合后缓缓通入水中，恰好被完全吸收。( 已知金不溶于浓硝酸)
填写该18K金的成分表(写出计算过程，计算结果请用百分数表示并保留1位小数，若不含该金属则填0)。

18K金成分	Au	Ag	Cu
含量(质量分数)	75 %	_________	_________

索氏制碱又称氨碱法，其主要生产流程如右图：

36．用化学方程式表示沉淀池中发生的反应             ，排出液的主要成分是             。
氨碱法制得的纯碱样品中可能会含有杂质(如NaCl)。现用两个实验方案测定纯碱样品的纯度。
方案1气体法 ：称取样品m克装入Y型试管左侧(如右图)

37．Y型试管另一端应装入试剂为          ，量气管中液体应为              。若最后读数时，发现水准管液面高于量气管(其他操作都正确)，则计算所得纯碱样品的纯度值              (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
方案2滴定法：
已知:  25℃时0.1 mol/L的NaHCO₃溶液的pH约为8.3
0.1mol/L的Na₂CO₃  溶液的pH约为11.6

38.指示剂选用酚酞，则该纯碱样品的纯度为              。(请用所给数据的字母符号表示)
氨碱法中钠利用率不高，一些化工专家开始研究有机胺制碱法，其工艺流程如下：

已知： NR₃+ HCl →NR₃·HCl，且NR₃·HCl易溶于有机溶剂
NR₃·HCl+NH₃→NR₃ +NH₄Cl
39．有机胺制碱法反应生成小苏打的化学方程式是            ， 操作①是              。
40．副产品的成分是            ，本工艺流程中可循环利用的物质是              。

利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下。

其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr^3＋，其次是Fe^3＋、Al^3＋、Ca^2＋和Mg^2＋。
（1）实验室用98%(密度是1.84g/cm³)的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L^－1的H₂SO₄溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外，还需___________，需要取用________ml98%(密度是1.84g/cm³)的浓硫酸.
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有____________________(答出两点)。
（3）H₂O₂的作用是将滤液Ⅰ中的Cr^3＋转化为Cr₂O₇^2－，写出此反应的离子方程式：_________________。
（4）常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：

阳离子	Fe^3^＋	Mg^2^＋	Al^3^＋	Cr^3^＋
开始沉淀时的pH	2.7	－	－	－
沉淀完全时的pH	3.7	11.1	8	9(>9溶解)

 
加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr₂O₇^2－转化为CrO₄^2－。滤液Ⅱ中阳离子主要有________；但溶液的pH不能超过8，其理由是_________________________。
（5）钠离子交换树脂的反应原理为M^n＋＋nNaR―→MR_n＋nNa^＋，利用钠离子交换树脂除去的滤液Ⅱ中的金属阳离子是_______________________________。
（6）写出上述流程中用SO₂进行还原时发生反应的化学方程式：_______________________。