高中化学试题

Ⅰ．A、B、C、D、E、X是中学常见的无机物，存在下图所示转化关系（部分生成物和反应条件略去），已知A由短周期非金属元素组成，B具有漂白性且光照易分解。

（1）若A为单质，且常温下0.1mol•L^-1C溶液的pH为1，请回答以下问题：
①组成单质A的元素在元素周期表中的位置为______________________；
②A与H₂O反应的离子反应方程式为______________________；
③X可能为________（填代号）。a．NaOH    b．AlCl₃    c．Na₂CO₃     d．NaAlO₂
（2）若A为两种元素形成的化合物，且E与水反应生成G的浓溶液遇C有白烟产生则：
①A的电子式为______________________；
②A与H₂O反应的化学反应方程式为______________________；
Ⅱ．某化合物A是一种易溶于水的不含结晶水盐，溶于水后完全电离出三种中学化学常见离子，其中有两种是10电子的阳离子。用A进行如下实验：取2.370gA溶于蒸馏水配成溶液；向该溶液中逐滴加入一定量的氢氧化钠溶液，过程中先观察到产生白色沉淀B，后产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 C，气体不再产生时沉淀开始溶解，当沉淀恰好完全溶解时共用去氢氧化钠的物质的量为0.050mol．回答下列问题：
（1）请画出沉淀B中金属元素的原子结构示意图______________________；
（2）请写出沉淀B溶解在氢氧化钠溶液中的离子方程式______________________；
（3）请写出气体C与氯气发生氧化还原反应的化学方程式______________________。

空气污染问题日益引起全民关注。工业生产中产生的SO₂、NO等为主要污染物。根据你所学化学知识完成下列问题：
Ⅰ．（1）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm（1μm=10³nm）的颗粒物。下列说法不正确的是_________（填字母序号）。
a．PM2.5主要来源于火力发电、工业生产、汽车尾气排放等过程
b．PM2.5颗粒小，所以对人体无害
c．直径介于1～2.5μm的颗粒物分散到空气中可形成胶体
d．推广使用电动汽车，可以减少PM2.5的污染
（2）SO₂为重要的含硫化合物，是形成酸雨的主要污染物之一。在实验室中，若用70%的硫酸溶液和亚硫酸钠粉末反应制取二氧化硫，并要求方便控制反应速率，可选用如图所示气体发生装置中的_______（填下列序号字母）。

（3）为研究SO₂的性质，如图在注射器中加入少量Na₂SO₃晶体，并吸入少量浓硫酸（以不接触纸条火准）。
下列有关说法正确的是___________

A．蓝色石蕊试纸先变红后褪色

B．湿润的品红试纸、蘸有KMnO4溶液的滤纸均褪色证明SO2具有漂白性

C．湿润的淀粉KI－试纸未变蓝说明SO2的氧化性强于I2

D．NaOH溶液可用于除去实验中多余的SO2

（4）一定温度下，在密闭容器中SO₂与O₂反应生成1molSO₃气体时，放出akJ热量。
①该温度下SO₂与O₂反应的热化学方程式为__________________________。
②已知：2NO(g)+O₂(g)═2NO₂(g)  △H=" -b" kJ•mol^-1 （a＞b＞0）
则反应NO₂(g)+SO₂(g)═SO₃(g)+NO(g)  的△H=________________。
Ⅱ．硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%（体积分数）时需要处理后才能排放。某校化学兴趣小组欲测定某硫酸工厂排放尾气中的二氧化硫的含量，采用以下方案：
实验步骤如下图流程图所示：

（1）步骤①中反应的离子方程式为____________________________。
（2）步骤②中Ba(OH)₂是否足量的判断方法是____________________________。
Ⅲ．工业生产中产生的SO₂、NO直接排放将对大气造成严重污染。利用电化学原理吸收SO₂和NO，同时获得 Na₂S₂O₄和 NH₄NO₃产品的工艺流程图如下（Ce为铈元素）．

请回答下列问题．
（1）装置Ⅱ中的反应在酸性条件下进行，写出NO被氧化为NO₂^-的离子方程式__________。
（2）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺，其原理如图所示；
图中A为电源的______（填“正”或“负”）极.右侧反应室中发生的主要电极反应式为__________。
（3）已知进人装置Ⅳ的溶液中NO₂^-的浓度为 0.75mol/L，要使 1m³该溶液中的NO₂^-完全转化为 NH₄NO₃，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的 O₂的体积为_______L。

镍是有机合成的重要催化剂，某化工厂有含镍催化剂废品（主要成分是镍、杂质是铁、铝单质及其化合物，还有少量难溶性杂质）。某学习小组设计如下流程利用含镍催化剂废品制备硫酸镍晶体：

几种难溶碱开始沉淀和完全沉淀的pH：

沉淀物	开始沉淀	完全沉淀
Al（OH）3	3.8	5.2
Fe（OH）3	2.7	3.2
Fe（OH）2	7.6	9.7
Ni（OH）2	7.1	9.2

回答下列问题：
（1）溶液①中含金属元素的离子是_________________。
（2）用离子方程式表示加入双氧水的目的___________；双氧水可以用下列物质替代的是_______。
A．氧气           B．漂白液          C．氯气        D．硝酸
（3）操作a和c需要共同的玻璃仪器是_____________；操作C的名称是______________。
（4）如果加入双氧水量不足或“保温时间较短”，则所制备的产品可能含有的杂质为_____________；请选择合适的试剂，设计实验证明产品中是否含“杂质” ______________。
（5）含镍金属氢化物MH－Ni燃料电池是一种绝色环保电池，广泛应用于电动汽车。其中M代表储氢合金，MH代表金属氢化物，电解质溶液可以是KOH水溶液．它的充、放电反应为：xNi(OH)₂+M  MH_x+xNiOOH；电池充电过程中阳极的电极反应式为_____________，放电时负极的电极反应式为___________。

碱式氧化镍（NiOOH）可用作镍氢电池的正极材料。以含镍（Ni²⁺）废液为原料生产NiOOH的一种工艺流程如下：

（1）加入Na₂CO₃溶液时，确认Ni²⁺已经完全沉淀的实验方法是______________________________，过滤时需用到的玻璃仪器有烧杯、_______________________。
（2）写出碳酸镍与稀硫酸反应的离子方程式：_____________________。
（3）硫酸镍溶液可用于制备合成氨的催化剂Co_nNi(_1-n) Fe₂ O₄。如图表示在其他条件相同时合成氨的相对初始速率随催化 剂中n值变化的曲线，由图分析可知Co²⁺、 Ni²⁺两种离子中催化效果更好的是_________。

（4）写出在空气中加热Ni(OH)₂制取NiOOH的化学方程式：__________________________。

硫化氢(H₂S)是一种有毒的可燃性气体，用H₂S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其总反应式为2H₂S+3O₂+4KOH=2K₂SO₃+4H₂O。
（1）该电池工作时正极应通入            。
（2）该电池的负极电极反应式为：                    。
（3）该电池工作时负极区溶液的pH         （填“升高”“不变”“降低”）
（4）有人提出K₂SO₃可被氧化为K₂SO₄，因此上述电极反应式中的K₂SO₃应为K₂SO₄，某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验，以确定电池工作时反应的产物。实验室有下列试剂供选用，请帮助该小组完成实验方案设计。
0.01mol·L^－1KMnO₄酸性溶液，1mol·L^－1HNO₃，1mol·L^－1H₂SO₄，1mol·L^－1HCl，0.1mol·L^－1Ba(OH)₂，0.1 mol·L^－1 BaCl₂。

实验步骤	实验现象及相关结论
①取少量电解质溶液于试管中，用pH试纸测其pH。	试纸呈深蓝色，经比对溶液的pH约为14，说明溶液中有残余的KOH。
②继续加入（  ）溶液，再加入（  ）溶液，振荡。	若有白色沉淀产生，则溶液中含有K2SO4。 若无白色沉淀产生，则溶液中没有K2SO4
③另取少量电解质溶液于试管中，滴入2~3滴0．01 mol·L－1KMnO4酸性溶液，振荡	(                )

（5）若电池开始工作时每100mL电解质溶液含KOH 56g，取电池工作一段时间后的电解质溶液20．00mL，加入BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤洗涤沉淀，将沉沉在空气中充分加热至恒重，测得固体质量为11．65g，计算电池工作一段时间后溶液中KOH的物质的量浓度(   )。(结果保留四位有效数字，假设溶液体积保持不变，已知：M(KOH)=56，M(BaSO₄)=233，M(BaSO₃)=217)

光刻胶是一种应用广泛的光敏材料，其合成路线如下（部分试剂和产物略去）：
已知：
Ⅰ.（R，R’为烃基或氢）
Ⅱ.（R，R’为烃基）
（1）A分子中含氧官能团名称为          。
（2）C物质可发生的反应类型为          （填字母序号）。
a.加聚反应    b. 酯化反应   c. 还原反应    d.缩聚反应
（3）B与Ag(NH₃)₂OH反应的化学方程式为          。
（4）乙炔和羧酸X加成生成E，E的核磁共振氢谱为三组峰，且峰面积比为3:2:1，E能发生水解反应，则E的结构简式为          。
（5）与C具有相同官能团且含有苯环的同分异构体有          种，写出其中的一种同分异构体的结构简式为         。
（6）D和G反应生成光刻胶的化学方程式为          。

某小组同学为比较酸性条件下NO₃^－、SO₄^2－、Fe³⁺的氧化性强弱，设计如下实验（夹持仪器已略去，装置的气密性已检验）。

实验记录如下：

	实验操作	实验现象
I	打开活塞c，将过量稀HNO3加入装置B中，关闭活塞c	B中浅绿色溶液立即变为深棕色；一段时间后，溶液最终变为黄色。
II	用注射器取出少量B装置中的溶液，加入KSCN溶液	溶液变为红色。
III	打开活塞b，向A装置中加入足量硫酸，关闭活塞b	A中产生气体；B中有气泡，液面上有少量红棕色气体生成。
IV	一段时间后，用注射器取出少量B装置中的溶液，……	……
V	打开活塞a，通入一段时间空气	————

请回答下列问题：
（1）保存Fe(NO₃)₂溶液时，常加入铁粉，目的是（用化学方程式表示）________。
（2）实验I中，发生反应的离子方程式是________。
（3）资料表明，Fe²⁺能与NO结合形成深棕色物质[Fe(NO)]²⁺： Fe²⁺ + NO[Fe(NO)]²⁺
用平衡移动原理解释实验I中溶液由深棕色变为黄色的原因是________________________。
（4）分析实验现象，同学们得出了结论。则：
① 实验IV的后续操作是________________，观察到的现象是________________。
② 由实验得出的结论是_______________________。
（5）实验反思
① 实验操作V的目的是_______________________________________。
② 实验操作III，开始时B中溶液的颜色并无明显变化，此时溶液中发生反应的离子方程式是________。
③ 有同学认为装置中的空气会干扰实验结论的得出，应在实验前通一段时间的氮气。你是否同意该看法，理由是________________________________________。

以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：

难溶电解质	Mg(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
溶解度/g	9×10^－4	1.7×10^－6	1.5×10^－4	3.0×10^－9

在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子。例如：
①为了除去氯化铵中的杂质Fe^3＋，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe^3＋，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe^2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H₂O₂，将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶即可。
请回答下列问题：
（1）上述三种除杂方案都能够达到很好的效果，Fe^2＋、Fe^3＋都被转化为_______（填化学式）而除去。
（2）①中加入的试剂应该选择_________为宜，其原因是_____________。
（3）②中除去Fe^3＋所发生的离子方程式为__________________________。
（4）下列与方案③相关的叙述中，正确的是__________________（填字母，多选不得分，少选得1分）。
A．H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B．将Fe^2＋氧化为Fe^3＋的主要原因是Fe(OH)₂沉淀比Fe(OH)₃沉淀较难过滤
C．调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D．Cu²⁺可以大量存在于pH＝4的溶液中
E．在pH>4的溶液中Fe^3＋一定不能大量存在

乙二酸俗名草酸，下面是化学学习小组的同学对草酸晶体（H₂C₂O₄•xH₂O）进行的探究性学习的过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。
该组同学的研究课题是：探究测定草酸晶体（H₂C₂O₄•xH₂O）中x的值。通过查阅资料和网络查寻得，草酸易溶于水，水溶液可以用酸性KMnO₄溶液进行滴定：
2MnO₄^－＋5H₂C₂O₄＋6H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O
学习小组的同学设计了滴定的方法测定x值。
①称取1.260 g纯草酸晶体，将其制成100.00 mL水溶液为待测液。
②取25.00 mL待测液放入锥形瓶中，再加入适量的稀H₂SO₄
③用浓度为0.1000 mol·L^－1的KMnO₄标准溶液进行滴定，达到终点时消耗了10.00mL。
请回答下列问题：
（1）滴定时，将酸性KMnO₄标准液装在如图中的      （填“甲”或“乙”）滴定管中。

（2）本实验滴定达到终点的标志是                                 。
（3）通过上述数据，求得x＝              。讨论：
①若滴定终点时俯视滴定管，则由此测得的x值会      （填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同）。
②若滴定时所用的酸性KMnO₄溶液因久置而导致浓度变小，则由此测得的x值会       。

铁及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题：
（1）钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的正极反应式为                              。
（2）生铁中含有一种铁碳化合物X（Fe₃C），X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性氧化物Y，Y可溶于过量盐酸，形成黄绿色的溶液，写出Y与盐酸反应的化学方程式                  。
（3）某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl₂·H₂O的工艺流程如下：

已知：Fe(OH)₂、Fe(OH)₃、Cu(OH)₂沉淀完全时的pH值分别为9.7、3.3、6.4。
试回答下列问题：
①试剂F应选用         （填编号）。
A.Cl₂         B.NaClO         C.HNO₃       D.浓硫酸
理由是                                                  。
②为了获得晶体，对滤液B进行的操作是蒸发浓缩，趁热过滤，滤液经冷却结晶，过滤得到产品。分析有关物质的溶解度曲线（如图），“趁热过滤”得到的固体是                      。

某兴趣小组探究SO₂气体还原Fe³⁺、I₂，他们使用的药品和装置如下图所示：

（1）SO₂气体还原Fe³⁺生成的还原产物是                （填离子符号），参加反应的SO₂和Fe³⁺的物质的量之比是                。
（2）下列实验方案适用于在实验室制取所需SO₂的是              （双选，填序号）。

A．Na2SO3溶液与HNO3	B．Na2SO3固体与浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧	D．铜与热浓H2SO4

（3）装置C的作用是                               。
（4）若要从A中所得溶液提取晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有                  （双选，填序号）。
A 蒸发皿   B 石棉网   C 漏斗   D 烧杯   E 玻璃棒   F 坩埚
（5）在上述装置中通入过量的SO₂，为了验证A中SO₂与Fe³⁺发生了氧化还原反应，他们取A中的溶液，分成三份，并设计了如下实验：
方案①：往第一份试液中加入KMnO₄溶液，紫红色褪去。
方案②：往第二份试液加入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红。
方案③：往第三份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl₂，产生白色沉淀。
上述方案不合理的一个是             ，原因是                                   。
（6）上述装置中能表明I^-的还原性弱于SO₂的现象是                                      。

已知①C₇H₁₀O₄是六元环化合物，②一个碳原子上连两个羟基不稳定，要脱水生成，有下列合成路线。

请回答下列问题
（1）反应1的反应类型______________反应2的反应类型___________
（2）C₂H₄O₃分子中所含官能团的名称___________________
（3）写出B的结构简式______________C的结构简式_______________
（4）C₂H₂Cl₄→A的化学方程式________________________________
（5）C₅H₁₂O₂→C₅H₁₀O₂的化学方程式____________________________
（6）C₅H₁₀O₂的同分异构体中，属于酯类的同分异构体有______种

硫酸铜在生产、生活中应用广泛。某化工厂用含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程如下：

（1）写出浸出时铜与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜的化学方程式：
（2）取样检验是为了确认Fe^3＋是否除净，你的检验方法是                        
（3）滤渣c是__________。
（4）气体a可以被循环利用，用化学方程式表示气体a被循环利用的原理为2NO＋O₂=2NO₂、              。
（5）一定温度下，硫酸铜受热分解生成CuO、SO₂气体、SO₃气体和O₂气体，且n(SO₃)∶n(SO₂)＝1∶2，写出硫酸铜受热分解的化学方程式：                           。
某同学设计了如下图所示的实验装置分别测定生成的SO₂、SO₃气体的质量和O₂气体的体积。此设计有不合理之处，请指出：                                        。

某学生为了测定部分变质的Na₂SO₃样品的纯度。按右图所示称取一定量的Na₂SO₃样品放入A装置的烧瓶中，滴入足量的H₂SO₄至完全反应；然后，将B中完全反应后的溶液与足量的BaCl₂溶液反应，过滤、洗涤、干燥，得白色沉淀23.3g。回答下列问题：

（1）写出A装置中玻璃仪器的名称：酒精灯、______________、______________。
（2）实验开始时，应先点燃__________________处酒精灯(填装置字母)。
（3） 写出D中反应的化学方程式__________________________________。
（4）实验开始后，写出B中反应的离子方程式_______________________。
（5）C中的现象是____________________，E装置的作用是__________________。
（6）原样品中Na₂SO₃的纯度为_________________(精确到0．1％)。按题给装置和操作进行实验，若装置连接和实验操作均无任何问题，该学生测得的Na₂SO₃的纯度__________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

向100mLBaCl₂、AlCl₃和FeCl₃的混合溶液A中，逐滴加入Na₂SO₄和NaOH的混合溶液B，产生的沉淀的物质的量（n）和加入溶液B的体积（V）关系如图。

（1）当加入B溶液110mL时，溶液中的沉淀为（化学式）               
（2）溶液B中Na₂SO₄与NaOH的物质的量浓度之比     ，从90 mL至100mL之间加入10 mL B溶液时发生的离子反应方程式               
（3）将A、B溶液中各溶质的物质的量浓度填入下表

溶质	Na2SO4	BaCl2	FeCl3
C(mol/L)